CN103813426A - 面向车载设备的Wi-Fi Direct周期性数据接收方法 - Google Patents

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CN103813426A CN201410067530.8A CN201410067530A CN103813426A CN 103813426 A CN103813426 A CN 103813426A CN 201410067530 A CN201410067530 A CN 201410067530A CN 103813426 A CN103813426 A CN 103813426A
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赵祥模
惠飞
王健
陈皓
周思浩
史昕
杨澜
郭迎
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Abstract

发明涉及涉及一种面向车载设备的Wi-Fi Direct周期性数据接收方法，包括GroupOwner终端设备和Client终端设备，包括以下步骤：GroupOwner终端设备和Client终端设备建立点对点连接；连接建立成功后，Client终端设备向GroupOwner终端设备发送周期为T的数据，并对已有的P2P数据包的帧格式进行修改；解析数据帧格式中周期T的值；GroupOwner终端设备每隔T时间段即可进入到休眠状态。本发明在周期性数据包传送时，仅仅只对第一帧数据中添加周期信息，在之后的数据帧传送中，无需添加周期信息字段，从而减少了数据包的冗余度。

Description

面向车载设备的Wi-Fi Direct周期性数据接收方法
技术领域
    本发明涉及移动通信技术和低功耗节能技术，具体涉及一种面向车载设备的Wi-Fi Direct周期性数据接收方法。
背景技术
随着移动通信技术的快速发展，手持终端即Client终端设备（如：智能手机）和车载终端即Group Owner终端设备（如：宝马E90车载终端）互联技术已经被广泛应用在各种车载设备上。其中Wi-Fi Direct就是实现Client终端设备和Group Owner终端设备互联的主要途径，Wi-Fi Direct设备能够随时随地实现互相连接，由于不需要Wi-Fi路由器或接入点，因此两个设备之间可以在任何地点实现连接，与现有的蓝牙技术相比较，Wi-Fi Direct在传输速度和传输距离方面有大幅度的提升。因此，在车内采用Wi-Fi Direct技术实现Client终端设备和Group Owner终端设备互联，以及在车车通信、车路通信中采用该技术具有广泛的应用前景。
       在Client终端设备和Group Owner终端设备进行数据通信时，高效的节能措施对车载终端具有重要的意义， Wi-Fi Direct原有的两种节能机制为：机会节能（Opportunistic Power Save）与缺席通知（Notice of Absence）。这两种Wi-Fi Direct节能措施均具有独特的属性，同时具有各自的优势，其中机会节能主要用于低速率的移动应用，而缺席通知则在高速率的移动应用中能够提供有效的工作周期。
但是，针对不同类型的数据交互特性，例如对于多媒体、游戏等这种具有周期特性的数据，以上两种机制就不能够有效解决车载终端在接收周期性数据时，达到最佳的节能效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种面向车载设备的Wi-Fi Direct周期性数据接收方法，该方法能够解决Group Owner终端设备和Client终端设备进行周期性数据通信时，Group Owner终端设备接收数据过程中所存在的功耗问题。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种面向车载设备的Wi-Fi Direct周期性数据接收方法，包括Group Owner终端设备和Client终端设备，Client终端设备与Group Owner终端设备进行相互通信，其特别之处在于：包括以下步骤：
步骤一：Group Owner终端设备和Client终端设备建立点对点连接；
步骤二：连接建立成功后，Client终端设备向Group Owner终端设备发送周期为T的数据，并对已有的P2P数据包的帧格式进行修改，具体修改如下：
       a、P2P帧格式中ID属性是可变长度，其取值的范围为：0-221，其中0-18字段和第221字段已经被系统使用，19-220为保留字段，因此选择ID属性值为19-220范围内的某一值来携带数据的周期信息T；
       b、P2P帧格式中数据包也是可变长度，由于在ID属性中增加一个字段，因此在数据包长度中需要增加两个字节长度用来存放Client终端设备发送数据的周期值T值；
步骤三：Group Owner终端设备接收到Client终端设备发送的数据包后，解析数据帧格式中周期T的值；
步骤四：Group Owner终端设备每隔T时间段即可进入到休眠状态。
所述步骤二中对已有的P2P数据包的帧格式做如下修改：
a、P2P帧格式中ID属性是可变长度，其取值的范围为：0-221，其中0-18和第221字段已经被系统使用，19-220为保留字段，因此选择ID属性值50来携带数据的周期信息；
      b、P2P帧格式中数据包也是可变长度，由于在ID属性中增加一个字段，因此在数据包长度中需要增加两个字节长度用来存放Client终端设备发送数据的周期值T值；
c、仅仅只在Group Owner终端设备接收的第一个数据帧中包含附加的数据周期信息T，从而减少第一个数据帧之后数据包传送的大小。
所述步骤三中对数据包的具体解析操作为：
a、对接收到数据帧格式进行解析，获取属性ID值为50所对应的数据发送周期T；
b、Group Owner终端设备获取到周期T值后，在Client终端设备发送数据的时候，Group Owner终端设备无需一直处于活动状态，通过T值，可以准确的设定Group Owner终端设备休眠的时刻。
与现有技术相比较，本发明具有以下有益效果：
（1）对Group Owner终端设备和Client终端设备进行周期性数据通信时，Group Owner终端设备具有更多的休眠时间，从而达到了高效的节能效果，实现了Group Owner终端设备的低功耗；
      （2）仅仅只在原有Wi-Fi Direct数据帧格式基础上额外添加字段值，并且该字段值是系统帧结构中所预留的字段，并没有对数据帧结构的本身结构进行修改；
（3）在周期性数据包传送时，仅仅只对第一帧数据中添加周期信息，在之后的数据帧传送中，无需添加周期信息字段，从而减少了数据包的冗余度。
附图说明
图1是本发明的流程图；
图2是P2P数据帧结构示意图；
图3是P2P数据帧中属性ID值的示意图；
图4是现有的机会节能机制在非周期性数据传送中的模型示例图；
图5是现有的机会节能机制在周期数据传送中的模型示意图；
图6是本发明方法的节能机制在周期数据传送中的模型示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细的说明。
参见图1，一种面向车载设备的Wi-Fi Direct周期性数据接收方法，包括Group Owner终端设备和Client终端设备，Client终端设备与Group Owner终端设备进行相互通信，包括以下步骤：
步骤一：Group Owner终端设备和Client终端设备通过设备发现、服务发现、创建小组等步骤后，Group Owner终端设备和Client终端设备建立点对点连接；
步骤二：连接建立成功后，Client终端设备向Group Owner终端设备发送周期为T的数据，在发送第一帧数据时，需要修改第一帧的数据结构；并对已有的P2P数据包的帧格式进行修改，如图2所示，P2P数据帧结构主要包含三大部分：属性ID、数据长度和数据内容，如图3所示，具体修改如下：
      a、P2P帧格式中ID属性是可变长度，其取值的范围为：0-221，其中0-18字段和第221字段已经被系统使用，19-220为保留字段，因此选择ID属性值50，用来携带数据的周期信息T；
      b、P2P帧格式中数据包也是可变长度，由于在ID属性中增加一个字段，因此在数据包长度中需要增加两个字节长度用来存放Client终端设备发送数据的周期值T值；
    c、仅仅只在Group Owner终端设备接收的第一个数据帧中包含附加的数据周期信息T，从而减少第一个数据帧之后数据包传送的大小。
步骤三：Group Owner终端设备接收到Client终端设备发送的数据包后，解析数据帧格式中周期T的值，获取属性ID值为50所对应的数据发送周期T；Group Owner终端设备获取到周期T值后，在Client终端设备发送数据的时候，Group Owner终端设备无需一直处于活动状态，通过T值，可以准确的设定Group Owner终端设备休眠的时刻。
步骤四：Group Owner终端设备每隔T时间段即可进入到休眠状态。
图4为现有的机会节能机制在非周期性数据传送中的模型示意图，描述了在非周期性数据传送时，Group Owner终端设备的节能情况。
如图4所示，在第一个信标范围内，Group Owner终端设备向Client终端设备发送数据；第二个信标范围内，Client终端设备没有向Group Owner终端设备发送数据，则Group Owner终端设备在其设定的                                                
Figure 2014100675308100002DEST_PATH_IMAGE001
内没有收到Client终端设备发送的数据，则Group Owner终端设备在
Figure 163021DEST_PATH_IMAGE002
之后就处于休眠状态；在第三个信标范围内，Group Owner终端设备在内收到了Client终端设备发送的数据，在
Figure 32493DEST_PATH_IMAGE003
结束后，如果Group Owner终端设备收到的数据包中PM值为0，则说明Client终端设备还继续向Group Owner终端设备发送数据，Group Owner终端设备不能进入到休眠状态，直到Client终端设备向Group Owner终端设备发送数据包中PM值为1，则说明Client终端设备数据发送完成，Group Owner终端设备即可进入到休眠状态。
如图5为现有的机会节能机制在周期数据传送中的模型示意图，图中Client终端设备向Group Owner终端设备发送周期性数据，Client终端设备每隔时间T向Group Owner终端设备发送数据，如果采用机会节能机制，那么在
Figure 812230DEST_PATH_IMAGE003
后，GO端进入到休眠状态，但是Client端还会继续给GO端发送数据，因此GO端就采用机会节能机制，定期的从休眠状态进入到可用状态，检测Client端是否会有数据发送。如图5所示，可按如下方式推导出GO端在第一信标范围内休眠时间占总时间的比例。
设
Figure 207440DEST_PATH_IMAGE003
的时间为，第一信标范围内的总时间为
Figure 2014100675308100002DEST_PATH_IMAGE005
，GO端休眠To后进入到活动状态，GO端在第一信标范围内的休眠时间为2To，Client端在第一信标范围内休眠三次，那么GO端在第一信标范围内的休眠时间占总时间
Figure 781958DEST_PATH_IMAGE005
比例
Figure 986674DEST_PATH_IMAGE006
为：
                                      （1）
       如图6为本发明提出的节能方法在周期数据传送中的模型示意图，图中Client端向GO端发送周期性数据，仅仅在其第一帧数据中包含有数据的周期值T，当GO端收到Client发送的数据包后，对数据进行解析并且读取周期值T，GO端能够准确的知道Client发送数据的周期，那么GO短就能在收到第一帧数据后，休眠T时间，然后再进入到活动状态接收Client端继续给GO端发送的数据。这样在Client进行休眠时GO端同样也进入到了休眠状态，使得GO端的休眠时间达到了最大化。如图6所示，可按如下方式推导出GO端在第一信标范围内休眠时间占总时间的比例。
设
Figure 185574DEST_PATH_IMAGE003
的时间为
Figure 792136DEST_PATH_IMAGE004
，第一信标范围内的总时间为
Figure 785500DEST_PATH_IMAGE005
，
Figure 539829DEST_PATH_IMAGE008
的时间为，Client端在第一信标范围内休眠三次，GO端在第一信标范围内的休眠时间为3（T-
Figure 214524DEST_PATH_IMAGE009
），那么GO端在第一信标范围内的休眠时间占总时间
Figure 737909DEST_PATH_IMAGE005
比例
Figure 167754DEST_PATH_IMAGE010
为：
                     （2）
       为了验证本发明提出的节能方法更优于现有的机会节能机制，即在第一信标范围内，GO端休眠时间能够达到最大化。公式1为采用现有的机会节能机制方法，Client端给GO端发送周期性数据时，在第一信标范围内GO端休眠时间占据总时间的比例，公式2为本发明提出的节能机制方法，通过将公式2除以公式1，即可对原始的方法和本发明的方法进行对比，如3式所示，
Figure 347062DEST_PATH_IMAGE012
                 （3）
       由图5和图6可得：
Figure 2014100675308100002DEST_PATH_IMAGE013
。因此，由公式3计算可得：
Figure 622186DEST_PATH_IMAGE014
，即采用本发明所提出的方法，对周期性数据传送中GO端休眠时间大于现有的机会节能机制的1.5倍，实现Client端向GO端发送周期性数据时，GO端休眠状态的最大化。

Claims (3)

1.一种面向车载设备的                                               
Figure 2014100675308100001DEST_PATH_IMAGE002
 Direct周期性数据接收方法，包括Group Owner终端设备和Client终端设备，Client终端设备与Group Owner终端设备进行相互通信，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：Group Owner终端设备和Client终端设备建立点对点连接；
步骤二：连接建立成功后，Client终端设备向Group Owner终端设备发送周期为T的数据，并对已有的P2P数据包的帧格式进行修改，具体修改如下：
     a、P2P帧格式中ID属性是可变长度，其取值的范围为：0-221，其中0-18字段和第221字段已经被系统使用，19-220为保留字段，因此选择ID属性值为19-220范围内的某一值来携带数据的周期信息T；
     b、P2P帧格式中数据包也是可变长度，由于在ID属性中增加一个字段，因此在数据包长度中需要增加两个字节长度用来存放Client终端设备发送数据的周期值T值；
步骤三：Group Owner终端设备接收到Client终端设备发送的数据包后，解析数据帧格式中周期T的值；
步骤四：Group Owner终端设备每隔T时间段即可进入到休眠状态。
2.根据权利要求1所述的面向车载设备的
Figure 469998DEST_PATH_IMAGE002
 Direct周期性数据接收方法，其特征在于：所述步骤二中对已有的P2P数据包的帧格式做如下修改：
a、P2P帧格式中ID属性是可变长度，其取值的范围为：0-221，其中0-18和第221字段已经被系统使用，19-220为保留字段，因此选择ID属性值50来携带数据的周期信息；
    b、P2P帧格式中数据包也是可变长度，由于在ID属性中增加一个字段，因此在数据包长度中需要增加两个字节长度用来存放Client终端设备发送数据的周期值T值；
c、仅仅只在Group Owner终端设备接收的第一个数据帧中包含附加的数据周期信息T，从而减少第一个数据帧之后数据包传送的大小。
3.根据权利要求1所述的面向车载设备的
Figure 387138DEST_PATH_IMAGE002
 Direct周期性数据接收方法，其特征在于：所述步骤三中对数据包的具体解析操作为：
a、对接收到数据帧格式进行解析，获取属性ID值为50所对应的数据发送周期T；
b、Group Owner终端设备获取到周期T值后，在Client终端设备发送数据的时候，Group Owner终端设备无需一直处于活动状态，通过T值，可以准确的设定Group Owner终端设备休眠的时刻。
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