专利名称：一种优化802.11集中式协调功能的方法
技术领域：
本发明是一种优化802. 11无线网络集中式协调功能的方法，属于计算机网络与 无线通信的交叉领域。
背景技术：
随着移动通信技术的发展和对人们对工作环境灵活性的更高需求，无线局域网在 各个领域都得到了越来越广泛的应用。802. 11是目前无线局域网的主流技术之一。
802. ll是由美国电气电子工程师学会(IEEE)制定的，对无线局域网的物理层 (PHY)和媒质访问控制层(MAC)进行规范的国际标准。标准提供了两种MAC访问机制， 分别是分布式协调功能(DCF， Distributed Coordination Function)和集中式协调功能 (PCF， Point Coordination Function)。分布式协调功能不采用任何的中心控制，而是在 每一个节点使用CSMA/CA(载波侦听/碰撞避免)机制的分布式接入算法，让各个节点通 过争用来获得信道的发送权。集中式协调中引入了集中控制器(PC， Point Coordinator) 负责对节点进行轮询集中控制介质的访问。PCF以超帧为周期来进行数据帧的发送，每 个超帧周期包括一个无竞争阶段(CFP :Contention-Free Period)和一个竞争阶段(CP : Contention Period) 。 PC通过DCF机制争用获得媒体访问的控制权，随后向邻居节点发送 信标帧(Beacon)通知非竞争期的到来，邻居节点等待PC节点的轮询，PC节点根据轮询顺 序依次转交发送权，直至非竞争期结束。 DCF机制提供尽力而为(Best-Effort)的服务，无法满足实时业务和对延迟和抖 动等指标的需求。PCF机制能够提供延时受限的服务，但存在以下的两个问题(l)在每一 个非竞争期，PC需要轮询其所有邻居节点，对于此时没有业务需要发送的节点，轮询将造成 无谓的信道保留；(2)所有节点之间的数据都必须经过PC转交，增加了数据传输的时延，同 时降低了信道的利用效率。
发明内容
技术问题本发明的目的是提供一种优化802. 11无线网络集中式协调功能的方
法。本方法通过分离信道，有效的解决集中协调无线局域网中因PC轮询无业务节点造成的
信道资源浪费，同时减少节点之间通信的延时，提高信道的利用率。 技术方案本发明的优化802. 11无线网络集中式协调功能的方法具体为 1).为网络中的每个节点配置两张网卡，工作在不同的频段，组成双信道，规定其
中一条为控制信道，负责所有的控制帧的传输，另一条为业务信道，负责所有业务数据的发
送； 2). PC(集中控制器)通过竞争信道获得控制权之后，在控制信道广播信标帧通知 邻居节点进入非竞争期； 3).接收到信标帧的节点停止争用信道，各自判断数据缓冲中是否有数据要发送； 若有，则通过控制信道向PC发送关联帧请求加入轮询；
4). PC根据收到的关联帧，初始化轮询表， 5). PC按照轮询表的顺序，依次通过控制信道轮询(CF-poll)每一个节点，允许送 一个数据帧，对应节点直接在业务信道发送一帧数据； 6).目的节点在接收到数据包后，在控制信道发送ACK(确认)帧，PC在侦听到ACK 帧后，确定此次轮询顺利完成，继续进行下次轮询； 7).在轮询过程中，若轮询表之外的节点有数据需发送，在控制信道发送关联帧， PC在此次轮询全部完成之后，更新轮询表，将新节点加入轮询表； 8).当节点缓冲区没有数据时，该节点通过控制信道发送解除关联帧，PC在此次 轮询全部完成之后，更新轮询表，将此节点从轮询表中删除； 9).若某一时刻PC有数据需要发送，可直接在业务信道选择时隙进行发送。
有益效果本发明提出了一种优化802. 11无线网络集中式协调功能的方法，主要 具有以下的特点 (1)灵活性本方法提出了一种灵活的轮询表构建方法，能够迅速的根据网络中 业务变化情况调整轮询序列。 (2)高效性本方法将控制信道和业务信道相分离，PC只轮询需要发送数据的节 点，数据业务通过独立信道直接发送而不是通过PC的转发，最大限度的减少通信延时，有 效的提高了信道传输效率。
图1是802. IIPCF机制业务数据发送示意图，节点收到PC发送CF-poll帧后， 发送自己的数据帧，PC在收到数据帧后，将帧转发给目的节点，并向轮询节点发送确认帧 CF-Ack ; 图2是本发明提出的PCF机制业务数据发送示意图，节点收到PC发送CF-poll帧 后，通过业务信道发送数据帧，目的节点向PC返回确认帧；
图3是802. 11PCF机制的流程图；
图4是本发明提出的PCF机制的流程图。
具体实施例方式
假设应用实例一个基于802. 11的无线网络，网络业务并非相当繁忙时，可采用
优化的集中式协调功能以获得更好的网络性能。其具体实施方式
描述如下 (1)为所有节点配置两张802. 11无线网卡，使用两条独立信道，规定其中一条为
控制信道，另一条为业务信道； (2)选取某节点作为集中控制器PC， PC通过竞争信道获得控制权之后，在控制信 道广播信标帧，网络进入非竞争期； (3)网络中节点停止争用信道，各自判断数据缓冲中是否有数据要发送。若有，则 通过控制信道向PC发送关联帧请求加入轮询；
(4) PC根据收到的关联帧，初始化轮询表； (5)PC按照顺序，通过控制信道轮询(CF-poll)每一个节点，对应节点通过业务信 道发送一帧数据；
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(6)目的节点在接收到数据帧后，在控制信道发送应答帧ACK，PC在侦听到ACK后， 继续轮询下个节点； (7)在轮询过程中，若原本轮询表之外的节点有数据需发送，可通过控制信道发送
关联帧，PC在当前轮询全部完成之后，更新轮询表，将此节点加入轮询表； (8)当节点缓冲区没有待发送数据时，通过控制信道发送解除关联帧，PC在当前
轮询全部完成之后，更新轮询表，将此节点从轮询表中删除； (9)若某一时刻PC有数据需要发送，可直接在业务信道选择时隙进行发送。
权利要求
一种优化802.11集中式协调功能的方法，其特征在于该方法包括1).为网络中的每个节点配置两张网卡，工作在不同的频段，组成双信道，规定其中一条为控制信道，负责所有的控制帧的传输，另一条为业务信道，负责所有业务数据的发送；2).PC通过竞争信道获得控制权之后，在控制信道广播信标帧，通知邻居节点进入非竞争期；3).接收到信标帧的节点停止争用信道，各自判断数据缓冲中是否有数据要发送；若有，则通过控制信道向PC发送关联帧请求加入轮询；4).PC根据收到的关联帧，初始化轮询表；5).PC按照轮询表的顺序，依次通过控制信道轮询每一个节点，允许送一个数据帧，对应节点直接在业务信道发送一帧数据；6).目的节点在接收到数据包后，在控制信道发送ACK帧，PC在侦听到ACK帧后，确定此次轮询顺利完成，继续进行下次轮询；7).在轮询过程中，若轮询表之外的节点有数据需发送，在控制信道发送关联帧，PC在此次轮询全部完成之后，更新轮询表，将新节点加入轮询表；8).当节点缓冲区没有数据时，该节点通过控制信道发送解除关联帧，PC在此次轮询全部完成之后，更新轮询表，将此节点从轮询表中删除；9).若某一时刻PC有数据需要发送，直接在业务信道选择时隙进行发送。
全文摘要
一种优化802.11无线网络集中式协调功能性能的方法，主要针对目前802.11集中式协调网络中存在的两个问题(1)在每一个非竞争期，PC需要轮询所有邻居节点，对于此时没有业务需要发送的节点，轮询将造成无谓的信道保留；(2)所有节点之间的通信都必须经过PC转交，增加了数据传输的延时，又降低了信道的利用效率，提出一种利用分离控制信道和业务信道、优化的轮询表构造策略以及优化的数据收发策略，减少系统传输时延增加信道利用率的方法。新方法能够有效的解决上述的两个问题，具有灵活性和高效性的特点。
文档编号H04B7/26GK101765227SQ201010017919
公开日2010年6月30日 申请日期2010年1月15日 优先权日2010年1月15日
发明者孙力娟, 孟翀, 康荣保, 王文胜, 王汝传, 祝世雄, 赵传信, 黄海平 申请人:南京邮电大学