TWI765798B

TWI765798B - 電子設備的無線通信方法及電子設備

Info

Publication number: TWI765798B
Application number: TW110128760A
Authority: TW
Inventors: 陳俊嶧; 黃崇杰
Original assignee: 聯發科技股份有限公司
Priority date: 2020-09-07
Filing date: 2021-08-04
Publication date: 2022-05-21
Also published as: TW202211703A; CN114158138B; US11570715B2; CN114158138A; US20220078713A1

Abstract

一種電子設備的無線通信方法，包括：接收具有流量指示圖(TIM)的第一信標，所述流量指示圖包括所述電子設備的關聯身份(AID)；響應於具有所述TIM的所述第一信標，控制所述電子設備從省電模式切換到活動模式以接收第一封包，其中，所述活動模式的時間長度小於信標週期。

Description

電子設備的無線通信方法及電子設備

本發明涉及通信領域，具體地涉及一種電子設備的無線通信方法及電子設備。

IEEE 802.11標准定義了省電模式(power saving mode)(睡眠模式(sleep mode))以為站點(station)節省功率，並且IEEE 802.11標準還使用位圖(bitmap)向任何處於睡眠狀態的站點指示接入點(Access Point，AP)已經緩存了等待所述站點的資料。具體而言，如果AP需要將資料發送到站點，則AP將首先緩存所述資料，然後AP使用帶有流量指示圖(Traffic Indication Map，TIM)的下一個信標來通知站點。站點應週期地在偵聽時段(listen interval)偵聽信標，並且一旦站點接收到帶有TIM的信標，站點即會退出省電模式並進入活動模式(active mode)以從AP接收資料。目前在標準中並未定義活動模式停留的時間。

本發明提供電子設備的無線通信方法及電子設備，可在不增加資料延遲的情形下降低電子設備的功耗。

本發明提供的一種電子設備的無線通信方法，包括：接收具有流量指示圖(TIM)的第一信標，所述流量指示圖包括所述電子設備的關聯身份(AID)；響應於具有所述TIM的所述第一信標，控制所述電子設備從省電模式切換到活動模式以接收第一封包，其中，所述活動模式的時間長度小於信標週期。由此可知，本發明在接收到具有TIM的信標之後控制電子設備從省電模式切換為活動模式且將活動模式的時間長度設置為小於信標週期，由此本發明可在不增加資料延遲的情形下降低電子設備的功耗。

本發明提供的另一種電子設備的無線通信方法，包括：接收至少一個封包；和響應於所述至少一個封包，控制所述電子設備從省電模式切換到活動模式，並根據所述至少一個封包來控制所述活動模式具有不同的時間長度。由此可知，本發明可以根據接收到的封包控制電子設備從省電模式切換到活動模式並且由於動態設置活動模式的時間長度，由此本發明可在不增加資料延遲的情形下降低電子設備的功耗。

本發明提供的電子設備用於實施本發明提供的電子設備的無線通信方法。

110:接入點

112,122:處理電路

114,124:無線通信模塊

120:站點

t1’,t1,t2’,t2,t3,t4’,t4,t5,t6’:時間

圖1是示出根據本發明的一個實施例的無線通信系統的圖。

圖2示出了根據本發明的一個實施例的AP 110和站點120的時序圖。

圖3示出了根據本發明另一實施例的AP 110和站點120的時序圖。

圖4示出了根據本發明另一實施例的AP 110和站點120的時序圖。

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的元件。所屬技術領域具有通常知識者應可理解，硬體製造商可能會用不同的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的差異來作為區分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區分的準則。在通篇說明書及申請專利範圍當中所提及的“包含”及“包括”為一開放式的用語，故應解釋成“包含但不限定於”。“大體上”是指在可接受的誤差範圍內，所屬技術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的電性連接手段。因此，若文中描述一第一裝置耦接在一第二裝置，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。以下所述為實施本發明的較佳方式，目的在於說明本發明的精神而非用以限定本發明的保護範圍，本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為准。

接下面的描述為本發明預期的最優實施例。這些描述用於闡述本發明的大致原則而不應用於限制本發明。本發明的保護範圍應在參考本發明的申請專利範圍的基礎上進行認定。

圖1是示出根據本發明的一個實施例的無線通信系統的圖。如圖1所示，該無線通信系統包括接入點(AP)110和至少一個站點(圖1示出了一個站點120)。AP 110是允許諸如站點120之類的其他無線設備連接到網絡的Wi-Fi接入點，並且AP 110主要包括處理電路112和無線通信模塊114。站點120是Wi-Fi站點，包括處理電路122和無線通信模塊124，站點120可以是蜂窩電話，平板電腦，筆記本電腦或任何其他能夠與AP 110無線通信的電子設備。

在AP 110和站點120的操作中，站點120可以在省電模式(即，睡眠模式)或活動模式下操作，其中，省電模式用於降低功耗(即，站點120無法從AP 110接收資料封包)，並且活動模式用於與AP 110進行通信。此外，當站點120在省電模式下操作時，AP 110仍會定期向站點120生成信標，站點120將週期性地在偵聽時段接收信標，以確定是否切換到活動模式。在該實施例中，站點120可以根據接收到的封包來動態設置活動模式的時間長度。即，站點120可以參考封包內的資訊(例如，信標)來確定是否從省電模式切換到活動模式，並且站點120還參考封包內的信息來確定處於所述活動模式的時間長度。如果確定要切換到活動模式，則返回活動模式。通過使用以上控制機制，站點120可以具有更好的省電效率和信號延遲控制。

具體地，參照圖2，其示出了根據本發明的一個實施例的AP 110和站點120的時序圖。如圖2所示，最初，站點120以省電模式操作，並且AP 110週期性地廣播信標，其中，信標的週期(period)(也即，發送信標的時間間隔)可以是任何適宜的時間，例如100毫秒(ms)。在時間t1'，AP 110需要向站點120發送封包PKT1，但是，因為站點120處於不允許接收封包的省電模式，所以AP 110將封包PKT1臨時緩存在處理電路112的內部緩存器或無線通信模塊114的內部緩存器中。在時間t1，AP 110廣播具有TIM的信標，其中，TIM包括站點120的關聯身份(association identity，AID)。也即，TIM用於通知AP 110緩存了將要發送到站點120的資料。在接收到具有TIM的信標之後，站點120離開省電模式並進入活動模式以從AP 110接收封包PKT1。在該實施例中，為了節省功率，將活動模式的時間長度設置為較短，例如，如果信標週期為100ms，則活動模式的時間長度可以為比信標週期短的50ms-70ms。另外，站點120將發送空幀(null frame)以向AP 110通知活動模式的時段(interval)(也即，時間長度)。空幀是僅由站點120發送的控制幀，並且空幀的目的是攜帶功率管理位(bit)，其中功率管理位將是“0”或“1”。當站點120開始在活動模式下操作時，站點120將包括功率管理位“0”的空幀發送到AP 110，以通知AP 110站點120處於活動模式且從AP 110到站點120的幀傳輸應該正常；當站點120想要進入省電模式時，站點120向AP 110發送包括功率管理位“1”的空幀，以通知AP 110站點120處於省電模式且從AP 110到站點120的幀傳輸被禁止。

在時間t2處，因為AP 110沒有為站點120緩存資料，所以AP 110將不具有TIM的信標發送到站點120，即AP 110通知站點120沒有封包將被發送。在從AP 110接收到不具有TIM的信標之後，站點120仍然可以從省電模式切換到活動模式，使得站點120可以接收從AP 110突然發送的封包(如果有的話)。在該實施例中，因為AP 110可以密集地發送封包，所以站點120可以參考接收到的封包(例如，包括先前的封包(PKT1和具有TIM的信標))以確定是否切換到活動模式。在圖2中，因為在t1和t2之間接收到封包PKT1，所以即使接收到不具有TIM的信標，站點120也可以在活動模式下操作。另外，將活動模式的時間長度設置為短於信標週期，並且發送空幀以將活動模式的時段通知給AP 110。

在時間t3處，因為AP 110沒有為站點120緩存資料，所以AP 110將不具有TIM的信標發送到站點120。這時，作為舉例，由於在t2至t3之間站點120未從AP 110接收到任何封包，站點120可不進入活動模式。

在時間t4'，AP 110需要將封包PKT2發送到站點120，但是，因為站點120處於不允許接收封包的省電模式，所以AP 110臨時將該封包PKT2緩存在其內部緩存區中。在時間t4，AP 110廣播具有TIM的信標，其中，TIM包括站點120的AID。在接收到具有TIM的信標之後，站點120離開省電模式並進入活動模式以從AP 110接收封包PKT2。在該實施例中，活動模式的時間長度被設置為較短以節省功率，例如，活動模式的時間長度可以是比信標週期短的50ms至70ms。另外，站點120將發送空幀以向AP 110通知活動模式的時段。

在時間t5處，因為AP 110沒有為站點120緩存資料，所以AP 110將不具有TIM的信標發送到站點120。在從AP 110接收到不具有TIM的信標之後，站點120仍然從省電模式切換到活動模式，使得站點120可以接收從AP 110突然發送的封包，其中，空幀被發送到站點120以通知活動模式的時段。在時間t6'，AP 110需要將封包PKT3發送到站點120。因為在時間t6'站點120仍在活動模式下操作，所以AP 110可以立即將封包PKT3發送到站點120而沒有資料延遲。

在圖2所示的實施例中，當接收到不具有TIM的信標時(例如，t3至t4時段)，站點120可能不總是進入活動模式。然而，在另一實施例中，可以將站點120設計為在接收到不具有TIM的信標時始終進入活動模式。該替代設計將落入本發明的範圍內。

在圖2所示的實施例中，站點120在接收到具有TIM的信標或不具有TIM的信標之後進入活動模式。在另一個實施例中，因為站點120知道信標週期，所以站點120可以在接收到信標之前從省電模式切換到活動模式(也即，在一信標週期到期前的預定時間範圍內站點120可從所述省電模式切換到所述活動模式)。以時間t2為例，站點可以在時間t2之前10ms切換到活動模式。換句話說，只要站點120響應於不具有TIM的信標而從省電模式切換到活動模式，無論切換操作是在接收信標之前還是之後，該替代設計都將落入本發明的範圍。

在圖2所示的實施例中，通過在接收到具有TIM的信標之後設置較短的活動模式，站點120可以降低功耗。此外，通過參考接收到的封包(不限於具有TIM的信標)來控制站點120從省電模式切換到活動模式，站點120可以接收從AP 110突然發送的封包(例如，圖2所示的封包PKT3)以改善資料延遲。另外，站點120的延遲是可控制的。以t1到t2時段為例，如果將活動模式的時間長度設置為t1到t2內的70ms，則可以將延遲控制為小於30ms。

圖3示出了根據本發明另一實施例的AP 110和站點120的時序圖。如圖3所示，最初，站點120以省電模式操作，並且AP 110週期性地廣播信標，其中，信標週期可以是任何適當的時間，例如100ms。在時間t1'，AP 110需要將封包PKT1發送到站點120。但是，由於站點120處於不允許接收封包的省電模式，因此AP 110將封包PKT1臨時緩存在其內部緩存區中。在時間t1，AP 110廣播具有TIM的信標，其中，TIM包括站點120的AID。即，TIM被用於通知AP 110緩存了將要發送到站點120的資料。接收到具有TIM的信標的站點120離開省電模式並進入活動模式以從AP 110接收封包PKT1。在該實施例中，活動模式的時間長度被設置為較短以節省功率。例如，如果信標週期是100ms，則活動模式的時間長度可能是比信標週期短的50ms-70ms。另外，當站點120開始在活動模式下操作時，站點120將包括功率管理位“0”的空幀發送到AP 110，以通知AP 110站點120處於活動模式且從AP 110到站點120的幀傳輸應該正常。

在時間t2'，AP 110需要發送封包PKT2到站點120。因為在時間t2'站點120仍在活動模式下操作，所以AP 110可以在沒有資料延遲的情形下立即將封包 PKT2發送到站點120。另外，由於封包PKT2的傳輸，站點120可以延長活動模式的時間長度以確保成功接收到封包PKT2。

在時間t2，因為AP 110沒有為站點120緩存資料，所以AP 110將不具有TIM的信標發送到站點120。在從AP 110接收到不具有TIM的信標之後，站點120仍然以活動模式操作，使得站點120可以接收從AP 110突然發送的封包。在從時間t2開始的一段時間之後，站點120可以將包括功率管理位“1”的空幀發送給AP 120，以通知AP 110站點120將進入省電模式。

類似地，在時間t3和時間t4，站點120可以從省電模式切換到活動模式，以便站點120可以接收從AP 110突然發送的封包(如果有的話)，其中發送空幀來通知AP 110活動模式的時段。

在時間t5處，因為在幾個信標週期中沒有來自AP 120的資料封包，所以當接收到不具有TIM的信標時，站點120將不會進入活動模式。

在圖3所示的實施例中，當接收到不具有TIM的信標時(例如，t5至t6時段)，站點120可能不總是進入活動模式。然而，在另一實施例中，可以將站點120設計為在接收到不具有TIM的信標時始終進入活動模式。該替代設計將落入本發明的範圍內。

在圖3所示的實施例中，站點120在接收到具有TIM的信標或不具有TIM的信標之後進入活動模式。在另一個實施例中，因為站點120知道信標週期，所以站點120可以在接收到信標之前從省電模式切換到活動模式。以時間t3為例，站點可以在時間t3之前10ms切換到活動模式。換句話說，只要站點120響應於不具有TIM的信標而從省電模式切換到活動模式，無論切換操作是在接收信標之前還是之後，該替代設計都將落入本發明的範圍。

在圖3所示的實施例中，可以在接收其他封包的同時擴展(extend)由站點120設置的較短的活動模式，並且擴展的活動模式更適合於封包接收。另外，通過參考接收到的封包(不限於具有TIM的信標)來控制站點120從省電模式切換到活動模式，站點120可以接收從AP 110突然發送的封包以改善資料延遲。

圖4示出了根據本發明另一實施例的AP 110和站點120的時序圖。如圖4所示，最初，站點120以省電模式操作，並且AP 110週期性地廣播信標，其中，信標週期可以是任何適當的時間，例如100ms。在時間t1'，AP 110需要向站點120發送封包PKT1。但是，由於站點120處於不允許接收封包的省電模式，因此AP 110臨時將PKT1緩存在其內部緩存器中。在時間t1，AP 110廣播具有TIM的信標，其中，TIM包括站點120的AID。即，TIM被用於通知AP 110緩存了將要發送到站點120的資料。接收到具有TIM的信標的站點120離開省電模式並進入活動模式以從AP 110接收封包PKT1。在該實施例中，活動模式的時間長度被設置為較短以節省功率。例如，如果信標週期是100ms，則活動模式的時間長度可能是比信標週期短的50ms-70ms。另外，當站點120開始在活動模式下操作時，站點120將包括功率管理位“0”的空幀發送到AP 110以通知AP 110站點120處於活動模式且從AP 110到站點120的幀傳輸應該正常；當站點120想要進入省電模式時，站點120向AP 110發送包括功率管理位“1”的空幀，以通知AP 110站點120處於省電模式且從AP 110到站點120的幀傳輸被禁止。

在時間t2'，站點120已進入省電模式，並且AP 110需要將封包PKT2發送到站點120。此時，因為站點120處於不允許接收封包的省電模式，則AP 110將封包PKT2臨時緩存在其內部緩存器中。在時間t2，AP 110廣播具有TIM的信標，其中，TIM包括站點120的AID。在接收到具有TIM的信標之後，站點120離開省電模式並進入活動模式以從AP 110接收封包PKT2。在本實施例中，活動模式的時間長度被設置為較短以節省功率，例如50ms至70ms。另外，站點120將空幀發送到AP 110以通知活動模式的時段。

在時間t3，因為AP 110沒有為站點120緩存資料，所以AP 110將不具有TIM的信標發送到站點120。在從AP 110接收到不具有TIM的信標之後，站點120仍然從省電模式切換到活動模式，使得站點120可以接收從AP 110突然發送的封包，其中，空幀被發送到站點120以通知活動模式的時段。在時間t4'，AP 110需要向站點120發送封包PKT3。由於站點120在時間t4'仍在活動模式下工作，因此AP 110可以立即將封包PKT3發送給站點120，而沒有資料延遲。

類似地，在時間t4，站點120可以從省電模式切換到活動模式，使得站點120可以接收從AP 110突然發送的封包(如果有的話)，其中將空幀發送到AP 110通知活動模式的時段。

在時間t5，因為在幾個信標週期中沒有來自AP 120的資料封包，所以當接收到不具有TIM的信標時，站點120將不會進入活動模式。

在圖4所示的實施例中，當接收到不具有TIM的信標時(例如，t5至 t6時段)，站點120可能不總是進入活動模式。然而，在另一實施例中，可以將站點120設計為在接收到不具有TIM的信標時始終進入活動模式。該替代設計將落入本發明的範圍內。

在圖4所示的實施例中，站點120在接收到具有TIM的信標或不具有TIM的信標之後進入活動模式。在另一個實施例中，因為站點120知道信標週期，所以站點120可以在接收到信標之前從省電模式切換到活動模式。以時間t3為例，站點可以在時間t3之前10ms切換到活動模式。換句話說，只要站點120響應於不具有TIM的信標而從省電模式切換到活動模式，無論切換操作是在接收信標之前還是之後，該替代設計都將落入本發明的範圍。

在圖4所示的實施例中，通過在接收到具有TIM的信標之後設置較短的活動模式，站點120可以降低功耗。此外，通過參考接收到的封包(不限於具有TIM的信標)來控制站點120從省電模式切換到活動模式，站點120可以接收從AP 110突然發送的封包(例如，如圖4所示的封包PKT3)，以改善資料延遲。另外，以封包PKT2為例，站點120的時延是可控的，如果在t1至t2內將活動模式的時間長度設置為70ms，則封包PKT2的時延可以控制在30ms以內。

本發明雖以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明的範圍，任何所屬技術領域具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可做些許的更動與潤飾，因此本發明的保護範圍當視申請專利範圍所界定者為准。

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。

t1’,t1,t2,t3,t4’,t4,t5,t6’:時間

Claims

一種電子設備的無線通信方法，包括：接收具有流量指示圖的第一信標，所述流量指示圖包括所述電子設備的關聯身份；響應於具有所述流量指示圖的所述第一信標，控制所述電子設備從省電模式切換到活動模式以接收第一封包，其中，所述活動模式的時間長度小於信標週期；其中控制所述電子設備進入所述活動模式時，發送包括功率管理位的空幀，以通知所述電子設備已進入所述活動模式。
根據請求項1所述的電子設備的無線通信方法，還包括：接收不具有所述流量指示圖的第二信標，其中，不具有所述流量指示圖的所述第二信標不包括所述電子設備的所述關聯身份；和響應於不具有所述流量指示圖的所述第二信標，控制所述電子設備從所述省電模式切換到所述活動模式。
根據請求項2所述的電子設備的無線通信方法，其中，所述不具有所述流量指示圖的所述第二信標是具有所述流量指示圖的所述第一信標的下一個信標。
根據請求項2所述的電子設備的無線通信方法，其中，所述響應於不具有所述流量指示圖的所述第二信標，控制所述電子設備從所述省電模式切換到所述活動模式的步驟包括：當響應於不具有所述流量指示圖的所述第二信標，控制所述電子設備進入所述活動模式時，發送包括功率管理位的空幀，以通知所述電子設備已進入所述活動模式。
根據請求項1所述的電子設備的無線通信方法，還包括：當所述電子設備處於所述省電模式且未接收到任何封包時，在所述信標週期到期前的預定時間範圍內控制所述電子設備從所述省電模式切換到所述活動模式。
根據請求項1所述的電子設備的無線通信方法，還包括：如果在根據具有所述流量指示圖的所述第一信標設置的所述活動模式期間僅接收到所述第一封包，則控制所述電子設備在接收到所述第一封包後從所述活動模式切換到所述省電模式；如果在根據具有所述流量指示圖的所述第一信標設置的所述活動模式期間還接收到第二封包，則擴展所述活動模式的時間長度。
根據請求項2所述的電子設備的無線通信方法，還包括：接收不具有所述流量指示圖的第三信標，其中不具有所述流量指示圖的所述第三信標不包括所述電子設備的所述關聯身份；響應於不具有所述流量指示圖的所述第三信標，控制所述電子設備保持在所述省電模式，而無需切換到所述活動模式。
根據請求項7所述的電子設備的無線通信方法，其中，接收到不具有所述流量指示圖的所述第三信標的時間晚於接收到不具有所述流量指示圖的所述第二信標的時間。
根據請求項8所述的電子設備的無線通信方法，其中，在接收到不具有所述流量指示圖的所述第二信標和不具有所述流量指示圖的所述第三信標之間的時間段，沒有接收到資料封包。
一種電子設備的無線通信方法，包括：接收至少一個封包；和響應於所述至少一個封包，控制所述電子設備從省電模式切換到活動模式，並根據所述至少一個封包來控制所述活動模式具有不同的時間長度；其中控制所述電子設備進入所述活動模式時，發送包括功率管理位的空幀，以通知所述電子設備已進入所述活動模式。
根據請求項10所述的電子設備的無線通信方法，其中，所述至少一個封包包括具有流量指示圖資訊的至少一個信標。
根據請求項10所述的電子設備的無線通信方法，其中，控制所述電子設備從所述省電模式切換到所述活動模式，以及根據所述至少一個封包來控制所述活動模式具有不同的時間長度的步驟包括：接收不具有流量指示圖的第一信標，其中，不具有所述流量指示圖的第一信標不包括所述電子設備的關聯身份；響應於不具有所述流量指示圖的所述第一信標，控制所述電子設備從所述省電模式切換到所述活動模式，並將所述活動模式設置為具有第一時間長度；接收不具有所述流量指示圖的第二信標，其中，不具有所述流量指示圖的所述第二信標不包括所述電子設備的所述關聯身份；和響應於不具有所述流量指示圖的所述第二信標，控制所述電子設備從所述省電模式切換到所述活動模式，並將所述活動模式設置為具有第二時間長度。
一種電子設備，被配置為執行請求項1-9中任一項所述的無線通信方法。
一種電子設備，被配置為執行請求項10-12中任一項所述的無線通信方法。