本發(fā)明屬于通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種下行多點(diǎn)協(xié)作傳輸方法，可用于在交疊的基本服務(wù)集OBSS環(huán)境下無線局域網(wǎng)使用下行多點(diǎn)協(xié)作CoMP功能時(shí)的傳輸，提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量。

背景技術(shù)：

近年來，隨著人類社會(huì)進(jìn)入信息時(shí)代，無線移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)承載的業(yè)務(wù)量急速增長。中國移動(dòng)通信統(tǒng)計(jì)的移動(dòng)業(yè)務(wù)量的增長情況，預(yù)測到2020年，國內(nèi)移動(dòng)業(yè)務(wù)量將增加超過1000倍，智能終端的數(shù)量將超過人口數(shù)量。下一代無線局域網(wǎng)WLAN將在無線通信中扮演非常重要的角色，將是提供大容量無線通信的主要途徑之一。為了提供高速的通信服務(wù)，減小接入點(diǎn)AP的覆蓋范圍是其主要途徑，這就造成了未來WLAN必定是密集部署的場景。密集部署WLAN中的干擾管理是其主要影響網(wǎng)絡(luò)性能的原因，如果從協(xié)議增強(qiáng)以及算法設(shè)計(jì)的角度提出更高效的干擾管理機(jī)制是亟待解決的問題。

CoMP傳輸技術(shù)是無線通信中提升蜂窩網(wǎng)絡(luò)頻譜效率的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，是指地理位置上分離的多個(gè)傳輸點(diǎn)，協(xié)同參與為一個(gè)終端傳輸數(shù)據(jù)或者聯(lián)合接收一個(gè)終端發(fā)送的數(shù)據(jù)，參與協(xié)作的多個(gè)傳輸點(diǎn)通常指不同小區(qū)的基站。CoMP技術(shù)通過移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中多節(jié)點(diǎn)協(xié)作傳輸，解決現(xiàn)有移動(dòng)蜂窩單跳網(wǎng)絡(luò)中的單小區(qū)單站點(diǎn)傳輸對系統(tǒng)頻譜效率的限制，更好地克服小區(qū)間干擾，提高無線頻譜傳輸效率，提高系統(tǒng)的平均和邊緣吞吐量。然而，CoMP技術(shù)適用于長期演進(jìn)技術(shù)升級版LTE-A系統(tǒng)，卻因?yàn)橥胶徒尤氲葐栴}而不適用于WLAN系統(tǒng)。

針對WLAN中的干擾問題，像隱藏終端，暴露終端，多設(shè)備競爭導(dǎo)致的傳輸效率低以及微波、藍(lán)牙干擾等，WLAN也提出了許多抗干擾方案。如針對隱藏終端提出的請求發(fā)送-清除發(fā)送RTS-CTS機(jī)制，在發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)文之前，使用RTS/CTS交互進(jìn)行信道的預(yù)約，以短包的形式向其他節(jié)點(diǎn)說明信道被占用，防止碰撞；針對暴露終端的影響，可通過動(dòng)態(tài)調(diào)整空信道檢測CCA門限，改變節(jié)點(diǎn)判斷信道忙閑的標(biāo)準(zhǔn)，提高吞吐量。

在網(wǎng)絡(luò)覆蓋不是非常密集，干擾情況不是非常嚴(yán)重的情況下，可以通過調(diào)整各類網(wǎng)絡(luò)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化；然而對于密集部署的WLAN環(huán)境下，由于多個(gè)相鄰AP對站點(diǎn)STA的干擾，使得上述的抗干擾方案效果有限。

針對上述關(guān)于密集WLAN中的多個(gè)相鄰AP對STA的嚴(yán)重干擾，近年來也出現(xiàn)了相關(guān)的解決方案，一方面是降低AP的發(fā)射功率，如動(dòng)態(tài)功率控制技術(shù)，就是在對AP側(cè)的接收信號強(qiáng)度或信噪比等指標(biāo)進(jìn)行評估的基礎(chǔ)上，適時(shí)改變發(fā)送功率來減少邊緣用戶數(shù)和邊緣用戶所受的干擾，但是發(fā)送功率的降低又導(dǎo)致了AP的覆蓋范圍減小，使得單個(gè)AP服務(wù)的用戶數(shù)減少，不利于網(wǎng)絡(luò)吞吐量的提高；另一方面是讓相鄰AP交替進(jìn)行傳輸，如接入點(diǎn)輪休機(jī)制，是當(dāng)其中一個(gè)AP工作時(shí)，與其相鄰的AP保持休眠狀態(tài)，這種方法雖說可以有效避免網(wǎng)絡(luò)沖突，但是系統(tǒng)容量卻將大大降低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于針對上述已有技術(shù)的不足，提出一種無線局域網(wǎng)以用戶為中心的下行多點(diǎn)協(xié)作傳輸方法，以避免相鄰接入點(diǎn)對用戶造成的干擾，提高用戶的接收功率，改善接收信號的質(zhì)量，提升密集WLAN的系統(tǒng)吞吐量。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案包括如下：

(1)站點(diǎn)STA主動(dòng)掃描信道，并根據(jù)接收的信標(biāo)信息，統(tǒng)計(jì)與站點(diǎn)STA關(guān)聯(lián)的接入點(diǎn)AP1處于同頻段的其他相鄰接入點(diǎn)AP的個(gè)數(shù)，確定自己是否為協(xié)作傳輸用戶，如果是，則執(zhí)行步驟(2)；如果不是，則執(zhí)行步驟(3)；

(2)協(xié)作傳輸用戶構(gòu)建一個(gè)接收信號強(qiáng)度列表，并對其進(jìn)行維護(hù)，即在每次接收到非關(guān)聯(lián)接入點(diǎn)發(fā)送的信標(biāo)時(shí)更新其接收信號強(qiáng)度指示RSSI信息，執(zhí)行步驟(3)；

(3)接入點(diǎn)AP1發(fā)送下行數(shù)據(jù)前，先傳輸請求發(fā)送幀RTS，用于預(yù)約信道，站點(diǎn)STA接收請求發(fā)送幀RTS后判斷自己是否為協(xié)作傳輸用戶，如果是，則執(zhí)行步驟(4)；如果不是，則執(zhí)行步驟(6)；

(4)協(xié)作傳輸用戶根據(jù)所接收的請求發(fā)送幀RTS的信噪擾比SINR決定是否開啟下行多點(diǎn)協(xié)作CoMP功能，若開啟協(xié)作功能，則執(zhí)行步驟(5)；若不開啟協(xié)作功能，執(zhí)行步驟(6)；

(5)協(xié)作傳輸用戶開啟下行多點(diǎn)協(xié)作CoMP功能，完成通信過程：

(5.1)協(xié)作傳輸用戶發(fā)送管理清除發(fā)送幀MCTS，并根據(jù)信噪擾比SINR值的大小和步驟(2)中接收信號強(qiáng)度列表，決定參與協(xié)作的接入點(diǎn)，參與協(xié)作的接入點(diǎn)信息包含在管理清除發(fā)送幀MCTS中；

(5.2)接入點(diǎn)收到管理清除發(fā)送幀，根據(jù)管理清除發(fā)送幀MCTS中攜帶的接入點(diǎn)信息判斷自己是否為參與協(xié)作的接入點(diǎn)，如果是，則執(zhí)行步驟(5.3)；如果不是，則只更新其網(wǎng)絡(luò)分配矢量NAV；

(5.3)參與協(xié)作的接入點(diǎn)經(jīng)過短幀間間隔SIFS后檢查自身和信道忙閑狀態(tài)，如果自身和信道均處于空閑狀態(tài)，則與接入點(diǎn)AP1一同開啟信道探測sounding過程，執(zhí)行步驟(5.4)；否則，退出協(xié)作過程；

(5.4)接入點(diǎn)AP1將協(xié)作傳輸用戶反饋的預(yù)編碼矩陣中與參與協(xié)作的接入點(diǎn)相關(guān)的行向量傳遞給參與協(xié)作的接入點(diǎn)，隨后，接入點(diǎn)AP1和參與協(xié)作的接入點(diǎn)一同傳輸下行數(shù)據(jù)，當(dāng)接入點(diǎn)AP1收到協(xié)作傳輸用戶發(fā)送的確認(rèn)幀時(shí)，解除協(xié)作關(guān)系；

(6)按照現(xiàn)有的802.11通信協(xié)議，站點(diǎn)STA回復(fù)清除發(fā)送幀CTS，之后，接入點(diǎn)AP1發(fā)送下行數(shù)據(jù)，并等待站點(diǎn)STA的確認(rèn)幀。

本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：

首先，本發(fā)明提出的下行多點(diǎn)協(xié)作傳輸方法是以用戶為中心，由用戶根據(jù)自身的信道情況決定是否開啟多點(diǎn)協(xié)作功能，并根據(jù)接收的信標(biāo)信息決定由哪些接入點(diǎn)AP參與協(xié)作，相比于以接入點(diǎn)為中心，在不知道用戶是否需要協(xié)作的前提下便盲目開啟協(xié)作功能的方法，本發(fā)明具有更高的協(xié)作效率；

其次，在協(xié)作傳輸?shù)倪^程中使用了多輸入多輸出MIMO技術(shù)，通過多個(gè)天線實(shí)現(xiàn)多發(fā)多收，在不增加頻譜資源和天線發(fā)射功率的情況下，可以成倍提高系統(tǒng)信道容量；

第三，本發(fā)明可以解決密集無線局域網(wǎng)WLAN中的多個(gè)相鄰接入點(diǎn)AP對站點(diǎn)STA的嚴(yán)重干擾問題，改善接收信號的質(zhì)量，提升密集無線局域網(wǎng)WLAN的系統(tǒng)吞吐量。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的使用場景圖；

圖2是本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)流程圖；

圖3是本發(fā)明中信道探測sounding過程的信令交互圖；

圖4是本發(fā)明中的信令交互圖。

具體實(shí)施方式

以下參照附圖，對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。

參照圖1，本發(fā)明使用的場景是一個(gè)在密集無線局域網(wǎng)WLAN環(huán)境下由多個(gè)相鄰接入點(diǎn)對站點(diǎn)的干擾場景，其包括四個(gè)接入點(diǎn)AP1、AP2、AP3、AP4和七個(gè)站點(diǎn)STA1、STA2、STA3、STA4、STA5、STA6、STA7。其中，第一接入點(diǎn)AP1相關(guān)聯(lián)的站點(diǎn)是第一站點(diǎn)STA1和第二站點(diǎn)STA2，第二接入點(diǎn)AP2相關(guān)聯(lián)的站點(diǎn)是第三站點(diǎn)STA3，第三接入點(diǎn)AP3相關(guān)聯(lián)的站點(diǎn)是第四站點(diǎn)STA4，第四接入點(diǎn)AP4相關(guān)聯(lián)的站點(diǎn)是第五站點(diǎn)STA5、第六站點(diǎn)STA6和第七站點(diǎn)STA7。第一站點(diǎn)STA1位于第二接入點(diǎn)AP2、第三接入點(diǎn)AP3和第四接入點(diǎn)AP4的覆蓋范圍內(nèi)。第一接入點(diǎn)AP1、第二接入點(diǎn)AP2、第三接入點(diǎn)AP3和第四接入點(diǎn)AP4均不在彼此的覆蓋范圍內(nèi)。第一接入點(diǎn)AP1、第二接入點(diǎn)AP2和第三接入點(diǎn)AP3通過有線連接。

參照圖2，本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)流程如下：

步驟1：第一站點(diǎn)STA1確定自己是否為協(xié)作傳輸用戶。

第一站點(diǎn)STA1主動(dòng)掃描信道，根據(jù)接收的信標(biāo)信息，統(tǒng)計(jì)與所關(guān)聯(lián)的第一接入點(diǎn)AP1處于同頻段的其他接入點(diǎn)的個(gè)數(shù)，如果個(gè)數(shù)大于1，則認(rèn)為STA1為協(xié)作傳輸用戶，采用協(xié)作傳輸?shù)姆绞椒?wù)；反之，則認(rèn)為STA1為非協(xié)作傳輸用戶，按照現(xiàn)有的802.11通信協(xié)議進(jìn)行傳輸。

步驟2：第一站點(diǎn)STA1構(gòu)建并維護(hù)接收信號強(qiáng)度列表L。

(2a)創(chuàng)建一個(gè)空的列表L，列表L包含兩列，第一列用于存放接入點(diǎn)的標(biāo)識(shí)，第二列用于存放接收信號強(qiáng)度指示RSSI信息；

(2b)檢查并更新列表L中的第一列信息：

將與第一站點(diǎn)STA1相鄰的第二接入點(diǎn)AP2、第三接入點(diǎn)AP3和第四接入點(diǎn)AP4，周期性廣播信標(biāo)信息；

第一站點(diǎn)STA1在每次接收到相鄰接入點(diǎn)的信標(biāo)信息時(shí)，判斷列表L是否為空，如果列表L為空，則從信標(biāo)信息中獲取該接入點(diǎn)的標(biāo)識(shí)，并將標(biāo)識(shí)添加到列表L中；如果列表L不為空，則遍歷列表L的第一列，判斷接入點(diǎn)的標(biāo)識(shí)是否已經(jīng)出現(xiàn)在列表L中，如果未出現(xiàn)，則將標(biāo)識(shí)添加到列表L中；否則，列表L的第一列不作處理；

(2c)填寫列表L中的第二列信息：

將當(dāng)前接收到的信號強(qiáng)度指示RSSI信息更新到列表L中與接入點(diǎn)標(biāo)識(shí)對應(yīng)的第二列中。

步驟3：第一站點(diǎn)STA1根據(jù)接收到的請求發(fā)送幀RTS決定是否開啟協(xié)作功能。

(3a)第一接入點(diǎn)AP1在向第一站點(diǎn)STA1發(fā)送數(shù)據(jù)之前，先傳輸一個(gè)請求發(fā)送幀RTS，用于預(yù)約信道；

(3b)第一站點(diǎn)STA1接收到第一接入點(diǎn)AP1的請求發(fā)送幀RTS，計(jì)算接收信號的信噪擾比SINR，由信噪擾比SINR計(jì)算得到誤包率PER，并隨機(jī)產(chǎn)生一個(gè)0-1之間的小數(shù)r；

(3c)將誤包率PER與隨機(jī)數(shù)r進(jìn)行比較，如果PER≥r，則開啟協(xié)作功能，執(zhí)行步驟(3d)；如果PER＜r，則不開啟協(xié)作功能，執(zhí)行步驟(3e)；

(3d)第一站點(diǎn)STA1發(fā)送管理清除發(fā)送幀MCTS，并根據(jù)信噪擾比SINR值的大小決定參與協(xié)作的接入點(diǎn)：

在接收信號強(qiáng)度列表L中依次選擇接收信號強(qiáng)度指示RSSI最大的接入點(diǎn)，將接收信號強(qiáng)度指示RSSI值累加到信號功率上，計(jì)算累加后的信噪擾比SINR，并計(jì)算誤包率PER，如果PER≥r，則將該接入點(diǎn)作為參與協(xié)作的接入點(diǎn)，重復(fù)該循環(huán)過程直至PER＜r；循環(huán)結(jié)束，即第一站點(diǎn)STA1選擇第二接入點(diǎn)AP2和第三接入點(diǎn)AP3作為參與協(xié)作的接入點(diǎn)，并將第二接入點(diǎn)AP2和第三接入點(diǎn)AP3的標(biāo)識(shí)包含在管理清除發(fā)送幀MCTS中；

(3e)第一站點(diǎn)STA1發(fā)送清除發(fā)送幀CTS，第一接入點(diǎn)AP1在收到清除發(fā)送幀CTS后按照現(xiàn)有802.11通信協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

步驟4：第二接入點(diǎn)AP2和第三接入點(diǎn)AP3決定是否開啟信道探測和數(shù)據(jù)傳輸過程。

(4a)第二接入點(diǎn)AP2和第三接入點(diǎn)AP3收到管理清除發(fā)送幀MCTS后，將網(wǎng)絡(luò)分配矢量NAV置為0；

(4b)第二接入點(diǎn)AP2和第三接入點(diǎn)AP3檢查狀態(tài)信息，決定是否與第一接入點(diǎn)AP1一同開啟sounding過程：若接入點(diǎn)處于非收發(fā)狀態(tài)，網(wǎng)絡(luò)分配矢量NAV為0，且信道空閑，則該接入點(diǎn)開啟信道探測sounding過程，執(zhí)行步驟(4c)；否則，該接入點(diǎn)退出協(xié)作過程；

(4c)信道探測sounding的幀進(jìn)行交互：

參照圖3，本步驟的實(shí)現(xiàn)如下：

第一接入點(diǎn)AP1、第二接入點(diǎn)AP2和第三接入點(diǎn)AP3同時(shí)廣播空數(shù)據(jù)包通告幀NDPA，經(jīng)過短幀間間隔SIFS后，再由第一接入點(diǎn)AP1、第二接入點(diǎn)AP2和第三接入點(diǎn)AP3共同發(fā)送空數(shù)據(jù)包NDP，該空數(shù)據(jù)包通告幀NDPA中包含了需要進(jìn)行信道反饋的第一站點(diǎn)STA1的標(biāo)識(shí)；

第一站點(diǎn)STA1接收到空數(shù)據(jù)包NDP后，回復(fù)壓縮波束成形幀，并通過該波束成形幀中的報(bào)告Report域提供預(yù)編碼矩陣V信息；

(4d)數(shù)據(jù)傳輸和確認(rèn)過程：

參照圖4，本步驟的實(shí)現(xiàn)如下：

(4d1)第一接入點(diǎn)AP1通過有線端口將數(shù)據(jù)傳遞給第二接入點(diǎn)AP2和第三接入點(diǎn)AP3，并根據(jù)第一站點(diǎn)STA1反饋的預(yù)編碼矩陣V，將與第二接入點(diǎn)AP2和第三接入點(diǎn)AP3相關(guān)的行向量分別傳遞給第二接入點(diǎn)AP2和第三接入點(diǎn)AP3；

(4d2)第二接入點(diǎn)AP2和第三接入點(diǎn)AP3分別將得到的行向量與待發(fā)數(shù)據(jù)相乘求和，經(jīng)過天線發(fā)送出去；

(4d3)第一接入點(diǎn)AP1、第二接入點(diǎn)AP2和第三接入點(diǎn)AP3共同傳輸下行的聚合數(shù)據(jù)；

(4d4)第一站點(diǎn)STA1在收到聚合數(shù)據(jù)后回復(fù)塊確認(rèn)幀BA；

(4d5)第一接入點(diǎn)AP1在收到確認(rèn)信息后解除協(xié)作關(guān)系。

以上描述僅是本發(fā)明的具體實(shí)例，不構(gòu)成對本發(fā)明的任何限制。顯然對于本領(lǐng)域的專業(yè)人員來說，在了解了本發(fā)明內(nèi)容和原理后，都可能在不背離本發(fā)明原理、結(jié)構(gòu)的情況下，進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的各種修正和改變，但是這些基于本發(fā)明思想的修正和改變?nèi)栽诒景l(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。