一种IEEE802.11ax网络的多站点块确认方法

摘要

本发明公开了一种IEEE802.11ax网络的多站点块确认方法。具体步骤是，首先，局域网接入点触发全部站点进行上行链路单用户传输，全部站点发送数据后，接入点设置接收帧确认的站点个数，接入点对接收帧确认的站点发送多站点块确认回复，然后接入点重新设置接收帧确认站点个数并发送多站点块确认回复，直到所有站点都接收到多站点块确认。本发明不仅降低了多个站点传输数据和BA时所用的全部时延，还权衡了多站点的集体发送时延与单个站点的单个发送时延之和，保证了两者的公平性。

说明书

技术领域

本发明属于通信技术领域，更进一步涉及无线通信技术领域中的一种 IEEE802.11ax网络的多站点块确认方法。本发明可用于IEEE802.11ax通信协议 下视频图片传输等领域来确认单用户上行链路的数据传输，实现对多站点的集体 发送时延与单个站点的单个发送时延之和的权衡。

背景技术

在IEEE802.11n通信协议中提出使用BA(BlockAcknowledgement,BA)块 确认方式来对数据传输进行确认的方法，该方法通过使用一个确认帧来完成对多 个数据的应答，则更少的帧间间隔，更少的媒体接入竞争使得数据传输到接收确 认之间的时延花费降低。但是，该方法在用户密集的情况下使用会产生较高的发 送时延，不适合用于用户密集的场景。

美国高通股份有限公司在其申请的专利“用于多播块确认的方法和装置” (专利申请号201080055716.1，公开号CN102648597B)中公开了一种用于多播 块确认的方法。该方法包括生成和解释多播块确认帧：接收来自多个装置中的一 个或多个装置的一个或多个传输，基于所接收的一个或多个传输来生成包括多个 装置相关联的组标识符和确认消息，从而向所述多个装置发射确认消息。该方法 虽然减少了多个装置的集体时延，但是仍然存在的不足之处是，没有考虑单个装 置的发送时延而导致了不公平性问题。

潘翔，高泽华等作者在其发表的论文“IEEE802.11ax物理层关键技术研究” (数据通信，2013.5)中提出一种块确认方法。该方法在传输机会TXOP (TransmissionOpportunity,TXOP)阶段,采用下行多用户多输入多输出MIMO 技术使接入点AP(AccessPoint,AP)将多个数据包同时传送给多个站点,各个 站点在接收到数据之后，会陆续发送块确认BA进行块确认。该方法采用下行多 用户多输入多输出MIMO技术，虽然可以有效提升下行传输速率，但是仍然存在 的不足之处是，只有支持下行多用户多输入多输出MIMO技术的接入点AP才可以 开启此模式。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提供一种IEEE802.11ax 网络的多站点块确认方法回复单用户上行链路数据传输，减小传输时延，权衡多 站点的集体发送时延与单个站点的单个发送时延之和，解决单个站点与多站点之 间的不公平性问题。

为了实现上述目的，本发明在向站点回复块确认帧之前设置接收块确认帧的 站点个数，回复块确认帧后，在重新设置接收块确认帧的站点个数，直到接收块 确认帧的站点个数为零。

本发明包括如下步骤：

(1)触发上行链路数据传输：

IEEE802.11ax网络中的局域网络接入点传送触发帧给各个站点，触发单用 户上行链路数据传输；

(2)传输上行链路数据：

各站点接收到触发帧后，向IEEE802.11ax网络中的局域网络接入点传输单 用户上行链路数据；

(3)计算接收确认帧的站点个数：

(3a)IEEE802.11ax网络中的局域网络接入点接收到全部站点的单用户上 行链路数据后，按照下式，计算所有接收确认帧的站点从发送数据到接收确认帧 的时延之和的损失：

$L=(\underset{i=1}{\overset{N}{\Sigma }}\frac{R_1^i}{R_2^i}-1)\times 100\%$

其中，L表示所有接收确认帧的站点从发送数据到接收确认帧的时延之和的 损失，N表示接收确认帧的站点个数，表示第i个站点发送数据到接收立即 块确认帧的时延，表示与中第i个站点相同的站点发送数据到接收多站点 块确认帧的时延；

(3b)按照下式，计算IEEE802.ax网络中媒体接入控制层的增益：

$G=(\frac{T_1}{T_2}-1)\times 100\%$

其中，G表示IEEE802.ax网络中媒体接入控制层增益，T₁表示接收确认帧 的站点中第一个站点至最后一个站点传输数据到接收立即块确认帧所用的全部 时延，T₂表示接收确认帧的站点中第一个站点至最后一个站点传输数据到接收多 站点块确认帧时所用的全部时延；

(3c)按照下式，计算IEEE802.11ax网络中媒体接入控制层增益和所有接 收确认帧的站点从发送数据到接收确认帧的时延之和的损失差值：

Δ(d)＝G-L

其中，Δ(d)表示IEEE802.11ax网络中媒体接入控制层增益和所有接收确认 帧的站点从发送数据到接收确认帧的时延之和的损失差值，d表示接受确认帧的 站点中的一个站点向IEEE802.11ax网络中的局域网络接入点传输的单用户上行 链路数据的大小，G表示IEEE802.11ax网络中媒体接入控制层增益，L表示所 有接收确认帧的站点从发送数据到接收确认帧的时延之和的损失；

(3d)从向IEEE802.11ax网络中的局域网络接入点传输单用户上行链路数 据的站点中选择满足最优条件的站点个数，作为IEEE802.11ax网络中接收确认 帧的站点个数；

(4)块确认回复：

IEEE802.11ax网络中的局域网络接入点，向IEEE802.11ax网络中接收确认 帧的站点回复含有与站点个数相同的确认信息的多站点块确认帧；

(5)按照下式，重新设置IEEE802.11ax网络中接收确认帧的站点个数：

N₁＝min(N,N₂-N)

其中，N₁表示重新设置的IEEE802.11ax网络中接收确认帧的站点个数，N 表示IEEE802.11ax网络中接收确认帧的站点个数,N₂表示IEEE802.11ax网络中 全部站点的个数；

(6)判断重新设置的IEEE802.11ax网络中接收确认帧的站点个数是否等于 0，若是，则执行步骤(7),否则，执行步骤(4)；

(7)结束单用户上行链路传输。

本发明与现有技术相比，具有以下优点

第一，由于本发明使用多站点块确认方法来确认单用户上行链路的数据传 输，克服了现有技术在用户密集的情况下使用会产生较高的发送时延的问题，使 得本发明降低了单用户上行链路单用户多站点发送数据到接收块确认之间的时 延花费。

第二，由于本发明计算接收确认帧的站点个数，发送含有与站点个数相同的 确认信息的多站点块确认帧，使媒体接入控制层增益和接收确认帧的站点从发送 数据到接收确认帧的时延之和的损失差值达到最小，克服了现有技术中没有考虑 单个站点的发送时延而导致的不公平性问题，使得本发明权衡了多站点的集体发 送时延与单个站点的单个发送时延之和，具有在减小多站点发送时延的同时也减 小了单个站点的发送时延的优点。

附图说明

图1为本发明的流程图；

图2为本发明触发单用户上行链路数据传输步骤中触发帧格式的示意图；

图3为本发明块确认回复步骤中多站点块确认帧格式的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行进一步详细说明。

参照附图1，本发明具体步骤如下。

步骤1：触发上行链路数据传输。

IEEE802.11ax网络中的局域网络接入点传送触发帧给各个站点，触发上行 链路数据传输。

触发帧的格式参照附图2,其格式是在触发帧中，帧控制位和时长都占用两 个比特位，分别表示触发帧的帧类别和该帧的时长，地址1表示局域网接入点的 地址，所占比特位根据局域网中的站点数设置，地址2表示传送地址，占6个比 特位，各个站点的信息表示各个站点的地址，所占比特位根据局域网中的站点数 设置，FSC位表示帧校验序列，占4个比特位。

步骤2：传输上行链路数据。

各站点接收到触发帧后，向IEEE802.11ax网络中的局域网络接入点传输单 用户上行链路数据。

步骤3：设置接收确认帧的站点个数。

IEEE802.11ax网络中的局域网络接入点接收到全部站点的单用户上行链路 数据后，按照下式，计算所有接收确认帧的站点从发送数据到接收确认帧的时延 之和的损失：

$L=(\underset{i=1}{\overset{N}{\Sigma }}\frac{R_1^i}{R_2^i}-1)\times 100\%$

其中，L表示所有接收确认帧的站点从发送数据到接收确认帧的时延之和的 损失，N表示接收确认帧的站点个数，表示第i个站点发送数据到接收立即 块确认帧的时延，表示与中第i个站点相同的站点发送数据到接收多站点 块确认帧的时延。

按照下式，计算IEEE802.ax网络中媒体接入控制层的增益：

$G=(\frac{T_1}{T_2}-1)\times 100\%$

其中，G表示IEEE802.ax网络中媒体接入控制层增益，T₁表示接收确认帧 的站点中第一个站点至最后一个站点传输数据到接收立即块确认帧所用的全部 时延，T₂表示接收确认帧的站点中第一个站点至最后一个站点传输数据到接收多 站点块确认帧时所用的全部时延。

按照下式，计算IEEE802.11ax网络中媒体接入控制层增益和所有接收确认 帧的站点从发送数据到接收确认帧的时延之和的损失差值：

Δ(d)＝G-L

其中，Δ(d)表示IEEE802.11ax网络中媒体接入控制层增益和所有接收确认 帧的站点从发送数据到接收确认帧的时延之和的损失差值，d表示接受确认帧的 站点中的一个站点向IEEE802.11ax网络中的局域网络接入点传输的单用户上行 链路数据的大小，G表示IEEE802.11ax网络中媒体接入控制层增益，L表示所 有接收确认帧的站点从发送数据到接收确认帧的时延之和的损失。

从向IEEE802.11ax网络中的局域网络接入点传输单用户上行链路数据的站 点中选择满足最优条件的站点个数，作为IEEE802.11ax网络中接收确认帧的站 点个数。

所述的最优条件是指同时满足以下两个条件的情形：

$\left(\begin{array}{c}\Delta \left(d\right)\ge 0\\ \min \Delta \left(d\right)\end{array}\right)$

其中，Δ(d)表示IEEE802.11ax网络中媒体接入控制层增益和所有接收确认 帧的站点从发送数据到接收确认帧的时延之和的损失的差值，d表示接收确认帧 的站点中的一个站点向IEEE802.11ax网络中的局域网络接入点传输的单用户上 行链路数据的大小，min表示最小值操作。

步骤4：块确认回复。

IEEE802.11ax网络中的局域网络接入点，向IEEE802.11ax网络中接收确认 帧的站点回复含有与站点个数相同的确认信息的多站点块确认帧。

多站点块确认帧格式参照附图3，其格式是在多站点块确认帧中，帧控制位 和时长都占用2个比特位，分别表示触发帧的帧类别和该帧的时长，接收地址和 传送地址都占用2个比特位，分别表示帧的接收地址和传送地址，BA控制位占2 个比特位，含有压缩点阵图等信息，BA信息位所占的比特位是根据接收确认帧 的站点个数而变化的，它对每一个通信标识符TID重复，它包含了每个接收站点 的TID信息、块确认初始序列号和块确认点阵图，FSC位表示帧校验序列，占4 个比特位。

步骤5：按照下式，重新设置IEEE802.11ax网络中接收确认帧的站点个数：

N₁＝min(N,N₂-N)

其中，N₁表示重新设置的IEEE802.11ax网络中接收确认帧的站点个数，N 表示IEEE802.11ax网络中接收确认帧的站点个数,N₂表示IEEE802.11ax网络中 全部站点的个数。

步骤6：判断重新设置的IEEE802.11ax网络中接收确认帧的站点个数是否 等于0，若是，则执行步骤7,否则，执行步骤4。

步骤7：结束单用户上行链路传输。

本发明的实施例是在IEEE802.11ax网络中的局域网络中，局域网接入点AP 向各个站点N_i(i＝1,2,...,n)发送触发帧触发单用户上行链路单用户传输，然后各个 站点N_i(i＝1,2,...,n)向局域网接入点AP发送数据，局域网接入点AP收到数据后， 根据数据大小计算接收块确认帧的站点个数N，然后向N个站点发送含有相应 信息的块确认帧，然后局域网接入点AP重新计算接收块确认帧的站点个数N并 发送块确认帧，直到接收块确认帧的站点个数为0，结束本次单用户上行链路传 输。