专利名称：有助于数据发送的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明一般地涉及无线数据发送，更具体地说，本发明涉及语音数据的发送。
背景技术：
在本技术领域内，已知各种无线发送实施例。某些这种系统支持发送语音数据(在许多情况下，包括表示数字化语音的数据)，某些支持发送载波数据(例如，包括要显示的图形信息或者对应于信息文件的字母数字信息)，某些支持发送它们二者。后者的例子是符合无线局域网(WLANs)的802.11，它支持发送分组化的数字化语音数据(从而实现通常所称的通过因特网协议语音(voice-over-Internet-protocol)，即，VoIP)。
在某些有助于VoIP的WLAN系统中，到无线局域网的接入点轮询每个现有用户单元，然后，有规律地在接入点的范围内运行。如果特定用户单元响应这种轮询查询，则在该接入点可以用于该用户单元时，接入点发送先前收到并被缓存的任意数据(例如，语音帧)。如果有到接入点的数据，则这也为用户单元制造了发送它自己的、包括语音数据的数据的机会。可以非常有效地实现这种协议，以保证以足够高的速度和时间交换时间敏感数据，甚至时限数据(包括语音数据)，从而保证服务质量达到通常可接受的水平。然而，不幸的是，这种基于轮询的协议还趋向于要求非常注意部分用户单元。即，用户单元必须保持十分固定的接收状态，以确保不会错过它们的轮询。结果，为了保持该活动状态，这种系统中的用户单元趋向于消耗相当数量的功率。然而，这样的功率消耗不适合便携式装置，而且特别不适合仅具有非常有限便携式电源的便携式装置。
作为对这种需求的部分答案，至少已经建议了以规则周期和同步方式开始起动新轮询周期。这样配置之后，在开始新轮询周期时，用户单元可以知道先验(priori)。在被轮询(以及发送和/或者收到之后要注意的信息)之后，每个用户单元就可依次开始休眠操作模式。在本技术领域内，这种休眠模式是公知的，而且通过临时消除或者至少减少各种功率消耗任务(例如，从接入点接收并处理发送)，这种休眠模式允许给定设备有效减少功率消耗。然后，在下一个轮询周期开始之前，休眠的用户单元转换到活动接收操作模式。这种方法至少对某些用户单元具有节省功率的好处。然而，从某种程度上说，这些好处是没有对照的，而且节省的总功率消耗量有时并不够多。
在其他有助于VoIP的WLAN系统中，为了使用可用通信资源或者可用资源，接入点和用户单元都互相竞争。这种基于竞争的系统对于以显著影响可用通信资源的方式促进及时信息交换非常有效。然而，不幸的是，这种基于竞争的协议甚至趋向于需要更多的功率消耗和可用性。这种结果至少部分因为用户单元必须通常一直保持运行状态，以避免遗漏从该接入点发送。因此，这种基于竞争的协议较不适合用于仅具有有限功率容量的便携式用户单元。
通过提供下面的详细说明描述的、特别是结合附图研究的有助于数据发送的方法和设备，至少部分满足了上面的需求，其中图1是示出根据本发明实施例配置的系统的方框图；图2是示出根据本发明实施例配置的通信资源的原理图；图3是示出根据本发明实施例配置的用户单元的方框图；图4是示出根据本发明实施例配置的接入点的流程图；图5是示出根据本发明各种实施例配置的用户单元的流程图；图6是示出根据本发明的其他实施例配置的用户单元的流程图；以及图7是示出根据本发明的各种实施例配置的时序图。
熟练技术人员明白，为了简洁明了，示出附图中的各单元，而且不必按比例绘制它们。例如，为了有助于理解本发明的各种实施例，可以相对其他单元，对附图中某些单元的尺寸进行放大。此外，通常未示出在商业上的可行实施例中有用的或者必需的通用众所周知单元，以便不妨碍理解本发明的各种实施例。
具体实施例方式
一般地说，根据这些各种各样的实施例，用户单元可以从休眠操作模式转换到活动操作模式，以允许接收无线局域网通信资源上的接入点发送的信标消息。当用户单元要发送数据(而且特别是语音信息)时，用户单元确定在服务间隔周期期间接入点的发送很可能结束时的第一时间和该第一时间之后竞争发送其语音信息的机会的第二时间。
在优选实施例中，至少部分地根据竞争信标消息，用户单元可以确定第一时间。例如，利用一种方法，接入点可以自己发送对应于接入点已经确定其发送已经结束的预计时间的时间。利用另一种方法，接入点可以提供信息，例如，接入点接着要将数据发送到其的用户单元列表，该列表列出每个用户单元可以用于本身估计这种发送可能结束的时间。
通过这样配置，接入点可以发送信标消息，用于识别在相应服务间隔周期期间接入点接着要将信息发送到其的用户单元。然后，该列表中没有列出的用户单元以及本身没有发送到接入点的数据的用户单元可以转换到休眠操作模式，直到下一个预定的信标消息。在相应通信服务间隔周期期间，列表中列出的用户单元可以保持在线，并接收它们的发送。在收到它们的发送时，它们可以发送它们自己的数据(在可以进行这种活动的实施例中在收到它们的发送后立即发送，或者是根据如下所述的竞争机制在稍后时间发送)，然后，转入休眠操作模式，直到下一个信标消息到来。列表中没有列出，但是具有要发送的数据的用户单元可以进入休眠操作模式，直到如上确定的第二时间。在第二时间，这种用户单元可以转换到活动操作模式，而且可以利用期望的竞争机制实现发送到接入点。
下面说明这些基本方法的其他变型方法。然而，通常，可以看出，至少在许多使用阶段，这些实施例允许用户单元实现有助于保存其本身的功率容量的休眠操作模式。与此同时，对于载波数据和语音信息服务，这些实施例足以使服务质量达到可接受的水平。
现在，参考图1，在优选实施例中，无线局域网10包括接入点11，它连接到诸如商业或者其它企业的封闭局域网或者例如可以设置在各种公共场所允许公众访问的开放式局域网的网络12。通常，这种网络12本身包括一个或者多个到诸如因特网或者其他外网(未示出)的更大网络的链路。接入点11包括收发信机能力，而且通过相应无线通信资源13(例如，一个或者多个射频载波)支持无线通信。为了这种描述的目的，该资源13包括802.11兼容资源。然而，显然，这些实施例并不局限于仅使用这种资源。(在本技术领域内，上述单元通常都是公知的，因此，为了简洁并保持注意力集中，在此不再提供另外细节。)简短参考图2，而且根据优选实施例，根据通用通信协议20，至少在部分预定时长的服务间隔周期21期间，接入点11始终(以及优选以可预测的方式)对用户单元进行发送。例如，可用以规则方式每隔100毫秒进行一次这种发送。然后，服务间隔周期21之后出现竞争窗口24。在该竞争窗口24期间，用户单元可以利用竞争机制本身对接入点11进行发送。
尽管服务间隔周期21具有基本固定的时长，但是接入点11的发送需求通常仅需要占用该周期的一小部分。根据优选实施例，接入点11使用服务间隔周期21的早期部分22满足发送需要。服务间隔周期21的稍后部分23用于动态竞争窗口23(这里的“动态”指竞争窗口的尺寸对各周期不同)。如此配置之后，用户单元以他们使用正常调度的竞争窗口24相同的方式使用动态竞争窗口23，以支持他们自己的发送。
再参考图1，这种接入点11服务于一个或者多个用户单元(14至16)的无线通信需求。这种用户单元可用根据要求和/或适合给定应用的方式，支持语音服务，载波数据服务，或者它们二者。甚至在给定的局域网10中，这些用户单元可以假定不同形状因数，而且用于满足各种需求。通常，对于这些实施例，这种变型不是特别有意义，或者不是特别重要，因此，在此，不列举它们。通常，大多数用户单元可以兼容有效使用这些实施例。
考虑到上述内容，现在参考图3，优选实施例中的典型用户单元14具有控制器31，它连接到无线收发信机32、本地语音变换器和话音处理器33(在用户单元支持语音服务时)以及存储器34。根据在本技术领域内熟知的两种构造方法，控制器31可以是集成实体，或者包括分布式能力。控制器31还可以具有固定可操作性，或者是部分或者全部可编程的。此外，在本技术领域内，这些任选方法是熟知的。
在优选实施例中，该控制器31可以实现至少两种操作模式活动操作模式和休眠操作模式。至少在休眠操作模式期间，至少部分地减少无线收发信机32功率消耗。至少在活动操作模式期间，增加无线收发信机32的功率消耗。诸如在本技术领域内所熟知的那样，可以改变所谓休眠的程度和等级。为了简洁明了，在此仅使用一种“休眠”模式，但是，显然，这些实施例和讲述的内容可以轻而易举地应用于更复杂和/或者分层设备大功率保存方案。
正如下面更详细说明的那样，控制器31部分地用于确定关于在服务间隔周期期间给定无线局域网的接入点何时结束发送的估计时间。如下所述，部分地根据在服务间隔周期期间接入点11提供的信标消息的内容，可以以各种方式确定该估计时间。
在该估计时间之后，当在相应用户单元具有诸如语音数据的数据进行发送时，控制器使无线收发信机对接入点进行发送，从而竞争无线局域网时，这种控制器31也更优选用于确定选择的发送时间。在优选实施例中，该选择的发送时间可能在服务间隔周期期间内(例如，在服务间隔周期结束前接入点结束向外发送时)或者在随后的时间。
在优选实施例中，控制器31利用这种信息安排控制器31可以实现从休眠操作模式转换到活动操作模式的时间，而且可以安排控制器31使无线收发信机32对接入点11进行发送。
这种信息可保存在存储器中。根据该实施例，这种存储器可以与控制器31集成在一起，和/或者至少一部分在控制器31的外部。正如该说明性实施例中所示的那样，外侧存储器34可以保存控制器31确定的估计时间和安排的发送时间。然后，控制器31利用这种存储信息实现休眠模式处理过程和上述基于竞争的发送行为。
现在参考图4，根据优选实施例，接入点始终(而且优选与服务间隔周期循环同步)确定41这些接入点具有数据的目标用户单元。例如，通过上面参考图1描述的网络12连接到该接入点的节点可以将语音通信发送到该接入点支持的用户单元。因此，意在到该用户单元的语音分组/帧将到达缓存它们直到该接入点将这些数据发送到相应目标接收者的接入点。当然，该接入点也可以具有要由其他资源发送到一个或者多个用户单元的其他数据。
在该优选方法中，接入点准备42用于识别接入点具有数据的这些目标用户单元的信标消息(例如，使用在许多用户单元的给定配置和系统中存在而且可用的地址，识别号，或者其他适当的标识符或者别名)。例如，接入点可以准备这些用户单元的列表。
这种列表可以包含以各种方式之任一确定的目标用户单元。例如，可以以数据到达该接入点上的这种用户单元的顺序，仅列出该用户单元。或者，如果要求，该列表可以包含所有或者其中至少根据第一判据对用户单元排序的一部分用户单元。例如，这种判据可以包括或者可以由例如如下之任一构成—对应于至少一个或者多个用户单元的优先权等级(优先权等级可以与分层设备名称、提供的某些服务质量等级等相关)；—至少某些用户单元的当前通信活动(例如，相对于其他用户单元，可以较早列出当前发送语音通信的用户单元)；—发送到用户单元的数据的相对大小(例如，可以在这种列表的尾部附近排序接收较大数据分组(或者较大量的数据分组)的用户单元，从而使更多的其他用户单元接收较短的分组，然后，假定休眠操作模式)；以及—关于至少某些用户单元的当前功率储备的信息(例如，当接入点知道给定用户单元的当前功率储备的减少状态时，该用户单元可以被设置该列表的开头，或者靠近该列表的开头，以在允许用户单元更迅速采用休眠操作模式之前，而非在其之后，对该用户单元提供数据)。
如下所述，利用该信息，用户单元可以估计接入点结束其发送的时间。如果要求，则该信标消息可以包括附加信息，以进一步提高用户单元的活动性。例如，接入点还可以使消息大小和/或者每个目标用户单元的预计发送时长的指示以及/或者总数据量或者完成装载要发送的数据的预期发送时长的指示包括在信标消息中。
在相应服务间隔周期期间，在适当时间，接入点发送43该信标消息(例如，在服务间隔周期开始时)。在优选实施例中，该信标消息不识别接入点对其没有发送意向的用户单元。因此，在信标消息结束时，本身没有数据要发送而且信标消息未识别的这些用户单元可以立即采取休眠操作模式，直到下一个信标消息到来。
同时，接入点可以将其缓存的数据发送44到信标消息识别的用户单元。优选在服务间隔周期期间，而且最优选在信标发送结束后立即进行这些发送。优选以对应于信标消息本身识别用户单元的顺序的顺序，进行这些发送。在一个实施例中，在每个用户单元正确地从接入点接收它们的发送时，接入点可以预期从每个用户单元接收确认消息。
然后，在这种发送活动之后，接入点可以根据竞争接收45用户单元之任一发送的数据。(如果要求，利用任意确认消息，也可以提供至少接收用户单元发送的短数据，由于根据通常熟知的现有技术，在可以用别的方法对接入点发送它们。)根据优选实施例，既可以在服务间隔周期之后，也可以在给定服务间隔周期的剩余部分期间(即，在接入点本身的发送结束之后的部分服务间隔部分期间)接收这些发送。
如此配置之后，接入点可以可靠确保必要的目标用户单元及时知道需要接收来自接入点的即将出现的发送，同时对于基本上所有的用户单元，还可以提供声音通知，以实现节省功率操作，从而保存其有限的功率容量。
现在参考图5，用户单元可以执行影响这种接入点行为的相应处理过程。在优选实施例中，由于服务间隔周期基于预定周期调度，所以如果用户单元当前处于休眠操作模式，则它可以在服务间隔周期之前从该休眠模式转换51到活动操作模式。当如上所述在先前安排的时间，接入点进行发送时，这又将使用户单元接收52信标消息。在优选实施例中，此信标消息包括识别接入点接着将目标信息和/或者用户单元可以利用其确定接入点何时可能结束其将该数据发送到目标用户单元的其它信息发送到其的用户单元。
当用户单元确定53它没有诸如语音信息的信息要发送到接入点时，该处理过程可以简单结束，而该用户单元例如可以启动节省功率操作模式(例如，休眠操作模式)。然而，当用户单元具有要发送的信息时，用户单元可以优选确定54服务间隔周期期间的接入点发送结束时的可能时间。这种确定可以基于各种判据和最好反映如上所述的信标消息期间接入点提供的信息的信息内容。
利用该估计时间，用户单元可以确定55竞争发送机会的后续时间。根据一个实施例，用户可以利用随机或者伪随机机制帮助进行该选择。这种方法有助于防止多个用户单元(它们都可能已经计算了接入点结束发送的相同时间或者至少相似的时间)互相同时一起发送。尽管至少可以根据基本伪随机，选择特定发送时间，但是可用时间的预定范围可以用于将候选时间限制在落入接入点结束发送与该竞争窗口结束之间的时间(或者，换言之，限制到包括上面参考图2描述的动态竞争窗口和常用竞争窗口的时间范围)。
然后，在确定的时间，用户单元对接入点进行发送56。更具体地说，在优选实施例中，用户单元将竞争足以对接入点给予其完全数据有效载荷的发送机会。在本技术领域内，各种竞争协议是公知的，而且讲述的这些内容与先前已知的或者之后要开发的大多数或者全部竞争解决方案兼容。
然后，在这样发送之后，用户单元可以任选，但是优选转换57到休眠操作模式，从而保存功率资源。如果要求，响应发送用户单元信息，根据收到来自接入点的确认消息确定启动休眠模式。在优选实施例中，用户单元还将安排转换到活动操作模式的下一个时间。例如，用户单元可以安排转换到活动模式，以允许及时接收安排的下一个服务间隔周期或者预期服务间隔周期的下一个时间。
这些基本处理过程以满足各种系统和应用的需要的各种方式使各种用户单元动作，最终既有助于及时交换数据，同时又有助于增强适当基础，以实现选择的功率保存解决方案。
为了说明问题，现在参考图6，用户单元从休眠模式转换到51活动模式，然后，接收52信标消息，如上所述。然后，用户单元确定61信标消息是否将用户单元识别为随后要发送数据的目标接收者。如果是，则用户单元接收62来自接入点的后续发送，然后，确定63这种发送是否是用户单元要求的。该处理过程可以继续，直到收到正确的目标发送，然后，由用户单元确认64。(如果要求，则在它必须发送到该接入点时，用户单元可以包括确认发送该数据。在用户单元仅有少量数据要发送到接入点时，这种方法工作得特别好。)收到来自接入点的数据后，或者在不存在要发送到用户单元的这种数据时，用户单元确定53它是否具有要发送到接入点的数据(在该说明性实施例中，假设这种数据包括或者完全包括语音信息)。在不存在这种数据时，用户单元安排65唤醒时间，然后，从活动操作模式转换到休眠操作模式。
在用户单元确实具有要发送的数据时，用户单元确定54如上所述在结束服务间隔周期期间结束接入点发送的可能时间。该信息又用于确定55用户单元竞争发送机会的后续时间。在优选实施例中，该后续时间可能出现在服务间隔周期期间(当然，在接入点的发送之后)或者出现在服务间隔周期之后的竞争窗口期间。
然后，在优选实施例中，用户单元安排66可以以充足的时间从休眠操作模式转换到活动操作模式的唤醒时间，从而允许用户单元在选择时间竞争发送机会。然后，用户单元进入休眠模式(或者执行适于该环境的其他功率保持策略)。然后，在安排的时间，用户单元可以唤醒67并竞争要求的发送机会(使用适于给定设置或者系统或者给定设置或者系统要求的竞争协议68)。然后，在成功发送了用户单元的数据之后，用户单元可以确定69唤醒时间(例如，对应于出现下一个服务间隔周期的时间)并从活动操作模式转换到休眠操作模式。
参考如图7所示的时序图，这些行为以及对应于其的可能好处可能更容易理解。在服务间隔周期21期间，正如上面详细描述的那样，接入点发送其包括发送目标列表的信标消息71。在给定用户单元根据该信标消息71确定在该服务间隔周期21期间它将未接收来自接入点的发送时，用户单元可以确定接入点的发送将结束的时间74，然后，确定用户单元尝试对接入点继续发送的相应时间。然后，用户单元转换到休眠操作模式72。在接入点根据信标消息列表对其他用户单元发送数据73的时间期间，这可以使用户单元保存功率。
在接入点发送已经结束74之后的时间(该时间可以在服务间隔周期之后的竞争窗口24期间或者在结束接入点发送74与结束服务间隔周期21之间的动态竞争窗口期间)，用户单元转换到活动操作模式并竞争其发送机会。在成功时，用户单元进行其数据发送75，从接入点接收确认消息76，然后，再一次进入休眠模式77。
在某种程度上根据符合给定时刻的发送和接收需要，可以看出，在根据讲述的内容进行操作时，相当多的功率节省对用户单元可用。此外，除了最初的规划投资，利用很少或者不需要附加增加成本，可以实现这些实施例。
本技术领域内的技术人员明白，在不脱离本发明实质范围的情况下，可以对上述实施例进行各种修改，变更以及组合，而且可以认为这些修改，变更以及组合在本发明的原理范围内。
权利要求
1.一种方法，包括在无线用户单元—从休眠操作模式转换到活动操作模式；—通过无线局域网通信资源从接入点接收信标消息；—在存在要发送的语音信息时，确定—在服务间隔周期期间内接入点的发送可能结束的第一时间；—第一时间之后，竞争发送语音信息的机会的第二时间。
2.根据权利要求1所述的方法，其中接收信标消息包括在先前安排的时间接收信标消息。
3.根据权利要求1所述的方法，其中接收信标消息包括从用于识别接入点将接着对其发送目标信息的用户单元的信标消息中恢复信息。
4.根据权利要求3所述的方法，其中确定在服务间隔周期期间内接入点的发送可能结束的第一时间的过程包括至少部分地根据用于识别接入点接着将对其发送目标信息的用户单元的信息估计第一时间。
5.根据权利要求4所述的方法，其中确定竞争发送语音信息的机会的第二时间的过程包括选择位于支持该信标消息的服务间隔周期内的第二时间。
6.根据权利要求1所述的方法，其中确定在服务间隔周期期间内接入点的发送可能结束的第一时间包括—从接入点接收信息；—利用来自接入点的信息确定第一时间。
7.根据权利要求6所述的方法，其中从接入点接收信息包括从接入点接收至少包括对第一时间的估计的信息。
8.根据权利要求6所述的方法，其中从接入点接收信息包括从接入点接收用户单元至少可以用于估计第一时间的信息。
9.一种具有语音发送能力的无线局域网用户单元，包括—无线收发信机，与无线局域网通信资源兼容；—控制器，可操作地连接到无线收发信机，而且具有活动操作模式和休眠操作模式；—本机语音变换器和话音处理器，可操作地连接到控制器；—存储器，可操作地连接到控制器，其中存储器至少时常在其内存储—关于在服务间隔周期期间无线局域网的接入点的发送将结束的估计时间；—选择的发送时间，在该估计时间之后，在控制器使无线收发信机对该接入点进行发送，从而在用户单元具有要发送的语音数据时，竞争无线局域网通信资源，该选择的发送时间可能在服务间隔周期期间或者在该服务间隔周期之后。
10.根据权利要求9所述的无线局域网用户单元，其中无线局域网通信资源兼容802.11。
11.根据权利要求9所述的无线局域网用户单元，其中控制器包括用于至少部分根据接入点发出的信标消息的内容估计该估计时间的估计装置。
12.根据权利要求11所述的无线局域网用户单元，其中控制器进一步包括调度装置，用于至少部分根据该估计时间安排选择的发送时间。
全文摘要
在服务间隔周期(2)期间，无线局域网(10)的接入点(11)发送信标消息。在优选实施例中，该信标消息识别接入点暂时要对其发送数据的用户单元。信标消息内未识别的而且没有要发送到接入点的数据的用户单元可以实现功率保存操作模式，直到下一个信标消息。具有要发送的诸如语音信息的数据的用户单元至少采用信标消息内容估计接入点结束对用户单元进行发送时的可能时间。然后，估计时间用于增强安排给定用户单元竞争将其数据发送到接入点的机会。在优选实施例中，这样安排的发送时间可以在服务间隔周期之后的竞争窗口期间，或者在服务间隔周期结束的情况下，在接入点进行发送之后的动态竞争窗口期间。然后，用户单元利用干预时间周期执行选择的功率保存解决方案。
文档编号H04L12/28GK1839638SQ200480024051
公开日2006年9月27日 申请日期2004年8月9日 优先权日2003年8月21日
发明者斯蒂芬·P·埃梅奥特, 陈晔, 纳塔武特·斯玛瓦特奎 申请人:摩托罗拉公司