用来针对速率适应进行动态统计周期调整的方法与设备与流程

本发明是有关于无线通信系统，尤指一种用来针对速率适应(rateadaption，ra)进行动态统计周期(statisticalperiod)调整的方法与设备(apparatus)。

背景技术：

在免费信道诸如wi-fi信道中，不同的通讯系统可同时分享有限的带宽，且可能无法彼此侦测，使得碰撞很容易发生。依据相关技术，传统的无线通信系统中的一个或多个装置可进行速率适应(ra)诸如数据速率切换，这可造成某些问题。举例来说，当封包错误率(packeterrorrate，per)变得太高，传送端(transmit/transmittingside，txside)可降低数据速率，以尝试使接收端(receive/receivingside，rxside)容易接收数据。若per变得太高是肇因在接收端的灵敏度(sensitivity)不足，则降低数据速率是合理的。然而，若per变得太高是肇因在空气中的干扰太大(例如空气中的数据封包被其它信号撞掉)，那么降低数据速率反而会使得封包变长而更容易发生碰撞。尤其，在免费信道诸如wi-fi信道中，碰撞是几乎无法避免的。一旦发生碰撞，在空气中传送的数据封包就很难被接收端成功地接收，这可导致per快速上升、且导致速率适应(ra)机制进一步降低数据速率，使得封包变更长而更容易遭受碰撞，且per又变得更高。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，以在没有副作用或相比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：

本发明的一个目的在于提供一种用来针对速率适应(rateadaption，ra)进行动态统计周期(statisticalperiod)调整的方法与设备，以解决上述问题。

本发明的另一个目的在于提供一种用来针对速率适应进行动态统计周期调整的方法与设备，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。

本发明的至少一个实施例提供一种用来针对速率适应进行动态统计周期调整的方法，其中该方法可应用于(applicableto)无线通信装置。该方法可包括：收集多个数据封包各自的传输结果以进行平行处理，其中该平行处理包括统计周期控制与速率适应控制。例如，该统计周期控制可包括：判断第一循环索引是否达到监控周期门槛，其中该监控周期门槛对应于监控周期；响应于该第一循环索引达到该监控周期门槛，在该监控周期内进行第一传输信息统计；计算传输信息统计结果的变异数(variance)，其中所述传输信息统计结果包括该第一传输信息统计的第一统计结果；以及依据该变异数，选择性地调整统计周期门槛(statisticalperiodthreshold)，以供进行该速率适应控制。另外，该速率适应控制可包括：判断第二循环索引是否达到该统计周期门槛，其中该统计周期门槛对应于统计周期；响应于该第二循环索引达到该统计周期门槛，在该统计周期内进行第二传输信息统计；以及依据该第二传输信息统计的第二统计结果，进行该速率适应。此外，该统计周期控制可动态地调整该速率适应控制的该统计周期，以提升该无线通信装置的传送效率。

本发明的至少一个实施例提供一种用来针对速率适应进行动态统计周期调整的设备，该设备可应用于无线通信装置。该设备可包括位于该无线通信装置中的处理电路。该处理电路可用来控制该无线通信装置的操作，且收集多个数据封包各自的传输结果以进行平行处理，其中该平行处理包括统计周期控制与速率适应控制。例如，该统计周期控制可包括：判断第一循环索引是否达到监控周期门槛，其中该监控周期门槛对应于监控周期；响应于该第一循环索引达到该监控周期门槛，在该监控周期内进行第一传输信息统计；计算传输信息统计结果的变异数，其中所述传输信息统计结果包括该第一传输信息统计的第一统计结果；以及依据该变异数，选择性地调整统计周期门槛，以供进行该速率适应控制。另外，该速率适应控制可包括：判断第二循环索引是否达到该统计周期门槛，其中该统计周期门槛对应于统计周期；响应于该第二循环索引达到该统计周期门槛，在该统计周期内进行第二传输信息统计；以及依据该第二传输信息统计的第二统计结果，进行该速率适应。此外，该统计周期控制可动态地调整该速率适应控制的该统计周期，以提升该无线通信装置的传送效率。

本发明的有益效果之一是，凭借动态地调整统计周期，本发明能针对速率适应进行妥善的控制，以有效地减少在信号干扰的情况下的传送失败发生，尤其，可对应地减少重新传送的机率、以及避免速率适应的错误控制所导致的更高的封包错误率(packeterrorrate，per)，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为依据本发明一个实施例的一种无线通信装置的示意图。

图2示出了图1所示无线通信装置在一个实施例中所涉及的基本服务组(basicserviceset，bss)。

图3为依据本发明一个实施例的一种用来针对速率适应(rateadaption，ra)进行动态统计周期(statisticalperiod)调整的方法的流程图。

图4为依据本发明一个实施例的如图3所示方法的控制方案。

图5为依据本发明另一个实施例的一种无线通信装置的示意图。

符合说明：

100、200、ap_1、sta_1、sta_2、sta_3：无线通信装置

110：只读存储器

112、程序代码

120、220：处理电路

120p：程序模块

122：传输结果收集模块

124：统计周期控制模块

126：速率适应控制模块

130：基频模块

130rx：接收模块

130tx：传送模块

140：射频模块

220s：子电路

222：传输结果收集子电路

224：统计周期控制子电路

226：速率适应控制子电路

s10、s12、s14、s16、s18、s19、s20、s22、s24、s26、s29、s16a、s16b、s16c、s16d、s16e：步骤

具体实施方式

图1为依据本发明一个实施例的一种无线通信装置的示意图。无线通信装置100可包括至少一个内存(例如一个或多个内存)诸如只读存储器110、处理电路120、基频模块130以及射频模块140。举例来说，处理电路120可采用微处理器等方式来实施，以执行多个程序模块120p诸如传输结果收集模块122、统计周期控制模块124、速率适应控制模块126等来控制无线通信装置100的操作，而只读存储器110可储存程序代码112，以供加载至处理电路120成为多个程序模块120p，但本发明不限于此。另外，基频模块130可包括接收模块130rx与传送模块130tx。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在图1所示架构中被加入或修改或移除、和/或某些组件之间的连接方式可予以变化。此外，接收模块130rx与传送模块130tx可分别耦接至无线通信装置100中的接收路径与传送路径，其中该接收路径与该传送路径是分别由射频模块140中的一组组件(例如低噪声放大器(lownoiseamplifier，简称lna)、混波器(mixer，简称mix)、自动增益控制(automaticgaincontrol，简称agc)与模拟数字转换器(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)、低通滤波器(lowpassfilter，简称lpf)、混波器(mixer，简称mix)、功率放大器(poweramplifier，简称pa))所形成，但本发明不限于此。上述至少内存诸如只读存储器110可用来储存信息以供处理电路120使用，处理电路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可进行速率适应(rateadaption，ra)，尤其，可进行符合电机电子工程师学会(instituteofelectricalandelectronicsengineers，简称ieee)802.11规范的相关操作，并且针对速率适应(rateadaption，ra)进行动态统计周期(statisticalperiod)调整。由于无线通信装置100具备妥善且强健的判断机制，所以本发明能避免相关技术问题，诸如错误判断导致的错误操作，尤其，能有效率地减低封包碰撞和其它干扰对于速率适应(ra)的影响，并且确保在干净通道中的传送效率。

依据某些实施例，一种用来针对速率适应进行动态统计周期调整的设备可包括无线通信装置100的至少一部分(例如一部分或全部)。例如，该设备可包括无线通信装置100的控制电路，而该控制电路可包括只读存储器110与处理电路120，尤其，可还包括基频模块130与射频模块140，其中该控制电路可实施成一个或多个集成电路或一个芯片组。又例如，该设备可包括无线通信装置100的整体。

图2示出了图1所示无线通信装置在一个实施例中所涉及的基本服务组(basicserviceset，bss)。如图2所示，该bss可包括无线通信装置{ap_1,sta_1,sta_2,sta_3,…}，其中无线通信装置ap_1可实施成存取点(accesspoint，ap)，而无线通信装置{sta_1,sta_2,sta_3,…}可实施成站(station，sta)。无线通信装置ap_1与{sta_1,sta_2,sta_3,…}可作为无线通信装置100的例子，但本发明不限于此。

图3为依据本发明一个实施例的一种用来针对速率适应(ra)进行动态统计周期调整的方法的流程图。该方法可应用于(applicableto)无线通信装置100，尤其，图1所示架构(例如只读存储器110、处理电路120等)，且可由该设备来执行。例如，针对通过该传送路径从无线通信装置100传送到外部的多个数据封包，无线通信装置100可扮演传送端的角色，而一个或多个其它无线通信装置可扮演接收端的角色。

如图3所示，处理电路120可收集该多个数据封包各自的传输结果，诸如该多个数据封包各自的确认(acknowledgement，ack)封包分别表明的(该多个数据封包的)接收成功或接收失败状态，以进行平行处理，其中这些确认封包可由该接收端诸如该一个或多个其它无线通信装置所产生、且通过该接收路径被无线通信装置100接收，并且可分别表明已传送出去的这些数据封包是否已被该接收端诸如该一个或多个其它无线通信装置成功地接收。该平行处理可包括图3左半部及右半部分别所示的统计周期控制与速率适应控制。传输结果收集模块122可收集这些传输结果(例如成功/失败状态诸如上述接收成功或接收失败状态)，而统计周期控制模块124与速率适应控制模块126可据以进行平行处理，尤其，依据这些传输结果分别进行该统计周期控制与该速率适应控制。另外，在图3所示的工作流程中，某些步骤各自的判断结果(例如“是”与“否”)可表明相关条件是否被满足。依据这些判断结果，处理电路120(例如统计周期控制模块124与速率适应控制模块126)可分别执行对应于后续步骤。此外，处理电路120(例如传输结果收集模块122)可取得、产生、和/或更新传输封包报告(txpacketreport)以记录这些传输结果，以供进行该统计周期控制与该速率适应控制。

在步骤s10中，处理电路120(例如统计周期控制模块124)可判断第一循环索引诸如监控封包数(monitoredpacketcount)cntmonitor_pkt是否达到(例如大于或等于)监控周期门槛(monitoredperiodthreshold)thmonitor_period，其中监控周期门槛thmonitor_period可对应于监控周期，而该第一循环索引诸如监控封包数cntmonitor_pkt可对应于监控时间区间，但本发明不限于此。如果是，进入步骤s12；如果否，进入步骤s19。依据本实施例，步骤s10的判断可采用“cntmonitor_pkt>thmonitor_period？”、“cntmonitor_pkt≥thmonitor_period？”等方式来实施(表示“cntmonitor_pkt>thmonitor_period？”以求简明)，但本发明不限于此。在某些实施例中，步骤s10的判断可采用“cntmonitor_pkt＝＝thmonitor_period？”(检查这两者是否相等)的方式来实施。

在步骤s12中，处理电路120(例如统计周期控制模块124)可在该监控周期内进行第一传输信息统计，尤其，依据该些传输结果计算系列封包错误率(packeterrorrate，简称per)。针对该系列per中的任一per，处理电路120(例如统计周期控制模块124)可将在预定时间区间内的错误封包数(例如未被成功地接收的数据封包的数量，诸如表明接收失败的确认封包所属的数据封包的数量)除以该预定时间区间内已传送出去数据封包的总封包数以产生商值作为这个per，其中该预定时间区间小于该监控周期，但本发明不限于此。

在步骤s14中，处理电路120(例如统计周期控制模块124)可计算传输信息统计结果的变异数(variance)，尤其，计算该系列per的变异数vartxinfo，其中上述传输信息统计结果可包括该第一传输信息统计的第一统计结果，诸如该系列per。

在步骤s16中，依据上述传输信息统计结果的该变异数，诸如变异数vartxinfo，处理电路120(例如统计周期控制模块124)可选择性地调整统计周期门槛(statisticalperiodthreshold)thstatistical_period，尤其，更新统计周期门槛thstatistical_period成为多个候选统计周期门槛的其中一者，以供进行该速率适应控制。

在步骤s18中，处理电路120(例如统计周期控制模块124)可重设该第一循环索引诸如监控封包数cntmonitor_pkt，尤其，将它重设成为默认值诸如零，以供继续进行该统计周期控制，但本发明不限于此。例如，该默认值可予以变化。

在步骤s19中，处理电路120(例如统计周期控制模块124)可累计(accumulate)该第一循环索引诸如监控封包数cntmonitor_pkt，尤其，以预定增量由此来增加该第一循环索引诸如监控封包数cntmonitor_pkt。

在步骤s20中，处理电路120(例如速率适应控制模块126)可判断第二循环索引诸如统计封包数(statisticalpacketcount)cntstatistical_pkt是否达到(例如大于或等于)统计周期门槛thstatistical_period，其中统计周期门槛thstatistical_period可对应于统计周期，而该第二循环索引诸如统计封包数cntstatistical_pkt可对应于统计时间区间，但本发明不限于此。如果是，进入步骤s22；如果否，进入步骤s29。依据本实施例，步骤s20的判断可采用“cntstatistical_pkt>thstatistical_period？”、“cntstatistical_pkt≥thstatistical_period？”等方式来实施(表示“cntstatistical_pkt>thstatistical_period？”以求简明)，但本发明不限于此。在某些实施例中，步骤s10的判断可采用“cntstatistical_pkt＝＝thstatistical_period？”(检查这两者是否相等)的方式来实施。

在步骤s22中，处理电路120(例如速率适应控制模块126)可在该统计周期内进行第二传输信息统计，尤其，依据该些传输结果计算per。处理电路120(例如统计周期控制模块124)可将在该统计周期内的错误封包数(例如未被成功地接收的数据封包的数量，诸如表明接收失败的确认封包所属的数据封包的数量)除以该统计周期内已传送出去数据封包的总封包数以产生商值作为这个per，其中该预定时间区间可等于该统计周期，但本发明不限于此。

在步骤s24中，依据该第二传输信息统计的第二统计结果，处理电路120(例如速率适应控制模块126)可进行上述速率适应，尤其，依据从该速率适应控制所取得的最新的per(诸如步骤s22中刚刚取得的这个per)相对于从该速率适应控制所取得的一个或多个先前的per的改变，选择性地为控制无线通信装置100进行数据速率(datarate)切换，以供调整用来进行封包传送的数据速率，其中该第二传输信息统计的上述第二统计结果可代表该最新的per。例如，当per变高，处理电路120(例如速率适应控制模块126)可减少该数据速率，以使该接收端容易接收数据；以及当per变低，处理电路120(例如速率适应控制模块126)可增加该数据速率，以提升传送效率；但本发明不限于此。

在步骤s26中，处理电路120(例如速率适应控制模块126)可重设该第二循环索引诸如统计封包数cntstatistical_pkt，尤其，将它重设成为默认值诸如零，以供继续进行该速率适应控制，但本发明不限于此。例如，该默认值可予以变化。

在步骤s29中，处理电路120(例如速率适应控制模块126)可累计该第二循环索引诸如统计封包数cntstatistical_pkt，尤其，以预定增量由此来增加该第二循环索引诸如统计封包数cntstatistical_pkt。

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，一个或多个步骤可在图3所示的工作流程中增加、删除或修改。例如，步骤s10～s19的操作以及步骤s20～s29的操作可交替地执行。又例如，步骤s10～s19的操作的至少一部分(例如一部分或全部)以及步骤s20～s29的操作的至少一部分(例如一部分或全部)可同时执行。

另外，处理电路120(例如统计周期控制模块124)可对某一类型的传输信息，诸如per，进行该第一传输信息统计以产生上述第一统计结果，尤其，上述第一统计结果可代表该系列per，其中上述第一统计结果可用来判断是否有封包碰撞的发生，但本发明不限于此。依据某些实施例，处理电路120(例如统计周期控制模块124)可对至少一个类型(例如一个或多个类型)的传输信息进行该第一传输信息统计，以产生上述第一统计结果。上述至少一个类型的传输信息的例子可包括(但不限于)：传输per(txper)诸如该系列per、传输功率(txpower)、传输机会(txopportunity，txop)等。

依据某些实施例，该第一循环索引与该第二循环索引可予以变化。例如：监控封包数cntmonitor_pkt可取代为监控时间timemonitor_pkt，而统计封包数cntstatistical_pkt可取代为统计时间timestatistical_pkt。尤其，监控周期门槛thmonitor_period可表明该监控周期，且可代表第一预定时间长度，而统计周期门槛thstatistical_period可表明该统计周期，且可代表第二预定时间长度。

图4为依据本发明一个实施例的如图3所示方法的控制方案。图3所示步骤s16可包括多个子步骤诸如步骤s16a、s16b、s16c、s16d与s16e，而处理电路120(例如统计周期控制模块124)可判断该变异数诸如变异数vartxinfo是否落入多个预定变异数范围的其中一者，以对应地更新统计周期门槛thstatistical_period，尤其，更新统计周期门槛thstatistical_period成为该多个候选统计周期门槛中的对应的候选统计周期门槛，以供进行该速率适应控制，其中该多个候选统计周期门槛可包括第一候选统计周期门槛periodlv0、第二候选统计周期门槛periodlv1与第三候选统计周期门槛periodlv2，且periodlv0<periodlv1<periodlv2，但本发明不限于此。

在步骤s16a中，处理电路120(例如统计周期控制模块124)可判断变异数vartxinfo是否落入第一预定变异数范围诸如小于第一预定变异数门槛thvar_lv1的范围(表示“vartxinfo<thvar_lv1？”以求简明)。如果是，进入步骤s16b；如果否，进入步骤s16c。

在步骤s16b中，响应于变异数vartxinfo落入该第一预定变异数范围，处理电路120(例如统计周期控制模块124)可将统计周期门槛thstatistical_period设定为第一候选统计周期门槛periodlv0。

在步骤s16c中，处理电路120(例如统计周期控制模块124)可判断变异数vartxinfo是否落入第二预定变异数范围诸如达到(例如大于或等于)该第一预定变异数门槛thvar_lv1且小于第二预定变异数门槛thvar_lv2的范围(表示“thvar_lv1≤vartxinfo<thvar_lv2？”以求简明)。如果是，进入步骤s16d；如果否，亦即变异数vartxinfo落入第三预定变异数范围诸如达到(例如大于或等于)第二预定变异数门槛thvar_lv2的范围，进入步骤s16e。

在步骤s16d中，响应于变异数vartxinfo落入该第二预定变异数范围，处理电路120(例如统计周期控制模块124)可将统计周期门槛thstatistical_period设定为第二候选统计周期门槛periodlv1。

在步骤s16e中，响应于变异数vartxinfo落入该第三预定变异数范围，处理电路120(例如统计周期控制模块124)可将统计周期门槛thstatistical_period设定为第三候选统计周期门槛periodlv2。

依据某些实施例，该多个预定变异数范围(诸如该第一预定变异数范围、该第二预定变异数范围等)可予以变化。例如：该多个预定变异数范围的数量可予以变化，且该多个候选统计周期门槛的数量可对应地变化；和/或该多个预定变异数范围的大小可予以变化，且该多个候选统计周期门槛的大小可对应地变化。

图5为依据本发明另一个实施例的一种无线通信装置200的示意图。相较于图1所示架构，上述处理电路120及运行在其上的程序模块120p诸如传输结果收集模块122、统计周期控制模块124、速率适应控制模块126等可在本实施例中分别被代换为处理电路220及其子电路220s诸如传输结果收集子电路222、统计周期控制子电路224、速率适应控制子电路226等，以供执行该方法的操作。举例来说，处理电路220可采用特殊应用集成电路(application-specificintegratedcircuit,asic)等方式来实施，但本发明不限于此。为了简明起见，在本实施例中类似的内容在此不重复赘述。

依据某些观点，运行在处理电路120上的传输结果收集模块122、统计周期控制模块124以及速率适应控制模块126可使处理电路120分别进行如同传输结果收集子电路222、统计周期控制子电路224以及速率适应控制子电路226的相同操作，且因此可分别视为处理电路120的传输结果收集子电路、统计周期控制子电路以及速率适应控制子电路，但本发明不限于此。

表1展示在某些条件下相对于高传输量(highthroughput,ht)模式调变及编码方案(modulationandcodingscheme,mcs)索引(简称htmcs索引)、空间流(spatialstreams)以及调变及编码(modulationandcoding)的数据速率(datarate)的例子，其中这些条件可包括gi＝800ns、bw＝20mhz等，但本发明不限于此。在需要时，本发明的设备诸如图1与图5分别所示架构可调整针对频带控制的防卫区间(guardinterval)gi、带宽bw等，且可依据对应的对照表诸如表1来执行步骤s24以进行速率适应操作，尤其，在htmcs索引的多个索引候选值之间切换，以依据该对应的对照表从该数据速率的多个候选值选择某一候选值作为该数据速率的最新值。

表1

针对该方法的某些实施细节可进一步说明如下。依据某些实施例，该设备(例如处理电路120、220等)可进行该统计周期控制，以依据该变异数来分辨不同的情况。在per变得太高是造成在接收端的灵敏度不足的第一情况下，当采用相同传输速率(txrate)诸如表1中的某一数据速率且每传送某一数量的封包(例如1000个封包)计算一次per时，该设备可侦测到per会一致性的变差，其中此现象是关于接收端的接收能力，所以各次侦测到的per应该彼此差异不大。在per变得太高是肇因在封包碰撞的第二情况下，当采用相同传输速率诸如表1中的相同数据速率且每传送同一数量的封包(例如1000个封包)计算一次per时，该设备可侦测到per会有不规则且显著的变化，其中此现象是关于随机的碰撞，所以各次侦测到的per应该相当不规则。

由于该变异数诸如变异数vartxinfo可表明各次侦测到的per的分布(诸如彼此差异的大小)，所以该设备(例如处理电路120、220等)可依据该变异数来分辨上列两种情况、且对应地更新(例如动态地调整)统计周期门槛thstatistical_period，以确保该速率适应控制的正确性。例如，在该第二情况下，该设备(例如处理电路120、220等)可将统计周期门槛thstatistical_period调整成较大的数值诸如第三候选统计周期门槛periodlv2，尤其，通过增加统计周期门槛thstatistical_period(例如从每传送1000个封包计算一次per增加成为每传送5000个封包计算一次per)来稀释或减轻封包碰撞对于per的影响，以减低调降传输速率的机率。又例如，在该第一情况下，该设备(例如处理电路120、220等)可将统计周期门槛thstatistical_period调整成较小的数值诸如第一候选统计周期门槛periodlv0，尤其，通过减少统计周期门槛thstatistical_period(例如从每传送1000个封包计算一次per减少成为每传送500个封包计算一次per)来提高上述速率适应的反应速度。为了简明起见，在这些实施例中类似的内容在此不重复赘述。