CN103501213A

CN103501213A - 空间流切换方法、装置及网络设备

Info

Publication number: CN103501213A
Application number: CN201310462644.8A
Authority: CN
Inventors: 林希
Original assignee: Fujian Star Net Communication Co Ltd
Current assignee: Ruijie Networks Co Ltd
Priority date: 2013-09-30
Filing date: 2013-09-30
Publication date: 2014-01-08
Anticipated expiration: 2033-09-30
Also published as: CN103501213B

Abstract

本发明提供一种空间流切换方法、装置及网络设备。方法包括：获取表征当前传输环境的多个参数；对所述多个参数进行分析，确定适合当前传输环境的目标空间流模式；如果当前未工作在所述目标空间流模式下，将工作模式切换到所述目标空间流模式下。本发明技术方案可以解决由于双极化的信号衰减不一致引起的无线传输性能降低的问题，可以提高无线传输性能。

Description

空间流切换方法、装置及网络设备

技术领域

本发明涉及无线通信技术，尤其涉及一种空间流切换方法、装置及网络设备。

背景技术

多入多出(Multiple-Input Multiple-Output，简称为MIMO)技术是802.11n物理层的核心，是指一个系统采用多个天线进行无线信号的收发，从而提高吞吐量、无线链路的健壮性和改善信噪比（Signal to Noise Ratio，简称为SNR）。空间流（spatial streams）是指无线传输过程中的数据流。在MIMO技术引入之后，就有了多空间流的概念，例如在2根天线的情况下，如果通过空分复用技术使用2根天线同时传输不同的数据流，就会形成双空间流；如果使用2根天线传输相同的数据流，就会形成单空间流。

自从802.11n引入MIMO技术后，无线传输性能得到了大幅的提升。但在室外部署，特别是远距离传输的情况下，MIMO技术的作用会被削弱，有时候甚至多空间流之间还会互相干扰，更加的影响传输性能。为了解决这个问题，一般远距离传输采取的方案是，采用特殊的室外接入点（Access point，简称为AP）天线，将无线信号分成正交的水平极化和垂直极化，形成相互正交的信号，进而工作在双空间流模式下。

但是，在远距离部署的场景中，多会出现障碍物，或者天线没对准等情况，这会导致极化方向不同的2根天线的衰减不一样，如果此时依然工作在双空间流模式下，无线传输性能就会大大降低。

发明内容

本发明提供一种空间流切换方法、装置及网络设备，用以提高无线传输性能。

第一方面提供一种空间流切换方法，包括：

获取表征当前传输环境的多个参数；

对所述多个参数进行分析，确定适合当前传输环境的目标空间流模式；

如果当前未工作在所述目标空间流模式下，将工作模式切换到所述目标空间流模式下。

第二方面提供一种空间流切换装置，包括：

获取模块，用于获取表征当前传输环境的多个参数；

确定模块，用于对所述获取模块获取的所述多个参数进行分析，确定适合当前传输环境的目标空间流模式；

切换模块，用于在当前未工作在所述确定模块确定的所述目标空间流模式下时，将工作模式切换到所述目标空间流模式下。

第三方面提供一种网络设备，包括本发明第二方面提供的任一空间流切换装置。

本发明提供的空间流切换方法、装置及网络设备，通过获取表征当前传输环境的多个参数，对所获取的多个参数进行分析，确定适合当前传输环境的目标空间流模式，如果当前未工作在所述目标空间流模式下，则将工作模式切换到所述目标空间流模式下，由于可以根据传输环境将采用的空间流模式切换到与传输环境适应的模式，因此可以提高无线传输性能。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种空间流切换方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的一种空间流切换装置的结构示意图。

具体实施方式

图1为本发明实施例提供的一种空间流切换方法的流程图。如图1所示，所述方法包括：

101、获取表征当前传输环境的多个参数。

102、对所述多个参数进行分析，确定适合当前传输环境的目标空间流模式。

103、如果当前未工作在所述目标空间流模式下，将工作模式切换到所述目标空间流模式下。

本实施例提供的方法尤其适用于室外远距离双极化天线部署的环境，用以解决由于双极化的信号衰减不一致引起的无线传输性能降低的问题，但并不限于该应用场景。

本实施例的执行主体可以是空间流切换装置，该空间流切换装置可以是发送端设备，也可以是接收端设备。也就是说，本实施例的空间流切换装置可以是采用双极化天线的通信系统中收发双方中任意一方。

在本实施例中，空间流切换装置首先获取表征当前传输环境的多个参数；然后对获取的多个参数进行分析，从而确定适合当前传输环境的目标空间流模式；接着，判断当前是否工作在所述目标空间流模式下，如果是，则不需要进行切换，继续保持在当前模式下即可，如果否，则将工作模式切换到所述目标空间流模式下。

在一可选实施方式中，空间流切换装置获取表征当前传输环境的多个参数，包括：

获取当前传输环境中2根天线的隔离度；

获取表征当前传输环境中报文发送速率的调制与编码策略（Modulationand Coding Scheme，简称为MSC）索引值；

获取当前传输环境中的接收信号强度指示（Received Signal StrengthIndication，简称为RSSI）值。

进一步可选的，获取当前传输环境中2根天线的隔离度的方式包括但不限于：假设通信系统中进行远距离传输的两端分别为第一端和第二端，则第一端用单根天线发送隔离度测试报文，第二端用2根天线分别接收隔离度测试报文，然后将2根天线接收的隔离度测试报文的信号强度相减再取绝对值，即可得出2根天线的隔离度。其中，本实施例的空间流切换装置可以作为其中任何一端实现，可选的，如果本实施例的空间流切换装置作为第一端实现，则在第二端得到2根天线的隔离度之后，还需要从第二端获取2根天线的隔离度。

在802.11n中，射频速率的配置通过MCS索引值实现。MCS速率表是802.11n为表征无线局域网（Wireless Local Area Networks，简称为WLAN）的通信速率而提出的一种表示形式。MCS将所关注的影响通信速率的因素作为表的列，将MCS索引值作为行，形成一张速率表。表1和表2分别列举了带宽为20MHz和带宽为40MHz的MCS速率表。

表1

表2

由表1和表2可见，每一个MCS索引值其实对应了一组参数下的物理传输速率，因此本实施例的空间流切换装置通过获取当前传输环境中使用的MSC索引值可以直观的表征报文发送速率。

基于上述参数，空间流切换装置对所述多个参数进行分析，确定适合当前传输环境的目标空间流模式的方式包括但不限于：

如果当前传输环境中2根天线的隔离度小于第一隔离度阈值，当前传输环境的RSSI值大于RSSI阈值，且当前传输环境中表征报文发送速率的MSC索引值小于第一MSC阈值，则可以确定目标空间流模式为单空间流模式；

如果当前传输环境中2根天线的隔离度大于第二隔离度阈值，当前传输环境的RSSI值大于所述RSSI阈值，且当前传输环境中表征报文发送速率的MSC索引值大于第二MSC阈值，则可以确定目标空间流模式为双空间流模式；

其中，所述第一隔离度阈值小于所述第二隔离度阈值，所述第一MSC阈值大于所述第二MSC阈值。

在此说明，如果2根天线的隔离度小于第一隔离度阈值，说明2根天线的隔离度较差，相互之间干扰较大，如果传输不同的数据流就会造成相互之间的干扰，所以在2根天线的隔离度小于第一隔离度阈值的情况下，不太适合采用双空间流。如果2根天线的隔离度大于第二隔离度阈值，说明2根天线的隔离度较强，相互之间干扰不大，可以采用2根天线传输不同的数据流，形成双空间流，提高传输性能，所以在2根天线的隔离度大于第二隔离度阈值的情况下，可以采用双空间流。

通过实际测试，发现第一隔离度阈值优选为5，而第二隔离度阈值优选为20，但不限于此。

上述RSSI值表征了当前传输环境中的信号强度，如果上述RSSI值大于RSSI阈值，说明信号较好，可以采用单空间流模式，也可以采用双空间流模式。

上述获取的MSC索引值表征了当前传输环境中报文的发送速率，如果MSC索引值小于第一MSC阈值，意味着当前报文的发送速率不太适合双空间流，因此，在MSC索引值小于第一MSC阈值的情况下，不适合采用双空间流。如果MSC索引值大于第二MSC阈值，意味着当前报文的发送速率可以用于双空间流。

在表1和表2中，MCS0～7速率是指发送单条数据流的速率，一般被称为单空间流速率；而MSC8～15速率是指发送两条数据流的速率，一般被称为双空间流速率。在双空间流模式下，可以发送两条数据流，也可以发送单条数据流，所以MSC0～15速率都适用于双空间流模式，具体的，在双空间流模式下当采用MCS0～7速率时，意味着在双空间流模式下仅发送单条数据流；在双空间流模式下当采用MSC8～15速率时，意味着在双空间流模式下发送两条数据流。在单空间流模式下只能发送单条数据流，因此MCS8～15速率不适用于单空间流模式，MCS0～7速率可用于单空间流模式。基于该分析，本实施例中的第一MSC阈值的取值范围可以是0-15，优选范围是8-13，例如可以是11，当上述获取的MSC索引值小于11时，意味着当前传输环境中报文的发送速率更适合单空间流模式；而第二MSC阈值的取值范围可以是0-7，优选范围是5-7，例如可以是6，当上述获取的MSC索引值大于6时，意味着当前传输环境中报文的发送速率更适合双空间流模式。

总结上面各参数与对应阈值的关系，可以得出：如果当前传输环境中2根天线的隔离度小于第一隔离度阈值，当前传输环境的RSSI值大于RSSI阈值，且当前传输环境中表征报文发送速率的MSC索引值小于第一MSC阈值，可以采用单空间流模式；如果当前传输环境中2根天线的隔离度大于第二隔离度阈值，当前传输环境的RSSI值大于所述RSSI阈值，且当前传输环境中表征报文发送速率的MSC索引值大于第二MSC阈值，可以采用双空间流模式。

在此说明，对于除上述两种情况之外的其它情况，可以保持当前采用的空间流模式，不做切换。

当确定出目标空间流模式后，空间流切换装置判断当前采用的空间流模式是否为所述目标空间流模式，如果判断结果为否，即当前不工作在所述目标空间流模式下，则将工作模式切换到所述目标空间流模式下。

在本实施例中，若当前不工作在所述目标空间流模式下，则可以采用以下方式将工作模式切换到目标空间流模式下：

第一种方式是设置工作天线的个数，具体是指将工作天线的个数设置为所述目标空间流模式使用的天线个数；

第二种方式是设置采用的速率集。具体是指将采用的速率集设置为所述目标空间流采用的速率集。

进一步可选的，将工作天线的个数设置为所述目标空间流模式使用的天线个数的方式，包括：

如果所述目标空间流模式为单空间流模式，需要将工作模式从当前采用的双空间流模式切换为单空间流模式，则可以将工作天线的个数设置为1根；如果所述目标空间流模式为双空间流模式，需要将工作模式从当前采用的单空间流模式切换为双空间流模式，则可以将工作天线的个数设置为2根。例如，在BCM AP上，可以通过执行命令txchain1和rxchain1，设置AP仅工作在第一根天线上；而可以通过执行命令txchain2和rxchain2，设置AP仅工作在第二根天线上；进一步可以通过执行命令txchain3和rxchain3，设置AP工作在前两根天线上。

进一步可选的，将采用的速率集设置为所述目标空间流使用的速率集的方式，包括：

如果所述目标空间流模式为单空间流模式，需要将工作模式从当前采用的双空间流模式切换为单空间流模式，则可以禁用MSC速率表中MSC8～15速率，例如可以将MSC速率表中MSC8～15对应的位设置为0，通过禁用双空间流速率，实现禁用双空间流的目的；如果所述目标空间流模式为双空间流模式，需要将工作模式从当前采用的单空间流模式切换为双空间流模式，则可以启用所述MSC速率表中MSC0～15速率，例如可以将所述MSC速率表中MSC0～15对应的位均设置为1，以支持采用双空间流。在此说明，由于无论当前工作在双空间流模式还是单空间流模式，MSC速率表中的MSC0～7速率通常都处于启用状态，因此，在目标空间流模式为双空间流模式时，通常只需启用MSC速率表中MSC8～15速率即可。

在本实施例提供的方法中，通过获取表征当前传输环境的多个参数，对所获取的多个参数进行分析，确定适合当前传输环境的目标空间流模式，如果当前未工作在所述目标空间流模式下，则将工作模式切换到所述目标空间流模式下，由于可以根据传输环境将采用的空间流模式切换到与传输环境适应的模式，可以解决由于双极化的信号衰减不一致引起的无线传输性能降低的问题，因此可以提高无线传输性能。

图2为本发明实施例提供的一种空间流切换装置的结构示意图。如图2所示，所述装置包括：获取模块21、确定模块22和切换模块23。

获取模块21，用于获取表征当前传输环境的多个参数。

确定模块22，用于对获取模块21获取的所述多个参数进行分析，确定适合当前传输环境的目标空间流模式。

切换模块23，用于在当前未工作在确定模块22确定的所述目标空间流模式下时，将工作模式切换到所述目标空间流模式下。

在一可选实施方式中，获取模块21具体可用于获取当前传输环境中2根天线的隔离度，获取表征当前传输环境中报文发送速率的MSC索引值，以及获取当前传输环境中的RSSI值。

基于上述，确定模块22具体可用于在所述2根天线的隔离度小于第一隔离度阈值，所述RSSI值大于RSSI阈值，且所述MSC索引值小于第一MSC阈值时，确定所述目标空间流模式为单空间流模式；以及在所述2根天线的隔离度大于第二隔离度阈值，所述RSSI值大于所述RSSI阈值，且所述MSC索引值大于第二MSC阈值，确定所述目标空间流模式为双空间流模式；

可选的，本实施例中的第一MSC阈值的取值范围可以是0-15，优选范围是8-13，例如可以是11；而第二MSC阈值的取值范围可以是0-7，优选范围是5-7，例如可以是6。

在一可选实施方式中，切换模块23具体可用于在当前未工作在确定模块22确定的所述目标空间流模式下时，将工作天线的个数设置为所述目标空间流模式使用的天线个数，或者，将采用的速率集设置为所述目标空间流采用的速率集。

进一步可选的，切换模块23用于将工作天线的个数设置为所述目标空间流模式使用的天线个数，包括：

切换模块23具体可用于在所述目标空间流模式为单空间流模式时，将工作天线的个数设置为1根，或者在所述目标空间流模式为双空间流模式时，将工作天线的个数设置为2根。

切换模块23用于将采用的速率集设置为所述目标空间流采用的速率集，包括：

切换模块23具体可用于在所述目标空间流模式为单空间流模式时，禁用MSC速率表中MSC8～15速率，例如可以将MSC速率表中MSC8～15对应的位设置为0，或者在所述目标空间流模式为双空间流模式时，启用所述MSC速率表中MSC0～15速率，例如可以将所述MSC速率表中MSC0～15对应的位均设置为1。

本实施例提供的空间流切换装置可以是发送端设备，也可以是接收端设备。也就是说，本实施例的空间流切换装置可以是采用双极化天线的通信系统中收发双方中任意一方，例如可以是发送端AP，或接收端AP。

本实施例提供的空间流切换装置的各功能模块可用于执行图1所示方法实施例的流程，其具体工作原理不再赘述，详见方法实施例的描述。

本实施例提供的空间流切换装置，通过获取表征当前传输环境的多个参数，对所获取的多个参数进行分析，确定适合当前传输环境的目标空间流模式，如果当前未工作在所述目标空间流模式下，则将工作模式切换到所述目标空间流模式下，由于可以根据传输环境将采用的空间流模式切换到与传输环境适应的模式，可以解决由于双极化的信号衰减不一致引起的无线传输性能降低的问题，因此可以提高无线传输性能。

本发明实施例还提供一种网络设备，该网络设备包括上述实施例提供的空间流切换装置。关于空间流切换装置的工作原理和实现结构可参见上述相应实施例，在此不再赘述。

本实施例提供的网络设备可以是采用双极化天线的通信系统中收发双方中任意一方，例如可以是发送端AP，或接收端AP等。本实施例提供的网络设备同样可以解决由于双极化的信号衰减不一致引起的无线传输性能降低的问题，可以提高无线传输性能。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims

1.一种空间流切换方法，其特征在于，包括：

获取表征当前传输环境的多个参数；

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取表征当前传输环境的多个参数，包括：

获取当前传输环境中2根天线的隔离度；

获取表征当前传输环境中报文发送速率的调制与编码策略MSC索引值；

获取当前传输环境中的接收信号强度指示RSSI值。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对所述多个参数进行分析，确定适合当前传输环境的目标空间流模式，包括：

如果所述2根天线的隔离度小于第一隔离度阈值，所述RSSI值大于RSSI阈值，且所述MSC索引值小于第一MSC阈值，则确定所述目标空间流模式为单空间流模式；

如果所述2根天线的隔离度大于第二隔离度阈值，所述RSSI值大于所述RSSI阈值，且所述MSC索引值大于第二MSC阈值，则确定所述目标空间流模式为双空间流模式；

4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述将工作模式切换到所述目标空间流模式下，包括：

将工作天线的个数设置为所述目标空间流模式使用的天线个数；或者

将采用的速率集设置为所述目标空间流采用的速率集。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述将工作天线的个数设置为所述目标空间流模式使用的天线个数，包括：

如果所述目标空间流模式为单空间流模式，则将工作天线的个数设置为1根；

如果所述目标空间流模式为双空间流模式，则将工作天线的个数设置为2根；

所述将采用的速率集设置为所述目标空间流使用的速率集，包括：

如果所述目标空间流模式为单空间流模式，则禁用MSC速率表中MSC8～15速率；

如果所述目标空间流模式为双空间流模式，则启用所述MSC速率表中MSC0～15速率。

6.一种空间流切换装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取表征当前传输环境的多个参数；

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述获取模块具体用于获取当前传输环境中2根天线的隔离度，获取表征当前传输环境中报文发送速率的调制与编码策略MSC索引值，以及获取当前传输环境中的接收信号强度指示RSSI值。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述确定模块具体用于在所述2根天线的隔离度小于第一隔离度阈值，所述RSSI值大于RSSI阈值，且所述MSC索引值小于第一MSC阈值时，确定所述目标空间流模式为单空间流模式；以及在所述2根天线的隔离度大于第二隔离度阈值，所述RSSI值大于所述RSSI阈值，且所述MSC索引值大于第二MSC阈值，确定所述目标空间流模式为双空间流模式；

9.根据权利要求6-8任一项所述的装置，其特征在于，所述切换模块具体用于将工作天线的个数设置为所述目标空间流模式使用的天线个数，或者，将采用的速率集设置为所述目标空间流采用的速率集。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述切换模块用于将工作天线的个数设置为所述目标空间流模式使用的天线个数，包括：

所述切换模块具体用于在所述目标空间流模式为单空间流模式时，将工作天线的个数设置为1根，或者在所述目标空间流模式为双空间流模式时，将工作天线的个数设置为2根；

所述切换模块用于将采用的速率集设置为所述目标空间流采用的速率集，包括：

所述切换模块具体用于在所述目标空间流模式为单空间流模式时，禁用MSC速率表中MSC8～15速率，或者在所述目标空间流模式为双空间流模式时，启用所述MSC速率表中MSC0～15速率。

11.一种网络设备，其特征在于，包括权利要求6-10任一项所述的空间流切换装置。