TWI410086B - 無基地台無線網路之全動態電源管理方法及系統，及其電腦程式產品 - Google Patents

無基地台無線網路之全動態電源管理方法及系統，及其電腦程式產品 Download PDF

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

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Description

無基地台無線網路之全動態電源管理方法及系統，及其電腦程式產品
本發明係有關於一種電源管理方法及系統，特別適用於無線網路，如「無線隨意網路(ad-hoc wireless networks)」，使得網路中的通訊台可以依據所剩電源多寡、服務品質參數、或者其他因素來動態調控「醒睡作息(awake/sleep schedule)」，以達到省電之功效，並使得網路裡頭的通訊台彼此之間可順利地傳輸資料。
隨著可攜式裝置的普及，無線區域網路(wireless local area network，簡寫成WLAN)的應用也逐漸受重視。IEEE 802.11為無線區域網路之媒介存取控制(medium access control，簡稱MAC)的國際標準。IEEE 802.11將無線區域網路分為具基礎設施之無線網路(infrastructure WLAN)以及無線隨意網路(ad-hoc wireless networks)。第1圖為一示意圖，係顯示一無線隨意網路。如第1圖所示，無線隨意網路100中之個別通訊台(station)110、120、130、140與150可以和其他鄰近的通訊台相互進行通信，以進行資料傳輸。
第2圖為一示意圖，係顯示一般無線網路卡之耗電模型。每一通訊台可以分別處於傳送狀態、接收狀態、聆聽(listen)狀態、與睡眠(doze)狀態。如第2圖所示，當通訊台處於傳送狀態、接收狀態、或聆聽狀態時，其電源消耗大致落於1.6至1.2瓦之間，而當通訊台處於睡眠狀態時，可以大幅減少電源消耗。因此，IEEE 802.11規範一種可以達到省電效果的資料傳輸方法，稱之為「電源管理(power management)」。 在IEEE 802.11的規範裡頭，時間被切割為複數個標誌區間(Beacon Interval，簡寫為BI)，其中每一標誌區間前面的時段包含一個交通聲明指示訊息視窗(Announcement Traffic Indication Message Window，簡寫成ATIM window)。每個處於省電模態(power-saving mode)的通訊台必須在每個標誌區間的一開始醒來，且在交通聲明指示訊息視窗中持續醒著，以等待接收由其他通訊台所傳送之交通聲明指示訊息訊框(ATIM frame)。當通訊台於交通聲明指示訊息視窗的這段期間內並未成功傳送或接收到任何交通聲明指示訊息訊框，則可以在交通聲明指示訊息視窗結束之後進入睡眠狀態。若通訊台於交通聲明指示訊息視窗的這段期間內接收到交通聲明指示訊息訊框，則通訊台必須回傳一交通聲明指示訊息回應(ATIM ACK)訊框給傳送此交通聲明指示訊息訊框的通訊台，並在交通聲明指示訊息視窗結束之後持續醒著，以等待接收資料訊框(Data Frame)。
第3圖為一示意圖，係顯示在IEEE 802.11所規範之無線隨意式網路裡頭電源管理運作的例子。如第3圖所示，當標誌區間BI 1開始時(此一時刻稱之為「目標標誌傳送時間」(Target Beacon Transmission Time，簡寫成TBTT)，通訊台X與Y必須競相發送一個標誌訊框(beacon frame)，其目的是用來讓網路中的通訊台達成同步(timing synchronization)。如第3圖之例，通訊台Y發出了標誌訊框以讓網路中的所有其他通訊台(包含通訊台X)以達成同步。由於通訊台Y在「標誌區間BI 1」期間已發出了標誌訊框，足以達成同步，所以通訊台X在「標誌區間BI 1」期間可以不發標誌訊框。另一方面，在標誌區間BI 1之交通聲明指示訊息視窗(ATIM window，簡寫成AW)期間，通訊台X與Y並未接收到任何的交通聲明指示訊息訊框，因此在交通聲明指示訊息視窗結束之後，X和Y便可入睡眠狀態(doze state，用符號S表示)。在標誌區間BI 2開始，通訊台X成功的發出標誌訊框。在標誌區間BI 2之交通聲明指示訊息視窗AW期間，通訊台X接收到由通訊台Y所傳送的交通聲明指示訊息訊框A，因此，通訊台X回傳交通聲明指示訊息回應a給通訊台Y，並在交通聲明指示訊息視窗AW結束之後持續醒著。在交通聲明指示訊息視窗AW結束之後，通訊台Y可以開始傳送一資料訊框D給通訊台X，而通訊台X接受到資料訊框D之後，回傳一資料回應(Data ACK)d給通訊台Y。
如前所述，在802.11的作法之下，每個處在省電模態的通訊台即使電源不足、或者根本沒有資料需要傳送或接收，也都必須在「每一個」標誌區間的交通聲明指示訊息視窗期間醒來。我們希望處於省電狀態的通訊台可以動態調整「聆聽區間(Listen Interval)」的值，其中「聆聽區間」的定義為「相鄰兩個交通聲明指示訊息視窗之間所包含的標誌區間數目」。很明顯的，在802.11裡頭，聆聽區間的值必須固定為1，不能改變。
在一稱為AQEC(Adaptive Quorum-Based Energy Conserving Protocol)之習知技術中，每L 個標誌區間合成一個群組，稱之為QGI，其中為整數。一旦行動台P進入省電模式，如第4圖，便從3*3的方塊中任挑一條直線和一條橫線當作醒來的位置。在第4圖的例子中，P在每9個標誌區間裡頭選擇第(0,1,2,3,6)個標誌區間作為醒著的標誌區間(ABI)(注意的是，其醒著標誌區間的結構與802.11的棕誌區間相同)，其餘的第{4,5,7,8}個標誌區間都去睡覺。行動台Q則從4*4的方塊裡頭選擇選擇第{3,7,11,12,13,14,15}個標誌區間作為醒著的標誌區間，其餘的第{0,1,2,4,5,6,8,9,10}個標誌區間都去睡覺。一旦行動台P有資料想送給Q的時候，P會在每個ABI醒來，並在交通聲明指示訊息視窗期間傳送交通聲明指示訊息訊框給Q。一直持續嘗試下去，直到Q收到P的交通聲明指示訊息訊框為止。在第4圖中，我們可觀察到有相當多的交通聲明指示訊息訊框都是浪費的，因為P並不知道Q的ABI位置，所以只好如此「盲目嘗試」。此外，當最大的QGI為L 時，AQEC的動態調控能力(adaptiveness)為(因為AQEC限定ABIs的位置必須落在的方塊裡頭)。這表示AQEC的動態調控能力還沒有到達理論上限：L 。
在本案中，每個處於省電模態的通訊台可以根據所剩的電源多寡、所需的服務品質(quality of service)或者其他因素，網路通訊品質的好壞來動態調整聆聽區間的值，且決定聆聽區間期間中喚醒標誌區間的數目與位置。另外，更加上鄰居通訊台之維護，使得本發明將可以比802.11所提之方法或AQEC方法大幅地減少耗電量。
有鑑於此，本發明提供一種無基地台無線網路之全動態電源管理方法及系統，可以讓處於省電狀態的通訊台可以動態調整聆聽區間的值，且決定聆聽區間期間中喚醒標誌區間的數目與位置。
本發明實施例之無基地台無線網路之全動態電源管理方法，適用於一第一通訊台與一第二通訊台，其中第二通訊台每隔一聆聽區間(Listen Interval)值數目之標誌區間(Beacon Interval)重複一醒來/睡覺行為。首先，設定第二通訊台於聆聽區間期間中喚醒標誌區間(Awake Beacon Intervals)的數目，及喚醒標誌區間所在聆聽區間中的位置，其中，(1)給定聆聽區間的數值LI，令A(LI)表示喚醒標誌區間在該聆聽區間中的位置，則A(LI)形成一循環差集合；(2)若聆聽區間的數值LI包含因數f，則A(LI)必須包含A(f)。第二通訊台可以於喚醒標誌區間中之一標誌視窗(Beacon Window)期間發送一標誌訊框(Beacon Frame)。其中，標誌訊框至少包括一剩餘標誌區間值，且剩餘標誌區間值係從發送標誌訊框目前所在之標誌視窗到下一個交通聲明指示訊息視窗(ATIM Window)所需之標誌區間數目。一旦第一通訊台曾經正確接收由第二通訊台傳送之標誌訊框，便可依據其剩餘標誌區間值來判定第二通訊台正常標誌區間的來臨時機。如此，第一通訊台便可在第二通訊台之正常標誌區間的期間內傳送資料訊框給第二通訊台。
本發明實施例之無基地台無線網路之全動態電源管理系統，包括一第一通訊台與一第二通訊台。第二通訊台每隔一聆聽區間值數目之標誌區間重複一醒來/睡覺行為。第二通訊台設定於聆聽區間期間中喚醒標誌區間的數目，及喚醒標誌區間所在聆聽區間中的位置。其中，(1)給定聆聽區間的數值LI，令A(LI)表示喚醒標誌區間在該聆聽區間中的位置，則A(LI)形成一循環差集合；(2)若聆聽區間的數值LI包含因數f，則A(LI)必須包含A(f)。第二通訊台可以在喚醒標誌區間中之一標誌視窗期間發送一標誌訊框。其中，標誌訊框至少包括一剩餘標誌區間值，且剩餘標誌區間值係從發送標誌訊框目前所在之標誌視窗到下一個交通聲明指示訊息視窗所需之標誌區間數目。一旦第一通訊台曾經正確接收由第二通訊台傳送之標誌訊框，便可依據其剩餘標誌區間值來判定第二通訊台正常標誌區間的來臨時機。如此，第一通訊台便可在第二通訊台之正常標誌區間的期間內傳送資料訊框給第二通訊台。
本發明實施例之無基地台無線網路之全動態電源管理方法，適用於每隔一聆聽區間值數目之標誌區間重複一醒來/睡覺行為之一通訊台。首先，設定通訊台於聆聽區間期間中喚醒標誌區間的數目，及喚醒標誌區間所在聆聽區間中的位置。其中，(1)給定聆聽區間的數值LI，令A(LI)表示喚醒標誌區間在該聆聽區間中的位置，則A(LI)形成一循環差集合；(2)若聆聽區間的數值LI包含因數f，則A(LI)必須包含A(f)。通訊台可以於喚醒標誌區間中之一標誌視窗期間發送一標誌訊框。其中，標誌訊框至少包括一剩餘標誌區間值，且剩餘標誌區間值係從發送標誌訊框目前所在之標誌視窗到下一個交通聲明指示訊息視窗所需之標誌區間數目。
本發明實施例之無基地台無線網路之全動態電源管理系統包括一通訊台。通訊台每隔一聆聽區間值數目之標誌區間重複一醒來/睡覺行為，且設定通訊台於聆聽區間期間中喚醒標誌區間的數目，及喚醒標誌區間所在聆聽區間中的位置。其中，(1)給定聆聽區間的數值LI，令A(LI)表示喚醒標誌區間在該聆聽區間中的位置，則A(LI)形成一循環差集合；(2)若聆聽區間的數值LI包含因數f，則A(LI)必須包含A(f)。通訊台可以於喚醒標誌區間中之一標誌視窗期間發送一標誌訊框。其中，標誌訊框至少包括一剩餘標誌區間值，且剩餘標誌區間值係從發送標誌訊框目前所在之標誌視窗到下一個交通聲明指示訊息視窗所需之標誌區間數目。
本發明實施例之無基地台無線網路之全動態電源管理方法，適用於一第一通訊台與一第二通訊台，其中第一通訊台每隔一第一聆聽區間值數目之標誌區間重複一醒來/睡覺行為，且第二通訊台每隔一第二聆聽區間值數目之標誌區間重複一醒來/睡覺行為。首先，設定第一通訊台或第二通訊台於聆聽區間期間中喚醒標誌區間的數目，及喚醒標誌區間所在聆聽區間中的位置。其中，假設第一聆聽區間值與第二聆聽區間值的最大公因數為r，那麼在聆聽區間值為r的喚醒標誌區間位置裡頭，必須存在二個標誌區間的位置a和b，使得對於任意整數d，a和b的差同餘於d。第一通訊台或第二通訊台可以於喚醒標誌區間中之一標誌視窗期間發送一標誌訊框。其中，標誌訊框至少包括一剩餘標誌區間值，且剩餘標誌區間值係從發送標誌訊框目前所在之標誌視窗到下一個交通聲明指示訊息視窗所需之標誌區間數目。
本發明上述方法可以透過程式碼方式存在。當程式碼被機器載入且執行時，機器變成用以實行本發明之裝置。
為使本發明之上述目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖示，詳細說明如下。
第5圖為一示意圖，係顯示依據本發明實施例之無基地台無線網路之全動態電源管理系統。如第5圖所示，依據本發明實施例之電源管理系統400包括至少一第一通訊台410與一第二通訊台420所組成之無線網路，如：隨意無線網路(ad-hoc wireless network)，其中「通訊台(station，或稱行動台)」的定義為「具有通訊能力之設施」，如：電腦、基地台(access point 或 base station)、個人數位助理(PDA)、行動電話、智慧型電話(smart phone)等等，但不限定於此。在第5圖中，第一通訊台410與第二通訊台420可以透過無線電波430相互進行通信，以傳輸資料。
在本案中，一個標誌區間可以為「正常標誌區間(Norma1 Beacon Interval，NBI)」、「僅有標誌視窗之標誌區間(Beacon window-only BeaconInterval，BBI)」或「睡眠標誌區間(Sleep Beacon Interval，SBI)」這三種中的其中之一種。
第6圖為一示意圖，係顯示依據本發明實施例之「正常標誌區間」。如第6圖所示，正常標誌區間NBI期間包括一個交通聲明指示訊息視窗AW，且交通聲明指示訊息視窗AW中包含一個標誌視窗BW。必須注意的是，標誌視窗BW的大小必須小於交通聲明指示訊息視窗AW的大小。在正常標誌區間NBI中，通訊台可以進行資料傳輸。更仔細的說，在標誌視窗BW中，通訊台只能傳送/接收標誌訊框；在交通聲明指示訊息視窗AW中標誌視窗BW以外的時間，通訊台可以傳送/接收交通聲明指示訊息訊框(ATIM frame)或交通聲明指示訊息回應(ATIM-ACK)。當通訊台在交通聲明指示訊息視窗AW中接收到交通聲明指示訊息訊框時，通訊台必須回傳一個交通聲明指示訊息回應(ATIM ACK)給傳送此交通聲明指示訊息訊框的通訊台；當通訊台在交通聲明指示訊息視窗AW中接收到交通聲明指示訊息訊框時，則通訊台會在交通聲明指示訊息視窗AW結束之後持續醒著，以等待接收資料訊框(data frame)，且在接收資料訊框後須回傳一資料回應(data ACK)。第7圖為一示意圖，係顯示依據本發明實施例之「僅有標誌視窗之標誌區間」。如第7圖所示，僅有標誌視窗之標誌區間BBI期間包含有一個標誌視窗BW。在標誌視窗BW期間通訊台只能傳送/接收標誌訊框，而在僅有標誌視窗之標誌區間BBI中標誌視窗BW以外的時間，通訊台可以進入睡眠狀態，以節省電源。在一些實施例中，每個通訊台不論是否曾經收到過其他通訊台之標誌訊框，都必須在自己的標誌視窗中傳送自己的標誌訊框給其他通訊台。第8圖為一示意圖，係顯示依據本發明實施例之「睡眠標誌區間」，在睡眠標誌區間SBI期間，通訊台可以完全進入睡眠狀態，以節省電源。值得注意的是，在本案中，包括標誌視窗BW之正常標誌區間NBI與僅有標誌視窗之標誌區間BBI皆屬於喚醒標誌區間(Awake Beacon Interval，ABI)。
必須注意的是，通訊台可以設定一聆聽區間(Listen Interval，簡寫成LI)值，聆聽區間的定義為「通訊台進入省電模式之後，醒來/睡覺的行為重複出現的時間間隔」。換言之，聆聽區間可以包括由喚醒標誌區間ABI與睡眠標誌區間SBI所組成的複數標誌區間。在喚醒標誌區間ABI中，通訊台會至少醒來標誌視窗BW的時間。
此外，本案中，通訊台於標誌視窗中所傳送之標誌訊框裡頭至少包括一剩餘標誌區間值(theR emaining number ofBI s before the coming of the next ATIM window，簡寫成RBI)、通訊台之識別碼(如：MAC位址(address))、與/或聆聽區間值。其中，剩餘標誌區間值RBI定義為「從發送標誌訊框目前所在之標誌視窗到下一個交通聲明指示訊息視窗所需之標誌區間數目」。
第9圖為一流程圖係顯示依據本發明實施例之通訊台之初始設定方法。如步驟S810，通訊台先設定聆聽區間值。接著如步驟S820，通訊台依照既定規則設定「喚醒標誌區間ABI」在聆聽區間中的數目與位置。值得注意的是，喚醒標誌區間ABI可以包括正常標誌區間NBI與僅有標誌視窗之標誌區間BBI。注意的是，既定規則將於後說明。最後，步驟S830，通訊台將聆聽區間中尚未設定的「標誌區間」全部設為「睡眠標誌區間SBI」。
假設聆聽區間值為i ，表示聆聽區間的長度為i 個標誌區間BI，我們將這i 個標誌區間分別標號為第0個標誌區間BI、第1個標誌區間BI、‧‧‧‧、第i -1個標誌區間BI。處於省電模態的通訊台可以根據服務品質參數、所剩電源多寡、或者其他因素，如網路通訊品質的好壞來動態調整聆聽區間的值。在本實施例中，處於省電模態的通訊台在聆聽區間中選擇「喚醒標誌區間ABI」的位置為A(i )={a0 、a1 、...、ak }，其中A(i )必須滿足下列條件：給定兩個整數i 和j ，令r =gcd(i ,j )，那麼對於任意整數，必定存在兩個正整數和，使得a-b =d (modr )。其中mod表示同餘(modulo)，換言之，假設第一聆聽區間值與第二聆聽區間值的最大公因數為r，那麼在聆聽區間值為r的喚醒標誌區間位置裡頭，必須存在二個標誌區間的位置a和b，使得對於任意整數d，a和b的差同餘於d。在一些實施例中，通訊台中可以事先內建一醒來/睡覺作息表格，用以記錄相應不同聆聽區間中喚醒標誌區間的位置。第14圖顯示一醒來/睡覺作息表格的例子。此表格1400記錄了在不同聆聽區間值的條件之下，符合前述條件之包括正常標誌區間NBI與僅有標誌視窗之標誌區間BBI之喚醒標誌區間在聆聽區間ABI的所在位置A(i )。值得注意的是，在此例子中，，且聆聽區間中的第0個標誌區間係設為正常標誌區間NBI。當通訊台設定好聆聽區間值之後，便可以透過查表的方式來直接找出聆聽區間中「正常標誌區間NBI」、「僅有標誌視窗之標誌區間BBI」與「睡眠標誌區間SBI」的數目與在聆聽區間中的所在位置，並進行設定。
另外，A(i )必須符合的前述條件可以更具體化。在一些實施例中，處於省電模態的通訊台在聆聽區間中選擇「喚醒標誌區間ABI」的位置為A(i )={a0 、a1 、...、ak }，其中A(i )必須滿足下列條件：(1)給定任意整數h，令h ⊕A (i )={h +a 0 modi ,h +a 1 modi ,...,h +a k modi }，那麼喚醒標誌區間ABI在聆聽區間中的位置必須滿足A (i )∩(h ⊕A (i ))≠Φ。(2)假設f 0 ,f 1 ,...,f m 為i 的因數，那麼必須成立。換言之，(1)給定聆聽區間的數值LI，令A(LI)表示喚醒標誌區間在該聆聽區間中的位置，則A(LI)形成一循環差集合；(2)若聆聽區間的數值LI包含因數f，則A(LI)必須包含A(f)。類似地，在一些實施例中，通訊台中可以事先內建一醒來/睡覺作息表格，用以記錄相應不同聆聽區間中喚醒標誌區間的位置。第15圖顯示一醒來/睡覺作息表格的例子。此表格1500記錄了在不同聆聽區間值的條件之下，符合前述條件之包括正常標誌區間NBI與僅有標誌視窗之標誌區間BBI之喚醒標誌區間在聆聽區間ABI的所在位置A(i )。值得注意的是，在此例子中，，且聆聽區間中的第0個標誌區間係設為正常標誌區間NBI。當通訊台設定好聆聽區間值之後，便可以透過查表的方式來直接找出聆聽區間中「正常標誌區間NBI」、「僅有標誌視窗之標誌區間BBI」與「睡眠標誌區間SBI」的數目與在聆聽區間中的所在位置，並進行設定。
第10圖為一示意圖係顯示依據本發明實施例之通訊台之初始設定例子。在第10圖的例子中，通訊台X的聆聽區間(LI)值為7。透過查表，第0個標誌區間BI被選擇為正常標誌區間NBI，第1個與第3個標誌區間BI被選擇為僅有標誌視窗之標誌區間BBI，且其餘的標誌區間BI為睡眠標誌區間SBI。因此，在此聆聽區間中通訊台X有3個標誌視窗BW(包括正常標誌區間NBI中的標誌視窗)可以來傳送/接收標誌訊框。
第11圖為一流程圖係顯示依據本發明實施例之資料傳輸方法。注意的是，在此實施例中僅討論「第二通訊台420傳送標誌訊框給第一通訊台410，且第一通訊台410傳送資料訊框給第二通訊台420」的情形。在此同時，第一通訊台410亦會傳送標誌訊框給第二通訊台420，惟不在此實施例中討論。
如步驟S1010，第二通訊台420在其喚醒標誌區間ABI之標誌視窗AW期間傳送標誌訊框給第一通訊台410，其中標誌訊框中可以包括第二通訊台之剩餘標誌區間值、識別碼(如：MAC位址)、與/或聆聽區間值。當第一通訊台410接收到第二通訊台420所傳送之標誌訊框之後，如步驟S1020，將標誌訊框中之第二通訊台識別碼(如：MAC位址)、聆聽區間值與剩餘標誌區間值記錄至一儲存裝置(未顯示)，如：快取記憶體(cache)中。於時間點T400時，第一通訊台產生了資料訊框，並且此資料訊框的目的地為第二通訊台。如步驟S1030，第一通訊台410便依據聆聽區間值與剩餘標誌區間值來判斷第二通訊台420之正常標誌區間NBI何時來臨。每個標誌區間，第一通訊台皆如步驟S1040，判斷目前時間是否已經到了第二通訊台420之正常標誌區間。若尚未到第二通訊台420之正常標誌區間，則繼續步驟S1040之判斷。若已經到了第二通訊台420之正常標誌區間，如步驟S1050，第一通訊台410於第二通訊台420之正常標誌區間NBI內之交通聲明指示訊息視窗AW中傳送交通聲明指示訊息訊框給第二通訊台420。當第二通訊台420接收到交通聲明指示訊息訊框時，如步驟S1060，回傳一個交通聲明指示訊息回應給第一通訊台410。注意的是，當第二通訊台420在交通聲明指示訊息視窗AW中接收到交通聲明指示訊息訊框時，則第二通訊台420會在交通聲明指示訊息視窗AW結束之後持續醒著，以等待接收由第一通訊台410所傳送之資料訊框。當交通聲明指示訊息視窗AW結束之後，如步驟S1070，第一通訊台410傳送資料訊框給第二通訊台420。當第二通訊台420接收到資料訊框之後，如步驟S1080，回傳一資料回應給第一通訊台410。
注意的是，每一通訊台可以將其鄰居通訊台的相關資訊記錄於「鄰居通訊台紀錄表(neighbor table)」中。第12圖為一流程圖，係顯示依據本發明實施例之鄰居通訊台紀錄表之維護方法。如步驟S1110，通訊台判斷是否接收到由其他通訊台所傳送之標誌訊框。如果沒有接收到標誌訊框，則繼續步驟S1110之判斷。一旦接收到標誌訊框，如步驟S1120，通訊台將標誌訊框中之通訊台識別碼、聆聽區間值、與剩餘標誌區間值紀錄於鄰居通訊台紀錄表中。如步驟S1130，判斷時間是否已經經過一個標誌區間。當還沒經過一個標誌區間時，則繼續步驟S1130的判斷。一旦經過一個標誌區間時，如步驟S1140，通訊台便將鄰居通訊台紀錄表裡頭每一筆紀錄中的剩餘標誌區間值減一，接著如步驟S1150，判斷此剩餘標誌區間值是否為-1。若剩餘標誌區間值大於-1，則結束流程；若剩餘標誌區間值為-1，如步驟S1160，將剩餘標誌區間值設為聆聽區間值減一。
第13圖為一流程圖，係顯示依據本發明另一實施例之鄰居通訊台紀錄表之維護方法。如步驟S1210，通訊台判斷是否接收到由其他通訊台所傳送之標誌訊框。如果接收到標誌訊框，如步驟S1220，更新相應此通訊台之聆聽區間值與剩餘標誌區間值。如果沒有接收到標誌訊框，如步驟S1230，判斷是否已經超過一段既定時間而沒有再受到相同通訊台所傳送之標誌訊框。如果此次收到標誌訊框和前一次接收到標誌訊框之間的間隔時間並未超過此一既定時間，則流程回到步驟S1210。如果此次收到標誌訊框和前一次接收到標誌訊框之間的間隔時間已經超過此一既定時間，如步驟S1240，則將此通訊台在鄰居通訊台紀錄表中所對應之資料(包含通訊台識別碼、聆聽區間值、與剩餘標誌區間值)全數刪除。
本發明之方法，或特定型態或其部份，可以以程式碼的型態存在。程式碼可以包含於實體媒體，如軟碟、光碟片、硬碟、或是任何其他機器可讀取(如電腦可讀取)儲存媒體，亦或不限於外在形式之電腦程式產品，其中，當程式碼被機器，如電腦載入且執行時，此機器變成用以參與本發明之裝置。程式碼也可以透過一些傳送媒體，如電線或電纜、光纖、或是任何傳輸型態進行傳送，其中，當程式碼被機器，如電腦接收、載入且執行時，此機器變成用以參與本發明之裝置。當在一般用途處理單元實作時，程式碼結合處理單元提供一操作類似於應用特定邏輯電路之獨特裝置。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟悉此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100、430．．．無線隨意式網路
110、120、130、140、150、X、Y、410、420．．．通訊台
TBTT．．．目標標誌傳送時間
BI1、BI2．．．標誌區間
AW．．．交通聲明指示訊息視窗
B．．．標誌訊框
S．．．睡眠狀態
A．．．交通聲明指示訊息訊框
a．．．交通聲明指示訊息回應
D．．．資料訊框
d．．．資料回應
NBI．．．正常標誌區間
BW．．．標誌視窗
BBI．．．僅有標誌視窗之標誌區間
SBI．．．睡眠標誌區間
S810、S820、S830．．．操作步驟
S1010、S1020、...、S1080．．．操作步驟
S1110、S1120、...、S1160．．．操作步驟
S1210、S1220、...、S1240．．．操作步驟
T400．．．產生資料訊框之時間點
1400．．．醒來/睡覺型態表格
1500．．．醒來/睡覺型態表格
第1圖為一示意圖，係顯示一無線隨意式網路。
第2圖為一示意圖，係顯示一無線網路卡之耗電模型。
第3圖為一示意圖，係顯示一習知之隨意式網路之電源管理運作例子。
第4圖為一示意圖，係顯示一AQEC方法之電源管理運作例子。
第5圖為一示意圖，係顯示依據本發明實施例之無基地台無線網路之全動態電源管理系統。
第6圖為一示意圖，係顯示依據本發明實施例之正常標誌區間。
第7圖為一示意圖，係顯示依據本發明實施例之僅有標誌視窗之標誌區間。
第8圖為一示意圖，係顯示依據本發明實施例之睡眠標誌區間。
第9圖為一流程圖，係顯示依據本發明實施例之通訊台之初始設定方法。
第10圖為一示意圖，係顯示依據本發明實施例之通訊台之初始設定例子。
第11圖為一流程圖，係顯示依據本發明實施例之資料傳輸方法。
第12圖為一流程圖，係顯示依據本發明實施例之鄰居通訊台紀錄表之維護方法。
第13圖為一流程圖，係顯示依據本發明另一實施例之鄰居通訊台紀錄表之維護方法。
第14圖顯示一醒來/睡覺作息表格例子。
第15圖顯示醒來/睡覺作息表格之另一例子。
S810、S820、S830．．．操作步驟

Claims (48)

  1. 一種無基地台無線網路之全動態電源管理方法，適用於一第一通訊台與一第二通訊台，其中該第二通訊台每隔一聆聽區間(Listen Interval)值數目之標誌區間(Beacon Interval)重複一醒來/睡覺行為，包括下列步驟：設定該第二通訊台於該聆聽區間期間中喚醒標誌區間(Awake Beacon Intervals)的數目，及該等喚醒標誌區間所在該聆聽區間中的位置，其中，(1)給定聆聽區間的數值LI，令A(LI)表示喚醒標誌區間在該聆聽區間中的位置，則A(LI)形成一循環差集合；(2)若聆聽區間的數值LI包含因數f，則A(LI)必須包含A(f)；該第二通訊台於該等喚醒標誌區間中之一標誌視窗(Beacon Window)期間發送一標誌訊框(Beacon Frame)，其中該標誌訊框至少包括一剩餘標誌區間值，且該剩餘標誌區間值係從發送標誌訊框目前所在之標誌視窗到下一個交通聲明指示訊息視窗(ATIM Window)所需之標誌區間數目；以及該第一通訊台接收由該第二通訊台傳送之該標誌訊框後，依據該剩餘標誌區間值判定該第二通訊台之一正常標誌區間(Normal Beacon Interval)的來臨時機，且於該第二通訊台之該正常標誌區間內傳送一資料訊框給該第二通訊台。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之無基地台無線網路之全動態電源管理方法，更包括該第二通訊台在該聆聽區間結束後，根據所剩電源多寡或網路傳輸條件來設定一新聆聽區間值。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之無基地台無線網路之 全動態電源管理方法，更包括該第二通訊台傳送包括該聆聽區間值之該標誌訊框至該第一通訊台。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之無基地台無線網路之全動態電源管理方法，更包括下列步驟：該第一通訊台每經過一標誌區間時間之後，便將一鄰居通訊台紀錄表(Neighbor Table)中屬於該第二通訊台之該剩餘標誌區間值減一；以及當該剩餘標誌區間值為負一時，將該剩餘標誌區間值設定為該聆聽區間值減一。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之無基地台無線網路之全動態電源管理方法，更包括當該第一通訊台接收由該第二通訊台傳送之該標誌訊框之後，若超過一既定時間沒有再收到由該第二通訊台所發送之標誌訊框時，便將一鄰居通訊台紀錄表中屬於該第二通訊台之相關資料全數刪除。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之無基地台無線網路之全動態電源管理方法，更包括設定該第二通訊台於該等聆聽區間中之一睡眠標誌區間(Sleep Beacon Interval)的數目，其中該第二通訊台於該等睡眠標誌區間中進入一睡眠狀態(Doze State)。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之無基地台無線網路之全動態電源管理方法，其中該等喚醒標誌區間包括該正常標誌區間或一僅有標誌視窗之標誌區間(Beacon Window-Only Beacon Interval)。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之無基地台無線網路之全動態電源管理方法，其中該等睡眠標誌區間與該等僅有標誌視窗之標誌區間之數目總合為該聆聽區間值減一。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之無基地台無線網路之全動態電源管理方法，其中該僅有標誌視窗之標誌區間包括該標誌視窗，且當該標誌視窗結束後，該第二通訊台進入一睡眠狀態(Doze State)。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之無基地台無線網路之全動態電源管理方法，其中該正常標誌區間包括該交通聲明指示訊息視窗，且該交通聲明指示訊息視窗中包括該標誌視窗。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之無基地台無線網路之全動態電源管理方法，更包括下列步驟：該第一通訊台更於該第二通訊台之該正常標誌區間內之該交通聲明指示訊息視窗期間傳送一交通聲明指示訊息訊框(ATIM frame)給該第二通訊台；該第二通訊台在收到第一通訊台的該交通聲明指示訊息訊框後，傳送一交通聲明指示訊息回應(ATIM ACK)訊框給該第一通訊台；該第一通訊台於該正常標誌區間內之該交通聲明指示訊息視窗結束後，傳送該資料訊框給該第二通訊台；以及該第二通訊台接受到由該第一通訊台所傳送之該資料訊框後，傳送一資料回應(Data ACK)訊框給該第一通訊台。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之無基地台無線網路之全動態電源管理方法，其中設定該第二通訊台於該聆聽區間期間之喚醒標誌區間的數目，及該等喚醒標誌區間所在該聆聽區間中該等標誌區間的位置係依據該聆聽區間 值檢索一醒來/睡覺作息表格完成。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之無基地台無線網路之全動態電源管理方法，更包括設定該第二通訊台於該聆聽區間中之第0個標誌區間為該正常標誌區間，其中，聆聽區間中的標誌區間分別標號為第0個標誌區間、第1個標誌區間、‥‥、第i-1個標誌區間，其中i表示為聆聽區間值。
  14. 一種無基地台無線網路之全動態電源管理系統，包括：一第二通訊台，每隔一聆聽區間(Listen Interval)值數目之標誌區間(Beacon Interval)重複一醒來/睡覺行為，且設定該第二通訊台於該聆聽區間期間中喚醒標誌區間(Awake Beacon Intervals)的數目，及該等喚醒標誌區間所在該聆聽區間中的位置，其中，(1)給定聆聽區間的數值LI，令A(LI)表示喚醒標誌區間在該聆聽區間中的位置，則A(LI)形成一循環差集合；(2)若聆聽區間的數值LI包含因數f，則A(LI)必須包含A(f)，該第二通訊台於該等喚醒標誌區間中之一標誌視窗(Beacon Window)期間發送一標誌訊框(Beacon Frame)，其中該標誌訊框至少包括一剩餘標誌區間值，且該剩餘標誌區間值係從發送標誌訊框目前所在之標誌視窗到下一個交通聲明指示訊息視窗(ATIM Window)所需之標誌區間數目；以及一第一通訊台，接收由該第二通訊台傳送之該標誌訊框後，依據該剩餘標誌區間值判定該第二通訊台之一正常標誌區間(Normal Beacon Interval)的來臨時機，且於該第二通訊台之該正常標誌區間內傳送一資料訊框給該第二 通訊台。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之無基地台無線網路之全動態電源管理系統，其中該第二通訊台更在該聆聽區間結束後，根據所剩電源多寡或網路傳輸條件來設定一新聆聽區間值。
  16. 如申請專利範圍第14項所述之無基地台無線網路之全動態電源管理系統，其中該第二通訊台更傳送包括該聆聽區間值之該標誌訊框至該第一通訊台。
  17. 如申請專利範圍第14項所述之無基地台無線網路之全動態電源管理系統，其中該第一通訊台每經過一標誌區間時間之後，便將一鄰居通訊台紀錄表(Neighbor Table)中屬於該第二通訊台之該剩餘標誌區間值減一，且當該剩餘標誌區間值為負一時，將該剩餘標誌區間值設定為該聆聽區間值減一。
  18. 如申請專利範圍第14項所述之無基地台無線網路之全動態電源管理系統，其中當該第一通訊台接收由該第二通訊台傳送之該標誌訊框之後，若超過一既定時間沒有再收到由該第二通訊台所發送之標誌訊框時，該第一通訊台便將一鄰居通訊台紀錄表中屬於該第二通訊台之相關資料全數刪除。
  19. 如申請專利範圍第14項所述之無基地台無線網路之全動態電源管理系統，其中該第二通訊台更設定於該等聆聽區間中之一睡眠標誌區間(Sleep Beacon Interval)的數目，其中該第二通訊台於該等睡眠標誌區間中進入一睡眠狀態(Doze State)。
  20. 如申請專利範圍第19項所述之無基地台無線網路 之全動態電源管理系統，其中該等喚醒標誌區間包括該正常標誌區間或一僅有標誌視窗之標誌區間(Beacon Window-Only Beacon Interval)。
  21. 如申請專利範圍第20項所述之無基地台無線網路之全動態電源管理系統，其中該等睡眠標誌區間與該等僅有標誌視窗之標誌區間之數目總合為該聆聽區間值減一。
  22. 如申請專利範圍第20項所述之無基地台無線網路之全動態電源管理系統，其中該僅有標誌視窗之標誌區間包括該標誌視窗，且當該標誌視窗結束後，該第二通訊台進入一睡眠狀態(Doze State)。
  23. 如申請專利範圍第14項所述之無基地台無線網路之全動態電源管理系統，其中該正常標誌區間包括該交通聲明指示訊息視窗，且該交通聲明指示訊息視窗中包括該標誌視窗。
  24. 如申請專利範圍第23項所述之無基地台無線網路之全動態電源管理系統，其中該第一通訊台更於該第二通訊台之該正常標誌區間內之該交通聲明指示訊息視窗期間傳送一交通聲明指示訊息訊框(ATIM frame)給該第二通訊台，該第二通訊台在收到第一通訊台的該交通聲明指示訊息訊框後，傳送一交通聲明指示訊息回應(ATIM ACK)訊框給該第一通訊台，該第一通訊台於該正常標誌區間內之該交通聲明指示訊息視窗結束後，傳送該資料訊框給該第二通訊台，且該第二通訊台接受到由該第一通訊台所傳送之該資料訊框後，傳送一資料回應(Data ACK)訊框給該第一通訊台。
  25. 如申請專利範圍第14項所述之無基地台無線網路 之全動態電源管理系統，其中設定該第二通訊台於該聆聽區間期間之喚醒標誌區間的數目，及該等喚醒標誌區間所在該聆聽區間中該等標誌區間的位置係依據該聆聽區間值檢索一醒來/睡覺作息表格完成。
  26. 如申請專利範圍第14項所述之無基地台無線網路之全動態電源管理系統，其中該第二通訊台更設定於該聆聽區間中之第0個標誌區間為該正常標誌區間，其中，聆聽區間中的標誌區間分別標號為第0個標誌區間、第1個標誌區間、‥‥．、第i-1個標誌區間，其中i表示為聆聽區間值。
  27. 一種無基地台無線網路之全動態電源管理方法，適用於一通訊台，其中該通訊台每隔一聆聽區間(Listen Interval)值數目之標誌區間(Beacon Interval)重複一醒來/睡覺行為，包括下列步驟：設定該通訊台於該聆聽區間期間中喚醒標誌區間(Awake Beacon Intervals)的數目，及該等喚醒標誌區間所在該聆聽區間中的位置，其中，(1)給定聆聽區間的數值LI，令A(LI)表示喚醒標誌區間在該聆聽區間中的位置，則A(LI)形成一循環差集合；(2)若聆聽區間的數值LI包含因數f，則A(LI)必須包含A(f)；以及該通訊台於該等喚醒標誌區間中之一標誌視窗(Beacon Window)期間發送一標誌訊框(Beacon Frame)，其中該標誌訊框至少包括一剩餘標誌區間值，且該剩餘標誌區間值係從發送標誌訊框目前所在之標誌視窗到下一個交通聲明指示訊息視窗(ATIM Window)所需之標誌區間數目。
  28. 如申請專利範圍第27項所述之無基地台無線網路之全動態電源管理方法，更包括該通訊台在該聆聽區間結束後，根據所剩電源多寡或網路傳輸條件來設定一新聆聽區間值。
  29. 如申請專利範圍第27項所述之無基地台無線網路之全動態電源管理方法，更包括該通訊台發送包括該聆聽區間值之該標誌訊框。
  30. 如申請專利範圍第27項所述之無基地台無線網路之全動態電源管理方法，更包括設定該通訊台於該等聆聽區間中之一睡眠標誌區間(Sleep Beacon Interval)的數目，其中該通訊台於該等睡眠標誌區間中進入一睡眠狀態(Doze State)。
  31. 如申請專利範圍第30項所述之無基地台無線網路之全動態電源管理方法，其中該等喚醒標誌區間包括一正常標誌區間或一僅有標誌視窗之標誌區間(Beacon Window-Only Beacon Interval)。
  32. 如申請專利範圍第31項所述之無基地台無線網路之全動態電源管理方法，其中該等睡眠標誌區間與該等僅有標誌視窗之標誌區間之數目總合為該聆聽區間值減一。
  33. 如申請專利範圍第31項所述之無基地台無線網路之全動態電源管理方法，其中該僅有標誌視窗之標誌區間包括該標誌視窗，且當該標誌視窗結束後，該通訊台進入一睡眠狀態(Doze State)。
  34. 如申請專利範圍第27項所述之無基地台無線網路之全動態電源管理方法，其中一正常標誌區間包括該交通聲明指示訊息視窗，且該交通聲明指示訊息視窗中包括該 標誌視窗。
  35. 如申請專利範圍第27項所述之無基地台無線網路之全動態電源管理方法，其中設定該通訊台於該聆聽區間期間之喚醒標誌區間的數目，及該等喚醒標誌區間所在該聆聽區間中該等標誌區間的位置係依據該聆聽區間值檢索一醒來/睡覺作息表格完成。
  36. 如申請專利範圍第27項所述之無基地台無線網路之全動態電源管理方法，更包括設定該通訊台於該聆聽區間中之第0個標誌區間為一正常標誌區間，其中，聆聽區間中的標誌區間分別標號為第0個標誌區間、第1個標誌區間、‥‥、第i-1個標誌區間，其中i表示為聆聽區間值。
  37. 一種無基地台無線網路之全動態電源管理系統，包括：一通訊台，每隔一聆聽區間(Listen Interval)值數目之標誌區間(Beacon Interval)重複一醒來/睡覺行為，且設定該通訊台於該聆聽區間期間中喚醒標誌區間(Awake Beacon Intervals)的數目，及該等喚醒標誌區間所在該聆聽區間中的位置，其中，(1)給定聆聽區間的數值LI，令A(LI)表示喚醒標誌區間在該聆聽區間中的位置，則A(LI)形成一循環差集合；(2)若聆聽區間的數值LI包含因數f，則A(LI)必須包含A(f)，該通訊台於該等喚醒標誌區間中之一標誌視窗(Beacon Window)期間發送一標誌訊框(Beacon Frame)，其中該標誌訊框至少包括一剩餘標誌區間值，且該剩餘標誌區間值係從發送標誌訊框目前所在之標誌視窗到下一個交通聲明指示訊息視窗(ATIM Window)所需之標誌區間數目。
  38. 如申請專利範圍第37項所述之無基地台無線網路之全動態電源管理系統，其中該通訊台更在該聆聽區間結束後，根據所剩電源多寡或網路傳輸條件來設定一新聆聽區間值。
  39. 如申請專利範圍第37項所述之無基地台無線網路之全動態電源管理系統，其中該通訊台更發送包括該聆聽區間值之該標誌訊框。
  40. 如申請專利範圍第37項所述之無基地台無線網路之全動態電源管理系統，其中該通訊台更設定於該等聆聽區間中之一睡眠標誌區間(Sleep Beacon Interval)的數目，其中該通訊台於該等睡眠標誌區間中進入一睡眠狀態(Doze State)。
  41. 如申請專利範圍第40項所述之無基地台無線網路之全動態電源管理系統，其中該等喚醒標誌區間包括一正常標誌區間或一僅有標誌視窗之標誌區間(Beacon Window-Only Beacon Interval)。
  42. 如申請專利範圍第41項所述之無基地台無線網路之全動態電源管理系統，其中該等睡眠標誌區間與該等僅有標誌視窗之標誌區間之數目總合為該聆聽區間值減一。
  43. 如申請專利範圍第41項所述之無基地台無線網路之全動態電源管理系統，其中該僅有標誌視窗之標誌區間包括該標誌視窗，且當該標誌視窗結束後，該通訊台進入一睡眠狀態(Doze State)。
  44. 如申請專利範圍第37項所述之無基地台無線網路之全動態電源管理系統，其中一正常標誌區間包括該交通 聲明指示訊息視窗，且該交通聲明指示訊息視窗中包括該標誌視窗。
  45. 如申請專利範圍第37項所述之無基地台無線網路之全動態電源管理系統，其中設定該通訊台於該聆聽區間期間之喚醒標誌區間的數目，及該等喚醒標誌區間所在該聆聽區間中該等標誌區間的位置係依據該聆聽區間值檢索一醒來/睡覺作息表格完成。
  46. 如申請專利範圍第37項所述之無基地台無線網路之全動態電源管理系統，更包括設定該通訊台於該聆聽區間中之第0個標誌區間為一正常標誌區間，其中，聆聽區間中的標誌區間分別標號為第0個標誌區間、第1個標誌區間、‥‥、第i-1個標誌區間，其中i表示為聆聽區間值。
  47. 一種電腦程式產品，用以被一機器載入且執行一無基地台無線網路之全動態電源管理方法，該電腦程式產品包括：一第一程式碼，用以設定一通訊台於一聆聽區間期間中喚醒標誌區間(Awake Beacon Intervals)的數目，及該等喚醒標誌區間所在該聆聽區間中的位置，其中該通訊台每隔一聆聽區間(Listen Interval)值數目之標誌區間(Beacon Interval)重複一醒來/睡覺行為，且(1)給定聆聽區間的數值LI，令A(LI)表示喚醒標誌區間在該聆聽區間中的位置，則A(LI)形成一循環差集合；(2)若聆聽區間的數值LI包含因數f，則A(LI)必須包含A(f)；以及一第二程式碼，用以於該等喚醒標誌區間中之一標誌視窗(Beacon Window)期間致使該通訊台發送一標誌訊框 (Beacon Frame)，其中該標誌訊框至少包括一剩餘標誌區間值，且該剩餘標誌區間值係從發送標誌訊框目前所在之標誌視窗到下一個交通聲明指示訊息視窗(ATIM Window)所需之標誌區間數目。
  48. 一種無基地台無線網路之全動態電源管理方法，適用於一第一通訊台與一第二通訊台，其中該第一通訊台每隔一第一聆聽區間(Listen Interval)值數目之標誌區間(Beacon Interval)重複一醒來/睡覺行為，且該第二通訊台每隔一第二聆聽區間值數目之標誌區間重複一醒來/睡覺行為，包括下列步驟：設定該第一通訊台或該第二通訊台於該聆聽區間期間中喚醒標誌區間(Awake Beacon Intervals)的數目，及該等喚醒標誌區間所在該聆聽區間中的位置，其中，假設第一聆聽區間值與第二聆聽區間值的最大公因數為r，那麼在聆聽區間值為r的喚醒標誌區間位置裡頭，必須存在二個標誌區間的位置a和b，使得對於任意整數d，a和b的差同餘於d；以及該第一通訊台或該第二通訊台於該等喚醒標誌區間中之一標誌視窗(Beacon Window)期間發送一標誌訊框(Beacon Frame)，其中該標誌訊框至少包括一剩餘標誌區間值，且該剩餘標誌區間值係從發送標誌訊框目前所在之標誌視窗到下一個交通聲明指示訊息視窗(ATIM Window)所需之標誌區間數目。
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