CN101416445B - 根据访问类别调整递送机制的设备、***和方法 - Google Patents

根据访问类别调整递送机制的设备、***和方法 Download PDF

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Abstract

本发明实施例提供根据预期话务模式选择无线设备的一个或多个节能参数的设备、***和方法。例如，根据本发明实施例的一种方法包括基于要发送帧的访问类别选择自动节能递送机制或传统节能递送机制来发送帧。根据本发明实施例的一种方法可包括：如果访问类别指示所预期的为突发型话务，则将递送机制从自动节能递送机制切换到传统节能递送机制。描述并要求保护其它特征。

Description

根据访问类别调整递送机制的设备、***和方法
电气电子工程师协会(IEEE)2005年9月提出的802.11e规范，为局域网(LAN)尤其是无线局域网(WLAN)应用定义了一组服务质量QoS增强规范。例如，网络的QoS功能可指派向分组的不同流指派访问类别(AC)。分组流的指派AC取决于例如如由应用指派的该分组的优先级，且可被称为用户优先级(UP)。AC可包括，例如，公共的可被QoS功能用来争夺信道以传输特定优先级的分组的增强分布式信道访问(EDCA)参数集。例如，基于IEEE802.11e标准的Wi-Fi多媒体(WMM)证书根据四个访问类别(AC)：语音(AC_VO)，视频(AC_VI)，尽力而为(AC_BE)，和后台(AC_BE)来优先化话务。有关IEEE802.11e的其它信息可以从＂IEEE802.11e Standard for Informationtechnology—Telecommunications and information exchange between systems—Local and metropolitan area networks—Specific requirements Part11：WirelessLAN Medium Access Control(MAC)and Physical Layer(PHY)specifications：Amendment8：Medium Access Control(MAC)Quality of Service Enhancements＂(用于信息技术的IEEE802.11e标准——***之间的电信和信息交换——局域网和城域网——特定要求部分11：无线LAN介质访问控制(MAC)和物理层(PHY)规范：修订8：介质访问控制(MAC)服务质量增强)(发表于2005年)中获得。
不同的AC可与不同的节能参数关联。一个这样的节能参数可以是，例如，被访问点(AP)用于将分组递送到工作在节能模式的站点(STA)的递送机制。例如，一种递送机制可以是IEEE802.11标准：＂ANSI/IEEE Std.802.11，Information technology-Telecommunications and information exchange betweensystems—Local and metropolitan area networks—Specific requirements—Part11：Wireless LAN Medium Access Control(MAC)and Physical Layer(PHY)Specifications＂(1999发布；2003年6月重申)”(ANSI/IEEE标准802.11，信息技术——***之间的无线电通信和信息交换——局域网和城域网——特定要求——第11部分：无线LAN介质访问控制(MAC)和物理层(PHY)规范)中的“传统”节能机制。另一递送机制可以是自动节能递送(APSD)机制，例如，如802.11e中所定义的非排定APSD(UAPSD)或排定APSD(S-APSD)。QoS站点(QSTA)可以将所有或部分AC定义为触发启用和/或递送启用。触发和递送启用的AC可使用UAPSD作为默认递送机制，反之既不是触发启用也不是递送启用的AC可使用“传统”节能递送机制。
附图简述
在本说明书的结论部分中特别指出和清楚声明了作为本发明的主题。不过，在结合附图阅读时通过参考以下具体描述，可最好地理解本发明的组织和操作方法及其特征和优点，其中：
图1是根据本发明的一些说明性实施例的包括至少一个具有服务质量能力的无线设备的通信***的示意图；以及
图2是根据本发明的一些说明性实施例的节能行为的方法的示意性流程图；以及
可以理解为了简单和清楚的说明，图中所示的元件没有必要按比例画出。例如，为了清楚起见相对于其它元件一些元件的尺寸可能被放大。此外，在认为合适的地方，在图中可重复参考标记来指示相应的或类似的元件。
发明的具体描述
在以下的具体描述中，陈述了多个具体细节来提供对本发明的透彻理解。然而，本领域普通技术人员可以理解的是，可不利用这些具体细节实现本发明。在其他实例中，没有具体描述公知的方法、过程、组件、单元和/或电路，以不混淆本发明。
虽然本发明实施例并不限于这个方面，但是利用诸如例如“过程”、“计算”、“运算”、“判定”、“建立”、“分析”、“校验”等等之类的术语的讨论可参考其中将表示为计算机的寄存器和/或存储器内的物理(举例来说，电子的)量的数据操纵和/或转换成类似地表示为该计算机的寄存器或存储器或者可以存储指令来完成操作和/或处理的其他信息存储介质内的物理量的其它数据的计算机、计算平台、计算***、或其他电子计算机设备的操作和/或处理过程。
虽然本发明实施例不限于这个方面，但这里所使用的术语“多个”或“很多个”可包括，例如，“若干”或“两个或多个”。术语中的“多个”或“多个”可用于整个说明书来描述两个或多个组件、设备、元件、参数等。例如，“多个站点”可包括两个或多个站点。
虽然本发明实施例不限于这个方面，但这里所使用的术语“降低功率模式”可包括，例如，空闲模式、待机模式、功率守恒模式、节能模式、高效模式、“睡眠”模式、半运行模式、半激活模式、部分激活模式或其中组件(例如，收发器或其子单元)不完全运行或激活的其他工作模式。
本发明的实施例可用于多个应用。本发明的一些实施例可结合许多仪器和***一起使用，例如，发射器、接收器、收发器、发送—接收器、无线通信站、无线通信设备、无线接入点(AP)、调制解调器、无线调制解调器、个人计算机、台式计算机、移动式计算机、膝上型计算机、笔记本电脑、个人数字助理(PDA)设备、平板电脑、服务器计算机、网络、无线网络、局域网(LAN)、无线LAN(WLAN)、根据现有IEEE802.11、802.11a、802.11b、802.11e、802.11g、802.11h、802.11i、802.11n、802.16标准和/或以上标准的未来版本运行的设备和/或网络、个域网(PAN)、无线PAN(WPAN)、以上WLAN和/或PAN和/或WPAN网络的一部分的单元和/或设备、单向和/或双向无线电通信***、蜂窝式无线电话通信***、蜂窝电话、无线电话、个人通信***(PCS)设备、包含无线通信设备的PDA设备、多输入多输出(MIMO)的收发器或设备、单输入多输出(SIMO)的收发器或设备、多输入单输出(MISO)的收发器或设备、多接收器链(MRC)的收发器或设备、具有“智能天线”技术或多天线技术的收发器或设备等。本发明的一些实施例可连同一种或多种类型的无线通信信号和/或***一起使用，例如，无线射频(RF)、红外(IR)、频分复用(FDM)、正交频分复用(OFDM)、时分复用(TDM)、时分多址(TDMA)、扩展TDMA(E-TDMA)、通用无线分组业务(GPRS)、码分多址(CDMA)、宽带CDMA(WCDMA)、CDMA2000、多载波调制(MDM)等。本发明的实施例可以用于多种其他仪器、设备、***和/或网络。
参考图1，根据本发明的一些说明性实施例示意性地例示了通信***100。本领域普通技术人员可以理解的是，图1中示意性例示的简化组件仅仅旨在说明，而无线设备的运行可能需要另外的组件。本领域普通技术人员还将注意到的是，无线设备中的组件之间的连接不需要完全和示意图中描述的一样。
在一些实施例中，通信***100可包括或可以是具有服务质量(QoS)功能的局域网(LAN)，例如本领域公知的根据802.11e标准配置的无线局域网(WLAN)。例如，***100可包括诸如例如站点(STA)140之类的一个或多个无线移动单元和诸如例如访问点(AP)110之类的一个或多个基本服务集(BSS)提供者。AP110和STA140可包括介质访问控制器(MAC)114和134，以分别例如根据802.11e或任何其它合适的本领域已知的标准或规范提供相应的QoS功能。具体地，AP100的MAC114和/或STA140的MAC134如下具体所述能基于所传输帧的访问类别和期望话务种类选择用于传输帧的节能递送机制。MAC114和134可以利用本领域公知的任意合适的硬件和/或软件的组合来实现。
在一些实施例中，通信***100可以是，例如，可包括无线组件的无线网络或网络。AP110和STA140可在共享的访问媒介上与网络话务150通信，例如如本领域已知的采用诸如下行链路125和上行链路121之类的一个或多个无线链路。虽然本发明实施例不限于这个方面，但是话务150可能包括分组或其它信号和/或数据集，诸如，例如可以构成无线信号传输的介质访问控制服务数据单元(MSDU)。上行链路121可以包括由STA140发送到AP110的话务150的无线信号或分组流。
虽然本发明实施例不限于这个方面，但AP110和STA140可分别有效地与包括或可以是例如双极天线、单极天线、全向天线、底端馈电天线、圆极化天线、微带天线、分集天线、或其它任何类型的适合发送和/或接收无线通信信号、块、帧、传输流、分组、消息和/或数据的天线类型的内置和/或外置RF天线的射频天线126和123耦合。
在一些实施例中，AP110可以是具有诸如例如在WLAN中提供到有线网络基础设施的桥接或仲裁站点间的通信之类的附加功能的专用设备。例如，AP110可便于通过无线通信或有线124与诸如例如因特网或内部互联网之类的更广泛的网络160通信。在一些实施例中诸如AP100之类的BSS的提供者可将诸如STA140之类的无线设备与诸如例如个人计算机、工作站、打印机等等之类的其它设备相关联。在一些实施例中，诸如STA140之类的两个或多个无线移动单元可互相通信，从而例如形成独立基础服务集(IBSS)或专设网络。
在一些实施例中，STA140可包括诸如网络接口卡(NIC)133的无线接口设备。例如，NIC133可提供网络通信的七层开放式***互联(OSI)参考模型中数据链路层的相关功能。虽然本发明实施例不限于这个方面，但MAC134可包括在NIC133内，或MAC可以是STA140中的分立组件或多个分立组件。例如，如本领域已知的MAC134可作为NIC133的设备驱动器。在一些实施例中，如本领域已知的MAC134可以包括上层MAC层和下层MAC层。下层MAC层例如包含在NIC133里面。
在一些实施例中，STA140可以包括处理器132、内存单元130和存储单元135。尽管本发明的实施例不限于这个方面，但处理器132可包括，例如，中央处理单元(CPU)、数字信号处理器(DSP)、微处理器、控制器、芯片、微芯片、集成电路(IC)、或其它适合的多功能或特定处理器或者控制器。内存单元130可以包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SD-RAM)、闪存、易失性存储器、非易失性存储器、缓存存储器、缓冲器、短期存储单元、长期存储单元、或其它合适的内存单元或者存储单元。存储单元135可以包括例如硬盘驱动器、软盘驱动器、光盘驱动器(CD)、CD-ROM驱动器、或其它适当的可移动或者不可移动存储单元。在一些实施例中，在执行时近似根据本发明实施例的方法时，指令可以记录或存储例如在存储介质135中。
虽然本发明实施例不限于这个方面，但内存单元130和/或存储单元135可以存储例如涉及诸如例如IEEE标准802.11，1999版(ISO/IEC8802-11：1999)和尤其是IEEE802.11e/D13.0，2005年1月(IEEE Std.802.11修订草案，1999)和/或Wi-Fi多媒体(WMM)认证之类的无线通信标准的数据。内存130也可存储涉及可应用于在递送话务150中使用的WLAN100和一个或多个AC的包括例如QoS和/或可应用于这样相应的AC的节能参数131的数据。例如，虽然也可使用其它AC，参数131可包括涉及WMM的四个访问类别的数据：音频(AC_VO)、视频(AC_VI)、尽力而为(AC_BE)和后台(AC_BE)。
虽然本发明的实施例不限于这个方面，处理器132独立于或者连同一个或多个其它处理器可适于确定在上行链路121或下行链路125中的传送或接收信号的AC。在一些实施例中，处理器132可适于选择适用于话务流150中的特定分组或无线信号的AC的节能参数131。例如，处理器132可选择在每种AC中用于递送话务150下行链路分组的递送机制。在一些实施例中，与话务150的链路或流中特定AC相关的节能参数131可能来自其它源。例如，在一些实施例中，递送机制可以由MAC134根据OSI参考模型的上层设置来选择，例如网络应用。
根据802.11e和WMM，诸如STA140之类的QoS站点(QSTA)可将它的所有或部分AC指定为递送启用、触发启用或触发和递送启用。一些AC可被定义为非触发/非递送启用。例如，如本领域已知地，STA140可以设置它的相关联请求帧来指示在与诸如例如AP110之类的QoS启用的BBS供应者相关联之后相应AC既是触发启用又是递送启用。另外或或者，STA140可使用本领域已知的话务规范(TSPEC)来定义一特定AC完全为触发启用或递送启用，或既是触发启用也是递送启用。
本领域普通技术人员应会理解的是，将AC定义为递送启用和/或触发启用会针对例如从AP110到STA140的话务150之类的下行链路话务使默认节能递送机制与相应的AC关联。例如，既是触发启用又是递送启用的AC可与未排定自动省电模式(UAPSD)关联作为默认的递送机制，反之另一AC可根据802.11标准利用传统节能递送机制，例如使用PS-轮询帧或任意用于递送下行链路话务的其它方法。
根据本发明的说明性实施例，可例如基于期望话务模式根据其特征处理触发和递送启用AC的下行链路和/或上行链路话务。因此，本发明实施例可允许例如STA140的QSTA来优化功耗和性能之间的平衡。例如，本发明的一些说明性实施例可包括：基于所递送帧的相应AC，而不是在关联或TSPEC期间定义的将所有AC共同设置为既是触发启用也是递送启用的默认递送机制来选择例如递送机制之类的一个或多个节能参数，从而定义UAPSD机制。
例如，根据本发明的一些说明性实施例，在关联过程期间所有AC可被定义为既是触发启用也是递送启用。因此，期望指示周期性话务的AC，例如AC_VO和AC_VI，可使用自动节能递送机制；而例如AC_BK和AC_BE之类的指示期望突发类型话务的AC可使用诸如例如PS_Poll(PS_轮询)帧之类传统节能机制。
虽然本发明实施例不限于这个方面，但可能需要诸如例如STA140的QSTA将所有的访问类别定义为既是触发启用也是递送启用而不管默认递送机制如何。应当理解，有了这样的设置，信标帧可包括话务指示图(TIM)用于通知STA140是否有任何数据帧排队和等待递送到STA140。该指示可被STA140用来例如通过启动触发帧或PS-Poll帧或通过本领域已知的任何其它合适的方法启动缓冲帧的递送。
虽然本发明实施例不限于这个方面，但可能需要诸如例如STA140之类的QSTA在预期更多突发话务时保持在激活模式。此外，可能需要在预期仅为周期性话务时进入例如节能(PS)的节能模式。按照本发明的说明性实施例，STA140的节能行为可由下面的伪代码来描述：
从每个下行或上行链路帧的QoS参数中提取当前AC。
如果STA处于激活模式：
如果AC_BE或AC_BK则停留在激活模式。将超时重置为最后数据话务。当超时过期时STA可返回PS模式。
否则如果AC_VO或AC_VI则一旦未决的超时过期STA就可移至PS模式。
如果STA处于PS模式：
如果AC_BE或AC_BK则将STA移至激活模式。将超时重置为最后数据话务。当超时过期STA可返回PS模式。
否则如果AC_VO或AC_VI则停留在PS模式。使用UAPSD作为下行链路话务的递送机制。
参考图2，其根据本发明的一些说明性实施例示意性地说明方法200的节能行为的流程图。虽然本发明实施例不限于这个方面，但可由诸如图1的STA140之类的QoS站点实现方法200。
如框202中所示，方法200可包括基于预期话务模式选择例如诸如UAPSD之类的自动省电递送机制或诸如PS-轮询之类的传统省电递送机制以递送帧。根据本发明的说明性实施例，可由所递送和/或所接收帧的AC指示预期话务模式。虽然本发明实施例不限于这个方面，但是简单算法可将该预期话务模式和该访问类别关联。例如，突发类型话务模式可与后台和/或尽力而为访问类别关联，而周期话务模式可与音频和/或视频访问类别关联。另外或或者，可预定义访问类别和相应递送机制的关联。例如，在一个实施例中，可根据存储在功率参数131中的查找表来选择该递送机制。
如框210所示，方法200可包括从所接收帧的一个或多个QoS参数中提取AC。例如，如本领域已知地，在一些实施例中AC可从所接收帧的MAC报头中的用户优先级(UP)字段来获得AC。在其它实施例中，可根据由站点的MAC分配帧的队列来获得AC。本领域普通技术人员可以理解，根据802.11eMAC可管理不同AC的帧的分离传输队列。
如框220和230所示，接收站点可分别处于激活模式或者节能模式。应当理解在进入节能模式之前，例如图1的STA140的接收站点可通知例如图1的AP110的BSS供应者，使得AP可以缓冲想要发送到那个站点的话务的帧。例如，根据802.11标准的传统节能递送机制，缓冲话务的递送可由从站点接收到的PS-轮询帧来触发或在站点切换到启用模式的时候触发。如框228所示，如本领域已知地，当站点处于激活模式时，它可实现节能超时，并可保持于激活模式直到超时过期。
如框222和236所示，方法200可包括基于帧的AC确定预期话务模式。例如，根据本发明的说明性实施例，尽力而为和后台AC可指示所预期的是附加话务突发，而语音和视频AC可指示附加话务可周期性地预期。
因此如框222所示，如果接收帧的访问类别是AC_BE或AC_BK，方法200可包括确保站点处于激活模式以接收后续突发话务。例如如框224所示，如果站点处于激活模式，方法200可包括从最后数据话务重置节能超时以使站点停留在启用模式一段附加的时间周期。如框226所示，如果AC不是AC_BE或AC_BK，则方法200可能不包括延长节能超时，且在当前超时过期时站点可切换到降低功率模式。
如框236所示，如果接收帧的访问类别是AC_VO或AC_VI，方法200可包括在没有预期突发话务时使用降低功率模式。例如，如框238所示，如果站点处于节能模式，方法200可包括为下行链路话务启动例如UAPSD的自动节能递送机制。如框232所示，如果AC不是AC_VO或AC_VI，方法200可不包括启动自动节能模式，而STA替代地可使用传统节能递送模式。如框234所示，如果AC是AC_BE或AC_BK，则如参考框222所述地，方法200可包括切换到激活模式以接收后续突发话务。
本领域普通技术人员可以理解的是，UAPSD机制尤其适于递送周期话务。例如，如本领域已知地，UAPSD可允许站点例如通过发送触发帧来控制它何时进入唤醒状态来没有显著等待时间地接收缓冲帧。此外，如本领域已知地，随着服务周期结束该站点可返回例如打盹状态的降低功率模式，且因此可在没有预期附加突发话务时可节省功率。
本发明的一些实施例可由软件、由硬件或由可适合具体应用或根据具体设计需求的任何软件和/硬件的组合来实现。如本领域已知地，本发明实施例可全部或部分地包括各自分开的或结合在一起的单元和/或子单元，而且可使用特定的、多功能的或通用的处理器或控制器、或设备。本发明的一些实施例可包括用于暂时或长期存储数据或为了便于特定实施例的运行的缓冲器、寄存器、堆栈、存储单元和/或内存单元。
虽然这里已经说明和描述了本发明的某些特征，但本领域普通技术人员可作出许多修改、替换、改变和等效方案。因此，应当理解所附权利要求旨在覆盖落在本发明真实精神范围内的所有这些修改和改变。

Claims (25)

1.一种根据访问类别选择递送机制的方法，所述方法包括：
将第一节能递送机制与多个访问类别关联；以及
基于从由无线通信设备接收的帧提取的访问类别选择所述第一节能递送机制或不同的第二节能递送机制来递送一个或多个附加帧。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括基于所提取的访问类别确定所述一个或多个附加帧的预期话务模式，其中基于所述访问类别的选择包括基于所述预期话务模式的选择。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一和第二节能递送机制分别包括自动节能递送机制和传统节能递送机制。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，选择所述节能递送机制包括：如果所述无线通信设备处于节能模式且所提取的访问类别与周期性话务模式关联，则选择未排定自动节能递送机制。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述访问类别是视频或语音。
6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，选择所述节能递送机制包括：如果所述访问类别与突发型话务模式关联则选择传统节能递送机制。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述访问类别是后台或尽力而为。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，选择传统节能递送机制包括从所述自动节能递送机制切换到所述传统节能递送机制。
9.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述传统节能递送机制包括相关于802.11标准的递送机制。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
基于所提取的访问类别确定所述一个或多个附加帧的预期话务模式；
如果所述无线通信设备处于节能模式且所述预期话务模式包括周期性话务模式，则选择未排定自动节能递送机制；
如果所述无线通信设备处于节能模式且所述预期话务模式包括突发型话务模式，则将所述无线通信设备从所述节能模式切换到激活模式；以及
如果所述无线通信设备处于所述激活模式且所述预期话务模式包括所述突发型话务模式，则在所述无线通信设备处重置节能超时。
11.一种能够根据访问类别选择递送机制的设备，所述设备包括：
用于基于从由无线通信设备接收的帧提取的访问类别选择第一节能递送机制或不同的第二节能递送机制来递送一个或多个附加帧的装置，其中所述第一节能递送机制与多种访问类别关联。
12.如权利要求11所述的设备，其特征在于，所述装置基于所提取的访问类别确定所述一个或多个附加帧的预期话务模式，并且基于所述预期话务模式选择所述第一或第二节能递送机制。
13.如权利要求11所述的设备，其特征在于，第一和第二节能递送机制分别包括自动节能递送机制和传统节能递送机制。
14.如权利要求11所述的设备，其特征在于，如果所述无线通信设备处于节能模式且所提取的访问类别与周期性话务模式关联，则所述装置将选择未排定自动节能递送机制。
15.如权利要求14所述的设备，其特征在于，所述访问类别是视频或语音。
16.如权利要求13所述的设备，其特征在于，如果所述访问类别与突发型话务模式关联，则所述装置将选择所述传统节能递送机制。
17.如权利要求16所述的设备，其特征在于，所述访问类别是后台或尽力而为。
18.如权利要求16所述的设备，其特征在于，所述装置将从所述自动节能递送机制切换到所述传统节能递送机制。
19.如权利要求13所述的设备，其特征在于，所述传统节能递送机制包括相关于802.11标准的递送机制。
20.如权利要求11所述的设备，其特征在于，所述装置能够：基于所提取的访问类别确定所述一个或多个附加帧的预期话务模式；如果所述无线通信设备处于节能模式且所述预期话务模式包括周期性话务模式，则选择未排定自动节能递送机制；如果所述无线通信设备处于节能模式且所述预期话务模式包括突发型话务模式，则使所述无线通信设备从所述节能模式切换到激活模式；以及如果所述无线通信设备处于所述激活模式且所述预期话务模式包括所述突发型话务模式，则在所述无线通信设备处重置节能超时。
21.一种无线通信***，包括：
至少一个无线通信设备，其具有用于基于从由所述无线通信设备接收的帧提取的访问类别选择第一节能递送机制或不同的第二节能递送机制来接收一个或多个附加帧的处理器，其中所述第一节能递送机制与多种访问类别关联；以及
可操作地关联于所述无线通信设备用于接收所述帧的天线。
22.如权利要求21所述的***，其特征在于，包括用于传送所述帧的附加无线通信设备。
23.如权利要求21所述的***，其特征在于，所述处理器基于所提取的访问类别确定所述一个或多个附加帧的预期话务模式，并且基于所述预期话务模式选择所述第一或第二节能递送机制。
24.如权利要求21所述的***，其特征在于，所述第一和第二节能递送机制分别包括自动节能递送机制和传统节能递送机制。
25.如权利要求24所述的***，其特征在于，所述无线通信设备能够从所述自动节能递送机制切换到所述传统节能递送机制。
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