CN116647901A - 无线唤醒包发送与接收方法与装置 - Google Patents

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Abstract

一种无线唤醒包发送与接收方法与装置，发送装置获得唤醒包WUP,所述WUP中包括前导码序列，其中，所述前导码序列包含：连续的N个第一序列S，N为大于等于2的整数，(例如即[S S])，所述连续的N个第一序列S用于指示所述WUP的采用的数据速率为第一值；或者，所述前导码序列包含：第二序列M,所述第二序列M用于指示所述WUP的采用的数据速率为第二值；其中，所述第二序列M与所述第一序列S为比特逻辑非的关系；发送所述WUP，以便于唤醒接收装置的主接收机。

Description

无线唤醒包发送与接收方法与装置
本申请是分案申请，原申请的申请号是201711409077.4，原申请日是2017年12月22日，原申请的全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本发明涉及无线通信领域，并且更具体地，涉及一种无线唤醒包发送与接收方法与装置。
背景技术
在短距无线通信网络中，例如IEEE802.11系列即WLAN，或者，蓝牙等短距无线通信网络，低功耗这一特征逐渐引起了业界广泛的讨论。特别是针对基于短距无线通信技术的物联网(Internet of Things,IoT)的发展需求，低功耗这一特性尤为重要。基于此种情况，唤醒接收机(Wake-up Receiver,WUR)的应用可以增强短距无线网络的整体功耗表现。
WUR用于在具有较强通信功能的主电路(Main Radio,MR)睡眠时，侦听和接收用于唤醒处于睡眠状态的主电路的唤醒包(Wake-up Packet,WUP)。当MR睡眠时，其功耗会显著降低，但是此时会造成MR通信连接的中断。睡眠的时间越长，则整体功耗越低。但只有当此设备MR从睡眠状态醒来后才可完成其所属的通信功能。所以，作为代价，较低的功耗将带来较长的通信时延。WUR技术正是为解决这一功耗与时延的矛盾而产生的。
发明内容
在WUR的数据传输中，提供针对WUR设备的合理、有效，并且高性能的前导码序列，以满足的WUR设备简单低功耗的要求。
一种唤醒包的发送方法，发送装置获得唤醒包WUP,所述WUP中包括前导码序列，
其中，所述前导码序列包含：连续的N个第一序列S，N为大于等于2的整数，(例如即[S S])，所述连续的N个第一序列S用于指示所述WUP的采用的数据速率为第一值；或者，所述前导码序列包含：第二序列M,所述第二序列M用于指示所述WUP的采用的数据速率为第二值；其中，所述第二序列M与所述第一序列S为比特逻辑非的关系；
发送所述WUP，以便于唤醒接收装置的主接收机。
另一方面，一种唤醒包的接收方法，接收装置接收数据包；对接收的所述数据包中的序列与所述接收装置存储的第三序列T进行相关处理，根据相关处理的结果，确定所述数据包中的序列为用于唤醒的前导码序列，并且，
确定所述前导码序列包含连续的N个第一序列S，即[S S]，或者所述前导码序列包含第二序列M；其中，所述连续的N个第一序列S用于指示所述WUP的采用的数据速率为第一值，所述第二序列M用于指示所述WUP的采用的数据速率为第二值；，所述第二序列M与所述第一序列为比特逻辑非的关系；N为大于等于2的整数；其中，所述T满足下述关系之一：T＝S*2-1，T＝
[连续的N个S]*2-1，T＝M*2-1，或者T＝[连续的N个M]*2-1。其他方面，提供了相应的处理装置。
本申请的方法和装置，至少具有如下技术效果之一：
1.具有较高的检测成功率。
2.较好的时间同步特性。
3.可以指示WUP Preamble后面的WUP Payload部分的数据速率，例如62.5kbps还是250kbps。
4.具有较低的开销。
5.这些WUP Preamble的接收处理环节简单。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例的一个应用场景的示意图，说明了AP通过WUR唤醒STA的MR过程。
图2是根据本发明实施例的WUP的基本帧结构示意图。
图3是根据本发明实施例的使用OOK调制比特信息。
图4是根据本发明实施例的表1中序列167进行式(4)和(5)计算的相关值的示意图。
图5是根据本发明实施例的用于唤醒的发送装置的结构示意图。
图6是根据本发明实施例的用于唤醒的接收装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例可以应用于具有唤醒功能的各种无线通信系统，例如，IoT网络，或者，无线局域网(Wireless Local Area Network，WLAN)，各个实施方式还可以应用于遵循其他标准的通信系统，例如蓝牙系统，Zigbee等系统。一个典型的应用的场景附图，可参照图1。
各个实施方式的系统中包括发送装置和接收装置，其中发送装置或者接收装置例如IEEE 802.11网络中的AP,传统站点(Legacy STA),物联网站点(IoT STA)以及其他采用WUR从而可以被唤醒的设备，或者WUR。物联网站点(IoT STA)是指应用IoT等技术的物联网站点，因此类新型站点具有传输简单信息，低功耗，低复杂度，低成本等特点，有别于传统的IEEE 802.11站点。在WLAN中应用唤醒接收机WUR时，AP可以是发送唤醒包的发送装置，non-AP STA可以是接收唤醒包的接收装置。当然，在其他的例子中，non-AP STA可以是发送唤醒包的发送装置，AP可以是接收唤醒包的接收装置。后文以AP为唤醒发送装置的情况为例进行介绍，不限于其他可能的应用场景。
以WLAN为例，目前WLAN采用的标准为IEEE802.11系列。WLAN可以包括多个BSS，BSS中的网络节点为STA，STA包括接入点类的站点AP和非接入点类的站点(none Access PointStation，non-AP STA)。每个BSS可以包含一个AP和多个关联于该AP的non-AP STA。
AP也称之为无线访问接入点或热点等。AP是移动用户进入有线网络的接入点，主要部署于家庭、大楼内部以及园区内部，典型覆盖半径为几十米至上百米，当然，也可以部署于户外。AP相当于一个连接有线网和无线网的桥梁，其主要作用是将各个无线网络客户端连接到一起，然后将无线网络接入以太网。具体地，AP可以是带有无线保真(WirelessFidelity，WiFi)芯片的终端设备或者网络设备。可选地，AP可以为支持802.11ax制式的设备，或者其他可能的下一代的标准，进一步可选地，该AP可以为支持802.11ac、802.11n、802.11g、802.11b或者802.11a等多种WLAN制式的设备。
non-AP STA可以是无线通讯芯片、无线传感器或无线通信终端。例如：支持WiFi通讯功能的移动电话、支持WiFi通讯功能的平板电脑、支持WiFi通讯功能的机顶盒、支持WiFi通讯功能的智能电视、支持WiFi通讯功能的智能可穿戴设备、支持WiFi通讯功能的车载通信设备和支持WiFi通讯功能的计算机。
其他网络系统中的装置不再详细赘述。
为了方便理解，现提供本文中提到的部分缩略语。
如图1所示，WUR为一独立的附加于主电路MR的组件。当MR睡眠时，WUR保持打开状态或者在规定时刻或者在规定的时间段内打开，从而，可以侦听并接收用于唤醒其关联的MR的唤醒包WUP。当WUR接收到的WUP为唤醒其关联的MR时，WUR将通过内部软硬件的触发机制唤醒MR。图1中，接入点(Access Point,AP)通过空口发送携带目的地标识的WUP用于唤醒目的地标识所指示的站点(Station,STA)。当此STA的WUR接收到此WUP后，发现此WUP中的目的地标识与自身的标识一致，从而开始唤醒其关联的MR，达到MR可以开始与AP正常的数据交换与其他通信功能。
WUR相比较于MR，因为其只承担接收WUP的功能，不需要与AP做其他复杂的通信，所以WUR具有结构简单，成本低，功耗低等优点。这样，当AP与MR无通信时，可将MR置于睡眠状态，并使WUR工作于侦听状态，从而节省功耗；当AP需要与MR通信时，AP发送WUP,由WUR接收WUP后唤醒其MR，再完成后续正常的无线通信过程。
当前WUR的标准化进程(IEEE802.11ba)已进入到前导码Preamble的设计这一关键步骤。设计一个简洁，有效，长度合适的前导码是的目标。一个典型的WUP结构如图2所示(IEEE 802.11ba标准还未确定最终WUP的最终结构，此处仅为举例示意WUP应具有的基本结构)。
参考图2，当WUR接收到WUP后，WUP的传统前导码Legacy Preamble部分一般采用较大带宽，WUR无法解码这部分，从而继续读取后面的WUP Preamble和WUP Payload部分，其中WUP Preamble具有同步和自动增益控制(Automatic Gain Control,AGC)调整的功能，从而可以使WUR准确的找到WUP Payload的开始位置，达到精准的解码出WUP Payload中的信息。例如，IEEE802.11ba标准制定过程中提出，WUP的传统前导码Legacy Preamble部分采用20MHz，WUP Preamble和WUP Payload的带宽应小于20MHz。
较优的，WUP Payload可以采用键控开关On-off Keying(OOK)的调制方式表征比特信息。基本OOK调制方式如图3所示：
从图3中可以看到，在OOK比特调制方式中，采用一段无能量的空白无线信号传输期(虚线表示)标示比特0，而通过发射机发送一段有能量的无线信号传输期(方块标示)标示比特1。采用这种调制方式后，WUR可按照与能量检测或者包络检测有关的装置进行比特信息解调，很好的降低了接收机解调复杂度。
具体的例子中，WUP可以具有至少两种WUP Payload数据速率,例如IEEE802.11ba标准中的62.5kbps和250kbps。
一个实施方式中，针对类似前述的无线通信系统，提供了具有高效性能的用于唤醒的前导码序列，在发送装置的装置包括：
101.发送装置获得唤醒包(WUP,Wake-up Packet),所述WUP中包括前导码序列，其中，所述前导码序列包含连续的N个第一序列S，例如[S S]，或者所述前导码序列包含第二序列M；其中，所述连续的N个第一序列S用于指示所述WUP的采用的数据速率为第一值，所述第二序列M用于指示所述WUP的采用的数据速率为第二值；，所述第二序列M与所述第一序列为比特逻辑非的关系；N为大于等于2的整数；其中，所述T满足下述关系之一：T＝S*2-1，T＝
[连续的N个S]*2-1，T＝M*2-1，或者T＝[连续的N个M]*2-1。可选的，由于所述第一序列与第二序列存在唯一的映射关系，在发送端，可选的只需要存储第一序列或者只需要存储第二序列。可选的，在发送端也可以同时存储第一和第二序列。
例如，该唤醒包具有参考图2所示的数据结构，包含legacy preamble,和用于唤醒的前导码序列(WUP preamble)。
其中，所述第一序列S用于指示所述WUP的采用的数据速率为第一值，所述第二序列M用于指示所述WUP的采用的数据速率为第二值；其中，所述第二序列M与所述第一序列S为比特逻辑非的关系。
102.发送所述WUP，以便于唤醒接收装置的主接收机。
其中，所述前导码中的序列中0的数量和1的数量相同；其中，所述第一序列S，所述第二序列M和在接收侧用于相关处理的(例如存储或者获得并存储的)的第三序列T之间符合下述关系之一：T＝S*2-1，T＝[连续的N个S]*2-1，T＝M*2-1，或者T＝[连续的N个M]*2-1。
具体的，所述第一序列S可以是下述各具体例子中的序列之一，例如表1或者表2中的序列。
这些例子中的序列都满足如下条件，在所述第一序列S与第三序列T相关后的结果的绝对值中的第一极大值与第二极大值之间的差距最大；在所述第二序列M与第三序列T相关后的结果的绝对值中的第一极大值与第二极大值之间的差距也最大，另外，上述序列也满足前述两个差距的和最大。
相应的，基于前述用于唤醒的前导码序列，在接收装置，根据存储的序列对唤醒包(接收到的信令)进行处理，以解析得到唤醒包包括：
201.接收装置接收数据包。
具体的，对于接收装置来说，不知道该数据包具体是何种结构。通过检测legacypreamble可以获知该数据包遵循的标准，通过检测legacy preamble后面的序列可以得到更多的信息，例如202-203。
202.对接收的所述数据包中的序列与所述接收装置存储的第三序列T进行相关处理。具体的相关技术不做限制，也不再赘述。
203.根据相关处理的结果，确定所述数据包中的序列为用于唤醒的前导码序列，并且，确定所述前导码序列包含连续的N个第一序列S，或者所述前导码序列包含第二序列M；其中，所述连续的N个第一序列S用于指示所述WUP的采用的数据速率为第一值，所述第二序列M用于指示所述WUP的采用的数据速率为第二值；，所述第二序列M与所述第一序列为比特逻辑非的关系；
N为大于等于2的整数；其中，所述T满足下述关系之一：T＝S*2-1，T＝
[连续的N个S]*2-1，T＝M*2-1，或者T＝[连续的N个M]*2-1。
其中，优选的，N为2。
具体的，所述第三序列T各个例子中提供的序列之一。可选的，所述第三序列T可以永久存储在接收装置中。可选的，其中，由于所述第一序列S，所述第二序列M和第三序列T之间符合如前文所述的关系，因而在接收端也有可能永久存储的是S或者M，在做相关处理时先根据S或者M获得T，临时存储T，再根据T做相关处理。
具体的，前述步骤203包括但不限于：
当所述相关结果中的绝对值中的任意一个或者绝对值中的最大值满足大于或者等于一个门限值时，确定用于唤醒的前导码序列(WUP Preamble)被正确检测到；并且，通过判断绝对值最大时的值为正值或者负值，当为正值时确定接收到的序列为所述第一序列S，当为负值时确定接收到的序列为所述第二序列M。参考后续图4，相关结果中绝对值最大时的值，一般称为峰值。一般的，根据峰值的绝对值是否达到门限值确定是否检测到了WUPPreamble，再根据峰值是正值还是负值确定WUP Preamble所指示的信息。在图4中位于横轴上方的峰值为正值，位于横轴下方的峰值是负值。
上述的实施方式中的WUP Preamble至少有如下技术效果之一：
1.具有较高的检测成功率，可以容易的被WUR设备检测出来，从而使WUR精准的分辨出当前接收到的数据包是否是WUP。
2.较好的时间同步特性，即当WUR判定出此包是WUP后，可以精准的检测出数据部分WUR Payload的起始时间。
3.可以指示WUP Preamble后面的WUP Payload部分的数据速率，例如62.5kbps还是250kbps。
4.具有较低的开销。一般来说，一个良好的检测率和精准的时间同步特性通常来说都需要较长的前导码，但过长的前导码又会带来大量的空口开销，增加网络的整体负担。各个实施方式中的WUP Preamble，非常好的平衡了性能与开销。
5.这些WUP Preamble的接收处理环节简单。因为WUR是较为简单的低功耗弱性能电子器件，所以其信号处理能力有限。这些WUP Preamble的结构和检测方式都较为简单，能很好的适应于WUR。
第一序列S、第二序列M和第三序列T的实例一
所述第一序列S的长度为32比特，表1中的第一列为序列的编号，仅用于陈述的方便；表1中包括多个序列，其中的任意一个可以是前文所述的第一序列S。
表1
/>
/>
表1a中包含的多个序列之一可以是接收机本地(可以存储或者根据S获得)的用于相关处理的第三序列T，与表1中各个第一序列S一一对应。
表1a
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
表1b中包含的多个序列，分别是与表1中各个第一序列S一一对应的第二序列M，也可以称为伴随序列。可选的，所述第一序列也可以是表1b中的任意一个序列重复N次构成，此时第一序列所对应的第二序列M仍然需要符合与第一序列为比特逻辑反关系，或M序列此时是表1中与表1b对应的序列。
表1b
/>
/>
/>
/>
/>
/>
表1c中包含了表1中具有较少的连续的0或者1的序列，可以优化第一所述序列和第二所述序列都不存在过长的空白能量发送时期，避免信道被其他设备抢占。同样，根据表1c可以归纳出于其一一对应的如表1d的第三序列T和表1e的第二序列M。可选的，所述第一序列也可以是表1e中的任意一个序列重复N次构成，此时第一序列所对应的第二序列M仍然需要符合与第一序列为比特逻辑反关系，或M序列此时是表一中与表1c对应的序列。
表1c
表1d
/>
表1e
具体的，当采用唤醒技术的无线通信系统中，可以约定表1中的一个为第一序列S，这样，相应的，根据前述序列S,序列M和序列T的关系，可以知道相应的序列M和序列T。当然，协议中也可以直接规定好序列M或者序列T。
下面详细说明上述优选出的序列为什么具有前述的技术效果：
1.一般来说，一个序列的特性是否良好需要在接收机的接收过程体现。在本实施方式中，可选的，采用前述OOK的二进制序列的接收方式。在接收侧，采用相关器Correlator通过对接收的信号进行相关运算，从而判定接收到的信号是否是WUP Preamble以及找到WUP Preamble的起始位置，并据此可以推算出WUP Preamble的结束位置。如图2所示，WUPPreamble的结束位置也就是WUP Payload的开始位置。
为了方便阐述，定义表1中的任一一个序列为S(n),在接收侧与其进行相关的序列定义为T(n)，并且有T(n)是基于S(n)得来：
T(n)＝S(n)*2-1 (1)
其中，n为时间采样点的离散表达，可以理解为某瞬时时刻。很容易看出T(n)只是将S(n)中的所有1保持不变，但是所有0置为-1后得到的结果。
根据S(n)可以得到另外一个伴随序列M(n)：
M(n)＝NOT(S(n)) (2)
其中NOT代表比特逻辑非操作，即将S(n)中的比特取反，或者说，将S(n)中的0和1分别置为1和0。例如，前述表1，表2和表3中序号一致的序列具有上述表达式(1)和(2)的关系。
在接收机进行相关时，将S(n)和M(n)分别与T(n)进行相关运算。准确的说，这些相关运算的数学表达为：
其中C1(τ)为S(n)和T(n)的相关运算的结果，τ为时间位移。
参考图4，为根据表1中的序列7计算相关结果，如序列7，其按照运算等式(3)相关运算，通过软件MATLAB计算后得到分别如图4所示结果。从图4中可以看出，S(n)和T(n)的相关结果的最大值为16，第二最大值为2，最小值为-2。
按照运算等式(4)的相关运算，通过软件MATLAB计算后得到的结果，M(n)和T(n)的相关结果的最小值为-16，第二最小值为-2，最大值为+2。表1中所有序列均具有此种特性。(表1中的序列正是按照上述需求或者原则得到的)。
更具体的，获得上述表1中的序列的过程，主要是按照如下条件进行搜索得到较优的序列：
a)首先，获得的二进制序列中0和1的数量相同。这样，相应的，接收机的本地序列T(n)中1与-1的个数相同，这样接收机在本地产生T(n)这一信号时，直流分量为0。因为电路中的直流分量(可以简单理解为平均值)容易受到其他直流电流的影响，所以一般而言，信号中的直流分量越小越好。
b)其次，能简单的检测出两种(或以上)不同的WUP Preamble。不同的WUPPreamble可以用于指示两种(或者以上)的信息，例如当前的数据速率。
一方面，从表1的所有序列S(n)都可以直接得到它的伴随序列M(n)。所以在发射机只需存储一个S(n)即可；如果需要发送M(n)，可以根据S(n)，通过逻辑非电路可得到M(n)。
另一方面，在接收机，只需存储一个本地序列T(n)用于做相关运算。如果发射机发送的是S(n)(例如指示的是某一个WUP Payload速率)，那么接收机在接收到S(n)，并与本地T(n)作完相关后，会得到类似图4的结果。如果发送的是M(n)(例如指示另外一个WUPPayload速率)，那么接收机在作完相关后会得到类似按照运算等式(4)的相关运算，通过软件MATLAB计算后得到的结果。可以看到，图4和按照运算等式(4)的相关运算，通过软件MATLAB计算后得到的结果差别很大，特别是他们的峰值，分别是16与-16，具有完全相等的绝对值，但符号完全相反。这样，接收机便可以通过对峰值(即绝对值最大时候的值)的正负符号(或极性)分析，判断出其接收到的WUP Preamble是哪一个，这样便可以得到这个WUPPreamble指示的信息(如WUP Payload数据速率)。
简言之，表1中的序列是32比特序列中，按式(3)和(4)以及条件a)，以及b)优选出的序列，其中b)的条件是表1中的序列与其伴随序列同时分别具有max(C1(τ))＝16与min(C2(τ))＝-16的相关最大值。通过上述的方案，简化了接收机的复杂度，只需要存储一组本地序列T(n)，并且只需要对接收到的数据做一次相关运算，就能检测发送装置发送的是什么序列，从而能够过的所述序列指示的信息。
c)接收机进行相关处理后，相关值的绝对值的最大值越大越好。因为，越大的绝对值的最大值越利于WUR在噪声和干扰存在环境中找到这个峰值，从而使WUR接收机容易判断出来它接收到了一个WUP Preamble。因为接收机在作完相关运算后，总是通过相关结果的绝对值的最大值是否超过一门门限来判断它是否接收到了一个WUP Preamble，绝对值的最大值越大越不容易受到干扰的影响。简言之，相关值的绝对值的极大值越大，越利于接收机正确判断有没有收到WUP Preamble。
例如4和按照运算等式(4)的相关运算，通过软件MATLAB计算后得到的结果中相关值的绝对值的最大值都为16。假设这个绝对值的极大值只有12或者更小，而相关检测的门限值设定为10，一旦S(n)或者M(n)受到噪声和其他干扰的影响，那么在相关结果的绝对值中，很有可能无法找到一个满足大于门限要求10的绝对值最大值。表1中所有的序列S(n)与其相应的M(n)都具有与T(n)相关后，绝对值的最大值都同时为16，并且绝对值的最大值16是所有32比特二进制序列按照式(3)和(4)相关后在满足条件a)的情况所得到最大的可能绝对值。
d)能准确的检测WUP Preamble的起始点或者结束点。一般的，在接收侧是通过相关结果的峰值的位置推算起始点或者结束点。峰值即指相关结果的绝对值最大时候的值，该峰值可能是正值也可能是负值。如c)所述该正值或者负值用于指示不同的信息。
为了准确的检测到峰值的位置，具体的，在所述第一序列S与第三序列T相关后的结果的绝对值中的第一极大值与第二极大值之间的差距应最大。以及，在所述第二序列M与第三序列T相关后的结果的绝对值中的第一极大值与第二极大值之间的差距也应最大。
换言之，在所述第一序列S与第三序列T相关后的结果的绝对值中的峰值与其他所有的值之间的差距最大；所述第二序列M与第三序列T相关后的结果的绝对值中的峰值与其他所有的值之间的差距也最大。
例如，采用下述操作，以便于根据ACMetric_S越大越好，ACMetric_M越大越好的原则找到较优的第一序列S：
上述公式中abs()为绝对值操作，max()为获取最大值操作,2ndmax()为获取第二极大值操作。
等同的，或者类似的，采用下述操作，以便于根据ACMetric_S″越大越好，ACMetric_M″越小越好的原则找到较优的第一序列：
上述公式中abs()为绝对值操作，max()为获取最大值操作,min()为获取最小值操作，2ndmax()为获取第二极大值操作。
当然，也可以采取其他的表征方式获得峰值与其他所有值差距最大的较优的第一序列。
例如，参考图4，S(n)与T(n)相关后的结果中的第一极大值max(C1(τ))＝16。
另外，S(n)与T(n)相关后的结果中的第二极大值2ndmax(abs(C1(τ)))＝2。
M(n)与T(n)相关后的结果中的第一极小值min(C2(τ))＝-16，(即，相关结果的绝对值中的最大值为16)。
M(n)与T(n)相关后的结果的绝对值中的第二极大值2ndmax(abs(C2(τ)))＝2。
在上述的条件下，当受到噪声干扰等影响时，接收机仍能较容易、准确的找到峰值例如max(C1(τ))和min(C2(τ))出现的位置，从而很好的找到WUP Preamble的起始位置。
参考前述(5)和(6)，ACMetric_S和ACMetric_M分别为8和-8，如果max(C1(τ))和min(C2(τ))与第二极大值或者第二极大值之间的差距不大，那么一旦受到噪声和干扰等影响，很容易出现绝对值的极大值出现在其他位置上。假设max(C1(τ))为16，但是2ndmax(abs(C1(τ)))为14，那么一旦受到噪声和干扰的影响，很有可能2ndmax(abs(C1(τ)))被提升至17，那么接收机会根据当前的max(C1(τ))＝17来推算WUP Preamble的起始点，根据该推算的不准确的起始点，会造成后面WUP Payload部分无法被正确解码。也就是说，上述方案保证了非常好的同步效果。
无论采用哪种方式，总之，即峰值与其他所有值之间的差距越大越好，越利于准确的找到峰值位置，再根据峰值的位置确定WUR的起始位置或者结束位置，以确定payload的起始位置。这样，很好的提高了时间同步的精确性。特别需要说明的是，表1中的所有序列都具ACMetric_S和/或ACMetric_M都为8(或者，ACMetric_S″和ACMetric_M″分别为8和-8)这一关系，这也是通过遍历算法得到的32比特序列中在满足条件a)和b)情况下，ACMetric_S和ACMetric_M分别能达到的最优的值。
除了前述表1，表2和表3中的长度为32比特的序列外，还可以是其他的长度的序列。其他长度的序列，可以根据采用与上述原则一致的方式选择得到，也可以在前述32比特的序列的基础上构造得到更长的第一序列S，并相应的得到第二序列M和第三序列T。
第一序列S、第二序列M和第三序列T的实例二
长度为16比特的第一序列S如表2所示的任意一个序列。序列号仅为后续陈述方便，没有任何限定。
表2
/>
/>
相应的，表2a中提供了与表2中的S序列一一对应的T序列。
表2a
/>
/>
/>
相应的，表2b中提供了和表2中S序列一一对应的M序列。可选的，所述第一序列也可以是表2b中的任意一个序列重复N次构成，此时第一序列所对应的第二序列M仍然需要符合与第一序列为比特逻辑反关系，或M序列此时是表2中与表2b对应的序列。
表2b
/>
/>
表2c中包含了表2中具有较少的连续的0或者1的序列，可以优化第一所述序列和第二所述序列都不存在过长的空白能量发送时期，避免信道被其他设备抢占。同样，根据表2c可以归纳出于其一一对应的如表2d的第三序列T和表2e的第二序列M。可选的，所述第一序列也可以是表2e中的任意一个序列重复N次构成，此时第一序列所对应的第二序列M仍然需要符合与第一序列为比特逻辑反关系，或M序列此时是表一中与表1c对应的序列。
表2c
/>
表2d
表2e
第一序列S、第二序列M和第三序列T的实例三
另外的实施方式中，发射机保存表1(替换的，可以通过存储表1a或者表1b获取表1)的各个32比特序列，但是，每个比特的持续时间确定为2微秒。从而，得到表1(以及1a，1b，1c,1d,1e)中的各个序列的总时间长度分别为64微秒。可选的，每个比特的持续时间也可以是4微秒，或者8微秒，或者16微秒，从而得到表1(以及1a，1b，1c,1d,1e)中的各个序列的总时间长度分别为128微秒，或者256微秒，或者512微秒。
另外的实施方式中，发射机保存表2(替换的，可以通过存储表2a或者表2b获取表1)的各个16比特序列，但是，每个比特的持续时间确定为4微秒。从而，得到表2(以及2a，2b,2c,2d,2e)中的各个序列的总时间长度分别为64微秒。可选的，每个比特的持续时间也可以是4微秒，或者8微秒，或者16微秒，从而得到表2(以及2a，2b，2c,2d,2e)中的各个序列的总时间长度分别为64微秒，或者128微秒，或者256微秒。
上述应用上述各个实施例中的前导码序列(二进制序列)，在发射机或者接收机上具有如下技术效果：
a)接收机的直流分量为0，不容易受到其他直流电流的影响。
b)有利于WUR检测出当前接收的数据包是否为WUP。
c)有利于分辨出后续的WUP Payload采用哪种数据速率。
d)WUR在解码WUP Preamble时，达到较好的同步效果。
下面简要叙述如何获得前述表1或者表2中的序列，以使得前述序列在前导码的应用中具有前述优点。一个无线唤醒通信系统中序列的特性是否良好需要在接收机的接收过程体现。基于OOK的二进制序列的接收方式一般采用相关器Correlator通过对接收的信号进行相关运算，从而判定其是否是WUP Preamble以及找到WUP Preamble的起始位置，并据此可以推算出WUP Preamble的结束位置，此结束位置同时也就是WUP Payload的开始位置，如图2所示。
为了方便阐述，定义表1中的任一一个序列为S(n)，S(n)将用于生成后面所描述的WUR前导码。首先，根据S(n)可以生成一个前导序列为：
SS(n)＝[S(n)S(n)]， (1)
与其进行相关的序列定义为T(n)，并且有T(n)也是基于S(n)得来，如表二所示：
T(n)＝S(n)*2-1 (2)
其中，n为时间采样点的离散表达，可以理解为某瞬时时刻。很容易看出T(n)只是将S(n)中的所有1保持不变，但是所有0置为-1后得到的结果。
继续根据S(n)得到另外一个前导序列M(n)，如表三所示：
M(n)＝NOT(S(n)) (3)
其中NOT代表逻辑非操作，即将S(n)中的比特取反，或者说S(n)中的0和1分别置为1和0。
在接收机进行相关时，将SS(n)和M(n)分别与T(n)进行相关运算。准确的说，这些相关运算的数学表达为：
其中C1(τ)为S(n)和T(n)的相关运算的结果，τ为时间位移。
定义这样一些操作：abs()为绝对值操作，max()为获取最大值操作，2ndmax()为获取第二极大值操作，min()为获取最小值操作。定义这样两种序列性能的标准：
其中，根据式(2)，式(6)和(7)与如下式(8)和(9)是等效的：
同时，为了便于实施，也可以将式(2)根据式(3)转化为：
T(n)＝M(n)*2-1 (10)
那么此时，式(6)和(7)与如下式(11)和(12)是等效的：
下面，举例随便选取表1中一个序列，并计算相关结果，如序列167，其按照运算等式(1)至(5)的相关运算，通过软件MATLAB计算后得到分别如图4所示结果：
图4中的实线条表示式(4)所述的计算结果，虚线条表示式(5)所述的计算结果。可以从图中得到，对于实线，按照式(6)得到的结果为16/2＝8；对于虚线，按照式(7)得到的结果为16/3＝5.3。其中实线得到这个结果是所有32比特序列中按照式(1)-(7)所述可以得到的最大值，而虚线得到的这个结果则是按照实线可以得到式(6)所述的最大值8时，以及考虑到式(1)-(7)所述的方式时，可以得到的最大值。
下面解释为何希望遍历出具有这样特性的32比特长度的二进制序列。这是因为：
e)首先，还需要所找到的二进制序列应该具有其中0和1的数量相同，可以使接收机的本地序列T(n)中1与-1的个数相同，这样接收机在本地产生T(n)这一信号时，直流分量为0(直流分量可以简单理解为平均值，电路中的直流分量容易受到其他直流电流的影响，故一般而言，希望信号中的直流分量越小越好)。
f)其次，希望WUP Preamble可以指示两种长度。因为从表1的所有序列S(n)都可以直接得到两个前导序列SS(n)和M(n)，所以在发射机只需存储一个S(n)即可。在接收机只需存储一个本地序列T(n)用于做相关运算。如果发送机发送的是某一个WUP Payload速率，那么这段WUR Payload的前导码将是SS(n)和M(n)其中之一。那么接收机在接收到前导码后，并与本地T(n)作完相关后，会得到图4的结果其中之一，虚线或者实线。可以看到，图4中的虚线和实线结果差别很大，特别是他们的极值，分别是16与-16，具有完全相等的绝对值，但符号完全相反。这样，接收机便可以通过对极值的正负符号(或极性)分析，判断出其接收到的WUP Preamble是哪一种。同时对于实线结果，接收机可以根据出现的两个峰值再次判定这个前导码是SS(n)，这样方式可以使SS(n)的判定正确率要高于M(n)。这样的检测方式既区分了不同的WUP Payload数据速率，同时也简化了接收机的复杂度，只需要存储一组本地序列T(n)，并且只需要做一次相关运算。
g)第三，可以看到图4中，相关值的绝对值的最大值都为16，这个值越大越好，越大的最大值越利于WUR在噪声和干扰存在环境中，找到这个峰值，从而使WUR接收机判断出来它接收到了一个WUP Preamble。因为，接收机在作完相关运算后，总是通过相关结果的绝对值的最大值是否超过一门门限来判断它是否接收到了一个WUP Preamble。试想下，如果这个绝对值的极大值只有12或者更小，而相关检测的门限值设定为了10，一旦SS(n)或者M(n)收到噪声和其他干扰的影响，那么相关值中很有可能出现无法找到一个满足门限要求为10的绝对值最大值。总结起来，这个绝对值的极大值越大越利于接收机正确判断有没有收到WUP Premable。表一中所有的序列S(n)所产生的SS(n)和M(n)都具有与f(n)相关后，绝对值的最大值都同时为16，并且绝对值的最大值16是所有32比特二进制序列按照式(3)和(4)相关后在满足条件a)的情况所得到最大的可能绝对值。
h)第四，还可以看到，图4中，max(abs(C1(τ)))＝16与max(abs(C2(τ)))＝16，另外，2ndmax(abs(C1(τ)))＝2，2namax(abs(C2(τ)))＝3。这样会达到这样一种好处，即当收到噪声干扰等等影响时，仍能较好的找到max(abs(C1(τ)))和max(abs(C2(τ)))出现的位置，因为ACMetric_SS和ACMetric_M分别为8和5.3，这样可以很好的找出WUP Preamble的起始位置。例如，如果max(abs(C1(τ)))和max(abs(C2(τ)))与第二极大值的差距不大，那么一旦收到噪声和干扰等影响，很容易出现绝对值的极大值出现在其他位置上。例如如果max(abs(C1(τ)))为16，但是2ndmax(abs(C1(τ)))为14，那么一旦受到噪声和干扰的影响，很有可能出现2ndmax(abs(C1(τ)))被提升至17，那么接收机将会根据当前的max(C1(τ))＝17来推算WUP Preamble的起始点，那么结果显然是不准确的，会直接造成后面WUP Payload部分无法被正确解码。总结起来，ACMetric_SS和ACMetric_M分别越大和越小越好，越利于时间同步的精确性。表一中的所有序列都具ACMetric_SS和ACMetric_M分别为8和5.3这一关系，这也是通过遍历算法得到的32比特序列中在满足条件a)和b)情况下，ACMetric_SS所能达到的最大可能值。在保证ACMetric_SS到达最大值8的情况下，ACMetric-M所可能达到的最大值为5.3。在寻找这样的32比特二进制序列时，总是先保证ACMetric_SS达到最大值8，再去计算其ACMetric_M能否达到5.3，如果满足，则此序列满足要求。
相应的，还提供了可以应用前述发送装置的唤醒发送装置，以及应用前述接收装置的唤醒接收装置。
参考图5，用于唤醒的发送装置600主要包括发射机，发射机可以包括发射电路、功率控制器、编码器及天线。
参考图6，用于唤醒的接收装置700主要包括接收机，接收机可以包括接收电路、功率控制器、解码器及天线。
发送装置600或者接收装置700还可以包括处理器和存储器。处理器还可以称为CPU。存储器可以包括只读存储器和随机存取存储器，并向处理器提供指令和数据。存储器的一部分还可以包括非易失行随机存取存储器(NVRAM)。
具体的应用中，发送装置600或者接收装置700可以嵌入或者本身可以就是例如终端设备，接入点等等无线通信设备，还可以包括容纳发射电路和接收电路的载体，以允许发送装置和接收装置和远程位置之间进行数据发射和接收。发射电路和接收电路可以耦合到天线。发送装置600和接收装置700的各个组件可以通过总线耦合在一起，其中，总线除包括数据总线之外，还包括电源总线、控制总线和状态信号总线。但是为了清楚明起见，在图中将各种总线都标为总线。具体的不同产品中解码器可能与处理单元集成为一体。
处理器可以实现或者执行本发明装置实施例中的公开的各步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器，解码器等。结合本发明实施例所公开的装置的步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用解码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。
应理解，在本发明实施例中，该处理器可以是中央处理单元(Central ProcessingUnit，简称为“CPU”)，该处理器还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
该存储器可以包括只读存储器和随机存取存储器，并向处理器提供指令和数据。存储器的一部分还可以包括非易失性随机存取存储器。例如，存储器还可以存储设备类型的信息。
该总线系统除包括数据总线之外，还可以包括电源总线、控制总线和状态信号总线等。但是为了清楚说明起见，在图中将各种总线都标为总线系统。
在实现过程中，上述装置的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。结合本发明实施例所公开的装置的步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成上述装置的步骤。为避免重复，这里不再详细描述。
根据本发明实施例的资源调度的设备600可对应于本发明实施例的装置中的接收装置(例如，终端设备)，并且，资源调度的设备600中的各单元即模块和上述其他操作和/或功能分别为了实现装置200的相应流程，为了简洁，在此不再赘述。
根据本发明实施例的资源调度的设备，通过使比特序列中的至少部分比特用于指示待分配频域资源可能被划分的资源块位置中的一个或者多个资源块位置是否为待分配频域资源实际被划分成的待分配资源块，能够基于待分配频域资源实际被划分成的待分配资源块的分布情况，对照待分配频域资源可能被划分的资源块位置，灵活生成不同长度的比特序列，从而能够支持减小资源调度对传输资源的开销。
应理解，在本发明的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同装置来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述装置实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和装置，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，该单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
该作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
该功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者发送装置等)执行本发明各个实施例该装置的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上该，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以该权利要求的保护范围为准。

Claims (24)

1.一种唤醒包的发送方法，其特征在于，
发送装置获得唤醒包WUP,所述WUP中包括前导码序列；
其中，所述前导码序列包含：连续的2个第一序列S，所述连续的2个第一序列S用于指示所述WUP的采用的数据速率为第一值；
发送所述WUP，以便于唤醒接收装置的主接收机；
其中，所述第一序列S的长度为32比特，所述第一序列S为1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 101 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 0 0 0。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一序列S中的每个比特时间为2微秒。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第一值为62.5kbps或者250kbps。
4.一种唤醒包的发送方法，其特征在于，
发送装置获得唤醒包WUP,所述WUP中包括前导码序列；
其中，所述前导码序列包含：第二序列M,所述第二序列M用于指示所述WUP的采用的数据速率为第二值；其中，所述第二序列M与第一序列S为比特逻辑非的关系；
发送所述WUP，以便于唤醒接收装置的主接收机；
其中，所述第一序列S的长度为32比特，所述第一序列S为1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 101 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 0 0 0。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一序列S中的每个比特时间为2微秒。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述第二值为62.5kbps或者250kbps。
7.一种唤醒包的接收方法，其特征在于，
接收装置接收唤醒包WUP；
确定所述WUP中的序列为用于唤醒的前导码序列；
其中，确定的所述前导码序列包含连续的2个第一序列S，或者确定的所述前导码序列包含第二序列M；其中，所述连续的2个第一序列S用于指示所述WUP的采用的数据速率为第一值，所述第二序列M用于指示所述WUP的采用的数据速率为第二值；所述第二序列M与所述第一序列为比特逻辑非的关系；
其中，所述第一序列S的长度为32比特，所述第一序列S为1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 10 11 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 0 0 0。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述确定所述WUP中的序列为用于唤醒的前导码序列，包括：
对接收的所述WUP中的序列与所述接收装置存储的第三序列T进行相关处理，根据相关处理的结果，确定所述WUP中的序列为用于唤醒的前导码序列；
其中，所述T满足下述关系之一：T＝S*2-1，T＝[连续的2个S]*2-1，T＝M*2-1，或者T＝[连续的2个M]*2-1。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，
所述根据相关处理的结果确定所述WUP中的序列为用于唤醒的前导码序列包括：
当所述相关结果的最大值或者最小值中任意一个的绝对值满足大于或者等于一个门限值时，确定用于唤醒的前导码序列WUP Preamble被正确检测到；
并且，所述根据相关处理的结果确定所述WUP中的序列为用于唤醒的前导码序列还包括：
通过判断所述绝对值最大值其所包含的正负号来判断接收到的为连续的2个所述第一序列S还是所述第二序列M。
10.根据权利要求7-9任一项所述的方法，其特征在于，所述第一序列S中的每个比特时间为2微秒。
11.根据权利要求7-9任一项所述的方法，其特征在于，所述第一值为62.5kbps或者250kbps。
12.根据权利要求7-9任一项所述的方法，其特征在于，所述第二值为62.5kbps或者250kbps。
13.一种唤醒包的发送装置，其特征在于，
获取模块，用于获得唤醒包WUP,所述WUP中包括前导码序列，其中，所述前导码序列包含：连续的2个第一序列S，所述连续的2个第一序列S用于指示所述WUP的采用的数据速率为第一值；
发送模块，用于发送所述WUP，以便于唤醒接收装置的主接收机；
其中，所述第一序列S的长度为32比特，所述第一序列S为1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 101 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 0 0 0。
14.根据权利要求13所述的发送装置，其特征在于，所述第一序列S中的每个比特时间为2微秒。
15.根据权利要求13或14所述的发送装置，其特征在于，所述第一值为62.5kbps或者250kbps。
16.一种唤醒包的发送装置，其特征在于，
获取模块，用于获得唤醒包WUP,所述WUP中包括前导码序列，其中，所述前导码序列包含：第二序列M,所述第二序列M用于指示所述WUP的采用的数据速率为第二值；其中，所述第二序列M与第一序列S为比特逻辑非的关系；
发送模块，用于发送所述WUP，以便于唤醒接收装置的主接收机；
其中，所述第一序列S的长度为32比特，所述第一序列S为1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 101 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 0 0 0。
17.根据权利要求16所述的发送装置，其特征在于，所述第一序列S中的每个比特时间为2微秒。
18.根据权利要求16或17所述的发送装置，其特征在于，所述第二值为62.5kbps或者250kbps。
19.一种唤醒包的接收装置，其特征在于，
接收模块，用于接收唤醒包WUP；
相关模块，用于确定所述WUP中的序列为用于唤醒的前导码序列；
其中，确定的所述前导码序列包含连续的2个第一序列S，或者确定的所述前导码序列包含第二序列M；其中，所述连续的2个第一序列S用于指示所述WUP的采用的数据速率为第一值，所述第二序列M用于指示所述WUP的采用的数据速率为第二值；所述第二序列M与所述第一序列为比特逻辑非的关系；
其中，所述第一序列S的长度为32比特，所述第一序列S为1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 10 11 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 0 0 0。
20.根据权利要求19所述的接收装置，其特征在于，所述相关模块包括：
对接收的所述WUP中的序列与所述接收装置存储的第三序列T进行相关处理，根据相关处理的结果，确定所述WUP中的序列为用于唤醒的前导码序列；
其中，所述T满足下述关系之一：T＝S*2-1，T＝[连续的2个S]*2-1，T＝M*2-1，或者T＝[连续的2个M]*2-1。
21.根据权利要求20所述的接收装置，其特征在于，
所述相关模块包括：
当所述相关结果中的绝对值中的任意一个或者绝对值中的最大值满足大于或者等于一个门限值时，确定用于唤醒的前导码序列WUP Preamble被正确检测到；
并且，所述相关模块还包括：
通过判断绝对值最大时的值为正值或者负值，当为正值时确定接收到的序列为连续的2个所述第一序列S，当为负值时确定接收到的序列为所述第二序列M。
22.根据权利要求19-21任一项所述的接收装置，其特征在于，所述第一序列S中的每个比特时间为2微秒。
23.根据权利要求19-21任一项所述的接收装置，其特征在于，所述第一值为62.5kbps或者250kbps。
24.根据权利要求19-21任一项所述的接收装置，其特征在于，所述第二值为62.5kbps或者250kbps。
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