CN102387538B

CN102387538B - 一种资源竞争方法和站点

Info

Publication number: CN102387538B
Application number: CN201010276556.5A
Authority: CN
Inventors: 姜静; 李峰; 孙波
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2010-09-02
Filing date: 2010-09-02
Publication date: 2015-06-10
Anticipated expiration: 2030-09-02
Also published as: CN102387538A

Abstract

本发明公开了提供一种资源竞争方法和站点。所述方法包括：在多用户多输入多输出(MU-MIMO)数据下行传输时，源站点判断MU-MIMO物理帧对应的退避时间(Backoff Time)中的最小退避时间，将该最小退避时间作为分布式协调功能(DCF)或增强型分布式协调接入(EDCA)资源竞争的参数，所述源站点以所述DCF资源竞争参数或EDCA资源竞争参数与其他源站点进行资源竞争。

Description

一种资源竞争方法和站点

技术领域

本发明涉及无线通信领域，具体涉及一种资源竞争方法和站点。

背景技术

IEEE 802.11ac系统将MU-MIMO(Multi-User Multiple Input MultipleOutput，多用户多输入多输出)传输，即多个用户在相同的时频资源上发送数据。MU-MIMO可以提高系统吞吐量，有效增加频谱利用率，是IEEE802.11ac的一项重要技术。

IEEE802.11标准中，分布式协调功能(Distributed Coordination Function，简称DCF)是基于竞争的资源分配方式，在DCF模式下，当WLAN中的某站点准备传送一个分组时，它首先确定一个退避时间初始值(BackoffInitial，简称BI)，BI是在(0，CW)区间之间随机选取的一个值，其中CW称为“竞争窗口”(Contention Window)。竞争窗口CW是802.11协议中拥塞控制的关键。其中退避时间初始值BI的计算方法，被称为退避算法。多个参与DCF资源竞争的站点(Station，简称STA)，在资源空闲后等待DIFS(distributed(coordination function)interframe space，分布式(协调功能)帧间间隔)后，每个站点再等待Backoff Time(退避时间)，如果Backoff Time为0，则发送数据分组，如果Backoff Time为0时媒质忙，则此次资源竞争失败，CW将增长。

IEEE802.11分布式协调功能(DCF)使用的退避算法称为BEB算法。BEB算法的特征是竞争窗口CW的大小依赖于发送数据包所经历的碰撞次数。CW尚未达到maxCW之前，每一次失败的资源竞争都会导致竞争窗口的倍增。当负载较轻的时候，碰撞概率较小，基本服务集(BSS)内的站点将以较小的CW设置退避时间，以较小的延迟发送数据；当负载较重的时候，由于碰撞概率增大，使得BS内的站点会以较大的CW设置退避时间以降低BSS内的碰撞概率。因此，通过碰撞的发现来拉大竞争窗大小就是IEEE802.11标准协议对共享信道拥塞碰撞程度的反应。

当STA每尝试一次媒质接入失败，SLRC(STA long retry count，STA长计数器)或者SSRC(STA short retry count，STA短计数器)增加1，直到SLRC增加至dot11LongRetryLimit(802.11长计数器重试最大次数)，CW置CWmin(最小退避窗)，或者SSRC增加至dot11shortRetryLimit(802.11短计数器试最大次数)，CW置CWmin(最小退避窗)。当收到发送数据帧的ACK(Acknowledgment接收确认)后，或者发送CTS(Clear To Send，发送确认)，或者收到RTS(Request To Send，发送请求)后，或者当地址域中的帧成功发送后，SLRC或者SSRC归0。

IEEE 802.11ac协议的改进版本将支持MU-MIMO传输，但目前在MU-MIMO DCF模式下，尚未有多个用户资源竞争的解决方案。在MU-MIMO的增强型分布式协调接入(EDCA)模式下，也存在同样的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种资源竞争方法和站点，为MU-MIMO的资源竞争提供方案。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种资源竞争方法，包括：

在多用户多输入多输出(MU-MIMO)数据下行传输时，源站点判断MU-MIMO物理帧对应的退避时间(Backoff Time)中的最小退避时间，将该最小退避时间作为分布式协调功能(DCF)或增强型分布式协调接入(EDCA)资源竞争的参数，所述源站点以所述DCF资源竞争参数或EDCA资源竞争参数与其他源站点进行资源竞争。

进一步地，所述退避时间通过以下方式得到：

所述MU-MIMO物理帧的多个退避时间基于相同的竞争窗口(CW)生成，所述CW＝2^M+2-1，其中M为所述MU-MIMO物理帧发送失败次数的最大次数。

进一步地，所述源站点以所述DCF资源竞争参数与其他源站点进行资源竞争的步骤包括以下步骤中的任一步或任几步：

当所述最小退避时间为0时，所述源站点发送所述MU-MIMO物理帧；

当每次MU-MIMO物理帧成功传输后，源站点将所述MU-MIMO物理帧的所有竞争窗口(CW)置为DCF最小竞争窗口(Cwmin)；

当源站点收到发送的MU-MIMO物理帧的接收确认(ACK)后，或者源站点发送发送请求(RTS)且收到发送确认(CTS)后，所述源站点将所述MU-MIMO物理帧的所有SLRC或者SSRC置为0。

进一步地，所述源站点以所述EDCA资源竞争参数与其他源站点进行资源竞争的步骤包括以下步骤中的任一步或任几步：

当每次MU-MIMO物理帧成功传输后，源站点将所述MU-MIMO物理帧的所有竞争窗口(CW)置为所述MU-MIMO物理帧对应接入类别(AC)的最小竞争窗口(ECWmin)；

进一步地，所述退避时间通过以下方式得到：

所述MU-MIMO物理帧的每个退避时间基于竞争窗口(CW)生成，所述CW＝2^M+2-1，其中M为所述MU-MIMO物理帧向对应的某目的站点发送失败的次数。

当向某目的站点发送失败的次数大于该目的站点对应的MU-MIMO物理帧的最小STA长计数器(SLRC)门限或者最小STA短计数器(SSRC)门限时，所述源站点将该MU-MIMO物理帧的对应该目的站点的CW置为DCF最小竞争窗口(Cwmin)；

当源站点收到向某目的站点发送的MU-MIMO物理帧的接收确认(ACK)后，或者源站点向某目的站点发送发送请求(RTS)且收到发送确认(CTS)后，所述源站点将所述MU-MIMO物理帧的对应所述目的站点的SLRC或者SSRC置为0；

当所述MU-MIMO物理帧的对应某目的站点的退避时间为0且媒质繁忙时，所述源站点按照CW＝2^M+2-1重新计算所述MU-MIMO物理帧的CW，式中所述M为所述MU-MIMO物理帧向所述目的站点发送失败的次数，当所述CW增大至DCF最大竞争窗口(CWmax)时不再增大。

当向某目的站点发送失败的次数大于该目的站点对应的MU-MIMO物理帧的最小STA长计数器(SLRC)门限或者最小STA短计数器(SSRC)门限时，所述源站点将该MU-MIMO物理帧的对应该目的站点的CW置为所述MU-MIMO物理帧对应接入类别(AC)的最小竞争窗口(ECWmin)；

当所述MU-MIMO物理帧的对应某目的站点的退避时间为0且媒质繁忙时，所述源站点按照CW＝2^M+2-1重新计算所述MU-MIMO物理帧的对应所述目的站点的CW，式中所述M为所述MU-MIMO物理帧向所述目的站点发送失败的次数，当所述CW增大至所述MU-MIMO物理帧对应接入类别(AC)的最大竞争窗口(ECWmax)时不再增大。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种资源竞争站点，包括资源竞争参数确定模块和资源竞争模块：

所述资源竞争参数确定模块，用于在多用户多输入多输出(MU-MIMO)数据下行传输时，判断MU-MIMO物理帧的退避时间(Backoff Time)中的最小退避时间，将该最小退避时间作为分布式协调功能(DCF)或增强型分布式协调接入(EDCA)资源竞争的参数；

所述资源竞争模块，用于以所述资源竞争参数确定模块确定的所述DCF资源竞争参数或EDCA资源竞争参数与其他源站点进行资源竞争。

采用本发明技术方案，解决了相关技术中没有MU-MIMO传输时资源竞争解决方案的问题，保证了MU-MIMO传输的可靠性，提高了MU-MIMO资源竞争优势，有利于提高系统吞吐量。

具体实施方式

本发明基于MU-MIMO(多用户-多入多出)技术，一个站点可以同时向多个STA发送数据；同时，多个站点也可以同时向一个站点发送数据。

本发明的发明构思是：

所述MU-MIMO物理帧的目的站点有多个，对应每个目的站点所述MU-MIMO均有一套参数。对于DCF，包括退避时间(Backoff Time)，STA长计数器(SLRC)或STA短计数器(SSRC)，竞争窗口(CW)。对于EDCA，包括以下参数中的一个或几个：退避时间(Backoff Time)；STA长计数器(SLRC)或STA短计数器(SSRC)；竞争窗口(CW)；待发送接入类别(Access Category，简称AC)的最小竞争窗口(ECWmin)；待发送接入类别的EDCA最大竞争窗口(ECWmax)；发送机会最大时间长度(TXOPlimt)；接入类别索引(ACI)；任意帧间隔号(Arbitration Interframe Space Number，简称AIFSN)。

所述退避时间通过以下方式得到：所述MU-MIMO物理帧的多个退避时间基于相同的竞争窗口(CW)生成，所述CW＝2^M+2-1，其中M为所述MU-MIMO物理帧发送失败次数的最大次数。

所述源站点以所述DCF资源竞争参数与其他源站点进行资源竞争的步骤包括以下步骤中的任一步或任几步：

当所述源站点以所述EDCA资源竞争参数与其他源站点进行资源竞争时，与上述步骤类似，区别在于DCF最小竞争窗口为所述MU-MIMO物理帧对应接入类别(Access Category，简称AC)的最小竞争窗口(ECWmin)。

也就是说，当一个MU-MIMO被发送给多个目的站点时，其中向一部分站点发送成功，向另一部分站点发送失败，则所有站点的退避时间均重置，即该MU-MIMO向所有站点均重发。

优选地，所述退避时间还可通过以下方式得到：所述MU-MIMO物理帧的每个退避时间基于竞争窗口(CW)生成，所述CW＝2^M+2-1，其中M为所述MU-MIMO物理帧向对应的某目的站点发送失败的次数。即每个目的站点对应的退避时间Backoff Time＝Rand[0，CW]*aSlotTime，其中CW＝2^M+2-1，M为MU-MIMO物理帧向该站点发送失败的次数。

此时，所述源站点以所述DCF资源竞争参数与其他源站点进行资源竞争的步骤包括以下步骤中的任一步或任几步：

当所述MU-MIMO物理帧的对应某目的站点的退避时间为0且媒质繁忙时，所述源站点按照CW＝2^M+2-1重新计算所述MU-MIMO物理帧的对应所述目的站点的CW，式中所述M为所述MU-MIMO物理帧向所述目的站点发送失败的次数，当所述CW增大至DCF最大竞争窗口(CWmax)时不再增大。

当所述源站点以所述EDCA资源竞争参数与其他源站点进行资源竞争时，与上述步骤类似，区别在于DCF最小竞争窗口为所述MU-MIMO物理帧对应接入类别(AC)的最小竞争窗口(ECWmin)，DCF最大竞争窗口为所述MU-MIMO物理帧对应接入类别(AC)的最大竞争窗口(ECWmax)。

也就是说，当一个MU-MIMO被发送给多个目的站点时，其中向一部分站点发送成功，向另一部分站点发送失败，则仅将发送失败的目的站点的退避时间重置，即该MU-MIMO仅向发送失败的部分站点重发。

实施例一

MU-MIMO物理帧中对应各目的站点的Backoff Time独立产生，选最小的Backoff Time：为了保证MU-MIMO资源竞争的优先级，在传输时以MU-MIMO物理帧中最小的退避窗作为DCF资源竞争的依据。假设一个MU-MIMO需要发送给K个目的站点，每个目的站点对应的CW仍根据CW＝2^M+2-1获得，则

目的站点1的Backoff Time1＝Rand[0，CW]*aSlotTime，

目的站点2的Backoff Time2＝Rand[0，CW]*aSlotTime，...，

目的站点K的Backoff TimeK＝Rand[0，CW]*aSlotTime，

该MU-MIMO物理帧即该MPDU(MAC层数据单元)的

Backoff Time＝Min[Backoff Time1，Backoff Time2，...，Backoff TimeK]式(3)

当每次成功传输后或者发送失败的次数大于最小SLRC或者最小SSRC，该MU-MIMO物理帧的对应K个目的站点的CW均置为Cwmin。即重发时，需要向K个站点重发。

实施例二

MU-MIMO物理帧的对应各目的站点的CW独立计数，该MU-MIMO物理帧的多个对应不同目的站点的Backoff Time中，只要有一个Backoff Time至0则发送该MU-MIMO物理帧，如果其backoff time为0但媒质忙，则为该Backoff time为0对应的目的站点重新计算CW，根据Backoff Time＝Rand[0，CW]*aSlotTime产生新的Backoff time，其他目的站点的Backoff time不受该目的站点对应的Backoff time的影响，仍按照储存值依次递减。假定MU-MIMO物理帧的对应目的站点1的Backoff Time先为0且检测媒质忙，则该目的站点1对应的Backoff Time重新按照下式产生，其他目的站点对应的Backoff Time保持原计数：

目的站点1的Backoff Time1＝Rand[0，CW₁]*aSlotTime，其中CW₂＝2¹⁺²-1。

该MU-MIMO物理帧即MPDU的

Backoff Time＝Min[Backoff Time1，Backoff Time2，...，Backoff TimeK]

当每次向某目的站点(一个或多个)成功传输后或者向某目的站点(一个或多个)发送失败的次数大于最小SLRC或者最小SSRC，将该MU-MIMO物理帧的对应该目的站点的CW置Cwmin。即仅向发送失败的那个目的站点重发。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种资源竞争方法，包括：

在多用户多输入多输出MU-MIMO数据下行传输时，源站点判断MU-MIMO物理帧对应的退避时间Backoff Time中的最小退避时间，将该最小退避时间作为分布式协调功能DCF或增强型分布式协调接入EDCA资源竞争的参数，所述源站点以所述DCF资源竞争参数或EDCA资源竞争参数与其他源站点进行资源竞争。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述退避时间通过以下方式得到：

所述MU-MIMO物理帧的多个退避时间基于相同的竞争窗口CW生成，所述CW＝2^M+2-1，其中M为所述MU-MIMO物理帧发送失败次数的最大次数。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：

当每次MU-MIMO物理帧成功传输后，源站点将所述MU-MIMO物理帧的所有竞争窗口CW置为DCF最小竞争窗口Cwmin；

当源站点收到发送的MU-MIMO物理帧的接收确认ACK后，或者源站点发送发送请求RTS且收到发送确认CTS后，所述源站点将所述MU-MIMO物理帧的所有SLRC或者SSRC置为0。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于：

所述源站点以所述EDCA资源竞争参数与其他源站点进行资源竞争的步骤包括以下步骤中的任一步或任几步：

当每次MU-MIMO物理帧成功传输后，源站点将所述MU-MIMO物理帧的所有竞争窗口CW置为所述MU-MIMO物理帧对应接入类别AC的最小竞争窗口ECWmin；

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述退避时间通过以下方式得到：

所述MU-MIMO物理帧的每个退避时间基于竞争窗口CW生成，所述CW＝2^M+2-1，其中M为所述MU-MIMO物理帧向对应的某目的站点发送失败的次数。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于：

当向某目的站点发送失败的次数大于该目的站点对应的MU-MIMO物理帧的最小STA长计数器SLRC门限或者最小STA短计数器SSRC门限时，所述源站点将该MU-MIMO物理帧的对应该目的站点的CW置为DCF最小竞争窗口Cwmin；

当源站点收到向某目的站点发送的MU-MIMO物理帧的接收确认ACK后，或者源站点向某目的站点发送发送请求RTS且收到发送确认CTS后，所述源站点将所述MU-MIMO物理帧的对应所述目的站点的SLRC或者SSRC置为0；

当所述MU-MIMO物理帧的对应某目的站点的退避时间为0且媒质繁忙时，所述源站点按照CW＝2^M+2-1重新计算所述MU-MIMO物理帧的CW，式中所述M为所述MU-MIMO物理帧向所述目的站点发送失败的次数，当所述CW增大至DCF最大竞争窗口CWmax时不再增大。

7.如权利要求5所述的方法，其特征在于：

当向某目的站点发送失败的次数大于该目的站点对应的MU-MIMO物理帧的最小STA长计数器SLRC门限或者最小STA短计数器SSRC门限时，所述源站点将该MU-MIMO物理帧的对应该目的站点的CW置为所述MU-MIMO物理帧对应接入类别AC的最小竞争窗口ECWmin；

当所述MU-MIMO物理帧的对应某目的站点的退避时间为0且媒质繁忙时，所述源站点按照CW＝2^M+2-1重新计算所述MU-MIMO物理帧的对应所述目的站点的CW，式中所述M为所述MU-MIMO物理帧向所述目的站点发送失败的次数，当所述CW增大至所述MU-MIMO物理帧对应接入类别AC的最大竞争窗口ECWmax时不再增大。

8.一种资源竞争站点，包括资源竞争参数确定模块和资源竞争模块：

所述资源竞争参数确定模块，用于在多用户多输入多输出MU-MIMO数据下行传输时，判断MU-MIMO物理帧的退避时间Backoff Time中的最小退避时间，将该最小退避时间作为分布式协调功能DCF或增强型分布式协调接入EDCA资源竞争的参数；

9.如权利要求8所述的资源竞争站点，其特征在于：所述退避时间通过以下方式得到：

10.如权利要求8所述的资源竞争站点，其特征在于：所述退避时间通过以下方式得到：