CN116762413A - 用于wi-fi目标唤醒时间的间隔调整的装置和方法 - Google Patents

用于wi-fi目标唤醒时间的间隔调整的装置和方法 Download PDF

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Abstract

本公开的实施例提供了用于调整目标唤醒时间(TWT)参数，尤其是TWT间隔的方法和装置。一种装置包括收发器和可操作地耦合到该收发器的处理器。收发器被配置成在目标唤醒时间(TWT)操作中接收应用的WI‑FI业务。该处理器被配置成基于与WI‑FI业务相关的业务统计或应用的应用标识符中的至少一个来识别电子设备的状态是空闲还是活动，并且基于该状态来调整TWT操作的TWT间隔。

Description

用于WI-FI目标唤醒时间的间隔调整的装置和方法
技术领域
本公开总体涉及无线通信系统中的电力管理。本公开的实施例涉及用于自适应地确定用于无线局域网通信系统中的通信的目标唤醒时间配置的参数以增强电力节省的方法和装置。
背景技术
随着下一代IEEE 802.11无线局域网(WLAN)的标准化进程，即IEEE 802.11ax修正案进入最后阶段，IEEE 802.11ax修正案正引起信息技术(IT)行业的关注。它新引入了一些功能，用于在许多802.11设备拥挤的环境中提高峰值吞吐量和效率。示例环境包括机场、体育场等。WI-FI联盟(WFA)已经启动了WI-FI 6认证计划，以保证实施IEEE 802.11ax修正案的认证产品之间的互操作性。在市场上，设备制造商已经开始发布WI-FI 6认证的智能移动设备。
目标唤醒时间(TWT)是IEEE 802.11ax修正案的重要特征之一。TWT支持接入点(AP)和相关站(STA)之间的唤醒时间协商，以提高电力效率。唤醒时间协商生成TWT会话(例如，连续的TWT会话)，其中STA以预先协商的次数被唤醒并用于指定的持续时间以与AP通信(例如，经由UL和/或DL通信)。IEEE 802.11ax修正案允许STA周期性唤醒、非周期性唤醒和随意唤醒。
诸如唤醒间隔、唤醒持续时间和初始唤醒时间(偏移)等协商参数会极大地影响等待时间、吞吐量以及电力效率，这些都与QoS(服务质量)或客户体验直接相关。具有不同业务特性的服务将具有不同的TWT参数配置以获得更好的QoS。此外，TWT配置应适应网络和服务状态的变化。
TWT允许非AP STA仅在指定时间唤醒，从而降低电力消耗。一些应用(例如，云游戏、AR眼镜)可能具有周期性突发业务，具有非常严格的等待时间要求。在由非AP STA设置TWT时，STA可能不具有与下行链路分组相关的定时信息(例如，下行链路业务的到达时间)。下行链路分组信息受到TWT参数以及网络条件的影响，网络条件会影响竞争时间。因此，在应用TWT参数后，在STA侧可用的数据具有定时信息。
发明内容
本公开的实施例提供了用于在无线网络(例如，WLAN)中获得定时信息并执行目标唤醒时间(TWT)操作的时间偏移调整的方法和装置。
在一个实施例中，提供了一种电子设备，包括收发器和可操作地耦合到该收发器的处理器。收发器被配置成在目标唤醒时间(TWT)操作中接收应用的WI-FI业务。该处理器被配置成基于与WI-FI业务相关的业务统计或应用的应用标识符中的至少一个来识别电子设备的状态是空闲还是活动，并且基于该状态来调整TWT操作的TWT间隔。
在另一实施例中，提供了一种用于调整目标唤醒时间(TWT)参数的方法，包括以下步骤：由电子设备在TWT操作中接收应用的WI-FI业务，基于与WI-FI业务相关的业务统计或应用的应用标识符中的至少一个来识别电子设备的状态是空闲还是活动，以及基于该状态来调整TWT操作的TWT间隔。
在另一实施例中，提供了一种非暂时性计算机可读介质，其被配置为存储指令，所述指令当由处理器执行时，使得电子设备：在目标唤醒时间(TWT)操作中接收应用的WI-FI业务，基于与WI-FI业务相关的业务统计或应用的应用标识符中的至少一个来识别电子设备的状态是空闲还是活动，以及基于该状态来调整TWT操作的TWT间隔。
根据下面的附图、描述和权利要求，其他技术特征对于本领域技术人员来说是显而易见的。
在进行下面的详细描述之前，阐述本专利文件中使用的某些单词和短语的定义可能是有利的。术语“耦合”及其派生词是指两个或更多个元件之间的任何直接或间接的通信，无论这些元件是否彼此物理接触。术语“发送”、“接收”和“通信”及其派生词包括直接和间接通信。术语“包括”和“包含”以及它们的派生词意味着无限制的包含。术语“或”是包含性的，意味着和/或。短语“与……相关联”及其派生词是指包括、被包括在内、与……互连、包含、被包含在内、连接到或与……连接、耦合到或与……耦合、与……可通信、与……合作、交错、并置、接近于、被结合到或与……结合、具有、具有属性、具有关系于或与……具有关系等。术语“控制器”是指控制至少一个操作的任何设备、系统或其一部分。这种控制器可以用硬件或者硬件和软件和/或固件的组合来实现。与任何特定控制器相关联的功能可以是集中式的或分布式的，无论是本地的还是远程的。当与项目列表一起使用时，短语“至少一个”意味着可以使用一个或多个所列项目的不同组合，并且可能只需要列表中的一个项目。例如，“A、B和C中的至少一个”包括以下组合中的任何一个：A、B、C、A和B、A和C、B和C以及A和B和C。如本文所使用的，诸如“第一个”和“第二个”或“第一”和“第二”的术语可用于简单地将相应的组件与另一个组件区分开，而不限制组件的其他方面(例如，重要性或顺序)。应当理解，如果一个元件(例如，第一元件)被称为“与另一个元件(例如，第二元件)耦合”、“耦合到另一个元件(例如，第二元件)”、“与另一个元件(例如，第二元件)连接”或“连接到另一个元件(例如，第二元件)”，无论是否使用术语“可操作地”或“通信地”，这意味着该元件可以直接(例如，有线地)、无线地或经由第三元件与另一个元件耦合。
如此处所使用的，术语“模块”可以包括以硬件、软件或固件实现的单元，并且可以与其他术语互换使用，例如，“逻辑”、“逻辑块”、“部分”或“电路”。模块可以是适于执行一个或多个功能的单个集成组件，或者是其最小单元或部分。例如，根据实施例，该模块可以以专用集成电路(ASIC)的形式实现。
此外，下面描述的各种功能可以由一个或多个计算机程序实现或支持，每个计算机程序由计算机可读程序代码形成并包含在计算机可读介质中。术语“应用”和“程序”指的是一个或多个计算机程序、软件组件、指令集、过程、功能、对象、类、实例、相关数据或其适于以合适的计算机可读程序代码实现的一部分。短语“计算机可读程序代码”包括任何类型的计算机代码，包括源代码、目标代码和可执行代码。短语“计算机可读介质”包括能够由计算机访问的任何类型的介质，诸如只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、硬盘驱动器、光盘(CD)、数字视频光盘(DVD)或任何其他类型的存储器。“非瞬时”计算机可读介质不包括传输瞬时电信号或其他信号的有线、无线、光学或其他通信链路。非暂时性计算机可读介质包括可以永久存储数据的介质和可以存储数据并在以后重写的介质，诸如可重写光盘或可擦除存储设备。
在本专利文件中还提供了其他特定单词和短语的定义。本领域的普通技术人员应该理解，在许多(如果不是大多数)情况下，这样的定义适用于这样定义的单词和短语的先前以及将来的使用。
附图说明
为了更完整地理解本公开及其优点，现在结合附图参考以下描述，其中相同的附图标记表示相同的部件：
图1示出了根据本公开的各种实施例的示例无线网络；
图2a示出了根据本公开的各种实施例的示例AP；
图2b示出了根据本公开的各种实施例的示例STA；
图3示出了根据本公开的实施例的设备之间的分组交换图；
图4示出了根据本公开的实施例的用于TWT参数协商的示例TWT参数集字段；
图5示出了根据本公开的实施例的TWT会话中的偏移；
图6示出了根据本公开的实施例的示例TWT信息帧；
图7示出了根据本公开的实施例的TWT提前终止的示例；
图8示出了根据本公开的各种实施例的在STA上运行的应用的业务流的示例特征；
图9示出了根据本公开的各种实施例的基于空闲状态和活动状态检测来调整TWT间隔的整个过程的示例；
图10示出了根据本公开的各种实施例的用于检测空闲状态的示例过程；
图11示出了根据本公开的各种实施例的用于检测空闲状态的另一示例过程；
图12示出了根据本公开的各种实施例的用于检测空闲状态的另一示例过程；
图13示出了根据本公开的各种实施例的用于检测空闲状态的另一示例过程；
图14示出了根据本公开的各种实施例的用于检测空闲状态到活动状态转换的示例过程；
图15示出了根据本公开的各种实施例的用于检测空闲状态到活动状态转换的另一示例过程；
图16示出了根据本公开的各种实施例的用于调整TWT间隔的示例过程；
图17示出了根据本公开的各种实施例的用于调整TWT间隔的另一示例过程；
图18示出了根据本公开的各种实施例的用于调整TWT间隔的另一示例过程；
图19示出了根据本公开的各种实施例的用于调整阈值的示例过程；
图20示出了根据本公开的各种实施例的自回归综合移动平均(ARIMA)统计时间序列预测模型的时隙划分的示例；以及
图21a-图21c示出了根据本公开的各种实施例的自适应更新TWT间隔的示例过程。
具体实施方式
下面讨论的图1至图21c，以及在本专利文件中用于描述本公开的原理的各种实施例仅仅是示例性的，不应该以任何方式解释为限制本公开的范围。本领域技术人员将理解，本公开的原理可以在任何适当布置的系统或设备中实现。
WI-FI是当今提供连接的关键技术之一。随着对通过WI-FI的高速通信的支持，WI-FI的使用有了巨大的增长。不幸的是，WI-FI的使用也消耗了大量的电力，这可能会减少电池寿命。因此，这种电力消耗是需要解决的重要问题之一，尤其是在移动电池供电设备中。由802.11ax引入并在即将到来的802.11be WI-FI标准中采用的目标唤醒时间(TWT)提供了节省电力的机会，因为设备可以唤醒以接收它们的数据并接着打盹，从而节约电池。
本公开的实施例认识到，需要自适应地计算确定电力节省的TWT参数，诸如TWT唤醒间隔(以下称为TWT间隔)的解决方案。因此，本公开的实施例提供了解决缺少计算关键TWT参数的自适应方法的问题的方法和装置，该方法可以提高无线设备的电力节省。为了方便起见，与本公开的实施例一起使用的无线设备在下文中将被称为STA，但是应当理解，本公开的实施例可以由AP或任何其他合适的支持WI-FI的设备来执行。也就是说，STA和AP都可以基于本公开的实施例来调整TWT间隔。
确定适合于设备的TWT间隔的关键因素之一是对应于用户在设备上运行的应用的业务流的特征。传统的电力节省解决方案，诸如基于屏幕状态的解决方案、信标触发的解决方案和非调度自动电力节省传送(U-APSD)解决方案，没有考虑业务特性，并且在某些情况下导致设备的100ms或更大的等待时间。本公开的实施例考虑了业务流特性，以适应用于下一个TWT会话的TWT间隔。
本公开的实施例通过增加给定STA的打盹时间来增强电力节省，使得该STA可以在下行链路上接收针对它的数据并接着打盹，直到针对该STA的下一批数据变得可用。通过利用业务特性，对于给定的TWT SP持续时间，本公开的实施例可以调整TWT间隔以增加打盹状态长度(或打盹周期)来增强电力节省，同时避免对用户体验的有害影响(即，可以增加打盹状态的长度，而不会因此增加用户体验的等待时间)。本公开的实施例另外识别STA的空闲和活动周期，使得可以通过控制TWT间隔值来调整打盹周期。
图1示出了根据本公开的各种实施例的示例无线网络100。图1所示的无线网络100的实施例仅用于说明。在不脱离本公开的范围的情况下，可以使用无线网络100的其他实施例。
无线网络100包括接入点(AP)101和103。AP 101和103与至少一个网络130通信，该网络130例如是因特网、专有因特网协议(IP)网络或其他数据网络。AP 101为AP 101的覆盖区域120内的多个站(STA)111-114提供对网络130的无线接入。AP 101-103可以使用WI-FI或其他WLAN通信技术相互通信以及与STA 111-114通信。
取决于网络类型，可能会使用其他公知的术语来代替“接入点”或“AP”，诸如“路由器”或“网关”。为了方便起见，术语“AP”在本公开中用于指代向远程终端提供无线接入的网络基础设施组件。在WLAN中，假设AP也竞争无线信道，AP也可以被称为STA。此外，根据网络类型，可以使用其他公知的术语来代替“站”或“STA”，诸如“移动站”、“用户站”、“远程终端”、“用户设备”、“无线终端”或“用户设备”为了方便起见，术语“站”和“STA”在本公开中用来指无线接入AP或竞争WLAN中的无线信道的远程无线设备，无论STA是移动设备(诸如移动电话或智能电话)还是通常被认为是固定设备(诸如台式计算机、AP、媒体播放器、固定传感器、电视等)。
虚线示出了覆盖区域120和125的大致范围，仅出于说明和解释的目的，其被示为近似圆形。应该清楚地理解，取决于AP的配置和与自然和人为障碍物相关联的无线电环境的变化，与AP相关联的覆盖区域(诸如覆盖区域120和125)可以具有其他形状，包括不规则形状。
如下文更详细描述的，一个或多个AP可以包括用于确定WLAN中的目标唤醒时间(TWT)操作的参数(例如，TWT间隔)的电路和/或编程。尽管图1示出了无线网络100的一个示例，但是可以对图1进行各种改变。例如，无线网络100可以以任何合适的布置包括任何数量的AP和任何数量的STA。此外，AP 101可以直接与任意数量的STA通信，并向这些STA提供对网络130的无线宽带接入。类似地，每个AP 101-103可以直接与网络130通信，并向STA提供对网络130的直接无线宽带接入。此外，AP 101和/或103可以提供对其他或附加外部网络的接入，诸如外部电话网络或其他类型的数据网络。
图2a示出了根据本公开的各种实施例的示例AP 101。图2a所示的AP 101的实施例仅用于说明，图1的AP 103可以具有相同或相似的配置。然而，AP有各种各样的配置，并且图2a不将本公开的范围限制于AP的任何特定实现。
AP 101包括多个天线204a-204n、多个RF收发器209a-209n、发送(TX)处理电路214和接收(RX)处理电路219。AP 101还包括控制器/处理器224、存储器229和回程或网络接口234。RF收发器209a-209n从天线204a-204n接收输入的RF信号，诸如由网络100中的STA发送的信号。RF收发器209a-209n下变频输入的RF信号以生成IF或基带信号。IF或基带信号被发送到RX处理电路219，RX处理电路219通过对基带或IF信号进行滤波、解码和/或数字化来生成经处理的基带信号。RX处理电路219将经处理的基带信号发送到控制器/处理器224用于进一步处理。
TX处理电路214从控制器/处理器224接收模拟或数字数据(诸如语音数据、网络数据、电子邮件或交互式视频游戏数据)。TX处理电路214对输出的基带数据进行编码、复用和/或数字化，以生成处理后的基带或IF信号。RF收发器209a-209n从TX处理电路214接收输出的经处理的基带或IF信号，并将基带或IF信号上变频为经由天线204a-204n发送的RF信号。
控制器/处理器224可以包括控制AP 101的整体操作的一个或多个处理器或其他处理设备。例如，控制器/处理器224可以根据公知的原理控制RF收发器209a-209n、RX处理电路219和TX处理电路214对前向信道信号的接收和反向信道信号的发送。控制器/处理器224也可以支持附加功能，诸如更高级的无线通信功能。例如，控制器/处理器224可以支持波束形成或定向路由操作，其中来自多个天线204a-204n的输出信号被不同地加权，以有效地将输出信号导向期望的方向。控制器/处理器224还可以支持OFDMA操作，其中输出信号被分配给不同接收者(例如，不同的STA111-114)的不同子载波子集。控制器/处理器224可以在AP 101中支持多种其他功能中的任何一种，包括确定TWT操作的参数。在一些实施例中，控制器/处理器224包括至少一个微处理器或微控制器。控制器/处理器224还能够执行驻留在存储器229中的程序和其他进程，诸如OS。控制器/处理器224可以根据执行过程的需要将数据移入或移出存储器229。
控制器/处理器224也耦合到回程或网络接口234。回程或网络接口234允许AP 101通过回程连接或网络与其他设备或系统通信。接口234可以支持通过任何合适的(多个)有线或无线连接的通信。例如，接口234可以允许AP 101通过有线或无线局域网或者通过有线或无线连接到更大的网络(诸如因特网)进行通信。接口234包括支持有线或无线连接上的通信的任何合适的结构，诸如以太网或RF收发器。存储器229耦合到控制器/处理器224。存储器229的一部分可以包括RAM，而存储器229的另一部分可以包括闪存或其他ROM。
如下面更详细描述的，AP 101可以包括用于确定WLAN中的TWT操作的参数(例如，TWT间隔)的电路和/或程序。尽管图2a示出了AP 101的一个示例，但是可以对图2a进行各种改变。例如，AP 101可以包括图2a中所示的任何数量的每个组件。作为特定示例，接入点可以包括多个接口234，并且控制器/处理器224可以支持路由功能，以在不同的网络地址之间路由数据。作为另一个特定示例，虽然被示为包括TX处理电路214的单个实例和RX处理电路219的单个实例，但是AP 101可以包括每种的多个实例(例如每RF收发器一个)。可选地，可以只包括一个天线和RF收发器路径，诸如在传统AP中。此外，图2a中的各种组件可以被组合、进一步细分或省略，并且可以根据特定需要添加附加组件。
图2b示出了根据本公开的各种实施例的示例STA111。图2b所示的STA 111的实施例仅用于说明，图1的STA111-115可以具有相同或相似的配置。然而，STA具有各种各样的配置，并且图2b没有将本公开的范围限制于STA的任何特定实现。
STA111包括(多个)天线205、射频(RF)收发器210、TX处理电路215、麦克风220和接收(RX)处理电路225。STA 111还包括扬声器230、控制器/处理器240、输入/输出(I/O)接口(IF)245、触摸屏250、显示器255和存储器260。存储器260包括操作系统(OS)261和一个或多个应用262。
RF收发器210从(多个)天线205接收由网络100的AP发送的输入RF信号。RF收发器210对输入的RF信号进行下变频，以生成中频(IF)或基带信号。IF或基带信号被发送到RX处理电路225，RX处理电路225通过对基带或IF信号进行滤波、解码和/或数字化来生成经处理的基带信号。RX处理电路225将经处理的基带信号发送到扬声器230(诸如用于语音数据)或控制器/处理器240，用于进一步处理(诸如用于网页浏览数据)。
TX处理电路215从麦克风220接收模拟或数字语音数据，或者从控制器/处理器240接收其他输出基带数据(例如网络数据、电子邮件或交互式视频游戏数据)。TX处理电路215对输出的基带数据进行编码、复用和/或数字化，以生成经处理的基带或IF信号。RF收发器210从TX处理电路215接收输出的经处理的基带或IF信号，并将基带或IF信号上变频为RF信号，该RF信号经由(多个)天线205发送。
控制器/处理器240可以包括一个或多个处理器，并执行存储在存储器260中的基本OS程序261，以便控制STA 111的整体操作。在一个这样的操作中，主控制器/处理器240根据公知的原理控制RF收发器210、RX处理电路225和TX处理电路215对前向信道信号的接收和反向信道信号的发送。主控制器/处理器240还可以包括被配置为确定WLAN中的TWT操作的参数(例如，TWT间隔)的处理电路。在一些实施例中，控制器/处理器240包括至少一个微处理器或微控制器。
控制器/处理器240还能够执行驻留在存储器260中的其他过程和程序，诸如用于确定WLAN中TWT操作的参数的操作。控制器/处理器240可以根据执行过程的需要将数据移入或移出存储器260。在一些实施例中，控制器/处理器240被配置成执行多个应用262，诸如用于确定WI-FI链路的空闲或活动状态以及确定TWT参数(诸如用于TWT操作的TWT间隔)的应用。控制器/处理器240可以基于OS程序261或者响应于从AP接收的信号来操作多个应用262。主控制器/处理器240还耦合到I/O接口245，I/O接口245向STA111提供连接到诸如膝上型计算机和手持计算机之类的其他设备的能力。I/O接口245是这些附件和主控制器240之间的通信路径。
控制器/处理器240也耦合到触摸屏250和显示器255。STA111的操作员可以使用触摸屏250将数据输入STA 111。显示器255可以是液晶显示器、发光二极管显示器或能够呈现文本和/或至少有限的图(诸如来自网站)的其他显示器。存储器260耦合到控制器/处理器240。存储器260的一部分可以包括随机存取存储器(RAM)，而存储器260的另一部分可以包括闪存或其他只读存储器(ROM)。
尽管图2b示出了STA 111的一个示例，但是可以对图2b进行各种改变。例如，图2b中的各种组件可以被组合、进一步细分或省略，并且可以根据特定需要添加附加组件。在特定示例中，STA 111可以包括任意数量的天线205，用于与AP 101进行MIMO通信。在另一个示例中，STA 111可以不包括语音通信，或者控制器/处理器240可以被分成多个处理器，诸如一个或多个中央处理单元(CPU)和一个或多个图处理单元(GPU)。此外，虽然图2b示出了被配置为移动电话或智能电话的STA111，但是STA可以被配置为作为其他类型的移动或固定设备来操作。
图3示出了根据本公开的实施例的设备之间的分组交换图。出于本公开的目的，将从STA的角度来讨论附图，STA可以是STA111，但是应当理解，它可以是任何合适的无线通信设备。
图3示出了在AP和相关联的客户端STA之间交换上行链路(UL)通信分组和下行链路(DL)通信分组(可以统称为业务)的两种情况。第一，在AP和STA之间没有唤醒时间协商(例如，如上面的图302所示)，第二，在AP和STA之间有唤醒时间协商(例如，在IEEE802.11ax系统中，如下面的图304所示)。在上方图302中，在AP和STA之间有规则的非缓冲业务，其中UL分组散布有DL分组。在这种场景中(即，没有唤醒时间协商)，STA没有进入打盹状态或电力节省状态的选项。
相比之下，在下方图304中，唤醒时间协商导致连续的TWT会话306。每个TWT会话306被定义为从TWT间隔308的开始到TWT间隔308的结束的时段。每个TWT会话306包括两个状态：由TWT服务周期(SP)持续时间310定义的活动状态311(在此期间STA唤醒以与AP通信)，以及电力节省状态或打盹状态312(在此期间STA没有主动唤醒或与AP通信)。作为唤醒时间协商的结果，在不增加太多等待时间或不允许UL或DL分组被丢弃的情况下，STA处的电力效率被提高。
在唤醒时间协商中，协商的TWT参数包括唤醒间隔(例如，每个TWT会话306的TWT间隔308)、唤醒持续时间(例如，每个TWT会话306的TWT SP持续时间310)和初始唤醒时间或偏移(例如，由TWT开始时间314指示)。这些协商的参数会极大地影响等待时间、吞吐量和电力效率，这些都与客户体验的QoS(服务质量)直接相关。具有不同业务特性的服务可以具有不同的TWT参数配置，用于更好的QoS。此外，TWT配置应适应网络和服务状态的变化。
在一些实施例中，TWT参数集字段用于协商TWT参数。图4示出了根据本公开的实施例的用于TWT参数协商的示例TWT参数集字段400。TWT协议由STA向AP发送TWT协商请求来发起。一旦在AP和STA之间达成TWT协议，则STA周期性地唤醒以与AP通信，其中连续唤醒时间之间的间隔由TWT参数集字段400中的TWT唤醒间隔尾数(mantissa)402和TWT唤醒间隔指数404子字段共同指定。
目标唤醒时间406和标称最小TWT唤醒持续时间408子字段分别指定了TWT协议的第一次唤醒时间，以及当在唤醒时间后没有发送的业务时，STA在进入打盹状态之前必须等待的时间，这是图3中的TWT SP持续时间310。
除了唤醒间隔和唤醒持续时间，偏移也是影响用户体验的一个重要因素，因为偏移可能会影响等待时间。图5示出了根据本公开的实施例的TWT会话中的偏移。不同的偏移502引入了不同的附加TWT相关等待时间。TWT间隔308和偏移502一起定义了由TWT引入的附加等待时间。在TWT协商建立后，可以通过图6所示的示例TWT信息帧600中的字段“下一个TWT”602来调整偏移502。
图7示出了根据本公开的实施例的TWT提前终止的示例。在各种实施例中，实际TWTSP持续时间310在运行时间中由前述标称最小TWT唤醒持续时间动态确定，并且当接收到EOSP(服务周期结束)比特设置为“1”或者更多数据比特设置为“0”的分组时，STA进入打盹状态312。取决于是否支持提前终止，STA进入打盹状态312的时间将略有不同。如图702所示，如果STA支持提前终止，那么一旦STA接收到EOSP比特被设置为“1”或更多数据比特“0”的分组，STA就可以进入打盹状态312(尽管在分组的接收和进入打盹状态312之间可能有轻微的延迟)。如图304所示，如果STA不支持提前终止，那么它将等待直到TWT SP持续时间结束，以进入打盹状态312。
如上所述，TWT参数(例如，TWT间隔、TWT SP等)是响应于STA发送TWT协商请求而协商的。当前确定TWT参数的方法没有考虑AP和STA之间正在进行的业务的特性特征。因此，它们不能动态地适应业务流模式的变化。因此，需要能够利用各种业务流特性的方法。此外，在由非AP STA设置TWT时，STA可能不具有与下行链路分组相关的定时信息(例如，下行链路业务的到达时间)。下行链路分组信息受到TWT参数以及网络条件的影响，网络条件会影响竞争时间。因此，在TWT参数的应用后，在STA侧可用的数据具有定时信息。
确定给定STA的TWT间隔的最佳值的关键因素之一是其正在进行的业务流的特性(例如，突发性、诸如分组计数、字节计数、吞吐量等业务统计)。业务统计可能取决于用户活动、所使用的应用等而异。
图8示出了根据本公开的各种实施例的在STA上运行的应用的业务流的示例特性。图802示出了示例视频流应用的业务流的特性。图804示出了示例游戏应用的业务流的特性。图806示出了示例在线购物应用的业务流的特性。图808示出了示例社交媒体应用的业务流的特性。在每个类别中，可以观察到存在这样的情况，其中应用业务可能是高度突发的和非周期性的，导致在应用运行的一些周期中STA没有接收到分组。这些周期在这里被称为空闲周期。
因此，关于业务统计，STA的状态可以分为两大类：空闲和活动。在活动状态下，STA上运行的应用正在积极地生成业务。因此，STA正在接收来自AP的分组。空闲状态可以在有或没有应用生成业务的情况下发生。在STA上没有运行应用的简单情况下，不会生成业务。这种状态的示例是用户正在运行不生成任何互联网业务的服务(例如，离线计算工具、离线游戏等)的情况，或者当用户没有在设备上执行任何活动时。
然而，由于业务突发(即，业务模式包括应用生成业务的周期和应用不生成任何业务的周期)以及在需要用户响应的应用中出现的空闲周期，空闲状态也可能在用户正在STA上运行应用的场景中出现。这方面的示例可以在图8中看到。例如，在图802中的视频流应用的情况下，当应用在STA上运行时，对于长周期分组计数变为零。
下面描述的实施例考虑了在TWT操作期间STA可用的输入。虽然在AP侧观察到的业务特性行为可以提供对设置适当的TWT间隔的有价值的洞察，但是该信息通常在STA侧不可用，因此本公开的实施例假设STA不具有该信息。在STA侧可用的定时信息(尤其是下行链路定时信息)可能受到TWT操作的影响。此外，业务可以是与后台业务结合的主应用业务的混合。
出于以下实施例的目的，考虑两种类型的STA侧定时信息格式，尽管本公开不限于这两种类型的输入格式。精细粒度业务信息(或每TWT-SP输入)是STA上每个单独SP的业务统计记录。例如，每个SP的总分组计数的记录。粗糙粒度业务信息(或聚合TWT SP输入)是多个SP组合在一起的业务统计记录。例如，过去500毫秒内发生的SP的分组计数的聚合记录。
图9示出了根据本公开的各种实施例的基于空闲状态和活动状态检测来调整TWT间隔的整个过程的示例。空闲状态提供了实现电力节省的机会。由于在空闲周期没有生成应用业务，因此TWT操作引入的等待时间增加的惩罚在这种状态期间不适用。因此，通过设置更高的TWT间隔值，空闲状态的检测可以允许增强STA的电力节省。然而，如果STA的状态从空闲变为活动，则TWT间隔值可能需要调整，或者应用性能可能会由于等待时间增加而下降。例如，如果在空闲状态期间，TWT间隔值被设置为高值以增强电力节省，并且用户启动视频聊天应用(即，具有稳定业务生成的应用)，则需要检测从空闲到活动的状态改变，使得TWT间隔值可以被减少到合适的值以减少等待时间，从而避免应用的性能和用户体验的退化。
图10示出了根据本公开的各种实施例的用于检测空闲状态的示例过程。在该实施例中，对于空闲状态检测，考虑与用户在STA上运行的应用相对应的业务统计信息。根据该实施例，可以考虑最后K个TWT SP上的业务统计St的移动窗口，其中K是常数(例如K＝250SP)。St是反映吞吐量的统计信息，诸如分组计数、字节计数或绝对吞吐量值本身。此外，St还可以反映PHY、MAC、IP或传输层的业务。在其他实施例中，K可以表示在间隔调整之前调用TWT间隔调整函数的次数(例如，K＝3次调用)。在这样的实施例中的每个函数调用中，TWT间隔调整函数可以被给予在时段(例如，500ms)上累积的业务统计的输入。
在图10的实施例中，低统计值SP被定义为SP，其中St<θ，其中θ是阈值，其值可以是恒定的(例如θ＝1)或者可以基于下面公开的阈值自适应算法来调整。连续低统计SP计数(C)定义为在K个SP移动窗口中出现的连续低统计SP的最大数量。根据该实施例，可以计算连续低统计SP计数(步骤1002)并用于空闲状态检测。
例如，可以定义阈值L1，使得当C>L1(步骤1004)时检测到空闲状态(步骤1006)。阈值L1可以被定义为常数(例如L1＝30),或者可以基于下面公开的阈值自适应算法进行调整。可选地，如果C≤L1(在步骤1004)，则检测到活动状态(步骤1008)。
图11示出了根据本公开的各种实施例的用于检测空闲状态的另一示例过程。在这个实施例中，类似于图10的实施例，关于对应于STA上的用户正在运行的应用的业务统计的信息被考虑用于空闲状态检测。类似于图10，可以考虑将最后K个TWT SP上的业务统计St用于空闲状态检测。
如同在图10的实施例中，低统计值SP被定义为SP，其中St<θ。此外，在图11的实施例中，总的低统计SP计数(T)被定义为在K个SP的移动窗口内满足St<θ的SP的总数。根据该实施例，总的低统计SP计数可以被计算(步骤1102)并用于空闲状态检测。
例如，可以定义阈值L，使得当T>L(步骤1104)时检测到空闲状态(步骤1106)。该阈值L的值可以是常数值(例如L＝150),或者可以基于下面描述的阈值自适应算法来调整。可选地，如果T≤L(在步骤1104)，则检测到活动状态(步骤1108)。
图12示出了根据本公开的各种实施例的用于检测空闲状态的另一示例过程。在这个实施例中，类似于图10和图11的实施例，关于对应于STA上的用户正在运行的应用的业务统计的信息被考虑用于空闲状态检测。根据该实施例，S是反映平均吞吐量(例如，来自上述实施例的平均值St)的统计，诸如平均分组计数、平均字节计数或绝对吞吐量值本身的平均值。此外，S还可以反映PHY、MAC、IP或传输层的业务。在该实施例中，S可以在对TWT间隔调整函数的调用的特定次数上求平均(例如，在1次调用中经过的500ms持续时间上的5次测量的平均)。根据该实施例，可以计算平均业务统计(步骤1202)并用于空闲状态检测。
在图12的实施例中，可以定义阈值￡，使得如果S<￡(步骤1204)则该状态被认为是空闲的(步骤1206)。否则，该状态被认为是活动的(步骤1208)。阈值￡可以是常数(例如，对于50个SP为0.2)，或者可以基于下面描述的阈值自适应算法来调整。
图13示出了根据本公开的各种实施例的用于检测空闲状态的另一示例过程。在该实施例中，对应于用户在STA上运行的应用的应用标识符被考虑用于空闲状态检测。例如，在安卓操作系统中，每个应用都有一个唯一的应用ID，它唯一地标识设备上的应用。这种应用ID可以用于空闲状态的检测。
根据该实施例，对应于不在因特网上生成任何业务的应用(例如，离线游戏、离线计算应用等)的数据库或应用ID列表可以在STA上维护。当应用在STA上运行时，检测其应用ID(步骤1302)。因此，可以查询/检查数据库/列表(步骤1304)以查看当前运行的应用是否属于这些不生成任何业务的应用之一(步骤1306)。如果检测到的应用属于不生成任何业务的应用列表，则检测到空闲状态(步骤1308)。否则，应用被确定生成业务，并且活动状态被检测到(1310)。该实施例的基于应用ID的空闲状态检测既可以自己单独使用，也可以与图10-图12的基于业务统计的空闲状态检测实施例之一结合使用，以进一步增强它们的性能。
如上所述，当STA被确定为处于空闲状态(例如，基于图10-图13的实施例之一)并且TWT间隔已经增加(如下面将进一步讨论的)时，检测STA的状态何时从空闲变为活动是有用的，以便避免由于增加的TWT间隔引入的不可接受的等待时间而导致的用户体验的退化。下面提供了用于检测空闲状态到活动状态转换的实施例。
图14示出了根据本公开的各种实施例的用于检测空闲状态到活动状态转换的示例过程。在该实施例中，利用业务统计中的模式来识别STA何时从空闲状态切换到活动状态。对于这个实施例，考虑J个服务周期的窗口内的业务统计。
在图14的实施例中，在步骤1402，首先考虑最后(即，最近的)J个SP的窗口。该窗口由W(x–J+1，x)表示，其中x指的是当前SP，J是常数(例如，J＝50SP)。括号中的两个表达式分别表示窗口的开始和结束索引。因此，在这种表示法中，第一个表达式x–J+1表示J个SP的窗口中的第一SP的索引，第二表达式x表示该窗口中的最后一个SP。以同样的方式，考虑另外两个窗口W(x–2J+1，x–J)和W(x–3J+1，x–2J),每个窗口捕获J个SP。因此，W(x–J+1，x)捕获最后J个SP，W(x–2J+1，x–J)捕获之前的J个SP，W(x–3J+1，x–2J)捕获窗口W(x–2J+1，x–J)之前的J个SP。
接下来，考虑这些窗口中服务点的业务统计St。tt是反映吞吐量的统计，诸如分组计数、字节计数或绝对吞吐量值本身(类似于图10-图11的上述实施例)。St可以反映PHY、MAC、IP或传输层的业务。此外，还考虑了总的低统计SP计数(T)。在步骤1402，为这些窗口中的每一个计算业务统计St的平均值，并且用A(x-J+1，x)、A(x-2J+1，x-J)和A(x-3J+1，x-2J)表示。在步骤1402，还计算总的低统计SP计数(T)。
接下来，根据该实施例，为了识别从空闲到忙碌的状态变化，考虑以下条件：
条件1：
A(x–J+1，x)>Ωhigh
与
A(x–3J+1，x–2J)<Ωlow
与
T>€
条件二：
与
A(x–J+1,x)-A(x–2J+1,x–J)>ψ
条件三：
A(x–J+1,x)>τ
这里，Ωhigh,、Ωlow、€、和ψ是常数(例如，Ωhigh＝1、Ωlow＝0.5、€＝130、/>ψ＝10和τ＝5)。如果满足上述三个条件中的任何一个(在步骤1404、1406和1408)，则认为检测到了从空闲到活动的状态变化(步骤1410)。如果三个条件都不满足，则设备继续处于空闲状态(步骤1412)。
随着状态从空闲切换到活动(为方便起见，以下简称为状态切换)，预计平均业务统计信息将在SP的每个后续窗口中上升。这是(步骤1404的)第一个条件中涉及的概念。如果平均统计在窗口W(x–3J+1，x–2J)中低于Ωlow，并且在窗口W(x–J+1，x)中高于Ωhigh，则在步骤1404检测到状态切换。虽然该条件可能足以捕获从空闲到活动的状态切换，但是在某些极端情况下，仅使用该条件可能会发生错误触发。为了解决这些情况，可以添加条件2和3来进一步加强状态切换检测。此外，条件1本身可以通过添加T>€的检测来增强，因为当状态切换发生时，总的低统计SP计数因为业务仍然相当稀疏而高于某个阈值。
在状态切换期间，当前窗口W(x–J+1，x)中的平均统计值可能远高于先前窗口W(x–2J+1，x–J)中的平均统计。这种情况在条件2中被捕获。请注意，如果这两个窗口中的平均统计数据非常小，则即使设备仍处于空闲状态，也可以满足这一条件。因此，在条件2中考虑了这两个窗口中统计量的比和差。
在某些情况下，在状态切换期间，业务会突然增加。这在条件3中被捕获。
图15示出了根据本公开的各种实施例的用于检测空闲状态到活动状态转换的另一示例过程。在该实施例中，图13的实施例中描述的应用ID可以用于检测活动状态。根据该实施例，基于图13的步骤1302-1310检测STA的当前状态和STA的先前状态。如图15所示，当先前状态被检测为空闲(在步骤1502)并且当前状态被检测为活动(在步骤1310)时，从空闲到活动的状态改变被认为被检测到(步骤1504)。如果当前状态被检测为活动时，先前状态被检测为活动(在步骤1502)，则没有状态改变发生(步骤1506)。
使用上述实施例来检测空闲状态和检测从空闲状态到活动状态的切换(或改变)，可以调整TWT间隔以增强STA的电力节省。下面公开了用于调整TWT间隔的实施例。通过增加TWT间隔提供的增益是在电力节省方面，然而，在分组在最后一跳可能遇到的最大等待时间方面也有惩罚。因此，在电力节省和等待时间之间存在平衡。
图16示出了根据本公开的各种实施例的用于调整TWT间隔的示例过程。在这个实施例中，对应于用户在STA上运行的服务的业务统计可以被考虑用于TWT间隔调整。例如，类似于图10-图11的实施例，考虑最后K个服务周期的业务统计St的移动窗口，其中K是常数(例如K＝250SP),并且St是反映吞吐量的统计，诸如分组计数、字节计数或绝对吞吐量值本身。St可以反映PHY、MAC、IP或传输层的业务。在其他实施例中，K可以表示在间隔调整之前调用TWT间隔调整函数的次数(例如，K＝3次调用)。在这样的实施例中的每个函数调用中，TWT间隔调整函数可以被给予在固定时段(例如，500ms)上累积的业务统计的输入。
图16的实施例基于使用St--连续低统计SP计数(C)，总的低统计SP计数(T)和移动窗口中的平均统计(A)来计算的三个关键度量以调整TWT间隔值。这三个指标的定义如下。低统计值SP被定义为SP，其中St<θ(如图10-图11所示)，其中θ是阈值，其值可以是恒定的(例如θ＝1)或者可以基于下面公开的阈值自适应算法进行调整。连续低统计SP计数(C)定义为在K个SP移动窗口中出现的连续低统计SP的最大数量(如图10所示)。总的低统计SP计数(T)定义为在K个SP移动窗口内满足St<θ的SP总数(如图11所示)。平均统计值是K个SP移动窗口中所有统计值的平均值。
在TWT操作中，每次在AP和STA之间协商TWT间隔的新值时，由于为了设置新的TWT间隔值而交换各种帧，因此会引起开销。因此，TWT间隔值变化的频率决定了所引起的开销总量。如果引起了很多次开销，它会对系统吞吐量产生影响，因为它会消耗一些广播时间。因此，希望减少由于TWT间隔调整引起的开销。如图16的实施例所示，冷却定时器可以用来限制TWT间隔调整的频率，从而减少TWT间隔调整的开销。
在一些实施例中，用于减少开销的冷却定时器被定义为在进行下一个TWT间隔值改变之前该过程等待的TWT SP的数量。图16的示例过程包括两个主要分支。第一分支1601代表增量TWT间隔的积极方法(例如，在长空闲周期期间)，第二分支1609代表增量TWT间隔的保守方法(例如，在涉及活动业务的情况下)。在图16的实施例中，分离的冷却定时器与每个分支相关联。在每个SP后，每个冷却计时器减量，直到其到期，此时，过程的相关分支运行，并且在过程的相关分支可以再次运行之前，冷却计时器重新启动并再次倒计时。
对于两个分支，监控最后K个TWT SP上的业务统计St的移动窗口(步骤1602)。然后，在第一分支1601中，当冷却定时器1到期时(在步骤1604)，如果C>L1(在步骤1606，阈值L1可以被定义为常数(例如L1＝30)或者可以基于下面公开的阈值自适应算法被调整)，则在步骤1608，基于图10的实施例检测空闲周期，并且TWT间隔(I)如下增量：
其中Z指示TWT间隔已经经由第一分支1601(即步骤1604-1608)增量的连续次数，并且G1是常数(例如G1＝1.2)。此外，EXP_LMT是用于控制指数的值，并且可以是常数(例如，EXP_LMT＝9)。较高的C值意味着STA在移动窗口的大部分时间都处于空闲状态。此外，如果条件C>L1被连续多次触发，则STA已经处于空闲状态达多个连续的冷却定时器到期(在步骤1604)，这意味着STA处于长的空闲周期。因此，STA可以大幅增加TWT间隔以节省更多电力。等式(1)提供了这个积极的间隔增量，增加了每次连续空闲状态检测的增量。
积极的间隔增量分支(第一分支1601)针对存在延长的空闲状态的情况。例如，如果用户关闭应用并且STA上没有互联网活动。在这种情况下，等待时间惩罚可能不会生成严重影响，因为运行的后台业务通常是容许等待时间的(与诸如语音、视频等应用业务相比)。在该示例中，具有低业务统计的连续SP的最大数量将会非常高。因此，在这种情况下，STA可以积极地增量TWT间隔，而不会有太大的惩罚，以尽可能地节省电力。
在第二分支1609中，当冷却定时器2到期时(步骤1610)，对于阈值N(其可以是常数值，例如，N＝1.5，或者可以基于下面公开的阈值自适应算法来调整)，如果A>N(在步骤1612)则TWT间隔如下减量(在步骤1614)：
每次经由第二分支1609检测到需要减量时，等式(2)提供了TWT间隔值的5％减量。步骤1612和1614的减量决定利用了这样的思想，即平均业务统计提供了由于TWT间隔引起的等待时间的指示。收到的分组越多，意味着缓冲的数据越多，从而引发等待时间。因此，根据该实施例，为了减少等待时间，减小TWT间隔的值。
在步骤1612，如果A≤N，并且如果T>L(在步骤1616，其中阈值L可以是常数值(例如，L＝150)，或者可以基于下面描述的阈值自适应算法来调整)，则TWT间隔如下增量(在步骤1618)：
其中G2是常数(例如，G2＝1.2)。在一些实施例中，G2的指数可以被限制到最大值，以控制指数的大小。例如，等式(1)的EXP_LMT值可以用在等式(3)中，以将G2的指数限制为其中EXP_LMT可以是常数值(例如，EXP_LMT＝9)。这样，每当图16的方法增量TWT间隔时，对间隔增量值施加限制。
保守间隔增量分支(分支1609)针对涉及活动业务的情况。例如，考虑具有突发业务模式的应用(例如，如图8所示)。在运行这种应用的情况下，由于业务中确实存在一些空闲时间，因此有机会节电力节省力。然而，任何TWT间隔增量都应该保守地进行，因为业务仍然是活动的，否则会引起等待时间方面的惩罚。在这种情况下，具有低业务统计的连续SP的最大数量可能没有那么多，因为在两个或更多个具有低业务统计的SP之间可能存在一些具有高业务统计的SP。但是，总的低统计SP计数(不必是连续的)仍然可能很高。因此，这被用作在分支1609中触发保守区间增量的条件。
如上所述，图16中的冷却定时器旨在减少执行TWT间隔增量的次数。每次在AP和STA之间重新协商TWT间隔值时，都会引起一些开销。为了减少这种开销，增量TWT间隔值的每个分支(1601和1609)都有冷却定时器。冷却定时器还提供对算法整体行为的控制。例如，如果希望算法总体上是积极的，那么冷却定时器1的值可以设置为低，而冷却定时器2的值可以设置为高。在这种情况下，该算法将频繁检查积极的区间增量机会。然而，如果希望算法更加保守，那么冷却计时器2可以设置为低值，而冷却计时器1可以设置为高值。因此，该算法将很少尝试积极的区间增量，并且大多数区间增量将是保守的。
在一些实施例中，除了对上述等式(1)和(3)中的G1和G2的指数施加最大限制EXP_LMT(例如，EXP_LMT＝9)之外，还可以对使用等式(1)和(3)计算的TWT间隔增量的总值施加限制IncrMax(例如IncrMax＝20ms)。此外，在增量间隔时，间隔可以由MAX_TWT_INTERVAL值上限(例如，MAX_TWT_INTERVAL＝100ms)和由MIN_TWT_INTERVAL值下限(例如，MIN_TWT_INTERVAL＝15ms)。此外，该过程可以用TWT_INTERVAL_INIT的值来初始化TWT间隔(例如，TWT_INTERVAL_INIT＝20ms)。
在一些实施例中，为了最小化由于TWT间隔的改变而导致的TWT重新协商的次数，仅当基于上述实施例的修改的TWT间隔值和原始TWT间隔值之间的差大于CHANGE_THRESHOLD值乘以原始TWT间隔值时，才改变间隔值。这确保了TWT间隔中的微小波动不会触发AP和STA之间的协商。CHANGE_THRESHOLD可以是常数值(例如，20％)。
尽管上述等式(1)-(3)被公开为一个实施例的设计的一部分，但是本公开不限于这些等式。图16的过程的目的是提供积极的和保守的TWT间隔增量。等式(1)-(3)是如何积极地和保守地增加TWT间隔值的示例，但是图16的过程可以使用其他等式来实现这个目的。
在图16的过程的一些实施例中，当STA的状态从空闲变为活动时(例如，基于图14-图15中描述的实施例检测到的)，TWT间隔值可以被重置为TWT_INTERVAL_INIT。
图17示出了根据本公开的各种实施例的用于调整TWT间隔的另一示例过程。在该实施例中，应用ID可以用于调整TWT间隔。根据该实施例，可能出现两种情况：基于应用ID，STA的状态可以被检测为空闲或活动(例如，如图13所示)。例如，可以在步骤1702检测STA的状态，如图13的步骤1306-1310中所公开的。
在图17的实施例中，当检测到空闲状态时(在步骤1704)，TWT间隔可以在步骤1706以INCREMENT_LIMIT(例如，20ms)的步长增量，直到TWT间隔值达到在步骤1708中检测到的MAX_TWT_INTERVAL(例如，MAX_TWT_INTERVAL＝100ms)。
在一些实施例中，对于基于应用ID检测到活动状态(在步骤1704)的情况，合适的TWT间隔值可以与每个应用ID相关联，使得当应用与应用ID相关联的TWT间隔值时，用户体验不会退化。这些TWT间隔值可以与数据库中的应用ID相关联(该数据库可以是用于确定应用是否为空闲状态检测生成业务的同一数据库)。在一些实施例中，如果应用支持多种业务类型，则与其应用ID相关联的TWT间隔值可以对应于适用于该应用支持的所有业务类型的最小TWT间隔值。例如，像WebEx这样的应用同时支持视频和语音通话。因此，可以确定适合于每种业务类型(语音呼叫和视频呼叫)的TWT间隔值。数据库中维护的TWT间隔值可以是两个间隔值中较小的一个。根据该实施例，当检测到特定的应用ID时，可以查询数据库，并且可以将来自数据库的TWT间隔值应用于该特定的应用ID(在步骤1710)。
图18示出了根据本公开的各种实施例的用于调整TWT间隔的另一示例过程。在这个实施例中，公开了一种混合TWT间隔调整过程。根据该实施例，图16的基于业务统计的间隔调整过程可以与任何TWT间隔推荐方法(例如图17的方法)相结合，以进一步增强算法的电力节省性能。在该实施例中，应用的定制TWT间隔值被用作最小TWT间隔(以确保在运行该应用时可能的最小电力节省水平)，并且图16的基于业务统计的间隔调整过程被应用于通过检测附加的空闲周期来适时地增强电力节省。
根据图18的实施例，由TWT间隔推荐算法生成并获得定制的TWT间隔值(在步骤1802)。该TWT间隔推荐算法可以是图17的过程(例如，所获得的定制TWT间隔值可以在数据库中与用户正在运行的主应用的应用ID相关联)，或者可以是任何其他TWT间隔推荐算法。
根据该实施例，一旦获得定制TWT间隔值，STA的状态被确定为空闲或活动(在步骤1804)。这可以基于以上在图10-图13中讨论的任何实施例来完成。当检测到空闲状态时，可以将图16中描述的MIN_TWT_INTERVAL值设置为定制TWT间隔值(在步骤1806)，并且可以执行图16的过程(或算法)(在步骤1808)。图16的算法可以检测附加的空闲状态，并相应地增加TWT间隔，以进一步提高电力节省。
图18的过程检查是否检测到从空闲到活动状态的状态变化(在步骤1810)。这可以基于以上在图14-图15中讨论的任一实施例来完成。如果在步骤1810检测到从空闲到活动状态的状态变化，则TWT间隔值被初始化为定制TWT间隔值(在步骤1812)。在一些实施例中，图16的TWT_INTERVAL_INIT用于此目的，并且在步骤1806被设置为定制TWT间隔值。
在一些实施例中，当根据步骤1808执行图16的过程时，可以在图16的步骤1604和1610的冷却定时器到期检查之前执行步骤1810的状态改变检查。这由步骤1814-1818示出。例如，步骤1814表示图16的步骤1604和1610的冷却定时器到期检查，块1816表示图16的TWT间隔调整计算步骤1608、1614和1618，步骤1818表示图16的步骤1606、1612和1616的条件不满足的情况。
因此，在空闲状态检测的情况下，与在步骤1802生成定制TWT间隔值的TWT间隔推荐算法已经提供的节省相比，图18的上述实施例可以提供进一步的电力节省。同时，当在步骤1804没有检测到空闲状态时，简单地应用在步骤1802获得的定制TWT间隔值(在步骤1820)。
上文公开的各种实施例包括多个阈值。如上所述，这些阈值可以是自适应的。例如，可以基于业务统计在运行时调整阈值。
图19示出了根据本公开的各种实施例的用于调整阈值的示例过程。这个过程可以被称为自适应算法。在下面的公开中，术语“自适应步长”指的是算法在适应阈值参数值之前等待的TWT SP的数量。自适应步长是常数值(例如，自适应步长＝1000SP)。因此，在步骤1902，该过程检查(例如，在每个SP后)是否已经达到自适应步长值，如果没有，则保留现有阈值(在步骤1904)。
在步骤1906，该过程检查TWT间隔在数量为G的SP内振荡的次数是否超过值FluctuationFreq。如果是，则修改阈值的值(在步骤1908)。这里G是常数(例如，260SP)，并且FlucationFreq也是常数(例如，FluctuationFreq＝3)。
在该实施例中，术语超过阈值的频率被定义为在达到适应步骤之前阈值被其相应参数超过的次数。例如，如果使用该算法来调整N的值，则该算法将检查在自适应步骤的窗口内满足条件A>N的次数。对于不同的阈值，自适应步长的值可以不同。如果超过阈值的频率被确定(在步骤1910)为大于值FreqIncr(例如，FreqIncr＝25)或者被确定(在步骤1912)为小于值FreqDecr(例如，FreqDecr＝5)，则阈值被修改(在步骤1908)。
如果步骤1906、1910或1912的条件都不满足，则保留现有阈值(在步骤1914)。该过程然后在再次运行之前等待适应步骤。
在各种实施例中，在步骤1908，可以使用两种方法来增加阈值。第一种方法是将其增量一个常数值(例如，增量＝2)。第二种方法是将其设置为自适应步骤中相应参数值的最大值加1。例如，为了以1000SP的自适应步长来对N进行自适应，N的值将被设置为先前1000SP中St的最大值加1。
作为图18的TWT间隔调整过程的替代，可以使用自回归综合移动平均(ARIMA)统计时间序列预测模型来估计TWT间隔以及TWT SP持续时间。该算法包括两个阶段。在第一阶段，考虑下行链路和上行链路的分组传输时间戳。这些分组时间戳被处理以创建多个时间序列数据集。在第二阶段，这些时间序列数据集作为输入提供给ARIMA模型。由模型提供的输出用于估计间隔和SP持续时间。
在第一阶段，考虑TWT间隔的两个界限。第一个是由IMIN表示的最小界限，第二个是由IMAX表示的最大界限。为了简化区间值搜索，考虑IMIN和IMAX之间的M个级别。因此，XI所代表的搜索空间是这样的集合：
XI＝{IMIN,IMIN+Δ,IMIN+2Δ,…IMAX}
其中Δ＝(IMAX-IMIN)/M(例如,IMIN＝20ms,IMAX＝100ms和M＝8)。
接下来，考虑业务的历史数据集，其中历史数据集包括在由B表示的时段(例如，B＝500ms)内下行链路和上行链路上的分组传输时间。然后对XI中的每个值重复以下步骤。
步骤1：从XI中选择一个值。令选择的值用Ii表示。
步骤2：将最后B段时间的数据集分成长度为Ii的时隙。注意，B可能不是Ii的倍数。在这种情况下，考虑前M个时间量，其中M＝floor(B/Ii)Ii，并且这个时间量被分成每个长度为Ii的时隙。
步骤3：每个时隙被进一步分成两个时段。第一时段是由TW,i表示的唤醒时间，它是从第i个时隙的开始到第i个时隙中最后一个分组的接收结束时间的持续时间(如图20所示)。第二时段是由TS,i表示的睡眠时间，它是从最后一个分组的接收结束到第i个时隙结束的时间。为每个时隙计算TW,i。所有时隙的TW,i的值一起构成一个时间序列数据集，称为XT。因此，XT表示为：
XT＝{TW,1,TW,2,TW,3…}
第四步：接下来，开发一个ARIMA(p，d，q)模型。这里p是自回归项的阶，d是微分的阶，q是移动平均项的阶。接下来，XT分为两部分。第一部分用于执行网格搜索，以找到模型超参数p、d和q的值，第二部分用于测试。例如，集合XT的三分之二可用于网格搜索，集合的三分之一可用于测试。使用网格搜索，选择在测试集上导致最低均方根误差(RMSE)的超参数。
步骤5：在此后，来自XT的先前“max(p，d，q)”的多个值被提供作为ARIMA(p，d，q)模型的输入。模型的输出是下一个时隙的唤醒时间。如上所述，时隙具有固定长度Ii(在步骤1中选择)。接下来，预测唤醒时间与时隙持续时间的比被计算为TW,predicted/Ii，其中TW,predicted是下一个时隙的唤醒时间预测。
对XI的每个元素重复上述步骤，以获得它们对应的M个TWT间隔值的M个唤醒时间值。对于这M个值中的每一个，计算预测唤醒时间与相应间隔值的比。导致该比的最大值的间隔值被选为最终的TWT间隔值。这里，具有最大值的TWT间隔值可以导致最可预测的业务。直觉上，这是因为这个TWT间隔最好地跟随了业务的突发。
图21a-图21c示出了根据本公开的各种实施例的自适应更新TWT间隔的示例过程。为了方便起见，图21a-图21c的过程被讨论为由作为WI-FI STA的通信设备执行，但是应当理解，作为WI-FI AP的通信设备可以执行该过程，任何其他合适的电子设备也可以执行该过程。为了便于解释，除非另有说明，否则假设该过程由无线通信设备的处理器来执行。
参考图21a，该过程开始于设备在TWT操作中接收应用的WI-FI业务(步骤2105)。例如，设备的收发器可以接收业务。
接下来，设备基于与WI-FI业务相关的业务统计或应用的应用标识符中的至少一个来识别电子设备的状态是空闲还是活动(步骤2110)。在状态被识别后，设备基于状态调整TWT操作的TWT间隔(步骤2115)。下面将分别参考图21b和图21c进一步描述基于业务统计和基于应用标识符的状态识别的步骤2110和2115的实施例。
如果在步骤2110中状态被识别为空闲，则在识别出状态是空闲后，设备可以确定状态已经变为活动(步骤2120)。在一些实施例中，基于在先前TWT服务周期(SP)的最近窗口中观察到的最近业务统计大于在先前窗口中观察到的先前业务统计，或者最近业务统计基于超过阈值，设备可以确定状态已经改变为活动。在其他实施例中，在基于应用标识符确定应用不生成WI-FI业务时，设备可以确定状态已经变为活动。
现在参考图21b，为了在步骤2110中使用业务统计来识别设备的状态，设备启动第一冷却定时器和第二冷却定时器(步骤2125)。这些定时器可以用来限制基于TWT间隔调整方法执行TWT参数重新协商的比，并且可以由此减少与TWT参数重新协商相关联的开销。
接下来，设备在先前TWT服务周期(SP)的窗口上观察WI-FI业务(步骤2130)。然后，该设备基于观察到的WI-FI业务获得窗口中每个TWT SP的业务统计(步骤2135)。此外，在每个TWT SP后，设备减量第一和第二冷却定时器(步骤2140)。
在设备已经获得业务统计后，设备可以基于业务统计满足预定条件来识别电子设备的状态是空闲的(步骤2145)。相反，如果业务统计不满足预定条件，则设备可以识别状态是活动的。
当状态在步骤2145被识别为空闲时，则为了执行步骤2115的TWT间隔的调整，设备执行TWT间隔的积极调整(在第一冷却定时器到期后)或TWT间隔的保守调整(在第二冷却定时器到期后)中的至少一个(步骤2150)。
为了在步骤2150执行TWT间隔的积极调整，设备确定在先前TWT SP的窗口内的、业务统计下降到第一阈值以下的连续TWT SP的数量。然后，基于连续TWT SP的数量超过第二阈值，该设备将TWT间隔向上调整第一量，该第一量基于连续TWT SP的数量已经超过第二阈值的连续次数而增加。这里，如果有不同组的连续SP的业务统计低于第一阈值，那么“业务统计低于第一阈值的连续TWT SP的数量”指的是业务统计低于第一阈值的连续TWT SP的最大数量。
为了在步骤2150执行TWT间隔的保守调整，设备确定先前TWT SP的窗口中所有TWTSP上的业务统计的平均。基于平均超过第三阈值，该设备将TWT间隔向下调整预定的第二量。该设备还可以确定该窗口内业务统计低于第一阈值的TWT SP的总数。然后，基于低于第三阈值的平均和超过第四阈值的总数，设备将TWT间隔向上调整基于总数的第三量。
在设备已经执行了TWT间隔的积极或保守调整后，设备可以基于与业务统计相关的参数来自适应地修改一个或多个阈值(步骤2155)。
现在参考图21c，为了在步骤2110中使用应用标识符识别设备的状态，设备基于应用标识符确定应用是否生成WI-FI业务(步骤2160)。这可以包括例如查询具有与应用标识符相关联的信息的数据库，该信息指示该应用是否生成WI-FI业务。
接下来，设备可以基于应用不生成WI-FI业务的确定来将电子设备的状态识别为空闲(步骤2165)。例如，当与应用标识符相关联的数据库中的信息指示应用不生成WI-FI业务时，这可能发生。否则，设备可以将状态识别为活动。
然后，为了执行步骤2115的TWT间隔的调整，在状态被识别为空闲的每个TWT服务周期(SP)后，设备将TWT间隔向上调整预定量(步骤2170)。
上述流程图示出了可以根据本公开的原理实现的示例方法，并且可以对流程图中所示的方法进行各种改变。例如，虽然显示为一系列步骤，但是各个步骤可以重叠、并行发生、以不同的顺序发生或者发生多次。在另一个示例中，步骤可以被省略或者被其他步骤代替。
尽管已经用示例性实施例描述了本公开，但是本领域技术人员可以想到各种变化和修改。本公开旨在包含落入所附权利要求的范围内的这些变化和修改。本申请中的任何描述都不应被理解为暗示任何特定的元素、步骤或功能是必须包括在权利要求范围内的必要元素。专利主题的范围由权利要求限定。

Claims (15)

1.一种电子设备，包括：
收发器，被配置为在目标唤醒时间(TWT)操作中接收应用的WI-FI业务；以及
处理器，可操作地耦合到所述收发器，并且被配置为：
基于与WI-FI业务相关的业务统计或所述应用的应用标识符中的至少一个，识别电子设备的状态是空闲还是活动；以及
基于所述状态调整TWT操作的TWT间隔。
2.根据权利要求1所述的电子设备，其中，所述处理器还被配置为：
观察先前TWT服务周期(SP)的窗口上的WI-FI业务；
基于观察到的WI-FI业务，获得窗口中每个TWT SP的业务统计；以及
基于满足预定条件的业务统计，识别电子设备的状态是空闲的。
3.根据权利要求2所述的电子设备，其中，所述处理器还被配置为：
基于电子设备的状态是空闲的，执行TWT间隔的积极调整或TWT间隔的保守调整中的至少一个，
其中，为了执行TWT间隔的积极调整，所述处理器还被配置为：
确定所述窗口内的业务统计低于第一阈值的连续TWT SP的数量；以及
基于所述连续TWT SP的数量超过第二阈值，将TWT间隔向上调整第一量，第一量基于连续TWT SP的数量已经超过第二阈值的连续次数而增加，并且
其中，为了执行TWT间隔的保守调整，所述处理器还被配置为：
确定窗口中所有TWT SP上的业务统计的平均值；
基于所述平均值超过第三阈值，将TWT间隔向下调整预定的第二量；
确定所述窗口内的业务统计低于第一阈值的TWT SP的总数；以及
基于所述平均值低于第三阈值以及所述总数超过第四阈值，将TWT间隔向上调整基于所述总数的第三量。
4.根据权利要求3所述的电子设备，其中，所述处理器还被配置为：
启动第一冷却定时器和第二冷却定时器；
在每个TWT SP后，减量第一冷却定时器和第二冷却定时器；
在第一个冷却定时器到期后，执行TWT间隔的积极调整；以及
在第二个冷却定时器到期后，执行TWT间隔的保守调整。
5.根据权利要求3所述的电子设备，其中，所述处理器还被配置为：
基于与业务统计相关的参数来自适应地修改一个或多个阈值。
6.根据权利要求1所述的电子设备，其中，所述处理器还被配置为：
基于所述应用标识符，确定所述应用是否生成WI-FI业务；
基于所述应用不生成WI-FI业务的确定，将电子设备的状态识别为空闲；以及
在状态被识别为空闲的每个TWT服务周期(SP)后，将TWT间隔向上调整预定量。
7.根据权利要求1所述的电子设备，其中，所述处理器被配置为：
在识别出所述状态为空闲后，基于在先前TWT服务周期(SP)的最近窗口中观察到的最近业务统计大于在先前窗口中观察到的先前业务统计，或者基于所述最近业务统计超过阈值，确定所述状态已经变为活动；或者
在识别出所述状态为空闲后，在确定所述应用不生成WI-FI业务时基于所述应用标识符确定所述状态已经变为活动。
8.一种用于调整目标唤醒时间(TWT)参数的方法，包括：
由电子设备接收用于TWT操作中的应用的WI-FI业务；
基于与WI-FI业务相关的业务统计或所述应用的应用标识符中的至少一个，识别电子设备的状态是空闲还是活动；以及
基于所述状态调整TWT操作的TWT间隔。
9.根据权利要求8所述的方法，还包括：
在先前TWT服务周期(SP)的窗口上观察WI-FI业务；
基于观察到的WI-FI业务，获得窗口中每个TWT SP的业务统计；以及
基于业务统计满足预定条件，识别电子设备的状态是空闲的。
10.根据权利要求9所述的方法，还包括：
基于电子设备的状态是空闲的，执行TWT间隔的积极调整或TWT间隔的保守调整中的至少一个，
其中，执行TWT间隔的积极调整包括：
确定所述窗口内的业务统计低于第一阈值的连续TWT SP的数量；以及
基于连续TWT SP的数量超过第二阈值，将TWT间隔向上调整第一量，第一量基于连续TWT SP的数量已经超过第二阈值的连续次数而增加，并且
其中，执行TWT间隔的保守调整包括：
确定窗口中所有TWT SP上的业务统计的平均值；
基于平均值超过第三阈值，将TWT间隔向下调整预定的第二量；
确定所述窗口内的业务统计低于第一阈值的TWT SP的总数；以及
基于所述平均低于第三阈值并且所述总数超过第四阈值，将TWT间隔向上调整基于所述总数的第三量。
11.根据权利要求10所述的方法，还包括：
启动第一冷却计时器和第二冷却计时器；
在每个TWT SP后，减量第一冷却定时器和第二冷却定时器；
在第一冷却定时器到期后，执行TWT间隔的积极调整；以及
在第二冷却定时器到期后，执行TWT间隔的保守调整。
12.根据权利要求10所述的方法，还包括：
基于与业务统计相关的参数来自适应地修改一个或多个阈值。
13.根据权利要求8所述的方法，还包括：
基于所述应用标识符，确定所述应用是否生成WI-FI业务；
基于所述应用不生成WI-FI业务的确定，将电子设备的状态识别为空闲；以及
在状态被识别为空闲的每个TWT服务周期(SP)后，将TWT间隔向上调整预定量。
14.根据权利要求8所述的方法，还包括：
在识别出所述状态为空闲后，基于在先前TWT服务周期(SP)的最近窗口中观察到的最近业务统计大于在先前窗口中观察到的先前业务统计，或者基于最近业务统计超过阈值，确定所述状态已经变为活动；或者
在识别出所述状态为空闲后，在确定所述应用不生成WI-FI业务时基于所述应用标识符确定所述状态已经变为活动。
15.一种非暂时性计算机可读介质，被配置为存储指令，所述指令当由处理器执行时，使得电子设备执行权利要求8至14中任一项所述的方法。
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