CN101529824B

CN101529824B - 无线通信的省电改进

Info

Publication number: CN101529824B
Application number: CN2007800385394A
Authority: CN
Inventors: S·K·苏瑞纳尼; A·梅朗; A·达苏
Original assignee: Qualcomm Inc
Current assignee: Qualcomm Inc
Priority date: 2006-10-19
Filing date: 2007-10-16
Publication date: 2013-10-30
Anticipated expiration: 2027-10-16
Also published as: JP5453484B2; HK1167554A1; IL197744A0; AU2011202270B2; CA2833883A1; BRPI0717310A8; RU2009118607A; HK1143019A1; RU2421924C2; CA2833883C; CA2664538A1; AU2011202270A1; EP2170009B1; IL224199A; HK1136119A1; CN102355715B; CN101529824A; TW200835207A; WO2008115282A3; NO20091819L

Abstract

本发明描述一种用于改进无线网络中的站的省电的技术。按照一个方面，在两个站的唤醒期间，源站发送具有对于接收站的缓冲状态的帧，并且向该接收站发送由该缓冲状态所指示的一个或多个数据帧。接收站基于该缓冲状态预期有多少数据帧，并且在接收到该预期的数据帧之后能够进入睡眠。按照另一方面，源站接收具有关于工作在省电模式的接收站的传输机会(TXOP)突发接收能力的信息的帧。该源站在TXOP开始时执行信道接入，并且基于该接收站的TXOP突发接收能力而在该TXOP中向该接收站发送多个数据帧。

Description

无线通信的省电改进

本申请要求申请日为2006年10月19日、申请号为60/862,146并且发明名称为“POWER SAVE ENHANCEMENTS FOR AD-HOC WIRELESSCOMMUNICATION(对于自组织分组无线网络无线通信的省电改进)”的美国临时申请的优先权，该申请被转让给本受让人并在此并入作为参考。

技术领域

本发明通常涉及通信，更具体地涉及用于改善无线通信网络中的站的电池寿命的技术。

背景技术

广泛地采用无线通信网络来提供各种通信业务，例如语音、视频、分组数据、消息、广播等。这些无线网络包括为大地理区域提供通信覆盖的无线广域网络(WWAN)、为中等地理区域提供通信覆盖的无线局域网络(WLAN)以及为小地理区域提供通信覆盖的无线个人域网络(WPAN)。不同的无线网络典型地具有不同的能力、需求和覆盖范围。

站(例如，移动电话)能够与一个或多个无线网络(例如，WWAN和/或WLAN)通信。该站可以是便携的并且由内部电池供电。只要站被开启，例如发送和/或接收数据，该站就要消耗电池功率。希望尽可能地降低电池功率消耗，以延长电池再充电之间的待机时间和站交换数据时的工作时间。因此在该技术领域中需要改进站的电池寿命的技术。

发明内容

这里描述了用于改进无线网络中的站的省电的技术。按照一方面，源站可以在发送到接收站的帧中包括省电缓冲状态。接收站可以工作在省电模式，并且可以仅对于一段时间处于唤醒。该缓冲状态可以指示要发送到该接收站的数据帧的数量。源站可以向接收站发送由该缓冲状态所指示的一个或多个数据帧。接收站基于该缓冲状态可以预期来自源站的数据帧的数量。接收站可以在接收到预期的数据帧数量之后进入睡眠，这可节省电池功率。通常，源站可以基于诸如数据帧的数量、字节数、位数等的任何单位来指示所缓冲的数据量。接收站可以基于由该缓冲状态所指示的数据量来预期数据量。

按照另一方面，能够在一个传输机会(TXOP)中接收多个数据帧的接收站可以向其它站通告(advertise)该TXOP突发接收能力。按照一种设计，接收站可以发送包括关于该站的TXOP突发接收能力的信息的帧。该信息可以指示在单个TXOP中接收站能够接收的数据帧的数量。之后，接收站可以基于该接收站的TXOP突发接收能力而在一个TXOP中从源站接收多个数据帧。源站可以在该TXOP的开始处执行信道接入并且在该TXOP中发送所有数据帧，而无需执行另外的信道接入。

如下所述，可以将省电缓冲状态和TXOP突发特征应用于多种省电模式和多种无线网络。在以下的进一步详细描述中还描述了本发明的各个方面和特征。

附图说明

图1示出了无线网络。

图2示出了对于多个站的传输时间线。

图3示出了能够传送省电缓冲状态的帧。

图4示出了在具有省电缓冲状态特征的未调度的省电模式中的操作。

图5示出了具有单独的信道接入的数据帧的传输。

图6A和图6B示出了能够传送TXOP突发接收能力的帧。

图7示出了具有TXOP突发接收能力的数据帧的传输。

图8和图9分别示出了分别在具有省电缓冲状态和TXOP突发特征的调度的省电模式和PSMP模式中的操作。

图10和图11分别示出了用于传输具有省电缓冲状态的数据的流程和装置。

图12和图13分别示出了用于接收具有省电缓冲状态的数据的流程和装置。

图14和图15分别示出了用于传输具有TXOP突发能力的数据的流程和装置。

图16和图17分别示出了用于接收所发送的具有TXOP突发能力的数据的流程和装置。

图18示出了两个站的方框图。

具体实施方式

这里描述的技术可以用于各种无线网络，例如WLAN、WMAN、WWAN、WPAN等。WLAN可以采用IEEE 802.11、Hiperlan等。WWAN可以是移动网络，例如码分多址(CDMA)网络、时分多址(TDMA)网络、频分多址(FDMA)网络、正交FDMA(OFDMA)网络、单载波FDMA(SC-FDMA)网络等。WMAN可以采用IEEE 802.16(通常将其称为WiMAX)、IEEE 802.20等。WPAN可以采用蓝牙。为了清楚起见，以下针对IEEE 802.11WLAN来描述该技术。

图1示出了具有多个站120的无线网络100。通常，无线网络可以包括任意数量的接入点和任意数量的站。站是能够经由无线介质与其它站进行通信的设备。通常可交换地使用术语“无线介质”和“信道”。站可以与接入点通信或者与另一站对等通信。站也可以被呼叫，并且可以包含终端、移动站、用户设备和订户单元等的一些或所有功能。站可以是移动电话、手持设备、无线设备、个人数字助理(PDA)、膝上型电脑、无线调制解调器、无绳电话等。接入点是能够经由用于与该接入点相关联的站的无线介质提供到分配业务的接入的站。接入点也可以被呼叫，并且可以包含基站、基站收发信机(BTS)、Node B、演进的Node B(eNode B)等的一些或所有功能。

无线网络100可以应用由电气和电子工程师协会(IEEE)所采用的IEEE802.11标准族中的任意无线电技术。例如，无线网络100可以应用IEEE802.11标准，该802.11标准包括其补充版本的一个或多个，诸如802.11a、802.11b、802.11e和/或802.11g。无线网络100也可以应用正在形成的802.11标准中的IEEE 802.11n和/或802.11s。IEEE 802.11、802.11a、802.11b、802.11g和802.11n覆盖了不同的无线电技术，并且具有不同的能力。IEEE 802.11e覆盖了用于介质访问控制(MAC)层的服务质量(QoS)增强。

无线网络100可以是基础设施网络或自组织分组无线网络。基础设施网络包括一个或多个接入点以及可能的支持用于站通信的其它实体。在IEEE 802.11中，基础设施网络也被称为基本服务集(BSS)。自组织分组无线网络完全由彼此经由无线介质并且位于共同的通信范围内的站构成。可以根据需要匆忙地形成自组织分组无线网络，该子组织分组无线网络典型地不具有诸如接入点的中央控制实体，并且当不再需要时可以将其撤销。在IEEE 802.11中，自组织分组无线网络也被称为独立的BSS(IBSS)。以下的许多描述都假设无线网络100是自组织分组无线网络。

无线网络100可以支持如下省电模式或机制中的一个或多个：

●未调度的省电-在唤醒持续时间期间，只要有数据要发送，就传输数据，

●调度的省电-在唤醒持续时间期间，在调度的业务时间处传输数据，和

●省电多轮询(PSMP)-在唤醒持续时间期间，采用单个公告帧(announcement frame)向多个站传输数据。

未调度的省电模式也可以被称为省电(PS)模式、IBSS未调度的省电模式、未调度的自动省电传送(U-APSD)模式等。调度的省电模式也可以被称为IBSS调度的省电模式、调度的APSD(S-APSD)模式等。这些省电模式允许站进入睡眠并且保存电池功率，但是如下所述，按照不同模式操作。

图2示出了对于无线网络100中的各个站120的示例性传输时间线。一个站(例如，图1中的站X)可以形成无线网络并且可以维持对于无线网络的时序。站X可以周期性地传输信标帧，该信标帧允许其它站检测并识别站X。将应该传输信标帧的时间称为目标信标传输时间(TBTT)。将两个连续信标帧的开始之间的时间间隔称为信标间隔。可以将信标间隔设置为合适的持续时间，例如100毫秒(ms)或一些其它间隔。无线网络中的所有站都可以将它们的时序同步到由站X传输的信标帧。

在信标帧之间的时间内可以传输各种类型的帧。数据帧也可以被称为分组、数据块、数据单元、协议数据单元(PDU)、业务数据单元(SDU)、MAC SDU(MSDU)、MAC PDU(MPDU)等。两个站可以具有一个或多个业务流，并且可以交换对于每个业务流的数据帧。

未调度的省电模式可以应用于IEEE 802.11中的自组织分组无线网络(或IBSS)。在该情况下，站X可以选择用于公告业务指示消息(ATIM)窗的合适持续时间，并且可以在每个信标帧中广播该ATIM窗持续时间。要求无线网络中的所有站，包括工作在未调度的省电模式中的那些站，在每个ATIM窗期间唤醒以接收可应用于这些站的帧。ATIM窗在TBTT处开始并且在ATIM窗持续时间消逝时结束。

在未调度的省电模式中的操作可以进行如下。当给定的站A具有一个或多个数据帧要向另一个站B发送时，站A可以在ATIM窗期间向站B发送ATIM帧。无线网络中的所有站都可以接收来自站A的ATIM帧。站B可以识别出其是ATIM帧的接收者，并且站A具有要向站B发送的数据。站B可以发送对于ATIM帧的确认(ACK)。在ATIM窗结束时，没有发送或接收ATIM帧的站(例如，站C)可以进入睡眠。发送和/或接收ATIM帧的站可以在ATIM窗结束之后交换数据。在图2所示的例子中，站A在ATIM窗结束之后向站B发送数据帧，并且站B发送对于该数据帧的ACK。站A和站B可以保持唤醒，直到信标间隔结束。

对于IEEE 802.11中的自组织分组无线网络的未调度的省电模式，对于每个ATIM窗的整个持续时间要求所有站都唤醒。这确保了各个站能够彼此通知对于其它站的待传数据。对于源站在ATIM窗期间对于其具有位于信标帧之后的待发数据的每一个接收站，该源站可以向每一个接收站发送ATIM帧(如图2所示)或请求发送(RTS)帧。如图2所示，要求发送ATIM帧或RTS帧的站和接收ATIM或RTS帧的站保持在唤醒状态，直到下一个ATIM窗结束。对于具有低周期性的业务的站，要求这些站在接收到位于ATIM窗中的缓冲业务的指示之后的整个信标间隔唤醒，这会导致额外的电池功率消耗。对于在信标帧中仅接收一些数据并且在信标间隔中很早完成这些数据接收的站来说，延长的唤醒时间是不期望的。

按照一个方面，源站可以在发送给接收站的ATIM或RTS帧中包括省电缓冲状态。该省电缓冲状态可以传送要向接收站发送的数据量(例如，数据帧或MSDU的数量，或者数据字节或比特的数量)。接着，接收站将预期有多少数据(例如，多少数据帧)来自源站。接收站可以在完成接收预期的数据量(或数据帧的数量)之后进入睡眠，而不必等到下一个ATIM窗结束，这可以节省电池功率。例如，如果接收站接收到具有省电缓冲状态的ATIM帧或RTS帧，该省电缓冲状态指示两个数据帧，则接收站可以在接收到两个数据帧之后进入睡眠。可以以字节的数量给出缓冲的数据量，这在MAC帧分段时是有用的。

图3示出了能够传送省电缓冲状态的帧300的设计。帧300可应用于ATIM帧、RTS帧等。帧300包括提供各种信息段的帧控制字段、标识帧的接收站的目的地地址字段、标识发送帧的源站的源地址字段、包括省电缓冲状态的帧体字段以及为了清楚起见图3中未示出的可能的其它字段。

帧控制字段包括类型子字段、子类型字段、功率管理(Pwr Mgt)字段和图3中未示出的其它字段。对于管理帧可以将类型子字段设置为“00”，或者对于控制帧可以将该类型子字段设置为“01”。对于ATIM帧可以将子类型字段设置为“1001”，其与管理帧是一种类型，或者对于RTS帧可以将子类型字段设置为“1011”，其与控制帧是一种类型。可以将功率管理字段设置为“1”以指示该站处于省电模式，或者设置为“0”以指示该站处于激活模式。

对于ATIM和RTS帧，帧体字段目前是不承载任何信息的空字段。在图3所示的设计中，省电缓冲状态字段可以被包含在帧体字段中，并且可以指示源站已经为接收站缓冲的数据帧或MSDU的数量。也可以在帧控制字段的子字段中提供省电缓冲状态，或者以其它方式在管理帧、控制帧或数据帧中发送该省电缓冲状态。

通常，省电缓冲状态可以指示缓冲数据的可用性(例如，是或者否)、缓冲数据的量、缓冲数据帧或字节的数量等。可以在ATIM帧、RTS帧、数据帧或一些其它帧中传送该省电缓冲状态。

图4示出了在具有省电缓冲状态特征的未调度的省电模式中的示例性操作。在这个例子中，站A具有要发送到站B的一个数据帧。在ATIM窗期间，站A向站B发送ATIM帧。该ATIM帧包括指示为站B缓冲的一个数据帧的省电缓冲状态(PSBS)。站B返回对于ATIM帧的ACK。在这个例子中，在ATIM窗期间不发送其它ATIM帧。在ATIM窗结束时，站A和站B保持唤醒。站C没有发送或接收任何ATIM帧，因此可以进入睡眠。

基于省电缓冲状态，站B预期从站A接收一个数据帧。站A发送该数据帧，并且站B返回对于该数据帧的ACK。在接收到数据帧之后，站B不再预期从站A接收任何数据，并且在发送对于该数据帧的ACK之后可以进入睡眠。在发送该数据帧之后，站A不再具有对于站B的任何数据，并且可以在接收对于该数据帧的ACK之后进入睡眠。因此，站A和站B都可以早期进入睡眠，而不必等待到下一个ATIM窗结束。

在无线信道上进行数据传输可能是不可靠的。因此，可能会出现站A不能接收到站B在接收到站A发送的最后数据帧之后发送的ACK的情况。根据信道访问过程，当没有接收到ACK时，站A可以重传最后的数据帧，并且可以假设站B由于还没有解码该数据帧而还没有发送ACK。如果站B进入睡眠，则站B将不能解码该重传。站A可以保持重传，直到其达到最大重试次数，在达到最大重试次数阶段之后，将放弃该重传。这会导致对于站A的额外功率消耗，并且浪费无线介质。基于站A和站B的功率能力，站B可以选择在发送对于最后数据帧的ACK之后尽快进入睡眠(例如，站B功率有限，并且站A的电源不会考虑站B)，或者站B可以选择在发送该ACK之后保持一段时间的唤醒(例如，站A和站B都功率有限)。在发送对于最后数据帧的ACK之后保持唤醒将允许站B在初始ACK被无线信道擦除之后在站A重传时返回ACK。站B可以采用SIFS、DIFS、竞争窗尺寸、无线介质载荷、IBSS中站的数量等来估计维持唤醒的时间段，从而提高站A和站B的省电并且降低网络载荷。如果站B接收到完全相同的帧，则在决定维持唤醒的时间段时，仅考虑一个帧。

通常，在源站未接收到对于最后数据帧(或任何数据帧)的ACK的情况下，源站和接收站可以协商终止策略。如上所述，接收站可以保持唤醒一段时间以接收来自源站的可能重传。可选择地，如果没有从接收站接收到ACK，则源站可以在当前唤醒周期内跳过最后数据帧的重传。替代地，源站可以在接下来的唤醒周期重传该数据帧或者将该数据帧丢弃。然后，这将允许接收站在发送对于最后数据帧的ACK之后立刻进入睡眠。在源站和接收站之间也可以协商其它终止策略。

源站可以具有要向接收站发送的多个数据帧，并且可以每次发送一个数据帧。对于每个数据帧，源站要执行信道接入以获得到该信道的接入，并且可以在获得接入时经由该信道发送数据帧。

图5示出了在IEEE 802.11中站A采用分布式协调功能(DCF)向站B发送的多个数据帧。站A有数据要发送，并且开始在时间T₁检测信道以确定该信道是忙还是闲。如果信道在等于DCF帧间间隔(DIFS)的时间段内闲，则站A能够在时间T₂开始发送数据帧，其中T₂-T₁≥DIFS。站B从站A接收并解码数据帧。在时间T₃数据帧结束之后，站B等待短的帧间间隔(SIFS)时间并且在时间T₄开始发送ACK，其中T₄-T₃≥SIFS。由于SIFS小于DIFS，因此在数据帧结束之后，站B能够在其它站之前接入该信道。这确保了站A能够及时地接收到ACK。

站A有另一数据帧要发送并且在时间T₅开始检测信道以确定该信道是忙还是闲。在该例子中，该信道初始很闲但在时间T₆变为忙。接着站A可以等待，直到该信道在时间T7变为闲，并且在DIFS时间段内可以进一步等待信道为闲，这发生在时间T₈。接着，站A可以选择零和竞争窗(CW)之间的随机退避。采用该随机退避来避免多个站在DIFS时间内检测到信道闲之后同时发送的场景。接着，站A对该随机退避进行倒计数，一旦信道变为忙则中止，并且在信道在DIFS时间内为闲后重新开始倒计数(图5中未示出)。当倒计数在时间T₉达到零时，站能够发送数据帧。站B接收并解码来自站A的数据帧。在时间T₁₀数据帧结束之后，站B等待SIFS时间并在时间T₁₁开始发送ACK，其中T₁₁-T₁₀≥SIFS。

如图5所示，对于每个数据帧执行信道接入会延长发送多个数据帧的时间量。这是因为在任何信道接入期间该信道可能变为忙，并且接着源站将与其它站竞争该信道。每次信道接入增加了接入延时和ACK开销。对于多数据帧的延长发送时间会导致源站和接收站处于唤醒的时间更长。

按照另一方面，能够在一个TXOP中接收多数据帧的站可以向其它站通告该TXOP突发接收能力。该TXOP突发接收能力支持使用单个信道接入在一个TXOP中的多数据帧的发送，其可以缩短发送数据帧的时间量。

当站加入无线网络时，该站可以在关联请求帧中发送能力信息字段。该站也可以在ATIM帧或一些其它管理帧中发送该能力信息字段。该能力信息字段可以包含关于该站是否支持TXOP突发接收的信息以及该站在一个TXOP中能够接收的数据帧的数量，这可以由N比特值给出(例如，8比特值)。按照一种设计，全0值可以指示不支持TXOP突发接收。全1值可以指示该站可以在一个TXOP中以最高数据速率接收任意数目的数据帧。剩余值可以指示每个TXOP可以接收的数据帧的数据量。按照另一设计，每个TXOP能够接收的数据帧的数量被限制到特定的允许值，例如0、1、2、4以及全1，并且可以要求所有站都支持这个设计。通常，可以在一个或多个字段中使用任何格式来提供是否支持TXOP突发以及每个TXOP能够接收的数据帧的数量。

图6A示出了能够传送TXOP突发接收能力的帧600的设计。帧600可以用于关联请求帧、验证帧或一些其它管理帧、控制帧或数据帧。帧600包括帧控制字段、目的地地址字段、源地址字段、帧体字段以及为了清楚起见在图6A中未示出的可能的其它字段。帧体字段包括能力信息字段和图6A中未示出的可能的其它字段。能力信息字段包括如上定义的TXOP突发接收(Rx)能力子字段。也可以将该TXOP突发接收能力作为帧体字段中的单独字段进行传送，或者以其它方式在管理帧或控制帧中进行传送。也可以在一些其它类型的帧中发送该TXOP突发接收能力，例如在由源站发送的第一数据帧中。

站X(其形成自组织分组无线网络)可以接收自组织分组无线网络中其它站的TXOP突发接收能力，例如，在这些站的关联期间。站X可以经由信标帧来广播这些站的TXOP突发接收能力。

图6B示出了能够在自组织分组无线网络中传送站的TXOP突发接收能力的信标帧610的设计。信标帧610包括帧控制字段、帧体字段以及为了清楚起见在图6B中未示出的其它字段。帧体字段包括指示信标间隔的信标间隔字段、指示站X能力的能力信息字段、指示用于支持自组织分组无线网络的参数组(例如，ATIM窗持续时间)的IBSS参数组字段、TXOP突发接收能力信息字段以及可能的其它字段。TXOP突发接收能力信息字段可以包括对于在信标帧中广播其TXOP突发接收能力的每个站的一个条目。对于每个站的条目可以包括用于站标识符或地址(站Yk)的子字段以及用于该站的TXOP突发接收能力的子字段。也可以按照其它方式和/或在其它帧中广播该站的TXOP突发接收能力。

按照再一方面，能够在一个TXOP中发送多数据帧的站可以向其它站广播该TXOP突发发送能力。该TXOP突发发送能力允许利用单个信道接入在一个TXOP中发送多个数据帧。如同TXOP突发接收能力一样，可以按照类似的方式传送或通告该TXOP突发发送能力。

图7示出了由站A向站B进行的多个数据帧发送，其中站A和站B都具有TXOP突发能力。站A有数据要发送，并且在时间T₁开始检测信道。在DIFS时间内检测到信道闲之后，站A在时间T₂开始发送第一数据帧。站B接收并解码该第一数据帧，在时间T3第一数据帧结束之后等待SIFS时间，并在时间T₄发送ACK。站A接收ACK，在时间T₅ACK结束之后等待SIFS时间，并且在时间T₆开始发送第二数据帧。由于SIFS比DIFS要短，因此站A能够无需与其它站竞争即可发送第二数据帧，此时其它站正在等待在DIFS时间内信道变为闲。站B接收并解码第二数据帧，在时间T₇第二数据帧结束之后等待SIFS时间，并且在时间T₈开始发送ACK。可以按照类似的方式发送任意数量的数据帧和ACK，其受限于站B的TXOP突发接收能力。在时间T₁₀，其为在前一ACK结束之后的SIFS时间，站A发送最后数据帧。站B接收并解码该最后数据帧，在时间T₁₁最后数据帧结束之后等待SIFS时间，并在时间T₁₂发送ACK。

如图7所示，站A能够利用一次信道接入在一个TXOP中发送任意数目的数据帧，其可缩短发送数据帧的时间量。这也允许站A和站B尽早地进入睡眠，从而节省电池功率。TXOP突发可以是聚合的数据包，例如在IEEE 802.11n中的聚合MPDU(A-MPDU)。

通常，可以单独或组合使用省电缓冲状态和TXOP突发特征。这两个特征的组合可以向接收站提供对于该站的关于即将发送的数据的详细信息。例如，如果省电缓冲状态指示四个待传的数据帧，并且TXOP突发接收能力指示每TXOP六个数据帧，则源站可以在一个TXOP中发送四个数据帧。如果省电缓冲状态指示四个待传数据帧，并且不支持TXOP突发接收，则接收站可以一次接收一个数据帧，并且在接收到所有四个数据帧之后立即或等待一段时间进入睡眠。

可结合以上列出的任何省电模式来使用省电缓冲状态和/或TXOP突发特征。也可以独立于这些省电模式来使用这些特征。

对于未调度的省电模式，如图4所示，源站可以在ATIM窗中发送的ATIM帧或RTS帧中包括对于接收站的省电缓冲状态。源站可以在每个TXOP中在ATIM窗结束之后向接收站发送一个或多个数据帧。具有不定期的业务或能够忍受一定延迟和跳动的站可以有利地采用具有省电缓冲状态和/或TXOP突发特征的未调度的省电模式。

对于调度的省电模式，两个站可以协商以在信标帧之间以固定的间隔唤醒来发送和/或接收数据。该间隔被称为业务时段。可以通过对于两个站之间业务流的业务规范(TSPEC)建立等，在IBSS建立期间执行业务时段的协商。尽管目前在IEEE802.1中并未规定IBSS中的调度，但是两个站可以采用任何机制来协商和调度该业务时段。该业务时段协商可以不包括对于每个站的省电缓冲状态和TXOP突发接收能力的信息交换。

图8示出了采用省电缓冲状态和TXOP突发特征的调度的省电模式的示例性操作。在该例子中，站A和站B协商了业务时间T₁，并且两个站均在该业务时间之前唤醒以交换数据。

在业务时间T₁，站A接入信道并向站B发送第一数据帧。该数据帧可以包括指示站A已经为站B缓冲的数据帧数量的省电缓冲状态。在业务时段协商期间，站A就已经得知站B的TXOP突发接收能力。在该例子中，站B可以具有预期来自站A的数据帧的数量信息，并且站A可以具有关于站B的TXOP突发接收能力的信息。站B返回对第一数据帧的ACK。然后站A向站B发送剩余的数据帧，例如采用以上针对图7描述的站B的TXOP突发接收能力。

然后，站B可以接入信道并向站A发送第一数据帧。该数据帧可以包括指示站B已经为站A缓冲的数据帧数量的省电缓冲状态或一些其它缓冲信息。在业务时段协商期间，站B就已经得知站A的TXOP突发接收能力。在该例子中，站A可以具有关于预期来自站B的数据帧数量的信息，并且站B具有关于站A的TXOP突发接收能力的信息。站A返回对于该第一数据帧的ACK。然后站B向站A发送剩余的数据帧，例如按照以上针对图7的描述。在发送对于预期的最后数据帧的ACK之后的一些时间，站A可以进入睡眠。每个站进入睡眠的时间可以取决于无线介质状况、帧间间隔等。

通常，在业务时段期间的数据交换既可以采用两个站都发送数据的双向方式(如图8所示)，也可以采用仅一个站发送数据的单向方式。这可以取决于业务流的特性并且可以在TSPEC建立期间进行指示。

在每个业务时段期间的数据交换可以遵循正常的信道接入规则。被调度以第一发送的站(例如图8中的站A)可以执行信道接入。该信道接入可能花费的时间不等，其取决于业务时间附近的信道载荷。被调度以第二发送的站(例如图8中的站B)在其具有数据要向第一发送的站发送时也可以执行信道接入(如图8所示)，或者可以在第一发送的站所发送的最后数据帧结束之后等待SIFS时间来发送ACK(图8中未所示)。

图8示出了站A和站B均采用TXOP突发特征以发送数据。通常，每个站可以采用或者可以不采用TXOP突发特征。如图8所示，站A可以在站B未发送任何数据帧之前发送其所有的数据帧。可选择地，这两个站可以按照交替的方式发送其数据帧。例如，在站A发送第一数据帧之后，站B可以在发送对从站A接收的数据帧的ACK时一起发送其第一数据帧。接着，站A可以在发送对从站B接收的数据帧的ACK时一起发送其第二数据帧。

当采用TXOP突发时，接收站可以使用ACK单独地确认数据帧，或者可以使用块ACK确认几个数据帧。与ACK类似，在接收到预期的最后数据帧之后发送块ACK的帧可以确定在发送块ACK之后在另一站没有接收到该块ACK的情况下要保持多久的唤醒。可以在源站和接收站之间协商块ACK能力。

无论如何发送数据帧，省电缓冲状态都可以用于确定在源站是否有更多的缓冲数据帧。如果有更多的缓冲数据帧，则接收站可以在进入睡眠之前等待以接收所有数据帧。

具有多种类型的周期性业务，例如语音业务、视频业务、游戏等的站有利地使用具有省电缓冲状态和/或TXOP突发特征的调度的省电模式。具有这些特征的调度的省电模式也可以用于其它情况中。

PSMP模式允许基础设施网络(或BSS)中的接入点通告对于使用单个帧的多个站的上行链路和下行链路的一次性的即将进行(upcoming)的调度。接入点可以选择对于将要被聚集的所有站的公共业务时间。该接入点可以在该公共业务时间发送PSMP帧。该PSMP帧可以指示在当前PSMP业务时段中调度的每个站的开始时间。然后，该接入点可以每次服务一个站，并且在开始时间为该站服务。每个站可以接收PSMP帧，之后一直睡眠直到由PSMP帧指示的其开始时间，并在其开始时间之前唤醒以与该接入点交换数据。该PSMP业务时段覆盖PSMP帧以及对于所有调度的站的后续帧交换。可以在对于PSMP业务时段的公共业务时间处通过接入点来执行单次信道接入。

可在自组织分组无线网络(或IBSS)中使用该PSMP能力以允许源站通告缓冲数据以及对于多个接收站的可能的调度。站A(或者自组织分组无线网络中的任意其它站)可以在能力信息字段中指示其生成和接收PSMP帧的能力。站A可以与站X(其为形成该自组织分组无线网络且周期性发送信标帧的站)在IBSS建立期间交换该信息。站X可以在信标帧中广播该自组织分组无线网络中其它站的PSMP能力。可选择地或额外地，站A可以直接与自组织分组无线网络中的其它站传送其PSMP能力。仅能够接收PSMP帧的站被包含在PSMP业务时段中。

图6B示出了能够传送自组织分组无线网络中的站的PSMP能力的信标帧610的设计。信标帧610包括在帧体字段中的PSMP能力信息字段。该PSMP能力信息字段可以包括对于其PSMP能力在信标帧中广播的每个站的一个条目。该对于每个站的条目可以包括用于站标识符或地址(站Zm)的子字段以及用于该站的PSMP能力的子字段。该对于每个站的条目可以指示该站是否能够发送PSMP帧和/或是否能够接收PSMP帧。也可以按照其它方式和/或在其它帧中广播该站的PSMP能力。

图9示出了在具有省电缓冲状态和TXOP突发特征的PSMP模式中的示意性操作。在该例子中，站A具有对于两个接收站B和站C的缓冲数据，并且可以在ATIM窗期间接着信标帧来发送PSMP帧(取代多个ATIM帧)。由于自组织分组无线网络中的所有站都具有相同的信道接入优先级，因此站A不能在信标帧之后立刻通告调度，并且不能在信标间隔期间保留该调度。为了缓解这个问题，如图9所示，可以采用两级PSMP通告。

站A在ATIM窗期间在信标帧之后发送第一PSMP帧。该PSMP帧可以指示站A有缓冲数据要向其发送的每个站的省电缓冲状态(PSBS)。其它站可以使用该省电缓冲状态信息来确定它们是否应该唤醒以从站A接收数据。该第一PSMP帧也可以指示PSMP业务时段，其为在当前信标间隔期间的时间间隔，在该信标间隔中站A希望服务在第一PSMP帧中标识的站。

在ATIM窗结束之后，在后续的信道接入之后，站A发送第二PSMP帧。按照一种设计，第二PSMP帧指示对在第一和/或第二PSMP帧中标识的每个站的调度。接着站A每次服务一个接收站，并且在开始时间对该站进行服务。站A可以采用该接收站的TXOP突发接收能力向每个接收站发送，其可以按照任何方式进行传送。每个接收站可以接收第二PSMP帧，在该PSMP帧所指示的其开始时间之前一直睡眠，并且在其开始时间之前唤醒以与站A交换数据。按照另一设计，第二PSMP帧指示接收站的省电缓冲状态，并且可以不包括该调度。然后，站A可以采用该接收站的TXOP突发接收能力来向每个接收站进行发送。通常，可以采用第二PSMP帧以向接收站通告调度或发送数据。当使能TXOP突发时，接收站可以发送ACK或块ACK。可以由接收站选择在接收到预期的最后数据帧之后发送ACK或块ACK之后的唤醒持续时间。在该业务时段内，第二PSMP帧允许能够省电的更多粒度。可由IBSS中的其它站使用第二PSMP帧中的信息以延迟信道接入，直到当前PSMP时段完成。

图10示出了用于发送数据的流程1000的设计。在第一站确定数据所要发往的第二站的缓冲状态(方框1012)。自组织分组无线网络中的第二站可以工作在省电模式，并且该缓冲状态可以指示要向第二站发送的数据帧数量。可以生成包括该缓冲状态的帧(方框1014)，并且在第一站和第二站的唤醒时间期间将其由第一站发送到第二站(方框1016)。可以向第二站发送由缓冲状态所指示的至少一个数据帧(方框1018)。

具有缓冲状态的帧可以是ATIM帧或RTS帧，并且可以在第一站和第二站都唤醒时的时间窗期间进行发送，例如在如图4所示的ATIM窗期间。具有缓冲状态的帧也可以是包括对于数据所要发往的多个站的缓冲状态的PSMP帧。可以在ATIM窗期间或在PSMP业务时段期间发送PSMP帧，例如如图9所示。具有缓冲状态的帧也可以是在对于该站的业务间隔期间发送的第一数据帧，例如如图8所示。

图11示出了用于发送数据的装置1100的设计。装置1100包括用于在第一站确定数据所要发往的第二站的缓冲状态的装置(模块1112)，用于生成包括缓冲状态的帧的装置(模块1114)，用于在第一站和第二站的唤醒时间期间将其由第一站发送到第二站的装置(模块1116)，和用于向第二站发送由缓冲状态所指示的至少一个数据帧的装置(模块1118)。

图12示出了用于接收数据的流程1200的设计。可以在第一站和第二站的唤醒时间期间从第一站接收包括对于第二站的缓冲状态的帧(方框1212)。从第一站接收由缓冲状态所指示的至少一个数据帧(方框1214)。自组织分组无线网络中的第二站可以工作在省电模式。可以基于从第一站接收的缓冲状态和所有数据帧来确定是否进入睡眠(方框1216)。

具有缓冲状态的帧可以是ATIM帧、RTS帧或PSMP帧，并且可以在信标间隔中的ATIM窗期间接收。可以在ATIM窗之后接收至少一个数据帧。具有缓冲状态的帧也可以是数据帧，并且可以在对于第二站的业务间隔期间接收。如果还有额外的数据帧，可以接收由缓冲状态所指示的额外的数据帧。在一些例子中，在接收了由缓冲状态指示的所有数据帧之后并且在信标间隔结束之前，第二站可以进入睡眠。第二站可以发送对于接收的包括最后预期数据帧的数据帧的ACK或块ACK。第二站也可以在接收和确认所有数据帧之后进入睡眠。第二站也可以延迟关闭其接收器链路以应付其ACK或块ACK丢失和第一站重传一些数据帧的情况。

图13示出了用于接收数据的装置1300的设计。装置1300包括用于在第一站和第二站的唤醒时间期间从第一站接收包括对于第二站的缓冲状态的帧的装置(模块1312)，用于从第一站接收由缓冲状态所指示的至少一个数据帧的装置(模块1314)，以及用于基于从第一站接收的缓冲状态和所有数据帧确定是否进入睡眠的装置(模块1316)。

图14示出了用于发送数据的流程1400的设计。第一站可以接收包括关于工作在省电模式的第二站的TXOP突发接收能力的信息的帧(方框1412)。关于TXOP突发接收能力的信息可以指示在单个TXOP中第二站能够接收的数据帧的数量。该帧可以是管理帧，并且在与第二站相关联的期间接收。该帧也可以是信标帧，并且可在目标信标发送时间(TBTT)处进行广播。该帧也可以是由第二站发送的数据帧。在任何例子中，基于第二站的TXOP突发接收能力，在单个TXOP中可以向第二站发送多个数据帧(方框1414)。对于方框1414，在TXOP开始时可以由第一站执行信道接入。然后，可以由第一站在TXOP中发送多个数据帧，而无需进行另外的信道接入，例如如图7-9所示。

图15示出了用于发送数据的装置1500的设计。装置1500包括用于在第一站处接收帧的装置，该帧包括关于工作在省电模式的第二站的TXOP突发接收能力的信息(模块1512)，和用于基于第二站的TXOP突发接收能力在单个TXOP中向第二站发送多个数据帧的装置(模块1514)。

图16示出了用于接收数据的流程1600的设计。可以发送包括关于工作在省电模式的第一站的TXOP突发接收能力的信息的帧(方框1612)。可以接收由第二站基于第一站的TXOP突发接收能力而在单个TXOP中向第一站发送的多个数据帧(方框1614)。

图17示出了用于接收数据的装置1700的设计。装置1700包括用于发送包括关于工作在省电模式的第一站的TXOP突发接收能力的信息的帧的装置(模块1712)，和用于接收由第二站基于第一站的TXOP突发接收能力而在单个TXOP中向第一站发送的多个数据帧的装置(模块1714)。

图18示出了图1中的站120a和120x的设计的方框图，其为两个示意性站。在站120x处，发送(TX)数据处理器1812可以接收来自数据源1810的对于被调度用于传输的站的业务数据、来自控制器/处理器1820的控制数据以及来自调度器1824的调度信息(例如，是否采用调度)。该控制数据可以包括数据所要发往的站的省电缓冲状态、无线网络中的站的TXOP突发接收能力和/或PSMP能力和/或其它信息。通常，每个站可以采用调度或不采用调度。可以基于缓冲数据的通告(例如，采用ATIM、RTS和/或PSMP帧)、对信道的竞争或基于其它方法而在站之间发送帧。TX数据处理器1812可以基于对于该站所选择的速率来对每个站的数据进行处理(例如，解码、交织、调制和编码)，处理控制数据和调度信息，并且生成输出码片。发送器(TMTR)1814可以处理(例如，转换为模拟信号、放大、滤波和升频)该输出码片，并且生成调制信号，可以通过天线1816向其它站发送该调制信号。

在站120a处，天线1852可以接收来自站120x和/或其它站的调制信号，并且可以提供所接收的信号。接收器(RCVR)1854可以处理所接收的数据并且提供采样。接收(RX)数据处理器1856可以处理(例如，解密、解调、解交织和解码)该采样，向数据宿1858提供对于站120a的解码数据，并且向控制器/处理器1860提供控制数据和调度信息。

在站120a处，TX数据处理器1872可以从数据源1870接收业务数据并且从控制器/处理器1860接收控制数据(例如，省电缓冲状态、TXOP突发接收能力、PSMP能力等)。TX数据处理器1872可以基于对于该站所选择的速率来处理对于每个接收站的业务和控制数据，并生成输出码片。发送器1874可以处理该输出码片并生成调制信号，可以从天线1852向其它站发送该调制信号。

在站120x处，天线1816可以从站120a和/或其它站接收调制信号。接收器1830可以处理从天线1816接收的数据并提供采样。RX数据处理器1832可以处理该采样并向数据宿1834提供对于每个站的解码数据以及向控制器/处理器1820提供控制数据。

控制器/处理器1820和1860可以分别针对站120x和120a的操作。控制器/处理器1820和1860也可以执行图10的处理1000、图12的处理1200、图14中的处理1400、图16中的处理1600和/或用于在此描述的技术的其它处理。存储器1822和1862可以分别存储对于站120x和120a的程序代码和数据。调度器1823可以基于以上描述的任何设计进行站的调度。

可以通过多种方式实现在此描述的技术。例如，可以在硬件、固件、软件或其组合中实现该技术。对于硬件实现，可以将用于执行该技术的处理单元实现在一个或多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理器件(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程逻辑阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、电子器件、设计用于执行在此描述的功能的其它电子单元、计算机或其组合。

对于固件和/或软件实现，该技术可以采用执行在此描述的功能的模块(例如，程序、函数等)实现。可以将固件和/或软件指令/代码存储在存储器(例如，图18中的存储器1822或1862)中，并由处理器(例如，处理器1820和1860)执行。存储器可在处理器内部或处理器外部实现。该固件和/或软件指令/代码也可以存储在计算机/处理器可读介质中，例如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、非易失性随机存取存储器(NVRAM)、可编程只读存储器(PROM)、电可擦除PROM(EEPROM)、FLASH存储器、软盘、光盘(CD)、数字通用光盘(DVD)、磁或光学数据存储设备等。可以由一个或多个处理器执行该指令/代码，并且可以使处理器执行在此描述的功能性的特定方面。

在此描述的执行该技术的装置可以是独立的单元或者可以是设备的一部分。该设备可以是(i)独立的集成电路(IC)，(ii)可以包括用于存储数据和/或指令的存储器IC的一个或多个IC组，(iii)ASIC，如移动站调制解调器(MSM)，(iv)可以嵌入到其它设备中的模块，(v)移动电话、无线设备、手持设备或移动单元，(vi)等等。

提供本发明前述的描述使得本领域中的技术人员能够实现和使用本发明。对于本领域的普通技术人员来说，可以很容易地对本发明进行各种修改，并且在不脱离本发明的思想和范围的情况下，可以将在此限定的普通原理应用到其它变型中。因此，本发明并非局限于这里的例子和设计，而而是与这里描述的原理和新颖特征相一致的最宽范围相一致。

Claims

1.一种用于无线通信的装置，包括：

至少一个处理器，用于

在第一站处确定数据所要发往的第二站的缓冲状态，其中，所述第一站和所述第二站是自组织分组无线网络的一部分；

生成包括所述缓冲状态的帧，其中，所述缓冲状态指示要向所述第二站发送的数据帧的数量并且由所述第二站用于预期有多少数据帧将来自所述第一站；

在所述第一站和第二站都唤醒的时间期间从所述第一站向所述第二站发送所述帧；

向所述第二站发送至少一个数据帧，接收对所述至少一个数据帧的确认ACK，并且在接收对所述至少一个数据帧的确认后进入睡眠；以及

耦合到所述至少一个处理器的存储器。

2.如权利要求1所述的装置，其中所述第二站工作在省电模式。

3.如权利要求1所述的装置，其中所述帧是公告业务指示消息（ATIM）帧或请求发送（RTS）帧，并且其中所述至少一个处理器用于在所述第一站和第二站都唤醒时的时间窗期间发送所述帧。

4.如权利要求1所述的装置，其中所述帧是数据帧，并且其中所述至少一个处理器用于在所述第一站和第二站的业务间隔期间发送所述数据帧。

5.如权利要求1所述的装置，其中所述帧是包括数据所要发往的多个站的缓冲状态的省电多轮询（PSMP）帧。

6.如权利要求1所述的装置，其中所述至少一个处理器用于重传没有接收到对于其的ACK的每一个数据帧。

7.如权利要求6所述的装置，其中所述至少一个处理器用于跳过对没有接收到对于其的ACK的一个或多个数据帧的重传，并且在所述第一站和第二站的下一唤醒时间中重传所述一个或多个数据帧。

8.一种无线通信方法，包括：

向所述第二站发送至少一个数据帧；

接收对所述至少一个数据帧的确认ACK；以及

在接收到对所述至少一个数据帧的确认后进入睡眠。

9.如权利要求8所述的方法，其中所述帧是公告业务指示消息（ATIM）帧或请求发送（RTS）帧，所述方法还包括：

在所述第一站和第二站都唤醒时的时间窗期间发送所述帧。

10.一种用于无线通信的装置，包括：

用于在第一站处确定数据所要发往的第二站的缓冲状态的模块，其中，所述第一站和所述第二站是自组织分组无线网络的一部分；

用于生成包括所述缓冲状态的帧的模块，其中，所述缓冲状态指示要向所述第二站发送的数据帧的数量并且由所述第二站用于预期有多少数据帧将来自所述第一站；

用于在所述第一站和第二站都唤醒的时间期间从所述第一站向所述第二站发送所述帧的模块；

用于向所述第二站发送至少一个数据帧的模块；

用于接收对所述至少一个数据帧的确认ACK的模块；以及

用于在接收到对所述至少一个数据帧的确认后进入睡眠的模块。

11.如权利要求10所述的装置，其中所述帧是公告业务指示消息（ATIM）帧或请求发送（RTS）帧，所述装置还包括：

用于在所述第一站和第二站都唤醒时的时间窗期间发送所述帧的模块。

12.一种用于无线通信的装置，包括：

至少一个处理器，用于

在第一站和第二站都唤醒的时间期间从所述第一站接收包括所述第二站的缓冲状态的帧，其中，所述缓冲状态指示要向所述第二站发送的数据帧的数量并且由所述第二站用于预期有多少数据帧将来自所述第一站，并且其中，所述第一站和所述第二站是自组织分组无线网络的一部分，

从所述第一站接收由所述缓冲状态所指示的至少一个数据帧，

发送对所述至少一个数据帧的确认ACK，

在发送对最后接收的数据帧的确认之后进入睡眠；以及耦合到所述至少一个处理器的存储器。

13.如权利要求12所述的装置，其中所述第二站工作在省电模式，并且其中所述至少一个处理器用于基于从所述第一站接收的所述缓冲状态和所有数据帧来确定是否进入睡眠。

14.如权利要求12所述的装置，其中所述帧是公告业务指示消息（ATIM）帧或请求发送（RTS）帧，并且其中所述至少一个处理器用于在信标间隔中的ATIM窗期间接收所述帧，在所述ATIM窗之后接收所述至少一个数据帧，并且在接收所述至少一个数据帧之后确定是否进入睡眠。

15.如权利要求12所述的装置，其中所述帧是数据帧，并且其中所述至少一个处理器用于在所述第二站的业务间隔期间从所述第一站接收所述数据帧，接收由所述缓冲状态所指示的任意额外的数据帧，并且在接收由所述缓冲状态所指示的所有数据帧之后确定是否进入睡眠。

16.如权利要求12所述的装置，其中所述帧是省电多轮询（PSMP）帧，并且其中所述至少一个处理器用于在公告业务指示消息（ATIM）窗期间从所述第一站接收所述PSMP帧，并且在所述ATIM窗之后接收所述至少一个数据帧。

17.如权利要求12所述的装置，其中所述至少一个处理器用于在发送对于最后接收的数据帧的ACK之后保持唤醒一段时间以接收由于所述第一站的ACK接收失败而引起的可能重传，并且在经过所述一段时间之后进入睡眠。

18.如权利要求17所述的装置，其中在发送所述对于所述最后接收的数据帧的ACK之后保持唤醒的所述一段时间是可配置的。