CN103731858B - 无线局域网通信设备和无线局域网通信方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种无线局域网通信方法，包括：接收消息帧，并获取所述消息帧的接收信号强度值；选取所述接收信号强度值与预设的接收信号强度的参考值中的较小值；根据所述较小值实时调整所述消息帧的接收方的接收机灵敏度。本发明还提出了一种无线局域网通信设备。通过本发明的技术方案，可以使得STAs或AP根据对信号的接收情况，动态、实时地调整自身的接收机灵敏度，从而控制STAs或AP的接收范围，提高频谱利用率和区域吞吐量。

Description

无线局域网通信设备和无线局域网通信方法

技术领域

本发明涉及无线局域网通信技术领域，具体而言，涉及一种无线局域网通信设备和一种无线局域网通信方法。

背景技术

在802.11中，2013.5成立了新的研究组HEW（High EfficiencyWLAN），研究下一代Wi-Fi技术，提出的愿景是提高区域内的吞吐量以及提高频谱的利用率。

在现有WLAN（Wireless Local Area Networks，无线局域网络）技术中，STA（Station，终端）通过接收机灵敏度（Receiver sensitivity）的阈值来感知信道的繁忙或空闲。譬如在802.11n标准中，在20MHz信道带宽的条件下，接收机灵敏度的阈值为-82dbm。

在如图1所示的应用场景中，STA1、STA2分别与AP1和AP2建立了关联。假定AP1、AP2接收到STA1、STA2的信号强度为-50dbm，STA1接收到STA2的信号强度为-75dbm，AP1接收到STA2的信号强度为-80dbm；AP1和AP2相互不能感知，即相互接收到的信号强度小于接收机灵敏度的阈值-82dbm。

一方面，虽然STA2并没有连接至AP1，但STA2发送的信号会对AP1造成干扰；

另一方面，按照现有WLAN技术中的CCA（Clear ChannelAssessment，清晰信道评估）规则，由于STA1和STA2感知到相互的信号强度为-75dbm，使得STA1和STA2想同时向各自相连的AP发送上行数据时，双方都能够感知到对方发送的数据，从而都会感知到信道是繁忙的，并按照随机退避机制来重新接入信道。这样无疑的给STAs接入信道造成了时延，从而影响了频谱的利用率，并间接影响了区域吞吐量的提高。

因此，如何通过对接收机灵敏度的控制，避免现有的CCA规则造成对频谱利用率和区域吞吐量的影响，成为目前亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明正是基于上述问题，提出了一种新的技术方案，可以使得STAs或AP根据对信号的接收情况，动态、实时地调整自身的接收机灵敏度，从而控制STAs或AP的接收范围，提高频谱利用率和区域吞吐量。

有鉴于此，本发明提出了一种无线局域网通信方法，包括：接收消息帧，并获取所述消息帧的接收信号强度值；选取所述接收信号强度值与预设的接收信号强度的参考值中的较小值；根据所述较小值实时调整所述消息帧的接收方的接收机灵敏度。

在该技术方案中，无线局域网中的任何通信设备，都可以通过获取对消息帧的接收信号强度值，从而基于该接收信号强度值与预设的参考值之间的比较结果，对通信设备的接收机灵敏度进行动态的调整，解决了设备间的通信干扰或现有的CCA规则造成设备接入信道的时间过长的问题，有助于提高频谱利用率和区域吞吐量。

在上述技术方案中，优选地，调整所述接收机灵敏度的过程包括：将所述较小值减去预设的链路裕度后，作为所述接收机灵敏度。

在该技术方案中，通过将较小值减去链路裕度，相当于为接收机灵敏度设置了数值上的缓冲区域，避免对接收机灵敏度的动态调整的幅度过大，防止过度影响通信设备的正常通信过程，譬如这个缓冲的数值可以为20db,如果接收机接收到某信号强度值为-45dbm,那么接收机的灵敏度为-（45+20）=-65dbm；当然这个缓存值也可以根据具体硬件实现或通信环境设置为其它值。

在上述任一技术方案中，优选地，所述消息帧包括管理帧、动作帧或数据帧。当然，本领域技术人员应当理解的是，管理帧仅是一种较为优选的方案，其他的任意消息帧显然都可以用于对通信设备的接收机灵敏度进行调整，并用于提高频谱利用率和区域吞吐量。

在上述技术方案中，优选地，当所述消息帧的接收方为终端时，所述消息帧包括信标帧；当所述消息帧的接收方为接入点时，所述消息帧包括探测请求帧或关联请求帧。

在上述任一技术方案中，优选地，还包括：生成特定的消息帧，所述特定的消息帧中包含动态调整能力信息，表明所述特定的消息帧的发送方支持动态调整接收机灵敏度；发送所述特定的消息帧。

在该技术方案中，当通信设备支持对接收机灵敏度的动态调整时，可以通过特定的消息帧告知其他设备。具体地，比如可以通过IE（Information Element，信息元素）的形式表现出来。譬如，字节的前两位为“01”时，表示支持上述功能；字节的前两位为“00”时，表示转换到不支持此功能。

本发明还提出了一种无线局域网通信设备，包括：数据交互模块，用于接收消息帧；数据处理模块，用于获取所述消息帧的接收信号强度值，选取所述接收信号强度值与预设的接收信号强度的参考值中的较小值，并根据所述较小值实时调整所述无线局域网通信设备的接收机灵敏度。

在该技术方案中，无线局域网中的任何通信设备，都可以通过获取对消息帧的接收信号强度值，从而基于该接收信号强度值与预设的参考值之间的比较结果，对通信设备的接收机灵敏度进行动态的调整，解决了设备间的通信干扰或现有的CCA规则造成设备接入信道的时间过长的问题，有助于提高频谱利用率和区域吞吐量。

其中，无线局域网通信设备可以是STA或AP（Access Point，接入点），数据处理模块可以是无线局域网通信设备中数据处理的芯片模块，而数据交互模块则相当于信号收发装置以及天线等。

在上述技术方案中，优选地，所述数据处理模块具体用于：将所述较小值减去预设的链路裕度后，作为所述接收机灵敏度。

在该技术方案中，通过将较小值减去链路裕度，相当于为接收机灵敏度设置了数值上的缓冲区域，避免对接收机灵敏度的动态调整的幅度过大，防止过度影响通信设备的正常通信过程，譬如这个缓冲的数值可以为20db,如果接收机接收到某信号强度值为-45dbm,那么接收机的灵敏度为-（45+20）=-65dbm；当然这个缓存值也可以根据具体硬件实现或通信环境设置为其它值。

在上述任一技术方案中，优选地，所述消息帧包括管理帧、动作帧或数据帧。当然，本领域技术人员应当理解的是，管理帧仅是一种较为优选的方案，其他的任意消息帧显然都可以用于对通信设备的接收机灵敏度进行调整，并用于提高频谱利用率和区域吞吐量。

在上述技术方案中，优选地，当无线局域网通信设备为终端时，所述消息帧包括信标帧；当无线局域网通信设备为接入点时，所述消息帧包括探测请求帧或关联请求帧。

在上述任一技术方案中，优选地，所述数据处理模块还用于：生成特定的消息帧，所述特定的消息帧中包含动态调整能力信息，表明所述无线局域网通信设备支持动态调整接收机灵敏度；所述数据交互模块还用于：发送所述特定的消息帧。

在该技术方案中，当通信设备支持对接收机灵敏度的动态调整时，可以通过特定的消息帧告知其他设备。具体地，比如可以通过IE（Information Element，信息元素）的形式表现出来。譬如，字节的前两位为“01”时，表示支持上述功能；字节的前两位为“00”时，表示转换到不支持此功能。

通过以上技术方案，可以使得STAs或AP根据对信号的接收情况，动态、实时地调整自身的接收机灵敏度，从而控制STAs或AP的接收范围，提高频谱利用率和区域吞吐量。

附图说明

图1示出了相关技术中的无线局域网络通信的示意图；

图2示出了根据本发明的一个实施例的无线局域网通信方法的示意流程图；

图3示出了根据本发明的一个实施例的动态调整能力信息的结构示意图；

图4示出了根据本发明的一个实施例的无线局域网通信设备的示意框图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

图2示出了根据本发明的一个实施例的无线局域网通信方法的示意流程图。

如图2所示，根据本发明的一个实施例的无线局域网通信方法，包括：

步骤202，接收消息帧，并获取所述消息帧的接收信号强度值；

步骤204，选取所述接收信号强度值与预设的接收信号强度的参考值中的较小值；

步骤206，根据所述较小值实时调整所述消息帧的接收方的接收机灵敏度。

在该技术方案中，无线局域网中的任何通信设备，都可以通过获取对消息帧的接收信号强度值，从而基于该接收信号强度值与预设的参考值之间的比较结果，对通信设备的接收机灵敏度进行动态的调整，解决了设备间的通信干扰或现有的CCA规则造成设备接入信道的时间过长的问题，有助于提高频谱利用率和区域吞吐量。

一、动态调整接收机灵敏度

1、STA

STA在调整自身的接收机灵敏度时，接收的消息帧可以是来自关联的AP的消息帧，比如管理帧。作为一种较为优选的实施例，该管理帧可以为Beacon（信标）帧等。

当然，本领域技术人员应当理解的是，管理帧仅是一种较为优选的方案，其他的任意消息帧（如动作帧或数据帧）显然都可以用于对STA的接收机灵敏度进行调整，并用于提高频谱利用率和区域吞吐量。

比如STA周期性地接收所关联的AP发出的Beacon帧，并获取对应的接收信号强度值为A dbm；同时，STA自身维护了一个预设的接收信号强度的参考值为B dbm。那么，STA从A dbm和B dbm中选择一个较小值，即min（A，B），以用于对STA的接收机灵敏度进行调整。

具体地，基于当前设置的链路裕度，可以将min（A，B）减去该链路裕度后，作为STA调整后的接收机灵敏度。

比如A=-50，B=-45，则min（A，B）=A=-50；同时，假定链路裕度为20db，则STA的接收机灵敏度应当调整为-50-20=-70dbm。对应于如图1所示的应用场景中，假定STA1和STA2都将自身的接收机灵敏度调整为-70dbm，则由于STA1和STA2之间能够感知的信号强度为-75dbm，使得STA1和STA2不会相互感知到对方设备的存在，从而感知不到信道繁忙，即可同时向关联的AP实现数据发送操作。

2、AP

AP在调整自身的接收机灵敏度时，接收的消息帧可以是来自关联的STA的消息帧，比如管理帧。作为一种较为优选的实施例，该管理帧可以为Probe Request（探测请求）帧或Association Request（关联请求）帧等。

当然，本领域技术人员应当理解的是，管理帧仅是一种较为优选的方案，其他的任意消息帧（如动作帧或数据帧）显然都可以用于对AP的接收机灵敏度进行调整，并用于提高频谱利用率和区域吞吐量。

类似于STA对接收机灵敏度的设置过程。假定AP接收到STA发出的Probe Request帧，并获取对应的接收信号强度值为A’dbm；同时，AP自身维护了一个预设的接收信号强度的参考值为B’dbm。那么，AP从A’dbm和B’dbm中选择一个较小值，即min（A’，B’），以用于对AP的接收机灵敏度进行调整。

具体地，基于当前设置的链路裕度，可以将min（A，B）减去该链路裕度后，作为AP调整后的接收机灵敏度。

比如A’=-50，B’=-45，则min（A’，B’）=A’=-50；同时，假定链路裕度为20db，则AP的接收机灵敏度应当调整为-50-20=-70dbm。对应于如图1所示的应用场景中，假定AP1和AP2都将自身的接收机灵敏度调整为-70dbm，则由于AP1感知到STA2的信号强度为-80dbm，使得AP1不会感知到STA2的信号，即不会受到来自STA2的干扰。

在上述接收机灵敏度的调整过程中，具体是通过将接收信号强度值与预设的接收信号强度的参考值中的较小值减去预设的链路裕度后，作为相应通信设备的接收机灵敏度。

在该技术方案中，通过将较小值减去链路裕度，相当于为接收机灵敏度设置了数值上的缓冲区域，避免对接收机灵敏度的动态调整的幅度过大，防止过度影响通信设备的正常通信过程。

同时，链路裕度可以为任意预设的数值，比如20db或15db等。

二、能力消息的广播

在上述任一技术方案中，优选地，还包括：生成特定的消息帧，所述特定的消息帧中包含动态调整能力信息，表明所述特定的消息帧的发送方支持动态调整接收机灵敏度；发送所述特定的消息帧。

在该技术方案中，当通信设备支持对接收机灵敏度的动态调整时，可以通过特定的消息帧告知其他设备。

具体地，图3示出了根据本发明的一个实施例的动态调整能力信息的结构示意图。

如图3所示，在一种较为优选的IE结构中，“元素标识”用于表示当前的IE结构对应于“动态调整能力信息”，“长度”用于表示当前IE结构的字符长度，“信息”包含了上述的“动态调整能力信息”。

比如可以通过1个字节来表示“动态调整能力信息”，则字节的前两位为“01”时，表示支持上述功能；字节的前两位为“00”时，表示转换到不支持此功能。

优选地，STA可以在Probe Request帧或是Association Request帧中携带上述的IE结构；AP可以在Beacon帧中携带上述的IE结构。

图4示出了根据本发明的一个实施例的无线局域网通信设备的示意框图。

如图4所示，根据本发明的一个实施例的无线局域网通信设备400，包括：数据交互模块402，用于接收消息帧；数据处理模块404，用于获取所述消息帧的接收信号强度值，选取所述接收信号强度值与预设的接收信号强度的参考值中的较小值，并根据所述较小值实时调整所述无线局域网通信设备400的接收机灵敏度。

在该技术方案中，无线局域网中的任何通信设备，都可以通过获取对消息帧的接收信号强度值，从而基于该接收信号强度值与预设的参考值之间的比较结果，对通信设备的接收机灵敏度进行动态的调整，解决了设备间的通信干扰或现有的CCA规则造成设备接入信道的时间过长的问题，有助于提高频谱利用率和区域吞吐量。

其中，无线局域网通信设备400可以是STA或AP（Access Point，接入点），数据处理模块404可以是无线局域网通信设备400中数据处理的芯片模块，而数据交互模块402则相当于信号收发装置以及天线等。

在上述技术方案中，优选地，所述数据处理模块404具体用于：将所述较小值减去预设的链路裕度后，作为所述接收机灵敏度。

在该技术方案中，通过将较小值减去链路裕度，相当于为接收机灵敏度设置了数值上的缓冲区域，避免对接收机灵敏度的动态调整的幅度过大，防止过度影响通信设备的正常通信过程，譬如这个缓冲的数值可以为20db,如果接收机接收到某信号强度值为-45dbm,那么接收机的灵敏度为-（45+20）=-65dbm；当然这个缓存值也可以根据具体硬件实现或通信环境设置为其它值。

在上述任一技术方案中，优选地，所述消息帧包括管理帧、动作帧或数据帧。当然，本领域技术人员应当理解的是，管理帧仅是一种较为优选的方案，其他的任意消息帧显然都可以用于对通信设备的接收机灵敏度进行调整，并用于提高频谱利用率和区域吞吐量。

在上述技术方案中，优选地，当无线局域网通信设备400为终端时，所述消息帧包括信标帧；当无线局域网通信设备400为接入点时，所述消息帧包括探测请求帧或关联请求帧。

在上述任一技术方案中，优选地，所述数据处理模块404还用于：生成特定的消息帧，所述特定的消息帧中包含动态调整能力信息，表明所述无线局域网通信设备400支持动态调整接收机灵敏度；所述数据交互模块402还用于：发送所述特定的消息帧。

在该技术方案中，当通信设备支持对接收机灵敏度的动态调整时，可以通过特定的消息帧告知其他设备。具体地，比如可以通过IE（Information Element，信息元素）的形式表现出来。譬如，字节的前两位为“01”时，表示支持上述功能；字节的前两位为“00”时，表示转换到不支持此功能。

以上结合附图详细说明了本发明的技术方案，本发明提出了一种无线局域网通信设备和一种无线局域网通信方法，可以使得STAs或AP根据对信号的接收情况，动态、实时地调整自身的接收机灵敏度，从而控制STAs或AP的接收范围，提高频谱利用率和区域吞吐量。

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 (8)

1.一种无线局域网通信方法，其特征在于，包括：

接收消息帧，并获取所述消息帧的接收信号强度值；

选取所述接收信号强度值与预设的接收信号强度的参考值中的较小值；

根据所述较小值实时调整所述消息帧的接收方的接收机灵敏度；

生成特定的消息帧，所述特定的消息帧中包含动态调整能力信息，表明所述特定的消息帧的发送方支持动态调整接收机灵敏度；

发送所述特定的消息帧。

2.根据权利要求1所述的无线局域网通信方法，其特征在于，调整所述接收机灵敏度的过程包括：

将所述较小值减去预设的链路裕度后，作为所述接收机灵敏度。

3.根据权利要求1所述的无线局域网通信方法，其特征在于，所述消息帧包括管理帧、动作帧或数据帧。

4.根据权利要求3所述的无线局域网通信方法，其特征在于，

当所述消息帧的接收方为终端时，所述消息帧包括信标帧；

当所述消息帧的接收方为接入点时，所述消息帧包括探测请求帧或关联请求帧。

5.一种无线局域网通信设备，其特征在于，包括：

数据交互模块，用于接收消息帧；

数据处理模块，用于获取所述消息帧的接收信号强度值，选取所述接收信号强度值与预设的接收信号强度的参考值中的较小值，并根据所述较小值实时调整所述无线局域网通信设备的接收机灵敏度；

所述数据处理模块还用于：生成特定的消息帧，所述特定的消息帧中包含动态调整能力信息，表明所述无线局域网通信设备支持动态调整接收机灵敏度；

所述数据交互模块还用于：发送所述特定的消息帧。

6.根据权利要求5所述的无线局域网通信设备，其特征在于，所述数据处理模块具体用于：

将所述较小值减去预设的链路裕度后，作为所述接收机灵敏度。

7.根据权利要求5所述的无线局域网通信设备，其特征在于，所述消息帧包括管理帧、动作帧或数据帧。

8.根据权利要求7所述的无线局域网通信设备，其特征在于，

当无线局域网通信设备为终端时，所述消息帧包括信标帧；

当无线局域网通信设备为接入点时，所述消息帧包括探测请求帧或关联请求帧。