ПЕРЕДАЧА СИГНАЛА ПРОБУЖДЕНИЯ
WAKEUP SIGNAL TRANSMISSION

Область техники
Настоящее изобретение относится в целом к области беспроводной связи. В частности, оно относится к передаче сигналов пробуждения в системах беспроводной связи.
Уровень техники
В настоящее время ожидается, что Интернет Вещей (IoT) значительно увеличит число подключенных устройств. Многие из этих устройств вероятно будут работать в нелицензированных полосах (например, 2.4ГГц диапазон для промышленных, научных и медицинских организаций - ISM). Также существует растущая потребность в использовании нелицензированных полос для услуг, которые традиционно поддерживались в лицензированных полосах. Например, проект партнерства третьего поколения (3GPP), который традиционно разрабатывал спецификации стандарта для лицензированных полос, в настоящее время разработал спецификации стандарта, в которых версии UMTS-LTE (Универсальный Стандарт Мобильной Связи, Долгосрочное Развитие) работают в 5ГГц нелицензированной полосе. Таким образом можно ожидать, что нелицензированные полосы частот будут обеспечивать связь для растущего количества устройств, как, впрочем, и услуг.
Часто требуется уменьшать энергопотребление для устройств беспроводной связи. Потребность уменьшения энергопотребления в частности часто особенно заметна для устройств беспроводной связи, ассоциированных с IoT. Это связано с тем, что подача питания для устройств IoT может, как правило, зависеть от батарей с низкой энергией, которые заряжаются или заменяются редко, или никогда, и/или от энергии, которая собирается самим устройством (например, солнечная энергия). Кроме того, поддерживаемые скорости передачи данных (как правило, как пиковые, так и средние значения) часто являются низкими для приложений IoT. Таким образом солидная часть питания потребляется не когда устройство IoT передает или принимает данные, а когда устройство находится в режиме прослушивания для определения того, присутствует или нет сигнал, в отношении которого оно является назначенным приемником. Эти условия (низкая скорость передачи данных и ограниченная подача питания) стимулируют использование радиоприемника пробуждения (WUR), также обычно упоминается как приемник пробуждения.
WUR является устройством, которое обладает более низким энергопотреблением, чем основной приемник, с которым оно ассоциировано, и единственная цель которого состоит в пробуждении основного приемника, когда это необходимо. Следовательно, устройству с WUR не потребуется включать свой основной приемник, чтобы сканировать потенциальные сигналы, предназначенные для него, поскольку такое сканирование может быть выполнено WUR при определенных условиях. Как правило, такие условия включают в себя сигнал пробуждения (WUS), отправляемый перед сигналом, который предназначен основному приемнику. Тогда WUR может обнаружить, что присутствует сигнал для приема основным приемником посредством обнаружения WUS. Когда WUR определяет, на основании обнаружения WUS, что присутствует сигнал, предназначенный основному приемнику, он пробуждает основной приемник (и возможно соответствующий передатчик) и линия связи может быть создана для приема сигнала. Потенциал концепции WUR, например, был признан в сообществе стандартизации IEEE 802.11.
Одной проблемой использования концепции WUR является то, что передачи WUS могут серьезно повлиять на емкость системы, поскольку ресурсы канала, используемые для WUS, могут как правило не использоваться для передач данных. Данная проблема может быть по меньшей мере частично смягчена посредством применения параллельной передачи WUS и данных, например, используя OFDM (мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов) или OFDMA (множественный доступ с ортогональным частотным разделением каналов), где WUS отправляется по некоторым поднесущим, а данные отправляются по другим поднесущим. Поскольку данные мультиплексируются с WUS в соответствии с данным подходом, то ресурсы канала используются более эффективно и емкость системы может быть повышена в сравнении с подходом, при котором WUS передается непараллельно с данными. Дополнительное преимущество параллельной передачи WUS и данных в сравнении с подходом, при котором WUS передается непараллельно с данными, состоит в том, что устройства, потенциально создающие помехи для передачи и использующие некоторый вид множественного доступа с контролем несущей и устранением конфликтов (CSMA/CA), с большей вероятностью обнаружат, что канал занят и воздержаться от инициирования создающих помехи передач. Параллельная передача WUS и данных также обеспечивает механизм сосуществования подхода WUR с унаследованными подходами (например, в IEEE 802.11).
При параллельной передаче WUS и данных любые возможные помехи, создаваемые WUS для приема данных, могут быть незначительными, если WUS создается ортогональным передачам данных (например, посредством использования OFDM/OFDMA). Тем не менее, передачи данных могут создавать помехи для приема WUS у WUR. Одной причиной этого является то, что из-за ограничений на исполнение WUR (например, низкое энергопотребление), WUR как правило не может полностью отделять WUS от данных, как на это был бы способен более сложный приемник (например, используя обычную OFDM демодуляцию). Например, из-за ограничений на исполнение WUR, может быть сложным (или даже невозможным) сформировать точную опорную частоту для приема WUS, что может привести к тому, что на прием WUS будут влиять данные, переданные параллельно, как будет объяснено здесь позже. Кроме того, диапазон приема у WUR часто значительно меньше, чем у основного приемника. Данная проблема может быть по меньшей мере частично смягчена посредством использования более низкой скорости передачи символов для WUS, чем для данных. Таким образом производительность WUR как правило существенно уступает той, что у основного приемника, как с точки зрения чувствительности, так и избирательности.
Вследствие этого существует необходимость в решениях для устранения (или по меньшей мере подавления) помех для приема WUS, вызываемых данными, переданными параллельно с WUS.
Сущность изобретения
Следует подчеркнуть, что понятие «содержит/содержащий», когда используется в данной спецификации, используется для указания наличия изложенных признаков, целых чисел, этапов или компонентов, но не исключает наличия или добавления одного или более других признаков, целых чисел, этапов, компонентов или их групп.
Также следует отметить, что сценарии, описанные в данном документе (например, в отношении IEEE 802.11) являются лишь иллюстративными примерами и ни в коем случае не предназначены для ограничения. Наоборот, варианты осуществления могут быть применены к любому сценарию, в котором передатчик выполнен с возможностью передачи как сигналов пробуждения, так и данных.
В сравнении с исполнением основного приемника, исполнение WUR может допускать больше вариаций, когда дело доходит до архитектуры. Пример этого относится к точности формирования опорной частоты, как упомянуто выше. Например, одна архитектура может использовать очень расслабленные требования к опорной частоте для достижения очень низкого энергопотребления. Такая архитектура будет как правило неспособна исключать любые параллельно переданные данные посредством фильтрации перед частью обнаружения WUS у WUR. Другая примерная архитектура может наоборот отдавать приоритет производительности над очень низким энергопотреблением и, следовательно, поддерживать более точное формирование опорной частоты. Такая архитектура как правило будет способна исключать по меньшей мере некоторые параллельно переданные данные посредством фильтрации перед частью обнаружения WUS у WUR.
В зависимости от того, какими характеристиками обладает WUR (например, возможность фильтрации параллельно переданных данных), могут быть использованы разные подходы для мультиплексирования WUS с данными. Вследствие этого существует также необходимость в поддержке вариации решений для устранения (или по меньшей мере подавления) помех для приема WUS, вызванных данными, переданными параллельно с WUS.
Цель некоторых вариантов осуществления состоит в решении или смягчении по меньшей мере некоторых из вышеупомянутых или других недостатков.
В соответствии с первым аспектом это достигается посредством способа сетевого узла, выполненного с возможностью передачи сигнала пробуждения (с полосой пропускания сигнала пробуждения) для пробуждения одного или более приемников беспроводной связи. Каждый из одного или более приемников беспроводной связи содержится в устройстве беспроводной связи и ассоциирован с радиоприемником пробуждения, выполненным с возможностью пробуждения приемника беспроводной связи в ответ на обнаружение сигнала пробуждения.
Способ содержит этапы, на которых: получают (для по меньшей мере одного из устройств беспроводной связи) указание максимальной ошибки частоты радиоприемника пробуждения, ассоциированного с приемником беспроводной связи, который содержится в устройстве беспроводной связи, и определяют (на основании максимальной ошибки частоты) полосу пропускания передачи не-данных для исключительного использования сигналом пробуждения.
Способ также содержит этап, на котором передают сигнал пробуждения через интервал частот передачи сигнала пробуждения с полосой пропускания передачи сигнала пробуждения. Полоса пропускания передачи сигнала пробуждения равна или меньше, чем полоса пропускания передачи не-данных.
В контексте IEEE 802.11, например, сетевой узел может быть точкой доступа (AP), а каждое из устройств беспроводной связи может быть станцией (STA).
В целом устройство беспроводной связи может содержать один или более приемники беспроводной связи и радиоприемник пробуждения может быть ассоциирован с одним или более приемниками беспроводной связи. В одном примере устройство беспроводной связи может содержать ровно один приемник беспроводной связи с радиоприемником пробуждения, ассоциированным с ним. В другом примере устройство беспроводной связи может содержать множество приемников беспроводной связи, каждый с отличным радиоприемником пробуждения, ассоциированным с ним. В еще одном другом примере беспроводное устройство может содержать множество приемников беспроводной связи и один или более радиоприемники пробуждения, при этом по меньшей мере один из радиоприемников пробуждения ассоциирован с более чем одним из приемников беспроводной связи.
В соответствии с некоторыми вариантами осуществления способ может дополнительно содержать этап, на котором: передают сигнал информации по меньшей мере одному устройству беспроводной связи, причем сигнал информации указывает полосу пропускания передачи не-данных.
В некоторых вариантах осуществления этап, на котором получают указание максимальной ошибки частоты, может содержать этап, на котором принимают (от по меньшей мере одного из устройств беспроводной связи) сообщение, указывающее максимальную ошибку частоты. Сообщение может быть принято, как часть любой подходящей сигнализации от устройства беспроводной связи к сетевому узлу, или сообщение может быть принято в форме отдельной сигнализации от устройства беспроводной связи к сетевому узлу. Например, сообщение может быть принято, как часть сигнализации, указывающей возможности устройства беспроводной связи. Такая сигнализация может, например, иметь место, когда устройство беспроводной связи регистрируется сетевым узлом. В некоторых вариантах осуществления способ может дополнительно содержать этап, на котором передают запрос в отношении сообщения, указывающего максимальную ошибку частоты. Затем, сообщение может быть принято в ответ на это.
В соответствии с некоторыми вариантами осуществления этап, на котором определяют полосу пропускания передачи не-данных на основании максимальной ошибки частоты, может содержать этап, на котором определяют полосу пропускания передачи не-данных равной или большей, чем полоса пропускания сигнала пробуждения плюс четырехкратная максимальная ошибка частоты. В более общем смысле полоса пропускания передачи не-данных может в некоторых вариантах осуществления быть определена равной или большей, чем удвоенная полоса пропускания фильтра приемника у радиоприемника пробуждения минус полоса пропускания сигнала пробуждения. В некоторых вариантах осуществления полоса пропускания передачи не-данных может быть определена равной или большей, чем полоса пропускания фильтра приемника у радиоприемника пробуждения плюс удвоенная максимальная ошибка частоты.
Способ может в соответствии с некоторыми вариантами осуществления дополнительно содержать этап, на котором передают данные параллельно с сигналом пробуждения, если полоса пропускания передачи не-данных меньше, чем суммарная полоса пропускания передачи, которая применяется сетевым узлом. В некоторых вариантах осуществления способ также может содержать передачу сигнала пробуждения непараллельно, если полоса пропускания передачи не-данных не меньше, чем суммарная полоса пропускания передачи, которая применяется сетевым узлом.
Способ может в соответствии с некоторыми вариантами осуществления дополнительно содержать этап, на котором передают данные параллельно с сигналом пробуждения, при этом параллельная передача основана на предположении, что данные не могут быть исключены посредством фильтрации перед обнаружением WUS.
Параллельная передача данных и сигнала пробуждения может, например, быть достигнута посредством использования OFDM, при котором сигналу пробуждения распределяется одна или более ресурсные единицы (RU) или одна или более поднесущие, и модуляция осуществляется с использованием манипуляции «включено-выключено» (OOK; которая является особым случаем амплитудной манипуляции - ASK). Суммарная полоса пропускания передачи, которая применяется сетевым узлом, может, например, относиться к OFDM полосе пропускания, которая в настоящий момент применяется сетевым узлом. Радиоприемник пробуждения без возможностей OFDM демодуляции может, как правило, воспринимать такой OFDM сигнал, содержащий OOK-модулированный сигнал пробуждения, в качестве ASK-модулированного сигнала пробуждения, подверженного возможному шуму, вызванному данными.
Полоса пропускания сигнала пробуждения как правило равна или меньше, чем полоса пропускания передачи сигнала пробуждения. Когда полоса пропускания сигнала пробуждения меньше, чем полоса пропускания передачи сигнала пробуждения, способ может дополнительно содержать этап, на котором расширяют сигнал пробуждения до полосы пропускания передачи сигнала пробуждения перед передачей. Такое расширение может быть выполнено любым подходящим образом. Например, если обратное быстрое преобразование Фурье (IFFT) применяется для формирования OFDM сигнала, сигнал пробуждения может быть применен к числу отводов ввода IFFT, соответствующего полосе пропускания передачи сигнала пробуждения.
Если полоса пропускания передачи сигнала пробуждения равна полосе пропускания передачи не-данных, способ может содержат этап, на котором передают сигнал пробуждения по всей полосе пропускания передачи не-данных.
Если полоса пропускания передачи сигнала пробуждения меньше, чем полоса пропускания передачи не-данных, способ может дополнительно содержать этап, на котором распределяют защитные полосы (исключающие передачу сигнала) по соответствующим сторонам интервала частот передачи сигнала пробуждения. Каждая защитная полоса имеет полосу пропускания, при этом полосы пропускания защитных полос плюс полоса пропускания передачи сигнала пробуждения равны полосе пропускания передачи не-данных. Как правило, но не обязательно, две защитные полосы имеют равные ширины.
Таким образом WUS первоначально имеет полосу пропускания сигнала пробуждения и определяется полоса пропускания передачи не-данных. Либо WUS может быть передан с его первоначальной полосой пропускания (полоса пропускания передачи сигнала пробуждения равна полосе пропускания сигнала пробуждения), либо WUS может быть передан в расширенной версии (полоса пропускания передачи сигнала пробуждения больше, чем полоса пропускания сигнала пробуждения). В любом случае, если полоса пропускания передачи сигнала пробуждения меньше, чем полоса пропускания передачи не-данных, защитные полосы могут быть использованы для заполнения полосы пропускания передачи не-данных.
В некоторых вариантах осуществления этап, на котором получают указание, может содержать этап, на котором получают множество указаний соответствующих (возможно разных) максимальных ошибок частоты соответствующих радиоприемников пробуждения. Тогда этап, на котором определяют полосу пропускания передачи не-данных, может содержать этапы, на которых выбирают наибольшую из соответствующих максимальных ошибок частоты и определяют полосу пропускания передачи не-данных на основании выбранной максимальной ошибки частоты. Эти варианты осуществления могут быть в частности предпочтительными, если сигнал пробуждения предназначен нескольким радиоприемникам пробуждения.
Максимальная ошибка частоты может быть указана любым подходящим образом. Например, указание может быть через одно или более из следующего:
- максимальное отклонение частоты гетеродина радиоприемника пробуждения,
- метрику точности частоты радиоприемника пробуждения,
- полосу пропускания фильтрации радиоприемника пробуждения,
- минимальную требуемую полосу пропускания защитных полос,
- минимальное требуемое расширение полосы пропускания сигнала пробуждения,
- минимальную требуемую полосу пропускания передачи не-данных, и
- минимально требуемое число ресурсных единиц (например, для полосы пропускания передачи не-данных).
Примерные единицы, которые могут быть использованы для измерения или обозначения связанных с частотой величин (таких как полосы пропускания, интервалы частот и ошибки частоты) включают в себя, но не ограничиваются: Герц (Гц), поднесущие у OFDM и ресурсные единицы.
Вторым аспектом является устройство беспроводной связи, выполненное с возможностью приема сигнала пробуждения от сетевого узла для пробуждения приемника беспроводной связи, который содержится в устройстве беспроводной связи. Приемник беспроводной связи ассоциирован с радиоприемником пробуждения, который содержится в устройстве беспроводной связи и выполнен с возможностью пробуждения приемника беспроводной связи в ответ на обнаружение сигнала пробуждения.
Способ содержит этап, на котором передают (сетевому узлу) сообщение, указывающее максимальную ошибку частоты радиоприемника пробуждения, при этом максимальная ошибка частоты служит для определения сетевым узлом полосы пропускания передачи не-данных для исключительного использования сигналом пробуждения.
В некоторых вариантах осуществления способ может дополнительно содержать этап, на котором принимают (от сетевого узла) запрос в отношении сообщения, указывающего максимальную ошибку частоты, и сообщение может быть передано в ответ на это.
В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, способ может дополнительно содержат этапы, на которых принимают сигнал информации от сетевого узла, причем сигнал информации указывает полосу пропускания передачи не-данных, и адаптируют один или более параметры радиоприемника пробуждения на основании полосы пропускания передачи не-данных. Адаптация может, например, содержать выбор одного из множества доступных радиоприемников пробуждения, при этом радиоприемники пробуждения имеют разные значения параметра радиоприемника пробуждения, и/или выбор установки параметра радиоприемника пробуждения для радиоприемника пробуждения. Параметры радиоприемника пробуждения могут, например, относиться к одному или более из следующего: энергопотребление, максимальная ошибка частоты и полоса пропускания фильтра.
В некоторых вариантах осуществления способ может дополнительно содержать этап, на котором принимают сигнал пробуждения в интервале частот передачи сигнала пробуждения с полосой пропускания передачи сигнала пробуждения, при этом полоса пропускания передачи сигнала пробуждения равна или меньше, чем полоса пропускания передачи не-данных.
Третьим аспектом является компьютерный программный продукт, содержащий машиночитаемый носитель информации, имеющий в себе компьютерную программу, содержащую инструкции программы, причем компьютерная программа является загружаемой в блок обработки данных и выполнена с возможностью предписания исполнения способа в соответствии с любым из первого и второго аспекта, когда компьютерная программа выполняется блоком обработки данных.
Четвертым аспектом является компоновка для сетевого узла, выполненного с возможностью передачи сигнала пробуждения (с полосой пропускания сигнала пробуждения) для пробуждения одного или более приемников беспроводной связи. Каждый из одного или более приемников беспроводной связи содержится в устройстве беспроводной связи и ассоциирован с радиоприемником пробуждения, выполненным с возможностью пробуждения приемника беспроводной связи в ответ на обнаружение сигнала пробуждения.
Компоновка содержит контроллер, выполненный с возможностью предписания получения (для по меньшей мере одного из устройств беспроводной связи) указания максимальной ошибки частоты радиоприемника пробуждения, ассоциированного с приемником беспроводной связи, который содержится в устройстве беспроводной связи, и определения (на основании максимальной ошибки частоты) полосы пропускания передачи не-данных для исключительного использования сигналом пробуждения. Контроллер также выполнен с возможностью предписания передачи сигнала пробуждения через интервал частот передачи сигнала пробуждения с полосой пропускания передачи сигнала пробуждения, при этом полоса пропускания передачи сигнала пробуждения равна или меньше, чем полоса пропускания передачи не-данных.
Компоновка может быть схемой сетевого узла.
Пятым аспектом является сетевой узел, содержащий компоновку в соответствии с четвертым аспектом.
Шестым аспектом является компоновка для устройства беспроводной связи, выполненного с возможностью приема сигнала пробуждения от сетевого узла для пробуждения приемника беспроводной связи, который содержится в устройстве беспроводной связи. Приемник беспроводной связи ассоциирован с радиоприемником пробуждения, который содержится в устройстве беспроводной связи и выполнен с возможностью пробуждения приемника беспроводной связи в ответ на обнаружение сигнала пробуждения.
Компоновка содержит контроллер, выполненный с возможностью предписания передачи (сетевому узлу) сообщения, указывающего максимальную ошибку частоты радиоприемника пробуждения, при этом максимальная ошибка частоты служит для определения сетевым узлом полосы пропускания передачи не-данных для исключительного использования сигналом пробуждения.
Компоновка может быть схемой устройства беспроводной связи.
Седьмой аспект является устройством беспроводной связи, содержащим компоновку в соответствии с шестым аспектом.
В некоторых вариантах осуществления любые из вышеупомянутых аспектов могут дополнительно обладать признаками, идентичными или соответствующими любому из различных признаков, как объяснено выше для любого из других аспектов.
Преимущество некоторых вариантов осуществления состоит в том, что помехи для приема WUS, вызванные данными, переданными параллельно с WUS, минимизируются (или по меньшей мере уменьшаются в сравнении с некоторыми другими подходами для параллельной передачи WUS и данных).
Другое преимущество некоторых вариантов осуществления состоит в том, что обеспечивается эффективное использование доступного спектра (через использование параллельной передачи), как, впрочем, и надежный прием WUS (через применение подходящей полосы пропускания передачи не-данных).
Пригодность полосы пропускания передачи не-данных динамически определяется, чтобы соответствовать максимальной ошибке частоты конкретного WUR, для которого предназначен WUS, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления, что приводит к более эффективному использованию доступного спектра, чем если бы применялся статический наихудший случай полосы пропускания передачи не-данных.
Некоторые варианты осуществления также обеспечивают передачу WUS, предназначенного нескольким WUR. Если некоторые из этих WUR обладают разными максимальными ошибками частоты, то наибольшая ошибка частоты может быть выбрана в качестве основы для определения подходящей полосы пропускания передачи не-данных. Это обеспечивает надежное обнаружение WUS всеми из рассматриваемых WUR.
Дополнительное преимущество некоторых вариантом осуществления состоит в том, что разные архитектуры WUR могут сосуществовать эффективно и надежно.
Краткое описание чертежей
Дополнительные цели, признаки и преимущества будут очевидны из нижеследующего подробного описания вариантов осуществления, с обращением к сопроводительным чертежам, на которых:
Фиг. 1 является принципиальной структурной схемой, иллюстрирующей части примерного устройства беспроводной связи в соответствии с некоторыми вариантами осуществления;
Фиг. 2 является принципиальной структурной схемой, иллюстрирующей примерный радиоприемник пробуждения в соответствии с некоторыми вариантами осуществления;
Фиг. 3 является принципиальным чертежом, иллюстрирующим примерные интервалы частот и полосы пропускания в соответствии с некоторыми вариантами осуществления;
Фиг. 4 является объединенной блок-схемой и схемой сигнализации, иллюстрирующей примерные этапы способа и сигнализацию в соответствии с некоторыми вариантами осуществления;
Фиг. 5 является принципиальной структурной схемой, иллюстрирующей примерную компоновку в соответствии с некоторыми вариантами осуществления;
Фиг. 6 является принципиальной структурной схемой, иллюстрирующей примерную компоновку в соответствии с некоторыми вариантами осуществления; и
Фиг. 7 является принципиальным чертежом, иллюстрирующим машиночитаемый носитель информации в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.
Подробное описание
В нижеследующем будут описаны варианты осуществления, в которых сетевой узел получает указание максимальной ошибки частоты радиоприемника пробуждения (WUR), ассоциированного с приемником беспроводной связи, который содержится в устройстве беспроводной связи. Сетевой узел определяет полосу пропускания передачи не-данных на основании максимальной ошибки частоты. Полоса пропускания передачи не-данных является для исключительного использования сигналом пробуждения (WUS), предназначенного для WUR, и WUR выполнен с возможностью пробуждения приемника беспроводной связи в ответ на обнаружение WUS. WUS передается сетевым узлом через интервал частот передачи сигнала пробуждения с полосой пропускания передачи сигнала пробуждения, которая равна или меньше, чем полоса пропускания передачи не-данных. Данный подход обеспечивает эффективное использование ресурсов частоты при условии надежного приема WUS.
В некоторых вариантах осуществления, когда передача WUS является для нескольких WUR, ассоциированных с разными максимальными ошибками частоты, сетевой узел выбирает наибольшую максимальную ошибку частоты и продолжает на основе выбора. Данный подход обеспечивает эффективное использование ресурсов частоты при условии надежного приема WUS во всех задействованных WUR.
Фигура 1 схематично иллюстрирует примерную архитектуру 100 для устройства беспроводной связи, содержащего радиоприемник 105 пробуждения (WUR). Архитектура также содержит один или более основные приемопередатчики 110, 120 (TX/RX 1, TX/RX 2). Каждый основной приемопередатчик может, например, соответствовать соответствующему стандарту приема/передачи. В данном примере оба основных приемопередатчика ассоциированы с одним и тем же WUR.
Начиная в режиме бездействия переключатель 102 будет находиться в местоположении, указанном на Фигуре 1, подавая сигнал антенны на WUR, в то время как основные приемопередатчики находятся в соответствующих спящих режимах. WUR осуществляет сканирование в отношении WUS для каждого из основных приемопередатчиков, и когда WUR обнаруживает действительный WUS, он пробуждает соответствующий основной приемопередатчик и предписывает переключателю 102 сдвигать положение так, что сигнал антенны подается на основной приемопередатчик, а не на WUR. Затем, пробужденный основной приемопередатчик осуществляет связь как стандартизованный до тех пор, пока он не переходит вновь в спящий режим и предписывает переключателю 102 сдвигать положение в местоположение, указанное на Фигуре 1.
Следует понимать, что пример Фигуры 1 является упрощенным в иллюстративных целях и не обязательно представляет реалистическую реализацию. Например, на Фигуре 1 единственная антенна иллюстрируется как используемая для WUR и разных основных приемопередатчиков, а переключатель используется, чтобы только проиллюстрировать, активен или нет WUR. В других вариантах осуществления основные приемопередатчики могут иметь отличные антенны (например, из-за функционирования в отличных полосах частот) и/или WUR может иметь отдельную антенну, и может не требоваться никакой переключатель.
Как указано выше исполнение WUR как правило подчиняется компромиссу между (очень) низким энергопотреблением и эффективностью приема. Например, наличие OFDM-демодулятора в WUR, который может повысить эффективность, как привило невозможно при заданных требованиях низкого энергопотребления для WUR. Кроме того, требование низкого энергопотребления могут влиять на точность формирования опорной частоты в WUR.
Фигура 2 схематично иллюстрирует примерную архитектуру WUR в соответствии с некоторыми вариантами осуществления. Принятый сигнал, содержащий WUS и возможно создающие помехи сигналы, как данные, переданные параллельно с WUS, вводится в малошумящий усилитель 202 (LNA). Сигнал, выводимый из LNA, смешивается (преобразуется с понижением частоты) смесителем 206 с использованием опорной частоты, сформированной гетеродином 204 (LO). Как упомянуто выше, точность формирования опорной частоты гетеродина 204 может зависеть от требований к энергопотреблению, которые должен соблюдать WUR, так, что более строгие требования к энергопотреблению как правило приводят к более низкой точности опорной частоты.
В примерной архитектуре Фигуры 2 преобразование с понижением частоты в смесителе 206 осуществляется до промежуточной частоты (IF) и преобразованный с понижением частоты сигнал подается в усилитель 208 промежуточной частоты (IFA). После усиления преобразованный с понижением частоты сигнал подается в полосовой фильтр 210 (BPF) для фильтрации WUS. Полоса пропускания у полосы пропуска (pass band) фильтра 210 зависит от точности опорной частоты. Чтобы быть уверенным, что полоса пропуска фильтра захватывает WUS, ширина полосы пропуска должна быть по меньшей мере полосой пропускания WUS плюс удвоенное максимальное отклонение опорной частоты.
Фильтрованный сигнал затем подается в детектор 212 огибающей (ENV) в примерной архитектуре Фигуры 2. Затем сигнал преобразуется в цифровую форму в аналого-цифровом преобразователе 214 (ADC) и WUS обнаруживается посредством корреляции, используя коррелятор 216 (CORR) и пиковый детектор 218 (DET).
То, что полоса пропускания фильтра зависит от точности опорной частоты (которая в свою очередь может зависеть от требования к энергопотреблению) так, что более низкая точность опорной частоты дает большую полосу пропускания фильтра, является общим наблюдением, которое применимо не только к примерной архитектуре WUR на Фигуре 2.
В зависимости от требования к энергопотреблению у WUR может быть выбрана соответствующая архитектура WUR. Требования к энергопотреблению и таким образом архитектура WUR (включая точность опорной частоты) могут отличаться у разных WUR и разных устройств беспроводной связи. Сетевому узлу, передающему WUS, как правило требуется учитывать различные точности опорной частоты. Одной возможностью является исполнение передачи WUS в соответствии со сценарием самого плохого случая, что как правило приводит к плохой эффективности касательно использования ресурсов частоты (например, непараллельная передача WUS). Кроме того, в таком подходе архитектуры WUR с более высоким энергопотреблением будут бесполезно расходовать питание без какого-либо (или с очень незначительным) увеличения производительности.
Другая возможность учета сетевым узлом разных точностей опорной частоты предоставляется вариантами осуществления изобретения, в которых сетевой узел динамически адаптирует полосу пропускания, используемую исключительно WUS, на основании максимальной точности частоты у WUR, которому предназначен WUS.
Фигура 3 схематично иллюстрирует примерный сценарий частотной области, в котором могут быть применены варианты осуществления. В данном сценарии WUS передается параллельно с данными, используя OFDM подход, где суммарная полоса 312, 332, 352 пропускания передачи, которая применяется сетевым узлом, делится на ресурсные единицы (RU). Как упомянуто выше WUS как правило не вызывает помех для данных из-за OFDM-демодуляции, используемой для приема данных, тогда как данные могут вызывать помехи для приема WUS в WUR, как будет проиллюстрировано данным примером.
Часть a) иллюстрирует параллельную передачу WUS (который имеет полосу 311 пропускания WUS) в RU 304 и данных в RU 301, 302, 303, 305, 306, 307 из суммарной полосы 312 пропускания передачи. Идеальный WUR, формирующий точную опорную частоту, может быть способен захватывать WUS посредством полосового фильтра (проиллюстрированного схематичной полосой 310 пропуска) без создания помех данными. Тем не менее, как подробно рассказано выше, WUR как правило не формирует точную опорную частоту.
Часть b) также иллюстрирует параллельную передачу WUS (который имеет полосу 331 пропускания WUS) в RU 324 и данных в других RU 321, 322, 323, 325, 326, 327 из суммарной полосы 332 пропускания передачи. В данной части Фигуры 3 предполагается, что WUR имеет ошибку опорной частоты. Это иллюстрируется тем, что центральная частота полосового фильтра (проиллюстрированного схематичной полосой 330 пропуска) сдвинута на величину 333, соответствующую максимальной ошибке опорной частоты. Чтобы иметь возможность захвата WUS полосовым фильтром полоса 330 пропуска должна быть расширена в сравнении с идеальной ситуацией в части a). С учетом того, что ошибка частоты может быть либо положительной, либо отрицательной, ширина полосы 330 пропуска должна быть по меньшей мере полосой пропускания WUS плюс удвоенная максимальная ошибка опорной частоты. Из иллюстрации в части b) Фигуры 3 очевидно, что расширение полосы 330 пропуска приводит к тому, что все данные не фильтруются полосовым фильтром. В конкретной ситуации части b) прием WUS будет воспринимать помехи от данных, переданных в RU 325 и (частично) 326.
Часть c) также иллюстрирует параллельную передачу WUS и данных, но теперь в соответствии с некоторыми вариантами осуществления для решения идентифицированной выше проблемы. WUS (который имеет полосу 351 пропускания WUS) передается в RU 344 и предполагается, что WUR имеет точно такую же максимальную ошибку опорной частоты, как в части b). Это иллюстрируется тем, что центральная частота полосового фильтра (проиллюстрированного схематичной полосой 350 пропуска, соответствующей 330) сдвинута на величину 353, соответствующую максимальной ошибке опорной частоты. С учетом того, что ошибка частоты может быть либо положительной, либо отрицательной, RU 342, 343, 345 и 346 определяются как для исключительного использования WUS, чтобы не допускать создания помех данными для приема WUS. Таким образом передача данных разрешена только вне полосы 354 пропускания передачи не-данных; в RU 341 и 347.
RU 342, 343, 345 и 346 могут содержать расширенную по частоте версию WUS, защитные полосы (без сигнализации) или их сочетание. Например, расширенная по частоте версия WUS может быть передана в RU 343, 344 и 345, а RU 342 и 346 могут быть использованы в качестве защитных полос. В другом примере расширенная по частоте версия WUS может быть передана в RU 342, 343, 344, 345 и 346 и никакие RU не используются в качестве защитных полос. Это является допустимым решением с точки зрения данных, поскольку WUS не будет вызывать взаимных помех с данными, как упомянуто выше. Кроме того, это также является допустимым решением с точки зрения WUS, при условии, что расширение WUS является таким, что оно является достаточным для обнаружения, чтобы захватывать участок расширенного WUS, соответствующего полосе пропускания WUS, что может быть достигнуто, например, посредством повтора в частотной области.
В целом WUS передается, используя полосу пропускания передачи WUS, которая либо равна полосе пропускания WUS, либо полосе пропускания расширенной по частоте версии WUS, и суммарная ширина защитных полос и полосы пропускания передачи WAS равна полосе пропускания передачи не-данных.
Также в целом размер полосы пропускания передачи не-данных зависит от максимальной ошибки опорной частоты. Как правило полоса пропускания передачи не-данных должна быть по меньшей мере удвоенной полосой пропуска минус полоса пропускания WUS, и полоса пропуска как правило является полосой пропускания WUS плюс удвоенная максимальная ошибка опорной частоты. Следовательно, как правило полоса пропускания передачи не-данных может быть полосой пропускания WUS плюс четырехкратная максимальная ошибка опорной частоты.
В примерной ситуации, когда сетевой узел использует контекст OFDM для передачи WUS, WUS может быть сформирован посредством назначения числа отводов ввода IFFT для WUS, при этом число отводов ввода соответствует полосе пропускания WUS. В качестве альтернативы WUS может быть сформирован отдельно и добавлен к, также отдельно сформированному, сигналу, содержащему данные и с зазором сигнала равным полосе пропускания передачи не-данных.
В первом примере формирования WUS скорость передачи символов WUS как правило будет точно такой же, как скорость передачи символов OFDM системы, используемой для данных. WUS может быть сформирован используя манипуляцию «включено-выключено» (OOK). Это может быть достигнуто за счет того, что логический ноль может быть сформирован посредством гашения поднесущих, распределенных WUS в течение всей продолжительности одного OFDM-символа (включая циклический префикс), и за счет того, что логическая единица может быть сформирована посредством передачи произвольных символов созвездия (например, символов QAM) с предварительно определенной (средней) мощностью в течение продолжительности одного OFDM-символа (включая циклический префикс). В WUR параллельная передача WUS (используя OOK) и данных как правило воспринимается как WUS, использующий Амплитудную Манипуляцию (ASK) и данные, выступающие в качестве фактора, привносящего шум.
Фигура 4 является объединенной блок-схемой и схемой сигнализации, иллюстрирующей примерные этапы способа и сигнализацию в соответствии с некоторыми вариантами осуществления. Примерный способ 400 выполняется сетевым узлом 410 (NWN), этапы 451, 461, 463, 465 и 470 могут быть выполнены устройством 450 беспроводной связи (WCD 1), а этапы 481 и 491 могут быть выполнены одним или более другими устройствами беспроводной связи, представленными устройством 480 беспроводной связи (WCD 2).
Сетевой узел 410 может быть выполнен с возможностью передачи WUS для пробуждения одного или более приемников беспроводной связи (сравните с 110, 120 на Фигуре 1). Каждый из одного или более приемников беспроводной связи содержится в устройстве 450, 480 беспроводной связи и ассоциирован с WUR (сравните с 105 на Фигуре 1), выполненным с возможностью пробуждения приемника беспроводной связи в ответ на обнаружение WUS.
Способ 400 начинается на этапе 420, на котором получается одно или более указания соответствующих максимальных ошибок частоты (сравните с 333, 353 на Фигуре 3). Каждая максимальная ошибка частоты является для соответствующего WUR, ассоциированного с приемником беспроводной связи, который содержится в устройстве беспроводной связи. Как упомянуто ранее, каждое устройство беспроводной связи может содержать один или более приемники беспроводной связи. Кроме того, каждое устройство беспроводной связи может содержать один или более WUR и каждый WUR может быть ассоциирован с одним или более приемниками беспроводной связи. В некоторых вариантах осуществления один WUR может иметь несколько возможных установок параметра, приводящих к разным возможным максимальным ошибкам частоты.
Максимальные ошибки частоты, которые должны быть получены, могут, например, быть представлены в отчете соответствующими устройствами беспроводной связи любым числом подходящих способов, как приведено в качестве примера выше (см. также необязательные этапы 422, 461, 491). Как иллюстрируется необязательными этапами 461, 491 и 422 указание(ия) максимальной ошибки(ок) частоты может быть получено посредством приема 422 сообщения(ий), указывающих максимальную ошибку(ки) частоты и переданных 461, 491 от соответствующих устройств беспроводной связи.
В некоторых вариантах осуществления этап 420 может дополнительно содержать передачу (421) запроса одному или более устройствам беспроводной связи, чтобы инициировать передачу сообщений в ответ на прием запроса, как иллюстрируется этапами 451 и 481.
При обращении к Фигуре 3 и отмечая, что RU как правило будет содержать либо только данные, только WUS, либо вовсе ничего (ни данные, ни WUS), степень разбиения, используемая для представления отчета по точности частоты (или соответственно максимальной ошибке частоты) может быть выровнена по размеру RU в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.
Альтернативный или дополнительный подход для получения максимальных ошибок частоты на этапе 420 может содержать передачу сетевым узлом WUS и данных параллельно с разными настройками (например, разные полосы пропускания передачи не-данных) и оценку результата (например, имеет или нет WUS требуемый эффект в виде пробуждения приемника беспроводной связи), чтобы определять (или оценивать) максимальную ошибку частоты.
Например, поскольку как правило требуется распределять как можно больший участок суммарной полосы пропускания данным, сетевой узел может сначала отправлять WUS параллельно с данными, используя минимальную полосу пропускания передачи не-данных, и увеличивать полосу пропускания передачи не-данных для каждой требуемой повторной передачи WUS. В таком подходе сетевой узел может повторно передавать WUS до тех пор, пока предназначенный WUR не обнаружит WUS, и тогда может предполагать, что максимальная ошибка частоты у WUR имеет значение, которое соответствует полосе пропускания передачи не-данных, использованной для последней повторной передачи. На этапе 430 сетевой узел определяет полосу пропускания передачи не-данных (ND TX BW, сравните с 354 на Фигуре 3) на основании максимальной ошибки(ок) частоты, при этом полоса пропускания передачи не-данных является для исключительного использования посредством WUS. Например, полоса пропускания передачи не-данных может быть определена как равная или большая, чем полоса пропускания WUS (сравните с 311, 331, 351 на Фигуре 3) плюс четырехкратная максимальная ошибка частоты. В более общем смысле полоса пропускания передачи не-данных может быть определена равной или большей, чем полоса пропускания фильтра приемника у WUR (сравните с 330, 350 на Фигуре 3) минус полоса пропускания WUS.
Максимальная ошибка частоты, используемая для определения на этапе 430, как правило является той, что у WUR, которому должен быть передан WUS. Если WUS должен быть передан нескольким WUR, определение полосы пропускания передачи не-данных может содержать выбор наибольшей одной из соответствующих максимальных ошибок частоты, как иллюстрируется необязательным этапом 431, и определение полосы пропускания передачи не-данных на основании выбранной максимальной ошибки частоты, как иллюстрируется необязательным этапом 432.
В некоторых вариантах осуществления (которые могут или могут не быть объединены с вариантами осуществления, представленными этапами 431 и 432), сетевой узел передает (433) сигнал информации одному или более из устройств беспроводной связи, чтобы проинформировать их о полосе пропускания передачи данных, которую он будет использовать для передачи WUS. Когда сигнал информации принимается на устройстве беспроводной связи (необязательный этап 463), устройство может соответствующим образом адаптироваться, как иллюстрируется необязательным этапом 465. Адаптация может, например, содержать выбор одного из множества доступных WUR и/или использование конкретной установки параметра для WUR.
Аналогичный сигнал информации о полосе пропускания передачи не-данных может не обязательно быть использован на этапе 420, если WUS и данные передаются параллельно с разными настройками для получения максимальных ошибок частоты.
WUS затем передается на этапе 440 через интервал частот передачи WUS с полосой пропускания передачи WUS (WUS TX BW), которая равна или меньше, чем полоса пропускания передачи не-данных. Передача WUS может быть принята одним или более устройствами беспроводной связи, как иллюстрируется необязательным этапом 470.
Если полоса пропускания передачи WUS (WUS TX BW) больше, чем полоса пропускания WUS (WUS BW) - выход Да из необязательного этапа 441 - тогда WUS может быть расширен по частоте, чтобы заполнять полосу пропускания передачи WUS, как иллюстрируется необязательным этапом 442. Например, если IFFT используется для формирования OFDM сигнала, включающего в себя WUS, то расширение может содержать увеличение числа отводов ввода IFFT, используемых для WUS, чтобы соответствовать полосе пропускания передачи WUS вместо полосы пропускания WUS. После расширения, как, впрочем, и если полоса пропускания передачи WUS не больше полосы пропускания WUS - выход Нет из необязательного этапа 441 - способ может продолжаться на необязательном этапе 443.
Если полоса пропускания передачи WUS (WUS TX BW) равна полосе пропускания передачи не-данных (ND TX BW) - выход Да из необязательного этапа 443 - то процесс продолжается непосредственно на необязательном этапе 445. Если полоса пропускания передачи WUS (WUS TX BW) не равна (т.е. меньше) полосы пропускания передачи не-данных (ND TX BW) - выход Нет из необязательного этапа 443 - то защитные полосы, в которых не должен передаваться сигнал, распределяются по соответствующим сторонам WUS на необязательном этапе 444 до того, как процесс продолжается на необязательном этапе 445. Ширины защитных полос плюс полоса пропускания передачи WUS равны полосе пропускания передачи не-данных. В примерной ситуации, когда сетевой узел использует OFDM контекст для передачи WUS, защитные полосы могут быть сформированы посредством назначения числа отводов ввода IFFT защитным полосам (нет сигнала или ввод нуля), при этом количество отводов ввода соответствует ширинам защитных полос и назначаются по соответствующим сторонам отводов ввода, назначенных WUS.
На необязательном этапе 445 определяется, меньше или нет полоса пропускания передачи не-данных (ND TX BW), чем суммарная полоса пропускания передачи (суммарная TX BW; сравните с 312, 332, 353 на Фигуре 3), которая применяется сетевым узлом. Если так - выход Да из необязательного этапа 445 - то WUS передается параллельно с данными, как иллюстрируется необязательным этапом 446, в противном случае - выход Нет из необязательного этапа 445 - WUS передается непараллельно, как иллюстрируется необязательным этапом 447.
Фигура 5 является схематичной иллюстрацией примерной компоновки 500 для сетевого узла, а Фигура 6 является схематичной иллюстрацией примерной компоновки 600 для устройства беспроводной связи. Например, компоновка 500 может содержаться в сетевом узле 410 на Фигуре 4, а компоновка 600 может содержаться в одном или более из устройств 450, 480 беспроводной связи на Фигуре 4.
Компоновка 500 содержит контроллер 520 (CNTR). Компоновка также может содержать или может быть ассоциирована с приемопередатчиком 510 (TX/RX), модулятором 530 (MOD), планировщиком 540 (SCH), средством 521 получения (ACQ), средством 522 определения (DET) и средством 523 расширения (EXP), одно или более из которых может содержаться или быть ассоциировано с контроллером 520.
Контроллер выполнен с возможностью предписания (сравните со способом 400 - этапы 420, 430, 440 - на Фигуре 4) получения указаний максимальных ошибок частоты у WUR, определения полосы пропускания передачи не-данных на основании максимальной ошибки частоты, и передачи WUS через полосу пропускания передачи WUS, которая равна или меньше, чем полоса пропускания передачи не-данных.
Получение указаний может быть выполнено средством 521 получения и/или приемопередатчиком 510.
Определение полосы пропускания передачи не-данных (включая выбор наибольшей максимальной ошибки частоты, если применимо; сравните с этапами 431, 432 на Фигуре 4) может быть выполнено средством 522 определения.
Передача WUS может быть выполнена приемопередатчиком 510. Передача WUS может или может не быть параллельной с данными (сравните с этапами 440, 445, 446, 447 на Фигуре 4). Сигнал для передачи может, например, быть сформирован модулятором 530 используя IFFT, где данные, WUS и (возможно) защитные полосы распределяются различным RU/поднесущим/отводам ввода посредством планировщика 540, как подробно описано выше. Любое расширение WUS (сравните с этапами 441, 442 на Фигуре 4) может быть выполнено средством 523 расширения и/или планировщиком 540.
Компоновка 600 содержит контроллер 620 (CNTR). Компоновка также может содержать или может быть ассоциирована с приемопередатчиком 610 (TX/RX). Контроллер выполнен с возможностью предписания (сравните с этапами 461, 470 способа на Фигуре 4) передачи (посредством приемопередатчика 610) сообщения, указывающего максимальную ошибку WUR сетевому узлу, и приема (посредством приемопередатчика 610) WUS от сетевого узла.
Описанные варианты осуществления и их эквиваленты могут быть реализованы в программном обеспечении или аппаратном обеспечении, или их сочетании. Они могут быть выполнены схемами общего назначения, ассоциированными с или встроенными в устройство связи, такими как цифровые сигнальные процессоры (DSP), центральные блоки обработки (CPU), блоки сопроцессора, программируемые вентильные матрицы (FPGA) или другое программируемое аппаратное обеспечение, или специализированными схемами, такими как, например, проблемно-ориентированные интегральные микросхемы (ASIC). Все такие формы рассматриваются как находящиеся в рамках объема данного изобретения.
Варианты осуществления могут присутствовать в электронном устройстве (таком как устройство беспроводной связи или сетевой узел), содержащем компоновки/схему/логику или выполняющем способы в соответствии с любыми из вариантов осуществления.
В соответствии с некоторыми вариантами осуществления компьютерный программный продукт содержит машиночитаемый носитель информации, такой как, например, USB-накопитель, съемная карта, встроенный накопитель или постоянная память (ROM), такая как CD-ROM 700, проиллюстрированный на Фигуре 7. Машиночитаемый носитель информации может иметь хранящуюся в нем компьютерную программу, содержащую инструкции программы. Компьютерная программа может быть загружен в блок 720 обработки данных (PROC), который может, например, содержаться в устройстве беспроводной связи или сетевом узле 710. Когда загружена в блок обработки данных, компьютерная программа может быть сохранена в памяти 730 (MEM), ассоциированной с или встроенной в блок обработки данных. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления компьютерная программа может, когда загружена в и выполняется блоком обработки данных, предписывать исполнение этапов способа в соответствии с, например, способами, показанными на Фигуре 4.
В данном документе обращались к различным вариантам осуществления. Тем не менее специалисту в соответствующей области техники будут поняты многочисленные вариации в отношении описанных вариантов осуществления, которые по-прежнему будут находиться в рамках объема формулы изобретения. Например, варианты осуществления способа, описанные в данном документе, описывают примеры способов посредством этапов способа, выполняемых в определенной очередности. Тем не менее понятно, что эти последовательности события могут иметь место в другой очередности, не отступая от объема формулы изобретения. Кроме того, некоторые этапы способа могут быть выполнены параллельно, даже несмотря на то, что они были описаны, как выполняемые последовательно.
Аналогичным образом следует отметить, что в описании вариантов осуществления, разбиение функциональных блоков на конкретные единицы ни в коем случае не является ограничивающим. Наоборот, эти разбиения являются лишь примерами. Функциональные блоки, описанные в данном документе как одна единица могут быть разбиты на две или более единицы. Аналогичным образом функциональные блоки, которые описаны в данном документе, как реализованные в качестве двух или более единиц, могут быть реализованы как единая единица, не отступая от объема формулы изобретения.
Отсюда следует понимать, что подробности описанных вариантов осуществления представлены лишь с целью иллюстрации, и ни в коем случае ограничения. Вместо этого все вариации, которые лежат в рамках диапазона формулы изобретения, должны охватываться ею.