[发明专利]基于轮空调度的无线局域网接入方法

说明书

技术领域

本发明属于通信技术中的媒体接入领域，涉及一种基于轮空调度的无线局域网接入方法，该方法可用于用户在无线局域网中的接入。

背景技术

在分布式无线局域网中，用户分级是提供服务质量(QoS，Quality of Service)保证的主要方法，用户根据其业务需求划分为不同的优先级，相较于低优先级用户而言，高优先级用户占有更多的信道资源。IEEE 802.11 DCF协议是无线局域网中常用的接入协议，它采用二进制指数退避方法解决接入用户间的连续碰撞问题，把分级思想应用于IEEE 802.11 DCF协议主要有下面几种方法：1)基于退避窗口的分级方法，包括初始窗口分级、窗口增长因子分级、最大窗口大小分级；2)基于帧间隔的分级方法，主要包括仲裁帧间间隔(AIFS，Arbitration Inter frame Space)的分级；3)混合方法，即将上面两种方法相结合。增强分布式协调访问(EDCA，Enhanced Distributed Channel Access)是无线局域网中用于提供用户QoS保证的典型协议，它是一种混合分级协议，不同的接入优先级用户有着不同的AIFS间隔和竞争窗口大小。在网络用户数很大的时候，EDCA增加了用户接入网络的碰撞概率，可能使得低优先级用户无法接入网络，而且用户间的公平性不能保证。

为了解决大容量用户接入无线局域网的问题，基于竞争淘汰的接入方法被提出，接入用户通过随机选择时隙发送信号脉冲来进行信息交互并根据信号脉冲的序号来决定胜者。应用该方法无线局域网的吞吐量得到了大幅度提升，而且用户的公平性也得到了保证。但是对于时延要求比较高或者数据量比较大的QoS敏感用户而言，该方法不能令人满意。

因此，很有必要提出一种能够解决大量用户接入网络、同时能够保证各优先级用户的QoS需求以及用户间公平性的无线局域网接入方法。

发明内容

发明目的：提供一种基于轮空调度的无线局域网接入方法，以解决现有技术存在的上述问题。

技术方案：一种基于轮空调度的无线局域网接入方法，当用户尝试接入无线信道时，根据自身的服务QoS需求选择合适的优先级接入，高优先级用户在第一个竞争轮次执行轮空调度，低优先级用户在第一个竞争轮次开始竞争；

上一个竞争轮次中获胜的用户进入下一个轮次继续参与竞争，直至被淘汰或者连续胜出达到最大竞争轮次，被淘汰的用户直接退出竞争淘汰过程。

在进一步的实施例中，该方法具体如下：

S1、每个接入用户根据自身的QoS需求选择相应优先级进行接入，同时把竞争轮次指示变量C设为1；高优先级用户在第一个竞争轮次中执行轮空调度，同时进行载波侦听直到检测到其他用户发送的数据信号脉冲，低优先级用户参与第一个轮次的竞争；

S2、每个参与本轮次竞争的接入用户随机选择[1,m]中的一个值R作为本轮发射信号脉冲的时隙序号；

S3、具体包括：S31、判断当前时隙号是否等于其随机选择的时隙序号R，若是，S32、该用户发送信号脉冲通知其他用户它胜出；若否，S33、该用户执行载波侦听；S34、判断是否检测到脉冲信号，如果在当前时隙该用户检测到其他用户发送的信号脉冲则退出该次多轮竞争，否则返回步骤S31；

S4、该用户进入下一个轮次的信道竞争同时把竞争轮次指示变量C加1，如果当前竞争轮次指示变量C等于最大竞争轮次数k，该用户则接入信道开始数据传输，否则重复上述步骤，直到竞争轮次指示变量C等于最大竞争轮次数k，或者该用户被淘汰退出本次竞争淘汰过程。

在进一步的实施例中，单轮竞争轮次的最大时隙数为m，假定一次竞争淘汰过程它的时隙长度为L，那么最大竞争轮次数k为L/m，对于一个以m为单轮最大时隙数、k为最大竞争轮次数的无线局域网，其竞争矢量的个数为m^k，为了使竞争矢量的总数最大对m^k求导并令其为0，从而得到因变量m等于3。

在进一步的实施例中，最大竞争轮次数k取值为7，以保证无线局域网的吞吐量需求。

有益效果：本发明提出了基于轮空调度的无线局域网接入方法，优点是通过轮空调度的方法很好地满足了各个优先级用户的QoS需求，高优先级用户有更大的机会在竞争中胜出占有信道；同时通过多轮的竞争淘汰方法使得网络可以容纳的用户总数大大提高，而且因为发送信号脉冲时隙的随机性，同一优先级用户间的公平性也得到保证。

附图说明

图1是用户竞争淘汰示意图。

图2是用户接入流程图。

图3是单轮竞争流程图。

具体实施方式