专利名称:空闲状态管理的制作方法
技术领域：
在此所述的各种实施例整体涉及通信技术，包括在传递各种信息时用于省电的设备、系统、以及方法。
背景技术：
个人通信设备的电池寿命对于消费者而言变得越发重要，尤其是在使用包括“Voice-over-IPdP语音)”(VoIP)在内的各种移动应用时。因此，备用电池的寿命的引证图以及使用时间(例如，通话时间)可能变为有所区别的销售特点。
电气电子工程师协会(IEEE) 802. 11标准包括一种基本的省电机制，但是由于等待时间的需求，该机制的使用可能使得一些应用不能正常工作。VoIP代表了这种情况的一个示例。例如，在等待期间，802. 11的常规省电机制可能是有用的。然而，在本身的呼叫期间，由于与其相关的等待时间的原因，同一机制可能不可用。当前所提出的改进可能需要改动所涉及的接入点(AP)以及消费者通信设备，或者站点(STA)。
有关VoIP和IEEE 802. 11标准的更多的信息，请分别参考国际电信联盟(ITU)标准 H. 323-第 5 版 “Packet-based Multimedia CommunicationSystems (基于分组的多媒体通信系统)”(2003年7月),以及“ IEEE Standards for InformationTechnology-Telecommunications and Information Exchange between Systems-Localand Metropolitan Area Network-Specific Requirements-Part 11 ffireless LANMedium Access Control(MAC)and Physical Layer(PHY), ISO/1EC 8802-11 :1999 (IEEE信息技术标准-系统间远程通信与信息交换-局域网和城域网-具体要求-第11部分无线LAN介质访问控制(MAC)和物理层(PHY)，IS0/IEC 8802-11 :1999) ”以及相关附件。
图IA和IB分别包括根据本发明的各种实施例的，处于工作状态的设备和系统的流程图以及信号波形；
图2是示出根据本发明的各种实施例的设备和系统的框图；
图3是示出根据本发明的各种实施例的几种方法的流程图；以及
图4是根据本发明的各种实施例的产品的框图。
具体实施方式
在此公开的各种实施例可以通过增加空闲状态时间周期的数量和/或长度，来解决在无线设备通信活动期间的省电问题。例如，一些IEEE 802. 11的特性是促使STA持续地监听介质，除非是工作在AP所允许的且由协议所定义的低功率状态下。然而，如以下将要示出的，存在一些情况，即，可以关闭STA中的各种元件以节约电能，例如接收链的多个部分，甚至可以不通知AP该活动正在进行中。
图IA和IB分别包括根据本发明的各种实施例的，处于工作活动状态的设备和系统的流程图以及信号波形。在一些实施例中，假设空闲介质将会趋于保持空闲，并且至少在某个选定时间长度内保持空闲。该假设可以从IEEE 802. 11协议中得到，该协议促使STA在例如接收到坏的CRC(循环冗余检查)帧之后，在一个EIFS(扩展帧间间隔)时间段内不进行传输。即使是该假设在某些特定时间点上是无效的，各种实施例仍然可以继续工作，使得整体性能不会受到严重影响。应该注意的是，一些实施例可以描述为主要使用硬件实现，而另一些实施例可以考虑使用纯软件和软件与硬件的组合来实现。例如，可以使用软件来提供对硬件的各种输入参数的动态控制。
在一些实施例中，在所述的设备和系统中可以包含两个计时器102、106和一个无 限状态机(FSM) 110。因此，可以使用一个预计空闲计时器(AdvanceIdleTimer) 102对从介质最后处于BUSY(繁忙)时开始的时间(例如，Tidle)进行计数。这可以通过监视合并的CCA (clear channel assessment,空闲信道评估)状态指不 CcaStatus 来实现，CcaStatus可以包括关于由IEEE 802. Ilb和IEEE 802. Ilg的PHY层(物理层)提供的CCA指示以及来自IEEE 802. Ila的PHY层的CCA指示的OR函数。因此，该合并的CCA状态指示CcaStatus可以包括关于任何数量的(两个或多个)由各种物理层提供的CCA指示的OR函数。
另一种可以被监视的指示是该合并的CCA状态指示的经过过滤的版本，FiIteredCcaStatus 在该情况下，该指示FilteredCcaStatus可以包括去掉“假信号脉冲(glitches) ”的或者去掉存在一定时间的状态跃迁的合并CCA状态指示CcaStatus的经过过滤的版本，其中，所述一定时间小于可编程值(例如小于10微秒)或者小于可以根据特定使用模型设定的其他值。
一旦预计空闲计时器102达到一个选定的空闲阈值，预计空闲计时器102就可以被用来触发一个空闲状态，该空闲状态具有的休眠持续时间等于可编程的Tsleep值，该Tsleep值由休眠计时器106进行计数，在该状态下，移动设备的一些部分从ON状态切换到SNOOZE状态，而数字PHY层设备被关闭。
使用经过过滤的指示FilteredCcaStatus,可以减少CcaStatus的错误警告，所述错误警告导致预计空闲计时器重新启动。然而，这种过滤可以允许将设备置于空闲状态或者休眠状态，即使当前正在接收一个帧时也是如此。为了避免这种情况，FSM 110可以包括“< 10微秒变为休眠”状态，其中，对预计空闲计时器102的重置从使用指示FilteredCcaStatus 变为使用指不 CcaStatus0
为了进一步描述在此公开的各种实施例的操作，考虑图IB所示的参数Tsleep和Tidle0 Tsleep可以定义为设备即使在不进行传输时也不对介质进行监听的时间。Tidle可以定义为该设备应该保持清醒(awake)并对介质进行评估，以决定移动到SNOOZE状态还是空闲状态。这在该设备刚刚从空闲状态中觉醒之后的时刻特别有用处。
为了帮助计算Tsleep，要考虑几个因素。例如，在设备处于休眠状态而同时发给它的帧正在空气中传输时，该设备应该及时醒来以便接收随后的再次传输。此外，最坏情况的传输率可以假设存在64字节，54Mbps的帧。这相当于32 y sec的帧时间段。最后，再次传输应该在ACK(确认信号)超时时间段加上大约0-63倍时隙的补偿时间之后发生。为了简单起见，在此将选择16个时隙的补偿时间，以便更加可能及时觉醒以进行再次传输。包含短帧间间隔(SIFS)时间、分布式帧间间隔(DIFS)时间、确认(ASK)时间、时隙时间(slottime)、以及巾贞长度的一部分的小计可以计算为10 (SIFS) +24 (ACK) +2*6 (signalextension)+28 (DIFS) +16*9 (slotTime) = 218 u sec 在此，signalextension 是 OFDM (正交频分复用)中贞的 6 u sec 的后缀。因此,Tsleep 可以被确定为Tsleep = 32 U sec+218 U sec = 250 U sec
应该注意，如果STA恰好在正要开始接收一个帧时开始休眠，则及时醒来以接收再次传输的概率为Pretmfiv = (64_16)/64 = 0. 75。还存在由于丢失巾贞的CcaStatus指示可以用于重置预计空闲计时器，因此第一次再次传输将不会被接收而是第二次再次传输将会被接收的可能，其概率为Pretrans-Mt-rec；eive = 0. 25。
为了帮助计算Tidle，要考虑额外的几个因素。例如，在休眠或空闲时间期间，可以发送单播帧。因此，在觉醒之后，该设备应该保持清醒，至少到下一帧的传输开始为止，从而可以对CcaStatus进行评估。对于最坏的情况的设计是，可以假设64个时隙的再次传输补偿时间，并且可以加上等于一个关于SIFS时间、ACK时间和DIFS时间的函数的时间段，就好像先前的传输是恰好在觉醒发生之前结束一样。因此，“清醒”的时间、或者Tidle，可以计算为
Tidle = 10 (SIFS)+24 (Ack)+2*6 (signal-ext)+28 (DIFS)+16*9 (slotTime)=650u sec
在一些实施例中，不求助于采用明确的IEEE 802. 11省电模式，就可以在介质为空闲时实现省电。此外，一些实现可以不实时包含固件，例如，在固件用于控制定时参数时，和/或者在使用针对特定操作条件的各种实施例时。
还可以对Tidle和Tsle印进行优化，以适应各种使用模型。虽然可能发生设备的接收机链中的一些部分在通信量到达时正在休眠的情况，但是代价很可能仅仅是该设备的接入等待时间上的小小的延迟。如果介质是空闲的，则该情况可能仅仅影响一系列帧中的第一帧-也许是，从而甚至不会被用户所察觉。如果假设在该设备正在休眠时发送多个帧从而使得EIFS时间段被计数并且来自主机的新的传输被延迟，则也可能没有可察觉的代价，因为这里的传输速率可能很低，或者存在很多的排队的传输帧，从而使得接收机链将不会进入休眠。即使是使用模型不采用重新传输，各种实施例的特征也可以被简单地关闭。因此，可以实现很多实施例。
例如，图2是不出根据本发明的各种实施例的设备200和系统250的框图,其每一个都可以按照上述方式工作。设备200可以包括空闲指示模块220，用于开始进入无线设备224的空闲状态并达到一个选定的时间长度(Tsleep)，该时间长度响应于合并的CCA指示(CCCAI)230。无线设备224可以包括多个部件，例如蜂窝电话、个人通信设备、个人数字助理、膝上型或者笔记本型计算机和其任何组合。
设备200可以包括多个节点，用于接收各种协议的状态指示。例如，设备200可以包括第一节点232，用于接收第一物理层协议状态PS1，以及第二节点234，用于接收第二物理层协议状态PS2。第一物理层协议状态PSl可以与第二物理层协议状态PS2合并，以提供CCCAI 230。
物理层协议状态指示可以包含任意数量的机制。例如，第一物理层协议状态PSl可以包括第一 IEEE 802. 11协议CCA状态(例如，IEEE 802. I IaCCA状态)，并且第二物理层协议状态PS2可以包括第二 IEEE 802. 11协议CCA状态(例如，IEEE 802. Ilb CCA状态)。
CCCAI 230可以通过任意数量的组合设备(包括布尔组合)来生成。因此，CCCAI230可以包括第一物理层协议的CCA状态(例如IEEE 802. I IbCCA状态)与第二物理层协议的CCA状态(例如IEEE 802. Ilg CCA状态)的OR运算。应该注意的是，尽管在图2中仅仅示出了两个物理层协议状态指示PSl和PS2，可以合并任意数量的物理层协议CCA状态指示(例如，两个或多个)来提供CCCAI 230。设备200可以包括一个或多个过滤器238，用于从CCCAI 230中去掉大于一个选定时间段(例如，如上所述的10微秒)的假信号脉冲。在一些实施例中，设备200可以包括清醒模块(awake module) 242,用于确定避免进入空闲状态的清醒时间(例如Tidle)。该清醒时间可以包括关于以下一个或多个的函数SIFS时间、DIFS时间、ACK时间、时隙时间、以及帧长度的一部分。设备200还可以包括休眠模块246，用于确定保持处于空闲状态中的休眠时间(例如Tsle印)。该休眠时间还可以包括关于以下一个或多个=SIFS时间、DIFS时间、ACK时间、时隙时间、以及帧长度的一部分。空闲状态命令可以被加入到整个设备224中或者选定的电路248中。也可以实现其他实施例。
例如，系统250可以包括一个或多个先前所述的设备200。系统250还可以包括一个或多个调制解调器M0DEM1、M0DEM2，以提供一个或多个相应的CCA状态指示PS1、PS2 ;以及耦接到空闲指示模块220的显示器254。显示器254可以包括平板显示器、固态显示器、阴极射线管显示器、全息显示器等等。一些系统250可以包括接收链260 (包括接收器)，以耦接到空闲指示模块220以及天线264。天线264可以包括多种类型，包括曲面天线、全向天线、柱状天线、单极天线、偶极天线、和/或者对数周期天线，等等。
计时器102、106 ;FSM 110 ;设备200 ;空闲指示模块220 ;无线设备224 ;CCCAI230 ;节点232、234 ;协议状态PS1、PS2 ;过滤器238 ;清醒模块242 ;休眠模块246 ；电路248 ;系统250 ;显示器254 ;接收链260 ;天线264 ；CCA状态指示CcaStatus ;过滤的CCCAIFilteredCcaStatus ;空闲时间Tidle ;以及休眠时间Tsleep,其特征在此都可以表示为“模块”。
按照设备200和系统250的结构需求，以及为了适合于各种实施例的具体实现，这些模块可以包括硬件电路、处理器、存储电路、软件程序与对象、固件、和/或者其组合。例如，这些模块可以包含在系统工作仿真包中，例如软件电子信号仿真包、功率使用与分布仿真包、电容-电感仿真包、功率/热消耗仿真包、信号传输-接收仿真包、和/或者用于模拟各种可能的实施例的工作的软件与硬件的组合。
还应该理解，各种实施例的设备和系统可以用于除了电视信号的传输和接收之外的应用中，因此，各种实施例并不局限于此。对设备200和系统250的描述是为了提供对各种实施例的结构的整体理解，它们的目的并非是作为对于可以采用在此所述的各种结构的设备与系统的全部要素和特征的完整描述。
可以包括各种实施例的新颖的设备与系统的各种应用可以包括在高速计算机中使用的电子电路、通信与信号处理电路、调制解调器、处理器模块、嵌入式处理器、数据交换机、以及特殊应用模块(包括多层、多芯片模块)。这些设备与系统还可以作为子部件而包含在多种电子系统中，例如电视机、蜂窝电话、个人计算机、工作站、无线电接收设备、视频播放器、车辆、等等。一些实施例包含多种方法。[0033]例如，图3是示出根据本发明的各种实施例的几种方法的流程图。例如，方法311可以(可选地)在方框321中从选择第一协议状态(例如第一物理层协议状态)开始。方法311可以在方框325中继续选择第二协议状态，例如第二物理层协议状态。例如，第一物理层协议状态可以从第一 IEEE 802. 11协议CCA状态中选择，第二物理层协议状态可以从第二 IEEE802. 11协议CCA状态中选择(即，分别从IEEE 802. Ilb CCA状态和IEEE802. IlgCCA状态中选择)。该第一和第二状态在方框327中被接收到，也许是由一个或多个调制解调器所提供的
在一些实施例中，方法311可以包括，在方框331中构建CCCAI，CCCAI包括关于第一物理层协议状态和第二物理层协议状态的函数。可以使用附加的物理层协议状态指示来构建CCCAI。例如，CCCAI可以作为一个函数提供，例如对于第一物理层协议CCA状态和第二物理层协议CCA状态(以及第三物理层协议CCA状态等等，如果需要的话)的OR运算。因此，方法311还可以包括，在方框331中组合第一物理层协议状态、第二物理层协议状态和第三物理层协议状态，以提供CCCAI。方法311还可以包括，在方框337中对CCCAI进行过滤，以去掉大于一个选定时间段(例如，大约10微米，尽管根据期望的使用模式可以使用任何其他时间段)的假信号脉冲。
在一些实施例中，方法311可以包括，在方框341中确定避免进入空闲状态的清醒时间(即Tidle)，该清醒时间可以包括关于以下至少一个的函数SIFS时间、DIFS时间、ACK时间、时隙时间、以及帧长度的一部分。方法311还可以包括，在方框345中确定保持处于空闲状态中的休眠时间(例如Tsleep)，该休眠时间也包括关于以下至少一个的函数SIFS时间、DIFS时间、ACK时间、时隙时间、以及帧长度的一部分。方法311可以(可选地)在方框351中以进入无线设备的空闲状态并达到一个选定的时间长度(例如Tsleep)结束，其中该选定时间长度响应于CCCAI。
应该注意，在此所述的方法并不是必须要按照所述顺序或者任何特定顺序执行。此外，在此所确定的、针对各个方法所述的各种活动能够以重复方式、串行方式或者并行方式执行。包含参数、命令、操作数和其他数据在内的信息可以以一个或多个载波的形式发送和接收。
一旦阅读并理解了本公开的内容，一个本领域技术人员将理解以下方式S卩，可以从基于计算机的系统中的计算机可读介质中启动软件程序，以执行在该软件程序中定义的各种功能。一个本领域技术人员还会理解，可以使用各种编程语言来创建被设计为实现和执行在此所述方法的一个或多个软件程序。所述程序可以使用基于对象的语言(例如Java或C++)以基于对象的格式构建。或者，所述程序可以使用过程语言(例如汇编或C)以基于过程的格式构建。软件组件可以使用本领域技术人员已知的多种机制中的任意一种进行通信，例如采用应用程序接口或者进程间通信技术(包括远程过程调用)。各种实施例的说明并不局限于任何特定编程语言或编程环境。因此，也可以实现其他实施例。
例如，图4是根据本发明的各种实施例的产品485的框图。这些实施例的示例可以包括计算机、存储系统、磁盘或光盘、其他的某种存储设备、和/或者任意类型的电子设备或系统。产品485可以包括处理器487，其耦接到具有相关信息491的诸如存储器489 (例如，一种存储器，其包括包括电导体、光导体、或者电磁导体)的机器可访问介质，该介质在被访问时，使得机器(例如处理器487)执行进入无线设备的空闲状态并达到一个选定的时间长度的动作，其中，该时间长度响应于CCCAI，并且CCCAI可以包括关于第一物理层协议状态和第二物理层协议状态的函数。可以使用各种状态指示形成所述合并，如上所述。例如，第一物理层协议状态可以包括IEEE 802. Ilb协议状态，第二物理层协议状态可以包括IEEE 802. Ilg协议状态和IEEE 802. Ila协议状态中的一个。
其他动作可以包括从一个或多个调制解调器接收第一物理层协议状态和第二物理层协议状态。另外的动作可以包括确定以下之一避免进入空闲状态的清醒时间，以及保持空闲状态的休眠时间，其中，所述清醒时间或者休眠时间包括关于以下至少一个的函数SIFS时间、DIFS时间、ACK时间、时隙时间、以及帧长度的一部分。
实现在此公开的设备、系统和方法可以提高各种便携式无线设备的电池寿命。功耗可以比传统方法有所提高，并且不会造成对硬件操作的改变。
尽管本发明的概念式在802. XX实现(例如，802. Ila,802. Ilb,802. llg、802. 11HT、802. 16等等)的示例环境中描述的，但是权利要求
并不局限于此。实际上，本发明的实施例可以很好地实现为任何有线和/或无线系统中的部件。示例还可以包括包含多载波通信信道(例如，正交频分复用(OFDM)、离散多音调制(DMT)、等等)的各种实施例，例如，其可以用于而不局限于无线个域网(WPAN)、无线局域网(WLAN)、无线城域网(WMAN)、无线广域网(WWAN)、蜂窝网络、第三代(3G)网络、第四代(4G)网络、全球移动通信系统(UMTS)以及类似通信系统。
形成说明书一部分的附图通过图示的方式示出了(没有局限性地)可以实现本发明的主题内容的特定实施例。对所图示的实施例足够详细地进行了描述，以使得本领域技术人员可以实现在此所公开的技术。可以使用其他实施例且可以从中获知这些实施例，使得在不脱离本公开的范围的情况下，可以作出各种结构和逻辑上的替换和修改。因此，该详细描述并不具有限定定义，各种实施例的范围仅仅由附带的权利要求
以及这些权利要求
的等价物的完整范围定义。
在此，如果实际上公开了一个以上的实施例，则本发明的主题内容的这些实施例可以单独地或者部分地用术语“发明”称谓，这仅仅是为了方便，而不是意图自愿地将该应用的范围限制在任何单个发明或者发明概念中。因此，尽管在此以及图示和描述了多个特定实施例，应该理解，任何设计实现相同目的的配置都可以替换在此所示的特定实施例。本公开目的是覆盖各种实施例的任何的以及全部的修改或变化。在阅读了以上描述之后，上述实施例的组合以及在此没有具体描述的其他实施例对于本领域技术人员而言将变得显而易见。
提供了本公开的摘要，以符合37C. F. R § I. 72 (b)，其要求允许读者能够快速确定技术公开的特征的摘要。摘要的提交有着以下的解释其并非用于解释或限定权利要求
的范围或含意。另外，在之前的详细描述中，能够看出，为了简化本公开，各种特征在一个实施例中集中在一起。这种公开方法不是要解释为反映以下目的即，要求权利的实施例需要比 在每个权利要求
中明确引用的特征更多的特征。而是如附带的权利要求
所反映的，本发明的主题内容并非在于单个公开的实施例的全部特征。因此，附带的权利要求
被由此结合到该详细描述中，每个权利要求
对于其本身而言是作为一个单独的实施例的。
权利要求
1.一种用于在无线通信网络中通信的无线通信设备，包括 接收链，用于接收无线信号； 第一调制解调器，用于产生第一空闲信道评估指示，其指示了第一物理层协议状态； 第二调制解调器，用于产生第二空闲信道评估指示，其指示了第二物理层协议状态； 组合设备，用于根据所述第一和第二空闲信道评估指示，产生合并的空闲信道评估指示；以及 空闲指示模块，用于如果所述合并的空闲信道评估指示指示了无线通信信道繁忙，则避免触发空闲状态。
2.如权利要求
I所述的设备，其中，通过执行在所述第一和第二空闲信道评估指示之间的OR运算，来产生所述合并的空闲信道评估指示。
3.如权利要求
I所述的设备，还包括 过滤器，用于对所述合并的空闲信道评估指示进行过滤，以去掉比选定的时间段长的假信号脉冲。
4.如权利要求
I所述的设备，还包括 至少一个天线，用于所述接收和发送。
5.一种用于在无线通信网络中通信的方法，包括 在无线通信设备中执行操作，所述操作包括 接收无线信号； 产生第一空闲信道评估指示，其指示了第一物理层协议状态； 产生第二空闲信道评估指示，其指示了第二物理层协议状态； 根据所述第一和第二空闲信道评估指示，产生合并的空闲信道评估指示；以及 如果所述合并的空闲信道评估指示指示了无线通信信道繁忙，则避免触发空闲状态。
6.如权利要求
5所述的方法，其中，所述产生合并的空闲信道评估指示包括 判断是否所述第一和第二空闲信道评估指示中至少一个指示了在所述无线通信信道上的活动。
7.如权利要求
6所述的方法，还包括 如果在一特定时间长度内所述第一和第二空闲信道评估指示都指示了在所述无线通信信道上没有活动，则触发所述空闲状态。
8.如权利要求
5所述的方法，还包括 对所述合并的空闲信道评估指示进行过滤，以去掉比选定的时间段长的假信号脉冲。
9.一种用于在无线通信网络中通信的通信装置，该装置包括 用于接收无线信号的模块； 用于产生第一空闲信道评估指示的模块，所述第一空闲信道评估指示指示了第一物理层协议状态； 用于产生第二空闲信道评估指示的模块，所述第二空闲信道评估指示指示了第二物理层协议状态； 用于根据所述第一和第二空闲信道评估指示，产生合并的空闲信道评估指示的模块；以及 用于如果所述合并的空闲信道评估指示指示了无线通信信道繁忙，则避免触发空闲状态的模块。
10.如权利要求
9所述的装置，其中，所述用于产生合并的空闲信道评估指示的模块包括 用于判断是否所述第一和第二 空闲信道评估指示中至少一个指示了在所述无线通信信道上的活动的模块。
11.如权利要求
10所述的装置，还包括 用于如果在一特定时间长度内所述第一和第二空闲信道评估指示都指示了在所述无线通信信道上没有活动，则触发所述空闲状态的模块。
12.如权利要求
9所述的装置，还包括 用于对所述合并的空闲信道评估指示进行过滤，以去掉比选定的时间段长的假信号脉冲的模块。
专利摘要
设备和系统以及方法和产品，可以用于进入到无线设备的空闲状态并达到选定的时间长度，所述时间长度响应于合并的空闲信道评估指示。
文档编号H04W24/00GKCN101841832 B发布类型授权 专利申请号CN 201010161606
公开日2012年8月15日 申请日期2005年12月20日
发明者M·塔纳克 申请人:英特尔公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan专利引用 (3),