TWI488457B - 校準監聽週期與監聽間隔的方法及其控制模組 - Google Patents

Description

校準監聽週期與監聽間隔的方法及其控制模組

本發明是有關於一種校準監聽週期與監聽間隔的方法及其控制模組，且特別是有關於一種利用信標接收平均時間及信標接收方均根時間的計算結果，以校準監聽週期及監聽間隔的方法及其控制模組。

就現有技術來說，無線裝置的監聽週期預設為1個流量指示圖(Traffic Indicate Map，TIM)之預設時間，通常1個TIM設定為100毫秒(milliseconds)。在此設定之下，無線裝置並不容易漏失無線網路中的信標(Beacon)，但是，也由於此較長的監聽時間，導致無線站台必須耗費較大的電能。

針對較長之監聽週期所造成的耗能情況，一般做法為利用無線接取點(Wireless Access point，Wireless AP)的省電模式(Power saving mode)來解決，舉例來說，無線接取點緩衝儲存原欲傳送至無線裝置的訊框，而當該無線裝置恢復監聽模式時，再將原先緩衝儲存的訊框傳送至無線裝置；在連線過程中，無線接取點更依據TIM設定傳送信標，而無線裝置則依據設定的監聽間隔(Listen interval)接收此信標。然而，在實際網路環境雜訊干擾之下，市售的無線接取點傳送信標之週期並無法完全按照TIM規定，信標傳送週期的浮動(Drift)問題仍尚待解決。

本發明提出一種控制模組，裝設於一無線裝置中，適用於監聽無線接取點在無線傳輸範圍中發送的信標，並藉以校準監聽週期及監聽間隔。此控制模組包括：收發單元及處理單元。其中，收發單元接收該些信標，而處理單元耦接至收發單元，當判斷當前監聽週期及當前監聽間隔需要校準，則利用在第一特定時間內所接收到該些信標之接收時間間隔，計算信標接收平均時間及信標接收方均根時間，並設定信標接收平均時間為一優化監聽間隔，設定信標接收方均根時間為一優化監聽週期。接著，處理單元利用優化監聽間隔與優化監聽週期重新執行監聽程序，並在接連X個優化監聽週期中監聽，當接收到Y個以上的信標時，判斷為校準成功，其中X、Y為正整數。

本發明提出一種校準監聽週期與監聽間隔的方法，適用於一無線裝置中，監聽無線接取點在無線傳輸範圍中發送的信標，並藉以校準監聽週期及監聽間隔，此方法包括：當判斷當前監聽週期及當前監聽間隔需要校準，則利用在第一特定時間內所接收到該些信標之接收時間間隔，計算信標接收平均時間及信標接收方均根時間，並設定信標接收平均時間為一優化監聽間隔，設定信標接收方均根時間為一優化監聽週期。接著，利用優化監聽間隔與優化監聽週期重新執行監聽，並在接連X個優化監聽週期中監聽，當接收到Y個以上的信標時，判斷為校準成功，其中X、Y為正整數。

基於上述，本發明提供一種校準監聽週期與監聽間隔的方法及其控制模組，在實際網路環境中，利用信標接收平均時間及信標接收方均根時間的計算結果，校準無線裝置的監聽週期及監聽間隔，讓無線裝置能夠更準確地接收到無線接取點所發送的信標，且不耗費過多電能資源。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖1是依照本發明實施例之一種控制模組120之功能方塊圖，控制模組120裝設於無線裝置110中，適用於監聽無線接取點150在無線傳輸範圍中發送的信標(Beacons)，並藉以校準監聽週期(Listen Duration，LD)及監聽間隔(Listen Interval，LI)。舉例來說，控制模組120例如是支援無線保真度協定的網路介面卡或是網路晶片；然本發明不限於此，控制模組120也可是無線裝置中其它的硬體，或是藉由軟體來實現此控制模組120。

控制模組120包括處理單元130及收發單元140，在本發明實施例中，收發單元140與無線接取點150利用一無線保真度(Wireless Fidelity，WiFi)協定進行無線通訊，接收無線接取點150所發送的信標。舉例來說，收發單元140係經由一天線接收無線接取點150所發送的信號，並將處理信號所得之信標傳送至處理單元130。

處理單元130耦接至收發單元140，其利用信標接收平均時間及信標接收方均根時間的計算結果，來校準監聽週期及監聽間隔。於一實施例中，處理單元130例如是網路介面卡或是網路晶片中一模組、或可為硬體及/或軟體所實現的功能模塊，用以處理所接收信標與時間關係，藉以計算出信標接收平均時間與信標接收方均根時間。其中，硬體可為中央處理器、晶片組、或微處理器等具有運算功能的硬體設備或上述硬體設備的組合，而軟體則可以是作業系統、驅動程式等等。

雖上述係以控制模組120為網路介面卡或網路晶片為例來做說明，然本發明不限於此，控制模組120抑可為包括多硬體之系統。舉例來說，收發單元140可以是支援無線保真度協定的網路介面卡或是網路晶片，而處理單元130可為另一硬體及/或軟體所實現的功能模塊。只要是可達成上述功效之硬體、軟體、及或其之組合，皆為本發明之範圍。

圖2是依照本發明實施例之一種校準監聽週期與監聽間隔的方法之流程圖，請同時參照圖1及圖2。首先，收發單元140接收無線接取點發送的信標(步驟S210)。

當判斷當前監聽時間特性需要校準時，處理單元130利用在第一特定時間內所接收到該些信標之接收時間間隔來計算出優化監聽時間特性(步驟S220)。舉例來說，當處理單元130判斷信標傳送週期已然變動，或是判斷所接收的信標之週期已然變動，此時即判斷當前監聽時間特性需 要校準，當前監聽時間特性例如是當前監聽週期及/或當前監聽間隔。處理單元130將依據第一特定時間內所接收到該些信標之接收時間間隔來計算出優化監聽時間特性，第一特定時間例如是先前接收十次信標的時間，優化監聽時間特性例如是優化監聽週期及/或優化監聽間隔。舉例來說，依據先前接收十次信標的時間內所成功接收的信標，其信標週期與信標間隔的變化程度，來估測後續信標的時間特性，例如是信標週期微增一毫秒等。

處理單元130並依據優化監聽時間特性重新執行監聽(步驟S230)。其中，當前監聽時間特性例如是當前監聽週期及/或當前監聽間隔，而優化監聽時間特性例如是優化監聽週期及/或優化監聽間隔。圖3是依照本發明另一實施例之一種校準監聽週期與監聽間隔的方法之流程圖，此實施例為圖2實施例之延伸，請同時參照圖1及圖3。首先，自無線接取點150接收流量指示圖(Traffic Indicate Map，TIM)設定參數，根據此流量指示圖設定參數，設定當前監聽間隔，處理單元130並根據無線裝置110中收發單元140的通訊參數，設定當前監聽週期，且預設一當前信標漏失數值(Beacon Miss Number，BMN)為0(步驟S305)。

處理單元130利用上述流量指示圖設定參數，設定一流量指示圖單位時間(步驟S310)。在本實施例中，1個流量指示圖單元時間為100毫秒(milliseconds)，一般的表示方法為1 TIM=100ms。接著，在1個流量指示圖單位時間之內，也就是在100ms的時間內，偵測自無線接取點150 發出之信標的漏失情況(步驟S315)。處理單元130判斷在當前監聽週期之內是否接收到信標(步驟S320)，若在當前監聽週期之內，確定接收到信標而並未漏失，則返回步驟S215，繼續在下一個監聽週期偵測該信標的漏失情況。若在步驟S220的判斷為否，則處理單元130將當前信標漏失數值加1(步驟S325)。接著，處理單元130判斷當前信標漏失數值是否大於一信標漏失臨界值(Beacon Miss Threshold，BMT)(步驟S330)，若步驟S230的判斷為否，表示當前信標漏失數值尚未大於一信標漏失臨界值，則返回步驟S315，繼續在下一個監聽週期偵測該信標的漏失情況。

若在步驟S330的判斷為是，則認定為當前監聽週期及當前監聽間隔需要校準，接著利用在一第一特定時間內所接收到該些信標之接收時間間隔，計算信標接收平均時間及信標接收方均根時間(步驟S335)，其中，第一特定時間的時間長度，是根據無線接取點150所發送的流量指示圖設定參數，將第一特定時間的長度設定為10個流量指示圖單位時間，意即10個TIM時間。當然，若系統廠商有其他需求，此第一特定時間亦可設定為其他時間長度之變化，並不受此實施例之限制。

根據步驟S335的計算結果，處理單元130設定上述的信標接收平均時間為一優化監聽間隔，設定信標接收方均根時間為一優化監聽週期(步驟S340)，並利用優化監聽間隔與優化監聽週期重新執行監聽。接著，處理單元130 在接連X個優化監聽週期中監聽(步驟S345)，判斷在此X個優化監聽週期中，收發單元140是否接收到Y個以上的信標(步驟S350)。當步驟S350的判斷為是，判定校準成功(步驟S355)，其中，變數Y之值可以設定為(X-2)。舉例來說，於接連10個優化監聽週期中進行監聽動作，若處理單元130能接收到8個以上的信標，則判定為校準成功。當然，若使用上需要較高的精準度，亦可將變數Y設為9，換言之，須接收到9個以上的信標，才能判斷為校準成功，Y變數之設置不受本實施例設定數值所限制。

反之，當步驟S350的判斷為否，表示此時收發單元140並無接收到Y個以上的信標，處理單元130則將校準次數加一(步驟S360)。接著，處理單元130判斷目前校準次數是否大於一校準次數臨界值(步驟S365)，校準次數臨界值可依系統設計或使用需求做變更。當步驟S265的判斷為否，則表示目前校準次數並未大於校準次數臨界值時，則處理單元130在之後的第一特定時間內，繼續利用無線接取點150所發送的信標之接收時間間隔，計算信標接收平均時間及信標接收方均根時間，重新進行校準。而當步驟S365的判斷為是，表示目前的校準次數已經大於校準次數臨界值，則判定校準失敗(步驟S370)。

綜上所述，本發明提供一種校準監聽週期與監聽間隔的方法及其控制模組，其在實際網路環境中，利用信標接收平均時間及信標接收方均根時間的計算結果，校準無線裝置的監聽週期及監聽間隔，接著使用校準後的優化監聽 週期及優化監聽間隔，重新執行監聽，並在預設的多個優化監聽週期中，判斷是否接收到預期的信標數量，認定是否校準成功。在本發明的校準方法之下，讓無線裝置能夠更精準、有效率地接收到無線接取點所發送的信標，且不耗費過多電能資源。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故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。

110‧‧‧無線裝置

120‧‧‧控制模組

130‧‧‧處理單元

140‧‧‧收發單元

150‧‧‧無線接取點

S210~S230、S305~S370‧‧‧流程步驟

圖1是依照本發明實施例之一種控制模組之功能方塊圖。

圖2是依照本發明實施例之一種校準監聽週期與監聽間隔的方法之流程圖。

圖3是依照本發明另一實施例之一種校準監聽週期與監聽間隔的方法之流程圖。

S305~S370‧‧‧校準監聽週期與監聽間隔的方法之流程步驟

Claims (18)

1. 一種控制模組，適用於監聽一無線接取點發送的信標，並藉以校準監聽時間特性，包括：一收發單元，接收該些信標；一處理單元，耦接至該收發單元，利用在一第一特定時間內所接收到該些信標之接收時間間隔來計算出一優化監聽時間特性，該處理單元依據該優化監聽時間特性重新執行監聽，其中，當判斷一當前監聽時間特性需要校準，該處理單元利用在該第一特定時間內所接收到該些信標之接收時間間隔來計算出一信標接收平均時間與一信標接收方均根時間，該處理單元更依據該信標接收平均時間與該信標接收方均根時間來計算出該優化監聽時間特性。
2. 如申請專利範圍第1項所述之控制模組，其中該當前監聽時間特性包括一當前監聽週期及一當前監聽間隔，其中該優化監聽時間特性包括一優化監聽週期及一優化監聽間隔。
3. 如申請專利範圍第2項所述之控制模組，更包括該處理單元設定該信標接收平均時間為該優化監聽間隔，設定該信標接收方均根時間為該優化監聽週期。
4. 如申請專利範圍第3項所述之控制模組，更包括該處理單元依據該優化監聽間隔與該優化監聽週期重新執行監聽，並在接連X個優化監聽週期中監聽，當接收到Y個以上的該信標時，判斷為校準成功，其中X、Y為正整數。
5. 如申請專利範圍第4項所述之控制模組，更包括當在接連X個該優化監聽週期中監聽時，該收發單元並無接收到Y個以上的該信標，則該處理單元將一校準次數加一，並接著判斷目前該校準次數是否大於一校準次數臨界值，若是，則判斷為校準失敗；其中，該變數Y之值設定為(X-2)。
6. 如申請專利範圍第5項所述之控制模組，更包括當目前該校準次數並未大於該校準次數臨界值時，則該處理單元在該第一特定時間內，利用自該無線接取點所接收到該些信標之接收時間間隔，計算該信標接收平均時間及該信標接收方均根時間，重新進行校準。
7. 如申請專利範圍第2項所述之控制模組，更包括：在判斷該當前監聽週期及該當前監聽間隔是否需要校準時，更包括該收發單元自該無線接取點接收流量指示圖(Traffic Indicate Map，TTM)設定參數，根據該流量指示圖設定參數，該處理單元設定該當前監聽間隔，並根據該無線裝置的通訊參數，設定該當前監聽週期；以及在設定該當前監聽間隔及該當前監聽週期之後，該處理單元預設一當前信標漏失數值為0，且利用該流量指示圖設定參數，設定一流量指示圖單位時間，在1個該流量指示圖單位時間之內，偵測該信標的漏失情況，當該收發單元在該當前監聽週期之內未接收到該信標，則該處理單元將該當前信標漏失數值加1，接著判斷該當前信標漏失 數值是否大於一信標漏失臨界值，若是，則認定為該當前監聽週期及該當前監聽間隔需要校準。
8. 如申請專利範圍第7項所述之控制模組，更包括當該收發單元在該當前監聽週期之內確定接收到該信標，則該處理單元繼續在下一個監聽週期偵測該信標的漏失情況。
9. 如申請專利範圍第7項所述之控制模組，更包括當該處理單元判斷該當前信標漏失數值尚未大於一信標漏失臨界值，則繼續在下一個監聽週期偵測該信標的漏失情況。
10. 一種校準監聽週期與監聽間隔的方法，適用於監聽一無線接取點發送的信標，並藉以校準監聽時間特性，包括：利用在一第一特定時間內所接收到該些信標之接收時間間隔來計算出一優化監聽時間特性；當判斷一當前監聽時間特性需要校準，利用在該第一特定時間內所接收到該些信標之接收時間間隔來計算出一信標接收平均時間與一信標接收方均根時間；依據該信標接收平均時間與該信標接收方均根時間來計算出該優化監聽時間特性；以及依據該優化監聽時間特性重新執行監聽。
11. 如申請專利範圍第10項所述之校準監聽週期與監聽間隔的方法，其中該當前監聽時間特性包括一當前監聽週期及一當前監聽間隔，其中該優化監聽時間特性包括一優化監聽週期及一優化監聽間隔。
12. 如申請專利範圍第11項所述之校準監聽週期與監聽間隔的方法，更包括：設定該信標接收平均時間為該優化監聽間隔；以及設定該信標接收方均根時間為該優化監聽週期。
13. 如申請專利範圍第12項所述之校準監聽週期與監聽間隔的方法，更包括：依據該優化監聽間隔與該優化監聽週期重新執行監聽；以及在接連X個優化監聽週期中監聽，當接收到Y個以上的該信標時，判斷為校準成功，其中X、Y為正整數。
14. 如申請專利範圍第13項所述之校準監聽週期與監聽間隔的方法，更包括：當在接連X個該優化監聽週期中監聽，並無接收到Y個以上的該信標時，則將一校準次數加一；以及判斷目前該校準次數是否大於一校準次數臨界值，若是，則判斷為校準失敗；其中其中該變數Y之值設定為(X-2)。
15. 如申請專利範圍第14項所述之校準監聽週期與監聽間隔的方法，更包括：當目前該校準次數並未大於該校準次數臨界值時，則在該第一特定時間內，利用自該無線接取點所接收到該些信標之接收時間間隔，計算該信標接收平均時間及該信標接收方均根時間，重新進行校準。
16. 如申請專利範圍第11項所述之校準監聽週期與監聽間隔的方法，其中在判斷該當前監聽週期及該當前監聽間隔是否需要校準時，更包括：自該無線接取點接收流量指示圖(Traffic Indicate Map，TIM)設定參數，根據該流量指示圖設定參數，設定該當前監聽間隔；根據該無線裝置的通訊參數，設定該當前監聽週期。在設定該當前監聽間隔及該當前監聽週期之後，預設一當前信標漏失數值為0；利用該流量指示圖設定參數，設定一流量指示圖單位時間；在1個該流量指示圖單位時間之內，偵測該信標的漏失情況；當在該當前監聽週期之內未接收到該信標時，則將該當前信標漏失數值加1；以及判斷該當前信標漏失數值是否大於一信標漏失臨界值，若是，則認定為該當前監聽週期及該當前監聽間隔需要校準。
17. 如申請專利範圍第16項所述之校準監聽週期與監聽間隔的方法，更包括：當在該當前監聽週期之內確定接收到該信標，則繼續在下一個監聽週期偵測該信標的漏失情況。
18. 如申請專利範圍第16項所述之校準監聽週期與監聽間隔的方法，更包括： 當判斷該當前信標漏失數值尚未大於一信標漏失臨界值，則繼續在下一個監聽週期偵測該信標的漏失情況。