TW201006280A - Method and system for conserving battery power of mesh points in a mesh network - Google Patents

Description

201006280 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種無線網狀網路，並且，這種無線網 狀網路係具有複數利用電池提供功率之網狀點（MP)。特 別是’本發明係有關於一種方法及系統，並且，這種方法 及系統係實施功率節約功能以保存電池功率。 【先前技術】 已知，許多方法已經發展出來，藉以節約胞元無線通訊 系統元件之電池功率。舉例來說，一種保存電池功率之典 型方法係利用閒置模式（idle mode)以提供傳呼通道之低 工作周期( duty — cycle )背景監控《阶叩，比匕匕g〇2 11基 礎之無線區域網路（WLAN)裝置卻無法有效地保存電池 功率。這乃是導因於無線區域網路裝置選擇之無線電多重 存取方法之基本設計原則，特別是栢關於接收模^操作。 一般而言’傳輸模式期間之即時功率消耗係高$於接. =期間之即時功率消耗。然而，接收模式係 功率消耗之整體決定因素，因為分散整= 路裝置係需要⑽全部輸人封包，無論輪人封j區域結 ::否3收模式操作期間，無線區域網路裝置係IS =否存在於通道。若測到訊號，則無線區 = 嘗試解碼接收資料封包之前言（卯妨、農置令 (header)。若接收資料封包之目的地位址^及標司 區域網路裝置之位址，則無線區域網路裝置係： 201006280 料封包。相’無線區域嶋裝置健棄純資料封包。 。在邠刀情況中（諸如：在軍事及/或緊急情況中），無 線區域網路|置係需要部署训電池提供功率之網狀點及 網狀存取f (Map)。在這種情Ί我們係需要提供〆 種方法及系統，並且’這種方法及系統係確保利用電池提 供功率之網狀點及網狀存取點之長電池壽命及功率效率拣 作。 e ❹ 【發明内容】 本發月係一種方法及系統，並且，這種方法及系統係實 施、周狀網路中利用電池提供功率之網狀點之電池功率保 存。在一種較佳實施例中，網狀網路係提供中央控制器。 各個網狀點係發送健網狀點電池功率之關連資訊、並提 供各個網狀點之關連電池功率位準指示至中央控制器。中 ^制^基於保存網狀點電池功率之發送資訊及電池功 =位準指不，藉以最佳化網狀網路之架構。在另—種較佳 f施例中，各個網狀點係個別地監控流經各個網狀點之流 ，及個制狀點之關連電池功率位準。各個網狀點係決定 疋否啟動各個網路點之關連功率節約功能、並發送保存網 狀點電池功率之關連資訊至網狀網路之鄰近峨點。、 【實施方式1 在本發明說明書中，術語”無⑽輸^ (WTRU)’’係包括、但不限於使用者設備（UE)、行^ 作站、固定或行一戶單元、傳呼器、或關2 電環境之任何其他_型裝置。 、無線 5 201006280 本發明係可應用於任何類型之無線網狀網路，並且，任 何類型之無線網狀網路係包括、但不限於IEEE 802.1IX、 IEEE 802.15、Bluetooth™、HIPERLAN/2、或諸如此類之 無線網狀網路。 本發明之各個特徵係可以整合於單一積體電路（IC)， 或者’本發明之各個特徵係可以架構為具有複數互連元件 之電路。 ❹ 第1圖係表不根據本發明之一種無線網狀網路這 種無線網狀網路100係包括··複數網狀點1〇2、複數網狀 存取點（AP) 104、網狀入口 106、及複數無線傳輸/接收 單元108。網狀點1〇2係實施為這種無線網狀網路丨⑼之 ，本轉送及中繼節點。網狀點102係接收輪入連結之流 量、並將流量轉送於輸出連結。網狀存取點1〇4亦是一種" :狀點H)2，並且’這種網狀點1G2係具有界面以提供益 I傳t接收單元⑽之無線存取，進轉供妓地理區 線區域網路服務。無線傳輸/接收單元⑽係經由 網狀存取點104及網狀入口 1 ，藉以虚、& 1ΠΠ +' 籍乂與這種無線網狀網 =100或骨幹網路11G (諸如：網際網路）之另— 輸/接收單元進行通訊。 ·.，、線傳 一般而言，無線傳輸/接收單元108係無 線網狀網路100之存在。網 ‘、，、去仵知廷種無 點⑽中繼❹，由間歇網狀 流量轉送至另一網狀存取點、10^接收年元⑽產生之 口 106係提供這種.5網狀入D舰。網狀入 .、、、線網狀網路100通往骨幹網路ιι〇之 6 201006280 連接。由此可知，網狀入口 106係實施為一種網狀點，並 且’這種網狀點係具有特殊界面以連接骨幹網路110。 網狀點102、網狀存取點1〇4、及網狀入口 1〇6係利用 電池提供功率之裝置。本發明係提供一種方法及系統，並 且，這種方法及系統係實施利用電池提供功率之裝置之電 池功率節約。在本發明說明書中，術語，，網狀點，，及圖式符 ❹

號1〇2係用以集合地表示網狀點102、網狀存取點1〇4、及 網狀入α 106。 第2圖係表示，根據本發明之一種較佳實施例，一種無 線網狀網路1〇〇之網狀點1〇2之電池功率節約程序2〇〇之 ⑺1*程圖。根據這種較佳實施例，這種無線網狀網路100係 提供中央控制器120。中央控制器12〇係可以設置於這種 無線網狀網路100之其他位置。舉例來說，中央控制器12〇 係可以設置於網狀入口 1〇6，如第！圖所示。中央控制器 =〇~係控制及指派全部網狀點102之功率節約之全部關連 »又疋（舉例來說，路由路徑、頻率、或諸如此類之設定）。 網狀點102係受到中央控制器12〇之完全及排他控制。 在步驟202中，這種無線網狀網路1〇〇之至 =係顧功率節約功能之關連訊息至中央控㈣12〇。功 ;Ρ約功能之關連資訊係包括功率來源、功率節約能力、 ==之網狀點102實施之功率節約特徵、及想要 用湘動乍少—者。在步驟2G4中，網狀點102係 二期性地，或在利用中央控制器m 率位準指示至中央控制gl2。。較佳者，功4= 7 201006280 關連資訊及電池功率位準指示係利用第二層（L2)或第二 層（L3)發送訊息加以傳送’藉此’中央控制器係了 以識別網狀點102實施電池功率節約之要求。 較佳者，功率節約功能之關連資訊及電池功率位準於厂、 係可以包括於媒體存取控制（MAC)層訊息（諸如：關^ 驗證、或探查要求訊息）之能力攔位。除此以外，功率^ 約功能之關連資訊及電池功率位準指示亦可以包括於第2 層或第三層發送訊息之資訊元件（IE)，並且，笙_ = ^ —增或❾ 第三層發送訊息係可以包括於視需要交換或周期性交換之 任何資料、控制、或管理訊息。 、 請參考第2圖及第4圖，中央控制器12〇係包括監控單 元122及功率節約控制器124。中央控制器12〇之單 兀122係監控無線電環境、這種無線網狀網路1〇〇之流量、 及網狀點102之剩餘電池功率位準之至少一者（步騾 206)。中央控制器12〇之功率節約控制器係決定'相 對於無線電魏、這種無義狀網路⑽之流量、及網狀_ 點谓之剩餘電池功率位準之至少—者而言是否達到 定網狀點102關連之預定臨界值（步驟2〇8) =〇2關連之預定臨界值係達到，則中央控制器120 = 構剩餘網狀點1〇2之功率節約參數（步驟 210)。功率印約模式之網狀點1〇2係進入 架構賴時間醜，藉以繼^ -中央控制器uo是否發佈傳啤以解除網狀點ι〇2之功率 201006280 節約模式。 中央控制器120之功率節約控制器124係指派影響網狀 點102之功率節約模式之參數，並且，在功率節約模式期 間，網狀點102之動作係經由影響網狀點1〇2之功率節約 模式之參數控制。 功率節約參數係可以進行架構，藉以控制網狀點1〇2操

作之頻率通道。網狀點係可以利用多重無線電進行操 作。在這種情況中’網狀點102係可以同時傳輸及接收不 止一個頻率通道。舉例來說’網狀點102係可以利用具有 IEEE 802.11G無線電及IEEE 802.11A無線電之雙重無線電 以進行後拉（backhaul) ’或者，網狀點1〇2亦可以利用單 —IEEE 802.11G無線電以進行基本服務集合（BSS)及兩 個IEEES02.11A無線電以進行後拉（backhaul)。 功率節約功能之實施係可以，在功率節約模式期間，利 用至少-個頻率通道之選擇性開啟或關閉。網狀點ι〇2係 可以具有各個鮮it道之獨域碼解碼$，或者 爲器之某些部分係可以提供多重解通道分享。無論在那 、’經由關閉編碼解碼器之全部或部分，電池功率 二二i達到。在非功率節約模式中’網狀點102係可 二部頻率通道，相對於此，在功率節約模 隹 A、" 僅可以傳輸及接收於全部頻率通道之子 二於無線電頻率（RF)硬體實際容許之 中央控制器12〇係可以指定特定頻率通 道以進行關閉。 订疋艿牛逋 9 201006280 除此以外，功率節約功能 之時間協調。中央控制器 二可以利用網狀點⑽ 何時傳送資料於二收資输^ 器⑽係建立網狀點102 隔（中央控制 程之丰睡湘門入* U動期間及半睡期間）。在排 狂心干哩期間，全部網狀 任何眘祖士異〃 係關閉功率，並且，沒有 線網 之中繼間之取捨關係，藉以❹ =用彈性方式而將半睡期間之無線電調整至主動期間之無 線電。 在一種較佳實施例中，各個網狀點102係設置個別服務 時間期間。由此’中央控制器120係設置服務期間至個別 網狀點102、並協調這種無線網狀網路1〇〇之全部功率節 約網狀點102間之服務期間。舉例來說，個別服務期間之，， 協調”係可以利用相互連繫之三個網狀點1〇2加以實施，其 中，第一個網狀點102僅可以傳輸於〇至l〇〇mS、並休眠Θ 於100至1000ms ;第二個網狀點1〇2僅可以接收於〇至 100ms、傳輸於100至200ms、並休眠於200至l〇〇〇ms ; 且第三個網狀點102僅可以接收於100至200ms、並休眠 於0至100ms及200至1000ms。這種程序係每隔一秒鐘（也 就是說，1000ms)重覆一次。 中央控制器120係可以根據網狀點之功率節約需求以 設定演算法，進而決定經由這種無線網狀網路1〇〇之路由 路徑及連接。中央控制器120係指派路由路徑及經由這種 201006280 無:線網狀網路_之資料封包轉送職，藉以最小化路由 路控關連之功率節約模式之網狀點數目。未包括於路由路 徑之網狀點係可以進入半睡狀態（d〇ze state)，並且在 半睡狀態（doze state)期間，網狀點僅甦醒以檢查架構路 由路徑之改變。中央控制器12〇係可以考量網狀點1〇2之 電池功率位準指示，進而決定路由路徑。 中央控制器120係可以命令網狀點1〇2聚集資料封包、 © 並在功率節約模式間彻㈣傳輸機會傳輸資料封包。這 種方法係降低輸入資料串流及輸出資料串流之有效接收及 傳輸工作周期，進而達到電池功率節約。網狀點1〇2係暫 時儲存輸入資料封包於緩衝器（而不是在網狀點1〇2每次 收到輸入資料封㈣轉送輸入資料封包）、並同時送出 (burst°utM_H#料封包以最大化特定設置傳輸 機會之利用。這種方法係最大化媒體存取之競爭數目、並 保持無線電頻率（RF)接收及傳輸時間於低檔。中央控制 0 器120係考量延遲及需要記憶體，藉以設定參數。這種方 法係可以同時應用於即時流量及非即時流量。 在另種較佳實施例中，本發明係可以實施於分散模 式第3圖係表示，根據本發明之另一種較佳實施例，一 種無需利用中央控制器之網狀點1〇〇之電池功率節約程序 3〇〇之流程圖。網狀點102係基於無線電環境、感知流量、 預期要求、電池功率位準、或諸如此類之觀察，藉以自行 決定全部功率節約參數（諸如、但不限於：利用之頻率通 道、服務期間間隔、路由路徑、及資料封包之聚集）。網 201006280 狀點102係完全自i ’並且’進人功率節約模 別網狀點102之決定。 請參考第3圖及第5 ，網狀點102係包括監元 502及功率節約控制器5〇4。各個網狀點 102之監控單元 502係監控無線電環境、經過網㈣1()2之 說’流量之之數量及特性（舉例㈣，即時及非即時”疋 及網狀點102之剩餘電池功率位準之至少一者以及中 ❹ ::制：120之監控單* 5〇2係追蹤流量歷史並預期近期 流量（步驟302)。 电狀‘ 2之功率節約控制器504係控制網狀點1〇2在 =率卽^式期間之動作。網狀點⑽之功率節約控制器 糸、疋相對於無線電環境、經過網狀點102之流量、 達電池功率位準之至少一者而言，是否 4、 ’ ” 102關連之預定臨界值（步驟304)。 ❹ 右特疋網狀點1〇2關連之預定臨界值係達到（舉例來 ^ 於特定位準<流量錢到特定位準之電池功率位 率〜疋網狀點1〇2之功率節約控制器504係在將功 白、/之觸發告知鄰近網狀點以後（例如透過廣播-空 白貝枓訊框:觸發功率節約模式（步驟遍）。 法^式期間，網狀點102係、實施單一或複數方 例所節約’諸如本發明說明書之前—種較佳實施 頻率2道、，藉Γ102係可以選擇性地開啟及關閉至少一個 據網狀5 in二達到電池功率節約。網狀點102係可以根 服務期間間隔以進入半睡狀態（doze 12 201006280 state)，並且，網狀點1〇2 b 入半睡狀態（—estate)及怒醒之時庠…間隔係指定進 以決金⑪^ 鸯醒之時序。*網狀點102係可 模式之網=藉=小化包括於路由路獲之功率節約 =於緩衝器'並同時送出(b二 封包以最大化給定傳輸機會之·。 ^之H貝料 作:變狀二料驗點進行㈣，藉以獲致操 ^及流量資料之聚集），或者，藉以直接宣布操^ 訊⑽本發明制㈣二層衫三層發送 標準織（ISQ\ ⑼’本發明亦可以實施於任何國際 無線存賴型層之發送訊息。舉例來說，諸如 通訊協定㈣提供（CAPWAP)要求註解（RFC)之 路通訊協H訊息發送於使用者資料通訊協v網際網 除此“P’IP)(也就是說，第五層（L5))。 理私Μ、簡單網路管理通訊協定（SNMP)或利用專有管 雖或韌體之應用層之發送訊息亦可以實施。 定本發明之各個特徵及元件係利用較佳實施例之特 徵及:詳細說明如上’然而，本發明較佳實施例之各個特 其他疋件亦可以單獨利用’而不需要本發明較佳實施例之 元件，徵及元件’或者，本發明較佳實施例之各個特徵及 其其他組合，而不需要本發明較佳實施例之 13 201006280 【圖式簡單說明】 本發明之更精密理解係可以配合較佳實施例之詳細說 明（舉例來說）、並參考所附圖式進一步闡釋如下，其中： 第1圖係表示根據本發明之一種無線網狀網路； 第2圖係表示，在第1圖所示之無線網狀網路中，一種 利用中央控制器之網狀點電池功率節約程序之流程圖； 第3圖係表示，在第1圖所示之無線網狀網路中，另一 種無需利用中央控制器之網狀點電池功率節約程序之流程© 圖， 第4圖係表示，在第1圖所示之無線網狀網路中，一種 範例中央控制器之方塊圖；以及 第5圖係表示，在第1圖所示之無線網狀網路中，一種 範例網狀點之方塊圖。 【主要元件符號說明】

100 無線網狀網路 Q WTRU無線傳輸/接收單元 14

Claims (1)

1. 201006280 七、申請專利範圍： 1. 網狀點的方法，該方法包括： 一監控單元，配置以監控無線電環境、流經過該網狀點 之流量及該網狀點之剩餘電池功率位準的至少其中之一； 一功率節約控制器，配置以根據無線電環境、流經過該 網狀點之流量及該網狀點之剩餘電池功率位準的該至少其 中之一而決定是否已達到與網狀點關連之一臨界值；以及 Φ 在已達到該臨界值的情況下，該網狀點的該功率節約控 制器配置以觸發一功率節約模式。 2. 如申請專利範圍第1項所述之網狀點，其中該功率節約 控制器配置以選擇性地將至少一頻率通道的功率進行開啟 或關閉。 3. 如申請專利範圍第1項所述之網狀點，其中該網狀點用 以決定一路由路徑，以使得包含於該路由路徑的網狀點數 目被最小化。 ❹ 4.如申請專利範圍第1項所述之網狀點，更包括： 一接收器，配置以接收資料封包； 一記憶體，配置以將資料封包儲存於一緩衝器中；以及 一傳輸器，配置以同時傳輸聚集資料封包。 5. 如申請專利範圍第1項所述之網狀點，其中該網狀點針 對操作改變而與鄰近網狀點進行談判。 6. 如申請專利範圍第5項所述之網狀點，其中該操作改變 為操作頻率通道、排程服務期間間隔、路由路徑、及流量 資料聚集的至少其中之一。 15 201006280 7. —種使用於一網狀點的方法’該方法包括： 監控無線電環境、流經過該網狀點之流量及該網狀點之 剩餘電池功率位準的至少其中之一； 根據該無線電環境、流經過該網狀點之流量及該網狀點 之剩餘電池功率位準的該至_少其中之一而決定是否已達到 與網狀點關連之一臨界值；以及 在已建到該臨界值的情況下’觸發一功率節約模式。 8·如申請專利範圍第7項所述之方法，其中選擇性地將至© 少一頻率通道的功率進行開啟或關閉。 9.如申靖專利範圍第7項所述之方法，更包括： 決义〜路由路徑’以使得包含於該路由路徑的網狀點數 目被最小化。 申讀專利範圍第7項所述之方法，更包括： 接收資科封包； 資料封包儲存於一緩衝器中；以及 同時傳輪聚集資料封包。

   針專利範圍第7項所述之方法，更包括： 12.如由作改變而與鄰近網狀點進行談判。 為操作觉1專利範圍第11項所述之方法，其中該操作改， 資通道、排程服務期間間隔、路由路徑、及⑹ 貧枓聚集的至少其中之一。