密集WLAN环境下分布式的AP功率动态调整方法

摘要

本发明公开了一种密集WLAN环境下分布式的AP功率动态调整方法，主要解决现有技术对降低接入点AP能耗方面不能实时适应网络变化的不足。其实现的步骤为：终端建立接入点信息表；在满足服务质量的条件下，接入点AP根据当前与它连接的终端调整自己的发射功率；接入点AP接收到新的连接请求，响应该请求并调整自己的发射功率；接入点AP接收到解除连接请求，响应该请求，并进行切换判别和节能操作；等待一段时间，如果没有收到任何请求，接入点则主动进行切换判别和节能操作。本发明接入点能够根据网络中终端的行为特性，动态的对其发射功率进行调整，及时的适应网络的变化，能更好的降低AP的能量消耗，减少AP间的信号干扰，可用于AP密集布置的WLAN网络中。

主权项

一种密集WLAN环境下分布式的AP功率动态调整方法，包括如下步骤：(1)在网络开始阶段，网络中的接入点AP随机按照某一等级的发射功率工作，且以100ms的间隔和最大的发射功率发射beacon帧，并将beacon帧的标志位置为0；(2)网络中第j个终端t_j扫描信道，接收接入点AP发送的beacon信息，并利用接收到的beacon帧建立终端t_j的接入点信息，按如下步骤进行：(2a)确定终端t_j的接入点集合A_j，若终端t_j接收第i个接入点a_i发送的beacon帧的接收功率大于或等于最低接收门限值p_th，则将接入点a_i作为终端t_j的一个接入点，否则接入点a_i不能作为终端t_j的接入点，j＝1,2,....,n；(2b)用终端t_j所有的接入点构成接入点集合A_j：A_j＝{a_i|p_i,j≥p_th,i＝1,2,....,m}，其中p_i,j为终端t_j接收a_i发射的beacon帧的接收功率值，p_th＝‑95dBm；(2c)计算集合A_j中所有接入点AP覆盖终端t_j的最小发射功率l_i,j：a_i∈A_j，其中p_i为a_i发射beacon帧的功率值；(2d)确定终端t_j选择连接的接入点a_s和备用接入点集合B_j：备用接入点集合：B_j＝A_j‑{a_s}将在集合A_j中，终端t_j对接入点发送的beacon帧的接收功率最大时所对应的接入点作为接入点a_s，即终端t_j对接入点a_s发送的beacon的接收功率p_s,j满足：$p_{s,j}=\underset{a_i\in A_j}{\mathrm{Max}}\left(p_{i,j}\right);$(2e)终端t_j向接入点a_s发送连接请求帧，以与接入点a_s连接，同时终端t_j继续根据接收的beacon帧更新终端t_j在步骤(2b)、(2c)、(2d)中所述的A_j，l_i,j，B_j信息；(3)接入点a_i,i＝1,2,....,m从接收到前一个连接请求帧的时间开始等待时间，在该时间段T内接入点a_i等待终端的接入，并判断在时间段T内接入点a_i是否收到连接请求：如果接入点a_i没有收到连接请求，计算接入点a_i覆盖集合T_i中所有终端的最小发射功率调整接入点a_i当前的发射功率为其中T_i是当前与接入点a_i连接的所有终端的集合，其中l_i,j为接入点a_i覆盖终端t_j的最小发射功率，执行完成之后跳转到步骤(4)；如果接入点a_i收到连接请求，则返回到步骤(3)；(4)接入点a_i定期与它的邻居接入点AP进行信息交互，获得邻居接入点AP的当前的发射功率；(5)判断接入点a_i是否收到新的连接请求，如果没有接收到新的连接请求执行步骤(6)，如果接收到新的连接请求，对接入点a_i分两种情况作如下处理：(5a)如果a_i覆盖新终端t_n+1的最小发射功率l_i,n+1小于或者等于a_i当前的发射功率新终端t_n+1直接与a_i进行连接，执行完成之后转到步骤(5)；(5b)如果a_i覆盖新终端t_n+1的最小发射功率l_i,n+1大于a_i当前的发射功率响应该请求，调整a_i当前的发射功率的值为l_i,n+1，即执行完成之后转到步骤(5)；(6)判断接入点a_i是否收到解除连接请求，如果没有收到解除连接的请求，执行步骤(7)，如果收到解除连接的请求，响应该请求，并对接入点a_i做如下处理：(6a)将beacon帧的标志位置1，接入点a_i发送该beacon之后，立即将beacon帧的标志位还原为0；(6b)接入点a_i接收集合T_i中的终端发送的包含终端接入点信息的数据帧，获得集合T_i中各个终端的接入点信息；(6c)接入点a_i根据集合T_i中终端的接入点信息确定与接入点a_i连接的终端子集合U_i，集合U_i中的终端满足：计算接入点a_i覆盖集合T_i‑U_i中终端的最小发射功率与的差值：其中为接入点a_i覆盖集合T_i中所有终端的最小发射功率P_i^k；(6d)接入点a_i根据接收到的终端t_u的接入点信息，计算终端t_u接入到接入点a_l后，接入点a_i发射功率相对于终端t_u未接入时接入点a_l的发射功率的变化值：其中t_u∈U_i，a_l∈B_u，B_u为终端t_u的接入点集合，为接入点a_l的当前发射功率，l_l,u为接入点a_l覆盖终端t_u的最小发射功率；在集合B_u中，求出终端t_u对应的最小功率变化值(6e)按照步骤(6d)的方法处理集合U_i中的所有终端，求出各个终端对应的最小功率变化值；(6f)根据步骤(6c)和步骤(6e)中求得的值，计算网络所有的接入点AP总的功率变化值：并根据D的大小确定U_i中终端的切换：若D>0,则U_i中的终端能够切换到备用接入点AP，执行步骤(6g)；若D≤0,则U_i中的终端不能切换到备用接入点AP，返回到步骤(5)；(6g)对集合U_i中的终端全部进行主动切换操作，使终端t_u切换到的接入点为求得D_u所对应的接入点，其中终端t_u∈U_i；切换完成之后，调整接入点a_i的当前的发射功率返回到步骤(5)；(7)接入点a_i从前一次发射功率调整的时间开始等待，如果在时间段T1内没有收到连接请求或解除连接请求，则执行步骤(6a)～(6g)；若只收到连接请求，则执行步骤(5)；若只收到解除连接请求，则执行步骤(6)，如果同时收到连接请求和解除连接请求，则优先响应连接请求。