CN106572489A - 一种基于多bss关联的接入与传输方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于多BSS关联的接入与传输的方法,涉及通信技术领域,首先小区边缘节点向主AP请求进行多关联过程,与从AP进行关联或先与从AP进行关联后再通知主AP,其次基于EDCA机制同时退避,并回复主AP及从AP的资源请求帧,并通过各个AP的触发帧调度来执行的正交频分多址接入上行传输,或通过各个AP触发TF‑R而形成OFDMA随机接入,最后小区边缘节点可启动关联切换过程,本发明采用多BSS关联的接入与传输方法,解决小区边缘用户公平性较差问题,采用多BSS关联接入与传输方案,提升边缘用户接入和数据传输的性能,保障小区边缘用户的接入和传输质量,解决了小区边缘用户受到相邻小区较大干扰的问题。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域,尤其是一种无线局域网的接入与传输方法。
背景技术
IEEE 802.11无线局域网(Wireless Local Area Networks,WLAN)默认的媒体访问控制(Multiple Access Control,MAC)协议是具有冲突避免功能的载波侦听多址接入(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance,CSMA/CA)协议。该协议中,若干发送站点(station,STA)按指定规则竞争广播信道使用权,使得某站点有可能和其他发送站的发送数据发生冲突,不仅带来信道资源浪费,还会导致网络的吞吐量下降和包平均传输延时增加。尤其是下一代WLAN面向高密集场景,小区边缘用户往往受到较大干扰,因此难以获得信道使用权,并且传输速率较低。为保障公平性,需要设法提升小区边缘用户的接入和数据传输质量。随着设备能力不断提升,节点具备同时侦听多个信道的能力,这就为小区边缘用户的公平性问题提供了更多的基础,以便研究出更多的方法来解决现有问题。
发明内容
为了克服现有技术的不足,本发明旨在基于高密集场景下,利用多小区关联的接入与传输方法,解决现有IEEE 802.11 WLAN缺乏提升边缘用户接入和数据传输的手段,小区边缘用户往往受到相邻小区较大干扰,从而公平性较差的问题,提升边缘用户接入和数据传输的性能。
本发明的核心内容主要包括三个部分,即上行过程、下行过程及主关联切换过程。首先,小区边缘节点在感受到自身受到较大干扰或者位于小区边缘长期得不到较好服务后,向主无线接入点(access point,AP)请求进行多关联过程,与从AP进行关联或先与从AP进行关联后再通知主AP;其次,基于增强型分布式协调接入(Enhanced DistributedChannel Access,EDCA)机制在主小区和从小区同时进行退避,并且回复主AP以及从AP的资源请求(resource request,RR)帧,如触发-资源请求帧(trigger frame-resourcerequest,TF-RR),并可通过各个AP的触发帧(trigger frame,TF)的调度来执行的正交频分多址接入(Orthogonal Frequency Division Multiple Access,OFDMA)上行传输,或者通过各个AP触发TF-R而形成OFDMA随机接入;最后,小区边缘节点发现在长期内,某从小区的接入和传输性能优于主小区,可启动关联切换过程。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案的详细实施步骤如下:
步骤1:小区边缘用户节点A在进行多关联时任意选择如下两种实现方式:
实现方式1为当小区边缘用户节点A在T1时间内的平均干扰大于规定的干扰阈值,或者T1时间内平均吞吐量低于规定的吞吐量阈值时,所述干扰阈值、吞吐量阈值以及T1由支持多连接的无线局域网802.11协议规定,向主无线接入点AP(access point)发送多关联初始化帧MA-INIT(Multi-associate initialization),主AP接收到多关联初始化帧后,向节点A返回多关联初始化同意帧MA-INIT-ACK(Multi-associate initializationacknowledgement)或者多关联初始化不同意帧MA-INIT-NAK(Multi-associateinitialization not acknowledgement),若节点A接收到MA-INIT-ACK,节点A侦听多个信道,并向节点A所隶属的小区之外的其他小区的多个从AP发送多连接申请帧MA-Req(multi-access-request),不论所述多个从AP的主信道是否相同,MA-Req在多个信道同时发送或者依次分别在各个信道上发送;在节点A发送MA-Req帧后,根据无线局域网802.11协议,不是所有从AP都会收到节点A发送的MA-Req帧,从AP中收到MA-Req帧的从AP称为待选从AP,待选从AP在收到MA-Req帧后,向节点A返回多连接申请同意帧MA-Req-ACK(multi-access-request acknowledgement)或者多连接申请拒绝帧MA-Req-NAK(multi-access-requestnot acknowledgement);若节点A收到待选从AP的MA-Req-ACK帧,则向节点A发送MA-Req-ACK帧的待选从AP与节点A形成关联关系,即节点A在向节点A发送MA-Req-ACK帧的待选从AP上注册,向节点A发送MA-Req-ACK帧的待选从AP为该节点A提供服务,之后转入步骤2;
节点A若没有收到主AP的ACK或者没有收到任何一个从AP的MA-Req-ACK,则放弃多基本服务集BSS(Basic Service Set)关联流程;
实现方式2为小区边缘用户节点A在T1时间内的平均干扰大于规定的干扰阈值,或者T1时间内平均吞吐量低于规定的吞吐量阈值时,所述干扰阈值和吞吐量阈值以及T1由支持多连接的无线局域网802.11协议规定,侦听多个信道并向多个从AP发送多连接申请帧MA-Req,无论主AP和从AP的主信道是否相同,MA-Req在多个信道同时发送或者依次分别在各个信道发送;收到节点A发送的MA-Req帧的从AP选择同意帧MA-Req-ACK或拒绝帧MA-Req-NAK多连接申请;若节点A接收到大于等于1个AP返回的MA-Req-ACK,则发送多连接申请同意帧MA_Rpt(multi-associate-report)向主AP告知多关联结果,即告知是否成功与从AP建立关联,主AP接收到MA_Rpt帧后,返回多连接请求同意应答帧MA_Rpt ACK帧(multi-associate-report acknowledgement)确认,之后转入步骤2,节点A若没有收到任何一个从AP的MA-Req-ACK,则放弃多BSS关联流程;
步骤2:在节点A多连接流程成功之后,处于多关联状态,多关联状态存在时限X,X由支持多连接的无线局域网802.11协议规定,在多关联状态下,如果有上行数据需要发送,则执行步骤3;如果收到主AP或从AP的调度帧,则执行步骤4;从AP收到发往节点A的下行数据包,则执行步骤5;如果节点A需要切换主AP,则执行步骤6;
其中多关联状态的时限X有两种实现方式:
实现方式1为规定时间X,X由协议规定,边缘节点在多小区BSS(Basic ServiceSet)连接T时间后,边缘节点在进入多关联状态X时间之后,自动切回主小区工作,之后返回步骤1;
实现方式2为节点A切换回主小区后,需等待一段时间D,D由无线局域网802.11协议规定,在时间D内不能传输数据,以免对其他用户造成干扰,若D=0,表示切换回来后可立即使用信道,即退化为实现方式1,之后返回步骤1;
步骤3:节点A基于增强型分布式协调接入EDCA(Enhanced Distributed ChannelAccess)机制,在主小区和从小区同时执行退避过程,根据EDCA机制中的退避流程,在主小区和从小区分别初始化竞争窗CW值,然后进行退避,任何一个小区退避到0之后,即可执行接入和传输过程,接入和传输过程有三种实现方式,三种实现方式具体描述如下:
实现方式1:在退避计数值减到0的小区接入,对应的接入和传输过程中,,所有信道任意选择退避方式,即选择重新退避,或者选择在其他没有退避完的小区保留上一次退避计数值继续退避;
实现方式2:在当前信号与干扰加噪声比SINR(Signal to Interference plusNoise Ratio)最高的小区或平均SINR最高的小区执行接入和传输过程;
实现方式3:同一个信道的不同小区,选择SINR最高的小区执行接入和传输过程;
之后返回步骤2;
步骤4:边缘节点A在与多个AP关联之后,回复主AP及从AP的资源请求RR(resourcerequest)帧,资源收集请求RAR(resource allocation request)帧通过各个AP的TF的调度来执行基于正交频分多址接入OFDMA(Orthogonal Frequency Division MultipleAccess)技术的上行传输,或者通过各个AP触发触发-资源请求帧TF-RR(trigger frame-resource request)形成OFDMA随机接入,即如果AP发的是TF,那么执行OFDMA;如果AP发的是TF-RR,那么执行OFDMA随机接入;
返回步骤2;
步骤5:节点A在步骤1、步骤2与从AP多关联成功之后,如果从AP没有接收到发往节点A的数据包,继续侦听信道,按照802.11协议执行;如果从AP接收到发往节点A的数据包,修改以太网包头域,将从AP接收到发往节点A的数据包的目的地址修改为节点A的MAC地址,从AP再将修改后的数据包通过有线网络送出去;
主AP接收到该数据包后,会转发给节点A,之后返回步骤2;
步骤6:节点A存在时间门限T2,T2由支持多连接的无线局域网802.11协议规定,如果超过时间门限T2,当某从小区的干扰小于主小区,或吞吐量高于主小区时,则启动关联切换过程,启动关联切换过程的前提是主BSS和从BSS属于同一个扩展服务集合ESS(ExtendedService Set),关联切换过程为:当节点A向待切换的从AP发出重新关联请求(Reassociation Request)帧,从AP接收到Reassociation Request帧后回复重新关联请求应答帧(Reassociation Response)实现关联切换,或节点A向节点A在进行多关联之前隶属小区的主AP发出解除关联Disassociation,实现关联切换。
本发明的有益效果是由于采用多BSS关联的接入与传输方法,使得以前受到干扰较大的边缘节点能够与其他小区的AP进行多关联,增加边缘节点的传输机会,解决小区边缘用户公平性较差问题;由于采用了多BSS关联接入与传输方案,提升了边缘用户接入和数据传输的性能,保障了小区边缘用户的接入和传输质量,使得接入和传输性能得以提高,解决了小区边缘用户受到相邻小区较大干扰的问题。
附图说明
图1是本发明多BSS关联的场景,其中有三个BSS,STA表示小区边缘用户节点A,主AP表示STA所在小区的AP,从AP1、从AP2表示另外两个小区的AP,即待选AP。
图2是下行过程中对以太网包头进行修改的示意图。
图3是主关联切换过程示意图,其中,Reassociation Request是STA向待切换的从AP发出的请求帧,Reassociation Response是从AP接收到Reassociation Request帧后的回复帧。Disassociation是节点A向原主AP发出的帧。
图4是实施例1的关键步骤多关联过程图。
图5是实施例2的关键步骤多关联过程图。
图6是实施例3的关键步骤多关联过程图。
图7是实施例4的关键步骤多关联过程图。
图8是实施例5的关键步骤多关联过程图。
图9是实施例6的关键步骤多关联过程图。
图10是实施例7的场景示意图。
图11是实施例7的关键步骤多关联过程图。
图12是实施例8和实施例9的场景示意图。
图13是实施例8的关键步骤多关联过程图。
图14是实施例9的关键步骤多关联过程图。
其中,CRC为循环冗余校验Cyclic Redundancy Check,channel为信道,RTS为请求发送Request To Send,BO为退避Back Off,CTS为清除发送Clear To Send。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
本发明可以在无线网卡中通过固件实现,或实现在无线网卡的驱动程序之中。
图1是本发明多BSS关联的场景,其中有三个BSS,STA表示小区边缘用户节点A,主AP表示STA所在小区的AP,从AP1、从AP2表示另外两个小区的AP,即待选AP,处于小区边缘的STA因为感受到自身受到较大干扰,与从AP1进行多关联。图2是下行过程中对以太网包头进行修改的示意图,将目的地址由从AP的MAC地址改为节点A的MAC地址。图3是主关联切换过程示意图,其中,Reassociation Request是STA向待切换的从AP发出的请求帧,Reassociation Response是从AP接收到Reassociation Request帧后的回复帧。Disassociation是节点A向原主AP发出的帧。
具体实施步骤如下:
实施例1
图4是实施例1的关键步骤多关联过程图,假设网络中有3个BSS,每个BSS都有一个AP。本实施例中的STA隶属于主AP,主AP的主信道为channel1,从AP1的主信道为channel1,从AP2的主信道为channel2,从AP1和从AP2都是从AP。本实施例举例说明了采用多BSS关联接入的方法,使得小区边缘用户与其他小区的AP建立多关联时,先与主AP进行帧交换,得到主AP同意后,再在不同信道上同时向从AP发送多关联请求帧以建立多关联的方法。
步骤1:为当小区边缘用户(STA)在T1时间内的平均干扰大于规定的干扰阈值,或者T1时间内平均吞吐量低于规定的吞吐量阈值时,所述干扰阈值和吞吐量阈值以及T1由支持多连接的无线局域网802.11协议规定,向主无线接入点AP发送多关联初始化帧MA-INIT,主AP接收到多关联初始化帧后,向STA返回多关联初始化同意帧MA-INIT-ACK或者多关联初始化不同意帧MA-INIT-NAK,若STA接收到MA-INIT-ACK,STA侦听多个信道,并向STA所隶属的小区之外的其他小区的多个从AP发送多连接申请帧MA-Req,不论所述多个从AP的主信道是否相同,MA-Req均在多个信道同时发送;在STA发送MA-Req帧后,根据无线局域网802.11协议,不是所有从AP都会收到STA发送的MA-Req帧,从AP中收到MA-Req帧的从AP称为待选从AP,待选从AP在收到MA-Req帧后,向STA返回多连接申请同意帧MA-Req-ACK或者多连接申请拒绝帧MA-Req-NAK;若STA收到待选从AP的MA-Req-ACK帧,则向STA发送MA-Req-ACK帧的待选从AP与STA形成关联关系,即STA在向STA发送MA-Req-ACK帧的待选从AP上注册,向STA发送MA-Req-ACK帧的待选从AP为该STA提供服务,之后转入步骤2;
STA若没有收到主AP的MA-INIT-ACK或者没有收到任何一个从AP的MA-Req-ACK,则放弃多基本服务集BSS(Basic Service Set)关联流程;
具体步骤如下:
步骤1.1:为当小区边缘用户(STA)在T1时间内的平均干扰大于规定的干扰阈值,或者T1时间内平均吞吐量低于规定的吞吐量阈值时,所述干扰阈值和吞吐量阈值以及T1由支持多连接的无线局域网802.11协议规定,向主无线接入点AP发送多关联初始化帧MA-INIT;
步骤1.2:主AP接收到多关联初始化帧MA-INIT后,向STA返回多关联初始化同意帧MA-INIT-ACK或者多关联初始化不同意帧MA-INIT-NAK。若返回多关联初始化同意帧MA-INIT-ACK则转至步骤1.3,返回多关联初始化不同意帧MA-INIT-NAK则返回步骤1.1。
步骤1.3:STA接收到MA-INIT-ACK,STA侦听多个信道,并分别在信道channel1和channel2上同时向从AP1和从AP2发送多连接申请帧MA-Req帧,之后转入步骤1.4;
步骤1.4:从AP1和从AP2在收到MA-Req帧之后,分别在channel1和channel2回复MA-Req-ACK帧或者MA-Req-NAK帧,若返回帧MA-Req-ACK帧则转至步骤1.5,若返回MA-Req-NAK帧则返回步骤1.1。;
步骤1.5:STA接收到MA-Req-ACK帧,则与从AP1、从AP2形成关联关系,即STA在向STA发送MA-Req-ACK帧的从AP1、从AP2上注册,向STA发送MA-Req-ACK帧的待选从AP1、从AP2为STA提供服务,之后转入步骤2;若接收到MA-Req-NAK帧,则返回步骤1.1。
步骤2:在STA多连接流程成功之后,处于多关联状态,多关联状态存在时限X,X由支持多连接的无线局域网802.11协议规定,在多关联状态下,如果有上行数据需要发送,则执行步骤3;如果收到主AP或从AP的调度帧,则执行步骤4;从AP收到发往STA的下行数据包,则执行步骤5;如果STA需要切换主AP,则执行步骤6;
其中多关联状态的时限X有两种实现方式:
实现方式1为规定时间X,X由协议规定,边缘节点在多小区BSS(Basic ServiceSet)连接T时间后,边缘节点STA在进入多关联状态X时间之后,自动切回主小区工作,之后返回步骤1;
实现方式2为STA切换回主小区后,需等待一段时间D,D由无线局域网802.11协议规定,在时间D内不能传输数据,以免对其他用户造成干扰,若D=0,表示切换回来后可立即使用信道,即退化为实现方式1,之后返回步骤1;
步骤3:STA基于增强型分布式协调接入EDCA(Enhanced Distributed ChannelAccess)机制,在主小区和从小区同时执行退避过程,根据EDCA机制中的退避流程,在主小区和从小区分别初始化竞争窗CW值,然后进行退避,任何一个小区退避到0之后,即可执行接入和传输过程,接入和传输过程有三种实现方式,三种实现方式具体描述如下:
实现方式1:在退避计数值减到0的小区接入,对应的接入和传输过程中,所有信道任意选择退避方式,即选择重新退避,或者选择在其他没有退避完的小区保留上一次退避计数值继续退避;
实现方式2:在当前信号与干扰加噪声比SINR(Signal to Interference plusNoise Ratio)最高的小区或平均SINR最高的小区执行接入和传输过程;
实现方式3:同一个信道的不同小区,选择SINR最高的小区执行接入和传输;
之后返回步骤2;
步骤4:STA在与多个AP关联之后,回复主AP及从AP的资源请求RR(resourcerequest)帧,收集帧并通过各个AP的TF的调度来执行基于正交频分多址接入OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)技术的上行传输,或者通过各个AP触发触发-资源请求帧TF-RR(trigger frame-resource request)形成OFDMA随机接入,如果AP发的是TF,那么执行OFDMA;如果AP发的是TF-RR,那么执行OFDMA随机接入;
返回步骤2;
步骤5:STA在步骤1,步骤2与从AP多关联成功之后,如果从AP没有接收到发STA的数据包,继续侦听信道,按照802.11协议执行;如果从AP接收到发往STA的数据包,修改以太网包头域,将从AP接收到发往STA的数据包的目的地址修改为STA的MAC地址,从AP再将修改后的数据包通过有线网络送出去;
主AP接收到该数据包后,会转发给STA,之后返回步骤2;
步骤6:STA存在时间门限T2,T2由支持多连接的无线局域网802.11协议规定,如果超过时间门限T2,当某从小区的干扰小于主小区,或吞吐量高于主小区时,则启动关联切换过程,启动关联切换过程的前提是主BSS和从BSS属于同一个扩展服务集合ESS(ExtendedService Set),关联切换过程为:当STA向待切换的从AP发出重新关联请求(ReassociationRequest)帧,从AP接收到Reassociation Request帧后回复Reassociation Response帧实现关联切换,或STA向STA在进行多关联之前隶属的小区的主AP发出解除关联(Disassociation)帧,实现关联切换。
实施例2
图5是实施例2的关键步骤多关联过程图,假设网络中有3个BSS,每个BSS都有一个AP。本实施例中的STA隶属于主AP,主AP的主信道为channel1。从AP1的主信道为channel1,从AP2的主信道为channel2。本实施例举例说明了采用多BSS关联接入的方法,使得小区边缘用户与其他小区的AP建立多关联时,先与主AP进行帧交换,得到主AP同意后,再在不同信道上先后向从AP发送多关联请求帧,以建立多关联的方法。
步骤1:为当小区边缘用户(STA)在T1时间内的平均干扰大于规定的干扰阈值,或者T1时间内平均吞吐量低于规定的吞吐量阈值时,所述干扰阈值和吞吐量阈值以及T1由支持多连接的无线局域网802.11协议规定,向主无线接入点AP发送多关联初始化帧MA-INIT,主AP接收到多关联初始化帧后,向STA返回多关联初始化同意帧MA-INIT-ACK或者多关联初始化不同意帧MA-INIT-NAK,若STA接收到MA-INIT-ACK,STA侦听多个信道,并向STA所隶属的小区之外的其他小区的多个从AP发送多连接申请帧MA-Req,不论所述多个从AP的主信道是否相同,MA-Req均在依次分别在各个信道发送;在STA发送MA-Req帧后,根据无线局域网802.11协议,不是所有从AP都会收到STA发送的MA-Req帧,从AP中收到MA-Req帧的从AP称为待选从AP,待选从AP在收到MA-Req帧后,向STA返回多连接申请同意帧MA-Req-ACK或者多连接申请拒绝帧MA-Req-NAK;若STA收到待选从AP的MA-Req-ACK帧,则向STA发送MA-Req-ACK帧的待选从AP与STA形成关联关系,即STA在向STA发送MA-Req-ACK帧的待选从AP上注册,向STA发送MA-Req-ACK帧的待选从AP为该STA提供服务,之后转入步骤2;
STA若没有收到主AP的MA-INIT-ACK或者没有收到任何一个从AP的MA-Req-ACK,则放弃多基本服务集BSS(Basic Service Set)关联流程;
具体步骤如下:
步骤1.1:STA在T1时间内的平均干扰大于规定的干扰阈值,或者T1时间内平均吞吐量低于规定的吞吐量阈值时,所述干扰阈值和吞吐量阈值以及T1由支持多连接的无线局域网802.11协议规定,向主无线接入点AP发送多关联初始化帧MA-INIT;
步骤1.2:主AP接收到多关联初始化帧后,向STA返回多关联初始化同意帧MA-INIT-ACK或者多关联初始化不同意帧MA-INIT-NAK。若返回多关联初始化同意帧MA-INIT-ACK则转至步骤1.3,若返回则返回关联初始化不同意帧MA-INIT-NAK步骤1.1。
步骤1.3:STA接收到MA-INIT-ACK帧后,侦听多个信道,在信道channel上向从AP1发送多连接申请帧MA-Req帧,从AP1在收到MA-Req帧之后,在channel1回复MA-Req-ACK帧或者MA-Req-NAK帧;STA若接收到MA-Req-ACK帧,与AP1进行关联,之后转入步骤1.4;若接收到MA-Req NAK帧,则返回步骤1.1。
步骤1.4:STA与从AP1进行关联后,在信道channel2上向从AP2发送多连接申请帧MA-Req帧,从AP2在收到MA-Req帧之后,在channel2回复MA-Req ACK帧或者MA-Req NAK帧;STA若接收到MA-Req ACK帧,与AP2行关联,之后转入步骤2;若接收到MA-Req NAK帧,则返回步骤1.1。
步骤2:在STA多连接流程成功之后,处于多关联状态,多关联状态存在时限X,X由支持多连接的无线局域网802.11协议规定,在多关联状态下,如果有上行数据需要发送,则执行步骤3;如果收到主AP或从AP的调度帧,则执行步骤4;从AP收到发往STA的下行数据包,则执行步骤5;如果STA需要切换主AP,则执行步骤6;
其中多关联状态的时限X有两种实现方式:
实现方式1为规定时间X,X由协议规定,边缘节点在多小区BSS(Basic ServiceSet)连接T时间后,边缘节点STA在进入多关联状态X时间之后,自动切回主小区工作,之后返回步骤1;
实现方式2为STA切换回主小区后,需等待一段时间D,D由无线局域网802.11协议规定,在时间D内不能传输数据,以免对其他用户造成干扰,若D=0,表示切换回来后可立即使用信道,即退化为实现方式1,之后返回步骤1;
步骤3:STA基于增强型分布式协调接入EDCA(Enhanced Distributed ChannelAccess)机制,在主小区和从小区同时执行退避过程,根据EDCA机制中的退避流程,在主小区和从小区分别初始化竞争窗CW值,然后进行退避,任何一个小区退避到0之后,即可执行接入和传输过程,接入和传输过程有三种实现方式,三种实现方式具体描述如下:
实现方式1:在退避计数值减到0的小区接入,对应的接入和传输过程中,所有信道任意选择退避方式,即选择重新退避,或者选择在其他没有退避完的小区保留上一次退避计数值继续退避;
实现方式2:在当前信号与干扰加噪声比SINR(Signal to Interference plusNoise Ratio)最高的小区或平均SINR最高的小区执行接入和传输过程;
实现方式3:同一个信道的不同小区,选择SINR最高的小区执行接入和传输;
之后返回步骤2;
步骤4:STA在与多个AP关联之后,回复主AP及从AP的资源请求RR(resourcerequest)帧,收集帧并通过各个AP的TF的调度来执行基于正交频分多址接入OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)技术的上行传输,或者通过各个AP触发触发-资源请求帧TF-RR(trigger frame-resource request)形成OFDMA随机接入,如果AP发的是TF,那么执行OFDMA;如果AP发的是TF-RR,那么执行OFDMA随机接入;
返回步骤2;
步骤5:STA在步骤1,步骤2与从AP多关联成功之后,如果从AP没有接收到发STA的数据包,继续侦听信道,按照802.11协议执行;如果从AP接收到发往STA的数据包,修改以太网包头域,将从AP接收到发往STA的数据包的目的地址修改为STA的MAC地址,从AP再将修改后的数据包通过有线网络送出去;
主AP接收到该数据包后,会转发给STA,之后返回步骤2;
步骤6:STA存在时间门限T2,T2由支持多连接的无线局域网802.11协议规定,如果超过时间门限T2,当某从小区的干扰小于主小区,或吞吐量高于主小区时,则启动关联切换过程,启动关联切换过程的前提是主BSS和从BSS属于同一个扩展服务集合ESS(ExtendedService Set),关联切换过程为:当STA向待切换的从AP发出重新关联请求ReassociationRequest帧,从AP接收到Reassociation Request帧后回复Reassociation Response帧实现关联切换,或STA向STA在进行多关联之前隶属的小区的主AP发出解除关联Disassociation帧,实现关联切换。
实施例3
图6是实施例3的关键步骤多关联过程图,假设网络中有3个BSS,每个BSS都有一个AP。本实施例中的STA隶属于主AP,主AP的主信道为channel1。从AP1的主信道为channel1,从AP2的主信道为channel2,从AP1和从AP2都是从AP。本实施例举例说明了采用多BSS关联接入的方法,使得小区边缘用户与其他小区的AP建立多关联时,先同时向不同信道的从AP发送多关联请求帧,得到从AP同意后,再通知主AP以建立多关联的方法。
步骤1:小区边缘用户STA在T1时间内的平均干扰大于规定的干扰阈值,或者T1时间内平均吞吐量低于规定的吞吐量阈值时,所述干扰阈值和吞吐量阈值以及T1由支持多连接的无线局域网802.11协议规定,侦听多个信道并向多个从AP发送多连接申请帧MA-Req,无论主AP和从AP的主信道是否相同,MA-Req均在多个信道同时发送;收到STA发送的MA-Req帧的从AP选择同意帧MA-Req ACK或拒绝帧MA-Req NAK多连接申请;若STA接收到大于等于1个AP返回的MA-Req ACK,则发送多连接申请同意帧MA_Rpt(multi-associate-report)向主AP告知多关联结果,即告知是否成功与从AP建立关联,主AP接收到MA_Rpt帧后,返回MA_Rpt-ACK确认,之后转入步骤2,若没有收到任何一个从AP的ACK,则放弃多BSS关联流程。具体步骤如下:
步骤1.1:STA计算在T1时间内的平均干扰大于规定的干扰阈值,或者T1时间内平均吞吐量低于规定的吞吐量阈值时,所述干扰阈值和吞吐量阈值以及T1由支持多连接的无线局域网802.11协议规定,之后转入步骤1.2;
步骤1.2:STA侦听channel1和channel2这两个2个信道,并同时在两个信道上向从AP1和从AP2发送多连接申请帧MA-Req,之后转入步骤1.3;
步骤1.3:收到申请帧MA-Req的从AP1和从AP2在收到MA-Req帧之后,分别在channel1和channel2上选择发送同意帧MA-Req-ACK或拒绝帧MA-Req-NAK多连接申请;如果发送MA-Req-ACK则转入步骤1.4,如果发送MA-Req-NAK则转入步骤1.1;
步骤1.4:若STA接收到从AP1和从AP2的MA-Req-ACK帧,则与从AP1、从AP2进行关联,再发送MA_Rpt帧向主AP告知多关联结果,之后转入步骤1.5;若接收到MA-Req NAK帧,则返回步骤1.1;
步骤1.5:主AP接收到MA-Rpt帧后,向STA发送MA-Rpt-ACK帧确认,之后转入步骤2,若没有收到任何一个从AP的ACK,则放弃多BSS关联流程。;
步骤2:在STA多连接流程成功之后,处于多关联状态,多关联状态存在时限X,X由支持多连接的无线局域网802.11协议规定,在多关联状态下,如果有上行数据需要发送,则执行步骤3;如果收到主AP或从AP的调度帧,则执行步骤4;从AP收到发往STA的下行数据包,则执行步骤5;如果STA需要切换主AP,则执行步骤6;
其中多关联状态的时限X有两种实现方式:
实现方式1为规定时间X,X由协议规定,边缘节点在多小区BSS(Basic ServiceSet)连接T时间后,边缘节点STA在进入多关联状态X时间之后,自动切回主小区工作,之后返回步骤1;
实现方式2为STA切换回主小区后,需等待一段时间D,D由无线局域网802.11协议规定,在时间D内不能传输数据,以免对其他用户造成干扰,若D=0,表示切换回来后可立即使用信道,即退化为实现方式1,之后返回步骤1;
步骤3:STA基于增强型分布式协调接入EDCA(Enhanced Distributed ChannelAccess)机制,在主小区和从小区同时执行退避过程,根据EDCA机制中的退避流程,在主小区和从小区分别初始化竞争窗CW值,然后进行退避,任何一个小区退避到0之后,即可执行接入和传输过程,接入和传输过程有三种实现方式,三种实现方式具体描述如下:
实现方式1:在退避计数值减到0的小区接入,对应的接入和传输过程中,所有信道任意选择退避方式,即选择重新退避,或者选择在其他没有退避完的小区保留上一次退避计数值继续退避;
实现方式2:在当前信号与干扰加噪声比SINR(Signal to Interference plusNoise Ratio)最高的小区或平均SINR最高的小区执行接入和传输过程;
实现方式3:同一个信道的不同小区,选择SINR最高的小区执行接入和传输;
之后返回步骤2;
步骤4:STA在与多个AP关联之后,回复主AP及从AP的资源请求RR(resourcerequest)帧,收集帧并通过各个AP的TF的调度来执行基于正交频分多址接入OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)技术的上行传输,或者通过各个AP触发触发-资源请求帧TF-RR(trigger frame-resource request)形成OFDMA随机接入,如果AP发的是TF,那么执行OFDMA;如果AP发的是TF-RR,那么执行OFDMA随机接入;
返回步骤2;
步骤5:STA在步骤1,步骤2与从AP多关联成功之后,如果从AP没有接收到发STA的数据包,继续侦听信道,按照802.11协议执行;如果从AP接收到发往STA的数据包,修改以太网包头域,将从AP接收到发往STA的数据包的目的地址修改为STA的MAC地址,从AP再将修改后的数据包通过有线网络送出去;
主AP接收到该数据包后,会转发给STA,之后返回步骤2;
步骤6:STA存在时间门限T2,T2由支持多连接的无线局域网802.11协议规定,如果超过时间门限T2,当某从小区的干扰小于主小区,或吞吐量高于主小区时,则启动关联切换过程,启动关联切换过程的前提是主BSS和从BSS属于同一个扩展服务集合ESS(ExtendedService Set),关联切换过程为:当STA向待切换的从AP发出重新关联请求ReassociationRequest帧,从AP接收到Reassociation Request帧后回复Reassociation Response帧实现关联切换,或STA向STA在进行多关联之前隶属的小区的主AP发出解除关联Disassociation帧,实现关联切换。
实施例4
图7是实施例4的关键步骤多关联过程图,假设网络中有3个BSS,每个BSS都有一个AP。本实施例中的STA隶属于主AP,主AP的主信道为channel1。从AP1的主信道为channel1,从AP2的主信道为channel2。本实施例举例说明了采用多BSS关联接入的方法,使得小区边缘用户与其他小区的AP建立多关联时,先向不同信道的从AP先后发送多关联请求帧,得到从AP同意后再通知主AP以建立多关联的方法。
步骤1:小区边缘用户(STA)在T1时间内的平均干扰大于规定的干扰阈值,或者T1时间内平均吞吐量低于规定的吞吐量阈值时,所述干扰阈值和吞吐量阈值以及T1由支持多连接的无线局域网802.11协议规定,侦听多个信道并向多个从AP发送多连接申请帧MA-Req,无论主AP和从AP的主信道是否相同,MA-Req依次分别在各个信道发送;收到STA发送的MA-Req帧的从AP选择同意帧MA-Req ACK或拒绝帧MA-Req NAK多连接申请;若STA接收到大于等于1个AP返回的MA-Req ACK,则发送多连接申请同意帧MA_Rpt(multi-associate-report)向主AP告知多关联结果,即告知是否成功与从AP建立关联,主AP接收到MA_Rpt帧后,返回MA_Rpt-ACK确认,之后转入步骤2,若没有收到任何一个从AP的ACK,则放弃多BSS关联流程。具体步骤如下:
步骤1.1:STA在T1时间内的平均干扰大于规定的干扰阈值,或者T1时间内平均吞吐量低于规定的吞吐量阈值时,所述干扰阈值和吞吐量阈值以及T1由支持多连接的无线局域网802.11协议规定。
步骤1.2:侦听channel1和channel2这两个2个信道,并在channel1信道上向从AP1发送多连接申请帧MA-Req;
步骤1.3:从AP1在收到MA-Req帧之后,根据在channel1回复MA-Req-ACK帧或者MA-Req-NAK帧;
步骤1.4:若STA接收到从AP1的MA-Req-ACK帧,则与从AP1进行关联,之后转入步骤1.5;若接收到MA-Req-NAK帧,则返回步骤1.1。
步骤1.5:STA与从AP1进行关联后,在channel2信道上向从AP2发送多连接申请帧MA-Req,从AP2在收到MA-Req帧之后,在channel2回复MA-Req-ACK帧或者MA-Req-NAK帧,之后转入步骤1.6;
步骤1.6:STA接收到从AP2的MA-Req-ACK帧,与从AP2进行关联,之后转入步骤1.7;若接收到MA-Req-NAK帧,则返回步骤1.1。
步骤1.7:主AP接收到MA-Rpt帧后,向主AP发送MA-Rpt-ACK帧确认;之后转入步骤2,否则放弃多BSS关联流程;
步骤2:在STA多连接流程成功之后,处于多关联状态,多关联状态存在时限X,X由支持多连接的无线局域网802.11协议规定,在多关联状态下,如果有上行数据需要发送,则执行步骤3;如果收到主AP或从AP的调度帧,则执行步骤4;从AP收到发往STA的下行数据包,则执行步骤5;如果STA需要切换主AP,则执行步骤6;
其中多关联状态的时限X有两种实现方式:
实现方式1为规定时间X,X由协议规定,边缘节点在多小区BSS(Basic ServiceSet)连接T时间后,边缘节点STA在进入多关联状态X时间之后,自动切回主小区工作,之后返回步骤1;
实现方式2为STA切换回主小区后,需等待一段时间D,D由无线局域网802.11协议规定,在时间D内不能传输数据,以免对其他用户造成干扰,若D=0,表示切换回来后可立即使用信道,即退化为实现方式1,之后返回步骤1;
步骤3:STA基于增强型分布式协调接入EDCA(Enhanced Distributed ChannelAccess)机制,在主小区和从小区同时执行退避过程,根据EDCA机制中的退避流程,在主小区和从小区分别初始化竞争窗CW值,然后进行退避,任何一个小区退避到0之后,即可执行接入和传输过程,接入和传输过程有三种实现方式,三种实现方式具体描述如下:
实现方式1:在退避计数值减到0的小区接入,对应的接入和传输过程中,所有信道任意选择退避方式,即选择重新退避,或者选择在其他没有退避完的小区保留上一次退避计数值继续退避;
实现方式2:在当前信号与干扰加噪声比SINR(Signal to Interference plusNoise Ratio)最高的小区或平均SINR最高的小区执行接入和传输过程;
实现方式3:同一个信道的不同小区,选择SINR最高的小区执行接入和传输;
之后返回步骤2;
步骤4:STA在与多个AP关联之后,回复主AP及从AP的资源请求RR(resourcerequest)帧,收集帧并通过各个AP的TF的调度来执行基于正交频分多址接入OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)技术的上行传输,或者通过各个AP触发触发-资源请求帧TF-RR(trigger frame-resource request)形成OFDMA随机接入,如果AP发的是TF,那么执行OFDMA;如果AP发的是TF-RR,那么执行OFDMA随机接入;
返回步骤2;
步骤5:STA在步骤1,步骤2与从AP多关联成功之后,如果从AP没有接收到发STA的数据包,继续侦听信道,按照802.11协议执行;如果从AP接收到发往STA的数据包,修改以太网包头域,将从AP接收到发往STA的数据包的目的地址修改为STA的MAC地址,从AP再将修改后的数据包通过有线网络送出去;
主AP接收到该数据包后,会转发给STA,之后返回步骤2;
步骤6:STA存在时间门限T2,T2由支持多连接的无线局域网802.11协议规定,如果超过时间门限T2,当某从小区的干扰小于主小区,或吞吐量高于主小区时,则启动关联切换过程,启动关联切换过程的前提是主BSS和从BSS属于同一个扩展服务集合ESS(ExtendedService Set),关联切换过程为:当STA向待切换的从AP发出重新关联请求ReassociationRequest帧,从AP接收到Reassociation Request帧后回复Reassociation Response帧实现关联切换,或STA向STA在进行多关联之前隶属的小区的主AP发出解除关联Disassociation帧,实现关联切换。
实施例5
图8是实施例5的关键步骤多关联过程图,假设网络中有3个BSS,每个BSS都有一个AP。本实施例中的STA隶属于主AP。另外两个BSS的AP分别为从AP1和从AP2。主AP所在的小区为主小区,从AP1所在小区为从小区1,从AP2所在小区为从小区2。本实施例举例说明了采用多BSS关联接入的方法,使得小区边缘用户与从AP建立多关联后,在主小区和从小区同时退避,在退避到0的小区进行接入,而且下一次退避时在其他没有退避完的信道保留上一次传输数据,一个信道退避到0时其他信道剩余的退避值继续退避的方法。
步骤1:小区边缘用户STA在进行多关联时任意选择如下两种实现方式:
实现方式1为当小区边缘用户STA在T1时间内的平均干扰大于规定的干扰阈值,或者T1时间内平均吞吐量低于规定的吞吐量阈值时,所述干扰阈值和吞吐量阈值以及T1由支持多连接的无线局域网802.11协议规定,向主无线接入点AP(access point)发送多关联初始化帧MA-INIT(Multi-associate initialization),主AP接收到多关联初始化帧后,向STA返回多关联初始化同意帧MA-INIT-ACK(Multi-associate initializationacknowledgement)或者多关联初始化不同意帧MA-INIT-NAK(Multi-associateinitialization not acknowledgement),若STA接收到MA-INIT-ACK,STA侦听多个信道,并向STA所隶属的小区之外的其他小区的多个从AP发送多连接申请帧MA-Req(multi-access-request),不论所述多个从AP的主信道是否相同,MA-Req在多个信道同时发送或者依次分别在各个信道上发送;在STA发送MA-Req帧后,根据无线局域网802.11协议,不是所有从AP都会收到STA发送的MA-Req帧,从AP中收到MA-Req帧的从AP称为待选从AP,待选从AP在收到MA-Req帧后,向STA返回多连接申请同意帧MA-Req-ACK(multi-access-requestacknowledgement)或者多连接申请拒绝帧MA-Req-NAK(multi-access-request notacknowledgement);若STA收到待选从AP的MA-Req-ACK帧,则向STA发送MA-Req-ACK帧的待选从AP与STA形成关联关系,即STA在向STA发送MA-Req-ACK帧的待选从AP上注册,向STA发送MA-Req-ACK帧的待选从AP为该STA提供服务,之后转入步骤2;
STA若没有收到主AP的MA-INIT-ACK或者没有收到任何一个从AP的MA-Req-ACK,则放弃多基本服务集BSS(Basic Service Set)关联流程;
实现方式2为小区边缘用户STA在T1时间内的平均干扰大于规定的干扰阈值,或者T1时间内平均吞吐量低于规定的吞吐量阈值时,所述干扰阈值和吞吐量阈值以及T1由支持多连接的无线局域网802.11协议规定,侦听多个信道并向多个从AP发送多连接申请帧MA-Req,无论主AP和从AP的主信道是否相同,MA-Req均在多个信道同时发送或者依次分别在各个信道上发送;收到STA发送的MA-Req帧的从AP选择同意帧MA-Req-ACK或拒绝帧MA-Req-NAK多连接申请;若STA接收到大于等于1个AP返回的MA-Req-ACK,则发送多连接申请同意帧MA_Rpt(multi-associate-report)向主AP告知多关联结果,即告知是否成功与从AP建立关联,主AP接收到MA_Rpt帧后,返回MA_Rpt ACK帧(multi-associate-reportacknowledgement)确认,之后转入步骤2,STA若没有收到任何一个从AP的MA-Req-ACK,则放弃多BSS关联流程;
步骤2:在STA多连接流程成功之后,处于多关联状态,多关联状态存在时限X,X由支持多连接的无线局域网802.11协议规定,在多关联状态下,如果有上行数据需要发送,则执行步骤3;如果收到主AP或从AP的调度帧,则执行步骤4;从AP收到发往STA的下行数据包,则执行步骤5;如果STA需要切换主AP,则执行步骤6;
其中多关联状态的时限X有两种实现方式:
实现方式1为规定时间X,X由协议规定,边缘节点在多小区BSS(Basic ServiceSet)连接T时间后,边缘节点STA在进入多关联状态X时间之后,自动切回主小区工作,之后返回步骤1;
实现方式2为STA切换回主小区后,需等待一段时间D,D由无线局域网802.11协议规定,在时间D内不能传输数据,以免对其他用户造成干扰,若D=0,表示切换回来后可立即使用信道,即退化为实现方式1,之后返回步骤1;
步骤3:STA基于增强型分布式协调接入EDCA机制,在主小区和从小区同时执行退避过程,根据EDCA机制中的退避流程,在主小区和从小区分别初始化竞争窗CW值,然后进行退避,任何一个小区退避到0之后,即可执行接入和传输过程,在退避计数值减到0的小区接入,对应的接入和传输过程中,所有信道任意选择退避方式,即选择重新退避,或者选择在其他没有退避完的小区保留上一次退避计数值继续退避;
步骤3.1:STA在与从AP1和从AP2的多关联完成后,基于EDCA机制,在主小区和从小区同时执行随机退避过程,转入步骤3.1。
步骤3.2:STA在从小区1率先完成退避,即退避到0,则在从小区1进行接入,转入步骤3.3;
步骤3.3:STA在从小区1进行接入与传输,下次接入时,所有信道任意选择退避方式,即选择重新退避,或者选择在其他没有退避完的小区保留上一次退避计数值继续退避。返回步骤2;
步骤4:STA在与多个AP关联之后,回复主AP及从AP的资源请求RR(resourcerequest)帧,收集帧并通过各个AP的TF的调度来执行基于正交频分多址接入OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)技术的上行传输,或者通过各个AP触发触发-资源请求帧TF-RR(trigger frame-resource request)形成OFDMA随机接入,如果AP发的是TF,那么执行OFDMA;如果AP发的是TF-RR,那么执行OFDMA随机接入;
返回步骤2;
步骤5:STA在步骤1,步骤2与从AP多关联成功之后,如果从AP没有接收到发STA的数据包,继续侦听信道,按照802.11协议执行;如果从AP接收到发往STA的数据包,修改以太网包头域,将从AP接收到发往STA的数据包的目的地址修改为STA的MAC地址,从AP再将修改后的数据包通过有线网络送出去;
主AP接收到该数据包后,会转发给STA,之后返回步骤2;
步骤6:STA存在时间门限T2,T2由支持多连接的无线局域网802.11协议规定,如果超过时间门限T2,当某从小区的干扰小于主小区,或吞吐量高于主小区时,则启动关联切换过程,启动关联切换过程的前提是主BSS和从BSS属于同一个扩展服务集合ESS(ExtendedService Set),关联切换过程为:当STA向待切换的从AP发出重新关联请求ReassociationRequest帧,从AP接收到Reassociation Request帧后回复Reassociation Response帧实现关联切换,或STA向STA在进行多关联之前隶属的小区的主AP发出解除关联Disassociation帧,实现关联切换。
实施例6
图9是实施例6的关键步骤多关联过程图,假设网络中有3个BSS,每个BSS都有一个AP。本实施例中的STA隶属于主AP。另外两个BSS的AP分别为从AP1和从AP2,从AP1和从AP2都是从AP。主AP所在的小区为主小区,从AP1所在小区为从小区1,从AP2所在小区为从小区2。本实施例举例说明了采用多BSS关联接入的方法,使得小区边缘用户与从AP建立多关联后,在主小区和从小区同时退避,一个小区率先完成退避,但在另一个SINR最高的小区进行接入的方法。
步骤1:小区边缘用户STA在进行多关联时任意选择如下两种实现方式:
实现方式1为当小区边缘用户STA在T1时间内的平均干扰大于规定的干扰阈值,或者T1时间内平均吞吐量低于规定的吞吐量阈值时,所述干扰阈值和吞吐量阈值以及T1由支持多连接的无线局域网802.11协议规定,向主无线接入点AP(access point)发送多关联初始化帧MA-INIT(Multi-associate initialization),主AP接收到多关联初始化帧后,向STA返回多关联初始化同意帧MA-INIT-ACK(Multi-associate initializationacknowledgement)或者多关联初始化不同意帧MA-INIT-NAK(Multi-associateinitialization not acknowledgement),若STA接收到MA-INIT-ACK,STA侦听多个信道,并向STA所隶属的小区之外的其他小区的多个从AP发送多连接申请帧MA-Req(multi-access-request),不论所述多个从AP的主信道是否相同,MA-Req在多个信道同时发送或者依次分别在各个信道上发送;在STA发送MA-Req帧后,根据无线局域网802.11协议,不是所有从AP都会收到STA发送的MA-Req帧,从AP中收到MA-Req帧的从AP称为待选从AP,待选从AP在收到MA-Req帧后,向STA返回多连接申请同意帧MA-Req-ACK(multi-access-requestacknowledgement)或者多连接申请拒绝帧MA-Req-NAK(multi-access-request notacknowledgement);若STA收到待选从AP的MA-Req-ACK帧,则向STA发送MA-Req-ACK帧的待选从AP与STA形成关联关系,即STA在向STA发送MA-Req-ACK帧的待选从AP上注册,向STA发送MA-Req-ACK帧的待选从AP为该STA提供服务,之后转入步骤2;
STA若没有收到主AP的MA-INIT-ACK或者没有收到任何一个从AP的MA-Req-ACK,则放弃多基本服务集BSS(Basic Service Set)关联流程;
实现方式2为小区边缘用户STA在T1时间内的平均干扰大于规定的干扰阈值,或者T1时间内平均吞吐量低于规定的吞吐量阈值时,所述干扰阈值和吞吐量阈值以及T1由支持多连接的无线局域网802.11协议规定,侦听多个信道并向多个从AP发送多连接申请帧MA-Req,无论主AP和从AP的主信道是否相同,MA-Req均在多个信道同时发送或者依次分别在各个信道上发送;收到STA发送的MA-Req帧的从AP选择同意帧MA-Req-ACK或拒绝帧MA-Req-NAK多连接申请;若STA接收到大于等于1个AP返回的MA-Req-ACK,则发送多连接申请同意帧MA_Rpt(multi-associate-report)向主AP告知多关联结果,即告知是否成功与从AP建立关联,主AP接收到MA_Rpt帧后,返回MA_Rpt ACK帧(multi-associate-reportacknowledgement)确认,之后转入步骤2,STA若没有收到任何一个从AP的MA-Req-ACK,则放弃多BSS关联流程;
步骤2:在STA多连接流程成功之后,处于多关联状态,多关联状态存在时限X,X由支持多连接的无线局域网802.11协议规定,在多关联状态下,如果有上行数据需要发送,则执行步骤3;如果收到主AP或从AP的调度帧,则执行步骤4;从AP收到发往STA的下行数据包,则执行步骤5;如果STA需要切换主AP,则执行步骤6;
其中多关联状态的时限X有两种实现方式:
实现方式1为规定时间X,X由协议规定,边缘节点在多小区BSS(Basic ServiceSet)连接T时间后,边缘节点STA在进入多关联状态X时间之后,自动切回主小区工作,之后返回步骤1;
实现方式2为STA切换回主小区后,需等待一段时间D,D由无线局域网802.11协议规定,在时间D内不能传输数据,以免对其他用户造成干扰,若D=0,表示切换回来后可立即使用信道,即退化为实现方式1,之后返回步骤1;
步骤3:STA基于EDCA机制,在主小区和从小区同时执行随机退避过程,根据EDCA机制中的退避流程,在主小区和从小区分别初始化竞争窗CW值,然后进行退避,任何一个小区退避到0之后,在另一个平均SINR值最高的小区进行接入。
步骤3.1:STA在与从AP1和从AP2的多关联完成后,基于EDCA机制,在主小区和从小区同时执行随机退避过程。
步骤3.2:STA在从小区2率先完成退避,即退避到0;
步骤3.3:STA在平均SINR值最高的小区(从小区1)进行接入与传输,之后返回步骤2;
步骤4:STA在与多个AP关联之后,回复主AP及从AP的资源请求RR(resourcerequest)帧,收集帧并通过各个AP的TF的调度来执行基于正交频分多址接入OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)技术的上行传输,或者通过各个AP触发触发-资源请求帧TF-RR(trigger frame-resource request)形成OFDMA随机接入,如果AP发的是TF,那么执行OFDMA;如果AP发的是TF-RR,那么执行OFDMA随机接入;
返回步骤2;
步骤5:STA在步骤1,步骤2与从AP多关联成功之后,如果从AP没有接收到发STA的数据包,继续侦听信道,按照802.11协议执行;如果从AP接收到发往STA的数据包,修改以太网包头域,将从AP接收到发往STA的数据包的目的地址修改为STA的MAC地址,从AP再将修改后的数据包通过有线网络送出去;
主AP接收到该数据包后,会转发给STA,之后返回步骤2;
步骤6:STA存在时间门限T2,T2由支持多连接的无线局域网802.11协议规定,如果超过时间门限T2,当某从小区的干扰小于主小区,或吞吐量高于主小区时,则启动关联切换过程,启动关联切换过程的前提是主BSS和从BSS属于同一个扩展服务集合ESS(ExtendedService Set),关联切换过程为:当STA向待切换的从AP发出重新关联请求ReassociationRequest帧,从AP接收到Reassociation Request帧后回复Reassociation Response帧实现关联切换,或STA向STA在进行多关联之前隶属的小区的主AP发出解除关联Disassociation帧,实现关联切换。
实施例7
图10是实施例7的场景示意图,图11是实施例7的关键步骤多关联过程图,假设网络中有4个BSS,本实施例中的STA隶属于主AP。主AP所在的小区为主小区,从AP1所在小区为从小区1,从AP2所在小区为从小区2,从AP3所在小区为从小区3,从小区2从小区3共享一个信道。本实施例举例说明了采用多BSS关联接入的方法,使得小区边缘用户进入多关联状态后,在协议规定的时限T内上行传输数据时,先后向不同信道的从AP传输数据的方法。
步骤1:小区边缘用户STA在进行多关联时任意选择如下两种实现方式:
实现方式1为当小区边缘用户STA在T1时间内的平均干扰大于规定的干扰阈值,或者T1时间内平均吞吐量低于规定的吞吐量阈值时,所述干扰阈值和吞吐量阈值以及T1由支持多连接的无线局域网802.11协议规定,向主无线接入点AP(access point)发送多关联初始化帧MA-INIT(Multi-associate initialization),主AP接收到多关联初始化帧后,向STA返回多关联初始化同意帧MA-INIT-ACK(Multi-associate initializationacknowledgement)或者多关联初始化不同意帧MA-INIT-NAK(Multi-associateinitialization not acknowledgement),若STA接收到MA-INIT-ACK,STA侦听多个信道,并向STA所隶属的小区之外的其他小区的多个从AP发送多连接申请帧MA-Req(multi-access-request),不论所述多个从AP的主信道是否相同,MA-Req在多个信道同时发送或者依次分别在各个信道上发送;在STA发送MA-Req帧后,根据无线局域网802.11协议,不是所有从AP都会收到STA发送的MA-Req帧,从AP中收到MA-Req帧的从AP称为待选从AP,待选从AP在收到MA-Req帧后,向STA返回多连接申请同意帧MA-Req-ACK(multi-access-requestacknowledgement)或者多连接申请拒绝帧MA-Req-NAK(multi-access-request notacknowledgement);若STA收到待选从AP的MA-Req-ACK帧,则向STA发送MA-Req-ACK帧的待选从AP与STA形成关联关系,即STA在向STA发送MA-Req-ACK帧的待选从AP上注册,向STA发送MA-Req-ACK帧的待选从AP为该STA提供服务,之后转入步骤2;
STA若没有收到主AP的MA-INIT-ACK或者没有收到任何一个从AP的MA-Req-ACK,则放弃多基本服务集BSS(Basic Service Set)关联流程;
实现方式2为小区边缘用户STA在T1时间内的平均干扰大于规定的干扰阈值,或者T1时间内平均吞吐量低于规定的吞吐量阈值时,所述干扰阈值和吞吐量阈值以及T1由支持多连接的无线局域网802.11协议规定,侦听多个信道并向多个从AP发送多连接申请帧MA-Req,无论主AP和从AP的主信道是否相同,MA-Req均在多个信道同时发送或者依次分别在各个信道上发送;收到STA发送的MA-Req帧的从AP选择同意帧MA-Req-ACK或拒绝帧MA-Req-NAK多连接申请;若STA接收到大于等于1个AP返回的MA-Req-ACK,则发送多连接申请同意帧MA_Rpt(multi-associate-report)向主AP告知多关联结果,即告知是否成功与从AP建立关联,主AP接收到MA_Rpt帧后,返回MA_Rpt ACK帧(multi-associate-reportacknowledgement)确认,之后转入步骤2,STA若没有收到任何一个从AP的MA-Req-ACK,则放弃多BSS关联流程;
步骤2:在STA多连接流程成功之后,处于多关联状态,多关联状态存在时限X,X由支持多连接的无线局域网802.11协议规定,在多关联状态下,如果有上行数据需要发送,则执行步骤3;如果收到主AP或从AP的调度帧,则执行步骤4;从AP收到发往STA的下行数据包,则执行步骤5;如果STA需要切换主AP,则执行步骤6;
其中多关联状态的时限X有两种实现方式:
实现方式1为规定时间X,X由协议规定,边缘节点在多小区BSS(Basic ServiceSet)连接T时间后,边缘节点STA在进入多关联状态X时间之后,自动切回主小区工作,之后返回步骤1;
实现方式2为STA切换回主小区后,需等待一段时间D,D由无线局域网802.11协议规定,在时间D内不能传输数据,以免对其他用户造成干扰,若D=0,表示切换回来后可立即使用信道,即退化为实现方式1,之后返回步骤1;
步骤2.1:在时间T内,STA先与从AP1进行数据的接入与传输,再与在共享同一信道的从AP2和从AP3进行数据传输,在时间T过后,切换回主小区;
步骤2.2:切换回主小区后,等待一段时间D,D由无线局域网802.11协议规定,在时间D内不能传输数据,以免对其他用户造成干扰,时间D过后,若D=0,表示切换回来后可立即使用信道,即退化为实现方式1,之后返回步骤1;
步骤3:STA基于增强型分布式协调接入EDCA(Enhanced Distributed ChannelAccess)机制,在主小区和从小区同时执行退避过程,根据EDCA机制中的退避流程,在主小区和从小区分别初始化竞争窗CW值,然后进行退避,任何一个小区退避到0之后,在当前信号与干扰加噪声比SINR最高的小区或平均SINR最高的小区执行接入和传输过程。
步骤3.1:STA在与从AP1、从AP2和从AP3的多关联完成后,基于EDCA机制,在主小区和从小区同时执行随机退避过程。
步骤3.2:STA完成退避后,向从AP1接入并上行传输数据;
步骤3.3:从小区2和从小区3共享同一个信道,STA与从AP1传输数据完成后,重新退避,退避完成后,在当前信号与干扰加噪声比SINR最高的小区或平均SINR最高的小区执行接入和传输过程;返回步骤2。
步骤4:STA在与多个AP关联之后,回复主AP及从AP的资源请求RR(resourcerequest)帧,收集帧并通过各个AP的TF的调度来执行基于正交频分多址接入OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)技术的上行传输,或者通过各个AP触发触发-资源请求帧TF-RR(trigger frame-resource request)形成OFDMA随机接入,如果AP发的是TF,那么执行OFDMA;如果AP发的是TF-RR,那么执行OFDMA随机接入;
返回步骤2;
步骤5:STA在步骤1,步骤2与从AP多关联成功之后,如果从AP没有接收到发STA的数据包,继续侦听信道,按照802.11协议执行;如果从AP接收到发往STA的数据包,修改以太网包头域,将从AP接收到发往STA的数据包的目的地址修改为STA的MAC地址,从AP再将修改后的数据包通过有线网络送出去;
主AP接收到该数据包后,会转发给STA,之后返回步骤2;
步骤6:STA存在时间门限T2,T2由支持多连接的无线局域网802.11协议规定,如果超过时间门限T2,当某从小区的干扰小于主小区,或吞吐量高于主小区时,则启动关联切换过程,启动关联切换过程的前提是主BSS和从BSS属于同一个扩展服务集合ESS(ExtendedService Set),关联切换过程为:当STA向待切换的从AP发出重新关联请求ReassociationRequest帧,从AP接收到Reassociation Request帧后回复Reassociation Response帧实现关联切换,或STA向STA在进行多关联之前隶属的小区的主AP发出解除关联Disassociation帧,实现关联切换。
实施例8
图12是实施例8的场景示意图,图13是实施例8的关键步骤多关联过程图。假设网络中有3个BSS,每个BSS都有一个AP。本实施例中的STA隶属于主AP。另外两个BSS的AP分别为从AP1和从AP2,从AP1和从AP2不工作在同一信道。本实施例举例说明了采用多BSS关联接入的方法,使得小区边缘用户进入多关联状态后,在协议规定的时限T内上行传输数据时,同时向不同信道的从AP传输数据的方法。
步骤1:小区边缘用户STA在进行多关联时任意选择如下两种实现方式:
实现方式1为当小区边缘用户STA在T1时间内的平均干扰大于规定的干扰阈值,或者T1时间内平均吞吐量低于规定的吞吐量阈值时,所述干扰阈值和吞吐量阈值以及T1由支持多连接的无线局域网802.11协议规定,向主无线接入点AP(access point)发送多关联初始化帧MA-INIT(Multi-associate initialization),主AP接收到多关联初始化帧后,向STA返回多关联初始化同意帧MA-INIT-ACK(Multi-associate initializationacknowledgement)或者多关联初始化不同意帧MA-INIT-NAK(Multi-associateinitialization not acknowledgement),若STA接收到MA-INIT-ACK,STA侦听多个信道,并向STA所隶属的小区之外的其他小区的多个从AP发送多连接申请帧MA-Req(multi-access-request),不论所述多个从AP的主信道是否相同,MA-Req在多个信道同时发送或者依次分别在各个信道上发送;在STA发送MA-Req帧后,根据无线局域网802.11协议,不是所有从AP都会收到STA发送的MA-Req帧,从AP中收到MA-Req帧的从AP称为待选从AP,待选从AP在收到MA-Req帧后,向STA返回多连接申请同意帧MA-Req-ACK(multi-access-requestacknowledgement)或者多连接申请拒绝帧MA-Req-NAK(multi-access-request notacknowledgement);若STA收到待选从AP的MA-Req-ACK帧,则向STA发送MA-Req-ACK帧的待选从AP与STA形成关联关系,即STA在向STA发送MA-Req-ACK帧的待选从AP上注册,向STA发送MA-Req-ACK帧的待选从AP为该STA提供服务,之后转入步骤2;
STA若没有收到主AP的MA-INIT-ACK或者没有收到任何一个从AP的MA-Req-ACK,则放弃多基本服务集BSS(Basic Service Set)关联流程;
实现方式2为小区边缘用户STA在T1时间内的平均干扰大于规定的干扰阈值,或者T1时间内平均吞吐量低于规定的吞吐量阈值时,所述干扰阈值和吞吐量阈值以及T1由支持多连接的无线局域网802.11协议规定,侦听多个信道并向多个从AP发送多连接申请帧MA-Req,无论主AP和从AP的主信道是否相同,MA-Req均在多个信道同时发送或者依次分别在各个信道上发送;收到STA发送的MA-Req帧的从AP选择同意帧MA-Req-ACK或拒绝帧MA-Req-NAK多连接申请;若STA接收到大于等于1个AP返回的MA-Req-ACK,则发送多连接申请同意帧MA_Rpt(multi-associate-report)向主AP告知多关联结果,即告知是否成功与从AP建立关联,主AP接收到MA_Rpt帧后,返回MA_Rpt ACK帧(multi-associate-reportacknowledgement)确认,之后转入步骤2,STA若没有收到任何一个从AP的MA-Req-ACK,则放弃多BSS关联流程;
步骤2:在STA多连接流程成功之后,处于多关联状态,多关联状态存在时限X,X由支持多连接的无线局域网802.11协议规定,在多关联状态下,如果有上行数据需要发送,则执行步骤3;如果收到主AP或从AP的调度帧,则执行步骤4;从AP收到发往STA的下行数据包,则执行步骤5;如果STA需要切换主AP,则执行步骤6;
其中多关联状态的时限X有两种实现方式:
实现方式1为规定时间X,X由协议规定,边缘节点在多小区BSS(Basic ServiceSet)连接T时间后,边缘节点STA在进入多关联状态X时间之后,自动切回主小区工作,之后返回步骤1;
实现方式2为STA切换回主小区后,需等待一段时间D,D由无线局域网802.11协议规定,在时间D内不能传输数据,以免对其他用户造成干扰,若D=0,表示切换回来后可立即使用信道,即退化为实现方式1,之后返回步骤1;
步骤2.1:在时间T内,STA先与从AP1进行数据的接入与传输,再与在共享同一信道的从AP2和从AP3进行数据传输,在时间T过后,切换回主小区;
步骤2.2:切换回主小区后,等待一段时间D,D由无线局域网802.11协议规定,在D内不能传输数据,以免对其他用户造成干扰,时间D过后,若D=0,表示切换回来后可立即使用信道,即退化为实现方式1,之后返回步骤1;
步骤3:STA基于增强型分布式协调接入EDCA(Enhanced Distributed ChannelAccess)机制,在主小区和从小区同时执行退避过程,根据EDCA机制中的退避流程,在主小区和从小区分别初始化竞争窗CW值,然后进行退避,任何一个小区退避到0之后,即可执行接入和传输过程,接入和传输过程有三种实现方式,三种实现方式具体描述如下:
实现方式1:在退避计数值减到0的小区接入,对应的接入和传输过程中,所有信道任意选择退避方式,即选择重新退避,或者选择在其他没有退避完的小区保留上一次退避计数值继续退避;
实现方式2:在当前信号与干扰加噪声比SINR(Signal to Interference plusNoise Ratio)最高的小区或平均SINR最高的小区执行接入和传输过程;
实现方式3:同一个信道的不同小区,选择SINR最高的小区执行接入和传输;
步骤3.1:STA采用上述实现方法,在退避完成后进行接入;
步骤3.2:STA同时与从小区1,从小区2接入并传输数据;之后返回步骤2。
步骤4:STA在与多个AP关联之后,回复主AP及从AP的资源请求RR(resourcerequest)帧,收集帧并通过各个AP的TF的调度来执行基于正交频分多址接入OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)技术的上行传输,或者通过各个AP触发触发-资源请求帧TF-RR(trigger frame-resource request)形成OFDMA随机接入,如果AP发的是TF,那么执行OFDMA;如果AP发的是TF-RR,那么执行OFDMA随机接入;
返回步骤2;
步骤5:STA在步骤1,步骤2与从AP多关联成功之后,如果从AP没有接收到发STA的数据包,继续侦听信道,按照802.11协议执行;如果从AP接收到发往STA的数据包,修改以太网包头域,将从AP接收到发往STA的数据包的目的地址修改为STA的MAC地址,从AP再将修改后的数据包通过有线网络送出去;
主AP接收到该数据包后,会转发给STA,之后返回步骤2;
步骤6:STA存在时间门限T2,T2由支持多连接的无线局域网802.11协议规定,如果超过时间门限T2,当某从小区的干扰小于主小区,或吞吐量高于主小区时,则启动关联切换过程,启动关联切换过程的前提是主BSS和从BSS属于同一个扩展服务集合ESS(ExtendedService Set),关联切换过程为:当STA向待切换的从AP发出重新关联请求ReassociationRequest帧,从AP接收到Reassociation Request帧后回复Reassociation Response帧实现关联切换,或STA向STA在进行多关联之前隶属的小区的主AP发出解除关联Disassociation帧,实现关联切换。
实施例9
图12是实施例9的场景示意图,图14是实施例9的关键步骤多关联过程图。假设网络中有3个BSS,每个BSS都有一个AP。本实施例中的STA隶属于主AP。另外两个BSS的AP分别为从AP1和从AP2。本实施例举例说明了采用多BSS关联接入的方法,使得小区边缘用户进入多关联状态后,在协议规定的时限T内上行传输数据后,切换回主小区后,发现无法传输数据,先不进行数据传输冻结一段时间D后再开始与主AP进行接入和传输数据的方法。
步骤1:小区边缘用户STA在进行多关联时任意选择如下两种实现方式:
实现方式1为当小区边缘用户STA在T1时间内的平均干扰大于规定的干扰阈值,或者T1时间内平均吞吐量低于规定的吞吐量阈值时,所述干扰阈值和吞吐量阈值以及T1由支持多连接的无线局域网802.11协议规定,向主无线接入点AP(access point)发送多关联初始化帧MA-INIT(Multi-associate initialization),主AP接收到多关联初始化帧后,向STA返回多关联初始化同意帧MA-INIT-ACK(Multi-associate initializationacknowledgement)或者多关联初始化不同意帧MA-INIT-NAK(Multi-associateinitialization not acknowledgement),若STA接收到MA-INIT-ACK,STA侦听多个信道,并向STA所隶属的小区之外的其他小区的多个从AP发送多连接申请帧MA-Req(multi-access-request),不论所述多个从AP的主信道是否相同,MA-Req在多个信道同时发送或者依次分别在各个信道上发送;在STA发送MA-Req帧后,根据无线局域网802.11协议,不是所有从AP都会收到STA发送的MA-Req帧,从AP中收到MA-Req帧的从AP称为待选从AP,待选从AP在收到MA-Req帧后,向STA返回多连接申请同意帧MA-Req-ACK(multi-access-requestacknowledgement)或者多连接申请拒绝帧MA-Req-NAK(multi-access-request notacknowledgement);若STA收到待选从AP的MA-Req-ACK帧,则向STA发送MA-Req-ACK帧的待选从AP与STA形成关联关系,即STA在向STA发送MA-Req-ACK帧的待选从AP上注册,向STA发送MA-Req-ACK帧的待选从AP为该STA提供服务,之后转入步骤2;
STA若没有收到主AP的MA-INIT-ACK或者没有收到任何一个从AP的MA-Req-ACK,则放弃多基本服务集BSS(Basic Service Set)关联流程;
实现方式2为小区边缘用户STA在T1时间内的平均干扰大于规定的干扰阈值,或者T1时间内平均吞吐量低于规定的吞吐量阈值时,所述干扰阈值和吞吐量阈值以及T1由支持多连接的无线局域网802.11协议规定,侦听多个信道并向多个从AP发送多连接申请帧MA-Req,无论主AP和从AP的主信道是否相同,MA-Req均在多个信道同时发送或者依次分别在各个信道上发送;收到STA发送的MA-Req帧的从AP选择同意帧MA-Req-ACK或拒绝帧MA-Req-NAK多连接申请;若STA接收到大于等于1个AP返回的MA-Req-ACK,则发送多连接申请同意帧MA_Rpt(multi-associate-report)向主AP告知多关联结果,即告知是否成功与从AP建立关联,主AP接收到MA_Rpt帧后,返回MA_Rpt ACK帧(multi-associate-reportacknowledgement)确认,之后转入步骤2,STA若没有收到任何一个从AP的MA-Req-ACK,则放弃多BSS关联流程;
步骤2:在STA多连接流程成功之后,处于多关联状态,多关联状态存在时限X,X由支持多连接的无线局域网802.11协议规定,在多关联状态下,如果有上行数据需要发送,则执行步骤3;如果收到主AP或从AP的调度帧,则执行步骤4;从AP收到发往STA的下行数据包,则执行步骤5;如果STA需要切换主AP,则执行步骤6;
其中多关联状态的时限X有两种实现方式:
实现方式1为规定时间X,X由协议规定,边缘节点在多小区BSS(Basic ServiceSet)连接T时间后,边缘节点STA在进入多关联状态X时间之后,自动切回主小区工作,之后返回步骤1;
实现方式2为STA切换回主小区后,需等待一段时间D,D由无线局域网802.11协议规定,在时间D内不能传输数据,以免对其他用户造成干扰,若D=0,表示切换回来后可立即使用信道,即退化为实现方式1,之后返回步骤1;
步骤2.1:在时间T内,STA与从AP1和从AP2同时进行上行传输,时间T过后,切换回主小区;
步骤2.2:切换回主小区后,STA发现无法传输数据,先不进行数据传输冻结一段时间D,以免对其他用户造成干扰,再开始与主AP进行接入和传输数据。之后返回步骤1。
步骤3:STA基于增强型分布式协调接入EDCA(Enhanced Distributed ChannelAccess)机制,在主小区和从小区同时执行退避过程,根据EDCA机制中的退避流程,在主小区和从小区分别初始化竞争窗CW值,然后进行退避,任何一个小区退避到0之后,即可执行接入和传输过程,接入和传输过程有三种实现方式,三种实现方式具体描述如下:
实现方式1:在退避计数值减到0的小区接入,对应的接入和传输过程中,所有信道任意选择退避方式,即选择重新退避,或者选择在其他没有退避完的小区保留上一次退避计数值继续退避;
实现方式2:在当前信号与干扰加噪声比SINR(Signal to Interference plusNoise Ratio)最高的小区或平均SINR最高的小区执行接入和传输过程;
实现方式3:同一个信道的不同小区,选择SINR最高的小区执行接入和传输;
步骤3.1:STA采用上述实现方法,在退避完成后进行接入;
步骤3.2:STA同时与从小区1,从小区2接入并传输数据;之后返回步骤2。
步骤4:STA在与多个AP关联之后,回复主AP及从AP的资源请求RR(resourcerequest)帧,收集帧并通过各个AP的TF的调度来执行基于正交频分多址接入OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)技术的上行传输,或者通过各个AP触发触发-资源请求帧TF-RR(trigger frame-resource request)形成OFDMA随机接入,如果AP发的是TF,那么执行OFDMA;如果AP发的是TF-RR,那么执行OFDMA随机接入;
返回步骤2;
步骤5:STA在步骤1,步骤2与从AP多关联成功之后,如果从AP没有接收到发STA的数据包,继续侦听信道,按照802.11协议执行;如果从AP接收到发往STA的数据包,修改以太网包头域,将从AP接收到发往节点A的数据包的目的地址修改为STA的MAC地址,从AP再将修改后的数据包通过有线网络送出去;
主AP接收到该数据包后,会转发给STA,之后返回步骤2;
步骤6:STA存在时间门限T2,T2由支持多连接的无线局域网802.11协议规定,如果超过时间门限T2,当某从小区的干扰小于主小区,或吞吐量高于主小区时,则启动关联切换过程,启动关联切换过程的前提是主BSS和从BSS属于同一个扩展服务集合ESS(ExtendedService Set),关联切换过程为:当STA向待切换的从AP发出重新关联请求ReassociationRequest帧,从AP接收到Reassociation Request帧后回复Reassociation Response帧实现关联切换,或STA向STA在进行多关联之前隶属的小区的主AP发出解除关联Disassociation帧,实现关联切换。
Claims (1)
1.一种基于多BSS关联的接入与传输的方法,其特征在于包括下述步骤:
步骤1:小区边缘用户节点A在进行多关联时任意选择如下两种实现方式:
实现方式1为当小区边缘用户节点A在T1时间内的平均干扰大于规定的干扰阈值,或者T1时间内平均吞吐量低于规定的吞吐量阈值时,所述干扰阈值、吞吐量阈值以及T1由支持多连接的无线局域网802.11协议规定,向主无线接入点AP(access point)发送多关联初始化帧MA-INIT(Multi-associate initialization),主AP接收到多关联初始化帧后,向节点A返回多关联初始化同意帧MA-INIT-ACK(Multi-associate initializationacknowledgement)或者多关联初始化不同意帧MA-INIT-NAK(Multi-associateinitialization not acknowledgement),若节点A接收到MA-INIT-ACK,节点A侦听多个信道,并向节点A所隶属的小区之外的其他小区的多个从AP发送多连接申请帧MA-Req(multi-access-request),不论所述多个从AP的主信道是否相同,MA-Req在多个信道同时发送或者依次分别在各个信道上发送;在节点A发送MA-Req帧后,根据无线局域网802.11协议,不是所有从AP都会收到节点A发送的MA-Req帧,从AP中收到MA-Req帧的从AP称为待选从AP,待选从AP在收到MA-Req帧后,向节点A返回多连接申请同意帧MA-Req-ACK(multi-access-request acknowledgement)或者多连接申请拒绝帧MA-Req-NAK(multi-access-requestnot acknowledgement);若节点A收到待选从AP的MA-Req-ACK帧,则向节点A发送MA-Req-ACK帧的待选从AP与节点A形成关联关系,即节点A在向节点A发送MA-Req-ACK帧的待选从AP上注册,向节点A发送MA-Req-ACK帧的待选从AP为该节点A提供服务,之后转入步骤2;
节点A若没有收到主AP的ACK或者没有收到任何一个从AP的MA-Req-ACK,则放弃多基本服务集BSS(Basic Service Set)关联流程;
实现方式2为小区边缘用户节点A在T1时间内的平均干扰大于规定的干扰阈值,或者T1时间内平均吞吐量低于规定的吞吐量阈值时,所述干扰阈值和吞吐量阈值以及T1由支持多连接的无线局域网802.11协议规定,侦听多个信道并向多个从AP发送多连接申请帧MA-Req,无论主AP和从AP的主信道是否相同,MA-Req在多个信道同时发送或者依次分别在各个信道发送;收到节点A发送的MA-Req帧的从AP选择同意帧MA-Req-ACK或拒绝帧MA-Req-NAK多连接申请;若节点A接收到大于等于1个AP返回的MA-Req-ACK,则发送多连接申请同意帧MA_Rpt(multi-associate-report)向主AP告知多关联结果,即告知是否成功与从AP建立关联,主AP接收到MA_Rpt帧后,返回多连接请求同意应答帧MA_RptACK帧(multi-associate-report acknowledgement)确认,之后转入步骤2,节点A若没有收到任何一个从AP的MA-Req-ACK,则放弃多BSS关联流程;
步骤2:在节点A多连接流程成功之后,处于多关联状态,多关联状态存在时限X,X由支持多连接的无线局域网802.11协议规定,在多关联状态下,如果有上行数据需要发送,则执行步骤3;如果收到主AP或从AP的调度帧,则执行步骤4;从AP收到发往节点A的下行数据包,则执行步骤5;如果节点A需要切换主AP,则执行步骤6;
其中多关联状态的时限X有两种实现方式:
实现方式1为规定时间X,X由协议规定,边缘节点在多小区BSS(Basic Service Set)连接T时间后,边缘节点在进入多关联状态X时间之后,自动切回主小区工作,之后返回步骤1;
实现方式2为节点A切换回主小区后,需等待一段时间D,D由无线局域网802.11协议规定,在时间D内不能传输数据,以免对其他用户造成干扰,若D=0,表示切换回来后可立即使用信道,即退化为实现方式1,之后返回步骤1;
步骤3:节点A基于增强型分布式协调接入EDCA(Enhanced Distributed ChannelAccess)机制,在主小区和从小区同时执行退避过程,根据EDCA机制中的退避流程,在主小区和从小区分别初始化竞争窗CW值,然后进行退避,任何一个小区退避到0之后,即可执行接入和传输过程,接入和传输过程有三种实现方式,三种实现方式具体描述如下:
实现方式1:在退避计数值减到0的小区接入,对应的接入和传输过程中,,所有信道任意选择退避方式,即选择重新退避,或者选择在其他没有退避完的小区保留上一次退避计数值继续退避;
实现方式2:在当前信号与干扰加噪声比SINR(Signal to Interference plus NoiseRatio)最高的小区或平均SINR最高的小区执行接入和传输过程;
实现方式3:同一个信道的不同小区,选择SINR最高的小区执行接入和传输过程;
之后返回步骤2;
步骤4:边缘节点A在与多个AP关联之后,回复主AP及从AP的资源请求RR(resourcerequest)帧,资源收集请求RAR(resource allocation request)帧通过各个AP的TF的调度来执行基于正交频分多址接入OFDMA(Orthogonal Frequency Division MultipleAccess)技术的上行传输,或者通过各个AP触发触发-资源请求帧TF-RR(trigger frame-resource request)形成OFDMA随机接入,即如果AP发的是TF,那么执行OFDMA;如果AP发的是TF-RR,那么执行OFDMA随机接入;
返回步骤2;
步骤5:节点A在步骤1、步骤2与从AP多关联成功之后,如果从AP没有接收到发往节点A的数据包,继续侦听信道,按照802.11协议执行;如果从AP接收到发往节点A的数据包,修改以太网包头域,将从AP接收到发往节点A的数据包的目的地址修改为节点A的MAC地址,从AP再将修改后的数据包通过有线网络送出去;
主AP接收到该数据包后,会转发给节点A,之后返回步骤2;
步骤6:节点A存在时间门限T2,T2由支持多连接的无线局域网802.11协议规定,如果超过时间门限T2,当某从小区的干扰小于主小区,或吞吐量高于主小区时,则启动关联切换过程,启动关联切换过程的前提是主BSS和从BSS属于同一个扩展服务集合ESS(ExtendedService Set),关联切换过程为:当节点A向待切换的从AP发出重新关联请求(Reassociation Request)帧,从AP接收到Reassociation Request帧后回复重新关联请求应答帧(Reassociation Response)实现关联切换,或节点A向节点A在进行多关联之前隶属小区的主AP发出解除关联Disassociation,实现关联切换。
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