CN107787048A - 一种数据通信方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种数据通信方法及装置,该数据通信方法包括:当网络节点接收到PPDU时,获取PPDU中的BSS标识;若所述PPDU中的BSS标识与第一BSS标识不同,且PPDU中的BSS标识与第二BSS标识相同,判断PPDU是否满足预设空间复用条件;第一BSS标识为网络节点所属的第一BSS的标识,第二BSS标识为目标relay所属的扩展BSS的标识,目标relay与网络节点属于第一BSS;若PPDU满足预设空间复用条件,则竞争接入信道,与第一BSS中除目标relay外的站点进行通信。采用本发明实施例,可以解决不同BSS之间进行空间重用时的数据传输碰撞问题。
Description
技术领域
本发明涉及无线网络技术领域,尤其涉及一种数据通信方法及装置。
背景技术
下一代物联网无线保真(wireless fidelity,wifi)协议其中一个目标是长距离传输,802.11ah为了达到长距离传输,引入了多跳中继传输,其中中继(relay)逻辑上实现2个功能,分别为中继-站点(relay station,relay-STA)功能和中继-接入点(relay accesspoint,relay-AP)功能。通常,当中继relay与关联到的上层AP通信时,充当非接入类型站点的功能,即是充当relay-STA;当中继管理的站点与relay通信时,此时relay充当接入类型站点的功能,即是充当relay-AP。每个中继relay和其管理的站点被称为一个基本服务集(Basic Service Set,BSS),同时每个中继relay和其关联到的上层AP属于另一个BSS,如图1所示,relay1与其关联到的上层root AP属于BSS1(在BSS1中relay充当的是relay-STA功能),同时relay1和其管理的站点(包括STA1和STA3)被称为BSS2(在BSS2中relay充当的是relay-AP功能)。
为了提高系统总吞吐量和频谱利用率,通常各个BSS之间会进行空间重用(Spatial Reuse,SR),即是多BSS同频同时进行数据传输,具体的,当站点收到来自重叠BSS(Overlapping BSS,OBSS)的数据包后,在满足一定的SR条件时,站点可以竞争信道进行SR传输。
然而在中继网络中,由于中继relay可以同时属于2个BSS,比如图1中的relay1,该relay1的relay1-AP模块属于BSS 2,而relay1-STA模块属于BSS 1,传统的基于BSS标识的多个BSS并发传输会引起传输碰撞问题。比如说,relay1-AP发送PPDU1给STA1,此时root AP收到该PPDU1,但是基于该PPDU1物理层前导码携带的BSS标识判断为OBSS的PPDU,此时接收到的PPDU1满足SR条件时,root AP可以竞争信道发送数据给其管理的站点,若root AP发送数据给relay1-STA。但由于此时relay1正在发送数据,不能同时接收数据,从而导致rootAP发送过来的数据无法接收,引起数据传输的碰撞问题。
发明内容
本发明实施例提供一种数据通信方法及装置,可以解决不同BSS之间进行空间重用时的数据传输碰撞问题,提高资源利用率。
一方面,本发明实施例提供一种数据通信方法,用于无线局域网,所述无线局域网包括根接入点root AP,中继relay和站点STA,其中,所述root AP与多个relay关联,所述多个relay中的每个relay与一个或多个所述STA关联,该方法由无线局域网中的网络节点执行,可选的,该网络节点可以是根接入点root AP,或者是站点STA,或者也可以是中继relay。可选的,当网络节点接收到物理层协议数据单元PPDU时,获取所述PPDU中的基本服务集BSS标识;若所述PPDU中的BSS标识与第一BSS标识不同,且所述PPDU中的BSS标识与第二BSS标识相同,判断所述PPDU是否满足预设空间复用条件;所述第一BSS标识为所述网络节点所属的第一BSS的标识,所述第二BSS标识为目标relay所属的扩展BSS的标识,所述目标relay与所述网络节点属于所述第一BSS;若所述PPDU满足预设空间复用条件,则竞争接入信道,与所述第一BSS中除所述目标relay外的站点进行通信。
在一种可能的设计中,若所述网络节点在所述第一BSS内为接入类型站点,比如,该网络节点为根接入点root AP,或者该网络节点为中继relay,且该中继relay在所述第一BSS内为relay-AP,则该网络节点在获取所述PPDU中的基本服务集BSS标识之前,还会接收relay上报的预设帧,所述预设帧包含所述relay所属的扩展BSS的标识,所述relay与所述网络节点属于所述第一BSS,可选的,该预设帧可以包括数据帧、管理帧以及控制帧中的任意一种。
在另一种可能的设计中,若所述网络节点在所述第一BSS内为非接入类型站点,比如该网络节点为STA,或者该网络节点为中继relay,且该中继relay在所述第一BSS内为relay-STA,则该网络节点在获取所述PPDU中的基本服务集BSS标识之前,还会接收管理帧,所述管理帧携带所述第一BSS内的所有relay所属的扩展BSS的标识,所述管理帧由所述网络节点所属的第一BSS内的接入类型站点广播。
在另一种可能的设计中,上述管理帧中携带的所述第一BSS内所有relay所属的扩展BSS的标识为该第一BSS内的relay预先向所述接入类型站点上报的该relay所属的扩展BSS的标识。
在另一种可能的设计中,所述PPDU中包括禁止空间复用字段,则网络节点在竞争接入信道之前,网络节点读取所述禁止空间复用字段的值;判断所述PPDU中的禁止空间复用字段的值是否为禁止空间复用的标识,若所述禁止空间复用字段的值被设置为禁止空间复用的标识,则禁止竞争所述信道。
另一方面,本发明实施例提供一种中继网络,该中继网络包括至少两个基本服务集BSS,该至少两个BSS的BSS标识均相同,这样中继网络的各个BSS之间就不能进行空间重用。
另一方面,本发明实施例提供一种数据通信装置,应用于无线局域网中的网络节点,所述无线局域网包括根接入点root AP,中继relay和站点STA,其中,所述root AP与多个relay关联,所述多个relay中的每个relay与一个或多个所述STA关联,该数据通信装置包括获取单元、判断单元和收发单元,其中,获取单元,用于接收到物理层协议数据单元PPDU后,获取所述PPDU中的基本服务集BSS标识;判断单元,用于若所述PPDU中的BSS标识与第一BSS标识不同,且所述PPDU中的BSS标识与第二BSS标识相同,判断所述PPDU是否满足预设空间复用条件;所述第一BSS标识为所述网络节点所属的第一BSS的标识,所述第二BSS标识为目标relay所属的扩展BSS的标识,所述目标relay与所述网络节点属于所述第一BSS;收发单元,用于若所述PPDU满足预设空间复用条件,则竞争接入信道,与所述第一BSS中除所述目标relay外的站点进行通信。
另一方面,本发明实施例提供一种数据通信装置,应用于无线局域网中的任意网络节点,该无线局域网包括根接入点root AP,中继relay和站点STA,其中,所述root AP与多个relay关联,所述多个relay中的每个relay与一个或多个所述STA关联,该数据通信装置包括存储器,用于存储计算机可执行程序代码;收发器,以及处理器,与所述存储器和所述收发器耦合;
其中所述程序代码包括指令,当所述处理器执行所述指令时,所述指令使所述数据通信装置执行以下操作:接收到物理层协议数据单元PPDU时,获取所述PPDU中的基本服务集BSS标识;若所述PPDU中的BSS标识与第一BSS标识不同,且所述PPDU中的BSS标识与第二BSS标识相同,判断所述PPDU是否满足预设空间复用条件;所述第一BSS标识为所述网络节点所属的第一BSS的标识,所述第二BSS标识为目标relay所属的扩展BSS的标识,所述目标relay与所述网络节点属于所述第一BSS;若所述PPDU满足预设空间复用条件,则竞争接入信道,与所述第一BSS中除所述目标relay外的站点进行通信。再一方面,本发明实施例提供了一种计算机存储介质,用于储存为上述数据通信装置所用的计算机软件指令,其包含用于执行上述方面所设计的程序。
本发明实施例中,当网络节点接收到物理层协议数据单元PPDU后,获取所述PPDU中的基本服务集BSS标识,若所述PPDU中的BSS标识与第一BSS标识不同,且所述PPDU中的BSS标识与第二BSS标识相同,判断所述PPDU是否满足预设空间复用条件;所述第一BSS标识为所述网络节点所属的第一BSS的标识,所述第二BSS标识为目标relay所属的扩展BSS的标识,所述目标relay与所述网络节点属于所述第一BSS;若所述PPDU满足预设空间复用条件,则竞争接入信道,与所述第一BSS中除所述目标relay外的站点进行通信。这种方式可以解决不同BSS之间进行空间复用时的数据传输碰撞问题,实现中继网络中的空间复用,提高资源利用率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,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的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种应用场景示意图;
图2是本发明实施例提供的一种数据通信方法的流程示意图;
图3是本发明实施例提供的一种BSS color元素示意图;
图4是本发明实施例提供的一种数据通信装置的结构示意图;
图5是本发明实施例提供的另一种数据通信装置的结构示意图。
具体实施方式
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。
本发明实施例可以应用于无线局域网(Wireless Local Area Network,WLAN),目前WLAN采用的标准为IEEE(英文:Institute of Electrical and ElectronicsEngineers,中文:电气和电子工程师协会)802.11系列。在802.11ah为了达到长距离传输,引入了多跳中继传输。其中中继站点(relay)逻辑上实现2个功能,分别为中继-站点(relay-STA)功能和中继-接入点(relay Access Point,relay-AP)功能。通常,当中继relay与关联到的上层AP通信时,充当站点的功能(即是实现relay-STA功能);当中继relay所管理的站点与其通信时,充当接入点的功能(即是实现relay-AP功能)。
WLAN可以包括多个基本服务集BSS,基本服务集中的网络节点为站点,站点包括接入类型的站点(Access Point,AP)和非接入类型的站点(英文:None Access PointStation,简称:Non-AP STA),每个基本服务集可以包含一个AP和多个关联于该AP的Non-APSTA。当引入中继relay后,由于中继relay包括两个功能,因此,中继relay通常隶属于两个不同的BSS,中继relay的relay-STA模块隶属于一个BSS,在该BSS内relay属于非接入类型站点,而中继relay的relay-AP模块隶属于另一个BSS,在该另一个BSS内relay属于接入类型站点。
接入类型站点,也称之为无线访问接入点或热点等。接入类型站点是移动用户进入有线网络的接入点,主要部署于家庭、大楼内部以及园区内部,典型覆盖半径为几十米至上百米,当然,也可以部署于户外。接入类型站点相当于一个连接有线网和无线网的桥梁,其主要作用是将各个无线网络客户端连接到一起,然后将无线网络接入以太网。具体地,接入类型站点可以是带有WiFi(英文:Wireless Fidelity,中文:无线保真)芯片的终端设备或者网络设备。可选地,接入类型站点可以为支持802.11ax制式的设备,进一步可选地,该接入类型站点可以为支持802.11ac、802.11n、802.11g、802.11b及802.11a、802.11ah等多种WLAN制式的设备。
非接入类型的站点(英文:None Access Point Station,简称:Non-AP STA),可以是无线通讯芯片、无线传感器或无线通信终端。例如:支持WiFi通讯功能的移动电话、支持WiFi通讯功能的平板电脑、支持WiFi通讯功能的机顶盒、支持WiFi通讯功能的智能电视、支持WiFi通讯功能的智能可穿戴设备、支持WiFi通讯功能的车载通信设备和支持WiFi通讯功能的计算机。可选地,Non-AP STA可以支持802.11ax制式,进一步可选地,该站点支持802.11ac、802.11n、802.11g、802.11b及802.11a、802.11ah等多种WLAN制式。
而中继relay则是可以集接入类型站点的功能和非接入类型站点的功能的站点,在一个BSS中,中继relay充当接入类型站点,而在另一个BSS中,中继relay充当非接入类型站点。
现有WiFi技术采用载波监听多路访问/冲突检测(Carrier Sense MultipleAccess/Collision Derect,CSMA/CA)协议以实现干扰避免,让通过竞争首先获得信道使用权的通信对独占信道资源,只有该通信对通信完毕,周围其他的通信对才可竞争该信道。这种方式对正在通信的链路实现了较好的保护,但在802.11ax的高密度组网情况下,其频谱效率受到了很大的限制。由于处在多个BSS的交叠区域的边缘用户将会受到来自周围多个BSS的干扰,其通信机会及数据吞吐量都将远小于中心用户。因此让边缘用户在OBSS通信对的传输时间内进行空间复用从而提高通信机会和频谱效率在高密度WIFI组网场景下具有重要的意义。
空间复用技术让用户在收到OBSS的on-going数据包的情况下进行并发传输,但空间复用(Spatial Reuse,SR)传输对不能对OBSS的on-going传输对造成干扰。为了实现这一技术,SR节点需要在满足一定条件的情况下才能进行空间复用;另外,现有标准的空闲信道评估(Clear Channel Assessment,CCA)和网络分配矢量(Network Allocation Vector,NAV)规则也需要进行改进从而提高空间复用的机会。
802.11ax在物理层前导码高效字段中引入基本服务集(basic service set,BSS)color字段,该字段用来标识该BSS,帮助接收站点判断接收到的PPDU是否来自于本BSS的。当该PPDU的物理层前导码高效字段含有的BSS color与该接收站点所在BSS的BSS color相同,则该PPDU为本BSS的数据包,否则为OBSS的数据包。基于BSS color,接收站点可以使用空间重用原则接入信道,或提前终止读取接收到的PPDU,从而节省能量。
空间复用原则:CCA方式即在无线通信系统中,当设备需要在某一信道上发送数据之前,首先在这个信道上进行接收,利用接收信号强度(Received Signal StrengthIndication,RSSI)来判断信道是否被占用,该RSSI也被称为CCA灵敏度。根据802.11标准,当有效的前导被检测到具有在CCA阈值处或者在CCA阈值以上的RSSI(-82dBm(毫瓦分贝))时,CCA就指示信道处于忙状态。在没有检测到前导的情况下,用于指示信道忙的CCA阈值为-62dBm。如果经过给定的时间,该设备通过CCA方式没有发现有其它设备在此信道上发送数据,则开始发送;如果发现有其他设备在发送数据,则随机避让一段时间后再次重试此过程。
现有WIFI标准采用的是固定阈值的CCA,该阈值设置较低,可在一定程度上规避干扰,但同时也大大降低了密集组网情况下的并发概率。因此,为了提高空间复用的机会,提出了OBSS数据单元(OBSS PD level,OPD)门限,针对OBSS的数据包的信号强度进行检测。
空间复用是一种提高系统总吞吐量和频谱利用率的关键技术,当STA收到来自OBSS的数据包后,在满足一定的条件使能进行SR情况下,STA启动OPD门限(OBSS PD level)来进行CCA检测判断,当满足RSSI小于OPD门限的条件时,STA可以竞争信道进行SR传输。
功率节省原则:接收站点一旦接收到PPDU物理层前导码含有的BBS color与本BSScolor不同,则可以终止接收该PPDU物理层前导码BSS color字段后续部分(如该PPDU的媒体接入控制层(medium access control,MAC)部分),从而达到可以节省功率的效果。需要说明的是,若接收站点为中继relay,则接收到PPDU时,需要判断该PPDU物理层前导码携带的BSS color与该relay的relay-STA和relay-AP所在的BSS的BSS color都不一致时,才可以终止接收该PPDU,从而节省功率。
本发明实施例中BSS标识用于唯一标识一个BSS,比如可以是BSS color,AP的MAC地址或者部分MAC地址等等,图1中以BSS标识为BSS color作为举例说明。
本发明实施例中的网络节点可以是站点STA,或者网络节点也可以是根接入点root AP,或者网络节点也可以是中继relay。
本发明实施例的中继relay包括relay-AP模块和relay-STA模块,且该两个模块分别隶属于不同BSS,本发明实施例中将relay与网络节点隶属的相同BSS称为第一BSS,而将relay隶属的另一个BSS称为扩展BSS,如图1所示,若网络节点为root AP,以relay1为例进行举例说明,relay1-STA属于BSS1,而relay1-AP属于BSS2,本发明实施例将relay1-STA与网络节点root AP隶属的BSS称为第一BSS,而将relay1-AP隶属的BSS2称为扩展BSS。
请参照图1,为一个典型的WLAN部署场景的系统示意图,如图所示,本实施例的系统架构中包括三层网络节点,当然本发明实施例仅仅以三层网络节点作为举例,并不对本发明进行限定,本发明可以包括N(N大于或者等于3)层网络节点,比如图1的STA1可以为中继relay3,然后该中继relay3管理多个STA,这样就构成四层网络架构。
其中,图1的网络中包括3个BSS(可以理解的是3个BSS仅为举例,并不对本发明进行限定)。图中的中继relay逻辑上实现2个功能,分别为中继-站点(relay-STA)功能和中继-接入点(relay-AP,access point)功能。通常,当中继relay与关联到的上层AP(如图中的root AP)通信时,充当relay-STA的功能;当中继relay管理的站点与其通信时,如STA 1发送数据包给relay 1,此时relay 1充当relay-AP功能。每个中继relay和其管理的站点被称为一个BSS,比如relay 1,STA 1,STA3为一个BSS。
本发明实施例中的网络节点可以为图1中的root AP或者STA或者中继relay,需要说明的是,若网络节点为中继relay1,则第一BSS可以是图1中的BSS1,也可以是图1中的BSS2,具体确定第一BSS的方法可以是,根据relay1需要通信的站点所属的BSS进行确定,比如relay1需要与STA1通信,则第一BSS为BSS2。
在多跳中继网络中,每个BSS拥有一个BSS color,用来标识该BSS。该BSS color字段放在PPDU的物理层前导码信令字段中或者MAC头中。网络节点接收到PPDU后,可以采用空间重用原则提高并发数据包的传输效率,从而提高网络吞吐率。另外,基于不同BSS color,网络节点可以采用节省功率原则,提前终止接收该PPDU,达到节省功率效果。
如图1所示,采用BSS color,可以提高BSS1,BBS2和BSS3内的站点并发传输的概率。然而由于中继relay可以同时隶属于2个BSS,比如说relay1的relay1-AP属于BSS 2,而relay1-STA属于BSS 1,基于BSS color的多个BSS并发传输会引起数据传输的碰撞问题。比如说,relay1-AP发送PPDU1给STA1,此时root AP收到该PPDU1,但是基于该PPDU1物理层前导码携带的BSS color判断为OBSS的PPDU,此时接收到的PPDU1的RSSI满足小于OPD门限的条件,且PPDU1的RSSI满足SR条件时,root AP可以竞争信道发送数据给其管理的站点,若root AP发送数据给relay1-STA。但由于此时relay1正在发送数据,不能同时接收数据,从而导致root AP发送过来的数据无法接收。再比如,STA1发送PPDU2给relay1-AP,此时rootAP收到该PPDU2,但是基于该PPDU2物理层前导码携带的BSS color判断为OBSS的PPDU,此时接收到的PPDU2的RSSI满足小于OPD门限的条件,且PPDU2的RSSI满足SR条件时,root AP可以竞争信道发送数据给其管理的站点,若root AP发送数据给relay1-STA。此时,relay1同时接收到的来自于STA1和root AP的数据包会发生碰撞。
在本发明实施例中,为了解决上述数据传输碰撞问题,在进行空间重用时,不能仅仅采用传统的空间重用原则进行判断,而是需要进一步获取本BSS内所有中继relay所属的扩展BSS的标识,这样网络节点在接收到来自某一个目标relay所属的扩展BSS的PPDU时,则不能与该目标relay进行通信,因为可能会存在数据碰撞问题。
请参照图2,为本发明实施例提供的一种数据通信方法的流程图,本发明实施例的数据通信方法用于无线局域网,该无线局域网包括根接入点root AP,中继relay和站点STA,其中,所述root AP与多个relay关联,所述多个relay中的每个relay与一个或多个所述STA关联。本发明实施例的网络节点可以是无线局域网中的任意站点(包括根接入点rootAP,中继relay和站点STA中的任意一种),如图所示,本发明实施例的数据通信方法包括以下步骤:
S200,网络节点接收到物理层协议数据单元PPDU后,获取所述PPDU中的基本服务集BSS标识;
本发明实施例中,网络节点可以包括接入类型的站点(比如图1中的root AP或者relay-AP),或者非接入类型的站点(比如图1中的STA或者relay-STA),中继relay可以为接入类型的站点relay-AP,也可以为非接入类型的站点relay-STA,不同的BSS中,该relay所具有的身份不同。当网络节点接收到PPDU时,即从该PPDU的物理层前导码中解析得到该PPDU中的BSS标识,该PPDU中的BSS标识用于表示该PPDU所来自BSS的标识,需要说明的是,若发送该PPDU的站点为中继relay,则该PPDU中的BSS标识用于标识发送该PPDU的中继relay的模块所属的BSS。如图1所示,若relay1是在BSS1中向AP发送该PPDU,则该PPDU中所包含的BSS标识为relay-STA所属的BSS1的标识。
可选的,若所述网络节点在所述第一BSS内为接入类型站点;
所述获取所述PPDU中包含的基本服务集BSS标识之前,还包括:
网络节点接收relay上报的预设帧,所述预设帧包含所述relay所属的扩展BSS的标识,所述relay与所述网络节点属于所述第一BSS。
可选的,所述预设帧包括数据帧、管理帧和控制帧中的任意一种。
本发明实施例中,若网络节点在第一BSS内为接入类型站点,比如图1中BSS1(第一BSS为BSS1)的root AP,或者BSS2(第一BSS为BSS2)中的relay1-AP,则该第一BSS内所有中继relay向其关联的接入类型站点(即网络节点)汇报其所属的另一个BSS的标识,即是该relay所属的扩展BSS的标识,如图1所示,所有中继relay向该网络节点汇报其relay-AP所在BSS的BSS标识(比如BSS标识可以是BSS color)。
如图1所示,若网络节点为BSS1的root AP,第一BSS为BSS1,则relay1向root AP汇报其relay1-AP所属的扩展BSS的标识(即是BSS2的标识),relay1-STA属于BSS1;relay2向root AP汇报其relay-AP所属的扩展BSS的标识(即是BSS3的标识),relay2-STA属于BSS1。
同理,若网络节点为中继relay,该relay在第一BSS为relay-AP,则该第一BSS内的所有relay向该网络节点汇报其自身relay-AP所在的另一个BSS的标识。
具体可选的,各个relay向网络节点汇报BSS color的方法可以为:各个relay通过自身的relay-STA模块向该网络节点发送预设帧,该预设帧的MAC头中携带BSS color,以告知网络节点其relay-AP所在BSS的BSS color;该预设帧可以是数据帧、管理帧或者控制帧中的任意一种。
可选的,若所述网络节点在所述第一BSS内为非接入类型站点;
所述获取所述PPDU中的基本服务集BSS标识之前,还包括:
所述网络节点接收管理帧,所述管理帧携带所述第一BSS内的所有relay所属的扩展BSS的标识,所述管理帧由所述网络节点所属的第一BSS内的接入类型站点广播。
本发明实施例中,若网络节点在第一BSS内为非接入类型站点,比如图1中BSS1(第一BSS为BSS1)的STA0,或者BSS1(第一BSS为BSS1)中的relay1-STA,或者,若BSS2中relay1-AP管理的站点还包括一个中继relay3,该relay3的relay3-STA隶属于BSS2,则网络节点可以是BSS2(第一BSS为BSS2)中的relay3-STA。
预先第一BSS内的每个relay向其关联的接入类型站点(可以是AP或者relay-AP)汇报其relay-AP所在BSS的BSS color。具体可选的,各个relay汇报BSS color的方法可以为:通过relay-STA模块向其所关联的接入类型站点发送预设帧,该预设帧在MAC头中携带BSS color,以告知其所关联的接入类型站点自身的relay-AP所在BSS的BSS color。该预设帧可以是控制帧、数据帧或者管理帧。
接入类型站点(可以是root AP或者relay-AP)搜集了第一BSS内所有relay所属的扩展BSS的标识,然后接入类型站点在第一BSS内广播其所管理的所有relay-STA共体的relay-AP所在的BSS colors。可选的,广播方式可以是通过信标帧beacon或其他管理帧携带BSS color元素,如图3所示,即是本发明实施例提供的一种BSS color元素的示意图,其中每个relay的BSSID也可以不包括在BSS color元素里。进一步可选的,接入类型站点在广播第一BSS内所有relay所属的扩展BSS的标识时,若该接入类型站点为relay-AP,则广播的管理帧中也可以包括该relay自身的relay-STA所属的BSS的标识。
S201,若所述PPDU中的标识与第一BSS标识不同,且所述PPDU中的标识与第二BSS标识相同,所述网络节点判断所述PPDU是否满足预设空间复用条件;所述第一BSS标识为所述网络节点所属的第一BSS的标识,所述第二BSS标识为目标relay所属的扩展BSS的标识,所述目标relay与所述网络节点属于所述第一BSS;
S202,若所述PPDU满足所述预设空间复用条件,则所述网络节点竞争接入信道,与所述第一BSS中除所述目标relay外的站点进行通信。
本发明实施例中,当网络节点收到PPDU时,首先需要判断该PPDU是否为OBSS的PPDU,即是判断PPDU中所携带的BSS标识是否与该网络节点所属的第一BSS的第一BSS标识相同(需要说明的是,若该网络节点为中继relay,则第一BSS为该中继relay预进行通信的站点所属的BSS),若该PPDU中的BSS标识与第一BSS不同,则该PPDU为OBSS的PPDU,进一步将该PPDU中的BSS标识与该网络节点所获得的该第一BSS内所有relay所属的扩展BSS的标识进行匹配,若该PPDU中的BSS标识与所有relay中目标relay所属的扩展BSS的第二BSS标识相同,则确定该PPDU为该目标relay所属的扩展BSS的PPDU。需要说明的是,目标relay即是该第一BSS内所有relay中的一个,该目标relay所属的扩展BSS标识与PPDU中的BSS标识能够匹配。
判断该PPDU是否满足预设空间复用条件,即是判断PPDU的RSSI是否满足小于OPD门限的条件,且PPDU的RSSI满足SR条件,若满足预设空间复用条件,则为了能够避免数据传输冲突问题,则该网络节点可以竞争接入信道,并与第一BSS内除目标relay外的站点进行通信,因为该PPDU来自该目标relay所属的扩展BSS,该目标relay可能正在进行接收数据或者发送数据,若向该目标relay进行通信,则可能会导致数据传输冲突问题。
进一步可选的,当网络节点收到OBSS的PPDU时,并且该PPDU物理层前导码携带的BSS color与该网络节点所搜集的第一BSS内所有relay所属的扩展BSS的标识均不一致时,若接收到的PPDU的RSSI满足小于OPD门限的条件,且PPDU的RSSI满足SR条件时,网络节点可以竞争信道发送数据给第一BSS内的任意站点。
需要说明的是,为了节省功率,如该网络节点为STA或者root AP,接收到OBSSPPDU(BSS color不匹配),则可以终止接收该PPDU,从而节省功率。若该网络节点为中继relay,则接收到PPDU时,需要判断该PPDU物理层前导码携带的BSS color与该relay的relay-STA和relay-AP所在的BSS的BSS color都不一致时,才可以终止接收该PPDU,从而节省功率。
进一步可选的,所述PPDU中包括禁止空间复用字段;
则本发明实施例中,网络节点在竞争接入信道之前,还会判断所述PPDU中的禁止空间复用字段的值是否为禁止空间复用的标识,若是,则禁止竞争所述信道,若否,则可以竞争接入信道。
本发明实施例中,在多跳中继网络中,每个BSS拥有不同的BSS color,该BSScolor只用来做功率节省,具体操作步骤是,每个BSS内站点发送的PPDU的物理层前导码中含有一个禁止空间复用的字段,并且该字段可以设置为禁止空间复用的标识。其他BSS的站点收到该PPDU,就不再进行空间复用,避免其带来的碰撞。
作为另一种可选的实施方式,中继网络中包括至少两个基本服务集BSS,并且该至少两个BSS的BSS标识均相同;这样每个站点解析到PPDU中所携带的BSS color均与自身所属BSS的BSS color相同,就不会进行空间复用。需要说明的是,不同中继网络之间,BSScolor可以不同,即是允许不同中继网络之间进行空间复用。
本发明实施例中,当网络节点接收到物理层协议数据单元PPDU后,获取所述PPDU中的基本服务集BSS标识,若所述PPDU中的BSS标识与第一BSS标识不同,且所述PPDU中的BSS标识与第二BSS标识相同,判断所述PPDU是否满足预设空间复用条件;所述第一BSS标识为所述网络节点所属的第一BSS的标识,所述第二BSS标识为目标relay所属的扩展BSS的标识,所述目标relay与所述网络节点属于所述第一BSS;若所述PPDU满足预设空间复用条件,则竞争接入信道,与所述第一BSS中除所述目标relay外的站点进行通信。这种方式可以解决不同BSS之间进行空间复用时的数据传输碰撞问题,实现中继网络中的空间复用,提高资源利用率。
下面结合附图4至附图5,阐述本发明实施例提供的数据通信装置的具体实现。
请参照图4,为本发明实施例提供的一种数据通信装置的结构示意图,该数据通信装置可以应用于无线局域网中的任意网络节点,所述无线局域网包括根接入点root AP,中继relay和站点STA,其中,所述root AP与多个relay关联,所述多个relay中的每个relay与一个或多个所述STA关联,该网络节点可以包括是站点STA,也可以是根接入点root AP,或者也可以是中继relay,可以是图1中的任意网络节点。如图4所示,本实施例所述的一种数据通信装置包括:获取单元100、判断单元101和收发单元102。
获取单元100,用于接收到物理层协议数据单元PPDU后,获取所述PPDU中的基本服务集BSS标识;
判断单元101,用于若所述PPDU中的BSS标识与第一BSS标识不同,且所述PPDU中的BSS标识与第二BSS标识相同,判断所述PPDU是否满足预设空间复用条件;所述第一BSS标识为所述网络节点所属的第一BSS的标识,所述第二BSS标识为目标relay所属的扩展BSS的标识,所述目标relay与所述网络节点属于所述第一BSS;
收发单元102,用于若所述PPDU满足预设空间复用条件,则竞争接入信道,与所述第一BSS中除所述目标relay外的站点进行通信。
可选的,若所述网络节点在所述第一BSS内为接入类型站点;
所述收发单元还用于接收relay上报的预设帧,所述预设帧包含所述relay所属的扩展BSS的标识,所述relay与所述网络节点属于所述第一BSS。
可选的,所述预设帧包括数据帧、管理帧和控制帧中的任意一种。
可选的,若所述网络节点在所述第一BSS内为非接入类型站点;
所述收发单元还用于接收管理帧,所述管理帧携带所述第一BSS内的所有relay所属的扩展BSS的标识,所述管理帧由所述网络节点所属的第一BSS内的接入类型站点广播。
上述管理帧中携带的所述第一BSS内所有relay所属的扩展BSS的标识为所述第一BSS内的relay预先向所述接入类型站点上报的标识。
可选的,所述PPDU中包括禁止空间复用字段;
所述判断单元还用于读取所述禁止空间复用字段的值,判断所述PPDU中的禁止空间复用字段的值是否为禁止空间复用的标识,若是,则禁止竞争所述信道。
本发明实施例中,当网络节点接收到物理层协议数据单元PPDU后,获取所述PPDU中的基本服务集BSS标识,若所述PPDU中的BSS标识与第一BSS标识不同,且所述PPDU中的BSS标识与第二BSS标识相同,判断所述PPDU是否满足预设空间复用条件;所述第一BSS标识为所述网络节点所属的第一BSS的标识,所述第二BSS标识为目标relay所属的扩展BSS的标识,所述目标relay与所述网络节点属于所述第一BSS;若所述PPDU满足预设空间复用条件,则竞争接入信道,与所述第一BSS中除所述目标relay外的站点进行通信。这种方式可以解决不同BSS之间进行空间复用时的数据传输碰撞问题,实现中继网络中的空间复用,提高资源利用率。
请参照图5,为本发明实施例提供的另一种数据通信装置的结构示意图,该数据通信装置可以应用于无线局域网中的任意网络节点,所述无线局域网包括根接入点root AP,中继relay和站点STA,其中,所述root AP与多个relay关联,所述多个relay中的每个relay与一个或多个所述STA关联,该网络节点可以包括是站点STA,也可以是根接入点root AP,或者也可以是中继relay,可以是图1中的任意网络节点。如图5所示,该数据通信装置1000包括处理器1010、存储器1020以及收发器1030。该数据通信装置所应用的网络节点可以为图1中示出的STA、root AP或者relay。
具体地,处理器1010控制数据通信装置1000的操作。存储器1020可以包括只读存储器和随机存取存储器,并向处理器1010提供指令和数据,处理器可以是通用处理器、数字信号处理器、专用集成电路、现场可编程门阵列或者其他可编程逻辑器件。存储器1020的一部分还可以包括非易失行随机存取存储器(NVRAM)。数据通信装置1000的各个组件通过总线1040耦合在一起,其中总线系统1040除包括数据总线之外,还包括电源总线、控制总线和状态信号总线。但是为了清楚说明起见,在图中将各种总线都标为总线系统1040。需要说明的是,上述对于数据通信装置结构的描述,可应用于后续的实施例。
处理器1010,用于接收到物理层协议数据单元PPDU后,获取所述PPDU中的基本服务集BSS标识;
所述处理器1010还用于若所述PPDU中的BSS标识与第一BSS标识不同,且所述PPDU中的BSS标识与第二BSS标识相同,判断所述PPDU是否满足预设空间复用条件;所述第一BSS标识为所述网络节点所属的第一BSS的标识,所述第二BSS标识为目标relay所属的扩展BSS的标识,所述目标relay与所述网络节点属于所述第一BSS;
收发器1030,用于若所述PPDU满足预设空间复用条件,则竞争接入信道,与所述第一BSS中除所述目标relay外的站点进行通信。
可选的,若所述网络节点在所述第一BSS内为接入类型站点;
所述处理器1010获取所述PPDU中的基本服务集BSS标识之前,所述收发器1030还用于接收relay上报的预设帧,所述预设帧包含所述relay所属的扩展BSS的标识,所述relay与所述网络节点属于所述第一BSS。
其中,所述预设帧包括数据帧、管理帧和控制帧中的任意一种。
可选的,若所述网络节点在所述第一BSS内为非接入类型站点;
所述处理器1010获取所述PPDU中的基本服务集BSS标识之前,所述收发器1030还用于接收管理帧,所述管理帧携带所述第一BSS内的所有relay所属的扩展BSS的标识,所述管理帧由所述网络节点所属的第一BSS内的接入类型站点广播。
可选的,所述管理帧中携带的所述第一BSS内所有relay所属的扩展BSS的标识为所述第一BSS内的relay预先向所述接入类型站点上报的标识。
进一步可选的,所述PPDU中包括禁止空间复用字段;
在所述收发器竞争接入信道之前,所述处理器1010还用于读取所述禁止空间复用字段的值,判断所述PPDU中的禁止空间复用字段的值是否设置为禁止空间复用的标识,若是,则禁止竞争所述信道。
本发明实施例中,当网络节点接收到物理层协议数据单元PPDU后,获取所述PPDU中的基本服务集BSS标识,若所述PPDU中的BSS标识与第一BSS标识不同,且所述PPDU中的BSS标识与第二BSS标识相同,判断所述PPDU是否满足预设空间复用条件;所述第一BSS标识为所述网络节点所属的第一BSS的标识,所述第二BSS标识为目标relay所属的扩展BSS的标识,所述目标relay与所述网络节点属于所述第一BSS;若所述PPDU满足预设空间复用条件,则竞争接入信道,与所述第一BSS中除所述目标relay外的站点进行通信。这种方式可以解决不同BSS之间进行空间复用时的数据传输碰撞问题,实现中继网络中的空间复用,提高资源利用率。
可以理解的是,上述数据通信装置中各个组件的具体实现方式可以进一步参考方法实施例中的相关描述。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程,是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中,该程序在执行时,可包括如上述各方法的实施例的流程。其中,所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory,ROM)或随机存储记忆体(Random AccessMemory,RAM)等。
本发明实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减。
本发明实施例终端中的单元可以根据实际需要进行合并、划分和删减。
本发明实施例的微控制器等部件,可以以通用集成电路,如CPU,或以专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)来实现。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已,当然不能以此来限定本发明之权利范围,因此依本发明权利要求所作的等同变化,仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (11)
1.一种数据通信方法,用于无线局域网,所述无线局域网包括根接入点rootAP,中继relay和站点STA,其中,所述root AP与多个relay关联,所述多个relay中的每个relay与一个或多个所述STA关联,其特征在于,包括:
网络节点接收到物理层协议数据单元PPDU后,获取所述PPDU中的基本服务集BSS标识;
若所述PPDU中的BSS标识与第一BSS标识不同,且所述PPDU中的BSS标识与第二BSS标识相同,所述网络节点判断所述PPDU是否满足预设空间复用条件;所述第一BSS标识为所述网络节点所属的第一BSS的标识,所述第二BSS标识为目标relay所属的扩展BSS的标识,所述目标relay与所述网络节点属于所述第一BSS;
若所述PPDU满足预设空间复用条件,则所述网络节点竞争接入信道,与所述第一BSS中除所述目标relay外的站点进行通信。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,若所述网络节点在所述第一BSS内为接入类型站点;
所述获取所述PPDU中的基本服务集BSS标识之前,还包括:
所述网络节点接收relay上报的预设帧,所述预设帧包含所述relay所属的扩展BSS的标识,所述relay与所述网络节点属于所述第一BSS。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,若所述网络节点在所述第一BSS内为非接入类型站点;
所述获取所述PPDU中的基本服务集BSS标识之前,还包括:
所述网络节点接收管理帧,所述管理帧携带所述第一BSS内的所有relay所属的扩展BSS的标识,所述管理帧由所述网络节点所属的第一BSS内的接入类型站点广播。
4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述管理帧中携带的所述第一BSS内所有relay所属的扩展BSS的标识为所述第一BSS内的relay预先向所述接入类型站点上报的标识。
5.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述PPDU中包括禁止空间复用字段;所述方法还包括:
所述网络节点读取所述禁止空间复用字段的值;
所述网络节点判断所述PPDU中的所述禁止空间复用字段的值是否为禁止空间复用的标识,若是,则禁止竞争所述信道。
6.一种数据通信装置,应用于无线局域网中的网络节点,所述无线局域网包括根接入点root AP,中继relay和站点STA,其中,所述root AP与多个relay关联,所述多个relay中的每个relay与一个或多个所述STA关联,其特征在于,包括:
获取单元,用于接收到物理层协议数据单元PPDU后,获取所述PPDU中的基本服务集BSS标识;
判断单元,用于若所述PPDU中的BSS标识与第一BSS标识不同,且所述PPDU中的BSS标识与第二BSS标识相同,判断所述PPDU是否满足预设空间复用条件;所述第一BSS标识为所述网络节点所属的第一BSS的标识,所述第二BSS标识为目标relay所属的扩展BSS的标识,所述目标relay与所述网络节点属于所述第一BSS;
收发单元,用于若所述PPDU满足预设空间复用条件,则竞争接入信道,与所述第一BSS中除所述目标relay外的站点进行通信。
7.如权利要求6所述的装置,其特征在于,若所述网络节点在所述第一BSS内为接入类型站点;
所述收发单元还用于接收relay上报的预设帧,所述预设帧包含所述relay所属的扩展BSS的标识,所述relay与所述网络节点属于所述第一BSS。
8.如权利要求6所述的装置,其特征在于,若所述站点在所述第一BSS内为非接入类型站点;
所述收发单元还用于接收管理帧,所述管理帧携带所述第一BSS内的所有relay所属的扩展BSS的标识,所述管理帧由所述网络节点所属的第一BSS内的接入类型站点广播。
9.如权利要求8所述的装置,其特征在于,所述管理帧中携带的所述第一BSS内所有relay所属的扩展BSS的标识为所述第一BSS内的relay预先向所述接入类型站点上报的标识。
10.如权利要求6所述的装置,其特征在于,所述PPDU中包括禁止空间复用字段;
所述判断单元还用于读取所述禁止空间复用字段的值,判断所述PPDU中的所述禁止空间复用字段的值是否为禁止空间复用的标识,若是,则禁止竞争所述信道。
11.一种中继网络,其特征在于,所述中继网络包括至少两个基本服务集BSS,所述至少两个BSS的BSS标识均相同。
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