[發明專利]在擁擠的網絡環境中的節電媒體接入

在審

• 申請號: 201811331138.4
• 申請日: 2018-11-09
• 公開（公告）號: CN109803357A
• 公開（公告）日: 2019-05-24
• 發明（設計）人: O·納夫塔利;U·文瑞博;O·沙尼
• 申請（專利權）人: 德克薩斯儀器股份有限公司
• 主分類號: H04W52/02
• 分類號: H04W52/02
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 趙志剛;魏利娜

本申請公開在擁擠的網絡環境中的節電媒體接入，一種在WLAN網絡中的Wi?Fi設備(300)，其包括處理器(325)和收發機(324)，該收發機(324)適于耦合到天線(328)，以及在擁擠的網絡環境中的節電媒體接入算法(322a)，該算法在與其接入點(AP)建立Wi?Fi連接后被激活。分析在來自AP的信標幀中接收的流量指示圖(TIM)信息元素中的TIM位圖，以針對Wi?Fi設備中的Wi?Fi設備，確定是否多于預定數量的位(X)被設置以指示AP具有≥1緩沖幀，以推斷WLAN是否處于擁擠的環境中。當處于擁擠的環境中時，通過進入持續隨機時間段(P)的睡眠模式，響應于信標的傳輸被延遲。在P到期后，退出睡眠模式，并且將輪詢幀傳輸到AP以試圖獲得媒體接入。

技術領域

所公開的實施例總體涉及無線局域網(WLAN)通信領域，更具體地涉及用于WLAN設備與其接入點的通信的節電信道接入。

背景技術

在本領域已知的Wi-Fi是一種無線技術，其使用無線電波以將設備無線連接到因特網，其通常基于電氣和電子工程學會(IEEE)802.11規范。該IEEE規范當前是IEEE802.11b/g/n，其在2.4GHz或5GHz的頻帶中無線操作，其中IEEE 802.11族共享相同基本協議。IEEE 802.11提供用于實施WLAN通信的一組媒體接入控制(MAC或者數據鏈路)層和物理(PHY)層規范。PHY層和MAC層位于開放式系統互聯(OSI)棧或OSI 7層模型中，其中層-1稱為PHY層，并且層-2稱為MAC層。Wi-Fi是一種使無線設備能夠直接相互連接、連接到廣域網或只是連接到因特網，以便提供對系統的遠程監測和控制的關鍵技術。因此，Wi-Fi正在成為物聯網(IOT)的快速擴張的主要推動力。

Wi-Fi(就緒)設備意味著該設備準備好在WLAN中使用。這種Wi-Fi設備的范圍可以從臺式計算機、便攜式電腦、筆記本電腦、智能手機到其他小型設備。電能節省通常是通常由電池供電的Wi-Fi設備的重要考慮因素。由電池操作的設備使用的一種常見WLAN用例是啟用Wi-Fi的傳感器網絡設置。

WLAN包括多個啟用Wi-Fi的傳感器/致動器，其與用作接入點(AP)的無線路由器相關聯，Wi-Fi設備節點(或“站”)通過該接入點連接到因特網。Wi-Fi設備啟用Wi-Fi，連接到WLAN，傳輸/接收數據以及在睡眠模式下通過以下方式顯著減少其功耗：關閉其調制解調器，或者在某些情況下基本上關閉整個Wi-Fi設備，持續的時間為從短的持續時間到長的持續時間，從而進入睡眠期，其中Wi-Fi設備也與其AP斷開連接，直到下一個通信周期開始。

共享相同媒體的IEEE 802.11設備節點的增加部署可導致WLAN網絡中的過度負載或擁擠。當前，平均WLAN網絡具有大約10個連接的Wi-Fi設備，預計到2020年將增加到大約50個連接的設備。對于基于爭用的信道接入，所有設備當前都遵循傳統的增強型分布式信道接入(EDCA)方法，無論是否信道擁擠。

WLAN擁擠的直接影響之一是響應于從其AP接收信標幀，Wi-Fi設備在從睡眠喚醒之后傳輸幀所花費的時間增加。網絡中存在的Wi-Fi設備節點越多，設備獲得媒體接入所花費的時間越長，擁擠的可能性就會增加(擁擠是兩個或更多設備節點同時傳輸的地方)。設備獲得媒體接入所花費的時間與網絡中連接的Wi-Fi設備節點的數量成指數相關。由于網絡中連接的Wi-Fi設備節點的數量增加，Wi-Fi設備可能會發現自己處于擁擠的環境中，使其在較長時間段內保持激活。結果，該設備將消耗更多能量，這對于電池操作的Wi-Fi設備尤其重要，因為由電池供電的設備節點經歷可以顯著被減少的可操作壽命。

例如，假設傳統的WLAN網絡包括服務50個Wi-Fi設備的AP，其中該AP具有用于50個Wi-Fi設備中的每個的數據。在使用傳統EDCA的示例場景中，假設數據幀長度為1,500字節并且傳輸數據速率為26Mbps，則在由AP傳輸的信標幀喚醒相應的睡眠Wi-Fi設備之后的28毫秒(ms)，將通過AP向網絡中的最后一個Wi-Fi設備(設備號50)提供其數據。

發明內容