技術領域

本發明屬于無線通信技術領域，具體涉及一種無線局域網關鍵信息保障方法。

背景技術

基于IEEE802.11協議的無線局域網是一種應用非常廣泛的無線網絡，其中規定的MAC層信道接入機制，主要采用基于載波偵聽多址接入沖突避免的信道競爭方法。一個節點在向其他節點發送數據包之前首先需要發送“請求發送”標志來競爭信道，目的節點在收到“請求發送”標志后回復“允許發送”標志以建立連接，發送節點再發送數據包，接收節點收到數據包后，再回復“確認接收”消息，通過以上“四次握手”過程完成一次完整的數據交互過程。雖然此機制較系統地保障了網絡節點間的數據交互，但是在網絡擁塞情況較重的現實應用環境中，其較為復雜的實現過程將會導致傳輸中出現較多的數據碰撞，顯著降低了數據成功傳送幾率。

AODV協議是一種常見的網絡層路由協議，它的特點是機制實現簡單，系統復雜度低，應用較為廣泛。然而，AODV路由協議也存在諸多問題，大大影響該協議在實際應用中的效果。例如，當網絡擁塞情況加重，MAC層端到端通信碰撞率增大，成功率下降時，AODV的路由建立與維護過程極容易受到影響，以致路由建立失敗，而在路由建立過程受阻之后，其再次啟動路由重新建立過程的時間間隔又相對較長。AODV協議并未考慮這種情況下的應對策略，造成更高層數據在到達網絡層之后由于沒有可用路由而不能得到迅速發送，在網絡層堆積之后只能超時丟棄，大大影響了通信系統的服務質量。此外，在這種情況下，由于實際通信的數據流中，相對很少的承載著網絡層路由信息的MAC幀在競爭中失敗，造成大量其它源自更高層的普通數據由于沒有路由而不能參與到DCF機制規定的隨機接入競爭機制中，只能同樣丟棄，這將導致系統公平性的惡化。

因此，為提高路由建立與維護信息的競爭成功率，保證MAC層數據包成功傳輸概率和整體系統的公平性，對現有MAC層競爭機制和網絡層路由建立維護機制進行聯合改善是必要的。

發明內容

本發明的目的在于，在基于802.11?DCF機制基礎上，提供一種競爭優先級可調的MAC層接入方案，以保證某些重要信息，如路由請求和路由回復信息，競爭信道的成功率。

本發明提供如下技術方案：

一種無線局域網關鍵信息保障方法，所述方法包括以下步驟：

網絡層在將關鍵信息發送至MAC層之前，查詢網絡是否擁塞；

若網絡擁塞，則網絡層依次向MAC層發送該關鍵信息對應的關鍵信息提示原語及該關鍵信息；

MAC層將來自網絡層的關鍵信息標記為關鍵幀；

MAC層對關鍵幀在發送機會競爭過程中啟動關鍵信息保障機制。

優選地，所述關鍵信息是路由請求信息或路由回復信息。

優選地，所述網絡是否擁塞由MAC層定期統計、判斷并以原語形式報告至網絡層。

優選地，所述網絡是否擁塞由MAC層定期統計、判斷的過程包括：

統計預定時間內的MAC層數據緩存隊列平均長度，發送數據數量和發送數據成功率；

將所述統計結果與各節點MAC層預先設定的判定標準進行比較，得出網絡是否擁塞的判斷。

優選地，所述MAC層將來自網絡層的關鍵信息標記為關鍵幀的過程包括：

MAC層將緊隨關鍵信息提示原語之后的第一條網絡層數據確認為關鍵信息；

MAC層對包含所述關鍵信息的數據幀的幀結構的特定位置進行標記。

優選地，所述對關鍵幀在發送機會競爭過程中啟動關鍵信息保障機制的過程包括：

MAC層從數據緩存隊列中提取一個數據幀；

判斷網絡是否擁塞；

若網絡擁塞，則進一步判斷所述數據幀是否為關鍵幀；

如果是，則需開啟網絡層關鍵信息保障機制。

優選地，所述關鍵信息保障機制調整最小競爭窗口長度和幀間間隔，以提高關鍵幀發送優先級。

無線局域網關鍵信息保障方法可以顯著提高關鍵信息例如路由請求信息或路由回復信息在網絡中傳輸的成功率，在通信負載較重的傳輸場景中，可以明顯縮短網絡層建立可用路由的時間，進一步提高MAC層數據發送速度，避免因沒有可用路由而在MAC層造成數據堆積以致丟棄。本方法同時明顯改善了因路由信息交互不暢造成的網絡傳輸不公平狀況。

附圖說明

圖1為根據本發明實施例的無線局域網關鍵信息保障方法流程圖；

圖2為根據本發明實施例的MAC層對關鍵幀在發送機會競爭過程中啟動關鍵信息保障機制的流程圖；

圖3為根據本發明實施例的MAC層網絡擁塞統計與交互流程圖；

圖4為根據本發明實施例的發送路由請求信息的節點的網絡層處理流程圖；