专利名称：用于提供多媒体同轴联盟功率管理策略的系统和方法
技术领域：
本发明涉及信息网络，更具体地说，涉及通过例如同轴电缆之类的通信线路来发 送信息，例如多媒体信息，从而形成通信网络。
背景技术：
使用同轴电缆的家庭网络技术已经为人们所知。多媒体同轴联盟(MoCA )，在其 网站mocalliance. org上，提供了通过家庭中的现有同轴电缆来进行数字视频和娱乐的联 网的合适规范(MoCAl. 1)，其中所述家庭分布在开放式成员中。MoCAl. 1规范通过引用，全 文合并于此。家庭网络通过同轴电缆接入大量家庭同轴电缆可利用的未使用宽带。美国70%以 上的家庭都在家庭基础设施中安装了同轴电缆。许多家庭在一个或多个使用网络的主要娱 乐地点都具有同轴电缆，例如，家庭活跃室、多媒体区、以及主卧室。家庭网络技术允许房主 将这个基础设施作为网络系统使用，并采用该高质量的服务(QoS)来传递其他娱乐和信息 程序。采用同轴电缆的家庭网络技术提供了高速O70mbps)、高质量服务、以及防护有线 连接的先天安全性和包级加密的状态。同轴电缆设计用于携载高带宽视频。今天，它通常被 用于安全传输数百万美元的按次计费和按天付费的视频内容。采用同轴电缆的家庭网络也 可被用作多个无线接入点的主链，该无线接入点用于将无线网络延伸到用户的整个家庭。采用同轴电缆的家庭网络通过现有的同轴电缆，提供到某些地方的相容的、高吞 吐量的、高质量的连接，在这些地方，视频设备位于家庭内。采用同轴电缆的家庭网络提供 了用于数字娱乐的主要链接，也可与其他有线或者无线网络一致，从而在家庭中扩展娱乐 体验。目前，采用同轴电缆的家庭网络采用例如ADSL和VDSL或者光纤到户(FTTH)之类 的接入技术来工作。这些技术通常通过双绞线或者光纤接入家庭，对于ADSL来说在几百千 赫到8. 5MHz的频带运作，对于VDSL来说在12MHz的频带运作。当服务通过xDSL或者FTTH 到达家庭，它们可通过采用同轴电缆技术和家庭同轴电缆的家庭网络路由到视频设备。电 缆功能，例如视频、声音和互联网访问，都可由电缆运营商通过同轴电缆提供给家庭，并使 用在家庭内运行的同轴电缆到达位于家庭的不同房间的单个电缆服务使用设备。通常，采 用同轴电缆类型功能的家庭网络与电缆功能在不同的频率上并行运行。期望采用与MoCA家庭网络连接的MoCA设备来实现最大的功率节省。
发明内容
一种采用与MoCA家庭网络连接的MoCA设备来实现最大功率节省的系统和/或方 法，结合至少一幅附图所示和/或描述，在权利要求中更完整地列出。根据一方面，提供了一种采用同轴电缆的网络，所述网络包括网络控制器；
多个网络节点，每个网络节点都包括集成电路，每个集成电路都包括多个电路模 块；其中每个所述网络节点都被配置为处于运行功率状态；以及待机功率状态，所述待机功率状态包括活跃模式和空闲模式；且在所述活跃模式，网络节点被配置为发送和/或接收信息数据包；以及在所述空闲模式，网络节点被配置为保持连接到所述网络，同时为一部分电路模块断电，从而减少网络节点的功率消耗。优选地，每个所述网络节点都被配置为，在预定数量的媒体存取计划(MAP)后，从 空闲模式切换到活跃模式。优选地，每个所述网络节点被配置为在网络信标信号后，从空闲模式切换到活跃 模式。优选地，每个所述网络节点被配置为通过到所述网络的链路接收中断信号。优选地，所述电路模块的一部分包括将时钟信号提供给数字PHY层的时钟部分。优选地，所述电路模块的一部分包括将时钟信号提供给多媒体存取控制器层的时 钟部分。根据本发明的一方面，提供了一种在家庭网络中、通过同轴电缆主链在多个网络 模块之间通信的方法，所述家庭网络包括所述多个网络模块，所述多个网络模块的其中一 个是网络控制器，所述多个网络模块中的每一个都连接到同轴电缆主链；所述方法包括使用主模块从所述多个网络模块接收宽带发送脉冲的请求，所述请求通过同轴电 缆主链发送；建立多个网络模块的发送机会的顺序，以跟踪何时通过同轴电缆主链将脉冲直接 发送到其它网络模块；以及使用主模块在运行功率状态和待机功率状态之间触发每个网络模块，所述待机功 率状态包括活跃模式和空闲模式；其中在所述活跃模式，网络节点被配置为发送和/或接收信息数据包；以及在所述空闲模式，网络节点被配置为保持连接到所述网络，同时为一部分电路模块断电，从而减少网络节点的功率消耗。优选地，所述方法还包括在预定数量的媒体存取计划(MAP)后，将网络模块从空 闲模式切换到活跃模式。优选地，所述方法还包括在网络信标信号后，将网络模块从空闲模式切换到活跃 模式。优选地，所述方法还包括将网络模块配置为通过到所述网络的链路接收中断信号。优选地，所述方法还包括选通提供给数字PHY层的时钟信号。优选地，所述方法还包括选通提供给MAC层的时钟信号。
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中
图1是MoCA核心模块的示意图；图2是现有的MoCA节点(EN)进入待机状态的运行序列示意图；图3是EN重新进入运行状态的运行序列示意图；图4是发送到处于待机状态的EN的运行序列的另一个实施例的示意图；图5示出了系统的示范实施例，所述系统可使用此处描述的方法来减少MoCA网络 中的功率消耗；图6是根据本发明的待机状态的运行示意图；图7是本据本发明的待机节点的运行序列的示意图；图8是根据本发明的系统中的网络设备的功率关联性的示意图；图9是根据本发明的功率状态转换序列的示意图；图10是根据本发明、参与周期性链路维护操作(LMO)的MoCA节点的活跃待机/ 空闲待机模式转换的示意图；图11是本发明的数据处理系统中的单芯片模块或多芯片模块的示意图。
具体实施例方式在以下对各实施例的描述中，参照了附图，该附图形成本说明书的一部分，其中以 示意性的方式示出了可实施本发明的不同实施例。应该理解，也可利用其它的实施例，并可 在不脱离本发明的范围和精神的情况下，做出结构和功能上的修改。本技术领域的人员将会理解，根据以下公开的内容，在此描述的各方面可作为方 法、数据处理系统、或者计算机程序产品实施。因此，这些方面可采取完全硬件的实施例、完 全软件的实施例或者结合软件和硬件方面的实施例。此外，这些方面可以采取计算机程序 产品的形式，所述计算机程序产品被一个或多个具有计算机可读存储代码的计算机可读存 储媒介存储；或者采取嵌入在存储媒介上或内部的指令的形式。可利用任何合适的计算机 可读存储媒介，包括硬盘、CD-ROM、光学存储设备、磁存储设备、和/或其任何组合。此外，表示如在此描述的数据或事件的各种信号可以以通过信号传导媒介(例如 金属线、光纤、和/或无线传输媒介(例如，空气和/或空间))的电磁波的形式在源和目的 地之间传输。说明书描述了一种实现MoCA设备的省电模式的方法，所述MoCA设备可以遵照目 前的MoCAl. 1规范和合适的节省功率输出的MoCA协议工作。本发明提供了一种协议，其中 MoCA设备可处于待机状态。所述待机状态可以减少设备的功率消耗，同时允许设备在本地 (也就是，在机顶盒或者远程顶的前面板上)或者远程(也就是，从家庭的不同网络设备) 完全在瞬间重新激活。远程重新激活可以通过MoCA发生。为了方便参照，以下的术语表提供了在本专利申请中使用的各种缩写和符号的定 义ARP地址解析协议数字PHY包括MoCA集成电路的端口，所述端口形成将信号传送到接收器集成电路 或者接收收发器集成电路传送的信号的通道。EN MoCA现有节点(术语“节点”在此处也可被称为“模块”)IE 信息单元
IPV4 IP 第 4 版IPV6 IP 第 6 版MAC媒体存取控制器，包括MoCA集成电路的逻辑，用于根据需要为数字PHY的开 启和关闭确定时间，从而发送信号到所述接收器集成电路或者从所述收发器集成电路接收信号。MAP媒体存取计划NC MoCA网络控制器NN MoCA 新节点PD 关机PHY MoCA网络的物理层PS 省电PU 上电PO预约请求机会RR预约请求消息STB机顶盒SV待机矢量WoM 在 MoCA 上唤醒几个组织，其中包括EC(欧盟)和美国的能源之星组织，提供了减少家庭中的总能 量消耗的建议。在其它设备中，在建议中考虑了 STB、数字电视和其它视频/网络设备。网络设备，例如网络STB，应该最好是他们的网络维持在“活跃(live) ”状态，即使 是在省电模式下，以唤醒远程节点。这通常被称为在LAN上唤醒。能源之星和EC都提供了 网络设备处于待机状态但需要保持它们的网络连接打开的建议。目前在LAN(WoL)上唤醒被规定用于以太网，且被考虑用于WiFi。由于MoCA变成 连接用户的电子设备的主要家庭网络平台，必须具备在MoCA上唤醒的特征。虽然目前的 MoCAl. 1规范没有对省电进行任何定义，但是根据本发明可能实现显著的省电，同时在待机 状态保持MoCA网络连接打开。以下观点涉及与MoCA有关的省电模式要求、MoCA核心的当前功耗、以及用于与EC CoC和能源之星建议的待机状态相关的省电运行模式的系统和技术。根据本发明的省电技 术符合MoCAl. 1。根据本发明的技术可应用于节点可根据本发明配置为待机状态的网络。 根据本发明，这样的网络还包括仅包括根据本发明的节点的网络。根据本发明的有效省电 模式可在目前的MoCA规范上运行，并在如下文所述的根据本发明的MoCA协议事项唤醒。根据本发明，MoCA待机状态的优选要求总结如下1、与运行时相比功率显著减小，也就是，活跃状态而不是待机状态；2、在省电模式下，保持网络与远程MoCA连接；3、待机状态下的节点应该保持MoCA为活跃状态，将在说明书与MoCA设备的唤醒 相关的部分定义；4、支持运行和待机节点在MoCA网络上共存；5、配置节点为待机状态，同时与其它MoCA制造商的设备共存；以及6、分配活跃和空闲时间，以增加功耗节省(在与图6对应的说明书部分将会更详细讨论)。以下部分概述了 MoCA核心的省电状态和它们对应的功耗规范。功率管理规范这部分总结了功率要求。可参见Olivier Harel的MoCA&功率管理，可从http Il twiki-Ql. broadcom. com/bin/view/Chiparch/MoCAPowerManaRement 得至丨J,在此通过弓I用 将其全文合并于此，以更详细地描述EC CoC和能源之星的要求。待机状杰和功率目标EC建议了用户的电子设备的两种待机状态和它们对应的功率目标1)被动待机 状态-目前允许每个机顶盒2瓦特(W)的交流电(AC)，但是计划在近期将功率降为IWAC(侵 攻(aggressive)待机模式)。EC CoC不要求被动待机模式下的网络连接，但是某些欧洲国 家要求维持网络连接。2)主动待机状态-要求维持网络设备之间的网络连接。功率要求是 每个机顶盒3WAC。能源之星定义了单个待机状态。能源之星的建议针对机顶盒每年的总功耗，假设 超过50%的时间它处于待机状态。没有针对待机时功耗的具体建议。但是，在运行模式时 允许更大的功耗。Harel假设能源之星的每个机顶盒在待机状态时消耗3WAC。与选定的功耗状态相关的某些能耗如下欧洲的IW AC的侵攻被动式待机允许加利福尼亚的Broadcom Corporation of Irvine制造的300mW的BRCM 7420。MoCA核心消耗所允许的消耗仅仅是标准的电池露电。 通过限制使用低电压临界(LVT)电池，使标准电池漏电保持很低。优选地，所有的模拟组件 都应该被掉电(< ImW)，且可接受没有任何种类的活跃。欧洲被动待机状态允许2W AC，对于机顶盒可转换成大约IW DC。能源之星(美国)ES假定机顶盒可在待机状态达到3W AC ；对于整个机顶盒这可 以(采用OK或者其他合适的转换器)转换成刚刚超过1. 5ff DC。Harel的MoCA待机功率要求允许的BRCM 7420总待机功率和暗含的允许功率消耗(当与加利福尼亚的 Broadcom Corporation of Irvine 制造的 BRCM ；3450 —起工作时，辅助芯片 LNA/PARF (低 噪音放大器/功率放大器)(射频传输芯片))，在表1中列出。表1中的分析假定除了 MoCA之外，与MoCA核心相连接的更新DDR(双数据率)和 以太子系统都是0N，且后者功耗在500至600mW。在表1所列的待机状态，MoCA连接到以太 网子系统，但是大部分处于空闲模式。本发明的某些实施例可包括仅在根据本发明的MoCA 核心应用过滤、生成中断信号时，才做出响应，唤醒以太网子系统，从而减少以太网子系统 的功耗，在以下将更详细描述。
权利要求
1.一种采用同轴电缆的网络，其特征在于，所述网络包括 网络控制器；多个网络节点，每个网络节点都包括集成电路，每个集成电路都包括多个电路模块； 其中每个所述网络节点都被配置为处于 运行功率状态；以及待机功率状态，所述待机功率状态包括活跃模式和空闲模式；且其中 在所述活跃模式，网络节点被配置为发送和/或接收信息数据包；以及 在所述空闲模式，网络节点被配置为保持连接到所述网络，同时为一 部分电路模块断电，从而减少网络节点的功率消耗。
2.根据权利要求1所述的网络，其特征在于，每个所述网络节点都被配置为，在预定数 量的媒体存取计划后，从空闲模式切换到活跃模式。
3.根据权利要求1所述的网络，其特征在于，每个所述网络节点被配置为在网络信标 信号后，从空闲模式切换到活跃模式。
4.根据权利要求1所述的网络，其特征在于，每个所述网络节点被配置为通过到所述 网络的链路接收中断信号。
5.根据权利要求1所述的网络，其特征在于，所述电路模块的一部分包括将时钟信号 提供给数字PHY层的时钟部分。
6.根据权利要求1所述的网络，其特征在于，所述电路模块的一部分包括将时钟信号 提供给多媒体存取控制器层的时钟部分。
7.一种在家庭网络中、通过同轴电缆主链在多个网络模块之间通信的方法，其特征在 于，所述家庭网络包括所述多个网络模块，所述多个网络模块的其中一个是网络控制器，所 述多个网络模块中的每一个都连接到同轴电缆主链；所述方法包括使用主模块从所述多个网络模块接收宽带发送脉冲的请求，所述请求通过同轴电缆主 链发送；建立多个网络模块的发送机会的顺序，以跟踪何时通过同轴电缆主链将脉冲直接发送 到其它网络模块；以及使用主模块在运行功率状态和待机功率状态之间触发每个网络模块，所述待机功率状 态包括活跃模式和空闲模式；其中在所述活跃模式，网络节点被配置为发送和/或接收信息数据包；以及 在所述空闲模式，网络节点被配置为保持连接到所述网络，同时为一 部分电路模块断电，从而减少网络节点的功率消耗。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在预定数量的媒体存取 计划后，将网络模块从空闲模式切换到活跃模式。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在网络信标信号后，将网 络模块从空闲模式切换到活跃模式。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括将网络模块配置为通过 到所述网络的链路接收中断信号。
全文摘要
本发明涉及用于实现降低通过共轴网络连接的MoCA装置的功率消耗的方法和系统。根据本发明的方法包括，在具有多个网络模块的家庭网络中，所述多个网络模块中的一个为网络控制器，所述多个网络模块中的每一个都连接到同轴主干上，并在所述多个网络模块中通过所述同轴主干通信。所述方法进一步包括使用主模块从所述多个网络模块接收宽带发送脉冲的请求，所述请求通过同轴电缆主链发送。当到通过所述共轴主干直接向其他网络模块发送脉冲时，所述主模块可为所述多个网络模块建立发送机会的顺序以供其遵循。所述方法也可包括使用主模块在运行功率状态和待机功率状态之间触发每个网络模块，所述待机功率状态包括活跃模式和空闲模式。
文档编号H04L12/28GK102098193SQ20091016581
公开日2011年6月15日 申请日期2009年7月31日 优先权日2008年7月31日
发明者伊特谢克·奥哈纳, 菲利普·克莱因, 阿夫拉姆·克利格 申请人:美国博通公司