WiFi中的動(dòng)態(tài)探測(cè)控制的制作方法
【專利說(shuō)明】WiFi中的動(dòng)態(tài)探測(cè)控制
【背景技術(shù)】
[OOOU IE邸802. 11指代在2. 4細(xì)z、3. 6細(xì)Z和5細(xì)Z頻帶中實(shí)現(xiàn)無(wú)線局域網(wǎng)（WLAN)通信 的一組標(biāo)準(zhǔn)。WLAN通信允許設(shè)備與一個(gè)或多個(gè)其它設(shè)備無(wú)線地交換數(shù)據(jù)。WiFi?是使用 IE邸802. 11標(biāo)準(zhǔn)中的任何一種的WLAN產(chǎn)品的品牌名稱。IE邸802. llac是被開(kāi)發(fā)W在 5GHz頻帶中支持甚高吞吐量（VHT)操作的新標(biāo)準(zhǔn)。為了獲得該種VHT操作，I邸E 802. 1 lac 設(shè)備使用多達(dá)160MHz的寬帶RF(射頻）帶寬、多達(dá)8個(gè)MIM0(多輸入多輸出，其指代在 發(fā)射機(jī)和接收機(jī)處均使用的多個(gè)天線）空間流、MU-MIM0(其指代允許一個(gè)終端同時(shí)地在 相同的頻帶中向多個(gè)用戶發(fā)送信號(hào)或者從多個(gè)用戶接收信號(hào)的多用戶MIM0)、W及多達(dá) 256QAM(正交幅度調(diào)制）的高密度調(diào)制。
[0002] 波束成形是使用多個(gè)天線的定向信號(hào)發(fā)射或接收W實(shí)現(xiàn)空間選擇性的技術(shù)。例 如，發(fā)射機(jī)可W控制每一個(gè)天線處的信號(hào)的相位和幅度，W在波前形成建設(shè)性和破壞性的 干擾模式。為了正確地形成用于MIM0通信的波束，發(fā)射機(jī)需要知道信道的特性。為了獲 得該些信道特性，發(fā)射機(jī)可W向設(shè)備發(fā)送已知信號(hào)，該使得該設(shè)備產(chǎn)生關(guān)于該信道的信息。 隨后，該設(shè)備可W將該信道狀態(tài)信息（CSI)反向發(fā)送給發(fā)射機(jī)，轉(zhuǎn)而，發(fā)射機(jī)可W應(yīng)用正確 的相位和幅度，W形成在該設(shè)備處所指示的優(yōu)化的波束。該過(guò)程稱為信道探測(cè)或信道估計(jì) (本申請(qǐng)稱為探測(cè)過(guò)程）。
[0003] 在802. llac通信中，接入點(diǎn)（A巧節(jié)點(diǎn)可W使用探測(cè)過(guò)程，W從一個(gè)或多個(gè)潛在的 目的站收集CSI。其后，AP節(jié)點(diǎn)可W使用所收集的CSI作為當(dāng)前信道估計(jì)量，W在MU-MIM0 帖中向多個(gè)站發(fā)送下行鏈路數(shù)據(jù)。應(yīng)當(dāng)注意，所收集的CSI還可W用于在SU-MIM0帖中向 一個(gè)站發(fā)送下行鏈路數(shù)據(jù)，其中SU-MIM0是單用戶MIM0(在一個(gè)站處使用多個(gè)天線的波束 成形技術(shù)）。
[0004] 圖1A示出了包括AP和兩個(gè)站STA1和STA2的小型基本服務(wù)集炬SS)。在一個(gè)實(shí) 施例中，每一個(gè)設(shè)備都包括被配置為根據(jù)802. llac標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作的收發(fā)機(jī)310(發(fā)射機(jī)和 接收機(jī)）。圖1B示出了 AP和兩個(gè)站STA1和STA2之間的示例性通信?？蒞將該示例性通 信的特性描繪成包括兩個(gè)過(guò)程：探測(cè)過(guò)程110和數(shù)據(jù)過(guò)程111。探測(cè)過(guò)程110開(kāi)始于AP向 站STA1和STA2發(fā)送空數(shù)據(jù)分組通知（NDPA)信號(hào)101，其中NDPA信號(hào)101指示在后續(xù)分組 中將不發(fā)送數(shù)據(jù)。在NDPA信號(hào)101之后，AP發(fā)送空數(shù)據(jù)分組（ND巧信號(hào)102。該NDP信號(hào) 102可W作為用于從站STA1和STA2獲得信道特性的已知信號(hào)。根據(jù)802. llac標(biāo)準(zhǔn)，在接 收到NDP信號(hào)102之后，站STA1可W在波束成形炬巧報(bào)告1信號(hào)103中發(fā)送其CSI ;AP可 W發(fā)送BF輪詢信號(hào)104，BF輪詢信號(hào)104指示站STA2可W發(fā)送其信道特性；隨后，站STA2 可W在BF報(bào)告2信號(hào)105中發(fā)送其CSI。
[0005] 使用來(lái)自其相關(guān)聯(lián)的站STA1和STA2的CSI，AP可W通過(guò)同時(shí)地向站STA1發(fā)送 MU-MIM0數(shù)據(jù)106和向站STA2發(fā)送MU-MIM0數(shù)據(jù)107,開(kāi)始數(shù)據(jù)過(guò)程111。應(yīng)當(dāng)注意，雖然 使用術(shù)語(yǔ)MU-MIM0來(lái)描述數(shù)據(jù)，但在其它實(shí)施例中，數(shù)據(jù)也可W是SU-MIM0。在接收到數(shù)據(jù) 106之后，站STA1可W發(fā)送塊確認(rèn)炬A)信號(hào)108 ;AP可W發(fā)送針對(duì)站STA2的塊確認(rèn)請(qǐng)求 炬AR)信號(hào)109 ;作為響應(yīng)，站STA2可W發(fā)送其BA信號(hào)110。應(yīng)當(dāng)注意，雖然圖1示出了與 兩個(gè)站相關(guān)聯(lián)的AP，但在其它實(shí)施例中，AP可W與任意數(shù)量的站相關(guān)聯(lián)，該些站中的每一 個(gè)都可W在探測(cè)過(guò)程110期間發(fā)送BF報(bào)告信號(hào)，W及在數(shù)據(jù)過(guò)程111期間發(fā)送BA信號(hào)。
[0006] 由于就介質(zhì)傳播時(shí)間而言，探測(cè)過(guò)程具有很大的開(kāi)銷(xiāo)，因此AP通常并不被配置為 在每一次MU-MIMO數(shù)據(jù)傳輸之前都進(jìn)行探測(cè)。例如，圖2示出了在第一探測(cè)過(guò)程201(1)之 后跟著多個(gè)數(shù)據(jù)過(guò)程202 (1) -202 (腳，其中N是大于2的整數(shù)。在完成了該N次數(shù)據(jù)過(guò)程之 后，在執(zhí)行另一些多個(gè)數(shù)據(jù)過(guò)程（沒(méi)有示出）之前，執(zhí)行第二探測(cè)過(guò)程202(2)。
[0007] 當(dāng)在探測(cè)過(guò)程之后立即發(fā)出MU-MIMO數(shù)據(jù)時(shí)，用于MU-MIMO數(shù)據(jù)傳輸?shù)腃SI是新 鮮的。因此，該數(shù)據(jù)分組具有很高的機(jī)率能被成功地接收。相比而言，如果在自從上一次探 測(cè)過(guò)程W來(lái)的某個(gè)持續(xù)時(shí)間之后（例如，在圖2中的N個(gè)數(shù)據(jù)分組之后）才發(fā)出MU-MIMO 數(shù)據(jù)，則生成該MU-MIMO數(shù)據(jù)傳輸所使用的CSI可能是陳舊的。因此，在該情況下，該些數(shù) 據(jù)分組被成功接收的機(jī)率很低。
[000引用于控制何時(shí)進(jìn)行探測(cè)的典型方式是針對(duì)從探測(cè)過(guò)程中收集的每一個(gè)CSI，都建 立一個(gè)預(yù)定的到期時(shí)間。如果AP節(jié)點(diǎn)需要執(zhí)行針對(duì)某個(gè)目的地的MU-MIM0,但最近收集的 CSI已超過(guò)了其到期時(shí)間，則AP將執(zhí)行針對(duì)該目的地的探測(cè)。雖然該種探測(cè)控制的方法簡(jiǎn) 單，但其很難確定CSI的最佳到期時(shí)間。具體而言，根據(jù)信道狀況或者M(jìn)U-MIMO水平（例 如，2個(gè)用戶一組、3個(gè)用戶一組等），即使當(dāng)CSI具有相同的使用期限時(shí)，兩個(gè)MU-MIMO傳輸 (或者SU-BF傳輸）的信號(hào)與干擾加噪聲比（SINR)也可能明顯地不同。
[0009] 例如，具有誘發(fā)的多普勒的信道的CSI可能變化地非?？臁Ｔ谠撉闆r下，即使在探 測(cè)之后的5ms，MU-MIMO傳輸?shù)腟INR也可能下降地很明顯。相比而言，在相對(duì)穩(wěn)定的信道 中，SINR通常惡化的更慢。如上所述，探測(cè)之后的SINR可能基于MU-MIMO水平（1個(gè)用戶、 2個(gè)用戶等）而區(qū)別性地惡化。通常，MU-MIMO水平越高（即，用戶越多），SINR在探測(cè)之后 惡化的越快。因此，出現(xiàn)了基于當(dāng)前信道狀況來(lái)提供動(dòng)態(tài)可調(diào)整的探測(cè)時(shí)間間隔的系統(tǒng)和 技術(shù)的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 描述了一種在無(wú)線通信設(shè)備中執(zhí)行動(dòng)態(tài)探測(cè)的方法。該方法包括；接收諸如多用 戶多輸入多輸出（MU-MIMO)請(qǐng)求或波束成形請(qǐng)求之類的數(shù)據(jù)請(qǐng)求。當(dāng)信道狀態(tài)信息（CSI) 到期時(shí)（如通過(guò)將當(dāng)前時(shí)間戳與CSI時(shí)間戳（目P，上一次CSI更新的時(shí)間）進(jìn)行比較所確 定的），則可W執(zhí)行探測(cè)，W及更新CSI時(shí)間戳。在探測(cè)之后，可W根據(jù)所述數(shù)據(jù)請(qǐng)求來(lái)執(zhí)行 數(shù)據(jù)傳輸，可W計(jì)算與該探測(cè)相關(guān)聯(lián)的參考可實(shí)現(xiàn)吞吐量Rref。相比而言，當(dāng)該CSI沒(méi)有到 期時(shí)，根據(jù)所述數(shù)據(jù)請(qǐng)求執(zhí)行所述數(shù)據(jù)傳輸，并且可W記錄當(dāng)前可實(shí)現(xiàn)吞吐量Rcurr。使用 當(dāng)前可實(shí)現(xiàn)吞吐量Rcurr和參考可實(shí)現(xiàn)吞吐量化ef，可W延長(zhǎng)或者縮短探測(cè)時(shí)間間隔。
[0011] 將當(dāng)前時(shí)間戳與所述CSI時(shí)間戳進(jìn)行比較可W包括；判斷從當(dāng)前時(shí)間戳中減去所 述CSI時(shí)間戳是否大于預(yù)定的缺省CSI使用期限到期時(shí)間D。在一個(gè)實(shí)施例中，所述預(yù)定的 缺省CSI使用期限到期時(shí)間D可W是根據(jù)發(fā)射模式和多普勒簡(jiǎn)檔來(lái)導(dǎo)出的。計(jì)算所述參考 可實(shí)現(xiàn)吞吐量Rref可W包括計(jì)算下面二者的乘積；在探測(cè)之后立即執(zhí)行的所述數(shù)據(jù)傳輸 的物理速率和指示傳輸質(zhì)量的值。在一個(gè)實(shí)施例中，指示傳輸質(zhì)量的值可W是1減去分組 差錯(cuò)率（陽(yáng)時(shí)。
[0012] 使用當(dāng)前可實(shí)現(xiàn)吞吐量Rcurr和所述參考可實(shí)現(xiàn)吞吐量化ef來(lái)判斷是延長(zhǎng)還是 縮短所述探測(cè)時(shí)間間隔還可W包括；在記錄當(dāng)前可實(shí)現(xiàn)吞吐量Rcurr之后，判斷所述當(dāng)前 可實(shí)現(xiàn)吞吐量Rcurr是否大于所述參考可實(shí)現(xiàn)吞吐量化ef和預(yù)定因子a的乘積。當(dāng)所述 當(dāng)前可實(shí)現(xiàn)吞吐量Rcurr大于所述參考可實(shí)現(xiàn)吞吐量化ef和所述預(yù)定因子a的乘積時(shí)， 可W更新所述CSI時(shí)間戳W等于所述當(dāng)前時(shí)間戳，從而延長(zhǎng)所述探測(cè)時(shí)間間隔。此外，當(dāng)所 述當(dāng)前可實(shí)現(xiàn)吞吐量Rcurr大于所述參考可實(shí)現(xiàn)吞吐量化ef時(shí)