ПЕРЕДАЧА И ПРИЕМ СИМВОЛОВ ДАННЫХ
TRANSMISSION AND RECEPTION OF DATA SYMBOLS

Область техники, к которой относится изобретение
Примеры настоящего изобретения относятся к передаче символов данных, например, когда символы данных содержат пробуждающий пакет (WUP).
Уровень техники
Пробуждающие приемники (WUR), иногда также называемые пробуждающими радиоприемниками, предоставляют средство для значительного снижения потребления энергии в приемниках, используемых в беспроводной связи. WUR может быть основан на очень свободной архитектуре, поскольку он нуждается лишь в способности обнаруживать наличие пробуждающего сигнала.
В некоторых устройствах беспроводной связи WUR и другой радиоприемник могут совместно использовать одну и ту же антенну. Когда WUR включен и ожидает пробуждающего сообщения, другой радиоприемник может быть выключен, чтобы экономить энергию. После того как пробуждающее сообщение принимается посредством WUR, он может пробуждать другой радиоприемник. Другой радиоприемник может затем быть использован для передачи и/или приема данных.
Обычно используемая модуляция для пробуждающего пакета (WUP), т.е. сигнала, отправляемого к WUR, является амплитудной манипуляцией (OOK). OOK является бинарной модуляцией, когда логическая единица представляется с помощью отправки сигнала (включен), тогда как логический ноль представляется посредством неотправки сигнала (выключен). Пробуждающий пакет может быть в форме конкретной последовательности символов данных, которые модулируют OOK-сигнал.
Сущность изобретения
Один аспект настоящего изобретения предоставляет способ передачи множества символов данных. Способ содержит передачу первого сигнала с амплитудной манипуляцией, соответствующего символам данных. Первый сигнал содержит множество периодов включения и множество периодов выключения. Каждый период включения содержит первый фрагмент сигнала, циклически сдвигаемый в периоде включения посредством соответствующего случайного или псевдослучайного коэффициента.
Другой аспект настоящего изобретения предоставляет способ приема множества символов данных. Способ содержит прием первого сигнала с амплитудной манипуляцией, соответствующего символам данных. Первый сигнал содержит множество периодов включения и множество периодов выключения. Каждый период включения содержит первый фрагмент сигнала, циклически сдвигаемый в периоде включения посредством соответствующего случайного или псевдослучайного коэффициента.
Дополнительный аспект настоящего изобретения предоставляет устройство для передачи множества символов данных. Устройство содержит процессор и память. Память содержит инструкции, исполняемые процессором, так что устройство функционирует, чтобы передавать первый сигнал с амплитудной манипуляцией, соответствующий символам данных. Первый сигнал содержит множество периодов включения и множество периодов выключения. Каждый период включения содержит первый фрагмент сигнала, циклически сдвигаемый в периоде включения посредством соответствующего случайного или псевдослучайного коэффициента.
Еще один дополнительный аспект настоящего изобретения предоставляет устройство для приема множества символов данных. Устройство содержит процессор и память. Память содержит инструкции, исполняемые процессором, так что устройство функционирует, чтобы принимать первый сигнал с амплитудной манипуляцией, соответствующий символам данных. Первый сигнал содержит множество периодов включения и множество периодов выключения. Каждый период включения содержит первый фрагмент сигнала, циклически сдвигаемый в периоде включения посредством соответствующего случайного или псевдослучайного коэффициента.
Дополнительный аспект настоящего изобретения предоставляет устройство для передачи множества символов данных. Устройство конфигурируется, чтобы передавать первый сигнал с амплитудной манипуляцией, соответствующий символам данных. Первый сигнал содержит множество периодов включения и множество периодов выключения. Каждый период включения содержит первый фрагмент сигнала, циклически сдвигаемый в периоде включения посредством соответствующего случайного или псевдослучайного коэффициента.
Дополнительный аспект настоящего изобретения предоставляет устройство для приема множества символов данных. Устройство конфигурируется, чтобы принимать первый сигнал с амплитудной манипуляцией, соответствующий символам данных. Первый сигнал содержит множество периодов включения и множество периодов выключения. Каждый период включения содержит первый фрагмент сигнала, циклически сдвигаемый в периоде включения посредством соответствующего случайного или псевдослучайного коэффициента.
Еще один дополнительный аспект настоящего изобретения предоставляет устройство для передачи множества символов данных. Устройство содержит передающий модуль, сконфигурированный, чтобы передавать первый сигнал с амплитудной манипуляцией, соответствующий символам данных. Первый сигнал содержит множество периодов включения и множество периодов выключения. Каждый период включения содержит первый фрагмент сигнала, циклически сдвигаемый в периоде включения посредством соответствующего случайного или псевдослучайного коэффициента.
Другой аспект настоящего изобретения предоставляет устройство для приема множества символов данных. Устройство содержит принимающий модуль, сконфигурированный, чтобы принимать первый сигнал с амплитудной манипуляцией, соответствующий символам данных. Первый сигнал содержит множество периодов включения и множество периодов выключения. Каждый период включения содержит первый фрагмент сигнала, циклически сдвигаемый в периоде включения посредством соответствующего случайного или псевдослучайного коэффициента.
Краткое описание чертежей
Для лучшего понимания примеров настоящего изобретения, и чтобы показать более ясно, как примеры могут быть приведены в исполнение, ссылка сейчас будет сделана, только в качестве примера, на следующие чертежи, на которых:
Фиг. 1 является блок-схемой последовательности операций способа передачи множества символов данных;
Фиг. 2 является графиком спектральной плотности мощности для примера передаваемого сигнала;
Фиг. 3 является графиком спектральной плотности мощности для другого примера передаваемого сигнала;
Фиг. 4 является блок-схемой последовательности операций способа приема множества символов данных;
Фиг. 5 показывает пример устройства для передачи множества символов данных;
Фиг. 6 показывает пример устройства для приема множества символов данных;
Фиг. 7 показывает пример устройства для передачи множества символов данных; и
Фиг. 8 показывает пример устройства для приема множества символов данных.
Подробное описание изобретения
Последующее излагает конкретные детали, такие как конкретные варианты осуществления или примеры, в целях объяснения, а не ограничения. Специалисту в области техники будет понятно, что другие примеры могут быть применены помимо этих конкретных деталей. В некоторых случаях, подробные описания хорошо известных способов, узлов, интерфейсов, схем и устройств пропускаются с тем, чтобы не запутывать описание ненужными подробностями. Специалисты в области техники поймут, что описанные функции могут быть реализованы в одном или более узлах с помощью аппаратных схем (например, аналоговых и/или дискретных логических элементов, взаимосвязанных для выполнения специализированной функции, множества ASIC, множества PLA и т.д.) и/или с помощью программ системы программного обеспечения и данных в соединении с одним или более цифровыми микропроцессорами или компьютерами общего назначения. Узлы, которые обмениваются данными с помощью радиоинтерфейса, также имеют подходящие схемы радиосвязи. Кроме того, когда соответствующая технология может дополнительно рассматриваться как осуществленная полностью в любой форме компьютерно-считываемой памяти, такой как твердотельная память, магнитный диск или оптический диск, содержащий соответствующий набор компьютерных инструкций, которые будут инструктировать процессору выполнять способы, описанные в данном документе.
Аппаратная реализация может включать в себя или охватывать, без ограничения, аппаратные средства цифрового сигнального процессора (DSP), процессор с сокращенным набором команд, аппаратные (например, цифровые или аналоговые) схемы, включающие в себя, но не только, специализированную интегральную схему(ы) (ASIC) и/или программируемую пользователем вентильную матрицу(ы) (FPGA)), и (когда подходит) конечные автоматы, приспособленные для выполнения таких функций.
Фиг. 1 является блок-схемой последовательности операций способа 100 передачи множества символов данных. Способ содержит, на этапе 102, передачу первого сигнала с амплитудной манипуляцией, соответствующего символам данных, первый сигнал содержит множество периодов включения и множество периодов выключения. Каждый период включения содержит первый фрагмент сигнала, циклически сдвигаемый в периоде включения посредством соответствующего случайного или псевдослучайного коэффициента.
Циклический сдвиг первого фрагмента сигнала может выполняться в периоде включения. Например, первый фрагмент сигнала может быть сдвинут в периоде включения посредством коэффициента, такого как задержка или процентная доля, и любая часть первого сигнала, которая сдвигается за пределы периода включения, может быть повторно введена в период включения на противоположном конце периода включения. Таким образом, например, период включения может в некоторых примерах оставаться заполненным сигналом, сформированным из первого фрагмента сигнала.
В некоторых примерах, следовательно, первый сигнал может иметь более гладкую частотную характеристику по сравнению с другими сигналами. В примере манчестерское кодирование может быть применено к части данных пробуждающего пакета (WUP). Например, логический "0" кодируется как "10", а логическая "1" как "01". Следовательно, каждый символ данных содержит "включенную" часть (когда существует энергия) и "выключенную" часть, когда не существует энергия, при этом порядок этих частей зависит от символа данных. Кроме того, WUP может быть сформирован в некоторых примерах посредством обратного быстрого преобразования Фурье (IFFT), поскольку этот блок может уже быть доступен в некоторых передатчиках, таких как, например, Wi-fi передатчики, поддерживающие, например, 802.11a/g/n/ac. Примерным подходом для формирования OOK-сигнала, представляющего WUP, является использование 13 поднесущих в центре OFDM-сигнала с множеством несущих и заполнение этих 13 поднесущих сигналом, чтобы представлять включение, и отсутствие передачи чего-либо вообще, чтобы представлять выключение. Это может называться OOK с множеством несущих (MC-OOK). В одном примере IFFT имеет 64 точки и работает с частотой дискретизации 20 МГц, и, в то время как циклический префикс (CP) обычного мультиплексирования с ортогональным делением частот (OFDM) добавляется после IFFT-операции для того, чтобы иметь продолжительность OFDM-символа, которая используется в 802.11a/g/n/ac.
s
s
s
В некоторых примерах MC-OOK для WUP используется один и тот же OFDM-символ. Другими словами, одинаковые символы частотной области используются для заполнения ненулевых поднесущих для всех символов данных. Использование одного и того же OFDM-символа для формирования "включенной" части каждого символа данных с манчестерским кодированием может приводить в результате к сильным периодическим корреляциям по времени в части данных WUP. Эти корреляции дают начало спектральным линиям, которые являются всплесками в спектральной плотности мощности (PSD) для WUP. Эти спектральные линии могут в некоторых примерах быть нежелательными, поскольку могут быть местные географические регламенты, которые ограничивают мощность, которая может передаваться в узких фрагментах спектра. Пример PSD для примерного WUP показан на фиг. 2. В этом примере продолжительность сигнала "включения" равна T=4 мкс, а спектральные всплески возникают при кратных величинах собственной частоты F=250 кГц=1/T.
В некоторых вариантах осуществления, описанных в данном документе, спектральная плотность (например, PSD) множества передаваемых символов данных, таких как, например, пробуждающий пакет (WUP), может быть более гладкой, когда сравнивается с другими символами данных, сигналами или пакетами. Фиг. 3 показывает пример PSD для множества символов данных, представляющих WUP, передаваемый согласно вариантам осуществления, описанным в данном документе. PSD, показанная на фиг. 3, является более гладкой по сравнению с показанной на фиг. 2, и/или спектральные всплески уменьшаются или устраняются. Сглаженность спектра может в некоторых примерах быть желательной, поскольку некоторые местные географические регламенты могут накладывать ограничения на максимальную выходную мощность на МГц, и, следовательно, только гладка или более гладкая PSD может добиваться максимальной допустимой выходной мощности. В других вариантах осуществления передаваемые символы данных могут представлять данные, отличные от пробуждающего пакета (WUP), и/или другие параметры передачи (например, число поднесущих, частоты, схемы модуляции, символы, кодовые скорости и т.д.) могут быть использованы. В результате, PSD может отличаться от примера, показанного на фиг. 3.
В некоторых примерах фрагмент сигнала содержит, по меньшей мере, часть OFDM-символа или по меньшей мере один OFDM-символ. Следовательно, каждый период включения может содержать, например, циклически сдвигаемый OFDM-символ или циклически сдвигаемый фрагмент OFDM-символа.
В некоторых примерах первый сигнал передается от первой антенны. Способ 100 может также включать в себя передачу второго сигнала с амплитудной манипуляцией, соответствующего символам данных, от второй антенны, второй сигнал содержит множество периодов включения и множество периодов выключения, при этом каждый период включения второго сигнала содержит второй фрагмент сигнала, циклически сдвигаемый в периоде включения посредством соответствующего случайного или псевдослучайного коэффициента.
Второй сигнал, который представляет те же символы данных, что и первый сигнал, может, следовательно, обеспечивать разнесение (например, пространственное разнесение) передаваемым символам данных. В некоторых примерах первый фрагмент сигнала и второй фрагмент сигнала являются идентичными (например, одинаковым OFDM-символом или фрагментом одинакового OFDM-символа).
В других примерах первый и второй фрагменты сигнала являются различными. Например, второй фрагмент сигнала может быть получен посредством циклического сдвига первого фрагмента сигнала, или первый и второй фрагменты сигнала могут быть не связанными.
В некоторых примерах, в каждом периоде включения, первый и второй фрагменты сигнала могут циклически сдвигаться посредством одинакового коэффициента при передаче. Однако, в других примерах, первый и второй фрагменты сигнала могут циклически сменяться посредством различных коэффициентов (например, независимо выбранных случайных или псевдослучайных коэффициентов) при передаче.
В некоторых примерах первый сигнал содержит сигнал с множеством несущих. Т.е., например, фрагмент сигнала может быть передан по каждой из поднесущих сигнала с множеством несущих в периоде включения. В некоторых примерах одинаковый символ или фрагмент одинакового символа передается по каждой из поднесущих в периоде включения. Сигнал в периоде включения может в некоторых примерах содержать OFDM-символ или фрагмент OFDM-символа.
В некоторых примерах символы данных содержат, по меньшей мере, часть пробуждающего пакета (WUP), такого как, например, 802.11ba WUP. После приема WUP приемник может, например, пробуждать другой приемник и/или передатчик.
Фиг. 4 является блок-схемой последовательности операций способа 400 приема множества символов данных. Способ содержит, на этапе 402, прием первого сигнала с амплитудной манипуляцией, соответствующего символам данных, первый сигнал содержит множество периодов включения и множество периодов выключения. Каждый период включения содержит первый фрагмент сигнала, циклически сдвигаемый в периоде включения посредством соответствующего случайного или псевдослучайного коэффициента. В некоторых примерах первый сигнал может быть первым сигналом, передаваемым согласно способу 100 на фиг. 1.
Некоторые варианты осуществления этого изобретения могут быть реализованы в сетевом узле, таком как точка доступа (AP). Например, способы передачи могут быть реализованы в передающем сетевом узле, а способы приема могут быть реализованы в принимающем сетевом узле.
Конкретные примеры этого изобретения предоставляются ниже.
N
K
m
K
m
В некоторых примерах передаваемый или принимаемый сигнал представляет пробуждающий пакет (WUP). Предположим, что часть данных WUP состоит из числа  символов данных. Фиксированный набор  различных задержек выбирается, и для каждого из символов данных формируется псевдослучайное число  от 1 до . -ная задержка применяется циклически к OFDM-символу, соответствующему символу данных "включенной" части. Эта процедура может уменьшать или устранять спектральные линии (например, всплески), поскольку она рандомизирует периодические в ином случае шаблоны, присутствующие в передаваемом сигнале.
N
В первом примерном варианте осуществления сигнал передается от единственной антенны. Предположим, что часть данных WUP состоит из числа  OFDM-символов. Этот примерный вариант осуществления состоит из следующих этапов.
K
K
1. Определение набора из  задержек,  ≥ 2. Это .
N
K
2. Формирование случайной или псевдослучайной последовательности, состоящей из  целых чисел, принимающих значения между 1 и . Это .
N
n
3. Применение случайного или псевдослучайного циклического сдвига к каждому из OFDM-символов, соответствующих "включенным" частям символов данных, при этом циклический сдвиг соответствует одному из  целых чисел в последовательности. Например, применение задержки  (отрицательное значение) к OFDM-символу, соответствующему "включенной" части -го символа данных. Т.е., если  является сигналом временной области, соответствующим "включенной" части, имеющей продолжительность , тогда циклический сдвиг  для  посредством задержки  формируется посредством задания:
n
4. Передача сигнала MC-OOK, содержащего циклически сдвигаемый OFDM-символ  во "включенной" части -го символа данных.
s
В одном конкретном примере T=4 мс. Набор из K=8 циклических сдвигов  определяется, как показано в таблице ниже.
<img file="00000011.jpg" he="6" wi="6" img-content="undefined" img-format="jpg" />
-0 нс
<img file="00000012.jpg" he="6" wi="6" img-content="undefined" img-format="jpg" />
-400 нс
<img file="00000013.jpg" he="6" wi="6" img-content="undefined" img-format="jpg" />
-800 нс
<img file="00000014.jpg" he="6" wi="6" img-content="undefined" img-format="jpg" />
-1200 нс
<img file="00000015.jpg" he="6" wi="6" img-content="undefined" img-format="jpg" />
-1600 нс
<img file="00000016.jpg" he="6" wi="6" img-content="undefined" img-format="jpg" />
-2000 нс
<img file="00000017.jpg" he="6" wi="6" img-content="undefined" img-format="jpg" />
-2400 нс
<img file="00000018.jpg" he="6" wi="6" img-content="undefined" img-format="jpg" />
-2800 нс
s
В другом конкретном примере T=2 мс. Набор из K=8 циклических сдвигов  определяется, как показано в таблице ниже.
<img file="00000011.jpg" he="6" wi="6" img-content="undefined" img-format="jpg" />
-0 нс
<img file="00000012.jpg" he="6" wi="6" img-content="undefined" img-format="jpg" />
-400 нс
<img file="00000013.jpg" he="6" wi="6" img-content="undefined" img-format="jpg" />
-600 нс
<img file="00000014.jpg" he="6" wi="6" img-content="undefined" img-format="jpg" />
-800 нс
<img file="00000015.jpg" he="6" wi="6" img-content="undefined" img-format="jpg" />
-1000 нс
<img file="00000016.jpg" he="6" wi="6" img-content="undefined" img-format="jpg" />
-1200 нс
<img file="00000017.jpg" he="6" wi="6" img-content="undefined" img-format="jpg" />
-1400 нс
<img file="00000018.jpg" he="6" wi="6" img-content="undefined" img-format="jpg" />
-1800 нс
s
n
m
n
n
Последовательность случайных или псевдослучайных целых чисел, имеющих значения между 1 и 8, формируется для каждого символа данных, и циклический сдвиг посредством соответствующей задержки применяется к "включенной" части сигнала для каждого символа данных. Например, если T=2 мс и целое число , сформированное для -го символа данных, равно 6, тогда циклический сдвиг=  1200 нс применяется к "включенной" части -го передаваемого символа данных.
K
p
K
Любой подходящий способ для формирования псевдослучайной последовательности может быть использован. В качестве примера, рассмотрим случай, когда  является мощностью, равной 2, т.е. . Стандарт 802.11 использует сдвиговый регистр с линейной обратной связью с образующим полиномом  для формирования псевдослучайных битовых последовательностей. Любая из этих последовательностей может быть использована, посредством группирования выходного сигнала в группы из  битов. Любая такая группа может быть сопоставлена с целым числом между 1 и .
Другой примерный вариант осуществления подразумевает передачу от множества антенн (например, разнесение передачи или пространственное разнесение). Для каждой из антенн сигнал MC-OOK формируется из символов данных согласно любому данному способу разнесения передачи (TX) с множеством антенн. Тогда, вариант осуществления, предоставленный для единственной передающей антенны, может быть применен к сигналу, который должен передаваться от каждой антенны. Способ TX-разнесения, применяемый к сигналам от антенн, может содержать разнесение задержки (например, который используется в GSM-системе сотовой связи) или циклическое разнесение задержки (например, которое используется в LTE-системе сотовой связи).
L
l
В примере, предположим, что существует  передающих антенн, используется MC-OOK, и CSD является способом TX-разнесения, применяемым передатчиком. В этом случае, циклические задержки  применяются к OFDM-символу . Таким образом, сигнал, передаваемый через -ю антенну, является , где  обозначает циклический сдвиг для  на  и определяется как предоставленный выше для примера с единственной антенной. Этот примерный вариант осуществления состоит из следующих этапов.
K
K ≥ 2.
1. Определение набора из  задержек,  Это .
N
K
2. Формирование случайной или псевдослучайной последовательности, состоящей из  целых чисел, принимающих значения между 1 и . Это .
L
n
l
3. Для каждой из  антенн, применение задержки  (отрицательное значение) к OFDM-символу, соответствующему "включенной" части -го символа данных. Т.е., если  является сигналом временной области, соответствующим "включенной части", тогда для -ой антенны циклический сдвиг  для  формируется посредством применения циклической задержки на . Отметим, что задержка  может изменяться от одного символа данных к следующему.
n
l
4. Передача сигнала MC-OOK, содержащего циклически сдвигаемый OFDM-символ  во "включенной" части -го символа данных в сигнале, передаваемом через -ю антенну.
В качестве примера, если используется CSD, тогда:
Фиг. 5 показывает пример устройства 500 для передачи множества символов данных. Устройство 500 содержит процессор 502 и память 504. Память 504 содержит инструкции 506, исполняемые процессором 502, так что устройство 500 работает, чтобы передавать первый сигнал с амплитудной манипуляцией, соответствующий символам данных, первый сигнал содержит множество периодов включения и множество периодов выключения. Каждый период включения содержит первый фрагмент сигнала, циклически сдвигаемый в периоде включения посредством соответствующего случайного или псевдослучайного коэффициента.
Фиг. 6 показывает пример устройства 600 для приема множества символов данных. Устройство 600 содержит процессор 602 и память 604. Память 604 содержит инструкции 606, исполняемые процессором 602, так что устройство 600 работает, чтобы принимать первый сигнал с амплитудной манипуляцией, соответствующий символам данных, первый сигнал содержит множество периодов включения и множество периодов выключения. Каждый период включения содержит первый фрагмент сигнала, циклически сдвигаемый в периоде включения посредством соответствующего случайного или псевдослучайного коэффициента.
Фиг. 7 показывает пример устройства 700 для передачи множества символов данных. Устройство 700 содержит передающий модуль 702, сконфигурированный, чтобы передавать первый сигнал с амплитудным манипулированием, соответствующий символам данных, первый сигнал содержит множество периодов включения и множество периодов выключения. Каждый период включения содержит первый фрагмент сигнала, циклически сдвигаемый в периоде включения посредством соответствующего случайного или псевдослучайного коэффициента.
Фиг. 8 показывает пример устройства 800 для приема множества символов данных. Устройство 800 содержит принимающий модуль 802, сконфигурированный, чтобы принимать первый сигнал с амплитудным манипулированием, соответствующий символам данных, первый сигнал содержит множество периодов включения и множество периодов выключения. Каждый период включения содержит первый фрагмент сигнала, циклически сдвигаемый в периоде включения посредством соответствующего случайного или псевдослучайного коэффициента.
Следует отметить, что вышеупомянутые примеры скорее иллюстрируют, а не ограничивают изобретение, и специалисты в данной области техники будут иметь возможность проектировать множество альтернативных примеров без отступления от объема прилагаемой формулы изобретения. Слово "содержащий" не исключает наличия элементов или этапов, отличных от перечисленных в формуле изобретения, "a" или "an" не исключают множества, а единственный процессор или другой блок может удовлетворять функции нескольких блоков, перечисленных в формуле изобретения ниже. Когда термины "первый", "второй" и т.д. используются, они должны пониматься просто как метки для удобной идентификации конкретного признака. В частности, они не должны интерпретироваться как описывающие первый или второй признак из множества таких признаков (т.е. первый или второй из таких признаков, которые должны возникать во времени или пространстве). Этапы в способах, описанных в данном документе, могут выполняться в любом порядке, пока явно не сформулировано иное. Любые ссылочные знаки в формуле изобретения не должны истолковываться так, чтобы ограничивать ее объем.