TWI756911B

TWI756911B - WiFi STA分組方法和相關裝置

Info

Publication number: TWI756911B
Application number: TW109139172A
Authority: TW
Inventors: 楊巧翎
Original assignee: 瑞昱半導體股份有限公司
Priority date: 2020-11-10
Filing date: 2020-11-10
Publication date: 2022-03-01
Also published as: US11595887B2; TW202220473A; US20220150823A1

Abstract

本申請提出一種用於WiFi AP和WiFi STA的方法，對WiFi AP來說，方法包括：與多個WiFi STA連線；對該多個WiFi STA進行分組操作；以及依據該分組操作之結果來配置該多個WiFi STA各自的識別碼。對WiFi STA來說，方法包括：連線至WiFi AP；從該WiFi AP接收關聯識別碼；以及依據該關聯識別碼來決定定期從省電模式離開的時間點來從WiFi AP接收通知。

Description

WiFi　STA分組方法和相關裝置

本申請內容係關於WiFi方法，尤指一種WiFi STA的分組方法及相關裝置。

WiFi STA（station）和WiFi AP連線後，WiFi STA為了節省耗電會進入省電模式，並定期醒來接收信標（beacon）以得知是否有緩存在WiFi AP的資料，且作出反應。然而，隨著WiFi STA的數量增加，所有WiFi STA同時接收信標並作出反應，容易造成信號碰撞的機率上升，使整體效率降低，進而造成功耗上升。因此需要一種方法改善上述問題。

本申請揭露一種用於WiFi AP的方法，包括：與多個WiFi STA連線；對該多個WiFi STA進行分組操作；以及依據該分組操作之結果來配置該多個WiFi STA各自的識別碼。

本申請揭露一種WiFi AP，包括：非暫態電腦可讀取媒體，儲存有電腦可讀指令；接收電路；傳送電路；以及處理器，耦接至該非暫態電腦可讀取媒體、該接收電路和該傳送電路，其中該非暫態電腦可讀取媒體和該電腦可讀指令通過該處理器，使該WiFi AP進行上述方法。

本申請揭露一種用於WiFi STA的方法，包括：連線至WiFi AP；從該WiFi AP接收關聯識別碼；以及依據該關聯識別碼來決定定期從省電模式離開的時間點來從WiFi AP接收通知。

本申請揭露一種WiFi STA，包括：非暫態電腦可讀取媒體，儲存有電腦可讀指令；接收電路；傳送電路；以及處理器，耦接至該非暫態電腦可讀取媒體、該接收電路和該傳送電路，其中該非暫態電腦可讀取媒體和該電腦可讀指令通過該處理器，使該WiFi STA進行上述方法。

上述方法和裝置可降低WiFi STA取回緩存資料的整體等待時間及功耗。

WiFi STA為了節省耗電會進省電模式，並定期離開省電模式以接收來自WiFi AP的信標（beacon），以接收信標中可能帶有的單播（unicast）或廣播（broadcast）資訊。隨著WiFi STA的數量增加，多個WiFi STA同時收到單播資訊而進行相對應動作時可能會造成衝突。舉例來說，多個WiFi STA因應信標而向WiFi AP要求取回緩存在WiFi AP中的資料時，多個WiFi STA發出的信號發生碰撞的機率也會升高，導致需要重新競爭與傳送，使多個WiFi STA全數取回緩存資料的整體時間變的更長，也就是整體等待時間變長。此外，由於WiFi STA在取回緩存資料後才能再度回到省電模式，故整體等待時間變長也會造成整體功耗上升。本申請揭露了WiFi AP和WiFi STA的相關方法和裝置，能夠在不增加複雜的交握機制的情況下解決上述問題。

圖1為WiFi AP 100與WiFi STA 102～112的示意圖。本申請的方法可以在WiFi AP 100與WiFi STA 102～112連線的情況下，降低WiFi STA 102～112發生信號碰撞的機率，以降低整體延遲時間與功耗。本申請的方法對連線至WiFi AP 100的WiFi STA的數目並不限制，例如亦可應用在WiFi AP 100僅與WiFi STA 102～112中的任一個連線的情況，但可想而知的，在WiFi AP 100與越多的WiFi STA連線的情況下，本申請的方法的效果越明顯。此外，圖1中的WiFi AP 100和WiFi STA 102、104、108、110具有執行本申請方法的能力（以下簡稱特定能力）；WiFi STA 106和112為傳統的裝置，不具備該特定能力，但WiFi AP 100可相容WiFi STA 106和112。

本申請的方法中，WiFi AP 100和WiFi STA 102～112連線後，會對多個WiFi STA 102～112進行分組操作。在該分組操作中，WiFi AP 100會判斷WiFi STA 102～112是否具有該特定能力，例如WiFi AP 100可依據與WiFi STA 102～112分別建立連線時獲得的資訊中得知WiFi STA 102～112是否具有該特定能力。WiFi AP 100將WiFi STA 102、104、106、108、110、112劃分為第一組至第N組，其中不具有該特定能力的WiFi STA 106和112全數劃分為第N組，其中N為大於1的整數，N的設定係依據資料待傳指示信息（Delivery Traffic Indication Message, DTIM）週期（關於DTIM週期的細節將描述於後），在本實施例中，N等於DTIM週期。本申請中，第N組亦可包含具有該特定能力的WiFi STA，例如不具有該特定能力的WiFi STA的數量很少或數量為零的情況下，第N組勢必會分配到具有該特定能力的WiFi STA。例如DTIM週期為3，則設N為3，因此WiFi AP 100將WiFi STA 102、104、108、110分為第一組至第二組，WiFi STA 106和112被劃分為第三組。

接著，WiFi AP 100依據該分組操作之結果來為WiFi STA 102～112配置獨特的識別碼，例如在本實施例中該識別碼為關聯識別碼（Association ID, AID）。具有該特定能力的WiFi STA 102、104、108、110可依據其被分配到的AID推知其對應的組別，以相對應地進行後續操作。舉例來說，WiFi AP 100可使第M組的WiFi STA的AID除以N的餘數為M，且使第N組的WiFi STA的AID除以N的餘數為0，其中M為1到N-1的整數。在本實施例中N為3，WiFi STA 102～112的AID配置可如表1所示。

WiFi STA	組別	AID
102	第一組	1
104	第二組	2
106	第三組	3
108	第一組	4
110	第二組	5
112	第三組	6

表1

圖2為WiFi AP 100對WiFi STA 102～112進行單播的實施例的時序圖。在本實施例中，WiFi AP 100在T0、T1、T2、…等固定間隔的多個時間點發送信標，以通知WiFi STA 102～112取回緩存在WiFi AP 100中的資料。和傳統作法的差異在於，本申請中會依組別來分次通知多個WiFi STA以達到分流之效，而不是像傳統作法一次通知所有需取回緩存資料的WiFi STA。

具體來說，傳統WiFi AP會依據信標週期進行單播和依據DTIM週期進行廣播，例如傳統WiFi AP會在時間T0到T5都發送單播通知且每次皆通知所有需取回緩存資料的WiFi STA，以及僅在T2和T5發送廣播通知；本申請會在T0到T5皆進行單播和廣播通知，但不是每次都通知所有取回緩存資料的WiFi STA，而是在不同時間對不同組別進行通知。

時間	T0	T1	T2	T3	T4	T5
DTIM 計數	2	1	0	2	1	0
通知組別	第二組	第一組	第三組	第二組	第一組	第三組

表2

WiFi AP 100依據WiFi STA 102～112各自的AID來決定對WiFi STA 102～112發出通知的時間點。例如，WiFi AP 100僅在對應DTIM計數為M的信標中對第M組的WiFi STA發出通知，以通知第M組的WiFi STA取回緩存的資料；以及僅在對應DTIM計數為0的信標中對第N組的WiFi STA發出通知，通知第N組的WiFi STA取回緩存的資料。也就是說，WiFi AP 100僅在對應DTIM計數為1的信標中對第一組的WiFi STA發出通知；僅在對應DTIM計數為2的信標中對第二組的WiFi STA發出通知；僅在對應DTIM計數為0的信標中對第三組的WiFi STA發出通知。DTIM計數的變化如表2所示，以時間T0到T5來看，第一組的WiFi STA 102和108可以僅接收T1和T4的信標，而在T0、T2、T3、T5的信標發送時保持在省電模式；第二組的WiFi STA 104和110可以僅接收T0和T3的信標，而在T1、T2、T4、T5的信標發送時保持在省電模式。至於第三組的WiFi STA 106和112則依照傳統的方式接收信標，傳統的WiFi AP作法可以如WiFi STA 106僅接收T2和T5的信標（即傳統WiFi AP發送廣播通知的時間點），或如WiFi STA 112接收T0到T5的所有信標。

圖2中，灰色區塊時表示AID 1到6必須離開省電模式的時段，且WiFi AP 100的信標上方顯示當下WiFi AP 100中緩存了哪些WiFi STA（以AID表示）的資料。在T0時，有AID 1～AID6的資料待取，依據表2和表1，T0時WiFi AP 100發出的信標中帶有的單播通知僅針對第二組的WiFi STA（即AID 2和5），第二組的WiFi STA必須離開省電模式並取回資料；第一組的WiFi STA則保持在省電模式；而WiFi STA 112（AID 6）雖會接收信標，但確認信標中不帶有針對AID 6的通知便會進入省電模式。在T1時，由於AID 2和5的資料已被取回，因此剩AID 1、3、4、6的資料待取。此時WiFi AP 100發出的信標中帶有的單播通知僅針對第一組的WiFi STA（即AID 1和4），第一組的WiFi STA必須離開省電模式並取回資料；第二組的WiFi STA則保持在省電模式；相同地，WiFi STA 112確認信標中不帶有針對AID6的通知便會進入省電模式。

在T2時，由於AID 1和4的資料已被取回，因此剩AID 3、6的資料待取，但此時又新增AID 5的資料。此時WiFi AP 100發出的信標中帶有的單播通知僅針對第三組的WiFi STA（即AID 3、6），第三組的WiFi STA必須離開省電模式並取回資料；第一、二組的WiFi STA則保持在省電模式。

後續依此類推不做贅述。應注意的是，可以看到同組中的兩個WiFi STA都要取回緩存資料時，其中一個先取得而另一個後取得。若是使用傳統作法，在T2會通知所有6個WiFi STA取回資料，勢必會有更嚴重的競爭。

圖3為WiFi AP 100對WiFi STA 102～112進行廣播的實施例的時序圖。由於不同組別的WiFi STA會在不同時間離開省電模式，因此不能再同時對所有WiFi STA進行廣播，而要分組進行。例如在T1通知第一組的WiFi STA；在T2通知第三組的WiFi STA；在T3通知第二組的WiFi STA。好處是可以僅針對任一組進行廣播。

縱上所述，本申請不需額外的交握機制，便可降低同時要取回緩存資料的WiFi STA的數量，進而降低整體等待時間及功耗。同時不會產生相容性問題。

圖4為本申請的WiFi AP 100的實施例的示意圖。WiFi AP 100包括接收電路402、傳送電路404、處理器406及非暫態電腦可讀取媒體（為繪示於圖中），儲存有電腦可讀指令。處理器406耦接至該非暫態電腦可讀取媒體、接收電路402和傳送電路404，其中該非暫態電腦可讀取媒體和該電腦可讀指令通過處理器406，使WiFi AP 100進行本申請的方法。

圖5為本申請的WiFi STA 102/104/108/110的實施例的示意圖。WiFi STA 102/104/108/110包括接收電路502、傳送電路504、處理器506及非暫態電腦可讀取媒體（為繪示於圖中），儲存有電腦可讀指令。處理器506耦接至該非暫態電腦可讀取媒體、接收電路502和傳送電路504，其中該非暫態電腦可讀取媒體和該電腦可讀指令通過處理器506，使WiFi STA 102/104/108/110進行本申請的方法。

上文的敘述簡要地提出了本申請某些實施例之特徵，而使得本申請所屬技術領域具有通常知識者能夠更全面地理解本申請內容的多種態樣。本申請所屬技術領域具有通常知識者當可明瞭，其可輕易地利用本申請內容作為基礎，來設計或更動其他製程與結構，以實現與此處該之實施方式相同的目的和/或達到相同的優點。應瞭解到，在本申請之方法流程圖中所提及的步驟，除特別敘明其順序者外，均可依實際需要調整其前後順序，甚至可同時或部分同時執行。此外，上述各個模組或方法步驟，可依據設計者的需求，藉由硬體、軟體或是韌體來實現。本申請所屬技術領域具有通常知識者應當明白，這些均等的實施方式仍屬於本申請內容之精神與範圍，且其可進行各種變更、替代與更動，而不會悖離本申請內容之精神與範圍。

100:WiFi AP 102, 104, 108, 110:本申請的WiFi STA 106, 112:傳統的WiFi STA 402, 502:接收電路 404, 504:傳送電路 406, 506:處理器 T0～T5:時間點

圖1為WiFi AP與WiFi STA的示意圖。圖2為WiFi AP對WiFi STA進行單播的實施例的時序圖。圖3為WiFi AP對WiFi STA進行廣播的實施例的時序圖。圖4為本申請的WiFi AP的實施例的示意圖。圖5為本申請的WiFi STA的實施例的示意圖。

T0~T5:時間點

Claims

一種用於WiFi AP的方法，包括：與多個WiFi STA連線；對該多個WiFi STA進行分組操作；依據該分組操作之結果來配置該多個WiFi STA各自的關聯識別碼；以及依據該多個WiFi STA各自的關聯識別碼來決定對該多個WiFi STA發出通知的時間點。
如請求項1的方法，其中對該多個WiFi STA進行該分組操作的步驟包括：判斷該多個WiFi STA是否具有特定能力，其中具有該特定能力之WiFi STA能依據被配置之該關聯識別碼來相對應地決定定期從省電模式離開的時間點來從WiFi AP接收該通知。
如請求項2的方法，其中對該多個WiFi STA進行該分組操作的步驟另包括：將具有該特定能力的WiFi STA劃分為第一組至第N組，其中DTIM週期為N，N為大於1的整數。
如請求項3的方法，其中對該多個WiFi STA進行該分組操作的步驟另包括：將不具有該特定能力的WiFi STA劃分為第N組。
如請求項4的方法，其中依據該分組操作之結果來配置該多個WiFi STA各自的關聯識別碼的步驟包括：使第M組的WiFi STA的關聯識別碼除以N的餘數為M，其中M為1到N-1的整數；以及使第N組的WiFi STA的關聯識別碼除以N的餘數為0；其中該多個WiFi STA的關聯識別碼彼此皆不相同。
如請求項5的方法，其中依據該多個WiFi STA各自的關聯識別碼來決定對該多個WiFi STA發出通知的時間點的步驟包括：僅在對應DTIM計數為M的信標中對第M組的WiFi STA發出通知；以及僅在對應DTIM計數為0的信標中對第N組的WiFi STA發出通知。
一種WiFi AP，包括：非暫態電腦可讀取媒體，儲存有電腦可讀指令；接收電路；傳送電路；以及處理器，耦接至該非暫態C電腦可讀取媒體、該接收電路和該傳送電路，其中該非暫態電腦可讀取媒體和該電腦可讀指令通過該處理器，使該WiFi AP進行如請求項1的方法。
一種用於WiFi STA的方法，包括：連線至WiFi AP；從該WiFi AP接收關聯識別碼；以及依據該關聯識別碼來決定定期從省電模式離開的時間點來從WiFi AP接收通知。