TWI449387B - 通訊功率調節方法及裝置 - Google Patents

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Description

通訊功率調節方法及裝置
本發明是關於一種功率調節方法及裝置，特別是指一種用於通訊的功率調節方法及裝置。
在網路環境下，電腦與一連線對象之間需透過有線或無線方式進行資料傳輸。當透過有線傳輸時，現有網路連線之節能技術係根據連線之纜線長度來對該電腦之網路傳輸設備進行能源調節配置，亦即使纜線較短時的傳輸設備之功率消耗低於纜線較長時之功率消耗，藉此達到節能及環保的目的。但由於不同連線對象會影響該網路傳輸設備之功率消耗調配，若未考慮連線對象的條件，往往導致資料傳輸錯誤率偏高。
因此，本發明目的之一在於解決先前技術之問題。
本發明的另一目的在於提供一種兼顧傳收功率之節省並確保傳收品質之通訊功率調節方法與裝置。
本發明之通訊功率調節裝置之一實施例係以一設在網路交換器中的積體電路形式呈現，然亦可設在網路卡或其他通訊裝置上。該功率調節裝置可利用硬體(例如邏輯電路之組合)來實現；亦可利用硬體與韌體之搭配(例如運算單元與載有韌體之儲存單元之組合)來實現；也可利用硬體與軟體之搭配(例如具有通訊功能之電腦系統)來實現。
前述交換器包含：複數個連接埠；一用以自連接埠接收封包且分析封包資訊的封包分析器；一接收來自該封包分析器之封包資訊的連線可靠度之錯誤偵測器；及一用以對連接埠調整功率的節能控制器。
該偵測器執行的方法包含：預設並儲存有錯誤率臨界值RL 、RH ，接收來自該連接埠的封包資訊並計算錯誤率，進而進行以下其中一判斷：判斷該錯誤率是否小於RL 、判斷該錯誤率是否大於RH ；若錯誤率小於RL ，則產生調降一階功率的調整指令；若錯誤率大於RH ，則產生調高一階功率的調整指令傳送到節能控制器；若錯誤率非小於RL 亦非大於RH ，則不產生調整指令。此外，當偵測器偵測得知功率等於一預設的功率低點CPMIN ，則通知該節能控制器固定功率為CPMIN 不再調降；當偵測得知功率等於一預設的功率高點CPMAX ，則使功率回復為一開始預設的CPinitial ；當偵測得知錯誤率在兩個臨界值RL 、RH 之間震盪，且預定時間內震盪次數達預設值，則關閉調降功率的節能機制，不對該節能控制器產生調降一階功率的調整指令。
節能控制器依該調整指令，對該連接埠調整封包傳送或接收功率。
該偵測器在網路連線階段，當偵測到網路正在進行DHCP或BOOTP等初始化操作，預先使該節能控制器對該連接埠之功率調整為最高值；待初始化操作完成後，再調整回節能模式的一預設的CPinitial 值。當初始化完成，若k秒內連線成功且連線成功後m秒內出現連線失敗的次數超 出預設值n，產生調高一階功率的調整指令。
偵測器可針對自該連接埠傳送出去的封包，以及接收到的封包分別計算錯誤率，並據此分別產生調整該連接埠的傳送功率以及接收功率的調整指令，也可以僅針對傳送出去的封包或接收的封包，其中之一者計算錯誤率及調整功率，其中另一只要隨之調整即可。
偵測器計算錯誤率的方法，可定義錯誤率等於封包數Mcnt與錯誤數Ecnt的比值，Mcnt值隨接獲封包遞增，Ecnt值是當接獲的封包資訊顯示封包傳輸錯誤時遞增，且當該偵測器對該Mcnt值計數達預設的Mmax值，使Mcnt與Ecnt同除以一個數值，或使Mcnt與Ecnt歸零。當偵測器判斷接獲的封包具有請求與回應的特性，則封包數加計一筆並記錄該封包的封包資訊，該封包資訊內容包括目的端與來源端的位址及埠序號，以及保存序號。由該封包資訊可看出封包傳輸方向。
當偵測器判斷已有封包資訊被紀錄，且再接獲一封包，則新接獲的封包與該已紀錄的封包資訊比對，以TCP/IP封包來說，比對的內容包括：目的端與來源端的位址及埠序號是否符合，以及新接獲封包的回應序號或封包序號與該已紀錄封包的保存序號之間的關係-當該新接獲封包的傳送方向與該已紀錄封包相同，則比對新接獲封包的封包序號是否等於已紀錄封包的保存序號，若等於則代表有封包重傳現象；當該新接獲封包的傳送方向與該已紀錄封包相反，則比對新接獲封包的回應序號是否大於已紀錄封包 的保存序號，若不大於則代表有封包重傳現象。若有封包重傳的現象則錯誤數加計一筆，並刪除已紀錄的封包資訊。
以ICMP封包來說，偵測器判斷該接獲的封包具有請求與回應的特性時，接著判斷針對已傳出之封包在預定時間內是否有回應，若逾期未回應則錯誤數加計一筆。
以僅具有偵錯用的編號的封包來說，判斷連接埠接收能力時，偵測器計算錯誤率的方法是：利用該編號判斷封包是否毀損，以毀損率當作錯誤率。
藉由下述之本發明實施方式，當可更瞭解本發明係如何實施以及其所達成之功效。
請參閱圖1，其係本發明之通訊功率調節裝置100之實施例示意圖，是以一設在乙太網路交換器(network switch)1的積體電路形式呈現。該交換器1連接於複數個連線對象之間。本實施例所述之交換器1包含一封包分析器(packet parser)11、該功率調節裝置100、一封包傳送引擎(packet forwarding engine)12，以及分別與連線對象A、B連接之連接埠(port)10a、10b。交換器1透過連接埠10a將連線對象B的封包送到連接埠10b，然後傳送到連線對象A，並將連線對象A的封包由連接埠10b接收，傳送到連接埠10a後再傳送到連線對象B。
本實施例中功率調節裝置100主要利用網路國際標準組織(International Standards Organization，ISO)模型中具 有封包錯誤偵測及控制特性的協定之層，例如資料連結層(data link layer)或傳訊層(transport layer)等來實現本發明資料功率調節方法，並進一步通知實體層(physical layer)將所消耗之功率進行調整，例如調整實體層所包含之任一電路之工作電流、電壓等。該功率調節裝置100包含一連線可靠度之錯誤偵測器(reliable link error detection，以下簡稱偵測器)2，及一負責調整網路協定中實體層的傳送及接收功率程度(power level)的節能控制器3。請注意，於本實施例中，功率調節裝置100可利用硬體(例如邏輯電路之組合)來實現，亦可利用硬體與韌體之搭配(例如運算單元與載有韌體之儲存單元之組合)來實現，本技術領域具有通常知識者可依據本說明書之揭露來選擇適當之方式以實施功率調節裝置100。在本發明另一實施例中，本發明通訊功率調節裝置之實現，為一電腦透過其作業系統來載入並執行一程式，進而控制一與該電腦耦接之通訊裝置之傳收功率。
交換器1的封包分析器11對每個進來的封包分析表頭中各欄位，例如旗標(flag)、目的/來源位址、協定種類等參數，並將該等參數傳送給功率調節裝置100的偵測器2。封包傳送引擎12則是負責封包路徑的決定以及正常封包的傳送工作。請注意，本發明係著眼於該功率調節裝置100，至於封包分析器11、封包傳送引擎12以及交換器1所包含之其他必要電路(未顯示於圖1)係屬於習知技術之範疇，將不於本實施方式中贅述。
偵測器2用來長期偵測與連線對象之間傳收品質，主要針對封包分析器11傳入的欄位中各參數分析是否有錯誤發生，並判斷是否達到預設的調整功率的條件；若判斷需調整功率，則產生一調整指令傳送到節能控制器3。節能控制器3依該調整指令，調整連接埠10a及/或10b之封包傳送功率及/或封包接收功率。
本實施例偵測器2判斷是否有錯誤發生(例如封包遺失)、是否達調整功率之條件，以及節能控制器3進行功率調整的相關技術，配合流程圖詳述於下文。以下是以交換器1透過連接埠10a與連線對象B之間進行資料傳輸，且調整連接埠10a的接收及傳送功率舉例說明。
配合參閱圖2，當本發明功率調節裝置100之節能模式啟動，為避免因為功率不足造成連線失敗，或多次連線成功(link up)、連線失敗(link down)震盪的情況，功率調節裝置100先執行步驟S10 ~步驟S19 之功率調節方法，以調整連接埠10a功率而使連線成功且保持穩定。
步驟S10 -當偵測器2偵測到連線對象之間正在進行動態主機配置協定(dynamic host configuration protocol，簡稱DHCP)或引導協定(bootstrap protocol，簡稱BOOTP)等初始化操作(例如讓電腦取得位址、網路遮罩等)時，為避免因連接埠10a功率不足而無法建立連線或因功率調整導致連線不穩定，本步驟預先將連接埠10a功率調整為最大值，例如將連接埠10a之工作電流及/或電壓調整為最大值；待初始化操作完成後，再調整回一預設值CPinitial 。該 CPinitial 值在本實施例中是依據實際電路之特性及實體層資訊(例如實體層能夠正常工作之功率範圍)所決定，係為本技術領域具有通常知識者可依據本說明書之揭露來據以實施。需特別說明的是，若無須進行初始化操作，也可在連接埠10a之功率預設為CPinitial 的前提下，略過本步驟S10 。
步驟S11 -偵測器2設定連線計數次數LinkCnt=0。
步驟S12 -偵測器2偵測連接埠10a連線狀況，是否在k秒(例如60秒)內連線成功？若是，則進入步驟S13 ，若否，通常代表纜線尚未連接(係指若無須進行初始化操作之情形時)，則回到步驟S11 。另外，在需要執行如前述之初始化操作的情形下，若偵測器2偵測連接埠10a連線狀況未在k秒內連線成功，則可能是預設功率CPinitial 太小，故將該預設功率CPinitial 調高一階(未顯示於圖2)，再重新偵測連接埠10a是否在k秒內連線成功，若是則進入步驟S13 ，若否則再調高該預設功率CPinitial 一階，依此類推直到該預設功率CPinitial 調高至CPMAX 為止。
步驟S13 -偵測器2偵測是否在m秒(例如30秒)內出現連線失敗？若是，則代表連線狀況可能不穩定，進入連線計數次數增加的步驟S14 及其下流程；若否，表示連線狀況穩定，進行步驟S18 及S19 。
步驟S14 -偵測器2使LinkCnt值加1。
步驟S15 -偵測器2判斷LinkCnt值是否大於預設值n？若已大於預設值n，則代表連線狀況確實不穩定，進入步 驟S16 ；若否，則可能連線失敗僅是偶發狀況，還需要觀察，進入步驟S17 。
步驟S16 -節能控制器3使連接埠10a的功率提高一階，也就是CP=CP+1，再回到步驟S11 重新觀察功率是否足夠。
步驟S17 -節能控制器3維持當時的功率CP，接著回到步驟S12 ，持續觀察是否仍然反覆地連線成功、連線失敗。
步驟S18 -若前述步驟S13 偵測未在m秒內出現連線失敗，則判斷連線狀況已穩定，設定LinkCnt=0。
步驟S19 -進入正常工作狀態，建立的可靠連線流(reliable connection flow)，或稱資料流(data flow)。
請參閱圖1及圖3，當可靠的資料流建立，即進入正常工作狀態，功率調節裝置100除了必須確認交換器1的連接埠10a的封包接收功率(Rx power)是否足以順利接收封包，也需要確認連接埠10a的傳送功率(Tx power)是否足以讓連線對象順利接收封包，以進行功率的調整。本實施例之偵測器2對任一已建立的資料流持續地隨機取樣偵測，但只要演算速度允許，本發明其他實施例也可以針對資料流的全部封包都進行偵測。以下先以監測傳送(Tx)能力舉例說明。
步驟S21 -節能控制器3決定一初始功率CPinitial 。本步驟所述初始功率CPinitial ，就是利用圖2流程演算後確定的功率CP值。
步驟S22 -偵測器2開始偵測資料流，同時計算錯誤率 (error rate)。本發明有關錯誤率的計算方式主要是當偵測到具有請求(request)與回應(response)特性的可靠連線封包(reliable connection packet)，例如傳輸控制/網路通訊協定(下稱TCP/IP)的封包、位址解析通訊協定(下稱ARP)的封包，或網際網路群組管理通訊協議(下稱ICMP)的封包，確認封包資訊之後，即進一步判斷連線對象B是否已收到連接埠10a傳出的封包，若發現封包遺失則增加錯誤次數，提高錯誤率。詳細計算錯誤率的方法，配合圖4流程詳述於後。
步驟S23 -當得知錯誤率，偵測器2判斷錯誤率是否小於RL ？本發明RL 是一預設的低臨界值(threshold)，例如3/100,000，若錯誤率小於RL ，代表傳送封包的狀況十分穩定，可進入步驟S24 ；若錯誤率非小於RL ，則需進入圖3中右半部流程(步驟S26 ~S29 )，再去判斷錯誤率是否高於高臨界值，也就是RH ，例如10/100,000。
步驟S24 -節能控制器3先判斷功率CP是否等於一預設的CPMIN ？若是，則進入步驟S241 ；若否，則進行步驟S25 。
步驟S241 -節能控制器3固定CP=CPMIN ，也就是說當傳送功率已經低達預設低點，則使傳送功率固定下來，不再向下調整，並且回到步驟S22 繼續偵測資料流。本實施例之功率CPMIN 預設值，是以實體層所能支援的最小功率決定，但其決定方式不以本實施例為限。
步驟S25 -由於在先前的步驟S23 中判斷錯誤率小於RL ，代表封包傳送狀況十分穩定，且在步驟S24 中判斷功率未達最小值，偵測器2可產生一調整指令傳送到節能控制器3，使節能控制器3依該調整指令對連接埠10a調整傳送功率降低一階(level)，CP=CP-1。本實施例所述調降或調高功率一「階」，是指實體層預設的分階。接著又回到步驟S22 繼續偵測資料流。
當步驟S23 判斷錯誤率非小於RL ，錯誤率可能等於或大於RL ，則需進入圖3中右半部流程：步驟S26 -判斷錯誤率是否大於RH ？本發明RH 是一預設的高臨界值，若錯誤率高於RH ，代表傳送封包的狀況不穩定，需進入步驟S27 ；若錯誤率非高於RH ，則代表錯誤率介於可容許的RL 與RH 之間(含RL 與RH )，接著進行步驟S261 。
步驟S261 -由於目前為止的錯誤率值可接受，因此固定此時的CP值，再回到步驟S22 繼續偵測資料流。
步驟S27 -在錯誤率高於RH 的情況下，本步驟偵測器2再判斷功率CP是否等於一預設的CPMAX ？若是，則進入步驟S28 ；若否，則進行步驟S29 。
步驟S28 -由於功率CP已達功率高點CPMAX ，錯誤率還是大於RH ，表示錯誤率不是因為傳送功率不足所產生，因此節能控制器3將CP設回CPinitial ，並且回到步驟S22 繼續偵測資料流。本實施例之功率CPMAX 預設值，是透過測試實際電路之特性或依據實際電路之規格或經驗法則來決定，傳送封包所需之功率理論上不會高於CPMAX ，但CPMAX 決定方式不以本實施例為限。
步驟S29 -由於傳送封包的狀況呈現不穩定，有可能是因為發送功率不足，因此偵測器2產生一調整指令傳送到節能控制器3，使節能控制器3依該調整指令對連接埠10a調整傳送功率調高一階，CP=CP+1。接著，又回到步驟S22 繼續偵測資料流。
本發明藉由設定RL 與RH 值分別控制圖3流程中的左半部以及右半部的開啟或關閉，左半部流程對可以再調低功率的狀況進行功率調整，右半部流程則對應該再調高功率的狀況進行功率調整，實現節能自動調降(power saving auto-fallback)與增進(aggressive)的機制。雖上述實施例以先進入圖3左半部自動調降流程舉例說明，但並不以此為限，也可以如圖3之虛線所示先進入右半部的流程。然而在實際運作狀況下，有可能發生CP值在兩個臨界值RL 、RH 之間震盪，在本實施例中，可再計數CP值之震盪次數(亦即CP值由遞增變遞減及由遞減變遞增之轉變次數)，當在一預定時間內震盪次數達一預設值，功率調節裝置100可關閉左半部的節能機制，避免調降功率所導致的CP值震盪現象。
再回到圖3中錯誤率的計算部分，請參閱圖1、圖4、圖5及以下說明。圖4是表示追蹤連接埠10a針對TCP/IP封包傳送(Tx)能力的流程圖，藉由分析由連接埠10a傳出的封包(如圖5黑點所示)，以了解連接埠10a的傳送(Tx)能力。圖5是連接埠10a與連線對象B及連接埠10b( 連接連線對象A)之間傳輸封包的示意圖。
步驟S31 -在進入正常工作狀態的情況下，偵測器2一開始設定封包數Mcnt值為0、錯誤數Ecnt值也為0，並開始計時。
步驟S32 -接獲一封包，該封包可能是連接埠10a要傳送給連線對象B之封包，也可能是連接埠10a接收到連線對象B回傳而要遞交給連接埠10b(連線對象A)的封包。偵測器2從封包欄位中的參數，判斷接獲的封包是否具有請求與回應的特性？若是，則屬於本實施例要處理的封包，進入步驟S33 ；若否，則不理會此封包，再從步驟S31 開始。
步驟S33 -判斷是否已有封包資訊被紀錄？若連接埠10a傳送出一封包(請參閱圖5)，交換器1的暫存器(圖未示)會記錄該封包資訊；若連接埠10a曾經接收一封包(請參閱圖7)，交換器1的暫存器也會記錄該封包資訊。由於圖4是以觀測連接埠10a與連線對象B之間傳送(Tx)能力的方法流程舉例說明，因此在本步驟是判斷暫存器中是否有任何傳送出給連線對象B之封包的紀錄。若未有任何封包資訊被紀錄，則進入流程右半邊-紀錄封包資訊的流程(步驟S34 ~S37 )然後回到步驟S32 ；若已有封包資訊被紀錄，則進入流程左半邊-判斷是否發生傳送錯誤的流程(步驟S38 ~S42 )。
紀錄封包資訊的流程
步驟S34 -偵測器2使封包數遞增，也就是Mcnt= Mcnt+1，並使計時歸零，之後進入步驟S35 。
步驟S35 -偵測器2接著判斷Mcnt是否等於預設的封包數Mmax，若是，則進入步驟S36 ；若否，則跳到步驟S37 。
步驟S36 -使Mcnt與Ecnt同除以一個數值，例如同除2。進行本步驟，是為了可以持續不斷地計算Ecnt/Mcnt的比例，做法不以同除一數值為限，也可以直接使Mcnt值為0、Ecnt值也為0。接著進入步驟S37 。
步驟S37 -紀錄此封包的封包資訊，紀錄完成後再回到步驟S32 。本步驟所紀錄的封包資訊，內容主要包括封包目的端與來源端的位址及埠序號，以及保存序號。以監測連接埠10a傳送(Tx)能力來說，該封包資訊包括{[IP-A,PortNum-A,IP-B,PortNum-B],KSN-A}，該資訊代表封包傳送方向為由連線對象A傳送到連線對象B。當紀錄完成，偵測器2在步驟S33 針對下一個封包進行判斷時，則會判斷為「已有封包資訊被紀錄」。
判斷封包是否遺失的流程
步驟S38 -當前述步驟S33 判斷已有封包資訊被紀錄，本步驟針對新接獲的封包的資訊，判斷其中目的端與來源端的位址及埠序號是否與已紀錄資訊符合，簡言之即確認該封包是否為連接埠10a與連線對象B之間傳送的封包。若是，則進行下一步驟S39 ；若否，則表示此封包是不同的連線所傳送的封包，無須理會，回到步驟S32 。
步驟S39 -偵測器2接著判斷該封包的傳送方向，若與 紀錄的封包傳送方向相同，也就是由連線對象A傳送到連線對象B，則代表該封包是連接埠10a要傳出到連線對象B的封包，接著進行步驟S41 ；若封包傳送方向相反，表示該封包是連線對象B回傳且連接埠10a要遞送給連線對象A的封包，接著進行步驟S40 。
步驟S40 -針對連線對象B回傳封包的回應序號B_ack，與已紀錄封包的保存序號KSN-A進行比對，該保存序號即較早由連接埠10b傳到連接埠10a且要傳送出給連線對象B的封包之封包序號A_seq。
舉例來說，暫存器已紀錄了一筆(KSN-A,A_ack)=(100,20)的封包資訊，現接獲一封包方向為連線對象B傳送到連線對象A的封包，且封包序號與回應序號為(B_seq,B_ack)，在本步驟即判斷該回傳封包的B_ack是否大於先前紀錄封包的KSN_A。若回應序號B_ack大於保存序號KSN-A，例如(B_seq,B_ack)=(20,101)，代表封包順利送達，連線對象B在回傳封包中要求連接埠10a傳送下一個封包，也代表連接埠10a傳送(Tx)能力正常，進入步驟S43 清除已紀錄的封包資訊，接著再回到步驟S32 。
若回應序號B_ack小於等於保存序號KSN-A，例如(B_seq,B_ack)=(20,99)，代表連線對象B沒有接到連接埠10a傳出之序號為KSN-A的封包，連線對象B要求重傳封包，因此進入步驟S43 ，偵測器2使錯誤數遞增，也就是Ecnt=Ecnt+1，然後進入步驟S43 。
步驟S41 -若在步驟S39 中判斷封包與已紀錄封包傳送 方向相同，則判斷該要傳出給連線對象B的封包的封包序號A_seq是否等於已紀錄的KSN-A。若此封包的封包序號A_seq與已紀錄的KSN-A相等，則代表此封包為重送，進入步驟S42 使Ecnt=Ecnt+1；若否，則該封包只是另一個要傳送給連線對象B的封包，不用理會。
前述步驟S34 與步驟S42 皆影響圖3所述錯誤率Ecnt/Mcnt值，並供圖3所示流程的步驟S22 之後演算使用。
本實施例是以Ecnt/Mcnt訂定為錯誤率舉例說明，此做法需持續不斷地計算Ecnt/Mcnt的比例。然而，本發明不以此為限，也可以不採步驟S36 之手段讓Ecnt/Mcnt可持續計算，而是訂定Ecnt的臨界值並使臨界值隨累計量改變-例如前述RL 設定為3/100,000，表示Mcnt在10萬內Ecnt數達3，錯誤率即達臨界值，當100,000<Mcnt≦200,000，則Ecnt數需達6，錯誤率財達臨界值；或者利用計算錯誤次數並設定錯誤次數的臨界值來判斷封包傳送狀況，且每當Mcnt到達Mmax則清空Ecnt，使Mcnt與Ecnt歸零。
前述監測連接埠10a的傳送(Tx)能力是基於假設接收(Rx)的能力沒問題的前提，亦即實際上可能傳送(Tx)功率設定沒問題，但接收(Rx)的功率設定有問題，以致誤認為傳送(Tx)能力有問題而調整傳送(Tx)功率。因此，為避免接收(Rx)的功率設定可能有問題，則在調節連接埠10a之傳送(Tx)功率時，可同時調節接收(Rx)之功率，或者也可以分別監測並調節。
請參閱圖1、圖6及圖7，監測連接埠10a的接收(Rx)功率來說，也與圖4流程大致相同，但紀錄的封包不同，在步驟S37 ’中，是以封包資訊內容紀錄{[IP-B,PortNum-B,IP-A,PortNum-A],KSN-B}舉例說明，該資訊代表封包傳送方向為由連線對象B傳送到連線對象A；且在步驟S40 是比對A_ack>KSN-B，在步驟S41 是比對B_seq=KSN-B。
就觀測Rx狀況來說，接獲的封包不一定需具有請求與回應的特性，也可以僅具有偵錯用的編號即可，例如CRC(Cyclic Redundancy Check)碼。在此一情形下，判斷Rx能力時，可採用與前述相似之方法另行判斷，並偵測所接收封包是否有封包毀損率(也就是CRC錯誤率)太高的情況。
本發明可針對任何具有請求與回應特性的協定偵測其錯誤率-以ICMP來說，可利用工具程式PING發出ICMP封包，並藉由測試ICMP封包是否有回應或逾時未有回應來計算錯誤率；以ARP來說，也是藉由測試是否有ARP封包回應來計算錯誤率。所求得的錯誤率回到圖3所示的功率調整流程進行演算。
歸納上述，本發明功率調節裝置100及功率調節方法，可在保證傳收品質的前提下，盡可能調降功率而達到省能的目的，可避免因降低功率導致資料傳輸錯誤的狀況發生。
惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利 範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
1‧‧‧交換器
10a‧‧‧連接埠
10b‧‧‧連接埠
11‧‧‧封包分析器
12‧‧‧封包傳送引擎
100‧‧‧功率調節裝置
2‧‧‧偵測器
3‧‧‧節能控制器
A‧‧‧連線對象
B‧‧‧連線對象
S10 ~S19 ‧‧‧步驟
S21 ~S29 ‧‧‧步驟
S251 、S261 ‧‧‧步驟
S31 ~S43 ‧‧‧步驟
圖1是本發明之功率調節裝置實施例的方塊圖；圖2是本發明功率調節方法實施例之連線階段的流程圖；圖3是本發明功率調節方法實施例之調節連接埠功率的流程圖；圖4是圖3中，有關計算傳送(Tx)錯誤率的流程圖；圖5是一交換器與一連線對象B之間進行封包傳輸的示意圖；圖6是圖3中，有關計算接收(Rx)錯誤率的流程圖；及圖7是一交換器與一連線對象B之間進行封包傳輸的示意圖。
S21 ~S29 ‧‧‧步驟
S241 、S261 ‧‧‧步驟

Claims (35)

  1. 一種通訊功率調節方法，針對一與一連線對象連接的連接埠調整功率；該方法包含以下步驟：預設錯誤率臨界值RL 、RH ，其中RL <RH ；針對該連接埠與該連線對象之間的資料流持續偵測，並計算封包傳輸的錯誤率；進行以下其中一判斷：判斷該錯誤率是否小於RL 、判斷該錯誤率是否大於RH ；及若錯誤率小於RL ，則使對應的封包傳送或接收功率調降一階；若錯誤率大於RH ，則使對應的封包傳送或接收功率調高一階；若錯誤率非小於RL 亦非大於RH ，則固定當時功率；當錯誤率在兩個臨界值RL 、RH 之間震盪，且預定時間內震盪次數達預設值，則關閉調降功率的節能機制。
  2. 依據申請專利範圍第1項所述之通訊功率調節方法，更包含正常工作狀態之前的一連線步驟：若k秒內連線成功且連線成功後m秒內出現連線失敗的次數超出預設值n，則使功率調高一階。
  3. 依據申請專利範圍第1或2項所述之通訊功率調節方法，其中，當網路正在進行初始化操作，預先將功率調整為最高值；待初始化操作完成後，再調整回節能模式的一預設的CPinitial 值。
  4. 依據申請專利範圍第1項所述之通訊功率調節方法，其中，當功率等於一預設的功率低點CPMIN ，則固定功率 為CPMIN 不再調降。
  5. 依據申請專利範圍第1或4項所述之通訊功率調節方法，其中，當功率等於一預設的功率高點CPMAX ，則使功率回復為一開始預設的CPinitial 。
  6. 依據申請專利範圍第1項所述之通訊功率調節方法，其中，錯誤率計算方法是：定義錯誤率等於封包數Mcnt與錯誤數Ecnt的比值，Mcnt值隨接獲封包遞增，Ecnt值是當接獲的封包資訊顯示封包傳輸錯誤時遞增。
  7. 依據申請專利範圍第6項所述之通訊功率調節方法，其中，當接獲的封包具有請求與回應的特性，則封包數加計一筆並記錄該封包的封包資訊，該封包資訊內容包括目的端與來源端的位址及埠序號，以及保存序號。
  8. 依據申請專利範圍第7項所述之通訊功率調節方法，其中，當已有封包資訊被紀錄，且當再接獲一封包，則新接獲的封包與該已紀錄的封包資訊比對，判斷是否有封包重傳的現象，若有封包重傳的現象則錯誤數加計一筆，並刪除已紀錄的封包資訊。
  9. 依據申請專利範圍第8項所述之通訊功率調節方法，其中，該新接獲的封包與該已紀錄的封包資訊比對的內容包括：目的端與來源端的位址及埠序號是否符合，以及新接獲封包的回應序號或封包序號與該已紀錄封包的保存序號之間的關係。
  10. 依據申請專利範圍第9項所述之通訊功率調節方法，其中，當該新接獲封包的傳送方向與該已紀錄封包相同， 則比對新接獲封包的封包序號是否等於已紀錄封包的保存序號，若等於則代表有封包重傳現象；當該新接獲封包的傳送方向與該已紀錄封包相反，則比對新接獲封包的回應序號是否大於已紀錄封包的保存序號，若不大於則代表有封包重傳現象。
  11. 依據申請專利範圍第6~10項中任一項所述之通訊功率調節方法，是針對自該連接埠傳送出去的封包計算錯誤率，並據此調整該連接埠的傳送功率。
  12. 依據申請專利範圍第6~10項中任一項所述之通訊功率調節方法，是針對自該連接埠接收到的封包計算錯誤率，並據此調整該連接埠的接收功率。
  13. 依據申請專利範圍第6項所述之通訊功率調節方法，當Mcnt值達預設的Mmax值，使Mcnt與Ecnt同除以一個數值，或使Mcnt與Ecnt歸零。
  14. 依據申請專利範圍第6項所述之通訊功率調節方法，其中，當接獲封包具有請求與回應的特性，則判斷針對已傳出之封包在預定時間內是否有回應，若逾期未回應則錯誤數加計一筆。
  15. 依據申請專利範圍第1項所述之通訊功率調節方法，其中，錯誤率計算方法是：當接獲的封包具有偵錯用的編號，利用該編號判斷封包是否毀損，以毀損率當作錯誤率。
  16. 一種通訊功率調節裝置，與一連接埠連接；該裝置包含： 一連線可靠度之錯誤偵測器，預設並儲存有錯誤率臨界值RL 、RH ，接收來自該連接埠的封包資訊並計算錯誤率，進而進行以下其中一判斷：判斷該錯誤率是否小於RL 、判斷該錯誤率是否大於RH ；若錯誤率小於RL ，則產生調降一階功率的調整指令；若錯誤率大於RH ，則產生調高一階功率的調整指令傳送到一節能控制器；若錯誤率非小於RL 亦非大於RH ，則不產生調整指令；該偵測器偵測得知錯誤率在兩個臨界值RL 、RH 之間震盪，且預定時間內震盪次數達預設值，則關閉調降功率的節能機制，不對該節能控制器產生調降一階功率的調整指令；及該節能控制器，依該調整指令，對該連接埠調整封包傳送或接收功率。
  17. 依據申請專利範圍第16項所述之通訊功率調節裝置，其中，該偵測器在網路連線階段，若k秒內連線成功且連線成功後m秒內出現連線失敗的次數超出預設值n，產生調高一階功率的調整指令。
  18. 依據申請專利範圍第16或17項所述之通訊功率調節裝置，其中，該偵測器偵測當網路正在進行初始化操作，預先使該節能控制器對該連接埠之功率調整為最高值；待初始化操作完成後，再調整回節能模式的一預設的CPinitial 值。
  19. 依據申請專利範圍第16項所述之通訊功率調節裝置，其中，該偵測器偵測得知功率等於一預設的功率低點 CPMIN ，則通知該節能控制器固定功率為CPMIN 不再調降。
  20. 依據申請專利範圍第16或19項所述之通訊功率調節裝置，其中，該偵測器偵測得知功率等於一預設的功率高點CPMAX ，則使功率回復為一開始預設的CPinitial 。
  21. 依據申請專利範圍第16項所述之通訊功率調節裝置，其中，該偵測器定義錯誤率等於封包數Mcnt與錯誤數Ecnt的比值，Mcnt值隨接獲封包遞增，Ecnt值是當接獲的封包資訊顯示封包傳輸錯誤時遞增。
  22. 依據申請專利範圍第21項所述之通訊功率調節裝置，其中，該偵測器判斷當接獲的封包具有請求與回應的特性，則封包數加計一筆並記錄該封包的封包資訊，該封包資訊內容包括目的端與來源端的位址及埠序號，以及保存序號。
  23. 依據申請專利範圍第22項所述之通訊功率調節裝置，其中，該偵測器判斷當已有封包資訊被紀錄，且當再接獲一封包，則新接獲的封包與該已紀錄的封包資訊比對，判斷是否有封包重傳的現象，若有封包重傳的現象則錯誤數加計一筆，並刪除已紀錄的封包資訊。
  24. 依據申請專利範圍第23項所述之通訊功率調節裝置，其中，該偵測器針對該新接獲的封包與該已紀錄的封包資訊進行比對的內容包括：目的端與來源端的位址及埠序號是否符合，以及新接獲封包的回應序號或封包序號與該已紀錄封包的保存序號之間的關係。
  25. 依據申請專利範圍第24項所述之通訊功率調節裝置，其中，該偵測器判斷當該新接獲封包的傳送方向與該已紀錄封包相同，則比對新接獲封包的封包序號是否等於已紀錄封包的保存序號，若等於則代表有封包重傳現象；當該新接獲封包的傳送方向與該已紀錄封包相反，則比對新接獲封包的回應序號是否大於已紀錄封包的保存序號，若不大於則代表有封包重傳現象。
  26. 依據申請專利範圍第21~25項中任一項所述之通訊功率調節裝置，其中，該偵測器是針對自該連接埠傳送出去的封包計算錯誤率，並據此產生調整該連接埠的傳送功率的調整指令。
  27. 依據申請專利範圍第21~25項中任一項所述之通訊功率調節裝置，其中，該偵測器是針對自該連接埠接收到的封包計算錯誤率，並據此產生調整該連接埠的接收功率的調整指令。
  28. 依據申請專利範圍第21項所述之通訊功率調節裝置，其中，當該偵測器對該Mcnt值計數達預設的Mmax值，使Mcnt與Ecnt同除以一個數值，或使Mcnt與Ecnt歸零。
  29. 依據申請專利範圍第21項所述之通訊功率調節裝置，其中，該偵測器判斷該接獲的封包具有請求與回應的特性時，接著判斷針對已傳出之封包在預定時間內是否有回應，若逾期未回應則錯誤數加計一筆。
  30. 依據申請專利範圍第16項所述之通訊功率調節裝置，其 中，該偵測器計算錯誤率的方法是：當接獲的封包具有偵錯用的編號，利用該編號判斷封包是否毀損，以毀損率當作錯誤率。
  31. 一種通訊功率調節方法，包含：提供一預設功率至一通訊元件；利用該預設功率來建立該通訊元件與一連線對象間之連線，包括偵測該通訊元件與該連線對象間是否連線成功，若偵測到連線不成功，則調高該預設功率以建立該通訊元件與該連線對象間之連線，且將該通訊元件與該連線對象間連線成功時所利用之該預設功率作為該連線功率；利用該連線功率來進行該通訊元件與該連線對象間之通訊；計算該通訊元件與該連線對象間進行通訊時之一錯誤率；比較該錯誤率與一臨界值，也就是判斷該錯誤率是否小於一臨界值RL ，並產生一第一判斷結果，判斷該錯誤率是否大於一臨界值RH ，並產生一第二判斷結果；其中該臨界值RH 大於該臨界值RL ；依據該第一判斷結果來決定是否調降該連線功率，且依據該第二判斷結果來決定是否調高該連線功率；其中該連線功率係介於一最大連線功率與一最小連線功率之間，且該連線功率於執行該調整步驟前係大於或等於該預設功率；以及 當錯誤率在臨界值RL 、RH 之間震盪，且預定時間內震盪次數達預設值，則關閉調降功率的節能機制。
  32. 如申請專利範圍第31項所述之方法，其中計算該錯誤率之步驟包含：當該通訊元件與該連線對象間進行通訊時，偵測符合一預設條件之單位資料的數目；依據該單位資料之一資訊來決定是否遞增一錯誤數；以及依據該單位資料的數目與該錯誤數來決定該錯誤率。
  33. 如申請專利範圍第32項所述之方法，其中該預設條件包含該單位資料是否具有請求與回應的特性。
  34. 如申請專利範圍第32項所述之方法，其中該資訊包含該單位資料之序號。
  35. 如申請專利範圍第32項所述之方法，其中該通訊元件係一乙太網路連接埠，該單位資料係一封包。
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