CN106464658B - 多信道竞争方法、通信设备及无线网络系统 - Google Patents

多信道竞争方法、通信设备及无线网络系统 Download PDF

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Abstract

本发明实施例提供一种多信道竞争方法、通信设备及无线网络系统。本发明应用于无线网络的通信设备，所述通信设备为接入点AP或者站点STA；所述通信设备包括：信道竞争模块，用于侦听至少两个信道；确定竞争成功的第一信道，以及，确定视为竞争成功的第二信道；交互模块，用于通过所述第一信道和所述第二信道与所述无线网络中其他通信设备交互控制帧以占用信道，或者，交互数据帧。本发明实施例解决多信道竞争成功率低，还会造成大量带宽浪费的问题。

Description

多信道竞争方法、通信设备及无线网络系统
技术领域
本发明实施例涉及通信技术，尤其涉及一种多信道竞争方法、通信设备及无线网络系统。
背景技术
在美国电子电气工程师协会(Institute of Electrical and ElectronicsEngineers，简称：IEEE)802.11标准规定的现有机制中，通过把信道划分为主信道和辅信道，以增加传输带宽来提高数据传输的峰值速率。这种机制类似于载波聚合(CarrierAggregation，简称：CA)，通信设备需要先在主信道上竞争接入。信道竞争接入的优先级顺序为主信道，辅20兆赫兹(Mega Hertz，简称：MHz)信道，辅40MHz信道，辅80MHz信道。只有当上述顺序中前一个信道允许接入时，通信设备才会竞争后一个信道，最后把允许接入的信道组合在一起构成一个大带宽信道来传输数据。
目前，为了进一步提高无线局域网(Wireless Local Area Network，简称：WLAN)的吞吐量，在IEEE802.11标准中引入了调度模式，建立高效无线局域网(High EfficiencyWLAN，简称：HEW)系统，以基本服务集(Basic Service Set，简称：BSS)为基础调度集。当BSS需要进行数据传输时，采用上述机制会造成优先级高的信道由于竞争失败，从而放弃竞争优先级低的信道的情况，不但信道竞争成功率低，还会造成大量带宽浪费。
发明内容
本发明实施例提供一种多信道竞争方法、通信设备及无线网络系统，以解决多信道竞争成功率低，还会造成大量带宽浪费的问题。
第一方面，本发明实施例提供一种应用于无线网络的通信设备，所述通信设备为接入点AP或者站点STA；所述通信设备包括：
信道竞争模块，用于侦听至少两个信道；确定竞争成功的第一信道，以及，确定视为竞争成功的第二信道；
交互模块，用于通过所述第一信道和所述第二信道与所述无线网络中其他通信设备交互控制帧以占用信道，或者，交互数据帧。
第二方面，本发明实施例提供一种多信道竞争方法，包括：
通信设备侦听至少两个信道；
所述通信设备确定竞争成功第一信道，以及，确定视为竞争成功的第二信道；
所述通信设备通过所述第一信道和所述第二信道与无线网络中其他通信设备交互控制帧以占用信道，或者，交互数据帧。
第三方面，本发明实施例提供一种无线网络系统，包括：至少两个通信设备，其中一个通信设备为第一方面、第一方面的第一种至第六种中任一种所述的STA；另一个通信设备为第一方面、第一方面的第一种至第四种、第七种至第八种中任一种所述的AP；
所述STA和AP分别用于侦听至少两个信道，并通过竞争成功的第一信道和视为竞争成功的第二信道交互控制帧以占用信道，或者，交互数据帧。
本发明实施例多信道竞争方法、通信设备及无线网络系统，BSS中的通信设备可以不必再像现有技术中那样分信道的主辅关系，必须根据优先级依次竞争信道，而是可以同时确定竞争成功的第一信道和第二信道，再通过第一信道和第二信道与其它通信设备进行信息交互，通过AP执行集中调度以实现BSS中的至少两个通信设备使用多个信道传输数据的目的，不但提高信道竞争成功率，还避免大量带宽浪费。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明应用于无线网络的通信设备实施例一的结构示意图；
图2为本发明应用于无线网络的通信设备实施例二的结构示意图；
图3为控制帧帧格式示意图一；
图4为控制帧帧格式示意图二；
图5为本发明无线网络系统实施例的结构示意图；
图6为本发明应用于无线网络的通信设备实施例三竞争机制示意图；
图7为本发明应用于无线网络的通信设备实施例四竞争机制示意图；
图8为本发明应用于无线网络的通信设备实施例五竞争机制示意图；
图9为本发明应用于无线网络的通信设备实施例六竞争机制示意图；
图10为本发明多信道竞争方法实施例一的流程图；
图11为本发明多信道竞争方法实施例二的流程图；
图12为本发明多信道竞争方法实施例三的流程图；
图13为本发明多信道竞争方法实施例四的流程图；
图14为本发明多信道竞争方法实施例五的流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明应用于无线网络的通信设备实施例一的结构示意图，如图1所示，通信设备为接入点(Access Point，简称：AP)或与所述AP同一个基本服务集(Basic ServiceSet，简称：BSS)中的任意一个站点(Station，简称：STA)。本实施例的通信设备可以包括：信道竞争模块11和交互模块12，其中，信道竞争模块11，用于侦听至少两个信道；确定竞争成功的第一信道，以及，确定视为竞争成功的第二信道；交互模块12，用于通过所述第一信道和所述第二信道与所述无线网络中其他通信设备交互控制帧以占用信道，或者，交互数据帧。
本实施例的通信设备可以适用于引入了调度模式的无线网络，例如高效无线局域网(High Efficiency WLAN，简称：HEW)无线局域网(Wireless Local Area Network，简称：WLAN)系统，HEW WLAN系统以BSS为基本服务集，BSS中包括AP和至少两个STA，STA为引入调度模式的无线网络标准站点。为了提高BSS的信道竞争成功率，属于同一BSS的AP和STA均可参与竞争信道，无论是AP或者任意一个STA竞争成功，都可以使用多个信道传输数据。
本实施例，BSS中的通信设备可以不必再像现有技术中那样分信道的主辅关系，必须根据优先级依次竞争信道，而是可以同时确定竞争成功的第一信道和视为竞争成功的第二信道，再通过第一信道和第二信道与其它通信设备进行控制帧或数据帧的交互，可以实现BSS中的至少两个通信设备使用多个信道传输数据的目的，不但提高信道竞争成功率，还避免大量带宽浪费。
图2为本发明应用于无线网络的通信设备实施例二的结构示意图，如图2所示，本实施例的通信设备在图1所示设备结构的基础上，进一步地，信道竞争模块11可以包括：第一子模块111和第二子模块112，其中，第一子模块111，用于侦听到所述至少两个信道中的任意一个信道为空闲状态时，进入等待阶段，经过所述等待阶段后若所述任意一个信道仍然为空闲状态，则所述任意一个信道进入回退计时阶段；确定相应的回退计时阶段结束后仍然为空闲状态的信道为所述竞争成功的第一信道，以及，确定当前仍然处于相应的回退计时阶段内且为空闲状态的其他信道为所述视为竞争成功的第二信道；第二子模块112，用于接收到来自所述其他通信设备的所述控制帧，确定所述接收到所述控制帧的信道为竞争成功的第一信道，以及，确认当前没有收到所述控制帧但处于相应的回退计时阶段内且为空闲状态的其他信道为所述视为竞争成功的第二信道。
具体来讲，第一子模块111在侦听多个信道时，发现其中的任意一个信道为空闲状态，则进入等待阶段，等待阶段时长可以是x帧间隔(Interframe Space，简称：IFS)，该xIFS可以是短帧间隔(Short Interframe Space，简称：SIFS)，点协调帧间隔(PointCoordination Function Interframe Space，简称：PIFS)，分布式协调帧间隔(Distributed Coordination Function Interframe Space，简称：DIFS)或者仲裁帧间隔(Arbitration Interframe Space，简称：AIFS)等标准中定义的时长。第一子模块111等待xIFS时长后，若所述任意一个信道仍然为空闲状态，则该任意一个信道进入回退计时阶段，该回退计时可以是预先设定好回退时长的计数器，在所述任意一个信道进入回退计时阶段时，计数器开始倒计时，计时结束即回退计时阶段结束。第一子模块111确定相应的回退计时阶段结束后仍然为空闲状态的信道为竞争成功的第一信道，即只要任意一个信道相应的计数器归零，且仍然为空闲状态就表示该信道竞争成功，也不排除同时归零的信道有多个，那么这些信道都是竞争成功的第一信道，对此本发明不作具体限定。与此同时，第一子模块111确定当前仍然处于相应的回退计时阶段内且为空闲状态的其他信道，即判断其他信道是否已经进入回退计时阶段且为空闲状态，若是，则这些处于回退计时阶段且为空闲状态的所有信道都视为竞争成功的第二信道。
通信设备作为接收端设备在接收到来自其他通信设备的控制帧后，同样也可以竞争信道，通信设备的第二子模块112确定接收到控制帧的信道为竞争成功的第一信道，以及，确认当前没有收到控制帧但处于相应的回退计时阶段内且为空闲状态的其他信道为视为竞争成功的第二信道，这样参与信道竞争的通信设备除了可以作为发送端设备时通过第一子模块111竞争到信道，还可以作为接收端设备时通过第二子模块112竞争到信道，避免可用信道的遗漏。
进一步的，上述控制帧包括用于标识所述控制帧的帧控制(Frame Control)字段和用于记录后续信道占用时长的持续(Duration)字段，该控制帧可以是高效无线局域网请求发送(HEW Request to Send，简称：HEW RTS)、高效无线局域网允许发送(HEW Clear toSend，简称：HEW CTS)或者高效无线局域网接收确认(HEW Acknowledgement，简称：HEWACK)。
图3为控制帧帧格式示意图一，如图3所示，本实施例的控制帧可以是专用于引入调度模式的无线网络系统(例如HEW WLAN系统)的帧，共20个字节：Frame Control字段有2字节，该字段的值是IEEE802.11标准中规定的控制帧的标识信息尚未使用的值，例如可以是0110，通过该值BSS中的STA即可分辨出该控制帧是专用于HEW WLAN系统的帧，而其它传统STA也可以根据该值获知该控制帧不是发送给自己的，后续一段时间内自己不能使用信道；Duration字段有2字节，设置为后续信道占用时长，包括后续调度时长、m倍SIFS时长、n个控制帧时长的总和，m和n为自然数，具体的值与控制帧的实际发送时机有关，例如控制帧是发送端设备发送的，那么后续信道占用时长包括调度时长、3倍SIFS时长、2个控制帧时长的总和；接收端地址(Receiver Address，简称RA)有6字节，例如可以设置为AP的媒体接入控制(Media Access Control，简称MAC)地址，与IEEE802.11标准中规定的控制帧的RA相同；发送端地址(Transmitter Address，简称TA)有6字节，例如可以设置为STA的MAC地址，与IEEE802.11标准中规定的控制帧的TA相同；帧控制序列(Frame Control Sequence，简称FCS)信息有4字节，与IEEE802.11标准中规定的控制帧的FCS相同。本实施例的控制帧的格式与IEEE 802.11标准中的控制帧格式可以一致，以使所有的STA，包括BSS中的STA和传统STA都可以接收该控制帧并解调。每个控制帧占用20MHz的带宽，这20MHz的带宽上有64个子载波，导频子载波的数目和位置也和IEEE 802.11标准中的控制帧一样。如果有80MHz的带宽，则在每个20MHz的带宽上分别发送控制帧。与IEEE 802.11标准中的控制帧不同之处在于，Frame Control字段和Duration字段的内容。
图4为控制帧帧格式示意图二，如图4所示，本实施例的控制帧可以是专用于引入调度模式的无线网络系统(例如HEW WLAN系统)的帧，共14个字节：Frame Control字段有2字节，该字段的值是IEEE802.11标准中规定的控制帧的控制信息尚未使用的值，例如可以是0100，通过该值BSS中的STA即可分辨出该控制帧是专用于HEW WLAN系统的帧，而其它传统STA也可以根据该值获知该控制帧不是发送给自己的，后续一段时间内自己不能使用信道；Duration字段有2字节，设置为后续信道占用时长，包括后续调度时长、m倍SIFS时长、n个控制帧时长的总和；RA有6字节，例如可以设置为BSS中的通信设备提前约定好的参数或数值；FCS信息有4字节，与IEEE802.11标准中规定的控制帧的FCS相同。本实施例的控制帧的格式与IEEE 802.11标准中的控制帧格式可以一致，以使所有的STA，包括BSS中的STA和传统STA都可以接收该控制帧并解调。每个控制帧占用20MHz的带宽，这20MHz的带宽上有64个子载波，导频子载波的数目和位置也和IEEE 802.11标准中的控制帧一样。如果有80MHz的带宽，则在每个20MHz的带宽上分别发送控制帧。与IEEE 802.11标准中的控制帧不同之处在于，Frame Control字段、Duration字段以及RA的内容。由于RA是一个提前约定的值，因此BSS中的所有STA均可解调出该值。
进一步的，通信设备为STA时，上述交互模块12，具体用于通过所述第一子模块确定的所述竞争成功的第一信道和所述视为竞争成功的第二信道，向所述无线网络中其他通信设备发送所述控制帧以占用信道；通过所述第二子模块确定的所述竞争成功的第一信道，向所述无线网络中其他通信设备发送所述控制帧以占用信道；通过所述第二子模块确定的所述竞争成功的第一信道，与所述无线网络中其他通信设备交互数据帧。
进一步的，通信设备为STA时，上述交互模块12，具体用于通过所述第一子模块确定的所述竞争成功的第一信道和所述视为竞争成功的第二信道，向所述无线网络中其他通信设备发送所述控制帧以占用信道；通过所述第二子模块确定的所述竞争成功的第一信道和所述视为竞争成功的第二信道，向所述无线网络中其他通信设备发送所述控制帧以占用信道；通过所述第二子模块确定的所述竞争成功的第一信道，与所述无线网络中其他通信设备交互数据帧。
进一步的，通信设备为AP时，上述交互模块12，具体用于通过所述第一子模块确定的所述竞争成功的第一信道和所述视为竞争成功的第二信道，向所述无线网络中其他通信设备发送所述控制帧以占用信道；通过所述第二子模块确定的所述竞争成功的第一信道，与所述无线网络中其他通信设备交互数据帧。
进一步的，通信设备为AP时，上述交互模块12，具体用于通过所述第一子模块确定的所述竞争成功的第一信道和所述视为竞争成功的第二信道，向所述无线网络中其他通信设备发送所述控制帧以占用信道；通过所述第二子模块确定的所述竞争成功的第一信道和所述视为竞争成功的第二信道，向所述无线网络中其他通信设备发送所述控制帧以占用信道；通过所述第二子模块确定的所述竞争成功的第一信道，与所述无线网络中其他通信设备交互数据帧。
下面采用几个具体的实施例，对图1-图4中任一个通信设备实施例的技术方案进行详细说明。
图5为本发明无线网络系统实施例的结构示意图，如图5所示，该无线网络系统可以包括：至少两个通信设备，其中一个通信设备为图1或图2所示的STA；另一个通信设备为图1或图2所示的AP；所述STA和AP分别用于侦听至少两个信道，并通过竞争成功的第一信道和视为竞争成功的第二信道交互控制帧以占用信道，或者，交互数据帧。
具体来讲，无线网络系统包括一个BSS，该BSS中包括一个AP11和三个STA12、13以及14。AP11和STA12、13以及14均侦听至少两个信道并参与竞争多个信道。另外，无线网络系统还可以包括传统STA20，该传统STA20可以是一个属于BSS且符合现有IEEE802.11标准的站点，或者是一个不属于BSS且符合现有IEEE802.11标准的站点。
本发明中，BSS中的通信设备可以通过发送控制帧进行信息交互，由于传统STA20为了发送数据需要侦听信道，因此这些控制帧也可以被传统STA20侦听到。传统STA20根据这些控制帧设置获知哪些信道被占用，并执行竞争退避。
图6为本发明应用于无线网络的通信设备实施例三竞争机制示意图，如图6所示，本实施例的无线网络可以采用图5所示的结构，本实施例的通信设备为BSS中的任意一个STA，假设为STA12。本实施例的竞争机制包括：
STA12确定出第一信道为信道36，第二信道包括信道40、信道52以及信道56，而信道44和信道48由于未进入回退计时阶段则视为没有竞争成功。STA12通过第一信道和第二信道向AP11发送第一控制帧。
AP11通过接收到第一控制帧的信道发送第二控制帧，STA12在信道36、信道40、信道52以及信道56上发送了第一控制帧，而AP11有可能只在信道36、信道40以及信道56上接收到该第一控制帧，因此AP11就在信道36、信道40以及信道56上发送第二控制帧。由于RA是一个提前约定的值，因此BSS中的所有STA均可解调出该值，而AP11之所以发送第二控制帧也正是为了补充有的STA(例如STA13)没有收到STA12发送的第一控制帧的情况，这样BSS中的STA都可以知道竞争信道成功。
STA通过接收到第二控制帧的信道发送第三控制帧，AP在信道36、信道40以及信道56上发送第二控制帧，而STA只在信道36和信道56上接收到第二控制帧，因此STA就在信道36和信道56上发送第三控制帧，这里的STA可以是所有收到第二控制帧的站点中的一个或多个，例如STA12、13、14。由于RA是一个提前约定的值，因此BSS中的所有STA均可解调出该值，而STA之所以发送第三控制帧也正是为了补充有的STA(例如第一STA14)没有收到之前所有的控制帧的情况，这样BSS中的STA都可以知道竞争信道成功。
AP11可以进一步执行集中控制调度使BSS中的至少两个通信设备均可使用多个信道传输数据，AP11在信道36和信道56上收到STA发送的第三控制帧后，确定BSS成功竞争到了信道36和信道56，因此准备在信道36和信道56发送控制帧或数据帧，此时BSS进入调度模式，由AP11执行集中控制调度。
通过上述各个控制帧，使传统STA20获知承载各控制帧的信道已被占用，即信道36、信道40、信道52以及信道56已经被占用，自己不能使用这些信道，同时根据各控制帧设置自身的网络分配矢量(Network Allocation Vector，简称NAV)，具体的就是传统STA20根据控制帧中的Duration字段设置自身的NAV。
本实施例，BSS中的STA可以不必再像现有技术中那样分信道的主辅关系，必须根据优先级依次竞争信道，而是可以同时确定竞争成功的第一信道和第二信道，再通过第一信道和第二信道与其它通信设备进行信息交互，以实现BSS中的至少两个通信设备使用多个信道传输数据的目的，不但提高信道竞争成功率，还避免大量带宽浪费。
图7为本发明应用于无线网络的通信设备实施例四竞争机制示意图，如图7所示，本实施例的无线网络可以采用图5所示的结构，本实施例的通信设备为BSS中的任意一个STA，假设为STA12。本实施例的竞争机制在图6所示的竞争机制的基础上，进一步的还包括：
AP11在接收到STA12发送的第一控制帧时确定视为竞争成功的的第二信道，具体地，AP11在信道36、信道40以及信道56上接收到第一控制帧后，判断除了信道36、信道40以及信道56外，确定当前没有收到所述第一控制帧但处于相应的回退计时阶段内且为空闲状态的信道44为所述视为竞争成功的第二信道。
AP11通过接收到第一控制帧的信道和视为竞争成功的第二信道发送第二控制帧，本实施例中，AP11在信道36、信道40、信道56以及信道44上发送第二控制帧。
通过上述各个控制帧，使传统STA20获知承载各控制帧的信道已被占用，即信道36、信道40、信道44、信道52以及信道56已经被占用，自己不能使用这些信道，同时根据各控制帧设置自身的NAV，具体的就是传统STA20根据控制帧中的Duration字段设置自身的NAV。
本实施例，作为接收控制帧的设备，AP11也可以确定视为竞争成功的第二信道，增加了系统可用的信道，尽可能多的聚合可用信道，不但扩大带宽提高数据速率，还避免带宽浪费。
图8为本发明应用于无线网络的通信设备实施例五竞争机制示意图，如图8所示，本实施例的无线网络可以采用图5所示的结构，本实施例的通信设备为BSS中的AP11。本实施例的竞争机制包括：
AP11确定出第一信道为信道36，第二信道包括信道40、信道52以及信道56，而信道44和信道48由于未进入回退计时阶段视为没有竞争成功。AP11通过第一信道和第二信道向STA发送第一控制帧。由于RA是一个提前约定的值，因此BSS中的所有STA均可解调出该值。
STA通过接收到第一控制帧的信道发送第二控制帧，AP11在信道36、信道40、信道52以及信道56上发送了第一控制帧，而STA(STA12、13、14中的任意一个或多个)有可能只在信道36、信道40以及信道56上接收到该第一控制帧，因此STA就在信道36、信道40以及信道56上发送第二控制帧。由于RA是一个提前约定的值，因此BSS中的所有STA以及AP11均可解调出该值，而STA之所以发送第二控制帧也正是为了补充有的STA(例如STA13)没有收到第一控制帧的情况，这样BSS中的STA都可以知道竞争信道成功。
AP11执行集中控制调度使BSS中的至少两个通信设备均可使用多个信道传输数据，AP11在信道36和信道56上收到第二控制帧后，确定BSS成功竞争到了信道36和信道56，因此准备在信道36和信道56发送控制帧或数据帧，此时BSS进入调度模式，由AP11执行集中控制调度。
通过上述各个控制帧，使传统STA20获知承载各控制帧的信道已被占用，即信道36、信道40、信道52以及信道56已经被占用，自己不能使用这些信道，同时根据各控制帧设置自身的NAV，具体的就是传统STA20根据控制帧中的Duration字段设置自身的NAV。
本实施例，BSS中的AP11可以不必再像现有技术中那样分信道的主辅关系，必须根据优先级依次竞争信道，而是可以同时确定竞争成功的第一信道和第二信道，再通过第一信道和第二信道与其它通信设备进行信息交互，以实现BSS中的至少两个通信设备使用多个信道传输数据的目的，不但提高信道竞争成功率，还避免大量带宽浪费。
图9为本发明应用于无线网络的通信设备实施例六竞争机制示意图，如图9所示，本实施例的无线网络可以采用图5所示的结构，本实施例的通信设备为BSS中的AP11。本实施例的竞争机制在图8所示的竞争机制的基础上，进一步的还包括：
STA(STA12、13、14中的任意一个或多个)在接收到AP11发送的第一控制帧时确定视为竞争成功的第二信道，具体地，STA在信道36、信道40以及信道56上接收到第一控制帧后，判断除了信道36、信道40以及信道56外，确定当前没有收到所述第一控制帧但处于相应的回退计时阶段内且为空闲状态的信道44为所述视为竞争成功的第二信道。
STA通过接收到第一控制帧的信道和视为竞争成功的第二信道发送第二控制帧，本实施例中，STA在信道36、信道40、信道56以及信道44上发送第二控制帧。
AP11通过接收到第二控制帧的信道发送第三控制帧，STA在信道36、信道40、信道44以及信道56上发送第二控制帧，而AP11有可能只在信道36、信道44以及信道56上接收到该第二控制帧，因此AP11就在信道36、信道44以及信道56上发送第三控制帧。由于RA是一个提前约定的值，因此BSS中的所有STA均可解调出该值，而AP11之所以发送第三控制帧也正是为了补充有的STA(例如第一STA13)没有收到之前所有的控制帧的情况，这样BSS中的STA都可以知道竞争信道成功。
STA(STA12、13、14中的任意一个或多个)通过接收到第三控制帧的信道发送第四控制帧，AP11在信道36、信道44以及信道56上发送第三控制帧，而STA有可能只在信道36和信道44上接收到该第三控制帧，因此STA在信道36和信道44上发送第四控制帧。
通过上述各个控制帧，使传统STA20获知承载各控制帧的信道已被占用，即信道36、信道40、信道44、信道52以及信道56已经被占用，并根据各控制帧设置自身的NAV。
本实施例，作为接收控制帧的设备，STA也可以确定视为竞争成功的第二信道，增加了系统可用的信道，尽可能多的聚合可用信道，不但扩大带宽提高数据速率，还避免带宽浪费。
图10为本发明多信道竞争方法实施例一的流程图，如图10所示，本实施例的方法可以包括：
步骤101、通信设备侦听至少两个信道；
本实施例的通信设备属于BSS，BSS为引入了调度模式的无线网络的基本服务集，包括AP和至少两个STA，AP和至少两个STA均参与竞争信道，通信设备可以是BSS中的AP或任意一个STA。本发明BSS中的AP和STA均参与竞争多个信道，可以提高BSS这个整体竞争信道的成功率。
步骤102、所述通信设备确定竞争成功的第一信道，以及，确定视为竞争成功的第二信道；
本实施例中，通信设备确定竞争成功的第一信道，以及，确定视为竞争成功的第二信道，这里的第一信道和第二信道分别可以是一个或多个信道，而且这些信道是不分优先级的，即步骤101中侦听的至少两个信道中任何一个信道都有可能成为第一信道或第二信道。
步骤103、所述通信设备通过所述第一信道和所述第二信道与无线网络中其他通信设备交互控制帧以占用信道，或者，交互数据帧。
本实施例中，通信设备竞争到第一信道和第二信道后，通过第一信道和第二信道与无线网络中其他通信设备进行交互，包括控制帧交互和数据帧交互。不管通信设备为AP或者STA，在竞争到信道后，都是通过与其他通信设备进行信息交互，以使BSS中的所有STA都获知信道竞争成功，此后BSS进入调度模式，通过AP执行集中控制调度。
本实施例，BSS中的通信设备可以同时确定竞争成功的第一信道和视为竞争成功的第二信道，再通过第一信道和第二信道与其它通信设备进行交互，通过AP执行集中调度以实现BSS中的至少两个通信设备使用多个信道传输数据的目的，不但提高信道竞争成功率，还避免大量带宽浪费。
上述控制帧包括用于标识所述控制帧的Frame Control字段和用于记录后续信道占用时长的Duration字段，可以是HEW-RTS、HEW-CTS或者HEW-ACK，本发明的控制帧可以采用图3或图4所示的帧结构。
进一步的，上述方法实施例的步骤102所述通信设备确定竞争成功第一信道，以及，确定视为竞争成功的第二信道，具体的实现方法可以是：所述通信设备侦听到所述至少两个信道中的任意一个信道为空闲状态时，进入等待阶段，经过所述等待阶段后若所述任意一个信道仍然为空闲状态，则所述任意一个信道进入回退计时阶段；所述通信设备确定相应的回退计时阶段结束后仍然为空闲状态的信道为所述竞争成功的第一信道，以及，确定当前仍然处于相应的回退计时阶段内且为空闲状态的其他信道为所述视为竞争成功的第二信道。
具体来讲，通信设备在侦听多个信道时，发现至少两个信道中的任意一个信道为空闲状态，进入等待阶段，等待阶段时长可以是xIFS，该xIFS可以是SIFS，PIFS，DIFS或者AIFS等标准中定义的时长。通信设备等待xIFS时长后，若所述任意一个信道仍然为空闲状态，则所述任意一个信道进入回退计时阶段，该回退计时可以是通信设备预先设定好回退时长的计数器，在所述任意一个信道进入回退计时阶段，计数器开始倒计时，计时结束即回退计时阶段结束后，通信设备确定相应的回退计时阶段结束后仍然为空闲状态的信道为所述竞争成功的第一信道，即任意一个信道上计数器归零，就表示该信道竞争成功，也不排除同时归零的信道有多个，那么这些信道都竞争成功，对此本发明不作具体限定。与此同时，通信设备确定当前仍然处于相应的回退计时阶段内且为空闲状态的其他信道为所述视为竞争成功的第二信道。
进一步的，上述方法实施例的步骤102之前，还包括：所述通信设备接收到来自所述其他通信设备的第一控制帧；步骤102所述通信设备确定竞争成功第一信道，以及，确定视为竞争成功的第二信道，具体的实现方法可以是：所述通信设备确定所述接收到所述第一控制帧的信道为竞争成功的第一信道，以及，确定当前没有收到所述控制帧但处于相应的回退计时阶段内且为空闲状态的其他信道为所述视为竞争成功的第二信道。
具体来讲，通信设备作为接收端设备，先接收来自其他通信设备发送的第一控制帧，然后通信设备将接收到所述第一控制帧的信道确定为竞争成功的第一信道，以及，确定当前没有收到所述控制帧但处于相应的回退计时阶段内且为空闲状态的其他信道为所述视为竞争成功的第二信道，即作为接收端设备的通信设备也可以从没有收到控制帧的信道中确定视为竞争成功的第二信道，避免可用信道的遗漏。
下面采用几个具体的实施例，对图10所示方法实施例的技术方案进行详细说明。
图11为本发明多信道竞争方法实施例二的流程图，如图11所示，本实施例的方法适用于图5所示的结构，本实施例的通信设备为BSS中的任意一个STA，假设为STA12。本实施例的方法可以包括：
s201、所有通信设备侦听至少两个信道；
本实施例中，BSS中的所有通信设备侦听至少两个信道的过程与上述方法实施例的步骤101类似，此处不再赘述。
s202、STA12确定竞争成功的第一信道，以及，确定视为竞争成功的第二信道；
本实施例中，STA12确定竞争成功的第一信道，以及，确定视为竞争成功的第二信道的过程与上述方法实施例的步骤102类似，此处不再赘述。
s203、STA12通过第一信道和第二信道向AP11发送第一控制帧以占用信道；
本实施例中，第一控制帧可以采用图3所示的帧结构。
s204、AP11通过接收到第一控制帧的信道发送第二控制帧；
本实施例中，第二控制帧可以采用图4所示的帧结构。
s205、STA通过接收到第二控制帧的信道发送第三控制帧以占用信道；
本实施例中，第三控制帧可以采用图4所示的帧结构。STA可以是STA12、13、14中的任意一个或多个，本实施例以STA为STA13为例。
s206、AP11通过接收到第三控制帧的信道发送的数据帧，执行集中控制调度使BSS中的至少两个通信设备均可使用多个信道传输数据；
s207、传统STA20通过上述各个控制帧获知承载各控制帧的信道已被占用，并根据各控制帧设置自身的NAV。
上述s203～s206的实现过程与图6所示应用于无线网络的通信设备实施例三竞争机制类似，此处不再赘述。
图12为本发明多信道竞争方法实施例三的流程图，如图12所示，本实施例的方法在图11所示的方法实施例的基础上，进一步的，在s204AP11通过接收到第一控制帧的信道发送第二控制帧之前，还包括：s204a、AP11确定接收到第一控制帧的信道为第一信道，以及，确定当前没有收到所述控制帧但处于相应的回退计时阶段内且为空闲状态的其他信道为所述视为竞争成功的第二信道；则s204中AP11同时通过接收到第一控制帧的第一信道和第二信道发送第二控制帧。
该实现过程与图7所示应用于无线网络的通信设备实施例四竞争机制类似，此处不再赘述。
图13为本发明多信道竞争方法实施例四的流程图，如图13所示，本实施例的方法适用于图5所示的结构，本实施例的通信设备为BSS中的AP11。本实施例的方法可以包括：
s301、所有通信设备侦听至少两个信道；
本实施例中，通信设备侦听至少两个信道的过程与上述方法实施例的步骤101类似，此处不再赘述。
s302、AP11确定竞争成功的第一信道，以及，确定视为竞争成功的第二信道；
本实施例中，AP11确定竞争成功的第一信道，以及，确定视为竞争成功的第二信道的过程与上述方法实施例的步骤102类似，此处不再赘述。
s303、AP11通过第一信道和第二信道向无线网络中其他通信设备发送第一控制帧以占用信道；
本实施例中，第一控制帧可以采用图3所示的帧结构。
s304、STA通过接收到第一控制帧的信道发送第二控制帧；
本实施例中，第二控制帧可以采用图4所示的帧结构。STA可以是STA12、13、14中的任意一个或多个，本实施例以STA为STA13为例。
s305、AP11通过接收到第二控制帧的信道，向无线网络中其他通信设备发送数据帧，执行集中控制调度使所述BSS中的至少两个通信设备均可使用多个信道传输数据；
s306、传统STA20通过上述各个控制帧获知承载各控制帧的信道已被占用，并根据各控制帧设置自身的NAV。
上述s303～s305的实现过程与图8所示应用于无线网络的通信设备实施例五竞争机制类似，此处不再赘述。
图14为本发明多信道竞争方法实施例五的流程图，如图14所示，本实施例的方法适用于图5所示的结构，本实施例的通信设备为BSS中的AP11。本实施例的方法可以包括：
s401、所有通信设备侦听至少两个信道；
本实施例中，通信设备侦听至少两个信道的过程与上述方法实施例的步骤101类似，此处不再赘述。
s402、AP11确定竞争成功的第一信道，以及，确定视为竞争成功的第二信道；
本实施例中，AP11确定竞争成功的第一信道，以及，确定视为竞争成功的第二信道的过程与上述方法实施例的步骤102类似，此处不再赘述。
s403、AP11通过第一信道和第二信道发送第一控制帧向无线网络中其他通信设备以占用信道；
本实施例中，第一控制帧可以采用图3所示的帧结构。
s404、STA确定接收到第一控制帧的信道为第一信道，以及，确定当前没有收到所述控制帧但处于相应的回退计时阶段内且为空闲状态的其他信道为所述视为竞争成功的第二信道；
本实施例中，STA可以是STA12、13、14中的任意一个或多个，本实施例以STA为STA13为例。
s405、STA同时通过接收到第一控制帧的第一信道和第二信道发送第二控制帧；
本实施例中，第二控制帧可以采用图4所示的帧结构。
s406、AP11通过接收到第二控制帧的信道发送第三控制帧；
本实施例中，第三控制帧可以采用图4所示的帧结构。
s407、STA通过接收到第三控制帧的信道发送第四控制帧；
本实施例中，第四控制帧可以采用图4所示的帧结构。
s408、AP11通过接收到第四控制帧的信道，向无线网络中其他通信设备发送数据帧，执行集中控制调度使所述BSS中的至少两个通信设备均可使用多个信道传输数据；
s409、传统STA20通过上述各个控制帧获知承载各控制帧的信道已被占用，并根据各控制帧设置自身的NAV。
上述s403～s408的实现过程与图9所示应用于无线网络的通信设备实施例六竞争机制类似，此处不再赘述。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述该作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本发明各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
前述各实施方式中的站点STA也可以称为接入终端，系统、用户单元、用户站、移动站、移动台、远方站、远程终端、移动设备、用户终端、终端、无线通信设备、用户代理、用户装置或UE(User Equipment，用户设备)。站点STA可以是蜂窝电话、无绳电话、SIP(SessionInitiation Protocol，会话启动协议)电话、WLL(Wireless Local Loop，无线本地环路)站、PDA(Personal Digital Assistant，个人数字处理)、具有无线通信功能的手持设备、计算设备或连接到无线调制解调器的其它处理设备。此外，接入点也可以称为基站。
本领域技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
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 (19)

1.一种应用于无线网络的通信设备，其特征在于，所述通信设备为接入点AP或者站点STA；所述通信设备包括：
信道竞争模块，用于侦听至少两个信道；确定竞争成功的第一信道，以及，确定视为竞争成功的第二信道；
交互模块，用于通过所述第一信道和所述第二信道与所述无线网络中其他通信设备交互控制帧以占用信道，或者，交互数据帧；
其中：
所述信道竞争模块，包括第二子模块，用于接收到来自所述其他通信设备的所述控制帧，确定所述接收到所述控制帧的信道为竞争成功的第一信道，以及，确认当前没有收到所述控制帧但处于相应的回退计时阶段内且为空闲状态的其他信道为所述视为竞争成功的第二信道。
2.根据权利要求1所述的通信设备，其特征在于，所述信道竞争模块，包括第一子模块，用于侦听到所述至少两个信道中的任意一个信道为空闲状态时，进入等待阶段，经过所述等待阶段后若所述任意一个信道仍然为空闲状态，则所述任意一个信道进入回退计时阶段；确定相应的回退计时阶段结束后仍然为空闲状态的信道为所述竞争成功的第一信道，以及，确定当前仍然处于相应的回退计时阶段内且为空闲状态的其他信道为所述视为竞争成功的第二信道。
3.根据权利要求1所述的通信设备，其特征在于，所述控制帧包括用于标识所述控制帧的帧控制Frame Control字段和用于记录后续信道占用时长的持续Duration字段。
4.根据权利要求3所述的通信设备，其特征在于，所述控制帧为高效无线局域网请求发送HEW-RTS、高效无线局域网允许发送HEW-CTS或者高效无线局域网接收确认HEW-ACK。
5.根据权利要求3或4所述的通信设备，其特征在于，所述通信设备为所述STA时，所述交互模块，具体用于通过第一子模块确定的所述竞争成功的第一信道和所述视为竞争成功的第二信道，向所述无线网络中其他通信设备发送所述控制帧以占用信道；通过第二子模块确定的所述竞争成功的第一信道，向所述无线网络中其他通信设备发送所述控制帧以占用信道；通过第二子模块确定的所述竞争成功的第一信道，与所述无线网络中其他通信设备交互数据帧。
6.根据权利要求3或4所述的通信设备，其特征在于，所述通信设备为所述STA时，所述交互模块，具体用于通过第一子模块确定的所述竞争成功的第一信道和所述视为竞争成功的第二信道，向所述无线网络中其他通信设备发送所述控制帧以占用信道；通过第二子模块确定的所述竞争成功的第一信道和所述视为竞争成功的第二信道，向所述无线网络中其他通信设备发送所述控制帧以占用信道；通过第二子模块确定的所述竞争成功的第一信道，与所述无线网络中其他通信设备交互数据帧。
7.根据权利要求3或4所述的通信设备，其特征在于，所述通信设备为所述AP时，所述交互模块，具体用于通过第一子模块确定的所述竞争成功的第一信道和所述视为竞争成功的第二信道，向所述无线网络中其他通信设备发送所述控制帧以占用信道；通过第二子模块确定的所述竞争成功的第一信道，与所述无线网络中其他通信设备交互数据帧。
8.根据权利要求3或4所述的通信设备，其特征在于，所述通信设备为所述AP时，所述交互模块，具体用于通过第一子模块确定的所述竞争成功的第一信道和所述视为竞争成功的第二信道，向所述无线网络中其他通信设备发送所述控制帧以占用信道；通过第二子模块确定的所述竞争成功的第一信道和所述视为竞争成功的第二信道，向所述无线网络中其他通信设备发送所述控制帧以占用信道；通过第二子模块确定的所述竞争成功的第一信道，与所述无线网络中其他通信设备交互数据帧。
9.一种多信道竞争方法，其特征在于，包括：
通信设备侦听至少两个信道；
所述通信设备确定竞争成功第一信道，以及，确定视为竞争成功的第二信道；
所述通信设备通过所述第一信道和所述第二信道与无线网络中其他通信设备交互控制帧以占用信道，或者，交互数据帧；
其中，
所述通信设备确定竞争成功第一信道，以及，确定视为竞争成功的第二信道之前，还包括：
所述通信设备接收到来自所述其他通信设备的第一控制帧；
所述通信设备确定竞争成功第一信道，以及，确定视为竞争成功的第二信道，包括：
所述通信设备确定所述接收到所述第一控制帧的信道为竞争成功的第一信道，以及，确认当前没有收到所述控制帧但处于相应的回退计时阶段内且为空闲状态的其他信道为所述视为竞争成功的第二信道。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述控制帧包括用于标识所述控制帧的帧控制Frame Control字段和用于记录后续信道占用时长的持续Duration字段。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述控制帧为高效无线局域网请求发送HEW-RTS、高效无线局域网允许发送HEW-CTS或者高效无线局域网接收确认HEW-ACK。
12.根据权利要求9-11中任一项所述的方法，其特征在于，所述通信设备确定竞争成功第一信道，以及，确定视为竞争成功的第二信道，包括：
所述通信设备侦听到所述至少两个信道中的任意一个信道为空闲状态时，进入等待阶段，经过所述等待阶段后若所述任意一个信道仍然为空闲状态，则所述任意一个信道进入回退计时阶段；
所述通信设备确定相应的回退计时阶段结束后仍然为空闲状态的信道为所述竞争成功的第一信道，以及，确定当前仍然处于相应的回退计时阶段内且为空闲状态的其他信道为所述视为竞争成功的第二信道。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述通信设备为站点STA，所述通信设备通过所述第一信道和所述第二信道与无线网络中其他通信设备交互控制帧以占用信道，或者，交互数据帧，包括：
所述通信设备通过所述第一信道和所述第二信道，向无线网络中其他通信设备发送第一控制帧以占用信道，以使所述其他通信设备通过接收到所述第一控制帧的信道发送第二控制帧；
所述通信设备通过接收到所述第二控制帧的信道，向无线网络中其他通信设备发送第三控制帧以占用信道；
所述通信设备接收所述其他通信设备通过接收到所述第三控制帧的信道发送的所述数据帧。
14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述通信设备为接入点AP，所述通信设备通过所述第一信道和所述第二信道与无线网络中其他通信设备交互控制帧以占用信道，或者，交互数据帧，包括：
所述通信设备通过所述第一信道和所述第二信道，向无线网络中其他通信设备发送第一控制帧以占用信道，以使所述其他通信设备通过接收到所述第一控制帧的信道发送第二控制帧；
所述通信设备通过接收到所述第二控制帧的信道，向无线网络中其他通信设备发送所述数据帧。
15.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述通信设备为STA，所述通信设备通过所述第一信道和所述第二信道与无线网络中其他通信设备交互控制帧以占用信道，或者，交互数据帧，包括：
所述通信设备通过所述竞争成功的第一信道，向无线网络中其他通信设备发送第二控制帧以占用信道，以使所述其他通信设备通过接收到所述第二控制帧的信道发送所述数据帧。
16.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述通信设备为STA，所述通信设备通过所述第一信道和所述第二信道与无线网络中其他通信设备交互控制帧以占用信道，或者，交互数据帧，包括：
所述通信设备通过所述竞争成功的第一信道和所述视为竞争成功的第二信道，向无线网络中其他通信设备发送第二控制帧以占用信道；
所述通信设备接收所述无线网络中其他通信设备通过接收到所述第二控制帧的信道发送的第三控制帧；
所述通信设备通过接收到所述第三控制帧的信道，向无线网络中其他通信设备发送第四控制帧，以使以使所述其他通信设备通过接收到所述第四控制帧的信道发送所述数据帧。
17.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述通信设备为AP，所述通信设备通过所述第一信道和所述第二信道与无线网络中其他通信设备交互控制帧以占用信道，或者，交互数据帧，包括：
所述通信设备通过所述竞争成功的第一信道，向无线网络中其他通信设备发送第二控制帧以占用信道，以使所述其他通信设备通过接收到所述第二控制帧的信道发送第三控制帧；
所述通信设备通过接收到所述第三控制帧的信道，向无线网络中其他通信设备发送所述数据帧。
18.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述通信设备为AP，所述通信设备通过所述第一信道和所述第二信道与无线网络中其他通信设备交互控制帧以占用信道，或者，交互数据帧，包括：
所述通信设备通过所述竞争成功的第一信道和所述视为竞争成功的第二信道，向无线网络中其他通信设备发送第二控制帧以占用信道，以使所述其他通信设备通过接收到所述第二控制帧的信道发送第三控制帧；
所述通信设备通过接收到所述第三控制帧的信道，向无线网络中其他通信设备发送所述数据帧。
19.一种无线网络系统，其特征在于，包括：至少两个通信设备，其中一个通信设备为权利要求1-6中任一项所述的STA；另一个通信设备为权利要求1-4，7-8中任一项所述的AP；
所述STA和AP分别用于侦听至少两个信道，并通过竞争成功的第一信道和视为竞争成功的第二信道交互控制帧以占用信道，或者，交互数据帧。
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