輪詢信標的制作方法
【專利說明】輪詢信標
[0001]相關申請
[0002]本申請要求于2013年2月28日提交并通過援引納入于此的美國專利申請13/781,612的優先權。
發明領域
[0003]本發明涉及在無線通信系統中使用輪詢信標以節省功率。
[0004]相關技術
[0005]在W1-Fi系統中，W1-Fi設備可能同時地在第一信道中作為站(STA)(或W1-Fi直連客戶端)連接至第一 BSS (基本服務集)網絡，并且還在不同于第一信道的第二信道中作為站(STA)(或W1-Fi直連客戶端)參與第二 BSS網絡。為了參與第一和第二 BSS網絡兩者，W1-Fi設備必須能夠接收從第一和第二 BSS網絡兩者中的無線接入點(AP)(或W1-Fi直連群主(GO))周期性地傳送的信標幀。因此，在第一 BSS網絡內，W1-Fi設備將在第一組預定目標信標傳輸時間(TBTT)處周期性地蘇醒以接收在第一信道上從第一相關聯無線AP (或W1-Fi直連G0)廣播的信標幀(即，信標)。類似地，W1-Fi設備在第二組預定TBTT處周期性地蘇醒以接收在第二信道上從第二相關聯無線AP (或W1-Fi直連G0)廣播的信標幀。第一 BSS網絡中的TBTT與第二 BSS網絡中的TBTT之間的間隔可被隨機放置。結果，有可能第一 BSS網絡中的TBTT可與第二 BSS網絡中的TBTT交疊(或者非常靠近)。在此情形中，W1-Fi設備可蘇醒以接收第一 BSS網絡中在第一信道上傳送的信標幀，并且同時錯過第二 BSS網絡中在第二信道上傳送的信標幀。如果在第二信道上錯過足夠的信標幀，則該W1-Fi設備將不能保持與第二 BSS網絡中的第二無線AP相關聯。
[0006]由此將期望具有一種方法和結構允許W1-Fi設備同時地連接至兩個不同的無線AP，該兩個不同的無線AP與兩個不同信道上的兩個不同BSS網絡相關聯，而不錯過來自這兩個無線AP中的任一個的信標。
[0007]概述
[0008]相應地，本發明提供了一種信標輪詢過程，其允許站(STA)以伺機方式接收來自無線AP的信標信息，而非要求該STA周期性地蘇醒以接收由無線AP在預定的TBTT處廣播的?目標幀。
[0009]根據一個實施例，使用在STA與無線AP的關聯期間發生的握手過程在STA與無線AP之間啟用信標輪詢過程。此握手過程可建立將在信標輪詢過程內啟用/實現的各種特征。
[0010]一旦在STA與無線AP之間啟用了信標輪詢過程，STA就將以伺機方式向無線AP傳送信標輪詢幀。更具體地，當STA在相關聯網絡中處于活躍狀態時，STA將向無線AP傳送信標輪詢幀。響應于接收到來自STA的信標輪詢幀，無線AP向STA傳送單播信標幀，其中該單播信標幀包括STA原本將從由無線AP在TBTT處廣播的常規信標幀接收的信標信息。由于STA從單播信標幀接收到用于保持與無線AP相關聯所需的信標信息，因此STA無需在TBTT處蘇醒以接收由無線AP廣播的信標幀。結果，消除了錯過由無線AP在TBTT處廣播的信標幀的可能性。
[0011 ] 在一個實施例中，無線AP以比該無線AP傳送廣播信標幀的數據率高的數據率傳送單播信標幀，由此最小化與單播信標幀相關聯的開銷并最小化STA內的功耗。在另一實施例中，無線AP通過在單播信標幀中包括給STA的下行鏈路數據來進一步最小化開銷。無線AP可通過減少或壓縮單播信標幀中所包括的信標信息來進一步最小化開銷。無線AP可通過限制在一信標區間期間(或在多個信標區間期間)向STA傳送的單播信標幀的數目來進一步最小化開銷。
[0012]在另一實施例中，無線AP監視用來與STA通信的信道的繁忙空中時間，并且如果此繁忙空中時間超過總空中時間的預定百分比，則無線AP將停用信標輪詢過程。無線AP還可監視能夠參與信標輪詢過程的站(STA)的數目，并且如果此STA數目超過預定數目，則無線AP將停用信標輪詢過程。信標輪詢過程的停用可被延遲一個或多個信標區間，由此確保所有STA正確地得知信標輪詢過程的停用。如果繁忙空中時間隨后減小到低于預定百分比和/或能夠參與信標輪詢過程的STA的數目變得小于預定數目，則無線AP也可重新激活信標輪詢過程。
[0013]鑒于以下描述和附圖將更全面地理解本發明。
[0014]附圖簡述
[0015]圖1是常規W1-Fi系統的框圖，其包括W1-Fi設備和兩個無線接入點。
[0016]圖2是解說由圖1的無線AP傳送的信標的定時的時序圖，其中這些無線AP實現相同的信標區間。
[0017]圖3是解說由圖1的無線AP傳送的信標的定時的時序圖，其中這些無線AP實現不同的信標區間。
[0018]圖4是根據本發明的一個實施例的實現信標輪詢過程的無線系統的框圖。
[0019]圖5是根據本發明的一個實施例的被修改成實現信標輪詢幀的幀的框圖。
[0020]圖6是解說根據本發明的一個實施例的用于激活/停用信標輪詢過程的方法的流程圖。
[0021]詳細描述
[0022]圖1是W1-Fi系統100的框圖，其包括W1-Fi設備101以及無線接入點(AP) 102和103。W1-Fi設備101被連接至包括無線AP 102的第一 BSS網絡，并且還參與包括無線AP 103的第二 BSS網絡。更具體地，W1-Fi設備101作為在第一信道111中連接至無線AP102的站(STAl)操作，并且還作為在分開的第二信道112中的站(STA2)操作。
[0023]W1-Fi設備101通常以‘W1-Fi功率節省模式’操作以便于最小化功耗，其中W1-Fi設備101交替地在低功率休眠狀態和高功率活躍狀態中操作。在第一BSS網絡內，W1-Fi設備101在預定目標信標傳輸時間(TBTT)處周期性地蘇醒(從休眠模式轉變成活躍狀態)以接收在第一信道111上從相關聯無線AP 102廣播的信標幀(即，信標)。無線AP 102在相關聯站STAl在第一信道111上處于休眠模式時不向W1-Fi設備101傳送幀。在相關聯站STAl處于休眠模式時，無線AP 102緩沖要在第一信道111上傳送給站STAl的幀，并且使用被包括在信標中的??Μ (話務指示映射)信息元素來指示這些被緩沖幀的存在，該信標在第一信道111上在TBTT處從無線AP 102廣播至站STAl。因此，站STAl接收到來自無線AP 102的信標是重要的，由此在接收在無線AP 102處緩沖的幀時不存在顯著延遲。
[0024]類似地，在第二 BSS網絡內，W1-Fi設備101在預定目標信標傳輸時間(TBTT)處周期性地蘇醒以接收在第二信道112上從相關聯無線AP 103傳送的信標。無線AP 103以與無線AP 102相類似的方式操作，在預定TBTT處在第二信道112上向相關聯站STA2周期性地傳送信標。再次，站STA2接收到來自無線AP 103的信標是重要的，由此在接收在無線AP 103處緩沖的幀時不存在顯著延遲。
[0025]無線AP 102和103將各自基于其定時同步功能(TSF)計數器及其信標區間設置來傳送其相應的信標，由此無線AP 102和無線AP 103的信標之間的間隔是隨機放置的。如果兩個網絡中的信標區間相同(或相似)，則有可能無線AP 102和103將同時地(或接近同時地)傳送信標，從而W1-Fi設備101不能可靠地或一貫地接收來自無線AP 102和103兩者的信標。
[0026]圖2是解說可由無線AP 102傳送的信標201-204以及可由無線AP 103傳送的信標211-214的定時的時序圖，其中無線AP 102和103實現相同的信標區間。在所解說的時序圖中，無線AP 102分別緊挨在無線AP 103傳送信標211-214之前傳送信標201-204。圖2還解說了 W1-Fi設備101服務信道111和112的定時。由于信標201-204在信標211-214之前發生，因此W1-Fi設備101將服務信道111以允許站STAl接收來自無線AP 102的信標201-204。然而，由于信標211-214鄰近于信標201-204，因此W1-Fi設備101不能足夠快地從第一信道111切換到第二信道112以接收從無線AP 103傳送的信標211-214。結果，與第二信道112相關聯的站STA2將從未接收到由無線AP 103傳送的信標211-214。此狀況由圖2中穿過信標211-214中的每一者的‘X’來解說。注意到，允許較早信標被接收的簡單算法將不能改善上述狀況。
[0027]圖3是解說可由無線AP 102傳送的信標301-307以及可由無線AP 103傳送的信標311-315的定時的時序圖，其中無線AP 102和103實現不同的信標區間。在所解說的時序圖中，無線AP 102分別緊挨在無線AP 103傳送信標311、313和315之前傳送信標301、304和307。結果，W1-Fi設備101不能足夠快地從第一信道111切換到第二信道112以允許站STA2接收在第二信道1