CN108111260A - 超密集网络中obss场景跨bss通信的方法 - Google Patents

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Abstract

超密集网络中OBSS场景跨BSS通信的方法，首先AP1和AP2通过帧交互选择具有多BSS关联和网络编码能力的OBSS站点作为中继，第一时隙，AP1向OBSS站点STA1和BSS1中的STA2发送信号，同时，AP2向OBSS站点STA1和BSS2中的STA3发送信号；第二时隙，OBSS站点STA1在收到AP1和AP2的信息后，将AP1和AP2的信息进行物理层网络编码后广播发送，STA2和STA3在收到该信息后，将其与第一时隙内的信号再进行网络编码即可分别得到AP2和AP1的发送信号。本发明有益效果：可实现超密集网络中不同局域网的跨BSS通信。

Description

超密集网络中OBSS场景跨BSS通信的方法
技术领域
本发明涉及移动通信技术领域，具体地说是超密集网络中OBSS场景跨BSS通信的方法。
背景技术
首先介绍一下无线局域网IEEE 802.11ac的标准。IEEE 802.11ac工作在5GHz频段，与IEEE 802.11n部分兼容，支持20/40/80/160/80+80MHz可变带宽运行。IEEE 802.11ac物理层采用多用户MIMO+OFDM技术，支持最高为256QAM、5/6码率的调制编码方式，最高速率可达1Gbps。IEEE 802.11ac的MAC层引入了多用户下行TXOP机制，允许AP同时传输帧到多个STA，在一个TXOP中可以传输多个接入类别（AC）的数据；此外MAC层还改进了聚合机制，通过增大A-MSDU和A-MPDU的长度提升了MAC层能效。
BSS是一个802.11无线局域网（WLAN）的基本组成部分。BSS分为两种——独立BSS（IBSS，Independent BSS）和具有基础设施的BSS。其中，IBSS指的是相互之间直接通信的站点所建立起来的ad-hoc关联。一个具有基础设施的BSS具有一个AP，AP可能与分布式系统（DS, Distributed System）相连。在本发明中，我们所采用的拓扑结构为基础BSS。基础BSS中的AP定期广播“信标”帧。“信标”时段定义了目标信标传输时间(Target BeaconTransmission Time,TBTT)的固定时刻表，在媒体空闲的前提下，“信标”帧本身则在TBTT时刻或者尽量靠近TBTT的时刻发送。“信标”帧带有管制信息、能力信息以及用来管理BSS的信息。
802.11管理功能为通过扫描，也就是被动地寻找“信标”传输或者利用“试探请求”/“试探响应”交换来主动探测AP的存在，站点就能知道一个BSS的存在。这里的扫描是站点发现一个BSS以及与该BSS相关联的属性的过程。扫描有两种形式：被动扫描和主动扫描。站点在BSS中的成员身份是动态的。站点可能上电打开或关闭，或者站点可能是移动的，并移进或移出BSS所覆盖的区域。站点通过“关联”到BSS来成为BSS的成员。当离开BSS时，站点则变成“去关联”。在一个或多个基础BSS组成的扩展BSS（ESS, Extent Service Set）中，站点可以通过“重关联”在ESS中从一个BSS迁移到另一个BSS。
其中，关联是站点必须先与AP关联，然后才被允许通过AP发送数据。在站点和AP间建立起一种映射关系，以允许分布系统(Distributed System, DS)内的消息可以抵达站点所关联的AP，并最终抵达站点本身。在任何给定时刻，一个站点只能与一个AP关联。重关联是对站点的移动性提供支持，从而使站点可以在同一个ESS中从与一个AP相关联转移到另一个。去关联-可以由站点或AP发起，以结束一个已有的关联。站点在离开网络时，应该主动执行去关联操作。
HT站点能力是802.11n和ac协议中特有的能力，它是通过使用HT能力元素来在信令中表明的。这个元素存在于站点所发送的“信标”、“关联请求”、“关联响应”、“重关联请求”、“重关联响应”、“试探请求”以及“试探相应”管理帧等。其中本发明利用“HT operationinformation field”帧结构中的预留比特，该预留比特长度11位，可足够满足本发明需要。
无线局域网络中，基站又被称为接入站点(AP, access point)，用户相当于工作站点(STA，station)。基本服务集（Basic Service Set），是一个无线网络中的术语，用于描述在一个802.11 WLAN中的一组相互通信的移动设备。一个BSS可以包含AP（接入点），也可以不包含AP。基本服务集有两种类型：一种是基础设施模式的基本服务集，包含一个AP和若干个移动台；另一种是独立模式的基本服务集，由若干个移动台组成，其中的一个充当主移动台。每个基本服务集都一个唯一的标识，称为BSSID。距离相近有重叠覆盖范围的成为重叠基本服务集(OBSS, Overlapping Basic Service Set)。在超密集网络中，分布着多个小小区。若一个小小区中的用户或AP想要与另一个小小区中的用户或AP进行通信时，由于覆盖距离的限制使得一个BSS中的用户或AP无法与相邻小区的用户或AP进行通信，目前的IEEE 802.11标准中，超密集网络中的OBSS场景的跨BSS通信尚无有效的解决方案，本发明为了实现该场景的通信而提出。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供超密集网络中OBSS场景跨BSS通信的方法，克服现有技术存在的问题，使AP可通过超密集局域网实现跨BSS的通信。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：超密集网络中OBSS场景跨BSS通信的方法，在多个具有基础设施的基本服务集BSS系统中有接入站点AP，接入站点AP含有指示OBSS站点是否具有网络编码能力的信息，该信息可在关联时候的信标帧中体现，BSS1中的AP1和BSS2中的AP2通过OBSS站点进行网络编码通信的具体方法是：
（1）站点STA1通过帧结构指示标识其可关联多个BSS且具有网络编码能力，AP1和AP2通过帧交互选择具有多BSS关联和网络编码能力的OBSS站点STA1作为中继用户；
（2）第一时隙，AP1向OBSS站点STA1和BSS1中的STA2发送信号，同时，AP2向OBSS站点STA1和BSS2中的STA3发送信号；
（3）第二时隙，OBSS站点STA1将第一时隙内收到的AP1和AP2的信号和进行物理层网络编码后广播发送，站点STA2和STA3在收到该编码后的信号后，分别将其与第一时隙内收到的信号再进行物理层网络编码即可分别得到AP2和AP1发送的信号。
优选的，所述站点STA1通过帧结构指示标识其可关联多个BSS且具有网络编码能力的方法为：将“HT operation information field”帧结构中B13-B23比特位中的其中1位修改为“1”。
优选的，所述第二时隙内，OBSS站点STA1将第一时隙内收到的AP1和AP2的信号和进行异或运算后进行广播发送，站点STA2收到该异或信号后，通过与第一时隙收到的信号再进行异或运算即可得到AP2发送的信号，同样，STA3收到该异或信号后，通过与第一时隙收到的信号再进行异或运算即可得到AP1发送的信号。
优选的，当接入站点AP识别不到OBSS中存在具有多关联和网络编码能力的站点时，则放弃进行网络编码实现跨BSS通信。
优选的，当OBSS存在多个具有多关联和网络编码能力的站点时，接入站点AP通过不同的选择准则进行站点的选择，确定OBSS站点后再实现跨BSS的网络编码通信。
优选的，所述选择准则包括最大信噪比和接入类别等级。
本发明的有益效果是：在不改动现有无线局域网机制的前提下，当存在较多无线局域网密集覆盖时，AP可通过本发明方法实现超密集网络中不同局域网的跨BSS通信，尤其适用于AP1和AP2分别属于不同的专用网络，但其覆盖距离导致其无法通信的场景。
附图说明
图1为本发明一实施例的OBSS场景图；
图2为本发明一实施例的 “HT Operation Information field”的帧结构图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的方法做进一步的阐述。
如图1所示，超密集网络中OBSS场景跨BSS通信的方法，在多个具有基础设施的基本服务集BSS系统中有接入站点AP，接入站点AP含有指示OBSS站点是否具有网络编码能力的信息，该信息可在关联时候的信标帧中体现，BSS1中的AP1和BSS2中的AP2通过OBSS站点进行网络编码通信的具体方法是：
（1）AP1和AP2首先要在OBSS区域内选取一个具有网络编码能力的站点作为中继用户，如图1中的STA1作为OBSS场景的中继用户，要在“HT operation information field”帧结构中进行标识，即图2中的B13-B23的比特位有IEEE 802.11标准是未使用的，B13-B23比特位中的其中1位修改为“1”则标识该OBSS站点具有可关联多个BSS且具有网络编码能力，从而可实现通信过程；当B13-23比特位全为零则属于传统站点，无法进行本发明的通信过程。
（2）第一时隙，AP1向OBSS站点STA1和BSS1中的STA2发送信号，同时，AP2向OBSS站点STA1和BSS2中的STA3发送信号；
（3）第二时隙，OBSS站点STA1将第一时隙内收到的AP1和AP2的信号和进行异或运算后进行广播发送，站点STA2收到该异或信号后，通过与第一时隙收到的信号再进行异或运算即可得到AP2发送的信号，同样，STA3收到该异或信号后，通过与第一时隙收到的信号再进行异或运算即可得到AP1发送的信号。
当接入站点AP识别不到OBSS中存在具有多关联和网络编码能力的站点时，则放弃进行网络编码实现跨BSS通信。
当OBSS存在多个具有多关联和网络编码能力的站点时，接入站点AP通过不同的选择准则如最大信噪比和接入类别等级等进行站点的选择，确定OBSS站点后再实现跨BSS的网络编码通信。
本发明适用于IEEE 802.11ac协议，也适用于具有“HT operation informationfield”的其他802.11协议。

Claims (6)

1.超密集网络中OBSS场景跨BSS通信的方法，在多个具有基础设施的基本服务集BSS系统中有接入站点AP，接入站点AP含有指示OBSS站点是否具有网络编码能力的信息，该信息可在关联时候的信标帧中体现，其特征在于：BSS1中的AP1和BSS2中的AP2通过OBSS站点进行网络编码通信的具体方法是：
（1）站点STA1通过帧结构指示标识其可关联多个BSS且具有网络编码能力，AP1和AP2通过帧交互选择具有多BSS关联和网络编码能力的OBSS站点STA1作为中继用户；
（2）第一时隙，AP1向OBSS站点STA1和BSS1中的STA2发送信号，同时，AP2向OBSS站点STA1和BSS2中的STA3发送信号；
（3）第二时隙，OBSS站点STA1将第一时隙内收到的AP1和AP2的信号和进行物理层网络编码后广播发送，站点STA2和STA3在收到该编码后的信号后，分别将其与第一时隙内收到的信号再进行物理层网络编码即可分别得到AP2和AP1发送的信号。
2.根据权利要求1所述的超密集网络中OBSS场景跨BSS通信的方法，其特征在于：所述站点STA1通过帧结构指示标识其可关联多个BSS且具有网络编码能力的方法为：将“HToperation information field”帧结构中B13-B23比特位中的其中1位修改为“1”。
3.根据权利要求1所述的超密集网络中OBSS场景跨BSS通信的方法，其特征在于：所述第二时隙内，OBSS站点STA1将第一时隙内收到的AP1和AP2的信号和进行异或运算后进行广播发送，站点STA2收到该异或信号后，通过与第一时隙收到的信号再进行异或运算即可得到AP2发送的信号，同样，STA3收到该异或信号后，通过与第一时隙收到的信号再进行异或运算即可得到AP1发送的信号。
4.根据权利要求1所述的超密集网络中OBSS场景跨BSS通信的方法，其特征在于：当接入站点AP识别不到OBSS中存在具有多关联和网络编码能力的站点时，则放弃进行网络编码实现跨BSS通信。
5.根据权利要求1所述的超密集网络中OBSS场景跨BSS通信的方法，其特征在于：当OBSS存在多个具有多关联和网络编码能力的站点时，接入站点AP通过不同的选择准则进行站点的选择，确定OBSS站点后再实现跨BSS的网络编码通信。
6.根据权利要求5所述的超密集网络中OBSS场景跨BSS通信的方法，其特征在于：所述选择准则包括最大信噪比和接入类别等级。
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