專(zhuān)利名稱(chēng)：用于優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)中站點(diǎn)的能量消耗的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)中站點(diǎn)(STA)(例如，膝上電腦、掌上電腦或移動(dòng)電話(huà))的能量消耗的方法，優(yōu)選地，在根據(jù)IEEE標(biāo)準(zhǔn)802.11的無(wú)線(xiàn)LAN中。
背景技術(shù)：
在無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中，通常利用可充電電池進(jìn)行操作的移動(dòng)站點(diǎn)彼此互連。由于移動(dòng)站點(diǎn)的能量消耗表示一個(gè)關(guān)鍵因素，定義了特定的函數(shù)來(lái)支持移動(dòng)站點(diǎn)的節(jié)電模式(PSM)。IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)中定義的PSM導(dǎo)致信標(biāo)時(shí)間間隔(BI)和下行鏈路中的延遲之間的依賴(lài)性。將下行延遲定義為從接入點(diǎn)(AP)在MAC(媒體訪(fǎng)問(wèn)控制)層接收到來(lái)自更高層的幀的時(shí)刻開(kāi)始，直到AP成功地將其發(fā)送并在MAC層接收到相應(yīng)應(yīng)答的延遲。信標(biāo)時(shí)間間隔是周期性地從AP發(fā)送信標(biāo)的時(shí)間間隔。對(duì)于某些BI配置，BI和下行延遲之間的依賴(lài)性引起以下事實(shí)下行延遲超出特定閾值限制，并因此不再允許各個(gè)應(yīng)用。例如，這對(duì)于例如IP電話(huà)(VoIP)的實(shí)時(shí)應(yīng)用是非常關(guān)鍵的。
為了消除BI和下行延遲之間的依賴(lài)性，已經(jīng)建議了對(duì)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)電模式的多個(gè)修改?？梢詫⒖紤]到的方法分為兩個(gè)不同組。一方面，存在主動(dòng)(proactive)方法，用于當(dāng)站點(diǎn)在特定時(shí)刻發(fā)出PS輪詢(xún)的情況下，消除BI和下行延遲之間的依賴(lài)性，而與是否接收到信標(biāo)無(wú)關(guān)。另一方面，存在響應(yīng)(reactive)方法，利用在將站點(diǎn)從PSM喚醒到發(fā)送數(shù)據(jù)幀的時(shí)刻，發(fā)出PS輪詢(xún)。結(jié)果，消除了BI和下行延遲之間的依賴(lài)性。然而，其缺點(diǎn)在于，在響應(yīng)方法的情況下，引入了上行數(shù)據(jù)傳輸比率的依賴(lài)性。對(duì)于主動(dòng)和響應(yīng)方法，參見(jiàn)由本申請(qǐng)人于2003年2月25日提交的日本專(zhuān)利待審申請(qǐng)公開(kāi)No.P2004-260386。
上述這兩種改進(jìn)(主動(dòng)和響應(yīng)方法)出現(xiàn)了對(duì)于特定下行/上行業(yè)務(wù)模式的假設(shè)的類(lèi)似問(wèn)題。通常，在主動(dòng)方法的情況下，將發(fā)送PS輪詢(xún)的特定時(shí)間間隔設(shè)置為短于信標(biāo)時(shí)間間隔，以保證不會(huì)超出最大下行延遲。取決于各個(gè)應(yīng)用，主動(dòng)方法可能會(huì)導(dǎo)致不必要地產(chǎn)生某些PS輪詢(xún)。作為實(shí)例，這出現(xiàn)在以突發(fā)方式而不是恒定速率在接入點(diǎn)接收幀的網(wǎng)絡(luò)瀏覽情況下。
對(duì)于響應(yīng)方法，其一個(gè)較大的缺陷在于，在擴(kuò)展上行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的情況下(例如，在ftp上行傳輸?shù)目蚣軆?nèi))，產(chǎn)生了大量PS輪詢(xún)，這對(duì)于具有較低數(shù)據(jù)率的下行應(yīng)用是不必要的。
為了解決上述問(wèn)題，可以根據(jù)各個(gè)應(yīng)用所需的下行延遲，定義多種PSM配置。這意味著盡管對(duì)于用戶(hù)具有相當(dāng)多額外的開(kāi)銷(xiāo)，其仍然不得不根據(jù)各自的情況來(lái)在多個(gè)選項(xiàng)之間進(jìn)行選擇。這種額外開(kāi)銷(xiāo)在實(shí)際中不是用戶(hù)友好的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種按照以下方式優(yōu)化上述類(lèi)型網(wǎng)絡(luò)中的站點(diǎn)的能量消耗的方法，以便能夠適于站點(diǎn)的實(shí)際數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量，無(wú)需用戶(hù)的任何主動(dòng)操作。
根據(jù)本發(fā)明的用于優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)中站點(diǎn)的能量消耗的方法解決了上述問(wèn)題。根據(jù)本發(fā)明，站點(diǎn)在特定時(shí)間間隔內(nèi)監(jiān)控其在MAC(媒體訪(fǎng)問(wèn)控制)層接收的下行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量和發(fā)送的上行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量，并根據(jù)下行與上行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量之間的比率或特定時(shí)間間隔內(nèi)接收的下行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量來(lái)產(chǎn)生適當(dāng)?shù)墓?jié)電模式。
根據(jù)本發(fā)明，已經(jīng)意識(shí)到在公知的一般性方法的情況下，不考慮站點(diǎn)的實(shí)際數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量，因此，由于不必要地發(fā)送PS輪詢(xún)，沒(méi)有優(yōu)化站點(diǎn)的能量消耗。此外，意識(shí)到如果站點(diǎn)在特定時(shí)間間隔之間在MAC層監(jiān)控其接收的下行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量和發(fā)送的上行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量，則能夠優(yōu)化能量消耗?；谠撔畔?，站點(diǎn)能夠確定已有的上行和下行業(yè)務(wù)量示出了對(duì)稱(chēng)還是不對(duì)稱(chēng)特定。根據(jù)本發(fā)明，根據(jù)下行與上行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量之間的比率或特定時(shí)間間隔內(nèi)接收的下行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量來(lái)產(chǎn)生適合于當(dāng)前情況的節(jié)電模式。
在該模式中，發(fā)送滿(mǎn)足最大允許下行延遲所必需的PS輪詢(xún)。因此，不僅能夠延長(zhǎng)所述站點(diǎn)保持在能量節(jié)約的“睡眠模式”的那些階段，還能夠減小信令載荷。
應(yīng)當(dāng)注意，在根據(jù)本發(fā)明方法的情況下，未來(lái)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量必須是可預(yù)測(cè)的，其中“未來(lái)”指在數(shù)十毫秒范圍內(nèi)的時(shí)間段。該條件通常是滿(mǎn)足地，尤其是在實(shí)時(shí)應(yīng)用的情況下，例如語(yǔ)音應(yīng)用。


圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的站點(diǎn)能量消耗優(yōu)化方法的示意圖；圖2是示出了實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的站點(diǎn)能量消耗優(yōu)化方法的站點(diǎn)的示意圖；以及圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的站點(diǎn)能量消耗優(yōu)化方法的操作的流程圖。
具體實(shí)施例方式
參考圖1和2，UL/DL數(shù)據(jù)監(jiān)控器在MAC層監(jiān)控要發(fā)送到接入點(diǎn)(即，從上層傳送到下層)的上行數(shù)據(jù)以及從接入點(diǎn)接收的下行數(shù)據(jù)(即，從下層傳送到上層)，PSM控制器使用被監(jiān)控的上行和下行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量來(lái)執(zhí)行節(jié)電模式控制。
在本實(shí)施例的框架內(nèi)，如圖3所示，假設(shè)當(dāng)計(jì)算下行和上行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量之間的比率時(shí)，僅參考站點(diǎn)已經(jīng)接收和發(fā)送的幀的數(shù)目，而不是數(shù)據(jù)的絕對(duì)數(shù)量。這種方法是有利的，這是因?yàn)閿?shù)據(jù)傳輸所需的時(shí)間跨度通常遠(yuǎn)小于接入無(wú)線(xiàn)信道所需的時(shí)間。
如果計(jì)算的比率接近1，這表示下行和上行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量之間非常對(duì)稱(chēng)的比率。相反，比率距離1較遠(yuǎn)表示非對(duì)稱(chēng)比率。
如果下行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量(DL)相對(duì)于上行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量(UL)的比率R＝DL/UL大于1(R＞1)，則可以?xún)?yōu)選地選擇主動(dòng)節(jié)電模式。與響應(yīng)方法相反，在具有更多下行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量的情況下，主動(dòng)節(jié)電模式(即，在特定時(shí)間間隔處發(fā)送PS輪詢(xún)，與是否已經(jīng)接收到信標(biāo)無(wú)關(guān))的優(yōu)點(diǎn)在于，在接入點(diǎn)處緩沖的站點(diǎn)的幀具有較小的延遲。
相反，如果下行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量相對(duì)于上行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量的比率小于1(R＝＜1)，優(yōu)選地選擇響應(yīng)節(jié)電模式。當(dāng)在響應(yīng)節(jié)電模式中，如果由于上行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量以任何方式喚醒了站點(diǎn)，則發(fā)送PS輪詢(xún)，下行和上行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量之間的比率小于1的響應(yīng)節(jié)電模式導(dǎo)致了更多的能量節(jié)約。
對(duì)于PS輪詢(xún)的可能有效發(fā)送，可以假設(shè)根據(jù)下行和上行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量之間的比率，或在特定時(shí)間間隔期間接收的下行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量(DL/時(shí)間)，來(lái)定義從站點(diǎn)向接入點(diǎn)發(fā)送PS輪詢(xún)的時(shí)間間隔?？梢詤⒖荚摫嚷驶駾L/時(shí)間，以便在主動(dòng)節(jié)電模式中定義PS輪詢(xún)時(shí)間間隔，以及在響應(yīng)節(jié)電模式中確定發(fā)送PS輪詢(xún)的上行速率。
對(duì)于能量消耗的進(jìn)一步優(yōu)化，可以假設(shè)選定的節(jié)電模式自動(dòng)地適應(yīng)于下行和上行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量之間的變化比率。利用這種自適應(yīng)行為，當(dāng)計(jì)算下行和上行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量之間的比率時(shí)，可以反映由于集合(aggregated)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量而引起的數(shù)據(jù)混合。因此，尤其是在用戶(hù)同時(shí)運(yùn)行多個(gè)應(yīng)用程序的情況下，會(huì)出現(xiàn)能量的顯著節(jié)約。
在尤其要用于實(shí)時(shí)應(yīng)用的實(shí)施例的框架中，通過(guò)有關(guān)最大下行延遲的算法來(lái)產(chǎn)生節(jié)電模式。通過(guò)這么做，確保站點(diǎn)能夠及時(shí)接收到如語(yǔ)音數(shù)據(jù)等延遲敏感數(shù)據(jù)。
最后，應(yīng)當(dāng)注意，存在設(shè)計(jì)并改進(jìn)本發(fā)明的教益的多種可能性，因此，應(yīng)當(dāng)參考從屬于權(quán)利要求1的權(quán)利要求。
權(quán)利要求
1.一種用于優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)中站點(diǎn)的能量消耗的方法，包括在所述站點(diǎn)處，監(jiān)控在特定時(shí)間間隔之間接收的下行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量和發(fā)送的上行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量；以及根據(jù)下行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量和上行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量之間的比率，產(chǎn)生自適應(yīng)節(jié)電模式(PSM)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，根據(jù)發(fā)送和接收的數(shù)據(jù)幀的數(shù)目來(lái)計(jì)算下行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量和上行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量之間的比率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，在下行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量相對(duì)于上行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量的比率大于1的情況下，選擇主動(dòng)節(jié)電模式(PSM)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，在下行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量相對(duì)于上行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量的比率小于1的情況下，選擇響應(yīng)節(jié)電模式(PSM)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，根據(jù)下行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量和上行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量之間的比率，定義將節(jié)電(PS)輪詢(xún)從站點(diǎn)發(fā)送到接入點(diǎn)(AP)的時(shí)間間隔。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，根據(jù)在特定時(shí)間間隔期間接收的下行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量，定義將節(jié)電(PS)輪詢(xún)從站點(diǎn)發(fā)送到接入點(diǎn)(AP)的時(shí)間間隔。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，選定的節(jié)電模式(PSM)自動(dòng)地適應(yīng)于下行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量和上行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量之間的變化比率。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，通過(guò)有關(guān)最大下行延遲的算法來(lái)產(chǎn)生節(jié)電模式(PSM)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，在MAC(媒體訪(fǎng)問(wèn)控制)層監(jiān)控下行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量和上行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述網(wǎng)絡(luò)是根據(jù)IEEE標(biāo)準(zhǔn)802.11的無(wú)線(xiàn)LAN，其中站點(diǎn)是以下之一膝上型站點(diǎn)、掌上型站點(diǎn)和移動(dòng)站點(diǎn)。
11.一種用于優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)中站點(diǎn)的能量消耗的方法，包括在所述站點(diǎn)處，監(jiān)控在特定時(shí)間間隔期間接收的下行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量；以及根據(jù)在特定時(shí)間間隔期間接收的下行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量，產(chǎn)生自適應(yīng)節(jié)電模式(PSM)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述網(wǎng)絡(luò)是根據(jù)IEEE標(biāo)準(zhǔn)802.11的無(wú)線(xiàn)LAN，其中站點(diǎn)是以下之一膝上型站點(diǎn)、掌上型站點(diǎn)和移動(dòng)站點(diǎn)。
13.一種網(wǎng)絡(luò)中的站點(diǎn)，包括監(jiān)控裝置，用于監(jiān)控在特定時(shí)間間隔之間其接收的下行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量和其發(fā)送的上行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量；以及控制裝置，根據(jù)下行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量和上行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量之間的比率，產(chǎn)生自適應(yīng)節(jié)電模式(PSM)。
14.一種網(wǎng)絡(luò)中的站點(diǎn)，包括監(jiān)控裝置，用于監(jiān)控在特定時(shí)間間隔期間接收的下行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量；以及控制裝置，根據(jù)在特定時(shí)間間隔期間接收的下行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量，產(chǎn)生自適應(yīng)節(jié)電模式(PSM)。
全文摘要
公開(kāi)了一種用于優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)中站點(diǎn)的能量消耗的方法。所述站點(diǎn)在MAC層監(jiān)控在特定時(shí)間間隔內(nèi)接收的下行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量和發(fā)送的上行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量。根據(jù)下行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量和上行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量之間的比率或在特定時(shí)間間隔之間接收的下行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量，產(chǎn)生自適應(yīng)節(jié)電模式(PSM)。
文檔編號(hào)G06F1/32GK1728654SQ20051008792
公開(kāi)日2006年2月1日 申請(qǐng)日期2005年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月29日
發(fā)明者佩雷斯-科斯塔·哈維爾 申請(qǐng)人:日本電氣株式會(huì)社