專利名稱：無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中降低的功耗的制作方法
無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中降低的功耗本申請要求2010年10月27日提交的序號(hào)為61/407，131的美國臨時(shí)申請和2011年10月24日提交的序號(hào)為13/279，402的美國專利申請的優(yōu)先權(quán)，將上述申請的公開通過引用整體地結(jié)合于本文中。
背景技術(shù)：
無線設(shè)備和協(xié)議的數(shù)量上的猛增已經(jīng)使得從未想過可能的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)。通過消除物理地連接到設(shè)備(諸如傳感器或致動(dòng)器)的需要，無線系統(tǒng)可以遠(yuǎn)程監(jiān)視和控制各種操作。這使得新的應(yīng)用，諸如遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視的運(yùn)動(dòng)檢測系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)和其他用途能夠?qū)崿F(xiàn)。各種協(xié)議已經(jīng)被提出，并被用來針對無線設(shè)備利用這些新用途。諸如藍(lán)牙、WiFi和ZigBee 的協(xié)議，都定義了用于各種設(shè)備的格式和標(biāo)準(zhǔn)。對于這些無線設(shè)備的未來發(fā)展和使用來說，一個(gè)重要的考慮和使能因素是它們的功耗。在一些應(yīng)用中，設(shè)備是電池供電的將是有益的，或者也許甚至是必要的。因此，可被用于在無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中降低功耗的任何技術(shù)將是有利的。

發(fā)明內(nèi)容
公開了用于在無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中降低功率的各種技術(shù)。在一些實(shí)施例中，修改設(shè)備內(nèi)的軟件例程以最小化無線電中模擬電路被供電的時(shí)間。在一些實(shí)施例中，該技術(shù)利用了與特定網(wǎng)絡(luò)協(xié)議相關(guān)聯(lián)的隱含延遲的知識(shí)。例如，在CSMA網(wǎng)絡(luò)中，在該設(shè)備可以試圖獲得對媒體的訪問之前，存在定義的最小時(shí)段。在這個(gè)定義的時(shí)段期間，無線電可以被斷電。在其他實(shí)施例中，公開了對協(xié)議的修改，其允許附加的功率節(jié)省。`


圖I是示出了無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的各種硬件組件的代表性示意圖。圖2是示出了無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的各種軟件組件和硬件組件之間的交互的代表性示意 圖3示出了根據(jù)一個(gè)協(xié)議的特定消息的格式；
圖4示出了圖3中所示的消息中特定字段的格式；
圖5示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行通信的兩個(gè)設(shè)備。
具體實(shí)施例方式圖I示出了無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的代表性示意圖，無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備包括選擇的硬件組件。在一些實(shí)施例中，硬件組件可以包括片上系統(tǒng)(SOC)設(shè)備100，具有處理單元110、代碼存儲(chǔ)器130、RAM 120、中斷控制器(未示出)、外圍設(shè)備(未示出)和無線電140。無線電組件140包括模擬電路141，諸如放大器、振蕩器和其他組件。無線電組件140還包括數(shù)字電路142，包括基帶處理器143和媒體訪問控制器(MAC) 144。術(shù)語“無線電組件”被用來表示模擬電路141和數(shù)字電路142的組合。無線電組件140可由單獨(dú)的電源供電，使得當(dāng)SOC的部分保持被供電時(shí)，其可以是斷電的。在一些實(shí)施例中，對無線電組件140的供電可以被分開，使得可以對通常為低功率的數(shù)字電路142和通常消耗更大量功率的模擬電路141單獨(dú)地供電。在一些實(shí)施例中，只有模擬電路141由單獨(dú)的電源所供電，而數(shù)字電路142由與SOC100的其余部分相同的電源所供電。在其他實(shí)施例中，配置SOC 100使得當(dāng)無線電組件140的其余部分保持被供電時(shí)，基帶處理器143和模擬電路141可以被關(guān)閉。通過從設(shè)備100的其余部分分離由無線電組件140所使用的功率，特別是由模擬電路141所使用的功率，這降低了總系統(tǒng)功率。即使當(dāng)無線電被斷電時(shí)，也允許處理器110保持活動(dòng)。遍及本公開，描述了可關(guān)閉“無線電”來節(jié)省功率的概念。在一些實(shí)施例中，這意味著，只有模擬電路141被關(guān)閉，而無線電組件140的其余部分保持被供電。在其他實(shí)施例中，模擬電路141和基帶處理器143均被關(guān)閉，而MAC 144保持被供電。在另一些實(shí)施例中，整個(gè)無線電140組件可以被斷電。因此，如本公開所使用的短語“無線電被關(guān)閉”，包括任何的配置，其中無線電組件140的至少一部分在SOC 100的正常操作期間被關(guān)閉。本公開并不意圖被限于僅無線電組件的被關(guān)閉的一個(gè)特定子集，而是無線電組件的可以被斷電的任何子集。在優(yōu)選的實(shí)施例中，至少模擬電路141被斷電，因?yàn)檫@通常是無線電組件140的最聞功耗部分。如圖I中所示出的，處理單元110接收來自代碼存儲(chǔ)器130的指令。這些指令允許處理單元110執(zhí)行由設(shè)備和相關(guān)聯(lián)無線協(xié)議所需的功能。處理單元110還能夠從RAM存儲(chǔ)器120和無線電組件140 二者加載信息，并在向二者存儲(chǔ)信息。例如，可將配置信息從處理單元110存儲(chǔ)到無線電組件140。由無線電組件140接收和發(fā)送的數(shù)據(jù)通常被存儲(chǔ)在RAM存儲(chǔ)器120中。代碼存儲(chǔ)器130還包含能夠執(zhí)行本文中所述功能的軟件。該軟件可以以任何合適的編程語言來編寫，并且選擇并不被本公開所限制。此外，本文中所描述的所有應(yīng)用和軟件是被包含在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令。例如，軟件和應(yīng)用可以被存儲(chǔ)在只讀存儲(chǔ)器中、可重寫存儲(chǔ)器中或嵌入式處理單元內(nèi)。其上執(zhí)行該軟件的特定類型的處理單元110是應(yīng)用相關(guān)的，且不被本發(fā)明所限制。圖2示出了各種軟件組件和`硬件之間的交互。軟件可包括各種層，諸如物理層210、MAC層220和應(yīng)用層230。通常，物理層210負(fù)責(zé)無線電140的配置和無線電硬件的實(shí)際操作。MAC層220接收通常以來自物理層210的數(shù)據(jù)包的形式的信息。然后解析這些數(shù)據(jù)包的內(nèi)容。作為響應(yīng)，MAC層220可以發(fā)送數(shù)據(jù)到物理層210，以用于通過無線電140進(jìn)行發(fā)送。在一些實(shí)施例中，MAC層還基于定時(shí)器或所接收的數(shù)據(jù)包的內(nèi)容來確定無線電硬件應(yīng)該何時(shí)被供電或關(guān)閉。在一些實(shí)施例中，在硬件中和部分地在軟件中部分地實(shí)施MAC層220。在這個(gè)實(shí)施例中，應(yīng)用層230向軟件MAC提交發(fā)送。然后，軟件MAC配置硬件MAC來發(fā)送。然后硬件MAC控制硬件層210，該硬件層210控制硬件基帶，該硬件基帶控制模擬電路。在無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中，無線電組件140，并且特別是模擬電路141，可能是功耗的一大貢獻(xiàn)體。因此，降低無線電的使用并可以因此將其禁用的任何技術(shù)，可以顯著提高電池壽命。在任何給定的時(shí)間，無線電140中的模擬電路141可以處于接收模式、有效發(fā)送、或是被斷電。術(shù)語“對無線電通電”與“將無線電置于接收模式中”是同義的，這需要對模擬電路141供電。在一些實(shí)施例中，即使當(dāng)無線電被說成是被斷電時(shí)，無線電140中的數(shù)字電路142的一部分也可被供電。在其他實(shí)施例中，MAC 144可被供電，而基帶處理器143和模擬電路141被斷電。在其他實(shí)施例中，所有的數(shù)字電路142可被供電，而模擬電路141被斷電。因此，當(dāng)關(guān)閉無線電時(shí)，無線電組件140的至少一部分被斷電，以便降低功耗。根據(jù)一種方法，可以降低初始化期間無線電的使用。例如，當(dāng)SOC 100被重置或者從其最低功率深度睡眠狀態(tài)喚醒時(shí)，無線電組件140在其可被使用之前，可能需要被初始化。通常，無線電組件140被通電，并然后執(zhí)行所有的初始化。這些初始化可包括用于在一定的頻率(信道)上進(jìn)行通信的無線電的配置、用于在所選信道上的最優(yōu)功能的無線電參數(shù)的校準(zhǔn)、特殊無線電操作模式(外部功率放大器，高功率模式等)的配置。僅使用無線電組件140的數(shù)字電路142來執(zhí)行許多這些功能。在無線電組件的一些實(shí)施例中，這些操作中的實(shí)際上需要無線電組件140的模擬電路141被供電的唯一的一個(gè)操作是無線電參數(shù)的校準(zhǔn)。雖然本公開涉及的是模擬電路，但要理解，其目的是禁用被用來發(fā)送和接收數(shù)據(jù)包的電路，因?yàn)樵撾娐吠ǔ１仍O(shè)備的其他部分消耗更多的功率。因此，在一個(gè)實(shí)施例中，無線電組件140的模擬電路141被保持?jǐn)嚯娭钡酵瓿伤衅渌跏蓟襟E(除了無線參數(shù)的校準(zhǔn))。在這一點(diǎn)上，軟件確定是否需要無線電參數(shù)的校準(zhǔn)。也可以使用各種標(biāo)準(zhǔn)來確定是否需要校準(zhǔn)，各種標(biāo)準(zhǔn)諸如是自從上次校準(zhǔn)以來的時(shí)間，當(dāng)前溫度和先前的校準(zhǔn)溫度之間的差異，以及是否已經(jīng)執(zhí)行了校準(zhǔn)。如果這些標(biāo)準(zhǔn)建議需要校準(zhǔn)，則該軟件接通無線電組件140的模擬電路141，并執(zhí)行所需的校準(zhǔn)。如果不需要校準(zhǔn)，則校準(zhǔn)序列將被繞過，且無線電141被通電以用于實(shí)際的通信。基于對底層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的詳細(xì)理解，可以進(jìn)行功耗的其他優(yōu)化。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，由802. 15. 4標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了低級(jí)通信協(xié)議的細(xì)節(jié)。和許多其他的多節(jié)點(diǎn)通信協(xié)議一樣，沖突避免是必要的。`應(yīng)當(dāng)理解，本文中所描述的許多方案存在于其他無線協(xié)議中，且本文中所描述的技術(shù)同樣可適用于那些協(xié)議。802. 15.4的使用是說明性的，并非意圖將本發(fā)明的范圍限于此實(shí)施例。為了避免競爭，想要發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)包的設(shè)備必須首先通過遵循一種被稱為載波偵聽多路訪問-沖突避免(CSMA-CA，或簡稱CSMA)的過程來進(jìn)行檢查以看出信道(即無線設(shè)備中的空氣媒介(air))是可用的。在發(fā)送前，CSMA要求設(shè)備首先等待一個(gè)隨機(jī)時(shí)間段，然后執(zhí)行被稱為空閑信道評(píng)估(CCA)的針對空閑信道的檢查。如果信道不可用，則設(shè)備使用另一個(gè)更長的延遲周期再次等待。進(jìn)行多達(dá)4次的全部CCA嘗試，來得到空閑的空氣媒介，每一次嘗試具有在其之前的隨機(jī)化延遲。在成功的CCA后獲得對信道的訪問之后，設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)包。在發(fā)送之后，設(shè)備從數(shù)據(jù)包的預(yù)期接收者監(jiān)聽確認(rèn)數(shù)據(jù)包(ACK)。如果定義的時(shí)間段內(nèi)沒有接收到ACK，則認(rèn)為發(fā)送嘗試失敗，并重新開始整個(gè)過程。進(jìn)行多達(dá)4次的全部嘗試來得到確認(rèn)數(shù)據(jù)包。在一些硬件實(shí)施例中，SOC 100內(nèi)的MAC硬件144自動(dòng)管理無線電組件140中模擬電路141的接收和發(fā)送狀態(tài)之間的某些過渡。例如,如果無線電141被通電，且CCA檢查成功，則MAC硬件144可自動(dòng)將無線電141置于發(fā)送模式中以發(fā)送數(shù)據(jù)包。在數(shù)據(jù)包發(fā)送的末尾，MAC硬件144可自動(dòng)將無線電141置于接收模式中以監(jiān)聽ACK。在一些實(shí)施例中，MAC硬件144無法控制對無線電組件140的模擬電路141提供的功率，因?yàn)檫@必須由軟件來完成。在大多數(shù)情況下，在這個(gè)CSMA過程期間，使用寶貴的功率同時(shí)不接收或發(fā)送數(shù)據(jù)包，無線電140的模擬電路141被通電。在一個(gè)實(shí)施例中，在與CSMA相關(guān)聯(lián)的延遲周期期間，本發(fā)明的軟件使無線電141斷電。一旦延遲計(jì)時(shí)器已過期，該軟件隨后接通無線電141，使得其可以執(zhí)行CCA檢查，并且如果CCA檢查是成功的，則發(fā)送數(shù)據(jù)包。如果CCA檢查失敗，軟件再次使無線電141斷電，并等待直到在使無線電141通電之前，下一個(gè)隨機(jī)延遲計(jì)時(shí)器再次過期。該技術(shù)顯著降低了無線電組件140的總功耗，其中對設(shè)備性能沒有不利的影響。在一些硬件實(shí)施例中，無線電組件140中的數(shù)字電路142可包含專用硬件計(jì)時(shí)器，其被用于調(diào)度CCA檢查和可選數(shù)據(jù)包發(fā)送，而沒有進(jìn)一步的軟件交互。這些硬件實(shí)施例中的一些，將沒有能力來自動(dòng)使無線電141通電以執(zhí)行CCA檢查。根據(jù)軟件的另一實(shí)施例，本發(fā)明利用該硬件行為的知識(shí)，以便繼續(xù)使用專用的硬件計(jì)時(shí)器，而不是單獨(dú)的通用目的計(jì)時(shí)器外圍設(shè)備。了解的是，在剛剛描述的情況中，用于任何發(fā)送嘗試的CCA檢查必然將會(huì)失敗(由于無線電141被斷電)，軟件通過使無線電141通電并利用執(zhí)行CCA檢查所需的最小延遲發(fā)起另一個(gè)硬件控制的發(fā)送嘗試，來響應(yīng)CCA失敗事件。如果CCA檢查仍然失敗，則該軟件使無線電141斷電，并使用根據(jù)CSMA的下一個(gè)隨機(jī)延遲來發(fā)起另一個(gè)硬件控制的發(fā)送嘗試。如果CCA檢查是成功的，無線電組件140自動(dòng)發(fā)送數(shù)據(jù)包。根據(jù)另一個(gè)方法，本發(fā)明利用與無線協(xié)議有關(guān)的特定知識(shí)來節(jié)省功率。例如，在802. 15. 4標(biāo)準(zhǔn)中，如圖5中所示出的，設(shè)備400可發(fā)送“數(shù)據(jù)請求”數(shù)據(jù)包。響應(yīng)于該數(shù)據(jù)包，接收者410將返回確認(rèn)(ACK)數(shù)據(jù)包到發(fā)送設(shè)備400。輸入的ACK將通知發(fā)`送設(shè)備400接收者410是否具有它希望發(fā)送到發(fā)送設(shè)備400的數(shù)據(jù)。圖3示出了依據(jù)802. 15. 4標(biāo)準(zhǔn)的ACK數(shù)據(jù)包300的格式。前兩個(gè)字節(jié)包括幀控制字段310。第三個(gè)字節(jié)包括序列號(hào)320，以及剩余兩個(gè)字節(jié)包括循環(huán)冗余碼330。ACK數(shù)據(jù)包300總是5個(gè)字節(jié)長。圖4進(jìn)一步描述了幀控制字段310。感興趣的是第4位(幀未決)311。在完成ACK后，幀未決311通知發(fā)送設(shè)備(即接收ACK 300的設(shè)備)，接收者具有它希望發(fā)送到發(fā)送設(shè)備的數(shù)據(jù)。通常，ACK 300被接收后，物理層210通知MAC層220。然后，MAC層220對數(shù)據(jù)包執(zhí)行包括完整性、序列號(hào)等的檢查。如果MAC層220驗(yàn)證ACK 300，并確定沒有數(shù)據(jù)即將到來(即未設(shè)置幀未決位311)，它將使無線電141斷電。執(zhí)行這些測試的軟件和處理時(shí)間并不是微不足道的，且消耗功率。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)ACK 300的每個(gè)字節(jié)到達(dá)設(shè)備時(shí)，物理層210中的軟件被修改來檢查ACK 300的每個(gè)字節(jié)。ACK 300的第二個(gè)字節(jié)一被接收，且物理層210確定幀未決位311未被設(shè)置，它就立即使無線電141斷電。換句話說，它不等待接收ACK數(shù)據(jù)包300的剩余字節(jié)。該技術(shù)不僅節(jié)省了接收三個(gè)附加字節(jié)所需的時(shí)間，而且還節(jié)省了對于MAC層220驗(yàn)證ACK 300所需的處理時(shí)間。應(yīng)當(dāng)注意的是，存在一種可能，即在幀未決位311中存在由于發(fā)送錯(cuò)誤所引起的錯(cuò)誤。在這種情況下，物理層210可能已經(jīng)不準(zhǔn)確地確定接收者沒有要發(fā)送的數(shù)據(jù)，并使無線電141斷電。雖然該行為是不理想的，但它是可以接受的，因?yàn)榘l(fā)送設(shè)備定期發(fā)送“數(shù)據(jù)請求”數(shù)據(jù)包。在一些軟件實(shí)施例中，如果MAC層220接收到具有發(fā)送錯(cuò)誤的ACK 300，或沒有接收到ACK 300，則它會(huì)發(fā)起“數(shù)據(jù)請求”數(shù)據(jù)包的重新發(fā)送。為了避免該行為，物理層210可以構(gòu)建依據(jù)協(xié)議有效的“假的”或人工的ACK數(shù)據(jù)包。需要該“假的”或人工的ACK數(shù)據(jù)包，因?yàn)樵趶慕邮照呓邮盏秸麄€(gè)ACK 300之前，物理層310使無線電141斷電。有效的“假的”ACK的構(gòu)建允許MAC層220在不重試“數(shù)據(jù)請求”數(shù)據(jù)包的情況下繼續(xù)。因此，MAC層220被欺騙以相信已經(jīng)正確地接收了 ACK。在其他實(shí)施例中，可以修改MAC層220以忽略對“數(shù)據(jù)請求”數(shù)據(jù)包的不成功ACK。在其他實(shí)施例中，“假的”ACK可能經(jīng)由中斷、狀態(tài)位或其他一般信號(hào)，而不是通過RAM中實(shí)際數(shù)據(jù)包表示的構(gòu)建，來從物理層210傳送到MAC層220。注意的是，雖然上面描述了有關(guān)ACK數(shù)據(jù)包300的特定實(shí)例，但在其他情況下可以采用相同的方法。例如，使用相同的方法，當(dāng)數(shù)據(jù)包正被接收時(shí)，接收設(shè)備可以解析數(shù)據(jù)包，且在獲得感興趣的數(shù)據(jù)時(shí)，立即使無線電斷電。該感興趣的數(shù)據(jù)可包括，但不限于
是否將有更多的數(shù)據(jù)引入，
確認(rèn)先前發(fā)送的數(shù)據(jù)被接收，
確認(rèn)設(shè)備是活動(dòng)的，
引入的數(shù)據(jù)包是否意在用于該設(shè)備(在這種情況下，在發(fā)現(xiàn)不匹配的設(shè)備地址后關(guān)閉無線電，且在數(shù)據(jù)包的預(yù)期結(jié)束后重新接通)，
引入的數(shù)據(jù)包是否意在用于該設(shè)備(再次，在這種情況下，在發(fā)現(xiàn)不匹配網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)符或PAN ID后關(guān)閉無線電，且在數(shù)據(jù)包的預(yù)期結(jié)束后重新接通)，或者
引入的數(shù)據(jù)包中是否存在錯(cuò)誤(在這種情況中，在基帶報(bào)告所接收的字節(jié)或符號(hào)中的不可恢復(fù)的錯(cuò)誤后，關(guān)閉無線電，且在數(shù)據(jù)包的預(yù)期結(jié)束后重新接通)。如果在設(shè)置幀未決位311的情況下發(fā)送ACK 300，這意味著接收者410將一直發(fā)送附加的數(shù)據(jù)到發(fā)送設(shè)備。在一些實(shí)施例中，接收者410需要通過遵循CSMA過程來獲得對信道的訪問。這個(gè)過程保證了從ACK數(shù)據(jù)包300的末尾到數(shù)據(jù)發(fā)送的開始所必須必要地經(jīng)過的最小時(shí)間量。為了節(jié)省功率，軟件(優(yōu)選為物理層210)可使無線電141在這個(gè)最小時(shí)間量內(nèi)斷電，已知在該窗口期間將不發(fā)送附加數(shù)據(jù)。根據(jù)另一種方法，接收者410向發(fā)送設(shè)備400通知其將在即將到來的CSMA過程期間使用的延遲值?；氐綀D4，注意的是，幀控制字節(jié)310在位的位置7-9和12-13中包含保留位。這五個(gè)位或這些位的子集，可被用來向發(fā)送設(shè)備傳達(dá)延遲信息。例如，在802. 15.4中，CSMA過程期間所使用的延遲是固定延遲周期的倍數(shù)。換句話說，該設(shè)備可等待I個(gè)延遲周期、2 個(gè)延遲周期等，其中延遲周期的持續(xù)時(shí)間是預(yù)先確定的。在該實(shí)施例中，接收者410發(fā)送其將在下個(gè)CSMA過程期間使用的延遲周期的數(shù)量到發(fā)送設(shè)備400。通過這種方式，發(fā)送設(shè)備400獲知在接收者410可獲得對信道的訪問之前將發(fā)生的最小延遲。因此，發(fā)送設(shè)備400可使無線電141斷電，直到此最小時(shí)間已經(jīng)過去。在另一個(gè)實(shí)施例中，CSMA過程期間所使用的延遲不是固定延遲時(shí)間的倍數(shù)。在此實(shí)施例中，相比使用幀控制字段310中的保留位可以表達(dá)的，存在更多可能的延遲時(shí)間。在這種情況下，接收者可以使用那些保留位，來指示在嘗試獲得對信道的訪問之前，其將一直等待的最大延遲的百分比。例如，如果最大延遲時(shí)間為8毫秒，接收者410可使用三個(gè)位來向發(fā)送設(shè)備400通知其將使用的近似延遲值。下面的表格示出了使用3個(gè)位和8毫秒延遲時(shí)間的一個(gè)可能的實(shí)施例。
w I延遲時(shí)間
、于丨毫秒；保持無線電接通
OOl多于I毫秒，但少于2毫秒；無線電可被斷電I毫秒_
010~多于2毫秒，但少于3毫秒；無線電可被斷電2毫秒
011多于3毫秒，但少于4毫秒；無線電可被斷電3毫秒_
100多于4毫秒，但少于5毫秒；無線電可被斷電4毫秒_
101多于5毫秒，但少于6毫秒；無線電可被斷電5毫秒_
110多于6毫秒，但少于7毫秒；無線電可被斷電6毫秒_
Yll I多于7毫秒；無線電可被斷電7毫秒在另一實(shí)施例中，在接收者410可訪問信道之前,可以具有最小時(shí)間，以及最大時(shí)間。在此實(shí)施例中，可以使用位來表示接收者410將等待的最小時(shí)間和最大時(shí)間之間的時(shí)間的百分比。例如，假定最小延遲時(shí)間為I毫秒，最大延遲為15毫秒。該三個(gè)位可以被使用如下
E j>ected Delay = Min_Delay + 《/8) * (Max_Delay-MinJDelay)
(預(yù)期延遲=最小延遲+ (位值/8)* (最大延遲-最小延遲))。
`
下面的圖表示出了使用該方法的延遲時(shí)間:_
位延遲時(shí)間(=Ims+(位值/8)*8ms)_
000~多于I毫秒，但少于2毫秒；無線電可被斷電I毫秒 00Γ多于2毫秒，但少于3毫秒；無線電可被斷電2毫秒
010多于3毫秒，但少于4毫秒；無線電可被斷電3毫秒_
011多于4毫秒，但少于5毫秒；無線電可被斷電4毫秒_
100多于5毫秒，但少于6毫秒；無線電可被斷電5毫秒_
101多于6毫秒，但少于7毫秒；無線電可被斷電6毫秒_
Τ 0~多于7毫秒；無線電可被斷電7毫秒 Yll I多于8毫秒；無線電可被斷電8毫秒該實(shí)施例可能需要對將要被實(shí)施的一個(gè)或多個(gè)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修改。在其他實(shí)施例中，保留位被用作供應(yīng)商唯一位，其中并非所有設(shè)備都需要實(shí)施該修改。在這種情況下，可以使用值000來表示無線電141不能被關(guān)閉。雖然與接收ACK 300期間的功率節(jié)省相關(guān)聯(lián)的以上修改被描述為軟件修改，但本發(fā)明并不限于此實(shí)施例。例如，如上所述，可以修改SoC 100以自動(dòng)執(zhí)行ACK數(shù)據(jù)包300中幀未決位311的檢查。響應(yīng)于確定該位被設(shè)置，硬件可以執(zhí)行上述功能中的一些或全部。在另一實(shí)施例中，硬件可自動(dòng)解析ACK數(shù)據(jù)包300中的保留位，以確定接收者410將使用的延遲。一旦延遲已經(jīng)被確定，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候，硬件可自動(dòng)使無線電141斷電或使無線電141通電。此外，可以通過軟件或硬件來進(jìn)行由接收者對ACK數(shù)據(jù)包300中保留位的設(shè)置。根據(jù)另一種方法，可以通過延遲無線電141的供電直到數(shù)據(jù)包準(zhǔn)備好用于發(fā)送，來最小化無線電使用。在大部分實(shí)施例中，通過在從更高的軟件層接收數(shù)據(jù)包后，使每個(gè)軟件層向數(shù)據(jù)包添加“包裝”或附加的信息，來構(gòu)建發(fā)出的數(shù)據(jù)包。例如，應(yīng)用層230可構(gòu)建其傳遞到MAC層220的數(shù)據(jù)包。然后MAC層220向數(shù)據(jù)包添加附加信息，并將其傳遞到物理層210。在大部分無線電實(shí)施方式中，當(dāng)沒有數(shù)據(jù)包要發(fā)送時(shí)，無線電141保持?jǐn)嚯娀蛱幱诮档凸β薁顟B(tài)。然而，一旦數(shù)據(jù)包被傳遞到MAC層220，MAC層220通常使預(yù)期發(fā)送該數(shù)據(jù)包的無線電141通電。然而，MAC層220仍然必須執(zhí)行一些數(shù)據(jù)包構(gòu)建，諸如增加加密，準(zhǔn)備用于DMA的數(shù)據(jù)包，以及其他特征。該數(shù)據(jù)包構(gòu)建可能是費(fèi)時(shí)的，從而不必要地使用了用于無線電141的寶貴功率。在此實(shí)施例中，MAC層220在其將數(shù)據(jù)包傳遞到物理層210時(shí)，可使無線電141通電。在另一實(shí)施例中，在從MAC層220接收到數(shù)據(jù)包時(shí)，物理層210可以負(fù)責(zé)無線電141的通電。雖然上面的描述涉及無線發(fā)送，但在有線網(wǎng)絡(luò)中可以采用相同的方法和算法。在任何網(wǎng)絡(luò)中，用來接收和發(fā)送的電路通常比設(shè)備的其他部分消耗更多功率。因此，可使用這些方法來使被用于使用任何媒體接收和發(fā)送數(shù)據(jù)包的電路斷電。本公開不被限制在本文中所描述的特定實(shí)施例的范圍中。實(shí)際上，除了本文所述的那些之外，根據(jù)前述的描述和附圖，對于本公開的其他各種實(shí)施例和修改對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說將是顯而易見的。因此，這樣的其他實(shí)施例和修改意在落入本公開的范圍內(nèi)。此外，雖然已經(jīng)出于特定目的，在特定環(huán)境中的特定實(shí)施方式的情境中，在本文中描述了本公開，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，其實(shí)用性并不限于此，且出于任何數(shù)量的目的，可以在任何數(shù)目的環(huán)境中有益地實(shí)施本公開。因此，應(yīng)當(dāng)鑒于如本文中所描述的本公開的全部寬度和精神，來解釋下面`所闡述的權(quán)利要求。
權(quán)利要求
1.一種用于降低設(shè)備中的功耗的方法，所述設(shè)備包括用于發(fā)送和接收數(shù)據(jù)包的電路、和處理單元，所述方法包括 從第二設(shè)備接收數(shù)據(jù)包； 當(dāng)所述數(shù)據(jù)包被接收時(shí)，使用所述處理單元解析所述數(shù)據(jù)包；以及 在接收到整個(gè)數(shù)據(jù)包之前，在接收到感興趣的數(shù)據(jù)時(shí)，禁用所述電路。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其中所述數(shù)據(jù)包包括確認(rèn)數(shù)據(jù)包。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中感興趣的數(shù)據(jù)包括幀未決位。
4.如權(quán)利要求I所述的方法，其中所述感興趣的數(shù)據(jù)包括附加數(shù)據(jù)將不通過所述第二設(shè)備發(fā)送的指示。
5.如權(quán)利要求I所述的方法，其中所述感興趣的數(shù)據(jù)包括所述數(shù)據(jù)包不意在用于所述設(shè)備的指示。
6.如權(quán)利要求I所述的方法，其中所述設(shè)備屬于網(wǎng)絡(luò)，且所述感興趣的數(shù)據(jù)包括所述數(shù)據(jù)包不意在用于所述網(wǎng)絡(luò)的指示。
7.如權(quán)利要求I所述的方法，其中所述感興趣的數(shù)據(jù)包括不可恢復(fù)的錯(cuò)誤。
8.如權(quán)利要求I所述的方法，其中由所述設(shè)備執(zhí)行軟件，且所述軟件包括與硬件通信的低級(jí)層、以及較高級(jí)層，其中所述低級(jí)層禁用所述電路。
9.如權(quán)利要求8所述的 方法，進(jìn)一步包括使用所述處理單元來在存儲(chǔ)器中構(gòu)建人工數(shù)據(jù)包，所述人工數(shù)據(jù)包呈現(xiàn)為成功接收的數(shù)據(jù)包。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，進(jìn)一步包括將所述人工數(shù)據(jù)包從所述較低級(jí)層傳遞到所述較高級(jí)層。
11.一種用于降低設(shè)備中的功耗的方法，所述設(shè)備包括用于發(fā)送和接收數(shù)據(jù)包的電路、和處理單元，所述方法包括 從第二設(shè)備接收第一數(shù)據(jù)包； 使用所述處理單元解析所述第一數(shù)據(jù)包； 從所述數(shù)據(jù)包中的數(shù)據(jù)確定第二數(shù)據(jù)包將由所述第二設(shè)備發(fā)送；以及 在一定時(shí)間段內(nèi)禁用所述電路，所述時(shí)間段少于最小時(shí)間，在所述最小時(shí)間之前，所述第二設(shè)備將發(fā)送所述第二數(shù)據(jù)包。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中利用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議發(fā)送所述第一和第二數(shù)據(jù)包，且基于所述協(xié)議來確定所述最小時(shí)間。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述第一數(shù)據(jù)包包括所述最小時(shí)間的指示。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中所述指示包括多個(gè)位，所述多個(gè)位表示固定延遲周期的倍數(shù)。
15.如權(quán)利要求13所述的方法，其中所述指示包括多個(gè)位，所述多個(gè)位表示最大延遲的百分比。
16.如權(quán)利要求13所述的方法，其中所述指示包括多個(gè)位，所述多個(gè)位表示最小和最大延遲之間的時(shí)間的百分比。
17.一種初始化和校準(zhǔn)設(shè)備中無線電組件的方法，所述無線電組件包括用于接收和發(fā)送數(shù)據(jù)包的模擬電路，和數(shù)字電路，所述方法包括 當(dāng)所述模擬電路被斷電時(shí)，執(zhí)行所述初始化和校準(zhǔn)的至少一部分。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，進(jìn)一步包括 確定無線電參數(shù)是否需要被校準(zhǔn)，以及 如果是，則在校準(zhǔn)所述無線電參數(shù)之前，使所述模擬電路通電。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中所述確定基于自從所述無線電參數(shù)的上次校準(zhǔn)以來的時(shí)間。
20.如權(quán)利要求18所述的方法，其中所述確定基于當(dāng)前溫度和所述無線電參數(shù)的上次校準(zhǔn)期間的溫度之間的差異。
全文摘要
公開了用于在無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中降低功率的各種技術(shù)。在一些實(shí)施例中，設(shè)備內(nèi)的軟件例程被修改以最小化無線電中模擬電路被供電的時(shí)間。在一些實(shí)施例中，該技術(shù)利用了與特定網(wǎng)絡(luò)協(xié)議相關(guān)聯(lián)的隱含延遲的知識(shí)。例如，在CSMA網(wǎng)絡(luò)中，在該設(shè)備可以試圖獲得對媒體的訪問之前，存在定義的最小時(shí)段。在這個(gè)定義的時(shí)段期間，無線電可以被斷電。在其他實(shí)施例中，公開了對協(xié)議的修改，其允許附加的功率節(jié)省。
文檔編號(hào)H04W74/08GK103222315SQ201180052007
公開日2013年7月24日 申請日期2011年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月27日
發(fā)明者P.J.斯佩羅, L.R.泰勒 申請人:硅實(shí)驗(yàn)室公司