一种实现OFDMA的方法、AP和存储介质与流程

一种实现ofdma的方法、ap和存储介质
技术领域
1.本公开涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种实现ofdma的方法、ap和存储介质。


背景技术：

2.随着wlan技术的不断发展演进，从最初的wi-fi1(802.11a)到目前最新的wi-fi6(802.11ax)，能够提供的用户体验越来越好。wi-fi6着眼于提升网络的使用效率，引入了一系列的新特性，ofdma(orthogonal frequency division multiple access，正交频分多址)技术是其中非常重要的组成部分之一。通过ofdma，可以实现多终端的上下行并发数据传输，相比于以前的每次只能单终端收发数据，网络的使用效率和终端的上网体验均有了明显的提升。


技术实现要素：

3.本公开提供了一种实现ofdma的方法、ap和存储介质，通过该方法可以实现了多个ap之间的联动功能，针对整体网络的使用进行了平衡和优化，同时在现有wi-fi6网络基础上进一步优化了报文收发效率，减少了非ofdma的单个报文发送次数，进而降低了网络消耗。
4.本公开提供了一种实现正交频分多址ofdma的方法，该方法包括：
5.向客户端和邻居ap发送查询报文，所述查询报文用于查询客户端和邻居ap的报文缓存情况；
6.接收客户端和邻居ap发送的反馈报文，所述反馈报文中携带所述客户端和邻居ap的报文缓存情况；
7.根据反馈报文中客户端和邻居ap的报文缓存情况确定需要发送数据的目标客户端和目标邻居ap；
8.向目标客户端和目标邻居ap发送trigger报文，以使目标客户端根据trigger报文使能uplink-ofdma，同时使目标邻居ap利用trigger报文预留的资源单位ru，向与目标邻居ap关联的客户端使能downlink-ofdma。
9.可选的，所述向客户端和邻居ap发送查询报文，包括：
10.根据邻居ap列表，向邻居ap发送查询报文。
11.可选的，获取所述邻居ap列表的方法包括：
12.接收各邻居ap发送的携带ap id标识的beacon报文；
13.根据各邻居ap的ap id标识生成邻居ap列表。
14.可选的，所述反馈报文，包括：ppdu报文，所述客户端和邻居ap将报文缓存情况组成ppdu报文。
15.可选的，所述向目标客户端和目标邻居ap发送trigger报文，包括：
16.所述trigger报文中携带为目标邻居ap预留的资源单位ru，以使接收到该trigger报文的目标邻居ap利用所述预留的资源单位ru向与目标邻居ap关联的客户端使能
downlink-ofdma。
17.可选的，接收第一邻居ap发送的查询报文，所述查询报文用于查询自身的报文缓存情况；
18.获取自身的报文缓存情况，并将报文缓存情况携带在反馈报文中，所述反馈报文还包括自身的aid标识，所述aid标识为设定常数加ap id，将所述反馈报文与客户端的反馈报文组成he tb ppdu报文。
19.可选的，所述方法还包括：
20.接收第一邻居ap发送的用于指示使能ofdma的trigger报文，所述trigger报文中携带预留的ru；
21.利用所述预留的ru向与自身关联的客户端使能downlink-ofdma。
22.本公开实施例还提供了一种ap，该ap包括：第一发送模块，用于向客户端和邻居ap发送查询报文，所述查询报文用于查询客户端和邻居ap的报文缓存情况；
23.接收模块，用于接收客户端和邻居ap发送的反馈报文，所述反馈报文中携带所述客户端和邻居ap的报文缓存情况；
24.处理模块，用于根据反馈报文中客户端和邻居ap的报文缓存情况确定需要发送数据的目标客户端和目标邻居ap；
25.第二发送模块，用于向目标客户端和目标邻居ap发送trigger报文，以使目标客户端根据trigger报文使能uplink-ofdma，同时使目标邻居ap利用trigger报文预留的资源单位ru，向与目标邻居ap关联的客户端使能downlink-ofdma。
26.本公开实施例还提供了一种ap，所述ap包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序，所述程序被所述处理器执行时实现上述实施例中的任一项所述的方法步骤。
27.本公开实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有程序，所述程序被处理器执行时实现上述实施例中的任一项所述的方法步骤。
附图说明
28.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本说明书的实施例，并与说明书一起用于解释本说明书的原理。
29.图1为本公开实施例提供的一种ofdm频谱示意图。
30.图2为本公开实施例提供的一种ofdm和ofdma信道使用示意图。
31.图3为本公开实施例提供的一种实现正交频分多址ofdma的方法的流程示意图。
具体实施方式
32.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本说明书相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本说明书的一些方面相一致的装置和方法的例子。
33.在本说明书使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本说明书。在本说明书和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包
括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
34.应当理解，尽管在本说明书可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本说明书范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在
……
时”或“当
……
时”或“响应于确定”。
35.为便于理解，此处对ofdma技术进行简要说明。
36.wlan属于宽频通信技术，使用过程中会占用较大的一个频段，现有的协议支持20mhz、40mhz、80mhz和160mhz几种不同的带宽。排除掉最早的802.11b以外，其余wlan协议都使用ofdm(orthogonal frequency division multiplexing，正交频分复用技术)的无线传输技术。整个带宽会被均分成一定的数量，形成一系列的子载波，数据就在每个子载波上传输。如图1所示，信号总带宽是50hz，有四个子载波，每个子载波的频率分别是10hz、20hz、30hz以及40hz。
37.如图2所示，在未引入ofdma的旧wlan通信中，整个带宽必须要全部用于给单个终端发送，即所有的子载波上传输的数据都是给同一个终端。ofdma中，子载波被划分到几个组里，每个组传输的数据可以发给不同终端，这样虽然每次发送时终端享用的信道带宽变小了，但却达到了多终端并发的目的。每个子载波叫做tone，子载波划分到一起的组被叫做ru。一个ru至少要包含26个tone，不同带宽下的子载波数量不一样多，可以划分出的ru数量也不相同。
38.其中，downlink-ofdma(简称dl-ofdma)指ap给客户端发送数据时的ofdma过程。
39.ap向多个客户端发送数据时，多客户端的数据组成一个he mu ppdu(指ap向多个客户端同时发送数据时，发出的ppdu)，该ppdu的物理头中携带ru的分配信息，所有客户端可根据物理头中的信息来确认自己应该接收的ru位置。
40.ap发送he mu ppdu时，可要求客户端是按照普通的方式来回复ack报文，还是以he tb ppdu(指多个客户端收到trigger报文后，向ap发出的ppdu)的方式来回复ack报文。如果是以he tb ppdu的方式回复ack，则he mu ppdu发送完成后，客户端会一起回复ack报文，这些ack组合在一起形成he tb ppdu。每个客户端占用的ru与ap发送的he mu ppdu中的ru相同。
41.其中，uplink-ofdma指客户端给ap发送数据时的ofdma过程。
42.ap可以周期性地像多个客户端发送bsrp(buffer status report poll，trigger报文的一种)报文来查询客户端的报文缓存情况，该报文中包含一个或者多个user info字段，每个字段对应一个客户端，包含了客户端的aid(association id)信息、分配的ru大小和位置、客户端应该使用的速率、功率和流数信息等。
43.aid是客户端与ap关联时，ap给客户端分配的标识id，aid12是aid的低12位。协议规定有效的aid取值范围是1-2008，aid12的数值范围是0-4095。去掉0、2045、4095几个协议规定了特殊用途的数值以外，还有2000多个数值没有使用。
44.客户端按照ap指定的信息发送报文回复报文的缓存情况，所有客户端发送的报文组合在一起形成he tb ppdu。
45.ap指定一个或多个客户端给其发送缓存的报文，该操作通过发送basic trigger报文或者其他类型的trigger报文来实现。trigger报文中同样包含一个或者多个user info。
46.客户端按照ap指定的信息发送缓存的报文，所有客户端发送的报文组合在一起形成he tb ppdu。
47.ap发送multi-sta blockack(多个客户端发送he tb ppdu后，ap同时向多个客户端进行接收确认的一种ack报文)报文向所有客户端回复ack(acknowledgement response)，确认报文的接收情况。
48.但在现实网络中，上下行的数据流量往往是不对称的，如视频播放时下行流量远远大于上行流量，视频直播时则是上行流量远大于下行流量。所以流量较小的方向上有比较大概率出现要发送/接收数据的客户端数量不够，无法使用ofdma的情况。这时的报文会按照原有的单终端方式发送，占据整个带宽，导致了一定的资源浪费。
49.同时，现实网络中由于ap的分布互相会间隔一定的距离，根据用户的使用习惯可能出现某几个ap上连接了大量用户而旁边的ap基本空闲的情况。由于wi-fi可用的信道数量有限，相邻的几个ap不一定能保证完全将信道隔离开。在这种场景下，空闲ap收发报文时，繁忙的ap也无法使用ofdma，导致了信道资源被浪费，影响到繁忙ap上的数据收发。
50.为解决上述技术问题，本公开实施例提供了一种实现正交频分多址ofdma的方法，如图3所示，该方法包括：
51.s301向客户端和邻居ap发送查询报文，所述查询报文用于查询客户端和邻居ap的报文缓存情况；
52.s302接收客户端和邻居ap发送的反馈报文，所述反馈报文中携带所述客户端和邻居ap的报文缓存情况；
53.s303根据反馈报文中客户端和邻居ap的报文缓存情况确定需要发送数据的目标客户端和目标邻居ap；
54.s304向目标客户端和目标邻居ap发送trigger报文，以使目标客户端根据trigger报文使能uplink-ofdma，同时使目标邻居ap利用trigger报文预留的资源单位ru，向与目标邻居ap关联的客户端使能downlink-ofdma。
55.在本实施例中，各ap间通过信息交互可获取与自身存在邻居关系的邻居ap列表，具体的，当第一ap关联到ac后，ac会给第一ap下发一个ap id作为第一ap的标识，第一ap在接收到ac下发的ap id后，会向其他ap广播beacon报文(在beacon报文中增加一个厂商自定义的字段，用来填充ap id)。
56.同时第一ap也会收到第二ap广播发送的beacon报文，第一ap从第二ap发送的beacon报文获取第二ap的ap id，并可根据第二ap的ap id生成邻居ap列表。并且，后续第一ap若在一段时间内都无法接收到某个第二ap的beacon报文，则可以认为该ap已不存在，从邻居ap列表中删除该ap。
57.在执行步骤s301时，第一ap(为便于说明，设定执行步骤s301的主体为第一ap)可根据自身维护的邻居ap列表来向邻居ap发送查询报文，该查询报文可以为bsrp报文。
58.在邻居ap(为便于区分，后续称为第二ap)接收到第一ap发送的查询报文后，判断查询报文中携带的aid是否包含自身的aid，若包含，则说明第一ap查询自身的缓存数据情
况，则第二ap查询自身是否有需要发送的缓存数据(向与第二ap关联的客户端发送的下行数据)，若存在，则向第一ap发送反馈报文，并在该反馈报文中携带缓存数据情况(数据大小、个数等信息)。同时，与第一ap关联的客户端在收到第一ap发送的查询报文后，同样会反馈各客户端的缓存数据情况。
59.在本实施例中，第二ap和与第一ap关联的客户端在向第一ap发送反馈报文时，可以将第二ap待反馈的信息和各客户端待反馈的信息组成ppdu报文(组成he tb ppdu)。
60.另外，需要说明的是，ppdu报文包括各客户端的aid信息，同时也包括第二ap的aid信息，为了避免第二ap的aid信息与客户端的aid信息冲突，第二ap的aid信息采用设定常数加ap id的方式计算(例如，设定常数为2048，则第二ap的aid为2048 ap id)。
61.在步骤s302中，第一ap根据各客户端和第二ap反馈的报文，确定存在需要发送缓存报文的目标客户端和目标第二ap，并执行步骤s304。
62.在执行步骤s304时，所述trigger报文中携带为目标邻居ap预留的资源单位ru，其中，预留的ru的大小可以由管理员进行设定，第二ap利用预留的ru使能downlink-ofdma。同时，第一ap向与第一ap关联的各目标客户端发送trigger报文，使目标客户端利用非预留的ru使能uplink-ofdma。
63.由此，可以看出，第一ap通过与第二ap信息交互，获取第二ap是否存在需要发送的缓存数据(向与第二ap关联的客户端发送的下行数据)，若存在，则可向第二ap发送预留ru的trigger报文，使得第二ap利用预留的ru在向客户端发送下行数据时使能downlink-ofdma，由此可避免第二ap因下行数据过少等原因无法使能downlink-ofdma的技术问题。
64.在本实施例中，第一ap在其它时刻可能会接收到某个第二ap(如第一邻居ap)发送的查询报文，第一邻居ap在向第一ap发送查询报文的过程与前述第一ap向第二ap发送查询报文的过程相同，此处不再赘述。
65.第一ap获取自身的报文缓存情况，并将报文缓存情况携带在反馈报文中发送给第一邻居ap，所述反馈报文还包括自身的aid标识，所述aid标识为设定常数加ap id，将所述反馈报文与客户端的反馈报文组成he tb ppdu报文。
66.后续，第一ap接收第一邻居ap发送的用于指示使能ofdma的trigger报文，所述trigger报文中携带预留的ru。
67.第一ap可利用预留ru在向与自身关联的客户端发送数据时，使能downlink-ofdma。
68.由此可以看出，第一ap与第二ap在不同条件下可以互换角色。
69.基于上述方法实施例相同的思想构思，本公开实施例还提供了一种ap，该ap包括：
70.第一发送模块，用于向客户端和邻居ap发送查询报文，所述查询报文用于查询客户端和邻居ap的报文缓存情况；
71.接收模块，用于接收客户端和邻居ap发送的反馈报文，所述反馈报文中携带所述客户端和邻居ap的报文缓存情况；
72.处理模块，用于根据反馈报文中客户端和邻居ap的报文缓存情况确定需要发送数据的目标客户端和目标邻居ap；
73.第二发送模块，用于向目标客户端和目标邻居ap发送trigger报文，以使目标客户端根据trigger报文使能uplink-ofdma，同时使目标邻居ap利用trigger报文预留的资源单
位ru，向与目标邻居ap关联的客户端使能downlink-ofdma。
74.本公开实施例还提供了ap，该ap包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序，所述程序被所述处理器执行时实现上述各实施例中的方法步骤。
75.本公开实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有程序，所述程序被处理器执行时实现上述各实施例中的方法步骤。
76.上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
77.本领域技术人员在考虑说明书及实践这里申请的发明后，将容易想到本说明书的其它实施方案。本说明书旨在涵盖本说明书的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本说明书的一般性原理并包括本说明书未申请的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本说明书的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
78.应当理解的是，本说明书并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本说明书的范围仅由所附的权利要求来限制。
79.以上所述仅为本说明书的较佳实施例而已，并不用以限制本说明书，凡在本说明书的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书保护的范围之内。