專利名稱：無線局域網(wǎng)絡中用于實時通信的混合功率節(jié)省傳遞方法
技術領域：
本發(fā)明總的來說涉及無線局域網(wǎng)絡，且更為具體地說涉及在參與時間敏感通信活動的同時在移動站減小功耗的功率節(jié)省方法。
背景技術：
提供了寬帶無線接入的無線LAN(WLAN)系統(tǒng)近年來越來越普及。雖然這些系統(tǒng)的主要應用在于提供網(wǎng)絡連接性給運行數(shù)據(jù)應用，例如，電子郵件和網(wǎng)絡瀏覽的便攜式和移動設備，近來越來越傾向于支持比如電話服務和流視頻的同步服務。
當考慮WLAN連接上的語音和其它時間敏感服務(比如由IEEE802.11規(guī)格描述的)時無線系統(tǒng)設計者面對的關鍵問題之一是手持設備的功耗。例如，和數(shù)字無繩或蜂窩設備相比，為了提供競爭性講話時間和待機時間，語音呼叫期間的功率保存變得必要。幾個組織都提出了經(jīng)發(fā)送功率控制和系統(tǒng)的物理層速率自適應的有效功率操作，其依賴于中心控制爭用-自由接入方案。但是，這種方法的實現(xiàn)很復雜，且可能不能提供證實該復雜性所需的功率節(jié)省。
802.11標準定義了能夠用于實現(xiàn)在無活動周期期間手持設備中的功率管理的過程。特別的，提供三個分離的建造塊以支持功率節(jié)省喚醒過程，休眠過程和功率節(jié)省輪詢(PS-Poll)過程。移動客戶語音站(移動站)能夠以多種方式組合這些建造塊以支持不同應用的功率管理。
喚醒過程移動站喚醒通常有兩個原因，即發(fā)送未決數(shù)據(jù)或從服務移動站的固定站(已知為接入點)檢索緩存數(shù)據(jù)。喚醒以發(fā)送數(shù)據(jù)是由移動站驅(qū)動的簡單的操作。在由其接入點發(fā)送的周期性信標幀中監(jiān)控其未決數(shù)據(jù)位之后，移動站做出喚醒和接收數(shù)據(jù)的決定。一旦移動站決定從休眠模式轉(zhuǎn)換為活動模式，其通過發(fā)送具有被設置為活動的功率節(jié)省(PS)位的上行鏈路幀通知接入點。這種發(fā)送之后，移動站保持活動，使得接入點之后能夠發(fā)送任意緩存的下行鏈路幀。
休眠過程類似于喚醒過程，活動模式中的移動站需要完成具有設置為活動的PS位的成功的移動站初始幀交換序列，以轉(zhuǎn)換到休眠模式。在這個幀交換序列之后，接入點緩存所有下行鏈路幀到這個移動站。
PS-Poll過程不等待接入點發(fā)送緩存的下行鏈路幀，功率節(jié)省移動站能夠使用PS-Poll幀懇求從其接入點立即傳遞。在接收這個PS-Poll的情況下，接入點能夠立即發(fā)送一個緩存的下行鏈路幀(即時數(shù)據(jù)響應)，或簡單地發(fā)送確認消息并用之后的數(shù)據(jù)幀來響應(延遲的數(shù)據(jù)響應)。對于即時數(shù)據(jù)響應的情況，移動站能夠在結(jié)束這個幀交換之后留在休眠模式，這是因為對于移動站不需要轉(zhuǎn)換到活動狀態(tài)，假設接入點在從移動站接收PS-Poll之后僅能發(fā)送緩存的下行鏈路幀的。另一方面，對于延遲的數(shù)據(jù)響應情況，移動站必須轉(zhuǎn)換到活動模式直到從接入點接收下行鏈路幀。
在圖1中描述了簡單的企業(yè)WLAN系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。現(xiàn)在參考圖1，示出了典型企業(yè)WLAN系統(tǒng)的系統(tǒng)概略框圖100。其包括基礎結(jié)構(gòu)接入網(wǎng)絡101，由接入點102和比如數(shù)據(jù)站104及語音站106的移動站組成。該移動站經(jīng)WLAN無線鏈路108連接接入點。接入點通過開關114連線到分布網(wǎng)絡，其分別包括語音和數(shù)據(jù)網(wǎng)關110、112。語音站運行IP上的語音(VoIP)應用，其建立和語音網(wǎng)關的點對點連接，表示語音呼叫的另一端，且路由語音數(shù)據(jù)到語音網(wǎng)絡116。數(shù)據(jù)站可經(jīng)接入網(wǎng)絡連接數(shù)據(jù)網(wǎng)關，且例如，連接廣域網(wǎng)絡118。應該考慮數(shù)據(jù)話務對于語音質(zhì)量的沖擊。假定語音和數(shù)據(jù)站都采用服務質(zhì)量機制的優(yōu)先權(quán)化的基于爭用。
VoIP話務特性使得WLAN上的語音應用獨特地適于功率節(jié)省操作。特別的，VoIP應用周期性地產(chǎn)生語音幀，其中幀之間的內(nèi)部到達時間取決于選擇用于應用的語音編碼器。將語音幀加密為IP分組的處理通常為成為封裝，通常假定每20毫秒發(fā)生一次。典型的VoIP會話包括VoIP幀的雙向恒定位速率流，包括從手持設備到語音網(wǎng)關的上行鏈路流和反向的下行鏈路流。
因為站通常預先知道幀到達速率、延遲、和其語音應用的帶寬要求，其能夠以與接入點共識來對其語音流保留資源和建立功率管理。移動站可放棄功率節(jié)省模式，且保持在活動模式，總是準備好下行鏈路語音傳輸。在該情況中，接入點可在它們到達時發(fā)送下行鏈路語音幀。但是，如果需要功率節(jié)省，移動站可采用先前描述的功率節(jié)省建造塊喚醒，和其接入點交換VoIP幀，且回到休眠。
在共享介質(zhì)的網(wǎng)絡中，比如如圖1所示的接入網(wǎng)絡中，重要的是將VoIP話務優(yōu)先于僅需要盡力傳遞的話務，比如由能夠適于網(wǎng)絡中可用的帶寬量且不請求或要求最小吞吐量或延遲的應用產(chǎn)生的話務。優(yōu)先極化允許系統(tǒng)最小化延遲敏感的話務經(jīng)歷的延遲?；跔幱玫男诺澜尤敕桨柑峁┍环Q為增強分布信道接入(EDCA)的優(yōu)先化的接入，這在IEEE 802.11e草案中規(guī)定了，且適于VoIP應用。其基于在802.11中定義的具有沖突避免的載波感應多址(CSMA/CA)機制。具有要發(fā)送的語音幀的站在發(fā)送之前必須首先感應信道的活動性。如果信道至少對于特定時間周期是空閑的，其被稱為任意幀間空間(AIFS)，移動站能夠立即開始傳輸。否則，移動站返回并等待信道對于隨機的時間量空閑，其等于AIFS周期加上在零和爭用窗口(CW)時間周期值之間均勻分布的值。CW進一步由最小爭用窗口(Cwmin)和最大爭用窗口(Cwmax)限定。EDCA通過調(diào)整爭用參數(shù)提供優(yōu)先級化的接入控制AIFS、Cwmin和Cwmax。通過對于不同接入種類選擇AIFS、Cwmin和Cwmax的不同值，控制和區(qū)分訪問介質(zhì)的優(yōu)先級。通常，小的AIFS、Cwmin和Cwmax值產(chǎn)生較高的接入優(yōu)先級。
對于移動站可以使用比如下行鏈路語音幀的到達之間的信息，以及功率節(jié)省機制，以在兩個連續(xù)語音幀之間進入休眠。當前在多種論文和關于WLAN的規(guī)定中描述了功率節(jié)省過程。
第一現(xiàn)有技術的功率管理機制使用分組報頭中的位。指定該位為功率管理(PM)位，以通知移動站的功率狀態(tài)的變化給接入點。首先，移動站在通過在上行鏈路語音幀中將PM位設置為活動來發(fā)送上行鏈路數(shù)據(jù)幀的情況下，從休眠模式轉(zhuǎn)換為活動模式，以通知其功率狀態(tài)的改變。因為上行鏈路和下行鏈路語音編碼器共享相同的語音幀持續(xù)時間，在接入點緩存一個相應的下行鏈路幀，移動站對于下行鏈路傳輸保留在活動模式中。在接收上行鏈路傳輸之后，接入點發(fā)送緩存的下行鏈路幀到移動站。在最后的下行鏈路幀中，接入點設置“更多數(shù)據(jù)”位為FALSE，以傳遞下行鏈路傳輸?shù)慕Y(jié)尾。最后，移動站需要以被設置為休眠的PM位完成成功的幀初始的幀交換序列，以轉(zhuǎn)換為休眠模式。(例如，上行鏈路幀，或如果沒有上行鏈路數(shù)據(jù)幀被發(fā)送是Null幀，其中PM位被設置為休眠)。在下面的內(nèi)容中，基于PM位的機制在現(xiàn)有技術中被稱為LGCY6。
第二功率管理機制使用PM-Poll幀以懇求下行鏈路幀。并非無限地等待接入點進行下行鏈路傳輸，基于PM-Poll的機制使用PM-Poll幀，以從接入點檢索緩存的下行鏈路幀。首先，移動站在有要發(fā)送的上行鏈路數(shù)據(jù)幀的情況下轉(zhuǎn)換為活動模式。之后，移動站發(fā)送上行鏈路傳輸。類似于基于PM位的機制，接入點設置“更多數(shù)據(jù)”字段以指示存在任意緩存的下行鏈路傳輸。如果更多數(shù)據(jù)位是TRUE，移動站將繼續(xù)發(fā)送PM-Poll幀以檢索緩存的下行鏈路幀。不像基于PM位的機制，因為接入點使用即時數(shù)據(jù)幀來響應PM-Poll，移動站能夠留在休眠狀態(tài)中。在下面內(nèi)容中，基于PM-Poll的機制在現(xiàn)有技術中被稱為LGCY5。
在支持使用當前WLAN功率節(jié)省機制的功率有效VoIP操作中存在很多問題。首先，基于PM位的機制有時是低效的，因為，例如，802.11標準當前僅提供移動站轉(zhuǎn)換到休眠模式的一種方式，即通過以設置為休眠的PM位啟動幀交換序列。結(jié)果，每雙向語音轉(zhuǎn)換需要額外的移動站啟動的幀交換，以使得移動站通知功率狀態(tài)轉(zhuǎn)換。因為語音幀的有效載荷小(例如，對于具有20ms幀和8Kbps語音編碼器的語音應用是20字節(jié))，額外的幀交換帶來的總開銷將高到移動站和接入點之間話務的三分之一。顯著的總開銷造成基于PM-Poll機制的功耗和系統(tǒng)性能的低效，這是因為移動站不知道所緩存的下行鏈路幀的優(yōu)先級，作為盡力的接入嘗試發(fā)送PM-Poll幀，其是數(shù)據(jù)話務模式而不是語音話務模式。結(jié)果，下行鏈路語音傳輸本質(zhì)上使用盡力的優(yōu)先級而不是更高的語音優(yōu)先級。當將使用最好效果優(yōu)先級的數(shù)據(jù)話務和語音話務載入系統(tǒng)，且移動站使用在和數(shù)據(jù)話務相同優(yōu)先級發(fā)送的功率節(jié)省輪詢幀檢索下行鏈路語音話務時，系統(tǒng)不能保護語音話務不受和堵塞的最好效果傳遞系統(tǒng)相關的延遲。現(xiàn)有的功率節(jié)省方法還需要上行鏈路或輪詢幀以檢索用于下行鏈路的每個緩存幀，或需要從接入點對于給定上行鏈路幀立即響應。提供特定服務質(zhì)量的一個方法是對于給定移動站在規(guī)則間隔使用計劃的服務周期。這個功率節(jié)省交付的計劃模式被稱為自動功率節(jié)省交付(APSD)。移動站在規(guī)則間隔喚醒且收聽信道。接入點和服務周期同步，且在計劃的時間發(fā)送數(shù)據(jù)。因此，移動站能夠使得WLAN子系統(tǒng)在計劃的服務間隔之間的周期休眠。但是，這個方法限制了WLAN信道的靈活性，因為沒有移動站從計劃偏離的性能。因此，對于現(xiàn)有技術的缺點，需要WLAN系統(tǒng)中可靠的功率管理協(xié)議，其允許具有活動語音會話的移動站有效地進入和離開功率節(jié)省模式，而沒有過多的總開銷，且在較低優(yōu)先級話務存在時維持服務質(zhì)量。


圖1示出了支持現(xiàn)有技術的WLAN事務的方法以及根據(jù)本發(fā)明的那些的典型企業(yè)WLAN系統(tǒng)的系統(tǒng)概率框圖；
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的用于用在WLAN系統(tǒng)中的移動站的原理框圖；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的用于用在WLAN系統(tǒng)中的接入點的示意性框圖；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的，在支持語音質(zhì)量通信和使用計劃和未計劃的事務的WLAN系統(tǒng)中，在移動站和接入點之間的話務流的概況的流程圖；圖5示出了根據(jù)本發(fā)明，在未計劃事務期間支持語音質(zhì)量通信的WLAN系統(tǒng)中，在移動站和接入點之間的話務流的概況的流程圖；圖6示出了根據(jù)本發(fā)明，在WLAN的移動站中執(zhí)行功率節(jié)省操作的混合方法的流程圖；圖7示出了根據(jù)本發(fā)明，在未計劃的服務周期期間，移動站幀交換處理的流程圖；以及圖8示出了根據(jù)本發(fā)明，在接入點緩存數(shù)據(jù)的方法的流程圖。
具體實施例方式
雖然說明書包括定義本發(fā)明被認為新穎的特征的權(quán)利要求，相信考慮下面結(jié)合服務的描述能夠更好地理解本發(fā)明，在附圖中使用相同的標記。
本發(fā)明通過允許更加靈活地使用計劃和未計劃的事務，而解決和計劃操作的現(xiàn)有技術的方法相關聯(lián)的問題。移動站首先建立和高優(yōu)先級接入種類流，比如實時語音呼叫或視頻流相關聯(lián)使用的計劃流。因此，移動站進入低功率模式，且等待計劃服務周期開始。計劃服務周期在規(guī)則間隔發(fā)生，且具有預定持續(xù)時間。有時，接入點必須在交付所有緩存的數(shù)據(jù)之前終止服務周期。在計劃服務周期的結(jié)尾，移動站從接入點接收接入點仍然具有對于移動站所緩存的數(shù)據(jù)的通知，且可指示在接入點緩存的數(shù)據(jù)的類型或接入種類。在計劃服務周期的結(jié)尾，移動站可將其WLAN組件置于低功率模式。移動站之后可在下一個計劃的服務周期之前啟動未計劃的服務周期，以檢索剩余數(shù)據(jù)，如果件允許的話。例如，在決定啟動未計劃服務周期之前，移動站可檢查其電池狀態(tài)以檢查是否有足夠的功率預算，或者基于由接入點提供的信息確定留在接入點的數(shù)據(jù)是需要立即注意的接入種類。移動站還使用未計劃的事務以服務低優(yōu)先級數(shù)據(jù)流。
現(xiàn)在參考圖2，示出了根據(jù)本發(fā)明，用在WLAN系統(tǒng)中的移動站的示意性框圖200。移動站包括用于處理語音信號，包括在數(shù)字和模擬形式之間轉(zhuǎn)換信號的語音處理器202。語音處理器工作地耦接WLAN子系統(tǒng)204。WLAN子系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)緩存器和無線硬件，以經(jīng)天線206在無線射頻鏈路上發(fā)送和接收信息。語音處理器將從WLAN子系統(tǒng)接收的數(shù)字語音和音頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為模擬形式，并經(jīng)比如揚聲器208的換能器播放。語音處理器還從麥克風210接收模擬語音和音頻信號，并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，該數(shù)字信號將被發(fā)送到WLAN子系統(tǒng)。優(yōu)選地，語音處理器還執(zhí)行語音編碼和解碼，其使用，例如，本領域已知的向量合激發(fā)得線性預測編碼技術。使用語音編碼允許壓縮語音數(shù)據(jù)。除了語音處理，移動站可具有其它媒體處理器，概括為模塊212，其可以包括比如電子郵件的常規(guī)數(shù)據(jù)應用。這些其它數(shù)據(jù)處理器類似的經(jīng)由例如總線214工作地耦接WLAN子系統(tǒng)。當數(shù)據(jù)到達WLAN子系統(tǒng)時，其在WLAN緩存器216中緩存，且之后被分組化以經(jīng)IP網(wǎng)絡傳送。發(fā)送數(shù)據(jù)到WLAN子系統(tǒng)的每個處理器指示數(shù)據(jù)類型，且格式化數(shù)據(jù)以傳輸，指示幀中數(shù)據(jù)的類型。所有數(shù)據(jù)處理器和WLAN子系統(tǒng)可由控制器218控制。該控制器描述WLAN子系統(tǒng)的功率節(jié)省操作，當合適時設置其為低功率狀態(tài)，且當發(fā)送或接收數(shù)據(jù)時啟動。
現(xiàn)在參考圖3，其示出了根據(jù)本發(fā)明，用在WLAN系統(tǒng)中的接入點的示意性框圖300。WLAN收發(fā)器302執(zhí)行在接入點附近經(jīng)天線304和移動站通信所需的射頻操作。接入點經(jīng)網(wǎng)關網(wǎng)絡接口306，典型地經(jīng)硬線316，比如同軸電纜連接網(wǎng)絡。在接入點從移動站接收的數(shù)據(jù)被立即轉(zhuǎn)發(fā)到網(wǎng)關，以路由到合適的網(wǎng)絡實體。在接入點從網(wǎng)絡接收的由移動站限制的數(shù)據(jù)被根據(jù)至少三個分類之一處理。首先，移動站在活動模式，其中僅緩存數(shù)據(jù)直到能夠發(fā)送其。在這種情況中，不意在不需要地延遲傳輸?shù)揭苿诱?，且典型地使用基于?yōu)先級的隊列原則發(fā)送這個分類的移動站的數(shù)據(jù)。第二種類的移動站功率節(jié)省狀態(tài)是處于未保留的或現(xiàn)有功率節(jié)省模式中的移動站。對于這個第二分類，緩存器管理器308在從網(wǎng)關306經(jīng)總線318接收數(shù)據(jù)的情況下，在未保留的數(shù)據(jù)緩存器310中緩存數(shù)據(jù)。未保留的數(shù)據(jù)是不屬于保留的的話務流的數(shù)據(jù)。當緩存未保留的數(shù)據(jù)的特定移動站將未保留的數(shù)據(jù)功率節(jié)省輪詢幀或?qū)⒁苿诱巨D(zhuǎn)換到活動模式的幀發(fā)送到接入點時，接入點通過從未保留的數(shù)據(jù)緩存器發(fā)送未保留的數(shù)據(jù)到輪詢站來響應?？捎梢苿诱究刂苽鬟f的方式，其中僅響應于特定輪詢或觸發(fā)幀傳遞未保留的數(shù)據(jù)，或者在規(guī)則地計劃的和協(xié)議的時間間隔傳遞。接入點接收數(shù)據(jù)的第三功率節(jié)省分類是使用當前混合功率節(jié)省方法的移動站的保留的數(shù)據(jù)邊界。保留的數(shù)據(jù)是屬于保留的的話務流的數(shù)據(jù)。對于保留的的流數(shù)據(jù)，緩存器管理器308在保留的的緩存器中，比如保留的緩存器312中緩存數(shù)據(jù)。保留的緩存器意味著緩存器用于緩存屬于保留的話務流的數(shù)據(jù)，比如實時語音呼叫。大多數(shù)保留的數(shù)據(jù)意在被在規(guī)定間隔發(fā)生的計劃服務周期期間所發(fā)送。
雖然這里說明兩個單獨的物理緩存器，本領域普通技術人員將理解，可使用多種緩存技術以保持保留的和無保留的數(shù)據(jù)獨立，而不需要單獨的物理緩存器。另外，給定接入點將以集合響應來響應于輪詢幀，未保留的數(shù)據(jù)緩存器和保留的緩存器被處理為集合緩存器309。在本發(fā)明的一個實施例中，當在未計劃的服務周期期間移動站輪詢接入點時，接入點通過發(fā)送所有集合緩存的數(shù)據(jù)到移動站來清空集合緩存器。在其它功率節(jié)省方法中，接入點典型地加強老化政策，從而防止在接入點緩存過多的保留的數(shù)據(jù)。但是，使用當前的混合方法，接入點可依賴于移動站初始未計劃的事務以檢索剩余的保留的數(shù)據(jù)，而不是像在其它方法中丟棄保留的數(shù)據(jù)。
由控制器314監(jiān)控緩存器管理器308、網(wǎng)關306和收發(fā)器302的操作?？刂破鬟€執(zhí)行資源管理，并控制資源，使得當保留的話務流需要時保證服務質(zhì)量?？刂破鞴ぷ鞯伛罱哟鎯ζ?15，其用于跟蹤呼叫狀態(tài)，移動站功率節(jié)省狀態(tài)和其它參數(shù)。
現(xiàn)在參考圖4，其示出了說明根據(jù)本發(fā)明，在用于支持語音質(zhì)量通信和使用計劃和未計劃的事務的WLAN系統(tǒng)中，在移動站和接入點之間的話務流的概況的流程圖400。移動站和接入點在規(guī)則的間隔402參與計劃的事務。在開始計劃的服務周期之前，移動站通過啟動WLAN子系統(tǒng)離開低功率模式。該計劃是預定的，且由接入點和移動站同意。如果存在要發(fā)送的數(shù)據(jù)，假定移動站喚醒且接收數(shù)據(jù)，接入點典型地開始發(fā)送數(shù)據(jù)到移動站。預期接入點在計劃的服務周期的開始，結(jié)束和另一移動站的事務，使得移動站簡單地等待其數(shù)據(jù)在WLAN信道中出現(xiàn)。在計劃服務周期的結(jié)尾，接入點發(fā)送指示接入點是否仍然具有在接入點緩存的用于移動站的不能在計劃服務周期的持續(xù)時間中傳遞的數(shù)據(jù)的幀。在幀的分組報頭的控制字段中容易地給出這種指示。控制字段可包括描述接入種類和每個接入種類的數(shù)據(jù)是否存在的位圖。因此，控制字段允許移動站確定留在接入點的數(shù)據(jù)的優(yōu)先級。響應于留在接入點的數(shù)據(jù)的存在，移動站啟動未計劃的服務周期404，如果條件允許的話。之后，未計劃的事務能夠用于檢索剩余數(shù)據(jù)，和發(fā)送數(shù)據(jù)到接入點以路由。接入點可限制未計劃的服務周期的數(shù)目，移動站能夠在計劃的服務周期之間啟動。
現(xiàn)在參考圖5，示出了在由計劃的服務周期之間的移動站所啟動的未計劃服務周期期間，在WLAN中移動站和接入點之間的話務流的概況的流程圖500。話務流典型地包括保留的數(shù)據(jù)，表示移動站和接入點協(xié)商優(yōu)先級和保留的話務流的媒介時間以保證所需通信質(zhì)量，其中媒介時間指示每個協(xié)商的服務間隔接入點分配給話務流或接入種類的時間量。通過語音話務，因為其實時發(fā)生，需要建立用于通信的保留的話務流。執(zhí)行這里如圖4-5所示流程的系統(tǒng)由使用類似于如圖1-3所示的配置和系統(tǒng)組件的系統(tǒng)執(zhí)行，其具有根據(jù)這里的教導設計的控制軟件。
移動站傳輸在下部流程線502出現(xiàn)，且接入點傳輸在頂部流程線504出現(xiàn)。如所述的，在這里所示的事務之前，移動站和接入點將建立保留的話務流，表示接入點保留一定資源以維持話務流的語音質(zhì)量。就是說，接入點通常能夠以即時方式服務流，使得維持流的實時效果。為防止WLAN語音系統(tǒng)中的過載情況，其中過多數(shù)目的高優(yōu)先級用戶使得系統(tǒng)系統(tǒng)難以滿足服務質(zhì)量要求，對于確定的服務，比如實時語音和視頻流，需要許可控制。例如，在基于基礎結(jié)構(gòu)的語音WLAN系統(tǒng)中，移動站(例如，語音用戶)應該使用已知的話務規(guī)格建立語音的雙向話務流，并且接入點應該確認流的許可以移動站。通過許可流，意味著數(shù)據(jù)流是具有唯一話務流標識符的保留的話務流。保留的話務流將具有優(yōu)先級分類，且將分配最小量的信道接入時間。在連接建立周期期間，能夠由移動站通過使用話務規(guī)格保留來建立計劃的功率節(jié)省機制。在包括保留的話務流的數(shù)據(jù)的幀中，將包括唯一的話務流標識符(TSID)。移動站能夠選擇無功率節(jié)省操作，現(xiàn)有功率節(jié)省操作，僅計劃的功能節(jié)省操作，或當前的混合功率節(jié)省操作。在接入點許可話務流之后，移動站使得WLAN子系統(tǒng)處于低功率狀態(tài)。
在WLAN子系統(tǒng)處于低功率模式之后，移動站維持服務間隔計時器，以在計劃服務周期期間維持流的實時操作。但是，如果在計劃服務周期之后數(shù)據(jù)留在接入點，移動站可選擇啟動未計劃的服務周期。在未計劃的服務周期的開始，移動站在時間506激活WLAN子系統(tǒng)。之后，在時間周期507期間，移動站開始爭用WLAN信道。移動站通過發(fā)送輪詢幀啟動未計劃的事務508。輪詢幀可以是語音幀，其在優(yōu)選實施例中包括獨特的話務流標識符，和語音數(shù)據(jù)的幀，如果移動站的用戶當前正在說話，或如果當前沒有語音數(shù)據(jù)要發(fā)送，輪詢幀是空的幀。輪詢幀將識別保留的話務流。輪詢幀還可以包括信令，以指示接入點需要使用集合響應方法，使得從接入點接收保留的和無保留的數(shù)據(jù)。作為選擇地，集合響應可以是默認響應模式。
在優(yōu)選實施例中，在接入點接收輪詢幀之后，根據(jù)IEEE802.11規(guī)格，其在短的幀間空間時間周期512中發(fā)送確認510，其是計劃的事件。響應于接收輪詢幀，接入點發(fā)送至少一個響應幀516給移動站，假定接入點具有移動站的集合緩存數(shù)據(jù)。假定在結(jié)合緩存器中存在未保留的數(shù)據(jù)和保留的數(shù)據(jù)，將至少發(fā)送第二響應幀518。接入點將繼續(xù)發(fā)送響應幀直到集合緩存器為空，或作為選擇地，如果接入點必須執(zhí)行其它計劃的任務。每個響應幀包括上行鏈路服務周期(EUSP)位的結(jié)尾，比如MORE_DATA位，以指示是否存在來自接入點的更多數(shù)據(jù)，或當前響應幀是否是服務周期的最后響應幀。預期如果接入點當前服務其它移動站的高數(shù)目的服務話務流，接入點不完全使得未保留的數(shù)據(jù)的集合緩存器為空，且傳遞未保留的數(shù)據(jù)可干涉保留的話務的傳遞。
在節(jié)省輪詢幀和發(fā)送響應幀之間的時間周期能夠在接入點必須結(jié)束參與另一移動站的另一流的嘗試時改變。在優(yōu)選實施例中，典型地在確認和響應幀之間具有轉(zhuǎn)向幀間空間幀時間周期514。盡可能快的，接入點獲得WLAN信道，且發(fā)送一個或多個響應幀。但是，不考慮任意預定計劃而發(fā)送響應幀。就是說，移動站維持WLAN子系統(tǒng)啟動未確定的時間周期。當然，應該保持時間的最大合理周期以防止移動站等待響應幀過長時間或保持活動過長時間。在最大周期發(fā)生的事件中，移動站能夠采取適當操作，比如在服務周期期間第二次輪詢接入點以檢查功率節(jié)省緩存器的狀態(tài)，和檢索等待發(fā)送的任意幀。響應幀將在其包括保留的數(shù)據(jù)時識別保留的話務流。如果接入點在和保留的的話務流相關聯(lián)的保留的緩存器中具有數(shù)據(jù)，接入點將從緩存器發(fā)送數(shù)據(jù)的幀。如果在集合緩存器中沒有數(shù)據(jù)，接入點發(fā)送空的幀。作為選擇地，如果集合緩存器為空，那么確認510指示此。在響應幀中有信令信息，比如指定為指示當前服務周期的結(jié)尾的EUSP，其因為不再有數(shù)據(jù)要發(fā)送或因為接入點必須執(zhí)行其它計劃任務而發(fā)生。在優(yōu)選實施例中，MORE_DATA位用作EUSP位。如果在響應幀中清除MORE_DATA位，其指示因為成功傳輸結(jié)合緩存器中移動站的所有緩存的幀而結(jié)束未計劃服務周期，或者因為時間的考慮而結(jié)束未計劃服務周期。如果接入點在響應幀中發(fā)送空的幀，接入點也使用MORE_DATA位指示不再有數(shù)據(jù)，且通知當前未計劃的服務周期結(jié)束。如果保留的緩存器僅具有所緩存的數(shù)據(jù)的一個幀，其將發(fā)送數(shù)據(jù)的那個幀，且類似的設置MORE_DATA位以指示如果集合緩存器為空，則不再有數(shù)據(jù)，否則集合緩存器中的未保留的數(shù)據(jù)將被發(fā)送到移動站。響應于接收響應幀，在優(yōu)選實施例中，移動站在短的幀間空間時間周期518中發(fā)送確認520。如果響應幀指示當前未計劃服務周期的結(jié)尾，移動站之后使得WLAN子系統(tǒng)在時間522接收響應幀之后進入低功率狀態(tài)。
現(xiàn)在參考圖6，示出了根據(jù)本發(fā)明的在WLAN的移動站中執(zhí)行功率節(jié)省操作的混合方法的流程圖600。在方法的開始602，移動站和接入點協(xié)商保留的話務流且建立保留的話務流交換數(shù)據(jù)的計劃，并且移動站將其WLAN子系統(tǒng)置于低功率模式直到計劃服務周期的開始。在計劃服務周期開始時，移動站開始啟動WLAN子系統(tǒng)(604)，以開始計劃事務(606)。在計劃的服務周期期間，接入點發(fā)送保留的數(shù)據(jù)給移動站，且以獨特的話務流標識符識別話務流。在計劃服務周期的結(jié)尾，接入點仍然留有數(shù)據(jù)發(fā)送給移動站，且在發(fā)送給移動站的最后一個幀中指示。接入點可以指示描述在接入點所緩存的信息的接入種類的詳細的每接入種類的緩存信息。在IEEE802.11中，當前存在四個描述的接入種類，包括語音、視頻和盡力(best effort)種類。在計劃的服務周期期間，移動站可發(fā)送數(shù)據(jù)到接入點。在計劃的事務結(jié)束之后，移動站使得WLAN子系統(tǒng)回到低功率狀態(tài)(608)。之后移動站確定未計劃的事務是否是合適的(610)，比如通過由接入點提供的詳細的接入種類緩存信息。移動站可權(quán)衡多種參數(shù)，比如移動站的當前電池狀態(tài)，在接入點存在的數(shù)據(jù)類型等。如果移動站決定未計劃的事務是合適的，移動站使得WLAN子系統(tǒng)從低功率模式變?yōu)橛行Ｊ?612)，且根據(jù)如圖4-5所示和所述的方法啟動未計劃事務(614)。一旦未計劃的事務結(jié)束，移動站再次使得WLAN子系統(tǒng)處于低功率模式(616)。移動站等待下一個計劃服務周期(618)，且重復該處理。類似的，移動站確定未計劃的事務不是合適的(610)，例如，因為低電池功率或在接入點的數(shù)據(jù)具有低優(yōu)先級，移動站將跳過未計劃的事務且等待下一個計劃的事務(618)。
現(xiàn)在參考圖7，其示出了根據(jù)本發(fā)明，在未計劃的事務期間的移動站幀交換處理的流程圖。在開始700，移動站檢查是否存在對于來自語音或其它實時媒體處理器的保留的話務流的當前未決的數(shù)據(jù)。如果沒有，之后移動站等待輪詢窗口計時器對輪詢窗口計時。移動站還在這個時間期間爭用WLAN信道。一旦獲得信道，移動站發(fā)送輪詢幀(702)。如果數(shù)據(jù)是未決，輪詢幀將包括數(shù)據(jù)，否則輪詢幀是空的幀。輪詢幀識別保留的話務流。保留的話務流優(yōu)選地由其TSID識別，且話務流標識符的存在向接入點指示移動站使用未計劃的事務。在本發(fā)明的一個實施例中，來自接入點的集合響應是默認模式，但是集合響應模式也是可選擇的，且可在輪詢幀中指示需要接收結(jié)合響應。
在優(yōu)選模式中，接入點發(fā)送確認，其由移動站接收(703)。如果沒有接收確認(704)，移動站通過等待后退(back off)，之后重發(fā)輪詢幀。在發(fā)送輪詢幀之后，以及在優(yōu)選模式中，接收確認，移動站之后等待接入點響應。因為沒有計劃響應，等待時間可變，盡管假定響應接入點的錯誤，移動站可具有在采取錯誤過程之前等待的預先選擇的最大時間周期。但是，假定正常操作，接入點發(fā)送由移動站接收的響應幀的集合(706)。在從集合緩存器發(fā)送數(shù)據(jù)時，在集合響應中，在保留的數(shù)據(jù)之前，屬于在輪詢幀中由移動站使用的TSID識別的話務流被首先發(fā)送。再一次，在優(yōu)選模式中，移動站發(fā)送確認以保證接入點成功傳遞。在接收響應幀的情況下，移動站檢查EUSP位，以查看UPSD服務周期是否結(jié)束。在優(yōu)選實施例中，使用MORE_DATA位通知何時更多數(shù)據(jù)來自接入點(708)，且何時設置其指示服務周期繼續(xù)直到接收至少一個更多的響應幀。如果MORE_DATA位指示接下來的幀正在到來，那么移動站保持活動以接收其(就像在第一響應幀中一樣)。預期接下來的響應幀可包括用于不同的保留的話務流且由移動站使用的數(shù)據(jù)，或用于當前保留的話務流的數(shù)據(jù)。一旦接收響應幀指示沒有數(shù)據(jù)來自接入點，處理結(jié)束(710)，且移動站使得WLAN子系統(tǒng)處于低功率模式。
現(xiàn)在參考圖8，示出了根據(jù)本發(fā)明的在接入點緩存數(shù)據(jù)的方法的流程圖800。在方法的開始(802)，接入點許可保留的話務流，用于建立到移動站的呼叫。數(shù)據(jù)分組從網(wǎng)絡到達指定用于移動站的接入點。當數(shù)據(jù)分組到達時，接入點檢查數(shù)據(jù)分組是否指向當前處于功率節(jié)省模式的移動站(804)。如果到達分組指向的移動站當前沒有處于功率節(jié)省模式，接入點發(fā)送分組(806)給移動站。如果移動站當前處于功率節(jié)省模式，之后接入點必須確定移動站使用現(xiàn)有功率節(jié)省模式還是當前未計劃功率節(jié)省傳遞模式(808)。如果移動站使用現(xiàn)有功率節(jié)省模式，那么接入點在未保留的緩存器中緩存分組(810)，且將通知移動站其緩存器的狀態(tài)，例如，在由接入點發(fā)送的周期性信標幀中。如果分組和使用功率節(jié)省模式的移動站的許可流相關聯(lián)，之后在保留的緩存器中存儲分組(812)。
因此，本發(fā)明提供了通過其中在移動站和接入點之間建立循環(huán)服務周期計劃的移動站在無線局域網(wǎng)絡(WLAN)中執(zhí)行功率節(jié)省工作的方法。計劃服務周期在周期性間隔發(fā)生，且用于維持保留的話務流。保留的話務流由保留的話務流標識符所識別，且移動站使得其WLAN子系統(tǒng)初始處于低功率模式。通過啟動移動站的WLAN子系統(tǒng)和開始計劃服務周期開始該方法。在計劃服務周期的結(jié)尾，移動站從接入點接收對于移動站接入點在接入點的緩存器中具有更多數(shù)據(jù)的指示。在接收計劃服務周期的最后一個幀之后，移動站使得WLAN子系統(tǒng)處于低功率模式。如果移動站決定其合適，移動站之后開始啟動未計劃服務周期，以檢索在移動站的接入點所緩存的剩余數(shù)據(jù)。通過啟動WLAN子系統(tǒng)和發(fā)送輪詢幀給接入點來啟動未計劃服務周期。輪詢幀包括保留的話務流標識符。作為響應，移動站至少從接入點接收一個響應幀。在未計劃的服務周期結(jié)束時，移動站使WLAN子系統(tǒng)處于低功率模式。在一個實例中，接收響應幀包括接收其中接收保留的和無保留的數(shù)據(jù)的集合響應。結(jié)合模式可以是默認模式，或可通過發(fā)送具有被設置的結(jié)合位的輪詢幀觸發(fā)其。
本方法還提供了在無線局域網(wǎng)絡(WLAN)中由移動站從接入點檢索數(shù)據(jù)的方法，其中保留的數(shù)據(jù)對應于保留的話務流且由保留的話務流標識符來識別。該方法包括在計劃服務周期期間執(zhí)行在移動站和接入點之間的計劃的事務。移動站從低功率WLAN模式轉(zhuǎn)換為有效WLAN模式，以開始計劃的事務，且之后在完成計劃得事務的情況下從有效WLAN模式轉(zhuǎn)換為低功率WLAN模式。在完成計劃的事務之后，移動站開始在未計劃的服務周期期間執(zhí)行在移動站和接入點之間的未計劃事務。移動站從低功率WLAN模式轉(zhuǎn)換為有效WLAN模式以啟動未計劃的事務，且之后在完成未計劃得事務的情況下從有效WLAN模式轉(zhuǎn)換為低功率WLAN模式。預期可響應于在計劃服務周期的結(jié)尾指示接入點仍具有用于移動站的數(shù)據(jù)的接入點而執(zhí)行未計劃的事務，或作為選擇地，移動站將數(shù)據(jù)發(fā)送給接入點。如果接入點在計劃事務的結(jié)尾指示仍存在在接入點緩存的數(shù)據(jù)，接入點可指示數(shù)據(jù)的類型，比如數(shù)據(jù)的訪問種類和數(shù)據(jù)是否是保留的話務流的一部分。作為保留的話務流的一部分的數(shù)據(jù)可以是實時語音呼叫的一部分。移動站可通過檢查多種參數(shù)，例如，電池功率狀態(tài)，信號質(zhì)量級別，在接入點緩存的數(shù)據(jù)的優(yōu)先級等，來決定是否啟動未計劃服務周期。
雖然示出和描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，很明顯沒有這樣限定本發(fā)明。對于本領域普通技術人員，在不脫離本發(fā)明如所附權(quán)利要求限定的精神和范圍的情況下可做出多種修改、變更、變型、替代和等效。
權(quán)利要求
1.一種在無線局域網(wǎng)絡(WLAN)中由移動站執(zhí)行功率節(jié)省操作的方法，在移動站和接入點之間建立循環(huán)的服務周期計劃，其包括用于保留的話務流的規(guī)則地計劃的服務周期，該保留的話務流由保留的話務流標識符識別，移動站具有初始地處于低功率模式的WLAN子系統(tǒng)，該方法包括啟動移動站的WLAN子系統(tǒng)；開始計劃的服務周期；在計劃的服務周期的結(jié)尾從接入點接收接入點在計劃的服務周期的結(jié)尾在接入點的緩存器中具有保留的話務流的更多保留的數(shù)據(jù)的指示；在計劃的服務周期的結(jié)尾使WLAN子系統(tǒng)處于低功率模式；開始未計劃的服務周期，以檢索在用于移動站的接入點所緩存的剩余數(shù)據(jù)，包括啟動WLAN子系統(tǒng)；發(fā)送輪詢幀到接入點，該輪詢幀包括保留的話務流標識符；響應于發(fā)送輪詢幀，從接入點接收至少一個響應幀；和在接收至少一個響應幀之后，使WLAN子系統(tǒng)處于低功率模式。
2.如權(quán)利要求1所述的執(zhí)行功率節(jié)省操作的方法，其中，接收至少一個響應幀包括接收至少一個集合響應幀。
3.如權(quán)利要求2所述的執(zhí)行功率節(jié)省操作的方法，其中，接收集合響應幀是響應于發(fā)送具有被設置的集合位的輪詢幀而接收的。
4.如權(quán)利要求1所述的執(zhí)行功率節(jié)省操作的方法，進一步包括響應于發(fā)送輪詢幀，在移動站從接入點經(jīng)WLAN信道接收確認幀。
5.如權(quán)利要求1所述的執(zhí)行功率節(jié)省操作的方法，進一步包括響應于接收至少一個響應幀，從移動站經(jīng)WLAN信道發(fā)送確認幀到接入點。
6.如權(quán)利要求2所述的執(zhí)行功率節(jié)省操作的方法，其中接收至少一個集合響應幀包括接收具有設置為指示接下來將發(fā)送第二響應幀的MORE_DATA位的集合響應的第一幀的報頭；該方法進一步包括在移動站接收第二響應幀。
7.如權(quán)利要求1所述的執(zhí)行功率節(jié)省操作的方法，其中，發(fā)送輪詢幀包括發(fā)送空的幀。
8.如權(quán)利要求1所述的執(zhí)行功率節(jié)省操作的方法，其進一步包括通過爭用WLAN信道，執(zhí)行在喚醒WLAN子系統(tǒng)之后獲得WLAN信道。
9.如權(quán)利要求8所述的執(zhí)行功率節(jié)省操作的方法，其中，爭用WLAN信道通過載波感應執(zhí)行。
10.一種在無線局域網(wǎng)絡(WLAN)中由移動站從接入點檢索數(shù)據(jù)的方法，保留的數(shù)據(jù)對應于保留的話務流且由保留的話務流標識符識別，該方法包括在計劃的服務周期期間，在移動站和接入點之間執(zhí)行計劃的事務，移動站從低功率WLAN模式轉(zhuǎn)換為活動WLAN模式以開始計劃的事務，然后在完成計劃的事務的情況下，從活動WLAN模式轉(zhuǎn)換為低功率WLAN模式；和在未計劃的服務周期期間，在移動站和接入點之間執(zhí)行未計劃的事務，移動站從低功率WLAN模式轉(zhuǎn)換為活動WLAN模式以啟動未計劃的事務，然后在完成未計劃的事務的情況下，從活動WLAN模式轉(zhuǎn)換為低功率WLAN模式。
全文摘要
移動站建立和接入點交換數(shù)據(jù)的計劃。該計劃允許移動站在計劃的服務周期之外的時間使用低功率模式(608)。但是，移動站有時需要從接入點檢索另外的數(shù)據(jù)，或者發(fā)送另外的數(shù)據(jù)給接入點，且因此初始化未計劃的服務周期來實現(xiàn)此(614)。
文檔編號H04W52/02GK1922895SQ200480037976
公開日2007年2月28日 申請日期2004年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月19日
發(fā)明者王懷遠, 陳曄, 史蒂芬·P·艾美奧特, 佛羅伊德·D·辛普森, 蒂莫西·J·威爾遜 申請人:摩托羅拉公司