WO2017080342A1 - 信道检测的方法及装置 - Google Patents

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determining
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邢卫民
吕开颖
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中兴通讯股份有限公司
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    • H04W74/00—Wireless channel access
    • H04W74/08—Non-scheduled access, e.g. ALOHA
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    • H04W74/0808—Non-scheduled access, e.g. ALOHA using carrier sensing, e.g. carrier sense multiple access [CSMA]
    • H04W74/0816—Non-scheduled access, e.g. ALOHA using carrier sensing, e.g. carrier sense multiple access [CSMA] with collision avoidance

Definitions

  • FIG. 1 is a structural diagram of a BSS in the related art, and generally includes an access point AP ( Access point) and multiple non-AP stations.
  • AP Access point
  • IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers
  • HEW high efficiency WLAN
  • an important technical feature of HEW is to use a narrower Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) subcarrier spacing, so that there are more subcarriers under the same system bandwidth, which is beneficial to achieve more OFDMA.
  • OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing
  • the apparatus further includes: a third determining subunit configured to determine that the channel state is busy when detecting that the signal type of the transmission signal is the first type of signal in the end of t1 to t2 or t2.
  • FIG. 7 is a structural block diagram of an apparatus for channel detection according to an embodiment of the present application.
  • t1 to t2 are extended, and the signal type of the transmission signal in the channel is continuously detected in t2.
  • the time required for the detection in the frame is actually the time required to detect one OFDM symbol and the corresponding cyclic prefix. As shown in FIG. 4, it is necessary to ensure that at least one complete OFDM symbol plus CP is detected, and the detection time is at least Twice The length of the OFDM symbol plus the time of the CP. In addition to other processing delays and other factors, it is generally required that the detection length be greater than the minimum length.
  • the next-generation WLAN defines a new OFDM symbol format, and the signals of the conventional OFDM symbol format are still widely used, and the intra-frame detection method when two OFDM symbol formats coexist is considered, so that the detection time in the conventional frame cannot be detected. Longer HE symbols should also avoid longer channel access times due to longer detection times.
  • a variable length intra-frame detection method is designed. Firstly, the detection is performed according to the length of the conventional OFDM symbol in t1, and the signal energy and symbol characteristics are judged. If it is possible to judge busy, no longer channel detection is performed, and the method is fast.
  • the second judging subunit 6432 is arranged to expand t1 to t2 when it is determined that the transmission signal is not the first type of signal before detecting the channel state of the channel in t2, and continue to detect the signal type of the transmission signal in the channel in t2.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
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  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Small-Scale Networks (AREA)

Abstract

本发明提供了一种信道检测的方法及装置，该方法包括：在第一检测时间段t1内检测信道内的传输信号；依据传输信号的信号能量与第一预设门限值TH1和第二预设门限值TH2的比较结果判断信道的状态，其中，TH1小于TH2；以及，在t1内未判断出信道的状态时，将t1延长至第二检测时间段t2，并在t2内检测信道的信道状态，其中，t1小于t2。解决了相关技术中缺少定义多种物理特性的WLAN信号的快速检测或快速恢复方法，带来的信道检测缺陷的问题，进而达到了填补定义多种物理特性的WLAN信号的快速检测或快速恢复方法的效果。

Description

信道检测的方法及装置 技术领域
本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种信道检测的方法及装置。
背景技术
无线局域网(Wireless Local Area Network，简称WLAN)的一个基本服务集(basic service set，简称BSS)一般如图1所示，图1是相关技术中BSS的结构图，一般包括一个接入点AP(access point)和多个非AP站点(non-AP station)。目前，电气和电子工程师协会(Institute of Electrical and Electronics Engineers，简称IEEE)标准组织为了解决WLAN网络效率问题，成立了专门的任务组致力于发展下一代高效无线局域网(high efficiency WLAN，简称HEW)。其中，HEW的一个重要技术特征就是使用更窄的正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，简称OFDM)子载波间隔，这样同样的***带宽下具有更多的子载波，有利于实现OFDMA多用户传输。但是，更窄的子载波间隔也意味着更长的OFDM符号，例如当子载波间隔变为原来子载波间隔的1/4时，且OFDM符号长度也变为原来的4倍左右。这里将上述窄子载波间隔的信号称之为HE信号，将以前WLAN的子载波间隔的信号称之为Legacy信号。
相关技术中WLAN使用载波监听多址冲突避免(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance，简称CSMA/CA)机制竞争接入信道，竞争过程中必须要做的操作就是探测信道状态，并判断信道忙闲。下一代WLAN修改了WLAN信号的特征，将无线帧分为两部分一部分为符号传统WLAN信号物理特性的前导，一部分为更窄子载波间隔的HEW的前导和物理层帧体，这样做的好处是保留了传统前导部分，基本保持随机退避竞争过程与传统设备一致。但是，WLAN设备的竞争检测不都是随机退避过程，有时可能会使用快速的检测接入过程，例如AP发送信标帧Beacon时，或者在无竞争期的信道检测，其检测时间很短，一般为点协调帧间间隔时间(point(coordination function)interframe space，简称PIFS)，这样能够快速接入信道，另外，当在竞争成功的传输机会内出现传输错误进行恢复时，需要进行检测并快速恢复传输，此时也可以使用PIFS时间进行检测。上述快速检测和快速恢复过程与WLAN信号的物理特性相关，特别是和OFDM符号长度有关，例如，WLAN中利用OFDM符号之间一般具有保护间隔(guard interval,简称GI)或循环前缀(cyclic prefix,简称CP)的特性，根据这些循环出现具有一定规律的信号特性作为判断是否WLAN信号的依据。目前，网络中既有传统子载波间隔的WLAN信号，也有窄子载波间隔的WLAN信号，其物理特性不再单一，目前对于网络中可能存在多种物理特性的WLAN信号的还没有定义其快速检测或快速恢 复方法。
发明内容
本发明实施例提供了一种信道检测的方法及装置，以至少解决相关技术中缺少定义多种物理特性的WLAN信号的快速检测或快速恢复方法，带来的信道检测缺陷的问题。
根据本发明实施例的一个方面，提供了一种信道检测的方法，包括：在第一检测时间段t1内检测信道内的传输信号；依据传输信号的信号能量与第一预设门限值TH1和第二预设门限值TH2的比较结果判断信道的状态，其中，TH1小于TH2；以及，在t1内未判断出信道的状态时，将t1延长至第二检测时间段t2，并在t2内检测信道的信道状态，其中，t1小于t2。
进一步地，依据传输信号的信号能量与第一预设门限值TH1和第二预设门限值TH2的比较结果判断信道的状态包括：当信号能量小于TH1时，判定信道状态为闲；当信号能量大于TH2时，判定信道状态为忙；当信号能量在预设门限区间[TH1，TH2]时，判断在第一检测时间t1检测的传输信号是否为第一类信号，依据传输信号的信号类型判定信道状态。
进一步地，判断在第一检测时间t1检测的传输信号是否为第一类信号，依据传输信号的信号类型判定信道状态包括：当判定传输信号是第一类信号时，判定信道状态为忙。
进一步地，在t2内检测信道的信道状态之前，方法还包括：当判定传输信号不是第一类信号时，扩展t1至t2，并在t2内继续检测信道内的传输信号的信号类型。
进一步地，当在t1结束至t2内检测或t2内检测传输信号的信号类型是第一类信号时，判定所述信道状态为忙。
进一步地，在t2内检测信道的信道状态包括：当在t2内检测传输信号的信号类型是第二类信号时，判定信道状态为忙；当在t2内检测传输信号的信号类型不是第二类信号时，判定信道状态为闲。
进一步地，当在t2内检测传输信号的信号类型不是第二类信号时，判定信道状态为闲包括：判断在t2内检测传输信号的信号类型；当传输信号的信号类型是第二类信号或第一类信号时，判定信道状态为忙；当传输信号的信号类型不是第一类信号和第二类信号时，判定信道状态为闲。
进一步地，第一类信号为符合传统legacy格式的正交频分复用OFDM符号长度及循环前缀格式的信号。
进一步地，第二类信号为符合高效HE格式的正交频分复用OFDM符号长度及循环前缀格式的信号。
进一步地，t1为判定传输信号是否为第一类信号的最大时间长度；t2为判定传输信号是 否为第二类信号的最大时间长度；其中，t1为点协调帧间间隔时间PIFS或帧中检测时间CCAMidTime；t2的值大于或等于指定HE格式的OFDM符号及循环前缀的长度。
进一步地，TH1为无线局域网WLAN信号检测门限或重叠基本服务集合包检测门限，TH2为非无线局域网WLAN信号检测门限或信号能量检测门限。
进一步地，在第一检测时间t1检测信道内的传输信号之前，方法还包括：判断信道状态是否满足快速检测接入信道的条件或优先接入信道的条件。
根据本发明实施例的另一个方面，提供了一种信道检测的装置，包括：检测模块，设置为在第一检测时间段t1内检测信道内的传输信号；第一判断模块，设置为依据检测模块检测的传输信号的信号能量与第一预设门限值TH1和第二预设门限值TH2的比较结果判断信道的状态，其中，TH1小于TH2；以及，第二判断模块，设置为在t1内未判断出信道的状态时，将t1延长至第二检测时间段t2，并在t2内检测信道的信道状态，其中，t1小于t2。
进一步地，第一判断模块包括：第一判断单元，设置为在TH1小于TH2的情况下，当信号能量小于TH1时，判定信道状态为闲；第二判断单元，设置为当信号能量大于TH2时，判定信道状态为忙；第三判断单元，设置为当信号能量在预设门限区间[TH1，TH2]时，判断在第一检测时间t1检测的传输信号是否为第一类信号，依据传输信号的信号类型判定信道状态。
进一步地，第三判断单元包括：第一判断子单元，设置为当判定传输信号是第一类信号时，判定信道状态为忙。
进一步地，装置还包括：第二判断子单元，设置为在t2内检测信道的信道状态之前，当判定传输信号不是第一类信号时，扩展t1至t2，并在t2内继续检测信道内的传输信号的信号类型。
进一步地，装置还包括：第三判断子单元，设置为当在t1结束至t2内检测或t2内检测传输信号的信号类型是第一类信号时，判定信道状态为忙。
进一步地，第二判断模块包括：第四判断单元，设置为当在t2内检测传输信号的信号类型是第二类信号时，判定信道状态为忙；第五判断单元，设置为当在t2内检测传输信号的信号类型不是第二类信号时，判定信道状态为闲。
进一步地，第五判断单元包括：第四判断子单元，设置为判断在t2内检测传输信号的信号类型；第五判断子单元，设置为当传输信号的信号类型是第二类信号或第一类信号时，判定信道状态为忙；第六判断子单元，设置为当传输信号的信号类型不是第一类信号和第二类信号时，判定信道状态为闲。
进一步地，装置还包括：第三判断模块，设置为在第一检测时间t1检测信道内的传输信号之前，判断信道状态是否满足快速检测接入信道的条件或优先接入信道的条件。
通过本发明，采用在第一检测时间段t1内检测信道内的传输信号；依据传输信号的信号 能量与第一预设门限值TH1和第二预设门限值TH2的比较结果判断信道的状态，其中，TH1小于TH2；以及，在t1内未判断出信道的状态时，将t1延长至第二检测时间段t2，并在t2内检测信道的信道状态，其中，t1小于t2。解决了相关技术中缺少定义多种物理特性的WLAN信号的快速检测或快速恢复方法，带来的信道检测缺陷的问题，进而达到了填补定义多种物理特性的WLAN信号的快速检测或快速恢复方法的效果。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是相关技术中BSS的结构图；
图2是根据本申请实施例的信道检测的方法的流程图；
图3是本申请实施例提供的信道接入示意图；
图4是本申请实施例提供的OFDM符号的结构示意图；
图5是本申请实施例提供的帧中检测时间的示意图；
图6是根据本申请实施例的信道检测的装置的结构框图；
图7是根据本申请实施例的一种信道检测的装置的结构框图；
图8是根据本申请实施例的另一种信道检测的装置的结构框图；
图9是根据本申请实施例的又一种信道检测的装置的结构框图；
图10是根据本申请实施例的再一种信道检测的装置的结构框图。
具体实施方式
下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。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组合。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
实施例1
在本实施例中提供了一种信道检测的方法，图2是根据本申请实施例的信道检测的方法 的流程图，如图2所示，该流程包括如下步骤：
步骤S202，在第一检测时间段t1内检测信道内的传输信号；
步骤S204，依据传输信号的信号能量与第一预设门限值TH1和第二预设门限值TH2的比较结果判断信道的状态，其中，TH1小于TH2；以及，
步骤S206，在t1内未判断出信道的状态时，将t1延长至第二检测时间段t2，并在t2内检测信道的信道状态，其中，t1小于t2。
本申请实施例提供的信道检测的方法可以适用于无线局域网(Wireless Local Area Network，简称WLAN)，特别是由一个接入点(Access Point，简称AP)和多个非AP(non-AP station)站点组成的基本服务集(basic service set，简称BSS)场景下，首先在一个较短的时长内检测信号特性，尽可能的能够快速接入信道，若上述时间内无法确定信号特性，则扩展检测时间，以便能够区分WLAN信号和非WLAN信号，避免干扰。该方法既可以保证站点接入信道的速度，又可以保证避免干扰，提高信道的利用效率。
具体的，首先，在第一检测时间段t1内检测信道内的传输信号，其次，依据传输信号的信号能量与第一预设门限值TH1和第二预设门限值TH2的比较结果判断信道的状态，这里TH1小于TH2，最后，在t1内未判断出信道的状态时，将t1延长至第二检测时间段t2，并在t2内检测信道的信道状态，其中，t1小于t2。
通过上述步骤，在第一检测时间段t1内检测信道内的传输信号；依据传输信号的信号能量与第一预设门限值TH1和第二预设门限值TH2的比较结果判断信道的状态，其中，TH1小于TH2；以及，在t1内未判断出信道的状态时，将t1延长至第二检测时间段t2，并在t2内检测信道的信道状态，其中，t1小于t2。解决了相关技术中缺少定义多种物理特性的WLAN信号的快速检测或快速恢复方法，带来的信道检测缺陷的问题，进而达到了填补定义多种物理特性的WLAN信号的快速检测或快速恢复方法的效果。
进一步地，步骤S204中依据传输信号的信号能量与第一预设门限值TH1和第二预设门限值TH2的比较结果判断信道的状态包括：
情况一，当信号能量小于TH1时，判定信道状态为闲；
情况二，当信号能量大于TH2时，判定信道状态为忙；
情况三，当信号能量在预设门限区间[TH1，TH2]时，判断在第一检测时间t1检测的传输信号是否为第一类信号，依据传输信号的信号类型判定信道状态。
具体的，在本申请实施例提供的信道检测的方法中，若AP需接入当前信道，则需要对当前信道中是否有传输信号，并且对该传输信号的信号能量进行检测，从而确定当前信道的信号状态，即，检测信道状态将出现三种情况：情况一，对当前信道中的传输信号的信号能量进行检测判定该信号能量是否小于第一预设门限值TH1，当该信号能量小于TH1时，判定信 道状态为闲；情况二，当该信号能量大于第二预设门限值TH2时，判定信道状态为忙；情况三，当该信号能量在预设门限区间[TH1，TH2]时，需要在当前第一检测时间t1检测该传输信号的信号类型，即，是否为第一类信号，并依据该信号类型判定信道状态。这里本申请实施例提供的预设门限，由于第一预设门限TH1小于第二预设门限TH2，所以在情况一和情况二的基础上，信号能量的判定范围存在最小值为TH1，最大值为TH2的预设门限，即，预设门限区间[TH1，TH2]。
进一步地，情况三中判断在第一检测时间t1检测的传输信号是否为第一类信号，依据传输信号的信号类型判定信道状态包括：
当判定传输信号是第一类信号时，判定信道状态为忙。
具体的，基于上述情况三，当判断当前信道内的传输信号为第一类信号时，判定信道状态为忙。
进一步地，步骤S206中在t2内检测信道的信道状态之前，本申请实施例提供的信道检测的方法还包括：
当判定传输信号不是第一类信号时，扩展t1至t2，并在t2内继续检测信道内的传输信号的信号类型。
与上述判定传输信号是否为第一类信号的否情况，当当前信道内的传输信号不是第一类信号时，将t1扩展至t2时间段，并在t2时间段内续检测信道内的传输信号的信号类型。
进一步地，当在t1结束至t2内检测或t2内检测传输信号的信号类型是第一类信号时，判定信道状态为忙。
此外，区别于上述，在t1结束至t2内检测或t2内，可以判断一下在当前信道内是否存在第一类信号，若存在该第一类信号，则判定该信道的信道状态为忙。
进一步地，步骤S206中在t2内检测信道的信道状态包括：
Step1，当在t2内检测传输信号的信号类型是第二类信号时，判定信道状态为忙；
Step2，当在t2内检测传输信号的信号类型不是第二类信号时，判定信道状态为闲。
具体的，结合Step1和Step2，若在t2时间内判定所述信号符合第二类信号特性，则判定信道为忙；若在t2时间内判定所述信号不符合第二类信号特性，则判定信道为闲。
其中，第二类信号特性，即，高效(High Efficiency，简称HE)格式正交频分复用OFDM符号的特性。
进一步地，Step2中当在t2内检测传输信号的信号类型不是第二类信号时，判定信道状态为闲包括：
Step1，判断在t2内检测传输信号的信号类型；
Step2，当传输信号的信号类型是第二类信号或第一类信号时，判定信道状态为忙；
Step3，当传输信号的信号类型不是第一类信号和第二类信号时，判定信道状态为闲。
进一步地，第一类信号为符合传统legacy格式的正交频分复用OFDM符号长度及循环前缀格式的信号。
进一步地，第二类信号为符合高效HE格式的正交频分复用OFDM符号长度及循环前缀格式的信号。
进一步地，t1为判定传输信号是否为第一类信号的最大时间长度；t2为判定传输信号是否为第二类信号的最大时间长度；其中，t1为点协调帧间间隔时间PIFS或帧中检测时间CCAMidTime；t2的值大于或等于指定HE格式的OFDM符号及循环前缀的长度。
进一步地，TH1为无线局域网WLAN信号检测门限或重叠基本服务集合包检测门限，TH2为非无线局域网WLAN信号检测门限或信号能量检测门限。
进一步地，在步骤S202中第一检测时间t1检测信道内的传输信号之前，本申请实施例提供的信道检测的方法还包括：
步骤S201，判断信道状态是否满足快速检测接入信道的条件或优先接入信道的条件。
这里当当前的信道状态无法满足快速检测接入信道的条件，或优先接入该信道的条件时，执行步骤S202至步骤S206，通过对信道中的传输信号的信号能量的测量判断当前信道的信道状态，并在信道状态为闲时，接入该信道。
具体的，本申请实施例提供的信道检测的方法以适用于情景一，AP快速接入；以及，多个非AP站点帧内检测为例进行说明，具体如下：
情景一，AP快速接入:
一个支持HEW定义的特性的AP建立一个BSS，多个non-AP STA与AP进行了关联认证过程，组成一个基本服务集合BSS，这些STA有些为支持HE格式无线帧的新设备，有些为传统的设备，例如802.11ac/n/a/g的设备。
假设AP在竞争信道时具有优先权，可以使用快速接入机制获取信道，因为网络中既存在传统的设备又存在HE设备，则AP在快速检测并接入信道时应考虑检测是否有WLAN信号正在传输。具体的AP开始快速检测接入过程，AP在接下来的t1时间进行信道检测，此时t1时间为PIFS时间，根据t1内的检测结果，AP的操作如下：
若t1时间内检测到的信号能量小于定义的WLAN信号检测门限(例如在20MHz带宽下门限值为-72dBm)，无论信号有无，是否为WLAN信号，均判定信道为闲；
若t1时间内检测到的信号能量大于定义的非WLAN信号检测门限或能量检测门限(例如在20MHz带宽下门限值为-62dBm)，无论是否为WLAN信息，均判定信道为忙；
若t1时间内检测到的信号能量介于定义的WLAN信号检测门限与非WLAN信号检测门限(能量检测门限)之间，且在t1时间内判定检测到的信号符合传统WLAN符号的特性，即所述信号属于传统WLAN无线帧的一部分，则判定信道为忙；
若t1时间内检测到的信号能量介于定义的WLAN信号检测门限与非WLAN信号检测门限(能量检测门限)之间，且在t1时间内判定检测到的信号不符合传统WLAN符号的特性，即所述信号不属于传统WLAN无线帧的一部分，则扩展检测时间到t2，进行进一步检测，t2的值大于等于两个最长的HE格式的OFDM符号长度，假设时间为56μs；
若为上述前三种情况，则AP在t1时间内就可以判断信道忙闲，若为上述第四种情况，AP需要在t2时间内检测，根据t2内的检测结果，AP的操作如下：
若在t2时间内判定检测到的信号符合下一代WLAN符号的特性，即所述信号属于HE无线帧的一部分，则判定信道为忙；
若在t2时间内判定检测到的信号不符合下一代WLAN符号的特性，即所述信号不属于HE无线帧的一部分，则判定信道为闲。
情景二，多个非AP站点帧内检测：
一个支持HEW定义的特性的AP建立一个BSS，多个non-AP STA与AP进行了关联认证过程，组成一个基本服务集合BSS，这些STA有些为支持HE格式无线帧的新设备，有些为传统的设备，例如802.11ac/n/a/g的设备。假设STA1为支持HE格式无线帧的站点，STA1在竞争获取的TXOP内发生传输错误，使用本发明定义的检测方法接入信道的过程，图3是本申请实施例提供的信道接入示意图，如图3所示。
STA1使用CSMA随机接入机制竞争信道，假设STA1竞争成功，发送第一帧给AP，且AP收到第一帧后给STA1发送了响应帧，所述第一帧及其响应帧中包含有信道预约信息，预约了一个TXOP用于STA1与AP的传输。在预约的TXOP时间内STA1将和AP进行多次帧交换。假设STA1发送第二帧给AP，但是没有正确收到AP发送的应答帧，则STA1认定第二帧传输失败，并开始快速检测接入过程，需要说明的是，上述STA1认定第二帧传输失败包含两种情况，一种情况是第二帧发送后，STA1没有检测到有任何回应，另一种情况是第二帧发送后，STA1检测到了回应，但是回应不是想要的应答帧。具体的，STA1判定第二帧传输失败，在接下来的t1时间进行信道检测，此时t1时间为PIFS时间或CCAMidTime，根据t1内的检测结果，STA1的操作如下：
情况1，若t1时间内检测到的信号能量小于定义的WLAN信号检测门限(例如在20MHz带宽下门限值为-72dBm)，无论信号有无，是否为WLAN信号，均判定信道为闲；
情况2，若t1时间内检测到的信号能量大于定义的非WLAN信号检测门限或能量检测门 限(例如在20MHz带宽下门限值为-62dBm)，无论是否为WLAN信息，均判定信道为忙；
情况3，若t1时间内检测到的信号能量介于定义的WLAN信号检测门限与非WLAN信号检测门限(能量检测门限)之间，且在t1时间内判定检测到的信号符合传统WLAN符号的特性，即所述信号属于传统WLAN无线帧的一部分，则判定信道为忙；
情况4，若t1时间内检测到的信号能量介于定义的WLAN信号检测门限与非WLAN信号检测门限(能量检测门限)之间，且在t1时间内判定检测到的信号不符合传统WLAN符号的特性，即所述信号不属于传统WLAN无线帧的一部分，则扩展检测时间到t2，进行进一步检测，t2的值大于等于两个最长的HE格式的OFDM符号长度，假设时间为56μs；
若为上述前三种情况，则STA1在t1时间内就可以判断信道忙闲，例如为第一种情况时，STA1在判定传输失败后t1时间后就可以继续发送无线帧，快速的接入信道。
假设为上述第四种情况，STA1在t2时间内检测，根据t2内的检测结果，STA1的操作如下：
若在t2时间内判定检测到的信号符合下一代WLAN符号的特性，即所述信号属于HE无线帧的一部分，则判定信道为忙；
若在t2时间内判定检测到的信号不符合下一代WLAN符号的特性，即所述信号不属于HE无线帧的一部分，则判定信道为闲；
另外，在t1结束至t2结束时间段内，其他站点可能开始新的发送，为了能够检测该发送，检测站点可能需要继续在这段时间内进行传统帧格式的检测，即判定t1至t2时刻是否有传统WLAN的信号，若存在则判定信道为忙，若判定t2内没有传统或下一代WLAN信号则判定信道为闲。
假设t2时间内判定信道空闲，则STA1可以在t2时间后继续发送无线帧，快速的接入信道，如图3所例示。
如图3所示，站点根据本发明所述的方法，实际的信道检测时间可以是t1，也可以是t2，既可以检测传统WLAN信号，也可以检测HE信号，在TXOP内发生传输错误时，能够保证快速恢复时信道检测的可靠性。另外，上述快速恢复过程，AP和站点都适用。
此外，WLAN利用带有冲突避免的载波侦听多路访问机制(CSMA with Collision Avoidance，简称CSMA/CA)使多个站点共享无线信道，站点竞争发送机会的过程为，站点首先检测信道，只有在一段时间内信道判定为空闲才能开始发送，上述一段时间一般等于一个帧间间隔加上一个随机回退时间，随机回退时间为n个检测时隙时间(slot)，其中n为一个随机整数，其值符合均匀分布[0,CW]，CW为竞争窗口(contention window)，CW为正整数。
除了上述基于竞争的随机接入过程，WLAN还定义了站点在某些特殊情况下可以快速或优先接入信道，具体的定义一个固定的检测时长，例如PIFS时间或CCAMidTime(帧中检测时 间)，对于传统站点，二者都等于25μs。所述快速接入信道的情况可以为但不限于以下情况：
站点发送特殊的帧，例如AP发送Beacon帧，信道切换帧等
当前的接入期为网络定义的无竞争时期，例如CFP(contention free period)，SP(service period)
在一个已经获取的传输期的时间内发生了传输错误时，进行快速恢复，例如在一个获取的传输机会(transmission opportunity,简称TXOP)内进行错误恢复。
当网络工作在大带宽时，在发送大带宽数据之前对副信道进行的检测。例如，当发送带宽为40MHz，在主20MHz信道上使用随机接入竞争，在副信道上的检测可以做的简单些，可以使用快速检测。
本申请实施例中，假设下一代WLAN站点即支持HE格式的无线帧，即窄子载波间隔的无线帧，也支持传统legacy格式的无线帧，即正常子载波间隔的无线帧，具体的上述站点即支持312.5KHz子载波间隔，也支持78.125KHz子载波间隔，二者的符号周期与子载波间隔成反比，图4是本申请实施例提供的OFDM符号的结构示意图，如图4所例示，则上述站点判定当前接入信道的情况为上述能够使用快速检测的情况时，可以快速或优先接入信道。但是由于所述快速检测与子载波间隔，也就是符号周期有关，则当下一代WLAN站点进行快速检测并接入信道时，使用本发明定义的一种非固定检测时长的快速接入信道的方法。
基于上述，本申请实施例提供的用于说明检测时间t1及t2的取值与快速检测的关系，具体如下：
快速检测也可以称之为帧中检测CCA-Middle，WLAN站点发送的无线帧包括帧头前导和帧体两部分，在帧头前导的开始为一个训练域，该域的信号格式为所有站点已知且所有WLAN站点发送的该训练域的格式相同，WLAN站点竞争信道时判断是否有信号在传输，主要就是检测上述前导训练域进行判断。但是很多时候，站点进行检测的时刻，很可能处于无线帧的帧体，即错过了帧头，帧体内容为传输的数据部分，一般为未知信号，检测比较困难，快速检测就是要考虑帧中检测，即对WLAN信号的帧体进行检测，且能够判断该信号是否为WLAN设备发送。
帧中检测利用的是帧体中的OFDM符号之间的保护间隔GI，该保护间隔用于避免OFDM符号前后之间的干扰，但是该间隔内并不是空，而是将一个OFDM符号的后1/N复制到该OFDM符号的最前面，所以也称之为循环前缀。这样对于帧体中的OFDM符号，OFDM符号的后1/N与GI是重复的，这样通过重复部分的相关检测就可以判断OFDM符号的周期等参数，进而判断该帧是否符号WLAN信号定义的物理特性，上述N一般等于4,8,16等值，图5是本申请实施例提供的帧中检测时间的示意图，如图5所示。
帧中检测需要的时间实际上就是能够检测到一个OFDM符号及对应的循环前缀所需的时间，如图4所示，要保证至少检测到一个完整的OFDM符号加上CP，其检测时间至少为两倍 的OFDM符号长度加CP的时间。再加上其他处理的时延等因素，一般要求检测长度要大于最小长度。
下一代WLAN定义了新的OFDM符号格式，同时传统的OFDM符号格式的信号仍然被广泛使用，则要考虑两种OFDM符号格式共存时的帧中检测方法，避免使用传统的帧中检测时间无法检测更长的HE符号，也应避免一直使用更长的检测时间造成信道接入时间加长。本发明中设计了一种变长的帧中检测方法，首先根据传统OFDM符号长度在t1内进行检测，判断信号能量及符号特性，若能够判断忙闲则不进行更长的信道检测，快速的判断并在信道闲时快速接入信道，当t1内信号无法判断是否属于WLAN信号时，此时将检测时间扩展到t2时间，该时间以HE格式的OFDM符号长度为基准，进行帧中检测，进而判断该信号是否属于HE WLAN站点发送的信号，这样避免了对WLAN信号的漏检。
需要说明的是，本实施中假设帧中检测使用OFDM符号CP的特性进行检测并判断信号是否为WLAN信号，但并不排除使用其他OFDM符号特性进行信号格式判断，例如OFDM符号的空子载波，导频等，响应的检测时间t1，t2也可会相应的调整。
同样基于图2对应的实施例，本申请实施例用于说明信号门限TH1及TH2的取值与快速检测的关系，具体如下：
快速检测或帧中检测在短时间内对信号进行探测，纪要判断信号的能量，也要判断信号的物理特性或格式，然后根据二者判断无线信道是否可用。帧中检测的主要目的就是判断探测的信号是否为WLAN设备发送的信号：
若为WLAN设备发送的信号，则使用一个较低的门限判断信道忙闲，从而尽量避免WLAN设备之间的干扰。
若不是WLAN设备发送的信号，则使用一个较高的门限判断信道忙闲，从而能够尽量接入信道，避免电磁炉等设备的影响导致无法接入信道。
本申请实施例中，门限TH1可以为协议定义的WLAN信号检测门限，门限TH2可以为非WLAN信号检测门限。另外，对于WLAN信号检测门限，由于帧中检测一般发生在对OBSS信号的检测上，所以也可以称之为重叠基本服务集合包检测门限(overlapping BSS packet detection，OBSS-PD)；对于非WLAN信号检测门限，由于无法检测该信号是什么信号，站点只能检测能量，所以也可以称之为信号能量检测门限(energy detection,简称ED)。
另外，上述TH1和TH2可以为非固定值，可以根据各种情况而变化，例如，WLAN的基本带宽为20MHz，但可以在160MHz大带宽上，其中大带宽中包含一个主20MHz信道，一个或多个副20MHz信道，主信道上的TH1和TH2的值可以和副信道上的不同。AP或站点也可以根据网络负载、干扰情况等因素来调整TH1和TH2的值。
此外，本申请实施例所提出的帧中检测方法，也可以用于在多种网络共存时的检测。例如WLAN网络与LTE在免授权频段建立的网络，包括LTE-U(Long Term Evolution unlicensed)， LAA(Licensed-Assisted Access)等。
由于WLAN与LTE定义的OFDM符号不同，当二者在同一个频带运行时，将会存在互相检测的问题，这样一个频段就会出现多种OFDM符号，则本发明的方法应用于WLAN设备，在进行帧中检测或快速检测时，可以根据LTE定义的符号长度进行帧中检测。同样的，本发明的方法应用于LTE在免授权频段运行的设备，例如LAA站点，则其大体过程为：
根据WLAN的OFDM符号特性和长度选择合适的检测时间t1进行检测，并根据相关门限判断信道是否被WLAN站点占用，然后根据t1内的检测结果再决定是否需要扩展检测时间到t2或者更长的时间，改时间足以使该LAA站点判断是否有HEW设备或其他LAA设备的信号在发送。
实施例2
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到根据上述实施例的方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
在本实施例中还提供了一种信道检测的装置，该装置设置为实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
图6是根据本申请实施例的信道检测的装置的结构框图，如图6所示，该装置包括：检测模块62、第一判断模块64和第二判断模块66，其中，
检测模块62，设置为在第一检测时间段t1内检测信道内的传输信号；
第一判断模块64，设置为依据检测模块检测的传输信号的信号能量与第一预设门限值TH1和第二预设门限值TH2的比较结果判断信道的状态，其中，TH1小于TH2；以及，
第二判断模块66，设置为在t1内未判断出信道的状态时，将t1延长至第二检测时间段t2，并在t2内检测信道的信道状态，其中，t1小于t2。
本申请实施例提供的信道检测的装置，在第一检测时间段t1内检测信道内的传输信号；依据传输信号的信号能量与第一预设门限值TH1和第二预设门限值TH2的比较结果判断信道的状态，其中，TH1小于TH2；以及，在t1内未判断出信道的状态时，将t1延长至第二检测时间段t2，并在t2内检测信道的信道状态，其中，t1小于t2。解决了相关技术中缺少定义 多种物理特性的WLAN信号的快速检测或快速恢复方法，带来的信道检测缺陷的问题，进而达到了填补定义多种物理特性的WLAN信号的快速检测或快速恢复方法的效果。
进一步地，图7是根据本申请实施例的一种信道检测的装置的结构框图，如图7所示，第一判断模块64包括：第一判断单元641、第二判断单元642和第三判断单元643，其中，
第一判断单元641，设置为在TH1小于TH2的情况下，当信号能量小于TH1时，判定信道状态为闲；
第二判断单元642，设置为当信号能量大于TH2时，判定信道状态为忙；
第三判断单元643，设置为当信号能量在预设门限区间[TH1，TH2]时，判断在第一检测时间t1检测的传输信号是否为第一类信号，依据传输信号的信号类型判定信道状态。
进一步地，图8是根据本申请实施例的另一种信道检测的装置的结构框图，如图8所示，第三判断单元643包括：第一判断子单元6431，其中，
第一判断子单元6431，设置为当判定传输信号是第一类信号时，判定信道状态为忙。
进一步地，如图8所示，本申请实施例的信道检测的装置还包括：第二判断子单元6432，其中，
第二判断子单元6432，设置为在t2内检测信道的信道状态之前，当判定传输信号不是第一类信号时，扩展t1至t2，并在t2内继续检测信道内的传输信号的信号类型。
进一步地，如图8所示，本申请实施例的信道检测的装置还包括：第三判断子单元6433，其中，
第三判断子单元6433，设置为当在t1结束至t2内检测或t2内检测传输信号的信号类型是第一类信号时，判定信道状态为忙。
进一步地，图9是根据本申请实施例的又一种信道检测的装置的结构框图，如图9所示，第二判断模块66包括：第四判断单元661和第五判断单元662，其中，
第四判断单元661，设置为当在t2内检测传输信号的信号类型是第二类信号时，判定信道状态为忙；
第五判断单元662，设置为当在t2内检测传输信号的信号类型不是第二类信号时，判定信道状态为闲。
进一步地，第五判断单元662包括：
第四判断子单元，设置为判断在t2内检测传输信号的信号类型；
第五判断子单元，设置为当传输信号的信号类型是第二类信号或第一类信号时，判定信道状态为忙；
第六判断子单元，设置为当传输信号的信号类型不是第一类信号和第二类信号时，判定信道状态为闲。
进一步地，图10是根据本申请实施例的再一种信道检测的装置的结构框图，如图10所示，本申请实施例的信道检测的装置还包括：第三判断模块61，其中，
第三判断模块61，设置为在第一检测时间t1检测信道内的传输信号之前，判断信道状态是否满足快速检测接入信道的条件或优先接入信道的条件。
需要说明的是，上述各个模块是可以通过软件或硬件来实现的，对于后者，可以通过以下方式实现，但不限于此：上述模块均位于同一处理器中；或者，上述模块分别位于多个处理器中。
本发明的实施例还提供了一种存储介质。可选地，在本实施例中，上述存储介质可以被设置为存储用于执行以下步骤的程序代码：
S1，在第一检测时间段t1内检测信道内的传输信号；
S2，依据传输信号的信号能量与第一预设门限值TH1和第二预设门限值TH2的比较结果判断信道的状态，其中，TH1小于TH2；以及，
S3，在t1内未判断出信道的状态时，将t1延长至第二检测时间段t2，并在t2内检测信道的信道状态，其中，t1小于t2。
可选地，存储介质还被设置为存储用于执行以下步骤的程序代码：
S1，当信号能量小于TH1时，判定信道状态为闲；
S2，当信号能量大于TH2时，判定信道状态为忙；
S3，当信号能量在预设门限区间[TH1，TH2]时，判断在第一检测时间t1检测的传输信号是否为第一类信号，依据传输信号的信号类型判定信道状态。
可选地，在本实施例中，上述存储介质可以包括但不限于：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
可选地，在本实施例中，处理器根据存储介质中已存储的程序代码执行判断在第一检测时间t1检测的传输信号是否为第一类信号，依据传输信号的信号类型判定信道状态包括：当判定传输信号是第一类信号时，判定信道状态为忙。
可选地，在本实施例中，处理器根据存储介质中已存储的程序代码执行在t2内检测信道的信道状态之前，当判定传输信号不是第一类信号时，扩展t1至t2，并在t2内继续检测信道内的传输信号的信号类型。
可选地，在本实施例中，处理器根据存储介质中已存储的程序代码执行当在t1结束至t2内检测或t2内检测传输信号的信号类型是第一类信号时，判定所述信道状态为忙。
可选地，在本实施例中，处理器根据存储介质中已存储的程序代码执行在t2内检测信道的信道状态包括：当在t2内检测传输信号的信号类型是第二类信号时，判定信道状态为忙；当在t2内检测传输信号的信号类型不是第二类信号时，判定信道状态为闲。
可选地，在本实施例中，处理器根据存储介质中已存储的程序代码执行当在t2内检测传输信号的信号类型不是第二类信号时，判定信道状态为闲包括：判断在t2内检测传输信号的信号类型；当传输信号的信号类型是第二类信号或第一类信号时，判定信道状态为忙；当传输信号的信号类型不是第一类信号和第二类信号时，判定信道状态为闲。
可选地，在本实施例中，处理器根据存储介质中已存储的程序代码执行在第一检测时间t1检测信道内的传输信号之前，判断信道状态是否满足快速检测接入信道的条件或优先接入信道的条件。
可选地，本实施例中的具体示例可以参考上述实施例及可选实施方式中所描述的示例，本实施例在此不再赘述。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以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，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，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。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
工业实用性
如上所述，本发明实施例提供的一种信道检测的方法及装置具有以下有益效果：填补定义多种物理特性的WLAN信号的快速检测或快速恢复方法。

Claims (20)

  1. 一种信道检测的方法，包括：
    在第一检测时间段t1内检测信道内的传输信号；
    依据所述传输信号的信号能量与第一预设门限值TH1和第二预设门限值TH2的比较结果判断所述信道的状态，其中，所述TH1小于TH2；以及，
    在所述t1内未判断出所述信道的状态时，将所述t1延长至第二检测时间段t2，并在所述t2内检测所述信道的信道状态，其中，所述t1小于所述t2。
  2. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述依据所述传输信号的信号能量与第一预设门限值TH1和第二预设门限值TH2的比较结果判断所述信道的状态包括：
    当所述信号能量小于所述TH1时，判定所述信道状态为闲；
    当所述信号能量大于所述TH2时，判定所述信道状态为忙；
    当所述信号能量在预设门限区间[TH1，TH2]时，判断在所述第一检测时间t1检测的所述传输信号是否为第一类信号，依据所述传输信号的信号类型判定所述信道状态。
  3. 根据权利要求2所述的方法，其中，所述判断在所述第一检测时间t1检测的所述传输信号是否为第一类信号，依据所述传输信号的信号类型判定所述信道状态包括：
    当判定所述传输信号是所述第一类信号时，判定所述信道状态为忙。
  4. 根据权利要求2所述的方法，其中，在所述t2内检测所述信道的信道状态之前，所述方法还包括：
    当判定所述传输信号不是所述第一类信号时，扩展所述t1至所述t2，并在所述t2内继续检测所述信道内的所述传输信号的信号类型。
  5. 根据权利要求4所述的方法，其中，所述方法还包括：
    当在所述t1结束至所述t2内检测或所述t2内检测所述传输信号的信号类型是所述第一类信号时，判定所述信道状态为忙。
  6. 根据权利要求4所述的方法，其中，在所述t2内检测所述信道的信道状态包括：
    当在所述t2内检测所述传输信号的信号类型是第二类信号时，判定所述信道状态为忙；
    当在所述t2内检测所述传输信号的信号类型不是第二类信号时，判定所述信道状态为闲。
  7. 根据权利要求6所述的方法，其中，所述当在所述t2内检测所述传输信号的信号类型不是所述第二类信号时，判定所述信道状态为闲包括：
    判断在所述t2内检测所述传输信号的信号类型；
    当所述传输信号的信号类型是所述第二类信号或所述第一类信号时，判定所述信道状态为忙；
    当所述传输信号的信号类型不是所述第一类信号和所述第二类信号时，判定所述信道状态为闲。
  8. 根据权利要求2所述的方法，其中，所述第一类信号为符合传统legacy格式的正交频分复用OFDM符号长度及循环前缀格式的信号。
  9. 根据权利要求6所述的方法，其中，所述第二类信号为符合高效HE格式的正交频分复用OFDM符号长度及循环前缀格式的信号。
  10. 根据权利要求9所述的方法，其中，所述t1为判定所述传输信号是否为所述第一类信号的最大时间长度；所述t2为判定所述传输信号是否为所述第二类信号的最大时间长度；其中，所述t1为点协调帧间间隔时间PIFS或帧中检测时间CCAMidTime；所述t2的值大于或等于指定HE格式的OFDM符号及循环前缀的长度。
  11. 根据权利要求2所述的方法，其中，所述TH1为无线局域网WLAN信号检测门限或重叠基本服务集合包检测门限，所述TH2为非无线局域网WLAN信号检测门限或信号能量检测门限。
  12. 根据权利要求1所述的方法，其中，在第一检测时间t1检测信道内的传输信号之前，所述方法还包括：
    判断所述信道状态是否满足快速检测接入所述信道的条件或优先接入所述信道的条件。
  13. 一种信道检测的装置，包括：
    检测模块，设置为在第一检测时间段t1内检测信道内的传输信号；
    第一判断模块，设置为依据所述检测模块检测的所述传输信号的信号能量与第一预设门限值TH1和第二预设门限值TH2的比较结果判断所述信道的状态，其中，所述TH1小于TH2；以及，
    第二判断模块，设置为在所述t1内未判断出所述信道的状态时，将所述t1延长至第二检测时间段t2，并在所述t2内检测所述信道的信道状态，其中，所述t1小于所述t2。
  14. 根据权利要求13所述的装置，其中，所述第一判断模块包括：
    第一判断单元，设置为当所述信号能量小于所述TH1时，判定所述信道状态为闲；
    第二判断单元，设置为当所述信号能量大于所述TH2时，判定所述信道状态为忙；
    第三判断单元，设置为当所述信号能量在预设门限区间[TH1，TH2]时，判断在所述第一检测时间t1检测的所述传输信号是否为第一类信号，依据所述传输信号的信号类型判定所述信道状态。
  15. 根据权利要求14所述的装置，其中，所述第三判断单元包括：
    第一判断子单元，设置为当判定所述传输信号是所述第一类信号时，判定所述信道状态为忙。
  16. 根据权利要求14所述的装置，其中，所述装置还包括：
    第二判断子单元，设置为在所述t2内检测所述信道的信道状态之前，当判定所述传输信号不是所述第一类信号时，扩展所述t1至所述t2，并在所述t2内继续检测所述信道内的所述传输信号的信号类型。
  17. 根据权利要求16所述的装置，其中，所述装置还包括：
    第三判断子单元，设置为当在所述t1结束至所述t2内检测或所述t2内检测所述传输信号的信号类型是所述第一类信号时，判定所述信道状态为忙。
  18. 根据权利要求16所述的装置，其中，所述第二判断模块包括：
    第四判断单元，设置为当在所述t2内检测所述传输信号的信号类型是第二类信号时，判定所述信道状态为忙；
    第五判断单元，设置为当在所述t2内检测所述传输信号的信号类型不是第二类信号时，判定所述信道状态为闲。
  19. 根据权利要求18所述的装置，其中，所述第五判断单元包括：
    第四判断子单元，设置为判断在所述t2内检测所述传输信号的信号类型；
    第五判断子单元，设置为当所述传输信号的信号类型是所述第二类信号或所述第一类信号时，判定所述信道状态为忙；
    第六判断子单元，设置为当所述传输信号的信号类型不是所述第一类信号和所述第二类信号时，判定所述信道状态为闲。
  20. 根据权利要求13所述的装置，其中，所述装置还包括：
    第三判断模块，设置为在第一检测时间t1检测信道内的传输信号之前，判断所述信道状态是否满足快速检测接入所述信道的条件或优先接入所述信道的条件。
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