CN1866948A - 一种用于一无线传输系统中的工作站功率节省方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于一无线传输系统中的工作站功率节省方法。该撷取点以一周期时间发送多个周期性信标，当工作站陆续于不同时间点接收到各个多个子封包时，依据所接收子封包与前一个信标相差的时间间隔与一预定时间的比较，决定是否将工作站设定于省电模式。
Description
技术领域
本发明提供一种功率节省方法，尤指一种用于一无线传输系统中的工作站功率节省方法。
背景技术
网络能连接在不同地点、不同使用者的终端机，使数字数据快速有效率的流通传递，各种讯息、数据、知识也得以为网络上众多的使用者分享。尤其是近年来无线网络(wireless network)的发展，更能解除网络传输线对终端机的束缚，让无线上网的终端机具有可携(portable)及机动(mobile)的特性，能随时随地为使用者提供存取网络资源的能力。
由于无线局域网络正逐渐受到重视，为了使各种竞争产品之间能兼容互通，制订了IEEE 802.11无线局域网络(wireless LAN)的标准。IEEE 802.11主要目的是要制定一套适合在无线局域网络环境下作业的通讯协议，最重要的工作，就是要制定出MAC(Medium Access Control)层和实体层。因此IEEE 802.11的参考模式主要分成两部份，第一部份是制定出适用于所有无线网络系统的介质访问控制(Medium Access Control，MAC)规格，设计出和实体层无关的MAC协议。第二部份则是制定出和传输媒介相关的实体层规格。
请参考图1。图1为一典型(譬如说是IEEE 802.11规范下的)无线网络系统10的架构示意图。网络系统10中有一服务器S1，多个撷取点(Access Point)(图一中绘出两个撷取点AP1及AP2做为代表)以及多个工作站(图1中以四个工作站STA1、STA2、STA3以及STA4做为代表)。工作站STA1至STA4、以及撷取点AP1、AP2都具有无线网络的功能；换句话说，各终端机及各控制站都能发射、接收无线讯号以传递数据及讯息，而这些数据也都符合统一的网络协议(protocol)。各撷取点AP1、AP2则分别连接于服务器S1，使控制站与服务器S1间也能互相交换数据。区域R1就代表撷取点AP1及工作站STA1、STA2能有效交流无线讯号的区域；在此区域之外，就无法清楚完整地接收到撷取点AP1、工作站STA1及STA2无线讯号。同理，区域R2就代表撷取点AP2、工作站STA3、STA4间能有效交换无线讯号的区域。服务器S1中继各撷取点间的讯号，扩大无线网络10中各工作站有效交换数据的范围。
工作站STA1与撷取点AP1之间的数据是藉由封包的传送来沟通的。在封包的传送过程，工作站STA1处于工作状态，因此是比较耗能的行为。如果当工作站STA1不需要传送封包时，则工作站STA1可以进入省电模式，以节省不必要的能源消耗。根据802.11的标准，为了传送性能的考量，一个传送封包可以分成好几个子封包(Fragment)分批传送到目的地，而在传递这些子封包时，除了最后一个子封包之外，每个封包将在“更多数据”(More Data)的模式下，工作站STA1从第一个子封包的传送开始到最后一个子封包传送完成，都是处于工作状态(Active Mode)，因此，这段时间内工作站STA都必须消耗功率。
请参考图2。图2为先前传送子封包时消耗功率的示意图。图2的封包16被分割成n个子封包。第一个子封包从时间点t1开始传送，一直到最后一个子封包于时间点t2传送完成。每个子封包与子封包之间都有一段传输空档时间，这段时间内没有子封包传送但却有功率消耗。这段空档时间主要由几个原因造成：一是子封包与子封包之间的等待时间；二是网络存取延迟时间(Network Access Delay)。通常在两子封包之间的空档时间理想上是比实际上少的，但是，由于实际的802.11传输是属「基于争夺的协议」(Contention-ba sed protocol)，因此，每个等候传输的子封包必须多等待一段时间，这段时间就是延迟时间。
在先前技术的封包传输中，由于不论是在子封包的传输或是子封包之间的传输空档，工作站都是处于消 功率的状态。然而，子封包之间的传输空档却是不必要的功率消 时段，传输空档愈长，额外的功率消耗愈多，造成不必要的能量浪费。对于现今讲求电子产品的待机时间与功率耗损的需求下，先前的封包传送实在具有明显可改进之处。
发明内容
依据本发明揭示了一种用于一无线传输系统中的工作站功率节省方法，该撷取点以一周期时间发送多个周期性信标，该撷取点在多个周期性信标中第一信标与以该第一信标为准下一个信标的第二信标之间的时间区段，传送多个子封包至该工作站，该工作站于接收该第一信标后的不同时间间隔接收该多个子封包，该工作站功率节省方法包含：当该工作站于该第一信标之后所接收的该多个子封包的一子封包与该第一信标的时间间隔小于一预定时间时，将一传送至该工作站的“更多数据位”设成激活，使得该工作站处于工作模式；以及当该工作站于该第一信标之后所接收的该子封包与该第一信标的时间间隔不小于一预定时间时，将该传送至该工作站的“更多数据位”设成失能，使得该工作站处于省电模式。
附图说明
图1为一典型无线网络系统的架构示意图。
图2为先前传送子封包时消耗功率的示意图。
图3为本发明一无线传输系统中一撷取点传送多个子封包至一工作站的排队方法的示意图。
图4为本发明用于一无线传输系统的工作站功率节省方法的流程图。
图5为本发明方法中工作站切换成省电模式的较佳实施例中的示意图。
图6为本发明一种具有省电功能的无线传输系统的示意图。
具体实施方式
请参考图3。图3为本发明一无线传输系统中一撷取点传送多个子封包至一工作站的排队方法的示意图。欲传送的封包21将透过无线局域网络26传至该网络内的一工作站。如前所述，根据802.11的标准，为了传送性能的考虑，一个传送封包可以分成好几个子封包(Fragment)分批传送到目的地，所以，首先将封包21分割成n个子封包(如图3中编号1至编号n的子封包)，此n个子封包按照顺序于传送排队22中等候传送至单封包介质访问控制缓冲存储器24(Single-packet MACbuffer)。图中所示为编号1的子封包先传至单封包介质访问控制缓冲存储器24，接着，再由单封包介质访问控制缓冲存储器24传至无线局域网络26以到达该工作站。在传送的过程中会历经两个时间上的延迟，一是排队延迟，另一是MAC延迟，这些时间上的延迟将牵涉到每个子封包到达一工作站的间隔时间。
本发明的无线传输系统其传输方式属于802.11规范。当此无线传输系统的一工作站在传送封包时，则工作站会处于一工作模式，反之，如果没有封包要传送，则工作站将进入一省电模式。省电模式是指让系统以最少的功率消 来运作，甚至让部分电路(比如说是功率放大器)关闭，以节省不必要的 电。无线传输系统中的一个撷取点为了与一工作站相联络，会不断的发送一周期性信标给工作站，由于这些信标皆具有固定周期，因此，每两个相邻的信标之间都具有一固定的时间区段。为了接收每次的周期性信标，即使是处于省电模式的工作站，也必须于每次接受周期性信标之前恢复成工作模式，以顺利进行与撷取点的沟通。对于从省电模式恢复成工作模式以接收周期性信标的时间点掌握，可由工作站与撷取点之间的时间同步化来完成。
另外，一撷取点在传送封包至工作站的过程，会夹带一个“更多数据位”」(MoreData bit)的讯号。当更多数据位设成激活(Enable)时，表示会有大量的封包等候传送至工作站，因此，告知工作站必须一直处于工作状态。另一方面，如果“更多数据位”设成失能(Disable)时，则指示工作站进入省电模式。
请参考图4。图4为本发明用于一无线传输系统的工作站功率节省方法的流程图。此流程图在说明本发明的工作站功率节省方法说明一撷取点如何于对于一个处于省电模式的工作站传送封包，并达到省电的目的。在步骤100中该撷取点受到通知该工作站正处于省电模式。步骤110中该撷取点传送多个周期性信标至工作站，如果此时有多个子封包要传送至工作站时，藉由离最近的欲传送信标(在此一第一信标来表示)传送一通知讯号(traffic indication)至该工作站。步骤120中该工作站收到通知讯号后，回传一省电论询控制封包(PS-Poll control packet)至该撷取点。于步骤130，该撷取点识别出传来的省电论询控制封包后，传送一缓冲封包(buffered packet)至该工作站。步骤140，该工作站会以不同的时间点接收到各个多个子封包，如果所接收子封包离第一信标的时间间隔小于一预定时间时，则将“更多数据位”(More Data bit)设成激活(Enable)，使得该工作站处于工作模式(ActiveMode)。相对的，在步骤150中，如果所接收子封包离第一信标的时间间隔不小于一预定时间时，则将“更多数据位”(More Data bit)设成失能(Disable)，使得该工作站处于省电模式(Power Saving Mode)。值得注意的是，图4的方法顺序只是本发明的较佳实施例，其顺序可弹性变化一样可达到本发明节省功率消 的目的，亦皆为本发明的涵盖范围。
为了更详细说明本发明工作站功率节省方法中的步骤140和步骤150，请参考图5。图5为本发明方法中工作站切换成省电模式的较佳实施例中的示意图。图中所示有(a)(b)(c)(d)四个子图标。这四张子图标的横轴皆代表时间，其中，子图(a)表示五个不同时间点到达工作站的子封包，分别是t1的子封包1，t2的子封包2，t3的子封包3，t4的子封包4和t5的子封包5。子图(b)表示多个周期性的信标依序在不同时间上由工作站接收，而两两信标之间的时间区段为tbint。图(c)与图(d)的纵轴为工作站的功率消 大小，而图(c)与图(d)是在不同α值时的工作站的功率消 (α值的意义将由之后说明中提及)。在本发明方法中，判断工作站于何时进入省电模式是经由如下的判断式：
ti-tbeacon＜tbint*(1-α)
其中1≥α≥O。ti为每个子封包到达工作站的时间，beacon为工作站收到多个信标的时间，α是一个参数，用来决定图4中步骤140和步骤150预定时间的长短。因此，ti-tbeacon为工作站所接收的子封包离之前信标的时间间隔。如果该判断式成立的话，则将“更多数据位”设成激活，工作站处于工作模式。如果该判断式不成立，则将“更多数据位”设成失能，该工作站处于省电模式。以图5为例，tbint为200ms，t1-tbeacon＝15ms，t2-tbeacon＝70ms，t3-tbeacon＝140ms，t4-tbeacon＝70ms，t5-tbeacon＝120ms，如果α值设为0.5时，tbint*(1-α)＝100ms，也就是说，从t1开始工作站开始运作，t3之后开始设为省电模式，到了t4又进入工作模式，t5之后进入省电模式。另外，如果将值设为零，则判断式一定永远成立，所以在有封包出现的两信标时间区段之内，工作站皆处于工作模式。
请参考图6。图6为本发明一种具有省电功能的无线传输系统30的示意图。无线传输系统30包含一撷取点38以及一工作站32。撷取点38包含一传送器34以及一处理器26。撷取点38包含一单封包MAC缓冲存储器40、一逻辑单元42以及一封包分割单元44。无线传输系统30为实现图4的方法的设备。撷取点38用来以一周期时间发送多个周期性信标，以及在两周期性信标之间的时间区段，传送多个子封包。封包分割单元44用来将一封包分割成多个子封包，并将这多个子封包依序送至单封包MAC缓冲存储器40等待撷取点38传送至工作站32。当撷取点38接受一通知为工作站32正处于省电模式则藉由下一个传送信标来传送一通知讯号(traffic indication)至工作站32。工作站32收到通知讯号后，传送器34回传一省电论询控制封包至撷取点38。撷取点38内的逻辑单元42识别出传来的省电论询控制封包后，撷取点38传送一缓冲封包至工作站32。工作站在不同的时间点接收到各个多个子封包，当所接收子封包与前一个信标相差的时间间隔小于一预定时间时，处理器36将“更多数据位”设成激活使工作站32处于工作模式，当所接收子封包与前一个信标相差的时间间隔不小于一预定时间时，将“更多数据位”设成失能，使工作站32处于省电模式。
在先前技术的封包传输中，由于不论是在子封包的传输或是子封包之间的传输空档，工作站都是处于消 功率的状态。然而，子封包之间的传输空档却是不必要的功率消 时段，传输空档愈长，额外的功率消耗愈多，造成不必要的能量浪费。本发明的用于一无线传输系统中一工作站传送多个子封包至一撷取点的工作站功率节省方法中，一撷取点藉由一信标传送通知讯号至工作站，使得处于省电模式的工作站预备接收从撷取点传来的子封包。当工作站陆续在不同时间点接收到各个多个子封包时，依据所接收子封包与前一个信标相差的时间间隔与一预定时间的比较，决定是否将工作站设在省电模式。在两信标之内的子封包传送完毕后，立刻让工作站进入省电模式，而其它未传完的子封包继续在下一个两信标之间的时间区段内传送，如此一来，两信标之间的时间区段内有传送封包的期间让工作站处于工作模式，否则设定工作站为省电模式，以达到节省工作站功率的目的。因此，相较于已知技术，本发明的工作站功率节省方法具有节省一无线传输系统中功率消 的优点。
以上所述仅为本发明的较佳实施例凡依本发明申请专利范围，所做的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。
Claims (17)
1.一种用于一无线传输系统中的工作站功率节省方法，该撷取点以一周期时间发送多个周期性信标，该撷取点在多个周期性信标中第一信标与以该第一信标为准下一个信标的第二信标之间的时间区段，传送多个子封包至该工作站，该工作站于接收该第一信标后的不同时间间隔接收该多个子封包，该工作站功率节省方法包含：
当该工作站于该第一信标之后所接收之该多个子封包的一子封包与该第一信标的时间间隔小于一预定时间时，将一传送至该工作站的“更多数据位”设成激活，使得该工作站处于工作模式；以及
当该工作站于该第一信标之后所接收的该子封包与该第一信标的时间间隔不小于一预定时间时，将该传送至该工作站的“更多数据位”设成失能，使得该工作站处于省电模式。
2.如权利要求1所述的工作站功率节省方法，其特征在于，包含该撷取点受到通知该工作站正处于省电模式。
3.如权利要求1所述的工作站功率节省方法，其特征在于，另包含该撷取点藉由该第一信标传送一通知讯号至该工作站。
4.如权利要求1所述的工作站功率节省方法，其特征在于，另包含该工作站传送一省电论询控制封包至该撷取点。
5.如权利要求4所述的工作站功率节省方法，其特征在于，另包含该撷取点识别出该省电论询控制封包并传送一缓冲封包至该工作站。
6.如权利要求1所述的工作站功率节省方法，其特征在于，另包含将一封包分割成该多个子封包。
7.如权利要求6所述的工作站功率节省方法，其特征在于，另包含将该多个子封包送至一单封包介质访问控制缓冲存储器。
8.如权利要求7所述的工作站功率节省方法，其特征在于，另包含将该多个子封包从该单封包介质访问控制缓冲存储器传至无线区碱网络。
9.如权利要求1所述的工作站功率节省方法，其特征在于，该撷取点所传送的多个子封包为携有声音信息的封包。
10.如权利要求1所述的工作站功率节省方法，其特征在于，该无线传输系统为无线网络电话。
11.如权利要求1所述的工作站功率节省方法，其特征在于，该预定时间为该第一信标与该第二信标间的时间区段的零至一倍。
12.一种具有省电功能无线传输系统，其包含：
一撷取点，其用来以一周期时间发送多个周期性信标，以及在多个周期性信标中第一信标与以该第一信标为准下一个信标的第二信标之间的时间区段，传送多个子封包，该第一信标包含一通知讯号；
一工作站，用来接收该第一信标，并于接收该第一信标后的不同时间间隔接收该多个子封包，该工作站包含：
一处理器，用来当该工作站于该第一信标之后所接收的该多个子封包的一子封包的时间间隔小于一预定时间时，将“更多数据位”设成激活使该工作站处于工作模式，而且用来当该工作站于该第一信标之后所接收的该子封包的时间间隔不小于一预定时间时，将“更多数据位”设成失能，使该工作站处于省电模式。
13.如权利要求12所述的无线传输系统，其特征在于，该工作站另包含一传送器，用来传送一省电论询控制封包至该撷取点。
14.如权利要求13所述的无线传输系统，其特征在于，该撷取点另包含一逻辑单元，其用来识别该省电论询控制封包。
15.如权利要求12所述的无线传输系统，其特征在于，该撷取点另用来传送一缓冲封包。
16.如权利要求12所述的无线传输系统，其特征在于，该撷取点另包含一封包分割单元，其用来将一封包分割成多个子封包。
17.如权利要求16所述的无线传输系统，其特征在于，该撷取点另包含一单封包介质访问控制缓冲存储器，其用来储存该多个子封包。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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Owner name: BEIJING Z-GOOD TECHNOLOGY SERVICE CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: YINGHUADA CO., LTD. Effective date: 20140526 |
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| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: TAIWAN, CHINA TO: 100085 HAIDIAN, BEIJING |
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Effective date of registration: 20140526 Address after: 100085 Beijing city Haidian District No. 33 Xiaoying Road 1 1F06 room Patentee after: BEIJING ZHIGU TECHNOLOGY SERVICES CO., LTD. Address before: China Taiwan Taipei County five shares of rural five industrial zone five, five, 37 Road No. Patentee before: Inventec Appliances Corporation |