将超低功率信号用于经调度功率节省模式的方法和装置的制造方法
【专利说明】将超低功率信号用于经调度功率节省模式的方法和装置
[0001] 背景
[0002] 领域
[0003] 本申请一般涉及无线通信，并且尤其涉及用于向无线接收机传达非常短的寻呼消 息的系统、方法和设备。
【背景技术】
[0004]
[0005] 在许多电信系统中，通信网络被用于在若干个空间上分开的交互设备之间交换消 息。网络可根据地理范围来分类，该地理范围可以例如是城市区域、局部区域、或者个人 区域。此类网络可分别被指定为广域网（WAN)、城域网（MAN)、局域网（LAN)、无线局域网 (WLAN)、或个域网（PAN)。网络还根据用于互连各种网络节点和设备的交换/路由技术（例 如，电路交换-分组交换）、用于传输的物理介质的类型（例如，有线-无线）、和所使用的 通信协议集（例如，网际协议集、SONET(同步光学联网）、以太网等）而有所不同。
[0006] 当网络元件是移动的并由此具有动态连通性需求时，或者在网络架构以自组织(adhoc)拓扑结构而非固定拓扑结构来形成的情况下，无线网络往往是优选的。无线网络 使用无线电、微波、红外、光等频带中的电磁波以非制导传播模式来采用无形的物理介质。 在与固定的有线网络相比较时，无线网络有利地促成用户移动性和快速的现场部署。
[0007] 无线网络中的接收机在分组接收期间或在等待接收分组时可能消耗大量功率。因 此，需要用于在无线网络中进行通信的改进型系统、方法和设备。
[0008] 概述
[0009] 本发明的系统、方法和设备各自具有若干方面，其中并非仅靠任何单一方面来负 责其期望属性。在不限制如由所附权利要求所表达的本发明的范围的情况下，现在将简要 地讨论一些特征。在考虑此讨论后，并且尤其是在阅读题为"详细描述"的章节之后，将理解 本发明的特征是如何提供包括无线网络中的接入点和站之间的改进的通信在内的优点的。
[0010] 在一个创新中，一种用于无线通信的无线站包括处理电路，该处理电路被配置成 处理传送给该站的第一信号，第一信号指示预期接收到激活信号的目标唤醒时间。该站 进一步包括唤醒电路，其被配置成基于所指示的目标唤醒时间使第一接收机转变为苏醒状 态。第一接收机被配置成在所指示的目标唤醒时间接收该激活信号。该站包括第二接收 机，其配置成基于第一接收机接收到该激活信号而转变为苏醒状态并在处于该苏醒状态时 接收第二信号。
[0011] 在另一创新中，构想了一种用于由站进行无线通信的方法。该方法包括处理传送 给该站的第一信号，第一信号指示预期接收到激活信号的目标唤醒时间。该方法进一步包 括基于所指示的目标唤醒时间，使第一接收机转变为苏醒状态。该方法进一步包括由第一 接收机在所指示的目标唤醒时间接收该激活信号。该方法进一步包括基于该激活信号使第 二接收机转变为苏醒状态。该方法进一步包括由第二接收机接收第二信号。
[0012] 在又一创新中，一种包括代码的非瞬态计算机可读介质，该代码在被执行时使得 无线站：处理传送给该站的第一信号，第一信号指示预期接收到激活信号的目标唤醒时间。 该代码进一步使得该站基于所指示的目标唤醒时间激活第一接收机并由第一接收机在所 指示的目标唤醒时间接收激活信号。该代码进一步使得该站基于该激活信号使第二接收机 转变为苏醒状态并由第二接收机接收第二信号。
[0013] 在又一创新中，构想了一种用于无线通信的无线站。该站包括用于处理传送给该 站的第一信号的装置，第一信号指示预期接收到激活信号的目标唤醒时间。该站进一步包 括用于基于所指示的目标唤醒时间使第一接收机转变为苏醒状态的装置。该站进一步包括 用于在所指示的目标唤醒时间接收该激活信号的装置。该站进一步包括用于基于该激活信 号使第二接收机转变为苏醒状态的装置，以及用于在第二接收机处于苏醒状态时接收第二 信号的装置。
[0014] 附图简述
[0015] 图1示出了其中可采用本公开的各方面的无线通信系统的示例。
[0016] 图2解说了可在图1的无线通信系统内采用的无线设备的示例的框图。
[0017] 图3A示出了根据本发明的一实现的低功率唤醒信号的示例。
[0018] 图3B示出了根据本发明的一实现的低功率唤醒信号的另一示例。
[0019] 图4示出媒体接入控制（MAC)帧400的结构的示例。
[0020] 图5解说了媒体接入控制（MAC)帧500的结构的示例。
[0021] 图6解说了图4和5中示出的媒体接入控制（MAC)报头的MAC结构的示例。
[0022] 图7解说了建立寻呼的过程的示例。
[0023] 图8A解说了针对使用对低功率接收机的唤醒寻呼来激活主接收机以进行后续传 输的实现由接入点所采取的过程的示例。
[0024] 图8B解说了针对使用对低功率接收机的唤醒寻呼来激活主接收机以进行后续传 输的实现由站所采取的过程的示例。
[0025] 图9示出了针对使用对低功率接收机的唤醒寻呼来激活主接收机以进行后续传 输的无线通信实现的序列图的示例。
[0026] 图10A解说了针对使用对低功率接收机的唤醒寻呼来激活主接收机以进行后续 传输的实现由接入点所采取的过程的示例。
[0027] 图10B解说了针对使用对低功率接收机的唤醒寻呼来激活主接收机以进行后续 传输的实现由站所采取的过程的示例。
[0028] 图11示出了针对使用对低功率接收机的唤醒寻呼来激活主接收机以进行后续传 输的无线通信实现的序列图。
[0029] 图12A解说了针对使用对低功率接收机的唤醒寻呼来激活主接收机以进行后续 传输的实现由接入点所采取的过程的示例。
[0030] 图12B解说了针对使用对低功率接收机的唤醒寻呼来激活主接收机以进行后续 传输的实现由站所采取的过程的示例。
[0031] 图13示出了针对使用对低功率接收机的唤醒寻呼来激活主接收机以进行后续传 输的无线通信实现的序列图。
[0032] 图14A解说了针对使用对低功率接收机的唤醒寻呼来激活主接收机以进行后续 传输的实现由接入点所采取的过程的示例。
[0033] 图14B解说了针对使用对低功率接收机的唤醒寻呼来激活主接收机以进行后续 传输的实现由站所采取的过程的示例。
[0034] 图15示出了针对使用对低功率接收机的唤醒寻呼来激活主接收机以进行后续传 输的无线通信实现的序列图。
[0035] 图16A解说了针对使用对低功率接收机的打盹寻呼来停用主接收机的实现由接 入点所采取的过程的示例。
[0036] 图16B示出了针对使用对低功率接收机的打盹寻呼来停用主接收机的示例实现 由站所采取的一系列步骤。
[0037] 图17示出了针对使用对低功率接收机的打盹寻呼来停用主接收机的示例实现的 序列图。
[0038] 图18示出了针对将对低功率接收机的同步寻呼用于接入点与站之间的同步的示 例实现的序列图。
[0039] 图19示出了示例功率节省实现，其中AP对传感器进行编组并在不同的时间发送 针对每一子集的唤醒寻呼、继以针对每一组的信标与TIM。
[0040] 图20示出了示例功率节省实现，其中AP对传感器进行编组，并在话务标识映射 (TIM)之前从给定时间开始发送唤醒寻呼。
[0041] 图21示出了示例功率节省实现，其中AP对传感器进行编组，并在话务标识映射 (TM)之前从给定时间开始发送唤醒寻呼，并且其中休眠寻呼终止该唤醒接收规程。
[0042] 图22示出了示例功率节省实现，其中AP对传感器进行编组，并且在每一信标之前 发送有限数量的唤醒寻呼。
[0043]图23示出了不具有不接收休眠分组的低功率接收机且主接收机不忽略信标的实 现。
[0044]图24示出了具有在信标之前接收到唤醒寻呼的低功率接收机接收该信标的实 现。
[0045]图25示出了具有在信标之前接收到休眠寻呼的低功率接收机忽略该信标的实 现。
[0046]图26是解说接入点所采取的ULP信标模式过程的示例的流程图。
[0047] 图27是解说站所采取的ULP信标模式过程的示例的流程图。
[0048] 图28解说了包括一个或多个STA之间的通信的无线通信系统。
[0049] 详细描述
[0050] 以下参照附图更全面地描述本新颖系统、装置和方法的各种方面。然而，本公开可 用许多不同形式来实施并且不应解释为被限定于本公开通篇给出的任何具体结构或功能。 确切而言，提供这些方面是为了使本公开将是透彻和完整的，并且其将向本领域技术人员 完全传达本公开的范围。基于本文中的教导，本领域技术人员应领会到，本公开的范围旨在 覆盖本文中公开的这些新颖的系统、装置和方法的任何方面，不论其是独立实现的还是与 本发明的任何其他方面组合实现的。例如，可以使用本文所阐述的任何数目的方面来实现 装置或实践方法。另外，本发明的范围旨在覆盖使用作为本文中所阐述的本发明各种方面 的补充或者与之不同的其他结构、功能性、或者结构及功能性来实践的装置或方法。应当理 解，本文披露的任何方面可以由权利要求的一个或多个要素来实施。
[0051] 尽管本文描述了特定方面，但这些方面的众多变体和置换落在本公开的范围之 内。尽管提到了优选方面的一些益处和优点，但本公开的范围并非旨在被限定于特定益处、 用途或目标。确切而言，本公开的各方面旨在宽泛地适用于不同的无线技术、系统配置、网 络、和传输协议，其中一些藉由示例在附图和以下对优选方面的描述中解说。详细描述和附 图仅仅解说本公开而非限定本公开，本公开的范围由所附权利要求及其等效技术方案来定 义。
[0052] 流行的无线网络技术可包括各种类型的无线局域网（WLAN)。WLAN可被用于采用 广泛使用的联网协议来将近旁设备互连在一起。本文中所描述的各个方面可应用于任何通 信标准，诸如无线协议。
[0053] 在一些方面，亚千兆赫频带中的无线信号可根据802.llah协议使用正交频分 复用（OFDM)、直接序列扩频（DSSS)通信、OFDM和DSSS通信的组合、或其他方案来传送。 802.llah协议的实现可被用于传感器、计量、和智能电网。有利地，实现802.llah协议的某 些设备的各方面可以比实现其他无线协议的设备消耗更少的功率，和/或可被用于跨相对 较长的距离（例如，约1公里或更长）来传送无线信号。
[0054] 在一些实现中，WLAN包括作为接入无线网络的组件的各种设备。例如，可以有两 种类型的设备：接入点（"AP"）和客户端（亦称为站，或"STA"）。一般而言，AP可用作 WLAN的中枢或基站，而STA用作WLAN的用户。例如，STA可以是膝上型计算机、个人数字 助理（PDA)、移动电话等。在一示例中，STA经由遵循Wi-Fi(例如，IEEE802. 11协议，诸如 802.llah)的无线链路连接到AP以获得至因特网或至其它广域网的一般连通性。在一些实 现中，STA也可被用作AP。
[0055] 接入点（"AP"）还可包括、被实现为、或被称为B节点、无线电网络控制器("RNC")、 演进型B节点、基站控制器（"BSC"）、基收发机站（"BTS"）、基站（"BS"）、收发机功能 ("TF"）、无线电路由器、无线电收发机或其他某个术语。
[0056] 站"STA"还可包括、被实现为、或被称为接入终端（"AT"）、订户站、订户单元、移 动站、远程站、远程终端、用户终端、用户代理、用户设备、用户装备或其他某个术语。在一些 实现中，接入终端可包括蜂窝电话、无绳电话、会话发起协议（"SIP"）话机、无线本地环路 ("WLL"）站、个人数字助理（"PDA")、具有无线连接能力的手持式设备、或连接至无线调制 解调器的其他某种合适的处理设备。因此，本文所教导的一个或多个方面可被纳入到电话 (例如，蜂窝电话或智能电话）、计算机（例如，膝上型设备）、便携式通信设备、手持机、便携 式计算设备（例如，个人数据助理）、娱乐设备（例如，音乐或视频设备、或卫星无线电）、游 戏设备或系统、全球定位系统设备、或被配置成经由无线介质通信的任何其他合适的设备 中。
[0057] 如以上所讨论的，本文描述的某些设备可实现例如802.llah标准。此类设备（无 论是用作STA或AP还是其他设备）可被用于智能计量或者用在智能电网中。此类设备可 提供传感器应用或者用在家庭自动化中。这些设备可代替地或者附加地用在医疗保健环境 中，例如用于个人医疗保健。这些设备也可被用于监督以使得能够实现范围扩展的因特网 连通性（例如，以供与热点联用）、或者实现机器对机器通信。
[0058] 无线设备在传送或接收信号时消耗功率。本文描述的某些设备在具有不同能力和 不同功耗水平的多个状态中操作。例如，在苏醒状态（在此期间，接收机电路被激活且可接 收传入信号）或在打盹状态（在此期间，电路未被激活且不接收传入信号），接收机消耗更 多功率。减少接收机处于苏醒状态并等待接收传入信号的时间量会降低功耗。
[0059] 无线设备采用各种功率管理模式来管理各操作状态。这些功率管理模式包括"活 跃"（其中设备总是处于苏醒状态）、"正常功率节省"（其中设备可以要么处于苏醒状态要 么处于打盹状态）、或"具有超低功率的功率节省"（PS-ULP)(其中设备可以处于苏醒状态 或低功率状态，该低功率状态与设备处于打盹状态时相比可节省更多功率）。尽管本文描述 的涉及使用可由超低功率接收机（即，设备中的第二接收机）接收的寻呼消息的实现可适 用于操作无线设备的许多不同的功率模式，但为使本公开清楚起见，本文描述的某些实现 的示例一般涉及使用正常功率节省模式。
[0060] 减少接收机STA处于苏醒的时间的简单方式是在大部分时间里使接收机转变为 打盹状态，除了与发射机议定的在可能从发射机向接收机发送信号时的那些短时间区间。 这既不灵活也不高效，因为在典型的应用中，话务模式是不可预测的。所议定的苏醒时间可 能与话务模式不匹配，使得一些苏醒时间可能并不对应于传送时间。还可能存在所传送的 信号由于在所议定的苏醒时间之外被传送故而未被接收到的时候。
[0061] 更灵活且有效的办法是使接收机打盹，直至一触发事件触发该接收机转变为苏 醒。在一些实现中，触发事件是在电路接收到唤醒无线信号时生成的。在唤醒信号被配置 成使得接收该唤醒信号的电路系统是简单且低功率的接收机的情况下，功耗被降低。低功 率接收机（有时称为"唤醒接收机"）被配置成与常规数据接收机相比消耗更少能量，以降 低无线设备的总功耗。
[0062] 在一种实现中，STA的常规数据接收机处于打盹状态。（例如，AP或其他STA的） 发射机将信号无线地发送给STA的低功率接收机。STA的低功率接收机接收该无线信号并 执行某一动作。例如，该动作可以是将STA的常规数据接收机（即时地或在指定时间或时 间延迟）唤醒到苏醒状态，使得STA的常规接收机能接收数据。在一些情况下，STA随后发 送消息以通知AP或另一STA它已苏醒。随后，AP或STA可以向STA的常规接收机发送数 据，并且该数据被STA接收和处理。
[0063] 对于一些设备，由低功率接收机（有时称为"超低功率接收机"或"射频（RF)唤醒 电路"）接收到的无线信号可以是短寻呼消息（"寻呼"）、唤醒分组、或超低功率（ULP)消 息。在本公开的一些实现中，标识了各协议来使用此类信号或寻呼以节省功率。这可以是 在多个功率节省模式协议的上下文中，包括但不限于常规功率节省（PS)协议和非调度式 自动功率节省递送（U-APSD)。还公开了寻呼的定时（潜在地相对于信标）、相关设置信令、 以及寻呼格式的实现。
[0064] 本公开标识了结合常规PS模式协议来使用UL