CN114567356A - 一种mu-mimo空时数据流分配方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本公开属于无线通信技术领域，提供了一种MU‑MIMO空时数据流分配方法及系统，包括以下步骤：获取空时数据流总数和用户总数；基于所获取的空时数据流总数和用户总数，进行每个用户的空时数据流个数的初始化判断，得到初始化后的用户时空数据流个数；根据所得到的初始化后的用户空时数据流个数，实时更新用户空时数据流，确定用户空时数据流的范围，实现空时数据流的分配。本公开实时计算各个用户的空时数据流范围，从而帮助通信系统实时分配各个用户的空时数据流，实现了资源利用率更高、更新效率更高的Wi‑Fi6网络MU‑MIMO空时数据流分配。

Description

一种MU-MIMO空时数据流分配方法及系统
技术领域
本公开属于无线通信技术领域，具体涉及一种MU-MIMO空时数据流分配方法及系统。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
Wi-Fi6扩展了多用户多输入多输出(Multi-User MIMO,简称MU-MIMO)技术，多8个用户复用同一个资源单元(RU)。在MU-MIMO场景下，RU中的用户都至少分配一个空时数据流，最多为一个用户分配4个空时数据流，各个用户的空时数据流个数总和不超过该RU的空时数据流总数，RU的空时数据流总数最多为8个。准确地为各个用户分配合适的空时数据流，是保证MU-MIMO正常通信的基础。因此，研究MU-MIMO场景下的用户空时数据流分配方法，对Wi-Fi6高速通信具备重要意义。
现有技术方案中，初始化用户的空时数据流个数时，各个用户的空时数据流个数总和可能小于空时数据流总数。例如当空时数据流总数为8、用户数为3时，则初始化时，第一个用户的空时数据流个数为4，其余用户的空时数据流个数为1。各个用户的空时数据流个数总和为6，这使得有两个空时数据流未被使用，造成无线资源浪费。
当更新用户的空时数据流个数时，现有技术方案只能逐个用户依次执行空时数据流个数更新操作，无法同时确定多个用户的可分配的空时数据流个数。同时，现有技术方案基于空时数据流个数递增1的操作，逐步判断更新后的空时数据流个数是否有效，若无效需要回退更新操作。因此，现有技术方案的空时数据流个数更新效率较低，影响Wi-Fi6网络中无线资源调度和分配效率。
综上所述，目前Wi-Fi6中的MU-MIMO空时数据流分配方案存在如下两个不足：
1、用户的空时数据流个数初始化分配时，各个用户的空时数据流个数总和可能小于空时数据流总数，使得部分空时数据流未被分配，造成无线资源浪费。
2、用户的空时数据流个数更新时，只能逐个用户依次更新，同时依赖于空时数据流个数依次递增1然后判断更新操作是否有效的操作，更新效率较低，影响Wi-Fi6网络中无线资源调度和分配效率。
发明内容
为了解决上述问题，本公开提出了一种MU-MIMO空时数据流分配方法及系统，实时计算各个用户的空时数据流范围，从而帮助通信系统实时分配各个用户的空时数据流，实现了资源利用率更高、更新效率更高的Wi-Fi6网络MU-MIMO空时数据流分配。
根据一些实施例，本公开的第一方案提供了一种MU-MIMO空时数据流分配方法，采用如下技术方案：
一种MU-MIMO空时数据流分配方法，包括以下步骤：
获取空时数据流总数和用户总数；
基于所获取的空时数据流总数和用户总数，进行每个用户的空时数据流个数的初始化判断，得到初始化后的用户时空数据流个数；
根据所得到的初始化后的用户空时数据流个数，实时更新用户空时数据流，确定用户空时数据流的范围，实现空时数据流的分配。
作为进一步的技术限定，在所述获取空时数据流总数的过程中，所有用户的空时数据流数的累加和不大于所获取空时数据流总数。
作为进一步的技术限定，在所述获取用户总数的过程中，当用户总数为1时表示单用户场景，所有的空时数据流均分配给该用户。
作为进一步的技术限定，在所述每个用户的空时数据流个数的初始化判断的过程中，当用户总数大于1时，判断空时数据流总数是否大于分界值4；当空时数据流总数不大于分界值4时，除第一个用户外，其他用户的空时数据流个数都初始化为1，第一个用户的空时数据流为空时数据流总数减去其他用户的空时数据流个数。
根据IEEE 802.11ax协议规范，多用户场景下，各个用户的空时数据流都不能超过4。为了保证这一点，本算法将空时数据流总数是否大于分界值4作为一个分界点。
进一步的，当空时数据流总数大于分界值4时，每个用户的空时数据流个数的初始化判断的具体过程为：
(1)将每个用户的空时数据流数初始化为1；
(2)判断所有用户的空时数据流数的累加和是否等于所获取的空时数据流总数，若是则结束初始化判断流程，否则执行(3)；
(3)初始化用户个数i＝1，将用户的空时数据流个数Si设置为4；
(4)当所有用户的空时数据流数的累加和等于所获取的空时数据流总数时，结束初始化判断流程；
当所有用户的空时数据流数的累加和大于所获取空时数据流总数，令Si＝Si-1，继续执行(4)；
当所有用户的空时数据流数的累加和小于所获取空时数据流总数，令i＝i+1，Si＝Si-1，继续执行(4)。
作为进一步的技术限定，在所述空时数据流的分配的过程中，不依赖迭代和循环判断进行用户的时空数据流个数的更新，实时确定用户空时数据流的范围。
进一步的，记用户i的空时数据流的最小值为Si,min，最大值为Si,max，空时数据流总数为M，用户数为N，则
Si,min＝Si+1,i＝1,…,N-1
SN,min＝1
Figure BDA0003536965910000041
根据一些实施例，本公开的第二方案提供了一种MU-MIMO空时数据流分配系统，采用如下技术方案：
一种MU-MIMO空时数据流分配系统，包括：
获取模块，被配置为获取空时数据流总数和用户总数；
初始化模块，被配置为基于所获取的空时数据流总数和用户总数，进行每个用户的空时数据流个数的初始化判断，得到初始化后的用户时空数据流个数；
分配模块，被配置为根据所得到的初始化后的用户空时数据流个数，实时更新用户空时数据流，确定用户空时数据流的范围，实现空时数据流的分配。
根据一些实施例，本公开的第三方案提供了一种计算机可读存储介质，采用如下技术方案：
一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现如本公开第一方面所述的MU-MIMO空时数据流分配方法中的步骤。
根据一些实施例，本公开的第四方案提供了一种电子设备，采用如下技术方案：
一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时实现如本公开第一方面所述的MU-MIMO空时数据流分配方法中的步骤。
与现有技术相比，本公开的有益效果为：
本公开包括初始化和空时数据流更新两部分，在初始化用户的空时数据流个数时，将所有的空时数据流都可以分配给用户，从而提高无线资源利用率；在更新用户的空时数据流个数时，实时确定该用户空时数据流范围；同时当该用户的空时数据流改变时，可实时计算其他用户的空时数据流范围，助力通信系统高效地调度和分配各用户的空时数据流。
附图说明
构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。
图1是本公开实施例一中的MU-MIMO空时数据流分配方法的流程图；
图2是本公开实施例二中的MU-MIMO空时数据流分配系统的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例一
本公开实施例一介绍了一种MU-MIMO空时数据流分配方法。
如图1所示的一种MU-MIMO空时数据流分配方法，包括以下步骤：
获取空时数据流总数和用户总数；
基于所获取的空时数据流总数和用户总数，进行每个用户的空时数据流个数的初始化判断，得到初始化后的用户时空数据流个数；
根据所得到的初始化后的用户空时数据流个数，实时更新用户空时数据流，确定用户空时数据流的范围，实现空时数据流的分配。
本实施例基于IEEE 802.11ax协议规范，提出了一种MU-MIMO场景下用户空时数据流的分配方法，包括初始化和空时数据流范围两部分。初始化部分是在通信开始时，根据空时数据流总数和用户数对各个用户的空时数据流进行初始分配。空时数据流范围部分是在通信过程中，由于通信环境和通信流程变化，需要更改某个用户的空时数据流时，确定该用户空时数据流范围。同时，某个用户的空时数据流个数发生变化时，会影响其他用户的空时数据流范围，使用本专利提出的方法可以实时计算各个用户的空时数据流范围，从而帮助通信系统实时分配各个用户的空时数据流。
已有的用于Wi-Fi6的MU-MIMO空时数据流分配方案中，初始化各个用户的空时数据流个数时，除第一个用户外，剩余每个用户的空时数据流个数都置为1，第一个用户的空时数据流为空时数据流总数减去其他用户的空时数据流个数。若第一个用户的空时数据流个数大于分界值4，则将该用户的空时数据流个数改变为分界值4。
当需要更新用户的空时数据流个数时，已有方案采用如下步骤：
(1)将该用户的空时数据流个数增加1；
(2)判断各个用户的空时数据流个数总和是否大于空时数据流总数，若是，则将该用户的空时数据流减1，退出更新操作；否则，执行步骤(3)；
(3)判断该用户的空数据流是否不大于前面用户的空时数据流个数，若是，则将该用户的空时数据流减1，退出更新操作；否则，回到步骤(1)。
在本实施例中，记空时数据流总数为M，用户数为N，各个用户的空时数据流数为Si,i＝1,…,N。根据IEEE 802.11ax协议，
Figure BDA0003536965910000081
S1≥…≥SN，并且1≤Si≤4。
本实施例中的方法适应于于N大于1时的用户空时数据流分配。当N＝1时，表示单用户场景，M个数据流都分配给该用户。本实施例中的方法主要包含初始化和用户空时数据流更新两部分。
一、初始化
用户空时数据流个数初始化时，所有的空时数据流都被分配，无线资源得以充分利用。根据空时数据流总数是否大于分界值4分别采用不同的方法。当空时数据流总数不大于分界值4时，除第一个用户外，其他用户的空时数据流个数都初始化为1，第一个用户的空时数据流为空时数据流总数减去其他用户的空时数据流个数；
即若M不大于分界值4，则：
Si＝1,i＝2,…,N
S1＝M-(N-1)
若M大于分界值4，则按如下步骤初始化用户的空时数据流个数。
1)初始化每个用户的空时数据流数为1；
2)若
Figure BDA0003536965910000091
则结束初始化流程；否则执行3)；
3)初始化i＝1，令S1＝4；
4)若
Figure BDA0003536965910000092
则结束初始化流程；
否则若
Figure BDA0003536965910000093
则令Si＝Si-1，继续执行4)；
否则，令i＝i+1，Si＝Si-1，继续执行4)。
特别地，当M＝8且N＝2时，用户1和用户2的空时数据流参数都为4。
二、用户空时数据流更新
当需要更新用户的空时数据流个数时，不依赖于大量迭代和循环判断，就能够实时确定该用户空时数据流范围；同时当该用户的空时数据流更新后，也可以实时计算其他用户的空时数据流范围。这样可以做到高效地调度和分配无线资源。记用户i的空时数据流最小值为Si,min，最大值为Si,max。
Si,min的计算方式如下：
Si,min＝Si+1,i＝1,…,M-1
SN,min＝1
Si,max的计算方式如下：
Figure BDA0003536965910000101
Figure BDA0003536965910000102
通信系统可在这个范围内为用户选择一个值更新用户的空时数据流个数。每修改一个用户的空时数据流数，都可以按照上述步骤实时重新计算其他用户的空时数据流个数取值范围。
本实施例所提出的用户空时数据流个数初始化方法可充分利用Wi-Fi6网络的无线资源，没有未被分配的空时数据流；实时更新用户的数据流，并且当某用户的空数据流更新后，可以实时更新其他用户的空时数据流，使得无线资源调度和分配更加高效。
实施例二
本公开实施例二介绍了一种MU-MIMO空时数据流分配系统。
如图2所示的一种MU-MIMO空时数据流分配系统，包括：
获取模块，被配置为获取空时数据流总数和用户总数；
初始化模块，被配置为基于所获取的空时数据流总数和用户总数，进行每个用户的空时数据流个数的初始化判断，得到初始化后的用户时空数据流个数；
分配模块，被配置为根据所得到的初始化后的用户空时数据流个数，实时更新用户空时数据流，确定用户空时数据流的范围，实现空时数据流的分配。
详细步骤与实施例一提供的MU-MIMO空时数据流分配方法相同，在此不再赘述。
实施例三
本公开实施例三提供了一种计算机可读存储介质。
一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现如本公开实施例一所述的MU-MIMO空时数据流分配方法中的步骤。
详细步骤与实施例一提供的MU-MIMO空时数据流分配方法相同，在此不再赘述。
实施例四
本公开实施例四提供了一种电子设备。
一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时实现如本公开实施例一所述的MU-MIMO空时数据流分配方法中的步骤。
详细步骤与实施例一提供的MU-MIMO空时数据流分配方法相同，在此不再赘述。
上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种MU-MIMO空时数据流分配方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取空时数据流总数和用户总数；
基于所获取的空时数据流总数和用户总数，进行每个用户的空时数据流个数的初始化判断，得到初始化后的用户时空数据流个数；
根据所得到的初始化后的用户空时数据流个数，实时更新用户空时数据流，确定用户空时数据流的范围，实现空时数据流的分配。
2.如权利要求1中所述的一种MU-MIMO空时数据流分配方法，其特征在于，在所述获取空时数据流总数的过程中，所有用户的空时数据流数的累加和不大于所获取空时数据流总数。
3.如权利要求1中所述的一种MU-MIMO空时数据流分配方法，其特征在于，在所述获取用户总数的过程中，当用户总数为1时表示单用户场景，所有的空时数据流均分配给该用户。
4.如权利要求1中所述的一种MU-MIMO空时数据流分配方法，其特征在于，在所述每个用户的空时数据流个数的初始化判断的过程中，当用户总数大于1时，判断空时数据流总数是否大于分界值；当空时数据流总数不大于分界值时，除第一个用户外，其他用户的空时数据流个数都初始化为1，第一个用户的空时数据流为空时数据流总数减去其他用户的空时数据流个数。
5.如权利要求4中所述的一种MU-MIMO空时数据流分配方法，其特征在于，当空时数据流总数大于分界值时，每个用户的空时数据流个数的初始化判断的具体过程为：
(1)将每个用户的空时数据流数初始化为1；
(2)判断所有用户的空时数据流数的累加和是否等于所获取的空时数据流总数，若是则结束初始化判断流程，否则执行(3)；
(3)初始化用户个数i＝1，将用户的空时数据流个数Si设置为4；
(4)当所有用户的空时数据流数的累加和等于所获取的空时数据流总数时，结束初始化判断流程；
当所有用户的空时数据流数的累加和大于所获取空时数据流总数，令Si＝Si-1，继续执行(4)；
当所有用户的空时数据流数的累加和小于所获取空时数据流总数，令i＝i+1，Si＝Si-1，继续执行(4)。
6.如权利要求1中所述的一种MU-MIMO空时数据流分配方法，其特征在于，在所述空时数据流的分配的过程中，不依赖迭代和循环判断进行用户的时空数据流个数的更新，实时确定用户空时数据流的范围。
7.如权利要求6中所述的一种MU-MIMO空时数据流分配方法，其特征在于，记用户i的空时数据流的最小值为Si,min，最大值为Si,max，空时数据流总数为M，用户数为N，则
Si，min＝Si+1，i＝L…，N-1
SN，min＝1
Figure FDA0003536965900000031
8.一种MU-MIMO空时数据流分配系统，其特征在于，包括：
获取模块，被配置为获取空时数据流总数和用户总数；
初始化模块，被配置为基于所获取的空时数据流总数和用户总数，进行每个用户的空时数据流个数的初始化判断，得到初始化后的用户时空数据流个数；
分配模块，被配置为根据所得到的初始化后的用户空时数据流个数，实时更新用户空时数据流，确定用户空时数据流的范围，实现空时数据流的分配。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的MU-MIMO空时数据流分配方法中的步骤。
10.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-7中任一项所述的MU-MIMO空时数据流分配方法中的步骤。
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