CN113452428B - 多信道csi扫描的方法和执行该方法的sta设备和ap设备 - Google Patents

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Abstract

一种在无线局域网WLAN中执行多信道CSI扫描的方法和执行该方法的STA设备和AP设备。该方法的主要步骤包括:获取单个AP设备的CSI扫描能力信息,其中所述CSI扫描能力信息至少包括所述AP设备支持CSI扫描的可扫描信道列表。基于所述CSI扫描能力信息,向所述单个AP设备发送加入CSI扫描组的请求,其中所述加入CSI扫描组的请求至少包括期望扫描信道列表。获取从AP设备返回的加入CSI扫描组的请求响应,其中所述加入CSI扫描组的请求响应至少包括所述单个AP设备基于所述STA设备的所述加入CSI扫描组的请求而分配的响应信道列表。基于所述加入CSI扫描组的请求响应,确定是否加入所述CSI扫描组,若加入,则向所述AP设备返回CSI接受帧;若不加入,则向所述AP设备返回CSI拒绝帧。

Description

多信道CSI扫描的方法和执行该方法的STA设备和AP设备
技术领域
本发明涉及无线通信领域,特别是获取多信道设备信道状态信息(CSI,ChannelState Information)的方法、装置和计算机设备。
背景技术
在现行的IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers,电气和电子工程师协会)802.11标准中,定义了CSI(Channel State Information,信道状态信息),以用于OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,正交频分复用技术)调制。CSI可以表示为两个无线设备之间的信道状态信息。更为具体地,CSI是通过正交频分复用(OFDM)或正交频分多址(OFDMA)物理层包中的训练序列等计算得到工作频带内以子载波为单位的CFR(Channel Frequency Response,信道频率响应)采样。信道状态信息本身与发送信号无关,取决于电磁波传播过程中所经历的路径、反射体、障碍物等,因此是对发送端到接收端间物理环境的一种刻画。基于无线设备之间的CSI信息,可以开发出非常广泛的新应用,例如室内定位、人体姿态识别、手势识别、运动检测等。
获取CSI的方法主要是通过STA(station,客户端)设备连接AP(Access Point,接入点)设备发送探测数据包进行获取。OFDM或OFDMA将信道分割成大量子信道,每个子信道采用各自子载波信号。每个子载波信号可以独立携带信息。由于CSI是在工作频带内以子载波为单位进行的的CFR采样,因此,CSI采集的子载波数量越多,其所表征的CFR信息就越全面,从而使得基于CSI开发的应用精度也更高。以802.11g/n为例,某一信道上20MHz带宽即包含64个子载波,如果可以进一步切换不同的信道进行信息采集,则可以获取更丰富的子载波CSI信息。
为了获得多个信道上的CSI信息,中国专利CN111988096通过主动扫描每个AP设备所对应的信道,在多重网络或单一网络中选择多个AP设备,并以信道跳跃的方式获得对应的不同信道上的CSI。中国专利CN108075847根据监听信道列表,指示STA设备在列表记载的每个待监听信道上逐一停留被动监听以接收从目标AP设备发送的PPDU并从中提取CSI信息,或在各监听信道上主动扫描该信道上AP设备的信标帧、探测回应帧等,从而获得不同信道上的CSI。
上述专利方法均可以通过非连接的方式,利用多个处于不同信道上的AP设备获取不同信道上的CSI信息。但是,上述实现方式能否获得对应信道上CSI信息的前提是请求CSI的STA设备附近有AP设备恰好工作在该信道。例如,如果某一信道上没有任何AP,则无法实现多信道CSI的收集。不仅如此,这些方式获取的不同信道上的CSI信息表征的是CSI接收点和不同AP间的空间信道信息。这些AP与请求CSI的STA的距离、方位、障碍物等空间信息可能存在较大差异,因而这些CSI很难有效地提高某一具体的AP设备与请求CSI的STA设备之间的信道信息的识别精度。
因此,本领域中需要一种方案,该方案能够高效获取多个信道上的CSI信息,而不依赖于AP设备部署的数量和密度。
发明内容
针对上述问题,本发明的目的在于提供一种执行多信道CSI扫描的方案。
在本发明的一方面,提供执行多信道CSI扫描的方法,所述方法由STA设备执行,其步骤包括:
获取单个AP设备的CSI扫描能力信息,其中所述CSI扫描能力信息至少包括所述AP设备支持CSI扫描的可扫描信道列表。基于所述CSI扫描能力信息,向所述单个AP设备发送加入CSI扫描组的请求,其中所述加入CSI扫描组的请求至少包括期望扫描信道列表。获取从AP设备返回的加入CSI扫描组的请求响应,其中所述加入CSI扫描组的请求响应至少包括所述单个AP设备基于所述STA设备的所述加入CSI扫描组的请求而分配的响应信道列表。基于所述加入CSI扫描组的请求响应,确定是否加入所述CSI扫描组,若加入,则向所述AP设备返回CSI接受帧;若不加入,则向所述AP设备返回CSI拒绝帧。
可选地,所述STA设备根据接收到的由所述单个AP设备发送的信标帧或探测响应帧,获取所述单个AP设备的CSI扫描能力信息。
优选地,所述确定是否加入所述CSI扫描组的方法包括:判断所述响应信道列表是否为所述STA设备的基本扫描信道列表的超集,若是,则加入所述CSI扫描组;若否,则拒绝加入所述CSI扫描组。
可选地,所述返回CSI接受帧的步骤之后,还包括执行多信道CSI扫描,包括:获取从AP设备发出的CSI扫描开始帧,所述CSI扫描开始帧至少包括所述AP设备的计划扫描信道列表、扫描开始时间、单个信道扫描持续时间。从所述CSI扫描开始帧中的计划扫描信道列表中,提取所述STA设备的所有期望扫描的信道。根据所述CSI扫描开始帧中的单个信道扫描持续时间,分别计算所述AP设备在所述STA设备的期望扫描的信道中的每一个信道上发送CSI测量帧的时间点与所述AP设备发送CSI扫描开始帧的完成时间点的相对时间间隔。基于所述相对时间间隔,依次分别在对应时间点切换至所述AP设备发送CSI测量帧中的期望扫描信道中的相应信道,并等待接收从AP设备发出的CSI测量帧,若等待时间超过所述单个信道扫描持续时间,则切换至所述STA设备的下一个所述期望扫描的信道,并等待接收CSI测量帧;依此类推,直至当前信道扫描执行周期结束,切换至正常工作信道。
优选地,所述STA设备根据接收到的CSI测量帧,分别计算各CSI测量帧对应信道的信道状态信息CSI。
优选地,所述单个信道扫描持续时间为所述AP设备保持在所述计划扫描信道列表中的一个信道上的时间。
优选地,所述STA设备周期性地执行所述多信道CSI扫描,其中所述CSI扫描开始帧还包括信道扫描执行周期。所述信道扫描执行周期为所述AP设备两次启动多信道CSI扫描之间的时间间隔,即包括所述AP设备遍历所述计划扫描信道列表中的所有信道所需消耗的时间和AP设备在正常工作信道的时间。
在本发明的另一方面,提供一种执行多信道CSI扫描的方法,所述方法由AP设备执行,其步骤包括:
发送信标帧或探测响应帧,其中所述信标帧或探测响应帧至少包括所述AP设备的CSI扫描能力信息,其中所述CSI扫描能力信息至少包括所述AP设备支持CSI扫描的可扫描信道列表。获取一个或多个STA设备分别发送的加入CSI扫描组的请求,其中所述加入CSI扫描组的请求至少包括对应所述STA设备的期望扫描信道列表。根据所述一个或多个STA设备的加入CSI扫描组的请求以及所述AP设备支持CSI扫描的可扫描信道列表,向分别一个或多个STA设备发送加入CSI扫描组的请求响应,其中所述加入CSI扫描组的请求响应至少包括所述AP设备分别为所述一个或多个STA设备分配的响应信道列表。接收从一个或多个STA设备的CSI接受帧或CSI拒绝帧,若接收到CSI接受帧,则将为发送所述CSI接受帧的STA设备所对应的响应信道列表加入至所述AP设备的计划扫描信道列表;若接收CSI拒绝帧,则所述AP设备的计划扫描信道列表不更新。判断计划扫描信道列表是否为空,若为空,则关闭多信道CSI扫描功能,若不为空,则执行多信道CSI扫描。
可选地,所述响应信道列表为所述AP设备的可扫描信道列表的子集。
可选地,AP设备执行多信道CSI扫描的方法还包括:所述AP设备向所述CSI扫描组中的一个或多个扫描组中的所有STA设备发送CSI扫描开始帧,其中所述CSI扫描开始帧至少包括计划扫描信道列表、扫描开始时间、单个信道扫描持续时间。在所述AP设备在发送CSI扫描开始帧发送完成后,提取计划扫描信道列表中的第一个信道,并等待间隔为所述扫描开始时间之后,所述AP设备切换至所述第一个信道,并在所述第一个信道上发送CSI测量帧。所述AP设备在间隔所述扫描开始时间后,每经过所述单个信道扫描持续时间后,切换到所述计划扫描信道列表中的下一个信道,并对在所述信道上发送切换后的当前信道执行下述步骤:所述AP设备发送与所述当前信道关联的CSI测量帧;直至遍历所述计划扫描信道列表中的所有信道。所述AP经过单个信道扫描持续时间后,并且,若所述当前信道为计划扫描信道列表中的最后一个信道,则经过所述单个信道扫描持续时间,所述AP设备切换至正常工作信道;直至下一次多信道CSI扫描开始,重复前述步骤。
可选地,所述AP设备通过OFDM方式、OFDMA方式、BPSK方式、QPSK方式中的至少一种方式发送CSI测量帧。
可选地,所述AP设备周期性地执行所述多信道CSI扫描,其中所述CSI扫描开始帧还包括信道扫描执行周期。
可选地,所述信道扫描执行周期为所述AP设备两次启动多信道CSI扫描之间的时间间隔。
在本发明的又一方面,提供一种应用于STA设备的通信装置。
在本发明的又一方面,提供一种应用于AP设备的通信装置。
在本发明的又一方面,提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现上述所述多信道CSI扫描方法的步骤。
本发明针对多信道CSI扫描方式进行优化,提出一种STA设备从单个AP设备获取多信道CSI信息的方案,其中一个或多个STA设备基于信道切换通过单个AP设备获取多信道上的CSI信息获取,具体提供了一种简便的方式仅通过单个AP设备即可实现一个或多个STA设备在多个信道上的信道CSI测量。本方案可以提高多信道CSI扫描的稳定性,以及CSI信息测量的精确程度。
本发明至少克服了现有技术中STA设备通过不同AP设备获取多个信道上的CSI信息所带来的问题,即依赖于在需要收集CSI的不同信道上均有AP设备工作。本方案中,STA设备只需要与一个AP设备交互,即可完成多信道CSI的采集。本发明的另一个益处在于,通过本发明的技术方案获得的所有信道的CSI表征的是同一空间的信道特征,克服了现有技术中通过不同AP设备测量信道CSI可能带来的环境差异,可以有效地提高该空间中信道特征的识别精度。
应理解,上述对背景技术以及发明内容概要的描述仅仅是示意性的而非限制性的。
附图说明
图1是AP设备向一个或多个STA设备发送该AP设备自身支持的CSI扫描能力信息的示意流程图。
图2是根据本发明一个实施例的STA设备执行多信道CSI扫描的方法的示意流程图。
图3是根据本发明一个实施例的STA加入AP的CSI扫描组的示意流程图。
图4是根据本发明一个实施例的AP设备的信道扫描执行周期的示意图。
图5是根据本发明一个实施例的AP设备在每个信道扫描执行周期内执行CSI扫描的示意流程图。
图6是根据本发明一个实施例的STA设备在每个信道扫描执行周期内执行CSI扫描的示意流程图。
图7是根据本发明一个实施例的STA设备700的框图。
图8是根据本发明一个实施例的AP设备800的框图。
图9是根据本发明一个实施例的多信道CSI扫描示例的流程示意图。
具体实施方式
在下文中将参考附图更全面地描述本发明,附图构成本发明公开的一部分并通过图示的方式示出示例性的实施例。应理解,附图所示以及下文所述的实施例仅仅是说明性的,而不作为对本发明的限制。
在对本申请实施例的技术方案说明之前,首先结合附图对本申请实施例的通信系统进行说明。参见图1,为本申请实施例提供的一种应用场景示意图。该应用场景中包括多个STA设备,例如,STA1、STA2、…、STAn,以及AP设备。本申请实施例的具体实施的过程中,STA设备为具有无线收发功能的通信装置,例如,可以基于802.11协议与其他设备进行通信,例如可以为电脑、智能手机、平板电脑、以STA模式工作的物联网设备等设备;AP为可以为STA提供服务的,具有无线收发功能的通信装置,例如,可以基于802.11协议与其他设备进行通信,例如,802.11无线局域网中的接入点或者以AP模式工作的物联网设备等。
结合上述如图1所示的应用场景示意图,下面介绍本申请的具体实施方案。根据本申请的技术方案,以下描述三个主要的场景。其中,场景1为AP设备的CSI扫描能力声明;场景2为STA设备加入AP设备的CSI扫描组;场景3为AP设备和一个或多个STA设备执行多信道CSI扫描。
场景1:AP设备的CSI扫描能力声明
结合图1,以下说明AP设备向一个或多个STA设备发送该AP设备自身支持的CSI扫描能力信息。
本实施例中的AP设备通过广播帧向一个或多个STA设备发送所述AP设备自身支持的CSI扫描能力。
可选的,AP设备定时地向一个或多个STA设备发送所述AP设备自身支持的CSI扫描能力。
应理解,本实施例中的所述单个AP设备CSI扫描能力信息至少包括所述AP设备支持CSI扫描的可扫描信道列表。
可选的,本实施例中的所述单个AP设备CSI扫描能力信息还可以包括AP设备的计划扫描信道列表、AP设备的信道切换时间,以及AP设备的信道扫描执行周期中的至少一个。
可选的,本实施例中的所述CSI扫描能力信息可以由发送的广播帧中的Information Element(IE,信息元素)字段进行声明。
进一步的,本实施例中的所述广播帧可以是信标帧。更进一步的,AP设备可以主动发送信标帧。
进一步的,本实施例中的所述广播帧可以是探测响应帧。更进一步的,AP设备可以响应于探测请求发送而发送探测响应帧。
作为示例而非限制,单个AP设备CSI扫描能力信息的内容可以如表1所示。其中:
ChannelList为所述AP设备支持CSI扫描的可扫描信道列表,即表示AP设备能够切换至所述可扫描信道列表中的任意一个信道,并在该信道上发送CSI测量帧。作为示例而非限制,CSI测量帧为根据IEEE 802.11G/N/AC/AX协议定义的广播短帧,任意STA设备接收到该CSI测量帧后,可以使用该CSI测量帧的LTF部分计算信道状态信息。
ValidChannelList为所述AP设备的计划扫描信道列表,且ValidChannelList为ChannelList的子集。当没有STA设备加入AP设备的CSI扫描组时,该ValidChannelList列表为空。
Tchannel_switch表示AP设备每切换一次信道所需要消耗的时间。
Tscan表示AP设备两次启动多信道CSI扫描之间的时间间隔,即包括AP设备遍历ValidChannelList中的所有信道所需消耗的时间和AP设备在正常工作信道的正常通信时间。
需要说明的是,信道切换是所有支持Wi-Fi协议的设备都应该支持的能力。在进行信道切换的期间,设备不能进行正常的通信。因此,信道切换时间应当越短越好。AP设备可以根据自身的信道切换时间这一能力,决定其在一个完整的多信道CSI信道扫描执行周期内扫描信道的数量,从而将扫描时间控制在一定的范围内,以确保不影响正常的通信。
表1:单个AP设备CSI扫描能力信息的内容
名称 含义
ChannelList 可扫描信道列表
ValidChannelList 计划扫描信道列表
Tchannel_switch 信道切换时间
Tscan 信道扫描执行周期
应理解,一个或多个STA设备在接收到AP设备发送的CSI扫描能力信息之后,如果该一个或多个STA设备希望加入AP设备的CSI扫描组,则向AP设备发送加入CSI扫描组的请求。所述STA设备加入CSI扫描组的具体方法和流程参考场景2的描述。
场景2:STA设备加入AP设备的CSI扫描组
图2是根据本实施例的由STA设备加入AP设备的CSI扫描组的方法的示意流程图。如图2所示,该方法包括步骤:
S11:STA设备获取单个AP设备的CSI扫描能力信息;
S12:基于所述CSI扫描能力信息,STA设备向所述单个AP设备发送加入CSI扫描组的请求;
S13:STA设备获取从AP设备返回的加入CSI扫描组的请求响应;
S14:STA设备基于所述加入CSI扫描组的请求响应,确定是否加入所述CSI扫描组,若加入,则向所述AP设备返回CSI接受帧;若不加入,则向所述AP设备返回CSI拒绝帧。
应理解,在S11步骤中,STA设备获取的单个AP设备CSI扫描能力信息至少包括所述AP设备支持CSI扫描的可扫描信道列表。在本实施例中,单个AP设备CSI扫描能力信息还可以包括AP设备的计划扫描信道列表、AP设备的信道切换时间,以及AP设备的信道扫描执行周期中的至少一个。
进一步的,STA设备可以通过AP设备发送的广播帧中获取单个AP设备的CSI扫描能力信息。
应理解,在S12步骤中,STA设备向所述单个AP设备发送加入CSI扫描组的请求(CSI_Request帧),至少包括期望扫描信道列表。
进一步的,本实施例中的期望扫描信道列表可以包括STA设备根据实际应用需要收集CSI信息的信道列表。
进一步的,本实施例中的期望扫描信道列表是AP设备的可扫描信道列表的子集。
举例来讲,STA设备发送的加入CSI扫描组的请求的内容可以如表2所示。
表2
名称 含义
ReqChannelList 期望扫描信道列表
应理解,在S13步骤中,从AP设备返回的加入CSI扫描组的请求响应,至少包括所述单个AP设备基于所述STA设备发送的所述加入CSI扫描组的请求而分配的响应信道列表。
进一步的,AP设备可以向STA设备发送CSI请求响应帧,其中包含响应信道列表。
进一步的,AP设备根据自身所支持的可扫描信道列表、计划扫描信道列表以及STA设备发送的期望扫描信道列表,确定响应信道列表。
进一步的,所述响应信道列表可以是AP设备自身所支持的可扫描信道列表的子集,以保证多信道CSI扫描不影响AP设备自身的正常通信。
举例来讲,AP设备发送的响应信道列表的内容可以如表3所示。其中,RespsChanelList可以是AP设备根据自身CSI扫描能力所决定的ChannelList的子集。
名称 含义
RespsChanelList 响应信道列表
应理解,在S14步骤中,所述确定是否加入所述CSI扫描组的方法包括:判断所述响应信道列表是否为所述STA设备的基本扫描信道列表的超集,若是,则加入所述CSI扫描组;若否,则拒绝加入所述CSI扫描组。
作为示例而非限制,STA设备的任意一个CSI应用通常包括一个最佳扫描信道列表和一个基本扫描信道列表。其中,CSI应用的基本扫描信道列表表示STA设备至少需要获取该列表中的所有信道的CSI信息后,才能保证相应CSI应用在所述STA设备上的运行。
进一步的,STA设备可以向AP设备发送CSI接受帧(CSI_Accept帧),以表示接收并加入所述AP设备的CSI扫描组。
进一步的,STA设备可以向AP设备发送CSI拒绝帧(CSI_Deny帧),以表示拒绝加入所述AP设备的CSI扫描组。
结合图3,应理解,在S14步骤结束之后,AP设备更新计划扫描列表信道,包括:如果AP设备收到来自一个或多个STA设备的CSI_Accept帧,则AP设备将发送给所述一个或多个STA设备的响应信道列表作为其计划扫描信道列表,用于本次多信道CSI扫描;如果AP设备仅收到来自一个或多个STA设备的CSI_Deny帧而未收到CSI_Accept帧,则AP设备继续使用原有的计划扫描信道列表作为计划扫描信道列表,用于本次多信道CSI扫描。
结合图3,进一步的,AP设备判断计划扫描信道列表是否为空,若为空,表示当前没有STA设备需要进行多信道CSI收集,则AP设备关闭多信道CSI扫描功能;若不为空,则建立CSI扫描组,并执行多信道CSI扫描。
场景3:AP设备和一个或多个STA设备执行多信道CSI扫描
如场景2中所述,当AP设备建立CSI扫描组后,AP向扫描组中的所有STA设备发起周期性的多信道CSI扫描收集任务。
结合图4、图5和图6,多信道CSI扫描的具体实施步骤如下:
图4示出了AP设备的信道扫描执行周期示意图。其中,所述信道扫描执行周期(Tscan)是AP设备两次启动多信道CSI扫描之间的时间间隔,即包括AP设备遍历计划扫描信道列表中的所有信道所需消耗的时间和AP设备在正常工作信道的正常通信时间。正常工作信道为AP设备的主信道。
应理解的是,AP设备每隔一个信道扫描执行周期,发起一次多信道CSI扫描,其他时间进行正常通信。所述单个信道扫描执行周期时长大于AP设备在一个信道扫描执行周期中的CSI扫描时长。作为示例而非限制,在一个信道扫描执行周期内,实际AP设备扫描信道所消耗的时间只占极小一部分,而大部分时间为AP设备在正常工作信道进行正常通信。作为示例而非限制,信道扫描执行周期(Tscan)信道扫描执行周期为100ms,AP设备扫描所有信道的时间为1ms,即每100ms启动一次多信道CSI扫描,并且AP设备花费1ms的时间进行信道扫描,其余99ms均在正常通信。
进一步的,所述AP设备的CSI扫描能力信息包含所述信道扫描执行周期,所述AP设备通过发送所述CSI扫描能力信息将所述信道扫描执行周期告知所有STA设备。
作为示例而非限制,所述CSI扫描时长与所述AP设备的单个信道扫描持续时间(Tchannel_switch)以及信道扫描执行周期内的计划扫描信道的数量相关,且CSI扫描时长等于这两者的乘积。
结合图5和图6,分别描述AP设备侧和STA设备侧在每个信道扫描执行周期内执行CSI扫描的示意流程图。应当理解的是,在本公开描述的技术方案中,在每个信道扫描执行周期内,单个AP设备可以与一个或多个STA设备在多个信道上执行CSI扫描。
图5示出了所述AP设备在每个信道扫描执行周期内执行CSI扫描的示意流程图,具体步骤如下:
步骤S111:所述AP设备向CSI扫描组中的所有STA设备发送CSI扫描开始帧(CSI_Start帧);
步骤S112:所述AP设备在CSI_Start帧发送完成后,提取计划扫描信道列表中的第一个信道,并等待间隔为扫描开始时间(Tstart)之后,AP设备切换至所述第一个信道,在该第一个信道上发送CSI测量帧;
步骤S113:所述AP设备每经过单个信道扫描持续时间(Tchannel_switch)后,切换到计划扫描信道列表中的下一个信道,并在该信道上发送CSI测量帧;直至遍历计划扫描信道列表中的所有信道,并转入步骤S114;
步骤S114:所述AP设备经过单个信道扫描持续时间后,切换至正常工作信道,直至下一次多信道CSI扫描开始,重复步骤S111至S114。
应理解,步骤S111中所述的CSI扫描开始帧至少包括:计划扫描信道列表、扫描开始时间、单个信道扫描持续时间。
进一步的,步骤S111中所述的CSI扫描开始帧至少包括信道扫描执行周期(Tscan),表示AP设备两次启动多信道CSI扫描之间的时间间隔,即包括AP设备遍历计划扫描信道列表中的所有信道所需消耗的时间和AP设备在正常工作信道的正常通信时间。
作为示例而非限制,步骤S112或步骤S113中所述的AP设备在信道上通过OFDM方式、OFDMA方式、BPSK方式、QPSK方式中的至少一种方式发送CSI测量帧。
进一步的,所述CSI测量帧与其所通过的发送信道相关联。STA设备通过接收到的CSI测量帧,可以基于此计算相应发送信道上的CSI信息。
图6示出了所述STA设备在每个信道扫描执行周期内执行CSI扫描的示意流程图,具体步骤如下:
步骤S41:所述STA设备获取从AP设备发出的CSI扫描开始帧(CSI_Start帧);
步骤S42:所述STA设备从CSI_Start帧中的计划扫描列表中,提取所述STA设备的所有期望扫描信道;
步骤S43:所述STA设备根据CSI_Start帧中的单个信道扫描持续时间(Tchannel_switch),分别计算AP设备在所述STA设备的期望扫描信道中的每一个信道上发送CSI测量帧的时间点与所述AP设备发送CSI_Start帧的完成时间点之间的相对时间间隔;
步骤S44:基于所述相对时间间隔,所述STA设备依次在对应时间点切换至所述期望扫描信道中的相应信道,并等待接收从AP设备发出的CSI测量帧,若等待时间超过所述单个信道扫描持续时间,则切换至所述STA设备的下一个期望扫描的信道,并等待接收CSI测量帧;直至当前信道扫描执行周期结束,切换至正常工作信道。
场景4:AP设备的CSI扫描组的解散
对于已建立的扫描组,AP设备可以在正常通信时间内通过广播发送CSI扫描组解散帧来解散CSI扫描组。STA设备在收到CSI扫描组解散帧后,可以根据需要重新执行加入CSI扫描组请求。作为示例而非限制,一个典型的示例情形是,AP设备发现当前CSI扫描组中的多个STA设备已经断开连接,则通过广播发送CSI扫描组解散帧,解散当前CSI扫描组。
对于已经加入CSI扫描组的STA设备,若一段特定的时间内不再需要进行CSI信息收集,则只需要关闭该STA设备的CSI扫描行为即可,无需告知AP设备。
图7示出一个实施例中的STA设备700。如图7所示,STA设备700被配置为包括:接收模块702、发送模块704和处理模块706,且三者之间相互耦合。其中,接收模块702配置为用于接收单个AP设备发送的CSI扫描能力信息,其中所述CSI扫描能力信息至少包括所述AP设备支持CSI扫描的可扫描信道列表。发送模块704配置为用于基于所述CSI扫描能力信息向所述单个AP设备发送加入CSI扫描组的请求,其中所述加入CSI扫描组的请求至少包括期望扫描信道列表。进一步的,所述接收模块还用于获取从AP设备返回的加入CSI扫描组的请求响应,其中所述加入CSI扫描组的请求响应至少包括所述单个AP设备基于所述STA设备的所述加入CSI扫描组的请求而分配的响应信道列表。处理模块706配置为用于基于所述加入CSI扫描组的请求响应,确定是否加入所述CSI扫描组,若加入,则通过发送模块向所述AP设备返回CSI接受帧;若不加入,则通过发送模块向所述AP设备返回CSI拒绝帧。进一步的,所述接收模块702还包括获取从所述单个AP设备发出的CSI测量帧。进一步的,所述处理模块706基于所述CSI测量帧,获取对应信道的信道状态信息CSI。作为示例而非限制,所述CSI测量帧为根据IEEE 802.11G/N/AC/AX协议定义的广播短帧,处理模块706可以基于所述CSI测量帧的LTF部分,计算信道状态信息。
但应理解,本发明的实施不限于此。本发明STA设备的各组件之间可以采取不同于所示的连接方式。
作为示例而非限制,处理电路706可以实施为在硬件上实现的排序电路,或者一个或多个专用集成电路(ASIC),或者现场可编程逻辑门阵列(FPGA)。
图8示出一个实施例中的AP设备800。如图8所示,AP设备800被配置为包括:发送模块802,接收模块804、处理模块806,且三者之间相互耦合。其中,发送模块802用于发送所述AP设备的CSI扫描能力信息,其中所述CSI扫描能力信息至少包括所述AP设备支持CSI扫描的可扫描信道列表。接收模块804用于获取一个或多个STA设备分别发送的加入CSI扫描组的请求,其中所述加入CSI扫描组的请求至少包括对应所述STA设备的期望扫描信道列表。进一步的,所述发送模块802还用于根据所述一个或多个STA设备的加入CSI扫描组的请求以及所述AP设备支持CSI扫描的可扫描信道列表,向分别一个或多个STA设备发送加入CSI扫描组的请求响应,其中所述加入CSI扫描组的请求响应至少包括所述AP设备分别为所述一个或多个STA设备分配的响应信道列表。进一步的,所述接收模块804还用于接收从一个或多个STA设备的CSI接受帧或CSI拒绝帧,若接收到CSI接受帧,则将为发送所述CSI接受帧的STA设备所对应的响应信道列表加入至所述AP设备的计划扫描信道列表;若接收CSI拒绝帧,则所述AP设备的计划扫描信道列表不更新;处理模块806用于判断计划扫描信道列表是否为空,若为空,则关闭多信道CSI扫描功能,若不为空,则执行周期性多信道CSI扫描。进一步的,所述发送模块802还用于向一个或多个STA设备发送CSI扫描开始帧和CSI测量帧。
作为一种具体实施方式的示例,以下描述一个具体的应用场景:
如图9所示,AP设备与STA1设备和STA2设备建立CSI扫描组,并准备执行多信道CSI扫描。在本次多信道CSI扫描中,AP设备的计划扫描信道包括信道1、信道3、信道5、信道7,即AP设备将在本次扫描执行周期中遍历这四个信道。此外,STA1设备的期望扫描信道为信道1和信道5,STA2设备的期望扫描为信道3和信道7。
AP设备首先向STA1设备和STA2设备发送CSI_Start帧,以表示本次多信道CSI扫描开始。其中,CSI_Start帧中包括计划扫描信道列表、扫描开始时间,以及单个信道扫描持续时间。
STA1设备和STA2设备在接收到AP设备发送的CSI_Start帧后,根据自身设备的期望信道列表以及AP设备的CSI_Start帧中的扫描信道列表、扫描开始时间,以及单个信道扫描持续时间,计算出所述AP设备在各个期望信道列表发送CSI测量帧的时间。例如,STA1设备的期望扫描信道包括信道1和信道5,则STA1设备根据CSI_Start帧中的参数获得AP设备在信道1和信道5上发送测量帧的时间,并且在相应的时间点切换至相应的信道1或信道5上,等待并接收AP设备发送的CSI测量帧。若在计算得到的AP设备在信道5上发送测量帧的时间点,STA1设备仍未收到信道3的CSI测量帧,则切换至信道5,等待接收信道5上的CSI测量帧。同样的,STA2设备的期望扫描信道包括信道3和信道7,则STA2设备根据CSI_Start帧中的参数获得AP设备在信道3和信道7上发送测量帧的时间,并且在相应的时间点切换至相应的信道1或信道5上,等待并接收AP设备发送的CSI测量帧。
在AP设备遍历了计划扫描信道列表上的所有信道后(本示例中为信道1、3、5、7),AP设备和STA1设备以及STA2设备均切换至正常的工作信道,直至AP设备发起下一次多信道CSI扫描。
应当理解的是,上述多信道CSI扫描过程是由AP设备主导,且一个或多个STA设备与该AP设备同时交互。这个过程以AP设备发送CSI_Start帧为开始,整个期间只有AP设备发包,而所有的STA设备均是选择性的在相应信道上接收测量帧,因此不存在多个STA设备竞争干扰的情况。
以上实施例以示例的方式给出了具体操作过程和步骤,但应理解,本发明的保护范围不限于此。
根据本发明公开的方法和设备,作为一种可选的实施方法,上述具体实施例中的任一项方法的步骤,可以使用计算机程序执行并将其存储在计算机可读存储介质上。
虽然出于本公开的目的已经描述了本发明各方面的各种实施例,但是不应理解为将本公开的教导限制于这些实施例。在一个具体实施例中公开的特征并不限于该实施例,而是可以和不同实施例中公开的特征进行组合。此外,应理解,上文所述方法步骤可以顺序执行、并行执行、合并为更少步骤、拆分为更多步骤,以不同于所述方式组合和/或省略。本领域技术人员应理解,还存在可能的更多可选实施方式和变型,可以对上述部件和构造进行各种改变和修改,而不脱离由本发明权利要求所限定的范围。

Claims (18)

1.一种执行多信道CSI扫描的方法,所述方法由STA设备执行,其特征在于,包括:
获取单个AP设备的CSI扫描能力信息,其中所述CSI扫描能力信息至少包括所述AP设备支持CSI扫描的可扫描信道列表;
基于所述CSI扫描能力信息,向所述单个AP设备发送加入CSI扫描组的请求,其中所述加入CSI扫描组的请求至少包括期望扫描信道列表;
获取从AP设备返回的加入CSI扫描组的请求响应,其中所述加入CSI扫描组的请求响应至少包括所述单个AP设备基于所述STA设备的所述加入CSI扫描组的请求而分配的响应信道列表;
基于所述加入CSI扫描组的请求响应,确定是否加入所述CSI扫描组,若加入,则向所述AP设备返回CSI接受帧;若不加入,则向所述AP设备返回CSI拒绝帧;
所述返回CSI接受帧的步骤之后,还包括执行多信道CSI扫描,包括:
获取从AP设备发出的CSI扫描开始帧,所述CSI扫描开始帧至少包括所述AP设备的计划扫描信道列表、扫描开始时间、单个信道扫描持续时间;
根据所述期望扫描信道列表以及所述CSI扫描开始帧中的计划扫描信道列表、扫描开始时间、单个信道扫描持续时间,计算所述AP设备在所述STA设备的各个期望扫描信道上发送CSI测量帧的时间,并在相应的时间点切换至相应的期望扫描信道,等待接收从所述AP设备发出的CSI测量帧。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述STA设备根据接收到的由所述单个AP设备发送的信标帧或探测响应帧,获取所述单个AP设备的CSI扫描能力信息。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述确定是否加入所述CSI扫描组的方法包括:
判断所述响应信道列表是否为所述STA设备的基本扫描信道列表的超集,若是,则加入所述CSI扫描组;若否,则拒绝加入所述CSI扫描组。
4.根据权利要求1-3中的任一项所述的方法,其特征在于,计算所述AP设备在所述STA设备的各个期望扫描信道上发送CSI测量帧的时间,并在相应的时间点切换至相应的期望扫描信道,包括:
从所述CSI扫描开始帧中的计划扫描信道列表中,提取所述STA设备的所有期望扫描信道;
根据所述CSI扫描开始帧中的单个信道扫描持续时间以及所述扫描开始时间,分别计算所述AP设备在所述STA设备的期望扫描信道中的每一个信道上发送CSI测量帧的时间点与所述AP设备发送CSI扫描开始帧的完成时间点的相对时间间隔;
基于所述相对时间间隔,依次在对应时间点切换至所述期望扫描信道中的相应信道,并等待接收从AP设备发出的CSI测量帧,若等待时间超过所述单个信道扫描持续时间,则切换至所述STA设备的下一个所述期望扫描信道,并等待接收CSI测量帧;依此类推,直至本次多信道CSI扫描结束,切换至正常工作信道。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述STA设备根据接收到的CSI测量帧,分别计算各CSI测量帧对应信道的信道状态信息CSI。
6.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述单个信道扫描持续时间为所述AP设备保持在所述计划扫描信道列表中的一个信道上的时间。
7.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述STA设备周期性地执行所述多信道CSI扫描,其中所述CSI扫描开始帧还包括信道扫描执行周期。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述信道扫描执行周期为所述AP设备两次启动多信道CSI扫描之间的时间间隔。
9.一种执行多信道CSI扫描的方法,所述方法由AP设备执行,其特征在于,包括:
发送信标帧或探测响应帧,其中所述信标帧或探测响应帧至少包括所述AP设备的CSI扫描能力信息,其中所述CSI扫描能力信息至少包括所述AP设备支持CSI扫描的可扫描信道列表;
获取一个或多个STA设备分别发送的加入CSI扫描组的请求,其中所述加入CSI扫描组的请求至少包括对应所述STA设备的期望扫描信道列表;
根据所述一个或多个STA设备的加入CSI扫描组的请求以及所述AP设备支持CSI扫描的可扫描信道列表,向分别一个或多个STA设备发送加入CSI扫描组的请求响应,其中所述加入CSI扫描组的请求响应至少包括所述AP设备分别为所述一个或多个STA设备分配的响应信道列表;
接收从一个或多个STA设备的CSI接受帧或CSI拒绝帧,若接收到CSI接受帧,则将为发送所述CSI接受帧的STA设备所对应的响应信道列表加入至所述AP设备的计划扫描信道列表;若接收CSI拒绝帧,则所述AP设备的计划扫描信道列表不更新;
判断计划扫描信道列表是否为空,若为空,则关闭多信道CSI扫描功能,若不为空,则执行多信道CSI扫描;
所述执行多信道CSI扫描包括:
所述AP设备向所述CSI扫描组中的所有STA设备发送CSI扫描开始帧,其中所述CSI扫描开始帧至少包括计划扫描信道列表、扫描开始时间、单个信道扫描持续时间;
所述AP设备在CSI扫描开始帧发送完成后,提取计划扫描信道列表中的第一个信道,并在等待间隔为所述扫描开始时间之后,切换至所述第一个信道,并在所述第一个信道上发送CSI测量帧;
所述AP设备每经过所述单个信道扫描持续时间后,切换到所述计划扫描信道列表中的下一个信道,并在所述信道上发送CSI测量帧;直至遍历所述计划扫描信道列表中的所有信道,所述AP设备切换至正常工作信道。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述响应信道列表为所述AP设备的可扫描信道列表的子集。
11.根据权利要求9或权利要求10所述的方法,其特征在于,所述执行多信道CSI扫描包括:
所述AP设备每隔一个信道扫描执行周期,发起一次多信道CSI扫描。
12.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,所述AP设备通过OFDM方式、OFDMA方式、BPSK方式、QPSK方式中的至少一种方式发送CSI测量帧。
13.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,所述AP设备周期性地执行所述多信道CSI扫描,其中所述CSI扫描开始帧还包括信道扫描执行周期。
14.根据权利要求13所述的方法,其特征在于,所述信道扫描执行周期为所述AP设备两次启动多信道CSI扫描之间的时间间隔。
15.一种应用于STA设备的通信装置,其特征在于,包括:
接收模块,用于接收单个AP设备发送的CSI扫描能力信息,其中所述CSI扫描能力信息至少包括所述AP设备支持CSI扫描的可扫描信道列表;
发送模块,用于基于所述CSI扫描能力信息向所述单个AP设备发送加入CSI扫描组的请求,其中所述加入CSI扫描组的请求至少包括期望扫描信道列表;
其中所述接收模块还用于获取从AP设备返回的加入CSI扫描组的请求响应,其中所述加入CSI扫描组的请求响应至少包括所述单个AP设备基于所述STA设备的所述加入CSI扫描组的请求而分配的响应信道列表;
所述通信装置还包括处理模块,用于基于所述加入CSI扫描组的请求响应,确定是否加入所述CSI扫描组,若加入,则通过发送模块向所述AP设备返回CSI接受帧;若不加入,则通过发送模块向所述AP设备返回CSI拒绝帧;
所述接收模块还用于获取从AP设备发出的CSI扫描开始帧,所述CSI扫描开始帧至少包括所述AP设备的计划扫描信道列表、扫描开始时间、单个信道扫描持续时间;
所述处理模块还用于从所述CSI扫描开始帧中的计划扫描信道列表中,提取所述STA设备的所有期望扫描信道;以及
所述处理模块还用于根据所述期望扫描信道列表以及所述CSI扫描开始帧中的计划扫描信道列表、扫描开始时间、单个信道扫描持续时间,计算所述AP设备在所述STA设备的各个期望扫描信道上发送CSI测量帧的时间,并在相应的时间点切换至相应的期望扫描信道,等待接收从所述AP设备发出的CSI测量帧;
其中所述接收模块还包括获取从所述单个AP设备发出的CSI测量帧;
其中所述处理模块基于所述CSI测量帧,获取对应信道的信道状态信息CSI。
16.一种应用于AP设备的通信装置,其特征在于,包括:
发送模块,用于发送所述AP设备的CSI扫描能力信息,其中所述CSI扫描能力信息至少包括所述AP设备支持CSI扫描的可扫描信道列表;
接收模块,用于获取一个或多个STA设备分别发送的加入CSI扫描组的请求,其中所述加入CSI扫描组的请求至少包括对应所述STA设备的期望扫描信道列表;
所述发送模块还用于根据所述一个或多个STA设备的加入CSI扫描组的请求以及所述AP设备支持CSI扫描的可扫描信道列表,向分别一个或多个STA设备发送加入CSI扫描组的请求响应,其中所述加入CSI扫描组的请求响应至少包括所述AP设备分别为所述一个或多个STA设备分配的响应信道列表;
所述接收模块还用于接收从一个或多个STA设备的CSI接受帧或CSI拒绝帧,若接收到CSI接受帧,则将为发送所述CSI接受帧的STA设备所对应的响应信道列表加入至所述AP设备的计划扫描信道列表;若接收CSI拒绝帧,则所述AP设备的计划扫描信道列表不更新;
所述通信装置还包括处理模块,用于判断计划扫描信道列表是否为空,若为空,则关闭多信道CSI扫描功能,若不为空,则执行周期性多信道CSI扫描;
其中所述发送模块还用于向一个或多个STA设备发送CSI扫描开始帧和CSI测量帧;
所述发送模块还用于:
向所述CSI扫描组中的所有STA设备发送CSI扫描开始帧,其中所述CSI扫描开始帧至少包括计划扫描信道列表、扫描开始时间、单个信道扫描持续时间;
在CSI扫描开始帧发送完成后,提取计划扫描信道列表中的第一个信道,并等待间隔为所述扫描开始时间之后,所述AP设备切换至所述第一个信道,并在所述第一个信道上发送CSI测量帧;
每经过所述单个信道扫描持续时间后,切换到所述计划扫描信道列表中的下一个信道,并在所述信道上发送CSI测量帧;直至遍历所述计划扫描信道列表中的所有信道,切换至正常工作信道。
17.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至8中任一项所述的方法的步骤。
18.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求9至14中任一项所述的方法的步骤。
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