CN114448556B - 无线通信系统与传输速率控制方法 - Google Patents
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Abstract
无线通信系统包含收发器电路、内存电路以及处理器电路。收发器电路经由多个子通道(其包含第一子通道与第二子通道)传输数据。内存电路储存查找表，其指示多个传输速率与通道指示符之间的对应关系。处理器电路根据第一子通道在统计期间内的第一传输速率自查找表选出第一通道指示符，确定第一子通道的第一通道估测值与第二子通道的第二通道估测值之间的差值，根据差值与第一通道指示符确定参考通道指示符，并根据参考通道指示符自查找表中选出对应传输速率，以设定收发器电路在第二子通道的传输速率为对应传输速率。
Description
技术领域
本发明申请是关于无线通信系统，尤其是关于使用正交分频多任务存取(orthogonal frequency division multiple access)技术的无线通信系统与其传输速率控制方法。
背景技术
在正交分频多任务存取(orthogonal frequency division multiple access,OFDMA)系统中，通道可被分为多个子通道，其被称为资源单元(resource unit)。在这些资源单元上的封包传输速率可确定OFDMA系统的整体传输效能。在一些技术中，可分析传送端的重传(retry)数据，以设定资源单元的传输速率。然而，在实际应用中，仅有少部分的子通道会传送重传信息，或是仅有少部分的子通道具有足够的重传信息量来进行统计。如此一来，这些技术仍无法对没有传送重传信息的子通道或是信息量不足的子通道设定合适的传输速率。
发明内容
在一些实施例中，无线通信系统包含收发器电路、内存电路以及处理器电路。收发器电路用以经由多个子通道传输数据。该多个子通道包含至少一个第一子通道与第二子通道。内存电路用以储存第一查找表。第一查找表指示多个传输速率与多个通道指示符之间的对应关系。处理器电路用以：根据至少一个第一子通道在统计期间内的至少一个第一传输速率自第一查找表选出该多个通道指示符中的至少一个第一通道指示符；确定至少一个第一子通道的至少一个第一通道估测值与第二子通道的第二通道估测值之间的至少一个差值；根据至少一个差值与至少一个第一通道指示符确定第一参考通道指示符；以及根据第一参考通道指示符自第一查找表中选出该多个传输速率中的对应传输速率，以设定收发器电路在该第二子通道的传输速率为该对应传输速率。
在一些实施例中，传输速率控制方法包含下列操作：建立第一查找表，其中第一查找表指示多个传输速率与多个通道指示符的对应关系；根据多个子通道中的至少一个第一子通道在统计期间内的至少一个第一传输速率自第一查找表选出该多个通道指示符中的至少一个第一通道指示符；确定至少一个第一子通道的至少一个第一通道估测值与该多个子通道中的第二子通道的第二通道估测值之间的至少一个差值；根据该至少一个差值与至少一个第一通道指示符确定第一参考通道指示符；以及根据第一参考通道指示符自第一查找表中选出该多个传输速率中的对应传输速率，以设定收发器电路在第二子通道的传输速率为该对应传输速率。
有关本发明申请的特征、操作与功效，配合附图中较佳实施例详细说明如下。
附图说明
图1为根据本发明申请的一些实施例绘制一种无线通信系统的示意图；
图2为根据本发明申请的一些实施例绘制一种传输速率控制方法的流程图；
图3为根据本发明申请一些实施例绘制图1的无线通信系统的频谱与图2的相关操作的示意图；以及
图4为根据本发明申请一些实施例绘制图1的无线通信系统的频谱与图2的相关操作的示意图。
符号说明
100：无线通信系统
100A：装置
120：天线
140：收发器电路
160：内存电路
180：处理器电路
200：传输速率控制方法
S210、S220、S230、S240、S250：操作
LT1：第一查找表
LT2：第二查找表
RU0～RU4：资源单元
具体实施方式
本文所使用的所有词汇具有其通常的含义。上述词汇在普遍常用字典中的定义，在本发明申请的内容中包含任一在此讨论的词汇的使用例子仅为示例，不应限制到本发明申请的范围与含义。同样地，本发明申请不以此说明书所示出的各种实施例为限。
关于本文中所使用的“耦接”或“连接”，均可指两个或多个组件相互直接作实体或电性接触，或是相互间接作实体或电性接触，也可指两个或多个组件相互操作或动作。如本文所用，用语“电路”可为由至少一个晶体管和/或至少一个主被动组件按一定方式连接以处理信号的装置。
如本文所用，用语“和/或”包含了列出的关联项目中的一个或多个的任何组合。在本文中，使用第一、第二与第三等等词汇，是用于描述并辨别各个组件。因此，在本文中的第一组件也可被称为第二组件，而不脱离本发明申请的本意。为易于理解，在各附图中的类似组件将被指定为相同标号。
图1为根据本发明申请的一些实施例绘制一种无线通信系统100的示意图。在一些实施例中，无线通信系统100可利用正交分频多任务存取(orthogonal frequencydivision multiple access,OFDMA)技术与其他装置(例如为装置100A)进行联机。
无线通信系统100包含天线120、收发器电路140、内存电路160以及处理器电路180。收发器电路140可经由天线120传输数据至装置100A，或经由天线120接收装置100A传来的数据。在一些实施例中，收发器电路140用以经由多个子通道(subchannel)传输数据。一些实施例中，如图3所示，上文所述的多个子通道可为OFDMA技术下的多个资源单元(resource unit)RU0～RU4。在一些实施例中，收发器电路140可包含(但不限于)发射器电路(未示出)、接收器电路(未示出)、基频电路(未示出)等等，以传输与/或接收数据。
在一些实施例中，内存电路160用以储存第一查找表LT1，其用以指示多个传输速率与多个通道指示符之间的对应关系。处理器电路180可利用第一查找表LT1设定子通道的传输速率。关于使用第一查找表LT1的相关操作将在下文参照图2～4进行说明。在一些实施例中，内存电路160储存有一个或多个程序代码，且处理器电路180可执行该一个或多个程序代码，以执行图2中的多个操作来设定传输速率。在一些实施例中，可对无线通信系统100事先进行仿真与/或测量，以建立第一查找表LT1。在一些实施例中，第一查找表LT1可以是装置100A(接收端)所回报的测量结果。在一些实施例中，第一查找表LT1可以是无线通信系统100(传送端)在进行通道估测时所得到的测试结果。
在一些实施例中，第一查找表LT1可表示为下表(下文称表一)：
| 传输速率 | 通道指示符 |
| MCS0 | 1 |
| MCS1 | 4 |
| MCS2 | 6 |
| MCS3 | 9 |
| MCS4 | 12 |
| MCS5 | 16 |
| MCS6 | 18 |
| MCS7 | 20 |
| MCS8 | 24 |
| MCS9 | 28 |
| MCS10 | 32 |
| MCS11 | 36 |
在上述实施例的第一查找表LT1中，左栏的传输速率可由调变编码方案(modulation and coding scheme,MCS)索引值表示。MCS索引值越高，代表传输速率越快。例如，MCS9对应的传输速率高于MCS8对应的传输速率。在一些实施例中，右栏的通道指示符可为(但不限于)各个传输速率所对应的信号噪声比(signal to noise ratio,SNR)，其表达单位为分贝。
在一些实施例中，第一查找表LT1可表示为下表(下文称表二)：
| 传输速率 | 通道指示符 |
| MCS0 | 0 |
| MCS1 | 3 |
| MCS2 | 5 |
| MCS3 | 8 |
| MCS4 | 11 |
| MCS5 | 15 |
| MCS6 | 17 |
| MCS7 | 19 |
| MCS8 | 23 |
| MCS9 | 27 |
| MCS10 | 31 |
| MCS11 | 35 |
相较于表一的实施例，在表二的实施例中，通道指示符可为各个传输速率对应的信号噪声比与最低传输速率所对应的信号噪声比之间的差值。例如，在表一中，MCS0对应的信号噪声比为1分贝，且MCS1对应的信号噪声比为4分贝。因此，在表二中，MCS0对应的通道指示符为0(即1－1＝0)，且MCS1对应的通道指示符为3(即4－1＝3)。依此类推(例如，MCS8对应的通道指示符为24－1＝23)，应可理解表二中的通道指示符的设置方式。在一些实施例中，通过记录多个传输速率所对应的通道指示符之间的差值，可还准确地反映多个传输速率之间的通道差异。表一与表二仅用于示例，且本发明申请并不以此为限。各种可记录传输速率与通道指示符的对应关系的第一查找表LT1皆在本发明申请所涵盖的范围内。
在一些实施例中，内存电路160可为(但不限于)非瞬时计算机可读取储存媒介。例如，计算机可读取储存媒介包含缓存器、半导体或固态内存、磁带、可移除式计算机磁盘、随机存取内存(RAM)、硬磁盘、光学磁盘或其均等。在一些实施例中，处理器电路180可为(但不限于)中央处理单元(CPU)、特殊应用集成电路(Application-specific integratedcircuit)、多处理器、管线式的处理器、分布式处理系统或其均等。用来实施内存电路160以及处理器电路180的各种电路或单元皆为本发明申请所涵盖的范围。
图2为根据本发明申请的一些实施例绘制一种传输速率控制方法200的流程图。在一些实施例中，传输速率控制方法200可由(但不限于)图1的处理器电路180执行。
在操作S210，建立第一查找表，其中第一查找表指示多个传输速率与多个通道指示符之间的对应关系。例如，如上文所述，内存电路160内可储存有如表一或表二所示的第一查找表LT1。
在操作S220，根据至少一个第一子通道在统计期间内的至少一个第一传输速率自第一查找表选出至少一个第一通道指示符。
为说明操作S220，请参照图3。图3为根据本发明申请一些实施例绘制图1的无线通信系统100的频谱与图2的相关操作的示意图。如图3所示，频谱被分割为5个资源单元RU0～RU4。处理器电路180可在默认的统计期间记录多个资源单元RU0～RU4的封包传送次数，并利用传输速率(rate adaptation)算法或资源分配(resource allocation)算法计算该些资源单元RU0～RU4的传输速率。例如，在统计期间内，经由资源单元RU0与数据单元RU1传送的封包次数为0，因此资源单元RU0与数据单元RU1每一者的传输速率为未知(分别标示为X与Y)；经由资源单元RU2传送的封包传输次数为400，且对应于资源单元RU2的传输速率为MCS7；经由资源单元RU3传送的封包传输次数为200，且对应于资源单元RU3的传输速率为MCS5；经由资源单元RU4传送的封包传输次数为200，且对应于资源单元RU4的传输速率为MCS5。
在一些实施例中，处理器电路180可选出该些资源单元RU0～RU4中具有最大封包传输次数的资源单元为上文所述的至少一个第一子通道。如图3所示，由于资源单元RU2在统计期间内具有最大封包传输次数(即400)，因此处理器电路180可选择资源单元RU2为至少一个第一子通道，并根据资源单元RU2对应的传输速率MCS7自第一查找表LT1(例如为表一或表二)选出对应的至少一个第一通道指示符。例如，处理器电路180可根据资源单元RU2对应的传输速率MCS7而自表一得到至少一个第一通道指示符为20。
继续参照图2，在操作S230，确定该至少一个第一子通道的至少一个第一通道估测值与该多个子通道中的第二子通道的第二通道估测值之间的至少一个差值。在一些实施例中，如图1所示，内存电路160还储存有第二查找表LT2，其用于指示多个子通道(即资源单元RU0～RU4)的通道估测值。处理器电路180可根据第二查找表LT2获得至少一个第一通道估测值与第二通道估测值。在一些实施例中，第二查找表LT2可表示为下表(下文称表三)，其中封包传输次数以及传输速率相同于图3中的统计资料。
| 资源单元 | RU0 | RU1 | RU2 | RU3 | RU4 |
| 封包传输次数 | 0 | 0 | 400 | 200 | 200 |
| 传输速率 | X | Y | MCS7 | MCS5 | MCS5 |
| 通道估测值 | 18 | 22 | 26 | 21 | 22 |
在一些实施例中，基于OFDMA系统的波束成型协议(beamforming protocol)，处理器电路180周期性地经由收发器电路140送出询问讯框(request frame)至装置100A，且装置100A会回传响应于此数据框所测量到的通道质量指示符(channel qualityindicator)。在一些实施例中，通道质量指示符用于指示对应子通道(即资源单元)的信号噪声比。处理器电路180可记录该多个通道质量指示符(即通道估测值)与该多个资源单元RU0～RU4之间的对应关系，以建立第二查找表LT2。在一些实施例中，在收发器电路140传输询问讯框至装置100A时，处理器电路180可进行通道估测，以得到各个子通道所对应的通道估测值并建立第二查找表LT2。上述关于第二查找表LT2的设置方式用于示例，且本发明申请并不以此为限。
在一些实施例中，第二子通道在统计期间内的封包传输次数小于一默认值(例如为100)或为零。上述的默认值可用来选出统计信息不足的资源单元。在图3的例子中，由于资源单元RU0或资源单元RU1的封包传输封包次数皆为零并小于100，因此第二子通道可为资源单元RU0或资源单元RU1。以下以资源单元RU0为第二子通道为例说明。在上文操作中，资源单元RU2被选为至少一个第一子通道。根据第二查找表LT2(如表三所示)，处理器电路180得知对应于资源单元RU2的至少一个第一通道估测值为26，并得知对应于资源单元RU0的第二通道估测值为18。在一些实施例中，处理器电路180可将第二通道估测值减去至少一个第一通道估测值，以确定至少一个第一通道估测值与第二通道估测值之间的至少一个差值。换言之，在此例中，至少一个差值为－8(即18－26＝－8)。
继续参照图2，在操作S240，根据该至少一个差值与该至少一个第一通道指示符确定第一参考通道指示符。在操作S250，根据第一参考通道指示符自第一查找表中选出该多个传输速率中的对应传输速率，以设定收发器电路在第二子通道的一传输速率为该对应传输速率。
在一些实施例中，由于通道估测值的差值与通道指示符皆对应于SNR值，处理器电路180可相加至少一个差值与至少一个第一通道指示符，以确定参考通道指示符。如图3的例子所示，在处理器电路180获得至少一个第一通道指示符为20以及至少一个差值为－8后，处理器电路180可相加至少一个第一通道指示符以及至少一个差值，以产生第一参考通道指示符。换言之，在此例中，第一参考通道指示符为12(即20+(－8)＝12)。接着，根据第一查找表LT1(如表一所示)，处理器电路180可自第一查找表LT1中选出对应于第一参考通道指示符(例如为12)的传输速率MCS4，以设定收发器电路140在资源单元RU0的传输速率为MCS4。
通过类似操作，处理器电路180亦可设定资源单元RU1的传输速率。通过传输控制方法200，处理器电路180可利用具有足够统计数据的至少一个第一子通道(例如为资源单元RU2)的通道特性来估测统计数据不足的第二子通道(例如为资源单元RU0与资源单元RU1)的通道特性，以设定适合的传输速率至统计数据不足的子通道。
上述多个操作仅为示例，并非限定需依照此示例中的顺序执行。在不违背本发明申请的各实施例的操作方式与范围下，在传输速率控制方法200下的各种操作当可适当地增加、替换、省略或以不同顺序执行。或者，在传输速率控制方法200下的一或多个操作可以是同时或部分同时执行。
图4为根据本发明申请一些实施例绘制图1的无线通信系统100的频谱与图2中的相关操作的示意图。相较于图3，在此例中，上文所述的至少一个第一子通道中每一者在统计期间内的封包传输次数大于或等于默认值。在一些实施例中，若资源单元的封包传输次数越多，与该资源单元相关的统计数据(例如为传输速率)的参考价值越高。因此，通过设置默认值，可选出具有一定封包传输次数的多个资源单元来得到更为准确的估测结果。
举例而言，默认值可为(但不限于)100。处理器电路180可选出多个资源单元RU0～RU4在统计期间内中具有封包传输次数大于100的至少一者为至少一个第一子通道(即操作S220)。如图4所示，由于资源单元RU2、资源单元RU3以及资源单元RU4的封包传输次数皆大于100，因此处理器电路180可挑选资源单元RU2、资源单元RU3以及资源单元RU4为至少一个第一子通道。处理器电路180可根据资源单元RU2、资源单元RU3以及资源单元RU4分别对应的传输速率MCS7、传输速率MCS5与传输速率MCS5自第一查找表LT1(例如为表一或表二)选出对应的通道指示符。例如，处理器电路180根据传输速率MCS7、传输速率MCS5以及传输速率MCS5而自表一得到至少一个第一通道指示符为20、16以及16。
接着，在操作S230，根据第二查找表LT2(如表三所示)，处理器电路180可获得对应于资源单元RU2、资源单元RU3以及资源单元RU4的多个至少一个第一通道估测值分别为26、21以及22，并获得对应于资源单元RU0的第二通道估测值为18。因此，处理器电路180可确定至少一个差值分别为－8(即18－26)、－3(即18－21)以及－4(即18－22)。
在一些实施例中，在操作S240中，处理器电路180可根据至少一个差值与至少一个第一通道指示符确定多个第二参考通道指示符，并根据多个第二参考通道指示符执行权重运算，以确定第一参考通道指示符。在一些实施例中，处理器电路180可相加至少一个差值中的对应者与至少一个第一通道指示符中的对应者，以确定至少一个参考通道指示符。在一些实施例中，若至少一个第一子通道中的一者(下文称目标子通道)在统计期间内的封包传输次数越大，该多个第二参考通道指示符中的对应者(例如，对应于目标子通道的第二参考通道指示符)在权重运算中的一权重越高。
例如，处理器电路180可相加对应于资源单元RU2的至少一个第一通道指示符(即20)与对应于资源单元RU2的至少一个差值(即－8)，以确定至少一个参考通道指示符为12。依此类推，处理器电路180可确定对应于资源单元RU2、资源单元RU3以及资源单元RU4的多个第二参考通道指示符分别为12(即20+(－8))、13(即16+(－3))以及12(即16+(－4))。由于资源单元RU2、资源单元RU3以及资源单元RU4的封包传输次数分别为400、200以及200，处理器电路180可根据该多个封包传输次数之间的比例设定多个第二参考通道指示符的权重为2、1以及1。因此，处理器电路180可利用下式得到第一参考通道指示符为12.25：
其中，0.5、0.25以及0.25分别为对应于资源单元RU2、资源单元RU3以及资源单元RU4的多个权重，12、13以及13分别为对应于资源单元RU2、资源单元RU3以及资源单元RU4的多个第一通道指示符。
在一些实施例中，上述的权重运算可为最大比例合成(maximum ratiocombining)运算，但本发明申请并不以此为限。各种合适的权重运算皆为本发明申请所涵盖的范围。
在操作S250，根据第一查找表LT1(例如表一)，处理器电路180可自第一查找表LT1中选出最接近(或相同)于第一参考通道指示符的通道指示符所对应的传输速率。在此例中，第一参考通道指示符为12.25，因此处理器电路180可选择通道指示符12(其最接近于12.25)所对应的传输速率MCS4，以设定收发器电路140在资源单元RU0的传输速率为MCS4。同样地，通过类似操作，处理器电路180亦可设定资源单元RU1的传输速率。
上述多个实施例中所提及的子通道数量、默认值的数值、传输速率的数值以及通道指示符的数值皆用于示例，且本发明申请并不以此为限。上述多个数值可依据实际应用需求相应调整。
综上所述，通过本发明申请一些实施例中的无线通信系统与传输速率控制方法，可对统计信息不足的子通道设定合适的传输速率，以增加整体传输效能。
虽然本发明申请内容已通过具体实施方式公开如上，但是该多个实施例并非用以限定本发明申请内容，本领域普通技术人员在不脱离本发明申请内容的构思和范围，可依据本发明申请的明示或隐含的内容对本发明申请的技术方案作修改或调整，凡此种种变化均可能属于本发明申请所寻求的专利保护范畴，换言之，因此本发明申请内容的保护范围当视权利要求书所界定的范围为准。
Claims (10)
1.一种无线通信系统，其特征在于，所述无线通信系统包含：
收发器电路，用以经由多个子通道传输数据，其中所述多个子通道包含至少一个第一子通道与第二子通道；
内存电路，用以储存第一查找表，其中所述第一查找表指示多个传输速率与多个通道指示符之间的对应关系；以及
处理器电路，用以：
根据所述至少一个第一子通道在统计期间内的至少一个第一传输速率自所述第一查找表选出所述多个通道指示符中的至少一个第一通道指示符；
确定所述至少一个第一子通道的至少一个第一通道估测值与所述第二子通道的第二通道估测值之间的至少一个差值；
根据所述至少一个差值与所述至少一个第一通道指示符确定第一参考通道指示符；以及
根据所述第一参考通道指示符自所述第一查找表中选出所述多个传输速率中的对应传输速率，以设定所述收发器电路在所述第二子通道的传输速率为所述对应传输速率。
2.如权利要求1所述的无线通信系统，其特征在于，所述至少一个第一子通道为所述多个子通道中在所述统计期间内具有最大封包传输次数的一子通道。
3.如权利要求1所述的无线通信系统，其特征在于，所述处理器电路用以相加所述至少一个差值与所述至少一个第一通道指示符，以确定所述第一参考通道指示符。
4.如权利要求1所述的无线通信系统，其特征在于，所述第二子通道在所述统计期间内的封包传输次数小于默认值或为零。
5.如权利要求1所述的无线通信系统，其特征在于，所述至少一个第一子通道中每一个在所述统计期间内的封包传输次数大于或等于默认值，且所述处理器电路还用以根据所述至少一个差值与所述至少一个第一通道指示符确定多个第二参考通道指示符，并根据所述多个第二参考通道指示符执行权重运算以确定所述第一参考通道指示符。
6.如权利要求5所述的无线通信系统，其特征在于，若所述至少一个第一子通道中的目标子通道在所述统计期间内的所述封包传输次数越大，所述多个第二参考通道指示符中对应于所述目标子通道的第二参考通道指示符在所述权重运算中的权重越高。
7.如权利要求5所述的无线通信系统，其特征在于，所述权重运算为最大比例合成运算。
8.如权利要求1所述的无线通信系统，其特征在于，所述处理器电路用以将所述第二通道估测值减去所述至少一个第一通道估测值，以确定所述至少一个差值。
9.如权利要求1所述的无线通信系统，其特征在于，所述内存电路还用以储存第二查找表，所述第二查找表用以指示所述多个子通道的多个通道估测值，且所述处理器电路还用以根据所述第二查找表获得所述至少一个第一通道估测值以及所述第二通道估测值。
10.一种传输速率控制方法，其特征在于，所述传输速率控制方法包含：
建立第一查找表，其中所述第一查找表指示多个传输速率与多个通道指示符的对应关系；
根据多个子通道中的至少一个第一子通道在统计期间内的至少一个第一传输速率自所述第一查找表选出所述多个通道指示符中的至少一个第一通道指示符；
确定所述至少一个第一子通道的至少一个第一通道估测值与所述多个子通道中的第二子通道的第二通道估测值之间的至少一个差值；
根据所述至少一个差值与所述至少一个第一通道指示符确定第一参考通道指示符；以及
根据所述第一参考通道指示符自所述第一查找表中选出所述多个传输速率中的对应传输速率，以设定收发器电路在所述第二子通道的传输速率为所述对应传输速率。
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