一种无线网络中信道资源分配方法、接入点及站点组成比例

本发明专利技术涉及一种无线网络中信道资源分配方法、接入点及站点，属于无线通信技术领域。本发明专利技术提供的一种无线网络中信道资源分配方法，通过将固定的信标间隔分为信道接入周期、动态分配周期和数据发送周期。在动态分配周期阶段，通过站点向接入点发送实时缓存剩余率和时延大小，接入点根据站点的实时缓存剩余率和时延大小计算静态时隙、竞争时隙和动态时隙三种时隙大小以及站点的发送优先级并将其发送至各个站点，各个站点根据信道资源的分配信息进行数据发送，本发明专利技术还提供了相应的接入点及站点。本发明专利技术提供一种无线网络中信道资源分配方法、接入点及站点，有效地提高了无线网络中信道资源的利用率。

Channel resource allocation method, access point and site in wireless network

The invention relates to a channel resource allocation method, an access point and a site in a wireless network, and belongs to the field of wireless communication technology. The invention provides a channel resource allocation method in a wireless network, which divides a fixed beacon interval into a channel access cycle, a dynamic distribution cycle and a data transmission cycle. In the dynamic allocation cycle, through the site to the access point to send real-time rate and delay buffer size, access point to calculate the static and dynamic slot, slot contention slot three slot size and site of the send priority according to the real-time cache residual rate and delay the size of the site and send it to each site, send data according to each site the distribution channels of information resources, the invention also provides a corresponding access point and site. The invention provides a channel resource allocation method, an access point and a site in a wireless network, which effectively improves the utilization ratio of channel resources in a wireless network.

【技术实现步骤摘要】
一种无线网络中信道资源分配方法、接入点及站点
本专利技术涉及无线通信
，特别涉及一种无线网络中信道资源分配方法、接入点及站点。
技术介绍
无线视频监控产业发展迅猛，在安全监控、交通管理、环境监测、智能家居等领域发挥着重要作用。作为物联网信息采集源的重要组成部分，无线视频监控丰富了物联网应用。目前无线高清监控多采用嵌入式监控系统，通过监控端反馈图像数据传输信息，图像数据采集端根据反馈的数据传输信息控制视频编码率，当无线信道出现拥塞时，降低视频质量以达到缓解拥塞造成的时延和丢包。现有的无线高清视频监控的信道基准主要是在2.4GHz和5GHz两个频段上，极其容易因同频干扰造成丢包率过大。当前无线高清视频传输网络主要存在如下问题：无线高清视频实时传输网络相比非高清的势必需要提高网络吞吐量和站点的缓存大小，但由于无线网络信道资源和嵌入式节点的缓存有限，很容易出现网络拥塞和站点缓存溢出而造成严重丢包。另外但H.264视频编码模式为可变码率模式(VBR)下具有更好的视频编码质量，但当出现监控内容剧烈变化时VBR下STA容易产生突发的视频流，可能造成站点传输时延和缓存溢出而产生的严重丢包。如果站点有重传机制情况下，重传会加剧时延。如何动态控制在突发性视频流情况下站点STA缓存空间、发送时隙和发送优先级以降低时延和避免缓存溢出。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种无线网络中信道资源分配方法、接入点及站点，有效地提高了无线网络中信道资源的利用率，解决了无线高清视频监控过程中因场景和亮度的变化引起站点采集视频数据大小剧烈波动而造成站点缓存剩余率变化，动态分配站点优先级和传输时隙大小而避免站点的紧急数据时延、平均时延和丢包持续恶化的问题。为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种无线网络中信道资源分配方法，包括以下步骤：101)接入点在信标间隔的动态分配周期发送轮询帧进行轮询；所述信标间隔包括信道接入周期、动态分配周期和数据发送周期；所述信道接入周期用于站点接入网络；所述动态分配周期用于分配站点的传输时隙；所述数据发送周期用于站点发送各种类型的数据。102)接入点为各个站点分配传输时隙，并发送至各个站点；所述传输时隙包括静态时隙、竞争时隙和动态时隙；所述静态时隙用于终端站点发送免竞争数据；所述竞争时隙用于终端站点发送紧急数据；所述动态时隙用于发送调节帧。进一步，所述步骤102)还包括接入点分配站点的发送优先级，并发送至各个站点。进一步，还包括步骤103)接入点在动态时隙发送调节帧至站点，调节视频编码参数。进一步，当接入点检测到某个站点的时延和丢包率超过阀值或抢占计数器的值大于0时，则执行步骤103)。一种无线网络中信道资源分配方法，包括以下步骤：201)站点接收轮询帧，将时延、丢包率、缓存剩余率等参数发送至接入点；202)站点根据分配的传输时隙来发送各个类型的数据；所述传输时隙包括静态时隙、竞争时隙和动态时隙；所述静态时隙用于终端站点发送免竞争数据；所述竞争时隙用于终端站点发送紧急数据；所述动态时隙用于发送调节帧。进一步，所述站点有紧急数据需要发送时，通过抢占其他站点的竞争时隙进行紧急数据发送；所述站点通过分配的发送优先级选择抢占其他站点的竞争时隙，进行紧急数据发送；发送优先级高的站点抢占发送优先级比自身低的站点的竞争时隙进行紧急数据发送。进一步，所述站点抢占其他站点的竞争时隙进行紧急数据发送时，抢占计数器的值加1。进一步，所述站点的时延和丢包率超过阀值，或者抢占计数器的值大于0时，通过调节帧调节视频编码参数。一种接入点，包括：发送模块，用于发送轮询帧，扫描网络的站点；发送Grant帧，并发送至各个站点，所述Grant帧中含有分配给各个站点的传输时隙；接收模块，用于接收站点发送的SPR帧，所述SPR帧中包含有站点的时延、丢包率、缓存剩余率等参数信息。一种站点，包括：接收模块，用于接收接入点发送的发送Grant帧，并发送至各个站点，所述Grant帧中含有分配给各个站点的传输时隙；发送模块，用于发送的SPR帧，所述SPR帧中包含有站点的时延、丢包率、缓存剩余率等参数信息；所述发送模块根据分配的传输时隙来发送各个类型的数据。本专利技术的有益效果在于：本专利技术提供的一种无线网络中信道资源分配方法、接入点及站点，通过动态分配站点的发送时隙以及优先级，以解决各个STA在不同的发送需求的情况下，因站点的发送时隙小以及优先级低而导致STA平均时延恶化。同时通过动态规划信标间隔中CBAP时隙和VAP时隙的大小以及发送优先级，以解决作为紧急数据的突发性视频流需要及时发送以及STA点缓存不足的情况下，而导致紧急数据时延和站点缓存溢出而丢包的问题；有效地提高了无线网络中信道资源的利用率。附图说明为了使本专利技术的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本专利技术提供如下附图进行说明：图1为本专利技术所述方法的流程图；图2为无线网络节点拓扑结构示意图；图3为无线视频传输超帧结构示意图。具体实施方式下面将结合附图，对本专利技术的优选实施例进行详细的描述。本专利技术提供的一种无线网络中信道资源分配方法，提出了根据各个站点(Station，STA)实时缓存剩余率和时延大小动态公平分配站点的发送时隙大小以及优先级的技术策略，有效地提高了无线网络中信道资源的利用率，特别适用于高清视频数据传输和以及高清视频监控，其无线网络节点拓扑图，如图2所示，对视频码流传输的实时性给予了保障。本专利技术实施例提供的第一种无线网络中信道资源分配方法，以接入点(AccessPoint，AP)的角度来进行描述，所述方法包括以下步骤：101)接入点在信标间隔的动态分配周期发送轮询帧进行轮询；将固定的信标间隔分为信道接入周期(ATI)、动态分配周期(DAI)和数据发送周期(DTI)；所述信道接入周期用于站点接入网络；所述动态分配周期用于分配站点的传输时隙；所述数据发送周期用于站点发送各种类型的数据。无线实时监控网络的信道资源访问过程中，考虑到站点的接入个数和缓存有限，以及高清视频帧的比特率大，需要更多信道资源进行发送，所以将信标间隔进行扩大以满足基本的站点发送需求，但是信标的扩大也会带来时延，综合两者考虑，可以将常规信标间隔设为30ms，并将固定的信标间隔分为ATI+DAI+DTI三个阶段。ATI阶段以站点的入网为主，主要用于在每个信标间隔中进行新站点的请求入网工作，同时利用信标帧Beacon确认有哪些站点丢线。auth帧以assoc帧进行站点STA入网的认证和连接工作。DAI阶段STA向AP发送实时缓存剩余率和时延大小，AP依据STA的实时缓存剩余率和时延计算出静态时隙SP、竞争时隙VAP和动态时隙CBAP三种时隙大小以及站点的发送优先级，各个站点根据信道资源的分配信息在DTI时隙开始进行数据发送。DTI阶段主要用于各STA和AP在既定的时隙进行视频帧的以及紧急信令的发送。其中竞争时隙CBAP主要用于H264码流采集参数调节的信令，以及被发送时隙为VAP同时被抢占的站点两者以CSMA/CA机制竞争发送，如图3所示。102)接入点为各个站点分配传输时隙及各个站点的发送优先级，并发送至各个站点；所述传输时隙包括静态时隙(SP)、竞争时隙(VAP)和动态时隙(CBAP)；所述静态时隙用于终端站点发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无线网络中信道资源分配方法，其特征在于，包括以下步骤：101)接入点在信标间隔的动态分配周期发送轮询帧进行轮询；所述信标间隔包括信道接入周期、动态分配周期和数据发送周期；所述信道接入周期用于站点接入网络；所述动态分配周期用于分配站点的传输时隙；所述数据发送周期用于站点发送各种类型的数据；102)接入点为各个站点分配传输时隙，并发送至各个站点；所述传输时隙包括静态时隙、竞争时隙和动态时隙；所述静态时隙用于终端站点发送免竞争数据；所述竞争时隙用于终端站点发送紧急数据；所述动态时隙用于发送调节帧。

【技术特征摘要】
1.一种无线网络中信道资源分配方法，其特征在于，包括以下步骤：101)接入点在信标间隔的动态分配周期发送轮询帧进行轮询；所述信标间隔包括信道接入周期、动态分配周期和数据发送周期；所述信道接入周期用于站点接入网络；所述动态分配周期用于分配站点的传输时隙；所述数据发送周期用于站点发送各种类型的数据；102)接入点为各个站点分配传输时隙，并发送至各个站点；所述传输时隙包括静态时隙、竞争时隙和动态时隙；所述静态时隙用于终端站点发送免竞争数据；所述竞争时隙用于终端站点发送紧急数据；所述动态时隙用于发送调节帧。2.根据权利要求1所述的一种无线网络中信道资源分配方法，其特征在于，所述步骤102)还包括接入点分配站点的发送优先级，并发送至各个站点。3.根据权利要求1所述的一种无线网络中信道资源分配方法，其特征在于，还包括步骤103)接入点在动态时隙发送调节帧至站点，调节视频编码参数。4.根据权利要求1所述的一种无线网络中信道资源分配方法，其特征在于，当接入点检测到某个站点的时延和丢包率超过阀值或抢占计数器的值大于0时，则执行步骤103)。5.一种无线网络中信道资源分配方法，其特征在于，包括以下步骤：201)站点接收轮询帧，将时延、丢包率、缓存剩余率等参数发送至接入点；202)站点根据分配的传输时隙来发送各个类型的数据；所述传输时隙包括静态时隙、竞争时隙和动态时隙；所述静态时隙用于终端站点发送免竞争数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：李勇，齐维超，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50