專利名稱：用于針對無線服務的延遲受限的端對端能量優(yōu)化的方法和裝置的制作方法
技術領域：
概括地說，下面的描述涉及通信系統(tǒng)，具體地說，涉及用于針對無線服務的延遲受限的端對端能量優(yōu)化的方法和裝置。
背景技術：
諸如3G數(shù)據(jù)服務之類的數(shù)據(jù)服務已經(jīng)在蜂窩電 話和膝上型電腦上獲得成功。很多用戶不僅具有蜂窩電話和膝上型電腦還具有更多的個人設備。然而，這些設備未被緊密地連接。其原因包括-這些個人設備的有限的無線連接性；以及-在個人設備的網(wǎng)絡上缺少可能的服務。隨著無線廣域網(wǎng)(WffAN)可以在3G網(wǎng)絡上使用，可以使用個人專用網(wǎng)(PPN)將這些個人設備連接到WAN。PPN潛在地使諸如遠程監(jiān)控之類的很多普遍存在的應用能夠?qū)崿F(xiàn)。例如，如果孩子佩戴啟用WWAN的傳感器，那么他們的父母可以通過使用蜂窩電話來確定孩子的健康狀況。如果在車和家中裝備有啟用WWAN的警報傳感器，那么可以根據(jù)諸如未授權(quán)侵入之類的事件來通知戶主和車主。這些示例僅僅是可以通過PPNS執(zhí)行的眾多可能應用中的幾個應用。然而，存在需要得到滿足以使系統(tǒng)有用的定時限制和能量限制。因此，將期望解決上述缺點中的一個或多個缺點。

發(fā)明內(nèi)容
下面給出ー個或多個方面的簡化概括，以便提供對這些方面的基本理解。該概括部分不是對所有預期方面的全面概述，其既不是要確定所有方面的關鍵或重要組成元素也不是描繪任意方面或所有方面的范圍。其唯一目的是用簡單的形式呈現(xiàn)ー個或多個方面的ー些概念，以此作為后面的更詳細的說明的前奏。根據(jù)各個方面，本發(fā)明涉及提供無線通信的系統(tǒng)和/或方法，其中，用于操作移動設備和該移動設備的本地無線近鄰內(nèi)的傳感器的裝置包括存儲器，該存儲器被配置為存儲多個指令；以及處理系統(tǒng)，該處理系統(tǒng)被配置為執(zhí)行所述多個指令以確定在移動設備的睡眠模式和活動模式期間在移動設備上的能量消耗；確定在傳感器的睡眠模式和活動模式期間在傳感器上的能量消耗；確定移動設備和傳感器的能量水平；以及根據(jù)傳感器的睡眠持續(xù)時間來設置移動設備的睡眠持續(xù)時間，同時滿足針對與傳感器有關的服務的端對端延遲限制。在另一方面，提供了一種用于操作移動設備和該移動設備的本地無線近鄰內(nèi)的傳感器的裝置，該裝置包括用于確定在移動設備的睡眠模式和活動模式期間在移動設備上的能量消耗的模塊；用于確定在傳感器的睡眠模式和活動模式期間在傳感器上的能量消耗的模塊；用于確定移動設備和傳感器的能量水平的模塊；以及用于根據(jù)傳感器的睡眠持續(xù)時間來設置移動設備的睡眠持續(xù)時間，同時滿足針對與傳感器有關的服務的端對端延遲限制的模塊。在又一方面，提供了一種用于操作移動設備和該移動設備的本地無線近鄰內(nèi)的傳感器的方法，該方法包括確定在移動設備的睡眠模式和活動模式期間在移動設備上的能量消耗；確定在傳感器的睡眠模式和活動模式期間在傳感器上的能量消耗；確定移動設備和傳感器的能量水平；以及根據(jù)傳感器的睡眠持續(xù)時間來設置移動設備的睡眠持續(xù)時間，同時滿足針對與傳感器有關的服務的端對端延遲限制。在又一方面，提供了一種用于操作移動設備和該移動設備的本地無線近鄰內(nèi)的傳感器的計算機程序產(chǎn)品，該計算機程序產(chǎn)品包括用指令編碼的機器可讀介質(zhì)，可以執(zhí)行這些指令以確定在移動設備的睡眠模式和活動模式期間在移動設備上的能量消耗；確定在傳感器的睡眠模式和活動模式期間在傳感器上的能量消耗；確定移動設備和傳感器的能量水平；以及根據(jù)傳感器的睡眠持續(xù)時間來設置移動設備的睡眠持續(xù)時間，同時滿足針對與傳感器有關的服務的端對端延遲限制。
在又一方面，提供了一種用于操作移動設備和該移動設備的本地無線近鄰內(nèi)的傳感器的裝置，該裝置包括處理系統(tǒng)，該處理系統(tǒng)被配置為確定在移動設備的睡眠模式和活動模式期間在移動設備上的能量消耗；確定在傳感器的睡眠模式和活動模式期間在傳感器上的能量消耗；確定移動設備和傳感器的能量水平；以及根據(jù)傳感器的睡眠持續(xù)時間來設置移動設備的睡眠持續(xù)時間，同時滿足針對與傳感器有關的服務的端對端延遲限制。為了實現(xiàn)前述目的和有關目的，ー個或多個方面包括在下文中充分描述并在權(quán)利要求中特別指出的特征。下面的描述和附圖詳細地闡述了ー個或多個方面的某些示例性方面。然而，這些方面只表示可使用各個方面的原理的各種方法中的ー些，且所述的方面旨在包括所有這些方面及其等價物。


圖I是示出了根據(jù)本發(fā)明的ー個方面配置的時間延遲限制的時序圖；圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明的ー個方面配置的遠程監(jiān)控系統(tǒng)的示意圖；圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明的ー個方面配置的家用監(jiān)控系統(tǒng)的示意圖；圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明的ー個方面配置的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡示意圖；圖5是示出了根據(jù)本發(fā)明的ー個方面配置的能量優(yōu)化方案的流程圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的ー個方面配置的、可在圖4的無線網(wǎng)絡中使用的無線通信裝置的框圖；以及圖7是示出了根據(jù)本發(fā)明的ー個方面配置的無線裝置的功能性的框圖。
具體實施例方式參照附圖在下文中對新穎的系統(tǒng)、裝置和方法的各個方面進行更全面的描述。然而，教導公開內(nèi)容可以以很多不同的形式體現(xiàn)，并且不應該被解釋為限制于本申請中給出的任何特定結(jié)構(gòu)或功能。更確切地說，提供這些方面以使本申請全面和完整，并且將向本領域相關技術人員充分傳達本申請的范圍。根據(jù)本文的教導，本領域相關技術人員應該意識至IJ，本申請的范圍g在覆蓋本文所公開的新穎的系統(tǒng)、裝置和方法的任意方面，無論所述任意方面是獨立于本發(fā)明的任意其它方面執(zhí)行的還是與本發(fā)明的任意其它方面相結(jié)合執(zhí)行的。例如，可以使用本文闡述的任意數(shù)量的方面來實現(xiàn)裝置或者實施方法。此外，本發(fā)明的范圍g在覆蓋這樣的裝置和方法，即，所述裝置和方法是使用除了本文闡述的本發(fā)明的各個方面之外還有其它結(jié)構(gòu)、功能性或者結(jié)構(gòu)和功能性來實施的，或者使用不同于本文闡述的本發(fā)明的各個方面的其它結(jié)構(gòu)、功能性或結(jié)構(gòu)和功能性來實施的。應該理解的是，可以通過權(quán)利要求的ー個或多個要素來體現(xiàn)本文公開的任意方面。在下面的詳細描述中，將參照支持諸如碼分多址(CDMA)、時分多址(TDMA)之類的任何適當?shù)臒o線技術或任何其它適當?shù)臒o線技術或者適當?shù)臒o線技術的任意組合的無線通信系統(tǒng)來描述本申請的各個方面。CDMA系統(tǒng)可以實現(xiàn)IS-2000、IS-95、IS-856、寬帶-CDMA (WCDMA)或者一些其它適當?shù)目?中接ロ標準。TDMA系統(tǒng)可以實現(xiàn)全球移動通信系統(tǒng)(GSM)或一些其它適當?shù)目罩薪鹰順藴?。本領域相關技術人員將容易地意識到，本申請的各個方面不受限于任意特定的無線技術和/或空中接ロ標準。本文所公開的是網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)和軟件結(jié)構(gòu)以及使得啟用WffAN的PPNS網(wǎng)絡能夠?qū)崿F(xiàn)的基礎設施。還公開了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的幾個替換物。在本申請的ー個方面實現(xiàn)了分布式的/共用的無線服務結(jié)構(gòu)，其中不同的無線節(jié)點能夠通過公共服務器來發(fā)布服務和定制無線服務。具有WffAN連接性的定制第一無線節(jié)點可以向公共服務器提交對信息的輪詢請求，所述信息可以由具有WWAN連接性的、提供服務的第二無線節(jié)點傳送?？赡艽嬖谂c無線服務相關聯(lián)的延遲限制，從而在由延遲指定的時間限制內(nèi)傳送信息。提供服務的第二無線節(jié)點可能不得不消耗更多的能量來在較短的延遲內(nèi)提供服務。例如，第二無線節(jié)點可能不得不通過短程無線鏈路來與第三無線節(jié)點(例如，無線傳感器節(jié)點)交流，并且由于較短的延遲限制，因此第二無線節(jié)點可能不得不要在一段較短的持續(xù)時間內(nèi)睡眠，這將增加能量損耗。所公開的方法使得在這種無線服務延遲限制的情況下在這種分布式系統(tǒng)中的端對端的能量使用最小化。通常，可以針對端對端系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的無線節(jié)點中的每ー個無線節(jié)點計算在睡眠周期和喚醒周期內(nèi)的能量損耗?？紤]到在延遲方面的總時間限制，無線平臺中的每ー個無線平臺的睡眠周期的持續(xù)時間是變化的，以使在傳送服務時涉及的所有無線平臺上的總系統(tǒng)能量最優(yōu)化。例如，如果無線節(jié)點中的ー個無線節(jié)點(例如，問題描述中的第二無線節(jié)點)在大部分可用延遲限制內(nèi)睡眠，那么這可能給與無線傳感器節(jié)點的信息交換留出很少的時間。這意味著，第三無線傳感器節(jié)點需要更頻繁地醒來以與第二無線節(jié)點交流，這將消耗更多的能量。同時，如果第二節(jié)點在較長的時間內(nèi)睡眠，那么其電池將維持較長的時間來提供服務。針對無線節(jié)點考慮睡眠持續(xù)時間的不同值，并且確定了使端對端系統(tǒng)能量最優(yōu)化的最佳值，以使得包含睡眠時間、醒來時間、處理時間和網(wǎng)絡通信時間，整個延遲在針對服務的端對端時間延遲限制內(nèi)。這使得在期望的延遲限制內(nèi)傳送服務，同時使得在提供服務時涉及的無線平臺上的能量最小化。例如，已經(jīng)表明，考慮到容許延遲(例如，8秒)，平臺能量消耗是最小的(例如，待機時間的O. 8%)以便在第二無線節(jié)點上提供服務。然而，減小容許延遲會顯著地消耗用于處理的待機時間，從而能夠確定最佳容許睡眠時間以提供無線服務并且同時消耗非常少量的系統(tǒng)能量。在平臺上本地地執(zhí)行最佳的平臺能量優(yōu)化。該方法考慮了分布式能量優(yōu)化方案，所述方案處理與通過無線網(wǎng)絡提供一個或多個服務相關聯(lián)的端對端延遲限制。該方法試圖使得與在提供服務時涉及的無線設備相關聯(lián)的消耗能量最小化。
此外，針對無線傳輸和本地處理，高數(shù)據(jù)速率服務可以消耗非常大量的能量。這些限制將增加能量損耗，這將影響用于確定所考慮的無線設備上的無線服務的睡眠時間的最佳解決方案。所公開的方法有助于確定用于維持存在于平臺上的關鍵服務所需的能量消耗量。例如，用于提供諸如無線健康傳感器監(jiān)控服務之類的關鍵服務。這可以用于關閉非關鍵服務以有利于關鍵服務。此外，所公開的方 法可以用于延長與提供無線服務并且同時減少能量消耗相關聯(lián)的延遲，以延長無線服務的可用性。因此，可以在移動設備上適度地退避無線服務的供應，并且較關鍵的服務保持運行而較不關鍵的服務逐漸關閉。參照圖1，將參照時間軸100來描述時序限制確定，其中，具有N個節(jié)點的分布式無線系統(tǒng)必須傳送ー個或多個服務ん，所述服務具有從分布式無線系統(tǒng)處收集的且在指定的延遲限制Dk內(nèi)傳送的信息。N個節(jié)點中的每ー個節(jié)點可以具有睡眠周期為Ti的睡眠時間表，其中，每個節(jié)點i (在該情況下包括節(jié)點I至3)在持續(xù)時間T0mi內(nèi)醒來。N個節(jié)點需要協(xié)作以便為這些節(jié)點中的每ー個節(jié)點確定最佳睡眠時間表，從而令人滿意地傳送所有服務。假設在不喪失一般性的情況下，服務中的一個服務在針對該服務的多跳喚醒(wakeup)通信序列中使用K個節(jié)點。如果節(jié)點的睡眠周期是Ti而接通時間是Tm，那么平均的喚醒時間Tw, i由下式給出
權(quán)利要求
1.一種用于操作移動設備和所述移動設備的本地無線近鄰內(nèi)的傳感器的方法，包括 確定在所述移動設備的睡眠模式和活動模式期間在所述移動設備上的能量消耗； 確定在所述傳感器的睡眠模式和活動模式期間在所述傳感器上的能量消耗； 確定所述移動設備和所述傳感器的能量水平；以及 根據(jù)所述傳感器的睡眠持續(xù)時間來設置所述移動設備的睡眠持續(xù)時間，同時滿足針對與所述傳感器有關的服務的端到端延遲限制。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，還包括 使用參數(shù)來確定所述傳感器的所述睡眠持續(xù)時間和所述移動設備的所述睡眠持續(xù)時間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述參數(shù)基于下述各項中的至少ー項 可再充電的頻率； 最大的能量存儲容量； 電流能量水平；以及 預定優(yōu)先級。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述參數(shù)是基于下述各項中的至少ー項的函數(shù) 可再充電的頻率； 最大的能量存儲容量； 電流能量水平；以及 預定優(yōu)先級。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述函數(shù)是加權(quán)函數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述移動設備能量消耗的確定包括 確定針對與所述傳感器相關聯(lián)的任務所消耗的能量。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述移動設備能量消耗的確定包括 確定針對除了與所述傳感器相關聯(lián)的任務之外的任務的能量消耗。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，還包括 設置所述傳感器和所述移動設備的活動持續(xù)時間。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述本地無線近鄰包括對等近鄰方案。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，還包括 確定所述睡眠模式與所述活動模式之間的轉(zhuǎn)換能量損耗。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，還包括 確定在所述移動設備的所述本地無線近鄰內(nèi)的第二傳感器的睡眠模式和活動模式期間在所述第二傳感器上的能量消耗； 確定所述第二傳感器的能量水平；以及 設置所述移動設備、所述傳感器和所述第二傳感器的睡眠持續(xù)時間，同時滿足針對與所述傳感器和所述第二傳感器有關的服務的端對端延遲限制。
12.一種用于操作移動設備和所述移動設備的本地無線近鄰內(nèi)的傳感器的裝置，包括 存儲器，其被配置為存儲多個指令；以及 處理系統(tǒng)，其被配置為執(zhí)行所述多個指令以便確定在所述移動設備的睡眠模式和活動模式期間在所述移動設備上的能量消耗； 確定在所述傳感器的睡眠模式和活動模式期間在所述傳感器上的能量消耗； 確定所述移動設備和所述傳感器的能量水平；以及 根據(jù)所述傳感器的睡眠持續(xù)時間來設置所述移動設備的睡眠持續(xù)時間，同時滿足針對與所述傳感器有關的服務的端對端延遲限制。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其中，所述處理系統(tǒng)還被配置為 使用參數(shù)來確定所述傳感器的所述睡眠持續(xù)時間和所述移動設備的所述睡眠持續(xù)時間。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其中，所述參數(shù)是基于下述各項中的至少ー項 可再充電的頻率； 最大的能量存儲容量； 電流能量水平；以及 預定優(yōu)先級。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其中，所述參數(shù)是基于下述各項中的至少ー項的函數(shù) 可再充電的頻率； 最大的能量存儲容量； 電流能量水平；以及 預定優(yōu)先級。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，其中，所述函數(shù)是加權(quán)函數(shù)。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其中，所述處理系統(tǒng)還被配置為 確定針對與所述傳感器相關聯(lián)的任務所消耗的能量。
18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其中，所述處理系統(tǒng)還被配置為 確定針對除了與所述傳感器相關聯(lián)的任務之外的任務的能量消耗。
19.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其中，所述處理系統(tǒng)還被配置為 設置所述傳感器和所述移動設備的活動持續(xù)時間。
20.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其中，所述本地無線近鄰包括對等近鄰方案。
21.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其中，所述處理系統(tǒng)還被配置為 確定所述睡眠模式與所述活動模式之間的轉(zhuǎn)換能量損耗。
22.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其中，所述處理系統(tǒng)還被配置為 確定在所述移動設備的所述本地無線近鄰內(nèi)的第二傳感器的睡眠模式和活動模式期間在所述第二傳感器上的能量消耗； 確定所述第二傳感器的能量水平；以及 設置所述移動設備、所述傳感器和所述第二傳感器的睡眠持續(xù)時間，同時滿足針對與所述傳感器和所述第二傳感器有關的服務的端對端延遲限制。
23.一種用于操作移動設備和所述移動設備的本地無線近鄰內(nèi)的傳感器的裝置，包括 用于確定在所述移動設備的睡眠模式和活動模式期間在所述移動設備上的能量消耗的模塊；用于確定在所述傳感器的睡眠模式和活動模式期間在所述傳感器上的能量消耗的模塊； 用于確定所述移動設備和所述傳感器的能量水平的模塊；以及用于根據(jù)所述傳感器的睡眠持續(xù)時間來設置所述移動設備的睡眠持續(xù)時間同時滿足針對與所述傳感器有關的服務的端對端延遲限制的模塊。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的裝置，還包括 用于使用參數(shù)來確定所述傳感器的所述睡眠持續(xù)時間和所述移動設備的所述睡眠持續(xù)時間的模塊。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的裝置，其中，所述參數(shù)是基于下述各項中的至少ー項 可再充電的頻率； 最大的能量存儲容量； 電流能量水平；以及 預定優(yōu)先級。
26.根據(jù)權(quán)利要求24所述的裝置，其中，所述參數(shù)是基于下述各項中的至少ー項的函數(shù) 可再充電的頻率； 最大的能量存儲容量； 電流能量水平；以及 預定優(yōu)先級。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的裝置，其中，所述函數(shù)是加權(quán)函數(shù)。
28.根據(jù)權(quán)利要求23所述的裝置，其中，所述移動設備能量消耗的確定包括 用于確定針對與所述傳感器相關聯(lián)的任務所消耗的能量的模塊。
29.根據(jù)權(quán)利要求23所述的裝置，其中，所述移動設備能量消耗的確定包括 用于確定除了與所述傳感器相關聯(lián)的任務之外的任務的能量消耗的模塊。
30.根據(jù)權(quán)利要求23所述的裝置，還包括 用于設置所述傳感器和所述移動設備的活動持續(xù)時間的模塊。
31.根據(jù)權(quán)利要求23所述的裝置，其中，所述本地無線近鄰包括對等近鄰方案。
32.根據(jù)權(quán)利要求23所述的裝置，還包括 用于確定所述睡眠模式與所述活動模式之間的轉(zhuǎn)換能量損耗的模塊。
33.根據(jù)權(quán)利要求23所述的裝置，還包括 用于確定在所述移動設備的所述本地無線近鄰內(nèi)的第二傳感器的睡眠模式和活動模式期間在所述第二傳感器上的能量消耗的模塊； 用于確定所述第二傳感器的能量水平的模塊；以及 用于設置所述移動設備、所述傳感器和所述第二傳感器的睡眠持續(xù)時間同時滿足針對與所述傳感器和所述第二傳感器有關的服務的端對端延遲限制的模塊。
34.一種用于操作移動設備和所述移動設備的本地無線近鄰內(nèi)的傳感器的計算機程序產(chǎn)品，包括 包含指令的機器可讀介質(zhì)，所述指令可執(zhí)行用以 確定在所述移動設備的睡眠模式和活動模式期間在所述移動設備上的能量消耗；確定在所述傳感器的睡眠模式和活動模式期間在所述傳感器上的能量消耗； 確定所述移動設備和所述傳感器的能量水平；以及 根據(jù)所述傳感器的睡眠持續(xù)時間來設置所述移動設備的睡眠持續(xù)時間，同時滿足針對與所述傳感器有關的服務的端對端延遲限制。
全文摘要
一種包含處理系統(tǒng)的裝置，所述處理系統(tǒng)被配置為確定在移動設備的睡眠模式和活動模式期間在移動設備上的能量消耗；確定在傳感器的睡眠模式和活動模式期間在傳感器上的能量消耗；確定移動設備和傳感器的能量水平；以及根據(jù)傳感器的睡眠持續(xù)時間來設置移動設備的睡眠持續(xù)時間同時滿足針對與傳感器有關的服務的端到端延遲限制。還公開了一種方法。
文檔編號H04W52/02GK102696177SQ201180005432
公開日2012年9月26日 申請日期2011年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月7日
發(fā)明者D·克里希納斯瓦米, H·V·阮 申請人:高通股份有限公司