CN1954552A - 网络系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种网络系统的功耗调整方法，该网络系统包括第一通信机和与第一通信机进行通信的第二通信机，所述功耗调整方法的特征在于，包括：上述第一通信机生成关于该第一通信机具有的第一信息处理IC的工作的IC处理信息，并把上述IC工作信息发送给上述第二通信机的步骤；上述第二通信机接受上述发送来的IC工作信息的全部或一部分，并把上述所接受的IC工作信息发送给第一通信机的步骤；以及上述第一通信机根据上述所接受的IC工作信息，来调整上述第一信息处理IC的工作频率和/或电源电压的步骤。

Description

网络系统
技术领域
本发明涉及一种网络系统，更具体地说，涉及网络系统的功耗的降低和通信品质。
背景技术
近年来，网络技术价格得到大幅下降，通信速度得到大幅提高，成为一种非常普遍的服务。几乎所有的办公室里都有很多台计算机，他们之间互相用网络相连。此外，无线局域网能够使用户不但从办公室和家庭，也可以从图书馆、咖啡馆等公共场所来访问互联网。现在，许多用户从被称作热点(hotspot)的无线局域网接入点(Access point)，来浏览互联网，收发邮件。
无线局域网技术，被广泛用于手提计算机和PDA，但是被用于移动电话的现在还是非常少。这主要是因为无线局域网的功耗比较大。为了减少功耗，在无线局域网标准IEEE 802.11中，制定了减少功耗的协议(power saving protocol：PSP)。在这个协议中，非接入点的通讯设备，每隔n个信标(beacon)就监听一个。在不用监听网络的时候，这个通讯设备可以转到休眠状态(sleep mode)，所以可以达到节约功耗的目的。在休眠状态之间到达接入点的数据，都会由接入点暂时保存，等到通信再开的时候，再送给通讯设备。现在正在讨论中的标准IEEE 802.11e中，有一种被称为Automatic power save delivery(APSD)的新的节电方法。APSD的基本概念和PSP一样，即尽可能监听减少无线局域网的时间，在不监听网络的时间里，无线局域网的设备可以进入休眠状态，以此来减少功耗。
此外，在与无线局域网技术无关的低功耗大规模集成电路设计这一技术领域里，为了达到节省信息处理电路的功耗的目的，有一种被称为电压hopping(Voltage Hopping)的研究。它根据负载的不同，来调整IC(Integrated Circuit：集成电路)的工作频率和电源电压(Vdd)。因为IC的功耗与IC频率成正比，与电源电压的平方成正比，所以通过调整这两个要素，能够起到减少功耗的效果。
下一代无线局域网，会用到VoIP(Voice over IP)、VOD(VideoOn Demand)等对实时性要求很高的服务。这些实时服务中，保证通信质量(Qos：Quality of Service)是非常重要的。因此，在下一代无线局域网中，在保证通信的QoS的同时降低功耗是一个困难的、但必须解决的任务。
非专利参考资料1：IEEE 802.11e草案
非专利参考资料2：川口博等著[用于低功耗实时嵌入系统的协调操作系统、应用、硬件的CVS(Cooperative Voltage Scaling)和电压hopping]，信学技报2001年5月
发明内容
本发明的目的在于，在保证通信质量的同时，实现功耗的节约。
从一个角度来看，本发明是一个一种网络系统，包括第一通信机、与上述第一通信机进行通信的第二通信机、以及在上述通信中所用到的协议组，其特征在于：上述协议组，包括第一方向IC工作信息传送装置和第二方向IC工作信息传送装置，其中，上述第一方向IC工作信息传送装置，把上述第一通信机具有的关于第一信息处理IC的IC工作信息从上述第一通信机传到上述第二通信机；上述第二方向IC工作信息传送装置，把上述IC信息从上述第二通信机传到上述第一通信机，上述第一通信机，生成上述IC工作信息，并用上述第一方向IC工作信息传送装置，把上述IC工作信息发送到上述第二通信机，上述第二通信机，接受上述发送来的IC工作信息的全部或一部分，并用上述第二方向IC工作信息传送装置，把上述所接受的IC工作信息发送到上述第一通信机，上述第一通信机，根据上述接受到的IC工作信息，来调整上述第一信息处理IC的工作频率和/或电源电压。上述第二通信机，在不接受全部上述发送来的IC动作信息时，也可以生成新的IC工作信息，发送给上述第一通信机。此外，优选的是，上述第二通信机，在判断是否全部或者部分接受上述IC工作信息的时候，要考虑与上述第一通信机之间的通信和/或与上述第一通信机以外的通信机之间的通信所需要满足的通信品质、流量、延迟之中的至少一者。此外，优选的是，上述IC工作信息中，包含关于上述第一信息处理IC的最大处理速度的信息。上述第二通信机，在判断是否全部或部分接受所收到的IC工作信息时，需要考虑上述最大处理速度。
作为本发明的一种实施方式，上述IC工作信息包括，上述第一信息处理IC能够达到的工作频率和/或电源电压。此时，优选的是，上述第一通信机，在考虑上述通信所需要的通信质量、流量、延迟之中至少一者的基础上，生成上述IC工作信息。当上述IC工作信息中包括上述第一信息处理IC的工作频率时，上述第一通信机，根据上述第二通信机所接受的上述工作频率，来调整上述第一信息处理IC的工作频率。并且，计算适合这个工作频率的上述第一信息处理IC的电源电压，将上述第一信息处理IC的电源电压设定为上述计算出的电源电压。
作为本发明的一种实施方式，本发明可以由包含以下功能的网络系统所构成：上述IC工作信息中，包含上述关于通信所要求的通信品质的品质信息。比方说，上述品质信息是关于用来处理一个PDU(Protocol Data Unit)等单位数据的极限(limit)时间。尤其是把本发明申请应用到IEEE 802.11e标准的通信中时，采用TSPEC参数来作为上述IC工作信息。上述第一通信机，从上述第一信息处理IC可以采用的电源电压和/或工作频率中，选出能够实现关于上述所接受的品质信息的上述极限时间内所需要满足的处理的最低的工作频率和/或电源电压，来调整第一信息处理IC。此外，上述第一通信机，计算上述第一信息处理IC能够采用的工作频率和/或电源电压中、能够实现关于上述所接受的品质信息的上述极限时间内所需要满足的处理的最低的工作频率和/或电源电压，并且把包含该计算出的工作频率和/或电源电压的第二IC工作信息发送到第二通信机，上述第二通信机，接受上述发送来的第二IC工作信息的全部或一部分，并且利用上述第二方向IC工作信息传送装置，把上述所接受的上述第二IC工作信息发送给上述第一通信机，上述第一通信机，根据上述所接受的第二IC工作信息，来调整第一信息处理IC的电源电压和/或工作频率。当把本发明应用于IEEE 802.11e标准的通信时，通过上述第一通信机使上述第一信息处理IC的电源电压发生变化，使上述第一通信机的物理层的处理延迟时间发生变化的情况下，为了符合IEEE 802.11e标准，需要预测并保存上述物理层的处理延迟时间，并且在发送MAC帧(Frame)之前，用上述预测出的处理延迟时间来更新MAC帧(Frame)的Timestamp字段(field)的值。
在运用本发明的网络系统中，上述第二通信机，依照与上述第一通信机之间进行通信所需要的通信品质的变化、与上述第一通信机之间进行通信所需要的流量的变化、与上述第一通信机以外的通信机之间进行通信所需要的流量的变化中的至少任一者，重新接受以前没有接受的IC工作信息，并把新接受的IC工作信息发送给第一通信机，上述第一通信机根据上述新接受的IC工作信息，来调整上述第一信息处理IC的电源电压和/或工作频率。
在本发明的一种实施方式中，上述第一通信机，具有生成关于上述第一通信机使用的电源的电源信息的装置，上述协议组，具有能够把上述电源信息从上述第一通信机发送到上述第二通信机的装置。在这个情况下，上述第二通信机，基于利用上述传送电源信息的装置得到的上述电源信息，进行上述接受。
在本发明的一种实施方式中，上述第二通信机，基于从上述第一通信机发送来的上述IC工作信息，来调整上述第二通信机具有的上述第二信息处理IC的电源电压和/或工作频率。此外，上述第二通信机能够基于上述电源信息，来调整上述第二信息处理IC的电源电压和/或工作频率。此外，上述第二通信机，基于调整后的第二信息处理IC的电源电压和/或工作频率，来接受上述IC工作信息的全部或一部分。
上述IC工作信息，可以在上述第一通信机和上述第二通信机进行通信设定时，从上述第一通信机送到上述第二通信机，也可以在上述第一通信机和第二通信机开始通信以后，从上述第一通信机送到上述第二通信机。上述第第一方向IC工作信息传送装置和上述第二方向IC工作信息传送装置，可以被并入到上述协议组的层(layer)2的协议中。
在本发明的一种实施方式中，上述品质信息可以是代表上述通信种类的标志。比如，表示VoIP和VOD等服务的标志就是很好的例子。在这种情况下，上述第一通信机和/或第二通信机，知道对应于上述标志的每单位数据所需要的极限时间。
在本发明的一种实施方式中，上述第一通信机和第二通信机的至少一者是与有线局域网连接的终端、接入点、路由器、网关的任一者。此外，在本发明的一种实施方式中，上述第一通信机和上述第二通信机的至少一者是与PSTN连接的终端。此外，在本发明的一种实施方式中，上述第一通信机和上述第二通信机的至少一者，是连接在蜂窝电话网上的终端、基站、以及其他连接在上述蜂窝电话网上的设备中的任一者。此外，在本发明的一种实施方式中，上述第一通信机和上述第二通信机的至少一者是便携终端。
本发明从另一个侧面来看，本发明是一种用于与其他通信机进行通信的通信机，其特征在于：上述通信机，生成关于该通信机具有的处理装置的工作的IC工作信息，并且要求上述其他通信机接受上述IC工作信息的全部或一部分，按照上述所接受的IC工作信息来调整上述处理装置的电源电压和/或工作频率。
本发明从另一个侧面来看，本发明是一种用于与其他通信机进行通信的通信机，其特征在于：上述通信机，接收关于上述其他通信机具有的处理装置的工作的IC工作信息，并基于上述通信所需要满足的通信品质、上述通信所需要满足的流量、上述通信的信道访问延迟中的至少一者，来接受上述所收到的IC工作信息的全部或一部分，把上述接受到的IC工作信息发送给上述其他通信机。
从另一个侧面来看，本发明是一种网络系统的功耗调整方法，该网络系统包括第一通信机和与第一通信机进行通信的第二通信机，所述功耗调整方法的特征在于，包括：上述第一通信机生成关于该第一通信机具有的第一信息处理IC的工作的IC处理信息，并把上述IC工作信息发送给上述第二通信机的步骤；上述第二通信机接受上述发送来的IC工作信息的全部或一部分，并把上述所接受的IC工作信息发送给第一通信机的步骤；以及上述第一通信机根据上述所接受的IC工作信息，来调整上述第一信息处理IC的工作频率和/或电源电压的步骤。
利用本发明的网络系统，能够既保证所需要满足的通信品质又节约功耗。此外，在本发明的一种实施方式中，不仅能够节约通信对方的功耗，而且能够通过协调控制发送站(sending station)和接收站(receiving station)的信息处理IC，来节约发送站和接收站这两者的功耗。
附图说明
图1是本发明中的网络系统的外观图。
图2是表示本发明的网络系统中所用到的通信机的概要的说明图。
图3是表示本发明的网络系统中所用到的通信机的概要的说明图。
图4是说明本发明的网络系统的动作的说明图(实施例1)。
图5是说明本发明的网络系统中所用到的协议的例子的图。
图6是表示本发明的网络系统中所用到的通信机的概要的说明图(实施例2)。
具体实施方式
用以下2个实施例，来说明实现本发明的最佳方式
实施例1
图1是说明本实施例中网络系统外观的图。网络系统1包括无线通信站(STA)2和无线局域网接入点(AP)4。STA2和AP4用无线局域网技术进行通信。STA2可以是带有无线局域网适配卡的移动电话、PDA、手提电脑等移动通信设备。STA2由显示器10、操作部12、无线局域网天线14等构成。AP4和STA2通过无线媒体6相连的同时，通过有线局域网16和互联网8相连。
图2是说明STA2硬件构成概要的图。本发明中的无线通信站(STA)2包括，作为负责处理物理层信息的IC的PHY_IC22，作为负责处理MAC层下半层信息的IC的MAC_IC24，负责处理MAC层上半层及以上信息的MCU26。PHY_IC22和MAC_IC24是ASIC。MCU26包括CPU、记忆装置、软件等，负责MAC层以上的网络处理。MCU26同时也负责控制STA2的移动电话以及PDA等功能。
STA26，进一步包括频率电压控制器30以及电压转换器32。频率/电压控制器30设定PHY_IC22、MAC_IC22、MCU26的CPU的工作频率。电压转换器32是把电源电压V0转换成合适的电压，提供给PHY_IC22、MAC_IC24、MCU26。此外，频率/电压控制器30接受MCU26的控制，在STA2工作的时候，动态调整MAC_IC24和MCU26的CPU工作频率。此外，电压转换器32接受频率/电压控制器30的控制，在STA2工作的时候，动态调整MCU_IC24和MCU26所收到的电压。
图3是表示AP4硬件构成概要的图。本发明中的接入点(AP)4中，也包含和图2的PHY_IC22、MAC_IC24、MCU26、频率/电压控制器30、电压变换器32相当的硬件。在图3中，用PHY_IC34、MAC_IC36、MCU38、频率/电压控制器40、电压变换器42来表示。此外，AP4还包括负责处理有线局域网物理层和MAC层信息的PHY_MAC_IC44。
接着，用图4来说明网络系统1的工作。本发明中的网络系统，在确保所要求的通信品质的同时，降低STA2以及AP4的CPU和ASIC等信息处理IC的电源电压和工作频率，由此来达到节省网络系统功耗的目的。图4是说明关于网络系统1的这个机能的流程图。
首先，从步骤S2开始。在步骤S4，STA2生成关于MAC_IC24和MCU26的IC工作信息。这个IC工作信息包括MAC_IC24、MCU26的CPU能够用电源电压和工作频率，以及最大处理速度等信息。此外，也可以包括通信所需要的品质信息。比方说，处理一个帧(Frame)所需要的时间。这个情况下，MCU26最好知道和处理时间相对应的MAC_IC24以及MCU26的工作频率。此外，IC工作信息也可以包含“VoIP”、“VOD”等符号。这种情况下，MCU26最好知道和“VoIP”、“VOD”相对应的MAC_IC24等信息处理用IC的工作频率的范围。
本实施例中，上述IC工作信息中，包括MAC_IC24最大处理速度的信息WCET(Worst Case Execution Time)和MAC_IC24能够采用的频率OpMode。WCET定义为，MAC_IC24在特定的应用下，用最大工作频率处理MAC层的最大帧(Frame)所需要的时间，也就是WCET(worst case execution Time，最坏条件下的处理时间)。OpMode是1或者2以上的整数。表示MAC_IC24在最大工作频率的1/OpMode下工作。比如OpMode＝{1，2，3}意味着，MAC_IC24可以在最大工作频率的1/2，1/3下工作。这个情况下，处理帧(Frame)的时间变为2倍和3倍。同时，电源电压也可以设定为最大电源电压的1/2，1/3，因为功耗和电源电压的平方成正比，所以降低电源电压可以减少功耗。
在步骤S4，当MCU26知道STA2和AP4之间通信的质量和流量时，预先在考虑这些条件的基础上，把可能的OpMode值发送到AP4.
在步骤S6，把在步骤S4生成的IC工作信息，从STA2发送到AP4。为了能够实现这样的发送，需要预先制订合适的协议。
在步骤S8，AP4的MCU38，在分析从STA2收到的STA的IC工作信息后，选择合适的IC工作信息。被选中的IC工作信息，在步骤S14里，被用来调整MAC_IC24的工作频率。因此，在最简单的情况下，MCU38把OpMode中最大的值作为最合适的IC工作信息发送给STA2，MAC_IC24就会按照最低的工作频率和电压来工作，由此达到节电的效果也最明显。但是，单纯的来讲，当工作频率减半时，数据处理的时间也就变为原来的2倍。因此，处理最大的帧(Frame)所需的处理时间也就是WCET的两倍。另一方面，STA2和AP4通信的时候，根据通信中对通信流量以及通信品质的要求，很多时候要求1个帧(Frame)的处理时间必须在所要求的时间之内。此外，因为AP4是无线接入点，所以必须在考虑和STA2以外的无线通信站之间的通信品质以及通信流量的基础上，来设定和STA2之间的通信时间。MCU38在这样的限制中，找出满足条件的最低的工作频率，也就是最大的OpMode值，然后接受这个值(步骤S10)。在本实施例中，把OpMode＝2作为被接受的值，在以后详细说明。然而，如果从STA2收到的OpMode值只有1的时候，只能接受1，或者拒绝。在图4里我们还显示了从步骤S8到步骤S16，这些以后再说明。
在步骤S12中，把AP4的MCU38所接受的IC工作信息，从AP4发送到STA2。在这里只用发送被接受的信息，不用发送WCET以及没有被接受的OpMode的值。为了实现这样的发送，需要预先制订合适的协议。
在步骤S14中，根据被接受的IC工作信息，来调整MAC_IC24的工作频率和电源电压。比方说，当MCU26读到被接受IC信息中“OpMode＝2”的时候，MCU26对频率/电压控制器30发出把MAC_IC24的工作频率设定为最大工作频率1/2的命令。此外，频率/电压控制器30，记录下适合于MAC_IC24的电源电压，向电压转换器32发出把MAC_IC24的电源电压设定为适合于1/2最大工作频率的电压。IC的功耗和工作频率成正比，和工作电压的平方成正比，所以如果能降低IC的工作频率和电源电压，就可以大幅度减少功耗。
在一个实施例中，不但可以调整STA2里的MAC_IC24和MCU26电源电压与工作频率，也可以调整AP4的信息处理IC的工作频率和工作电压。在步骤S8里，AP4的MCU38，在分析STA2的IC工作信息的时候，同时调查AP4的工作信息，有可能的话，也会调低MAC_IC36的工作频率和电源电压(步骤S16)。在MAC层，假定根据通信的流量和通信质量所决定的单位帧(Frame)处理时间为Tbound，该帧(Frame)在物理层和MAC层所需的处理时间为TSTA，AP4的物理层和MAC层处理时间为TAP，则TSTA和TAP必须满足以下公式。
[公式1]
TSTA+TAP+T＜Tbound
此外，C是信道访问延迟或媒体传输所需的时间。
MAC_IC24的工作频率越慢，TsTA越大，MAC_IC36的工作频率越慢，TAP越大。到底需要优先考虑那个，这需要考虑许多因素。通常，应当优先考虑用电池来供电的通信机。在这里，STA2把关于电池种类(电池或AC电源)，以及如果是电池的话电池的剩余电量等信息发送给AP4，AP4的MCU38则在判断是否接受STA2的IC工作信息时，考虑STA2和AP4的电源信息。比方说，如果STA2是用电池来驱动，则接受使STA2 IC工作频率最低的IC工作信息。如果AP4是用电池来驱动，则接受使AP4 IC工作频率最低的IC工作信息。如果双方都是用电池来驱动，则根据不同的电池剩余电量，来调整优先度。在步骤S18，动作结束。
此外，在步骤S8和S10中，可能因为不能满足通信品质和流量而没有被接受的OpMode，此后因为和STA2之间通信品质的变化，和STA2之间所需要的流量的变化，AP2和其他通信机之间通信所必需的流量的变化，AP4和其他无线通信站之间的通信结束等理由，以前没有被接受的OpMode，也可能变为满足通信品质的要求。在这样的条件下，生成重新满足条件的OpMode，并把满足条件的OpMode从AP2发送给STA2的网络系统1。在这种情况下，STA2根据新接受的OpMode来调整信息处理IC的工作频率和/或电源电压。
其次，在图5中，说明调整信息处理IC的工作频率和电源电压的流程图。调整IC电源电压和工作频率，是从STA2的MCU26开始。首先需要一个消息把这个要求发送到MAC层。在本实施例中，定义为HM PS.request(引用标号50)。其次，需要一个消息把这个要求插入MAC层的协议中，传送到AP4去。在本例中，定义为PS.request(引用标号52)。然后，需要把消息从AP4的MAC层发送到上层协议的界面。在本例中，定义为HM_PS.indication这样的消息(引用标号54)。HM_PS.request，PS.request，HM_PS.indication的参数里都包括WCET和一个或多个OpMode值。根据这些消息，STA2的IC工作消息被送到AP4的MCU38。MCU38所接受的IC工作信息，通过HM_PS.reply(引用标号56)，PS.reply(引用标号58)，HM_PS.confirm(引用标号60)，传回STA2的MCU36。HM_PS.reply，PS.reply，HM_PS.confirm的任一参数中，都包括OpMode。这个OpMode值是MCU38所接受的OpMode值。
既可以在STA2和AP4之间建立连接(Association)的时候交换这些消息。也可以在通信开始以后交换这些消息。
实施例2
在实施例2中，说明如何把本发明运用于符合IEEE 802.11e标准的通信。IEEE 802.11e中定义了在发送站和接收站之间交换表示数据性质以及所要求的传送条件的被称作TSPEC的参数组。TSPEC中包含关于通信品质的参数。从这个参数中可以计算出通信机的CPU以及ASIC可以达到的工作频率，因此可以把TSPEC参数组作为信息处理用IC的工作信息。下面，我们说明如何计算作为负责MAC层下半层的信息处理的ASIC的MAC_IC的最佳工作频率的方法。
首先，定义从一个帧(Frame)的最初的位(bit)到达发送站的MAC层开始，到同一个帧(Frame)的最后一个位(bit)离开接收端MAC层为止的时间为Te2e，Te2e可以被表示如下
[公式2]
T e 2 e = T MAC + PHY r + T MAC + PHY s + surplus × T exchange
这里TMAC+PHY代表在MAC层和物理层处理一个帧(Frame)所需要的时间。上标r，s代表接收端和发送端的通信机。此外，surplu×Texchange代表媒体的传送时间以及信道访问延迟所需的时间。Te2e有两个制约条件。第一是处理一个帧(frame)所需延迟时间的容许范围，这个可以用TPSEC的参数组的Delay Bound(延迟容许时间)参数来表示。另一个是通信系统的流量，这个和TPSEC参数组的MinimumService Interval参数有关。Te2e不能在这两个值以下，所以发送端MAC_IC的工作频率可以通过以下方法得到。
首先，WCET(最坏情况下的处理时间)可以用以下公式来算出：
[公式3]
WCET＝Sma_msdu/fframe
这里，Smax_msdu是最大的帧(Frame)长度，记载在TSPEC的参数Maximum MSDN Size里。此外，fframe是发送端MAC_IC处理一字节所需要的时间。
在接收端的MAC_IC的工作频率不变的条件下，可以用以下公式从延迟的容许范围条件中得出最低工作频率F。
[公式4]
这里，fmax是发送端MAC_IC的最大工作频率。此外，分母的括弧代表舍去小数点以下。
用以下公式，可以从流量的条件中，求出最低工作频率f2。
[公式5]
其中，Tmin是参数Minimum Service Interval的值，关系到系统的流量。此外(surplus-1)×Texchange代表信道访问延迟。从这两个条件中，我们可以用以下公式得到MAC_IC的最佳工作频率foptimal和最佳工作电压Voptimal.
[公式6]
f optimal = max ( f 1 , f 2 ) ; V optimal = V max × f optimal f max
Vmax是最大电源电压。
像以上说明的那样，从TSPEC的参数组中，可以计算出信息处理IC能够用的工作频率，所以可以把TPSEC参数组用作信息处理IC的工作信息。在实际上，发送站的信息处理IC不能取连续值，所以只能采用比foptimal大，并且离foptimal最近的频率。
CPU和ASIC的IC功耗和工作频率成正比，和电源电压的平方成正比，所以如果能够降低IC的工作频率和电源电压，就能够达到大幅消减功耗的作用。
此外，调整负责处理物理层的ASIC的电压和频率时，有时会改变物理层的处理延迟时间。根据802.11标准第11.1.2的规定，通信站必须预测并保存物理层的处理延迟时间。在发送帧(Frame)之前，更新Timestamp字段(field)的值。
在上面的例子里，计算出发送端MAC_IC(更具体的说，负责处理MAC层下半层信息的ASIC)的最佳工作频率和最佳工作电压。同样的，我们也可以算出接收端MAC_IC的最佳工作频率和电源电压。此外，如图6中说明的那样，可以调整发送端MAC_IC和接收端MAC_IC的工作频率和电源电压。
调整接收端MAC_IC的工作频率和电源电压时，从发送端MAC_IC能够用的工作频率中，选择比用公式6得到的foptimal要大的工作频率，和作为接收端WCET的WCETs一起，作为IC工作信息发送给接收端。接收端按照以下的公式来决定最合适的工作频率和电源电压。
[公式7]
Te2e＝surplus×Texchange+WCETr×OpModer+WCETs×OpModes≤delay_bound这里，WCET是接收端MAC_IC的WCET，OpModes是用来表示发送端MAC_IC的工作频率和最大工作频率之间比率的值，从发送站送到接收站。OpMode＝2意味着发送端MAC_IC是按照最大工作频率的1/2工作。OpModer是接收站中与Opmodes相对应的参数。把公式4、公式5中发送端MAC_IC换作接收端MAC_IC使用，然后考虑公式7的条件，可以得到接收端的最佳工作频率。接收站，根据发送站和接收站电源的信息(电源的种类，电池的残余容量)，来决定是优先降低发送站还是接收站的电源电压。接收站把决定的结果和关于发送端MAC_IC要采用的频率的OpModes发送到发送站。发送站根据收到的OpModes，来设定MAC_IC的工作频率和电源电压。
图6是用于归纳上述内容来进行说明的流程图。图6是关于在实施例2的网络系统中，如何调整通信站和接入点的MAC_IC(负责MAC层下半层的信息处理IC)的工作频率和电源电压的流程图。
步骤S24是工作的开始。在步骤S26通信站向接入点要求接受TSEPC(ADDTS Request)。在步骤S28，接入点调查有没有满足TSPEC的资源，如果有满足TSPEC的资源就接受TSPEC，如果没有资源则提出其他的TSPEC(步骤S32)。在步骤S32里，接入点把ADD Request送回通信站。
在步骤S34中，如上面说明的一样，通信站利用TSPEC的参数和公式2～6，来计算MAC_IC的最佳工作频率和电源电压。如果接入点的MAC_IC不调整工作频率和电源电压，则在步骤S36，用计算出的最佳工作频率/最佳电源电压来设定发送端MAC_IC，结束动作(步骤S50)。
当需要调整接入MAC_IC的工作频率和电源电压时，从步骤S34转为步骤S40。在步骤S40，将从通信站可以取得的工作频率中的、大于用公式6算出的foptiomal的工作频率，与WCET一起作为IC工作信息发送到接入点。然后，在步骤S40，把关于通信站电源的信息(电源的种类，电池的残余电量)也发送给接入点。在步骤S42，接入点在考虑通信质量、流量、通信站和接入点的电源信息的基础上，计算出接入点中的信息处理IC所适合的工作频率。如上所述，可以用公式4、公式5、以及公式7。在步骤S44，根据计算得出的工作频率和与这个工作频率相应的电源电压，来设定接入点的MAC_IC。在步骤S46，在公式7的条件下，从发送站发送来的工作频率的候选中，接受最慢的工作频率。在步骤S48，把被接受的候选送给通信站，通信站根据被接受的工作频率来设定通信站的MAC_IC(步骤S36)。最后在步骤50，动作结束。
关于实施例的说明到此结束。但是本发明并不限于这些实施例。在不超出本发明范围内，有许多实施的方法。比如，在实施例1中，决定是否接受IC工作信息的通信设备，可以是网上的路由器，移动通信网的基站或RNC等。此外，实施例1中，决定是否接受IC工作信息的通信设备可以是与其他网络或PSTN连接，与STA2进行通信的无线设备。特别是在移动设备上使用VoIP得到普及的时代，保证通信质量和节约电池非常重要，象本发明那样，在进行通信的通信机之间通过交涉来将功耗、即信息处理IC的工作频率和电源电压设定为适当值的技术，会有很大的用途。

Claims (34)

1.一种网络系统，包括第一通信机、与上述第一通信机进行通信的第二通信机、以及在上述通信中所用到的协议组，其特征在于：
上述协议组，包括第一方向IC工作信息传送装置和第二方向IC工作信息传送装置，其中，上述第一方向IC工作信息传送装置，把上述第一通信机具有的关于第一信息处理IC的IC工作信息从上述第一通信机传到上述第二通信机；上述第二方向IC工作信息传送装置，把上述IC信息从上述第二通信机传到上述第一通信机，
上述第一通信机，生成上述IC工作信息，并用上述第一方向IC工作信息传送装置，把上述IC工作信息发送到上述第二通信机，
上述第二通信机，接受上述发送来的IC工作信息的全部或一部分，并用上述第二方向IC工作信息传送装置，把上述所接受的IC工作信息发送到上述第一通信机，
上述第一通信机，根据上述接受到的IC工作信息，来调整上述第一信息处理IC的工作频率和/或电源电压。
2.根据权利要求1所述的网络系统，其特征在于：
上述第二通信机，在不接受全部上述发送来的IC工作信息时，生成新的IC工作信息，发送给上述第一通信机。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的网络系统，其特征在于：
上述第二通信机，基于上述通信所需要满足的通信品质、上述通信所需要满足的流量、上述通信的信道访问延迟中的至少一者，来判断接受上述发送来的IC工作信息的全部或者一部分。
4.根据权利要求1～3中的任一项所述的网络系统，其特征在于：
上述第二通信机，基于与上述第一通信机以外的通信机之间的通信所需要满足的通信品质和/或上述通信所需要满足的流量。
5.根据权利要求4所述的网络系统，其特征在于：
上述IC工作信息，包含关于上述第一信息处理IC的最大处理速度的信息。
6.根据权利要求5所述的网络系统，其特征在于：
上述第二通信机，基于上述最大处理速度，来接受上述发送来的IC工作信息的全部或一部分。
7.根据权利要求1～6中的任一项所述的网络系统，其特征在于：
上述IC工作信息，包括上述第一信息处理IC所能达到的工作频率和/或电源电压。
8.根据权利要求7所述的网络系统，其特征在于：
上述第一通信机，考虑上述通信所需要满足的通信品质、上述通信所需要满足的流量、上述通信的信道访问延迟中的至少一点，来生成上述IC工作信息。
9.根据权利要求7或权利要求8所述的网络系统，其特征在于：
当上述IC工作信息是上述工作频率时，上述第一通信机，根据上述所接受的IC工作信息来调整上述第一信息处理IC的工作频率，并且，将上述第一信息处理IC的电源电压调整到与上述调整后的工作频率相应的电压。
10.根据权利要求1～6中的任一项所述的网络系统，其特征在于：
上述IC工作信息，包含关于上述通信中所需要满足的通信品质的品质信息。
11.根据权利要求10所述的网络系统，其特征在于：
上述品质信息，是关于用来处理单位数据的最大时间的信息。
12.根据权利要求11所述的网络系统，其特征在于：
上述第一通信机，从上述第一信息处理IC能够采用的电源电压和/或工作频率中，选出能够实现关于上述所接受的品质信息的上述极限时间内所需要满足的处理的最低的工作频率和/或电源电压，来调整第一信息处理IC。
13.根据权利要求10～12中的任一项所述的网络系统，其特征在于：
上述第一通信机，计算上述第一信息处理IC能够采用的工作频率和/或电源电压中、能够实现关于上述所接受的品质信息的上述极限时间内所需要满足的处理的最低的工作频率和/或电源电压，并且把包含该计算出的工作频率和/或电源电压的第二IC工作信息发送到第二通信机，
上述第二通信机，接受上述发送来的第二IC工作信息的全部或一部分，并且利用上述第二方向IC工作信息传送装置，把上述所接受的上述第二IC工作信息发送给上述第一通信机，
上述第一通信机，根据上述所接受的第二IC工作信息，来调整第一信息处理IC的电源电压和/或工作频率。
14.根据权利要求1～13中的任一项所述的网络系统，其特征在于：
上述第二通信机，依照与上述第一通信机之间进行通信所需要的通信品质的变化、与上述第一通信机之间进行通信所需要的流量的变化、与上述第一通信机以外的通信机之间进行通信所需要的流量的变化中的至少任一者，重新接受以前没有接受的IC工作信息，并把新接受的IC工作信息发送给第一通信机，上述第一通信机根据上述新接受的IC工作信息，来调整上述第一信息处理IC的电源电压和/或工作频率。
15.根据权利要求1～14中的任一项所述的网络系统，其特征在于：
上述第一通信机，具有生成关于上述第一通信机使用的电源的电源信息的装置，
上述协议组，具有能够把上述电源信息从上述第一通信机发送到上述第二通信机的装置。
16.根据权利要求15所述的网络系统，其特征在于：
上述第二通信机，还基于利用上述传送电源信息的装置得到的上述电源信息，来进行上述接受。
17.根据权利要求1～16中的任一项所述的网络系统，其特征在于：
上述第二通信机，基于上述接收到的IC工作信息，来调整上述第二通信机具有的上述第二信息处理IC的电源电压和/或工作频率。
18.根据权利要求15～17中的任一项所述的网络系统，其特征在于：
上述第二通信机，基于上述发送来的电源信息，来调整上述第二信息处理IC的电源电压和/或工作频率。
19.根据权利要求17或权利要求18所述的网络系统，其特征在于：
上述第二通信机，基于调整后的第二信息处理IC的电源电压和/或工作频率，来进行上述接受。
20.根据权利要求1～19中的任一项所述的网络系统，其特征在于：
上述IC工作信息，在上述第一通信机和上述第二通信机进行通信设定时，从上述第一通信机送到上述第二通信机。
21.根据权利要求1～20中的任一项所述的网络系统，其特征在于：
上述IC工作信息，在上述第一通信机和第二通信机开始通信以后，从上述第一通信机送到上述第二通信机。
22.根据权利要求1～21中的任一项所述的网络系统，其特征在于：
上述第一方向IC工作信息传送装置和上述第二方向IC工作信息传送装置，被并入到上述协议组的层2的协议中。
23.根据权利要求1～22中的任一项所述的网络系统，其特征在于：
上述通信，是符合IEEE 802.11e标准的通信。
24.根据权利要求1～23中的任一项所述的网络系统，其特征在于：
使用TSPEC参数组作为上述IC工作信息。
25.根据权利要求23或权利要求24所述的网络系统，其特征在于：
上述第一通信机，当通过改变上述第一信息处理IC的电源电压，使上述第一通信机的物理层的处理延迟时间变化时，预测并保存上述物理层的延迟时间，并且在发送MAC帧之前，用上述所预测的处理延迟时间来更新MAC帧的Timestamp字段的值。
26.根据权利要求10～13中的任一项所述的网络系统，其特征在于：
上述品质信息是表示上述通信种类的标志。
27.根据权利要求26所述的网络系统，其特征在于：
上述第一通信机和/或上述第二通信机，知道与上述标志相对应的、用于处理单位数据的极限时间。
28.根据权利要求1～27中的任一项所述的网络系统，其特征在于：
上述第一通信机和第二通信机的至少一者是与有线局域网连接的终端、接入点、路由器、网关的任一者。
29.根据权利要求1～27中的任一项所述的网络系统，其特征在于：
上述第一通信机和上述第二通信机的至少一者是与PSTN连接的终端。
30.根据权利要求1～27中的任一项所述的网络系统，其特征在于：
上述第一通信机和上述第二通信机的至少一者，是连接在蜂窝电话网上的终端、基站、以及其他连接在上述蜂窝电话网上的设备中的任一者。
31.根据权利要求1～27中的任一项所述的网络系统，其特征在于：
上述第一通信机和上述第二通信机的至少一者是便携终端。
32.一种用于与其他通信机进行通信的通信机，其特征在于：
上述通信机，生成关于该通信机具有的处理装置的工作的IC工作信息，并且要求上述其他通信机接受上述IC工作信息的全部或一部分，按照上述所接受的IC工作信息来调整上述处理装置的电源电压和/或工作频率。
33.一种用于与其他通信机进行通信的通信机，其特征在于：
上述通信机，接收关于上述其他通信机具有的处理装置的工作的IC工作信息，并基于上述通信所需要满足的通信品质、上述通信所需要满足的流量、上述通信的信道访问延迟中的至少一者，来接受上述所收到的IC工作信息的全部或一部分，把上述接受到的IC工作信息发送给上述其他通信机。
34.一种网络系统的功耗调整方法，该网络系统包括第一通信机和与第一通信机进行通信的第二通信机，所述功耗调整方法的特征在于，包括：
上述第一通信机生成关于该第一通信机具有的第一信息处理IC的工作的IC处理信息，并把上述IC工作信息发送给上述第二通信机的步骤；
上述第二通信机接受上述发送来的IC工作信息的全部或一部分，并把上述所接受的IC工作信息发送给第一通信机的步骤；以及
上述第一通信机根据上述所接受的IC工作信息，来调整上述第一信息处理IC的工作频率和/或电源电压的步骤。
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PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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