專利名稱：用于無線設(shè)備中的功率節(jié)省的系統(tǒng)和方法
用于無線設(shè)備中的功率節(jié)省的系統(tǒng)和方法
背景信息
常規(guī)移動(dòng)單元("MU")在上電時(shí)經(jīng)由接入點(diǎn)("AP")建立對(duì)無線網(wǎng) 絡(luò)的連接并維持該連接直到其有意地被終止(例如，MU被斷電)或無意地被 終止(例如，連接不可用——在網(wǎng)絡(luò)范圍之外)。在連接到該網(wǎng)絡(luò)時(shí)，MU不 斷地監(jiān)視并重新評(píng)估與AP的連接。例如，MU可掃描其它網(wǎng)絡(luò)、尋找要關(guān)聯(lián) (即，漫游)的新接入點(diǎn)("AP")并執(zhí)行與新AP的認(rèn)證交換。這些功能從 MU所用的電池當(dāng)中消耗了大量的功率。
為了降低功耗，MU利用常規(guī)的功率節(jié)省模式。然而在該模式下，MU不 能發(fā)射或接收無線信號(hào)雖然保持對(duì)該網(wǎng)絡(luò)的連接(即，與AP相關(guān)聯(lián))。因此， MU以每預(yù)定義的時(shí)間間隔(例如，1秒——DTIM間隔)從功率節(jié)省模式切 換到喚醒模式以確定是否有任何要發(fā)送的/緩沖的話務(wù)(例如，檢査DTIM)。 然而，以每個(gè)時(shí)間間隔在兩種模式之間的切換導(dǎo)致MU即使在沒有該MU的話 務(wù)的情況下也退出功率節(jié)省模式。所以，MU低效地?fù)p耗電池但并未進(jìn)行通信。
發(fā)明概要
描述了一種用于無線設(shè)備中的功率節(jié)省的系統(tǒng)和方法。該方法包括由無線 計(jì)算單元以預(yù)定義時(shí)間間隔從第一通信模式切換至第二通信模式。該單元僅在
第二通信模式中時(shí)接收無線信號(hào)，并且第一通信模式是功率節(jié)省模式。該單元 接收無線信號(hào)，并在該信號(hào)包括指示存在話務(wù)數(shù)據(jù)的話務(wù)數(shù)據(jù)指示符時(shí)發(fā)起對(duì) 一無線裝置的無線連接以從該無線裝置獲得話務(wù)數(shù)據(jù)。在該信號(hào)中沒有該指示 符時(shí)，該單元切換到第一通信模式。
附圖簡(jiǎn)述


圖1是根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的示例性實(shí)施例；以及 圖2是根據(jù)本發(fā)明的方法的示例性實(shí)施例。具體描述
本發(fā)明可參照以下描述和附圖來進(jìn)一步理解。本發(fā)明描述了一種用于在無 線設(shè)備中節(jié)省功率的系統(tǒng)和方法。雖然本發(fā)明將參照無線設(shè)備的功率源的節(jié)省 來描述，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解該系統(tǒng)和方法也可用于節(jié)省諸如處理時(shí)間 /功率、所用的存儲(chǔ)器等設(shè)備的其它資源。
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)10的示例性實(shí)施例。系統(tǒng)io可包括耦合至
通信網(wǎng)絡(luò)20的網(wǎng)絡(luò)管理裝置(例如，交換機(jī)15)和接入點(diǎn)/端口 ( "ap") 25、 26和27。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解網(wǎng)絡(luò)管理裝置可以是管理到與其耦合 的一個(gè)或多個(gè)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)話務(wù)流的任何設(shè)備(例如，集線器、路由器等)。交 換機(jī)15可以耦合到服務(wù)器(未示出)以存儲(chǔ)和處理數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)20可以是包括 互連的網(wǎng)絡(luò)、工作站、服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫等的lan。該互連可以通過專用連接 (例如，私用lan)和/或經(jīng)由公共網(wǎng)絡(luò)(例如，因特網(wǎng))。
ap25可以是將數(shù)據(jù)分組從有線通信協(xié)議(例如，tcp/ip)轉(zhuǎn)換成無線通 信協(xié)議(例如，IEEE 802.11、 802.16等)或反之的任何設(shè)備。例如，數(shù)據(jù)分組 可以經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)20和交換機(jī)15被路由至ap 25。當(dāng)ap 25接收到該數(shù)據(jù)分組時(shí)， 該數(shù)據(jù)分組可被轉(zhuǎn)換以便在射頻("rf")信道上傳輸。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將 理解ap 25在通過rf信道接收到要送往交換機(jī)15和/或網(wǎng)絡(luò)20的數(shù)據(jù)分組時(shí) 可執(zhí)行類似過程。此外，ap 25可以直接連接到網(wǎng)絡(luò)20或服務(wù)器而無需作為中 間設(shè)備的交換機(jī)15。
系統(tǒng)10還包括能夠與ap 25-27進(jìn)行無線通信的無線計(jì)算單元(例如，移 動(dòng)單元("mu" ) 30)和/或無線通信網(wǎng)絡(luò)(例如，wlan35)中的其它mu。 系統(tǒng)10可包括任意數(shù)目和/或類型的ap和mu。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解mu 30可以是用于進(jìn)行無線通信的任何設(shè)備，包括但并不限于基于圖像或激光的條 形碼掃描器、rfid讀取器或標(biāo)簽、蜂窩電話、pda、網(wǎng)絡(luò)接口卡、膝上型設(shè) 備、手持計(jì)算機(jī)等。
根據(jù)本發(fā)明，mu30利用功率節(jié)省模式和喚醒模式，但直到其檢測(cè)到存在 要發(fā)送的/緩沖的話務(wù)時(shí)才發(fā)起對(duì)wlan35的連接。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解， 該話務(wù)可以是一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)、VoIP和/或管理分組。例如，該話務(wù)可以是來自網(wǎng)絡(luò)20或WLAN35內(nèi)要送往MU 30的VoIP呼叫。 一旦上電或在功率節(jié)省 模式中，MU30可以每預(yù)定義的時(shí)間間隔(例如，約3-5秒)切換到喚醒模式。 在喚醒模式下，MU30監(jiān)聽其RF范圍內(nèi)的無線信號(hào)以確定是否有其話務(wù)。
在一個(gè)實(shí)施例中，MU 30針對(duì)RF信道的預(yù)定部分監(jiān)聽包含指示存在要送 往該MU 30的話務(wù)的話務(wù)數(shù)據(jù)的預(yù)定信號(hào)。該話務(wù)數(shù)據(jù)可以是例如MU 30的 標(biāo)識(shí)符(例如，MAC地址)。在另一實(shí)施例中，該標(biāo)識(shí)符可以被插入在WLAN 35中AP所發(fā)送的信標(biāo)中的字段中(例如，用TLV編碼來創(chuàng)建)。在又一實(shí) 施例中，該標(biāo)識(shí)符可被包括于在WLAN35上定期發(fā)送的廣播分組中。在這些 實(shí)施例的任何一個(gè)中，該標(biāo)識(shí)符的包括可由服務(wù)器和/或交換機(jī)15來控制。例 如，服務(wù)器可緩沖要送往MU的數(shù)據(jù)并通知AP發(fā)送廣播分組。本發(fā)明將參照 標(biāo)識(shí)符被包括在信標(biāo)中的字段中來描述，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解可利用上 述實(shí)施例的任意一個(gè)。
當(dāng)有要送往MU 30的話務(wù)時(shí)，AP 25-27中的一個(gè)或多個(gè)可將MU 30的標(biāo) 識(shí)符包括在從其發(fā)送的信標(biāo)中(或包括在廣播分組中)。即，在一個(gè)實(shí)施例中， 僅MU 30所關(guān)聯(lián)的最后一個(gè)AP在其信標(biāo)中包括該標(biāo)識(shí)符。在另一實(shí)施例中， MU30的位置可被確定，并且在該位置的預(yù)定范圍內(nèi)的所有AP都可在它們的 信標(biāo)中包括該標(biāo)識(shí)符。在又一實(shí)施例中，WLAN35中的每個(gè)AP都可在其信標(biāo) 中包括該標(biāo)識(shí)符。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解， 一旦有要送往該MU的話務(wù)，該 標(biāo)識(shí)符就可被包括在預(yù)定數(shù)目(例如，兩個(gè)或多個(gè))的后續(xù)信標(biāo)中。這將防止 MU 30錯(cuò)過具有該標(biāo)識(shí)符的信標(biāo)并因此錯(cuò)過該話務(wù)。
當(dāng)MU 30切換到喚醒模式時(shí)，確定它所偵聽到的任何信標(biāo)中是否存在該 標(biāo)識(shí)符。MU30在一預(yù)定義持續(xù)時(shí)間(例如，約200-300毫秒)內(nèi)保持在喚醒 模式以嘗試檢測(cè)該標(biāo)識(shí)符。
當(dāng)檢測(cè)到該標(biāo)識(shí)符時(shí)，MU 30通過例如執(zhí)行常規(guī)漫游來發(fā)起與WLAN 35 的連接。即，MU 30可掃描在其RF范圍內(nèi)的各AP、選擇一 AP、發(fā)起與該 AP的關(guān)聯(lián)和認(rèn)證并建立對(duì)WLAN 35的連接。當(dāng)連接上時(shí)，MU30請(qǐng)求并接 收來自服務(wù)器的該話務(wù)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，該服務(wù)器可與交換機(jī)和/ 或AP相結(jié)合。在接收到該話務(wù)之后，MU30可放棄該連接并恢復(fù)到喚醒模式 或功率節(jié)省模式。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的方法200的示例性實(shí)施例。在步驟205， MU30 通過例如上電和/或從充電設(shè)備中移除而切換到喚醒模式。雖然方法200可在 MU 30被上電時(shí)發(fā)起，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解方法200也可在上電之后實(shí) 現(xiàn)。例如，MU30可以處于功率節(jié)省模式并且以預(yù)定義的時(shí)間間隔切換到喚醒 模式。在任一方式中，此時(shí)MU30可以被供電但與WLAN35斷開(例如，未 與任何AP相關(guān)聯(lián))。
在步驟210， MU30分析其RF范圍中的信號(hào)(例如，信標(biāo))以確定其中 是否包括有該標(biāo)識(shí)符。MU 30可利用其收發(fā)機(jī)以接收和解調(diào)其RF范圍內(nèi)的信 標(biāo)。對(duì)于接收到的每個(gè)信標(biāo)，MU30可確定各字段中的任意一個(gè)是否包括有該 標(biāo)識(shí)符。在一替換性實(shí)施例中，該標(biāo)識(shí)符可以是在先前通信會(huì)話期間由AP或 服務(wù)器指派給MU 30的唯一值。該先前通信會(huì)話也可包括例如加密密鑰等安 全性數(shù)據(jù)的交換。
在步驟215， MU 30確定是否檢測(cè)到該標(biāo)識(shí)符。例如，當(dāng)MU30在信標(biāo) 之一中標(biāo)識(shí)出其MAC地址時(shí)，其確定已檢測(cè)到該標(biāo)識(shí)符。如本領(lǐng)域的技術(shù)人 員將理解的，MU30可接收多個(gè)信標(biāo)且每一個(gè)都可包括該標(biāo)識(shí)符。B卩，交換機(jī) 15和/或服務(wù)器可指令A(yù)P 25-27在其信標(biāo)中包括該標(biāo)識(shí)符以使得無論MU 30 位于何處，它都能被通知到有其話務(wù)。然而， 一旦MU 30檢測(cè)到該標(biāo)識(shí)符， 它可以不再接收其它信標(biāo)。
在步驟220，由于沒有檢測(cè)到該標(biāo)識(shí)符，MU30切換到功率節(jié)省模式。艮P， MU30可保持在喚醒模式一預(yù)定持續(xù)時(shí)間。當(dāng)該持續(xù)時(shí)間到期并且還未檢測(cè)到 該標(biāo)識(shí)符時(shí)，MU30可恢復(fù)到功率節(jié)省模式。當(dāng)處于功率節(jié)省模式時(shí)，MU30 可不嘗試建立對(duì)AP 25的連接和/或執(zhí)行從WLAN35斷開的常規(guī)MU原本將執(zhí) 行的任何聯(lián)網(wǎng)功能(例如，信號(hào)強(qiáng)度讀取、認(rèn)證)。MU30在切換到喚醒模式 并重新分析無線信號(hào)以檢測(cè)該標(biāo)識(shí)符之前在功率節(jié)省模式中保持預(yù)定時(shí)間間 隔(如步驟225所示)。
在步驟230， MU30已檢測(cè)到該標(biāo)識(shí)符并建立與WLAN35的連接。該連 接可以用常規(guī)方式建立。BP, MU 30可以掃描來自其RF范圍內(nèi)的各AP的信 號(hào)并確定每個(gè)相應(yīng)信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度。基于該信號(hào)強(qiáng)度(或一些其它狀況，即負(fù) 荷)，MU30可執(zhí)行與AP (例如，AP25)的關(guān)聯(lián)和認(rèn)證握手。MU 30隨后通過與AP 25的連接接收該話務(wù)，如步驟235所示。
本發(fā)明提供了針對(duì)節(jié)省無線計(jì)算單元(例如，MU)所用的功率的某些優(yōu) 點(diǎn)。例如，通過以預(yù)定義間隔切換到喚醒模式，MU30花費(fèi)在喚醒模式的時(shí)間 被縮短，這降低了 MU 30的功耗。通過允許MU 30在與WLAN 35斷開時(shí)向 其通知有其話務(wù)而進(jìn)一步降低功耗。因此，MU 30無需在MU 30被上電的整 個(gè)時(shí)間內(nèi)對(duì)其收發(fā)機(jī)供電。例如，用戶可使用MU 30掃描條形碼并本地地存 儲(chǔ)該掃描數(shù)據(jù)。然后，當(dāng)MU30要接收或進(jìn)行VoIP呼叫時(shí)，它將為此對(duì)其收 發(fā)機(jī)供電。在該呼叫之后，掃描數(shù)據(jù)可在WLAN35上被發(fā)送。
功率的降低可延長(zhǎng)常規(guī)電池壽命和/或允許制造商制造更小的電池。更小
的電池將減小MU 30的大小和重量，對(duì)于移動(dòng)計(jì)算設(shè)備而言這是非常重要的 特性。
對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員將顯而易見的是，可在本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和方法中作出 各種修改和變形而不會(huì)背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)和范圍。因此，本發(fā)明旨在涵蓋 本發(fā)明的所有修改和變形，只要它們落在所附權(quán)利要求及其等效方案的范圍之 內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種方法，包括由無線計(jì)算單元以一預(yù)定義時(shí)間間隔從第一通信模式切換至第二通信模式，其中所述單元僅在所述第二通信模式中時(shí)才接收無線信號(hào)，所述第一通信模式是功率節(jié)省模式；由所述單元接收無線信號(hào)；當(dāng)所述信號(hào)包括話務(wù)數(shù)據(jù)指示符時(shí)發(fā)起對(duì)無線裝置的無線連接以從所述無線裝置獲得話務(wù)數(shù)據(jù)，所述指示符是指示存在所述話務(wù)數(shù)據(jù)；以及當(dāng)所述信號(hào)中沒有所述指示符時(shí)將所述單元切換至所述第一通信模式。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述無線裝置包括服務(wù)器、 交換機(jī)、接入點(diǎn)、和接入端口中至少之一。
3. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述無線計(jì)算單元包括基于 圖像的掃描器、基于激光的掃描器、RFID讀取器、PDA、蜂窩電話、和網(wǎng)絡(luò) 接口卡中的至少之一。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述話務(wù)數(shù)據(jù)包括定址到所 述單元的數(shù)據(jù)分組、VoIP分組、和管理分組中的至少之一。
5. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述預(yù)定義時(shí)間間隔約為3 到5秒。
6. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收步驟包括以下子步驟篩査射頻信道的預(yù)定部分上的無線信號(hào)以尋找包括所述指示符的所述信號(hào)。
7. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，還包括 從所述無線裝置下載所述話務(wù)數(shù)據(jù)。
8. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述無線信號(hào)是信標(biāo)和廣播 分組之一。
9. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，還包括在第一切換步驟之前 終止對(duì)所述無線裝置的無線連接。
10. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述指示符包括所述單元的MAC地址和由所述無線裝置指派給所述單元的唯一性標(biāo)識(shí)符中的至少之一。
11. 一種系統(tǒng)，包括無線計(jì)算單元，其具有第一和第二通信模式，所述第一通信模式是功率節(jié) 省模式，所述單元僅在所述第二通信模式中時(shí)才接收無線信號(hào)，所述單元以一 預(yù)定義時(shí)間間隔切換至所述第二模式；以及網(wǎng)絡(luò)管理裝置，其僅在存在給所述單元的話務(wù)數(shù)據(jù)時(shí)才發(fā)送帶有話務(wù)數(shù)據(jù) 指示符的無線信號(hào)；其中當(dāng)所述單元接收到包括所述指示符的所述信號(hào)時(shí)，所述單元發(fā)起對(duì)所 述裝置的無線連接以獲取所述話務(wù)數(shù)據(jù)，以及其中當(dāng)所述信號(hào)中沒有所述指示符時(shí)，所述單元切換至所述第一模式。
12. 如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述裝置包括服務(wù)器、交 換機(jī)、接入點(diǎn)、和接入端口中至少之一。
13. 如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述單元包括基于圖像的 掃描器、基于激光的掃描器、RFID讀取器、PDA、蜂窩電話、和網(wǎng)絡(luò)接口卡 中的至少之一。
14. 如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述話務(wù)數(shù)據(jù)包括數(shù)據(jù)分 組、VoIP分組、和管理分組中的至少之一。
15. 如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)定義時(shí)間間隔約為 3到5秒。
16. 如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述單元篩査射頻信道的 預(yù)定部分上的無線信號(hào)以尋找包括所述指示符的所述信號(hào)。
17. 如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述單元從所述無線裝置 下載所述話務(wù)數(shù)據(jù)。
18. 如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述無線信號(hào)是信標(biāo)和廣 播分組之一。
19. 如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述指示符包括所述單元 的MAC地址和由所述無線裝置指派給所述單元的唯一性標(biāo)識(shí)符中的至少之
20. —種裝置，包括處理器，其以一預(yù)定義時(shí)間間隔從第一通信模式切換至第二通信模式；以及通信裝置，其僅在所述第二通信模式中時(shí)才接收無線信號(hào)， 其中所述處理器在所述信號(hào)包括話務(wù)數(shù)據(jù)指示符時(shí)發(fā)起對(duì)無線裝置的無線連接以從所述無線裝置獲得話務(wù)數(shù)據(jù)，所述指示符是指示存在所述話務(wù)數(shù)據(jù)。
21. 如權(quán)利要求20所述的裝置，其特征在于，所述處理器利用所述連接 來從所述裝置下載所述話務(wù)數(shù)據(jù)。
22. 如權(quán)利要求20所述的裝置，其特征在于，在所述信號(hào)中沒有所述指 示符時(shí)所述處理器切換到所述第一模式。
全文摘要
描述了一種用于無線設(shè)備中的功率節(jié)省的系統(tǒng)和方法。該方法包括由無線計(jì)算單元以預(yù)定義時(shí)間間隔從第一通信模式切換至第二通信模式。該單元僅在第二通信模式中時(shí)接收無線信號(hào)，并且第一通信模式是功率節(jié)省模式。該單元接收無線信號(hào)，并在該信號(hào)包括指示存在話務(wù)數(shù)據(jù)的話務(wù)數(shù)據(jù)指示符時(shí)發(fā)起對(duì)一無線裝置的無線連接以從該無線裝置獲得話務(wù)數(shù)據(jù)。在該信號(hào)中沒有該指示符時(shí)，該單元切換到第一通信模式。
文檔編號(hào)H04W52/02GK101305625SQ200680042157
公開日2008年11月12日 申請(qǐng)日期2006年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月7日
發(fā)明者P·巴塔, R·比奇 申請(qǐng)人:訊寶科技公司