TWI760970B

TWI760970B - 具有記憶體共享機制的無線通訊裝置及其記憶體共享方法

Info

Publication number: TWI760970B
Application number: TW109144120A
Authority: TW
Inventors: 鄭紹余; 魏庭楨; 鄭竣哲; 曾俊凱
Original assignee: 瑞昱半導體股份有限公司
Priority date: 2020-12-14
Filing date: 2020-12-14
Publication date: 2022-04-11
Also published as: TW202223676A; US20220190942A1; US11558134B2

Abstract

一種具有記憶體共享機制的無線通訊裝置，包含：通訊電路、記憶體電路及處理電路。處理電路執行下列步驟。使通訊電路與遠端無線通訊裝置連線進行通道探測與通訊；使通訊電路接收由遠端無線通訊裝置產生的壓縮通道狀態資訊；將壓縮通道狀態資訊儲存於記憶體電路中；根據無線通道的狀態產生原始通道狀態資訊；當記憶體電路之剩餘容量不足時，使通訊電路調降與遠端無線通訊裝置之通道探測數目，並自記憶體電路移除對應儲存的壓縮通道狀態資訊；以及將原始通道狀態資訊儲存於記憶體電路中。

Description

具有記憶體共享機制的無線通訊裝置及其記憶體共享方法

本發明是關於記憶體共享技術，尤其是關於一種具有記憶體共享機制的無線通訊裝置及其記憶體共享方法。

在例如WiFi的無線通訊技術中，無線通訊裝置可藉由量測發射端所發送的前置訊號，估測系統中正交子載波（orthogonal sub-carrier）的頻率響應，稱為通道狀態資訊（channel state information；CSI）。每個子載波都會有一個估測出來的通道狀態資訊，通常會以複數表示。目前許多通訊系統中，站點（station）裝置會透過存取點裝置發射的探測封包，對通道進行估測並將通道資訊經過矩陣分解與壓縮，以產生壓縮通道狀態資訊（compressed CSI）後回傳。存取點裝置可據以判斷與站點裝置間的無線通道的狀況，進而提升傳輸效能。

近年來，原始通道狀態資訊（raw CSI）經常被應用以判斷例如室內環境的改變造成的通道響應變化。然而，原始通道狀態資訊的資料量因為沒有壓縮，所以遠較壓縮通道狀態資訊的資料量龐大。如何以更有彈性以及效益的方式來儲存壓縮通道狀態資訊以及原始通道狀態資訊，將是設計上的重要課題。

鑑於先前技術的問題，本發明之一目的在於提供一種具有記憶體共享機制的無線通訊裝置及其記憶體共享方法，以改善先前技術。

本發明包含一種具有記憶體共享機制的無線通訊裝置，包含：通訊電路、記憶體電路以及處理電路。處理電路配置以執行記憶體共享方法。記憶體共享方法包含下列步驟。使通訊電路與複數遠端無線通訊裝置連線，以分別透過無線通道進行通道探測（channel sounding）與通訊；使通訊電路接收由遠端無線通訊裝置根據無線通道的狀態產生的複數壓縮通道狀態資訊（compressed channel state information；compressed CSI）；將壓縮通道狀態資訊儲存於記憶體電路中；根據無線通道的狀態產生原始通道狀態資訊（raw channel state information；raw CSI）；當記憶體電路之剩餘容量不足以儲存原始通道狀態資訊時，使通訊電路調降與遠端無線通訊裝置之通道探測數目，並自記憶體電路移除對應儲存的壓縮通道狀態資訊；以及將原始通道狀態資訊儲存於記憶體電路中。

本發明另包含一種記憶體共享方法，應用於無線通訊裝置中，包含：由處理電路使通訊電路與複數遠端無線通訊裝置連線，以分別透過無線通道進行通道探測與通訊；由處理電路使通訊電路接收由遠端無線通訊裝置根據無線通道的狀態產生的複數壓縮通道狀態資訊；由處理電路將壓縮通道狀態資訊儲存於記憶體電路中；由處理電路根據無線通道的狀態產生原始通道狀態資訊；當記憶體電路之剩餘容量不足以儲存原始通道狀態資訊時，由處理電路使通訊電路調降與遠端無線通訊裝置之通道探測數目，並自記憶體電路移除對應儲存的壓縮通道狀態資訊；以及由處理電路將原始通道狀態資訊儲存於記憶體電路中。

有關本案的特徵、實作與功效，茲配合圖式作較佳實施例詳細說明如下。

本發明之一目的在於提供一種具有記憶體共享機制的無線通訊裝置及其記憶體共享方法，以更有彈性與效益的方式，將壓縮通道狀態資訊以及原始通道狀態資訊共享以儲存於單一記憶體電路中。

請參照圖1。圖1顯示本發明之一實施例中，一種無線網路系統100的示意圖。

無線網路系統100包含無線通訊裝置110以及複數遠端無線通訊裝置120。於一實施例中，無線通訊裝置110為存取點（access point；AP）裝置。遠端無線通訊裝置120分別為站點（station）裝置。無線通訊裝置110與遠端無線通訊裝置120相連線以進行通道探測與通訊。

無線通訊裝置110包含：通訊電路130、記憶體電路140以及處理電路150。

通訊電路130可為任何配置以透過無線通訊協定，藉由例如，但不限於多使用者多輸入輸出（multi-user multi-input/multi-output；MU-MIMO）及/或波束成形（transmit beamforming；TxBF）技術，與遠端無線通訊裝置120進行通訊的電路。於一實施例中，遠端無線通訊裝置120的數目為n個。在圖1中，是針對個別的遠端無線通訊裝置120分別標示為RW ₁~RW _n。

記憶體電路140可為任何配置以儲存資料的儲存裝置，例如，但不限於隨機存取記憶體（random access memory；RAM）、唯讀記憶體（read only memory；ROM）或硬碟。需注意的是，記憶體電路140在不同實施例中，可僅包含單一個上述的儲存裝置，或是包含多個上述的儲存裝置，以儲存不同類型的資料。

處理電路150電性耦接於通訊電路130以及記憶體電路140。於一實施例中，處理電路150可配置以執行電腦可執行指令155。其中，電腦可執行指令155可儲存於記憶體電路140或是其他無線通訊裝置110所包含的記憶體中，以由處理電路150存取後執行。電腦可執行指令155包含例如，但不限於通訊電路130以及記憶體電路140等硬體模組的韌體/驅動程式（firmware/driver）與相關指令，以存取通訊電路130以及記憶體電路140的訊號或資料進行運算，執行無線通訊裝置110的功能。在另一實施例中，處理電路150可以硬體電路實現，例如藉由一特定應用積體電路（application specific integrated circuit；ASIC）實現。

以下將針對無線通訊裝置110的運作進行更詳細的說明。

於一實施例中，處理電路150使通訊電路130與遠端無線通訊裝置120連線，以分別透過無線通道WC ₁~WC _n進行通訊。其中，個別標示為RW ₁~RW _n的遠端無線通訊裝置120分別對應無線通道WC ₁~WC _n其中之一。

處理電路150使通訊電路130藉由通道探測協議接收由遠端無線通訊裝置120根據無線通道WC ₁~WC _n的狀態產生的壓縮通道狀態資訊CSI ₁~CSI _n。其中，個別標示為RW ₁~RW _n的遠端無線通訊裝置120分別對應產生壓縮通道狀態資訊CSI ₁~CSI _n其中之一。

於一實施例中，處理電路150先透過通訊電路130對遠端無線通訊裝置120傳送驅動封包（未繪示）後，再由遠端無線通訊裝置120根據無線通道WC ₁~WC _n的狀態產生。於一實施例中，遠端無線通訊裝置120可根據無線通道WC ₁~WC _n的狀態，先產生以矩陣形式表示的通道狀態資訊後，將此矩陣進行奇異值分解（singular value decomposition；SVD）得到V矩陣，再將V矩陣壓縮為壓縮通道狀態資訊CSI1~CSI _n。

在這樣的情形下，遠端無線通訊裝置120所得到的，是相對於無線通訊裝置110而言為下行（downlink）的壓縮通道狀態資訊CSI1~CSI _n。

於一實施例中，處理電路150可週期性的對遠端無線通訊裝置120傳送驅動封包，進而使遠端無線通訊裝置120週期性的產生壓縮通道狀態資訊CSI ₁~CSI _n。

由於壓縮通道狀態資訊CSI ₁~CSI _n可被處理電路150用以判斷與遠端無線通訊裝置120間的通訊品質並據以進行通訊，因此處理電路150將壓縮通道狀態資訊CSI ₁~CSI _n儲存於記憶體電路140中，以在需要時存取。

請參照圖2。圖2顯示本發明一實施例中，記憶體電路140的示意圖。

於一實施例中，記憶體電路140包含讀寫位址控制器200、多工器210以及複數記憶體區塊220。

於一實施例中，讀寫位址控制器200電性耦接於處理電路150，已接收來自處理電路150的指令（未繪示）。處理電路150可藉由發送包含位址的指令，控制讀寫位址控制器200依據位址存取記憶體區塊220。

多工器210配置以電性耦接於通訊電路130以及處理電路150，以選擇性地將來自通訊電路130以及處理電路150的資料依據位址傳送至記憶體區塊220。

於一實施例中，記憶體區塊220可劃分為複數記憶體階層，其中第N個記憶體階層包含的各記憶體區塊是由第N-1個記憶體階層中包含的記憶體區塊群組而成。

以圖2所繪示的記憶體電路140為例，其記憶體區塊220包含四個記憶體階層L1~L4。以下將針對個別的記憶體區塊220分別進行標號，以說明記憶體階層L1~L4的結構。

其中，記憶體階層L1包含6個記憶體區塊L11~L16。為使圖式清楚而易於說明，在圖2中，僅詳細繪示出記憶體區塊L11的結構。

在記憶體階層L2中，記憶體區塊L11是由兩個記憶體區塊L21~L22群組而成。在記憶體階層L3中，記憶體區塊L21是由兩個記憶體區塊L31以及L32群組而成，記憶體區塊L22則是由兩個記憶體區塊L31以及L33以及L34群組而成。在記憶體階層L4中，各記憶體區塊L31~L34是由記憶體區塊L41~L48的其中兩個群組而成。

需注意的是，當一個位於較高記憶體階層的記憶體區塊被使用以儲存資料時，該記憶體區塊所包含位於較低記憶體階層的記憶體區塊即無法再被使用以儲存資料。

於一實施例中，記憶體電路140中的記憶體區塊的位址，分別由包含複數位元的編碼進行標示，愈高的記憶體階層中的記憶體區塊對應於愈高的位元及/或愈高的編碼數值，愈低的記憶體階層中的記憶體區塊對應於愈低的位元及/或愈低的編碼數值。

以圖2所繪示的記憶體電路140為例，各記憶體區塊是以7位元的編碼進行標示。舉例來說，對於記憶體區塊L41~L48而言，其編碼分別為000_0001~000_1000。對於記憶體區塊L31~L34而言，其編碼分別為000_1001~000_1100。對於記憶體區塊L21~L22而言，其編碼分別為000_1101~000_1110。因此，愈低的記憶體階層是以愈低的位元及/或愈低的編碼數值標示。愈高的記憶體階層是以愈高的位元及/或愈高的編碼數值標示。

於一實施例中，最高的記憶體階層L1可僅以較高的位元標示。對於記憶體區塊L11~L16而言，其編碼則分別由000_0000~101_0000進行標示。

處理電路150配置以根據記憶體區塊的編碼來存取記憶體電路140。於一實施例中，壓縮通道狀態資訊CSI ₁~CSI _n分別具有資料量，且資料量的大小可依據對應的遠端無線通訊裝置120的天線數目、頻帶大小的不同而不同。因此，處理電路150可選擇與各壓縮通道狀態資訊CSI ₁~CSI _n之資料量相符的記憶體區塊，來儲存各壓縮通道狀態資訊CSI ₁~CSI _n。藉由這樣的機制，處理電路150對於記憶體電路140可進行更有彈性與效益的使用。

於一實施例中，壓縮通道狀態資訊CSI ₁~CSI _n的資料量較小，因此處理電路150可選擇記憶體階層較低的記憶體區塊，例如記憶體階層L4中的記憶體區塊L41~L48其中之一，或記憶體階層L3中的記憶體區塊L31~L34其中之一，來儲存壓縮通道狀態資訊CSI ₁~CSI _n。

此外，處理電路150自身可根據無線通道WC ₁~WC _n的狀態產生原始通道狀態資訊RCSI。

由於原始通道狀態資訊RCSI可被處理電路150用以進行對應於周圍環境中的物件位移偵測，因此處理電路150將原始通道狀態資訊RCSI儲存於記憶體電路140中，以在需要時存取。

於一實施例中，原始通道狀態資訊RCSI具有資料量。處理電路150可選擇與原始通道狀態資訊RCSI之資料量相符的記憶體區塊，來儲存原始通道狀態資訊RCSI。

然而，原始通道狀態資訊RCSI的資料量大於各壓縮通道狀態資訊CSI ₁~CSI _n的資料量，因此處理電路150需選擇位於較高的記憶體階層中的記憶體區塊，例如但不限於記憶體階層L2中的記憶體區塊L21~L22其中之一，或記憶體階層L1中的記憶體區塊L11~L16其中之一，來儲存原始通道狀態資訊RCSI。

在實際應用上，當通訊電路130所連接的遠端無線通訊裝置120（RW ₁~RW _n）的數目愈多，所需要儲存的壓縮通道狀態資訊CSI ₁~CSI _n的數目愈多，所需的記憶體電路140的記憶體區塊也因而愈多。因此，在儲存資料量較大的原始通道狀態資訊RCSI前，處理電路150可判斷記憶體電路140之剩餘容量是否足夠儲存原始通道狀態資訊RCSI。

當記憶體電路140之剩餘容量不足以儲存原始通道狀態資訊RCSI時，處理電路150可使通訊電路130調降與遠端無線通訊裝置120之通道探測數目（亦即使遠端無線通訊裝置120的數目n下降），並自記憶體電路140移除對應儲存的壓縮通道狀態資訊，以將記憶體區塊清空。在所清空的記憶體區塊的容量足以儲存原始通道狀態資訊RCSI後，處理電路150進一步將原始通道狀態資訊RCSI儲存於記憶體電路140中。

於一實施例中，當處理電路150不再需要原始通道狀態資訊RCSI時，可自記憶體電路140移除所儲存的原始通道狀態資訊RCSI，並恢復遠端無線通訊裝置120之通道探測數目，繼續儲存對應的壓縮通道狀態資訊CSI ₁~CSI _n。

於一實施例中，在長期使用下，記憶體電路140中分別具有儲存內容的記憶體區塊所對應的位址可能會有不連續的情形。亦即，在連續位址的記憶體區塊中，部分具有儲存內容，而部分並未具有儲存內容。在這樣的情形下，處理電路150可對記憶體區塊進行重組，以使儲存內容儲存於具有連續的位址的記憶體區塊中。

因此，本發明的無線通訊裝置110可使記憶體電路儲存壓縮通道狀態資訊，並在無法儲存資料量較大的原始通道狀態資訊時，藉由對遠端無線通訊裝置之通道探測數目的調整達到儲存原始通道狀態資訊的目的。壓縮通道狀態資訊以及原始通道狀態資訊將可以更有彈性與效益的方式，共享以儲存於單一記憶體電路中。

請參照圖3。圖3顯示本發明一實施例中，一種記憶體共享方法300的流程圖。

除前述裝置外，本發明另揭露一種記憶體共享方法300，應用於例如，但不限於圖1的無線通訊裝置110中。記憶體共享方法300之一實施例如圖3所示，包含下列步驟：

於步驟S310：由處理電路150使通訊電路130與遠端無線通訊裝置120連線，以分別透過無線通道WC ₁~WC _n進行通道探測與通訊。

於步驟S320：由處理電路150使通訊電路130接收由遠端無線通訊裝置120根據無線通道WC ₁~WC _n的狀態產生的壓縮通道狀態資訊CSI ₁~CSI _n。

於步驟S330：由處理電路150將壓縮通道狀態資訊CSI ₁~CSI _n儲存於記憶體電路140中。

於步驟S340：由處理電路150根據無線通道WC ₁~WC _n的狀態產生原始通道狀態資訊RCSI。

於步驟S350：由處理電路150判斷記憶體電路140之剩餘容量是否足以儲存原始通道狀態資訊RCSI。

於步驟S360：當記憶體電路140之剩餘容量不足以儲存原始通道狀態資訊RCSI時，由處理電路150使通訊電路130調降與遠端無線通訊裝置120之通道探測數目，並自記憶體電路140移除對應儲存的壓縮通道狀態資訊CSI ₁~CSI _n。

於步驟S370：當處理電路150於步驟S350判斷記憶體電路140之剩餘容量足以儲存原始通道狀態資訊RCSI，或是當處理電路150於步驟S360使記憶體電路140清出足夠的空間後，由處理電路150將原始通道狀態資訊RCSI儲存於記憶體電路140中。

需注意的是，上述的實施方式僅為一範例。於其他實施例中，本領域的通常知識者當可在不違背本發明的精神下進行更動。

舉例而言，圖1中的無線通訊裝置110除以存取點裝置實現外，亦可以站點裝置實現。類似地，遠端無線通訊裝置120除分別以站點裝置實現外，亦分別以存取點裝置實現。進一步地，圖2所示的記憶體電路140以及記憶體區塊220的結構均僅為一範例。於其他實施例中，記憶體電路140以及記憶體區塊220可依據其他結構實現，不為圖2的實施方式所限。

綜合上述，本發明中具有記憶體共享機制的無線通訊裝置及其記憶體共享方法可使無線通訊裝置以更有彈性與效益的方式，將壓縮通道狀態資訊以及原始通道狀態資訊共享以儲存於單一記憶體電路中。

雖然本案之實施例如上所述，然而該些實施例並非用來限定本案，本技術領域具有通常知識者可依據本案之明示或隱含之內容對本案之技術特徵施以變化，凡此種種變化均可能屬於本案所尋求之專利保護範疇，換言之，本案之專利保護範圍須視本說明書之申請專利範圍所界定者為準。

100:無線網路系統 110:無線通訊裝置 120:遠端無線通訊裝置 130:通訊電路 140:記憶體電路 150:處理電路 155:電腦可執行指令 200:讀寫位址控制器 210:多工器 220:記憶體區塊 300:記憶體共享方法 S310~S370:步驟 CSI ₁~CSI _n:壓縮通道狀態資訊 L1~L4:記憶體階層 L11~L16:記憶體區塊 L21~L22:記憶體區塊 L31~L34:記憶體區塊 L41~L48:記憶體區塊 RCSI:原始通道狀態資訊 RW ₁~RW _n:遠端無線通訊裝置 WC ₁~WC _n:無線通道

［圖1］顯示本發明之一實施例中，一種無線網路系統的示意圖；［圖2］顯示本發明之一實施例中，記憶體電路的示意圖；以及［圖3］顯示本發明之一實施例中，一種記憶體共享方法的流程圖。

300:記憶體共享方法

S310~S370:步驟

Claims

一種具有記憶體共享機制的無線通訊裝置，包含：一通訊電路；一記憶體電路；以及一處理電路，配置以執行下列步驟：使該通訊電路與複數遠端無線通訊裝置連線，以分別透過一無線通道進行通道探測與通訊；使該通訊電路接收由該等遠端無線通訊裝置根據該無線通道的狀態產生的複數壓縮通道狀態資訊（compressed channel state information ；compressed CSI）；將該等壓縮通道狀態資訊儲存於該記憶體電路中；根據該無線通道的狀態產生一原始通道狀態資訊（raw channel state information；raw CSI）；當該記憶體電路之一剩餘容量不足以儲存該原始通道狀態資訊時，使該通訊電路調降與該等遠端無線通訊裝置之一通道探測數目，並自該記憶體電路移除對應儲存的該等壓縮通道狀態資訊；以及將該原始通道狀態資訊儲存於該記憶體電路中。
如申請專利範圍第1項所述之無線通訊裝置，其中該記憶體電路包含劃分為複數記憶體階層的複數記憶體區塊，其中第N個記憶體階層包含的各該等記憶體區塊是由第N-1個記憶體階層中包含的該等記憶體區塊群組而成。
如申請專利範圍第2項所述之無線通訊裝置，其中該原始通道狀態資訊以及各該等壓縮通道狀態資訊分別具有一資料量，且該原始通道狀態資訊的該資料量大於各該等壓縮通道狀態資訊的該資料量，該處理電路還執行下列步驟：選擇與原始通道狀態資訊以及各該等壓縮通道狀態資訊之該資料量相符的該等記憶體區塊，以儲存原始通道狀態資訊以及各該等壓縮通道狀態資訊。
如申請專利範圍第2項所述之無線通訊裝置，其中該等記憶體區塊的複數位址分別由包含複數位元的一編碼進行標示，愈高的該等記憶體階層中的該等記憶體區塊對應於愈高的該等位元及/或愈高的一編碼數值，愈低的該等記憶體階層中的該等記憶體區塊對應於愈低的該等位元及/或愈低的一編碼數值，該處理電路配置以根據該編碼存取該記憶體電路。
如申請專利範圍第2項所述之無線通訊裝置，其中該處理電路還執行下列步驟：在該記憶體電路中分別具有一儲存內容的該等記憶體區塊所對應的複數位址不連續時，對該等記憶體區塊進行重組，以使該儲存內容儲存於具有連續的該等位址的該等記憶體區塊。
如申請專利範圍第1項所述之無線通訊裝置，其中該無線通訊裝置以及該等遠端無線通訊裝置分別為一存取點（access point；AP）裝置或一站點（station）裝置。
如申請專利範圍第1項所述之無線通訊裝置，其中該原始通道狀態資訊被用以進行對應於一周圍環境中的一物件位移偵測。
如申請專利範圍第1項所述之無線通訊裝置，其中該等壓縮通道狀態資訊被用以判斷與該等遠端無線通訊裝置間的通訊品質。
如申請專利範圍第1項所述之無線通訊裝置，其中該等壓縮通道狀態資訊是由該處理電路透過該通訊電路對該等遠端無線通訊裝置傳送一驅動封包後，再由該等遠端無線通訊裝置根據該無線通道的狀態產生。
一種記憶體共享方法，應用於一無線通訊裝置中，包含：由一處理電路使一通訊電路與複數遠端無線通訊裝置連線，以分別透過一無線通道進行通道探測與通訊；由該處理電路使該通訊電路接收由該等遠端無線通訊裝置根據該無線通道的狀態產生的複數壓縮通道狀態資訊；由該處理電路將該等壓縮通道狀態資訊儲存於一記憶體電路中；由該處理電路根據該無線通道的狀態產生一原始通道狀態資訊；當該記憶體電路之一剩餘容量不足以儲存該原始通道狀態資訊時，由該處理電路使該通訊電路調降與該等遠端無線通訊裝置之一通道探測數目，並自該記憶體電路移除對應儲存的該等壓縮通道狀態資訊；以及由該處理電路將該原始通道狀態資訊儲存於該記憶體電路中。