下行多用户数据传输方法及装置、存储介质、终端与流程

本发明涉及通信技术领域，具体地涉及一种下行多用户数据传输方法及装置、存储介质、终端。

背景技术：

在无线保真(wireless-fidelity，简称wi-fi)的802.11ac甚高吞吐量(veryhighthroughput，简称vht)标准协议中，引入基于无线多入多出技术的下行多用户传输(downlinkmultipleuser-multipleinputmultipleoutput，简称dlmu-mimo)技术。具体而言，该技术可以基于mimo将对不同用户的数据传输分配到不同的空间流上，从而实现多用户同时传输，提高wi-fi性能。

为实现dlmu-mimo(以下称为下行多用户数据传输)，需要接入点(accesspoint，简称ap)与多个移动站(station，简称sta，也可称为站点)进行基于ndp的信道探测过程(ndpsoundingprocedure)。其中，ndp为空数据ppdu(nulldatappdu)的简称，ppdu为物理层协议数据单元(physicalprotocoldataunit，也可写为phyprotocoldataunit)的简称。通过所述基于ndp的信道探测过程，可以收集ap与多个sta间的信道状况，用于后续的下行多用户数据传输。

但是，现有针对下行多用户数据传输的处理机制存在诸多缺陷，极有可能出现这样的情形：下行多用户数据传输与基于ndp的信道探测过程的间隔时间过长，导致执行基于ndp的信道探测过程时获得的信道参数过期失效，降低下行多用户传输的使用几率，严重影响下行多用户数据传输的传输效率，进而影响wi-fi性能。

技术实现要素：

本发明解决的技术问题是如何提高下行多用户传输的使用几率，并提高下行多用户数据传输的成功率，从而提高下行多用户传输效率，起到提高wi-fi性能的效果。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种下行多用户数据传输方法，包括：响应于信道竞争成功，执行基于ndp的信道探测过程；根据预设txop持续时间，或者，根据所述信道探测过程结束后的第一时段内所述信道的忙闲状态，确定是否开始所述下行多用户数据传输。

可选的，所述根据预设txop持续时间确定是否开始所述下行多用户数据传输包括：当所述预设txop持续时间的剩余时间支持发送下行多用户数据时，确定开始所述下行多用户数据传输。

可选的，在信道竞争成功之后，执行基于ndp的信道探测过程之前，所述下行多用户数据传输方法还包括：通过预设帧指示所述预设txop持续时间，其中，所述预设txop持续时间覆盖基于ndp的信道探测过程和下行多用户数据传输过程。

可选的，所述预设帧选自：rts/cts保护帧、cts-2-self保护帧以及ndpa帧。

可选的，所述根据所述信道探测过程结束后的第一时段内所述信道的忙闲状态，确定是否开始所述下行多用户数据传输包括：在所述第一时段内监听所述信道；当监听结果为所述信道处于空闲状态时，开始所述下行多用户数据传输。

可选的，所述第一时段为pifs。

为解决上述技术问题，本发明实施例还提供一种下行多用户数据传输装置，包括：信道探测模块，响应于信道竞争成功，执行基于ndp的信道探测过程；确定模块，用于根据预设txop持续时间，或者，根据所述信道探测过程结束后的第一时段内所述信道的忙闲状态，确定是否开始所述下行多用户数据传输。

为解决上述技术问题，本发明实施例还提供一种存储介质，其上存储有计算机指令，所述计算机指令运行时执行上述方法的步骤。

为解决上述技术问题，本发明实施例还提供一种终端，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有能够在所述处理器上运行的计算机指令，所述处理器运行所述计算机指令时执行上述方法的步骤。

与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：

本发明实施例提供一种下行多用户数据传输方法，包括：响应于信道竞争成功，执行基于ndp的信道探测过程；根据预设txop持续时间，或者，根据所述信道探测过程结束后的第一时段内所述信道的忙闲状态，确定是否开始所述下行多用户数据传输。由此，本实施例所述方案能够提高下行多用户传输的使用几率，并提高下行多用户数据传输的成功率，从而提高下行多用户传输效率，起到提高wi-fi性能的效果。具体而言，根据基于ndp的信道探测过程完成后的第一时段内所述信道的忙闲状态，灵活确定是否能够开始下行多用户数据传输，或者，根据所述预设txop持续时间确定是否能够立即开始下行多用户数据传输，较之现有的下行多用户数据传输方案，本实施例的方案能够使下行多用户数据传输更快发生，防止下行多用户数据传输与基于ndp的信道探测过程的间隔时间太长，而导致基于ndp的信道探测过程获得的信道参数过期失效。换言之，本实施例的方案允许ap更快的接入到信道，或者，通过提高ap以更高的优先级竞争到信道，从而提高dlmu-mimo的ppdu可以被传输的概率，同时降低信道探测过程所获得的信道参数过期的概率。进一步，本实施例的方案符合ieee802.11标准协议，不会存在于现有基于802.11标准设计的终端设备的兼容性问题。

进一步，当所述预设txop持续时间的剩余时间支持发送下行多用户数据时，确定开始所述下行多用户数据传输。由此，在基于ndp的信道探测过程中的最后一个vhtcbf包之后经过sifs时间间隔，下行多用户数据传输就能够开始。进一步，本实施例的方案能够有效降低下行多用户数据传输过程被碰撞的概率，提高传输成功率。

进一步，在所述第一时段内监听所述信道；当监听结果为所述信道处于空闲状态时，开始所述下行多用户数据传输。由此，在基于ndp的信道探测过程中的最后一个vhtcbf包之后的pifs时间间隔，下行多用户数据传输就可能开始。进一步，本实施例的方案能够有效降低下行多用户数据传输过程被碰撞的概率，提高传输成功率。

附图说明

图1是现有方案一中ap与多个sta的一种交互过程示意图；

图2是现有方案二中ap与多个sta的一种交互过程示意图；

图3是现有方案二中ap与多个sta的另一种交互过程示意图；

图4是本发明实施例的一种下行多用户数据传输方法的流程图；

图5是图4中步骤s102的一个具体实施方式的流程图；

图6是本发明实施例一个典型的应用场景的交互过程示意图；

图7是本发明实施例另一个典型的应用场景的交互过程示意图；

图8是本发明实施例又一个典型的应用场景的交互过程示意图；

图9是图4中步骤s102的另一个具体实施方式的流程图；

图10是本发明实施例再一个典型的应用场景的交互过程示意图；

图11是本发明实施例的一种下行多用户数据传输装置的结构示意图。

具体实施方式

如背景技术所言，由于ap与多个sta间执行的基于ndp的信道探测过程是一个比较花费时间的过程，而ap在执行现有针对下行多用户数据传输的处理机制时，极有可能出现这样的情形：下行多用户数据传输与基于ndp的信道探测过程的间隔时间过长，导致执行基于ndp的信道探测过程时获得的信道参数过期失效，降低下行多用户传输的使用几率，严重影响下行多用户数据传输的传输效率，进而影响wi-fi性能。

具体而言，现有针对下行多用户数据传输的处理机制主要包括以下两种：

其一，是ap基于传统的增强型分布式信道接入(enhanceddistributedchannelaccess，简称edca)机制去竞争信道的方案(以下称为现有方案一)：

首先，ap执行传统的edca机制去竞争信道，当竞争到信道时，ap与多个sta开始执行基于ndp的信道探测过程；在整个基于ndp的信道探测过程中，采用的帧间间隔都是短帧间间隔(shortinterframespace，简称sifs)，直到整个过程结束；当基于ndp的信道探测过程结束后，ap仍然使用传统的edca机制去竞争信道，当ap竞争到信道，ap与多个sta开始进行下行多用户数据传输。其中，下行多用户数据传输期间发送的数据包包括：dlmuppdu。

在现有方案一中，由于ap需要在下行多用户数据传输之前重新开始基于edca的信道竞争过程，而这种信道竞争是不能确保ap可以在很短时间内就竞争到信道的。

因而，现有方案一在基于ndp的信道探测过程完成后再次基于edca机制竞争信道的处理机制极有可能导致ap的下行多用户数据传输一直被推迟。由此，一方面会降低下行多用户数据传输的传输效率；另一方面，基于ndp的信道探测过程中得到的信道参数可能在ap再次竞争到信道之前过期，使得后续的下行多用户数据传输失败。

例如，参考图1，ap11基于传统的edca机制竞争信道，该过程的时长可以包括仲裁帧间间隔(arbitrationinterframespace，简称aifs)和回退计时器(backoff)之和。

当竞争到信道时，所述ap11与sta12、sta13和sta14开始执行基于ndp的信道探测过程。

所述基于ndp的信道探测过程期间的帧间间隔均为sifs。

在所述基于ndp的信道探测过程期间发送的数据包包括：空数据ppdu广播(nulldatappduannouncement，简称ndpa)；ndp；vht压缩波束成形帧(vhtcompressedbeamformingframe，简称vhtcbf)；波束成形报告查询(beamformingreportpoll，简称brp)。

在基于ndp的信道探测过程结束后，ap11仍然基于传统的edca机制竞争信道，同时，其他sta(如图示sta14)也在执行基于传统的edca机制的竞争信道过程。

若sta14在ap11之前先竞争到信道，则ap11的下行多用户数据传输势必被推迟，直至再次竞争到信道。此时，之前执行的基于ndp的信道探测过程中获得的信道参数极有可能已经过期，导致下行多用户数据传输失败。其中，抢占到信道的sta14发送的数据包可以包括：单用户ppdu(singleuserppdu，简称suppdu)。

其二，是调整ap在下行多用户数据传输之前的竞争信道的方案(以下称为现有方案二)：

参考图2，首先，ap21执行传统的edca机制去竞争信道，当竞争到信道时，ap21与多个sta(如图示的sta22和sta23)开始执行基于ndp的信道探测过程；在整个基于ndp的信道探测过程中，采用的帧间间隔都是sifs，并直到整个过程结束；当基于ndp的信道探测过程结束后，ap21在sifs时间间隔后立即与多个sta(如图示的sta22和sta23)开始进行下行多用户数据传输。

在现有方案二中，存在以下问题：

ndp由于在电气与电子工程师协会(instituteofelectricalandelectronicengineers，简称ieee)802.11标准协议中，在sifs内是不会进行信道空闲信道评估(clearchannelassessment，简称cca)侦测的。所以，即使在基于ndp的信道探测过程结束后的sifs时间内信道是被占用而非空闲的，ap21仍然会在sifs之后就开始下行多用户数据传输，从而导致这个下行多用户数据传输被碰撞掉而传输失败。例如，参考图3，在基于ndp的信道探测过程结束之后、sifs时间到期之前，其他终端24抢先占用了该信道，从而对ap21造成干扰(interference)。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种下行多用户数据传输方法，包括：响应于信道竞争成功，执行基于ndp的信道探测过程；根据预设txop持续时间，或者，根据所述信道探测过程结束后的第一时段内所述信道的忙闲状态，确定是否开始所述下行多用户数据传输。

由此，本实施例所述方案能够提高下行多用户传输的使用几率，并提高下行多用户数据传输的成功率，从而提高下行多用户传输效率，起到提高wi-fi性能的效果。具体而言，根据基于ndp的信道探测过程完成后的第一时段内所述信道的忙闲状态，灵活确定是否能够开始下行多用户数据传输，或者，根据所述预设txop持续时间确定是否能够立即开始下行多用户数据传输，从而能够使下行多用户数据传输更快发生，防止下行多用户数据传输与基于ndp的信道探测过程的间隔时间太长，而导致基于ndp的信道探测过程获得的信道参数过期失效。

换言之，本实施例的方案允许ap更快的接入到信道，或者，通过提高ap以更高的优先级竞争到信道，从而提高dlmu-mimo的ppdu可以被传输的概率，同时降低信道探测过程所获得的信道参数过期的概率。进一步，本实施例的方案符合ieee802.11标准协议，不会存在于现有基于802.11标准设计的终端设备的兼容性问题。

为使本发明的上述目的、特征和有益效果能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

图4是本发明实施例的一种下行多用户数据传输方法的流程图。本实施例的方案可以应用于wi-fivht场景，具体地，应用于在基于ndp的信道探测过程结束后进行的wi-fivht下行多用户数据传输场景。本实施例的方案可以由终端执行，如由ap执行。

具体地，参考图4，本实施例所述下行多用户数据传输方法可以包括如下步骤：

步骤s101，响应于信道竞争成功，执行基于ndp的信道探测过程；

步骤s102，根据预设txop持续时间，或者，根据所述信道探测过程结束后的第一时段内所述信道的忙闲状态，确定是否开始所述下行多用户数据传输。

更为具体地，所述信道竞争成功是指：基于edca机制执行的信道竞争过程的结果为竞争成功。

较之现有技术在基于ndp的信道探测过程结束后不考虑信道的实际情况立即开始下行多用户数据传输，或者重新进行信道竞争的技术方案，本实施例提供的一种方案通过设置所述第一时段来继续监控信道探测过程结束后的信道状态，本实施例提供的另一种方案通过预先指示合适的预设txop持续时间，以使进行下行多用户数据传输的时间点能够被尽可能地提前。

接下来对所述步骤s102的具体实施方式进行详细阐述。

在一个实施例中，参考图5，所述步骤s102可以包括如下步骤：

步骤s1021，当所述预设txop持续时间的剩余时间支持发送下行多用户数据时，确定开始所述下行多用户数据传输。具体地，所述预设txop持续时间的剩余时间是指：在支持所述ap执行基于ndp的信道探测过程之后，剩余的txop持续时间。

进一步地，响应于信道竞争成功，在执行所述步骤s101所述基于ndp的信道探测过程之前，本实施例所述下行多用户数据传输方法还可以包括：步骤s103，通过预设帧指示所述预设txop持续时间，其中，所述预设txop持续时间覆盖基于ndp的信道探测过程和下行多用户数据传输过程。由此，通过预先指示的方式使得预设txop持续时间可以支持所述下行多用户数据传输过程，使得在基于ndp的信道探测过程中的最后一个vhtcbf包之后经过sifs时间间隔，下行多用户数据传输就能够开始。进一步，本实施例的方案能够有效降低下行多用户数据传输过程被碰撞的概率，提高传输成功率。

具体地，所述预设帧是指：用于指示txop持续时间的wi-fi帧。

例如，所述预设帧可以包括请求发送(requesttosend，简称rts)/清除发送(cleartosend，简称cts)保护帧。

参考图6，首先，ap61采用传统的edca机制竞争信道，当竞争到信道时，ap61与主用户(primaryuser，如图示sta62)之间通过发送传统的rts/cts保护帧来交互。

具体地，ap61可以填写所述rts/cts保护帧中的持续时间(duration)字段，以使基于该字段指示的预设txop持续时间可以保护到整个基于ndp的信道探测过程以及之后的下行多用户数据传输过程。

进一步地，在完成rts/cts保护帧的信令交互过程后，ap61与多个sta(如图示的sta62和sta63)执行基于ndp的信道探测过程。

进一步地，在基于ndp的信道探测过程结束后，由于所述下行多用户数据传输过程已经被预设txop时间周期(也可称为预设txop持续时间)所保护，在基于ndp的信道探测过程期间的最后一个vhtcbf包之后，经过sifs时间间隔，所述ap61就可以开始下行多用户数据传输，而不必再重新进行基于edca机制来竞争信道。

换言之，在本示例提供的rts/cts保护机制中，接收到所述rts保护帧的wi-fi设备可以根据所述rst保护帧中指示的持续时间字段获知ap61将要占用多少时间的信道来进行数据的传送，进而设置自身的网络分配矢量(networkallocationvector，简称nav)时间段。

在上述示例中，能够通过引入rts/cts保护帧的交互过程来合理设定所述预设txop持续时间的时长。

进一步，本示例所述方案能够降低整个下行多用户数据传输过程被隐藏节点碰撞而导致的传输失败，从而提高了下行多用户数据传输的传输效率。

又例如，所述预设帧可以包括：cts-2-self保护帧。该保护帧的接收地址填写的是传输所述cts-2-self保护帧的终端(即执行本实施例所述方案的ap)的地址。

参考图7，首先，ap71采用传统的edca机制竞争信道，当竞争到信道时，ap71可以向自身发送cts-2-self保护帧(图中以cts2self标示)。

具体地，所述ap71可以填写所述cts-2-self保护帧中的持续时间(duration)字段，以使基于该字段指示的预设txop持续时间可以保护到整个基于ndp的信道探测过程以及之后的下行多用户数据传输过程。

进一步地，在发送cts-2-self保护帧后，ap71与多个sta(如图示的sta72和sta73)执行基于ndp的信道探测过程。

进一步地，在基于ndp的信道探测过程结束后，由于所述下行多用户数据传输过程已经被所述预设txop时间周期所保护，在基于ndp的信道探测过程中的最后一个vhtcbf包之后，经过sifs时间间隔，所述ap71就可以开始下行多用户数据传输，而不必再重新进行基于edca机制执行信道竞争过程。

换言之，在本示例提供的cts-2-self保护机制中，接收到所述cts-2-self保护帧的wi-fi设备可以根据所述cts-2-self保护帧中指示的持续时间字段获知ap71将要占用多少时间的信道来进行数据的传送，进而设置自身的nav时间段。

本示例的方案仅引入cts-2-self保护帧的信令开销，相比图6所示方案能够进一步降低信令开销。

再例如，所述预设帧可以包括ndpa帧。

参考图8，首先，ap81采用传统的edca机制去竞争信道，当竞争到信道时，ap81可以发送ndpa帧，以与多个sta(如图示的sta82和sta83)开始基于ndp的信道探测过程。

具体地，所述ap81可以填写所述ndp帧中的持续时间(duration)字段，以使基于该字段指示的预设txop持续时间可以保护到后续整个基于ndp的信道探测过程以及之后的下行多用户数据传输过程。

进一步地，在基于ndp的信道探测过程结束后，由于所述下行多用户数据传输过程已经被所述预设txop时间周期所保护，在基于ndp的信道探测过程期间的最后一个vhtcbf包之后，经过sifs时间间隔，所述ap81就可以开始下行多用户数据传输，而不必再重新进行基于edca机制执行信道竞争过程。

换言之，在本示例提供的扩展的ndp保护机制中，接收到所述ndpa帧的wi-fi设备可以根据所述ndpa帧中指示的持续时间字段获知ap81将要占用多少时间的信道来进行数据的传送，进而设置自身的nav时间段。

在本示例中，所述步骤s103可以是在执行所述步骤s101所述基于ndp的信道探测过程之初执行的。

较之上述图6和图7所示的方案，本示例的方案未引入额外的信令开销。

在另一个实施例中，参考图9，所述步骤s102可以包括如下步骤：

步骤s1021’，在所述第一时段内监听所述信道；

步骤s1022’，当监听结果为所述信道处于空闲状态时，开始所述下行多用户数据传输。

由此，在基于ndp的信道探测过程中的最后一个vhtcbf包之后的pifs时间间隔，下行多用户数据传输就可能开始。进一步，本实施例的方案能够有效降低下行多用户数据传输过程被碰撞的概率，提高传输成功率。

具体地，较之上述图4至图8所示实施例的方案，本实施例中所使用的预设txop持续时间(图中以ndp的txop持续时间标示)可以未覆盖所述下行多用户数据传输过程，也即，本实施例中的预设txop持续时间在支持ap执行基于ndp的信道探测过程之后，剩余的时间不能支持下行多用户数据传输。因而，在所述基于ndp的信道探测过程结束后，需要在所述第一时段内持续监听所述信道，当所述第一时段内所述信道始终为空闲状态时，确定可以开始所述下行多用户数据传输。

进一步地，所述第一时段可以大于sifs，以符合ieee802.11标准的相关规定。

例如，所述第一时段可以为优先帧间间隔(priorityinterframespace，简称pifs)。

参考图10，首先，ap101采用传统的edca机制竞争信道，当竞争到信道时，ap101与多个sta(如图示的sta102和sta103)开始执行基于ndp的信道探测过程，整个信道探测过程期间的帧间间隔都是sifs，直到整个信道探测过程结束。其中，整个信道探测过程的持续时间为图示ndp的txop持续时间。

进一步地，在信道探测过程的最后一个vhtcbf包结束后，ap101可以等待pifs时间间隔，并在该pifs时间间隔内持续侦测信道，如果所述信道始终是空闲的(idle)，在所述pifs时间间隔结束后，ap101就可以开始下行多用户数据传输。否则，若在pifs时间间隔内探测到信道处于忙状态(busy)，在经过所述pifs时间间隔后，ap101放弃执行下行多用户数据传输，而是重新开始基于传统的edca机制去竞争信道。

换言之，在本示例提供的基于调整ap竞争信道的保护机制中，在与多个sta完成基于ndp的信道探测过程之后，ap不会完全重新启动传统的基于edca机制的信道竞争，而是等待pifs时间间隔。进一步地，如果在pifs时间间隔里，对所述信道的侦测结果为信道一直处于空闲状态，则在所述pifs时间间隔到期后ap可以直接开始下行多用户数据传输。

较之现有方案二，由于在ieee802.11标准协议中，是允许在pifs时间间隔内进行信道侦测的，且ap模式下是允许使用pifs时间间隔的，所以本示例是符合ieee802.11标准协议的。

由上，采用本实施例的方案，提高下行多用户传输的使用几率，并提高下行多用户数据传输的成功率，从而提高下行多用户传输效率，起到提高wi-fi性能的效果。具体而言，根据基于ndp的信道探测过程完成后的第一时段内所述信道的忙闲状态，灵活确定是否能够开始下行多用户数据传输，或者，根据所述预设txop持续时间确定是否能够立即开始下行多用户数据传输，较之现有的下行多用户数据传输方案，本实施例的方案能够使下行多用户数据传输更快发生，防止下行多用户数据传输与基于ndp的信道探测过程的间隔时间太长，而导致基于ndp的信道探测过程获得的信道参数过期失效。

换言之，本实施例的方案允许ap更快的接入到信道，或者，通过提高ap以更高的优先级竞争到信道，从而提高dlmu-mimo的ppdu可以被传输的概率，同时降低信道探测过程所获得的信道参数过期的概率。进一步，本实施例的方案符合ieee802.11标准协议，不会存在于现有基于802.11标准设计的终端设备的兼容性问题。

图11是本发明实施例的一种下行多用户数据传输装置的结构示意图。本领域技术人员理解，本实施例所述下行多用户数据传输装置3可以用于实施上述图4至图10所示实施例中所述的方法技术方案。

具体地，在本实施例中，所述下行多用户数据传输装置3可以包括：信道探测模块31，响应于信道竞争成功，执行基于ndp的信道探测过程；确定模块32，用于根据预设txop持续时间，或者，根据所述信道探测过程结束后的第一时段内所述信道的忙闲状态，确定是否开始所述下行多用户数据传输。

在一个实施例中，所述确定模块32可以包括：确定子模块321，用于当所述预设txop持续时间的剩余时间支持发送下行多用户数据时，确定开始所述下行多用户数据传输。

进一步地，所述下行多用户数据传输装置3还可以包括：指示模块33，用于在信道竞争成功之后，执行基于ndp的信道探测过程之前，通过预设帧指示所述预设txop持续时间，其中，所述预设txop持续时间覆盖基于ndp的信道探测过程和下行多用户数据传输过程。

进一步地，所述预设帧可以选自：rts/cts保护帧、cts-2-self保护帧以及ndpa帧。

在一个实施例中，所述确定模块32还可以包括：监听子模块322，用于在所述第一时段内监听所述信道；传输子模块323，用于当监听结果为所述信道处于空闲状态时，开始所述下行多用户数据传输。

进一步地，所述第一时段可以为pifs。

关于所述下行多用户数据传输装置3的工作原理、工作方式的更多内容，可以参照上述图4至图10中的相关描述，这里不再赘述。

进一步地，本发明实施例还公开一种存储介质，其上存储有计算机指令，所述计算机指令运行时执行上述图4至图10所示实施例中所述的方法技术方案。优选地，所述存储介质可以包括诸如非挥发性(non-volatile)存储器或者非瞬态(non-transitory)存储器等计算机可读存储介质。所述存储介质可以包括rom、ram、磁盘或光盘等。

进一步地，本发明实施例还公开一种终端，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有能够在所述处理器上运行的计算机指令，所述处理器运行所述计算机指令时执行上述图4至图10所示实施例中所述的方法技术方案。优选地，所述终端可以是wi-fi设备，如工作于wi-fivht场景的ap。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。