將超低功率信號用于經(jīng)調(diào)度功率節(jié)省模式的方法和裝置的制造方法
【專利說明】將超低功率信號用于經(jīng)調(diào)度功率節(jié)省模式的方法和裝置
[0001] 背景
[0002] 領(lǐng)域
[0003] 本申請一般涉及無線通信，并且尤其涉及用于向無線接收機(jī)傳達(dá)非常短的尋呼消 息的系統(tǒng)、方法和設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0004]
[0005] 在許多電信系統(tǒng)中，通信網(wǎng)絡(luò)被用于在若干個(gè)空間上分開的交互設(shè)備之間交換消 息。網(wǎng)絡(luò)可根據(jù)地理范圍來分類，該地理范圍可以例如是城市區(qū)域、局部區(qū)域、或者個(gè)人 區(qū)域。此類網(wǎng)絡(luò)可分別被指定為廣域網(wǎng)（WAN)、城域網(wǎng)（MAN)、局域網(wǎng)（LAN)、無線局域網(wǎng) (WLAN)、或個(gè)域網(wǎng)（PAN)。網(wǎng)絡(luò)還根據(jù)用于互連各種網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和設(shè)備的交換/路由技術(shù)（例 如，電路交換-分組交換）、用于傳輸?shù)奈锢斫橘|(zhì)的類型（例如，有線-無線）、和所使用的 通信協(xié)議集（例如，網(wǎng)際協(xié)議集、SONET(同步光學(xué)聯(lián)網(wǎng)）、以太網(wǎng)等）而有所不同。
[0006] 當(dāng)網(wǎng)絡(luò)元件是移動的并由此具有動態(tài)連通性需求時(shí)，或者在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)以自組織(adhoc)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)而非固定拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來形成的情況下，無線網(wǎng)絡(luò)往往是優(yōu)選的。無線網(wǎng)絡(luò) 使用無線電、微波、紅外、光等頻帶中的電磁波以非制導(dǎo)傳播模式來采用無形的物理介質(zhì)。 在與固定的有線網(wǎng)絡(luò)相比較時(shí)，無線網(wǎng)絡(luò)有利地促成用戶移動性和快速的現(xiàn)場部署。
[0007] 無線網(wǎng)絡(luò)中的接收機(jī)在分組接收期間或在等待接收分組時(shí)可能消耗大量功率。因 此，需要用于在無線網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行通信的改進(jìn)型系統(tǒng)、方法和設(shè)備。
[0008] 概述
[0009] 本發(fā)明的系統(tǒng)、方法和設(shè)備各自具有若干方面，其中并非僅靠任何單一方面來負(fù) 責(zé)其期望屬性。在不限制如由所附權(quán)利要求所表達(dá)的本發(fā)明的范圍的情況下，現(xiàn)在將簡要 地討論一些特征。在考慮此討論后，并且尤其是在閱讀題為"詳細(xì)描述"的章節(jié)之后，將理解 本發(fā)明的特征是如何提供包括無線網(wǎng)絡(luò)中的接入點(diǎn)和站之間的改進(jìn)的通信在內(nèi)的優(yōu)點(diǎn)的。
[0010] 在一個(gè)創(chuàng)新中，一種用于無線通信的無線站包括處理電路，該處理電路被配置成 處理傳送給該站的第一信號，第一信號指示預(yù)期接收到激活信號的目標(biāo)喚醒時(shí)間。該站 進(jìn)一步包括喚醒電路，其被配置成基于所指示的目標(biāo)喚醒時(shí)間使第一接收機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)樘K醒狀 態(tài)。第一接收機(jī)被配置成在所指示的目標(biāo)喚醒時(shí)間接收該激活信號。該站包括第二接收 機(jī)，其配置成基于第一接收機(jī)接收到該激活信號而轉(zhuǎn)變?yōu)樘K醒狀態(tài)并在處于該蘇醒狀態(tài)時(shí) 接收第二信號。
[0011] 在另一創(chuàng)新中，構(gòu)想了一種用于由站進(jìn)行無線通信的方法。該方法包括處理傳送 給該站的第一信號，第一信號指示預(yù)期接收到激活信號的目標(biāo)喚醒時(shí)間。該方法進(jìn)一步包 括基于所指示的目標(biāo)喚醒時(shí)間，使第一接收機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)樘K醒狀態(tài)。該方法進(jìn)一步包括由第一 接收機(jī)在所指示的目標(biāo)喚醒時(shí)間接收該激活信號。該方法進(jìn)一步包括基于該激活信號使第 二接收機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)樘K醒狀態(tài)。該方法進(jìn)一步包括由第二接收機(jī)接收第二信號。
[0012] 在又一創(chuàng)新中，一種包括代碼的非瞬態(tài)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，該代碼在被執(zhí)行時(shí)使得 無線站：處理傳送給該站的第一信號，第一信號指示預(yù)期接收到激活信號的目標(biāo)喚醒時(shí)間。 該代碼進(jìn)一步使得該站基于所指示的目標(biāo)喚醒時(shí)間激活第一接收機(jī)并由第一接收機(jī)在所 指示的目標(biāo)喚醒時(shí)間接收激活信號。該代碼進(jìn)一步使得該站基于該激活信號使第二接收機(jī) 轉(zhuǎn)變?yōu)樘K醒狀態(tài)并由第二接收機(jī)接收第二信號。
[0013] 在又一創(chuàng)新中，構(gòu)想了一種用于無線通信的無線站。該站包括用于處理傳送給該 站的第一信號的裝置，第一信號指示預(yù)期接收到激活信號的目標(biāo)喚醒時(shí)間。該站進(jìn)一步包 括用于基于所指示的目標(biāo)喚醒時(shí)間使第一接收機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)樘K醒狀態(tài)的裝置。該站進(jìn)一步包括 用于在所指示的目標(biāo)喚醒時(shí)間接收該激活信號的裝置。該站進(jìn)一步包括用于基于該激活信 號使第二接收機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)樘K醒狀態(tài)的裝置，以及用于在第二接收機(jī)處于蘇醒狀態(tài)時(shí)接收第二 信號的裝置。
[0014] 附圖簡述
[0015] 圖1示出了其中可采用本公開的各方面的無線通信系統(tǒng)的示例。
[0016] 圖2解說了可在圖1的無線通信系統(tǒng)內(nèi)采用的無線設(shè)備的示例的框圖。
[0017] 圖3A示出了根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)現(xiàn)的低功率喚醒信號的示例。
[0018] 圖3B示出了根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)現(xiàn)的低功率喚醒信號的另一示例。
[0019] 圖4示出媒體接入控制（MAC)幀400的結(jié)構(gòu)的示例。
[0020] 圖5解說了媒體接入控制（MAC)幀500的結(jié)構(gòu)的示例。
[0021] 圖6解說了圖4和5中示出的媒體接入控制（MAC)報(bào)頭的MAC結(jié)構(gòu)的示例。
[0022] 圖7解說了建立尋呼的過程的示例。
[0023] 圖8A解說了針對使用對低功率接收機(jī)的喚醒尋呼來激活主接收機(jī)以進(jìn)行后續(xù)傳 輸?shù)膶?shí)現(xiàn)由接入點(diǎn)所采取的過程的示例。
[0024] 圖8B解說了針對使用對低功率接收機(jī)的喚醒尋呼來激活主接收機(jī)以進(jìn)行后續(xù)傳 輸?shù)膶?shí)現(xiàn)由站所采取的過程的示例。
[0025] 圖9示出了針對使用對低功率接收機(jī)的喚醒尋呼來激活主接收機(jī)以進(jìn)行后續(xù)傳 輸?shù)臒o線通信實(shí)現(xiàn)的序列圖的示例。
[0026] 圖10A解說了針對使用對低功率接收機(jī)的喚醒尋呼來激活主接收機(jī)以進(jìn)行后續(xù) 傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)由接入點(diǎn)所采取的過程的示例。
[0027] 圖10B解說了針對使用對低功率接收機(jī)的喚醒尋呼來激活主接收機(jī)以進(jìn)行后續(xù) 傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)由站所采取的過程的示例。
[0028] 圖11示出了針對使用對低功率接收機(jī)的喚醒尋呼來激活主接收機(jī)以進(jìn)行后續(xù)傳 輸?shù)臒o線通信實(shí)現(xiàn)的序列圖。
[0029] 圖12A解說了針對使用對低功率接收機(jī)的喚醒尋呼來激活主接收機(jī)以進(jìn)行后續(xù) 傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)由接入點(diǎn)所采取的過程的示例。
[0030] 圖12B解說了針對使用對低功率接收機(jī)的喚醒尋呼來激活主接收機(jī)以進(jìn)行后續(xù) 傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)由站所采取的過程的示例。
[0031] 圖13示出了針對使用對低功率接收機(jī)的喚醒尋呼來激活主接收機(jī)以進(jìn)行后續(xù)傳 輸?shù)臒o線通信實(shí)現(xiàn)的序列圖。
[0032] 圖14A解說了針對使用對低功率接收機(jī)的喚醒尋呼來激活主接收機(jī)以進(jìn)行后續(xù) 傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)由接入點(diǎn)所采取的過程的示例。
[0033] 圖14B解說了針對使用對低功率接收機(jī)的喚醒尋呼來激活主接收機(jī)以進(jìn)行后續(xù) 傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)由站所采取的過程的示例。
[0034] 圖15示出了針對使用對低功率接收機(jī)的喚醒尋呼來激活主接收機(jī)以進(jìn)行后續(xù)傳 輸?shù)臒o線通信實(shí)現(xiàn)的序列圖。
[0035] 圖16A解說了針對使用對低功率接收機(jī)的打盹尋呼來停用主接收機(jī)的實(shí)現(xiàn)由接 入點(diǎn)所采取的過程的示例。
[0036] 圖16B示出了針對使用對低功率接收機(jī)的打盹尋呼來停用主接收機(jī)的示例實(shí)現(xiàn) 由站所采取的一系列步驟。
[0037] 圖17示出了針對使用對低功率接收機(jī)的打盹尋呼來停用主接收機(jī)的示例實(shí)現(xiàn)的 序列圖。
[0038] 圖18示出了針對將對低功率接收機(jī)的同步尋呼用于接入點(diǎn)與站之間的同步的示 例實(shí)現(xiàn)的序列圖。
[0039] 圖19示出了示例功率節(jié)省實(shí)現(xiàn)，其中AP對傳感器進(jìn)行編組并在不同的時(shí)間發(fā)送 針對每一子集的喚醒尋呼、繼以針對每一組的信標(biāo)與TIM。
[0040] 圖20示出了示例功率節(jié)省實(shí)現(xiàn)，其中AP對傳感器進(jìn)行編組，并在話務(wù)標(biāo)識映射 (TIM)之前從給定時(shí)間開始發(fā)送喚醒尋呼。
[0041] 圖21示出了示例功率節(jié)省實(shí)現(xiàn)，其中AP對傳感器進(jìn)行編組，并在話務(wù)標(biāo)識映射 (TM)之前從給定時(shí)間開始發(fā)送喚醒尋呼，并且其中休眠尋呼終止該喚醒接收規(guī)程。
[0042] 圖22示出了示例功率節(jié)省實(shí)現(xiàn)，其中AP對傳感器進(jìn)行編組，并且在每一信標(biāo)之前 發(fā)送有限數(shù)量的喚醒尋呼。
[0043]圖23示出了不具有不接收休眠分組的低功率接收機(jī)且主接收機(jī)不忽略信標(biāo)的實(shí) 現(xiàn)。
[0044]圖24示出了具有在信標(biāo)之前接收到喚醒尋呼的低功率接收機(jī)接收該信標(biāo)的實(shí) 現(xiàn)。
[0045]圖25示出了具有在信標(biāo)之前接收到休眠尋呼的低功率接收機(jī)忽略該信標(biāo)的實(shí) 現(xiàn)。
[0046]圖26是解說接入點(diǎn)所采取的ULP信標(biāo)模式過程的示例的流程圖。
[0047] 圖27是解說站所采取的ULP信標(biāo)模式過程的示例的流程圖。
[0048] 圖28解說了包括一個(gè)或多個(gè)STA之間的通信的無線通信系統(tǒng)。
[0049] 詳細(xì)描述
[0050] 以下參照附圖更全面地描述本新穎系統(tǒng)、裝置和方法的各種方面。然而，本公開可 用許多不同形式來實(shí)施并且不應(yīng)解釋為被限定于本公開通篇給出的任何具體結(jié)構(gòu)或功能。 確切而言，提供這些方面是為了使本公開將是透徹和完整的，并且其將向本領(lǐng)域技術(shù)人員 完全傳達(dá)本公開的范圍?；诒疚闹械慕虒?dǎo)，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)領(lǐng)會到，本公開的范圍旨在 覆蓋本文中公開的這些新穎的系統(tǒng)、裝置和方法的任何方面，不論其是獨(dú)立實(shí)現(xiàn)的還是與 本發(fā)明的任何其他方面組合實(shí)現(xiàn)的。例如，可以使用本文所闡述的任何數(shù)目的方面來實(shí)現(xiàn) 裝置或?qū)嵺`方法。另外，本發(fā)明的范圍旨在覆蓋使用作為本文中所闡述的本發(fā)明各種方面 的補(bǔ)充或者與之不同的其他結(jié)構(gòu)、功能性、或者結(jié)構(gòu)及功能性來實(shí)踐的裝置或方法。應(yīng)當(dāng)理 解，本文披露的任何方面可以由權(quán)利要求的一個(gè)或多個(gè)要素來實(shí)施。
[0051] 盡管本文描述了特定方面，但這些方面的眾多變體和置換落在本公開的范圍之 內(nèi)。盡管提到了優(yōu)選方面的一些益處和優(yōu)點(diǎn)，但本公開的范圍并非旨在被限定于特定益處、 用途或目標(biāo)。確切而言，本公開的各方面旨在寬泛地適用于不同的無線技術(shù)、系統(tǒng)配置、網(wǎng) 絡(luò)、和傳輸協(xié)議，其中一些藉由示例在附圖和以下對優(yōu)選方面的描述中解說。詳細(xì)描述和附 圖僅僅解說本公開而非限定本公開，本公開的范圍由所附權(quán)利要求及其等效技術(shù)方案來定 義。
[0052] 流行的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可包括各種類型的無線局域網(wǎng)（WLAN)。WLAN可被用于采用 廣泛使用的聯(lián)網(wǎng)協(xié)議來將近旁設(shè)備互連在一起。本文中所描述的各個(gè)方面可應(yīng)用于任何通 信標(biāo)準(zhǔn)，諸如無線協(xié)議。
[0053] 在一些方面，亞千兆赫頻帶中的無線信號可根據(jù)802.llah協(xié)議使用正交頻分 復(fù)用（OFDM)、直接序列擴(kuò)頻（DSSS)通信、OFDM和DSSS通信的組合、或其他方案來傳送。 802.llah協(xié)議的實(shí)現(xiàn)可被用于傳感器、計(jì)量、和智能電網(wǎng)。有利地，實(shí)現(xiàn)802.llah協(xié)議的某 些設(shè)備的各方面可以比實(shí)現(xiàn)其他無線協(xié)議的設(shè)備消耗更少的功率，和/或可被用于跨相對 較長的距離（例如，約1公里或更長）來傳送無線信號。
[0054] 在一些實(shí)現(xiàn)中，WLAN包括作為接入無線網(wǎng)絡(luò)的組件的各種設(shè)備。例如，可以有兩 種類型的設(shè)備：接入點(diǎn)（"AP"）和客戶端（亦稱為站，或"STA"）。一般而言，AP可用作 WLAN的中樞或基站，而STA用作WLAN的用戶。例如，STA可以是膝上型計(jì)算機(jī)、個(gè)人數(shù)字 助理（PDA)、移動電話等。在一示例中，STA經(jīng)由遵循Wi-Fi(例如，IEEE802. 11協(xié)議，諸如 802.llah)的無線鏈路連接到AP以獲得至因特網(wǎng)或至其它廣域網(wǎng)的一般連通性。在一些實(shí) 現(xiàn)中，STA也可被用作AP。
[0055] 接入點(diǎn)（"AP"）還可包括、被實(shí)現(xiàn)為、或被稱為B節(jié)點(diǎn)、無線電網(wǎng)絡(luò)控制器("RNC")、 演進(jìn)型B節(jié)點(diǎn)、基站控制器（"BSC"）、基收發(fā)機(jī)站（"BTS"）、基站（"BS"）、收發(fā)機(jī)功能 ("TF"）、無線電路由器、無線電收發(fā)機(jī)或其他某個(gè)術(shù)語。
[0056] 站"STA"還可包括、被實(shí)現(xiàn)為、或被稱為接入終端（"AT"）、訂戶站、訂戶單元、移 動站、遠(yuǎn)程站、遠(yuǎn)程終端、用戶終端、用戶代理、用戶設(shè)備、用戶裝備或其他某個(gè)術(shù)語。在一些 實(shí)現(xiàn)中，接入終端可包括蜂窩電話、無繩電話、會話發(fā)起協(xié)議（"SIP"）話機(jī)、無線本地環(huán)路 ("WLL"）站、個(gè)人數(shù)字助理（"PDA")、具有無線連接能力的手持式設(shè)備、或連接至無線調(diào)制 解調(diào)器的其他某種合適的處理設(shè)備。因此，本文所教導(dǎo)的一個(gè)或多個(gè)方面可被納入到電話 (例如，蜂窩電話或智能電話）、計(jì)算機(jī)（例如，膝上型設(shè)備）、便攜式通信設(shè)備、手持機(jī)、便攜 式計(jì)算設(shè)備（例如，個(gè)人數(shù)據(jù)助理）、娛樂設(shè)備（例如，音樂或視頻設(shè)備、或衛(wèi)星無線電）、游 戲設(shè)備或系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)設(shè)備、或被配置成經(jīng)由無線介質(zhì)通信的任何其他合適的設(shè)備 中。
[0057] 如以上所討論的，本文描述的某些設(shè)備可實(shí)現(xiàn)例如802.llah標(biāo)準(zhǔn)。此類設(shè)備（無 論是用作STA或AP還是其他設(shè)備）可被用于智能計(jì)量或者用在智能電網(wǎng)中。此類設(shè)備可 提供傳感器應(yīng)用或者用在家庭自動化中。這些設(shè)備可代替地或者附加地用在醫(yī)療保健環(huán)境 中，例如用于個(gè)人醫(yī)療保健。這些設(shè)備也可被用于監(jiān)督以使得能夠?qū)崿F(xiàn)范圍擴(kuò)展的因特網(wǎng) 連通性（例如，以供與熱點(diǎn)聯(lián)用）、或者實(shí)現(xiàn)機(jī)器對機(jī)器通信。
[0058] 無線設(shè)備在傳送或接收信號時(shí)消耗功率。本文描述的某些設(shè)備在具有不同能力和 不同功耗水平的多個(gè)狀態(tài)中操作。例如，在蘇醒狀態(tài)（在此期間，接收機(jī)電路被激活且可接 收傳入信號）或在打盹狀態(tài)（在此期間，電路未被激活且不接收傳入信號），接收機(jī)消耗更 多功率。減少接收機(jī)處于蘇醒狀態(tài)并等待接收傳入信號的時(shí)間量會降低功耗。
[0059] 無線設(shè)備采用各種功率管理模式來管理各操作狀態(tài)。這些功率管理模式包括"活 躍"（其中設(shè)備總是處于蘇醒狀態(tài)）、"正常功率節(jié)省"（其中設(shè)備可以要么處于蘇醒狀態(tài)要 么處于打盹狀態(tài)）、或"具有超低功率的功率節(jié)省"（PS-ULP)(其中設(shè)備可以處于蘇醒狀態(tài) 或低功率狀態(tài)，該低功率狀態(tài)與設(shè)備處于打盹狀態(tài)時(shí)相比可節(jié)省更多功率）。盡管本文描述 的涉及使用可由超低功率接收機(jī)（即，設(shè)備中的第二接收機(jī)）接收的尋呼消息的實(shí)現(xiàn)可適 用于操作無線設(shè)備的許多不同的功率模式，但為使本公開清楚起見，本文描述的某些實(shí)現(xiàn) 的示例一般涉及使用正常功率節(jié)省模式。
[0060] 減少接收機(jī)STA處于蘇醒的時(shí)間的簡單方式是在大部分時(shí)間里使接收機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)?打盹狀態(tài)，除了與發(fā)射機(jī)議定的在可能從發(fā)射機(jī)向接收機(jī)發(fā)送信號時(shí)的那些短時(shí)間區(qū)間。 這既不靈活也不高效，因?yàn)樵诘湫偷膽?yīng)用中，話務(wù)模式是不可預(yù)測的。所議定的蘇醒時(shí)間可 能與話務(wù)模式不匹配，使得一些蘇醒時(shí)間可能并不對應(yīng)于傳送時(shí)間。還可能存在所傳送的 信號由于在所議定的蘇醒時(shí)間之外被傳送故而未被接收到的時(shí)候。
[0061] 更靈活且有效的辦法是使接收機(jī)打盹，直至一觸發(fā)事件觸發(fā)該接收機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)樘K 醒。在一些實(shí)現(xiàn)中，觸發(fā)事件是在電路接收到喚醒無線信號時(shí)生成的。在喚醒信號被配置 成使得接收該喚醒信號的電路系統(tǒng)是簡單且低功率的接收機(jī)的情況下，功耗被降低。低功 率接收機(jī)（有時(shí)稱為"喚醒接收機(jī)"）被配置成與常規(guī)數(shù)據(jù)接收機(jī)相比消耗更少能量，以降 低無線設(shè)備的總功耗。
[0062] 在一種實(shí)現(xiàn)中，STA的常規(guī)數(shù)據(jù)接收機(jī)處于打盹狀態(tài)。（例如，AP或其他STA的） 發(fā)射機(jī)將信號無線地發(fā)送給STA的低功率接收機(jī)。STA的低功率接收機(jī)接收該無線信號并 執(zhí)行某一動作。例如，該動作可以是將STA的常規(guī)數(shù)據(jù)接收機(jī)（即時(shí)地或在指定時(shí)間或時(shí) 間延遲）喚醒到蘇醒狀態(tài)，使得STA的常規(guī)接收機(jī)能接收數(shù)據(jù)。在一些情況下，STA隨后發(fā) 送消息以通知AP或另一STA它已蘇醒。隨后，AP或STA可以向STA的常規(guī)接收機(jī)發(fā)送數(shù) 據(jù)，并且該數(shù)據(jù)被STA接收和處理。
[0063] 對于一些設(shè)備，由低功率接收機(jī)（有時(shí)稱為"超低功率接收機(jī)"或"射頻（RF)喚醒 電路"）接收到的無線信號可以是短尋呼消息（"尋呼"）、喚醒分組、或超低功率（ULP)消 息。在本公開的一些實(shí)現(xiàn)中，標(biāo)識了各協(xié)議來使用此類信號或?qū)ず粢怨?jié)省功率。這可以是 在多個(gè)功率節(jié)省模式協(xié)議的上下文中，包括但不限于常規(guī)功率節(jié)省（PS)協(xié)議和非調(diào)度式 自動功率節(jié)省遞送（U-APSD)。還公開了尋呼的定時(shí)（潛在地相對于信標(biāo)）、相關(guān)設(shè)置信令、 以及尋呼格式的實(shí)現(xiàn)。
[0064] 本公開標(biāo)識了結(jié)合常規(guī)PS模式協(xié)議來使用UL