一種在wifi網絡中增強通信能力的方法
【專利摘要】在WIFI網絡中增強通信能力的方法，首先WIFI接入點接收從WIFI終端設備的注冊；WIFI接入點和WIFI終端設備建立一個實時的通信幀；安排通信幀的活躍時隙用于在WIFI終端設備和WIFI接入點之間傳輸的音頻數據的數據包；從WIFI設備接收一個觸發；提供緩沖的音頻數據到WiFi無線網絡的移動設備，其中配置活躍時隙以避免和其他注冊的WiFi裝置的活躍時隙重疊。采用該方法可以有效避免WIFI網絡中不同WIFI設備同時進行數據傳輸時產生的干擾。
【專利說明】ー種在WIFI網絡中增強通信能力的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及無線通信領域，具體是ー種在WIFI網絡中增強通信能力的方法。
【背景技術】
[0002]無線通信技術在通信方面為用戶提供了巨大的靈活性，包括音頻通訊，電子郵件，視頻和其他數據傳輸通信。曾經蜂窩網絡被廣泛的部署便于語音通信，近年來，基于802.11系列標準的技術的部署，無線通信技術呈現數據密集形式的發展，用戶的筆記本可以在任何無線網絡覆蓋的地方通過無線AP接入點接入到數據網絡。
[0003]802.11無線終端容易受到來自其他鄰近射頻設備的干擾。由于在ー個固定的頻率才可以進行傳輸，不能配置頻率分集以避免與運行在相近頻率的另ー設備的射頻干擾；同時在傳統的802.11標準中WIFI設備之間的數據傳輸不分配特定的時隙，信號的連續性、數據的傳輸速度欠佳，而且會導致多臺靠近的WIFI設備之間的產生干擾。雖然利用時間分集可以避免一個音頻數據包傳輸重試序列的干擾，但是這種重試可能產生不良后果:例如，當兩個鄰近操作的WIFI終端設備采用了一系列的重試來避免外部的干擾，總的通信幀時間可能會超過IOms,并導致通信的不穩定。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是針對目前無線網絡通信時彼此靠近的WIFI設備之間互相干擾的問題，提供ー種在WIFI網絡中避免干擾，增強通信能力的方法。
[0005]技術方案:
ー種在WIFI網絡中增強通信能力的方法，它基于ー個WIFI接入點和ー個以上的WIFI終端設備，WIFI接入點和WIFI終端設備之間通過WIFI鏈路進行數據傳輸，其特征是WIFI終端設備發起實時通信請求后，在WIFI接入點和WIFI終端設備之間通過一系列包含活躍時隙的實時通信幀進行數據傳輸，該通信幀的結構包括:
ー個以上且互不重疊的活躍時隙，每個活躍時隙對應ー個WIFI終端設備，所述WIFI終端設備在活躍時隙以全功率運行；
分別與活躍時隙對應的服務期結束位，處于活躍時隙的WIFI終端設備在接收到服務期結束位信號后進入睡眠期，該WIFI終端設備在睡眠期保持低或待機功耗狀態；
ー個指令時隙，該指令時隙用來傳輸指令數據包。
[0006]所述通信幀中的活躍時隙和服務期結束位是基于非調度自動節能發送協議配置。
[0007]作為另ー種處于活躍時隙的WIFI終端設備進入睡眠期的方式，為發起通信請求的WIFI終端設備配置默認的睡眠觸發時間，處于活躍時隙的WIFI終端設備在到達睡眠觸發時間后進入睡眠期。且該睡眠觸發時間位于下ー個活躍時隙之前。
[0008]WIFI接入點和任ー個WIFI終端設備所對應的活躍時隙被WIFI接入點根據待傳輸的數據的大小和數據傳輸速度配置為允許數據傳輸的最大重試次數。
[0009]當WIFI接入點收到任ー個WIFI終端設備發送的實時通信請求吋，WIFI接入點重新基于非調度自動節能發送協議調配置WIFI接入點為之前WIFI終端設備配置的活躍時隙、服務期結束位和默認睡眠觸發時間。
[0010]本發明的方法具體包括以下步驟:
步驟1002.WIFI接入點接收WIFI終端設備注冊；
步驟1003.注冊完成后，判斷WIFI接入點是否收到已注冊的WIFI終端設備發送的實時通信請求，否則轉入步驟1004，是則轉入步驟1005 ；
步驟1004.WIFI接入點未收到已注冊的WIFI終端設備發送的實時通信請求，WIFI接入點和WIFI終端設備之間采用傳統的802.11通信模式進行通信，在該通信過程中，當WIFI接入點收到已注冊的WIFI終端設備發送的實時通信請求后，進入步驟1005 ；
步驟1005.WIFI接入點收到已注冊的WIFI終端設備發送的通信請求后，在WIFI接入點和WIFI終端設備之間的WIFI鏈路中建立一個實時的通信幀；
步驟1006.WIFI接入點為已發送實時通信請求的WIFI終端設備配置活躍時隙、服務期結束位和默認的睡眠觸發時間，該WIFI終端設備進入等待隊列，WIFI接入點待發送的數據位于WIFI接入點的緩沖區；
步驟1007.—個WIFI終端設備所對應的活躍時隙、服務期結束位和默認睡眠觸發時間配置完畢后，判斷WIFI接入點是否接收到其他的WIFI終端設備注冊請求，是則轉入步驟1006，否則轉入步驟1008 ；
步驟1008.等待隊列中的首個WIFI終端設備進入活躍時隙；
步驟1012.前述WIFI終端設備進入活躍時隙后，接收到WIFI接入點的數據傳遞的一個觸發信號；
步驟1014.前述WIFI終端設備接收到觸發信號后，緩沖區數據在WIFI接入點和前述WIFI終端設備之間通過WIFI鏈路傳遞；
步驟1016.在數據傳輸過程中判斷前述WIFI終端設備是否接收到服務期結束位，是則轉入步驟1018，否則轉入步驟1020 ；
步驟1018.前述WIFI終端設備進入睡眠期，轉入步驟1022 ；
步驟1020.前述WIFI終端設備未收到WIFI接入點發送的服務期結束位，前述WIFI終端設備到達默認的睡眠觸發時間，轉入步驟1018 ；
步驟1022.前述WIFI終端設備和WIFI接入點之間的實時通信是否終止，是則轉入步驟1023，否則轉入步驟1008 ；
步驟1023.前述WIFI終端設備的電源是否關閉，是則轉入步驟1024，否則轉入步驟1004 ；
步驟1024.所有已注冊的WIFI終端設備和WIFI接入點之間的實時通信是否全部終止，是則轉入步驟1025，否則轉入步驟1008 ；
步驟1025.所有已注冊的WIFI終端設備是否全部關機，是則結束，否則轉入步驟1004。
[0011]有益效果:
1、數據通過WIFI鏈路在WIFI接入點和WIFI終端設備之間傳輸吋，已注冊的WIFI終端設備被WIFI接入點配置對應不同的活躍時隙，各個活躍時隙互不重疊。由于所有已注冊的WIFI終端設備在WIFI接入點(AP)通信范圍內有屬于自己的獨立的時隙的活躍通信，避免了不同WIFI終端設備之間的干擾，增強了通信能力。[0012]2、WIFI手機和AP之間通過各自的活躍時隙順次連續的發送音頻數據包的幀，基于非調度自動節能發送協議，通信信號的連續性得到了增強，數據傳輸的速度得到了提高，優化了數據包的發送和傳輸的效果。
[0013]3、WIFI接入點為已注冊的WIFI終端設備配置默認的睡眠觸發時間，當處于活躍時隙的WIFI終端設備未收到服務期結束位而達到默認的睡眠觸發時間吋，WIFI終端設備進入睡眠期。由于該默認的睡眠觸發時間位于下ー個活躍時隙之前，故保證在WIFI接入點與WIFI終端設備進行數據傳輸時，最多只有ー個WIFI終端設備位于活躍期。
[0014]4、WIFI接入點和任ー個WIFI終端設備所對應的活躍時隙被WIFI接入點根據待傳輸的數據的大小和數據傳輸速度配置為允許數據傳輸的最大重試次數，保證WIFI終端設備在自己所屬的活躍時隙全功率運行。
[0015]5、當WIFI接入點收到任ー個WIFI終端設備發送的通信請求吋，WIFI接入點重新調整WIFI接入點為之前WIFI終端設備配置的活躍時隙、服務期結束位和默認睡眠觸發時間，從而保證WIFI接入點和所有WIFI終端設備進行數據傳輸的整體效率和穩定性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1本發明WIFI接入點和WIFI終端設備之間發送的實時通信幀結構。
[0017]圖1A實施例1的一種實時通信幀結構。
[0018]圖1B實施例2的一種實時通信幀結構。
[0019]圖1C實施例3的一種實時通信幀結構。
[0020]圖1D實施例4的一種實時通信幀結構。
[0021]圖1E實施例5的一種實時通信幀結構。
[0022]圖2 —種和本發明一致的無線網絡的配置。
[0023]圖3 —個U-APSD (非調度自動節能發送)的實施方式。
[0024]圖4 ー種用于提高WIFI網絡實時通信能力的步驟。
[0025]圖5額外的WIFI終端設備請求注冊的步驟。
【具體實施方式】
[0026]下面結合附圖和實施例對本發明作進ー步的說明。
[0027]如圖1所示通信幀結構700，根據本發明的一個實施例。通信幀結構700的持續時間是固定的、連續地重復的時間間隔，該持續時間是通過AP建立的，也是與WIFI終端設備建立802.11鏈路的時間。ー個WIFI系統的通信幀結構700進行操作以產生一系列在第一通信幀結束，第二通信幀開始連續的重復通信幀。例如，如果通信幀結構700的持續時間為10ms，在一分鐘里，通過6000個ー系列具有通信幀結構700的連續的數據通信幀來傳送語音通信數據。在本發明的一個實施方式中，WIFI終端設備為WIFI手機，框架結構700用于與語音通信的WiFi手機建立通信連接，同時也可以用于實時視頻或其他實時通信。時間間隔定義通信幀結構700可以與WIFI接入點AP關聯的任何WiFi手機進行通信，時間間隔是10毫秒，也可以是20毫秒或其他的持續時間。通過為通信幀結構700建立ー個固定的持續時間，ー個WIFI接入點AP可以方便與ー個以上的WIFI手機同時通信。通信幀結構700包括手機活躍時隙702。在手機活躍時隙或者活躍時隙對應的時間間隔期間，與AP關聯WiFi手機可以保持活躍狀態。在活躍的狀態下，手機可以接收數據，發送數據，并且可以主動偵聽數據。手機與AP采用通信幀結構700相關聯之后，該AP能夠與具有通信幀結構700的手機建立通信，同時給手機分配活躍時隙。
[0028]如圖2所示，為本發明所基于的WIFI系統800，WIFI終端設備802上電，與AP 803連接到額外的IP網絡811相關聯。上電和WIFI終端設備注冊后，AP 803和WIFI終端設備802可以建立一個常規的802.11通訊模式。在以往的通信模式的周期性發送信標，例如，每600毫秒，以指示在AP 803和WiFi終端設備802之間所有緩沖的數據是否要被發送。在傳統的通信模式，WiFi終端設備可以發送和接收沒有實質性通信要求的應用程序數據。WIFI終端設備與AP803注冊后，手機802請求啟動ー個實時802.11通信模式，AP與提出請求的WIFI終端設備通過建立一個實時通信幀結構來激活該通信模式。因此，AP 803從WIFI終端設備802響應請求并且使用通信幀結構700轉發信息來進行通信。WIFI終端設備的用戶使用接ロ(ー個WIFI設備的按鈕和鍵盤)可以發起一個實時通信模式的請求。當WIFI系統800啟動了一個實時通信模式，AP 803給WIFI終端設備802分配活躍時隙702和睡眠期704。當實時通信模式啟動時，在每個通信幀700，WIFI終端設備802在活躍時隙702里是非常活躍的，即全功率運行。在睡眠期704，該WIFI終端設備802保持在低或者待機功耗狀態，即停止工作。在本發明的一個實施方案中，活躍時隙702和睡眠期704是基于非調度自動節能發送(U-APSD)協議的。當WIFI終端設備802與AP803注冊，U-APSD是需要工作的。
[0029]如圖3所示，為ー個U-APSD的實施方法。WIFI終端設備為WIFI手機，在活躍時隙902，ー個WIFI手機可以在全功率運行。在上行傳輸時隙904，WIFI手機可以發送數據，并在下行傳輸時隙906，WIFI手機可以從AP接收數據。在時刻E，WIFI手機收到服務期(EOSP)結束位，觸發WIFI手機啟動低功耗模式(進入睡眠期)，整個睡眠期908持續到時刻W，此時，手機恢復運行。
[0030]結合圖1和圖3。通信幀700采用U-APSD方法來產生活躍時隙702和睡眠期704。例如，如果WIFI手機802被分配到活躍時隙702，時間間隔902對應于活躍時隙702，同時待機功耗的時間間隔908對應于睡眠期間704。在每通信幀700時間T0，WIFI手機802喚醒。當WIFI手機802與AP 803發起ー個實時通信的請求，喚醒時間TO可以建立。AP803可設置通信幀700的持續時間，并指示手機802在每通信幀的時間TO時刻喚醒。WIFI手機802可以存儲此信息，同時基于ー個內部時鐘，WIFI手機802每IOms可以自我喚醒。在本發明的一個實施方式中，在時間TE終止WIFI手機702的活躍時隙，例如，WIFI手機802從AP803接收ESOP位。因此，手機802在每個與時間間隔704相對應的通信幀周期處于非活躍狀態。
[0031]在本發明的另ー種實施方式中，活躍時隙702的持續時間可以從時刻TO延長到Tl，代表了分配給手機的活躍時隙702活躍時間段的最大持續時間。例如，在WIFI手機802與AP 803開始實時通信的模式中，AP 803在每一通信幀的TO時刻分配了一個喚醒周期，并在Tl時刻進入睡眠。如果WIFI手機802在時間Tl沒有從AP 803接收ESOP位(或其他觸發結束激活的狀態)。隨著設備的斷電，WIFI手機802可以發送偽數據到編解碼器來模擬ESOP位。如果ESOP的位在Tl前被接收，WIFI手機802在時間T2開始進入低功耗或待機狀態，并在睡眠期704期間持續。因此，對手機802來說，睡眠期704在每通信幀里是可以改變的。
[0032]在AP和WIFI手機之間的增強模式通信中，活躍時隙702的持續時間設定為允許的重發語音或其他數據的最大量，這與AP主動通信的手機數量、數據傳輸率和發送ー些控制數據的需求相一致。換句話說，活躍時隙702的持續時間被設定來提供與活躍時隙702相關WIFI手機的最大重發量，并在ー個接入點AP和任何其他活躍的WIFI手機之間的建立通信，這些WIFI手機在活躍時隙702和設定用來和其他活躍手機進行通信的任何其他時隙在時間上不重疊。
[0033]在圖1所示的通信幀結構700中，相當于ー個單ー的WIFI手機與ー個AP進行通信的時隙結構。在本發明的一種實施方式中，通信幀結構700對應與10毫秒的通信幀間隔，活躍時隙702的最大持續時間相當于約6400納秒的時間間隔。在活躍時隙702里，在數據傳輸速率為IlMbps的基礎上，可以實施音頻數據傳輸的重發5次，并允許來自AP時間的確認和等待時間接收的確認。因此，如果需要的話，在活躍時隙702，手機可以收發5次將數據并傳輸到ー個AP。數據包成功傳輸后，如果沒有更多的數據從接入點AP被發送，WIFI手機可以接收AP發出的ESOP位確認。舉例來說，以11 Mbps的速率進行傳輸，WIFI手機喚醒的持續時間在ー個活躍時隙702可以從大約700納秒提高到大約6400納秒，這取決于發送數據包的重試次數。
[0034]通信幀700還包括命令時隙708，該時隙是用來在AP和WIFI手機之間發送命令數據包。
[0035]實施例1如圖1A所示，在本實施例中WIFI終端設備為WIFI手機。通信幀結構720設置有兩個手機活躍時隙722，724和指令時隙726。在這種設置中，每個活躍時隙可以被分配給ー個単獨的WIFI手機來建立一個規則的間隔與ー個共同的AP進行通信。因此，參照圖2，WIFI手機802可以與AP 803注冊來發起實時通信的請求，并分配活躍時隙722。然后手機804可以注冊，要求實時通信，并指定手機活躍時隙724，同時安排時隙722和724使它們在時間上不重疊。因此，使用的通信幀結構圖1A可以維持兩個WiFi手機和ー個接入點AP之間的實時通信。例如，兩個WIFI手機的用戶可以保持與第三方語音呼叫以及聽到對方。
[0036]在10毫秒的間隔可以緩沖和傳輸來自于每個WIFI手機的語音數據，在其各自的活躍時隙里，不會互相干擾。其中，WIFI手機活躍時隙722，724是根據WIFI手機活躍時隙702的通信幀結構700描述的原理來進行操作的。在實際情況下，在任何給定通信幀里，每個活躍時隙722，724可持續到最大活躍時間是默認的。
[0037]通信幀720的持續時間D是約10毫秒，手機活躍時隙722和724的持續時間是相同的。時刻T5是第二個WIFI手機的活躍時隙724的開始。時間間隔TN需要滿足兩個標準:第一，TN足夠長以容納第一個WIFI手機的活躍時隙722，對第一個WIFI手機一個給定的數據傳輸速率下，該活躍時隙可容納最大重試次數。第二，WIFI手機激活時間段的第二個WIFI手機起始的時間T5設置為最大來改變傳輸條件。特別是，當數據傳輸率在WIFI手機和AP之間發生變化時或額外的手機變得活躍時，設置T5使得它在通信幀720里不需要改變。數據傳輸速率是可以從11 Mpbs到5.5 Mbps到2Mbps變化的，在T5和TO之間不改變的相對時間間隔的情況下，WIFI手機的活躍時隙最多能増加到多達六個。
[0038]本發明通過為T5提供ー個固定的時間，當運行條件發生變化時，通過調整WIFI手機有效時隙的位置使干擾量最小化。通信幀720的持續時間是10毫秒，時間間隔TN約3900納秒。在時間間隔3900納秒內，可以容納具有一個持續時間約3100納秒的手機有效時隙722 (724)，這為以11 Mpbs發送的一個標準的640位語音包提供了兩次重試。此外，手機有效時隙722 (和724)的持續時間可以提高到約3700納秒，這為以5.5 Mpbs發送ー個標準的640位的話音數據包提供了兩次重試。當傳輸環境變成噪音或者在ー個WIFI手機和AP之間的數據傳輸出現錯誤時，需要以較低的速率進行傳輸，TO和T5在通信幀結構的固定點沒有任何變化，通過ESOP位的接收來管理有效時隙722和724的終止時間T4和T6，在這種情況下，不需要來源于AP的額外信息。此外，即使沒有收到ESOP位，接入點分別給兩個WIFI手機配置睡眠觸發時間TMl和TM2。在這種情況下，以11 Mbps的速率進行數據傳輸，默認進入睡眠狀態的時間TM1，TM2可以對應設置在T0，T5之后3100納秒。當以5.5 Mbps的數據傳輸速率，默認的睡眠觸發時間TM1，TM2可以對應設置在T0，T5之后3700納秒。在任ー情況下，不需要在通信幀720內安排時隙。
[0039]實施例2如圖1B所示，在本實施例中WIFI終端設備為WIFI手機。通信幀結構740是用來說明四個WIFI手機與ー個AP進行通信的情況下有效時隙的分配。通信幀結構740包括圖1A的手機活躍時隙722和724，在這種情況下，時隙722保持了圖1A中相同的時間間隔。也就是圖1A中只有兩個WIFI手機被分配了活躍時隙，而圖2B中有四個WIFI手機被分配了活躍時隙。圖1B結合圖1，如果WIFI手機802是第一個與AP 803注冊的并且分配時隙722，在圖1B中描述的情況，手機802被分配活躍時間，在5.5或11 Mpbs下，通信幀720的IOms總延時可容納數據傳輸的2次重試。圖1A和圖1B比較說明了，當活躍WIFI手機的量從兩個增加到四個，喚醒時間TO和T5保持不變。如果手機802和804表示與AP 803的第一和第二的注冊WIFI手機，當新的WIFI手機808，810與AP 803關聯吋，喚醒時間是相同的。然而，在這種情況下，在沒有重試的數據傳輸下，手機804活躍時隙724的時隙寬度和手機808和810的時隙742和744 —樣是足夠的。因此，在這種情況下，為了容納兩個額外的WIFI手機進行通信,只需要AP重新配置第二個WIFI手機進入睡眠期的睡眠觸發時間TM2。
[0040]實施例3如圖1C所示，在本實施例中WIFI終端設備為WIFI手機，增加了兩個手機活躍時隙762，764到圖1B的時隙配置中。這兩個新的活躍時隙對應分配到與AP有關的第五和第六個WIFI手機。在這種情況下，WIFI手機802的活躍時隙722被AP調整到只可容納單一的數據傳輸而沒有任何重試。T5設置成使得在六個活躍手機的活躍時隙可以容納約11和5.5 Mbps的數據傳輸速率，并且T5在時間間隔TN里沒有變化。
[0041]實施例4如圖1D所示，在本實施例中WIFI終端設備為WIFI手機。通信幀結構770與圖1A相比，ー個額外的手機活躍時隙762被添加到兩個先前活躍的手機時隙722，724中的情況下，數據傳輸率也大幅降低。例如，和實施例1中的通信幀720相比，在通信幀結構770里，相關時隙的配置說明數據傳輸速率從11減少到2 Mbps,并且添加了第三個WIFI手機活躍時隙。再次，TO和T5的位置是沒有改變的，所以，參照圖2，WIFI手機802，804的喚醒時間不改變。在這種情況下，進入睡眠的時間TMl是足夠的，滿足第一個注冊的WIFI手機802 —次數據傳送的重發時間。此外，第二個WIFI手機804和第三WIFI手機806的活躍時隙724和742，分別只能容納ー個數據傳輸并且無重發。
[0042]當WIFI手機終止了實時通信吋，AP可以動態地重新分配WIFI手機活躍時隙。因此,如圖1D和圖1A所示，當第二個WIFI手機停止了實時通信,可以重新配置圖1D的通信中貞結構。在電話呼叫期間，時隙722，724，和742通過ー個共同的AP可用于同時為三個WIFI手機提供語音通信。如果在電話呼叫期間，第二個WIFI手機掛機，信號被發送到AP表示時隙724是可用的。因此，時隙724可以通過AP被重新分配到與AP通訊的第三個WIFI手機。此外，因為AP知道現在只有兩個WIFI手機處于實時通信模式，它可以重新配置時隙724，并且擴展由TM2定義的活躍時隙最大持續時間，例如，TM2被移動到ー個點上，如圖1A所示。此外，第三個WIFI手機的重試量可以增加。如果有任何額外的WIFI手機隨后掛機加入對話，活躍時隙的分配可以進行如上圖1B和1C，舊的第三個WIFI設備現在分配到時隙724。
[0043]當所述第一優先級的時隙722變得空閑時，WIFI手機被動態重分配。因此，當第ー個WIFI手機在ー個公共的呼叫期間掛機，第二個WIFI手機可以重新被分配給活躍722，同時第三個WIFI手機被重新分配給ー個擴展的有源時隙724，如圖1A所示。
[0044]實施例5如圖1E所示，WIFI終端設備為WIFI手機。在一個較低的數據傳輸速率的情況下，通信幀結構780増加第四個手機活躍時隙742。在這種情況下，WIFI手機802的時隙722被調整使得只有一個單ー的數據傳輸可被容納沒而有任何重試。然而，正如上文所述，TO和T5保持不變。在現實中，ー個WIFI手機的睡眠期包括一個不間斷的時間間隔，圖1A-1E表示的是通信幀結構的單個通信幀的時間間隔。只有通過與活躍時隙722相對應的設備的休眠周期連續地延伸(T6或TO的后一通信幀)來描繪各通信幀。對ー個與活躍時隙724相對應的設備，一個完整的睡眠周期包括發生在T5之前喚醒睡眠時間段TO和T5之間延伸的部分，以及睡眠期間在T6和TO之間產生后續通信幀的部分。
[0045]圖4示出一種用于提高在ー個在WIFI網絡中的增強通信能力的示例性步驟。在步驟1002中，當WIFI的終端設備上電，此時從WIFI終端設備(手機)接收ー個注冊。當一個WIFI系統的ー個基本單元(AP)從WIFI終端設備接收到ー個注冊，WIFI手機的基本單元處于實時通信模式，在WiFi手機的每個通信幀內，它希望采用ー種機制來分配ー個活躍時隙和睡眠期。例如，WIFI終端設備可以采用非調度自動節能發送(U-APSD)機制來控制活躍和睡眠周期。然后，在實時通信過程中，配置基本単元的通信是使觸發器傳送工作。
[0046]在步驟1003中，如果還沒有接收到實時通信請求，則處理移動到步驟1004。
[0047]在步驟1004中，傳統的802.11通信模式WIFI設備使用非實時的通信應用程序。注冊后,通過和AP注冊的傳統802.11數據鏈路，WIFI終端設備可以繼續接收數據。
[0048]如果在步驟1003中，從注冊的WIFI移動設備接收到實時通信請求，一個實時802.11通信模式啟動，在步驟1005和1006中所體現。在步驟1005中，建立ー個通信幀。
[0049]由AP建立通信幀方便交換數據，如語音或音頻流。通信幀，其特征在于通信幀間隔對應連續的數據包的發送，如圖1所示。在WIFI手機作為WIFI終端設備被用作無繩電話的WIFI系統中，ー個通信幀間隔與連續發送音頻數據包的時間相對應。在本發明的ー個實施例中，此通信幀的時間間隔是10毫秒。
[0050]在步驟1006中，在第一個WIFI終端設備即將喚醒的通信幀里，喚醒時間對應ー個固定點。例如，在呼叫建立時間里，ー個AP接收ー個電話呼叫并為第一個WIFI終端設備保留ー個喚醒時間。接收到的喚醒時間后，第一個WIFI終端設備可以設置一個在隨后的每ー個通信幀的喚醒時間里自我喚醒的內部時鐘。此外，設置ー個默認的睡眠時間反映出在該點的第一個WIFI終端設備進入低功耗或待機狀態。喚醒時間和默認的睡眠時間用來定義一個默認的活躍時隙，它定義了 WIFI終端設備在通信幀里滿功率運行的一個最長周期。因此，在運行過程中，如果第一個WIFI終端設備沒有收到ESOP位表示睡眠模式開始，在默認睡眠時間里，第一個WIFI終端設備每個通信幀進入低功耗或待機功耗模式。因此，在每一個通信幀間隔，與一個時間間隔內對應的默認活躍時隙使第一個WIFI終端設備運行在滿功率來發送和接收數據。在本發明的一個實施方式中，活躍時隙的實際持續時間可以根據上面討論的U-APSD協議的不同而有所差異，但不超過默認的喚醒時隙的持續時間。也就是，睡眠觸發時間可以被建立在每個ESOP位預期被傳遞的通信幀里。因此，睡眠觸發時間可以設置在默認睡眠時間之前。因此，在每ー個通信幀里，第一個WIFI終端設備在活躍時隙期里以全功率運行，在剰余的通信幀間隔運行功率降低。而且，安排默認的活躍時隙，以便不與任何連接到AP的額外WIFI終端設備的其他喚醒時隙在時間上重疊。
[0051]在步驟1007中，如果接收到ー個額外的WIFI終端設備實時模式的請求，該方法進入到圖2的步驟1104。
[0052]如果實時模式下，沒有額外的請求被接收，處理移動到步驟1008。在步驟1008中，ー個WIFI終端設備喚醒時間到達，該方法轉移到步驟1010。
[0053]在步驟1010，WIFI終端設備被喚醒。例如，WIFI終端設備是基于內部時鐘喚醒的。在與該接入點注冊(關聯)吋，WIFI終端設備與AP交換信息來設置每個通信幀和WIFI終端設備每個通信幀的喚醒時間。因此，WIFI終端設備知道這是周期性喚醒，當內部時鐘指示喚醒時間到來時，可以存儲和啟動預定義的喚醒時間。
[0054]在步驟1012中，接收到數據傳遞的ー個觸發。觸發器可以是從WIFI終端設備接收的語音包。
[0055]在步驟1014中，緩沖數據在WIFI終端設備和AP之間通過WIFI鏈路被傳遞到WIFI終端設備。這種傳遞發生在活躍時隙期間。在活躍時隙里，設備可以發送和接收來自AP的數據。根據上面所討論的其他參數，可以在活躍時隙里多次重試發送數據包。
[0056]在步驟1016中，如果WIFI終端設備接收到ー個ESOP位，該方法進入到步驟1018。例如，在接收和發送信息后，AP可能表示WIFI終端設備已經成功地接收數據，并且不再發送數據。
[0057]在步驟1018中，WIFI終端設備進入待機或低功耗模式。
[0058]如果WIFI終端設備還沒有收到ー個ESOP位，該方法移動到步驟1020。在步驟1020中，如果默認的睡眠觸發時間已經達到，該方法轉移到步驟1018。如果還沒有達到預設的睡眠觸發時間，則該方法返回到步驟1016。
[0059]在步驟1022中，如果實時通信在WIFI終端設備和AP之間已被終止，此時已注冊的WIFI設備進入睡眠期，該方法轉移到步驟1023。如果與WIFI終端設備的實時通信還沒有終止，則處理返回到步驟1008，隨后隨著喚醒時間到來，將再次喚醒WIFI終端設備。
[0060]在步驟1023中，如果WIFI終端設備的電源已經關閉，則處理移動到步驟1024。如果WIFI終端設備仍處于通電狀態，則處理轉移到步驟1004，此時WIFI終端設備進入到傳統的802.11通信模式中。
[0061]在步驟1024中，如果與所有注冊的WIFI終端設備實時通信終止吋，處理移動到步驟1025。如果實時通信沒有終止，仍有多個WIFI移動設備處于實時通信模式，則處理轉移到步驟1008并且循環進入步驟1008-1022。[0062]在步驟1025中，如果不是全部的WiFi設備的電源是關閉的，仍處于通電狀態的設備返回到步驟1004。隨后，該設備可以重新啟動實時通信請求，如果所有設備都斷電，過程結束。
[0063]而且，上述方法可以應用于多個WIFI終端設備與ー個AP進行通信之間。同一時間意味著，在相同的長的時間間隔里，多個WIFI終端設備與AP進行交互。因此，只要活躍時隙可用，圖4可的方法應用于同時與多個WIFI終端設備通信，如上圖1A-1E所示。
[0064]圖5表示當額外的WIFI終端設備請求注冊時的步驟，用于在ー個WIFI系統中增強通信能力的方法。
[0065]在步驟1102，為第一個WIFI終端設備保留一個默認的活躍時隙。例如，如上所述的圖4，當第一個WIFI終端設備的實時通信模式啟動時，活躍時隙可以被保留。
[0066]在步驟1104中，在第二個WIFI終端設備的實時通信模式啟動后，為第二個WIFI終端設備保留第二個默認的活躍時隙。所述第一個和第二個默認的活躍時隙在時間上沒有重疊。
[0067]因此，第一個和第二個的WIFI終端設備可以主動與AP進行通信，而不會彼此干擾。當各自的WIFI終端設備處于活躍狀態時，第一和第二活躍時隙的持續時間類似于最大的重試可能被實施。因此，第一和第二默認活躍時隙的喚醒時間的間隔配置，使第一個默認活躍時隙為第一個WIFI終端設備提供了最大重試次數。在本發明的一種實施方式中，在約10 ms通信幀的時間間隔內，第一個和第二個WIFI終端設備活躍時隙使用了約5-12 Mbps的數據傳輸速率來容納兩次重試。
[0068]在步驟1106中，如果沒有額外的設備請求的實時通信模式啟動時，處理移動到步驟1008。如果接收ー個額外的實時通信模式的請求時，轉移到步驟1108。
[0069]在步驟1108中，在第二個活躍時隙上調整默認的睡眠時間。參照圖1A和圖1B，對活躍時隙724，默認的睡眠時間TM2被調整到一個較早的時間以容納另外的WIFI終端設備(第三個)。默認睡眠時間調整后，在活躍時隙724之內的第二個WIFI終端設備的數據傳輸的重試量降低了。然而，提供給第一個WIFI終端設備的重試量保持不變。
[0070]在步驟1110中，為WIFI終端設備保留的第三個默認的活躍時隙，如圖1B所示的第三個WIFI終端設備。在這種情況下，在第三活躍時隙中的注冊的第三個WIFI終端設備的重試量不大于第二個WIFI終端設備。例如，安排第三個活躍時隙使其在未經調整的第二個活躍時隙默認睡眠時間(見圖1A的TM2)之前，但在被調整的第二活躍時隙的默認睡眠時間(參見圖1B的TM2)之后。
[0071]在步驟1112中，如果沒有接收到額外的設備實時通信模式的請求，則轉移到步驟1008。如果接收到ー個額外的實時通信模式請求時，轉移到步驟1114。
[0072]在步驟1114中，為第四個WIFI終端設備保留第四個默認的活躍時隙，如圖1B所示第四個WIFI終端設備。在這種情況下，在第四個活躍時隙注冊的第四個WIFI終端設備的重試量不大于第二個WIFI終端設備。
[0073]在步驟1116中，如果沒有接收到額外的設備實時通信模式的請求時，處理移動到步驟1008。如果接收到ー個額外的實時通信模式請求時，轉移到步驟1118。
[0074]在步驟1118中，調整第一個活躍時隙的默認的睡眠時間。參照圖1B和IC中，時隙722的默認的睡眠時間TMl被調整到一個較早的時間，以適應容納加入的第五個WIFI終端設備。如圖1C所示，默認的睡眠時間的調整后，第一個WIFI終端設備的數據傳輸的重試量減少。
[0075]在步驟1120中，為第五個WIFI終端設備保留第五個默認的活躍時隙，如圖1C的第五個WIFI終端設備。在這種情況下，在第五個活躍時隙中注冊的第五個WIFI終端設備的重試量不大于其他WIFI終端設備。
[0076]在本發明的其它實施方式中，圖中5所示的方法可以擴展以容納更多的WIFI設備，圖1C中，6個活躍時隙可用來同時和六臺WIFI終端設備設備建立通信。
[0077]按照圖4和5的方法，當第一個WIFI終端設備在第一 WIFI終端設備和AP之間發起實時模式的需求時，通信的冗余量(重試)被優先給予。這為第一 WIFI終端設備提供了增強的通信質量，同時在實時通信模式里仍允許其他設備與AP鏈接。因此，當ー個以上的WIFI終端設備需要鏈接到一個單ー的主動呼叫，AP可以融合音頻數據，這樣WIFI終端設備用戶可以收聽并互相交談。該方法還提供了ー種機制，以確保多個WIFI終端設備在實時的基礎上(每10毫秒)可以接收和發送數據，而不必花費不必要的時間在滿功率狀態偵聽傳入的數據。此外，由于所有已注冊的WIFI終端設備在AP通信范圍內有屬于他們自己的獨自的時隙的活躍通信，基于802.11通信協議的一個注冊的WIFI設備可能會花費更少的時間移除交通廣播，否則它將在注冊的WIFI終端設備的活躍期呈現出來。
[0078]此外，如上所討論的附圖1-1E，當WIFI終端設備的量變化時，所需的最小的活躍時隙的配置簡化了通信管理。
[0079]本發明未涉及部分均與現有技術相同或可采用現有技術加以實現。
【權利要求】
1. ー種在WIFI網絡中增強通信能力的方法，它基于ー個WIFI接入點和ー個以上的WIFI終端設備，WIFI接入點和WIFI終端設備之間通過WIFI鏈路進行數據傳輸，其特征是WIFI終端設備發起實時通信請求后，在WIFI接入點和WIFI終端設備之間通過一系列包含活躍時隙的實時通信幀進行數據傳輸，該通信幀的結構包括: ー個以上且互不重疊的活躍時隙，每個活躍時隙對應ー個WIFI終端設備，所述WIFI終端設備在活躍時隙以全功率運行； 分別與活躍時隙對應的服務期結束位，處于活躍時隙的WIFI終端設備在接收到服務期結束位信號后進入睡眠期，該WIFI終端設備在睡眠期保持低或待機功耗狀態； ー個指令時隙，該指令時隙用來傳輸指令數據包。
2.根據權利要求1所述的ー種在WIFI網絡中增強通信能力的方法，其特征是所述通信幀中的活躍時隙和服務期結束位是基于非調度自動節能發送協議配置。
3.根據權利要求1所述的ー種在WIFI網絡中增強通信能力的方法，其特征是為發起實時通信請求的WIFI終端設備配置默認的睡眠觸發時間，處于活躍時隙的WIFI終端設備在到達睡眠觸發時間后進入睡眠期。
4.根據權利要求2或3所述的ー種在WIFI網絡中增強通信能力的方法，其特征是WIFI接入點和任ー個WIFI終端設備所對應的活躍時隙被WIFI接入點根據待傳輸的數據的大小和數據傳輸速度配置為允許數據傳輸的最大重試次數。
5.根據權利要求2或3所述的ー種在WIFI網絡中增強通信能力的方法，其特征是當WIFI接入點收到任ー個WIFI終端設備發送的實時通信請求吋，WIFI接入點重新基于非調度自動節能發送協議調配置WIFI接入點為之前WIFI終端設備配置的活躍時隙、服務期結束位和默認睡眠觸發時間。
6.根據權利要求1所述的任ー種在WIFI網絡中增強通信能力的方法，其特征是它具體包括以下步驟: 步驟1002.WIFI接入點接收WIFI終端設備注冊； 步驟1003.注冊完成后，判斷WIFI接入點是否收到已注冊的WIFI終端設備發送的實時通信請求，否則轉入步驟1004，是則轉入步驟1005 ； 步驟1004.WIFI接入點未收到已注冊的WIFI終端設備發送的實時通信請求，WIFI接入點和WIFI終端設備之間采用傳統的802.11通信模式進行通信，在該通信過程中，當WIFI接入點收到已注冊的WIFI終端設備發送的實時通信請求后，進入步驟1005 ； 步驟1005.WIFI接入點收到已注冊的WIFI終端設備發送的通信請求后，在WIFI接入點和WIFI終端設備之間的WIFI鏈路中建立一個實時的通信幀； 步驟1006.WIFI接入點為已發送實時通信請求的WIFI終端設備配置活躍時隙、服務期結束位和默認的睡眠觸發時間，該WIFI終端設備進入等待隊列，WIFI接入點待發送的數據位于WIFI接入點的緩沖區； 步驟1007.—個WIFI終端設備所對應的活躍時隙、服務期結束位和默認睡眠觸發時間配置完畢后，判斷WIFI接入點是否接收到其他的WIFI終端設備注冊請求，是則轉入步驟1006，否則轉入步驟1008 ； 步驟1008.等待隊列中的首個WIFI終端設備進入活躍時隙； 步驟1012.前述WIFI終端設備進入活躍時隙后，接收到WIFI接入點的數據傳遞的一個觸發信號； 步驟1014.前述WIFI終端設備接收到觸發信號后，緩沖區數據在WIFI接入點和前述WIFI終端設備之間通過WIFI鏈路傳遞； 步驟1016.在數據傳輸過程中判斷前述WIFI終端設備是否接收到服務期結束位，是則轉入步驟1018，否則轉入步驟1020 ； 步驟1018.前述WIFI終端設備進入睡眠期，轉入步驟1022 ； 步驟1020.前述WIFI終端設備未收到WIFI接入點發送的服務期結束位，前述WIFI終端設備到達默認的睡眠觸發時間，轉入步驟1018 ； 步驟1022.前述WIFI終端設備和WIFI接入點之間的實時通信是否終止，是則轉入步驟1023，否則轉入步驟1008 ； 步驟1023.前述WIFI終端設備的電源是否關閉，是則轉入步驟1024，否則轉入步驟.1004 ； 步驟1024.所有已注冊的WIFI終端設備和WIFI接入點之間的實時通信是否全部終止，是則轉入步驟1025，否則轉入步驟1008 ； 步驟1025.所有已注冊的WIFI終端設備是否全部關機，是則結束，否則轉入步驟1004。
【文檔編號】H04W74/08GK103533664SQ201310494282
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月21日 優先權日:2013年10月21日
【發明者】周貴祥, 文博, 魏偉, 高智慧, 劉二奇, 錢蒈, 胡偉 申請人:南京熊貓電子制造有限公司