CN1747389A - 在节能网络中用于媒质访问控制的方法和系统 - Google Patents

Abstract

一种用于访问、控制以及使用网络通讯媒质的方法和设备。本发明中可包括一个具有节能特性的第一网络设备。所述第一网络设备可使用一个媒质访问协议获得对通讯媒质的控制，所述媒质访问协议可以是基于争用的协议。所述第一网络设备可使用所述通讯媒质向一个第二网络设备传输信息。第一网络设备可把对通讯媒质的控制传送到第二网络设备，从而使第二网络设备无需使用所述媒质访问协议即可控制所述通讯媒质。在维持对通讯媒质之控制的同时，所述第二网络设备可以利用通讯媒质向第一网络设备传输信息。第二网络设备可能已缓存了这种信息以便于向第一网络设备延时传送。

Description

在节能网络中用于媒质访问控制的方法和系统

技术领域

本发明涉及媒质访问控制。更具体地说，本发明涉及在网络中访问、控制以及利用通讯媒质的方法和设备。

背景技术

现代通讯网络中包括大量的设备类型阵列。这些设备类型可以包括，例如，有线和无线设备、固定和便携设备。某些网络设备可能具有相对无限的电源，例如从墙上插座处获取电能的那些设备。相反的，某些网络设备可能具有有限的电源，例如依靠内部电池运行的那些设备。

以有限电源运行的网络设备可采用那些有利于保存他们的有限电源的运行特性。例如，某些设备可以采用有时称为“休眠模式”，或者“节能模式”的运行模式，这些模式可以关闭或减慢其内部的多数功能以保存能量。这些功能可以包括网络通讯功能等。这些设备可以周期性地或由命令控制而退出其节能模式，并重新建立与其他网络设备之间的通讯。

例如，节能模式下的远程网络设备可以退出其节能模式并与一个通讯网络接入点建立通讯。一旦建立了这种通讯，该远程网络设备与网络通讯接入点之间就可以交换信息。例如，远程设备可以向去往另一网络设备的接入点传输信息，而且，接入点也可以向远程设备传输当该远程设备处于节能模式而不能与接入点通讯时由接入点所缓存的信息。

远程设备与网络接入点之间的信息通讯过程，以及设备之间的信息通讯过程，都会消耗能量。通讯网络通常受用于控制各种通讯功能的通讯程序及协议所管理。所述功能可以包括，对通讯媒质的访问和信息队列。所述通讯协议及其他信息传输的管理规则通常包括一些低效率的方面，例如能量消耗、信息传输速度以及带宽利用。

通过将传统的系统与本发明(后面参考附图对本发明的应用进行了描述)进行比较，本领域的技术人员可以显而易见地看出传统方案所存在的局限性和缺点。

发明内容

本发明提供了一种用于访问、控制及利用网络通讯媒质的方法和设备。本发明中可包含一个具有节能特性的第一网络设备。所述第一网络设备可向各种其他网络设备传输一个指示以表明该第一网络设备可工作于节能模式。

本发明中，所述第一网络设备可使用一个媒质访问协议而获得对网络通讯媒质的控制，所述媒质访问协议可以是基于争用的(contention-based)媒质访问协议。所述第一网络设备可在退出节能模式之休眠状态之后，获得对通讯媒质的控制。第一网络设备可以利用通讯媒质向第二网络设备传输信息。

本发明中，第一网络设备可把对通讯媒质的控制传递给第二网络设备，从而使第二网络设备无须使用媒质访问控制协议的普通规则即可获得对通讯媒质的控制。第一网络设备向第二网络设备传输一个传递信息，以将对通讯媒质的控制传递给第二网络设备。这种传递指示可以包括第二网络设备可接管对通讯媒质的控制的一个指示。在把对通讯媒质的控制传递给第二网络设备之后，如果第二网络设备有信息需要发送，则第一网络设备可接收来自第二网络设备的信息。在接收了来自第二网络设备的信息之后，第一网络设备可以重新进入节能模式之休眠状态。

本发明中，在接收了来自第一网络设备的媒质控制传递指示之后，第二网络设备会接管对通讯媒质的控制。第二网络设备可从某些设备，如节能型设备处接收媒质控制传递；而不能从另一些设备，例如非节能型设备处接收媒质控制传递。

本发明中，已接管了对通讯媒质之控制的第二网络设备可在维持其对通讯媒质之控制的同时，使用该通讯媒质向第一网络设备传输信息。第二网络设备可在单个数据包或数据包流中将这一信息传输给第一网络设备。第二网络设备可能已缓存了这些信息以向第一网络设备延时传输。

根据本发明，在具有进入和退出节能模式之休眠状态能力的网络设备中，提供了一种用于控制对通讯媒质之访问的方法，包括：

退出节能模式之休眠状态；

使用基于争用的媒质访问协议获得对通讯媒质的控制；

把对所述通讯媒质的控制传送到第二网络设备，从而使所述第二网络设备可向所述网络设备传输多个信息包而无须使用基于争用的媒质访问协议来访问通讯媒质。

更为有利的是，在把对所述通讯媒质的控制传送到第二网络设备之前，本方法中还包括向所述第二网络设备传输数据的步骤。

在把对所述通讯媒质的控制传送到第二网络设备的步骤中，还包括向第二网络设备传输一个信息以表明该网络设备可工作于节能模式的步骤。

在把对所述通讯媒质的控制传送到第二网络设备的步骤中，还包括向第二网络设备传输一个信息以表明该网络设备没有数据要传送给第二网络设备的步骤。

在向第二网络设备传递了对通讯媒质的控制之后，本方法中还包括，在第二网络设备维持对通讯媒质的控制的情况下，从第二网络设备接收经所述通讯媒质所发送来的多个信息包的步骤。

在向第二网络设备传递了对通讯媒质的控制之后，本方法中还包括，从第二网络设备接收一个指示以表明第二网络设备没有数据要向网络设备传输、并进入节能模式之休眠状态的步骤。

根据本发明，提供了一种使用于网络设备中的通讯模块，所述网络设备具有可进入和退出节能模式之休眠状态的能力，所述通讯模块中包括：

一个收发器模块；

一个用于控制所述网络设备进入和退出节能模式的节能模块；

一个与所述收发器模块和节能模块可通讯地连接的媒质访问控制(MAC)模块，所述媒质访问控制模块中包括：

一个第一模块，它可在所述节能模块使得所述网络设备退出其节能模式之休眠状态之后，使用所述收发器模块、并利用基于争用的媒质访问协议获得对网络通讯媒质的控制；以及，

一个第二模块，它可利用所述收发器模块把对所述通讯媒质的控制传送到第二网络设备，其中，第二网络设备可向所述网络设备传输多个信息包而无须使用基于争用的媒质访问协议来访问通讯媒质。

本发明的所述通讯模块还包括与所述收发器模块和媒质访问控制模块可通讯地连接的数据传输模块，在所述第二模块把对所述通讯媒质的控制传送到第二网络设备之前，所述数据传输模块会利用所述收发器模块向第二网络设备传输信息。

本发明中，所述第二模块向第二网络传送对通讯媒质的控制、是通过使用收发器模块向第二网络设备传输一个信息以指示出所述网络设备中没有数据要传输给第二网络设备而实现的。

所述通讯模块还包括与收发器模块和媒质访问模块可通讯地连接的数据传输模块，在第二模块向第二网络传送了对通讯媒质的控制之后，在第二网络设备维持对通讯媒质之控制的同时，所述数据传输模块会使用收发器模块接收由第二网络设备通过所述通讯媒质所发出的多个的信息包。

所述通讯模块中还包括与收发器模块和媒质访问模块可通讯地连接的数据传输模块，在数据传输模块接收的一个指示表明第二网络设备没有数据要向所述网络设备之后，所述节能模块会使所述网络设备进入节能模式之休眠状态。

更为有利的是，所述收发器模块、节能模块和MAC模块被集成在单个集成电路中。

本发明还提供了一种用于控制对通讯媒质之访问的方法，在可通过通讯媒质与第二网络设备实现通讯的网络设备中，当退出节能模式之休眠状态之后，所述第二网络设备已使用基于争用的媒质访问协议获得对通讯媒质的控制，所述方法包括：

从把对所述通讯媒质的控制传送到所述网络设备的第二网络设备处接收一个信息，从而使所述网络设备可向所述第二网络设备传输多个信息包而无须使用基于争用的媒质访问协议来访问通讯媒质；

在维持对通讯媒质之控制的同时，向所述第二网络设备传输信息。

在本发明的所述向第二网络设备传输信息的步骤中，包括在维持对通讯媒质之控制的同时，向第二网络设备传输多个信息包的步骤。

本方法还包括确定所述网络设备是否为一个具有进入和退出节能模式之休眠状态能力之设备的步骤。

本方法中，如果网络设备确定第二网络设备不是一个具有进入和退出节能模式之休眠状态能力的设备，则在维持对通讯媒质之控制的同时，所述网络设备不会执行向第二网络设备传输信息的步骤。

本方法中，在来自第二网络设备的用于向所述网络设备传送对通讯媒质之控制的信息中，包括数据信息和控制信息。

本发明还提供了一种用于网络设备中的通讯模块，它可通过一个通讯媒质与第二网络设备实现通讯，当退出节能模式之休眠状态之后，所述第二网络设备已使用基于争用的媒质访问协议获得对通讯媒质的控制，所述通讯模块中包括：

一个收发器模块；

一个与所述收发器模块可通讯地连接的媒质访问控制(MAC)模块，所述MAC模块可利用所述收发器模块从第二网络设备处接收一个媒质控制传送信息，然后，所述MAC模块可接收对所述通讯媒质的控制，以向所述第二网络设备传输多个信息包而无须使用基于争用的媒质访问协议；

一个与所述收发器模块和MAC模块可通讯地连接的数据传输模块，它可在维持对通讯媒质之控制的同时，使用所述收发器模块向第二网络设备发送信息。

本发明中，在维持对通讯媒质之控制的同时，所述数据传输模块会利用收发器模块以多个数据包的形式向第二网络设备发送信息。

本发明的所述MAC模块中包括一个可决定第二网络设备是否为节能型设备的第一模块。

本发明的所述模块中还包括一个与MAC模块连接的数据库模块，其中包括一个具有节能特性之网络设备的清单，所述MAC模块会访问数据库模块以确定所述第二网络设备是否为节能型设备。

本发明中，如果第一模块确定第二网络设备是一个非节能型设备，则所述数据传输模块不会在维持对通讯媒质之控制的同时利用收发器模块向第二网络设备发送信息。

本发明中，从第二网络设备发出的媒质控制传递信息中包括数据信息和控制信息。

本发明中，所述收发器模块、MAC模块及数据传输模块可集成于单个集成电路中。

本发明还提供了一种在通讯网络中用于控制对通讯媒质之访问的方法，所述方法包括：

第一网络设备退出节能模式地休眠状态；

由第一网络设备利用基于争用的媒质访问协议获得对通讯媒质的控制；

把对通讯媒质的控制从第一网络设备传送到第二网络设备，其中，第二网络设备可向所述第一网络设备传输多个信息包而无须使用基于争用的媒质访问协议来访问通讯媒质。

在本发明的传递对通讯媒质的控制步骤中，还会在第二网络设备校验所述第一网络设备可否工作于节能模式。

本发明的方法中，还包括第二网络设备释放对通讯媒质之控制的步骤，从而使之后的对通讯媒质的访问是受基于争用的媒质访问协议所管理的。

在本发明的传递对通讯媒质的控制步骤中，还会通过所述通讯媒质从第一网络设备向第二网络设备传输一个信息，所述信息中包含数据和控制信息。

本发明中，在把对通讯媒质的控制传递给第二网络设备之后，还会在维持第二网络设备对通讯媒质之控制的同时，通过通讯媒质从第一网络设备向第二网络设备传输多个数据包。

结合以下的描述和附图，可更好地理解本发明的以上这些和其他有益效果、不同方面以及其新颖特性。

附图说明

下面将结合附图和实施例对本发明进行详细的说明，附图中：

图1是根据本发明用于控制对通讯媒质的访问和使用的方法流程示意图；

图2是根据本发明用于控制对通讯媒质的访问和使用的方法流程示意图；

图3是根据本发明在两个网络设备间实现的第一示例性信息交换的示意图；

图4是根据本发明在两个网络设备间实现的第二示例性信息交换的示意图；

图5是根据本发明用于控制对通讯媒质之访问和使用的系统的原理框图；

图6是根据本发明用于控制对通讯媒质之访问的方法流程图。

发明内容

图1是根据本发明用于控制对一个通讯媒质的访问和使用的方法100的流程示意图。作为示例而非局限，该方法100实施于通讯网络中的第一设备(例如具有节能特性的远程设备)中。在下面对图1的讨论中，用于实施该方法100的设备都被称为“第一设备”。

在方法100的步骤110中，等待一个事件以退出节能模式之休眠状态。这一事件可以是一个来自使用者的要求工作于节能模式之休眠状态的网络设备退出其节能模式之休眠状态的直接指令。这一事件还可以是计时器的周期性计满。这一事件通常还可以是任何一个可引起设备至少暂时退出其节能模式之休眠状态的事件。

在方法100的步骤120中，第一设备退出其节能模式。在图1中描述的示例性方法100是与具有节能特性的网络设备结合工作的，因为节能环境是一种便捷的、可体现本发明不同方面的环境。因此，本发明的范围不应局限于具有节能特性的设备或含有节能特性的设备的网络。

在方法100的步骤130中，第一设备获得对网络通讯媒质的访问的控制。这些访问和控制可以是对单个通讯信道的访问和控制，例如一个FDM频率、一个TDMA时隙、一个跳频序列，或者一个CDMA编码。这种访问和控制也可以是对多个此类通讯信道的访问和控制。这种访问和控制还可以是对一个通讯媒质中所有的通讯信道的访问和控制。

所述获得方式可以包括，例如，利用基于争用的媒质访问协议而获得的对共用通讯媒质中至少一部分的访问和控制。例如，第一设备可根据一个使用冲突避免(CSMA/CA)协议的载波监听多路访问而获得对网络通讯媒质的控制。在有线网络中，第一设备还可以利用一个使用冲突检测(CSMA/CD)协议的载波监听多路访问而获得对网络通讯媒质的控制。因此，本发明的范围不应局限于一个特定协议或是一套协议。类似地，本发明的范围不应局限于一个特定的通讯媒质或一组通讯媒质。

在方法100的步骤140中，第一设备利用通讯媒质向第二网络设备传输信息。对于没有信息要向第二网络设备传输的第一设备，则可以跳过步骤140。这些信息可以是数据或控制信息。这种信息可包括在单个数据包中或多个数据包中。这种信息可以是单点传送、多点传送或广播信息。所述信息通讯可以包括或不包括来自被传送信息的接收器处的确认指示数据包。因此，本发明的范围不应局限于特定的信息格式或类型。本发明的范围也不应局限于特定的通讯机制。

需注意的是，在步骤140中可使用典型的媒质访问保安措施，例如以时间限制来维持通讯网络中的通讯规则。例如，直到设备中没有更多信息需要传输时，步骤140才会使第一设备在无干扰的方式下控制通讯媒质。这种无检测的控制在特定时候会对通讯网络产生有害影响。因此，网络可以限制一个设备或一级设备能维持的对通讯媒质或它的部分进行控制的持续时间。

在方法100的步骤150中，第一设备把对通讯媒质的控制传送到第二网络设备。在从第一设备接收这种媒质控制之后，第二设备可利用该通讯媒质来传输信息业务，而无需执行各种媒质访问活动，例如与其他网络设备竞争以取得对该通讯媒质的访问。作为示例而非限制，如果第一设备在140步骤中向第二设备(例如网络接入点)传输信息，则第一设备在步骤150可把对通讯媒质的控制传送给第二设备或其他网络设备。

第一设备可以按不同的方式把对通讯媒质的控制传送到第二设备。例如，第一设备可以向第二设备传送一个清楚的通知，以表明第二设备可以实现对通讯媒质的控制。而且，这种通知可以集成到第一设备向第二设备或其他网络设备所传输的数据包中。所述数据包中可包括控制信息和/或数据信息。因此，本发明的范围不应局限于对通讯媒质的控制进行传送的特定机制。

在一个示例性的节能环境中，一个远程节能型设备可以就该节能型设备具有节能特性事实通知网络控制实体或者接入点。而后，如果节能型设备向接入点传输的数据包表明该节能型设备没有数据或没有更多数据需要发送，则接入点可以自动实现对通讯媒质的控制，以向节能型设备发送下行数据(downstreamtraffic)。

接入点可以在其网络中区分出节能型设备和非节能型设备，并针对两种类型的设备采取不同的互动方式。例如，如果接入点判定所述远程设备不具有节能特性，则该接入点可以选择不接受远程设备的控制。

在方法100的步骤160中，接收来自第二设备的信息，所述第二设备在步骤150接收了对通讯媒质的控制。当然，在第二设备没有信息要传输的情况下，可以跳过步骤160。这种信息不应局限于特定类型的数据或数据格式。例如，这种信息可以采用许多分散信息数据包的形式，其中包含数据和/或控制信息。第二设备可以在维持对通讯媒质之控制的同时，向第一设备传输一个或多个分散数据包。

对于上述关于来自第一设备的传输，网络可以使用多种机制以确保第二设备不会在过长的时间内保持对通讯媒质的控制。作为示例而非限制，在对特定设备可控制通讯媒质的时间设有上限的一个通讯系统中，此种与根据本发明的媒质访问控制所结合的通讯系统可以在第一和第二设备可控制通讯媒质的合并时间上设定一个限制。

在一个示例性的节能网络环境中，第二设备可以是一个当节能型设备处于节能模式之休眠状态时、能缓存送往节能型设备之业务量的网络接入点。通常情况下，第二设备可以是任何有业务量要向第一设备传输的网络实体。在第二设备没有信息要向第一设备传输的情况下，本方法100的流程可以跳过步骤160。注意本发明的范围不应局限于接收特定类型的信息、或接收来自特定类型的网络实体的信息。

在方法100的步骤170中，会将最近所传递的信息通知一个用户。例如，远程设备可以通知该远程设备的用户，以告知其近期接收了来自网络的更新信息这一事实。用户可以控制这种通知的存在、特性和时间。例如，用户可以指定设备不用去通知用户。用户也可以指定设备仅就与特定类型的信息相关的更新通知用户。因此，本发明的范围不应局限于这种通知的存在或所提供的通知的任何特性。

在方法100的步骤180中，第一设备重新进入节能模式之休眠状态。在一个示例性的节能环境中，在与网络接入点交换信息之后，第一设备可重新进入节能模式之休眠状态。然后，本方法100的流程可重新回到步骤110，使得第一设备再次等待一个事件以退出其节能模式之休眠状态。如上所述，所述节能网络环境仅用于示例说明之目的，本发明的范围不应局限于节能型设备或包括这种设备的网络。

图2是根据本发明用于控制对一个通讯媒质的访问和使用的方法200的流程示意图。在结合图2所进行的如下讨论中，用于实施方法200的设备被称为“第一设备”。作为示例而非限制，该第一设备可以是通讯网络中的一个接入点设备。在如下的讨论中，用于实施方法200的设备被称为“第一设备”。

在方法200的步骤210中，接收来自第二设备的信息。所述第二设备可能已通过执行媒质访问协议(例如基于争用的媒质访问协议)而获得了对通讯媒质的访问。步骤210包括多个子步骤，根据特定的通讯情况，第一设备可以遵循或不遵循这些子步骤。步骤210中可包括步骤212，其中会接受来自第二设备的初始数据包。步骤210也可以步骤214，其中会接收来自第二设备的附加信息包。

在一个示例情况中，当第二设备有更多信息要传输给第一设备，且这些信息可合理地打包在单个数据包中时，第一设备将执行步骤214。系统数据包的尺寸限制也可以限制该数据包的尺寸。步骤210中还可以包括子步骤216，其中会从第二设备接收一个第一设备已实现了对通讯媒质的控制的指示。这种指示可以是一个清楚的指令，或者是表明第二设备没有数据或已没有更多数据要向第一设备发送的指示。

上述讨论的各种信息接收步骤都是示例性的，不应作为对本发明范围的限制。例如，在步骤212所传输的初始数据包可能唯一向第一设备传输的数据包。所述初始数据包可包括数据信息、控制信息、以及第一设备要实现对通讯媒质的控制的指示。因此，本发明的范围不应局限于特定的数据包、信息格式、或者数据包的流量格式。

在作为实施例的方法200中，讨论的是从具有节能特性的网络设备处、而不是从不具有节能特性的网络设备处接收对通讯媒质的控制的情况。应当注意，本发明的不应局限于这一实施例的模型。例如，对于具有或不具有节能特性的网络设备，本发明都可以等同良好实施。

在方法200的步骤220中，会判断第二设备是否为一个节能型设备。这种判断可以通过各种方法来实现。例如，第二设备可预先注册到网络并表明具有节能特性，也可在数据库中列明第二设备具有这种节能特性。第二设备也可以将表明其节能特性的指示集成到其发送到第一设备的各种信息中。因此，本发明的范围不应局限于指示其节能特性的特定方法、或者判断一个网络设备是否具有节能特性的特定方法。

如果第二设备不是一个节能型设备，方法200会跳到步骤250继续执行，这将在后面进行讨论。如果第二设备具有节能特性，则方法200进入步骤230继续执行。

在方法200的步骤230中，会判断是否有业务量正等待被传输到第二设备传输。例如，第一设备可以是一个网络接入点，它可能缓存了要向第二设备传输的信息业务量。如果第二设备是注册过的节能型设备，则第一设备可以执行这种存储功能。如果没有业务量要发送到第二设备，则方法200会跳到步骤250继续执行，这将在后面进行讨论。如果有业务量要向第二设备传输，则方法200会进入步骤240继续执行。

在方法200的步骤240中，会向第二设备传输信息业务量。步骤240包括各种子步骤，如图2所示，根据具体通讯情况，也可能不遵循其中的子步骤。在方法200的步骤242中，会接收从步骤216的第二设备所传送来的对通讯媒质的控制。通过接收从第二设备所发送来的对通讯媒质的控制，第一设备可以跳过不得不执行的各种媒质访问获取任务步骤，例如，与其他网络设备竞争对通讯媒质的访问。作为示例而非限制，如果通讯媒质是由基于争用的媒质访问协议所管理，则第一设备可以立即开始向第二设备传回信息，而不必对信息进行排队并竞争对通讯媒质的访问以将每一个信息包发送到第二设备。

从上述讨论可知，方法200没有从非节能型设备处接收对通讯媒质的控制传递。但是，从上述讨论可知，本发明的范围不应局限于仅从节能型设备处接收对媒质的控制传递。

在方法200的步骤247中，会检索可能存于缓冲器中的要向第二设备传输的信息业务量。这种信息检索可能具有一定的执行时间且其提供不能满足系统的信息定时要求。因此，方法200中可包括步骤244和246所示的机制，利用该机制可维持对通讯媒质的控制，且第二设备可以被通知：即使存在该执行时间，信息也正要到来。在方法200的步骤244中，会判断信息检索的执行时间是否足够长到能满足通讯媒质协议的发送信息定时要求。如果步骤244中判定缓冲信息不能在满足通讯媒质协议的发送信息定时要求的时间内被检索出，则方法200会执行步骤246。在步骤246中，会通过通讯媒质向第二设备传输一个信息，以指示信息最终跟随传输。前面所讨论的用于补偿信息检索执行时间的机制只是示例性的。方法200可以利用各种替换方法来处理这一执行时间。因此，本发明的范围不应局限于特定的执行时间处理机制。

在步骤247中，当第一设备已检索出要向第二设备发送的信息后，第一设备会准备向第二设备传输已检索出的信息，在方法200的步骤248中，会把已检索出的信息传输到第二设备。第一设备可以在维持对通讯媒质之控制的同时，通过通讯媒质传输所述信息。在步骤248，可用一个或多个数据包向第二设备传输信息。因此，本发明的范围不应局限于特定的信息、数据包格式、或数据包流量格式。

当第一设备已在步骤248将信息传输给第二设备之后，在方法200的步骤250中，会释放对通讯媒质的控制。这种释放可通过传输一个清楚的释放信息来实现，或者根据所使用的特定通讯媒质的媒质访问规则、在预定的时期段内维持静止来实现。因此，本发明的范围不应局限于特定的媒质控制释放机制。

如上文所讨论，第一和第二设备之间的通讯可遵从各种通讯网络安全措施，例如遵从时间限定以确保其他网络设备可以平等地访问通讯媒质。

图3是根据本发明在两个网络设备间实现的第一示例性信息交换300的示意图。在IEEE 802.11标准中就提供了该示例性信息交换300。然而，本发明的范围不应局限于IEEE 802.11的特性和实施方式。

信息交换300的顶行中标有“QSTA”。这通常指IEEE 802.11标准中的服务基站质量。在本例中，QSTA可被视作具有节能特性的第一网络设备。信息交换300的底行中标有“QAP”。这通常指IEEE 802.11标准中的服务接入点质量。在本例中，QAP可被视作第二网络设备。

在进行所述示例性信息交换300之前，QSTA会获得对通讯媒质的访问和控制。例如，QSTA可遵循基于争用的媒质访问协议而获得对通讯媒质的访问，例如CSMA/CA协议。

所述信息(或数据包)交换300开始时，会从QSTA发送第一信息310到QAP。所述第一信息310可能是带有已设置多标识(More flag)的Q-数据信息。在节能情况下，且QSTA当前不处于节能模式之休眠状态时，该第一信息310可向QAP传输数据以及向QAP发送指示。

在一个帧内间隔时间(SIFS)之后，信息交换300中的QAP会发送一个第二信息320到QSTA。该第二信息320可能是一个用于向QSTA表明QAP已成功接收第一信息310的确认信息(ACK)。

然后，信息交换300会从QSTA向QAP发送第三信息330。该第三信息330可能是一个带有未设置多标识的Q-数据信息。所述未设置多标识可向QAP表明，QSTA没有更多数据需要传送到QAP。所述未设置多标识也可表明对通信媒质的控制从QSTA传递到了QAP。

如上文讨论，QAP对节能型设备和非节能型设备会区别对待。例如，如果QAP判定QSTA是非节能型设备，则QAP可能仅确认第三信息330的接收，而后会终止与QSTA的通讯，进而会释放通讯媒质。相反，如果QAP判定QSTA是节能型设备，则QAP会从QSTA接收对通讯媒质的控制，以将信息业务量发回给QSTA。

此时，示例性信息交换300的QAP会实现对通讯媒质的控制。QAP通过向QSTA发送的第四信息340做出响应。该第四信息340可能是Q-数据信息，其中包括要发向QSTA的数据、以及确认已接收到第三信息330的指示。

然后，示例性信息交换300会从QSTA向QAP发送第五信息350，它可用于确认第四信息340的接收。而后，信息交换300会从QAP向QSTA发送第六信息360，该信息可能是要发送到QSTA的附加数据。然后，信息交换300会从QSTA向QAP送第七信息370，该信息中可能包括一个确认已接收第六信息的指示。

示例性信息交换300可以继续在QSTA和QAP之间进行以交换信息，直到QAP全部发送了要传输给QSTA的信息。另外，QSTA和QAP之间可能因媒质访问时限的超出、或其他媒质访问控制机制、或与公平访问有关的其他考虑、或者为了保证网络中QSTA收集的服务质量等原因而停止信息交换300。

图4是根据本发明在两个网络设备间实现的第二示例性信息交换400的示意图。与图3中描述的示例性信息交换300类似，在IEEE 802.11标准中也提供了该示例性信息交换400。然而，本发明的范围不应局限于IEEE 802.11的特性和实施方式。

信息交换400的顶行中标有“QSTA”。这通常指IEEE 802.11标准中的服务基站质量。在本例中，QSTA可被视作具有节能特性的第一网络设备。信息交换400的底行中标有“QAP”。这通常指IEEE 802.11标准中的服务接入点质量。在本例中，QAP可被视作第二网络设备。

在进行所述示例性信息交换400之前，QSTA会获得对通讯媒质的访问和控制。例如，QSTA可遵循基于争用的媒质访问协议而获得对通讯媒质的访问，例如CSMA/CA协议。

所述信息(或数据包)交换400开始时，会从QSTA发送第一信息410到QAP。所述第一信息410可能是带有未设置多标识(More flag)的Q-数据信息。在节能情况下，该第一信息410可向QAP指出QSTA当前不是工作于节能模式之休眠状态，并正准备从QAP接收当QSTA处于节能模式之休眠状态时QAP为其缓存的业务量。所述未设置的多标识也可指出对通讯媒质的控制从QSTA到QAP的传递。

如上文所讨论，QAP对节能型设备和非节能型设备会区别对待。例如，如果QAP判定QSTA是非节能型设备，则QAP可能仅确认第三信息410的接收，而后会终止与QSTA的通讯，进而会释放通讯媒质。相反，如果QAP判定QSTA是节能型设备，则QAP可从QSTA接收对通讯媒质的控制，以从QAP将信息业务量发回给QSTA。

此时，示例性信息交换400中的QAP会实现对通讯媒质的控制。在一个帧内间隔时间(SIFS)之后，信息交换400会从QAP发送一个第二信息420到QSTA。该第二信息420可包括一个用于向QSTA表明QAP已经接收到第一信息410的确认指示。

另外，第二信息420中可包括一个空数据帧，以向QSTA表明QAP中有缓存的信息业务量要传送给QSTA，但QAP需要额外的时间以从缓冲器获得信息。当QAP正在获取要发向QSTA的信息业务量时，这种空数据帧允许QAP保持对通讯媒质的控制(例如通过基于争用的媒质访问控制协议所实现的通讯媒质控制)。

然后，示例性信息交换400会从QSTA向QAP发送第三信息430。该第三信息430可能包括一个QSTA已接收到第二信息420的确认指示。

然后，信息交换400会从QAP向QSTA发送第四信息440，该信息中可能包括QAP从一个缓冲器中检索出的要发给QSTA的信息。然后，信息交换400会从QSTA向QAP发送第五信息450，其中可包括一个已接收第四信息440的确认指示。

然后，信息交换400会从QAP向QSTA发送第六信息460，该信息中可能包括QAP从一个缓冲器中检索出的要发给QSTA的附加信息。然后，信息交换400会从QSTA向QAP发送第七信息470，该信息可能包括一个已接收第六信息460的确认指示。

示例性信息交换400可以继续在QSTA和QAP之间进行以实现信息交换，直到QAP全部发送了要传输给QSTA的信息。另外，QSTA和QAP之间可能因媒质访问时限的超出、或其他形式的媒质访问控制机制、或与公平访问有关的其他考虑、或者为了保证网络中QSTA收集的服务质量等原因而停止信息交换400。

图5是根据本发明用于控制对一个通讯媒质的访问和使用的系统500的原理框图。系统500包括第一通讯模块510，该模块可被第一网络设备所使用。第一通讯模块510中的各个组件可以执行图1中所示的方法100。系统500还包括第二通讯模块540，该模块可被第二网络设备所使用。第二通讯模块540中的各个组件可以执行图2中所示的方法200。在以下结合图5的讨论中，使用第一通讯模块510的网络设备可被看作“第一设备”，而使用第二通讯模块520的设备可被看作“第二设备”。

第一通讯模块510中包括一个节能模块505。该节能模块可以控制第一设备进入和退出节能模式。例如，当节能模块检测到在一定时期内没有用户与第一设备发生交互作用的情况下，节能模块505可以自动将第一设备置于节能模式之休眠状态。又如，节能模块505可以在唤起定时器超时的情况下使第一设备处于节能模式之清醒状态。另外，当模块505检测到用户尝试与第一设备发生交互作用时，节能模块505可以将第一设备置于清醒状态。因此，本发明的范围不应局限于节能功能的特定特性和实现方式。

第一通讯模块510中包括一个收发器模块515。该收发器模块515可以通过各种通讯连接与各种网络设备通讯。作为示例而非限制，收发器模块515可通过有线连接、无线连接、电力连接、射频连接、光缆连接、或者非缆线光纤连接而与另一个网络设备实现通讯。因此，本发明的范围不应局限于特定类型的收发器或通讯连接。

第一通讯模块510包括一个媒质访问控制(MAC)模块520。MAC模块520以可通讯地与节能模块505和收发器模块515连接。MAC模块520的通用功能是控制对网络通讯媒质的访问和使用。这种访问包括获得对通讯媒质中一个信道的访问和控制，例如受TDMA管理的通讯媒质的一个时隙、受FDM管理的通讯媒质的一个频率、以及受CDMA管理的通讯媒质的点跳频序列或编码。最后，MAC模块520中包括一个用于执行通讯媒质访问功能的媒质访问模块522。另外，获取对网络通讯媒质的访问和控制可以包括获得对多个通讯信道或全部通讯信道的访问和控制。

例如，媒质访问模块522可利用各种通讯媒质访问协议的任何一种、并使用收发器模块515来获得对通讯媒质的访问和控制。作为示例而非限制，媒质访问模块522可根据一个带有冲突避免(CSMA/CA)协议的载波监听多路访问而获得对网络通讯媒质的控制。另外，媒质访问模块522也可以根据一个ALOHA或CSMA/CD协议而获得对通讯媒质的访问和控制。因此，本发明的范围不应局限于特定的媒质访问协议。

MAC模块520中还包括一个通讯媒质控制传递模块521。在媒质访问模块522已获得了对通讯媒质的访问和控制后，控制传递模块521可以向另一网络设备传递对通讯媒质的控制。所述网络设备可包括利用第二通讯模块540的第二网络设备(“第二设备”)。当第二设备从第一设备处接收了对通讯媒质的控制后，即可使用该通讯媒质，而无需执行各种媒质访问活动，例如与其他网络设备争用对通讯媒质的访问和控制。

MAC模块520也可向第一设备具有进入和退出节能模式之休眠状态功能的各种网络设备传输通讯信息。然后，其他网络设备就可以利用这一信息来管理其对第一设备的处理和与第一设备的通讯。

应注意的是，MAC模块520通常集成有各种与媒质访问有关的安全措施，例如，可确保所有网络设备公平地访问通讯媒质的超时功能。因此，MAC模块520可包括各种措施，以确保第一设备不会在一段不恰当的时间段内一直控制通讯媒质。

控制传递模块521可以通过不同的方式把对通讯媒质的控制传递到另一网络设备。例如，控制传递模块521可利用收发器模块515向其他设备传输一个清楚的信息，以将对通讯媒质的控制传递到其他设备。另外，控制传递模块521可利用收发器模块515向另一设备传输一个空数据帧，以表明第一设备不再使用通讯媒质、且其他设备可接管对通讯媒质的控制。

第一通讯模块520中还包括一个与MAC模块520、收发器模块515以及节能模块505连接的数据传输模块530。在媒质访问模块520获得对通讯媒质的访问和控制后，数据传输模块530可利用收发模块515向另一网络设备传输信息。例如，在图5所示的系统500中，数据传输模块530可利用收发模块515与第二设备通讯。数据传输模块530可使用收发器模块515向第二设备传输单个数据包或者数据包流。

数据传输模块530还可执行各种数据接收功能。例如，当对通讯媒质的控制从第一设备传递到第二设备之后，数据传输模块530可利用收发器模块515接收从当前控制着通讯媒质的第二设备向第一设备传输的信息。该信息可以是单个数据包的形式或者数据包流的形式。

而且，当第一设备与第二设备之间的通讯结束时，数据传输模块530可与节能模块505通讯以向节能模块505发出指示，从而让节能模块505决定是否使第一设备进入节能模式之休眠状态。

第一通讯模块510中的各种模块可以集成到单个集成电路中。所述各种模块可包括硬件、软件或者它们的结合。所述各种模块也可共享通讯模块510的组件，例如微处理器、存储设备、总线结构、时钟等等。因此，本发明的范围不应局限于所讨论的各模块的特定安排和实现方式。

虽未在图5中示出，但第一通讯模块510中还可包括各种用户接口模块，例如向用户指示该设备是否处于节能模式。所述各种用户接口模块还可以向用户指示该设备最近接收了更新的信息。所述用户接口模块还可向用户提供一种能力，以让用户与设备之间的接口交互可被设计成最适合特定用户的方式。因此，本发明的范围不应局限于各种用户接口模块、其功能或特性。

从图中可以看出，第二通讯模块540通过一个有线LAN模块542与有线LAN 544连接。第二通讯模块540可以使用于网络接入点设备。然而，本发明的范围不应局限于网络设备的特定类型。

第二通讯模块540中包括一个收发器模块550。该收发器模块550可通过各种通讯连接与各种网络设备实现通讯。作为示例而非限制，收发器模块550可通过有线连接、无线连接、电力连接、射频连接、光缆连接或者非缆线光纤连接而与另一网络设备通讯。因此，本发明的范围不应局限于接收器或通讯连接的特定类型。

第二通讯模块540中还包括一个MAC模块560，与收发器模块550可通讯地连接。与上述讨论的第一通讯模块510中的MAC模块520类似，MAC模块560中包括一个媒质访问模块562。该媒质访问模块562与前面讨论的第一通讯模块510中的媒质访问模块522在多方面具有共同特性。

MAC模块560中还包括一个控制传递模块564。该控制传递模块564可使用收发器模块550接收来自第一设备的信息，并将对通讯媒质的控制从第一设备传递到第二设备。通过这种方式获得对通讯媒质的控制后，MAC模块560即可访问和控制通讯媒质，而无需执行各种媒质访问活动。例如，如果对通讯媒质的访问是由基于争用的媒质访问协议所管理的，例如CSMA/CA，则MAC模块560可直接从第一设备获得对通讯媒质的控制，从而可跳过需与其他网络设备争用以获得对通讯媒质之访问的步骤。

第二通讯模块中540还包括与收发器模块550和MAC模块560可通讯地连接的数据传输模块580。该数据传输模块580可使用收发器模块550接收来自网络设备的信息。数据传输模块580也可使用收发器模块550向其他网络设备传输信息。

例如，在MAC模块560从第一设备处获得它传递给第二设备的对通讯媒质的控制之前，数据传输模块580可使用收发器模块550接收来自第一设备的信息。这种信息可以包括数据和/或控制信息，还可包括媒质访问传递信息。所述媒质访问传递信息也可以是一个孤立信息。

又例如，随着MAC模块560从第一设备处获得它传递给第二设备的对通讯媒质的控制，数据传输模块580可使用收发器模块550向第一设备回传信息。在第二设备是一个网络接入点设备的示例性实施例中，该接入点设备可能已在一个缓冲器中存储了要发向第一设备的信息，并等待来自第一设备的指令或者表明第一设备不是处于节能模式之休眠状态的指示。

数据传输模块580可通讯地与一个信息缓冲器590连接，其中可能存储有要发向第一设备的信息。数据传输模块580可从信息缓冲器590中检索出这一信息，并利用收发器模块550将该信息传输到第一设备。例如，当MAC模块560维持对通讯媒质的控制时，数据传输模块580可通过单个数据包或数据包流将该信息传输到第一设备。应注意的是，信息缓冲器590可以集成或不集成到第二通讯模块540中。例如，信息缓冲器590可在有线LAN 544中某一个可访问位置处。

第二通讯模块540中包括一个节能型设备数据库模块570，它与MAC模块560中的节能确定模块566可通讯地连接。节能确定模块566(例如与控制传递模块564一致)可使用节能型设备数据库模块570中的信息来确定所接收到的媒质控制传递信息是不是由具有节能特性的网络设备所传输来的。第二通讯模块540可依据信息源而区别地响应这一信息。例如，在响应从不具有节能特性的网络设备处所接收的信息时，第二通讯模块540可决定不接受对通讯媒质的控制。相反，在响应从具有节能特性的网络设备处所接收的信息时，第二通讯模块540总会接受对通讯媒质的控制。

第二通讯模块540的各个模块可被集成到单个集成电路中。所述各种模块可包括硬件、软件或者硬件软件的组合。所述各种模块也可共享第二通讯模块540的组件，例如微处理器、存储设备、总线结构、时钟等等。因此，本发明的范围不应局限于所讨论的各种模块的特定安排及实施方式。

图6是根据本发明用于控制对一个通讯媒质的访问的方法流程图。该方法600可用于带有具节能特性之网络设备的通讯网络中。然而，本发明的范围决不应局限于此类节能型设备或者带有此类设备的网络。另外，方法600可与图1和2中所示的方法100、200的进行各种结合。

在方法600的步骤610中，第一网络设备退出节能模式之休眠状态。第一网络设备可能因各种原因而退出节能模式之休眠状态，包括但不限于用户动作或定时器动作要求。在另一情况下，第一设备可以实现某些其他已预先占用的动作。

在方法600的步骤620中，第一网络设备会获得对网络通讯媒质的访问和控制。如上文所讨论，这种访问和控制可对一个或多个信道、频率、时隙、跳频模式、或者编码方式作出响应。第一网络设备可使用基于争用的媒质访问协议(例如，CSMA/CA)而获得对通讯媒质的访问。

在方法600的步骤630中，第一网络设备会使用通讯媒质向第二网络设备传输信息。所述第二网络设备可以是无线网络中的一个接入点设备。另外，第二网络设备也可以是一个对等设备。因此，本发明的范围不应局限于特定的设备或网络。

在步骤630，第一网络设备可按一个数据包或多个数据包的形式向第二网络设备传输信息。在一个示例情况中，当在步骤620获得对通讯媒质的访问和控制之后，如果第一网络设备没有信息要向第二网络设备传输，则第一网络设备可跳过步骤630。

在方法600的步骤640中，会把对通讯媒质的控制从第一网络设备传递到第二网络设备。所述第二网络设备可以是与步骤630中传输信息的第一网络设备相同的网络设备。第二网络设备在获得对通讯媒质的控制后，即可使用通讯媒质，而无需遵循通常用于管理通讯媒质访问的媒质访问协议。作为示例而非限制，当对通讯媒质的访问是由基于争用的媒质访问控制协议(例如CSMA/CA)所管理时，第二网络设备可以使用通讯媒质而无需与其他网络设备争用对通讯媒质的访问。

步骤640中有两个子步骤。在步骤642中，第一网络设备向第二网络设备传输一个媒质控制传递信息。该媒质控制传递信息可告知第二网络设备以表明第二网络设备可实现对通讯媒质的控制。媒质控制传递信息可有多种形式。例如，该传递信息可以是一个孤立信息或者多目的信息中的一个标识。该传递信息可以是包括有数据和/或控制信息的数据包中的一个标识，它可被设置以向接收设备指示出发送设备没有数据或没有更多数据需要发送。

在步骤644中，接收了所述传递信息的第二网络设备会校验第一网络设备是否为节能型设备。在方法600中，第二网络设备可区分节能型设备和非节能型设备。例如，第二网络设备可以仅接收来自节能型设备而不是非节能型设备的媒质控制传递信息。应注意的是，允许来自节能型设备的传递而不允许来自非节能型设备的传递只是一种示例性情况，决不应成为对本发明范围的限制。

在步骤644中，第二网络设备会分析来自第一网络设备的信息，以确定第一网络设备是否为节能型设备。此外，第二网络设备可以访问一个已知节能型设备数据库，以确定第一网络设备是否为节能型设备。第二网络设备可通过各种方式执行这种校验，本发明的范围不应局限于特定的确认机制。

在方法600的步骤650中，已在步骤640获得了对通讯媒质的控制的第二网络设备会利用该通讯媒质来传输信息。例如，第二网络设备可向第一网络设备回传信息。

在一个示例性节能情况中，第二网络设备可能已在一个缓冲器中存储了要发向第一网络设备的业务量，并等待一个表明第一网络设备不是处于节能模式之休眠状态的指示。在接收到第一网络设备不是处于节能模式之休眠状态的指示，并从第一设备处接收了对通讯媒质的控制后，第二网络设备会从缓冲器中检索出所述已存储的信息，并利用通讯媒质向将检索出的信息传输到第一网络设备。

在步骤650中可包括，使用单个数据包或数据包流向第一网络设备或其他网络设备传输信息。在步骤650中可包括，在维持对通讯媒质之控制的同时，通过通讯媒质来传输此类信息。方法600因此提供了一种机制，只需要一次成功获得对通讯媒质的访问和控制，第一网络设备与第二网络设备之间就可以相互传输信息。

在方法600的步骤660中，第二网络设备会放弃对通讯媒质的控制。在步骤660中，第二网络设备可传输一个信息以清楚指明其正放弃对通讯媒质的控制。另外，在步骤660中，第二网络设备可中断其对通讯媒质的使用。因此，本发明的范围不应局限于释放对通讯媒质之控制的特定机构。

应注意的是，对通讯媒质的媒质访问控制可包括一些安全措施，以防止一个网络实体或一组网络实体对通讯媒质的控制超过一段不适当的时间。例如，媒质访问协议中可包括一个设备或一组设备可维持无干扰地控制通讯媒质的时间上限。

总之，本发明提供了用于在网络中对通讯媒质进行访问、控制和利用的系统和方法。虽然本发明是通过参考一些具体方面和实施例来进行描述的，但本本领域的技术人员可以理解的是，可在不脱离本发明范围的前提下进行各种修改和等效替换。另外，根据本发明的教导，可在不脱离本发明范围的前提下，进行各种修改以适应特定的情况或材料。因此，本发明的范围不应局限于上述公开的具体实施例，而应包含本发明权利要求书所限定范围内的所有具体实施例。

Claims (10)

1、一种用于在具有进入和退出节能模式之休眠状态能力的网络设备中控制对通讯媒质之访问的方法，其特征在于，所述方法包括：

退出节能模式之休眠状态；

使用基于争用的媒质访问协议获得对通讯媒质的控制；

把对所述通讯媒质的控制传送到第二网络设备，从而使所述第二网络设备可向所述网络设备传输多个信息包而无须使用基于争用的媒质访问协议来访问通讯媒质。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在把对所述通讯媒质的控制传送到第二网络设备之前，还包括向所述第二网络设备传输数据的步骤。

3、根据权利要求1获2所述的方法，其特征在于，在把对所述通讯媒质的控制传送到第二网络设备的步骤中，还包括向第二网络设备传输一个信息以表明该网络设备可工作于节能模式的步骤。

4、一种使用于网络设备中的通讯模块，所述网络设备可进入和退出节能模式之休眠状态，其特征在于，所述通讯模块中包括：

一个收发器模块；

一个用于控制所述网络设备进入和退出节能模式的节能模块；

一个与所述收发器模块和节能模块可通讯地连接的媒质访问控制(MAC)模块，所述媒质访问控制模块中包括：

一个第一模块，它可在所述节能模块使得所述网络设备退出其节能模式之休眠状态之后，使用所述收发器模块、并利用基于争用的媒质访问协议获得对网络通讯媒质的控制；以及，

一个第二模块，它可利用所述收发器模块把对所述通讯媒质的控制传送到第二网络设备，从而使所述第二网络设备可向所述网络设备传输多个信息包而无须使用基于争用的媒质访问协议来访问通讯媒质。

5、根据权利要求4所述的通讯模块，其特征在于，还包括与所述收发器模块和媒质访问控制模块可通讯地连接的数据传输模块，在所述第二模块把对所述通讯媒质的控制传送到第二网络设备之前，所述数据传输模块会利用所述收发器模块向第二网络设备传输信息。

6、一种用于控制对通讯媒质之访问的方法，在可通过通讯媒质与第二网络设备实现通讯的网络设备中，当退出节能模式之休眠状态后，所述第二网络设备可使用基于争用的媒质访问协议获得对通讯媒质的控制，其特征在于，所述方法包括：

从把对所述通讯媒质的控制传送到所述网络设备的第二网络设备处接收一个信息，从而使所述网络设备可向所述第二网络设备传输多个信息包而无须使用基于争用的媒质访问协议来访问通讯媒质；

在维持对通讯媒质之控制的同时，向所述第二网络设备传输信息。

7、根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述向第二网络设备传输信息的步骤中，包括在维持对通讯媒质之控制的同时向第二网络设备传输多个信息包的步骤。

8、一种通讯模块，它使用于可通过一个通讯媒质与第二网络设备实现通讯的网络设备中，当退出节能模式之休眠状态之后，所述第二网络设备已使用基于争用的媒质访问协议获得对通讯媒质的控制，其特征在于，所述通讯模块中包括：

一个收发器模块；

一个与所述收发器模块可通讯地连接的媒质访问控制(MAC)模块，所述MAC模块可利用所述收发器模块从第二网络设备处接收一个媒质控制传送信息，然后，所述MAC模块可接收对所述通讯媒质的控制，以向所述第二网络设备传输多个信息包而无须使用基于争用的媒质访问协议；

一个与所述收发器模块和MAC模块可通讯地连接的数据传输模块，它可在维持对通讯媒质之控制的同时，使用所述收发器模块向第二网络设备发送信息。

9、一种在通讯网络中用于控制对通讯媒质之访问的方法，其特征在于，所述方法包括：

第一网络设备退出节能模式地休眠状态；

由第一网络设备利用基于争用的媒质访问协议获得对通讯媒质的控制；

把对通讯媒质的控制从第一网络设备传送到第二网络设备，其中，第二网络设备可向所述第一网络设备传输多个信息包而无须使用基于争用的媒质访问协议来访问通讯媒质。

10、根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在所述对通讯媒质的控制进行传送的步骤中，还包括在第二网络设备中确认所述第一网络设备可工作于节能模式的步骤。

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