DE102021102288A1

DE102021102288A1 - Ultrabreitband-rahmenformate der nächsten generation

Info

Publication number: DE102021102288A1
Application number: DE102021102288.6A
Authority: DE
Inventors: Joachim S. Hammerschmidt; Ersen Ekrem
Original assignee: Apple Inc
Current assignee: Apple Inc
Priority date: 2020-01-31
Filing date: 2021-02-01
Publication date: 2021-08-05
Also published as: CN113206723B; US11757488B2; US11239881B2; US20240113742A1; CN113206723A; US20220131568A1; US20210242901A1

Abstract

Verfahren, Systeme und Vorrichtungen werden präsentiert, um fragmentierte Kommunikationsrahmen, wie fragmentierte Ultrabreitband-Rahmen (UWB-Rahmen), zu übertragen. In einigen Implementierungen kann ein Kommunikationsrahmen in eine Vielzahl von Fragmenten unterteilt sein, und jedes Fragment kann über eine Vielzahl von regulatorischen Testintervallen übertragen werden. Jedes Fragment kann z. B. innerhalb eines jeweiligen regulatorischen Testintervalls übertragen werden. In einigen Implementierungen kann jedes Fragment zeitlich und/oder in der Sendeleistung beschränkt sein, sodass die während der Übertragung des Fragments emittierte Gesamtenergie innerhalb eines maximalen Energiegrenzwerts bleibt, der für das regulatorische Testintervall z. B. von einer Regulierungsbehörde definiert wurde. In einigen Implementierungen kann die Summe der während der Übertragung von zwei oder mehr Fragmenten emittierten Energie den maximalen Energiegrenzwert überschreiten, der für das regulatorische Testintervall definiert wurde.

Description

PRIORITÄTSANSPRUCH
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Anmeldung mit der laufenden Nr. 62/968,937 mit dem Titel „Next-Generation Ultra-Wideband Frame Formats“ („Ultrabreitband-Rahmenformate der nächsten Generation“), eingereicht am 31. Januar 2020, die hiermit durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit aufgenommen ist, als ob sie hierin vollständig und vollumfänglich dargelegt wäre.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Anmeldung bezieht sich auf drahtlose Kommunikation, einschließlich Techniken zum Übertragen von drahtlosen Kommunikationspaketen innerhalb regulatorischer Emissionsgrenzen.
BESCHREIBUNG DES STANDS DER TECHNIK
Die Nutzung von Systemen für drahtlose Kommunikation nimmt rapide zu. Ferner hat sich die Drahtloskommunikationstechnologie von reinen Sprachkommunikationen weiterentwickelt und schließt nun auch die Übertragung von Daten wie Internet- und Multimediainhalten ein.
Mobile elektronische Vorrichtungen können die Form von Smartphones oder Tablets annehmen, die ein Benutzer für gewöhnlich mit sich führt. Am Körper tragbare Vorrichtungen (auch als Zubehörvorrichtungen bezeichnet) sind eine neuere Form einer mobilen elektronischen Vorrichtung, ein Beispiel sind Smartwatches. Zusätzlich verbreiten sich kostengünstige drahtlose Vorrichtungen mit geringer Komplexität, die für einen stationären oder nomadischen Einsatz gedacht sind, auch als Teil des sich entwickelnden „Internet der Dinge“. Mit anderen Worten, es gibt ein zunehmend breites Spektrum von gewünschten Vorrichtungskomplexitäten, Fähigkeiten, Datenverkehrsmustern und anderen Charakteristika.
Ultrabreitband (UWB) ist ein drahtloses Signalisierungs-Framework, das in letzter Zeit für den Einsatz in drahtlosen Vorrichtungen an Popularität gewinnt, z. B. für Lokalisierungs- und Positionierungszwecke durch Techniken wie Time-of-Flight-Entfernungsmessungen (ToF-Entfernungsmessungen) oder Angle-of-Arrival-Schätzung (AoA-Schätzung). UWB ist für hochauflösende Positionierungs- und Lokalisierungszwecke attraktiv, da es in der Regel mit großen Signalisierungsbandbreiten arbeitet, z. B. 500 MHz oder Vielfachen davon.
UWB arbeitet jedoch in der Regel unter strengen Emissionsbeschränkungen, wie durch Vorschriften in verschiedenen Rechtsordnungen definiert. Diese Emissionsbeschränkungen liegen oft um Größenordnungen unter denen anderer lizenzfreier Funksysteme, wie WLAN oder Bluetooth. Das Beschränken der bei der Übertragung eines bestimmten Pakets abgegebenen Leistung kann die Betriebsreichweite oder andere Parameter des UWB-Betriebs begrenzen.
Dementsprechend sind Verbesserungen in dem Gebiet gewünscht.
KURZDARSTELLUNG
Ausführungsformen werden hierin unter anderem von Systemen, Vorrichtungen und Verfahren zum Übertragen von fragmentierten Kommunikationsrahmen dargestellt. In einigen Implementierungen kann ein Kommunikationsrahmen in eine Vielzahl von Fragmenten unterteilt sein, und jedes Fragment kann übertragen werden, wobei die Fragmente zwischen den Ruheintervallen verteilt sind. In einigen Implementierungen kann jedes Fragment zeitlich und/oder in der Übertragungsleistung beschränkt sein, so dass die während der Übertragung aller Fragmente innerhalb eines regulatorischen Testintervalls emittierte Gesamtenergie innerhalb eines maximalen Energiegrenzwerts bleibt, der für das regulatorische Testintervall, z. B. von einer Regulierungsbehörde, definiert wurde. In einigen Implementierungen kann die Gesamtenergie, die während der Übertragung des vollständigen Kommunikationsrahmens emittiert wird, die maximale Energiegrenze überschreiten, die für das regulatorische Testintervall definiert ist, aber der Rahmen kann über mehrere regulatorische Testintervalle verteilt werden, so dass die maximale Energiegrenze für jedes Intervall gleich dem regulatorischen Testintervall erfüllt ist.
Es wird eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung offenbart, die eine drahtlose Kommunikationsschaltlogik und eine Verarbeitungsschaltung umfasst, die mit der drahtlosen Kommunikationsschaltlogik gekoppelt ist. Die Verarbeitungsschaltung kann die drahtlose Kommunikationsschaltlogik dazu veranlassen, über die drahtlose Kommunikationsschaltlogik ein erstes Fragment des Kommunikationsrahmens während eines ersten Zeitraums zu übertragen, wobei der erste Zeitraum kürzer als ein vordefiniertes Testintervall ist, und wobei die während der Übertragung des ersten Fragments emittierte Energie innerhalb eines vorbestimmten Energiegrenzwertes bleibt, der für die Übertragung innerhalb des vordefinierten Testintervalls zulässig ist. Die drahtlose Kommunikationsvorrichtung kann ein zweites Fragment des Kommunikationsrahmens während eines zweiten Zeitraums übertragen, wobei der zweite Zeitraum kürzer als das vordefinierte Testintervall ist, wobei die während der Übertragung des zweiten Fragments emittierte Energie innerhalb des vorbestimmten Energiegrenzwerts bleibt, wobei der zweite Zeitraum von dem ersten Zeitraum durch eine Ruhezeitperiode getrennt ist, während der kein Teil des Kommunikationsrahmens übertragen wird, und wobei der Beginn des zweiten Zeitraums dem Beginn des ersten Zeitraums um mindestens die Dauer des vordefinierten Testintervalls folgt.
In einigen Szenarien kann die Summe der während der Übertragung des ersten Fragments emittierten Energie und der während der Übertragung des zweiten Fragments emittierten Energie den vorbestimmten Energiegrenzwert überschreiten, der für die Übertragung innerhalb des vordefinierten Testintervalls zulässig ist.
In einigen Szenarien kann die vorbestimmte Energiegrenze, die für die Übertragung innerhalb des vordefinierten Testintervalls zulässig ist, durch eine Regierungsvorschrift definiert werden.
In einigen Szenarien kann die Verarbeitungsschaltung die drahtlose Kommunikationsschaltlogik dazu veranlassen, nach Abschluss der Übertragung des ersten Fragments des Kommunikationsrahmens in einen Energiesparzustand überzugehen; und die drahtlose Kommunikationsschaltung dazu veranlassen, in einen aktiven Zustand überzugehen, bevor das zweite Fragment des Kommunikationsrahmens übertragen wird.
In einigen Szenarien können das erste Fragment und das zweite Fragment innerhalb eines ersten Frequenzkanals übertragen werden, und der vorbestimmte Energiegrenzwert, der für die Übertragung innerhalb des vordefinierten Testintervalls zulässig ist, kann sich nur auf Energie beziehen, die innerhalb des ersten Frequenzkanals emittiert wird. In solchen Szenarien kann die drahtlose Kommunikationsvorrichtung innerhalb eines zweiten Frequenzkanals ein Fragment eines zweiten Kommunikationsrahmens während eines dritten Zeitraums übertragen, wobei mindestens ein Teil des ersten Fragments des Kommunikationsrahmens und mindestens ein Teil des Fragments des zweiten Kommunikationsrahmens in die Dauer des vordefinierten Testintervalls fällt, und wobei die Summe der während der Übertragung wenigstens eines Abschnitts des ersten Fragments emittierten Energie und der während der Übertragung wenigstens eines Abschnitts des Fragments des zweiten Kommunikationsrahmens emittierten Energie den vorbestimmten Energiegrenzwert überschreitet, der für die Übertragung innerhalb des vordefinierten Testintervalls zulässig ist.
In einigen Szenarien kann die drahtlose Kommunikationsvorrichtung eine Resynchronisationssequenz nach der Übertragung des ersten Fragments, aber vor der Übertragung der zweiten Sequenz, übertragen, wobei die Resynchronisationssequenz ein bekanntes Synchronisationsmuster umfasst.
In einigen Szenarien schließt der zweite Rahmen möglicherweise kein Synchronisationsfeld ein. In einigen solchen Szenarien kann das erste Fragment ein Synchronisationsfeld einschließen, und das zweite Fragment kann ein verschlüsseltes Zeitstempelsequenzfeld (STS-Feld) einschließen.
Es wird ein Verfahren zum Übertragen eines Kommunikationsrahmens durch eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung offenbart. Die drahtlose Kommunikationsvorrichtung kann den Kommunikationsrahmen in eine Vielzahl von Fragmenten aufteilen, und kann jedes Fragment der Vielzahl von Fragmenten während einer jeweiligen Übertragungszeitperiode übertragen, wobei jede Übertragungszeitperiode nach der anfänglichen Übertragungszeitperiode von der vorhergehenden Übertragungszeitperiode durch eine Ruhezeitperiode getrennt ist, wobei das Übertragen der Vielzahl von Fragmenten über ein Übertragungsintervall verteilt ist, das länger als ein vordefiniertes Testintervall ist. Die drahtlose Kommunikationsvorrichtung kann die durchschnittliche Übertragungsleistung, die verwendet wird, um mindestens eines der Fragmente zu senden, so einschränken, dass die Gesamtenergie, die durch die drahtlose Kommunikationsvorrichtung während eines beliebigen kontinuierlichen Abschnitts des Übertragungsintervalls emittiert wird, der gleich dem vordefinierten Testintervall ist, innerhalb einer vorbestimmten Energiegrenze bleibt, die für eine Übertragung innerhalb des vordefinierten Testintervalls zulässig ist.
In einigen Szenarien kann die Summe der für die Übertragung der Vielzahl von Fragmenten von der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung emittierten Gesamtenergie den vorbestimmten Energiegrenzwert überschreiten, der für die Übertragung innerhalb des vordefinierten Testintervalls zulässig ist.
In einigen Szenarien kann das Teilen des Kommunikationsrahmens in eine Vielzahl von Fragmenten das Teilen des Kommunikationsrahmens entlang vordefinierter Grenzen zwischen Feldern des Kommunikationsrahmens einschließen.
In einigen Szenarien kann die vorbestimmte Energiegrenze, die für die Übertragung innerhalb des vordefinierten Testintervalls zulässig ist, durch eine Regierungsvorschrift definiert werden.
In einigen Szenarien kann sich die vorbestimmte Energiegrenze, die für die Übertragung innerhalb des vordefinierten Testintervalls zulässig ist, nur auf Energie beziehen, die innerhalb eines ersten Frequenzkanals emittiert wird, mindestens ein erstes Fragment der Vielzahl von Fragmenten kann innerhalb des ersten Frequenzkanals übertragen werden, und mindestens ein erstes Fragment eines zweiten Kommunikationsrahmens kann innerhalb eines zweiten Frequenzkanals innerhalb eines einzigen vordefinierten Testintervalls übertragen werden. In solchen Szenarien kann die Summe der Energie, die von der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung zur Übertragung des ersten Fragments der Vielzahl von Fragmenten und des ersten Fragments des zweiten Kommunikationsrahmens emittiert wird, die vorbestimmte Energiegrenze überschreiten, die zur Übertragung innerhalb des vordefinierten Testintervalls innerhalb des ersten Frequenzkanals zulässig ist.
In einigen Szenarien kann sich die vorbestimmte Energiegrenze, die für die Übertragung innerhalb des vordefinierten Testintervalls zulässig ist, nur auf Energie beziehen, die innerhalb eines ersten Frequenzkanals emittiert wird, mindestens ein erstes Fragment der Vielzahl von Fragmenten kann innerhalb des ersten Frequenzkanals übertragen werden, und mindestens ein zweites Fragment der Vielzahl von Fragmenten wird innerhalb eines zweiten Frequenzkanals innerhalb eines einzigen vordefinierten Testintervalls übertragen. In solchen Szenarien kann die Summe der für die Übertragung des ersten Fragments emittierten Energie und der während der Übertragung des zweiten Fragments emittierten Energie den vorbestimmten Energiegrenzwert überschreiten, der für die Übertragung innerhalb des vordefinierten Testintervalls zulässig ist.
In einigen Szenarien kann die drahtlose Kommunikationsvorrichtung eine Resynchronisationssequenz zwischen der Übertragung eines ersten Fragments und eines zweiten Fragments der Vielzahl von Fragmenten übertragen. Die Resynchronisationssequenz kann ein bekanntes Synchronisationsmuster einschließen, das vor dem Teilen des Kommunikationsrahmens nicht Teil des Kommunikationsrahmens war.
In einigen Szenarien weist nur das Anfangsfragment der Vielzahl von Fragmenten ein Synchronisationsfeld auf.
Es werden Vorrichtungen zur Implementierung der vorstehenden Verfahren offenbart.
Diese Zusammenfassung soll einen kurzen Überblick über einige der in diesem Dokument beschriebenen Gegenstände geben. Dementsprechend ist ersichtlich, dass die vorstehend beschriebenen Merkmale lediglich Beispiele darstellen und nicht als den Schutzumfang oder Geist des hierin beschriebenen Gegenstands in irgendeiner Weise einengend aufgefasst werden sollten. Weitere Merkmale, Gesichtspunkte und Vorteile des hierin beschriebenen Gegenstands werden anhand der folgenden detaillierten Beschreibung, der Figuren und der Ansprüche ersichtlich.
Figurenliste
Ein besseres Verständnis des vorliegenden Gegenstandes kann erreicht werden, wenn die folgende detaillierte Beschreibung der Ausführungsformen in Verbindung mit den folgenden Zeichnungen betrachtet wird.

1 veranschaulicht ein beispielhaftes Drahtloskommunikationssystem gemäß verschiedenen hierin beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen.
Die 2 bis 3 sind Blockdiagramme, die beispielhafte drahtlose Vorrichtungen gemäß verschiedenen hierin beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen veranschaulichen.
4 veranschaulicht beispielhafte Rahmenformate für die Verwendung bei UWB-Übertragungen, gemäß einigen Ausführungsformen.
5 veranschaulicht eine beispielhafte Sequenz von UWB-Kommunikationen zwischen zwei Transceiver-Stationen über die Zeit, gemäß einigen Ausführungsformen.
6 veranschaulicht eine beispielhafte Sequenz von übertragenen Paketen über die Zeit, innerhalb von Beispielen von regulatorischen Testintervallen, gemäß einigen Ausführungsformen.
7 veranschaulicht zwei beispielhafte Übertragungspakete, die jeweils ein entsprechendes abstraktes Paketformat aufweisen.
8 veranschaulicht einen Übertragungsrahmen, der als eine Vielzahl von Fragmenten übertragen wird, die über eine Vielzahl von regulatorischen Testintervallen verteilt sind, gemäß einigen Ausführungsformen.
9 ist ein Flussdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren zum Übertragen eines fragmentierten Kommunikationsrahmens gemäß einigen Ausführungsformen veranschaulicht.
10 ist ein Flussdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren zum Empfangen eines fragmentierten Kommunikationsrahmens gemäß einigen Ausführungsformen veranschaulicht.
Die 11 bis 22 veranschaulichen spezifische Beispiele verschiedener Rahmentypen, die als eine Vielzahl von Fragmenten verteilt über ein oder mehrere regulatorische Testintervalle in verschiedenen Szenarien übertragen werden, gemäß einigen Ausführungsformen.
23 veranschaulicht ein verallgemeinertes Beispiel eines Übertragungsrahmens, der als eine Vielzahl von Fragmenten übertragen wird, die gemäß einigen Ausführungsformen über eine Vielzahl von regulatorischen Testintervallen verteilt sind.

Während die hierin beschriebenen Merkmale vielfältigen Modifikationen und alternativen Formen zugänglich sind, werden spezifische Ausführungsformen davon in beispielhafter Weise in den Zeichnungen gezeigt und hierin detailliert beschrieben. Es sollte jedoch verstanden werden, dass die Zeichnungen und die detaillierte Beschreibung dazu nicht als auf die bestimmte offenbarte Form beschränkend gedacht sind, sondern dass die Erfindung im Gegenteil alle Modifikationen, Äquivalente und Alternativen abdecken soll, die in den Geist und Schutzumfang des Gegenstandes fallen, wie er durch die angehängten Ansprüche definiert ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Einbeziehung durch Bezugnahme
Verschiedene Details beispielhafter UWB-Kommunikationsprotokolle sind in IEEE 802.15.4-2015 offenbart, die hiermit durch Bezugnahme so eingeschlossen ist, als ob sie hierin in ihrer Gesamtheit offenbart wäre.
Verschiedene Details beispielhafter UWB-Kommunikationsprotokolle sind in der internationalen Entwurfsspezifikation IEEE 802.15.4a offenbart, die hiermit durch Bezugnahme so eingeschlossen ist, als ob sie hierin in ihrer Gesamtheit offenbart wäre.
Verschiedene Details beispielhafter UWB-Kommunikationsprotokolle sind in IEEE 802.15.4z-2020 offenbart, die hiermit durch Bezugnahme so eingeschlossen ist, als ob sie hierin in ihrer Gesamtheit offenbart wäre.
Terminologie
Es folgen Definitionen von Begriffen, die in dieser Offenbarung verwendet werden:

Speichermedium - eine beliebige von verschiedenen Arten von nichtflüchtigen Arbeitsspeichervorrichtungen oder Speichervorrichtungen. Der Begriff „Speichermedium“ soll ein Installationsmedium, z. B. eine CD-ROM, Disketten oder eine Bandvorrichtung einschließen; einen Computersystemspeicher oder Direktzugriffsspeicher, wie DRAM, DDR-RAM, SRAM, EDO-RAM, Rambus-RAM usw.; einen nichtflüchtigen Speicher, wie einen Flash-Speicher, Magnetmediumspeicher, z. B. eine Festplatte oder einen optischen Speicher; Register oder andere ähnliche Arten von Speicherelementen usw. Das Speichermedium kann andere Arten von nicht transitorischem Speicher sowie Kombinationen davon einschließen. Darüber hinaus kann sich das Speichermedium in einem ersten Computersystem befinden, in dem die Programme ausgeführt werden, oder kann sich in einem zweiten, anderen Computersystem befinden, das über ein Netzwerk, wie das Internet, mit dem ersten Computersystem verbunden ist. In letzterem Fall kann das zweite Computersystem dem ersten Computer Programmanweisungen zur Ausführung bereitstellen. Der Begriff „Speichermedium“ kann zwei oder mehr Speichermedien einschließen, die sich an verschiedenen Orten befinden können, z. B. in verschiedenen Computersystemen, die über ein Netzwerk verbunden sind. In dem Speichermedium können Programmanweisungen gespeichert werden (z. B. als Computerprogramme ausgeführt), die durch einen oder mehrere Prozessoren ausgeführt werden können.
Trägermedium - ein Speichermedium wie vorstehend beschrieben sowie ein physisches Übertragungsmedium, wie ein Bus, ein Netzwerk und/oder ein anderes physisches Übertragungsmedium, das Signale, wie elektrische, elektromagnetische oder digitale Signale, überträgt.
Programmierbares Hardware-Element - schließt verschiedene HardwareVorrichtungen ein, die mehrere programmierbare Funktionsblöcke umfassen, welche über eine programmierbare Zusammenschaltung verbunden sind. Zu Beispielen zählen FPGAs (feldprogrammierbare Gatteranordnungen), PLDs (programmierbare Logikvorrichtungen), FPOAs (feldprogrammierbare Objektanordnungen) und CPLDs (komplexe PLDs). Die programmierbaren Funktionsblöcke können von feingranulär (kombinatorische Logik oder Verweistabellen) bis grobgranulär (arithmetische Logikeinheiten oder Prozessorkerne) reichen. Ein programmierbares Hardware-Element kann auch als „umkonfigurierbare Logik“ bezeichnet werden.
Computersystem - ein beliebiges von verschiedenartigen Rechen- oder Verarbeitungssystemen, einschließlich eines Personal Computer-Systems (PC), eines Großrechnersystems, einer Arbeitsstation, eines Netzwerkgeräts, eines Internetgeräts, eines persönlichen digitalen Assistenten (PDA), eines Fernsehsystems, eines Grid-Computing-Systems oder einer weiteren Vorrichtung oder Kombinationen von Vorrichtungen. Im Allgemeinen kann der Begriff „Computersystem“ dahin gehend breit definiert werden, dass er jede Vorrichtung (oder Kombination von Vorrichtungen) mit mindestens einem Prozessor umfasst, der Anweisungen aus einem Speichermedium ausführt.
Benutzerausrüstung (UE) (oder „UE-Vorrichtung“) - eine beliebige von verschiedenartigen Computersystemvorrichtungen, die mobil oder tragbar sind und die drahtlose Kommunikation durchführen. Beispiele für UE-Vorrichtungen schließen Mobiltelefone oder Smartphones (z. B. iPhone™, Telefone auf Basis von Android™), tragbare Spielvorrichtungen (z. B. Nintendo DS™, PlayStation Portable™, Gameboy Advance™, iPhone™), Laptops, am Körper tragbare Vorrichtungen (z. B. Smartwatch, Smartglasses), PDAs, tragbare Internetvorrichtungen, Musikabspielvorrichtungen, Datenspeichervorrichtungen oder weitere handgehaltene Vorrichtungen usw. ein. Im Allgemeinen kann der Begriff „UE“ oder „UE-Vorrichtung“ breit definiert werden, sodass er jede elektronische, Rechen- und/oder Telekommunikationsvorrichtung (oder Vorrichtungskombination) umfasst, die von einem Benutzer problemlos transportiert werden kann und die in der Lage ist, drahtlos zu kommunizieren.
Drahtlose Vorrichtung - eine beliebige von verschiedenartigen Computersystemvorrichtungen, die drahtlose Kommunikationen durchführen. Eine drahtlose Vorrichtung kann tragbar (oder mobil) sein oder kann stationär oder fest an einem bestimmten Ort sein. Eine UE ist ein Beispiel für eine drahtlose Vorrichtung. Andere Beispiele können weniger mobile Vorrichtungen einschließen, wie Desktop-Computer, Unterhaltungszentren, Set-Top-Boxen, Klimasteuerungsmodule, Sicherheitsmodule, Smart-Home-Steuerungsmodule, intelligente Geräte, elektronische Türen/Schlösser, Fahrzeuge usw.
Kommunikationsvorrichtung - ein(e) beliebige(s) von verschiedenartigen Computersystemen oder Vorrichtungen, die Kommunikationen durchführen, wobei die Kommunikationen drahtgebunden oder drahtlos sein können. Eine Kommunikationsvorrichtung kann tragbar (oder mobil) sein oder kann stationär oder fest an einem bestimmten Ort sein. Eine drahtlose Vorrichtung ist ein Beispiel für eine Kommunikationsvorrichtung. Eine UE ist ein anderes Beispiel für eine Kommunikationsvorrichtung.
Basisstation - Der Begriff „Basisstation“ (auch als „eNB“ oder „gNB“ bezeichnet) weist die gesamte Breite seiner üblichen Bedeutung auf und schließt zumindest eine Drahtloskommunikationsstation ein, die an einem festen Ort installiert ist und als Teil eines drahtlosen Mobilfunkkommunikationssystems zum Kommunizieren verwendet wird.
Verarbeitungselement (oder Prozessor) - bezieht sich auf verschiedene Elemente oder Kombinationen von Elementen. Zu Verarbeitungselementen zählen zum Beispiel Schaltungen, wie eine ASIC (anwendungsspezifische integrierte Schaltung), Abschnitte oder Schaltungen einzelner Prozessorkerne, vollständige Prozessorkerne, einzelne Prozessoren, programmierbare Hardwarevorrichtungen, wie eine anwenderprogrammierbare Gatteranordnung (FPGA), und/oder größere Abschnitte von Systemen, die mehrere Prozessoren einschließen.
Wi-Fi - Der Begriff „Wi-Fi“ besitzt die gesamte Breite seiner üblichen Bedeutung und schließt mindestens ein drahtloses Kommunikationsnetzwerk oder eine RAT ein, das bzw. die von Zugangspunkten für drahtloses LAN (WLAN) bedient wird und das bzw. die über diese Zugangspunkte Konnektivität zum Internet bereitstellt. Modernste Wi-Fi-Netzwerke (oder WLAN-Netzwerke) beruhen auf IEEE 802.11-Standards und werden unter dem Namen „Wi-Fi“ vermarktet. Ein Wi-Fi-Netzwerk (WLAN-Netzwerk) unterscheidet sich von einem Mobilfunknetz.
Automatisch - bezieht sich auf eine durch ein Computersystem oder eine Vorrichtung (z. B. eine Schaltlogik, programmierbare Hardware-Elemente, ASICs usw.) durchgeführte Aktion oder Operation (z. B. eine durch das Computersystem ausgeführte Software) ohne Benutzereingabe, welche die Aktion oder die Operation direkt spezifiziert. Somit steht der Begriff „automatisch“ im Gegensatz zu einer durch den Benutzer manuell durchgeführten oder festgelegten Operation, bei welcher der Benutzer eine Eingabe macht, um die Operation direkt durchzuführen. Eine automatische Vorgehensweise kann durch eine durch den Benutzer bereitgestellte Eingabe initiiert werden, die nachfolgenden Aktionen, die „automatisch“ durchgeführt werden, werden jedoch nicht durch den Benutzer festgelegt, d. h. sie werden nicht „manuell“ durchgeführt, wobei der Benutzer jede durchzuführende Aktion spezifiziert. Zum Beispiel füllt ein Benutzer, der ein elektronisches Formular ausfüllt, indem er jedes Feld auswählt und eine Eingabe bereitstellt, die Informationen festlegt (z. B. durch Eintippen von Informationen, Auswählen von Kontrollkästchen, Auswahl eines Optionsfeldes usw.), das Formular manuell aus, auch wenn das Computersystem das Formular als Reaktion auf die Benutzeraktionen aktualisieren muss. Das Formular kann automatisch durch das Computersystem ausgefüllt werden, wobei das Computersystem (z. B. auf dem Computersystem ausgeführte Software) die Felder des Formulars analysiert und das Formular ganz ohne eine Benutzereingabe, welche die Antworten auf die Felder festlegt, ausfüllt. Wie vorstehend angegeben, kann der Benutzer das automatische Ausfüllen des Formulars aufrufen, ist jedoch nicht am eigentlichen Ausfüllen des Formulars beteiligt (z. B. legt der Benutzer Antworten für Felder nicht manuell fest, sondern diese werden automatisch ausgefüllt). Die vorliegende Beschreibung stellt verschiedene Beispiele für Operationen bereit, die als Reaktion auf Aktionen, die der Benutzer vorgenommen hat, automatisch durchgeführt werden.
Konfiguriert zum - Verschiedene Komponenten können als „konfiguriert zum“ Durchführen einer oder mehrerer Aufgaben beschrieben sein. In solchen Kontexten handelt es sich bei „konfiguriert zum“ um eine breit gefasste Anführung, die allgemein bedeutet „eine Struktur besitzend, die“ die Aufgabe oder Aufgaben während des Betriebs durchführt. Insofern kann die Komponente konfiguriert sein, die Aufgabe durchzuführen, selbst wenn die Komponente diese Aufgabe derzeit gerade nicht durchführt (z. B. kann ein Satz von elektrischen Leitern konfiguriert sein, ein Modul elektrisch mit einem anderen Modul zu verbinden, selbst wenn die zwei Module nicht verbunden sind). In manchen Kontexten kann es sich bei „konfiguriert zum“ um eine breit gefasste Anführung einer Struktur handeln, die allgemein bedeutet „Schaltlogik besitzend, die“ die Aufgabe oder Aufgaben während des Betriebs durchführt. Insofern kann die Komponente konfiguriert sein, die Aufgabe durchzuführen, selbst wenn die Komponente derzeit nicht eingeschaltet ist. Im Allgemeinen kann die Schaltlogik, welche die Struktur entsprechend „konfiguriert zu“ bildet, Hardware-Schaltungen einschließen.

Vielfältige Komponenten können der Zweckmäßigkeit wegen in der Beschreibung so beschrieben sein, dass sie eine Aufgabe oder Aufgaben durchführen. Solche Beschreibungen sollten so interpretiert werden, als würden sie den Ausdruck „konfiguriert zum“ einschließen. Das Anführen einer Komponente, die konfiguriert ist, eine oder mehrere Aufgaben durchzuführen, soll sich ausdrücklich nicht auf eine Interpretation nach 35 USC § 112, Absatz sechs für diese Komponente beziehen.
Es versteht sich, dass die Verwendung persönlich identifizierbarer Informationen Datenschutzvorschriften und Praktiken folgen sollte, von denen allgemein anerkannt wird, dass sie branchenspezifische oder staatliche Auflagen zum Schutz der Privatsphäre von Benutzern erfüllen oder überschreiten. Insbesondere sollten persönlich identifizierbare Informationsdaten so verwaltet und gehandhabt werden, dass Risiken eines unbeabsichtigten oder unautorisierten Zugangs oder einer unbeabsichtigten oder unautorisierten Benutzung minimiert werden, und die Art einer autorisierten Verwendung sollte den Benutzern klar angezeigt werden.
Figur 1 - Drahtloskommunikationssystem
1 veranschaulicht ein beispielhaftes (und vereinfachtes) Drahtloskommunikationssystem 100, in dem möglicherweise Gesichtspunkte dieser Offenbarung implementiert sind. Es sei darauf hingewiesen, dass das System von 1 nur ein Beispiel für ein mögliches System darstellt und dass Ausführungsformen dieser Offenbarung nach Wunsch in einem beliebigen von verschiedenen Systemen implementiert werden können.
Wie gezeigt, schließt das beispielhafte Drahtloskommunikationssystem eine („erste“) drahtlose Vorrichtung 102 in Kommunikation mit einer anderen („zweiten“) drahtlosen Vorrichtung 104 ein. Die erste drahtlose Vorrichtung 102 und die zweite drahtlose Vorrichtung 104 können unter Verwendung einer Vielzahl von drahtlosen Kommunikationstechniken drahtlos kommunizieren, die möglicherweise eine der hierin offenbarten drahtlosen Kommunikationstechniken z. B. für Datenkommunikation, Reichweite und/oder andere Zwecke einschließen.
Als eine Möglichkeit können die erste drahtlose Vorrichtung 102 und die zweite drahtlose Vorrichtung 104 unter Verwendung von Ultrabreitband-Kommunikationstechnologie (UWB-Kommunikationstechnologie) (z. B. IEEE 802.15.4 WPAN-Kommunikation), Wi-Fi (z. B. IEEE 802.11) und/oder anderen auf WPAN- oder WLAN-Funkkommunikation basierenden Techniken kommunizieren. Eine oder beide der drahtlosen Vorrichtung 102 und der drahtlosen Vorrichtung 104 können auch in der Lage sein, über ein oder mehrere zusätzliche drahtlose Kommunikationsprotokolle zu kommunizieren, wie Bluetooth (BT), Bluetooth Low Energy (BLE), Nahfeldkommunikation (NFC), GSM, UMTS (WCDMA, TDSCDMA), LTE, LTE-Advanced (LTE-A), NR, 3GPP2 CDMA2000 (z. B. 1xRTT, IxEV-DO, HRPD, eHRPD), Wi-MAX, GPS usw.
Bei den drahtlosen Vorrichtungen 102, 104 kann es sich um irgendeinen von einer Vielzahl von drahtlosen Vorrichtungstypen handeln. Als eine Möglichkeit kann eine oder mehrere der drahtlosen Vorrichtungen 102, 104 eine im Wesentlichen tragbare drahtlose Benutzerausrüstung (UE) sein, wie ein Smartphone, ein Handgerät, eine tragbare Vorrichtung, ein Tablet, ein Kraftfahrzeug, ein drahtloser Ortungsanhänger oder praktisch jede Art von mobiler drahtloser Vorrichtung. Als weitere Möglichkeit kann eine oder mehrere der drahtlosen Vorrichtungen 102, 104 eine im Wesentlichen stationäre Vorrichtung sein, wie eine Set-Top-Box, ein Mediaplayer (z. B. eine Audio- oder audiovisuelle Vorrichtung), eine Spielkonsole, ein Desktop-Computer, ein Gerät, eine Umgebungssteuerung, eine Türverriegelung oder ein beliebiger einer Vielzahl anderer Vorrichtungstypen.
Jede der drahtlosen Vorrichtungen 102, 104 kann eine Drahtloskommunikationsschaltlogik einschließen, die konfiguriert ist, um die Durchführung von drahtloser Kommunikation zu erleichtern, was verschiedene digitale und/oder analoge Hochfrequenz-Komponenten (RF-Komponenten), einen Prozessor, der konfiguriert ist, um in einem Speicher gespeicherte Programmanweisungen auszuführen, ein programmierbares Hardware-Element, wie eine feldprogrammierbare Gatteranordnung (FPGA), und/oder eine beliebige von verschiedenen anderen Komponenten einschließen kann. Die drahtlose Vorrichtung 102 und/oder die drahtlose Vorrichtung 104 können eine beliebige der hierin beschriebenen Verfahrensausführungsformen oder einen beliebigen Teil einer beliebigen der hierin beschriebenen Verfahrensausführungsformen unter Verwendung einer oder aller solcher Komponenten durchführen.
Jede der drahtlosen Vorrichtungen 102, 104 kann eine oder mehrere Antennen zum Kommunizieren unter Verwendung eines oder mehrerer Drahtloskommunikationsprotokolle einschließen. In einigen Fällen können ein oder mehrere Teile einer Empfangs- und/oder Sendekette von mehreren drahtlosen Kommunikationsstandards gemeinsam verwendet werden. Zum Beispiel kann eine Vorrichtung konfiguriert sein, um entweder über Bluetooth oder UWB zu kommunizieren, wobei teilweise oder vollständig gemeinsam genutzte Schaltlogik für drahtlose Kommunikation verwendet wird (z. B. unter Verwendung einer gemeinsam genutzten Funkvorrichtung oder mindestens gemeinsam genutzter Funkkomponenten). Die gemeinsam genutzten Kommunikationsschaltungen können eine einzige Antenne oder mehrere Antennen (z.B. für MIMO) zum Durchführen kabelloser Kommunikation einschließen. Alternativ dazu kann eine Vorrichtung separate Sende- und/oder Empfangsketten (z. B. einschließlich separater Antennen und anderer Funkkomponenten) für jedes drahtlose Kommunikationsprotokoll einschließen, mit dem sie für die Kommunikation konfiguriert ist. Als weitere Möglichkeit kann eine Vorrichtung eine oder mehrere Funkvorrichtungen oder Funkkomponenten, die von mehreren drahtlosen Kommunikationsprotokollen gemeinsam genutzt werden, und eine oder mehrere Funkvorrichtungen oder Funkkomponenten, die ausschließlich von einem einzigen drahtlosen Kommunikationsprotokoll verwendet werden, einschließen. Zum Beispiel kann eine Vorrichtung eine gemeinsam genutzte Funkvorrichtung zum Kommunizieren über LTE oder CDMA2000 1xRTT und separate Funkvorrichtungen zum Kommunizieren über UWB, Wi-Fi und/oder Bluetooth einschließen. Andere Konfigurationen sind ebenfalls möglich.
Wie zuvor erwähnt, können Gesichtspunkte dieser Offenbarung in Verbindung mit dem Drahtloskommunikationssystem von 1 implementiert werden. Zum Beispiel können die drahtlosen Vorrichtungen 102, 104 unter Verwendung einer oder mehrerer drahtloser Kommunikationstechniken oder -merkmale kommunizieren, die nachfolgend hierin unter Bezugnahme auf die 4 bis 22 beschrieben werden. Durch Verwenden solcher Techniken (und/oder anderer hierin beschriebener Techniken) kann/können die drahtlose(n) Vorrichtung(en) (zumindest gemäß einigen Ausführungsformen) in der Lage sein, eine effizientere Kommunikation zu erreichen.
Figuren 2-3 - Beispielhafte Blockdiagramme einer Vorrichtung
2 veranschaulicht eine beispielhafte drahtlose Vorrichtung 200, die zur Verwendung in Verbindung mit verschiedenen Gesichtspunkten der vorliegenden Offenbarung konfiguriert sein kann. Zum Beispiel kann die Vorrichtung 200 ein Beispiel für die drahtlose Vorrichtung 102 oder die drahtlose Vorrichtung 104 sein. Die Vorrichtung 200 kann ein beliebiger aus einer Vielzahl von Vorrichtungstypen sein und kann konfiguriert werden, um einen beliebigen aus einer Vielzahl von Funktionstypen auszuführen. Die Vorrichtung 200 kann eine im Wesentlichen tragbare Vorrichtung oder eine im Wesentlichen stationäre Vorrichtung sein, die potenziell einen aus einer Vielzahl von Vorrichtungstypen einschließt. Die Vorrichtung 200 kann konfiguriert sein, um eine oder mehrere der Techniken oder Merkmale auszuführen, die nachfolgend hierin in Bezug auf eine oder alle 4 bis 22 veranschaulicht und/oder beschrieben werden.
Wie gezeigt, kann die Vorrichtung 200 ein Verarbeitungselement 202 einschließen. Das Verarbeitungselement kann ein oder mehrere Speicherelemente einschließen oder damit gekoppelt sein. Zum Beispiel kann die Vorrichtung 200 ein oder mehrere Speichermedien (z. B. Speicher 206) einschließen, die einen beliebigen einer Vielzahl von Speichertypen einschließen können und einer beliebigen Vielzahl von Funktionen dienen können. Zum Beispiel könnte der Speicher 206 ein RAM sein, der als Systemspeicher für das Verarbeitungselement 202 dient. Andere Typen und Funktionen sind ebenfalls möglich.
Zusätzlich kann die Vorrichtung 200 eine Drahtloskommunikationsschaltlogik 230 einschließen. Die Drahtloskommunikationsschaltlogik kann ein beliebiges aus einer Vielzahl von Kommunikationselementen einschließen (z. B. eine Antenne für drahtlose Kommunikation, analoge und/oder digitale Kommunikationsschaltlogiken/Controller usw.) und kann der Vorrichtung ermöglichen, unter Verwendung eines oder mehrerer drahtloser Kommunikationsprotokolle drahtlos zu kommunizieren.
Es ist zu beachten, dass in einigen Fällen die Drahtloskommunikationsschaltlogik 230 ein eigenes Verarbeitungselement (z. B. einen Basisbandprozessor) einschließen kann, z. B. zusätzlich zu dem Verarbeitungselement 202. Zum Beispiel könnte das Verarbeitungselement 202 ein „Anwendungsprozessor“ sein (oder einschließen), dessen primäre Funktion darin bestehen kann, Operationen der Anwendungsschicht in der Vorrichtung 200 zu unterstützen, während die Drahtloskommunikationsschaltlogik 230 einen „Basisbandprozessor“ einschließen könnte, dessen primäre Funktion darin bestehen kann, Operationen der Basisbandschicht (z. B. zur Erleichterung der drahtlosen Kommunikation zwischen der Vorrichtung 200 und anderen Vorrichtungen) in der Vorrichtung 200 zu unterstützen. Mit anderen Worten kann die Vorrichtung 200 in einigen Fällen mehrere Verarbeitungselemente einschließen (z. B. kann sie eine Multiprozessorvorrichtung sein). Andere Konfigurationen (z. B. anstelle oder zusätzlich zu einer Anwendungsprozessor-/Basisbandprozessorkonfiguration), die eine Multiprozessorarchitektur verwenden, sind ebenfalls möglich.
Die Vorrichtung 200 kann zusätzlich eine beliebige aus einer Vielzahl von anderen Komponenten (nicht dargestellt) zum Implementieren der Vorrichtungsfunktionalität einschließen, abhängig von der beabsichtigten Funktionalität der Vorrichtung 200, die ferner Verarbeitungs- und/oder Speicherelemente (z. B. Audioverarbeitungsschaltlogik), ein oder mehrere Stromversorgungselemente (die auf Batteriestrom und/oder eine externe Stromquelle angewiesen sein können), Benutzerschnittstellenelemente (z. B. Display, Lautsprecher, Mikrofon, Kamera, Tastatur, Maus, Touchscreen usw.) und/oder eine beliebige von verschiedenen anderen Komponenten einschließen können.
Die Komponenten der Vorrichtung 200, wie das Verarbeitungselement 202, der Speicher 206 und die Drahtloskommunikationsschaltlogik 230, können über eine oder mehrere Verbindungsschnittstellen operativ gekoppelt sein, die einen beliebigen einer Vielzahl von Schnittstellentypen einschließen können, möglicherweise einschließlich einer Kombination mehrerer Schnittstellentypen. Als ein Beispiel kann eine USB-High-Speed-Inter-Chip-Schnittstelle (HSIC-Schnittstelle) für die Inter-Chip-Kommunikation zwischen den Verarbeitungselementen bereitgestellt werden. Alternativ (oder zusätzlich) kann eine universelle asynchrone Empfänger-Sender-Schnittstelle (UART-Schnittstelle), eine serielle Peripherieschnittstelle (SPI), eine inter-integrierte Schaltlogik (I2C), ein System-Management-Bus (SMBus) und/oder eine beliebige einer Vielzahl anderer Kommunikationsschnittstellen für Kommunikationen zwischen verschiedenen Vorrichtungskomponenten verwendet werden. Andere Schnittstellentypen (z. B. Intra-Chip-Schnittstellen für die Kommunikation innerhalb des Verarbeitungselements 202, periphere Schnittstellen für die Kommunikation mit peripheren Komponenten innerhalb oder außerhalb der Vorrichtung 200 usw.) können ebenfalls als Teil der Vorrichtung 200 bereitgestellt werden.
3 veranschaulicht ein mögliches Blockdiagramm einer drahtlosen Vorrichtung 300, die eine mögliche beispielhafte Implementierung der in 2 veranschaulichten Vorrichtung 200 sein kann. Wie gezeigt, kann die drahtlose Vorrichtung 300 ein Systemon-Chip (SOC) 301 einschließen, das Abschnitte für verschiedene Zwecke einschließen kann. Wie gezeigt, kann das SOC 301 zum Beispiel einen oder mehrere Prozessoren 302 einschließen, die Programmanweisungen für die drahtlose Vorrichtung 300 ausführen können, sowie eine Anzeigeschaltlogik 304, die eine Grafikverarbeitung durchführen und der Anzeige 360 Anzeigesignale bereitstellen kann. Das SOC 301 kann auch eine Bewegungserfassungsschaltlogik 370 einschließen, die eine Bewegung der drahtlosen Vorrichtung 300 zum Beispiel unter Verwendung eines Gyroskops, eines Beschleunigungsmessers und/oder von beliebigen von verschiedenen anderen Bewegungserfassungskomponenten erfassen kann. Der eine oder die mehreren Prozessoren 302 können auch mit einer Speicherverwaltungseinheit (MMU) 340 gekoppelt sein, die dazu konfiguriert sein kann, Adressen von dem einen oder den mehreren Prozessoren 302 zu empfangen und diese Adressen an Orte in einem Speicher (z. B. Speicher 306, Nur-Lese-Speicher (ROM) 350, Flash-Speicher 310) zu übersetzen.
Die MMU 340 kann dazu konfiguriert sein, einen Speicherschutz und eine Seitentabellenübersetzung oder -einrichtung durchzuführen. In manchen Ausführungsformen kann die MMU 340 als ein Abschnitt des einen oder der mehreren Prozessoren 302 eingeschlossen sein.
Wie gezeigt, kann das SOC 301 mit verschiedenen weiteren Schaltungen der drahtlosen Vorrichtung 300 gekoppelt sein. Zum Beispiel kann die drahtlose Vorrichtung 300 verschiedenartige Speicher (z. B. einschließlich eines NAND-Flash-Speichers 310), eine Dockingschnittstelle 320 (z. B. zum Koppeln mit einem Computersystem, einem Dock, einer Ladestation usw.), die Anzeige 360 und eine drahtlose Kommunikationsschaltlogik 330 (z. B. für UWB, LTE, LTE-A, CDMA2000, Bluetooth, Wi-Fi, NFC, GPS usw.) einschließen.
Die drahtlose Vorrichtung 300 kann mindestens eine Antenne und in einigen Ausführungsformen mehrere Antennen 335a und 335b zum Durchführen einer drahtlosen Kommunikation mit Basisstationen und/oder anderen Vorrichtungen einschließen. Zum Beispiel kann die drahtlose Vorrichtung 300 Antennen 335a und 335b verwenden, um die drahtlose Kommunikation durchzuführen. Wie vorstehend angegeben, kann die drahtlose Vorrichtung 300 in einigen Ausführungsformen konfiguriert sein, um unter Verwendung einer Vielzahl von Drahtloskommunikationsstandards oder Funkzugriffstechnologien (RAT) drahtlos zu kommunizieren.
Die Drahtloskommunikationsschaltlogik 330 kann eine UWB-Logik 332, ein Mobilfunkmodem 334 und eine zusätzliche WLAN/PAN-Logik 336 einschließen. Die UWB-Logik 332 dient dazu, der drahtlosen Vorrichtung 300 zu ermöglichen, UWB-Kommunikation und/oder Distanzkommunikation durchzuführen, z. B. gemäß 802.15.4-Protokollen. Die WLAN/PAN-Logik 336 dient dazu, der drahtlosen Vorrichtung 300 zu ermöglichen, andere WLAN- und/oder PAN-Kommunikationen durchzuführen, wie Wi-Fi- und/oder Bluetooth-Kommunikationen. Das Mobilfunkmodem 334 kann in der Lage sein, eine Mobilfunkkommunikation gemäß einer oder mehreren Mobilfunkkommunikationstechnologien durchzuführen.
Wie hierin beschrieben, kann die drahtlose Vorrichtung 300 Hardware- und Softwarekomponenten zum Implementieren von Ausführungsformen dieser Offenbarung einschließen. Zum Beispiel können eine oder mehrere Komponenten der Drahtloskommunikationsschaltlogik 330 (z. B. die UWB-Logik 332) der drahtlosen Vorrichtung 300 konfiguriert sein, um einen Teil oder alle hierin beschriebenen Verfahren zu implementieren, z. B. durch einen Prozessor, der auf einem Speichermedium (z. B. einem nichtflüchtigen computerlesbaren Speichermedium) gespeicherte Programmanweisungen ausführt, einen Prozessor, der als eine FPGA (feldprogrammierbare Gatteranordnung) konfiguriert ist, und/oder unter Verwendung von dedizierten Hardwarekomponenten, die eine ASIC (anwendungsspezifische integrierte Schaltung) einschließen können.
Figuren 4 bis 7 - UWB-Rahmenformate
Ultrabreitband (UWB) ist ein drahtloses Signalisierungs-Framework, das in letzter Zeit an Popularität gewinnt, z. B. für Lokalisierungs- und Positionierungszwecke durch Techniken wie Time-of-Flight-Entfernungsmessungen (ToF-Entfernungsmessungen) oder Angle-of-Arrival-Schätzung (AoA-Schätzung). UWB-Transceiver-Stationen, wie die drahtlose Vorrichtung 300, können UWB-Pakete untereinander mit dem Ziel übertragen, die Reichweite (oder Entfernung) zwischen ihnen abzuschätzen oder die Winkelrichtung abzuschätzen, unter der die Stationen in Bezug zueinander erscheinen. Stationen können auch, oder alternativ, UWB-Pakete übertragen, um untereinander Nutzdaten auszutauschen. Der UWB-Betrieb verwendet in der Regel große Signalisierungsbandbreiten, z. B. 500 MHz oder mehr oder Vielfache davon, was UWB für hochauflösende Positionierungs- und Lokalisierungszwecke attraktiv macht.
Wie bei vielen anderen drahtlosen Kommunikationssystemen (z. B. WLAN, Bluetooth oder Zellularsysteme) halten sich UWB-Übertragungen an bestimmte Rahmenformate physischer Schichten (PHY) oder Paketformate (die Begriffe „Paket“ und „Rahmen“ werden hierin austauschbar verwendet). 4 veranschaulicht beispielhafte Rahmenformate für die Verwendung bei UWB-Übertragungen, gemäß einigen Ausführungsformen. Zusätzliche Details bezüglich beispielhafter Rahmenformate sind in dem internationalen Spezifikationsentwurf IEEE 802.15.4z „High Rate Phy (HRP)“ zu finden. 4 veranschaulicht fünf beispielhafte PHY-Rahmenformate (TXFA)-(TXFE). Das Rahmenformat (TXFA) besteht aus 4 Rahmenfeldern, die nacheinander übertragen werden: Eine Synchronisationssequenz (SYNC-Sequenz), ein Rahmenbeginn-Begrenzer (SFD), ein PHY-Header (PHR) und PHY-Nutzdaten (oder Daten-Nutzdaten). Das Rahmenformat (TXFB) ist ähnlich wie (TXFA), weist jedoch ein zusätzliches Rahmenfeld auf, das zwischen SFD und PHY eingefügt ist: eine Scrambled Timestamp Sequence (STS). Das Rahmenformat (TXFC) ist eine Variante von (TXFB), bei der die STS an das Ende des Rahmens verschoben wird. Das Rahmenformat (TXFD) ist ein „No-Data“-Paket (ND-Paket), das ein SYNC, SFD und STS, aber keine PHR- oder Nutzdatenabschnitte enthält. Abschließend veranschaulicht das Rahmenformat (TXFE) ein Rahmenformat, bei dem die STS in mehrere Segmente aufgeteilt ist - die zwei Segmente STS 1 und STS2 in dem gezeigten ND-Beispiel. Die segmentierte STS kann auch auf Rahmenformate (TXFA), (TXFB) und (TXFC) angewendet werden.
Das SYNC-Feld, wie in 4 veranschaulicht, kann für Synchronisations- und Erfassungszwecke verwendet werden. Denn das SYNC-Feld kann eine a priori bekannte und periodische Sequenz sein und kann daher verwendet werden, um dem Empfänger zu helfen: das Vorhandensein eines ankommenden Pakets zu erfassen (Paketerkennung), die Funkverstärkung einzustellen (automatische Verstärkungsregelung, AGC), den Trägerfrequenz-Offset (CFO) und den Abtastfrequenz-Offset (SFO) zwischen dem entfernten Sender und den lokalen Empfangsschaltungen zu schätzen, die zeitliche Synchronisation zu bestimmen, den durchgehenden Ausbreitungskanal zu schätzen (Schätzung der Kanalimpulsantwort, CIR-Schätzung) und/oder andere Funktionen durchzuführen. Der SFD kann verwendet werden, um das Rahmen-Timing zu erwerben. Die STS, falls vorhanden, kann die Durchführung einer integritätsverbesserten Kanalschätzung und Zeitstempelvalidierung für eine sichere Time-of-Flight-basierte Entfernungsschätzung zulassen. Im Falle eines Pakets, das einen Nutzdatenabschnitt trägt, erlaubt der PHR die Extraktion von Nutzdaten-Signalisierungsparametern, wie die LÄNGE des Pakets (z. B. die Anzahl der Nutzdatenbytes), während die Nutzdaten selbst in den Nutzdaten (oder PHY Service Data Unit, PSDU) enthalten sein und von dem Empfänger daraus extrahiert werden können.
5 veranschaulicht eine Reihe von UWB-Kommunikationen zwischen zwei Transceiver-Stationen, wie der drahtlosen Vorrichtung 102 und der drahtlosen Vorrichtung 104, gemäß einigen Ausführungsformen. Zum Beispiel können in einigen Szenarien die Kommunikation 502 und die Kommunikation 506 jeweils ein von der drahtlosen Vorrichtung 102 an die drahtlose Vorrichtung 104 übertragenes Paket darstellen, während die Kommunikation 504 ein von der drahtlosen Vorrichtung 104 an die drahtlose Vorrichtung 102 übertragenes Paket darstellen kann. UWB gemäß 802.15.4z HRP beschreibt UWB-Übertragungen als „Impuls-Radio“-Übertragungen (IR-Übertragungen), wobei jedes Rahmenfeld aus einer Vielzahl von kurzen Impulsen mit einer Dauer von etwa 2ns besteht, die durch kurze Ruheperioden getrennt sind. Dies ist konzeptionell als Zoom-in-Ansicht auf das Paket 504 in 5 veranschaulicht. Die Zoom-in-Ansicht zeigt eine Folge von 4 Impulsen, P1, P2, P3, P4 mit jeweils den Polaritäten +1, +1, -1, +1, die in einem in Paket 504 enthaltenen langen Lauf von UWB-Impulsen eingeschlossen sein können. In einem Modus von 802.15.4z HRP kann die durchschnittliche Impulsdichte (oder durchschnittliche Impulswiederholfrequenz, PRF) in der Größenordnung von ca. 62-63 MHz liegen, sodass im Durchschnitt alle 16 ns ein Impuls ungleich Null auftritt. In einem anderen Modus kann es im Durchschnitt alle 8 ns einen Impuls ungleich Null geben (PRF von etwa 125 MHz). Außerdem können einige Rahmenfelder Spitzenimpulsdichten (Momentanimpulse) von bis zu etwa 250 MHz oder 500 MHz aufweisen, sodass Impulse ungleich Null direkt nebeneinander zu finden sein können. Typische Rahmenfelder, z. B. wie in 4 gezeigt, können Dauern zwischen etwa 8 us (SFD) und zehn us (z. B. Sync, STS) aufweisen, sodass bei den vorstehend erörterten beispielhaften PRF-Werten ein typischer Rahmen viele Hunderte, wenn nicht viele Tausende von Impulsen ungleich Null einschließen und sich von einigen Dutzend Mikrosekunden bis zu Hunderten von Mikrosekunden erstrecken kann. Die genaue Dauer hängt vom Vorhandensein bzw. Nichtvorhandensein von Rahmenfeldern und der Konfiguration der Dauer für jedes Rahmenfeld sowie gegebenenfalls der Länge der Nutzdaten ab. Zusätzlich sind in einer früheren Version von UWB IR gemäß IEEE 802.15.4a HRP UWB-Rahmen definiert, die eine Spanne von bis zu mehreren Millisekunden aufweisen.
Die vorliegende Offenbarung soll IEEE 802.15.4z UWB IR im HRP-Modus sowie andere UWB-Varianten, wie Low-Rate-Phy (LRP), sowie andere Modi oder Ausführungsformen ergänzen.
UWB-Betrieb kann große Signalisierungsbandbreiten von mindestens 500 MHz verwenden und in verschiedenen Bändern unter 10 GHz arbeiten. Es kann sich um eine „Underlay“-Technologie handeln, da sie den gleichzeitigen lizenzfreien Einsatz in Bändern ermöglicht, die häufig für den lizenzierten Betrieb von Nicht-UWB-Technologie zugewiesen sind, wie für verschiedene kommerzielle Anwendungen (z. B. Punkt-zu-Punkt-Verbindungen) oder Radar- und/oder militärische Anwendungen. Um spürbare Störungen der etablierten lizenzierten Anwendungen zu vermeiden, müssen die zulässigen elektromagnetischen Emissionspegel (Sendeleistungspegel), die von UWB-Vorrichtungen ausgehen, extrem niedrig sein.
Die Details zulässiger Sendeleistungen/-energien können von den jeweils verwendeten Frequenzbändern abhängen und können durch Regeln definiert werden, die von Regulierungsbehörden (z. B. Regierungsstellen) festgelegt wurden, die Spektralnutzung (wie der FCC in den USA) in verschiedenen Regulierungsbereichen/Gerichtsbarkeiten regeln. Als ein typisches Beispiel können die für UWB zulässigen Sendeleistungspegel in der Nähe der für andere drahtlose Systeme zulässigen Störaussendungspegel liegen, wie die weit entfernten Spektralmaskenpegel des lizenzfreien Betriebs von Wireless Local Area (WLAN) in den 2,4- oder 5-GHz-Bändern. Der Grenzwert für UWB-Emissionspegel kann als eine bestimmte Sendeleistung in Einheiten von dBm/MHz angegeben werden, und es können bestimmte Testverfahren definiert werden, wie diese Größen zu messen sind. Während verschiedene Länder oder regulatorische Bereiche/Standorte unterschiedliche Anforderungen und Testverfahren haben, ist ein gemeinsamer Wert des maximalen Emissionspegels -41,3 dBm/MHz, und dieser Wert kann über ein regulatorisches Testintervall von 1 ms mit bestimmten erforderlichen Einstellungen in den für den Konformitätstest verwendeten Testgeräten (z. B. Spektrumanalysator) gemessen werden.
6 veranschaulicht eine beispielhafte Sequenz von übertragenen Paketen 602-608 über die Zeit, zusammen mit drei Beispielen für das regulatorische Testintervall T_test_reg, gemäß einigen Ausführungsformen. In einigen Szenarien kann eines oder mehrere der Pakete 602-608 ein Paket gemäß IEEE 802.15.4z sein oder einschließen, z. B. gemäß einem der in 4 veranschaulichten Beispiele. Während eines beliebigen Zeitraums der Dauer T_test_reg dürfen die durchschnittlichen Emissionen über das gesamte Spektrum des etwa 500 MHz breiten Signals den durch die geltenden Vorschriften definierten Höchstwert (z. B. -41,3 dBm/MHz) nicht überschreiten. Mit anderen Worten muss die Summe aller Emissionen, die in einem beliebigen Teil der Pakete 602-608 eingeschlossen sind und in ein beliebiges Intervall der Länge T_test_reg fallen, die regulatorische Anforderung erfüllen. 6 zeigt Beispiele dafür, wo das Testintervall T_test_reg liegen könnte, aber jede Ausrichtung von T_test_reg relativ zum Funkverkehr ist möglich und muss die regulatorische Anforderung erfüllen. Es ist zu beachten, dass andere regulatorische Einschränkungen existieren können, die momentane oder Spitzenemissionen bei UWB-Signalen begrenzen. Im Folgenden wird davon ausgegangen, dass diese Spitzenwertregeln erfüllt sind.
Die Emissionspegel, unter denen UWB betrieben wird, liegen in der Regel um Größenordnungen unter denen anderer lizenzfreier drahtloser Systeme; z. B. möglicherweise 100-mal, 1000-mal oder sogar 10.000-mal schwächer als die von Systemen, die in dedizierten lizenzfreien Bändern wie den Bändern für Industrie, Wissenschaft und Medizin (ISM-Bänder) betrieben werden, die für WLAN- oder Bluetooth-Betrieb genutzt werden.
Diese stark begrenzten Emissionswerte für UWB stellen eine Herausforderung für Systementwickler dar. Zum Beispiel können für jedes drahtlose System die zulässigen Emissionspegel ungefähr proportional zu der erreichbaren „Leistungsübertragungsbilanz“ oder der maximal unterstützten Entfernung (oder Betriebsreichweite) und/oder dem akzeptablen Grad der Behinderung zwischen kommunizierenden Vorrichtungen in dem drahtlosen Kanal sein. In diesem Zusammenhang ist die Leistungsübertragungsbilanz definiert als das Verhältnis zwischen dem Sendeleistungspegel, der von der Sendevorrichtung ausgesendet wird, und dem Empfangsleistungspegel, den der Empfänger benötigt, um die gewünschten Verarbeitungsschritte für ein UWB-System durchzuführen. Die Leistungsübertragungsbilanz, die oft im logarithmischen Bereich in Einheiten von Dezibel (dB) ausgedrückt wird, erfasst den maximal zulässigen Pfadverlust aufgrund der quadratischen Ausbreitung der übertragenen Energie mit zunehmender Entfernung, Mehrwegreflexionen und Überlagerungseffekte, die zu Signalschwund führen, sowie Hindernisphänomene (Abschattungen), die alle für drahtlose Systeme in Innen- und Außenbereichen bei drahtlosen Ausbreitungsszenarien üblich sind. Je größer die Leistungsübertragungsbilanz ist, desto unempfindlicher ist das System gegenüber diesen Artefakten, und ein zuverlässiger Betrieb des Systems kann über größere Entfernungen gewährleistet werden. Da sich die zulässigen Sendeleistungspegel direkt auf die verfügbare Leistungsübertragungsbilanz beziehen, kann UWB mit seinen sehr kleinen zulässigen Emissionspegeln in seiner verfügbaren Leistungsübertragungsbilanz und somit in seiner verfügbaren Betriebsreichweite und Unempfindlichkeit gegenüber starken Abschattungs- und Hinderniseffekten in dem Pfad zwischen verbundenen Vorrichtungen stark eingeschränkt sein.
Um diese Herausforderung für die zulässigen Sendeleistungspegel und die damit verbundene Leistungsübertragungsbilanz zu entschärfen, gibt es UWB-Paketformatdefinitionen, die sich über lange Zeitintervalle erstrecken, sodass die Empfänger Signalenergien über die Zeit integrieren (akkumulieren) können, um das nutzbare Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) zu erhöhen und Signaldetektionsaufgaben auf den resultierenden akkumulierten drahtlosen Metriken durchzuführen. Der Betrieb dieser langen Formate kann jedoch für kleine Handheld- und tragbare Vorrichtungen nicht effizient sein, z. B. weil die große Bandbreite (500 MHz und darüber hinaus) einen erheblichen Stromverbrauch in den Transceiver-Schaltungen erfordern kann, um schnelle Digital-Analog- und Analog-Digital-Wandler, Phasenregelschleifen, Leistungsverstärker (PA), rauscharme Verstärker (LNA), Filter und andere Schaltungselemente zu betreiben, wodurch kleine Batterien schnell entladen werden.
7 veranschaulicht zwei beispielhafte Übertragungspakete 702 und 704, die jeweils ein entsprechendes abstraktes Paketformat aufweisen. Paket 702 hat ein Format, das sich über ein gesamtes regulatorisches Testintervall T_test reg erstreckt, wie 1 ms. Das Paket 702 erstreckt sich über eine Zeitdauer T_tx1, wobei T_tx1 = T_test reg. Paket 702 weist auch eine bestimmte durchschnittliche Sendeleistung Pa1 über seine Dauer der aktiven Übertragung auf, die in 7 als Höhe des Kästchens veranschaulicht ist, das Paket 702 veranschaulicht. Pa1 kann als der durchschnittliche Leistungspegel angesehen werden, der von dem UWB-Sender im Verlauf der Übertragung von Paket 702 gesendet wird. Es ist zu beachten, dass in der Praxis der momentane Leistungspegel, wie er über Nanosekunden- oder Mikrosekunden-Intervalle gemessen wird, im Verlauf von T_tx1 variieren kann, da UWB IR eine Mischung aus Impulsen ungleich null und kurzen Ruheperioden verwendet und die lokale Dichte von Impulsen ungleich null nicht unbedingt konstant sein muss, wie zuvor erläutert.
Die Dauer T_tx1 und der durchschnittliche Leistungspegel Pa1 können zusammen verwendet werden, um die emittierte Energie (E_tx1) während der Übertragung von Paket 702 zu berechnen, die durch E_tx1 = T_tx1 * Pa1 gegeben sein kann, wobei T_tx1 in Sekundeneinheiten, Pa1 in Watteinheiten und E in Jouleeinheiten angegeben ist. Somit ist die emittierte Energie E_tx1 in 7 als der Bereich des Pakets 702 veranschaulicht. Unter bestimmten Annahmen über geeignet gewählte Eigenschaften des UWB-Pakets können die regulatorischen Vorschriften über die maximal zulässigen Emissionspegel so interpretiert werden, dass Übertragungen mit bis zu einer bestimmten Energiemenge E_reg über das regulatorische Testintervall T_test_reg zulässig sind. Zum Beispiel kann bei einem 500 MHz breiten Signal, einem zulässigen Emissionspegel von - 41,3 dBm/MHz und T_test_reg = 1 ms, die bestmögliche Ausnutzung der zulässigen Emissionen (E_reg) dazu führen, dass die emittierte Energie etwa E_reg = 37 nJ beträgt. Wenn E_tx1 gleich oder nahe an E_reg wäre, kann man sagen, dass Format TXF1 am oder nahe am regulatorischen Grenzwert arbeitet, was als Maximierung der verfügbaren Leistungsübertragungsbilanz gekennzeichnet sein kann.
Wie in 7 veranschaulicht, weist Paket 704 ein anderes Paketformat auf, das ebenfalls an oder nahe derselben Energiegrenze von E_reg arbeitet. Paket 704 erstreckt sich über eine Zeitdauer T_tx2 und weist einen durchschnittlichen Leistungspegel Pa2 auf. Wie veranschaulicht, kann die Dauer T_tx2 im Wesentlichen kürzer als das regulatorische Testintervall T_test_reg sein. Der durchschnittliche Leistungspegel Pa2 kann jedoch im Wesentlichen größer als Pa1 sein. infolgedessen kann die emittierte Energie (E_tx2) während der Übertragung von Paket 704, die durch E_tx2 = T_tx2 * Pa2 gegeben sein kann (und die in 7 als Bereich des Pakets 704 veranschaulicht sein kann), in einigen Szenarien ähnlich wie E_tx1 sein. Es ist zu beachten, dass die Anzahl und Verteilung der UWB-Impulse ungleich null im Paket 704 so gewählt werden kann, dass keine Verletzungen der Spitzenemission irgendwo in dem kürzeren Intervall T_tx2 auftreten. Unter den in IEEE 802.15.4z definierten Paketformaten ist die Paketdauer auf einen Bruchteil des regulatorischen Testintervalls begrenzt, sodass typische Implementierungen gemäß diesem Standard eher dem Paket 704 als dem Paket 702 ähneln können.
In einem einfachen Modell von Dauer und durchschnittlicher Sendeleistung, das die regulatorischen Beschränkungen erfasst, kann angegeben werden, dass die Einhaltung der regulatorischen Emissionspegel entweder durch Paket 702 oder 704 erreicht werden kann, solange E_tx1 < E_reg und E_tx2 < E_reg. Es sei daraufhingewiesen, dass der Reduzierung der Luftzeit in einem bestimmten Regelintervall gewisse Grenzen gesetzt sind, da letztendlich Spitzenemissionsregeln verletzt werden können. Ob die Spitzenemissionsregeln eingehalten werden oder nicht, hängt von vielen Faktoren ab, einschließlich Impulsformung, Anzahl und Dichte der Impulse (PRF) und anderen. Hier wird der Einfachheit halber davon ausgegangen, dass keine Spitzenwertregeln verletzt werden.
Zur Verbesserung der Leistungsübertragungsbilanz (z. B. zur Maximierung), können herkömmliche UWB-Formate unter früheren IEEE-Spezifikationen wie 802.15.4a es einem Übertragungspaket ermöglichen, mehrere regulatorische Testintervalle zu überspannen. Zum Beispiel können in einem bestimmten Szenario drei Intervalle verwendet werden, von denen jedes ein Energiebudget von E_reg bereitstellt. Somit steht insgesamt 3*E_reg für die Übertragung zur Verfügung. Wie bereits erwähnt, besteht ein Nachteil einer derart langen Übertragung darin, dass alle Schaltlogiken auf den Sende- und Empfangsvorrichtungen in einer gegebenen UWB-Verbindung für längere Zeitintervalle betrieben werden müssen. Wenn ferner die verfügbare Energie pro regulatorischem Testintervall über das gesamte Intervall gestreckt wird, sind die effektiven Signal-Rausch-Verhältnisse (SNR) auf der Empfangsseite tendenziell lang, was die Verarbeitung ferner erschwert, um die verfügbare empfangene Wellenform bestmöglich zu nutzen und ein Optimum in Leistungsübertragungsbilanz und Empfangsleistung zu erreichen. Darüber hinaus kann sich in einigen Implementierungen eine UWB-Funkvorrichtung eine oder mehrere Antenne(n) und/oder andere Komponenten mit einer Funkvorrichtung teilen, die gemäß einer anderen RAT, wie WLAN, arbeitet. In solchen Implementierungen können erweiterte UWB-Übertragungen die Kommunikationsplanung für die andere RAT stören.
Obwohl die vorliegende detaillierte Beschreibung in dem Kontext von UWB-Übertragungen eingebunden ist, versteht es sich, dass die hierin offenbarten Prinzipien in ähnlicher Weise auf beliebige andere Protokolle oder RATs mit anwendbaren Eigenschaften und Einschränkungen, wie maximalen Emissionsgrenzen innerhalb gegebener Zeitfenster, angewendet werden können.
Figuren 8 bis 10 - UWB-Rahmenfragmentierung
Um die Vorteile der Verteilung eines Übertragungspakets über mehrere regulatorische Testintervalle zu erhalten, während die vorstehend genannten Nachteile vermieden werden, kann ein Paket in Fragmente aufgeteilt werden, die dann über mehrere regulatorische Intervalle verteilt werden können. 8 veranschaulicht einen Übertragungsrahmen (TXF) einer physischen Schicht, der auf diese Weise als drei Fragmente verteilt über drei regulatorische Testintervalle übertragen wird, gemäß einigen Ausführungsformen. Wie veranschaulicht, kann der Rahmen TXF in drei Fragmente unterteilt werden, frag1, frag2, frag3. Jedes Fragment kann mit einer jeweiligen Zeitdauer (T_frag1, T_frag2 oder T_frag3) und einem jeweiligen durchschnittlichen Leistungspegel (Pa_frag1, Pa_frag2 oder Pa_frag3) übertragen werden. Es ist zu beachten, dass eine beliebige Anzahl von Fragmenten möglich sein kann, obwohl in 8 das Beispiel von drei Fragmenten veranschaulicht ist. In einigen Implementierungen kann die Fragmentierung auf der physikalischen Schicht (PHY) durchgeführt werden, und jedes Fragment kann gekapselt und als eine jeweilige PHY-Protokolldateneinheit (PPDU) übertragen werden.
Jedes Fragment kann innerhalb eines jeweiligen regulatorischen Testintervalls übertragen werden. Jedes regulatorische Testintervall kann eine Übertragungsperiode, während der das jeweilige Fragment übertragen werden kann, und eine Ruheperiode (T_sil1, T_sil2 bzw. T_sil3), während der kein Teil des Rahmens TXF übertragen wird, einschließen. In einem solchen Beispiel steht für die Gesamtübertragung die Energie von drei regulatorischen Intervallen (3*E_reg) zur Verfügung. Um das verfügbare Energiebudget der mehreren regulatorischen Intervallen zu nutzen, können die jeweiligen Zeitdauern und durchschnittlichen Leistungspegel der Fragmente so gewählt werden, dass der emittierte Energiepegel jedes Fragments innerhalb des regulatorischen Energiegrenzwertes, E reg, bleibt, die Summe der Fragmente (oder von zwei oder mehr der Fragmente) E reg jedoch überschreitet. Insbesondere wird im besten Fall jedes Fragment mit emittierter Energie bei (oder nahe) E reg übertragen. Zum Beispiel kann im besten Fall die emittierte Energie von Fragment 1 definiert werden als E_frag1 = T_frag1 * Pa_frag1 ≈ E_reg.
In einigen Szenarien kann der Sender die Zeitdauer und/oder die durchschnittliche Leistung eines Fragments auswählen (z.B. bestimmen, definieren, aus einer Tabelle auswählen usw.), um den emittierten Energiepegel des Fragments so zu beschränken, dass er innerhalb von E_reg bleibt (z. B. E_reg nicht überschreitet). In einigen Szenarien kann der Sender die Zeitdauer und/oder die durchschnittliche Leistung eines Fragments so wählen, dass er sich so nah wie möglich (oder so nah wie durchführbar) an E_reg annähert, ohne E_reg zu überschreiten. Zum Beispiel kann in einigen Szenarien ein maximaler durchschnittlicher Leistungspegel z.B. basierend auf regulatorischen Grenzwerten für die momentane Sendeleistung bestimmt werden, und eine Zeitdauer eines Fragments kann dann gewählt werden, um zu bewirken, dass sich der gesamte emittierte Energiepegel des Fragments E reg nähert, während es mit dem bestimmten durchschnittlichen Leistungspegel betrieben wird. In anderen Szenarien kann die Zeitdauer eines Fragments vorbestimmt sein, und der Sender kann einen durchschnittlichen Leistungspegel für die Übertragung des Fragments bestimmen, z. B. um zu bewirken, dass sich der gesamte emittierte Energiepegel des Fragments E reg nähert.
Ein Vorteil der Aufteilung eines gegebenen Übertragungsrahmens einer physischen Schicht in mehrere Teile besteht darin, dass, während das volle regulatorische Energiebudget genutzt werden kann, ein Großteil (z. B. der größte Teil) der Sende- und Empfangsschaltlogik nur während der aktiven Perioden T_frag1, T_frag2 und T_frag3 betriebsfähig sein kann und während der Ruheperioden zwischen der Übertragung der Fragmente in einen energiearmen Zustand versetzt werden kann (z. B. minimiert, deaktiviert, ausgeschaltet, in den Ruhezustand versetzt usw.). Dadurch kann Stromverbrauch aus der Batterie eingespart werden. Ein weiterer wesentlicher Vorteil der kurzen Fragmente im Vergleich zu einem langen Format, das sich über die Gesamtheit mehrerer regulatorischer Testintervalle erstreckt, besteht darin, dass die Sendeenergie pro Fragment schnell übertragen wird, was zu einem höheren SNR an der Empfangsvorrichtung führt. Ein höheres momentanes SNR kann eine Vielzahl von Empfangs- und Schätzaufgaben erleichtern, wie die Extraktion von CFO der SFO-Schätzungen oder eine schnelle und wenig komplexe Kanalimpulsantwort-Schätzung (CIR-Schätzung).
Beispielhafte Operationen von Sende- und Empfangsvorrichtungen, die dieses Fragmentierungskonzept verwenden, sind in 9 und 10 veranschaulicht.
9 ist ein Flussdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren zum Übertragen eines fragmentierten Kommunikationsrahmens einer physischen Schicht, wie eines UWB-Rahmens, gemäß einigen Ausführungsformen veranschaulicht. In verschiedenen Ausführungsformen kann das in 9 veranschaulichte Verfahren von einer drahtlosen Vorrichtung, wie der drahtlosen Vorrichtung 102, durchgeführt werden, die als Sender fungiert; oder durch eine oder mehrere Komponenten davon, wie die Drahtloskommunikationsschaltlogik 330 oder die UWB-Logik 332. Wie gezeigt kann das Verfahren wie folgt arbeiten.
Bei 902 kann der Sender eine anwendbare Übertragungsschaltlogik (z.B. die UWB-Logik 332 oder eine Teilmenge davon) gemäß einer bestimmten Sendekonfiguration (TxC) konfigurieren. In einigen Szenarien kann das Konfigurieren der Übertragungsschaltlogik das Versetzen eines Teils oder der gesamten Übertragungsschaltlogik von einem Energiesparmodus in einen aktiven Zustand einschließen, in dem die Übertragungsschaltlogik vorbereitet (z. B. konfiguriert, aktiviert usw.) ist, um eine Übertragung durchzuführen. In einigen Szenarien kann TxC eine gewünschte Trägerfrequenz einschließen, wie einen von verschiedenen in der IEEE definierten 500-MHz-Kanäle. Zusätzlich oder alternativ kann TxC bestimmte Parameter einschließen, die sich auf Sendeimpulsformen, Skalierung der Sendesignale, Abtastraten oder andere Parameter beziehen.
Bei 904 kann der Sender ein erstes Fragment eines Rahmens (z. B. Fragment 1) übertragen. Der Sender kann bestimmen, wie der Rahmen auf jede geeignete Weise zu fragmentieren ist, wie gemäß einem der hierin bereitgestellten Beispiele oder Erläuterungen.
Bei 906 kann der Sender nach der Übertragung des Fragments bestimmen, ob die Übertragung des gesamten Rahmens abgeschlossen ist. Beispielsweise kann der Sender bestimmen, ob das soeben gesendete Fragment das letzte Fragment des Rahmens war, oder anderweitig bestimmen, ob alle Fragmente gesendet wurden.
Wenn der Sender bei 906 bestimmt, dass die Übertragung des gesamten Rahmens nicht vollständig ist, kann der Sender bei 908 die Übertragungsschaltlogik oder einen Teil davon in einen Energiesparmodus versetzen. Zum Beispiel können verschiedene Sendefilter oder Verstärker deaktiviert werden, Teile oder alle der Phasenregelkreis-/Lokaloszillator-Module können heruntergefahren werden und/oder die entsprechende digitale Signalverarbeitung kann in einen Wartezustand versetzt werden, z. B. durch Herunterfahren der Versorgungsspannungen oder durch Verwendung von Taktgatteransätzen. In einigen Szenarien kann eine Zeitnahmeschaltlogik (z. B. ein Quarzoszillator, XO) in Betrieb bleiben, um die Zeitreferenz aufrechtzuerhalten, sodass nachfolgende Fragmente in geeigneten Intervallen in der Zukunft übertragen werden können.
Bei 910 kann der Sender für einen vorbestimmten Zeitraum warten. Der Zeitraum kann sowohl dem Sender als auch einer entfernten drahtlosen Vorrichtung, die als Empfänger fungiert, bekannt sein. In einigen Szenarien kann der Zeitraum gleich einem regulatorischen Testintervall ab dem Zeitpunkt sein, an dem die Übertragung des aktuellen Fragments bei 904 begann. In einigen Szenarien kann der Zeitraum ab Beginn der Übertragung des Fragments länger als ein regulatorisches Testintervall sein.
Nach dem Warten auf den vorbestimmten Zeitraum kann der Sender zu 902 zurückkehren, um die Übertragungsschaltlogik gemäß TxC zu konfigurieren. Wie vorstehend erwähnt, kann das Konfigurieren der Übertragungsschaltlogik das Versetzen der Übertragungsschaltlogik aus dem Energiesparmodus in einen aktiven Zustand einschließen, in dem die Übertragungsschaltlogik wieder bereit ist, eine Übertragung durchzuführen. Der Sender kann dann (bei 904) das nächste Fragment des Rahmens übertragen und bestimmen (bei 906), ob die Übertragung des gesamten Rahmens abgeschlossen ist. Dieser Zyklus kann fortgesetzt werden, um die Übertragung einer beliebigen Anzahl von Fragmenten zu ermöglichen, bis der Sender bei 906 bestimmt, dass die Übertragung des gesamten Rahmens abgeschlossen ist.
Wenn der Sender bei 906 bestimmt, dass die Übertragung des gesamten Rahmens abgeschlossen ist, kann der Sender das Verfahren beenden. In einigen Szenarien kann dies Schritte einschließen, wie Beginnen der Übertragung eines neuen Rahmens; Versetzen der Übertragungsschaltlogik in einen Energiesparmodus, ähnlich wie bei 908; Wechseln in einen tieferen Energiesparmodus, z. B. bis zu einem oder einschließlich einem vollständigen Abschalten der drahtlosen Kommunikationsschaltlogik; Abgeben der Kontrolle über das drahtlose Medium; usw.
Es versteht sich, dass das Verfahren von 9 ein Beispiel für ein Verfahren zum Übertragen eines fragmentierten Kommunikationsrahmens ist, und andere Beispiele ebenfalls in Betracht gezogen werden. Zum Beispiel können in verschiedenen Ausführungsformen einige der Elemente des gezeigten Verfahrens gleichzeitig, in einer anderen Reihenfolge als gezeigt, durchgeführt, durch andere Verfahrenselemente ersetzt oder ausgelassen werden. Zudem können zusätzliche Verfahrenselemente wie gewünscht durchgeführt werden. Als spezifisches Beispiel kann der Sender in einigen Szenarien bestimmen (bei 906), ob die Übertragung des gesamten Rahmens zu einem Zeitpunkt nach 908 oder 910 anstatt an der gezeigten Position abgeschlossen ist.
10 ist ein Flussdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren zum Empfangen eines fragmentierten Kommunikationsrahmens einer physischen Schicht, wie eines UWB-Rahmens, gemäß einigen Ausführungsformen veranschaulicht. In einigen Szenarien kann das in 10 veranschaulichte Verfahren das Empfangen eines fragmentierten Kommunikationsrahmens einer physischen Schicht ermöglichen, der gemäß dem in 9 veranschaulichten Verfahren übertragen wurde. In verschiedenen Ausführungsformen kann das in 10 veranschaulichte Verfahren von einer drahtlosen Vorrichtung, wie der drahtlosen Vorrichtung 104, durchgeführt werden, die als Empfänger fungiert; oder durch eine oder mehrere Komponenten davon, wie die Drahtloskommunikationsschaltlogik 330 oder die UWB-Logik 332. Wie gezeigt kann das Verfahren wie folgt arbeiten.
Bei 1002 kann der Empfänger anwendbare Empfangsschaltlogik (z.B. die UWB-Logik 332 oder eine Teilmenge davon) gemäß einer bestimmten Empfangskonfiguration (RxC) konfigurieren. In einigen Szenarien kann das Konfigurieren der Empfangsschaltlogik das Versetzen eines Teils oder der gesamten Empfangsschaltlogik von einem Energiesparmodus in einen aktiven Zustand einschließen, in dem die Empfangsschaltlogik vorbereitet ist (z.B. konfiguriert, aktiviert usw.), den Empfang und die Verarbeitung eines Kommunikationssignals durchzuführen. In einigen Szenarien kann RxC eine gewünschte Trägerfrequenz einschließen, wie einen von verschiedenen in der IEEE definierten 500-MHz-Kanäle. Zusätzlich oder alternativ kann RxC bestimmte Parameter einschließen, die sich auf Impulsformen, Signalskalierung, Abtastraten oder andere Parameter beziehen.
Bei 1004 kann der Empfänger ein erstes Fragment eines Rahmens (z.B. Fragment 1) empfangen und verarbeiten.
Bei 1006 kann der Empfänger nach dem Empfang des Fragments bestimmen, ob der Empfang des gesamten Rahmens abgeschlossen ist. Beispielsweise kann der Empfänger bestimmen, ob das soeben empfangene Fragment das letzte Fragment des Rahmens war, oder anderweitig bestimmen, ob alle Fragmente empfangen wurden. In einigen Szenarien kann der Empfänger im Voraus die Anzahl der im Rahmen zu empfangenden Fragmente kennen.
Wenn der Empfänger bei 1006 bestimmt, dass der Empfang des gesamten Rahmens nicht vollständig ist, kann der Empfänger bei 1010 die Empfangsschaltlogik oder einen Teil davon in einen Energiesparmodus versetzen, z. B. in ähnlicher Weise wie für die Übertragungsschaltlogik in Verbindung mit 9 beschrieben. Zum Beispiel können verschiedene Empfangsfilter oder Verstärker deaktiviert werden, Teile oder alle der Phasenregelkreis-/Lokaloszillator-Module können heruntergefahren werden und/oder die entsprechende digitale Signalverarbeitung kann in einen Wartezustand versetzt werden, z. B. durch Herunterfahren der Versorgungsspannungen oder durch Verwendung von Taktgatteransätzen. In einigen Szenarien kann eine Zeitnahmeschaltlogik (z. B. ein Quarzoszillator, XO) in Betrieb bleiben, um die Zeitreferenz aufrechtzuerhalten, sodass nachfolgende Fragmente in geeigneten Intervallen in der Zukunft empfangen werden können.
Bei 1012 kann der Empfänger für einen vorbestimmten Zeitraum warten. Wie vorstehend erwähnt, kann der Zeitraum sowohl dem Empfänger als auch dem Sender bekannt sein. In einigen Szenarien kann der Zeitraum gleich einem regulatorischen Testintervall ab dem Zeitpunkt sein, an dem der Empfang des aktuellen Fragments bei 1004 begann (oder etwas weniger). In einigen Szenarien kann der Zeitraum ab Beginn des Empfangs des Fragments länger als ein regulatorisches Testintervall sein.
Nach dem Warten auf den vorbestimmten Zeitraum kann der Empfänger zu 1002 zurückkehren, um die Empfangsschaltlogik gemäß RxC zu konfigurieren. Wie vorstehend erwähnt, kann das Konfigurieren der Empfangsschaltlogik das Versetzen der Empfangsschaltlogik aus dem Energiesparmodus in einen aktiven Zustand einschließen, in dem die Empfangsschaltlogik wieder bereit ist, einen Empfang durchzuführen. Der Empfänger kann dann (bei 1004) das nächste Fragment des Rahmens empfangen und bestimmen (bei 1006), ob der Empfang des gesamten Rahmens abgeschlossen ist. Dieser Zyklus kann fortgesetzt werden, um den Empfang einer beliebigen Anzahl von Fragmenten zu ermöglichen, bis der Empfänger bei 1006 bestimmt, dass der Empfang des gesamten Rahmens abgeschlossen ist.
Wenn der Empfänger bei 1006 bestimmt, dass der Empfang des gesamten Rahmens abgeschlossen ist, kann der Empfänger das Verfahren beenden. In einigen Szenarien kann dies Schritte einschließen, wie Beginnen des Empfangs eines neuen Rahmens; Versetzen der Empfangsschaltlogik in einen Energiesparmodus, ähnlich wie bei 1010; usw.
In einigen Szenarien kann der Empfänger während des Empfangs eines Fragments bevorzugte (z. B. optimale) Empfangsparameter zum Empfangen des Signals bestimmen. Solche Parameter können Signalinformationen, Empfängereinstellungen usw. für die Verwendung beim Empfangen des eingehenden Signals einschließen. Zum Beispiel können solche Empfangsparameter eine bevorzugte (z. B. optimale) Verstärkungsstufeneinstellung oder andere Statusinformationen einschließen, die von einer automatischen Verstärkungsregelungsschaltung (AGC-Schaltung) des Empfängers bestimmt werden. Andere Beispiele können CFO- und/oder SFO-Schätzungen oder CIR-Kanalschätzungen einschließen.
Das unabhängige Bestimmen dieser Parameter für jedes empfangene Fragment kann ineffizient sein. Es kann jedoch beobachtet werden, dass sich das Ende-zu-Ende-Systemverhalten, einschließlich der Eigenschaften des Ausbreitungskanals, wie Mehrwegreflexionen oder Quarzschwingungsfrequenzen am Sender und am Empfänger, über kurze Intervalle wie T test reg wahrscheinlich nicht ändert. Daher kann der Empfänger in einigen Szenarien bei 1008 einen oder mehrere Parameter erhalten, die während des Empfangs des letzten Fragments bestimmt und/oder verwendet wurden, und kann den einen oder die mehreren Parameter als einen Satz von Werten RX PARAMS speichern. Danach kann der Empfänger bei der nächsten Iteration von 1002 die Empfangsschaltlogik gemäß RxC und ferner gemäß RX PARAMS konfigurieren. Somit kann der Empfänger den Empfang des nächsten Fragments unter Verwendung der als RX PARAMS gespeicherten Informationen, Einstellungen usw. beginnen. In einigen Szenarien kann der Empfänger jedes nachfolgende Fragment eines Rahmens (d.h. den Rest des aktuellen Rahmens) unter Verwendung von RX PARAMS empfangen, wie während des Empfangs des ersten Fragments des Rahmens bestimmt wurde. In einigen Szenarien kann RX PARAMS nach dem Empfang eines nachfolgenden Fragments (z. B. nach dem Empfang jedes Fragments) des Rahmens bei nachfolgenden Iterationen von 1008 aktualisiert oder verfeinert werden.
In einigen Szenarien kann RX PARAMS in expliziten Speicherplätzen wie im herkömmlichen RAM gespeichert werden. In einigen Szenarien kann es impliziter in Registern gespeichert werden, die Teil der Empfängerlogik sind, wo Zustandsinformationen leicht von Fragment zu Fragment aufbewahrt werden können.
Es versteht sich, dass das Verfahren von 10 ein Beispiel für ein Verfahren zum Empfangen eines fragmentierten Kommunikationsrahmens ist, und andere Beispiele ebenfalls in Betracht gezogen werden. Zum Beispiel können in verschiedenen Ausführungsformen einige der Elemente des gezeigten Verfahrens gleichzeitig, in einer anderen Reihenfolge als gezeigt, durchgeführt, durch andere Verfahrenselemente ersetzt oder ausgelassen werden. Zudem können zusätzliche Verfahrenselemente wie gewünscht durchgeführt werden. Als spezifisches Beispiel kann in einigen Szenarien das Erhalten und Speichern von RX_PARAMS (bei 1008) weggelassen werden. Als weiteres Beispiel kann der Empfänger (bei 1006) bestimmen, ob der Empfang des gesamten Rahmens zu einem Zeitpunkt nach 1008, 1010 oder 1012 anstatt an der gezeigten Position abgeschlossen ist.
Figuren 11-23 - Beispielhafte Implementierungen der Fragmentierung
In einigen Implementierungen können die in 8 veranschaulichten Rahmenfragmente (z. B. frag1, frag2 und frag3) einem oder mehreren UWB-PHY-Rahmenfeldern entsprechen, wie sie in 4 veranschaulicht sind; z. B. SYNC, SFD, STS, PHR, und/oder Nutzdaten. In einigen Szenarien kann ein einzelnes Rahmenfeld für die Übertragung in eine Vielzahl von Fragmenten segmentiert werden. Eine Vielzahl praktischer Fragmentierungsbeispielen ist in den 11 bis 22 veranschaulicht. Es versteht sich, dass es sich dabei um spezifische Beispiele handelt, während die vorliegende Offenbarung Kombinationen der gezeigten Beispiele sowie andere Variationen umfassen soll.
11 veranschaulicht ein 2-Fragment-Beispiel, bei dem der zu übertragende PHY-Rahmen TXFA entspricht, wie in 4 veranschaulicht. In dem Beispiel von 11 enthalten die beiden Fragmente jeweils einen Synchronisations-Header (SHR) (einschließlich SYNC und SFD) und Datenabschnitte (einschließlich PHR und Nutzdaten). Ein Sender, wie die drahtlose Vorrichtung 102, kann den SHR übertragen, mindestens warten, bis ein regulatorisches Testintervall seit dem Beginn der Übertragung des SHR vergangen ist, und dann den Datenabschnitt des Pakets übertragen. Ein Empfänger, wie die drahtlose Vorrichtung 104, kann den SHR empfangen und darauf arbeiten, warten und dann den Datenabschnitt des Pakets empfangen. Vorteilhafte RX PARAMS, die von dem ersten zu dem zweiten Fragment auf der Empfangsseite übertragen (gespeichert und wiederhergestellt) werden, können z. B. Zustandsinformationen über AGC, CFO/SFO, präzises Pakettiming und/oder CIR-Informationen einschließen. Es sollte beachtet werden, dass in einigen Szenarien, wie dem veranschaulichten Szenario, das zweite Fragment möglicherweise keine Synchronisations-oder Timing-Felder (wie die SYNC-oder SFD-Felder) enthält, so dass sich der Empfänger beim Empfangen des zweiten Fragments auf das zuvor übertragene Fragment zur Synchronisation, Rahmen-Akquisition, Rahmen-Timing usw. verlassen kann. Somit sind die separaten Fragmente nicht analog zu eigenständigen Übertragungsrahmen.
12 veranschaulicht ein 3-Fragment-Beispiel, bei dem der zu übertragende PHY-Rahmen wieder TXFA entspricht, wie in 4 veranschaulicht. In dem Beispiel von 12 kann der SHR auf Fragment 1 (SHR1) und Fragment 2 (SHR2) aufgeteilt werden, während der Datenabschnitt als Fragment 3 übertragen werden kann. Dies kann vorteilhaft sein, da beim Empfangen/Verarbeiten von SHR1 eine vorläufige Entscheidung zur Paketdetektion getroffen werden kann, die beim Empfangen/Verarbeiten von SHR2 unter Verwendung der darin enthaltenen zusätzlichen Energie bestätigt und/oder verfeinert werden kann. In einigen Szenarien kann der SHR so fragmentiert sein, dass SHR1 den SYNC einschließt, während SHR2 den SFD einschließt. In einigen Szenarien kann der SHR auf eine andere Weise auf SHR1 und SHR2 aufgeteilt werden, z. B. durch gleichmäßiges Aufteilen der Zeit, Energie, Anzahl der Impulse usw. auf die beiden Fragmente.
13 veranschaulicht ein 3-Fragment-Beispiel, bei dem der zu übertragende PHY-Rahmen wieder TXFA entspricht, wie in 4 veranschaulicht. In dem Beispiel von 13 kann der SHR als Fragment 1 übertragen werden, während der Datenabschnitt auf Fragment 2 (Data1) und Fragment 3 (Data2) aufgeteilt sein kann. In einigen Szenarien kann der SHR so fragmentiert sein, dass Data1 den PHR und einen ersten Abschnitt der Nutzdaten einschließt, während Data2 den Rest der Nutzdaten einschließt. In anderen Szenarien kann der Datenabschnitt des Rahmens auf eine andere Weise aufgeteilt werden. Es versteht sich, dass in verschiedenen Szenarien der Datenabschnitt des Rahmens auf eine größere Anzahl von Fragmenten aufgeteilt werden kann, wie es zum Einhalten der Emissionsgrenzwerte angemessen ist. Als weiteres Beispiel können die Beispiele von 13 mit dem Beispiel von 12 kombiniert werden, sodass der SHR über eine Vielzahl von Fragmenten aufgeteilt werden kann und der Datenabschnitt ebenfalls über eine Vielzahl von Fragmenten aufgeteilt werden kann.
14 veranschaulicht ein 2-Fragment-Beispiel, bei dem der zu übertragende PHY-Rahmen dem ND-Paketformat TXFD entspricht, wie in 4 veranschaulicht. In dem Beispiel von 12 kann der SHR (SYNC und SFD) als Fragment 1 übertragen werden, während die STS als Fragment 2 übertragen werden kann. Die von einem Fragment zum nächsten weitergeleiteten RX_PARAMS können AGC-Informationen sowie Informationen über CFO/SFO und Pakettiming einschließen.
15 veranschaulicht ein 3-Fragment-Beispiel, bei dem der zu übertragende PHY-Rahmen wieder TXFD entspricht, wie in 4 veranschaulicht. In dem Beispiel von 15 kann der SHR als Fragment 1 übertragen werden, während die STS auf Fragment 2 (STS1) und Fragment 3 (STS2) aufgeteilt sein kann. Alternativ kann in dem Beispiel von 15 der zu übertragende Rahmen TXFE entsprechen, wie in 4 veranschaulicht, wobei die beiden individuell definierten STS-Segmente als STS1 und STS2 übertragen werden können.
16 veranschaulicht ein 3-Fragment-Beispiel, bei dem der zu übertragende PHY-Rahmen TXFB entspricht, wie in 4 veranschaulicht. In dem Beispiel von 16 kann der SHR als Fragment 1, die STS als Fragment 2 und der Datenabschnitt (PHR und Nutzdaten) als Fragment 3 übertragen werden.
17 veranschaulicht ein Beispiel, in dem für jedes Fragment die Summe aus der Übertragungsdauer (T_fragx) und dem folgenden Ruheintervall (T_silx) länger als das regulatorische Testintervall T_test_reg ist. In einigen Szenarien können sich die Dauern der Übertragungsperioden der Fragmente (z. B. T_frag1, T_frag2, T_frag3) voneinander unterscheiden. In ähnlicher Weise können sich in einigen Szenarien die Dauern der Ruheperioden zwischen den Fragmenten (z. B. T_sil1, T_sil2, T_sil3) voneinander unterscheiden. In einigen Szenarien können die Ruheperioden zwischen den Fragmenten ein Vielfaches von T_test_reg überschreiten. In einigen Szenarien können der Sender und der Empfänger a priori Kenntnis über die Ruheperioden haben, während derer die Warteaktivität (mit reduziertem Stromverbrauch) durchgeführt wird. In einigen Szenarien können die Dauern der Ruheperioden pseudozufällige Werte sein, die unter Verwendung eines Verfahrens bestimmt werden, das sowohl dem Sender als auch dem Empfänger bekannt ist. Die Verwendung variierender Ruheperioden kann bei Koexistenzszenarien helfen, in denen mehrere UWB-Verbindungen, die in einem lokalen Bereich betrieben werden, sich potenziell gegenseitig stören können. Das Variieren der Ruheperioden kann die Wahrscheinlichkeit wiederholter Kollisionen reduzieren. Es versteht sich, dass die in 17 veranschaulichten längeren/variierten Ruheintervalle in Verbindung mit jedem der vorstehenden Beispiele angewendet werden können.
18 veranschaulicht ein 3-Fragment-Beispiel, bei dem der zu übertragende PHY-Rahmen TXFC entspricht, wie in 4 veranschaulicht. In dem Beispiel von 18 kann der SHR als Fragment 1, der Datenabschnitt als Fragment 2 und die STS als Fragment 3 übertragen werden. In einigen Szenarien, wie das in 18 veranschaulichte, kann vor jedem des zweiten und dritten Fragments eine kurze Resynchronisationssequenz übertragen werden. Diese Resynchronisationssequenzen sind nicht im originalen Paketformat enthalten, können aber dem Empfänger die Verarbeitung von Fragmenten nach längeren Wartezeiten während der Ruheperioden erleichtern. Wenn z. B. die CFO/SFO-Schätzungen aus Fragment 1 (SHR) unvollkommen sind, ist die für Fragment 2 vorhergesagte Phasenschätzung möglicherweise nicht perfekt. Während die meisten der in Fragment 1 als RX PARAMS gespeicherten Schätzungen (z. B. AGC- oder CIR-Schätzung) noch gültig sein können, kann der Empfänger daher von dem Empfangen einer kurzen Sequenz von a-priory bekannten Symbolen profitieren, wie von einigen periodischen oder aperiodischen SYNC-Symbolen, um die exakte Trägerphase zum Empfangen des PHR und der Nutzdaten zu erhalten. Es versteht sich, dass das Einfügen von Resynchronisationssequenzen, wie in 18 veranschaulicht, auf jedes der vorstehenden Beispiele angewendet werden kann.
In einigen Szenarien können eine oder mehrere Resynchronisationssequenzen zwischen Fragmenten zu anderen Zeiten als unmittelbar vor einem Fragment übertragen werden. 19 veranschaulicht ein Beispiel eines solchen Szenarios. Wie in 19 veranschaulicht, wird eine einzelne Resynchronisationssequenz (RESYNC1) zwischen Fragment 1 und Fragment 2 übertragen, und zwei Resynchronisationssequenzen (RESYNC1 UND RESYNC3) werden zwischen Fragment 2 und Fragment 3 übertragen. In verschiedenen Szenarien kann jede geeignete Anzahl von Resynchronisationssequenzen zu jeder geeigneten Zeit zwischen Fragmenten übertragen werden, um die Aufrechterhaltung der Synchronisation zwischen dem Sender und dem Empfänger zu unterstützen. Es versteht sich, dass das Einfügen von Resynchronisationssequenzen, wie in 19 veranschaulicht, auf jedes der vorstehenden Beispiele angewendet werden kann.
20 veranschaulicht ein 2-Fragment-Beispiel, bei dem der zu übertragende PHY-Rahmen TXFA entspricht, wie in 4 veranschaulicht. In dem Beispiel von 11 kann der SHR in Fragment 1 übertragen werden, und der Datenabschnitt kann in Fragment 2 übertragen werden, ähnlich dem in 11 veranschaulichten Beispiel. In dem Beispiel von 20 kann der Sender jedoch eine Datenpilotsequenz übertragen, die dem Datenabschnitt vorausgeht (z. B. unmittelbar vor dem Datenabschnitt). Die Datenpilotsequenz kann bekannte Datensymbole einschließen, die den unbekannten Daten des Datenabschnitts in Fragment 2 vorangestellt werden sollen. Die Datenpilotsequenz kann es dem Empfänger ermöglichen, CIR-Schätzungen und/oder Phasenschätzungen zu aktualisieren. Während der Empfänger weiterhin die in Fragment 1 (SHR) erhaltenen RX_PARAMS verwenden kann, um den Empfang von Fragment 2 zu unterstützen, kann der Empfänger die durch den Empfang der Datenpilotsequenz erhaltenen lokalen Informationen verwenden, um diese Informationen zu aktualisieren und zu erweitern. Wie im Fall der Resynchronisationssequenzen kann dies dazu beitragen, die Auswirkung der Informationen in RX PARAMS zu reduzieren, die zum Zeitpunkt des Empfangens/Verarbeitens des zweiten Segments teilweise veraltet sind. Es versteht sich, dass das Einfügen einer Datenpilotensequenz, wie in 20 veranschaulicht, auf jedes der vorstehenden Beispiele angewendet werden kann, die einen Datenabschnitt einschließen.
In einigen Szenarien können anwendbare Vorschriften ein separates Energiebudget für jeden einer Vielzahl von Spektrumkanälen definieren. Zum Beispiel können anwendbare Vorschriften die innerhalb eines ersten Kanals (z. B. die 500 MHz um 6,5 Ghz) zulässigen Emissionen begrenzen und können unabhängig davon die zulässigen Emissionen innerhalb eines zweiten Kanals (z. B. die 500 MHz um 8 GHz) begrenzen. Somit kann ein Sender innerhalb eines einzigen regulatorischen Testintervalls sowohl die auf dem ersten Kanal maximal zulässige Energie als auch die auf dem zweiten Kanal maximal zulässige Energie übertragen.
21 veranschaulicht ein Beispiel, in dem ein Sender ein erstes Paket (TXC1) auf einem ersten Kanal oder einer ersten Trägerfrequenz (Chan1) und ein zweites Paket (TXC2) auf einem zweiten Kanal oder einer zweiten Trägerfrequenz (Chan2) überträgt. In dem Beispiel von 21 sind Chan1 und Chan2 unterschiedliche Kanäle, wie die 500 MHz, die jeweils um 6,5 GHz und 8 GHz zentriert sind. In einigen Szenarien können die Kanäle nicht überlappend sein.
Wie in 21 veranschaulicht, kann der Sender TXC1 in eine Vielzahl von Fragmenten aufteilen und jedes Fragment innerhalb eines anderen regulatorischen Testintervalls übertragen, z. B. wie in einem der vorstehenden Beispiele veranschaulicht. Der Sender kann auch TXC2 in eine Vielzahl von Fragmenten aufteilen und jedes Fragment innerhalb eines anderen regulatorischen Testintervalls übertragen, z. B. wie in einem der vorstehenden Beispiele veranschaulicht. Es ist zu beachten, dass der Sender innerhalb eines gegebenen regulatorischen Testintervalls sowohl ein Fragment von TXC1 als auch ein Fragment von TXC2 übertragen kann, da die beiden Pakete innerhalb verschiedener Kanäle arbeiten und daher unabhängigen Emissionsgrenzwerten unterliegen. Zum Beispiel kann der Sender während des ersten regulatorischen Testintervalls ein erstes Fragment von TXC1 (Frag11) über Chan1 und ein erstes Fragment von TXC2 (Frag21) über Chan2 übertragen. Während des zweiten Regelzeitraums kann der Sender ein zweites Fragment von TXC1 (Frag 12) über Chan1 und ein zweites Fragment von TXC2 (Frag22) über Chan2 übertragen. Somit kann der Sender die Tatsache ausnutzen, dass jeder Kanal ein bestimmtes Sendeenergiebudget E reg aufweist. Daher kann durch Zeitmultiplexing, wie in 21 veranschaulicht, mehr Energie innerhalb eines gegebenen Zeitfensters übertragen werden, während nur ein Satz von Komponenten der Sendeschaltlogik verwendet wird.
Aus Sicht des Kontrollflusses wird die Wartezeit für die Übertragung in Chan1 genutzt, um ein Fragment für Chan2 zu übertragen, und umgekehrt. Wenn auf der Empfangsseite die beiden Pakete TXC1 und TXC2 für unterschiedliche Empfängerstationen bestimmt sind, kann der Kontrollfluss identisch zu dem in einem der vorstehenden Beispiele gezeigt sein. Wenn die Übertragungen beider Kanäle für denselben Empfänger bestimmt sind, kann die Wartezeit des Empfangs in Chan1 unterbrochen werden, um den Fragmentempfang von Chan2 zu bedienen, und umgekehrt.
22 veranschaulicht eine weitere Anwendung dieses Prinzips, bei der eine Vielzahl von Fragmenten (Frag11, Frag12) eines einzelnen Pakets (TXC1) auf einer entsprechenden Vielzahl von Kanälen (Chan1, Chan2) innerhalb eines einzigen regulatorischen Testintervalls übertragen werden. In diesem Beispiel wird ein gegebenes Übertragungsformat sowohl in dem Zeit- als auch in dem Frequenzbereich aufgeteilt. Insbesondere wird Frag11 als erstes in Kanal 1 und Frag 12 als zweites in Kanal 2 übertragen. Die Übertragungen können im gleichen Regelintervall erfolgen, da jeder Kanal ein eigenes Energiebudget aufweist, das er ausnutzen kann.
Mit anderen Worten kann der Sender TXC1 teilen bzw. die Sendeleistungspegel eines oder mehrerer Fragmente von TXC 1 so beschränken, dass die Gesamtenergie, die zur Übertragung innerhalb eines regulatorischen Testintervalls emittiert wird, innerhalb einer vorbestimmten Energiegrenze (z.B. der für Chan1 definierten Energiegrenze) verbleibt, selbst wenn der Sender auch zusätzliche Energie (z.B. um ein anderes Fragment von TXC1 oder ein Fragment von TXC2 zu senden) auf Chan2 während desselben regulatorischen Testintervalls aussendet. Die vorgegebene Energiegrenze ist noch erfüllt, da die Energiegrenze nur für Chan1 eine Grenze definiert. Eine separate (z.B. unabhängige) regulatorische Energiegrenze kann für Chan2 gelten, die gleich oder verschieden von der auf Chan1 angewandten Grenze sein kann.
Da sich der Ausbreitungskanal (z.B. die für die Funkübertragung sichtbare effektive Impulsantwort oder CIR) zwischen verschiedenen Spektralkanälen unterscheiden kann, eignen sich einige Fragmentierungsansätze besser als andere für die Aufteilung zwischen Spektralkanälen. Eine praktische Anwendung ist die Zuweisung des SHR zu Frag11 in Kanal 1 und der STS zu Frag12 in Kanal 2, da der Empfänger aus der STS eine separate CIR schätzen kann. In einigen Szenarien kann der Empfänger einige der in Frag11 abgeleiteten Informationen RX_PARAMS für den Empfang von Frag 12 verwenden, gemäß dem Flussdiagramm in 10. Zum Beispiel kann ein während des Empfangs von Frag11 erhaltener Quarzfrequenz-Offset (z.B. in Teilen pro Million, ppm) vorteilhaft beim Empfangen von Frag12 wiederverwendet werden. Da davon ausgegangen werden kann, dass die Quarze und ihre spezifischen Frequenz-Offsets über kurze Zeitintervalle konstant sind, kann ein während Frag11 geschätzter Frequenz-Offset in der Regel auch während Frag12 anwendbar sein. Daher kann der Empfänger für den Empfang von Frag12 (z.B. STS) eine Frequenzkorrektur gemäß dem bei Frag11 (z.B. SHR) geschätzten Offset anwenden. Viele andere Variationen sind denkbar. Zum Beispiel kann Frag11 ein SHR sein, während Frag 12 ein Daten-Nutzdatenfragment sein kann, dem möglicherweise eine kurze, bekannte Trainingssequenz vorausgeht, um die Kanal-CIR vor dem Erfassen und Decodieren der Daten neu zu schätzen.
23 zeigt ein verallgemeinerndes Beispiel, in dem ein PHY-Rahmen als eine Vielzahl von Fragmenten übertragen werden kann, die über eine Vielzahl von regulatorischen Testintervallen verteilt sind, gemäß einigen Ausführungsformen. 23a veranschaulicht den gesamten PHY-Übertragungsrahmen (TXF), der als einzelnes Fragment übertragen wird. Wie oben erörtert, kann die Einbeziehung des gesamten Rahmens in ein einzelnes regulatorisches Testintervall den durchschnittlichen Sendeleistungspegel beschränken, der verwendet werden kann, um E_reg zu erfüllen.
23b veranschaulicht den PHY-Übertragungsrahmen, der in eine Vielzahl von Fragmenten unterteilt ist, ähnlich dem in 8 gezeigten Szenario. Anstelle der Zuordnung von Fragmenten zu bestimmten aufeinanderfolgenden regulatorischen Testintervallen, wie in 8, veranschaulicht 23b jedoch eine Verallgemeinerung des Ansatzes, bei dem die Vielzahl von Fragmenten (Frag 1, Frag2, Frag3, Frag4 und Frag5) auf eine Vielzahl von regulatorischen Testintervallen gemäß jedem geeigneten Timing und jeder geeigneten Form verteilt sind. Dieser allgemeine Ansatz nimmt ferner zusätzliche Ausführungsformen auf. Zum Beispiel kann in einigen Szenarien das SYNC-Feld in mehrere kurze Fragmente aufgeteilt werden, die mit Ruheperioden dazwischen übertragen werden können, wobei ein oder mehrere solcher Fragmente innerhalb einer gegebenen Regulierungszeitperiode übertragen werden. Das Übertragen mehrerer kurzer Fragmente des Synchronisationsfelds innerhalb einer einzigen Regulierungszeitperiode kann dem Empfänger helfen, Erfassungsaufgaben wie beispielsweise eine Phasen- bzw. Frequenzoffsetverfolgung durchzuführen, die helfen können, großes Phasen- oder Frequenzdriften von Fragment zu Fragment zu vermeiden. Dieses spezifische Beispiel ähnelt der Wiedereinfügung von Resynchronisationssequenzen, wie in den 18 und 19 veranschaulicht.
Es sollte beachtet werden, dass jede Konfiguration von Fragmenten gemäß 23b immer noch darauf beschränkt sein kann, E_ reg zu erfüllen. Wenn zum Beispiel mehrere Fragmente auf ein gegebenes regulatorisches Zeitintervall abgebildet werden, kann das Gesamtaggregat der Emissionen dieser Fragmente eingeschränkt werden, um beliebige Energie-/Emissionseinschränkungen zu erfüllen, die durch anwendbare Regelungsregeln definiert sind.
Die vorstehende Diskussion bezieht sich in erster Linie auf UWB Kommunikationen, da die erörterten Verfahren und Konzepte besonders vorteilhaft im Zusammenhang mit UWB Systemen und Kommunikationen sind. Es versteht sich jedoch, dass die vorstehend erörterten Verfahren, Systeme, Vorrichtungen, Konzepte usw. auf jede geeignete Funkzugangstechnologie oder jedes geeignete Rahmenformat angewendet werden können. Zum Beispiel kann die vorliegende Offenbarung auf alle bestehenden oder neuen Rahmenformate angewendet werden, die zusammenhängende Übertragungsrahmen aufweisen, die in kurze Fragmente mit hoher Sendeleistung und relativ lange Interfragment-Ruheperioden zerlegt werden können, wie hierin offenbart. Die vorliegende Offenbarung ist insbesondere auf Rahmenformate anwendbar, die aus einem oder mehreren Feldern bestehen, die bestimmten Funktionen dienen, wie etwa Erfassung, Datennutzlasttransport, Laufzeitschätzung, sichere Laufzeitschätzung usw.
Zusätzliche Beispiele
Gemäß einem beispielhaften Verfahren kann eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung, wie beispielsweise die drahtlose Vorrichtung 102 (oder ein Teil davon, wie beispielsweise die drahtlose Kommunikationsschaltlogik 330), ein Verfahren zum Übertragen eines Kommunikationsrahmens der physikalischen Schicht (PHY) durchführen. Die drahtlose Vorrichtung kann den PHY-Kommunikationsrahmen in eine Vielzahl von Fragmenten zur Übertragung auf einem oder mehreren Frequenzkanälen unterteilen, wobei eine vorbestimmte Energiegrenze eine maximale durchschnittliche Sendeleistung definieren kann, die innerhalb jedes Frequenzkanals innerhalb eines vordefinierten Testintervalls übertragen wird. Die drahtlose Vorrichtung kann jedes Fragment während eines separaten Zeitfrequenzfensters senden, so dass die durchschnittliche Sendeleistung, die innerhalb jedes Frequenzkanals innerhalb einer beliebigen Zeitspanne gleich dem vordefinierten Testintervall gesendet wird, unter der vorbestimmten Energiegrenze bleibt.
Zusätzlich zu den vorstehend beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen können weitere Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung in einer beliebigen von verschiedenen Formen umgesetzt werden. Zum Beispiel können manche Ausführungsformen als ein computerimplementiertes Verfahren, ein computerlesbares Speichermedium oder ein Computersystem verwirklicht werden. Weitere Ausführungsformen können unter Verwendung einer oder mehrerer benutzerangepasster Hardwarevorrichtungen, wie ASICs, umgesetzt werden. Noch weitere Ausführungsformen können unter Verwendung eines oder mehrerer programmierbarer Hardware-Elemente, wie FPGAs, verwirklicht werden.
In manchen Ausführungsformen kann ein nicht transitorisches, computerlesbares Speichermedium so konfiguriert sein, dass es Programmanweisungen und/oder Daten speichert, wobei die Programmanweisungen, wenn sie durch ein Computersystem ausgeführt werden, das Computersystem veranlassen, ein Verfahren durchzuführen, z. B. eine beliebige der hierin beschriebenen Verfahrensausführungsformen oder eine beliebige Kombination der hierin beschriebenen Verfahrensausführungsformen oder einen beliebigen Teilsatz einer der hierin beschriebenen Verfahrensausführungsformen oder eine beliebige Kombination solcher Teilsätze.
In einigen Ausführungsformen kann eine Vorrichtung (z. B. eine drahtlose Vorrichtung 102 oder 104) konfiguriert sein, um einen Prozessor (oder einen Satz von Prozessoren) und ein Speichermedium einzuschließen, wobei in dem Speichermedium Programmanweisungen gespeichert sind, wobei der Prozessor dazu konfiguriert ist, die Programmanweisungen aus dem Speichermedium zu lesen und auszuführen, wobei die Programmanweisungen ausführbar sind, um irgendeine der verschiedenen hierin beschriebenen verschiedenen Verfahrensausführungsformen (oder irgendeine Kombination der hierin beschriebenen Verfahrensausführungsformen oder irgendeinen Teilsatz irgendeiner der hierin beschriebenen Verfahrensausführungsformen oder irgendeine Kombination solcher Teilsätze) zu implementieren. Die Vorrichtung kann in einer von vielfältigen Formen verwirklicht werden.
Obwohl die Ausführungsformen vorstehend in beträchtlicher Detaillierung beschrieben wurden, sind für den Fachmann zahlreiche Variationen und Modifikationen ersichtlich, nachdem die vorstehende Offenbarung vollständig verstanden ist. Es ist beabsichtigt, dass die folgenden Ansprüche derart interpretiert werden, dass alle solchen Variationen und Modifikationen eingeschlossen sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 62/968937 [0001]

Claims

Drahtlose Kommunikationsvorrichtung, umfassend: drahtlose Kommunikationsschaltlogik; und eine mit der drahtlose Kommunikationsschaltlogik gekoppelte Verarbeitungsschaltung, wobei die Verarbeitungsschaltung dazu konfiguriert ist, die drahtlose Kommunikationsvorrichtung zu steuern, um: über die drahtlose Kommunikationsschaltlogik ein erstes Fragment eines Kommunikationsrahmens einer physischen Schicht (PHY) während eines ersten Zeitraums zu übertragen, wobei der erste Zeitraum kürzer als ein vordefiniertes Testintervall ist, und wobei die während der Übertragung des ersten Fragments emittierte Energie innerhalb eines vorbestimmten Energiegrenzwertes bleibt, der für die Übertragung innerhalb des vordefinierten Testintervalls zulässig ist; und ein zweites Fragment des Kommunikationsrahmens der physischen Schicht (PHY) während eines zweiten Zeitraums zu übertragen, wobei der zweite Zeitraum kürzer als das vordefinierte Testintervall ist, wobei die während der Übertragung des zweiten Fragments emittierte Energie innerhalb des vorbestimmten Energiegrenzwerts bleibt, wobei der zweite Zeitraum von dem ersten Zeitraum durch eine Ruhezeitperiode getrennt ist, während der kein Teil des PHY-Kommunikationsrahmens übertragen wird, und wobei der Beginn des zweiten Zeitraums dem Beginn des ersten Zeitraums um mindestens die Dauer des vordefinierten Testintervalls folgt.
Drahtlose Kommunikationsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Summe der während der Übertragung des ersten Fragments emittierten Energie und der während der Übertragung des zweiten Fragments emittierten Energie den vorbestimmten Energiegrenzwert überschreitet, der für die Übertragung innerhalb des vordefinierten Testintervalls zulässig ist.
Drahtlose Kommunikationsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die vorbestimmte Energiegrenze, die für eine Übertragung innerhalb des vordefinierten Testintervalls zulässig ist, durch eine Regierungsvorschrift definiert ist.
Drahtlose Kommunikationsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Verarbeitungsschaltung ferner so konfiguriert ist, dass sie die drahtlose Kommunikationsvorrichtung so steuert, dass sie: die drahtlose Kommunikationsschaltlogik dazu veranlasst, nach Abschluss der Übertragung des ersten Fragments des PHY-Kommunikationsrahmens in einen Energiesparzustand überzugehen; und die drahtlose Kommunikationsschaltung dazu veranlasst, in einen aktiven Zustand überzugehen, bevor das zweite Fragment des PHY-Kommunikationsrahmens übertragen wird.
Drahtlose Kommunikationsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das erste Fragment und das zweite Fragment innerhalb eines ersten Frequenzkanals übertragen werden, wobei der vorbestimmte Energiegrenzwert, der für die Übertragung innerhalb des vordefinierten Testintervalls zulässig ist, sich nur auf Energie bezieht, die innerhalb des ersten Frequenzkanals emittiert wird, und wobei die Verarbeitungsschaltung weiterhin dazu konfiguriert ist, die drahtlose Kommunikationsvorrichtung dazu zu veranlassen, dass sie: innerhalb eines zweiten Frequenzkanals ein Fragment eines zweiten Kommunikationsrahmens während eines dritten Zeitraums überträgt, wobei mindestens ein Teil des ersten Fragments des PHY-Kommunikationsrahmens und mindestens ein Teil des Fragments des zweiten PHY-Kommunikationsrahmens in die Dauer des vordefinierten Testintervalls fällt, und wobei die Summe der während der Übertragung wenigstens eines Abschnitts des ersten Fragments emittierten Energie und der während der Übertragung wenigstens eines Abschnitts des Fragments des zweiten PHY-Kommunikationsrahmens emittierten Energie den vorbestimmten Energiegrenzwert überschreitet, der für die Übertragung innerhalb des vordefinierten Testintervalls zulässig ist.
Drahtlose Kommunikationsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Verarbeitungsschaltung ferner so konfiguriert ist, dass sie die drahtlose Kommunikationsvorrichtung so steuert, dass sie: eine Resynchronisationssequenz nach dem Übertragen des ersten Fragments, aber vor dem Übertragen der zweiten Sequenz überträgt, wobei die Resynchronisationssequenz ein bekanntes Synchronisationsmuster umfasst.
Drahtlose Kommunikationsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der zweite Rahmen kein Synchronisationsfeld einschließt.
Drahtlose Kommunikationsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei das erste Fragment ein Synchronisationsfeld enthält und das zweite Fragment eine verschlüsselte Zeitstempelsequenz (STS) einschließt.
Verfahren zum Übertragen eines Kommunikationsrahmens, das Verfahren umfassend: durch eine kabellose Kommunikationsvorrichtung: Aufteilen des Kommunikationsrahmens in eine Vielzahl von Fragmenten; Übertragen jedes Fragments der Vielzahl von Fragmenten während einer jeweiligen Übertragungszeitperiode, wobei jede Übertragungszeitperiode nach der anfänglichen Übertragungszeitperiode von der vorhergehenden Übertragungszeitperiode durch eine Ruhezeitperiode getrennt ist, wobei das Übertragen der Vielzahl von Fragmenten über ein Übertragungsintervall verteilt ist, das länger als ein vordefiniertes Testintervall ist; und Einschränken der durchschnittlichen Übertragungsleistung, die verwendet wird, um wenigstens eines der Fragmente zu senden, so dass die Gesamtenergie, die durch die drahtlose Kommunikationsvorrichtung während eines beliebigen kontinuierlichen Teils des Übertragungsintervalls emittiert wird, der gleich dem vordefinierten Testintervall ist, innerhalb einer vorbestimmten Energiegrenze bleibt, die für eine Übertragung innerhalb des vordefinierten Testintervalls zulässig ist.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Teilen des Kommunikationsrahmens in eine Vielzahl von Fragmenten das Teilen des Kommunikationsrahmens entlang vordefinierter Grenzen zwischen Feldern des Kommunikationsrahmens umfasst.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die vorbestimmte Energiegrenze, die für eine Übertragung innerhalb des vordefinierten Testintervalls zulässig ist, durch eine Regierungsvorschrift definiert ist.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die vorbestimmte Energiegrenze, die zur Übertragung innerhalb des vordefinierten Testintervalls zulässig ist, sich nur auf Energie bezieht, die innerhalb eines ersten Frequenzkanals emittiert wird, wobei wenigstens ein erstes Fragment der Vielzahl von Fragmenten innerhalb des ersten Frequenzkanals übertragen wird und wenigstens ein erstes Fragment eines zweiten Kommunikationsrahmens innerhalb eines zweiten Frequenzkanals übertragen wird, wobei das erste Fragment der Vielzahl von Fragmenten und das erste Fragment des zweiten Kommunikationsrahmens innerhalb eines einzigen vordefinierten Testintervalls gesendet werden, und wobei die Summe der Energie, die durch die Drahtloskommunikationseinrichtung zur Sendung des ersten Fragments der Vielzahl von Fragmenten emittiert wird, und des ersten Fragments des zweiten Kommunikationsrahmens die vorbestimmte Energiegrenze überschreitet, die zur Übertragung innerhalb des vordefinierten Testintervalls innerhalb des ersten Frequenzkanals zulässig ist.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die vorbestimmte Energiegrenze, die zur Übertragung innerhalb des vordefinierten Testintervalls zulässig ist, sich nur auf Energie bezieht, die innerhalb eines ersten Frequenzkanals emittiert wird, wobei mindestens ein erstes Fragment der Vielzahl von Fragmenten innerhalb des ersten Frequenzkanals übertragen wird und mindestens ein zweites Fragment der Vielzahl von Fragmenten innerhalb eines zweiten Frequenzkanals übertragen wird, wobei das erste Fragment und das zweite Fragment innerhalb eines einzelnen vordefinierten Testintervalls übertragen werden, und wobei die Summe der Energie, die von der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung zur Übertragung des ersten Fragments und des zweiten Fragments emittiert wird, die vorbestimmte Energiegrenze überschreitet, die zur Übertragung innerhalb des vordefinierten Testintervalls zulässig ist.
Verfahren nach Anspruch 9, ferner umfassend: Übertragen einer Resynchronisationssequenz zwischen dem Übertragen eines ersten Fragments und eines zweiten Fragments der Vielzahl von Fragmenten, wobei die Resynchronisationssequenz ein bekanntes Synchronisationsmuster umfasst, das vor dem Teilen des Kommunikationsrahmens nicht Teil des Kommunikationsrahmens war.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei nur das Anfangsfragment der Vielzahl von Fragmenten ein Synchronisationsfeld einschließt.
In einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung enthaltene Vorrichtung, umfassend: einen Speicher, der Softwareanweisungen speichert; und einen Prozessor, der konfiguriert ist, um die Softwareanweisungen auszuführen, um: einen Kommunikationsrahmen in eine Vielzahl von Fragmenten aufzuteilen; die Übertragung jedes Fragments der Vielzahl von Fragmenten während einer jeweiligen Übertragungszeitperiode zu ermöglichen, wobei jede Übertragungszeitperiode nach der anfänglichen Übertragungszeitperiode von der vorhergehenden Übertragungszeitperiode durch eine Ruhezeitperiode getrennt ist, wobei das Übertragen der Vielzahl von Fragmenten über ein Übertragungsintervall verteilt ist, das länger als ein vordefiniertes Testintervall ist; und die durchschnittliche Übertragungsleistung einzuschränken, die verwendet wird, um mindestens eines der Fragmente zu senden, so dass die Gesamtenergie, die durch die drahtlose Kommunikationsvorrichtung während eines beliebigen kontinuierlichen Abschnitts des Übertragungsintervalls emittiert wird, der gleich dem vordefinierten Testintervall ist, innerhalb einer vorbestimmten Energiegrenze bleibt, die für eine Übertragung innerhalb des vordefinierten Testintervalls zulässig ist.
Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei die Summe der während der Übertragungen der Vielzahl von Fragmenten emittierten Gesamtenergie den vorbestimmten Energiegrenzwert überschreitet, der für die Übertragung innerhalb des vordefinierten Testintervalls zulässig ist.
Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei das Teilen des Kommunikationsrahmens in eine Vielzahl von Fragmenten das Teilen des Kommunikationsrahmens entlang vordefinierter Grenzen zwischen Feldern des Kommunikationsrahmens umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei die vorbestimmte Energiegrenze, die für die Übertragung innerhalb des vordefinierten Testintervalls zulässig ist, sich nur auf Energie bezieht, die innerhalb eines ersten Frequenzkanals emittiert wird, wobei mindestens ein erstes Fragment der Vielzahl von Fragmenten innerhalb des ersten Frequenzkanals gesendet wird, wobei der Prozessor weiter konfiguriert ist zum Ausführen der Softwarebefehle zum: Ermöglichen der Übertragung eines zweiten Fragments innerhalb eines zweiten Frequenzkanals innerhalb desselben vordefinierten Testintervalls wie das erste Fragment der Vielzahl von Fragmenten, wobei die Summe der Energie, die von der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung zur Übertragung des ersten Fragments der Vielzahl von Fragmenten und des zweiten Fragments emittiert wird, die vorbestimmte Energiegrenze überschreitet, die zur Übertragung innerhalb des vordefinierten Testintervalls zulässig ist.
Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei der Prozessor ferner dazu konfiguriert ist, die Softwareanweisungen auszuführen, um: eine Resynchronisationssequenz zwischen der Übertragung eines ersten Fragments und eines zweiten Fragments der Vielzahl von Fragmenten zu ermöglichen, wobei die Resynchronisationssequenz ein bekanntes Synchronisationsmuster umfasst, das vor dem Teilen des Kommunikationsrahmens nicht Teil des Kommunikationsrahmens war.