CN113453145B - 一种预测空口状态的方法和无线覆盖设备 - Google Patents

一种预测空口状态的方法和无线覆盖设备 Download PDF

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Abstract

本说明书提供一种预测空口状态的方法和无线覆盖设备，该方法包括：获取目标空口第一时间段内各STA发送报文的速率数据，根据每个速率数据中满足期望速率的速率占比数量确定每个STA性能系数，根据所述各STA性能系数中满足传输期望阈值的STA的占比数量确定所述目标空口的性能系数，根据所述目标空口的性能系数预测所述目标空口在第二时间段内的空口状态。通过该方法可预测空口状态。

Description

一种预测空口状态的方法和无线覆盖设备
技术领域
本公开涉及无线通信领域，尤其涉及一种预测空口状态的方法和无线覆盖设备。
背景技术
空中接口是一个形象化的术语，是相对于有线通信中的“线路接口”概念而言的。有线通信中“线路接口”定义了物理尺寸和一系列的电信号或者光信号规范；无线通信技术当中，“空中接口”定义了终端设备与网络设备之间的电波链接的技术规范，使无线通信像有线通信一样可靠。
在无线组网中，从站点(Station，STA)到AP、到AC，整个体系的每一个环节都影响用户的体验感知，空口显然是这种不确定性最大的一个环节，了解空口对时延的影响，进而对网络进行优化，提升用户体验是非常重要的事情。
发明内容
本公开提供了一种预测空口状态的方法和无线覆盖设备，通过该方法，可以预测空口状态。
本公开实施例提供了一种预测空口状态的方法，该方法包括：
获取目标空口第一时间段内各STA发送报文的速率数据；
根据每个速率数据中满足期望速率的速率占比数量确定每个STA性能系数；
根据所述各STA性能系数中满足传输期望阈值的STA的占比数量确定所述目标空口的性能系数；
根据所述目标空口的性能系数预测所述目标空口在第二时间段内的空口状态。
可选的，所述获取目标空口第一时间段内各STA发送报文的速率数据，包括：
以当前时刻为时间基准，从所述时间基准之前的时间段中确定第一时间段，获取第一时间段内各STA发送报文的速率数据。
可选的，所述根据每个速率数据中满足期望速率的速率占比数量确定每个STA性能系数，包括：
从每个STA发送报文的速率数据中获取满足期望速率的个数，并根据所述满足期望速率的个数和该STA在第一时间段内发送报文的个数的比值确定该STA性能系数。
可选的，所述根据所述各STA性能系数中满足传输期望阈值的STA的占比数量确定所述目标空口的性能系数，包括：
从各STA性能系数中获取满足传输期望阈值的STA的个数，并根据满足传输期望阈值的STA的个数和目标空口中STA的个数的比值确定目标空口的性能系数。
可选的，所述根据所述目标空口的性能系数预测所述目标空口在第二时间段内的空口状态，包括：
利用目标空口的性能系数与预设空口拥堵阈值进行比较，根据比较结果预测所述目标空口在第二时间段内的空口状态。
可选的，所述方法还包括：
获取所述目标空口的环境权重值；
所述根据所述目标空口的性能系数预测所述目标空口在第二时间段内的空口状态，还包括：
根据所述目标空口的性能系数以及环境权重值预测所述目标空口在第二时间段内的空口状态。
可选的，所述环境权重值包括：
空口发送队列中缓存的报文数目权重值、时间权重值、STA接入数量权重值、邻居AP上的终端数目权重值、邻居空口报文缓存数量权重值中的一种或多种组合。
通过上述方法可以看出，通过获取第一时间段目标空口下各STA的发送报文的数量和速率，可预测第二时间段目标空口的状态。
本公开还提供了一种无线覆盖设备，所述无线覆盖设备包括：
获取模块，用于获取目标空口第一时间段内各STA发送报文的速率数据；
第一计算模块，用于根据每个速率数据中满足期望速率的速率占比数量确定每个STA性能系数；
第二计算模块，用于根据所述各STA性能系数中满足传输期望阈值的STA的占比数量确定所述目标空口的性能系数；
预测模块，用于根据所述目标空口的性能系数预测所述目标空口在第二时间段内的空口状态。
可选的，所述获取模块，具体用于以当前时刻为时间基准，从所述时间基准之前的时间段中确定第一时间段，获取第一时间段内各STA发送报文的速率数据。
可选的，所述第一计算模块，具体用于从每个STA发送报文的速率数据中获取满足期望速率的个数，并根据所述满足期望速率的个数和该STA在第一时间段内发送报文的个数的比值确定该STA性能系数。
可选的，所述第二计算模块，具体用于从各STA性能系数中获取满足传输期望阈值的STA的个数，并根据满足传输期望阈值的STA的个数和目标空口中STA的个数的比值确定目标空口的性能系数。
可选的，所述预测模块，具体用于利用目标空口的性能系数与预设空口拥堵阈值进行比较，根据比较结果预测所述目标空口在第二时间段内的空口状态。
本公开还提供了一种空口预测的方法，该方法包括：
获取目标空口第一时间段内各STA发送报文的数量和发送报文的速率数据；
将各STA发送报文的数量和发送报文的速率数据输入空口预测模型；
根据空口预测模型输出的预测结果预测目标空口状态；
其中，所述空口预测模型根据各STA发送报文的数量和发送报文的速率数据输入空口预测模型确定目标空口的性能系数，并根据所述性能系数输出预测结果。
可选的，所述空口预测模型包括参数设置层，所述参数设置层用于设置期望速率和传输期望阈值。
可选的，所述空口预测模型根据各STA发送报文的数量和发送报文的速率数据输入空口预测模型确定目标空口的性能系数，包括：
所述空口预测模型根据每个速率数据中满足期望速率的速率占比数量确定每个STA性能系数，并根据各STA性能系数中满足传输期望阈值的STA的占比数量确定所述目标空口的性能系数。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本说明书的实施例，并与说明书一起用于解释本说明书的原理。
图1为本公开实施例提供的一种预测空口状态的方法的流程示意图。
图2为本公开实施例提供的一种预测空口状态的方法的流程示意图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本说明书相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本说明书的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在本说明书使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本说明书。在本说明书和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
应当理解，尽管在本说明书可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本说明书范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。
空中接口是基站和终端之间的无线传输规范，它定义每个无线信道的使用频率、带宽、接入时机、编码方法以及越区切换。在室内或者小型区域中，AP与终端(STA)间同样是利用空中接口进行数据收发。
空中接口(简称空口)因接入的STA数量的变化、每个STA发送数据的变化等原因，会出现空口空闲或繁忙的状态。申请人发现在实际应用中，空口虽然会因为诸多因素发生变化，但是变化过程趋于平滑，通过前一时间段空口状态可以预测后续时间段的空口状态，例如前一时间段空口状态为繁忙，那么在后一时间段该空口状态依然会处于繁忙。
申请人根据该规律，利用第一时间段空口下的相应数据进行预测，并根据预测结果预测第二时间段该空口的状态。
为实现上述方案，本公开实施例提供了一种预测空口状态的方法，如图1所示，该方法包括：
S101获取目标空口第一时间段内各STA发送报文的速率数据；
S102根据每个速率数据中满足期望速率的速率占比数量确定每个STA性能系数；
S103根据所述各STA性能系数中满足传输期望阈值的STA的占比数量确定所述目标空口的性能系数；
S104根据所述目标空口的性能系数预测所述目标空口在第二时间段内的空口状态。
在本实施例中，在确定第一时间段时可以当前时刻作为时间基准，从该时间基准之前的时间段中确定第一时间段，同时，在确定第一时间段的时间宽度时，可根据需预测的第二时间段的预测精度和宽度(预测的第二时间段为时间基准之后的时间段)确定，若需要高精度的预测结果，则可选取较窄时间段作为第一时间段来预测较窄的第二时间段，反之，可选择较宽的时间段作为第一时间段，来预测精度较低但时间段较宽的第二时间段。
为便于描述，在本实施例中，将确定的第一时间段称为T1，并将确定的第二时间段称为T2，为保证预测的精度，T2可以小于或等于T1。
在步骤S101中，获取目标空口第一时间段内各STA发送报文的熟虑数据的同时，还记录各STA发送报文的数量。
在一种获取STA发送报文的速率数据的实例中，可根据每个STA发送报文的大小f和发送该报文的时延时间t，根据公式来确定该STA发送某个报文的速率。如果在T1时间内，某个STA共计发送n个报文，每个报文的大小为f1、f2……fn，每个报文的时延是t1、t2……tn，则可以得到每个报文的发送速率v1、v2……vn。通过该种方式，可以获取该STA在第一时间段内发送报文的所有速率数据。
在执行步骤S102时，需要先确定期望速率，期望速率可以被理解为无线覆盖设备侧(AP或者基站)希望通过空口与各STA数据交换的速率。
以AP为例(基站流程机制与AP相同，因此不再赘述)，STA在与该AP收发报文时，会通过协商确定协商速率，该协商速率一般为理论上的报文收发最大速率，此时AP可以记录该协商速率(也可通过与该AP连接的AC进行记录)，实际应用中，因存在环境干扰和信号损耗的情况，STA与AP间往往无法达到该协商速率，因此，在确定期望速率时，可增加期望比例参数R，利用R与协商速率确定期望速率。
在一种实例中，假设某个STA在第一时间段内与AP间的协商速率为173.3Mbps，设定期望比例R为90％，则在第一时间段内STA的期望速率为173.3Mbps*90％＝155.97Mbps。
在步骤S102中，在确定了期望速率后，根据步骤S101中获取的各STA发送报文的速率数据(隐含可知可获取发送的报文个数)确定每个STA性能系数。
在一种实例中，通过步骤S101获取了某个STA在T1发送报文的速率数据后，确定若干速率中满足期望速率的个数m和发送报文数n，通过公式确定该某个STA性能系数(其他STA确定性能系数的方法相同，不再赘述)。
在步骤S103中，可根据操作人员的经验或者实际数据反推设置传输期望阈值，该传输期望阈值的取值范围为[0,1]，其中传输期望阈值约接近1则表示传输性能越好，传输期望阈值约接近0则表示传输性能越差。
在本实施例中，从获取的各STA的性能系数中确定大于或等于传输期望阈值的性能系数的个数，例如，传输期望阈值为0.8，目标空口下有k个STA，且k个STA的性能系数分别为c1、c2……ck，当k个STA中有i个STA的性能系数大于等于0.8，则可通过公式确定该空口的性能系数。
在步骤S104中，操作人员可设置空口拥堵阈值D，该空中拥堵阈值D的取值范围为[0,1]，该拥堵阈值D的取值可通过网络分析得出，通过该拥堵阈值D可表明空口的拥堵程度，数值越大，空口越拥挤，数值越低，空口传输越好。
根据步骤S103获取的空口的性能系数C，通过(1–C)获取处理后的数值，并利用该处理后的数值与D进行比较，若处理后的数值大于或者等于D则表明该空口繁忙，若处理后的数值小于D则表明该空口空闲。
通过上述实施例可以看出，通过空口中各STA发送报文的速率数据，获取空口的性能系数，并通过与拥堵阈值进行比较可获得该空口的状态(空闲或繁忙)，根据网络特性，若通过上述步骤确定该空口繁忙，则可以预测接下来的T2时间段内，很大概率仍然为繁忙状态；反之，则可以预测接下来的T2时间段内，很大概率仍然为空闲状态。
在实际应用中，可能存在影响数据传输的环境因素，因此，本公开引入环境权重值Q。
例如，Q可以根据报文数目权重值、时间权重值、STA接入数量权重值、邻居AP上的终端数目权重值、邻居空口报文缓存数量权重值中的一种或多种组合确定。
其中，报文数目权重值可以被理解为空口发送队列中缓存的报文数目的影响，如果缓存的报文数目在单位时间内持续增加，那么空口变得拥堵的概率增大，反之空口发送队列中缓存的报文数持续减少，或者为0，则空口即将不再拥堵。
时间权重值可以被理解为如果未来时间段为繁忙时间段，如学校宿舍的下课时间、周末时间，商场的黄金时间，工厂的上班时间等明确的繁忙工作时间，则空口拥堵的概率增大，反之该因素不会有太大的影响。
STA接入数量权重值可以被理解为如果当前STA的接入数量处于持续增加，那么空口变得拥堵的概率增大，反之STA的接入数量持续减少，则空口即将不再拥堵的概率增加。
邻居AP上的终端数目权重值可以被理解为该空口的邻居AP(互为干扰设备)上的终端数目带来的影响。
邻居空口报文缓存数量权重值可以被理解为邻居空口报文缓存数量对本空口的影响。
上述各数据可以在云管理平台上获取。
在步骤S104中，根据所述目标空口的性能系数预测所述目标空口在第二时间段内的空口状态。具体可体现为通过(1-C)+Q获得处理后的数值，并利用该处理后的数值与D进行比较，若处理后的数值大于或者等于D则表明该空口繁忙，若处理后的数值小于D则表明该空口空闲，其中，Q可以为积极因素或者为消极因素，若为积极因素可以为负数，若为消极因素可以为正数，由此，当加入p的权重后，如果拥堵数据大于1，则按照1处理，认为空口严重拥堵；如果加入p的权重后，拥堵数据小于0，则按照0处理，认为空口完全不拥堵。
通过上述实施例可以看出，在考虑T1时刻各STA接收报文的数量以及接收各报文速率的同时，引入环境因素，可以更准确的对T2时刻的空口状态进行预测。
本公开实施例还提供了一种空口预测的方法，如图2所示，该方法包括：
S201获取目标空口第一时间段内各STA发送报文的数量和发送报文的速率数据；
S202将各STA发送报文的数量和发送报文的速率数据输入空口预测模型；
S203根据空口预测模型输出的预测结果预测目标空口状态；
其中，所述空口预测模型根据各STA发送报文的数量和发送报文的速率数据输入空口预测模型确定目标空口的性能系数，并根据所述性能系数输出预测结果。
在本实施例中，空口预测模型可包括计算层、预测层还可包括参数设置层，
在本实施例中，获取目标空口第一时间段内各STA发送报文的数量和发送报文的速率数据后，将获取的数据输入该空口预测模型。
空口预测模型中的计算层可根据每个速率数据中满足期望速率的速率占比数量确定每个STA性能系数，并根据各STA性能系数中满足传输期望阈值的STA的占比数量确定所述目标空口的性能系数(计算过程在上述实施例中已经叙述，此处不再赘述)。
在该空口预测模型中，需要期望速率、传输期望阈值，预测时间段T2以及预测层进行预测时需要与运算结果进行比较的拥堵阈值可通过参数设置层输入。
空口预测模块根据输入的数据通过模型输出预测T2时间段为空闲或是繁忙状态的结果。
在本实施例中，空口预测模块以软件模式存储于无线网络设备的存储介质中，也可被烧录在无线网络设备的单片机中。
本公开实施例还通了一种无线覆盖设备，该无线覆盖设备包括：
获取模块，用于获取目标空口第一时间段内各STA发送报文的速率数据；
第一计算模块，用于根据每个速率数据中满足期望速率的速率占比数量确定每个STA性能系数；
第二计算模块，用于根据所述各STA性能系数中满足传输期望阈值的STA的占比数量确定所述目标空口的性能系数；
预测模块，用于根据所述目标空口的性能系数预测所述目标空口在第二时间段内的空口状态。
可选的，所述获取模块，具体用于以当前时刻为时间基准，从所述时间基准之前的时间段中确定第一时间段，获取第一时间段内各STA发送报文的速率数据。
可选的，所述第一计算模块，具体用于从每个STA发送报文的速率数据中获取满足期望速率的个数，并根据所述满足期望速率的个数和该STA在第一时间段内发送报文的个数的比值确定该STA性能系数。
可选的，所述第二计算模块，具体用于从各STA性能系数中获取满足传输期望阈值的STA的个数，并根据满足传输期望阈值的STA的个数和目标空口中STA的个数的比值确定目标空口的性能系数。
可选的，所述预测模块，具体用于利用目标空口的性能系数与预设空口拥堵阈值进行比较，根据比较结果预测所述目标空口在第二时间段内的空口状态。
上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里申请的发明后，将容易想到本说明书的其它实施方案。本说明书旨在涵盖本说明书的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本说明书的一般性原理并包括本说明书未申请的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本说明书的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本说明书并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本说明书的范围仅由所附的权利要求来限制。
以上所述仅为本说明书的较佳实施例而已，并不用以限制本说明书，凡在本说明书的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书保护的范围之内。

Claims (14)

1.一种预测空口状态的方法，其特征在于，所述方法包括：
获取目标空口第一时间段内各STA发送报文的速率数据；
根据每个速率数据中满足期望速率的速率占比数量确定每个STA性能系数；
根据所述各STA性能系数中满足传输期望阈值的STA的占比数量确定所述目标空口的性能系数；
根据所述目标空口的性能系数预测所述目标空口在第二时间段内的空口状态。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取目标空口第一时间段内各STA发送报文的速率数据，包括：
以当前时刻为时间基准，从所述时间基准之前的时间段中确定第一时间段，获取第一时间段内各STA发送报文的速率数据。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据每个速率数据中满足期望速率的速率占比数量确定每个STA性能系数，包括：
从每个STA发送报文的速率数据中获取满足期望速率的个数，并根据所述满足期望速率的个数和该STA在第一时间段内发送报文的个数的比值确定该STA性能系数。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述各STA性能系数中满足传输期望阈值的STA的占比数量确定所述目标空口的性能系数，包括：
从各STA性能系数中获取满足传输期望阈值的STA的个数，并根据满足传输期望阈值的STA的个数和目标空口中STA的个数的比值确定目标空口的性能系数。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标空口的性能系数预测所述目标空口在第二时间段内的空口状态，包括：
利用目标空口的性能系数与预设空口拥堵阈值进行比较，根据比较结果预测所述目标空口在第二时间段内的空口状态。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取所述目标空口的环境权重值；
所述根据所述目标空口的性能系数预测所述目标空口在第二时间段内的空口状态，还包括：
根据所述目标空口的性能系数以及环境权重值预测所述目标空口在第二时间段内的空口状态。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述环境权重值包括：
空口发送队列中缓存的报文数目权重值、时间权重值、STA接入数量权重值、邻居AP上的终端数目权重值、邻居空口报文缓存数量权重值中的一种或多种组合。
8.一种无线覆盖设备，其特征在于，所述无线覆盖设备包括：
获取模块，用于获取目标空口第一时间段内各STA发送报文的速率数据；
第一计算模块，用于根据每个速率数据中满足期望速率的速率占比数量确定每个STA性能系数；
第二计算模块，用于根据所述各STA性能系数中满足传输期望阈值的STA的占比数量确定所述目标空口的性能系数；
预测模块，用于根据所述目标空口的性能系数预测所述目标空口在第二时间段内的空口状态。
9.根据权利要求8所述的无线覆盖设备，其特征在于，
所述获取模块，具体用于以当前时刻为时间基准，从所述时间基准之前的时间段中确定第一时间段，获取第一时间段内各STA发送报文的速率数据。
10.根据权利要求8所述的无线覆盖设备，其特征在于，
所述第一计算模块，具体用于从每个STA发送报文的速率数据中获取满足期望速率的个数，并根据所述满足期望速率的个数和该STA在第一时间段内发送报文的个数的比值确定该STA性能系数。
11.根据权利要求8所述的无线覆盖设备，其特征在于，
所述第二计算模块，具体用于从各STA性能系数中获取满足传输期望阈值的STA的个数，并根据满足传输期望阈值的STA的个数和目标空口中STA的个数的比值确定目标空口的性能系数。
12.根据权利要求8所述的无线覆盖设备，其特征在于，
所述预测模块，具体用于利用目标空口的性能系数与预设空口拥堵阈值进行比较，根据比较结果预测所述目标空口在第二时间段内的空口状态。
13.一种空口预测的方法，其特征在于，所述方法包括：
获取目标空口第一时间段内各STA发送报文的数量和发送报文的速率数据；
将各STA发送报文的数量和发送报文的速率数据输入空口预测模型；
根据空口预测模型输出的预测结果预测目标空口状态；
其中，所述空口预测模型根据各STA发送报文的数量和发送报文的速率数据输入空口预测模型确定目标空口的性能系数，并根据所述性能系数输出预测结果；
其中，所述空口预测模型根据每个速率数据中满足期望速率的速率占比数量确定每个STA性能系数，并根据各STA性能系数中满足传输期望阈值的STA的占比数量确定所述目标空口的性能系数。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，
所述空口预测模型包括参数设置层，所述参数设置层用于设置期望速率和传输期望阈值。
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