使用自适应不活动超时的功率节省的制作方法_2

文档序号:9830222阅读:来源:国知局
个天线与设备115进行无线通信。接入点105可在接入 点控制器(未示出)的控制下经由多个载波与设备115通信。每一接入点105可以提供针对相 应地理区域的通信覆盖。在一些实施例中,接入点105可被称为基站、无线电基站、基本服务 集(BSS)、扩展服务集(ESS)、或某一其他合适的术语。接入点105的覆盖区120可被划分成仅 构成该覆盖区的一部分的扇区(未示出)。系统100可包括不同类型(例如,城域、家庭网络 等)的具有不同大小的覆盖区以及针对不同技术的交叠覆盖区的各接入点105。
[0057]设备115可分散遍及覆盖区120各处。每个设备115可以是驻定的或移动的。在一种 配置中,设备115可能够经由链路125与不同类型的接入点通信。设备115可被称为移动站 (MS)、移动设备、接入终端(AT)、用户装备(UE)、订户站(SS)、或订户单元。设备115可包括蜂 窝电话和无线通信设备,但也可包括个人数字助理(PDA)、其他手持式设备、上网本、笔记本 计算机、平板计算机等。
[0058]网络100中所示的传输链路125可包括用于从设备115到接入点105的上行链路 (UL)传输的上行链路、和/或用于从接入点105到设备115的下行链路(DL)传输的下行链路。 下行链路传输还可被称为前向链路传输,而上行链路传输还可被称为反向链路传输。在设 备115的上下文中,ITO可被理解为设备因预期DL话务而监听接入点105所花费的附加时间。 这一操作模式可尤其相关于基于CSMA的无线系统,其中该设备针对信道进行竞争且UL/DL 话务本质上不是同步的,而是机会性的。例如,ITO可以是可就在(UL或DL上的)最后已知数 据话务之后开始、并在它超时之前在UL/DL的任何进一步发生时被复位的定时器。在超时之 际,设备115作出决策要进入与接入点105的"网络睡眠"状态。这样的ITO可以很大或很小, 或如本文所公开的在本质上是自适应的。
[0059]集中于特定设备115-a和所解说的具有覆盖区120的接入点105,设备115-a可能够 检测接入点105与其他设备(如设备115-b)之间的通信。此外,覆盖区120内可以存在与对设 备115-a而言"隐藏"的接入点105通信的一个或多个设备。例如,接入点105与设备115-a不 能检测到的设备115-c之间可存在通信。如此,设备115-c可被称为相关于设备115-a的"隐 藏节点"。下文描述用于应对隐藏节点的各种适配。
[0060] 一般而言,设备115-a可被配置成监视或以其他方式确定对在网络中发生的可影 响接入点105服务设备115-a的能力的通信活动的衡量。这样的通信活动的衡量可由设备 115-a确定为一个或多个信道拥塞度量。虽然本文描述的示例引用在由设备115-a执行以确 定这样的度量时可涉及的操作,但应当理解,各操作可由另一装置执行且设备115-a可通过 访问这样的装置来获得这样的度量来确定这样的度量。
[0061] 使用所确定的度量,设备115-a可适配其功率节省操作以将设备115-a正在使用的 信道中呈现的通信活动(正在进行中的传输和/或接收活动)的量或拥塞纳入考虑。具体而 言,设备115-a可适配其不活动时间区间或即ITO以将设备115-a所使用来与接入点105进行 通信的信道的拥塞纳入考虑。具体而言,设备115-a可以使用例如针对给定苏醒区间或在先 苏醒区间或诸在先苏醒区间的历史确定的一个或多个度量针对该给定苏醒区间调整ΙΤ0。
[0062] 本文描述的功率节省办法的一些实施例可被理解为向不活动时间区间或不活动 超时(ITO)提供三种程度的适配。第一程度的适配可被理解为是基于信道拥塞对ITO的自适 应,例如通过从对照信道拥塞来索引的预先表征的查找表中查找ΙΤ0。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 可能发生的潜在场景和/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,尤其用于解决潜在度量 估计差错和/或解决可能的隐藏节点,并且其中例如从查找表中选择的ITO被使用偏移量来 进一步增加或降低,诸如用于优化某一其他约束。
[0063] 现在参考图2A,示出了解说使用固定ITO的设备115的功率节省的实现的时序图 200-a。设备115最初可处于苏醒模式达苏醒区间205-a,其中设备115传送和/或接收通信 (例如,信息分组)。不活动时间区间或即ITO在最后传输或接收(tx/rx)之后开始。在这一示 例中,ITO固定长达相对长的时间段(例如,作为信标时间区间的某一百分比,等等)。当在 ITO内接收到210-a任何进一步通信之际,ITO被复位。一旦ITO已流逝,设备115就进入睡眠 模式长达睡眠区间215-a,这可持续直至设备115有数据要传送或接收到来自接入点105的 指示接入点105有给设备115的数据的信标。信标区间是包含与网络有关的信息并使无线网 络同步的各信标之间的时间(ms)。
[0064]在接收到信标之后,设备115可退出睡眠模式并进入苏醒模式达另一苏醒区间 205-b,例如在设备115有信息要传送或接入点105有信息要传送给设备115时。同样,ITO在 最后传输或接收(tx/rx)之后开始。同样,ITO在接收到210-b任何进一步通信之际被复位。 一旦ITO已流逝,设备115就进入睡眠模式达另一睡眠区间215-b,直至接收到来自接入点 105的另一信标,此后设备115可进入苏醒模式达另一苏醒区间205-c(假定要发生针对设备 115的进一步通信,这可以用信标中的话务指示映射(??Μ)位来指示)。
[0065]如时序图200-a中解说的,增大的固定ITO时段可通过增加设备115在进一步通信 (210-a、210-b)发生时将仍然处于苏醒模式的机会来改进系统性能(例如,吞吐量)。另一方 面,将ITO固定达增大的时间段可通过延迟设备115进入睡眠模式而丧失功率节省机会。
[0066] 在图2B中,示出了解说使用固定ITO的设备115的功率节省的另一实现的时序图 200-b。在这一示例中,ITO固定达相对短的时间段(例如,作为信标时间区间的某一百分比, 等等)。
[0067] 设备115最初可处于苏醒模式达苏醒区间205-d,其中设备115传送和/或接收通 信。不活动时间区间或即ITO在最后传输或接收(tx/rx)之后开始。同样,在ITO内接收到任 何进一步通信之际,ITO可被复位。然而,在这一示例中,ITO已流逝且在有针对设备115的进 一步数据在接入点105处可用之前,设备115已在睡眠区间215-d中进入睡眠模式。在设备 115进入睡眠模式时,该设备可向接入点105通知它处于睡眠模式中。因而,知晓设备115处 于睡眠模式的接入点105可在睡眠时间区间215-d期间不向设备115发送任何通信。如此,接 收数据的机会210-d可发生在睡眠时间区间215-d期间。接收数据的机会210-d因而可被理 解为设备115的失去的机会一一反映了其中接入点105有给设备115的数据但因为设备115 处于睡眠模式中而没有将该数据传送给设备115的境况。睡眠区间215-d可持续直至设备 115接收到来自接入点105的指示给设备115的数据的存在的下一信标。错过睡眠区间215-d 期间发生的接收数据的机会210-d可导致对应的吞吐量损失。
[0068] 在接收到信标之后,设备115可退出睡眠模式并进入苏醒模式达另一苏醒区间 205-e。同样,ITO在最后传输或接收(tx/rx)之后开始。一旦ITO已流逝,设备115就进入睡眠 模式达另一睡眠时间区间215-e,直至接收到来自接入点105的另一信标,此后设备115可进 入苏醒模式达另一苏醒区间205-f(假定要发生针对设备115的进一步通信)。
[0069] 在这一示例中,错过的接收机会210-e发生在睡眠区间215-e期间,因为在来自接 入点105的传输本应由设备115接收(但因设备115处于睡眠模式中)之前ITO已流逝且设备 115已进入睡眠模式。因而,如时序图200-b中所示,将ITO固定达相对短的时间段可通过使 设备115更快进入睡眠模式并保持在睡眠模式中更长时间而改进功率节省。另一方面,将 ITO固定达相对短的时间段可导致错过接收机会,并且因而可负面地影响系统性能(例如, 吞吐量)。
[0070] 为解决以上参考图2A和2B描述的固定ITO的潜在缺陷,下文描述了提供自适应ITO 的各种技术。所描述的用于使用信道拥塞的度量和其他因素来适配ITO的技术可增强功率 节省,并也可改进系统性能。
[0071 ]转向图3A,示出了解说涉及自适应ITO的功率节省方法的实现的时序图300-a。设 备115最初可处于苏醒模式达苏醒区间305-a(它包括不活动超时或ITO 315-a),其中设备 115传送和/或接收通信。ITO 315-a在最后传输或接收(tx/rx)之后开始。虽然未示出,当在 ITO内接收到任何进一步通信之际,ITO可被复位。在这一示例中,设备115可在睡眠区间 320-a中进入睡眠模式,而在ITO内没有发生进一步通信。
[0072]在最后传输或接收(tx/rx)之后,设备115可使用苏醒区间305-a期间的传输和/或 接收活动来计算或以其他方式确定一个或多个拥塞度量310-a。可以针对苏醒区间305-a来 确定(诸)度量,例如,通过在苏醒区间305-a的开始处锁存与网络通信相关联的值并将经锁 存的值与在ITO 315-a的开始处(例如,用于调整针对当前苏醒区间305-a的ITO 315-a)或 在ITO 315-a的结束处(苏醒区间305-a的结束,例如用于调整后续苏醒区间的ΙΤ0,如参考 图3B在下文讨论的)确定的对应值相比较。替换地,各值可在苏醒区间305-a的开始处被复 位或归零,使得在ITO 315-a的开始/结束处确定的值可被直接用于确定度量。如图3A所示, 在ITO 315-a的开始处计算得到的度量可被用来调整针对当前苏醒区间305-a的ITO β?δα,例如通过在初始假定 ITO 超时后将 ITO 扩展达所适配的量。初始假定 ITO 可以是基础 (或最 小)ITO,诸如由算法来规定。
[0073] 一种用于经由度量来估计信道拥塞的方法可以是使用在苏醒状态期间对物理 (PHY)层信道观察进行的跟踪。在进入或重新进入苏醒状态或模式期间,设备可记录各种 PHY层统计信息。例如,第一计数器可当在信道中检测到能量(无论是由该设备还是无线网 络的其他设备所引起的)时被正计数。第二计数器可当在信道中检测到能量且在信道中检 测到WiFi分组(无论是由该设备还是无线网络的其他设备所引起的)时被正计数。第三计数 器可根据本地设备中的PHY传输过程的输出(当该设备没有参与接收活动(包括空闲监听) 且传输块活动时)来被正计数。
[0074] 这些计数器可由合适的硬件来持续更新并被加载到相应寄存器。对寄存器中数据 的操纵可造成确定以下度量:度量1(信道拥塞度量)一一信道在给定时间中由于该设备自 身以外的各设备的传输或接收活动而繁忙的时间量;度量IK信道接收活动度量)一一设备 接收定向到它自己的帧所花费的时间量(可能需要一些软件级处理,而非直接从寄存器所 显见的);以及度量IIK信道传输活动度量)一一设备自己传送帧所花费的时间量。
[0075] 在观察窗口的结束(即,设备处于苏醒状态的苏醒区间的至少一部分)在设备进入 睡眠模式之前,可检查寄存器并且经更新的数据可被用来计算度量。具体而言,度量I可被 用于确定(调整HTO作为第一程度适配。
[0076] 如图3A所示,睡眠模式320-a可持续直至设备115接收到来自接入点105的指示给 设备115的数据的存在的下一信标,在接收到信标之后,设备115可退出睡眠模式并进入苏 醒模式达另一苏醒区间305-b(它还包括ITO 315-b)。此时,各值可被锁存或复位,如上所讨 论。在苏醒区间305-b中的最后传输或接收(tx/rx)之后,设备115可再次使用在该苏醒区间 305-b期间的传输和/或接收活动来计算或以其他方式确定一个或多个拥塞度量310-b。同 样,如图所解说,所确定的度量310-b可被用来调整当前苏醒区间305-b的I TO 315-b,例如 通过在原始假定的ITO超时之后将ITO扩展所适配的量。同样,原始假定的ITO(即,当前苏醒 区间305-b的ΙΤ0(没有使用针对当前苏醒区间305-b确定的度量进行任何调整)可以是基础 (或所允许的最小HT0。替换地,原始假定的ITO可以是从先前苏醒区间305-a经调整的ΙΤ0。 此外,当前苏醒区间305-b的原始假定ITO可以初始地使用若干先前苏醒区间的ITO来设置。 [0077] ITO 315-b在苏醒区间305-b的最后传输或接收(tx/rx)之后开始。一旦ITO 315-b 已流逝,设备115就进入睡眠模式达另一睡眠区间320-b,直至接收到来自接入点105的另一 信标,此后设备115可在要发生针对设备115的进一步通信时进入苏醒模式达另一苏醒区间 (未示出)。否则,设备可保持在睡眠模式,直至接收到下一信标且要发生针对设备115的进 一步通信。
[0078]在图3B中,示出了解说涉及自适应ITO的功率节省方法的另一实现的时序图300-b。设备115最初可处于苏醒模式达苏醒区间305-c,其中设备115传送和/或接收通信。ITO 315-c在最后传输或接收(tx/rx)之后开始。虽然未示出,但在ITO内接收到任何进一步通信 之际,ITO可被复位。在这一示例中,设备115可在睡眠区间320-c中进入睡眠模式,而在ITO 内没有发生进一步通信。
[0079] 在最后传输或接收(tx/rx)之后或如所示在ITO 315-c流逝之后,设备115可使用 苏醒区间305-c (例如,包括ITO时段315-c)期间的传输和/或接收活动来确定一个或多个拥 塞度量310-c。度量可例如如上所讨论地确定。如图3B所解说,这些度量可被用来调整后续 (如图所示的下一个)苏醒区间305-d的ITO 315-d。
[0080] 睡眠模式320-c可持续直至设备115接收到来自接入点105的指示给设备115的数 据的存在的下一信标,在接收到信标之后,设备115可退出睡眠模式并进入苏醒模式达另一 苏醒区间305-d。此时,各值被锁存或复位,如上所讨论。在苏醒区间305-b中的最后传输或 接收(tx/rx)之后,或如所示在ITO 315-d流逝之后,设备115可再次使用苏醒区间305-d期 间的传输和/或接收活动来确定一个或多个拥塞度量310-d。同样,如所解说,所确定的度量 可被用来调整后续苏醒区间(未示出)的ΙΤ0(未示出)。
[0081] 因为信道拥塞估计中的挑战(例如,隐藏节点问题,等等),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采用各技术来减轻差错来管理。这样的挑战 可发生在例如操作具有对于分组(例如,TCP等等)有非零往返时间(RTT)的话务时。在这种 情形中,接入点105可显示出低拥塞程度(例如,没有其他设备要服务)但仍不能向该设备发 送数据(由于从后端服务器取得数据时的RTT延迟)。结果,如果例如来自接入点105的有所 缓冲数据的通知(例如,在RTT延迟后)频繁地在设备115进入网络睡眠后发生,则进取式地 进入网络睡眠可造成总体吞吐量的不可取的下降。
[0082] 例如,用于接收有附加数据存在于接入点处的指示的区间可基于网络或设备配置 而变化。递送话务指示消息(DTIM)区间例如可以是设备115在接收到与要由设备115接收的 数据有关的信息之前能保持睡眠的信标区间的数目。因而,DHM每η个信标地被发送且包含 经排队的多播信息。多播数据是同时发送给网络上的多个设备的数据(与针对每一设备有 若干分别的数据流相对而言)。许多无线路由器的默认信标区间是100ms,且默认DTIM区间 是1。因而,默认可以是要与每一信标一起发送递送话务指示消息。然而,各种网络可以使用 更大的DTIM区间。在DTIM区间被增大时,信道拥塞估计中的差错可增大并且因此可对性能 具有更大影响。这在WLAN的典型移动设备部署中是相关的,其中出于功率节省原因,设备总 是苏醒来仅接收DTIM信标,而不接收中间的非DTIM信标。
[0083]图4是解说具有相对大的DTM区间情况下的信道拥塞估计差错的效果的时序图 400。如图4所示,设备115最初可处于苏醒模式达苏醒区间405-d,其中设备115传送和/或接 收通信。不活动时间区间或
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