用于提供多媒体同轴联盟功率管理策略的系统和方法

摘要

本发明涉及用于实现降低通过共轴网络连接的MoCA装置的功率消耗的方法和系统。根据本发明的方法包括，在具有多个网络模块的家庭网络中，所述多个网络模块中的一个为网络控制器，所述多个网络模块中的每一个都连接到同轴主干上，并在所述多个网络模块中通过所述同轴主干通信。所述方法进一步包括使用主模块从所述多个网络模块接收宽带发送脉冲的请求，所述请求通过同轴电缆主链发送。当到通过所述共轴主干直接向其他网络模块发送脉冲时，所述主模块可为所述多个网络模块建立发送机会的顺序以供其遵循。所述方法也可包括使用主模块在运行功率状态和待机功率状态之间触发每个网络模块，所述待机功率状态包括活跃模式和空闲模式。

说明书

技术领域

本发明涉及信息网络，更具体地说，涉及通过例如同轴电缆之类的通信线路来发送信息，例如多媒体信息，从而形成通信网络。

背景技术

使用同轴电缆的家庭网络技术已经为人们所知。多媒体同轴联盟(MoCA^TM)，在其网站mocalliance.org上，提供了通过家庭中的现有同轴电缆来进行数字视频和娱乐的联网的合适规范(MoCA1.1)，其中所述家庭分布在开放式成员中。MoCA1.1规范通过引用，全文合并于此。

家庭网络通过同轴电缆接入大量家庭同轴电缆可利用的未使用宽带。美国70％以上的家庭都在家庭基础设施中安装了同轴电缆。许多家庭在一个或多个使用网络的主要娱乐地点都具有同轴电缆，例如，家庭活跃室、多媒体区、以及主卧室。家庭网络技术允许房主将这个基础设施作为网络系统使用，并采用该高质量的服务(QoS)来传递其他娱乐和信息程序。

采用同轴电缆的家庭网络技术提供了高速(270mbps)、高质量服务、以及防护有线连接的先天安全性和包级加密的状态。同轴电缆设计用于携载高带宽视频。今天，它通常被用于安全传输数百万美元的按次计费和按天付费的视频内容。采用同轴电缆的家庭网络也可被用作多个无线接入点的主链，该无线接入点用于将无线网络延伸到用户的整个家庭。

采用同轴电缆的家庭网络通过现有的同轴电缆，提供到某些地方的相容的、高吞吐量的、高质量的连接，在这些地方，视频设备位于家庭内。采用同轴电缆的家庭网络提供了用于数字娱乐的主要链接，也可与其他有线或者无线网络一致，从而在家庭中扩展娱乐体验。

目前，采用同轴电缆的家庭网络采用例如ADSL和VDSL或者光纤到户(FTTH)之类的接入技术来工作。这些技术通常通过双绞线或者光纤接入家庭，对于ADSL来说在几百千赫到8.5MHz的频带运作，对于VDSL来说在12MHz的频带运作。当服务通过xDSL或者FTTH到达家庭，它们可通过采用同轴电缆技术和家庭同轴电缆的家庭网络路由到视频设备。电缆功能，例如视频、声音和互联网访问，都可由电缆运营商通过同轴电缆提供给家庭，并使用在家庭内运行的同轴电缆到达位于家庭的不同房间的单个电缆服务使用设备。通常，采用同轴电缆类型功能的家庭网络与电缆功能在不同的频率上并行运行。

期望采用与MoCA家庭网络连接的MoCA设备来实现最大的功率节省。

发明内容

一种采用与MoCA家庭网络连接的MoCA设备来实现最大功率节省的系统和/或方法，结合至少一幅附图所示和/或描述，在权利要求中更完整地列出。

根据一方面，提供了一种采用同轴电缆的网络，所述网络包括：

网络控制器；

多个网络节点，每个网络节点都包括集成电路，每个集成电路都包括多个电路模块；

其中每个所述网络节点都被配置为处于：

运行功率状态；以及

待机功率状态，所述待机功率状态包括活跃模式和空闲模式；且

在所述活跃模式，网络节点被配置为发送和/或接收信息数据包；以及

在所述空闲模式，网络节点被配置为保持连接到所述网络，同时为一

部分电路模块断电，从而减少网络节点的功率消耗。

优选地，每个所述网络节点都被配置为，在预定数量的媒体存取计划(MAP)后，从空闲模式切换到活跃模式。

优选地，每个所述网络节点被配置为在网络信标信号后，从空闲模式切换到活跃模式。

优选地，每个所述网络节点被配置为通过到所述网络的链路接收中断信号。

优选地，所述电路模块的一部分包括将时钟信号提供给数字PHY层的时钟部分。

优选地，所述电路模块的一部分包括将时钟信号提供给多媒体存取控制器层的时钟部分。

根据本发明的一方面，提供了一种在家庭网络中、通过同轴电缆主链在多个网络模块之间通信的方法，所述家庭网络包括所述多个网络模块，所述多个网络模块的其中一个是网络控制器，所述多个网络模块中的每一个都连接到同轴电缆主链；所述方法包括：

使用主模块从所述多个网络模块接收宽带发送脉冲的请求，所述请求通过同轴电缆主链发送；

建立多个网络模块的发送机会的顺序，以跟踪何时通过同轴电缆主链将脉冲直接发送到其它网络模块；以及

使用主模块在运行功率状态和待机功率状态之间触发每个网络模块，所述待机功率状态包括活跃模式和空闲模式；其中：

在所述活跃模式，网络节点被配置为发送和/或接收信息数据包；以及

在所述空闲模式，网络节点被配置为保持连接到所述网络，同时为一

部分电路模块断电，从而减少网络节点的功率消耗。

优选地，所述方法还包括在预定数量的媒体存取计划(MAP)后，将网络模块从空闲模式切换到活跃模式。

优选地，所述方法还包括在网络信标信号后，将网络模块从空闲模式切换到活跃模式。

优选地，所述方法还包括将网络模块配置为通过到所述网络的链路接收中断信号。

优选地，所述方法还包括选通提供给数字PHY层的时钟信号。

优选地，所述方法还包括选通提供给MAC层的时钟信号。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是MoCA核心模块的示意图；

图2是现有的MoCA节点(EN)进入待机状态的运行序列示意图；

图3是EN重新进入运行状态的运行序列示意图；

图4是发送到处于待机状态的EN的运行序列的另一个实施例的示意图；

图5示出了系统的示范实施例，所述系统可使用此处描述的方法来减少MoCA网络中的功率消耗；

图6是根据本发明的待机状态的运行示意图；

图7是本据本发明的待机节点的运行序列的示意图；

图8是根据本发明的系统中的网络设备的功率关联性的示意图；

图9是根据本发明的功率状态转换序列的示意图；

图10是根据本发明、参与周期性链路维护操作(LMO)的MoCA节点的活跃待机/空闲待机模式转换的示意图；

图11是本发明的数据处理系统中的单芯片模块或多芯片模块的示意图。

具体实施方式

在以下对各实施例的描述中，参照了附图，该附图形成本说明书的一部分，其中以示意性的方式示出了可实施本发明的不同实施例。应该理解，也可利用其它的实施例，并可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，做出结构和功能上的修改。

本技术领域的人员将会理解，根据以下公开的内容，在此描述的各方面可作为方法、数据处理系统、或者计算机程序产品实施。因此，这些方面可采取完全硬件的实施例、完全软件的实施例或者结合软件和硬件方面的实施例。此外，这些方面可以采取计算机程序产品的形式，所述计算机程序产品被一个或多个具有计算机可读存储代码的计算机可读存储媒介存储；或者采取嵌入在存储媒介上或内部的指令的形式。可利用任何合适的计算机可读存储媒介，包括硬盘、CD-ROM、光学存储设备、磁存储设备、和/或其任何组合。

此外，表示如在此描述的数据或事件的各种信号可以以通过信号传导媒介(例如金属线、光纤、和/或无线传输媒介(例如，空气和/或空间))的电磁波的形式在源和目的地之间传输。

说明书描述了一种实现MoCA设备的省电模式的方法，所述MoCA设备可以遵照目前的MoCA1.1规范和合适的节省功率输出的MoCA协议工作。本发明提供了一种协议，其中MoCA设备可处于待机状态。所述待机状态可以减少设备的功率消耗，同时允许设备在本地(也就是，在机顶盒或者远程IR的前面板上)或者远程(也就是，从家庭的不同网络设备)完全在瞬间重新激活。远程重新激活可以通过MoCA发生。

为了方便参照，以下的术语表提供了在本专利申请中使用的各种缩写和符号的定义：

ARP地址解析协议

数字PHY包括MoCA集成电路的端口，所述端口形成将信号传送到接收器集成电路或者接收收发器集成电路传送的信号的通道。

EN MoCA现有节点(术语“节点”在此处也可被称为“模块”)

IE  信息单元

IPV4  IP第4版

IPV6  IP第6版

MAC  媒体存取控制器，包括MoCA集成电路的逻辑，用于根据需要为数字PHY的开启和关闭确定时间，从而发送信号到所述接收器集成电路或者从所述收发器集成电路接收信号。

MAP  媒体存取计划

NC  MoCA网络控制器

NN  MoCA新节点

PD  关机

PHY  MoCA网络的物理层

PS  省电

PU  上电

PO  预约请求机会

RR  预约请求消息

STB 机顶盒

SV  待机矢量

WoM  在MoCA上唤醒

几个组织，其中包括EC(欧盟)和美国的能源之星组织，提供了减少家庭中的总能量消耗的建议。在其它设备中，在建议中考虑了STB、数字电视和其它视频/网络设备。

网络设备，例如网络STB，应该最好是他们的网络维持在“活跃(live)”状态，即使是在省电模式下，以唤醒远程节点。这通常被称为在LAN上唤醒。能源之星和EC都提供了网络设备处于待机状态但需要保持它们的网络连接打开的建议。

目前在LAN(WoL)上唤醒被规定用于以太网，且被考虑用于WiFi。由于MoCA变成连接用户的电子设备的主要家庭网络平台，必须具备在MoCA上唤醒的特征。虽然目前的MoCA1.1规范没有对省电进行任何定义，但是根据本发明可能实现显著的省电，同时在待机状态保持MoCA网络连接打开。

以下观点涉及与MoCA有关的省电模式要求、MoCA核心的当前功耗、以及用于与EC CoC和能源之星建议的待机状态相关的省电运行模式的系统和技术。根据本发明的省电技术符合MoCA1.1。根据本发明的技术可应用于节点可根据本发明配置为待机状态的网络。根据本发明，这样的网络还包括仅包括根据本发明的节点的网络。根据本发明的有效省电模式可在目前的MoCA规范上运行，并在如下文所述的根据本发明的MoCA协议事项唤醒。

根据本发明，MoCA待机状态的优选要求总结如下：

1、与运行时相比功率显著减小，也就是，活跃状态而不是待机状态；

2、在省电模式下，保持网络与远程MoCA连接；

3、待机状态下的节点应该保持MoCA为活跃状态，将在说明书与MoCA设备的唤醒相关的部分定义；

4、支持运行和待机节点在MoCA网络上共存；

5、配置节点为待机状态，同时与其它MoCA制造商的设备共存；以及

6、分配活跃和空闲时间，以增加功耗节省(在与图6对应的说明书部分将会更详细讨论)。

以下部分概述了MoCA核心的省电状态和它们对应的功耗规范。

功率管理规范

这部分总结了功率要求。可参见Olivier Harel的MoCA&功率管理，可从http://twiki-01.broadcom.com/bin/view/Chiparch/MoCAPowerManagement得到，在此通过引用将其全文合并于此，以更详细地描述EC CoC和能源之星的要求。

待机状态和功率目标

EC建议了用户的电子设备的两种待机状态和它们对应的功率目标：1)被动待机状态-目前允许每个机顶盒2瓦特(W)的交流电(AC)，但是计划在近期将功率降为1WAC(侵攻(aggressive)待机模式)。EC CoC不要求被动待机模式下的网络连接，但是某些欧洲国家要求维持网络连接。2)主动待机状态-要求维持网络设备之间的网络连接。功率要求是每个机顶盒3WAC。

能源之星定义了单个待机状态。能源之星的建议针对机顶盒每年的总功耗，假设超过50％的时间它处于待机状态。没有针对待机时功耗的具体建议。但是，在运行模式时允许更大的功耗。Harel假设能源之星的每个机顶盒在待机状态时消耗3WAC。

与选定的功耗状态相关的某些能耗如下：

欧洲的1W AC的侵攻被动式待机允许加利福尼亚的Broadcom Corporation of Irvine制造的300mW的BRCM 7420。MoCA核心消耗所允许的消耗仅仅是标准的电池露电。通过限制使用低电压临界(LVT)电池，使标准电池漏电保持很低。优选地，所有的模拟组件都应该被掉电(＜1mW)，且可接受没有任何种类的活跃。

欧洲被动待机状态允许2W AC，对于机顶盒可转换成大约1W DC。

能源之星(美国)ES假定机顶盒可在待机状态达到3W AC；对于整个机顶盒这可以(采用OK或者其他合适的转换器)转换成刚刚超过1.5W DC。

Harel的MoCA待机功率要求

允许的BRCM 7420总待机功率和暗含的允许功率消耗(当与加利福尼亚的Broadcom Corporation of Irvine制造的BRCM 3450一起工作时，辅助芯片LNA/PARF(低噪音放大器/功率放大器)(射频传输芯片))，在表1中列出。

表1中的分析假定除了MoCA之外，与MoCA核心相连接的更新DDR(双数据率)和以太子系统都是ON，且后者功耗在500至600mW。在表1所列的待机状态，MoCA连接到以太网子系统，但是大部分处于空闲模式。本发明的某些实施例可包括仅在根据本发明的MoCA核心应用过滤、生成中断信号时，才做出响应，唤醒以太网子系统，从而减少以太网子系统的功耗，在以下将更详细描述。

表1：RF模块功耗

表2示出了根据本发明的MoCA网络状态待机配置。

在待机状态、活跃模式，MoCA网络应该保持开启，虽然没有数据传输，但是保持连接。在空闲待机模式，保持网络打开不是强制性的，但是所期望的。在侵攻空闲模式，网络关闭，MoCA核心掉电。

通常，MoCA节点对节点外部的信号做出响应，在运行状态和待机状态之间切换。MoCA节点对节点内部的触发信号做出响应，在不同的待机模式之间切换。

表2：功率状态下的MoCA网络状态

在某些实施例中，唤醒时间(从MoCA待机状态下的空闲模式恢复数据发送/接收操作)优选保持在20毫秒以下，最好是10毫秒以下。

从掉电到唤醒所要求的时间通常比从待机状态到唤醒所需的时间长。从掉电到唤醒的时间要求节点被网络重新接纳。假定不要求信道搜索，重新接纳不应超过2秒。

由于在侵攻被动待机时只允许漏电功率，因此要求重新启动MoCA核心。重启通常在上电时间上增加75毫秒。

MoCA核心功耗

这部分涉及MoCA核心的主功耗模块的功率消耗。根据本发明的几种运行模式下的总功耗减少会被分析。

这部分解释了通过改善不同模块的功率消耗和PU/PD(上电/掉电)时间，所实现的功率节省的量。

具体实施方式

图1示出了在MoCA集成电路(“芯片”)中消耗电能的电路模块的示意图。图1中示出的电路可以集成到另一集成电路中，也可以不集成到另一集成电路中。模块102示出了典型的博通3450芯片，其由加利福尼亚尔湾的博通公司制造，且可以和此处所述的MoCA集成电路一起使用。在某些实施例中，博通3450芯片通过接收时钟信号和/或接收电源控制线信号实现掉电。模块114示出了从直接式数字频率合成器120发送本地振荡信号。直接式数字频率合成器120从外部时钟信号生成器116接收MoCA_REF PLL 118(MoCA基准锁相环信号)。

外部时钟信号生成器116也可向MoCA核心122提供时钟信号，当该MoCA核心122生成MoCA网络时钟时，优选连续运行。

MoCA核心122向数字PHY 110(MoCA装置的物理层)提供PHY sysclk(系统时钟)，向系统/MAC 112提供网络时钟且向CPU 114(用于MoCA的处理器)提供SYS clk。CPU 114可如MIPS或其他合适的处理器来实施。

MoCA核心122也可向USDS_PLL(PHY_PLL)124(PHY锁相环)提供信号，而该USDS_PLL(PHY_PLL)124又可向模数转换器电路126和数模转换器电路128提供时钟信号。虽然出于停机时间的原因，旧的MoCA规范并不允许模数转换器电路126和数模转换器电路128之间的切换。然而由于其ADC/DAC上电和掉电时间较短，为了节省电能，在必要时MoCA 2.0优选允许模数转换器电路126和数模转换器电路128之间的切换。

在根据本发明的某些实施例中，为了节省电能但是维持MoCA与网络的连接，芯片122生成的网络时钟和位于系统/MAC 112中的网络定时器可保持在开启状态。然而，可选择性关闭到数字PHY 110的选通时钟(gated clock)和到系统/MAC 112的选通时钟，进而使数字PHY 110和系统/MAC 112掉电。因此，可通过选择性地向数字PHY 110和系统/MAC 112提供网络时钟来节省大部分电能。

网络定时器(一般由软件编程)向CPU 114提供信号。定时器从芯片122接收网络时钟信号。当定时器期满时，该定时器可通过采用中断信号唤醒CPU114重新激活(reactivate)CPU 114。

优选地，由于MoCA是协同式网络，未来事件的定时是确定的-也就是，未来的至少一个MAP周期的定时和未来的至少一个信标(10MPA周期)应该是已知的。因此，可以提前激活不同的模块，这样他们可作好准备以便于在已知的时间点及时发送。

例如，如果MoCA核心已知其将要在时间t接收到一个发送，其可以在时间t-Δ重新激活必要的模块，在此，Δ是需要重新同步网络时钟所需的时间。

表格3示出了根据本发明的在不同的模式下选择图1中示出的模块的RF功率消耗。

表格3：RF模块功率消耗

表格3中的LO和PLL的切换时间是假定PLL已经被同步了的；否则PLL获取需要另增1毫秒。

在运行状态，发送/接收(“TX/RX”)的功率消耗取决于实际数据发送。当没有数据发送或接收时，RF部分可优选维持在掉电模式。然而，由于LO切换时间较长，PLL/LO需要在正常操作中保持开启。

在待机状态，发送/接收切换适用于那些时间间隔长到足以使得LO/PLL掉电的情况。

表格4示出了在不同模式中模数转换器/数模转换器(ADC/DAC)的电能估计。

表格4：转换器模块功率消耗

在某些实施例中，由于ADC和DAC各自的上电时间较长，这将妨碍将ADC和/或DAC设置成掉电模式。在其他实施例中，当ADC/DAC所具有的电能跳变(切换)时间较短时，可在ADC和DAC间进行切换以节省电能。

表格5示出了不同模式中的ADC数字电能估计

表格5：MoCA数字模块功率消耗

在运行状态，MoCA逻辑电路被激活。在仅时钟节点-逻辑电路没有被激活但是时钟没有被选通。在选通时钟节点-功率消耗主要是由于漏电。为了估计选通时钟模式中的CPU功率消耗，假定当节点空闲时，CPU进入WAIT状态。可优选执行选通时钟以用于PHY和系统/MAC模块。假定在根据本发明的待机状态，甚至在激活模式，PHY和MAC将不会被激活，因此他们的时钟将被选通。CPU可退出WAIT状态以响应定时器中断。

在正常操作中，MoCA核心的功率消耗估计

图6示出了两种情况下用于已有的MoCA节点(EN)的功率消耗估计：

1)当没有数据传输时，当MoCA节点是处于待机状态时，在空闲节点(既没有发送也没有接收)，预想的功率消耗约为1.4W，且如果根据本发明使用选通信号的话，可以降低到约1.0W。

2)最大通信量载荷：MoCA预计将平均消耗2.7W。

表格6：MoCA节点功率消耗

功率消耗估计是基于下列假设的：每个MAP周期发送单个MAP和单个控制消息；每个MAP周期发送五个RR消息(最差情况)；MAP周期长度是1微秒；MAP、RR和控制非-数据帧(MoCA网络控制帧)LMO、SEC、PROBE、KEY(安全)的长度全部约为52微秒；当被激活时，50％的时间节点都在接收和发送；当空闲时，RF掉电且时钟在其可用的位置被选通；且在全MoCA通信量载荷中，节点在90％的时间是激活的。

当网络是开启但是没有数据在网络上传送时，MoCA协议允许显著的功率消耗。在根据本发明的方法中，该网络控制器(NC)可以将MAP周期持续时间增加到2.5ms，同时允许在每个MAP周期有单个预约请求机会(reservation request opportunity)。在一个实施例中，优选要求所有的节点都在少于10％的时间中进行接收或发送，而在其他的90％的时间中，RF/ADC和PHY模块将是空闲的。

根据本发明的节电机制(MoAC 1.1兼容)

在这一部分，当其处于待机状态时，估计MoCA En的功率消耗。根据本发明，确定了三级节电模式。这些模式的实现取决于协同工作需求：

1.NC不是根据本发明的节点的MoCA 1.1网络

在这一模式中，MoAC核心作为处于运行状态且没有数据发送或接收的节点运作。在约85％的时间中，该核心处于其PHY/RF空闲模式。当空闲时，选通时钟且RF掉电。由于其上电时间较长，PLL和ADC不能掉电。

在这一模式中，假定MAP周期约平均为1毫秒。

2.NC是根据本发明的节点的MoCA网络-在一个实施例中，可根据本发明设置成待机状态-但是，EN可以是根据本发明的节点或是传统节点

在这一模式中，NC可通过增加MAP周期持续时间和将RO的周期性降低到每个MPA周期单个RO以用于处于待机状态的根据本发明的节点(甚至更低，当仅有根据本发明的节点是位于网络上时)来使得MAP周期适应网络活性。

在这一模式中，当没有数据在网络上发送时，EN可以每2.5毫秒离开空闲状态一次，PLL和RF可掉电并选通时钟。除了当ADC的上电时间有显著改进时，不能使其掉电。

该模式优选与MoAC 1.1完全兼容，且可与传统节点协同工作。然而，当该网络接纳传统节点时，根据本发明的NC可能需要更多的电能来支持他们。

3.NC和所有节点都是根据本发明的节点的MoCA 1.1

在本发明的一个实施例中，该模式使得在预定的时间中仅唤醒根据本发明的节点一次---例如，10微秒-以进一步降低功率消耗。在该模式中，PLL和ADC优选掉电。根据本发明的消息传递方法，优选可与可用的MoCA 1.1兼容(详见下列说明书部分)。

这样，可通过在运行和待机状态间有效切换RF/ADC/PHY/MAC模块和当处于待机状态时显著降低功率消耗来进一步节省电能。

表格7示出了每个节电模式上的预想功率消耗，在此，“专有(proprietary)”是指可根据待机状态和表格2中示出的模式配置的节点：

表格7：EN节电模式

为了简化节点MoCA的集成的讨论，本身前在表格8中定义了4种对应开启改进配置&功率接口(“ACPI”)规范[4][www.acpi.info]的MoCA核心节电状态M0到M3，在此结合引用，以作参考。

表格8

下面表格9说明了来自节电模式的可能切换和他们的相关命令：

表格9

该部分详细描述了根据本发明的用于节电技术的实施例，在这里，整个MoCA网络包括根据本发明的节点。该模式优选是MoCA兼容的，然而，其可依靠与在MoCA 1.1协议上运行的专有消息。

图2示出了进入待机状态的EN的可选序列的示意图。

步骤210示出了通过断言结合其节点_ID进入其全预约请求帧的待机矢量(SV)信息单元(也就是，没有请求发送机会)的节点来向NC发送请求以进入待机状态。

步骤202示出了NC通过断言比特与请求者的节点_ID进入MAP帧的待机矢量(SV)信息单元来确认EN的待机转换。这通过沿着邻近运行NC线的弯曲阴影线的ACK消息来示出。

NC优选将用于未决节点的预定的RO的周期性降低到每个信标周期一个RO。

步骤203示出了，在信标前的最后一个MAP帧中，NC断言在下一MAP矢量(NV)信息单元中所有比特与待机节点相结合。该断言向运行节点指出可在下一预定请求机会作出向待机节点的发送请求。由于待机节点将优选接收和解析下一MAP周期中的MAP帧，因此可以作出这些发送。该EN在下一预定信标切换到活跃模式以获得下一MAP帧的预定时间并重新进入空闲模式。这样，步骤204示出了接收信标的待机节点。该信标只是第一MAP在哪里。该待机节点可接收信标预定的第一MAP帧(步骤205)并解析该MAP帧。

重复执行步骤203和204示出，如果EN丢失掉了MAP帧，其可在下一信标循环重新获得。

步骤206示出，如果没有未决(pending)的帧要发送，EN可在信标后的第一MAP之后发送RR(在MoCA 2.0)。

在步骤205，MAP解析生成两个可能场景(scenarios)：如果已经断言结合下一MAP矢量(NV)的比特，该待机节点将接收下一MAP(步骤207)。该场景可以自己重复直到结合下一MAP矢量(NV)的比特去断言(步骤208)。一旦结合下一MAP矢量(NV)的比特去断言，待机节点重新进入空闲模式知道下一预定信标(步骤204)，并忽略当前信标周期中的任何剩余的并发MAP(步骤209)。沿着节点S线的左侧的弯曲阴影线代表那些待机节点接收到进入主动待机模式(active standby mode)。

图3示出了重新进入运行状态的EN的可选序列的示意图。当系统选择在MoCA网络上发送数据包时，该系统可指示MoCA节点待机(M1)到运行(M0)状态转换。

下列描述对应图3示出的典型步骤。步骤301示出了EN从外部源(主机实体的上层)也就是，节点所处的系统，获得M1待机到M0运行请求。

步骤302示出了EN向NC发送请求，请求节点通过将结合其节点_ID的比特去断言进入到其预约请求帧的待机矢量(SV)信息单元中来重新进入运行状态的请求。

步骤303示出了NC通过将结合请求者的节点_ID的比特去断言进入到MAP帧的待机矢量(SV)信息单元来确认EN转换。

图4示出了在待机状态下想要传送帧给EN(如步骤401所示)的EN/NC的另一个实施例的示意图。以下的描述对应于图4中是示出的示例步骤。

运行中的EN/NC通常都知道：a)哪些目的地节点处于待机状态(根据MAP帧中的待机节点向量(SV))，以及b)待传送的802.3帧的特性，例如，单播(单个节点接收方)、多播(多个优选的接收方)或广播(发送给所有节点)。

步骤402显示，对于MAC单播和/或MAC广播帧，请求方EN等待MAP帧内下一MAP向量(NV)内与目的地节点ID相关联的比特被断言，以为其下一排定的RR 403中待决的传输发送预约请求(Reservation Request)。

对于MAC多播帧，EN可忽略待机节点，因为待机节点通常不是任何多播组的成员。一般，根据本发明的方法中，节点基于转换到待机状态而从任何多播组中注销。

步骤404显示，NC可批准MAP中的RR跟在信标之后。如果NC不能批准下一MAP周期内的请求，NC可通过指示一节点接收随后的MAP帧来批准随后MAP周期内的请求。本发明的一个实施例中，NC可通过将MAP帧内下一MAP向量(NV)内与目的地节点ID相关联的比特保持被断言，来提供指示。

步骤405示出了在待机模式下到节点的传输。待机模式可在待机状态下触发到活动模式或空闲模式以接收任何排定的事件，并可在排定事件之前触发到空闲模式。信标指出MAP帧被排定的事件。然后待机节点可接收该MAP帧并解析它。

如果有更多的传输待决，NC可通过将MAP帧内下一MAP向量(NV)内与接收方待机节点相关联的比特保持被断言，来安排紧随信标传输的第一MAP之后的MAP周期内的传输。

本发明的某些方面涉及待机和运行状态下的节点的混合MoCA网络中的发送和NC MoCA节点处理。

运行的节点可发送三种类型的MAC帧：单播、多播和广播。

需要注意的是，IEEE 802.3输入帧的MAC地址类型的提取，是由对请求方可读的设备硬件和软件来支持的。

下表列出了所有可能的传输情况以及根据本发明一个实施例的他们相应的TX和NC处理。

表10

本发明的另一方面涉及一种进入待机状态的NC。正进入待机状态的NC应该首选发起与网络中运行的一个EN的NC切换。如果该NC是网络中的随后一个运行的节点，它应该进入其待机状态，并：

(1)延长其MAP周期以在每个信标周期(每10ms，标称的，或者是其它合适的持续时间)仅发送一个(或两个以补偿时间)MAP；和/或

(2)不管网络上的节点何时指示其再次进入运行状态，NC也可在此进入运行状态。

本发明的再一方面涉及一种系统，在此被称为“MoCA上的唤醒(WoM)”。

表11描述了MoCA节点的WoM模式滤波。

表11WoM帧滤波模式

MAC地址解析优选提供IP地址到MAC地址的翻译。使用IPV6，多播MAC DA(目的地地址)允许节点被虚拟连接，即使该节点处于待机状态。这种协议可通过将一些特定网络协议帧的接收发信号通知给处于待机状态的系统来实现。这样的发信号通知使得系统被唤醒并应答这些帧，从而防止其相应的网络或传输协议超时。如此的IP特定帧可包括802.3单播帧、IPV4 ARP帧、和/或IPV6IGMPv6网络发现邻居/路由请求和更新消息帧。根据本发明，这样的技术最好排除掉对功率管理代理服务器和/或专用协议的需求。

图5示出了可使用本申请中描述的方法来降低MoCA网络中的功耗的系统的典型实施例。图5优选具有第一TV显示器502、第一机顶盒(STB)504、第二TV显示器506和第二机顶盒508。第一机顶盒504和第二机顶盒508可通过同轴电缆网络510连接。

第一机顶盒504具有一本地存储器512。该本地存储器可在硬盘或其他合适的存储介质上存储电影。每个机顶盒504和508(或仅仅第一机顶盒504)能够支持软OFF，根据本发明，其将在待机状态下代替机顶盒。软OFF按钮可设置在机顶盒或红外遥控器的面板上。

本发明的一个实施例中，第一机顶盒504可处于待机状态。这一实施例中，第二机顶盒508可访问第一机顶盒504上的硬盘，例如，以在第二TV显示器506上播放存储在第一机顶盒504的硬盘512内的电影，即使第一机顶盒504处于待机状态。

图6示出了根据本发明的待机状态的操作的示意图。图6显示，根据本发明的待机节点602可特征化，使得机顶盒通过监听信标604以及信标后的第一MAP来保持活跃。下一MAP的相对时间可在由NC在绝对时间下发送的信标中指出。

根据本发明，与待机节点相关的规则如下：待机节点可总是被列在预定的MAP内，例如，信标后的第一MAP内，并且该待机节点可按照MAP帧内的NV向量的指示继续监听随后的MAP，如608所示。当NV向量指示了别的，待机节点602可不在当前信标周期或其他预定信标周期内监听MAP，知道下一信号周期的第一MAP。

图7示出了待机状态下的节点的操作的另一示意图。图7中，第一信标701之后，待机节点仅监听信标周期的第一MAP 702。然后，待机节点对NM向量内去断言的比特做出响应，返回空闲状态。

跟着第二信标701之后，待机节点监听第一MAP 703和第二MAP 704，以响应第二信标周期内的第一MAP 703的NM向量中被断言的比特。此后，待机节点响应第二MAP 704的NM向量中去断言的比特，返回到空闲状态。

图中还示出了信标705。需要注意的是，信标前的每一个MAP通常将NM向量中的比特断言，以使待机节点监听该向量后的第一MAP。

前述的分析做了如下假设，即，除了MoCA之外，与MoCA界面连接的刷新DDR和以太网子系统处于ON，后者消耗500到600mW。MoCA被连接起来，但是通常处于空闲。本发明的其它实施例通过对应用以上描述的滤波模式的MoCA核产生的中断做出响应，将以太网子系统唤醒，来降低以太网子系统的功耗。

优选地，本发明可在待机状态下提供通过网络的远程访问，而又不需要除TCP/IP外的任何边带方法或协议。根据本发明的系统和方法可使基于MoCA的产品适配能源之星(Energy Star)并遵从EC，可在基于MoCA的产品处于待机状态下时为该产品提供远程管理能力，并可以为该产品提供从待机状态瞬时返回全功能状态的能力。

在MoCA 1.1规范中，相对网络的非活跃节点要么即使在没有活动的情况下也保持完全活跃，要么关闭以节能。再进入网络需要有持续几秒的完全准许进程。

包括EC(欧洲委员会)和美国的能源之星组织(Energy Star)在内几个组织，正在写建议来降低家庭内的总能耗。机顶盒、数字电视、和其它视频/网络设备均在考虑之列。特别是，他们的建议包括对机顶盒的高能效待机状态的建议，因为这些设备大多数时间都处于非工作状态。

网络化设备，例如网络化机顶盒，应该在即使其处于节能模式时也保持他们的网络是活跃的，以便能够唤醒远程节点。能源之星和EC均提供了对处于待机状态但需要维持其网络活跃的网络化设备的建议。

图8示出了针对根据本发明的系统内的网络设备的功率依赖性的示意图。具体来说，图8示出了存储器模块802、总线804、传统NIC(网络接口控制器)806和根据本发明的MoCANIC 808之间的耦合。为了NIC 806和/或808能工作，NIC需要能够保存到存储器模块802内，也能够从存储器模块802中分离出来。此外，为了实现NIC 806和/或808与存储器802之间的通信，应该给总线804供电。

当NIC转换到运行状态时，它一般立即开始传送数据。因此，为了从待机状态转换到运行状态，存储器802和总线804必须在NIC 806和/或808上电之前首先被上电。

步骤902显示，M1功率状态请求(Power State request)从主机定向给MoCA节点902的MoCA适配器。此后，执行WoM滤波以确定是否在功率状态请求中包含了来自主机内部控制的唤醒信号，如步骤904所示。唤醒信号用于向系统指出该系统所感兴趣的帧的接收(帧上层网络协议应该处理并应答以防止协议超时)。唤醒信号带来的结果是，系统可首先给需要接收由MoCA设备保留的帧的系统模块供电(例如给存储器供电，然后是连接到MoCA设备的数据总线，以便从B1转换到B0状态)，如图中906和908所示。步骤910中，这一顺序完成之后(基于图8所述的功率依赖性)，MoCA设备被请求从M1功率再次进入M0功率。步骤912中，MoCA设备已经进入了M0状态，并能够传送接收的帧给系统存储器以由更高层实体进行处理。

本发明的另一方面涉及功率管理消息。根据本发明的功率管理MoCA管理协议(MMP)消息可由主机发送，以请求MoCA节点从一个功率模式状态转换到另一个。该消息包括：

运行状态(M0)到睡眠状态(M1)；

运行状态(M0)到关机状态(M3)；以及

睡眠状态(M1)到运行状态(M0)。

MoCA核对指出转换状态的转换请求做出响应。若转换在MoCA处理核(即与MoCA功能相关的处理模块)内成功完成，响应返回一成功状态。否则，响应会返回一拒绝状态以及拒绝的原因。

来自主机系统的MoCA唤醒帧可触发MoCA核从待机状态(M1)到运行状态(M0)的转换请求。

图10示出了根据本发明的参与周期性链路维护操作(LMO)的MoCA节点的活跃待机/空闲待机模式转换的示意图。线1002、1004示出了一待机状态的节点在参与LMO时的转换。时间线1006显示，当另一节点假设了LMO的位置，待机节点只需在时间段1010和1012内处于活跃模式。需要注意，在时间段1010内(其在1008中放大示出)，待机节点只需对于探测周期(probe period)是活跃的并提供探测报告。在等待周期(latency period)期间将待机节点置于空闲状态，可额外的节能。每一探测之间的时间通常是20-350毫秒加上大约10毫秒的等待时间(用于信标同步)。最后，待机节点在LMO GCD(Greatest Common Density period)期间应保持活跃，在该期间内调度待机节点的活跃/空闲时间变得非常复杂。

当M1节点假设了LMO节点的位置，则LMO对于整个LMO进程处于活跃模式(就LMO节点序列期间的活跃/空闲模式比而言，触发到空闲模式会产生不明显的节能)。

每次探测之间的时间间隔通常是20-350毫秒加上大约10毫秒的等待时间(用于信标同步)。

在本发明的某些实施例中，NC可选择一M1节点作为缩减的周期下的LMO节点。例如，在只有两个节点的网络中，NC可在16节点网络中存在的同一周期下选择M1节点。用于LMO的周期＝(16*LMO序列(每个节点约5秒)+T6(1秒)＝9秒。当M1节点被选为LMO节点时，该M1节点可在整个LMO序列期间处于ON。当M1节点被选为“其它节点”时，该M1节点可在ON/IDLE模式下完全参与到LMO内，以最小化功耗。M1节点的这一限制性的选择可更好的节省功耗。

本发明的再一方面涉及功率管理协议信息单元(information element，IE)。待机向量(SV)协议信息单元可被增加到：

1、预约请求帧，由EN作为转换到待机状态的请求，或转换到运行状态额请求。这一请求可由主机请求节点从运行状态(M0)转到待机状态(M1)或反之从待机状态(M1)转到运行状态(M0)来发起。为了触发这样的一个请求，节点可将待机向量内与其节点ID相关的比特断言。

2、MAP帧，由NC向MoCA网络的所有节点指出每个节点的功率。待机向量内被断言的比特表明具有关联的节点ID(node_ID)的节点处于待机状态。被去断言的比特表明具有关联的node_ID的节点处于运行状态。

下一MAP向量(NV)协议信息单元可被增加到：NC的MAP帧以：

1、告知MoCA网络内所有的运行节点在下一排定的RR内是否可以做出传送到待机节点的预约请求。下一MAP向量内被断言的比特表明，在下一排定的RR内可以做出传送给具有关联node_ID的节点的预约请求。被去断言的比特表明不能做出传送给具有关联node_ID的节点的预约请求。

2、告知选定的待机节点，他们应该及时重新活跃起来以接收下一排定的MAP帧。待机向量内被断言的比特表明具有关联node_ID的节点应该接收下一MAP帧。被去断言的比特表明具有关联的node_ID的节点在当前信标周期内不会再接收到MAP帧。

表12给出了根据本发明的待机向量协议信息单元和下一MAP向量协议的示例。

表12待机向量协议信息单元

待机状态下的节点的网络管理

链路管理操作(LMO)

NC应该降低其选择待命节点作为“LMO节点”的频率。LMO节点通常用于确定GCD(最大通用密度周期)。链路管理协议一般在多种类型的网络中可用于维护控制信道连接性，验证数据链路的物理连接性，关联链路属性信息，抑制下行流警报，以及出于保护/修复的目的使链路失效局部化。

根据本发明，待机状态的节点可像运行节点一样参与到所有的MoCA网络管理协议(LMO、拓扑升级、保密性等)中。待机状态内存在区别。待机状态下的节点不需要以像运行状态下的节点一样的频率被选择为LMO节点(主节点或LMO)。相反，待机状态下的节点可在它是被选择的LMO节点期间保持在活跃模式，并可当其是另一LMO模式的从设备时在活跃和空闲模式之间进行切换。根据本发明的LMO节点的操作的细节在对应于图10的描述中给出。

图11示出了根据本发明的示例数据处理系统1100内的单芯片或多芯片模块1102，其可以是一个或多个集成电路。数据处理系统1100可具有以下部件中的一个或多个：I/O电路1104、外围设备1106、处理器1108和存储器1110。这些部件通过系统总线或其他互联结构1112彼此连接，并被设置在包含在终端用户系统1130中的电路板1120上。系统1100可根据本发明配置成用于有线电视调谐器。需要注意，系统1100仅仅是示例，本发明的真正范围和精神应该由权利要求来界定。

以上对用于提供MoCA功率管理策略的系统和方法进行了描述。

本发明的各个方面结合其具体实施例进行了描述。本领域的技术人员显然可知的是，还存在大量的其它实施例、修改和变形，其仍然落入本发明权利要求界定的范围和精神内。例如，本领域的技术人员可知的是，图中示出的各步骤可按照图中以外的其它顺序执行，并且其中的一个或多个步骤是可选的。以上实施例中的方法和系统还可以具有其他额外的元件、步骤、计算机可执行指令或计算机可读数据结构。就此而言，其它实施例也被本申请所公开，可以部分或完全实现在计算机可读存储介质上，例如，通过存储计算机可执行指令或模块，或通过利用计算机可读数据结构。