阅读说明：本技术 通信装置和方法 (Communication apparatus and method ) 是由 R.齐特拉卡 黄磊 浦部嘉夫 于 2018-05-17 设计创作，主要内容包括：本公开提供了一种传输装置,包括：第一有效载荷生成单元,其生成第一信号类型的分组的有效载荷；第二有效载荷生成单元,其生成第二信号类型的分组的有效载荷；分组调度单元,其控制第一和第二分组的传输定时；以及发送单元,其在分组调度单元的定时控制下,发送第一信号类型的分组,接着发送第二信号类型的分组。(The present disclosure provides a transmission apparatus, comprising: a first payload generation unit that generates a payload of a packet of a first signal type; a second payload generation unit that generates a payload of the packet of the second signal type; a packet scheduling unit that controls transmission timings of the first and second packets; and a transmitting unit that transmits the packet of the first signal type and then transmits the packet of the second signal type under timing control of the packet scheduling unit.)

通信装置和方法

技术领域

本公开总体上涉及通信装置和通信方法。

背景技术

IEEE(电气和电子工程师协会)802.11ba任务组目前正在标准化与唤醒无线电(wake-up radio，WUR)装置的操作有关的无线通信技术。WUR装置是主连接无线电(primaryconnectivity radio，PCR)装置的配套无线电装置，并且与传统IEEE 802.11设备共存于同一频带中。PCR可以是任何现有的主流IEEE 802.11修正案(802.11a，802.11g，802.11n或802.11ac)，或者甚至可以是其他适用的未来修正案(例如802.11ax)。WUR装置的目的是在接收到有效的唤醒分组后触发PCR装置从睡眠状态过渡，而PCR用作主要的无线通信无线电。PCR装置仅在活跃的通信期间被开启，而在空闲监听时段期间，PCR装置被关闭，且只有WUR装置在操作。期望WUR装置的活跃的接收单元功耗小于1毫瓦，这与PCR装置的活跃的接收单元功耗相比要小得多。具有WUR装置的设备可以称为WUR设备，且WUR模式可以指的是其中仅WUR在操作而PCR被关闭的操作模式。

IEEE 802.11ba修订版针对通信设备通常由电池供电且非常需要在保持合理低延迟的同时延长电池寿命的应用和物联网(Internet-of-Things，IOT)用例。

引用列表

非专利文献

[NPL 1]IEEE Std 802.11-2016

[NPL 2]IEEE 802.11-17/0575r1,Specification Framework for TGba,May2017

[NPL 3]IEEE 802.11-16/0722r1,“Proposal for Wake-Up Receiver(WUR)StudyGroup”

[NPL 4]IEEE 802.11-17/0343r3,“WUR Beacon”

[NPL 5]IEEE 802.11-17/0342r4,“WUR Negotiation and AcknowledgmentProcedure Follow Up”

发明内容

尚未充分研究如何减少与WUR分组的传输相关联的开销。

本公开的一个非限制性和示例性实施例有助于减少与WUR分组的传输相关联的开销。

在一个总体方面，这里公开的技术的特征在于：第一有效载荷生成单元，其生成第一信号类型的分组的有效载荷；第二有效载荷生成单元，其生成第二信号类型的分组的有效载荷；分组调度单元，其控制第一和第二分组的传输定时；以及发送单元，在分组调度单元的定时控制下，发送第一信号类型的分组，接着发送第二信号类型的分组。

可以使用设备、系统、方法、和计算机程序，以及设备、系统、方法、和计算机程序的任何组合来实现这些一般和特定方面。

本公开中描述的通信装置和通信方法可以有助于减少混合无线电环境中的与唤醒信号的传输相关联的开销，在所述混合无线电环境中，以两种或更多种调制方案来调制无线信号。

根据说明书和附图，所公开的实施例的其他益处和优点将变得显而易见。益处和/或优点可以通过说明书和附图的各种实施例和特征来单独获得，为了获得一个或多个这样的益处和/或优点，不需要全部提供它们。

附图说明

图1显示了示例异构802.11无线网络，其中混合了传统802.11设备和支持WUR的设备。

图2显示了802.11ba任务组中正考虑的WUR分组的格式。

图3描绘了涉及802.11帧和WUR分组的混合的传输的帧传输序列。

图4示出了根据第一实施例的传输方案。

图5示出了根据第一实施例的传输格式的特定示例。

图6示出了根据第一实施例的传输方案的特定示例的帧传输序列。

图7显示了WUR动作帧和WUR能力元素的格式。

图8描绘了根据第一实施例的多级接收单元操作。

图9是多级接收单元操作的流程图。

图10显示了用于传输WUR分组的PHY SAP原语的表。

图11显示了用于传输WUR分组的PHY SAP原语中使用的向量的参数表。

图12描绘了根据第一实施例的PHY SAP原语在传输方案中的使用。

图13示出了根据第二实施例的传输方案。

图14描绘了根据第二实施例的多级接收单元操作。

图15示出了根据第三实施例的传输方案。

图16描绘了根据第三实施例的PHY SAP原语在传输方案中的使用。

图17是实现所公开的传输方案的示例AP的简化框图。

图18是实现所公开的传输方案的示例AP的详细框图。

图19是实现所公开的传输方案的示例WUR STA的简化框图。

图20是实现所公开的传输方案的示例WUR STA的详细框图。

具体实施方式

借助于以下附图和实施例可以更好地理解本公开。这里描述的实施例本质上仅是示例性的，并且用于描述本公开的一些可能的应用和用途，并且不应关于在此未明确描述的替代实施例而将其视为对本公开的限制。

本公开的目的在于减少在以两种或更多种调制方案调制无线信号的混合无线电环境中与唤醒信号的传输相关联的开销。作为示例，可以考虑以下情形：期望WUR设备在WUR模式下长时间操作，以最大化其电池寿命。在WUR模式期间，WUR设备无法接收任何802.11帧，并因此可能会慢慢失去和与其关联的接入点(AP)的时钟同步。为了减轻这种时钟漂移，让AP在定期的时间间隔发送带有某种定时信息的WUR分组是有益的。然而，由于与WUR分组的传输相关联的开销，此类分组的频繁传输将导致网络拥塞的增加。

图1示出了可以在其中应用本公开的无线通信网络100的示例。无线通信可以基于流行的无线标准，诸如IEEE 802.11。无线通信网络100可以包括接入点(Access Point，AP)110和与AP 110相关联的三个站(STA)120、130和140。AP 110配备有主连接无线电(PCR)112，其能够发送和接收802.11波形(例如，正交频分复用(Orthogonal FrequencyDivision Multiplexing，OFDM))的无线信号以及能够发送唤醒无线电(WUR)波形(例如，开关键控(On-Off Keying，OOK))的无线信号。STA 120是传统802.11设备，其仅配备有能够发送和接收802.11信号的PCR 122，而STA 130和140都是支持WUR的(WUR capable)STA，并且分别配备有PCR 132和142以及分别配备有唤醒无线电接收单元(WURx)134和144。STA 130和140能够发送和接收802.11信号，并且还能够接收WUR信号。仅在活跃的通信(PCR模式)期间开启PCR 132和142，而在空闲监听时段期间，PCR可以被关闭并且只有WURx 134和144可以操作(WUR模式)。当AP 110需要与以WUR模式操作的STA进行通信时，它可以首先发送唤醒信号以指示STA通过开启相应的PCR并关闭WURx来过渡到PCR模式。随后，AP和STA可以通过PCR执行通信。一旦通信结束，STA可以通过关闭PCR并开启WURx来切换回到WUR模式。

图2显示了IEEE 802.11ba任务组中正考虑的唤醒信号传输方案。唤醒信号可以表示为唤醒分组(WUR分组)200。WUR分组200由两个不同的部分组成。第一部分是20MHz传统(也称为非高吞吐量(HT))802.11前导码210和虚设(dummy)OFDM符号218，它们在整个20MHz信道上以802.11OFDM波形发送。第二部分是唤醒分组(WUP)有效载荷220，其在20MHz信道内的更窄子信道(例如4MHz子信道)中以WUR OOK波形发送。尽管在图2中仅显示了单个WUP有效载荷220，但也有可能在20MHz信道内的不同的、不重叠的子信道上发送多个，例如三个WUP有效载荷。

传统802.11前导码210提供与不了解WUR信号的传统802.11 STA的共存。前导码210还包括非HT短训练字段(L-STF)212、非HT长训练字段(L-LTF)214和非HT信号字段(L-SIG)216。L-SIG 216携带关于WUP有效载荷220的长度的信息，从而允许传统802.11设备将其传输推迟正确的持续时间。在L-SIG 216之后立即发送以二进制相移键控(Binary PhaseShift Keying，BPSK)调制的持续时间为4微秒的20MHz虚设OFDM符号218，以防止802.11n设备错误地将WUR分组200解码为802.11n分组。

WUP有效载荷220携带实际的唤醒信号，并且包括唤醒前导码222和WUR有效载荷224。唤醒前导码222用于自动增益控制(automatic gain control，AGC)、定时同步、分组检测等，而WUR有效载荷224携带控制信息。WUR有效载荷224也可以被称为WUR帧，并且取决于帧类型可以还由各种子字段组成，诸如帧类型、网络身份、发送单元身份、接收单元身份、帧校验序列(Frame check sequence，FCS)以及其他控制信息。

如前所述，为了最小化在WUR模式下操作的STA的时钟漂移，让AP以定期的时间间隔发送带有某种定时信息的WUR分组是有益的。这样的专用WUR分组可以被称为WUR信标。另外，WUR信标还可以包括对所有WUR STA有用的附加字段，并且还可以用于AP发现，或者用作WUR STA的保持活动的WUR信号，以保持与AP的关联等等。

图3示出了帧传输序列300，其示出了AP 110对802.11信标帧以及WUR信标帧的定期传输。802.11信标帧320以称为信标间隔330的定期间隔发送，并携带有关无线网络100的重要信息。WUR信标340也以称为WUR信标间隔350的定期间隔发送。根据802.11信道访问规则，在802.11信标320以及WUR信标340的传输之前是时变竞争时段310，其持续时间通常随着网络业务的增加而增加。竞争时段310由称为帧间间隔(Interframe Space，IFS)的确定性分量和称为退避时隙的随机分量组成。同样，如图2所示，如果以WUR分组格式200发送WUR信标，则由于由传统802.11前导码210和D-SIG 218组成的OFDM传输会产生额外的开销，总共24微秒。即使频繁接收WUR信标对于WUR STA是有益的，但与信标间隔330相比，竞争时段和OFDM传输的开销可能导致AP以更大的间隔发送WUR信标。应当注意，WUR信标仅是示例，并且传输开销的减少对于其他WUR分组也是有益的。

基于以上知识，本申请的发明人已经达到本公开。本公开公开了一种通信装置和通信方法，该通信装置和通信方法可以有助于减少在以两种或更多种调制方案对无线信号进行调制的混合无线电环境中与唤醒信号的传输相关的开销。

在后面的部分中详细描述了几个示例性实施例以详细描述本公开。在以下部分中详细描述了根据本公开的用于减少传输开销的各种实施例。

<第一实施例>

如前所述，与图2的提议格式200的WUR分组的传输相关联的开销有两个主要来源。一个是与图3中的竞争时段310相对应的信道竞争开销，以及另一个是由于由图2所示的传统802.11前导码210和D-SIG 218组成的OFDM传输导致的开销。即使信道竞争过程是802.11信道访问机制的组成部分，在正在进行的业务量非常大的严重情况下，WUR分组的传输可能会遭受较长的延迟，或者甚至可能在信道竞争期间无法获得对介质的访问。同样，如前所述，发送图2中作为WUR分组的第一部分的传统802.11前导码210的主要目的是提供与不了解WUR信号的传统802.11 STA的共存。类似地，D-SIG字段218以OFDM传输以欺骗其他第三方802.11设备。这两个字段都不携带用于WUR STA的任何信息。

参照图4，如果如传输方案400中所示来发送WUP有效载荷，则可以消除上述两种开销。代替如图2所示将WUP有效载荷420作为独立的WUR分组200来发送，WUP有效载荷420被搭载在另一个802.11PHY协议数据单元(PPDU)410上。802.11 PPDU 410可以是被调度在接近WUP有效载荷420的传输时间进行传输的任何802.11分组。作为示例，802.11 PPDU 410可以是非高吞吐量(non-high-throughput，非HT)PPDU，并且包括传统802.11前导码412和802.11 PHY服务数据单元(PSDU)414。尽管未在图4中显示，但802.11 PPDU 410也可以紧接在802.11 PSDU 414之后包括尾比特、填充比特等。可替换地，取决于802.11设备类型，802.11 PPDU 410也可以是高吞吐量(high-throughput，HT)PPDU，或者非常高吞吐量(veryhigh throughput，VHT)PPDU或高效率(high efficiency，HE)PPDU。如果802.11PPDU 410不是非HT格式，则它可以在传统802.11前导码412和802.11PSDU 414之间包括其他前导码，例如分别在HT PPDU中包括HT前导码或在VHT PPDU中包括VHT前导码或在HE PPDU中包括HE前导码。根据公开的传输方案，在802.11 PPDU 410的传输结束时，立即以WUR波形(例如，OOK)发送WUP有效载荷420。WUP有效载荷420与图2中的WUP有效载荷220相同，并且包括唤醒前导码422和WUR有效载荷424。

图5示出了所提出的传输方案的特定示例500。如之前在图3中所介绍的，支持WUR的AP可以以定期的间隔发送称为WUR信标的特殊类型的WUR分组，以允许WUR STA与AP保持紧密的时间同步。为了减少开销，可以将WUR信标搭载到也由AP定期发送的选定802.11信标上。

可替代地，可以定义一种称为WUR SYNC的新型WUR分组，可以将其视为WUR信标的子类型。图5中的WUR SYNC分组520是为了减少可能长时间操作在WUR模式下的WUR STA所面临的时钟漂移问题而构建的。WUR SYNC 520可以仅携带时间同步所必需的那些字段。这些字段包括：用于检测WUR分组的唤醒前导码522、用于指示WUR分组类型的类型字段524、用于标识WUR分组的发送单元的TID字段526、携带由AP维护的时间同步功能(TimeSynchronization Function，TSF)的选定比特的部分TSF(partial-TSF，P-TSF)字段528、以及用于WUR有效载荷中的比特的错误检测/纠正的帧校验序列(Frame Check Sequence，FCS)字段530。某些字段也可能不存在，例如，如果唤醒前导码522使用AP的身份或基本服务集(Basic Service Set，BSS)颜色作为签名序列字段，则TID字段526不需要出现。如果WURSYNC非常紧凑，并且被搭载在802.11信标帧510中，则它可以更频繁地被发送。

在802.11无线网络中，802.11信标帧510通常以非HT PPDU格式发送。在非HT PPDU中，传统802.11前导码512的L-SIG字段用于指示携带信标帧的PPDU 510的有效载荷部分的长度。802.11 STA使用此信息来正确接收包括MAC报头514和有效载荷518的信标帧。然而，由于STA可能不知道在PPDU 510结束之后将会有继续传输，因此传统前导码512不能保护搭载的WUR分组(在该示例中为WUR SYNC)免受传统802.11 STA的影响。

保护WUR SYNC分组520的一种方法是将WUR SYNC分组的估计的传输时间包括在MAC报头514的持续时间字段516中。在接收到携带802.11信标的PPDU 510时，802.11 STA根据持续时间字段516的值并且根据802.11虚拟信道感测规则来更新其网络分配向量(Network Allocation Vector，NAV)计数器。根据此规则，只要NAV计数器不为零，就不允许STA发送任何内容。如果以HT PPDU格式发送主(host)PPDU(即搭载WUR分组的802.11PPDU)，则在HT前导码的HT-SIG1字段中指示PPDU有效载荷的实际长度。在这种情况下，可以通过将传统前导码512的L-SIG字段设置为指示直到搭载的WUR SYNC分组结束的时间为止的值来保护搭载的WUR分组。如果类似于非HT PPDU，主PPDU以VHT PPDU格式或HE PPDU格式发送，则MAC报头514的持续时间字段516可以用于保护搭载的WUR分组。假设搭载的WUR分组的大小是固定的并且对于无线网络100中的所有802.11 STA事先已知，则另一种保护方法是使用MAC报头514中的一个比特(搭载比特)来指示搭载的WUR分组的存在。接收主PPDU 510的从(compliant)802.11 STA将通过搭载比特来知道搭载的WUR分组520的存在，并将会将传输推迟到WUR分组520的结束。

图6示出了帧传输序列，作为本公开可以如何用于搭载的WUR SYNC分组的传输的示例。竞争延迟表示为610，并且在所有独立传输之前。支持WUR的AP 110以称为信标间隔630的定期的间隔发送802.11信标帧620，所述信标间隔630在正常部署情况下通常被设置为100毫秒。信标帧620的预期传输时间被称为目标信标传输时间(Target BeaconTransmission Time，TBTT)，并且对于与AP相关联的所有STA而言都是已知的。802.11信标帧针对以PCR模式操作的STA。AP 110还以称为WUR信标间隔634的间隔发送WUR信标分组640，该WUR信标间隔634可以比信标间隔630大得多，例如10秒。AP可以在诸如信标帧的公共帧中通告WUR信标间隔634，或者可以在WUR模式的协商期间将其通知给WUR STA。WUR信标分组针对以WUR模式操作的STA。

在某些TBTT上，AP可能还会决定发送带有搭载的WUR SYNC分组650的802.11信标帧。这样的搭载的WUR SYNC分组可以根据需要被频繁地发送，或者也可以以称为SYNC间隔632的定期的间隔被发送。由于发送搭载的WUR SYNC分组的开销更小，SYNC间隔632可以比WUR信标间隔634小得多，例如1秒或者甚至200毫秒，即每隔一个802.11信标帧携带搭载的WUR SYNC分组650。有时可能不利于AP发送搭载的WUR SYNC分组650，并且它可能会在信道访问竞争之后发送WUR信标分组640。

AP 110可以实现如图17所示的分组调度单元1770，该分组调度单元1770做出决定是使用图2中的传输方案200来发送WUR分组还是使用图4中的搭载的传输方案400来发送。分组调度单元1770如何做出何时搭载WUR分组的决定可以取决于许多因素，诸如需要与AP频繁地时间同步的相关联的WUR STA的数目、总BSS有效载荷、主802.11分组的频率和分组长度等。对于图6中的示例，分组调度单元1770可以基于以下方式决定何时搭载WUR分组：

1、主802.11分组的长度：例如，如果802.11信标帧620小于某个阈值(例如800μS)，则AP将搭载的WUR SYNC分组650与信标帧一起发送。

2、搭载的分组的总长度：例如，如果802.11信标分组620加上搭载的WUR SYNC分组650的总传输时间小于某个阈值(例如1000μS)，则AP将搭载的WUR SYNC分组650与信标帧一起发送。

3、如果BSS有效载荷较高，并且需要频繁发送WUR SYNC分组(例如，每隔一个信标间隔)，则AP会将搭载的WUR SYNC分组与每隔一个信标帧一起发送，以节省竞争开销。

4、STA的WUR操作模式：分组调度单元还可以考虑以下因素，诸如WUR STA的操作模式(例如，在占空比模式下操作的WUR STA可能不需要频繁的WUR SYNC分组)，或WUR操作参数(例如具有非常低的TSF分辨率的WUR STA可能需要非常频繁的WUR SYNC分组)等。

分组调度单元1770对发送搭载的WUR分组的决定还可以取决于WUR STA的能力。图7示出了WUR动作帧700的帧主体的格式，所述WUR动作帧700可以用于使用PCR在AP 110和支持WUR的STA之间协商WUR模式。动作帧是802.11管理帧的子类别，并且通常用于协商(例如ADDBA，WNM等)。可以为WUR STA定义称为“WUR请求帧”的WUR动作帧，以发起与AP的WUR协商。类似地，可以为AP定义称为“WUR响应帧”的WUR动作帧，以响应这样的请求。

除了类别字段、WUR动作字段和对话令牌字段之外，WUR动作帧可以包括WUR模式元素710、WUR能力元素712以及其他元素。WUR模式元素字段710可以用于携带与WUR模式协商有关的WUR信息，诸如STA的唤醒延迟(定义为STA在接收到唤醒分组之后切换到PCR模式所需的时间)，或与占空比模式相关的参数等。STA和AP可以使用WUR能力元素712来指示它们的WUR能力。WUR能力字段720的“搭载的WUR分组的Rx/Tx”比特730可以用于指示AP发送搭载的WUR分组的能力或STA接收搭载的WUR分组的能力。

如果STA指示其能够接收搭载的WUR分组，则如果STA实现了多级唤醒接收单元架构，则其还可以包括“WUR前导码检测时段”字段740。“WUR前导码检测时段”是指当STA以WUR模式操作时，实现多级唤醒接收单元架构的WUR STA在接收到足够能量的无线信号后尝试搜索有效的WUR前导码的时间段。可替代地，WUR能力元素712也可以被携带在802.11信标帧、802.11关联帧等中。仅当在WUR能力字段720中指示STA能够接收搭载的WUR分组时，AP才可以将搭载的WUR分组发送到STA。

图19公开了一种多级唤醒接收单元架构的示例。WUR STA 1900配备有两个单独的无线电：用于发送和接收802.11 OFDM信号的PCR装置(以下简称为“PCR”)1960和用于接收WUR信号的WUR装置(以下简称为“WUR”)1910。WUR 1910实现了三阶段唤醒架构，并且由诸如RF/模拟前端1912、能量检测模块1914、WUR前导码检测模块1916、WUR分组解码/处理模块1918和功率控制模块1920的几个子组件组成。

RF/模拟前端1912负责从天线1902接收模拟无线电信号。能量检测模块1914负责观察所接收信号的信号强度。WUR前导码检测模块1916负责检测和解码唤醒信号的前导码部分。WUR分组解码/处理模块1918负责解码和处理唤醒信号的有效载荷部分。并且最后，功率控制模块1920负责管理其余模块的功率状态。能量检测模块1914还可以用作OOK解调单元。在这些子组件中，仅WUR分组解码/处理模块1918可能需要使用中央处理单元(CPU)，而其余子组件可以以硬件实现以节省功率。

当WUR STA 1900以WUR模式操作时，可以根据功耗水平来定义三个不同的操作阶段。

在第一阶段，称为WUR能量检测阶段，只有RF/模拟前端1912、能量检测模块1914、功率控制模块1920和最重要的组件(诸如时钟振荡器)以活跃状态操作，而WUR前导码检测模块1916和WUR分组解码/处理模块1918被关闭。在这种模式下，WUR STA消耗的电量最少。

在第二阶段，称为WUR前导码检测阶段，WUR前导码检测模块1916处于活跃状态，而WUR分组解码/处理模块1918被关闭。

在第三阶段，称为WUR分组解码/处理阶段，WUR分组解码/处理模块1918处于活跃状态，而能量检测模块1914和WUR前导码检测模块1916可以被关闭。由于WUR分组解码/处理模块1918可以利用CPU，因此该阶段将是三个阶段中最耗电的。

可以通过图8中的流程图800更好地解释所公开的多级唤醒接收单元的操作。在第一阶段(WUR能量检测阶段)中，当WUR STA以WUR空闲监听模式操作时，为了进一步节省功率，仅RF/模拟前端1912、能量检测模块1914、功率控制模块1920和其他必要组件处于活跃状态，而其余模块处于待机模式，在此模式下它们消耗的功率很小。在步骤810，能量检测模块1914连续观察从RF前端接收的信号的能量水平，并且当检测到能量水平的急剧变化时，警告功率控制模块1920，并且该过程进入第二阶段，并转到步骤820。

在第二阶段(WUR前导码检测阶段)中的步骤820，功率控制模块1920关闭能量检测模块1914并激活WUR前导码检测模块1916，并且过程转到步骤822。在步骤822，以设置为STA的“WUR前导码检测时段”的值的定时器值来启动WUR前导码检测时段定时器，并且过程转到步骤824。在步骤824，如果WUR前导码检测模块1916在“WUR前导码检测时段”内检测到接收到的WUR信号包含有效的WUR前导码，则该过程进入第三阶段并转到步骤830，否则该过程转到步骤826。在步骤826，功率控制模块1920关闭WUR前导码检测模块1916，并且过程转到步骤828。有效的WUR前导码是指携带诸如与分配给BSS或WUR STA的签名序列相匹配的签名序列字段的字段的前导码。

在第三阶段(WUR分组解码/处理阶段)的步骤830，功率控制模块1920停止WUR前导码检测时段定时器，关闭WUR前导码检测模块1916并激活WUR分组解码/处理模块1918，并且过程转到步骤832。在步骤832，WUR分组解码/处理模块1918对WUR分组的有效载荷部分进行解码，并且可以执行诸如确保FCS有效、确定分组是否由其AP发送、以及还确定STA是否作为WUR分组的接收方之一被包括等的检查。如果确定WUR分组是有效的并且目的地为该STA，则WUR分组解码/处理模块1918还可以基于由WUR分组携带的P-TSF字段(如果有的话)来更新其本地时钟。最后，如果确定WUR分组需要STA改变为PCR模式，则过程转到步骤840，否则过程转到步骤834。在步骤834，功率控制模块1920关闭WUR分组解码/处理模块1918，并且过程转到步骤828。在步骤828，功率控制模块1920激活能量检测模块1914，并且WUR返回到第一阶段并且观察接收到的信号的能量水平。

在步骤840，WUR 1910继续将激活信号发送到PCR 1960，并且将其自身关闭，并且该过程结束。功率控制模块1920还可以在PCR操作时段期间或在占空比模式操作中的休眠时段期间，关闭RF/模拟前端1912、能量检测模块1914、WUR前导码检测模块1916和WUR分组解码/处理模块1918。

图9示出了示例性发送/接收序列900，其显示了多级唤醒接收单元架构1910的操作，并且涉及支持WUR的AP和以WUR模式操作的两个STA。水平轴表示时域，而垂直轴表示WURSTA在各个阶段所消耗的功率。最初，STA1和STA2都操作在第一阶段(WUR能量检测阶段)，并且不断观察介质的能量水平，如图9中的960所示。

在时间t0(在图9中也表示为940)，AP开始传输802.11 PPDU 910，该802.11 PPDU910携带被寻址到WUR STA1的搭载的WUP有效载荷920。STA1和STA2的能量检测模块1914检测到能量水平的急剧变化并进入第二阶段(WUR前导码检测阶段)，如962所示。在这个阶段，STA的WUR前导码检测模块1916尝试检测有效的WUR前导码。如图9所示，STA2具有比STA1的WUR前导码检测时段970相对更短的WUR前导码检测时段972。

在时间t1 944，STA2的WUR前导码检测时段定时器2072期满，并且STA2移回到WUR能量检测阶段，直到AP已经完成发送802.11 PPDU 910并开始WUR波形的WUP有效载荷920的传输的时间t2(在图9中指示为946)。STA2将其检测为能量水平的急剧变化，并重新启动其WUR前导码检测模块1916。同时，STA1继续尝试从接收到的信号中检测WUR前导码。

在时间t3(在图9中指示为948)，STA1和STA2两者的WUR前导码检测模块1916检测并验证唤醒前导码922为有效，并进入第三阶段(WUR分组解码/处理阶段)，如964所示。在这个阶段，两个STA的WUR分组解码/处理模块对WUR有效载荷924进行解码，并且在时间t4(指示为950 STA1)，其确定WUP有效载荷920的目的地为其自身，并因此激活其PCR并关闭其WUR，而STA2确定它不是WUP有效载荷920的接收方，并且移回到WUR能量检测阶段。当处于PCR模式966中时，STA1可以从AP接收802.11 PPDU 930，并且如果被请求则发送确认帧，并且随后关闭PCR并移回到WUR模式。

如在该示例中看到的，STA能够通过实现三阶段接收单元架构来进一步节省空闲监听期间的功率。此外，STA为WUR前导码检测时段选择的值会影响WUR前导码检测阶段消耗的功率。就功耗而言，更短值的WUR前导码检测时段可能会很好，但是WUR前导码检测时段必须至少大于传统802.11前导码和唤醒前导码的总和。但是，如果STA无法检测到802.11PPDU的末尾与WUP有效载荷的开始之间的能量水平的差异，则更短的值可能会增加丢失搭载的WUP有效载荷的风险。例如，存在STA2可能无法检测到在时间t2 946处的WUP有效载荷920的开始的风险。

STA在WUR能力交换期间指示的“WUR前导码检测时段”也可能影响AP对向STA发送搭载的WUR分组的决定。例如，如果“WUR前导码检测时段”长于主802.11帧的传输时间，则AP可以合理地确定STA将能够接收搭载到802.11帧的WUR分组。然而，如果“WUR前导码检测时段”短于主802.11帧的传输时间，则STA可以关闭WUR前导码检测模块1916，然后返回到观察接收信号的能量水平，并且如果STA无法检测到802.11 PPDU的末尾与WUP有效载荷的开始之间的能量水平的差异，则有可能错过搭载的WUP有效载荷。因此，由STA在其WUR能力720中指示的“WUR前导码检测时间段”对于AP决定将哪个802.11帧用作搭载WUR分组的主帧也可能是有用的。

参照图10，表1000列出了在AP的MAC层和物理层(PHY)之间使用的用于传输WUR分组或WUR有效载荷的PHY服务接入点(SAP)。PHY-WUR-DATA.request原语以DATA作为参数，并用于将WUP有效载荷数据的八比特字节从MAC子层传递到本地PHY实体。PHY向本地MAC实体发出PHY-WUR-DATA.confirm原语，以确认WUR数据的八比特字节从MAC实体到PHY的传递。PHY-WUR-TXSTART.request原语以WUR-TXVECTOR为参数，并由MAC子层向PHY实体发出，以请求WUR分组的传输。WUR-TXVECTOR代表提供给PHY实体以发送WUR分组的一组参数。在搭载的WUP有效载荷的情况下，可以跳过PHY-WUR-TXSTART参数，而可以在用于请求主802.11 PPDU的传输的PHY-TXSTART.request原语的TXVECTOR参数中将与搭载的WUP有效载荷的传输相关的参数传递到PHY。PHY向本地MAC实体发出PHY-WUR-TXSTART.confirm原语，以确认WUR分组或WUP有效载荷的传输开始。一旦PHY已经发送了图4中的WUP有效载荷420的唤醒前导码422，就发出该原语。MAC子层向PHY实体发出PHY-WUR-TXEND.request，以请求结束WUR分组的传输。PHY向本地MAC实体发出PHY-WUR-TXEND.confirm，以确认WUR分组的传输的完成。

图11中的表1100列出了用于WUR分组或WUP有效载荷的传输的参数。第一列列出了参数，而第二列列出了可以携带这些参数的关联的参数向量。除ADD-WUR以外的所有参数都可以在TXVECTOR或WUR-TXVECTOR中携带，而ADD-WUR只可以在TXVECTOR中携带。ADD-WUR被用在PHY-TXSTART.request原语中以向PHY指示是要将WUR分组还是WUP有效载荷搭载在PHY-TXSTART.request原语所请求用于传输的PPDU。如下所述，为ADD-WUR定义了三种枚举类型：

·ADD-WUR-NOGAP指示此PPDU紧随其后的是唤醒分组的有效载荷部分，而没有任何帧间间隔(Interframe Space，IFS)或传统前导码。

·ADD-WUR-GAP指示此PPDU之后的固定数量的OFDM符号的间隙之后是唤醒分组的有效载荷部分，而没有传统的前导码。

·NO-ADD-WUR指示此PPDU之后没有WUR分组。

在多种格式的WUR分组被支持的情况下，WUR_FORMAT参数可以被包括在TXCEVTOR或WUR-TXVECTOR中。WUR_FORMAT指示WUR分组的格式，并且可以采用以下枚举类型之一：

·WUR_SU指示具有单个WUP有效载荷的WUR分组。

·WUR_MU表示具有多个WUP有效载荷的WUR分组；每个WUP有效载荷寻址到不同的WUR STA。

·WUR_OFDMA指示使用OFDMA发送的WUR分组。

WUR_L_PREAMBLE参数向PHY指示是否紧接在发送WUP有效载荷之前发送了802.11传统前导码。WUR_L_PREAMBLE可以采用以下枚举类型之一：

·PRESENT指示紧接在WUP有效载荷之前存在802.11传统前导码。

·NOT_PRESENT指示紧接在WUP有效载荷之前不存在802.11传统前导码。

WUR_L_LENGTH参数指示802.11传统前导码之后的WUP有效载荷的长度。此值用于设置802.11传统前导码的L-SIG的LENGTH字段。802.11传统前导码的RATE字段固定为6Mb/s。LENGTH和RATE字段一起指示WUP有效载荷的传输时间。如果WUR_L_PREAMBLE设置为PRESENT，则仅在参数VECTOR中存在参数WUR_L_LENGTH。WUR_MODULATION参数指示用于WUP有效载荷的有效载荷部分的调制，并且可以采用以下枚举类型之一：

·WUR_OOK指示OOK调制

·WUR_BIPOLAR_OOK指示双极性调制

WUR_LENGTH参数指示图4中的WUR有效载荷424(WUP有效载荷的有效载荷部分)的长度，并在图4中的唤醒前导码422中用信号通知。

WUR_DATARATE参数指示图4中的WUR有效载荷424的数据速率，并且也在图4中的唤醒前导码422中用信号通知。

参照图12，1200示出了PHY SAP原语用于示例搭载的WUP有效载荷的传输的使用。MAC实体通过发出PHY-TXSTART.request原语1202来指示PHY开始主802.11 PPDU的传输，PHY-TXSTART.request原语1202携带参数向量TXVECTOR 1204，除了PSDU 1220的传输所需的参数外，该参数向量TXVECTOR 1204还携带在图11中的表1100中列出的与搭载的WUP有效载荷的传输有关的参数。在此示例中，参数设置如下：

·ADD-WUR：设置为ADD-WUR-NOGAP

·WUR_FORMAT：设置为WUR_SU

·WUR_L_PREAMBLE：设置为NOT_PRESENT

·WUR_L_LENGTH：不存在

·WUR_MODULL：设置为WUR_OOK

·WUR_LENGTH：设置为WUP有效载荷1240的WUR有效载荷部分的长度。

·WUR_DATARATE：设置为用于WUR有效载荷的数据速率。

取决于PPDU格式，MAC还会在A-MPDU 1230的MAC报头或TXVECTOR1204的L_LENGTH参数中设置持续时间字段，以说明搭载的WUP有效载荷1240的长度。一旦准备好，则取决于PPDU格式，PHY发送适当的PHY报头1210，随后是携带由MAC向下传递的A-MDPU 1230的PSDU1220，如果需要，则随后是填充和尾比特。PHY发出PHY-TXEND.confirm原语1206，以用信号通知802.11 PPDU的传输结束。由于将ADD-WUR参数设置为ADD-WUR-NOGAP，因此PHY立即切换到WUR传输模式，并开始WUP有效载荷1240的唤醒前导码部分的传输。当唤醒前导码的传输完成时，PHY发出PHY-WUR-TXSTART.confirm原语1260。

在接收到PHY-WUR-TXSTART.confirm原语1260时，MAC通过发出PHY-WUR-DATA.request原语1262，开始一次一个八比特字节地将WUR有效载荷1250传递到PHY，而PHY则发出PHY-WUR-DATA.confirm原语1264以确认数据的传递。一旦MAC已经完成将WUR有效载荷1250传递到PHY，它就会发出PHY-WUR-TXEND.request原语1266，以请求结束搭载的WUP有效载荷1240的传输。PHY发出PHY-WUR-TXEND.confirm原语1268以确认结束WUP有效载荷1240的传输。

<第二实施例>

参考图13，示出了用于实现本公开的另一示例传输方案1300。如之前在图9中提到的，在时间t1(指示为944)，如果STA2在WUR前导码检测时段期满时返回到WUR能量检测阶段，则存在STA2在时间t2(指示为946)可能无法检测到802.11 PPDU 910和WUP有效载荷920的传输之间的能量水平的变化的风险。在该示例中，不是紧接在802.11 PPDU 1310的传输结束之后发送搭载的WUP有效载荷1320，而是PHY在发送WUP有效载荷1320之前等待非常短的时间段，如1330所示。作为示例，时段1330可以是两个802.11 OFDM符号，其算出为8微秒。时段1330可以是规范中定义的固定持续时间，或者可以在AP 110和WUR STA之间的WUR协商期间决定。

由于存在该传输间隙，在WUR能量检测阶段期间，可以将WUR接收单元(WURx)配置为在检测到接收信号的能量水平急剧上升时触发向WUR前导码检测阶段的过渡。这可以用图14中的示例传输序列1400更好地解释。在该示例中，时段1330已经被协商为两个OFDM符号(8微秒)。STA1已经实现了前面提到的三阶段唤醒接收单元架构，并且在WUR模式的空闲监听时段期间停留在WUR能量检测阶段。在时间t0(指示为1440)，AP开始主802.11 PPDU1410的传输，该主802.11 PPDU 1410的传输由于能量水平的急剧上升而被STA1检测到，并且它过渡到WUR前导码检测阶段。然而，STA1在WUR前导码检测时段内未能检测到有效的唤醒前导码，并且在时间t1(指示为1442)，STA1返回到WUR能量检测阶段。随后，在时间t2(指示为1444)，802.11 PPDU 1410的传输结束，并且AP的PHY在时间t3(指示为1446)开始WUR波形的WUP有效载荷1420的传输之前如1412所示等待两个OFDM符号(8微秒)。

这导致能量水平的急剧增加，这很容易被STA2的WURx检测到，从而有助于平稳过渡到WUR前导码检测阶段。以这种方式，STA可以开始搜索有效的唤醒前导码1422，并且随后在过渡到PCR模式之前继续对WUR有效载荷进行解码。

<第三实施例>

参考图15，示出了用于实现本公开的又一示例传输方案1500。在该方案中，通过遵循802.11信道访问机制独立地发送主802.11 PPDU 1510。

在完成主802.11 PPDU的传输之后，AP等待短帧间间隔(SIFS)1520的固定持续时间，且然后发送WUR分组的传统802.11前导码部分1530。接在传统802.11前导码之后的是持续时间为4微秒的虚设20MHz OFDM符号D-SIG 1540(以二进制相移键控(BPSK)调制)的传输，以防止802.11n设备错误地将分组解码为802.11n分组。传统802.11前导码与D-SIG符号一起将WUP有效载荷的即将的传输通知给其他第三方STA，并有助于防止意外的传输冲突。

最后，就在D-SIG符号1540之后，以WUR波形发送WUP有效载荷1550。由于在主802.11 PPDU之后WUR分组被发送不超过SIFS，因此可以防止其他STA获得对无线信道的访问，且同时避免了传输WUR分组的信道访问开销。

参照图16，1600示出了将PHY SAP原语用于传输方案1500。MAC实体指示PHY使用现有的PHY SAP原语来开始主802.11 PPDU 1610的传输。在完成PPDU 1610的传输时，PHY发出PHY-TXEND.confirm原语1620。然后，MAC通过发出携带参数向量WUR-TXVECTOR的PHY-WUR-TXSTART.request原语1630来请求WUR分组的传输，该参数向量WUR-TXVECTOR携带图11中的表1100中列出的与WUP有效载荷的传输有关的参数。在此示例中，参数设置如下：

·WUR_FORMAT：设置为WUR_SU

·WUR_L_PREAMBLE：设置为PRESENT

·WUR_L_LENGTH：设置为WUP有效载荷1650的长度。

·WUR_MODULATION：设置为WUR_OOK

·WUR_LENGTH：设置为WUP有效载荷1650的WUR有效载荷部分的长度。

·WUR_DATARATE：设置为用于WUR有效载荷的数据速率。

在从PPDU 1610结束开始的SIFS，PHY开始传统802.11前导码1640的传输，随后是WUP有效载荷1650的唤醒前导码部分。当唤醒前导码的传输完成时，PHY发出PHY-WUR-TXSTART.confirm原语1660。在接收到PHY-WUR-TXSTART.confirm原语1660时，MAC通过发出PHY-WUR-DATA.request原语1662，开始一次一个八比特字节地将WUR有效载荷1652传递到PHY，而PHY则发出PHY-WUR-DATA.confirm原语1664以确认数据的传递。一旦MAC已经完成了将WUR有效载荷1652传递到PHY，它就会发出PHY-WUR-TXEND.request原语1666以请求结束WUP有效载荷1650的传输。PHY发出PHY-WUR-TXEND.confirm原语1668以确认WUP有效载荷1650的传输的结束。

<接入点的配置>

图17是实现本公开中描述的搭载式传输方案的示例AP的PCR 1700的框图。该AP可以是图1中的AP 110。PCR 1700连接到天线1702，并且用于802.11信号的发送和接收以及唤醒信号的传输。PCR 1700包括RF/模拟前端1710、PHY处理单元1720、MAC处理单元1750、WUR有效载荷生成单元1740、PCR有效载荷生成单元1760和分组调度单元1770。

RF/模拟前端1710负责向/从天线1702传递模拟信号，并且可以包括子组件，诸如自动增益控制(Automatic Gain Control，AGC)、低通滤波器(Low Pass Filter，LPF)、模数转换单元(Analog-to-Digital Converter，ADC)等。

PHY处理单元1730负责PHY层信号的处理，并且包括重要的子模块，即OFDM调制单元/解调单元1720。OFDM调制单元/解调单元1720负责发送信号的调制或接收到的OFDM信号的解调。

在传输侧，除了将OFDM调制应用于802.11 PPDU之外，OFDM调制单元/解调单元1720还用于通过填充选定的OFDM子载波来生成WUR信号(例如OOK)。使用相同的模块来生成802.11 OFDM信号和WUR波形对于本公开中提出的传输方案具有额外的好处。通常，生成由通过不同调制方案调制的两个不同分组组成的连续级联信号并非易事。但是，使用生成802.11信号和WUR信号的OFDM调制单元/解调单元1720，AP可以生成连续级联的搭载式分组，而无需任何特殊处理，从而节省了附加的过程，诸如在每个调制信号的末尾进行波形整形、对每个调制信号的调制单元进行切换、对信号的级联进行严格的定时控制等。

MAC处理单元1750负责各种与MAC相关的处理，诸如重传、分段、聚合等。WUR有效载荷生成单元1740和PCR有效载荷生成单元1760分别负责WUR信号和802.11信号的生成，并且它们的活动由分组调度单元1770控制，该分组调度单元1770确定用于生成802.11信号和WUR信号的定时。

图18是示例AP 1800的更详细的框图，其可以是图1中的AP 110。AP 1800包括耦合到存储单元1820的中央处理单元(CPU)1830、辅助存储装置1840、一个或多个无线通信接口1850、以及其他有线通信接口1880。辅助存储装置1840可以是非易失性计算机可读存储介质，其用于永久地存储相关的指令代码、数据等。

在启动时，CPU 1830可以将指令代码以及相关数据复制到易失性存储单元1820以用于执行。指令代码可以是AP 1800的操作所需的操作系统、用户应用、设备驱动程序、执行代码等。指令代码的大小以及因此辅助存储装置1840以及存储单元1820两者的存储容量可以实质上大于STA 2000的容量。

AP 1800还可以包括电源1810，电源1810在大多数情况下可以是电力线，但是在某些情况下，也可以是某种高容量的电池，例如汽车电池。有线通信接口1870可以是以太网接口、或电力线接口、或电话线接口等。

无线通信接口1850可以包括用于蜂窝通信的接口，或者用于诸如Zigbee的短距离通信协议的接口，或者它可以是WLAN接口。无线接口1850还可以包括MAC模块1852和PHY模块1860。AP的MAC模块1852可能比STA2000的MAC模块实质上更复杂，并且可以包括许多子模块。在其他子模块中，MAC模块1852可以包括WUR有效载荷生成单元1858、PCR有效载荷生成单元1854和分组调度单元1856。PHY模块1860负责MAC模块数据到/从发送/接收信号的转换，并且包括OFDM调制单元/解调单元1862，该OFDM调制单元/解调单元1862用于802.11OFDM信号的调制/解调以及WUR信号的调制。无线接口也可以经由PHY模块耦合到一个或多个天线1802，这些天线1802负责在无线介质上无线通信信号的实际发送/从无线介质的无线通信信号的实际接收。

根据本公开的AP可以包括为清楚起见在图17和图18中未示出的许多其他组件。仅示出与本公开最相关的那些组件。

<STA的配置>

图19示出了配备有两个单独的无线电的WUR STA 1900：用于发送和接收802.11OFDM信号的PCR 1960以及用于接收WUR信号的WUR 1910。

WUR 1910还包括几个子组件，诸如负责从天线1902接收模拟无线电信号的RF/模拟前端1912、负责观察接收到的唤醒信号的信号强度的能量检测模块1914、负责检测和解码唤醒信号的前导码部分的WUR前导码检测模块1916、负责解码和处理唤醒信号的有效载荷部分的WUR分组解码/处理模块1918、最后是负责调度其余模块的功率状态的功率控制模块1920。

PCR 1960包括RF/模拟前端1962、PHY处理单元1964和MAC处理单元1968。RF/模拟前端1962负责向/从天线1902传递模拟信号，并且可以包括诸如自动增益控制(AGC)、低通滤波器(LPF)、模数转换单元(ADC)等的子组件。PHY处理单元1964负责PHY层信号的处理，并且包括重要的子模块，即OFDM调制单元/解调单元1966，其负责发送OFDM信号的调制或接收到的OFDM信号的解调。

图20是示例STA 2000的详细框图，该示例STA 2000实现了本公开中描述的三阶段唤醒接收单元架构，并且可以是图1中的STA中的任何一个。STA2000包括耦合到存储单元2020的中央处理单元(CPU)2030、辅助存储装置2040、一个或多个PCR接口2050以及WUR接口2060。PCR接口2050和WUR接口2060都连接到同一无线天线2002。辅助存储装置2040可以是用于永久存储相关指令代码、数据等的非易失性计算机可读存储介质。

在启动时，CPU 2030可以将指令代码以及相关数据复制到易失性存储单元2020以用于执行。指令代码可以是STA 2000的操作所需的操作系统、用户应用、设备驱动程序、执行代码等。STA 2000还可以包括电源2010，例如锂离子电池或纽扣电池等，或者它也可以是干线电源。PCR接口2050可以包括用于蜂窝通信的接口，或者用于诸如Zigbee的短距离通信协议的接口，或者它可以是WLAN接口。

PCR接口2050还可以包括MAC模块2052和PHY模块2054。WUR接口2060还包括几个子组件，诸如负责从天线20002接收模拟无线电信号的RF/模拟前端2062、负责观察接收到的唤醒信号的信号强度的能量检测模块2064、负责检测和解码唤醒信号的前导码部分的WUR前导码检测模块2068、负责解码和处理唤醒信号的有效载荷部分的WUR分组解码/处理模块2070、以及负责调度WUR接口2060的其余子模块的功率状态的功率控制模块2066。另外，WUR接口2060还维持WUR前导码检测时段定时器2072以保持跟踪WUR STA已经处于WUR前导码检测阶段的时间，以及维持低功率CPU 2080，其用于驱动WUR分组解码/处理模块2070。在任何时间点，预期只有一个无线接口处于操作中，要么是PCR接口2050要么是WUR接口2060。

根据本公开的STA可以包括为清楚起见在图19或图20中未示出的许多其他组件。仅示出与本公开最相关的那些组件。

工业实用性

本公开可以应用于无线装置以减少与WUR分组的传输相关联的开销。

参考符号列表

110,1800 AP

120 STA

130、140 WUR STA

122、132、142、1700、1960、2050 PCR

134、144、1910、2060 WUR

1702、1802、1902、2002 天线

1710、1912、1962 RF/模拟前端

1720、1860，1964、2054 PHY处理电路

1730、1860、1966 OFDM调制单元/解调单元

1740、1858 WUR有效载荷生成单元

1750、1850、1968、2062 MAC处理电路

1760、1854 PCR有效载荷生成单元

1770、1856 分组调度单元

1810 电源

1820、2020 存储单元

1830，2030 CPU

1840，2040 辅助存储装置

1850 无线I/F

1870 有线通信I/F

1914，2064 能量检测模块

1916，2068 WUR前导码检测

1918，2070 WUR分组解码/处理模块

2010 电源

2066 电源控制模块

2072 WUR前导码检测时段定时器