TWI381658B - 用於多無線電系統之能源察覺通訊 - Google Patents

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    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Description

用於多無線電系統之能源察覺通訊
本發明係有關於一無線通信技術。
無線計算裝置諸如膝上型電腦、個人數位助理裝置，等等，其透過無線信號與其他裝置通訊，變得越來越流行。無線計算裝置一般為行動式且以電池供電。因電池容量的限制，為了延展裝置的操作時間而使一裝置的能源消耗減到最少程度是電池操作的無線裝置設計中之重要考量。
消耗可觀能源量之一無線裝置的一特定部分是網路界面卡(NIC)，其處理網路通信資料的無線傳輸和接收。已經估計為對一無線裝置可用到全部能量平均來說，大約百分之二十係由於使用NIC或其他無線網路界面元件消耗之結果。
這個現象是由於無線裝置的NIC為了透過網路接收資料而必須在一固定的“傾聽”狀態之事實。結果，甚至當裝置沒有收到或傳送任何資料時，仍用這個電池來供電裝置和NIC。當裝置接收或傳送訊息時，NIC也消耗能源。然而，在一般使用方面，當等待訊息時，NIC花費龐大能源在閒置模式中。
為了改進習知無線裝置的電池壽命，已經發展和實作各種方案以減少電池消耗。
無線裝置經常使用的一電源管理方案係永久處於切換 NIC在具有不同能源消耗層級的不同電源狀態之間。那些狀態包括啟動NIC以使得網路通信資料能夠傳輸的一高功率(high-power)狀態，及網路界面卡被置於一休眠模式的低功率(low-power)狀態。
當NIC係處於低功率狀態時，在NIC切換至高功率狀態且試圖再次連線到網路時，會顯著地延遲資料傳輸。因而，延遲的資料必須緩衝直到NIC準備好作資料通信。如果這個界面網路卡太經常保持於低功率狀態或其保持於低功率狀態的時間太長，則必須緩衝一相當大量之被延遲的網路通行資料(traffic data)。
在此描述的一實作，其減少一能夠在無線網路上通訊之能源受限的計算裝置之電池消耗。當情況及環境許可，在這裡描述的一實作選擇多個(例如兩個)無線電(radios)之其中一者-對來自一無線裝置及至一無線裝置的無線通訊而言，每一無線電具有一獨特的特徵組合(就耗電、資料速率、操作範圍及/或操作頻段而論)。當維持有效率之無線資料通訊時，在這裡描述的一實作選擇一無線電以使耗電減至最低限度。
本發明內容本身不故意限制此專利的範圍。而且，本發明名稱並非意圖限制此專利的範圍。對本發明較佳的理解是請參閱以下詳細說明及附加的申請專利範圍，及與其關連的圖式。本發明的範圍係於附加的申請專利範圍中指出。
為了解說的目的，在以下的說明中特定數字、材料和架構來敘述以提供本發明的一徹底的瞭解。然而，對一熟悉此技藝者顯然可實施本發明而沒有這些特定示範的細節。在其他例子中，省略或簡化眾所皆知的特性以使本發明示範的實作說明清晰，從而，以將本發明解說得更好；此外，為了容易瞭解，描繪某些方法步驟為分別的步驟；然而，這些分別描繪的步驟不應被解釋為在它們的效能中必然與順序有關。
下面的說明敘述對於合併在這些附加的專利申請範圍中所陳述的元件之一種多無線電系統，其能源察覺通訊之一或多個示範的實作。為了符合法定書面揭示、可實施性及最佳實施例之要求，明確描述這些實作。然而，此描述本身並非意圖限制此專利的範圍。
發明人意圖以這些示範的實作為例子。發明人沒有意圖這些示範的實作限制所請求之本發明的範圍；寧可，發明者已思索同時與其他當前或將來的技術連結以其他方式也可實施和實作本請求的發明。
對於一種多無線電系統之能源察覺通訊的一實施例可作為一“示範的多無線電通訊器”。
序言
在這裡描述之示範的多無線電通訊器，其減少能夠在 無線網路上通訊之能源受限的計算裝置之電池消耗。該示範的多無線電通訊器選擇多個(例如兩個)無線電之其中一者-對來自一無線裝置及至一無線裝置的無線通訊而言，每一無線電具有一獨特的特徵組合(就耗電、資料速率、操作範圍及/或操作頻段而論)。完成一特定無線電的選擇以回應目前情況，因此在能源消耗和無線網路通信頻寬之間保持一恰當平衡，能源消耗和無線網路通信頻寬輪流影響使用者所感受的延遲時間(latency)。
可用本發明的實施例來描述關於第1圖和第4圖之一連網環境的一例。可藉由一雙無線電通信系統150和/或像在第4圖中所顯示一計算環境的一部分來實作在此所描述本請求的發明之一或更多示範的實施例(整個或部分地)。
適合該示範的多無線電通訊器之無線計算裝置包括而不侷限於含有無線網路介面能力之個人數位助理、蜂巢式電話，及膝上型電腦。在此，無線通信包括無線電頻電磁波而非電線的使用以在計算裝置之間傳送資料。
為了有利於無線通信，一計算裝置可配有一接合該裝置至網路之網路界面卡(NIC)。一般而言，NIC被實作為可插入於該計算裝置的一網路界面(例如，卡槽)之一隨插即用(plug and play)元件。或者，NIC能夠整個內建為無線計算裝置電路系統的一部分。
為了有利於無線通信，NIC支援無線通訊協定諸如依照IEEE 802.11標準。在此將作為一般參考於802.11和 802.15對有利於裝置之間的無線通信之合適通訊協定。然而，那些熟悉此技藝者將認知到這些僅為適合的通訊協定以利於無線通信之例，並且本發明不局限於任何一或兩無線通訊協定。的確，另外或附加本關於發明可利用其他無線通訊協定。那些熟悉此技藝者也將認知到802.11參考在相同家族之內的一套通訊協定(例如，802.11a、802.11b，及802.11g)。
雙無線電通信系統
第1圖顯示一含有雙無線電通信系統150之無線行動計算裝置100。在它最基本的配置中，行動式裝置100一般包括至少一處理單元110和一記憶體112。
無線行動計算裝置100一般具有可攜式電源120諸如一電池組件、燃料電池或其他電源模組。電源120擔任由裝置100所執行之計算和無線資料傳輸的一主要電源。
當裝置100在此敘述為“已開機的”時，電源120係用來顯析該裝置於操作中的一“工作(ON)”狀態。反之，當這個裝置被敘述為“已關機的”時，裝置係於操作中的一“不工作(OFF)”狀態，極少甚至沒有電源流進任何元件。
裝置100也含有一或更多通信連結114，其允許該裝置與其他裝置通訊。通信連結114也許是一內部或外部的通信匯流排。一通信連結是一通信媒體的一例。
通信連結114可連線到雙無線電通信系統150。系統 可駐在一分別的元件上或可整個含進該裝置的主機板上或者甚至可能建入於處理器。
系統具有一無線網路界面連結152。透過無線網路界面連結(NIC)152，無線裝置100可透過其中一無線存取點(AP)182與一基礎架構網路180通信。該存取點依次可將該裝置連接到一或更多其他網路184諸如網際網路。
或者，無線裝置100也許是一點-對-點網路的一部分，也稱為包括其他無線裝置之一ad hoc網路。
雙無線電通信系統150具有至少兩個用於無線網路通信的無線通信單元：無線電160和無線電170。這些無線通信單元也可僅稱為無線電。雙無線電通信系統150也可具有在兩無線電之間切換的一多工器154。多工器154可實作在硬體、軟體，或兩者的結合中。
每一無線電都具有一發送器162、172，每一發送器係耦接到它自己的天線166、176以在一合適頻率通道上無線傳送資料。每一無線電也都有一接收器164、174，每一接收器也耦接到一天線以從與這些裝置通信的網路當中接收所無線傳輸的通信封包。因為每一無線電具有一發送器及接收器，其亦可稱為「無線電收發器」。
一無線電160是一低功率無線電(LPR)並且另一無線電170是一高功率無線電(HPR)。當消耗一低量能源時，LPR 160提供一低資料速率。在消耗一高量能源時，HPR 170提供一高資料速率。
當有高頻寬需求時，雙無線電通信系統150利用HPR 170。然而，當頻寬需求為低時，雙無線電通信系統150係從HPR 170切換到LPR 160以送出和接收資料。則HPR可被關閉電源。在這樣進行時，當仍減少能源消耗時，示範的多無線電通訊器在使用者感覺的延遲時間上使負面影響減到最小程度。
一般，示範的多無線電通訊器可實作在具有一個以上無線電多的任何裝置上。雙無線電通信系統150可具有一單一網路界面卡，其具有至少兩個內建的無線電-一高資料速率無線電(諸如流行的IEEE 802.11{a,b,g}無線區域網路(LAN)無線電)及一低資料速率無線電(諸如藍牙Bluetooth和新近標準化的IEEE 802.15無線電)。
兩個無線電可操作在不同頻段上，使用不同調變方案，和使用不同通道存取策略。然而，想要的是對於兩個無線電的電源特性要不同的(也許甚至大大地不同)。
在兩無線電的背景中所描述此示範的多無線電通訊器。一者是一低功率無線電及另一者是一高功率無線電。然而，那些熟悉此技藝者將認知到本發明的其他實施例沒局限於僅兩無線電。的確，其他實施例可利用三或更多無線電。每一無線電都可具有耗電、資料速率、操作範圍及/或操作頻段的獨特結合。這些另外實施例可從這些多個無線電當中選擇以符合對具有想要組合的無線電之目前系統的通信需求。
此示範的多無線電通訊器概要(profile)應用程式、無線連結，及即時的網路壅塞。使用這個資訊，它調適地選 擇通訊的適當無線電。
在第1圖中，雙無線電通信系統150顯示含一具有多個無線電之一單一網路界面152。或者，系統可有多個網路界面並且每一網路界面都可具有一單一無線電。例如，一系統可具有含一LPR的一網路界面及另一含HPR的一網路界面。
低功率無線電(LPR)
LPR 160係由接收和送出資料的各種元件組成，其包括用於控制該收發器的操作之一邏輯裝置。首要電源120係一般為LPR的電源。
LPR 160也包括一射頻(RF)產生器(例如，發送器162)用以發射及產生無線電頻率信號。用於實作或加強該收發器功能的其他元件也可包括為低功率收發器電路系統的一部分。
實際上，LPR 160可實作為裝置100的一內部元件，諸如藉由將它與裝置的首要主機板整合，或者它能夠透過一週邊通信連結(例如，輸入通道)連接到該計算裝置上。表1中所顯示LPR 160之示範的操作特性。
如在表1中所顯示，LPR 160的各種特性造成低能源消耗。更適宜是，LPR操作在一低頻段中諸如900百萬赫茲(MHz)。這是因為無線電波於低頻率比高頻率傳播更好，且由於低能源操作之範圍損失係由更好傳播來彌補。為了對照含有HPR特性之LPR特性，標準無線網路介面卡諸如那些實作IEEE 802.11{b,g}，我們將其描述為操作在更高的2.4 GHz(十億赫茲)頻段中之HPRs。
習知諸如那些依據IEEE 802.11標準的網路介面卡操作於極高資料速率，其範圍從1-54百萬位元/秒。藉由複雜電子電路系統達到更高的資料速率，其需要更大的電流來操作。因而，標準網路介面卡需要一恰當作業之更大的電池。
然而，LPR 160需求操作於較少電源且可配置以甚至在無線裝置100的電源關閉狀態期間繼續保持作用。當沒有限制表1的操作特性時，LPR係合適用於產生和接收RF信號沒有需要用裝置的重要能源用法。
示範的雙無線電通信系統之程式模組
雙無線電通信系統150可具有兩主要程式模組元件：也許是一使用者層級的服務或守護進程(daemon)之一雙無線電服務(“DR服務”)，及也許是核心層級的NDIS中間驅動程式之一雙無線電驅動程式(“DR驅動程式”)。這些程式 模組元件一般是一作業系統的一部分及/或定級在一作業系統的頂層。然而，這些程式模組元件的一或兩者可實作在雙無線電通信系統150的ROM(唯讀記憶體)、RAM(隨機存取記憶體)，或雙無線電通信系統150的韌體。此兩模組也可實作在一整合的方式中。
DR服務可執行該方法邏輯的一些或全部以決定是否從一無線電切換到另一無線電並且指導這樣的切換。
DR驅動程式是一NDIS中間驅動程式，其坐落在網路層之下但為資料連結層之上。這個驅動程式的工作要露出這兩個無線電160和170為對該上層的通訊協定和應用程式之一單一無線網路界面。一應用程式係綁至一單一網路位址，但通信可使用任一無線電。
當傳送時，DR服務指導DR驅動程式使用一特定無線電來傳送下一組資料封包。當接收時，DR驅動程式在它的兩無線電之一者上收到資料封包且將封包送達至下一通訊協定層。DR驅動程式露出一單一界面(例如，一IEEE 802.3界面)至更高層的通訊協定和應用程式。當DR服務選擇該低功率無線電時，DR服務也指導作業系統關閉該高功率無線電，從而減少無線裝置的能源消耗。
示範的多無線電通訊器是不可知論其下的硬體和這些連網通訊協定兩者。因而，該裝置可使用系統中的任何無線電，並且該應用程式能夠使用系統中的任何連網通訊協定。
示範的多無線電通信之方法論實作
第2圖和第3圖顯示由雙無線電通信系統150(或其某些部分)執行之示範的多無線電通訊器之方法論實作。在第2圖顯示之方法論實作執行對於指導切換至HPR的操作。在第3圖顯示之方法論實作執行對於指導切換至LPR的操作。能以軟體、硬體，或其結合體執行這些方法論實作。
當然，第2圖和第3圖中顯示步驟的順序僅提供為例示說明。其他實作可使用該等步驟的其他順序。
切換至HPR
第2圖說明DR服務用來決定是否指導DR驅動程式從LPR切換為HPR以傳輸資料封包之方法論步驟和條件。由第2圖中的圓圈210表示從LPR切換為HPR的決定。
第2圖的區塊212表示第2圖的方法論步驟之開始狀態。那麼，當循環回經此處時，該處理回到區塊212。
在212處，示範的多無線電通訊器決定行動裝置100是否連接到一無限的電源上(例如，一交流電(A/C)插座)。如果是如此的話，限制能源消耗不是一重要考量點。那麼，則它在210處切換為HPR。否則，它進行下一區塊。
在第2圖的214處，示範的多無線電通訊器決定使用者是否表明他或她想要使用HPR。也許，由於掛慮延遲時間的關係或者由於欠缺掛慮耗電的關係，該使用者可要求使用HPR。如果是如此的話，則它在210處切換為HPR。 否則，它進行下一區塊。
在第2圖的216處，示範的多無線電通訊器決定是否該LPR通道係壅塞的並且封包花費著不合理的時間量以通過。何謂不合理的時間量可為一系統定義的值，一經驗性決定的值，由使用者指定的一值，或者由一應用程式指定的一值。如果該LPR通道係壅塞的，則它在210處切換為HPR。否則，它進行下一區塊。
示範的多無線電通訊器透過探查封包的運用以偵測壅塞狀況。探查的頻率可變化(例如，每500毫秒一探查的一頻率)。測量這些探查的封包來回時間(RTT)。壅塞狀況係根據該RTT量測是多高或低來決定。該決定可根據關於來自存取點(AP)182通道的資訊來決定。既然AP處理所有通行量，它知道在LPR通道上正處理多少通行量。能夠使這個資訊與探查RTT結合以供在無線連結中一改進的壅塞量測。
在第2圖的218處，示範的多無線電通訊器決定資料產生的速率是否比LPR的最大臨限值更大。如果是如此的話，則它在210處切換為HPR。否則，它進行下一區塊。此DR裝置驅動程式計數輸入和輸出的位元組數目以決定最近的資料速率。
在第2圖的220處，示範的多無線電通訊器確保LRP通道的合理使用。這可鬆散地定義為能源受限裝置為了競爭LPR通道的能力以使用該通道有可比較於其他想要使用這個相同通道之裝置的一段時間。此主意是要確保沒有裝 置完全接管LPR通道。取而代之是盡量節省電池電力的每個裝置都能夠藉由使用它的LPR而如此進行。
可如此進行的一方法是要規定每一裝置都可使用這個LPR通道一小段時間，以一最大值T 1 秒鐘(例如，5秒)。如果這個裝置已具有該通道比T 1 秒鐘更長時，則它進行下一區塊。否則，它透過這些條件循環回到區塊212。在第2圖的222處，示範的多無線電通訊器決定是否存取點(AP)具有從無線網路上的其他無線裝置對存取LPR通道之懸而未決的請求。如果是如此的話，則它在210處切換為HPR。否則，它透過這些條件循環回到區塊212。甚至在裝置已在LPR通道上超過一規定的時間期T 1 之後，如果AP沒有來自其他裝置對LPR通道之任何懸而未決的請求，它可停留在LPR上。這表示在目標裝置係唯一想要使用這個LPR通道的裝置之情況或者當目標裝置停留在這個通道上不影響網路上其他裝置的操作。處於這個情況下，該裝置的“通道租約”延展一固定的量。在該租約的結尾，如果該裝置想要在LPR者通道上停留，它可再次檢查存取點(AP)。
切換至LPR
第3圖說明DR服務用來決定是否指導DR驅動程式將一進行中的傳輸從HPR切換為LPR以傳輸資料封包之方法論步驟和條件。在第3圖中由圓圈310表示從HPR切換為LPR的決定。
不同於第2圖之方法論實作，兩種開始-狀態在第3圖中所描述之方法論實作：區塊312和314。在區塊312第一開始-狀態是如果使用者明確地請求裝置使用這個LPR，有可能因為他或她想要保存這個電池和增加裝置壽命。在區塊314的第二開始-狀態是如果裝置正執行在低狀態電池上時。可能這些開始-狀態的條件(312和314)兩者皆同時為真。
如果裝置正執行在低電池上時，在第3圖的316處之示範的多無線電通訊器可詢問AP以允許使用LPR通道。AP可取決於通道的狀態和請求的原因來准許使用LPR通道，而請求的原因不可為LPR通道的惡意使用。如果AP答應請求，則它切換為LPR。否則，它回到在314處之原始低電池狀態。
在312處，使用者明確地要求裝置使用LPR通道。
在那種情況下，第3圖的318處之示範的多無線電通訊器決定是否裝置的資料產生速率係在某臨限值以下。如果是如此的話，它進行下一區塊。否則，它回到在312處之原始使用者請求的開始-狀態。
用於資料產生速率的臨限值是由LPR支援之資料速率的一功能。此主意為如果需求超過供應，則裝置比較好是停留在HPR通道上。
其次，在320處，示範的多無線電通訊器檢查裝置是否已在HPR通道上有至少一定的時間量T 2 。如果是如此的話，則它進行下一區塊。否則，它回到在312處之原始使 用者請求的開始-狀態。這條件幫助避免於裝置在LPR和HPR通道之間堅持不懈切換之處的推敲行為。
最後，在322處，示範的多無線電通訊器決定是否LPR通道係壅塞的。它可透過上述機制來進行如下：RTT探查機制和詢問AP的機制。如果該通道沒壅塞並且AP允許這個裝置使用LPR通道，示範的多無線電的通訊器切換為LPR通道並且所有封包透過LPR傳導。如果該通道壅塞，它回到在312處之原始使用者請求的開始-狀態。
在從LPR通道切換為HPR通道中，以AP(由在316詢問AP表示)作最後決定。
切換式通訊協定
在切換為一不同無線電(如分別在第2圖和第3圖的210及310執行)之前，示範的多無線電通訊器通知AP正要執行這個切換。這個程序稱為“切換式通訊協定”。行動裝置開始此切換通訊協定和通知AP關於它的決定。或者，AP可實作它自己的策略和單方面詢問一行動裝置以切換這個裝置的目前無線電。
當正執行此通訊協定時，此兩個無線電皆由裝置保持，因此不會丟掉任何封包。此外，當正執行這個切換通訊協定時，不起始任何其他切換。
當切斷一無線電時
這個章節描述至少另一實施例的一些實作細節。
此切換通訊協定協助決定是否在一特定無線電上有任何封包尚待送出。如果沒有的話，則可切斷這個特定無線電而沒有封包的損失。在一般切換式通訊協定中，當裝置送出一請求到AP以從無線電X切換為無線電Y時，在切斷無線電X之前，該裝置等待此AP的認可(確認信號ACK)。為了避免封包損失，在行動裝置上的DR驅動程式在能夠切斷無線電X之前，必須檢查是否有任何封包等待在X上傳輸。
以示範的多無線電通訊器，DR驅動程式沒有任何機制去直接追蹤目前儲存在無線電X的緩衝器中之封包的數目。這是由於許多無線卡的韌體一般緩衝封包並且在已經傳送那些封包之前，回應作業系統。因此，藉由切斷無線電，有一可能性為在韌體緩衝器中的一些封包會失去。
為了解決這個緩衝問題，示範的多無線電通訊器可另使用一標識器封包以顯露在無線電X上的封包佇列。在這個方案中，當必須執行一切換時，在行動裝置上的DR服務通知DR驅動程式不要送出任何進一步在無線電X上的資料封包。此時它將一特別標識器封包在無線電X上送到AP的DR服務。當AP確認這個封包，裝置的DR服務知道在韌體中沒有緩衝封包，並切斷該無線電。
不利的(pessimistic)vs.最有利的(optimistic)切換
切換式通訊協定通常關於切換至另一無線電是最有利的(即，在通知AP之後立即切換)或者不利的(即，等待AP 來說可以切換)。
當使用這個不利的切換方法時，行動裝置可用任何無線電來通知AP正在切換，不過，它直到在那通道上從AP得到一認可(ACK)才切換。如果AP確認該請求，DR服務將該無線電從X切換為Y，並且使用標識器封包機制來決定何時能夠切斷無線電X。特別提及，AP在無線電X上繼續送出資料直到它將確認信號送到該切換無線電請求。AP知道行動裝置的無線電X和Y兩者在那時一定是工作進行中。當裝置從AP接收這個確認訊息時，這個行動裝置切斷無線電X。
當使用這個最有利的切換方法時，行動裝置在目前選擇的通道上送出它的切換請求。例如，如果從無線電X切換為Y，則在X上送出該請求。由該裝置送出的訊息擔任一切換請求和擔任一標識器封包。在此時，該裝置有利地切換為無線電Y，並且當確認信號從AP接收時，裝置切斷X。如果AP拒絕要切換的請求，裝置切換回無線電X，並且在新通道上通知AP(例如，無線電Y)其正切換回到它的原始通道(例如，無線電X)。
有利方法的優點是，其以僅一訊息被送到AP而從無線電X切換為Y。相對地，不利通訊協定需兩(2)訊息。如果行動裝置的區域壅塞估計(例如，基於這些探查)是合理的，則期望AP很少拒絕該切換請求。因此，在這個情節說明中，該有利方法效能佳。
然而，如果這些區域壅塞估計是不合理的，從HRP到 LPR通道的一切換會增加LPR通道的不必要的使用。例如，當AP拒絕請求時，裝置必須立即切換回來。不利方法的優點是AP控制所有行動式裝置的行為(就通道使用而論)。因它具有通行量的一完整檢視，它可能作出更好的決定。因此，即使行動裝置上的本地資訊是不精確，不利通訊協定能夠確保這個行動站不會不必要地來回切換。
如更早提及，AP可單方面詢問一行動裝置以從無線電X切換為無線電Y。在這種情況下，兩方法以類似模式表現。行動裝置送出一標識器封包且立即切換(因AP已給予許可，不利方法不必獲得許可)。僅當AP收到這個標識器封包時，AP開始在無線電Y上的送出資料(因為在那時AP知道無線電X和Y必須在行動式裝置啟動)。
示範的計算系統和環境
第4圖說明一合適計算環境400的一例子，如在這裡描述那樣，可在計算環境400之內(完全或部分地)實作一示範的多無線電通訊器。計算環境400也許應用於在此所描述的電腦和網路的架構。
示範的計算環境400僅是一計算環境的一例並且不打算就電腦和網路的架構使用或功能性的範圍來建議任何局限性。不應該將計算環境400解釋為與有關在示範的計算環境中說明400之元件的任一或組合體具有任何依存性或必要性。
可用許多其他一般用途或特殊用途計算系統環境或配 置來實作這個示範的多無線電通訊器。著名合適於使用的計算系統、環境和/或配置的例子包括但不局限於個人電腦、伺服器電腦、精簡型客戶端(thin client)、繁重型客戶端(thick client)、掌上型或膝上型裝置、多處理器系統、微處理器型系統、機上盒、可編程消費型電子、網路個人電腦、迷你電腦、大型電腦，包括任何上述系統或裝置之類分散式計算環境。
可以在電腦可執行的指令之一般環境中描述這個示範的多無線電通訊器，諸如由一電腦執行的程式模組。通常，程式模組包括常式、程式、物件、元件、資料結構等等，其執行特定任務或實作特定抽象資料類型。在由透過通信網路連接的遠端處理裝置執行任務之分散式計算環境中，也可實施示範的多無線電通訊器。在一分散式計算環境中，程式模組可位於在含記憶體儲存裝置之本地和遠端電腦儲存媒體兩者中。
計算環境400包括以一電腦402形式之一般用途的計算裝置。電腦402的元件可包括，但沒局限於，一或更多處理器或處理單元404，一系統記憶體406，及耦接各種系統元件包括處理器404到系統記憶體406之一系統匯流排408。
系統匯流排408表示在任何若干種類的匯流排架構當中之一或多種，其包括一記憶體匯流排或記憶體控制器，一週邊匯流排，一加速圖形埠，和使用許多匯流排架構之任何種的處理器或區域匯流排。透過例子，這樣的架構可 包括一工業標準架構(ISA)匯流排、一微通道架構(MCA)匯流排、一延伸工業標準架構(EISA)匯流排、一視訊電子標準協會(VESA)區域匯流排，及也稱作一多層架構(Mezzanine)匯流排之一週邊元件互連(PCI)匯流排。
電腦系統402一般包括許多電腦可讀取的媒體。這樣的媒體係可為由電腦402存取的任何可用媒體，並且包括揮發性和非揮發性媒體兩者、可移除和非可移除的媒體。
系統記憶體406包括電腦可讀取的媒體以揮發性記憶體的形式諸如隨機存取記憶體(RAM)410，和/或非揮發性記憶體諸如唯讀記憶體(ROM)412。一含有基本常式以在電腦402之內協助於元件之間傳送資訊像是在開機期間之基本輸入/輸出系統(BIOS)414，其係儲存在唯讀記憶體412中。RAM 410一般含有可立即存取和/或於處理單元404上即將作業的資料和/或程式模組。
電腦402也可包括其他可移除/非可移除、揮發性/非揮發性的電腦儲存媒體。透過例子，第4圖說明自一非可移除非揮發性的磁媒體(未示出)讀取和寫入的一硬碟機416，自可移除非揮發性的磁碟片420(例如“軟碟片”)讀取和寫入的一磁碟機418，及自可移除非揮發性的光碟424諸如一CD-ROM(唯讀光碟片)、DVD-ROM(DVD唯讀影音光碟片)或其他光學媒體讀取和寫入的一光碟機422。硬碟機416、磁碟機418，和光碟機422每一者都藉由一或多個資料媒體界面426而連接至系統匯流排408。或者，硬碟機416、磁碟機418，和光碟機422能由一或多個 介面(未示出)而被連接到系統匯流排408。
碟驅動器和它們聯結之電腦可讀取的媒體提供電腦可讀取的指令、資料結構、程式模組，和電腦402的其他資料之非揮發性儲存。雖然該例子說明電腦一硬碟416、一可移除的磁碟片420，及一可移除的光碟424，須知其他類型可儲存由一電腦可存取的資料之電腦可讀取媒體，例如磁碟或其他磁儲存裝置、快閃記憶體卡、CD-ROM、數位多用途影音光碟(DVD)或其他光儲存、隨機存取記憶體(RAM)、唯讀記憶體(ROM)、電子式可抹除可編程唯讀記憶體(EEPROM)等等，也能用來實作此示範的計算系統及環境。
可在硬碟416、磁碟420、光碟424、ROM 412，和/或RAM 410，包括透過例子，一作業系統426、一或更多應用程式428，其他程式模組430和程式資料432上儲存許多程式模組。
使用者可藉由輸入裝置像是一鍵盤434與一指標裝置436(例如一“滑鼠”)而輸入命令和資訊到電腦402裡。其他輸入裝置438(未明確示出)可包括一搖桿、遊戲控板、衛星碟、序列埠、掃描器等等或類似裝置。這些輸入裝置與其他輸入裝置係經一耦接於系統匯流排408的輸入/輸出界面440來連接到處理單元404，不過這些輸入裝置與其他輸入裝置也可藉著其他介面與匯流排架構像是一平行埠、遊戲埠或一通用序列匯流排(USB)而連接至處理單元。
一監視器442或其他類型的顯示裝置也經由一介面諸如一視訊配接卡444而連接至系統匯流排408。除了監視 器442之外，其他週邊輸出裝置可包括元件諸如擴音器(未示出)及一印表機446，其可經由一輸入/輸出界面440而被連接到電腦402。
電腦402可作業於一連網環境，其係使用邏輯連線至一或多個遠端電腦像是一遠端計算裝置448。經由範例，遠端計算裝置448可為一個人電腦、可攜式電腦、一伺服器、一路由器、一網路電腦、一同級裝置或其他平常網路節點等等。例示說明該遠端計算裝置448為可包括在此描述與電腦系統402相關的許多或所有元件及特色之一可攜式電腦。
在電腦402和遠端電腦448之間的邏輯連線被描寫為一區域網路(LAN)450和一般廣域網路(WAN)452。如此的連網環境在辦公室、整個企業的電腦網路、組織的內網路，和網際網路是常見的。這樣的連網環境可為有線或無線。
當實作在一區域網路的連網環境中時，電腦402係藉由一網路界面或配接卡454連線到一區域網路450。當實作在一廣域網路的連網環境中時，電腦402一般包括一數據機456或用在廣域網路452上建立通訊之其他裝置。對電腦402而言，可為內部或外部的數據機456會藉著輸入/輸出界面440或其他適當機制而連線到系統匯流排408。須知該說明的網路連線是示範性，並且可運用其他裝置以在電腦402和448之間建立通信連結。
在一連網的環境中，諸如以計算環境400、描述與電腦402相關的程式模組，或其中部分所說明可被儲存在一遠程記憶體裝置中。透過例子，遠程應用程式458駐於遠程電腦 448的一記憶體裝置上。為了說明之目的，雖然認為這樣的程式和元件在不同時間駐在電腦系統402的不同儲存元件，且由該電腦的資料處理器執行，應用程式和其他可執行的程式元件諸如作業系統在此被說明為分散的區塊。
電腦可執行的指令
一示範的多無線電通訊器的實作可描述於一般電腦可執行指令的環境，諸如由一或更多電腦或其他裝置執行的程式模組。通常，程式模組包括常式、程式、物件、元件、資料結構等等，其執行特定任務或實作特定抽象資料類型。一般，模組的功能性可在各種實施例中如所希望那樣結合或分散。
示範的作業環境
第4圖說明一合適的作業環境400的一例子，可在其中實作一示範的多無線電通訊器。特別是，此示範的多無線電通訊器在這裡描述可由第4圖中任何程式模組428-430(全面或部分地)和/或作業系統426或其中的一部分來實作。
作業環境僅是一合適作業環境的一例子，並不打算就在此描述之示範的多無線電通訊器之功能性的範圍或使用來說建議任何局限性。合適使用之其他眾所皆知的計算系統、環境、和/或配置但不限定於個人電腦、伺服器電腦、掌上型或膝上型裝置、多處理器系統、微處理器型系統、 可編程消費型電子、無線電話及設備、一般及特殊用途裝置、特定應用積體網路(ASICs)、網路個人電腦、迷你電腦、大型電腦，包括任何上述系統或裝置之類分散式計算環境。
電腦可讀取媒體
一示範的多無線電通訊器的一實作可儲存在電腦可讀取媒體的某些形式上或跨越電腦可讀取媒體的某些形式而傳送。電腦可讀取媒體係可由一電腦存取的任何可用媒體。藉由例子，電腦可讀取媒體可包括但不限定於“電腦儲存媒體”及“通訊媒體”。
“電腦儲存媒體”包括以任何方法或技術所實作揮發性及非揮發性、可移除及非可移除媒體用於資訊儲存，諸如電腦可讀取指令、資料結構、程式模組或其他資料。電腦儲存媒體包括但不侷限於RAM、ROM、EEPROM、快閃記憶體或其他記憶體技術、CD-ROM、DVD(數位萬用影音光碟片)或其他光學媒體、磁卡式匣、卡帶、磁碟儲存或其他磁儲存裝置，或任何其他可用來儲存想要資訊及可由電腦存取之媒體。
“通訊媒體”一般實施在一經調變的資料訊號像是載波或其他傳輸機制中之電腦可讀取的指令、資料結構、程式模組，或其他資料。通訊媒體也包括任何資訊傳遞媒體。
此專有名詞“經調變的資料訊號”意指具有其特徵組中的一或多個特徵之一訊號，或以在訊號中編碼資訊的方式而改變的一訊號。經由範例但不侷限於，通訊媒體可包含 有線媒體諸如一有線網路或直接連線的連接，及無線媒體諸如聽覺的、射頻(RF)、紅外線和其他無線媒體。任何上面的組合也應該含進電腦可讀取的媒體之範圍內。
結論
雖然已經以特定於結構特性和/或方法的步驟之語言來敘述本發明，但須知在附加的申請專利範圍中定義的本發明不一定要受限於所描述之特定的特性或步驟。寧可揭露該特定的特性或步驟為實作該請求的發明之較佳的形式。
100‧‧‧無線行動計算裝置
110‧‧‧處理器
112‧‧‧記憶體
114‧‧‧通訊連結
120‧‧‧電源
150‧‧‧雙無線電通信系統
152‧‧‧無線網路界面
154‧‧‧多工器
160‧‧‧低功率無線電
162‧‧‧發送器
164‧‧‧接收器
166‧‧‧低功率無線電天線
170‧‧‧高功率無線電
172‧‧‧發送器
174‧‧‧接收器
176‧‧‧高功率無線電天線
180‧‧‧無線網路
182‧‧‧無線存取點(AP)
184‧‧‧網路
400‧‧‧示範的計算環境
402‧‧‧電腦
404‧‧‧處理單元
406‧‧‧系統記憶體
408‧‧‧系統匯流排
410‧‧‧RAM
412‧‧‧ROM
414‧‧‧BIOS
416‧‧‧硬碟機
418‧‧‧磁碟機
420‧‧‧磁碟片
422‧‧‧光碟機
424‧‧‧光碟片
426‧‧‧作業系統
428‧‧‧應用程式
430‧‧‧其他程式模組
432‧‧‧程式資料
434‧‧‧鍵盤
436‧‧‧滑鼠
438‧‧‧其他裝置
440‧‧‧輸入/輸出界面
442‧‧‧監視器
444‧‧‧視訊配接卡
446‧‧‧印表機
448‧‧‧遠端計算裝置
450‧‧‧區域網路
452‧‧‧廣域網路
454‧‧‧網路配接卡
456‧‧‧資料機
458‧‧‧遠程應用程式
這些圖式係自始至終使用相同的參考數字以參考如元件及特性。
第1圖係依據在此描述的一實作之一系統及一合適環境的一方塊圖。
第2圖係顯示在此描述的一方法論實作之一流程圖。
第3圖係顯示在此描述的一方法論實作之一流程圖。
第4圖係能夠(全部或部分)實作在此描述的至少一實施例之一計算作業環境的一例。
100‧‧‧無線行動計算裝置
110‧‧‧處理器
112‧‧‧記憶體
114‧‧‧通訊連結
120‧‧‧電源
150‧‧‧雙無線電通信系統
152‧‧‧無線網路界面
154‧‧‧多工器
160‧‧‧低功率無線電
162‧‧‧發送器
164‧‧‧接收器
166‧‧‧低功率無線電天線
170‧‧‧高功率無線電
172‧‧‧發送器
174‧‧‧接收器
176‧‧‧高功率無線電天線
180‧‧‧無線網路
182‧‧‧無線存取點(AP)
184‧‧‧網路

Claims (19)

  1. 一種具有含電腦可執行指令的一程式模組之電腦可讀取媒體，當由一能源受限之計算裝置執行該等指令時執行一方法，該能源受限之計算裝置具有至少兩個無線電-一低功率無線電(LPR)及一高功率無線電(HPR)-用以於一無線網路上無線通訊資料，該方法至少包含以下步驟：獲得一功率狀態指示，該功率狀態指示表明來自該能源受限之計算裝置的一電源之仍可用的剩餘電力，該電源具有一有限的最大電力容量；決定該功率狀態指示是否表明來自該能源受限之計算裝置的該電源之仍可用的該剩餘電力係相當低；回應於決定該功率狀態指示，當該功率狀態指示表明該剩餘電力係相當低時，將活動的通訊自該HPR切換為該LPR；自該無線網路上的一無線存取點(AP)，獲得一許可指示；決定該許可指示是否表明該無線存取點准許在該無線網路上的該能源受限之計算裝置利用該LPR的一LPR通道；回應於決定該許可指示，當該許可指示表明該無線存取點准許在該無線網路上的該能源受限之計算裝置利用該LPR的該LPR通道時，將活動的通訊自該HPR切換為該LPR。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之電腦可讀取媒體，其中「相當低」之狀態指示，表明該剩餘電力係該電源之有限的最大電力容量的25%或以下。
  3. 一種能源受限的計算裝置，該計算裝置至少包含：一低功率無線電(LPR)，該LPR係配置以一低資料速率於一無線網路上無線通訊資料；一高功率無線電(HPR)，該HPR係配置以一高資料速率於一無線網路上無線通訊資料，其中在經由該HPR通訊期間的電力消耗，顯著的比在經由該LPR通訊期間的電力消耗要高；及如申請專利範圍第1項所述之電腦可讀取媒體。
  4. 一種具有含電腦可執行指令的一程式模組之電腦可讀取媒體，當由一能源受限之計算裝置執行該等指令時執行一方法，該能源受限之計算裝置具有至少兩無線電-一低功率無線電(LPR)及一高功率無線電(HPR)-用以於一無線網路上無線通訊資料，該方法至少包含以下步驟：獲得指示一速率的一速率指示，該能源受限之計算裝置係以該速率產生用以在該無線網路上通訊的資料；決定該速率指示是否指示該資料產生速率係在一經定義臨限值或在該經定義臨限值以下； 回應於決定該資料產生速率，當所指示的速率係在一經定義臨限值或在該經定義臨限值以下時，將活動的通訊自該HPR切換為該LPR；獲得一通道壅塞指示，該通道壅塞指示表明該LPR所使用的一LPR通道的一壅塞程度；根據該通道壅塞指示，決定該LPR所使用的該LPR通道的該壅塞程度；回應於根據該通道壅塞指示的決定，當該通道壅塞指示表明該LPR所使用的該LPR通道未壅塞時，將活動的通訊自該HPR切換為該LPR。
  5. 一種能源受限的計算裝置，該計算裝置至少包含：一低功率無線電(LPR)，該LPR係配置以一低資料速率於一無線網路上無線通訊資料；一高功率無線電(HPR)，該HPR係配置以一高資料速率於一無線網路上無線通訊資料，其中在經由該HPR通訊期間的電力消耗，顯著的比在經由該LPR通訊期間的電力消耗要高；及如申請專利範圍第4項所述之電腦可讀取媒體。
  6. 一種具有含電腦可執行指令的一程式模組之電腦可讀取媒體，當由一能源受限之計算裝置執行該等指令時執行一方法，該能源受限之計算裝置具有至少兩無線電-一低功率無線電(LPR)及一高功率無線電(HPR)-用以 於一無線網路上無線通訊資料，該方法至少包含以下步驟：自該無線網路上的一無線存取點(AP)，獲得一許可指示；決定該許可指示是否表明該無線存取點准許在該無線網路上的該能源受限之計算裝置利用該LPR的一LPR通道；回應於決定該許可指示，當該許可指示表明該無線存取點准許在該無線網路上的該能源受限之計算裝置利用該LPR的該LPR通道時，將活動的通訊自該HPR切換為該LPR；獲得一HPR計時器指示，該HPR計時器指示表明該HPR已活動多長時間；根據該HPR計時器指示，決定該HPR是否已活動超過了一經定義活動臨限值；回應於根據該HPR計時器指示的決定，當該HPR已活動超過了該經定義活動臨限值時，將活動的通訊自該HPR切換為該LPR。
  7. 一種能源受限的計算裝置，其至少包含：一低功率無線電(LPR)，該LPR係配置以一低資料速率於一無線網路上無線通訊資料；一高功率無線電(HPR)，該HPR係配置以一高資料速率於一無線網路上無線通訊資料，其中在經由該HPR 通訊期間的電力消耗，顯著的比在經由該LPR通訊期間的電力消耗要高；及如申請專利範圍第6項所述之電腦可讀取媒體。
  8. 一種具有含電腦可執行指令的一程式模組之電腦可讀取媒體，當由一能源受限之計算裝置執行該等指令時執行一方法，該能源受限之計算裝置具有至少兩無線電-一低功率無線電(LPR)及一高功率無線電(HPR)-用以於一無線網路上無線通訊資料，該方法至少包含以下步驟：獲得一通道壅塞指示，該通道壅塞指示表明該LPR所使用的一LPR通道的一壅塞程度；根據該通道壅塞指示，決定該LPR所使用的該LPR通道的該壅塞程度；回應於根據該通道壅塞指示的決定，當該通道壅塞指示表明該LPR所使用的該LPR通道未壅塞時，將活動的通訊自該HPR切換為該LPR；獲得一使用者需求指示，該使用者需求指示表明依使用者是否要求啟動該LPR；根據該使用者需求指示，決定該使用者是否要求啟動該LPR；回應於根據該使用者需求指示的決定，當該使用者要求啟動該LPR時，將活動的通訊自該HPR切換為該LPR。
  9. 一種能源受限的計算裝置，其至少包含：一低功率無線電(LPR)，該LPR係配置以一低資料速率於一無線網路上無線通訊資料；一高功率無線電(HPR)，該HPR係配置以一高資料速率於一無線網路上無線通訊資料，其中在經由該HPR通訊期間的電力消耗，顯著的比在經由該LPR通訊期間的電力消耗要高；及如申請專利範圍第8項所述之電腦可讀取媒體。
  10. 一種具有含電腦可執行指令的一程式模組之電腦可讀取媒體，當由一能源受限之計算裝置執行該等指令時執行一方法，該能源受限之計算裝置具有至少兩無線電-一低功率無線電(LPR)及一高功率無線電(HPR)-用以於一無線網路上無線通訊資料，該方法至少包含以下步驟：獲得一通道壅塞指示，該通道壅塞指示表明該LPR所使用的一LPR通道的一壅塞程度；根據該通道壅塞指示，決定該LPR所使用的該LPR通道的該壅塞程度；回應於根據該通道壅塞指示的決定，當該通道壅塞指示表明該LPR所使用的該LPR通道係壅塞時，將活動的通訊自該LPR切換為該HPR；獲得一功率狀態指示，該功率狀態指示表明來自該能源受限之計算裝置的一電源之仍可用的剩餘電力； 決定該功率狀態指示是否表明該能源受限之計算裝置正從一外部電源接收能源；回應於決定該功率狀態指示，當該功率狀態指示表明該能源受限之計算裝置正從一外部電源接收能源時，將活動的通訊自該LPR切換為該HPR。
  11. 一種能源受限的計算裝置，該計算裝置至少包含：一低功率無線電(LPR)，該LPR係配置以一低資料速率於一無線網路上無線通訊資料；一高功率無線電(HPR)，該HPR係配置以一高資料速率於一無線網路上無線通訊資料，其中在經由該HPR通訊期間的電力消耗，顯著的比在經由該LPR通訊期間的電力消耗要高；及如申請專利範圍第10項所述之電腦可讀取媒體。
  12. 一種具有含電腦可執行指令的一程式模組之電腦可讀取媒體，當由一能源受限之計算裝置執行該等指令時執行一方法，該能源受限之計算裝置具有至少兩無線電-一低功率無線電(LPR)及一高功率無線電(HPR)-用以於一無線網路上無線通訊資料，該方法至少包含以下步驟：獲得指示一速率的一速率指示，該能源受限之計算裝置係以該速率產生用以在該無線網路上通訊的資料；決定該速率指示是否指示該資料產生速率係在一 經定義臨限值或在該經定義臨限值以上；回應於決定該資料產生速率，當所指示的速率係在一經定義臨限值或在該經定義臨限值以上時，將活動的通訊自該LPR切換為該HPR；從在該無線網路上的一無線存取點(AP)獲得一懸而未決之請求指示；決定該懸而未決之請求指示是否表明該無線存取點具有來自該無線網路上的其他無線裝置對存取該LPR所使用之該LPR通道的一或多個請求；回應於決定該懸而未決之請求指示，當該懸而未決之請求指示表明該無線存取點具有來自該無線網路上的該等其他無線裝置對存取該LPR所使用之該LPR通道的一或多個請求時，將活動的通訊自該LPR切換為該HPR。
  13. 一種能源受限的計算裝置，該計算裝置至少包含：一低功率無線電(LPR)，該LPR係配置以一低資料速率於一無線網路上無線通訊資料；一高功率無線電(HPR)，該HPR係配置以一高資料速率於一無線網路上無線通訊資料，其中在經由該HPR通訊期間的電力消耗，顯著的比在經由該LPR通訊期間的電力消耗要高；及如申請專利範圍第12項所述之電腦可讀取媒體。
  14. 一種用於促進於一無線網路上以有效率的電力消耗來通訊資料的系統，該系統至少包含：一低功率無線電(LPR)，該LPR係配置以一低資料速率於該無線網路上無線通訊資料；一高功率無線電(HPR)，該HPR係配置以一高資料速率於一無線網路上無線通訊資料，其中在經由該HPR通訊期間的電力消耗，顯著的比在經由該LPR通訊期間的電力消耗要高；一多工器，該多工器係配置以選擇性地啟動該HPR或該LPR之任一者，以能夠經由該LPR或該HPR之任一者來於該無線網路上通訊資料；一網路介面，該網路介面係配置以引導該多工器以當一資料產生速率在一經定義臨限值或在該經定義臨限值以下時啟動該LPR，且該網路介面係進一步配置以引導該多工器以當一使用者要求啟動該LPR時啟動該LPR。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之系統，其中該網路介面係進一步配置以引導該多工器以選擇性地啟動該LPR或該HPR之任一者，其中該網路介面當從在該無線網路上的一無線存取點(AP)接收一許可指示，且該許可指示表明該無線存取點准許在該無線網路上的一能源受限之計算裝置利用該LPR的一LPR通道時，引導該多工器以選擇性地啟動該LPR並使該HPR停止活動 (deactivate)。
  16. 如申請專利範圍第14項所述之系統，其中該網路介面係進一步配置以引導該多工器以選擇性地啟動該LPR或該HPR之任一者，其中當接收到一該通道壅塞指示而該通道壅塞指示表明該LPR所使用的一LPR通道未壅塞時，引導該多工器以選擇性地啟動該LPR並使該HPR停止活動。
  17. 如申請專利範圍第14項所述之系統，其中該網路介面係進一步配置以引導該多工器以選擇性地啟動該LPR或該HPR之任一者，其中當接收到一懸而未決之請求指示而該懸而未決之請求指示表明一無線存取點(AP)具有來自該無線網路上的其他無線裝置對存取該LPR所使用之一LPR通道的一或多個請求時，該網路介面引導該多工器以選擇性地啟動該HPR並且使該LPR停止活動。
  18. 一種能源受限之計算裝置，該能源受限之計算裝置至少包含如申請專利範圍第14項所述之系統。
  19. 一種具有含電腦可執行指令的一程式模組之電腦可讀取媒體，當由一無線存取點(AP)執行該等指令時執行一方法，該無線存取點使用至少兩個無線電通道-一低功 率無線電(LPR)通道及一高功率無線電(HPR)通道-用以於一無線網路上通訊無線資料，該方法至少包含以下步驟：接收來自一無線計算裝置的一請求，該請求係用以准許使用一LPR通道，該無線計算裝置正經由一HPR通道活動地通訊；藉由經由該無線網路傳送一許可指示來回應該請求，該許可指示表明該無線計算裝置被准許將活動的通訊自該HPR通道切換為該LPR通道。
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