優化無線網絡中的站的能耗的方法
2023-06-04 02:14:01
專利名稱：優化無線網絡中的站的能耗的方法
技術領域：
本發明涉及一種用於優化例如網絡中的諸如筆記本電腦、掌上電腦或行動電話之類的站的能耗的方法，優選地，在根據IEEE標準802.11的無線網絡LAN中，其中站(STA)向接入點發送節能(PS)輪詢。
背景技術：
在無線網絡中，移動站通常是利用電池工作的。因為移動站的能耗代表了關鍵性能因素，所以定義了支持移動站的節能狀態(PSM)的特殊功能。如在IEEE 802.11標準中定義的PSM引入了信標間隔(BI)和下行鏈路延遲之間的相關性。下行鏈路延遲被定義為如下時間段在MAC(MediaAccess Control)層從幀在接入點(AP)上被接收的時間點開始，直到在MAC上由STA成功接收了該幀的時間點為止。信標間隔是信標被AP周期性發送的時間間隔。BI和下行鏈路延遲之間的依賴性可以在某些情況下，某些BI配置導致下行鏈路延遲超過某一限定，從而對於各自的應用不再可以忍受。特別地，如果在像IP的音頻(VoIP)的實時應用中，這就尤為關鍵。
為了去除在BI和下行鏈路延遲之間的依賴性，可以考慮對標準的節能狀態進行不同的修改。例如，可以提出對PS-輪詢的傳輸可以獨立於包含在業務量指示地圖(TIM)中的信息。見由本申請人於2003年2月25日提交的日本專利申請No.2003-046991(於2004年9月16日出版的未審公報No.2004-260386)。
特別是如果AP接收到站的PS-輪詢而沒有在該AP上為該站緩存幀，則會出現問題。應該注意到，根據如在IEEE 802.11標準中定義的節能狀態，提出了通過對相應數據幀的接收或者對確認幀的接收來確認由站發送的PS輪詢。關於有限的能量資源，在以下兩種情況下不利站在發送了PS-輪詢之後或在接收到確認幀之後保持「醒著」，即處在工作狀態，並等待接收數據幀。
結果，節能效率明顯下降。
為了避免該問題，可以發送額外幀(例如空數據幀)，或者可以等待超時信號。在兩種情況下延遲都相對較長。發送空數據幀額外要求系統工作在如下模式通過直接發送各自的數據幀來確認在AP上接收了PS-輪詢。這種模式不是通常使用的模式，因為緩存在接入點上的PSM隊列中的幀具有的優先權高於其它不處在節能模式中的站的幀。除該非公平性之外，不利的是惡意用戶可能發信號通知AP其處於節能狀態，但是實際上它一直發送PS輪詢而保持醒著，因此，它接收幀要比其它站快。
發明內容
本發明聚焦於一種優化上述類型的網絡中的站的能耗的方法，該方法與現有技術中的其它方法相比較，利用簡單的手段實現對該站的更高水平的節能。
根據本發明，通過權利要求1的特徵，優化無線網絡中的站的能耗的方法解決了上述問題。這種方法特徵在於接入點(AP)通過發送確認幀來確認對節能(PS)輪詢的接收，該確認幀包括有向站(STA)說明在接入點(AP)上是否為該站緩存有幀的信息。
根據本發明，首先確認，通過利用確認幀來向發送了輪詢的站直接通知在接入點上是否存在為該站緩存的幀，可以實現對該站的非常有效的能量管理。
根據本發明的方法特徵在於它的簡單性，因為僅使用在IEEE標準802.11的協議中可用的工具。此外，優點是，無需額外的幀(例如空數據幀)或必須等待超時。利用根據本發明的方法，可在接收到PS-輪詢之後立即將該信息隨同確認幀一起被發送，無需等待空閒信道。因此，結果，如果與利用空數據幀或超時信號相比較使延遲最小化，從而顯著提高了節能效率。
應該注意，根據本發明的方法可工作於用於答覆答所接收的PS-輪詢的AP的上述兩種選項，即該方法應用於通過接收相應的數據幀來確認所發送的PS-輪詢的情況，以及應用於通過從AP向站發送確認幀來直接確認的情況。
根據本發明的方法表示一種安全機制，該機制可用於包括標準PSM在內的任何類型的節能狀態，以處理其中站發送了PS-輪詢而沒有在AP上為該站緩存的幀的特別情形。
圖1示出了根據本發明的實施例的無線網絡的示意性框圖；圖2示出了在本發明的實施例中使用的確認幀的格式；圖3A示出了根據本發明的實施例，在站中的能耗優化操作；以及圖3B示出了在站中的傳統的功率控制操作。
具體實施例方式
參照圖1，工作在節能模式中的站(STA)向接入點(AP)發送PS-輪詢，並且響應於所發送的PS-輪詢，從AP接收確認(ACK)幀。通過包括在該ACK幀中的信息來直接通知該站是否在AP上為該站緩存有一個或多個幀。
在特別優選的實施例中，提出了如果隨確認幀一起被發送的信息表明在接入節點上沒有為該站緩存幀，則該站在接收到確認幀之後立即變換到「微睡模式」，即節能模式。由此，就可以將站處於「醒著」狀態的時間縮到最短。
如圖2所示，按優選方式，可以在確認幀的更多數據(More Data)(MD)欄位中存儲表明在接入點上是否存在為該站緩存的幀的信息。不需要改變已經定義在標準中的確認幀的結構，將僅使用在此之前未使用過的欄位—更多數據欄位。
可以通過修改站的功能性來解釋確認幀的更多數據欄位。可以盡最小的力來實現這一點，這是因為站執行的用於解釋確認幀的更多數據欄位的操作與站對數據幀執行的操作是相同的。
在可以很簡單地實現的實施例的上下文中，提出了以單個比特的更多數據欄位來存儲該信息。為了填充確認幀的更多數據欄位而要在AP上執行的改變易於實現。為了填充更多數據欄位而由AP進行的操作與在數據幀的環境中由AP執行的操作一致。因此，實現與數據幀的更多數據欄位相同的結構。
具體而言，如圖2所示，可以提出，如果在AP上沒有為該站緩存數據幀，則對更多數據欄位中的比特分配值0。反之，如果在AP上為該站緩存有一個或多個數據幀，則對該比特分配值1。
參照圖3A，根據該實施例，站(STA)向接入點(AP)發送PS-輪詢，然後從該AP接收確認(ACK)幀。當將值0分配給ACK的更多數據欄位時，意思是在AP中沒有為該站緩存數據幀，控制該站以便在接收到ACK之後立即將該站變換到節能模式，導致沒有進一步的功耗。
相反，如圖3B所示，在站沒有根據本發明的功耗優化功能的情況下，該站在接收到具有值為0的更多數據欄位的ACK之後，仍保持「醒著」，導致繼續消耗功率。
最後，應該注意到，存在以參照從屬於權利要求1的專利權利要求的優選方式，來設計並進一步研究本發明教義的多種可能性。
權利要求
1.一種用於優化網絡中的站的能耗的方法，包括所述站向接入點發送節能輪詢；並且響應於從所述站接收的節能輪詢，接入點向所述站發送回確認幀，以確認對節能輪詢的接收，其中該確認幀包括有向該站說明在該接入點上是否為該站緩存了幀的信息。
2.根據權利要求1所述的方法，其中，如果隨該確認幀一起發送的信息表明在該接入點上沒有為該站緩存的幀，則該站在接收到該確認幀之後立即變換到節能模式。
3.根據權利要求1所述的方法，其中所述信息存儲在所述確認幀的更多數據(More Data)欄位中。
4.根據權利要求3所述的方法，其中對所述站進行功能修改，以解釋確認幀的更多數據欄位。
5.根據權利要求3所述的方法，其中所述信息存儲在單個比特的所述更多數據欄位中。
6.根據權利要求3所述的方法，其中如果在所述接入點上沒有為所述站緩存數據幀，則為所述更多數據欄位中的比特分配值為0。
7.根據權利要求3所述的方法，其中如果在所述接入點上為所述站緩存了一個或多個數據幀，則為所述更多數據欄位中的比特分配值為1。
8.根據權利要求1所述的方法，其中所述站是筆記本電腦、掌上型電腦和行動電話之一的通信終端。
9.根據權利要求1所述的方法，其中所述網絡是根據IEEE標準802.11的無線LAN。
10.一種站中的控制方法，該站可在節能模式下工作，並被允許通過接入點連接到網絡，包括向該接入點發送節能輪詢；響應於所發送的節能輪詢，從所述接入點接收確認幀，其中該確認幀包括用於說明在該接入點上是否為該站緩存了幀的信息；並且基於包括在確認幀中的所述信息來控制所述節能模式。
11.一種用於在接入點中優化站的能耗的方法，其中，站點是在節能模式可以工作的，並且通過接入點允許連接到網絡，包括從所述站接收節能輪詢；並且向所述站發送回一確認幀作為對所述節能輪詢的響應，其中該確認幀包括用於向該站說明在該接入點上是否為該站緩存了幀的信息，其中基於包括在確認幀中的所述信息來控制所述節能模式。
全文摘要
一種用於優化例如網絡中的諸如筆記本電腦、掌上型電腦或行動電話的站的能耗的方法，該網絡優選為根據IEEE標準802.11的WLAN，其中站(STA)向接入點發送節能(PS)輪詢，該方法特徵在於，是關於對具有儘可能低的能耗的站的有效的能量管理，其中接入點(AP)通過發送確認幀來確認對節能(PS)輪詢的接收，該確認幀包括說明在該接入點上是否為該站緩存了幀的信息。
文檔編號H04L12/28GK1738216SQ20051009152
公開日2006年2月22日 申請日期2005年8月18日 優先權日2004年8月19日
發明者澤維爾·佩雷-科斯塔 申請人:日本電氣株式會社