CN111163447A - 通信设备、系统及休眠和唤醒方法 - Google Patents

通信设备、系统及休眠和唤醒方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种通信设备、系统及休眠和唤醒方法。通信设备包括：第一WiFi模块；第一蓝牙模块用于在第一WiFi模块处于休眠状态时通过蓝牙链路发送连接保持信号至唤醒端通信设备的第二蓝牙模块，连接保持信号用于使第一WiFi模块与唤醒端通信设备的第二WiFi模块保持连接，和/或，用于通过蓝牙链路接收唤醒信号，唤醒信号用于唤醒处于休眠状态的第一WiFi模块。本发明在通信设备处于休眠状态时采用BT链路传输连接保持信号，以保持WiFi连接；本发明还通过蓝牙链路传输唤醒信号，被唤醒的通信设备无需定时苏醒，既节省功耗又能及时唤醒；本发明整体上使用BT链路消除了定期唤醒发送和接收WiFi帧的功耗。

Description

通信设备、系统及休眠和唤醒方法
技术领域
本发明属于无线通信领域，尤其涉及一种通信设备、系统及休眠和唤醒方法。
背景技术
WiFi(一种无线网络技术)和Bluetooth(蓝牙)技术是目前使用最广泛的无线连接技术，WiFi具有高速率，高延迟，高功耗等特点。BT适用于低速率，低延迟，低功耗场景。这两种技术虽然已经可以集成在同一个无线通信芯片中，但在建立了WiFi、BT双连接的两个设备间，WiFi和BT连接仍旧独立存在。
WiFi连接大部分场景是跑在infrastructure模式(通过AP互连工作模式)，即一个AP(接入点)，另一个或多个客户端作为STA(工作站或站点)。AP与STA通过WiFi链路交互数据来保持两者之间的连接。
STA根据收发情形决定休眠和唤醒状态的切换，状态的切换通过WiFi链路收发管理帧和数据帧来完成。当STA进入休眠模式，也称为节能模式(Power Save，PS)时，AP定期发送Beacon frame(信标帧)，STA需要通过定期的苏醒来接收Beacon frame，以此查看AP是否需要给STA发送数据，若需要，则STA切换到唤醒状态以接收数据。因此，AP定期发送Beaconframe和STA定期接收Beacon frame，会分别增加AP和STA的功耗。
另外，由于一个AP可能连接多个STA且不能确定每个STA都处于休眠状态或是否有包发出，所以为了正确接收每个STA发出的包，AP必须只能保持常醒状态，而维持常醒状态又进一步增加了AP的功耗。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中AP与STA通过WiFi链路交互数据来保持两者之间的连接或通过WiFi链路收发帧来切换休眠和唤醒状态而导致AP、STA功耗大的缺陷，提供一种通信设备、系统及休眠和唤醒方法。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
一种通信设备，包括：
第一WiFi模块；
第一蓝牙模块，用于在所述第一WiFi模块处于休眠状态时通过蓝牙链路发送连接保持信号至唤醒端通信设备的第二蓝牙模块，所述连接保持信号用于使所述第一WiFi模块与所述唤醒端通信设备的第二WiFi模块保持连接，和/或，用于通过蓝牙链路接收唤醒信号，所述唤醒信号用于唤醒处于休眠状态的所述第一WiFi模块。
较佳地，在所述第一WiFi模块处于休眠状态时，所述第一WiFi模块的硬件电路处于关闭状态。
较佳地，所述第一蓝牙模块在通过蓝牙链路接收所述唤醒信号之后，还用于将所述唤醒信号传输给所述第一WiFi模块的软件层；
所述软件层解析所述唤醒信号后唤醒所述硬件电路，在所述硬件电路被唤醒后，所述第一WiFi模块恢复与所述第二WiFi模块的交互。
较佳地，所述连接保持信号为WiFi帧或WiFi帧中的部分信息；
和/或，所述通信设备为WiFi接入点或WiFi工作站。
一种通信设备，包括：
第二WiFi模块；
第二蓝牙模块，用于通过蓝牙链路接收连接保持信号并将所述连接保持信号传输至所述第二WiFi模块，所述连接保持信号用于使休眠端通信设备的第一WiFi模块与所述第二WiFi模块保持连接，和/或，通过蓝牙链路发送唤醒信号至所述休眠端通信设备的第一蓝牙模块，所述唤醒信号用于唤醒所述休眠端通信设备处于休眠状态的第一WiFi模块。
较佳地，所述唤醒信号由第二WiFi模块产生并传输至所述第二蓝牙模块；
和/或，所述通信设备为WiFi接入点或WiFi工作站。
较佳地，所述第二WiFi模块还用于在所述第一WiFi模块被唤醒后，恢复与所述第一WiFi模块的交互。
一种通信系统，包括如上所述的一种通信设备和如上所述的另一种通信设备。
一种休眠方法，利用休眠端通信设备和唤醒端通信设备实现，所述休眠端通信设备包括第一WiFi模块和第一蓝牙模块，所述唤醒端通信设备包括第二WiFi模块和第二蓝牙模块；
所述休眠方法包括：
在所述第一WiFi模块处于休眠状态时，所述第一蓝牙模块通过蓝牙链路发送连接保持信号至所述第二蓝牙模块，所述连接保持信号用于使所述第一WiFi模块与所述第二WiFi模块保持连接；
所述第二蓝牙模块通过蓝牙链路接收所述连接保持信号；
所述第二蓝牙模块将所述连接保持信号传输至所述第二WiFi模块。
一种唤醒方法，利用休眠端通信设备和唤醒端通信设备实现，所述休眠端通信设备包括第一WiFi模块和第一蓝牙模块，所述唤醒端通信设备包括第二WiFi模块和第二蓝牙模块；
所述唤醒方法包括：
在所述第一WiFi模块处于休眠状态时，所述第二蓝牙模块通过蓝牙链路发送唤醒信号至所述第一蓝牙模块，所述唤醒信号用于唤醒所述第一WiFi模块；
所述第一蓝牙模块通过蓝牙链路接收所述唤醒信号；
所述第一WiFi模块被唤醒。
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
本发明的积极进步效果在于：本发明在一端通信设备处于休眠状态时采用BT链路(而非传统的WiFi链路)传输连接保持信号至另一端通信设备，以保持两端通信设备之间的WiFi连接，防止休眠状态的通信设备失联；本发明还通过蓝牙链路传输唤醒信号，使得要被唤醒的通信设备无需定时苏醒，既能节省了原先定时苏醒的功耗，又可以及时收到唤醒信号，从而快速醒来而与唤醒端的通信设备进行交互；本发明整体上使用BT链路实现两端通信设备之间WiFi相关信号的传输与交互，消除了定期唤醒发送和接收WiFi帧的功耗，达到降低整个系统功耗的目的。
附图说明
图1为本发明实施例1的一种通信系统的交互示意图；
图2为本发明实施例1的一种休眠方法的流程图；
图3为本发明实施例2的一种通信系统的交互示意图；
图4为本发明实施例2的一种唤醒方法的流程图；
图5为本发明实施例2的AP侧设备唤醒STA侧设备的交互示意图；
图6为本发明实施例2的STA侧设备唤醒AP侧设备的交互示意图。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1
图1示出了一种通信系统，其包括了交互的两种通信设备，该两种通信设备之间可建立WiFi、BT双连接。为了方便区分，本实施例将图左侧的通信设备称为休眠端通信设备A，图右侧的通信设备称为唤醒端通信设备B，需要说明的是，一个通信设备作为休眠端通信设备还是作为唤醒端通信设备并不是固定的，而是根据该通信设备的休眠、唤醒状态决定的。也就是说，虽然被称为休眠端通信设备，但并不表示通信设备A的WiFi只能处于休眠状态，其可以根据收发需求而自己苏醒或被其他设备唤醒，从而切换到唤醒状态，同理，虽然被称为唤醒端通信设备，但并不表示通信设备B的WiFi只能处于唤醒状态，其可以根据收发需求而切换到休眠状态，当通信设备A切换到唤醒状态而通信设备B切换到休眠状态时，通信设备A则变成了唤醒端通信设备，通信设备B则变成了休眠端通信设备。
其中，所述休眠端通信设备A包括第一WiFi模块11和第一蓝牙模块12，具体可是一种具有WiFi-蓝牙的整合芯片。所述唤醒端通信设备B包括第二WiFi模块21和第二蓝牙模块22，具体可是一种具有WiFi-蓝牙的整合芯片。所述第一WiFi模块11和所述第二WiFi模块21处于同一无线局域网，所述第一蓝牙模块12和所述第二蓝牙模块22通过蓝牙链路连接。
在所述休眠端通信设备A中，所述第一蓝牙模块12用于在所述第一WiFi模块11处于休眠状态时通过蓝牙链路发送连接保持信号至所述第二蓝牙模块22。在所述唤醒端通信设备B中，所述第二蓝牙模块22用于通过蓝牙链路接收所述连接保持信号并将所述连接保持信号传输至所述第二WiFi模块21。
所述连接保持信号用于使所述第一WiFi模块11与所述第二WiFi模块21保持连接，以防止所述休眠端通信设备A失联。所述连接保持信号可以是自定义的一种信号而被所述第一蓝牙模块12单独发送至所述第二蓝牙模块22，以及被所述第二蓝牙模块22单独接收。所述连接保持信号还可以携带于某种信息中或与其他信息整合后被所述第一蓝牙模块12一同发送至所述第二蓝牙模块22，以及被所述第二蓝牙模块22连同携带或整合有所述连接保持信号的信息一起接收。例如，所述连接保持信号可以采用WiFi帧实现，如现有WiFi协议中Beacon frame、Null frame、Qos-null frame或其他frame，或者该些frame中的全部或部分信息。
利用蓝牙传输的功耗小于WiFi传输的功耗的优势，无论所述休眠端通信设备A发送所述连接保持信号，还是所述唤醒端通信设备B接收所述连接保持信号，都在功耗上所有减少，节省电能消耗。
在所述第一WiFi模块11处于休眠状态时，所述第一蓝牙模块12可以按照预设的周期多次向所述第二蓝牙模块22发送所述连接保持信号，直至所述第一WiFi模块11被唤醒为止。所述第二WiFi模块21通过不断地接收所述连接保持信号知道第一WiFi模块11始终处于休眠状态，从而保持与所述休眠端通信设备A的长时间连接。
考虑到本实施例通过蓝牙链路代替了传统的WiFi传输所述连接保持信号，因此，WiFi链路上不需要在发送任何空口包，由此，所述休眠端通信设备A中，在所述第一WiFi模块11处于休眠状态时，所述第一WiFi模块11的硬件电路(如WiFi链路的MAC电路、PHY电路、RF电路等)可处于关闭状态。以进一步减少所述休眠端通信设备A的功耗，达到省电的目的。
在AP和STA构成的BSS(基本服务集)中，所述休眠端通信设备A可为WiFi AP侧设备而所述唤醒端通信设备B为WiFi STA侧设备；或者所述休眠端通信设备A为WiFi STA侧设备而所述唤醒端通信设备B为WiFi AP侧设备。即在本实施例的基础上，AP侧设备和STA侧设备中的任意一种均可处于休眠状态，弥补了现有技术中AP侧设备不能休眠而必须常醒的缺陷，有助于减少AP侧设备和STA侧设备的功耗。
本实施例还提供一种休眠方法，所述休眠方法可利用上述的休眠端通信设备A和唤醒端通信设备B实现。如图2所示，所述休眠方法包括以下步骤：
步骤S31：在所述第一WiFi模块处于休眠状态时，所述第一蓝牙模块通过蓝牙链路发送连接保持信号至所述第二蓝牙模块，所述连接保持信号用于使所述第一WiFi模块与所述第二WiFi模块保持连接；
步骤S32：所述第二蓝牙模块通过蓝牙链路接收所述连接保持信号；
步骤S33：所述第二蓝牙模块将所述连接保持信号传输至所述第二WiFi模块。
实施例2
本实施例与实施例1存在相同之处，主要是基于实施例1的所述休眠端通信设备A与所述唤醒端通信设备B之间的WiFi-蓝牙双连接的通信架构。本实施的通信系统中，所述唤醒端通信设备B可以唤醒所述休眠端通信设备A。
如图3所示，为唤醒所述休眠端通信设备A，在所述唤醒端通信设备B中，所述第二蓝牙模块22用于通过蓝牙链路发送唤醒信号至所述第一蓝牙模块12。在所述休眠端通信设备A中，所述第一蓝牙模块12用于通过蓝牙链路接收所述唤醒信号。
所述唤醒信号用于唤醒处于休眠状态的所述第一WiFi模块11。所述唤醒信号可以是自定义的一种信号，而被所述第二蓝牙模块22单独发送至所述第一蓝牙模块12，以及被所述第一蓝牙模块12单独接收。所述唤醒信号还可以携带于某种信息中或与其他信息整合后被所述第而蓝牙模块一同发送至所述第一蓝牙模块12，以及被所述第一蓝牙模块12连同携带或整合有所述唤醒信号的信息一起接收。
本实施例中，所述唤醒信号可由所述第二WiFi模块21产生并传输至所述第二蓝牙模块22，再由所述第二蓝牙模块22发送至所述第一蓝牙模块12。
所述第一蓝牙模块12在接收到所述唤醒信号后，可将所述唤醒信号传输至所述第一WiFi模块11，以唤醒所述第一WiFi模块11。考虑到为了节省所述休眠端通信设备A的功耗，所述第一WiFi模块11在处于休眠状态时其硬件电路处于关闭状态，仅有软件层维持工作，由此本实施例中较佳的一种唤醒所述第一WiFi模块11的过程可以为：所述第一蓝牙模块12在通过蓝牙链路接收所述唤醒信号之后，将所述唤醒信号传输给所述第一WiFi模块11的软件层；所述软件层解析所述唤醒信号后唤醒所述硬件电路，所述硬件电路在被唤醒后重新建立WiFi链路，所述第一WiFi模块11恢复与所述第二WiFi模块21的交互。
本实施例通过蓝牙链路传输所述唤醒信号，利用蓝牙传输的功耗小于WiFi传输的功耗的优势，无论所述唤醒端通信设备B发送所述唤醒信号，还是所述休眠端通信设备A接收所述唤醒信号，都在功耗上所有减少，节省电能消耗；同时，通过蓝牙链路传输所述唤醒信号，使得所述休眠端通信设备A不必定期多次苏醒也能及时接收到所述唤醒信号，进一步消除了苏醒所产生的功耗。
本实施例还提供一种唤醒方法，所述唤醒方法可利用上述的休眠端通信设备A和唤醒端通信设备B实现。如图4所示，所述唤醒方法包括以下步骤：
步骤S41：在所述第一WiFi模块处于休眠状态时，所述第二蓝牙模块通过蓝牙链路发送唤醒信号至所述第一蓝牙模块，所述唤醒信号用于唤醒所述第一WiFi模块；
步骤S42：所述第一蓝牙模块通过蓝牙链路接收所述唤醒信号；
步骤S43：所述第一WiFi模块被唤醒。
在AP和STA构成的BSS(基本服务集)中，所述休眠端通信设备A可为WiFi STA侧设备而所述唤醒端通信设备B为WiFi AP侧设备。下面给出AP侧设备唤醒STA侧设备的一种具体过程：
如图5所示，当STA侧设备休眠时，STA侧设备作为所述休眠端通信设备A：若AP侧设备有数据要向STA侧设备发送，AP侧设备作为唤醒端通信设备B，利用其蓝牙模块通过蓝牙链路向STA侧设备的蓝牙模块发送唤醒信号，所述唤醒信号可以采用Beacon frame中将TIM/DTIM IE的相关bit置上表达(TIM表示单播，DTIM表示广播，相关bit置上表示AP侧设备有数据包需要传输)，STA侧设备的蓝牙模块将Beacon frame传输给STA侧设备的WiFi模块的软件层，该软件层解析TIM/DTIM IE后唤醒STA侧设备的WiFi模块的硬件电路(如相关发送和接收电路)重新建立与AP侧设备之间的WiFi链路，STA侧设备在WiFi链路上向AP侧设备发送Qos-null/null/ps-poll等frame以通知AP侧设备已被唤醒，AP侧设备通过WiFi链路回复ACK(确认字符)，随后AP侧设备与STA侧设备恢复数据交互。
在AP和STA构成的BSS中，所述休眠端通信设备A还可为WiFi AP侧设备而所述唤醒端通信设备B为WiFi STA侧设备。下面给出STA侧设备唤醒AP侧设备的一种具体过程：
如图6所示，当AP侧设备休眠时，AP侧设备作为所述休眠端通信设备A：若STA侧设备有数据向AP侧设备发送，STA侧设备作为唤醒端通信设备B，利用其蓝牙模块通过蓝牙链路向AP侧设备的蓝牙模块发送唤醒信号，所述唤醒信号可以采用Qos-null/null/ps-pollframe(其中Power save bit＝0，表示STA侧设备已醒)表达，AP侧设备的蓝牙模块收到该frame后传输给其WiFi模块，其WiFi模块得知STA侧设备已醒，恢复自身的WiFi发送和接收链路，向STA侧设备发送Qos-null/null/ps-poll(Power save bit＝0)l等frame或者任何可以被STA侧设备接收的单播或广播帧以通知AP侧设备已被唤醒，STA侧设备通过WiFi链路回复ACK，随后AP侧设备与STA侧设备恢复数据交互。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种通信设备，其特征在于，包括：
第一WiFi模块；
第一蓝牙模块，用于在所述第一WiFi模块处于休眠状态时通过蓝牙链路发送连接保持信号至唤醒端通信设备的第二蓝牙模块，所述连接保持信号用于使所述第一WiFi模块与所述唤醒端通信设备的第二WiFi模块保持连接，和/或，用于通过蓝牙链路接收唤醒信号，所述唤醒信号用于唤醒处于休眠状态的所述第一WiFi模块。
2.如权利要求1所述的通信设备，其特征在于，在所述第一WiFi模块处于休眠状态时，所述第一WiFi模块的硬件电路处于关闭状态。
3.如权利要求2所述的通信设备，其特征在于，所述第一蓝牙模块在通过蓝牙链路接收所述唤醒信号之后，还用于将所述唤醒信号传输给所述第一WiFi模块的软件层；
所述软件层解析所述唤醒信号后唤醒所述硬件电路，在所述硬件电路被唤醒后，所述第一WiFi模块恢复与所述第二WiFi模块的交互。
4.如权利要求1所述的通信设备，其特征在于，所述连接保持信号为WiFi帧或WiFi帧中的部分信息；
和/或，所述通信设备为WiFi接入点或WiFi工作站。
5.一种通信设备，其特征在于，包括：
第二WiFi模块；
第二蓝牙模块，用于通过蓝牙链路接收连接保持信号并将所述连接保持信号传输至所述第二WiFi模块，所述连接保持信号用于使休眠端通信设备的第一WiFi模块与所述第二WiFi模块保持连接，和/或，通过蓝牙链路发送唤醒信号至所述休眠端通信设备的第一蓝牙模块，所述唤醒信号用于唤醒所述休眠端通信设备处于休眠状态的第一WiFi模块。
6.如权利要求5所述的通信设备，其特征在于，所述唤醒信号由第二WiFi模块产生并传输至所述第二蓝牙模块；
和/或，所述通信设备为WiFi接入点或WiFi工作站。
7.如权利要求5所述的通信设备，其特征在于，所述第二WiFi模块还用于在所述第一WiFi模块被唤醒后，恢复与所述第一WiFi模块的交互。
8.一种通信系统，其特征在于，包括权利要求1-4中任意一项所述的通信设备和权利要求5-7中任意一项所述的通信设备。
9.一种休眠方法，其特征在于，利用休眠端通信设备和唤醒端通信设备实现，所述休眠端通信设备包括第一WiFi模块和第一蓝牙模块，所述唤醒端通信设备包括第二WiFi模块和第二蓝牙模块；
所述休眠方法包括：
在所述第一WiFi模块处于休眠状态时，所述第一蓝牙模块通过蓝牙链路发送连接保持信号至所述第二蓝牙模块，所述连接保持信号用于使所述第一WiFi模块与所述第二WiFi模块保持连接；
所述第二蓝牙模块通过蓝牙链路接收所述连接保持信号；
所述第二蓝牙模块将所述连接保持信号传输至所述第二WiFi模块。
10.一种唤醒方法，其特征在于，利用休眠端通信设备和唤醒端通信设备实现，所述休眠端通信设备包括第一WiFi模块和第一蓝牙模块，所述唤醒端通信设备包括第二WiFi模块和第二蓝牙模块；
所述唤醒方法包括：
在所述第一WiFi模块处于休眠状态时，所述第二蓝牙模块通过蓝牙链路发送唤醒信号至所述第一蓝牙模块，所述唤醒信号用于唤醒所述第一WiFi模块；
所述第一蓝牙模块通过蓝牙链路接收所述唤醒信号；
所述第一WiFi模块被唤醒。
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