针对WLAN设备的快速速率适配制造技术

本申请的各实施例涉及针对WLAN设备的快速速率适配。用于通信设备中的速率适配的方法包括：在时间间隔期间，通过无线信道向对等通信设备进行以下两者(i)以通信数据速率发射承载用户数据的通信分组，以及(ii)以从通信数据速率得出的信道探测数据速率发射用于探测信道状况的信道探测分组。通信分组的第一统计性能和信道探测分组的第二统计性能在时间间隔上被估计。通信数据速率针对后续时间间隔基于第一统计性能和第二统计性能中的至少一个统计性能而被设置的。

Fast rate adaptation for WLAN devices

【技术实现步骤摘要】
针对WLAN设备的快速速率适配相关申请的交叉引用本申请要求于2018年4月24日提交的美国临时专利申请62/662,072的权益，其公开内容通过引用并入本文。
本公开总体上涉及无线通信，并且特别地涉及用于通信设备中的速率适配的方法和系统。
技术介绍
已经提出了各种技术以用于适配无线局域网(WLAN)中的无线通信链路的数据速率。例如，Kamerman和Monteban在“AHigh-PerformanceWirelessLANfortheUnlicensedBand,”BellLabsTechnicalJournal，夏季发行，1997年，第118至133页中描述了一种被称为自动速率回退(ARF)的速率适配算法。Lacage等人在“IEEE802.11RateAdaptation：APracticalApproach”，HALarchive，HALId：inria-00070784，2006年5月19日中描述了被称为AdaptiveARF(AARF)的对ARF的改进。Pavon和Choi在2003年IEEE国际通信大会(ICC'03)的会议记录，2003年6月，第1108-1113页的“LinkAdaptationStrategyforIEEE802.11WLANviaReceivedSignalStrengthMeasurement”中描述了一种链路适配算法，该算法基于从接收到的帧测量的接收到信号强度来使发射速率与当前链路状况适配。Bicket在2005年2月麻省理工学院MSc论文的“Bit-rateSelectioninWirelessNetworks”中描述了被称为SampleRate的比特率选择算法。SampleRate以一个比特率发送大多数数据分组，这被认为提供最高的吞吐量。SampleRate以某种其他比特率周期性地发送数据分组，以便更新该比特率丢失率的记录。如果基于其他比特率的记录的丢失率的吞吐量估计高于当前比特率的吞吐量，则SampleRate切换到不同的比特率。以上描述作为本领域中的相关技术的一般概述而被呈现，并且不应被解释为承认其包含的任何信息构成针对本专利申请的现有技术。
技术实现思路
本文描述的实施例提供了一种用于通信设备中的速率适配的方法。该方法包括，在时间间隔期间，通过无线信道向对等通信设备进行以下两者(i)以通信数据速率发射承载用户数据的通信分组，以及(ii)以从通信数据速率得出的信道探测数据速率发射用于探测信道状况的信道探测分组。通信分组的第一统计性能和信道探测分组的第二统计性能在时间间隔上被估计。通信数据速率针对后续时间间隔基于第一统计性能和第二统计性能中的至少一项而被设置的。在一些实施例中，该方法还包括基于通信分组的第一统计性能来决定是否在后续时间间隔中发射所述信道探测分组。在一个实施例中，该方法还包括基于通信分组的第一统计性能来决定是否在后续时间间隔中、相对于该时间间隔增加或减少信道探测数据速率。在一个示例实施例中，该方法还包括：当通信分组的第一统计性能优于第一性能阈值时，在后续时间间隔中、相对于该时间间隔增加用于信道探测分组的信道探测数据速率；当第一统计性能劣于第二性能阈值时，在后续时间间隔中、相对于该时间间隔减少信道探测数据速率；以及当第一统计性能在第一性能阈值和第二性能阈值之间时，决定不在后续时间间隔中发射信道探测分组。在一个公开的实施例中，针对后续时间间隔设置通信数据速率包括：当信道探测分组的第二统计性能优于第一性能阈值时，在后续时间间隔中、相对于该时间间隔增加通信数据速率；当第二统计性能劣于第二性能阈值时，在后续时间间隔中、相对于时间间隔减少通信数据速率；以及当第二统计性能在第一性能阈值和第二性能阈值之间时，将后续时间间隔中的通信数据速率保持为如在该时间间隔中一样。在一些实施例中，该方法还包括：响应于与对等通信设备的链路的初始建立或者在链路的不活动之后，基于从对等通信设备接收的反向信道信号的质量来初始化通信数据速率。在一个实施例中，估计第一统计性能和第二统计性能包括估计指示通信分组和信道探测分组的吞吐量的性能测量。附加地或者备选地，估计第一统计性能和第二统计性能包括估计指示通信分组和信道探测分组的错误率的性能测量。在一个实施例中，估计第一统计性能和第二统计性能仅基于通信分组和信道探测分组的、排除重新发射的第一发射而被执行。在一个公开的实施例中，该方法包括至少在给定时间将通信数据速率设置为与信道探测数据速率不同。根据本文描述的实施例，附加地提供了一种包括发射器和处理器的通信设备。发射器被配置为通过无线信道向对等通信设备发射信号。处理器被配置为：在时间间隔期间，使用发射器向对等通信设备进行以下两者：(i)以通信数据速率发射承载用户数据的通信分组，以及(ii)以从通信数据速率得出的信道探测数据速率发射用于探测信道状况的信道探测分组；在该时间间隔上估计通信分组的第一统计性能和信道探测分组的第二统计性能；以及针对后续时间间隔，基于第一统计性能和第二统计性能中的至少一项来设置通信数据速率。从以下对其实施例的详细描述以及附图中将更全面地理解本公开，其中：附图说明图1是示意性地图示了根据本文描述的实施例的无线局域网(WLAN)的框图；图2是示意性地图示了根据本文描述的实施例的用于图1的WLAN中的速率适配的方法的流程图；以及图3是示意性地图示了根据本文描述的实施例的WLAN链路中随时间的速率适配的示例场景的示图。具体实施方式在各种通信应用中，期望适配利用其通过通信信道发射数据的速率，以考虑信道状况的变化。最佳速率适配过程支持通信系统以按照在任何给定时间可实现的最高可能数据速率操作，同时将通信质量维持在指定的可接受水平。在实践中，最佳速率适配通常难以实现，例如当信道变化快速且强烈时。这样的不稳定的信道状况可能是由于例如发射器或接收器的运动、多路径衰落，由其他同时发射引起的分组冲突和/或来自其他源的干扰。随着可能的数据速率的数目(例如，空间流的数目和调制和编码方案-MCS的数目)的增长，速率适配变得更加成问题。例如，IEEE802.11ax标准规定使用多达八个空间流和多达十二个不同的MCS。评估如此大量的可能的数据速率在计算上是复杂且耗时的，并且如果信道变化太快则可能完全失败。本文描述的实施例提供了用于在WLAN和其他通信系统中执行速率适配的改进的方法和装置。无论空间流的数目和数据速率的可能的数目如何，所公开的技术在存在快速信道变化的情况中都表现良好。然而，所公开的技术并不限于这样的苛刻的条件，而是可用于任何信道。在一些公开的实施例中，通信设备通过无线信道将携带用户数据的通信分组发射给对等通信设备。为了实现快速和可靠的速率适配，通信设备还发射用于探测信道状况的信道探测分组。信道探测分组通常被与通信分组交织，例如，只要通信设备不忙于发射通信分组，就按顺序发射。在一些实施例中，除了服务用于探测信道状况之外，信道探测分组还将用户数据携带给对等通信设备。在其他实施例中，信道探测分组不携带用户数据，并且仅服务用于探测信道状况。在另一些其他实施例中，信道探测分组中的一个或多个信道探测分组携带用户数据，并且一个或多个其他信道探测分组不携带用户数据。信道探测分组通常很小并且以短间隔本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于通信设备中的速率适配的方法，所述方法包括：在时间间隔期间，通过无线信道向对等通信设备进行以下两者：(i)以通信数据速率发射承载用户数据的通信分组，以及(ii)以从所述通信数据速率得出的信道探测数据速率发射用于探测信道状况的信道探测分组；在所述时间间隔上估计所述通信分组的第一统计性能和所述信道探测分组的第二统计性能；以及针对后续时间间隔，基于所述第一统计性能和所述第二统计性能中的至少一个统计性能来设置所述通信数据速率。

【技术特征摘要】
2018.04.24 US 62/662,0721.一种用于通信设备中的速率适配的方法，所述方法包括：在时间间隔期间，通过无线信道向对等通信设备进行以下两者：(i)以通信数据速率发射承载用户数据的通信分组，以及(ii)以从所述通信数据速率得出的信道探测数据速率发射用于探测信道状况的信道探测分组；在所述时间间隔上估计所述通信分组的第一统计性能和所述信道探测分组的第二统计性能；以及针对后续时间间隔，基于所述第一统计性能和所述第二统计性能中的至少一个统计性能来设置所述通信数据速率。2.根据权利要求1所述的方法，还包括：基于所述通信分组的所述第一统计性能来决定是否在所述后续时间间隔中发射所述信道探测分组。3.根据权利要求1所述的方法，还包括：基于所述通信分组的所述第一统计性能来决定是否在所述后续时间间隔中、相对于所述时间间隔增加或减少所述信道探测数据速率。4.根据权利要求1所述的方法，还包括：当所述通信分组的所述第一统计性能优于第一性能阈值时，在所述后续时间间隔中、相对于所述时间间隔增加用于所述信道探测分组的所述信道探测数据速率；当所述第一统计性能劣于第二性能阈值时，在所述后续时间间隔中、相对于所述时间间隔减少所述信道探测数据速率；以及当所述第一统计性能在所述第一性能阈值和所述第二性能阈值之间时，决定不在所述后续时间间隔中发射所述信道探测分组。5.根据权利要求1所述的方法，其中针对所述后续时间间隔设置所述通信数据速率包括：当所述信道探测分组的所述第二统计性能优于第一性能阈值时，在所述后续时间间隔中、相对于所述时间间隔增加所述通信数据速率；当所述第二统计性能劣于第二性能阈值时，在所述后续时间间隔中、相对于所述时间间隔减少所述通信数据速率；以及当所述第二统计性能在所述第一性能阈值和所述第二性能阈值之间时，将所述后续时间间隔中的所述通信数据速率保持为如在所述时间间隔中一样。6.根据权利要求1所述的方法，并且包括：响应于与所述对等通信设备的链路的初始建立或者在所述链路的不活动之后，基于从所述对等通信设备接收的反向信道信号的质量来初始化所述通信数据速率。7.根据权利要求1所述的方法，其中估计所述第一统计性能和所述第二统计性能包括估计指示所述通信分组和所述信道探测分组的吞吐量的性能测量。8.根据权利要求1所述的方法，其中估计所述第一统计性能和所述第二统计性能包括估计指示所述通信分组和所述信道探测分组的错误率的性能测量。9.根据权利要求1所述的方法，其中估计所述第一统计性能和所述第二统计性能仅基于所述通信分组和所述信道探测分组的排除重新发射的第一发射而被执行。10.根据权利要求1所述的方法，包括：至少在给定时间，将所述通信数据速率设置为与所述信道探测数据速率不同。11.一种通信设备，所述方法包括：发射器，所述发射器被配置为通过无线信道向对等通信设备发射信号；以及处理器，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张艳，郑夏宇，余波，江津菁，
申请(专利权)人：马维尔国际有限公司，
类型：发明
国别省市：百慕大群岛,BM