CN1961533A - 用于多无线电系统的能量感知通信 - Google Patents

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CN1961533A CNA2004800186556A CN200480018655A CN1961533A CN 1961533 A CN1961533 A CN 1961533A CN A2004800186556 A CNA2004800186556 A CN A2004800186556A CN 200480018655 A CN200480018655 A CN 200480018655A CN 1961533 A CN1961533 A CN 1961533A
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    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Abstract

在此所描述的是一种实现，该实现减少能够在一个无线网络上通信的能量有限的计算设备的电池消耗。示例性多无线电通信装置选择多个无线电(例如，两个)的其中之一，其中的每一个都有送往和来自无线设备的无线通信的唯一的特征组合(根据工作的耗电量、数据传输速率、范围和/或频带)。所述实现在维持有效的无线数据通信的同时，选择一个无线电以将耗电量减到最小。然而，该摘要本身并不意味着限制本专利的范围。本发明的范围在所附权利要求书中指出。

Description

用于多无线电系统的能量感知通信
技术领域
本发明一般涉及无线通信技术。
发明背景
通过无线电信号与其他设备通信的无线计算设备，如膝上型计算机、个人数字助理设备等，正在变得日益流行。无线计算设备通常是可移动的，并由电池供电。由于电池容量有限，将设备的能量消耗减到最小以便延长其工作时间是设计由电池供电的无线设备的重要考虑事项。
无线设备中一个消耗大量能量的组件是处理网络通信数据的无线发送和接收的网络接口卡(NIC)。已经估计过，平均来说，使用NIC或其他无线网络接口组件会导致消耗无线设备可用总能量的大约百分之二十。
这一现象是由于无线设备的NIC为了通过网络接收数据而必须处于持续的“监听”状态中这一事实。结果，即使设备没有在接收或发送数据时，电池也被用来给设备和NIC供电。在发送和接收消息时，NIC也消耗能量。然而在一般的使用中，它将大量能量消耗在等待消息时的空闲模式中。
为了增加常规无线设备的电池寿命，已经开发并且实现各种方案以减少电池消耗。
无线设备常用的一种功率管理系统需要将NIC在具有不同能量消耗水平的不同功率状态之间切换。那些状态包括给NIC加电以允许网络通信数据的发送的高功率状态，以及网络接口卡被置于睡眠模式的低功率状态。
当NIC处于低功率状态中时，在NIC切换到高功率状态并试图重新连接到网络时数据发送会被显著延迟。因此必须缓存被延迟的数据，直到NIC为数据通信做好准备为止。如果网络接口卡太经常地被保持在低功率状态中或被保持得太久，就必须缓存大量的延迟网络通信量数据。
发明概述
在此描述一种实现，该实现减少能够通过无线网络通信的能量有限的计算设备的电池消耗。当条件和环境准许时，此处所描述的一种实现选择多个无线电(例如，两个)的其中之一，其中的每一个都有发往和来自无线设备的无线通信的唯一的特征组合(根据工作的功耗、数据速率、范围和/或频带)。在此所描述的一种实现在维持有效的无线数据通信的同时，选择一个无线电以将功耗减到最小。
然而，该概述本身并不意味着限制本专利权的范围。而且，本专利的名称也并不意味限制本专利的范围。为了较好理解本发明，请结合附图一起阅读下面的详细描述和所附权利要求书。本发明的范围在所附权利要求书指出。
附图简述
相同的标号在所有附图中用来表示同样的要素和特征。
图1是依照在此所描述的一种实现的系统和合适环境的框图。
图2是示出在此所描述的一种方法实现的流程图。
图3是示出在此所描述的一种方法实现的流程图。
图4是能够(全部或部分)实现在此所描述的至少一个实施例的计算操作环境的例子。
较佳实施例的详细描述
在下列描述中，出于解释的目的，阐述具体数字、材料和配置，以提供对本发明的全面理解。然而，对本领域内的技术人员来说显然不需要这些具体的示例性细节就能实现本发明。在其他实例中，省略或简化众所周知的特征以清晰地描述本发明的示例性实现，以便于更好地解释本发明。此外，为便于理解，某些方法步骤被描述为分开的步骤；然而，这些分开描述的步骤不应该被解释为依赖于其执行的必要顺序。
下列描述阐述用于多无线电系统的能量感知通信的一个或多个示例性实现，其中该多无线电系统包括在所附权利要求书中所陈述的诸要素。结合特征描述这些实现，以满足法定书面描述、实现和最佳模式的要求。然而，描述本身并不意味着限制本专利的范围。
发明人的意思是将这些示例性的实现作为例子。发明人的意思不是这些示例性的实现会限制所要求保护的本发明的范围；而且，发明人已经考虑到所要求保护的本发明也可以结合其他现有或将来的技术以其他方式实现。
用于多无线电系统的能量感知通信的实施例的一个例子可以被称为“示例性多无线电通信装置”。
引论
在此所描述的示例性多无线电通信装置减少可以用于通过无线网络通信的能量有限的计算设备的电池消耗。示例性多无线电通信装置选择多个无线电(例如，两个)的其中之一，其中的每一个都有发往和来自无线设备的无线通信的唯一的特征组合(根据工作的功耗、数据速率、范围和/或频带)。响应于当前条件，选择特定无线电，以使得能够在能量消耗和无线网络通信带宽之间维持适当的平衡，而通信带宽又反过来影响到用户所感觉的等待时间。
参考图1和图4来描述其中可以使用本发明的网络化环境的一个例子。所要求保护的本发明的在此所描述的一种或多种示例性实现可以由一双无线电通信系统150(全部或部分地)实现，和/或作为像在图4中所示出的计算环境那样的计算环境的一部分。
适用于示例性多无线电通信装置的无线计算设备包括但不限于，具有无线网络接口能力的个人数字助理、蜂窝电话和膝上型计算机。在此，无线通信包括使用射频电磁波而非导线在计算设备之间传送数据。
为便于无线通信，可以给计算设备配备将该设备连接到网络的网络接口卡(NIC)。通常，NIC被实现为可以被插入到计算设备的网络接口(例如，卡槽)内的即插即用组件。或者，NIC可以被整体地构造成无线计算设备电路的一部分。
为便于无线通信，NIC支持例如遵循IEEE 802.11标准的无线协议。此处将一般参考802.11和802.15，作为便于设备之间的无线通信的适当协议。然而，本领域的技术人员将认识到，这些协议只是便于无线通信的适当协议的例子，本发明不限于任何一个或两个无线协议。实际上，可以结合本发明备选地或附加地使用其他无线协议。本领域的技术人员将认识到，802.11指的是在同一家族(例如，802.11a、802.11b和802.11g)中的一组协议。
双无线电通信系统
图1示出带有双无线电通信系统150的无线移动计算设备100。在其最基本的配置中，移动设备100通常包括至少一个处理单元110和存储器112。
无线移动计算设备100通常具有便携式电源120，如电池组、燃料电池或其他电源模块。电源120用作用于由计算设备100执行的计算和无线数据传输主要功率源。
当设备100在此被描述为“加电”时，设备电源120被用来使设备处于“开”的工作状态。相反，当设备被描述为“断电”时，设备处于“关”的工作状态，很少或没有功率被任何组件消耗。
设备100也包含允许设备与其他设备通信的一个或多个通信连接114。通信连接114可以是内部或外部通信总线。通信连接是通信介质的一个例子。
通信连接114可以连接到双无线电通信系统150。该系统可以位于分离的组件上，或者可以被整体包含在设备主板内，甚至可能被构建到处理器内。
该系统具有无线网络接口连接152。通过无线网络接口连接(NIC)152，无线设备100可以通过基础结构网络180的无线接入点(AP)182与其通信。AP进而可以将设备连接到一个或多个其他网络184，如因特网。
或者，无线设备100也可以是也称为特别(ad hoc)网络的对等网络的一部分，该对等网络包括其他无线设备。
双无线电通信系统150有至少两个用于无线网络通信的无线通信单元：无线电160和无线电170。这些无线通信单元也可以简称为无线电。双无线电通信系统150也可以具有用于在两个无线电之间切换的多路复用器154。多路复用器154可以用硬件、软件或两者的组合来实现。
每个无线电具有发射机162、172，其中的每一个都被耦合到其自己的天线166、176，用于在适当的频道上无线发送数据。每个无线电也具有也被耦合到天线之一的接收机164、174，用于无线接收从设备正在与之通信的网络发送的通信数据包。由于每个无线电具有发射机和接收机，它也可以被称为“收发器”。
无线电160是低功率无线电(LPR)，而另一无线电170是高功率无线电(HPR)。LPR 160提供低数据速率，消耗少量能量。HPR 170提供高数据速率，消耗大量能量。
当有高带宽需求时，双无线电通信系统150使用HPR 170。然而，当带宽需求低时，双无线电通信系统150从HPR 170切换到LPR 160来发送并接收数据。然后HPR可以断电。这样，示例性多无线电通信装置在将用户所感觉的等待时间的不利影响减到最小的同时仍能减少能量消耗。
一般而言，示例性多无线电通信装置可以在具有一个以上无线电的任何设备上实现。双无线电通信系统150可以具有单个网络接口卡，该网络接口卡具有至少两个内建的无线电——一个高数据速率无线电(如常用的IEEE802.11{a，b，g}无线LAN无线电)和一个低数据速率无线电(如蓝牙和最近标准化的IEEE 802.15无线电)。
两个无线电可以在不同频带上工作，使用不同的调制方案，并使用不同的信道接入策略。然而，要求两个无线电的功率特性不同(也许甚至非常不同)。
在两个无线电的环境中描述示例性多无线电通信装置。一个是低功率无线电，而另一个是高功率无线电。然而，本领域的技术人员将认识到，本发明的其他实施例不限于只有两个无线电。实际上，其他实施例可以利用三个或更多的无线电。每个无线电有工作功耗、数据速率、范围和/或频带的唯一组合。这些可选实施例可以从这多个无线电当中选择具有所需组合的无线电，以匹配系统的当前通信需求。
示例性多无线电通信装置实时剖视应用程序、无线链路和网络拥塞。使用这一信息，它自适应地为通信选择适当的无线电。
在图1中，双无线电通信系统150与具有多个无线电的单个网络接口152一起示出。或者，该系统可以具有多个网络接口，每个网络接口具有单个无线电。例如，系统可以具有一个带LPR的网络接口和另一个带HPR的网络接口。
低功率无线电(LPR)
LPR 160包含用于接收和发送数据的各种组件，包括用于控制收发机工作的逻辑设备。主电源120通常是LPR的电源。
LPR 160也包括用于发射和生成射频信号的射频(RF)生成器(例如，发射机162)。也可以包括用于实现或增强收发机功能的其他元件，作为低功率收发设备电路的一部分。
物理上，LPR 160可以被实现为设备100的一个内部组件，例如通过将其与设备的主板集成，或可以通过外围通信连接(例如，输入信道)将其连接到计算设备。LPR 160的示例性工作特性在表1中示出。
  数据速率   19.2Kbps
  调制   开关键控(OOK)
  电压   3V
  接收机电流   4.5mA
  峰值无线电输出功率   0.75mW
表1：低功率收发机的示例工作特性
如表1所示，LPR 160的各种特性导致低能量消耗。较佳地，LPR工作在低频带，如900MHz频带。这是因为无线电波在低频比在高频传播得更好，且可以通过更好的传播来补偿由低能量工作带来的范围损失。为比较LPR特性和HPR特性，表征为HPR的标准无线NIC，如那些实现IEEE 802.11{b，g}的NIC，工作在较高的2.4GHz频带。
常规的NIC，如基于IEEE 802.11标准的NIC以非常高的数据速率工作，其范围为1-54Mbps。通过复杂电子电路获得较高的数据速率，这需要更大的工作电流。于是，标准NIC正常工作需要较大的电池。
然而，LPR 160需要较少的工作功率，并且可以被配置成即使在断电状态下仍然为无线设备100保持活动。不限于表1的工作特性，LPR适用于生成并接收射频信号而不要求设备使用显著的能量。
示例性双无线电通信系统的程序模块
双无线电通信系统150可以有两个主程序模块组件：双无线电服务(“DR服务”)，这可以是用户级服务或端口监控程序(daemon)；以及双无线电驱动程序(“DR驱动程序”)，这可以是内核级NDIS中间驱动程序。这些程序模块组件通常是操作系统的一部分，和/或置于操作系统的顶层。然而，这些程序模块组件中的一个或两个都可以在双无线电通信系统150的ROM、RAM或固件中实现。这两个模块也可以用集成方式实现。
DR服务可以执行方法逻辑中的一些或全部，以确定是否从一个无线电切换到另一个并指导这样的切换。
DR驱动程序是位于网络层之下但位于数据链路层之上的NDIS中间驱动程序。该驱动程序的任务是将两个无线电160和170作为单个无线网络接口公开给更高层协议和应用程序。一个应用程序绑定到单个网络地址，但通信可以使用任一个无线电。
在发送时，DR服务指令DR驱动程序使用特定无线电发射下一组数据包。在接收时，DR驱动程序在其两个无线电的其中之一上接收数据包，并将数据包向上发送给下一协议层。DR驱动程序将单个接口(例如，IEEE 802.3接口)公开给更高层协议和应用程序。当DR服务选择低功率无线电时，DR服务也指令操作系统关闭高功率无线电，因此减少了无线设备的能量消耗。
示例性多无线电通信装置与下层的硬件和网络协议无关。因此，该设备可以使用系统中的任何无线电，并且应用程序可以使用系统的任何网络协议。
示例性多无线电通信的方法实现
图2和3示出由双无线电通信系统150(或其某一部分)执行的示例性多无线电通信装置的方法实现。在图2中示出的方法实现执行针对切换到HPR的操作。在图3中示出的方法实现执行针对切换到LPR的操作。这些方法实现可以用软件、硬件或其组合来执行。
当然，提供图2和3中示出的步骤顺序仅仅用于例示。其他实现可以使用其他步骤顺序。
切换到HPR
图2示出DR服务用于确定是否指令DR驱动程序从LPR切换到HPR以发送数据包的方法步骤和条件。从LPR切换到HPR的决定由图2的圆210表示。
图2的框212表示图2方法步骤的开始状态。这样，当进程从头到尾循环回来时返回到这里。
在212，示例性多无线电通信装置确定移动设备100是否被连接到无限制的电源(例如，交流电插座)。如果是这样的话，限制能量消耗就不是重要考虑事项。如果是这样的话，就在210切换到HPR。如果不是，就前进到下一个框。
在图2中的214，示例性多无线电通信装置确定用户是否指出他或她希望使用HPR。也许由于关心等待时间或不关心耗电量，用户会要求使用HPR。如果是这样的话，就在210切换到HPR。如果不是，就前进到下一个框。
在图2中的216，示例性多无线电通信装置确定LPR信道是否拥塞，且数据包是否需要不合理的时间量才能通过。不合理的量值可以是系统定义的值、经验确定的值、用户指定的值或应用程序指定的值。如果LPR信道拥塞，就在210切换到HPR。如果不是，就前进到下一个框。
示例性多无线电通信装置通过使用探测数据包来检测拥塞。探测的频率可以改变(例如，每500ms一次探测的频率)。测量这些探测的往返时间(RTT)。拥塞确定以这一RTT测量值有多高或多低为基础。可以基于来自AP 182的关于信道的信息来改进决定。由于AP处理所有通信量，它知道LPR信道上正在处理多少通信量。这一信息可以和探测RTT结合以提供对无线链路拥塞的改进的测量。
在图2中的218，示例性多无线电通信装置确定所生成的数据速率是否比为LPR设定的最大阈值更大。如果是这样的话，就在210切换到HPR。如果不是，就前进到下一个框。DR驱动程序计算传入和传出字节的数目以确定近来的数据速率。
在图2中的220，示例性多无线电通信装置确保设备合理使用LRP信道。这可以宽松地定义为能量有限的设备争夺LPR信道以使用信道一段时间的能力，这一段时间比得上其他设备想要使用同一信道的时间。该思想是确保没有设备完全控制LPR信道。相反，正在尝试节省电池电力的每个设备都可以通过使用其LPR来这样做。
这样做的一种方法是指定每个设备可以使用LPR信道一段时间，最大值为T1秒(例如，5秒)。如果设备已经拥有信道大于T1秒，就前进到下一个框。如果不是，就在条件中循环回来。在图2中的222，示例性多无线电通信装置确定AP是否有来自无线网络上的其他无线设备的、对LPR信道的待决请求。如果是这样的话，就在210切换到HPR。如果不是，就在条件中循环回来。即使设备已经在LPR信道上超过指定的时间段T1，如果AP没有任何来自其他设备的、对LPR信道的待决请求，它仍可以停留在LPR上。这表示这样的情况：目标设备是唯一想要使用LPR信道的设备，或者，停留在这一信道上不影响网络上的其他设备的工作。在这种情况下，该设备“信道租约”延长一固定量。在租约结束时，如果设备想要停留在LPR信道上，它可以再次与AP协商。
切换到LPR
图3示出DR服务用于确定是否指令DR驱动程序将正在进行的传输从HPR切换到LPR以发送数据包的方法步骤和条件。从HPR切换到LPR的决定由图3的圆310表示。
不同于图2的方法实现，在图3中描述的方法实现有两个开始状态：框312和314。在312的第一个开始状态是，用户是否明确地要求设备使用LPR，可能因为他或她希望节省电池而增加设备寿命。在314的第二个开始状态是，设备运行时电池电量是否不足。可能这两种开始状态条件(312和314)同时为真。
如果设备运行时电池电量不足，示例性多无线电通信装置在图3中的316可以向AP请求使用LPR信道的权限。取决于信道的状态和请求的理由，AP可以允许该权限，这一理由不能是恶意使用LPR信道。如果AP允许请求，就切换到LPR。否则，就返回到在314的最初的低电量状态。
在312，用户明确地请求设备使用LPR信道。
在那种情况下，示例性多无线电通信装置在图3中的318确定设备的数据生成速率是否低于某个阈值。如果是这样的话，就前进到下一个框。否则，就返回到在312的最初的用户请求开始状态。
该数据生成速率的阈值是LPR支持的数据速率的函数。该思想是，如果需求超过供给，设备停留在HPR信道上是比较好的。
然后，在320，示例性多无线电通信装置检查设备是否已经在HPR信道上至少一段时间T2。如果是这样的话，就前进到下一个框。否则，就回到在312的最初的用户请求开始状态。这一条件帮助避免设备不断地在LPR和HPR信道之间切换的颠簸(thrashing)行为。
最后，在322，示例性多无线电通信装置确定LPR信道是否拥塞。可以通过上面所描述的机制来实现这一确定：RTT探测机制和询问AP的机制。如果信道不是拥塞的，并且AP允许设备使用LPR信道，则示例性多无线电通信装置就切换到LPR信道，所有数据包通过LPR发送。如果是拥塞的，就返回到在312的最初的用户请求开始状态。
在从LPR信道切换到HPR信道时，最终决定由AP作出(表现为通过在316询问AP)。
切换协议
在切换到不同的无线电之前(分别在图2和3中的210和310执行)，示例性多无线电通信装置告知AP它将要执行切换。这个过程被称为“切换协议”。移动设备启动切换协议，并告知AP其决定。或者，AP可以实现其自己的策略，并单方面要求移动设备切换设备当前的无线电。
当正在执行协议时，设备保持两个无线电都开着，以使得没有数据包被丢弃。此外，当正在执行切换协议时，不启动其他的切换。
可以切断无线电的时机
这一节描述至少一个替换实施例的一些实现细节。
切换协议帮助确定在特定无线电上是否有任何数据包要发送。如果没有，特定无线电就可以被切断而不会丢失数据包。在典型的切换协议中，当设备向AP发送从无线电X切换到无线电Y的请求时，它在切断无线电X之前等待AP的确认(ACK)。为了避免丢失数据包，在切断无线电X之前移动设备上的DR驱动程序必须检查是否有任何数据包等待在X上传输。
对于示例性多无线电通信装置，DR驱动程序没有任何机制直接跟踪当前存储在无线电X的缓存区中的数据包的数量。这是因为在那些数据包被发送之前，许多无线卡的固件通常缓存数据包并应答操作系统。因此，切断无线电时，存在丢失固件缓冲区中的一些数据包的可能性。
为处理这一缓存问题，示例性多无线电通信装置可以可选地使用一个标记包来清空无线电X上的数据包队列。在这一方案中，当必须执行一次切换时，移动设备上的DR服务通知DR驱动程序不要再给无线电X发送任何数据包。然后在无线电X上把一个特别的标记包发送给AP的DR服务。当AP确认这一包时，设备的DR服务知道没有数据包被缓存在固件中，并切断无线电。
悲观切换和乐观切换的比较
切换协议对切换到另一个无线电通常是乐观的(即，在通知AP之后立刻切换)或悲观的(即，等待AP指示可以切换)。
当使用悲观切换方式时，移动设备可以使用任何无线电通知AP，它正在切换，但直到从该信道上得到AP的确认(ACK)之后才进行切换。如果AP确认该请求，DR服务将无线电从X切换到Y，并使用标记包机制确定何时可以切断无线电X。注意，AP继续在无线电X上发送数据，直到它已经发送对切换无线电请求的ACK。AP知道那个时刻移动设备无线电X和Y一定是开着的。这一移动设备在接收到来自AP的ACK消息时切断无线电X。
在使用乐观切换方式时，移动设备在当前选择的信道上发送其切换请求。例如，如果它正在从无线电X切换到Y，就在X上发送请求。设备所发送的消息担当切换请求和标记包。此时，设备乐观地切换到无线电Y，并在从AP接收到ACK时切断X。如果AP拒绝切换请求，设备切换回无线电X，并且在新的信道(例如，无线电Y)上通知AP它正在切换回其原始信道(例如，无线电X)。
乐观方式的优点是只需给AP发送一个消息就从无线电X切换到Y。相反，悲观协议需要两(2)个消息。如果移动设备的本地拥塞估算(例如，基于探测)是合理的，可以预料AP很少拒绝切换请求。因此，在这种情况中，乐观方式会执行得很好。
然而，如果本地拥塞估算是不合理的，从HRP到LPR信道的切换会不必要地增加LPR信道的使用。例如，当AP拒绝请求时，设备将不得不立刻切换回去。悲观方式的优点是AP控制所有移动设备的(关于信道使用的)行为。由于可以完全查看通信量，它能够作出较好的决定。因此，即使移动设备的本地信息是不准确的，悲观协议也能保证移动站不会不必要地来回切换。
如前所述，AP可以单方面要求移动设备从无线电X切换到无线电Y。在这种情况下，两种方式表现相似。移动设备发送一个标记包并立刻切换(悲观方式不需要获得权限，因为AP已经给予权限了)。只有当AP接收到标记包时，它才开始在无线电Y上发送数据(因为那时候AP知道移动设备上的无线电X和Y都必须加电)。
示例性的计算系统和环境
图4示出一个合适的计算环境400的例子，在此所描述的示例性多无线电通信装置可在此环境中被(完全地或部分地)实施。计算环境400可以在在此所描述的计算机和网络结构中使用。
示例性计算环境400仅仅是计算环境的一个例子，并不暗示对计算机和网络结构的使用范围或功能的任何限制。计算环境400不应当解释为对示例性计算环境400中所描述的组件中的任何一个或其组合具有任何依赖性或要求。
示例性多无线电通信装置可以用许多其他通用或专用计算系统环境或配置来实现。可以适用的众所周知的计算系统、环境和/或配置的例子包括但不限于个人计算机、服务器计算机、瘦客户机、胖客户机、手持型或膝上型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、机顶盒、可编程消费电子设备、网络PC、微型计算机、大型计算机、包括任何上述系统或设备的分布式计算环境等等。
示例性多无线电通信装置可以在例如程序模块等由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述。通常，程序模块包括完成特定的任务或实现特定的抽象数据类型的例程、程序、对象、数据结构等等。示例性多无线电通信装置也可以在分布式计算环境中实践，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。
计算环境400包括计算机402形式的通用计算设备。计算机402的组件可以包括但不限于：一个或多个处理器或处理单元404、系统存储器406、将包括处理器404在内的不同系统组件耦合到系统存储器406的系统总线408。
系统总线408代表几种总线结构类型中的一种或多种，包括存储器总线或存储器控制器、外围设备总线、加速图形接口和使用各种总线体系结构的处理器或局部总线。作为例子，这些体系结构包括工业标准体系结构(ISA)总线、微通道体系结构(MCA)总线、增强型ISA(EISA)总线、视频电子技术标准协会(VESA)局部总线、也被称作Mezzanine总线的外围部件互连(PCI)总线。
计算机402通常包括各种计算机可读介质。这类介质可以是能够由计算机402访问的任何可用介质，包括易失性和非易失性介质、可移动和不可移动介质。
系统存储器406包括易失性介质形式的计算机可读介质，例如随机存取存储器(RAM)410，和/或非易失性介质，例如只读存储器(ROM)412。基本输入/输出系统(BIOS)414存储在ROM 412中，它包含比如在启动过程中帮助在计算机402内的组件之间传输信息的基本例程。RAM 410通常包含由处理单元404可以即时存取的和/或目前在操作的数据和/或程序模块。
计算机402也可以包括其他可移动/不可移动、易失性/非易失性计算机存储介质。作为例子，图4示出了从不可移动的非易失性磁介质(未示出)中读取和向其中写入的硬盘驱动器416、从可移动的非易失性磁盘420(例如，“软盘”)中读取和向其中写入的磁盘驱动器418、以及从诸如CD-ROM、DVD-ROM、或其他光介质那样的可移动的非易失性光盘424中读取和/或向其中写入的光盘驱动器422。硬盘驱动器416、磁盘驱动器418和光盘驱动器422各自通过一个或多个数据介质接口426连接到系统总线408。或者，硬盘驱动器416、磁盘驱动器418和光盘驱动器422可以通过一个或多个接口(未示出)连接到系统总线408。
磁盘驱动器及其相关联的计算机可读介质为计算机402提供了计算机可读指令、数据结构、程序模块和其他数据的非易失性存储。尽管例子示出了硬盘416、可移动磁盘420和可移动光盘424，但也需要认识到，其他类型的可以存储计算机可存取数据的计算机可读介质，诸如磁带盒或其他磁存储设备、闪存卡、CD-ROM、数字通用盘(DVD)或其他光存储、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦可编程序只读存储器(EEPROM)等等，也可以用于实现示例性计算系统和环境。
任意数量的程序模块可以存储在硬盘416、磁盘402、光盘424、ROM 412和/或RAM 410中，作为例子，包括操作系统426、一个或多个应用程序428、其他程序模块430和程序数据432。
用户可以通过输入设备，如键盘434和定位设备436(例如，“鼠标”)往计算机402里输入命令和信息。其他输入设备438(未具体示出)可以包括话筒、操纵杆、游戏垫、圆盘式卫星天线、串行端口、扫描仪等等。这些和其他输入设备通过耦合到系统总线408的输入/输出接口440连接到处理单元404，但可以通过其他接口和总线结构连接，诸如并行端口、游戏端口或通用串行总线(USB)。
监视器442或其他类型的显示设备也可以经过接口，如视频适配器444连接到系统总线408上。除了监视器442之外，其他外围输出设备可以包括各种可通过输入/输出接口440连接到计算机402的组件，诸如扬声器(未示出)和打印机446。
计算机402可以使用到诸如远程计算设备之类的一台或多台远程计算机的逻辑连接运行在网络化环境中。作为例子，远程计算设备448可以是个人计算机、便携式计算机、服务器、路由器、网络计算机、对等设备或其他常见的网络节点等等。远程计算设备448被示为便携式计算机，它可以包括在此相对于计算机系统402所描述的许多或所有要素和特征。
计算机402和远程计算机448之间的逻辑连接被描述为局域网(LAN)450和通用广域网(WAN)452。这种网络环境常见于办公室、企业范围的计算机网络、企业内部互联网和因特网。这类网络环境可以是有线的或无线的。
当在LAN网络环境中实现时，计算机402通过网络接口或适配器454连接到局域网450上。当在WAN网络环境中实现时，计算机402通常包括调制解调器456或其他用于通过广域网452建立通信的装置。可以内置于或外置于计算机的调制解调器456可以通过输入/输出接口440或其他适当的机制连接到系统总线408。应该明白，所示的网络连接是示例性的，也可以使用在计算机402和448之间建立通信链路的其他手段。
在网络化环境，如用计算环境400所示的网络化环境中，相对于计算机402所描述的程序模块或其一部分可以存储在远程存储设备内。作为例子，远程应用程序458驻留在远程计算机448的存储设备上。尽管认识到了应用程序和其他可执行的程序组件，比如操作系统，在不同的时刻驻留于计算机系统402的不同存储组件中并由计算机的数据处理器执行，但为了进行阐述，此类程序和组件在此被例示成离散的块。
计算机可执行指令
示例性多无线电通信装置的一种实现可以在例如程序模块等由一台或多台计算机或其他设备执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述。通常，程序模块包括完成特定的任务或实现特定的抽象数据类型的例程、程序、对象、数据结构等等。通常，程序模块的功能可以根据各种实施例的需要进行组合或分配。
示例性操作环境
图4示出示例性多无线电通信装置可在其中实现的合适的操作环境400。具体来说，在此所描述的示例性多无线电通信装置可以(整体地或部分地)由图4中的任何程序模块428-430和/或操作系统426或其部分实现。
操作环境400只是适合的操作环境的一个例子，并不暗示对在此所描述的示例性多无线电通信装置的范围或功能用途的任何限制。其他适用的众所周知的计算系统、环境和/或配置的例子包括但不限于个人计算机(PC)、服务器计算机、手持型或膝上型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、机顶盒、可编程消费电子设备、无线电话及装置、通用及专用设备、专用集成电路(ASIC)、网络PC、微型计算机、大型计算机、包括任何上述系统或设备的分布式计算环境等等。
计算机可读介质
示例性多无线电通信装置的一种实现可以被存储在或发送到计算机可读介质的某种形式。计算机可读介质可以是能够由计算机存取的任何可用介质。作为例子，计算机可读介质包括但不限于“计算机存储介质”和“通信介质”。
“计算机存储介质”包括易失性和非易失性、可移动的和不可移动的介质，它们可以用存储如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据的信息的任何方法或技术来实现。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或者其他存储器技术、CD-ROM、数字通用盘(DVD)或其他光学存储、磁带盒、磁带、磁盘存储设备或其他磁存储设备、或任何其他可用于存储所需信息并可由计算机存取的介质。
“通信介质”通常具体化为如载波或其他传输机制等已调制数据信号中的计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据。通信介质也包括任何信息传递介质。
术语“已调制数据信号”是指以在该信号中编码信息的方式来设置或改变其一个或多个特性的信号。作为例子，通信介质包括但不限于有线介质，诸如有线网络或有线直接连接，以及无线介质，诸如声学、射频、红外和其他无线介质。以上任何介质的组合也应该被包括在计算机可读介质的范围之内。
结论
虽然已经用对结构特征和/或方法步骤专用的语言对本发明进行了描述，但应该明白，由所附权利要求书定义的本发明并非仅仅局限于所描述的具体特征或步骤。相反，具体特征和步骤只是作为实现权利要求所述的本发明的优选形式而公开。

Claims (20)

1.一种具有带有计算机可执行指令的程序模块的计算机可读介质，所述计算机可执行指令在由能量有限的计算设备执行时执行一种方法，所述计算设备具有至少两个用于无线网络上的无线数据通信的无线电——低功率无线电(LPR)和高功率无线电(HPR)，所述方法包括：
从能量有限的计算设备的电源获得可用剩余电量的状态指示，所述电源具有有限的最大功率容量；
当所述状态指示指出剩余电量相对低时，将活动通信从HPR切换到LPR。
2.如权利要求1所述的介质，其特征在于，所述“相对低”状态指示指出剩余电量是所述电源的有限的最大功率容量的百分之二十或更少。
3.一种能量有限的计算设备，包括：
被配置为在无线网络上以低数据速率无线地传递数据的低功率无线电(LPR)；
被配置为在无线网络上以高数据速率无线地传递数据的高功率无线电(HPR)，这么做时，其比所述LPR消耗明显更多的能量；
如权利要求1所述的介质。
4.一种具有带有计算机可执行指令的程序模块的计算机可读介质，所述计算机可执行指令在由能量有限的计算设备执行时执行一种方法，所述计算设备具有至少两个用于无线网络上的无线数据通信的无线电——低功率无线电(LPR)和高功率无线电(HPR)，所述方法包括：
获得所述设备正用于生成用于在无线网络上通信的数据的速率的指示；
当所指示的速率达到或低于定义的阈值时，将活动通信从HPR切换到LPR。
5.一种能量有限的计算设备，包括：
被配置为在无线网络上以低数据速率无线地传递数据的低功率无线电(LPR)；
被配置为在无线网络上以高数据速率无线地传递数据的高功率无线电(HPR)，这么做时，其比所述LPR消耗明显更多的能量；
如权利要求4所述的介质。
6.一种具有带有计算机可执行指令的程序模块的计算机可读介质，所述计算机可执行指令在由能量有限的计算设备执行时执行一种方法，所述计算设备具有至少两个用于无线网络上的无线数据通信的无线电——低功率无线电(LPR)和高功率无线电(HPR)，所述方法包括：
接收来自无线网络上的无线接入点(AP)的权限指示，所述指示指出所述AP允许所述网络上的能量有限的计算设备利用LPR的一个LPR信道；
一旦接收到所述权限指示，就将活动通信从HPR切换到LPR。
7.一种能量有限的计算设备，包括：
被配置为在无线网络上以低数据速率无线地传递数据的低功率无线电(LPR)；
被配置为在无线网络上以高数据速率无线地传递数据的高功率无线电(HPR)，这么做时，其比所述LPR消耗明显更多的能量；
如权利要求6所述的介质。
8.一种具有带有计算机可执行指令的程序模块的计算机可读介质，所述计算机可执行指令在由能量有限的计算设备执行时执行一种方法，所述计算设备具有至少两个用于无线网络上的无线数据通信的无线电——低功率无线电(LPR)和高功率无线电(HPR)，所述方法包括当下列条件中的至少一个出现时将活动通信从HPR切换到LPR：
●从无线网络上的无线接入点(AP)接收权限指示，所述指示指出所述AP允许网络上的能量有限的计算设备利用LPR的一个LPR信道；
●接收速率指示，所述指示指出所述设备正用于生成用于在无线网络上通信的数据的速率达到或低于定义的阈值；
●接收状态指示，所述指示指出能量有限的计算设备的电源的可用剩余电量相对低，所述电源具有有限的最大功率容量；
●接收信道拥塞指示，所述指示指出被LPR使用的LPR信道是不拥塞的；
●HPR计时器，所述计时器指出HPR已经活动的时间达到或超过指定的一段时间；
●接收用户要求指示，所述指示指出用户要求激活LPR。
9.一种能量有限的计算设备，包括：
被配置为在无线网络上以低数据速率无线地传递数据的低功率无线电(LPR)；
被配置为在无线网络上以高数据速率无线地传递数据的高功率无线电(HPR)，这么做时，其比所述LPR消耗明显更多的能量；
如权利要求8所述的介质。
10.一种具有带有计算机可执行指令的程序模块的计算机可读介质，所述计算机可执行指令在由能量有限的计算设备执行时执行一种方法，所述计算设备具有至少两个用于无线网络上的无线数据通信的无线电——低功率无线电(LPR)和高功率无线电(HPR)，所述方法包括当下列条件中的至少一个出现时将活动通信从LPR切换到HPR：
●接收速率指示，所述指示指出所述设备正用于生成用于在无线网络上通信的数据的速率达到或高于定义的阈值；
●接收状态指示，所述指示指出设备被连接到实际上无限的电源；
●接收信道拥塞指示，所述指示指出被LPR使用的LPR信道是拥塞的；
●LPR计时器，所述计时器指出LPR已经活动的时间达到或超过指定的一段时间；
●接收用户要求指示，所述指示指出用户要求激活HPR；
●接收待决请求指示，所述指示指出无线接入点(AP)有来自无线网络上的其他无线设备的、访问LPR使用的LPR信道的请求。
11.一种能量有限的计算设备，包括：
被配置为在无线网络上以低数据速率无线地传递数据的低功率无线电(LPR)；
被配置为在无线网络上以高数据速率无线地传递数据的高功率无线电(HPR)，这么做时，其比所述LPR消耗明显更多的能量；
如权利要求10所述的介质。
12.一种具有带有计算机可执行指令的程序模块的计算机可读介质，所述计算机可执行指令在由能量有限的计算设备执行时执行一种方法，所述计算设备具有至少两个用于无线网络上的无线数据通信的无线电——低功率无线电(LPR)和高功率无线电(HPR)，所述方法包括选择性地激活经由LPR或HPR的通信，其中选择LPR以使得无线网络上的通信功耗最小，选择HPR以使得无线网络上的通信数据速率最大。
13.一种能量有限的计算设备，包括：
被配置为在无线网络上以低数据速率无线地传递数据的低功率无线电(LPR)；
被配置为在无线网络上以高数据速率无线地传递数据的高功率无线电(HPR)，这么做时，其比所述LPR消耗明显更多的能量；
如权利要求12所述的介质。
14.一种促进无线网络上的数据通信的有效功耗的系统，所述系统包括：
被配置为在无线网络上以低数据速率无线地传递数据的低功率无线电(LPR)；
被配置为在无线网络上以高数据速率无线地传递数据的高功率无线电(HPR)，这么做时，其比所述LPR消耗明显更多的能量；
被配置为选择性地激活LPR或HPR以启用经由无线网络上的LPR或HPR的数据通信的多路复用器。
15.如权利要求14所述的系统，其特征在于，还包括被配置为指导所述多路复用器选择性地激活LPR或HPR的任一个的网络接口。
16.如权利要求14所述的系统，其特征在于，还包括被配置为指导所述多路复用器选择性地激活LPR或HPR的任一个的网络接口，其中，当下列条件中的至少一个出现时，所述网络接口指导所述多路复用器选择性地激活LPR并停用HPR：
●从无线网络上的无线接入点(AP)接收权限指示，所述指示指出所述AP允许网络上的能量有限的计算设备利用LPR的一个LPR信道；
●接收速率指示，所述指示指出所述设备正用于生成用于在无线网络上通信的数据的速率达到或低于定义的阈值；
●接收状态指示，所述指示指出能量有限的计算设备的电源的可用剩余电量相对低，所述电源具有有限的最大功率容量；
●接收信道拥塞指示，所述指示指出被LPR使用的LPR信道是不拥塞的；
●HPR计时器，所述计时器指出HPR已经活动的时间达到或超过指定的一段时间；
●接收用户要求指示，所述指示指出用户要求激活LPR。
17.如权利要求14所述的系统，其特征在于，还包括被配置为指导所述多路复用器选择性地激活LPR或HPR的任一个的网络接口，其中，当下列条件中的至少一个出现时，所述网络接口指导所述多路复用器选择性地激活HPR并停用LPR：
●接收速率指示，所述指示指出所述设备正用于生成用于在无线网络上通信的数据的速率达到或高于定义的阈值；
●接收状态指示，所述指示指出设备被连接到实际上无限的电源；
●接收信道拥塞指示，所述指示指出被LPR使用的LPR信道是拥塞的；
●LPR计时器，所述计时器指出LPR已经活动的时间达到或超过指定的一段时间；
●接收用户要求指示，所述指示指出用户要求激活HPR；
●接收待决请求指示，所述指示指出无线接入点(AP)有来自无线网络上的其他无线设备的、访问LPR使用的LPR信道的请求。
18.一种包括如权利要求14所述的系统的能量有限的计算设备。
19.一种具有带有计算机可执行指令的程序模块的计算机可读介质，所述计算机可执行指令在由能量有限的计算设备执行时执行一种方法，所述计算设备具有至少两个用于无线网络上的无线数据通信的无线电——低功率无线电(LPR)和高功率无线电(HPR)，所述方法包括：
接收来自无线计算设备的、对使用LPR信道的权限的请求；
响应所述请求。
20.如权利要求19所述介质，其特征在于，所述响应授予所述设备使用所述LPR信道的权限。
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