CN111132369A - 选取信道的方法及发送端 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供一种选取信道的方法及发送端，方法包括：对多个信道进行排序，并且，生成退避计数值；从初始时隙开始，在每个时隙内，按照所述信道的排序顺序，并且根据每个所述信道的忙闲状态依次对所述退避计数值进行自减，直到所述退避计数值为0；根据对所述退避计数值进行自减的结果以及所述多个信道中至少一个的忙闲状态，在所述多个信道中选取发送端发送数据所使用的信道。该方法和发送端能够提高信道利用率。

Description

选取信道的方法及发送端
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别涉及选取信道的方法及发送端。
背景技术
无线保真(英文：Wireless Fidelity，简称：WiFi)系统可以工作在多个信道/子信道的场景下。针对多信道的场景，目前提出了一种在多个信道上维持多个退避计数器的信道选取方法。假设系统总共有N个信道，每个信道对应一个退避计数器，当站点(英文：station，简称：STA)或接入点(英文：Access Point，简称：AP)有数据发送时，STA或AP将执行以下过程以选取进行数据发送的信道：随机产生各个信道上的退避计数器的退避计数值，并在各个信道上同时进行载波监听多路访问(英文：Carrier Sense Multiple Access，简称：CSMA，)接入；当某个空闲信道的退避计数值减为0时，对该信道进行抢占；判断已抢占的信道是否满足带宽需求，如果满足，退避(英文：Backoff)结束；如果不满足，判断是否存在可选的空闲信道，如果存在，调整空闲信道上退避计数器的退避计数值，继续在各个空闲信道上同时进行CSMA接入；如果不存在，退避结束。
但是，发明人发现这种信道选取方法所需的退避时间长，从而导致信道利用率低。
发明内容
本发明实施例中提供了一种选取信道的方法及发送端，能够提高信道利用率。
为了解决上述技术问题，本发明实施例公开了如下技术方案：
第一方面，本发明实施例提供一种选取信道的方法，包括：
对多个信道进行排序，并且，生成退避计数值；
从初始时隙开始，在每个时隙内，按照所述信道的排序顺序，并且根据每个所述信道的忙闲状态依次对所述退避计数值进行自减，直到所述退避计数值为0；
根据对所述退避计数值进行自减的结果以及所述多个信道中至少一个的忙闲状态，在所述多个信道中选取发送端发送数据所使用的信道。
结合第一方面，在第一方面第一种可能的实现方式中，所述依次对所述退避计数值进行自减，包括：
对于每个所述信道，当所述信道空闲时，在根据所述信道的前一个信道的忙闲状态进行自减后的结果上减去自减步长，以得到的值作为更新后的所述退避计数值；当所述信道忙碌时，以所述根据所述信道的前一个信道的忙闲状态进行自减后的结果为更新后的所述退避计数值，所述自减步长大于等于1。
结合第一方面，和/或第一方面第一种可能的实现方式，在第一方面第二种可能的实现方式中，所述方法还包括：
在所述每个时隙内，确定当前时隙的自减步长。
结合第一方面第二种可能的实现方式，在第一方面第三种可能的实现方式中，所述确定当前时隙的自减步长，包括：
根据以下公式确定所述自减步长：自减步长＝当前时隙内空闲信道数div所述发送端需要的信道数。
结合第一方面，和/或第一方面第一种可能的实现方式，和/或第一方面第二种可能的实现方式，和/或第一方面第三种可能的实现方式，在第一方面第四种可能的实现方式中，在所述多个信道中选取发送端发送数据所使用的信道包括：
将使得所述退避计数值为0的信道的下一个空闲信道作为参考信道，按照所述信道的排序顺序将所述参考信道之前的m1个空闲信道、所述参考信道以及所述参考信道之后的n1个空闲信道确定为信道备选集合，从所述信道备选集合中选择p个信道作为所述发送端发送数据所使用的信道；m1≥0，n1≥0，且m1、n1均为整数，m1+n1≥p-1，p为所述发送端需要的信道数。
结合第一方面，和/或第一方面第一种可能的实现方式，和/或第一方面第二种可能的实现方式，和/或第一方面第三种可能的实现方式，和/或第一方面第四种可能的实现方式，在第一方面第五种可能的实现方式中，所述生成退避计数值，包括：
随机生成所述退避计数值；或者，
根据所述发送端需要的信道数以及系统负载确定竞争窗的数值，在所述竞争窗的数值范围内随机生成所述退避计数值。
结合第一方面，和/或第一方面第一种可能的实现方式，和/或第一方面第二种可能的实现方式，和/或第一方面第三种可能的实现方式，和/或第一方面第四种可能的实现方式，和/或第一方面第五种可能的实现方式，在第一方面第六种可能的实现方式中，所述方法还包括：
确定所述信道与关联信道之间的对应关系；
其中，所述信道为物理信道时，所述关联信道为逻辑信道；或者，所述信道为逻辑信道时，所述关联信道为物理信道。
结合第一方面第六种可能的实现方式，在第一方面第七种可能的实现方式中，确定物理信道与逻辑信道之间的对应关系，包括：
随机确定物理信道与逻辑信道之间的对应关系；或者，
根据物理信道与逻辑信道的频率确定物理信道与逻辑信道之间的对应关系，使得物理信道按照频率高低排序时，物理信道对应的逻辑信道也按照同样的频率高低顺序排序；或者，
将物理信道与逻辑信道均按照同样的频率顺序编号，按照以下编号关系确定物理信道与逻辑信道之间的对应关系：逻辑信道编号＝(物理信道编号+偏移随机数)mod物理信道总数。
第二方面，本发明实施例提供一种发送端，包括：排序单元、生成单元、自减单元以及选取单元，其中，
所述排序单元，用于对多个信道进行排序；
所述生成单元，用于生成退避计数值；
所述自减单元，用于从初始时隙开始，在每个时隙内，按照所述排序单元对所述信道的排序顺序，并且根据每个所述信道的忙闲状态依次对所述退避计数值进行自减，直到所述退避计数值为0；
所述选取单元，用于根据所述自减单元对所述退避计数值进行自减的结果以及所述多个信道中至少一个的忙闲状态，在所述多个信道中选取发送端发送数据所使用的信道。
结合第二方面，在第二方面第一种可能的实现方式中，所述自减单元具体用于：
对于每个所述信道，当所述信道空闲时，在根据所述信道的前一个信道的忙闲状态进行自减后的结果上减去自减步长，以得到的值作为更新后的所述退避计数值；当所述信道忙碌时，以所述根据所述信道的前一个信道的忙闲状态进行自减后的结果为更新后的所述退避计数值，所述自减步长大于等于1。
结合第二方面，和/或第二方面第一种可能的实现方式，在第二方面第二种可能的实现方式中，所述自减单元还用于：在所述每个时隙内，确定当前时隙的自减步长。
结合第二方面第二种可能的实现方式，在第二方面第三种可能的实现方式中，所述自减单元具体用于：
根据以下公式确定所述自减步长：自减步长＝当前时隙内空闲信道数div所述发送端需要的信道数。
结合第二方面，和/或第二方面第一种可能的实现方式，和/或第二方面第二种可能的实现方式，和/或第二方面第三种可能的实现方式，在第二方面第四种可能的实现方式中，所述选取单元具体用于：
将使得所述退避计数值为0的信道的下一个空闲信道作为参考信道，按照所述信道的排序顺序将所述参考信道之前的m1个空闲信道、所述参考信道以及所述参考信道之后的n1个空闲信道确定为信道备选集合，从所述信道备选集合中选择p个信道作为所述发送端发送数据所使用的信道；m1≥0，n1≥0，且m1、n1均为整数，m1+n1≥p-1，p为所述发送端需要的信道数。
结合第二方面，和/或第二方面第一种可能的实现方式，和/或第二方面第二种可能的实现方式，和/或第二方面第三种可能的实现方式，和/或第二方面第四种可能的实现方式，在第二方面第五种可能的实现方式中，所述生成单元具体用于：
随机生成所述退避计数值；或者，
根据所述发送端需要的信道数以及系统负载确定竞争窗的数值，在所述竞争窗的数值范围内随机生成所述退避计数值。
结合第二方面，和/或第二方面第一种可能的实现方式，和/或第二方面第二种可能的实现方式，和/或第二方面第三种可能的实现方式，和/或第二方面第四种可能的实现方式，和/或第二方面第五种可能的实现方式，在第二方面第六种可能的实现方式中，所述发送端还包括：确定单元，用于确定所述信道与关联信道之间的对应关系；其中，所述信道为物理信道时，所述关联信道为逻辑信道；或者，所述信道为逻辑信道时，所述关联信道为物理信道。
结合第二方面第六种可能的实现方式，在第二方面第七种可能的实现方式中所述确定单元具体用于：
随机确定物理信道与逻辑信道之间的对应关系；或者，
根据物理信道与逻辑信道的频率确定物理信道与逻辑信道之间的对应关系，使得物理信道按照频率高低排序时，物理信道对应的逻辑信道也按照同样的频率高低顺序排序；或者，
将物理信道与逻辑信道均按照同样的频率顺序编号，按照以下编号关系确定物理信道与逻辑信道之间的对应关系：逻辑信道编号＝(物理信道编号+偏移随机数)mod物理信道总数。
本发明实施例中，对多个信道进行排序，并且，生成退避计数值；从初始时隙开始，在每个时隙内，按照所述信道的排序顺序，并且根据每个所述信道的忙闲状态依次对所述退避计数值进行自减，直到所述退避计数值为0；根据对所述退避计数值进行自减的结果以及所述多个信道中至少一个的忙闲状态，在所述多个信道中选取发送端发送数据所使用的信道。从而在选取信道的过程中，所有信道共同使用一个退避计数值，按照每个信道的忙闲状态进行退避计数值自减，从而使得每个时隙中退避计数值的总减数值大于等于信道空闲数，加快了退避计数值自减到0的速度，缩短了信道选取过程中的退避时间，提高了信道利用率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，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为现有技术多信道的信道选取过程示意图；
图2为本发明实施例的一种应用场景示例图；
图3为本发明选取信道的方法的一个实施例示意图；
图4为本发明选取信道的方法的另一个实施例示意图；
图5A为本发明步骤401的一种实现方法示意图；
图5B为本发明步骤401的另一种实现方法示意图；
图6为本发明发送端的一个实施例示意图；
图7为本发明发送端的另一个实施例示意图。
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，所述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
应理解，本发明实施例的技术方案可以应用于采用载波侦听多址接入(英文：Carrier Sensing Multiple Access，简称：CSMA)技术的通信系统。该采用CSMA技术的通信系统可以是采用CSMA技术的使用非授权频谱(英文：Unlicensed band)的无线局域网络(英文：Wireless Local Area Networks，简称：WLAN)，例如无线保真(英文：WirelessFidelity，简称：WiFi)，全球微波接入互操作性(英文：Worldwide interoperability forMicrowave Access，简称：WiMAX)等，也可以是采用CSMA技术的使用非授权频谱或授权频谱的移动通信系统，例如：全球移动通讯(英文：Global System of Mobile communication，简称：GSM)系统、码分多址(英文：Code Division Multiple Access，简称：CDMA)系统、宽带码分多址(英文：Wideband Code Division Multiple Access，简称：WCDMA)系统、通用分组无线业务(英文：General Packet Radio Service，简称：GPRS)、长期演进(英文：Long TermEvolution，简称：LTE)系统、LTE频分双工(英文：Frequency Division Duplex，简称：FDD)系统、LTE时分双工(英文：Time Division Duplex，简称：TDD)、通用移动通信系统(英文：Universal Mobile Telecommunication System，简称：UMTS)等。
本发明中所称的接入点(英文：Access Point，简称：AP)可以是使用非授权频谱的WLAN AP，也可以是使用非授权频谱或授权频谱的基站。WLAN可以是无线保真(英文：Wireless Fidelity，简称：WiFi)，也可以是全球微波接入互操作性(英文：Worldwideinteroperability for Microwave Access，：简称：WiMAX)等，本发明并不限定。该使用非授权频谱或授权频谱的基站可以是GSM或CDMA中的基站(英文：Base TransceiverStation，简称：BTS)，也可以是WCDMA中的基站(英文：NodeB)，还可以是LTE中的eNB或e-NodeB，本发明并不限定。
站点(英文：station，简称：STA)可以通过AP与因特网连接。该站点可以是具有信号采集、数据处理或无线通信等功能的设备。例如，该站点可以是固定终端、也可以是移动终端(例如，移动电话、具有移动终端的计算机等)。
现有技术中，信道选取过程的退避时间长，信道利用率低。参考图1，为一个关于包含多信道和多退避计数器的退避过程的实例的示意图。其中，假设STA有数据发送，带宽需求为3个信道。在4个信道信道一、信道二、信道三和信道四上维持4个退避计数器，退避计数器的退避计数值分别为3、3、2、2。如图1所示，在时隙1，4个信道均空闲，各退避计数值分别减1，即4个空闲信道的退避计数值共减4；在时隙2，由于信道四在退避过程中信道忙，停止退避，其他三个信道的退避计数值分别减1，信道三的退避计数值退避至0，3个空闲信道的退避计数值共减3；在时隙3，由于信道三的退避计数值已经退避至0，STA占住信道三，信道一、二的退避计数值分别减1，信道一、二的退避计数值均退避至0，3个空闲信道的退避计数值共减2。在时隙3之后，信道一、二的退避计数值也减至0，且满足了STA的带宽需求，从时隙5开始，STA在信道一、信道二、信道三上发送数据。
如上例所示，在时隙3，由于信道三已退避至0，STA占住了信道三，在该时隙内，3个退避计数器在3个空闲信道上仅减2，该时隙的退避计数值的总减数值<信道空闲数，因此，信道选取过程的退避时间长，信道利用率低。
参见图2，为本发明实施例的应用场景示例，包括：数据的发送端210和接收端220，发送端210和接收端220之间通过信道承载数据。本发明实施例选取信道的方法可以应用于发送端210，以便发送端210有数据需要发送给接收端220时，选取承载数据的信道。
本发明实施例可以适用于节点在发送数据时需要随机接入信道的系统，例如前文提到的WiFi系统或者LTE-U系统等。当发送端210发送的数据是上行数据时，发送端210所需要选取的信道是上行信道，当发送端210发送的数据是下行数据时，发送端210所需要选取的信道是下行信道。例如，当本发明实施例应用于WiFi系统时，发送端210可以为站点STA，接收端220可以为AP或者基本服务集(BSS，Basic Service Set)的访问点，发送端210所需要选取的信道是上行信道；或者，发送端210可以为AP或者BSS的访问点，接收端220可以为STA，发送端210所需要选取的信道是下行信道。
参见图3，为本发明选取信道的方法的一个实施例流程图，该实施例从数据的发送端侧进行描述：
步骤301：对多个信道进行排序，并且，生成退避计数值。
其中，当发送端发送的是上行数据时，本发明实施例中所述的信道为上行信道，当发送端发送的是下行数据时，本发明实施例中所述的信道为下行信道。
其中，由于物理信道与逻辑信道之间具有对应关系，因此，本发明实施例中所述信道可以为物理信道或者逻辑信道，在物理信道与逻辑信道之间对应关系一定的情况下，所述信道为物理信道或逻辑信道对本发明实施例处理结果并无影响。
步骤302：从初始时隙开始，在每个时隙内，按照所述信道的排序顺序，并且根据每个所述信道的忙闲状态依次对所述退避计数值进行自减，直到所述退避计数值为0。
其中，所述初始时隙是指发送端执行本步骤302的第一个时隙，也即发送端开始进行退避计数值自减的时隙。所述初始时隙的确定与发送端确定何时开始信道选取、接入信道相关，具体确定方法这里不赘述。
步骤303：根据对所述退避计数值进行自减的结果以及所述多个信道中至少一个的忙闲状态，在所述多个信道中选取发送端发送数据所使用的信道。
其中，该方法还可以包括：确定所述信道与关联信道之间的对应关系；其中，本发明实施例中所述信道为物理信道时，所述关联信道为逻辑信道；或者，所述信道为逻辑信道时，所述关联信道为物理信道。这一步骤与步骤301、步骤302和步骤303之间的执行顺序不限制。
本实施例中，对多个信道进行排序并生成退避计数值，从初始时隙开始，在每个时隙内，按照所述信道的排序顺序，并且根据每个所述信道的忙闲状态依次对所述退避计数值进行自减，直到所述退避计数值为0，根据对所述退避计数值进行自减的结果以及所述多个信道中至少一个的忙闲状态，在所述多个信道中选取发送端发送数据所使用的信道，从而在选取信道的过程中，所有信道共同使用一个退避计数值，按照每个信道的忙闲状态进行退避计数值自减，从而使得每个时隙中退避计数值的总减数值大于等于信道空闲数，加快了退避计数值自减到0的速度，缩短了信道选取过程中的退避时间，提高了信道利用率。
参见图4，为本发明选取信道的方法的另一个实施例流程图，该方法包括：
步骤401：发送端确定信道与关联信道之间的对应关系。
其中，本步骤401中所述信道可以为物理信道，则关联信道可以为逻辑信道；或者，所述信道可以为逻辑信道，则关联信道可以为物理信道；因此，本步骤401实质上发送端确定的就是物理信道和逻辑信道之间的对应关系。
其中，本步骤401中所涉及的物理信道可以是发送端所能侦听到的所有物理信道的全部或部分，本发明实施例并不限制。同样的，本步骤401中所涉及的逻辑信道可以是发送端与接收端之间所有逻辑信道的全部或部分，本发明实施例并不限制。
在第一种可能的实现方式中，本步骤401可以包括：
发送端根据物理信道与逻辑信道的频率确定物理信道与逻辑信道之间的对应关系，使得物理信道按照频率高低排序时，物理信道对应的逻辑信道也按照同样的频率高低顺序排序。
例如，假设物理信道和逻辑信道的数量分别为15，15个物理信道按照频率由高到低的顺序编号分别为物理信道1～物理信道15，逻辑信道按照频率由高到低的顺序编号分别为逻辑信道1～逻辑信道15，则可以确定物理信道和逻辑信道之间的对应关系为：物理信道1对应逻辑信道1，物理信道2对应逻辑信道2，以此类推，直到物理信道15对应逻辑信道15，如下表1中第一列和第二列所示。
如果本发明实施例选取信道的方法应用于WiFi系统，使用第一种可能的实现方式确定物理信道和逻辑信道的对应关系时，会造成在部分信道上，相邻BSS间发生信道使用冲突的概率较高。
举例来说：假设BSS1、BSS2和BSS3为相邻BSS，BSS1的访问点为访问点1，BSS2的访问点为访问点2，BSS3的访问点为访问点3，在自减步长、初始时隙、物理信道的排序以及物理信道和逻辑信道的对应关系均相同的情况下，如果访问点1和访问点3的退避随机数相同，那么，访问点1和访问点3所得到的参考信道必然相同，如果访问点1和访问点3在步骤405中根据参考信道选取发送数据所使用的信道的实现方法相同，那么访问点1和访问点3所选取的发送数据所使用的信道也将相同，从而造成访问点1和访问点3在同样的信道发送数据，产生BSS1和BSS3的信道使用冲突。例如，如表1所示，假设自减步长为1，初始时隙相同，访问点1的退避随机数为5，访问点2的退避随机数为4，访问点3的退避随机数为5，那么，访问点1和访问点3得到的参考信道均为物理信道5(逻辑信道5)，进而如果访问点1和访问点3根据参考信道选取发送数据所使用的信道的实现方法相同，那么访问点1和访问点3将选取相同的信道发送数据，从而造成访问点1和访问点3在同样的信道发送数据，产生BSS1和BSS3的信道使用冲突。
表1
Figure BDA0002334914940000081
Figure BDA0002334914940000091
因此，本发明实施例还提供了以下的第二和第三种可能的实现方式，以降低BSS间的信道使用冲突概率。需要注意的是，第二和第三种可能的实现方式是在所述信道为逻辑信道，也即发送端直接选取发送数据的逻辑信道的情况下才能起到降低BSS间的信道使用冲突概率的效果；但是，第二和第三种可能的实现方式也可以适用于所述信道为物理信道，也即发送端直接选取发送数据的物理信道的情况下。
在第二种可能的实现方式中，本步骤401可以包括：
发送端随机确定物理信道与逻辑信道之间的对应关系。
在第三种可能的实现方式中，本步骤401可以包括：
发送端将物理信道与逻辑信道均按照同样的频率顺序编号，按照以下编号关系确定物理信道与逻辑信道之间的对应关系：逻辑信道编号＝(物理信道编号+偏移随机数)mod物理信道总数。
在第三种可能的实现方式下，当本发明实施例应用于WiFi系统时，同一BSS下的节点例如STA、AP、访问点等可以使用相同的偏移随机数，不同BSS下的节点可以使用不同的偏移随机数，也即，偏移随机数与BSS之间相关联，不同BSS对应不同的偏移随机数。这样，可以降低相邻BSS间信道使用冲突概率。
举例来说：
仍以上述BSS1、BSS2、BSS3为例，假设BSS1的偏移随机数为11、BSS2的偏移随机数为8、BSS3的偏移随机数为4，那么，BSS1中逻辑信道编号＝(物理信道编号+11)mod16，BSS2中逻辑信道编号＝(物理信道编号+8)mod16，BSS3中逻辑信道编号＝(物理信道编号+4)mod16，则BSS1、BSS2、BSS3中的逻辑信道编号与物理信道编号之间的对应关系如表2所示。
表2
Figure BDA0002334914940000092
Figure BDA0002334914940000101
此时，仍按前述实例假设自减步长为1，初始时隙相同，访问点1的退避随机数为5，访问点2的退避随机数为4，访问点3的退避随机数为5，在每个时隙按照逻辑信道0～15的顺序遍历逻辑信道进行退避随机数的自减，那么，访问点1和访问点3得到的参考信道均为逻辑信道5，访问点2得到的参考信道为逻辑信道4，但是参见表2的对应关系可知，访问点1中逻辑信道5对应的物理信道为物理信道10，访问点2中逻辑信道4对应的物理信道为物理信道12，访问点3中逻辑信道5对应的物理信道为物理信道1，三个访问点使用的物理信道均不相同，从而降低了相邻BSS间信道使用冲突概率。
步骤402：发送端对信道进行排序。
其中，发送端可以按照信道的频率高低顺序进行信道的排序，也可以随机进行信道的排序，本发明实施例并不限制。
步骤403：发送端生成退避计数值。
在第一种可能的实现方式中，发送端可以随机生成所述退避随机数。
在第二种可能的实现方式中，发送端可以根据发送端需要的信道数以及系统负载确定竞争窗的数值，在竞争窗的数值范围内随机生成所述退避计数值。
具体的，发送端可以按照系统负载确定一个竞争窗的标准值A，然后以该标准值与发送端所需要的信道数的乘积作为竞争窗的数值。例如，假设标准值A＝32，如果发送端需要的信道数为1，那么确定的竞争窗的数值为32，如果发送端需要的信道数为2，那么确定的竞争窗的数值为64。
在这种实现方式下，系统负载越高，标准值A可以越小，系统负载越低，标准值A可以越大，从而系统负载越高，发送端所能够选取的逻辑信道数越少，系统负载越低，发送端所能够选取的逻辑信道数越多。另外，在标准值A相同的情况下，对于需要的信道数不同的两个发送端，需要信道数少的发送端对应的竞争窗的数值较小，需要信道数多的发送端对应的竞争窗的数值较大，从而在竞争窗的数值范围内随机生成退避计数值时，需要信道数少的发送端生成的退避计数值比需要信道数多的发送端生成的退避计数值小的概率更大，从而需要的信道数少的发送端优先接入信道的概率更高。
其中，步骤401～步骤403这3个步骤之间的执行顺序不限制。
步骤404：发送端从初始时隙开始，在每个时隙内，按照所述信道的排序顺序，并且根据每个所述信道的忙闲状态依次对所述退避计数值进行自减，直到所述退避计数值为0。
其中，本发明实施例中将使得退避计数值为0的信道的下一个空闲信道称为参考信道。
其中，对退避计数值进行自减，可以包括：
对于每个信道，在根据所述信道的前一个信道的忙闲状态进行自减后的结果上减去自减步长，以得到的值作为更新后的所述退避计数值；当所述信道忙碌时，以所述根据所述信道的前一个信道的忙闲状态进行自减后的结果为更新后的所述退避计数值，所述自减步长大于等于1。
其中，所述自减步长可以为任意自然数，具体取值本发明并不限制。自减步长的具体取值可以预先设置于发送端。
或者，对退避计数值进行自减，可以包括：
在所述每个时隙内，确定当前时隙的自减步长；
对于每个信道，当所述信道空闲时，在根据所述信道的前一个信道的忙闲状态进行自减后的结果上减去自减步长，以得到的值作为更新后的所述退避计数值；当所述信道忙碌时，以所述根据所述信道的前一个信道的忙闲状态进行自减后的结果为更新后的所述退避计数值，所述自减步长大于等于1。
其中，所述确定当前时隙的自减步长，可以包括：
将自减步长确定为1；或者，
根据以下公式确定自减步长：自减步长＝当前时隙内空闲信道数div发送端需要的信道数。
例如，假设当前时隙内空闲信道数为9，发送端需要的信道数为2，则当前时隙的自减步长＝9div2＝4。
其中，各个信道的忙闲状态可以通过发送端对信道进行持续侦听实现，具体侦听方法本发明不再赘述。
在一种可能的实现方式中，本步骤404的详细实现可以通过图5A所示的方法实现：
步骤511：在当前时隙内，发送端判断当前信道是否空闲；如果空闲，退避计数值减1，如果不空闲(忙碌)，退避计数值不变。
其中，当前时隙的初始值为初始时隙，当前信道的初始值为信道的排序顺序中排序顺序为1的信道。
步骤512：发送端判断退避计数值是否为0；如果为0，发送端将当前信道的下一个信道确定为参考信道，流程结束；如果不为0，执行步骤513。
步骤513：发送端根据信道的排序顺序判断当前信道是否是最后一个信道，如果是最后一个信道，将当前时隙的下一个时隙作为当前时隙，根据信道的排序顺序将第一个信道作为当前信道，转入步骤511；如果不是最后一个信道，根据信道的排序顺序将当前信道的下一个信道作为当前信道，转入步骤511。
通过上述图5A所示的方法，首先在初始时隙内按照信道的排序顺序遍历信道，遍历完信道后如果退避计数值没有减为0，则在初始时隙的下一个时隙内继续按照信道的排序顺序遍历信道，以此类推，直到在某一个时隙内遍历到某一个空闲的信道时，退避计数值减1后数值为0，得到参考信道。并且，在每个时隙内，如果遍历到的信道忙绿，退避计数值保持不变，如果遍历到的信道空闲，退避计数值减1；在自减过程中，如果在某一个时隙内遍历到某一个空闲信道时，退避计数值减1后数值为0，则该空闲信道的下一个空闲信道为参考信道。
举实例说明：
假设物理信道的数量为16个，依照频率由低到高的顺序编号为：物理信道0～物理信道15；初始时隙为时隙0，时隙0之后的时隙依次为：时隙1、2、3…；退避随机数为48；各个物理信道在每个时隙的忙闲状态如表1所示，其中，为了说明退避计数器自减过程的方便，如果物理信道在对应时隙忙碌，表中以“忙碌”标明，如果物理信道在对应时隙空闲，以从0开始的有序数字标明。
参见下表3所示，首先在时隙0内，按照物理信道0～物理信道15的顺序遍历物理信道0～物理信道15，由于物理信道0～物理信道15在时隙0内均为空闲状态，因此，退避计数值将减为32；之后，在时隙1内，按照物理信道0～物理信道15的顺序遍历物理信道0～物理信道15，由于物理信道0～物理信道15在时隙1内均为空闲状态，因此，退避计数值将减为16；之后，在时隙2内，按照物理信道0～物理信道15的顺序遍历物理信道0～物理信道15，由于物理信道4和物理信道5在时隙2内为忙碌状态，其他物理信道在时隙2内为空闲状态，因此，退避计数值将减为2；之后，在时隙3内，按照物理信道0～物理信道15的顺序遍历物理信道0～物理信道15，当遍历物理信道至物理信道1时，退避计数值减为0，物理信道1的下一个空闲物理信道即物理信道2将作为参考信道。
表3
时隙0 时隙1 时隙2 时隙3 时隙4 …
物理信道0 0 16 32 46 59 …
物理信道1 1 17 33 47 60 …
物理信道2 2 18 34 48 61 …
物理信道3 3 19 35 49 62 …
物理信道4 4 20 忙碌 忙碌 忙碌 …
物理信道5 5 21 忙碌 忙碌 忙碌 …
物理信道6 6 22 36 50 63 …
物理信道7 7 23 37 51 64 …
物理信道8 8 24 38 忙碌 忙碌 …
物理信道9 9 25 39 52 65 …
物理信道10 10 26 40 53 66 …
物理信道11 11 27 41 54 67 …
物理信道12 12 28 42 55 68 …
物理信道13 13 29 43 56 69 …
物理信道14 14 30 44 57 70 …
物理信道15 15 31 45 58 71 …
在另一种可能的实现方式中，本步骤404的详细实现可以通过图5B所示的方法实现：
步骤521：发送端根据公式自减步长＝当前时隙内空闲信道数div发送端需要的信道数确定当前时隙的自减步长；
步骤522：在当前时隙内，发送端判断当前信道是否空闲；如果空闲，用退避计数值减去当前时隙的自减步长得到的数值更新退避计数值，如果不空闲(忙碌)，退避计数值不变。
其中，当前时隙的初始值为初始时隙，当前信道的初始值为信道的排序顺序中排序顺序为1的信道。
步骤523：发送端判断退避计数值是否为0；如果为0，将当前信道的下一个信道确定为参考信道，流程结束；如果不为0，执行步骤524。
步骤524：发送端根据信道的排序顺序判断当前信道是否是最后一个信道，如果是最后一个信道，将当前时隙的下一个时隙作为当前时隙，根据信道的排序顺序将第一个信道作为当前信道，转入步骤521；如果不是最后一个信道，根据信道的排序顺序将当前信道的下一个信道作为当前信道，转入步骤522。
图5B与图5A的区别仅在于：图5A所示的方法中每个时隙的自减步长均为1，而图5B所示的方法中，每个时隙的自减步长根据时隙内空闲信道数与发送端需要的信道数确定。相对于图5A所示的方法，图5B所示的方法中每个时隙的自减步长可能为1或大于1的数值，从而使用图5B所示的方法进行退避计数值的自减时，退避计数值自减为0的速度相对更快，信道选取过程中的退避时间更短，进一步提高了信道利用率。
举实例说明：
假设物理信道的数量为16个，依照频率由低到高的顺序编号为：物理信道0～物理信道15；发送端所需要的信道数为4；初始时隙为时隙0，时隙0之后的时隙依次为：时隙1、2、3…；退避随机数为48；各个物理信道在每个时隙的忙闲状态如表2所示，如果物理信道在对应时隙忙碌，表中以“忙碌”标明，如果物理信道在对应时隙空闲，表中以“空闲”标明。
参见下表4所示，由于时隙0内空闲的物理信道为8个，因此时隙0的自减步长为8div4＝2，在时隙0内，按照物理信道0～物理信道15的顺序遍历物理信道0～物理信道15，由于有8个物理信道在时隙0内为空闲状态，因此，退避计数值将减为32；之后，时隙1内空闲的物理信道为8个，因此时隙0的自减步长也为2，在时隙1内，按照物理信道0～物理信道15的顺序遍历物理信道0～物理信道15，由于有8个物理信道在时隙1内为空闲状态，因此，退避计数值将减为16；之后，时隙2内空闲的物理信道为14个，因此时隙2的自减步长为14div4＝3，在时隙2内，按照物理信道0～物理信道15的顺序遍历物理信道0～物理信道15，当遍历物理信道至物理信道7时，退避计数值减为0，物理信道7的下一个空闲物理信道即物理信道8将作为参考信道。
表4
Figure BDA0002334914940000141
Figure BDA0002334914940000151
步骤405：发送端根据对所述退避计数值进行自减的结果以及所述多个信道中至少一个的忙闲状态，在所述多个信道中选取发送端发送数据所使用的信道。
其中，本步骤405可以包括：
将使得所述退避计数值为0的信道的下一个空闲信道作为参考信道，按照信道的排序顺序将参考信道之前的m1个空闲信道、参考信道以及参考信道之后的n1个空闲信道确定为信道备选集合，从信道备选集合中选择p个信道作为发送端发送数据所使用的信道；m1≥0，n1≥0，且m1、n1均为整数，m1+n1≥p-1，p为发送端需要的信道数。
其中，在从信道备选集合中选择p个信道时，可以随机选择，也可以优先选择信道质量好的信道，本发明实施例并不限制。
例如，假设m1＝3，n1＝3，p＝1，逻辑信道按照逻辑信道0～15的顺序排序，最终步骤404中得到的参考信道为逻辑信道8，那么，假设逻辑信道5～7、逻辑信道9～11在当前时隙均为空闲状态，那么，可以在逻辑信道5～11中随机选择一个逻辑信道作为发送端发送数据所使用的信道，或者，也可以在逻辑信道5～11中选择信道质量最好的逻辑信道作为发送端发送数据所使用的信道。
或者，本步骤405可以包括：
将使得所述退避计数值为0的信道的下一个空闲信道作为参考信道，按照信道的排序顺序将参考信道之前的m2个空闲信道、参考信道以及参考信道之后的n2个空闲信道确定为发送端发送数据所使用的信道；m2≥0，n2≥0，且m2、n2均为整数，m2+n2＝p-1。
例如，假设m2＝1，n1＝1，p＝3，逻辑信道按照逻辑信道0～15的顺序排序，最终步骤404中得到的参考信道为逻辑信道8，那么，假设逻辑信道7、逻辑信道9在当前时隙均为空闲状态，那么，可以选择逻辑信道7～9作为发送端发送数据所使用的信道。
本实施例中，在选取信道的过程中，所有信道共同使用一个退避计数值，按照每个信道的忙闲状态进行退避计数值自减，从而使得每个时隙中退避计数值的总减数值大于等于信道空闲数，加快了退避计数值自减到0的速度，缩短了信道选取过程中的退避时间，提高了信道利用率。
与本发明选取信道的方法的实施例相对应，本发明还提供了发送端的实施例。
参见图6，为本发明发送端的一个实施例框图：该发送端600包括：排序单元610、生成单元620、自减单元630以及选取单元640，其中，
所述排序单元610，用于对多个信道进行排序；
所述生成单元620，用于生成退避计数值；
所述自减单元630，用于从初始时隙开始，在每个时隙内按照所述排序单元对所述信道的排序顺序，并且根据每个所述信道的忙闲状态依次对所述退避计数值进行自减，直到所述退避计数值为0；
所述选取单元640，用于根据所述自减单元630对所述退避计数值进行自减的结果以及所述多个信道中至少一个的忙闲状态，在所述多个信道中选取发送端发送数据所使用的信道。
可选地，所述自减单元630具体可以用于：
对于每个所述信道，当所述信道空闲时，在根据所述信道的前一个信道的忙闲状态进行自减后的结果上减去自减步长，以得到的值作为更新后的所述退避计数值；当所述信道忙碌时，以所述根据所述信道的前一个信道的忙闲状态进行自减后的结果为更新后的所述退避计数值，所述自减步长大于等于1。
可选地，所述自减单元630还可以用于：在所述每个时隙内，确定当前时隙的自减步长。
可选地，所述自减单元630具体可以用于：
根据以下公式确定所述自减步长：自减步长＝当前时隙内空闲信道数div所述发送端需要的信道数。
可选地，所述选取单元640具体可以用于：
将使得所述退避计数值为0的信道的下一个空闲信道作为参考信道，按照所述信道的排序顺序将所述参考信道之前的m1个空闲信道、所述参考信道以及所述参考信道之后的n1个空闲信道确定为信道备选集合，从所述信道备选集合中选择p个信道作为所述发送端发送数据所使用的信道；m1≥0，n1≥0，且m1、n1均为整数，m1+n1≥p-1，p为所述发送端需要的信道数。
可选地，所述生成单元620具体可以用于：
随机生成所述退避计数值；或者，
根据所述发送端需要的信道数以及系统负载确定竞争窗的数值，在所述竞争窗的数值范围内随机生成所述退避计数值。
可选地，所述发送端还可以包括：确定单元，用于确定所述信道与关联信道之间的对应关系；其中，所述信道为物理信道时，所述关联信道为逻辑信道；或者，所述信道为逻辑信道时，所述关联信道为物理信道。
可选地，所述确定单元具体可以用于：
随机确定物理信道与逻辑信道之间的对应关系；或者，
根据物理信道与逻辑信道的频率确定物理信道与逻辑信道之间的对应关系，使得物理信道按照频率高低排序时，物理信道对应的逻辑信道也按照同样的频率高低顺序排序；或者，
将物理信道与逻辑信道均按照同样的频率顺序编号，按照以下编号关系确定物理信道与逻辑信道之间的对应关系：逻辑信道编号＝(物理信道编号+偏移随机数)mod物理信道总数。
本实施例中，在选取信道的过程中，所有信道共同使用一个退避计数值，按照每个信道的忙闲状态进行退避计数值自减，从而使得每个时隙中退避计数值的总减数值大于等于信道空闲数，加快了退避计数值自减到0的速度，缩短了信道选取过程中的退避时间，提高了信道利用率。
参见图7，为本发明实施例发送端结构示意图，该发送端可以为WiFi系统中的STA、AP或者访问点等；该发送端700包括：处理器710、存储器720、收发器730和总线740；
处理器710、存储器720、收发器730通过总线740相互连接；总线740可以是ISA总线、PCI总线或EISA总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图7中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
存储器720，用于存放程序。具体地，程序可以包括程序代码，所述程序代码包括计算机操作指令。存储器720可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。
收发器730用于连接其他设备，并与其他设备进行通信。
所述处理器710执行所述程序代码，用于对多个信道进行排序，并且，生成退避计数值；从初始时隙开始，按照所述信道的排序顺序，并且根据每个所述信道的忙闲状态依次对所述退避计数值进行自减，直到所述退避计数值为0；根据对所述退避计数值进行自减的结果以及所述多个信道中至少一个的忙闲状态，在所述多个信道中选取发送端发送数据所使用的信道。
可选地，所述处理器710具体可以用于：
对于每个所述信道，当所述信道空闲时，在根据所述信道的前一个信道的忙闲状态进行自减后的结果上减去自减步长，以得到的值作为更新后的所述退避计数值；当所述信道忙碌时，以所述根据所述信道的前一个信道的忙闲状态进行自减后的结果为更新后的所述退避计数值，所述自减步长大于等于1。
可选地，所述处理器710还可以用于：在所述每个时隙内，确定当前时隙的自减步长。
可选地，所述处理器710具体可以用于：根据以下公式确定所述自减步长：自减步长＝当前时隙内空闲信道数div所述发送端需要的信道数。
可选地，所述处理器710具体可以用于：
将使得所述退避计数值为0的信道的下一个空闲信道作为参考信道，按照所述信道的排序顺序将所述参考信道之前的m1个空闲信道、所述参考信道以及所述参考信道之后的n1个空闲信道确定为信道备选集合，从所述信道备选集合中选择p个信道作为所述发送端发送数据所使用的信道；m1≥0，n1≥0，且m1、n1均为整数，m1+n1≥p-1，p为所述发送端需要的信道数。
可选地，所述处理器710具体可以用于：
随机生成所述退避计数值；或者，
根据所述发送端需要的信道数以及系统负载确定竞争窗的数值，在所述竞争窗的数值范围内随机生成所述退避计数值。
可选地，所述处理器710还可以用于：
确定所述信道与关联信道之间的对应关系；
其中，所述信道为物理信道时，所述关联信道为逻辑信道；或者，所述信道为逻辑信道时，所述关联信道为物理信道。
可选地，所述处理器710具体可以用于：
随机确定物理信道与逻辑信道之间的对应关系；或者，
根据物理信道与逻辑信道的频率确定物理信道与逻辑信道之间的对应关系，使得物理信道按照频率高低排序时，物理信道对应的逻辑信道也按照同样的频率高低顺序排序；或者，
将物理信道与逻辑信道均按照同样的频率顺序编号，按照以下编号关系确定物理信道与逻辑信道之间的对应关系：逻辑信道编号＝(物理信道编号+偏移随机数)mod物理信道总数。
本实施例中，在选取信道的过程中，所有信道共同使用一个退避计数值，按照每个信道的忙闲状态进行退避计数值自减，从而使得每个时隙中退避计数值的总减数值大于等于信道空闲数，加快了退避计数值自减到0的速度，缩短了信道选取过程中的退避时间，提高了信道利用率。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相请参见即可。对于实施例提供的装置而言，由于其与实施例提供的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处请参见方法部分说明即可。
还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到本发明各实施方式可借助软件加必需的通用硬件的方式来实现，通用硬件包括通用集成电路、通用CPU、通用存储器、通用元器件等，当然也可以通过专用硬件包括专用集成电路、专用CPU、专用存储器、专用元器件等来实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在可读取的存储介质中，如U盘、移动存储介质、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储软件程序代码的介质，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)执行本发明各个实施例的方法。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之中所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之中。
本说明书中各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。尤其，对于……实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例中的说明即可。
以上所述的本发明实施方式并不构成对本发明保护范围的限定。

Claims (8)

1.一种选取信道的方法，其特征在于，包括：
生成退避计数值；
根据多个信道中的每个信道的忙闲状态依次对所述退避计数值进行自减；
当所述退避计数值为0时，在所述多个信道中的空闲信道里选取发送端发送数据所使用的信道。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依次对所述退避计数值进行自减，包括：
当所述多个信道中的第一信道空闲时，在根据所述第一信道的前一个信道的忙闲状态进行自减后的结果上减去自减步长，以得到的值作为更新后的所述退避计数值；当所述多个信道中的第一信道忙碌时，以所述根据所述第一信道的前一个信道的忙闲状态进行自减后的结果为更新后的所述退避计数值，所述自减步长大于等于1。
3.根据权利要求1或2所述的方法，所述方法还包括：
在所述每个时隙内，确定当前时隙的自减步长，其中，
根据以下公式确定所述自减步长：自减步长＝当前时隙内空闲信道数div所述发送端需要的信道数。
4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，在所述多个信道中空闲的信道里选取发送端发送数据所使用的信道包括：
对所述多个信道中的空闲信道进行排序；
从所述排序的空闲信道中随机选择一个信道作为所述发送端发送数据所使用的信道。
5.一种发送端，其特征在于，包括：生成单元、自减单元以及选取单元，其中，
所述生成单元，用于生成退避计数值；
所述自减单元，根据多个信道中的每个信道的忙闲状态依次对所述退避计数值进行自减；
所述选取单元，用于当所述退避计数值为0时，在所述多个信道中的空闲信道里选取发送端发送数据所使用的信道。
6.根据权利要求5所述的发送端，其特征在于，所述自减单元具体用于：
当所述多个信道中的第一信道空闲时，在根据所述第一信道的前一个信道的忙闲状态进行自减后的结果上减去自减步长，以得到的值作为更新后的所述退避计数值；当所述多个信道中的第一信道忙碌时，以所述根据所述第一信道的前一个信道的忙闲状态进行自减后的结果为更新后的所述退避计数值，所述自减步长大于等于1。
7.根据权利要求5或6所述的发送端，其特征在于，所述自减单元还用于：在所述每个时隙内，确定当前时隙的自减步长，其中，
根据以下公式确定所述自减步长：自减步长＝当前时隙内空闲信道数div所述发送端需要的信道数。
8.根据权利要求5至7任一项所述的发送端，其特征在于，所述选取单元具体用于：
对所述多个信道中的空闲信道进行排序；
从所述排序的空闲信道中随机选择一个信道作为所述发送端发送数据所使用的信道。
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