CN107809790A - 无线局域网的通信方法、通信装置和通信设备 - Google Patents

无线局域网的通信方法、通信装置和通信设备 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种无线局域网的通信方法、通信装置和通信设备，其中，无线局域网的通信方法，包括：接收到唤醒帧时，控制处于休眠状态的IEEE802.11数据帧的接收机进入苏醒状态，以与所述唤醒帧的发送方进行通信；在所述IEEE802.11数据帧的接收机与所述唤醒帧的发送方通信完成之后，生成第一消息帧，所述第一消息帧中包含有调整后的空闲周期，其中，所述空闲周期用于指示所述IEEE802.11数据帧的接收机进入休眠状态的时长；发送所述第一消息帧。本发明的技术方案可以及时调整IEEE802.11数据帧的接收机的空闲周期，进而能够适应于WUR的要求。

Description

无线局域网的通信方法、通信装置和通信设备
技术领域
本发明涉及通信技术领域，具体而言，涉及一种无线局域网的通信方法、一种无线局域网的通信装置和一种通信设备。
背景技术
在2016年7月，802.11成立了下一代Wi-Fi(Wireless Fidelity，无线保真)技术的研究组WUR(Wake Up Receiver)，主要应用在物联网方面，目的是为了尽最大可能节省设备的功耗。
在WUR研究组中，介绍了802.11设备具有两种接收机：传统IEEE(Institute ofElectrical and Electronics Engineers，电气和电子工程师协会)802.11数据接收机和wake up(唤醒)通信帧接收机。如图1所示，当没有IEEE802.11数据需要接收时，传统的802.11数据接收机处于休眠(sleep)状态，而低功率wake up帧接收机处于苏醒(Awake)状态，由于wake up帧接收机功率比较小，所以相对比较省电；如图2所示，当有数据需要接收时，数据发送方会先发送wake up帧，然后发送802.11数据，当低功率wake up帧接收机接收到wake up帧时，向802.11数据接收机发送唤醒信号，使802.11数据接收机处于苏醒状态来接收802.11数据。
在WUR的讨论中，还提出了AP(Access Point，接入点)也应该省电的想法。在现有的Wi-Fi标准中，为了AP能够省电，对AP的BSS(Basis Service Set，基本服务集)的Idle(空闲)周期进行了定义，其具体格式如图3所示。当接收802.11信令的AP将要进入sleep状态时，该AP可以将其Idle周期以单播的形式包含在探测响应帧或是重关联响应帧中发送给站点。
在WUR中，由于wake up帧的接收机能够随时接收到wake up帧，进而能够随时唤醒802.11数据接收机，此时就需要对单播的Idle周期做出相应的更改以适应WUR的要求。
发明内容
本发明正是基于上述技术问题至少之一，提出了一种新的无线局域网的通信方案，可以及时调整IEEE802.11数据帧的接收机的空闲周期，进而能够适应于WUR的要求。
有鉴于此，根据本发明的第一方面，提出了一种无线局域网的通信方法，包括：接收到唤醒帧时，控制处于休眠状态的IEEE802.11数据帧的接收机进入苏醒状态，以与所述唤醒帧的发送方进行通信；在所述IEEE802.11数据帧的接收机与所述唤醒帧的发送方通信完成之后，生成第一消息帧，所述第一消息帧中包含有调整后的空闲周期，其中，所述空闲周期用于指示所述IEEE802.11数据帧的接收机进入休眠状态的时长；发送所述第一消息帧。
在该技术方案中，当唤醒后的IEEE802.11数据帧的接收机与唤醒帧的发送方通信完成之后，通过生成包含有调整后的空闲周期的第一消息帧，使得能够及时调整IEEE802.11数据帧的接收机在休眠状态的时长，进而能够适应于WUR的要求，避免了在WUR中由于接收到唤醒帧而从休眠状态苏醒，但未调整空闲周期而导致通信混乱的问题。
该技术方案适用于接入点与站点组成的网络中的接入点设备，也适用于站点与站点之间组成的对等网络中的主站点设备。
其中，IEEE802.11数据帧是指通过802.11a/b/g/n/ac/ax/ah等协议传输的数据帧，其遵循各自协议中的传输功率，且IEEE802.11数据帧的传输功率比唤醒帧的传输功率要高很多；唤醒帧即为wake up帧，并且wake up帧也是在802.11中定义的通信帧。空闲周期即为Idle周期，所述的休眠状态是指接收机处于不能感知任何电信号的状态。
同时，接收唤醒帧及IEEE802.11数据帧的接收机可以是同一个物理实体，只是处于逻辑上的分开，用不同的内部操作指令控制其工作状态；另外，接收唤醒帧及IEEE802.11数据帧的接收机也可以是两个物理实体，且唤醒帧的接收机与IEEE802.11数据帧的接收机之间存在着通信接口。
在上述技术方案中，优选地，所述的无线局域网的通信方法还包括：在发送所述第一消息帧之后，控制所述IEEE802.11数据帧的接收机再次进入休眠状态。
在该技术方案中，通过在发送第一消息帧之后，控制IEEE802.11数据帧的接收机再次进入休眠状态，使得在调整IEEE802.11数据帧的接收机的空闲周期之后，能够及时进入休眠状态，以降低功耗。
在上述任一技术方案中，优选地，在接收到唤醒帧之前，还包括：生成第二消息帧，所述第二消息帧中包含有初始空闲周期；发送所述第二消息帧。
在该技术方案中，当设备需要进入休眠状态时，可以通过生成包含有初始空闲周期的第二消息帧来向其它设备通知其空闲周期。譬如，接入点在需要进入休眠状态时，可以通过探测响应帧或重关联响应帧来向站点通知其空闲周期。
进一步地，所述第二消息帧中包含有指示信息，所述指示信息用于指示所述第二消息帧的发送方能够对空闲周期进行动态调整。
在该技术方案中，通过在第二消息帧中设置指示信息，以指示第二消息帧的发送方能够对空闲周期进行动态调整，使得第二消息帧的接收方能够根据该指示信息确定空闲周期的动态变化机制，进而能够及时感知空闲周期的变化。
在上述任一技术方案中，优选地，所述第一消息帧为信标帧。
根据本发明的第二方面，还提出了一种无线局域网的通信装置，包括：接收单元，用于接收唤醒帧；处理单元，用于在所述接收单元接收到所述唤醒帧时，控制处于休眠状态的IEEE802.11数据帧的接收机进入苏醒状态，以与所述唤醒帧的发送方进行通信；生成单元，用于在所述IEEE802.11数据帧的接收机与所述唤醒帧的发送方通信完成之后，生成第一消息帧，所述第一消息帧中包含有调整后的空闲周期，其中，所述空闲周期用于指示所述IEEE802.11数据帧的接收机进入休眠状态的时长；发送单元，用于发送所述第一消息帧。
在该技术方案中，当唤醒后的IEEE802.11数据帧的接收机与唤醒帧的发送方通信完成之后，通过生成包含有调整后的空闲周期的第一消息帧，使得能够及时调整IEEE802.11数据帧的接收机在休眠状态的时长，进而能够适应于WUR的要求，避免了在WUR中由于接收到唤醒帧而从休眠状态苏醒，但未调整空闲周期而导致通信混乱的问题。
该技术方案适用于接入点与站点组成的网络中的接入点设备，也适用于站点与站点之间组成的对等网络中的主站点设备。
其中，IEEE802.11数据帧是指通过802.11a/b/g/n/ac/ax/ah等协议传输的数据帧，其遵循各自协议中的传输功率，且IEEE802.11数据帧的传输功率比唤醒帧的传输功率要高很多；唤醒帧即为wake up帧，并且wake up帧也是在802.11中定义的通信帧。空闲周期即为Idle周期，所述的休眠状态是指接收机处于不能感知任何电信号的状态。
同时，接收唤醒帧及IEEE802.11数据帧的接收机可以是同一个物理实体，只是处于逻辑上的分开，用不同的内部操作指令控制其工作状态；另外，接收唤醒帧及IEEE802.11数据帧的接收机也可以是两个物理实体，且唤醒帧的接收机与IEEE802.11数据帧的接收机之间存在着通信接口。
在上述技术方案中，优选地，所述处理单元还用于：在所述发送单元发送所述第一消息帧之后，控制所述IEEE802.11数据帧的接收机再次进入休眠状态。
在该技术方案中，通过在发送第一消息帧之后，控制IEEE802.11数据帧的接收机再次进入休眠状态，使得在调整IEEE802.11数据帧的接收机的空闲周期之后，能够及时进入休眠状态，以降低功耗。
在上述任一技术方案中，优选地，所述生成单元还用于，在所述接收单元接收所述唤醒帧之前，生成第二消息帧，所述第二消息帧中包含有初始空闲周期；所述发送单元还用于，发送所述第二消息帧。
在该技术方案中，当设备需要进入休眠状态时，可以通过生成包含有初始空闲周期的第二消息帧来向其它设备通知其空闲周期。譬如，接入点在需要进入休眠状态时，可以通过探测响应帧或重关联响应帧来向站点通知其空闲周期。
进一步地，所述第二消息帧中包含有指示信息，所述指示信息用于指示所述第二消息帧的发送方能够对空闲周期进行动态调整。
在该技术方案中，通过在第二消息帧中设置指示信息，以指示第二消息帧的发送方能够对空闲周期进行动态调整，使得第二消息帧的接收方能够根据该指示信息确定空闲周期的动态变化机制，进而能够及时感知空闲周期的变化。
在上述任一技术方案中，优选地，所述第一消息帧为信标帧。
根据本发明的第三方面，还提出了一种通信设备，包括：如上述第二方面所述的无线局域网的通信装置。
通过以上技术方案，可以及时调整IEEE802.11数据帧的接收机的空闲周期，进而能够适应于WUR的要求。
附图说明
图1示出了在没有802.11数据帧需要接收时，802.11数据接收机和wake up通信帧接收机的状态示意图；
图2示出了在有802.11数据帧需要接收时，802.11数据接收机和wake up通信帧接收机的状态示意图；
图3示出了用于表示空闲周期的信息元素的示意图；
图4示出了根据本发明的实施例的无线局域网的通信方法的流程示意图；
图5示出了根据本发明的实施例的无线局域网的通信装置的示意框图；
图6示出了根据本发明的实施例的通信设备的示意框图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
图4示出了根据本发明的实施例的无线局域网的通信方法的流程示意图。
如图4所示，根据本发明的实施例的无线局域网的通信方法，包括：
步骤S40，接收到唤醒帧时，控制处于休眠状态的IEEE802.11数据帧的接收机进入苏醒状态，以与所述唤醒帧的发送方进行通信。
其中，IEEE802.11数据帧是指通过802.11a/b/g/n/ac/ax/ah等协议传输的数据帧，其遵循各自协议中的传输功率，且IEEE802.11数据帧的传输功率比唤醒帧的传输功率要高很多；唤醒帧即为wake up帧，并且wake up帧也是在802.11中定义的通信帧。所述的休眠状态是指接收机处于不能感知任何电信号的状态。
同时，接收唤醒帧及IEEE802.11数据帧的接收机可以是同一个物理实体，只是处于逻辑上的分开，用不同的内部操作指令控制其工作状态；另外，接收唤醒帧及IEEE802.11数据帧的接收机也可以是两个物理实体，且唤醒帧的接收机与IEEE802.11数据帧的接收机之间存在着通信接口。
步骤S42，在所述IEEE802.11数据帧的接收机与所述唤醒帧的发送方通信完成之后，生成第一消息帧，所述第一消息帧中包含有调整后的空闲周期，其中，所述空闲周期用于指示所述IEEE802.11数据帧的接收机进入休眠状态的时长。
步骤S44，发送所述第一消息帧。
进一步地，所述的无线局域网的通信方法还包括：在发送所述第一消息帧之后，控制所述IEEE802.11数据帧的接收机再次进入休眠状态。
在该技术方案中，通过在发送第一消息帧之后，控制IEEE802.11数据帧的接收机再次进入休眠状态，使得在调整IEEE802.11数据帧的接收机的空闲周期之后，能够及时进入休眠状态，以降低功耗。
进一步地，在步骤S40之前还包括：生成第二消息帧，所述第二消息帧中包含有初始空闲周期；发送所述第二消息帧。
在该技术方案中，当设备需要进入休眠状态时，可以通过生成包含有初始空闲周期的第二消息帧来向其它设备通知其空闲周期。譬如，接入点在需要进入休眠状态时，可以通过探测响应帧或重关联响应帧来向站点通知其空闲周期。
进一步地，所述第二消息帧中包含有指示信息，所述指示信息用于指示所述第二消息帧的发送方能够对空闲周期进行动态调整。
在该技术方案中，通过在第二消息帧中设置指示信息，以指示第二消息帧的发送方能够对空闲周期进行动态调整，使得第二消息帧的接收方能够根据该指示信息确定空闲周期的动态变化机制，进而能够及时感知空闲周期的变化。
其中，图4所示的技术方案既适用于接入点与站点组成的网络中的接入点设备，也适用于站点与站点之间组成的对等网络中的主站点设备。
譬如，在接入点与站点组成的网络中，当接入点需要进入休眠状态时，通过探测响应帧或重关联响应帧来向站点通知其初始空闲周期，当在休眠状态接收到wake up帧时，接入点中的IEEE802.11数据帧的接收机进入苏醒状态，进而与wake up帧的通信方进行通信，当通信完成之后，接入点会对空闲周期进行调整，进而通过信标帧将调整后的空闲周期广播出去。
图5示出了根据本发明的实施例的无线局域网的通信装置的示意框图。
如图5所示，根据本发明的实施例的无线局域网的通信装置500，包括：接收单元502、处理单元504、生成单元506和发送单元508。
其中，接收单元502用于接收唤醒帧；处理单元504用于在所述接收单元502接收到所述唤醒帧时，控制处于休眠状态的IEEE802.11数据帧的接收机进入苏醒状态，以与所述唤醒帧的发送方进行通信；生成单元506用于在所述IEEE802.11数据帧的接收机与所述唤醒帧的发送方通信完成之后，生成第一消息帧，所述第一消息帧中包含有调整后的空闲周期，其中，所述空闲周期用于指示所述IEEE802.11数据帧的接收机进入休眠状态的时长；发送单元508用于发送所述第一消息帧。
在具体实现时，接收单元502可以是接收器或天线等；处理单元504可以是中央处理器或基带处理器等；生成单元506在实现时可以是信号处理器、中央处理器或基带处理器等；发送单元508可以是发送器或天线等。
在该技术方案中，当唤醒后的IEEE802.11数据帧的接收机与唤醒帧的发送方通信完成之后，通过生成包含有调整后的空闲周期的第一消息帧，使得能够及时调整IEEE802.11数据帧的接收机在休眠状态的时长，进而能够适应于WUR的要求，避免了在WUR中由于接收到唤醒帧而从休眠状态苏醒，但未调整空闲周期而导致通信混乱的问题。
其中，IEEE802.11数据帧是指通过802.11a/b/g/n/ac/ax/ah等协议传输的数据帧，其遵循各自协议中的传输功率，且IEEE802.11数据帧的传输功率比唤醒帧的传输功率要高很多；唤醒帧即为wake up帧，并且wake up帧也是在802.11中定义的通信帧。空闲周期即为Idle周期，所述的休眠状态是指接收机处于不能感知任何电信号的状态。
同时，接收唤醒帧及IEEE802.11数据帧的接收机可以是同一个物理实体，只是处于逻辑上的分开，用不同的内部操作指令控制其工作状态；另外，接收唤醒帧及IEEE802.11数据帧的接收机也可以是两个物理实体，且唤醒帧的接收机与IEEE802.11数据帧的接收机之间存在着通信接口。
进一步地，所述处理单元504还用于：在所述发送单元508发送所述第一消息帧之后，控制所述IEEE802.11数据帧的接收机再次进入休眠状态。
在该技术方案中，通过在发送第一消息帧之后，控制IEEE802.11数据帧的接收机再次进入休眠状态，使得在调整IEEE802.11数据帧的接收机的空闲周期之后，能够及时进入休眠状态，以降低功耗。
在上述任一技术方案中，优选地，所述生成单元506还用于，在所述接收单元502接收所述唤醒帧之前，生成第二消息帧，所述第二消息帧中包含有初始空闲周期；所述发送单元508还用于，发送所述第二消息帧。
在该技术方案中，当设备需要进入休眠状态时，可以通过生成包含有初始空闲周期的第二消息帧来向其它设备通知其空闲周期。譬如，接入点在需要进入休眠状态时，可以通过探测响应帧或重关联响应帧来向站点通知其空闲周期。
进一步地，所述第二消息帧中包含有指示信息，所述指示信息用于指示所述第二消息帧的发送方能够对空闲周期进行动态调整。
在该技术方案中，通过在第二消息帧中设置指示信息，以指示第二消息帧的发送方能够对空闲周期进行动态调整，使得第二消息帧的接收方能够根据该指示信息确定空闲周期的动态变化机制，进而能够及时感知空闲周期的变化。
在上述任一技术方案中，优选地，所述第一消息帧为信标帧。
图6示出了根据本发明的实施例的通信设备的示意框图。
如图6所示，根据本发明的实施例的通信设备600，包括：如图5中所示的无线局域网的通信装置500。
其中，在接入点与站点组成的网络中，图6中所示的通信设备600是接入点。在站点与站点之间组成的对等网络中，图6中所示的通信设备600可以是作为主设备的站点。
综上，本发明的技术方案主要是当通信设备接收到wake up帧后，能够对Idle周期进行调整，以适用于WUR的需求。
以下以接入点与站点组成的网络为例进行说明：
1、处于sleep状态的AP在接收到wake up通信帧后，将802.11数据接收机调整为awake状态，进而与wake up通信帧的发送方进行通信。
2、在802.11数据接收机与wake up通信帧的发送方之间的通信完成后，由于在处于休眠状态之前可能存在着站点与AP建立了某种计划好的通信时间，则AP完成计划好的通信后再次进入休眠状态。
3、AP在再次进入休眠状态之前，将调整后的Idle周期通过信标帧广播出来。
4、AP可以利用idle信息元素(图3所示)中的“Idle Options”字段中的“Reserved”字节来表示AP可以动态的调整其Idle周期。
以上结合附图详细说明了本发明的技术方案，本发明提出了一种新的无线局域网的通信方案，可以及时调整IEEE802.11数据帧的接收机的空闲周期，进而能够适应于WUR的要求。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种无线局域网的通信方法，其特征在于，包括：
接收到唤醒帧时，控制处于休眠状态的IEEE802.11数据帧的接收机进入苏醒状态，以与所述唤醒帧的发送方进行通信；
在所述IEEE802.11数据帧的接收机与所述唤醒帧的发送方通信完成之后，生成第一消息帧，所述第一消息帧中包含有调整后的空闲周期，其中，所述空闲周期用于指示所述IEEE802.11数据帧的接收机进入休眠状态的时长；
发送所述第一消息帧。
2.根据权利要求1所述的无线局域网的通信方法，其特征在于，还包括：
在发送所述第一消息帧之后，控制所述IEEE802.11数据帧的接收机再次进入休眠状态。
3.根据权利要求1所述的无线局域网的通信方法，其特征在于，在接收到唤醒帧之前，还包括：
生成第二消息帧，所述第二消息帧中包含有初始空闲周期；
发送所述第二消息帧。
4.根据权利要求3所述的无线局域网的通信方法，其特征在于，所述第二消息帧中包含有指示信息，所述指示信息用于指示所述第二消息帧的发送方能够对空闲周期进行动态调整。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的无线局域网的通信方法，其特征在于，所述第一消息帧为信标帧。
6.一种无线局域网的通信装置，其特征在于，包括：
接收单元，用于接收唤醒帧；
处理单元，用于在所述接收单元接收到所述唤醒帧时，控制处于休眠状态的IEEE802.11数据帧的接收机进入苏醒状态，以与所述唤醒帧的发送方进行通信；
生成单元，用于在所述IEEE802.11数据帧的接收机与所述唤醒帧的发送方通信完成之后，生成第一消息帧，所述第一消息帧中包含有调整后的空闲周期，其中，所述空闲周期用于指示所述IEEE802.11数据帧的接收机进入休眠状态的时长；
发送单元，用于发送所述第一消息帧。
7.根据权利要求6所述的无线局域网的通信装置，其特征在于，所述处理单元还用于：
在所述发送单元发送所述第一消息帧之后，控制所述IEEE802.11数据帧的接收机再次进入休眠状态。
8.根据权利要求6所述的无线局域网的通信装置，其特征在于：
所述生成单元还用于，在所述接收单元接收所述唤醒帧之前，生成第二消息帧，所述第二消息帧中包含有初始空闲周期；
所述发送单元还用于，发送所述第二消息帧。
9.根据权利要求8所述的无线局域网的通信装置，其特征在于，所述第二消息帧中包含有指示信息，所述指示信息用于指示所述第二消息帧的发送方能够对空闲周期进行动态调整。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的无线局域网的通信装置，其特征在于，所述第一消息帧为信标帧。
11.一种通信设备，其特征在于，包括：
如权利要求6至10中任一项所述的无线局域网的通信装置。
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