使用空间重用的无线通信的制作方法

本专利文档大体上涉及用于无线通信的系统、设备和技术。

背景技术：

无线通信技术正将世界推向日益互联和网络化的社会。无线通信的迅速增长和技术的进步对容量和连接性提出了更高的要求。其他方面，诸如能源消耗、设备成本、频谱效率和时延对于满足各种通信场景的需求也很重要。与现有的无线网络相比，下一代系统和无线通信技术需要支持更深的覆盖范围和大量的连接。

技术实现要素：

本文档涉及与数字无线通信相关的方法、系统和设备。所公开技术的一些实现提供了用于数据传输的方法和装置。用于实施数据传输技术的示例包括当位于一个或多个重叠基本服务集(obss)的一个或多个站点(sta)正在基于对介质资源的空间重用来发射数据时，有效地控制或减少来自该obss中不同sta的干扰。

在一个示例方面，提供了一种无线通信方法。该方法包括：在无线分组中包括用于控制允许空间重用的无线设备的数量的参数；以及使用该无线分组在无线通信网络中进行传输。在一些实现中，该参数或参数的函数指示随机接入到空间重用的介质资源的可能性。在一些实现中，该参数的示例性函数表示为“c×参数+d”，其中c和d都是恒定系数；其他函数或映射也是可能的。在一些实现中，可能性可以表示为一种或多种形式，这些形式包括阈值、概率、介质访问控制(mac)地址或id信息。

在一些实现中，id信息包括以下一项或多项：基本服务集(bss)id、bss颜色、关联id、部分关联id或群组id。在一些实现中，该参数在概率上控制允许在无线通信网络中进行空间重用的无线设备的数量。在一些实现中，该方法由接入点(ap)或非ap站点执行。在一些实现中，该方法还包括，通过从一组预定义的值中进行选择来确定该参数。在一些实现中，该方法还包括，通过从另一传输获取该参数来确定该参数。在一些实现中，执行无线传输包括在重叠基本服务集的重叠部分上传输该无线分组。

在另一方面，提供了一种无线通信的方法。该方法包括：在无线分组中接收用于控制允许在无线通信网络中进行空间重用的无线设备的数量的参数；获取约束参数和本地参数；以及基于约束参数与本地参数之间的比较，选择性执行通过空间重用介质资源的无线传输。在一些实现中，约束参数是所述参数或所述参数的函数。在一些实现中，本地参数是从一组预定义的可能参数值获取的。在一些实现中，获取本地参数包括生成位于范围[0,n]内的随机数，其中n等于或大于0。在一些实现中，获取本地参数包括获取用于回退过程的随机值。在一些实现中，该方法由非ap站点或ap执行。在一些实现中，所述参数在概率上控制用于空间重用的无线设备的数量。

在又一方面，提供了一种无线通信的方法。该方法包括包括：由无线设备在回退过程期间，使用与从回退开始经过的时间量有关的信号水平阈值来执行无干扰(clear)信道评估；以及基于无干扰信道评估的结果，选择性执行无线传输。在一些实现中，信号水平阈值随着从回退开始经过的时间量的增大而减小。在一些实现中，信号水平阈值随着从回退开始经过的时间量的增大而线性减小。在一些实现中，信号水平阈值随着从回退开始经过的时间量的增大而非线性减小。在一些实现中，执行无干扰信道评估包括测量频带中的功率量，以及与信号水平阈值进行比较，其中将信号水平阈值调整了等于初始信号水平阈值与所经过时隙数量相关的动态部分之和的量。在一些实现中，选择性执行无线传输包括当无干扰信道评估指示无传输时，执行无线传输。

附图说明

图1示出包括多个obss的示例性wlan网络。

图2a示出传统ppdu的信令结构。

图2b示出本专利文档中建议的ppdu的信令结构。

图3示出指示参数的可能值的映射表。

图4a示出传统空间重用字段的值。

图4b示出本专利文档中建议的示例性空间重用字段的值。

图5a示出信标帧中的传统的空间重用控制字段。

图5b示出信标帧中的修改的空间重用控制字段。

图6示出图示使用参数的无线分组传输的示例性流程图。

图7示出图示基于无干扰信道评估的选择性传输无线分组的示例性流程图。

图8示出无线通信装置的示例。

具体实施方式

所公开的技术提供了数据传输的实现和示例，以有效地控制或减少由无线局域网(wlan)中信道资源的空间重用而引起的干扰。

随着wlan部署密度的快速增加以及支持wi-fi的设备的巨大普及，已经做了许多努力来进行空间重用优化。例如，802.11ax(也称为高效无线(hew))具有挑战性的目标，即，在密集的用户环境中将每用户的平均吞吐量提高至少4倍。该新标准专注于在存在许多其他用户的情况下为更多用户提供一致且可靠的数据流(平均吞吐量)的实施机制。为了在密集部署场景中提高系统级别的性能和频谱资源的有效使用，802.11ax标准实施空间重用技术。he(高效，he)空间重用技术的目标是通过早期识别，允许在密集部署场景中的重叠基本服务集(obss)之间更频繁地重用介质。例如，在wlan中，当发送方向接收方发送ppdu(plcp协议数据单元)时，接收方可以基于来自干扰管理和obss的信号的前导码或phy报头中的bss颜色或其他信息，提前识别出接收到的ppdu来自相邻obss。

图1示出了包括多个obss的示例性wlan网络。如图1所示，接入点(ap)和与该ap关联的多个非ap站点(非apsta)组成bss。多个bss之间的覆盖范围是重叠的，将重叠的bss称为obss(重叠的bss)。实施使用空间重用的obss传输以提高系统级别的性能和资源的有效利用。存在两种独立的空间重用模式，一种称为基于obss_pd的(分组检测，pd)空间重用，而另一种称为基于srp的(空间重用参数，srp)空间重用。在传统技术中，当同时实施空间重用操作的sta数量超过一定值时，这些叠加的重用信号将干扰正在进行的传输，甚至导致无线分组传输失败。为了避免这种情况，建议根据收集到的有关邻近区域的信息，对发射功率施加一些约束。例如，ap可以向关联的sta发送信标请求，以获取关于邻近区域的信息。

然而，在传统技术下，仍然很难完全停止打算重用已占用信道的sta的传输。考虑到增大整个网络的总吞吐量的好处，802.11ax没有提供关闭空间重用功能的选项。因此，只要满足发布要求，邻居obss中的任何sta都可以进行空间重用传输。对于基于srp的情况，可以在hetb(基于触发)ppdu前导码的he-sig-a的空间重用(sr)字段中找到要求。对于基于obss_pd的情况，协议中已经预先确定了要求。鉴于空间重用操作的不关闭，在使用空间重用的bss传输过程中仍然存在叠加的重用信号的问题，因此需要可以有效控制或减小由于空间重用传输带来的干扰的数据传输技术。所公开的技术提供了这样的技术，其改善了空间重用传输的过程，并避免了由于网络中叠加的重用信号而导致接收无线数据分组失败。

传输包括参数的无线分组

所公开技术的一些实现允许无线分组的选择性传输。所公开技术的一些实现提供了一种机制来执行无线分组的无线传输，该无线分组包括控制无线通信网络中的空间重用功能的参数。无线分组的选择性传输是使用该无线分组中包含的参数实现的。具体地，该参数可以承载在该无线分组的phy报头或前导码中。该参数将限制同一无线分组上并发的(concurrent)空间重用传输数量。在一些实现中，该参数将控制允许在无线通信网络中进行空间重用的无线设备的数量。该参数或该参数的函数指示随机接入用于空间重用的介质资源的可能性。介质资源可以指以下一项或多项：时间资源、频率资源、码资源或波束资源。当多个obsssta作为隐藏节点相互传输包含该参数的无线分组时，基于该参数对来自多个obsssta的无线分组的传输进行限制。该参数可以表示为阈值、概率、介质访问控制(mac)地址或id信息中的一种或多种形式。例如，该参数将被用作决定执行无线分组的无线传输的阈值，并且其由ap或非apsta确定。当该参数以id信息的形式表示时，id信息包括以下一项或多项：bssid、bss颜色、关联id、部分关联id、群组id等。

所公开技术的实现建议对无线分组进行修改以包括该参数来控制空间重用。例如，该参数可以指示允许进行空间重用的无线设备的数量。对无线分组的修改可以在无线分组的各种级别上进行，例如plcp(物理层汇聚过程)协议数据单元(ppdu)。例如，该参数可以承载在由ap或与ap关联的非apsta传输的ppdu的前同步码(或phy报头)中，其可以由相邻obss中的sta重复使用。图2a示出传统ppdu的信令结构，并且图2b示出本专利文件中建议的ppdu的示例性信令结构。ppdu是物理层汇聚协议(plcp)数据单元，其由ieee802.11标准定义。虽然ieee802.11标准中提供了各种ppdu格式，图2a和图2b示出了hetbppdu(高效基于触发的ppdu)的he-sig-a的示例。hetbppdu包括he-sig-a(高效信号a)，其包括siga_1和siga_2。与图2a中的信令结构相比，图2b中的信令结构包括hetbppdu的he-sig-a字段的siga_2中的“参数”部分。图2b中的实现提供作为示例，因此也可以有其他实现以不同方式修改ppdu以包括“参数”部分。例如，可以使用无线分组的不同位数、不同字段或不同级别来承载参数。此外，尽管图2b示出将b7到b10这四位分配给“参数”部分，其他实现也是可能的。在一些实现中，参数可以从一组预定义的值中选择。图3示出指示该参数的可能值的表。例如，用四位表示的参数可能具有对应于值_1到值_12之一的值。其他值集合也是可能的。例如，值集合可以是{值_1，值_2，..，值_10}或{值_1，值_2，..，值_4}，并且其余的值将被保留或为空。值集合{值_1，值_2，..，值_10}和{值_1，值_2，...，值_4}可以分别对应于两个算术序列，诸如{0.1,0.2,0.3,...,1}和{0.25,0.5,0.75,...,1}。该参数的可能值集合仅提供作为示例，也可以有其他序列或映射关系。该表事先已存储在obss中的ap和非apsta中。

在一些实现中，obss中的ap或非apsta基于网络拥塞确定该参数的值，并将所确定的参数包括在将要向同一obss或相邻obss中的另一ap或非apsta发送的无线分组中。在一些实现中，该参数可以从ap传输的信标帧中获取。存在不同类型的ppdu，包括dl(下行链路)ppdu和ul(上行链路)ppdu。ieee802.11ax定义了四种phy格式，即hesu(单用户)ppdu，heer(可扩展范围)ppdu，hemu(多用户)ppdu和hetbppdu。hesuppdu和heerppdu用于ul和dlsu传输，hemuppdu用于dlmu传输，并且hetbppdu用于ulmu传输。因此，hetbppdu是ulppdu；而hemuppdu是dlppdu。在ieee802.11ax中允许重用ul和dlppdu。基于srp的空间重用适用于hetbppdu，而基于obss_pd的空间重用适用于上面提到的所有ppdu。

取决于传输和/或帧的类型，该参数可以承载在无线分组的各种字段中。在一些实现中，对于11ax中的hetbppdu(即基于srp的空间重用)，参数可以承载在触发帧的公共信息字段中。在接收到由ap传输的触发帧之后，调度的sta可以将其复制到hetbppdu的he-sig-a中，其中应当添加具有l位的新信令字段(其中l是整数并且不能大于9)。组合hetbppdu的he-sig-a中的参数和空间重用(sr)信息，obsssta可以确定是否发射ppdu。对于11ax中的hesuppdu，heerppdu，hemuppdu(即基于obss_pd的空间重用)的情况，参数可以承载在空间重用字段中。

图4a示出了传统空间重用字段的值，并且图4b示出了本专利文档中建议的示例性空间重用字段的值。图4a所示的传统空间重用字段包括保留值1-12，它是一个四位字段。所公开技术的一些实现建议对传统空间重用字段进行修改，以示出该参数的可能值。参考图4b，本专利文档中建议的示例性空间重用字段包括该参数的可能值。例如，修改了传统空间重用字段中的保留值1-12，以示出该参数的可能值。通过将保留值修改为该参数的值，可以在概率上避免出现强干扰。

对于ulhesuppdu和ulheerppdu的情况，非apsta可以自行配置参数，或者可以由ap通知。对于后者，该参数可以从无线通信网络中的另一传输中获取。例如，该参数可以从信标帧的空间重用参数集元素中获取。对于hetbppdu的情况，另一传输可以指发射触发帧。图5a示出了信标帧中的传统空间重用控制字段，并且图5b示出了包括修改后的空间重用控制字段的示例性信标帧。如图5a和图5b所示，将信标帧中传统空间重用控制字段中用于保留值的b5和b6位修改为在信标帧的修改后的空间重用控制字段中指示该参数。在一些实现中，该参数由信标帧中的专用8位字段或信标帧的空间重用参数集元素来承载。

图6示出图示了使用参数进行的无线分组传输的示例性流程图。如图6所示，在框610处，obss中的ap或非apsta将参数包括在无线分组中。如上所讨论的，所公开技术的一些实现提供了一种机制以执行无线分组的传输，该无线分组包括控制无线通信网络中空间重用功能的参数。该参数将限制同一无线分组上并发空间重用传输的数量。在一些实现中，该参数将控制允许在无线通信网络中进行空间重用的无线设备的数量。该参数或该参数的函数指示随机接入到用于空间重用的介质资源的可能性。介质资源可以指时间资源、频率资源、码资源或波束资源中的一个或多个。在一些实现中，可能性表示为一种或多种形式，包括阈值、概率、介质访问控制(mac)地址或id信息。在一些实现中，id信息包括以下一项或多项：基本服务集(bss)id、bss颜色、关联id、部分关联id或群组id。在一些实现中，该参数在概率上控制允许在无线通信网络中进行空间重用的无线设备的数量。在一些实现中，该方法由接入点(ap)或非ap站点执行。在一些实现中，在框610处的在无线分组中包括该参数之前，ap或非apsta可以通过从一组预定义的值中进行选择来确定该参数。在一些其他实现中，ap或非apsta可以通过从无线通信网络中的另一传输获取参数来确定该参数。

在框620处，obss中的ap或非apsta执行向位于相同或不同obss中的另一ap或另一非apsta传输包括该参数的无线分组。包括参数的无线分组由另一ap或另一非apsta接收。在框630处，另一ap或另一非apsta接收来自无线分组的参数。在框640处，另一ap或另一非apsta获取约束参数和本地参数。虽然图6示出在一个操作中获取约束参数和本地参数，但是其他实现也是可能的。例如，可以在获取约束参数后获取本地参数。在一些实现中，可以同时获取来自无线分组的参数、约束参数和本地参数。本地参数可以由ap或非ap站点确定。将本地参数与接收到的参数进行比较，以确定是否执行该无线分组的无线传输。在一些实现中，本地参数是从一组预定义的可能的参数值中获得的。在一些实现中，约束参数是该参数或该参数的函数。在一些实现中，获取本地参数包括生成在[0，n]范围内的随机数，其中n等于或大于零。在一些实现中，获取本地参数包括获取用于回退过程的随机值。本地参数可以具有随机值或固定值。

接收到无线分组的ap或非apsta将发现本地参数是否满足某些特定条件。例如，一些条件可以是本地参数是否大于该参数或基于该参数生成的其他值。一些条件可以是本地参数是否小于该参数或基于该参数生成的其他值。一些条件可以是本地参数是否落入固定值范围内。图6示出了在框650处将无线分组中的参数与本地参数进行比较的示例性实现。如果确定本地参数满足某些条件，例如，本地参数小于该参数，则允许ap或非apsta在也满足其他要求的条件下重用接收到的无线分组。在obss_pd空间重用中，其他要求是cca水平是obss_pd能量水平，它在固定范围内与接收到的信号强度成反比。在基于srp的空间重用中，其他要求是发射功率不超过ap指示的水平。如果确定本地参数不满足某些特定条件，则不允许ap或非apsta重用接收到的无线分组。在框660处，基于该参数与本地参数之间的比较，ap或非apsta选择性地执行无线分组的无线传输。

使用参数来选择性传输无线分组允许存在这样的选项，即，当有太多ap和/或非apsta同时执行空间重用操作时，不传输无线分组。当有太多ap和/或非apsta时，叠加的重用信号会干扰正在进行的传输，甚至导致对传输的无线分组的接收失败。通过将参数包括在无线分组中，ap或非apsta可以基于该参数确定是否传输无线分组。因此，有可能避免密集部署场景中的强干扰并防止无线分组传输失败。

基于无干扰信道评估的选择性传输无线分组

所公开的技术提供了诸多实现以基于无干扰信道评估(cca)来限制重用信道资源的sta数量。例如，提供了一种机制，其使用动态调整的信号水平阈值在回退过程期间执行cca。根据建议的机制，可以将回退时间视为改变使用空间重用功能的接入机会的多个因素之一。回退时间越长，接入机会的概率越小，并且回退时间越短，接入机会的概率就越大。

在选择性传输的示例之前，启动回退程序。sta的obss空间重用传输的回退过程是在某些预定条件下启动的，例如，当obss中存在另一站点使用该信道时。图7示出了图示基于无干扰信道评估的选择性传输无线分组的示例性流程图。在框710处，sta使用信号水平阈值执行cca。在框720处，sta基于cca的结果选择性执行传输。如上面所讨论的，注意到回退时间越长，接入机会的概率越小，而回退时间越短，接入机会的概率越大。因此，信号水平阈值表示为从回退过程开始起经过的时间量相关的函数或映射。可以实施各种技术来计算从回退过程开始所经过的时间。在一些实现中，回退过程包括启动obss空间重用传输回退计数器。在一些实现中，回退过程包括根据接收到的无线帧中携带的时间信息来设置obss计时器的值。

在一些实现中，信号水平阈值被调整为随着从回退开始经过的时间量的增加而降低。信号水平阈值的降低可以与经过的时间量线性或非线性相关。下列公式示出了随着从回退开始经过的时间的增加而降低的示例性信号水平阈值。

cca_levelnew＝cca_levelbaseline+δ(time_slot,...)公式(1)

其中，time_slot(时隙)作为delta(δ)函数的输入参数之一，它是sta已回退的时隙数量(或剩余的时隙数量)。

在一些实现中，delta可以是表示为如下的线性函数：

δ(time_slot)＝a×time_slot+b公式(2)

在一些实现中，delta可以是表示为如下的非线性函数：

δ(time_slot)＝a×log(time_slot)+b，或

其中a和b为恒定系数。

在一些实现中，也可以使用映射表或其他形式来表示信号水平阈值与经过的时间量之间的关系。

在一些实现中，执行无干扰信道评估包括测量频带内的功率量，并与信号水平阈值进行比较，其中将信号水平阈值调整了等于初始信号水平阈值与所经过时隙数量相关的动态部分之和的量。在一些实现中，选择性执行无线传输包括当cca指示不存在传输时，执行无线传输。

使用作为从回退开始经过的时间量的函数的信号水平阈值来实施选择性传输，允许针对每个时隙定义不同的cca水平，从而在回退过程的倒计时期间从空间重用中筛除更大部分的sta。

图8是无线电站的一部分的框图表示。诸如ap或基站或无线设备(或ue)之类的无线电站1105可以包括实现本文档中提供的一种或多种无线技术的微处理器之类的处理器电子设备1110。无线电站1105可以包括收发器电子设备1115，用于通过一个或多个通信接口(诸如天线1120)来发送和/或接收无线信号。无线电站1105可以包括用于发射和接收数据的其他通信接口。无线电站1105可以包括一个或多个存储器(未明确示出)，其配置用于存储诸如数据和/或指令的信息。在一些实现中，处理器电子设备1110可以包括收发器电子设备1115的至少一部分。在一些实现中，至少一些公开的技术、模块或功能使用无线电站1105来实现。

本领域技术人员将理解，公开了在无线通信系统中进行空间重用的技术。

从上述可以理解，出于说明目的在此应描述了本发明的特定实施例，但是可以在不偏离发明范围的情况下做出各种修改。因此，除所附权利要求书之外，本发明不受限制。

本文档中描述的公开的和其他实施例、模块和功能操作可以实现在数字电子电路中，或计算机软件、固件或硬件中，包括本文档中公开的结构及其结构等效物，或者在它们的一种或多种的组合中。所公开的和其他实施例可以实现为一个或多个计算机程序产品，即，在计算机可读介质上编码的一个或多个计算机程序指令模块，以供数据处理装置执行或用于控制数据处理装置的操作。计算机可读介质可以是机器可读存储设备、机器可读存储基板、存储器设备、影响机器可读传播信号的物质组合、或它们的一种或多种的组合。术语“数据处理装置”涵盖用于处理数据的所有装置、设备和机器，包括例如可编程处理器、计算机或多处理器或计算机。除了硬件之外，该装置还可以包括为所讨论的计算机程序创建执行环境的代码，例如构成处理器固件、协议栈、数据库管理系统、操作系统或它们的一项或多项的组合的代码。传播的信号是人工生成的信号，例如机器生成的电气、光学或电磁信号，其被生成以对信息进行编码以传输到合适的接收器装置。

计算机程序(也称为程序、软件、软件应用、脚本或代码)可以以任何形式的编程语言进行编写，包括编译或解释语言，计算机程序可以以任何形式进行部署，包括作为独立程序或作为模块、组件、子例程或其他适合在计算环境中使用的单元。计算机程序不一定与文件系统中的文件相对应。程序可以存储在文件的一部分中，该文件包含其他程序或数据(例如，存储在标记语言文档中的一个或多个脚本)，存储在专用于所讨论的程序的单个文件中，或者存储在多个协作文件中(例如，存储一个或多个模块、子程序或代码部分的多个文件)。计算机程序可以部署成在一个计算机上执行，或者在多个计算机上执行，该多个计算机位于一个地点或分布在多个地点并通过通信网络互连。

本文档中描述的过程和逻辑流可以由一个或多个可编程处理器执行，其执行一个或多个计算机程序以通过对输入数据进行操作并生成输出来实现功能。过程和逻辑流也可以通过专用逻辑电路(例如fpga(现场可编程门阵列)或asic(专用集成电路))来执行，并且装置也可以实现为专用逻辑电路。

适用于执行计算机程序的处理器例如包括通用和专用微处理器，以及任何类型的数字计算机的任意一个或多个处理器。通常，处理器将从只读存储器或随机存取存储器或二者中接收指令和数据。计算机的基本要素是用于执行指令的处理器，以及用于存储指令和数据的一个或多个存储设备。通常，计算机还将包括或操作性地耦合到用于存储数据的一个或多个海量存储设备(诸如，磁的、磁光盘或光盘)，以从中接收数据或向其传送数据，或二者皆可。然而，计算机不需要具有此类设备。适用于存储计算机程序指令和数据的计算机可读介质，包括所有形式的非易失性存储器、介质和存储设备，例如包括半导体存储设备，例如eprom、eeprom和闪存设备；磁盘，例如内部硬盘或可移动盘；磁光盘；以及cd-rom和dvd-rom盘。处理器和存储器可以通过专用逻辑电路进行补充或与之集成在一起。

尽管本文档包含多个细节，但是这些细节不应当解释为对请求保护的或可以请求保护的发明范围的限制，而应解释为对特定于特定实施例的特征的描述。本文档在不同实施例上下文中描述的某些特性也可以在单个实施例中组合实现。相反，在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可以分别在多个实施例中单独实现或以任何合适的子组合实现。而且，尽管上文可能将特征描述成在某些组合中起作用甚至最初是这样声称的，不过在一些情况下，来自所声称组合的一个或更多特征可以从该组合删除，并且所声称组合可以针对子组合或子组合的变体。类似地，虽然附图中以特定顺序绘出了操作，但这不应当理解为要求按照所示的特定顺序或顺次的顺序执行这些操作，或要求执行所示的所有操作以获得期望的结果。

只公开了少数示例和实现。基于所公开内容可以对上述示例和实现以及其他实现进行变形、修改和增强。