专利名称：用于节省电力的无线通信单元与方法
技术领域：
本发明涉及一种机制，其用于在无线通信单元(例如，操作在无线局域网中的无线通信单元)中减少电力消耗。本发明适用于，但不限于，在这样的网络中的活动传输期间减少电力消耗。
背景技术：
在无线通信系统领域中，一般知道可通过在组件未被使用时关闭组件来节省电力。已经知道特别希望在电池供电的设备中节省电力。
还知道无线局域网(WLAN)技术有可能是将在今后几年中承载大部分通信流量的接入技术，特别是在诸如家庭与公司环境等关键领域中。在WLAN领域中，若干应用被视为对于其成功是关键性的，例如，基于互联网协议(IP)的WLAN上的话音(VoIPoWLAN)与WLAN上的视频。
为使这些应用为WLAN带来商业成功，预期这些应用的电力消耗将需要显著地低于目前用在第2代(2G)或第3代(3G)电路交换的话音技术通信单元中的电力消耗。特别地，这些设备的较低电力消耗性能将允许引入双WLAN/蜂窝式手持设备而没有电池寿命损失。
然而，减少无线通信单元的电力消耗公知为一项复杂的任务。减少无线设备中的电力消耗的已知技术已主要在2G蜂窝式电话舞台中尝试和测试。已知无线通信设备中的两个主要的耗电功能是(i)处理器功能；和(ii)射频功率放大器(PA)，当无线通信设备正发射射频信号时。
在经典的功率放大器(PA)设计中，PA的电力效率随输出功率的平方根而减小。因此，PA消耗的减少慢于发射功率的减少。典型地，外部PA位于射频(RF)集成电路(IC)的输出处，该电路进行主要的射频信号处理功能(即预放大、射频转换、滤波、等等。)。典型地，RF IC连接到信号处理IC，该信号处理IC执行无线通信单元的信号处理功能。
在当发射射频信号时减少电力消耗的环境中，有可能通过以低于设备提供的(或者，如果设备符合标准，则由标准允许的)最大值的功率水平发射，来减少电力消耗。显然，以减少的RF功率水平发射允许相应地减少功率放大器(PA)的消耗，这部分消耗(如上面提到的那样)代表总收发器电力消耗的很大一部分。
现在参照图1，图形100阐释数据吞吐量相对于从无线通信单元到其接入节点的距离之间的关系。类似地，图2阐释电力消耗相对于从无线通信单元到其接入节点的距离的图形200。
综合考虑这些图，有可能确定最小电力策略相对于最大吞吐量策略的好处，其关于从无线通信单元到其接入节点的距离，如图3的图形300中所阐释的那样。在此情形中，当无线通信单元能够以最小输出功率发射时，总IC电力消耗平均来说可减小25％。在非常接近接入节点(即无线通信单元与有线通信网络之间的节点)的距离，当其采用功率控制时，无线通信单元已经以最小可接受功率水平发射。这样，无线通信单元不能从任何进一步的电力消耗改进中获利。
在发射无线通信单元与其接入节点之间的大距离处，发射无线通信单元不得不以全功率发射，以接入有线通信网络。在这些极端情形之间，发射无线通信单元有可能在吞吐量与电力消耗之间折中。这意味着发射无线通信单元能够占据通信信道更长的时间，以发射数据分组，同时减少为该数据分组发射消耗的总能量。
另一可供选择的减少发射功率的方法包括当没有流量要发射时，将无线通信单元保持在“空闲”操作模式，并且当流量在本质上是间歇的/突发式的时，聚集数据。这提供了减少传输尝试的数目，虽然增大了延时。在美国专利US 6,285,892与US 6,192,230中描述了这样的技术。还知道IEEE 802.11分布式协调功能(DCF)、点协调功能(PCF)与混合式协调功能(HCF)和HIPERLAN/2标准实现了这样的机制。然而，此机制没有减少活动传输模式中的电力消耗。因此，在许多应用中，例如大文件传输或无静音抑制的VoIP，其中流量不是突发式的，无线通信单元不能进入空闲模式，而上面的“间歇传输”方法不提供任何省电。
一种已知的进一步的可供选择的方法是采用发射功率控制，如题为“Performance of optimum transmitter power control in cellular radiosystems”、作者为Zander，J.、发布于IEEE Transactions on VehicularTechnology，Volume41 Issue1，Feb.1992，Page(s)57-62的文档中所描述的那样。在当前的系统中，通过从一组操作模式中选择一模式，可获得各种比特率。一种操作模式对应于一不同的比特率，并典型地包括星座图与编码速率的关联。每一操作模式也要求不同的信噪比(又名目标SNR)，以满足服务质量(QoS)要求。功率控制包括以最小的可能的功率发射，以便维持目标SNR。
在题为“Energy-Efficient PCF operation of IEEE 802.11a WirelessLAN”、作者为Daji Qiao等、发布于Proceedings of INFOCOM 2002[1]的论文中描述了此技术的一种最近的演进。这里，作者提议选择使发射数据分组所消耗的能量最小化的操作模式，包括考虑任何重传。
然而，在[1]中，作者假定以较低速率发射系统地增大了电力消耗，因为其不可避免地增大了传输时间。结果，作者仅对重传如何影响各种比特率的电力效率进行初步的调查。
而且，作者未能调查如何能够在实际无线网络中实现一种策略的任何细节。另外，作者仅考虑孤立链路上的省电，在通信资源一般包括许多通信链路、这些链路的使用常常被共享的无线通信系统中，这典型地为无效假设。
值得注意的是，作者明确地陈述他们的技术不能应用于分布式MAC协议，例如IEEE 802.11的分布式协调功能(DCF)模式，这在当前的WLAN产品中是主导模式。
这样，在本发明的领域中存在一种需要，以便为无线设备提供改进的电力消耗机制，其中上面提到的缺点可被缓解。
发明内容
遵照本发明，提供一种无线通信单元，一种接入节点，一种无线集中式接入网络，一种无线随机接入网络与一种在无线通信单元中减少电力消耗的方法，如所附权利要求书所定义的那样。
图1阐释数据吞吐量相对于从无线通信单元到其接入节点的距离的图形；图2阐释电力消耗相对于从无线通信单元到其接入节点的距离的图形；和图3阐释最小电力策略相对于最大吞吐量策略的增益的图形，其相对于从无线通信单元到其接入节点的距离。
现在将描述本发明的示例性实施例，参照附图，其中图4阐释无线接入通信网络的简化的框图，该网络能够支持本发明的发明概念；图5阐释无线通信单元的简化的框图，其适配于遵照本发明的优选实施例
图6是阐释随机接入网络中的电力感知链路自适应的概念的图形，其遵照本发明的优选实施例；图7是阐释集中式接入网络中的电力感知链路自适应的概念的图形，其遵照本发明的优选实施例；图8阐释当实现本发明的优选实施例时，数据吞吐量相对于从无线通信单元到其接入节点的距离的图形；图9阐释当实现本发明的优选实施例时，电力消耗相对于从无线通信单元到其接入节点的距离的图形；图10阐释当实现本发明的优选实施例时，最小电力策略相对于最大吞吐量策略的增益的图形，其相对于从无线通信单元到其接入节点的距离；和图11阐释当实现本发明的优选实施例时，无线通信单元的省电过程的流程图。
具体实施例方式
总之，本发明的发明概念提议一种基于电力感知链路自适应的省电机制，其提供相对于[1]中描述的技术的增强。有利地，本发明的电力感知链路自适应概念可应用于共享同一通信媒体的多条链路。本发明的优选实施例另外提议一种省电机制，其利用电力感知链路自适应与诸如发射功率控制的省电技术两者的灵活性。在这点上，电力感知链路自适应允许无线通信单元从一种操作模式切换到另一种操作模式，而发射功率控制是无线通信单元优化其射频(RF)发射输出功率的方式。
链路自适应的经典方法基于当前(单个)通信链路(其特征可由例如SNR描述)的状态与任何QoS要求，选择最大化系统吞吐量的操作模式。选择最大化数据吞吐量的操作模式意味着数据分组的传输将更快地达到其目标。
然而，本发明的发明者已注意到，发射数据分组所要求的总能量不一定因更短的传输时间段而最小化。例如，在IEEE 802.11a系统中，对于同样的编码速率，与16-QAM相比，以64-QAM(正交幅度调制)信号发射数据可以以1.5的因子减少分组持续时间，然而同样场景中的发射功率以“10”的因子增加。因此，本发明的发明者已认识到，无线通信单元在使用高比特率操作模式发射数据分组时消耗的总能量可高于使用较低比特率模式发射同一数据分组时消耗的能量。
基于此观察，可预见无线通信单元应具有选择最佳操作模式的能力，最佳操作模式是针对要发射的每一新数据分组的电力消耗(电池寿命)而言。特别地，本发明的优选实施例提议将最优操作模式的选择耦合到监控多个通信资源/媒体/链路的占用率的过程。此策略其后称为电力感知链路自适应，并在图6与图7中更详细地阐释。
此方法在通信资源一般包括许多通信链路，这些链路在许多用户之间共享的无线通信系统中特别有利。本发明的一种优选的应用是关于分布式媒体接入控制(MAC)层协议，例如IEEE 802.11的分布式协调功能(DCF)模式。这样，当与这样的协议应用时，发明概念可应用于当前及未来的无线局域网(WLAN)产品。
因此，相对于已知的基于单个通信资源进行最佳操作模式的选择(这在无线通信场景中是无效率的)，本发明的发明概念提供了优势。给定链路质量，如果此操作模式的比特率低于最大可达到的比特率，则选择能量节省模式将增加分组的总传输持续时间。因此，如果用户占用信道更长的时间，以便发射给定数据分组，则其它用户可获得的发射时间从而将减少。这可能导致通信小区之内的数据吞吐量降低。
因此，在本发明的增强实施例中，发明者提议采用前述电力感知链路自适应过程，其减少设备的能量消耗，同时最大化小区吞吐量。通过在电力感知链路自适应决策中将媒体占用率标准纳入考虑，实现了系统性能的改善。
现在参照图4，阐释了局域(数据通信)网(LAN)400。计算机/通信域包括LAN 400中的节点之间的网关420以及，比如说，因特网410。在这点上，让我们假定移动无线通信单元460是便携式电脑，其能够通过无线地连接到若干接入节点442、444、446中的任一个来与因特网410通信。
当移动无线通信单元460登录到接入节点(比如接入节点446)上，其能够访问来自因特网或任何其它连接的服务器415的应用程序。此通信链路经由包括因特网410、网关420、与任何数目的串联的中间路由器430(仅为清晰的目的起见而未显示)与接入节点446的路由475建立。
下面参照LAN为随机接入网或集中式接入网的情形，进一步描述本发明的发明概念。值得注意的是，无线通信单元已被适配，以监控LAN中的通信资源/媒体占用率，并将此信息应用于电力感知链路自适应决策，如下面所描述的那样。
另外，接入节点446包括处理器，其能够确定关于若干个无线通信单元460的基本上每一操作模式的电力消耗度量。电力消耗度量由若干个无线通信单元460在到接入节点446的上行链路通信中使用。以这种方式，接入节点446分配通信媒体并向无线通信单元460提议操作模式，以减少其电力消耗。在本发明的增强实施例中，接入节点处理器被进一步适配，以便向能够节省电力的无线通信单元分配更高优先级电力感知链路自适应与调度机制。
现在参照图5，显示了无线通信单元460的框图，其能够在无线局域网(WLAN)上操作，其被适配以支持本发明的优选实施例的发明概念。如本领域中已知的那样，并且为完整起见复制在这里，无线通信单元460包括，比如说，标准射频组件与电路，例如天线502，其优选地连接到天线开关504。天线开关504提供无线通信单元460之内接收器与发射器链之间的隔离。接收器链典型地包括接收器前端电路506(有效地提供接收、滤波与中频或基带频率转换)。前端电路506串联到信号处理功能508。将信号处理功能的输出提供给适宜的输出设备511，例如液晶显示屏幕。信号处理功能508为无线通信单元460执行所有信号处理功能，包括例如，解调制、解映射、比特解交织、信道估计与解码，其取决于使用的通信技术，如本领域已知的那样。
遵照本发明的优选实施例，信号处理功能508的操作已被适配，以支持这里描述的发明概念。特别地，信号处理功能508可操作地连接到电力感知链路自适应功能540(或包含其特性)，如下面参照图6与图7所描述的那样。
为完整起见，接收器链还包括接收信号强度指示器(RSSI)电路512，其连接到接收器前端电路506与信号处理功能508(一般地通过数字信号处理器(DSP)实现)。控制器514，也连接到接收器前端电路506与信号处理功能508，因此可从恢复的信息接收误比特率(BER)或误帧率(FER)数据。控制器514连接到内存设备516，以存储操作规程(regime)，例如解码/编码功能等等。定时器518典型地连接到控制器514，以在无线通信单元460之内控制操作的定时(依赖于时间的信号的发射或接收)。在本发明的环境中，在发射(编码)路径和/或接收(解码)路经上，定时器518指示话音信号的定时。
关于发射路径，也如本领域已知的那样，这本质上包括输入设备，例如键盘521，其经由发射信号处理器528串联到发射器/调制电路522。其后，任何发射信号经过功率放大器524，以便从天线502辐射。发射器/调制电路522与功率放大器524操作地响应于控制器，功率放大器的输出连接到双工滤波器或循环器504。发射器/调制电路522与接收器前端电路506包括上变频与下变频功能(未显示)。
特别地，参照这样的无线通信单元来描述本发明的增强实施例，其被适配以实现电力感知链路自适应，其基于通信媒体占用率，连同下面的参数中的一个或多个的信息(i)无线通信单元自身的性能特征，例如其电力特征，例如用户电力设定、电池状态、等等。
(ii)无线通信单元与另一通信设备之间的通信链路性能，例如基于信噪比(SNR)值，和/或(iii)系统参数，例如服务质量(QoS)约束。
无线通信单元460之内的各种适配组件可以以分立或集成组件的形式实现。更一般地，在各个通信单元中，与决定是否解码相关联的特性可以以任何适宜的方式实现硬件、软件或固件。例如，可向传统的无线通信单元添加新设备，或者作为可供选择的另一替代方案，传统的无线通信单元的已有部分可被适配，例如通过重新编程其一或多个处理器。这样，在本发明的优选实施例中，所要求的适配(例如提供软件代码以实现电力感知链路自适应功能)可以以处理器可实现的指令的形式来实现，指令存储在存储媒体中，例如软盘、硬盘、PROM、RAM或这些或其它存储多媒体的任何组合。
预见无线通信单元可通过先前描述的发明概念在至少两个场景中受益。首先，发明概念可应用于操作在随机接入网的无线通信单元，如图6的简化的信息流图中所阐释的那样。其次，当操作在集中式接入网时，可预见无线通信单元可从其后描述的发明概念受益，如图7的简化的信息流图中所阐释的那样。
现在参照图6中阐释的随机接入网中的实现，电力感知链路自适应功能540监控通信媒体605的占用率。在这点上，电力感知链路自适应功能540确定通信媒体的占用率是否低于特定水平。如果这样，其选择就能量消耗而言最有效率的操作/传输模式635。
另外，电力感知链路自适应功能540可将电池状态指示610纳入考虑。如果通信单元的电池水平低，则通信单元可决定使用省电模式，与电池水平高的操作模式相比，其使用更高的通信媒体占用率。
可使用(许多种中的)任何已知的度量来确定或刻画媒体占用率，这也在本发明的企图之内，例如(i)在先前帧中已发生的冲突的数目；和/或(ii)先前帧上的平均竞争窗口(如果在随机接入技术中使用竞争机制的话)；和/或(iii)在先前帧中信道被占用的时间比率。
如果小区负载轻，预见通信单元被这样配置，使得其能够决定将其传输630切换到较低模式，即较低的数据率，只要其QoS要求620得到满足。因此，在此模式中，无线通信单元将配置其本身占用通信信道更长的时间。有利地，无线通信单元将节省电力消耗，而小区将不遭受任何吞吐量恶化。
另外，随机接入网中的电力感知链路自适应功能540优选地利用传统参数，例如链路状态615与QoS 620，以及前述新参数通信媒体占用率与电池状态。
在采用优先级功能(例如具有增强DCF的IEEE 802.11e)的随机接入网中，其中到通信信道的接入对于优先级较高的连接较快，预见前述省电机制可由QoS标准补充。通过使用竞争窗口的较低值，可以容易地在IEEE标准中支持此方法。
这样，并且有利地遵照本发明的优选实施例，提议向能够节省能源的无线通信单元分配较高优先级。例如，当第一通信单元从第二通信单元接收数据分组时，其能够确定使用的通信媒体的质量，例如通过计算接收的SNR。
因此，第一通信单元将能够确定其是否能够通过选择较低操作模式来省电。如果其能够选择较低速率操作模式，其将请求与第二通信单元的高优先级连接。一旦此连接建立，由于排定优先级的到媒体的接入，第一通信单元将以低速率发送数据。有利地，预见当确定无线通信单元绝对需要在信道上发射数据，并且也确定其具有低电池水平时，调用此机制。
当将发明概念应用到IEEE 802.11a或IEEE 802.11g环境时，提议采用发明概念的进一步的增强，以解决Qiao在[1]中提及的隐藏节点问题。本发明的此进一步的增强提议传输请求发送/清除发送(Request To Send/Clear To Send)(RTS/CTS)数据分组。优选地，在使用电力感知链路自适应过程发送后继数据之前以全功率发送这些RTS/CTS数据分组。例如，如果在发送1460字节长的以太网分组之前以最快模式(54Mbps)进行这样的RTS/CTS帧交换，由于RTS/CTS而导致的开销为传输时间的30％。因此，在至少70％的时间期间，省电将是可能的。上面的参数易于从IEEE标准计算。
现在参照图7，将电力感知链路自适应机制540应用于集中式接入网。这里，网络的接入节点具有通信媒体占用率的知识与控制。因此，遵照本发明的优选实施例，令接入节点负责调度基本上每一传输的开始时间、持续时间与比特率。以这种方式，为每一无线通信单元实现最优能量节省并满足QoS要求。本发明的优选实施例假定接入节点具有关于每一无线通信单元的电力消耗与链路状态的足够信息，以进行这样的决策。
集中式网络中的电力感知链路自适应的优选实施例是(i)传输的公平的省电调度。在此环境中，配置接入节点，以向无线通信单元授予容量，并且，如果可能的话，就电力消耗而言优化无线通信单元的操作模式。这通过在每一无线通信单元节省等量的电力的约束下，增加要发射的帧的负载，直到其被最大化，来优选地实现。
(ii)列入优先地位的省电调度。接入节点分配任何剩余的容量，以用于针对能够节省最多电力的无线通信单元或者具有最严格的电池限制的无线通信单元的电力消耗减少过程。
在图7描绘本发明的增强实施例，即将电力控制应用于集中式网络中的电力感知链路自适应的应用。以与参照图6描述的前述(纯)电力感知链路自适应机制相似的方式，优选地，接入节点上的这一电力感知链路自适应与调度的联合过程以无线通信单元705的资源请求、其电池状态710、链路质量与QoS要求715作为输入。接入节点也就比特率735与资源分配730做出决策，其通过，比如说，应用先前提及的政策720之一。
发明者已经由仿真验证了从前面描述的发明概念获取的好处。仿真被用于评估在活动传输期间可获得的最大增益，从而获取独立于所选择的MAC协议的结果。选择正交频分多址(OFDM)作为模拟的物理层，数据率为6Mbit/s直到54Mbit/s。将QoS要求设置为数据分组错误率低于1％，这是VoIPoWLAN系统中一个现实的目标。设置分组数据大小为“128”字节，并将环境选择为“典型的室内办公室，无视线”环境，50纳秒r.m.s.延时扩展，路径损耗指数“3.6”。阴影标准差选择为5dB。小区的范围定义为这样的区域，其中统计地低于2.5％的连接不能满足QoS标准。
现在参照图8，图形800阐释当实现本发明的优选实施例时，数据吞吐量相对于从无线通信单元到其接入节点的距离的相应的仿真结果。如清晰地显示的那样，与可比较的现有技术的图1的图形100相比，就吞吐量相对于自无线通信单元的接入节点的距离而言，最小电力策略得到了改善。
类似地，现在参照图9，图形900阐释当实现本发明的优选实施例时，电力消耗相对于从无线通信单元到其接入节点的距离的相应的仿真结果。如清晰地显示的那样，与可比较的现有技术的图2的图形200相比，就最小电力策略与最大吞吐量策略而言，电力消耗相对于从无线通信单元到接入节点的距离得到了改善。
类似地，现在参照图10，图形1000阐释当实现本发明的优选实施例时，最小电力策略相对于最大吞吐量策略关于从无线通信单元到其接入节点的距离的增益的相应的仿真结果。如清晰地显示的那样，与可比较的现有技术的图3的图形300相比，相对于从无线通信单元到接入节点的距离，相对电力消耗利益有效地翻番。在此情形中，这等于无线通信单元的电池寿命平均增加达50％。这是非常合意的改善，其可提供给新PA架构，或由新PA架构提供。
总结一下，在图11的流程图1100中阐释遵照本发明的优选实施例的改善的电力感知链路自适应机制。过程开始于步骤1105，并且无线通信单元监控通信媒体的占用率，如步骤1110中所示。这可能需要确定占用水平是否超过或低于门限值。此步骤也可能需要以若干次先前冲突的形式接收数据，其在步骤1115中，和/或平均竞争窗口计算，如步骤1120中所示，和/或计算信道占用的时间比率，如步骤1125中所示。
使用信道占用率的知识，无线通信单元(或者说，其它实施例中的接入节点)基于最小化电力消耗的期望，进行电力感知链路自适应决策，同时维持QoS水平，如步骤1130中所示。优选地，此决策从无线通信单元自身接收电力设定信息、电池状态信息等等的形式的输入，如步骤1135中所示。其也可接收通信链路状态信息，如步骤1140中那样，和/或系统参数信息，如步骤1145中那样。
优选地，电力感知链路自适应决策基于通信媒体占用率，为无线通信单元选择操作模式，以最小化无线通信单元的电力消耗。此操作模式可能需要以特定功率控制水平操作，如步骤1150中所示。
如上面提到的那样，如果通信网络为随机接入网，优选地，网络在传输后继数据分组之前应用初始RTS/CTS传输策略，如步骤1155中所示。优选地，随机接入网也将能够省电的传输列入优先地位，如步骤1160中所示。相反，如果通信网络为集中式接入网，接入节点可应用公平的省电调度过程和/或列入优先地位的省电调度，如步骤1165中所示。
这样，总之，这里描述的发明概念提议一种电力感知链路自适应机制，其适宜于若干无线通信网络。电力感知链路自适应机制利用优选地多数通信资源/媒体的监控操作，以便于无线通信单元选择最佳通信媒体/资源传输数据分组，以便最小化电力消耗。
本发明不限于使用功率控制来区分提供不同水平的电力消耗的操作模式，并且任何其它已知的节省电力消耗的技术可以与这里描述的发明概念一起应用，这在本发明的意图之内。进一步地，预见本发明可应用于任何在若干用户之间共享若干通信资源的无线通信场景。
将会理解，无线通信单元、接入节点与无线通信网络，例如无线集中式接入网与无线随机接入网，如这里描述的那样，提供至少以下优点(i)本发明的电力感知链路自适应概念可应用于共享同一通信媒体的多条链路。因此，发明概念允许将电力感知链路自适应应用于无线通信网络；和(ii)当与功率控制功能耦合时，本发明的电力感知链路自适应概念支持对于电池供电的无线通信单元特别适宜的电力消耗减少策略。
尽管上面描述本发明的特定的、以及优选的实施例，清楚的是，本领域技术人员可容易地应用这些发明概念的变形与修正。
这样，提供了无线通信单元、接入节点与无线通信网络，例如无线集中式接入网与无线随机接入网，其中与现有技术的安排相关联的前述限制已得到实质性的缓解。
权利要求
1.一种无线通信单元(460)，包括处理器(508)，其具有电力感知链路自适应功能(540)，用于选择所述无线通信单元(460)的操作模式，以发射至少一个数据分组，所述无线通信单元(460)其特征在于，所述处理器(508)被配置以执行，或者可操作地连接到，通信媒体监控功能，其监控包括多个通信链路的通信媒体的占用率，并且，作为所述通信媒体的占用率的确定的响应，所述处理器(540)为所述无线通信单元(460)的至少一个数据分组传输执行链路自适应。
2.如权利要求1所述的无线通信单元(460)，其中，所述处理器(508)通过选择所述无线通信单元(460)的操作模式来执行链路自适应。
3.如权利要求2所述的无线通信单元(460)，其中，所述处理器(508)通过调节所述无线通信单元(460)的数据分组传输的功率控制水平来选择操作模式。
4.如任一前述权利要求所述的无线通信单元(460)，其中，所述处理器(508)通过确定以下中的一或多个来监控所述通信媒体的占用率(i)多个先前冲突，例如发生在先前帧中的多个冲突；(ii)一或多个先前帧上的平均竞争窗口；(iii)在一或多个先前帧期间所述通信媒体被占用的时间比率。
5.如任一前述权利要求所述的无线通信单元(460)，其中，所述无线通信单元(460)操作在支持突发业务的时分多址通信系统上。
6.如任一前述权利要求所述的无线通信单元(460)，其中，所述无线通信单元(460)使用分布式媒体接入控制(MAC)协议操作，或者在无线局域网(WLAN)或其任何衍生物上操作，例如基于WLAN的基于IP的话音。
7.如任一前述权利要求所述的无线通信单元(460)，其中，所述无线通信单元(460)操作在随机接入网上，例如IEEE 802.11a。
8.如权利要求7所述的无线通信单元(460)，其中，所述处理器进一步监控，或获取，以下参数中的一或多个，以确定如何执行链路自适应(i)无线通信单元(460)参数，例如电力特征、电力设定、电池状态；(ii)到另一通信设备的通信链路性能，例如信噪比值，和/或(iii)系统参数，例如服务质量(QoS)限制。
9.如权利要求7或权利要求8所述的无线通信单元(460)，其中，所述处理器执行电力感知链路自适应，其使用请求发送/清除发送(RTS/CTS)帧交换。
10.如权利要求9所述的无线通信单元(460)，其中，所述处理器在使用电力感知链路自适应发射后继数据之前，发起至少一个RTS/CTS帧交换的全功率传输。
11.如前述权利要求7至10中任一项所述的无线通信单元(460)，其中，所述随机接入网包括优先级机制，例如IEEE 802.11增强分布式协调功能(EDCF)。
12.如权利要求11所述的无线通信单元(460)，其中，所述处理器监控，或获取，服务质量(QoS)指示，并实现电力感知链路自适应，以响应所述QoS指示。
13.如权利要求11或权利要求12所述的无线通信单元(460)，其中，当所述无线通信单元(460)能够通过执行电力感知链路自适应来省电时，所述处理器向所述无线通信单元(460)的传输分配较高优先级。
14.如前述权利要求1至6中任一项所述的无线通信单元(460)，其中，所述无线通信单元(460)操作在集中式接入网上，例如HIPERLAN/2、IEEE 802.11h、IEEE 802.11PCF或IEEE 802.11e HCF标准。
15.如权利要求14所述的无线通信单元(460)，其中，所述处理器测量或估计通信链路的质量，并基于其来执行自身的链路自适应。
16.如权利要求14或权利要求15所述的无线通信单元(460)，其中，所述处理器发起所述无线通信单元(460)的电力设定到所述集中式接入网中的接入节点(446)的传输，使得所述接入节点(446)能够为基本上每一电力设定确定关于基本上每一操作模式的电力消耗。
17.一种接入节点(446)，例如被适配以与如任一前述权利要求所述的无线通信单元通信的接入节点，其特征在于，所述接入节点包括处理器，其能够确定关于多个无线通信单元(460)的基本上每一操作模式的电力消耗度量，以使用在到所述接入节点(446)的上行链路通信中，使得所述接入节点(446)在通信媒体上向所述无线通信单元(460)分配资源并向所述无线通信单元(460)提议操作模式，以减少其电力消耗。
18.如权利要求17所述的接入节点(446)，其中，所述接入节点处理器就电力消耗向多个无线通信单元分配通信资源和/或分配操作模式，使得所述多个无线通信单元的基本上每一个都节省相似量的电力。
19.如权利要求17或权利要求18所述的接入节点(446)，其中，所述接入节点处理器向能够省电的无线通信单元分配较高优先级的电力感知链路自适应与调度机制。
20.一种无线集中式接入网，其被适配以便于到/来自如前述权利要求14至16中任一项所述的无线通信单元(460)的通信，和/或被适配以便于到/来自如前述权利要求17至19中任一项所述的接入节点(446)的通信。
21.如权利要求20所述的无线集中式接入网，其中，所述集中式接入网支持遵照HIPERLAN/2、IEEE 802.11h、PCF或HCF标准的通信。
22.一种无线随机接入网，例如IEEE 802.11a，其被适配以便于到/来自如前述权利要求7至13中任一项所述的无线通信单元的通信。
23.如权利要求22所述的无线随机接入网，其中所述无线随机接入网使用请求发送/清除发送(RTS/CTS)帧交换，支持电力感知链路自适应，例如，在所述无线通信单元(460)使用电力感知链路自适应机制发射后继数据之前，支持来自无线通信单元(460)的至少一个RTS/CTS帧交换的全功率传输。
24.如权利要求22或权利要求23所述的无线随机接入网，其中，所述无线随机接入网支持具有优先级的随机接入通信，例如遵照IEEE802.11 EDCF标准。
25.一种在无线通信单元(460)中节省电力消耗的方法(1100)，所述方法的特征在于以下步骤监控包括多个通信链路的通信媒体的占用率(1110)；和作为对所述通信媒体的占用率的响应，确定电力感知链路自适应过程(1130)，例如选择所述无线通信单元(460)的操作模式，以便以节电模式发射至少一个数据分组。
全文摘要
一种无线通信单元(460)，其包括处理器(508)，其具有电力感知链路自适应功能(540)，其用于选择所述无线通信单元(460)的操作模式，以发射至少一个数据分组，所述无线通信单元(460)其特征在于所述处理器(508)被配置以执行，或者可操作地连接到，通信媒体监控功能，其监控包括多个通信链路的通信媒体的占用率，并且，作为所述通信媒体的所述占用率的确定的响应，所述处理器(540)为所述无线通信单元(460)的至少一个数据分组传输执行链路自适应。以这种方式，通过提供电力感知链路自适应概念连同通信媒体占用率监控功能，可选择共享同一通信媒体的多个链路中的一或多个，以最小化无线通信单元之内的电力消耗。
文档编号H04L12/28GK1781289SQ200480011515
公开日2006年5月31日 申请日期2004年4月23日 优先权日2003年4月30日
发明者塞巴斯蒂安·西蒙斯, 马克·德库尔维尔, 杰里米·戈斯蒂奥, 彼得罗·佩拉蒂, 塞斯特里纳蒂 埃米利奥·卡尔瓦内 申请人:摩托罗拉公司