CN110875754A - 可提升数据传输效能的无线通信电路 - Google Patents

可提升数据传输效能的无线通信电路 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种无线通信电路，包含：物理层电路，设置成通过天线与其他无线通信装置进行通信；微处理器，设置成产生要传送给其他无线通信装置的数据帧；以及介质存取控制层电路，该介质存取控制层电路包含：介质存取控制层储存电路，用于储存数据队列；介质存取控制层控制电路，设置成将微处理器产生的数据帧，暂存在数据队列中；以及调度电路，设置成控制介质存取控制层控制电路将数据队列中储存的数据传送给物理层电路的调度。用调度电路决定介质存取控制层控制电路将数据传送给物理层电路的调度，可提升无线通信电路的数据传输效能。

Description

可提升数据传输效能的无线通信电路
技术领域
本发明涉及无线通信电路，尤指一种可提升数据传输效能的无线通信电路。
背景技术
许多无线通信电路采用载波侦听多路存取(carrier sense multiple access，CSMA)的机制来作为介质存取控制协议，以实现时分多路存取(time-division multipleaccess，TDMA)的传输目的。在传统的无线通信电路中，微处理器需要频繁地读取介质存取控制层电路中的寄存器，才能得知介质存取控制层电路的数据传输进度。
然而，前述微处理器频繁地读取介质存取控制层电路中的寄存器的动作，会增加微处理器与介质存取控制层电路之间的信息沟通量，因而降低了无线通信电路的整体传输效能。
发明内容
有鉴于此，如何改善无线通信电路的整理传输效能，实为有待解决的问题。
本发明提供一种无线通信电路的实施例，其包含：物理层电路，设置成通过天线与其他无线通信装置进行通信；微处理器，设置成产生要传送给其他无线通信装置的数据帧；以及介质存取控制层电路，该介质存取控制层电路包含：介质存取控制层储存电路，用于储存数据队列；介质存取控制层控制电路，耦接于该物理层电路、该微处理器、与该介质存取控制层储存电路，设置成将该微处理器产生的该数据帧暂存在该数据队列中；以及调度电路，耦接于该介质存取控制层储存电路与该介质存取控制层控制电路，设置成控制该介质存取控制层控制电路将该数据队列中储存的数据传送给该物理层电路的调度。
本发明另提供一种无线通信电路的实施例，其包含：物理层电路，设置成通过天线与其他无线通信装置进行通信；微处理器，设置成产生要传送给其他无线通信装置的数据帧与相关的动作帧；以及介质存取控制层电路，该介质存取控制层电路包含：介质存取控制层储存电路，用于储存数据队列与管理队列；介质存取控制层控制电路，耦接于该物理层电路、该微处理器、与该介质存取控制层储存电路，设置成将该微处理器产生的该数据帧与相关的动作帧分别暂存在该数据队列与该管理队列中；调度电路，耦接于该介质存取控制层储存电路与该介质存取控制层控制电路，设置成间歇性检查该数据队列与该管理队列的内容，以控制该介质存取控制层控制电路将该数据队列与该管理队列中储存的数据传送给该物理层电路的调度；以及介质存取控制层寄存器，耦接于该介质存取控制层控制电路与该微处理器，设置成储存该介质存取控制层电路的运作状态值，可供该微处理器据以判断该介质存取控制层电路的运作状态；其中，该介质存取控制层控制电路将该数据队列与该管理队列中储存的数据传送给该物理层电路的时序，是由该调度电路控制，而不是由该微处理器控制，倘若该调度电路判定该数据队列中没有需要传送的数据，则该调度电路会控制该介质存取控制层控制电路将该无线通信电路的网络占用权提前释放给其他无线通信装置。
上述实施例的优点之一，是介质存取控制层电路将数据传送给该物理层电路的调度，是由介质存取控制层电路中的调度电路来控制，而不是由介质存取控制层电路外部的微处理器来控制，因此能够大幅降低微处理器与介质存取控制层电路之间的沟通负担，进而提升无线通信电路的整体传输效能。
上述实施例的另一优点，是利用介质存取控制层电路中的调度电路控制介质存取控制层控制电路的数据传输时序，可提高无线通信电路传送数据给其他无线通信装置的时序正确性。
本发明的其他优点将配合以下的说明和附图进行更详细的解说。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1为本发明一实施例的无线通信电路简化后的功能方框图。
符号说明：
100 无线通信电路(wireless communication circuit)
102～106 无线通信装置(wireless communication device)
108 天线(antenna)
110 物理层电路(physical-layer circuit)
120 微处理器(micro-controller)
130 储存电路(storage circuit)
140 数据总线(data bus)
150 介质存取控制层电路(MAC-layer circuit)
151 介质存取控制层储存电路(MAC-layer storage circuit)
152 数据队列(data queue)
153 管理队列(management queue)
154 介质存取控制层控制电路(MAC-layer control circuit)
155 调度电路(scheduling circuit)
156 介质存取控制层寄存器(MAC-layer register)
具体实施方式
以下将配合相关附图来说明本发明的实施例。在这些附图中，相同的标号表示相同或类似的元件或方法流程。
图1为本发明一实施例的无线通信电路100简化后的功能方框图。无线通信电路100可通过天线108与多个无线通信装置(例如，图1中的示例性无线通信装置102～106)以无线传输方式进行数据通信。
无线通信电路100采用载波侦听多路存取(CSMA)的机制来作为介质存取控制协议，以实现时分多路存取(TDMA)的传输目的。无线通信电路100与无线信号传输范围内的其他无线通信装置102～106可共同构成一个无线局域网络(wireless local area network，WLAN)，并各自扮演无线局域网络当中的一个网络节点。
在运作时，无线通信电路100与无线通信装置102～106可采用合适的令牌传递(token passing)机制，来决定具有网络占用权(occupation)的网络节点。一般而言，拥有令牌(token)的网络节点才有权使用网络介质来进行数据传输。采用令牌传递机制可以极大化无线局域网络的频宽使用率，以充分利用网络的频宽。
如图1所示，无线通信电路100包含有物理层电路110、微处理器120、储存电路130、数据总线140、以及介质存取控制层电路150。
微处理器120设置成产生要传送给其他无线通信装置102～106的数据帧(dataframe)与相关的动作帧(action frame)。前述的动作帧可包含与令牌传递机制有关的令牌请求(token request)信息与令牌释出(token release)信息。
储存电路130通过数据总线140耦接于微处理器120，设置成储存微处理器120运作所需的软件程序与相关数据。
介质存取控制层电路150通过数据总线140耦接于微处理器120，设置成处理微处理器120所产生的数据帧与相关的动作帧，并在适当的时间点将这些数据帧与相关的动作帧以合适的封包形式传送给物理层电路110进行处理。
物理层电路110耦接于介质存取控制层电路150，设置成将介质存取控制层电路150传来的封包转换成适当的模拟信号，并通过天线108传送给其他的无线通信装置102～106。
实作上，前述的无线通信装置102～106皆可采用具有无线网络通信能力的各种合适装置来实现，例如，智能手机、电脑、平板电脑、笔记本电脑等等。另外，无线通信电路100中的物理层电路110、微处理器120、储存电路130、以及数据总线140，皆可用各种既有的合适电路来实现。
如图1所示，本实施例中的介质存取控制层电路150包含介质存取控制层储存电路151、介质存取控制层控制电路154、调度电路155、以及介质存取控制层寄存器156。
介质存取控制层储存电路151被区分成至少二个区块用于分别储存数据队列152与管理队列153，其中，数据队列152还包括有分别对应于不同的服务质量(Quality ofService,QoS)的多个数据子队列。
介质存取控制层控制电路154耦接于物理层电路110、微处理器120、与介质存取控制层储存电路151，设置成将微处理器120产生的数据帧暂存在数据队列152中，并将微处理器120产生的动作帧暂存在管理队列153中。
调度电路155耦接于介质存取控制层储存电路151与介质存取控制层控制电路154，设置成控制介质存取控制层控制电路154将数据队列152与管理队列153中储存的数据传送给物理层电路110的调度。
介质存取控制层寄存器156耦接于介质存取控制层控制电路154与微处理器120，设置成储存介质存取控制层电路150的运作状态值。介质存取控制层控制电路154在运作的过程中，可将介质存取控制层电路150的运作状态(例如数据传输进度)，以适当的数据格式写入介质存取控制层寄存器156中，使得微处理器120可通过读取介质存取控制层寄存器156的内容，来得知介质存取控制层电路150的相关运作状态。
实作上，介质存取控制层电路150中的介质存取控制层储存电路151、介质存取控制层控制电路154、以及介质存取控制层寄存器156，皆可用各种既有的合适电路来实现。调度电路155则可利用具有数据读取能力与判断能力的数字电路来实现。
另外，前述无线通信电路100中的不同功能方块可分别用不同的电路来实现，也可整合在一单一电路芯片中。
请注意，在无线通信电路100中，介质存取控制层电路150将相关的数据帧和/或动作帧传送给物理层电路110进行处理的时序，并不是由微处理器120来控制，而是由介质存取控制层电路150中的调度电路155来控制。
在一实施例中，由于介质存取控制层电路150将相关的数据帧和/或动作帧传送给物理层电路110进行处理的时序，并不是由微处理器120来控制，故可以将微处理器120进行上述控制所需的软件程序进行移除。也就是，在此实施例中，储存于储存电路130中的软件程序不包括有微处理器120控制相关的数据帧和/或动作帧传送给物理层电路110进行处理的时序的相关软件程序。
在运作时，调度电路155会间歇性地检查数据队列152与管理队列153的内容，以判断是否有需要传递给其他无线通信装置的数据，并依据判断的结果来控制介质存取控制层控制电路154将数据队列152与管理队列153中储存的数据传送给物理层电路110的时序。例如，调度电路155可定期检查数据队列152与管理队列153中要传送给个别无线通信装置的剩余数据量。
倘若调度电路155判定数据队列152和/或管理队列153中有需要传送给特定无线通信装置的数据，则调度电路155会在无线通信电路100具有网络占用权时，控制介质存取控制层控制电路154将数据队列152和/或管理队列153中的数据传送给物理层电路110进行处理，并通过天线108传送给相应的无线通信装置，例如，前述无线通信装置102～106的其中一个或多个装置。
另一方面，倘若调度电路155判定数据队列152与管理队列153中没有需要传送给其他无线通信装置的数据，则调度电路155会控制介质存取控制层控制电路154将无线通信电路100的网络占用权提前释出给其他无线通信装置使用。
如此一来，便可在无线通信电路100无需传送数据给其他无线通信装置102～106的情况下，缩短无线通信电路100占用网络介质的时间，以使其他无线通信装置102～106得以提早取得网络介质的使用权。
由前述说明可知，介质存取控制层控制电路154将数据队列152与管理队列153中储存的数据传送给物理层电路110的调度及时序，是由调度电路155控制，而不是由微处理器120控制。
因此，微处理器120不需要频繁地读取介质存取控制层寄存器156，所以能够大幅降低微处理器120与介质存取控制层电路150之间的沟通负担，进而提升无线通信电路100的整体传输效能。
另外，由于介质存取控制层电路150中的调度电路155可直接读取并检查数据队列152与管理队列153中的数据，所以能够精确且即时得知介质存取控制层控制电路154的数据传输进度。因此，利用调度电路155来控制介质存取控制层控制电路154的数据传输时序，可提高无线通信电路100传送数据给其他无线通信装置的时序正确性，避免数据的传送端与接收端出现不同步的情况。
请注意，前述的电路架构只是本发明的一实施例，并非局限本发明的实际实施方式。例如，在某些实施例中，前述的数据总线140可用其他合适的数据及指令传输机制来取代。
又例如，在另一实施例中，调度电路155可耦接于介质存取控制层寄存器156，并可通过读取介质存取控制层寄存器156的内容，来得知介质存取控制层控制电路154的数据传输进度。在此情况下，调度电路155便无需检查数据队列152与管理队列153的内容，所以也无需耦接于介质存取控制层储存电路151。
在说明书及权利要求书中使用了某些词汇来指称特定的元件，而本领域内的技术人员可能会用不同的名词来称呼同样的元件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异来作为区分元件的方式，而是以元件在功能上的差异来作为区分的基准。在说明书及权利要求书中所提及的“包含”为开放式的用语，应解释成“包含但不限定于”。另外，“耦接”一词在此包含任何直接及间接的连接手段。因此，若文中描述第一元件耦接于第二元件，则代表第一元件可通过电性连接或无线传输、光学传输等信号连接方式而直接地连接于第二元件，或通过其它元件或连接手段间接地电性或信号连接至第二元件。
在说明书中所使用的“和/或”的描述方式，包含所列举的其中一个项目或多个项目的任意组合。另外，除非说明书中特别指明，否则任何单数格的用语都同时包含复数格的含义。
以上仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求所做的等效变化与修改，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (9)

1.一种无线通信电路(100)，其特征在于，包含：
物理层电路(110)，设置成通过天线(108)与其他无线通信装置进行通信；
微处理器(120)，设置成产生要传送给其他无线通信装置的数据帧；以及
介质存取控制层电路(150)，该介质存取控制层电路(150)包含：
介质存取控制层储存电路(151)，用于储存数据队列(152)；
介质存取控制层控制电路(154)，耦接于该物理层电路(110)、该微处理器(120)、与该介质存取控制层储存电路(151)，设置成将该微处理器(120)产生的该数据帧暂存在该数据队列(152)中；以及
调度电路(155)，耦接于该介质存取控制层储存电路(151)与该介质存取控制层控制电路(154)，设置成控制该介质存取控制层控制电路(154)将该数据队列(152)中储存的数据传送给该物理层电路(110)的调度。
2.如权利要求1所述的无线通信电路(100)，其特征在于，该调度电路(155)还设置成间歇性检查该数据队列(152)的内容，以调整该介质存取控制层控制电路(154)将该数据队列(152)中储存的数据传送给该物理层电路(110)的时序。
3.如权利要求2所述的无线通信电路(100)，其特征在于，该介质存取控制层控制电路(154)将该数据队列(152)中储存的数据传送给该物理层电路(110)的时序，是由该调度电路(155)控制，而不是由该微处理器(120)控制。
4.如权利要求2或3所述的无线通信电路(100)，其特征在于，倘若该调度电路(155)判定该数据队列(152)中没有需要传送的数据，则该调度电路(155)会控制该介质存取控制层控制电路(154)将该无线通信电路(100)的网络占用权提前释出给其他无线通信装置使用。
5.如权利要求4所述的无线通信电路(100)，其特征在于，该微处理器(120)还设置成产生与该数据帧相应的动作帧，而该介质存取控制层控制电路(154)还设置成将该动作帧暂存在该介质存取控制层储存电路(151)的管理队列(153)中；
其中，该调度电路(155)还设置成间歇性检查该管理队列(153)的内容，以调整该介质存取控制层控制电路(154)将该管理队列(153)中储存的数据传送给该物理层电路(110)的时序。
6.如权利要求2所述的无线通信电路(100)，其特征在于，还包含：
储存电路(130)，耦接于该微处理器(120)，设置成储存该微处理器(120)运作所需的软件程式与相关数据，其中，储存于该储存电路(130)的软件程序不包括有控制数据帧和动作帧传送给该物理层电路(110)进行处理的时序的相关软件程序。
7.如权利要求2所述的无线通信电路(100)，其特征在于，该介质存取控制层电路(150)还包含：
介质存取控制层寄存器(156)，耦接于该介质存取控制层控制电路(154)与该微处理器(120)，设置成储存该介质存取控制层电路(150)的运作状态值，可供该微处理器(120)据以判断该介质存取控制层电路(150)的运作状态。
8.如权利要求2所述的无线通信电路(100)，其特征在于，该微处理器(120)还设置成产生与该数据帧相应的动作帧，而该介质存取控制层控制电路(154)还设置成将该动作帧暂存在该介质存取控制层储存电路(151)的管理队列(153)中；
其中，该调度电路(155)还设置成间歇性检查该管理队列(153)的内容，以调整该介质存取控制层控制电路(154)将该管理队列(153)中储存的数据传送给该物理层电路(110)的时序。
9.一种无线通信电路(100)，其特征在于，包含：
物理层电路(110)，设置成通过天线(108)与其他无线通信装置进行通信；
微处理器(120)，设置成产生要传送给其他无线通信装置的数据帧与相关的动作帧；以及
介质存取控制层电路(150)，该介质存取控制层电路(150)包含：
介质存取控制层储存电路(151)，用于储存数据队列(152)与管理队列(153)；
介质存取控制层控制电路(154)，耦接于该物理层电路(110)、该微处理器(120)、与该介质存取控制层储存电路(151)，设置成将该微处理器(120)产生的该数据帧与相关的动作帧分别暂存在该数据队列(152)与该管理队列(153)中；
调度电路(155)，耦接于该介质存取控制层储存电路(151)与该介质存取控制层控制电路(154)，设置成间歇性检查该数据队列(152)与该管理队列(153)的内容，以控制该介质存取控制层控制电路(154)将该数据队列(152)与该管理队列(153)中储存的数据传送给该物理层电路(110)的调度；以及
介质存取控制层寄存器(156)，耦接于该介质存取控制层控制电路(154)与该微处理器(120)，设置成储存该介质存取控制层电路(150)的运作状态值，可供该微处理器(120)据以判断该介质存取控制层电路(150)的运作状态；
其中，该介质存取控制层控制电路(154)将该数据队列(152)与该管理队列(153)中储存的数据传送给该物理层电路(110)的时序，是由该调度电路(155)控制，而不是由该微处理器(120)控制，倘若该调度电路(155)判定该数据队列(152)中没有需要传送的数据，则该调度电路(155)会控制该介质存取控制层控制电路(154)将该无线通信电路(100)的网络占用权提前释放给其他无线通信装置。
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