用于接入点功率节省的系统和方法
【专利摘要】本发明提供了用于无线接入点的功率节省模式。该无线接入点可确定是否有其他无线站与该无线接入点相关联。如果没有关联，则无线接入点可进入功率节省模式。可通过与无线接入点的近期关联或通过媒体接入控制地址活动来确定关联。在功率节省模式中，可降低无线接入点的至少一个区域的功率。在功率节省模式中，无线接入点可停止发送信标信号。如果无线接入点接收到触发信号，则无线接入点可离开功率节省模式。
【专利说明】用于接入点功率节省的系统和方法
【技术领域】
[0001]本说明书描述了一般涉及在通信系统中节省功率、尤其是在无线LAN中节省功率的装置和方法。
【背景技术】
[0002]接入点(AP)在WLAN技术中是重要的无线设备。无线设备能使用无线技术经由接入点传递数据。典型地，诸AP操作为使得它们可以总是开启且活跃的，即使没有活跃无线站与它们相关联。考虑用户将无线站与AP连接并使用该连接进行浏览的住宅环境中的场景。如果用户随后从住宅行进至例如办公室，则用户可能在6-8小时之后从他的工作地点返回住宅。基于住宅的AP可能仍处于开启状态并活跃地操作，其中AP信标每配置间隔发射一次(典型值是每100ms发射一次)。AP已消耗了相当多的功率并且没有向任何无线站提供有用的通信。因此，如果接入点在这些条件下具有降低功耗的模式会是有益的。
【发明内容】
[0003]公开了用于在无线接入点中节省功率的方法。该无线接入点可确定是否有与该接入点相关的任何活跃关联。如果没有活跃关联，则接入点可进入功率节省模式，其中该接入点的区域可用降低的功率来操作。活跃关联可通过检查相关联接入点的列表来确定。活跃关联还可通过检查对于该接入点而言可能已经是活跃的MAC地址的列表来确定。接入点可在接收到触发信号时离开功率节省模式。在一个实施例中，触发信号可以是探测请求。
[0004]公开了支持AP功率节省模式的无线接入点。该无线接入点可包括关联表、活动监视器和功率配置器。活动监视器可监视关联表并确定是否没有无线站与该AP相关联。如果没有相关联的站，则活动监视器可向功率配置器信令通知要降低该无线接入点的至少一个区域的功率。如果没有相关联的站，则功率配置器可向无线接入点中所包括的控制器信令通知要停止发送信标信号。
[0005]无线接入点可包括媒体接入控制(MAC)地址表和MAC地址老化器。如果预定时间量之后没有与特定MAC地址相关的活动发生，则MAC地址老化器可从MAC地址表中移除MAC地址。无线接入点可包括MAC地址表监视器。如果MAC地址表为空，则MAC地址表监视器可信令通知功率配置器。作为响应，功率配置器可降低无线接入点的至少一个部分的功率。如果MAC地址表为空，则功率配置器可向无线接入点中所包括的控制器信令通知要停止发送信标信号。
[0006]附图简沭
[0007]图1解说根据现有技术在接入点与无线站之间的信标和探测信令。
[0008]图2是实现AP功率节省模式的方法步骤的流程图。
[0009]图3解说了根据本说明书的一个实施例的无线系统的无线活动。
[0010]图4是无线站的一个实施例的框图。
[0011]附图中的组件并不一定按比例绘制，而是将重点放在解说本说明书的原理上。在各附图中，相同附图标记贯穿不同视图指明对应部件。
【具体实施方式】
[0012]本说明书公开了接入点(AP)功率节省模式，其可在没有被该AP服务的活跃无线站时使用。
[0013]定义
[0014]站、无线站、移动站、无线设备、移动设备和网络卡(NIC)是能够与接入点进行无线通信的等效功能/设备。
[0015]接入点(AP)可以是用于无线局域网(WLAN)中的无线站并且可支持IEEE802.11或等效通信。AP还可包括路由器并且可被称为AP/路由器。其他无线站可以与AP相关联。诸AP可通过将话务从相关联的无线站路由到在该WLAN范围之外的其他设备来提供对在可与该AP相关联的那些网络和/或计算机的范围之外的网络和/或计算机的接入。
[0016]软AP是可使得装备有WLAN的无线客户端(诸如膝上型电脑或移动电话)能够充当AP或AP/路由器组合的软件应用。
[0017]活跃AP指代与至少一个无线站相关联或者具有关于至少一个无线设备的至少一个当前媒体接入控制(MAC)地址条目的AP。
[0018]无线站可与AP相关联(向AP注册)以获得对网络的接入。关联使得无线站能够向AP传送数据和从AP接收数据。关联可在无线基础设施网络上发生，而不是在自组织(adhoc)(对等)网络中发生，并且可逻辑上类似于连接在有线网络中。典型地，无线站一次仅可与一个AP相关联。
[0019]关联在认证之后发生。认证建立无线站的身份，但并不允许数据传递。经认证的无线站可以例如加入AP的基础服务集(BSS)，但数据可能直至该无线站已与AP相关联才被传递。
[0020]为了关联到AP，无线站可发送关联请求。接着，AP可处理关联请求。AP可接受关联请求，在此情形中AP可准予该关联并且可向无线站传送帧(数据)及从无线站接收帧(数据hAP可记下相关联的无线站以允许将来数据传递而无需在每次传递之前进行关联。
[0021]为了延长无线站的电池寿命，IEEE802.11标准定义了可选的“功率节省模式”，其在许多遵循IEEE802.11的无线设备上可用。典型地，最终用户可以简单地经由配置工具来开启或关闭功率节省模式。无线站在处于功率节省模式时可通过降低不使用的电路的功率来消耗相对较少的功率。典型地，让定时电路保持处于被供电状态。定时电路使得无线站能够周期性地苏醒(返回至正常功率状态)以接收来自接入点的信标传输而在其他时候则以降低的功率电平操作。这些信标可标识功率节省模式站是否可能有数据分组缓冲在接入点处并等待递送。当处于功率节省模式的无线站苏醒并从这些信标中获悉有分组在等待时，无线站可与接入点通信以取回数据。在此之后，无线站可返回功率节省模式直至下一次信标传输。
[0022]对于AP而言，没有相应的标准化功率节省模式可用。根据当前IEEE802.11标准，在AP被打开时，信标由AP发射。信标通常每100ms周期性地发送。因此，在1分钟中，所发射的信标的数目可以是600。如果没有无线站在活跃地与AP进行通信，则可能有显著量的能量被消耗。[0023]例如，如果AP被打开并且没有相关联的无线站，则信标可继续被发射并且AP可能以全功率操作。此行为在2.4GHz和5GHz中常见。在此场景中，接入点可能消耗特定量的功率来发射信标却没有发射到任何无线站。
[0024]考虑当移动设备(诸如移动电话)可充当AP时。当移动设备可运行软AP程序并且移动设备可履行AP的职责时会是这种情形。移动设备可传递数据达一时间量并且可随后变成空闲，例如因为在软AP的射程内可能没有相关联的无线站。软AP可能仍发射信标并消耗功率，直至用户关闭该软AP。由于移动设备往往是电池供电的，因此电池寿命会被不利地影响。
[0025]在此类情景中，S卩，在用户启用软AP并且随后并不使用AP功能性的场合，节省功率对延长电池寿命可能是特别有意义的。
[0026]图1解说根据现有技术在接入点102与无线站101之间的信标和探测信令。根据图1，接入点102可周期性地发射信标，这些信标可被无线站101接收。信标信号可以是周期性传输，其可包括诸如SSID(服务集标识符)之类的信息以及诸如所支持的传输速率之类的能力信息。无线站101可传送探测请求，其可被接入点102接收。探测请求可被发送以取回关于SSID和能力信息以及其他的信息。进而，接入点102可向无线站101传送探测响应。探测响应可以类似于信标并且包含SSID和能力信息。
[0027]在一个实施例中，接入点可于它们不在向无线站提供服务时节省功率。图2是实现AP功率节省模式的方法步骤200的流程图。
[0028]在步骤201中，用户将无线站关联到支持AP功率节省模式的AP。用户可使用此关联来通过AP接入因特网或传递数据。
[0029]在步骤202中，AP监视该AP所使用的MAC地址。AP可维持可能近期使用过的MAC地址的列表。时常地，MAC地址可与IP(网际协议)地址对应。AP可使用此对应性来将相关联无线站的数据路由到特定IP地址。MAC地址在此MAC地址列表上的存在可指示该特定MAC地址与AP之间的活跃的或近期的连接。由于AP中的MAC地址列表可能具有有限的空间量，因此如果AP在预定时间量内未曾使用MAC地址，则AP可从列表中移除这些MAC地址。此过程在本文中被称为MAC地址老化。
[0030]在步骤203中，AP监视与该AP相关联的无线站的列表。随着有无线站通过该AP来关联，该AP可将这些无线站添加到关联列表。该关联列表有效地枚举可被关联并且在活跃地传递数据来往于该AP或在使用该AP来接入因特网的无线站。
[0031]在步骤204中，如果MAC地址列表变成空和/或关联列表变成空，则AP可进入AP功率节省模式。空的MAC地址列表或空的关联列表可指示没有与该AP的活跃关联(即，没有活跃无线站)。在此模式中，AP可以停止发射信标并降低功耗。在一些实施例中，AP可降低该AP的一个或多个区域的功率。
[0032]在步骤205中，AP等待触发事件。该触发事件可被用来指示AP应当离开AP功率节省模式并返回至正常操作。在一个实施例中，触发事件可以是接收到探测请求或接收到活跃扫描请求。
[0033]在步骤206中，一旦接收到触发事件，AP就退出AP功率节省模式。AP可恢复发射信标和/或探测请求。
[0034]图3解说了根据本说明书的一个实施例的无线系统的无线活动。无线系统可包括接入点302和无线站301。如果无线站301在接入点302的无线射程之外，或者如果无线站301掉电，则无线站可以不被包括在接入点301所维持的关联列表或MAC地址列表中。若是如此，则接入点302可进入AP功率节省模式303并且不发射信标。而且，接入点302的一个或多个区域可被置于降低功率模式。
[0035]替换地，无线站301可被上电并且可出现在接入点302所维持的关联列表或MAC地址列表上。作为响应，接入点302可进入活跃模式304，并且开始发射信标。此外，响应于接收到探测请求，接入点302可向无线站303传送探测响应。
[0036]在一些地方，所描述的AP功率节省模式可以仅被实现用于在2.4GHz ISM(工业、科学和医疗)频带中起作用的接入点和无线站。5GHz频带中的操作由于某些管辖区域中的管制规则可能更具约束性。例如，某些国家可能将探测请求的传输约束在5GHz频带的部分中。
[0037]图4是无线站400的一个实施例的框图。无线站400可被配置成作为接入点操作并且可包括一个或多个数据处理单元410以及一个或多个模拟处理单元420，其可配置成向可与该无线站400相关联的其他无线设备传送无线数据和从其接收无线数据。在一个实施例中，数据处理单元410可对要传送的数据执行数字信号处理，并且模拟处理单元420可将来自数据处理单元410的数字数据转换成模拟数据并且可用载波频率来调制该模拟数据并传送结果所得的信号。为了简洁起见，无线站400中仅示出一个数据处理单元410和一个模拟处理单元420。其他实施例可包括多个数据处理单元410和模拟处理单元420，如多输入多输出(MIM0)系统就可能是这种情形。
[0038]无线站400还可包括控制器430。控制器430可被耦合至主机(未示出)。控制器430可从主机接收要传送的数据。控制器430尤其可在将数据递送给数据处理单元410 (无线数据传送)之前处理来自主机的该数据等。控制器430还可将已被数据处理单元410和模拟处理单元420接收到的数据(无线数据接收)提供给主机。往往，用于传送的数据会需要MAC地址以便于形成数据分组以供传送给连接着的无线设备。MAC地址可被存储在MAC地址表440中。如果在预定时间量已流逝之后未从一 MAC地址传送或接收数据，则MAC地址老化器445可从MAC地址表440中移除该MAC地址。
[0039]MAC地址表监视器450可监视MAC地址表440。MAC地址表监视器450可向功率配置器460信令通知MAC地址表440可能不包括任何MAC地址。功率配置器460可向控制器430信令通知要停止发送信标信号。作为响应，功率配置器460可降低无线站400的一个或多个区域的功率。在一个实施例中，功率配置器460可降低数据处理单元410和/或模拟处理单元420的功率。
[0040]无线站400还可包括关联表470。在一个实施例中，关联表470可包括活跃地与无线站400相关联的接入点的列表。作为示例，无线站400可充当接入点并可与另一无线设备相关联，由此允许无线站400从该另一无线设备接收数据或向该另一无线设备传送数据。该另一无线设备可在关联表470中记录。如果该另一无线设备不再被无线站400服务(例如，该另一无线设备可能掉电或移出无线站400的射程)，则该另一无线设备可被控制器430从关联表470中移除。活动监视器475可监视关联表470。如果关联表470不包括任何无线设备，则活动监视器475可信令通知功率配置器460。作为响应，功率配置器460可向控制器430信令通知停止发送信标。功率配置器460还可降低无线站400的至少一个部分的功率。
[0041]尽管已经描述了本说明书的各个实施例，但是对本领域普通技术人员将显而易见的是，落在本说明书的范围内的许多另外的实施例和实现是可能的。例如，本公开中所描述的任何系统或方法的任何组合是可能的。
【权利要求】
1.一种用于在无线接入点(AP)中节省功率的方法，所述方法包括: 确定没有活跃连接与所述接入点相关； 将所述接入点配置成处于功率节省模式，其中所述接入点的至少一个区域在降低功率状态中操作；以及 保持在所述功率节省模式中直至所述接入点接收到触发信号。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述活跃连接是通过检查先前关联的无线站的列表并确定所述列表为空来确定的。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述活跃连接是进一步通过检查媒体接入控制(MAC)地址列表并确定所述MAC地址列表上没有MAC地址来确定的。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接入点在所述功率节省模式中不发射f目标。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括: 接收所述触发信号；以及 响应于接收到所述触发信号而将所述接入点配置成离开所述功率节省模式。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述触发信号是来自无线站的探测请求。
7.一种接入点,包括: 关联表，其配置成包括与所述接入点相关联的无线站的列表； 活动监视器，其配置成监视所述关联表；以及 功率配置器，其配置成在所述活动监视器确定当前没有无线站与所述接入点相关联时降低所述接入点的至少一个区域的功率。
8.如权利要求7所述的接入点，其特征在于，所述功率配置器被进一步配置成在所述活动监视器确定当前没有无线站与所述接入点相关联时使所述接入点停止发射信标信号。
9.如权利要求7所述的接入点，其特征在于，进一步包括: 媒体接入控制(MAC)地址表，其被配置成包括对应于已与所述接入点相关联的无线站的MAC地址； MAC地址老化器，其被配置成在预定时间段已过去之后如果没有活动被确定为来自特定MAC地址，则从所述MAC地址表中移除MAC地址； MAC地址表监视器，其被配置成确定所述MAC地址表中所包括的MAC地址的数目； 其中所述功率配置器被进一步配置成在所述MAC地址表监视器确定所述MAC地址表为空时降低所述接入点的至少一个区域的功率。
10.如权利要求9所述的接入点，其特征在于，所述功率配置器被进一步配置成在MAC地址表监视器确定所述MAC地址表为空时使所述接入点停止发射信标信号。
11.如权利要求10所述的接入点，其特征在于，所述无线站被进一步配置成接收触发信号。
12.如权利要求11所述的接入点，其特征在于，所述触发信号是探测请求。
13.如权利要求11所述的接入点，其特征在于，所述功率配置器被进一步配置成恢复所述接入点的至少一个区域的功率。
14.如权利要求13的接入点，其特征在于，所述功率配置器允许所述接入点发射信标信号。
15.一种用于在接入点中节省功率的方法，所述方法包括: 允许至少一个无线站连接到所述接入点； 等待到所述接入点的连接变成不活跃； 进入功率节省模式，其中在所述功率节省模式中，所述接入点停止发射信标；以及 当所述接入点接收到触发信号时离开所述功率节省模式。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述触发信号是探测请求。
17.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述功率节省模式还包括降低所述接入点的至少一个区域的功 率。
【文档编号】H04W52/02GK103999518SQ201280059849
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2012年12月6日 优先权日:2011年12月7日
【发明者】S·曼尼科安, V·皮查玛尼 申请人:高通股份有限公司