CN110099054B - 一种基于网桥高效的tdma自组网方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种基于网桥高效的TDMA自组网方法，将AP端的同一频谱在时间上划分时隙，然后分给不同的CPE端使用，每个CPE端只能在AP端分配的时隙内通讯。本发明的有益效果是：有效的克服盲点问题。从而提高了室外网桥的性能。

Description

一种基于网桥高效的TDMA自组网方法
技术领域
本发明涉及TDMA自组网方法，尤其涉及一种基于网桥高效的TDMA自组网方法。
背景技术
室外网桥多安装在偏远，布线不便的地区，利用无线特性进行长距离的数据传输。如图1所示CPE位于偏远距离（无线CPE就是一种接收wifi信号的无线终端接入设备，可取代无线网卡等无线客户端设备），通过无线关联AP（AP全称是Access Point，其功能是把有线网络转换为无线网络）端。AP负责转发来自CPE的数据。而多点接入需要遵循CSMA/CD（多点接入载波监听/冲突检测）协议。
无线网络不同于有线网络的一个特点尤其在远距离的室外网桥传输存在盲点。所谓盲点如图2所示，其中 ABC 代表 3 个节点，在某个时刻 A、C 都要与 B 进行通信， A和C先分别检测信道，由于A和C信号不再接收范围内，存在盲点情况，它们互相检测不到对方的信号，所以它们都认为此时信道是空闲的，于是各自发送自己的数据包，在 B 节点接收时可能会发生碰撞，导致通信失败。很大程度影响了室外网桥整体性能。A和C与B通讯，可能会出现A会长时间占用和B通讯，从而导致A、C到B 的性能不均衡。
因此，如何克服盲点问题，提高室外网桥的性能是本领域技术人员所亟待解决的技术问题。
发明内容
为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种基于网桥高效的TDMA自组网方法。
本发明提供了一种基于网桥高效的TDMA自组网方法，将AP端的同一频谱在时间上划分时隙，然后分给不同的CPE端使用，每个CPE端只能在AP端分配的时隙内通讯。
作为本发明的进一步改进，AP端负责获取CPE端信息，构建控制报文分配CPE时隙，广播控制报文，CPE端负责解析控制报文，设置立即通讯还是等待。
作为本发明的进一步改进，AP端的处理流程如下：
S101、启动高精度定时器；
S102、获取关联的CPE端列表；
S103、建立CPE端信息维护列表；
S104、从CPE端信息维护列表中获取用户信息；
S105、构建控制报文；
S106、广播控制报文给所有CPE端。
作为本发明的进一步改进，在步骤S102中，从无线驱动的软件开发工具包里获取关联的CPE端列表。
作为本发明的进一步改进，在步骤S103中，CPE端信息维护列表包括活跃状态、等待次数和同周期流量记录。
作为本发明的进一步改进，在步骤S104、S105之间增加如下步骤：计算相同周期内CPE端的流量，判断CPE端是否为活跃用户，如果不是活跃用户，则等待次数加1，并判断等待次数是否达到阈值，如果没有达到阈值，则返回步骤S104，如果达到阈值，则将等待次数清零，并进入步骤S105；如果是活跃用户则进入步骤S105。
作为本发明的进一步改进，CPE端的处理流程如下：
S201、接收AP端的控制报文；
S202、解析控制报文；
S203、判断控制报文是否给本机，如果控制报文不是给本机，则设置本机处于等待并判断等待时长是否大于阈值，如果不大于阈值，则结束，如果大于阈值，则设置本机允许与AP端通讯；如果控制报文是给本机，则设置本机允许与AP端通讯。
作为本发明的进一步改进，在步骤S202中，解析控制报文包括以下内容：
1）是否是管理报文；
2）匹配定义的私有协议类型；
3）匹配控制报文的目的mac是否是本机；
4）判断本机是否关联上级AP。
作为本发明的进一步改进，步骤S203包括以下内容：
1）根据报文类型以及私有协议类型对控制报文准确识别；
2）根据目的mac和本机mac配对得知控制报文是给本机还是其他CPE端；
如果控制报文是给本机，则设置本机允许和AP通讯；
如果控制报文不是给本机，则通过设置寄存器，让本机的报文缓存在队列里；
3）缓存的最大时间是T；
如果时间达到T，还是接收不到AP端给本机的控制报文，
则允许缓存的数据报文发给AP端。
作为本发明的进一步改进，缓存的最大时间是500ms。
本发明的有益效果是：通过上述方案，有效的克服盲点问题。从而提高了室外网桥的性能。
附图说明
图1是现有技术中的室外网桥示意图。
图2是现有技术中的盲点示意图。
图3是本发明一种基于网桥高效的TDMA自组网方法的AP端的处理流程图。
图4是本发明一种基于网桥高效的TDMA自组网方法的CPE端的处理流程图。
具体实施方式
下面结合附图说明及具体实施方式对本发明作进一步说明。
如图3至图4所示，一种基于网桥高效的TDMA（时分多址）自组网方法，将AP端的同一频谱在时间上划分时隙，然后分给不同的CPE端使用，每个CPE端只能在AP端分配的时隙内通讯，CPE端即无线终端接入设备，AP端即无线访问接入点。
本方法将AP端同样的一段频谱在时间上进行划分时隙，然后分给不同的CPE端使用，每个CPE端只能在AP端分配的时隙内通讯，这样可以最大程度避免竞争和干扰。通俗讲如果把频谱比喻成一个房间，CPE端需要排队进入房间和AP端谈话，谈话的时长由AP端决定。其他未被AP端叫到的CPE端，只能等待AP端叫到才允许进入房间和AP端谈话。考虑到整体谈话高效顺利，AP端会根据CPE端情况合适调整谈话时长，也就是说流量高的CPE端优先获取和AP端通讯的次数多些。流量很低的CPE端，虽然排队排到和AP端通讯，但是通讯的权利在一定次数上顺位让给排队在它后面的高流量用户。
合理控制AP和CPE通讯时隙，即解决了室外网桥盲点问题，以及有效的避免某些CPE长时间占用信道资源，高效提高了信道利用率，从而提升整网性能。
本方法实现需要修订AP端和CPE端。AP端负责获取CPE端信息，构建控制报文分配CPE时隙，广播控制报文。CPE端负责解析控制报文，设置立即通讯还是等待。
如图3所示，AP端的处理流程如下
1、启动高精度定时器 定时器精度越高对CPE端的时隙控制越精准。
2、从无线驱动sdk（软件开发工具包）里获取关联的CPE端列表。
3、本地建立CPE端信息维护列表，CPE端即客户端，CPE端维护列表即客户端信息维护链表。
1）计算相同周期内CPE的流量；
2）判断出CPE端是活跃状态还是非活跃状态；
如果是活跃的CPE端直接加入发包队列；
如果是非活跃的CPE端需要等待次数达到阈值才允许加入发包队列；
3）记录非活跃的CPE端的等待延迟次数；
4、从本地CPE端列表中获取允许发包的CPE MAC
5、构建控制报文，填充私有协议、目的mac等重要通讯信息
6、广播控制报文给所有CPE端。
如图4所示，CPE端的处理流程如下：
1、CPE端接收来自AP端的控制报文。
2、解析AP端的控制报文：
1）是否是管理报文；
2）匹配定义的私有协议类型；
3）匹配控制报文的目的mac是否是本机；
4）判断本机是否关联上级AP；
3、控制发包时隙；
1）根据报文类型以及私有协议类型对控制报文准确识别；
2）根据目的mac和本机mac配对获取控制报文是给本机还是其他CPE端。
如果控制报文是给本机，则设置本机允许和AP通讯。
如果控制报文不是给本机，则通过设置寄存器，让本机的报文缓存在队列里。
3）缓存的最大时间是500ms。
如果时间达到500ms，还是接收不到AP端给本机的控制报文，
则允许缓存的数据报文发给AP端。
本发明提供的一种基于网桥高效的TDMA自组网方法，具有以下优点：
1、AP端增加私有协议通讯来控制CPE端时隙，有效的克服盲点问题。从而提高了室外网桥的性能。
2、自适应识别CPE端流量合理控制用户时隙，使得整个网络信道利用率达到最佳，从而进一步提高了整个网络的性能。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种基于网桥高效的TDMA自组网方法，其特征在于：将AP端的同一频谱在时间上划分时隙，然后分给不同的CPE端使用，每个CPE端只能在AP端分配的时隙内通讯；
AP端负责获取CPE端信息，构建控制报文分配CPE时隙，广播控制报文，CPE端负责解析控制报文，设置立即通讯还是等待；
将AP端同样的一段频谱在时间上进行划分时隙，然后分给不同的CPE端使用，每个CPE端只能在AP端分配的时隙内通讯；
AP端的处理流程如下：
S101、启动高精度定时器；
S102、获取关联的CPE端列表；
S103、建立CPE端信息维护列表；
S104、从CPE端信息维护列表中获取用户信息；
S105、构建控制报文；
S106、广播控制报文给所有CPE端；
在步骤S102中，从无线驱动的软件开发工具包里获取关联的CPE端列表；
在步骤S103中，CPE端信息维护列表包括活跃状态、等待次数和同周期流量记录；
在步骤S104、S105之间增加如下步骤：计算相同周期内CPE端的流量，判断CPE端是否为活跃用户，如果不是活跃用户，则等待次数加1，并判断等待次数是否达到阈值，如果没有达到阈值，则返回步骤S104，如果达到阈值，则将等待次数清零，并进入步骤S105；如果是活跃用户则进入步骤S105；
CPE端的处理流程如下：
S201、接收AP端的控制报文；
S202、解析控制报文；
S203、判断控制报文是否给本机，如果控制报文不是给本机，则设置本机处于等待并判断等待时长是否大于阈值，如果不大于阈值，则结束，如果大于阈值，则设置本机允许与AP端通讯；如果控制报文是给本机，则设置本机允许与AP端通讯；
在步骤S202中，解析控制报文包括以下内容：
1）是否是管理报文；
2）匹配定义的私有协议类型；
3）匹配控制报文的目的mac是否是本机；
4）判断本机是否关联上级AP。
2.根据权利要求1所述的基于网桥高效的TDMA自组网方法，其特征在于，步骤S203包括以下内容：
1）根据报文类型以及私有协议类型对控制报文准确识别；
2）根据目的mac和本机mac配对得知控制报文是给本机还是其他CPE端；
如果控制报文是给本机，则设置本机允许和AP通讯；
如果控制报文不是给本机，则通过设置寄存器，让本机的报文缓存在队列里；
3）缓存的最大时间是T；
如果时间达到T，还是接收不到AP端给本机的控制报文，
则允许缓存的数据报文发给AP端。
3.根据权利要求2所述的基于网桥高效的TDMA自组网方法，其特征在于，缓存的最大时间是500ms。
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