TW201601483A - 提昇效能之方法及其相關無線模組 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種用於一多用戶多輸入多輸出(Multi-User MIMO)系統中提昇效能之方法。該方法包含有一於一傳輸封包等待於一資料流中傳輸時，判斷該資料流之一連接節點是否符合，其中該資料流專屬服務一無線用戶；於該連接節點符合時，收集該連接節點之複數個射頻參數以及一多輸入多輸出資訊；根據該多輸入多輸出資訊，利用一分時多工機制將一傳輸封包切割成複數個子封包；對該複數個子封包執行一時空編碼；以及於不同時間於該單一個資流中傳輸已編碼之該複數子封包。
Description
本發明提供一種提昇效能之方法及其相關無線模組，尤指一種用於一多用戶多輸入多輸出(Multi-User MIMO)系統中提昇效能之方法及其相關無線模組。
目前WiFi的無線通訊的使用有一新的功能多用戶多輸入多輸出(Multi-user MIMO)。也就是說，在多用戶使用情境下，可同時支援傳送不同的資料流至多組無線用戶，而每一個無線用戶最多也能同時接收4組資料串流。一般而言，以4個資料流(4 data streams)的應用為例，可允許的無線用戶組合為：同一時間傳輸下，允許1個4x4的無線用戶，或1個3x3的無線用戶再加上1個1x1的無線用戶，或1個2x2的無線用戶再加上2個1x1的無線用戶，或2個2x2的無線用戶等；若是想在4個資料流上，無法允許2個，3個或4個4x4的無線用戶在同一時間下傳輸，這是目前的限制。
因此，本發明之主要目的即在於提供一種用於一多用戶多輸入多輸出系統中提昇效能之方法。
本發明揭露一種提昇效能之方法，用於一多用戶多輸入多輸出(Multi-User MIMO)系統中，該方法包含有於一傳輸封包等待於一資料流中傳輸時，判斷該資料流對應之一連接節點是否符合，其中該資料流專屬服務一無線用戶；於該連接節點符合時，收集該連接節點之複數個射頻參數以及一多輸入多輸出資訊；根據該多輸入多輸出資訊，利用一分時多工機制將一
傳輸封包切割成複數個子封包；對該複數個子封包執行一時空編碼；以及於不同時間於該單一資料流中傳輸已編碼之該複數子封包。
本發明另揭露一種無線模組，用於一多用戶多輸入多輸出(Multi-User MIMO)系統中。該無線模組包含有至少一連線節點、一資料庫、一發射處理單元、一編碼單元以及一射頻模組。該至少一連線節點用來形成一資料流，其中該資料流專屬服務一無線用戶。該資料庫用來收集複數個射頻參數以及一多輸入多輸出資訊。該發射處理單元耦接於該資料庫，用來根據該多輸入多輸出資訊，利用一分時多工機制將等待傳輸之一傳輸封包切割成複數個子封包。該發射處理單元包含有一判斷單元以及一時間切割單元。該判斷單元用來於判斷該傳輸封包未完成切割時，根據該多輸入多輸出資訊決定該複數個子封包之數量以及定義該複數個子封包之大小。該時間切割單元用來根據該複數個子封包之數量以及該複數個子封包之大小將該傳輸封包切割成該複數個子封包以及附加一時間標籤於該複數個子封包之每個子封包上。該編碼單元耦接於該發射處理單元，用來對該複數個子封包執行一時空編碼。該射頻模組耦接於該編碼單元，用來於不同時間於該單一資料流中傳輸已編碼之該複數子封包。
10、20‧‧‧效能提升流程
100、102、104、106、108、110、112‧‧‧步驟
200、202、204、206、208、210、212、214、218、220、224、226、228、230‧‧‧步驟
30‧‧‧多用戶多輸入多輸出系統
300‧‧‧無線模組
N1、N2、N3、N4‧‧‧連線節點
B1、B2、B3、B4‧‧‧資料流
A1、A2、A3、A4‧‧‧無線用戶
40‧‧‧無線模組
400‧‧‧連線節點
410‧‧‧資料庫
420‧‧‧發射處理單元
430‧‧‧編碼單元
440‧‧‧射頻模組
421‧‧‧判斷單元
422‧‧‧時間切割單元
第1圖為本發明實施例一效能提升流程之示意圖。
第2圖為本發明實施例一效能提升流程之示意圖。
第3圖為本發明實施例一多用戶多輸入多輸出系統之示意圖。
第4圖為本發明實施例一無線模組之示意圖。
請參考第1圖，第1圖為本發明實施例一效能提升流程10之示意圖。效能提升流程10可用於一多用戶多輸入多輸出(Multi-User MIMO)系統，用來最大化多用戶多輸入多輸出系統以及優化傳輸容量。在多用戶使用
情境下，多用戶多輸入多輸出系統可同時支援不同的資料流至多組無線用戶。效能提升流程10包含有下列步驟：
步驟100：開始。
步驟102：於一傳輸封包等待於一資料流中傳輸時，判斷該資料流之一連接節點是否符合，其中該資料流專屬服務一無線用戶。
步驟104：於該連接節點符合時，收集該連接節點之複數個射頻參數以及一多輸入多輸出資訊。
步驟106：根據該多輸入多輸出資訊，利用一分時多工機制將該傳輸封包切割成複數個子封包。
步驟108：對該複數個子封包執行一時空編碼。
步驟110：於不同時間點於該單一資料流中傳輸已編碼之該複數子封包。
步驟112：結束。
根據效能提升流程10，多用戶多輸入多輸出系統於初始時，可透過一自我訓練(training)機制，收集連接節點之複數個射頻參數以及多輸入多輸出資訊，並根據複數個射頻參數以及多輸入多輸出資訊建立連接節點之資料庫。其中，自我訓練機制規範於Wi-Fi標準中，於此不在贅述。多用戶多輸入多輸出系統根據多輸入多輸出資訊決定切割子封包之數量以及定義子封包之大小。較佳地，多輸入多輸出資訊為用戶端之一MIMO配置(例如：1x1、2x2、3x3、4x4)。複數個射頻參數包含有一傳輸功率、一封包錯誤率、一資料率以及一接收信號強度指示(Received Signal Strength Indication，RSSI)其中至少一者。接著，多用戶多輸入多輸出系統根據該多輸入多輸出資訊，利用分時多工(Time Division Multiple Access，TDMA)機制將傳輸封包切割成複數個子封包，並運用時空碼(Space-time block code，STBC)對複數個子封包進行編碼。其中，分時多工機制以及時空碼為本領域具通常知識者所熟知，於此不再贅述。進一步，多用戶多輸入多輸出系統於不同時間點在資料
流中傳輸已編碼之該複數子封包。如此一來，效能提升流程10可虛擬多用戶多輸入多輸出系統在實體單一資料流中傳送資料封包，達到自我規劃資料流的目的。進一步地，多用戶多輸入多輸出系統可透過不同資料流在同一時間點下服務多個無線用戶，而每個資料流專屬於一無線用戶，且不限定無線用戶的之MIMO配置(即，不限定無線用戶為2x2、3x3或4x4)。換句話說，多個無線用戶可透過不同的單一資料流，在同一時間下進行資料傳輸。需注意的是，除了多用戶多輸入多輸出系統外，效能提升流程10亦可用於單一輸入單一輸出系統。另外，資料流可由單一或多個射頻集束所形成，而不限於此。
需注意的是，第1圖所示之效能提升流程10係為本發明之實施例示意圖，本領域具通常知識者當可據以做不同之修飾，而不限於此。請參考第2圖，第2圖為本發明實施例一效能提升流程20之示意圖。效能提升流程20為效能提升流程10之變化。效能提升流程20包含下列步驟：
步驟200：開始。
步驟202：一傳輸封包等待於一資料流中傳輸，其中該資料流專屬服務一無線用戶。
步驟204：判斷該資料流之一連接節點是否符合？若是，執行步驟206；若否，執行步驟208。
步驟206：收集該連接節點之複數個射頻參數以及一多輸入多輸出資訊，並執行步驟210。
步驟208：對照一連線節點表，並回到步驟204。
步驟210：取得該傳輸封包之大小。
步驟212：根據該傳輸封包之大小判斷該傳輸封包是否完成切割？若是，執步驟222；若否，執行步驟214。
步驟214：根據該多輸入多輸出資訊決定該複數個子封包之數量。
步驟216：定義該複數個子封包之大小。
步驟218：根據該複數個子封包之數量以及該複數個子封包之大小將該傳輸封包切割成複數個子封包。
步驟220：附加一時間標籤於每個子封包上。
步驟222：取得該連接節點之一資料流資訊。
步驟224：將該複數個子封包取代該傳輸封包以等待於該資料流中傳輸。
步驟226：對該複數個子封包執行一時空編碼。
步驟228：根據該每個子封包之該時間標籤依序傳輸已編碼之該複數子封包。
步驟230：結束。
效能提升流程20與效能提昇程序10相同之處不在贅述。步驟210~步驟220用來實現效能提昇程序10中之步驟106。多用戶多輸入多輸出系統根據傳輸封包之大小，判斷該傳輸封包是否完成切割。當傳輸封包被判斷未完成切割時，多用戶多輸入多輸出系統根據多輸入多輸出資訊決定切割子封包之數量以及定義子封包之大小。接著，多用戶多輸入多輸出系統根據子封包之數量以及子封包之大小將傳輸封包切割成複數個子封包，並將時間標籤附加於每個子封包上。當傳輸封包被判斷切割完成時，多用戶多輸入多輸出系統對複數個子封包進行編碼，並根據每個子封包之時間標籤依序傳輸已編碼之子封包。其中，相鄰兩子封包間之傳輸可具有一延遲時間t。較佳地，延遲時間t可根據一媒體存取控制(Media Access Control，MAC)週期，進一步地做調整。
如此一來，效能提升流程10可虛擬多用戶多輸入多輸出系統在實體單一資料流中傳送資料封包，達到自我規劃資料流的目的。進一步地，多用戶多輸入多輸出系統可透過不同資料流在同一時間點下服務多個無線用戶，而每個資料流專屬於一無線用戶，且不限定無線用戶的之MIMO配置。
簡單的來說，根據效能提升流程10以及效能提升流程20根據該多輸入多輸出資訊，利用分時多工機制將傳輸封包切割成複數個子封包，並於不同時間傳輸已編碼之複數子封包。如此一來，多個無線用戶可透過不同的資料流，在同一時間下進行資料傳輸。多個無線用戶在同一時間下，亦可保有專屬的集束射頻的傳輸品質。進一步，改善多用戶多輸入多輸出系統的效能，以及優化傳出容量(即，增加服務無線用戶之數量)。舉例來說，若多用戶多輸入多輸出系統可提供4個資料流，則最多可在同一時間服務4個4x4的無線用戶。
請參考第3圖，第3圖為本發明實施例一多用戶多輸入多輸出系統30之示意圖。多用戶多輸入多輸出系統30包含一無線模組300以及多個無線用戶A1、A2、A3以及A4。無線模組300具有4個連線節點N1、N2、N3以及N4。連線節點N1、N2、N3以及N4形成四個資料流B1、B2、B3以及B4，以各自服務多個無線用戶A1、A2、A3以及A4。其中，無線用戶A1為一4x4的無線用戶；無線用戶A2為一3x3的無線用戶；無線用戶A3為一2x2的無線用戶；無線用戶A4為一1x1的無線用戶。無線模組300利用多時分工根據MIMO資訊(即，各用戶端之MIMO配置)，將各用戶的傳輸封包切割成多等分，例如：對於2x2的無線用戶(如：無線用戶A3)，則將其傳輸封包切割成2等分；對於3x3的無線用戶(如：無線用戶A2)，則將其傳輸封包切割成3等分；對於4x4的無線用戶(如：無線用戶A1)，則將其傳輸封包切割成4等分。接著，無線模組300將時間標籤附加於切割後的子封包，並利用時空碼進行編碼。無線模組300根據時間標籤依序將編碼後的子封包傳送出去。如此一來，可增加多用戶多輸入多輸出系統30的用戶端容量，使得多用戶多輸入多輸出系統30可在同一時間內同時服務4個用戶端，也可有效降低彼此訊號干擾的問題。也就是說，無線模組300以單一資料流的虛擬方式，對連線節點N1、N2、N3以及N4進行管理，使得多用戶多輸入多輸出系統30的4個資料流在同一時間內獨立服務4個無線用戶。
關於效能提升流程10以及效能提升流程20之實現方式，請參考第4圖。第4圖為本發明實施例一無線模組40之示意圖。無線模組40可為用來實現第3圖之無線模組300。無線模組40，較佳地，可為一存取點(Access Point，AP)。無線模組40包含有至少一連線節點400、一資料庫410、一發射處理單元420、一編碼單元430以及一射頻模組440。至少一連線節點400用來形成一資料流。其中，該資料流專屬服務一無線用戶。資料庫410用來收集複數個射頻參數以及一多輸入多輸出資訊。發射處理單元420耦接於資料庫410，用來根據該多輸入多輸出資訊利用一分時多工機制將等待傳輸之一傳輸封包切割成複數個子封包。發射處理單元420包含有一判斷單元421以及一時間切割單元422。判斷單元421用來於判斷該傳輸封包未完成切割時，根據該多輸入多輸出資訊決定該複數個子封包之數量以及定義該複數個子封包之大小。時間切割單元422用來根據該複數個子封包之數量以及該複數個子封包之大小將該傳輸封包切割成該複數個子封包以及附加一時間標籤於該複數個子封包之每個子封包上。時間切割單元422可為一分時多工模組，用來執行一分時多工機制。編碼單元430用來對該複數個子封包執行一時空編碼。射頻模組440用來於不同時間傳輸已編碼之該複數子封包。關於無線模組40之詳細操作方式，可參考上述效能提升流程10以及效能提升流程20，於此不再贅述。
綜上所述，本發明實施例根據用戶端的多輸入多輸出資訊決定子封包的個數，並加入分時多工處理，以將切割後的子封包附加時間標籤，並依序於單一資料流中傳送已編碼之子封包。如此一來，多個無線用戶之各個資料流可在同一時間下服務專屬的無線用戶。各個無線用戶可保有專屬的傳輸品質，進一步提昇系統效能，以及增加傳輸容量。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
10‧‧‧效能提升流程
100、102、104、106、108、110、112‧‧‧步驟
Claims (17)
- 一種提昇效能之方法，用於一多用戶多輸入多輸出(Multi-User MIMO)系統中，該方法包含有：於一傳輸封包等待於一資料流中傳輸時，判斷該資料流之一連接節點是否符合，其中該資料流專屬服務一無線用戶；於該連接節點符合時，收集該連接節點之複數個射頻參數以及一多輸入多輸出資訊；根據該多輸入多輸出資訊，利用一分時多工機制將該傳輸封包切割成複數個子封包；對該複數個子封包執行一時空編碼；以及於不同時間點於該單一資料流中傳輸已編碼之該複數子封包。
- 如請求項1所述之方法，其另包含：於該連接節點不符合時，對照一連線節點表；以及於該傳輸封包被切割成該複數個子封包後取得該連接節點之一資料流資訊，以及將該複數個子封包取代該傳輸封包以等待於該資料流中傳輸。
- 如請求項1所述之方法，其中根據該多輸入多輸出資訊利用該分時多工機制將該傳輸封包切割成該複數個子封包，包含有：取得該傳輸封包之大小；根據該傳輸封包之大小，判斷該傳輸封包是否完成切割；於判斷該傳輸封包未完成切割時，根據該多輸入多輸出資訊決定該複數個子封包之數量以及定義該複數個子封包之大小；根據該複數個子封包之數量以及該複數個子封包之大小，將該傳輸封包切割成該複數個子封包；以及附加一時間標籤於該複數個子封包之每個子封包上。
- 如請求項1所述之方法，其中該複數個射頻參數包含有一傳輸功率、一封包錯誤率、一資料率以及一接收信號強度指示(Received Signal Strength Indication，RSSI)其中至少一者。
- 如請求項1所述之方法，其中該多輸入多輸出資訊為該用戶端之一MIMO配置。
- 如請求項1所述之方法，其該資料流可由一集束射頻(beam forming)或多個集束射頻所形成。
- 如請求項1所述之方法，其另包含：根據該連接節點之複數個射頻參數以及該多輸入多輸出資訊，建立該連接節點之一資料庫。
- 如請求項1所述之方法，其中於不同時間傳輸已編碼之該複數子封包另包含：根據該每個子封包之該時間標籤，依序傳輸已編碼之該複數子封包，其中相鄰兩子封包間之傳輸具有一延遲時間。
- 一種無線模組，用於一多用戶多輸入多輸出(Multi-User MIMO)系統中，該無線模組包含有：至少一連線節點，用來形成一資料流，其中該資料流專屬服務一無線用戶；一資料庫，用來收集複數個射頻參數以及一多輸入多輸出資訊；一發射處理單元，耦接於該資料庫，用來根據該多輸入多輸出資訊，利用一分時多工機制將等待傳輸之一傳輸封包切割成複數個子封包，該發射處理單元包含有：一判斷單元，用來於判斷該傳輸封包未完成切割時，根據該多輸入多輸出資訊決定該複數個子封包之數量以及定義該複數個子封包之大小；一時間切割單元，用來根據該複數個子封包之數量以及該複數個子 封包之大小將該傳輸封包切割成該複數個子封包以及附加一時間標籤於該複數個子封包之每個子封包上；以及一編碼單元，耦接於該發射處理單元，用來對該複數個子封包執行一時空編碼；以及一射頻模組，耦接於該編碼單元，用來於不同時間點於該單一資料流中傳輸已編碼之該複數子封包。
- 如請求項9所述之無線模組，其中該無線模組另用來於該傳輸封包等待於該資料流中傳輸時判斷該至少一連線節點之一連接節點是否符合。
- 如請求項10所述之無線模組，其另包含一連線節點表，用來於該連接節點不符合時進行對照。
- 如請求項9所述之無線模組，其中該發射處理單元另用來取得該傳輸封包之大小、於該傳輸封包被切割成該複數個子封包後取得該連接節點之一資料流資訊以及將該複數個子封包取代該傳輸封包以等待於該資料流中傳輸。
- 如請求項12所述之無線模組，其中該判斷單元另用來根據該傳輸封包之大小，判斷該傳輸封包是否完成切割。
- 如請求項9所述之無線模組，其中該射頻模組另用來根據該每個子封包之該時間標籤，依序傳送已編碼之該複數個子封包，其中相鄰兩子封包間之傳輸具有一延遲時間。
- 如請求項9所述之無線模組，其中該複數個射頻參數包含有一傳輸功率、一封包錯誤率、一資料率以及一接收信號強度指示(Received Signal Strength Indication，RSSI)其中至少一者。
- 如請求項9所述之無線模組，其中該多輸入多輸出資訊為該用戶端之一MIMO配置。
- 如請求項9所述之無線模組，其該資料流可由一集束射頻(beam forming)或多個集束射頻所形成。
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| TW103122299A TWI540856B (zh) | 2014-06-27 | 2014-06-27 | 提昇效能之方法及其相關無線模組 |
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