超密集网络中端到端通信的吞吐量增强方法技术

超密集网络中端到端通信的吞吐量增强方法，终端可通过关联接入时的信标帧等帧控制字段的“More Data”比特位信息获取该AP是否具有两时隙高速通信能力，第一时隙，STA1向AP1和AP2发送信号

【技术实现步骤摘要】
超密集网络中端到端通信的吞吐量增强方法
本专利技术涉及移动通信
，具体地说是超密集网络中端到端通信的吞吐量增强方法。
技术介绍
首先介绍一下无线局域网IEEE802.11ac的标准。IEEE802.11ac工作在5GHz频段，与IEEE802.11n部分兼容，支持20/40/80/160/80+80MHz可变带宽运行。IEEE802.11ac物理层采用多用户MIMO+OFDM技术，支持最高为256QAM、5/6码率的调制编码方式，最高速率可达1Gbps。IEEE802.11ac的MAC层引入了多用户下行TXOP机制，允许AP同时传输帧到多个STA，在一个TXOP中可以传输多个接入类别（AC）的数据；此外MAC层还改进了聚合机制，通过增大A-MSDU和A-MPDU的长度提升了MAC层能效。BSS是一个802.11无线局域网（WLAN）的基本组成部分。BSS分为两种——独立BSS（IBSS，IndependentBSS）和具有基础设施的BSS。其中，IBSS指的是相互之间直接通信的站点所建立起来的ad-hoc关联。一个具有基础设施的BSS具有一个AP，AP可能与分布式系统（DS,DistributedSystem）相连。在本专利技术中，我们所采用的拓扑结构为基础BSS。基础BSS中的AP定期广播“信标”帧。“信标”时段定义了目标信标传输时间(TargetBeaconTransmissionTime,TBTT)的固定时刻表，在媒体空闲的前提下，“信标”帧本身则在TBTT时刻或者尽量靠近TBTT的时刻发送。“信标”帧带有管制信息、能力信息以及用来管理BSS的信息。802.11管理功能为通过扫描，也就是被动地寻找“信标”传输或者利用“试探请求”/“试探响应”交换来主动探测AP的存在，站点就能知道一个BSS的存在。这里的扫描是站点发现一个BSS以及与该BSS相关联的属性的过程。扫描有两种形式：被动扫描和主动扫描。站点在BSS中的成员身份是动态的。站点可能上电打开或关闭，或者站点可能是移动的，并移进或移出BSS所覆盖的区域。站点通过“关联”到BSS来成为BSS的成员。当离开BSS时，站点则变成“去关联”。在一个或多个基础BSS组成的扩展BSS（ESS,ExtentServiceSet）中，站点可以通过“重关联”在ESS中从一个BSS迁移到另一个BSS。其中，关联是站点必须先与AP关联，然后才被允许通过AP发送数据。在站点和AP间建立起一种映射关系，以允许分布系统(DistributedSystem,DS)内的消息可以抵达站点所关联的AP，并最终抵达站点本身。在任何给定时刻，一个站点只能与一个AP关联。重关联是对站点的移动性提供支持，从而使站点可以在同一个ESS中从与一个AP相关联转移到另一个。去关联-可以由站点或AP发起，以结束一个已有的关联。站点在离开网络时，应该主动执行去关联操作。无线局域网络中，基站又被称为接入站点(AP,accesspoint)，用户相当于工作站点(STA，station)。基本服务集（BasicServiceSet），是一个无线网络中的术语，用于描述在一个802.11WLAN中的一组相互通信的移动设备。一个BSS可以包含AP（接入点），也可以不包含AP。基本服务集有两种类型：一种是基础设施模式的基本服务集，包含一个AP和若干个移动台；另一种是独立模式的基本服务集，由若干个移动台组成，其中的一个充当主移动台。每个基本服务集都一个唯一的标识，称为BSSID。距离相近有重叠覆盖范围的称为重叠基本服务集(OBSS,OverlappingBasicServiceSet)。在超密集网络中，分布着多个小小区。值得说明的是第5代移动通信系统中的小小区将采用高频段的超宽带传输策略，高频段带来超高速宽带传输体验的同时，也不可避免的会受到大尺度和阴影衰落的严重影响，因此其传输距离通常较近。尤其当小小区中距离较远的终端之间进行通信显得较为困难，本专利技术的提出使得端到端的通信更加方便，而且相对于现有机制，可节省传输时隙，有效提升超密集网络中的系统吞吐量。目前的IEEE802.11标准中已有的TDLS(TunnelDirectLinkSession)尽管可一定程度实现端到端的通信，但是需要多个时隙才能完成，针对超密集网络中端到端通信的吞吐量增强方法尚无有效的解决方案，本专利技术的提出可仅使用两个时隙即可完成端到端的高速通信。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供超密集网络中端到端通信的吞吐量增强方法，克服现有技术存在的问题，使终端之间可以通过AP实现高速信息传输。本专利技术为解决上述技术问题所采用的技术方案是：超密集网络中端到端通信的吞吐量增强方法，（1）BSS1和BSS2中的STA1和STA2确定所关联AP可实现两时隙的端到端传输；（2）第一时隙，STA1向AP1和AP2发送信号，同时，STA2向AP1和AP2发送信号，且STA1到AP1和AP2的信道系数为和，STA2到AP1和AP2的信道系数为和；（3）第二时隙，AP1和AP2向STA3发送信号和，并通过帧结构修改，使STA3精确获得所有信道状态信息，STA3采用公式(1)和(2)进行求解实现译码：并通过公式(1)和(2)的方法进行求解得到信号：（1）（2）其中，，，h和g分别是AP1与STA3以及AP2与STA3之间的信道状态信息，yD指的是STA3的接收信号，pinv(A)是矩阵A的伪逆。本专利技术所述BSS1和BSS2中的STA1和STA2确定所关联AP可实现两时隙的端到端传输的方法为：将关联时帧结构里“FrameControl”中的“MoreData”由“0”修改为“1”。本专利技术所述步骤（3）中帧结构修改的方法为：将信道状态信息放在“FrameBody”的前面，通过1~2个字节指示信道状态信息所占的比特位。当STA1和STA2识别所关联AP无法实现两时隙高速传输则放弃进行两时隙端到端通信。当STA1和STA2关联到多个具有两时隙端到端传输的AP时，则终端可根据不同选择准则进行AP选择，确定所关联AP后再实现两时隙端到端高速通信。本专利技术的有益效果是：在不改动现有无线局域网机制的前提下，当存在较多无线局域网密集覆盖时，可有效增强超密集网络中端到端通信的吞吐量，在两个时隙内实现端到端的高速通信。附图说明图1为本专利技术一实施例的场景图；图2为本专利技术一实施例MAC层的帧结构以及修改“MoreData”比特位示意图；图3为本专利技术一实施例获取信道状态信息方法示意图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术的方法做进一步的阐述。如图1所示，超密集网络中端到端通信的吞吐量增强方法：在超密集局域网络中，通过对传统机制在非数据传输期间无用的“MoreData”比特位进行修改来标识所在BSS的AP是否可实现两个时隙的端到端高速通信，本专利技术在兼容已有协议的前提下，对预留比特位“MoreData”赋予能力标示，可有效实现超密集局域网络下端到端通信；（2）第一时隙，STA1向AP1和AP2发送信号，同时，STA2向AP1和AP2发送信号，且STA1到AP1和AP2的信道系数为和，STA2到AP1和AP2的信道系数为和；（3）第二时隙，AP1和AP2向STA3发送信号和，需要说明的是ST本文档来自技高网...

【技术保护点】
超密集网络中端到端通信的吞吐量增强方法，其特征在于：（1）BSS1和BSS2中的STA1和STA2确定所关联AP可实现两时隙的端到端传输；（2）第一时隙，STA1向AP1和AP2发送信号

【技术特征摘要】
1.超密集网络中端到端通信的吞吐量增强方法，其特征在于：（1）BSS1和BSS2中的STA1和STA2确定所关联AP可实现两时隙的端到端传输；（2）第一时隙，STA1向AP1和AP2发送信号，同时，STA2向AP1和AP2发送信号，且STA1到AP1和AP2的信道系数为和，STA2到AP1和AP2的信道系数为和；（3）第二时隙，AP1和AP2向STA3发送信号和，并通过帧结构修改，使STA3精确获得所有信道状态信息，STA3采用公式(1)和(2)进行求解实现译码：并通过公式(1)和(2)的方法进行求解得到信号：（1）（2）其中，，，h和g分别是AP1与STA3以及AP2与STA3之间的信道状态信息，yD指的是STA3的接收信号，pinv(A)是矩阵A的伪逆。2.根据权利要求1所述的超密集网络中端到端通信的吞吐量增强方法，其特征在于：所述BSS1和BSS2中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：冀保峰，谢萍，陈苏丹，邢冰冰，李玉琦，马秋然，马跃辉，李春国，马华红，张高远，文红，郑国强，高宏峰，宋梁，
申请(专利权)人：河南科技大学，
类型：发明
国别省市：河南,41