CN113647059B - 用于采用交叠频带的无线通信系统的设备、系统和方法 - Google Patents
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Abstract
根据实施方式,方法、设备和系统可以包括监测所有第一信道达第一监测时段。在第一监测时段之后,为至少第一窄带信号监测至少一个窄带。响应于检测到第一窄带信号,通过窄带建立网络连接,其中,至少一个窄带具有比第一信道的频率范围的一半小的频率范围。
Description
相关申请
本申请是于2019年3月27日提交的美国非临时申请第16/366,664号的国际申请,该美国非临时申请的全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本公开内容总体上涉及无线网络,并且更具体地涉及扩展无线网络的范围。
背景技术
常规的WLAN设备可以通过多个信道建立通信连接,每个信道占用不同的频率范围。在常规的网络中,接入点(AP)可以以静态方式或动态方式选择信道。在常规的IEEE802.111无线网络中,如果站设备想要向AP发送数据分组,该站可以发送请求发送(RTS)数据分组。AP可以使用清除发送(CTS)数据分组进行回复。在发送CTS数据分组之后,每个站都可以更新定时器并且推迟所有传输,直到定时器达到零。这可以确保信道保持空闲以进行数据分组传输。
虽然无线网络可以连接大量设备,但是包括操作环境、网络拓扑和/或传输功率的各种因素可能限制网络设备之间的链路的范围。特别地,物联网(IOT)设备在连接至AP时可能具有更有限的范围。
任何扩展无线设备中的通信范围的能力都可以提高无线网络的性能以及/或者使得能够进行针对无线网络的新应用。
附图说明
图1A至图1D是根据实施方式的系统和操作的图。
图2是根据实施方式的系统操作的时序图。
图3是根据另一实施方式的系统操作的时序图。
图4是根据另一实施方式的系统操作的时序图。
图5是根据实施方式的设备的框图。
图6A和图6B是根据实施方式的组合设备的框图。
图7A和图7B是可以以不同功率谱密度进行发送的设备的框图。
图8是可以包括在实施方式中的调制电路的图。
图9是根据实施方式的接入点设备(AP)方法的流程图。
图10是根据另一实施方式的站设备(STA)方法的流程图。
图11是根据实施方式的AP方法的流程图。
图12是根据另一实施方式的STA方法的流程图。
图13是根据另一实施方式的设备的图。
图14是根据另一实施方式的系统的图。
图15是根据另一实施方式的系统的图。
具体实施方式
根据实施方式,站设备可以根据跨具有一定频率范围的第一信道发送的协议与其他设备通信。另外,站设备可以为特定的窄带信号监测一个或更多个窄带。如果检测到特定的窄带信号,则站设备可以通过窄带建立网络连接。通过窄带进行的传输可以比通过第一信道进行的传输具有更大的范围。
在一些实施方式中,站设备可以监测第一信道,并且然后如果在第一信道上没有检测到信号,则切换成监测窄带。
在一些实施方式中,接入点设备(AP)或站设备可以发送清除信号,该清除信号可以防止其他设备跨第一信道进行发送。随后,AP或站设备可以跨窄带进行发送。在一些实施方式中,窄带可以是第一信道的一部分。
在以下各种实施方式中,类似术语通过相同附图标记来指代,但是其中前导数字对应于图号。
图1A至图1D是根据实施方式的系统100和操作的框图序列。系统100可以包括AP102、第一站设备104-0至104-2以及第二站设备108-0/108-1。AP 102可以连接网络中的各种站设备(104-0至104-2、108-0/108-1)。虽然设备被称为AP和站设备,但是这不应当被解释为暗示任何特定的网络拓扑或通信协议。
参照图1A,AP 102可以通过跨一个或更多个信道发送来经由第一协议进行通信。这样的信道可以包含一组频率范围。信道上的传输可以具有范围107。因此,第一站设备(104-0至104-2)在通过信道进行的传输范围107内,而第二站设备(108-0/108-1)在范围107之外。在一些实施方式中,第一协议可以是IEEE 802.11无线协议。
参照图1B,AP 102可以发送“清除”信号110。清除信号110可以引导范围107内的设备避免跨一个或更多个信道进行发送。响应于清除信号,第一站设备(104-0至104-2)可以停止跨所指示的频带的任何传输。第二站设备(108-0/108-1)可以在清除信号110的范围107之外。在一些实施方式中,清除信号110可以是清除发送到自身(CTS-to-self)类型的信号。
参照图1C,第一站设备(104-0至104-2)可以停止通过由清除信号110指示的一个或更多个信道进行发送。这样的动作可以帮助确保窄带信号可以在较少的干扰可能性的情况下进行发送。AP 102然后可以使用一个或更多个窄带经由第二协议进行通信。AP 102可以发现并创建到第二设备108-0/108-1的连接。窄带可以具有比信道小的频率范围。此外,在一些实施方式中,窄带可以占用被清除信号110禁止的信道的一部分。
跨窄带的传输可以具有比第一范围107大的第二范围112。这样的较大范围可以以任何合适的方式实现,包括增加功率谱密度(PSD)以及/或者重复或扩展符号传输。在一些实施方式中,第二协议可以是不为任何IEEE 802.11无线标准的一部分的专有协议。
参照图1D,AP 102和第二站设备108-0/108-1可以经由连接113彼此通信,连接113可以扩展到第一范围107之外。以这种方式,与常规系统相比,设备可以以更大的范围与AP进行通信。在一些实施方式中,系统100可以在较低范围的第一协议(例如,图1B)与较大范围的第二协议(例如,图1D)之间切换。
在一些实施方式中,通过信道和窄带发送的信号可以具有相同类型的调制。这样的调制可以是扩频型调制,并且在特定实施方式中可以是直接序列扩频型调制。
参照图2,在时序图214中示出了根据实施方式的传输方法。时序图214包括针对AP的信号228和针对站设备(STA)的信号230。在一些实施方式中,AP信号228可以对应于如图1A至图1D所示的AP 102,而STA信号230可以对应于如图1A至图1D所示的第二站设备108-0/108-1。
AP 228可以通过多个信道(CH)中的一个信道进行通信216。这样的通信可以具有第一范围。然后AP可以发送清除信号218。清除信号218可以致使第一范围内的设备停止跨一个或更多个信道的任何传输。STA 230可能在这样的第一范围之外,并且因此可能检测不到传输216或218。
在清除信号218之后,AP 228可以通过一个或更多个窄带(NB)发送发现信号220。这样的传输可以具有比第一范围大的第二范围。发现信号220可以向第二范围内的设备指示:AP 228可以根据第二协议在一个或更多个窄带上进行通信。
STA 230可以检测发现信号220,并且作为响应通过一个或更多个窄带发送一个或更多个关联信号222。关联信号222可以被AP 228检测,并且在一些实施方式中可以包括AP228与STA 230之间的握手操作以建立通信参数。
AP 228然后可以返回到通过一个或更多个信道进行传输216'。随后,AP 228可以发出另一清除信号218'。AP 228和STA 230可以通过一个或更多个窄带进行通信224/226。在一些实施方式中,一旦检测到STA 230,AP 228就可以发出清除信号218并且进入以预定间隔的窄带传输模式。仅作为一个示例,这样的间隔可以在关联握手(例如,222)中建立。
参照图3,在时序图314中示出了根据另一实施方式的传输方法。时序图314包括针对AP的信号328和针对STA的信号330。在一些实施方式中,AP信号328可以对应于如图1A至图1D所示的AP 102,而STA信号330可以对应于如图1A至图1D所示的第二站设备108-0/108-1。在图3中,通过信道进行的传输由虚线示出,并且可以是具有约20MHz或更大的宽度的频带内的传输。通过窄带进行的传输由实线示出,并且可以是具有小于20MHz带宽的窄带内的传输。此外,信道传输可以根据无线标准联网(WLAN)协议。
STA 330可以为信号扫描信道328。当STA330正在扫描信道时,AP可以发送WLAN信标316。WLAN信标316可以根据WLAN标准用信号通知AP的存在。然而,STA 330可能超出范围,因此STA 330的扫描328未检测到WLAN信标316。在STA 300在信道上没有感测到任何信号之后,STA 300可以切换至扫描一个或更多个窄带322-0。
根据预定标准,AP 328可以发出WLAN CTS-to-self消息318。这样的消息可以清除通过一个或更多个信道进行的通信,这可能潜在地干扰预期的窄带。清除了信道,AP 328可以在窄带上发出信标320。窄带信标320可以用信号通知根据不同于WLAN标准的窄带通信标准进行操作的AP的存在。在一些实施方式中,窄带通信标准可以是专有标准。
当STA 330监测窄带322-0时,STA330可以检测窄带信标320。作为响应,STA 330可以执行窄带关联操作322-1。窄带关联操作322-1可以致使STA 322-0与AP 328建立通信连接。窄带关联操作322-1可以采用任何合适的形式,包括但不限于少至STA 322-0向AP 328发送数据,或者AP 328与STA 330之间进行多传输协商。在所示的实施方式中,关联322-1可以致使AP 328和STA 330建立唤醒时间(T_wake),在该唤醒时间处可以恢复通过窄带进行的通信。
在关联322-1之后,AP 328可以恢复通过信道进行的通信316。然而,在接近建立的唤醒时间时,AP 328可以再一次使用CTS-to-self信号318'清除信道。在建立的唤醒时间(T_wake)处,AP 328可以使用跨窄带的传输来发送下行链路(DL)数据324,并且根据操作/应用,STA 330可以使用跨窄带的传输来发送上行链路(UL)数据326。
操作可以继续进行,其中,AP 328在WLAN(例如,较低范围)模式与窄带(例如,较高和/或较鲁棒)模式之间切换。
图4是示出根据另外的实施方式的操作的时序图414。图4示出了针对AP的操作和针对STA的操作。AP操作在信道模式450-0与窄带模式450-1之间划分,信道模式450-0可以在具有至少20MHz的频率范围的信道中发送,而窄带模式450-1具有小于20MHz——例如,10MHz、5MHz或2MHz中的任何或所有——的频率范围。类似地,STA操作在信道模式452-0与窄带模式452-1之间划分。各种操作450-0/1、452-0/1还示出了接收操作(RX)和发送操作(TX)两者。
参照图4,STA可以为信号扫描信道434。此时,AP可以发出信道信标416。然而,因为STA超出范围,因此STA无法检测到信道信标416或者对信道信标416准确地进行解码。STA然后可以进行带宽切换436,从信道切换至一个或更多个窄带。STA然后可以为窄带信号扫描一个或更多个窄带438。AP可以发出可以清除传输的信道的CTS-to-self 418。
在CTS-to-self 418之后,AP可以进行带宽切换430至窄带模式并且发出窄带信标420。STA可以检测窄带信标420,并且作为响应发出关联请求422-0。AP可以确认424-0关联请求。在所示的实施方式中,STA可以指示其处于省电模式422-1,这可以使AP知道该STA将何时唤醒并监测未来的窄带传输。AP可以确认424-0这样的数据。在所示的实施方式中,约定的唤醒时间可以是递送业务指示映射(DTIM)间隔,但是也可以是包括专有定时参数的任何合适的定时参数。
根据一些实施方式,AP和STA可以被配置成在传输机会时段(TXOP)期间通过窄带进行通信。TXOP可以通过CTS-to-self 418消息建立。然而,诸如TXOP的时间段或DTIM间隔的替代可以以任何其他合适的方式建立,包括但不限于:由制造商编程至两个设备(AP和STA)中、由用户设置或者从另一设备接收——包括从AP到STA和/或从STA到AP。
与AP进行关联后,TXOP时段可以到期,并且STA可以进入睡眠模式442。在所示的实施方式中,STA可以进行带宽切换438回到信道模式。在AP侧,AP可以进行带宽切换432回到信道模式并且发出信道信标416'。AP然后可以通过信道与其他设备通信,如果存在这样的其他设备的话。
在DTIM间隔之前或结束时,AP可以发出另一CTS-to-self消息418',然后进行带宽切换430至窄带模式。在大约相同的时间,STA可以进行唤醒444并且发出其自身的CTS-to-self消息446,该CTS-to-self消息446可以向可能超出AP范围的设备指示清除相应的信道。STA然后可以进行带宽切换436回到窄带模式。
一旦AP和STA返回到窄带模式,AP就可以发出窄带信标426(根据预定定时,该预定定时在这种情况下是DTIM间隔)。这样的信标可以被STA检测,STA然后可以准备DL数据。AP可以发送DL数据424-1,DL数据424-1可以由STA接收和确认448。STA然后可以发送UL数据426,UL数据426可以由AP接收和确认424-0。在TXOP结束时,STA可以进行带宽切换438回到信道模式并且返回到睡眠模式442,而AP也可以进行带宽切换回到信道模式432。当然,在STA与AP之间可以发生任何其他合适的操作,包括在两个设备之间不需要发送数据的情况下不进行操作。
在一些实施方式中,信道模式可以包括根据IEEE 802.11无线标准的通信。对应的窄带可以是802.11标准中使用的信道的一部分。在特定实施方式中,信道模式可以包括IEEE 802.11ax或类似标准,而窄带模式可以利用由IEEE 802.11ax标准指示的一个或更多个RU。
图5是根据实施方式的设备550的框图。在一些实施方式中,设备550可以是与图1A至图1D中示出为108-0/108-1的站设备类似的站设备的一个特定的实现方式。设备550可以在窄带模式下操作,但是不能在信道模式下操作。设备550可以包括通信电路554、控制器558、无线电电路556以及输入/输出(I/O)电路552。通信电路554能够在各种窄带中的任何一种窄带中进行操作。窄带可以具有小于20MHz的频率范围。在一些实施方式中,窄带可以与IEEE 802.11ax标准或可以将信道划分为较小的子带的等效标准的RU对应。与一些常规方法不同,通信电路554可以在没有完整的信道前导码的情况下使得能够通过窄带进行传输。无线电电路556可以包括用于根据至少一种协议在一个或更多个窄带上接收信号和发送信号的电路。
控制器558可以对通过通信电路554进行的传输进行控制。在一些实施方式中,控制器558可以包括用于通过窄带与接入点设备关联560-0的电路(或可由电路执行的指令),以及用于针对通过窄带进行的通信建立定时560-1(例如,TXOP、DTIM间隔)的指令/电路。
在一些实施方式中,设备550可以是集成电路设备,其中,各个部分被包括在一个集成电路封装中或者形成在同一集成电路基板中。
图6A是根据另一实施方式的设备650的框图。设备630可以是与图1A至图1D中示出为102和108-0/108-1的AP或STA类似的AP或STA的一个特定的实现方式。设备650可以在信道模式与窄带模式之间切换。设备650可以包括通信电路654、控制器658、无线电电路656以及输入/输出(I/O)电路652。通信电路654可以包括WLAN电路,该WLAN电路包括WiFi控制电路654-0和WiFi媒体访问控制(MAC)电路654-1。WLAN电路可以在任何合适的频带——包括2.4GHz频带、5.0GHz频带和/或6.0GHz频带——下操作。在一些实施方式中,WLAN电路可以与无线IEEE 802.11标准兼容。另外,通信电路654还可以包括窄带控制电路662。窄带控制电路662可以使得设备能够在一个或更多个窄带中进行通信,所述一个或更多个窄带可以是由WLAN电路使用的信道的一部分。通信电路654可以在没有完整的信道前导码(例如,跨信道频率发送的前导码)的情况下使得能够通过窄带进行传输。
无线电电路656可以包括用于根据至少两种不同协议接收信号和发送信号的电路。无线电电路可以包括根据所选择的协议的任何合适的电路,并且在一些实施方式中,无线电电路可以包括物理接口(PHY)电路和基带电路。在一些实施方式中,无线电电路656可以在任何国际公认的工业、科学或医学(ISM)频带以及这些频带的一部分上进行发送/接收。
控制器658可以对通过通信电路654进行的传输进行控制。在一些实施方式中,控制器658可以包括如本文中各种实施方式描述的如下电路(或可由电路执行的指令)以及等效电路:用于确定和/或选择用于传输的窄带660-0、用于发现使用窄带的设备/与使用窄带的设备进行关联660-1、以及/或者用于在信道模式与窄带模式之间切换的电路660-2。在所示的实施方式中,控制器658可以包括处理器部分658-0和存储器部分658-1。
I/O电路652可以使得另一系统或设备能够控制设备630。I/O电路652可以包括根据任何合适的方法使得能够与设备进行通信的电路,所述方法包括各种串行数据通信标准/方法中的任何一种,串行数据通信标准/方法包括但不限于:串行数字接口(SDI)、通用串行总线(USB)、通用异步收发传输器(UART)、l2C或l2S。
在一些实施方式中,设备650可以是集成电路设备,如本文描述的。
图6B是根据实施方式的组合设备650'的框图。组合设备650'可以包括用于在WLAN模式、窄带模式和蓝牙(BT)模式下操作的无线电路。组合设备650'可以包括与图6A中所示的那些部分类似的部分,包括第一通信电路654-0,第一通信电路654-0可以对应于图6A中示出为654的WLAN电路。其他类似的部分由相同的附图标记指代。
另外,组合设备650'可以包括第二通信电路654-1。第二通信电路654-1可以是包括BT控制电路662-0和BT基带电路662-1的BT电路。根据BT标准,BT电路可以在2.4GHz频带下操作。
在一些实施方式中,设备650'可以是集成电路设备,如本文描述的。
图7A和图7B是示出根据附加实施方式的设备的图。所述实施方式示出了可以包括用于增加窄带传输而不是信道(例如,比窄带更宽的频率带宽)中的其他传输的功率(例如,PSD)的功率放大器电路的设备。
参照图7A,在示意性框图中示出了具有内置式双功率传输能力的设备750-A。设备750-A可以包括控制器部分758、无线电控制电路754和放大器部分760。控制器部分758可以控制设备750-A的操作,所述操作包括选择窄带760-0以用于传输以及选择特定的操作模式760-1。模式选择760-1可以包括如本文描述的在不同发现模式之间进行选择及等效方案(例如,发现使用标准频带的任何站设备或所有站设备,然后切换至窄带以扩展发现/通信范围)。
无线电控制电路754可以控制无线电操作,包括如本文中描述的通过窄带和信道进行传输以及等效方案。
放大器部分760可以包括数模转换器(DAC)766、第一滤波器768-0、第二滤波器768-1、第一PA770-0、第二PA 770-1、LNA 776、滤波器774和模数转换器(ADC)772。在一些实施方式中,通过信道进行的传输可以经由DAC 766、滤波器768-0和PA 768-0发生,并且可以具有第一PSD限制。通过窄带进行的传输可以经由DAC 766、滤波器768-1和PA 768-1发生,并且可以具有比第一PSD限制大的第二PSD限制。PA 768-0/768-1可以分别通过PA控制信号PA1_Ctrl和PA2_Ctrl进行控制。
在一些实施方式中,设备750-A可以是集成电路设备,如本文描述的。
参照图7B,在示意性框图中示出了具有附加的外部功率放大器的设备750-B。设备750-B可以包括与图7A的特征类似的特征,并且这样的类似的特征以相同的附图标记示出。
图7B与图7A的不同之处在于:图7B可以包括用于通过信道进行的传输的一个DAC766-0和用于通过窄带进行的更高功率传输的另一DAC 766-1。图7B与图7A的不同之处还在于:设备750-B可以连接至放大器设备780,放大器设备780可以包括PA 770-1'和滤波器768-1'。与通过设备750-B上的PA 770-0发送的信号相比,PA 770-1'和滤波器768-1'可以以更高的最大功率(PSD)在窄带上发送信号。可以将控制信号PA2_Ctrl从设备750-B提供至功率设备780。
在一些实施方式中,设备730-B可以是集成电路设备,如本文描述的,并且放大器设备780可以是单独的集成电路设备,其可以包括在或可以不包括在与设备730-B相同的集成电路封装中。
图8示出了可以包括在实施方式中的调制/解调电路880的示例。电路880可以切换调制操作以生成信道信号和窄带信号。电路880可以包括传输部分880-0和接收部分880-1。传输部分880-0可以包括加法器882-0、调制器882和PA 870。加法器882-0可以根据伪随机数序列(PRNS)对数据值进行编码。调制器882可以将由加法器882-0提供的数据流调制为扩频频谱。调制器882可以接收载波频率(f_carrier)以及窄带模式控制信号MODE_NB。调制器882可以包括降频(downclock)电路884-0,降频电路884-0可以通过信号MODE_NB进行控制以在窄带模式下启用而在信道模式下禁用。PA 870可以放大信号以通过天线886传输。在一些实施方式中,与信道模式相比,PA 870可以在窄带模式下以更高的功率(例如,PSD)进行发送。
接收部分880-1可以包括低噪声放大器(LNA)876、解调器888和加法器882-1。LNA876可以放大通过天线886接收到的信号。解调器888可以解调从LNA 876接收到的信号。解调器888可以接收载波频率(f_carrier)以及信号MODE_NB。解调器888可以包括降频电路884-1,降频电路884-1可以通过MODE_NB在窄带模式下启用而在信道模式下禁用。加法器882-1可以使用用于对数据值进行编码的相同PRNS来对数据值进行解码。
在一些实施方式中,调制/解调电路880可以针对信道模式和窄带模式两者使用相同的调制。具体地,可以使用DSSS调制用于信道传输和窄带传输两者。
图9是根据实施方式的方法990的流程图。方法990可以由诸如例如图1A至图1D中示出为102的AP等的设备执行。方法990可以包括将窄带(NB)定时器值设置为默认值990-0。NB定时器值可以确定AP何时可以从信道模式切换至窄带模式。AP可以在信道(CH)模式下操作990-1。在信道模式下,AP可以通过根据第一协议跨一个或更多个信道发送来进行通信。当NB定时器继续运行时(990-2中的否),AP可以继续在CH模式下操作。
当NB定时器完成(990-2中的是)时,AP可以发出清除CH信号990-3。这样的动作可以致使通过信道操作的其他设备停止在信道上的传输。AP然后可以进入窄带模式990-4。在窄带模式下,AP可以通过一个或更多个窄带进行发送和接收,其中,窄带具有比信道小的频率范围。
一旦在窄带模式下,AP就可以执行窄带发现操作990-5。在这样的操作中,AP设备可以通过一个或更多个窄带发送信号以向其他设备指示该AP设备是可用的。如果检测到设备(990-6中的是)(例如,设备通过窄带进行响应),则AP可以与该设备关联990-7。这样的动作可以包括其他设备发送、接收或与AP交换信息以通过窄带建立与AP的连接。可选地,一旦另一设备与AP关联,AP就可以调整NB定时器值(990-8)。AP然后可以返回至CH模式990-1。
如果AP未能发现跨窄带的另一设备(990-6的否),在发现时间段之后(990-9中的否),则方法可以返回至CH模式990-1。
图10是根据另一实施方式的方法1094的流程图。方法1094可以由诸如站设备等(例如,图1A至图1D中的108-0/108-1)的设备来执行。方法1094可以包括监测一个或更多个信道1094-0。这样的动作可以包括设备根据预定协议监测信道。如果检测到信道信号(1094-1中的是),则方法1094可以通过信道与另一设备(例如,AP)关联1094-2。然后操作可以继续根据预定协议通过信道进行传输。
如果未检测到信道信号(1094-1中的否),则方法1094可以切换至窄带模式(1094-4)。这样的动作可以包括配置用于通过一个或更多个窄带进行接收和发送的通信电路。窄带可以具有比信道小的频率,并且在一些实施方式中可以是信道的一部分。方法1094可以监测一个或更多个窄带1094-4。这样的动作可以包括设备根据与用于监测信道的协议不同的协议来监测一个或更多个窄带。如果检测到窄带信号(1094-5中的是),则方法1094可以通过窄带与另一设备(例如,AP)关联。然后操作可以继续通过窄带进行传输1094-6。如果未检测到窄带信号,则方法1094可以返回到监测信道1094-0。
在所示的实施方式中,如果关联丢失1094-3,则方法可以返回到1094-0。
注意,在其他实施方式中,STA可以响应于除了未能检测到信道信号之外的事件而从信道模式切换至窄带模式。例如,STA可以在检测到窄带信号时、响应于命令或响应于条件(功率、数据速率等)而从信道模式切换至窄带模式。此外,在其他实施方式中,STA可以在窄带模式下启动,并且响应于各种条件而切换至信道模式。
图11是根据另一实施方式的方法1196的流程图。方法1196可以由诸如AP等的设备来执行。方法1196可以由可以根据WLAN规范以及窄带操作模式操作的设备执行。
参照图11,方法1196包括发送WLAN信标1196-0。这样的动作可以包括根据预定协议发送信标。在一些实施方式中,协议可以是IEEE 802.11无线协议。方法1196然后可以进入WLAN操作模式1196-1。这样的动作可以包括站设备发现在WLAN传输范围内找到的任何合适的站设备并且与之关联。这样的操作可以继续进行,同时到窄带的切换的定时器计数(1196-2中的否)。到窄带的切换的定时器1196-2可以根据由协议提供的任何合适的定时方法进行操作,并且在一些实施方式中可以基于递送业务指示映射(DTIM)间隔。
一旦到达到窄带的切换的定时器限制(1196-2中的是),方法1196就可以发送CTS-to-self信号1196-3,该CTS-to-self信号可以清除来自其他设备的通过WLAN信道中的一个或更多个进行的传输。在一些实施方式中,这可以是根据IEEE 802.11无线标准的CTS-to-self数据分组。
在CTS-to-self 1196-3之后,方法1196可以发出窄带信标1196-4。这样的动作可以包括跨窄带而不是跨任何WLAN信道发送数据分组。在一些实施方式中,窄带信标(和其他窄带传输)可以具有比WLAN传输大的范围。因此,窄带信标可以发现WLAN信标1196-0范围之外的站设备。在一些实施方式中,窄带可以是IEEE 802.11无线标准中使用的信道的一部分。在特定实施方式中,窄带可以是如IEEE 802.11ax标准或等效标准中所指示的RU。
方法1196然后可以进入窄带操作模式1196-5。这样的动作可以包括AP发现在窄带传输范围内找到的任何合适的站设备并且与之关联。这样的操作可以继续进行,同时到WLAN的切换的定时器计数(1196-6中的否)。到WLAN的切换的定时器1196-6可以根据任何合适的定时方法进行操作。在一些实施方式中,这样的定时可以基于CTS-to-self传输。
一旦达到到WLAN的切换的定时器限制(1196-6中的是),方法1196就可以返回至1196-0(例如,WLAN操作)。
图12是根据另外的实施方式的方法1298的流程图。方法1298可以由诸如站设备等的设备来执行。方法1298可以包括WLAN扫描1298-0。这样的动作可以包括根据无线标准扫描用于传输的一个或更多个WLAN信道(例如,WLAN信标)。在一些实施方式中,标准可以是IEEE 802.11无线协议。如果检测到WLAN信标(1298-1中的是),则方法1298可以与发出信标的AP关联1298-2。这样的动作可以包括根据WLAN协议执行握手操作。然后可以进入WLAN模式1298-3,并且设备可以根据WLAN协议与AP进行通信。
如果未检测到WLAN信标(1298-1中的否),在预定时间段之后(1298-5中的是),则方法1296可以执行窄带扫描1298-6。这样的动作可以包括扫描用于传输的一个或更多个窄带(例如,窄带信标)。应当理解,这样的操作不针对信道信号(例如,前导码)进行扫描,而是扫描限于窄带的信号。在一些实施方式中,窄带可以是IEEE 802.11无线标准中使用的信道的一部分。在特定实施方式中,窄带可以是如IEEE 802.11ax标准或等效标准中所指示的RU。
如果检测到窄带信标(1298-7中的是),则方法1298可以与发出窄带信标的AP关联1298-8。这样的动作可以包括根据专有协议执行握手操作。然后可以进入窄带模式1289-9。如果未检测到窄带信标(1298-7中的否),则无法找到接入点1298-10,并且方法1298可以返回至1298-0。
一旦在窄带模式下1298-9,在定时器时段之后1298-11,方法1298就可以切换至WLAN模式1298-0。
如图10的情况,在其他实施方式中,方法可以响应于各种其他条件在WLAN模式与窄带之间切换。此外,方法可以在窄带模式下开始,并且然后切换至WLAN模式。
虽然实施方式可以包括具有各种互连部件的系统,但是实施方式也可以包括整体式设备,所述整体式设备可以选择性地从跨一个或更多个信道进行通信或尝试通信进行切换,然后切换至多个窄带,如本文描述的或等效方案。在一些实施方式中,这样的整体式设备可以有利地是紧凑的单个集成电路(即,芯片)。图13示出了封装的单个芯片设备1302的一个特定示例。然而,应当理解,根据实施方式的设备可以包括任何其他合适的集成电路封装类型,以及设备芯片到电路板或基板上的直接接合。
参照图14,在图中示出了根据实施方式的另一系统。系统可以包括路由器设备1403。路由器设备1403可以针对第一协议(例如,WLAN)提供路由功能,同时还使得能够进行可以利用比第一协议窄的频带的第二扩展范围协议。这样的功能可以包括发出清除信号以清除可能干扰预期窄带的一个或更多个信道。在一些实施方式中,路由器设备1403可以包括与图13所示的设备类似的设备。
图15示出了根据另一实施方式的系统1500。系统1500可以包括各种本地设备1504-0至1504-3和网关设备1502。本地设备(1504-0至1504-3)可以包括各种设备,所述设备可以作为站设备进行操作。在所示实施方式中,本地设备可以是物联网(IOT)类型的设备,诸如家庭自动化设备,包括照明设备1504-0、闭锁设备1504-1、娱乐设备1504-2和安全设备1504-3,仅作为许多可能示例中的几个示例。
网关设备1502和本地设备(1504-0至1504-3)可以在信道模式与窄带模式之间切换。此外,任何这样的设备(1502、1504-0至1504-3)都可以通过信道发出清除信号(例如,CTS-to-self),以确保在发送窄带时不会发送潜在干扰信道的信号,并且确保在发送信道时不会发送潜在干扰窄带的信号。
相较于具有最小信道带宽为20MHz的常规网络诸如IEEE 802.11无线系统,以窄带频率操作网络可以提供巨大优势。窄带信号可以具有更大的范围并且消耗更少的功率。然而,虽然窄带通信可以具有显著益处,但是窄带通信也有可能干扰IEEE 802.11无线系统中的信号,并且IEEE 802.11无线系统中的信号也有可能干扰窄带通信。根据实施方式,方法可以提供窄带与信道(例如,IEEE 802.11)无线系统之间更好的共存。
根据实施方式,AP设备与STA设备可以预留传输信道,并且因此保护可以用于窄带传输的时间窗。在一些实施方式中,这样的预留可以包括对清除发送(CTS)到自身(CTS-to-Self)的控制帧的传输。该预留的“空中时间”可以帮助确保窄带传输可以在不干扰其他信道(例如,20MHz)的STA的情况下执行,并且确保STA在窄带传输期间将不会开始跨信道传输。
虽然实施方式可以根据任何合适的协议执行信道通信,但是在一些实施方式中,这样的通信可以根据任何合适的IEEE无线标准,包括但不限于802.11(a)、802.11(b)、802.11(g)、802.11(h)、802.11(ac)和/或802.11(ax)。此外,实施方式可以跨任何合适的无线通信频带——包括但不限于2.4GHz频带、5.0GHz频带和/或6.0GHz频带——的信道进行发送。信道可以具有任何合适的带宽大小,包括约5MHz、10MHz、20MHz、40MHz、80MHz和160MHz,其中,窄带具有比其对应的信道小的带宽。
应当理解,贯穿本说明书对“一个实施方式”或“实施方式”的引用意味着结合该实施方式描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施方式中。因此,要强调并且应当理解,在本说明书的各个部分中对“实施方式”或“一个实施方式”或“可替选实施方式”的两次或更多次引用不一定都指代同一实施方式。此外,特定特征、结构或特性可以在本发明的一个或更多个实施方式中适当地组合。
类似地,应当理解,在本发明的示例性实施方式的前述描述中,出于简化本公开内容有助于理解各种发明方面中的一个或更多个方面的目的,本发明的各种特征有时在单个实施方式、图或其描述中被组合在一起。然而,本公开内容的这种方法不应当被解释为反映权利要求需要比每个权利要求中明确记载的特征更多特征的意图。相反,发明方面在于少于单个前述公开实施方式的所有特征。因此,详细描述所附的权利要求在此明确地并入该详细描述中,其中每个权利要求独立作为本发明的单独实施方式。
Claims (22)
1.一种通信方法,包括:
通过第一设备的操作,监测所有第一信道达第一监测时段;
在所述第一监测时段之后,通过所述第一设备的操作,为仅在至少一个窄带上发送的至少第一窄带信号监测所述至少一个窄带;以及
响应于检测所述第一窄带信号,将接入点设备与所述至少一个窄带上的通信相关联,以及建立与所述接入点设备的后续窄带传输时间;其中,
响应于所建立的窄带传输时间的开始,跨所述第一信道发送信道清除信号,所述信道清除信号被配置成防止根据第一协议操作的设备跨所述第一信道进行发送;以及
与所述接入点设备建立所述窄带上的网络连接;其中
所述至少一个窄带具有比所述第一信道的频率范围的一半小的频率范围。
2.根据权利要求1所述的通信方法,其中,
监测所述第一信道包括监测根据IEEE 802.11无线标准发送的数据分组。
3.根据权利要求1所述的通信方法,其中,
监测所述第一信道包括监测具有不大于约20MHz的信道;以及
监测所述至少一个窄带包括监测不大于10MHz的窄带。
4.根据权利要求1所述的通信方法,其中,
监测所述第一信道包括监测第一频带信标,所述第一频带信标至少包括针对第一无线协议的第一信标间隔值;以及
所述第一窄带信号包括至少一个窄带信标,所述至少一个窄带信标至少包括针对第二无线协议的第一窄带信标间隔值。
5.根据权利要求1所述的通信方法,还包括:
通过所述接入点设备的操作,跨所述第一信道发送信道清除信号,所述信道清除信号被配置成防止根据第一协议操作的设备跨所述第一信道进行发送;以及
通过所述接入点设备的操作,在发送所述信道清除信号之后,在所述至少一个窄带上发送所述至少一个第一窄带信号。
6.根据权利要求5所述的通信方法,其中,
在所述窄带中的至少一个窄带上发送至少一个第一窄带信号包括所述接入点设备在多个不同的窄带上发送第一窄带信号。
7.根据权利要求1所述的通信方法,还包括:
通过所述第一设备的操作,响应于预定条件在监测所述第一信道与所述至少一个窄带之间动态地切换。
8.根据权利要求7所述的通信方法,其中,
所述预定条件选自:针对所述第一设备的数据速率值;针对所述第一设备的功耗设置;通过至少一个窄带的来自第二设备的命令;以及通过所述第一信道的连接的通信状态。
9.根据权利要求1所述的通信方法,其中,
监测所述第一信道包括监测具有第一调制类型的第一信道信号;并且
所述第一窄带信号具有所述第一调制类型。
10.根据权利要求1所述的通信方法,其中所述信道清除信号是根据IEEE 802.11无线协议的CTS-to-self类型的信号。
11.一种通信设备,包括:
形成在集成电路基板中的无线电电路,所述无线电电路被配置成跨第一信道以及跨至少一个窄带发送信号和接收信号,所述至少一个窄带具有比所述第一信道的频率范围的一半小的频率范围;以及
形成在所述集成电路基板中并且与所述无线电电路通信的通信电路,所述通信电路被配置成:
仅在所述至少一个窄带上检测至少一个第一窄带信号,并且
响应于检测到至少一个第一窄带信号,对跨所述至少一个窄带发送的并且不是在所述至少一个窄带之外的信号建立与接入点设备的网络连接,并且建立与所述接入点设备的后续窄带传输时间;
响应于所建立的窄带传输时间的开始,发送根据IEEE 802.11无线协议的CTS-to-self类型的信号,所述CTS-to-self类型的信号被配置成启动预定时间段,在所述预定时间段中,防止根据第一协议操作的设备跨所述第一信道进行发送。
12.根据权利要求11所述的通信设备,其中,
所述第一信道具有不大于约20MHz的频率范围;以及
所述至少一个窄带具有不超过10MHz的频率范围。
13.根据权利要求11所述的通信设备,其中,
所述通信电路包括时钟电路,所述时钟电路选择性地降频基本时钟信号以生成降频信号,其中,
所述降频信号用于所述至少一个窄带中的传输,而不用于所述第一信道中的传输。
14.根据权利要求11所述的通信设备,其中,
所述无线电电路还被配置成针对跨所述第一信道发送的信号和跨所述至少一个窄带发送的信号使用相同的调制类型。
15.一种通信系统,包括:
至少一个站设备,其被配置成:
为第一信标信号监测第一信道;
如果未检测到所述第一信标信号,则为仅在至少一个窄带上发送的窄带信标信号而监测所述至少一个窄带;
响应于检测到所述窄带信标,与接入点设备相关联,建立与所述接入点设备的后续窄带传输时间,
响应于所建立的窄带传输时间的开始,跨所述第一信道发送信道清除信号,所述信道清除信号被配置成防止根据第一协议操作的设备跨所述第一信道进行发送;以及
通过跨所述窄带的并且不是在所述窄带之外的传输来建立网络连接,其中
所述窄带具有比所述第一信道的频率范围的一半小的频率范围。
16.根据权利要求15所述的通信系统,其中,
所述第一信标信号是根据IEEE 802.11无线标准发送的信标。
17.根据权利要求15所述的通信系统,其中,
所述至少一个站设备还被配置成在通过所述窄带建立所述网络连接之后,周期性地监测所述至少一个窄带。
18.根据权利要求15所述的通信系统,还包括:
所述接入点设备,其被配置成:
发送所述第一信标信号;
发送所述窄带信标信号;以及
建立到所述至少一个站设备的网络连接。
19.根据权利要求18所述的通信系统,其中,
所述接入点设备还被配置成发送根据IEEE 802.11无线协议的CTS-to-self类型的信号,所述CTS-to-self类型的信号启动时间段,在该时间段中,防止根据第一协议操作的设备跨第一频带进行发送。
20.根据权利要求19所述的通信系统,其中,
所述接入点设备还被配置成在所述信道清除信号之后发送所述窄带信标。
21.根据权利要求15所述的通信系统,其中,
所述信道清除信号是根据IEEE 802.11无线协议的CTS-to-self类型的信号。
22.根据权利要求19所述的通信系统,其中,
所述至少一个站设备被配置成:
为具有第一调制类型的信号监测所述第一信道,以及
为具有所述第一调制类型的信号监测所述至少一个窄带。
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