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CN116233936A - 第一多链路装置及其切换操作模式的方法 - Google Patents

第一多链路装置及其切换操作模式的方法 Download PDF

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CN116233936A
CN116233936A CN202111474253.9A CN202111474253A CN116233936A CN 116233936 A CN116233936 A CN 116233936A CN 202111474253 A CN202111474253 A CN 202111474253A CN 116233936 A CN116233936 A CN 116233936A
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CN
China
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link device
link
mode
channel
Prior art date
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Application number
CN202111474253.9A
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张仲尧
林专湖
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Realtek Semiconductor Corp
Original Assignee
Realtek Semiconductor Corp
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Publication date
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    • H04W36/0027—Control or signalling for completing the hand-off for data sessions of end-to-end connection for a plurality of data sessions of end-to-end connections, e.g. multi-call or multi-bearer end-to-end data connections
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Abstract

本申请涉及一种第一多链路装置及其切换操作模式的方法。一种第一多链路装置的切换操作模式的方法，包含第一多链路装置与第二多链路装置之间建立多条链路，及第一多链路装置依据通道状况而判断要经由多条链路中的一条或经由多条链路接收多个串流。

Description

第一多链路装置及其切换操作模式的方法
技术领域
本发明涉及无线网路，特别是一种多链路装置及其切换操作模式的方法。
背景技术
IEEE 802.11be通讯协定为新一代Wi-Fi 7的无线存取技术，支援多链路多重无线电路(multi-link multi-radio,MLMR)，320MHz频宽(bandwidth)，4096正交调幅(Quadrature Amplitude Modulation，QAM)，16空间串流(spatial streams)，由此达成高传输速率(speed rate)、高吞吐量(throughput)、及低延迟(low latency)的效果。
发明内容
本发明实施例提供一种第一多链路装置之切换操作模式的方法，包含第一多链路装置与第二多链路装置之间建立多条链路，及第一多链路装置依据通道状况而判断要经由多条链路之一者或经由多条链路接收多个串流。
本发明另一实施例提供一种第一多链路装置，包含多个无线电路及处理器。多个无线电路用以与第二多链路装置之间建立多条链路。处理器耦接于多个无线电路，用以依据通道状况而判断要经由多条链路之一者或经由多条链路接收多个串流。
附图说明
图1系为本发明实施例中之一种多链路通讯系统的示意图。
图2系为同步收发模式的传输顺序的示意图。
图3系为非同步收发模式的传输顺序的示意图。
图4系为多链路单一无线电路模式的传输顺序的示意图。
图5系为图1中之非存取点多链路装置的方块图。
图6系为图1中之非存取点多链路装置之切换操作模式方法的流程图。
具体实施方式
图1系为本发明实施例中之一种多链路通讯系统1的示意图。多链路通讯系统1包含存取点多链路装置(access point multi-link device,AP-MLD)10及非存取点多链路装置(non-access point multi-link device,non AP-MLD,非AP-MLD)12。多链路通讯系统1相容于IEEE 802.11通讯协定，例如相容于IEEE 802.11be通讯协定。
存取点多链路装置10包含存取点(access point，AP)101及102，非存取点多链路装置12包含站点(station，STA)121及122。存取点101及102，及站点121及122可为逻辑装置，及可由硬件、软件、固件或其结合实现。存取点多链路装置10及非存取点多链路装置12之间可建立链路141及142。例如存取点101可通过链路141和站点121进行通讯，且存取点102可通过链路142和站点122进行通讯。非存取点多链路装置12可包含2套完备(fullfunction)的无线电路，因此可支援增强型多链路多无线电路(enhanced multi-linkmulti-radio，EMLMR)模式，并可依据通道状况在多种操作模式之间切换，例如在基线(baseline)模式及增益(enhanced)模式之间切换。基线模式亦可称为多链路多无线电路(multi-link multi-radio，MLMR)模式，增益模式亦可称为EMLMR模式。非存取点多链路装置12的2套无线电路可分别用于2个相同或不同频段的资料传输。例如，2个频段可包含2.4GHz及5GHz的通道。在另一例子中，2个频段可包含5GHz及6GHz的通道。当EMLMR模式被致能时，非存取点多链路装置12可以增益模式和存取点多链路装置10进行通讯；当EMLMR模式被失能时，非存取点多链路装置12可以基线模式和存取点多链路装置10进行通讯。在基线模式，非存取点多链路装置12可同时使用2套无线电路经由链路141及142二者和存取点多链路装置10进行传输，N个空间串流(Nss＝N)可于链路141上传输，N个空间串流(Nss＝N)可于链路142上传输，N大于或等于1；在增益模式，非存取点多链路装置12可使用1套无线电路经由链路141及142中之一者和存取点多链路装置10进行传输，2N个空间串流(Nss＝2N)可于链路141及142中之一者上传输，藉由调整链路的空间串流数(Nss＝2N)来改善吞吐量(throughput)。在基线模式时，非存取点多链路装置12可以同步收发(simultaneoustransmit and receive，STR)模式或非同步收发(non-simultaneous transmit andreceive，NSTR)模式来运作。在增益模式时，非存取点多链路装置12可以EMLMR模式来运作。当非存取点多链路装置12只包含1套(single)完备(full function)的无线电路，称作多链路单一无线电路(multi-link single-radio，MLSR)，虽然无法同时经由链路141及142二者各自采用N个空间串流和存取点多链路装置10进行传输，仍能透过增益多链路单一无线电路(enhanced multi-link single-radio，EMLSR)模式在链路141及142中之一者和存取点多链路装置10进行2N个空间串流传输。由于多链路单一无线电路只能在EMLSR模式下做传输，因此，不存在操作模式的切换。图2至图4分别显示多链路多无线电路之STR模式、多链路多无线电路NSTR之模式、及多链路多无线电路之增益模式的传输顺序的示意图。在后续段落会详细说明。
图2系为多链路多无线电路之基线模式之STR模式的传输顺序的示意图。当非存取点多链路装置12的2套无线电路运作的通道之间距(channel spacing)较大时，例如分别运作于2.4G及5G的通道，链路141及142上的传输不会互相干扰，因此非存取点多链路装置12可使用STR模式与存取点多链路装置10进行传输。在STR模式，非存取点多链路装置12使用2套无线电路经由链路141及142进行传输，且链路141及142上的通道存取(Channel Access)彼此独立运作，链路141及142的上行传输与下行传输无需同步。例如，在图2中，下行传输200及上行传输202可于链路141之上进行，同时间下行传输220可于链路142之上进行。
图3系为多链路多无线电路之基线模式之NSTR模式的传输顺序的示意图。当非存取点多链路装置12的2套无线电路运作的通道之间距不足时，例如分别运作于5G及6G的通道，链路141及142上的传输可能会互相干扰，因此非存取点多链路装置12可使用NSTR模式与存取点多链路装置10进行传输。在NSTR模式，非存取点多链路装置12使用2套无线电路经由链路141及142进行传输，若链路141及142中之一者处于传送封包阶段，将导致另一者无法接收封包，因此链路141及142必须同时进行上行传输或同时进行下行传输。此外，为避免链路141及142之间彼此的共存干扰(in-device coexistence interference)，链路141及142的上行传输及下行传输需同步，并须符合IEEE 802.11be通讯协定所规范的物理层协定资料单元结束时间对齐(physical protocol data unit(PPDU)end time alignment)、PPDU媒体存取的起始时间同步(start time sync PPDU medium access)，及媒体存取复原(medium access recovery)，这使得NSTR模式的吞吐量会低于STR模式的吞吐量。例如，在图3中，链路141上的下行传输300及链路142上的下行传输320可同步，链路141上的上行传输302及链路142上的上行传输322可同步。
图4系为多链路多无线电路之增益模式的传输顺序的示意图。在增益模式，每次的资料传输限制只能在链路141及142中之一者上进行。例如，在图4中，非存取点多链路装置12于链路141及142上听取信息(400及420)，并于链路141先侦测到请求传送(multi-userrequest to send，MU-RTS)讯框402，且准备在链路141上接收资料。当准备完成后，非存取点多链路装置12即于链路141上传送(clear to send，CTS)讯框404，并进行接收无线链切换(rx chain switch)424以将链路142的无线链(radio chain)切换至链路141。响应于CTS404，存取点多链路装置10于链路141上以2N个空间串流传送集合媒体存取控制协定资料单元(aggregated media access control protocol data unit，AMPDU)讯框406。完成接收AMPDU讯框406之后，非存取点多链路装置12于链路141上传送区块确认(blackacknowledgement，BA)讯框408，并进行接收无线链切换410以将链路142的无线链切换回链路142，接着非存取点多链路装置12再次于链路141及142上听取信息(412及426)。使用增益模式可让非存取点多链路装置12于链路141及142之一者使用所有可用的空间串流(Nss＝2N)进行传输，进而使整体吞吐量获得改善。
图5系为非存取点多链路装置12的方块图。非存取点多链路装置12包含处理器52、无线电路541及542、及计时器56。处理器52耦接于无线电路541、无线电路542、及计时器56。
无线电路541及542可包含各自的天线、传收器及其他射频元件。无线电路541可与存取点多链路装置10建立链路141，且无线电路542可与存取点多链路装置10建立链路142。处理器52可依据通道状况而判断要经由链路141及142之一者或经由链路141及142接收多个串流。当通道状况为忙碌时，链路141及142可同时进行传输的机率降低，因此处理器52判定要切换至增益模式以经由链路141及142之一者接收多个空间串流。当通道状况为空闲时，链路141及142可同时进行传输的机率提高，因此处理器52判定要切换至基线模式以经由链路141及142接收多个串流。
在一些实施例中，处理器52可依据量测期间Tm内之通道忙碌时间T及非存取点多链路装置12的传送资料时间Ttx来产生非存取点多链路装置12的通道忙碌比率(ChannelBusy Ratio，CBR)，由此估计通道状况。非存取点多链路装置12的通道忙碌比率CBR可以公式(1)表示：
CBR＝(Tb+Ttx)/Tm 公式(1)
其中Tm系为量测时间；
Tb系为通道忙碌时间；及
Ttx系为非存取点多链路装置12的传送资料时间。
通道忙碌时间Tb可透过实体载波侦测(physical carrier sense)或虚拟载波侦测(virtual carrier sense)获得。在实体载波侦测中，非存取点多链路装置12可侦测通道能量(channel power)是否超过CCA(Clear Channel Assessment)的门槛值(threshold)，例如门槛值可为-82dBm，若超过，则处理器52可判定通道忙碌并计算通道忙碌时间Tb。在虚拟载波侦测中，非存取点多链路装置12可监测RTS信息中网路分配向量(NetworkAllocation Vector，NAV)的数值，当NAV不为0则处理器52可判定通道忙碌并计算通道忙碌时间Tb。当CBR趋近于1时，即可视为通道忙碌或通道壅塞(channel congestion)。
在另一些实施例中，存取点多链路装置10可定期广播带有网路负载报告的信标(beacon)讯框，且非存取点多链路装置12的处理器52可依据多链路通讯系统1的网路负载报告产生重迭服务集(overlapping basic service set)的通道忙碌比率CBR_OBSS。由于多链路通讯系统1附近的其他存取点可同时进行资料传输，因此存取点多链路装置10可收集附近其他存取点的流量以产生网路负载报告。网路负载报告可为Qload报告，Qload报告的格式如表格1所示：
表格1
Figure BDA0003391807580000061
其中元件辨识值表示Qload报告编号；
长度表示Qload报告的长度；
潜在的单一AP流量表示在预定时间内，例如7天内存取点多链路装置10所分配到的最长媒体时间(medium time)；
分配的单一AP流量表示存取点多链路装置10所分配到的当前媒体时间，包含平均值及标准差；
分配的共用流量表示存取点多链路装置10附近所有存取点(包含存取点多链路装置10)所分配到的媒体时间，包含平均值μs及标准差σs；
增强型分散式通道存取(enhanced distributed channel access，EDCA)因子表示使用EDCA机制的媒体时间；
混和型协调式通道存取(hybrid coordinated channel access，HCCA)峰值表示使用HCCA机制的峰值媒体时间；
HCCA因子表示使用HCCA机制的媒体时间；
重迭AP表示使用相同通道的AP数量；
共用策略表示AP使用的通道共用策略；及
可选子元件表示其他信息。
在一些实施例中，非存取点多链路装置12可依据Qload报告中的EDCA因子及HCCA因子产生长期通道忙碌比率CBR_OBSS1，以公式(2)表示：
CBR_OBSS1＝(EDCA因子+HCCA因子)/64 公式(2)
其中64系对应EDCA因子及HCCA因子的小数点精确度。
在另一些实施例中，非存取点多链路装置12可依据Qload报告中的分配的共用流量产生短期通道忙碌比率CBR_OBSS2，以公式(3)表示：
CBR_OBSS2＝μs+2σs 公式(3)
其中μs系为分配的共用流量栏位所记载的媒体时间平均值；及
σs系为分配的共用流量栏位所记载的媒体时间标准差。
当长期通道忙碌比率CBR_OBSS1或短期通道忙碌比率CBR_OBSS2趋近于1时，即可视为通道忙碌或通道壅塞。处理器52可依据非存取点多链路装置12的通道忙碌比率CBR、长期通道忙碌比率CBR_OBSS1及/或短期通道忙碌比率CBR_OBSS2来判断通道状况。由于短期通道忙碌比率CBR_OBSS2反映重迭服务集最近所分配到的媒体时间，所以短期通道忙碌比率CBR_OBSS2的准确度大于长期通道忙碌比率CBR_OBSS1的准确度。
在一些实施例中，非存取点多链路装置12可设定定时器56以定时检查通道状况，由此以判定是否要切换操作模式。在一些实施例中，若非存取点多链路装置12要进入NSTR模式以执行NSTR操作时，由于NSTR模式的吞吐量较低，因此处理器52判定要切换至增益模式以经由链路141及142之一者接收2N个空间串流，提高吞吐量。
以此方式，非存取点多链路装置12可依据通道状况而切换操作模式，同时兼顾多链路多无线电路的弹性与整体吞吐量。
图6系为非存取点多链路装置12之切换操作模式方法600的流程图。切换操作模式方法600包含步骤S602至S624，步骤S602至S608用以在判定要使用NSTR模式传输后，切换至增益模式以进行资料传输，步骤S610至S618用以依据通道状况而判断要以基线模式或增益模式进行资料传输，步骤S620至S624用以定期判断通道状况。任何合理的技术变更或是步骤调整都属于本发明所揭露的范畴。步骤S602至S624的详细内容如下所述：
步骤S602：处理器52设定多链路操作；
步骤S604：处理器52判断是否要进行非同步收发操作？若是，执行步骤S606；若否，执行步骤S610；
步骤S606：处理器52将EMLMR模式设定为1；
步骤S608：处理器52判断是否需要切换通道？若是，执行步骤S602；若否，执行步骤S606；
步骤S610：处理器52判断是否收到网路负载报告？若是，执行步骤S612；若否，执行步骤S614；
步骤S612：处理器52判断通道忙碌比率CBR_OBSS是否超过预定值α？若是，执行步骤S616；若否，执行步骤S618；
步骤S614：处理器52判断通道忙碌比率CBR_OBSS是否超过预定值β？若是，执行步骤S616；若否，执行步骤S618；
步骤S616：处理器52将EMLMR模式设定为1，跳至步骤S620；
步骤S618：处理器52将EMLMR模式设定为0；
步骤S620：处理器52重置计时器56；
步骤S622：处理器52判断是否需要切换通道？若是，执行步骤S602；若否，执行步骤S624；
步骤S624：处理器52判断计时器56是否到期？若是，执行步骤S610；若否，执行步骤S622。
在步骤S602，非存取点多链路装置12进入多链路操作设定，处理器52将EMLMR模式设定为0以将非存取点多链路装置12切换至基线模式。在步骤S604，处理器52依据链路141及142间的通道间隔来设定将将非存取点多链路装置12的操作模式设定为STR模式或NSTR模式。例如，当链路141及142间的通道间隔小于1GHz时，处理器52将非存取点多链路装置12的操作模式设定为NSTR模式；当链路141及142间的通道间隔超过1GHz时，处理器52将非存取点多链路装置12的操作模式设定为STR模式。在步骤S606，若操作模式为NSTR模式，则处理器52将EMLMR模式设定为1以将非存取点多链路装置12切换至增益模式以经由链路141及142之一者接收2N个空间串流，由此提高吞吐量。在步骤S608，若无线电路541及无线电路542之一者侦测到信标中带有通道切换通知(channel switch announcement，CSA)信息，处理器52判断要切换通道。由于通道产生变化，所以回到步骤S602以使非存取点多链路装置12重设操作模式；若未侦测到CSA信息，则回到步骤S606持续以增益模式从链路141及142之一者接收2N个空间串流。
若在步骤S604，处理器52将非存取点多链路装置12的操作模式设定为非NSTR模式(即STR模式)，则处理器52进一步判断是否收到网路负载报告(步骤S610)。若是，处理器52依据网路负载报告产生重迭服务集的通道忙碌比率CBR_OBSS，及依据通道忙碌比率CBR_OBSS估计通道状况(步骤S612)。通道忙碌比率CBR_OBSS可为长期通道忙碌比率CBR_OBSS1或短期通道忙碌比率CBR_OBSS2。在一些实施例中，处理器52依据Qload报告中的分配的共用流量产生短期通道忙碌比率CBR_OBSS2以提高通道忙碌比率的准确度。在一些实施例中，处理器52亦可使用长期通道忙碌比率CBR_OBSS1作为重迭服务集的通道忙碌比率CBR_OBSS。若通道忙碌比率CBR_OBSS超过预定值α，表示通道状况为忙碌；若通道忙碌比率CBR_OBSS小于预定值α，表示通道状况为空闲。预定值α可为介于0及1之间的值，例如预定值α可介于0.4到0.5之间。
若在步骤S610，处理器52判定未收到网路负载报告，则可产生非存取点多链路装置12的通道忙碌比率CBR。若通道忙碌比率CBR超过预定值β，表示通道状况为忙碌；若通道忙碌比率CBR小于预定值β，表示通道状况为空闲。预定值β可为介于0及1之间的值，例如预定值β可介于0.4到0.5之间。预定值α及预定值β可相同或不同。
若在步骤S612或步骤S614，处理器52判定通道状况为忙碌，则将EMLMR模式设定为1以将非存取点多链路装置12切换至增益模式以经由链路141及142之一者接收2N个空间串流，由此提高吞吐量(步骤S616)。若在步骤S612或步骤S614，处理器52判定通道状况为空闲，则将EMLMR模式设定为0以将非存取点多链路装置12切换至基线模式以经由链路141及142之二者各自接收N个空间串流(步骤S618)。
在步骤S620，处理器52将计时器56重置至预定时间。预定时间可大于802.11be通讯协定中定义的dot11QLoadReportIntervalDTIM。在步骤S622，若无线电路541或无线电路542侦测到信标中带有CSA信息，处理器52判断要切换通道。由于通道产生变化，所以回到步骤S602以使非存取点多链路装置12重设操作模式；若未侦测到CSA信息，则继续步骤S624以判断计时器56是否到期。若计时器56未到期，处理器52持续判断是否要切换通道(步骤S622)；若计时器56到期，则处理器52重新依据通道状态来设定操作模式(S610至S618)。
在步骤S602、S606、S616及S618，一旦非存取点多链路装置12的操作模式发生变化，例如EMLMR模式从1变为0，或从0变为1，则无线电路541及/或无线电路542会将带有EMLMR模式设定值的增强型多链路操作模式通知讯框(Enhanced multi-link(EML)Operating Mode Notification frame)经由链路141及/或142传送至存取点多链路装置10，通知存取点多链路装置10改变其传输模式。
虽然图1至图6的实施例中的非存取点多链路装置12仅包含2套无线电路及仅建立2条链路，非存取点多链路装置12亦可包含更多套无线电路及建立更多条链路，熟习此技艺者可基于本发明精神依据通道状况而判断非存取点多链路装置12要经由多条链路之一者或经由多条链路接收串流。虽然本发明实施例中的非存取点多链路装置12在基线模式时链路141及142各自传输N个空间串流，在一些实施例中，链路141及142上的空间串流可不相等，例如链路141上可传输N1个空间串流，链路142上可传输N2个空间串流，且在增益模式时链路141及142中之一者可传输(N1+N2)个空间串流。此外，虽然本发明实施例仅使用下行传输说明，熟习此技艺者可基于本发明精神而将本发明应用于上行传输。
非存取点多链路装置12依据通道状况在基线模式及增益模式之间切换，同时兼顾多链路的弹性与整体吞吐量。
以上所述仅为本发明之较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做之均等变化与修饰，皆应属本发明之涵盖范围。
【符号说明】
1：多链路通讯系统
10：存取点多链路装置
101及102：存取点
12：非存取点多链路装置
121及122：站点
141及142链路
200,142,300,320：下行传输
202,302,322：上行传输
400,412,420,426：听取信息
402至408：讯框
410,424：接收无线链切换
52：处理器
541及542：无线电路
56：计时器
600：切换操作模式方法
S602至S624：步骤。

Claims (10)

1.一种第一多链路装置的切换操作模式的方法，包含：
该第一多链路装置与一第二多链路装置之间建立多条链路；及
该第一多链路装置依据一通道状况而判断要经由多条该链路中的一条或经由多条该链路接收多个串流。
2.根据权利要求1所述的方法，其中该第一多链路装置依据该通道状况而判断要经由多条该链路中的一条或经由多条该链路接收多个该串流包含：当该通道状况为忙碌时，则该第一多链路装置判定要经由多条该链路中的一条接收多个该串流。
3.根据权利要求1所述的方法，其中该第一多链路装置依据该通道状况而判断要经由多条该链路中的一条或经由多条该链路接收多个该串流包含：当该通道状况为空闲时，则该第一多链路装置判定要经由多条该链路接收多个该串流。
4.根据权利要求1所述的方法，还包含：
若该第一多链路装置要执行一非同步收发操作，则判定要经由多条该链路中的一条接收多个该串流。
5.根据权利要求1所述的方法，还包含：
该第一多链路装置依据一量测期间内的一通道忙碌时间及该第一多链路装置的一传送资料时间来估计该通道状况。
6.根据权利要求1所述的方法，还包含：
该第一多链路装置从该第二多链路装置接收一网路负载报告；及
该第一多链路装置依据该网路负载报告估计该通道状况。
7.一种第一多链路装置，包含：
多个无线电路，用以与一第二多链路装置之间建立多条链路；及
一处理器，耦接于多个该无线电路，用以依据一通道状况而判断要经由多条该链路中的一条或经由多条该链路接收一多个串流。
8.根据权利要求7所述的第一多链路装置，其中当该通道状况为忙碌时，则该处理器判定要经由多条该链路中的一条接收多个该串流。
9.根据权利要求7所述的第一多链路装置，其中当该通道状况为空闲时，则该处理器判定要经由多条该链路接收多个该串流。
10.根据权利要求7所述的第一多链路装置，其中：
若该第一多链路装置要执行一非同步收发操作，则处理器另判定要经由多条该链路中的一条接收多个该串流。
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