专利名称：在无线局域网的独立基本服务集中优化功率管理的设备和方法
技术领域：
本发明涉及在独立基本服务集无线局域网(WLAN)中的功率管理。更特别地，本发明涉及在电气与电子工程师协会(IEEE)802.11 IBSSWLAN中的功率管理。最特别地，本发明涉及提供更高的吞吐量，由此对于给定的Ad-hoc通信量指示消息(ATIM)窗口大小优化在IBSSWLAN中的功率使用。
无线局域网(WLAN)正在变为主导的网络技术。这种普及性的增长起因于对便携式无线设备和服务于这些设备的通信网络的需求迅速增长。
所述WLAN支持两种类型的网络基础结构BSS和独立BSS(IBSS)。基本服务集(BSS)是WLAN的基本构建块。每个BSS至少由两个站(STA)组成。
参照
图1a，所示出的是基础结构BSS，其中各STA 100经由中央接入点(AP)130进行通信，该中央接入点从信源STA 100接收通信量120并且将通信量120中继到目的地STA 100。参照图1b，示出了独立BSS或IBSS(也称为Ad-hoc网络)，其中每个STA 100与其它STA 100在不借助AP的情况下直接地通信(110)。也就是说，由于所有通信量在IBSS中是对等(peer-to-peer)的，所以如果它们在彼此的无线电范围之内，则Ad-hoc网络中的每个STA 100可以与另一个STA 100通信。
WLAN的许多应用是用于电池供电的移动设备的。因此WLAN卡的功率消耗是整个IBSS WLAN功率管理中的关键因素。例如，IEEE802.11标准的WLAN利用具有冲突避免的载波感测多路接入(CSMA/CA)作为接入方法，这需要所述站在空闲时间期间持续地监视所述介质。结果，在空闲模式中消耗的功率不比在发射或接收模式中消耗的功率少太多。
WLAN中的功率节省是通过允许STA在任何适当时候进入低功耗模式(也就是睡眠模式)来实现的，在这期间，所述WLAN卡不监视介质。应注意到，进入睡眠模式不同于关闭所述WLAN卡，因为比起从睡眠模式唤醒WLAN卡，从关闭状态开启所述WLAN卡将花费长得多的时间。
关于功率消耗，典型的WLAN卡在发射模式中消耗1.5w，在接收模式中消耗1.25w，在空闲模式中大约消耗1.12w，以及在睡眠模式中仅仅消耗0.045w。睡眠模式提供相当高的功率节省。然而，尽管在睡眠模式中节省了功率，但在睡眠模式中的STA与所述网络的其余部分完全隔绝。在睡眠模式中，STA既不能发射也不能接收任何分组。当STA有分组要发射并且目的地STA是在睡眠模式中时出现了问题，就是“如何唤醒目的地STA以使其可以接收所述分组？”也就是说，难题是在当信源站决定发射分组时的正确时间唤醒目的地站。
为了解决这个问题，IBSS WLAN使用Data_Alert消息和Data_Window来执行IBSS的功率管理。图3示出了IBSS WLAN的操作。以预定的间隔(目标信标传输时间(TBTT)330)，所述IBSS的所有STA苏醒并且进行竞争以把它们的信标310发送出去，因为在IBSS WLAN中的信标生成是分布式的。在IBSS中，每个STA具有准备以TBTT 330发射的信标310，并且与所述IBSS中的所有其它STA进行竞争以使用随机延迟来接入所述介质。赢得竞争的STA取消所有其它的未决信标传输。因此，除信标故障的情况外，每信标间隔300发射一个信标310。
预留紧接在所述信标之后出现的预定长度的窗口作为Data_Alert窗口340，其中仅仅可以发射Data_Alert帧350和确认360。Data_Alert帧350是通信量宣告，其由信源STA使用来通知目的地STA有在信源处缓冲的数据帧等待被发射到该目的地。所述Data_Alert帧350(和它们的确认380)通过作为标准数据帧遵循相同的分布式协调功能(DCF)规则来解决争用。不能在所述Data_Alert窗口340结束之前发射的Data_Alert帧350在跟随下一个TBTT 330的下一个信标间隔期间发射。
在Data_Alert窗口340结束之后，如果STA没有成功发送或接收任何Data_Alert帧350、375，则可以假定在当前信标间隔340期间没有用于该STA的通信量，由此其可以回到睡眠(低功率模式)，直到下一个TBTT 330。否则，STA开始对数据帧365的发射和对确认370的接收，或者在整个所述信标间隔340期间停留在接收模式中，以便接收数据帧385和发射确认390。应注意，只有在Data_Alert窗口340期间宣告的数据可以在所述Data_Alert窗口340之后发射。功率管理的当前方法需要所述Data_Alert窗口340的大小在IBSS的整个使用寿命期间是固定大小。
现有技术IBSS WLAN的功率管理方案可以概括如下。STA周期地苏醒一小段时间，在这段时间内，已知每一个其它的STA也是醒着的。在这个周期内，各STA试图为它们已经缓冲的分组“登记(book)”其目的地STA。在此周期的结尾，STA默认地返回到睡眠，除非在该周期期间它已经登记了任何目的地STA或者已经被登记作为目的地STA。
该现有技术功率管理方案具有以下两个缺点1)仅仅那些已经明确登记了它们的目的地STA的STA可以在所述信标间隔300的剩余部分345期间发射数据帧；以及2)只要STA已经登记了任何目的地STA或者其已经被登记为目的地STA，该STA就必须在整个信标间隔中保持苏醒。
因此，需要1)允许使用由STA听到(overhear)的所听到的信息(知识)，以及2)只要STA结束所宣告的通信量，就允许STA返回到睡眠。
由于STA在它们醒着的时候不断地监视所述介质，所以STA听到其中信源STA“登记”目的地STA的对话。由于在现有技术中已经被登记的STA在整个信标间隔300中保持苏醒，所以这个所听到的信息可以用作STA保持苏醒以发射缓冲的数据帧到某一其它STA已经登记的目的地STA的基础。然而，为了最小化功率使用，STA应当能在所有宣告的通信量已经由所述STA接收或者发送后进入睡眠。
因此，在本发明的系统和方法中的IBSS WLAN功率管理的本质涉及“知识”——关于目的地STA是否将是醒着的知识。由本发明的系统和方法使用的用以优化IBSS WLAN功率管理的关键是对所述知识的最大利用。也就是说，在本发明的系统和方法中，STA利用所述知识，不管所述知识是怎样获得的(即，明确的或隐含的)。因此，在一个优选实施例中，如果STA确信其目的地STA是醒着的，则该STA传送数据帧到所述目的地STA，即使其没有明确地登记所述目的地STA。
按照用于IBSS WLAN的现有技术功率管理方案，每个被登记的STA确切知道在信标间隔300期间哪些STA将要向其发送分组。在STA B预期从其接收数据帧的所有STA都已经结束发送它们的数据帧到STA B之后，使STA B在信标间隔300中还保持苏醒是对功率的浪费。
本发明的系统和方法通过以下内容减轻了上述现有技术IBSSWLAN功率管理方案的两个缺点1)允许STA使用所听到的信息(知识)；以及2)只要STA结束它们所宣告的通信量，就允许所述STA返回到睡眠(低功率模式)。
在现有技术IEEE 802.11标准中，Data_Alert窗口340是Ad-hoc通信量指示消息(ATIM)窗口，Data_Alert帧350是ATIM帧。此外，在MAC报头的帧控制字段中的“更多数据”比特仅仅用在基础结构BSS中。为了解决STA在全部所宣告的通信量之后进入睡眠的问题，本发明的系统和方法的一个优选实施例在IBSS中使用所述“更多数据”比特，以用于功率管理目的。
因此，本发明的设备和方法提供了一个“更多数据”比特，其允许IBSS WLAN的STA利用由STA听到的、关于已经被“登记”作为目的地STA的STA的信息。所述“更多数据”比特的值1指示在信源STA中至少还有一个帧用于相同的目的地STA，而值0指示此信源STA再没有用于所述目的地STA的帧。因此，如果至少一个来自一个非登记的STA的数据帧经过，则在所述更多数据比特被设置为1的情况下，该目的地STA保持苏醒。
本发明的上述及其它特征和优点将从以下在附图中所示的优选实施例的详细说明变得明显。
图1a说明了一个基础结构BSS WLAN。
图1b说明了一个独立BSS或IBSS WLAN。
图2说明了按照本发明一个实施例的、在特定IBSS内的每个STA的简化方框图。
图3说明了按照本发明一个实施例的、在IBSS中的功率管理操作。
图4说明了在Data_Alert窗口开始处的空的目的地列表。
图5说明了在信源STA已经发送了一个Data_Alert帧到STA1并且听到了在STA2与STA5之间的成功的登记对话之后的图4的目的地列表。
图6说明了在信源STA已经发送了Data_Alert帧到STA3之后的图5的目的地列表。
图7说明了在信源STA已经给STA2发送了具有设置为1的“更多数据”指示符的数据帧之后的图6的目的地列表。
图8说明了在信源STA已经听到了发送到STA4/从STA4发送的数据帧之后的图7的目的地列表。
图9说明了在Data_Alert窗口开始处的空的目的地列表。
图10说明了在信源STA从STA10与STA14接收了Data_Alert消息之后的图9的信源列表。
图11说明了在信源STA从STA11与STA13接收了数据帧之后的图10的信源列表，其中所述数据帧各具有设置为1的“更多数据”指示符。
图12说明了在信源STA从STA10接收了具有设置为0的“更多数据”指示符之后的图11的信源列表。
在下面描述中，将以举例而非限制性的方式阐述诸如特定体系结构、功率管理技术等等的具体细节，以便更彻底地了解本发明。然而，对于所属领域技术人员来说，本发明显然可以在脱离所阐述的具体细节的其它实施例中实践。
在国际标准ISO/IED 8802-11中定义的现有技术802.11标准中，1999版本的“Information Technology-Telecommunications andinformation exchange area networks(信息技术——电信与信息交换区域网)”(在此引用其全文以作参考)中，在MAC报头的帧控制字段中的“更多数据”比特仅仅用在基础结构BSS中。在一个优选实施例中，本发明的系统与方法在IBSS中使用所述“更多数据”比特，以用于功率管理。
在一个优选实施例中，本发明提供了一种功率节省模式，其中所述“更多数据”比特在由IBSS WLAN的STA发射的引导数据或管理类型帧中是有效的。值1指示至少一个附加的缓冲的数据或管理帧存在于对应于相同目的地STA的信源STA中。值0指示不再有数据或管理帧存在于对应于相同目的地STA的信源STA中。
图1b说明了将要应用本发明各实施例的代表性网络。如图1所示，多个STA 100彼此经由多个无线信道110通过无线链接进行通信，使得所有通信量都是对等的。本发明的一个关键原理是提供一种优化每个无线STA 100的功率使用的机制，使得在每个信标间隔300内，在所述各STA 100之间发射最大数量的数据帧365，而同时一个STA100或者在整个信标间隔内保持苏醒，或者只有当其具有待发射和/或接收的帧时才保持苏醒，否则进入睡眠或低功率模式以节约功率。应当注意到，如果在信标间隔300中的剩余时间350较少，由于在下一个TBTT 330时苏醒所消耗的功率可能超过通过进入睡眠模式很短时间所节省的功率，所以STA 100可以不进入睡眠模式。而且，应当注意到，为了说明的目的，在图1b中示出的IBSS网络是小型的。实际上大多数网络包括非常大数量的移动STA 100。
参照图1b与图2，在图1b的WLAN内的IBSS的每个STA 100可以包括具有在图2的方框图中说明的结构的系统。每个STA 100可以包括接收器200、解调器210、存储器220、功率管理电路230、控制处理器240、定时器250、调制器260与发射器270。图2中的示范系统280仅仅用于说明的目的。尽管所述说明可以涉及通常用于描述特定的移动STA的术语，但是所述描述与构思同样适用于其它处理系统，包括具有与图2所示不同的体系结构的系统。
在操作中，接收器200与发射器270耦合到天线(未示出)，以分别经由解调器210与调制器260转换所接收的信号与想要发射的数据。功率管理电路230在处理器240的控制下操作，以便通过确定是否有数据帧要发送/接收来确定所述STA 100应该在给定的信标间隔300的剩余部分345内保持苏醒还是进入睡眠(低功率模式)，其中确定是否有数据帧要发送/接收是通过(1)明确地“登记”，(2)听到并隐含地登记，以及(3)由所接收的消息中的“更多数据”比特指示。而且，如果给定信标间隔300的剩余时间340肯定大于预定阈值则一个STA已经决定进入睡眠(低功率模式)，或者所述STA在所述信标间隔300的持续时间内保持苏醒。所计算的在信标间隔300中的剩余时间是通过从下一个TBTT的时间减去当前时间确定的，后者的值被存储在存储器230中。定时器250用来以预定的TBTT 330唤醒睡眠中的STA，以及调度控制处理器240来发送信标，因为在TBTT时所有的STA进行竞争以发送它们的信标。
在一个优选实施例中，每个STA 100保存一个信源STA标识符的列表，根据该列表，该STA预期在给定信标间隔300期间接收分组。在Data_Alert窗口340的结尾处，所述列表由已经在该Data_Alert窗口340期间明确地登记了该STA的各STA的标识符组成。在Data_Alert窗口340之后，STA 100将一个STA添加到所述列表中(如果其尚未在列表中的话)，所述STA 100从所添加的STA中接收具有设置为1的“更多数据”比特的数据或管理帧。另一方面，STA 100从所述列表中删除一个STA(如果其已经在列表中的话)，所述STA 100从所删除的STA中接收具有设置为0的“更多数据”比特的数据或管理帧。当所述列表是空的时，所述STA 100对其它STA没有义务，从而无须保持苏醒。如果该STA 100本身不具有任何要发送给其它STA的分组，其然后可以进入睡眠以及在下一个TBTT 330处苏醒，前提是所述信标间隔300的剩余时间345大于一个预定阈值，因为如果睡眠太短的话，与模式切换相关的额外功率消耗可能不节省功率。因此，只有在所预期的睡眠时间大于一个预定阈值的情况下，符合进入睡眠条件的STA才会进入睡眠。
由于无线介质是广播介质，所以每个STA 100可以在一定范围内通过所述介质听到通信量。因此，STA A1有可能在Data_Alert窗口340期间听到STA A2登记了STA A3。在一个优选实施例中使用这种信息来改善整个IBSS的性能。取决于在所述Data_Alert窗口340之后的各STA的行为，本发明的两个随后实施例中的任何一个利用所述所听到的信息来改善功率管理以及整个IBSS的性能。
1)在Data_Alert窗口340之后保持苏醒的STA在整个信标间隔300期间保持苏醒，如在当前标准中定义的那样。在一个优选实施例中，只要STA A1听到STA A2在ATIM窗口中登记了STA A3，那么STAA1就知道STA A2与STA A3将在整个信标间隔300内保持苏醒。因此，在Data_Alert窗口340之后，在信标间隔345的剩余部分期间，STA A1可以发送帧到STA A2或者STA A3，而不用在Data_Alert窗口340中明确地登记它们中的任何一个，并且假定该目的地STA是可用的，就像该目的地STA已被明确地登记了一样。
因此，每当STA听到成功的Data_Alert对话(后面跟随相应确认360的Data_Alert帧350)时，所述STA应当取消导向所述所听到的Data_Alert对话的任一方的未决Data_Alert帧350(如果有的话)。因此，其结果是较少的Data_Alert帧350通信量，从而会节约功率。
如果STA仅仅听到Data_Alert确认380，则所述STA应当取消导向所述Data_Alert确认380的发送方的未决Data_Alert帧350(如果有的话)。
如果STA 100仅仅听到Data_Alert帧350，所述STA 100不应当假定在信标间隔345的剩余部分期间醒着的所听到的信源或者其预定目的地的任一方的可用性。
在理想情形中，每个目的地STA 100在每个信标间隔300中应当仅仅被登记一次，而不管信源STA的数量。这样做将减少在Data_Alert窗口340内的Data_Alert 350通信量，从而减少所需要的Data_Alert窗口340大小。由于发射Data_Alert帧350也消耗功率，所以减少Data_Alert帧350通信量意味着较少的开销功率消耗。另一方面，较小的Data_Alert窗口340留下更多时间用于数据传输，从而可以提高吞吐量。
2)在所述ATIM窗口之后保持苏醒的STA，可以在结束全部所宣告的通信量后返回到睡眠。在一个替换的优选实施例中，当STA A1听到STA A2登记了STA A3时，STA A1就知道STA A2与STA A3将在Data_Alert窗口340之后保持苏醒，但是STA A1不知道STA A2和STAA3将会保持苏醒多长时间。在没有明确地登记STA A2或STA A3本身的情况下，STA A1不能保证当其向STA A2或STA A3发送帧时它们是醒着的。
尽管存在不确定性，但在所述实施例中，所听到的信息仍然具有价值。尽管STA A1仍然将登记其具有以之为目的地的通信量的全部目的地STA，但是STA A1通过首先登记它对之一无所知的目的地STA(也就是没有听到涉及它们的对话)来给与这些目的地STA优先权。如果所述Data_Alert窗口340不足够长，则STA A1忽略已经由其它STA登记的STA A3，而不忽略没有由其它STA登记过的STA A4。最终，STA A1在Data_Alert窗口340结束之后获得另一个机会来“登记”STAA3，这是通过在STA A2结束发送其导向STA A3的全部帧之前足够早地给STA A3发送具有设置为1的“更多数据”比特的帧。
所述实施例的基本思想是在有限的Data_Alert窗口340内登记尽可能多的不同目的地STA。
在Data_Alert窗口340之后，如果有的话，每个STA首先试图发送一个帧到由其它STA而不是由它本身登记的每个STA。由于所述“更多数据”比特被设置为1，这些帧提供了另一个机会来登记所述STA在Data_Alert窗口340期间不能登记的各目的地。STA最不应担心的是已经在Data_Alert窗口340期间被登记的STA，因为这些STA已经给出了承诺并且无论如何也将保持苏醒以便接收帧。从另一个角度看，抑制到所登记的各STA的通信量实际上对于其它STA给出了更大的机会窗口以便通过使用“更多数据”比特在Data_Alert窗口340之后进行“登记”。
但是，发送帧到未登记的目的地STA是冒险的。STA应当将失败的传输(或一定数量的失败传输)作为目的地STA不再醒着的指示，以及继续前进到其下一个目的地STA。
使用信源和目的地STA的列表的实现方式本发明的实现方式的一个优选实施例使用两个列表信源STA列表和目的地STA列表。
1.由给定STA维持的STA的目的地列表在Data_Alert窗口340开始时，给定的STA确定目的地STA的列表，该给定的STA整在缓冲帧，以便在当前信标间隔期间将所述帧发送到所述目的地STA。假定图4中示出的五个STA构成由给定STA维持的STA的初始目的地列表。如果可能的话，该给定STA将要登记在目的地列表中的每个STA。应注意到，此刻(在Data_Alert窗口340开始时)尚未发生任何事，也就是说，对应于目的地列表中的各STA的每个条目都是空的，如图4中说明的那样。在那之后，每当该给定STA成功地发送Data_Alert帧到目的地列表中的一个STA时，该给定STA把目的地列表中的该目的地STA标记为“已登记”。
同时，每当该给定STA听到在两个其它STA之间的Data_Alert对话时，该给定STA把目的地列表中的相应STA标记为“已由其它STA登记”。在Data_Alert窗口340内，该给定STA总是从目的地列表中选择一个未标记的目的地STA来向其发送Data_Alert，只要在目的地列表中有这种目的地STA即可。只有在目的地列表中的全部目的地STA都被标记为“已登记”或者“已由其它STA登记”之后，所述STA才可以选择发送Data_Alert帧到被标记为“已由其它STA登记”的目的地STA。
假定为了“登记”STA1作为由给定STA缓冲的至少一帧的目的地STA，该给定STA发送一个Data_Alert帧到目的地STA1，以及听到在STA2和STA5之间的对话。图5中说明了所产生的目的地列表。然后该给定STA发送一个Data_Alert帧到STA3以“登记”STA3作为目的地STA，以及把目的地列表中的STA3标记为“已登记”，如图6所示。
现在，假定当目的地列表看起来如图6所示时，Data_Alert窗口340结束。所述目的地列表现在由该给定STA使用来判断要向哪些目的地STA发送数据帧以及以什么次序发送。该给定STA首先发送数据帧到目的地列表中的被标记为“已由其它STA登记”的目的地STA。如果对于一个目的地STA有多于一个的缓冲的帧，则所述数据帧的“更多数据”比特被设置为1，见图7。一旦所述数据帧被成功地发送，该给定STA把目的地列表中的条目从“已由其它STA登记”改变为“已登记”，因为该目的地STA看到被设置为1的“更多数据”比特，并且保持苏醒以便从该给定STA接收更多的数据帧。在该给定STA发送任何数据帧到目的地列表中的“已登记”STA之前，该给定STA以这种方式对于目的地列表中的所有“已由其它STA登记”的目的地STA继续。发送数据帧的这种排序意在为该给定STA提供另一个机会来“登记”各目的地STA以及提高成功概率。
同时，如果所述给定STA听到去往/来自未标记的STA的数据帧(也就是目的地列表中的STA4)，则所述给定STA应当把STA4标记为“已由其它STA登记”，见图8。否则，该给定STA不应试图发送数据帧到目的地列表中的未标记的STA，因为未标记的STA很可能是在睡眠模式中，而未标记的STA很可能不接收任何Data_Alert帧。
一旦在其目的地列表中的全部STA都是“已登记”的，所述给定STA可以以任何次序发送数据帧。
2.由给定STA维持的STA的信源列表所述信源列表包含所述给定STA已经从其接收到通知(也就是“登记命令”)的各STA。在下面例子中，STA10-STA15用来简化所述说明，然而所述两个列表绝不是互斥的。
不同于目的地列表，信源列表是空的，以在Data_Alert窗口340开始时开始(见图9)，并且不需要用于信源列表的标记。在所述Data_Alert窗口340内，如果所述给定STA从一个信源STA接收到Data_Alert帧，所述给定STA添加该信源STA到信源列表中作为信源STA，见图10。
在Data_Alert窗口340结束之后，如果所述给定STA从一个信源STA接收到具有设置为1的“更多数据”比特的数据帧并且所述信源STA尚未在信源列表中，则所述给定STA在信源列表中添加该信源STA，见图11。如果所述给定STA从一个信源STA接收到具有设置为0的“更多数据”比特的数据帧，则所述给定STA从其信源列表中删除该信源STA，见图12。
一旦所述信源列表是空的，所述给定STA可以假定在当前信标间隔300期间，再没有别的STA将要发送帧到所述给定STA。然后，在所述给定STA再没有数据帧要发送给任何其它STA的情况下，如果在该信标间隔中的剩余时间350大于一个预定阈值，则所述给定STA可以返回到睡眠。
现在参照图3，通常，IEEE 802.11 IBSS WLAN的ATIM是已知的和固定长度的Data_Alert窗口340，以便在所述Data_Alert/ATIM窗口340期间，每个STA 100可以通过给所述IBSS的另一个STA发送Data_Alert/ATIM帧350来向该STA 100告警所述STA 100具有针对该另一个STA的数据。为了功率管理和增加的吞吐量，本发明的系统和方法适用于IEEE 802.11IBSS WLAN。
如从上述内容所清楚看到的那样，通过利用按照本发明的系统和方法的所听到的信息，IBSS WLAN的各STA可以实现接近最佳的功率使用，同时对于所述Data_Alert窗口的给定固定大小还伴随着增加的吞吐量，并且适用于IEEE 802.11IBSS WLAN。
虽然已经连同当前被认为是管理IBSS WLAN中的功率的最佳模式(通过利用在其它STA之间的对话中所听到的信息，也就是说，所述所听到的信息被用来在当前信标间隔期间没有明确地登记目的地STA的情况下从信源STA发送数据帧到目的地STA，以便通过不必发送Data_Alert及其确认来减少带宽的使用)描述了本发明，但可以理解，本发明不局限于所公开的实施例。相反地，本发明希望覆盖包括在所附权利要求书的精神和范围内的各种修改和等效配置。
权利要求
1.一种用于由具有多个无线STA(100)的网络的一个无线STA(100)进行功率管理的方法，所述多个STA(100)中的每一个能够是信源(100)和目的地STA(100)的至少其中一个，该方法包括以下步骤(a)当有由一个STA(100)缓冲的至少一个数据帧用于传递到一个目的地STA(100)时，由所述STA(100)对所述目的地STA(100)进行登记，其中所述STA(100)是信源STA；当登记已经结束时，执行以下步骤(b)发送由所述信源STA(100)缓冲的任何数据帧(365)到由所述多个STA(100)中的另一个STA(100)登记的目的地STA(100)，(c)当仅仅针对已登记的目的地STA的缓冲的数据帧(365)仍然待由所述信源STA(100)发送时，发送由所述信源STA(100)缓冲的任何数据帧(365)到所述已登记的目的地STA(100)，(d)接收由所述多个STA(100)中的另一个STA(100)发送的由所述另一个STA(100)缓冲的任何数据帧(365)。
2.权利要求1的方法，还包括以下步骤(e)当所述信源STA(100)不具有要发送或接收的数据帧(365)时，所述信源STA(100)在低功率模式中睡眠。
3.权利要求2的方法，其中所述登记步骤还包括以下步骤(a.1)如果所述目的地STA(100)还没有由任何信源STA(100)登记，则明确地登记所述目的地STA(100)为“已登记”；(a.2)如果是在从包括由一个目的地STA(100)进行的登记确认的组选择的对话中听到的、或者是在信源STA(100)和目的地STA(100)之间的成功的登记对话中听到的，则隐含地登记该未登记的目的地STA(100)为“已由其它STA登记”；以及(a.3)如果是在信源STA(100)和目的地STA(100)之间的成功的登记对话中听到的，则隐含地登记该未登记的信源STA(100)为“已由其它STA登记”。
4.权利要求3的方法，其中所述登记步骤还包括以下步骤(a.4)当全部目的地STA(100)已经由一个信源STA(100)登记时，并且其中信源STA(100)已经缓冲了至少一个针对所述目的地STA(100)的数据帧365，则明确地登记任何已隐含登记的STA(100)。
5.权利要求4的方法，还包括以下步骤(f)当在信源STA(100)和目的地STA(100)之间听到数据帧传输时，把还没有由任何信源STA(100)登记的该目的地STA(100)隐含地登记为“已由其它STA登记”。
6.权利要求5的方法，其中所述发送步骤(b)还包括以下步骤(b.1)根据针对所述目的地STA(100)是否缓冲有多于一个的数据帧(365)，分别在所述数据帧中把“更多数据”比特设置为1或0，和(b.2)如果针对所述目的地STA(100)缓冲有多于一个的数据帧(365)，则明确地登记所述目的地STA(100)为“已登记”；以及所述接收步骤(d)还包括以下步骤(d.1)保持苏醒，直到对于每个所述明确与隐含地登记为目的地STA(100)的STA(100)已经接收了全部数据帧(365)。
7.权利要求6的方法，还包括以下步骤所述多个STA(100)中的全部STA(100)以周期性的预定目标信标传输时间(TBTT)(330)苏醒；在跟随所述周期性TBTT(330)的称为信标间隔(300)的固定长度时间周期中执行所述方法，所述信标间隔(300)包括其后紧跟着固定长度剩余周期(345)的固定长度Data_Alert窗口(340)；在所述Data_Alert窗口340期间执行所述登记步骤(a)，其中所述明确登记步骤(a.1)还包括由所述信源STA(100)发送Data_Alert帧(340)到所述目的地STA(100)的步骤(a.1.1)；以及在所述剩余周期(345)期间执行步骤(b)-(f)。
8.权利要求7的方法，其中所述睡眠步骤(e)还包括首先执行以下步骤的步骤(e.1)确定直到下一个TBTT(330)的时间量是否大于一个阈值；以及(e.2)如果所述时间量不大于所述阈值，保持苏醒直到所述下一个TBTT(330)。
9.权利要求1的方法，还包括以下步骤(g)所述多个STA(100)中的所有STA(100)以周期性的预定目标信标传输时间(TBTT)(330)进行竞争以发送信标310；(h)在跟随所述周期性TBTT(330)的称为信标间隔(300)的固定长度时间周期中执行所述方法，所述信标间隔(300)包括其后跟随着固定长度剩余周期(345)的固定长度Data_Alert窗口(340)；(i)在所述Data_Alert窗口340期间执行所述登记步骤(a)，其中所述明确登记步骤(a.1)还包括由所述信源STA(100)发送Data_Alert帧(350)到所述目的地STA(100)的步骤(a.1.1)；以及(j)在所述剩余周期(345)期间执行步骤(a)-(d)。
10.权利要求2的方法，还包括以下步骤(g)所述多个STA(100)中的所有STA(100)以周期性的预定目标信标传输时间(TBTT)(330)苏醒；(h)在跟随所述周期性TBTT(330)的称为信标间隔(300)的固定长度时间周期中执行所述方法，所述信标间隔(300)包括其后跟随着固定长度剩余周期(345)的固定长度Data_Alert窗口(340)；(i)在所述Data_Alert窗口340期间执行所述登记步骤(a)，其中所述明确登记步骤(a.1)还包括由所述信源STA(100)发送Data_Alert帧(350)到所述目的地STA(100)的步骤(a.1.1)；以及(j)在所述剩余周期(345)期间执行步骤(a)-(e)。
11.权利要求10的方法，其中所述睡眠步骤(e)还包括首先执行以下步骤的步骤(e.1)确定直到下一个TBTT(330)的时间量是否大于一个阈值；以及(e.2)如果所述时间量不大于所述阈值，则保持苏醒直到所述下一个TBTT(330)。
12.权利要求1的方法，其中所述网络是IEEE 802.11独立基本服务集(IBSS)无线局域网(WLAN)。
13.一种用于在IEEE 802.11独立基本服务集(IBSS)无线局域网中节约功率的方法，所述局域网具有包括其后跟随着数据帧传输窗口(345)的Ad-hoc通信量指示消息(ATIM)窗口(340)的信标间隔(300)，该方法包括以下步骤在所述ATIM窗口(340)中执行权利要求1的步骤(a)；以及在所述数据帧传输窗口(345)中执行权利要求1的步骤(b)-(d)。
14.一种用于在IEEE 802.11独立基本服务集(IBSS)无线局域网中节约功率的方法，所述局域网具有包括其后跟随着数据帧传输窗口(345)的Ad-hoc通信量指示消息(ATIM)窗口(340)的信标间隔(300)，该方法包括以下步骤在所述ATIM窗口(340)中执行权利要求10的步骤(a)；以及在所述数据帧传输窗口(345)中执行权利要求10的步骤(b)-(j)。
15.权利要求6的方法，其中所述登记步骤(a)还包括以下步骤(a.3)由所述信源STA(100)在目的地列表400中输入所述目的地STA(100)，以及(a.4)由所述目的地STA(100)在信源列表900中输入所述信源STA(100)；所述明确登记步骤(a.1)还包括以下步骤(a.1.1)在所述目的地列表400中对于所述目的地STA(100)输入“已登记”；所述隐含登记步骤(a.2)还包括以下步骤(a.2.1)在所述目的地列表(400)中对于所述目的地STA(100)输入“已由其它STA登记”；所述接收步骤(d)还包括以下步骤(d.2)如果所接收的数据帧(365)的所述“更多数据”比特是零，则从所述信源列表(900)中删除一个信源STA(100)，以及所述保持苏醒步骤(d.1)还包括(d.1.1)如果所述信源列表(900)不是空的就保持苏醒的步骤。
16.权利要求15的方法，还包括以下步骤所述多个STA(100)中的全部STA(100)以周期性的预定目标信标传输时间(TBTT)(330)苏醒；在跟随所述周期性TBTT(330)的称为信标间隔(300)的固定长度时间周期中执行所述方法，所述信标间隔(300)包括其后紧跟着固定长度剩余周期(345)的固定长度Data_Alert窗口(340)；在所述Data_Alert窗口340期间执行所述登记步骤(a)，其中所述明确登记步骤(a.1)还包括由所述信源STA(100)发送Data_Alert帧(365)到所述目的地STA(100)的步骤(a.1.1)；以及在所述剩余周期(345)期间执行步骤(b)-(f)。
17.权利要求16的方法，其中所述睡眠步骤(e)还包括首先执行以下步骤的步骤(e.1)确定直到下一个TBTT(330)的时间量是否大于一个阈值；以及(e.2)如果所述时间量不大于所述阈值，保持苏醒直到下一个TBTT(330)。
18.一种用于在具有多个无线站(STA)(100)的网络中进行功率管理的设备，所述多个STA(100)中的每一个能够是信源STA(100)和目的地STA(100)的至少其中一个，该设备包括所述多个STA(100)中的STA(100)的控制部件(280)，所述控制部件(280)被配置为(a)以预定目标信标传输时间(TBTT)(330)周期性地唤醒所述STA(100)；当所述STA(100)苏醒时以及在所述预定TBTT 330之后(b)当有由一个STA(100)缓冲的用于传递到一个目的地STA(100)的至少一个数据帧(365)时，标识所述STA 100作为信源STA(100)，并且登记还不知道由所述多个STA(100)中的另一个STA(100)登记的任何目的地STA(100)；(b)当预定登记时间已经结束时以及在紧跟着的传输窗口(345)期间——i.发送由所述信源STA(100)缓冲的任何数据帧(365)到由所述多个STA(100)中的另一个STA(100)登记的目的地STA(100)；ii.当仅仅针对已登记的目的地STA(100)的缓冲的数据帧(365)仍然待由所述信源STA(100)发送时，发射由所述信源STA(100)缓冲的任何数据帧(365)到所述已登记的目的地STA(100)；iii.接收由所述多个STA(100)中的另一个STA(100)发送的由所述另一个STA(100)缓冲的任何数据帧(365)；以及iv.当所述STA(100)没有要发送或接收的数据帧(365)时，把所述STA(100)置入睡眠模式。
19.权利要求18的设备，其中当发送数据帧(365)时，如果有由所述信源STA(100)针对所述目的地STA(100)缓冲的多于一个的数据帧(365)，则所述控制部件(280)将“更多数据”指示符设置为1，或者如果仅仅有一个数据帧就设置为0；以及所述控制部件(280)保持所述STA(100)醒着，以便接收所述多于一个的数据帧(365)，就如同所述信源STA(100)已经为所述多于一个的数据帧(365)登记了所述目的地STA(100)一样。
20.权利要求19的设备，其中所述控制部件(280)还被配置为维持信源STA(100)和目的地STA(100)的信源列表(900)和目的地列表(400)，根据所述STA(100)登记了在所述目的地列表(100)中的目的地STA(100)或者另一个STA(100)将所列的STA(100)登记作为目的地STA(100)，所述目的地列表(400)被注释为“已登记”和“已由其它STA登记”；当所述“更多数据”比特是0时，从所述信源列表(900)中删除一个信源STA(100)；以及如果所述信源列表(900)不是空的，保持所述STA(100)醒着。
21.权利要求20的设备，还包括存储器(220)，其中所述信源列表(900)和目的地列表(400)是由所述控制部件(280)维持的。
22.权利要求20的设备，其中对于所听到的在信源STA(100)和目的地STA(100)之间的登记对话，所述控制部件(280)把所述信源STA(100)和目的地STA(100)的至少其中一个在所述目的地列表(400)中注释为“已由其它STA登记”；对于所听到的在信源STA和目的地STA之间的数据帧(365)传输，所述控制部件(280)把所述信源STA(100)和目的地STA(100)的至少其中一个在所述目的地列表(400)中注释为“已由其它STA登记”。
23.权利要求18的设备，其中所述网络是IEEE 802.11独立基本服务集(IBSS)无线局域网(WLAN)；所述预定登记间隔是Ad-hoc通信量指示消息(ATIM)窗口(340)；所述预定登记间隔和所述紧随着的传输窗口是信标间隔(300)；以及目的地STA(100)是由给所述目的地STA(100)发送ATIM帧(350)的信源STA(100)登记的。
全文摘要
本发明提供了一种用于在独立基本服务集无线局域网(WLAN)中功率管理的设备和方法。本发明使用由无线站进行的明确登记和通过由所述无线站听到登记和数据帧传输对话而进行的隐含登记，以便实现更高的吞吐量，由此对于给定的Ad－hoc通信量指示消息(ATIM)窗口大小优化在IBSS WLAN中的功率使用。
文档编号H04L12/56GK1754354SQ200480005229
公开日2006年3月29日 申请日期2004年2月23日 优先权日2003年2月27日
发明者Z·钟, S·蔡 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司