TWI502937B - 藉由機會式時間挪用在單個實體收發機上多工多個並行操作模式的方法及系統 - Google Patents

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Guido Robert Frederiks
Alireza Raissinia
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Badrisrinivasan Sampathkumar
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Description

藉由機會式時間挪用在單個實體收發機上多工多個並行 操作模式的方法及系統
本案一般涉及無線通訊，且尤其涉及能夠在大於一個網路環境中操作的無線通訊設備。
多種通訊系統的發展已導致期望具有能夠參與多個網路環境的單個設備的形勢。在基礎層面上，無線區域網路(WLAN)可包括至少一個站與存取點之間的網路配置以形成標準電氣電子工程師協會(IEEE)802.11基礎設施網路模型中的基本服務集(BSS)。然而，給定設備的802.11無線收發機可被用於眾多其他環境中。在一個實例中，單個設備可同時與兩個或兩個以上個別的BSS相關聯。在另一實例中，兩個或兩個以上無線設備可直接進行通訊而無需專用管理設備在特定(ad hoc)通訊或基於點對點的通訊(其可包括WiFi DirectTM P2P(點對點)及其他)中履行存取點的角色。此外，通常可作為站進行操作的給定設備亦可被配置成充當存取 點以管理其自身的BSS。額外網路配置亦是可能的，包括利用各站之間的直接鏈路穿過存取點的隧穿直接鏈路建立(TDLS)。
因此，存在對於能夠同時在多個環境中操作的單個無線通訊設備的需要。多個環境中的同時功能態樣一般可被稱作並行性。在一個實例中，可能期望單個無線設備維護到兩個或兩個以上獨立BSS的鏈路，每一個獨立BSS需要其自身的通訊事件排程以維護該等鏈路。然而，並行操作亦可涉及作為一種網路節點類型參與第一環境和作為不同網路節點類型參與第二環境的單個設備。例如，在一個網路環境中作為站進行通訊的設備可同時與另一個設備建立點對點連接，或者單個設備可關於第一BSS充當存取點且關於第二BSS充當站。如此，將期望單個實體設備同時參與多個網路環境，同時採用相同實體收發機。
為了使用單個收發機提供並行性，必須採用某種機制來允許設備至少執行用於提供每個網路環境中的操作功能性所需的最小數目的任務。此舉可包括至少履行用於操作的最少資訊交換，諸如，使站在給定時期內至少回應存取點信標一次以維護該鏈路的要求。類似地，充當存取點的設備可能需要以充分的規律性傳送信標並回應請求以維護鏈路。根據實踐，此種類型的偶發性通訊表示極端最小情形，此是因為正常的活躍通訊鏈路的存在將通常涉及節點之間更連續的資訊交換。此外，設備可能需要執行其他任務以提供給定網路環境中的適當操作，諸如通道掃瞄、設備探索或通道評估 。因此，分時並行性策略通常涉及識別在第一網路環境中不需要操作的時期和隨後嘗試在彼等時期期間滿足第二網路環境中所需要的任務。出於本案的目的，收發機可能能夠切換離開一個網路環境的時期可被稱作機會時刻。
一種習知並行性形式涉及習知802.11站的功率節省模式。在活躍模式中操作的站通常在每個信標區間接收存取點的信標。或者，該站可在給定監聽區間內進入睡眠模式。適當配置的設備可將一個網路環境中的監聽區間用作用於滿足其他網路環境的需求的機會時刻。然而，監聽區間通常表示較差的機會時刻，因為其是關於一個網路環境決定的嚴格固定的時期，但與關於其他網路環境所存在的任何條件無關。因此，若存在與監聽區間不對準的其中必須參與其他網路環境的特定訊窗，則此類方法不提供有效的並行性。
此外，如以上所指示的，活躍的典型通訊鏈路涉及相對連續的資訊交換，此加重了上述問題。關於將監聽區間用作機會時刻，處於活躍訊務模式中的設備可能從不進入睡眠模式，並由此不提供用於維持其他網路環境中的操作的可能性。此外，現有802.11載波感測存取協定亦降低了機會時刻的可能性。論及保留通道，站可以要麼在下行鏈路模式中且接收或等待訊框、要麼在由分配通道存取後移功能(諸如，增強型分配通道存取(EDCA))控制的上行鏈路模式中。因此，若單個設備在一個時間正嘗試在大於一個網路環境的訊務模式中操作，則提供充分的機會時刻在習知策略下可展現相當大的挑戰。
時常，習知並行性技術依賴於關於一個網路環境實施先佔的較低優先順序(此顯著降級了該網路環境中的效能)，以在另一網路環境中服務該設備。實際上，隨著網路環境的數目增加，該等問題被放大。此外，實施優先順序常常需要藉由顯式地訊號傳遞通知進入功率節省模式來暫停第一網路環境內的活動以獲得機會時刻來服務其他網路環境任務，此舉增加了該網路的頻寬管理負擔以及與使用EDCA規則進行協定訊息交換相關聯的潛時。進而，此亦給存取點帶來了額外負擔，包括其開始緩衝用於該設備的資料的需求。網路中的此類設備的數目越大，對存取點的影響就越顯著。
因此，所需要的是用於當在多個網路環境中操作的無線設備與一或多個其他網路節點活躍連接時增強該設備的並行性的系統和方法。本案滿足該等以及其他目標。
本說明書揭示一種包括單個實體設備的用於無線通訊的設備，其包括：第一收發機、主虛擬設備、至少一個副虛擬設備、以及第一並行性模組，其中主虛擬設備和至少一個副虛擬設備是由第一收發機實施的，其中主虛擬設備和至少一個副虛擬設備中的每一者配置成在獨立網路環境中操作，其中第一並行性模組可至少部分地基於主虛擬設備的操作來識別機會時刻、在主網路環境中局部地且對主網路環境的遠端透明地暫停主虛擬設備的活動、儲存主網路環境的狀態以及使用副虛擬設備執行副網路環境任務。
該機會時刻可至少部分地基於從由主虛擬設備接收 到的訊框的實體層標頭獲得的資訊來識別。在一態樣，該機會時刻是至少部分地基於從實體層標頭獲得的部分關聯識別符來識別的。由此，該機會時刻可至少部分地基於從實體層標頭獲得的群組識別符，或基於該訊框的檔案結尾(EOF)定界符來識別。在另一態樣，該機會時刻可至少部分地基於從由主虛擬設備接收到的訊框的媒體存取控制(MAC)層標頭獲得的資訊來識別。因此，該機會時刻可至少部分地基於訊框的缺席通知(NOA)資訊元素(IE)、訊框的安靜資訊元素(QIE)，或從MAC層標頭獲得的接收位址來識別。進一步，該機會時刻可具有至少部分地基於訊框的網路分配向量(NAV)的持續時間。在另一態樣，該機會時刻可至少部分地基於主虛擬設備在下行鏈路多使用者多輸入多輸出(MIMO)模式中操作時的打盹狀態來識別。
在一個實施例中，該機會時刻可至少部分地基於關於由主虛擬設備接收到的訊框的通道品質度量評估來識別。
此外，該設備可包括用於分開的無線通訊系統的額外收發機，並且其中該機會時刻是至少部分地基於關於分開的無線通訊系統的共存資訊來識別的。該分開的無線通訊系統可以是長期進化(LTE)系統或藍芽®系統。
此外，該機會時刻可在主虛擬設備的活躍訊務模式期間被識別。
在一個實施例中，第一並行性模組可決定與該機會時刻相關聯的靜默區間(SI_INTV)，以使得副網路環境任務可在該SI_INTV內執行。第一並行性模組可允許第一副虛擬設 備執行第一副網路環境任務並且可允許第二副虛擬設備執行第二副網路環境任務，以使得第一副網路環境任務和第二副網路環境任務可在該SI_INTV內執行。此外，第一並行性模組可至少部分地基於該SI_INTV和與通道切換潛時相關的閾值的比較來從與第一副虛擬設備和第二副虛擬設備相關聯的副網路環境任務中進行選擇。該選擇亦可至少部分地基於第一收發機的硬體狀態。此外，第一並行性模組可允許第一副虛擬設備在該SI_INTV期間執行第一副網路環境任務，可識別與第一副網路環境任務相關聯的額外SI_INTV並且可允許第二副虛擬設備在該額外SI_INTV期間執行第二副網路環境任務。
在一個實施例中，第一並行性模組亦可在執行副網路環境任務之後使用主虛擬設備來恢復主網路環境的狀態。
在另一實施例中，單個實體設備可包括第二收發機。此外，該單個實體設備可具有第二並行性管理器，其中第二收發機實施額外主虛擬設備和至少一個額外副虛擬設備，額外主虛擬設備和至少一個副虛擬設備中的每一者配置成在獨立網路環境中操作，其中第二並行性模組可至少部分地基於額外主虛擬設備的操作來決定機會時刻、可在額外主網路環境中局部地且對額外主網路環境的遠端透明地暫停額外主虛擬設備的活動、可儲存額外主網路環境的狀態並且可使用額外副虛擬設備來執行額外副網路環境任務。
在又一實施例中，第一並行性模組可決定與機會時刻相關聯的SI_INTV，該SI_INTV具有至少部分地基於切換通道所需的時間和處理延遲決定的持續時間。
本案亦包括用於無線通訊的方法。例如，一種方法可涉及：用單個實體設備的第一收發機實施在獨立的網路環境中操作的主虛擬設備和至少一個副虛擬設備，至少部分地基於主虛擬設備的操作來識別機會時刻，在主網路環境中局部地且對主網路環境的遠端透明地暫停主虛擬設備的活動，儲存主網路環境的狀態，以及使用副虛擬設備執行副網路環境任務。
該機會時刻可至少部分地基於從由主虛擬設備接收到的訊框的實體層標頭獲得的資訊來識別。在一態樣，該機會時刻是至少部分地基於從實體層標頭獲得的部分關聯識別符來識別的。由此，該機會時刻可至少部分地基於從實體層標頭獲得的群組識別符，或基於該訊框的EOF定界符來識別。在另一態樣，該機會時刻可至少部分地基於從由主虛擬設備接收到的訊框的MAC層標頭獲得的資訊來識別。因此，該機會時刻可至少部分地基於訊框的NOA IE、基於訊框的QIE，或基於從MAC層標頭獲得的接收位址來識別。進一步，該機會時刻可具有至少部分地基於訊框的NAV的持續時間。在另一態樣，該機會時刻可至少部分地基於主虛擬設備在下行鏈路MIMO模式中操作時的打盹狀態來識別。
在一個實施例中，該機會時刻可至少部分地基於關於由主虛擬設備接收到的訊框的通道品質度量評估來識別。
此外，該機會時刻可至少部分地基於關於分開的無線通訊系統的共存資訊來識別。該分開的無線通訊系統可以是長期進化(LTE)系統或藍芽系統。
此外，該機會時刻可在主虛擬設備的活躍訊務模式期間被識別。
在一個實施例中，該方法可涉及決定與機會時刻相關聯的SI_INTV，以使得副網路環境任務可在該SI_INTV內執行。第一副虛擬設備可執行第一副網路環境任務，並且第二副虛擬設備可執行第二副網路環境任務，以使得第一副網路環境任務和第二副網路環境任務在該SI_INTV內執行。此外，該方法涉及至少部分地基於該SI_INTV和與通道切換潛時相關的閾值的比較來從與第一副虛擬設備和第二副虛擬設備相關聯的副網路環境任務中進行選擇。該選擇亦可至少部分地基於第一收發機的硬體狀態。此外，第一副虛擬設備可在該SI_INTV期間執行第一副網路環境任務，可識別與第一副網路環境任務相關聯的額外SI_INTV，並且第二副虛擬設備可在該額外SI_INTV期間執行第二副網路環境任務。
在一個實施例中，該方法亦可涉及在執行副網路環境任務之後使用主虛擬設備來恢復主網路環境的狀態。
在另一個實施例中，該單個實體設備可具有實施額外主虛擬設備和至少一個額外副虛擬設備的第二收發機，額外主虛擬設備和至少一個副虛擬設備中的每一者配置成在獨立網路環境中操作，以使得該方法亦涉及：至少部分地基於額外主虛擬設備的操作來決定機會時刻、在額外主網路環境中局部地且對額外主網路環境的遠端透明地暫停額外主虛擬設備的活動、儲存額外主網路環境的狀態以及用額外副虛擬設備來執行額外副網路環境任務。
在又一實施例中，該方法可涉及決定與機會時刻相關聯的SI_INTV，該SI_INTV具有至少部分地基於切換通道所需的時間和處理延遲決定的持續時間。
100‧‧‧通訊系統
102‧‧‧多模設備
104‧‧‧實體收發機
106‧‧‧主虛擬設備
108‧‧‧副虛擬設備
110‧‧‧副虛擬設備
112‧‧‧存取點
114‧‧‧站
116‧‧‧同級點
118‧‧‧並行性管理器
200‧‧‧VHT訊框
202‧‧‧VHT信號A欄位(VHT-SIG-A)
204‧‧‧舊式信號長度欄位(L-SIG)
206‧‧‧實體層彙聚程序協定資料單元(PPDU)
208‧‧‧SI_INTV
300‧‧‧VHT訊框
302‧‧‧VHT-SIG-A
304‧‧‧L-SIG
306‧‧‧PPDU
308‧‧‧SI_INTV
400‧‧‧802.11n訊框
402‧‧‧MAC標頭(MAC Hdr)
404‧‧‧PPDU
406‧‧‧L-SIG
408‧‧‧MAC協定資料單元(MPDU)
410‧‧‧高輸送量信號欄位(HT-SIG)
500‧‧‧訊框1
502‧‧‧訊框2
504‧‧‧訊框3
506‧‧‧訊框4
508‧‧‧TxOP持續時間
510‧‧‧資料欄位
512‧‧‧資料欄位
514‧‧‧資料欄位
516‧‧‧資料欄位
520‧‧‧SI_INTV
522‧‧‧SI_INTV
600‧‧‧VHT訊框
602‧‧‧AMPDU
604‧‧‧AMPDU
606‧‧‧AMPDU
608‧‧‧PPDU
610‧‧‧L-SIG
612‧‧‧MAC填充
614‧‧‧SI_INTV
700‧‧‧3×3 DBDC
702‧‧‧天線
704‧‧‧天線
706‧‧‧天線
708‧‧‧5GHz射頻模組(5G RF)
710‧‧‧2.4GHz射頻模組
712‧‧‧5G RF
714‧‧‧2G RF
716‧‧‧5G RF
718‧‧‧基頻模組(BB)
720‧‧‧BB
722‧‧‧BB
724‧‧‧2×2 PHY
726‧‧‧3×3 PHY
802‧‧‧排程模組
804‧‧‧接收(Rx)路徑
806‧‧‧時槽偵測器
808‧‧‧控制器模組
810‧‧‧通道切換模組
812‧‧‧執行模組
814‧‧‧專用後移模組
816‧‧‧發射(Tx)路徑
900‧‧‧步驟
902‧‧‧步驟
904‧‧‧步驟
906‧‧‧步驟
908‧‧‧步驟
根據如在附圖中所圖示的實施例的以下更特定的描述，進一步的特徵和優勢將變得明瞭，並且其中相同元件符號一般貫穿該等視圖始終代表相同部分或元素，並且其中：圖1示意性地圖示了根據一個實施例的參與多個網路環境的多模設備；圖2示意性地圖示了根據一個實施例的在PHY標頭中使用pAID匹配以識別機會時刻；圖3示意性地圖示了根據一個實施例的在PHY標頭中使用GID匹配以識別機會時刻；圖4示意性地圖示了根據一個實施例的在MAC標頭中使用RA匹配以識別機會時刻；圖5示意性地圖示了根據一個實施例的在多使用者MIMO下行鏈路模式中使用TxOP以識別機會時刻；圖6示意性地圖示了根據一個實施例的在MAC資料單元中使用EOF定界符以識別機會時刻；圖7示意性地圖示了適用於在一實施例中使用的3×3 DBDC接收器架構；圖8示意性地圖示了根據一個實施例的多模設備的MAC層的功能方塊；及圖9是根據一個實施例的示出用於使用所識別的機 會時刻來協調虛擬設備的操作的示例性常式的流程圖。
首先，應理解，本案不限於特定例示的素材、架構、常式、方法或結構，因為其可以有所變化。由此，儘管與本文所描述的彼等選項類似或等效的數個此類選項可在本案的實踐或實施例中使用，但是本文中描述了合適的素材和方法的實例。
亦應理解，本文中使用的術語僅僅出於描述本案的特定實施例的目的而非意欲構成限定。
下文結合附圖闡述的詳細描述意欲作為對示例性實施例的描述，而非意欲代表僅有的實施例。貫穿本描述使用的術語「示例性」意指「用作示例、實例或說明」，並且不應當一定要解釋成優於或勝過其他示例性實施例。本詳細描述包括特定細節以提供對本說明書的示例性實施例的透徹理解。對於本領域技藝人士將顯而易見的是，沒有該等特定細節亦可實踐本說明書的示例性實施例。在一些實例中，熟知的結構和設備以方塊圖形式示出以免湮沒本文中提供的示例性實施例的新穎性。
在本說明書並且在申請專利範圍中，將理解，當一元件被稱為「連接至」或「耦合至」另一元件時，該元件可以直接連接或耦合至該另一元件或者可以存在中介元件。相反，當一元件被稱為「直接連接至」或「直接耦合至」另一元件時，不存在中介元件。
如以下描述中所使用的術語第二水平和第一水平、 高和低、以及1和0可被用來描述各種邏輯狀態，如本領域已知的。第二水平和第一水平的特定電壓值可關於個體電路來任意定義。此外，第二水平和第一水平的電壓值可關於個體信號(諸如，時脈和數位資料信號)不同地定義。儘管已闡述了特定電路系統，但是本領域技藝人士應當領會，並非所有所揭示的電路系統皆是實踐本案標的內容所必需的。此外，某些眾所周知的電路未被描述，以便保持專注於本案標的內容。類似地，儘管本描述在某些地方引述邏輯「0」和邏輯「1」，或者低和高，但本領域技藝人士應領會到該等邏輯值可以切換，且其餘電路相應地調整，而不影響本案的操作。
接下來的詳細描述中的一些部分是以程序、邏輯區塊、處理以及其他對電腦記憶體內的資料位元的操作的符號表示的形式來提供的。該等描述和表示是資料處理領域中的技藝人士用來向該領域其他技藝人士最有效地傳達其工作實質的手段。在本案中，程序、邏輯區塊、程序，或類似物被設想為是導向期望結果的自洽的步驟或指令序列。該等步驟是彼等需要對實體量進行實體操縱的步驟。通常，儘管並非必然，該等量採取能被儲存、轉移、組合、比較以及以其他方式在電腦系統中被操縱的電信號或磁信號的形式。
然而應謹記，所有該等以及類似術語要與合適實體量相關聯且僅僅是應用於該等量的便利性標籤。除非另外明確聲明，否則如從以下論述所明瞭的，應當領會到貫穿本案，利用諸如「存取」、「接收」、「發送」、「使用」、「選擇」、「決定」、「正規化」、「乘以」、「平均」、「 監視」、「比較」、「應用」、「更新」、「量測」、「推導」之類的術語或類似術語的論述是指電腦系統或類似電子計算設備的動作和過程，其將表示為電腦系統的暫存器和記憶體內的實體(電子)量的資料操縱並變換成類似地表示為電腦系統記憶體或暫存器或其他此類資訊儲存、傳輸或顯示設備內的實體量的其他資料。
本文所描述的各實施例可在常駐在某種形式的處理器可讀取媒體上、由一或多個電腦或其他設備執行的處理器可執行指令(諸如程式模組)的一般化上下文中論述。一般而言，程式模組包括執行特定任務或實施特定抽象資料類型的常式、程式、物件、元件、資料結構，等等。各程式模組的功能性可在各實施例中如所期望地被組合或分配。
在各附圖中，單個方塊可被描述為執行一個功能或多個功能；然而，在實際實踐中，由該方塊執行的該一或多個功能可在單個元件中或者跨多個元件執行，及/或可使用硬體、使用軟體，或者使用硬體和軟體的組合來執行。為清楚地說明硬體與軟體的此可互換性，以上已經以其功能性的形式一般化地描述了各種說明性元件、方塊、模組、電路和步驟。此類功能性是被實施為硬體還是軟體取決於特定應用和加諸於整體系統的設計約束。技藝人士對於每種特定應用可以用有所不同的方式來實施所描述的功能性，但此類實施決策不應被解讀成導致脫離了本案標的內容的範疇。此外，示例性無線通訊設備可包括不同於所示出的彼等元件的元件，包括諸如處理器、記憶體、以及類似元件的眾所周知的元件 。
本文中所描述的技術可以在硬體、軟體、韌體，或其任意組合中實施，除非被特定描述為以特定方式實施。描述為模組或元件的任意特徵亦可一起實施在積體邏輯設備中或者單獨地作為個別但可交互動操作的邏輯設備。若在軟體中實施，則該等技術可至少部分地由包括指令的非暫時性處理器可讀取儲存媒體來實現，該等指令在被執行時執行以上所描述的一或多個方法。非暫時性處理器可讀取資料儲存媒體可構成可包括包裝材料的電腦程式產品的一部分。
非暫時性處理器可讀取儲存媒體可以包括隨機存取記憶體(RAM)(諸如同步動態隨機存取記憶體(SDRAM))、唯讀記憶體(ROM)、非揮發性隨機存取記憶體(NVRAM)、電子可抹除可程式設計唯讀記憶體(EEPROM)、快閃記憶體、其他已知的儲存媒體、等等。此外或替代地，該等技術可以至少部分地由攜帶或傳達以指令或資料結構形式的並且可由電腦或其他處理器存取、讀取及/或執行的代碼的處理器可讀取通訊媒體來實施。
結合本文中所揭示的實施例描述的各種說明性邏輯區塊、模組、電路和指令可由一或多個處理器執行，諸如，一或多個數位訊號處理器(DSP)、通用微處理器、特殊應用積體電路(ASIC)、專用指令集處理器(ASIP)，現場可程式設計閘陣列(FPGA)，或其他等效的積體或個別的邏輯電路系統。如本文中所使用的術語「處理器」可以指任意前述結構或者適用於實施本文中所描述的技術的任意其他結構。 另外，在一些態樣中，本文中所描述的功能性可以設在如本文中所描述地配置的專用軟體模組或硬體模組內。此外，各技術可完全實施在一或多個電路或邏輯元件中。通用處理器可以是微處理器，但在替代方案中，處理器可以是任意習知處理器、控制器、微控制器，或狀態機。處理器亦可以被實施為計算設備的組合，例如，DSP與微處理器的組合、多個微處理器、與DSP核心協調的一或多個微處理器，或任意其他此類配置。
僅出於方便和清楚的目的，可關於附圖或特定實施例使用方向術語，諸如，頂、底、左、右、上、下、之上、上面、下面、之下、背面、後和前。該等及類似方向術語不應當被解讀為以任意方式限制本案的範疇，且可取決於上下文而改變。此外，順序術語(諸如，第一和第二)可被用來區分類似元素，但亦取決於上下文可以按其他次序使用或者可改變。
各實施例在本文中是關於無線通訊設備來描述的，無線通訊設備可包括任意合適類型的使用者裝備，諸如系統、用戶單元、用戶站、行動站、行動無線終端、行動設備、節點、設備、遠端站、遠端終端機、終端、無線通訊設備、無線通訊裝置或使用者代理。無線通訊設備的進一步實例包括行動設備，諸如蜂巢式電話、無線電話、通信期啟動協定(SIP)話機、智慧型電話、無線區域迴路(WLL)站、個人數位助理(PDA)、膝上型設備、手持型通訊設備、手持型計算設備、衛星無線電、無線數據機卡及/或用於在無線系統 上進行通訊的其他處理設備。此外，各實施例亦可在本文中關於基地台來描述。基地台可用於與一或多個無線節點進行通訊，並且亦可被稱為存取點、節點、節點B、進化型節點B(eNB)，或其他合適的網路實體，並呈現與其相關聯的功能性。基地台在空中介面上與無線終端通訊。該通訊可以經由一或多個扇區來發生。基地台可藉由將接收到的空中介面訊框轉換成網際網路協定(IP)封包來充當無線終端與存取網路(其可包括IP網路)的其餘部分之間的路由器。基地台亦可協調對空中介面屬性的管理，並且亦可以是有線網路與無線網路之間的閘道。
此外，諸實施例是特定參照無線網路(尤其是遵循IEEE 802.11協定的WLAN)來論述的。然而，該等概念亦可涉及其他形式的無線通訊，包括BLUETOOTH®(藍芽)、無線保真(WiFiTM )、WibreeTM 、超寬頻(UWB)、長期進化(LTE)、增強型資料GSM進化(EDGE)、進化資料最佳化(EVDO)、通用封包收發機服務(GPRS)網路以及其他。
除非另行定義，否則在本文中所使用的所有技術和科學術語具有與本案所屬技術領域的一般技藝人士所通常理解的相同的含義。
最後，如在本說明書及所附專利申請範圍中使用的，單數形式「一」和「該」包括複數指示物件，除非內容清楚規定並非如此。
本案的各個態樣關注維持給定網路環境下的操作功能性。如本領域技藝人士將領會的，操作功能性可至少包括 用於給定網路內的操作的最小信息量的交換。在充當站時，設備可具有很少或者無管理要求且實質上可以僅適當地回應於信標訊框以及上傳或下載期望被傳遞的任意資料。然而，維持操作功能性可能亦需要執行其他任務。例如，以存取點模式起作用的設備(諸如，軟體賦能存取點(軟AP))關於傳送和接收管理資訊可能需要滿足大得多的需求，並且操作為用於去往或源自其服務的任意站的所有資訊的導管。作為另一個實例，特定網路中的設備可承擔某些任務，諸如，掃瞄鄰近訊務通道或作出通道評估。維持操作功能性所必需的該等任務的特定特性可以至少部分地基於網路角色的類型以及期望傳遞的資訊數量和品質來決定。
如以下將詳細描述的，本案針對用於經由使用更靈活和更頻繁的機會時刻來增強在多個網路環境中操作的無線設備的並行性的系統和方法，該等機會時刻可存在於具有單個實體收發機的設備在第一網路環境中的正常資訊交換內。每個網路環境可被視作涉及由單個實體設備實施的虛擬設備。換言之，該實體設備可維護多個專用虛擬設備，每個虛擬設備對應於獨立的網路環境。一般而言，本案的各態樣將關於可對應於主虛擬設備的第一網路環境以及一或多個副網路環境來描述，每個副網路環境採用該實體設備中對應的副虛擬設備。
如圖1中所示，具有多個網路環境的示例性通訊系統100被示出，且可包括具有單個實體收發機(或WLAN無線電)104的多模設備102。在此實施例中，收發機104被配置用於 在一或多個802.11協定下操作。主虛擬設備(Pri vDEV)106可使用收發機104來與主網路環境中的一或多個其他網路節點交換資訊和維持通訊鏈路。類似地，副虛擬設備(Sec vDEV)108和110亦可使用收發機104來維持其他副網路環境中的鏈路。在本實施例的以下描述中，主虛擬設備106已被認證且與基礎設施網路環境中的存取點(AP)112相關聯。可採用任意合適數目的(從一個到多個)額外副虛擬設備，每個副虛擬設備能夠在獨立網路環境中操作。例如，副虛擬設備108可充當站(STA)114的存取點(諸如，軟體賦能存取點(軟AP))，以及副虛擬設備110可具有與特定網路環境中的同級點116的直接點對點連接。
根據本案的各態樣，多模設備102可包括並行性管理器118，該並行性管理器118配置成識別關於網路中的操作(諸如，關於主虛擬設備106與存取點112之間的連接)的機會時刻。對於每個機會時刻，並行性管理器118可決定與不需要主虛擬設備106的活動來維持通訊鏈路或以其他方式參與網路的時間長度相對應的靜默區間(SI_INTV)。在識別出合適的機會時刻和SI_INTV之後，在SI_INTV的長度足以完成指定任務時，並行性管理器118就可準予副虛擬設備108或110存取收發機104，從而允許分別與站114或同級點116進行通訊。根據實踐，每個虛擬設備在不同通道上操作且可在不同頻帶上操作。需要某一時間量來在收發機104上切換通道及/或頻帶，並且當決定SI_INTV的持續時間是否足以執行涉及副虛擬設備的任務時應當考慮到此點。在一些實施例中，通道切換管 理負擔對於頻帶內切換小於約100μs、並且對於頻帶間切換小於約120μs。
如以上所論述的，本案的各技術經由識別第一網路環境中不需要操作的時期以在該等時期期間執行第二網路環境中的任務來提供效能最佳化。在不活躍時期期間，多模設備102並非嘗試進入縮短的功率節省模式(「小睡(nap)模式」)，而是服務副網路環境任務以改良彼等網路環境中的效能。進而，該等策略提供了對通道和MAC及PHY層的高效使用。此外，儘管放棄了相對短和縮短的功率節省時期，但是本案所提供的增強型並行性允許跨所有網路環境更快速地完成待決操作。因此，更快速地完成待決網路任務可允許多模設備102更快地進入低功率「睡眠模式」狀態以節約功率。作為對比，習知「小睡模式」實施可能需要該設備中在數位和類比層面的更多控制和複雜性，並且在許多實施中可能僅被提供為可選模式。此外，「小睡模式」可能不代表該系統的最低功率狀態。此外，大多數依靠載波感測存取規則的802.11x設備(諸如，多模設備102)可能在存取點122正服務基礎設施網路中的其他設備的時間期間保持完全蘇醒並連續地執行閒置通道評估(CCA)。在此類部署模式中，可進入「小睡模式」的時期的可用性可能是相對稀少的。
如以下將描述的，對合適機會時刻的識別可取決於主虛擬設備106與存取點112之間的通訊鏈路的本質和特性。在一個實施例中，機會時刻可關於主虛擬設備106正在接收的訊框來識別。一般而言，每個訊框具有在實體(PHY)層處 理的標頭和在媒體存取控制(MAC)層處理的標頭。取決於所採用的通訊協定，不同類型的資訊可存在於正被遞送的訊框的標頭或前序信號中。因此，並行性管理器118可至少部分地基於在PHY層，或在MAC層發生的操作來識別機會時刻。
PHY標頭
在一個實施例中，來自超高輸送量(VHT)訊框的標頭的資訊可在PHY層被過濾以決定機會時刻。主虛擬設備106可在接收模式中並且可能正等待從存取點112發送的訊框。當主虛擬設備106接收到來自存取點112的訊框時，PHY層可解析該標頭以決定部分關聯識別符(pAID)或群組識別符(GID)，此取決於該虛擬設備的操作模式。若pAID或GID指示正被接收的訊框不是意欲給主虛擬設備106的，則可識別機會時刻。
如圖2中所示，從事活躍接收的以單個使用者(SU)VHT模式操作的主虛擬設備106可接收具有所圖示結構的VHT訊框200。PHY層可作出從VHT信號A欄位(VHT-SIG-A)202獲得的pAID並不匹配主虛擬設備106的決定。因此，可能不存在與繼續接收VHT訊框200相關聯的益處，並且pAID失配可被識別為機會時刻。VHT訊框200在舊式信號長度欄位(L-SIG)204之後的剩餘持續時間對應於實體層彙聚程序協定資料單元(PPDU)206的持續時間。藉由減去VHT-SIG-A 202的持續時間，可定義SI_INTV 208的持續時間。
如圖3中所示，從事活躍接收的以多使用者(MU)VHT模式操作的主虛擬設備106可接收具有所圖示結構的 VHT訊框300。PHY層可作出主虛擬設備106不是來自VHT-SIG-A 302中GID的群組的成員的決定，並且缺乏成員資格可被識別為機會時刻。類似於以上實施例，L-SIG 304定義PPDU 306持續時間，並且可藉由減去VHT-SIG-A 302的持續時間來獲得SI_INTV 308。
在另一個實施例中，在PHY層發生的錯誤可被識別為機會時刻。在處理PHY標頭時，數個錯誤是可能的，包括L-SIG或VHT-SIG-A欄位的循環冗餘檢查(CRC)的失敗、自動增益控制(AGC)的不彙聚以及自動頻率控制(AFC)的不穩定。如將領會的，許多其他PHY錯誤是可能的並且可依須求被用於識別機會時刻。PHY級別的錯誤導致通道存取的推遲，直至擴展訊框間空間(EIFS)。在一個態樣，SI_INTV可被決定為對應於通道推遲區間。或者，重複的PHY錯誤可被轉換成與相關聯EIFS的總和相對應的SI_INTV和功率管理觸發。
MAC標頭
其他802.11協定可能沒有規定在PHY標頭級別過濾訊框。然而，MAC級別的過濾可被用來識別機會時刻。SI_INTV可對應於如從MAC接收器位址(RA)欄位決定的剩餘訊框長度。例如，如圖4中所示，主虛擬設備106可接收舊式訊框或高輸送量(HT)訊框，諸如，802.11n訊框400。在MAC層處理標頭允許從MAC標頭(MAC Hdr)402決定RA。若RA不匹配主虛擬設備106，則可識別機會時刻。PPDU 404持續時間可從L-SIG 406獲得，並且MAC協定資料單元(MPDU)408持續 時間可從高輸送量信號欄位(HT-SIG)410獲得。在一態樣，SI_INTV可被設置為對應於如從MAC標頭402獲得的網路分配向量(NAV)持續時間，網路分配向量(NAV)持續時間指定由載波存取機制準予用於遞送訊框400的時間量。因此，在對MAC標頭的處理決定主虛擬設備106不是該封包的預期接收方時，該訊框的剩餘持續時間可被識別為具有對應SI_INTV的機會時刻。
在一個實施例中，NAV欄位可被證實為錯誤值，此可導致丟失來自存取點112的目標訊框或錯過通道存取機會。用於驗證對訊框的正確接收的習知方法包括在訊框結尾處執行訊框校驗序列(FCS)功能，此將排除在該時間之前識別機會時刻。如此，將期望在接收FCS之前驗證包括RA和NAV值的資訊。用於評估有效性而無需等待直到FCS校驗的技術在2012年2月6日提出申請的同在申請中、共同擁有的美國臨時專利申請案S/N.61/595,562和2012年9月14日提出申請的美國專利申請案S/N.13/620,284中揭示，此兩篇申請案以引用方式全部併入本文。例如，可在與訊框內給定位置相對應的時期處評估通道品質，由此允許決定有效性訊窗。有效性訊窗內的資訊可基於通道品質評估來驗證。通道品質評估可以至少部分地基於通道品質度量，諸如訊雜比(SNR)、信號干擾雜訊比(SINR)、收到信號強度指示符(RSSI)或來自Viterbi(維特比)解碼器輸出的置信度量。通道品質度量的額外識別符亦可包括在符號解調之後從理想群集點與所觀察群集點之間的差異推導出的接收器錯誤向量幅值(Rx-EVM)。在一 個實施例中，通道品質評估可包括確認SNR度量超過正被接收的資料的調制/編碼集(MCS)所需的最小SNR之上的合適閾值(諸如約2dB)。進一步實例包括監視回溯長度上的Viterbi置信度量以及在該置信水平高於最小閾值的情況下驗證所接收到的位元。
在其他實施例中，在下行鏈路多使用者多輸入多輸出(MIMO)模式中操作的主虛擬設備(PVD)106可採用傳送機會(TxOP)功率節省功能，由此觸發打盹(doze)狀態。相應地，此可被識別為機會時刻，同時打盹狀態的持續時間可被決定為SI_INTV。如圖5中所示，存取點112在所定義的傳送機會(TxOP)持續時間508內傳送一系列訊框：訊框1 500、訊框2 502、訊框3 504和訊框4 506。在此簡化實例中，每個訊框包含GID並且可進一步包括指定給主虛擬設備106或另一主虛擬設備(PVD)518的一或多個資料欄位510、512、514和516。每個資料欄位中的額外資料位元指示是否要在隨後的訊框中遞送額外資料。如圖所示，在接收到訊框1 500之後，指定給主虛擬設備106的資料欄位510具有未設定的額外資料位元(額外位元=0)。由於沒有額外資料被指定給主虛擬設備106，因此並行性管理器118可在此點為主虛擬設備106識別機會時刻，並且SI_INTV 520可由TxOP持續時間508的剩餘部分定義。另一方面，主虛擬設備518接收分別具有資料欄位512、514和516的訊框1 500、訊框2 502和訊框3 504，如圖所示。資料欄位512和514具有設定的額外資料位元(額外位元=1)，因此主虛擬設備518保持在活躍接收模式。在接收到訊框 3 504之後，資料欄位516具有未設定的額外資料位元，因此主虛擬設備518可識別機會時刻並決定具有與TxOP持續時間508的剩餘部分相對應的持續時間的SI_INTV 522。
在另一實施例中，802.11協定可支援用於增強服務品質(QoS)的規定，諸如，使用訊框交換序列(FES)。不同於在習知載波存取機制下要求存取點與站之間的每個通訊皆經歷通道爭用過程，而是訊框群組可被指派給單個TxOP。FES功能可藉由使用網路分配向量(NAV)以保留通道達TxOP持續時間長度來實施。藉由決定主虛擬設備106不是訊框的接收方，機會時刻可被識別並且SI_INTV被定義為NAV持續時間。在一態樣，多模設備102經由FCS來處理整個第一訊框，一旦該訊框被驗證有效，就更新NAV並向SI_INTV指派持續時間。或者，以上述及之通道品質度量評估技術可被用來在接收FCS之前做出RA和NAV的有效性決定。
再其他機會時刻可從MAC標頭中所包含的資訊來識別。各種通訊可由指示傳送方節點意圖在一時期內暫停通訊的多模設備102接收。該等時期和相關聯的持續時間可被用來識別機會時刻和相關的SI_INTV。例如，在WiFi Direct(WiFi直連)網路環境中，作為群組擁有者(P2P GO)操作的同級點116可在MAC標頭中發送缺席通知(NOA)資訊元素(IE)。在處理該訊框之後，機會時刻就可被識別並且缺席的持續時間可被指派給SI_INTV。在另一實例中，存取點112可傳送在MAC標頭中帶有安靜資訊元素(QIE)的訊框以向多模設備102通知未排程的不活躍時期。類似地，機會時刻可藉由處理 該訊框而被識別並且缺席的持續時間可被指派給SI_INTV。
其他資訊源
除了過濾收到訊框的PHY標頭和MAC標頭之外，並行性管理器118亦可根據從其他源獲得的資訊來識別一或多個機會時刻。在一個實施例中，多使用者訊框可包括用於遞送到不同節點的聚集資料欄位。若並不是所有資料欄位皆意欲給每個節點，則結果所得的各聚集MPDU(AMPDU)在長度上可能不同。若給指定接收節點的AMPDU未充滿該訊框，則從重複序列形成的具有訊框結尾(EOF)填充定界符的MAC填充可被級聯到該AMPDU以充滿該訊框的剩餘部分。因此，在MAC處理到達EOF定界符時，機會時刻可被識別。圖6圖示了VHT訊框600，其具有AMPDU 602、604和606，其中AMPDU 606定址到主虛擬設備106。PPDU 608持續時間可從L-SIG 610決定。在主虛擬設備106處理該訊框時，其可接收到AMPDU 606中所包含的資料。在MAC偵測到MAC填充612的開始時，其可識別機會時刻並將SI_INTV 614設置成具有與如從PPDU 608持續時間決定的訊框600的剩餘持續時間相對應的持續時間。
識別機會時刻的另一實例涉及多模設備102具有額外無線通訊系統(諸如，藍芽或LTE)的實施例。並行性管理器118可從協調收發機104和該等額外無線通訊系統的操作的共存機制獲得資訊以識別機會時刻。例如，連線導向的同步(SCO)鏈路下的經排程藍芽通訊訊窗被提供以確保藍芽鏈路的期望輸送量水平。使用自動跳頻技術為藍芽傳輸排程的時 期可被識別為機會時刻，該機會時刻可被用來在不同的2.4GHz通道或在5GHz頻帶上執行副網路環境任務。如將領會的，此實施可能需要多模設備102以分開的用於WLAN和藍芽系統的收發機為特徵。類似地，合適的LTE共存觸發可被用來識別用於在不同的、充分隔離的2.4GHz通道上或在5GHz頻帶上執行副網路環境任務的機會時刻。
本案的增強型並行性技術的另一態樣可藉由擴展以上述及之通道品質度量評估的使用來實施。品質評估可指示在訊框接收期間，通道已降級到該訊框將不太可能被正確接收的點。一旦作出此評估，就可立即終止對該訊框的接收，並且由此可針對該訊框的剩餘部分識別機會時刻，視來自初始訊框標頭的NAV區間的成功解碼情況而定。SI_INTV可被決定為對應於該訊框的剩餘持續期間。
藉由本案的增強型並行性技術所識別的機會時刻可區別於將監聽區間用作機會時刻。監聽區間是固定時期，其參數由存取點來建立，並且可由站發送其正在進入低功率模式的訊息來觸發。因此，至少部分地基於監聽區間來採用機會時刻需要修改網路環境中其他節點的行為。特定而言，存取點可開始為站緩衝訊框，並且可能不進行原本有規律地排程的資訊交換。一般而言，監聽區間機會時刻必需藉由發送顯式功率管理訊息來建立。相反，如本案所提供的增強型並行性機會時刻之識別並不需要其他網路節點中的行為修改或與彼等節點進行顯式訊號傳遞交換。相反，可被用作機會時刻的現有時期可使用從多模設備102的操作(諸如從正被接收 的訊框的MAC標頭或PHY標頭)獲得的資訊來識別，並且對其他網路節點(諸如，存取點112)透明地發生。
如將領會的，本案的諸技術表示用於決定其中可執行副網路環境任務的機會時刻的潛在可能性。例如，在VHT實施例中，VHT訊框可以是約5ms，表示具有用於執行關於副網路環境的任務的相當大持續時間的機會時刻。在一個實施例中，在副網路環境任務可被細分為個別的操作(諸如，任務片段)的程度上，任意副網路環境任務可被時間約束到SI_INTV。
用於維持此類時間約束的一個過程是將執行副網路環境任務所需的時間估計為包括通道切換時間的兩倍且考慮到與MAC層和收發機基頻相關聯的任意處理時間。若該時間估計小於SI_INTV，則多模設備102可進行通道切換以服務副網路環境。此外，該時間估計可考慮到與通道存取機制(諸如，增強型分配通道存取(EDCA)和802.11協定的點協調功能(PCF))相關聯的任意延遲。在某些實施例中，多模設備102可立即開始作為新網路環境的一部分在經切換通道上進行傳輸，而不執行由EDCA規則所規定的後移程序。然而，應當認識到，此類配置可能不遵循當前IEEE 802.11x規範。根據需要，多模設備102亦可配置成在需要的情況下終止副網路任務而不論SI_INTV如何，其可藉由在副網路環境中發送合適的功率節省訊息、切換通道和返回至主網路環境來終止副網路任務。
在本案的進一步實施例中，可採用可調適技術來控 制對任意所識別的機會時刻的利用。例如，一旦識別出機會時刻，就可使用閾值來觸發服務副網路環境的任務。第一閾值可以至少部分地基於執行頻帶內通道切換和執行副網路環境任務所需的最小時間來建立，以使得若SI_INTV小於該閾值，則多模設備102可維持將主虛擬設備106存取到收發機104。在此情形中，主虛擬設備106可進入功率節省模式以在時間不足以服務副網路環境任務時節約功率。第二閾值可以至少部分地基於執行頻帶間切換所需的時間來建立，以使得若SI_INTV在第一閾值與第二閾值之間，則可執行涉及頻帶內切換的副網路環境任務。相應地，若SI_INTV超過第二閾值，則可執行涉及頻帶間切換的副網路環境任務。
本案的其他態樣針對最佳化對整個SI_INTV的使用。在第一實施例中，若在服務了一個副網路環境任務之後在SI_INTV中亦有時間，則多模設備102可被配置成使收發機104返回至主虛擬設備106以繼續一般操作，包括從事縮短的功率節省模式或執行閒置通道評估，或以其他方式如由主網路環境所規定地操作。在額外實施例中，如SI_INTV的持續時間所允許的，可執行多個副網路環境任務。可被用來實施此特徵的一種機制是關於副網路環境中的操作而識別機會時刻，同時維持與關於主網路環境中的操作所識別的機會時刻相關聯的SI_INTV。因此，多模設備102的並行性管理器118可關於主虛擬設備106的操作來識別機會時刻，若SI_INTV充足，則副虛擬設備108可被給予對收發機104的存取以執行副網路環境任務。可監視副虛擬設備108的操作以識別額外機會時刻。若 識別了一個額外機會時刻，並且若SI_INTV中剩餘的時間是充足的，則副虛擬設備110可被準予存取收發機104以執行副網路環境任務。可藉由執行儘可能多的副網路環境任務直至剩餘時間低於第一閾值來消耗SI_INTV時期。在此點上，主虛擬設備106可重新獲得對收發機104的存取並如主網路環境所規定地進行操作，如以上所述。嵌套深度可以預配置成最大數目，或在執行時間取決於從主網路環境識別的主SI_INTV內的時刻的可用性來決定。此外，各副網路環境任務之間的選擇可以至少部分地基於影響SI_INTV的因素(諸如，處理延遲，或執行給定任務可能需要的通道/頻帶切換)來作出。如此，並行性管理器118可至少部分地基於收發機104的硬體狀態(諸如，當前操作頻帶)來選擇副網路任務。
儘管以上技術主要是關於具有實施在多個網路環境中操作的多個虛擬設備的單個實體收發機的多模設備來描述的，但本領域技藝人士將認識到該等概念可以擴展到具有多個實體收發機的設備，以使得每個收發機可實施多個虛擬設備。具有多個獨立的無線收發機的此類設備的一個實例是雙頻帶雙並行(DBDC)存取點，其具有用於2.4GHz頻帶的一個收發機和用於5GHz頻帶的另一個收發機。藉由在每個收發機在其相應主網路環境中在其相應頻帶(2.4GHz或5GHz)中的操作期間識別機會時刻，可執行副網路環境任務從而以對相同頻帶中其他網路環境的節點透明的方式提高設備的整體效率。如將領會的，本案的各實施例在應用到DBDC接收器時可提高整體效能，此是因為頻帶間通道切換可能不是必需 的並且所有多工可在相應頻帶內執行，由此增加了與機會時刻相關聯的SI_INTV。
在第一態樣，具有多個實體收發機的設備的每個收發機可被類似地配置成如上述及之多模設備102。一般而言，每個收發機就對應於實施主虛擬設備和一或多個副虛擬設備的實體設備。每個收發機在其主網路環境中的操作可使用先前所論述的任意識別方法來分析以決定機會時刻。在識別出機會時刻和決定了對應的SI_INTV之後，每個收發機就可切換通道以執行副網路環境任務。
該等技術在具有多個收發機的設備中的額外實施可包括多模設備可以在MIMO模式中同時使用兩條(或更多條)收發機鏈或者可獨立使用每條鏈的實施例。因此，一條鏈可被用來執行任意合適的網路環境任務，而其他鏈可被用於獨立的任務。例如，其他鏈可搜尋信標、以網路睡眠模式操作、以MIMO-PS模式操作、(例如與共存策略協力)準予其他鏈存取到分開的無線通訊系統(諸如，藍芽)，等等。該等鏈在不需要該兩條鏈同時操作的任意情形中可獨立操作。在完成了其他網路環境任務之後，兩條鏈就可被用來以兩個空間串流模式依須求操作。
DBDC實施例的一個實例在圖7中示出，其圖示了具有三個天線702、704和706的3×3 DBDC 700。天線702具有5GHz射頻模組(5G RF)708和2.4GHz射頻模組(2G RF)710。類似地，天線704亦具有雙模組，5G RF 712和2G RF 714。如圖所示，天線706僅使用5G RF 716在5GHz頻帶上提供傳輸 。基頻模組(BB)718、720和722分別被耦合至天線702、704和706。對於5GHz頻帶和2.4GHz頻帶兩者，BB 718可在5G RF 708與2G RF 710之間切換，BB 720可在5G RF 712與2G RF 714之間切換。進而，BB 718和820可獨立地在2×2 PHY 724與3×3 PHY 726之間切換。BB 722被耦合至3×3 PHY 726。PHY 724和726可被配置成在任意合適的協定下操作，諸如，PHY 724被配置成用於802.11n協定，以及PHY 726被配置用於802.11ac協定。BB 718、720和722可被配置成按照各種選項下的操作所期望的在任意合適的頻寬處操作，包括10、20、40、80和82.5MHz。
本實施例啟用了數個操作模式，包括5GHz頻帶中160MHz處的全3×3、5GHz頻帶中160MHz處的2×2和2.4GHz頻帶中40MHz處的1×1，以及5GHz頻帶中160MHz處的1×1和2.4GHz頻帶中40MHz處的2×2。在一態樣，BB 718可被切換到2G RF 710，並且BB 720可被切換到5G RF 712，由此允許天線704和706以及相應頻帶BB 720和722在5GHz頻帶中以2×2模式操作，同時天線702和BB 718在2.4GHz頻帶中以1×1模式操作。因此，關於2×2 5GHz模式，一條鏈可被獨立用於在網路睡眠模式中搜尋信標、以MIMO-PS模式操作或準予存取另一個系統(諸如藍芽)，如上所述。DBDC 700亦可依須求返回至全3×3模式，諸如藉由經由天線702發送功率管理訊息並隨後將BB 718切換到5G RF 708。若射頻硬體的部分被其他通訊系統(諸如LTE)共享，亦可應用該等概念。例如，BB 718和720可被分別切換到2G RF 710和714以允許2×2 LTE操作， 同時BB 722提供1×1 WLAN操作。
如本領域技藝人士將領會的，以上關於識別機會時刻和將相關的SI_INTV指派給多模設備102的虛擬設備的技術可使用軟體和硬體實施的任意合適的組合來實施。在一個實施例中，並行性管理器118可被配置成經由主機控制器中的合適軟體指令來實施增強型通道並行性。如上所述，可關於機會時刻以及其對應SI_INTV獲得來自收發機104的MAC和PHY的資訊。主機可隨後使用任意合適的排程演算法(諸如，循環(RR)或先到先服務(FCFS))將每個SI_INTV內的時期排程給相應的副虛擬設備。儘管相對靈活且容易實施，但基於軟體的排程可能因需要涉及軟體和MAC層及PHY層而需要增加的時間管理負擔、以及通道切換管理負擔來執行副網路環境中的任務。鑒於由軟體帶來的延遲，可能期望使用具有相對較長的機會時刻(諸如由RA、TxOP FES區間的MAC過濾、最大長度VHT封包、LTE或藍芽共存常式等所決定的彼等機會時刻)的由軟體實施的增強型並行性。
在另一實施例中，並行性管理器118可使用韌體或硬體的任意期望組合(諸如，在收發機104的MAC層)來實施，並且可被配置成執行增強型通道並行性操作的各個態樣。藉由採用MAC中的專用硬體控制器來識別機會時刻和SI_INTV以切換通道和排程並執行副網路環境任務，主機上的計算需求可被減少，並且與涉及主機軟體相關聯的延遲可得到避免。如將領會的，可採用硬體和軟體技術的任意合適的組合來實施該等及相關的並行性操作。一般而言，軟體技術可在配 置操作方面提供更多的靈活性，而硬體技術可提供增強的效能。
主要導向硬體的實施例的一個實例在圖8中示意圖示，並且圖示了適於實踐本案的諸技術的多模設備的並行性模組118的所選功能方塊。如圖所示，並行性管理器118包括排程模組(排程器)802，該排程模組802配置成維持由來自相應虛擬設備的請求所決定的副網路環境任務的命令佇列。一般而言，命令請求可由虛擬設備發出，並且包括對所涉及通道的識別、預計持續時間、操作類型以及緩衝器指標或其他記錄定位器。排程模組802可基於命令請求中的資訊和任意合適的排程演算法(諸如，RR或FCFS)來執行一階優先順序指派以將該等命令請求排隊。接收(Rx)路徑804可包括時槽偵測器806，該時槽偵測器806配置成至少部分地基於從MAC層或PHY層或以上述及之其他源決定的資訊來識別機會時刻並決定對應的SI_INTV。控制器模組808可被配置成將命令請求與所識別的機會時刻的SI_INTV進行匹配。一旦識別出可在該SI_INTV持續時間中執行的命令請求(包括任意硬體延遲和軟體延遲)，通道切換模組810就改變通道以及如有必要則改變頻帶，並且該命令請求被發送至執行模組812以供實施。為了遵循相關聯網路通訊協定的通道存取機制，在向發射(Tx)路徑816發送命令請求之前，專用後移模組814可參與任意爭用程序。或者，可能期望在不遵守關於通道存取的網路通訊協定的模式中操作並行性管理器118，以使得命令請求可從執行模組812直接遞送到發射路徑816而不執行後移操作。
藉由採用本案的增強型並行性技術，可實現多個網路環境中的相當可觀的效能改良。例如，漫遊和鏈路丟失處置策略可藉由提供更多關於射程內或進入射程的BSS的資訊來改良。此類額外資訊現在可藉由向主網路環境模式提供足夠的機會區間以離開通道進入另一個網路環境並且比使用習知技術更頻繁地掃瞄後臺來獲得。如此，多模設備102可關於主虛擬設備106維持活躍訊務模式，同時仍使用機會時刻允許副虛擬設備執行通道掃瞄。因此，802.11r協定下以及其他語音和視訊應用中的漫遊效能可得到改良。類似地，從鏈路丟失的恢復可藉由提供更完整和經更新的通道掃瞄來促進，尤其是當更大數目的機會時刻可用時(諸如經由後臺或盡力型訊務)。
點對點網路環境中的效能亦可藉由即使在主虛擬設備處於活躍訊務模式時亦允許發生P2P探索和掃瞄操作而得到改良。其他類型的點對點通訊系統亦可從增強型並行性中獲益。例如，一些點對點連接可能需要一個設備充當主控設備，隨該主控設備引發額外管理功能。在涉及協調通道變化的系統中，主控設備除了參與訊務交換之外可能亦需要執行通道掃瞄。藉由增加可用的機會時刻的數目，可以更容易地執行此類通道掃瞄而不會使其他區域中的效能顯著降級，同時使通道變化協調最佳化。
在又一實例中，給定網路環境可允許存取點在由802.11協定定義的最小時期(短訊框間間隔(SIFS))之後立即回應由站發起的PS-POLL(PS輪詢)訊框。SIFS之後的回 應被稱為SIFS叢發，並且可代表存取點與離開功率節省模式的功率節省站之間的潛時的顯著減小。藉由使用機會時刻來從主虛擬設備切換到副虛擬設備，可觸發SIFS叢發模式以促進從存取點取得資訊。作為實例，根據本案的多模設備可被連接到兩個不同網路環境中的兩個存取點。在識別出第一網路環境中的機會時刻之後，該設備就可切換到第二網路環境，從而發送PS-POLL來請求從第二存取點傳送所緩衝的訊框。假定此操作應被時間約束到SI_INTV持續時間以使得該設備對第一存取點透明地返回至第一網路環境，則來自第二存取點的傳送所緩衝資料的更快回應對於此增強型並行性模式的成功執行是有利的。藉由利用機會時刻來發起SIFS叢發序列，可達成所期望的更快回應。
為了幫助說明各種實施例，用於使用所識別的機會時刻來協調虛擬設備的操作的示例性常式藉由圖9中所圖示的流程圖來表示。如圖所示，該常式可在900處開始於實施與多模設備102的收發機104相關聯的多個虛擬設備。如上所述，每個虛擬設備可在獨立的網路環境中進行操作。關於一個虛擬設備(諸如主虛擬設備106)的操作，在902中，並行性管理器118可使用任意合適的技術(包括以上揭示之彼等)來識別機會時刻。在所識別的機會時刻與充足的持續時間相關聯時，可在904中暫停主虛擬設備106的操作。值得注意的是，本案的機會時刻的特性是可預期主虛擬設備106不參與其在其對應網路環境中的操作。因此，主虛擬設備106可暫停活動而無需傳送關於暫停活動的協調資訊。進而，由主虛擬設備 106暫停活動可以對在相同網路上操作的其他節點的操作沒有影響，由此對主網路環境的遠端是透明的。在906中，並行性管理器118可儲存主網路環境的當前狀態，該當前狀態可表示與主網路環境中的主虛擬設備106在暫停活動時的操作相關聯的資訊。並行性管理器118可隨後使用收發機104來執行另一虛擬設備(諸如副虛擬設備108或110)關於其網路環境的任務，如908所表示的。
本文中所描述的是示例性實施例。然而，本領域技藝人士將理解，本案的原理可簡單地用合適的修改來擴展到其他應用。
100‧‧‧通訊系統
102‧‧‧多模設備
104‧‧‧實體收發機
106‧‧‧主虛擬設備
108‧‧‧副虛擬設備
110‧‧‧副虛擬設備
112‧‧‧存取點
114‧‧‧站
116‧‧‧同級點
118‧‧‧並行性管理器

Claims (49)

  1. 一種包括一單個實體設備的用於無線通訊的設備，包括：一第一收發機；一主虛擬設備；至少一個副虛擬設備；及一第一並行性模組，其中該主虛擬設備和該至少一個副虛擬設備是由該第一收發機實施的，其中該主虛擬設備和該至少一個副虛擬設備中的每一者配置成在一獨立網路環境中操作，其中該第一並行性模組配置成：至少部分地基於該主虛擬設備在一傳入訊框的接收期間的操作來識別一機會時刻；在一主網路環境中局部地且對該主網路環境的遠端透明地暫停該主虛擬設備的活動；儲存該主網路環境的一狀態；及使用一副虛擬設備執行一副網路環境任務。
  2. 如請求項1述及之設備，其中該機會時刻是至少部分地基於從由該主虛擬設備接收到的一訊框的一實體層標頭獲得的資訊來識別的。
  3. 如請求項2述及之設備，其中該機會時刻是至少部分地基於從該實體層標頭獲得的一部分關聯識別符來識別的。
  4. 如請求項2述及之設備，其中該機會時刻是至少部分地基於從該實體層標頭獲得的一群組識別符來識別的。
  5. 如請求項2述及之設備，其中該機會時刻是至少部分地基於一訊框結尾(EOF)定界符來識別的。
  6. 如請求項1述及之設備，其中該機會時刻是至少部分地基於從由該主虛擬設備接收到的一訊框的一媒體存取控制(MAC)層標頭獲得的資訊來識別的。
  7. 如請求項6述及之設備，其中該機會時刻是至少部分地基於該訊框的一缺席通知(NOA)資訊元素(IE)來識別的。
  8. 如請求項6述及之設備，其中該機會時刻是至少部分地基於該訊框的一安靜資訊元素(QIE)來識別的。
  9. 如請求項6述及之設備，其中該機會時刻是至少部分地基於從該MAC層標頭獲得的一接收位址來識別的。
  10. 如請求項9述及之設備，其中該機會時刻具有至少部分地基於該訊框的一網路分配向量(NAV)的一持續時間。
  11. 如請求項1述及之設備，其中該機會時刻是至少部分地基於該主虛擬設備在一下行鏈路多使用者多輸入多輸出(MIMO )模式中操作時的一打盹狀態來識別的。
  12. 如請求項1述及之設備，其中該機會時刻是至少部分地基於當關於該傳入訊框的一通道品質度量評估落到低於一與成功接收相關聯的閾值時來識別的。
  13. 如請求項1述及之設備，其中該設備進一步包括用於一分開的無線通訊系統的一額外收發機，並且其中該機會時刻是至少部分地基於關於該分開的無線通訊系統的共存資訊來識別的。
  14. 如請求項13述及之設備，其中該分開的無線通訊系統包括一長期進化(LTE)系統。
  15. 如請求項13述及之設備，其中該分開的無線通訊系統包括一藍芽系統。
  16. 如請求項1述及之設備，其中該機會時刻是在該主虛擬設備的一活躍訊務模式期間識別的。
  17. 如請求項1述及之設備，其中該第一並行性模組進一步配置成決定與該機會時刻相關聯的一SI_INTV，以使得該副網路環境任務能在該SI_INTV內執行。
  18. 如請求項17述及之設備，進一步包括一第一副虛擬設備和一第二副虛擬設備，其中該第一並行性模組進一步配置成允許該第一副虛擬設備執行一第一副網路環境任務和允許該第二副虛擬設備執行一第二副網路環境任務，以使得該第一副網路環境任務和該第二副網路環境任務能在該SI_INTV內執行。
  19. 如請求項17述及之設備，進一步包括一第一副虛擬設備和一第二副虛擬設備，其中該第一並行性模組進一步配置成至少部分地基於該SI_INTV和與通道切換潛時相關的閾值的一比較來從與該第一副虛擬設備和該第二副虛擬設備相關聯的副網路環境任務中進行選擇。
  20. 如請求項19述及之設備，其中該第一並行性模組至少部分地基於該第一收發機的一硬體狀態來選擇至少一個副網路環境任務。
  21. 如請求項17述及之設備，進一步包括一第一副虛擬設備和一第二副虛擬設備，其中該第一並行性模組進一步配置成允許該第一副虛擬設備在該SI_INTV期間執行一第一副網路環境任務、識別與該第一副網路環境任務相關聯的一額外SI_INTV並允許該第二副虛擬設備在該額外SI_INTV期間執行一第二副網路環境任務。
  22. 如請求項1述及之設備，其中該第一並行性模組進一步配置成在執行該副網路環境任務之後使用該主虛擬設備恢復該主網路環境的狀態。
  23. 如請求項1述及之設備，其中該單個實體設備進一步包括一第二收發機。
  24. 如請求項23述及之設備，其中該單個實體設備進一步包括一第二並行性模組，其中該第二收發機實施一額外主虛擬設備和至少一個額外副虛擬設備，該額外主虛擬設備和該至少一個副虛擬設備中的每一者配置成在一獨立網路環境中操作，其中該第二並行性模組配置成至少部分地基於該額外主虛擬設備的操作來決定一機會時刻、在一額外主網路環境中局部地且對該額外主網路環境的一遠端透明地暫停該額外主虛擬設備的活動、儲存該額外主網路環境的一狀態和使用一額外副虛擬設備來執行一額外副網路環境任務。
  25. 如請求項1述及之設備，其中該第一並行性模組進一步配置成決定與該機會時刻相關聯的一SI_INTV，其中該SI_INTV具有至少部分地基於切換通道所需的一時間和處理延遲決定的一持續時間。
  26. 一種用於無線通訊的方法，包括以下步驟：用一單個實體設備的一第一收發機實施在獨立的網路環 境中操作的一主虛擬設備和至少一個副虛擬設備；至少部分地基於該主虛擬設備的操作來識別一機會時刻；在一主網路環境中局部地且對該主網路環境的一遠端透明地暫停該主虛擬設備的活動；儲存該主網路環境的一狀態；及使用一副虛擬設備執行一副網路環境任務。
  27. 如請求項26述及之方法，其中識別該機會時刻之步驟至少部分地基於從由該主虛擬設備接收到的一訊框的一實體層標頭獲得的資訊。
  28. 如請求項27述及之方法，其中識別該機會時刻之步驟至少部分地基於從該實體層標頭獲得的一部分關聯識別符。
  29. 如請求項27述及之方法，其中識別該機會時刻之步驟至少部分地基於從該實體層標頭獲得的一群組識別符。
  30. 如請求項27述及之方法，其中識別該機會時刻之步驟至少部分地基於一訊框結尾(EOF)定界符。
  31. 如請求項26述及之方法，其中識別該機會時刻之步驟至少部分地基於從由該主虛擬設備接收到的一訊框的一媒體存取控制(MAC)層標頭獲得的資訊。
  32. 如請求項31述及之方法，其中識別該機會時刻之步驟至少部分地基於該訊框的一缺席通知(NOA)資訊元素(IE)。
  33. 如請求項31述及之方法，其中識別該機會時刻之步驟至少部分地基於該訊框的一安靜資訊元素(QIE)。
  34. 如請求項31述及之方法，其中識別該機會時刻之步驟至少部分地基於從該MAC層標頭獲得的一接收位址。
  35. 如請求項34述及之方法，其中識別該機會時刻之步驟至少部分地基於該訊框的一網路分配向量(NAV)。
  36. 如請求項26述及之方法，其中識別該機會時刻之步驟至少部分地基於該主虛擬設備在一下行鏈路多使用者多輸入多輸出(MIMO)模式中操作時的一打盹狀態。
  37. 如請求項26述及之方法，其中識別該機會時刻之步驟至少部分地基於當關於該傳入訊框的一通道品質度量評估落到低於與成功接收相關聯的一閾值時。
  38. 如請求項26述及之方法，其中識別該機會時刻之步驟至少部分地基於關於該單個實體設備的一分開的無線通訊系統 的共存資訊。
  39. 如請求項38述及之方法，其中該分開的無線通訊系統包括一長期進化(LTE)系統。
  40. 如請求項38述及之方法，其中該分開的無線通訊系統包括一藍芽系統。
  41. 如請求項26述及之方法，其中識別該機會時刻之步驟在該主虛擬設備的一活躍訊務模式期間發生。
  42. 如請求項26述及之方法，進一步包括以下步驟：決定與該機會時刻相關聯的一SI_INTV，以使得執行該副網路環境任務之步驟在該SI_INTV期間發生。
  43. 如請求項42述及之方法，其中執行該副網路環境任務之步驟包括以下步驟：用一第一副虛擬設備執行一第一副網路環境任務，進一步包括以下步驟：用一第二副虛擬設備執行一第二副網路環境任務，以使得該第一副網路環境任務和該第二副網路環境任務在該SI_INTV內執行。
  44. 如請求項42述及之方法，其中執行該副網路環境任務之步驟包括以下步驟：至少部分地基於該SI_INTV和與通道切換潛時相關的閾值的比較來從與一第一副虛擬設備和一第二副 虛擬設備相關聯的副網路環境任務中進行選擇。
  45. 如請求項44述及之方法，進一步包括以下步驟：至少部分地基於該第一收發機的一硬體狀態來執行至少一個副網路環境任務。
  46. 如請求項42述及之方法，其中執行該副網路環境任務之步驟包括以下步驟：用一第一副虛擬設備執行一第一副網路環境任務，進一步包括以下步驟：識別與該第一副網路環境任務相關聯的一額外SI_INTV以及在該額外SI_INTV期間用一第二副虛擬設備執行一第二副網路環境任務。
  47. 如請求項26述及之方法，進一步包括以下步驟：在執行該副網路環境任務之後使用該主虛擬設備來恢復該主網路環境的該狀態。
  48. 如請求項26述及之方法，其中該單個實體設備進一步包括實施一額外主虛擬設備和至少一個額外副虛擬設備的一第二收發機，該額外主虛擬設備和該至少一個副虛擬設備中的每一者配置成在一獨立的網路環境中進行操作，該方法進一步包括以下步驟：至少部分地基於該額外主虛擬設備的操作來決定一機會時刻；在一額外主網路環境中局部地且對該額外主網路環境的 一遠端透明地暫停該額外主虛擬設備的活動；儲存該額外主網路環境的一狀態；及用一額外副虛擬設備執行一額外副網路環境任務。
  49. 如請求項26述及之方法，進一步包括以下步驟：決定與該機會時刻相關聯的一SI_INTV，該SI_INTV具有至少部分地基於切換通道所需的一時間和處理延遲的一持續時間。
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