TWI489819B - 無線網路裝置之電源管理方法及其電源管理器 - Google Patents

無線網路裝置之電源管理方法及其電源管理器 Download PDF

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Description

無線網路裝置之電源管理方法及其電源管理器
本發明有關一種電源管理方法及其電源管理器，尤指一種應用於一無線網路裝置的電源管理方法及其電源管理器。
近年來，電腦與網路設備的普及與合理的售價促使區域網路的架設大幅且不斷地成長。網路能夠連接在不同地點、不同使用者的終端機，使得數位資料能夠快速且有效率地流通傳遞，而各種訊息、資料、知識也得以讓網路上眾多的使用者分享。尤其是近年來無線網路(wireless local area network，WLAN)的發展，更能解除網路傳輸線對終端機的束縛，讓無線上網的終端機具有可攜(portable)以及機動(mobile)的特性，能隨時隨地為使用者提供存取網路資源的能力。
功率消耗一直是行動裝置(mobile device)上所需考量到的重要議題，對於行動式工作站而言，功率消耗較關鍵的元件即為包含射頻電路以及基頻電路的無線網路裝置，比如：無線網路卡。然而，目前市面上的行動裝置，須藉由使用者透過手動的方式來節省電力，但此種作法，對於使用者而言十分不方便，且缺乏效率。
鑑於上述，本發明的目的之一在於提供一種應用於一無線網路裝置的電源管理方法及電源管理器，可動態地調整無線網路裝置之功率消耗，以解決先前技術中之問題。
本發明的目的之一在於提供一種應用於一無線網路裝置的電源管理方法及電源管理器，可於無線網路裝置電源啟動(Power on)後且操作於未連線狀態時，透過韌體(firmware)自動地調整無線網路裝置之功率消耗。
本發明的目的之一在於提供一種應用於一無線網路裝置的電源管理方法及電源管理器，可於無線網路裝置操作於連線狀態時，依據信標中(beacon)之資訊以動態地調整無線網路裝置之功率消耗。
本發明揭露了一種電源管理方法，應用於一無線網路裝置，該無線網路裝置係操作於一未連線狀態或一連線狀態，該電源管理方法包含有：當該無線網路裝置於電源啟動後，週期性地偵測該無線網路裝置是否操作於該未連線狀態，以決定是否進入一第一省電模式；其中，若偵測該無線網路裝置操作於該未連線狀態時，控制該無線網路裝置進入該第一省電模式；以及當該無線網路裝置操作於該連線狀態時，依據該無線網路裝置所接收之一信標中之一資訊，以決定該無線網路裝置是否進入一第二省電模式。
本發明揭露了一種電源管理器，適用於控制一無線網路裝置之一電源模式，該無線網路裝置係操作於一未連線狀態或一連線狀態，該電源管理器包含有：一偵測單元以及一電源模式控制單元。偵測單元偵測該無線網路裝置之一操作狀態以產生一偵測結果。電源模式控制單元耦接於該偵測單元，用來依據該偵測單元之該偵測結果來控制該無線網路裝置之該電源模式。其中，當該偵測單元之該偵測結果指示該無線網路裝置操作於該未連線狀態時，該電源模式控制單元控制該無線網路裝置進入一第一省電模式；以及當偵測單元之該偵測結果指示該無線網路裝置操作於該連線狀態時，依據該無線網路裝置所接收之一信標中之一資訊，以控制該無線網路裝置進入一第二省電模式。
於下列之各實施例中所提及之無線網路裝置，係可使用於如無線網路卡、無線基地台等無線通訊產品中，但本發明並不侷限於此，亦可為其它配附有無線網路介面、並可連接至一無線網路的電子裝置。且該無線網路裝置，可在該無線區域網路中(Wireless LAN)與無線網路基地台(WLAN AP)或工作站(Station)建立連線，並可發射、接收無線訊號以進行傳遞資料與訊息等動作。
請參考第1圖，第1圖為本發明應用於一無線網路裝置的電源管理方法之第一操作範例的流程圖，其包含(但不侷限於)以下的步驟(請注意，假若可獲得實質上相同的結果，則這些步驟並不一定要遵照第1圖所示的執行次序來執行)：
步驟102：啟動(power on)無線網路裝置。
步驟104：無線網路裝置處於未連線狀態。
步驟106：偵測無線網路裝置之操作狀態以產生一偵測結果。當偵測結果指示該操作狀態為一掃描狀態時，執行步驟110；當偵測結果指示該操作狀態為一連線狀態時，執行步驟120；否則，執行步驟130。
步驟110：進行掃描程序。回到步驟104。
步驟120：判斷是否找到符合的服務組識別碼(Service set Identifier，SSID)。於找到符合的服務組識別碼時，執行步驟122；否則，回到步驟104。
步驟122：進行連線程序。
步驟124：進入連線狀態。
步驟130：執行進入省電模式程序。
步驟132：自動地控制無線網路裝置的功率消耗模式進入一未連線省電模式(Inactive power save，IPS)。
步驟134：偵測無線網路裝置之操作狀態以產生一偵測結果。當偵測結果指示該操作狀態為掃描狀態或連線狀態時，執行步驟136；否則，回到步驟132。
步驟136：執行離開省電模式程序。
步驟138：自動地控制無線網路裝置離開未連線省電模式。當偵測結果指示該操作狀態為掃描狀態時，回到步驟110；當偵測結果指示該操作狀態為連線狀態，回到步驟120。
於啟動無線網路裝置後，假設一開始無線網路裝置係處於未連線狀態(步驟102～104)。此時，透過一偵測單元週期性地來偵測無線網路裝置之操作狀態以產生一偵測結果(步驟106)。接下來，分三種情況進行說明：於第一種情況下，當偵測結果指示該操作狀態為一掃描狀態時，則進行掃描程序(步驟110)。於第二種情況下，當偵測結果指示該操作狀態為一連線狀態時，執行連線程序以進入連線狀態(步驟120～124)。於第三種情況下，當該操作狀態為一未連線狀態時，可透過韌體自動地/主動地控制無線網路裝置的功率消耗模式，以進入一未連線省電模式(步驟130～132)。此外，於進入未連線省電模式後，若是接收到需要進行掃描或者連線的指令，則自動地控制無線網路裝置離開未連線省電模式(步驟134～138)。
請注意，上述之未連線狀態係指無線網路裝置沒有進行任何掃描或者連線的動作，亦即閒置狀態；而連線狀態則涵蓋步驟120～124所提及之連線程序以及連線狀態。此外，上述之操作狀態並非單指無線網路裝置的目前操作狀態，其更涵蓋了無線網路裝置於下一個時間點的狀態。舉例而言，當無線網路裝置接收到命令須與基地台或者工作站進行連線時，此時所偵測到的操作狀態即為連線狀態。
上述的例子僅為用來說明本發明之應用，並非本發明之限制條件，熟知此項技藝者應可了解，在不違背本發明之精神下，第1圖中的流程之步驟可再增加其他的中間的步驟或者可將數個步驟合併成單一步驟。舉例而言，步驟132以及步驟138可各包含其他的詳細步驟。請參考第2圖(包含有第2A圖以及第2B圖)，第2圖為第1圖中進入未連線省電模式之步驟(步驟132)以及離開未連線省電模式之步驟(步驟138)的詳細步驟流程圖。
如第2A圖所示，第1圖之步驟132另包含以下之步驟：
步驟210：關閉無線網路裝置之一基頻電路及一射頻電路中至少其一。
步驟212：告知通用序列匯排流裝置之主機控制器來關閉管道以停止輪詢機制(polling mechanism)。
如第2B圖所示，第1圖之步驟138另包含以下之步驟：
步驟220：重新開啟無線網路裝置之基頻電路及射頻電路中至少其一。
步驟222：告知通用序列匯排流裝置之主機控制器來開啟管道以重新開啟輪詢機制。
上述之步驟210～212以及步驟220～222僅為用來說明本發明之應用，並非本發明之限制條件，熟知此項技藝者應可了解，在不違背本發明之精神下，亦可採用其他能夠達到相同目的而符合本發明所揭露之精神的方式來實踐進入未連線省電模式之步驟(步驟132)以及離開未連線省電模式之步驟(步驟138)。值得注意的是，在無線網路裝置進入未連線省電模式後，必須關掉像是基頻電路及射頻電路等耗電的元件，才能夠減少功率消耗。此外，若是無線網路裝置係設置於一通用序列匯排流(USB)裝置中，由於通用序列匯排流裝置的輪詢機制亦有一定的耗電量，因此，在無線網路裝置進入未連線省電模式後，本發明更進一步的告知主機控制器來關閉管道(例如：BulkIN Pipe)以停止輪詢機制，如此一來，可達到更佳的省電功效。
請參考第3圖，第3圖為描述第1圖中進入以及離開未連線省電模式的時間點之示意圖。於本實施例中，針對進入未連線省電模式的時間點，當無線網路裝置啟動後，系統(例如：基本輸入輸出系統(Basic Input/Output System，BIOS))將週期性地偵測無線網路裝置是否操作於未連線狀態以確認是否需要進入未連線省電模式。在本實施例中將以每兩秒偵測一次做說明，但本發明並不以此為限。當無線網路裝置係處於未連線狀態，且沒有收到任何需要進行連線或掃描動作時，系統會自動地控制無線網路裝置的功率消耗模式進入未連線省電模式。若是確認的時間點在掃描程序、連線程序進行時，系統不會啟動進入未連線省電模式的程序。此外，當無線網路裝置已經和基地台或工作站建立連線後(連線狀態)，系統也不會進行每兩秒確認是否進入未連線省電模式的動作。針對離開未連線省電模式的時間點，當無線網路裝置處於未連線省電模式且偵測結果指示該操作狀態為連線狀態或掃描狀態時，系統會自動地控制無線網路裝置離開未連線省電模式。
上述之實施例僅為用來說明本發明之應用，並非本發明之限制條件，熟知此項技藝者應可了解，在不違背本發明之精神下，進入以及離開未連線省電模式的時間點之各種變化皆是可行的。
當然，上述之未連線省電模式僅為本發明之一實作範例，於其他實施例中，可設計更多的省電機制於無線網路裝置內，以達到更佳的省電效果。請參考第4圖，第4圖為本發明應用於一無線網路裝置的電源管理方法之第二操作範例的流程圖，其包含(但不侷限於)以下的步驟：
步驟402：無線網路裝置處於連線狀態下。
步驟404：偵測無線網路裝置之一操作狀態以產生一偵測結果。當無線網路裝置處於連線狀態下且偵測結果指示該操作狀態為一非資料傳遞狀態時，執行步驟410；否則，執行步驟420。
步驟410：執行進入省電模式程序。
步驟412：自動地控制無線網路裝置進入一已連線閒置省電模式(Leisure power save，LPS)。回到步驟404。
步驟420：執行離開省電模式程序。
步驟422；自動地控制無線網路裝置離開已連線閒置省電模式。回到步驟404。
請參考第5圖，第5圖為描述第4圖中進入以及離開已連線閒置省電模式的時間點之示意圖。於本實施例中，當無線網路裝置與基地台或工作站建立連線後，可以根據一信標(beacon)中的資訊元素來決定進入以及離開已連線閒置省電模式的時間點。上述之信標中的資訊元素包含一遞送流量指示訊息(traffic information message，TIM)。由於遞送流量指示訊息又分為TIM元素以及DTIM(delivery traffic information message)元素兩種，其中只有DTIM元素附有資料訊息。因此，可利用該遞送流量指示訊息的訊框欄位所包含DTIM個數或DTIM週期來決定進入以及離開已連線閒置省電模式的時間點。舉例而言，在無線網路裝置傳送或接收資料等動作結束後，會接著接收一信標，此時由於沒有資料需要進行傳遞，系統便可自動地控制無線網路裝置的功率消耗模式進入已連線閒置省電模式。而透過信標中的DTIM個數或DTIM週期，可以決定無線網路裝置醒來(亦即離開已連線閒置省電模式)接收廣播和群播封包的時間。另外，當無線網路裝置係作為一傳送端(Rx)或一接收端(Tx)時，由於有資料必須傳送或者接收，此時系統也會自動地控制無線網路裝置離開已連線閒置省電模式。
請再注意，上述各流程之步驟並非限定要依據實施例所示之順序來執行，在不違背本發明之精神下，熟知此項技藝者應可具以變化。
請參考第6圖，第6圖為本發明應用於一無線網路裝置610的電源管理器650之一實施例的示意圖。於本實施例中，無線網路裝置610及其電源管理器650係設置於一行動裝置600中，例如：一筆記型電腦，但本發明並不侷限於此，亦可為其它種類之電子裝置，例如：桌上型電腦。如第6圖所示，無線網路裝置610包含一基頻電路620以及一射頻電路630，而電源管理器650則包含一偵測單元660以及一電源模式控制單元670。偵測單元660係用來偵測無線網路裝置610之一操作狀態S1以產生一偵測結果DR1。電源模式控制單元670係耦接於偵測單元660，用來依據偵測單元660之偵測結果DR1來自動地控制無線網路裝置610進入一省電模式(例如上述之未連線省電模式IPS或者已連線閒置省電模式LPS)或者離開該省電模式，其中無線網路裝置610進入省電模式的功率消耗小於無線網路裝置離開省電模式的功率消耗。此外，電源模式控制單元670於無線網路裝置610進入未連線省電模式(IPS)或已連線閒置省電模式(LPS)時，將關閉無線網路裝置610之基頻電路620及/或射頻電路630之電源訊號或時脈訊號；並於無線網路裝置610離開未連線省電模式或已連線閒置省電模式時，重新開啟無線網路裝置610之620基頻電路及/或射頻電路630之電源訊號或時脈訊號。若無線網路裝置610設置於一通用序列匯排流裝置上時，則電源模式控制單元670另用來於無線網路裝置610進入未連線省電模式或已連線閒置省電模式時，告知通用序列匯排流裝置之主機控制器690來關閉管道以停止輪詢機制，並且於無線網路裝置610離開未連線省電模式或已連線閒置省電模式時，告知該通用序列匯排流裝置之主機控制器690來開啟管道以重新開啟輪詢機制。
在本實施例中，電源管理器650及主機控制器690除了由硬體來實現外，亦可由一軔體(例如：BIOS)來實現。另外，電源模式控制單元670於無線網路裝置610進入未連線省電模式(IPS)或已連線閒置省電模式(LPS)時，可關閉基頻電路620中之低雜訊放大器(Low Noise Amplifier，LNA)、功率放大器(Power Amplifier，PA)、混波器(Mixer)、可變增益放大器(Variable Gain Amplifier，VGA)以及濾波器(Filter)部分或全部的電源訊號或時脈訊號，或關閉基頻電路620中調變電路的電源訊號或時脈訊號。
請注意，無線網路裝置610係可為一無線網路卡，但本發明並不侷限於此，亦可為其它種類之無線網路裝置。另外，關於第6圖中之無線網路裝置610以及電源管理器650之內部元件的細節以及運作，可參照前述之各實施例相關的描述即可瞭解，為簡潔起見，故於此不再贅述。
以上所述的實施例僅用來說明本發明之技術特徵，並非用來侷限本發明之範疇。由上可知，本發明提供一種應用於一無線網路裝置的電源管理方法及其相關電源管理器。透過偵測無線網路裝置之操作狀態，可以自動地控制無線網路裝置進入省電模式(上述之未連線省電模式以及已連線閒置省電模式)或者離開省電模式。如此一來，當無線網路裝置並未進行連線或者掃瞄動作時，則可進入未連線省電模式，以關閉無線網路裝置的基頻電路及射頻電路來節省功率消耗。當無線網路裝置處於連線狀態但並沒有進行資料傳遞時，更可以進入已連線閒置省電模式來節省更多的功耗。再者，若是無線網路裝置係設置於一通用序列匯排流裝置中，於進入省電模式後可告知主機控制器來停止輪詢機制，可更進一步節省功率消耗。此外，可利用不停地偵測操作狀態來達到自動省電，對於使用者而言相當方便，且更有效率。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
102～138、210～212、220～222、402～422．．．步驟
IPS．．．未連線省電模式
LPS．．．已連線閒置省電模式
TIM、DTIM．．．遞送流量指示訊息
600．．．行動裝置
610．．．無線網路裝置
620．．．基頻電路
630．．．射頻電路
650．．．電源管理器
660．．．偵測單元
670．．．電源模式控制單元
690．．．主機控制器
S1．．．操作狀態
DR1．．．偵測結果
第1圖為本發明應用於一無線網路裝置的電源管理方法之第一操作範例的流程圖。
第2圖(包含有第2A圖以及第2B圖)為第1圖中進入未連線省電模式之步驟以及離開未連線省電模式之步驟的詳細步驟流程圖。
第3圖為描述第1圖中進入以及離開未連線省電模式的時間點之示意圖。
第4圖為本發明應用於一無線網路裝置的電源管理方法之第二操作範例的流程圖。
第5圖為描述第4圖中進入以及離開已連線閒置省電模式的時間點之示意圖。
第6圖為本發明應用於一無線網路裝置的電源管理器之一實施例的示意圖。
102～138．．．步驟

Claims (14)

  1. 一種電源管理方法，應用於一無線網路裝置，該無線網路裝置係操作於一未連線狀態或一連線狀態，該電源管理方法包含有：提供一未連線省電模式(Inactive power save，IPS)與一已連線閒置省電模式(Leisure power save，LPS)；當該無線網路裝置於電源啟動(Power on)後，週期性地偵測該無線網路裝置是否操作於該未連線狀態，以決定是否進入或離開該未連線省電模式；其中，若偵測該無線網路裝置操作於該未連線狀態時，控制該無線網路裝置進入該未連線省電模式；以及當該無線網路裝置操作於該連線狀態時，依據該無線網路裝置所接收之一信標(beacon)中之遞送流量指示訊息的訊框欄位所包含該遞送流量指示訊息之個數或該遞送流量指示訊息之週期，以決定該無線網路裝置是否進入或離開該已連線閒置省電模式。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中於該無線網路裝置操作於該連線狀態時，且當該無線網路裝置係作為一傳送端(Tx)或一接收端(Rx)傳送或接收資料時，控制該無線網路裝置離開該已連線閒置省電模式。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中控制該無線網路裝置進入該未連線省電模式之步驟更包含：關閉該無線網路裝置之一基頻(base-band)電路或一射頻(radio frequency，RF)電路。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該無線網路裝置係設置於一通用序列匯排流(Universal Serial Bus，USB)裝置中，且當該無線網路裝置進入該未連線省電模式後，告知該通用序列匯流排之主機(host)控制器來關閉管道，以停止一輪詢機制(polling mechanism)。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中於該無線網路裝置啟動後，利用一基本輸入輸出系統將週期性地偵測該無線網路裝置是否操作於未連線狀態，來確認進入未連線省電模式之時間點。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中於該無線網路裝置處於連線狀態下，且該操作狀態為一非資料傳遞狀態時，該無線網路裝置判斷此狀態為進入該已連線閒置省電模式之時間點。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該無線網路裝置操作於該連線狀態，且離開該已連線閒置省電模式時，係進行接收廣播和群播封包。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之方法，係由一韌體所實現。
  9. 一種電源管理器，適用於控制一無線網路裝置之一電源模式，該無線網路裝置係操作於一未連線狀態或一連線狀態，該電源管理器包含有：一偵測單元，用來偵測該無線網路裝置之一操作狀態以產生一偵測結果；以及一電源模式控制單元，耦接於該偵測單元，用來依據該偵測單元之該偵測結果來控制該無線網路裝置之該電源模式，其中該 電源模式包含有一未連線省電模式(Inactive power save，IPS)與一已連線閒置省電模式(Leisure power save，LPS)；其中，當該偵測單元之該偵測結果指示該無線網路裝置操作於該未連線狀態時，該電源模式控制單元控制該無線網路裝置進入或離開該未連線省電模式；以及當該偵測單元之該偵測結果指示該無線網路裝置操作於該連線狀態時，該電源模式控制單元依據該無線網路裝置所接收之一信標中之一遞送流量指示訊息的訊框欄位所包含該遞送流量指示訊息之個數或該遞送流量指示訊息之週期，以控制該無線網路裝置進入或離開該已連線閒置省電模式。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之電源管理器，其中該偵測單元係於該無線網路裝置於電源啟動後，週期性地偵測該無線網路裝置是否操作於該未連線狀態，以決定是否進入該未連線省電模式。
  11. 如申請專利範圍第9項所述之電源管理器，其中當該無線網路裝置進入該未連線省電模式時，該電源模式控制單元係關閉該無線網路裝置之一基頻電路或一射頻電路。
  12. 如申請專利範圍第9項所述之電源管理器，其中該無線網路裝置係設置於一通用序列匯排流裝置中，且當該無線網路裝置進入該未連線省電模式時，該電源模式控制單元告知該通用序列匯流排之主機控制器以停止一輪詢機制。
  13. 如申請專利範圍第9項所述之電源管理器，係由一韌體所實現。
  14. 一種電源管理器，適用於控制一無線網路裝置之一電源模式，該無線網路裝置係操作於一未連線狀態或一連線狀態，該電源管理 器包含有：一偵測單元，用來偵測該無線網路裝置之一操作狀態以產生一偵測結果；以及一電源模式控制單元，耦接於該偵測單元，用來依據該偵測單元之該偵測結果來控制該無線網路裝置之該電源模式，其中該電源模式包含有一未連線省電模式(Inactive power save，IPS)與一已連線閒置省電模式(Leisure power save，LPS)；其中，當該偵測單元之該偵測結果指示該無線網路裝置操作於該未連線狀態時，該電源模式控制單元控制該無線網路裝置進入或離開該未連線省電模式；以及當該偵測單元之該偵測結果指示該無線網路裝置操作於該連線狀態時，該電源模式控制單元依據該無線網路裝置所接收之一信標，以控制該無線網路裝置進入或離開該已連線閒置省電模式；其中，該無線網路裝置設置於一通用序列匯流排，且該無線網路裝置進入該未連線省電模式時，該電源管理器關閉該無線網路裝置之一積頻電路及射頻電路之至少其一，且告知該通用序列匯流排裝置之主機控制器來關閉管道以停止一輪詢機制；而該無線網路裝置離開該未連線省電模式時，該電源管理器重新開啟該無線網路裝置之一積頻電路及射頻電路之至少其一，且告知該通用序列匯流排裝置之主機控制器來開啟管道以重新開啟輪詢機制。
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