CN104427632B - 数据传输调度方法、装置和*** - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种数据传输调度方法、装置和***。涉及无线通信领域；解决了现有调度方式网络使用率低的问题。该方法包括：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自身的发送功率、该AP周围设备的信号接收电平和功率；根据所述测量报告，评估设备之间的干扰关系；根据干扰关系的评估结果进行调度判决。本发明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***
技术领域
本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种数据传输调度方法、装置和***。
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WLAN（Wireless Local Area Network，无线局域网）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***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，媒体访问控制协议采用带冲突避免的载波侦听多路访问机制（Carrier Sense Multiple 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，如果发现有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。虽然这种信道竞争方式实现简单、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，现有的调度方式网络使用率低。
发明内容
本发明提供了一种数据传输调度方法、装置和***，解决了现有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，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；
根据所述测量报告，评估设备之间的干扰关系；
根据干扰关系的评估结果进行调度判决。
优选的，所述根据所述测量报告评估设备之间的干扰关系包括：
计算AP之间的路损数据；
建立AP与其下接入的客户端之间的路损数据；
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，评估各通讯对两两之间的干扰关系。
优选的，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与其下接入的客户端之间的路损数据，评估各通讯对两两之间的干扰关系包括：
根据以下表达式计算第一AP到达第二AP的干扰值RSSI_aa12：
其中为第一AP的 发射功率，为第一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_as12：
其中，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_sa12：
其中为第一客户 端的发射功率，为第二AP与第一客户端之间的路损；
将RSSI_aa12、RSSI_as12、RSSI_sa12与为第二AP和第二客户端预设的被干扰的门限值比较；
在RSSI_aa12和/或RSSI_sa12超过所述被干扰的门限值时，判定存在干扰。
优选的，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与其下接入的客户端之间的路损数据，评估各通讯对两两之间的干扰关系包括：
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；
将所述包含邻居AP的各通讯对对所述第一通讯对的干扰关系进行累加，得到全部包含邻居的通讯对对所述第一通讯对的总干扰。
优选的，所述根据干扰关系的评估结果进行调度判决包括：
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，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。
优选的，所述根据干扰关系的评估结果进行调度判决包括：
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，
任一通讯对受到的干扰小于设定门限。
优选的，所述根据干扰关系的评估结果进行调度判决包括：
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；
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。
优选的，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。
优选的，该方法还包括：
为网络中的各AP配置优先级。
优选的，所述根据干扰关系的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竞争信道，并在竞争到信道后，向物理层缓存填充下行数据。
优选的，所述根据干扰关系的评估结果进行调度判决包括：
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，分配时间片的原则为：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。
优选的，所述根据干扰关系的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，竞争物理信道；
AP在竞争到物理信道后，向物理层缓存填充目的地址为时间片相应客户端的下行数据。
优选的，所述接收AP发送的测量报告具体为：
AC接收各AP发送的该AP自身的测量报告。
优选的，所述接收AP发送的测量报告具体为：
AP接收其他各AP广播的所述其他各AP自身的测量报告。
优选的，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。
优选的，该方法还包括：
所述AP广播自己的测量报告，所述测量报告有发送所述测量报告的第一AP自身的发送功率、该AP周围设备的信号接收电平和功率。
本发明还提供了一种数据调度装置，包括：
测量报告收集模块，用于接收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；
干扰评估模块，用于根据所述测量报告，评估设备之间的干扰关系；
调度判决模块，用于根据干扰关系的评估结果进行调度判决。
优选的，所述干扰评估模块包括：
第一路损计算单元，用于计算AP之间的路损数据；
第二路损计算单元，用于建立AP与其下接入的客户端之间的路损数据；
干扰评估单元，用于根据所述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，评估各通讯对两两之间的干扰关系。
优选的，该装置还包括：
结果输出模块，用于输出调度判决信息，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竞争信道，并在竞争到信道后，向物理层缓存填充下行数据。
本发明还提供了一种数据传输调度***，包括数据传输调度装置和至少一个AP；
所述数据传输调度装置，用于接收所述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、该AP周围设备的信号接收电平和功率，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。
优选的，所述数据传输调度装置，还用于输出调度判决信息，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竞争信道，并在竞争到信道后，向物理层缓存填充下行数据。
优选的，所述AP，用于向所述数据传输调度装置发送该AP自身的测量报告，或，
广播该AP自身的测量报告。
优选的，所述AP，还用于记录接收到的各客户端和/或邻居AP的数据包信号电平。
本发明提供了一种数据传输调度方法、装置和***，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，解决了现有调度方式网络使用率低的问题。
附图说明
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。
具体实施方式
为了解决现有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***。
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竞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。
使用本发明实施例提供的数据传输调度方法完成数据传输调度主要包括以下三方面的内容：
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自身的发送功率、该AP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***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，评估设备之间的干扰关系；
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，计算各设备之间的路损（也可以通过其他方式获得设备之间的路损，如测量），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，***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、IEEE1588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进一步说明，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采用集中式架构，图2采用分布式架构。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之外，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IEEE802.11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***。
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；
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说明的是本发明提出的AP的处理流程，具体步骤如下：
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一AP自身的发送功率、该AP周围设备的信号接收电平和功率。具体的，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标准现有的管理帧如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，在测量报告周到到后，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，具体步骤包括：
步骤501：AP1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标准现有的管理帧如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AP1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：AP1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：AP1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：AP1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：AP1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发送自己的测量报告；
步骤513：AC根据AP的测量报告评估设备之间的干扰关系；
步骤514：AC向AP1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，具体步骤包括：
步骤601～610：与步骤501～510相同不再赘述；
步骤611：AP1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广播自己的测量报告；
步骤613：AP1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：AP1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干扰的大小排定；
步骤616：AP1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AP1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AP1。
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。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，评估各通讯对两两之间的干扰关系。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，AP1（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。***首先收集各设备之间的路损数据，这包括：
1.AP间路损数据建立：
AP需记录邻居AP发送的集中调度广播帧RSSI（Received Signal StrengthIndication）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AP1的路损等于AP2发射功率减去AP1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，***可以获取通讯对之间的干扰关系。本发明实施例中，假设AP1和STA1均以最大功率发送，根据：
1）AP1与AP2间的路损；
2）AP1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_aa12：
其中为第一AP的 发射功率，为第一AP与第二AP间的路损数据；
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_as12：
其中，为第一 AP与第二客户端之间的路损数据；
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_sa12：
其中为第一客户 端的发射功率，为第二AP与第一客户端之间的路损；
其中分别为AP1 和STA1的发射功率，分别为AP1到 STA2、AP1到AP2和AP2到STA1的路损。
4）将RSSI_aa12、RSSI_as12、RSSI_sa12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_aa12、RSSI_as12、RSSI_sa12与为AP2和STA2设定被干扰的门限值比较，在RSSI_aa12和/或RSSI_sa12超过所述被干扰的门限值时，判定存在干扰。
具体的，如果RSSI_aa12或者RSSI_sa12超过了该门限，则认为AP1或者STA1会对AP2造成干扰，如果RSSI_as12超过门限，则认为AP1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，具体如下：
计算：
1）AP2的信号到达AP1的RSSI_aa21；
2）AP2的信号到达STA1的RSSI_as21；
3）STA2的信号到达AP1的RSSI_sa21；
并判断AP2或者STA2是否会对AP1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。具体可参见本发明的实施例一。
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***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，再将所述包含邻居AP的各通讯对对所述第一通讯对的干扰关系进行累加，即可得到全部包含邻居的通讯对对所述第一通讯对的总干扰。
以如图6所示的***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AP1作为第一AP，STA1作为第一客户端为例进行说明。
***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）AP1与STA1间的路损；
2）AP1与AP2间的路损；
3）AP1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）AP1的信号到达STA1的电平RSSI_as11；
2）AP1的信号到达AP2的电平RSSI_aa12；
3）AP1的信号到达STA3的电平RSSI_as13；
4）STA1的信号到达AP2的电平RSSI_sa12；
5）STA1的信号到达AP1的电平RSSI_sa11；
6）AP2的信号到达STA3的电平RSSI_as23；
7）AP2的信号到达AP1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AP1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：
其中：
1、如果RSSI_aa12≥CCAThreshlod（表示AP2能感知AP1的信号），否则（表示AP2不能感知AP1的信号，当STA3能感知AP1信号）。
2、α表示数据包同时发送概率，代表AP1和AP2下行数据包碰撞机会；
3、表示AP1对AP2→STA3通讯对接收信噪比的影响，取值如表2所示。
表2
4、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
5、表示AP1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。
表4
上述表达式中的和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，AP1对AP2的总干扰可以用如下表达式计算：
其中表示AP1的服务STA集合，表示AP2的服务STA集合。
进一步的可以得到AP1对邻居AP的总干扰为：
其中表示AP1的邻居AP集合（即AP1有上报测量报告的AP集合）。
再进一步的可以得到包含邻居AP的通讯对对AP1－STA1通讯对的总干扰为：
需要说明的是，图6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扰进行累加。
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，***需对网络中的数据包发送进行调度判决，本发明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。
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***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：
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，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。
具体的，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）AP1向STA1发送数据时，AP2和STA2不能对STA1有干扰，但AP2和STA2可以对AP1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，AP1和STA1不能对STA2有干扰，但AP1和STA1可以对AP2有干扰，但干扰必须在STA2发送ACK之前停止；
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，
任一通讯对受到的干扰小于设定门限。
具体的，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n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。具体的，***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。优选的，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竞争信道，并在竞争到信道后，向物理层缓存填充下行数据。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，如果竞争到信道，则AP向物理层Buffer填充下行数据（具体向哪个STA发送按照现有任一调度方式，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n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，分配时间片的原则为：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。具体的，AP为每个归属STA分配n/M个时间片，M表示AP的归属STA数，分配时间片的原则为：该STA是此时间片上对别人干扰和别人对自己干扰之和最小的归属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，竞争物理信道。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，并在竞争到物理信道后，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，用于接收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；
干扰评估模块1202，用于根据所述测量报告，评估设备之间的干扰关系；
调度判决模块1203，用于根据干扰关系的评估结果进行调度判决。
优选的，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1301，用于计算AP之间的路损数据；
第二路损计算单元1302，用于建立AP与其下接入的客户端之间的路损数据；
干扰评估单元1303，用于根据所述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，评估各通讯对两两之间的干扰关系。
优选的，该装置还包括：
结果输出模块1204，用于输出调度判决信息，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竞争信道，并在竞争到信道后，向物理层缓存填充下行数据。
上述数据传输调度***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广播的测量报告。
本发明实施例还提供了一种数据传输调度***，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，用于接收所述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、该AP周围设备的信号接收电平和功率，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。
优选的，所述数据传输调度装置，还用于输出调度判决信息，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竞争信道，并在竞争到信道后，向物理层缓存填充下行数据。
优选的，所述AP，用于向所述数据传输调度装置发送该AP自身的测量报告，或，
广播该AP自身的测量报告。
优选的，所述AP，还用于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***，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，解决了现有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***、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/功能单元可以采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。

Claims (21)

1.一种数据传输调度方法，其特征在于，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自身的发送功率、该AP周围设备的信号接收电平和功率；
根据所述测量报告，评估设备之间的干扰关系；
根据干扰关系的评估结果进行调度判决；
其中，所述根据所述测量报告评估设备之间的干扰关系包括：
计算AP之间的路损数据；
建立AP与其下接入的客户端之间的路损数据；
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，评估各通讯对两两之间的干扰关系。
2.根据权利要求1所述的数据传输调度方法，其特征在于，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与其下接入的客户端之间的路损数据，评估各通讯对两两之间的干扰关系包括：
根据以下表达式计算第一AP到达第二AP的干扰值RSSI_aa12：
其中为第一AP的发射功率，为第一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_as12：
其中，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_sa12：
其中为第一客户端的发射功率，为第二AP与第一客户端之间的路损；
将RSSI_aa12、RSSI_as12、RSSI_sa12与为第二AP和第二客户端预设的被干扰的门限值比较；
在RSSI_aa12和/或RSSI_sa12超过所述被干扰的门限值时，判定存在干扰。
3.根据权利要求1所述的数据传输调度方法，其特征在于，在存在三个及四个以上的通讯对时，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与其下接入的客户端之间的路损数据，评估各通讯对两两之间的干扰关系包括：
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；
将所述包含邻居AP的各通讯对对所述第一通讯对的干扰关系进行累加，得到全部包含邻居的通讯对对所述第一通讯对的总干扰。
4.根据权利要求2所述的数据传输调度方法，其特征在于，所述根据干扰关系的评估结果进行调度判决包括：
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，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。
5.根据权利要求3所述的数据传输调度方法，其特征在于，所述根据干扰关系的评估结果进行调度判决包括：
当有三个或四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，判定所述三个或四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，
任一通讯对受到的干扰小于设定门限。
6.根据权利要求1所述的数据传输调度方法，其特征在于，所述根据干扰关系的评估结果进行调度判决包括：
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；
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。
7.根据权利要求6所述的数据传输调度方法，其特征在于，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。
8.根据权利要求7所述的数据传输调度方法，其特征在于，该方法还包括：
为网络中的各AP配置优先级。
9.根据权利要求6所述的数据传输调度方法，其特征在于，所述根据干扰关系的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竞争信道，并在竞争到信道后，向物理层缓存填充下行数据。
10.根据权利要求1所述的数据传输调度方法，其特征在于，所述根据干扰关系的评估结果进行调度判决包括：
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，分配时间片的原则为：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。
11.根据权利要求10所述的数据传输调度方法，其特征在于，所述根据干扰关系的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，竞争物理信道；
AP在竞争到物理信道后，向物理层缓存填充目的地址为时间片相应客户端的下行数据。
12.根据权利要求1所述的数据传输调度方法，其特征在于，所述接收AP发送的测量报告具体为：
AC接收各AP发送的该AP自身的测量报告。
13.根据权利要求1所述的数据传输调度方法，其特征在于，所述接收AP发送的测量报告具体为：
AP接收其他各AP广播的所述其他各AP自身的测量报告。
14.根据权利要求13所述的数据传输调度方法，其特征在于，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。
15.根据权利要求13所述的数据传输调度方法，其特征在于，该方法还包括：
所述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一AP自身的发送功率、该AP周围设备的信号接收电平和功率。
16.一种数据传输调度装置，其特征在于，包括：
测量报告收集模块，用于接收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；
干扰评估模块，用于根据所述测量报告，评估设备之间的干扰关系；
调度判决模块，用于根据干扰关系的评估结果进行调度判决；
其中，所述干扰评估模块包括：
第一路损计算单元，用于计算AP之间的路损数据；
第二路损计算单元，用于建立AP与其下接入的客户端之间的路损数据；
干扰评估单元，用于根据所述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，评估各通讯对两两之间的干扰关系。
17.根据权利要求16所述的数据传输调度装置，其特征在于，该装置还包括：
结果输出模块，用于输出调度判决信息，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竞争信道，并在竞争到信道后，向物理层缓存填充下行数据。
18.一种数据传输调度***，其特征在于，包括数据传输调度装置和至少一个AP；
所述数据传输调度装置，用于接收所述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、该AP周围设备的信号接收电平和功率，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；
其中，所述根据所述测量报告评估设备之间的干扰关系包括：
计算AP之间的路损数据；
建立AP与其下接入的客户端之间的路损数据；
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，评估各通讯对两两之间的干扰关系。
19.根据权利要求18所述的数据传输调度***，其特征在于，
所述数据传输调度装置，还用于输出调度判决信息，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竞争信道，并在竞争到信道后，向物理层缓存填充下行数据。
20.根据权利要求18所述的数据传输调度***，其特征在于，
所述AP，用于向所述数据传输调度装置发送该AP自身的测量报告，或，
广播该AP自身的测量报告。
21.根据权利要求18所述的数据传输调度***，其特征在于，
所述AP，还用于记录接收到的各客户端和/或邻居AP的数据包信号电平。
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