一种信道占用方法、主设备和从设备与流程

文档序号:14477776阅读:332来源:国知局
一种信道占用方法、主设备和从设备与流程

本发明实施例涉及无线网络通信领域,尤其涉及一种信道占用方法、主设备和从设备。



背景技术:

在无线局域网(wirelesslocalareanetworks,简称wlan)发明之前,人们要想通过网络进行联络和通信,必须先用物理线缆-铜绞线组建一个电子运行的通路,为了提高效率和速度,后来又发明了光纤。当网络发展到一定规模后,人们又发现,这种有线网络无论组建、拆装还是在原有基础上进行重新布局和改建,都非常困难,且成本和代价也非常高,于是wlan的组网方式应运而生。wlan基于ieee802.11标准的无线局域网允许在局域网络环境中使用可以不必授权的ism频段中的2.4ghz或5ghz射频波段进行无线连接。wlan拥有灵活性和移动性、安装便捷、易于进行网络规划和调整、故障定位容易、易于扩展等诸多优点,使它逐渐取代有线网络通信,成为新时代的宠儿。

随着wlan网络布局的逐步密集化以及点对多点网络的广泛应用,来自周边wlan网络的干扰问题日益验证,在密集组网场景中,多个wlan网络争抢信道可能导致数据频繁碰撞从而造成信道实际空闲但是信道资源无法得到充分利用。



技术实现要素:

本发明实施例提供一种信道占用方法、主设备和从设备,用于解决现有技术中信道资源无法得到充分利用的问题。

本发明实施例提供了一种信道占用方法,包括:

主设备在预设范围内广播携带信标周期的信标帧,所述信标周期用于指示所述主设备占用信道的时间,所述信标帧为无需回复的广播消息;

所述主设备在所述信标周期的等待时隙接收到携带网络分配矢量的消息时,等待所述网络分配矢量对应的信道占用时间后,再次在所述预设范围内广播所述信标帧。

可选地,还包括:

所述信标周期包括用于指示从设备发起接入请求的接入时隙;

所述主设备在所述信标周期的等待时隙没有接收到携带所述网络分配矢量的消息后,在所述接入时隙等待接收从设备发送的接入请求。

可选地,还包括:

所述主设备在确定接收的所述接入请求符合预设条件时,为所述从设备在所述信标周期的数据传输时隙中分配传输数据的子时隙,向所述从设备发送携带所述子时隙的接入成功消息;

所述主设备在所述子时隙与所述从设备传输数据。

可选地,还包括:

所述信标周期还包括用于指示已接入的从设备传输数据的数据传输时隙;

所述主设备在所述信标周期的等待时隙没有接收到携带所述网络分配矢量的消息后,在所述数据传输时隙与所述已接入的从设备传输数据。

可选地,所述主设备在所述子时隙与所述已接入的从设备传输数据之后,还包括:

所述主设备判断需要与所述已接入的从设备传输的数据是否在所述数据传输时隙内传输完毕;

若没有,则再次在所述预设范围内广播所述信标帧。

本发明实施例提供了一种信道占用方法,包括:

从设备接收主设备广播的携带信标周期的信标帧,所述信标周期用于指示所述主设备占用信道的时间,所述信标帧为无需回复的广播消息;所述信标周期包括用于指示从设备发起接入请求的接入时隙;

所述从设备在所述接入时隙内以第一速率发送接入请求至所述主设备;

所述从设备若没有接收到所述主设备发送的接入成功消息时,等待n个信标周期后,以第二速率发送接入请求至所述主设备,所述第二速率小于第一速率,直到接收到所述主设备发送的接入成功消息,所述成功接入消息中携带了所述主设备为所述从设备分配的在所述信标周期的数据传输时隙中传输数据的子时隙;

所述从设备在所述子时隙与所述主设备传输数据。

可选地,还包括:

所述信标周期还包括用于指示已接入的从设备传输数据的数据传输时隙;

所述从设备为已接入的从设备时,在所述数据传输时隙与所述主设备传输数据。

相应地,本发明实施例提供了一种主设备,包括:

发送模块,用于在预设范围内广播携带信标周期的信标帧,所述信标周期用于指示所述主设备占用信道的时间,所述信标帧为无需回复的广播消息;

处理模块,用于在所述信标周期的等待时隙接收到携带网络分配矢量的消息时,等待所述网络分配矢量对应的信道占用时间后,再次在所述预设范围内广播所述信标帧。

可选地,所述处理模块还用于:

所述信标周期包括用于指示从设备发起接入请求的接入时隙;

在所述信标周期的等待时隙没有接收到携带所述网络分配矢量的消息后,在所述接入时隙等待接收从设备发送的接入请求。

可选地,所述处理模块还用于:

在确定接收的所述接入请求符合预设条件时,为所述从设备在所述信标周期的数据传输时隙中分配传输数据的子时隙,向所述从设备发送携带所述子时隙的接入成功消息;

在所述子时隙与所述从设备传输数据。

可选地,所述处理模块还用于:

所述信标周期还包括用于指示已接入的从设备传输数据的数据传输时隙;

在所述信标周期的等待时隙没有接收到携带所述网络分配矢量的消息后,在所述数据传输时隙与所述已接入的从设备传输数据。

可选地,所述处理模块还用于:

在所述子时隙与所述已接入的从设备传输数据之后,判断需要与所述已接入的从设备传输的数据是否在所述数据传输时隙内传输完毕;

若没有,则再次在所述预设范围内广播所述信标帧。

相应地,本发明实施例提供了一种从设备,包括:

接收模块,用于接收主设备广播的携带信标周期的信标帧,所述信标周期用于指示所述主设备占用信道的时间,所述信标帧为无需回复的广播消息;所述信标周期包括用于指示从设备发起接入请求的接入时隙;

处理模块,用于在所述接入时隙内以第一速率发送接入请求至所述主设备;若没有接收到所述主设备发送的接入成功消息时,等待n个信标周期后,以第二速率发送接入请求至所述主设备,所述第二速率小于第一速率,直到接收到所述主设备发送的接入成功消息,所述成功接入消息中携带了所述主设备为所述从设备分配的在所述信标周期的数据传输时隙中传输数据的子时隙;在所述子时隙与所述主设备传输数据。

可选地,所述信标周期还包括用于指示已接入的从设备传输数据的数据传输时隙;所述处理模块还用于在所述数据传输时隙与所述主设备传输数据。

本发明实施例提供了一种计算设备,包括:

存储器,用于存储程序指令;

处理器,用于调用所述存储器中存储的程序指令,按照获得的程序执行上述任一项所述的方法。

本发明实施例提供了一种计算机存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令,所述计算机可执行指令用于使计算机执行上述任一项所述的方法。

本发明实施例表明,主设备在预设范围内广播携带信标周期的信标帧,所述信标周期用于指示所述主设备占用信道的时间,所述信标帧为无需回复的广播消息;所述主设备在所述信标周期的等待时隙接收到携带网络分配矢量的消息时,等待所述网络分配矢量对应的信道占用时间后,再次在所述预设范围内广播所述信标帧。本发明实施例通过发送低速高优先级的信标帧参与信道竞争,以低速率发送信标帧能让更远的竞争设备接收到信标帧,并根据信标帧中携带的信标周期等待对应的时间,从而使主设备优先使用信道资源。当主设备在等待时隙内接收到携带网络分配矢量的消息时,等待网络分配矢量对应的信道占用时间后再次广播信标帧,而不需要随机退避任何时间,故相较于现有技术的竞争机制中随机退避一段时间的方法,本发明实施例的方法提高了主设备抢占信道的成功率,同时也减小了与其他竞争设备发生碰撞的几率,提高了信道资源的利用率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域的普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例适用的一种系统架构示意图;

图2为本发明实施例提供的一种信道占用方法的流程示意图;

图3为本发明实施例提供的一种从设备接入方法的流程示意图;

图4为本发明实施例提供的另一种信道占用方法的流程示意图;

图5为本发明实施例提供的一种主设备的结构示意图;

图6为本发明实施例提供的一种从设备的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。

图1示例性示出了本发明实施例适用的一种系统架构示意图,如图1所示,本发明实施例适用的系统架构包括主设备101和从设备102。主设备101和从设备102通过无线连接。主设备101包括但不限于路由器、中央控制器、基站、节点、基站收发机系、站点控制器。从设备102包括但不限于终端、无线发送/接收单元、用户设备、移动站、移动终端、移动用户单元。与主设备101连接的从设备为一个或多个。

基于图1所示的系统架构,如图2所示,本发明实施例提供了一种信道占用方法,包括以下步骤:

步骤s201,主设备在预设范围内广播携带信标周期的信标帧,信标周期用于指示主设备占用信道的时间,信标帧为无需回复的广播消息。

步骤s202,主设备在信标周期的等待时隙接收到携带网络分配矢量的消息时,等待网络分配矢量对应的信道占用时间后,再次在预设范围内广播信标帧。

具体实施中,预设范围为主设备的无线覆盖范围,信标周期的等待时隙的时长根据具体情况进行设定,比如可以根据主设备与距离最近的竞争设备的距离确定等待时隙的时长,也可以根据主设备与距离最近的从设备的距离确定等待时隙的时长。主设备在广播信标帧之前,首先关闭设备物理层的空闲信道评估(clearchannelassessment,简称cca)检测,故主设备不会对信道的物理链路干扰进行规避,以便主设备在任何时候需要征用信道都可以发送信标帧抢占信道,提高了主设备抢占信道的成功率。主设备在广播信标帧之后,按照载波侦听多路访问/冲突避免(carriersensemultipleaccesswithcollisionavoidance,简称csma/ca)机制与其他竞争设备参与进行信道的使用权竞争,竞争遵循分布式协调功能(distributedcoordinationfunction,简称dcf)机制。主设备发送的信标帧为一种管理帧,以最低速率发送(对于11ac系统是mcs0速率,对于11b/g/n/a系统是最低的基本速率),退避的优先级高。故主设备在等待网络分配矢量对应的信道占用时间后,将随机退避窗口设置为0个时间周期,即主设备在等待网络分配矢量对应的信道占用时间后,不等待任何随机时间,再次在预设范围内广播信标帧,相较于现有技术的竞争机制中随机退避一段时间的方法,本发明实施例的方法提高了主设备抢占信道的成功率,同时也减小了与其他竞争设备发生碰撞的几率,提高了信道资源的利用率。

进一步地,信标周期还包括用于指示从设备发起接入请求的接入时隙,主设备在接入时隙内完成从设备的注册和登录,具体包括以下步骤,如图3所示:

步骤s301,从设备接收主设备广播的携带信标周期的信标帧,信标周期包括用于指示从设备发起接入请求的接入时隙。

步骤s302,主设备在信标周期的等待时隙没有接收到携带网络分配矢量的消息后,在接入时隙等待接收从设备发送的接入请求。

步骤s303,从设备在接入时隙内以第一速率发送接入请求至主设备。

步骤s304,主设备在确定接收的接入请求符合预设条件时,为从设备在信标周期的数据传输时隙中分配传输数据的子时隙,向从设备发送携带子时隙的接入成功消息。

步骤s305,从设备接收到主设备发送的接入成功消息,在成功接入消息中携带的子时隙与主设备传输数据。

具体地,在步骤s301中,信标周期用于指示主设备占用信道的时间,信标帧为无需回复的广播消息。预设范围内的从设备和竞争设备均能收到主设备广播的信标帧,从设备接收到信标帧后,解析信标帧确定信标周期的接入时隙。竞争设备在接收到主设备发送的信标帧后,解析信标帧确定信标周期,然后等待信标周期对应的时长。

在步骤s304中,主设备在确定接收的接入请求符合预设条件时,在数据传输时隙的空闲时隙中为从设备分配传输数据的子时隙。具体实施中,也可以不在接入成功消息中携带子时隙,而是通过下一次广播的信标帧中携带该从设备在数据传输时隙中传输数据的子时隙,故主设备和从设备在下一信标周期进行数据传输。

在步骤s305中,由于多个从设备均在接入时隙内发送接入请求至主设备,故不可避免的会出现多个从设备发送的接入请求发生碰撞的情况。接入请求发生碰撞之后,主设备将不能接收到从设备的接入请求,故也不会给从设备发送接入成功消息。本发明实施例中,从设备若在没有在设定时段内接收到主设备发送的接入成功消息时,等待n个信标周期后,以第二速率发送接入请求至主设备,第二速率小于第一速率,直到接收到主设备发送的接入成功消息。第一速率和第二速率为预设的速率,n为随机正整数。当从设备发送的接入请求的速率达到最低的预设速率而仍旧没有接收到主设备发送的接入成功消息,则保持最低的预设速率发送接入请求至主设备。由于主设备预先在信标周期中确定接入时隙,在发送信标帧参与信道竞争时,同时将信标周期中的接入时隙发送至从设备,故主设备发送一个信标帧既能用于抢占信道,又能与从设备约定接入的时隙,从而简化了主从设备之间的通信,提高了通信的效率。其次,从设备发送的接入请求发送碰撞时,退避随机的信标周期个数,从而减小了从设备的接入请求发生碰撞的几率,保障了从设备的接入。

可选地,信标周期还包括用于指示已接入的从设备传输数据的数据传输时隙。当已接入的从设备接收到携带信标周期的信标帧后,解析该信标帧,确定数据传输时隙中主设备为其分配的传输数据的子时隙,然后在该子时隙与主设备传输数据。主设备在信标周期的等待时隙没有接收到携带网络分配矢量的消息后,在数据传输时隙与各个接入的从设备传输数据。具体实施中,已接入的从设备可以是在当前信标周期之前的信标周期接入成功的从设备,也可以是在当前信标周期接入成功的从设备。主设备和各个从设备之间可以按照时分多址(timedivisionmultipleaccess,简称tdma)的方式传输数据,即将数据传输时隙划分上下行时隙或从设备子时隙来分给各个从设备。主设备和各个从设备之间也可以按数据流向进行数据传输。主设备和各个从设备之间还可以采用令牌方式进行数据传输或其他可行的传输方式。主设备在为各个从设备分配传输数据的时隙时,可根据服务质量(qualityofservice,简称qos)优先级为不同的从设备分配不同数量的子时隙。

可选地,主设备在子时隙与已接入的从设备传输数据之后,主设备判断需要与已接入的从设备传输的数据是否在数据传输时隙内传输完毕;若没有,则再次在预设范围内广播所述信标帧。具体实施中,主设备可在信标周期结束时判断,也可以在信标周期结束前判断。当主设备判断需要与已接入的从设备传输的数据不能在数据传输时隙内传输完毕时,不等待任何随机时间,再次在预设范围内广播信标帧,故主设备能再次捕获信道,保障了主设备与从设备的数据顺利传输。当主设备判断需要与已接入的从设备传输的数据能在数据传输时隙内传输完毕时,停止发送携带信标周期的信标帧,使信道恢复自由竞争,以保证与周围的竞争设备和谐使用信道资源。

为了更好的解释本发明实施例,下面通过具体的实施场景描述本发明实施例提供的一种信道占用方法的流程,如图4所示,包括以下步骤:

步骤s401,主设备在预设范围内广播携带信标周期的信标帧,信标周期用于指示主设备占用信道的时间。

步骤s402,主设备在信标周期的等待时隙接收到携带网络分配矢量的消息时,等待网络分配矢量对应的信道占用时间后,再次在预设范围内广播信标帧。

步骤s403,主设备在信标周期的等待时隙没有接收到携带网络分配矢量的消息后,在接入时隙等待接收从设备发送的接入请求。

步骤s404,从设备接收主设备广播的携带信标周期的信标帧后,在接入时隙内以第一速率发送接入请求至主设备。

步骤s405,主设备在确定接收的接入请求符合预设条件时,为从设备在信标周期的数据传输时隙中分配传输数据的子时隙,向从设备发送携带子时隙的接入成功消息。

步骤s406,主设备在数据传输时隙与已接入的从设备传输数据。

步骤s407,主设备在确定需要与已接入的从设备传输的数据不能在数据传输时隙内传输完毕,再次在预设范围内广播信标帧。

步骤s408,主设备在确定需要与已接入的从设备传输的数据能在数据传输时隙内传输完毕,停止广播信标帧。

本发明实施例表明,主设备在预设范围内广播携带信标周期的信标帧,所述信标周期用于指示所述主设备占用信道的时间,所述信标帧为无需回复的广播消息;所述主设备在所述信标周期的等待时隙接收到携带网络分配矢量的消息时,等待所述网络分配矢量对应的信道占用时间后,再次在所述预设范围内广播所述信标帧。本发明实施例通过发送低速高优先级的信标帧参与信道竞争,以低速率发送信标帧能让更远的竞争设备接收到信标帧,并根据信标帧中携带的信标周期等待对应的时间,从而使主设备优先使用信道资源。当主设备在等待时隙内接收到携带网络分配矢量的消息时,等待网络分配矢量对应的信道占用时间后再次广播信标帧,而不需要随机退避任何时间,故相较于现有技术的竞争机制中随机退避一段时间的方法,本发明实施例的方法提高了主设备抢占信道的成功率,同时也减小了与其他竞争设备发生碰撞的几率,提高了信道资源的利用率。

基于相同的技术构思,本发明实施例还提供了一种主设备,如图5所示,包括:

发送模块501,用于在预设范围内广播携带信标周期的信标帧,所述信标周期用于指示所述主设备占用信道的时间,所述信标帧为无需回复的广播消息;

处理模块502,用于在所述信标周期的等待时隙接收到携带网络分配矢量的消息时,等待所述网络分配矢量对应的信道占用时间后,再次在所述预设范围内广播所述信标帧。

可选地,所述处理模块502还用于:

所述信标周期包括用于指示从设备发起接入请求的接入时隙;

在所述信标周期的等待时隙没有接收到携带所述网络分配矢量的消息后,在所述接入时隙等待接收从设备发送的接入请求。

可选地,所述处理模块502还用于:

在确定接收的所述接入请求符合预设条件时,为所述从设备在所述信标周期的数据传输时隙中分配传输数据的子时隙,向所述从设备发送携带所述子时隙的接入成功消息;

在所述子时隙与所述从设备传输数据。

可选地,所述处理模块502还用于:

所述信标周期还包括用于指示已接入的从设备传输数据的数据传输时隙;

在所述信标周期的等待时隙没有接收到携带所述网络分配矢量的消息后,在所述数据传输时隙与所述已接入的从设备传输数据。

可选地,所述处理模块502还用于:

在所述子时隙与所述已接入的从设备传输数据之后,判断需要与所述已接入的从设备传输的数据是否在所述数据传输时隙内传输完毕;

若没有,则再次在所述预设范围内广播所述信标帧。

基于相同的技术构思,本发明实施例还提供了一种从设备,如图6所示,包括:

接收模块601,用于接收主设备广播的携带信标周期的信标帧,所述信标周期用于指示所述主设备占用信道的时间,所述信标帧为无需回复的广播消息;所述信标周期包括用于指示从设备发起接入请求的接入时隙;

处理模块602,用于在所述接入时隙内以第一速率发送接入请求至所述主设备;若没有接收到所述主设备发送的接入成功消息时,等待n个信标周期后,以第二速率发送接入请求至所述主设备,所述第二速率小于第一速率,直到接收到所述主设备发送的接入成功消息,所述成功接入消息中携带了所述主设备为所述从设备分配的在所述信标周期的数据传输时隙中传输数据的子时隙;在所述子时隙与所述主设备传输数据。

可选地,所述信标周期还包括用于指示已接入的从设备传输数据的数据传输时隙;所述处理模块602还用于在所述数据传输时隙与所述主设备传输数据。

本发明实施例提供了一种计算设备,该计算设备具体可以为桌面计算机、便携式计算机、智能手机、平板电脑、个人数字助理(personaldigitalassistant,pda)等。该计算设备可以包括中央处理器(centerprocessingunit,cpu)、存储器、输入/输出设备等,输入设备可以包括键盘、鼠标、触摸屏等,输出设备可以包括显示设备,如液晶显示器(liquidcrystaldisplay,lcd)、阴极射线管(cathoderaytube,crt)等。

存储器,可以包括只读存储器(rom)和随机存取存储器(ram),并向处理器提供存储器中存储的程序指令和数据。在本发明实施例中,存储器可以用于存储信道占用方法的程序指令;

处理器,用于调用所述存储器中存储的程序指令,按照获得的程序执行信道占用方法。

本发明实施例提供了一种计算机存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令,所述计算机可执行指令用于使所述计算机执行信道占用方法。

本领域内的技术人员应明白,本发明的实施例可提供为方法、或计算机程序产品。因此,本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

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