CN111357378A - 在wlan中适应rts-cts保护 - Google Patents

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CN111357378A CN201880073929.3A CN201880073929A CN111357378A CN 111357378 A CN111357378 A CN 111357378A CN 201880073929 A CN201880073929 A CN 201880073929A CN 111357378 A CN111357378 A CN 111357378A
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桑贾伊·基肖尔·卡塔巴苏尼
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Abstract

描述了动态地适应RTS‑CTS保护的电子设备。在操作期间,该电子设备可以获得与WLAN中的通信相关联的通信参数,该WLAN包括电子设备和第二电子设备。例如,通信参数可以包括冲突概率、PPDU通话时间、RTS通话时间、SIFS通话时间和/或CTS通话时间。然后,电子设备可以至少部分地基于通信参数来确定RTS‑CTS性能指标。例如,RTS‑CTS性能指标可以至少部分地基于冲突概率、RTS通话时间、SIFS通话时间和/或CTS通话时间。接下来,电子设备可以比较RTS‑CTS性能指标和PPDU通话时间。此外,至少部分地基于该比较,电子设备可以在PPDU与第二电子设备的通信期间选择性地使用RTS‑CTS保护。

Description

在WLAN中适应RTS-CTS保护
相关申请的交叉引用
本申请在35U.S.C.119(e)下,要求由Sidharth Ravindra Garde、Sanjay KishoreKatabathuni和Susinder Raj an Gulasekaran在2017年11月14日提交的、名为“Method toAdapt RTS-CTS Protection in WLAN Devices”的U.S.临时申请序列号62/586,065的优先权,其全部内容在此引入以供参考。
技术领域
所描述的实施例涉及用于在无线局域网(WLAN)中动态地适应RTS-CTS保护的技术。
背景技术
许多电子设备能够与其他电子设备进行无线通信。例如,这些电子设备可以包括联网子系统,该联网子系统实现用于以下的网络接口:蜂窝网络(UMTS、LTE等)、无线局域网(例如,诸如美国电气与电子工程师协会(IEEE)802.11标准所描述的无线网络,有时也被称为“Wi-Fi”,来自得克萨斯州奥斯汀的Wi-Fi联盟)、蓝牙TM(来自华盛顿州柯克兰的蓝牙特别兴趣小组)和/或其他类型的无线网络。
在Wi-Fi通信期间,具有要发送的分组或帧的电子设备可以使用载波侦听多址接入避免冲突(CSMA-CA)协议(如IEEE 802.11标准中所规定的),以便公平地接入共享介质。但是,随着WLAN中电子设备的数量的增加,由于冲突可能会存在大量浪费的通话时间(airtime)。长物理层会聚协议(PLCP)协议数据单元(PPDU)传输可能会加剧此问题。
因此,IEEE 802.11标准为电子设备提供采用准备发送(RTS)-清除发送(CTS)保护的选择,从而可以减少与冲突相关联的浪费的通话时间,但代价是开销增加。通常,RTS-CTS保护在某些环境中提供通信性能优势,而在其他环境中则降低通信性能。例如,在某些情况下,与RTS-CTS保护相关联的开销可能比由于冲突而导致的通话时间损失大。
发明内容
描述了动态地适应RTS-CTS保护的电子设备。该电子设备可以包括天线和与第二电子设备无线通信的接口电路。在操作期间,电子设备可以获取与WLAN中的通信相关联的通信参数,该WLAN包括电子设备和第二电子设备。例如,通信参数可以包括冲突概率、PPDU通话时间、RTS通话时间、SIFS通话时间和/或CTS通话时间。
然后,电子设备可以至少部分地基于通信参数来确定RTS-CTS性能指标。例如,RTS-CTS性能指标可以至少部分地基于冲突概率、RTS通话时间、SIFS通话时间和/或CTS通话时间。
接下来,电子设备可以比较RTS-CTS性能指标和PPDU通话时间。此外,至少部分地基于该比较,电子设备可以在PPDU与第二电子设备的通信期间选择性地使用RTS-CTS保护。例如,如果PPDU通话时间大于或等于RTS-CTS性能指标,则电子设备可以在PPDU与第二电子设备的通信期间使用RTS-CTS保护。替选地,如果PPDU通话时间小于RTS-CTS性能指标,则电子设备在PPDU与第二电子设备的通信期间可以不使用RTS-CTS保护。
此外,电子设备可以间接地估计冲突概率。例如,可以至少部分地基于竞争WLAN中的共享介质的电子设备的数量、业务类型、业务流和/或通信方向来计算冲突概率。替选地,电子设备可以使用包括预先确定或预先计算的冲突概率的查找表来确定冲突概率。
在一些实施例中,电子设备是接入点。电子设备可以至少部分地基于下述来计算或查找冲突概率:与接入点相关联的电子设备的数量、多少相关联的电子设备具有要在下行链路通信方向中发送的活动业务流、业务类型和/或在时间间隔期间下行链路和上行链路通信方向上的业务流的数量。例如,接入点可以监视业务流的数量。
替选地,电子设备可以是WLAN中的客户端。在这些实施例中,电子设备可以至少部分地基于RTS和/或确认超时的数量以及电子设备的传输尝试的数量来估计冲突概率。
另一实施例提供了一种与电子设备一起使用的计算机可读存储介质。该计算机可读存储介质可以包括程序指令,该程序指令在由电子设备执行时,使电子设备执行前述操作中的至少一些操作。
另一实施例提供了一种用于动态调整RTS-CTS保护的方法。该方法包括由电子设备执行的操作中的至少一些操作。
提供本发明内容是为了说明一些示例性实施例,以便提供对本文所述主题的一些方面的基本理解。因此,将认识到,上述特征是示例,并且不应被解释为以任何方式缩小本文所述主题的范围或精神。从下述详细描述、附图和权利要求,本文描述的主题的其他特征、方面和优点将变得显而易见。
附图说明
图1是示出根据本公开的实施例的系统的示例的框图。
图2是示出根据本公开的实施例的,用于在图1的系统中动态地调整RTS-CTS保护的示例性方法的流程图。
图3是示出根据本公开的实施例的图1中的电子设备之间的通信的示例的图。
图4是示出根据本公开的实施例的,没有准备发送(RTS)-清除发送(CTS)保护并且没有冲突的物理层会聚协议(PLCP)协议数据单元(PPDU)传输序列的示例的图。
图5是示出根据本公开的实施例的,在PPDU之间发生冲突的情况下,没有RTS-CTS保护的PPDU传输序列的示例的图。
图6是示出根据本公开的实施例的具有RTS-CTS保护且没有冲突的PPDU传输序列的示例的图。
图7是示出根据本公开的实施例的,在RTS与PPDU之间发生冲突的情况下,具有RTS-CTS保护的PPDU传输序列的示例的图。
图8是示出根据本公开的实施例的,用于在图1的系统中动态地调整RTS-CTS保护的示例性方法的流程图。
图9是根据本公开的实施例的,根据图1的系统中共享介质的竞争电子设备的数量的模拟冲突概率的图。
图10是示出根据本公开的实施例的电子设备的示例的框图。
注意,在整个附图中,相似的附图标记指代相应的部分。此外,同一部件的多个实例由通过短划线,与实例编号分开的公共前缀指定。
具体实施方式
描述了动态地适应RTS-CTS保护的电子设备。在操作期间,该电子设备可以获得与WLAN中的通信相关联的通信参数,该WLAN包括电子设备和第二电子设备。例如,通信参数可以包括冲突概率、PPDU通话时间、RTS通话时间、SIFS通话时间和/或CTS通话时间。然后,电子设备可以至少部分地基于通信参数来确定RTS-CTS性能指标。例如,RTS-CTS性能指标可以至少部分地基于冲突概率、RTS通话时间、SIFS通话时间和/或CTS通话时间。接下来,电子设备可以比较RTS-CTS性能指标和PPDU通话时间。此外,至少部分地基于该比较,电子设备可以在PPDU与第二电子设备的通信期间选择性地使用RTS-CTS保护。
通过动态地调整RTS-CTS保护,该通信技术可以提高电子设备的通信性能。例如,该通信技术可以确保当电子设备在需要时接入WLAN中的共享介质时避免冲突,而在不需要时不会引起与RTS-CTS保护相关联的不必要的开销。因此,该通信技术可以提高用户体验,从而可以提高客户满意度和保留。
在随后的讨论中,电子设备可以包括便携式电子设备(诸如蜂窝电话)或根据无线通信协议(诸如电气电子工程师协会(IEEE)802.11标准、蓝牙和/或其他类型的无线接口)来传送帧或分组的接入点。在随后的讨论中,Wi-Fi被用作说明性示例。但是,可以使用多种通信协议,诸如长期演进或LTE(来自法国瓦尔博讷的Sophia Antipolis的第三代合作伙伴计划)、高级LTE(或LTE-A)、第三代或3G通信协议、第四代或4G通信协议、第五代或5G通信协议或其他现有或将来开发的高级蜂窝通信协议等。
此外,接入点可以使用诸如IEEE 802.3标准(有时称为“以太网”)的有线通信协议和/或另一种类型的有线接口,与网络中的其他接入点和/或计算机进行通信。在随后的讨论中,将以太网用作说明性示例。
图1呈现了框图,其示出了根据一些实施例的一个或多个接入点110与一个或多个电子设备112(诸如蜂窝电话)之间的通信的示例。值得注意的是,接入点110可以使用无线和/或有线通信彼此通信。注意,接入点110可以包括在电子设备或计算机的环境中,以软件实现的物理接入点和/或虚拟接入点。另外,接入点110可以使用无线通信与电子设备112通信。
接入点110之间的有线通信可以经由网络114(诸如内联网、网状网络、点对点连接和/或互联网)发生,并且可以使用诸如以太网的网络通信协议。而且,使用Wi-Fi的无线通信可以包括:在无线信道上发送广告帧、通过扫描无线信道来检测彼此、建立连接(例如,通过发送关联或附着请求)和/或发送和接收分组(其可以包括关联请求和/或附加信息作为有效载荷)。在一些实施例中,接入点110之间的无线通信还涉及使用专用连接,诸如经由对等(P2P)通信技术。
如下述参考图10进一步所述,接入点110和/或电子设备112可以包括子系统,诸如联网子系统、存储器子系统和处理器子系统。另外,接入点110和电子设备112可以联网子系统中的无线电装置116(其可以包括接入点模块中的至少一些功能)。更一般地,接入点110和电子设备112可以包括具有联网子系统的任何电子设备(或可以被包括在具有联网子系统的任何电子设备中),该联网子系统使得接入点110和电子设备112能够使用无线和/或有线通信彼此通信。该无线通信可以包括在无线信道上发送广告以使接入点110和/或电子设备112能够进行实现初始联系或彼此检测,然后交换后续的数据/管理帧(诸如关联请求和响应)以建立连接、配置安全性选项(例如互联网协议安全性)、经由该连接发送和接收分组或帧等。注意,虽然在接入点110和电子设备112中示出了无线电装置116的实例,但这些实例中的一个或多个可以不同于无线电装置116的其他实例。
如图1中可见,(由锯齿线表示的)无线信号118从接入点110-1中的无线电装置116-1发送。这些无线信号可以由电子设备112-1中的无线电装置116-3接收。特别地,接入点110-1可以发送帧或分组。反过来,这些帧或分组可以由电子设备112-1接收。此外,接入点110-1可以允许电子设备112-1经由网络114与其他电子设备、计算机和/或服务器通信。
注意,接入点110之间和/或与电子设备112的通信可以通过各种性能指标来表征,诸如:接收信号强度(RSSI)、数据速率、成功通信的数据速率(有时被称为“吞吐量”)、错误率(诸如重试率或重发率)、均衡信号相对于均衡目标的均方误差、符号间干扰、多径干扰、信噪比、眼图的宽度、在一个时间间隔(例如1-10秒)内成功传送的字节数与在该时间间隔内可以传送的估计最大字节数(后者有时被称为通信信道或链路的“容量”)的比率,和/或实际数据速率与估计数据速率的比率(有时称为“利用率”)。
在所述的实施例中,处理接入点110和电子设备112中的分组或帧包括:利用分组或帧接收无线信号118;从所接收的无线信号118解码/提取分组或帧以获取该分组或帧;并且处理该分组或帧以确定分组或帧中包含的信息。
尽管我们将图1所示的网络环境描述为示例,但在替选实施例中,可以存在不同数量或类型的电子设备。例如,一些实施例包括更多或更少的电子设备。作为另一示例,在另一实施例中,不同的电子设备正在发送和/或接收分组或帧。
如前所述,接入点110的给定一个(诸如,接入点110-1)或电子设备112的给定一个(诸如,电子设备112-1)可以执行通信技术。将接入点110-1用作示例,如下文参考图2和3进一步所述,接入点110-1可以动态地适应RTS-CTS保护以选择性地减少冲突,而不会在包括接入点110-1和电子设备112中的一个或多个的WLAN 120中引起额外或不必要的开销。(注意,电子设备112有时在WLAN 120中被称为“客户端”或“站”。)值得注意的是,接入点110-1可以获取(例如,测量、计算和/或访问存储器中的)与WLAN 120中的通信相关联的通信参数。例如,通信参数可以包括冲突概率、PPDU通话时间、RTS通话时间、SIFS通话时间和/或CTS通话时间。
至少部分地基于通信参数,接入点110-1可以确定RTS-CTS性能指标。例如,RTS-CTS性能指标可以至少部分地基于冲突概率、RTS通话时间、SIFS通话时间和/或CTS通话时间。注意,接入点110-1可以知道或访问RTS通话时间、SIFS通话时间和/或CTS通话时间的值,并且可以计算或查找(例如,在查找表中)预先测量或预先确定的冲突参数的值。此外,接入点110-1可以估计或计算RTS-CTS性能指标。替选地,接入点110-1可以使用具有RTS-CTS性能指标的预先确定值的查找表来确定RTS-CTS性能指标。
然后,接入点110-1可以比较RTS-CTS性能指标和PPDU通话时间(可以由接入点110-1测量、计算或查找)。此外,至少部分地基于该比较,接入点110-1可以在PPDU与例如电子设备112-1的通信期间,选择性地使用RTS-CTS保护。例如,如果PPDU通话时间大于或等于RTS-CTS性能指标,则接入点110-1可以在PPDU与电子设备112-1的通信期间使用RTS-CTS保护。替选地,如果PPDU通话时间小于RTS-CTS性能指标,则接入点110-1在PPDU与电子设备112-1的通信期间可以不使用RTS-CTS保护。
替选地,将电子设备112-1用作示例,如下文参考图2和3进一步所述,电子设备112-1可以动态地适应RTS-CTS保护以选择性地减少冲突,而不会在WLAN 120中引起额外或不必要的开销。值得注意的是,电子设备112-1可以获取(例如,从接入点110-1测量、计算或获取)与WLAN 120中的通信相关联的通信参数。例如,通信参数可以包括冲突概率、PPDU通话时间、RTS通话时间、SIFS通话时间和/或CTS通话时间。
至少部分地基于通信参数,电子设备112-1可以确定RTS-CTS性能指标。例如,RTS-CTS性能指标可以至少部分地基于冲突概率、RTS通话时间、SIFS通话时间和/或CTS通话时间。注意,电子设备112-1可以知道或访问RTS通话时间、SIFS通话时间和/或CTS通话时间的值,并且可以估计或查找(例如,在查找表中)冲突参数的预先确定的估计值。此外,电子设备112-1可以估计或计算RTS-CTS性能指标。替选地,电子设备112-1可以使用具有RTS-CTS性能指标的预先确定值的查找表来确定RTS-CTS性能指标。
然后,电子设备112-1可以比较RTS-CTS性能指标和PPDU通话时间(其可以由电子设备112-1测量、计算或查找)。此外,至少部分地基于该比较,电子设备112-1可以在PPDU与例如接入点110-1的通信期间选择性地使用RTS-CTS保护。例如,如果PPDU通话时间大于或等于RTS-CTS性能指标,则电子设备112-1可以在PPDU与接入点110-1的通信期间使用RTS-CTS保护。替选地,如果PPDU通话时间小于RTS-CTS性能指标,则电子设备112-1在PPDU与接入点110-1的通信期间可以不使用RTS-CTS保护。
以这种方式,该通信技术可以允许接入点110和/或电子设备112在WLAN 120中的通信期间选择性地使用RTS-CTS保护。因此,该通信技术可以提供改进的通信性能而没有不必要的开销。因此,该通信技术可以提高接入点110和/或电子设备112的通信性能,并且当使用接入点110和电子设备112传送信息时,可以促进提高的用户体验。
我们现在描述该方法的实施例。图2呈现了流程图,该流程图示出了用于动态地调整RTS-CTS保护的方法200的示例,该方法可以由诸如图1中的接入点110之一或电子设备112之一的电子设备来执行。在操作期间,电子设备可以获取与WLAN中的通信相关联的通信参数(操作210),该WLAN包括电子设备和第二电子设备。例如,通信参数可以包括冲突概率、PPDU通话时间、RTS通话时间、SIFS通话时间和/或CTS通话时间。
然后,电子设备可以至少部分地基于通信参数来确定RTS-CTS性能指标(操作212)。例如,RTS-CTS性能指标可以至少部分地基于冲突概率、RTS通话时间、SIFS通话时间和/或CTS通话时间。
接下来,电子设备可以将RTS-CTS性能指标与PPDU通话时间进行比较(操作214)。此外,至少部分地基于该比较(操作214),电子设备可以在与第二电子设备的PPDU(诸如在帧或分组中)通信期间,选择性地使用RTS-CTS保护(操作216)。例如,如果PPDU通话时间大于或等于RTS-CTS性能指标,则电子设备可以在PPDU与第二电子设备的通信期间使用或启用RTS-CTS保护。替选地,如果PPDU通话时间小于RTS-CTS性能指标,则电子设备在PPDU与第二电子设备的通信期间可以不使用或启用RTS-CTS保护。
此外,电子设备可以间接地估计冲突概率。例如,可以至少部分基于竞争WLAN中的共享介质的电子设备的数量、业务类型、业务流和/或通信方向来计算冲突概率。替选地,电子设备可以使用包括预先确定或预先计算的冲突概率的查找表来确定冲突概率。
在一些实施例中,电子设备是接入点。接入点可以至少部分地基于:与该接入点相关联的电子设备的数量、多少相关联的电子设备具有要在下行链路通信方向中发送的活动业务流、业务类型和/或在时间间隔期间下行链路和上行链路通信方向上的业务流的数量来计算或查找冲突概率。例如,接入点可以监视业务流的数量。
替选地,电子设备可以是WLAN中的客户端。在这些实施例中,电子设备可以至少部分地基于RTS和/或确认超时的数量以及电子设备的传输尝试的数量来估计冲突概率。
在图3中进一步示出了通信技术的实施例,图3呈现了图示接入点110-1和电子设备112之间的通信的图。注意,电子设备112可以可通信地附接到或连接到接入点110-1。例如,电子设备112可以与接入点110-1相关联。在图3的讨论中,作为说明,该通信技术由接入点110-1执行。
在该通信技术期间,接入点110-1中的接口电路(IC)310可以访问接入点110-1中的存储器314中所存储的通信参数312和/或可以至少部分基于与电子设备112的通信316(诸如传送一个或多个分组或帧以及后续确认)来测量通信参数312。
然后,接口电路310可以至少部分地基于通信参数312来确定RTS-CTS性能指标318。
接下来,接口电路310可以比较320RTS-CTS性能指标318和PPDU通话时间。而且,至少部分地基于该比较320,接口电路310可以在PPDU324与电子设备112-1的通信期间,选择性地使用RTS-CTS保护322。例如,如果PPDU通话时间大于或等于RTS-CTS性能指标318,则接口电路310可以发送RTS 326,并且可以在将PPDU 324发送给电子设备112-1之前,等待从电子设备112-1接收CTS 328。替选地,如果PPDU通话时间小于RTS-CTS性能指标318,则接口电路310在PPDU324与电子设备112-1的通信期间,可以不使用RTS-CTS保护322。
虽然图3示出了涉及单向或双向通信的特定操作,但是,通常,图3所示的每个操作可能涉及单向或双向通信。
我们现在描述该通信技术的实施例。为了估计PPDU传输的平均通话时间,在该通信技术的一些实施例中,可能需要PPDU通话时间、冲突概率和RTS-CTS通话时间开销。此外,为了简化分析,假设WLAN中没有隐藏的节点。注意,在存在隐藏节点的情况下,可能更难以估计冲突概率。因此,在这种情况下,可以使用RTS-CTS保护。在所公开的通信技术的一些实施例中,在没有隐藏节点的WLAN中调整RTS-CTS用法。此外,还假设在发生冲突的情况下,对于即时的PPDU重传尝试没有冲突。因为在发生冲突的情况下竞争窗口会加倍,所以背对背冲突的概率很小,因此忽略这样的后续冲突并非没有道理。
图4呈现了没有RTS-CTS保护并且没有冲突的PPDU传输序列的示例。在图4中,D410-1是仲裁帧间间隔(AIFS)通话时间,B 412是平均随机退避时间,T 414-1是PPDU 416-1通话时间,S 418-1是短帧间间隔(SIFS)时间,以及A 420是确认422(ACK)/块ACK通话时间。
此外,图5呈现了在PPDU 416-1和510之间发生冲突的情况下,不具有RTS-CTS保护的PPDU传输序列的示例。在图5中,M 512是CTS/ACK超时,B 514是平均随机退避时间的两倍。
此外,图6呈现了具有使用RTS 610-1和CTS 614的RTS-CTS保护且没有冲突的PPDU传输序列的示例。在图6中,R 612-1是RTS通话时间,并且C 616-1是CTS通话时间。
另外,图7呈现了在RTS 610-2和PPDU 510之间发生冲突的情况下,具有RTS-CTS保护的PPDU传输序列的示例。
在下面的讨论中,令p为冲突概率。在图4和5中,没有RTS-CTS保护发送PPDU的平均通话时间为:
Tn=p·(D+B+T+M+D+2·B+T+S+A)+(1-p)·(D+B+T+S+A),
Tn=p·D+2·p·B+p·T+p·M+D+B+T+S+A,
Tn=p·(D+2·B+T+M)+D+B+T+S+A. (1)
此外,在图6和7中,具有RTS-CTS保护的发送PPDU的平均通话时间为:
Tr=p·(D+B+R+M+D+2·B+R+2·S+C+T+S+A)
+(1-p)·(D+B+2·S+C+T+S+A),
Tr=p·D+2·p·B+p·R+p·M+D+B+R+2·S+C+T+S+A,
Tr=p·(D+2·B+R+M)+D+B+R+3·S+C+T+A. (2)
因此,
Tn-Tr=p·(D+2·B+T+M)+D+B+T+S+A-p·(D+2·B+R+M)
-D-B-R-3·S-C-T-A,
Tn-Tr=p·(T-R)-(R+2·S+C). (3)
如果Tn-Tr大于或等于零,则对于每个PPDU,RTS-CTS保护可能需要更少的平均通话时间,因此,启用RTS-CTS保护可能是有益的。这种情况可以重新表达为:
Figure BDA0002492019770000131
图8呈现了用于动态地适应RTS-CTS保护的方法800的示例,其可以由电子设备(诸如图1中的接入点110之一或电子设备112之一)执行。在图8中,PPDU通话时间、RTS通话时间、SIFS通话时间和CTS通话时间对于正在发送PPDU的电子设备可能是已知量。可以在(可以在给定的IEEE 802.11标准中设置的)给定有效载荷大小(例如,以字节为单位)、为传输选择的物理数据速率以及分组类型(诸如传统的高吞吐量或HT、非常高的吞吐量或VHT,高效率或HE等)的情况下计算PPDU通话时间。
在操作期间,电子设备可以获取通信参数(操作810)。例如,通信参数可以包括冲突概率、PPDU通话时间、RTS通话时间、SIFS通话时间和CTS通话时间。
然后,电子设备可以至少部分地基于该通信参数来确定RTS-CTS性能指标(操作812)。例如,RTS-CTS性能指标可以至少部分地基于冲突概率、RTS通话时间、SIFS通话时间和CTS通话时间。
接下来,至少部分地基于RTS-CTS性能指标和PPDU通话时间,电子设备可以在PPDU与第二电子设备的通信期间选择性地使用RTS-CTS保护。明显地,电子设备可以将RTS-CTS性能指标与PPDU通话时间进行比较(操作814)。如果PPDU通话时间大于或等于RTS-CTS性能指标(操作814),则电子设备可以在PPDU与第二电子设备的通信期间使用RTS-CTS保护(操作816)。替选地,如果PPDU通话时间小于RTS-CTS性能指标(操作814),则电子设备在PPDU与第二电子设备的通信期间不使用RTS-CTS保护(操作818)。
注意,冲突概率可能不能直接可用于电子设备。代替地,电子设备可以间接地估计冲突概率。例如,冲突概率可以取决于竞争共享介质的电子设备的数量、业务类型(诸如用户数据报协议或UDP,或者传输控制协议或TCP)、业务流和/或方向(诸如下行链路、上行链路或双向通信)。在一些实施例中,电子设备可以计算冲突概率。替选地,电子设备可以根据上述参数或因子,使用预先确定的或预先计算的冲突概率的查找表来确定冲突概率。
如果电子设备是接入点,则其可以接入或了解与接入点连接的关联电子设备(或客户端)的数量。此外,接入点还可以知道有多少关联的电子设备具有要在下行链路方向上发送的活动业务和业务类型(诸如UDP或TCP)。此外,接入点可以在时间间隔(诸如之前的30s)期间监视下行链路和上行链路方向上的流的数量。至少部分地基于该信息,可以估计(例如,计算或查找)冲突概率。
在方法200(图2)和/或800的一些实施例中,可能存在有另外或更少的操作。此外,可能存在一个或多个不同的操作。此外,可以改变操作的顺序,并且/或者可以将两个或以上操作组合为单个操作。
图9示出了根据竞争共享介质的电子设备的数量的模拟冲突概率的图的示例。例如,如果有60个电子设备与接入点关联或连接到接入点,并且如果有9个电子设备存在活动的双向UDP或TCP业务,则总共有10个设备(9个电子设备和1个接入点)竞争共享介质。使用图6,模拟的冲突概率约为62%。类似地,当仅存在TCP下行链路业务时,可以执行模拟以确定与接入点关联或连接到接入点的电子设备所经历的冲突概率。在这种情况下,这些电子设备中的一小部分将具有在任何给定时间传输的TCP确认分组。
如果正在发送PPDU的电子设备是客户端,则它可能不知道与同一信道上的同一接入点关联或连接到该接入点的电子设备的数量。在这种情况下,可以通过保持RTS/ACK超时的数量和电子设备的发送尝试的数量的计数来估计冲突概率。RTS/ACK超时占传输尝试次数的分数可以是冲突概率的近似估计。
在一些实施例中,冲突概率可以是0.2并且SIFS通话时间可以是16μs。如果RTS速率为6Mbps,则RTS通话时间可能为48μs。此外,CTS通话时间可以为40μs。此外,如果Tthr表示PPDU通话时间阈值,在该PPDU通话时间阈值处或高于该PPDU通话时间阈值处启用RTS,则
Figure BDA0002492019770000151
我们现在描述电子设备的实施例,其可以执行通信技术中的至少一些操作。例如,电子设备可以包括图1中的接入点110或电子设备112之一。图10呈现了示出根据一些实施例的电子设备1000的框图。该电子设备包括处理子系统1010、存储器子系统1012和联网子系统1014。处理子系统1010包括被配置成执行计算操作的一个或多个设备。例如,处理子系统1010可以包括一个或多个微处理器、ASIC、微控制器,可编程逻辑设备、图形处理单元(GPU)和/或一个或多个数字信号处理器(DSP)。
存储器子系统1012包括用于存储用于处理子系统1010和联网子系统1014的数据和/或指令的一个或多个设备。例如,存储器子系统1012可以包括动态随机存取存储器(DRAM)、静态随机存取存储器(SRAM),和/或其他类型的存储器。在一些实施例中,存储器子系统1012中的用于处理子系统1010的指令包括:可以由处理子系统1010执行的一个或多个程序模块或指令集(诸如,程序指令1022或操作系统1024)。注意,一个或多个计算机程序可以构成计算机程序机制。此外,存储器子系统1012中的各种模块中的指令可以实现为:高级过程语言、面向对象的编程语言,和/或汇编或机器语言。此外,编程语言可以被编译或解释,例如,可配置或被配置(在本讨论中可以互换使用)以由处理子系统1010执行。
此外,存储器子系统1012可以包括用于控制对存储器的访问的机制。在一些实施例中,存储器子系统1012包括存储器层次结构,所述存储器层次结构包括耦合到电子设备1000中的存储器的一个或多个高速缓存。在这些实施例的一些中,一个或多个高速缓存位于处理子系统1010中。
在一些实施例中,存储器子系统1012耦合到一个或多个高容量大容量存储设备(未示出)。例如,存储器子系统1012可以耦合到磁或光驱动器、固态驱动器或其他类型的大容量存储设备。在这些实施例中,存储器子系统1012可以由电子设备1000用作经常使用的数据的快速存取存储器,而大容量存储设备被用来存储不常使用的数据。
联网子系统1014包括被配置成耦合到有线和/或无线网络并在有线和/或无线网络上通信(即,以执行网络操作)的一个或多个设备,包括:控制逻辑1016、接口电路1018和一个或多个天线1020(或天线元件)。(虽然图10包括一个或多个天线1020,但是在一些实施例中,电子设备1000包括一个或多个节点,诸如节点1008,例如焊盘,其可以耦合到一个或多个天线1020。因此,电子设备1000可以包括或可以不包括一个或多个天线1020。注意,节点1008可以包括一个或多个输入节点和/或一个或多个输出节点)。例如,联网子系统1014可以包括BluetoothTM网络系统、蜂窝网络系统(例如,诸如UMTS、LTE等的3G/4G/5G网络)、通用串行总线(USB)网络系统、基于IEEE 802.11中所述的标准的网络系统(例如,Wi-Fi网络系统)、以太网网络系统和/或其他网络系统。
联网子系统1014包括处理器、控制器、无线电装置/天线、插座/插头,和/或用于耦合到每个支持的网络系统、在其上进行通信以及处理其数据和事件的其他设备。注意,用于耦合到每个网络系统、在其上进行通信以及处理用于其的网络上的数据和事件的机制有时统称为网络系统的“网络接口”。此外,在一些实施例中,电子设备之间的“网络”或“连接”尚不存在。因此,电子设备1000可以使用联网子系统1014中的机制来执行电子设备之间的简单无线通信,例如,传输广告或信标帧和/或扫描由其他电子设备传输的广告帧,如前所述。
在电子设备1000内,处理子系统1010、存储器子系统1012和联网子系统1014使用总线1028耦合在一起。总线1028可以包括子系统可以用来在彼此之中进行命令和数据的通信的电、光和/或电光连接。尽管为了清楚起见仅示出了一个总线1028,但是不同的实施例可以包括子系统之间的不同数量或配置的电、光和/或电光连接。
在一些实施例中,电子设备1000包括用于在显示器上显示信息的显示子系统1026,其可以包括显示驱动器和显示器,诸如液晶显示器、多点触摸式触摸屏等。
电子设备1000可以是具有至少一个网络接口的任何电子设备(或可以被包括在其中)。例如,电子设备1000可以是(或可以被包括在):桌面型计算机、膝上型计算机、小型笔记本/上网本、服务器、平板计算机、智能电话、蜂窝电话、智能手表、消费电子设备、便携式计算设备、可穿戴设备、接入点、收发器、eNodeB、路由器、交换机、通信设备、控制器、测试设备和/或另一电子设备。
尽管使用特定组件来描述电子设备1000,但是在替选实施例中,电子设备1000中可以存在不同的组件和/或子系统。例如,电子设备1000可以包括一个或多个附加处理子系统、存储器子系统、联网子系统和/或显示子系统。另外,一个或多个子系统可以不存在于电子设备1000中。此外,在一些实施例中,电子设备1000可以包括图10中未示出的一个或多个附加子系统。而且,尽管图10中示出了单独的子系统,但在一些实施例中,给定子系统或组件中的一些或全部可以集成到电子设备1000中的一个或多个其他子系统或(一个或多个)组件中。例如,在一些实施例中,程序指令1022被包括在操作系统1024中,并且/或者控制逻辑1016被包括在接口电路1018中。
此外,电子设备1000中的电路和组件可以使用模拟和/或数字电路的任何组合来实现,包括:双极、PMOS和/或NMOS栅极或晶体管。此外,这些实施例中的信号可以包括具有近似离散值的数字信号和/或具有连续值的模拟信号。另外,组件和电路可以是单端或差分的,并且电源可以是单极或双极的。
集成电路(有时称为“通信电路”)可以实现联网子系统1014的一些或全部功能。集成电路可以包括用于发送来自电子设备1000的无线信号以及在电子设备1000处接收来自其他电子设备的信号的硬件和/或软件机制。除了本文描述的机制之外,无线电装置通常是本领域公知的,因此不再详细描述。通常,联网子系统1014和/或集成电路可以包括任何数量的无线电装置。注意,多无线电装置实施例中的无线电装置以与所描述的单无线电装置实施例类似的方式起作用。
在一些实施例中,联网子系统1014和/或集成电路包括配置机制(诸如一个或多个硬件和/或软件机制),其配置(一个或多个)无线电装置以在给定通信信道(例如,给定的载波频率)上进行发送和/或接收。例如,在一些实施例中,配置机制可用于将无线电装置从在给定通信信道上的监视和/或发送切换到在不同通信信道上监视和/或发送。(注意,本文使用的“监视”包括从其他电子设备接收信号并且可能对接收的信号执行一个或多个处理操作)。
在一些实施例中,用于设计集成电路或集成电路的一部分(其包括本文描述的一个或多个电路)的过程的输出可以是计算机可读介质,例如,磁带或光盘或磁盘。计算机可读介质可以用数据结构或描述电路的其他信息进行编码,该电路可以物理地实例化为集成电路或集成电路的一部分。尽管可以使用各种格式进行这种编码,但这些数据结构通常用以下格式编写:Caltech中间格式(CIF)、Calma GDSII流格式(GDSII)或电子设计交换格式(EDIF)。集成电路设计领域的技术人员可以从上面详述的类型的示意图和相应的描述开发这样的数据结构,并在计算机可读介质上对数据结构进行编码。集成电路制造领域的技术人员可以使用这种编码数据来制造包括本文描述的一个或多个电路的集成电路。
虽然前面的讨论将LTE通信协议用作说明性示例,但是在其他实施例中,可以使用各种各样的通信协议,并且更一般地,可以使用无线通信技术。因此,通信技术可以用在各种网络接口中。此外,虽然前述实施例中的一些操作是以硬件或软件实现的,但是通常前述实施例中的操作可以以各种各样的配置和架构来实现。因此,前述实施例中的一些或所有操作可以用硬件、软件或这两者来执行。例如,通信技术中的至少一些操作可以使用程序指令1022、操作系统1024(诸如用于接口电路1018的驱动器)或在接口电路1018中的固件中来实现。替选地或另外地,通信技术中的至少一些操作可以在诸如接口电路1018中的硬件的物理层中实现。
在前面的描述中,我们提及“一些实施例”。注意,“一些实施例”描述了所有可能实施例的子集,但并不总是指定相同的实施例的子集。此外,注意,前述实施例中的数值是一些实施例的说明性示例。在通信技术的其他实施例中,可以使用不同的数值。
尽管前面的讨论示出了使用一个或多个特定频带中的通信的通信技术,但是可以使用一个或多个其他频带,诸如对应于LTE和/或公民宽带无线业务(CBRS)的频带。例如,这些频带可以包括:3.55和3.7GHz之间的频带、2.4GHz附近或包括2.4GHz的频带、3.6GHz附近或包括3.6GHz的频带、4.9GHz附近或包括4.9GHz的频带、5GHz附近或包括5GHz的频带、5.9GHz或6GHz附近或包括5.9GHz或6GHz的频带、60GHz附近的频带和/或另一频带。注意,频带可以包括一个或多个频带。
以上描述旨在使本领域技术人员能够制作和使用本公开,并且在特定应用及其要求的场境下提供。此外,仅出于说明和描述的目的呈现了本公开的实施例的前述描述。它们并非旨在穷举或将本公开限制于所公开的形式。因此,对于本领域技术人员来说,许多修改和变化是显而易见的,并且在不脱离本公开的精神和范围的情况下,本文定义的一般原理可以应用于其他实施例和应用。另外,前述实施例的讨论不旨在限制本公开。因此,本公开不旨在限于所示的实施例,而是与符合本文公开的原理和特征的最宽范围相一致。

Claims (20)

1.一种电子设备,包括:
天线;以及
接口电路,所述接口电路被耦合到所述天线,所述接口电路被配置为与第二电子设备无线地通信,其中,所述电子设备被配置为执行包括下述各项的操作:
获取与包括所述电子设备和所述第二电子设备的无线局域网(WLAN)中的通信相关联的通信参数;
至少部分地基于所述通信参数,来确定准备发送(RTS)-清除发送(CTS)性能指标;
比较所述RTS-CTS性能指标和物理层会聚协议(PLCP)协议数据单元(PPDU)通话时间;以及
至少部分地基于所述比较,在PPDU与所述第二电子设备的通信期间,选择性地使用RTS-CTS保护。
2.如权利要求1所述的电子设备,其中,所述通信参数包括:
冲突概率、PPDU通话时间、RTS通话时间、短帧间间隔(SIFS)通话时间和CTS通话时间。
3.如权利要求1所述的电子设备,其中,所述RTS-CTS性能指标至少部分地基于:
冲突概率、RTS通话时间、短帧间间隔(SIFS)通话时间以及CTS通话时间。
4.如权利要求1所述的电子设备,其中,所述RTS-CTS保护的所述选择性地使用包括:
当PPDU通话时间大于或等于所述RTS-CTS性能指标时,所述电子设备在所述PPDU与所述第二电子设备的通信期间,使用所述RTS-CTS保护;以及
当所述PPDU通话时间小于所述RTS-CTS性能指标时,所述电子设备在所述PPDU与所述第二电子设备的通信期间,不使用所述RTS-CTS保护。
5.如权利要求1所述的电子设备,其中,所述通信参数的所述获取包括:
至少部分地基于竞争所述WLAN中的共享介质的电子设备的数量、业务的类型、业务流和通信方向,来计算冲突概率。
6.如权利要求1所述的电子设备,其中,所述通信参数的所述获取包括:
使用包括预先确定或预先计算的冲突概率的查找表,来确定冲突概率。
7.如权利要求1所述的电子设备,
其中,所述电子设备包括接入点;以及
其中,所述通信参数的所述获取包括至少部分地基于下述内容,计算冲突概率:
与所述接入点相关联的电子设备的数量,
多少所述相关联的电子设备具有将在下行链路通信方向中发送的活动业务流,
业务类型,以及
在时间间隔期间在所述下行链路和上行链路通信方向中的业务流的数量。
8.如权利要求1所述的电子设备,
其中,所述电子设备包括所述WLAN中的客户端;以及
其中,所述通信参数的所述获取包括:
至少部分地基于RTS和确认超时的数量、以及所述电子设备的传输尝试的数量,来估计冲突概率。
9.一种结合电子设备使用的非暂时性计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有程序指令,其中,当由所述电子设备执行时,所述程序指令使所述电子设备执行包括下述各项的操作:
获取与包括所述电子设备和所述第二电子设备的无线局域网(WLAN)中的通信相关联的通信参数;
至少部分地基于所述通信参数,来确定准备发送(RTS)-清除发送(CTS)性能指标;
比较所述RTS-CTS性能指标和物理层会聚协议(PLCP)协议数据单元(PPDU)通话时间;以及
至少部分地基于所述比较,在PPDU与所述第二电子设备的通信期间,选择性地使用RTS-CTS保护。
10.如权利要求9所述的非暂时性计算机可读存储介质,其中,所述通信参数包括:
冲突概率、PPDU通话时间、RTS通话时间、短帧间间隔(SIFS)通话时间和CTS通话时间。
11.如权利要求9所述的非暂时性计算机可读存储介质,其中,所述RTS-CTS性能指标至少部分地基于:
冲突概率、RTS通话时间、短帧间间隔(SIFS)通话时间以及CTS通话时间。
12.如权利要求9所述的非暂时性计算机可读存储介质,其中,所述RTS-CTS保护的所述选择性使用包括:
当PPDU通话时间大于或等于所述RTS-CTS性能指标时,所述电子设备在所述PPDU与所述第二电子设备的通信期间,使用所述RTS-CTS保护;以及
当所述PPDU通话时间小于所述RTS-CTS性能指标时,所述电子设备在所述PPDU与所述第二电子设备的通信期间,不使用所述RTS-CTS保护。
13.如权利要求9所述的非暂时性计算机可读存储介质,其中,所述通信参数的所述获取包括:
至少部分地基于竞争所述WLAN中的共享介质的电子设备的数量、业务的类型、业务流和通信方向,来计算冲突概率。
14.如权利要求9所述的非暂时性计算机可读存储介质,其中,所述通信参数的所述获取包括:
使用包括预先确定或预先计算的冲突概率的查找表,来确定冲突概率。
15.如权利要求9所述的非暂时性计算机可读存储介质,
其中,所述电子设备包括接入点;以及
其中,所述通信参数的所述获取包括至少部分地基于下述内容,计算冲突概率:
与所述接入点相关联的电子设备的数量,
多少所述相关联的电子设备具有将在下行链路通信方向中发送的活动业务流,
业务类型,以及
在时间间隔期间在所述下行链路和上行链路通信方向中的业务流的数量。
16.如权利要求9所述的非暂时性计算机可读存储介质,
其中,所述电子设备包括所述WLAN中的客户端;以及
其中,所述通信参数的所述获取包括:至少部分地基于RTS和确认超时的数量、以及所述电子设备的传输尝试的数量,来估计冲突概率。
17.一种动态地适应RTS-CTS保护的方法,包括:
通过电子设备:
获取与包括所述电子设备和所述第二电子设备的无线局域网(WLAN)中的通信相关联的通信参数;
至少部分地基于所述通信参数,来确定准备发送(RTS)-清除发送(CTS)性能指标;
比较所述RTS-CTS性能指标和物理层会聚协议(PLCP)协议数据单元(PPDU)通话时间;以及
至少部分地基于所述比较,在PPDU与所述第二电子设备的通信期间,选择性地使用RTS-CTS保护。
18.如权利要求17所述的方法,其中,所述通信参数包括:
冲突概率、PPDU通话时间、RTS通话时间、短帧间间隔(SIFS)通话时间和CTS通话时间。
19.如权利要求17所述的方法,其中,所述RTS-CTS性能指标至少部分地基于:
冲突概率、RTS通话时间、短帧间间隔(SIFS)通话时间以及CTS通话时间。
20.如权利要求17所述的方法,其中,所述RTS-CTS保护的所述选择性地使用包括:
当PPDU通话时间大于或等于所述RTS-CTS性能指标时,所述电子设备在所述PPDU与所述第二电子设备的通信期间,使用所述RTS-CTS保护;以及
当所述PPDU通话时间小于所述RTS-CTS性能指标时,所述电子设备在所述PPDU与所述第二电子设备的通信期间,不使用所述RTS-CTS保护。
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