专利名称：用于无线设备中的功率节省的系统和方法
用于无线设备中的功率节省的系统和方法
背景信息
常规移动单元("MU")在上电时经由接入点("AP")建立对无线网 络的连接并维持该连接直到其有意地被终止(例如，MU被断电)或无意地被 终止(例如，连接不可用——在网络范围之外)。在连接到该网络时，MU不 断地监视并重新评估与AP的连接。例如，MU可扫描其它网络、寻找要关联 (即，漫游)的新接入点("AP")并执行与新AP的认证交换。这些功能从 MU所用的电池当中消耗了大量的功率。
为了降低功耗，MU利用常规的功率节省模式。然而在该模式下，MU不 能发射或接收无线信号虽然保持对该网络的连接(即，与AP相关联)。因此， MU以每预定义的时间间隔(例如，1秒——DTIM间隔)从功率节省模式切 换到唤醒模式以确定是否有任何要发送的/缓冲的话务(例如，检査DTIM)。 然而，以每个时间间隔在两种模式之间的切换导致MU即使在没有该MU的话 务的情况下也退出功率节省模式。所以，MU低效地损耗电池但并未进行通信。
发明概要
描述了一种用于无线设备中的功率节省的系统和方法。该方法包括由无线 计算单元以预定义时间间隔从第一通信模式切换至第二通信模式。该单元仅在
第二通信模式中时接收无线信号，并且第一通信模式是功率节省模式。该单元 接收无线信号，并在该信号包括指示存在话务数据的话务数据指示符时发起对 一无线装置的无线连接以从该无线装置获得话务数据。在该信号中没有该指示 符时，该单元切换到第一通信模式。
附图简述
图1是根据本发明的系统的示例性实施例；以及 图2是根据本发明的方法的示例性实施例。具体描述
本发明可参照以下描述和附图来进一步理解。本发明描述了一种用于在无 线设备中节省功率的系统和方法。虽然本发明将参照无线设备的功率源的节省 来描述，但本领域的技术人员将理解该系统和方法也可用于节省诸如处理时间 /功率、所用的存储器等设备的其它资源。
图1示出了根据本发明的系统10的示例性实施例。系统io可包括耦合至
通信网络20的网络管理装置(例如，交换机15)和接入点/端口 ( "ap") 25、 26和27。本领域的技术人员将理解网络管理装置可以是管理到与其耦合 的一个或多个设备的网络话务流的任何设备(例如，集线器、路由器等)。交 换机15可以耦合到服务器(未示出)以存储和处理数据。网络20可以是包括 互连的网络、工作站、服务器、数据库等的lan。该互连可以通过专用连接 (例如，私用lan)和/或经由公共网络(例如，因特网)。
ap25可以是将数据分组从有线通信协议(例如，tcp/ip)转换成无线通 信协议(例如，IEEE 802.11、 802.16等)或反之的任何设备。例如，数据分组 可以经由网络20和交换机15被路由至ap 25。当ap 25接收到该数据分组时， 该数据分组可被转换以便在射频("rf")信道上传输。本领域的技术人员将 理解ap 25在通过rf信道接收到要送往交换机15和/或网络20的数据分组时 可执行类似过程。此外，ap 25可以直接连接到网络20或服务器而无需作为中 间设备的交换机15。
系统10还包括能够与ap 25-27进行无线通信的无线计算单元(例如，移 动单元("mu" ) 30)和/或无线通信网络(例如，wlan35)中的其它mu。 系统10可包括任意数目和/或类型的ap和mu。本领域的技术人员将理解mu 30可以是用于进行无线通信的任何设备，包括但并不限于基于图像或激光的条 形码扫描器、rfid读取器或标签、蜂窝电话、pda、网络接口卡、膝上型设 备、手持计算机等。
根据本发明，mu30利用功率节省模式和唤醒模式，但直到其检测到存在 要发送的/缓冲的话务时才发起对wlan35的连接。本领域的技术人员将理解， 该话务可以是一个或多个数据、VoIP和/或管理分组。例如，该话务可以是来自网络20或WLAN35内要送往MU 30的VoIP呼叫。 一旦上电或在功率节省 模式中，MU30可以每预定义的时间间隔(例如，约3-5秒)切换到唤醒模式。 在唤醒模式下，MU30监听其RF范围内的无线信号以确定是否有其话务。
在一个实施例中，MU 30针对RF信道的预定部分监听包含指示存在要送 往该MU 30的话务的话务数据的预定信号。该话务数据可以是例如MU 30的 标识符(例如，MAC地址)。在另一实施例中，该标识符可以被插入在WLAN 35中AP所发送的信标中的字段中(例如，用TLV编码来创建)。在又一实 施例中，该标识符可被包括于在WLAN35上定期发送的广播分组中。在这些 实施例的任何一个中，该标识符的包括可由服务器和/或交换机15来控制。例 如，服务器可缓冲要送往MU的数据并通知AP发送广播分组。本发明将参照 标识符被包括在信标中的字段中来描述，但本领域的技术人员将理解可利用上 述实施例的任意一个。
当有要送往MU 30的话务时，AP 25-27中的一个或多个可将MU 30的标 识符包括在从其发送的信标中(或包括在广播分组中)。即，在一个实施例中， 仅MU 30所关联的最后一个AP在其信标中包括该标识符。在另一实施例中， MU30的位置可被确定，并且在该位置的预定范围内的所有AP都可在它们的 信标中包括该标识符。在又一实施例中，WLAN35中的每个AP都可在其信标 中包括该标识符。本领域的技术人员将理解， 一旦有要送往该MU的话务，该 标识符就可被包括在预定数目(例如，两个或多个)的后续信标中。这将防止 MU 30错过具有该标识符的信标并因此错过该话务。
当MU 30切换到唤醒模式时，确定它所侦听到的任何信标中是否存在该 标识符。MU30在一预定义持续时间(例如，约200-300毫秒)内保持在唤醒 模式以尝试检测该标识符。
当检测到该标识符时，MU 30通过例如执行常规漫游来发起与WLAN 35 的连接。即，MU 30可扫描在其RF范围内的各AP、选择一 AP、发起与该 AP的关联和认证并建立对WLAN 35的连接。当连接上时，MU30请求并接 收来自服务器的该话务。本领域的技术人员将理解，该服务器可与交换机和/ 或AP相结合。在接收到该话务之后，MU30可放弃该连接并恢复到唤醒模式 或功率节省模式。图2示出了根据本发明的方法200的示例性实施例。在步骤205， MU30 通过例如上电和/或从充电设备中移除而切换到唤醒模式。虽然方法200可在 MU 30被上电时发起，但本领域的技术人员将理解方法200也可在上电之后实 现。例如，MU30可以处于功率节省模式并且以预定义的时间间隔切换到唤醒 模式。在任一方式中，此时MU30可以被供电但与WLAN35断开(例如，未 与任何AP相关联)。
在步骤210， MU30分析其RF范围中的信号(例如，信标)以确定其中 是否包括有该标识符。MU 30可利用其收发机以接收和解调其RF范围内的信 标。对于接收到的每个信标，MU30可确定各字段中的任意一个是否包括有该 标识符。在一替换性实施例中，该标识符可以是在先前通信会话期间由AP或 服务器指派给MU 30的唯一值。该先前通信会话也可包括例如加密密钥等安 全性数据的交换。
在步骤215， MU 30确定是否检测到该标识符。例如，当MU30在信标 之一中标识出其MAC地址时，其确定已检测到该标识符。如本领域的技术人 员将理解的，MU30可接收多个信标且每一个都可包括该标识符。B卩，交换机 15和/或服务器可指令AP 25-27在其信标中包括该标识符以使得无论MU 30 位于何处，它都能被通知到有其话务。然而， 一旦MU 30检测到该标识符， 它可以不再接收其它信标。
在步骤220，由于没有检测到该标识符，MU30切换到功率节省模式。艮P， MU30可保持在唤醒模式一预定持续时间。当该持续时间到期并且还未检测到 该标识符时，MU30可恢复到功率节省模式。当处于功率节省模式时，MU30 可不尝试建立对AP 25的连接和/或执行从WLAN35断开的常规MU原本将执 行的任何联网功能(例如，信号强度读取、认证)。MU30在切换到唤醒模式 并重新分析无线信号以检测该标识符之前在功率节省模式中保持预定时间间 隔(如步骤225所示)。
在步骤230， MU30已检测到该标识符并建立与WLAN35的连接。该连 接可以用常规方式建立。BP, MU 30可以扫描来自其RF范围内的各AP的信 号并确定每个相应信号的信号强度。基于该信号强度(或一些其它状况，即负 荷)，MU30可执行与AP (例如，AP25)的关联和认证握手。MU 30随后通过与AP 25的连接接收该话务，如步骤235所示。
本发明提供了针对节省无线计算单元(例如，MU)所用的功率的某些优 点。例如，通过以预定义间隔切换到唤醒模式，MU30花费在唤醒模式的时间 被縮短，这降低了 MU 30的功耗。通过允许MU 30在与WLAN 35断开时向 其通知有其话务而进一步降低功耗。因此，MU 30无需在MU 30被上电的整 个时间内对其收发机供电。例如，用户可使用MU 30扫描条形码并本地地存 储该扫描数据。然后，当MU30要接收或进行VoIP呼叫时，它将为此对其收 发机供电。在该呼叫之后，扫描数据可在WLAN35上被发送。
功率的降低可延长常规电池寿命和/或允许制造商制造更小的电池。更小
的电池将减小MU 30的大小和重量，对于移动计算设备而言这是非常重要的 特性。
对于本领域的技术人员将显而易见的是，可在本发明的结构和方法中作出 各种修改和变形而不会背离本发明的精神实质和范围。因此，本发明旨在涵盖 本发明的所有修改和变形，只要它们落在所附权利要求及其等效方案的范围之 内。
权利要求
1. 一种方法，包括由无线计算单元以一预定义时间间隔从第一通信模式切换至第二通信模式，其中所述单元仅在所述第二通信模式中时才接收无线信号，所述第一通信模式是功率节省模式；由所述单元接收无线信号；当所述信号包括话务数据指示符时发起对无线装置的无线连接以从所述无线装置获得话务数据，所述指示符是指示存在所述话务数据；以及当所述信号中没有所述指示符时将所述单元切换至所述第一通信模式。
2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无线装置包括服务器、 交换机、接入点、和接入端口中至少之一。
3. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无线计算单元包括基于 图像的扫描器、基于激光的扫描器、RFID读取器、PDA、蜂窝电话、和网络 接口卡中的至少之一。
4. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述话务数据包括定址到所 述单元的数据分组、VoIP分组、和管理分组中的至少之一。
5. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预定义时间间隔约为3 到5秒。
6. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收步骤包括以下子步骤筛査射频信道的预定部分上的无线信号以寻找包括所述指示符的所述信号。
7. 如权利要求l所述的方法，其特征在于，还包括 从所述无线装置下载所述话务数据。
8. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无线信号是信标和广播 分组之一。
9. 如权利要求l所述的方法，其特征在于，还包括在第一切换步骤之前 终止对所述无线装置的无线连接。
10. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述指示符包括所述单元的MAC地址和由所述无线装置指派给所述单元的唯一性标识符中的至少之一。
11. 一种系统，包括无线计算单元，其具有第一和第二通信模式，所述第一通信模式是功率节 省模式，所述单元仅在所述第二通信模式中时才接收无线信号，所述单元以一 预定义时间间隔切换至所述第二模式；以及网络管理装置，其仅在存在给所述单元的话务数据时才发送带有话务数据 指示符的无线信号；其中当所述单元接收到包括所述指示符的所述信号时，所述单元发起对所 述装置的无线连接以获取所述话务数据，以及其中当所述信号中没有所述指示符时，所述单元切换至所述第一模式。
12. 如权利要求11所述的系统，其特征在于，所述装置包括服务器、交 换机、接入点、和接入端口中至少之一。
13. 如权利要求11所述的系统，其特征在于，所述单元包括基于图像的 扫描器、基于激光的扫描器、RFID读取器、PDA、蜂窝电话、和网络接口卡 中的至少之一。
14. 如权利要求11所述的系统，其特征在于，所述话务数据包括数据分 组、VoIP分组、和管理分组中的至少之一。
15. 如权利要求11所述的系统，其特征在于，所述预定义时间间隔约为 3到5秒。
16. 如权利要求11所述的系统，其特征在于，所述单元筛査射频信道的 预定部分上的无线信号以寻找包括所述指示符的所述信号。
17. 如权利要求11所述的系统，其特征在于，所述单元从所述无线装置 下载所述话务数据。
18. 如权利要求11所述的系统，其特征在于，所述无线信号是信标和广 播分组之一。
19. 如权利要求11所述的系统，其特征在于，所述指示符包括所述单元 的MAC地址和由所述无线装置指派给所述单元的唯一性标识符中的至少之
20. —种装置，包括处理器，其以一预定义时间间隔从第一通信模式切换至第二通信模式；以及通信装置，其仅在所述第二通信模式中时才接收无线信号， 其中所述处理器在所述信号包括话务数据指示符时发起对无线装置的无线连接以从所述无线装置获得话务数据，所述指示符是指示存在所述话务数据。
21. 如权利要求20所述的装置，其特征在于，所述处理器利用所述连接 来从所述装置下载所述话务数据。
22. 如权利要求20所述的装置，其特征在于，在所述信号中没有所述指 示符时所述处理器切换到所述第一模式。
全文摘要
描述了一种用于无线设备中的功率节省的系统和方法。该方法包括由无线计算单元以预定义时间间隔从第一通信模式切换至第二通信模式。该单元仅在第二通信模式中时接收无线信号，并且第一通信模式是功率节省模式。该单元接收无线信号，并在该信号包括指示存在话务数据的话务数据指示符时发起对一无线装置的无线连接以从该无线装置获得话务数据。在该信号中没有该指示符时，该单元切换到第一通信模式。
文档编号H04W52/02GK101305625SQ200680042157
公开日2008年11月12日 申请日期2006年9月29日 优先权日2005年10月7日
发明者P·巴塔, R·比奇 申请人:讯宝科技公司