空閒信道評估閾值的調整方法及裝置的製作方法
2023-05-11 02:08:21
專利名稱：空閒信道評估閾值的調整方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及通信領域，具體而言，涉及一種空閒信道評估閾值的調整方法及裝置。
背景技術：
802.11是IEEE最初制定的一個無線區域網標準，主要用於解決辦公室區域網和校園網中用戶與用戶終端的無線接入，其業務主要限於數據存取，速率最高只能達到2Mbps。由於它在速率和傳輸距離上都不能滿足人們的需要，因此，IEEE小組又相繼推出了一系列的新標準，從80.21 Ib和802.1 Ia 一直到最近的802.1 In等標準。隨著源於802.11標準的WIFI應用廣泛，其組網覆蓋方面，也從原來簡單的辦公或家庭區域網，用戶相對較少的場景，演變為目前大規模的電信級運營，應用場景也逐步擴散為會展中心、體育場館、交通樞紐以及機場高校等用戶密集區。面對電信級運營的大規模組網需求，原有802.11技術也存在一個不斷更新和優化的過程。用於載波偵聽與多路接入/衝突避免技術(CSMA/CA)，其中，物理層載波偵聽技術的空閒信道評估(Clear Channel Assessment,簡稱為CCA)技術通過監測信道中能量的存在以標誌信道的狀態。如果超過能量閾值Threshold，就標誌信道忙，說明目前信道不可用；反之，則標誌空閒，允許數據的傳輸。在傳統的802.11標準中，關於CCA中的評估閾值是固定的，如:IEEE協議中規定，在檢測到前導並且信號能量高於CCA閾值-82dbm(20M帶寬，6M速率)時，CCA狀態為信道忙；在沒有檢測到前導的情況下，CCA閾值為-62dbm，低於此閾值則標誌信道空閒。隨著電信級運營的升級，密集多用戶的衝突檢測導致不同環境下的CSMA/CA策略和效率都將會不一致，固定閾值的CCA機制將難以勝任各種惡劣環境，使得工程師在外場往往要不斷的修改和優化相應的CCA閾值。為此，根據不同現場環境來自適應調整CCA閾值，成為大規模組網應用的迫切需要。
發明內容
本發明提供了一種空閒信道評估閾值的調整方法及裝置，以至少解決相關技術中無法根據不同環境來自適應調整CCA閾值的問題。根據本發明的一個方面，提供了一種空閒信道評估閾值的調整方法。根據本發明的空閒信道評估閾值的調整方法包括:對PER值進行修正；根據修正後的PER值對當前的CCA閾值進行調整。在上述方法中，上述對PER值進行修正包括:判斷是否由物理層的碰撞引起PER值的變化；在判斷結果為是的情況下，對PER值進行修正。在上述方法中，判斷是否由物理層的碰撞引起PER值的變化包括:按照預設時隙長度對數據幀進行等分；判 斷當前時間窗內的平均功率值與前一次等長時間窗內的平均功率值的變化數值是否超過閾值；在超過閾值的情況下，確定是由物理層的碰撞引起PER值的變化。
在上述方法中，上述對PER值進行修正包括:接收到物理層上報的指示信息，其中，指示信息包括指示由物理層的碰撞引起PER值變化的碰撞標識Coll_flg。在上述方法中，上述MAC根據Coll_flg和循環冗餘碼校驗CRC信息獲取PER_Coll，其中，通過以下公式獲取PER_Coll:
PER Coll = _I錯船// —//gd_數_
CRC正確的幀數 + CRC錯且Co// —/ = i的幀數 + CRC錯且Co// —/ = O的幀數，PER_Coll表示修正後的PER值，CRC錯表示CRC出錯。在上述方法中，根據修正後的PER值對當前的CCA閾值進行調整包括:如果修正後的PER值高於預設的PER閾值的最大值，則按照預定步長降低當前的CCA閾值；如果修正後的PER值低於預設的PER閾值的最小值，則按照預定步長調高當前的CCA閾值；如果修正後的PER值處於預設的PER閾值的最小值與預設的P ER閾值的最大值之間，則保持當前的CCA閾值。在上述方法中，如果降低後的CCA閾值小於預設的CCA閾值的最小值，則將預設的CCA閾值的最小值設置為當前的CCA閾值；如果調高后的CCA閾值大於預設的CCA閾值的最大值，則將預設的CCA閾值的最大值設置為當前的CCA閾值。根據本發明的另一方面，提供了一種空閒信道評估閾值的調整裝置。根據本發明的空閒信道評估閾值的調整裝置包括:修正模塊，用於對誤包率PER值進行修正；調整模塊，用於根據修正後的PER值對當前的空閒信道評估CCA閾值進行調
M
iF.0在上述裝置中，上述修正模塊包括:判斷單元，用於判斷是否由物理層的碰撞引起PER值的變化；修正單元，用於在判斷單元輸出為是的情況下，對PER值進行修正。在上述裝置中，上述判斷單元包括:分割單元，用於按照預設時隙長度對數據幀進行等分；判斷單元，用於判斷當前時間窗內的平均功率值與前一次等長時間窗內的平均功率值的變化數值是否超過閾值；確定單元，用於在判斷子單元輸出為是的情況下，確定是由物理層的碰撞引起PER值的變化。在上述裝置中，上述修正單元包括:接收單元，用於接收到物理層上報的指示信息，其中，指示信息包括指示由物理層的碰撞引起PER值變化的碰撞標識Coll_flg。在上述裝置中，上述修正單元還包括:獲取單元，用於根據Coll_flg和循環冗餘碼校驗CRC信息獲取PER_Coll，其中，PER_Coll表示修正後的PER值。在上述裝置中，上述調整模塊包括:第一調整單元，用於在修正後的PER值高於預設的PER閾值的最大值時，則按照預定步長降低當前的CCA閾值；第二調整單元，用於在修正後的PER值低於預設的PER閾值的最小值時，則按照預定步長調高當前的CCA閾值；第三調整單元，用於在修正後的PER值處於預設的PER閾值的最小值與預設的PER閾值的最大值之間時，則保持當前的CCA閾值。在上述裝置中，上述調整模塊還包括:第一設置單元，用於在降低後的CCA閾值小於預設的CCA閾值的最小值時，則將預設的CCA閾值的最小值設置為當前的CCA閾值；第二設置單元，用於在調高后的CCA閾值大於預設的CCA閾值的最大值時，則將預設的CCA閾值的最大值設置為當前的CCA閾值。
通過本發明，採用在物理層檢測到由碰撞引起的PER值變化，進而將碰撞標識上報給MAC層，MAC層根據CRC信息以及物理層上報的碰撞標識對PER值進行修正，並根據修正後的PER值對當前的CCA閾值進行動態調整，解決了相關技術中無法根據不同環境來自適應調整CCA閾值的問題，進而達到了通過真實有效的碰撞PER值動態調整CCA閾值以適應不同環境的變化，提高網絡吞吐率和服務質量的效果。
此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本申請的一部分，本發明的示意性實施例及其說明用於解釋本發明，並不構成對本發明的不當限定。在附圖中:圖1是根據本發明實施例的空閒信道評估閾值的調整方法的流程圖；圖2是根據本發明優選實施的在物理層設置碰撞觀測窗的示意圖；圖3是根據本發明優選實施例的物理層將衝突碰撞檢測結果上報給MAC層的流程圖；圖4是根據本發明優選實施例的根據修正後的PER值調整CCA閾值的流程圖；圖5是根據本發明實施例的空閒信道評估閾值的調整裝置的結構框圖；以及圖6是根據本發明優選實施例的空閒信道評估閾值的調整裝置的結構框圖。
具體實施例方式下文中將參考附圖並結合實施例來詳細說明本發明。需要說明的是，在不衝突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特徵可以相互組合。圖1是根據本發明實施例的空閒信道評估閾值的調整方法的流程圖。如圖1所示，該方法主要包括以下處理:步驟S102:對PER值進行修正；步驟S104:根據修正後的PER值對當前的CCA閾值進行調整。相關技術中，無法根據不同環境來自適應調整CCA閾值。採用如圖1所示的方法，由於CCA閾值的調整大都是基於MAC層的PER值來進行的，因此，可以根據環境的變化對PER值進行修正，並根據修正後的PER值重新動態調整CCA閾值，從而解決了相關技術中無法根據不同環境來自適應調整CCA閾值的問題，進而達到了通過修改後的PER值動態調整CCA閾值以適應不同環境的變化，提高網絡吞吐率和服務質量的效果。優選地，上述步驟S102中，對PER值進行修正可以包括以下處理:(1)判斷是否由物理層的碰撞引起PER值的變化；基於目前組網的複雜性，PER值的變化並不一定都是由碰撞而引起的，還可能是因為物理信道衰落而導致的性能下降以及其他原因如:速率不支持、幀格式錯誤等因素所導致。對於因碰撞引起的PER值變化，可以調整CCA閾值，而物理信道衰落引起的性能下降等其他因素與CCA沒有任何關係。為此，需要有效的區分引起PER值變化的因素，更加精確的對CCA閾值進行調整。(2)在判斷結果為是的情況下，對PER值進行修正。在優選實施過程中，上述判斷是否由物理層的碰撞引起PER值的變化可以進一步包括以下處理:
(1.1)按照預設時隙長度對數據幀進行等分；(1.2)判斷當前時間窗內的平均功率值與前一次等長時間窗內的平均功率值的變化數值是否超過閾值；(1.3)在超過閾值的情況下，確定是由物理層的碰撞引起PER值的變化。圖2是根據本發明優選實施的在物理層設置碰撞觀測窗的示意圖。如圖2所示，基於802.11系統的時隙結構中，工作站STAl在數據傳輸階段收到來自工作站STA2的數據，發生物理層的碰撞，引起PER值的變化。因此，在本發明的優選實施例中引入碰撞觀測窗(即上述時間窗)，窗長W_CD以aSlotTime時隙長度為基本單位，可以設置為I個時隙長度，也可以擴展為2個或3個時隙長度，計算獲得到每個觀測窗內的信號平均功率Pwr_Avg(i)，其中，I ^ i ^ N, N = Ceil (Length_Frame/ff_CD), Length_Frame 為巾貞長。圖3是根據本發明優選實施例的物理層將衝突碰撞檢測結果上報給MAC層的流程圖。如圖3所示，該處理流程可以包括以下處理步驟:步驟302:初始化 Coll_flg = O ；步驟304:物理層計算窗內信號的平均功率，得到Pwr_Avg(l)；步驟306:當I < i <最大值N(由巾貞長度和窗長決定)時,計算Pwr_Avg (i),繼續執行步驟S308，否則執行步驟S312 ；步驟308:將當前計算出的平均功率值Pwr_Avg(i)與上一巾貞的平均功率值Pwr_Avg(1-l)進行比較,如果超過預先設定的閾值Coll_Thr,則認為存在碰撞信號而引入的信號功率階躍，繼續執行步驟S310 ;否則，轉到步驟S306 ；需要說明的是，預先設定的閾值Coll_Thr可以通過仿真獲得，可以為相對值也可以為絕對值。步驟310:此幀數據置Coll_flg = 1，繼續執行步驟S314 ；步驟312:此幀數據置Coll_flg = O,繼續執行步驟S314 ；步驟314:將Coll_flg = I以及Coll_flg = O的巾貞數上報給MAC層。在優選實施過程中，上述對PER值進行修正可以進一步包括以下處理:(2.1)接收到物理層上報的指示信息，其中，該指示信息包括指示由物理層的碰撞引起PER值變化的碰撞標識Coll_flg ；(2.2)MAC根據Coll_f Ig和循環冗餘碼校驗CRC信息獲取PER_ColI，其中，通過以下公式獲取PER_Coll:
PER Coll =_哪錯且Co"U幀數_
CKC正確的幀數 + CKC錯且Co// —= i的幀數 + CKC錯且Co// —= O的幀數PER_Coll表示修正後的PER值，CRC錯表示CRC出錯。在相關技術中，基於MAC層的PER值來調整CCA閾值的計算方式如下:
錯誤的幀數
PER =-
GRC正確的幀數 + CjRC錯誤的幀數其中，PER值的計算僅考慮CRC信息，而沒有對物理層的碰撞引起的PER值變化予
以關注，而在本發明的優選實施例中，不僅考慮CRC信息，還通過計算相鄰碰撞觀測窗的平
均功率值的變化是否超過預先設定的閾 值以確定物理層上報給MAC層的Coll_flg= I以及Coll_flg = 0的幀數，從而使得修正後PER值更加準確有效，並通過修正後的PER值，以動態調整CRC閾值。優選地，在上述步驟S104中，根據修正後的PER值對當前的CCA閾值進行調整可以包括以下處理:(1)如果修正後的PER值高於預設的PER閾值的最大值，則按照預定步長降低當前的CCA閾值；(2)如果修正後的PER值低於預設的PER閾值的最小值，則按照預定步長調高當前的CCA閾值；(3)如果修正後的PER值處於預設的PER閾值的最小值與預設的PER閾值的最大值之間，則保持當前的CCA閾值。在優選實施過程中，上述步驟S104還可以進一步包括以下處理:(I)如果降低後的CCA閾值小於預設的CCA閾值的最小值，則將預設的CCA閾值的最小值設置為當前的CCA閾值；(2)如果調高后的CCA閾值大於預設的CCA閾值的最大值，則將預設的CCA閾值的最大值設置為當前的CCA閾值。圖4是根據本發明優選實施例的根據修正後的PER值調整CCA閾值的流程圖。如圖4所示，該方法可以包括以下處理步驟:步驟402 =MAC層根據CRC信息與物理層上報的Coll_flg計算PER_Coll值；步驟404:將計算出的PER_Coll值與PER值的最大值和最小值進行對比；步驟406:如果PER_Coll低於預定的PER值的最小值PER_low，則說明衝突率低，為提高速率和規避暴露節點，需要提高CCA閾值一個調整步長CCAstep:CCA_Thr = CCA_Thr+CCAstep ；步驟408:如果CCA_Thr高於預定的CCA閾值的最大值CCA_Thr_Max，則令CCA_Thr=CCA_Thr_Max，轉到步驟 S402 ；步驟410:如果PER_ColI高於預定的PER值的最大值PER_hi，則說明衝突率高，大概率存在隱藏節點，需要降低CCA閾值一個調整步長CCAstep:CCA_Thr = CCA_Thr-CCAstep ；步驟412:如果CCA_Thr低於預定的CCA閾值的最小值CCA_Thr_Min，則令CCA_Thr=CCA_Thr_Min，轉到步驟 S402 ；步驟414:如果PER_Coll處於PER_hi與PER_low之間，則維持當前CCA閾值，轉到步驟S402。需要說明的是，上述PER_h1、PER_low、CCA_Thr_Max、CCA_Thr_Min 以及 CCAst 印的設置均可以通過仿真獲得。圖5是根據本發明實施例的空閒信道評估閾值的調整裝置的結構框圖。如圖5所示，該空閒信道評估閾值的調整裝置主要包括:修正模塊10，用於對誤包率PER值進行修正；調整模塊20，用於根據修正後的PER值對當前的空閒信道評估CCA閾值進行調整。採用了如圖5所示的裝置，可以根據環境的變化對PER值進行修正，並根據修正後的PER值重新動態調整CCA閾值，從而解決了相關技術中無法根據不同環境來自適應調整CCA閾值的問題，進而達到了通過修改後的PER值動態調整CCA閾值以適應不同環境的變化，提高網絡吞吐率和服務質量的效果。優選地，如圖6所示，上述修正模塊10可以包括:判斷單元100，用於判斷是否由物理層的碰撞弓I起PER值的變化；修正單元102，用於在判斷單元輸出為是的情況下，對PER值進行修正。在優選實施過程中，上述判斷單元100可以進一步包括:分割單元(圖中未示出)，用於按照預設時隙長度對數據幀進行等分；判斷單元(圖中未示出)，用於判斷當前時間窗內的平均功率值與前一次等長時間窗內的平均功率值的變化數值是否超過閾值；確定單元(圖中未示出)，用於在判斷子單元輸出為是的情況下，確定是由物理層的碰撞引起PER值的變化。在優選實施過程中，上述修正單元102可以進一步包括:接收單元(圖中未示出)，用於接收到物理層上報的指示信息，其中，指示信息包括指示由物理層的碰撞引起PER值變化的碰撞標識Coll_flg。在優選實施過程中，上述修正單元102還可以進一步包括:獲取單元(圖中未示出)，用於根據Coll_flg和循環冗餘碼校驗CRC信息獲取PER_Coll，其中，PER_Coll表示修正後的PER值。優選地，如圖6所示，上述調整模塊20可以包括:第一調整單元200，用於在修正後的PER值高於預設的PER閾值的最大值時，則按照預定步長降低當前的CCA閾值；第二調整單元202，用於在修正後的PER值低於預設的PER閾值的最小值時，則按照預定步長調高當前的CCA閾值；第三調整單元204，用於在修正後的PER值處於預設的PER閾值的最小值與預設的PER閾值的最大值之間時，則保持當前的CCA閾值。優選地，如圖6所示，上述調整模塊20還可以包括:第一設置單元206，用於在降低後的CCA閾值小於預設的CCA閾值的最小值時，則將預設的CCA閾值的最小值設置為當前的CCA閾值；第二設置單元208，用於在調高后的CCA閾值大於預設的CCA閾值的最大值時，則將預設的CCA閾值的最大值設置為當前的CCA閾值。從以上的描述中，可以看出，上述實施例實現了如下技術效果(需要說明的是這些效果是某些優選實施例可以達到的效果):通過引入物理層碰撞觀測窗並對信號功率進行觀測和統計的方式，對MAC層的PER值進行修正，得到真實有效的碰撞PER值，並以此來自適應調整CCA閾值，提高網絡吞吐率和服務質量。顯然，本領域的技術人員應該明白，上述的本發明的各模塊或各步驟可以用通用的計算裝置來實現，它們可以集中在單個的計算裝置上，或者分布在多個計算裝置所組成的網絡上，可選地，它們可以用計算裝置可執行的程序代碼來實現，從而，可以將它們存儲在存儲裝置中由計算裝置來執行，並且在某些情況下，可以以不同於此處的順序執行所示出或描述的步驟，或者將它們分別製作成各個集成電路模塊，或者將它們中的多個模塊或步驟製作成單個集成電路模塊來實現。這樣，本發明不限制於任何特定的硬體和軟體結合。以上所述僅為本 發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，對於本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種空閒信道評估閾值的調整方法，其特徵在於，包括: 對誤包率PER值進行修正； 根據所述修正後的PER值對當前的空閒信道評估CCA閾值進行調整。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，對所述PER值進行修正包括: 判斷是否由物理層的碰撞引起所述PER值的變化； 在判斷結果為是的情況下，對所述PER值進行修正。
3.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，判斷是否由物理層的碰撞引起所述PER值的變化包括: 按照預設時隙長度對數據幀進行等分； 判斷當前時間窗內的平均功率值與前一次等長時間窗內的平均功率值的變化數值是否超過閾值； 在超過閾值的情況下，確定是由所述物理層的碰撞引起所述PER值的變化。
4.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，對所述PER值進行修正包括: 接收到所述物理層上報的指示信息，其中，所述指示信息包括指示由所述物理層的碰撞引起所述PER值變化的碰撞標識Coll_flg。
5.根據權利要求4所述的方法 ，其特徵在於，所述MAC根據所述Coll_flg和循環冗餘碼校驗CRC信息獲取PER_Coll，其中，通過以下公式獲取所述PER_Coll:PER Coll =_哪錯且Co//U幀數_ CKC正確的幀數 + CKC錯且Co// —= i的幀數 + CKC錯且Co// —= O的幀數 ，所述PER_Coll表示修正後的所述PER值，所述CRC錯表示CRC出錯。
6.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，根據所述修正後的PER值對當前的CCA閾值進行調整包括: 如果所述修正後的PER值高於預設的PER閾值的最大值，則按照預定步長降低當前的CCA閾值； 如果所述修正後的PER值低於預設的PER閾值的最小值，則按照所述預定步長調高當前的CCA閾值； 如果所述修正後的PER值處於所述預設的PER閾值的最小值與所述預設的PER閾值的最大值之間，則保持當前的CCA閾值。
7.根據權利要求6所述的方法，其特徵在於， 如果所述降低後的CCA閾值小於預設的CCA閾值的最小值，則將所述預設的CCA閾值的最小值設置為當前的CCA閾值； 如果所述調高后的CCA閾值大於預設的CCA閾值的最大值，則將所述預設的CCA閾值的最大值設置為當前的CCA閾值。
8.一種空閒信道評估閾值的調整裝置，其特徵在於，包括: 修正模塊，用於對誤包率PER值進行修正； 調整模塊，用於根據所述修正後的PER值對當前的空閒信道評估CCA閾值進行調整。
9.根據權利要求8所述的裝置，其特徵在於，所述修正模塊包括: 判斷單元，用於判斷是否由物理層的碰撞引起所述PER值的變化； 修正單元，用於在所述判斷單元輸出為是的情況下，對所述PER值進行修正。
10.根據權利要求9所述的裝置，其特徵在於，所述判斷單元包括: 分割單元，用於按照預設時隙長度對數據幀進行等分； 判斷單元，用於判斷當前時間窗內的平均功率值與前一次等長時間窗內的平均功率值的變化數值是否超過閾值； 確定單元，用於在所述判斷子單元輸出為是的情況下，確定是由所述物理層的碰撞引起所述PER值的變化。
11.根據權利要求9所述的裝置，其特徵在於，所述修正單元包括: 接收單元，用於接收到所述物理層上報的指示信息，其中，所述指示信息包括指示由所述物理層的碰撞引起所述PER值變化的碰撞標識Coll_flg。
12.根據權利要求11所述的裝置，其特徵在於，所述修正單元還包括: 獲取單元，用於根據所述Col l_flg和循環冗餘碼校驗CRC信息獲取PER_Col I，其中，所述PER_Coll表示修正後的所述PER值。
13.根據權利要求8所述的裝置，其特徵在於，所述調整模塊包括: 第一調整單元，用於在所述修正後的PER值高於預設的PER閾值的最大值時，則按照預定步長降低當前的CCA閾值； 第二調整單元，用於在所述修正後的PER值低於預設的PER閾值的最小值時，則按照所述預定步長調高當前的CCA閾值； 第三調整單元，用於在所述修正後的PER值處於所述預設的PER閾值的最小值與所述預設的PER閾值的最大值之間時，則保持當前的CCA閾值。
14.根據權利要求13所述的裝置，其特徵在於，所述調整模塊還包括: 第一設置單元，用於在所述降低後的CCA閾值小於預設的CCA閾值的最小值時，則將所述預設的CCA閾值的最小值設置為當前的CCA閾值； 第二設置單元，用於在所述調高后的CCA閾值大於預設的CCA閾值的最大值時，則將所述預設的CCA閾值的最大值設置為當前的CCA閾值。
全文摘要
本發明公開了一種空閒信道評估閾值的調整方法及裝置，在上述方法中，對PER值進行修正；根據修正後的PER值對當前的CCA閾值進行調整。根據本發明提供的技術方案，達到了通過真實有效的碰撞PER值動態調整CCA閾值以適應不同環境的變化，提高網絡吞吐率和服務質量的效果。
文檔編號H04L1/00GK103220065SQ20121001545
公開日2013年7月24日 申請日期2012年1月18日 優先權日2012年1月18日
發明者傅強, 林偉 申請人:中興通訊股份有限公司