CN102769912B - 应用于wlan的报文传输方法及装置、网络设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用于WLAN的报文传输方法及装置、网络设备，本发明实施例通过在每次进行了RRM调整后，AP根据最小接收功率值和发送功率值确定接收灵敏度，并根据确定的接收灵敏度接收报文，AP能够实时地根据当前的接收功率和发送功率的情况来调整接收灵敏度，将接收灵敏度设置在一个较为合适的范围内，屏蔽掉更多的干扰信号和来自用户终端的更为微弱的信号，从而减少接收错包率，提高频谱资源利用率和网络吞吐率。

Description

应用于WLAN的报文传输方法及装置、网络设备

技术领域

本发明涉及无线通信，具体地，涉及一种应用于WLAN的报文接收和发送方法及装置、网络设备。

背景技术

美国电气电子工程师学会（IEEE，Institute of Electrical and ElectronicEngineer）802.11规范制定的初衷是针对家庭、小办公室应用，这种情况下一般将单个接入点（AP，Access Point）的发射功率设臵为所能达到的最大值（相关规定最大为100mw），将接收灵敏度设置为能够达到的最低值，也即将接收信号的阈值设置得尽可能低（相关规定一般为－85dBm），这样使AP既能够向尽可能多的用户终端（STA，Station）（或称为手持设备）发送信号，也能够尽可能地接收到较为微弱的信号，以便提升信号覆盖范围。

随着WIFI的应用越来越多，WIFI成为办公、娱乐等重要的信息接入方式，单个AP无法支持太多的用户接入，因此AP从单AP时代进入了采用集中管理的多AP时代。在高密度用户接入场合如会场、大教室、图书馆，一般采用WIFI覆盖，用户可以方便接入网络。如一个3000平方米的会场，大约有3000个座位。在可接受的速率体验的前提下，对于一个AP能够接入近百台的STA，也即100平方米（也即在10米*10米的面积）的平面就要设臵一台AP。对于蜂窝部署，那么每台AP的间隔大约在10米左右。

而现在的手持设备终端，大多数只支持2.4G信号，因此大多数场景必然会采用2.4G信道覆盖。我们知道AP使用的频谱资源是有限的，如图1a所示2.4G频段，只有3个独立的信道，如1、6、11信道，其他的信道2、3、4、5、7、8、9、10、12、13之间都有存在干扰，这些干扰包括同频干扰、邻道干扰和杂散干扰等等。在如图1b所示的蜂窝部署中，每个小区只能使用1、6、11信道中的1个。

WIFI通讯是利用空间的无线电波来传输接收数据，在无线局域网（WLAN，Wireless Local Area Network）的高密度用户应用场景中，由于高密度的AP之间的间隔太近，导致各种信道干扰较大，必然会导致AP接收STA发来的数据发生错包，如果错包率过高AP将会启动重发机制，请求STA对出错的数据包进行重发，这样就会占用较多的频谱资源、降低频谱利用率以及降低网络吞吐率。另一方面，根据WIFI机制，AP发送数据前会检测空间的信号强度，即进行空闲信道估计（CCA，Clear channel Assessment），通常情况下将CCA阈值设置为－85dBm，如果AP检测结果为空气中的信号强度太大（即检测到的信号功率值大于－85dBm）则表示信道忙，此时根据WIFI机制AP为了避免电波信号在空中冲突，就不会发送数据，在WLAN的高密度用户应用环境中，由于高密度的AP之间的干扰较大，将导致AP进行CCA检测时会检测到干扰而认为信道忙，从而减少发送机会，降低频谱利用率、降低网络吞吐率。

通过无线资源管理（RRM，Radio Resource Management）能够对上述频率资源利用率低、网络吞吐率低的问题进行改善。RRM的目标是在有限带宽的条件下，为网络内的STA提供业务质量保障，其基本出发点是在网络话务量分布不均匀、信道特性因信道衰弱和干扰而起伏变化等情况下，灵活分配和动态调整无线传输部分和网络的可用资源，最大程度地提高无线频谱利用率，防止网络拥塞和保持尽可能小的信令负荷。但是，RRM并不能有效地改善WLAN的高密度用户应用环境中存在的频率资源利用率低、网络吞吐率低的问题。

可见，在现有的WLAN高密度用户应用环境下，存在频率资源利用率低、网络吞吐率低的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种应用于WLAN的报文接收和发送方法及装置，用以解决在现有WLAN高密度用户应用环境下，存在的频率资源利用率低、网络吞吐率低的问题。

本发明实施例技术方案如下：

一种应用于WLAN的传输方法，包括：接入点AP在每次进行了射频资源管理RRM调整后，在接收来自各个接入终端的信号的接收功率值中确定最小接收功率值，通过RRM获取AP的发送功率值；AP根据所述最小接收功率值和所述发送功率值确定接收灵敏度，根据确定的所述接收灵敏度接收报文。

一种应用于WLAN的报文传输装置，包括：第一确定单元，用于在每次进行了射频资源管理RRM调整后，在接收来自各个接入终端的信号的接收功率值中确定最小接收功率值；获取单元，用于在每次进行了RRM调整后，通过RRM获取AP的发送功率值；第二确定单元，用于根据所述第一确定单元确定的最小接收功率值和所述获取单元获取的发送功率值确定接收灵敏度；接收单元，用于根据所述第二确定单元确定的接收灵敏度接收报文。

一种网络设备，包括如上所述的应用于WLAN的报文传输装置。

本发明实施例通过在每次进行了RRM调整后，AP根据最小接收功率值和发送功率值确定接收灵敏度，并根据确定的接收灵敏度接收报文，AP能够实时地根据当前的接收功率和发送功率的情况来调整接收灵敏度，将接收灵敏度设臵在一个较为合适的范围内，屏蔽掉更多的干扰信号和来自用户终端的更为微弱的信号，从而减少接收错包率，提高频谱资源利用率和网络吞吐率。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

图1a为现有技术中2.4G信号的频谱资源示意图；

图1b为WLAN中高密度用户环境下蜂窝部署的结构示意图；

图2a为本发明实施例提供的应用于WLAN的报文传输方法的工作流程图；

图2b为本发明实施例提供的应用于WLAN的报文传输方法的优选实施方式的工作流程图；

图3为图2b所示方法中报文接收的处理方法流程图；

图4为图2b所示方法中报文发送的处理方法流程图；

图5为本发明实施例提供了的应用于WLAN的报文传输装置的结构框图；

图6为本发明实施例提供了的应用于WLAN的报文传输装置的优选结构框图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行说明，应当理解，此处所描述的实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例针对现有WLAN高密度用户应用环境下，存在的频率资源利用率低、网络吞吐率低的问题，提出了一种报文传输的方案，以解决该问题。

下面对本发明实施例进行详细说明。

图2a示出了本发明实施例提供的应用于WLAN的报文传输方法的工作流程图，该方法包括：

步骤21、接入点AP在每次进行了RRM调整后，在接收来自各个接入终端的信号的接收功率值中确定最小接收功率值，通过RRM获取AP的发送功率值；

步骤22、AP根据最小接收功率值和发送功率值确定接收灵敏度，根据确定的接收灵敏度接收报文。

根据上述过程，在每次进行了RRM调整后，AP根据最小接收功率值和发送功率值确定接收灵敏度，并根据确定的接收灵敏度接收报文，AP能够实时地根据当前的接收功率和发送功率的情况来调整接收灵敏度，将接收灵敏度设置在一个较为合适的范围内，屏蔽掉更多的干扰信号和来自用户终端的更为微弱的信号，从而减少接收错包率，提高频谱资源利用率和网络吞吐率；

优选地，在图2a所示的方法还可以包括发送报文的处理流程，如图2b所示，在上述步骤21和步骤22的基础上，还包括：

步骤23、AP根据发送功率值调整CCA阈值，根据调整后的CCA阈值发送报文。

优选地，步骤22和步骤23没有先后关系。

根据上述过程，AP根据发送功率值调整CCA阈值，根据调整后的CCA阈值发送报文，能够实时地根据当前的发送功率的情况，将CCA阈值设置在一个较为合适的范围内，屏蔽掉更多的干扰信号，提高发送数据的机率，从而提高频谱资源利用率和网络吞吐率。

具体地，下面从接收和发送两个方面对本发明实施例进行说明。

图3示出了图2b所示方法中报文接收的处理方法，如图3所示，该方法包括：

步骤31、接入点AP在每次进行了RRM调整后，在接收来自各个接入用户的信号的接收功率值中确定最小接收功率值，通过RRM获取AP的发送功率值；本领域技术人员通常以dBm为单位对接收功率进行计量，以毫瓦为单位对发送功率进行计量，此处从RRM获取到的表示AP的发送功率的数值可以换算以毫瓦为单位的数值，也可以换算为以dBm为单位的数值，为了便于计算，此处换算为以dBm为单位的数值，具体的换算方法为现有技术，这里不再赘述；

步骤32、根据最小接收功率值和发送功率值确定接收灵敏度；具体地，将最小接收功率值与发送功率值和预定的第一经验调整值的差值确定为接收灵敏度的值，即RX_level=MIN（RX_power）－TX_power－a，其中，RX_level为接收灵敏度，MIN（RX_power）为AP的最小接收功率，TX_power为AP的发送功率，a为预定的第一经验调整值，a起到冗余调节的作用；

例如，MIN（RX_power）=－60dBm，TX_power＝0dBm，a=3dBm，则RX_level=－63dBm，可见确定得到的接收灵敏度的值大于通常情况下系统缺省设臵的接收功率值－85dBm；

在实际应用的过程中，还可以根据接收功率和/或发送功率的其他计量单位对上述确定接收灵敏度的公式进行变形，变形后的公式落入本发明的保护范围内；

步骤33、AP根据确定的接收灵敏度接收报文，具体地，对于信号功率大于接收灵敏度的信号进行接收，对于信号功率小于接收灵敏度的信号不予接收。

在上述处理过程中，AP将最小接收功率值和发送功率值以及第一经验调整值的差值作为接收灵敏度的值，也即将接收最弱信号时的功率所覆盖的范围和发送功率覆盖的范围以及冗余调整范围的总和作为接收信号的范围边界，能够缩小系统缺省的接收灵敏度所覆盖的范围，从而将接收灵敏度设臵在一个较为合适的范围内，能够屏蔽掉更多的干扰信号和来自用户终端的更为微弱的信号，从而减少接收错包率，提高频谱资源利用率和网络吞吐率。

图4示出了图2b所示方法中报文发送的处理方法，如图4所示，该方法包括：

步骤41、接入点AP在每次进行了RRM调整后，通过RRM获取AP的发送功率值；

步骤42、根据发送功率值调整CCA阈值，具体地，将对发送功率值取与预设的第二经验调整值的乘积确定为发送功率调整值，将预设的CCA阈值与发送功率调整值和预定的第三调整值的差作为调整后的CCA阈值，即CCA_power=CCA’_power－b×log（TX’_power）－t，TX’_power＝TX_power/100,其中，CCA_power是调整后的CCA阈值，CCA’_power是预设的CCA阈值，b是预定的第二经验调整值，TX_power是以毫瓦为单位的AP的发送功率，log（TX’_power）为对以毫瓦（mw）为单位的TX_power进行单位换算后得到以dBm为单位的发送功率，t为预定的第三经验调整值，t的取值范围可以为（－2，2）dBm；

例如，CCA’_power=－80dBm，TX_power=1mw，b=5，t=0，则CCA_power=－70dBm；可见调整后的CCA阈值大于预设的CCA阈值；

在实际应用的过程中，还可以根据发送功率的其他计量单位对上述确定CCA阈值的公式进行变形，变形后的公式落入本发明的保护范围内；

步骤43、AP根据确定的调整后的CCA阈值发送报文，具体地，AP判断空间信号强度大于调整后的CCA阈值时不发送报文，AP判断空间信号强度小于调整后的CCA阈值时发送报文。

通过上述的处理过程，AP在本地调整之前的CCA阈值的基础上，以发送功率与经验调整值的乘积为调整值，将预设的CCA阈值与调整值和预设的第三经验调整值的差值为调整后的CCA阈值，能够提高CCA阈值，从而提高了AP判断信道忙的标准，能够屏蔽掉更多的干扰信号，提高发送数据的机率，能够提高频谱资源利用率和网络吞吐率。

在如图1b所示的蜂窝部署场景中，每个AP的间距为10米，共布置19台AP，采用如图2b所示的方法，能够将网络整体的吞吐率增加2倍，可见如图2b所示的方法在具体应用中具有显著的效果。

如图5所示，本发明实施例还提供了一种应用于WLAN的报文接收和发送装置，该装置包括：

第一确定单元51，用于在每次进行了RRM调整后，在接收来自各个接入终端的信号的接收功率值中确定最小接收功率值；

获取单元52，用于在每次进行了RRM调整后，通过RRM获取AP的发送功率值；

第二确定单元53，连接至第一确定单元51和获取单元52，用于根据第一确定单元51确定的最小接收功率值和获取单元52获取的发送功率值确定接收灵敏度；

具体地，第二确定单元53用于：将最小接收功率值与发送功率值和预定的第一经验调整值的差值确定为接收灵敏度的值；

接收单元55，连接至第二确定单元53，用于根据第二确定单元53确定的接收灵敏度接收报文；

图6示出了图5所示装置的优选实施结构框图，如图6所示，在图5所示装置的基础上，装置还包括：

第三确定单元54，连接至获取单元52，用于根据获取单元52获取的发送功率值调整CCA阈值；

具体地，第三确定单元54用于将对发送功率值与预定的第二经验调整值的乘积确定为发送功率调整值；将预设的CCA阈值与发送功率调整值和预定的第三经验调整值的差作为调整后的CCA阈值；

发送单元56，连接至第三确定单元54，用于根据第三确定单元54确定的调整后的CCA阈值发送报文。

通过如图5所述的装置，也能够将接收灵敏度设置在一个较为合适的范围内，屏蔽掉更多的干扰信号和来自用户终端的更为微弱的信号，从而减少接收错包率，提高频谱资源利用率和网络吞吐率；通过如图6所示的装置，还能够将CCA阈值设置在一个较为合适的范围内，屏蔽掉更多的干扰信号，提高发送数据的机率，从而提高频谱资源利用率和网络吞吐率。

优选地，如图6所示的装置在具体实施的过程中，还可以根据具体需要有选择地设置上述功能单元，当仅需要将接收灵敏度设置在一个合适的范围内时，则设置如图5所示的装置；当仅需要将CCA阈值设置在一个合理的范围内时，则在如图6所述的装置仅内设置获取单元52、第三确定单元54和发送单元56；当需要将接收灵敏度和CCA阈值均设置在一个合适的范围内时，设置如图6所示的装置。

本发明实施例还提供了一种网络设备，该设备包括如图5或图6所示的装置，在具体应用中，该网络设备可以是AP。

综上所述，本发明实施例通过在每次进行了RRM调整后，AP根据最小接收功率值和发送功率值确定接收灵敏度，并根据确定的接收灵敏度接收报文，AP能够实时地根据当前的接收功率和发送功率的情况来调整接收灵敏度，将接收灵敏度设置在一个较为合适的范围内，屏蔽掉更多的干扰信号和来自用户终端的更为微弱的信号，从而减少接收错包率，提高频谱资源利用率和网络吞吐率；AP根据发送功率值调整CCA阈值，根据调整后的CCA阈值发送报文，能够实时地根据当前的发送功率的情况，将CCA阈值设置在一个较为合适的范围内，屏蔽掉更多的干扰信号，提高发送数据的机率，从而提高频谱资源利用率和网络吞吐率。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种应用于WLAN的报文传输方法，其特征在于，包括：

接入点AP在每次进行了射频资源管理RRM调整后，在接收来自各个接入终端的信号的接收功率值中确定最小接收功率值，通过RRM获取AP的发送功率值；

将所述最小接收功率值与所述发送功率值和预定的第一经验调整值的差值确定为接收灵敏度的值，根据确定的所述接收灵敏度接收报文。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

AP根据所述发送功率值调整空闲信道估计CCA阈值，根据调整后的CCA阈值发送报文。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，AP根据所述发送功率值调整空闲信道估计CCA阈值，具体包括：

将对所述发送功率值与预定的第二经验调整值的乘积确定为发送功率调整值；

将预设的CCA阈值与所述发送功率调整值和预定的第三经验调整值的差作为所述调整后的CCA阈值。

4.一种应用于WLAN的报文传输装置，其特征在于，包括：

第一确定单元，用于在每次进行了射频资源管理RRM调整后，在接收来自各个接入终端的信号的接收功率值中确定最小接收功率值；

获取单元，用于在每次进行了RRM调整后，通过RRM获取AP的发送功率值；

第二确定单元，用于将所述第一确定单元确定的最小接收功率值与所述获取单元获取的发送功率值和预定的第一经验调整值的差值确定为接收灵敏度的值；

接收单元，用于根据所述第二确定单元确定的接收灵敏度接收报文。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

第三确定单元，用于根据所述获取单元获取的发送功率值调整空闲信道估计CCA阈值；

发送单元，用于根据所述第三确定单元确定的调整后的CCA阈值发送报文。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第三确定单元，具体用于：

将对所述发送功率值与预定的第二经验调整值的乘积确定为发送功率调整值；

将预设的CCA阈值与所述发送功率调整值和预定的第三经验调整值的差作为所述调整后的CCA阈值。

7.一种网络设备，其特征在于，包括如权利要求4至6中任一项所述的应用于WLAN的报文传输装置。