用于AD HOC网络中功率管理的方法与系统

摘要

一种方法和系统可在例如ATIM窗的流量指示窗期间传送指示功率管理模式的帧，并且可接着可能在流量指示窗结束之前转变到该功率管理模式。另一种方法和系统可在信标间隔期间接收到或传送希望进入休眠状态的指示符，接着传送或接收到希望进入休眠状态的指示符，然后在信标间隔结束之前进入休眠状态。描述和主张其他实施例。

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及用于ad hoc网络中功率管理的方法与系统。 

背景技术

例如无线站(station)的电子装置通常在网络中彼此通信。为了更多的互操作性，这些站可以按照例如以下的标准协议进行通信：在例如“IEEE Standard forInformation technology-Telecommunications and information exchange betweensystems-Local and metropolitan area networks-Secific requirements，Part 11：Wireless LAN Medium Access Control(MAC)and Physical Layer(PHY)Specifications”(IEEE Std 802.11-2007，2007年6月12日发布)的一个或多个规范中所述的IEEE 802.11标准。这些无线站通常是移动的，并且可以管理其功率模式。 

发明内容

本发明一方面涉及一种方法，包括：在流量指示窗期间传送指示功率管理模式的帧；以及转变到所述功率管理模式。 

本发明另一方面涉及一种方法，包括：在信标间隔期间接收到或传送希望进入休眠状态的指示符；在所述信标间隔期间传送或接收到希望进入所述休眠状态的指示符；以及在所述信标间隔的结束之前进入所述休眠状态。 

本发明再一方面涉及一种系统，包括处理器和无线通信单元，所述处理器耦合到所述无线通信单元，以便在信标间隔期间接收到或传送希望进入休眠状态的指示符，以及在所述信标间隔期间传送或接收到希望进入所述休眠状态的指示符；以及所述处理器在所述信标间隔的结束之前进入所述休眠状态。 

附图说明

在说明书的结论部分特别指出并清楚主张本申请所公开的主题。然而，通 过参考随附图阅读的以下详细描述，针对组织与操作方法的本发明实施例连同其目的、特征和优势将被最好地理解，附图中： 

图1A是根据本发明实施例的ad hoc网络的概念性示意图； 

图1B是根据本发明实施例的ad hoc网络中站的概念性示意图； 

图2A-2C是说明本发明实施例的时序(timing)图； 

图3A-3B是根据本发明实施例所使用的方法的流程图； 

图4A-4B是说明本发明其他实施例的时序图；以及 

图5是根据本发明其他实施例所使用的方法的流程图。 

为了简单而明晰地说明，附图中所示的要素(element)不一定准确或按比例绘制。例如，为了清晰目的，一些要素的尺寸可相对于其他要素被夸大，或者若干物理组件可被包含在一个功能块或要素中。此外，考虑适当时，参考标号可在附图中重复以指示相应或类似要素。并且，附图中所绘制的一些块可以被组合成单个功能。 

具体实施方式

在以下详细说明中，提出许多具体细节以便提供对本发明实施例的全面理解。然而，本领域技术人员将理解，没有这些具体细节，也可实施本发明的实施例。在其他情况下，没有详细描述众所周知的方法、过程、组件和电路，以免混淆本发明。 

除非另有具体说明，从以下论述显然，要领会，整个说明书论述中使用例如“处理”、“计算”、“演算”、“确定”等术语是指计算机或计算系统或者类似电子计算装置的动作和/或过程，所述计算机或计算系统或者类似电子计算装置操作表示为计算系统的寄存器和/或存储器内例如电子量的物理量的数据和/或将其转变为同样表示为计算系统的存储器、寄存器或其它此类信息存储、传输或显示装置内物理量的其他数据。另外，术语“多个”可在整个说明书中用于描述两个或更多组件、装置、要素、参数等。 

本发明的实施例可用于多种应用。尽管本发明不限于此，但是本文公开的电路和技术可用于例如以下的许多设备中：个人计算机(PC)、无线装置或站、视频或数字游戏装置或系统、图像采集系统、处理系统、可视或显示系统、数字显示系统、通信系统等。 

现在参考图1A，图1A是能够根据本发明实施例工作在无线模式的网络10的概念性示意图。网络10可以是按照IEEE 802.11标准(“802.11”)操作的无线网络、无线局域网(WLAN)、对等(peer-to-peer)网络、ad hoc网络或独立基本服务集(IBSS：independent basic service set)。(这些网络和网络类型不相互排斥)。尽管本发明不限于此，但是网络10可以包括能够相互无线通信的多个站(在802.11中称作“STA”)STA1、STA2、STA3(或者更多或更少站)。STA 1、2、3可以是带有无线适配器的个人计算机(PC)、无线装置、蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、打印机、显示系统、图像采集和/或处理系统，在此仅列举几个。其他网络装置也可以被包含在网络10中。 

现在参考图1B，图1B是根据本发明实施例的网络10中站STA(例如STA1、2或3)的概念性示意图。此类站可以包括无线通信单元102(耦合到天线103)、输入104、输出106、处理器108和存储器110。使用这些块，STA可根据本发明实施例与其他站和其他无线装置通信，例如通过使用处理器108和无线通信单元102(以及可能使用天线103)来传送和/或接收信号。输入104和输出106也可用于与其他装置通信。存储器110可以是计算机或处理器可读介质或者计算机或处理器存储介质，例如RAM或ROM、盘驱动或USB闪速存储器。 

现在参考图2A-2C，图2A-2C是说明本发明实施例的时序图。图2A示出信标(beacon)间隔201，在其开始处传送信标(或信标帧)202。“信标间隔”，也被称为目标信标传输时间(TBTT：target beacon transmission time)，是802.11中用于分组传输时序的基数(base)中之一。在信标间隔201的开始处是通告流量指示消息(ATIM(announcement traffic indication message)，也叫做“ad-hoc流量指示消息”)窗205。ATIM窗205是信标间隔中无线STA可在其中相互发信号通知有数据要从一个STA传送到另一个STA的部分。 

在例如网络10的无线网络中，STA可处于功率节省或“活动(active)”模式。在功率节省模式中，STA有时醒着(awake)有时睡着(asleep)(经常被称作“瞌睡(doze)”或“体眠(sleep)”或“待机(standby)”状态)。在这种模式中，STA仅在信标间隔前醒来，并查看是否其他STA想要传送数据给它们，如通过另一STA在ATIM窗期间传送ATIM帧(也称作“ATIM管理帧”或简称为“ATIM”)所指示。如果没有ATIM帧被传送给该STA，并且该STA不想传送数据给其他STA，则该STA可在ATIM窗结束时返回瞌睡状态。在活动模式中，STA始终醒着。 

在本发明的一个实施例中，例如STA1的STA可以向网络中的其他STA通信其功率管理模式的变化(变为功率节省或活动模式)。如图2A中说明性所示，在信标212之后，STA1可以在ATIM窗205中传送空(null)数据帧214。空数据帧214(其可以是非QoS(服务质量)或QoS(服务质量)空数据帧)仅包括帧标题(header)(无帧体)，帧标题包括比满帧明显更少的位(bit)。在空数据帧214中的可以是功率管理位，该位指示STA正转变到功率节省模式(例如，如果该位＝1)或者正转变到活动模式(例如，如果该位＝0)。数据帧中的功率管理(PM)位指示STA将在帧交换结束时的功率管理模式。 

如果STA2接收到空数据帧214，作为响应它将确认帧224传送回STA1。一旦STA1接收到确认帧224，则STA1可进入或转变到不同功率管理模式280(例如，转变到功率节省模式或活动模式)。如果该变化是到功率节省模式，则STA1可在ATIM窗205结束之后进入瞌睡状态。 

与在ATIM窗之后传送ATIM帧和空数据帧相比，在ATIM窗期间传送空数据帧可以减少开销。另外，由于在ATIM窗期间所有STA醒着，因而所有STA将知道功率管理模式转变通告。如果功率管理模式转变通告通过在ATIM窗之后使用ATIM帧和空数据帧来进行，则已经返回到瞌睡状态的STA将不知道这种转变通告。还可以获得其他或不同好处。 

如果有多于两个STA，则STA1可通过类似方式向其他STA通告其功率管理模式的变化。如图2B说明性所示，STA1可在ATIM窗205中传送空数据帧214给STA2并传送空数据帧215给STA3，其中帧214和215的功率管理位可相同。STA2接收到空数据帧214并作为响应可将确认帧224传送回STA1，并且STA3接收到空数据帧215并作为响应可将确认帧235传送回STA1。一旦STA1接收到确认帧224和235，STA1可进入或转变到不同功率管理模式282。如果该变化是到功率节省模式，则STA1可在ATIM窗205结束后进入瞌睡状态。 

图2A和2B图示传送站的功率管理模式变化的单播方式。备选她，STA1可通过广播或多播方式向将其他STA通告其功率管理模式的变化。如图2C说明性所示，STA1可在ATIM窗205中向网络10中的所有其他STA广播空数据帧217。在广播空数据帧217之后，STA1可立即进入或转变到不同功率管理模式284。 

在其他实施例中，由于网络10中不是所有STA都接收到空数据帧217的 可能性，如果STA1想要更可靠地向网络10中的其他STA通告其功率管理模式变化，则STA1可在ATIM窗205中向网络10中的所有其他STA广播多于一个空数据帧(例如，空数据帧217和218，以及可能有219或者更多)，然后可在广播空数据帧218之后立即进入或转变到不同功率管理模式286，或者可在广播空数据帧219之后立即进入或转变到不同功率管理模式288。在这些广播实施例的每一个中，如果STA1进入或转变到功率节省模式，则它可在ATIM窗205结束之后进入瞌睡状态。根据STA1广播空数据帧的次数，可以获得其他或不同好处。 

现在参考图3A和3B，图3A和3B示出根据本发明实施例通告站的功率管理模式变化的方法。该方法的实施例可以由例如网络10中STA1、2、或3或者计算系统、其他合适系统或者由其他合适的无线通信装置、站、节点、系统和/或网络使用或执行。 

在图3A中，如操作305所示，例如STA1、2、或3的站可在ATIM窗期间向网络10中的另一STA传送空数据帧。该空数据帧可包括指示功率管理模式变化的功率管理位。在接收到该空数据帧后，在操作310，接收STA向通告STA传送回确认帧，通告STA在操作315中接收到确认帧。在操作320，通告STA确定是否已通知所有STA并且是否已经接收到所有ACK。如果否，则通告STA返回到操作305并传送空数据帧给另一STA，该另一STA传送其ACK帧(操作310)给通告STA，通告STA接收到那个ACK(操作315)。如果有更多STA要被通知，则该循环继续。如果没有更多STA需要被通知并且已收到所有ACK，则在操作325中通告STA可在ATIM窗结束之前进入或转变到通告的功率管理模式。 

在图3B中，如在操作355所示，基于通告STA想要怎样可靠地通告其变化，例如STA1、2、或3的站确定它应当广播指示通告STA的功率管理模式变化的空数据帧多少次。在操作360，通告STA可在ATIM窗期间向网络10中的所有其他STA广播一个或多个空数据帧。在操作365，通告STA可在ATIM窗结束之前立即(或在某个时间段之后)进入或转变到通告的功率管理模式。 

除了图3A和3B包含的流程图之外，也可以使用其他操作或操作系列。 

回到图1B，依照本发明实施例，STA中的处理器108和无线通信单元102(以及可能有天线103)可在流量指示窗(例如ATIM窗)期间传送例如空数据 帧的帧，从而指示例如功率节省或活动模式的功率管理模式，而处理器108可使该STA转变到该功率管理模式。 

在本发明的另一实施例中，处于功率节省模式的STA可在信标间隔结束之前进入瞌睡或休眠状态。这可通过向网络10中其他STA通信进入例如瞌睡状态的休眠状态的希望来实现，例如通过指示对于该信标间隔的数据传输的结束来实现。一个指示符(indicator)可以是将QoS数据(或空数据)帧中服务期结束(EOSP：end of service period)设置成等于1。 

现在参考图4A-4B，图4A-4B是说明本发明实施例的时序图。图4A示出信标间隔401，在其开始处传送信标(或信标帧)402。在信标间隔401的开始处是ATIM窗405。与前面一样，ATIM窗405是信标间隔中无线STA可在其中相互发信号通知有数据要被从一个STA传送到另一个STA的部分。 

如图4A说明性所示，在信标412之后，可处于功率节省模式的STA1可在ATIM窗405中传送ATIM帧414(也称作“ATIM管理帧”或简称为“ATIM”)。ATIM帧414指示有数据要被从STA1传送到STA2。STA2接收到ATIM帧414，并且作为响应向STA1传送回确认帧424。STA2可以处于或可以不处于功率节省模式。 

在ATIM窗405结束之后，STA1可向STA2传送其EOSP位等于0的数据帧415。STA2接收到数据帧415，并且作为响应向STA1传送回确认帧425。STA1可以有更多数据帧要传送到STA2，在这种情况下可传送EOSP＝0的这类帧。 

如果只有一个更多的数据帧供STA1传送给STA2，且STA1希望进入休眠状态，则STA1可向STA2传送其EOSP位等于1的数据帧416，这是希望进入休眠或瞌睡状态的指示符的示例。STA2接收到数据帧416，并且作为响应可向STA1传送回确认帧426。然后，STA2可向STA1传送其EOSP位等于1的数据帧427，并且作为响应STA1可向STA2传送回确认帧417。一旦EOSP＝1的数据帧已被传送给STA2且被从STA2接收到，则STA1可进入瞌睡状态480，即使它是在信标间隔401结束之前。 

如果STA1接收到ATIM帧而不是传送ATIM帧414，则刚才描述的机制以类似方式操作。在这样的情况下，在ATIM窗405结束之后，STA2可向STA1传送EOSP＝0的数据帧，而STA1可向STA2传送回确认帧。STA2可以有更多数据帧要传送给STA1，在这种情况下，还可传送EOSP＝0的这类帧。如果仅有 一个更多的数据帧供STA2传送给STA1，且STA2希望进入休眠状态，则STA2可向STA1传送EOSP＝1的数据帧。作为响应，STA1可向STA2传送回确认帧，然后可向STA2传送EOSP＝1的数据帧。一旦EOSP＝1的数据帧已经被从STA2接收到并被传送给STA2(或者被传送给STA2并被从STA2接收到)，则STA1可进入瞌睡状态480，即使它是在信标间隔401结束之前。在这些实施例，数据帧包括空数据帧。 

图4A说明当一个站(例如，STA1或STA2)处于功率节省模式时的情形。备选她，两个(或者所有)STA可处于功率节省模式。如图4B说明性所示，在信标412之后，STA1可在ATIM窗405中传送ATIM帧414。ATIM帧414可指示有数据要被从STA1传送给STA2。作为响应，STA2可向STA1传送回确认帧424。在ATIM窗405结束之后，STA1可向STA2传送EOSP＝0的数据帧415，而且作为响应STA2可向STA1传送确认帧425。如果STA2有数据要传送给STA1，则STA2可传送EOSP＝0的数据帧428给STA1，并且作为响应STA1可向STA2传送确认帧418。STA1和/或STA2可有更多数据帧要传送给其他站，这种情况下可传送EOSP＝0的这类帧。 

如果只有一个更多的数据帧供STA1传送给STA2，且STA1希望进入休眠状态，则STA1可向STA2传送EOSP＝1的数据帧416。STA2接收到数据帧416，并且作为响应可向STA1传送回确认帧426。然后，STA2可向STA1传送EOSP＝1的数据帧427，并且作为响应STA1可向STA2传送回确认帧417。一旦EOSP＝1的数据帧已经被传送给STA2且被从STA2接收到，则STA1可进入瞌睡状态482，即使它是在信标间隔401结束之前。类似地，如果没有更多数据帧供STA2传送给STA1，则STA2可进入瞌睡状态484，因为EOSP＝1的数据帧已被从STA1接收到且已被传送给STA1，即使它是在信标间隔401结束之前。这种提前进入瞌睡状态可为电池供电的STA节省功率。还可以获得其他或不同好处。 

与前面一样，如果STA1接收到ATIM帧而不是传送ATIM帧414，则刚才描述的机制以类似方式操作。站相互传送EOSP＝0的数据帧。作为希望进入休眠状态的指示符，可传送EOSP＝1的最后数据帧，从而指示服务期的结束。在EOSP＝1的数据帧已被从其他站接收到且已被传送给其他站(或者被传送给其他站且被从其他站接收到)之后，则每个站可进入瞌睡状态，即使它是在信标间隔401结束之前。 

现在参考图5，图5示出根据本发明实施例STA可如何进入休眠状态。这些实施例可以由例如网络10中STA1、2、或3或者计算系统、其它适合系统或者由其他适合的无线通信装置、站、节点、系统和/或网络使用或执行。 

在图5中，如在操作505所示，例如STA1、2、或3的站可在ATIM窗期间向网络10中的另一STA传送ATIM帧。然后，作为响应接收站可传送确认帧。在操作510，传送STA可询问是否只有一个更多的数据帧要被传送给该另一STA。如果否，则在操作515，STA可向该另一STA传送其EOSP位等于0的数据帧。然后，该方法返回到操作510，以便询问是否只有一个更多的数据帧要被传送给该另一STA。该循环继续(传送EOSP＝0的数据帧)，直到最后一个数据帧将更被传送。在此情况下，在操作520，如果STA希望进入休眠状态，则STA向该另一STA传送其EOSP位等于1的数据帧，这是希望进入例如瞌睡状态的休眠状态的指示符的示例。然后，在操作525，该另一STA向第一STA传送其EOSP位等于1的数据帧。在操作530，这些STA中的一个或多个可在信标间隔结束之前进入瞌睡状态。 

根据哪个站的观察点是参考，图5所示的方法可以多种方式改变。例如，操作505可以是由STA1传送ATIM帧或由STA2接收到ATIM帧。类似地，操作515可以是由STA1传送EOSP＝0的数据帧或者由STA2接收到EOSP＝0的数据帧。并且，操作520可以是由STA1传送EOSP＝1的数据帧或者由STA2接收到EOSP＝1的数据帧。操作525则可以是操作520的求反(complement)，由STA2传送EOSP＝1的数据帧或者由STA1接收到EOSP＝1的数据帧。在操作530，可在信标间隔结束之前进入瞌睡状态的STA将因此已传送并接收到EOSP＝1的数据帧。 

可出现其他情形。在一个示例中，如果站(如，STA1)没有从另一站(如，STA2)接收到EOSP＝1，但成功地将EOSP＝1传送给STA2，则STA1可在进入瞌睡状态之前等待，直到超时期到期。在另一示例中，如果STA1没能成功地传送EOSP＝1(例如，如果对于最后一帧没有从STA2接收到确认)，则STA1可至少再一次重传最后一帧，然后，当其接收到来自STA2的确认时进入瞌睡状态。这种重传可受到可适用重试或寿命限制。 

除了图5中的流程图和上述其他情形以外，还可以使用其他操作或操作系列。并且，操作的实际顺序并不重要。在进入瞌睡状态之前，STA可以先接收 到EOSP＝1的数据帧，然后传送EOSP＝1的数据帧；备选地，在进入瞌睡状态之前，STA可以先传送EOSP＝1的数据帧，然后接收到EOSP＝1的数据帧。 

回到图1B，根据本发明的实施例，STA中的处理器108和无线通信单元102(以及可能有天线103)也可以在信标间隔期间接收到和/或传送希望进入休眠或瞌睡状态的指示符，并且在该信标间隔期间传送或接收到希望进入休眠状态的指示符，其中处理器108可使STA在信标间隔结束之前进入休眠状态。该指示符可以被包含在数据帧内的EOSP字段中。 

本发明的实施例可以包括例如以下的产品：计算机或处理器可读介质或者计算机或处理器存储介质，例如编码、包含或者存储指令的存储器、盘驱动或者USB闪速存储器，所述指令在被处理器或控制器运行时执行本文公开的方法。这些实施例也可以通过例如因特网的网络交付和/或传递给计算机。 

虽然针对有限数量的实施例描述了本发明，但要领会可以进行本发明的许多改变、修改和其他应用。本发明的实施例可以包括执行本文操作的其他设备。此类设备可以结合所讨论的要素，或者可包含实现相同目的的备选组件。本领域技术人员将领会，所附权利要求书旨在覆盖落入本发明真实精神中的所有修改和变化。