CN105978653A - 在交叠基本服务集下的干扰消除方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种在交叠基本服务集下的干扰消除方法。其方案是:对现有BSS Color机制进行增强,在邻居接入点与关联站点通信时,当前接入点通过空闲信道评估,判断当前信道忙闲,如果信道空闲,则当前接入点发送数据,如果信道繁忙,则当前接入点获取邻居接入点与关联站点发送数据的BSS Color信息,结合当前接入点向关联站点发送数据的BSS Color信息判断当前接入点是否向关联站点发送数据,如果根据当前接入点获得相关BSS Color信息所确定节点均不在对应交叠基本服务集内,则当前接入点向关联站点发送数据,消除在交叠基本服务集下的干扰,本发明提高了资源利用率,可用于在密集部署的无线局域网环境。
Description
技术领域
本发明属于通信技术领域,涉及一种在交叠基本服务集下干扰消除的方法,可用于对IEEE 802.11协议的改进。
背景技术
IEEE 802.11协议全称为国际电气与电子工程师协会802.11协议,是国际电气与电子工程师协会IEEE为无线局域网WLAN制定的标准。IEEE 802.11协议的发展和制定为WLAN迅猛发展提供了技术和兼容性方面的保证。为了更好地管理无线局域网WLAN,IEEE 802.11协议提出了一种BSS Color机制。现有的BSS Color是一种用来区分不同基本服务集BSS的标识机制。增强现有的BSS Color机制可以解决交叠基本服务集OBSS下由于接入点AP之间相互干扰而导致系统资源利用率降低的问题。
随着无线局域网WLAN快速发展,目前的无线局域网WLAN已经无法满足无线设备数量和业务的急剧增长,密集部署是一种提升网络容量的有效手段;然而,密集部署场景下干扰非常严重。干扰使得信道利用率降低,影响整个系统的吞吐量。无线局域网WLAN中的干扰主要包括系统内干扰以及系统外干扰,其中对于系统外干扰,例如无线局域网WLAN与谷歌移动服务GMS网络、时分同步码分多址接入TD网络以及长期演进技术LTE网络,尤其在2.3GHz频段下,长期演进技术LTE网络对无线局域网WLAN的干扰尤为严重;其它设备包括微波炉、无绳电话、蓝牙等也会对无线局域网WLAN产生干扰;对于系统内干扰,如同频干扰不仅导致接入点AP吞吐量明显下降,系统总吞吐量也趋于下降。
针对无线局域网WLAN中的干扰问题,例如隐藏终端,暴露终端,多设备竞争等系统内干扰导致的传输效率低,以及微波、无绳电话、蓝牙干扰等系统外干扰对系统产生不良的影响,无线局域网WLAN提出了如下抗干扰方案:
1.动态功率控制方案,通过控制接入点AP发送功率,间接地控制接入点AP的可见程度;
2.动态信道调整方案,接入点AP扫描各信道占用率、信号场强等情况,并考虑整网的信道分布,选择工作在通信质量好的信道;
3.请求发送RTS/清除发送CTS机制,引入握手机制,在发送数据报文之前,使用请求发送RTS/清除发送CTS交互进行信道预约,以短数据包的形式向其它节点说明信道被占用,避免碰撞,解决隐藏终端问题;
4.针对暴露终端的影响,采用了动态空闲信道评估CCA门限调整方案,动态地检测门限调整,优化检测性能。在干扰环境下,接入点AP通过对无线环境的检测,可适当调整空闲信道评估CCA门限;
5.退避参数的优化方案,通过对分布式帧间间隙DIFS、短帧间间隔SIFS、最小竞争窗口CWmin、最大竞争窗口CWmax、确认字符ACK等退避参数进行优化,增强信道抢占能力,提升退避效率,避免同频干扰。
在网络覆盖不是非常密集,干扰不是非常严重的情况下,可以通过上述方案进行优化。然而在交叠基本服务集OBSS环境下,以上这些方法不能较为有效地解决由于接入点AP间的相互干扰而导致的资源利用率低的问题。针对上述密集无线局域网WLAN环境下的接入点AP间相互干扰,近些年来已出现了许多相关的解决方案。这些方案大部分采用集中调度的机制协调接入点AP之间的传输,从而避免干扰。然而在分布式环境下,系统无法进行集中调度,动态调整空闲信道评估CCA门限是一种解决基本服务集BSS之间干扰的方案,但是由于空闲信道评估CCA门限值大小设置不当会导致系统利用率变低,如果空闲信道评估CCA门限较小,则导致节点的监听范围过大,数据无法正常发送,使得系统资源产生浪费;如果空闲信道评估CCA门限较大,则导致目前节点的监听范围过小,使得其它节点发送的数据发生碰撞,影响资源利用率。
发明内容
本发明目的在于针对上述已有技术的不足,提出一种在在交叠基本服务集下的干扰消除方法,以提升系统的资源利用率。
为实现上述目的,本发明的技术方案包括如下步骤:
(1)增强现有的BSS Color机制:
(1a)节点的BSS Color增强
(1a1)将节点的BSS Color信息分为基本BSS Color信息B-BSS Color和染色BSS Color信息C-BSS Color两部分,所述B-BSS Color用NBC表示,所述C-BSS Color用NCC表示,其中BSS Color是指是一种用来区分不同基本服务集BSS的标识机制;
(1a2)用所述NBC为节点提供粗略位置信息,用所述NCC为节点提供精细位置信息;
(1b)发送数据中的BSS Color增强
(1b1)将一个节点发送数据中的BSS Color信息分为目的节点的BSS Color信息D-BSS Color和源节点的BSS Color信息S-BSS Color两部分,所述D-BSS Color用DC表示,所述S-BSS Color用SC表示;
(1b2)将所发数据中目的节点的BSS Color信息D-BSS Color分为目的节点的基本BSS Color信息D-B-BSS Color和目的节点的染色BSS Color信息D-C-BSS Color,将所发数据中的源节点的BSS Color信息S-BSS Color分为源节点的基本BSS Color信息S-B-BSS Color和源节点的染色BSS Color信息S-C-BSS Color,所述D-B-BSSColor用DBC表示,所述D-C-BSS Color用DCC表示,所述S-B-BSS Color用SBC表示,所述S-C-BSS Color用SCC表示;
(1b3)利用所发数据中所述DC为数据接收端节点提供位置信息,利用所发数据中SC为数据发送端节点提供位置信息,发送数据中所述DBC为目的节点提供粗略位置信息,利用所发数据中所述DCC为目的节点提供精细位置信息,利用所发数据中所述SBC为源节点提供粗略位置信息,利用所发数据中所述SCC为源节点提供精细位置信息;
(2)简化相关参数:
设定当前接入点AP的所述NBC为NBCj,
设定当前接入点AP的所述NCC为NCCj,
设定当前接入点AP接收信道中的数据的所述SC为SCi,
设定当前接入点AP接收信道中的数据的所述DC为DCi,
设定当前接入点AP接收信道中的数据的所述SBC为SBCi,
设定当前接入点AP接收信道中的数据的所述SCC为SCCi,
设定当前接入点AP接收信道中的数据的所述DBC为DBCi,
设定当前接入点AP接收信道中的数据的所述DCC为DCCi,
设定当前接入点AP发送数据中的所述SC为SCj,
设定当前接入点AP发送数据中的所述DC为DCj,
设定当前接入点AP发送数据中的所述SBC为SBCj,
设定当前接入点AP发送数据中的所述SCC为SCCj,
设定当前接入点AP发送数据中的所述DBC为DBCj,
设定当前接入点AP发送数据中的所述DCC为DCCj;
(3)当前接入点AP根据自己所处的工作状态选择不同的工作方式:
如果当前接入点AP处于静默状态,则当前接入点AP不进行任何操作,等待网络分配矢量NAV定时器到时;
如果当前接入点AP处于接收状态,当前接入点AP判断所述NBCj是否与所述SBCi相同,如果不同,则当前接入点AP记录下所述SBCi作为所述NCCj,丢弃信道中数据的无用部分,当前接入点AP进入静默状态,不进行任何操作,等待网络分配矢量NAV定时器到时;如果相同,则当前接入点AP保持自身的BSS Color信息,按照现有的IEEE 802.11协议进行数据的接收和处理;
如果当前接入点AP处于发送状态,则当前接入点AP通过空闲信道评估CCA来判断当前的信道忙闲,如果信道空闲,则当前接入点AP进行信道接入,进行数据的发送;如果信道繁忙,则当前接入点AP获得此时信道中的数据BSS Color信息,执行步骤(4);
(4)对所述DCi以及所述DCj进行判断:
如果根据所述DCi与所述DCj所确定的节点中任意一个节点在对应基本服务集BSS所形成的交叠基本服务集OBSS内,则当前接入点AP进入静默状态,不进行任何操作,等待网络分配矢量NAV定时器到时;
如果所述DCi所确定的节点位置与所述DCj所确定的节点位置均不在对应基本服务集BSS所形成的交叠基本服务集OBSS内,则当前接入点AP进行当前数据的发送,实现在交叠基本服务集下的干扰消除。
本发明具有两个方面的优点:
首先,本发明增强现有的BSS Color机制,利用BSS Color技术的优点,通过对空间进行划分以及复用,实现了在交叠基本服务集OBSS场景下解决了由于接入点AP之间的干扰而产生的系统资源利用率低的问题。
其次,在解决接入点AP之间相互干扰的同时,也提高了交叠基本服务集OBSS场景下多接入点AP下行数据传输的可靠性,可以解决在密集无线局域网WLAN环境下,多接入点AP之间由于相互干扰而产生的系统利用率降低的问题。
附图说明
图1是本发明使用的场景图;
图2是本发明的实现流程图;
具体实施方式
以下参照附图,对本发明进行详细描述。
参照图1,本发明使用的场景是一个密集无线局域网WLAN环境下的两个接入点AP之间相互干扰的场景,其包括两个接入点AP1、AP2和两个站点STA1、STA2。其中与第一接入点AP1相关联的站点是第一站点STA1,与第二接入点AP2相关联的站点是第二站点STA2。这两个接入点AP1、AP2之间相互干扰。站点STA1、STA2的位置不确定,可能处于在各自基本服务集BSS区域内任何位置。
参照图2,本发明的实现步骤如下:
步骤1:增强现有的BSS Color机制。
在现有的BSS Color机制中,BSS Color信息分为节点的BSS Color信息以及发送数据中的BSS Color信息。节点的BSS Color信息为节点提供粗略位置信息;发送数据中的BSS Color信息含有数据发送端节点的BSS Color信息。由于消除交叠基本服务集OBSS下的干扰需要数据发送端节点获得自身以及数据接收端节点的精细位置信息,但是精细位置信息的获得需要对基本服务集BSS进行更加精细的划分,然而现有的BSSColor机制只能对基本服务集BSS进行简单标识,所以要对现有的BSS Color机制进行增强,其步骤如下:
(1a)节点的BSS Color增强
(1a1)将节点的BSS Color信息分为基本BSS Color信息B-BSS Color和染色BSS Color信息C-BSS Color两部分,所述B-BSS Color用变量NBC表示,所述C-BSSColor用NCC表示,所述NBC为节点在现有BSS Color机制下节点的BSS Color信息,所述NCC为节点收到来自其它基本服务集BSS的数据时获得的在现有BSS Color机制下发送数据中的BSS Color信息;
(1a2)利用所述NBC为节点提供粗略位置信息,利用所述NCC为节点提供精细位置信息;
(1b)发送数据中的BSS Color增强
(1b1)将一个节点发送数据中的BSS Color信息分为目的节点的BSS Color信息D-BSS Color和源节点的BSS Color信息S-BSS Color两部分,所述D-BSS Color用变量DC表示,所述S-BSS Color用SC表示;
(1b2)对所述DC包含的具体信息进行如下定义:
将所发数据中所述DC分为目的节点的基本BSS Color信息D-B-BSS Color和目的节点的染色BSS Color信息D-C-BSS Color,将该D-B-BSS Color用变量DBC表示,将该D-C-BSS Color用变量DCC表示;
定义所述DBC为发送数据中的目的节点在现有BSS Color机制下节点的BSSColor信息;
定义所述DCC为数据中的目的节点收到来自其它基本服务集BSS的数据时获得的在现有BSS Color机制下发送数据的BSS Color信息;
(1b3)对所述SC包含的具体信息进行如下定义:
将所发数据中所述SC分为源节点的基本BSS Color信息S-B-BSS Color和源节点的染色BSS Color信息S-C-BSS Color,将该S-B-BSS Color用变量SBC表示,将该S-C-BSS Color用变量SCC表示;
定义所述SBC为数据中的源节点在现有BSS Color机制下节点的BSS Color信息;
定义所述SCC为数据中的源节点收到来自其它基本服务集BSS的数据时获得的在现有BSS Color机制下发送数据的BSS Color信息;
(1b4)利用所发数据中所述DC为数据接收端节点提供位置信息,利用所发数据中SC为数据发送端节点提供位置信息,发送数据中所述DBC为目的节点提供粗略位置信息,利用所发数据中所述DCC为目的节点提供精细位置信息,利用所发数据中所述SBC为源节点提供粗略位置信息,利用所发数据中所述SCC为源节点提供精细位置信息。
步骤2:简化相关参数
设定第一接入点AP的所述NBC为NBC1,
设定第一接入点AP的所述NCC为NCC1,
设定第二接入点AP的所述NBC为NBC2,
设定第二接入点AP的所述NCC为NCC2,
设定第一接入点AP1向第一站点STA1发送数据中的所述SC为SC1,
设定第一接入点AP1向第一站点STA1发送数据中的所述DC为DC1,
设定第一接入点AP1向第一站点STA1发送数据中的所述SBC为SBC1,
设定第一接入点AP1向第一站点STA1发送数据中的所述SCC为SCC1,
设定第一接入点AP1向第一站点STA1发送数据中的所述DBC为DBC1,
设定第一接入点AP1向第一站点STA1发送数据中的所述DCC为DCC1,
设定第二接入点AP2向第二站点STA2发送数据中的所述SC为SC2,
设定第二接入点AP2向第二站点STA2发送数据中的所述DC为DC2,
设定第二接入点AP2向第二站点STA2发送数据中的所述SBC为SBC2,
设定第二接入点AP2向第二站点STA2发送数据中的所述SCC为SCC2,
设定第二接入点AP2向第二站点STA2发送数据中的所述DBC为DBC2,
设定第二接入点AP2向第二站点STA2发送数据中的所述DCC为DCC2;
步骤3:第二接入点AP2根据此时的工作状态采取不同的工作方式
在第一站点STA1与第一接入点AP1通信的过程中,第二接入点AP2首先判断此时所处的状态;
如果此时第二接入点AP2处于静默状态,第二接入点AP2不进行任何操作,等待网络分配矢量NAV计时器到时;
如果此时第二接入点AP2处于接收状态,则接收第一接入点AP1向第一站点STA1发送的数据,获取数据中的BSS Color信息。如果第二接入点AP2接收所述SBC1与所述NBC2相同,则按照当前IEEE 802.11协议对数据进行处理;如果第二接入点AP2接收所述SBC1与所述NBC2不同,则记录下所述SBC1作为所述NCC2,进入静默状态,不进行任何操作,等待网络分配矢量NAV定时器到时;
如果此时第二接入点AP2处于发送状态,则对信道进行空闲信道评估CCA,如果检测结果表明信道处于空闲状态,则第二接入点AP2接入信道,按照当前IEEE 802.11协议进行数据传输;如果检测结果表明信道处于繁忙状态,则第二接入点AP2获取第一接入点AP1向第一站点STA1发送的数据,读取数据中的BSS Color信息,获取所述DC1、DC2
步骤4:第二接入点AP2对所述DC1以及所述DC2进行判断
如果根据所述DC1所确定的节点位置以及所述DC2所确定的节点位置中任意一个在由基本服务集BSS1以及基本服务集BSS2所形成的交叠基本服务集OBSS内,第二接入点AP2进入静默状态,不进行任何操作,等待网络分配矢量NAV计时器到时;
如果根据所述DC1所确定的节点位置以及所述DC2所确定的节点位置均不在交叠基本服务集OBSS内,则第二接入点AP2可以完成向站点STA2发送数据,实现了在交叠基本服务集下的干扰消除方法。
判断所述DC1所确定的节点位置以及所述DC2所确定的节点位置均不在由基本服务集BSS1以及基本服务集BSS2所形成的交叠基本服务集OBSS内,是由第二接入点AP2获取所述SBC1、SBC2、DBC1、DCC1、DBC2、DCC2,再对其进行判断:
如果所述DBC1以及所述DCC1中不含所述SBC2或所述SBC1,则所述DC1所确定的节点位置在由基本服务集BSS1以及基本服务集BSS2所形成的交叠基本服务集OBSS内;
如果所述DBC2以及所述DCC2中不含所述SBC1或所述SBC2,则所述DC2所确定的节点位置在由基本服务集BSS1以及基本服务集BSS2所形成的交叠基本服务集OBSS内。
以上描述仅是本发明的具体实例,不构成对本发明的任何限制。显然对于本领域的专业人员来说,在了解了本发明内容和原理后,都可能在不背离本发明原理、结构的情况下,进行形式和细节上的各种修正和改变,但是这些基于本发明思想的修正和改变仍在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (2)
1.一种在交叠基本服务集下的消除干扰方法,包括:
(1)增强现有的BSS Color机制:
(1a)节点的BSS Color增强
(1a1)将节点的BSS Color信息分为基本BSS Color信息B-BSS Color和染色BSSColor信息C-BSS Color两部分,所述B-BSS Color用NBC表示,所述C-BSS Color用NCC表示,其中BSS Color是指是一种用来区分不同基本服务集BSS的标识机制;
(1a2)用所述NBC为节点提供粗略位置信息,用所述NCC为节点提供精细位置信息;
(1b)发送数据中的BSS Color增强
(1b1)将一个节点发送数据中的BSS Color信息分为目的节点的BSS Color信息D-BSS Color和源节点的BSS Color信息S-BSS Color两部分,所述D-BSS Color用DC表示,所述S-BSS Color用SC表示;
(1b2)将所发数据中目的节点的BSS Color信息D-BSS Color分为目的节点的基本BSS Color信息D-B-BSS Color和目的节点的染色BSS Color信息D-C-BSS Color,将所发数据中的源节点的BSS Color信息S-BSS Color分为源节点的基本BSS Color信息S-B-BSS Color和源节点的染色BSS Color信息S-C-BSS Color,所述D-B-BSSColor用DBC表示,所述D-C-BSS Color用DCC表示,所述S-B-BSS Color用SBC表示,所述S-C-BSS Color用SCC表示;
(1b3)利用所发数据中所述DC为数据接收端节点提供位置信息,利用所发数据中SC为数据发送端节点提供位置信息,发送数据中所述DBC为目的节点提供粗略位置信息,利用所发数据中所述DCC为目的节点提供精细位置信息,利用所发数据中所述SBC为源节点提供粗略位置信息,利用所发数据中所述SCC为源节点提供精细位置信息;
(2)简化相关参数:
设定当前接入点AP的所述NBC为NBCj,
设定当前接入点AP的所述NCC为NCCj,
设定当前接入点AP接收信道中的数据的所述SC为SCi,
设定当前接入点AP接收信道中的数据的所述DC为DCi,
设定当前接入点AP接收信道中的数据的所述SBC为SBCi,
设定当前接入点AP接收信道中的数据的所述SCC为SCCi,
设定当前接入点AP接收信道中的数据的所述DBC为DBCi,
设定当前接入点AP接收信道中的数据的所述DCC为DCCi,
设定当前接入点AP发送数据中的所述SC为SCj,
设定当前接入点AP发送数据中的所述DC为DCj,
设定当前接入点AP发送数据中的所述SBC为SBCj,
设定当前接入点AP发送数据中的所述SCC为SCCj,
设定当前接入点AP发送数据中的所述DBC为DBCj,
设定当前接入点AP发送数据中的所述DCC为DCCj;
(3)当前接入点AP根据自己所处的工作状态选择不同的工作方式:
如果当前接入点AP处于静默状态,则当前接入点AP不进行任何操作,等待网络分配矢量NAV定时器到时;
如果当前接入点AP处于接收状态,当前接入点AP判断所述NBCj是否与所述SBCi相同,如果不同,则当前接入点AP记录下所述SBCi作为所述NCCj,丢弃信道中数据的无用部分,当前接入点AP进入静默状态,不进行任何操作,等待网络分配矢量NAV定时器到时;如果相同,则当前接入点AP保持自身的BSS Color信息,按照现有的IEEE 802.11协议进行数据的接收和处理;
如果当前接入点AP处于发送状态,则当前接入点AP通过空闲信道评估CCA来判断当前的信道忙闲,如果信道空闲,则当前接入点AP进行信道接入,进行数据的发送;如果信道繁忙,则当前接入点AP获得此时信道中的数据BSS Color信息,执行步骤(4);
(4)对所述DCi以及所述DCj进行判断:
如果根据所述DCi与所述DCj所确定的节点中任意一个节点在对应基本服务集BSS所形成的交叠基本服务集OBSS内,则当前接入点AP进入静默状态,不进行任何操作,等待网络分配矢量NAV定时器到时;
如果所述DCi所确定的节点位置与所述DCj所确定的节点位置均不在对应基本服务集BSS所形成的交叠基本服务集OBSS内,则当前接入点AP进行当前数据的发送,实现在交叠基本服务集下的干扰消除。
2.根据权利要求1所述的一种在交叠基本服务集下的消除干扰方法,其中步骤(4)中对于所述DCi所确定的节点位置与所述DCj所确定的节点位置均不在对应基本服务集BSS所形成的交叠基本服务集OBSS内,是由当前接入点AP获取所述的SBCi、SBCj、DBCi、DCCi、DBCj和DCCj,再对其进行判断:
如果所述DBCi以及所述DCCi中不含所述SBCj或所述SBCi,则所述DCi所确定的节点位置不在对应基本服务集BSS所形成的交叠基本服务集OBSS内;
如果所述DBCj以及所述DCCj中不含所述SBCi或所述SBCj,则所述DCj所确定的节点位置不在对应基本服务集BSS所形成的交叠基本服务集OBSS内。
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