CN114071584A - 在宽带通信和窄带通信之间转换的指示 - Google Patents

在宽带通信和窄带通信之间转换的指示 Download PDF

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CN114071584A CN202111304168.8A CN202111304168A CN114071584A CN 114071584 A CN114071584 A CN 114071584A CN 202111304168 A CN202111304168 A CN 202111304168A CN 114071584 A CN114071584 A CN 114071584A
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Abstract

本公开的实施例涉及在宽带通信和窄带通信之间转换的指示。无线设备向接入点发送向该接入点指示该无线设备将在宽带通信和窄带通信之间转换的指示。

Description

在宽带通信和窄带通信之间转换的指示
本申请是国际申请号为PCT/EP2017/071195、国际申请日为2017年08月23日、进入中国国家阶段日期为2019年03月01日、中国国家申请号为201780053739.0、发明名称为“在宽带通信和窄带通信之间转换的指示”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
设备(诸如计算机、手持设备或其他类型的设备)可以通过有线网络或无线网络进行通信。无线网络可以包括无线局域网(WLAN)，其包括设备能够无线连接到的无线接入点(AP)。其他类型的无线网络包括蜂窝网络，其包括设备能够无线连接到的无线接入网络节点。
附图说明
参考以下附图描述本公开的一些实施方式。
图1是根据一些实施方式的示例网络布置的框图。
图2是根据一些实施方式的由无线设备执行的示例过程的流程图。
图3是示出根据一些实施方式的无线设备的通信模式之间的转换的状态图。
图4-7是示出根据一些实施方式的宽带通信模式和窄带通信模式之间的转换的流程图。
图8是根据另外的实施方式的发现和关联接入点、随后从宽带通信模式到窄带通信模式的转换的流程图。
图9是根据一些示例的无线节点的框图。
具体实施方式
在无线局域网(WLAN)中，无线设备(也可以称为客户端设备)可以与一个或多个无线接入点(AP)通信。无线AP(或更简单地，AP)可以指无线设备可以建立无线连接以与其他端点设备通信的通信设备。WLAN可以包括根据电气和电子工程师协会(IEEE)802.11规范操作的无线网络。在其他示例中，WLAN可以根据其他协议操作。更一般地，根据本公开的一些实施方式的技术或机制可以与其他类型的无线网络一起使用，诸如蜂窝网络或其他无线网络。
无线设备的示例包括计算机(例如，平板计算机、笔记本计算机、台式计算机等)、手持设备(例如，智能电话、个人数字助理等)、可穿戴设备(智能手表、电子眼镜、虚拟现实耳机等)、游戏设备、健康监视器，车辆(或车辆中的设备)、或能够无线通信的其他类型的端点或用户设备。
在一些示例中，在根据IEEE 802.11规范操作的WLAN上的通信中使用的频率信道的信道宽度可以是20兆赫(MHz)或40MHz。在一些示例中，WLAN可以在2.4千兆赫(GHz)频带中采用20MHz(或40MHz)信道。尽管参考了特定示例信道宽度和频带，但是应注意，在其他示例中，根据一些实施方式的技术或机制可以与其他信道宽度和频带一起使用。
在本公开中，使用20MHz或40MHz信道(或其他宽度的频率信道)操作的WLAN可以称为宽带WLAN。宽带WLAN使用的信道可以称为宽带信道。
已经针对IEEE 802.11提出了用于WLAN通信的长程低功率(LRLP)技术。LRLP也称为唤醒无线电(WUR)或IEEE 802.11ba或IEEE 802.11bb。LRLP使用的频率信道宽度小于宽带WLAN的信道宽度。例如，LRLP可以采用大约2MHz的信道宽度。在其他示例中，窄带信道可以具有大约1MHz、5MHz、10MHz的信道宽度，或者小于宽带信道的信道宽度的任何其他宽度。具有信道宽度小于宽带WLAN中使用的频率信道的信道宽度的频率信道可以称为窄带信道。
更一般地，窄带WLAN可以指WLAN，其中站(STA)之间或STA与AP之间的通信可以采用具有信道宽度(或者频率范围)小于由宽带WLAN使用的信道的信道宽度(或频率范围)的频率信道。根据IEEE 802.11，STA是能够使用802.11协议的设备。STA可以是AP，或者备选地，STA可以是non-AP STA，诸如上面讨论的任意无线设备。
在一些示例中，窄带WLAN使用窄带信道，该窄带信道物理上位于宽带WLAN的宽带信道内。换句话说，窄带WLAN的窄带信道是宽带WLAN的宽带信道的子集。窄带信道也可以被认为是宽带信道的子信道。在一些示例中，窄带信道可以以与宽带信道相同的中心频率为中心。在其他示例中，窄带信道不必以与宽带信道相同的中心频率为中心。在又一些示例中，窄带信道可以是正交频分多址(OFDMA)分配块。
尽管参考了宽带WLAN和窄带WLAN，但是应注意，根据一些实施方式的技术或机制还可以与其他类型的无线网络一起使用，其他类型的无线网络可以包括宽带无线网络和窄带无线网络，与使用宽带信道的宽带无线网络和使用窄带信道的窄带无线网络一起使用，窄带信道是宽带信道的子集。
图1示出了包括AP 102的示例WLAN 100。虽然在图1中仅描绘了一个AP，但是应注意，WLAN 100可以包括多个AP。如果无线网络100是蜂窝接入网络，则AP 102可以被认为是无线接入网络节点，诸如eNodeB或基站。
AP 102能够服务于在宽带信道中通信的无线设备和在窄带信道中通信的无线设备两者。AP 102包括宽带接口104，用于通过宽带信道与无线设备通信，以及窄带接口106，用于通过窄带信道与无线设备通信。宽带接口104可以包括物理层(PHY)和媒体访问控制(MAC)层(其是物理层之上的层2)。宽带接口104的MAC/PHY层被配置为通过宽带信道进行通信。类似地，窄带接口106包括PHY和MAC层，PHY和MAC层被配置为在窄带信道中操作。
图1中描绘了几种类型的无线设备。传统无线设备108包括宽带接口110以通过宽带信道进行通信。传统无线设备108是能够在宽带信道中操作但不在窄带信道中操作的无线设备。传统无线设备108还能够在其他信道中操作(例如，使用其他非WLAN接口)。
窄带无线设备112包括窄带接口114，用于通过窄带信道与AP 102通信。窄带无线设备112不能通过宽带信道进行通信。窄带无线设备112还能够在其他信道中操作(例如，使用其他非WLAN接口)。
双能无线设备116包括宽带接口118和窄带接口120两者。双能无线设备116能够通过宽带信道或窄带信道进行通信。双能无线设备116还能够在其他信道中操作(例如，使用其他非WLAN接口)。
双能无线设备116能够选择性地以宽带通信模式或窄带通信模式操作。在宽带通信模式中，无线设备116使用宽带信道与AP 102通信，而在窄带通信模式中，无线设备使用窄带信道与AP 102通信。在一些示例中，在窄带通信模式和宽带通信模式之间执行基于时间的全信道共享；换句话说，AP 102以指定的(例如，调度的或预定义的)时间间隔与窄带信道中的无线设备通信，而在其他时间间隔中，AP 102使用宽带信道与无线设备通信。
能够具有窄带通信模式和宽带通信模式两者的双能无线设备(例如，116)可以以两种不同方式之一被查看。在一些示例中，无线设备可以是低功率无线设备，其具有用于加速或以其他方式增强系统获取并且提高数据传输速率的附加宽带通信能力。在其他示例中，无线设备是常规WLAN无线设备，其具有附加的窄带能力以增强省电或增加通信范围。当STA(无线设备或AP)以窄带通信模式操作时，由于与窄带信道上的通信相关联的较低功耗，并且因为窄带接口可以使用低占空比(例如，与宽带收发器相比，STA的窄带收发器被关闭更长的时间段)，因此可以实现省电。
可能出现与WLAN(或其他无线网络)中的操作相关的各种问题，在WLAN(或其他无线网络)中无线设备和AP能够以多种通信模式操作，包括宽带通信模式和窄带通信模式。
问题1
问题1一般涉及如何使AP知道无线设备的当前通信模式(宽带通信模式或窄带通信模式)。当前的IEEE 802.11LRLP设计指定服务于宽带无线设备或窄带无线设备的AP，并且没有具体地解决能够服务于能够以宽带通信模式和窄带通信模式两者操作的无线设备(诸如图1的双能无线设备116)的AP的情况。AP必须始终知道双能无线设备处于什么通信模式(宽带通信模式或窄带通信模式)，以便AP可以使用正确的信道(宽带信道或窄带信道)传输到双功能无线设备。在一些示例中，如果双能无线设备选择在长寻呼或休眠周期(在此期间无线设备的收发器断电)的中间从窄带通信模式转换到宽带通信模式，则AP可能会失去与无线设备的连接。即使连接没有丢失，AP也必须知道无线设备正在使用哪种通信模式，以便AP可以使用适当的信道(宽带信道或窄带信道)向无线设备传输信息。AP还必须处理当以窄带通信模式操作的无线设备正在休眠时，下行链路数据分组排队的情况-这种下行链路数据分组必须在客户端发起的转换到宽带通信模式之后立即传送。
问题2
问题2涉及与由无线设备发现窄带WLAN相关联的时间长度。诸如双能无线设备116的无线设备能够对窄带WLAN和宽带WLAN执行扫描。扫描可以包括被动扫描，其中无线设备可以将无线设备的接收器调谐到特定的信道(窄带信道或宽带信道)。在被动扫描中，无线设备对从AP接收的帧进行解码以寻找信标帧。“帧”指的是可以在无线设备和WLAN之间无线通信的信息单元。信标帧由AP周期性地发送，并包含允许无线设备发现WLAN的信息。
备选地，扫描可以包括主动扫描，其中无线设备向AP发送探测请求，并且等待来自AP的探测响应。被动扫描或主动扫描可能需要相对长的时段，尤其是对于发现窄带WLAN。检测窄带WLAN所涉及的时间量可以乘以可用窄带信道的数目。如果存在多个窄带信道，则无线设备可能必须扫描每个窄带信道。花费相对长的时段扫描WLAN可能消耗无线设备的电池电量，并且可能导致通信延迟。
1.涉及窄带通信模式和宽带通信模式之间的转换的解决方案
以下描述了可用于解决上述问题1的示例解决方案。
图2是根据一些实施方式的可由无线设备(诸如无线设备116)执行的示例过程的流程图。无线设备决定(在202)在宽带通信模式和窄带通信模式之间转换。因此，在一些示例中，无线设备可以决定从窄带通信模式转换到宽带通信模式，而在其他示例中，无线设备可以决定从宽带通信模式转换到窄带通信模式。在宽带通信模式和窄带通信模式之间转换的决定可以基于各种因素，诸如以下中的一项或多项：进入较低功率模式(窄带通信模式)以降低无线设备处的功耗、通过进入窄带通信模式来增加无线设备的通信范围、进入宽带通信模式以实现更高的数据通信速率，等等。
响应于在宽带通信模式和窄带通信模式之间转换的决定，无线设备向AP(例如，图1的AP 102)发送(在204)无线设备将在宽带通信模式和窄带通信模式之间转换的指示。
发送到AP的指示可以是无线设备将从宽带通信模式转换到窄带通信模式的指示，或者将从窄带通信模式转换到宽带通信模式的指示。通过发送指示，AP能够确定用于与无线设备通信的通信模式，使得AP能够使用宽带信道或窄带信道中的适当的一个信道向无线设备发送数据。
图3是示出由能够执行宽带通信和窄带通信两者的无线设备在宽带通信模式302和窄带通信模式304之间的转换的状态图。在一些示例中，宽带通信模式302具有唤醒状态306和休眠状态308。唤醒状态306是处于宽带通信模式302时的无线设备的活动状态。休眠状态308是省电状态，在省电状态中无线设备的某些组件(诸如无线设备的发射器和/或接收器)已经断电。
当与宽带通信模式302的唤醒状态306相比时，窄带通信模式304被认为是省电状态。尽管未在图3中示出，但窄带通信模式304可以具有以相应不同的功率水平操作的一个或多个子状态。
在一些示例中，窄带通信模式304的操作在一些方面不同于宽带通信模式302的休眠状态308的操作。当无线设备转换到休眠状态308时，无线设备向AP发送消息，通知AP无线设备已进入休眠状态308。从那时起，AP不立即向无线设备发送数据帧，而是将数据帧排队。AP可以向无线设备发送存在数据未发的指示(诸如下行链路业务指示图中的标记或者作为信标帧的一部分的DTIM)。处于休眠状态308的无线设备可以周期性地给其接收器上电以接收和解码该指示(诸如信标帧中的DTIM)。响应于针对无线设备存在未发数据的指示，无线设备可以从休眠状态308转换到唤醒状态306以从AP接收数据。
相反，在窄带通信模式304中，无线设备不必监测在宽带信道上发送的信标帧。
在一些实施方式中，宽带通信模式302和窄带通信模式304之间的转换可以涉及四种不同类型的指示的使用(在图2中的204处发送)：
(1)从宽带通信模式302转换到窄带通信模式304的指示，
(2)从窄带通信模式304转换到宽带通信模式302的指示，
(3)从窄带通信模式304到宽带通信模式302的直接转换，以及
(4)从宽带通信模式302到窄带通信模式304的直接转换。
下面在1.1、1.2、1.3和1.4节中进一步讨论这四种不同类型的指示的使用。
在一些示例中，从MAC地址的使用和客户端STA(非AP STA)与AP之间的关联状态的角度来看，窄带WLAM和宽带WLAN作为单个基本服务集(BSS)操作。BSS指的是包括单个AP和与AP相关联的一个或多个客户端STA的网络。
由于STA(客户端STA或AP)的宽带PHY和窄带PHY作为单个BSS操作，一旦客户端STA与AP关联，则响应于宽带通信模式和窄带通信模式之间的转换，维持(并且不会改变)客户端STA与AP之间的相同的关联。在这种情况下，相同的关联可以适用于认证参数和移动性参数，或仅适用于认证参数。
AP可以维护与AP相关联的所有客户端STA的通信模式信息(或更一般地，状态信息)。由AP针对给定客户端STA维持的通信模式信息可以向AP指示给定STA是以宽带通信模式还是以窄带通信模式操作。在一些示例中，通信模式的存储可以基于给定客户端STA的MAC地址，其中MAC地址是客户端STA的全局标识符。因此，基于对应于相应客户端STA的特定MAC地址，AP能够获取对应的通信模式信息以确定由相应STA当前使用的通信模式。在其他示例中，通信模式信息可以与关联标识符(AID)相关联，该关联标识符是由AP分配给每个客户端STA的本地地址(例如，1和2007之间的数字)。
在一些示例中，以第一通信模式(宽带通信模式或窄带通信模式)操作的客户端STA可以在当前通信接口(宽带通信接口或窄带通信接口)上发送指示以建立到第二、不同的通信模式的转换(窄带通信模式或宽带通信模式)。这些操作在下面的1.1和1.2节中描述。
在其他示例中，以第一通信模式(宽带通信模式或窄带通信模式)操作的客户端STA可以立即在另一通信接口(窄带通信接口或宽带通信接口)上传输，其中在另一通信接口上的传输提供在宽带通信模式和窄带通信模式之间转换的指示。这些操作在下面的1.3和1.4节中描述。
尽管通信模式转换被描述为由客户端STA(或另一客户端设备)发起，但是应注意，在其他示例中，AP可以触发客户端STA(或另一客户端设备)来执行通信模式转换。
在一些示例中，如果客户端STA当前处于宽带通信模式，则可以使用用于从AP向客户端STA传送下行链路帧的常规WLAN(活动状态或休眠状态)过程，其中下行链路帧根据IEEE 802.11规范适当地排队或传输到客户端STA。如果STA当前处于窄带通信模式，则可以将任何下行链路帧排队直到AP以窄带通信模式操作的时间，此时可以将下行链路帧传输到客户端STA。
1.1.从宽带通信模式转换到窄带通信模式的指示
本节描述了这样的示例，其中在图2中，由无线设备向AP发送(在204)的指示是从宽带通信模式转换到窄带通信模式的显式指示。
如图4所示，该指示由无线设备116以窄带转换请求的形式发送(在402)到AP 102。窄带转换请求的发送可以由无线设备116发起，或者备选地，可以由AP 102向无线设备116发送触发消息(未示出)来触发。无线设备116可以接受或拒绝触发消息，并且在无线设备116拒绝触发消息的情况下，无线设备116可以发送原因代码，诸如IEEE 802.11-REVmc/D6.0的第9.4.1.7节中规定的原因代码，或另一原因代码。原因代码也称为状态代码。
窄带转换请求通过宽带网络(使用宽带信道)从无线设备116发送到AP 102，以向AP 102通知无线设备从宽带通信模式到窄带通信模式的预期转换。
AP 102通过在宽带网络上向无线设备116发送(在404)窄带转换响应来响应窄带转换请求。AP 102可以接受或拒绝窄带转换请求，并且可以在窄带转换响应中指示接受或拒绝。
假设AP 102接受窄带转换请求，AP 102可以在传输窄带转换响应之后开始为无线设备116排队下行链路帧，使得排队的下行链路帧将根据无线设备116在窄带网络上使用的任何一个节电方案使用窄带网络来传送。
响应于窄带转换响应(并且假设窄带转换响应包含接受窄带转换请求的接受指示)，无线设备116通过窄带网络(使用窄带信道)向AP 102发送(在406)窄带转换确认，以指示成功转换到窄带通信模式。
在窄带网络上发送窄带转换确认以指示无线设备116成功转换到窄带通信模式。在一些情况下，在窄带转换响应和窄带转换确认之间可能存在延迟，因为无线设备116可能必须等待传输窄带确认，直到AP 102以窄带通信模式操作。
响应于窄带转换确认，AP 102更新(在408)无线设备116的通信模式信息，以指示无线设备116现在正以窄带通信模式操作。在一些示例中，通信模式信息可以存储在通信模式信息表(或其他数据结构)中，其中通信模式信息表的不同条目可以存储用于不同无线设备的通信模式信息。
在一些示例中，窄带转换请求可以包括原因代码，该原因代码可以指示请求从宽带通信模式转换到窄带通信模式的原因。原因代码可以在窄带转换请求的信息元素中包括信息。窄带转换请求中的原因代码可以指定请求转换到窄带通信模式的以下原因中的任何一项：降低功率、低电池电量、低信噪比、减少所需带宽等。窄带转换请求可以还包括请求的睡眠周期长度(无数据传输发生的时间量)和低功率窄带通信模式的其他参数。
窄带转换响应可以包括关于窄带网络的操作(以及无线设备应如何接入窄带网络)的信息，诸如以下中的任何一项或一些组合：窄带传输时段持续时间、窄带传输时段周期持续时间、信道宽带、要操作哪个特定子信道(即，宽带信道内的哪个窄带信道)等。在与窄带通信相关的一些前述信息是动态的示例中，窄带转换响应可以包括在转换到窄带通信模式时的信息的最新值。
如果AP 102拒绝窄带转换请求，则窄带转换响应包括拒绝窄带转换请求的指示，以及拒绝的原因代码。可以使用诸如IEEE 802.11-REVmc/D6.0的第9.4.1.7节中规定的原因代码。在另外的示例中，可以在窄带转换响应中使用附加的原因代码。可以存在两类原因代码：允许来自无线设备116的未来窄带转换请求的第一类原因代码，以及禁止未来窄带转换请求的第二类原因代码。
在发送确认消息之后，无线设备116继续以窄带通信模式与AP 102执行随后的窄带通信(在410)，直到执行到宽带通信模式的转换。
在一些示例中，窄带转换请求的格式可以如下：
元素ID 长度 窄带特征 窄带参数
八位字节： 1 1 2 变量
无线设备可以将窄带转换请求的窄带特征字段设置为指示正在请求窄带通信模式的哪些特征的值。这些特征可以包括低功耗、超低功耗、长距离等。例如，与宽带网络一样，窄带网络可以具有可用的不同水平的省电特征。
无线设备可以设置窄带转换请求的窄带参数字段以指示PHY和MAC特征，诸如接收/传输(Rx/Tx)功率水平、前向纠错(FEC)、编码、调制、窗口大小、前导码等。包括在窄带参数字段中的特征可以是无线设备能够支持的完整列表，或者包括在窄带参数字段中的特征可以是无线设备此时旨在使用的支持能力的子集。
在一些示例中，窄带转换响应的格式可以如下：
Figure BDA0003339515310000111
如果转换被接受，则窄带转换响应的状态代码字段包含第一值(例如，0)。如果转换被拒绝，则状态代码字段包含描述转换失败原因的值，例如IEEE 802.11-REVmc/D6.0的9.4.1.7节中描述的原因代码。
窄带转换响应的窄带调度字段包含窄带网络中的节电睡眠周期的参数。
AP设置窄带参数字段以指示PHY和MAC特征，诸如Rx/Tx功率水平、FEC、编码、调制、窗口大小、前导码等。AP可以发送来自无线设备的请求中的参数的子集。AP不发送无线设备不支持的参数。如果AP不能支持来自无线设备的窄带转换请求中指示的参数，则AP应该将失败原因中的一个失败原因作为状态代码发送。
在一些示例中，窄带转换确认的格式可以如下：
元素ID 长度 确认
八位字节： 1 1 1
窄带转换确认的确认字段包含用于指示无线设备已成功转换到窄带通信模式的标志。
1.2从窄带通信模式转换到宽带通信模式的指示
本节描述了这样的示例，其中在图2中，由无线设备向AP发送(在204)的指示是从窄带通信模式转换到宽带通信模式的显式指示。
如图5所示，该指示由无线设备116以宽带转换请求的形式发送(在502)到AP 102。宽带转换请求的发送可以由无线设备发起，或者备选地，可以由AP 102向无线设备116发送触发消息(未示出)来触发。宽带转换请求可以包含原因代码。
宽带转换请求通过窄带网络(使用窄带信道)从无线设备116发送到AP 102，以向AP 102通知无线设备从窄带通信模式到宽带通信模式的计划转换。
AP 102通过在窄带网络上向无线设备116发送(在504)宽带转换响应来响应宽带转换请求。AP 102可以接受或拒绝宽带转换请求，并且可以使用原因代码来在宽带转换响应中指示接受或拒绝。AP可以拒绝宽带转换请求的原因之一是由于缺少以该模式为STA服务的资源。这是一种限制同时使用宽带信道的设备数目的准入控制形式。
响应于宽带转换响应(并且假设宽带转换响应包含接受宽带转换请求的接受指示)，无线设备116可以立即移动到宽带信道并开始在宽带网络上执行随后的宽带通信(在508)，或者备选地，可以在宽带网络上发送(在506处)宽带转换确认，然后在宽带网络上执行随后的宽带通信(在508)。
响应于宽带转换确认(506)或通过宽带网络接收帧(508)，AP 102更新(在507)无线设备116的通信模式信息，以指示无线设备116现在正以宽带通信模式操作。
在一些示例中，宽带转换请求、宽带转换响应和宽带转换确认的格式可以类似于上面第1.1节中讨论的窄带转换请求、窄带转换响应和窄带转换确认的格式。
1.3从窄带通信模式到宽带通信模式的直接转换
本节描述了这样的示例，其中在图2中，由无线设备向AP发送(在204)的指示是提供从窄带通信模式转换到宽带通信模式的指示的帧。
如图6所示，假设无线设备116以窄带通信模式操作，并且通过窄带网络与AP 102执行窄带通信(在602)。当AP 102以宽带通信模式操作时，当前处于窄带通信模式的无线设备116可以在任何时间在宽带信道上向AP 102发送(在604)初始宽带帧。基于AP 102针对无线设备116维持的通信模式信息，接收初始上行链路宽带帧的AP 102知道无线设备116当前处于窄带通信模式。结果，初始宽带帧的接收是从窄带通信模式到宽带通信模式的转换的指示。
响应于初始上行链路宽带帧的接收(在604)，AP 102更新(在606)无线设备116的通信模式信息，以指示无线设备116现在正以宽带通信模式操作。无线设备116和AP 106之间的随后的通信包括通过宽带网络的随后的宽带通信(在608)，直到无线设备116发起返回到窄带通信模式的转换。
如上所述，AP 102在宽带网络和窄带网络中的每一个网络上使用相同的MAC地址用于无线设备116。结果，AP 102必须确定无线设备116在其上传输给定帧的信道(窄带信道或宽带信道)。该确定可以基于包括在给定帧中的PHY报头。该PHY报头可以包括指示窄带信道或宽带信道中的哪一个信道用于传输给定分组的信息。指示窄带信道或宽带信道中的哪一个信道用于传输给定分组的PHY报头中的信息可以被传递到AP 102中的MAC层。
在另外的示例中，响应于AP 102在宽带信道上从当前正以窄带通信模式进行操作的无线设备116接收帧，AP 102可以(1)改变无线设备116的模式通信信息以指示无线设备116已经转换到宽带通信模式，使得任何随后的帧都通过宽带信道传送，或者(2)确定宽带信道的使用仅针对一帧(或一些其他预定数目的帧)。例如，帧可以在帧的报头中包括标志(或其他信息)，其中该标志可设置为多个值。标志的第一值指示无线设备116在宽带信道上传输单个帧(或预定数目的帧)之后旨在返回到窄带通信模式。
标志的第二值指示无线设备116旨在改变到宽带通信模式以用于帧的随后的通信(即，无线设备116正在转换到宽带通信模式，使得无线设备116将继续以宽带通信模式执行随后的通信)。
在一些示例中，标志(或其他信息)可以被编码在服务质量(QoS)控制字段或类似帧头中。该信息可以被添加到数据帧，或者备选地，可以被添加到管理帧(诸如Null数据帧或QoS Null数据帧或PS-Poll帧)，以指示无线设备的模式改变意图。
如果AP 102具有在无线设备116处于窄带通信模式时针对无线设备116排队的任何下行链路帧，则初始宽带帧(在604处发送)可以触发AP 102在宽带信道上传送排队的下行链路帧。
1.4从宽带通信模式到窄带通信模式的直接转换
本节描述了这样的示例，其中在图2中，由无线设备向AP发送(在204)的指示是从宽带通信模式转换到窄带通信模式的隐含指示。
如图7所示，假设无线设备116以宽带通信模式操作，并且通过宽带网络与AP 102执行宽带通信(在702)。当AP 102以窄带通信模式操作时，当前处于宽带通信模式的无线设备116可以在窄带信道上在任何时间向AP 102发送(在704)初始上行链路窄带帧。无线设备116必须能够在宽带信道上接收下行链路帧，直到传输初始窄带上行链路帧。
注意，在一些示例中，AP 102可以被配置为在任何时间接收和解码窄带帧(即使这是资源密集的)。在其他示例中，AP 102可以被配置为以特定的时间间隔接收和解码窄带帧(并且不以与特定的时间间隔不同的其他时间间隔接收和解码窄带帧)。在后面的示例中，无线设备116仅以特定的时间间隔中的一个时间间隔传输初始上行链路窄带帧以用于窄带操作。
基于AP 102针对无线设备116维持的通信模式信息，接收初始上行链路窄带帧的AP 102知道无线设备116当前处于宽带通信模式。结果，初始上行链路窄带帧的接收是从宽带通信模式到窄带通信模式的转换的隐含指示。
响应于接收到初始上行链路宽带帧(在704)，AP 102更新(在706)无线设备116的通信模式信息，以指示无线设备116现在正以窄带通信模式操作。无线设备116和AP 106之间的随后的通信包括通过窄带网络的随后的窄带通信(在708)，直到无线设备116发起返回到窄带通信模式的转换。
在另外的示例中，响应于AP 102在窄带信道上从当前正以宽带通信模式进行操作的无线设备116接收帧，AP 102可以(1)改变无线设备116的模式通信信息以指示无线设备116已经转换到窄带通信模式，使得任何随后的帧都通过窄带信道传送，或者(2)确定窄带信道的使用仅针对一帧(或一些其他预定数目的帧)。例如，帧可以在帧的报头中包括标志(或其他信息)，其中该标志可以设置为多个值。标志的第一值指示无线设备116在窄带信道上传输单个帧(或预定数目的帧)之后旨在返回到宽带通信模式。标志的第二值指示无线设备116旨在改变到窄带通信模式以用于帧的随后的通信(即，无线设备116正在转换到窄带通信模式，使得无线设备116将继续以窄带通信模式执行随后的通信)
帧中的标志或其他信息可以以与上面的1.3节中描述的方式类似的方式实现。
1.5速率集合和状态
当无线设备与AP相关联时，支持的速率集合被交换。“速率”可以指无线设备和AP之间的数据通信速率。速率还可以对应于调制和编码方案(MCS)。AP为无线设备提供支持的速率集合(由AP支持)，包括以下，例如：高吞吐量(HT)速率、极高吞吐量(VHT)速率、高效率(HE)速率、和低功率窄带速率。类似地，无线设备向AP提供支持的速率集合(由无线设备支持的)，包括前述速率。
在本公开的一些实施方式中，宽带通信模式和窄带通信模式可以使用全速率集合的相应不同的速率子集来实现。在随后的讨论中，这些速率子集被称为宽带速率集合(用于宽带通信模式)和窄带速率集合(用于窄带通信模式)。全速率集合是无线设备和AP相互支持的所有速率，而全速率集合的子集仅包括全速率集合的一部分。尽管在本讨论中参考了一个宽带速率集合和一个窄带速率集合，但是应注意，在其他示例中可以存在多个宽带速率集合和/或多个窄带速率集合。
基于无线设备和AP之间支持的速率的交换，无线设备和AP中的每一个可以确定宽带速率集合和窄带速率集合的支持速率，并且无线设备和AP中的每一个可以存储宽带速率集合和窄带速率集合。更一般地，无线设备可以从AP接收第一速率集合和第二速率集合，第一速率集合包括用于在宽带信道上通信的一个或多个支持速率，第二速率集合包括用于在窄带信道上通信的一个或多个支持速率。类似地，AP可以从无线设备接收第一速率集合和第二速率集合，第一速率集合包括用于在宽带信道上通信的一个或多个支持速率，第二速率集合包括用于在窄带信道上通信的一个或多个支持速率。
可以在无线设备和AP之间交换信令以在宽带速率集合和窄带速率集合之间切换。该信令是用于触发宽带通信模式和窄带通信模式之间的转换的1.1和1.2节中描述的预转换指示的备选。在一些示例中，宽带通信模式和窄带通信模式之间的转换可以实现为所使用的速率集合中的改变(即，宽带和窄带速率集合之间的改变)，因为所使用的速率集合指示通信模式。
AP可以通过实现在无线设备和AP之间的关联时与无线设备交换的当前支持的速率集合的改变来控制无线设备在宽带通信模式和窄带通信模式之间的转换。例如，当无线设备处于宽带通信模式时，当前使用的速率集合是全速率集合的子集，其中子集可以仅包括HT速率和VHT速率。当无线设备处于窄带通信模式时，当前使用的速率集合是全速率集合的不同的子集，其中不同的子集可以仅包括窄带速率。
在一些示例中，可以用于触发速率集合中的改变的信令可以包括在无线设备和AP之间传输的流量规范(TSPEC)消息或块ACK消息。通常，在无线设备和AP之间的关联时将交换全速率集合。上述信令可用于在全速率集合的两个(或更多个)不同的子集之间切换。备选地，当改变通信模式时，可以在前述信令中交换全速率集合或速率子集。
可以在关联时间执行全速率集合的显式划分，以将全速率集合的速率分组为宽带速率集合和窄带速率集合。备选地，宽带速率集合和窄带速率集合可以隐式地基于与其他速率集合不同的窄带速率集合的定义。
例如，窄带速率集合可以在MAC层管理实体(MLME)Join Request或MLME StartRequest的附加条目中指定，其中MLME Join Request和MLME Start Request在IEEE802.11-2016中解释。在其他示例中，可以在不同的消息中指定窄带速率集合。MLME是提供管理服务接口的管理实体，通过该接口可以为MAC层调用层管理功能。Join Request和Start Request用作MAC层的管理功能的一部分。
如上所述，TSPEC消息可以用作信令以触发宽带速率集合和窄带速率集合之间的改变。例如，可以使用TSPEC Add Traffic Stream(ADDTS)请求和响应消息。ADDTS在IEEE802.11-2012中描述。ADDTS请求和响应消息可用于协商添加和删除业务流(TS)。用于前述的原语被称为TS管理原语，其包括MLME-ADDTS.yyy和MLME-DELTS.yyy原语，其中yyy表示请求、确认、指示或响应。附加条目可以包括在MLME-ADDTS.indication()、confirm()或response()原语中，其中附加条目可以包括用于控制速率子集的选择(在宽带速率集合和窄带速率集合之间的选择)的指示。注意，可以存在多个宽带速率集合，称为OperationalRateSet和HTOperationalRateSet，其中HTOperationalRateSet包括不被包括在OperationalRateSet中的HT速率的速率。
在上面提到的另外的示例中，块ACK消息可以用作用于触发宽带速率集合和窄带速率集合之间的改变的信令。与TSPEC协商类似，可以在块ACK协定过程期间更改速率集合。块ACK消息中的第一指示符(例如，比特或标志)被定义为指示支持多个操作速率集合(宽带速率集合和窄带速率集合)。块ACK消息中的第二指示符用于在多个速率集合之间切换。例如，第二指示符的第一值指示使用宽带速率集合，而第二指示符的第二、不同的值指示使用窄带速率集合。备选地，第二指示符可以指示状态改变，其中第一值指示使用当前速率集合，并且第二值指示速率集合的改变。
2.发现窄带网络
以下描述了如何将1节的通信模式转换用作通常在窄带信道中操作的无线设备(例如，无线设备116)的网络发现过程的一部分的示例。
无线设备116连接到网络的过程在图8中示出。它涉及三个主要阶段：(1)在宽带信道中执行的发现和关联，(2)从在宽带信道中操作到在窄带信道中操作的通信模式转换，以及(3)继续在窄带信道中操作。
如图8所示，在无线设备116和AP 102之间执行的发现和关联802包括由无线设备116扫描(在804)宽带信道，诸如根据IEEE 802.11，其中扫描可以包括主动扫描或被动扫描。扫描标识一个或多个AP。发现和关联802还包括执行关联和认证806，其中关联和认证806包括以下任务：
806.1)针对检测到的每个AP，无线设备116确定AP是否具有窄带能力—无线设备116可以基于信标或探测响应中的能力比特或接入网络查询协议(ANQP)响应来做出该确定。
806.2)无线设备116使用AP的窄带能力作为选择中的因素，从检测到的AP中选择要关联的AP。例如，无线设备116排除考虑不支持窄带通信的任何检测到的AP，使得无线设备116在没有窄带支持的情况下不会选择AP。
806.3)无线设备116使用常规宽带关联过程(诸如根据IEEE 802.11)连接到所选择的AP。
806.4)无线设备116接收用于以窄带通信模式操作的信息或参数。
然后，无线设备116执行模式转换(808)，其包括向AP通知从宽带通信模式到窄带通信模式的通信模式改变。例如，使用上面1.1节的指示技术，无线设备116向AP 102发送(在810)窄带转换请求，从AP 102接收(在812)窄带转换响应，并且向AP 102发送(在814)窄带转换确认。
然后，无线设备116和AP 102可以执行随后的窄带通信(在816)。
在备选的示例中，窄带能力可以不由AP通告或者在关联之前可能不可用。如果是这种情况，则任务804和806.1-806.3遵循传统的WLAN过程，而任务806.4和810-816遵循本公开中描述的过程。
在另外的示例中，无线设备116在任务806.1中接收足够的信息，使得不必执行任务806.4或任务808。
针对专门设计为低功率设备的无线设备(用于以窄带通信模式操作)，宽带通信模式可以仅用于与AP相关联。针对这种类型的无线设备，在宽带通信模式中与AP关联之后，无线设备将立即转换到窄带通信模式并且保持以该模式操作以用于与AP的其余关联。
3.系统架构
图9是无线节点900的框图，无线节点900可以是无线设备(例如，非AP STA)或AP。无线节点900包括处理器(或多个处理器)902，其可以耦合到一个或多个通信接口904以通过无线链路进行通信，并且耦合到非暂态机器可读或计算机可读存储介质906，其存储在(一个或多个)处理器902上可执行的机器可读指令908，以执行如上所述的各种任务。
处理器可以包括微处理器、多核微处理器的核、微控制器、可编程集成电路、可编程门阵列或另一硬件处理电路。
存储介质906可以包括一种或多种不同形式的存储器，该存储器包括半导体存储器设备(诸如动态或静态随机存取存储器(DRAM或SRAM)、可擦除和可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除和可编程只读取存储器(EEPROM)和闪存；磁盘(诸如固定、软盘和可移动磁盘)；其他磁介质包括磁带；光盘介质(诸如光盘(CD)或数字视频盘(DVD))；或其他类型的存储设备。注意，上面所讨论的指令可以在一个计算机可读或机器可读存储介质上提供，或者可以在分布在具有可能多个节点的大系统中的多个计算机可读或机器可读存储介质上提供。这种计算机可读或机器可读存储介质或媒体被认为是物品(或制品)的一部分。物品或制品可以指任何制造的单个组件或多个组件。存储介质或媒体可以位于运行机器可读指令的机器中，或者位于远程站点，从该远程站点可以通过网络下载机器可读指令以用于执行。
在前面的描述中，阐述了许多细节以提供对本文所公开的主题的理解。然而，可以在没有这些细节的情况下实践实施方式。其他实施方式可以包括来自上面所讨论的细节的修改和变化。所附权利要求旨在覆盖这些修改和变化。

Claims (20)

1.一种方法，包括：
由无线设备扫描宽带信道以检测接入点；
由所述无线设备与使用所述宽带信道中的特定宽带信道的所述接入点相关联；
在与使用所述特定宽带信道的所述接入点相关联之后，由所述无线设备向所述接入点发送所述无线设备要从所述宽带通信转换到窄带通信的指示；以及
由所述无线设备从所述接入点接收速率集合，所述速率集合包括用于在窄带信道上通信的多个支持的速率以用于所述窄带通信。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述扫描使所述无线设备检测多个接入点，所述方法包括：
由所述无线设备确定所述多个接入点中的哪个接入点能够进行所述窄带通信；以及
由所述无线设备基于所述确定来选择所述接入点。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述选择排除不支持所述窄带通信的接入点。
4.根据权利要求1所述的方法，包括：
在所述窄带信道上通过所述无线设备的窄带接口与所述接入点传送数据，所述接入点在所述无线设备正在执行所述窄带通信期间使用所述速率集合中的速率。
5.根据权利要求1所述的方法，其中发送所述指示包括：发送对在所述宽带通信和所述窄带通信之间转换的请求，并且其中所述请求包括与所述无线设备要转换到的窄带通信模式相关的信息。
6.根据权利要求5所述的方法，包括：
响应于所述请求，由所述无线设备从所述接入点接收与网络的操作相关的更新信息。
7.根据权利要求5所述的方法，包括：
由所述无线设备从所述接入点接收拒绝所述请求的响应，所述响应包含针对所述拒绝的原因代码。
8.根据权利要求1所述的方法，包括：
在与使用所述特定宽带信道的所述接入点相关联之后，由所述无线设备以窄带通信模式发送上行链路帧，以指示从所述宽带通信到所述窄带通信的转换。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述上行链路帧包括能够设置为如下的信息：
第一值，所述第一值指示所述无线设备将以所述窄带通信模式发送预定数目的上行链路帧，随后转换回宽带通信模式，以及
第二值，所述第二值指示所述无线设备将继续以所述窄带通信模式通信。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述速率集合是第一速率集合，并且所述指示包括对从第二速率集合改变到所述第一速率集合的指示，所述第二速率集合包括用于在宽带信道上通信的多个支持的速率。
11.根据权利要求1所述的方法，其中所述指示包括业务规范TSPEC消息或块ACK消息。
12.一种无线设备，包括：
用以通过宽带信道通信的宽带通信接口、以及用以通过窄带信道通信的窄带接口；
至少一个处理器，被配置为：
控制由所述无线设备扫描宽带信道以检测接入点；
将所述无线设备与使用所述宽带信道中的特定宽带信道的所述接入点相关联；
在与使用所述特定宽带信道的所述接入点相关联之后，从所述无线设备向所述接入点发送所述无线设备要从所述宽带通信转换到窄带通信的指示；以及
在所述无线设备处从所述接入点接收速率集合，所述速率集合包括用于在所述窄带信道上通信的多个支持的速率以用于所述窄带通信。
13.根据权利要求12所述的无线设备，其中所述扫描使所述无线设备检测多个接入点，其中所述至少一个处理器被配置为：
确定所述多个接入点中的哪个接入点能够进行所述窄带通信；以及
基于所述确定来选择所述接入点。
14.根据权利要求13所述的无线设备，其中所述排除包括不支持所述窄带通信的接入点。
15.根据权利要求12所述的无线设备，其中所述无线设备要在所述窄带信道上通过所述窄带接口与所述接入点传送数据，所述接入点在所述无线设备正在执行所述窄带通信期间使用所述速率集合中的速率。
16.根据权利要求12所述的无线设备，其中所述指示包括在所述宽带通信和所述窄带通信之间转换的请求，并且其中所述请求包括与所述无线设备要转换到的窄带通信模式相关的信息。
17.根据权利要求16所述的无线设备，其中所述至少一个处理器被配置为：
响应于所述请求，由所述无线设备从所述接入点接收与网络的操作相关的更新信息。
18.根据权利要求12所述的无线设备，其中所述至少一个处理器被配置为：
在与使用所述特定宽带信道的所述接入点相关联之后，从所述无无线设备以窄带通信模式发送上行链路帧，以指示从所述宽带通信到所述窄带通信的转换。
19.根据权利要求18所述的无线设备，其中所述上行链路帧包括能够设置为如下的信息：
第一值，所述第一值指示所述无线设备将以所述窄带通信模式发送预定数目的上行链路帧，随后转换回宽带通信模式，以及
第二值，所述第二值指示所述无线设备将继续以所述窄带通信模式通信。
20.一种非瞬态及其可读存储介质，包括指令，所述指令在执行之后使无线设备：
扫描宽带信道以检测接入点；
将所述无线设备与使用所述宽带信道中的特定宽带信道的所述接入点相关联；
在与使用所述特定宽带信道的所述接入点相关联之后，从所述无线设备向所述接入点发送所述无线设备要从所述宽带通信转换到窄带通信的指示；以及
在所述无线设备处从所述接入点接收速率集合，所述速率集合包括用于在窄带信道上通信的多个支持的速率以用于所述窄带通信。
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