CN115720183A - 单个无竞争信道存取周期内的信道评估 - Google Patents

单个无竞争信道存取周期内的信道评估 Download PDF

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Abstract

本申请案实施例涉及单个无竞争信道存取周期内的信道评估。一种经配置以经由Wi‑Fi信道通信的装置在Wi‑Fi信道上获得无竞争存取周期(402)。该装置在无竞争存取周期期间向接收Wi‑Fi装置发送第一探测分组，其中将Wi‑Fi收发器的Wi‑Fi传输器的至少一个参数设置为第一设置(404)且等待第一回复周期(406)。该装置在无竞争存取周期期间向接收Wi‑Fi装置发送第二探测分组，其中将Wi‑Fi传输器的至少一个参数设置为基于第一回复周期的结果(408)的第二设置且等待第二回复周期(410)。该装置将Wi‑Fi传输器的至少一个参数设置为至少基于第二回复周期的结果(412)的数据分组设置。

Description

单个无竞争信道存取周期内的信道评估
技术领域
本申请案的实施例涉及通信技术领域，且具体来说，涉及单个无竞争信道存取周期内的信道评估。
背景技术
Wi-Fi是用于表示使用各种电气及电子工程师协会(IEEE)802.11系列无线网络协议的通信的术语。Wi-Fi站点通过彼此发送数据块(分组)来通信。分配给Wi-Fi的频带被细分为多个信道，信道具有指定频率间隔，但可聚合用于更高带宽通信。信道可在网络之间共享，其中一个Wi-Fi站点一次在一信道上局部传输。
发明内容
在实例中，一种装置包含存储指令的存储器及处理器。所述处理器耦合到Wi-Fi收发器，所述Wi-Fi收发器经配置以经由Wi-Fi信道通信。所述处理器经配置以执行存储在所述存储器中的所述指令以在所述Wi-Fi信道上获得无竞争存取周期。所述处理器还经配置以：在所述无竞争存取周期期间向接收Wi-Fi装置发送第一探测分组，其中将所述Wi-Fi收发器的Wi-Fi传输器的至少一个参数设置为第一设置；及等待第一回复周期。所述处理器进一步经配置以：在所述无竞争存取周期期间向所述接收Wi-Fi装置发送第二探测分组，其中将所述Wi-Fi传输器的所述至少一个参数设置为第二设置，其中所述第二设置基于所述第一回复周期的结果；及等待第二回复周期。所述处理器还进一步经配置以将所述Wi-Fi传输器的所述至少一个参数设置为数据分组设置，其中所述数据分组设置至少基于所述第二回复周期的结果。
在另一实例中，一种方法包含在Wi-Fi信道上获得无竞争存取周期。所述方法还包含：在所述无竞争存取周期期间向接收Wi-Fi装置发送第一探测分组，其中将Wi-Fi传输器的至少一个参数设置为第一设置；及等待第一回复周期。所述方法进一步包含：在所述无竞争存取周期期间向所述接收Wi-Fi装置发送第二探测分组，其中将所述Wi-Fi传输器的所述至少一个参数设置为第二设置，其中所述第二设置基于所述第一回复周期的结果；及等待第二回复周期。所述方法还进一步包含将所述Wi-Fi传输器的所述至少一个参数设置为数据分组设置，其中所述数据分组设置至少基于所述第二回复周期的结果。
附图说明
为了详细描述各种实例，现将参考附图，其中：
图1是根据各种实例的Wi-Fi装置的框图；
图2是根据各种实例的用于单个无竞争信道存取周期内的信道评估及数据传输的时序图；
图3是根据各种实例的用于单个无竞争信道存取周期内的信道评估及数据传输的状态图；及
图4是根据各种实例的用于信道评估的方法的流程图。
具体实施方式
传输机会(TXOP)是IEEE 802.11协议的服务质量(QoS)特征，其在有限时段内向Wi-Fi站点提供无竞争信道存取。在一些Wi-Fi系统中，站点通过使用增强型分布式信道存取(EDCA)协议竞争TXOP来获得无竞争信道存取。在其它Wi-Fi系统中，用于无竞争信道存取的站点之间的信道协调使用点协调功能(PCF)协议来实施。在此类系统中，存取点定期发送称为信标帧的消息，其中信标帧之间的两个周期由PCF协议定义：竞争周期(CP)及无竞争周期(CFP)。在CP内，站点可使用载波侦听多路存取/冲突避免(CSMA/CA)来获得无竞争信道存取。在CFP内，站点可通过从存取点接收无竞争轮询(CF-Poll)分组来获得无竞争信道存取。无论使用EDCA协议还是PCF协议，获得无竞争信道存取是一个耗时过程，其在每次Wi-Fi装置寻求获得无竞争信道存取周期时重复程。
在一些系统中，Wi-Fi装置在通过信道传输数据分组之前通过评估信道条件来确定其传输特性或操作剖面。所评估的信道条件可包含吞吐量(例如位速率)、功耗(例如传输器功率)、空中存取方法(例如CSMA/CA)、分组传输格式(例如单用户(SU)或多用户(MU))以及其它传输器及信道特性。Wi-Fi装置可寻求估计可使用的最高位速率及/或最低传输器功率，同时仍获得可靠数据传输。
在一些评估过程中，Wi-Fi装置将其传输器设置为位速率及/或传输器功率的试验设置且将探测分组发送到接收Wi-Fi装置。如果发送装置从接收装置接收回复分组(例如确认或ACK)，那么发送装置可将其解译为试验设置对探测分组的可靠传输有效的指示。Wi-Fi装置可发送以不同试验设置发送的一或多个此类探测分组来评估信道条件。
在Wi-Fi装置评估信道条件之后，其使用基于经评估信道条件的传输器设置来传输其数据分组。为了在不受网络中其它装置干扰的情况下评估信道条件或传输数据分组，Wi-Fi装置获得无竞争信道存取周期，如上文所描述。还如上文所描述，获得无竞争信道存取是一个耗时且低效过程。
根据各种实例，Wi-Fi装置通过在单个无竞争信道存取周期内发送两个或更多个探测分组来执行信道评估。依此方式，多个探测分组可在比在单独获得的无竞争信道存取周期内发送每一探测分组所流逝的时间更少的时间内评估信道条件。
图1是根据各种实例的Wi-Fi装置100的框图。Wi-Fi装置100包含耦合到存储器104的处理器102。存储器104存储指令106，指令106在由处理器102执行时致使处理器102执行本文中所描述的各种功能。存储器104是非暂时性计算机可读媒体的一个实例。
处理器102经由Wi-Fi收发器108耦合到天线110以促进经由Wi-Fi信道114与第二Wi-Fi装置112通信。在一些实例中，Wi-Fi装置100是Wi-Fi站点且Wi-Fi装置112是Wi-Fi存取点。在其它实例中，Wi-Fi装置100是Wi-Fi存取点且Wi-Fi装置112是Wi-Fi站点。在其它实例中，Wi-Fi装置100及Wi-Fi装置112两者是Wi-Fi站点以在自组织Wi-Fi网络中通信。
处理器102进一步经由输入/输出(I/O)电路116耦合到外部装置118。外部装置118可包括输入装置(例如开关及传感器)及/或输出装置(例如指示器、致动器及显示器)。Wi-Fi装置100包含图1中未展示以简化对本文中所描述的信道评估及数据传输方法的解释的其它电路及处理器。
图2是根据各种实例的用于单个无竞争信道存取周期内的信道评估及数据传输的时序图200。使用Wi-Fi装置100作为实例，线202上方及下方的信号是根据实例在执行信道评估及数据传输过程时(分别)从Wi-Fi装置100传输及由Wi-Fi装置100接收的信号。时序图200中的信号发生在单个TXOP 204内。尽管时序图200的无竞争信道存取周期是TXOP 204，但在其它实例中，可获得其它类型的无竞争信道存取周期且将其用于信道评估及数据传输。
TXOP 204包括两个阶段：信道评估阶段206及数据交换阶段208。在信道评估阶段206中，Wi-Fi装置100向Wi-Fi装置112发送两个或更多个探测分组210a到210c且从Wi-Fi装置112接收(或不接收，如下文所讨论)回复分组212a到212c。在一些实例中，探测分组210a到210c是物理层会聚协议(PLCP)协议数据单元(PPDU)。在一些实例中，探测分组210a到210c是经选择以致使接收Wi-Fi装置发送回复的分组，例如无操作(No-Op)分组、空数据分组通告(NDPA)、请求发送(RTS)分组或触发帧分组的变体(例如基本触发变体、波束成形报告轮询变体、多用户块确认请求(MU-BAR)变体、MU-RTS变体)。
在发送探测分组210a之前，处理器102将Wi-Fi收发器108的传输器(Wi-Fi传输器)的一或多个参数设置为第一组的一或多个试验设置。接着，处理器102经由Wi-Fi收发器108将探测分组210a发送到Wi-Fi装置112。处理器102等待回复周期211a以接收回复分组212a。在一些实例中，回复周期211a的结果是ACK回复分组，其仅通过其接收或未接收来向Wi-Fi装置100提供反馈。此类ACK分组的实例包含简单ACK分组、混合协调功能(HCF)黑ACK分组及多业务标识符(Multi-TID)ACK分组。在其它实例中，回复周期211a的结果是回复分组，其包含与探测分组的接收质量有关的反馈信息(本文中称为反馈回复分组)。此类反馈回复分组的实例包含清除发送(CTS)分组及对上述触发帧分组的变体中的一者的响应。如果接收回复分组212a，那么回复周期211a在接收回复分组212a之后终止。如果没有接收回复分组212a，那么回复周期211a在预设时段之后终止。基于回复周期211a的结果，处理器102继续探测分组210b。
在发送探测分组210b之前，处理器102将Wi-Fi收发器108的传输器的一或多个参数设置为第二组的一或多个试验设置。第二组试验设置基于回复周期211a的结果。如果没有接收回复分组212a，那么可调整传输器参数以降低通信性能，例如，可降低吞吐量及/或增加功耗。如果回复分组212a被接收且是ACK，那么可将传输器参数调整到更高通信性能，例如，可提高吞吐量及/或降低功耗。如果回复分组212a被接收且是反馈回复分组，那么可基于反馈回复中的反馈信息来调整传输器参数。依此式，处理器102尝试评估当前可在Wi-Fi信道上获得的最高通信性能，同时仍获得Wi-Fi装置100与Wi-Fi装置112之间的可靠数据传送。
在将Wi-Fi传输器的参数设置为第二组试验设置之后，处理器102将探测分组210b发送到Wi-Fi装置112。处理器102等待回复周期211b以接收回复分组212b。至少基于回复周期211b的结果，处理器102将Wi-Fi收发器108的传输器的一或多个参数设置为第三组的一或多个试验设置。第三组试验设置可基于回复周期211a及211b两者的结果。接着，处理器102发送探测分组210c且等待回复周期211c以接收回复分组212c。接着，处理器将Wi-Fi传输器的参数设置为数据分组设置以供在数据交换阶段208期间使用。数据分组设置可至少基于回复周期211c的结果从第三组试验设置调整且可基于回复周期211a到211c的结果中的一或多者。
在将Wi-Fi传输器的参数设置为数据分组设置之后，在数据交换阶段208中，处理器102将数据分组214发送到Wi-Fi装置112且等待回复分组216。当Wi-Fi装置100是物联网(IOT)装置时，数据分组214可包括所存储的传感器值。当Wi-Fi装置100是智能手机或膝上型计算机时，数据分组214可包括音频或视频数据。尽管图2展示在数据交换阶段期间从Wi-Fi装置100发送到Wi-Fi装置112的数据分组，但在其它实例中，Wi-Fi装置112可在数据交换阶段期间向Wi-Fi装置100发送数据分组。
尽管图2展示在信道评估阶段206期间在单个TXOP内将三个探测分组210a到210c发送到Wi-Fi装置112，但在其它实例中，在将Wi-Fi传输器的参数设置为数据分组设置之前可仅发送两个探测分组。在其它实例中，当保持在TXOP 204的最大时间限制内时，可在将Wi-Fi传输器的参数设置为数据分组设置之前发送四个或更多个探测分组。
在各种实例中，初始试验设置可相同于成功用于与Wi-Fi装置112通信的最后设置。在其它实例中，可针对与Wi-Fi装置112的最高或最低通信性能选择初始试验设置。最高性能可被认为是最高吞吐量及最低功耗。最低性能可经调整以降低通信性能，例如，可降低吞吐量及/或增加功耗。
尽管信道评估阶段206及数据交换阶段208在图2中展示为单个TXOP 204的部分，但在其它实例中，信道评估阶段206在第一TXOP内执行且数据交换阶段208在第二TXOP内执行。当在数据交换阶段208中要发送或接收大量数据时，可期望将阶段分成两个TXOP，从而导致信道评估阶段206及数据交换阶段208的组合大小超过单个TXOP的最大长度。另外，将两个阶段分成两个TXOP仍获得以比在单独获得的无竞争信道存取周期内发送每一探测分组210a到c所流逝的时间更少的时间执行信道评估阶段206的好处。
图3是根据各种实例的用于单个无竞争信道存取周期内的信道评估及数据传输的状态图300。参考图1的元件及图2的时序图200，信道评估在Wi-Fi装置100进入空中竞争状态302时开始。在一些Wi-Fi系统中，Wi-Fi装置100使用EDCA协议来获得TXOP。在使用PCF协议的一些Wi-Fi系统中，Wi-Fi装置100使用CSMA/CA在竞争周期期间获得无竞争信道存取周期。在其它此类系统中，Wi-Fi装置100通过接收来自Wi-Fi装置112的CF-Poll分组来获得无竞争信道存取周期。
在Wi-Fi装置100获得TXOP或其它无竞争信道存取周期之后，其移动到顺序探测状态304，其中Wi-Fi装置100向存取端口112发送探测分组210a。接着，Wi-Fi装置100进入反馈收集状态306，其中Wi-Fi装置100等待回复分组212a。在Wi-Fi装置100接收回复分组212a或预设时段流逝且没有接收回复分组之后，Wi-Fi装置100移动到信道评估？状态308。如果尚未确定可接受数据分组设置(例如，尚未充分评估信道)，那么Wi-Fi装置100返回到顺序探测状态304以发送另一探测分组。
数据分组设置的可接受性至少基于数据分组设置是否提供与Wi-Fi装置112的可靠通信来确定。对于电池供电的Wi-Fi装置100，数据分组设置的可接受性也可基于导致可靠通信的功耗是否低于预设值来确定。对于其它Wi-Fi装置100，数据分组设置的可接受性可进一步基于导致可靠通信的位速率是否足够高使得数据分组214可在单个TXOP或其它无竞争信道存取周期内发送到Wi-Fi装置112来确定。
如果已确定可接受数据分组设置，那么Wi-Fi装置100进入数据传输状态310，其中Wi-Fi装置100将数据分组214发送到Wi-Fi装置112。在发送数据分组之后，状态图300结束。
图4是根据各种实例的用于信道评估的方法400的流程图。参考图1的元件及图2的时序图200，在步骤402，探测Wi-Fi装置(在此实例中，Wi-Fi装置100)在Wi-Fi信道114上获得无竞争存取周期(在此实例中，TXOP 204)。在步骤404，Wi-Fi装置100将Wi-Fi收发器108的Wi-Fi传输器的至少一个参数设置为第一设置。接着，Wi-Fi装置100在TXOP 204期间经由Wi-Fi信道114向接收Wi-Fi装置(在此实例中，Wi-Fi装置112)发送第一探测分组(在此实例中，探测分组210a)。
在步骤406，Wi-Fi装置100确定是否响应于第一探测分组210a而接收第一回复(在此实例中，回复分组212a)。在步骤408，Wi-Fi装置100将Wi-Fi传输器的至少一个参数设置为第二设置，第二设置基于是否接收回复分组212a。接着，Wi-Fi装置100在TXOP204期间向Wi-Fi装置112发送第二探测分组(在此实例中，探测分组210b)。
在步骤410，Wi-Fi装置100确定是否响应于第二探测分组210b而接收第二回复(在此实例中，回复分组212b)。在步骤412，Wi-Fi装置100将Wi-Fi传输器的至少一个参数设置为数据分组设置，数据分组设置基于是否接收回复分组212b。
在一些实例中，在将Wi-Fi传输器的至少一个参数设置为数据分组设置之后，Wi-Fi装置100在TXOP 204期间向Wi-Fi装置112发送数据分组(在此实例中，数据分组214)。在其它实例中，Wi-Fi装置100获得第二无竞争存取周期且在第二无竞争存取周期期间向Wi-Fi装置112发送数据分组。
在一些实例中，第一及第二探测分组中的至少一者是PPDU。在其它实例中，第一及第二探测分组中的至少一者是经配置以致使接收Wi-Fi装置发送回复且不致使接收Wi-Fi装置的状态发生其它变化的分组。在其它实例中，第一及第二回复分组中的至少一者是确认(ACK)帧。
在一些实例中，接收Wi-Fi装置是除存取点之外的Wi-Fi装置。在其它实例中，无竞争存取周期使用CSMA/CA在由PCF协议定义的竞争周期内获得。在其它实例中，无竞争存取周期通过在由PCF协议定义的无竞争周期内从Wi-Fi存取点接收CF-Poll分组来获得。
在整个说明书中使用术语“耦合”。术语可涵盖实现与本描述一致的功能关系的连接、通信或信号路径。例如，如果装置A产生信号来控制装置B执行动作，那么在第一实例中，装置A耦合到装置B，或在第二实例中，如果介入组件C基本上不改动装置A与装置B之间的功能关系，那么装置A通过介入组件C耦合到装置B，使得装置B由装置A经由装置A产生的控制信号控制。
“经配置以”执行任务或功能的装置可在由制造商制造时配置(例如，编程及/或硬连线)以执行功能及/或可在制造之后由用户配置(或重新配置)以执行功能及/或其它额外或替代功能。配置可通过装置的固件及/或软件编程、通过装置的硬件组件及互连的构造及/或布局或其组合。
在本文中描述为包含某些组件的电路或装置可代以适于耦合到那些组件以形成所描述的电路系统或装置。例如，描述为包含一或多个半导体元件(例如晶体管)、一或多个无源元件(例如电阻器、电容器及/或电感器)及/或一或多个源(例如电压及/或电流源)的结构可代以仅包含单个物理装置(例如半导体裸片及/或集成电路(IC)封装)内的半导体元件且可适于耦合到至少一些无源元件及/或源以(例如)由最终用户及/或第三方在制造时或制造之后形成所描述的结构。
除非另有说明，在值之前的“约”、“大约”或“基本上”意味着所述值的+/-10％。在权利要求书的范围内可修改所描述的实例，且其它实例是可能的。

Claims (20)

1.一种装置，其包括：
存储器，其存储指令；及
处理器，其耦合到Wi-Fi收发器，所述Wi-Fi收发器经配置以经由Wi-Fi信道通信，所述处理器经配置以执行存储在所述存储器中的所述指令以：
在所述Wi-Fi信道上获得第一无竞争存取周期；
在所述第一无竞争存取周期期间向接收Wi-Fi装置发送第一探测分组，所述Wi-Fi收发器的Wi-Fi传输器的至少一个参数设置为第一设置；
等待第一回复周期；
在所述第一无竞争存取周期期间向所述接收Wi-Fi装置发送第二探测分组，所述Wi-Fi传输器的所述至少一个参数设置为第二设置，所述第二设置基于所述第一回复周期的结果；
等待第二回复周期；及
将所述Wi-Fi传输器的所述至少一个参数设置为数据分组设置，所述数据分组设置至少基于所述第二回复周期的结果。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述处理器经配置以执行存储在所述存储器中的所述指令以：
在将所述Wi-Fi传输器的所述至少一个参数设置为所述数据分组设置之后，在所述第一无竞争存取周期期间向所述接收Wi-Fi装置发送数据分组。
3.根据权利要求1所述的装置，其中所述处理器经配置以执行存储在所述存储器中的所述指令以：
在所述Wi-Fi信道上获得第二无竞争存取周期；及
在将所述Wi-Fi传输器的所述至少一个参数设置为所述数据分组设置之后，在所述第二无竞争存取周期期间向所述接收Wi-Fi装置发送数据分组。
4.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一探测分组及所述第二探测分组中的至少一者是物理层会聚协议PLCP协议数据单元PPDU。
5.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一探测分组及所述第二探测分组中的至少一者是无操作分组。
6.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一回复周期及所述第二回复周期中的至少一者的所述结果是包括反馈信息的回复分组。
7.根据权利要求1所述的装置，其中所述接收Wi-Fi装置是Wi-Fi存取点。
8.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一无竞争存取周期是使用增强型分布式信道存取EDCA协议获得的服务质量QoS传输机会TXOP。
9.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一无竞争存取周期在由点协调功能PCF协议定义的竞争周期CP内使用载波侦听多路存取/冲突避免CSMA/CA来获得。
10.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一无竞争存取周期通过在由PCF协议定义的无竞争周期CFP内从Wi-Fi存取点接收无竞争轮询CF-Poll分组来获得。
11.一种方法，其包括：
在探测Wi-Fi装置中在Wi-Fi信道上获得第一无竞争存取周期；
使用经配置以经由所述Wi-Fi信道通信的所述探测Wi-Fi装置的Wi-Fi传输器，在所述第一无竞争存取周期期间由所述探测Wi-Fi装置向接收Wi-Fi装置发送第一探测分组，所述Wi-Fi传输器的至少一个参数设置为第一设置；
等待第一回复周期；
在所述第一无竞争存取周期期间由所述探测Wi-Fi装置向所述接收Wi-Fi装置发送第二探测分组，所述Wi-Fi传输器的所述至少一个参数设置为第二设置，所述第二设置基于所述第一回复周期的结果；及
等待第二回复周期；及
由所述探测Wi-Fi装置将所述Wi-Fi传输器的所述至少一个参数设置为数据分组设置，所述数据分组设置至少基于所述第二回复周期的结果。
12.根据权利要求11所述的方法，其进一步包括：
在将所述Wi-Fi传输器的所述至少一个参数设置为所述数据分组设置之后，在所述第一无竞争存取周期期间由所述探测Wi-Fi装置向所述接收Wi-Fi装置发送数据分组。
13.根据权利要求11所述的方法，其进一步包括：
由所述探测Wi-Fi装置在所述Wi-Fi信道上获得第二无竞争存取周期；及
在将所述Wi-Fi传输器的所述至少一个参数设置为所述数据分组设置之后，在所述第二无竞争存取周期期间由所述探测Wi-Fi装置向所述接收Wi-Fi装置发送数据分组。
14.根据权利要求11所述的方法，其中所述第一探测分组及所述第二探测分组中的至少一者是物理层会聚协议PLCP协议数据单元PPDU。
15.根据权利要求11所述的方法，其中所述第一探测分组及所述第二探测分组中的至少一者是无操作分组。
16.根据权利要求11所述的方法，其中所述第一回复周期及所述第二回复周期中的至少一者的所述结果是包括反馈信息的回复分组。
17.根据权利要求11所述的方法，其中所述接收Wi-Fi装置是Wi-Fi存取点。
18.根据权利要求11所述的方法，其中所述第一无竞争存取周期是使用增强型分布式信道存取EDCA协议获得的服务质量QoS传输机会TXOP。
19.根据权利要求11所述的方法，其中所述第一无竞争存取周期在由点协调功能PCF协议定义的竞争周期CP内使用载波侦听多路存取/冲突避免CSMA/CA来获得。
20.根据权利要求11所述的方法，其中所述第一无竞争存取周期通过在由PCF协议定义的无竞争周期CFP内从Wi-Fi存取点接收无竞争轮询CF-Poll分组来获得。
CN202210991840.3A 2021-08-24 2022-08-17 单个无竞争信道存取周期内的信道评估 Pending CN115720183A (zh)

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