CN102739371B - 信道信息收集方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种信道信息收集方法及装置。其中，该方法包括：信道信息收集方竞争接入信道；信道信息收集方发送承载信道信息收集的相关信息的一个或多个无线帧；信道信息收集方在一个或多个无线帧中的第一个无线帧传输完成时，获得传输机会；信道信息收集方在传输机会的持续期内收集信道信息反馈方反馈的信道信息。通过本发明，可以保证各个站点之间的公平性和信道资源的合理利用。

Description

信道信息收集方法及装置

技术领域

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种无线局域网通信中的信道信息收集方法及装置。

背景技术

目前，电气和电子工程师协会工业规范IEEE802.11组中，先后定义了802.11a，802.11b，802.11g等一系列最普通的标准的WLAN技术，随后又陆续出现了其他任务组，致力于发展涉及现有802.11技术改进的规范，例如，802.11n任务组提出高吞吐量(Highthroughput，简称HT)的要求，支持高达600Mbps的数据速率，802.11ac任务组进一步提出VHT(Very High throughput)的概念，通过引入更大的信道带宽将数据速率提升到1Gbps。

802.11中，一个接入点(access point，简称AP)以及与AP相关联的多个站点(Station，简称STA)组成了一个基本服务集(Basic Service Set，简称BSS)。在802.11定义了两种操作模式：分布式协调功能(Distributed Coordination Function，简称DCF)和点协调功能(Point Coordination Function，简称PCF)，以及针对这两种操作模式的改进：增强型分布式协调访问功能(Enhanced Distributed Channel Access，简称EDCA)和混合协调功能控制信道访问功能(Hybrid Coordination Function Controlled ChannelAccess，简称HCCA)。其中，DCF是最基本的操作模式，其利用带有冲突避免的载波侦听多路访问机制(CSMAwith Collision Avoidance，简称CSMA/CA)使多个站点共享无线信道。EDCA是增强型操作模式，利用CSMA/CA机制，使多个不同优先级队列共享无线信道，并预约一个传输机会(Transmission Opportunity，简称TXOP)。不同优先级队列获得传输机会的基本过程为：每个队列在信道空闲时，使用不同的退避间隔加上任意的竞争退避窗来接入信道，以减少碰撞。

现有技术中，引入下行多用户多输入多输出(DL MU-MIMO)来改善系统性能。发起方在信道和业务允许的情况下，同时给多个接收方发送数据。为了保证数据能够可靠有效的发送，要求发起方能够收集各个接收方的信道情况，并根据收集到的各个接收方的信道信息，来初始化各个传输的参数。

现有技术中，为了进行信道信息收集定义了新的帧交换序列。具体为，信道信息收集方发送空数据包通告(Null Data Packet Announcement，简称NDPA)帧并在NDPA发送结束的短帧间间隔(SIFS)后发送空数据包(Null Data Packet，简称NDP)，其中默认NDPA中指示的第一个信道信息反馈方在收完NDPA和NDP的SIFS后回复信道反馈信息(SoundingFeedback)。如果有多个信道反馈方，除第一个反馈方默认反馈外，如图1所示，其他信道信息反馈方等待信道信息收集方的轮询(Sounding Poll)来反馈信道信息，即信道信息收集方在NDPA和NDP传输完成以及第一个信道信息反馈方反馈信息成功的情况下，获得本次信道信息收集的传输机会。

如上所述，现有技术将NDPA+NDP+第一个信道信息反馈帧帧交换序列成功作为获得传输机会的依据。当使用NDPA要求多个站点测量并反馈信道信息时，用户信道条件不尽相同，信道信息收集方只以第一个信道信息反馈帧的失败就放弃让其它站点反馈信道信息是不公平的。并且，信道信息反馈帧比NDPA长，传输可靠性低，因此，第一个信道信息反馈帧传输失败的可能性较大，从而导致信道信息收集方不能获得传输机会，进而选择随机退避并重新竞争信道。

针对相关技术中信道信息收集方将NDPA+NDP+第一个信道信息反馈帧帧交换序列成功作为获得传输机会的依据，从而导致信道信息收集方无法有效地获得传输机会的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种信道信息收集方法及装置，以至少解决上述问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种信道信息收集方法，包括：信道信息收集方竞争接入信道；所述信道信息收集方发送承载信道信息收集的相关信息的一个或多个无线帧；所述信道信息收集方在所述一个或多个无线帧中的第一个无线帧传输完成时，获得传输机会；所述信道信息收集方在所述传输机会的持续期内收集信道信息反馈方反馈的信道信息。

其中，在所述第一个无线帧传输完成之后，所述方法还可以包括：所述信道信息收集方以预定的帧间间隔发送上述多个无线帧中的其它无线帧或者等待所述信道信息反馈方发送的反馈帧。

其中，在所述信道信息收集方发送所述多个无线帧中的其它无线帧之后，所述方法还包括：所述信道信息收集方以预定的帧间间隔发送信道信息反馈指示帧，并等待所述信道信息反馈方发送的反馈帧。

其中，在所述信道信息收集方以预定的帧间间隔发送信道信息反馈指示帧之后，所述方法还可以包括：所述信道信息收集方在以下情况至少之一发生的情况下，确定传输失败：接收到错误的无线帧、接收到正确的非期望的无线帧、以及在预设时间间隔内没有检测到信号。

其中，在确定传输失败之后，所述方法还可以包括：所述信道信息收集方如果判断预定的时间延迟没有超过所述传输机会的持续期，且在该预定的时间延迟内所述接入信道一直处于空闲状态，则所述信道信息收集方继续传输信道信息反馈指示帧。

其中，所述信道信息收集方继续传输的所述信道信息反馈指示帧的接收方为当前反馈失败的信道信息反馈方或下一个待轮询的信道信息反馈方。

其中，在确定传输失败之后，所述方法还可以包括：所述信道信息收集方确定当前连接传输失败的次数超过预定的门限值；所述信道信息收集方重新竞争接入信道。

其中，所述第一无线帧可以为用于信道信息收集的通知帧，所述第一无线帧中传输的信息至少包括：所述信道信息收集方指定的信道信息反馈方的身份标识。

其中，上述一个或多个无线帧承载的所述信道信息收集的相关信息还包括：所述传输机会的持续期、用于信道信息反馈方收集信道信息的测量数据。

根据本发明的另一方面，提供了一种信道信息收集装置，包括：接入模块，用于竞争接入信道；传输模块，用于发送承载信道信息收集的相关信息的一个或多个无线帧；获取模块，用于在所述一个或多个无线帧中的第一个无线帧传输完成时，获得传输机会；收集模块，用于在所述传输机会的持续期内收集信道信息反馈方反馈的信道信息。

其中，所述传输模块还用于在所述一个或多个无线帧传输完成之后，以预定的帧间间隔发送信道信息反馈指示帧；所述装置还可以包括：监听模块，用于等待信道信息反馈方发送的反馈帧。

其中，所述装置还可以包括：检测模块，用于在检测到以下情况至少之一发生的情况下，确定传输失败：接收到错误的无线帧、接收到正确的非期望的无线帧、以及在预设时间间隔内没有检测到信号。

其中，所述装置还可以包括：第一判断模块，用于判断预定的时间延迟是否没有超过获得的所述传输机会的持续期，且在预定的时间延迟内所述接入信道一直处于空闲状态，如果是，则触发所述传输模块继续传输轮询帧。

其中，所述装置还可以包括：第二判断模块，用于判断当前连接传输失败的次数是否超过预定的门限值，如果是，触发所述接入模块重新竞争接入信道。

通过本发明，信道信息收集方在承载信道信息收集的相关信息的第一个无线帧传输完成时，获得传输机会，解决了信道信息收集方将NDPA+NDP+第一个信道信息反馈帧帧交换序列成功作为获得传输机会的依据，从而导致信道信息收集方无法有效地获得传输机会的问题，进而达到了提高了信道信息收集方获得传输机会的成功率，保证各个站点之间的公平性和信道资源的合理利用。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据相关技术的信道信息反馈流程的示意图；

图2是根据本发明实施例的信道信息收集方法的流程图；

图3是根据本发明实施例的信道信息收集装置的结构示意图；

图4是根据本发明第一优选实施例的信道信息收集装置的结构示意图；

图5是根据本发明第二优选实施例的信道信息收集装置的结构示意图；

图6是根据本发明第三优选实施例的信道信息收集装置的结构示意图；

图7是根据本发明第四优选实施例的信道信息收集装置的结构示意图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

根据本发明实施例提供了一种信道信息收集方法，图2是根据本发明实施例的信道信息收集方法的流程图，如图2所示，该方法主要包括以下步骤：

步骤S202，信道信息收集方竞争接入信道；

步骤S204，信道信息收集方发送承载信道信息收集的相关信息的一个或多个无线帧；

其中，信道信息收集方可以以广播的方式发送上述一个或多个无线帧。

步骤S206，信道信息收集方在所述一个或多个无线帧中的第一个无线帧传输完成时，获得传输机会；

在本发明实施例中，信道信息收集方接入信道后，以连续发送一个或多个无线帧为开始，第一帧传输完成即获得了本次信道信息收集的传输机会。其中，上述连续发送的一个或多个无线帧用于承载信道信息收集的相关信息，例如，信道信息收集方指定的信道信息反馈方的标识信息。在本发明优选实施例中，上述连续发送的一个或多个无线帧承载的信道信息收集的相关信息还可以包括：本次信道信息收集的传输机会的持续期、用于信道信息反馈方收集信道信息的测量数据等。

例如，信道信息收集方发送的第一个无线帧可以是用于信道信息收集的通知帧，其中，该通知帧中承载的信息至少包含指定的信道信息反馈方的身份标识。例如，信道信息反馈方(即需要反馈信道信息的各个站点)可以为多个，信道信息收集方可以将该多个信道信息反馈方的身份标识承载在通知帧中发送。

步骤S208，信道信息收集方在所述传输机会的持续期内收集信道信息反馈方反馈的信道信息。

例如，信道信息收集方可以在发送完第一个无线帧后，如果上述承载信道信息收集的相关信息的无线帧为多个，则信道信息收集方继续以预定的帧间间隔发送其它无线帧，如果承载信道信息收集的相关信息的无线帧为一个，则在发送第一个无线帧之后，信道信息收集方等待信道信息反馈方的反馈帧。

在本发明实施例中，在信道信息收集方发送上述的第一个无线帧之后，通知帧中指定的第一个信道信息反馈方在接收到该无线帧后，默认向信道信息收集方发送反馈帧，信道信息收集方在成功接收到第一个信道信息反馈发送的反馈帧后，继续以预定间隔向其它信道信息反馈发送信道信息反馈指示帧(即轮询帧)，信道信息反馈方在接收到信道信息反馈指示帧后，向信道信息收集方发送反馈帧。或者，信道信息收集方也可以在传输承载信道信息收集的相关信息的无线帧后，分别向各个信道信息收集方发送信道信息反馈指示帧，指示各个信道信息反馈方向其发送反馈帧。

在本发明实施例的一个优选实施方式，信道信息收集方在后续与信道信息反馈方的帧交换序列中，如果接收到错误帧或接收到正确非期望的帧或在一定时间间隔内没有检测到信号，则信道信息收集方即认为传输失败。

在确定传输失败后，信道信息收集方可以直接选择随机退避并重新竞争信道，或者，为了避免重新竞争信息而对其他收到信道信息收集指示的站点造成的不公平，在本发明实施例的一个优选实施方式中，信道信息收集方若判定传输失败，在特定时间延迟没有超过所获得的传输机会的持续期，并且在该特定时间延迟内，接入信道始终处于空闲状态，则信道信息收集方继续传输无线帧。

优选地，信道信息收集方继续传输的无线帧的接收方是当前反馈失败的站点或下一个待轮询的站点。

为了避免过多了重复重传，在本发明实施例的一个优选实施方式中，若信道信息收集方确定当前连续传输失败的次数超过特定的门限值，则重新竞争信道。

实施例一

本实施例是采用本发明实施例的一种信道信息收集方法的优选实施例。在本实施例中，信道信息收集过程主要包括以下步骤：

假设信道信息收集方接入到接入信道后，发送携带三个STA的NDPA作为发送的首帧，当发送完成后，即获得本次的传输机会。在NDP发送完成后判定传输失败，信道信息收集方预设时间间隔内没有检测到信号，如果特定时间延迟(比如PIFS)没有超过传输机会的持续期，并且在PIFS时间内，接入信道一直处于空闲状态，则信道信息发集方继续发送携带下一个需要反馈信道信息站点的轮询帧，否则重新竞争信道。在轮询其它站点时的重新传输和第一次传输相同。如果连续两次的传输失败(这里传输出错的门限假设为2)，比如连续向前两个站点轮询，但是都没有反馈成功，则信道信息收集方重新竞争信道。

实施例二

在本实施例中，假设信道信息收集方准许信道接入后，发送携带三个STA的NDPA作为发送的首帧，当发送完成后，即获得本次的传输机会。在NDP发送完成后，信道信息收集方在预设时间间隔内没有检测到信号，判定传输失败，如果特定时间延迟(比如PIFS)没有超过传输机会的持续期，并且在该特定时间延迟内，信道一直处于空闲状态，则信道信息收集方重新向当前反馈失败站点发送轮询帧，否则重新竞争信道。在轮询其它站点时的重新传输和首次传输没有不同。如果连续两次的传输失败(这里传输出错的门限假设为2)，比如连续向前两个站点轮询，但是都没有反馈成功，则信道信息收集方重新竞争信道。

实施例三

假设信道信息收集方准许信道接入后，发送携带一个STA的NDPA作为发送的首帧，当发送完成后，即获得本次的传输机会。在NDP发送完成后，信道信息收集方接收到错误帧，判定传输失败，如果特定时间延迟(比如PIFS)没有超过传输机会的持续期，并且在该特定时间延迟内接入信道一直处于空闲状态，则信道信息收集方重新发送NDPA+NDP，否则重新竞争信道。如果连续两次的传输失败(这里传输出错的门限假设为2)，则重新竞争信道。

实施例四

假设信道信息收集方准许信道接入后，发送携带一个STA的NDPA作为发送的首帧，当发送完成后，即获得本次的传输机会。如果在NDP发送完成后，信道信息收集方接收到正确的无线帧，但该无线帧并不是期望的无线帧，则判定传输失败，如果特定时间延迟(比如PIFS)没有超过传输机会的持续期，并且在该特定时间延迟内，信道一直处于空闲状态，则信道信息收集方重新向出错站点发送轮询帧，否则重新竞争信道。如果连续两次的传输失败(这里传输出错的门限假设为2)，则重新竞争信道。

根据本发明实施例，还提供了一种信道信息收集装置，该装置用于实现本本发明实施例提供的上述方法。

图3是根据本发明实施例的信道信息收集装置的结构示意图，如图3所示，该装置主要包括：接入模块10、传输模块20、获取模块30和收集模块40。其中，接入模块10，用于竞争接入信道；传输模块20，用于发送承载信道信息收集的相关信息(例如，传输机会的持续期、信道信息反馈方的标识信息等)的一个或多个无线帧；获取模块30，用于在上述一个或多个无线帧中的第一个无线帧传输完成时，获得传输机会；收集模块40，用于在该传输机会的持续期内收集信道信息反馈方反馈的信道信息。

在本发明实施例的一个优选实施方式中，为了实现多个站点反馈信道信息，传输模块20还用于在上述第一个无线帧传输完成之后，以预定的帧间间隔发送信道信息反馈指示帧；则如图4所示，该装置还可以包括：监听模块50，用于等待信道信息反馈方发送的反馈帧。在监听模块50监听到信道信息反馈方发送的响应帧后，可以将信道信息反馈方通过响应帧返回的信道信息传输给收集模块40。

在本发明实施例的另一个优选实施方式，该装置还可以进一步检测传输是否失败，因此，如图5所示，该装置还可以包括：检测模块60，用于在检测到以下情况至少之一发生的情况下，确定传输失败：接收到错误的无线帧、接收到正确的非期望的无线帧、以及在预设时间间隔内没有检测到信号。

在检测模块60检测到传输失败后，可以直接触发接入模块10进行接入信道的竞争，或者，在本发明实施例的又一个优选实施方式，为了避免频繁的竞争信道，如图6所示，该装置还可以包括：第一判断模块70，用于判断预定的时间延迟没有超过获得的所述传输机会的持续期，且在所述预定的时间延迟内接入信道一直处于空闲状态，如果是，则触发传输模块20继续传输信道信息反馈指示帧。

在本发明实施例的又一个优选实施方式，为了避免多次重复发送无线帧，该装置还可以包括：第二判断模块80，用于判断当前连接传输失败的次数是否超过预定的门限值，如果是，触发接入模块10重新竞争接入信道，否则，触发第一判断模块70。

从以上的描述中，可以看出，在本发明实施例中，信道信息收集方在承载信道信息收集的相关信息的第一个无线帧传输完成时，获得传输机会，解决了信道信息收集方将NDPA+NDP+第一个信道信息反馈帧帧交换序列成功作为获得传输机会的依据，从而导致信道信息收集方无法有效地获得传输机会的问题，进而达到了提高了信道信息收集方获得传输机会的成功率，保证各个站点之间的公平性和信道资源的合理利用

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

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 (14)

1.一种信道信息收集方法，其特征在于，包括：

信道信息收集方竞争接入信道；

所述信道信息收集方发送承载信道信息收集的相关信息的多个无线帧；

所述信道信息收集方在所述多个无线帧中的第一个无线帧传输完成时，获得传输机会，其中，在所述多个无线帧中的第一个无线帧传输完成后，所述信道信息收集方以预定的帧间间隔发送所述多个无线帧中的其它无线帧；

所述信道信息收集方在所述传输机会的持续期内收集多个信道信息反馈方反馈的信道信息。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述第一个无线帧传输完成之后，所述方法还包括：所述信道信息收集方等待信道信息反馈方的反馈帧。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述信道信息收集方发送所述多个无线帧中的其它无线帧之后，所述方法还包括：所述信道信息收集方以预定的帧间间隔发送信道信息反馈指示帧，并等待所述信道信息反馈方发送的反馈帧。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述信道信息收集方以预定的帧间间隔发送信道信息反馈指示帧之后，所述方法还包括：所述信道信息收集方在以下情况至少之一发生的情况下，确定传输失败：接收到错误的无线帧、接收到正确的非期望的无线帧、以及在预设时间间隔内没有检测到信号。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在确定传输失败之后，所述方法还包括：所述信道信息收集方判断如果预定的时间延迟没有超过所述传输机会的持续期并且在所述预定的时间延迟内信道一直处于空闲状态，则所述信道信息收集方继续传输信道信息反馈指示帧。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述信道信息收集方继续传输的所述信道信息反馈指示帧的接收方为当前反馈失败的信道信息反馈方或下一个待轮询的信道信息反馈方。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在确定传输失败之后，所述方法还包括：

所述信道信息收集方确定当前连接传输失败的次数超过预定的门限值；

所述信道信息收集方重新竞争接入信道。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一个无线帧为用于信道信息收集的通知帧，所述第一个无线帧中传输的信息至少包括：所述信道信息收集方指定的信道信息反馈方的身份标识。

9.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，所述一个或多个无线帧承载的所述信道信息收集的相关信息还包括：所述传输机会的持续期、用于信道信息反馈方收集信道信息的测量数据。

10.一种信道信息收集装置，位于信道信息收集方，其特征在于，包括：

接入模块，用于竞争接入信道；

传输模块，用于发送承载信道信息收集的相关信息的多个无线帧；

获取模块，用于在所述多个无线帧中的第一个无线帧传输完成时，获得传输机会；

收集模块，用于在所述传输机会的持续期内收集多个信道信息反馈方反馈的信道信息；

所述传输模块还用于，在所述多个无线帧传输完成之后，以预定的帧间间隔发送信道信息反馈指示帧。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

监听模块，用于等待信道信息反馈方发送的反馈帧。

12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

检测模块，用于在检测到以下情况至少之一发生的情况下，确定传输失败：接收到错误的无线帧、接收到正确的非期望的无线帧、以及在预设时间间隔内没有检测到信号。

13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

第一判断模块，用于判断在预定的时间延迟是否没有超过获得的所述传输机会持续期并且在所述预定的时间延迟内所述接入信道一直处于空闲状态，如果是，则触发所述传输模块继续传输信道信息反馈指示帧。

14.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

第二判断模块，用于判断当前连接传输失败的次数是否超过预定的门限值，如果是，触发所述接入模块重新竞争接入信道。