TWI507881B - 通訊裝置與設置資料傳輸的方法 - Google Patents

Description

通訊裝置與設置資料傳輸的方法

本發明係關於通訊系統，特指一種根據通訊裝置所連接之主機之連接介面的介面規格來進行傳輸設置的通訊裝置以及相關設置方法。

在習知通訊系統中，傳送機的設計是根據通道品質來決定調變和編碼方案(Modulation and Coding Scheme,MCS)、空間流(Spatial Stream)個數、以及傳輸功率等級(Transmission Power Level)等相關的傳輸選項的設置，藉此達到通道頻寬之最佳利用率。

以傳送機為基礎的通訊裝置通常用來作為系統中的一個資料傳輸介面，並透過主機控制介面(Host Control Interface,HCI)與系統中的主機進行連接。在不同應用中，通訊裝置可能採用基於不同規格標準所設計的主機控制介面。舉例來說，在筆記型電腦的應用中，通訊裝置可能採用基於快捷外設互聯標準(Peripheral Component Interconnect Express,PCI-E)所設計的主機控制介面與主機進行連接；而在智慧型手機的應用中，通訊裝置可能採用基於安全數位輸入輸出介面標準(Secure Digital Input/Output,SDIO)所設計的主機控制介面與主機進行連接。另外，若通訊裝置為外接式的介面時，則可能採用基於通用序列匯流排標準(Universal Serial Bus,USB)所設計的主機控制介面與主機進行連接。為了滿足各種應用層面上的需求，現今的通訊裝置通常具備符合多種不同標準的主機控制介面。

鑒於主機控制介面的多樣性，在設計的通訊裝置時必須需要考慮相容性的問題，例如：以USB版本3.0作為主機控制介面的通訊裝置需要能辨識出包含1.1、2.0以及3.0等不同版本的主機端的連接介面，或者是有能力辨識出分別基於USB標準與PCI-E標準所設計的主機端連接介面。然而，不同的主機端連接介面的介面規格對功耗有著不同的限制，例如，在USB 2.0的介面規格中，其僅允許連與其連接的裝置的功耗在2.5W以下，但是在USB 3.0的介面規格中，則允許4.5W以下的功耗。也就是說，透過USB 2.0的主機控制介面與主機連接的通訊裝置的功耗不得超過2.5W，或者是透過USB 3.0的主機控制介面與主機連接的通訊裝置的功耗不得超過4.5W。

由上可知，由於主機控制介面的多樣性，通訊裝置必須具備一套機制，該機制能同時依據主機控制介面的不同以及通道品質來決定各種傳輸選項的設置。

為了解決以上問題，本發明提出一種根據主機端之連接介面之介面規格來決定傳送電路之傳輸功率等級設置，以及其他傳輸選項的設置的概念。其中，本發明主要根據跟介面規格所定義的功率限制，來決定出多個可行的傳輸設置。接著，再進一步根據通道品質，自該些傳輸設置中決定較佳的傳輸設置，之後，傳送電路再根據這個傳輸設置來進行資料傳輸。

本發明之一實施例提供一種通訊裝置，該通訊裝置包含：複數個主機控制介面、一介面偵測電路以及一傳送電路。該些主機控制介面用以選擇性地連接至一主機之一連接介面。該介面偵測電路耦接該些複數個主機控制介面，並用以判斷該連接介面之一介面規格，產生一偵測結果。該傳送電路耦接該介面偵測電路，支援複數個傳輸功率等級，並用以依據該偵測結果 決定複數個傳輸設置，以自該複數個傳輸設置中選擇一者與一接收端進行資料傳輸，其中每一傳輸設置決定該傳送電路之一傳輸功率等級設置。

本發明之另一實施例提供一種設置資料傳輸的方法，該方法包含：連接至一主機之一連接介面；判斷該連接介面之一介面規格，產生一偵測結果；依據該偵測結果決定複數個傳輸設置，該些傳輸設置用於設置支援複數個傳輸功率等級之一傳送電路；以及自該些傳輸設置中選擇一者設置該傳送電路，使該傳送電路與一接收端進行資料傳輸，其中每一傳輸設置決定該傳送電路一傳輸功率等級設置。

透過上述的方式，可令具有多重傳主機控制介面之傳送電路，更有效率地進行傳輸設置以及決定傳輸功率等級。

100‧‧‧通訊裝置

110_1~110_N‧‧‧主機控制介面

120‧‧‧介面偵測電路

130‧‧‧傳送電路

135‧‧‧功率放大器

140‧‧‧檢測電路

200‧‧‧主機

210‧‧‧連接介面

300‧‧‧接收端

410~440‧‧‧步驟

第1圖為本發明一實施例之通訊裝置的功能方塊圖。

第2圖為本發明一實施例之設置資料傳輸的方法的流程圖。

第3圖為本發明一實施例之決定傳輸設置的流程圖。

第4圖為本發明一實施例之決定傳輸設置的流程圖。

第5圖為本發明一實施例之決定傳輸設置的流程圖。

本發明之一實施例提供一種通訊裝置，請參考第1圖。如圖所示，通訊裝置100包含：複數個主機控制介面HCI 110_1~110_N、一介面偵測電路120以及一傳送電路130。主機控制介面HCI 110_1~110_N中之一者用以選擇性地連接至主機200之連接介面210。介面偵測電路120耦接主機控制介面HCI 110_1~110_N，並用以判斷連接介面210之一介面規格，從而產生 一偵測結果S_Det。傳送電路130耦接介面偵測電路120，並且支援複數個傳輸功率等級，其用以依據偵測結果S_Det決定複數個傳輸設置，並自該複數個傳輸設置中選擇一者與一接收端300進行資料傳輸，其中每一傳輸設置決定一傳輸功率等級設置，該傳輸功率等級設置主要決定傳送電路130中之一功率放大器135之平均傳輸功率(傳送電路可能包含多個功率放大器135)。

於一實施例中，傳輸設置包含下表中各種設置項目，每一傳輸設置可用於設置傳輸電路130，進而於不同傳輸需求中達到不同的傳輸效率。其中，每一傳輸設置包含調變類型的設置、空間資料流個數的設置，編碼率(coding rate)的設置以及傳輸功率等級的設置。其中，由於不同的調變類型的容錯程度不同，越高階的調變類型對錯誤寬容度(以錯誤向量強度(Error vector magnitude,EVM)為標準，dB為單位)越低，因此，不同調變類型所能使用的最大傳輸功率等級也有所不同。

由於傳送電路130支援的多種不同設置選擇，所以會有相當多種組合可用來設定傳送電路130。因此，傳送電路130會先依據偵測結果S_Det來決定多個可用的傳輸設置。其中，偵測結果S_Det將指出目前所連接至的主機200之連接介面210的介面規格，以及這個介面規格所允許的功耗上限。根據介面規格的功耗限制，傳送電路130會從上表中所能得到組合來選出可用的傳輸設置，當主機200之連接介面210相容於多種介面規格時，則以當前運作的介面規格為主。舉例來說，當主機200之連接介面210運作於USB 3.0模式時，該介面規格的功耗上限為4.5W，那麼傳送電路130從所有可能的設置組合中選擇出功耗小於4.5W的傳輸設置，並且再從中選擇一者與接收端300進行資料傳輸。傳輸設置的選擇性將隨著介面規格的功耗限制有所不同，舉例來說，當主機200之連接介面210運作於USB 2.0模式時，因該介面規格的功耗上限僅有2.5W，傳送電路130所能選擇的傳輸設置的數量將會小於主機200之連接介面210運作於USB 3.0的介面規格時所能選擇之數量。另外，由於空間資料流的個數直接決定功率放大器的個數，因此，當傳輸設置中採用較多的空間資料流個數的設置時，為了滿足連接介面210的功耗限制，傳送電路130僅能選擇較低的傳輸功率等級來設置功率放大器135。

於一實施例中，通訊裝置100又包含檢測電路140。檢測電路140用以依據傳送電路130與接收端300之間的通道品質來產生一檢測結果S_quality。傳送電路130進一步依據檢測結果S_quality，自先前所選出的多個傳輸設置中選擇一者進行設定，從而與接收端300進行資料傳輸。其中，傳送電路130會根據代表通道品質的檢測結果S_quality來選擇最適當的傳輸設置。一般來說，可以衡量通道品質的參數有很多，但在傳送端可以直接得知的就是重傳比例(retry ratio)。因此，若是當傳送電路130依據檢測結果S_quality得知目前重傳比例較高時，則傳送電路130會從透過偵測結果S_Det 所決定的多個傳輸設置中，選擇能降低重傳比例的傳輸設置來進行設定。舉例來說，若在前述過程中，傳送電路130根據偵測結果S_Det選出的傳輸設置如下：

那麼，傳送電路130可能會選擇以下的傳輸設置來進行傳輸，因為這個傳輸設置會有較高的傳輸速率以及可以選擇較高的最大傳輸功率等級。

另外，若是傳送電路130根據這個傳輸設置進行設定後，並且與 接收端300開始資料傳輸，但重傳比例偏高或重傳比例仍不理想時，則傳送電路130可能採用較低階的調變類型來進行資料傳輸，直到獲得較佳的重傳比例，例如採用以下的傳輸設置：

這是因為低階的調變類型可以允許較高的最大傳輸功率等級，可有效降低重傳比例。

除了以上範例所提到的重傳比例之外，通道品質可能還基於以下參數中之至少一者來決定：接受訊號強度指標(receive signal strength indicator)、訊雜比、錯誤向量量測(error vector measurement)、通道狀態資訊(channel state Information)、封包錯誤率(packet error rate,PER)以及位元錯誤率(bit error rate)。另外，雖然以上所列出的傳輸設置中採用了特定類型的調變、特定範圍的編碼率、空間資料流個數以及傳輸功率等級，但這些內容僅作為說明之用，而非發明範疇的限制。

在本發明一實施例中，在傳送電路130參考偵測結果S_Det來選出多個傳輸設置之前，傳送電路130可能會事先決定複數個預設傳輸設置。其中，傳送電路130可能依據主機200之傳輸介面210的介面規格所決定之一傳輸速率，來選出預設傳輸設置。舉例來說，在USB 3.0的介面規格中，其所能達到的最大傳輸速率為5Gbps，因此，傳送電路130可能預先自所有 設置組合中，選擇出傳輸速率不大於5Gbps的傳輸設置來作為預設傳輸設置，這樣做的目的是為了增進決定傳輸設置過程的效率，並且可避免主機200在接收通訊裝置100之資料的過程中，發生緩衝器溢位的問題。

除此之外，傳送電路130也會基於其他原因，事先決定預設傳輸設置。像是通訊裝置100的內部電路元件的整體功耗，例如其中的傳送電路130的功耗、功率放大器135的功耗、或者是檢測電路140的功耗、以及介面偵測電路120的功耗等。由於這是在傳送電路130尚未開始進行資料傳輸前，便可得知的參數，因此若是事先得知當傳送電路130採用某些傳輸設置會致使通訊裝置100的功耗超出所有主機控制介面HCI 110_1~110_N之介面規格的功率限制時，則傳送電路130在未得知偵測結果S_Det之前，便會剔除這些傳輸設置，選出不會令通訊裝置100的功耗超出範圍的預設傳輸設置。再者，系統層級的功耗要求也可能是決定預設傳輸設置的因素之一。舉例來說，當主機200運作於一待機模式或者是一網路喚醒(Wake-on-LAN)模式時，主機200會對整個系統有特定的功耗要求，其相較於正常運模式下來得低，因此通訊裝置100也必須運作於這樣的操作模式下，並降低其功耗。在這種情形下，傳送電路130也會在尚未得知偵測結果S_Det之前，剔除令通訊裝置100之功耗超過系統功耗要求的傳輸設置，選出可令通訊裝置100之功耗滿足系統功耗要求的預設傳輸設置。

於本發明不同實施例中，複數個主機控制介面HCI 110_1~110_N可能包含有各種基於不同介面規格所設計的傳輸介面，以便提升通訊裝置100的相容性。例如，於一實施例中，主機控制介面HCI 110_1~110_N包含對應於不同世代之快捷外設互聯標準的複數個主機控制介面，如此一來，通訊裝置100可相容於不同世代之快捷外設互聯標準的主機端連接介面。於另一實施中，主機控制介面HCI 110_1~110_N可能又包含對應於為不同世代之通用 序列匯流排標準的複數個主機控制介面。於又一實施例中，主機控制介面HCI 110_1~110_N可能還包含對應於為不同世代之安全數位輸入輸出介面標準的複數個主機控制介面。此外，於再一實施例中，主機控制介面HCI 110_1~110_N可能同時包含多個對應於不同標準之主機控制介面，例如，同時包含對應於快捷外設互聯標準、通用序列匯流排標準以及安全數位輸入輸出介面標準的主機控制介面，進而相容於更多且更廣泛的主機端連接介面。請注意，以上所列舉之介面標準，並非本發明主機控制介面HCI 110_1~110_N在應用上的限制。本發明所屬領域之技術人士應當能從上述說明中明瞭，即使採用了上述範例以外的介面標準來實現主機控制介面HCI 110_1~110_N，也不會影響本發明所能達到的技術效果，因此這些基於發明精神的變化當屬本發明之範疇。

基於上述的通訊裝置，本發明另一實施例提供一種用於設置資料傳輸的方法，該方法可用於設置一傳送電路所進行的資料傳輸操作，請參考第2圖所示的流程圖。首先，在步驟410之中，先將該傳送電路連接至一主機之一連接介面。接著，當連接至該連接介面之後，步驟420會判斷該連接介面之一介面規格，產生一偵測結果。當該偵測結果被產生後，步驟430依據該偵測結果決定用以設置該傳送電路複數個的傳輸設置，其中該些傳輸設置可用於設置該傳送電路所支援複數個傳輸功率等級。接著，在步驟440中，會進一步自該些傳輸設置中選擇一者來設置該傳送電路，使該傳送電路得以與一接收端進行資料傳輸。於一實施例中，每一傳輸設置至少決定該傳送電路之一傳輸功率等級設置。由於以上各步驟的原理與操作細節已於上述，在此省略重複敘述。

於本發明方法之一實施例中，又包含有：步驟450：依據該傳送電路與該接收端之間的通道品質來產生一 檢測結果。

這個步驟可被加入第2圖所示之流程圖中，任何兩個步驟之間。此時，步驟440將會進一步依據該檢測結果，以自該些傳輸設置中選擇一者來進行資料傳輸。

於本發明方法之一實施例中，步驟430又包含有第3圖所示的子步驟431與步驟432，分別為：步驟431：依據該介面規格所決定之一傳輸速率決定複數個預設傳輸設置；以及步驟432：依據該偵測結果自該些預設傳輸設置中決定該些傳輸設置。

於本發明方法之一實施例中，步驟430又包含有第4圖所示的子步驟433與步驟434，分別為：步驟433：依據該傳送電路所包含之電路元件之規格決定複數個預設傳輸設置；以及步驟434：依據該偵測結果自該些預設傳輸設置中決定該些傳輸設置。

於本發明方法之一實施例中，步驟430又包含有第5圖所示的子步驟435與步驟436，分別為：步驟435：依據該傳送電路當前之一操作模式之功耗決定複數個預設傳輸設置；以及步驟436：依據該偵測結果自該些預設傳輸設置中決定該些傳輸設置。其中，該操作模式可能包含待機模式以及網路喚醒模式。

由於本發明方法的步驟的原理與操作細節皆與本發明的通訊裝置運作概念相同，故在此省略重複敘述。再者，於本發明不同實施例中，該介面規格可能對應於快捷外設互聯標準、通用序列匯流排標準或者是安全數位輸入輸出介面標準等。

基於以上的發明，本發明可令通訊裝置達到符合介面規格的功耗限制，並且兼具傳輸速率以及傳輸功率最佳化之目的。

100‧‧‧通訊裝置

110_1~110_N‧‧‧主機控制介面

120‧‧‧介面偵測電路

130‧‧‧傳送電路

135‧‧‧功率放大器

140‧‧‧檢測電路

200‧‧‧主機

210‧‧‧連接介面

300‧‧‧接收端

Claims (21)

1. 一種通訊裝置，包含：複數個主機控制介面(host control interface)，用以選擇性地連接至一主機之一連接介面；一介面偵測電路，耦接該些複數個主機控制介面，用以判斷該連接介面之一介面規格，產生一偵測結果；以及一傳送電路，耦接該介面偵測電路，支援複數個傳輸功率等級，用以依據該偵測結果決定複數個傳輸設置，並自該複數個傳輸設置中選擇一者與一接收端進行資料傳輸，其中每一傳輸設置決定該傳送電路之一傳輸功率等級設置。
2. 如申請專利範圍第1項所述之通訊裝置，其中該傳送電路支援至少一種調變類型、至少一種編碼率以及至少一種空間資料流(spatial stream)個數，並且每一傳輸設置又決定一調變類型設置、一編碼率設置以及一空間資料流個數設置。
3. 如申請專利範圍第1項所述之通訊裝置，另包含：一檢測電路，用以依據該傳送電路與該接收端之間的通道品質來產生一檢測結果，該傳送電路依據該檢測結果，自該些傳輸設置中選擇一者來進行資料傳輸。
4. 如申請專利範圍第3項所述之通訊裝置，其中該檢測電路依據該傳送電路所統計之一重試比例(retry ratio)、以及該接收端所統計之一接受訊號強度指標(receive signal strength indicator)、一訊雜比、一錯誤向量量測(error vector measurement)、一通道狀態資訊(channel state Information)、一封包錯誤率(packet error rate,PER)以及位元錯誤率(bit error rate)中至少一者來 產生該檢測結果。
5. 如申請專利範圍第1項所述之通訊裝置，其中該傳送電路依據該偵測結果以自複數個預設傳輸設置中決定該些傳輸設置，該些預設傳輸設置係依據該介面規格所決定之一傳輸速率所決定。
6. 如申請專利範圍第1項所述之通訊裝置，其中該傳送電路依據該偵測結果以自複數個預設傳輸設置中決定該些傳輸設置，該些預設傳輸設置係依據該通訊裝置所包含之電路元件之規格所決定。
7. 如申請專利範圍第1項所述之通訊裝置，其中該傳送電路依據該偵測結果以自複數個預設傳輸設置中決定該些傳輸設置，該些預設傳輸設置係依據該通訊裝置當前之一操作模式之功耗所決定。
8. 如申請專利範圍第1項所述之通訊裝置，其中該些主機控制介面包含對應於為不同世代之快捷外設互聯標準(Peripheral Component Interconnect Express,PCI-E)的複數個主機控制介面。
9. 如申請專利範圍第1項所述之通訊裝置，其中該些主機控制介面包含對應於為不同世代之通用序列匯流排標準(Universal Serial Bus,USB)的複數個主機控制介面。
10. 如申請專利範圍第1項所述之通訊裝置，其中該些主機控制介面包含對應於為不同世代之安全數位輸入輸出介面標準(Secure Digital Input/Output,SDIO)的複數個主機控制介面。
11. 如申請專利範圍第1項所述之通訊裝置，其中該些主機控制介面包含對 應於快捷外設互聯標準、通用序列匯流排標準以及安全數位輸入輸出介面標準的複數個主機控制介面。
12. 一種用於設置資料傳輸的方法，包含：連接至一主機之一連接介面；判斷該連接介面之一介面規格，產生一偵測結果；依據該偵測結果決定複數個傳輸設置，該些傳輸設置用於設置支援複數個傳輸功率等級之一傳送電路；以及自該些傳輸設置中選擇一者設置該傳送電路，使該傳送電路與一接收端進行資料傳輸，其中每一傳輸設置決定該該傳送電路之一傳輸功率等級設置。
13. 如申請專利範圍第12項所述之方法，其中該傳送電路支援至少一種調變類型、至少一種編碼率以及至少一種空間資料流(spatial stream)個數，並且每一傳輸設置又決定一調變類型設置、一編碼率設置以及一空間資料流個數設置。
14. 如申請專利範圍第12項所述之方法，另包含：依據該傳送電路與該接收端之間的通道品質來產生一檢測結果；以及利用該傳送電路以自該些傳輸設置中選擇一者的步驟包含：依據該檢測結果自該些傳輸設置中選擇一者來進行資料傳輸。
15. 如申請專利範圍第14項所述之方法，其中依據該傳送電路與該接收端之間的通道品質來產生該檢測結果的步驟包含：依據該傳送電路所統計之一重試比例(retry ratio)、以及該接收端所統計之一接受訊號強度指標(receive signal strength indicator)、一訊雜比、 一錯誤向量量測(error vector measurement)、一通道狀態資訊(channel state Information)、一封包錯誤率(packet error rate,PER)以及位元錯誤率(bit error rate)中至少一者來產生該檢測結果。
16. 如申請專利範圍第12項所述之方法，其中依據該偵測結果決定該些傳輸設置的步驟包含：依據該介面規格所決定之一傳輸速率決定複數個預設傳輸設置；以及依據該偵測結果自該些預設傳輸設置中決定該些傳輸設置。
17. 如申請專利範圍第12項所述之方法，其中依據該偵測結果決定該些傳輸設置的步驟包含：依據該傳送電路所包含之電路元件之規格決定複數個預設傳輸設置；以及依據該偵測結果自該些預設傳輸設置中決定該些傳輸設置。
18. 如申請專利範圍第12項所述之方法，其中依據該偵測結果決定該些傳輸設置的步驟包含：依據該傳送電路當前之一操作模式之功耗決定複數個預設傳輸設置；以及依據該偵測結果自該些預設傳輸設置中決定該些傳輸設置。
19. 如申請專利範圍第12項所述之方法，其中該介面規格對應於快捷外設互聯標準。
20. 如申請專利範圍第12項所述之方法，其中該介面規格對應於通用序列匯流排標準。
21. 如申請專利範圍第12項所述之設置方法，其中該介面規格對應於安全數位輸入輸出介面標準。