TW202420768A - 無線通信模組的控制方法及相關的電路 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種無線通信模組的控制方法，其中該控制方法包括以下步驟：接收PPDU的目標結束時間信息，並且根據目標結束時間信息估計該PPDU的符元數量；確定該PPDU的封包擴展的持續時間；細化該PPDU的填充因數、封包擴展的持續時間和符元數量中的至少一個，其中該填充因數指示該PPDU的無效數據信息；生成包括PPDU的最終符元數量、封包擴展的持續時間和PPDU的填充因數的對齊設定；以及根據該對齊設定，聚合多個MPDU以生成該PPDU。

Description

無線通信模組的控制方法及相關的電路
本發明涉及無線通信模組與相關聯的控制方法，並且更具體地涉及用於PPDU結束時間對齊的無線通信模組和相關聯的控制方法。
IEEE 802.11be定義了允許接入點（AP）和站透過使用兩條或更多條鏈路彼此通信的多個鏈路操作。由於硬件限制，諸如站內RF頻帶之間的射頻（RF）濾波器的能力，AP/站可以以同步模式或非同步模式操作。同步模式也被稱爲非同時發送和接收（NSTR）模式，即AP/站不能經由多條鏈路同時發送和接收數據。非同步模式也被稱爲同時發送和接收（STR）模式，即AP/站可以經由多條鏈路同時發送和接收數據，但是AP/站不需要透過使用多條鏈路同時發送數據。
關於NSTR模式，IEEE 802.11be還定義了物理層協議數據單元（PPDU）結束時間對齊要求，即，當分別經由多條鏈路同時發送多個PPDU時，應該對齊它們的結束時間，並且要求同時發送的PPDU的結束時間之間在每對多條鏈路之間的所有差異小於或等於特定時間，以避免多條鏈路的對之間的干擾。然而，因爲要發送的PPDU的給定長度（以時間爲單位）可能與PPDU的實際發送時間不相同，所以多個PPDU可能不能準確地對齊。
因此，本發明的目的是提供一種無線通信方法，其可以確定PPDU中用於PPDU結束時間對齊機制的合適的符元數量和封包擴展（Packet Extension）的持續時間，以解決上述問題。
根據本發明的一個實施例，一種無線通信模組的控制方法，該控制方法包括：接收PPDU的目標結束時間信息，並且根據該目標結束時間信息估計PPDU的符元數量；確定該PPDU的封包擴展的持續時間；細化包括填充因數、該封包擴展的持續時間和該PPDU的該符元數量中的至少一個的對齊設定，其中，該填充因數指示該PPDU的無效數據信息；生成包括該PPDU的最終符元數量、該封包擴展的持續時間和該PPDU的該填充因數的對齊設定；以及根據該對齊設定，聚合多個媒體接入控制協議數據單元MPDU以生成該PPDU。
根據本發明的一個實施例，一種無線通信模組的電路，該電路被配置成執行以下步驟：接收物理層協議數據單元PPDU的目標結束時間信息，並且根據該目標結束時間信息估計PPDU的符元數量；確定該PPDU的封包擴展的持續時間；細化包括填充因數、該封包擴展的持續時間和該PPDU的該符元數量中的至少一個的對齊設定，其中，該填充因數指示該PPDU的無效數據信息；生成包括該PPDU的最終符元數量、該封包擴展的持續時間和該PPDU的該填充因數的對齊設定；以及根據該對齊設定，聚合多個媒體接入控制協議數據單元MPDU以生成該PPDU。
在整個以下描述和權利要求書中使用某些術語來指代特定系統組件。如本領域技術人員將理解的，製造商可以用不同的名稱來指代組件。本文檔並不旨在區分名稱不同但功能不同的組件。在下面的討論和權利要求中，術語“包括”和“包含”以開放式的方式使用，因此應被解釋爲表示“包括但不限於…”。術語“耦合（couple）”旨在表示間接或直接的電連接。因此，如果第一設備耦合到第二設備，則該連接可以透過直接電連接，或者透過經由其它設備和連接的間接電連接。
第1圖是根據本發明的一個實施例的無線通信系統的圖。如第1圖所示，無線通信系統包括接入點（AP）110和至少一個站（諸如120）。AP 110是允許諸如站120的其它無線設備連接到有線網絡的Wi-Fi接入點，並且AP 110主要包括處理電路112和無線通信模組114。站120是包括處理電路122和無線通信模組124的Wi-Fi站，並且站120可以是蜂窩電話、平板電腦、筆記本或能夠與AP 110無線通信的任何其他電子設備。此外，無線通信模組114/124至少包括媒體地址控制（MAC）層電路和物理層電路。
在該實施例中，AP 110和站120是多鏈路設備（MLD），即AP 110和站120透過使用諸如第1圖所示的鏈路-1和鏈路-2的兩條或更多條鏈路來彼此通信。在該實施例中，鏈路1可以使用對應於2.4 GHz頻帶（例如，2.412 GHz-2.484 GHz）、5 GHz頻帶（例如，4.915 GHz-5.825 GHz）或6 GHz頻帶（例如，5.925 GHz-7.125 GHz）的通道；並且鏈路2也可以使用對應於2.4 GHz頻帶、5 GHz頻帶或6 GHz頻帶的通道。
在該實施例中，AP 110和站120以NSTR模式操作，即AP 110不能經由多條鏈路同時發送和接收數據。如在本發明的背景中所描述的，IEEE 802.11be定義PPDU結束時間對齊要求，即，當分別經由多條鏈路同時發送多個PPDU時，它們的結束時間應當以特定的容限要求而對齊。因此，下面的實施例提供了可以生成具有適當長度的PPDU的控制方法。
第2圖是根據本發明的一個實施例的無線通信模組114和124中的一個的控制方法。在以下描述中，無線通信模組114用作執行以下步驟的示例，但是本發明不限於此。在步驟200中，流程開始，並且AP 110和站120已經建立了兩條或更多條鏈路。在步驟202中，無線通信模組114獲得多個MAC服務數據單元（MSDU），並且無線通信模組114聚合MSDU以生成MPDU，其中一個MPDU可以包括一個或更多個MSDU。在步驟204中，無線通信模組114爲各個MPDU執行序列號（SN）和封包號（PN）分配。在步驟206中，對MPDU執行加密操作。在步驟208中，無線通信模組114內的MAC層電路執行PPDU結束時間對齊操作以確定PPDU的符元數量和相關設置。在步驟208中，無線通信模組114內的MAC層電路聚合多個MPDU以生成PPDU，並且經由無線通信模組114的物理層電路向站120發送PPDU。注意，步驟202至步驟206和步驟210是本領域技術人員已知的，並且本發明重點在於步驟208的PPDU結束時間對齊操作，因此這裡省略了步驟202至步驟206和步驟210的詳細操作。
第3圖示出了根據本發明的一個實施例的PPDU結束時間對齊操作的流程圖。在步驟302中，無線通信模組114的MAC層電路接收PPDU的目標結束時間信息，並根據目標結束時間信息估計PPDU的符元數量，其中，PPDU的符元數量可以包括物理層服務數據單元（PSDU）中的數據符元數量和/或前導碼中的SIG/LTF（信號/長訓練字段）符元。在一個實施例中，目標結束時間信息包括PPDU的目標長度，並且該信息可以基於在IEEE 802.11規範中定義的多鏈路操作（MLO）或雙頻帶雙並發（DBDC）鏈路或“TXVECTOR”參數來得出。注意，目標結束時間信息或PPDU的目標長度的確定是本領域技術人員已知的，這裡省略進一步的描述。在該實施例中，PPDU的符元數量可以透過PPDU的目標長度、各個符元（正交分頻多工（OFDM）符元）的長度、PPDU的前導碼的長度以及諸如封包擴展無歧義信息之類的其它參數來估計。例如，在不限制本發明的情況下，PPDU的數據符元數量可以透過下式估計： ……………………..(1)。
在算式（1）中，“NSYM”是PPDU的數據符元計數，“L_LENGTH”是PPDU的目標長度，“T SYM”是各個數據符元的長度，“T EHT-PREAMBLE”是前導碼的長度，“b PE-disambiguity”是封包擴展無歧義信息，並且“[]”是截斷運算符。注意，算式（1）在IEEE 802.11be規範中提供，因此本領域技術人員應該理解對應於該算式的操作。
在步驟304中，MAC層電路根據PPDU的符元數量、PPDU的目標長度、各個符元的長度和PPDU的前導碼的長度來確定封包擴展（PE）的長度。例如，在不限制本發明的情況下，PE的持續時間（T PE）可以透過下式估計： …………………………(2)。
注意，算式（2）在IEEE 802.11be規範中提供，因此本領域技術人員應該理解對應於該算式的操作。
在步驟304中計算的PE的持續時間用於由IEEE 802.11規範中定義的由接收器（例如，站120）請求的標稱封包填充，以使接收器具有額外的處理時間來對所接收的符元進行解碼。注意，在步驟304中計算的T PE可能不足以滿足標稱封包填充要求。
在步驟304中獲得的封包擴展的持續時間（T PE）用於支持透過PE機制的封包填充的模式，例如在IEEE 8002.11ax中定義的高效率（HE）模式和在IEEE 802.11be中定義的極高吞吐量（EHT）模式。如果無線通信模組114的操作模式不支持PE機制的封包填充（例如，非常高吞吐量（VTH）），則可以將封包擴展的持續時間直接設定爲零。
在步驟306中，MAC層電路基於對齊機制來細化對齊設定，其中，對齊機制可以是強制-額外-符元（片段）機制、迴避-額外-符元（片段）機制或盡力而爲機制；並且對齊設定包括填充因數、封包擴展的持續時間和PPDU的最終符元數量中的至少一個。
關於強制-額外-符元（-片段）機制，MAC層直接從由算式（1）計算的“N SYM”中減去一個符元或一個符元片段，以獲得對齊設定。在一個實施例中，參照第4圖，無線通信模組114不具有透過PE機制進行封包填充的模式，並且如果透過使用算式（1）計算的PPDU的數據符元數量是“N SYM”，則MAC層確定新數據符元數量N SYM’等於N SYM-1。即，當生成PPDU時，內容在所有OFDM符元上包含較多的無效數據。
在另一實施例中，無線通信模組114具有透過PE機制進行封包填充的模式，並且MAC層電路有意地減小pre-FEC（前向糾錯）填充因數（以下稱爲a-因數），以使得PPDU具有較多的無效數據。在IEEE 802.11規範中，pre-FEC填充因數具有四個不同的值，最後正交頻分多址（OFDMA）符元具有四個片段，並且具有值“1”的pre-FEC填充因數指示最後OFDMA符元的僅第一片段具有有效數據，具有值“2”的pre-FEC填充因數指示最後OFDMA符元的僅前兩個片段具有有效數據。具有值“3”的pre-FEC填充因數指示最後OFDMA符元的僅前三個片段具有有效數據，而具有值“4”的pre-FEC填充因數指示最後OFDMA符元的所有四個片段具有有效數據。詳細地，參照第5圖，假設由算式（2）計算的PE的持續時間（即，第5圖中所示的T PE）是8微秒（μs），並且接收器所需的標稱封包填充是16μs，最後OFDMA符元具有四個片段，各個片段的長度是4μs，MAC層電路可以初始地確定最後OFDMA符元具有等於“2”的a-因數，使得最後OFDMA符元的僅前兩個片段具有有效數據。最後兩個片段只有無效數據，使得整個無效數據的長度等於或大於標稱封包填充（即8μs無效符元片段和8μs封包擴展的和等於16μs標稱封包填充）。然後，MAC層電路將初始a-因數調整爲“1”以增加片段的無效數據，並且最終a-因數用作將提供給後續模組的對齊設定。
在上述強制-額外-符元（-片段）機制中，透過有意地增加一個符元或一個符元片段的無效數據，PPDU長度（PPDU時間）將不會由於後續編碼操作而改變太多。具體地，如果在隨後的編碼操作中使用低密度奇偶校驗（LDPC）FEC，則編碼器在編碼處理期間可能暫時需要使用一個或更多個符元或符元片段來提高編碼品質，其中該一個或更多個符元或符元片段在IEEE 802.11規範中也被稱爲“LDPC額外符元或符元片段”。此時，一個符元或符元片段的增加的無效數據可被用於該一個或更多個符元或符元片段，並且PPDU內的無效數據仍滿足標稱封包填充要求（即，在編碼操作中a-因數從“1”變爲“2”）。
此外，在強制-額外-符元（-片段）機制中，“LDPC額外符元”或“LDPC額外符元片段”總是被設定爲真（例如，第5圖中所示的參數“b extra”總是被設定爲“1”），即使編碼器在隨後的編碼處理期間將不使用一個或更多個符元或符元片段。此外，稍後生成的PPDU的前導碼將總是指示LDPC額外符元或符元片段的存在。
關於迴避-額外-符元機制，MAC層電路參考標稱封包填充要求來確定a-因數，並且有意地增加一個或更多個片段的無效數據以避免由編碼器引入額外的數據符元。以第5圖爲例，在MAC層電路最初確定最後OFDMA符元具有等於“1”或“2”的a-因數（這取依賴於編碼過程的結果）以使得整個無效數據的長度等於或大於標稱封包填充之後，該a-因數可以直接用作將被提供給後續模組的對齊設定。在一個實施例中，如果編碼器在編碼過程中暫時需要使用一個或更多個符元或符元片段來提高編碼質量，則可以增加封包擴展的持續時間以滿足標稱封包填充要求。
關於盡力而爲機制，MAC層電路不根據標稱封包填充要求有意地調整a-因數，即透過使用IEEE 802.11規範中定義的查找表來確定a-因數。
在步驟308中，將對齊設定提供給後續模組用於編碼處理和MPDU聚合。在該實施例中，對齊設定包括上述符元數量和a-因數，並且透過使用符元數量和a-因數，可以爲MPDU聚合獲得一個PPDU的位元數。
第6圖是根據本發明的一個實施例的無線通信模組114內的電路600的圖，其中電路600被配置爲執行步驟200至步驟210和步驟302至步驟308。如第6圖所示，電路600包括聚合模組610、PPDU結束時間對齊模組620以及兩個發送模組630和640。聚合模組610被配置爲接收對應於鏈路-1和鏈路-2的MPDU，並且聚合模組610將分別對應於鏈路-1和鏈路-2的兩個PPDU的目標結束時間信息發送到PPDU結束時間對齊模組620。然後，PPDU結束時間對齊模組620使用上述實施例生成到聚合模組610的對齊設定，用於位元數確定和MPDU聚合。然後，聚合模組610生成第一PPDU和第二PPDU，其中第一PPDU由發送模組630經由鏈路1無線發送，第二PPDU由發送模組640經由鏈路2無線發送。
第7圖是根據本發明的一個實施例的無線通信模組114內的電路700的圖，其中電路700被配置爲執行步驟200-步驟210和步驟302-步驟308。如第7圖所示，電路700包括兩個聚合模組710和720、至少一個PPDU結束時間對齊模組730以及兩個發送模組740和750，其中聚合模組710和發送模組740對應於鏈路1，聚合模組720和發送模組750對應於鏈路2。聚合模組710被配置爲接收對應於鏈路-1的MPDU，並且聚合模組710將PPDU的目標結束時間信息發送到PPDU結束時間對齊模組730。然後，PPDU結束時間對齊模組730使用上述實施例來生成到聚合模組710的對齊設定，用於位元數確定和MPDU聚合。然後，聚合模組710生成第一PPDU，其中，發送模組740經由鏈路1無線發送第一PPDU。類似地，聚合模組720被配置爲接收對應於鏈路-2的MPDU，並且聚合模組720將PPDU的目標結束時間信息發送到PPDU結束時間對齊模組730。然後，PPDU結束時間對齊模組730使用上述實施例來生成到聚合模組720的對齊設定，用於位元數確定和MPDU聚合。然後，聚合模組720生成第二PPDU，其中發送模組750經由鏈路2無線發送第二PPDU。 以上該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。
110:AP 112:處理電路 114:無線通信模組 120:站 122:處理電路 124:無線通訊模組 200~210:步驟 302~308:步驟 600:電路 610:聚合模組 620:PPDU結束時間對齊模組 630, 640:發送模組 700:電路 710, 720:聚合模組 730:PPDU結束時間對齊模組 740, 750:發送模組
第1圖是根據本發明的一個實施例的無線通信系統的圖。 第2圖是根據本發明的一個實施例的一個無線通信模組的控制方法。 第3圖示出了根據本發明的一個實施例的PPDU結束時間對齊操作的流程圖。 第4圖示出了根據本發明的一個實施例的強制-額外-符元（片段）機制。 第5圖示出了根據本發明的一個實施例的強制-額外-符元（片段）機制。 第6圖是根據本發明的一個實施例的無線通信模組內的電路的圖。 第7圖是根據本發明的一個實施例的無線通信模組內的電路的圖。
200~210:步驟

Claims (10)

  1. 一種無線通信模組的控制方法，該控制方法包括： 接收物理層協議數據單元(PPDU)的目標結束時間信息，並且根據該目標結束時間信息估計該PPDU的符元數量； 確定該PPDU的封包擴展的持續時間； 細化包括填充因數、該封包擴展的持續時間和該PPDU的該符元數量中的至少一個的對齊設定，其中，該填充因數指示該PPDU的無效數據信息； 生成包括該PPDU的最終符元數量和該PPDU的該填充因數的該對齊設定；以及 根據該對齊設定，聚合多個媒體接入控制協議數據單元(MPDU)以生成該PPDU。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的控制方法，該方法還包括： 從該PPDU的該符元數量中減去一個符元以生成該PPDU的新符元數量；並且 生成該對齊設定的步驟包括： 生成包括該PPDU的該新符元數量的該對齊設定。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的控制方法，其中，細化該PPDU的該對齊設定的步驟包括： 確定該填充因數、該封包擴展的持續時間和該PPDU的該最終符元數量以滿足接收器的標稱封包填充要求和目標結束時間要求； 直接調整該填充因數以使得該PPDU具有較多的無效數據；並且 生成該對齊設定的步驟包括： 生成包括該PPDU的該最終符元數量、新封包擴展持續時間和該PPDU的新填充因數的該對齊設定。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的控制方法，其中，該填充因數爲前向糾錯填充因數，PPDU的最後符元包括多個片段，並且直接調整該填充因數以使得該PPDU具有較多的無效數據的步驟包括： 直接調整該填充因數以使得最後符元具有至少一個具有無效數據的片段。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的控制方法，其中，細化該PPDU的該對齊設定的步驟包括： 確定該填充因數、該封包擴展的持續時間和該PPDU的該最終符元數量以滿足接收器的標稱封包填充要求和目標結束時間要求； 其中，該填充因數、該封包擴展的持續時間和該最終符元數量直接用作該對齊設定的一部分。
  6. 一種無線通信模組的電路，該電路被配置成執行以下步驟： 接收物理層協議數據單元(PPDU)的目標結束時間信息，並且根據該目標結束時間信息估計該PPDU的符元數量； 確定該PPDU的封包擴展的持續時間； 細化包括填充因數、該封包擴展的持續時間和該PPDU的該符元數量中的至少一個的對齊設定，其中，該填充因數指示該PPDU的無效數據信息； 生成包括該PPDU的最終符元數量和該PPDU的該填充因數的該對齊設定；以及 根據該對齊設定，聚合多個媒體接入控制協議數據單元(MPDU)以生成該PPDU。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的電路，該電路還包括： 從該PPDU的該符元數量中減去一個符元以生成該PPDU的新符元數量；並且 生成該對齊設定的步驟包括： 生成包括該PPDU的該新符元數量的該對齊設定。
  8. 如申請專利範圍第6項所述的電路，其中，細化該PPDU的該對齊設定的步驟包括： 確定該填充因數、該封包擴展的持續時間和該PPDU的該最終符元數量以滿足接收器的標稱封包填充要求和目標結束時間要求； 直接調整該填充因數以使得該PPDU具有較多的無效數據；並且 生成該對齊設定的步驟包括： 生成包括該PPDU的該最終符元數量、新封包擴展持續時間和該PPDU的新填充因數的該對齊設定。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的電路，其中，該填充因數爲前向糾錯填充因數，PPDU的最後符元包括多個片段，並且直接調整該填充因數以使得該PPDU具有較多的無效數據的步驟包括： 直接調整該填充因數以使得最後符元具有至少一個具有無效數據的片段。
  10. 如申請專利範圍第6項所述的電路，其中，細化該PPDU的該對齊設定的步驟包括： 確定該填充因數、該封包擴展的持續時間和該PPDU的該最終符元數量以滿足接收器的標稱封包填充要求和目標結束時間要求； 其中，該填充因數、該封包擴展的持續時間和該最終符元數量直接用作該對齊設定的一部分。
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