CN103916539B - 在协作无线装置上执行任务的方法和系统 - Google Patents

Abstract

提供一种在协作无线装置上执行任务的方法和系统。一种实施例方式包含：通过无线链路连接所述多个物理装置；发现每个物理装置的功能能力，其中，物理装置的功能能力包括本地资源和虚拟资源；通过无线通信在所述多个物理装置之间进行协作，以提供包括协作物理装置的发现的功能能力的一组功能，其中，功能基础中的每个功能能够被映射到一个或多个所述资源，以便执行。

Description

在协作无线装置上执行任务的方法和系统

本申请是申请日为2009年10月16日，申请号为200980137884.2，发明名称为“在协作无线装置上执行任务的方法和系统”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明总体涉及在多个装置上执行用户任务，具体地讲，涉及在协作装置上执行用户任务。

背景技术

随着消费电子（CE）装置的扩散，许多用户拥有用于处理不同功能的多个CE装置。多个装置可能执行相同功能，其中，一个示例包含TV、PC和个人媒体播放器（PMP），TV、PC和PMP中的每个提供视频重放功能。另一方面，特定功能可能仅由一个装置提供。例如，高清晰度（HD）品质视频捕捉可能仅由HD便携式摄像机支持。

CE产业已经尝试将不同功能集成到单个装置。一个示例是移动电话的情况。然而，这种尝试具有多个缺点。一个缺点是这种集成装置价格高昂。另一个缺点是缺乏稳健性，这是因为，如果装置的一部分故障，则所有功能可能无效。另一个缺点是不同用户对功能的需求变化很大，而这种装置的功能可能无法满足不同用户。此外，特定功能可能由一些装置以有限的方式来支持（例如，移动电话小屏幕上的文本输入和网络浏览经常令人非常烦恼）。

发明内容

技术方案

本发明提供一种在多个物理电子装置上执行功能的方法和系统。

最佳方式

一个实施例包含：通过无线链路连接多个物理装置；发现每个物理装置的功能能力，其中，物理装置的功能能力包括本地资源和虚拟资源。随后，通过无线通信管理物理装置进行协作操作，以提供包括协作物理装置的发现的功能能力的一组功能，其中，所述功能中的每个功能可映射到一个或多个所述资源，以便执行。

用于物理装置的虚拟资源可包括通过无线虚拟链路可访问的一个或多个其他物理装置的资源。通过无线通信在所述多个物理装置之间进行协作可包括虚拟链路调度，所述虚拟链路调度利用用于装置发现、虚拟链路建立和拆除的信令协议。连接所述多个物理装置可包括：物理装置在其传输范围之内与多个其他物理装置基本上同时建立虚拟链路。在所述多个物理装置之间进行协作可包括：多个装置彼此自动协作以提供具有协作物理装置的功能能力的虚拟装置。

用户任务可包括所述一组功能中的一个或多个功能，其中，在所述多个物理装置之间进行协作还可包括：将不同用户任务映射到具有不同资源的不同物理装置，以通过物理装置来执行。每个虚拟资源可包括根据无线链路条件的动态关联成本因素。在所述多个物理装置之间进行协作还可包括：基本上自动地将用户任务映射到具有不同资源的一个或多个物理装置，以通过物理装置来执行。

此外，可根据物理装置能力对虚拟资源分类，其中，映射用户任务还包括：选择用于协作的物理装置，以使通过协作装置执行任务的总成本满足期望的性能标准。此外，可执行利用应用层功能能力的资源控制以容纳低层资源控制和优化。可根据关联功能的能力参数对资源分类，从而在所述多个物理装置之间进行协作还包括：将不同用户任务映射到具有不同资源的不同物理装置，以通过物理装置来执行；以及在满足服务质量（QoS）要求的同时通过使总成本因素最小化来执行用户任务。

所述多个物理装置之间进行协作还可包括：在一个或多个所述物理装置之间基本上自动地执行资源借用，以执行任务。此外，执行虚拟链路调度还可包括：当多个装置利用相同无线信道时，通过时分复用来执行协作虚拟链路调度。所述物理装置可包括无线消费电子装置。

参照以下描述、权利要求以及附图，本发明的这些和其他特点、方面和优点将被理解。

附图说明

图1示出根据本发明实施例的在无线功能联合（WFC）中的协作物理装置上实现执行任务的系统的功能框图。

图2示出根据本发明实施例的用于在WFC中的协作物理装置上执行任务的功能映射的功能框图。

图3示出根据本发明的在WFC中的示例分布式AV记录和存储。

图4示出根据本发明的虚拟链路调度WFC的示例。

图5A至图5B示出根据本发明的WFC中用于节能的视频处理和传输的协作任务执行的示例。

图6示出根据本发明的用于便携式CE装置的示例WFC。

图7示出根据本发明的用于交互TV/游戏装置的示例WFC。

图8示出根据本发明的多个装置之间的资源借用的示例WFC。

具体实施方式

本发明提供一种用于在多个物理装置上执行功能的方法和系统。一个实施例包括：通过无线链路连接所述多个物理装置，发现每个物理装置的功能能力，其中，物理装置的功能能力包括本地资源和虚拟资源。使用虚拟链路调度来管理装置，以通过虚拟链路进行协作，从而提供包括协作物理装置的功能能力的一组功能，其中，所述一组功能中的每个功能可以被映射到一个或多个所述资源，以便执行。这使得具有多个装置的用户在不同方面（诸如功耗平衡）优化资源使用的同时，通过多个装置之间的协作来执行功能。

无线虚拟链路在无线装置之间提供无线通信支持。虚拟链路不需要依赖于特定类型的收发器。两个装置之间的无线虚拟链路不需要两个装置之间的直接链路。这样，两个无线装置之间的虚拟链路可包括两个装置之间的多跳（中继节点）。因此，无线虚拟链路可被视为逻辑或叠加无线连接。虚拟链路可以是例如IEEE802.11WLAN无线电链路或60GHz无线个域网（WPAN）链路，或者多种类型的无线链路的组合。

无线虚拟链路调度指的是执行用于利用无线虚拟链路的信道时间协调，包括在无线虚拟链路上发送不同类型的信息的时序。虚拟链路调度可包含用于装置发现、虚拟链路建立和拆除的信令协议。

在本发明的一种实施方式中，用于物理装置的虚拟资源包括通过所述无线虚拟链路可访问的一个或多个其他物理装置的资源。当多个无线装置利用相同无线信道时，虚拟链路调度用于使用时分复用的协作调度。物理装置之间的协作可包含：多个装置彼此自动协作以提供具有协作物理装置的功能能力的虚拟装置。

连接物理装置包含：物理装置在其传输范围之内与多个其他物理装置基本上同时建立虚拟链路。在这种实施方式中，物理装置包括无线CE装置。

用户任务包括一组功能中的一个或多个功能。物理装置之间的协作包含：将不同用户任务映射到具有不同资源的不同物理装置，以通过物理装置来执行。每个虚拟资源具有根据无线链路条件的动态关联成本因素。虚拟资源根据物理装置能力被分类。这样，映射用户任务包含：选择用于协作的物理装置，以使通过协作装置执行任务的总成本满足期望的性能标准。

资源根据关联功能的能力参数被分类。这样，物理装置之间的协作包含：将不同用户任务映射到具有不同资源的不同物理装置，以通过物理装置来执行；以及在满足服务质量（QoS）要求的同时通过使总成本因素最小化来执行用户任务。提供利用应用层功能能力的资源控制以容纳低层资源控制和优化。

如所述，用户任务可包括一组功能中的一个或多个功能，从而物理装置之间的协作包含：基本上自动地将用户任务映射到具有不同资源的一个或多个物理装置，以通过物理装置来执行。物理装置之间的协作还可包含：在一个或多个物理装置之间自动执行资源借用，以执行任务。

在一个示例中，在多个物理装置上执行功能被实现为无线功能联合（WFC）。WFC包含：管理这样的流程，即，将不同任务分配给具有不同类型的资源的不同装置，以使与多个装置的用户交互变得容易，所述多个装置用于执行需要多个装置的任务。WFC还提供能量平衡机制。所有装置中的资源被共享，并且对于用户所有装置用作一个虚拟装置。

因此，多个装置自动地彼此协作，以使用户容易地使用这些装置。从用户的角度来看，多个装置用作一个具有丰富功能的虚拟装置。从每个装置的角度来看，无线连接到该装置的所有其他装置用作该装置的虚拟资源。

涉及多个功能的复杂任务需要多个装置的协作，并且在最小用户参与的情况下被自动地执行。此外，通过协调多个装置实现系统优化，例如，一批装置的可用电池能量的持续时间可通过将任务移动到具有更长电池寿命的装置来优化。

WFC利用装置之间的无线连接来允许用户更容易和有效地使用所述装置。WFC包含通过无线连接来协作操作的多个装置，并且具有有限的用户参与。图1示出包括通过实现WFC12共同用作一个虚拟装置的多个装置11（例如，装置1、…、装置N）的系统10的功能框图。装置11通过使用它们之间的无线传输通过无线虚拟链路13来连接。无线虚拟链路（或者虚拟无线通信信道）用于两个无线装置之间的协作，就像在它们之间建立连续（基本上不中断）的直接无线连接一样。

图2示出根据本发明实施例的提供实现为用于用户的功能基础（或功能集合）的一组功能的WFC12的功能架构20。WFC控制器14可在诸如协调器的无线站（图2）中实现，或者可在多个装置（图1）中实现。如这里所描述，WFC控制器14根据哪个协作装置执行用户任务来提供功能基础。当无线装置11通过无线虚拟链路被连接时，WFC控制器14的发现模块21发现每个装置11的功能能力。为了执行特定的用户任务，WFC控制器14的映射模块22通过将功能基础中的每个功能映射到装置的一个或多个本地和虚拟资源来使用功能基础中的功能。随后，WFC控制器14的调度模块23通过虚拟链路调度来实现物理装置之间的协作，以提供包括协作物理装置的功能能力的所述功能基础。这使得具有多个装置的用户在不同方面（诸如功耗平衡）优化资源使用的同时，通过多个装置之间的协作来执行功能。

在图2所示的示例中，功能基础包括基于物理装置11的可用功能的多个功能15（例如，功能1、…、功能M），其中，每个装置提供一个或多个资源16（例如，装置1具有资源Res11、Res21、…、ResK1）。功能基础的每个功能使用映射17被映射到装置中的一个或多个资源。在图2的示例中，功能1被映射到装置1的Res11和装置2的Res22；功能2被映射到装置1的Res21；功能3被映射到装置2的资源Res12和Res22；功能M-1被映射到装置N的资源Res1N；功能M被映射到装置2的资源ResK2以及装置N的Res2N和ResKN；诸如此类。例如，存储功能可被映射到PMP装置和USB记忆棒装置中的存储资源。当功能基础中的功能被映射到多个资源时，资源协作以实现功能。

在示例WFC操作中，当用户操作装置11时，在相同WFC内的其他装置11中的所有资源被看作该装置的虚拟资源。例如，当用户操作装置1时，WFC12内的装置2、…、装置N的资源被看作装置1的虚拟资源。当用户操作装置2时，WFC12内的装置1、装置3、…、装置N的资源被看作装置2的虚拟资源。诸如此类。

在一个实施例中，WFC实现用于装置之间的通信的无线虚拟链路。在WFC中，由于干扰，信息不能在一个无线信道上并行地传送。例如，在图3中示出WFC30，WFC30包括无线视频捕捉装置11a、无线音频捕捉装置11b、和存储装置11c。装置11a、11b和11c无线连接。由于干扰，装置11a和11b捕捉的视频流和音频流不能在相同信道上并行地无线传输到装置11c，而是在相同无线信道上通过时分复用来传输。

在WFC中，实现协作虚拟链路调度以满足应用要求并避免相同信道上的干扰。图4示出基于时分复用的协作虚拟链路调度40的示例。在调度帧41（由一对信标42划界）中，时间块43用于视频信息在信道上的无线传输，并且时间块44用于音频信息在该信道上的无线传输。

WFC无线虚拟链路提供用于装置发现、快速虚拟链路建立和拆除的灵活信令协议和机制。不需要端口匹配。一个无线装置可以在其传输范围内与WFC内的所有其他无线装置同时建立虚拟链路。

WFC无线虚拟链路操作包含考虑功能和成本之间的折衷。这是因为，无线连接的带宽能力和成本可能动态改变。例如，实际可用带宽取决于信道条件以及调制和编码方案，功耗的成本可能取决于两个无线装置之间的距离。在虚拟链路调度中考虑动态的带宽能力和成本。

对于资源控制优化，WFC中的装置资源根据功能以及关联功能的能力参数被分类。例如，对于视频捕捉资源，能力参数包括帧分辨率、帧更新频率、颜色深度等。如所述，每个装置提供一组功能，其中，每个功能具有两种资源：本地资源和虚拟资源。每个虚拟资源具有根据信道条件和其他因素的动态关联成本向量。例如，对于移动电话装置，WFC中的另一装置（例如，PMP）中的硬盘用作移动电话的虚拟存储资源，并且功耗成本主要取决于移动电话和PMP之间的距离。

当用户希望使用WFC中的装置执行任务时，WFC使用每个装置的本地资源和虚拟资源来指挥装置的协作，从而在满足与任务相关联的QoS要求的同时，在执行任务中使得总成本更好地最小化。在一种实施方式中，WFC通过用于选择一个或多个装置执行用户任务的能量平衡优化来实现成本降低。

在一个示例中，用户携带具有不同电池容量能力的多个便携式装置。如果用户请求视频捕捉任务并且存在两个具有这种功能的装置，则WFC在两个装置中选择视频捕捉装置，从而如果在两个装置中其他成本因素类似，则选择的装置具有更高的电池容量。

参照图5A中的另一示例WFC50，压缩视频被存储在便携式摄像机51中，压缩视频被便携式摄像机解码并且压缩视频解码为未压缩视频被发送到TV52，以用于观看。在图5B中的示例WFC50中，不是对视频解码并将未压缩视频直接发送到TV52，WFC可选择便携式摄像机51将压缩视频发送到DVD/BD播放器53，其中，DVD/BD播放器53对视频解码并将未压缩视频发送到TV52，以用于观看。因此，因为不是便携式摄像机51执行解码，而是DVD/BD播放器53执行解码，所以便携式摄像机51的功耗降低。

现在描述WFC的几个示例应用。用户通常以这种方式利用他们的CE装置，即，通常需要包含多个装置来完成一项任务。通常，用户需要手动确定使用CE装置执行任务的过程。WFC允许至少半自动地执行任务。

参照图6中的WFC60，一个示例包含音频/视频记录、传输和重放。用户可携带包括相机的移动电话61、个人媒体播放器（PMP）62和用于音频重放和记录的头戴式耳机63。装置61至装置63通过无线信道组成WFC。通过使用WFC，用户可执行AV捕捉和存储，包含：使用移动电话中的相机捕捉视频片段，使用头戴式耳机记录他/她对视频片段的音频评述，其中，WFC自动将同步的音频和视频流发送到PMP，以在其上进行存储。

参照图7中的WFC70，另一示例包含诸如图7所示的交互TV/游戏的交互应用。运动传感器71附着于一个或多个用户的手臂、腿、头等。多个相机72监测用户行为。游戏控制器73在TV74上播放交互游戏，其中，游戏控制器73感测用户运动并与游戏程序结合，以在TV74上显示交互呈现。装置71至装置74通过无线信道组成WFC。

参照图8中的WFC80，另一示例包含资源借用，其中，装置可从其他装置借用硬件/软件资源。例如，图8中的WFC80包括通过无线信道组成WFC的移动电话81和笔记本计算机82。因为移动电话屏幕和键盘通常较小，所以用户使用蜂窝电话屏幕和键盘来阅读/写入电子邮件或执行网络浏览是不方便的。通过使用WFC，蜂窝电话可借用笔记本计算机的键盘和屏幕作为虚拟屏幕和虚拟键盘，以显示和输入用于移动电话的信息。另一示例包含用户希望使用笔记本计算机访问互联网，笔记本计算机仅能支持以太网和无线局域网（WLAN）访问，但是不能支持互联网访问。WFC允许笔记本计算机使用移动电话作为虚拟网络接入卡，以允许用户通过蜂窝网络访问互联网。

如本领域技术人员所知，根据本发明的如上所述的示例结构可以以许多方式来实现，例如，由处理器执行的程序指令、软件模块、伪代码、计算机可读介质上的计算机程序产品、逻辑电路、专用集成电路、固件等。此外，本发明的实施例可以采用完全硬件实施例的形式、完全软件实施例的形式、或者包含硬件和软件元件的实施例的形式。虽然已经参照本发明的特定版本描述了本发明；然而，其他版本也是可用的。因此，权利要求的精神和范围不应限于包含于此的优选版本的描述。

Claims (15)

1.一种在多个物理装置上执行功能的方法，包括：

通过无线链路连接所述多个物理装置；

发现每个物理装置的功能能力，其中，物理装置的功能能力包括本地资源和虚拟资源；

通过无线通信在所述多个物理装置之间进行协作，以提供包括协作物理装置的发现的功能能力的一组功能，其中，每个功能被映射到一个或多个所述资源，以便执行，

其中，通过无线通信在所述多个物理装置之间进行协作包括：执行用于在一个或多个所述资源中优化资源使用的执行虚拟链路调度。

2.如权利要求1所述的方法，其中，用于物理装置的虚拟资源包括通过无线虚拟链路可访问的一个或多个其他物理装置的资源。

3.如权利要求2所述的方法，其中，所述虚拟链路调度包括利用用于装置发现、虚拟链路建立和拆除的信令协议。

4.如权利要求3所述的方法，其中，连接所述多个物理装置包括：物理装置在其传输范围之内与多个其他物理装置基本上同时建立虚拟链路。

5.如权利要求1所述的方法，其中，在所述多个物理装置之间进行协作包括：所述多个物理装置彼此自动协作以提供具有协作物理装置的功能能力的虚拟装置。

6.如权利要求1所述的方法，其中，用户任务包括所述一组功能中的一个或多个功能，从而在所述多个物理装置之间进行协作还包括：将用户任务映射到具有不同资源的不同物理装置，以通过物理装置来执行。

7.如权利要求6所述的方法，其中，每个虚拟资源具有根据无线链路条件的动态关联成本因素。

8.如权利要求7所述的方法，还包括：根据物理装置能力对虚拟资源分类。

9.如权利要求7所述的方法，其中，映射用户任务还包括：选择用于协作的物理装置，以使通过协作装置执行任务的总成本满足期望的性能标准。

10.如权利要求8所述的方法，还包括：执行利用应用层功能能力的资源控制以容纳低层资源控制和优化。

11.如权利要求7所述的方法，还包括：

根据关联功能的能力参数对资源分类，从而在所述多个物理装置之间进行协作还包括：将不同用户任务映射到具有不同资源的不同物理装置，以通过物理装置来执行；以及在满足服务质量(QoS)要求的同时通过使总成本因素最小化来执行用户任务。

12.如权利要求1所述的方法，其中，用户任务包括所述一组功能的一个或多个功能，从而在所述多个物理装置之间进行协作还包括：自动地将用户任务映射到具有不同资源的一个或多个物理装置，以通过物理装置来执行。

13.如权利要求6所述的方法，其中，所述多个物理装置之间进行协作还包括：在一个或多个所述物理装置之间自动地执行资源借用，以执行任务。

14.如权利要求3所述的方法，其中，执行虚拟链路调度还包括：当所述多个物理装置利用相同无线信道时，通过时分复用来执行协作虚拟链路调度。

15.一种在多个物理装置上执行功能的设备，包括：

发现模块，配置为发现每个物理装置的功能能力，其中，物理装置的功能能力包括本地资源和虚拟资源；

调度模块，配置为通过无线通信在所述多个物理装置之间实现协作，以提供包括协作物理装置的发现的功能能力的一组功能，其中，所述一组功能中的每个功能能够被映射到一个或多个所述资源，以便执行，

其中，通过无线通信在所述多个物理装置之间实现协作包括：执行用于在一个或多个所述资源中优化资源使用的执行虚拟链路调度。