使用自适应不活动超时的功率节省的制作方法
【专利说明】使用自适应不活动超时的功率节省
[0001] 交叉引用
[0002] 本专利申请要求转让给本专利申请的受让人的Homchaudhuri等人的题为" Power Saving With Adaptive Inactivity Time 0ut(使用自适应不活动超时的功率节省)"的美 国专利申请No. 14/045，443的优先权。
[0003] 背景
[0004] 以下一般涉及无线通信，且更具体地涉及无线地通信的设备（例如，用户装备）的 功率管理。无线通信系统被广泛部署以提供诸如语音、视频、分组数据、消息接发、广播等各 种类型的通信内容。这些系统可以是能够通过共享可用系统资源(例如，时间、频率和功率） 来支持与多个用户通信的多址系统。此类多址系统的示例包括码分多址(CDMA)系统、时分 多址(TDM)系统、频分多址(FDM)系统、以及正交频分多址(OFDM)系统。
[0005] -般而言，无线多址通信系统可包括数个基站，每一基站同时支持多个移动设备 的通信。基站可在下游和上游链路上与移动设备通信。每一基站具有覆盖范围，其可被称为 蜂窝小区的覆盖区。尽管基站的功耗可能也是关注的，但无线设备的功耗尤其重要，因为此 类设备依赖于来自一个或多个电池的功率。
[0006] 已考虑了各种办法来最小化无线网络的设备（例如，蜂窝电话、平板，等等）的功 耗。例如，这可以通过降低设备花费在空闲监听过程中的时间量和/或通过智能地适配设备 的各功率模式状态(例如，苏醒模式和睡眠模式)来达成。适配各功率模式状态可尤其适用 于以非同步方式操作的无线局域网(WLAN)。非同步方式造成连接的站必须监听来自接入点 (AP)的旨在给该设备的下行链路分组。因而，功率节省和性能之间可存在折衷，因为设备在 睡眠之时没有在监听且不能接收数据。
[0007] WLAN系统（诸如采用802.11标准族（例如，WiFi)的那些）可以使用信道侦听多址 (CSMA)，其中设备或站(STA)在接入信道之前侦听信道条件。在WLAN系统中，接入点(AP)可 以并发地与若干或许多其他STA通信，且因此数据传递可被其中AP正服务其他STA的时段所 中断。基线功率节省算法可以在最后接收/传送的帧之后保持STA苏醒达固定时段。然而，长 固定时段将为了性能而牺牲功率节省，而短固定时段将节省功率但牺牲性能。
[0008] 解决这一问题的一种办法是通过发送空数据帧（其中PM位被翻转)渐进地进入和 退出睡眠模式。通过频繁进入低功率睡眠模式，功耗可被降低。然而，这一办法遭受各种缺 陷，包括用于传输空数据帧的功耗，对于多次重试(例如，作为信道上拥塞的结果)而言这可 〇
[0009] 另一办法是使用分组到达速率来调整在最后接收/传送的帧之后设备保持在苏醒 模式中的时段。在设备处于苏醒模式时确定的分组到达速率被用来引导对该时段的确定。 然而，这一办法遭受分组到达速率确定可能例如由于信道拥塞等而出错的缺点。
[0010] 概述
[0011] 所描述的特征一般涉及用于无线设备中的功率管理的一种或多种改进的系统、方 法和/或装置。更具体而言，所描述的特征一般涉及通过调整在数据话务的最后传输或接收 之后设备在其进入睡眠模式之前保持在苏醒模式监听更多数据话务时间量，来改进无线网 络的设备的功率节省。这一时间段可被称为不活动时间区间或不活动超时（ITO)。所描述的 特征可被采用来通过将信道拥塞的度量纳入考虑以确定ITO来改进功率节省。拥塞度量可 以在第一苏醒区间期间被确定，并且随后ITO可针对第二后续苏醒区间来被调整。作为替换 或补充，ITO可针对第一苏醒区间来被调整。恰适的ITO也可被确定为与正在进行的传输和/ 或接收活动相称。因为信道拥塞和/或传输/接收活动的估计可能存在差错，所以基于估计 差错的等待时间界限可通过将操作模式分类成多个区并且针对各种操作模式采用各技术 来减轻拥塞估计中的差错来管理。
[0012] 本文描述的功率节省办法可被理解为为不活动时间区间或不活动超时（ITO)提供 三个程度的适配。第一程度的适配可被理解为是基于信道拥塞对ITO的适配。例如，ITO可以 从对照预定信道拥塞程度来索引的查找表中静态地选择。第二程度的适配可被理解为是对 第一程度的增强，尤其是用于解决对于相对长的递送话务指示消息(DTIM)区间可能发生的 潜在问题和/或解决可能的隐藏节点（例如，不能由实现功率节省技术的设备检测到的设 备）。这些问题可影响用于对ITO的第一程度的适配的拥塞估计检测器。第三程度的适配可 被理解为对第一程度的另一增强，尤其是用于解决潜在度量估计差错和/或解决可能的隐 藏节点。第三程度的适配可涉及增大或降低根据第一和/或第二程度的适配选择的ITO值， 诸如从查找表选择的ITO值，以优化某一其他约束。
[0013] 描述了一种由无线通信网络的设备执行的方法。在一种配置中，该方法可涉及:在 其中设备处于苏醒模式的各苏醒区间期间与无线通信网络的接入点通信;确定无线网络的 至少一个信道的至少一个拥塞度量；以及对于各苏醒区间中的至少一个苏醒区间，至少部 分地基于所确定的至少一个拥塞度量来确定在该至少一个苏醒区间的至少一个上行链路 或下行链路传输之后保持在设备苏醒模式中的不活动时间区间。
[0014] 在一些实施例中，确定至少一个拥塞度量可涉及确定第一苏醒区间期间的至少一 个拥塞度量。在这样的实施例中，确定不活动时间区间可涉及针对第一苏醒区间来调整设 备的不活动时间区间。作为替换或补充，确定不活动时间区间可涉及针对第二后续苏醒区 间来调整设备的不活动时间区间。
[0015] 在一些实施例中，确定至少一个拥塞度量可涉及确定信道拥塞度量，以及确定信 道拥塞度量的游动平均。在这样的实施例中，可至少部分地基于游动平均来确定不活动时 间区间。在一些实施例中，信道拥塞度量的游动平均可被确定为信道拥塞度量的数个在先 确定的块平均。在其他实施例中，信道拥塞度量的游动平均可被确定为信道拥塞度量的多 个在先确定的加权平均。
[0016] 在一些实施例中，确定至少一个拥塞度量可涉及至少部分地基于至少一个信道上 的除该设备以外的传送活动来确定该至少一个信道的至少一个拥塞度量。作为替换或补 充，确定至少一个拥塞度量可涉及至少部分地基于该至少一个信道上的除该设备以外的接 收活动来确定该至少一个信道的至少一个拥塞度量。
[0017] 在一些实施例中，至少部分地基于所确定的至少一个拥塞度量来确定不活动时间 区间可涉及访问查找表。查找表可包括至少一个拥塞度量的多个值以及对应的多个不活动 时间区间值。可至少部分地基于所确定的至少一个拥塞度量来标识该多个值中的一值。可 选择该多个不活动时间区间值中的与所标识的值相对应的一个不活动时间区间值。
[0018] 替换地，查找表可包括该至少一个拥塞度量的多个值以及多个接入类中的每一个 类的对应的多个不活动时间区间。在这样的实施例中，可至少部分地基于所确定的至少一 个拥塞度量来标识该多个值中的一值。可标识该设备当前使用的接入类。可选择该多个不 活动时间区间中的与所标识的值和所标识的接入类相对应的一个不活动时间区间。
[0019] 在一些实施例中，该方法可涉及在所确定的不活动时间区间流逝之后进入睡眠模 式。在这样的实施例中，该方法可进一步涉及在睡眠模式区间期间轮询无线网络的接入点 以确定是否有数据要从接入点传送给设备。
[0020] 在一些实施例中，该方法可涉及确定设备的至少一个接收活动度量。在这样的实 施例中，对无线网络的接入点的轮询可至少部分地基于该至少一个接收活动度量来确定。
[0021] 在其中执行轮询的一些实施例中，该方法可涉及从接入点接收有数据要被传送给 设备的响应。至少部分地基于该响应，设备可苏醒并保持在苏醒模式中直至所确定的不活 动时间区间流逝。作为替换或补充，该方法可涉及从接入点接收没有数据要被传送给设备 的响应。该设备可至少部分地基于该响应返回睡眠模式。在这样的实施例中，该方法可进一 步涉及从接入点接收没有数据要被传送给设备的另一响应。该设备可至少部分地基于该另 一响应返回睡眠模式，并可至少部分地基于接收到该响应和该另一响应来中止对接入点的 轮询。
[0022] 在一些实施例中，该方法可涉及将所确定的不活动时间区间的值Qd确定为设备的 功率占空比期间的吞吐量与功率占空比之间的比率。所确定的值Q d可以与参考值Qref相比 较。可至少部分地基于比较的结果来调整后续苏醒区间的不活动时间区间。在这样的实施 例中，调整后续苏醒区间的不活动时间区间可涉及在所确定的值Qd大于参考值Qref时，增大 后续苏醒区间的不活动时间区间。作为替换或补充，调整后续苏醒区间的不活动时间区间 可涉及在所确定的值Qd小于参考值Qref时，降低后续苏醒区间的不活动时间区间。
[0023] 描述了一种用于对无线通信网络中的设备的不活动时间区间进行适配的装备。在 一种配置中，该装备可包括用于在其中设备处于苏醒模式的各苏醒区间期间与无线通信网 络的接入点通信的装置。该装备还可包括用于确定无线网络的至少一个信道的至少一个拥 塞度量的装置。该装备还可包括用于对于各苏醒区间中的至少一个苏醒区间，至少部分地 基于所确定的至少一个拥塞度量来确定在该至少一个苏醒区间的至少一个上行链路或下 行链路传输之后用于保持在设备苏醒模式中的不活动时间区间的装置。
[0024] 描述了一种用于对无线通信网络中的设备的不活动时间区间进行适配的计算机 程序产品。在一种配置中，该计算机程序产品可以是非瞬态计算机可读介质。计算机可读介 质可存储可由处理器执行的指令。这些指令可被执行以：在其中设备处于苏醒模式的各苏 醒区间期间与无线通信网络的接入点通信;确定无线网络的至少一个信道的至少一个拥塞 度量；以及对于各苏醒区间中的至少一个苏醒区间，至少部分地基于所确定的至少一个拥 塞度量来确定在该至少一个苏醒区间的至少一个上行链路或下行链路传输之后用于保持 在设备苏醒模式中的不活动时间区间。
[0025] 所描述的方法和设备的适用性的进一步范围将因以下具体描述、权利要求和附图 而变得明了。详细描述和具体示例仅是藉由解说来给出的，因为落在该描述的精神和范围 内的各种变化和改动对于本领域技术人员而言将变得显而易见。
[0026] 附图简述
[0027]通过参照以下附图可实现对本发明的本质和优势的更进一步的理解。在附图中， 类似组件或特征可具有相同的附图标记。此外，相同类型的各个组件可通过在附图标记后 跟随短划线以及在类似组件之间进行区分的第二标记来加以区分。如果在说明书中仅使用 第一附图标记，则该描述可应用于具有相同的第一附图标记的类似组件中的任何一个组件 而不论第二附图标记如何。
[0028] 图1示出无线通信系统的示例的框图；
[0029] 图2A是用于在无线通信系统中操作的功率节省方法的实现的示例的时序图；
[0030] 图2B是图2A中解说的功率节省方法的实现的另一示例的时序图；
[0031] 图3A是用于在无线通信系统中操作的设备的另一功率节省方法的实现的示例的 时序图；
[0032] 图3B是图3A中解说的功率节省方法的实现的另一示例的时序图；
[0033]图4是解说图3A和3B中解说的功率节省方法对于相对长的递送话务指示消息 (DTIM)区间的潜在场景的时序图；
[0034] 图5是用于解决图4中所解说的潜在场景的方法的流程图；
[0035] 图6是图5中解说的方法的实现的示例的时序图；
[0036] 图7A-7E是图5中解说的方法的实现的各示例的时序图；
[0037] 图8A是用于在无线通信系统中操作的设备的另一功率节省方法的实现的示例的 时序图；
[0038]图8B是可与其结合使用的、图8A中解说的功率节省方法的实现的另一示例的时序 图；
[0039]图9是用于在无线通信系统中操作的设备的功率节省方法的流程图；
[0040] 图10是用于在无线通信系统中操作的设备的另一功率节省方法的流程图；
[0041] 图11是用于在无线通信系统中操作的设备的又一功率节省方法的流程图；
[0042] 图12是用于在无线通信系统中操作的设备的功率节省方法的流程图，它可被实现 来解决图4中所解说的潜在场景；
[0043] 图13是图12中解说的功率节省方法的实现的示例的流程图；
[0044] 图14是用于在无线通信系统中操作的设备的另一功率节省方法的流程图，它可结 合图12中所解说的功率节省方法来使用；
[0045] 图15是用于在无线通信系统中操作的设备的又一功率节省方法的流程图；
[0046] 图16A示出配置成用于功率节省操作的设备的示例的框图；
[0047] 图16B示出可被用于图16A的设备中的不活动时间区间确定模块的实现的示例的 框图；
[0048] 图16C示出可被用于图16A的设备中的投机性轮询模块的实现的示例的框图；
[0049] 图16D示出可被用于图16A的设备中的适配质量模块的实现的示例的框图；以及
[0050] 图17示出可被用来实现用于执行功率节省操作的设备的硬件的示例的框图。
[0051 ] 详细描述
[0052]所描述的特征一般涉及通过调整在数据话务的最后传输或接收之后、设备在进入 睡眠模式之前保持在苏醒模式监听更多数据话务的时间量，来改进无线网络的设备的功率 节省。这一时间段可被称为不活动时间区间或不活动超时（ΙΤ0)。所描述的特征可被采用来 通过将信道拥塞的度量纳入考虑以确定ITO来改进功率节省。拥塞度量可以在第一苏醒区 间期间被确定，并且随后ITO可针对第二后续苏醒区间来被调整。作为替换或补充，ITO可针 对第一苏醒区间来被调整。恰适的ITO也可被确定为与正在进行的传输和/或接收活动相 称。因为信道拥塞和/或传输/接收活动的估计可能存在差错，所以基于估计差错的等待时 间界限可通过将操作模式分类成多个区并针对操作模式的各个区采用各技术来减轻拥塞 估计中的差错来管理。
[0053] 本文描述的功率节省办法可被理解为向不活动时间区间或不活动超时（ITO)提供 三个程度的适配。第一程度的适配可被理解为是基于信道拥塞对ITO的适配。例如，ITO可通 过对照针对信道拥塞(例如，预估的信道拥塞值)来索引的预表征的查找表来查找ITO来被 确定。第二程度的适配可被理解为是对第一程度的增强，尤其是用于解决对于相对长的递 送话务指示消息(DTno时间区间可能发生的潜在问题和/或解决可能的隐藏节点（例如，不 能由实现功率节省技术的设备检测到的设备）。第三程度的适配可被理解为对第一程度的 另一增强，尤其是用于解决潜在度量估计差错和/或解决可能的隐藏节点。第三程度的适配 可涉及增加或降低根据第一和/或第二适配程度选择的ITO值，诸如从查找表选择的ITO值， 以优化某一其他约束。
[0054] 以下描述提供示例而并非限定权利要求中阐述的范围、适用性或者配置。可以对 所讨论的要素的功能和布置作出改变而不会脱离本公开的精神和范围。各种实施例可恰适 地省略、替代、或添加各种规程或组件。例如，可以按不同于所描述的次序来执行所描述的 方法，并且可以添加、省去、或组合各种步骤。此外，关于某些实施例描述的特征可在其他实 施例中加以组合。
[0055] 首先参考图1，框图解说了WLAN或Wi-Fi网络100的示例，诸如例如遵循IEEE 802.11标准族中的至少一者的网络。网络100可包括接入点(AP)105(即，网络设备）和无线 客户机设备115。尽管只解说了一个AP 105,但该示例中可存在多个AP。客户机设备115(也 被称为无线站、站或STA)可以分布或部署在WLAN的覆盖区120内。每一个站115可以与AP 105之一关联并(使用通信链路125)与该AP 105之一通信。每个AP 105具有覆盖区120,以使 得该区域内的站115通常可与AP 105通信。虽然在图1中未示出，但站115可被不止一个AP 105覆盖并且因此可取决于哪一个AP提供更合适的连接而在不同时间与不同AP相关联。单 个接入点105和相关联的一组站115可被称为基本服务集(BSS)。扩展服务集(ESS)是已连通 BSS的集合。分发系统(DS)(未示出)被用来连接扩展服务集中的各接入点。
[0056] 接入点105可经由一个或多