CN102017732A - 用于无线通信设备的节电机制 - Google Patents

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Abstract

披露了一种方法、装置和计算机程序产品实施例，以针对基础设施BSS中的直接数据传输在移动无线设备间实现节电工作模式。一个实例实施例在由发送移动无线设备发送的消息内插入下一活动直接数据传输周期将何时开始的指定时间，以便所述设备可在直接数据传输链路中保持处于节电模式直到该时间。然后，当所述下一活动直接数据传输周期即将开始时，接收设备发送基于所述指定时间的触发信号，所述触发信号指示所述下一周期即将开始。这向所述发送设备确认所述接收设备已被唤醒，以便所述发送设备可开始经由所述直接数据传输链路将数据发送到所述接收设备。

Description

用于无线通信设备的节电机制
本国际申请基于2008年5月9日申请的标题为“Power Save Mechanism for Wireless Communication Devices(用于无线通信设备的节电机制)”的美国申请第12/118,207号并要求其优先权，该申请的全部内容在此引入作为参考。
技术领域
本发明的领域涉及无线通信，更具体地说，涉及无线通信设备中的节电。
背景技术
现代社会已迅速采用并变得依赖于手持设备进行无线通信。例如，由于通信质量和设备功能的技术改进，蜂窝电话在全球市场中持续增长。这些无线通信设备对于个人和公司使用已变得很普通，它们允许用户从众多的地理位置发送和接收语音、文本以及图形数据。这些设备使用的通信网络跨越不同的频率并覆盖不同的传输距离，每个网络都具有各种应用所需的能力。
蜂窝网络促进了广大地理区域上的无线通信。这些网络技术通常按代来划分，从70年代后期到80年代初期的提供基线语音通信的第一代(1G)模拟蜂窝电话到现代的数字蜂窝电话。全球移动通信系统(GSM)是广泛采用的2G数字蜂窝网络的一个实例，其在欧洲以900MHz/1.8GHz的波段通信，而在美国以850MHz/1.9GHz的波段通信。此网络提供语音通信并且还支持经由短消息传送服务(SMS)的文本数据传输。SMS允许无线通信设备(WCD)发送和接收高达160个字符的文本消息，同时以9.6Kbps的速率向分组网络、集成业务数字网络(ISDN)、普通老式电话业务(POTS)用户提供数据传递。某些设备中已经可使用多媒体消息传送业务(MMS)，后者是一种增强的消息传送系统，其除了简单文本以外，还允许传输声音、图形和视频文件。不久，诸如用于手持设备的数字视频广播(DVB-H)之类的新兴技术将通过到WCD的直接传输来提供流数字视频和其他类似内容。虽然诸如GSM的远距离通信网络是一种广为接受的发送和接收数据的手段，但是由于成本、业务以及立法问题，这些网络可能不适合于所有数据应用。
短距离无线网络提供了避免大型蜂窝网络中出现的某些问题的通信解决方案。蓝牙TM是迅速获得市场认可的短距离无线技术的一个实例。1Mbps的蓝牙TM无线电可以在10米的范围内以720Kbps的速率发送和接收数据，并且借助额外的功率增强，可以最多传输100米。同样可用的增强数据速率(EDR)技术对于2Mbps连接可以实现最大1448Kbps的不对称数据速率，并且对于3Mbps连接可以实现最大2178Kbps的不对称数据速率。除了蓝牙TM以外，其他流行的短距离无线网络例如包括IEEE802.11无线LAN、无线通用串行总线(WUSB)、超宽带(UWB)、ZigBee(IEEE 802.15.4和IEEE 802.15.4a)，其中这些示意性无线介质中的每一个都具有使得它们适合于各种应用的特性和优点。
IEEE 802.11无线LAN标准描述了两个主要组件，即称为站(STA)的移动无线设备和固定接入点(AP)无线设备。AP可以执行从STA到有线网络的无线-有线桥接。基本网络是基本业务集(BSS)，其是一组彼此通信的无线设备。基础设施BSS是将AP作为基本节点的网络。
遗留IEEE 802.11无线LAN网络内的接入点(AP)必须中继基础设施BSS内的移动无线设备(STA)之间的所有通信。如果基础设施BSS内的STA希望将数据帧传送到第二STA，则传送必须采取两跳。首先，源STA将帧传输到AP。其次，AP将该帧传输到第二STA。
基础设施BSS内的接入点(AP)帮助这些移动无线设备(STA)以尝试节电。遗留IEEE 802.11e无线LAN标准提供了对手持和以电池工作的SAT中的低功率运行的支持，其称为自动节电传送(APSD)。具有APSD能力且当前处于节电模式的STA将在从AP接收到预定信标时被唤醒以便侦听业务指示图(TIM)。如果通过TIM发信号通知了存在等待被发送到STA的缓冲的业务，则STA将保持唤醒，直到AP已发送所有数据。SAT无需向AP发送轮询信号以取回数据，这正是首字母缩写词APSD中具有用语“自动”的原因。
APSD特性的两种变型是非调度自动节电传送(U-APSD)和调度自动节电传送(S-APSD)。在U-APSD中，接入点(AP)始终处于唤醒，并且因此处于节电模式的移动无线设备(STA)可以在其被唤醒时向AP发送触发帧，以便取回任何在AP处排队的数据以及还将任何排队的数据从STA发送到AP。在S-APSD中，AP向STA分配时刻表并且STA在所分配的时刻唤醒以便从AP取回任何为STA排队的数据。AP可以为基础设施BSS网络内的同一或不同STA维护多个时刻表。由于AP从不处于休眠模式，所以AP将为基础设施BSS网络内的不同STA维护不同的调度传输周期，以便确保STA获得最大功率节省。
下一代IEEE 802.11WLAN标准当前被开发为IEEE 802.11TGz标准，其包括带有信道切换的隧道直接链路建立(TDLS)特性。此特性使得基础设施BSS内的两个移动无线设备(STA)能够在直接数据传输链路上直接交换数据帧，从而无需基础设施BSS内的接入点(AP)来中继帧。但是，当前开发下的IEEE 802.11TGz标准并未提供使多个STA进入节电休眠模式的手段，因为不再提供AP来缓冲STA间的直接数据传输链路中的帧。
发明内容
披露了一种方法、装置和计算机程序产品实施例，以针对基础设施BSS中的直接数据传输在移动无线设备间实现节电工作模式。
一个实例实施例针对直接数据传输实现移动无线设备之间的节电工作模式。在发送移动无线设备进入节电模式之前，所述发送移动无线设备在其发送到接收移动无线设备的消息中插入指定时间字段，以指示下一活动直接数据传输周期将在何时开始，以便在该下一活动直接数据传输周期之前，所述设备可在直接数据传输链路中保持处于节电模式。时间字段的值被设为下一“唤醒时间”。所述消息例如可以是所述发送移动无线设备在最后帧中发送的最后消息，例如，其中所述帧的服务周期结束(EOSP)位设为1而不是0。可以在所述直接数据传输链路上将所述消息发送到所述接收移动无线设备或者可替代地，所述消息可以通过接入点无线设备或任何其他无线设备被发送到所述接收移动无线设备。所述消息中的指定时间向接收设备指示例如两个设备何时可以开始下一活动直接数据传输周期、服务周期或会话，以便在所述直接数据传输链路上的两个设备间传输数据或完成操作。所述消息可以使得发送和接收设备两者都在所述直接数据传输链路中开始节电模式并且保持处于节电模式直到所指定的时间，在所述指定时间时，所述发送设备可以开始经由所述直接数据传输链路向所述接收设备发送数据。
然后，当下一活动直接数据传输周期即将开始时，所述接收设备基于指定的时间指示来发送触发信号，所述触发信号指示所述下一周期即将开始，以便所述发送设备可以开始经由所述直接数据传输链路将数据发送到所述接收设备。可以在所述直接数据传输链路上将所述触发信号发送到所述发送移动无线设备或者可替代地，所述消息可以通过接入点无线设备或任何其他无线设备被发送到所述发送移动无线设备。
所述移动无线设备之间的信令使得所述设备能够针对直接数据传输通信链路进入节电模式并从节电模式返回。所述实施例使得两个移动无线设备在需要针对下一活动直接数据传输周期、服务周期或会话的开始而可用于直接数据传输时，这两个移动无线设备能够共享公共的时间间隔视图。所述移动无线设备都不需要像遗留802.11接入点(AP)中那样在所有时间都可用。实际上，所述移动无线设备可以直接向彼此发信号通知它们的可用性。此后，两个移动无线设备处理下一活动直接数据传输周期、服务周期或会话并将其完成。
一个实例实施例使得基础设施BSS中的移动无线设备能够管理带有该BSS中的两个或更多其它移动无线设备的两个或更多直接数据传输链路，并且针对每个直接数据传输链路协调进入节电模式和从节电模式返回。如果所述移动无线设备之一具有要发送到每个其他移动无线设备的数据，则所述发送设备可以向每个接收设备指明下一活动直接数据传输周期、服务周期或会话将何时开始的基本相同的开始时间，以减少开/关转变的数量以便最小化功耗。如果第一移动无线设备具有要在第一直接数据传输链路上发送到第二移动无线设备的数据，并接收其将在第二直接数据传输链路上从基础设施BSS中的第三移动无线设备接收数据的开始时间的指示，所述第一移动无线设备可向所述第二移动无线设备指明在所述第一直接数据传输链路上将何时开始下一活动直接数据传输周期、服务周期或会话的基本相同的开始时间，以减少开/关转变的数量以便最小化功耗。
在一个实例实施例中，当在直接数据传输链路中执行服务的移动无线设备(STA)进入节电模式时，所述移动无线设备处于轻度休眠状态。所述服务例如可以是在所述直接数据传输链路上的两个设备之间传输数据或完成操作所需的会话。当所述服务结束时，所述移动无线设备可以进入深度休眠状态。深度休眠指示所述直接链路不活动，但是所述第一和第二设备间的所述链路的证书仍然有效并且因此可用于下一服务。因此，对于所述第一和第二设备(STA)间的下一服务，无需建立链路并且只需激活所述直接数据传输链路。激活过程通过接入点(AP)使用同一基础设施BSS中的两个移动无线设备之间的U-APSD分组传送机制。例如，如果第二设备希望开始与第一设备的新服务，其将封装在数据帧内的业务指示图(TIM)发送给所述第一设备。第一步是所述第二设备使用U-APSD机制并将封装的数据发送给接入点(AP)。所述接入点(AP)然后执行到所述第一设备的正常分组传送，所以AP在信标帧中指示存在用于所述第一设备的分组。因此，所述第一设备将轮询帧发送到AP以取回封装的数据，此后，所述第一设备在所述直接数据传输链路上将触发帧发送到所述第二设备以接收在所述第二设备中为其缓冲的数据分组。所述第二设备在所述直接数据传输链路上将所述数据分组发送到所述第一设备。
在一个实例实施例中，所述发送移动无线设备可以根据至少一个实施例通过接入点(AP)或任何其他无线站在公共节点路径上将启动节电模式的消息发送到所述接收移动无线设备。
在一个实例实施例中，当所述下一活动直接数据传输周期、服务周期或会话即将开始时，接收STA可以在公共节点路径上将触发指示发送到接入点(AP)或任何其他无线站，以便在到所述接收STA的公共节点路径上将所述触发指示中继到所述发送STA。
附图说明
图1A是基础设施BSS网络的实例网络图，其中具有三个移动无线设备(STA)和一个接入点(AP)，接入点(AP)执行从STA到有线基础设施网络的无线-有线桥接；
图1B是在直接数据传输链路上的STA之间启动节电模式操作的实例；
图1C是图1A的基础设施BSS网络的实例实施例网络图，示出了直接数据传输链路上处于节电模式的发送STA和接收STA；
图1D是根据至少一个实施例的在下一活动直接数据传输周期、服务周期或会话即将开始时的实例，示出了接收STA在直接数据传输链路上将触发指示发送到发送STA；
图1E是根据至少一个实施例的在下一活动直接数据传输周期、服务周期或会话已开始后的实例，示出了发送STA已经恢复在直接数据传输链路上将缓冲的数据发送到接收STA；
图1F是根据至少一个实施例的通过接入点(AP)在公共节点路径上的STA之间启动节电模式操作的替代实例；
图2A示例性示出了根据至少一个实施例的发送STA用于确定下一发送的开始时间的条件的第一实例；
图2B示例性示出了根据至少一个实施例的发送STA用于确定下一发送的开始时间的条件的第二实例；
图3是根据至少一个实施例的单向数据传输的实例信令图；
图4是根据至少一个实施例的双向传输的实例信令图；
图5示例性示出了根据至少一个实施例的轻度休眠、深度休眠以及链路激活的实例；
图6示例性示出了移动无线设备(STA)的一个实例实施例的外部视图和功能框图；
图7是根据至少一个实施例的基础设施BSS网络70的实例网络图，其中移动无线设备(STA)100A在第一直接数据传输链路110上与第二移动无线设备(STA)100B通信，并且在第二直接数据传输链路110’上与第三移动无线设备(STA)100C通信，三个移动无线设备(STA)100A、100B以及100C与接入点(AP)关联，接入点(AP)执行从STA 100A、100B以及100C到有线基础设施网络60的无线-有线桥接；
图8A是根据至少一个实施例的图1A的基础设施BSS网络的实例实施例网络图，示出了直接数据传输链路110上处于节电模式的发送STA100A和接收STA 100B；
图8B是根据至少一个实施例的图8A的基础设施BSS网络的实例，示出了在下一活动直接数据传输周期、服务周期或会话即将开始时，接收STA 100B在公共节点路径115上将帧130BD中的触发指示发送到接入点(AP)50，以便在公共节点路径115上将帧130DA中的触发指示中继到发送STA 100A；以及
图8C是根据至少一个实施例的图8B的基础设施BSS网络的实例，示出了在下一活动直接数据传输周期、服务周期或会话开始后，发送STA100A已经恢复在直接数据传输链路110上将帧120AB中的缓冲数据发送到接收STA 100B。
具体实施方式
图1A是示意性基础设施BSS网络70的实例实施例网络图，其中具有三个移动无线设备(STA)100A、100B以及100C和一个接入点(AP)50，接入点(AP)50执行从STA 100A、100B以及100C到有线基础设施网络60的无线-有线桥接。STA 100A、100B以及100C可以工作在IEEE802.11TGz无线局域网标准下，其包括直接链路建立(DLS)特性。DLS使得基础设施BSS 70中的STA 100A、100B以及100C能够在直接数据传输链路上直接交换数据帧，而无需基础设施BSS中的接入点(AP)50来中继帧。例如，图1A示出了STA 100A和100B根据IEEE 802.11TGz无线局域网标准在直接数据传输链路110上直接交换数据帧120AB和120BA。根据至少一个实施例，接入点(AP)50可以例如工作在遗留无线局域网标准下，如IEEE 802.11e无线局域网标准。例如，图1A示出了STA100C和AP 50根据IEEE 802.11e无线局域网标准交换数据帧130DC和130CD。接入点(AP)50除了执行从移动无线设备(STA)100A和100B到有线基础设施网络60的无线-有线桥接以外，接入点(AP)50还可以在基础设施BSS网络70中的移动无线设备(STA)100A、100B以及100C之间中继通信。
图1B示例性示出了根据至少一个实施例的在直接数据传输链路110上的STA 100A和100B之间启动节电工作模式的实例实施例。此实例实施例可应用于方法、装置和计算机程序产品。在发送移动无线设备STA 100A进入节电模式之前，所述发送移动无线设备STA 100A在其发送到接收移动无线设备STA 100B的帧120AB内的消息中，插入指定时间字段126以指示下一活动(active)直接数据传输周期将何时开始，以便在该下一活动直接数据传输周期开始之前，设备STA 100A和STA 100B可在所述直接数据传输链路110中保持处于节电模式。时间字段126的值被设为下一“唤醒时间”。所述消息例如可以是发送移动无线设备在最后帧中发送的最后消息，例如，在最后帧中，帧的服务周期结束(EOSP)位被设为1而不是0。
图1B示出了发送STA 100A可以在例如直接数据传输链路110上在活动直接数据传输周期、服务周期或会话的最后消息帧内发送的消息帧120AB，其在字段125内指示其将开始节电模式或休眠模式。所述活动直接数据传输周期、服务周期或会话可以例如是在直接数据传输链路上的两个设备间传输数据或完成操作所需的会话的持续时间。图1B的实例实施例示出发送STA 100A希望将数据102发送到接收STA 100B。图1B示出根据一个实施例，发送STA 100A在最后消息帧120AB内插入下一活动直接数据传输周期、服务周期或会话将何时开始的指定时间126以及所期望的数据速率127，它们使得接收STA 100B能够决定是否希望针对与发送STA 100A相同的时间协调其节电模式的开始，并且协调保持处于节电模式直到指定时间126开始(此时STA 100A和100B都应被唤醒)。这样，STA 100A和STA 100B可协调在所述直接数据传输链路上进入节电模式和从节电模式返回。STA 100A和STA 100B将相对于直接数据传输链路110而言处于休眠模式，但是很可能与它们关联的接入点(AP)50将并不知道它们相对于直接数据传输链路110而言处于休眠模式，因为STA 100A和STA 100B可以相对于基础设施BSS网络70而言保持活动，同时相对于直接数据传输链路110而言处于休眠模式。图1B示出了作为MAC帧的最后消息帧120AB的一个实例，其包括报头部分以及地址和数据部分。实例报头部分可以包括：字段121，其指示帧为数据帧；以及字段122，其指示帧为隧道直接链路建立(TDLS)分组。实例地址123和124指示发送STA 100A和接收STA 100B。实例字段125、126和127分别指示下一功率模式，下一活动直接数据传输周期、服务周期或会话将何时开始的指定时间，以及所期望的数据速率。应指出的是，图1B只是一个实例并且可以使用其他帧格式而不偏离本发明的范围。此外，应指出的是，本申请并非旨在仅限于其中最后消息帧包括与直接数据传输链路110的节电模式有关的指示的实施例。
在指定下一发送时间以便指示下一活动直接数据传输周期将何时开始中，可以以时间单位(TU)为单位发信号通知时间字段126中的值，所述时间单位(TU)用于指示等于1024微妙的时间单位。相对于来自接入点(AP)50的最后信标中发送的计时同步功能(TSF)来指定时间字段126中的值。在独立基本服务集(IBSS)或自组网络中，根据最后信标中的TSF指定时间字段126。在多波段工作的情况下(其中STA 100A和100B在一个波段中与接入点(AP)50关联，但是使用另一波段在直接数据传输链路110上进行它们的通信)，则使用它们与AP共享的公共波段中的接入点(AP)50的TSF。
在另一实例实施例中，发送STA 100A和接收STA 100B可以就以下达成握手协定：a)直接数据传输链路110或b)通过AP的公共路径115上关于公共“唤醒时间”。发送STA 100A可以向接收STA 100B建议时刻表，并且接收STA 100B可以响应以可替代建议，直到两个站协商就公共“唤醒时间”的协定。
在另一实施例中，在就公共唤醒时间间隔达成一致后，发送STA 100A和接收STA 100B可以仅发送对该时间的更新(如果该时间将改变)。如果唤醒时间与已确定的时间相同，则无需任何信令。因此，可以提供对周期性节电调度的支持。发送STA 100A和接收STA 100B在创建或激活直接数据传输链路110时通过AP在公共节点路径115上或在直接路径上执行的握手协议可以协商第一次“唤醒时间”的开始时刻、节电的持续时间以及唤醒间隔。公共节点路径115是包括接入点50或任何其他无线站的数据传输路径。
在另一实例实施例中，发送STA 100A可以按照以下方式计算下一活动直接数据传输周期、服务周期或会话的开始时间：
1.发送STA 100A可以在管理帧中将业务规范(TSPEC)信息元素发送给接收STA 100B，所述元素可以指示数据传输的期望数据速率和服务周期。
2.发送STA 100A可以进行控制以决定需要在何时唤醒接收STA100B以从发送STA 100A接收数据的时间。因此，在最后发送的数据帧120AB中，发送STA 100A发信号通知接收STA 100B下一数据传输的开始时间。
发送STA 100A基于其选择开始时间的某些约束可以包括：
a)发送STA 100A正在向其发送数据的STA的数量以及它们的业务模式。在基础设施BSS 70中存在一个或多个STA(它们被调度为从发送STA 100A接收数据)并且它们具有以下业务模式的情况下：
#服务周期中存在重叠
#具有相同的服务周期
#STA的服务周期是彼此的倍数，等等
则只要可能(例如在重叠服务周期或服务周期的倍数)，STA 100A和STA 100B可被调度为在相同的时间唤醒。这可用于最少化发送STA100A需要被唤醒以发送数据的次数。
b)如果发送STA 100A还是接收器(以从另一STA 100C而不是接收STA 100B接收数据)并且发送STA 100A已经被调度为在特定时段被唤醒，则发送STA 100A可以将接收STA 100B(其将从发送STA 100A接收数据)调度为在接近发送STA 100A的唤醒时间的时间被唤醒并仍满足服务质量(QoS)要求。
例如，设t1为发送STA 100A(在此称为发送器T)下一次数据接收的最小时间并且t2为下一服务周期的开始时间(但尚未发信号通知)，则根据至少一个实施例，发送STA 100A可以使用以下条件确定下一发送的开始时间：
●如果(t1＜＝t2)，则设t2＝Max(t2，t1+STA 100A的数据接收时间)，(参见图2A)。
●如果(t1＞t2)，则
●如果((t2+数据发送时间)＞t1+STA 100A的数据接收时间)，则
●t2＝t1+STA 100A的数据接收时间(参见图2B)。
此条件确保了直到发送STA 100A的数据接收时间(t1+STA 100A的数据接收时间)到期为止，其都不会忙于向其接收器发送数据。
在另一实施例中，与接收器站具有多个直接链路的发送STA 100A可以对不同接收器重叠相应的服务周期以便提供：
a)到接收器的多播数据传递，或者
b)从接收器站朝向发送器站的受控数据传送，例如，通过使用节电多次轮询(PSPM)机制。
在一些实施例中，直接数据传输链路110中的发送STA 100A和接收STA 100B的节电状态很容易与接入点(AP)50所需的节电状态对准，因为直接数据传输链路110工作的频率信道与基础设施BSS 70相同。在直接数据传输链路110工作的频率信道与基础设施BSS 70不同的其他实施例中，只有当STA 100A和STA 100B都处于AP的节电模式中时才可执行直接数据传输链路110的节电状态的对准。
图1C是图1A的基础设施BSS 70网络的实例实施例网络图，示出了直接数据传输链路110上处于节电模式的发送STA 100A和接收STA100B。STA 100A和100B可相对于直接数据传输链路110而言处于休眠模式，但是很可能它们所关联的接入点(AP)50将并不知道它们相对于直接数据传输链路110而言处于休眠模式。
图1D是根据至少一个实施例的下一活动直接数据传输周期即将开始时的情况的实例示图。在下一活动直接数据传输周期即将开始时，接收设备STA 100B在帧120BA中发送触发信号128，触发信号128基于接收设备STA 100B从发送设备STA 100A接收的帧120AB中指定时间字段126中的指示，该指示指定下一活动直接数据传输周期将何时开始。帧120BA中的触发信号128指示下一周期即将开始，以便发送设备STA 100A可以开始经由直接数据传输链路110向接收设备STA 100B发送数据。可以在直接数据传输链路110上将帧120BA中的触发信号发送到发送移动无线设备STA 100A。可替代地，如图8B所示，可以通过接入点(AP)无线设备50或通过任何其他无线设备将触发帧130BD和130DA中的触发信号发送到发送移动无线设备STA 100A。
图1D示出了接收STA 100B在直接数据传输链路110上将帧120BA中的触发指示128发送到发送STA 100A，向发送STA 100A确认接收STA100B已被唤醒，以便发送STA 100A可以恢复在直接数据传输链路110上将缓冲的数据102发送到接收STA 100B。这样，STA 100A和STA 100B可以协调在直接数据传输链路上从节电模式返回。图1D示出了作为MAC帧的触发帧120BA的一个实例，其包括报头部分以及地址和数据部分。实例报头部分包括：字段121，其指示帧为数据帧；以及字段122，其指示帧为隧道直接链路建立(TDLS)分组。实例地址123’和124’指示STA 100B是发送站并且STA 100A是目的地站。实例字段125’和128’分别指示下一功率模式将是电源接通状态以及触发指示。应指出的是，图1D只是一个实例并且可以使用其他帧格式而不偏离本申请的范围。
在另一实例实施例中，可以存在针对发送STA 100A等待来自接收STA 100B的触发帧120BA指定的超时间隔。例如，此类超时间隔可以是下一目标信标发送时间(TBTT)和/或结束时间(其中结束时间是其后发送站STA 100A不再可用于接收站STA 100B的时间)的函数。超时间隔可被估计为
min(TBTT，结束时间)
在未指示站在超时间隔期间处于唤醒的情况下，它们可切换到两个站的其他公共波段，或将传输切换到包括接入点50或任何其他无线站的公共节点路径115上。
图1E是根据至少一个实施例的在下一活动直接数据传输周期或服务周期已开始后的情况的实例示图，示出了发送STA 100A已恢复在直接数据传输链路110上将缓冲的数据102发送到接收STA 100B。图1E示出了作为MAC帧的数据帧120AB’的一个实例，其包括报头部分以及地址和数据部分。实例报头部分包括：字段121，其指示帧为数据帧；以及字段122，其指示帧为隧道直接链路建立(TDLS)分组。实例地址123”和124”指示STA 100A是发送站并且STA 100B是目的地站。实例字段125’和128分别指示下一功率模式将是电源接通状态以及缓冲的数据102。图1E只是一个实例并且可以使用其他帧格式。
图1F是根据至少一个实施例的通过接入点(AP)50在公共节点路径115上的STA 100A和STA 100B之间启动节电工作模式的可替换实例实施例。此实例实施例可应用于方法、装置和计算机程序产品。在发送移动无线设备STA 100A进入节电模式之前，所述发送移动无线设备STA 100A在其发送到接收移动无线设备STA 100B的帧130AD内的消息中插入指定时间字段，以指示下一活动直接数据传输周期将何时开始，以便在该下一活动直接数据传输周期开始之前，设备STA 100A和STA 100B都可在直接数据传输链路110中保持处于节电模式。时间字段的值被设为下一“唤醒时间”。帧130AD可以例如是发送移动无线设备STA 100A发送的最后消息。所述消息例如可以是发送移动无线设备在最后帧中发送的最后消息，例如，在最后帧中，帧的服务周期结束(EOSP)位被设为1而不是0。可以通过接入点(AP)无线设备50发送帧130AD并在帧130DB中将帧130AD转发到接收移动无线设备STA 100B。所述消息中的指定时间向接收设备STA 100B指示两个设备何时可以开始下一活动直接数据传输周期、服务周期或会话，以便例如在直接数据传输链路110上的两个设备之间传输数据或完成操作。
在一些实施例中，直接数据传输链路110上的发送STA 100A和接收STA 100B之间的信令使得发送STA 100A和接收STA 100B能够针对直接数据传输通信链路100进入节电模式和从节电模式返回。所述实施例使得当需要针对直接数据传输的服务周期开始而使用两个移动无线设备(STA)100A和100B时，它们能够共享公共的时间间隔视图。两个移动无线设备(STA)100A和100B都不需要像遗留802.11接入点(AP)中那样在所有时间都可用。实际上，移动无线设备(STA)100A和100B可以直接向彼此发信号通知它们的可用性。此后，两个移动无线设备(STA)100A和100B处理服务周期并完成服务周期。
在直接数据传输链路110上的发送STA 100A和接收STA 100B之间存在双向数据传输的实施例中，STA可在以下情况之后在服务周期中开始数据传输：
a)两个端点处的STA都发送触发帧120BA(在任一端点处接收到触发帧意味着接收方站删除了其到所接收触发帧的发起者的未决触发帧)，或者
b)是下一预定接收方的STA发送触发帧，或者
c)发送STA知道接收方STA在调度的服务周期期间处于唤醒状态，其意味着进行传输。
在情况a)和b)中，成功发送和接收对触发帧的确认足以向对等STA发信号通知在直接数据传输链路110上的发送STA 100A和接收STA 100B是醒的。成功发送和接收对触发帧的确认还将启动下一活动直接数据传输周期或服务周期的开始。
在另一实施例中，数据传输可以在通过AP 50在公共路径上从接收站接收到触发帧(以直接链路中使用的频率或AP的其他公共频率)之后开始，其中AP的角色可以包括：
a)将分组转发到发送站，或者
b)增强的分组转发，其中AP知道现有的直接通信(例如，为转发的分组使用最高优先级或将转发的分组置于队列的头部)。
图3中示出的实例信令图应用关于与单向传输有关的实施例的上述描述。该图假设STA1在直接数据传输链路上将数据发送到STA2。在发送若干分组后，STA1发送来自其缓冲器的最后分组并且同时将其功率模式(PM)位设为1(指示其将进入节电模式)并且指明接收器何时可以期待下一分组(长度为X毫秒)。基于对该分组的接收，STA2决定其自身可以进入节电模式X毫秒，并因此将ACK帧发送到STA1且PM位设为1。在经过时间X毫秒后，两个站都被唤醒，并且STA2将触发帧发送给STA1以检查是否存在任何为其缓冲的数据帧。在从接收的触发帧而知道STA2已唤醒，并且知道STA2准备好接收分组后，STA1开始传输。当STA1中没有更多缓冲的分组时，所述过程将重复。
图4中示出的实例信令图应用关于与双向业务交换有关的实施例的上述描述。当两个站都清空了其缓冲器时，它们可以基于上述描述而协商下一活动直接数据传输周期或服务周期应何时开始。在图4中，示出了STA1建议X毫秒的下一服务周期(SP)。但是，STA2由于其业务模式而建议为Y毫秒的替代值，其中在此实例中，Y毫秒＜X毫秒。因此，STA1是下一分组的预定接收方，并因此应用规则b)，其在Y毫秒后将触发帧发送到STA2。在STA2接收到触发帧时，两个站都可以开始它们的业务交换。当两个站的缓冲器都耗尽时，所述过程将重复。在一些实施例中，STA2可以将数据缓冲一些间隔，如果延迟不是限制因素的话。
图5中示出的实例信令图示例性示出了轻度休眠和深度休眠。在一个实例实施例中，当在直接数据传输链路中执行服务的移动无线设备STA1进入X毫秒的节电模式时，其处于轻度休眠状态。当服务结束时，移动无线设备STA1可以进入深度休眠Zs。深度休眠指示所述直接链路不活动，但是第一设备STA1和第二设备STA2间的链路的证书仍然有效并且因此可用于下一服务。因此，对于第一和第二设备STA1和STA2间的下一服务，无需建立链路并且只需激活所述直接数据传输链路。激活过程通过接入点(AP)使用同一基础设施BSS中的两个移动无线设备STA1和STA2之间的U-APSD分组传送机制。例如，如果第二设备STA2希望开始与第一设备STA1的新服务，其将封装在数据帧内的业务指示图(TIM)发送给第一设备STA1。第一步是第二设备STA2使用U-APSD机制，并将封装的数据发送给接入点(AP)。接入点(AP)然后执行到第一设备STA1的正常分组传送，所以AP在其信标帧中指示存在用于所述第一设备STA1的分组。因此，第一设备STA1将轮询帧发送到AP以取回包含业务指示图(TIM)的封装的数据。第一设备STA1读取业务指示图(TIM)，并且然后在直接数据传输链路上将触发帧发送到第二设备STA2，以接收在第二设备STA2中为其缓冲的数据分组。所述第二设备STA2在所述直接数据传输链路上将所述数据分组发送到第一设备STA1。
图6示例性示出了移动无线设备(STA)100A的一个实例实施例的外部视图和功能框图。移动无线设备(STA)100A可以是移动通信设备、PDA、蜂窝电话、膝上型计算机或掌上电脑等。移动无线设备(STA)100A包括控制模块620，控制模块620包括中央处理单元(CPU)660、随机存取存储器(RAM)662、只读存储器(ROM)664以及接口电路666，接口电路666与设备100A、100B以及100C中的无线收发器608、电池和其他电源、键区(key pad)、触摸屏、显示器、麦克风、扬声器、耳机、照相机或其他成像设备等通过接口连接。RAM 662和ROM 664可以是诸如智能卡、SIM、WIM的可移除存储设备，诸如RAM、ROM、PROM、闪存设备的半导体存储器等。移动无线设备(STA)100A包括因特网协议栈，其包括在顶部的用户应用程序600、传输控制协议(TCP)传输层602、网际协议(IP)层604、802.11媒体接入控制(MAC)层606，以及在协议栈底部的无线收发器物理层608。802.11MAC层提供了功能以允许为无线介质上的上部层实现可靠的数据传递。802.11MAC层使用IEEE802.11TGz标准，其包括直接链路建立特性。
控制模块620、因特网协议栈层602、604、606和/或应用程序600可以以编程指令序列的形式体现为RAM622和/或ROM 644中存储的程序逻辑，当在CPU中执行时，所述指令将实现所披露的实施例的功能。所述程序逻辑可以以计算机可用介质(如驻留存储设备、智能卡或其他可移动存储设备)的形式或以在任何传输介质上发送此类程序的程序逻辑的形式，被从制造者的计算机程序产品或制品传递到移动无线设备(STA)100A的可写RAM、PROM、闪存设备662等。可替代地，它们可以被体现为形式为编程逻辑阵列或客户定制的专用集成电路(ASIC)的集成电路逻辑。移动无线设备(STA)100A中的无线收发装置608可以是单独的收发器电路或可替代地，无线收发装置608可以是单个无线电模块，其能够响应于控制模块620而以高速、时间和频率复用的方式处理一个或多个信道。
图7是根据至少一个实施例的基础设施BSS网络70的实例网络图，其中移动无线设备(STA)100A在第一直接数据传输链路110上与第二移动无线设备(STA)100B通信，并且在第二直接数据传输链路110’上与第三移动无线设备(STA)100C通信，三个移动无线设备(STA)100A、100B以及100C与接入点(AP)关联，接入点(AP)执行从STA 100A、100B以及100C到有线基础设施网络60的无线-有线桥接。基础设施BSS 70中的移动无线设备(STA)100A可以针对每个直接数据传输链路100和100’协调进入节电模式和从节电模式返回。
如果图7中的移动无线设备(STA)100A具有要发送到每个其他移动无线设备(STA)100B和100C的数据，则发送移动无线设备(STA)100A可以向每个接收设备(STA)100B和100C指明下一活动直接数据传输周期或服务周期将何时开始的基本相同的开始时间，以减少开/关(on/off)转变的数量以便最小化功耗。发送STA 100A可在直接数据传输链路110上在服务周期中发送的最后消息帧120AB，向STA 100B指示了其要开始节电或休眠模式以及下一服务周期将何时开始的指定时间，这可以使得接收STA 100B能够决定其是否希望针对与发送STA 100A相同的时间协调开始其节电模式，并且协调在指定时间开始(此时STA 100A和100B都应被唤醒)之前保持处于休眠模式。类似地，发送STA 100A可根据至少一个实施例在直接数据传输链路110’上在服务周期中作为最后消息发送的消息帧120CA，向STA 100C指示了其要开始节电或休眠模式以及下一服务周期将何时开始的指定时间，这可以使得接收STA 100C能够决定其是否希望针对与发送STA 100A相同的时间协调开始其节电模式，并且协调在指定时间开始(此时STA 100A和100C都应被唤醒)之前保持处于休眠模式。这样，STA 100A、STA 100B以及STA 100C可在直接数据传输链路110和110’上协调进入节电模式和从节电模式返回。STA 100A、STA100B以及STA 100C可相对于直接数据传输链路110和110’而言处于休眠模式，但是很可能它们所关联的接入点(AP)50将并不知道它们处于休眠模式。
如果图7中的移动无线设备(STA)100A具有要在第一直接数据传输链路110上发送到第二移动无线设备STA 100B的数据，并且移动无线设备(STA)100A接收其将在第二直接数据传输链路110’上从基础设施BSS70中的第三移动无线设备STA 100C接收数据的开始时间的指示，则第一移动无线设备STA 100A可向第二移动无线设备STA 100B指明在第一直接数据传输链路110上将何时开始下一服务周期的基本相同的开始时间(如在来自第三移动无线设备STA 100C的指示中接收的那样)，以减少开/关转变的数量以便最小化功耗。
图8A是根据至少一个实施例的图1A的基础设施BSS网络的实例实施例网络图，示出了直接数据传输链路110上处于节电模式的发送STA100A和接收STA 100B。
图8B示出了在下一活动直接数据传输周期即将开始时的图8A的基础设施BSS网络的实例实施例。此实例实施例可应用于方法、装置和计算机程序产品。图8B示出了根据至少一个实施例，接收STA 100B在公共节点路径115上将帧130BD中的触发指示发送到接入点(AP)50，以便在公共节点路径115上将帧130DA中的触发指示中继到发送STA 100A。在下一活动直接数据传输周期即将开始时，接收设备STA 100B发送触发信号，所述触发信号基于接收设备STA 100B从发送设备STA 100A接收的指定下一活动直接数据传输周期将何时开始的指定时间字段中的指示。所述触发信号指示下一周期即将开始，以便发送设备STA 100A可以开始经由直接数据传输链路110向接收设备STA 100B发送数据。
图8C是根据至少一个实施例的图8B的基础设施BSS网络的实例，示出了在下一活动直接数据传输周期或服务周期开始后，发送STA 100A已经恢复在直接数据传输链路110上将帧120AB中的缓冲数据发送到接收STA 100B。
可以在不对AP进行任何改变的情况下实现所得到的实施例。可以实现所述实施例，以提供在直接数据传输链路(其工作在与AP相同或不同的波段)上是对等STA的STA处的功率节约。实施例包括轻度和深度休眠状态，这将链路建立过程缩减为只需要通过AP的一个分组交换(而不是先前的三个分组)，这显著降低了链路创建时间和能耗。
使用在此提供的描述，通过使用用于产生编程软件、固件、硬件或它们的任意组合的标准编程和/或工程技术，可以将各实施例实现为制造商的制品、机器或过程。
任何具有计算机可读程序代码的一个(多个)结果程序都可以体现在一个或多个计算机可用介质(如驻留存储设备、智能卡或其他可移动存储设备)或发送设备上，由此得到根据一些实施例的计算机程序产品或制造商的制品。因此，在此使用的术语“制造商的制品”和“计算机程序产品”旨在包括永久或临时存在于任何计算机可用介质上或存在于传送此类程序的任何传输介质中的计算机程序。
如上所示，存储器/存储设备包括但不限于盘、光盘、诸如智能卡、SIM、WIM的可移除存储设备和诸如RAM、ROM、PROM的半导体存储器等。传输介质包括但不限于经由无线通信网络、因特网、内联网、基于电话/调制解调器的网络通信、硬连线/电缆通信网络、卫星通信，以及其他静止或移动网络系统/通信链路的传输。
尽管已披露了特定实例实施例，但是本领域技术人员将理解，可以对所述特定实例实施例做出改变而不偏离本发明的精神和范围。例如，可以在除无线局域网网络以外的网络中使用在此描述的特性。

Claims (31)

1.一种方法，包括：
通过发送无线设备将下一活动直接数据传输周期将何时开始的指示发送到接收无线设备，以便所述设备可在直接数据传输链路中保持处于节电模式直到该时间为止；以及
接收来自所述接收设备的基于所述指示的触发信号，所述触发信号指示所述下一周期即将开始，以便所述发送设备可开始经由所述直接数据传输链路将数据发送到所述接收设备。
2.如权利要求1的方法，其中当需要针对下一活动直接数据直接数据传输周期的开始而使用所述两个无线设备时，所述两个无线设备共享公共的时间间隔视图。
3.如权利要求1的方法，其中所述无线设备是基础设施基本服务集(BSS)的成员，并且协调在所述直接数据传输链路上进入所述节电模式和从所述节电模式返回。
4.如权利要求1的方法，还包括：
将封装在数据帧内的业务指示图(TIM)从所述发送无线设备发送到接入点，以便指示针对所述接收无线设备在所述发送无线设备中缓冲了数据分组；以及
在所述接入点通知所述接收无线设备所述发送无线设备具有为其缓冲的数据分组之后，在所述直接数据传输链路上将所述数据分组发送到所述接收无线设备。
5.一种设备，包括：
收发器；以及
处理器，其被配置为控制所述收发器的运行以便：
将下一活动直接数据传输周期将何时开始的指示发送到另一无线设备，以便所述设备可在直接数据传输链路中保持处于节电模式直到该时间；以及
接收来自所述另一设备的基于所述指示的触发信号，所述触发信号指示所述下一周期将在何时开始，以便可启动经由所述直接数据传输链路将数据发送到另一设备。
6.如权利要求5的设备，其中所述设备是基础设施基本服务集(BSS)的成员，并且被配置为协调在所述直接数据传输链路上进入所述节电模式和从所述节电模式返回。
7.如权利要求5的设备，其中所述设备具有要在第二直接数据传输链路上发送到第三设备的数据，并且所述设备被配置为向所述另一无线设备和所述第三设备指明下一活动直接数据传输周期将在何时开始的开始时间，以便所述设备、所述另一设备以及所述第三设备可对准它们的节电模式。
8.如权利要求5的设备，其中所述设备具有要在第一直接数据传输链路上发送到所述另一无线设备的数据，并且被配置为接收其将在第二直接数据传输链路上从基础设施基本服务集(BSS)中的第三无线设备接收数据的开始时间的指示，所述无线设备还被配置为向所述另一无线设备指明与在所述第一直接数据传输链路上将何时开始下一周期的基本相同的开始时间，以减少开/关开转变的数量以便最小化功耗。
9.如权利要求5的设备，其中所述处理器还被配置为控制所述无线设备何时进入随后有服务的恢复的节电模式，其进入轻度休眠状态并在所述服务结束时，所述无线设备进入深度休眠状态。
10.如权利要求9的设备，其中所述深度休眠状态指示所述直接数据传输链路不活动，但是所述直接数据传输链路的证书仍然有效并且可用于下一服务。
11.如权利要求10的设备，其中所述处理器还被配置为控制：
将封装在数据帧内的业务指示图(TIM)发送到接入点，以便指示针对所述另一无线设备在所述无线设备中缓冲了数据分组；以及
在所述接入点通知了所述另一无线设备所述设备具有为其缓冲的数据分组之后，在所述直接数据传输链路上将所述数据分组发送到所述另一无线设备。
12.一种计算机程序产品，包括当所述程序在计算机上运行时适于执行方法权利要求1-4中的步骤的可读程序代码装置。
13.一种设备，包括：
收发器；以及
处理器，其配置为控制所述收发器的运行以便：
接收来自发起无线设备的下一活动直接数据传输周期将何时开始的指示，以便所述设备可在直接数据传输链路中保持处于节电模式直到该时间为止；以及
将基于所述指示的触发信号发送到所述发起无线设备，所述触发信号指示所述下一周期即将开始，以便所述发起无线设备可开始经由所述直接数据传输链路发送数据。
14.如权利要求13的设备，其中所述设备是基础设施基本服务集(BSS)的成员，并且协调在所述直接数据传输链路上进入所述节电模式和从所述节电模式返回。
15.如权利要求13的设备，其中所述处理器还被配置为控制所述设备何时进入跟随有服务的恢复的节电模式，其进入轻度休眠状态并在所述服务结束时，所述设备进入深度休眠状态。
16.如权利要求15的设备，其中所述深度休眠状态指示所述直接数据传输链路不活动，但是所述直接数据传输链路的证书仍然有效并且可用于下一服务。
17.如权利要求16的设备，其中所述处理器还被配置为控制：
接收来自接入点的封装在数据帧内的业务指示图(TIM)，以便指示针对所述设备在所述发起设备中缓冲了数据分组；以及
在所述接入点通知所述设备所述发起设备具有为其缓冲的数据分组之后，在所述直接数据传输链路上接收来自所述发起无线设备的数据分组。
18.一种方法，包括：
在设备中接收来自发起无线设备的下一活动直接数据传输周期将何时开始的指示，以便所述设备可在直接数据传输链路中保持处于节电模式直到该时间；以及
将基于所述指示的触发信号发送到所述发起无线设备，所述触发信号指示所述下一周期即将开始，以便所述发起无线设备可开始经由所述直接数据传输链路发送数据。
19.一种计算机程序产品，包括：
被配置为存储可由计算机处理器执行的程序代码的计算机可读介质；
在所述计算机可读介质中的用于在设备中接收来自发起无线设备的下一活动直接数据传输周期将何时开始的指示，以便所述设备可在直接数据传输链路中保持处于节电模式直到该时间的程序代码；以及
在所述计算机可读介质中的用于将基于所述指示的触发信号发送到所述发起无线设备的程序代码，所述触发信号指示所述下一周期即将开始，以便所述发起无线设备可开始经由所述直接数据传输链路发送数据。
20.如权利要求1的方法，其中下一周期将何时开始的指示被包括在由所述发送设备在所述直接数据传输链路中的周期内发送的最后消息中。
21.如权利要求5的设备，其中下一周期将何时开始的指示被包括在由所述设备在所述直接数据传输链路中的周期内发送的最后消息中。
22.如权利要求12的计算机程序产品，其中下一周期将何时开始的指示被包括在由所述发送设备在所述直接数据传输链路中的周期内发送的最后消息中。
23.如权利要求13的设备，其中下一周期将何时开始的指示被包括在所述设备在所述直接数据传输链路中的周期内接收的最后消息中。
24.如权利要求18的方法，其中下一周期将何时开始的指示被包括在在所述直接数据传输链路中接收的最后消息中。
25.如权利要求19的计算机程序产品，其中下一周期将何时开始的指示被包括在在所述直接数据传输链路中接收的最后消息中。
26.如权利要求1的方法，其中所述触发信号被在所述直接数据传输链路上从所述接收设备发送到所述发送设备。
27.如权利要求5的设备，其中所述触发信号被在所述直接数据传输链路上从所述另一设备发送到所述设备。
28.如权利要求12的计算机程序产品，其中所述触发信号被在所述直接数据传输链路上从所述接收设备发送到所述发送设备。
29.如权利要求13的设备，其中所述触发信号被在所述直接数据传输链路上从所述设备发送到所述发起设备。
30.如权利要求18的方法，其中所述触发信号被在所述直接数据传输链路上从所述设备发送到所述发起设备。
31.如权利要求19的计算机程序产品，其中所述触发信号被在所述直接数据传输链路上从所述设备发送到所述发起设备。
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