CN106851850A - 用于无线区域网络中多接取点的合作传输系统及其方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于无线区域网络中多接取点的合作传输系统及其方法，包括：多个接取点、分群控制器以及至少一个丛集控制器。该多个接取点用于分别服务其服务范围内的至少一使用者的设备，该分群控制器用于依据该多个接取点的位置及该服务范围以分群该多个接取点，以将该多个接取点分群成多个丛集，该至少一个丛集控制器用于控制其所管辖的丛集内所有接取点之间的合作式同步下行传输，且丛集之间在交集时，是采用干扰抑制机制，透过交换使用者通道资讯，以消除位于不同丛集交集区的使用者的设备所产生的干扰。本发明透过合作式通讯技术以及干扰抑制机制，将可避免无线区域网络中多个接取点之间因重迭基本服务区所产生的干扰。

Description

用于无线区域网络中多接取点的合作传输系统及其方法
技术领域
本发明涉及一种无线通讯技术中合作式传输机制，尤指一种用于无线区域网络中多接取点的合作传输系统及其方法。
背景技术
近年来，随着无线通讯技术的发展，都市内利用无线接取点(access point；AP)来架构Wi-Fi基本服务区(basic service set；BSS)已越来越常见。不管是公共建筑物内或是一般道路上，透过大量设置Wi-Fi无线接取点，减少各Wi-Fi基本服务区之间未涵盖范围的出现，借此提供使用者使用便利性，也就是说，可随时使用Wi-Fi服务。
为了提供使用者方便且高速的无线上网服务，布建Wi-Fi无线接取点已成为趋势，密集式的布建无线接取点能有效地减缓无线信号能量的路径衰减(path loss)，进而提升无线接取点所建构的基本服务区内使用者的接收信号的讯噪比(SNR)，同时也可服务更多人，然而，密集式的无线接取点布署可能产生许多的重迭基本服务区(overlapping BSS；OBSS)，而导致接取点彼此之间的频宽竞争以及通道干扰，此将导致无线网络系统效能下降，造成整体系统效能不彰。有鉴于此，IEEE 802.11ac标准制定了新的多使用者多输入多输出(multi-user multiple input multiple output；MU-MIMO)传输技术，但其应用环境仅考量于单一基本服务区，无法有效的解决因重迭的基本服务区所造成的问题。
因此，对于众多邻近无线接取点间通道竞争与干扰等情况，如何找出一种Wi-Fi无线区域网络中多个接取点之间的合作传输机制，借此解决重迭基本服务区内接取点之间频谱资源竞争与信号干扰的问题，实已成此领域技术人员目前亟欲解决的课题。
发明内容
鉴于上述现有技术的缺点，本发明的目的是提出一种多接取点之间的合作传输机制，即于在无线接取点(AP)林立的环境中，采用两种合作式通讯技术，借此解决重迭基本服务区(OBSS)所产生的严重通道竞争以及下行(downlink)传输的信号干扰问题。
本发明的另一目的是针对上述避免重迭基本服务区间的干扰问题，提出多种收集使用者通道资讯的方法，以提供不同设备架构下接取点收集使用者通道资讯的应用。
为达成前述目的及其他目的，本发明提出一种用于无线区域网络中多接取点的合作传输系统，包括：多个接取点、分群控制器以及至少一个丛集控制器。该多个接取点用于分别服务其服务范围内的至少一使用者的设备，该分群控制器用于依据该多个接取点的位置及该服务范围以分群该多个接取点，以将该多个接取点分群成多个丛集，该至少一个丛集控制器用于控制其所管辖的丛集内所有接取点之间的合作式同步下行传输，其中，各丛集控制器采用合作式多天线多使用者技术，透过该丛集内的使用者的设备选取、探听程序执行、通道资讯收集以及预编码矩阵计算，以执行各该丛集内多个使用者的设备的同步下行资料传输，其中，至少两个该丛集之间在交集时，是采用干扰抑制机制，透过交换使用者通道资讯，以消除位于不同丛集交集区的使用者的设备所产生的干扰。
于一实施例中，各接取点以竞争通道方式决定执行通道量测程序的顺序以得到该使用者通道资讯。
于另一实施例中，每一丛集依序执行探听程序，且位于该不同丛集交集区的使用者的设备参与多个丛集的探听程序，以得到该使用者通道资讯。
于又一实施例中，数个丛集内的接取点形成一群播群组，以使各使用者的设备一次估计并回复所有通道资讯，以得到该使用者通道资讯。
本发明还提出一种用于无线区域网络中多接取点的合作传输方法，包括：分群多个接取点成为多个丛集，其中，各接取点分别服务 其服务范围内的至少一使用者的设备；各该丛集透过合作式多天线多使用者技术以执行各该丛集内多个使用者的设备的同步下行资料传输；各该丛集交换彼此的使用者通道资讯，该使用者通道资讯包括位于不同丛集交集区的使用者的设备的使用者通道资讯；以及各该丛集透过干扰抑制机制，消除位于该不同丛集交集区的使用者的设备所产生的干扰。
相比于背景技术，本发明所提出的用于无线区域网络中多接取点的合作传输系统及其方法，在整体集中控管架构中，透过分群控制器将管辖的接取点作适当的分群，针对每一个丛集将会存在一个各自的丛集控制器，其中，在同一个丛集内的接取点，采用合作式多天线多使用者技术，借此将通道资讯以及使用者传输资料进行交换，进而形成一虚拟的多使用者多输入输出(MU-MIMO)下行传输系统，另外，对于丛集之间的干扰(inter-clusterinterference)，则透过通道资讯的交换，利用干扰抑制机制以抑制上述干扰的情况。因此，本发明的用于无线区域网络中多接取点的合作传输系统及其方法，提供WiFi无线区域网络下多个接取点之间的合作传输机制，特别是，对于该些接取点有重迭基本服务区产生者，可有效解决重迭基本服务区内接取点之间的频谱资源竞争与信号干扰等问题。
附图说明
图1说明本发明的用于无线区域网络中多接取点的合作传输系统的系统架构图；
图2A和2B说明本发明以图1为例采用IEEE 802.11ac多使用者多输入输出技术的探听程序封包交换时序图和资料传输时序图；
图3A和3B说明本发明以图1为例采用多使用者多输入输出技术以及使用第一种探听程序方法的干扰抑制机制的封包交换时序图；
图4说明本发明以图1为例采用多使用者多输入输出技术以及使用第二种探听程序方法的干扰抑制机制的封包交换时序图；
图5说明本发明的第二种探听程序方法下封包格式及传送端MAC位址设定；
图6说明本发明以图1为例采用多使用者多输入输出技术以及使 用第二种探听程序方法的干扰抑制机制的封包交换时序图；
图7说明本发明的用于无线区域网络中多接取点的合作传输系统不使用RTS/CTS机制的资料传输时序图；
图8说明本发明的用于无线区域网络中多接取点的合作传输系统使用第一种RTS/CTS机制的资料传输时序图；
图9说明本发明的用于无线区域网络中多接取点的合作传输系统使用第二种RTS/CTS机制的资料传输时序图；
图10说明本发明不使用和使用RTS/CTS机制的网络吞吐量效能的比较图；以及
图11说明本发明的用于无线区域网络中多接取点的合作传输方法的步骤图。
符号说明:
1 用于无线区域网络中多接取点的合作传输系统
11 接取点
12 分群控制器
13 丛集控制器
31 时序
S100～S103 步骤。
具体实施方式
以下借由特定的实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他特点与功效。本发明也可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用。
参阅图1，其说明本发明的用于无线区域网络中多接取点的合作传输系统的系统架构图。如图所示，此为使用无线接取点(AP)以架构基本服务区(BSS)的范例，于此范例中，共有四个接取点(分别为AP1、AP2、AP3、及AP4)，每个接取点有各自服务范围和服务的使用者，每一个接取点皆有两根天线，其中，接取点AP1可使用多使用者多输入输出(MU-MIMO)技术传送资料给使用者1的设备和使用者2的设备，同理，接取点AP2、接取点AP3以及接取点AP4也可以MU-MIMO技术分别传送资料给使用者3的设备和使用者4的设备、使用者5的设备和使用者6的设备及使用者7的设备和使用者8的设备。假设每位使 用者的设备均仅有一支天线，于IEEE 802.11ac标准下，会每一个接取点的服务区制定MU-MIMO传送机制，也就是说，在图1中的四个接取点之间，是以竞争通道方式决定执行通道量测程序(即探听程序)的顺序。
请同时参考图2A和2B，其说明本发明以图1为例采用IEEE802.11ac多使用者多输入输出技术的探听程序封包交换时序图和资料传输时序图。在完美通道竞争(即不会有碰撞情形发生)以及完美同步的情况下，假设接取点AP1取得通道使用权而得以进行探听程序，由于接取点AP4与接取点AP1不会互相干扰，故接取点AP4可同步进行探听程序。依据标准所制定的程序，接取点AP1和接取点AP4依序送出NDP预告(NDP(null data packet)announcement)以及NDP，第一个接收设备(假设分别是使用者1的设备和使用者7的设备)在收到NDP后间隔SIFS(Short IFS；短讯框间隔)时间，回复量测到的通道状况(即图2A中的compressed beamforming)，接取点AP1和接取点AP4再送出Report poll后，由第二个接收设备(分别是使用者2的设备和使用者8的设备)回复量测到的通道状况(compressedbeamforming)。
由于接取点AP2和接取点AP3两者服务的使用者的设备互相干扰，因而接取点AP2与接取点AP3的探听程序必须错开进行。在假设不会有碰撞发生的情况下，整个探听程序如图2A所示，共计使用了四个NDP预告(NDP announcement)与NDP封包来完成探听程序。在探听程序执行完成后，四个接取点仍透过通道竞争方式进行资料传输。因此，最佳资料传输情形为接取点AP1与接取点AP4同时传送资料，基于接取点AP2与接取点AP3会互相干扰，故依序是接取点AP2与接取点AP3的资料传送(如图2B所示)。
由上可知，尽管IEEE 802.11ac标准制定了多使用者多输入输出(MU-MIMO)传输技术，但其应用环境仅考量单一基本服务区。当密集布建基本服务区时，会产生许多重迭基本服务区(OBSS)，进而造成接取点之间竞争通道以及通道干扰等情况，使系统效能不彰，故IEEE802.11ac标准是无法有效地解决因重迭基本服务区所造成的问题。
在遵循802.11ac标准下，为了减少重迭基本服务区的竞争以及干 扰问题，本发明提出一种应用于无线区域网络范畴，在下行通道中多接取点执行合作式传输的方法。若在众多无线接取点的网络中，若接取点能即时透过回路网络(backhaul network)或网际网络进行通道资讯以及使用者传输资料的交换，则能使用网络式多输入多输出(Network MIMO)技术与多使用者多输入输出(MU-MIMO)下行传输技术，此有助于降低基本服务区之间的竞争与干扰。
理论上，应用网络式多重输入多重输出技术可将合作的接取点与使用者的设备之间的通道视为单一个虚拟的大型多输入多输出系统(virtual MIMO)，进而增加系统传输率。然而，网络式多输入多输出(Network MIMO)技术的执行，需要透过回路网络在接取点之间交换使用者的设备的传输资料，若网络接取点数量增加，则资讯交换量也变大，此可能导致信号处理时复杂度过高、传输延迟过长、以及回路网络负荷过重，导致无法达成预期的系统效能。
对此，本发明提出使用一个中控系统来管制整个系统内的接取点的技术概念。如图1所示，用于无线区域网络中多接取点的合作传输系统1包括多个接取点11、分群控制器12以及至少一个丛集控制器13。
多个接取点11用于分别服务其服务范围内的至少一使用者的设备，如图所示，本实施例中的接取点11可包括接取点AP1、接取点AP2、接取点AP3和接取点AP4，而各接取点11其服务范围内有其各自服务的使用者的设备，如图所示，分别为使用者1的设备至使用者8的设备。
分群控制器12用于依据该多个接取点11的位置及该服务范围以分群该多个接取点11，以将该多个接取点11分群成多个丛集。如图所示，分群控制器12可将该多个接取点11分群成二个丛集，分别为丛集1(如固定间隔虚线所示)和丛集2(如点线交错虚线所示)。
至少一个丛集控制器13用于控制其所管辖的丛集内所有接取点之间的合作式同步下行传输，其中，各丛集控制器采用合作式多天线多使用者技术，透过丛集内的使用者的设备选取、探听程序执行、通道资讯收集以及预编码矩阵计算，以执行各丛集内多个使用者的设备的同步下行资料传输，上述是指同一丛集内可交换通道资讯以及使用者 传输资料。于本实施例中，合作式多天线多使用者技术可为网络式多输入多输出(Network MIMO)技术，但不以此为限。
另外，丛集之间在交集时，是采用干扰抑制机制，透过交换使用者通道资讯，以消除位于不同丛集交集区的使用者的设备所产生的干扰，上述是指不同丛集之间可透过交换使用者通道资讯以消除丛集间的干扰。于本实施例中，干扰抑制机制可利用多点协调(Coordination Multi-Point；CoMP)的结合式波束成型(joint beamforming；JB)技术，但不以此为限，如此，丛集之间无需进行庞大的使用者传输资料的交换。
本发明所提出的WiFi无线区域网络中多接取点合作传输方式，因为使用了网络式多输入多输出技术以及多点协调的结合式波束成型技术，故需要取得使用者的设备与接取点之间的通道资讯，本发明提出三种收集通道资讯的方法，为了清楚阐述三种通道资讯收集的方法，于此再以图1为示范例说明。
假设分群控制器12已先将四个接取点AP1～AP4区分成两个丛集，其分别称作丛集1以及丛集2，每一个接取点为中心的圆圈范围为该接取点功率可及的范围，其中，使用者1的设备～使用者4的设备为丛集1的使用者的设备，而使用者5的设备～使用者8的设备为丛集2的使用者的设备。假定各接取点各配置了两根无线天线，做为信号接收与传送的天线，而使用者1～8的设备分别仅配置单根天线。对于丛集1内的接取点而言，可应用网络式多输入多输出技术，在避免丛集内干扰的前提下，同时支援四个使用者的设备(使用者1的设备～使用者4的设备)的下行传输，同样地，丛集2也可以利用相同的技术，支援四个使用者的设备(使用者5的设备～使用者8的设备)的下行传输。
然而，尽管利用网络式多输入多输出技术可避免单一丛集内部使用者的设备之间的干扰，但是无法避免可能存在不同丛集之间的干扰，比如说丛集2内的接取点AP3对使用者4的设备的干扰，因此，为了更进一步避免丛集之间的干扰，我们采用多点协调的结合式波束成型技术，利用天线自由度来换取丛集之间干扰的消除。
在图1中，丛集2为了避免对于使用者4的设备的干扰，在此次传输中，仅能服务3个使用者的设备，如使用者6的设备、使用者7 的设备以及使用者8的设备，而利用额外的天线自由度来抑制对使用者4的设备的干扰。在执行上述下行合作传输之前，丛集控制器13需要先取得接取点至使用者的设备之间的通道系数，以便计算出适当的预编码(pre-coding)矩阵。
需说明者，本发明的用于无线区域网络中多接取点的合作传输系统1一次仅能对单一个不同丛集交集区的使用者的设备进行判断，故下面实施例皆以使用者4的设备为例。
为了得到相关的通道系数，本发明提出三种接取点通道资讯收集的分法，借此让接取点执行通道资讯收集的任务，并估计出其传输功率所及的无线通道。
接取点通道资讯收集的第一种方法是各接取点以竞争通道方式决定执行通道量测程序的顺序以得到该使用者通道资讯。也就是说，每一个接取点是以竞争通道方式来决定执行通道量测程序的顺序，与图2A传统方式最大差异在于每一个接取点需要得到接取点本身至丛集内所有被选取的使用者之间的通道，以及与位于丛集边界遭受影响的邻近使用者之间的通道。
具体而言，以图1为例，对于丛集1而言，接取点AP1将会收集使用者1的设备、使用者2的设备以及使用者3的设备的通道信号，但使用者4的设备位于其传送功率范围之外，故不收集其通道信号。同样地，接取点AP2将收集使用者1的设备、使用者2的设备、使用者3的设备以及使用者4的设备的通道信号。对于丛集2而言，接取点AP3将会收集使用者4的设备、使用者6的设备及使用者7的设备，请注意到使用者4的设备为丛集1的使用者的设备，而接取点AP4会收集使用者6的设备、使用者7的设备及使用者8的设备。在通道完美竞争的情况下，假定接取点AP1取得通道使用权得以进行探听程序，由于接取点AP4不会与接取点AP1互相干扰，故接取点AP4也同步进行探听程序。
接取点AP1与接取点AP4首先依照IEEE 802.11ac标准所制定的通道探听程序，进行通道资讯的收集。结束后，接取点AP2与接取点AP3开始竞争通道，假定由接取点AP2抢到通道优先权，开始进行其通道探听，基于接取点AP3会遭受到接取点AP2的回传使用者的设备的 干扰，故需等待接取点AP2结束探听程序后，方可进行自身的通道探听程序。
在假设不会有碰撞发生情况下，整个探听程序如图3A和3B所示，其中，图3B是接续图3A，图3A中所示的时序31与图3B中所示的时序31是指同一时序，整个探听程序即由图3A透过同一时序31接续到图3B。于本方法中，共计发送了四个NDP预告与NDP封包，借以收集所需通道资讯。由于四个接取点是根据IEEE 802.11ac标准所制定的通道竞争方式取得通道使用权、传送NDP预告以及NDP，故封包内各栏位内容一如IEEE 802.11ac标准所制定者，无需更改。
接取点通道资讯收集的第二种方法是每一丛集依序执行探听程序，且位于该不同丛集交集区的使用者的设备参与多个丛集的探听程序，以得到该使用者通道资讯。也就是说，以丛集为单位，每一丛集依序进行探听程序，对于位于不同丛集交集区的使用者的设备，则会参与多个丛集的探听程序。
同样以图1为例，分群控制器12分别为丛集1与丛集2设定一群播位址，并由丛集1的接取点AP1与接取点AP2同时发送NDP预告与NDP封包，收集使用者1的设备、使用者2的设备、使用者3的设备及使用者4的设备的通道资讯，接着，由丛集2的接取点AP3与接取点AP4发送NDP预告与NDP封包，收集使用者4的设备、使用者6的设备、使用者7的设备及使用者8的设备的通道资讯。此方法共计发送了两个NDP预告与NDP封包，借以收集所需通道资讯，整个探听程序如图4所示。
需说明者，IEEE 802.11ac标准的NDP预告封包格式如图5的上半图所示。当装填封包时，由于支援多使用者多输入输出技术之故，6字节(byte)的MAC接收者位址为广播位址(即ff:ff:ff:ff:ff:ff)，而6字节的MAC传送者位址可以透过IP群播位址转换MAC群播位址取得。
转换方法如图5的下半图所示，将IP群播位址的后面23位元置入MAC群播位址的后面23位元，而MAC群播位址的前面24位元固定为0x01005E，第25位元为0。例如，IP群播位址224.192.16.1的MAC群播位址为01-00-5E-40-10-01。
接取点通道资讯收集的第三种方法是数个丛集内的接取点形成一群播群组，以使各使用者的设备能一次估计并回复所有通道资讯。由 于IEEE 802.11ac标准能支援最多八根天线的预编码矩阵(precoding matrix)计算，故此通道资讯收集法仅适用于群播群组内所有接取点的天线总和不超过八根，让使用者的设备能一次估计与回复所有通道资讯。
同样以图1为例，由于四个接取点共计有八支天线，故每一个使用者的设备能在收到回报调查(Report poll)时，将估计的通道资讯一次回复给接取点群组。与前两种方法相比较，此法仅需发送一次NDP预告与NDP封包就可以收集到所需的通道资讯，整个探听程序如图6所示，IP群播位址与MAC群播位址的转换方法同样如前面第二种方案所述。
请参考图6，对于本方法中的NDP信号，我们可以利用接取点之间的几何关系以及其功率范围，来简化其NDP信号的设计。以图1为例，此NDP信号可仅由四个已知的单位正交向量(orthonormal vectors)构成，这里以符号和来表示这四个向量，其中接取点AP1可依天线分别传送与向量，而接取点AP2可依天线分别传送与向量来当作NDP信号。对于接取点AP3而言，因为其传送功率范围未与接取点AP1的传送范围重迭，因此，可以重复采用与向量当作NDP信号，基于同样理由，接取点AP4则可采用与如此一来，便能让使用者的设备能够估计周遭所有接取点功率所及的无线通道。
举例来说，使用者4的设备可以听到接取点AP2以及接取点AP3所发出的NDP信号，进而估出相对应的通道系数，在數学上，我们可以用符号来代表使用者的设备k所估计到接取点APj的第i个天线到自身的通道系数，举例来说，使用者4的设备可估计到以及等通道系数。
当NDP传送结束时，使用者1的设备会依照IEEE 802.11ac标准自行回报估计到的通道资讯，接着，网络中接取点会依序调查剩余使用者的设备的通道资讯，如接取点AP1可依序询问使用者2的设备和使用者3的设备，接着接取点AP2询问使用者4的设备，接取点AP3询问使用者6的设备和使用者7的设备，接取点AP4询问使用者8的 设备。
须注意到，使用者4的设备回报资讯的时候，会将上述四个通道资讯一并回传给接取点AP2，而丛集2为了避免对使用者4的设备造成干扰，可透过接取点AP3来偷听其回传信息，以便获得通道资讯，或者可经由回路网络或网际网络向丛集1的接取点AP2取得。
透过上述三种不同接取点通道资讯收集的方法，可完成通道资讯收集。在接取点完成通道探听程序后，接取点会将收集到的通道资讯回传到其丛集内的丛集控制器，接着，丛集控制器更进一步，透过分群控制器或丛集之间的回路网络或网际网络，针对边界被选取的使用者的设备，进行通道资讯的交换。
当每一个丛集中的丛集控制器，依序收集到周遭回报的通道资讯时，便可以形成一个虚拟的多输入多输出通道系数矩阵，利用此矩阵，便可以计算相对应的预编码，例如零强制预编码(zero-forcing pre-coder)方法。
以丛集2为例，其丛集控制器依照收到的通道回报资讯，可以形成一个虚拟的多输入多输出通道矩阵H如下：
其中，每列(column)代表不同使用者的设备，每个行(row)代表使用者的设备到某个接取点的某根天线。注意到，使用者4的设备处于接取点AP4的平均功率所及的范围外，因此，我们设定以及 相似地，我们设定以及另外，值得注意的是，虽然使用者4的设备并非丛集2的使用者的设备，但是为了避免丛集之间的干扰，仍需将使用者4的设备的通道资讯纳入考量，如此一来在下行传输时，能够避开或减缓对其干扰。
对于使用者4的设备、使用者6的设备、使用者7的设备和使用者8的设备会收到来自接取点的信号如下：
Y＝[y4 y6 y7 y8]＝XH+n
＝[x1 x2 x3 x4]H+n
＝[d1 d2 d3 d4]GH+n
＝[d1 d2 d3 d4](H*xH)-1H*xH+n
＝[d1 d2 d3 d4]+(n4 n6 n7 n8)
＝[0 d2 d3 d4]+(n4 n6 n7 n8)
其中，d1、d2、d3、d4分别代表要送给使用者4的设备、使用者6的设备、使用者7的设备和使用者8的设备的资料，由于丛集2并不会送资料给使用者4的设备，因而此处为0，并利用的通道系数矩阵，丛集2的丛集控制器可以进一步采用零强制编码方法，计算出其预编码矩阵为G＝(H*xH)-1H*，其中*代表共轭转置运算符号。此编码矩阵G可表示为其中，以及分别代表使用者6的设备、使用者7的设备以及使用者8的设备的预编码向量，利用此结果，丛集2中的虚拟多输入多输出系统在传输前预载这三个预编码向量，便能在对使用者6的设备、使用者7的设备以及使用者8的设备进行下行传输时，同时避免对使用者4的设备产生干扰。
在取得通道资讯后，针对执行该各丛集内该多个使用者的同步下行资料传输，也就是资料串流传输，可选择使用或不使用RTS/CTS机制。
若不使用RTS/CTS机制，此与IEEE 802.11ac标准的多使用者的设备多输入多输出技术的差异处在于，本发明的机制包括两个丛集、四个接取点可同时同频传送七个资料串流(data stream)，其资料传输时序图如图7所示。
反之，当接取点执行下行资料传输时，若需先执行RTS/CTS机制时，请求发送(RTS)与允许发送(CTS)的传输方式有二，分别如图8和图9所示。其中，图8是四个接取点依序分别传送RTS，接着各使用者的设备再依序回复CTS，透过计算得到的预编码矩阵，四个接取点同步一起传送资料串流，而各使用者的设备依序回复回应封包(ACKs)。
图9则是基于在已知预编码矩阵的情况下，四个接取点可将RTS封包内容与预编码矩阵做运算，同步传送RTS封包并同时达到抑制干 扰效果。由于本发明仅属于下行多点协调传输，故各使用者的设备乃依序回复CTS封包。
最后，以图1的网络拓朴为例，透过电脑模拟来探讨使用三种探听程序的效能表现。图10的(a)、(b)和(c)分别是没有使用RTS/CTS与使用两种RTS/CTS封包交换机制的网络吞吐量。如图所示，第三种方法的探听程序占用最少的通道时间，故其网络吞吐量最大，反之，由于第一种方法的探听程序耗用较高的通道时间，所以它的吞吐量较第三种方法少了约10％。
同理，第一种RTS/CTS封包交换机制占用较多的通道时间，故在使用同一种探听程序的情况下，第二种RTS/CTS封包交换机制的网络吞吐量较其高了6％，针对每一种探听程序，两种RTS/CTS交换机制均造成网络吞吐量约6％的差异。
参阅图11，是说明本发明的用于无线区域网络中多接取点的合作传输方法的步骤图。如图所示，在步骤S100中，分群多个接取点成为多个丛集，其中，各接取点分别服务其服务范围内的至少一使用者的设备。也就是，先将多个接取点执行分群，而分群依据可为接取点的位置及服务范围，且各接取点内会有其服务的使用者的设备。
在步骤S101中，各丛集透过合作式多天线多使用者技术以执行各丛集内多个使用者的设备的同步下行资料传输。于此步骤中，是指各丛集内利用合作式多天线多使用者技术，例如网络式多输入多输出(Network MIMO)技术，但不以此为限，透过丛集内的使用者的设备选取、探听程序执行、通道资讯收集以及预编码矩阵计算等程序，达到各丛集内多个使用者的设备的同步下行资料传输的目的。
在步骤S102中，各丛集交换彼此的使用者通道资讯，该使用者通道资讯包括位于不同丛集交集区的使用者的设备的使用者通道资讯。在执行上述下行合作传输之前，丛集控制器13需要先取得接取点至使用者的设备之间的通道系数，以便计算出适当的预编码矩阵，为了得到相关的通道系数，故本步骤即执行接取点通道资讯收集。
具体来说，本发明还提出三种接取点通道资讯收集的方法，包括：第一种为各接取点以竞争通道方式决定执行通道量测程序的顺序以得到该使用者通道资讯；第二种为每一丛集依序执行探听程序，且位于 该不同丛集交集区的使用者的设备参与多个丛集的探听程序，以得到该使用者通道资讯；以及第三种为数个丛集内的接取点形成一群播群组，以使各使用者的设备能一次估计并回复所有通道资讯，以得到该使用者通道资讯。
在步骤S103中，各丛集透过干扰抑制机制，消除位于该不同丛集交集区的使用者的设备所产生的干扰。于此步骤中，是说明不同丛集之间可透过交换使用者通道资讯来消除丛集间的干扰，干扰抑制机制可为多点协调(CoMP)的结合式波束成型(JB)技术，但不以此为限。
另外，本发明还提出执行该各丛集内多个使用者的设备的同步下行资料传输可使用或不使用RTS/CTS机制。关于上述各步骤提及的技术方案，已于前面详尽说明，于此将不再赘述。
综上所述，本发明的用于无线区域网络中多接取点的合作传输系统及其方法，透过分群控制器将管辖的接取点作适当的分群，每一个丛集存在一个各自的丛集控制器，其中，在同一个丛集内的接取点，采用合作式多天线多使用者技术，借此将通道资讯以及使用者传输资料进行交换，也就是说，形成一虚拟的多使用者多输入输出下行传输系统，另外，对于丛集之间的干扰，则可透过通道资讯的交换来抑制不同丛集交集区的使用者的设备的可能干扰情况。因此，本发明所提出的合作式下行传输机制，可提供WiFi无线区域网络下多个接取点之间的合作传输，特别是针对重迭基本服务区者，将能有效解决重迭基本服务区内接取点之间的频谱资源竞争与信号干扰的问题。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何本领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰与改变。因此，本发明的权利保护范围，应如所附的权利要求书所列。

Claims (10)

1.一种用于无线区域网络中多接取点的合作传输系统，包括：
多个接取点，用于分别服务其服务范围内的至少一使用者的设备；
分群控制器，用于依据该多个接取点的位置及该服务范围以分群该多个接取点，以将该多个接取点分群成多个丛集；以及
至少一个丛集控制器，用于控制其所管辖的丛集内所有接取点之间的合作式同步下行传输，其中，各该丛集控制器采用合作式多天线多使用者技术，透过该丛集内的使用者的设备选取、探听程序执行、通道资讯收集以及预编码矩阵计算，以执行各该丛集内多个使用者的设备的同步下行资料传输，
其中，至少两个该丛集之间在交集时采用干扰抑制机制，透过交换使用者通道资讯，以消除位于不同丛集交集区的使用者的设备所产生的干扰。
2.如权利要求1所述的用于无线区域网络中多接取点的合作传输系统，其中，各该接取点以竞争通道方式决定执行通道量测程序的顺序以得到该使用者通道资讯。
3.如权利要求1所述的用于无线区域网络中多接取点的合作传输系统，其中，每一该丛集依序执行探听程序，且位于该不同丛集交集区的使用者的设备参与多个该丛集的探听程序，以得到该使用者通道资讯。
4.如权利要求1所述的用于无线区域网络中多接取点的合作传输系统，其中，数个该丛集内的接取点形成一群播群组，以使各使用者的设备一次估计并回复所有通道资讯，以得到该使用者通道资讯。
5.如权利要求1所述的用于无线区域网络中多接取点的合作传输系统，其中，该干扰抑制机制为协调式多点处理中的结合式波束成型技术。
6.一种用于无线区域网络中多接取点的合作传输方法，包括：
分群多个接取点成为多个丛集，其中，各接取点分别服务其服务范围内的至少一使用者的设备；
各该丛集透过合作式多天线多使用者技术以执行各该丛集内多个使用者的设备的同步下行资料传输；
各该丛集交换彼此的使用者通道资讯，该使用者通道资讯包括位于不同丛集交集区的使用者的设备的使用者通道资讯；以及
各该丛集透过干扰抑制机制，消除位于该不同丛集交集区的使用者的设备所产生的干扰。
7.如权利要求6所述的用于无线区域网络中多接取点的合作传输方法，其中，各该接取点以竞争通道方式决定执行通道量测程序的顺序以得到该使用者通道资讯。
8.如权利要求6所述的用于无线区域网络中多接取点的合作传输方法，其中，每一该丛集依序执行探听程序，且位于该不同丛集交集区的使用者的设备参与多个该丛集的探听程序，以得到该使用者通道资讯。
9.如权利要求6所述的用于无线区域网络中多接取点的合作传输方法，其中，数个该丛集内的接取点形成一群播群组，以使各使用者的设备一次估计并回复所有通道资讯，以得到该使用者通道资讯。
10.如权利要求6所述的用于无线区域网络中多接取点的合作传输方法，其中，该干扰抑制机制为协调式多点处理中的结合式波束成型技术。
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