網絡系統的制作方法

專利名稱：網絡系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種網絡系統，更具體地說，涉及網絡系統的功耗的降低和通信品質。
背景技術：
近年來，網絡技術價格得到大幅下降，通信速度得到大幅提高，成為一種非常普遍的服務。幾乎所有的辦公室里都有很多臺計算機，他們之間互相用網絡相連。此外，無線局域網能夠使用戶不但從辦公室和家庭，也可以從圖書館、咖啡館等公共場所來訪問互聯網。現在，許多用戶從被稱作熱點(hotspot)的無線局域網接入點(Access point)，來瀏覽互聯網，收發郵件。
無線局域網技術，被廣泛用于手提計算機和PDA，但是被用于移動電話的現在還是非常少。這主要是因為無線局域網的功耗比較大。為了減少功耗，在無線局域網標準IEEE 802.11中，制定了減少功耗的協議(power saving protocolPSP)。在這個協議中，非接入點的通訊設備，每隔n個信標(beacon)就監聽一個。在不用監聽網絡的時候，這個通訊設備可以轉到休眠狀態(sleep mode)，所以可以達到節約功耗的目的。在休眠狀態之間到達接入點的數據，都會由接入點暫時保存，等到通信再開的時候，再送給通訊設備。現在正在討論中的標準IEEE 802.11e中，有一種被稱為Automatic power save delivery(APSD)的新的節電方法。APSD的基本概念和PSP一樣，即盡可能監聽減少無線局域網的時間，在不監聽網絡的時間里，無線局域網的設備可以進入休眠狀態，以此來減少功耗。
此外，在與無線局域網技術無關的低功耗大規模集成電路設計這一技術領域里，為了達到節省信息處理電路的功耗的目的，有一種被稱為電壓hopping(Voltage Hopping)的研究。它根據負載的不同，來調整IC(Integrated Circuit集成電路)的工作頻率和電源電壓(Vdd)。因為IC的功耗與IC頻率成正比，與電源電壓的平方成正比，所以通過調整這兩個要素，能夠起到減少功耗的效果。
下一代無線局域網，會用到VoIP(Voice over IP)、VOD(VideoOn Demand)等對實時性要求很高的服務。這些實時服務中，保證通信質量(QosQuality of Service)是非常重要的。因此，在下一代無線局域網中，在保證通信的QoS的同時降低功耗是一個困難的、但必須解決的任務。
非專利參考資料1IEEE 802.11e草案非專利參考資料2川口博等著[用于低功耗實時嵌入系統的協調操作系統、應用、硬件的CVS(Cooperative Voltage Scaling)和電壓hopping]，信學技報2001年5月發明內容本發明的目的在于，在保證通信質量的同時，實現功耗的節約。
從一個角度來看，本發明是一個一種網絡系統，包括第一通信機、與上述第一通信機進行通信的第二通信機、以及在上述通信中所用到的協議組，其特征在于上述協議組，包括第一方向IC工作信息傳送裝置和第二方向IC工作信息傳送裝置，其中，上述第一方向IC工作信息傳送裝置，把上述第一通信機具有的關于第一信息處理IC的IC工作信息從上述第一通信機傳到上述第二通信機；上述第二方向IC工作信息傳送裝置，把上述IC信息從上述第二通信機傳到上述第一通信機，上述第一通信機，生成上述IC工作信息，并用上述第一方向IC工作信息傳送裝置，把上述IC工作信息發送到上述第二通信機，上述第二通信機，接受上述發送來的IC工作信息的全部或一部分，并用上述第二方向IC工作信息傳送裝置，把上述所接受的IC工作信息發送到上述第一通信機，上述第一通信機，根據上述接受到的IC工作信息，來調整上述第一信息處理IC的工作頻率和/或電源電壓。上述第二通信機，在不接受全部上述發送來的IC動作信息時，也可以生成新的IC工作信息，發送給上述第一通信機。此外，優選的是，上述第二通信機，在判斷是否全部或者部分接受上述IC工作信息的時候，要考慮與上述第一通信機之間的通信和/或與上述第一通信機以外的通信機之間的通信所需要滿足的通信品質、流量、延遲之中的至少一者。此外，優選的是，上述IC工作信息中，包含關于上述第一信息處理IC的最大處理速度的信息。上述第二通信機，在判斷是否全部或部分接受所收到的IC工作信息時，需要考慮上述最大處理速度。
作為本發明的一種實施方式，上述IC工作信息包括，上述第一信息處理IC能夠達到的工作頻率和/或電源電壓。此時，優選的是，上述第一通信機，在考慮上述通信所需要的通信質量、流量、延遲之中至少一者的基礎上，生成上述IC工作信息。當上述IC工作信息中包括上述第一信息處理IC的工作頻率時，上述第一通信機，根據上述第二通信機所接受的上述工作頻率，來調整上述第一信息處理IC的工作頻率。并且，計算適合這個工作頻率的上述第一信息處理IC的電源電壓，將上述第一信息處理IC的電源電壓設定為上述計算出的電源電壓。
作為本發明的一種實施方式，本發明可以由包含以下功能的網絡系統所構成上述IC工作信息中，包含上述關于通信所要求的通信品質的品質信息。比方說，上述品質信息是關于用來處理一個PDU(Protocol Data Unit)等單位數據的極限(limit)時間。尤其是把本發明申請應用到IEEE 802.11e標準的通信中時，采用TSPEC參數來作為上述IC工作信息。上述第一通信機，從上述第一信息處理IC可以采用的電源電壓和/或工作頻率中，選出能夠實現關于上述所接受的品質信息的上述極限時間內所需要滿足的處理的最低的工作頻率和/或電源電壓，來調整第一信息處理IC。此外，上述第一通信機，計算上述第一信息處理IC能夠采用的工作頻率和/或電源電壓中、能夠實現關于上述所接受的品質信息的上述極限時間內所需要滿足的處理的最低的工作頻率和/或電源電壓，并且把包含該計算出的工作頻率和/或電源電壓的第二IC工作信息發送到第二通信機，上述第二通信機，接受上述發送來的第二IC工作信息的全部或一部分，并且利用上述第二方向IC工作信息傳送裝置，把上述所接受的上述第二IC工作信息發送給上述第一通信機，上述第一通信機，根據上述所接受的第二IC工作信息，來調整第一信息處理IC的電源電壓和/或工作頻率。當把本發明應用于IEEE 802.11e標準的通信時，通過上述第一通信機使上述第一信息處理IC的電源電壓發生變化，使上述第一通信機的物理層的處理延遲時間發生變化的情況下，為了符合IEEE 802.11e標準，需要預測并保存上述物理層的處理延遲時間，并且在發送MAC幀(Frame)之前，用上述預測出的處理延遲時間來更新MAC幀(Frame)的Timestamp字段(field)的值。
在運用本發明的網絡系統中，上述第二通信機，依照與上述第一通信機之間進行通信所需要的通信品質的變化、與上述第一通信機之間進行通信所需要的流量的變化、與上述第一通信機以外的通信機之間進行通信所需要的流量的變化中的至少任一者，重新接受以前沒有接受的IC工作信息，并把新接受的IC工作信息發送給第一通信機，上述第一通信機根據上述新接受的IC工作信息，來調整上述第一信息處理IC的電源電壓和/或工作頻率。
在本發明的一種實施方式中，上述第一通信機，具有生成關于上述第一通信機使用的電源的電源信息的裝置，上述協議組，具有能夠把上述電源信息從上述第一通信機發送到上述第二通信機的裝置。在這個情況下，上述第二通信機，基于利用上述傳送電源信息的裝置得到的上述電源信息，進行上述接受。
在本發明的一種實施方式中，上述第二通信機，基于從上述第一通信機發送來的上述IC工作信息，來調整上述第二通信機具有的上述第二信息處理IC的電源電壓和/或工作頻率。此外，上述第二通信機能夠基于上述電源信息，來調整上述第二信息處理IC的電源電壓和/或工作頻率。此外，上述第二通信機，基于調整后的第二信息處理IC的電源電壓和/或工作頻率，來接受上述IC工作信息的全部或一部分。
上述IC工作信息，可以在上述第一通信機和上述第二通信機進行通信設定時，從上述第一通信機送到上述第二通信機，也可以在上述第一通信機和第二通信機開始通信以后，從上述第一通信機送到上述第二通信機。上述第第一方向IC工作信息傳送裝置和上述第二方向IC工作信息傳送裝置，可以被并入到上述協議組的層(layer)2的協議中。
在本發明的一種實施方式中，上述品質信息可以是代表上述通信種類的標志。比如，表示VoIP和VOD等服務的標志就是很好的例子。在這種情況下，上述第一通信機和/或第二通信機，知道對應于上述標志的每單位數據所需要的極限時間。
在本發明的一種實施方式中，上述第一通信機和第二通信機的至少一者是與有線局域網連接的終端、接入點、路由器、網關的任一者。此外，在本發明的一種實施方式中，上述第一通信機和上述第二通信機的至少一者是與PSTN連接的終端。此外，在本發明的一種實施方式中，上述第一通信機和上述第二通信機的至少一者，是連接在蜂窩電話網上的終端、基站、以及其他連接在上述蜂窩電話網上的設備中的任一者。此外，在本發明的一種實施方式中，上述第一通信機和上述第二通信機的至少一者是便攜終端。
本發明從另一個側面來看，本發明是一種用于與其他通信機進行通信的通信機，其特征在于上述通信機，生成關于該通信機具有的處理裝置的工作的IC工作信息，并且要求上述其他通信機接受上述IC工作信息的全部或一部分，按照上述所接受的IC工作信息來調整上述處理裝置的電源電壓和/或工作頻率。
本發明從另一個側面來看，本發明是一種用于與其他通信機進行通信的通信機，其特征在于上述通信機，接收關于上述其他通信機具有的處理裝置的工作的IC工作信息，并基于上述通信所需要滿足的通信品質、上述通信所需要滿足的流量、上述通信的信道訪問延遲中的至少一者，來接受上述所收到的IC工作信息的全部或一部分，把上述接受到的IC工作信息發送給上述其他通信機。
從另一個側面來看，本發明是一種網絡系統的功耗調整方法，該網絡系統包括第一通信機和與第一通信機進行通信的第二通信機，所述功耗調整方法的特征在于，包括上述第一通信機生成關于該第一通信機具有的第一信息處理IC的工作的IC處理信息，并把上述IC工作信息發送給上述第二通信機的步驟；上述第二通信機接受上述發送來的IC工作信息的全部或一部分，并把上述所接受的IC工作信息發送給第一通信機的步驟；以及上述第一通信機根據上述所接受的IC工作信息，來調整上述第一信息處理IC的工作頻率和/或電源電壓的步驟。
利用本發明的網絡系統，能夠既保證所需要滿足的通信品質又節約功耗。此外，在本發明的一種實施方式中，不僅能夠節約通信對方的功耗，而且能夠通過協調控制發送站(sending station)和接收站(receiving station)的信息處理IC，來節約發送站和接收站這兩者的功耗。


圖1是本發明中的網絡系統的外觀圖。
圖2是表示本發明的網絡系統中所用到的通信機的概要的說明圖。
圖3是表示本發明的網絡系統中所用到的通信機的概要的說明圖。
圖4是說明本發明的網絡系統的動作的說明圖(實施例1)。
圖5是說明本發明的網絡系統中所用到的協議的例子的圖。
圖6是表示本發明的網絡系統中所用到的通信機的概要的說明圖(實施例2)。
具體實施例方式
用以下2個實施例，來說明實現本發明的最佳方式實施例1圖1是說明本實施例中網絡系統外觀的圖。網絡系統1包括無線通信站(STA)2和無線局域網接入點(AP)4。STA2和AP4用無線局域網技術進行通信。STA2可以是帶有無線局域網適配卡的移動電話、PDA、手提電腦等移動通信設備。STA2由顯示器10、操作部12、無線局域網天線14等構成。AP4和STA2通過無線媒體6相連的同時，通過有線局域網16和互聯網8相連。
圖2是說明STA2硬件構成概要的圖。本發明中的無線通信站(STA)2包括，作為負責處理物理層信息的IC的PHY_IC22，作為負責處理MAC層下半層信息的IC的MAC_IC24，負責處理MAC層上半層及以上信息的MCU26。PHY_IC22和MAC_IC24是ASIC。MCU26包括CPU、記憶裝置、軟件等，負責MAC層以上的網絡處理。MCU26同時也負責控制STA2的移動電話以及PDA等功能。
STA26，進一步包括頻率電壓控制器30以及電壓轉換器32。頻率/電壓控制器30設定PHY_IC22、MAC_IC22、MCU26的CPU的工作頻率。電壓轉換器32是把電源電壓V0轉換成合適的電壓，提供給PHY_IC22、MAC_IC24、MCU26。此外，頻率/電壓控制器30接受MCU26的控制，在STA2工作的時候，動態調整MAC_IC24和MCU26的CPU工作頻率。此外，電壓轉換器32接受頻率/電壓控制器30的控制，在STA2工作的時候，動態調整MCU_IC24和MCU26所收到的電壓。
圖3是表示AP4硬件構成概要的圖。本發明中的接入點(AP)4中，也包含和圖2的PHY_IC22、MAC_IC24、MCU26、頻率/電壓控制器30、電壓變換器32相當的硬件。在圖3中，用PHY_IC34、MAC_IC36、MCU38、頻率/電壓控制器40、電壓變換器42來表示。此外，AP4還包括負責處理有線局域網物理層和MAC層信息的PHY_MAC_IC44。
接著，用圖4來說明網絡系統1的工作。本發明中的網絡系統，在確保所要求的通信品質的同時，降低STA2以及AP4的CPU和ASIC等信息處理IC的電源電壓和工作頻率，由此來達到節省網絡系統功耗的目的。圖4是說明關于網絡系統1的這個機能的流程圖。
首先，從步驟S2開始。在步驟S4，STA2生成關于MAC_IC24和MCU26的IC工作信息。這個IC工作信息包括MAC_IC24、MCU26的CPU能夠用電源電壓和工作頻率，以及最大處理速度等信息。此外，也可以包括通信所需要的品質信息。比方說，處理一個幀(Frame)所需要的時間。這個情況下，MCU26最好知道和處理時間相對應的MAC_IC24以及MCU26的工作頻率。此外，IC工作信息也可以包含“VoIP”、“VOD”等符號。這種情況下，MCU26最好知道和“VoIP”、“VOD”相對應的MAC_IC24等信息處理用IC的工作頻率的范圍。
本實施例中，上述IC工作信息中，包括MAC_IC24最大處理速度的信息WCET(Worst Case Execution Time)和MAC_IC24能夠采用的頻率OpMode。WCET定義為，MAC_IC24在特定的應用下，用最大工作頻率處理MAC層的最大幀(Frame)所需要的時間，也就是WCET(worst case execution Time，最壞條件下的處理時間)。OpMode是1或者2以上的整數。表示MAC_IC24在最大工作頻率的1/OpMode下工作。比如OpMode＝{1，2，3}意味著，MAC_IC24可以在最大工作頻率的1/2，1/3下工作。這個情況下，處理幀(Frame)的時間變為2倍和3倍。同時，電源電壓也可以設定為最大電源電壓的1/2，1/3，因為功耗和電源電壓的平方成正比，所以降低電源電壓可以減少功耗。
在步驟S4，當MCU26知道STA2和AP4之間通信的質量和流量時，預先在考慮這些條件的基礎上，把可能的OpMode值發送到AP4.
在步驟S6，把在步驟S4生成的IC工作信息，從STA2發送到AP4。為了能夠實現這樣的發送，需要預先制訂合適的協議。
在步驟S8，AP4的MCU38，在分析從STA2收到的STA的IC工作信息后，選擇合適的IC工作信息。被選中的IC工作信息，在步驟S14里，被用來調整MAC_IC24的工作頻率。因此，在最簡單的情況下，MCU38把OpMode中最大的值作為最合適的IC工作信息發送給STA2，MAC_IC24就會按照最低的工作頻率和電壓來工作，由此達到節電的效果也最明顯。但是，單純的來講，當工作頻率減半時，數據處理的時間也就變為原來的2倍。因此，處理最大的幀(Frame)所需的處理時間也就是WCET的兩倍。另一方面，STA2和AP4通信的時候，根據通信中對通信流量以及通信品質的要求，很多時候要求1個幀(Frame)的處理時間必須在所要求的時間之內。此外，因為AP4是無線接入點，所以必須在考慮和STA2以外的無線通信站之間的通信品質以及通信流量的基礎上，來設定和STA2之間的通信時間。MCU38在這樣的限制中，找出滿足條件的最低的工作頻率，也就是最大的OpMode值，然后接受這個值(步驟S10)。在本實施例中，把OpMode＝2作為被接受的值，在以后詳細說明。然而，如果從STA2收到的OpMode值只有1的時候，只能接受1，或者拒絕。在圖4里我們還顯示了從步驟S8到步驟S16，這些以后再說明。
在步驟S12中，把AP4的MCU38所接受的IC工作信息，從AP4發送到STA2。在這里只用發送被接受的信息，不用發送WCET以及沒有被接受的OpMode的值。為了實現這樣的發送，需要預先制訂合適的協議。
在步驟S14中，根據被接受的IC工作信息，來調整MAC_IC24的工作頻率和電源電壓。比方說，當MCU26讀到被接受IC信息中“OpMode＝2”的時候，MCU26對頻率/電壓控制器30發出把MAC_IC24的工作頻率設定為最大工作頻率1/2的命令。此外，頻率/電壓控制器30，記錄下適合于MAC_IC24的電源電壓，向電壓轉換器32發出把MAC_IC24的電源電壓設定為適合于1/2最大工作頻率的電壓。IC的功耗和工作頻率成正比，和工作電壓的平方成正比，所以如果能降低IC的工作頻率和電源電壓，就可以大幅度減少功耗。
在一個實施例中，不但可以調整STA2里的MAC_IC24和MCU26電源電壓與工作頻率，也可以調整AP4的信息處理IC的工作頻率和工作電壓。在步驟S8里，AP4的MCU38，在分析STA2的IC工作信息的時候，同時調查AP4的工作信息，有可能的話，也會調低MAC_IC36的工作頻率和電源電壓(步驟S16)。在MAC層，假定根據通信的流量和通信質量所決定的單位幀(Frame)處理時間為Tbound，該幀(Frame)在物理層和MAC層所需的處理時間為TSTA，AP4的物理層和MAC層處理時間為TAP，則TSTA和TAP必須滿足以下公式。
TSTA+TAP+T＜Tbound此外，C是信道訪問延遲或媒體傳輸所需的時間。
MAC_IC24的工作頻率越慢，TsTA越大，MAC_IC36的工作頻率越慢，TAP越大。到底需要優先考慮那個，這需要考慮許多因素。通常，應當優先考慮用電池來供電的通信機。在這里，STA2把關于電池種類(電池或AC電源)，以及如果是電池的話電池的剩余電量等信息發送給AP4，AP4的MCU38則在判斷是否接受STA2的IC工作信息時，考慮STA2和AP4的電源信息。比方說，如果STA2是用電池來驅動，則接受使STA2 IC工作頻率最低的IC工作信息。如果AP4是用電池來驅動，則接受使AP4 IC工作頻率最低的IC工作信息。如果雙方都是用電池來驅動，則根據不同的電池剩余電量，來調整優先度。在步驟S18，動作結束。
此外，在步驟S8和S10中，可能因為不能滿足通信品質和流量而沒有被接受的OpMode，此后因為和STA2之間通信品質的變化，和STA2之間所需要的流量的變化，AP2和其他通信機之間通信所必需的流量的變化，AP4和其他無線通信站之間的通信結束等理由，以前沒有被接受的OpMode，也可能變為滿足通信品質的要求。在這樣的條件下，生成重新滿足條件的OpMode，并把滿足條件的OpMode從AP2發送給STA2的網絡系統1。在這種情況下，STA2根據新接受的OpMode來調整信息處理IC的工作頻率和/或電源電壓。
其次，在圖5中，說明調整信息處理IC的工作頻率和電源電壓的流程圖。調整IC電源電壓和工作頻率，是從STA2的MCU26開始。首先需要一個消息把這個要求發送到MAC層。在本實施例中，定義為HM PS.request(引用標號50)。其次，需要一個消息把這個要求插入MAC層的協議中，傳送到AP4去。在本例中，定義為PS.request(引用標號52)。然后，需要把消息從AP4的MAC層發送到上層協議的界面。在本例中，定義為HM_PS.indication這樣的消息(引用標號54)。HM_PS.request，PS.request，HM_PS.indication的參數里都包括WCET和一個或多個OpMode值。根據這些消息，STA2的IC工作消息被送到AP4的MCU38。MCU38所接受的IC工作信息，通過HM_PS.reply(引用標號56)，PS.reply(引用標號58)，HM_PS.confirm(引用標號60)，傳回STA2的MCU36。HM_PS.reply，PS.reply，HM_PS.confirm的任一參數中，都包括OpMode。這個OpMode值是MCU38所接受的OpMode值。
既可以在STA2和AP4之間建立連接(Association)的時候交換這些消息。也可以在通信開始以后交換這些消息。
實施例2在實施例2中，說明如何把本發明運用于符合IEEE 802.11e標準的通信。IEEE 802.11e中定義了在發送站和接收站之間交換表示數據性質以及所要求的傳送條件的被稱作TSPEC的參數組。TSPEC中包含關于通信品質的參數。從這個參數中可以計算出通信機的CPU以及ASIC可以達到的工作頻率，因此可以把TSPEC參數組作為信息處理用IC的工作信息。下面，我們說明如何計算作為負責MAC層下半層的信息處理的ASIC的MAC_IC的最佳工作頻率的方法。
首先，定義從一個幀(Frame)的最初的位(bit)到達發送站的MAC層開始，到同一個幀(Frame)的最后一個位(bit)離開接收端MAC層為止的時間為Te2e，Te2e可以被表示如下[公式2]Te2e=TMAC+PHYr+TMAC+PHYs+surplus×Texchange]]>這里TMAC+PHY代表在MAC層和物理層處理一個幀(Frame)所需要的時間。上標r，s代表接收端和發送端的通信機。此外，surplu×Texchange代表媒體的傳送時間以及信道訪問延遲所需的時間。Te2e有兩個制約條件。第一是處理一個幀(frame)所需延遲時間的容許范圍，這個可以用TPSEC的參數組的Delay Bound(延遲容許時間)參數來表示。另一個是通信系統的流量，這個和TPSEC參數組的MinimumService Interval參數有關。Te2e不能在這兩個值以下，所以發送端MAC_IC的工作頻率可以通過以下方法得到。
首先，WCET(最壞情況下的處理時間)可以用以下公式來算出[公式3]WCET＝Sma_msdu/fframe這里，Smax_msdu是最大的幀(Frame)長度，記載在TSPEC的參數Maximum MSDN Size里。此外，fframe是發送端MAC_IC處理一字節所需要的時間。
在接收端的MAC_IC的工作頻率不變的條件下，可以用以下公式從延遲的容許范圍條件中得出最低工作頻率F。
這里，fmax是發送端MAC_IC的最大工作頻率。此外，分母的括弧代表舍去小數點以下。
用以下公式，可以從流量的條件中，求出最低工作頻率f2。
其中，Tmin是參數Minimum Service Interval的值，關系到系統的流量。此外(surplus-1)×Texchange代表信道訪問延遲。從這兩個條件中，我們可以用以下公式得到MAC_IC的最佳工作頻率foptimal和最佳工作電壓Voptimal.
foptimal=max(f1,f2);Voptimal=Vmax×foptimalfmax]]>Vmax是最大電源電壓。
像以上說明的那樣，從TSPEC的參數組中，可以計算出信息處理IC能夠用的工作頻率，所以可以把TPSEC參數組用作信息處理IC的工作信息。在實際上，發送站的信息處理IC不能取連續值，所以只能采用比foptimal大，并且離foptimal最近的頻率。
CPU和ASIC的IC功耗和工作頻率成正比，和電源電壓的平方成正比，所以如果能夠降低IC的工作頻率和電源電壓，就能夠達到大幅消減功耗的作用。
此外，調整負責處理物理層的ASIC的電壓和頻率時，有時會改變物理層的處理延遲時間。根據802.11標準第11.1.2的規定，通信站必須預測并保存物理層的處理延遲時間。在發送幀(Frame)之前，更新Timestamp字段(field)的值。
在上面的例子里，計算出發送端MAC_IC(更具體的說，負責處理MAC層下半層信息的ASIC)的最佳工作頻率和最佳工作電壓。同樣的，我們也可以算出接收端MAC_IC的最佳工作頻率和電源電壓。此外，如圖6中說明的那樣，可以調整發送端MAC_IC和接收端MAC_IC的工作頻率和電源電壓。
調整接收端MAC_IC的工作頻率和電源電壓時，從發送端MAC_IC能夠用的工作頻率中，選擇比用公式6得到的foptimal要大的工作頻率，和作為接收端WCET的WCETs一起，作為IC工作信息發送給接收端。接收端按照以下的公式來決定最合適的工作頻率和電源電壓。
Te2e＝surplus×Texchange+WCETr×OpModer+WCETs×OpModes≤delay_bound這里，WCET是接收端MAC_IC的WCET，OpModes是用來表示發送端MAC_IC的工作頻率和最大工作頻率之間比率的值，從發送站送到接收站。OpMode＝2意味著發送端MAC_IC是按照最大工作頻率的1/2工作。OpModer是接收站中與Opmodes相對應的參數。把公式4、公式5中發送端MAC_IC換作接收端MAC_IC使用，然后考慮公式7的條件，可以得到接收端的最佳工作頻率。接收站，根據發送站和接收站電源的信息(電源的種類，電池的殘余容量)，來決定是優先降低發送站還是接收站的電源電壓。接收站把決定的結果和關于發送端MAC_IC要采用的頻率的OpModes發送到發送站。發送站根據收到的OpModes，來設定MAC_IC的工作頻率和電源電壓。
圖6是用于歸納上述內容來進行說明的流程圖。圖6是關于在實施例2的網絡系統中，如何調整通信站和接入點的MAC_IC(負責MAC層下半層的信息處理IC)的工作頻率和電源電壓的流程圖。
步驟S24是工作的開始。在步驟S26通信站向接入點要求接受TSEPC(ADDTS Request)。在步驟S28，接入點調查有沒有滿足TSPEC的資源，如果有滿足TSPEC的資源就接受TSPEC，如果沒有資源則提出其他的TSPEC(步驟S32)。在步驟S32里，接入點把ADD Request送回通信站。
在步驟S34中，如上面說明的一樣，通信站利用TSPEC的參數和公式2～6，來計算MAC_IC的最佳工作頻率和電源電壓。如果接入點的MAC_IC不調整工作頻率和電源電壓，則在步驟S36，用計算出的最佳工作頻率/最佳電源電壓來設定發送端MAC_IC，結束動作(步驟S50)。
當需要調整接入MAC_IC的工作頻率和電源電壓時，從步驟S34轉為步驟S40。在步驟S40，將從通信站可以取得的工作頻率中的、大于用公式6算出的foptiomal的工作頻率，與WCET一起作為IC工作信息發送到接入點。然后，在步驟S40，把關于通信站電源的信息(電源的種類，電池的殘余電量)也發送給接入點。在步驟S42，接入點在考慮通信質量、流量、通信站和接入點的電源信息的基礎上，計算出接入點中的信息處理IC所適合的工作頻率。如上所述，可以用公式4、公式5、以及公式7。在步驟S44，根據計算得出的工作頻率和與這個工作頻率相應的電源電壓，來設定接入點的MAC_IC。在步驟S46，在公式7的條件下，從發送站發送來的工作頻率的候選中，接受最慢的工作頻率。在步驟S48，把被接受的候選送給通信站，通信站根據被接受的工作頻率來設定通信站的MAC_IC(步驟S36)。最后在步驟50，動作結束。
關于實施例的說明到此結束。但是本發明并不限于這些實施例。在不超出本發明范圍內，有許多實施的方法。比如，在實施例1中，決定是否接受IC工作信息的通信設備，可以是網上的路由器，移動通信網的基站或RNC等。此外，實施例1中，決定是否接受IC工作信息的通信設備可以是與其他網絡或PSTN連接，與STA2進行通信的無線設備。特別是在移動設備上使用VoIP得到普及的時代，保證通信質量和節約電池非常重要，象本發明那樣，在進行通信的通信機之間通過交涉來將功耗、即信息處理IC的工作頻率和電源電壓設定為適當值的技術，會有很大的用途。
權利要求
1.一種網絡系統，包括第一通信機、與上述第一通信機進行通信的第二通信機、以及在上述通信中所用到的協議組，其特征在于上述協議組，包括第一方向IC工作信息傳送裝置和第二方向IC工作信息傳送裝置，其中，上述第一方向IC工作信息傳送裝置，把上述第一通信機具有的關于第一信息處理IC的IC工作信息從上述第一通信機傳到上述第二通信機；上述第二方向IC工作信息傳送裝置，把上述IC信息從上述第二通信機傳到上述第一通信機，上述第一通信機，生成上述IC工作信息，并用上述第一方向IC工作信息傳送裝置，把上述IC工作信息發送到上述第二通信機，上述第二通信機，接受上述發送來的IC工作信息的全部或一部分，并用上述第二方向IC工作信息傳送裝置，把上述所接受的IC工作信息發送到上述第一通信機，上述第一通信機，根據上述接受到的IC工作信息，來調整上述第一信息處理IC的工作頻率和/或電源電壓。
2.根據權利要求1所述的網絡系統，其特征在于上述第二通信機，在不接受全部上述發送來的IC工作信息時，生成新的IC工作信息，發送給上述第一通信機。
3.根據權利要求1或權利要求2所述的網絡系統，其特征在于上述第二通信機，基于上述通信所需要滿足的通信品質、上述通信所需要滿足的流量、上述通信的信道訪問延遲中的至少一者，來判斷接受上述發送來的IC工作信息的全部或者一部分。
4.根據權利要求1～3中的任一項所述的網絡系統，其特征在于上述第二通信機，基于與上述第一通信機以外的通信機之間的通信所需要滿足的通信品質和/或上述通信所需要滿足的流量。
5.根據權利要求4所述的網絡系統，其特征在于上述IC工作信息，包含關于上述第一信息處理IC的最大處理速度的信息。
6.根據權利要求5所述的網絡系統，其特征在于上述第二通信機，基于上述最大處理速度，來接受上述發送來的IC工作信息的全部或一部分。
7.根據權利要求1～6中的任一項所述的網絡系統，其特征在于上述IC工作信息，包括上述第一信息處理IC所能達到的工作頻率和/或電源電壓。
8.根據權利要求7所述的網絡系統，其特征在于上述第一通信機，考慮上述通信所需要滿足的通信品質、上述通信所需要滿足的流量、上述通信的信道訪問延遲中的至少一點，來生成上述IC工作信息。
9.根據權利要求7或權利要求8所述的網絡系統，其特征在于當上述IC工作信息是上述工作頻率時，上述第一通信機，根據上述所接受的IC工作信息來調整上述第一信息處理IC的工作頻率，并且，將上述第一信息處理IC的電源電壓調整到與上述調整后的工作頻率相應的電壓。
10.根據權利要求1～6中的任一項所述的網絡系統，其特征在于上述IC工作信息，包含關于上述通信中所需要滿足的通信品質的品質信息。
11.根據權利要求10所述的網絡系統，其特征在于上述品質信息，是關于用來處理單位數據的最大時間的信息。
12.根據權利要求11所述的網絡系統，其特征在于上述第一通信機，從上述第一信息處理IC能夠采用的電源電壓和/或工作頻率中，選出能夠實現關于上述所接受的品質信息的上述極限時間內所需要滿足的處理的最低的工作頻率和/或電源電壓，來調整第一信息處理IC。
13.根據權利要求10～12中的任一項所述的網絡系統，其特征在于上述第一通信機，計算上述第一信息處理IC能夠采用的工作頻率和/或電源電壓中、能夠實現關于上述所接受的品質信息的上述極限時間內所需要滿足的處理的最低的工作頻率和/或電源電壓，并且把包含該計算出的工作頻率和/或電源電壓的第二IC工作信息發送到第二通信機，上述第二通信機，接受上述發送來的第二IC工作信息的全部或一部分，并且利用上述第二方向IC工作信息傳送裝置，把上述所接受的上述第二IC工作信息發送給上述第一通信機，上述第一通信機，根據上述所接受的第二IC工作信息，來調整第一信息處理IC的電源電壓和/或工作頻率。
14.根據權利要求1～13中的任一項所述的網絡系統，其特征在于上述第二通信機，依照與上述第一通信機之間進行通信所需要的通信品質的變化、與上述第一通信機之間進行通信所需要的流量的變化、與上述第一通信機以外的通信機之間進行通信所需要的流量的變化中的至少任一者，重新接受以前沒有接受的IC工作信息，并把新接受的IC工作信息發送給第一通信機，上述第一通信機根據上述新接受的IC工作信息，來調整上述第一信息處理IC的電源電壓和/或工作頻率。
15.根據權利要求1～14中的任一項所述的網絡系統，其特征在于上述第一通信機，具有生成關于上述第一通信機使用的電源的電源信息的裝置，上述協議組，具有能夠把上述電源信息從上述第一通信機發送到上述第二通信機的裝置。
16.根據權利要求15所述的網絡系統，其特征在于上述第二通信機，還基于利用上述傳送電源信息的裝置得到的上述電源信息，來進行上述接受。
17.根據權利要求1～16中的任一項所述的網絡系統，其特征在于上述第二通信機，基于上述接收到的IC工作信息，來調整上述第二通信機具有的上述第二信息處理IC的電源電壓和/或工作頻率。
18.根據權利要求15～17中的任一項所述的網絡系統，其特征在于上述第二通信機，基于上述發送來的電源信息，來調整上述第二信息處理IC的電源電壓和/或工作頻率。
19.根據權利要求17或權利要求18所述的網絡系統，其特征在于上述第二通信機，基于調整后的第二信息處理IC的電源電壓和/或工作頻率，來進行上述接受。
20.根據權利要求1～19中的任一項所述的網絡系統，其特征在于上述IC工作信息，在上述第一通信機和上述第二通信機進行通信設定時，從上述第一通信機送到上述第二通信機。
21.根據權利要求1～20中的任一項所述的網絡系統，其特征在于上述IC工作信息，在上述第一通信機和第二通信機開始通信以后，從上述第一通信機送到上述第二通信機。
22.根據權利要求1～21中的任一項所述的網絡系統，其特征在于上述第一方向IC工作信息傳送裝置和上述第二方向IC工作信息傳送裝置，被并入到上述協議組的層2的協議中。
23.根據權利要求1～22中的任一項所述的網絡系統，其特征在于上述通信，是符合IEEE 802.11e標準的通信。
24.根據權利要求1～23中的任一項所述的網絡系統，其特征在于使用TSPEC參數組作為上述IC工作信息。
25.根據權利要求23或權利要求24所述的網絡系統，其特征在于上述第一通信機，當通過改變上述第一信息處理IC的電源電壓，使上述第一通信機的物理層的處理延遲時間變化時，預測并保存上述物理層的延遲時間，并且在發送MAC幀之前，用上述所預測的處理延遲時間來更新MAC幀的Timestamp字段的值。
26.根據權利要求10～13中的任一項所述的網絡系統，其特征在于上述品質信息是表示上述通信種類的標志。
27.根據權利要求26所述的網絡系統，其特征在于上述第一通信機和/或上述第二通信機，知道與上述標志相對應的、用于處理單位數據的極限時間。
28.根據權利要求1～27中的任一項所述的網絡系統，其特征在于上述第一通信機和第二通信機的至少一者是與有線局域網連接的終端、接入點、路由器、網關的任一者。
29.根據權利要求1～27中的任一項所述的網絡系統，其特征在于上述第一通信機和上述第二通信機的至少一者是與PSTN連接的終端。
30.根據權利要求1～27中的任一項所述的網絡系統，其特征在于上述第一通信機和上述第二通信機的至少一者，是連接在蜂窩電話網上的終端、基站、以及其他連接在上述蜂窩電話網上的設備中的任一者。
31.根據權利要求1～27中的任一項所述的網絡系統，其特征在于上述第一通信機和上述第二通信機的至少一者是便攜終端。
32.一種用于與其他通信機進行通信的通信機，其特征在于上述通信機，生成關于該通信機具有的處理裝置的工作的IC工作信息，并且要求上述其他通信機接受上述IC工作信息的全部或一部分，按照上述所接受的IC工作信息來調整上述處理裝置的電源電壓和/或工作頻率。
33.一種用于與其他通信機進行通信的通信機，其特征在于上述通信機，接收關于上述其他通信機具有的處理裝置的工作的IC工作信息，并基于上述通信所需要滿足的通信品質、上述通信所需要滿足的流量、上述通信的信道訪問延遲中的至少一者，來接受上述所收到的IC工作信息的全部或一部分，把上述接受到的IC工作信息發送給上述其他通信機。
34.一種網絡系統的功耗調整方法，該網絡系統包括第一通信機和與第一通信機進行通信的第二通信機，所述功耗調整方法的特征在于，包括上述第一通信機生成關于該第一通信機具有的第一信息處理IC的工作的IC處理信息，并把上述IC工作信息發送給上述第二通信機的步驟；上述第二通信機接受上述發送來的IC工作信息的全部或一部分，并把上述所接受的IC工作信息發送給第一通信機的步驟；以及上述第一通信機根據上述所接受的IC工作信息，來調整上述第一信息處理IC的工作頻率和/或電源電壓的步驟。
全文摘要
本發明提供一種網絡系統的功耗調整方法，該網絡系統包括第一通信機和與第一通信機進行通信的第二通信機，所述功耗調整方法的特征在于，包括上述第一通信機生成關于該第一通信機具有的第一信息處理IC的工作的IC處理信息，并把上述IC工作信息發送給上述第二通信機的步驟；上述第二通信機接受上述發送來的IC工作信息的全部或一部分，并把上述所接受的IC工作信息發送給第一通信機的步驟；以及上述第一通信機根據上述所接受的IC工作信息，來調整上述第一信息處理IC的工作頻率和/或電源電壓的步驟。
文檔編號H04B7/26GK1954552SQ200480043050
公開日2007年4月25日 申請日期2004年5月28日 優先權日2004年5月28日
發明者黃樂平 申請人:諾基亞公司