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CN100514885C - 优化无线网络中的站的能耗的方法 - Google Patents

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CN100514885C CNB2005100915251A CN200510091525A CN100514885C CN 100514885 C CN100514885 C CN 100514885C CN B2005100915251 A CNB2005100915251 A CN B2005100915251A CN 200510091525 A CN200510091525 A CN 200510091525A CN 100514885 C CN100514885 C CN 100514885C
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Abstract

一种用于优化例如网络中的诸如笔记本电脑、掌上型电脑或移动电话的站的能耗的方法，该网络优选为根据IEEE标准802.11的WLAN，其中站(STA)向接入点发送节能(PS)轮询，该方法特征在于，是关于对具有尽可能低的能耗的站的有效的能量管理，其中接入点(AP)通过发送确认帧来确认对节能(PS)轮询的接收，该确认帧包括说明在该接入点上是否为该站缓存了帧的信息。

Description

优化无线网络中的站的能耗的方法
技术领域
本发明涉及一种用于优化例如网络中的诸如笔记本电脑、掌上电脑或移动电话之类的站的能耗的方法，优选地，在根据IEEE标准802.11的无线网络LAN中，其中站(STA)向接入点发送节能(PS)轮询。
背景技术
在无线网络中，移动站通常是利用电池工作的。因为移动站的能耗代表了关键性能因素，所以定义了支持移动站的节能状态(PSM)的特殊功能。如在IEEE802.11标准中定义的PSM引入了信标间隔(BI)和下行链路延迟之间的相关性。下行链路延迟被定义为如下时间段：在MAC(MediaAccess Control)层从帧在接入点(AP)上被接收的时间点开始，直到在MAC上由STA成功接收了该帧的时间点为止。信标间隔是信标被AP周期性发送的时间间隔。BI和下行链路延迟之间的依赖性可以在某些情况下，某些BI配置导致下行链路延迟超过某一限定，从而对于各自的应用不再可以忍受。特别地，如果在像IP的音频(VoIP)的实时应用中，这就尤为关键。
为了去除在BI和下行链路延迟之间的依赖性，可以考虑对标准的节能状态进行不同的修改。例如，可以提出对PS—轮询的传输可以独立于包含在业务量指示地图(TIM)中的信息。见由本申请人于2003年2月25日提交的日本专利申请No.2003—046991(于2004年9月16日出版的未审公报No.2004—260386)。
特别是如果AP接收到站的PS—轮询而没有在该AP上为该站缓存帧，则会出现问题。应该注意到，根据如在IEEE 802.11标准中定义的节能状态，提出了通过对相应数据帧的接收或者对确认帧的接收来确认由站发送的PS轮询。关于有限的能量资源，在以下两种情况下不利：站在发送了PS—轮询之后或在接收到确认帧之后保持“醒着”，即处在工作状态，并等待接收数据帧。
结果，节能效率明显下降。
为了避免该问题，可以发送额外帧(例如空数据帧)，或者可以等待超时信号。在两种情况下延迟都相对较长。发送空数据帧额外要求系统工作在如下模式：通过直接发送各自的数据帧来确认在AP上接收了PS—轮询。这种模式不是通常使用的模式，因为缓存在接入点上的PSM队列中的帧具有的优先权高于其它不处在节能模式中的站的帧。除该非公平性之外，不利的是恶意用户可能发信号通知AP其处于节能状态，但是实际上它一直发送PS轮询而保持醒着，因此，它接收帧要比其它站快。
发明内容
本发明聚焦于一种优化上述类型的网络中的站的能耗的方法，该方法与现有技术中的其它方法相比较，利用简单的手段实现对该站的更高水平的节能。
根据本发明，通过权利要求1的特征，优化无线网络中的站的能耗的方法解决了上述问题。这种方法特征在于接入点(AP)通过发送确认帧来确认对节能(PS)轮询的接收，该确认帧包括有向站(STA)说明在接入点(AP)上是否为该站缓存有帧的信息。
根据本发明，首先确认，通过利用确认帧来向发送了轮询的站直接通知在接入点上是否存在为该站缓存的帧，可以实现对该站的非常有效的能量管理。
根据本发明的方法特征在于它的简单性，因为仅使用在IEEE标准802.11的协议中可用的工具。此外，优点是，无需额外的帧(例如空数据帧)或必须等待超时。利用根据本发明的方法，可在接收到PS-轮询之后立即将该信息随同确认帧一起被发送，无需等待空闲信道。因此，结果，如果与利用空数据帧或超时信号相比较使延迟最小化，从而显著提高了节能效率。
应该注意，根据本发明的方法可工作于用于答复答所接收的PS—轮询的AP的上述两种选项，即该方法应用于通过接收相应的数据帧来确认所发送的PS—轮询的情况，以及应用于通过从AP向站发送确认帧来直接确认的情况。
根据本发明的方法表示一种安全机制，该机制可用于包括标准PSM在内的任何类型的节能状态，以处理其中站发送了PS—轮询而没有在AP上为该站缓存的帧的特别情形。
附图说明
图1示出了根据本发明的实施例的无线网络的示意性框图；
图2示出了在本发明的实施例中使用的确认帧的格式；
图3A示出了根据本发明的实施例，在站中的能耗优化操作；以及
图3B示出了在站中的传统的功率控制操作。
具体实施方式
参照图1，工作在节能模式中的站(STA)向接入点(AP)发送PS—轮询，并且响应于所发送的PS—轮询，从AP接收确认(ACK)帧。通过包括在该ACK帧中的信息来直接通知该站是否在AP上为该站缓存有一个或多个帧。
在特别优选的实施例中，提出了如果随确认帧一起被发送的信息表明在接入节点上没有为该站缓存帧，则该站在接收到确认帧之后立即变换到“微睡模式”，即节能模式。由此，就可以将站处于“醒着”状态的时间缩到最短。
如图2所示，按优选方式，可以在确认帧的更多数据(More Data)(MD)字段中存储表明在接入点上是否存在为该站缓存的帧的信息。不需要改变已经定义在标准中的确认帧的结构，将仅使用在此之前未使用过的字段—更多数据字段。
可以通过修改站的功能性来解释确认帧的更多数据字段。可以尽最小的力来实现这一点，这是因为站执行的用于解释确认帧的更多数据字段的操作与站对数据帧执行的操作是相同的。
在可以很简单地实现的实施例的上下文中，提出了以单个比特的更多数据字段来存储该信息。为了填充确认帧的更多数据字段而要在AP上执行的改变易于实现。为了填充更多数据字段而由AP进行的操作与在数据帧的环境中由AP执行的操作一致。因此，实现与数据帧的更多数据字段相同的结构。
具体而言，如图2所示，可以提出，如果在AP上没有为该站缓存数据帧，则对更多数据字段中的比特分配值0。反之，如果在AP上为该站缓存有一个或多个数据帧，则对该比特分配值1。
参照图3A，根据该实施例，站(STA)向接入点(AP)发送PS—轮询，然后从该AP接收确认(ACK)帧。当将值0分配给ACK的更多数据字段时，意思是在AP中没有为该站缓存数据帧，控制该站以便在接收到ACK之后立即将该站变换到节能模式，导致没有进一步的功耗。
相反，如图3B所示，在站没有根据本发明的功耗优化功能的情况下，该站在接收到具有值为0的更多数据字段的ACK之后，仍保持“醒着”，导致继续消耗功率。
最后，应该注意到，存在以参照从属于权利要求1的专利权利要求的优选方式，来设计并进一步研究本发明教义的多种可能性。

Claims (11)

1、一种用于优化网络中的站的能耗的方法，包括：
所述站向接入点发送节能轮询；并且
响应于从所述站接收的节能轮询，接入点向所述站发送回确认帧，以确认对该节能轮询的接收，其中该确认帧包括有向该站说明在该接入点上是否为该站缓存了数据帧的信息。
2、根据权利要求1所述的方法，其中，如果随该确认帧一起发送的信息表明在该接入点上没有为该站缓存的数据帧，则该站在接收到该确认帧之后立即变换到节能模式。
3、根据权利要求1所述的方法，其中所述信息存储在所述确认帧的更多数据(More Data)字段中。
4、根据权利要求3所述的方法，其中对所述站进行功能修改，以解释确认帧的更多数据字段。
5、根据权利要求3所述的方法，其中所述信息存储在单个比特的所述更多数据字段中。
6、根据权利要求3所述的方法，其中如果在所述接入点上没有为所述站缓存数据帧，则为所述更多数据字段中的作为所述信息的比特分配值为0。
7、根据权利要求3所述的方法，其中如果在所述接入点上为所述站缓存了一个或多个数据帧，则为所述更多数据字段中的作为所述信息的比特分配值为1。
8、根据权利要求1所述的方法，其中所述站是笔记本电脑、掌上型电脑和移动电话之一的通信终端。
9、根据权利要求1所述的方法，其中所述网络是根据IEEE标准802.11的无线LAN。
10、一种站中的控制方法，该站可在节能模式下工作，并被允许通过接入点连接到网络，包括：
向该接入点发送节能轮询；
响应于所发送的节能轮询，从所述接入点接收确认帧，其中该确认帧包括用于说明在该接入点上是否为该站缓存了帧的信息；并且
基于包括在确认帧中的所述信息来控制所述节能模式。
11、一种用于在接入点中优化站的能耗的方法，其中，所述站是在节能模式可以工作的，并且被允许通过接入点连接到网络，包括：
从所述站接收节能轮询；并且
向所述站发送回一确认帧作为对所述节能轮询的响应，其中该确认帧包括用于向该站说明在该接入点上是否为该站缓存了帧的信息，
其中基于包括在确认帧中的所述信息来控制所述节能模式。
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