TWI718372B - 處理上行鏈路排程以及處理傳輸排程的方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種處理上行鏈路排程以及處理傳輸排程的方法,處理上行鏈路排程的方法包括:獲得UL佇列的UL性能指標,該UL佇列包括多個UL傳輸;根據該UL性能指標確定該UL佇列的至少一個回退參數;和根據該至少一個回退參數發送用於觸發該UL傳輸的觸發訊框。通過本發明能夠確定發送用於UL傳輸的觸發訊框的時機以及能夠平衡DL傳輸和UL傳輸。
Description
本發明涉及無線通訊系統的方法,更具體地,涉及一種對無線通訊系統接入點的上行鏈路排程進行處理的方法。
IEEE 802.11是用於在非授權頻帶(2.4GHz、3.6GHz、5GHz及60GHz)上實現無線局域網(wireless local area network,WLAN)通訊的媒體存取控制(media access control,MAC)和實體層(physical layer,PHY)的規範。該標準為無線網路產品使用非授權頻帶提供了基礎。例如,IEEE 802.11ac是802.11標準家族中的無線網路標準,可以在5GHz頻帶上提供高吞吐量的WLAN。在IEEE 802.11 ac標準中,提出了明顯更寬的通道頻寬(20MHz、40MHz、80MHz和160MHz)。
IEEE 802.11ax的一個關鍵性特徵是上行鏈路(uplink,UL)多用戶多輸入多輸出(multi-user multiple-in-multiple-out,MU-MIMO),其允許多個用戶(工作站)同時向接入點(access point,AP)上傳資料。根據IEEE802.11ax規範,AP向多個工作站發送觸發訊框,以通知這些多個工作站在隨後的時間段內同時發送UL資料。然而,IEEE802.11ax規範並沒有指定發送觸發訊框的時機,當對UL和下行鏈路(downlink,DL)傳輸進行排程時,AP可能會遇到公平性和效率的問題。例如,當AP與工作站STA_A和STA_B通訊時,AP需要向工作站STA_A發送DL資料,並且工作站STA_B需要向AP發送UL資料,其中DL資料和UL資料
具有相同的佇列長度和同樣的優先級。在這種情況下,當考慮到工作站STA_A和工作站STA_B之間的公平性問題時,AP無法決定是發送用於UL資料的觸發訊框還是傳輸下行鏈路資料給STA_A。因此,如何確定發送用於UL傳輸的觸發訊框的時機成為將要討論的主題。
為了解決上述問題,本發明提供了處理上行鏈路排程以及傳輸排程的方法。
一方面,本發明公開了一種處理上行鏈路(UL)排程的方法,該方法用於無線通訊系統的接入點,該方法包括:獲得UL佇列的UL性能指標,該UL佇列包括多個UL傳輸;根據該UL性能指標確定該UL佇列的至少一個回退參數;和根據該至少一個回退參數發送用於觸發該UL傳輸的觸發訊框。
在另一方面,本發明公開了一種處理傳輸排程的方法,該方法用於無線通訊系統的接入點,該方法包括:獲得UL佇列的上行鏈路(UL)性能指標;根據該UL性能指標確定該UL佇列的至少一個回退參數;判斷該UL佇列和至少一個下行鏈路佇列之間是否發生內部衝突;當發生內部衝突時,根據該UL性能指標和該至少一個DL佇列的DL性能指標來選擇該UL佇列和該至少一個DL佇列中的一個;當選擇該UL佇列時或者當該內部衝突沒發生時,發送觸發訊框以觸發該UL佇列的UL傳輸;和當選擇該至少一個DL佇列時,發送該被選擇的DL佇列的DL資料。
本發明提供的處理上行鏈路排程以及傳輸排程的方法能夠確定發送用於UL傳輸的觸發訊框的時機以及能夠平衡DL傳輸和UL傳輸。
10:WLAN通訊系統
20:通訊裝置
200:處理裝置
210:存儲單元
214:程式碼
220:通訊介面單元
30、50:流程
300~310:步驟
500~516:步驟
第1圖是根據本發明的實施方式例示的無線局域網(WLAN)通訊系統的示意圖。
第2圖是根據本發明的實施方式例示的通訊裝置示意圖。
第3圖是根據本發明的實施方式例示的流程示意圖。
第4圖是根據本發明的實施方式例示的系統結構示意圖。
第5圖是根據本發明的另一實施方式例示的流程示意圖。
在說明書及後續的專利申請範圍當中使用了某些詞彙來指稱特定的元件。本領域一般技術人員應可理解,電子設備製造商可能會用不同的名詞來稱呼同一元件。本說明書及後續的權利要求並不以名稱的差異來作為區別元件的方式,而是以元件在功能上的差異來作為區別的基準。在通篇說明書及後續的權利要求當中所提及的『包含』是開放式的用語,故應解釋成『包含但不限定於』。此外,『耦接』一詞在此是包含任何直接及間接的電氣連接手段。因此,若文中描述第一裝置電性連接於第二裝置,則代表該第一裝置可直接連接於該第二裝置,或通過其他裝置或連接手段間接地連接至該第二裝置。
請參考第1圖,第1圖是無線局域網(WLAN)通訊系統10的示意圖。在此示例中,WLAN通訊系統10由多個工作站(例如智能電話,平板電腦,筆記本電腦等通訊設備)和一個(或多個)通訊設備簡要地組成。通訊設備可以是無線接入點(AP),用於控制其他通訊設備的通訊、通道建立、無線資源的分配等。AP和工作站僅用於例示本領域公知的WLAN通訊系統10的結構。由於工作站也可以操作在軟接入點(soft-AP)模式,所以本發明中的AP不限於實體接入點。可以作為接入點操作的任何無線設備都在本發明的範圍內。
AP和工作站可以配備有用於執行波束成形的多個天線,以實現大規模多輸入多輸出(multiple-in-multiple-out,MIMO)或時間反演分割多址(time-reversal division multiple access,TRDMA)。也就是說,根據大規模MIMO或TRDMA可以由天線形成波束扇區。信號(例如,接收的信號和/或發送的信號)的能量可以被分離並聚焦在相應的波束扇區內。這些工作站可以分為多個組,每組工作站屬於相應的一個波束扇區。因此,當操作在大規模MIMO或TRDMA時,可以向工作站提供空間聚焦效應的好處。應當注意,如果AP根據TRDMA向工作站進行傳輸,則可以進一步減少工作站的複雜性。例如,根據TRDMA工作站可能只需要一個接收天線從網路執行接收任務。根據上述說明,如第1圖中所示,在AP與各工作站之間實現多用戶MIMO(MU-MIMO)。
第2圖是根據本發明的實施方式示例的通訊裝置20的示意圖。通訊裝置20可以是但不限於是AP或圖1所示的任一個工作站。通訊裝置20可以包括諸如微處理器或專用集成電路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)的處理裝置200、存儲單元210和通訊介面單元220。存儲單元210可以是任何資料存儲裝置,可以存儲能被處理裝置200存取或者執行的程式碼214。存儲單元210的示例包括但不限於用戶識別模塊(subscriber identity module,SIM)、只讀存儲器(read-only memory,ROM)、閃存(flash memory)、隨機存取存儲器(random-access memory,RAM)、光盤只讀存儲器(compact Disc read-only memory CD-ROM)、數字通用光盤(digital versatile disc-ROM,DVD-ROM)、藍光光盤(Blu-ray Disc-ROMBD-ROM)、磁帶、硬盤、光學資料存儲設備、非易失性存儲單元、非暫時性計算機可讀介質(例如,有形介質)等。優選地,通訊介面單元220是收發器,並且用於根據處理裝置200的處理結果來發送和接收信號(例如,資料、信號、消息和/或封包)。
請參考第3圖,第3圖是根據本發明的實施方式的流程示意圖。流程
30可以用於由無線通訊系統中的AP處理該無線通訊系統中上行鏈路的排程。流程30可以用在第1圖所示的AP中,並被編譯成程式碼214。如第3圖所示,流程30包括以下步驟:
步驟300:開始。
步驟302:構建包括多個UL傳輸的UL佇列。
步驟304:獲取UL佇列的UL性能指標(performance metrics)。
步驟306:根據UL性能指標確定UL佇列的至少一個回退(back-off)參數。
步驟308:基於該至少一個回退參數來發送用於觸發UL傳輸的觸發訊框。
步驟310:結束。
根據流程30,AP構建包括多個UL傳輸的UL佇列。在一個示例中,UL傳輸對應同一個工作站。也就是說,AP可以為連接到該AP的每個工作站建立一個UL佇列。在另一示例中,UL傳輸對應連接到AP的所有工作站。也就是說,AP只構建一個UL佇列。與被分類為語音(voice,VO)、視頻(video,VI)、盡力服務(best effort,BE)和背景(background,BG)這4個訪問類別的下行鏈路(DL)傳輸類似,UL佇列的UL傳輸可以對應於訪問類別VO、VI、BE和BG之一。在該示例中,為4個訪問類別VO、VI、BE和BG,AP構建了4個UL佇列。根據不同的應用和設計理念,由AP構建的UL佇列的數量可以被適當地改變,並不限於上述示例。在構建UL佇列之後,AP獲得UL傳輸的UL性能指標,並因此確定該UL佇列的至少一個回退參數(例如,諸如競爭視窗最小值(minimum contention window)CWmin、競爭視窗最大值CWmax和仲裁訊框間間隔長度(arbitration inter frame spacing number,AIFSN)的增強型分佈式通道訪問功能(enhanced distributed channel access function,EDCAF))。基於至少一個回退參數,AP確定
發送用於觸發UL傳輸的觸發訊框的時機。
關於流程30的細節,請參考第4圖,第4圖是根據本發明的實施方式的系統結構示意圖。如第4圖所示,DL傳輸被映射到分別對應於4個訪問類別BK、BE、VI和VO的4個DL佇列Q_BK、Q_BE、Q_VI和Q_VO,UL傳輸被包括在UL佇列Q_UL中。例如,AP可以通過來自連接該AP的工作站的緩衝器狀態報告來獲取所有UL傳輸的信息,並將UL傳輸映射到UL佇列Q_UL。注意,AP可以根據不同的應用和設計概念生成多個UL佇列Q_UL。也就是說,由AP構建的UL佇列的數量不限於1,第4圖僅用於顯示UL佇列Q_UL的示意圖。在該示例中,DL佇列Q_BK、Q_BE、Q_VI和Q_VO以及UL佇列Q_UL中的每一個均具有其自己的增強型分佈式通道訪問功能(EDCAF)單元,EDCAF單元EDCAF_1-EDCAF_5的回退參數,諸如競爭視窗最小值CWmin、競爭視窗最大值CWmax和AIFSN都是獨立確定的。如第4圖所示,EDCAF單元EDCAF_5的回退參數由UL傳輸決策單元生成,為了簡潔起見省略了用於確定EDCAF單元EDCAF_1-EDCAF_4的回退參數的單元。EDCAF單元EDCAF_1-EDCAF_5中的每一個產生的輸出均用於指示其自身向競爭單元進行傳輸的優先級。基於EDCAF單元EDCAF_1-EDCAF_5的輸出,競爭單元確定在DL佇列Q_BK、Q_BE、Q_VI和Q_VO和UL佇列Q_UL之間是否發生內部衝突,並且從中選擇其中一個。如果競爭單元選擇UL佇列Q_UL,則觸發訊框生成單元(trigger frame generating unit)發送用於觸發UL傳輸的觸發訊框;如果競爭單元選擇DL佇列Q_BK、Q_BE、Q_VI和Q_VO中的一個,則DL資料發送單元發送所選擇的DL佇列的DL資料。
在一個示例中,UL傳輸決策單元獲得UL佇列Q_UL的佇列長度作為UL性能指標之一,並因此確定UL佇列Q_UL的至少一個回退參數。當UL佇列Q_UL的佇列長度較大時,UL傳輸決策單元調整回退參數以增加UL佇列Q_UL
的優先級;否則,UL傳輸決策單元調整回退參數以降低UL佇列Q_UL的優先級。例如,UL傳輸決策單元減小競爭視窗最小值CWmin、競爭視窗最大值CWmax和/或AIFSN以增加UL佇列Q_UL的優先級,或者進行相反的操作來降低UL佇列Q_UL的優先級。
在另一示例中,UL傳輸決策單元獲得屬於UL佇列Q_UL的UL傳輸的業務優先級(traffic priorities),並因此確定UL佇列Q_UL的至少一個回退參數。在該示例中,當UL佇列Q_UL具有的較高業務優先級的UL傳輸(例如,UL傳輸語音和/或視頻)較多時,UL傳輸決策單元調整至少一個回退參數以增加UL佇列Q_UL的優先級。
在一個示例中,AP獲得與UL傳輸相對應的工作站的數量N_UL與對應於DL傳輸的工作站的數量N_DL之間的比率作為UL性能指標之一。當N_UL和N_DL之間的比率增加時,AP調整至少一個回退參數以降低UL佇列的優先級;否則,UL傳輸決策單元調整至少一個回退參數以增加UL佇列的優先級。這樣,AP能夠平衡DL傳輸和UL傳輸。
在一個示例中,包括在UL佇列Q_UL中的UL傳輸對應於同一工作站STA_C。在該示例中,UL傳輸決策單元獲得AP和工作站STA_C之間的通道的至少一個通道條件(例如封包錯誤率、封包成功率和傳輸速率),並因此確定至少一個回退參數。當這至少一個通道條件變好時(例如,封包錯誤率降低,封包成功率增加和/或傳輸速率增加),UL傳輸決策單元調整至少一個回退參數以提升UL佇列Q_UL的優先級;否則,UL傳輸決策單元調整至少一個回退參數以降低UL佇列Q_UL的優先級。此外,UL傳輸決策單元可以記錄工作站STA_C的傳輸時間(即,AP和工作站STA_C之間的傳輸消耗的時間)作為UL性能指標之一。當工作站STA_C傳輸時間較長時,UL傳輸決策單元調整至少一個回退參數以降低UL佇列Q_UL的優先級,以實現連接到AP的工作站之間的傳輸時間的公平性。
在一個示例中,包括在UL佇列中的UL傳輸對應於支持IEEE 802.11ax的工作站STA_AX。在該示例中,AP獲取工作站STA_AX的數量N_AX與支持IEEE 802.11ac但不支持IEEE 802.11ax的工作站STA_AC的數量N_AC之間的比率。由於AP不能控制工作站STA_AC競爭UL傳輸的行為,所以當傳輸數量N_AX和N_AC之間的比率減小時,UL傳輸決策單元調整至少一個回退參數以提升UL佇列Q_UL的優先級,當N_AX和N_AC之間的比率增加時,降低UL佇列Q_UL的優先級。因此,工作站STA_AX的吞吐量和工作站STA_AC的吞吐量可以被平衡。
請參見第5圖。第5圖是本發明的一個實施方式示例的流程50的示意圖。該流程50用於由無線傳輸系統的AP處理傳輸排程。流程50可以被編譯成程式碼214,並且包括以下步驟:
步驟500:開始。
步驟502:獲取UL佇列的UL性能指標。
步驟504:根據UL性能指標確定UL佇列的至少一個回退參數。
步驟506:判斷UL佇列與至少一個DL佇列之間是否發生內部衝突。如果是,則執行步驟508;否則執行步驟512。
步驟508:基於該UL性能指標和至少一個DL佇列的DL性能指標來選擇UL佇列和該至少一個DL佇列中的一個。
步驟510:確定是否選擇UL佇列。如果是,執行步驟512;否則,執行步驟514。
步驟512:發送用於觸發UL佇列中UL傳輸的觸發訊框。
步驟514:發送所選DL佇列的DL資料。
步驟516:結束。
根據流程50,AP獲得UL佇列的UL性能指標。在一個示例中,UL佇
列包括對應於特定工作站(例如上述工作站STA_C)的UL傳輸。在另一示例中,UL佇列包括對應於連接到AP的所有工作站的UL傳輸。在又一示例中,UL佇列包括對應於4個訪問類別BG,BE,VI和VO之一的UL傳輸。此外,由AP獲得的UL性能指標可以是下述至少一者:UL佇列的佇列長度、屬於該UL佇列的UL傳輸的業務優先級、對應於UL傳輸的工作站的數量和對應於DL傳輸的工作站的數量之間的比率、UL佇列中包括的UL傳輸的至少一個通道條件、連接到AP的每個工作站的傳輸時間,以及支持IEEE 802.11ax的工作站的數量與支持IEEE 802.11ac但不支持IEEE 802.11ax的工作站的數量的比率。
在獲得UL性能指標之後,AP相應地確定UL佇列的至少一個回退參數。該至少一個回退參數包括競爭視窗最小值CWmin、競爭視窗最大值CWmax和AIFSN中的至少一個。接下來,AP基於UL佇列和至少一個DL佇列的回退參數確定在UL佇列與至少一個DL佇列(例如,DL佇列Q_BK、Q_BE、Q_VI和Q_VO)之間是否發生內部衝突。如果沒有內部衝突,則AP發送用於觸發UL佇列中UL傳輸的觸發訊框。
如果發生內部衝突,則AP基於UL性能指標和至少一個DL佇列的DL性能指標來選擇UL佇列和至少一個DL佇列中的一個,以選擇發生衝突的佇列中的一個。例如,AP可以比較發生衝突的佇列的業務優先級。在一個示例中,UL佇列對應於訪問類別VI,UL佇列與訪問類型BE的DL佇列相衝突,AP比較業務優先級,並相應地選擇UL佇列,因為訪問類別VI具有較高的業務優先級。在另一個示例中,AP比較發生衝突的佇列的佇列長度並選擇佇列長度較大的佇列。在另一個示例中,AP比較發生衝突的佇列的傳輸時間耗時,並且選擇具有較少傳輸時間的佇列以實現傳輸時間公平性。在另一個示例中,AP比較發生衝突的佇列的通道條件並選擇具通道條件較好的佇列,以最大化吞吐量。
如果選擇了UL佇列,則發送觸發訊框以觸發UL佇列的UL傳輸。如
果選擇了DL佇列,則執行所選DL佇列的DL傳輸以發送所選DL佇列的DL資料。
本領域技術人員應該容易地對上述描述和實施例進行組合、修改和/或變更。此外,上述描述、步驟和/或處理可以通過硬體、軟體、韌體(硬體設備和計算機指令的組合以及作為只讀軟體保存在硬體設備上的資料)、電子系統或其組合來實現。該裝置的一個示例可以是通訊裝置20。
在本公開中,AP建立用於處理UL排程的UL佇列。基於UL佇列的UL性能指標,AP適當地調整UL佇列的回退參數,並且能夠確定發送用於觸發UL佇列中UL傳輸的觸發訊框的時機。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。
30:流程
300~310:步驟
Claims (12)
- 一種處理上行鏈路(UL)排程的方法,該方法用於無線通訊系統的接入點,該方法包括:獲得UL佇列的UL性能指標,該UL佇列是該接入點從接收的緩衝器狀態報告所獲取的UL傳輸相關的信息;根據該UL性能指標確定該UL佇列的至少一個回退參數;和根據該至少一個回退參數確定該UL佇列的優先級,並基於該優先級發送用於觸發該UL傳輸的觸發訊框。
- 如申請專利範圍第1項所述的處理UL排程的方法,其中該UL傳輸對應於該無線通訊系統的至少一個UL工作站。
- 如申請專利範圍第2項所述的處理UL排程的方法,其中該UL性能指標包括下述至少一者:該至少一個UL工作站的數量與下行鏈路工作站的數量之間的比例,配置給該至少一個UL工作站的傳輸時間,封包錯誤率,封包成功率和該至少一個UL工作站的傳輸速率。
- 如申請專利範圍第1項所述的處理UL排程的方法,其中該UL傳輸對應於背景、盡力服務、語音和視頻這些訪問類別之一。
- 如申請專利範圍第1項所述的處理UL排程的方法,其中該UL性能指標包括下述至少一者:該UL佇列的佇列長度,該UL傳輸的業務優先級以及支持IEEE 802.11ax的工作站的數量與支持IEEE 802.11ac但不支持IEEE 802.11ax的工作站的數量的比率。
- 如申請專利範圍第1項所述的處理UL排程的方法,其中該至少一個回退參數包括競爭視窗最小值、競爭視窗最大值和仲裁訊框間間隔長度中的至少一個。
- 一種處理傳輸排程的方法,該方法用於無線通訊系統的接入點,該方法包括:獲得UL佇列的上行鏈路(UL)性能指標,該UL佇列是該接入點從接收的緩衝器狀態報告所獲取的UL傳輸相關的信息;根據該UL性能指標確定該UL佇列的至少一個回退參數;判斷該UL佇列和至少一個下行鏈路佇列之間是否發生內部衝突;當發生內部衝突時,根據該UL性能指標和該至少一個DL佇列的DL性能指標來選擇該UL佇列和該至少一個DL佇列中的一個;當選擇該UL佇列時或者當該內部衝突沒發生時,發送觸發訊框以觸發該UL佇列的UL傳輸;和當選擇該至少一個DL佇列時,發送該被選擇的DL佇列的DL資料。
- 如申請專利範圍第7項所述的處理傳輸排程的方法,其中該UL傳輸對應於該無線通訊系統的至少一個UL工作站。
- 如申請專利範圍第8項所述的處理傳輸排程的方法,其中該UL性能指標包括下述至少一者:該至少一個UL工作站的數量與下行鏈路工作站的數量之間的比率,配置給所述至少一個UL站的傳輸時間,封包錯誤率,封包成功率和該至少一個UL工作站的傳輸速率。
- 如申請專利範圍第7項所述的處理傳輸排程的方法,其中該UL傳輸對應於背景、盡力服務、語音和視頻這些訪問類別之一。
- 如申請專利範圍第7項所述的處理傳輸排程的方法,其中該UL性能指標包括下述至少一者:該UL佇列的佇列長度,該UL傳輸的業務優先級以及支持IEEE 802.11ax的工作站的數量與支持IEEE 802.11ac但不支持IEEE 802.11ax的工作站的數量的比率。
- 如申請專利範圍第7項所述的處理傳輸排程的方法,其中該至少一個回退參數包括競爭視窗最小值、競爭視窗最大值和仲裁訊框間間隔長度中的至少一個。
Applications Claiming Priority (3)
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