WO2014177103A1

WO2014177103A1 - 数据传输调度方法、装置和系统

Info

Publication number: WO2014177103A1
Application number: PCT/CN2014/079050
Authority: WO
Inventors: 汪波; 黄河
Original assignee: 中兴通讯股份有限公司
Priority date: 2013-09-11
Filing date: 2014-06-03
Publication date: 2014-11-06
Also published as: CN104427632A; US10009893B2; EP3041307A4; CN104427632B; US20160249351A1; EP3041307A1

Abstract

一种数据传输调度方法、装置和系统。涉及无线通信领域；解决了相关调度方式网络使用率低的问题。所述方法包括：接收接入点（AP）发送的测量报告，在所述测量报告中携带有发送所述测量报告的AP的发送功率、所述AP的周围设备的信号接收电平和功率；根据所述测量报告，评估所述AP与所述AP的周围设备之间的干扰关系，得到评估结果；根据所述评估结果进行调度判决。本发明实施例提供的技术方案适用于WLAN中，实现了多个低干扰终端并行通信。

Description

数据传输调度方法、装置和系统

技术领域

本发明涉及数据传输调度领域，尤其涉及一种数据传输调度方法、装置和系统。

背景技术

近年来随着无线网络技术的日益发展，能够提供局域网无线连接服务的无线局域网（WLAN, Wireless Local Area Network )技术越来越受到业界的关注。无线局域网具有成本低，组网灵活，速率高等优点，在企业、教育等不同领域得到广泛应用，并被电信业务运营商在 "热点" 地区用于提供公共无线接入服务。

WLAN系统遵循美国电气和电子工程师协会 ( IEEE ) 802.11工作组定义的 802.11a/b/g/n等一系列技术标准。在 802.11规范中，媒体访问控制协议釆用带冲突避免的载波侦听多路访问机制（Carrier SenseMultiple Access with Collision Avoidance, CSMA/CA ) ,使多个站点共享无线信道。依据 CSMA/CA 机制，一个无线设备在发送数据之前，会对信道的空闲状态进行检测，如果发相关其他的设备在传送数据则不发送，一直等到信道空闲时再随机回退一段时间，如果此时信道依然空闲才发送数据。虽然这种信道竟争方式实现简单、灵活性高并且能在一定程度上避免冲突的发生，但是也存在着如下缺点：

1.不能有效解决 "隐藏终端" 问题，即当两终端相互之间无法感知对方信号时，如其中一个终端发送数据，另一个终端因为无法感知其信号会误认为当前信道空闲，因而也发送数据，造成无线信号的碰撞及数据重传。虽然 802.11协议提出了请求发送 /允许发送（RTS/CTS )交换协议来解决这个问题，但是它只能解决隐藏发送终端，无法解决隐藏接收终端（即隐藏终端接收时仍然出错）以及 RTS/CTS信息包自身碰撞的情形，而且增加了网络开销。

2.信道利用率低。一个设备占用信道后，其他设备只能处于等待状态，即使它们位于该设备的覆盖范围内而在接收节点的覆盖范围外，不会对该设备通信造成影响（ "暴露终端" ）。 3.网络容量受设备数量限制。当设备的数量越多、分布越密集时，设备间的无线干扰就越严重，因此网络不能容纳过多的用户，组网规模受到限制。

综上，相关的调度方式网络使用率低。发明内容

本发明实施例提供了一种数据传输调度方法、装置和系统，解决了相关调度方式网络使用率低的问题。

一种数据传输调度方法，包括：

接收接入点（AP )发送的测量报告，所述测量报告中携带有发送所述测量报告的 AP的发送功率、所述 AP的周围设备的信号接收电平和功率；根据所述测量报告，评估所述 AP与所述 AP的周围设备之间的干扰关系，得到评估结果；以及

根据所述评估结果进行调度判决。

可选的，所述根据所述测量报告，评估所述 AP与所述 AP的周围设备之间的干扰关系的步骤包括：

根据所述测量报告，计算所述 AP之间的路损数据；

建立 AP与与所述 AP下接入的客户端之间的路损数据；以及

根据所述 AP之间的路损数据和 AP与与所述 AP下接入的客户端之间的路损数据，评估一通讯对中的所有设备与另一通讯对中的所有设备之间的干扰关系；

其中，所述通讯对由 AP与所述 AP下接入的客户端之间的通讯构成。可选的，在仅存在两个通讯对时，第一 AP与第一客户端构成一个通讯对，第二 AP与第二客户端构成另一个通讯对，所述根据所述 AP之间的路损数据和 AP与所述 AP下接入的客户端之间的路损数据，评估一通讯对中的所有设备与另一通讯对中的所有设备之间的干扰关系的步骤包括：

根据以下表达式计算第一 AP到达第二 AP的干扰值 RSSI_aal2:

RSSI_aal2 =TxPower_AP — PathLoss_{AP AP} , 其中, TxPower_AP、为第一 AP 的发射功率， PathLoss_{AP AP} 一 AP与第二 AP间的路损数据；根据以下表达式计算第一 AP到达第二客户端的干扰值 RSSI_asl2:

RS SI_as 12=TxPower_APl― PathLoss_APlSTA2 , 其中, PathLoss_{AP] STA2}为第一 AP与第二客户端之间的路损数据；根据以下表达式计算第一客户端到达第二 AP的干扰值 RSSI_sal2:

RSSI_sal2= J _JPower_>S'_{74 l}― PathLoss_Ap_{2STA l} , 其中 TxPowcr_{STA ]} ^第一客户端的发射功率， PathLoss_Ap_lSTAl为第二 AP与第一客户端之间的路损；将 RSSI— aal2、 RSSI— asl2、 RSSI_sal2与为第二 AP和第二客户端预设的被干扰的门限值比较；以及

在 RSSI— aal2和 /或 RSSI— sal2超过所述被干扰的门限值时，判定存在干扰。

可选的，在存在三个及三个以上的通讯对时，第一 AP与第一客户端构成第一通讯对，所述根据所述 AP之间的路损数据和 AP与与所述 AP下接入的客户端之间的路损数据，评估一通讯对中的所有设备与另一通讯对中的所有设备之间的干扰关系的步骤包括：

分别评估包含第一 AP的邻居 AP的各通讯对与所述第一通讯对之间的干扰关系；以及

将所述包含部居 AP的各通讯对对所述第一通讯对的干扰关系进行累加, 得到全部包含部居 AP的通讯对对所述第一通讯对的总干扰。

可选的，所述根据所述评估结果进行调度判决的步骤包括：

当有两个通讯对请求同时进行下行数据包的发送时，判断是否满足以下四个条件，在同时满足以下四个条件时，判定所述两个通讯对能够同时进行下行数据包的发送：

所述第一 AP向所述第一客户端发送数据时，所述第二 AP和所述第二客户端不能对所述第一客户端有干扰；

所述第二 AP和所述第二客户端对所述第一 AP有干扰时，所述干扰在所述第一客户端发送下行数据 ACK之前停止；

所述第二 AP向所述第二客户端发送数据时，所述第一 AP和所述第一客户端不能对所述第二客户端有干扰；以及

所述第一 AP和所述第一客户端在对所述第二 AP有干扰时，所述干扰在所述第二客户端发送 ACK之前停止。

可选的，所述根据所述评估结果进行调度判决的步骤包括：

当有三个或三个以上的通讯对请求同时进行下行数据包的发送时，判断是否满足以下两个条件，在同时满足以下两个条件时，判定所述三个或三个以上的通讯对能够同时进行下行数据包的发送：

任一通讯对对其他通讯对的干扰小于设定门限；以及

任一通讯对受到的干扰小于设定门限。

可选的，所述根据所述评估结果进行调度判决的步骤包括：

将至少一个 AP的管理帧 Beacon帧时间间隔的时间资源划分为多个时间片；

根据各 AP对其他 AP的干扰和受到其他 AP的干扰之和的从大到小的顺序依次为各 AP分配不同的时间片，相互之间存在干扰的 AP不分配同一时间片，多个相互之间不存在干扰的 AP分配在同一时间片。

可选的，在为相互之间存在干扰的 AP分配时间片时，优先为优先级较高的 AP分配。

可选的，该方法还包括：

为网络中的各 AP配置优先级。

可选的，所述根据所述评估结果进行调度判决的步骤之后，还包括：输出调度判决信息，所述调度判决信息中包含各 AP的时间片位图信息，指示各 AP在分配到的时间片上竟争信道，并在竟争到信道后，向物理层緩存填充下行数据。

可选的，所述根据所述评估结果进行调度判决的步骤包括：

将至少一个 AP的 Beacon帧时间间隔的时间资源划分为多个时间片；各 AP为所述 AP下的各个归属客户端分配 n/M个时间片，分配时间片的原则包括：所述客户端是所述时间片上对其他客户端干扰和受到其他客户端干扰之和最小的客户端，其中， M表示 AP的归属客户端数量， n表示时间片的数量，其中， M、 n为正整数。

可选的，所述根据所述评估结果进行调度判决的步骤之后，还包括：输出调度判决信息，所述调度判决信息中包含各 AP下各归属客户端的时间片位图信息，指示所述 AP竟争物理信道；以及

所述 AP在竟争到物理信道后，向物理层緩存填充目的地址为时间片相应客户端的下行数据。

可选的，所述接收 AP发送的测量报告的步骤包括：

无线控制器 AC接收各 AP发送的所述 AP的测量报告。

可选的，所述接收 AP发送的测量报告的步骤包括：

AP接收除 AP之外的其他各 AP广播的所述其他各 AP的测量报告。可选的，该方法还包括：

所述 AP记录接收到的各客户端和 /或邻居 AP的数据包信号电平。

可选的，该方法还包括：

所述 AP广播自己的测量报告，所述测量报告携带有发送所述测量报告的第一 AP的发送功率、所述 AP周围设备的信号接收电平和功率。

本发明实施例还提供了一种数据调度装置，包括：测量报告收集模块、干扰评估模块以及调度判决模块，其中，

所述测量报告收集模块设置成：接收接入点（AP )发送的测量报告，在所述测量报告中携带有发送所述测量报告的 AP的发送功率、所述 AP的周围设备的信号接收电平和功率；

所述干扰评估模块设置成：根据所述测量报告，评估所述 AP与所述 AP 的周围设备之间的干扰关系，得到评估结果；以及

所述调度判决模块设置成：根据所述评估结果进行调度判决。可选的，所述干扰评估模块包括：

第一路损计算单元，其设置成计算所述 AP之间的路损数据；

第二路损计算单元，其设置成建立 AP与所述 AP下接入的客户端之间的路损数据；以及

干扰评估单元，其设置成根据所述 AP之间的路损数据和 AP与所述 AP 下接入的客户端之间的路损数据，评估一通讯对中的所有设备与另一通讯对中的所有设备之间的干扰关系；

其中，所述通讯对由 AP与所述 AP下接入的客户端之间的通讯构成。可选的，该装置还包括：

结果输出模块，其设置成输出调度判决信息，所述调度判决信息中包含各 AP的时间片位图信息，指示各 AP在分配到的时间片上竟争信道，并在竟争到信道后，向物理层緩存填充下行数据。

本发明实施例还提供了一种数据传输调度系统，包括数据传输调度装置和至少一个接入点（AP ) ；

所述数据传输调度装置设置成：接收所述 AP发送的测量报告，在所述测量报告中携带有发送所述测量报告的 AP 自身的发送功率、所述 AP的周围设备的信号接收电平和功率，根据所述测量报告，评估所述 AP与所述 AP 的周围设备之间的干扰关系，得到评估结果，再根据所述评估结果进行调度判决。

可选的，所述数据传输调度装置还设置成：输出调度判决信息，所述调度判决信息中包含各 AP的时间片位图信息，指示各 AP在分配到的时间片上竟争信道，并在竟争到信道后，向物理层緩存填充下行数据。

可选的，所述 AP设置成：向所述数据传输调度装置发送所述 AP的测量报告，或，

广播所述 AP的测量报告。

可选的，所述 AP还设置成：记录接收到的各客户端和 /或邻居 AP的数据包信号电平。

本发明实施例提供了一种数据传输调度方法、装置和系统，数据传输调度装置接收 AP发送的测量报告，在所述测量报告中携带有发送所述测量报告的 AP 自身的发送功率、该 AP周围设备的信号接收电平和功率，然后根据所述测量报告，评估设备之间的干扰关系，再根据干扰关系的评估结果进行调度判决，实现了多个低干扰终端并行通信，解决了相关调度方式网络使用率低的问题。附图概述

图 1是集中式集中调度网络结构示意图；

图 2 是分布式集中调度网络结构示意图；

图 3 是本发明的实施例一中 AC的处理流程图；

图 4 是本发明的实施例一中 AP的处理流程图；

图 5 是本发明的实施例一中集中式集中调度信令交互流程图；

图 6 是本发明的实施例一中分布式集中调度信令交互流程图；

图 7是包含两个 AP-STA通讯对的网络结构示意图；

图 8是包含多个 AP-STA通讯对的网络结构示意图；

图 9是时间片资源示意图；

图 10是按 AP划分时间片位图信息示意图；

图 11是按 STA划分时间片位图信息示意图；

图 12是本发明的实施例五提供的一种数据传输调度装置的结构示意图；图 13是图 12中干扰评估模块 1202的结构示意图。本发明的较佳实施方式

为了解决相关调度方式网络使用率低的问题，本发明的实施例提供了一种数据传输调度方法、装置和系统。下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

首先结合附图，对本发明的实施例一进行说明。

本发明实施例提供了一种数据传输调度方法，旨在解决无线局域网中设备之间竟争信道时引起的信道使用效率低和带宽损失等问题。在设备相互之间的干扰处于可以忍受的程度时，通过协调使多个发送端主动发起通信，达到并行通信的目的。

以下三方面的内容：

1、接收 AP发送的测量报告，在所述测量报告中携带有发送所述测量报告的 AP的发送功率、该 AP的周围设备的信号接收电平和功率；

本发明实施例中，各 AP记录收到的其他网络设备（包括邻居接入点、归属客户端和非归属客户端）的信号电平，并周期性通知其他接入点或中心控制节点自己记录的其他网络设备信号接收电平，及自己的功率信息；如果部署的 WLAN系统支持 802.11k, 那么客户端（Station, STA )也需记录其他网络设备的信号电平值并上报给关联 AP,由其通知其他 AP或中心控制节点 ( AC ) 。

2、根据所述测量报告，评估所述 AP与所述 AP的周围设备之间的干扰关系，得到评估结果；

本步骤中， AP或 AC根据收集的其他 AP上报的信号电平及功率信息，并根据这些信息评估各通讯对（AP-STA )之间的干扰关系。

3、根据干扰关系的评估结果进行调度判决；

本步骤中，根据评估的通讯对干扰关系，系统分布式（或者中心节点集中式）地对整网数据包发送进行调度，原则上同时发送的通讯对之间没有干扰或者干扰较小。为了调度成功，整网 AP需按照某种方式实现同步，如基于 GPS、或以太网协议（NTP、 IEEE 1588等）。为了便于本领域一般技术人员实施与理解本发明，下面结合附图通过实施例对本发明做详细说明，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。

图 1和图 2是本发明实施例所涉及的无线局域网集中调度网络结构图。其中图 1釆用集中式架构，图 2釆用分布式架构。前者除了和后者一样包括 6个客户端（STA1 6 )及 3 个被配置与它们进行数据通信的接入点 AP1~3 之夕卜，还有一个对 AP进行管理配置的无线控制器（Access Controller, AC )。集中式架构下， AC负责对网络进行调度；而分布式架构下，每个 AP自主选择发送时机。典型情况下，客户端包括计算设备，如桌面、便携或手持设备。 AC可以是 AP中的软件实体，也可以是单独的物理设备、交换机或者路由器的一部分，或者小型化 AC的一部分。 AP则可以是胖 AP、瘦 AP或者超瘦 AP中的一种。接入点和客户端之间根据 IEEE 802.11协议族中的任一种标准进行通信并且遵循 802.11 媒介访问控制（MAC )层规范。但是，本发明实施例的原理不限于 802.11 标准，也可应用于几乎任何类型的 WLAN, 包括 HiPerLAN, 蓝牙和基于 HISWAN的系统。

图 3说明的是本发明实施例中提出的集中式集中调度下 AC的处理流程，具体步骤如下：步骤 301、 AC接收各 AP发送的该 AP自身的测量报告；

本步骤中， AC按测量报告周期接收 AP发送的测量报告， AP可以主动发送测量报告，也可在 AC发送测量报告请求之后发送，测量报告包含自己的发送功率，周围设备的信号接收电平和功率，可以通过有线网发送也可通过空口发送；

步骤 302、 AC根据接收的 AP测量报告计算设备间路损并评估通讯对之间的干扰关系，其中，所述通讯对由 AP与所述 AP下接入的客户端之间的通讯构成；

步骤 303、 AC根据通讯对之间的干扰关系进行调度判决；步骤 304、 AC将调度判决信息分发给 AP, 可以通过空口也可通过有线网。

图 4说明的是本发明实施例提出的 AP的处理流程，步骤如下：

1、各 AP广播自己的测量报告，所述测量报告有发送所述测量报告的第 ― AP 自身的发送功率、该 AP周围设备的信号接收电平和功率。相应的，各 AP通过周期性发送含功率信息的集中调度 AP测量相关广播帧来发送测量报告，该广播帧用于测量该 AP到广播帧接收者的路损，广播帧可以使用 802.11标准相关的管理帧如 Beacon、 Probe Request帧等，也可使用非标准厂商自定义帧格式。 AP记录接收到的各客户端和 /或邻居 AP的数据包信号电平。

2、 AP记录周围设备的数据包接收电平和发射功率， AP 的发射功率直接在集中调度 AP测量相关广播帧读取， STA发射功率根据客户端类型估计，一般手机为 17dBm, 手提电脑为 20dBm。

3、集中式架构下，在测量报告周期到后向 AC发送自己的测量报告；分布式架构下，在测量报告周期到后，广播自己的测量报告。测量报告包含自己的发送功率，周围设备的信号接收电平和功率，可以通过有线网发送也可通过空口发送。

4、集中式架构下，接收 AC的调度判决信息；分布式架构下 AP首先根据接收的其他 AP测量报告计算设备间路损，评估通讯对之间的干扰关系，然后对数据包发送进行调度判决，最后广播自己的调度判决信息；

5、 AP根据调度判决结果调度数据包。

图 5说明的是本发明实施例提出的集中式集中调度信令交互流程，相应步骤包括：

步骤 501 : API周期性以最大功率发送集中调度测量广播帧，其中载有其当前发射功率信息，广播帧可以使用 802.11标准相关的管理帧如 Beacon、 Probe Request帧等，也可使用非标准厂商自定义帧格式；

步骤 502: AP2记录接收到的 API集中调度测量广播帧信号电平及其包含的功率信息;

步骤 503: 相应地 AP2也周期性发送含自己发射功率的集中调度测量广播帧；

步骤 504: API记录 AP2信号电平及功率信息；

步骤 505: STA1按照 802.11协议在完成关联、认证后发送数据帧；步骤 506: API记录接收到的 STA1数据包信号电平；

步骤 507: AP2记录接收到的 STA1数据包信号电平；

步骤 508: STA2按照 802.11协议在完成关联、认证后发送数据帧；步骤 509: API记录接收到的 STA2数据包信号电平；

步骤 510: AP2记录接收到的 STA2数据包信号电平；

步骤 511 : API向 AC发送自己的测量报告，可以通过有线网也可通过无线空口发送;

步骤 512: AP2向 AC发送自己的测量 4艮告；

步骤 513: AC根据 AP的测量报告评估设备之间的干 4尤关系；步骤 514: AC向 API发送调度判决信息；

步骤 515: AC向 AP2发送调度判决信息。

图 6是本发明实施例提出的分布式集中调度信令交互流程，相应步骤包括：

步骤 601~610：与步骤 501~510相同不再赘述;

步骤 611 : API广播自己的测量报告，测量报告包含自己的发送功率，周围设备的信号接收电平和功率，可以通过有线网发送也可通过空口发送；步骤 612: AP2广播自己的测量 ^艮告；

步骤 613: API根据测量报告评估网络中各设备之间的干扰关系；步骤 614: AP2根据测量报告评估网络中各设备之间的干扰关系；步骤 615: API判断优先级高于 AP2,根据设备干扰关系进行调度判决， AP的优先级可以通过网络配置，也可根据 AP干扰的大小判定；步骤 616: API调度判决结束之后，将其调度判决相关信息（如数据包发送时间等 )发送给 AP2；

步骤 617: AP2根据干扰关系及 API的调度信息进行调度判决；步骤 618: AP2将自己的调度判决信息发送给 API。

本发明实施例提出的数据传输调度谅建立在设备之间的干扰评估基础之上，下面结合具体的实施例进一步阐述本发明的干扰评估机制。

下面结合附图，对本发明的实施例二进行说明。

本发明实施例提供了一种数据传输调度方法，使用该方法完成数据调度时，首先接收 AP发送的测量报告，在所述测量报告中携带有发送所述测量报告的 AP的发送功率、该 AP的周围设备的信号接收电平和功率，然后根据所述测量报告，评估该 AP与该 AP的周围设备之间的干扰关系，得到评估结果，再根据干扰关系的评估结果进行调度判决。具体可参见本发明的实施例一。

在进行干扰评估时，首先计算 AP之间的路损数据，然后建立 AP与其下接入的客户端之间的路损数据，最后根据所述 AP之间的路损数据和 AP 与其下接入的客户端之间的路损数据，评估一通讯对中的所有设备与另一通讯对中的所有设备之间的干扰关系。根据需要考虑的通讯对数量的不同，评估方式也不同，具体说明如下。

本发明实施例中，着重对两通讯对干扰评估的方式进行说明。

在仅存在两个通讯对时，第一 AP与第一客户端构成一个通讯对，第二 AP与第二客户端构成另一个通讯对。如图 7 , API (作为第一 AP ) 、 AP2 (作为第二 AP ) 、 STA1 (作为第一客户端）和 STA2 (作为第二客户端）四个设备，构成 AP1-STA1和 AP2-STA2两个通讯对，为了判断它们能否同时发送，需确定它们之间的干扰关系。系统首先收集各设备之间的路损数据，这包括：

LAP间路损数据建立：

AP需记录邻居 AP发送的集中调度广播帧 RSSK Received Signal Strength Indication )值及其包含的邻居 AP发送功率，然后再对它们之间的路损进行估算（集中式架构下由 AC计算），如本发明实施例中 AP2到 API的路损等于 AP2发射功率减去 API记录的 AP2 数据包接收电平。

2.AP与 STA之间路损数据建立：

AP监听空口的数据包，记录每个成功解调 STA数据包的 {RSSI值，发送方 MAC地址，该 STA归属 AP地址 } ,并计算每一个 STA与其的路损（这里假定上下行的路损是对称的 )。计算路损数据时需要估计 STA上行发射功率（按最大发射功率计算，一般手机为 17dBm, 手提电脑为 20dBm ) 。

借助 AP间和 AP-STA间路损数据，系统可以获取通讯对之间的干扰关系。本发明实施例中，假设 API和 STA1均以最大功率发送，根据：

1 ) API与 AP2间的路损；

2 ) API与 STA2间的路损；

3 ) AP2与 STA1之间的路损数据；

计算：

1 )根据以下表达式计算第一 AP到达第二 AP的干扰值 RSSI_aal2:

RSSI_aal2 =TxPower_APl - PathLoss_APlAp₂ , 其中 TxPower_APl为第一 AP的发射功率， PathLoss_APlAp₂为第一 AP与第二 AP间的路损数据； TxPower_APl― PathLoss_APlAp₂；

2 )根据以下表达式计算第一 AP到达第二客户端的干扰值 RSSI_asl2: RSSl_a.sl2=TxPower_APl― PathLoss_Ap_lSTAl , 其中, PathLoss_APlSTA2为第一

AP与第二客户端之间的路损数据；

TxPower_APl― PathLoss_APlSTA2；

3 )根据以下表达式计算第一客户端到达第二 AP的干扰值 RSSI— sal2: RSSI_sal2= J _JPower_>S'_{74 l}― PathLoss_Ap_{2STA l} , 其中 TxPowcr_{STA ]} ^第一客户端的发射功率， PathLoss_{AP STA}、为第二 AP与第一客户端之间的路损； TxPower_{STA l}― PathLoss_Ap_{2STA l} 中 TxPower_APl、 PowersT^分另 ll为 API 和 STAl的发射功率, PathLoss_Ap_lSTAl , PathLoss_APlAp₂ , PathLoss_AP2STAl ^ 为 API H STA2、 API H AP2和 AP2 H STAl 々各损。

4 )将 RSSI— aal2、 RSSI— asl2、 RSSI— sal2与为第二 AP和第二客户端预设的被干扰的门限值比较；

将 RSSI— aal2、 RSSI— asl2、 RSSI— sal2与为 AP2和 STA2设定被干扰的门限值比较，在 RSSI— aal2和 /或 RSSI— sal2超过所述被干扰的门限值时，判定存在干扰。

相应的，如果 RSSI— aal2或者 RSSI— sal2超过了该门限，则认为 API或者 STA1会对 AP2造成干扰，如果 RSSI— asl2超过门限，则认为 API对 STA2 造成干扰。

同样的，当 AP2和 STA2需要进行通讯时，可以按照同样的方法衡量，步骤如下：

计算：

1 ) AP2的信号到达 API的 RSSI— aa21；

2 ) AP2的信号到达 STA1的 RSSI— as21 ;

3 ) STA2的信号到达 API的 RSSI— sa21 ;

并判断 AP2或者 STA2是否会对 API造成干扰，以及 AP2是否会对 STA1 造成干扰。

根据 802.11协议，目前尚不能获取 STA1和 STA2之间的路损，但可以借助 STA1对 STA2的 RTS和 CTS信号的反应来间接评估 STA1和 STA2的干扰关系。例如， AC可以在 STA1发送上行数据时，决策 STA2开始接受数据，并让 AP2向 STA2发送 RTS ,如果 STA2没有回复 CTS ,那么表明 STA1 对 STA2造成了干扰，使之没有正确接收到 AP2发送的 RTS。

评估完各设备之间的干扰关系之后，就得到表 1所示的不同通讯对间的干扰矩阵，其中行表示信号的接收方，列表示信号的发送方。

表 1

下面结合附图，对本发明的实施例三进行说明。

本发明实施例提供了一种数据传输调度方法，使用该方法完成数据调度时，首先接收 AP发送的测量报告，在所述测量报告中携带有发送所述测量报告的 AP的发送功率、该 AP的周围设备的信号接收电平和功率，然后根据所述测量报告，评估所述 AP与所述 AP的周围的干扰关系，得到评估结果，再根据干扰关系的评估结果进行调度判决。具体可参见本发明的实施例

本发明实施例中，着重对多通讯对（三个或三个以上的通讯对）情景下干扰评估的方式进行说明。

当系统存在多个通讯对时，因为多个通讯对的干扰可以累加，所以调度的方式与两个通讯对不同。首先分别评估包含第一 AP的邻居 AP的各通讯对与所述第一通讯对之间的干扰关系，再将所述包含部居 AP的各通讯对对所述第一通讯对的干扰关系进行累加，即可得到全部包含部居的通讯对对所述第一通讯对的总干扰。

以如图 8所示的系统为例介绍本发明实施例提供的数据传输调度方法，其中包含 AP1~3、 STA1-6九个设备，构成 AP1-STA1~2、 AP2-STA3-4和 AP3-STA5-6六个通讯对。以 API作为第一 AP, STA1作为第一客户端为例进行说明。

系统首先需要获得各设备之间的路损，方法同本发明的实施例二，不再赘述。根据设备间的路损可以评估各通讯对两两之间的干扰关系，以 AP1-STA1对 AP2-STA3的干扰为例，计算过程如下：首先根据：

1 ) API与 STA1间的路损；

2) API与 AP2间的路损；

3) API与 STA3间的路损；

4 ) AP2与 STA1之间的路损；

5 ) AP2与 STA3之间的路损；可以计算：

1 ) API的信号到达 STA1的电平 RSSI— asll;

2) API的信号到达 AP2的电平 RSSI— aal2;

3 ) API的信号到达 STA3的电平 RSSI— asl3;

4) STA1的信号到达 AP2的电平 RSSI— sal2;

5) STA1的信号到达 API的电平 RSSI— sail;

6 ) AP2的信号到达 STA3的电平 RSSI— as23;

7 ) AP2的信号到达 API的电平 RSSI— aa21;

8 ) AP2的信号到达 STA1的电平 RSSI— as21;

9) STA3的信号到达 API的电平 RSSI— sa31;

10 ) STA3的信号到达 AP2的电平 RSSI— sa32。

接着 AP1-STA1对 AP2-STA3的干扰程度可按如下表达式计算：

^AP₂→STA₃ _ _pAP₂ .AP₂→STA₃ .STA₃→AP₂\ , (_Λ _ _ρΑΡ₂

^(pAP₁→STA₁ ― ^APi . ^tt . ^APi 十 ^STA 十丄 — ^Pl

.AP₂→STA₃ STA₃→AP₂ .STA₃→AP₂^

. APi 卞 STAi 卞 APi ) 其中：

1、如果 RSSI— aal2≥CCAThreshlod (表示 AP2能感知 API 的信号），否则 {^^(Κ表示 ΑΡ2不能感知 API的信号，当 STA3能感知 API

信号）。

2、 α表示数据包同时发送概率，代表 API和 AP2下行数据包碰撞机会； 3、 Δ^^→™，表示 API对 AP2→STA3通讯对接收信噪比的影响，取值如表

2所示,

表 2

STA₃→AP₂

4、 Δ STA, 表示 STA1对 STA3→AP2通讯对（下行数据 ACK )接收信噪比的影响，取值如表 3所示,

表 3

STA₃→AP₂

：、 Δ 表示 API对 STA3→AP2通讯对（下行数据 ACK )接收信噪比的影响，取值如表 4所示,

STA₃→AP_:

表 4Δ: 15 < RSSI_sa32 - RSSI_aal2 0

10 < RSSI_sa32 - RSSI_aal2<15 0.5

5 < RSSI_sa32 - RSSI_aal2<10 1

0 < RSSI_sa32 - RSSI_aal2<5 2

RSSI_sa32 - RSSI_aal2<0 4

AP₂→STA_: STA₃→AP₂ STA₃→AP

上述表达式中的 Δ' 、 Δ STA, 和 Δ' 任意一个因子如果因为没有相关设备的路损数据而无法计算，则忽略该因子。以上计算的是 AP1→STA1对 AP2→STA2的干扰， API对 AP2的总干扰可以用如下表达式计算：

AP ^ AP₂→STA,-

Φ Φ

STAi6U_APl STA -6U_Ap₂

其中 U_AP表示 API的服务 STA集合， U_AP表示 AP2的服务 STA集合 _t 还可以得到 API对邻居 AP的总干扰为：

其中 Neigh_APi表示 API的邻居 AP集合（即 API有上报测量报告的 AP 集合）。

同样，还可以得到包含邻居 AP的通讯对对 AP1→STA1通讯对的总干扰为：

- AP ,→STA_FE

需要说明的是，图 8只是多个通讯对的情景的一种具体实现，实际应用过程中，存在多种不同的多通讯对情景。对于任何的多通讯对情景，对任一通讯对所受到的干扰进行评估时，其实现原理与本发明实施例都是相同的，即对各其他通讯对对该通讯对的干 4尤进行累加。在根据收集的测量报告完成各通讯对之间的干扰关系评估之后，系统需对网络中的数据包发送进行调度判决，本发明实施例提出了三种调度判决方案：逐 k包调度、按 AP分配时间片调度和按 STA分配时间片调度，分述如下。

下面对本发明的实施例四进行说明。

本发明实施例提供了一种数据传输调度方法，使用该方法完成数据调度时，首先接收 AP发送的测量报告，在所述测量报告中携带有发送所述测量报告的 AP的发送功率、该 AP的周围设备的信号接收电平和功率，然后根据所述测量报告，评估所述 AP与所述 AP的周围的干扰关系，得到评估结果，再根据干扰关系的评估结果进行调度判决。

在基于本发明的实施例二和实施例三进行干扰关系评估的基础上，使用逐包调度的方式进行调度判决的流程如下：

1.首先系统对所有的下行数据包进行监控，集中式网络由 AC 负责，分布式网络下由 AP负责；

2.当有下行数据包发送时，则进行如下判决：

所述第一 AP向所述第一客户端发送数据时，所述第二 AP和所述第二客户端不能对所述第一客户端有干扰，

所述第二 AP和所述第二客户端对所述第一 AP有干扰时，该干扰在所述第一客户端发送 ACK之前停止，

所述第二 AP向所述第二客户端发送数据时，所述第一 AP和所述第一客户端不能对所述第二客户端有干扰，

所述第一 AP和所述第一客户端在对所述第二 AP有干扰时，该干扰在所述第二客户端发送 ACK之前停止。

相应的，如果有 AP1-STA1和 AP2-STA2两个通讯对，则同时满足下面的条件时，它们可以同时工作： 1 ) API向 STA1发送数据时， AP2和 STA2不能对 STA1有干扰，但 AP2和 STA2可以对 API有干扰，但干扰必须在 STA1发送 ACK之前停止；

2 ) AP2向 STA2发送数据时， API和 STA1不能对 STA2有干扰，但 API和 STA1可以对 AP2有干扰，但干扰必须在 STA2发送 ACK之前停止；

任一通讯对对其他通讯对的干扰小于设定门限，

任一通讯对受到的干扰小于设定门限。

相应的，同时满足如下条件时这些通讯对可以同时发送数据：

1 )任一通讯对对其他通讯对的干扰小于设定门限；

2 )任一通讯对受到的干扰小于设定门限。

在基于本发明的实施例二和实施例三进行干扰关系评估的基础上，按 AP 分配时间片进行判决的流程如下：

1. 将至少一个 AP的 Beacon帧时间间隔的时间资源划分为多个时间片。如图 9所示 , 每个 AP将自己 Beacon帧的时间间隔划分为《个时间片（也可将多个 Beacon帧间隔的时间资源合并划分）；

2. 根据各 AP对其他 AP的干扰和受到其他 AP的干扰之和的从大到小的顺序依次为各 AP分配不同的时间片，相互之间存在干扰的 AP不分配同一时间片，多个相互之间不存在干扰的 AP分配在同一时间片。相应的，系统根据对别人干扰和自己受到的干扰之和的从大到小的顺序依次为 AP分配不同的时间片，存在干扰的 AP原则上不分配同一时间片。可选的，可为网络中的各 AP配置优先级，在为相互之间存在干扰的 AP分配时间片时，优先为优先级较高的 AP分配。

3.在分配完时间片之后， AC 或负责判决的 AP输出调度判决信息给各 AP, 所述调度判决信息中包含各 AP的时间片位图信息，指示各 AP在分配到的时间片上竟争信道，并在竟争到信道后，向物理层緩存填充下行数据。各 AP再输出自己的时间片位图信息，如图 10所示。其中位图对应位置为 1 的时间片上，如果竟争到信道，则 AP向物理层緩存器 Buffer填充下行数据 (具体向哪个 STA发送按照相关任一调度方式，如轮询，比例公平等），从而实现下行数据在时间域上的复用。

在基于本发明的实施例二和实施例三进行干扰关系评估的基础上，按 STA分配时间片进行判决的流程如下：

1.同按 AP分配时间片方案一样，每个 AP将自己 Beacon帧的时间间隔划分为《个时间片（也可将多个 Beacon帧间隔的时间资源合并划分）；

2. 各 AP为其下的各个归属客户端分配 n/M个时间片，分配时间片的原则包括：该客户端是此时间片上对其他客户端干扰和受到其他客户端干扰之和最小的客户端，其中， M表示 AP的归属客户端数量， n表示时间片的数量。相应的， AP为每个归属 STA分配 n/M个时间片， M表示 AP的归属 STA 数，分配时间片的原则包括：该 STA是此时间片上对别人干扰和别人对自己干 4尤之和最小的归属 STA。

3.在给所有的归属 STA分配完时间片之后， AC或负责判决的 AP向各 AP输出调度判决信息，所述调度判决信息中包含各 AP下各归属客户端的时间片位图信息，竟争物理信道。各 AP再输出各归属 STA的时间片位图信息，如图 11所示。其中位图对应位置为 1的时间片上，并在竟争到物理信道后，则 AP向物理层 Buffer填充目的地址为该 STA的下行数据，从而实现下行数据在时间域上的复用。

下面结合附图，对本发明的实施例五进行说明。

本发明实施例提供了一种数据传输调度装置，其结构如图 12所示，包括：测量报告收集模块 1201、干扰评估模块 1202以及调度判决模块 1203 ,其中，测量报告收集模块 1201设置成：接收 AP发送的测量报告，在所述测量报告中携带有发送所述测量报告的 AP的发送功率、该 AP的周围设备的信号接收电平和功率；

干扰评估模块 1202设置成：根据所述测量报告，评估所述 AP与所述 AP的周围设备之间的干扰关系，得到评估结果；以及

所述调度判决模块 1203设置成：根据所述评估结果进行调度判决。可选的，所述干扰评估模块 1202的结构如图 13所示，包括：

第一路损计算单元 12021 , 其设置成计算 AP之间的路损数据；第二路损计算单元 12022,其设置成建立 AP与所述 AP下接入的客户端之间的路损数据；

干扰评估单元 12023 , 其设置成：根据所述 AP之间的路损数据和 AP与所述 AP下接入的客户端之间的路损数据，评估一通讯对中的所有设备与另一通讯对中的所有设备之间的干扰关系，其中，所述通讯对由 AP与所述 AP 下接入的客户端之间的通讯构成。

可选的，该装置还包括：

结果输出模块 1204, 其设置成输出调度判决信息，所述调度判决信息中包含各 AP的时间片位图信息，指示各 AP在分配到的时间片上竟争信道，并在竟争到信道后，向物理层緩存填充下行数据。

上述数据传输调度系统可集成于 AC或 AP中，由 AC或 AP完成相应功能。在集成于 AC时，各 AP向该 AC发送测量报告；在集成于 AP时，该 AP收集其他 AP广播的测量 4艮告。

本发明实施例还提供了一种数据传输调度系统，包括上述数据传输调度装置和至少一个 AP;

所述数据传输调度装置，其设置成接收所述 AP发送的测量报告，在所述测量报告中携带有发送所述测量报告的 AP的发送功率、该 AP的周围设备的信号接收电平和功率，根据所述测量报告，评估所述 AP与所述 AP的周围设备之间的干扰关系，得到评估结果，再根据所述评估结果进行调度判决。

可选的，所述数据传输调度装置，还设置成输出调度判决信息，所述调度判决信息中包含各 AP的时间片位图信息，指示各 AP在分配到的时间片上竟争信道，并在竟争到信道后，向物理层緩存填充下行数据。

可选的，所述 AP, 其设置成向所述数据传输调度装置发送该 AP的测量报告，或，

广播该 AP的测量报告。

可选的，所述 AP, 还设置成记录接收到的各客户端和 /或邻居 AP的数据包信号电平。

本发明的实施例提供了一种数据传输调度方法、装置和系统，数据传输调度装置接收 AP发送的测量报告，在所述测量报告中携带有发送所述测量报告的 AP的发送功率、该 AP的周围设备的信号接收电平和功率，然后根据所述测量报告，评估所述 AP与所述 AP的周围设备之间的干扰关系，得到评估结果，再根据所述评估结果进行调度判决，实现了多个低干扰终端并行通信，解决了相关调度方式网络使用率低的问题。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的全部或部分步骤可以使用计算机程序流程来实现，所述计算机程序可以存储于一计算机可读存储介质中，所述计算机程序在相应的硬件平台上（如系统、设备、装置、器件等）执行，在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用集成电路来实现，这些步骤可以被分别制作成一个个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

上述实施例中的各装置 /功能模块 /功能单元可以釆用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，也可以分布在多个计算装置所组成的网络上。

上述实施例中的各装置 /功能模块 /功能单元以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述提到的计算机可读取存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求所述的保护范围为准。

工业实用性

本发明实施例实现了多个低干扰终端并行通信，解决了相关调度方式网络使用率低的问题。因此具有很强的工业实用性。

Claims

权利要求书

1、一种数据传输调度方法，包括：

根据所述评估结果进行调度判决。

2、根据权利要求 1所述的数据传输调度方法，其中，所述根据所述测量报告，评估所述 AP与所述 AP的周围设备之间的干扰关系的步骤包括：根据所述测量报告，计算所述 AP之间的路损数据；

建立 AP与所述 AP下接入的客户端之间的路损数据；以及

根据所述 AP之间的路损数据和 AP与所述 AP下接入的客户端之间的路损数据，评估一通讯对中的所有设备与另一通讯对中的所有设备之间的干扰关系；

其中，所述通讯对由 AP与所述 AP下接入的客户端之间的通讯构成。

3、根据权利要求 2所述的数据传输调度方法，其中，在仅存在两个通讯对时，第一 AP与第一客户端构成一个通讯对，第二 AP与第二客户端构成另一个通讯对，所述根据所述 AP之间的路损数据和 AP与所述 AP下接入的客户端之间的路损数据，评估一通讯对中的所有设备与另一通讯对中的所有设备之间的干扰关系的步骤包括：

根据以下表达式计算第一 AP到达第二 AP的干扰值 RSSI_aal2:

RSSI_aal2 =TxPower_APl— PathLoss_APlAp₂ , 其中, ！T Power^为第一 AP 的发射功率， PathL。ss_Ap_lAP ^— AP与第二 AP间的路损数据；根据以下表达式计算第一 AP到达第二客户端的干扰值 RSSI_asl2:

PathLoss_APlSTA2 , 其中, PathLoss_APlSTA2为第一

AP与第二客户端之间的路损数据；根据以下表达式计算第一客户端到达第二 AP的干扰值 RSSI_sal2:

4、根据权利要求 2所述的数据传输调度方法，其中，在存在三个及三个以上的通讯对时，第一 AP与第一客户端构成第一通讯对，所述根据所述 AP 之间的路损数据和 AP与所述 AP下接入的客户端之间的路损数据，评估一通讯对中的所有设备与另一通讯对中的所有设备之间的干扰关系的步骤包括: 分别评估包含第一 AP的邻居 AP的各通讯对与所述第一通讯对之间的干扰关系；以及

5、根据权利要求 3所述的数据传输调度方法，其中，所述根据所述评估结果进行调度判决的步骤包括：

6、根据权利要求 4所述的数据传输调度方法，其中，所述根据所述评估结果进行调度判决的步骤包括：

任一通讯对对其他通讯对的干扰小于设定门限；以及

任一通讯对受到的干扰小于设定门限。

7、根据权利要求 1所述的数据传输调度方法，其中，所述根据所述评估结果进行调度判决的步骤包括：

8、根据权利要求 7所述的数据传输调度方法，其中，在为相互之间存在干扰的 AP分配时间片时，优先为优先级较高的 AP分配。

9、根据权利要求 8所述的数据传输调度方法，所述方法还包括：为网络中的各 AP配置优先级。

10、根据权利要求 7所述的数据传输调度方法，其中，所述根据所述评估结果进行调度判决的步骤之后，还包括：

输出调度判决信息，所述调度判决信息中包含各 AP的时间片位图信息，指示各 AP在分配到的时间片上竟争信道，并在竟争到信道后，向物理层緩存填充下行数据。

11、根据权利要求 1所述的数据传输调度方法，其中，所述根据所述评估结果进行调度判决的步骤包括：

12、根据权利要求 11所述的数据传输调度方法，其中，所述根据所述评估结果进行调度判决的步骤之后，还包括：

输出调度判决信息，所述调度判决信息中包含各 AP下各归属客户端的时间片位图信息，指示所述 AP竟争物理信道；以及

13、根据权利要求 1所述的数据传输方法，其中，所述接收 AP发送的测量报告的步骤包括：

无线控制器 AC接收各 AP发送的所述 AP的测量报告。

14、根据权利要求 1所述的数据传输调度方法，其中，所述接收 AP发送的测量 ^艮告的步骤包括：

AP接收除 AP之外的其他 AP广播的所述其他 AP的测量艮告。

15、根据权利要求 4所述的数据传输调度方法，所述方法还包括：所述 AP记录接收到的各客户端和 /或邻居 AP的数据包信号电平。

16、根据权利要求 14所述的数据传输调度方法，所述方法还包括：所述 AP广播自己的测量报告，所述测量报告携带有发送所述测量报告的第一 AP的发送功率、所述 AP周围设备的信号接收电平和功率。

17、一种数据调度装置，包括：测量报告收集模块、干扰评估模块以及调度判决模块，其中，

所述调度判决模块设置成：根据所述评估结果进行调度判决。

18、根据权利要求 17所述的数据传输调度装置，其中，所述干扰评估模块包括：

第一路损计算单元，其设置成计算所述 AP之间的路损数据；

19、根据权利要求 17所述的数据传输调度装置，所述装置还包括：结果输出模块，其设置成输出调度判决信息，所述调度判决信息中包含各 AP的时间片位图信息，指示各 AP在分配到的时间片上竟争信道，并在竟争到信道后，向物理层緩存填充下行数据。

20、一种数据传输调度系统，包括：数据传输调度装置和至少一个接入点 ( AP ) ；

所述数据传输调度装置设置成：接收所述 AP发送的测量报告，在所述测量报告中携带有发送所述测量报告的 AP的发送功率、所述 AP的周围设备的信号接收电平和功率，根据所述测量报告，评估所述 AP与所述 AP的周围设备之间的干扰关系，得到评估结果,根据所述评估结果进行调度判决。

21、根据权利要求 20所述的数据传输调度系统，其中，

所述数据传输调度装置还设置成：输出调度判决信息，所述调度判决信息中包含各 AP的时间片位图信息，指示各 AP在分配到的时间片上竟争信道，并在竟争到信道后，向物理层緩存填充下行数据。

22、根据权利要求 20所述的数据传输调度系统，其中，

所述 AP设置成：向所述数据传输调度装置发送所述 AP的测量报告，广播所述 AP的测量报告。

23、根据权利要求 20所述的数据传输调度系统，其中，

所述 AP还设置成：记录接收到的各客户端和 /或邻居 AP的数据包信号电平。