本发明属于同频全双工技术领域，公开了一种OFDMA跨载波同频全双工配对方法及系统，OFDMA跨载波同频全双工配对方法包括以下步骤：AP首先在低频进行配对学习，然后在高频进行AP全双工配对，实现跨载波配对机制；AP在高频实现全双工的OFDMA配对，同时实现数据和ACK的异频全双工机制。本发明将时间分为学习阶段和配对阶段周期交替。本发明提供的一种OFDMA跨载波同频全双工配对方法，能够使得大的带宽得到利用，合理的利用频谱空洞，避免频谱的闲置问题，实现数据和ACK的全双工。
1.一种OFDMA跨载波同频全双工配对方法，其特征在于，所述OFDMA跨载波同频全双工配对方法包括以下步骤：步骤一，AP在低频进行配对学习，再在高频进行全双工配对，实现跨载波配对机制；
(1)将时间分为学习阶段和配对阶段周期交替；在初始学习阶段，AP刚开机，STA在2.4G与AP进行通信，当STA1发送上行数据的时候，其他STA测量STA1上行数据的RSSI，根据设定好的阈值T，对于RSSI>T的测量结果记录下接收到干扰帧的MAC地址；
(2)采用action帧或者数据帧进行测量结果上报；
(3)AP依次发送action帧通知STA上报测量结果，测量结果以action帧格式上报，AP根据STA发送数据的RSSI决定是否通知STA切换到6G进行配对；
步骤二，AP在高频进行全双工的OFDMA配对，同时进行数据和ACK的异频全双工机制；
(1)AP在配对阶段根据配对情况维护一个配对矩阵N，矩阵内元素初始化为1，Nij＝1表示STAi上行和STAj下行配对成功，当Mij和Mji不为1且Nij不为0的时候就可以将STAi上行和STAj下行配对；
(2)AP在6G频段发送下行OFDMA数据给多个STA，将频带分为多个RU，分配给不同的STA；
(3)AP根据干扰矩阵M和配对矩阵N选择配对STA，在6G通过发送trigger帧调度配对的STA占用同样的RU进行上行数据传输，若无配对的STA则单独占用RU进行数据传输；
(4)AP和STA的ACK通过预留RU进行异频全双工发送；
2.如权利要求1所述OFDMA跨载波同频全双工配对方法，其特征在于，所述AP通过action帧依次调度STA通过action帧上报干扰测量结果；
当AP接收到所有STA反馈的action帧后，AP根据每个STA上报的结果维护干扰矩阵M，矩阵内元素初始化为1，Mij＝1表示STAi的上行数据对STAj存在的干扰；
AP根据STA上报的action帧里面的MAC地址判断干扰属于哪个STA并将矩阵对应元素置
1，然后筛选出上行数据没有干扰的STA，将矩阵对应元素置0。
3.如权利要求1所述OFDMA跨载波同频全双工配对方法，其特征在于，所述配对阶段下行链路包括：HE-SIG-A字段携带解释HE PPDU所必需的信息，HE-SIG-B字段包涵分配信息；HE-SIG-B分为公共字段与用户特殊字段，通过在公共字段中RU分配子字段与特殊字段的位置提供OFDMA和DL-MIMO资源分配信息允许各个STA使用相应的资源；公共字段中有8XN位的RU allocation子字段，通过该字段不同的值将信道划分为不同的RU，同时字段按顺序与之相对应确定不同STA获得的不同的RU。
4.如权利要求3所述OFDMA跨载波同频全双工配对方法，其特征在于，所述配对阶段下行链路还包括：AP在6G频段发送下行OFDMA数据，通过HE-SIG-B字段分配RU给不同的STA，并且预留一部分RU作为STA的ACK回复通道；STA的ACK在下一组配对的时候进行传输。
5.如权利要求1所述OFDMA跨载波同频全双工配对方法，其特征在于，所述配对阶段上行链路包括：AP在6G频段发送trigger帧调度相应的配对STA进行上行数据传输，通过trigger帧分配相应的RU给STA，并且预留一部分RU作为AP的ACK回复通道；AP在给下一组发送下行数据的同时在预留信道回复MU-BA给STA；
在配对阶段，当AP根据配对用户STAi下行ACK和STAj下行数据的接收情况，判断是哪个STA的上行数据干扰过大；若STAj下行数据接收出错，则表明STAi的上行数据干扰过大，则需要降低STAi的发射功率；若STAi的ACK接收出错，则需要降低STAj的ACK发射功率；
对于上行数据功率控制，AP通过trigger帧调度的时候指示功率；通过Target RSSI字段来控制STA的发射功率；若降低功率后再次配对发送仍然失败，则将配对矩阵N对应元素置0。
6.一种如权利要求1～5任意一项所述OFDMA跨载波同频全双工配对方法的OFDMA跨载波同频全双工配对AP终端。
7.一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求1-5任意一项所述的OFDMA跨载波同频全双工配对方法。
一种OFDMA跨载波同频全双工配对方法、终端及存储介质
技术领域
[0001] 本发明属于同频全双工技术领域，尤其涉及一种OFDMA跨载波同频全双工配对方法及应用。
背景技术
[0002] 目前，最接近的现有技术：同频全双工技术使得无线设备能够同时使用同一频段收、发无线信号，使得频谱利用率提高了一倍，通过信道估计进行波束成形来配对用户全双工不仅实现复杂而且浪费时频资源，6G频段带宽大，各种不同带宽设备共存，STA测量干扰比较复杂，而2.4G干扰测量简单，且帧出错和丢失概率更低，所以在初始阶段2.4G进行全双工配对学习，在6G实现AP端的全双工配对。
[0003] 下一代WIFI标准提出了更高的频段(6G)和更大的带宽(320M)。事实上这么大的带宽很难全部得到利用，这样就造成了频谱的闲置，是一种极大的浪费。所以考虑在6G频段，合理的利用这些频谱空洞，实现数据和ACK的全双工。
[0004] 综上所述，现有技术存在的问题是：现有技术对大的带宽很难全部得到利用，易造成频谱的闲置，是一种极大的浪费。造成频谱数据利用效率低。
[0005] 解决上述技术问题的难度：WIFI标准完善且复杂，提出新技术方法的同时对现有技术需兼容；AP的跨载波学习与配对过程和新action帧以及相应字段的设计；
[0006] 解决上述技术问题的意义：频谱资源是移动通信发展的核心资源，下一代 WIFI标准提出了更高的频段(6G)和更大的带宽(320M)，新技术方法的提出可以更加合理地利用频谱资源，提高频谱效率，提高吞吐量，顺应下一代WIFI 的需求。
发明内容
[0007] 针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种OFDMA跨载波同频全双工配对方法及应用。
[0008] 本发明是这样实现的，一种OFDMA跨载波同频全双工配对方法，所述 OFDMA跨载波同频全双工配对方法包括以下步骤：
[0009] 步骤一，AP首先在低频进行配对学习，然后在高频进行AP全双工配对，实现跨载波配对机制。
[0010] 步骤二，AP在高频实现全双工的OFDMA配对，同时实现数据和ACK的异频全双工机制。
[0011] 进一步，步骤一中，所述学习阶段具体包括：
[0012] 首先将时间分为学习阶段和配对阶段周期交替。
[0013] (1)在初始学习阶段，AP刚开机，STA在2.4G与AP进行通信，当STA1发送上行数据的时候，其他STA测量STA1上行数据的RSSI，根据设定好的阈值T，对于RSSI>T的测量结果记录下接收到干扰帧的MAC地址(阈值的设定可以略高于一般干扰水平，因为6G干扰衰减会更快)。
[0014] (2)测量结果上报可以定义一个新的action帧或者自定义数据帧，这里采用action帧。
[0015] (3)最后AP会依次发送action帧通知STA上报测量结果，测量结果以action 帧格式上报，AP会根据STA发送数据的RSSI来决定是否通知STA切换到6G进行配对。
[0016] 进一步，所述AP通过action帧依次调度STA通过action帧上报干扰测量结果。
[0017] 当AP接收到所有STA反馈的action帧后，AP根据每个STA上报的结果维护干扰矩阵M，矩阵内元素初始化为1，Mij＝1表示STAi的上行数据对STAj的存在干扰。
[0018] AP根据STA上报的action帧里面的MAC地址判断干扰属于哪个STA并将矩阵对应元素置1，然后筛选出上行数据没有干扰的STA，将矩阵对应元素置0。
[0019] 进一步，步骤二中，所述配对过程具体包括：
[0020] (1)AP在配对阶段根据配对情况维护一个配对矩阵N，矩阵内元素初始化为1，Nij＝1表示STAi上行和STAj下行配对成功，当Mij和Mji不为1且Nij不为0的时候就可以将STAi上行和STAj下行配对。
[0021] (2)AP在6G频段发送下行OFDMA数据给多个STA，将频带分为多个RU，分配给不同的STA。
[0022] (3)AP根据干扰矩阵M和配对矩阵N选择配对STA，在6G通过发送trigger 帧调度配对的STA占用同样的RU进行上行数据传输，若无配对的STA则单独占用RU进行数据传输。
[0023] (4)AP和STA的ACK通过预留RU来进行异频全双工发送。
[0024] (5)配对失败的STA通过功率控制尝试二次配对。
[0025] 进一步，所述配对阶段下行链路包括：
[0026] HE-SIG-A字段携带解释HE PPDU所必需的信息，HE-SIG-B字段包涵了用户的分配信息。HE-SIG-B分为公共字段与用户特殊字段，通过在公共字段中RU分配子字段与用户特殊字段的位置提供OFDMA和DL-MIMO资源分配信息允许各个STA使用相应的资源。公共字段中有8XN位的RU allocation子字段，通过该字段不同的值将信道划分为不同的RU，同时用户字段按顺序与之相对应就确定了不同STA获得的不同的RU。
[0027] 进一步，所述配对阶段下行链路还包括：
[0028] AP在6G频段发送下行OFDMA数据，通过HE-SIG-B字段分配RU给不同的 STA，并且预留一部分RU作为STA的ACK回复通道。STA的ACK在下一组用户配对的时候进行传输。
[0029] 进一步，所述配对阶段上行链路包括：
[0030] AP在6G频段发送trigger帧调度相应的配对STA进行上行数据传输，通过 trigger帧分配相应的RU给STA，并且预留一部分RU作为AP的ACK回复通道。AP 在给下一组用户发送下行数据的同时在预留信道回复MU-BA给STA。
[0031] 在配对阶段，当AP根据配对用户STAi下行ACK和STAj下行数据的接收情况，判断是哪个STA的上行数据干扰过大。若STAj下行数据接收出错，则表明 STAi的上行数据干扰过大，则需要降低STAi的发射功率；若STAi的ACK接收出错，则需要降低STAj的ACK发射功率。
[0032] 对于上行数据功率控制，AP通过trigger帧调度的时候指示功率。
[0033] 通过Target RSSI字段来控制STA的发射功率。
[0034] 若降低功率后再次配对发送仍然失败，则将配对矩阵N对应元素置0。
[0035] 本发明的另一目的在于提供一种所述OFDMA跨载波同频全双工配对方法的OFDMA跨载波同频全双工配对AP终端。
[0036] 本发明的另一目的在于提供一种存储在计算机可读介质上的计算机程序产品，包括计算机可读程序，供于电子装置上执行时，提供用户输入接口以实施所述的OFDMA跨载波同频全双工配对方法。
[0037] 本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行所述的OFDMA跨载波同频全双工配对方法。
[0038] 综上所述，本发明的优点及积极效果为：本发明提供的一种OFDMA跨载波同频全双工配对方法，能够使得大的带宽得到利用，合理的利用频谱空洞，避免频谱的闲置问题，实现数据和ACK的全双工。
[0039] 相比于现有技术，本发明的提出可以更加合理地利用频谱资源，提高频谱效率，提高吞吐量，顺应下一代WIFI的需求。
附图说明
[0040] 图1是本发明实施例提供的OFDMA跨载波同频全双工配对方法流程图。
[0041] 图2是本发明实施例提供的RSSI的测量过程示意图。
[0042] 图3是本发明实施例提供的4G学习配对阶段示意图。
[0043] 图4是本发明实施例提供的4G干扰上报过程示意图。
[0044] 图5是本发明实施例提供的Action帧格式示意图。
[0045] 图6是本发明实施例提供的新的Action帧格式示意图。
[0046] 图7是本发明实施例提供的RSSI上报过程示意图。
[0047] 图8是本发明实施例提供的干扰矩阵M示意图。
[0048] 图9是本发明实施例提供的OFDMA技术模型示意图。
[0049] 图10是本发明实施例提供的配对阶段时序图例。
[0050] 图11是本发明实施例提供的HE-SIG字段示意图。
[0051] 图12是本发明实施例提供的配对阶段下行链路传输时序图例。
[0052] 图13是本发明实施例提供的配对阶段上行链路传输时序图。
[0053] 图14是本发明实施例提供的Trigger帧格式示意图。
[0054] 图15是本发明实施例提供的User Info字段格式示意图。
具体实施方式
[0055] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0056] 现有技术对大的带宽很难全部得到利用，易造成频谱的闲置，是一种极大的浪费。
[0057] 针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种OFDMA跨载波同频全双工配对方法及系统，下面结合附图对本发明作详细的描述。
[0058] 如图1所示，本发明实施例提供的一种OFDMA跨载波同频全双工配对方法包括以下步骤：
[0059] S101：AP首先在低频进行配对学习，然后在高频进行AP全双工配对，实现跨载波配对机制。
[0060] S102：AP在高频实现全双工的OFDMA配对，同时实现数据和ACK的异频全双工机制。
[0061] 下面结合实施例对本发明作进一步描述。
[0062] 1、学习阶段
[0063] 首先将时间分为学习阶段和配对阶段周期交替。
[0064] 在初始学习阶段，AP刚开机，STA在2.4G与AP进行通信，当STA1发送上行数据的时候，其他STA测量STA1上行数据的RSSI，根据设定好的阈值T，对于 RSSI>T的测量结果记录下接收到干扰帧的MAC地址(阈值的设定可以略高于一般干扰水平，因为6G干扰衰减会更快)。RSSI的测量过程如图2所示。
[0065] 测量结果上报可以定义一个新的action帧或者自定义数据帧，这里采用action 帧。4G学习配对阶段如图3所示。
[0066] 最后AP会依次发送action帧通知STA上报测量结果，测量结果以action帧格式上报，AP会根据STA发送数据的RSSI来决定是否通知STA切换到6G进行配对。 4G干扰上报过程如图4所示。
[0067] AP通过action帧依次调度STA通过action帧上报干扰测量结果。Action帧的格式如图5所示。
[0068] 其中category字段32-126之间为保留字段，选取32定义一个新的action帧作为干扰测量上报帧，其中STA上报的action帧包含在学习阶段检测到的干扰帧的 MAC地址，新的action帧格式如图6所示，RSSI上报过程如图7所示。
[0069] 当AP接收到所有STA反馈的action帧后，AP根据每个STA上报的结果维护干扰矩阵M，矩阵内元素初始化为1，Mij＝1表示STAi的上行数据对STAj的存在干扰。
[0070] AP根据STA上报的action帧里面的MAC地址判断干扰属于哪个STA并将矩阵对应元素置1，然后筛选出上行数据没有干扰的STA，将矩阵对应元素置0。干扰矩阵M如图8所示。
[0071] 5.2.2配对过程
[0072] AP在配对阶段根据配对情况维护一个配对矩阵N，矩阵内元素初始化为1， Nij＝1表示STAi上行和STAj下行配对成功，当Mij和Mji不为1且Nij不为0的时候就可以将STAi上行和STAj下行配对。
[0073] AP在6G频段发送下行OFDMA数据给多个STA，将频带分为多个RU，分配给不同的STA。
[0074] AP根据干扰矩阵M和配对矩阵N选择配对STA，在6G通过发送trigger帧调度配对的STA占用同样的RU进行上行数据传输，若无配对的STA则单独占用RU进行数据传输。
[0075] AP和STA的ACK通过预留RU来进行异频全双工发送。
[0076] 配对失败的STA通过功率控制尝试二次配对。OFDMA技术模型如图9所示，配对阶段时序图例如图10所示。
[0077] 配对阶段下行链路：
[0078] HE-SIG-A字段携带解释HE PPDU所必需的信息，HE-SIG-B字段包涵了用户的分配信息。HE-SIG-B分为公共字段与用户特殊字段，通过在公共字段中RU分配子字段与用户特殊字段的位置提供OFDMA和DL-MIMO资源分配信息允许各个STA使用相应的资源。公共字段中有8XN位的RU allocation子字段，通过该字段不同的值将信道划分为不同的RU，同时用户字段按顺序与之相对应就确定了不同STA获得的不同的RU。HE-SIG字段如图11所示。
[0079] 配对阶段下行链路：
[0080] AP在6G频段发送下行OFDMA数据，通过HE-SIG-B字段分配RU给不同的 STA，并且预留一部分RU作为STA的ACK回复通道。STA的ACK在下一组用户配对的时候进行传输。配对阶段下行链路传输时序图例如图12所示。
[0081] 配对阶段上行链路：
[0082] AP在6G频段发送trigger帧调度相应的配对STA进行上行数据传输，通过 trigger帧分配相应的RU给STA，并且预留一部分RU作为AP的ACK回复通道。AP 在给下一组用户发送下行数据的同时在预留信道回复MU-BA给STA。配对阶段上行链路传输时序图如图13所示。
[0083] 在配对阶段，当AP根据配对用户STAi下行ACK和STAj下行数据的接收情况，判断是哪个STA的上行数据干扰过大。若STAj下行数据接收出错，则表明STAi的上行数据干扰过大，则需要降低STAi的发射功率；若STAi的ACK接收出错，则需要降低STAj的ACK发射功率。
[0084] 对于上行数据功率控制，AP通过trigger帧调度的时候指示功率，trigger帧格式如图14所示，其中User Info字段格式如图15所示。
[0085] 通过Target RSSI字段来控制STA的发射功率。
[0086] 若降低功率后再次配对发送仍然失败，则将配对矩阵N对应元素置0。
[0087] 在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用全部或部分地以计算机程序产品的形式实现，所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载或执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL)或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输)。所述计算机可读取存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘Solid State Disk(SSD))等。
[0088] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
