[go: up one dir, main page]

CN116406012B - 一种光与无线融合的接入网架构、资源分配方法及接入网 - Google Patents

一种光与无线融合的接入网架构、资源分配方法及接入网 Download PDF

Info

Publication number
CN116406012B
CN116406012B CN202310335076.9A CN202310335076A CN116406012B CN 116406012 B CN116406012 B CN 116406012B CN 202310335076 A CN202310335076 A CN 202310335076A CN 116406012 B CN116406012 B CN 116406012B
Authority
CN
China
Prior art keywords
wireless
station
optical
network
allocated
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202310335076.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN116406012A (zh
Inventor
李军
陈雨轩
沈纲祥
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Suzhou University
Original Assignee
Suzhou University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Suzhou University filed Critical Suzhou University
Priority to CN202310335076.9A priority Critical patent/CN116406012B/zh
Publication of CN116406012A publication Critical patent/CN116406012A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN116406012B publication Critical patent/CN116406012B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00—Local resource management
    • H04W72/04—Wireless resource allocation
    • H04W72/044—Wireless resource allocation based on the type of the allocated resource
    • H04W72/0453—Resources in frequency domain, e.g. a carrier in FDMA
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q11/00—Selecting arrangements for multiplex systems
    • H04Q11/0001—Selecting arrangements for multiplex systems using optical switching
    • H04Q11/0062—Network aspects
    • H04Q11/0067—Provisions for optical access or distribution networks, e.g. Gigabit Ethernet Passive Optical Network (GE-PON), ATM-based Passive Optical Network (A-PON), PON-Ring
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00—Local resource management
    • H04W72/04—Wireless resource allocation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q11/00—Selecting arrangements for multiplex systems
    • H04Q11/0001—Selecting arrangements for multiplex systems using optical switching
    • H04Q11/0062—Network aspects
    • H04Q2011/0086—Network resource allocation, dimensioning or optimisation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00—Network topologies
    • H04W84/02—Hierarchically pre-organised networks, e.g. paging networks, cellular networks, WLAN [Wireless Local Area Network] or WLL [Wireless Local Loop]
    • H04W84/10—Small scale networks; Flat hierarchical networks
    • H04W84/12—WLAN [Wireless Local Area Networks]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

本发明涉及一种光与无线融合的接入网架构、资源分配方法及接入网，包括：依次设置的站点、无线接入点、光网络单元和光线路终端；接入网构架的无线段的无线接入点只部署物理层功能，无线接入点的媒介访问控制层及其上层被集中到光线路终端的MAC层，形成联合MAC层；站点拥有所有的Wi‑Fi协议功能，站点的MAC帧被封装成物理帧；当站点成功接入到网络，站点的物理帧通过预设的子载波传输到无线接入点，之后通过正交频分复用的无源光网络的上行链路传输到Wi‑Fi服务器的媒介访问控制层，联合MAC层将Wi‑Fi服务器接收到的物理帧解封装以进行数据解析，并且发送确认帧给站点。其PON与Wi‑Fi融合架构可以进行统一管理，并对光‑无线子载波资源进行联合的调度。

Description

一种光与无线融合的接入网架构、资源分配方法及接入网
技术领域
本发明涉及无线局域网技术领域，尤其是指一种光与无线融合的接入网架构、资源分配方法及接入网。
背景技术
基于IEEE 802.11ax的无线局域网(WiFi-6)已经运用正交频分多址(Orthogonalfrequency division multiple access,OFDMA)技术来为用户提供千兆网络接入。为了更好的保证服务质量(Quality of service,QoS)，多接入点(Access point，AP)协作已经在下一代Wi-Fi网络中被提出。为了更好的支持多AP协作，一个有前景的方法是把媒介访问控制层(MAC)及其上层移到一个集中式的结构当中，形成一个集中的Wi-Fi接入网络(Centralized Wi-Fi access network，C-WAN)。C-WAN与蜂窝网络中云无线接入的(Cloudradio access network,C-RAN)有相似点，其前传网络有严格的高带宽和低时延需求。在C-WAN中，前传的时延需要低于16微妙，是远小于C-RAN的前传时延需求的。然而，时分复用的无源光网络(TDM-PON)很难满足时延的严格需求。此外，即使波分复用的无源光网络(WDM-PON)可以实现低时延，但给每个AP分配一个确定的波长会导致很高的消耗。因此，正交频分复用的无源光网络(OFDM-PON)被认为是一种有前景的支持前传的技术，它的子载波可以根据需求被分配给每个AP。然而，在严格时延要求下基于OFDM-PON融合的C-WAN架构还有待进一步研究。
现有的PON与Wi-Fi融合架构中，PON与Wi-Fi是独立工作的，缺乏联合的资源调度机制。
此外，现有的Wi-Fi仍然采取基于竞争的接入方式，在现有的PON与Wi-Fi接入架构中，为了保证数据的传输，光与无线子载波分配比例≥1，由于无线接入的不确定性，会导致无线资源的浪费，进而导致OFDM-PON子载波资源利用率的下降。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中PON与Wi-Fi是独立工作的，缺乏联合的资源调度机制的技术缺陷。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种光与无线融合的接入网架构，包括：
依次设置的站点、无线接入点、光网络单元和光线路终端，所述光线路终端与光网络单元通过光纤分配器连接，所述无线接入点与站点通过无线信号连接，所述无源光网络采用正交频分复用的无源光网络；
所述接入网架构的无线段的无线接入点上只部署物理层功能，其MAC层及上层被集中到光线路终端的MAC层，形成联合MAC层；
所述站点拥有所有的Wi-Fi协议功能，所述站点的MAC帧被封装成物理帧；
其中，当站点成功接入到网络，所述站点的物理帧通过预设的子载波传输到无线接入点，之后通过正交频分复用的无源光网络的上行链路传输到Wi-Fi服务器的媒介访问控制层，联合MAC层将Wi-Fi服务器的物理帧解封装以进行数据解析，并且发送确认帧给站点。
作为优选的，所述无线段的MAC层及上层集中到Wi-Fi服务器上。
作为优选的，所述Wi-Fi服务器与光线路终端部署在一起。
作为优选的，所述无线段的无线接入点和光网络单元只部署物理层功能。
本发明公开了一种资源分配方法，基于上述的光与无线融合的接入网架构，包括以下步骤：
周期性地调度光子载波资源和无线子信道资源；
在各个周期的开始，根据接入的用户数、分配的子载波单元的数量、竞争窗口和退避阶数，计算每个无线接入点中成功接入的站点的个数ri和分配给每个无线接入点的资源单元的个数gi；
依据每个无线接入点中成功接入的站点的个数ri和分配给每个无线接入点的资源单元的个数gi，计算分配给每个光网络单元的传输单元个数ki。
作为优选的，包括以下步骤：
根据接入的用户数n、分配的子载波单元的数量R、竞争窗口W和退避阶数m，计算Wi-Fi段的成功接入率，计算成功接入的站点的个数和分配给每个无线接入点的资源单元的个数，计算给每个ONU-AP分配的TU个数ki，然后计算出所有无线接入点所需要的传输单元总数TU；
在Wi-Fi段，站点通过竞争的方式随机接入，若接入成功，站点的物理帧通过子载波单元传输到无线接入点的物理层；若发生了碰撞，接入失败，则站点重新竞争；
在无源光网络段，判断光载波资源是否足够，若光网络单元需要的传输单元总数U小于等于一个无源纤网络能够提供的传输单元总数T，即U≤T，光载波资源足够，则根据每个用户站点的需求，分配足够的光载波资源ki。若U>T，则根据每个用户站点的带宽需求按比例分配正交频分复用无源光网络的子载波资源,即给每个ONU-AP分配成功接入的站点的物理帧通过正交频分复用的无源光网络子载波映射的方式传输到光网络单元的物理层；
成功传输到光网络单元的物理层的数据进一步向上行发送到联合MAC层，联合MAC层对其进行解封装，解析出WiFi的MAC帧，继而向下行发送确认帧。
本发明公开了一种接入网，包括上述的光与无线融合的接入网架构。
本发明公开了一种接入网，基于上述的资源分配方法进行资源分配。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
1、本发明中，PON与Wi-Fi融合架构可以进行统一管理，并对光-无线子载波资源进行联合的调度。
2、本发明提出的一种联合的资源分配算法能够根据系统负载情况动态调整光载波资源和Wi-Fi子信道资源的分配比例，提高资源利用率，从而支持更多的无线接入点AP接入。
附图说明
图1为本发明光与无线融合的接入网架构示意图，其中，图1(a)展示了基于OFDM-PON的C-WAN架构，图1(b)所示为与图1(a)一一对应的功能部署；
图2为资源分配方法的流程图；
图3为对于每个AP，当STA数不同的情况下的成功接入概率(SAP)；
图4展示了两种不同方案的接入时延；
图5展示了不同方案下的TU资源利用率。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
参照图1所示，本发明公开了一种光与无线融合的接入网架构，包括：依次设置的站点、无线接入点、光网络单元和光线路终端，光线路终端与光网络单元通过光纤分配器连接，无线接入点与站点通过无线信号连接，光网络采用正交频分复用的无源光网络。
接入网架构的无线段的无线接入点只部署物理层功能，其MAC层及上层集中到光线路终端的MAC层，形成联合MAC层。
站点拥有所有的Wi-Fi协议功能，在数据上行发送过程中，站点的MAC帧被封装成物理帧。
其中，当站点成功接入到网络，站点的物理帧通过预设的子载波传输到无线接入点，之后通过正交频分复用的无源光网络的上行链路传输到Wi-Fi服务器的媒介访问控制层，联合MAC层将Wi-Fi服务器的物理帧解封装以进行数据解析，并且发送确认帧给站点。
进一步的，无线段的无线接入点的MAC层及上层集中到Wi-Fi服务器上。Wi-Fi服务器与光线路终端部署在一起。
具体的，图1(a)展示了基于OFDM-PON的C-WAN架构。在无源光网络(PON)部分，光线路终端(OLT)通过光分路器(Splitter)与光网络单元(ONU)连接。在Wi-Fi部分，站点(STA)通过无线的方式接入无线接入点(AP)。如图1(a)所示，该光与无线融合的接入网架构中包括三个部分，其中(a.1)的结构表示将AP的媒介访问控制层(MAC)及其上层(例如，逻辑链路控制层LLC)集中到OLT的MAC层，即与OLT的MAC层部署在一起。(a.2)部分表示ONU与AP的物理层连接。(a.3)部分为接入的终端站点。
与图1(a)一一对应的功能部署如图1(b)所示，也包含三个部分。其中，(b.1)表示AP的MAC层与OLT的MAC层集中在一起，形成一个联合的MAC层，可以统一对光-无线子载波资源做联合的调度。(b.2)表示在OFDM-PON中，ONU只部署物理层功能，而Wi-Fi部分，在此处只保留AP的物理层功能，即ONU和AP的物理层连接，此处通过子载波映射的方式传输数据，而不对数据进行解析，故可以节省数据帧封装的处理时间。(b.3)为STA，保留其完整的MAC层和物理层功能。
由于(a.1)处的AP和OLT的联合MAC层协同调度，负责给ONU-AP分配子载波，且(a.2)处的ONU与AP只部署物理层功能。故将Wi-Fi物理帧封装成OFDM-PON的物理帧，从而可以减少数据帧封装的处理时延。
完整的信息传输过程如下：
下行方向，(a.1)处的联合MAC层发出一个触发帧(Trigger frame)，其中包含了对光与无线子载波的联合调度信息，分别给ONU-AP分配子载波。该触发帧被封装成物理帧向下行发送，经过(a.2)处ONU和AP的物理层到达(a.3)处STA的物理层，继而STA的MAC层解封装该数据帧，获取可用的资源单元块的信息。
上行方向，在(a.3)处，STA通过竞争的方式接入网络。竞争成功的STA产生的数据帧先在物理层封装为物理帧，然后通过无线的方式向上行传输到AP的物理层。在(a.2)处，ONU的物理层和AP的物理层通过子载波映射的方式进一步向上层传输。该物理帧通过(a.1)中的物理层后，被MAC层解封装，进行数据解析。
下行方向，当(a.1)的联合MAC层对发送过来的数据进行解析后，会向下行发送一个确认帧(ACK)，确认帧经过(a.2)中ONU和AP的物理层，到达(a.3)的STA的物理层后，再被其MAC层解析。完成一次完整的数据传输过程。
其中，从Wi-Fi的物理帧被向上行发送到ACK帧被STA接收的这段时间被定义为短帧间间隔(SIFS)，根据协议设置为16us。
本架构中的OFDM-PON只在ONU和OLT部署物理层功能，其中Wi-Fi的物理帧只被封装为OFDM-PON帧，且不经过OFDM-PON的MAC层处理，因此减少了封装的处理时间，能够满足上述严格的低时延需求。在这种方式中，分配给每个AP的子载波是固定的。然而，Wi-Fi的吞吐量取决于用户的实际流量和其他因素。如果仅运用固定的子载波分配方案，OFDM-PON的资源可能会浪费，相应地所能支持的AP数量减少。为了解决这个问题，进而提出了一种联合的资源分配算法。
在基于OFDMA的Wi-Fi接入网络中，频谱资源被分为多个相互正交的子载波单元(resource unit,RU)，其可以被分配给不同的用户，因此允许多用户并发传输。在OFDM-PON中，带宽资源可以划分为不同的相互正交子载波，将不同个数的子载波称为传输单元(Transmission unit,TU)。给每个ONU-AP分配专门的子载波，用户传过来的数据可以通过OFDM-PON的子载波映射方式向上行发送。
此外，当STA成功接入到AP后，为保证数据能顺利传输到ONU的物理层，避免发生二次碰撞，通常分配TU资源的数量大于等于RU资源，此时PON段的传输成功概率Po＝1。若分配的TU资源数量小于RU资源数，可以提升TU资源的利用率，但可能面临分配的光资源不足，数据发生二次碰撞的情况，此时PON段的传输成功概率Po＜1。综上，PON段的成功传输的概率分为两种情况：1.当TU个数≥RU个数时，Po＝1；2.当TU个数＜RU个数时，PoΨ1。
由于Wi-Fi段的接入是基于竞争的随机接入方式，当Wi-Fi段存在碰撞，RU资源并未被全部占用接入，相应地TU资源也存在浪费。为提高TU资源利用率，可以按系统负载情况给每个ONU-AP分配TU和RU资源。而Wi-Fi段的成功传输的概率与接入的用户数n，分配的RU数量R，竞争窗口W和退避阶数m等因素有关，并不是固定不变的。故基于本架构提出了一种基于系统负载的联合的资源调度算法，可以根据系统负载情况动态分配TU和RU资源，支持更多的AP接入。
所提出的联合资源调度算法在MAC层完成。TU和RU周期性的被调度。在各周期的开始，根据(n，R，m，W)等参数进行计算，估计出每个AP中成功接入的STA个数(ri)和给每个AP分配的RU个数(gi)，进而计算分配给每个ONU-AP的TU个数(ki)，然后计算出所有AP所需要的TU总数(U)。
参照图2所示，本发明公开了一种资源分配方法，基于上述的光与无线融合的接入网架构，其特征在于，包括以下步骤：
周期性地调度子载波单元和传输单元；
在各个周期的开始，根据接入的用户数、分配的子载波单元的数量、竞争窗口和退避阶数，计算每个无线接入点中成功接入的站点的个数ri和分配给每个AP的RU的个数gi；
依据每个无线接入点中成功接入的站点的个数ri和分配给每个AP的RU的个数gi，计算分配给每个ONU的正交频分复用的无源光网络的传输单元个数ki。
在另一实施例中，本发明中的资源分配方法包括以下步骤：
根据接入的用户数n、分配的子载波单元的数量R、竞争窗口W和退避阶数m，计算Wi-Fi段的成功接入率，计算成功接入的站点的个数ri和分配给每个AP的RU的个数(gi)，计算给每个ONU-AP分配的TU个数(ki)，然后计算出所有无线接入点所需要的TU总数(U)；
在Wi-Fi段，站点通过竞争的方式随机接入，若接入成功，站点的物理帧通过无线的方式传输到无线接入点的物理层；若发生了碰撞，接入失败，则站点重新竞争；
在无源光网络段，判断光载波资源是否足够，若光网络单元需要的传输单元总数U小于等于一个无源光网络能够提供的传输单元总数T，即U≤T，光载波资源足够，则根据每个用户站点的需求，分配足够的光载波资源ki。若U＞T，则根据每个用户站点的带宽需求按比例分配正交频分复用无源光网络的子载波资源,即给每个ONU-AP分配成功接入的站点的物理帧通过正交频分复用的无源光网络子载波映射的方式传输到光网络单元的物理层；
成功传输到光网络单元的物理层的数据进一步向上行发送到联合MAC层，联合MAC层对其进行解封装，解析出WiFi的MAC帧，继而向下行发送确认帧。
本发明公开了一种接入网，包括上述的光与无线融合的接入网架构，基于上述的资源分配方法进行资源分配。
下面，结合具体实施例，对本发明的技术方案做进一步说明与解释。
为了验证基于本架构所提出的资源分配算法的性能，在Wi-Fi部分采用基于OFDMA的上行随机接入机制(Uplink OFDMA Random Access,UORA)，具体通过上行OFDMA退避(UL-OFDMA backoff,OBO)方式竞争，其STA可以通过竞争随机接入RU。STA接入任意RU的概率，即STA成功接入网络的概率可以表示为：
其中，R是每个AP提供的全部用于竞争的RU个数，n是每个AP的STA数，W是OBO的竞争窗口的大小。A和B可以通过公式(2)和(3)计算得到。
其中p是碰撞概率，是竞争窗口小于R时的最后一个OBO退避计数的阶数。m是指OBO的最大阶数。假设RU的选择是随机均匀分布的，碰撞概率p可以表示为：
然后，被利用的RU个数(r)可以计算得到：
从以上公式中可以看出r主要取决于(n，R，m，W)参数。为了满足严格的前传时延需求，实际给AP分配的最小的RU数量(g)必须不小于r，可以表示为：
其中，α是每个AP的系统负载(α∈[0，1])，可以用α＝r/R计算得到。在OFDM-PON中，分配给每个AP的k个光载波资源TU提供的容量必须大于g个RU的容量，可以如下表示：
其中，β是每个光子载波和无线子载波的容量比例。如果没有足够的TU资源来承载来自每个AP的流量，即使成功接入到Wi-Fi网络的部分STA也会被拒绝，无法通过OFDM-PON传送其流量。
本实施例在MATLAB上开展仿真。在仿真中，OFDM-PON的总TU个数为64，每个AP能够提供16个RU用于竞争，假设每个TU的容量等于每个RU的容量，即β＝1.0。最大的竞争窗口W设为127，最小的竞争窗口W设为0，最大的OBO阶数设置为7。TXOP大小为3.84ms，每TXOP是指一个站点能够发送数据帧的时间。物理帧的前导信息长度设置为40us，TF触发帧的长度设置为100us。多用户ACK确认块长度为68us，短帧间间隔SIFS设置为16us。我们在OFDM-PON中考虑两种TU分配策略，分别为固定方案和所提出的基于系统负载的方案。固定方案意味着给每个ONU-AP分配固定数量的TU，而所提出的方案能够根据实际的系统负载来分配TU。
图3展示了固定分配方案和基于系统负载的分配方案的成功接入概率(SAP)。可以注意到随着每个AP接入的STA个数的增加，SAP下降。这是因为大量STA竞争接入无线信道会导致碰撞。此外，对比不同的方案，我们注意到所提的基于系统负载的方案的SAP与每个ONU-AP中，γ＝50％RU被利用的固定方案的SAP相近，比γ＝20％RU被利用的固定方案的SAP高。这是因为当有大量STA接入Wi-Fi网络时，RU资源的最大利用率约为37％。因此，当γ达到50％，无论有多少STA请求接入网络，分配的TU的数量都足够传输STA的流量。相比之下，当γ达到20％，分配的TU数量不足够承载流量，这会导致成功接入无线网络的STA无法接入OFDM-PON。所提出的基于负载的方案可以找到实际的网络负载α并根据不同STA的实际网络流量需求自适应地调整分配的TU数量，因此所提出的方案的SAP与γ＝50％时的固定方案非常接近。
图4中对比了不同方案的接入时延。与图3的结果相同，随着每个AP接入的STA数量的增加，接入时延也变大。此外，当γ＝20％时的固定方案的时延比另外两种方案大，而所提出的基于负载的方案与γ＝50％时的固定方案的接入时延相近。原因与SAP的性能表现的原因相同。
图5展示了三种方案的TU资源利用率。从图中我们可以看到在固定的方案中随着STA数量的增加，TU资源利用率先上升，再保持平稳，最后轻微下降。这是因为分配给每个ONU-AP的TU数量是固定的。当STA的数量逐渐增多时，更多的资源被利用，因此资源利用率开始上升。然而，由于网络资源是有限的，当每个AP的STA的数量继续增多时，网络资源利用率达到饱和，逐渐平稳。当STA的数量再增加时，Wi-Fi网络的竞争变得更激烈，导致碰撞概率增大，因此导致STA的实际网络流量需求较少，TU资源利用率略微下降。我们还可以注意到γ＝20％的固定方案的资源利用率高于γ＝50％的固定方案。这是因为当γ＝20％时，给每个ONU-AP分配的TU个数不足，所以有较高的资源利用率。相比之下，基于系统负载方案的资源利用率在STA数量不同时也比较平稳。这是因为所提方案能根据不同数量STA的实际流量需求动态调整分配的TU数量，因此能够平衡接入时延的性能和TU的资源利用率。此外，在STA的数量大于5时，所提出的根据系统负载的方案的资源利用率比γ＝50％的固定高，比γ＝20％的固定方案低。这是因为在不同数量的STA情况下分配的TU的数量在γ＝20％和γ＝50％的固定方案之间，因此导致TU的资源利用率也在两种固定方案之间。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (6)

1.一种资源分配方法，基于光与无线融合的接入网架构，其特征在于，所述光与无线融合的接入网架构包括：依次设置的站点、无线接入点、光网络单元和光线路终端，所述光线路终端与光网络单元通过光纤分配器连接，所述无线接入点与站点通过无线信号连接，无源光网络采用正交频分复用的无源光网络；所述接入网架构的无线段的无线接入点上只部署物理层功能，其MAC层及上层被集中到光线路终端的MAC层，形成联合MAC层；所述站点拥有所有的Wi-Fi协议功能，所述站点的MAC帧被封装成物理帧；其中，当站点成功接入到网络，所述站点的物理帧通过预设的子载波传输到无线接入点，之后通过正交频分复用的无源光网络的上行链路传输到Wi-Fi服务器的媒介访问控制层，联合MAC层将Wi-Fi服务器的物理帧解封装以进行数据解析，并且发送确认帧给站点，包括以下步骤：
周期性地调度子载波单元和传输单元；
在各个周期的开始，根据接入的用户数、分配的子载波单元的数量、竞争窗口和退避阶数，计算每个无线接入点中成功接入的站点的个数ri和分配的无线资源单元个数gi；
依据每个无线接入点中成功接入的站点的个数ri和分配的无线资源单元的个数gi，计算分配给每个正交频分复用的无源光网络的传输单元个数ki。
2.根据权利要求1所述的资源分配方法，其特征在于，包括以下步骤：
根据接入的用户数n、分配的子载波单元的数量R、竞争窗口W和退避阶数m，计算Wi-Fi段的成功接入率，计算成功接入的站点的个数和分配给每个无线接入点的无线资源单元的个数，计算给每个ONU-AP分配的TU个数ki，然后计算出所有无线接入点所需要的传输单元总数U；
在Wi-Fi段，站点通过竞争的方式随机接入，若接入成功，站点的物理帧通过子载波单元传输到无线接入点的物理层；若发生了碰撞，接入失败，则站点重新竞争；
在无源光网络段，判断光载波资源是否足够，当光网络单元需要的传输单元总数U小于等于一个无源光纤网络能够提供的传输单元总数T时，光载波资源足够，则根据每个用户站点的需求，分配足够的光载波资源ki；
当U＞T时，则根据每个用户站点的带宽需求按比例分配正交频分复用的无源光网络子载波资源，即给每个ONU-AP分配成功接入的站点的物理帧通过正交频分复用的无源光网络子载波映射的方式传输到光网络单元的物理层；
成功传输到光网络单元的物理层的数据进一步向上行发送到联合MAC层，联合MAC层对其进行解封装，解析出WiFi的MAC帧，继而向下行发送确认帧。
3.根据权利要求1所述的资源分配方法，其特征在于，所述无线段的MAC层及上层集中到Wi-Fi服务器上。
4.根据权利要求3所述的资源分配方法，其特征在于，所述Wi-Fi服务器与光线路终端部署在一起。
5.根据权利要求3所述的资源分配方法，其特征在于，所述无线接入点与光网络单元仅使用物理层功能。
6.一种接入网，其特征在于，包括光与无线融合的接入网架构，基于权利要求1-5中任意一项所述的资源分配方法进行资源分配。
CN202310335076.9A 2023-03-31 2023-03-31 一种光与无线融合的接入网架构、资源分配方法及接入网 Active CN116406012B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310335076.9A CN116406012B (zh) 2023-03-31 2023-03-31 一种光与无线融合的接入网架构、资源分配方法及接入网

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310335076.9A CN116406012B (zh) 2023-03-31 2023-03-31 一种光与无线融合的接入网架构、资源分配方法及接入网

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN116406012A CN116406012A (zh) 2023-07-07
CN116406012B true CN116406012B (zh) 2024-11-22

Family

ID=87013614

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310335076.9A Active CN116406012B (zh) 2023-03-31 2023-03-31 一种光与无线融合的接入网架构、资源分配方法及接入网

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116406012B (zh)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9184847B2 (en) * 2012-05-16 2015-11-10 Futurewei Technologies, Inc. Dynamic bandwidth assignment in hybrid access network with passive optical network and another medium
CN110446122B (zh) * 2019-05-31 2020-09-25 广东电网有限责任公司 一种光纤无线融合网络跨域协同资源分配方法
CN112584405B (zh) * 2020-11-28 2023-01-31 重庆邮电大学 一种无线网络中的多用户全双工信道接入方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
光与无线融合宽带接入网中的智能管控技术研究;任丹萍;中国博士学位论文全文数据库信息科技辑;20131215;第二章 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN116406012A (zh) 2023-07-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10750538B2 (en) Method for processing listen before talk parameter, method for adjusting contention window and associated apparatuses
CN100471190C (zh) 多载波无线数据通信方法
EP3038424B1 (en) Improved allocation of uplink resources in orthogonal frequency-division multiple access wireless networks
EP2687043B1 (en) Joint management of radio and transport resources
RU2700406C1 (ru) Способ связи, точка доступа и станция
JP5409386B2 (ja) 受動光網システム用動的帯域割当装置及びその実現方法
US9866347B2 (en) Band control system, band control apparatus and communication apparatus
CN107079455A (zh) 使用移动通信系统中免执照频带的用于通信的方法和设备
JP6900624B2 (ja) データ通信システム、光回線終端装置およびベースバンドユニット
CN101577943A (zh) 多载波通信系统的上行链路控制方法及其基站与移动站
CN101507313A (zh) 移动通信系统中的基站以及方法
CN105338635B (zh) 一种业务传输的方法和设备
CN111328052B (zh) 一种高密度无线网络中信道资源分配方法
JP2007259271A (ja) 無線通信装置及び無線通信方法
WO2015103834A1 (zh) 一种实现vlc动态接入的方法、装置和系统
CN115211208A (zh) 基于竞争的无线传送的协调
KR101938513B1 (ko) 비허가 반송파의 경합 방법 및 장치
JP6851537B2 (ja) サブセット制限を伴う広帯域幅でのｕｅランダム・アクセスのためのシステムおよび方法
CN110475375B (zh) 无线接入点及其信道分配方法、计算机可读存储介质
CN116406012B (zh) 一种光与无线融合的接入网架构、资源分配方法及接入网
US8045577B2 (en) Method and apparatus for allocating wireless resource and wireless network system
JP2019087916A (ja) 無線通信装置および無線通信方法
Chen et al. Centralized Wi-Fi access networks over OFDM-PON with joint system load-based resource scheduling
US20250301373A1 (en) Method and apparatus for performing conditional handover
Mikaeil et al. Optimized XG-PON DBA mechanism for front-haul upstream traffic in virtualized small cell cloud-RAN architecture

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant