TWI674018B - 無線區域網路存取點的節電最佳化方法及裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示一種無線區域網路存取點的節電最佳化方法及裝置。本實施例提供一種為了在站點以低功率模式進行動作時將節電最佳化而將站點與存取點間的最大緩衝時間、信標逾時值、耗電預測值等最佳化，以便在低功率模式下無資料損失而最大限度地長期保持睡眠模式的節電最佳化方法及裝置。

Description

無線區域網路存取點的節電最佳化方法及裝置
本實施例涉及一種用以對各種無線區域網路存取點(Access Point，AP)節電最佳化的方法及裝置。
以下所記述的內容僅用以提供與本實施例相關的背景訊息，並不構成先前技術。
通常，802.11無線區域網路(Wireless Local Area Network，WLAN)中的功率管理(Power Management)模式在清醒(Awake)模式狀態下再無要收發的資料時，為了低耗電而進入到睡眠模式(Sleep Mode)狀態。
在睡眠模式狀態下，檢查按照固定週期傳輸的作為信標幀(Beacon Frame)中的資訊的業務指示訊息(Traffic Indication Message，TIM)或傳遞業務指示訊息(Delivery TIM，DTIM)而確認是否存在要接收的資料。
如果檢查結果為存在要接收的資料，則轉換成清醒模式狀態而傳輸節電輪詢(Power Saving Polling)並接收資料。而且，如果檢查結果為不存在要接收的資料，則保持睡眠模式狀態。
通常，802.11 WLAN中的功率管理模式為了低耗電而嘗試睡眠以在睡眠模式狀態下將功耗最小化。通常，802.11 WLAN中的功率管理模式的各階段的功率的消耗為了從睡眠模式、即瞌睡(Doze)狀態進入到清醒模式狀態而利用一個主應用。
根據通常的802.11 WLAN中的功率管理模式，需搭載有在一個主應用中進行服務的所有功能。具體而言，在一個主應用中，除 TIM/DTIM檢查所需的必須代碼及資料以外，追加有服務相關代碼及資料。
也執行所述追加服務的初始化步驟，因此存在如下問題：多餘的初始化時間增加，與服務連動的硬體模組也成為通電狀態，因此導致多餘的功耗。
本實施例的目的在於提供一種為了在站點(Station，STA)以低功率模式進行動作時將節電最佳化而將STA與AP間的最大緩衝時間、信標逾時值、耗電預測值等最佳化，以便在低功率模式下無資料損失而最大限度地長期保持睡眠模式的節電最佳化方法及裝置。
根據本實施例的一觀點，提供一種節電最佳化裝置，其特徵在於包括：會話設定部，經由通過實體層(Physical Layer)連接的AP(Access Point)而設定與終端的傳輸控制協定(Transmission Control Protocol，TCP)會話(Setup TCP Session)；阻斷設定部，根據經由所述TCP會話而從所述終端輸入的控制命令關斷(Turn off)與所述AP的一部分通訊功能；測試部，在切斷所述TCP會話(Cut off TCP Session)後進入到睡眠模式(Sleep Mode)，在按照既定的時間以睡眠狀態進行動作後進行喚醒而增加既定的时间单位来反复进行將所述終端通過使用者資料報協定(User Datagram Protocol，UDP)會話傳輸到所述AP的資料作為根據所述睡眠模式緩衝的緩衝資料從所述AP接收的動作，將反覆接收所述緩衝資料的結果產生為結果資料；以及最佳化設定部，基於成功接收所述結果資料中的所述緩衝資料的次數而設定最大緩衝時間值。
根據本實施例的另一觀點，提供一種節電最佳化方法，其特徵在於包括：經由通過實體層(Physical Layer)連接的AP(Access Point)而設定與終端的TCP(Transmission Control Protocol)會話(Setup TCP Session)的過程；根據經由所述TCP會話而從所述終端輸入的控制命令關斷(Turn off)與所述AP的一部分通訊功能的過程；在切斷所述TCP會話(Cut off TCP Session)後進入到睡眠模式(Sleep Mode)的過程；在按照 既定的時間以睡眠狀態進行動作後進行喚醒而增加既定的時間單位來反覆進行將所述終端通過UDP(User Datagram Protocol)會話傳輸到所述AP的資料作為根據所述睡眠模式緩衝的緩衝資料從所述AP接收的動作的過程；將反覆接收所述緩衝資料的結果產生為結果資料的過程；以及基於成功接收所述結果資料中的所述緩衝資料的次數而設定最大緩衝時間值的過程。
如上所述，根據本實施例，具有如下效果：為了在STA以低功率模式進行動作時將節電最佳化而可將STA與AP間的最大緩衝時間、信標逾時值、耗電預測值等最佳化，以便在低功率模式下無資料損失而最大限度地長期保持睡眠模式。
根據本實施例，尋找出符合各種AP的不同的節電特性的最佳值而應用到AP與STA間的通訊來提供最佳節電效果。
根據本實施例，具有可解決如下問題的效果：在具有較短的緩衝時間的AP與長時間以睡眠模式進行動作的STA間的通訊中發生資料損失，在具有較長的緩衝時間的AP與短時間以睡眠模式進行動作的STA間的通訊中，雖無資料損失，但使節電弱化。
110‧‧‧終端
112‧‧‧低功率控制應用
120‧‧‧AP
130‧‧‧STA
130-1‧‧‧STA
130-2‧‧‧STA
130-N‧‧‧STA
132‧‧‧低功率控制模組
132-1‧‧‧低功率控制模組
132-2‧‧‧低功率控制模組
132-N‧‧‧低功率控制模組
210‧‧‧會話設定部
220‧‧‧阻斷設定部
230‧‧‧測試部
240‧‧‧最佳化設定部
S312‧‧‧步驟
S314‧‧‧步驟
S316‧‧‧步驟
S318‧‧‧步驟
S320‧‧‧步驟
S322‧‧‧步驟
S324‧‧‧步驟
S326‧‧‧步驟
S328‧‧‧步驟
S330‧‧‧步驟
S332‧‧‧步驟
S334‧‧‧步驟
S336‧‧‧步驟
S338‧‧‧步驟
S340‧‧‧步驟
S342‧‧‧步驟
S344‧‧‧步驟
S346‧‧‧步驟
S348‧‧‧步驟
S350‧‧‧步驟
第1圖：概略性地表示本實施例的節電最佳化系統的方塊構成圖。
第2圖：概略性地表示本實施例的低功率控制模組的方塊構成圖。
第3圖：用以說明本實施例的節電最佳化方法的順序圖。
第4a、4b、4c圖：表示本實施例的訊息格式的方塊構成圖。
第5圖：表示本實施例的測試結果(結果資料)的例示圖。
第6圖：表示本實施例的低功率控制應用的畫面的圖。
以下，參照圖式，詳細地對本實施例進行說明。
第1圖是概略性地表示本實施例的節電最佳化系統的方塊構成圖。
本實施例的節電最佳化系統包括終端110、低功率控制應用112、AP 120及STA 130。節電最佳化系統所包括的構成要素並非必須限定於此。
終端110是指根據使用者的按鍵操作而經由網路執行音頻通訊或資料通訊的電子設備。終端110具備用以儲存用以經由AP 120而與STA 130進行通訊的程式或協定的記憶體、用以執行相應的程式而進行運算及控制的微處理器等。
終端110可為如智慧型手機(Smart Phone)、平板(Tablet)、膝上型電腦(Laptop)、個人電腦(Personal Computer，PC)、個人數位助理(Personal Digital Assistant，PDA)、便攜式多媒體播放器(Portable Multimedia Player，PMP)、無線通訊終端(Wireless Communication Terminal)、媒體播放器、用以進行無線網路通訊的WLAN設備(STA)等的電子設備。
本實施例的終端110可搭載低功率控制應用112而使STA 130對AP 120進行測試，基於測試結果(結果資料)而將AP 120與STA 130間的通訊設定最佳化。終端110根據使用者的操作或命令來驅動低功率控制應用112。
低功率控制應用112是指在終端110為智慧型手機時從應用商店下載並安裝的應用。低功率控制應用112能夠以嵌入式(Embedded)形態搭載到終端110中所搭載的操作系統(Operating System，OS)，或以根據使用者的操作或命令而安裝到終端110中的OS的形態進行搭載。
低功率控制應用112優選為搭載到終端110而利用終端110所具備的各種硬體進行動作，但並非必須限定於此，也能夠以另外的裝置實現而進行動作。另外，低功率控制應用112也可與設置在終端110中的應用連動而進行動作。
AP 120是指可在網路中利用無線保真(Wireless Fidelity，Wi-Fi)的相關標準使無線裝置連接到有線裝置的裝置。AP 120通常連接到經由有線網的路由器，在如STA 130、終端110的無線裝置與網路上的有線裝置間中繼資料。
AP 120辨識到STA 130以睡眠模式進行動作，故而將傳輸到STA 130的資料緩衝既定的時間。
AP 120在想要向STA 130傳輸資料時，在STA 130為睡眠模式的情況下，AP 120在以將資料保管到所具備的記憶體中的形態進行緩衝後，當STA 130喚醒時，將緩衝的資料傳輸到STA 130。
AP 120由各種供應商(Vender)製造，因此硬體規格與特性不同，故而在STA 130以睡眠模式進行動作時，緩衝資料的時間大部分不同。
連接在WLAN無線網路的WLAN設備(設備通常稱為“站點(Station)”的簡稱即“STA”)驅動使耗電減少的“睡眠模式(Sleep Mode)”。
STA 130是指與AP 120執行基於無線區域網路的通訊的電子設備。STA 130具備用以儲存用以與AP 120進行通訊的程式或協定的記憶體、用以執行相應的程式而進行運算及控制的微處理器等。
STA 130可為數位門鎖、門鈴、使用電池的器件中的需要低功率的各種器件。
STA 130是具備(i)用以與各種設備或有線無線網路執行通訊的通訊調變解調器等通訊裝置、(ii)用以儲存各種程式與資料的記憶體、(iii)用以執行程式而進行運算及控制的微處理器等的各種裝置。根據至少一實施例，記憶體可為隨機存取記憶體(Random Access Memory，RAM)、唯讀記憶體(Read Only Memory，ROM)、快閃記憶體、光碟、磁碟、固態硬碟(Solid State Disk，SSD)等可由電腦讀取的記錄/儲存媒體。根據至少一實施例，微處理器能夠以選擇性地執行說明書中所記載的動作與功能中的一種以上的方式程式化。根據至少一實施例，微處理器可整體或局部地實現為特定構成的定制型半導體(專用積體電路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC))等硬體。
在記憶體中儲存有相關資料及程式，處理器從記憶體讀取相關資料而進行處理。關於處理器，可由一個處理器執行上述各功能，但也能夠以由多個處理器分擔而進行處理的方式實現。處理器可在通用處理器中實現，但也可由另外製作的晶片實現以執行上述功能。
STA 130包括低功率控制模組132。STA 130利用所搭載的低功率控制模組132與AP 120進行通訊。STA 130經由AP 120而與終端110進行通訊。
STA 130根據經由AP 120而從終端110接收的訊號對AP 120進行測試，根據測試結果(結果資料)而設定與“睡眠模式”相關的參數值。
STA 130為了在執行低功率時無資料損失地與AP 120進行通訊，與終端110連動而將與通訊相關的參數值最佳化。換句話說，STA 130為了執行低功率而按照既定的時間以睡眠模式進行動作。STA 130如果在以睡眠模式進行動作時未接收資料，則發生資料損失，故而經由AP 120與終端110連動而將與通訊相關的參數值最佳化。
本實施例的低功率控制模組132以軟體或硬體形態搭載到STA 130中。低功率控制模組132可搭載到數位門鎖、門鈴、使用電池的器件中的需要低功率的各種器件。
<第一實施例>
低功率控制模組132為了使搭載的電子器件以低功率進行動作，並且以與通訊的AP 120無資料損失的方式進行動作，尋找出各種AP 120的節電(Power Saving)緩衝時間(PS Buffering Time)。
例如，在AP 120的節電緩衝時間最大為“3秒”的情況下，低功率控制模組132以如下方式進行控制：在確認相應的AP 120的節電緩衝時間即“3秒”後，在與相應的AP 120進行通訊時，使STA 130以睡眠模式進行動作“0秒至2.8秒”後在“2.8秒”時喚醒STA 130而請求由相應的AP 120緩衝的資料。
在STA 130以睡眠模式進行動作“3秒”的情況下，相應的AP 120的最大緩衝時間為“3秒”，因此無法將緩衝的資料傳輸到STA 130而刪除資料。換句話說，對STA 130而言，在以睡眠模式進行動作的過程中未從AP 120接收資料，因此發生資料損失。
因此，低功率控制模組132搭載用以進行最佳化的低功率控制軟體。也在終端110搭載低功率控制應用112，從而可經由AP 120而通 過終端110與低功率控制模組132間的通訊實現低功率控制。
搭載在終端110的低功率控制應用112經由AP 120而與STA 130進行通訊。在搭載在終端110的低功率控制應用112中驅動TCP(Transmission Control Protocol)代理器與UDP(User Datagram Protocol)代理器。TCP代理器負責連接、關斷與STA 130的會話、傳輸控制命令、及解析、處理接收到的命令。UDP代理器發揮向STA 130傳輸資料的作用。
終端110設定與STA 130的會話(Setup TCP Session)。終端110利用TCP會話向STA 130傳輸測試開始就緒(Test Start Ready)命令。終端110從STA 130接收測試開始就緒認可(Test Start Ready OK)。終端110將新的連接資訊及睡眠時間資訊傳輸到STA 130。STA 130在睡眠接收到的睡眠時間後進行喚醒而確認是否接收由AP 120緩衝的資料，建立新的TCP會話而將測試結果傳輸到終端110。
STA 130增加(例如，2秒、3秒)既定的時間(例如，1秒單位)而反覆進行相同的動作。STA 130根據AP 120確認在既定的時間(例如，1分鐘)內是否成功既定的次數(例如，5次)以上。
例如，當在1秒內嘗試5次而成功5次、在2秒內嘗試5次而成功5次、在3秒內嘗試5次而成功5次、在4秒內嘗試5次而成功0次、在5秒內嘗試5次而成功0次時，STA 130將成功的時間中的最長的時間即3秒確認為最大緩衝時間。
STA 130在確認到相應的AP 120的最大緩衝時間的情況下，設定為最大緩衝時間而將以低功率模式進行動作的時間極大化。
STA 130為了減少耗電(Power Consumption)而以睡眠模式(Sleep Mode)進行動作來斷電(Power Down)。如果STA 130以睡眠模式進行動作，則AP 120無法向相應的STA 130傳輸資料(Data)而緩衝(Buffering)相應的資料。AP 120在緩衝(Buffering)時間超過既定的臨界值時，刪除緩衝中的資料，故而以睡眠模式進行動作的STA 130無法從AP 120接收資料。
因此，對STA 130而言，為了將資料損失(Data Loss)率最小化且將耗電最小化，重要的是辨識AP 120的緩衝時間。作為參考，各 AP 120的資源(Resource)及實現不同，因此各AP 120的緩衝時間不同。STA 130尋找各AP 120的不同的緩衝時間。
第一實施例的STA 130的動作方式如下。
搭載在終端110的低功率控制應用112經由AP 120而利用TCP連接到STA 130。搭載在終端110的低功率控制應用112利用TCP對STA 130設定睡眠時間及其他資訊。低功率控制應用112利用TCP將設定訊息傳輸到STA 130。
當STA 130以睡眠模式進行動作時，搭載在終端110的低功率控制應用112利用UDP(User Datagram Protocol)將資料傳輸到STA 130。
AP 120在STA 130以睡眠模式進行動作時，對資料進行緩衝。STA 130按照既定的週期進行喚醒(Wakeup)而向AP 120請求資料。當AP 120向STA 130傳輸資料時，既定的睡眠模式的動作時間是指AP 120可進行緩衝的時間。
STA 130增加以睡眠模式進行動作的時間，尋找AP 120的最大緩衝時間。STA 130在尋找出相應的AP 120的最大緩衝時間後，設定為睡眠模式的時間。
<第二實施例>
STA 130在以睡眠模式進行動作的中途進行喚醒而週期性地從AP 120接收信標，確認在進行喚醒後待機多久而確定待機時間。
換句話說，STA 130以既定的時間單位(例如，100ms)進行弱喚醒。STA 130在完全喚醒後確認既定的時間(約5分鐘)內的信標損耗次數。
STA 130在既定的時間單位內執行弱喚醒(Weak Wake-UP)既定的時間(約5分鐘)，調整既定的時間單位(例如，2ms、4ms、6ms、8ms、16ms)而確認信標損耗次數。
例如，在時間單位為2ms時，發生26次信標損耗，在時間單位為4ms時，發生20次信標損耗，在時間單位為6ms時，發生19次信標損耗，在時間單位為8ms時，發生18次信標損耗。
STA 130將既定的時間單位中的信標損耗率較高後降至既 定的臨界值以下的時間單位值選定為最佳值(信標逾時值)。
STA 130為了將耗電最小化而反覆進行斷電(Power Down)與喚醒(Wakeup)。
STA 130為了從AP 120接收信標(Beacon)而按照固定週期進行弱喚醒，如果在僅等待信標(Beacon)固定時間後經過既定的信標逾時時間(Beacon Timeout)，則再次以睡眠模式進行動作。根據既定的信標時間(Beacon Timeout)值而信標(Beacon)接收率產生差異。因此，STA 130尋找將信標接收率最大化的值。
第二實施例的STA 130的動作方式如下。
搭載在終端110的低功率控制應用112經由AP 120而利用TCP(Transmission Control Protocol)連接到STA 130。搭載在終端110的低功率控制應用112利用TCP對STA 130設定睡眠時間及既定的信標逾時時間(Beacon Timeout)。低功率控制應用112利用TCP將設定訊息傳輸到STA 130。
STA 130在斷電(Power Down)/弱喚醒期間計算信標損耗(Beacon Loss)次數。STA 130在完全喚醒(Full Wake up)後，將計算出的信標損耗次數傳輸到搭載在終端110的低功率控制應用112。搭載在終端110的低功率控制應用112基於收集到的信標損耗次數而計算最佳信標逾時時間(Beacon Timeout)值。低功率控制應用112連接到STA 130而設定計算出的信標逾時時間。
<第三實施例>
為了確認STA 130中的功耗，確認完全喚醒期間的接收(Receive，Rx)時間與弱喚醒期間的Rx時間。STA 130將完全喚醒時辨識為Rx時間，對Rx時間乘以Rx耗電量而算出完全喚醒電量。STA 130將弱喚醒時辨識為弱喚醒Rx時間，對弱喚醒時間乘以Rx耗電量而算出弱喚醒電量。STA 130將完全喚醒電量與弱喚醒電量相加而算出整體耗電量。STA 130基於整體耗電量而算出可進行動作的時間資訊。
換句話說，STA 130可基於整體耗電量而算出推測為可進行動作1年或推測為可進行動作3年的可進行動作的時間資訊。在STA 130 的耗電量超過既定的臨界值的情況下，可辨識為發生異常而產生檢查請求訊號。
STA 130為了節電(Power Saving)而反覆進行斷電(Power Down)與喚醒(Wakeup)。STA 130為了估算節電(Power Saving)時的耗電量而推測平均耗電(Power Consumption)。
第三實施例的STA 130的動作方式如下。
搭載在終端110的低功率控制應用112經由AP 120而利用TCP連接到STA 130。搭載在終端110的低功率控制應用112利用TCP對STA 130設定使用者喚醒時間(User Wakeup time)。低功率控制應用112利用TCP將設定訊息傳輸到STA 130。
STA 130在設定使用者喚醒時間(User Wakeup time)後，將測定到的接收時間(Rx on time)值傳輸到搭載在終端110的低功率控制應用112。搭載在終端110的低功率控制應用112利用接收到的接收時間(Rx on time)值計算消耗電流。
WLAN(Wireless Local Area Network)網路技術與寬頻網路的存取一同廣泛地配置在家庭中。WLAN網路技術通常熟知為Wi-Fi(Wireless Fidelity)。
通常，在WLAN中，如果STA 130從AP接收信標訊號(Beacon)，則為了對信標訊號(Beacon)進行處理而需進行喚醒(WAKE-UP)。AP 120在將信標資料(Beacon)傳輸到STA 130前，顯示將要向信標資料(Beacon)中的TIM傳輸的資料傳輸類型。
第2圖是概略性地表示本實施例的低功率控制模組的方塊構成圖。
本實施例的低功率控制模組132包括會話設定部210、阻斷設定部220、測試部230及最佳化設定部240。低功率控制模組132所包括的構成要素並非必須限定於此。
低功率控制模組132所包括的各構成要素可連接到連接裝置內部的軟體模組或硬體模組的通訊路徑而相互有機地進行動作。這些構成要素利用一個以上的通訊匯流排或訊號線進行通訊。
第2圖所示的低功率控制模組132的各構成要素是指對至少一個功能或動作進行處理的單元，可通過軟體模組、硬體模組或結合軟體與硬體實現。
假設為終端110連接到AP 120，STA 130也與終端110所連接的相同的AP 120連接的狀態來進行說明。
會話設定部210經由通過實體層(Physical Layer)連接的AP 120而設定與終端110的TCP(Transmission Control Protocol)會話(Setup TCP Session)或切斷TCP會話(Cut Off TCP Session)。
阻斷設定部220根據經由TCP會話而從終端110輸入的控制命令關斷(Turn off)或接通(Turn On)與AP 120的一部分通訊功能。
阻斷設定部220以如下方式進行設定：即便為了對AP 120進行測試而根據經由TCP會話從終端110輸入的控制命令來從AP 120接收廣播(BC)、群播(MC)、單播(UC)，也不進行喚醒(Block UC/BC/MC)。阻斷設定部220以如下方式進行設定：即便為了對AP 120進行測試而根據經由TCP會話輸入的終端110的控制在固定時間內未從AP 120接收信標，也不進行喚醒(Block No Ack Wakeup)。阻斷設定部220以如下方式進行設定：即便為了對AP 120進行測試而根據經由TCP會話輸入的終端110的控制未接收信標，也不向AP 120傳輸節電輪詢(Power Saving Polling)(Block PS-Poll send)。
如果在測試部230產生結果資料，則阻斷設定部220控制會話設定部210而重新設定與終端110的TCP會話。
阻斷設定部220以如下方式進行設定：如果在測試部230產生結果資料，則在根據經由TCP會話而從終端110輸入的控制命令來從AP 120接收廣播(BC)、群播(MC)、單播(UC)時進行喚醒(Turn on UC/BC/MC)。阻斷設定部220以如下方式進行設定：如果在測試部230產生結果資料，則在根據經由TCP會話而從終端110輸入的控制命令未從AP 120接收信標時進行喚醒(Turn on No AckWakeup)。阻斷設定部220以如下方式進行設定：如果在測試部230產生結果資料，則根據經由TCP會話而從終端110輸入的控制命令來向AP 120傳輸節電輪詢(Power Saving Polling)(Turn on PS-Poll send)。
測試部230在控制會話設定部210而切斷TCP會話(Cut off TCP Session)後進入到睡眠模式(Sleep Mode)。
測試部230在按照既定的使用者喚醒時間以睡眠狀態進行動作後進行喚醒而將終端110通過UDP(User Datagram Protocol)會話傳輸的資料作為根據睡眠模式緩衝的緩衝資料從AP 120接收。
測試部230增加既定的時間單位而反覆進行作為緩衝的緩衝資料來接收的動作。測試部230將反覆接收緩衝資料的結果產生為結果資料。
在測試部230產生結果資料後，控制會話設定部210而重新設定與AP 120的TCP會話，之後利用TCP使結果資料經由AP 120而傳輸到終端110。
測試部230為了從AP 120接收信標(Beacon)訊號而按照固定週期進行弱喚醒。此後，如果在等待信標訊號既定的信標逾時時間(Beacon Timeout)時經過信標逾時時間，則測試部230在再次以睡眠模式進行動作時將信標逾時時間最佳化。
測試部230在執行睡眠模式後進行弱喚醒而週期性地從AP接收信標訊號，在進行弱喚醒後，根據與既定的信標逾時時間(Beacon Timeout)對應的信標損耗(Beacon Loss)次數來產生結果資料。
測試部230在以既定的時間單位(例如，約5秒)進行完全喚醒後，確認既定的時間(約5秒)內的信標損耗次數。測試部230當在既定的時間單位內執行完全喚醒(Full Wake-UP)既定的時間(約5秒)時，調整既定的時間單位(例如，2ms、4ms、6ms、8ms、16ms)而確認信標損耗次數。
測試部230確認完全喚醒時的Rx時間，對Rx時間乘以所儲存的Rx耗電量而算出完全喚醒電量。測試部230確認弱喚醒時的Rx時間，對Rx時間乘以所儲存的Rx耗電量而算出弱喚醒電量。測試部230將完全喚醒電量與弱喚醒電量相加而算出整體耗電量。
測試部230基於整體耗電量算出可進行動作的時間資訊而 傳輸到終端110。測試部230在耗電量超過既定的臨界值的情況下，辨識為功耗發生異常而產生檢查請求訊號來傳輸到終端110。
最佳化設定部240基於成功接收從測試部230接收到的結果資料中的緩衝資料的次數而設定最大緩衝時間值。最佳化設定部240基於在測試部230產生的結果資料而設定TIM(Traffic Indication Map)間隔(Interval)。
如果在測試部230確認信標損耗次數，則最佳化設定部240將與調整的既定時間單位對應的信標損耗次數中的信標損耗率較高後降至既定的臨界值以下的時間單位值設定為最佳信標逾時時間。
第3圖是用以說明本實施例的節電最佳化方法的順序圖。
搭載在終端110的低功率控制應用112為了經由AP 120而與STA 130進行通訊，以設定AP 120與STA 130間的TCP會話(Setup TCP Session)的方式進行連接(S312)。在步驟S312中，終端110為連接到AP 120的狀態，STA 130也為與終端110所連接的相同的AP 120連接的狀態。
搭載在終端110的低功率控制應用112在經由AP 120而將要測試的要素值(例如，最大緩衝時間、信標逾時值、耗電預測值等)傳輸到STA 130後，等待測試開始準備(S314)。
在步驟S314中，搭載在終端110的低功率控制應用112經由AP 120而向STA 130傳輸測試開始就緒訊號(Test Start Ready)。
終端110將包括要測試的要素值(例如，最大緩衝時間、信標逾時值、耗電預測值等)的測試開始就緒訊號傳輸到AP 120。AP 120向STA 130傳輸測試開始就緒訊號。
如果測試準備結束，則STA 130向AP 120傳輸與測試開始就緒訊號對應的測試開始就緒認可訊號(Test Start Ready OK)。終端110利用所搭載的低功率控制應用112從AP 120接收測試開始就緒認可訊號(S316)。在步驟S316中，STA 130經由AP 120而向終端110傳輸測試開始就緒認可訊號。
搭載在終端110的低功率控制應用112經由AP 120而以如下方式設定STA 130：即便STA 130從AP 120接收廣播(BC)、群播(MC)、 單播(UC)，也不進行喚醒(Block UC/BC/MC)(S318)。
在步驟S318中，STA 130即便根據終端110的設定而從AP 120接收廣播(BC)、群播(MC)、單播(UC)，也不進行喚醒。
搭載在終端110的低功率控制應用112經由AP 120而以如下方式設定STA 130：即便在測試期間STA 130在固定時間內未從AP 120接收信標，也不進行喚醒(Block No Ack Wakeup)(S320)。
在步驟S320中，STA 130即便根據終端110的設定而未從AP 120接收信標，在測試期間內也不進行喚醒。
搭載在終端110的低功率控制應用112經由AP 120而以如下方式設定STA 130：STA 130未傳輸節電輪詢(Power Saving Polling)(Block PS-Poll Send)(S322)。在步驟S322中，STA 130根據終端110的設定而未向AP 120傳輸節電輪詢。
搭載在終端110的低功率控制應用112經由AP 120而對STA 130更新使用者喚醒(Update User Wake up)(S324)。在步驟S324中，搭載在終端110的低功率控制應用112經由AP 120而對STA 130設定斷電(Power down)時間。
搭載在終端110的低功率控制應用112經由AP 120而對STA 130設定用以進行下一TCP連接的埠(Port)值(Next TCP Port#)(S326)。搭載在終端110的低功率控制應用112經由AP 120而對STA 130設定用以實現斷電的觸發器(Trigger)(恢復(Resume)動態電源管理(Dynamic power management，DPM))(S328)。
搭載在終端110的低功率控制應用112經由AP 120而切斷與STA 130的TCP連接(Cut off TCP Session)(S330)。在步驟S330中，如果切斷與終端110的TCP連接，則STA 130進入到睡眠模式而進行動作。
搭載在終端110的低功率控制應用112經由AP 120而利用UDP向STA 130傳輸資料(UDP Data)(S332)。在步驟S332中，STA 130以睡眠模式進行動作，因此AP 120對相應的資料進行緩衝(Buffering)。STA 130按照在步驟S324中設定的使用者喚醒時間以睡眠狀態進行動作後進行喚醒。
在STA 130喚醒後，STA 130的會話設定部210為了與終端110進行通訊而經由AP 120設定與終端110的TCP會話(Setup TCP Session)(S334)。
搭載在終端110的低功率控制應用112從STA 130接收測試結果(Test Result)(結果資料)(S336)。
在步驟S324至步驟S336中，STA 130進入到睡眠模式(Sleep Mode)，按照既定的使用者喚醒時間以睡眠狀態進行動作後進行喚醒而增加既定的時間單位來反覆進行從AP 120接收根據睡眠模式緩衝的緩衝資料的動作，將反覆接收緩衝資料的結果產生為結果資料。STA 130經由AP 120而將結果資料傳輸到終端110。STA 130從AP 120遞送按照通過搭載在終端110的低功率控制應用112而設定的值反覆執行測試的測試結果(結果資料)。
搭載在終端110的低功率控制應用112經由AP 120而以如下方式設定STA 130：STA 130未進入到睡眠模式(Hold DPM)(S338)。
搭載在終端110的低功率控制應用112以如下方式設定STA 130：在STA 130從AP 120接收廣播(BC)、群播(MC)、單播(UC)時進行開啟(Turn on UC/BC/MC)(S340)。在步驟S340中，搭載在終端110的低功率控制應用112將在步驟S318中設定為關斷的功能設定為接通。
搭載在終端110的低功率控制應用112經由AP 120而以如下方式設定STA 130：在STA 130未從AP 120接收信標時進行喚醒(Turn on No Ack Wakeup)(S342)。在步驟S342中，搭載在終端110的低功率控制應用112將在步驟S320中設定為關斷的功能設定為接通。
搭載在終端110的低功率控制應用112經由AP 120而以如下方式設定STA 130：STA 130將節電輪詢(Power Saving Polling)傳輸到AP 120(Turn on PS-Poll send)(S344)。在步驟S344中，搭載在終端110的低功率控制應用112將在步驟S322中設定為關斷的功能設定為接通。
搭載在終端110的低功率控制應用112基於測試結果(結果資料)而設定為STA 130的TIM間隔(Interval)或信標逾時(Beacon Timeout)中的任一者(Update TIM’s Wake Up)(S346)。
搭載在終端110的低功率控制應用112經由AP 120而向STA 130傳輸測試結束請求訊號(Test Finish)(S348)。在步驟S348中，STA 130將經由AP 120而從終端110接收的要結束測試的測試結束請求訊號傳輸到AP 120。STA 130從AP 120接收測試結束認可訊號(Test Finish OK)。STA 130向終端110傳輸測試結束認可訊號(S350)。
在第3圖中，記載為依次執行步驟S312至步驟S350，但並非必須限定於此。換句話說，可變更第3圖所記載的步驟而執行、或並列執行一個以上的步驟，因此第3圖並不限定於時序順序。
如上所述，第3圖所記載的本實施例的節電最佳化方法能夠以程式實現並記錄到可由電腦讀取的記錄媒體。記錄用以實現本實施例的節電最佳化方法的程式且可由電腦讀取的記錄媒體包括儲存可由電腦系統讀取的資料的所有種類的記錄裝置。
第4a圖、第4b圖、第4c圖是表示本實施例的訊息格式的方塊構成圖。
搭載在終端110的低功率控制應用112與經由AP 120而進行通訊的STA 130間的幀格式(Frame Format)如第4a圖、第4b圖、第4c圖所示。
在搭載在終端110的低功率控制應用112與經由AP 120的STA 130的通訊中，在收發設置(Setting)、回授(Feedback)時，利用TCP(類型長度值(Type Length Value)(以下稱為TLV)形式)。
在搭載在終端110的低功率控制應用112與經由AP 120的STA 130的通訊中，資料訊息(Data Message)利用UDP。在搭載在終端110的低功率控制應用112與經由AP 120的STA 130的通訊中所利用的最小幀(Frame)的大小為4位元組且可擴大。
在搭載在終端110的低功率控制應用112與經由AP 120的STA 130的通訊中，幀可分為24左右的管理(Management)與資料訊息(Data Message)種類。在搭載在終端110的低功率控制應用112與經由AP 120的STA 130的通訊中，幀可分為22左右的訊息種類。
在搭載在終端110的低功率控制應用112與經由AP 120的 STA 130的通訊中所利用的資料格式如第4a圖中的(a)所示。資料格式分為類型(Type)字段、長度(Length)字段、值(Value)字段。
資料格式中的類型(Type)字段如第4a圖中的(b)所示。
資料格式中的類型(Type)字段分為各分配有2比特(Bits)的保留(Reserved)字段、類型(Type)字段、子類型(Subtype)字段。
不在保留(Reserved)字段中分配資料，類型(Type)字段大致分為管理與資料。
在類型(Type)字段分為管理的情況下，搭載在終端110的低功率控制應用112在與經由AP 120的STA 130進行通訊時利用TCP。在類型(Type)字段分為資料的情況下，搭載在終端110的低功率控制應用112在與STA 130進行通訊時利用UDP。
子類型(Subtype)字段是指各類型(Type)的小項。
第4a圖中的(b)所示的子類型(Subtype)字段中的各小項中的管理訊息(Management Message)如第4a圖中的(c)所示。第4a圖中的(b)所示的子類型(Subtype)字段中的各小項中的資料訊息(Data Message)如第4b圖中的(d)所示。
第4a圖中的(a)所示的資料格式中的長度(Length)字段包括除類型(Type)及長度(Length)以外的值(Value)的長度。第4a圖中的(a)所示的資料格式中的值(Value)字段作為可變長度字段，預設值(Default)分配為2位元組，根據各訊息(Message)的要求事項進行定義而利用。
值(Value)字段中所定義的管理訊息(Management Message)的值格式(Value Format)如第4c圖中的(f)所示。值(Value)字段中所定義的資料訊息(Data Message)的值格式(Value Format)如第4b圖中的(e)所示。
第5圖是表示本實施例的測試結果(結果資料)的例示圖。
如第5圖中的(a)所示，在AP 120型號為ASUS RT-AC66U的情況下，在STA 130中按照既定的使用者喚醒時間以睡眠狀態進行動作後進行喚醒而增加既定的時間單位來反覆進行從AP1l20接收根據睡眠模式 緩衝的緩衝資料的動作，將反覆接收緩衝資料的結果產生為結果資料，其結果，判斷為基於成功接收結果資料中的所述緩衝資料的次數而最大緩衝時間為“10秒”。
STA 130確認在1秒至10秒內成功地從AP 120接收作為測試結果(結果資料)的緩衝資料的次數，將1秒至10秒中的最長時間即10秒確認為最大緩衝時間。
如第5圖中的(b)所示，在AP 120型號為DLINK 880L的情況下，在STA 130中按照既定的使用者喚醒時間以睡眠狀態進行動作後進行喚醒而增加既定的時間單位來反覆進行從AP 120接收根據睡眠模式緩衝的緩衝資料的動作，將反覆接收緩衝資料的結果產生為結果資料，其結果，判斷為基於成功接收結果資料中的所述緩衝資料的次數而最大緩衝時間為“10秒”。
STA 130確認在1秒至10秒內成功地從AP 120接收作為測試結果(結果資料)的緩衝資料的次數，將1秒至10秒中的最長時間即10秒確認為最大緩衝時間。
如第5圖中的(c)所示，在AP 120型號為LINKSYS WRT1900AC的情況下，在STA 130中按照既定的使用者喚醒時間以睡眠狀態進行動作後進行喚醒而增加既定的時間單位來反覆進行從AP 120接收根據睡眠模式緩衝的緩衝資料的動作，將反覆接收緩衝資料的結果產生為結果資料，其結果，判斷為基於成功接收結果資料中的所述緩衝資料的次數而最大緩衝時間為“2秒”。
STA 130確認在1秒至10秒內成功地從AP 120接收作為測試結果(結果資料)的緩衝資料的次數，將1秒至10秒中的最長時間即2秒確認為最大緩衝時間。
如第5圖中的(d)所示，在AP 120型號為NETGEAR R7000的情況下，在STA 130中按照既定的使用者喚醒時間以睡眠狀態進行動作後進行喚醒而增加既定的時間單位來反覆進行從AP 120接收根據睡眠模式緩衝的緩衝資料的動作，將反覆接收緩衝資料的結果產生為結果資料，其結果，判斷為基於成功接收結果資料中的所述緩衝資料的次數而最大緩衝 時間為“10秒”。
STA 130確認在1秒至10秒內成功地從AP 120接收作為測試結果(結果資料)的緩衝資料的次數，將1秒至10秒中的最長時間即10秒確認為最大緩衝時間。
第6圖是表示本實施例的低功率控制應用的畫面的圖。
如第6圖中的(a)所示，搭載在終端110的低功率控制應用112輸入參數，連接到STA 130。
如①所示，使用者選擇TIM間隔(Interval)或信標逾時(Beacon Timeout)中的任一者作為想要在低功率控制應用112中設定的項目。
在睡眠模式狀態下，檢查按照固定週期傳輸的作為信標幀(Beacon Frame)中的資訊的TIM(Traffic Indication Map)字段而確認是否存在要接收的資料。
TIM作為資料傳輸類型，包括表示廣播(BC)、群播(MC)、單播(UC)等的資訊。
如②所示，從與終端110進行通訊的STA 130接收網際網路協定(Internet Protocol，IP)地址並顯示。
如③所示，使用者對測試項目的細節進行說明。使用者設定使用者喚醒時間最大值(User Wakeup Time Max)、使用者喚醒時間最小值(User Wakeup Time Min)、用以確定測試使用者喚醒時間的間隔(User Wakeup Time Test Interval)、可設定的最大TIM間隔(Max TIM Interval)、嘗試次數(Try Count)。
如④所示，使用者按下連接(Connect)按鈕以便在低功率控制應用112上連接到STA 130。
如第6圖中的(b)所示，搭載在終端110的低功率控制應用112請求對STA 130所連接的AP 120開始進行測試。
如⑤所示，在終端110利用低功率控制應用112連接到STA 130的情況下，使用者按下在低功率控制應用112上清醒的開始(Start)按鈕。
如第6圖中的(c)所示，搭載在終端110的低功率控制應用112在測試結束後，從STA 130將測試結果(結果資料)設定為TIM間隔。
如⑥所示，搭載在終端110的低功率控制應用112從STA 130接收測試結果(結果資料)而輸出。
上述說明僅為例示性地對本實施例的技術思想進行說明的內容，本實施例所屬的技術領域內的普通技術人員可在不脫離本實施例的本質特性的範圍內進行各種修正及變形。因此，本實施例用以說明本實施例的技術思想，而並非用以限定本實施例的技術思想，本實施例的技術思想的範圍並不限定於這些實施例。本實施例的保護範圍應由隨附的申請專利範圍解釋，應解釋為與上述保護範圍等同的範圍內的所有技術思想均包括在本實施例的權利範圍內。

Claims (11)

  1. 一種節電最佳化裝置，包括：一會話設定部，經由通過一實體層連接的一存取點而設定與一終端的一傳輸控制協定會話；一阻斷設定部，根據經由該傳輸控制協定會話而從該終端輸入的一控制命令關斷與該存取點的一部分通訊功能；一測試部，在切斷該傳輸控制協定會話後進入到一睡眠模式，在按照既定的一時間以睡眠狀態進行動作後進行喚醒而增加既定的一時間單位來反覆進行將該終端通過一使用者資料報協定會話傳輸到該存取點的資料作為根據該睡眠模式緩衝的一緩衝資料從該存取點接收的動作，將反覆接收該緩衝資料的結果產生為一結果資料；以及一最佳化設定部，基於成功接收該結果資料中的該緩衝資料的次數而設定一最大緩衝時間值。
  2. 根據請求項1所述的節電最佳化裝置，其中該阻斷設定部以如下方式進行設定：即便根據經由該傳輸控制協定會話而從該終端輸入的控制命令從該存取點接收廣播、群播、單播，也不進行喚醒，即便在固定時間內未從該存取點接收信標，也不進行喚醒，不向該存取點傳輸一節電輪詢。
  3. 根據請求項2所述的節電最佳化裝置，其中該阻斷設定部以如下方式進行設定：在產生該結果資料後，重新設定與該終端的傳輸控制協定會話，當根據經由該傳輸控制協定會話而從所述終端輸入的控制命令接收該廣播、該群播、該單播時進行喚醒，在未從該存取點接收信標時進行喚醒，向該存取點傳輸該節電輪詢。
  4. 根據請求項1所述的節電最佳化裝置，其中該最佳化設定部基於該結果資料而設定一業務指示圖間隔。
  5. 根據請求項1所述的節電最佳化裝置，其中該測試部為了從該存取點接收一信標訊號而按照一固定週期進行弱喚醒，之後如果在等待該信標訊號既定的一信標逾時時間時經過該信標逾時時間，則在再次以該睡眠模式進行動作時將該信標逾時時間最佳化。
  6. 根據請求項5所述的節電最佳化裝置，其中該測試部在執行該睡眠模式後進行弱喚醒而週期性地從該存取點接收該信標訊號，在進行弱喚醒後，根據與既定的信標逾時時間對應的一信標損耗次數產生該結果資料。
  7. 根據請求項6所述的節電最佳化裝置，其中該測試部在按照既定的時間單位進行完全喚醒後，確認既定的時間內的信標損耗次數，當在既定的時間單位內執行弱喚醒既定的時間時，調整既定的時間單位而確認該信標損耗次數。
  8. 根據請求項7所述的節電最佳化裝置，其中該最佳化設定部將與調整的既定的時間單位對應的信標損耗次數中的信標損耗率較高後降至既定的一臨界值以下的一時間單位值設定為一最佳信標逾時時間。
  9. 根據請求項1所述的節電最佳化裝置，其中該測試部確認完全喚醒時的一接收時間，對該接收時間乘以所儲存的接收耗電量而算出一完全喚醒電量，確認弱喚醒時的接收時間，對該接收時間乘以所儲存的接收耗電量而算出一弱喚醒電量，將該完全喚醒電量與該弱喚醒電量相加而算出一整體耗電量。
  10. 根據請求項9所述的節電最佳化裝置，其中該測試部基於該整體耗電量算出可進行動作的時間資訊而傳輸到該終端，在該耗電量超過既定的一臨界值的情況下，辨識為耗電發生異常而產生一檢查請求訊號來傳輸到該終端。
  11. 一種節電最佳化方法，包括：經由通過一實體層連接的一存取點而設定與一終端的一傳輸控制協定會話的過程；根據經由該傳輸控制協定會話而從該終端輸入的一控制命令關斷與該存取點的一部分通訊功能的過程；在切斷該傳輸控制協定會話後進入到一睡眠模式的過程；在按照既定的一時間以睡眠狀態進行動作後進行喚醒而增加既定的一時間單位來反覆進行將該終端通過一使用者資料報協定會話傳輸到該存取點的資料作為根據該睡眠模式緩衝的一緩衝資料從該存取點接收的動作的過程；將反覆接收該緩衝資料的結果產生為一結果資料的過程；以及基於成功接收該結果資料中的該緩衝資料的次數而設定一最大緩衝時間值的過程。
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