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TWI678120B - 通信裝置及信標接收方法 - Google Patents

通信裝置及信標接收方法 Download PDF

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TWI678120B TW106118668A TW106118668A TWI678120B TW I678120 B TWI678120 B TW I678120B TW 106118668 A TW106118668 A TW 106118668A TW 106118668 A TW106118668 A TW 106118668A TW I678120 B TWI678120 B TW I678120B
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廖國強
Kuo-Chiang Liao
林聖博
Shen-Po Lin
江和俊
Ho-Chun CHIANG
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Abstract

本發明提供至少一種通信裝置及信標接收方法，其中一種信標接收方法，適用於無線通信系統中之通信裝置，該信標接收方法包含：啟動信標接收以接收來自該無線通信系統中之存取點之信標；決定是否接收到該信標之一特定單元；以及根據該特定單元決定是否只接收該信標之一部分。本發明之優點之一在於能夠使用部分信標接收來縮短信標接收時間以節省電力，並可以在幾次部分信標接收之後接收完整信標，以避免重要資訊丟失。

Description

通信裝置及信標接收方法
本發明是有關於無線通信系統中之信標接收(beacon reception)操作，更具體地，是有關於通信裝置及信標接收方法。
在現今電子裝置(包括智慧手機、平板電腦、可穿戴式設備、物聯網設備、筆記型電腦、個人電腦等)中，Wi-Fi已成為重要特性。相較於其它，Wi-Fi可以提供更加便宜和快速之上網體驗。但是對於大覆蓋範圍(coverage)和高輸送量(throughput)，Wi-Fi會消耗更多之電力。為延長電池使用時間，對於不同之用戶場景提供了許多低功耗之機制。
為省電，多種通信裝置(如，Wi-Fi工作站)通常保持在低功耗模式下，例如Wi-Fi省電模式(Power Saving Mode，PSM)，並需要使用目標信標傳輸時間(Target Beacon Transmission Time，TBTT)計時器(timer)每隔102.4ms(即，信標間隔)被喚醒(wake up)來接收信標，以便Wi-Fi工作站(Station，STA)不會丟失存取點(Access Point，AP)所發送之資料。另外，AP在信標中設置一傳送流量指示圖譜(Delivery Traffic Indication Map，DTIM)位元(bit)，以提示特定Wi-Fi工作站存在緩衝資料(buffered data)。因此，當信標之DTIM位元設置為「1」時，Wi-Fi裝置啟用射頻(RF)天線以接收來自AP之緩衝資料(buffered data)，而當DTIM位元設為「0」時，Wi-Fi裝置/工作站不啟用射頻天線。
請參考第1圖，第1圖為根據先前技術之Wi-Fi工作站在省電模式下之 電流消耗示意圖。在第1圖中，處於睡眠(sleep)週期(period)「A」中之Wi-Fi工作站不執行信標接收，消耗較少之電流，以及在喚醒週期「F」中，WI-Fi工作站執行信標接收，此時在省電模式下具有最高功耗。如第1圖所示，信標接收時間(即，週期「F」)越長，功耗越高。另外，請參考第2圖，第2圖為根據先前技術之信標服務週期F之示意圖。通常，在TBTT計時器到期(expires)後，從AP發送信標(圖中標識為「BCN」)。然而，若通道忙碌(channel busy)，則會延遲信標之傳送。因此，Wi-Fi工作站需要保持喚醒更長之時間來接收信標，因而消耗更多電力。此外，若信標長度較長，則Wi-Fi工作網站將花費更多時間來接收整個(entire)信標，這也會耗費更多電力。
相應地，如何在省電模式下改善功耗成為延長電池使用時間之重要目標。
有鑑於此，本發明提供至少一種通信裝置及信標接收方法。
根據本發明一實施例之信標接收方法，適用於無線通信系統中之通信裝置，該信標接收方法包含：啟動信標接收以接收來自該無線通信系統中之存取點之信標；決定是否接收到該信標之一特定單元(element)；以及根據該特定單元決定是否只接收該信標之一部分。
根據本發明一實施例之通信裝置，位於無線通信系統中，該通信裝置用於處理信標接收，該通信裝置包含：存儲單元，用於儲存對應於操作(process)之程式碼；以及處理單元，耦接於該存儲單元，該處理單元執行該程式碼以實現以下操作：啟動信標接收以接收來自該無線通信系統中之存取點之信標；決定是否接收到該信標之特定單元；以及根據該特定單元決定是否只接收該信標之一部分。
本發明所提供之通信裝置及信標接收方法，其優點之一在於能夠使用部分信標接收來縮短信標接收時間以節省電力，並可以在執行幾次部分信標接收之後接收完整信標，以避免重要資訊丟失。
30‧‧‧通信裝置
300‧‧‧處理單元
310‧‧‧存儲單元
314‧‧‧程式碼
320‧‧‧通信介面單元
40‧‧‧操作
400~440‧‧‧步驟
A‧‧‧睡眠週期
BCN‧‧‧信標
F‧‧‧喚醒週期
TBTT‧‧‧計時器
第1圖為根據先前技術之Wi-Fi工作站在省電模式下之電流消耗示意圖。
第2圖為根據先前技術之信標服務週期F之示意圖。
第3圖為根據本發明一實施例之通信裝置30之示意圖。
第4圖為根據本發明一實施例之操作40之流程圖。
第5圖為根據本發明一實施例之部分信標接收之示意圖。
在說明書及申請專利範圍當中使用了某些詞彙來指稱特定之元件。所屬領域具有通常知識者應可理解，硬體製造商可能會用不同之名詞來稱呼同一個元件。本說明書及申請專利範圍並不以名稱之差異來作為區分元件之方式，而是以元件在功能上之差異來作為區分之準則。在通篇說明書及申請專利範圍當中所提及之「包含」及「包括」為一開放式用語，故應解釋成「包含但不限定於」。「大致」是指在可接受之誤差範圍內，所屬領域具有通常知識者能夠在一定誤差範圍內解決所述技術問題，基本達到所述技術效果。此外，「耦接」一詞在此包含任何直接及間接之電性連接手段。因此，若文中描述一第一裝置耦接於一第二裝置，則代表該第一裝置可直接電性連接於該第二裝置，或通過其它裝置或連接手段間接地電性連接至該第二裝置。「連接」一詞在此包含任何直接及間接、有線及無線之連接手段。以下所述為實施本發明之較佳方式，目 的在於說明本發明之精神而非用以限定本發明之保護範圍，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為准。
第3圖為根據本發明一實施例之通信裝置30之示意圖。通信裝置30可以是Wi-Fi工作站，例如可穿戴式設備、物聯網(Internet of Things，IoT)設備、行動電話、家用電器(appliances)、機器類型(machine type)設備等可以與Wi-Fi標準相相容之裝置/設備。通信裝置30可以包含處理單元300、存儲單元310及通信介面單元(communication interfacing unit)320，其中處理單元300可以例如處理器、專用積體電路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)等。存儲單元310可以是儲存對應於操作之程式碼314之任意資料存儲裝置，並可被處理單元300所存取。處理單元300可以耦接於存儲單元310，用於執行程式碼314以實現操作。存儲單元310之多個實施例包含但不僅限於唯讀記憶體(ROM)、快閃記憶體(flash memory)、隨機存取記憶體(RAM)、唯讀型光碟(CD-ROM)、磁帶、硬碟及光學資料存儲裝置等。通信介面單元320可以是無線收發器，並可根據處理單元300之處理結果交換(exchange)無線信號。
請參考第4圖，第4圖為根據本發明一實施例之操作40之流程圖。操作40可以用於通信裝置(如，Wi-Fi工作站)以執行信標接收。操作40可以被編譯為儲存於存儲單元310中並被處理單元300所執行之程式碼314，操作40可包含以下步驟：
步驟400：開始。
步驟410：開始接收來自無線通信系統之存取點之信標。
步驟420：決定是否接收到信標之特定單元。
步驟430：根據該特定單元決定是否只接收該信標之一部分。
步驟440：結束。
根據操作40，通信裝置可以根據當前已接收信標之特定單元來決定接收信標之一部分還是全部。該特定單元可以包括流量指示圖譜(Traffic Indication Map，TIM)、通道切換通告(Channel Switch Announcement，CSA)等。舉例而言，當接收到信標之特定單元(例如，TIM資訊單元(Information Element，IE)時，通信裝置可以終止信標接收，因此，只接收該信標之一部分，以縮短信標接收之時間來達到省電目的。
請參考第3圖，通信裝置30之通信介面單元320可以在喚醒週期內執行信標接收，以接收來自無線通信系統之AP之信標。處理單元300可以對通信介面單元320所接收之信標之已接收部分進行處理，以決定是否接收到該信標之特定單元。處理單元300也可根據該特定單元決定是否只接收該信標之一部分。若該特定單元已被接收及/或決定只接收該信標之該已接收部分，則處理單元300可以提醒通信介面單元320終止信標接收。若該特定單元未被接收，則通信介面單元320可以繼續信標接收直至喚醒週期結束。
在另一實施例中，通信裝置(如，Wi-Fi工作站)可以檢查特定單元(如，TIM IE)之值，以決定該值與之前已接收信標之特定單元相同還是不同。若當前已接收信標之特定單元之第一值與之前已接收信標之特定單元之第二值相同，則通信裝置可以決定只接收該信標之該已接收部分。因此，通信裝置可以終止信標接收以省電。
當決定只接收信標之一部分(或稱為部分信標接收)時，通信裝置對該信標之該已接收部分不執行循環冗餘校驗(Cyclic Redundancy Check，CRC)。另外，通信裝置在終止信標接收後可以進入睡眠模式。此外，通信裝置在只接收信標之一部分達到預定次數後，可以接收信標之全部，以避免資料丟失。
另一方面，若信標之特定單元之第一值與之前已接收信標之特定單 元之第二值不同時，通信裝置可以決定接收信標之全部，因而繼續接收該信標。
請參考第5圖，第5圖為根據本發明一實施例之部分信標接收之示意圖。如第5圖所示，相較於接收信標之全部(或稱為，完整信標接收)(a)，本發明使用部分信標接收(b)可以節省更多電力。換言之，通信裝置(例如，Wi-Fi工作站)可以花費更少之時間用於信標接收，使得喚醒週期(標識為「F」)之長度縮短，從而降低功耗。喚醒週期可以是信標服務週期。
從不同AP發送而來之信標之特定單元(如，TIM IE)可以位於信標之不同位置。舉例而言，從第一AP發送來之信標之TIM IE可以位於226us長之信標之62us處；而從第二AP發送而來之信標之TIM IE可以位於321us長之信標之64us處。總之，通信裝置可以不需要接收信標之全部來獲取該特定單元。此外，當當前信標之特定單元之值與之前信標之特定單元之值相同時，可以指示當前信標之其餘部分與之前信標沒有不同，因而通信裝置可以不需要接收整個信標來獲取內容。因此，通信裝置(如，Wi-Fi工作站之媒體存取控制(Media Access Control,MAC)層)可以進入在接收特定單元(如，TIM IE)後進入睡眠模式，以省電。由此可見，使用部分信標接收功能，通信裝置之功耗可以大大降低，從而延長通信裝置之電池使用時間。
以上操作之上述步驟(包括本發明所教示之步驟)可以使用多種方式來實現，包括硬體、固件(firmware)等，其中固件可以是硬體裝置以及儲存於硬體裝置或電子系統上作為唯讀軟體之電腦指令和資料之組合。硬體之多個實施例可包括類比、數位及混合電路等，其中混合電路可以是微電路、微型晶片(microchip)或矽片(silicon chip)等。電子系統之多個實施例可以包括單晶片系統(System on Chip，SoC)、系統級封裝(System in Package，SiP)、電腦模組(Computer on Module,CoM)及通信裝置30等。
總之，本發明為通信裝置提供了部分信標接收功能，使得通信裝置 之信標接收時間可以被縮短以節省電力。另外，通信裝置可以在幾次部分信標接收之後接收完整信標，以避免重要資訊丟失。
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。

Claims (8)

  1. 一種信標接收方法，適用於一無線通信系統中之一通信裝置，該信標接收方法包含：啟動信標接收以接收來自該無線通信系統中之一存取點之一信標；決定是否接收到該信標之一特定單元；以及當該信標之該特定單元之一第一值與一之前已接收信標之相應特定單元之一第二值相同時，決定只接收該信標之一部分，並在接收該信標之一部分達到一預定次數後，決定接收該信標之全部。
  2. 根據申請專利範圍第1項之信標接收方法，其中，當該信標之該特定單元之一第一值與一之前已接收信標之相應特定單元之一第二值不同時，決定接收該信標之全部。
  3. 根據申請專利範圍第1項之信標接收方法，其進一步包含：當決定只接收該信標之一部分時，對該信標之接收部分不執行循環冗餘校驗。
  4. 根據申請專利範圍第1項之信標接收方法，其中，該特定單元包含一流量指示圖譜和一通道切換通告中之至少一個。
  5. 一種通信裝置，位於一無線通信系統中，該通信裝置用於處理信標接收，該通信裝置包含：一存儲單元，用於儲存對應於一操作之程式碼；以及一處理單元，耦接於該存儲單元，該處理單元執行該程式碼以實現以下操作：啟動信標接收以接收來自該無線通信系統中之一存取點之一信標；決定是否接收到該信標之一特定單元；以及當該信標之該特定單元之一第一值與一之前已接收信標之相應特定單元之一第二值相同時，決定只接收該信標之一部分，並在該通信裝置只接收該信標之一部分達到一預定次數後，決定接收該信標之全部。
  6. 根據申請專利範圍第5項之通信裝置，其中當該信標之該特定單元之一第一值與一之前已接收信標之相應特定單元之一第二值不同時，決定接收該信標之全部。
  7. 根據申請專利範圍第5項之通信裝置，其中，該操作進一步包含：當決定只接收該信標之一部分時，對該信標之接收部分不執行循環冗餘校驗。
  8. 根據申請專利範圍第5項之通信裝置，其中，該特定單元包含一流量指示圖譜和一通道切換通告中之至少一個。
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