CN105323042B - 提升效能的方法及无线模块 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种提升效能的方法及无线模块。该方法用于一多用户多输入多输出系统中，该方法包括：在一传输封包等待在一数据流中传输时，判断该数据流的一连接节点是否符合，其中该数据流专属服务一无线用户；在该连接节点符合时，收集该连接节点的多个射频参数以及一多输入多输出信息；根据该多输入多输出信息，利用一时分多址机制将该传输封包切割成多个子封包；对该多个子封包执行一空时编码；以及在不同时间点在该单一数据流中传输已编码的该多个子封包。本发明使无线用户可保有专属的传输质量，进一步提升系统效能，增加传输容量。

Description

提升效能的方法及无线模块

技术领域

本发明提供一种提升效能的方法及无线模块，尤指一种用于一多用户多输入多输出(Multi-User MIMO)系统中提升效能的方法及无线模块。

背景技术

目前WiFi的无线通信的使用有一新的功能多用户多输入多输出。也就是说，在多用户使用情境下，可同时支持传送不同的数据流至多组无线用户，而每一个无线用户最多也能同时接收4组数据串流。一般而言，以4个数据流(4data streams)的应用为例，可允许的无线用户组合为：同一时间传输下，允许1个4x4的无线用户，或1个3x3的无线用户再加上1个1x1的无线用户，或1个2x2的无线用户再加上2个1x1的无线用户，或2个2x2的无线用户等；若是想在4个数据流上，无法允许2个、3个或4个4x4的无线用户在同一时间下传输，这是目前的限制。

因此，需要提供一种提升效能的方法及无线模块来解决上述问题。

发明内容

因此，本发明的主要目的即在于提供一种用于一多用户多输入多输出系统中提升效能的方法。

本发明公开一种提升效能的方法，用于一多用户多输入多输出系统中，该方法包括在一传输封包(transmission packet)等待在一数据流中传输时，判断该数据流对应的一连接节点是否符合，其中该数据流专属服务一无线用户；在该连接节点符合时，收集该连接节点的多个射频参数以及一多输入多输出信息；根据该多输入多输出信息，利用一时分多址机制将该传输封包切割成多个子封包；对该多个子封包执行一空时编码(Space-timeblock code，STBC)；以及在不同时间在该单一数据流中传输已编码的该多个子封包。

本发明还公开一种提升效能的方法，该方法用于一多用户多输入多输出系统中，该方法包括：在一传输封包等待在一数据流中传输时，判断该数据流的一连接节点是否符合，其中该数据流专属服务一无线用户；在该连接节点符合时，收集该连接节点的多个射频参数以及一多输入多输出信息；根据该多输入多输出信息，利用一时分多址机制将该传输封包切割成多个子封包；对该多个子封包执行一空时编码；以及在不同时间点在该单一数据流中传输已编码的该多个子封包。

本发明还公开一种无线模块，该无线模块用于一多用户多输入多输出系统中，该无线模块包括：至少一连接节点、一数据库、一发射处理单元、一编码单元以及一射频模块；该至少一连接节点用来形成一数据流，其中该数据流专属服务一无线用户；该数据库用来收集多个射频参数以及一多输入多输出信息；该发射处理单元耦接于该数据库，用来根据该多输入多输出信息，利用一时分多址机制将等待传输的一传输封包切割成多个子封包，该发射处理单元包括：一判断单元以及一时间切割单元；该判断单元用来在判断该传输封包未完成切割时，根据该多输入多输出信息决定该多个子封包的数量以及定义该多个子封包的大小；该时间切割单元用来根据该多个子封包的数量以及该多个子封包的大小将该传输封包切割成该多个子封包以及附加一时间标签在该多个子封包的每个子封包上；该编码单元耦接于该发射处理单元，用来对该多个子封包执行一空时编码；该射频模块耦接于该编码单元，用来在不同时间点在该单一数据流中传输已编码的该多个子封包。

本发明根据用户端的多输入多输出信息决定子封包的个数，并加入时分多址处理，以将切割后的子封包附加时间标签，并依序在单一数据流中传送已编码的子封包。如此一来，多个无线用户的各个数据流可在同一时间下服务专属无线用户；各个无线用户可保有专属的传输质量，进一步提升系统效能，以及增加传输容量。

附图说明

图1为本发明实施例的一效能提升流程的示意图。

图2A、图2B为本发明实施例的一效能提升流程的示意图。

图3为本发明实施例的一多用户多输入多输出系统的示意图。

图4为本发明实施例的一无线模块的示意图。

主要组件符号说明：

10、20 效能提升流程

100、102、104、106、108、110、112 步骤

200、202、204、206、208、210、212、 步骤

214、216、218、220、222、224、226、

228、230

30 多用户多输入多输出系统

300 无线模块

N1、N2、N3、N4 连接节点

B1、B2、B3、B4 数据流

A1、A2、A3、A4 无线用户

40 无线模块

400 连接节点

410 数据库

420 发射处理单元

430 编码单元

440 射频模块

421 判断单元

422 时间切割单元

具体实施方式

请参考图1，图1为本发明实施例的一效能提升流程10的示意图。效能提升流程10可用于一多用户多输入多输出系统，用来最大化多用户多输入多输出系统以及优化传输容量。在多用户使用情境下，多用户多输入多输出系统可同时支持不同的数据流至多组无线用户。效能提升流程10包含有下列步骤：

步骤100：开始。

步骤102：在一传输封包等待在一数据流中传输时，判断该数据流的一连接节点是否符合，其中该数据流专属服务一无线用户。

步骤104：在该连接节点符合时，收集该连接节点的多个射频参数以及一多输入多输出信息。

步骤106：根据该多输入多输出信息，利用一时分多址机制将该传输封包切割成多个子封包。

步骤108：对该多个子封包执行一空时编码。

步骤110：在不同时间点在该单一数据流中传输已编码的该多个子封包。

步骤112：结束。

根据效能提升流程10，多用户多输入多输出系统在初始时，可通过一自我训练(training)机制，收集连接节点的多个射频参数以及多输入多输出信息，并根据多个射频参数以及多输入多输出信息建立连接节点的数据库。其中，自我训练机制规范于Wi-Fi标准中，在此不再赘述。多用户多输入多输出系统根据多输入多输出信息决定切割子封包的数量以及定义子封包的大小。较佳地，多输入多输出信息为用户端的一MIMO(多输入多输出)配置(例如：1x1、2x2、3x3、4x4)。多个射频参数包含有一传输功率、一封包错误率、一数据率以及一接收信号强度指示(Received Signal Strength Indication，RSSI)其中至少一者。接着，多用户多输入多输出系统根据该多输入多输出信息，利用时分多址(Time DivisionMultiple Access，TDMA)机制将传输封包切割成多个子封包，并运用空时分组码(Space-time block code，STBC)对多个子封包进行编码。其中，时分多址机制以及空时分组码为本领域的普通技术人员所熟知，在此不再赘述。进一步地，多用户多输入多输出系统在不同时间点在数据流中传输已编码的该多个子封包。如此一来，效能提升流程10可虚拟多用户多输入多输出系统在实体单一数据流中传送数据封包，达到自我规划数据流的目的。进一步地，多用户多输入多输出系统可通过不同数据流在同一时间点下服务多个无线用户，而每个数据流专属于一无线用户，且不限定无线用户的的MIMO配置(即，不限定无线用户为2x2、3x3或4x4)。换句话说，多个无线用户可通过不同的单一数据流，在同一时间下进行数据传输。需注意的是，除了多用户多输入多输出系统外，效能提升流程10亦可用于单一输入单一输出系统。另外，数据流可由单一或多个射频集束所形成，而不限于此。

需注意的是，图1所示的效能提升流程10为本发明的实施例示意图，本领域的普通技术人员应当可据以作不同的修饰，而不限于此。请参考图2，图2为本发明实施例的一效能提升流程20的示意图。效能提升流程20为效能提升流程10的变化。效能提升流程20包含下列步骤：

步骤200：开始。

步骤202：一传输封包等待在一数据流中传输，其中该数据流专属服务一无线用户。

步骤204：判断该数据流的一连接节点是否符合？若是，执行步骤206；若否，执行步骤208。

步骤206：收集该连接节点的多个射频参数以及一多输入多输出信息，并执行步骤210。

步骤208：对照一连接节点表，并回到步骤204。

步骤210：取得该传输封包的大小。

步骤212：根据该传输封包的大小判断该传输封包是否完成切割？若是，执步骤222；若否，执行步骤214。

步骤214：根据该多输入多输出信息决定该多个子封包的数量。

步骤216：定义该多个子封包的大小。

步骤218：根据该多个子封包的数量以及该多个子封包的大小将该传输封包切割成多个子封包。

步骤220：附加一时间标签在每个子封包上。

步骤222：取得该连接节点的一数据流信息。

步骤224：将该多个子封包取代该传输封包以等待在该数据流中传输。

步骤226：对该多个子封包执行一空时编码。

步骤228：根据该每个子封包的该时间标签依序传输已编码的该多个子封包。

步骤230：结束。

效能提升流程20与效能提升程序10相同之处不再赘述。步骤210～步骤220用来实现效能提升程序10中的步骤106。多用户多输入多输出系统根据传输封包的大小，判断该传输封包是否完成切割。当传输封包被判断未完成切割时，多用户多输入多输出系统根据多输入多输出信息决定切割子封包的数量以及定义子封包的大小。接着，多用户多输入多输出系统根据子封包的数量以及子封包的大小将传输封包切割成多个子封包，并将时间标签附加于每个子封包上。当传输封包被判断切割完成时，多用户多输入多输出系统对多个子封包进行编码，并根据每个子封包的时间标签依序传输已编码的子封包。其中，相邻两子封包间的传输可具有一延迟时间t。较佳地，延迟时间t可根据一介质访问控制(Media AccessControl，MAC)周期，进一步地作调整。

如此一来，效能提升流程10可虚拟多用户多输入多输出系统在实体单一数据流中传送数据封包，达到自我规划数据流的目的。进一步地，多用户多输入多输出系统可通过不同数据流在同一时间点下服务多个无线用户，而每个数据流专属于一无线用户，且不限定无线用户的的MIMO配置。

简单的来说，效能提升流程10以及效能提升流程20根据该多输入多输出信息，利用时分多址机制将传输封包切割成多个子封包，并在不同时间传输已编码的多个子封包。如此一来，多个无线用户可通过不同的数据流，在同一时间下进行数据传输。多个无线用户在同一时间下，亦可保有专属的集束射频(beam forming)的传输质量。进一步地，改善多用户多输入多输出系统的效能，以及优化传出容量(即，增加服务无线用户的数量)。举例来说，若多用户多输入多输出系统可提供4个数据流，则最多可在同一时间服务4个4x4的无线用户。

请参考图3，图3为本发明实施例的一多用户多输入多输出系统30的示意图。多用户多输入多输出系统30包含一无线模块300以及多个无线用户A1、A2、A3以及A4。无线模块300具有4个连接节点N1、N2、N3以及N4。连接节点N1、N2、N3以及N4形成四个数据流B1、B2、B3以及B4，以各自服务多个无线用户A1、A2、A3以及A4。其中，无线用户A1为一4x4的无线用户；无线用户A2为一3x3的无线用户；无线用户A3为一2x2的无线用户；无线用户A4为一1x1的无线用户。无线模块300利用多时分工根据MIMO信息(即，各用户端的MIMO配置)，将各用户的传输封包切割成多等份，例如：对于2x2的无线用户(如：无线用户A3)，则将其传输封包切割成2等份；对于3x3的无线用户(如：无线用户A2)，则将其传输封包切割成3等份；对于4x4的无线用户(如：无线用户A1)，则将其传输封包切割成4等份。接着，无线模块300将时间标签附加于切割后的子封包，并利用空时分组码进行编码。无线模块300根据时间标签依序将编码后的子封包传送出去。如此一来，可增加多用户多输入多输出系统30的用户端容量，使得多用户多输入多输出系统30可在同一时间内同时服务4个用户端，也可有效降低彼此信号干扰的问题。也就是说，无线模块300以单一数据流的虚拟方式，对连接节点N1、N2、N3以及N4进行管理，使得多用户多输入多输出系统30的4个数据流在同一时间内独立服务4个无线用户。

关于效能提升流程10以及效能提升流程20的实现方式，请参考图4。图4为本发明实施例的一无线模块40的示意图。无线模块40可为用来实现图3的无线模块300。无线模块40，较佳地，可为一接入点(Access Point，AP)。无线模块40包含有至少一连接节点400、一数据库410、一发射处理单元420、一编码单元430以及一射频模块440。至少一连接节点400用来形成一数据流。其中，该数据流专属服务一无线用户。数据库410用来收集多个射频参数以及一多输入多输出信息。发射处理单元420耦接于数据库410，用来根据该多输入多输出信息利用一时分多址机制将等待传输的一传输封包切割成多个子封包。发射处理单元420包含有一判断单元421以及一时间切割单元422。判断单元421用来在判断该传输封包未完成切割时，根据该多输入多输出信息决定该多个子封包的数量以及定义该多个子封包的大小。时间切割单元422用来根据该多个子封包的数量以及该多个子封包的大小将该传输封包切割成该多个子封包以及附加一时间标签在该多个子封包的每个子封包上。时间切割单元422可为一时分多址模块，用来执行一时分多址机制。编码单元430用来对该多个子封包执行一空时编码。射频模块440用来在不同时间传输已编码的该多个子封包。关于无线模块40的详细操作方式，可参考上述效能提升流程10以及效能提升流程20，在此不再赘述。

综上所述，本发明实施例根据用户端的多输入多输出信息决定子封包的个数，并加入时分多址处理，以将切割后的子封包附加时间标签，并依序在单一数据流中传送已编码的子封包。如此一来，多个无线用户的各个数据流可在同一时间下服务专属的无线用户。各个无线用户可保有专属的传输质量，进一步提升系统效能，以及增加传输容量。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡是根据本发明权利要求书的范围所作的等同变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (15)

1.一种提升效能的方法，该方法用于一多用户多输入多输出系统中，该方法包括：

形成一数据流，其中该数据流专属服务一无线用户；

收集该无线用户的多个射频参数以及一多输入多输出信息，其中该多输入多输出信息包括该无线用户所支持数据流的一数量；

根据该无线用户所支持数据流的该数量，利用一时分多址机制将该数据流的一传输封包切割成多个子封包；

对该多个子封包执行一空时编码；以及

在不同时间点在该数据流中传输已编码的该多个子封包。

2.如权利要求1所述的方法，该方法还包括：

在该传输封包被切割成该多个子封包后取得该数据流的一连接节点的一数据流信息，以及将该多个子封包取代该传输封包以等待在该数据流中传输。

3.如权利要求1所述的方法，其中根据该无线用户所支持数据流的该数量利用该时分多址机制将该传输封包切割成该多个子封包的步骤包括：

取得该传输封包的大小；

根据该传输封包的大小，判断该传输封包是否完成切割；

在判断该传输封包未完成切割时，根据该无线用户所支持数据流的该数量决定该多个子封包的数量以及定义该多个子封包的大小；

根据该多个子封包的数量以及该多个子封包的大小，将该传输封包切割成该多个子封包；以及

附加一时间标签在该多个子封包的每个子封包上。

4.如权利要求1所述的方法，其中该多个射频参数包括一传输功率、一封包错误率、一数据率以及一接收信号强度指示其中至少一者。

5.如权利要求1所述的方法，其中该多输入多输出信息为该无线用户的一MIMO配置。

6.如权利要求1所述的方法，其中该数据流可由一集束射频或多个集束射频所形成。

7.如权利要求2所述的方法，该方法还包括：

根据该连接节点的多个射频参数以及该多输入多输出信息，建立该连接节点的一数据库。

8.如权利要求3所述的方法，其中在不同时间点传输已编码的该多个子封包的步骤还包括：

根据该每个子封包的该时间标签，依序传输已编码的该多个子封包，其中相邻两子封包间的传输具有一延迟时间。

9.一种无线模块，该无线模块用于一多用户多输入多输出系统中，该无线模块包括：

至少一连接节点，该至少一连接节点用来形成一数据流，其中该数据流专属服务一无线用户；

一数据库，该数据库用来收集多个射频参数以及一多输入多输出信息，其中该多输入多输出信息包括该无线用户所支持数据流的一数量；

一发射处理单元，该发射处理单元耦接于该数据库，用来根据该无线用户所支持数据流的一数量，利用一时分多址机制将等待传输的一传输封包切割成多个子封包，该发射处理单元包括：

一判断单元，该判断单元用来在判断该传输封包未完成切割时，根据该无线用户所支持数据流的该数量决定该多个子封包的数量以及定义该多个子封包的大小；以及

一时间切割单元，该时间切割单元用来根据该多个子封包的数量以及该多个子封包的大小将该传输封包切割成该多个子封包以及附加一时间标签在该多个子封包的每个子封包上；

一编码单元，该编码单元耦接于该发射处理单元，用来对该多个子封包执行一空时编码；以及

一射频模块，该射频模块耦接于该编码单元，用来在不同时间点在该数据流中传输已编码的该多个子封包。

10.如权利要求9所述的无线模块，其中该发射处理单元还用来取得该传输封包的大小、在该传输封包被切割成该多个子封包后取得该连接节点的一数据流信息以及将该多个子封包取代该传输封包以等待在该数据流中传输。

11.如权利要求10所述的无线模块，其中该判断单元还用来根据该传输封包的大小，判断该传输封包是否完成切割。

12.如权利要求9所述的无线模块，其中该射频模块还用来根据该每个子封包的该时间标签，依序传送已编码的该多个子封包，其中相邻两子封包间的传输具有一延迟时间。

13.如权利要求9所述的无线模块，其中该多个射频参数包括一传输功率、一封包错误率、一数据率以及一接收信号强度指示其中至少一者。

14.如权利要求9所述的无线模块，其中该多输入多输出信息为该无线用户的一MIMO配置。

15.如权利要求9所述的无线模块，其中该数据流可由一集束射频或多个集束射频所形成。