CN102640542A - 在无线多带网络中通过协同唤醒来节能的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

公开一种通过多速率信道进行无线通信的系统和方法。所述系统的一个实施例在用于节能的唤醒调度上操作。所述系统包括：第一多带无线站，能够使用用于无线通信的第一频带和第二频带；第二多带无线站，能够使用用于无线通信的第一频带和第二频带。第一站和第二站中的一个或多个被构造为在自身中保持第一站、第二站和接入点中的一个或多个的在第二频带上的一个或多个唤醒调度。

Description

在无线多带网络中通过协同唤醒来节能的系统和方法
技术领域
本发明涉及一种无线网络，更具体地讲，涉及一种具有多速率信道的无线网络。
背景技术
无线网络通常包括多个无线站。这样的无线站可在具有选择的频率的无线信道上彼此进行通信。
特定无线站可使用用于发送和/或接收信号的多信道。例如，无线站可使用高速率信道(例如，60GHz信道)和低速率信道(2.4/5GHz信道)。这样的无线站可根据需要使用所述信道中的任意一个或者两者。
通常希望使用多信道之中的较高频率信道以具有较高的传输速率。然而，这样的较高频率信道对于在给定时间在两个无线站之间的传输不会总是可用的。因此，需要管理多信道的使用以优化无线站之间的无线传输。
发明内容
技术方案
在一个实施例中，存在用于无线通信的装置。该装置包括：第一天线系统，被构造为使用用于无线通信的第一频带；第二天线系统，被构造为使用用于无线通信的第二频带。
本发明的有益效果
上面描述的实施例的方法允许多带站测试接入点和/或其他站的可用性，而不需要在它们的睡眠时间段期间执行不必要的扫描。因此，多带站可有效并迅速地在非关联带上与接入点或其他站相关联。这样也节省作为大多数无线装置(特别是移动装置)中的重要资源的电能。
附图说明
图1是示出包括多个子网络的示例无线网络的框图。
图2是根据一个实施例的包括低速率基本服务集合和高速率基本服务集合的无线网络的框图。
图3是示出根据一个实施例的具有高速率和低速率通信能力的多带无线装置的框图。
图4是示出根据一个实施例的包括多带管理器的图3的无线装置的MAC层的框图。
图5A至图5D示出根据一个实施例的通过多带无线装置进行无线通信的方法。
图6是示出根据一个实施例的发送用于唤醒调度的唤醒信息元素的多带无线装置进行无线通信的方法的时序图。
图7A是根据一个实施例的包括关于唤醒窗的信息的信息元素的帧格式。
图7B是根据一个实施例的包括关于唤醒调度的信息的信息元素的帧格式。
图8是示出根据一个实施例的在唤醒调度上操作的多带无线装置进行无线通信的方法的时序图。
图9是示出根据一个实施例的使用唤醒调度的无线通信的方法的流程图。
最佳实施方式
在一个实施例中，存在一种用于无线通信的装置。所述装置包括：第一天线系统，被构造为使用用于无线通信的第一频带；第二天线系统，被构造为使用用于无线通信的第二频带。第二频带不同于第一频带。所述装置还包括：存储器，被构造为存储信息，该信息包括所述装置和/或其他无线装置的在第二频带上的一个或多个唤醒调度；介质访问控制(MAC)层，被构造为在第一频带上经由预先建立的无线链接来发送和/或接收信号，其中，所述信号包含所述一个或多个唤醒调度的至少部分。
在另一实施例中，存在一种无线通信系统。所述系统包括：第一多带无线站，能够使用用于无线通信的第一频带和第二频带。第二频带不同于第一频带。所述系统也包括：第二多带无线站，能够使用用于无线通信的第一频带和第二频带。第一站和第二站中的一个或多个被构造为在自身中保持第一站、第二站和接入点中的一个或多个的在第二频带上的一个或多个唤醒调度。第一站和第二站被构造为经由第一频带彼此共享一个或多个唤醒调度。
在另一实施例中，存在一种无线通信的方法。所述方法包括：能够使用用于无线通信的第一频带和第二频带的第一多带无线站与能够使用用于无线通信的第一频带和第二频带的第二多带无线站在第一频带上建立无线链接。第二频带不同于第一频带。所述方法也包括：第一站经由第一频带将在第二频带上的一个或多个唤醒调度发送到第二站。所述一个或多个唤醒调度包括第一站和/或接入点的唤醒调度。接入点在第二频带上与第一站相关联。
在另一实施例中，存在一种无线通信的方法。所述方法包括：能够使用用于无线通信的第一频带和第二频带的第一多带无线站与能够使用用于无线通信的第一频带和第二频带的第二多带无线站在第一频带上建立无线链接。第二频带不同于第一频带。所述方法也包括：第一站经由第一频带从第二站接收在第二频带上的一个或多个唤醒调度。所述一个或多个唤醒调度包括第二站和/或接入点的唤醒调度。接入点在第二频带上与第二站相关联。
具体实施方式
下面的特定实施例的详细描述呈现出本发明的具体实施例的各种描述。然而，本发明可按权利要求限定和覆盖的许多不同方式来实现。在该描述中，对附图进行参考，其中，相同的标号指示相同或功能类似的元件。
在这里呈现的描述中使用的术语不意图以任何限制性或约束性的方式被解释，这仅是因为结合本发明的特定具体实施例的详细描述来利用术语。此外，本发明的实施例可包括多个新颖的特征，所述特征的单独一个不独自对其期望的属性负责或者所述特征的单独一个对于实践这里描述的发明不是必要的。各种处理器、存储器、计算机可读介质和程序可用于实施本发明。
无线网络概述
参照图1，将在下面描述示例无线网络。无线网络1包括多个子网络10、20和30以及网络中枢40。示出的网络1的部分包括三个子网络，但是本领域技术人员将理解，网络可包括更多或更少的子网络。
子网络10、20和30中的每个包括接入点110、120和130以及一个或多个无线站或装置111-114、121-126、131-134。接入点110-130中的每个能够根据无线通信协议与子网络之内的一个或多个无线站执行无线通信。接入点110-130也经由有线或无线信道50连接到网络中枢40。接入点110-130中的每个可提供在其各自的子网络10-30之内的站之间的通信，或其子网络中的站与另一子网络中的另一站之间的通信。在本文档中，术语“接入点”也可被称为“协调器”。包括这样的接入点的网络可被称为基础架构网络。在本文档的上下文中，接入点和与接入点通信的非接入点的站可被总的称为基本服务集合。
一个或多个无线站111-114、121-126、131-134位于覆盖区域之内，接入点可在覆盖区域之内无线地通信。一个或多个站111-114、121-126、131-134可以是能够无线地连接到接入点110、120和130中的一个或多个接入点的电子装置。这样的电子装置的示例包括(但不限于)移动电话、智能电话、电话、电视、机顶盒、计算机监视器、计算机、手持计算机、电子书装置、个人数字助理(PDA)、微波炉、冰箱、立体声系统、盒式录音机或播放器、DVD播放器或记录器、CD播放器或记录器、VCR、数字视频记录器(DVR)、MP3播放器、收音机、摄像放像机、相机、数字相机、便携式存储器芯片、洗衣机、干燥机、洗衣机/干燥机、复印机、传真机、扫描仪、多功能外设、手表、钟表、游戏装置等。在特定布置中，一个或多个站可属于两个或更多个子网络。在特定实施例中，接入点110、120和130中的至少一个可以是这样的电子装置的部分。
网络中枢40用于将子网络10、20和30彼此互连，提供用于子网络10、20和30之间的信息的交换的路径。网络中枢40可连接到另一中枢以与另一网络进行通信。
在一个实施例中，子网络110-130可以遵从相同的通信协议。在其他实施例中，子网络110-130之一可遵从与其他子网络的协议不同的通信协议。在一些实施例中，子网络110-130可使用彼此不同的频带。在特定布置中，接入点和站可以遵从IEEE 802.11标准。在一个实施例中，网络1可形成广域网(WAN)，子网络10-30中的每个可形成局域网(LAN)。在另一实施例中，网络1可形成局域网(LAN)。在特定实施例中，子网络110-130中的至少一个可形成没有接入点的ad-hoc网络。
采用多速率信道的无线网络
在一些实施例中，无线站或装置可使用用于数据或控制信号的发送和/或接收的多信道。在本文档的上下文中，这样的无线站或装置可被称为多带站或装置。在本文档中，术语“信道”可与“带”、“频带”或“频率”互换地使用。例如，多信道可包括两个或更多个信道，所述两个或更多个信道包括(但不限于)2.4/5GHz(例如，在当前的WiFi中)、60GHz、蓝牙带(2.4GHz)和太赫(Terahertz)。
在一个实施例中，无线站可使用两个信道：用于发送和/或接收的高速率信道(HRC)和低速率信道(LRC)。在本文档中，术语“高速率信道”可以与“高频信道”、“高频带”、“高速率带”或“高带”互换使用。在本文档中，术语“低速率信道”可以与“低频信道”、“低频带”、“低速率带”或“低带”互换使用。
高速率信道具有比低速率信道短的范围。高速率信道可以是定向的，然而低速率信道可以是定向的或全向的。在特定实施例中，低速率信道可以默认地为全向，可选地为定向。可通过使用不同的天线系统来将信道建立为定向的或全向的。在本文档的上下文中，术语“定向信道”和“全向信道”可以分别与“定向发送/接收能力”和“全向发送/接收能力”互换使用。
在一个实施例中，高速率信道可具有从大约6GHz至大约300GHz的频率。这样的频率可包括至高频(EHF)。高速率信道可以是被60GHZ毫米波无线电通信支持的60GHz信道。在一个实施例中，用于室内环境的60GHz信道的通信范围可以是10米的数量级。在其他实施例中，高速率信道可使用范围在300GHz与3TH之间的太赫频率。
低速率信道可以是具有低于6GHz的频率的信道。在一个实施例中，低速率信道可以是能够支持无线局域网(WLAN)的2.4GHz或5GHz信道。低速率信道的接口可以遵从IEEE 802.11。在一个实施例中，具有低于6GHz的频率的用于室内环境的低速率信道可具有大约20米至大约100米的范围。
在一些实施例中，多带站可以是使用不同频率的信道的多基础架构网络的部分。参照图2，将在下面描述这样的多基础架构网络的一个实施例。示出的无线系统200包括：低速率(LR)基础架构网络210、第一高速率(HR)基础架构网络220a、第二高速率(HR)基础架构网络220b。
LR网络210与第一HR网络220a和第二HR网络220b重叠。因为在数据或控制信号传输中，LR网络210比HR网络220a、220b使用更低的速率的信道，因此LR网络210比HR网络220a、220b具有更大的覆盖。由于第一HR网络220a和第二HR网络220b之间的距离，第一HR网络220a和第二HR网络220b不彼此重叠。LR网络210可包括低速率(LR)接入点215。第一HR网络220a和第二HR网络220b可分别包括第一高速率(HR)接入点和第二HR接入点。在本文档的上下文中，第一HR接入点225a也可被称为第一个人基本服务集合(PBSS)控制点(PCP)。在本文档的上下文中，第二HR接入点225b也可被称为第二个人基本服务集合(PBSS)控制点(PCP)。
系统200也可包括第一多带站230和第二多带站240。在示出的示例中，第一多带站230与低速率接入点215相关联，因此在使用低速率信道时第一多带站230是LR网络210的部分。第一多带站230还与第一高速率接入点225a相关联，因此在使用高速率信道时第一多带站230是第一HR网络220a的部分。第二多带站240还与低速率接入点215相关联，因此在使用低速率信道时第二多带站240是LR网络210的部分。第二多带站240还与第二高速率接入点225b相关联，因此在使用高速率信道时第二多带站240是第二HR网络220b的部分。
在图2示出的实施例中，包括使用低速率信道的装置(例如，LR接入点215、第一站230和第二站240)的LR网络210可被称为低速率基本服务集合(LRBSS)。包括使用高速率信道的装置(例如，第一HR接入点225a和第一站230)的第一HR网络220a可被称为第一高速率基本服务集合(HRBSS1)。包括使用与第一高速率网络220a相同的高速率信道的装置(例如，第二HR接入点225b和第二站240)的第二HR网络220b可被称为第二高速率基本服务集合(HRBSS2)。
在操作期间，LR接入点215可经由低速率信道与第一站230和第二站240中的任意一个或这二者进行通信。在一个实施例中，第一站230和第二站240可通过执行关联处理来开始与LR接入点215的通信。在特定实施例中，低速率接入点215可周期性地发送低速率信标信号，以将可被网络210之内的装置使用的传输调度进行通知。
在本文档的上下文中，术语“关联”可指的是用于建立接入点与非接入点的站之间的链接或建立非接入点的站之间的链接的处理。在一个实施例中，关联处理允许非接入点的站加入网络。关联处理可包括：在接入点和非接入点的站之间交换关联请求和关联响应。关联处理也可包括在该处理中涉及的装置的认证。在特定实施例中，用于高速率信道的关联处理可包括用于定向传输的波束形成。在其他实施例中，关联处理可以指的是用于建立两个非接入点的站之间的链接的处理，这可涉及控制帧的交换、波束形成和/或认证。
第一站230和第二站240可经由LR接入点215在低速率信道上彼此进行通信。在另一实施例中，第一站230和第二站240可经由直接链路或对等链路在低速率信道上彼此直接进行通信，而不使用LR接入点215。
在一些实施例中，第一HR接入点225a可周期性地发送第一信标信号，以将可被自身的网络220a之内的装置使用的传输调度进行通知。第一信标信号通过高速率信道被传输，并且可以是定向的。第一信标信号也可被装置使用，以确定装置是否在第一HR网络220a的覆盖之内。如果确定装置在第一HR网络220a的覆盖之内，则这样的装置可通过执行关联处理来开始与第一HR接入点225a的通信。已经与第一HR接入点225a关联的装置可经由第一HR接入点225a或者直接地在高速率信道上彼此进行通信。
类似地，第二HR接入点225b可周期性地发送第二信标信号，以将可被自身的网络220b之内的装置使用的传输调度进行通知。第二信标信号通过高速率信道被传输并且可以是定向的。第二信标信号可包括与第一信标信号不同的信息，并且可被装置使用以确定装置是否在第二HR网络220b的覆盖之内。如果确定装置在第二HR网络220b的覆盖之内，则这样的装置可通过执行关联处理来开始与第二HR接入点225b的通信。已经与第二HR接入点225b关联的装置可经由第二HR接入点225b或者直接地在高速率信道上彼此进行通信。
在示出的示例中，第一站230在第一HR基本服务集合220a的覆盖之内，并且与第一HR接入点225a相关联。第二站240在第二HR基本服务集合220b的覆盖之内，并且与第二HR接入点225b相关联。在特定实施例中，多带站230和240可按分布式模式进行操作，而不与第一HR接入点225a或第二HR接入点225b相关联。
在示出的示例中，由于第一站230和第二站240之间的距离，第一站230和第二站240可通过低速率信道而非通过高速率信道彼此进行通信。然而，当第一站230和第二站240中的任意一个或这二者被重新定位为彼此足够接近而允许通过高速率信道的通信时，第一站230和第二站240也可通过高速率信道进行通信。
参照图3，将在下面描述根据一个实施例的可经由高速率信道和低速率信道与一个或多个站或接入点进行通信的多带无线站。示出的无线站300可用作发送器。无线站300可包括应用层310、介质访问控制(MAC)层320和物理(PHY)层330以及第一天线系统342和第二天线系统344。
应用层310可包括数据预处理模块312和数据控制模块314。数据预处理模块312可执行数据的预处理(例如，数据的分割)。数据控制模块314提供标准方式以对数据处理信息(例如，容量信息)进行交换。例如，在连接开始之前，数据控制模块314协商将被使用的数据格式，并且当完成对连接的需要时，数据控制命令被用于停止该连接。
MAC层320可包括控制面322、管理面324、高速率数据面326和低速率数据面328。控制面322用于控制站300怎样获得对数据的访问以及获得通过网络发送数据的许可。在一个实施例中，控制面322中的至少一个可包括高速率控制面和低速率控制面，以分别提供通过高速率信道和低速率信道的访问控制。此外，管理面324可包括高速率管理面和低速率管理面，以分别提供通过高速率信道和低速率信道的信道管理。
高速率数据面326用于处理来自应用层310的数据以形成适合于通过高速率信道352的高速率传输的包。低速率数据面328用于处理来自应用层310的数据以形成适于通过低速率信道354的低速率传输的包。在一个实施例中，在传输数据时，高速率数据面326和低速率数据面328这二者可使用控制面322和管理面324。在其他的实施例中，高速率数据面326和低速率数据面328中的每个可包括专用的控制面和管理面。
PHY层330用于进一步处理来自MAC层320的数据和/或控制包。示出的PHY层330包括：高速率(HR)PHY模块332和低速率(LR)PHY模块334。高速率PHY模块332将PHY头添加到数据包，并经由第一天线系统342通过高速率信道352发送所述包。第一天线系统342可以能够进行定向发送和/或接收。低速率PHY模块332将PHY头添加到来自MAC层320的控制或数据包，并经由第二天线系统344通过低速率信道354发送所述包。第二天线系统可以能够进行全向和/或定向发送和/或接收。在特定实施例中，第二天线系统344被构造为默认执行全向发送/接收，并可选地提供定向发送/接收。
可选地，示出的无线站300可用作接收器。当用作接收器时，站300的应用层310、MAC层320和PHY层330可执行层310-330的逆处理方法，以从通过无线信道从另一站发送的数据包再生数据。本领域技术人员将理解，只要站能够如上所述经由高速率信道和低速率信道来发送数据和控制信息，站的构造就可基于站的设计被广泛地改变。
参照图4，将在下面描述根据一个实施例的多带无线站(例如，图2的第一站230和第二站240)的MAC层。除了图3的MAC层320的部件322、324、326、328中的一个或多个，示出的MAC层320还可包括多带管理器400。
多带管理器400用于至少部分地基于多带信息430来管理多带的使用。多带信息430可被存储在多带站自身的存储装置(例如，存储器、固态盘和/或硬盘)中。多带站可提供并更新多带信息430的至少部分。此外，另一无线站或接入点可提供并更新多带信息430的至少部分。
在一些实施例中，接入点和/或非接入点的无线站可在激活模式和非激活模式之间进行周期性的切换，以节能。术语“激活模式”也可被称为“唤醒模式”或“正常模式”。术语“非激活模式”也可被称为“睡眠模式”、“瞌睡模式”或“节能模式”。这样的接入点和非接入点的站的每个可具有唤醒周期或调度。在这样的实施例中，多带信息430也可包括关于接入点和非接入点的站的一个或多个的唤醒周期或调度。
在示出的实施例中，多带管理器400可包括快速会话迁移模块410和唤醒周期监控模块420。唤醒周期监控模块420可至少部分地基于多带信息430，来监控其自身的唤醒周期或调度以及多带中的一个或多个上的多个接入点和多个其他非接入点的站之中的一个或多个的唤醒周期或调度。下面将结合图5A至图9描述包括唤醒周期监控模块420的多带站的操作的其他细节。
快速会话迁移模块410可至少部分地基于带的可用性以及接入点和/或其他无线站的唤醒周期或调度，来在多带之间进行切换。例如，当第一站230(图2)在与第二站240(图2)的通信中使用低速率带时，如果高速率带对于与第二站240的通信是可用的并且第二站240是唤醒的，则第一站230可切换到高速率带。本领域技术人员将理解，可使用各种软件和/或硬件组件来实现模块410、420，不限于图4中所示的模块410、420。
在一个实施例中，图2的LR接入点215可包括被构造为通过低速率信道处理、发送和接收信号的应用层、MAC层和PHY层。图2的HR接入点225a、225b中的每个可包括被构造为通过高速率信道处理、发送和接收信号的应用层、MAC层和PHY层。本领域技术人员将理解，接入点的各种配置可适于用作LR接入点215和HR接入点225a、225b。
多带无线网络中的唤醒协作
多个无线系统可包括多个多带无线站，每个多带无线站可使用用于与另一站的无线通信的多带。因为多带可具有彼此不同的特性(例如，覆盖和信号强度)，因此多带无线站可处于这样的情形：在给定时间能够使用多带中的一些带而不能使用其他带以进行无线通信。
在这样的示例中，多个站可经由可用带之一彼此进行关联，并使用用于在多个站之间通信的带。例如，多个站可通过低频率带彼此进行关联。在本文档的上下文中，多个多带站当前使用用于彼此之间的通信的带可被称为“关联带”。另一方面，多个多带站当前没有使用用于彼此之间的通信的带可被称为“非关联带”。然而，当非关联带变为可用时，可希望使用用于更快速的数据传输的非关联带(例如，更高频率的带)。因此，需要留意多带的状态和/或可用性。
在一个实施例中，两个或更多个多带无线站可通过在多带中的第一(关联)带上通过彼此关联，来形成用于通信的链接或连接。多带无线站可交换第二(非关联)带的信息，其中，在第二带上，当前在站之间没有链接建立。可在第一(关联)带上执行所述信息的交换。基于交换的信息，站可确定第二(非关联)带是否现在可用于站之间的数据传输，并且如果第二带可用，则站可切换到第二带。
在一些实施例中，接入点和/或非接入点的无线站可在一个或多个唤醒调度上在唤醒模式和睡眠模式之间进行周期性的切换，以节能。在特定实施例中，多带无线系统(例如，图2系统200)中的接入点和/或非接入点的无线站可以使用这样的具有彼此不同的唤醒调度的节能方案。此外，接入点和站的每个可在自身能够使用的多带上具有独立的唤醒调度。
在这样的实施例中，在接入点和站之中的任意两个在第一(关联)带上建立链接之后，这两个装置中的任意一个或这两者可在第二(非关联)带上处于睡眠模式。例如，已经在低频带上形成了其之间的链接的两个多带站可在低频带上激活，而所述站的任意一个或两者在高频带上处于睡眠模式。在这样的示例中，站尝试在非关联的带上与处于睡眠模式的接入点相关联或者建立与处于睡眠模式的另一站的链接将不会成功。此外，在没有关于接入点和/或其他站的唤醒调度的信息的情况下，站需要进行多个尝试，直到站能够与处于唤醒模式的接入点或其他站成功通信。这将不仅会花费较长时间，而且还浪费电能，并从而不利地影响站的性能。因此，需要在多带无线系统中的站之间预先交换关于唤醒调度的信息。
在一个实施例中，多个多带无线系统中的非接入点的无线站通过使用关联带，来共享关于该系统中的接入点和/或非接入点的站的在非关联带上的唤醒调度的信息。此外，非关联带上的接入点也可与非接入点的站共享这样的信息。在另一实施例中，多个非接入点的无线站可通过使用关联带，来共享关于该系统中的非接入点的站的在非关联带上的唤醒窗的信息。多个非接入点的站可彼此共享这样的信息。
在一些实施例中，非关联带上的接入点可调整非关联带上自身的唤醒占空比，以便于与一个或多个站相关联。多个无线站中的一些站也可调整非关联带上自身的占空比，以便于设立站之间的链接。此外，多个无线站中的一些站可调整非关联带上自身的唤醒窗，以便于设立站之间的链接。这些方案允许多带无线系统中的站来有效并迅速地与接入点相关联并建立它们之间的链接，从而节能。
参照图5A至图5D，下面将描述根据一个实施例的在多带网络中的多带站之间进行无线通信的方法。如在图5A中所示，第一多带站230和第二多带站240在低速率网络210的范围之内。第一站230和第二站都已经执行了与低速率(LR)接入点215的关联处理，并在当前在低速率带(或信道)上连接到LR接入点215。在本文档的上下文中，这样的网络也可被称为低速率基本服务集合(LRBSS)。
同时，第一站230在第一高速率网络220a的范围之内，第二站240在第二高速率网络220b的范围之内。第一站230已经执行了与第一高速率(HR)接入点225a的关联处理，并且当前在高速率带(或信道)上连接到第一HR接入点225a。在本文档的上下文中，这样的网络也可被称为第一高速率基本服务集合(HRBSS1)。
第二站240已经执行了与第二高速率(HR)接入点225b的关联处理，并且当前在与第一高速率基本服务集合(HRBSS1)的高速率带相同的高速率带(或信道)上连接到第二HR接入点225b。在本文档的上下文中，这样的网络也可被称为第二高速率基本服务集合(HRBSS2)。接入点215、225a、225b以及站230、240的其他细节可以是如结合图2所描述的那样。
因为在第一高速率网络220a和第二高速率网络220b之间没有重叠，因此第一站230和第二站240不能通过高速率带来彼此进行通信。然而，第一站230和第二站240都在低速率带上与LR接入点215相关联，因此，第一站230和第二站240可在低速率带上建立链接。该链接可以是例如对等(P2P)链接或在IEEE 802.11标准下指定的直接链接。术语“直接链接”是指不经过QoS接入点的从一个非接入点(非AP)服务质量(QoS)站到在相同的基础架构QoS基本服务集合(BSS)中操作的另一非AP QoS站的双向链接。一旦直接链接被设立，则所有的帧可直接在两个非AP QoS站之间进行交换。
在本文档的上下文中，多个多带站当前使用用于它们之间的通信的带可被称为“关联带”。例如，图5A中的低速率带可以是关联带。另一方面，多个多带站当前没有使用用于它们之间的通信的带(因为它们之间还没有建立关联)可被称为“非关联带”。例如，图5A中的高速率带可以是非关联带。带会没有用于多个多带站之间的通信是因为各种原因，包括(但不限于)：差的链接质量(例如，比特差错率(BER))、信号与干扰噪声比(SINR)、接收的信号强度指示(RSSI)等)、较低的数据率、由于较高的信道负载的较低的有效可用时间、不同的唤醒调度和距离间隔。
在示出的实施例中，第一高速率接入点225a、第二高速率接入点225b、第一站230和第二站240中的每个可在唤醒调度上周期性地在唤醒模式和睡眠模式之间切换。第一高速率接入点225a、第二高速率接入点225b、第一站230和第二站240中的一个或多个可在高速率带上具有彼此不同的唤醒调度。
在这样的实施例中，第一站230和第二站240可通过关联(低速率)带交换关于非关联(高速率)带的状态的信息。所述信息可包括关于高速率接入点225a、225b、第一站230和第二站240的在非关联(高速率)带上的唤醒调度的信息。下面将结合图6、图7A和图7B来描述该信息的细节。
在一个实施例中，关于唤醒调度的信息可被周期性产生并在站230、240之间在低速率(使用的)带上传输。在另一实施例中，站230和240之一根据站230和240中的另一个的请求来产生并发送该信息。此外，当该信息存在变化时，可在站230、240之间传输该信息。在特定实施例中，仅当该信息存在变化时才在站230、240之间传输该信息。在这样的实施例中，与当周期性地发送所述状态时相比，站可消耗较少的能量。
参照图5B，第一站230移动更接近第二HR接入点225b，从而第一站230在第二HR网络220b的范围之内，并且不再在第一HR网络220a的范围之内。第一站230现在可至少部分地基于关于第二HR接入点225b的唤醒调度的信息，在第二HR接入点225b的唤醒时间段期间成功地与第二HR接入点225b相关联。因此，第一站230可避免在接入点225b处于非激活时尝试与第二HR接入点225b相关联，从而避免浪费能量。
参照图5C，第一站230可至少部分地基于关于第二站240的唤醒调度的信息，在第二站230的唤醒时间段期间将与第二站在非关联(高速率)带上建立链接的请求发送到第二站240。因此，第一站230可避免在第二站240处于非激活时尝试建立与第二站240的链接，从而避免浪费能量。在一个实施例中，第一站230和第二站240之间的链接可以是直接链接。在另一实施例中，第一站230和第二站240之间的链接可经由低速率接入点215建立。
一旦在第一站230和第二站240之间在高速率带上建立链接，站230、240中的任意一个或这二者可确定从低速率带到高速率带的会话迁移(session transfer)是否可被触发。例如，该确定可至少部分地基于是否可更有效地改变传输信道。多带管理器可基于各种因素(例如，来自新的非关联BSS的信标质量满足可接受的SNR限制)来确定传输效率。在一个实施例中，该处理可由图4所示的站230、240的多带管理器至少部分地执行。在完成会话迁移之后，第一站230和第二站240可使用它们之间用于数据通信的链接，如在图5D中所示。
参照图6，下面将描述在唤醒调度上操作的多带无线装置进行的无线通信的一个实施例。在示出的实施例中，唤醒信标和非唤醒信标以选择的时间间隔在多带装置可以使用的多带之一上从接入点被交替地发送。例如，在图6中的t2、t4和t6发送唤醒信标。例如，在图6中的t3和t5出现非唤醒目标信标传输时间(TBTT)。在一个实施例中，当接入点也在睡眠模式时，非唤醒TBTT可没有信标出现。
多带站可在唤醒模式和睡眠模式之间进行切换。例如，当具有50％的唤醒时间段占空比(将在稍后描述关于唤醒时间段占空比的更多细节)时，多带站可在唤醒信标和紧随的非唤醒信标之间处于唤醒模式，并在非唤醒信标和紧随的唤醒信标之间处于睡眠模式。
在示出的实施例中，多带无线装置可在关联带上将唤醒调度信息元素601发送到关联带上的接入点和/或其他站。可在t0和t1之间的时间段期间发送唤醒调度信息元素601。
唤醒调度信息元素601可包括关于多带站自身或者与多带站关联的接入点的非关联带的唤醒调度的信息。例如，在图5A至图5D的实施例中，第二站240可在低速率带上发送唤醒调度信息元素。该信息元素可包括第二站240自身的唤醒调度和/或第二高速率接入点225b的唤醒调度。
在一个实施例中，唤醒调度信息元素601可包括关于非关联带上的唤醒调度的开始时间的信息。在图6中，开始时间可以是t2。
唤醒调度信息元素601也可包括关于睡眠时间间隔的信息，睡眠时间间隔表示两个连续的唤醒窗的开始时间点之间的时间差或者唤醒模式和睡眠模式的一个周期的持续时间。在图6中，睡眠时间间隔可以是t2与t4之间的时间差。
唤醒调度信息元素601还可包括关于非关联带上的唤醒窗的信息。在图6中，唤醒窗可以在t2与t23之间。在多带站的唤醒窗期间，其他站可在非关联带上与该多带站执行基于竞争的通信。在多带站处于唤醒模式但是在唤醒窗之外时，其他站可与该多带站执行预调度的通信。t2与t3之间的时间段可被称为唤醒时间段。在图6中，唤醒窗(t2至t23)被示出为短于唤醒时间段(t2至t3)。然而，在另一实施例中，唤醒时间段和唤醒窗的长度可实际上彼此相同，即，唤醒时间段和唤醒窗实际上彼此完全重叠。下面将参照图7A和图7B来描述唤醒调度信息元素601的其他细节。
参照图7A和图7B，下面将描述唤醒调度信息元素的帧格式的一个实施例。唤醒调度信息元素可以是在多个多带无线装置之间交换的任何合适的控制帧的部分。唤醒调度信息元素可包括关于唤醒调度和/或唤醒窗的信息(如前面结合图6所述)。
参照图7A，根据一个实施例的信息元素可包括关于多带站的唤醒窗的信息。示出的信息元素700A包括：元素ID字段710a、长度字段720a以及唤醒窗字段730a。
在示出的实施例中，元素ID字段710a包括指示信息元素700A的标识符的信息，并且为一个8位字节的长度。长度字段720a指示信息元素700A的长度，并且为一个8位字节的长度。唤醒窗字段730a包括以微秒度量的唤醒窗的长度，并且为两个8位字节的长度。
参照图7B，根据另一实施例的信息元素可包括关于多带站的唤醒调度的信息。示出的信息元素700B包括：元素ID字段710b、长度字段720b、开始时间字段740b以及睡眠时间间隔字段750b。
在示出的实施例中，元素ID字段710b包括指示信息元素700B的标识符的信息，并且为一个8位字节长度。长度字段720a指示信息元素700B的长度，并且为一个8位字节的长度。
开始时间字段740b可以是4个8位字节的长度。为了非接入点的站管理，开始时间字段740b可指示从信息元素的传输的结束到第一唤醒信标的预期开始时间(以微秒表示)。开始时间字段740b可包括表示在第一唤醒信标的开始的时序同步功能(TSF)计时器值的低位的4个8位字节的值。术语“时序同步功能”是指使得同一基本服务集合中的所有站的计时器保持同步的功能。TSF计时器的示例在IEEE 802.11标准中被规定。为了接入点功率管理，开始时间字段740b可指示第一非唤醒信标时间间隔的开始时间(以微秒表示)。开始时间字段740b可包括表示在第一非唤醒信标时间间隔的开始的TSF计时器值的低位的4个8位字节的值。
睡眠时间间隔字段750b可以为两个8位字节的长度。为了非接入点的站管理，睡眠时间间隔字段750b指示两个连续唤醒信标之间的时间(以目标信标传输时间(TBTT)的数量表示)。为了接入点功率管理，睡眠时间间隔字段750b指示接入点睡眠时间间隔的长度(以TBTT的数量表示)。本领域技术人员将理解，可基于无线系统的设计来广泛地改变图7A和图7B的信息元素的每个字段的配置和次序。
在特定实施例中，信息元素可包括关于非关联带上的多带站的唤醒窗和站及其接入点的唤醒调度的信息。在这样的实施例中，信息元素可包括元素ID字段、长度字段、唤醒窗字段、开始时间字段和睡眠时间间隔字段。这些字段的细节可如结合图7A和图7B所描述的那样。
参照图8，下面将描述根据一个实施例的在唤醒周期或调度上操作的多带无线站之间的无线通信的方法。图8是示出图5A至图5D的第二高速率接入点225b、第一站230和第二站240的非关联(高速率)带的唤醒周期的一个示例。
在示出的实施例中，第二站240与第二高速率接入点225b关联。第一站230首先与第一高速率(HR)接入点225a关联，如图5A所示。第一站230可移动接近第二HR接入点225b，如图5B所示。在示出的实施例中，第一站230和第二站240中的每个可对其自身的唤醒周期或调度以及多个接入点和多个其他非接入点的站中的一个或多个的唤醒周期或调度进行共享和监控，如结合图4和图5A所述。
在示出的实施例中，第二高速率接入点225b按选择的时间间隔发送唤醒信标AB1-AB5和非唤醒信标NB1-NB5。例如，第二高速率接入点225b可在t0、t1、t2、……、t9交替地发送唤醒信标AB1-AB5和非唤醒信标NB1-NB5。第二高速率接入点225b在唤醒时间段801期间(例如，t0和t1之间、t2和t 3之间、t4和t5之间、t6和t7之间、t8和t9之间)是唤醒的。在示出的实施例中，t1、t3、t5、t7和t9分别处于t0和t2之间、t2和t4之间、t4和t6之间、t6和t8之间、t8和t10(未示出)之间的中点。
第二高速率接入点225b具有50％的唤醒时间段占空比。术语“唤醒时间段占空比”指的是唤醒时间段持续时间与睡眠时间间隔的比率。如上所述，睡眠时间间隔是两个紧接着的唤醒时间段的开始时间点之间的时间段。针对图6中的第二高速率接入点，例如，唤醒时间段占空比可如下计算：
“(t1-t0)/(t2-t0)×100”。
第二站240在唤醒时间段811(例如，t0和t1之间、t4和t5之间、t8和t9之间)期间是唤醒的。第二站240具有25％的唤醒时间段占空比，例如，唤醒时间段占空比可如下计算：
“(t1-t0)/(t4-t0)×100”。
第二站240在每个自身的唤醒时间段期间具有唤醒窗。唤醒窗在唤醒时间段的开始时间点开始，在唤醒时间段的结束时间点之前结束。在图6中，例如，第一唤醒窗821在t0开始，并在t0与t1之间的t01结束。第二唤醒窗822在t4开始，并在t4与t5之间的t45结束。第三唤醒窗823在t8开始，并在t8与t9之间的t89结束。
第一站230可具有其自身的唤醒调度，其中，该唤醒调度与第二站240和/或第二高速率接入点225b的唤醒调度不同步。例如，第一站230可具有基于自身的唤醒调度的唤醒时间段831a。然而，第一站230也可通过接收唤醒调度信息元素而具有关于第二站240和/或第二高速率接入点225b的唤醒调度的信息。
当第一站230已经移动接近第二高速率接入点225b时，第一站230可至少部分地基于第二高速率接入点225b的唤醒调度来调整自身的唤醒调度。例如，第一站230可具有调整的唤醒时间段831b，该唤醒时间段831b与第二站240和/或第二高速率接入点225b的唤醒时间段801、811至少部分地同步。
然后，第一站230可尝试在第二高速率接入点225b的唤醒时间段801期间与第二高速率接入点225b相关联。例如，第一站230可在t4与t5之间发起与第二高速率接入点225b的关联处理。
一旦成功完成关联处理，则第一站230也可尝试在第二站240的唤醒窗期间与第二站240建立链接。例如，第一站230可尝试在第二站240的下一可用唤醒窗(例如，第三唤醒窗823)期间设立与第二站240的链接。当设立这样的链接时，第一站230可发送控制帧，以请求设立例如直接链接。在一个实施例中，控制帧可以是ad-hoc通信量指示消息(ATIM)。在另一实施例中，第一站230可经由第二高速率接入点225b建立与第二站240的链接。在其他实施例中，第一站230可在不需要首先与高速率接入点225b进行关联的情况下来建立与第二站240的链接。
参照图9，下面将描述根据一个实施例的使用在一个或多个唤醒调度上操作的多带无线站来进行无线通信的处理。示出的处理可由移动接近非关联带(例如，高速率带)上的新的接入点(例如，图5A至图5D的第二高速率接入点225b)的站(例如，图5A至图5D的第一站230)执行。该接入点可在非关联带上与另一无线站(例如，图5A至图5D的第二站240)相关联。该另一站可具有在关联带(例如，低速率带)上与所述站预建立的链接。
在块910，第一站230可接收包括关于关联带的信息的唤醒调度信息元素。该信息可包括第二高速率接入点225b和第二站240的唤醒调度以及第二站240的唤醒窗。
在块920，第一站230可至少部分地基于第二高速率接入点225b的唤醒调度，紧在第二高速率接入点225b的非关联带的唤醒时间段之前或者在第二高速率接入点225b的非关联带的唤醒时间段期间唤醒。在块930，第一站230可从第二高速率接入点225b在非关联带上接收信标信号，并在非关联带的唤醒时间段期间执行与第二高速率接入点225b的关联处理。然后，第一站230可可选地进入非激活或睡眠模式。
在块940，第一站230可至少部分地基于关于第二站240的唤醒窗的信息，紧在第二站240的非关联带的唤醒时间段之前或者在第二站240的非关联带的唤醒时间段期间唤醒。第一站230可通过在非关联带上的唤醒窗期间执行关联处理来建立与第二站240的链接。
在块950，第一站230和第二站240可执行从关联带到新的关联带的会话迁移。然后，第一站230和第二站240可在新的关联带上彼此传送数据。
在特定实施例中，接入点和/或非接入点的站可在彼此交换唤醒调度信息元素之后调整自身的唤醒调度，以便于关联和链接形成。例如，在块910接收第二高速率接入点225b和第二站240的唤醒调度之后，第一站230可将非关联带上的替代唤醒调度建议给第二高速率接入点225b和第二站240。作为响应，第二高速率接入点225b和第二站240可调整非关联带上的自身的唤醒调度和/或唤醒窗。在其他实施例中，接入点和/或非接入点的站可在彼此交换唤醒调度信息元素之后调整非关联带上的自身的唤醒占空比。
在上面描述的实施例的方法中，可根据系统的设计省略一个或多个块。此外，可组合两个或更多个块。本领域技术人员也将理解，所述方法可根据系统的设计包括另外的块。
上面描述的实施例的方法允许多带站测试接入点和/或其他站的可用性，而不需要在它们的睡眠时间段期间执行不必要的扫描。因此，多带站可有效并迅速地在非关联带上与接入点或其他站相关联。这样也节省作为大多数无线装置(特别是移动装置)中的重要资源的电能。
上面描述的实施例可用于通过无线网络的数据(例如，视频数据和音频数据)流传输。例如，实施例可适于在IEEE 802.11标准(例如，IEEE 802.11ad)下的无线局域网(WLAN)中传输非压缩视频。实施例还可适于具有大约0.5Gbps至大约4Gbps的非常高的吞吐量的无线系统。例如，实施例可适于诸如WiGig标准的标准。在其他布置中，实施例可适于具有60GHz的带宽的无线系统，同时支持IEEE 802.11标准。
尽管上面的详细描述已经示出、描述和指出了应用于各个实施例的本发明的主要性新颖特征，但是将理解，在不脱离本发明的意图的情况下，本领域技术人员可以在示出的系统的形式和细节上进行各种省略、替换和改变。

Claims (36)

1.一种用于无线通信的装置，所述装置包括：
第一天线系统，被构造为使用用于无线通信的第一频带；
第二天线系统，被构造为使用用于无线通信的第二频带，第二频带不同于第一频带；
存储器，被构造为存储信息，该信息包括所述装置和/或其他无线装置的在第二频带上的一个或多个唤醒调度；
介质访问控制(MAC)层，被构造为在第一频带上发送和/或接收信号，其中，所述信号包含所述装置和/或其他无线装置的在第二频带上的一个或多个唤醒调度的至少部分。
2.如权利要求1所述的装置，其中，第一频带比第二频带具有更低的频率，其中，第一频带比第二频带具有更长的传输范围。
3.如权利要求2所述的装置，其中，第一频带具有大约2.4或5GHz的频率，其中，第二频带具有大约60GHz的频率。
4.如权利要求2所述的装置，其中，第一天线被构造为在第一无线网络中使用用于无线通信的第一频带，其中，第二天线被构造为在不同于第一无线网络的第二无线网络中使用用于无线通信的第二频带。
5.如权利要求1所述的装置，其中，所述一个或多个唤醒调度包括关于唤醒时间段、睡眠时间段和唤醒窗之中的一项或多项的信息。
6.如权利要求1所述的装置，其中，所述一个或多个唤醒调度包括关于唤醒调度开始时间和/或睡眠时间间隔的信息。
7.如权利要求1所述的装置，其中，所述信号包括信息元素，信息元素包含元素ID字段、元素字段的长度和唤醒窗字段中的一个或多个。
8.如权利要求1所述的装置，其中，所述信号包括信息元素，信息元素包含元素ID字段、元素字段的长度、开始时间字段和睡眠时间间隔字段中的一个或多个。
9.如权利要求1所述的装置，其中，MAC层被构造为发送信号，其中，所述信号包含关于所述装置和/或与所述装置相关联的接入点的在第二频带上的一个或多个唤醒调度的信息。
10.如权利要求1所述的装置，其中，MAC层被构造为接收信号，其中，所述信号包含关于另一非接入点的无线装置和/或与所述另一非接入点的无线装置相关联的接入点的在第二频带上的一个或多个唤醒调度的信息。
11.如权利要求10所述的装置，其中，MAC层还被构造为至少部分地基于包含在接收的信号中的信息，来调整所述装置的唤醒调度。
12.如权利要求11所述的装置，其中，所述装置还被构造为：使用调整的所述装置的唤醒调度，经由第二频带来与接入点和/或非接入点的无线装置相关联。
13.如权利要求10所述的装置，其中，MAC层还被构造为：至少部分地基于包含在接收的信号中的信息，发送用于所述装置、所述另一非接入点的无线装置和接入点之中的一个或多个的建议的在第二频带上的唤醒调度。
14.如权利要求1所述的装置，其中，第一频带是这样的频带，在该频带上，已经通过与另一无线装置的关联处理建立了对等通信链接。
15.如权利要求1所述的装置，其中，第二频带是这样的频带，在该频带上，还没有通过与另一无线装置的关联处理建立对等通信链接。
16.如权利要求1所述的装置，其中，所述装置在给定时间情况下在第一频带和第二频带中的一个或多个上处于唤醒模式。
17.一种无线通信系统，所述系统包括：
第一多带无线站，能够使用用于无线通信的第一频带和第二频带，第二频带不同于第一频带；
第二多带无线站，能够使用用于无线通信的第一频带和第二频带，
其中，第一站和第二站中的一个或多个被构造为在自身中保持第一站、第二站和接入点中的一个或多个的在第二频带上的一个或多个唤醒调度，
其中，第一站和第二站被构造为经由第一频带彼此共享一个或多个唤醒调度。
18.如权利要求17所述的系统，其中，第一频带比第二频带具有更低的频率，其中，第一频带比第二频带具有更长的传输范围。
19.如权利要求17所述的系统，其中，第一站和第二站被构造为在第一频带上建立第一站和第二站之间的链接，并使用该链接以共享一个或多个唤醒调度。
20.如权利要求17所述的系统，还包括：
第一接入点，被构造为使用第一频带将第一站和第二站相关联；
第二接入点，被构造为使用第二频带与第一站和第二站中的一个或多个相关联。
21.如权利要求20所述的系统，其中，所述一个或多个唤醒调度包括第二接入点的唤醒调度。
22.如权利要求17所述的系统，其中，所述站的一个或多个还被构造为：至少部分地基于一个或多个唤醒调度来调整其自身的唤醒调度。
23.如权利要求22所述的系统，其中，第一站和第二站还被构造为：使用调整的唤醒调度，经由第二频带彼此进行通信。
24.如权利要求22所述的系统，其中，所述站的一个或多个还被构造为：使用调整的唤醒调度，在第二频带上与第二接入点相关联。
25.如权利要求17所述的系统，其中，第一频带是这样的频带，在该频带上，已经通过第一站和第二站之间的关联处理建立了对等通信链接。
26.如权利要求17所述的系统，其中，第二频带是这样的频带，在该频带上，还没有通过第一站和第二站之间的关联处理建立对等通信链接。
27.如权利要求17所述的系统，其中，第一站和第二站中的每个在给定时间情况下在第一频带和第二频带中的一个或多个上处于唤醒模式。
28.一种无线通信的方法，所述方法包括：
能够使用用于无线通信的第一频带和第二频带的第一多带无线站与能够使用用于无线通信的第一频带和第二频带的第二多带无线站在第一频带上建立无线链接，第二频带不同于第一频带；
第一站经由第一频带将在第二频带上的一个或多个唤醒调度发送到第二站，
其中，所述一个或多个唤醒调度包括第一站和/或接入点的唤醒调度，
其中，接入点在第二频带上与第一站相关联。
29.如权利要求28所述的方法，其中，第一频带比第二频带具有更低的频率，其中，第一频带比第二频带具有更长的传输范围。
30.如权利要求28所述的方法，其中，所述一个或多个唤醒调度包括关于唤醒时间段、睡眠时间段和唤醒窗之中的一项或多项的信息。
31.如权利要求28所述的方法，其中，所述一个或多个唤醒调度包括关于唤醒调度开始时间和/或睡眠时间间隔的信息。
32.一种无线通信的方法，所述方法包括：
能够使用用于无线通信的第一频带和第二频带的第一多带无线站与能够使用用于无线通信的第一频带和第二频带的第二多带无线站在第一频带上建立无线链接，第二频带不同于第一频带；
第一站经由第一频带从第二站接收在第二频带上的一个或多个唤醒调度，
其中，所述一个或多个唤醒调度包括第二站和/或接入点的唤醒调度，
其中，接入点在第二频带上与二站相关联。
33.如权利要求32所述的方法，其中，第一频带比第二频带具有更低的频率，其中，第一频带比第二频带具有更长的传输范围。
34.如权利要求32所述的方法，还包括：至少部分地基于接收的唤醒调度来调整第一站的唤醒调度。
35.如权利要求34所述的方法，还包括：第一站至少部分地基于调整的唤醒调度，经由第二频带与接入点和/或第二站进行通信。
36.如权利要求32所述的方法，还包括：至少部分地基于接收的唤醒调度，发送用于第一站、第二站和接入点之中的一个或多个的建议的唤醒调度。
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