一种无线局域网中基于网络负载的自适应信道接入控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种无线局域网中基于网络负载的自适应信道接入控制方法，通过检测网络当前的负载状况来动态地调整信道竞争参数，对不同优先级的业务提供不同的信道接入机会，保障用户的QoS需求；同时，通过修改接入节点（AP）的信道竞争机制来缓解由于AP数目和用户数目差别造成的上下行吞吐量的不公平性。本发明在网络负载变化的情况下，使得系统吞吐量不会急剧下降，显著地缓解了上下行吞吐量的不平衡，从而提高了资源利用效率，更好地保障了用户的QoS需求。
【专利说明】—种无线局域网中基于网络负载的自适应信道接入控制方法
【技术领域】
[0001]本发明属于无线通信系统的信道接入方法领域，尤其涉及一种无线局域网中基于网络负载的自适应信道接入控制方法。
【背景技术】
[0002]近年来，用户对通信质量要求不断提高，移动通信用户量不断增大，以及通信方式已经从第二代(2G)通信系统的“电路交换为主，分组交换为辅”模式发展到现在第四代(4G)通信系统的全分组交换模式，这些因素使得单靠蜂窝网络来进行数据通信压力很大，特别是在热点区域中，搭建蜂窝网所需的成本很高。与此同时，无线局域网(WLAN)由于具有高带宽、低成本、易部署等优点并且使用的是非授权频段等特点已经得到了广泛的应用。目前WLAN技术已经很成熟，能达到比较满意的传输速率，比如IEEE802.1ln中峰值速率能达到300Mbps甚至600Mbps。在热点区域，如飞机场、咖啡厅，用户比较集中，WLAN能有效地分担蜂窝网的负担。在偏远地区，蜂窝网信号可能不理想，此时移动终端可以通过WLAN很好的进行通信。而且由于WLAN部署的简易性，WLAN已经得到广泛的应用。
[0003]WLAN有两种工作模式，一种是有AP (Access Point，接入节点)，另外一种是没有AP。现在商用的主要是第一种模式。传统的IEEE802.11协议提供了两种接入策略:DCF(distributed coordination function)和 PCF (point coordination function)。 DCF是一种基于竞争的信道接入策略而PCF是一种基于轮询的接入策略。然而，这两种信道接入策略都不能提供QoS (Quality of Service，用户的服务质量)保障。为了给用户提供可靠的服务，IEEE802.1le 提供了 EDCA (enhanced distributed channel access)和 HCCA(HCF controlled channel access)这两种信道接入策略。由于EDCA具有易实现性和很好的可扩展性，WLAN产品应用EDCA居多。在EDCA中，引入了几个重要参数来实现对不同业务的区别对待:AC (Access Category,无线控制器)、AIFS (arbitrary inter-frame space,仲裁巾贞间间隔时间)和TXOPlimit (transmission opportunity limit,传输机会)。不同的业务对应不同的参数设置，以此来实现QoS保障。然而，直接使用EDCA策略会存在一些问题。具体来说，由于参数设置比较固定，当网络负载状况变化较大时，固定的参数设置会不适合，导致用户的最低需求不能达到。当用户数比较多时，保持原来的参数设置会导致传输碰撞概率的激增，从而使得用户的QoS需求得不到保障，资源利用率很低。另一方面，由于接入节点的参数设置和非接入节点的参数设置相似，而接入节点的个数往往远远小于用户数，这样造成了上行和下行竞争信道机会的不平衡，从而导致上下行吞吐量比较大的差别。
【发明内容】
[0004]针对上述缺陷或不足，本发明的目的在于提供无线局域网中基于网络负载的自适应信道接入控制方法，能够在网络负载状况变化时能自适应的调整信道竞争参数，缓解上下行吞吐量的不平衡性，信道资源得到充分利用，用户的QoS保障能更有效地得到保障。[0005]为达到以上目的，本发明的技术方案包括以下步骤:
[0006]I)、监测当前网络负载状况:
[0007]获取激活用户的重传次数的平均值，设置重传次数门限值，当重传次数的平均值大于等于重传次数门限值时，则当前网络负载大；当重传次数的平均值小于重传次数门限值时，则当前网络负载小；
[0008]2)、根据所获得的当前网络负载状况，调整竞争窗口值:
[0009]当激活用户数据发送成功，且当前网络负载大，则竞争窗口值保持不变；
[0010]当激活用户数据发送成功，且当前网络负载小，则竞争窗口值调整为最小竞争窗口值；
[0011]当激活用户数据发送失败，且当前网络负载大，则根据二进制指数退避算法更新
竞争窗口值；
[0012]当激活用户数据发送失败，且当前网络负载小，则竞争窗口值保持不变。
[0013]所述根据二进制指数退避算法更新竞争窗口值具体包括:
【权利要求】
1.一种无线局域网中基于网络负载的自适应信道接入控制方法，其特征在于，包括以下步骤: 1)、监测当前网络负载状况: 获取激活用户的重传次数的平均值，设置重传次数门限值，当重传次数的平均值大于等于重传次数门限值时，则当前网络负载大；当重传次数的平均值小于重传次数门限值时，则当前网络负载小； 2)、根据所获得的当前网络负载状况，调整竞争窗口值: 当激活用户数据发送成功，且当前网络负载大，则竞争窗口值保持不变； 当激活用户数据发送成功，且当前网络负载小，则竞争窗口值调整为最小竞争窗口值； 当激活用户数据发送失败，且当前网络负载大，则根据二进制指数退避算法更新竞争窗口值； 当激活用户数据发送失败，且当前网络负载小，则竞争窗口值保持不变。
2.根据权利要求1所述的无线局域网中基于网络负载的自适应信道接入控制方法，其特征在于，所述根据二进制指数退避算法更新竞争窗口值具体包括:
3.根据权利要求1所述的无线局域网中基于网络负载的自适应信道接入控制方法，其特征在于，当激活用户数据发送成功，重置激活用户的接入节点的退避计数器为零，然后当前网络负载状况，调整竞争窗口值。
【文档编号】H04W74/08GK103945558SQ201410120018
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年3月27日 优先权日:2014年3月27日
【发明者】杜清河, 吴小燕, 任品毅 申请人:西安交通大学