CN104521161B - 用于减轻无线网络中的冲突的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

用于减轻在不同带宽下操作的无线发射机和接收机的传输之间的冲突的逻辑。所述接收机的逻辑能够接收和检测在更窄的带宽下发射的信号。在几个实施例中，所述接收机包括空闲信道评估逻辑，其实现了保护间隔(或循环前缀)检测器以检测在更窄的带宽下的发射。例如，两兆赫兹(MHz)带宽的接收机可以实现保护间隔检测器以检测1MHz带宽信号，并且16MHz带宽接收机可实现逻辑以检测一个或多个1MHz带宽信号和例如1、2、4、8MHz带宽信号的任意组合。在许多实施例中，保护间隔检测器可以被实现为在指定为主信道的信道上以及在一个或多个非主信道上检测保护间隔。

Description

用于减轻无线网络中的冲突的方法和装置
技术领域
实施例处于无线通信的领域中。更特别地，实施例处于减轻在不同带宽下操作的无线发射机和接收机的传输之间的冲突的领域中。
背景技术
在IEEE 802.11n/ac系统中，当定义了双带宽时，带宽的一半被定义为主信道，而另一半为辅信道。例如，40MHz信道包含主20MHz信道和辅20MHz 信道。为了使得IEEE802.11n/ac设备能够共存，标准规范已定义了用于IEEE 802.11n/ac系统的主信道和辅信道的空闲信道评估(CCA)规则。
附图说明
图1描述了包括多个通信设备的示例无线网络的实施例；
图1A描述了用于建立无线通信设备之间的通信的导频的实施例；
图1B描述了用于建立无线通信设备之间的通信的导频结构的可替代实施例；
图1C描述了信号字段的实施例；
图1D描述了用于建立无线通信设备之间的通信的保护间隔检测器的实施例；
图2描述了用于减轻在不同带宽下操作的无线发射机和接收机的传输之间的冲突的保护间隔检测装置的实施例；
图3描述了用于减轻在不同带宽下操作的无线发射机和接收机的传输之间的冲突的流程图的实施例；和
图4描述了用于减轻在不同带宽下操作的无线发射机和接收机的传输之间的冲突的流程图的实施例。
具体实施方式
下文为附图中描绘的新的实施例的详细描述。然而，提供的细节的量不是为了限制描述的实施例的预期变化；相反地，权利要求书和详细描述是为了覆盖落入附带的权利要求所限定的本教导的精神和范围内所有的修改、等同和替代。以下的详细描述被设计为使这样的实施例对于本领域技术人员来说是可理解的。
电气与电子工程师协会(IEEE)802.11ah系统处于标准发展阶段。当前定义的带宽为1兆赫兹(MHz)以及降频(down-clocked)的IEEE 802.11ac带宽的集合，即2、4、8和16MHz。1MHz带宽不是从IEEE 802.11n/ac速率导出的，并且因此该带宽模式或多或少地被独立设计。在IEEE 802.11n/ac系统中，当定义了双带宽时，带宽的一半被定义为主信道，而另一半则为辅信道。例如，40MHz 信道包括主20MHz和辅20MHz信道。为了能够共存，标准规范已定义了用于 IEEE 802.11n/ac系统的主信道和辅信道的空闲信道评估(CCA)规则。
空闲信道评估(CCA)功能可以是物理层(PHY)中的逻辑功能，其用来确定对无线介质使用的当前状态。当载波感测/空闲信道评估(CS/CCA)机制检测到信道繁忙状况时，CCA将检测介质繁忙状况。对于需要CCA-能量检测 (CCA-ED)的操作类别，当CCA-ED检测信道繁忙状况时，CCA也将检测介质繁忙状况。
同样地，诸如IEEE802.11ah的设备会定义了CCA规则。IEEE 802.11ah设备与IEEE802.11ac设备明显不同，在于：发射数据耗费的时间与发射导频耗费的时间的比率更小。换句话说，用于IEEE802.11ac设备的导频发射时间与数据发射时间的比率比用于IEEE802.11ah设备的比率大得多。因此，低功率的IEEE 802.11ah设备在分组传输的数据部分中间比在分组传输的导频部分期间更加有可能从省电模式唤醒。在这种情况下，当IEEE802.11ah设备从省电模式唤醒进入激活状态或活动模式时，用于IEEE 802.11ac设备的CCA规则可导致更高概率的冲突。
另外，在1MHz带宽占用2MHz带宽的一半、可能占用4MHz带宽的四分之一、8MHz带宽的八分之一和16MHz带宽的十六分之一得以采用的情况下，出现了与IEEE 802.11ah设备的新的共存情况。在IEEE802.11n/ac中，使用 40MHz的例子，20MHz带宽设备能够对40MHz信号字段的两个一半的域都进行解码。这一事实对IEEE 802.11ah设备以及在类似情况下的其他设备的CCA 的设计提出了新的约束。
IEEE 802.11ah设备的目标应用之一在于大部分时间都进入省电模式的低功率设备。对于这样的设备，具有同步网络分配向量(NAV)定时器的机会是小的。NAV为由每个站(STA)维持的时间段的指示器，该时间段是到无线介质的传输不由STA发起的时间段，不管STA的空闲信道评估(CCA)功能是否感测到无线介质繁忙。因此，实施例可以实现CCA逻辑，该逻辑考虑在数据传输中间唤醒的更高可能性。
实施例可包括用于减轻在不同带宽下操作的无线发射机和接收机的传输之间的冲突的逻辑。在许多实施例中，接收机可能能够接收和检测在更宽和/或更窄的带宽下发射的信号。在几个实施例中，接收机包括具有保护间隔检测器或循环前缀检测器的CCA逻辑，用来检测主信道上的传输。许多实施例实现除对主信道的分组开始检测和能量检测之外还可执行对主信道的保护间隔(GI)检测的CCA逻辑。在几个实施例中，该CCA逻辑还可执行对辅信道或一个或多个非主信道的GI检测。例如，2MHz接收机可以实现保护间隔检测器以检测1 MHz带宽主信道上以及具有例如主频为900MHz(兆赫兹)的2MHz带宽信道的1MHz带宽辅信道上的1MHz带宽的信号。
在许多实施例中，保护间隔检测器的处理过程可作为CCA逻辑或与CCA 逻辑耦合的CCA操作的一部分。在其他实施例中，保护间隔检测器可独立于 CCA操作来实现。一旦设备准备好要发射分组，那么该设备可确定该设备是否正离开省电模式以及其NAV定时器是否过时或失效。如果两者都为真，那么该设备还可使用诸如在图1D中所示的保护间隔检测器1200的逻辑来执行对设备的频率带宽的主信道的GI检测。注意到，所述分组检测的正常开始需要一个 OFDM符号来检测短训练域(STF)。然而，根据通过模拟研究获得的数据，能够提供与分组开始检测可比较的灵敏度水平的可靠GI检测实现N＝4个符号(参见图1D)。在这样的实施例中，N＝4个符号的持续时间可等于短帧间间隔(SIFS) 间隙，使得可能无需对CCA操作进行新的定时限制。
在某些实施例中，保护间隔检测器可包括接收宽带宽信号的天线。这样的实施例可包括从该宽带宽信号的主信道选择子载波的逻辑。在许多实施例中，在主信道上的信号与该主信道上的信号的延迟版本相关，以比较相关过程中的峰值以确定一个或多个峰值是否大于相关阈值。响应于该比较，保护间隔检测器可输出关于是否检测到主信道的信号的指示。在某些实施例中，响应于在主信道上检测保护间隔，接收设备可推迟传输以避免与该信号的冲突。
某些实施例可以提供例如室内和/或室外“智能”网格和传感器服务。例如，某些实施例可提供传感器以计量电力、水、燃气和/或在特定区域的一个或多个家庭中的其他公共设施的使用，并且将这些服务的使用传送给计量子站。进一步实施例可以利用用于家庭医疗、诊所或用于监视诸如跌倒检测、药瓶监控、体重监控、睡眠呼吸暂停、血糖水平、心率等的家庭医疗有关的事件和病人生命体征的医院的传感器。设计用于这些服务的实施例通常需要比IEEE 802.11n/ac系统中提供的设备低得多的数据速率和低得多(超低)的功率消耗。
这里描述的逻辑、模块、设备和接口可执行由硬件和/或代码实现的功能。硬件和/或代码可以包括软件、固件、微代码、处理器、状态机、芯片组或设计用来完成这些功能的组合。
实施例可以方便无线通信。某些实施例可以整合低功率无线通信如无线局域网(WLAN)、无线城域网(WMAN)、无线个域网(WPAN)、蜂窝网络、电气与电子工程师协会(IEEE)IEEE802.11-2012、用于信息技术的IEEE 标准-系统之间的通信和信息交换-局域网和城域网-特殊要求-部分11：无线LAN 媒体访问控制(MAC)和物理层(PHY)规范 (http://standards.ieee.org/getieee802/download/802.ll-2012.pdf)、在网络、消息系统和智能设备中的通信以方便这样设备之间的交流。另外，某些无线实施例可以并入单个天线，而其他实施例可使用多个天线。
现在回到图1，示出了无线通信系统1000的实施例。无线通信系统1000 包括通信设备1010，其与网络1005通过有线或无线连接。通信设备1010经由网络1005与多个通信设备1050和1055进行无线通信。通信设备1010、1030、 1050和1055可包括传感器、台站、访问点、集线器、交换机、路由器、计算机、膝上电脑、笔记本、蜂窝电话、PDA(个人数字助理)、或其他有无线功能的设备。
通信设备1010、1030和1055可在2、4或8MHz带宽下操作，并且通信设备1050可在1MHz带宽下操作。通过采用占用2MHz带宽的一半的1MHz，当例如2MHz操作覆盖两个1MHz信道，例如主信道和辅信道时，需要解决共存的问题。
在某些实施例中，可以通过用于分配主信道和非主信道的规则来减少共存问题。例如，在2MHz基础服务集(BSS)中，规则可以规定：1MHz波形可仅仅在称为主信道的下部(少于1MHz波段)且在4/8/16MHzBSS中被允许，当主要2MHz为整个带宽的最下部时，则1MHz可仅仅在2MHz主信道的上部被允许。当主2MHz为整个波段的最上部时，1MHz可仅仅在2MHz主信道的下部被允许。基于此，2MHz设备可例如通过在其传输之前对在其带宽的指定下部(或上部)执行空闲信道评估(CCA)来检测1MHz传输。注意到，2MHz 设备能够可以通过选择其主或辅子信道之一而能够接收1MHz信号。
当诸如通信设备1030的设备离开省电模式进入活动模式时，CCA逻辑1041 对信道进行测量，并且最可能的是该CCA测量将不会与另一个设备的分组传输开始一致，而可能在传输中间的某个地方。在这种情况下，CCA逻辑1041包括诸如保护间隔检测器1042的保护间隔检测器以与分组开始检测(SOP)检测和能量检测(ED)并行地执行对诸如2MHz信道的上半部分或下半部分1MHz 的主信道的保护间隔(GI)检测。
如图1D所述保护间隔(GI)检测器1200，通过在延时器1214的32usec (微秒)之后搜索相同的4usec传输，所述接收的信号经历已知的循环前缀(CP) (或GI)检测算法。注意到，保护间隔检测器1042和1200被描述为用于2MHz 设备的操作，但是也可以在诸如4MHz、8MHz或16MHz的其他带宽的设备上被实现。在某些实施例中，2MHz带宽设备实现附加的1MHz带宽过滤来选择主1MHz信道或辅1MHz信道。在其他实施例中，诸如通信设备1010、1030 和1055(2MHz、4MHz、8MHz和/或16MHz带宽操作)的设备不需要滤波，因为这些设备可以从更宽的信道中选择子信道。保护间隔检测器1042和1200 可以在除了辅信道的主信道上实现。
还注意到，IEEE 802.11ahOFDM符号可以有32usec长。在许多实施例中， OFDM时域符号的或者1/4或者1/8分别作为称为长GI或短GI的CP被拷贝或者被插入到传输之前。保护间隔检测器1042可检测这样相同的传输。在许多实施例中，可以通过将该信号与其自身的延时版本相关，并且搜索该相关中大于已知的阈值的峰值来进行该检测。在接收机为2MHz设备的情况下，该信号首先由RF前端进行处理，并且(使用模拟或数字滤波或子信道选择电路)被带宽限制到1MHz信号。
一旦诸如通信设备1030的设备准备发射分组，所述通信设备1030可确定该通信设备1030是否正离开省电模式进入活动模式以及其NAV定时器是否期限届满。如果两者均为真，那么该通信设备1030可使用诸如保护间隔检测器1042的逻辑来执行GI检测。
通信设备1030的保护间隔检测器1042可通过诸如4MHz带宽的接收机接收来检测诸如1MHz带宽的传输的保护间隔(或循环前缀)以避免冲突。保护间隔检测器1042实现使用OFDM符号的保护间隔(GI)的检测方法。众所周知，OFDM符号包含有称为GI的其信号的一部分的重复。GI检测器1042利用例如在2MHz信号带宽中的1MHz信号的GI的检测。在检测这样的信号时，2 MHz设备认识到正在进行的1MHz传输，并因此延迟其传输。通过这样，2MHz 的传输与正在进行的1MHz传输的冲突被避免。
例如，通信设备1010可包括用于家庭邻居中的水量消耗的计量子站。邻居内的每个家庭可包括诸如通信设备1030的设备，并且通信设备1030可以与水表使用计集成或者耦合到水表使用计。所述通信设备1030可以从省电模式唤醒，以发起与计量子站之间的通信以传输水使用量相关的数据。通信设备1030可首先检查信道以确定所述信道是否在发起传输之前是否是空闲的。如果通信设备 1030刚从节约模式唤醒，那么通信设备1030可能还未处于活动模式以接收正在进行传输的SOP。换句话说，存在通信设备1030在与诸如设备1050和1055的其他设备之间的数据传输中间唤醒的可能性。
响应于确定所述通信设备1030从省电模式唤醒，所述通信设备1030可进行检查以看出所述通信设备1030是否包括更新后的网络分配向量(NAV)。例如，作为低功率设备的通信设备1030可能已经检测到NAV，并且被确定为为了保存能量的目的而进入省电模式以等待直到NAV将要超时。在唤醒时，所述通信设备1030可重新获取期限未满的NAV以确定正在进行的传输将何时结束。如果NAV期限未满，则通信设备1030的CCA逻辑1041可针对分组开始和指示信号传输的能量而监视介质以确定所述介质在发起传输前是空闲的。
另一方面，如果NAV超时，那么通信设备1030可以除分组开始和能量检测之外以及与之并行地执行对主信道的GI检测，以确定所述介质是否不繁忙。由于检测STF，所以分组开始检测可以在最短的持续时间处检测最低的信号电平。但是如果设备在分组中间唤醒，那么其会错过检测导频(或者分组的开始)，并因此在能量检测或GI检测之间存在选择。注意到，在许多实施例中，对主信道的GI检测可能能够检测比能量检测更低强度的信号。例如，能量检测可以检测背景噪声的能量，并且该噪声可能不可被能量检测器从信号中区分，因此用于确定信号正被检测的阈值能量电平可被设置为用于能量检测的相对较高的能量电平，诸如-75dBm(所测量功率的分贝)。分组开始检测可以检测具有强度诸如-92dBm或-98dBm或者更高的信号，并且GI检测器1042可以检测在非主信道上的具有强度为-92dBm的信号。在许多实施例中，GI检测器1042检测在主信道上的信号强度，该信道强度低于能量检测器能检测到的信号强度，从而降低由通信设备1030与在通信设备1030从省电模式唤醒时正在具有进行传输的另一个设备传输的信号之间冲突的可能性。因此，某些实施例具有通过在主信道实现具有GI检测器1041的CCA逻辑1041来降低在设备中的功率消耗的优势。
在进一步实施例中，通信设备1010便于数据卸载。例如，为了降低在等待访问到例如计量台站和/或增加带宽的可用性中消耗的功耗的目的，作为低功率传感器的通信设备包括数据卸载方案，以例如经由Wi-Fi、另一个通信设备、蜂窝网络等进行通信。为了降低网络1005的拥塞的目的，从诸如计量台站的传感器接收数据的通信设备包括数据卸载方案，以例如经由Wi-Fi、另一个通信设备、蜂窝网络等进行通信。
网络1005可以表示多个网络之间的互连。例如，网络1005可以与诸如因特网或内联网的广域网耦合，并且经由一个或多个集线器、路由器或交换机有线或无线地互连到本地设备。在当前实施例中，网络1005通信地耦接到通信设备1010、1030、1050和1055。
通信设备1010和1030分别包括存储器1011和1031，以及媒体访问控制 (MAC)子层逻辑1018和1038。诸如动态随机访问存储器(DRAM)的存储器 1011、1031可存储帧、导频和导频结构1014，或其中的部分。帧，也称为MAC 层协议数据单元(MPDU)和导频结构1014可以建立和保持发射设备和接收设备之间的同步通信。导频结构1014还可建立通信格式和速率。特别地，基于导频结构1014生成或确定的导频可以训练例如彼此通信的天线阵列1024和1044，建立通信的调制和编码方案、通信的带宽、传输向量(TX向量)的长度、波束形成的应用等。
MAC子层逻辑1018、1038生成帧，物理层(PHY)逻辑1025可生成物理层数据单元(PPDU)。更特别地，帧形成器1012、1032可生成帧，诸如PHY 逻辑1025的PHY逻辑的数据单元形成器可生成PPDU。数据单元形成器可通过封装包括由帧形成器生成的帧的有效载荷生成PPDU来作为数据1015。在传输之前，数据单元形成器可以在导频和数据1015中插入保护间隔(GI)1016。 GI插入逻辑在OFDM符号之间的PPDU中插入GI 1016以减弱或潜在地消除符号间干扰(ISI)，其可能由多径失真而产生。GI 1016还可消除对脉冲成形滤波器的需求，和降低RX/TX 1020对时间同步问题的敏感度。假定将符号长度的 1/8的GI插入在每个符号之间，那么如果多径时间扩展(在接收到第一和最后一个回声之间的时间)小于该GI，则可以避免ISI。
在许多实施例中，在GI 1016期间发射循环前缀(CP)。CP可以包括拷贝到GI中的正交频分复用(OFDM)符号的末端，并且在OFDM符号之前插入和发射GI。保护间隔可包括OFDM符号的末端的副本的一个原因在于如是使得当接收机用FFT执行OFDM解调时，接收机将对每个多径集成整数个正弦周期。
在当前实施例中，数据单元形成器可以使基于导频结构1014的导频来封装帧以便给诸如将在一个或多个RF信道上发射的数据1015的有效载荷加前缀。数据单元形成器的功能是将比特的群组装配成组成导频以及有效载荷的代码字或符号，因此这些符号可被转换为信号以便分别经由天线阵列1024和1044发射。
当导频正被生成和/或在导频生成之后，每个数据单元形成器可以提供包括信号字段的导频结构1014和在存储器1011、1031中存储基于导频结构1014生成的导频。在当前实施例中，导频结构1014包括在信号字段和数据1015之前的短训练域(STF)和长训练域(LTF)。STF和LTF可训练天线阵列1022和 1042以便通过对通信做出测量，诸如对与相对频率、振幅和正交信号之间的相位变化有关的通信做出测量来彼此进行通信。特别地，STF可以用于分组检测、自动增益控制和余弦频率估算。LTF可用于信道估算、定时和用于空间信道的精细频率估算。
信号字段提供与建立通信有关的数据，例如包括表示调制和编码方案 MCS、带宽、长度、波束形成、空时块编码(STBC)、编码、集合、短保护间隔(短GI)、循环冗余校验(CRC)和尾部的比特。例如，在某些实施例中，信号字段可包括MCS，所述MCS包括具有1/2编码速率或256点星座的二进制相移键控(BPSK)、具有3/4编码速率的正交振幅调制(256-QAM)。在进一步实施例中，信号字段包括诸如正交交错(Staggered-Quadrature)相移键控(SQPSK)的调制技术。在许多实施例中，MCS建立与1到4个空间流的通信。
通信设备1010、1030、1050和1055均可包括诸如收发机(RX/TX)1020 和1040的收发机(RX/TX)。每个收发机1020、1040包括包含RF发射机和RF 接收机的无线电1023、1045。每个RF发射机通过电磁辐射将数字数据压印在用于数据传输的RF频率上。RF接收机在RF频率上接收电磁能量和从中提取数字数据。图1可描述包括具有诸如4个空间流的多入多出(MIMO)系统的多个不同实施例，并且可描述退化的系统，在所述退化的系统中，通信设备1010、 1030、1050和1055的一个或多个包括具有单个天线的接收机和/或发射机，其包括单入单出(SISO)系统、单入多出(SIMO)系统和多入单出(MISO)系统。图1的无线通信系统1000是为了表示电气与电子工程师协会(IEEE)802.11ah 系统。类似地，设备1010、1030、1050和1055是为了表示IEEE802.11ah设备，尽管这里要求保护的实施例包括其他类型的设备。
在许多实施例中，收发机1020和1040执行正交频分复用(OFDM)。OFDM 为一种在多载波频率上编码数字数据的方法。OFDM为用作数字多载波调制方法的频分复用方案。大量间距紧密的正交子载波信号用于承载数据。数据被划分为几个并行的数据流或信道，每个子载波一个。用低符号率的调制方案来调制每个子载波，在相同的带宽下保持了与传统的单载波调制方案类似的总数据速率。
OFDM系统利用用于包括数据、导频、保护和归零的功能的多个载波或“音调”。数据音调被用来经由信道之一在发射机和接收机之间传输信息。导频音调用来保持信道，并且可提供关于时间/频率和信道跟踪的信息。保护音调可以帮助信号与频率屏蔽保持一致。直流分量(DC)的归零被用来简化直流转换接收机的设计。保护间隔可被插入到符号之间以便避免符号间干扰(ISI)(这可能由多路径失真而产生)，例如插入在每个OFDM符号之间以及在传输期间发射机的前端的导频的短训练域(STF)符号和长训练域(LTF)符号之间。
在一个实施例中，通信设备1010可选地包括如虚线所指示的数字波束形成器(DBF)1022。DBF 1022将信息信号转换为要施加到天线阵列1024的元件的信号。天线阵列1024为个别分开易受刺激的天线元件的阵列。施加到天线阵列1024的元件的信号使天线阵列1024辐射一到四个空间信道。每个如此形成的空间信道可将信息承载到一个或多个通信设备1030、1050和1055。类似地，通信设备1030包括从通信设备1010接收信号和发射信号到通信设备1010的收发机1040。收发机1040可包括天线阵列1044，和可选地包括DBF 1042。与数字波束形成并行地，收发机1040能够与IEEE802.11ah设备通信。
图1A描述了用于建立诸如图1中的通信设备1010、1030、1050和1055 的无线通信设备之间的通信的具有导频结构1062的物理层协议数据单元 (PPDU)1060的实施例。PPDU1060可包括导频结构1062，该结构包括用于单个多入多出(MIMO)流的正交频分复用训练符号，其后跟随信号字段，后面是用于附加MIMO流的附加OFDM训练符号，并且所述导频结构1060的后面可跟随有数据有效载荷。特别地，PPDU 1060可包括短训练域(STF)1064、长训练域(LTF)1066、11AH-SIG 1068、附加LTF 1069和数据1070。STF 1064 可包括多个短训练符号。
LTF 1066可包括GI和两个长训练符号。11ah-SIG 1068可包括GI和诸如在图1C中描述的符号的信号字段符号。附加的LTF 1069可包括用于附加MIMO 流的一个或更多个LTF符号。数据1070可包括一个或多个MAC子层协议数据单元(MPDU)，和可包括在OFDM符号之间的一个或多个GI。
图1B描述了用于建立诸如图1中的通信设备1010、1030、1050和1055 的无线通信设备之间的通信的具有导频结构1082的物理层协议数据单元 (PPDU)1080的可替代实施例。PPDU 1080可包括导频结构1082，该结构包括用于单个多入多出(MIMO)流的正交频分复用(OFDM)训练符号，其后跟随信号字段，并且数据有效载荷可在所述导频结构1080之后。特别地，PPDU 1080可包括短训练域(STF)1064、长训练域(LTF)1066、11AH-SIG 1068、和数据1070。
图1C描述了用于建立诸如图1中的通信设备1010、1030、1050和1055 的无线通信设备之间的通信的信号字段11AH-SIG 1100的实施例。虽然字段的数量、类型和内容在实施例之间可以不同，当前实施例可包括具有用于调制和编码方案(MCS)1104参数、带宽(BW)1106参数、长度1108参数、波束形成(BF)1110参数、空时块编码(STBC)1112参数、编码1114参数、集合1116 参数、短保护间隔(SGI)1118参数、循环冗余校验(CRC)1120参数和尾部1122参数的比特序列的信号字段。
MCS 1104参数可指定诸如二进制相移键控(BPSK)、16点星座正交幅度调制(16-QAM)、64点星座正交幅度调制(64-QAM)、256点星座正交幅度调制(256-QAM)、正交相移键控(QPSK)或正交交错相移键控(SQPSK)的调制和编码方案作为通信的调制格式。这些选择可提供用于通信的一到四个空间流。BPSK可具有1/2编码速率。256-QAM可具有3/4编码速率。并且，也被称为OQPSK的SQPSK可具有1/2或3/4的编码速率。在某些实施例中，SQPSK 为信号和数据域上的所允许的调制格式以便扩展用于例如户外传感器监视的通信设备的操作的范围。
BW 1106参数可涉及从诸如2MHz、4MHz、8MHz和16MHz的带宽中选择带宽。诸如1MHz的第五带宽的选择也可以通过另一个方法来选择。在其他实施例中，BW 1106参数可提供4个不同的带宽。
长度1108参数可在八位位组中描述传输向量的长度。在某些实施例中，用于长度1108参数的所允许的值为1到4095的范围。长度1108参数可指示在 MAC协议数据单元(MPDU)中MAC子层逻辑当前正请求例如在图1中的收发机RX/TX 1020、1040的物理层(PHY)设备来发射的八位位组的数量。PHY 使用长度1108参数以确定在接收到开始传输的请求之后在MAC和PHY之间将发生的八位位组传输的数量。
波束形成(BF)1110参数可指定PHY是否将实现用于MPDU传输的波束形成。空时块编码(STBC)1112参数可指定是否实现诸如Alamouti编码的空时块编码。并且编码1114参数可指定是使用二进制卷积编码(BCC)还是使用低密度奇偶校验编码(LDPC)。
集合1116参数可指定是否授权MPDU集合(A-MPDU)。短保护间隔(SGI) 1118参数可指定SGI的持续时间。例如，一个比特可被设置为逻辑一以指定短保护间隔或被设置为逻辑零以指定长保护间隔，并且第二比特可指定短保护间隔长度模糊减轻。
循环冗余校验(CRC)1120序列参数可包括用于误差校验的11ah-SIG 1100 的散列，尾部1122参数可包括例如逻辑零或逻辑一的11ah-SIG 1100的比特序列以指定信号字段的末端。
图1D图示了与天线1205耦合的保护间隔检测器的实施例1200。首先，由诸如2MHz设备的宽带设备的RF前端接收诸如1MHz的信号。注意到，2、4、 8和16MHz带宽设备可包括保护间隔检测器，该检测器不包括在接收机前端中的1MHz滤波器，因为这些设备可以对更窄带的信号进行解码，并且选择子信道或子载波。然后，通过搜索在延时1210的32usec之后相同的4usec传输，而使该信号历经已知的循环前缀(CP)(或GI)检测算法。注意到，IEEE802.11ah OFDM符号可以为32usec长，信号的1/4或者1/8作为称为长GI或短GI的CP 被拷贝，并且插入到传输的前端。当前实施例可检测相同的传输。该检测可通过将信号与其延时后的版本相关，并且搜索大于用于长GI 1212和短GI 1214的“N”个CP符号的平均值的已知阈值1216和1218的相关的峰值而被执行。
如果在短GI或长GI的N个符号上平均的接收信号和延迟信号的相关的峰值大于阈值1216和1218，那么GI检测器的输出端可输出GI检测器检测到CP 的指示。响应于检测到CP的正指示，通信设备1030可确定不传输，而是等待传输完成或者进入省电模式一段时间，从而延迟到诸如通信设备1055的数据收集站的数据的传输。
另一方面，如果在短GI或长GI的N个符号上平均的接收信号和延迟信号的相关的峰值小于阈值1216和1218，那么GI检测器的输出端可输出GI检测器没有检测到CP或者没有生成输出的指示。响应于负指示符或缺少检测到CP 的指示，通信设备1030可基于分组开始检测和/或能量检测来确定是否发射数据到诸如通信设备1055的数据收集台站。
图2图示了在无线网络中用于传输基于正交频分复用(OFDM)通信的装置的实施例。该装置包括与媒体访问控制(MAC)子层逻辑201和物理层(PHY) 逻辑202耦合的收发机200。MAC子层逻辑201和PHY层逻辑202可生成经由收发机200发射的物理层协议数据单元(PPDU)。
MAC子层逻辑201可包括实现数据链路层功能的硬件和/或代码，所述数据链路层功能包括经由帧形成器在帧中封装MAC服务数据单元(MSDU)来从 MSDU生成MAC协议数据单元(MPDU)。例如，帧形成器可形成包括指定该帧是管理、控制还是数据帧的类型字段和指定该帧功能的子类型字段的帧。控制帧可包括准备到发射或空闲到发射的帧。管理帧可包括信标、探测响应、关联响应和再关联响应帧类型。在第一帧控制域之后的持续时间字段指定该传输的持续时间。持续时间字段可包括网络分配向量(NAV)，其可用作通信的保护机制。并且数据类型帧被指定用来传输数据。地址字段可在持续时间字段之后，指定想要的一个或多个用于传输的接收机的地址。
PHY逻辑202可包括数据单元形成器。数据单元形成器可基于诸如图1C 中图示的导频结构来确定导频以封装MPDU从而生成PPDU。在许多实施例中，数据单元形成器可从存储器中选择诸如用于数据帧传输、控制帧传输或管理传输的缺省导频的导频。在几个实施例中，数据单元形成器可创建基于用于从另一个通信设备接收的导频的一组缺省值的导频。例如，用于农场的符合IEEE 802.11ah的数据收集站可周期性地从低功率传感器接收数据，这些传感器集成了符合IEEE802.11ah的无线通信设备。这些传感器可进入低功率模式一段时间，周期性地唤醒以收集数据，并且周期性地与数据收集站进行通信以发送由传感器收集的数据。在某些实施例中，传感器可主动发起与数据收集台站之间的通信，发射指示通信能力的数据，并且响应于CTS等开始将该数据传送到数据收集站。在其他实施例中，响应于由数据收集台站的通信的发起，传感器可发射数据到数据收集站。
数据单元形成器可生成包括STF、LTF和具有一个或多个GI的11ah-SIG 域的导频。在许多实施例中，基于通过与另一个通信设备互动所选择的通信参数，数据单元形成器可创建该导频。
收发机200包括接收机204和发射机206。发射机206可包括一个或多个编码器208、调制器210、OFDM212和DBF214。发射机206的编码器208接收来自MAC子层逻辑201的传输用的数据。MAC子层逻辑201可以以诸如数据的字节的块或符号来传送数据给收发机200。编码器208可使用现在已知的或者将开发的许多算法中的任何一个来编码数据。编码可以被完成以实现多个不同目的中的一个或多个。
在当前实施例中，编码器208可实现二进制卷积码(BCC)或低密度奇偶校验码(LDPC)以及其他编码。
发射机206的调制器210接收来自编码器208的数据。调制器210的目标是将从编码器208接收的二进制数据的每个块转换为唯一的波形，该波形可以通过增频和放大由天线发射。调制器210将接收的数据块压印在选择的频率的正弦上。更特别地，调制器210将数据块映射到正弦离散振幅的对应集合、或者正弦离散相位的集合、或者与正弦的频率有关的离散频率偏移的集合。调制器210的输出为带通信号。
在一个实施例中，调制器210可实现正交振幅调制(QAM)，其将来自信息序列的两个分离的k比特符号压印在两个正交载波cos(2πft)和sin(2πft) 上。QAM通过改变(调制)两个载波波形的振幅，使用振幅偏移键控(ASK) 数字调制方案来传递两个数字比特流。两个载波彼此异相相差90度，并因此称为正交载波或正交分量。调制后的波形被求和，并且最后得到的波形为相移键控(PSK)和振幅偏移键控(ASK)的组合。可以使用有限数量的至少两个相位和至少两个振幅。
调制器210的输出可经由空时块编码(STBC)馈送到正交频分复用器 (OFDM)212。OFDM 212将来自调制器210的调制后的数据压印到多个正交子载波。OFDM212的输出被馈送到数字波束形成器(DBF)214中。数字波束形成技术被用于增加无线系统的效率和容量。波束形成通常使用数字信号处理算法，该算法针对由天线元件阵列接收的或发自天线元件阵列的信号进行操作以便达到增强的系统性能。例如，多个空间信道可以被形成，并且每个空间信道可以被独立控制以便最大化从多个用户终端中的每一个用户终端发射和接收的信号功率。进一步，数字波束形成可被用来最小化多径衰落和抵制联合信道干扰。
发射机206可包括反向快速傅里叶变换逻辑215以将OFDM符号转换为时域，以及包括GI插入逻辑217，用于在发射链中的OFDM符号之间插入GI。在许多实施例中，GI可以是短GI或长GI，并且可包括来自OFDM符号的末端的多个比特的拷贝。
在GI插入到信号之后，发射机前端240可准备供发射的信号。在许多实施例中，发射机前端240的无线电242可包括功率放大器(PA)244以在经由天线阵列218发射信号之前放大信号。在几个实施例中，低功率设备可以不包括功率放大器244，或者可以包括将功率放大器244旁路的能力以降低功耗。收发机200还可以包括连接到天线阵列218的复用器216。因此，在该实施例中，单个天线阵列被用于发射和接收。当进行发射时，信号通过复用器216并用承载增频信息的信号来驱动天线。在发射期间，复用器216阻止将被发射的信号进入接收机204。当接收时，由天线阵列接收的信息承载信号通过复用器216以从天线阵列传递该信号到接收机204。复用器216然后阻止接收的信号访问到发射机206。因此，复用器216作为交换机操作以可替代地连接天线阵列元件到接收机204和发射机206。
天线阵列218辐射信息承载信号到电磁能量的时变的空间分布，该电磁能量可以通过接收机的天线来接收。接收机可提取接收到的信号的信息。一列天线元件可以产生多个空间信道，其可被控制来最优化系统性能。相反地，在接收天线处的辐射模式下的多个空间信道可以分为不同的空间信道。因此，天线阵列218的辐射模式可以是高度可选的。天线阵列218可通过使用印刷电路板金属化技术而被实现。例如，微波传输带、电介质条状线、凹槽线和补丁成为天线阵列218的候选。
收发机200可包括用于接收、解调、和解码信息承载信号的接收机204。接收机204可以包括具有无线电252的接收机前端250，无线电252具有噪声放大器254，以移除在主频上的载波，和放大信号。接收机还可以包括空闲信道评估(CCA)逻辑256以确定信号是否正在无线电介质上传输，从而确定发射机 206能否在无线电介质上发射通信。
CCA逻辑256可包括一个或多个不同的信号检测器以确定介质是否繁忙。在当前实施例中，CCA逻辑256包括能量检测器257、分组开始(SOP)检测器258和GI检测器259。在几个实施例中，能量检测器257可将从天线接收的能量与阈值能量电平进行比较以区分来自信号能量的噪声能量。SOP检测器258 可监视进入的信号以指示在无线介质上发射的分组的开始。GI检测器259可检测在主信道上的信号中的GI，并且在某些实施例中，可以检测在收发机200的带宽的一个或多个非主信道上的信号中的GI。例如，如果收发机200能够在诸如900MHz的主频上的16MHz带宽上发射，那么收发机可针对在900MHz的主频上的一个或多个1MHz带宽信号、2MHz带宽信号、4MHz带宽信号和8MHz 带宽信号执行GI检测。在几个实施例中，GI检测器259可包括诸如在图1D中图示的GI检测逻辑的检测逻辑。
收发机204可包括GI移除逻辑260以移除来自接收信号的GI，和快速傅利叶变换(FFT)219逻辑以将时域信号转换为基于频率的信号。接收机204还可包括DBF220、OFDM222、解调器224和解码器226中的一个或多个。接收的信号从天线元件218被馈送到DBF 220。DBF220将N个天线信号变换为L 个信息信号。
DBF 220的输出被馈送到OFDM 222。OFDM 222从信息承载信道被调制的多个子载波中提取信号信息。
解调器224对接收的信号进行解调。解调是从接收的信号中提取信息以生成未解调信息信号的过程。解调的方法取决于将信息调制到所接收的载波信号上的方法。例如，如果调制为BPSK，那么解调涉及相位检测以将相位信息转换为二进制序列。解调提供给解码器信息的比特序列。解码器226将从解调器224 接收的信号进行解码，并将解码后的信息、MPDU发射到MAC子层逻辑201。
本领域技术人员应该知道接收机可包括未在图2中示出的许多其他功能，以及接收机204和发射机206可以是不同的设备而不是被打包为一个收发机。例如，收发机的实施例可包括动态随机访问存储器(DRAM)、基准振荡器、滤波电路、同步电路、可能的多个频率转换级和多个放大级等。进一步，在图2 中示出的某些功能可以被集成。例如，数字波束形成可以与正交频分复用集成在一起。
图3描绘了诸如在图1中图示的实施例的用于减轻传输之间冲突的流程图 300。流程图300在元素305以接收信号开始。通信设备可从省电模式唤醒，并确定发射数据到数据收集站。在发射数据到数据收集站之前，通信设备可以执行空闲信道评估(CCA)以确定信号是否可被发射，而不与正在进行的传输冲突。
为了执行CCA，与通信设备的接收机耦合的CCA逻辑可使用一个或多个检测器以确定信号当前是否正在无线介质的信道上被发射。在许多实施例中， CCA逻辑可执行对通信设备的主信道的载波侦听和能量检测。例如，主信道可以是通信设备的带宽的上半部或下半部。在这样的实施例中，带宽的另一半可以被指定为辅信道。在某些实施例中，信道的某一部分带宽可以被指定为主信道，而带宽的其他部分可以被指定为非主信道。为了阐述，如果通信设备为在 900MHz主频率上的4MHz带宽设备，主信道可包括4MHz信道的下半部分的2MHz带宽，而辅信道可包括4MHz信道的上半部分的2MHz带宽。在进一步实施例中，主信道可包括1MHz带宽信道，并且非要信道可包括其他3部分1 MHz带宽信道。在另外的其他实施例中，主信道和非主信道可包括在相同的主频上的一个或多个不同的带宽信道。在某些实施例中，主信道和非主信道在用于兼容设备的规范中被定义。在其他实施例中，主信道和非主信道可以由诸如设备群组或网络的访问点的协调器来定义。在进一步实施例中，规范可取决于操作在设备网络或群组中的设备的数量和/或类型来引导指定。
在接收到信号之后，通信设备的CCA逻辑可以检测或滤波信号以获取在主信道(元素310)上的信号。在许多实施例中，宽的带宽设备可能能够捕获主信道，而不需要对信号滤波，或者设备可以通过仅选择与主信道有关的子载波来对信号进行滤波。在其他实施例中，通信设备可以实施带宽滤波器以选择主信道。
当在主信道上确定该信号时，通信设备的CCA逻辑可以将主信道上的信号与信号的延时版本相关以便检测在主信道(元素315)上的保护间隔(GI)。响应于在主信道上检测到GI，CCA逻辑可确定信号正在主信道上发射，并且可将传输延迟一段时间(元素320)。例如，在某些实施例中，确定了在主信道上的 GI可足够使得CCA确定介质处于繁忙的指示。在进一步实施例中，CCA逻辑可确定在主信道上的GI存在与概率相关联、能量检测与概率相关联，以及分组开始检测与概率相关联。基于与每个信号检测器相关联的概率，CCA逻辑可确定信号存在于主信道上的概率，并且基于与每个信号检测器或信号检测器的组合相关联的结果和概率，可确定是否指示该无线介质繁忙。在许多实施例中， CCA逻辑还可确定是否能在一个或多个非主信道上检测到GI，并且考虑这个确定来确定该介质是否繁忙。
在许多实施例中，通信设备可以基于在一段时间内的CCA逻辑的输出上介质是否繁忙的判断。例如，通信设备可以在微秒的时间段内、毫微秒的时间段内或者载波的循环周期内等监视介质繁忙或者介质不繁忙时的一致性的输出。响应于确定该介质繁忙，CCA逻辑可遵循与该介质繁忙的决定有关的规则。例如，在某些实施例中，规则可指示通信设备应当将数据传输延时，再次进入省电模式，并且在稍后的时间唤醒以执行新的CCA来确定是否发射数据到数据收集站(元素360)。进一步实施例可以包括指示设备应当在省电模式下等待，直到用于传输数据到数据收集设备的下一个调度时间段。其他实施例可以包括指示设备应当等待传输结束，然后执行新的CCA的规则(元素360)。
在图4中给出的流程图400描述了由诸如CCA逻辑1041或结合图1-3中描述的一个或多个实施例的CCA逻辑的CCA逻辑执行的过程的实施例。流程图400从准备好发射分组到第二STA并且需要执行CCA规则的台站(STA)开始(元素402)。例如，该STA可准备好发射在从上次调度的分组传输开始一段时间内收集的传感器数据。
一旦STA准备好发射分组，STA的CCA逻辑可确定该STA是否刚离开省电模式进入激活状态(元素403)。如果台站STA没有刚从省电模式进入活动模式，STA可能已检测到分组的开始，和/或接收到更新后的NAV以确定下一次该介质可用于传输，或该介质可用于分组传输。如果STA没有刚唤醒，那么STA 可通过实现分组开始检测和能量检测来遵循标准的CCA规则(元素410)。在某些实施例中，CCA规则还可以包括在非主频上的GI检测。
在另一方面，如果STA正好从省电模式进入活动模式，则存在STA在通过另一个STA的分组传输中间被唤醒的可能性。在某些实施例中，STA可能接收到更新后的NAV和解释NAV以确定STA在NAV更接近期限届满之前应当进入省电模式。因此，在几个实施例中，STA可确定NAV是被更新还是期限未满(元素404)。如果NAV期限未满，则STA可等待NAV超时和/或通过实现分组开始检测和能量检测开始来遵循标准CCA规则(元素410)。
如果STA确定STA刚从省电模式唤醒，并且NAV定时器超时，那么STA 可使用诸如在图1D中图示的GI检测器1200的逻辑来与对主信道的分组开始检测和能量检测并行地执行对主信道上的GI检测(元素405)。对于2、4、8和 16MHz带宽设备，与1MHz设备不同，更高带宽的传输可以复制导频和信号字段。例如2MHz带宽设备可以解码4MHz带宽信号字段，并且可具有精确的 NAV信息，但是这仅在2MHz带宽设备唤醒并且能够接收分组开始和对信号字段进行解码的情况下发生。实现对更高带宽设备的这样的过程的某些实施例的优点在于，其可以更经常地处于省电模式。
为了检查信道，GI检测器可以接收1MHz的带宽传输，将信号带宽限制在1MHz的主信道，并且发射信号向下并行路径到GI检测逻辑或检测器，其中至少一个并行路径被延时。GI检测器可以将主信道信号与主信道信号的延时版本相关，并且将相关的峰值与阈值进行比较。如果峰值超过了阈值，那么GI 检测器可确定1MHz带宽传输在主信道上，并且响应于此，将传输延迟一段时间以允许在尝试发射之前完成传输。
在执行分组开始检测和能量检测(元素410)或与对主信道的分组开始检测和能量检测并行地执行对主信道的GI检测(元素405)之后，CCA逻辑可确定是否指示空闲信道评估为该介质不繁忙。例如，在某些实施例中，CC逻辑可确定任何信号检测的方法是否指示介质繁忙(元素406)。如果没有检测方法得出介质繁忙的肯定判断，那么CCA逻辑可向CCA指示对于MAC子层逻辑来说该介质不繁忙(元素420)。
在执行分组开始检测和能量检测(元素410)或与对主信道的分组开始检测和能量检测并行地执行对主信道的GI检测(元素405)之后，CCA逻辑可确定空闲信道评估指示介质繁忙，从而通信设备可能使传输延时，并且转换为合适的状态(元素407)。例如，在某些实施例中，CCA逻辑可以确定是否并非所有的信号检测方法都指示该介质不繁忙(元素406)，该传输应当被延时。
以下的示例与进一步的实施例有关。一个示例包括一种方法。该方法可涉及响应于从省电模式进入活动模式，除了在主频率上对主信道的分组开始检测和能量检测以及对非主信道上的保护间隔检测之外，还在主频率上执行对主信道的保护间隔检测，以确定介质是否繁忙；基于上述执行，确定介质是否繁忙；和响应于确定该介质繁忙，输出介质繁忙的指示以将传输延迟一段时间。
在某些实施例中，方法可进一步包括响应于介质不繁忙而输出指示介质不繁忙状态的空闲信道评估。在某些实施例中，方法进一步可包括确定台站是否已经从省电模式转换到活动模式；确定网络分配向量是否期限未满；和如果台站没有从省电模式进入活动模式或如果存在网络分配向量被更新的指示，则遵循对主频率的非主信道的分组开始检测和能量检测以及保护间隔检测的规则。在许多实施例中，方法可进一步包括确定网络分配向量没有被更新。在某些实施例中，执行对所述主频率的主信道的所述保护间隔检测包括：由设备在所述主频率上接收信号；在主信道上选择信号；和将在主信道上的信号相关以在主信道上的信号中检测保护间隔。在某些实施例中，相关包括比较相关中的峰值以确定一个或多个峰值是否大于阈值相关值。并且在某些实施例中，相关包括将在主信道上的信号与在主信道上的该信号的延迟版本相关。
至少一个计算程序产品用来减轻在操作的主频率上的不同带宽处操作的设备的传输之间的冲突，所述计算机程序产品包括与之体现的计算可用程序代码的计算可用介质，所述计算机可用程序代码包括配置为执行操作的计算机可用程序代码，这些操作执行按照上述方法的任意一个或多个或所有实施例的方法。
包括硬件和代码的至少一个系统可以执行按照上述方法的任意一个或多个或所有实施例的方法。
一个示例包括一种装置。该装置包括无线电；和与所述无线电耦合的空闲信道评估(CCA)逻辑，用来响应于从省电模式进入活动模式，除了在主频率上对主信道的分组开始检测和能量检测以及对非主信道上的保护间隔检测之外，还执行对主频率的主信道的保护间隔检测，以确定介质是否繁忙；基于上述执行，确定介质是否繁忙；和响应于确定该介质繁忙，输出指示介质繁忙的空闲信道评估以将传输延迟一段时间。
在某些实施例中，该装置可进一步包括在主信道上选择信号的逻辑。在某些实施例中，CCA逻辑包括如果介质不繁忙，指示空闲信道评估的逻辑。在某些实施例中，CCA逻辑包括确定台站是否已经从省电模式转换到活动模式；确定网络分配向量是否期限未满；和如果台站没有从省电模式进入活动模式或如果存在网络分配向量被更新的指示，则遵循对主频率的非主信道的分组开始检测和能量检测以及保护间隔检测的规则的逻辑。在某些实施例中，CCA逻辑包括在主频率上接收信号；在主信道上选择信号；和将在主信道上的信号相关以检测在主信道上的信号中的保护间隔的保护间隔逻辑。在某些实施例中，CCA 逻辑包括将相关中的峰值进行比较以确定一个或多个峰值是否大于阈值相关值的保护间隔逻辑。并且在该装置的某些实施例中，CCA逻辑包括将在主信道上的信号与在主信道上的该信号的延时版本相关的保护间隔逻辑。
另一个示例包括一种系统。该系统包括生成用于传输的帧的媒体访问控制逻辑；包括空闲信道评估(CCA)逻辑的接收机，所述逻辑用来响应于从省电模式进入活动模式，除了在主频率上对主信道的分组开始检测和能量检测以及对非主信道上的保护间隔检测之外，还执行对主频率的主信道的保护间隔检测，以确定介质是否繁忙；基于上述执行，确定介质是否繁忙；和响应于确定该介质繁忙，输出指示介质繁忙的空闲信道评估以将传输延迟一段时间；以及发射机，用于响应于确定该介质繁忙，将传输延迟一段时间。
在某些实施例中，系统可进一步包括与接收机耦合的天线，以接收信号。在某些实施例中，CCA逻辑包括如果介质不繁忙，指示空闲信道评估的逻辑。在某些实施例中，CCA逻辑包括确定台站是否已经从省电模式转换到活动模式；确定网络分配向量是否期限未满；和如果台站没有从省电模式进入活动模式或如果存在网络分配向量被更新的指示，则遵循对主频率的非主信道的分组开始检测和能量检测以及保护间隔检测的规则的逻辑。在某些实施例中，CCA逻辑包括在主频率上接收信号；在主信道上选择信号；和将在主信道上的信号相关以检测在主信道上的信号中的保护间隔的保护间隔逻辑。在某些实施例中，CCA 逻辑包括将相关中的峰值进行比较以确定一个或多个峰值是否大于阈值相关值的保护间隔逻辑。并且在该装置的某些实施例中，CCA逻辑包括将在主信道上的信号与在主信道上的该信号的延时版本相关的保护间隔逻辑。
另一个示例包括程序产品。该程序产品可包括：包含用于减轻在操作的主频率上的不同带宽处操作的设备的传输之间的冲突的指令的介质。所述指令在被执行时使接收机执行操作，这些操作包括：响应于从省电模式进入活动模式，除了在主频率上对主信道的分组开始检测和能量检测以及对非主信道上的保护间隔检测之外，还在主频率上执行对主信道的保护间隔检测，以确定介质是否繁忙；基于上述执行，确定介质是否繁忙；和响应于确定该介质繁忙，输出空闲信道评估以将传输延迟一段时间。
在某些实施例中，所述程序产品进一步包括响应于确定介质不繁忙而输出指示介质不繁忙的空闲信道评估。在某些实施例中，所述程序产品可进一步包括确定台站是否已经从省电模式转换到活动模式；确定网络分配向量是否期限未满；和如果台站没有从省电模式进入活动模式或如果存在网络分配向量被更新的指示，则遵循对主频率的非主信道的分组开始检测和能量检测以及保护间隔检测的规则。在许多实施例中，所述程序产品可进一步包括确定网络分配向量是否没有被更新。在某些实施例中，在主频率的主信道上执行保护间隔检测包括：由设备在主频率上接收信号；在主信道上选择信号；和将在主信道上的信号相关以检测在主信道上的信号中的保护间隔。在某些实施例中，相关包括比较相关中的峰值以确定一个或多个峰值是否大于阈值相关值。并且在某些实施例中，相关包括将在主信道上的信号与在主信道上的该信号的延迟版本相关。
在某些实施例中，上述以及权利要求中描述的某些或所有的特征可以在一个实施例中实现。例如，可替代的特征可连同用于确定实现哪个替代的逻辑或可选偏好而被实现为实施例中的替代。具有不相互排斥的特征的某些实施例还可包括用来激活或去激活一个或多个这些特征的逻辑或可选偏好。例如，某些特征可通过包括或移除电路路径或晶体管而在生产时被选择。进一步特征可以经由诸如变光开关等逻辑的逻辑或可选偏好而在部署时或部署之后被选择。在经由软件偏好、电容丝等可选偏好之后，用户仍可选择又进一步的特征。
许多实施例可具有一个或更多有利效果。例如，某些实施例可以提供关于标准的MAC报头尺寸的减少后的MAC报头尺寸。由于在通信的发射机侧和接收机侧上的较少的数据信息量、较少的信息量冲突、较少的等待分组发射或接收的等待时间等，进一步实施例可以包括诸如用于更有效传输、更低功耗的更小分组尺寸的一个或更有利效果。
另一个实施例可被实现为用来实现参考图1-4描述的系统、装置、和方法的程序产品。实施例可采用全硬件实施例、经由诸如一个或多个处理器和存储器的通用硬件实现的软件实施例或包含专用硬件和软件元件的实施例的形式。一个实施例可以在软件或代码中实现，其包括但是不限制为固件、驻留软件、微代码或其他类型的可执行指令。
进一步，实施例可采用计算机程序产品的形式，其可从提供程序代码的机器可访问、计算机可用或计算机可读介质中访问，以供计算机、移动设备或其他任何可执行指令系统使用或与之结合的使用。为了说明的目的，机器可访问、计算机可用、或计算机可读介质是能够包含、存储、传送、传播或传输程序以供指令可执行系统或装置使用或与之结合使用的任何装置或物品。
介质可以包括电、磁、光、电磁的或半导体的系统介质。机器可访问、计算机可用或计算机可读介质的示例包括诸如易失性存储器和非易失性存储器的存储器。存储器可以包括例如半导体或固态存储器，如闪存、磁带、可移除计算机磁盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、刚性磁盘和/或光盘。光盘的当前示例包括压缩盘-只读存储器(CD-ROM)、压缩盘-读/写存储器 (CD-R/W)、数字化视频光盘(DVD)-只读存储器(DVD-ROM)、DVD-随机访问存储器(DVD-RAM)、DVD-可记录存储器(DVD-R)和DVD-读/写存储器(DVD-R/W)。
适合于存储和/或执行程序代码的指令执行系统可包括通过系统总线直接或间接耦合到存储器的至少一个处理器。所述存储器可包括在代码的实际执行期间使用的本地存储器、诸如动态随机访问存储器(DRAM)的大容量存储器、和为了减少在执行期间必须从大容量存储器中提取代码的次数而提供至少部分代码的临时存储的高速缓冲存储器。
输入/输出或I/O设备(包括但不限制为键盘、显示器、指针设备等)可以直接或者通过居间的I/O控制器来耦合到指令执行系统。网络适配器还可耦合到指令执行系统以使得指令执行系统能够通过居间的私人或公共网络来耦合到其他指令执行系统或远程打印机或存储设备。调制解调器、蓝牙TM、以太网、Wi-Fi 和WiDi适配器卡仅仅为几种当前可用类型的网络适配器。

Claims (19)

1.一种无线通信站（STA），包括用来执行以下步骤的物理层（PHY）电路和处理元件：
接收基础服务集（BSS）的信道上的传输；
响应于所述传输的接收，确定所述STA的指示所述信道空闲的网络分配向量（NAV）是否指示空闲；
接收主信道的指示和所述主信道的带宽，并且，如果所述STA刚从省电模式唤醒以及如果所述NAV定时器已期满，则检测所述主信道和与所述主信道相关联的辅信道中的与电气与电子工程师协会（IEEE）802.11ah标准族中的标准相兼容的物理层协议数据单元（PPDU）的数据部分；以及
响应于检测到所述主信道中或所述辅信道中的所述数据部分，避免在所述主信道或辅信道上的传输。
2.如权利要求1所述的STA，其中，所述STA能够在2MHz基础服务集（BSS）内操作，并且所述主信道包括所述2MHz BSS操作信道带宽的下1MHz。
3.如权利要求1所述的STA，其中，所述STA基于检测到所述传输内的保护间隔（GI），将检测所述PPDU的所述数据部分。
4.如权利要求3所述的STA，其中，所述STA进一步包括用来从2MHz信号过滤1MHz主信道的滤波电路，并且其中，所述处理元件将进一步检测所述1MHz主信道中的所述GI。
5.如权利要求3所述的STA，其中，所述STA将进一步检测辅信道中的所述GI。
6.如权利要求1所述的STA，其中
如果所述STA在确定与所述STA相关联的所述NAV指示所述STA空闲之前的时间段内从省电模式被唤醒，则所述STA检测所述PPDU的所述数据部分，并且
否则所述STA避免检测所述数据部分。
7.一种无线通信系统，包括：
收发器，用于接收基础服务集（BSS）的信道上的寻址到所述无线通信系统的传输；以及
处理电路和存储器，用于执行以下步骤：
响应于寻址到所述无线通信系统的所述传输的接收，确定与所述系统相对应的指示所述信道空闲的网络分配向量（NAV）是否指示空闲，
接收主信道的指示和所述主信道的带宽，并且，如果所述无线通信系统刚从省电模式唤醒并且如果所述NAV定时器已期满，则检测所述主信道和与所述主信道相关联的辅信道中的与电气与电子工程师协会（IEEE）802.11ah标准族中的标准相兼容的物理层协议数据单元（PPDU）的数据部分；以及
响应于检测到所述主信道中或所述辅信道中的所述数据部分，避免在所述主信道或辅信道上的传输。
8.如权利要求7所述的无线通信系统，其中，所述收发器进一步能够耦合到两个或更多天线。
9.如权利要求7所述的无线通信系统，其中，所述无线通信系统能够在2MHz基础服务集（BSS）内操作，并且所述主信道包括所述2MHz BSS操作信道带宽的下1MHz。
10.如权利要求7所述的无线通信系统，其中，所述无线通信系统基于检测到所述传输内的保护间隔（GI），检测所述PPDU的所述数据部分。
11.如权利要求10所述的无线通信系统，其中，所述无线通信系统进一步包括用来从2MHz信号过滤1MHz主信道的滤波电路，并且其中，该处理元件将进一步检测所述1MHz主信道中的所述GI。
12.如权利要求10所述的无线通信系统，其中，所述无线通信系统将进一步检测辅信道中的所述GI。
13.如权利要求7所述的无线通信系统，其中
如果所述无线通信系统在确定与所述无线通信系统相关联的所述NAV指示所述无线通信系统空闲之前的时间段内从省电模式被唤醒，则所述处理电路确定要检测所述PPDU的所述数据部分，并且
否则所述处理电路避免检测所述数据部分。
14.一种计算机可读介质，其存储由一个或多个处理器执行的指令，以便执行用于操作无线网络中的通信站（STA）的操作，所述操作将配置所述STA来执行以下操作：
接收基础服务集（BSS）的信道上的传输；
响应于所述传输的接收，确定所述STA的指示所述信道空闲的网络分配向量（NAV）是否指示空闲；
接收主信道的指示和所述主信道的带宽，并且，如果所述STA刚从省电模式唤醒并且如果所述NAV定时器已期满，则检测所述主信道和与所述主信道相关联的辅信道中的与电气与电子工程师协会（IEEE）802.11ah标准族中的标准相兼容的物理层协议数据单元（PPDU）的数据部分；以及
响应于检测到所述主信道中或所述辅信道中的所述数据部分，避免在所述主信道或辅信道上的传输。
15.如权利要求14所述的计算机可读介质，其中，所述指令进一步将所述STA配置成，在2MHz基础服务集（BSS）内操作，并且所述主信道包括所述2MHz BSS操作信道带宽的下1MHz。
16.如权利要求14所述的计算机可读介质，其中，所述指令进一步将所述STA配置成，基于检测到所述传输内的保护间隔（GI），检测所述PPDU的所述数据部分。
17.如权利要求16所述的计算机可读介质，其中，所述指令进一步将所述STA配置成，从2MHz信号过滤1MHz主信道，并且其中，该处理元件将进一步检测所述1MHz主信道中的所述GI。
18.如权利要求16所述的计算机可读介质，其中，所述指令进一步将所述STA配置成检测辅信道中的所述GI。
19.如权利要求14所述的计算机可读介质，其中，所述指令进一步将所述STA配置成，基于所述STA是否在确定与所述STA相关联的所述NAV指示所述STA空闲之前的时间段内从省电模式被唤醒，确定是否要检测所述PPDU的所述数据部分。
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