DE112006001227T5

DE112006001227T5 - Verfahren und Vorrichtung für ein Netzknoten-Leistungsmanagement

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Publication number: DE112006001227T5
Application number: DE112006001227T
Authority: DE
Inventors: Steven W. Hillsboro Connor; Liuyang Portland Yang
Original assignee: Intel Corp
Current assignee: Intel Corp
Priority date: 2005-05-13
Filing date: 2006-05-11
Publication date: 2008-03-06
Anticipated expiration: 2026-05-12
Also published as: GB2441097B; CN101176363A; WO2006124903A2; US7702352B2; DE112006001227B4; CN101176363B; US20060258322A1; GB2441097A; WO2006124903A3; GB0724276D0

Abstract

Verfahren, umfassend:
Feststellen eines Änderungsereignisses, das mit einer Leistung verbunden ist, die für einen Knoten verfügbar ist, durch den Knoten, der in einem Maschennetz arbeitet; und Ausführen eines Übergangs durch den Knoten von einem aktuellen Betriebsmodus zu einem gewünschten Betriebsmodus als Reaktion auf das Änderungsereignis, wobei eine Leistungsaufnahme des Knotens wahrscheinlich durch den Übergang geändert wird.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Verschiedene Ausführungsformen, die hierin beschrieben werden, betreffen allgemein das Leistungsmanagement für elektronische Vorrichtungen, und spezieller Vorrichtungen, Systeme und Verfahren zum Verwalten des Energieverbrauchs in einem drahtlosen Netz.
STAND DER TECHNIK
Viele elektronische Kommunikationsvorrichtungen unterliegen Leistungsbeschränkungen. Beispielsweise können Mobiltelefone, Radios und Pager Akkumulatoren verwendet, um für die Vorrichtungen Energie bereitzustellen, wenn die Vorrichtung nicht an eine ständige Energiequelle angeschlossen ist. Die Zeitdauer, über die eine Vorrichtung zwischen Batterieladungen betriebsfähig ist, hängt von der Größe des Leistungsbedarfs der Vorrichtung ab. Entwickler erarbeiten ständig neue Wege zur Verlängerung der Betriebszeit von leistungsbeschränkten Kommunikationsvorrichtungen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Diagrammdarstellung eines drahtlosen Maschennetzes gemäß einer als Beispiel dienenden Ausführungsform.
2 ist ein vereinfachtes Blockdiagramm eines drahtlosen maschenhähigen Knotens gemäß einer als Beispiel dienenden Ausführungsform.
3 ist ein Flußdiagramm eines Verfahrens zum Sparen von Energie in einem drahtlosen maschenfähigen Knoten gemäß einer als Beispiel dienenden Ausführungsform.
4 ist ein Diagramm, das verschiedene Betriebsarten und Modusübergänge zeigt, gemäß einer als Beispiel dienenden Ausführungsform.
5 ist ein Flußdiagramm eines Verfahrens für einen Knoten zum Ändern des Betriebs von einem Maschenpunktmodus zu einem einfachen Stationsmodus gemäß einer als Beispiel dienenden Ausführungsform.
6 ist ein Flußdiagramm eines Verfahrens für einen Knoten zum Ändern des Betriebs zwischen einem Maschenpunktmodus und einem energiesparenden Maschenpunktmodus gemäß einer als Beispiel dienenden Ausführungsform.
7 ist ein Flußdiagramm eines Verfahrens für einen Knoten zum Ändern des Betriebs von einem einfachen Stationsmodus zu einem Maschenpunktmodus oder energiesparenden Maschenpunktmodus gemäß einer als Beispiel dienenden Ausführungsform.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Verschiedene Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Gegenstandes der Erfindung, die unten beschrieben werden, umfassen Vorrichtungen und Verfahren für Netzknoten zum Verwalten ihres Energieverbrauchs. Ausführungsformen können in einer Reihe von verschiedenen Arten von Kommunikationssystemen und Vorrichtungen implementiert werden. Ausführungsformen können durch Beispiele, aber nicht als Einschränkung, in Systemen implementiert werden, die ein drahtloses Maschennetz umfassen, das auch als "Ad-hoc"-Netz bezeichnet werden kann, weil das Netz erzeugt und aufgelöst werden kann, wenn maschenfähige Vorrichtungen zum Netz hinzukommen oder aus dem Netz herausgenommen werden. Ein Maschennetz kann ein verdrahtetes Netz, ein drahtloses oder eine Kombination derselben sein.
Eine als Beispiel dienende Maschennetzkonfiguration wird unten beschrieben, um verschiedene Ausführungsformen zu erläutern. Das Beispiel unten soll den Geltungsbereich des erfindungsgemäßen Gegenstandes nicht auf Ausführungsformen beschränken, die in einem drahtlosen Maschennetz implementiert werden. Wie für den Fachmann auf diesem Gebiet erkennbar ist, können statt dessen auf der Grundlage der Beschreibung hierin Ausführungsformen in einer Reihe von alternativen Arten von Netzen implementiert werden.
1 ist eine schematische Diagrammdarstellung eines drahtlosen Maschennetzes 100 gemäß einer als Beispiel dienenden Ausführungsform. Das drahtlose Maschennetz 100 kann zum Beispiel als drahtloses lokales Netz (WLAN), drahtloses Weitverkehrsnetz (WWAN), drahtlose Ortsanschlußleitung (WLL), Funknetz (RAN), persönliches Netz (PAN) oder eine Kombination derselben implementiert werden.
Netz 100 kann zwei bis zahlreiche "maschenfähige" Knoten umfassen, wie zum Beispiel die Knoten 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109, 110, 111, 112, 113. In einer speziellen Ausführungsform umfassen einige oder alle der maschenfähigen Knoten 101–113 drahtlose Kommunikationsfähigkeiten (z.B. Radios, Infrarotvorrichtungen oder andere), die den maschenfähigen Knoten 101–113 die Kommunikation über das Medium des freien Raums ermöglichen. Einige oder alle der maschenfähigen Knoten 101–113 können in anderen Ausführungsformen auch verdrahtete Zwischenverbindungen umfassen.
Ein maschenfähiger Knoten umfaßt ein elektronisches Gerät, das ein oder mehrere Vorrichtungen umfaßt, die eine Verbindung mit einem oder mehreren anderen Knoten im Maschennetz herstellen können. Ein maschenfähiger Knoten kann stationär, mobil oder transportabel sein. Ferner kann ein maschenfähiger Knoten in der Lage sein, unter Verwendung einer begrenzten Stromquelle (z.B. Batteriestrom), einer ständigen Spannungsquelle oder beider zu arbeiten. Ein maschenfähiger Knoten kann zum Beispiel, aber nicht als Einschränkung, ein Taschenrechner oder Notebook-Computer 101, ein PDA (Personal Data Assistant) 102, ein Mobiltelefon 103, ein tragbares Telefon 104, ein DVD-Spieler 105, ein Fernsehgerät 106 (z.B. ein hochauflösendes Fernsehgerät (HDTV)), eine Set-Top-Box 107, eine Spielkonsole 108, ein Monitor 109, ein drahtloser Router 110, ein Desktop-Computer 111, ein Camcorder 112 oder ein Kühlschrank 113 sein, um nur ein paar zu nennen. Zahlreiche andere Arten von elektronischen Geräten für Verbraucher, Netzanpassungsvorrichtungen und/oder anderen elektronischen Geräten können maschenfähige Knoten sein.
In einigen Ausführungsformen können die Knoten (z.B. die Knoten 101–113) in einem Maschennetz sich in relativ enger Nachbarschaft zueinander befinden. Ein Maschennetz kann zum Beispiel, aber nicht als Einschränkung, in einem Haus, einem Bürogebäude, einem Unternehmen oder im öffentlichen Raum (z.B. in einem Flughafen oder einer Shopping-Mall), einer Konferenzhalle, einer industriellen Umgebung oder einem anderen relativ kleinen geographischen Bereich implementiert werden. Ein oder mehrere Knoten in einem Maschennetz können in der Lage sein, mit einem oder mehreren "Maschenportalen" (nicht dargestellt) zu kommunizieren, die Kommunikationsbrücken zu anderen Netzen (z.B. anderen Maschennetzen) bereitstellen können.
Das Maschennetz 100 kann als ein "selbstkonfigurierendes" System angesehen werden, was bedeutet, daß ein maschenfähiger Knoten (z.B. einige oder alle der Knoten 101–113) die Fähigkeit haben können, andere "benachbarte" maschenfähige Knoten in einem Bereich zu entdecken, einen oder mehrere dieser benachbarten Knoten zu authentifizieren und Verbindungen auf gleicher Ebene mit denselben herzustellen sowie effiziente Kommunikationsrouten für eine bestimmte Aufgabe zu erarbeiten. Die Knoten 101–113 können sich dem Netz 100 ohne weiteres anschließen oder dasselbe verlassen. Dabei können sich die Kommunikationswege dynamisch durch das Netz 100 verändern.
Jeder Knoten 101–113 im Maschennetz 100 kann Mitteilungen erhalten, die für den Knoten bestimmt sind, und kann Mitteilungen senden, die aus dem Knoten stammen. In einem "Ein-Sprung"-Maschennetz kann ein Knoten Mitteilungen mit ausreichender Leistung senden, so daß sie von allen anderen Knoten im Maschennetz empfangen werden können. Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Gegenstandes können in einem Ein-Sprung-Maschennetz implementiert werden.
Ausführungsformen können auch in Maschennetzen mit mehreren Teilstrecken ("Mehr-Sprung"-Maschennetzen) implementiert werden. In einem Mehr-Sprung-Maschennetz, wie zum Beispiel dem Netz 100, können einige oder alle Knoten 101–113 als Router zum Empfangen und Weiterleiten von Mitteilungen fungieren, die für andere Knoten bestimmt sind. Dementsprechend kann eine Mitteilung von einem Quellknoten an einen Zielknoten durch mehrere Sprünge gesandt werden. Eine Person kann zum Beispiel eine DVD in einen maschenfähigen DVD-Player 105 einlegen, und die Audio-Video-Informationen können über ein maschenfähiges Fernsehgerät 106, eine maschenfähige Spielkonsole 108 und einen maschenfähigen drahtlosen Router 110 gesandt werden, die auf einem maschenfähigen Desktop-Computer 111 abgespielt werden sollen.
In einem Mehr-Sprung-Netz 100 kann ein Knoten 101–113 eine relativ geringe Sendeleistung verwenden. Die Sendeleistung kann ausreichend sein, um nahe gelegene Nachbarknoten zu erreichen, ist aber möglicherweise nicht ausreichend, um alle Knoten im Netz zu erreichen. Dementsprechend kann die Mehr-Sprung-Vernetzung die Kanalwiederverwendung erlauben, wodurch sich die Raumkapazität verbessert. Durch die Verwendung von relativ geringer Sendeleistung können Knoten in verschiedenen Bereichen innerhalb des Netzes ohne Störung gleichzeitig senden.
In verschiedenen Ausführungsformen kann ein maschenfähiger Knoten (z.B. einige oder alle der Knoten 101–113) in der Lage sein, dynamisch zwischen verschiedenen Betriebsarten wechseln, von denen jede einen anderen Energieverbrauch und/oder Leistungskennwerte hat. Diese Fähigkeit kann hierin als "dynamische Modusanpassung" bezeichnet werden. Ausführungsformen der dynamischen Modusanpassung werden detailliert in Verbindung mit den 2–7 beschrieben.
2 ist ein vereinfachtes Blockdiagramm eines drahtlosen maschenfähigen Knotens 200 gemäß einer als Beispiel dienenden Ausführungsform. In einer Ausführungsform umfaßt der maschenfähige Knoten 200 ein oder mehrere Verarbeitungselemente 202, ein oder mehrere drahtlose Sendeteilsysteme 204 und ein oder mehrere Informationsspeicherelemente 206. Knoten, die über Funkwellen mit einer Luftschnittstelle kommunizieren, können auch eine oder mehrere Antennen 208, 210 (z.B. Einpol-, Rundstrahl- und/oder Dipolantennen) zum Senden von informationstragenden Signalen über die Luftschnittstelle und Empfangen von informationstragenden Signalen über dieselbe umfassen. In alternativen Ausführungsformen kann Knoten 200 einen oder mehrere Infrarot-(IR)-Kommunikationsmechanismen umfassen.
In einer Ausführungsform kann Knoten 200 auch ein oder mehrere Batteriefächer 212 zum Aufnehmen von Batterien oder Akkumulatoren umfassen. Knoten 200 kann in einer Ausführungsform auch ein oder mehrere Leitungsanschlußvorrichtungen 214 zum Anschließen an eine ständige Energiequelle umfassen. Energie aus Batterien, die in Batteriefächer 212 eingelegt sind, und/oder Energie, die durch die Leitungsanschlußvorrichtungen 214 aufgenommen wird, kann durch die Verarbeitungselemente 202 und/oder das drahtlose Sendeteilsystem 204 für den Betrieb verwendet werden.
Das eine oder die mehreren Verarbeitungselemente 202 können einen oder mehrere Mikroprozessoren, anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASICs), Spezialprozessoren und/oder andere verarbeitungsbezogene Komponenten umfassen. Die Verarbeitungselemente 202 können Informationen verarbeiten und Daten erzeugen, Daten verbrauchen und/oder Steuerinformationen erzeugen. In einer Ausführungsform senden die Verarbeitungselemente 202 Informationen an und/oder empfangen Informationen vom drahtlosen Sendeteilsystem 204.
Das drahtlose Sendeteilsystem 204 kann Informationen von den Verarbeitungselementen 202 vorbereiten und über die Luftschnittstelle über eine oder mehrere Antennen 208, 210 oder andere drahtlose physische Medienschnittstellen senden. Das drahtlose Sendeteilsystem 204 kann auch oder alternativ Informationen über die Luftschnittstelle empfangen und die Informationen vorbereiten und an die Verarbeitungselemente 202 senden. Das drahtlose Sendeteilsystem 204 kann Hardware und Software zur Implementierung von einem oder mehreren Kommunikationsprotokollen umfassen. Das drahtlose Sendeteilsystem 204 kann zum Beispiel, ohne Einschränkung, ein oder mehrere Kommunikationsprotokolle implementieren, wie zum Beispiel ein oder mehrere IEEE 802.11-Normen (z.B. ANSE/IEEE-Norm 802.11, Ausgabe 1999, Entwurf ANSI/IEEE-Norm 802.11e/D12.0, veröffentlicht November 2004, ANSI/IEEE-Norm 802.11s (vorgeschlagen) oder andere IEEE 802.11-Normen). Das drahtlose Sendeteilsystem 204 kann auch ein oder mehrere andere Kommunikationsprotokolle implementieren.
Informationsspeicherelemente 206 können Daten speichern, die von Verarbeitungselementen 202 und/oder dem drahtlosen Sendeteilsystem 204 verwendet werden. Die Informationsspeicherelemente 206 können auch einen oder mehrere maschinenausführbare Befehle in Form von Codezeilen zur Ausführung durch die Verarbeitungselemente 202 und/oder das drahtlose Sendeteilsystem 204 speichern. Die Informationsspeicherelemente 206 können ein oder mehrere flüchtige oder nichtflüchtige computerlesbare Medien umfassen. Diese computerlesbaren Medien können Festplatten, Wechselmagnetplatten, optische Wechselplatten, Magnetkassetten, Speicherkarten oder -sticks, digitale Videoplatten, Direktzugriffsspeicher (RAMs), Nur-Lese-Speicher (ROMS) und dergleichen umfassen.
In einer Ausführungsform kann Knoten 200 in der Lage sein, eine dynamische Modusanpassung vorzunehmen, wie oben beschrieben, die auf der Basis von einem oder mehreren entscheidenden Kriterien das Umschalten zwischen zwei oder mehr Betriebsarten umfaßt. Einige entscheidende Kriterien können zum Beispiel, ohne Einschränkung, folgende umfassen: 1) ob Knoten 200 mit Batteriestrom arbeitet oder an eine ständige Energiequelle angeschlossen ist; 2) die aktuelle oder projektierte Leistung, die für Knoten 200 verfügbar ist; 3) Steuereingaben, die über das Netz oder von einem Operator von Knoten 200 empfangen werden; 4) ein bevorstehen des Ereignis, das die Funktionalität des Knotens ändern kann (z.B. eine drohende Abschaltung der Stromversorgung, Überlaufzustand, Betriebssystemabsturz usw.).
Ein "Betriebsmodus" ist ein Knotenzustand, innerhalb dessen der Knoten einen Satz von Kommunikationsprozeduren zum Senden von Mitteilungen an und Empfangen von Mitteilungen von anderen Knoten im Netz (z.B. MPs, PSMPs, Simple STAB usw.) implementiert. In einer Ausführungsform werden die Leistungsmanagementtechniken in einigen Betriebsmodi implementiert, die den Knoten wahrscheinlich in die Lage versetzen, seine verfügbare Leistung effizient zu verwenden. In einer Ausführungsform kann Knoten 200 die dynamische Modusanpassung durch selektives Umschalten zwischen dem Betrieb in einem von drei oder mehr Betriebsmodi ausführen, wozu der Maschenpunktmodus, der Energiesparende Maschenpunktmodus und der einfache Stationsmodus gehören. In alternativen Ausführungsformen kann ein Knoten zwischen dem Betrieb in mehr oder weniger als drei Betriebsmodi umschalten. Jeder dieser Modi wird detaillierter in den folgenden Abschnitten beschrieben.
Maschenpunkt(MP)-Modus: Wenn ein Knoten im MP-Modus arbeitet, kann der Knoten als Maschenpunkt (MP) bezeichnet werden. Im MP-Modus kann ein Knoten die Maschenvernetzungsdienste unterstützen, einschließlich, ohne darauf beschränkt zu sein, Feststellung von Nachbarn, Pfadauswahl und Mehr-Sprung-Weiterleitung im Maschennetz. Wenn nicht anderweitig angegeben, kann man annehmen, daß ein Knoten, der im MP-Modus arbeitet, ein vollberechtigter Teilnehmer beim Betrieb des Maschennetzes ist und immer aktiv ist, um mit seinen Nachbarn zu kommunizieren. Ein MP, der auch Zugangspunktdienste bereitstellt, kann als Maschenzugangspunkt (MAP) bezeichnet werden.
Energiesparender Maschenpunkt(PSMP)-Modus: Ein Knoten, der im PSMP-Modus arbeitet, kann in einer Ausführungsform als PSMP bezeichnet werden. Ein PSMP ist ein MP, der ein Leistungsmanagement ausführt und dementsprechend zwischen einem "PSMP-Aktivmodus" und einem "PSMP-Energiesparmodus" wechseln kann. Während des PSMP-Aktivmodus kann ein PSMP im wesentlichen wie ein MP funktionieren, und kann dementsprechend die Kommunikation mit einem oder mehreren Nachbarn pflegen und kann ohne weiteres Mitteilungen mit den Nachbarn austauschen. Um in den PSMP-Energiesparmodus zu kommen, kann ein PSMP zeitweilig die Kommunikation mit den Nachbarn einstellen, und verschiedene PSMP-Komponenten oder -Teilsysteme (z.B. Prozessoren, Radios usw.) können in dem Bemühen, den Energieverbrauch des Knotens zu reduzieren, mit energiearmen Operationen beginnen oder insgesamt abgeschaltet werden. Der PSMP kann vom PSMP-Energiesparmodus in den PSMP- Aktivmodus übergehen, um Mitteilungen mit Nachbarn auszutauschen. In einer Ausführungsform, bei der ein Knoten im PSMP-Modus arbeitet, arbeitet der Knoten nicht als Zugangspunkt (z.B. ein MAP).
einfacher Stationsmodus: Wenn ein Knoten im einfachen Stationsmodus ("Simple STA") arbeitet, kann der Knoten als Station (STA) bezeichnet werden. In einer Ausführungsform verbindet sich eine STA mit einem MAP, um Zugang zum Maschennetz zu bekommen, die STA nimmt aber nicht direkt am Betrieb oder der Kommunikation des Maschennetzes teil. Eine STA kann ein Leistungsmanagement ausführen und kann dementsprechend zwischen einem "STA-Aktivmodus" und einem "STA-Energiesparmodus" wechseln. Im STA-Aktivmodus kann eine STA die Kommunikation mit einem MAP unterhalten und kann dementsprechend ohne weiteres Mitteilungen mit dem MAP austauschen. Um in den STA-Energiesparmodus zu kommen, kann eine STA zeitweilig die Kommunikation mit dem MAP einstellen, und verschiedene STA-Komponenten (z.B. Prozessoren, Radios usw.) können in dem Bemühen, den Energieverbrauch des Knotens zu reduzieren, mit energiearmen Operationen beginnen oder insgesamt abgeschaltet werden. Eine STA kann einen beträchtlichen Zeitabschnitt im STA-Energiesparmodus verbringen und kann nur von Zeit zu Zeit vom STA-Energiesparmodus in den STA-Aktivmodus wechseln, um mit dem MAP zu kommunizieren.
Es können mindestens drei Unterschiede zwischen dem einfachen STA-Modus und dem PSMP-Modus bestehen:

1) Ein Knoten kann zum einfachen STA-Modus umschalten, wenn mindestens einer seiner benachbarten MPs auch ein Zugangspunkt ist (z.B. ein MAP). Im Gegensatz dazu kann ein Knoten in den PSMP-Modus umschalten, unabhängig davon, ob mindestens einer seiner benachbarten MPs auch ein Zugangspunkt ist.
2) Ein Knoten, der in den einfachen STA-Modus umschaltet, verbindet sich mit einem benachbarten MAP, und der gesamte Verkehr des Knotens wird über diesen MAP weitergeleitet. Im Gegensatz dazu kann ein Knoten, der im PSMP-Modus arbeitet, mehrere Verbindungen mit dem Rest des Netzes über mehrere Nachbarn aufrechterhalten. Im Ergebnis dessen erreicht ein Knoten, der im PSMP-Modus arbeitet, wahrscheinlich höherwertige Verbindungen mit größerer Zuverlässigkeit und Redundanz als ein Knoten, der im einfachen STA-Modus arbeitet.
3) Wenn sich der Abstand zwischen einer STA und ihrem aktuellen MAP vergrößert oder die Qualität der Verbindung zwischen ihnen sich verschlechtert, muß die STA sich möglicherweise von ihrem aktuellen MAP trennen und sich mit einem anderen MAP verbinden, um die Anschlußmöglichkeit an das Maschennetz aufrechtzuerhalten. Im Gegensatz dazu kann ein Knoten, der im PSMP-Modus arbeitet, Vorteil aus der eingebauten Mobilitätsunterstützung durch dynamisches Wählen von hochwertigen Routen zum Rest des Maschennetzes über mehrere benachbarte Knotenverbindungen ziehen.

In einer Ausführungsform kann jede Art von Knoten (z.B. solche Arten wie die Knoten 101–113, siehe 1 oder andere) in der Lage sein, die dynamische Modusanpassung auszuführen und so zwischen dem Betrieb im MP-Modus, PSMP-Modus oder einfachen STA-Modus zu wechseln. In einer weiteren Ausführungsform können einige Knoten innerhalb des Maschennetzes nur zwischen einer Teilmenge der Betriebsarten wechseln. Ein besonderer Knoten kann zum Beispiel nur zwischen dem MP-Modus und dem PSMP-Modus, nicht aber dem einfachen STA-Modus wechseln. Alternativ kann ein besonderer Knoten nur zwischen dem PSMP-Modus und dem einfachen STA-Modus, nicht aber dem MP-Modus wechseln. Und schließlich kann ein besonderer Knoten nur zwischen dem MP-Modus und dem einfachen STA-Modus, nicht aber dem PSMP-Modus wechseln.
In einer Ausführungsform wird die dynamische Modusanpassung in Knoten bereitgestellt, die unter Verwendung einer begrenzten Energiequelle arbeiten können (z.B. mit Batteriestrom). Solche Knoten können auch die Fähigkeit besitzen, an eine ständige Energiequelle angeschlossen zu werden. Die dynamische Modusanpassung kann auch in Knoten bereitgestellt werden, die nur unter Verwendung einer ständigen Energiequelle arbeiten können (z.B. mit Netzstrom). Ferner kann in einer Ausführungsform die dynamische Modusanpassung in einem bestimmten Knoten aktiviert oder deaktiviert sein.
3 ist ein Flußdiagramm eines Verfahrens zum Sparen von Energie in einem drahtlosen maschenfähigen Knoten gemäß einer als Beispiel dienenden Ausführungsform. Ausführungsformen des Verfahrens können in leistungsbeschränkten Knoten nützlich sein (z.B. batteriebetriebene Geräte), um begrenzte Batterieleistung zu sparen und effizient zu nutzen. Ausführungsformen des Verfahrens können auch bei Knoten nützlich sein, die nicht leistungsbeschränkt sind (z.B. netzbetriebene Geräte).
Das Verfahren beginnt in Block 302 durch Feststellen, ob ein Betriebsmodus-"Änderungsereignis" festgestellt wurde. Ein Änderungsereignis kann jedes Ereignis sein, das eine Betriebsmodusänderung nach sich zieht. In verschiedenen Ausführungsformen umfassen Betriebsmodusänderungsereignisse folgendes, ohne darauf beschränkt zu sein: 1) die Knotenumschaltung von Batteriestrom auf Netzstrom; 2) die Knotenumschaltung von Netzstrom auf Batteriestrom; 3) das Fallen der verfügbaren Batterieleistung des Knotens auf oder unter einen Batterieladeschwellwert; 4) das Ansteigen der verfügbaren Batterieleistung des Knotens auf oder über einen Batterieladeschwellwert; 5) der Wert einer Prognose für die zukünftige verfügbare Leistung, die sich einem Schwellwert nähert oder denselben erreicht; 5) eine Steuerungseingabe, die über das Netz oder von einem Operator des Knotens erhalten wurde; 6) eine drohende Abschaltung der Stromversorgung des Knotens; 7) ein drohender Überlaufzustand des Knotens; 8) ein drohender Betriebssystemabsturz; und/oder 9) ein weiteres Ereignis, das die Funktionalität des Knotens verändern kann. Zur leichteren Beschreibung konzentriert sich die Beschreibung hierin auf Betriebsmodus-Änderungsereignisse, die die aktuell verfügbare Leistung des Knotens betreffen, oder auf Ereignisse die unter 1)–4) oben aufgeführt werden. Es versteht sich, daß der Geltungsbereich des erfindungsgemäßen Gegenstandes auch andere Betriebsmodus-Änderungsereignisse umfaßt, und daher sind die Beispiele, die hierin angeführt werden, nicht zum Einschränken des Geltungsbereichs des erfindungsgemäßen Gegenstandes nur auf diese Beispiele bestimmt.
Wie oben impliziert, können in einer Ausführungsform ein oder mehrere Batterieladeschwellwerte angegeben werden, und ein Betriebsmodusänderungsereignis kann immer dann auftreten, wenn einer der Batterieladeschwellwerte erreicht oder überschritten wird. In einigen Ausführungsformen können die Batterieladeschwellwerte auf Werte gesetzt werden, die nicht davon abhängen, ob eine positive Leistungsänderung oder eine negative Leistungsänderung den Betriebsmodusübergang herbeigeführt hat. In anderen Ausführungsformen kann in die Einstellungen des Batterieladeschwellwerts eine Hysterese integriert werden, um eine Modusübergangsinstabilität zu vermeiden, die auftreten kann, wenn die Leistung eines Knotens sich ungefähr beim Batterieladeschwellwert befindet. Ein oder mehrere erste Schwellwerte (z.B. "ins Negative gehende Leistungsschwellwerte") können gelten, wenn die Batterieladung sich erschöpft (z.B. wird ein Schwellwert von oben überschritten), und ein oder mehrere zweite, verschiedene Schwellwerte (z.B. "ins Positive gehende Leistungsschwellwerte") können gelten, wenn sich die Batterieladung erhöht.
Bezieht man sich wieder auf Block 302, wenn kein Betriebsmodusänderungsereignis aufgetreten ist, so iteriert der Prozeß, wie gezeigt. Wenn ein Betriebsmodusänderungsereignis aufgetreten ist, dann beginnt der Knoten als Reaktion auf das Änderungsereignis einen Prozeß zur Ausführung eines Übergangs vom aktuellen Betriebsmodus zu einem gewünschten Betriebsmodus. In einer Ausführungsform wird eine Energieverbrauchsrate wahrscheinlich durch den Übergang geändert. In einer Ausführungsform kann der Übergang in Block 304 durch Identifizieren des aktuellen Betriebsmodus des Knotens beginnen. Der aktuelle Betriebsmodus des Knotens kann zum Beispiel entweder der MP-Modus, PSMP-Modus oder einfache STA-Modus sein.
In Block 306 kann ein gewünschter Modus auf der Basis des aktuellen Betriebsmodus des Knotens und der Zustand oder Status des Knotens (z.B. ob netz- oder batteriebetrieben und Batterieladezustand) nach dem Auftreten des Betriebsmodusänderungsereignisses ausgewählt werden. In einer Ausführungsform kann ein Betriebsmodusänderungsereignis den Knoten in einen Zustand versetzen, der nachgewiesenermaßen einem bestimmten gewünschten Betriebsmodus entspricht. Es folgen mehrere Beispiele für Korrelationen zwischen Knotenzustand und gewünschtem Betriebsmodus. Diese Beispiele sind nur für die Zwecke der Erläuterung und nicht als Einschränkung gedacht.
Beispiel 1: Wenn ein Knoten netzbetrieben ist, kann zum Beispiel, ohne darauf beschränkt zu sein, ein gewünschter Betriebsmodus als MP-Modus festgelegt sein. Wenn der Knoten batteriebetrieben ist und die Energie größer als der festgelegte Ladeschwellwert ist, kann der gewünschte Betriebsmodus als PSMP-Modus festgelegt sein. Wenn der Knoten batteriebetrieben ist und die Leistung kleiner als der festgelegte Ladeschwellwert ist, kann der gewünschte Betriebsmodus als einfacher STA-Modus festgelegt sein.
Beispiel 2: Wenn ein Knoten netzbetrieben ist, kann zum Beispiel, ohne darauf beschränkt zu sein, ein gewünschter Betriebsmodus als MP-Modus festgelegt sein. Wenn der Knoten batteriebetrieben ist und die Leistung größer als ein relativ hoher Ladeschwellwert ist, kann der gewünschte Betriebsmodus auch als MP-Modus festgelegt sein. Wenn der Knoten batteriebetrieben ist und die Leistung zwischen dem relativ hohen Ladeschwellwert und einem relativ niedrigen Ladeschwellwert liegt, kann der gewünschte Betriebsmodus auch als PSMP-Modus festgelegt sein. Wenn der Knoten batteriebetrieben ist und die Leistung kleiner als der relativ niedrige Ladeschwellwert ist, kann der gewünschte Betriebsmodus als einfacher STA-Modus festgelegt sein.
Beispiel 3: Wenn ein Knoten netzbetrieben ist, kann zum Beispiel, ohne darauf beschränkt zu sein, ein gewünschter Betriebsmodus als MP-Modus festgelegt sein. Wenn der Knoten batteriebetrieben ist, kann der gewünschte Betriebsmodus als PSMP-Modus festgelegt sein. In einer Ausführungsform kann der Knoten zwischen dem MP-Modus und dem PSMP-Modus hin und her schalten, und der einfache STA-Modus ist möglicherweise überhaupt nicht verfügbar.
Beispiel 4: Wenn ein Knoten batteriebetrieben ist und die Leistung größer als der festgelegte Ladeschwellwert ist, kann zum Beispiel, ohne darauf beschränkt zu sein, der gewünschte Betriebsmodus als PSMP-Modus festgelegt sein. Wenn der Knoten batteriebetrieben ist und die Leistung kleiner als der festgelegte Ladeschwellwert ist, kann der gewünschte Betriebsmodus als einfacher STA-Modus festgelegt sein. In einer Ausführungsform kann der Knoten zwischen dem PSMP-Modus und dem einfachen STA-Modus hin und her schalten, und der MP-Modus ist möglicherweise überhaupt nicht verfügbar.
In einer anderen Ausführungsform kann die Auswahl eines gewünschten Betriebsmodus vom Charakter des Betriebsmodusänderungsereignisses und nicht vom Status oder Zustand des Knotens abhängen. Der Charakter des Betriebsmodusänderungsereignisses kann zum Beispiel anzeigen, ohne darauf beschränkt zu sein, ob es wünschenswert ist, daß der Knoten in einen effizienteren Modus oder in einen weniger effizienten Modus in Bezug auf die Energienutzung umschaltet. In einer Ausführungsform kann der Charakter des Betriebsmodusänderungsereignisses als "positive Änderung" oder als "negative Änderung" klassifiziert werden. Wenn insbesondere das Betriebsmodusänderungsereignis ein Ereignis ist, das mit der Leistung verbunden ist, die dem Knoten aktuell zur Verfügung steht, kann der Charakter des Betriebsmodusänderungsereignisses als "positive Leistungsänderung" oder als "negative Leistungsänderung" klassifiziert werden.
Eine "positive Leistungsänderung", wie hierin verwendet, ist eine Änderung in der verfügbaren Leistung des Knotens hin zu einer höheren Leistungsverfügbarkeit. Positive Leistungsänderungen können zum Beispiel, ohne darauf beschränkt zu sein, Ereignisse umfassen, wie zum Beispiel wenn der Knoten an eine ständige Energiequelle (z.B. Netzleitung) angeschlossen wird oder die Batterieladung des Knotens auf den oder über einen oder mehrere positiv werdende Leistungsschwellwerte ansteigt. Wenn eine positive Leistungsänderung auftritt, kann ein gewünschter Modus gewählt werden, der eine erhöhte Knotenleistung hat. Wenn zum Beispiel ein Knoten sich im einfachen STA-Modus befindet und eine positive Leistungsänderung auftritt, kann ein gewünschter Modus als PSMP-Modus oder MP-Modus gewählt werden.
Eine "negative Leistungsänderung", wie hierin verwendet, ist eine Änderung in der verfügbaren Leistung des Knotens hin zu einer geringeren Leistungsverfügbarkeit. Negative Leistungsänderungen können zum Beispiel, ohne darauf beschränkt zu sein, Ereignisse umfassen, wie zum Beispiel, wenn der Knoten von einer ständigen Energiequelle (z.B. Netzleitung) abgetrennt wird oder die Batterieladung des Knotens auf den oder unter einen oder mehrere negativ werdende Leistungsschwellwerte fällt. Wenn eine negative Leistungsänderung auftritt, kann ein gewünschter Modus gewählt werden, der eine verringerte Knotenleistung hat. Wenn zum Beispiel ein Knoten sich im MP-Modus befindet und eine negative Leistungsänderung auftritt, kann ein gewünschter Modus als PSMP-Modus oder einfacher STA-Modus gewählt werden.
Nach dem Auswählen eines gewünschten Betriebsmodus in Block 306 kann in Block 308 eine Feststellung getroffen werden, ob der gewünschte Betriebsmodus derselbe wie der aktuelle Betriebsmodus ist. Wenn der gewünschte Betriebsmodus derselbe wie der aktuelle Betriebsmodus ist, dann ist eine Betriebsmodusänderung möglicherweise nicht relevant und das Verfahren kann iterieren, wie gezeigt. Wenn der gewünschte Betriebsmodus nicht derselbe wie der aktuelle Betriebsmodus ist, dann kann der Knoten unter Verwendung einer Prozedur, die vom aktuellen Betriebsmodus und dem gewünschten Betriebsmodus abhängen kann, eine Betriebsmodusänderung ausführen.
In einer Ausführungsform kann in Block 310 eine Feststellung getroffen werden, ob ein Übergang von einem aktuellen MP-Modus oder einem aktuellen PSMP-Modus zu einem gewünschten einfachen STA-Modus ausgeführt werden soll. Falls ja, dann kann eine erste Prozedur für die Betriebsmodusänderung in Block 312 ausgeführt werden, die hierin aus Gründen der Bequemlichkeit als "Prozedur A" bezeichnet wird. Prozedur A wird detaillierter in Verbindung mit 5 beschrieben.
Wenn der Übergang, der ausgeführt werden soll, kein Übergang von einem aktuellen MP-Modus oder einem aktuellen PSMP-Modus zu einem gewünschten einfachen STA-Modus ist, dann kann in Block 314 eine Feststellung getroffen werden, ob ein Übergang von einem aktuellen MP-Modus zu einem gewünschten PSMP-Modus oder umgekehrt (d.h. von einem aktuellen PSMP-Modus zu einem gewünschten MP-Modus) ausgeführt werden soll. Falls ja, dann kann eine zweite Prozedur für die Betriebsmodusänderung in Block 316 ausgeführt werden, die hierin aus Gründen der Bequemlichkeit als "Prozedur B" bezeichnet wird. Prozedur B wird detaillierter in Verbindung mit 6 beschrieben.
Wenn der Übergang, der ausgeführt werden soll, keiner der Übergange ist, die in Verbindung mit den Blöcken 310 oder 314 beschrieben werden, dann kann abgeleitet werden, daß der Übergang, der ausgeführt werden soll, ein Übergang von einem aktuellen einfachen STA-Modus zu einem gewünschten MP-Modus oder PSMP-Modus ist. Falls ja, dann kann eine dritte Prozedur für die Betriebsmodusänderung in Block 318 ausgeführt werden, die hierin aus Gründen der Bequemlichkeit als "Prozedur C" bezeichnet wird. Prozedur C wird detaillierter in Verbindung mit 7 beschrieben.
Nach dem Ausführen der identifizierten Übergangsprozedur (z.B. einem der Blöcke 312, 316, 318) kann das Verfahren iterieren, wie gezeigt. Die verschiedenen Blöcke, die in Verbindung mit 3 beschrieben werden, können in verschiedenen Ausführungsformen unterschiedlich angeordnet sein. Außerdem können einige der Prozeduren parallel ausgeführt und/oder aufgegliedert und in unterschiedlichen Prozedurblöcken ausgeführt und/oder zu unterschiedlichen Anordnungen gruppiert werden. Die Entscheidungsblöcke (z.B. die Blöcke 308, 310) zum Feststellen, welche Prozedur für den Betriebsmodusübergang zu verwenden ist, können zum Beispiel, ohne darauf beschränkt zu sein, unterschiedlich angeordnet sein oder können eine unterschiedliche Logik aufweisen, um zu denselben Übergangsprozeduren zu gelangen.
4 ist ein Diagramm, das verschiedene Betriebsarten und Modusübergänge gemäß einer als Beispiel dienenden Ausführungsform zeigt. Wie vorher beschrieben, können in einer Ausführungsform einige oder alle Knoten innerhalb eines Maschennetzes zwischen dem Betrieb in beliebigen der drei Betriebsmodi wechseln, die den MP-Modus 402, PSMP-Modus 404 und den einfachen STA-Modus 406 umfassen.
Ein Knoten im MP-Modus 402 oder PSMP-Modus 404 kann in den einfachen STA-Modus 406 übergehen, wie durch Pfeil 410 bzw. 412 angezeigt. In einer alternativen Ausführungsform kann ein Knoten im MP-Modus 402 nicht direkt in den einfachen STA-Modus 406 übergehen, sondern kann statt dessen zuerst in den PSMP-Modus 404 überwechseln. Modusübergänge, die durch die Pfeile 410 und 412 dargestellt sind, können als Modusübergänge mit "erhöhter Energieerhaltung" gekennzeichnet werden, weil sie den Knoten in einen gewünschten Modus überführen, der einen geringeren Energieverbrauch haben kann, als wenn sich der Knoten im aktuellen Modus befindet, obwohl dies nicht notwendigerweise während der tatsächlichen Implementierung der Fall sein muß. Modusübergänge, die durch die Pfeile 410 und 412 dargestellt werden, können unter Verwendung einer ersten Modusübergangsprozedur implementiert werden (z.B. Prozedur A, Block 312, 3), die detaillierter in Verbindung mit 5 beschrieben wird.
Ein Knoten im MP-Modus 402 kann in den PSMP-Modus 404 übergehen, und ein Knoten im PSMP-Modus 404 kann in den MP-Modus 402 übergehen, wie durch die Pfeile 414 bzw. 416 angezeigt wird. Der Modusübergang, der durch Pfeil 414 dargestellt wird, kann als Modusübergang mit erhöhter Energieerhaltung gekennzeichnet werden, wie oben beschrieben, obwohl dies nicht notwendigerweise während einer tatsächlichen Implementierung sein muß. Der Modusübergang, der durch Pfeil 416 dargestellt wird, kann als Modusübergang mit "verringerter Energieerhaltung" gekennzeichnet werden, weil er den Knoten in einen gewünschten Modus überführt, der einen größeren Energieverbrauch haben kann, als wenn sich der Knoten im aktuellen Modus befindet, obwohl dies nicht notwendigerweise während der tatsächlichen Implementierung der Fall sein muß. Modusübergänge, die durch die Pfeile 414 und 416 dargestellt werden, können unter Verwendung einer zweiten Modusübergangsprozedur implementiert werden (z.B. Prozedur B, Block 316, 3), die detaillierter in Verbindung mit 6 beschrieben wird.
Ein Knoten im einfachen STA-Modus 406 kann in den MP-Modus 402 oder PSMP-Modus 404 übergehen, wie durch Pfeil 418 bzw. 420 angezeigt. In einer alternativen Ausführungsform kann ein Knoten im einfachen STA-Modus 406 nicht direkt in den MP-Modus 402 übergehen, sondern kann statt dessen zuerst in den PSMP-Modus 404 überwechseln. Die Modusübergänge, die durch die Pfeile 418 und 420 dargestellt werden, können als Modusübergänge mit verringerter Energieerhaltung gekennzeichnet werden, wie oben beschrieben, obwohl dies nicht notwendigerweise während einer tatsächlichen Implementierung sein muß. Modus übergänge, die durch die Pfeile 418 und 420 dargestellt werden, können unter Verwendung einer dritten Modusübergangsprozedur implementiert werden (z.B. Prozedur C, Block 318, 3), die detaillierter in Verbindung mit 7 beschrieben wird.
5 ist ein Flußdiagramm eines Verfahrens für einen Knoten zum Ändern des Betriebs vom MP-Modus oder PSMP-Modus zu einem einfachen STA-Modus gemäß einer als Beispiel dienenden Ausführungsform. Das Verfahren beginnt in Block 502 damit, daß der Knoten sich von allen Nachbarn löst, mit denen der Knoten aktuell verbunden ist. Das Lösen kann die Benachrichtigung der Nachbarn beinhalten, daß sie keine Mitteilungen mehr an den Knoten senden sollen. Sobald sich der Knoten von seinen Nachbarn gelöst hat, hat er effektiv aufgehört, sich als MP oder PSMP am Maschennetz zu beteiligen.
In Block 504 kann sich der Knoten mit einem MAP innerhalb des Maschennetzes verbinden.
Das Verbinden mit einem MAP kann das Senden von Informationen an den MAP u.a. bezüglich der Adresse und Fähigkeiten des Knotens beinhalten. In alternativen Ausführungsformen kann Block 504 vor Block 502 auftreten, oder die Blöcke können parallel ausgeführt werden.
In Block 506 kann der Knoten anfangen, mit dem MAP zu kommunizieren. Außerdem kann der Knoten in einer Ausführungsform auch eine Leistungsmanagementtechnik implementieren, das den periodischen oder gelegentlichen Übergang von einem STA-Aktivmodus zu einem STA-Energiesparmodus und umgekehrt umfassen kann. Während der STA-Aktivmodi kann der Knoten Mitteilungen vom MAP empfangen. Der Knoten kann an den MAP auch Mitteilungen senden, die für den MAP oder für einen anderen Knoten im Maschennetz bestimmt sind. Während der STA-Energiesparmodi kann der MAP Mitteilungen, die für den Knoten bestimmt sind, in eine Warteschlange zur späteren Lieferung stellen, wenn der Knoten wieder in einen STA-Aktivmodus übergeht. In verschiedenen Ausführungsformen kann die Leistungsmanagementtechnik, das vom Knoten implementiert wird, mit einer Norm in Einklang stehen. Der Knoten kann zum Beispiel, ohne darauf beschränkt zu sein, den Energiesparmodus (PSM) implementieren, da diese Leistungsmanagementtechnik in einer IEEE 802.11-Norm (z.B. ANSE/IEEE-Norm 802.11, Ausgabe 1999) festgelegt ist. Alternativ kann der Knoten die Automatische Energiesparzufuhr (APSD) implementieren, da diese Leistungsmanagementtechnik in einer IEEE 802.11e-Norm (z.B. Entwurf ANSI/IEEE-Norm 802.11e/D12.0, veröffentlicht November 2004) festgelegt ist. Andere Leistungsmanagementtechniken können in anderen Ausführungsformen implementiert werden. Sobald der Knoten in den einfachen STA-Modus übergegangen ist, endet das Verfahren.
6 ist ein Flußdiagramm eines Verfahrens für einen Knoten zum Ändern des Betriebs zwischen dem MP-Modus und dem PSMP-Modus gemäß einer als Beispiel dienenden Ausführungsform. Das Verfahren beginnt in Block 602 damit, daß der Knoten seinen Nachbarn seinen neuen Betriebsmodus anzeigt, mit denen der Knoten verbunden ist. In einer Ausführungsform kann dies beinhalten, daß der Knoten ein Informationselement an jeden Nachbar sendet, der ein MP oder PSMP ist. Wenn der neue Knoten im PSMP-Modus ist, dann wissen die Nachbarn, daß sie Mitteilungen, die für den Knoten bestimmt sind oder durch den Knoten durchgeleitet werden sollen, halten müssen, bis der Knoten sich im PSMP-Aktivmodus befindet. Wenn der neue Modus der MP-Modus ist, dann brauchen die Nachbarn keine Mitteilungen für den Knoten aufzubewahren.
In einer Ausführungsform können einige benachbarte MPs und/oder PSMPs sich entscheiden, sich vom Knoten zu lösen, wenn diese Nachbarn die direkte Kommunikation mit einem Knoten im neuen Modus, in den ein Übergang erfolgt ist, nicht unterstützen. Einige benachbarte MPs und/oder PSMPs können zum Beispiel nicht die direkte Kommunikation mit einem Knoten im PSMP-Modus unterstützen. Dementsprechend können sich diese Knoten dazu entschließen, sich zu lösen. In Block 604 verarbeitet der Knoten das Lösen von Nachbarknoten, falls vorhanden.
In Block 606 kann der Knoten anfangen, mit seinen Nachbarn zu kommunizieren. Wenn der Knoten in einen PSMP-Modus übergewechselt ist, dann kann der Knoten in einer Ausführungsform auch eine Leistungsmanagementtechnik implementieren, das den periodischen oder gelegentlichen Übergang von einem PSMP-Aktivmodus zu einem PSMP-Energiesparmodus und umgekehrt umfassen kann. Während der PSMP-Aktivmodi kann der Knoten Mitteilungen an Nachbarn senden und Mitteilungen von Nachbarn empfangen und sich als Element des Maschennetzes beteiligen. Während der PSMP-Energiesparmodi können die Nachbarn Mitteilungen zur späteren Lieferung in die Warteschlange stellen, die für den Knoten bestimmt sind oder die durch den Knoten geleitet werden sollen, wenn der Knoten wieder in einen PSMP-Aktivmodus übergeht. In verschiedenen Ausführungsformen kann die Leistungsmanagementtechnik, das vom Knoten implementiert wird, mit einer Norm in Einklang stehen. Ohne darauf beschränkt zu sein, kann der Knoten zum Beispiel PSM oder APSD implementieren, wie oben beschrieben. Andere Leistungsmanagementtechniken können in anderen Ausführungsformen implementiert werden. Sobald der Knoten in den MP-Modus oder PSMP-Modus übergegangen ist, was auch immer der gewünschte Modus ist, endet das Verfahren.
7 ist ein Flußdiagramm eines Verfahrens für einen Knoten zum Ändern des Betriebs vom einfachen STA-Modus in den MP-Modus oder PSMP-Modus gemäß einer als Beispiel dienenden Ausführungsform. Das Verfahren beginnt in Block 702 damit, daß der Knoten sich vom MAP löst, mit dem der Knoten aktuell verbunden ist. Das Lösen kann die Benachrichtigung des MAP beinhalten, daß er keine Mitteilungen mehr an den Knoten senden soll.
In Block 704 kann sich der Knoten mit einem oder mehreren MP- und/oder PSMP-Nachbarn innerhalb des Maschennetzes verbinden. Das Verbinden mit einem MP und/oder PSMP kann u.a. das Senden von Informationen an den MP und/oder PSMP bezüglich der Adresse und Fähigkeiten des Knotens beinhalten. In alternativen Ausführungsformen kann Block 704 vor Block 702 auftreten, oder die Blöcke können parallel ausgeführt werden.
In Block 706 kann der Knoten anfangen, mit den benachbarten MPs und/oder PSMPs zu kommunizieren. Wenn der Knoten in einen PSMP-Modus übergewechselt ist, dann kann der Knoten in einer Ausführungsform auch eine Leistungsmanagementtechnik implementieren, das den periodischen oder gelegentlichen Übergang von einem PSMP-Aktivmodus zu einem PSMP-Energiesparmodus und umgekehrt umfassen kann. In verschiedenen Ausführungsformen kann die Leistungsmanagementtechnik, das vom Knoten implementiert wird, mit einer Norm in Einklang stehen. Ohne darauf beschränkt zu sein, kann der Knoten zum Beispiel PSM oder APSD implementieren, wie oben beschrieben. Andere Leistungsmanagementtechniken können in anderen Ausführungsformen implementiert werden. Sobald der Knoten in den MP-Modus oder PSMP-Modus übergegangen ist, was auch immer der gewünschte Modus ist, endet das Verfahren.
In verschiedenen Ausführungsformen können Übergänge zwischen Betriebsmodi gewählt werden, um so ein Gleichgewicht zwischen effizientem Energieverbrauch und Knotenverhalten bezüglich der Netzkommunikation zu finden. Theoretisch ist die Knotenleistungsfähigkeit wahrscheinlich am größten, wenn sich ein Knoten im MP-Modus befindet, geringer, wenn sich ein Knoten im PSMP-Modus befindet, und am geringsten, wenn sich ein Knoten im einfachen STA-Modus befindet, obwohl diese Leistungshierarchie möglicherweise nicht in einer tatsächlichen Implementierung zutreffen mag. Ebenfalls theoretisch ist die Energieerhaltung wahrscheinlich am effizientesten, wenn sich ein Knoten im einfachen STA-Modus befindet, weniger effizient, wenn sich ein Knoten im PSMP-Modus befindet, und am wenigsten effizient, wenn sich ein Knoten im MP-Modus befindet, obwohl diese Energieerhaltungshierarchie möglicherweise nicht in einer tatsächlichen Implementierung zutreffen mag.
Die Knotenleistung in Bezug auf die Netzkommunikation ist in einer Ausführungsform wahrscheinlich am größten, wenn sich der Knoten im MP-Modus befindet, weil der Knoten Teilnehmer im Maschennetz ist und die Komponenten, die für die Kommunikation über das Netz verantwortlich sind, ständig in Betrieb sind und für den Austausch von Mitteilungen mit anderen Knoten verfügbar sind. Die Knotenleistungsfähigkeit ist wahrscheinlich geringer, wenn sich der Knoten im PSMP-Modus befindet, weil der Knoten sich zwar immer noch als Element am Maschennetz beteiligt, die Knotenkomponenten, die für die Kommunikation über das Netz verantwortlich sind, aber nur während der PSMP-Aktivmodi in Betrieb und für den Austausch von Mitteilungen mit anderen Knoten verfügbar sind. Dementsprechend können Verzögerungen im Empfang, dem Senden und Verarbeiten von Mitteilungen auftreten. Die Knotenleistungsfähigkeit ist wahrscheinlich am geringsten, wenn sich der Knoten im einfachen STA-Modus befindet. Im einfachen STA-Modus nimmt der Knoten nicht vollständig als Element des Maschennetzes teil, sondern kommuniziert mit einem einfachen Zugangspunkt (z.B. einem MAP). Ferner kann der Knoten Mitteilungen mit dem Zugangspunkt nur während der STA-Aktivmodi austauschen.
Obwohl die Knotenleistungsfähigkeit während des einfachen STA-Modus am geringsten ist, ist der Energieverbrauch wahrscheinlich am effizientesten. Da ein Knoten im einfachen STA-Modus mit nur einem anderen Knoten (z.B. einem MAP) während der STA-Aktivmodi kommuniziert und da die STA einen beträchtlichen Zeitraum in STA-Energiesparmodi verbringt, verbraucht die STA im einfachen STA-Modus wahrscheinlich beträchtlich weniger Energie als im PSMP-Modus oder im MP-Modus. In einer Ausführungsform verbraucht ein Knoten im PSMP-Modus wahrscheinlich weniger Energie als derselbe Knoten im MP-Modus, weil der Knoten im PSMP-Modus beträchtliche Zeitabschnitte in PSMP-Energiesparmodi verbringen kann. Im MP-Modus können die Knotenkomponenten, die für die Kommunikation über das Netz verantwortlich sind, ständig in Betrieb und für den Austausch von Mitteilungen mit anderen Knoten verfügbar sein. Dementsprechend verbraucht ein Knoten wahrscheinlich beträchtlich mehr Energie, wenn er im MP-Modus ist, als wenn er sich im PSMP-Modus oder einfachen STA-Modus befindet.
Daher sind verschiedene Ausführungsformen von Verfahren, Vorrichtungen und Systemen für das Netzknotenleistungsmanagement beschrieben worden. Die vorhergehende Beschreibung von speziellen Ausführungsformen enthüllt ausreichend die allgemeine Natur des erfindungsgemäßen Gegenstandes, die andere durch Anwendung aktuellen Wissens ohne weiteres für verschiedene Anwendungen modifizieren und/oder anpassen können, ohne vom allgemeinen Konzept abzuweichen. Daher liegen solche Anpassungen und Modifikationen innerhalb der Bedeutung und dem Bereich von Äquivalenten der offenbarten Ausführungsformen. Die Wendungen oder Begriffe, die hierin verwendet werden, dienen dem Zweck der Beschreibung und nicht der Einschränkung. Dementsprechend umfaßt der erfindungsgemäße Gegenstand alle solchen Alternativen, Modifikationen, Äquivalente und Variationen als innerhalb des Geistes und des weiten Geltungsbereiches der angehängten Ansprüche liegend.
Die verschiedenen Prozeduren, die hierin beschrieben werden, können in Hardware, Firmware oder Software implementiert werden. Eine Software-Implementierung kann Mikrobefehlscode, Assemblercode oder Code einer höheren Programmiersprache verwenden. Der Code kann bei der Ausführung oder zu anderen Zeiten in einem oder mehreren flüchtigen oder nichtflüchtigen computerlesbaren Medien gespeichert sein. Diese computerlesbaren Medien können Festplatten, Wechselmagnetplatten, optische Wechselplatten, Magnetkassetten, Speicherkarten oder -sticks, digitale Videoplatten, Direktzugriffsspeicher (RAMs), Nur-Lese-Speicher (ROMS) und dergleichen umfassen.
In der vorhergehenden Beschreibung von verschiedenen Ausführungsformen wird auf die begleitenden Zeichnungen verwiesen, die einen Teil derselben bilden und durch Illustration die speziellen Ausführungsformen zeigen, in denen der erfindungsgemäße Gegenstand ausgeführt werden kann. Verschiedene Ausführungsformen werden so ausreichend detailliert beschrieben, daß Fachleute in die Lage versetzt werden, den erfindungsgemäßen Gegenstand auszuführen, und es versteht sich, daß andere Ausführungsformen genutzt werden können und daß Prozeß- oder mechanische Änderungen vorgenommen werden können, ohne den Geltungsbereich des erfindungsgemäßen Gegenstandes zu verlassen.
Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Gegenstandes können aus Gründen der Bequemlichkeit einzeln und/oder kollektiv hierin durch den Begriff "Erfindung" bezeichnet werden, ohne die Absicht, den Geltungsbereich dieser Patentanmeldung vorsätzlich auf eine einzelne Erfindung oder ein erfindungsgemäßes Konzept zu begrenzen, wenn tatsächlich mehr als eines offenbart wird. Es ist zu erkennen, daß die Verfahren der verschiedenen Ausführungsformen in der Praxis entweder gleichzeitig oder nacheinander kombiniert werden können. Für Fachleute auf dem Gebiet sind verschiedene Abwandlungen und Kombinationen ohne weiteres erkennbar.
In einer Ausführungsform umfaßt ein Verfahren das Feststellen eines Änderungsereignisses, das mit der Leistung verbunden ist, die für einen Knoten verfügbar ist, durch einen Knoten, der in einem Maschennetz arbeitet. Der Knoten kann dann als Reaktion auf das Änderungsereignis einen Übergang von einem aktuellen Betriebsmodus zu einem gewünschten Betriebsmodus ausführen, wobei es wahrscheinlich ist, daß eine Leistungsaufnahme des Knotens durch den Übergang geändert wird.

Claims

Verfahren, umfassend: Feststellen eines Änderungsereignisses, das mit einer Leistung verbunden ist, die für einen Knoten verfügbar ist, durch den Knoten, der in einem Maschennetz arbeitet; und Ausführen eines Übergangs durch den Knoten von einem aktuellen Betriebsmodus zu einem gewünschten Betriebsmodus als Reaktion auf das Änderungsereignis, wobei eine Leistungsaufnahme des Knotens wahrscheinlich durch den Übergang geändert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Feststellen des Änderungsereignisses folgendes umfaßt: Feststellen, daß der Knoten von Netzstrom auf Batteriestrom umgeschaltet hat, und das Ausführen des Übergangs das Ausführen eines Übergangs in einen gewünschten Betriebsmodus umfaßt, der wahrscheinlich einen geringeren Energieverbrauch als der aktuelle Betriebsmodus hat.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Feststellen des Änderungsereignisses folgendes umfaßt: Feststellen, daß der Knoten von Batteriestrom auf Netzstrom umgeschaltet hat, und wobei das Ausführen des Übergangs das Ausführen eines Übergangs in einen gewünschten Betriebsmodus umfaßt, der wahrscheinlich einen größeren Energieverbrauch als der aktuelle Betriebsmodus hat.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Feststellen des Änderungsereignisses folgendes umfaßt: Feststellen, daß die verfügbare Batterieleistung auf oder unter einen Batterieladeschwellwert gefallen ist, und wobei das Ausführen des Übergangs das Ausführen eines Übergangs in einen gewünschten Betriebsmodus umfaßt, der wahrscheinlich einen geringeren Energieverbrauch als der aktuelle Betriebsmodus hat.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Feststellen des Änderungsereignisses folgendes umfaßt: Feststellen, daß die verfügbare Batterieleistung auf oder über einen Batterieladeschwellwert gestiegen ist, und wobei das Ausführen des Übergangs das Ausführen eines Übergangs in einen gewünschten Betriebsmodus umfaßt, der wahrscheinlich einen größeren Energieverbrauch als der aktuelle Betriebsmodus hat.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Ausführen des Übergangs folgendes umfaßt: Ausführen eines Übergangs von einem Maschenpunktmodus zu einem energiesparenden Maschenpunktmodus, wenn das Änderungsereignis anzeigt, daß die Leistung, die für den Knoten zur Verfügung steht, sich verringert hat, wobei der Knoten im Maschenpunktmodus immer aktiv ist, um mit Nachbarknoten zu kommunizieren, und wobei der Knoten im energiesparenden Maschenpunktmodus ein Leistungsmanagement ausführt und zwischen einem Aktivmodus und einem Energiesparmodus wechselt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Ausführen des Übergangs folgendes umfaßt: Ausführen eines Übergangs von einem energiesparenden Maschenpunktmodus zu einem Maschenpunktmodus, wenn das Änderungsereignis anzeigt, daß die Leistung, die für den Knoten zur Verfügung steht, sich erhöht hat, wobei der Knoten im Maschenpunktmodus immer aktiv ist, um mit Nachbarknoten zu kommunizieren, und wobei der Knoten im energiesparenden Maschenpunktmodus ein Leistungsmanagement ausführt und zwischen einem Aktivmodus und einem Energiesparmodus wechselt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Ausführen des Übergangs folgendes umfaßt: Ausführen eines Übergangs von einem einfachen Stationsmodus zu einem energiesparenden Maschenpunktmodus, wenn das Änderungsereignis anzeigt, daß die Leistung, die für den Knoten zur Verfügung steht, sich erhöht hat, wobei der Knoten im einfachen Stationsmodus nur mit einem Maschenzugangspunkt kommuniziert und wobei der Knoten im energiesparenden Maschenpunktmodus in der Lage ist, mit mehreren Nachbarknoten zu kommunizieren, ein Leistungsmanagement ausführt und zwischen einem Aktivmodus und einem Energiesparmodus wechselt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Ausführen des Übergangs folgendes umfaßt: Ausführen eines Übergangs von einem energiesparenden Maschenpunktmodus zu einem einfachen Stationsmodus, wenn das Änderungsereignis anzeigt, daß die Leistung, die für den Knoten zur Verfügung steht, sich verringert hat, wobei der Knoten im einfachen Stationsmodus nur mit einem Maschenzugangspunkt kommuniziert und wobei der Knoten im energiesparenden Maschenpunktmodus in der Lage ist, mit mehreren Nachbarknoten zu kommunizieren, ein Leistungsmanagement ausführt und zwischen einem Aktivmodus und einem Energiesparmodus wechselt.
Verfahren, das folgendes umfaßt: Wechseln eines Knotens, der in einem Maschennetz arbeitet, zwischen mindestens drei Betriebsmodi, aufgrund der Leistung, welche dem Knoten zur Verfügung steht, wobei ein erster Betriebsmodus ein Maschenpunktmodus ist, innerhalb dessen der Knoten mit einem oder mehreren Nachbarknoten kommunizieren kann, ein zweiter Betriebsmodus ein energiesparender Maschenpunktmodus ist, innerhalb dessen der Knoten mit dem einen oder den mehreren Knoten während eines Aktivmodus kommunizieren kann, und ein dritter Betriebsmodus ein einfacher Stationsmodus ist, innerhalb dessen der Knoten mit einem Maschenzugangspunkt kommunizieren kann.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Wechsel folgendes umfaßt: Wechsel vom Maschenpunktmodus oder dem energiesparenden Maschenpunktmodus zum einfachen Stationsmodus durch Lösen von dem einen oder den mehreren Nachbarknoten und Verbinden mit dem Maschenzugangspunkt.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Wechsel ferner folgendes umfaßt: Kommunizieren mit dem Maschenzugangspunkt unter Verwendung einer Leistungsmanagementtechnik.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Wechsel folgendes umfaßt: Wechsel vom Maschenpunktmodus oder dem energiesparenden Maschenpunktmodus zum einfachen Stationsmodus durch Anzeigen des energiesparenden Maschenpunktmodus für den einen oder die mehreren Nachbarknoten und Kommunizieren mit dem einen oder den mehreren Nachbarknoten unter Verwendung einer Leistungsmanagementtechnik.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Wechsel umfaßt: Wechsel vom einfachen Stationsmodus zum Maschenpunktmodus oder dem energiesparenden Maschenpunktmodus durch Lösen vom Maschenzugangspunkt und Verbinden mit dem einen oder den mehreren Nachbarknoten.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei der Wechsel ferner umfaßt: Kommunizieren mit dem einen oder den mehreren Nachbarknoten unter Verwendung einer Leistungsmanagementtechnik.
Computerlesbares Medium, das Programmbefehle darauf gespeichert enthält, um ein Verfahren auszuführen, das bei der Ausführung in einem elektronischen Gerät zu folgendem führt: Feststellen eines Änderungsereignisses, das mit der Leistung verbunden ist, die für einen Knoten verfügbar ist, durch einen Knoten, der in einem Maschennetz arbeitet; und Ausführen eines Übergangs durch den Knoten von einem aktuellen Betriebsmodus zu einem gewünschten Betriebsmodus als Reaktion auf das Änderungsereignis, wobei eine Leistungsaufnahme des Knotens wahrscheinlich durch den Übergang geändert ist.
Maschinenlesbares Medium nach Anspruch 16, wobei das Ausführen des Verfahrens ferner zu folgendem führt: Feststellen, daß der Knoten von Netzstrom auf Batteriestrom umgeschaltet hat, und das Ausführen des Übergangs das Ausführen eines Übergangs in einen gewünschten Betriebsmodus umfaßt, der wahrscheinlich einen geringeren Energieverbrauch als der aktuelle Betriebsmodus hat.
Maschinenlesbares Medium nach Anspruch 16, wobei das Ausführen des Verfahrens ferner zu folgendem führt: Feststellen, daß der Knoten von Batteriestrom auf Netzstrom umgeschaltet hat, und wobei das Ausführen des Übergangs das Ausführen eines Übergangs in einen gewünschten Betriebsmodus umfaßt, der wahrscheinlich einen größeren Energieverbrauch als der aktuelle Betriebsmodus hat.
Vorrichtung, umfassend: ein drahtloses Sendeteilsystem zum Kommunizieren mit einem oder mehreren anderen Netzknoten innerhalb eines drahtlosen Maschennetzes gemäß einem aktuellen Be triebsmodus der Vorrichtung, wobei der aktuelle Betriebsmodus der Vorrichtung dadurch bestimmt ist, wie viel Leistung für die Vorrichtung zur Verfügung steht, und wobei die Vorrichtung einen Übergang vom aktuellen Betriebsmodus zu einem gewünschten Betriebsmodus als Reaktion auf ein Änderungsereignis ausführen kann, das sich darauf bezieht, wie viel Leistung für die Vorrichtung verfügbar ist; und ein oder mehrere Verarbeitungselemente, die mit dem drahtlosen Sendeteilsystem zur Verarbeitung von Informationen verbunden sind.
Vorrichtung nach Anspruch 19, die ferner folgendes umfaßt: ein oder mehrere Netzanschlußelemente, um der Vorrichtung den Anschluß an ein Stromnetz zu ermöglichen.
Vorrichtung nach Anspruch 19, die ferner folgendes umfaßt: ein oder mehrere Batteriefächer zur Aufnahme von einer oder mehreren Batterien, die Energie für die Vorrichtung bereitstellen können.
System, das folgendes umfaßt: ein drahtloses Sendeteilsystem zum Kommunizieren mit einem oder mehreren anderen Netzknoten innerhalb eines drahtlosen Maschennetzes gemäß einem aktuellen Betriebsmodus der Vorrichtung, wobei der aktuelle Betriebsmodus der Vorrichtung dadurch bestimmt ist, wie viel Leistung für die Vorrichtung zur Verfügung steht, und wobei die Vorrichtung einen Übergang vom aktuellen Betriebsmodus zu einem gewünschten Betriebsmodus als Reaktion auf ein Änderungsereignis ausführen kann, das sich darauf bezieht, wie viel Leistung für die Vorrichtung verfügbar ist; und ein oder mehrere Batteriefächer zur Aufnahme von einer oder mehreren Batterien, die Energie für die Vorrichtung bereitstellen können.
System nach Anspruch 22, das ferner folgendes umfaßt: ein oder mehrere Netzanschlußelemente, um der Vorrichtung den Anschluß an ein Stromnetz zu ermöglichen.
System nach Anspruch 22, das ferner umfaßt: ein oder mehrere Verarbeitungselemente zum Verarbeiten von Informationen.
System, das folgendes umfaßt: eine oder mehrere Antennen, die zum Empfang eines informationstragenden Signals über eine Luftschnittstelle ausgelegt sind; ein drahtloses Sendeteilsystem, das mit der einen oder den mehreren Antennen verbunden ist, zum Kommunizieren mit einem oder mehreren anderen Netzknoten innerhalb eines drahtlosen Maschennetzes gemäß einem aktuellen Betriebsmodus der Vorrichtung, wobei der aktuelle Betriebsmodus der Vorrichtung dadurch bestimmt ist, wie viel Leistung für die Vorrichtung zur Verfügung steht, und wobei die Vorrichtung einen Übergang vom aktuellen Betriebsmodus zu einem gewünschten Betriebsmodus als Reaktion auf ein Änderungsereignis ausführen kann, das sich darauf bezieht, wie viel Leistung für die Vorrichtung verfügbar ist; und ein oder mehrere Batteriefächer zur Aufnahme von einer oder mehreren Batterien, die Energie für die Vorrichtung bereitstellen können.
System nach Anspruch 25, das ferner folgendes umfaßt: ein oder mehrere Netzanschlußelemente, um der Vorrichtung den Anschluß an das Stromnetz zu ermöglichen.
System nach Anspruch 25, das ferner folgendes umfaßt: ein oder mehrere Verarbeitungselemente zum Verarbeiten von Informationen.