DE112020001443T5

DE112020001443T5 - Vorrichtungen, systeme und verfahren zur schmalbandkommunikation innerhalb eines protokolls mit frequenzmultiplexing

Info

Publication number: DE112020001443T5
Application number: DE112020001443.6T
Authority: DE
Inventors: Paul Strauch; Ayush Sood; Kiran Uln; Kamesh MEDAPALLI; Prasanna Sethuraman; Rajendra Kumar Gundu Rao; Saishankar Nandagopalan
Original assignee: Cypress Semiconductor Corp
Current assignee: Cypress Semiconductor Corp
Priority date: 2019-03-27
Filing date: 2020-01-27
Publication date: 2021-12-16
Also published as: CN113647072B; WO2020197619A1; US10721107B1; US20210006442A1; US11050596B2; CN113647072A

Abstract

Gemäß Ausführungsformen können Verfahren, Vorrichtungen und Systeme das Erzeugen von Paketdaten für ein Schmalbandpaket umfassen. Das Übertragen erster Präambeldaten über einen ersten Kanal, gefolgt von dem Schmalbandpaket mit einer zweiten Präambel über mindestens eine Ressourceneinheit (RU). Die RU kann eine geringere Bandbreite als der erste Kanal aufweisen und einen Teil des ersten Kanals belegen. Die erste Präambel kann konfiguriert sein, um die Erkennung eines in dem ersten Kanal übertragenen Pakets zu ermöglichen, und die zweite Präambel ist konfiguriert, um die Erkennung eines Pakets, das in der RU ohne die erste Präambel übertragen wird, zu ermöglichen.

Description

VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung ist eine internationale Anmeldung der am 27. März 2019 angemeldeten US-amerikanischen nicht vorläufigen Anmeldung Nr. 16/366,695 , die hiermit durch Verweis in vollem Umfang in das vorliegende Dokument aufgenommen wird.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich allgemein auf drahtlose Netzwerke und insbesondere auf die Erweiterung der Reichweite eines drahtlosen Netzwerks.
HINTERGRUND
Herkömmliche WLAN-Vorrichtungen können Kommunikationsverbindungen über eine Anzahl von Kanälen herstellen, die jeweils eine andere Frequenzbandbreite belegen. Um die Bandbreiteneffizienz zu erhöhen, wurden Drahtlosstandards entwickelt, die einen verfügbaren Kanal frequenzmäßig aufteilen, um Multi-User-Multiple-Input-Multiple-Output-Kommunikation (MU-MIMO) über denselben Kanal zu ermöglichen.
10 ist eine Darstellung, die Übertragungen gemäß dem Standard IEEE-802.11ax zeigt, der MU-MIMO-Kommunikationen umfasst. 10 zeigt ein herkömmliches Paket, das über einen Kanal mit einer Bandbreite von etwa 20 MHz übertragen werden kann. Das konventionelle Paket kann mit einer Legacy-Präambel beginnen, gefolgt von einer HE(High Efficiency)-Präambel. Anschließend können die Daten für verschiedene Ziele auf unterschiedlichen Ressourceneinheiten (Resource Units, RU) übertragen werden, die jeweils einen unterschiedlichen Abschnitt der Kanalbandbreite belegen können. OFDMA-Modulation (Orthogonal Frequency Division Multiple Access Modulation) wird verwendet, um unterschiedliche Datenströme auf den getrennten RUs parallel zueinander zu übertragen.
Während MU-MIMO-Fähigkeiten die verfügbaren Spektren schon besser nutzen können, könnte jegliche Fähigkeit zum Erweitern einer Kommunikationsreichweite in einer drahtlosen Vorrichtung die Leistung eines drahtlosen Netzwerks noch weiter verbessern und/oder neue Anwendungen für drahtlose Netzwerke ermöglichen.
Figurenliste

1A bis 1E sind Darstellungen von Systemen und Vorgängen gemäß Ausführungsformen.
2A bis 2C sind Darstellungen von Übertragungen und Übertragungsdatenformaten gemäß Ausführungsformen.
3A ist eine Blockdarstellung einer Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform. 3B ist eine Blockdarstellung einer Kombinationsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform.
4A und 4B sind Blockdarstellungen von Modulations- und Demodulationsschaltungen, die in Ausführungsformen umfasst sein können. 4C ist eine Darstellung von Übertragungsschaltungen, die in Ausführungsformen umfasst sein können.
5 ist ein Fließschema eines Verfahrens für eine Zugangspunktvorrichtung (Access Point, AP) gemäß einer Ausführungsform.
6 ist ein Fließschema eines Verfahrens einer AP gemäß einer weiteren Ausführungsform.
7 ist eine Darstellung einer Vorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform.
8 ist eine Darstellung eines Systems gemäß einer weiteren Ausführungsform.
9 ist eine Darstellung eines Systems gemäß einer weiteren Ausführungsform.
10 ist eine Darstellung eines herkömmlichen Paketformats.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Gemäß Ausführungsformen kann eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung Datenpakete mit einer ersten Präambel über einen Kanal übertragen, gefolgt von Übertragungen in einer Anzahl von Ressourceneinheiten (RUs), die Teile des Kanals sein können. Ein Schmalbandpaket (Narrow Band (NB) Packet), einschließlich einer Schmalbandpräambel, kann in einer der RUs übertragen werden.
Gemäß Ausführungsformen können ein oder mehrere Datenströme in den RUs parallel zu dem Schmalbandpaket übertragen werden. Die Datenströme umfassen keine Präambeln und können für andere Ziele als die des Schmalbandpakets bestimmt sein.
Gemäß Ausführungsformen kann die Übertragung über die RUs gemäß einer OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)-Modulation erfolgen.
In einigen Ausführungsformen kann ein Schmalbandpaket mit einer höheren spektralen Leistungsdichte (Power Spectral Density, PSD) als die erste Präambel übertragen werden und somit eine größere Reichweite erzielen.
In einigen Ausführungsformen können die Daten in einem Schmalbandpaket im Vergleich zu Daten, die über den gesamten Kanal übertragen werden, eine Verarbeitungsverstärkung ermöglichen. Ein solches Merkmal kann ermöglichen, dass das Schmalbandpaket innerhalb größerer Reichweiten empfangen werden kann.
1A bis 1C zeigen eine Abfolge von Blockdarstellungen eines Systems 100 und Vorgänge gemäß Ausführungsformen. Ein System 100 kann eine Zugangspunktvorrichtung (AP) 102, erste Stationsvorrichtungen 104-0/1 und eine zweite Stationsvorrichtung 108 umfassen. Eine AP 102 kann verschiedene Stationsvorrichtungen (104-0/1, 108) in einem Netzwerk verbinden. Obwohl Vorrichtungen als APs und Stationsvorrichtungen bezeichnet werden, sollte dies nicht so ausgelegt werden, dass dies eine bestimmte Netzwerktopologie oder ein bestimmtes Kommunikationsprotokoll impliziert.
Mit Bezug auf 1A kann die AP 102 eine Übertragung 112-0 vornehmen, die eine Vollbandpräambel 114 umfasst, gefolgt von Daten, die in mehreren Teilbändern parallel zueinander übertragen werden (116-0 bis -3). Teilbandübertragungen (116-0 bis -3) können in unterschiedlichen Teilen eines Kanals stattfinden, der für die Übertragung der Vollbandpräambel 114 verwendet wird. In einigen Ausführungsformen kann Frequenzmultiplexing verwendet werden, um Datensätze in unterschiedliche Teilbandübertragungen (116-0 bis -3) aufzuteilen. Kanalübertragungen können eine Reichweite 106 aufweisen.
Noch immer mit Bezug auf 1A können, da sich erste Stationsvorrichtungen 104-0/1 innerhalb der Reichweite 106 befinden, die ersten Stationsvorrichtungen 104-0/1 die Vollbandpräambel 114 erkennen und die Übertragung 112-0 empfangen. Jede erste Stationsvorrichtung (104-0/1) kann eine Teilbandübertragung entmultiplexen, um die darin gesendeten Daten zu empfangen. In 1A ist die erste Stationsvorrichtung 104-0 das Ziel für die Teilbandübertragung 116-0, während die erste Stationsvorrichtung 104-1 das Ziel für die Teilbandübertragung 116-2 ist.
Wie durch die Übertragung 112-1 dargestellt, kann die Vollbandpräambel 114 außerhalb der Reichweite 106 nicht erkannt und/oder decodiert werden. Dementsprechend kann die zweite Stationsvorrichtung 108 die Übertragung 112-0 von der AP 102 nicht erfolgreich empfangen.
Mit Bezug auf 1B kann die AP 102 eine Übertragung mit erweiterter Reichweite 118-0 vornehmen. Eine Übertragung mit erweiterter Reichweite 118-0 kann eine Vollkanalpräambel 114 umfassen, gefolgt von einem Schmalbandpaket 120, das in einem der Teilbänder umfasst ist. Ein Schmalbandpaket 120 kann einen Teil (z. B. eine Präambel) umfassen, um das Schmalbandpaket an eine Empfangsvorrichtung zu signalisieren. Ein Schmalbandpaket 120 kann eine größere Reichweite aufweisen als eine Vollkanalübertragung (z. B. Präambel 114). Eine solche größere Reichweite kann aus verschiedenen Gründen entstehen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf: die Umgebung (d. h., die Umgebung begünstigt das Teilband gegenüber anderen Teilen des Kanals), die Übertragungsleistung (d. h., das Schmalbandpaket kann mit einer höheren PSD als die Vollkanalpräambel 114 übertragen werden) oder das Paketformat (d. h., die Schmalbandpräambelpaketdaten ermöglichen Verarbeitungsverstärkungen gegenüber Vollkanalübertragungen).
Noch immer mit Bezug auf 1B kann, wie durch die Übertragung 118-1 dargestellt, außerhalb der Reichweite 106 die Vollkanalpräambel 114 (und möglicherweise einige der anderen Teilbänder) nicht erkannt oder decodiert werden. Die zweite Stationsvorrichtung 108 kann jedoch das Teilband überwachen, auf dem das Schmalbandpaket 120 übertragen wird. Aufgrund der erweiterten Reichweite des Schmalbandpakets 120 kann die zweite Stationsvorrichtung 108 das Schmalbandpaket 120 erfolgreich empfangen und decodieren. Es versteht sich, dass ein solcher Vorgang auch ohne die Verwendung irgendeiner Vollkanalpräambel 114 erfolgen kann.
Mit Bezug auf 1C kann die zweite Stationsvorrichtung 108 nach dem Empfang eines Schmalbandpakets 120 von der AP 102 eine Schmalbandantwort 122 übertragen. Die Schmalbandantwort 122 kann im gleichen Teilband wie das Schmalbandpaket 120 übertragen werden oder kann in einem anderen Schmalband übertragen werden (d. h. einem Frequenzband, das kleiner ist als der für die Vollkanalpräambel 114 verwendete Kanal).
Eine Antwort 122 kann eine größere Reichweite aufweisen als eine Kanalübertragung (z. B. Vollbandübertragung), oder die AP 102 kann konfiguriert sein, um Signale in größerer Reichweite zu empfangen. Folglich kann die AP 102 die Antwort 122 empfangen. Entsprechend der Antwort 122 (oder durch weiteres langreichweitiges Handshaking mit der zweiten Stationsvorrichtung 108) können die AP 102 und die zweite Stationsvorrichtung 108 ein oder mehrere Schmalbänder (z. B. Teilbänder) für die Kommunikation festlegen.
Mit Bezug auf 1D zeigt eine Blockdarstellung ein System 100 und Vorgänge gemäß weiteren Ausführungsformen. Ein System 100 kann Elemente wie die in 1A bis 1C umfassen, wobei gleichartige Elemente mit demselben Bezugszeichen bezeichnet werden.
In 1D kann eine AP 102 eine Übertragung 124-0 vornehmen, die eine Vollkanalpräambel 114 umfasst, gefolgt von Daten in mehreren Teilbandübertragungen (116-0, 116-2/3) parallel zu einem Schmalbandpaket 120. Die ersten Stationsvorrichtungen 104-0/1 können konfiguriert sein, um die Vollkanalpräambel 114 zu erkennen und anschließend Datenwerte aus den Teilbändern 116-0 und 116-2 zu extrahieren.
Noch immer mit Bezug auf 1D sind, wie durch die Übertragung 124-1 dargestellt, eine Vollkanalpräambel 114 und eine oder alle der Teilbandübertragungen (116-0, 116-2/3) außerhalb der Reichweite 106 nicht erkennbar/decodierbar. Die zweite Vorrichtung 108 kann jedoch konfiguriert sein, um das Teilband, auf dem das Schmalbandpaket 120 übertragen wird, zu überwachen.
Aufgrund der erweiterten Reichweite des Schmalbandpakets 120 kann die zweite Stationsvorrichtung 108 das Schmalbandpaket 120 erfolgreich empfangen und decodieren. Anschließend kann eine zweite Stationsvorrichtung 108 eine Antwort übertragen, wie mit Bezug auf 1C beschrieben.
Während Ausführungsformen Übertragungen zeigen, bei denen ein einziges Teilband zur Erweiterung der Übertragungsreichweite verwendet werden kann, können andere Ausführungsformen auch mehr als ein Teilband verwenden. Eine solche Anordnung ist in 1E gezeigt.
Mit Bezug auf 1E zeigt eine Blockdarstellung ein System 100 und Vorgänge gemäß weiteren Ausführungsformen. Ein System 100 kann Elemente wie die in 1D umfassen, wobei gleichartige Elemente mit demselben Bezugszeichen bezeichnet werden.
1E unterscheidet sich von 1D dadurch, dass eine Übertragung 124-2 von einer AP 102 mehrere Schmalbandpakete in verschiedenen Teilbändern umfassen kann. In dem bestimmten gezeigten Beispiel können zwei Schmalbandpakete 120-0/1 über unterschiedliche Teilbänder übertragen werden. Wie durch die Übertragung 124-3 dargestellt, sind eine Vollkanalpräambel 114 und eine oder alle der Teilbandübertragungen (116-0/2) außerhalb der Reichweite 106 nicht erkennbar/decodierbar. Die zweite Stationsvorrichtung 108-0 kann jedoch konfiguriert sein, um Daten auf dem Teilband, das dem Schmalbandpaket 120-0 entspricht, zu überwachen und zu empfangen, während die zweite Stationsvorrichtung 108-1 konfiguriert sein kann, um Daten auf dem Teilband, das dem Schmalbandpaket 120-1 entspricht, zu überwachen und zu empfangen. Anschließend kann eine zweite Stationsvorrichtung 108-0/1 Antworten wie in 1C beschrieben übertragen.
Gemäß den Ausführungsformen können die Übertragungen irgendeine geeignete Form annehmen, nachfolgend werden jedoch bestimmte Übertragungsstrukturen beschrieben.
2A zeigt eine Übertragung 212 gemäß einer Ausführungsform. Es versteht sich, dass die Daten für eine solche Übertragung als Daten in Pufferschaltungen oder dergleichen gespeichert und anschließend dann in den Kanal und die Teilbänder wie gezeigt moduliert werden können. In ähnlicher Weise kann zumindest ein Schmalbandpaketteil (z. B. 220) demoduliert und als Daten in Pufferschaltungen oder dergleichen gespeichert werden. Die Übertragung sollte also nicht so ausgelegt werden, dass sie auf ein nicht greifbares Signal beschränkt ist.
Noch immer mit Bezug auf 2A kann eine Übertragung 212 eine Vollkanalpräambel 214 gefolgt von einem Schmalbandpaket 220 umfassen. Eine Vollkanalpräambel 214 kann über einen Kanal 215 übertragen werden, der sich von irgendeiner Basisfrequenz (f_base) um einen Bandbreitenbetrag (Bandwidth, BW) erstreckt. Gemäß Ausführungsformen kann die BW mindestens 20 MHz betragen. Eine Vollkanalpräambel 214 kann einen ersten Teil 214-0 und einen zweiten Teil 214-1 umfassen. Solche unterschiedlichen Teile 214-0/1 können verwendet werden, um unterschiedliche Übertragungsverfahren zu signalisieren. In der gezeigten Ausführungsform kann der erste Teil 214-0 eine Legacy-Präambel sein, während der zweite Teil 214-1 eine Hocheffizienzpräambel sein kann. In einigen Ausführungsformen kann die Vollkanalpräambel 214 die Form einer Präambel annehmen, die gemäß dem Standard IEEE 802.12ax übertragen wird.
Noch immer mit Bezug auf 2A kann nach der Vollkanalpräambel 214 eine Übertragung 212 ein Schmalbandpaket 220 umfassen. Ein Schmalbandpaket 220 kann einen oder mehrere Teile umfassen, die es als individuelles Paket kennzeichnen. In einigen Ausführungsformen kann ein Schmalbandpaket 220 seine eigene Präambel 222, Daten 224 und ein Paketerweiterungsfeld (PE) 226 umfassen. Dementsprechend kann ein Schmalbandpaket 220 unabhängig oder ohne Verwendung der Vollkanalpräambel 214 erkannt werden. Ein Schmalbandpaket 220 wird über ein kleineres Frequenzband 217 als der Vollkanal 215 übertragen. Gemäß Ausführungsformen kann das Frequenzband 217 nicht mehr als etwa 50 % der Kanalbandbreite 215, nicht mehr als etwa 25 % der Kanalbandbreite 215 oder nicht mehr als etwa 10 % der Kanalbandbreite 215 betragen.
In einigen Ausführungsformen kann das Schmalbandpaket 220 eine größere Übertragungsreichweite als die Vollkanalpräambel 214 (oder andere Vollkanalübertragungen) ermöglichen. In einigen Ausführungsformen kann ein Schmalbandpaket 220 mit einer größeren PSD als Vollkanalsignale übertragen werden. Zusätzlich oder alternativ kann ein Schmalbandpaket 220 eine größere Reichweite durch die Paketstruktur (d. h. Verarbeitungsverstärkungen) ermöglichen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf: längere Trainingsfelder, Datenwiederholung, langsamere Datenübertragungsraten, größere Fehlererkennungs- und Korrekturcodes.
Es wird darauf hingewiesen, dass ein Schmalbandpaket 220 durch Übertragung mit gleicher Leistung (aber über eine kleinere Frequenzreichweite) eine größere PSD aufweisen kann als eine Vollkanalpräambel 214.
2B zeigt eine Übertragung 224 gemäß einer weiteren Ausführungsform. Wie im Fall von 2A sollte eine solche Übertragung nicht so ausgelegt werden, dass sie sich auf ein nicht greifbares Signal beschränkt. Eine Übertragung 224 kann eine Vollkanalpräambel 214 wie im Fall von 2A umfassen.
Im Unterschied zu 2A, kann in 2B auf eine Vollkanalpräambel 214 ein Schmalbandpaket 220' folgen, das parallel zu Daten übertragen wird, die über eine oder mehrere Ressourceneinheiten (RUx, RUy, RUz) strömen, die andere Teile der Kanalbandbreite 215 belegen. In einigen Ausführungsformen kann eine Übertragung 224 mit einem Frequenzteilungsbetrieb vorgenommen werden, der parallel über eine Anzahl unterschiedlicher RUs unterschiedlicher Bandbreite übertragen kann. Ein Schmalbandpaket 220' kann in einer RU, die eine kleinste Bandbreite aufweist, übertragen werden. In einigen Ausführungsformen können RUs die Form von RUs des Standards IEEE 802.12ax annehmen.
Eine Reichweite des Schmalbandpakets 220' kann größer sein als Vollkanalübertragungen gemäß irgendeiner der hierin beschriebenen Ausführungsformen, und in einigen Ausführungsformen kann die größere Reichweite von Schmalbandpaketen 220' durch eine hierin beschriebene Paketstruktur oder Äquivalente (d. h. Verarbeitungsverstärkung) erreicht werden.
Mit Bezug auf 2C ist eine Schmalbandpräambel 222' gemäß einer Ausführungsform in einer Darstellung gezeigt. Eine Schmalbandpräambel 222' kann ein kurzes Trainingsfeld (Short Training Field) (NB-STF) 220-0, ein langes Trainingsfeld (Long Training Field) (NB-LTF) 222-1 und ein Signalisierungsfeld (NB-SIG) 222-2 umfassen. In einigen Ausführungsformen kann NB-STF 220-0 von einer Stationsvorrichtung verwendet werden, um das Schmalbandpaket zu erkennen und einen groben Frequenzversatz zum Empfangen des Schmalbandpakets zu bestimmen. NB-LTF 220-1 kann von einer Stationsvorrichtung zur Signalsynchronisation und zum Frequenzfeinversatz verwendet werden. NB-SIG 220-2 kann von einer Stationsvorrichtung verwendet werden, um eine Länge des Schmalbandpakets zu bestimmen und mehr Informationen über das Paket bereitzustellen (z. B. Modulationsinformationen usw.). Es versteht sich, dass die verschiedenen Felder einer Schmalbandpräambel 222' über das Teilband (z. B. 217) übertragen werden können, das kleiner ist als die Kanalbandbreite (215).
3A ist eine Blockdarstellung einer Vorrichtung 330 gemäß einer Ausführungsform. In einigen Ausführungsformen kann die Vorrichtung 330 eine bestimmte Implementierung einer AP sein, wie sie als 102 in 1A bis 1E gezeigt ist. Die Vorrichtung 330 kann Nachrichten mit einer führenden Vollkanalpräambel, gefolgt von einem Schmalbandpaket in einem frequenzgemultiplexten Teilband, übertragen.
Eine Vorrichtung 330 kann Kommunikationsschaltungen 334, einen Controller 338, Funkschaltungen 335 und Eingabe-/Ausgabe(I/O)-Schaltungen 332 umfassen. Die Kommunikationsschaltungen 334 können Vorgänge in einem oder mehreren Kanälen sowie die Steuerung von parallel auf Teilbändern übertragenen Daten ermöglichen. Teilbänder können einen Frequenzbereich von weniger als 20 MHz aufweisen. In einigen Ausführungsformen können Teilbänder RUs des Standards IEEE-802.11ax oder eines gleichwertigen Standards, der Kanäle in Teilbänder unterteilen kann, entsprechen. Die Kommunikationsschaltungen 334 können WLAN-Schaltungen umfassen, einschließlich einer WiFi-Steuerschaltung 334-0 und WiFi-Media-Access-Control(MAC)-Schaltungen 334-1. WLAN-Schaltungen können in irgendeinem geeigneten Band arbeiten, einschließlich eines 2,4-GHz-Bands, 5,0-GHz-Bands und/oder 6,0-GHz-Bands. In einigen Ausführungsformen können WLAN-Schaltkreise mit einem drahtlosen IEEE 802.11-Standard, wie dem IEEE 802.11ax-Standard, kompatibel sein. Darüber hinaus können die Kommunikationsschaltungen 334 Teilband-Steuerschaltungen 336 umfassen. Teilband-Steuerschaltungen 336 können das Einfügen von Schmalbandpaketen in ein oder mehrere Teilbänder und/oder die Erzeugung einer Schmalbandpräambel auf einem Teilband ermöglichen.
Die Funkschaltungen 335 können Schaltungen zum Empfangen und Übertragen von Signalen gemäß mindestens einem Protokoll über einen oder mehrere Kanäle und entsprechende Teilbänder umfassen.
Ein Controller 338 kann Übertragungen durch Kommunikationsschaltungen 334 steuern. In einigen Ausführungsformen kann ein Controller 338 Schaltungen (oder von Schaltungen ausführbare Anweisungen) zur Erzeugung eines Schmalbandpakets 340 umfassen. Dies kann die Erzeugung einer Schmalbandpräambel umfassen. In der jeweiligen Ausführungsform umfasst der Controller 338 wie gezeigt einen Prozessorabschnitt 338-0 und einen Speicherabschnitt 338-1.
In einigen Ausführungsformen kann die Vorrichtung 330 eine Integrierte-Schaltung-Vorrichtung sein, wobei die verschiedenen Teile in einem Integrierte-Schaltung-Package umfasst sind oder in demselben Integrierte-Schaltung-Substrat gebildet sind.
3B ist eine Blockdarstellung einer Kombinationsvorrichtung 330' gemäß einer Ausführungsform. Eine Kombinationsvorrichtung 330' kann drahtlose Schaltungen für den Betrieb in einem WLAN-Modus, der Schmalbandpakete in Teilbänder einfügen kann, sowie einen Bluetooth(BT)-Modus umfassen. Die Kombinationsvorrichtung 330' kann Abschnitte umfassen, wie sie in 3A gezeigt sind, einschließlich erster Kommunikationsschaltungen 334-0, die den als 334 in 3A gezeigten entsprechen können. Auf andere gleichartige Abschnitte wird mit denselben Bezugszeichen verwiesen.
Darüber hinaus kann die Kombinationsvorrichtung 330' zweite Kommunikationsschaltungen 334-1 umfassen. Bei den zweiten Kommunikationsschaltungen 344-1 kann es sich um BT-Schaltungen handeln, einschließlich der BT-Steuerschaltungen 344-0 und BT-Basisbandschaltungen 344-1. BT-Schaltungen können in einem 2,4-GHz-Band gemäß einem BT-Standard arbeiten.
In einigen Ausführungsformen kann die Vorrichtung 330' eine integrierte Schaltung wie hierin beschrieben sein.
4A und 4B zeigen Beispiele von Modulations- und Demodulationsschaltungen, die in Ausführungsformen umfasst sein können. 4A zeigt einen Modulationspfad 446, der einen Schmalbandpaketeinfügungsabschnitt 448, einen Modulationsabschnitt 450, einen Seriell-Parallel-Wandler (SP) 452, einen Übertragungsabschnitt 454 und ein Antennensystem 456 umfassen kann. Ein Paketeinfügungsabschnitt 448 kann Schaltungen umfassen, die einen Strom von Bits oder Symbolen für die Übertragung über gemultiplexte Teilbänder bereitstellen. Der Paketeinfügungsabschnitt 448 kann es ermöglichen, Daten für ein Schmalbandpaket in einen Symbol-/Bitstrom einzufügen, sodass es nach dem Multiplexen auf dem gewünschten Teilband übertragen wird. In einigen Ausführungsformen können solche Schmalbandpaketdaten Werte umfassen, die zur Erzeugung einer gewünschten Schmalbandpräambel führen. In anderen Ausführungsformen können jedoch auch andere Abschnitte des Modulationspfads 446 eine Schmalbandpräambel erzeugen.
Der Modulationsabschnitt 450 kann einen Symbol-/Bitstrom aus dem Paketeinfügungsabschnitt 448 gemäß einem vorgegebenen Verfahren modulieren. In einigen Ausführungsformen kann der Modulationsabschnitt 450 eine gewünschte Schmalbandpräambel erstellen, die auf dem Teilband für das Schmalbandpaket erscheinen wird. In anderen Ausführungsformen können jedoch auch andere Abschnitte eine Schmalbandpräambel erzeugen.
Der SP 452 kann den Symbol-/Bitstrom in parallele Ströme umwandeln, die jeweils einem unterschiedlichen Teilband entsprechen. Diese parallelen Ströme können dann durch den Übertragungsabschnitt 454 parallel über unterschiedliche Teilbänder übertragen werden. In einigen Ausführungsformen kann der Übertragungsabschnitt 454 eine gewünschte Schmalbandpräambel in dem Teilband, welches das Schmalbandpaket enthält, erzeugen.
In einigen Ausführungsformen kann der Modulationspfad 446 OFDMA-Modulation (Orthogonal Frequency-Division Multiple Access Modulation) verwenden, um die parallelen Teilbänder zu erstellen.
4B zeigt einen Demodulationspfad 460, der das Antennensystem 456, den Empfangsabschnitt 458, den Demodulationsabschnitt 464 und den Puffer 466 umfassen kann. Ein Empfangsabschnitt 458 kann Signale über verschiedene Bänder empfangen, einschließlich Teilbändern eines Kanals mit größerer Bandbreite. Ein Empfangsabschnitt 458 kann den Schmalbanderkennungsteil 462 umfassen, der eine Schmalbandpräambel auf einem Teilband erkennen kann, die ein Schmalbandpaket anzeigen kann. Ein Demodulationsabschnitt 464 kann anzukommende, empfangene Werte demodulieren und Schmalbandpaketdaten, die im Puffer 466 gespeichert werden können. Es versteht sich, dass ein Demodulationspfad 460 auch ein Frequenzteilungsgegenstück zu dem in 4A gezeigten umfassen kann (z. B. OFDMA-Demodulator).
In einigen Ausführungsformen können Modulations-/Demodulationsschaltungen, wie die in 4A und 4B, eine gleiche Modulation sowohl für Vollkanal- als auch für Schmalband-Paketübertragungen verwenden. Insbesondere kann die DSSS-Modulation sowohl für Kanal- als auch für Schmalbandübertragungen verwendet werden.
4C ist eine schematische Darstellung einer Übertragungsschaltung 468, die in Ausführungsformen umfasst sein kann. Eine Übertragungsschaltung 468 kann das „Boosten“ eines Schmalbandpaketteils einer Übertragung ermöglichen, um dadurch die Reichweite des Schmalbandpakets zu erhöhen. Eine Übertragungsschaltung 468 kann Funkschaltungen 470, einen Schalterabschnitt 472, einen ersten (PA) 474-0 und einen zweiten PA 474-1 umfassen. Die Funkschaltung 470 kann die analogen Signale für eine Übertragung erzeugen. Eine Übertragung kann einen ersten Anteil (z. B. Vollkanalpräambel), gefolgt von einem zweiten Anteil (z. B. Schmalbandpaket) umfassen. Eine solche Übertragung kann die Form irgendeiner der in 1B und/oder 2A gezeigten Übertragung oder Äquivalente davon annehmen.
Der Schalterabschnitt 472 kann ein Signal gemäß dem Signal NB_BOOST von den Funkschaltungen 470 entweder zu dem ersten PA 474-0 oder dem zweiten PA 474-1 schalten. Der erste PA 474-0 kann ausgelegt oder konfiguriert sein, um über einen Vollkanal gemäß einer vorgegebenen PSD zu übertragen. In einigen Ausführungsformen kann eine solche vorgegebene PSD eine Leistungsbegrenzung umfassen. Der PA 474-1 kann ausgelegt oder konfiguriert sein, um über ein Teilband gemäß einer anderen vorgegebenen PSD zu übertragen, die größer ist als die der Vollkanalübertragungen, die von dem anderen PA 474-0 bereitgestellt werden.
Dementsprechend kann eine Übertragungsschaltung 468 nach der Übertragung einer Vollkanalpräambel über den ersten PA 474-0 auf den zweiten PA 474-1 umschalten, wodurch die Leistung des Schmalbandpakets verstärkt wird.
5 ist ein Fließschema des Verfahrens 580 gemäß einer Ausführungsform. Ein Verfahren 580 kann von einer Vorrichtung, wie etwa einer AP oder dergleichen, wie etwa der als 102 in 1A bis 1E gezeigten, ausgeführt werden. Ein Verfahren 580 kann die Erzeugung von NB-Paketdaten 580-0 umfassen. Eine solche Aktion kann die Erzeugung von Daten umfassen, um Felder eines Schmalbandpakets zu füllen. In einigen Ausführungsformen kann dies die Erzeugung von Daten für ein oder mehrere Präambelfelder umfassen, die zu einer gewünschten Präambel führen, wenn das Paket über ein Teilband übertragen wird.
Ein Verfahren 580 kann das Zuweisen eines Teilbands zu dem Schmalbandpaket umfassen, 580-1. Eine solche Aktion kann das Zuweisen eines Schmalbandpakets, 580-1, zu einem von mehreren Teilbändern, über die Daten parallel übertragen werden können, umfassen.
Ein Verfahren 580 kann bestimmen, ob Daten auf einem anderen Teilband (d. h. Teilbändern, die keinem Schmalbandpaket zugewiesen sind) übertragen werden sollen (580-2). Wenn Daten in einem anderen Teilband (J bei 580-2) übertragen werden sollen, kann ein solches Teilband den Daten zugewiesen werden, 580-3.
Ein Verfahren 580 kann dann eine Vollkanalpräambel übertragen, 580-4. Eine Vollkanalpräambel kann eine Präambel sein, die über eine Bandbreite übertragen wird, die größer ist als die Teilbänder und/oder alle Teilbänder umfassen kann.
Ein Verfahren 580 kann dann auf den Teilbändern parallel übertragen, 580-5, einschließlich eines Schmalbandpakets mit einer Schmalbandpräambel, 580-6. Eine solche Aktion kann die Übertragung von Daten in den ihnen zugewiesenen Teilbändern sowie die Übertragung des Schmalbandpakets in seinem zugewiesenen Teilband umfassen.
Es versteht sich, dass ein Verfahren 580 die Übertragung von mehr als einem Schmalbandpaket in verschiedenen Teilbändern parallel zueinander umfassen kann, wobei jedes Schmalbandpaket eine Schmalbandpräambel aufweist.
6 ist ein Fließschema des Verfahrens 682 gemäß einer weiteren Ausführungsform. Ein Verfahren 682 kann von einer AP oder dergleichen ausgeführt werden (z. B. 102 in 1A bis 1E). Ein Verfahren 682 kann die Übertragung eines Schmalbandpakets auf einem Teilband (TEILBANDx) in Reihe mit einer Vollkanalpräambel umfassen, 682-0. Eine solche Aktion kann die Übertragung einer Vollkanalpräambel über eine erste Bandbreite, gefolgt von einem Schmalbandpaket über eine zweite Bandbreite umfassen, wobei die zweite Bandbreite nur ein Teil der ersten Bandbreite ist.
Ein Verfahren 682 kann das Teilband überwachen, auf dem das Schmalbandpaket übertragen wurde, 682-1. Eine solche Aktion kann die Überwachung des Teilbands auf eine bestimmte Art von Antwort umfassen. In einigen Ausführungsformen kann dies die Überwachung des Teilbands auf eine Schmalbandpräambel umfassen.
Wenn eine Schmalbandantwort erkannt wird (J bei 682-2), kann ein Verfahren 682 ein Teilband für Schmalbandpakete reservieren, 682-3. Eine solche Aktion kann die Reservierung des Teilbands, auf dem das Schmalbandpaket übertragen wurde (TEILBANDx), die Reservierung eines Teilbands, das durch Daten in der empfangenen Antwort angezeigt wird, und/oder die Reservierung eines Teilbands gemäß vorgegebenen Anweisungen umfassen. In jeweiligen Ausführungsformen kann dies die Zuweisung eines Schmalbandpakets zu einer RU einer Vorrichtung, die gemäß der Spezifikation IEEE 802.11ax oder eines Äquivalents davon arbeitet, umfassen.
Wenn keine Schmalbandantwort erkannt wird (N bei 682-2), kann ein Verfahren 682 anzeigen, dass das Teilband für einen Datenstrom 682-4 verfügbar ist. In einigen Ausführungsformen kann dies ein Anzeigen umfassen, dass eine RU, die dem Teilband entspricht, in einem IEEE 802.11ax-System verfügbar ist.
Ausführungsformen können Systeme mit verschiedenen miteinander verbundenen Komponenten umfassen, aber auch Einheitsvorrichtungen, die Übertragungen mit einer Vollkanalpräambel, gefolgt von einem Schmalbandpaket in einem Teilband mit eigener Präambel, wie hier beschrieben oder wie in Äquivalenten davon, durchführen können. In einigen Ausführungsformen können solche Einheitsvorrichtungen vorteilhafterweise kompakte einzelne integrierte Schaltungen (d. h. Chips) sein. 7 zeigt ein bestimmtes Beispiel für eine gepackte Einzelchipvorrichtung 702. Es versteht sich jedoch, dass eine Vorrichtung gemäß den Ausführungsformen jegliche andere geeignete Integrierte-Schaltung-Package-Art sowie das Direktbonden eines Kombinationsvorrichtungschips auf eine Leiterplatte oder ein Substrat umfassen kann.
Mit Bezug auf 8 ist ein weiteres System gemäß einer Ausführungsform in einer Darstellung gezeigt. Ein System kann eine Routervorrichtung 800 umfassen. Die Routervorrichtung 800 kann Routing-Funktionen für ein erstes Protokoll (z. B. WLAN) bereitstellen und gleichzeitig ein zweites, reichweitenerweitertes Protokoll ermöglichen, das in einem Teilband übertragene Schmalbandpakete nutzen kann. In einigen Ausführungsformen kann die Routervorrichtung 800 eine Vorrichtung 802 wie die in 7 gezeigte umfassen.
9 zeigt ein System 900 gemäß einer weiteren Ausführungsform. Ein System 900 kann verschiedene lokale Vorrichtungen 904-0 bis -3 und eine Gateway-Vorrichtung 902 umfassen. Lokale Vorrichtungen (904-0 bis -3) können verschiedene Internet-der-Dinge(loT)-Vorrichtungen umfassen, die als Stationsvorrichtungen arbeiten können. In der gezeigten Ausführungsform kann es sich bei den lokalen Vorrichtungen um Vorrichtungen zur Hausautomatisierung handeln, einschließlich Beleuchtungsvorrichtungen 904-0, Schließvorrichtungen 904-1, Unterhaltungsvorrichtungen 904-2 und Sicherheitsvorrichtungen 904-3, um nur einige von vielen möglichen Beispielen zu nennen.
Eine Gateway-Vorrichtung 902 kann mit lokalen Vorrichtungen 904-0 bis -3 gemäß einem Frequenzmultiplex-Protokoll, wie dem IEEE 802.1 1ax-Standard oder einem Äquivalent, kommunizieren. Die Gateway-Vorrichtung 902 kann jedoch ferner auch ein Schmalbandpaket in einem Teilband übertragen, um eine Gesamtreichweite des Systems 900 zu erweitern, wie hierin beschrieben oder wie in Äquivalenten hiervon. Somit können sich einige oder alle lokalen Vorrichtungen 904-0 bis -3 in größerer Entfernung als bei herkömmlichen Systemen befinden.
Die Ermöglichung der Übertragungen von Schmalbandpaketen innerhalb eines Teilbands eines Frequenzmultiplexsystems kann Vorteile gegenüber herkömmlichen Netzwerken bereitstellen, wie etwa eine größere Reichweite für Stationsvorrichtungen. Um nur ein Beispiel zu nennen, kann in einer IEEE 802.11ax-Umgebung das Signal-RauschVerhältnis durch Verwendung einer RU26 im Vergleich zu einer RU106 um etwa 6 dB verbessert werden, was abhängig von der Umgebung zu einer Reichweitenerweiterung von mehreren zehn Metern führt.
Ausführungsformen können Kanalkommunikationen gemäß irgendeinem geeigneten Protokoll ausführen, und in einigen Ausführungsformen können solche Kommunikationen gemäß irgendeinem geeigneten IEEE-Drahtlosstandard erfolgen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf 802.11 (a), 802.11(b), 802.11(g), 802.11(h), 802.11(ac) und/oder 802.11(ax). Ferner können Ausführungsformen über Kanäle irgendeines geeigneten drahtlosen Kommunikationsbands übertragen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf ein 2,4-GHz-Band, ein 5,0-GHz-Band und/oder ein 6,0-GHz-Band. Kanäle können irgendeine geeignete Bandbreitengröße aufweisen, einschließlich etwa 5 MHz, 10 MHz, 20 MHz, 40 MHz, 80 MHz und 160 MHz, wobei Schmalbänder eine geringere Bandbreite als der/die entsprechende(n) Kanal/Kanäle aufweisen.
Es sollte sich verstehen, dass in dieser Beschreibung die Bezugnahme auf „eine Ausführungsform“ durchwegs bedeutet, dass ein bestimmtes Merkmal, eine bestimmte Struktur oder eine bestimmte Eigenschaft, die im Zusammenhang mit der Ausführungsform beschrieben wird, in mindestens einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ist. Es wird daher betont und sollte sich verstehen, dass zwei oder mehr Bezugnahmen auf „eine Ausführungsform“ oder „eine alternative Ausführungsform“ in verschiedenen Teilen dieser Beschreibung sich nicht notwendigerweise alle auf die gleiche Ausführungsform beziehen. Darüber hinaus können die bestimmten Merkmale, Strukturen oder Eigenschaften in einer oder mehreren Ausführungsformen der Erfindung in geeigneter Weise kombiniert werden.
Auch sollte es sich verstehen, dass in der vorstehenden Beschreibung von beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung verschiedene Merkmale der Erfindung manchmal in einer einzigen Ausführungsform, Figur oder deren Beschreibung zusammengefasst sind, um die Offenbarung zu rationalisieren und das Verständnis eines oder mehrerer der verschiedenen erfinderischen Aspekte zu erleichtern. Dieses Verfahren der Offenbarung ist jedoch nicht dahingehend auszulegen, dass es die Absicht widerspiegelt, die Ansprüche könnten mehr Merkmale erfordern als in jedem Anspruch ausdrücklich angeführt werden. Vielmehr liegen die erfinderischen Aspekte in weniger als allen Merkmalen einer einzigen oben offengelegten Ausführungsform. Daher werden die auf die ausführliche Beschreibung folgenden Ansprüche hiermit ausdrücklich in diese ausführliche Beschreibung aufgenommen, wobei jeder Anspruch für sich allein als eine separate Ausführungsform dieser Erfindung steht.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 16/366695 [0001]

Claims

Ein Verfahren, das Folgendes beinhaltet: Erzeugen von Paketdaten für ein Schmalbandpaket; Übertragen erster Präambeldaten über einen ersten Kanal, gefolgt von dem Schmalbandpaket mit einer zweiten Präambel über mindestens eine Ressourceneinheit (RU); wobei die RU eine geringere Bandbreite als der erste Kanal aufweist und einen Teil des ersten Kanals belegt, die erste Präambel konfiguriert ist, um die Erkennung eines Pakets zu ermöglichen, das in dem ersten Kanal übertragen wird, und die zweite Präambel konfiguriert ist, um die Erkennung eines Pakets zu ermöglichen, das in dem mindestens einen RU ohne die erste Präambel übertragen wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei: die erste Präambel und die zweite Präambel die gleiche Modulation aufweisen.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei: die erste Präambel eine Präambel gemäß mindestens einem vorgegebenen Drahtlosstandard ist, der Daten für unterschiedliche Ziele auf einer Vielzahl von unterschiedlichen RUs parallel überträgt, wobei die RUs Teil des ersten Kanals sind.
Verfahren gemäß Anspruch 3, wobei: der mindestens eine vorgegebene Drahtlosstandard den Drahtlosstandard IEEE 802.11ax umfasst und die RUs Ressourceneinheiten des Standards IEEE 802.11ax sind.
Verfahren gemäß Anspruch 1, das ferner Folgendes umfasst: das Übertragen der zweiten Präambeldaten, gefolgt von dem Schmalbandpaket, umfasst eine OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)-Modulation, um das Schmalbandpaket in der zweiten Bandbreite zu übertragen.
Verfahren gemäß Anspruch 1, das ferner Folgendes umfasst: Übertragen des Schmalbandpakets mit anderen Nutzdaten in anderen RUs, die ein anderes Ziel als das Schmalbandpaket aufweisen.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei: die Schmalbandpräambel mindestens ein Trainingsfeld umfasst, das nicht weniger als zwei Symbole beinhaltet.
Eine Vorrichtung, die Folgendes beinhaltet: Kommunikationsschaltungen, die konfiguriert sind zum Übertragen einer ersten Präambel über einen ersten Kanal und Modulieren unterschiedlicher Datensätze in verschiedene Ressourceneinheiten (RUs) innerhalb der ersten Bandbreite, einschließlich einer Schmalbandpräambel für mindestens eine der RUs; Steuerschaltungen, die an die Modulationsschaltungen gekoppelt und konfiguriert sind, um Schmalbandpaketdaten als den Datensatz, der in die mindestens eine RU moduliert ist, welche die Schmalbandpräambel aufweist, bereitzustellen; und Funkschaltungen, die konfiguriert sind, um Signale über mindestens den ersten Kanal zu übertragen, gefolgt von Signalen, die über die RUs parallel zueinander übertragen werden.
Vorrichtung gemäß Anspruch 8, wobei: die erste Präambel eine Präambel gemäß einem IEEE 802.11-Drahtlosstandard ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 8, wobei: die Kommunikationsschaltungen konfiguriert sind, um die Schmalbandpaketdaten nach der ersten Präambel zu übertragen.
Vorrichtung gemäß Anspruch 8, wobei: die erste Präambel und die zweite Präambel die gleiche Modulation aufweisen.
Vorrichtung gemäß Anspruch 8, wobei: die Steuerschaltungen ferner konfiguriert sind, um mindestens einen anderen Datensatz zur Modulation in eine RU, die sich von der unterscheidet, welche die Schmalbandpaketdaten enthält, bereitzustellen.
Vorrichtung gemäß Anspruch 8, wobei: die Modulationsschaltungen OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)-Schaltungen umfassen.
Ein System, das Folgendes beinhaltet: mindestens eine Zugangspunktvorrichtung (AP), die konfiguriert ist, um Vollkanalpakete mit einer ersten Präambel in einem ersten Kanal, gefolgt von separaten Datenströmen in einer Vielzahl von Ressourceneinheiten parallel zu übertragen, wobei mindestens ein Datenstrom ein Schmalbandpaket, das eine zweite Präambel aufweist, beinhaltet; und mindestens eine Stationsvorrichtung (STA), die konfiguriert ist, um das Schmalbandpaket ohne die erste Präambel zu empfangen und zu decodieren; wobei die RUs Teile des ersten Kanals sind.
System gemäß Anspruch 14, wobei: die mindestens eine AP konfiguriert ist, um das Schmalbandpaket in der RU mit der kleinsten Bandbreite aus der Vielzahl der RUs zu übertragen.
System gemäß Anspruch 14, wobei: die erste Präambel gemäß einem IEEE 802.11-Drahtlosstandard übertragen wird.
System gemäß Anspruch 14, wobei: die mindestens eine STA ferner konfiguriert ist, um die über den ersten Kanal übertragenen Pakete zu empfangen und zu decodieren.
System gemäß Anspruch 14, wobei: die erste Präambel und die zweite Präambel die gleiche Modulation aufweisen.
System gemäß Anspruch 14, wobei: die erste Präambel mindestens ein Trainingsfeld umfasst; und die zweite Präambel mindestens ein Trainingsfeld umfasst.
System gemäß Anspruch 18, wobei: die mindestens eine AP konfiguriert ist, um das Vollkanalpaket gemäß dem IEEE 802.11ax-Standard zu übertragen; und die RUs Ressourceneinheiten des IEEE 802.11ax-Standards sind.