CN102239731B - 延长无线设备中的电池寿命的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种通过在用户级指定唤醒条件而延长无线网络中移动设备的电池寿命的方法。
Description
技术领域
总体上,本发明涉及移动无线通信设备。更具体地,本发明涉及一种方法,用于通过用户指定的唤醒条件来延长无线通信设备的电池寿命。
背景技术
无线设备的电池寿命是无线网络运营商的主要关注点之一,并且是描述用户对于新的无线设备的感受的主要因素之一。
无线通信设备逐渐地能够提供多种功能,例如计算功能、互联网接入、电子邮件、文本消息、GPS地图、数字摄影功能、音频/MP3播放器、视频游戏功能、视频广播接收功能和其他类似功能。然而,这些特征和功能中的很多都是功率密集型应用,其特征是电池电量的高速消耗。
除此之外,与WLAN相连也对这些设备的电池消耗有影响。802.11MAC WLAN协议仅定义了工作模式(移动设备可以在其中工作),即活动模式(Active Mode)(AM)或省电模式(Power Saving Mode)。在当前的执行情况中,当处于睡眠状态时,无线设备以固定的时间间隔唤醒,以读取由网络广播的系统信息。这是因为移动设备在接收数据包之前不能确定其目的地。另外,移动主机还必须在各个接入点的蜂窝边界进行切换,以保持与该接入点的联络。
发明内容
本发明的目标是提供一种延长移动无线设备的电池寿命的方法。该目标通过智能唤醒服务来实现,智能唤醒服务在应用层为用户提供一种指定设备的唤醒条件的方法,使得移动设备在用户指定的条件满足之前将一直处于省电模式。
附图说明
图1是用于智能唤醒服务的整体网络构架。
图2是构件交互。
图3是客户端应用程序向睡眠服务器的注册。
图4是睡眠客户端向睡眠服务器的注册。
图5是睡眠服务器主进程。
图6是会话发起协议服务器消息转发进程。
图7是呼叫过滤服务器主进程。
图8是睡眠/唤醒服务注册和执行。
具体实施方式
现在参照附图描述本发明。然而本发明可以表现为很多不同的形式,并且不应当被解释为受限于在此阐述的实施例;相反,提供这些实施例是为了彻底而完整的公开,并且向本领域技术人员完全传达本发明的原理。
在无线局域网(WLAN)的IEEE802.11 MAC协议中,移动设备工作在活动模式(AM)或省电模式(Power Saving Mode)。由此,节约电池以延长电池寿命的最佳方式之一是允许设备尽可能长时间地处于省电模式。
移动设备可以用于多种应用,例如视频会议、即时通信。
图1是本发明将会在其中使用的典型网络架构。图中示出的多个构件是网络运营商和服务提供商用于提供唤醒服务的主要构件。本发明的详细描述将分为:
智能唤醒服务的构件
智能唤醒服务进程
A.智能唤醒服务的构件
睡眠服务器(Sleep Server)
睡眠服务器(SS)是中心节点,在此管理所有的智能唤醒服务(IWS)设置。移动设备在进入省电模式或睡眠模式之前,首先要将其自身向SS注册。移动设备的示例是,例如移动通信设备和移动计算机。此时,移动设备提供一组基本参数(例如客户端信息和客户端网络信息),以允许睡眠服务器管理其预配置的唤醒条件并且在之后唤醒特定的设备。
唤醒进程由睡眠服务器和呼叫过滤(Call Filtering)服务器一起执行。呼叫过滤服务器负责处理移动用户配置的唤醒条件。呼叫过滤服务器作为除了会话发起协议服务器之外的应用服务器运行。
睡眠服务器的另一功能是代表“睡眠的”移动设备,尤其是为了基于会话发起协议(SIP)的应用而运作。在会话发起协议中,移动设备必须周期性地向会话发起协议服务器发送持久连接(keep-alive)包,以向会话发起协议服务器告知该移动设备是可用的且可到达的。
如果要求周期性地唤醒移动设备以向会话发起协议服务器发送持久连接包,并且移动设备接着再次进入睡眠状态,则这不是功率有效的。因此,一旦移动设备向睡眠服务器注册,则睡眠服务器向会话发起协议服务器发送持久连接包。通过这种手段,移动设备保持其睡眠状态,而没有任何中间相关的发送和睡眠干扰。
该睡眠状态也被称为改进的省电模式(iPower Saving Mode)。
呼叫过滤服务器
该服务器负责审查每个会话发起协议邀请消息,即核实消息的目标接收者的条件或状态。此处的目标接收者是处于省电模式的移动设备。如果呼叫过滤服务器发现移动设备处于改进的省电模式,并且还发现会话发起协议邀请消息满足所有预先配置的唤醒条件,则将使用如图5、7和8所示的特定进程来唤醒特定的移动设备。如图5、7和8所示的进程将在下文详细讨论。
会话发起协议服务器
会话发起协议服务器管理所有的会话发起协议会话,并且提供与应用服务器(例如上述的呼叫过滤服务器)的连接。当服务器接收来自会话发起协议客户端的会话发起协议消息时,其可以基于会话发起协议服务器的转发配置,选择将该消息转发给应用服务器用于进一步处理。可选择地,服务器将会处理会话发起协议消息。在本发明中,当会话发起协议注册消息在其报头中携带关键字“睡眠配置(Sleep Config)”时,该注册消息将被转发给呼叫过滤服务器用于进一步处理。
分页服务器(Paging Server)(PS)
PS是在网络或接入点(AP)中用作定位、唤醒并且到达特定的移动设备的装置。所有的接入点必须向分页服务器注册以便成功分页。当接收分页消息时,移动设备将建立与接入点的连接。
图2示出了不同的客户端构件和服务器构件之间的关联。
总体上说,会话发起协议客户端应用程序必须向安装在客户端设备上的睡眠客户端守护进程(daemon)或程序注册,以获得改进的睡眠模式的益处。通过支持802.11v框架的底层设备驱动器,睡眠客户端接着将配置和唤醒条件传给睡眠服务器。经由会话发起协议服务器,睡眠服务器接着将注册和配置消息转发给呼叫过滤服务器。图3到7详细示出了这些构件之间的交互。
B.智能唤醒服务进程
客户端应用程序向睡眠客户端的注册
图3示出了客户端应用程序向睡眠客户端注册的进程,睡眠客户端是客户端系统程序,其向客户端应用程序提供改进的省电模式服务。客户端应用程序在此定义为基于会话发起协议的应用程序(例如VoIP应用程序),其要求使用智能唤醒服务。会话发起协议客户端准备客户端信息,该信息由进程ID、会话发起协议地址/身份、应用程序类型和应用程序唤醒条件组成。
唤醒条件可以以两种方式配置。第一种方式是通过GUI,其中用户建立白名单(即一组电话号码,其具有唤醒处于改进的省电模式的设备的特权)。这可以通过选择并将选择的电话号码从电话簿添加到白名单中而完成。白名单接着被保存到本地存储器中以便基于SIP的应用程序读取,并且之后传给睡眠客户端。如果需要,有经验的用户可以直接修改白名单文件,而不需要使用GUI。
配置唤醒条件的第二种方法是通过睡眠客户端直接从本地存储器读取白名单。这样,基于SIP的应用程序不需要管理应用程序唤醒条件的配置。
在表1中可以找到这些条件的示例。接下来,该信息通过库调用移交给睡眠客户端以用于注册。在该进程中的任何错误将会触发错误消息显示。然而,如果没有发生错误,系统将进入本发明提出的改进的智能省电模式。注册进程进一步由将注册消息从睡眠客户端发送给远程的睡眠服务器的步骤组成。睡眠服务器接着将其自身向会话发起协议服务器和呼叫过滤服务器注册。
通过几种的可能的应用程序和两种常见的唤醒条件,表1示出了唤醒条件配置的示例。
表1
上表中的“持续时间”可以进一步解释为设备在期间应当被唤醒的时间。例如,用户可以将设备设定为在下午5-10时之间处于活动模式,即唤醒状态。
上述条件还可以以更先进的选项进行配置。例如,对于电子邮件应用,用户可以将唤醒条件设定为通过其内容过滤电子邮件,由此,移动设备只有在其主题包含预选定的关键字时才被唤醒。
表2示出了唤醒条件的另一可能的配置。在该示例中,唤醒条件设定为收到来自同一呼叫者的3次连续呼叫或者收到紧急呼叫。此处的紧急呼叫的示例将由用户的家庭报警系统触发。
表2
睡眠客户端向睡眠服务器的注册
现在参照图4,当收到来自客户端应用程序的注册消息时,睡眠客户端准备下列客户端网络信息:
●分页服务器ID
●分页组
●客户端信息
●当前连接的接入点
●客户端IP和MAC地址
据此,客户端信息和客户端网络信息将被发送到睡眠服务器以用于注册。一旦注册成功并且完成对操作系统的系统调用,睡眠客户端将进入改进的省电模式。然而,如果在注册进程中发生错误,则错误消息将被发送到客户端应用程序。
睡眠服务器注册进程
图5是睡眠服务器注册进程的概述。当收到来自睡眠客户端的消息时,将该进程初始化。该消息被校验。如果收到的消息是来自睡眠客户端的注册消息,则睡眠服务器接着将从该消息中提取客户端网络信息(由分页服务器ID、分页组ID、客户端当前的接入点以及客户端的IP和MAC地址组成)并且将其存储到数据库中。
同步地,将提取和使用客户端信息(由进程ID、会话发起协议地址/身份、应用程序类型和应用程序唤醒条件组成),用于向会话发起协议服务器注册。
在会话发起协议服务器的注册完成之前,睡眠服务器处于挂起状态。在成功注册时,确认消息将发送给睡眠客户端。睡眠服务器在成功注册之后,立即着手发送持久连接消息。另一方面,如果会话发起协议服务器注册不成功,则将向睡眠客户端返回错误消息。
处理唤醒消息的进程将与呼叫过滤的主要执行流程一起在下文讨论,如图6所示。
会话发起协议服务器标准主进程
如图6所示,会话发起协议服务器进行校验,以确定已接收消息的消息主体是否包含关键字“睡眠配置”。如果消息主体不包含所述关键字,则标准的会话发起协议进程开始。然而,如果消息主体包含“睡眠配置”,则消息将被转发给CF服务器。
呼叫过滤服务器执行进程
现在参照图7,CF服务器将对消息进行评估以确定其类型。如果发现该消息是来自睡眠服务器的注册消息,则CF服务器接着将提取会话发起协议信息和唤醒条件,以用于特定的会话发起协议客户端。提取的信息接着将存储在使用会话发起协议身份(或者统一资源标识符[URI])作为主关键字(primary key)的数据库中。
可以被接收的其他可能的消息类型是会话发起协议邀请消息。这种类型的消息表示呼叫者希望与当前处于省电模式的客户端联络。当收到这种类型的消息时,CF服务器将从该消息中提取呼叫者和客户端的会话发起协议身份(或URI)。通过使用客户端的会话发起协议身份,CF服务器从其数据库中识别唤醒条件的可能的入口。
如果客户端处于省电模式,则将会找到有效的入口。
这将进入呼叫过滤进程的下一步。在该进程中执行校验,以确定客户端是否已经对将要从各自的呼叫者接收的消息进行了预先配置。如果客户端的预先配置表示来自呼叫者的消息即将被接收,则特定的唤醒消息将被发送给睡眠服务器,附带将要转发给客户端的会话发起协议邀请消息。如果呼叫者没有由客户端预先配置,则将向呼叫者发送否定的会话发起协议确认消息。
然而,如果CF服务器不能在其数据库中找到有效的入口,这表明设备没有处于本发明的省电模式,则会话发起协议邀请将像往常一样直接转发给客户端。
回到图5,当睡眠服务器接收唤醒消息和来自CF服务器的附带的会话发起协议邀请消息时,睡眠服务器将从其本地数据库获取客户端的记录,以得到客户端的网络信息。睡眠服务器将使用客户端的网络信息,以便将会话发起协议邀请消息转发到与客户端连接的接入点。
下一步是在省电模式中将客户端分页。客户端由已知的分页方法分页。
用于对处于省电模式中的客户端进行注册、过滤并且分页的进程将在下文参照图8而描述。图中的点线表明用于将移动设备分页的已知协议,而实线表明本发明的新协议,下文将对此给出解释。
移动主机1(MH1)在进入省电模式前向睡眠服务器注册。参数(例如客户端信息和客户端的网络信息)被发送给睡眠服务器。
在接收注册消息时,睡眠服务器保留消息的记录并且利用会话发起协议和呼叫过滤服务器进行注册。
在接收来自睡眠服务器的肯定的确认消息时,MH1将通过向接入点发送分离请求并且从接入点接收确认消息而进入省电模式。
现在第二主机(MH2)加入网络并且希望与MH1通信。因为这是基于会话发起协议的应用,所以MH2将首先向会话发起协议服务器或呼叫过滤服务器发送会话发起协议邀请消息。会话发起协议服务器将该消息转发给呼叫过滤服务器,后者执行服务器应用程序,所述应用程序实现智能唤醒服务。服务器应用程序可以根据运营商或服务提供商提供的条件而被编程。例如,如果MH2之前已经在其睡眠模式期间被MH1配置为可接受或感兴趣的呼叫者,则应用服务器将唤醒MH1。MH2通过其会话发起协议地址而被识别为可接受或感兴趣的呼叫者。
接下来,通过MH1的本地接入点(向服务器注册的接入点),呼叫过滤服务器将会话发起协议邀请消息转发给MH1。然而,尽管处于省电模式,MH1可能已经被再次定位并且与接入点(不是向CF服务器注册的接入点)连接。因此,本地接入点将请求PS的帮助以使用现有的协议将MH1分页。一旦将MH1分页并且定位,会话发起协议邀请消息可以由MH1接收。接下来,MH1和MH2之间可以发生音频通信。
从睡眠服务器到会话发起协议服务器或呼叫过滤服务器的一系列点线代表会话发起协议持久连接消息,还代表客户端设备总的睡眠持续时间。一旦MH1接受会话发起协议邀请消息,睡眠服务器将停止发送持久连接消息。MH1将经由睡眠客户端向睡眠服务器发送注销消息。
另一可能的应用是电子邮件。当应用程序是电子邮件时,唤醒进程与呼叫应用程序的唤醒进程相似。二者之间的差别在于,当应用程序是电子邮件时,不需要会话发起协议交互,并且睡眠服务器负责一直探测特定发送者(作为唤醒移动主机的条件)的用于电子邮件的电子邮件服务器。
Claims (8)
1.一种通过在预先配置的唤醒条件满足之前,将设备保持在省电模式而延长无线网络中移动设备的电池寿命的方法,所述唤醒条件在所述设备进入其省电模式之前设定并且由用户进行配置,所述方法包括:
将所述移动设备向睡眠服务器注册,以中断所述移动设备的用以校验网络数据包的周期性唤醒;
当呼叫者尝试与所述移动设备通信时,将所述睡眠服务器向会话发起协议服务器和呼叫过滤服务器注册,以允许联络所述睡眠服务器,其中呼叫过滤服务器负责处理用户配置的唤醒条件;
将来自呼叫者的会话发起协议消息发送给呼叫过滤服务器,以将所述消息转发给所述移动设备;
校验来自呼叫者的会话发起协议消息,以确定所述消息是否满足预先设定的唤醒条件;
将来自呼叫者的会话发起协议消息转发给移动设备,以唤醒所述移动设备,其中
对于即时消息、电话呼叫、视频会议类型的应用程序,唤醒条件被配置为根据呼叫者的身份进行过滤,对于电子邮件类型的应用程序,唤醒条件被配置为根据发送者的身份或者电子邮件的内容进行过滤,或者
对于上述应用程序,唤醒条件被配置为根据持续时间进行过滤,或者根据从同一呼叫者接收3次连续呼叫或接收紧急呼叫进行过滤。
2.根据权利要求1所述的方法,其中在将所述设备向所述睡眠服务器注册时,用于所述移动设备上的多个可执行应用程序的唤醒条件是预先设定的。
3.根据权利要求1所述的方法,其中待发送给处于省电模式中的移动设备的任何会话发起协议消息首先被发送给所述呼叫过滤服务器。
4.根据权利要求1所述的方法,其中所述呼叫过滤服务器确定发送所述会话发起协议消息的呼叫者是否满足预先设定的唤醒条件。
5.根据权利要求1所述的方法,其中如果所述呼叫者满足所有的唤醒条件,则所述呼叫过滤服务器联络所述移动设备,以转发来自所述呼叫者的所述会话发起协议消息。
6.根据权利要求5所述的方法,其中所述呼叫过滤服务器通过所述设备的本地接入点与所述移动设备联络。
7.根据权利要求6所述的方法,其中如果所述移动设备不再与其本地接入点连接,则所述呼叫过滤服务器使得分页服务器与所述移动设备联络。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法,其中当所述移动设备向所述睡眠服务器注册时,所述睡眠服务器代表所述移动设备发送持久连接消息,以保持所述移动设备与网络的连接。
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