TWI448106B - 移動站、存取點及移動站省電的方法 - Google Patents

Description

移動站、存取點及移動站省電的方法

本發明涉及無線區域網(wireless location area network，WLAN)，尤其涉及一種移動站、存取點及移動站省電的方法。

隨著無線區域網的發展，移動站(mobile station)的功能越來越多，其功耗也越來越大。因此，IEEEE 802.11協定中定義了移動站的省電模式(power saving mode)，並將功耗作為移動站的關鍵性能之一。

處於省電模式的移動站會定期進入活動模式(active mode)，向存取點(access point)發送服務品質輪詢(quality of service poll)幀，以確定存取點是否有資料封包發送給移動站。存取點接收到服務品質輪詢幀後，向移動站發送輪詢確認幀，並查詢緩存中是否有發送給移動站的資料封包。若有，則在不定長時間後，將緩存中的資料封包發送給移動站；若沒有，同樣在不定長時間後，將告知無資料的資訊封包發送給移動站。目前協定的問題在於，無論存取點中是否有移動站的資料封包，移動站都需要進入活動模式，這樣會浪費功耗。

因此，如何靈活地對省電模式進行切換實現高效節能成為省電管理的新課題。

有鑒於此，有必要提供一種移動站，可以更加高效的節能。

還需提供一種存取點，與移動站進行資料通訊，可以使移動站更加高效的節能。

此外，還需提供一種移動站省電的方法，可以更加高效的節能。

本發明實施方式中的移動站，與存取點在無線區域網中進行通訊連接。該移動站的工作模式包括活動模式與省電模式。移動站包括喚醒規則模組、通訊模組與模式切換模組與處理器。喚醒規則模組用於產生喚醒規則，該喚醒規則是指按照預設的時間間隔間斷地傳輸預設數量的封包。通訊模組用於將該喚醒規則發送給該存取點，以及從該存取點接收符合該喚醒規則的喚醒訊號以進入活動模式從而接收資料封包。模式切換模組用於切換該移動站的工作模式，其中，當預設時間內該通訊模組沒有接收到該資料封包時由該活動模式切換為該省電模式，以及當該通訊模組接收到該喚醒訊號時由該省電模式切換至該活動模式，其中該通訊模組還用於將該工作模式的切換通知給該存取點。處理器用於執行該喚醒規則模組、該通訊模組與該模式切換模組的任務。

優選地，該喚醒規則是指在固定傳輸速率下，按照預設的時間間隔間斷地傳輸的預設數量且預設長度的封包。

優選地，該喚醒規則是指按照預設時間間隔間斷地傳輸預設數量且預設接收訊號強度指示的封包。

優選地，該通訊模組還用於接收目的地址為該移動站的資料封包。

優選地，還包括記憶體，用於存儲該喚醒規則模組、該通訊模組與該模式切換模組的代碼及運行過程中產生的資料。

本發明實施方式中的存取點，與移動站通訊連接，該存取點包括傳輸模組、緩存模組、喚醒模組與處理器。傳輸模組用於接收該移動站的工作模式與該移動站的喚醒規則，該移動站的工作模式包括活動模式與省電模式，該喚醒規則是指按照預設的時間間隔間斷地傳輸預設數量的封包。緩存模組用於在該移動站處於省電模式時，為該移動站緩存資料封包。喚醒模組用於判斷該緩存模組中資料封包的數量是否大於預設閾值，並當大於預設閾值時，按照該喚醒規則產生喚醒訊號，其中，該傳輸模組還用於發送該喚醒訊號。處理器用於執行該傳輸模組、該緩存模組與該喚醒模組的任務。

優選地，該喚醒規則是指在固定傳輸速率下，按照預設的時間間隔間斷地傳輸的預設數量且預設長度的封包。

優選地，該喚醒規則是指按照預設時間間隔間斷地傳輸預設數量且預設接收訊號強度指示的封包。

優選地，還包括記憶體，用於存儲該傳輸模組與該喚醒模組的代碼。

本發明實施方式中的移動站省電的方法，包括：產生喚醒規則，並將該喚醒規則發送給該存取點，該喚醒規則是指在預設的時間間隔內間斷地傳輸預設數量的封包；接收該存取點的資料封包；判斷沒有該資料封包的時間是否超過預設時間；若超過該預設時間，則切換至省電模式，並發送省電模式的切換通知給該存取點 ；判斷是否接收到該存取點發送的符合喚醒規則的喚醒訊號；若接收到該喚醒訊號，則切換至活動模式，並發送活動模式的切換通知給該存取點。

優選地，該喚醒規則是指在固定傳輸速率下，按照預設的時間間隔間斷地傳輸的預設數量且預設長度的封包。

優選地，該喚醒規則是指按照預設時間間隔間斷地傳輸預設數量且預設接收訊號強度指示的封包。

藉由以下對具體實施方式詳細的描述並結合附圖，將可輕易地了解上述內容及此項發明之技術效果。

10‧‧‧移動站

20‧‧‧存取點

30‧‧‧無線區域網

101‧‧‧喚醒規則模組

102‧‧‧通訊模組

103‧‧‧模式切換模組

104‧‧‧移動站的記憶體

105‧‧‧移動站的處理器

201‧‧‧傳輸模組

202‧‧‧喚醒模組

203‧‧‧存取點的記憶體

2031‧‧‧緩存模組

204‧‧‧存取點的處理器

圖1為本發明實施方式中移動站與存取點的通訊環境圖。

圖2為本發明實施方式中移動站與存取點的模組圖。

圖3A與圖3B分別為本發明實施方式中喚醒規則的示例圖。

圖4為本發明實施方式中移動站省電的方法的流程圖。

圖5為本發明實施方式中存取點工作的流程圖。

請參閱圖1，所示為本發明實施方式中移動站10與存取點20的通訊環境圖。在無線區域網(wireless location area network，WLAN)30中，複數移動站10藉由存取點20進行通訊連接。在本實施方式中，移動站10一般為無線用戶端，例如，可以是裝有無線網卡的筆記型電腦，也可以是有Wi-Fi模組的智慧手機。

請參閱圖2，所示為本發明實施方式中移動站10與存取點20的模 組圖。

在本實施方式中，移動站10包括喚醒規則模組101、通訊模組102、模式切換模組103、記憶體104與處理器105。移動站10的工作模式包括活動模式與省電模式。其中，處於省電模式的移動站10比處於活動模式的移動站10消耗電能少。

移動站10的記憶體104用於存儲功能模組101-103的軟體代碼以及功能模組101-103運行過程中產生的資料。

移動站10的處理器105用於運行功能模組101-103相應的軟體代碼，以執行功能模組101-103的各項任務。

喚醒規則模組101用於產生喚醒規則。喚醒規則是指在預設時間間隔內，間斷地傳輸預設數量的封包。其中每個預設的時間間隔可以相同，也可以不同。

在本實施方式中，喚醒規則是指在固定傳輸速率下，按照預設的時間間隔間斷地傳輸的預設數量且預設長度的封包。喚醒規則模組101可以預設封包的數量、每個封包的長度以及封包之間的時間間隔作為喚醒規則。其中，每個封包的長度可以設置為相同，也可以不同。

例如，如圖3A所示的喚醒規則預設了3個封包，傳送的時間間隔分別為0.01秒與0.04秒，3個封包的長度分別為10比特(bit)、50比特與20比特，傳輸速率為1千比特/秒(kbps)。換言之，喚醒規則就是在0-0.01秒之間發送10比特的封包，0.01-0.02秒之間空閒，0.02-0.07秒之間發送50比特的封包，0.07-0.11秒之間空閒，0.11-0.13秒之間發送20比特的封包。

在另外的實施方式中，喚醒規則也可以是按照預設的時間間隔間斷地傳輸預設數量且預設接收訊號強度指示(received signal strength indication，RSSI)的封包。喚醒規則模組101可以預設封包的數量、每個封包的接收訊號強度指示以及封包之間的時間間隔作為喚醒規則。在本實施方式中，每個封包的接收訊號強度指示可以相同，也可以不同。在本實施方式中，每個封包長度設置為相同，傳輸速率默認為穩定，因此不會對時間間隔的判斷產生影響。

例如，如圖3B所示的喚醒規則預設3個封包，傳輸的時間為0.02秒，時間間隔分別為0.03秒與0.01秒，3個封包的接收訊號強度指示分別為-95、-90與-98dbm。換言之，喚醒規則就是在0-0.02秒之間發送-95dbm的封包，0.02-0.05秒之間傳輸-110dbm的空載，0.05-0.07秒之間發送-90dbm的封包，0.07-0.08秒之間傳輸-110dbm的空載，以及0.08-0.10秒之間的-98dbm的封包。

在本實施方式中，圖3B的方式更適合於受環境干擾較小的移動站10，例如位置固定的移動站10，因為接收訊號的強度容易受周圍環境的干擾而發生變化。而圖3A的方式的適合範圍更廣，不會受到干擾，因此適合於各類型的移動站。

通訊模組102用於將喚醒規則發送給存取點20，以及從存取點20接收資料封包與符合喚醒規則的喚醒訊號。

在本實施方式中，通訊模組102在活動模式時發送規則，並在無線區域網30中接收目的地址是該移動站10的資料封包，以及在省電模式時接收無線區域網30中的符合喚醒規則的喚醒訊號。在本實施方式中，喚醒訊號中封包的內容為空，即為虛擬封包( dummy packet)。

模式切換模組103用於切換移動站10的工作模式。在本實施方式中，當預設時間內通訊模組102沒有接收到資料封包時，模式切換模組103由活動模式切換至省電模式。當通訊模組102從存取點20接收到喚醒訊號時，模式切換模組103由省電模式切換至活動模式。

在本實施方式中，通訊模組102還用於在模式切換模組103切換工作模式後，將移動站10的當前工作模式發送給存取點20。

存取點20包括傳輸模組201、喚醒模組202、記憶體203與處理器204。

存取點20的記憶體203用於存儲功能模組201、202的軟體代碼及其運行過程中產生的資料。在本實施方式中，存取點20的記憶體203包括緩存模組2031，用於在移動站10處於省電模式時，緩存要發送至移動站10的資料封包。

傳輸模組201用於接收移動站10的工作模式與移動站10的喚醒規則，其中移動站10的工作模式包括活動模式與省電模式。傳輸模組201還用於當移動站10處於活動模式時發送資料封包至移動站10，並與移動站10進行通訊。

在本實施方式中，喚醒規則是指在預設時間間隔內，間斷地傳輸預設數量的封包。其中每個預設的時間間隔可以相同，也可以不同。

在本實施方式中，請參閱圖3A，喚醒規則是指在固定傳輸速率下，按照預設的時間間隔間斷地傳輸的預設數量且預設長度的封包 。喚醒規則模組101可以預設封包的數量、每個封包的長度以及封包之間的時間間隔作為喚醒規則。其中，每個封包的長度可以設置為相同，也可以不同。

在另外的實施方式中，請參閱圖3B，喚醒規則也可以是按照預設的時間間隔間斷地傳輸預設數量且預設接收訊號強度指示(received signal strength indication，RSSI)的封包。喚醒規則模組101可以預設封包的數量、每個封包的接收訊號強度指示以及封包之間的時間間隔作為喚醒規則。在本實施方式中，每個封包的接收訊號強度指示可以相同，也可以不同。在本實施方式中，每個封包長度設置為相同，傳輸速率默認為穩定，因此不會對時間間隔的判斷產生影響。

喚醒模組202用於判斷緩存模組2031中該移動站10的資料封包數量是否大於預設閾值，並當大於預設閾值時，產生符合喚醒規則的喚醒訊號。在本實施方式中，該預設閾值為50個封包。

傳輸模組201還用於發送喚醒訊號。

在本實施方式中，本發明藉由設置喚醒規則，使移動站10可以在沒有資料封包時進入省電模式，在有資料封包時接收存取點20發送的符合喚醒規則的喚醒訊號，以進入活動模式從而接收該資料封包。這樣移動站10就不必週期性被喚醒，更加有效省電，且不會耽誤資料封包的傳輸。

請參閱圖4，所示為本發明實施方式中移動站10省電方法的流程圖。

在步驟S401中，喚醒規則模組101產生喚醒規則，並由通訊模組 102將喚醒規則發送給存取點20。在本實施方式中，如圖3A與圖3B所示，喚醒規則可以是在固定傳輸速率下，預設數量的封包按照預設的不同時間間隔間斷地傳輸的一串不同長度的封包，也可以是預設數量的封包按照預設的不同時間間隔間斷地傳輸的一串不同接收訊號強度指示的封包。

在步驟S402中，通訊模組102接收存取點20發送的資料封包。在本實施方式中，通訊模組102從無線區域網30中接收目的地址是該移動站10的資料封包。

在步驟S403中，模式切換模組103判斷通訊模組102沒有接收到該資料封包的時間是否超過預設時間。若未超過預設時間，則返回步驟S402繼續接收。若超過預設時間，則執行步驟S404。

在步驟S404中，模式切換模組103將移動站10切換至省電模式，並由通訊模組102發送切換至省電模式的切換通知至存取點20。

在步驟S405中，通訊模組102用於在無線區域網30中偵測是否有符合喚醒規則的喚醒訊號。若無喚醒訊號，則繼續偵測。若有喚醒訊號，則執行步驟S406。在本實施方式中，喚醒訊號的內容為空，即為虛擬封包(dummy packet)。

在步驟S406中，模式切換模組103由省電模式切換至活動模式，並由通訊模組102發送活動模式的切換通知給該存取點20。

在本實施方式中，移動站10省電的方法藉由設置喚醒規則，使移動站10可以在沒有資料封包時進入省電模式，在有資料封包時接收存取點20發送的符合喚醒規則的喚醒訊號，以進入活動模式從而接收資料封包。這樣移動站10就不必週期性被喚醒，更加有效 省電，且不會耽誤資料封包的傳輸。

請參閱圖5，所示為本發明實施方式中存取點20的工作流程圖。

在步驟S501中，傳輸模組201接收移動站10發送的喚醒規則。喚醒規則是指按照預設的時間間隔間斷地傳輸預設數量的封包。

在本實施方式中，如圖3A所示，喚醒規則是指在固定傳輸速率下，按照預設的時間間隔間斷地傳輸的預設數量且預設長度的封包。在其他實施方式中，如圖3B所示，喚醒規則是指按照預設時間間隔間斷地傳輸預設數量且預設接收訊號強度指示的封包。

在步驟S502中，傳輸模組201接收移動站10的工作模式，並判斷當前工作模式是否為活動模式。在本實施方式中，移動站10的工作模式包括活動模式與省電模式。若是活動模式，則執行步驟S507。

若是省電模式，則執行步驟S503，緩存模組2031為移動站10緩存資料封包。

在步驟S504中，喚醒模組202判斷緩存模組2031中的資料封包的數量是否大於預設閾值。

若不大於預設閾值，則返回步驟S503，緩存模組2031繼續進行緩存。

若大於預設閾值，則執行步驟S505，喚醒模組202按照喚醒規則產生喚醒訊號，並由傳輸模組201發送喚醒訊號。在本實施方式中，當移動站10接收到該喚醒訊號後，會進入活動模式並發送通知給存取點20。

在步驟S506中，傳輸模組201接收移動站10發送的切換至活動模式的通知。

在步驟S507中，傳輸模組201發送資料封包至移動站10，與移動站10進行資料通訊。

在其他實施方式中，每個移動站10可以設置一個獨特的喚醒規則，以確保當存取點20發送符合喚醒規則的喚醒訊號至特定的移動站時，其他的移動站不會被誤喚醒。

綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，舉凡熟悉本案技藝之人士，在爰依本案發明精神所作之等效修飾或變化，皆應包含於以下之申請專利範圍內。

Claims (12)

1. 一種移動站，與存取點在無線區域網中進行通訊連接，該移動站的工作模式包括活動模式與省電模式，該移動站包括：喚醒規則模組，用於產生喚醒規則，該喚醒規則是指按照預設的時間間隔間斷地傳輸預設數量的封包；通訊模組，用於將該喚醒規則發送給該存取點，以及從該存取點接收符合該喚醒規則的喚醒訊號以進入活動模式從而接收資料封包；模式切換模組，用於切換該移動站的工作模式，其中，當預設時間內該通訊模組沒有接收到該資料封包時由該活動模式切換為該省電模式，以及當該通訊模組接收到該喚醒訊號時由該省電模式切換至該活動模式，其中該通訊模組還用於將該工作模式的切換通知給該存取點；及處理器，用於執行該喚醒規則模組、該通訊模組與該模式切換模組的任務。
2. 如申請專利範圍第1項所述之移動站，其中該喚醒規則是指在固定傳輸速率下，按照預設的時間間隔間斷地傳輸的預設數量且預設長度的封包。
3. 如申請專利範圍第1項所述之移動站，其中該喚醒規則是指按照預設時間間隔間斷地傳輸預設數量且預設接收訊號強度指示的封包。
4. 如申請專利範圍第1項所述之移動站，其中該通訊模組還用於接收目的地址為該移動站的資料封包。
5. 如申請專利範圍第1項所述之移動站，還包括記憶體，用於存儲該喚醒規則模組、該通訊模組與該模式切換模組的代碼及運行過程中產生的資料。
6. 一種存取點，與移動站在無線區域網中進行通訊連接，該存取點包括： 傳輸模組，用於接收該移動站的工作模式與該移動站的喚醒規則，該移動站的工作模式包括活動模式與省電模式，該喚醒規則是指按照預設的時間間隔間斷地傳輸預設數量的封包；緩存模組，用於在該移動站處於省電模式時，為該移動站緩存資料封包；喚醒模組，用於判斷該緩存模組中資料封包的數量是否大於預設閾值，並當大於預設閾值時，按照該喚醒規則產生喚醒訊號，其中，該傳輸模組還用於發送該喚醒訊號；及處理器，用於執行該傳輸模組、該緩存模組與該喚醒模組的任務。
7. 如申請專利範圍第6項所述之存取點，其中該喚醒規則是指在固定傳輸速率下，按照預設的時間間隔間斷地傳輸的預設數量且預設長度的封包。
8. 如申請專利範圍第6項所述之存取點，其中該喚醒規則是指按照預設時間間隔間斷地傳輸預設數量且預設接收訊號強度指示的封包。
9. 如申請專利範圍第6項所述之存取點，還包括記憶體，用於存儲該傳輸模組與該喚醒模組的代碼。
10. 一種移動站省電的方法，該移動站與存取點進行通訊連接，該移動站省電的方法包括：產生喚醒規則，並將該喚醒規則發送給該存取點，該喚醒規則是指在預設的時間間隔內間斷地傳輸預設數量的封包；接收該存取點的資料封包；判斷沒有該資料封包的時間是否超過預設時間；若超過該預設時間，則切換至省電模式，並發送省電模式的切換通知給該存取點；判斷是否接收到該存取點發送的符合喚醒規則的喚醒訊號；及若接收到該喚醒訊號，則切換至活動模式，並發送活動模式的切換通知 給該存取點。
11. 如申請專利範圍第10項所述之移動站省電的方法，其中該喚醒規則是指在固定傳輸速率下，按照預設的時間間隔間斷地傳輸的預設數量且預設長度的封包。
12. 如申請專利範圍第10項所述之移動站省電的方法，其中該喚醒規則是指按照預設時間間隔間斷地傳輸預設數量且預設接收訊號強度指示的封包。