專利名稱：在無線局域網的獨立基本服務集中優化功率管理的設備和方法
技術領域：
本發明涉及在獨立基本服務集無線局域網(WLAN)中的功率管理。更特別地，本發明涉及在電氣與電子工程師協會(IEEE)802.11 IBSSWLAN中的功率管理。最特別地，本發明涉及提供更高的吞吐量，由此對于給定的Ad-hoc通信量指示消息(ATIM)窗口大小優化在IBSSWLAN中的功率使用。
無線局域網(WLAN)正在變為主導的網絡技術。這種普及性的增長起因于對便攜式無線設備和服務于這些設備的通信網絡的需求迅速增長。
所述WLAN支持兩種類型的網絡基礎結構BSS和獨立BSS(IBSS)。基本服務集(BSS)是WLAN的基本構建塊。每個BSS至少由兩個站(STA)組成。
參照
圖1a，所示出的是基礎結構BSS，其中各STA 100經由中央接入點(AP)130進行通信，該中央接入點從信源STA 100接收通信量120并且將通信量120中繼到目的地STA 100。參照圖1b，示出了獨立BSS或IBSS(也稱為Ad-hoc網絡)，其中每個STA 100與其它STA 100在不借助AP的情況下直接地通信(110)。也就是說，由于所有通信量在IBSS中是對等(peer-to-peer)的，所以如果它們在彼此的無線電范圍之內，則Ad-hoc網絡中的每個STA 100可以與另一個STA 100通信。
WLAN的許多應用是用于電池供電的移動設備的。因此WLAN卡的功率消耗是整個IBSS WLAN功率管理中的關鍵因素。例如，IEEE802.11標準的WLAN利用具有沖突避免的載波感測多路接入(CSMA/CA)作為接入方法，這需要所述站在空閑時間期間持續地監視所述介質。結果，在空閑模式中消耗的功率不比在發射或接收模式中消耗的功率少太多。
WLAN中的功率節省是通過允許STA在任何適當時候進入低功耗模式(也就是睡眠模式)來實現的，在這期間，所述WLAN卡不監視介質。應注意到，進入睡眠模式不同于關閉所述WLAN卡，因為比起從睡眠模式喚醒WLAN卡，從關閉狀態開啟所述WLAN卡將花費長得多的時間。
關于功率消耗，典型的WLAN卡在發射模式中消耗1.5w，在接收模式中消耗1.25w，在空閑模式中大約消耗1.12w，以及在睡眠模式中僅僅消耗0.045w。睡眠模式提供相當高的功率節省。然而，盡管在睡眠模式中節省了功率，但在睡眠模式中的STA與所述網絡的其余部分完全隔絕。在睡眠模式中，STA既不能發射也不能接收任何分組。當STA有分組要發射并且目的地STA是在睡眠模式中時出現了問題，就是“如何喚醒目的地STA以使其可以接收所述分組？”也就是說，難題是在當信源站決定發射分組時的正確時間喚醒目的地站。
為了解決這個問題，IBSS WLAN使用Data_Alert消息和Data_Window來執行IBSS的功率管理。圖3示出了IBSS WLAN的操作。以預定的間隔(目標信標傳輸時間(TBTT)330)，所述IBSS的所有STA蘇醒并且進行競爭以把它們的信標310發送出去，因為在IBSS WLAN中的信標生成是分布式的。在IBSS中，每個STA具有準備以TBTT 330發射的信標310，并且與所述IBSS中的所有其它STA進行競爭以使用隨機延遲來接入所述介質。贏得競爭的STA取消所有其它的未決信標傳輸。因此，除信標故障的情況外，每信標間隔300發射一個信標310。
預留緊接在所述信標之后出現的預定長度的窗口作為Data_Alert窗口340，其中僅僅可以發射Data_Alert幀350和確認360。Data_Alert幀350是通信量宣告，其由信源STA使用來通知目的地STA有在信源處緩沖的數據幀等待被發射到該目的地。所述Data_Alert幀350(和它們的確認380)通過作為標準數據幀遵循相同的分布式協調功能(DCF)規則來解決爭用。不能在所述Data_Alert窗口340結束之前發射的Data_Alert幀350在跟隨下一個TBTT 330的下一個信標間隔期間發射。
在Data_Alert窗口340結束之后，如果STA沒有成功發送或接收任何Data_Alert幀350、375，則可以假定在當前信標間隔340期間沒有用于該STA的通信量，由此其可以回到睡眠(低功率模式)，直到下一個TBTT 330。否則，STA開始對數據幀365的發射和對確認370的接收，或者在整個所述信標間隔340期間停留在接收模式中，以便接收數據幀385和發射確認390。應注意，只有在Data_Alert窗口340期間宣告的數據可以在所述Data_Alert窗口340之后發射。功率管理的當前方法需要所述Data_Alert窗口340的大小在IBSS的整個使用壽命期間是固定大小。
現有技術IBSS WLAN的功率管理方案可以概括如下。STA周期地蘇醒一小段時間，在這段時間內，已知每一個其它的STA也是醒著的。在這個周期內，各STA試圖為它們已經緩沖的分組“登記(book)”其目的地STA。在此周期的結尾，STA默認地返回到睡眠，除非在該周期期間它已經登記了任何目的地STA或者已經被登記作為目的地STA。
該現有技術功率管理方案具有以下兩個缺點1)僅僅那些已經明確登記了它們的目的地STA的STA可以在所述信標間隔300的剩余部分345期間發射數據幀；以及2)只要STA已經登記了任何目的地STA或者其已經被登記為目的地STA，該STA就必須在整個信標間隔中保持蘇醒。
因此，需要1)允許使用由STA聽到(overhear)的所聽到的信息(知識)，以及2)只要STA結束所宣告的通信量，就允許STA返回到睡眠。
由于STA在它們醒著的時候不斷地監視所述介質，所以STA聽到其中信源STA“登記”目的地STA的對話。由于在現有技術中已經被登記的STA在整個信標間隔300中保持蘇醒，所以這個所聽到的信息可以用作STA保持蘇醒以發射緩沖的數據幀到某一其它STA已經登記的目的地STA的基礎。然而，為了最小化功率使用，STA應當能在所有宣告的通信量已經由所述STA接收或者發送后進入睡眠。
因此，在本發明的系統和方法中的IBSS WLAN功率管理的本質涉及“知識”——關于目的地STA是否將是醒著的知識。由本發明的系統和方法使用的用以優化IBSS WLAN功率管理的關鍵是對所述知識的最大利用。也就是說，在本發明的系統和方法中，STA利用所述知識，不管所述知識是怎樣獲得的(即，明確的或隱含的)。因此，在一個優選實施例中，如果STA確信其目的地STA是醒著的，則該STA傳送數據幀到所述目的地STA，即使其沒有明確地登記所述目的地STA。
按照用于IBSS WLAN的現有技術功率管理方案，每個被登記的STA確切知道在信標間隔300期間哪些STA將要向其發送分組。在STA B預期從其接收數據幀的所有STA都已經結束發送它們的數據幀到STA B之后，使STA B在信標間隔300中還保持蘇醒是對功率的浪費。
本發明的系統和方法通過以下內容減輕了上述現有技術IBSSWLAN功率管理方案的兩個缺點1)允許STA使用所聽到的信息(知識)；以及2)只要STA結束它們所宣告的通信量，就允許所述STA返回到睡眠(低功率模式)。
在現有技術IEEE 802.11標準中，Data_Alert窗口340是Ad-hoc通信量指示消息(ATIM)窗口，Data_Alert幀350是ATIM幀。此外，在MAC報頭的幀控制字段中的“更多數據”比特僅僅用在基礎結構BSS中。為了解決STA在全部所宣告的通信量之后進入睡眠的問題，本發明的系統和方法的一個優選實施例在IBSS中使用所述“更多數據”比特，以用于功率管理目的。
因此，本發明的設備和方法提供了一個“更多數據”比特，其允許IBSS WLAN的STA利用由STA聽到的、關于已經被“登記”作為目的地STA的STA的信息。所述“更多數據”比特的值1指示在信源STA中至少還有一個幀用于相同的目的地STA，而值0指示此信源STA再沒有用于所述目的地STA的幀。因此，如果至少一個來自一個非登記的STA的數據幀經過，則在所述更多數據比特被設置為1的情況下，該目的地STA保持蘇醒。
本發明的上述及其它特征和優點將從以下在附圖中所示的優選實施例的詳細說明變得明顯。
圖1a說明了一個基礎結構BSS WLAN。
圖1b說明了一個獨立BSS或IBSS WLAN。
圖2說明了按照本發明一個實施例的、在特定IBSS內的每個STA的簡化方框圖。
圖3說明了按照本發明一個實施例的、在IBSS中的功率管理操作。
圖4說明了在Data_Alert窗口開始處的空的目的地列表。
圖5說明了在信源STA已經發送了一個Data_Alert幀到STA1并且聽到了在STA2與STA5之間的成功的登記對話之后的圖4的目的地列表。
圖6說明了在信源STA已經發送了Data_Alert幀到STA3之后的圖5的目的地列表。
圖7說明了在信源STA已經給STA2發送了具有設置為1的“更多數據”指示符的數據幀之后的圖6的目的地列表。
圖8說明了在信源STA已經聽到了發送到STA4/從STA4發送的數據幀之后的圖7的目的地列表。
圖9說明了在Data_Alert窗口開始處的空的目的地列表。
圖10說明了在信源STA從STA10與STA14接收了Data_Alert消息之后的圖9的信源列表。
圖11說明了在信源STA從STA11與STA13接收了數據幀之后的圖10的信源列表，其中所述數據幀各具有設置為1的“更多數據”指示符。
圖12說明了在信源STA從STA10接收了具有設置為0的“更多數據”指示符之后的圖11的信源列表。
在下面描述中，將以舉例而非限制性的方式闡述諸如特定體系結構、功率管理技術等等的具體細節，以便更徹底地了解本發明。然而，對于所屬領域技術人員來說，本發明顯然可以在脫離所闡述的具體細節的其它實施例中實踐。
在國際標準ISO/IED 8802-11中定義的現有技術802.11標準中，1999版本的“Information Technology-Telecommunications andinformation exchange area networks(信息技術——電信與信息交換區域網)”(在此引用其全文以作參考)中，在MAC報頭的幀控制字段中的“更多數據”比特僅僅用在基礎結構BSS中。在一個優選實施例中，本發明的系統與方法在IBSS中使用所述“更多數據”比特，以用于功率管理。
在一個優選實施例中，本發明提供了一種功率節省模式，其中所述“更多數據”比特在由IBSS WLAN的STA發射的引導數據或管理類型幀中是有效的。值1指示至少一個附加的緩沖的數據或管理幀存在于對應于相同目的地STA的信源STA中。值0指示不再有數據或管理幀存在于對應于相同目的地STA的信源STA中。
圖1b說明了將要應用本發明各實施例的代表性網絡。如圖1所示，多個STA 100彼此經由多個無線信道110通過無線鏈接進行通信，使得所有通信量都是對等的。本發明的一個關鍵原理是提供一種優化每個無線STA 100的功率使用的機制，使得在每個信標間隔300內，在所述各STA 100之間發射最大數量的數據幀365，而同時一個STA100或者在整個信標間隔內保持蘇醒，或者只有當其具有待發射和/或接收的幀時才保持蘇醒，否則進入睡眠或低功率模式以節約功率。應當注意到，如果在信標間隔300中的剩余時間350較少，由于在下一個TBTT 330時蘇醒所消耗的功率可能超過通過進入睡眠模式很短時間所節省的功率，所以STA 100可以不進入睡眠模式。而且，應當注意到，為了說明的目的，在圖1b中示出的IBSS網絡是小型的。實際上大多數網絡包括非常大數量的移動STA 100。
參照圖1b與圖2，在圖1b的WLAN內的IBSS的每個STA 100可以包括具有在圖2的方框圖中說明的結構的系統。每個STA 100可以包括接收器200、解調器210、存儲器220、功率管理電路230、控制處理器240、定時器250、調制器260與發射器270。圖2中的示范系統280僅僅用于說明的目的。盡管所述說明可以涉及通常用于描述特定的移動STA的術語，但是所述描述與構思同樣適用于其它處理系統，包括具有與圖2所示不同的體系結構的系統。
在操作中，接收器200與發射器270耦合到天線(未示出)，以分別經由解調器210與調制器260轉換所接收的信號與想要發射的數據。功率管理電路230在處理器240的控制下操作，以便通過確定是否有數據幀要發送/接收來確定所述STA 100應該在給定的信標間隔300的剩余部分345內保持蘇醒還是進入睡眠(低功率模式)，其中確定是否有數據幀要發送/接收是通過(1)明確地“登記”，(2)聽到并隱含地登記，以及(3)由所接收的消息中的“更多數據”比特指示。而且，如果給定信標間隔300的剩余時間340肯定大于預定閾值則一個STA已經決定進入睡眠(低功率模式)，或者所述STA在所述信標間隔300的持續時間內保持蘇醒。所計算的在信標間隔300中的剩余時間是通過從下一個TBTT的時間減去當前時間確定的，后者的值被存儲在存儲器230中。定時器250用來以預定的TBTT 330喚醒睡眠中的STA，以及調度控制處理器240來發送信標，因為在TBTT時所有的STA進行競爭以發送它們的信標。
在一個優選實施例中，每個STA 100保存一個信源STA標識符的列表，根據該列表，該STA預期在給定信標間隔300期間接收分組。在Data_Alert窗口340的結尾處，所述列表由已經在該Data_Alert窗口340期間明確地登記了該STA的各STA的標識符組成。在Data_Alert窗口340之后，STA 100將一個STA添加到所述列表中(如果其尚未在列表中的話)，所述STA 100從所添加的STA中接收具有設置為1的“更多數據”比特的數據或管理幀。另一方面，STA 100從所述列表中刪除一個STA(如果其已經在列表中的話)，所述STA 100從所刪除的STA中接收具有設置為0的“更多數據”比特的數據或管理幀。當所述列表是空的時，所述STA 100對其它STA沒有義務，從而無須保持蘇醒。如果該STA 100本身不具有任何要發送給其它STA的分組，其然后可以進入睡眠以及在下一個TBTT 330處蘇醒，前提是所述信標間隔300的剩余時間345大于一個預定閾值，因為如果睡眠太短的話，與模式切換相關的額外功率消耗可能不節省功率。因此，只有在所預期的睡眠時間大于一個預定閾值的情況下，符合進入睡眠條件的STA才會進入睡眠。
由于無線介質是廣播介質，所以每個STA 100可以在一定范圍內通過所述介質聽到通信量。因此，STA A1有可能在Data_Alert窗口340期間聽到STA A2登記了STA A3。在一個優選實施例中使用這種信息來改善整個IBSS的性能。取決于在所述Data_Alert窗口340之后的各STA的行為，本發明的兩個隨后實施例中的任何一個利用所述所聽到的信息來改善功率管理以及整個IBSS的性能。
1)在Data_Alert窗口340之后保持蘇醒的STA在整個信標間隔300期間保持蘇醒，如在當前標準中定義的那樣。在一個優選實施例中，只要STA A1聽到STA A2在ATIM窗口中登記了STA A3，那么STAA1就知道STA A2與STA A3將在整個信標間隔300內保持蘇醒。因此，在Data_Alert窗口340之后，在信標間隔345的剩余部分期間，STA A1可以發送幀到STA A2或者STA A3，而不用在Data_Alert窗口340中明確地登記它們中的任何一個，并且假定該目的地STA是可用的，就像該目的地STA已被明確地登記了一樣。
因此，每當STA聽到成功的Data_Alert對話(后面跟隨相應確認360的Data_Alert幀350)時，所述STA應當取消導向所述所聽到的Data_Alert對話的任一方的未決Data_Alert幀350(如果有的話)。因此，其結果是較少的Data_Alert幀350通信量，從而會節約功率。
如果STA僅僅聽到Data_Alert確認380，則所述STA應當取消導向所述Data_Alert確認380的發送方的未決Data_Alert幀350(如果有的話)。
如果STA 100僅僅聽到Data_Alert幀350，所述STA 100不應當假定在信標間隔345的剩余部分期間醒著的所聽到的信源或者其預定目的地的任一方的可用性。
在理想情形中，每個目的地STA 100在每個信標間隔300中應當僅僅被登記一次，而不管信源STA的數量。這樣做將減少在Data_Alert窗口340內的Data_Alert 350通信量，從而減少所需要的Data_Alert窗口340大小。由于發射Data_Alert幀350也消耗功率，所以減少Data_Alert幀350通信量意味著較少的開銷功率消耗。另一方面，較小的Data_Alert窗口340留下更多時間用于數據傳輸，從而可以提高吞吐量。
2)在所述ATIM窗口之后保持蘇醒的STA，可以在結束全部所宣告的通信量后返回到睡眠。在一個替換的優選實施例中，當STA A1聽到STA A2登記了STA A3時，STA A1就知道STA A2與STA A3將在Data_Alert窗口340之后保持蘇醒，但是STA A1不知道STA A2和STAA3將會保持蘇醒多長時間。在沒有明確地登記STA A2或STA A3本身的情況下，STA A1不能保證當其向STA A2或STA A3發送幀時它們是醒著的。
盡管存在不確定性，但在所述實施例中，所聽到的信息仍然具有價值。盡管STA A1仍然將登記其具有以之為目的地的通信量的全部目的地STA，但是STA A1通過首先登記它對之一無所知的目的地STA(也就是沒有聽到涉及它們的對話)來給與這些目的地STA優先權。如果所述Data_Alert窗口340不足夠長，則STA A1忽略已經由其它STA登記的STA A3，而不忽略沒有由其它STA登記過的STA A4。最終，STA A1在Data_Alert窗口340結束之后獲得另一個機會來“登記”STAA3，這是通過在STA A2結束發送其導向STA A3的全部幀之前足夠早地給STA A3發送具有設置為1的“更多數據”比特的幀。
所述實施例的基本思想是在有限的Data_Alert窗口340內登記盡可能多的不同目的地STA。
在Data_Alert窗口340之后，如果有的話，每個STA首先試圖發送一個幀到由其它STA而不是由它本身登記的每個STA。由于所述“更多數據”比特被設置為1，這些幀提供了另一個機會來登記所述STA在Data_Alert窗口340期間不能登記的各目的地。STA最不應擔心的是已經在Data_Alert窗口340期間被登記的STA，因為這些STA已經給出了承諾并且無論如何也將保持蘇醒以便接收幀。從另一個角度看，抑制到所登記的各STA的通信量實際上對于其它STA給出了更大的機會窗口以便通過使用“更多數據”比特在Data_Alert窗口340之后進行“登記”。
但是，發送幀到未登記的目的地STA是冒險的。STA應當將失敗的傳輸(或一定數量的失敗傳輸)作為目的地STA不再醒著的指示，以及繼續前進到其下一個目的地STA。
使用信源和目的地STA的列表的實現方式本發明的實現方式的一個優選實施例使用兩個列表信源STA列表和目的地STA列表。
1.由給定STA維持的STA的目的地列表在Data_Alert窗口340開始時，給定的STA確定目的地STA的列表，該給定的STA整在緩沖幀，以便在當前信標間隔期間將所述幀發送到所述目的地STA。假定圖4中示出的五個STA構成由給定STA維持的STA的初始目的地列表。如果可能的話，該給定STA將要登記在目的地列表中的每個STA。應注意到，此刻(在Data_Alert窗口340開始時)尚未發生任何事，也就是說，對應于目的地列表中的各STA的每個條目都是空的，如圖4中說明的那樣。在那之后，每當該給定STA成功地發送Data_Alert幀到目的地列表中的一個STA時，該給定STA把目的地列表中的該目的地STA標記為“已登記”。
同時，每當該給定STA聽到在兩個其它STA之間的Data_Alert對話時，該給定STA把目的地列表中的相應STA標記為“已由其它STA登記”。在Data_Alert窗口340內，該給定STA總是從目的地列表中選擇一個未標記的目的地STA來向其發送Data_Alert，只要在目的地列表中有這種目的地STA即可。只有在目的地列表中的全部目的地STA都被標記為“已登記”或者“已由其它STA登記”之后，所述STA才可以選擇發送Data_Alert幀到被標記為“已由其它STA登記”的目的地STA。
假定為了“登記”STA1作為由給定STA緩沖的至少一幀的目的地STA，該給定STA發送一個Data_Alert幀到目的地STA1，以及聽到在STA2和STA5之間的對話。圖5中說明了所產生的目的地列表。然后該給定STA發送一個Data_Alert幀到STA3以“登記”STA3作為目的地STA，以及把目的地列表中的STA3標記為“已登記”，如圖6所示。
現在，假定當目的地列表看起來如圖6所示時，Data_Alert窗口340結束。所述目的地列表現在由該給定STA使用來判斷要向哪些目的地STA發送數據幀以及以什么次序發送。該給定STA首先發送數據幀到目的地列表中的被標記為“已由其它STA登記”的目的地STA。如果對于一個目的地STA有多于一個的緩沖的幀，則所述數據幀的“更多數據”比特被設置為1，見圖7。一旦所述數據幀被成功地發送，該給定STA把目的地列表中的條目從“已由其它STA登記”改變為“已登記”，因為該目的地STA看到被設置為1的“更多數據”比特，并且保持蘇醒以便從該給定STA接收更多的數據幀。在該給定STA發送任何數據幀到目的地列表中的“已登記”STA之前，該給定STA以這種方式對于目的地列表中的所有“已由其它STA登記”的目的地STA繼續。發送數據幀的這種排序意在為該給定STA提供另一個機會來“登記”各目的地STA以及提高成功概率。
同時，如果所述給定STA聽到去往/來自未標記的STA的數據幀(也就是目的地列表中的STA4)，則所述給定STA應當把STA4標記為“已由其它STA登記”，見圖8。否則，該給定STA不應試圖發送數據幀到目的地列表中的未標記的STA，因為未標記的STA很可能是在睡眠模式中，而未標記的STA很可能不接收任何Data_Alert幀。
一旦在其目的地列表中的全部STA都是“已登記”的，所述給定STA可以以任何次序發送數據幀。
2.由給定STA維持的STA的信源列表所述信源列表包含所述給定STA已經從其接收到通知(也就是“登記命令”)的各STA。在下面例子中，STA10-STA15用來簡化所述說明，然而所述兩個列表絕不是互斥的。
不同于目的地列表，信源列表是空的，以在Data_Alert窗口340開始時開始(見圖9)，并且不需要用于信源列表的標記。在所述Data_Alert窗口340內，如果所述給定STA從一個信源STA接收到Data_Alert幀，所述給定STA添加該信源STA到信源列表中作為信源STA，見圖10。
在Data_Alert窗口340結束之后，如果所述給定STA從一個信源STA接收到具有設置為1的“更多數據”比特的數據幀并且所述信源STA尚未在信源列表中，則所述給定STA在信源列表中添加該信源STA，見圖11。如果所述給定STA從一個信源STA接收到具有設置為0的“更多數據”比特的數據幀，則所述給定STA從其信源列表中刪除該信源STA，見圖12。
一旦所述信源列表是空的，所述給定STA可以假定在當前信標間隔300期間，再沒有別的STA將要發送幀到所述給定STA。然后，在所述給定STA再沒有數據幀要發送給任何其它STA的情況下，如果在該信標間隔中的剩余時間350大于一個預定閾值，則所述給定STA可以返回到睡眠。
現在參照圖3，通常，IEEE 802.11 IBSS WLAN的ATIM是已知的和固定長度的Data_Alert窗口340，以便在所述Data_Alert/ATIM窗口340期間，每個STA 100可以通過給所述IBSS的另一個STA發送Data_Alert/ATIM幀350來向該STA 100告警所述STA 100具有針對該另一個STA的數據。為了功率管理和增加的吞吐量，本發明的系統和方法適用于IEEE 802.11IBSS WLAN。
如從上述內容所清楚看到的那樣，通過利用按照本發明的系統和方法的所聽到的信息，IBSS WLAN的各STA可以實現接近最佳的功率使用，同時對于所述Data_Alert窗口的給定固定大小還伴隨著增加的吞吐量，并且適用于IEEE 802.11IBSS WLAN。
雖然已經連同當前被認為是管理IBSS WLAN中的功率的最佳模式(通過利用在其它STA之間的對話中所聽到的信息，也就是說，所述所聽到的信息被用來在當前信標間隔期間沒有明確地登記目的地STA的情況下從信源STA發送數據幀到目的地STA，以便通過不必發送Data_Alert及其確認來減少帶寬的使用)描述了本發明，但可以理解，本發明不局限于所公開的實施例。相反地，本發明希望覆蓋包括在所附權利要求書的精神和范圍內的各種修改和等效配置。
權利要求
1.一種用于由具有多個無線STA(100)的網絡的一個無線STA(100)進行功率管理的方法，所述多個STA(100)中的每一個能夠是信源(100)和目的地STA(100)的至少其中一個，該方法包括以下步驟(a)當有由一個STA(100)緩沖的至少一個數據幀用于傳遞到一個目的地STA(100)時，由所述STA(100)對所述目的地STA(100)進行登記，其中所述STA(100)是信源STA；當登記已經結束時，執行以下步驟(b)發送由所述信源STA(100)緩沖的任何數據幀(365)到由所述多個STA(100)中的另一個STA(100)登記的目的地STA(100)，(c)當僅僅針對已登記的目的地STA的緩沖的數據幀(365)仍然待由所述信源STA(100)發送時，發送由所述信源STA(100)緩沖的任何數據幀(365)到所述已登記的目的地STA(100)，(d)接收由所述多個STA(100)中的另一個STA(100)發送的由所述另一個STA(100)緩沖的任何數據幀(365)。
2.權利要求1的方法，還包括以下步驟(e)當所述信源STA(100)不具有要發送或接收的數據幀(365)時，所述信源STA(100)在低功率模式中睡眠。
3.權利要求2的方法，其中所述登記步驟還包括以下步驟(a.1)如果所述目的地STA(100)還沒有由任何信源STA(100)登記，則明確地登記所述目的地STA(100)為“已登記”；(a.2)如果是在從包括由一個目的地STA(100)進行的登記確認的組選擇的對話中聽到的、或者是在信源STA(100)和目的地STA(100)之間的成功的登記對話中聽到的，則隱含地登記該未登記的目的地STA(100)為“已由其它STA登記”；以及(a.3)如果是在信源STA(100)和目的地STA(100)之間的成功的登記對話中聽到的，則隱含地登記該未登記的信源STA(100)為“已由其它STA登記”。
4.權利要求3的方法，其中所述登記步驟還包括以下步驟(a.4)當全部目的地STA(100)已經由一個信源STA(100)登記時，并且其中信源STA(100)已經緩沖了至少一個針對所述目的地STA(100)的數據幀365，則明確地登記任何已隱含登記的STA(100)。
5.權利要求4的方法，還包括以下步驟(f)當在信源STA(100)和目的地STA(100)之間聽到數據幀傳輸時，把還沒有由任何信源STA(100)登記的該目的地STA(100)隱含地登記為“已由其它STA登記”。
6.權利要求5的方法，其中所述發送步驟(b)還包括以下步驟(b.1)根據針對所述目的地STA(100)是否緩沖有多于一個的數據幀(365)，分別在所述數據幀中把“更多數據”比特設置為1或0，和(b.2)如果針對所述目的地STA(100)緩沖有多于一個的數據幀(365)，則明確地登記所述目的地STA(100)為“已登記”；以及所述接收步驟(d)還包括以下步驟(d.1)保持蘇醒，直到對于每個所述明確與隱含地登記為目的地STA(100)的STA(100)已經接收了全部數據幀(365)。
7.權利要求6的方法，還包括以下步驟所述多個STA(100)中的全部STA(100)以周期性的預定目標信標傳輸時間(TBTT)(330)蘇醒；在跟隨所述周期性TBTT(330)的稱為信標間隔(300)的固定長度時間周期中執行所述方法，所述信標間隔(300)包括其后緊跟著固定長度剩余周期(345)的固定長度Data_Alert窗口(340)；在所述Data_Alert窗口340期間執行所述登記步驟(a)，其中所述明確登記步驟(a.1)還包括由所述信源STA(100)發送Data_Alert幀(340)到所述目的地STA(100)的步驟(a.1.1)；以及在所述剩余周期(345)期間執行步驟(b)-(f)。
8.權利要求7的方法，其中所述睡眠步驟(e)還包括首先執行以下步驟的步驟(e.1)確定直到下一個TBTT(330)的時間量是否大于一個閾值；以及(e.2)如果所述時間量不大于所述閾值，保持蘇醒直到所述下一個TBTT(330)。
9.權利要求1的方法，還包括以下步驟(g)所述多個STA(100)中的所有STA(100)以周期性的預定目標信標傳輸時間(TBTT)(330)進行競爭以發送信標310；(h)在跟隨所述周期性TBTT(330)的稱為信標間隔(300)的固定長度時間周期中執行所述方法，所述信標間隔(300)包括其后跟隨著固定長度剩余周期(345)的固定長度Data_Alert窗口(340)；(i)在所述Data_Alert窗口340期間執行所述登記步驟(a)，其中所述明確登記步驟(a.1)還包括由所述信源STA(100)發送Data_Alert幀(350)到所述目的地STA(100)的步驟(a.1.1)；以及(j)在所述剩余周期(345)期間執行步驟(a)-(d)。
10.權利要求2的方法，還包括以下步驟(g)所述多個STA(100)中的所有STA(100)以周期性的預定目標信標傳輸時間(TBTT)(330)蘇醒；(h)在跟隨所述周期性TBTT(330)的稱為信標間隔(300)的固定長度時間周期中執行所述方法，所述信標間隔(300)包括其后跟隨著固定長度剩余周期(345)的固定長度Data_Alert窗口(340)；(i)在所述Data_Alert窗口340期間執行所述登記步驟(a)，其中所述明確登記步驟(a.1)還包括由所述信源STA(100)發送Data_Alert幀(350)到所述目的地STA(100)的步驟(a.1.1)；以及(j)在所述剩余周期(345)期間執行步驟(a)-(e)。
11.權利要求10的方法，其中所述睡眠步驟(e)還包括首先執行以下步驟的步驟(e.1)確定直到下一個TBTT(330)的時間量是否大于一個閾值；以及(e.2)如果所述時間量不大于所述閾值，則保持蘇醒直到所述下一個TBTT(330)。
12.權利要求1的方法，其中所述網絡是IEEE 802.11獨立基本服務集(IBSS)無線局域網(WLAN)。
13.一種用于在IEEE 802.11獨立基本服務集(IBSS)無線局域網中節約功率的方法，所述局域網具有包括其后跟隨著數據幀傳輸窗口(345)的Ad-hoc通信量指示消息(ATIM)窗口(340)的信標間隔(300)，該方法包括以下步驟在所述ATIM窗口(340)中執行權利要求1的步驟(a)；以及在所述數據幀傳輸窗口(345)中執行權利要求1的步驟(b)-(d)。
14.一種用于在IEEE 802.11獨立基本服務集(IBSS)無線局域網中節約功率的方法，所述局域網具有包括其后跟隨著數據幀傳輸窗口(345)的Ad-hoc通信量指示消息(ATIM)窗口(340)的信標間隔(300)，該方法包括以下步驟在所述ATIM窗口(340)中執行權利要求10的步驟(a)；以及在所述數據幀傳輸窗口(345)中執行權利要求10的步驟(b)-(j)。
15.權利要求6的方法，其中所述登記步驟(a)還包括以下步驟(a.3)由所述信源STA(100)在目的地列表400中輸入所述目的地STA(100)，以及(a.4)由所述目的地STA(100)在信源列表900中輸入所述信源STA(100)；所述明確登記步驟(a.1)還包括以下步驟(a.1.1)在所述目的地列表400中對于所述目的地STA(100)輸入“已登記”；所述隱含登記步驟(a.2)還包括以下步驟(a.2.1)在所述目的地列表(400)中對于所述目的地STA(100)輸入“已由其它STA登記”；所述接收步驟(d)還包括以下步驟(d.2)如果所接收的數據幀(365)的所述“更多數據”比特是零，則從所述信源列表(900)中刪除一個信源STA(100)，以及所述保持蘇醒步驟(d.1)還包括(d.1.1)如果所述信源列表(900)不是空的就保持蘇醒的步驟。
16.權利要求15的方法，還包括以下步驟所述多個STA(100)中的全部STA(100)以周期性的預定目標信標傳輸時間(TBTT)(330)蘇醒；在跟隨所述周期性TBTT(330)的稱為信標間隔(300)的固定長度時間周期中執行所述方法，所述信標間隔(300)包括其后緊跟著固定長度剩余周期(345)的固定長度Data_Alert窗口(340)；在所述Data_Alert窗口340期間執行所述登記步驟(a)，其中所述明確登記步驟(a.1)還包括由所述信源STA(100)發送Data_Alert幀(365)到所述目的地STA(100)的步驟(a.1.1)；以及在所述剩余周期(345)期間執行步驟(b)-(f)。
17.權利要求16的方法，其中所述睡眠步驟(e)還包括首先執行以下步驟的步驟(e.1)確定直到下一個TBTT(330)的時間量是否大于一個閾值；以及(e.2)如果所述時間量不大于所述閾值，保持蘇醒直到下一個TBTT(330)。
18.一種用于在具有多個無線站(STA)(100)的網絡中進行功率管理的設備，所述多個STA(100)中的每一個能夠是信源STA(100)和目的地STA(100)的至少其中一個，該設備包括所述多個STA(100)中的STA(100)的控制部件(280)，所述控制部件(280)被配置為(a)以預定目標信標傳輸時間(TBTT)(330)周期性地喚醒所述STA(100)；當所述STA(100)蘇醒時以及在所述預定TBTT 330之后(b)當有由一個STA(100)緩沖的用于傳遞到一個目的地STA(100)的至少一個數據幀(365)時，標識所述STA 100作為信源STA(100)，并且登記還不知道由所述多個STA(100)中的另一個STA(100)登記的任何目的地STA(100)；(b)當預定登記時間已經結束時以及在緊跟著的傳輸窗口(345)期間——i.發送由所述信源STA(100)緩沖的任何數據幀(365)到由所述多個STA(100)中的另一個STA(100)登記的目的地STA(100)；ii.當僅僅針對已登記的目的地STA(100)的緩沖的數據幀(365)仍然待由所述信源STA(100)發送時，發射由所述信源STA(100)緩沖的任何數據幀(365)到所述已登記的目的地STA(100)；iii.接收由所述多個STA(100)中的另一個STA(100)發送的由所述另一個STA(100)緩沖的任何數據幀(365)；以及iv.當所述STA(100)沒有要發送或接收的數據幀(365)時，把所述STA(100)置入睡眠模式。
19.權利要求18的設備，其中當發送數據幀(365)時，如果有由所述信源STA(100)針對所述目的地STA(100)緩沖的多于一個的數據幀(365)，則所述控制部件(280)將“更多數據”指示符設置為1，或者如果僅僅有一個數據幀就設置為0；以及所述控制部件(280)保持所述STA(100)醒著，以便接收所述多于一個的數據幀(365)，就如同所述信源STA(100)已經為所述多于一個的數據幀(365)登記了所述目的地STA(100)一樣。
20.權利要求19的設備，其中所述控制部件(280)還被配置為維持信源STA(100)和目的地STA(100)的信源列表(900)和目的地列表(400)，根據所述STA(100)登記了在所述目的地列表(100)中的目的地STA(100)或者另一個STA(100)將所列的STA(100)登記作為目的地STA(100)，所述目的地列表(400)被注釋為“已登記”和“已由其它STA登記”；當所述“更多數據”比特是0時，從所述信源列表(900)中刪除一個信源STA(100)；以及如果所述信源列表(900)不是空的，保持所述STA(100)醒著。
21.權利要求20的設備，還包括存儲器(220)，其中所述信源列表(900)和目的地列表(400)是由所述控制部件(280)維持的。
22.權利要求20的設備，其中對于所聽到的在信源STA(100)和目的地STA(100)之間的登記對話，所述控制部件(280)把所述信源STA(100)和目的地STA(100)的至少其中一個在所述目的地列表(400)中注釋為“已由其它STA登記”；對于所聽到的在信源STA和目的地STA之間的數據幀(365)傳輸，所述控制部件(280)把所述信源STA(100)和目的地STA(100)的至少其中一個在所述目的地列表(400)中注釋為“已由其它STA登記”。
23.權利要求18的設備，其中所述網絡是IEEE 802.11獨立基本服務集(IBSS)無線局域網(WLAN)；所述預定登記間隔是Ad-hoc通信量指示消息(ATIM)窗口(340)；所述預定登記間隔和所述緊隨著的傳輸窗口是信標間隔(300)；以及目的地STA(100)是由給所述目的地STA(100)發送ATIM幀(350)的信源STA(100)登記的。
全文摘要
本發明提供了一種用于在獨立基本服務集無線局域網(WLAN)中功率管理的設備和方法。本發明使用由無線站進行的明確登記和通過由所述無線站聽到登記和數據幀傳輸對話而進行的隱含登記，以便實現更高的吞吐量，由此對于給定的Ad－hoc通信量指示消息(ATIM)窗口大小優化在IBSS WLAN中的功率使用。
文檔編號H04L12/56GK1754354SQ200480005229
公開日2006年3月29日 申請日期2004年2月23日 優先權日2003年2月27日
發明者Z·鐘, S·蔡 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司