用来于多站环境中进行空间重用增强的方法与设备与流程

本发明系有关于无线通信系统，尤指一种用来于多站(station，sta)环境中进行空间重用(spatialreuse，sr)增强的方法与设备(apparatus)。

背景技术：

依据相关技术，一传统的无线通信系统中的一个或多个装置可进行空间重用，这可造成某些问题。举例来说，当一第一装置正在传送一第一无线封包时，一第二装置可尝试在空间方面重用(spatiallyreuse)该第一无线封包正在使用的通道资源，尤其，通过传送一第二无线封包，诸如和该第一无线封包同时发生且和该第一无线封包正在使用的信道或子信道重迭的封包。由于相关技术中缺乏妥善且强健的判断机制，故可能发生错误判断导致的错误操作，例如该第二无线封包之传送功率(transmittingpower，txpower)可能过高或过低，使得第一无线封包被干扰或传送出去的封包侦测不到，这可造成多余且不必要的重新传送，而浪费带宽。于是，传统的无线通信系统的整体效能降低。因此，需要一种新颖的方法及相关架构，以在没有副作用或较不可能带来副作用的状况下提升无线通信系统的整体效能。

技术实现要素：

本发明之一目的在于提供一种用来于多站(station，sta)环境中进行空间重用(spatialreuse，sr)增强的方法与设备，以解决上述问题。

本发明之另一目的在于提供一种用来于多站环境中进行空间重用增强的方法与设备，以在没有副作用或较不可能带来副作用的状况下提升无线通信系统的整体效能。

本发明之至少一实施例提供一种用来于多站环境中进行空间重用增强的方法，其中该方法可应用于(applicableto)一无线通信装置。该方法可包含：如果该无线通信装置接收一接收封包(receivingpacket，rxpacket)，检查空间重用限制以进行第一阶段空间重用判断；如果该空间重用限制符合一预定条件，触发一传送模块(transmittingmodule，txmodule)开始进行第二阶段空间重用判断，其中该传送模块位于该无线通信装置中；扫描该传送模块中的至少一竞争队列(contentionqueue)以从该至少一竞争队列取得一候选站的一索引，其中该候选站是选自该多站环境中的多个站；基于该索引从该无线通信装置之一内部数据库取得该候选站的最新信息，以依据该候选站的该最新信息计算专用于该候选站的一阈值(threshold)；以及将对应于该接收封包之一强度指标(strengthindicator)和该阈值进行比较以产生一比较结果，以依据该比较结果控制空间重用争道(srbackoff)的触发。

本发明的至少一实施例提供一种来于多站环境中进行空间重用增强的设备，该设备系可应用于一无线通信装置，该设备可包含：至少一内存，位于该无线通信装置中，用来储存信息以提供该无线通信装置的一内部数据库；以及一媒体访问控制(mediaaccesscontrol，mac)电路，位于该无线通信装置中、且耦接至该至少一内存，用来控制该无线通信装置的操作。例如：如果该无线通信装置接收一接收封包，该媒体访问控制电路检查空间重用限制以进行第一阶段空间重用判断；如果该空间重用限制符合一预定条件，该媒体访问控制电路触发一传送模块开始进行第二阶段空间重用判断，其中该传送模块位于该媒体访问控制电路中；该媒体访问控制电路扫描该传送模块中的至少一竞争队列以从该至少一竞争队列取得一候选站的一索引，其中该候选站是选自该多站环境中的多个站；该媒体访问控制电路基于该索引从该内部数据库取得该候选站的最新信息，以依据该候选站的该最新信息计算专用于该候选站之一阈值；以及该媒体访问控制电路将对应于该接收封包的一强度指标)和该阈值进行比较以产生一比较结果，以依据该比较结果控制空间重用争道的触发。

本发明的好处之一是，通过适当地进行关于该多个站的各自的信息的管理，本发明能针对空间重用进行妥善的控制，以有效地减少信号干扰或传送失败的发生，尤其，可对应地减少重新传送的机率，且可在资源有限的状况下大幅地提升无线通信系统的整体效能。此外，依据本发明的相关实施例来实施并不会增加许多额外的成本。因此，相关技术的问题可被解决。相较于相关技术，本发明能在没有副作用或较不可能带来副作用的状况下达到无线通信系统的优化效能。

附图说明

图1为依据本发明一实施例的一种无线通信装置的示意图。

图2绘示图1所示无线通信装置于一实施例中的所涉及的基本服务组(basicserviceset，bss)与重迭基本服务组(overlappingbasicserviceset，obss)。

图3为依据本发明一实施例的一种用来于多站(station，sta)环境中进行空间重用(spatialreuse，sr)增强的方法的流程图。

图4为依据本发明一实施例的如图3所示方法的一控制方案。

具体实施方式

图1为依据本发明一实施例的一种无线通信装置100的示意图。无线通信装置100可包含至少一内存(例如一个或多个内存)诸如内存110、一媒体访问控制(mediaaccesscontrol，mac)电路120、一基频模块130以及一射频模块140。内存110可包含一内部数据库112，而内部数据库112可包含至少一站信息表(例如一个或多个站信息表)，诸如站信息表114。媒体访问控制电路120可包含一接收模块120rx与一传送模块120tx，其中接收模块120rx可包含一空间重用(spatialreuse，sr)控制电路121以及一个或多个其它电路，而传送模块120tx可包含一竞争(contention)控制电路120c，其可包含一队列候选(queuecandidate)控制电路122、一阈值估测(thresholdestimation)电路124、一空间重用争道(srbackoff，可简称sr争道)控制电路126以及一传送控制电路128。上列组件可如图1所示彼此耦接，但本发明不限于此。例如，一个或多个额外的组件可被加入图1所示架构、及/或某些组件之间的连接方式可予以变化。另外，空间重用控制电路121可耦接至无线通信装置100中之一接收路径，而竞争控制电路120c(例如队列候选控制电路122、阈值估测电路124、sr争道控制电路126与传送控制电路128)可耦接至无线通信装置100中的一传送路径，其中该接收路径与该传送路径分别由射频模块140中的一组组件(例如一低噪声放大器(lownoiseamplifier，简称lna)、一混波器(mixer，简称mix)、一自动增益控制(automaticgaincontrol，简称agc)与一模拟数字转换器(analog-to-digitalconverter，简称adc))与另一组组件(例如数字模拟转换器(digital-to-analogconverter，简称dac)、一低通滤波器(lowpassfilter，简称lpf)、一混波器(mixer，简称mix)、一功率放大器(poweramplifier，简称pa))所形成，但本发明不限于此。上述至少一内存诸如内存110可用来储存信息以供内部数据库112的使用，媒体访问控制电路120可用来控制无线通信装置100的操作，基频模块130可用来进行基频处理，且射频模块140可用来进行射频处理以容许无线通信装置100通过天线接收或传送封包。

基于图1所示架构，无线通信装置100可进行空间重用，尤其，进行符合电机电子工程师学会(instituteofelectricalandelectronicsengineers，简称ieee)802.11ax规范的相关操作，并且建立及更新内部数据库112(例如上述至少一站信息表诸如站信息表114)以拥有在环境中各种无线通信装置当中的至少一部分装置(例如一部分或全部装置)的各自的各种信息，诸如分别对应于多个站sta(1)、sta(2)、…与sta(x)的多个组信息stainfo(1)、stainfo(2)、…与stainfo(x)，以妥善且精确地进行相关判断，其中无线通信装置100可更新该多个组信息stainfo(1)、stainfo(2)、…与stainfo(x)成为该多个站sta(1)、sta(2)、…与sta(x)的各自的最新信息，但本发明不限于此。举例来说，当另一无线通信装置正在传送一第一无线封包时，无线通信装置100可尝试在空间方面重用该第一无线封包正在使用的资源，尤其，通过传送一第二无线封包，诸如和该第一无线封包同时发生且和该第一无线封包正在使用的信道或子信道重迭的封包。由于无线通信装置100具备妥善且强健的判断机制，故本发明能避免相关技术的问题，诸如错误判断导致的错误操作。

依据某些实施例，一种用来于多站(station，sta)环境中进行空间重用(spatialreuse，sr)增强的设备可包含无线通信装置100的至少一部分(例如一部分或全部)。例如，该设备可包含无线通信装置100的一处理电路，而该处理电路可包含内存110与媒体访问控制电路120，尤其，可另包含基频模块130与射频模块140，其中该处理电路可实施成一个或多个集成电路或一芯片组。又例如，该设备可包含无线通信装置100的整体。

图2绘示图1所示无线通信装置100于一实施例中的所涉及的基本服务组(basicserviceset，简称bss)与重迭基本服务组(overlappingbasicserviceset，简称obss)。如图2所示，该bss与该obss可分别包含无线通信装置{ap_1,sta_1,sta_2,sta_3,…}与{o_ap_1,o_sta_1,o_sta_2,o_sta_3,…}，其中无线通信装置ap_1与o_ap_1可实施成存取点(accesspoint，ap)，而无线通信装置{sta_1,sta_2,sta_3,…}与{o_sta_1,o_sta_2,o_sta_3,…}可实施成站(station，sta)。无线通信装置ap_1可作为无线通信装置100的例子，而至少一部分的其它装置(例如一部分或全部的其它装置)诸如无线通信装置{sta_1,sta_2,sta_3,…}与{o_sta_1,o_sta_2,o_sta_3,…}可作为上述至少一部分装置的例子，但本发明不限于此。

图3为依据本发明一实施例的一种用来于多站环境中进行空间重用增强的方法的流程图。该方法系可应用于(applicableto)无线通信装置100，尤其，图1所示架构(例如内存110、媒体访问控制电路120等)，且可由该设备来执行。

于步骤s10中，媒体访问控制电路120(例如空间重用控制电路121)可判断是否无线通信装置100收到一接收封包(receivingpacket，rxpacket)rx_pkt。如果是，进入步骤s12；如果否，进入步骤s10。例如，无线通信装置100可通过该接收路径接收这个接收封包rx_pkt。

于步骤s12中，媒体访问控制电路120(例如空间重用控制电路121)可检查空间重用限制，以进行第一阶段空间重用判断。

于步骤s14中，媒体访问控制电路120(例如空间重用控制电路121)可判断是否该空间重用限制符合一预定条件。如果是，进入步骤s16；如果否，进入步骤s10。例如，该空间重用限制符合该预定条件可包含接收封包rx_pkt属于一预定类型的封包，而检查该空间重用限制的操作可包含检查接收封包rx_pkt是否属于所述预定类型的封包，但本发明不限于此。于某些实施例中，无线通信装置100可属于该bss，且所述预定类型的封包可代表属于该obss的封包，诸如该obss中的某一无线通信装置所发送的一封包，但本发明不限于此。

于步骤s16中，媒体访问控制电路120(例如空间重用控制电路121)可储存接收封包rx_pkt之一接收封包功率级别(powerlevel)rpl，且触发传送模块120tx开始进行第二阶段空间重用判断，尤其，将接收封包功率级别rpl传送至传送模块120tx(例如队列候选控制电路122)以供进一步使用。另外，当传送模块120tx开始进行该第二阶段空间重用判断时，媒体访问控制电路120(例如竞争控制电路120c)可将一循环索引i设定为一初始值诸如0。

于步骤s18中，媒体访问控制电路120(例如队列候选控制电路122)可扫描传送模块120tx中的至少一竞争队列(例如一个或多个竞争队列)，诸如(i_max+1)个队列{queue(0),…,queue(i_max)}中的队列queue(i)，以从该至少一竞争队列诸如队列queue(i)取得一候选站sta(x(i))的一索引staid(x(i))，其中i_max可为正整数，但本发明不限于此。例如，队列候选控制电路122可包含该至少一竞争队列诸如该(i_max+1)个队列{queue(0),…,queue(i_max)}。另外，候选站sta(x(i))可选自该多个站sta(1)、sta(2)、…与sta(x)，且索引staid(x(i))被队列于该至少一竞争队列诸如队列queue(i)中以指出对应于候选站sta(x(i))的一传送封包tx_pkt(x(i))正等待着被传送至候选站sta(x(i))。

于步骤s20中，媒体访问控制电路120(例如阈值估测电路124)可基于索引staid(x(i))从内部数据库112取得候选站sta(x(i))的最新信息stainfo(x(i))，以依据候选站sta(x(i))的最新信息stainfo(x(i))计算专用于候选站sta(x(i))之一阈值(threshold)obss_pd_th(x(i))。举例来说，媒体访问控制电路120(例如阈值估测电路124)可依据索引staid(x(i))查询该至少一站信息表诸如站信息表114，以取得候选站sta(x(i))的最新信息stainfo(x(i))。

于步骤s22中，媒体访问控制电路120(例如竞争控制电路120c)可判断是否i<i_max。如果是，进入步骤s24；如果否，进入步骤s26。

于步骤s24中，媒体访问控制电路120(例如竞争控制电路120c)以一增量诸如1增加循环索引i(于图3中标示“i++”，以求简明)。

于步骤s26中，媒体访问控制电路120(例如阈值估测电路124)可计算对应于接收封包rx_pkt的强度指标(strengthindicator)s_ind，例如：

s_ind＝rpl-obss_pdmin；

其中强度指标s_ind代表将接收封包rx_pkt的接收封包功率级别rpl减去一预定值诸如参数obss_pdmin所得的一差值(rpl-obss_pdmin)。针对参数obss_pdmin的相关细节，请参考ieee802.11ax规范。另外，媒体访问控制电路120(例如竞争控制电路120c)可将一循环索引j设定为一初始值诸如0。

于步骤s28中，媒体访问控制电路120(例如阈值估测电路124)可判断是否s_ind<obss_pd_th(x(j))。如果是，进入步骤s30；如果否，进入步骤s32。

于步骤s30中，媒体访问控制电路120(例如阈值估测电路124)可触发关于传送封包tx_pkt(x(j))的sr争道。于是，sr争道控制电路126可进行关于传送封包tx_pkt(x(j))的该sr争道，尤其，产生一随机数且依据该随机数进行倒数以等待进行空间重用，例如，在直到倒数结束为止没有任何其它无线通信装置进行空间重用的情况下，触发传送控制电路128进行传送控制以将传送封包tx_pkt(x(j))通过该传送路径及对应的天线传送至候选站sta(x(j))。

依据本实施例，媒体访问控制电路120(例如阈值估测电路124)可于步骤s28中将对应于接收封包rx_pkt的强度指标s_ind和阈值obss_pd_th(x(j))进行比较以产生一比较结果(其可指出是否s_ind<obss_pd_th(x(j)))，以依据该比较结果控制关于传送封包tx_pkt(x(j))的该sr争道的触发。

于步骤s32中，媒体访问控制电路120(例如竞争控制电路120c)可判断是否j<j_max。如果是，进入步骤s34；如果否，进入步骤s10。例如，j_max＝i_max。

于步骤s34中，媒体访问控制电路120(例如竞争控制电路120c)以一增量诸如1增加循环索引j(于图3中标示“j++”，以求简明)。

为了更好地理解，该方法可用图3所示的工作流程来说明，但本发明不限于此。依据某些实施例，一个或多个步骤可于图3所示的工作流程中增加、删除或修改。例如，步骤s26中关于强度指标s_ind的计算可被整合至步骤s28中，尤其，于步骤s28中，媒体访问控制电路120(例如阈值估测电路124)可判断是否(rpl-obss_pdmin)<obss_pd_th(x(j))。又例如，步骤s26中关于强度指标s_ind的计算可被整合至步骤s28中，如上所述，且包含步骤s18～s24的循环与包含步骤s28～s34的循环可被整合至同一个循环，其使用同一个循环索引i；并且步骤s28～s30的子流程可被插入于步骤s20与s22之间，且步骤s28～s30中的循环索引j可被取代为循环索引i，其中步骤s28的判断结果“否”指向步骤s22，且步骤s22的判断结果“否”指向步骤s10。为了简明起见，这些实施例与前述实施例相仿的内容在此不重复赘述。

依据某些实施例，传送模块120tx中的竞争控制电路120c可包含一控制逻辑电路，以供控制包含步骤s18～s24的循环、及/或包含步骤s28～s34的循环(例如包含步骤s18～s24的循环与包含步骤s28～s34的循环)，但本发明不限于此。

依据某些实施例，当该另一无线通信装置正在传送该第一无线封包诸如接收封包rx_pkt时，无线通信装置100可尝试进行空间重用，尤其，通过传送该第二无线封包诸如一传送封包tx_pkt(例如步骤s30中所述的传送封包tx_pkt(x(j))。为了防止影响到原本正在传送的接收封包rx_pkt，无线通信装置100(例如媒体访问控制电路120，尤其，其内的传送模块120tx)可妥善地调整传送封包tx_pkt的传送功率(txpower)。例如，媒体访问控制电路120(例如阈值估测电路124)可依据下列方程式计算一对应的阈值obss_pd_threshold(例如步骤s20中所述的阈值obss_pd_th(x(i)))：

obss_pd_threshold＝txpwrref-f((txpwr-power_tolerance-pwr_offset))；

其中txpwrref可代表一默认的硬件定义(hardware-defined)功率参考值，txpwr可代表对应于一预定数据率(datarate)的一传送功率值，power_tolerance可代表一功率容忍范围，pwr_offset可代表对应于该预定资料率的一功率偏移值，而f()可代表一转换函数，以供将功率值转换为一传送封包功率级别，但本发明不限于此。又例如，媒体访问控制电路120不需要将关于功率的某些参数转换为功率级别，且媒体访问控制电路120(例如阈值估测电路124)可依据下列方程式计算对应的阈值obss_pd_threshold：

obss_pd_threshold＝txpwrref-(txpwr-power_tolerance-pwr_offset)；

但本发明不限于此。

此外，依据某些观点，上述对应的阈值obss_pd_threshold可代表：于进行空间重用的期间，容许传送封包tx_pkt的传输功率被调降的最大值(或阈值)。基于本发明的一个或多个实施例来实施的无线通信装置100(例如媒体访问控制电路120，尤其，其内的阈值估测电路124)可针对每一候选站计算专用于该候选站的一阈值，例如针对候选站sta(x(i))计算专用于候选站sta(x(i))之阈值obss_pd_th(x(i))。相较于相关技术，本发明能更有效率地控制sr争道的触发。

依据某些实施例，针对该多个站sta(1)、sta(2)、…与sta(x)中的任一站sta(x)，该多个组信息stainfo(1)、stainfo(2)、…与stainfo(x)中的第x组信息stainfo(x)可包含传送封包tx_pkt(x)的传送功率值txpwr(x)、功率容忍范围power_tolerance(x)、功率偏移值pwr_offset(x)、估测距离est_distance(x)、媒体访问控制地址mac_add(x)等，其中符号“x”可代表区间[1,x]中的整数，但本发明不限于此。为了简明起见，这些实施例与前述实施例相仿的内容在此不重复赘述。

图4为依据本发明一实施例之如图3所示方法的一控制方案。队列候选控制电路122可包含分别对应于一组封包类型vo、vi、be与bk的一组子电路queue_candidate_vo、queue_candidate_vi、queue_candidate_be与queue_candidate_bk，阈值估测电路124可包含分别对应于该组封包类型vo、vi、be与bk的一组子电路obss_pd_threshold_vo、obss_pd_threshold_vi、obss_pd_threshold_be与obss_pd_threshold_bk，且sr争道控制电路126可包含分别对应于该组封包类型vo、vi、be与bk的一组子电路sr_backoff_vo、sr_backoff_vi、sr_backoff_be与sr_backoff_bk，其中该组封包类型vo、vi、be与bk可分别对应于不同等级的优先权，且上列三组子电路中之每一组子电路可具有对应等级的优先权，但本发明不限于此。例如，该组封包类型vo、vi、be与bk可分别代表声音(voice)、视频(video)、最佳效果(besteffect)与背景(background)，且可分别具有最高优先权、第二高优先权、第三高优先权与最低优先权。

依据本实施例，队列候选控制电路122可包含四个队列queue(0)、queue(1)、queue(2)与queue(3)(例如i_max＝3)，其可分别队列着索引{staid(1),…}、{staid(5),…}、{staid(3),…}与{staid(4),…}。在包含步骤s18～s24的循环执行完毕后，媒体访问控制电路120(例如队列候选控制电路122)可取得索引staid(1)、staid(5)、staid(3)与staid(4)，且媒体访问控制电路120(例如阈值估测电路124)可基于这些索引取得其各自的最新信息且据以计算阈值obss_pd_th(1)、obss_pd_th(5)、obss_pd_th(3)与obss_pd_th(4)，其中x(0)＝1，x(1)＝5，x(2)＝3，且x(3)＝4。为了便于理解，假设obss_pd_th(1)＝8，obss_pd_th(5)＝3，obss_pd_th(3)＝10，obss_pd_th(4)＝9，且s_ind＝5，其中这些参数的数值的例子可指出其各自的功率级别，但本发明不限于此。在包含步骤s28～s34的循环执行完毕后，媒体访问控制电路120(例如阈值估测电路124)已触发关于传送封包tx_pkt(1)、tx_pkt(3)与tx_pkt(4)之sr争道、但没有触发关于传送封包tx_pkt(5)，使sr争道控制电路126中的该组子电路sr_backoff_vo、sr_backoff_vi、sr_backoff_be与sr_backoff_bk分别具有对应的sr争道启用/停用状态。例如，子电路sr_backoff_vo、sr_backoff_be与sr_backoff_bk均具有sr争道启用状态sr_bkf_en，且子电路sr_backoff_vi具有sr争道停用状态sr_bkf_stop。为了简明起见，本实施例与前述实施例相仿的内容在此不重复赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明之涵盖范围。

【符号说明】

100、ap_1、sta_1、sta_2、

sta_3…、o_ap_1、o_sta_1、

o_sta_2、o_sta_3…无线通信装置

110内存

112内部数据库

114站信息表

120媒体访问控制电路

120c竞争控制电路

120rx接收模块

120tx传送模块

121空间重用控制电路

122队列候选控制电路

124阈值估测电路

126sr争道控制电路

128传送控制电路

130基频模块

140射频模块

staid(1)、staid(2)、…staid(x)索引

stainfo(1)、stainfo(2)、…

stainfo(x)信息

s10、s12、s14、s16、s18、

s20、s22、s24、s26、s28、

s30、s32、s34步骤

queue_candidate_vo、

queue_candidate_vi、

queue_candidate_be、

queue_candidate_bk、

obss_pd_threshold_vo、

obss_pd_threshold_vi、

obss_pd_threshold_be、

obss_pd_threshold_bk、

sr_backoff_vo、

sr_backoff_vi、

sr_backoff_be、

sr_backoff_bk子电路

queue(0)、queue(1)、

queue(2)、queue(3)队列

staid(3)、staid(4)、staid(5)索引

obss_pd_th(1)、…

obss_pd_th(3)、

obss_pd_th(4)、

obss_pd_th(5)…阈值

sr_bkf_ensr争道启用状态

sr_bkf_stopsr争道停用状态。