无线通信中的速度帧交换的制作方法
【专利摘要】本发明涉及无线通信中的速度帧交换，信令协议允许在单个用户、多个用户、多址接入和/或MIMO无线通信系统中的不同的无线通信装置之间的速度帧交换。监听无线通信装置分析从第一其他无线通信装置发送的帧中的速度帧指示位的状态以确定在该第一其他无线通信装置与第二其他无线通信装置之间的整个无线电帧交换。第二其他无线通信装置可以是相对于监听无线通信装置的隐藏节点，这样使得来自隐藏节点的全部或少于全部的发送被监听装置接收。监听无线通信装置确定通信介质（例如，在无线通信系统环境中的媒介）的状态，这样使得它能够顺利地发送而不会干扰在第一和第二其他无线通信装置之间的任何正在进行的通信。
【专利说明】无线通信中的速度帧交换
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求以下专利申请的优先权，在此出于所有目的通过引用将其整体结合于本文中并使其成为本申请的一部分:
[0003]1.于 2012 年 12 月 31 日提交的题为“Speed frame exchange within singleuser, multiple user, multiple access, and/or MIMO wireless communications，，的未决美国临时专利申请第61/747，438号。
[0004]2.于 2013 年 5 月 29 日提交的题为“Speed frame exchange within singleuser, multiple user, multiple access, and/or MIMO wireless communications，，的未决美国临时专利申请第61/828，247号。
[0005]3.于2013年6月28日提交的美国专利申请第US13/930，813号。
【技术领域】
[0006]本发明涉及无线通信中的速度帧交换。
【背景技术】
[0007]通信系统支持在无线和/或有线通信装置之间的无线和有线通信。该系统的范围从国家和/或国际蜂窝电话系统至互联网、点到点家庭无线网络并且能够根据一个或多个通信标准来运营。例如，无线通信系统可根据包括(但不限于)IEEE802.1lx (其中，x可以是诸如a、b、n、g等的各种扩展)、蓝牙、高级移动电话服务(AMPS)、数字AMPS、全球移动通信系统(GSM)等和/或其变形的一个或多个标准来运营。
[0008]在某些情形下，使用单输入单输出(SISO)通信在发射器(TX)与接收器(RX)之间进行无线通信。另一种类型的无线通信是单输入多输出(SM0)，在SMO中，单个TX将数据处理成被发送至包括两个或更多个天线以及两个或更多个RX路径的RX的RF信号。
[0009]另一种替代类型的无线通信是多输入单输出(MIS0)，在MISO中，TX包括各自分别将基带信号的对应部分转化为RF信号的两个或更多个发送路径，该RF信号经由相应的天线发送至RX。又一种类型的无线通信是多输入多输出(MMO)，在MMO中，TX和RX各自分别包括多个路径从而使TX使用空间和时间编码函数来并行地处理数据以产生两个或更多的数据流，并且RX经由利用空时解码函数来取回数据流的多个RX路径接收多个RF信号。
[0010]在这种无线通信系统中的装置可能能够接收或监听来自与第二装置通信的第一装置的发送，但尚不能接收或监听来自该第二装置的发送。在没有通信介质(例如，在无线通信系统环境中的媒介)的状态的明确指示的情况下，不同的装置可能无意地在相同时间尝试通信，这导致冲突、丢失数据包等。
【发明内容】
[0011]本发明提供了一种无线通信装置，包括:通信接口，被配置为接收从第一其他无线通信装置发送至第二其他无线通信装置的一个或多个帧，其中，所述第二其他无线通信装置在与所述无线通信装置通信的范围之外；以及处理器，被配置为:解译(interpret)所述一个或多个帧以确定在所述第一其他无线通信装置和所述第二其他无线通信装置之间的通信的特性；基于所述通信的特性确定所述第二其他无线通信装置何时可能发送；以及当所述第二其他无线通信装置可能发送时，指示通信信道是不可用的。
[0012]优选地，所述通信的特性包括以下的一个或多个:在所述第一其他无线通信装置与所述第二其他无线通信装置之间的单个帧交换；在所述第一其他无线通信装置与所述第二其他无线通信装置之间的对称的多个帧交换；在所述第一其他无线通信装置与所述第二其他无线通信装置之间的非对称的多个帧交换；由所述第二其他无线通信装置发送的帧的帧长度；在所述第一其他无线通信装置与所述第二其他无线通信装置之间的所述通信信道的信道分配；以及所述第一其他无线通信装置和所述第二其他无线通信装置中的至少一个的发送功率。
[0013]优选地，所述处理器被进一步配置为通过解译在所述一个或多个帧中的速度帧指示位的状态来解译所述一个或多个帧，其中，所述速度帧指示位的所述状态指示以下的一个或多个:将要发送额外帧、将要发送最后一帧、正在发送的帧的类型、在某段时间中的通信介质的预留。
[0014]优选地，所述多个速度帧指示位包括一个媒体访问控制(MAC)报头位和两个物理层(PHY)报头位。
[0015]优选地，所述处理器被进一步配置为通过解译在从所述第一其他无线通信装置发送的所述一个或多个帧中的确认指示位字段来确定所述第二其他无线通信装置何时可能发送。
[0016]优选地，所述处理器被进一步配置为通过解译在从所述第一其他无线通信装置发送的所述一个或多个帧中的更多数据位字段来确定所述第一其他无线通信装置何时可能发送至少一个额外帧。
[0017]优选地，所述第一其他无线通信装置和所述第二其他无线通信装置的至少一个包括:智能仪表站(SMSTA)，相比于唤醒状态，更多地工作在睡眠状态；并且在完成所述多个帧交换之后，所述SMSTA进入所述睡眠状态。
[0018]优选地，所述无线通信装置，进一步包括:所述无线通信装置和所述第二其他无线通信装置的至少一个，包括无线站(STA)或智能仪表站(SMSTA);以及所述第一其他无线通信装置，包括接入点(AP)。
[0019]本发明还提供了一种无线通信装置，包括:通信接口，被配置为接收从第一其他无线通信装置发送至第二其他无线通信装置的一个或多个帧，以及处理器，被配置为识别在所述第一其他无线通信装置与所述第二其他无线通信装置之间的帧交换，其中，所述帧交换包括所述一个或多个帧以及从所述第二其他无线通信装置发送至所述第一其他无线通信装置的至少一个帧，并且其中，基于包含在所述一个或多个帧中的速度帧指示位的状态识别从所述第二其他无线通信装置发送的所述至少一个帧。
[0020]优选地，所述处理器被进一步配置为:基于所述速度帧指示位的所述状态，确定从所述第二其他无线通信装置发送至所述第一其他无线通信装置的所述至少一个帧的类型；确定在所述多个帧的第一帧中的多个所述速度帧指示位的第一状态；确定在所述多个帧的第二帧中的多个所述速度帧指示位的第二状态。[0021]优选地，所述多个速度帧指示位包括一个媒体访问控制(MAC)报头位，并且其中，在所述多个帧的一个中:所述一个MAC报头位的第一状态指示所述第一其他无线通信装置向所述第二其他无线通信装置发送至少一个额外帧；以及所述一个MAC报头位的第二状态指示所述多个帧的所述一个是从所述第一其他无线通信装置发送至所述第二其他无线通
信装置的最后一帧。
[0022]优选地，所述多个速度帧指示位包括两个物理层(PHY)报头位，并且其中，在所述多个帧的一个中:所述两个PHY报头位的第一状态针对在所述第一其他无线通信装置与所述第二其他无线通信装置之间的所述多个帧交换的至少一个预留通信介质；以及所述两个PHY报头位的第二状态指示在所述多个帧的所述一个的发送之后将要由所述第一其他无线通信装置接收的确认帧。
[0023]优选地，所述无线通信装置进一步包括:所述无线通信装置和所述第二其他无线通信装置的至少一个，包括无线站(STA)或智能仪表站(SMSTA);以及所述第一其他无线通信装置，包括接入点(AP)。
[0024]本发明还提供了一种通过无线通信装置执行的方法，所述方法包括:经由所述无线通信装置的通信接口接收从第一其他无线通信装置发送至第二其他无线通信装置的一个或多个帧，其中，所述第二其他无线通信装置在与所述无线通信装置通信的范围之外；解译所述一个或多个帧以确定在所述第一其他无线通信装置与所述第二其他无线通信装置之间的通信的特性；基于所述通信的特性确定所述第二其他无线通信装置何时可能发送；以及当所述第二其他无线通信装置可能发送时，指示通信信道是不可用的。
[0025]优选地，所述通信的特性包括以下的一个或多个:在所述第一其他无线通信装置与所述第二其他无线通信装置之间的单个帧交换；在所述第一其他无线通信装置与所述第二其他无线通信装置之间的对称的多个帧交换；在所述第一其他无线通信装置与所述第二其他无线通信装置之间的非对称的多个帧交换；由所述第二其他无线通信装置发送的帧的帧长度；在所述第一其他无线通信装置与所述第二其他无线通信装置之间的所述通信信道的信道分配；以及所述第一其他无线通信装置和所述第二其他无线通信装置的至少一个的发送功率。
[0026]优选地,所述方法进一步包括:通过解译在所述一个或多个巾贞中的速度巾贞指示位的状态来解译所述一个或多个帧，其中，所述速度帧指示位的所述状态指示以下的一个或多个:要发送的额外帧、要发送的最后一帧、正在发送的帧的类型、在某段时间中的通信介质的预留。
[0027]优选地，所述多个速度帧指示位包括一个媒体访问控制(MAC)报头位和两个物理层(PHY)报头位。
[0028]优选地，所述方法进一步包括:通过解译在从所述第一其他无线通信装置发送的所述一个或多个帧中的确认指示位字段来确定所述第二其他无线通信装置何时可能发送；以及通过解译在从所述第一其他无线通信装置发送的所述一个或多个帧中的更多数据位字段来确定所述第一其他无线通信装置何时可能发送至少一个额外帧。
[0029]优选地，所述第一其他无线通信装置和所述第二其他无线通信装置的至少一个包括:智能仪表站(SMSTA)，被配置为相比于在唤醒状态，更多地工作在睡眠状态；并且所述SMSTA被配置为在完成所述多个帧交换之后，进入所述睡眠状态。[0030]优选地，所述方法进一步包括:所述无线通信装置和所述第二其他无线通信装置中的至少一个包括无线站(STA)或智能仪表站(SMSTA)；以及所述第一其他无线通信装置包括接入点(AP)。
【专利附图】
【附图说明】
[0031]图1是示出无线通信系统的一个或多个实施方式的示图；
[0032]图2是示出其中某些被操作为智能仪表站(SMSTA)的多个无线通信装置的实施方式的示图；
[0033]图3是示出在另一无线通信装置能够接收该通信的一侧的情况下的两个无线通信装置之间的通信的实例的示图；
[0034]图4是示出根据本公开的帧的实例的示图；
[0035]图5是示出两个无线通信装置之间的通信的时序图的实例的示图；
[0036]图6是示出两个无线通信装置之间的通信的时序图的另一实例的示图；
[0037]图7是示出两个无线通信装置之间的通信的时序图的另一实例的示图；
[0038]图8是示出两个相应的无线通信装置之间的通信的时序图的另一实例的示图；
[0039]图9是示出两个无线通信装置之间的通信的时序图的另一实例的示图；
[0040]图10是示出通过第一无线通信装置执行的方法的实施方式的示图。
【具体实施方式】
[0041]图1是示出无线通信系统100的一个或多个实施方式的示图。无线通信系统100包括基站和/或接入点112至116、无线通信装置118至132 (例如，包括无线站(STA)和/或独立无线站的装置)、智能仪表站(SMSTA) 190和191以及网络硬件部件134。无线通信装置118至132可以是膝上型计算机或平板计算机118和126、个人数字助理120和130、个人计算机124个132和/或蜂窝电话122和128。参照图2更加详细地描述这些无线通信装置的实施方式的细节。
[0042]基站(BS)或接入点(AP)112至116经由局域网连接136、138和140可操作地耦接至网络硬件134。可以是路由器、交换机、网桥、调制解调器、系统控制器等的网络硬件134为无线通信系统100提供广域网连接142。每个基站或接入点112至116具有相关联的天线或天线阵列以在它的范围内与无线通信装置通信。通常，无线通信装置注册特定的基站或接入点112至114以从通信系统100接收服务。对于直接连接(即，点到点通信)，无线通信装置经由分配的信道直接进行通信。
[0043]在这种无线通信系统100中，无线通信装置可能能够检测或监听两个其他无线通信装置之间的通信的一侧。也就是说，无线通信装置可能能够监听以接收或监听来自第一装置而不是来自第二装置的发送，该第二装置超出了无线通信装置的范围或对于从无线通信装置是隐藏的(例如，隐藏节点)。第二装置可能因为各种原因(例如，由于无线通信装置与第二装置之间的距离、妨碍无线通信装置接收第二装置的发送的能力的干扰者(例如，建筑物、山体等)或在无线通信系统中的衰落或无效点)而超出范围或被隐藏。当无线通信装置能够监听通信的一侧而不能监听另一侧时，无线通信装置基于它能够接收到什么来确定通信的另一侧何时可能正在发送以避免在无线通信系统中的冲突、数据包丢失和/或其他不利的影响。
[0044]图2是示出其中某些被操作为智能仪表站(SMSTA)的多个无线通信装置的实施方式200的示图。SMSTA在包括建筑物或建造物的环境中的不同位置实施。某些无线通信装置可被实施为支持与任何各种不同的状态、参数等的监控和/或感测相关联的通信。这些无线通信装置将这些被感测/监控的信息提供至一个或多个其他的无线通信装置(例如，从 SMSTA 至 AP)。
[0045]SMSTA具有类似于无线站(STA)的通信功能并且还可被操作为执行监控和/或感测相关信息的通信。在某些应用中，这些装置可仅很少地操作。例如，当与其中这种装置处于省电模式(例如，睡眠模式、精简功能操作模式、低功耗操作模式等)的时间段相比，操作时间段相比之下是微乎其微的(例如，仅是其中装置处于这种省电模式的时间段的百分之几)。
[0046]SMSTA可从这种省电模式唤醒来仅执行某些操作。例如,这种装置可从这种省电模式唤醒来执行一个或多个参数、状态、约束等的感测和/或测量。在这种操作时段(例如，其中装置不处于省电模式)期间，装置可将这些信息发送至另一无线通信装置(例如，接入点(AP)、另一 SMSTA、无线站(STA)或这种被操作为AP的SMSTA或STA等)。
[0047]在SMSTA实施方式中，多个相应的无线通信装置(例如，SMSTA)可被实施为将监控和/或感测相关信息转发到被操作为管理器、协调器等(诸如可通过接入点(AP)或被操作为AP的无线站(STA)来实施)的一个特定无线通信装置。这些SMSTA可被实施为执行多个数据转发、监控和/或感测操作中的任意。例如，在建筑物或建造物的环境下，可能存在被提供至该建筑物或建造物的包括天然气服务、电气服务、电视服务、互联网服务等的大量服务。可替代地，可贯穿整个环境实施不同的相应监控器和/或传感器以执行涉及参数而不具体涉及服务的监控和/或感应。作为一些实例，可通过在各种位置并为了各种目的实施的不同的相应监控器和/或传感器来执行运动检测、门半开状态检测，温度测量(和/或其它媒介和/或环境的测量)等。来自SMSTA的通信可能非常重要但又很不频繁地执行。当来自SMSTA的通信未被管理器、协调器等接收时，无线通信装置、使用这种监控和/或感测信息的一个或多个系统遭受性能退化。
[0048]在给定无线通信装置(例如，第一无线通信装置)中的处理器被配置为识别在两个其他无线通信装置之间的帧交换(即使当它们中的一个是隐藏节点时)。即使仅接收到来自其他无线通信装置的其中一个的通信，也可基于在接收到的那些帧中的速度帧指示位的状态来推断那些装置之间的帧交换的确定。此外，如果通过某种方式检测到了从隐藏节点发送的一个或多个帧，则该信息也可被用于确定那些装置之间的帧交换。
[0049]监听SMSTA确定在这些装置(其中一个可以是隐藏节点)之间的帧交换并且可随后确定通信介质的状态(例如，获知其他装置当前没有发送并且通信介质是可用的)。例如，这种速度帧指示位的状态可指示包括将要发送额外帧、将要发送最后帧、正在发送的帧的类型、在某段时间中的通信介质的预留等的各种信息。如上所述，速度帧指示位可被划分在数据包的物理层(PHY)报头与媒体访问控制(MAC)报头之间。监听SMSTA分析在接收到的各种帧中的速度帧指示位的状态(包括它们的转换和变化)并且可随后适当地确定通信介质的状态。监听SMSTA可在其中通信介质是可用的并且未被其他无线通信装置使用的时间期间发送。[0050]图3是示出在另一无线通信装置能够接收该通信的一侧的情况下两个无线通信装置之间的通信的实例300的示图。能够接收通信的一侧的监听无线通信装置被示出为第一无线通信装置310并且包括通信接口 320以执行一个或多个帧的发送和接收(例如，使用发射机322与接收机324)。第一无线通信装置310还包括处理器330以及相关联的存储器340以执行包括解译从第二无线通信装置370和第三无线通信装置380的至少一个发送的一个或多个帧的各种操作。该帧解译可包括在一个或多个帧中的速度帧指示位的分析。
[0051]例如，假设第二无线通信装置370具有辐射图案351并且与具有第二辐射图案352的第三无线通信装置380通信。根据一个或多个无线通信协议，通信可发生在一个或多个通信信道。
[0052]第一无线通信装置310在第二无线通信装置370的辐射图案351之内但在第三无线通信装置380的辐射图案352之外。因此，第一无线通信装置310能够听到(例如，接收)第二无线通信装置370的发送但不能听到(例如，接收或更精确地恢复)第三无线通信装置380的至少某些发送。因此，第三无线通信装置380本质上对于第一无线通信装置310隐藏(例如，隐藏装置或节点)。
[0053]在这种情形下，为避免在无线通信系统中的发送冲突、数据包丢失和/或其他不利的影响，第一无线通信装置310基于它能够从第二无线通信装置370接收的发送来确定第三无线通信装置380何时可能发送。应注意，第一无线通信装置310可从第三无线通信装置380接收受限的发送并进一步使用该信息以确定第三无线通信装置380何时可能发送。
[0054]作为更具体的实例，第一无线通信装置310解译由第二无线通信装置370发送的帧以确定在第二无线通信装置370与第三无线通信装置380之间的通信的特性。第一无线通信装置310随后基于通信的特性来确定第三无线通信装置380何时可能发送。例如，第一无线通信装置310解译包含在一个或多个接收到的帧中的速度帧指示位以确定第三无线通信装置380何时将可能发送。当第三无线通信装置可能发送时，第一无线通信装置310随后确定一个或多个通信信道是不可用的。
[0055]作为另一个实例，在第二无线通信装置370与第三无线通信装置380之间的帧的通信是基于设置在那些帧中的速度帧指示位的状态的协议。第一无线通信装置310(例如，监听装置)分析速度帧指示位的状态以确定在第二无线通信装置370与第三无线通信装置380之间的帧交换。应注意，速度帧指示位可包括在装置之间通信的任意数量的类型的帧中。这些速度帧指示位的状态可指示装置之间的通信的各种特性，包括将要发送额外帧、将要发送最后帧、正在发送的帧的类型、在某段时间中的通信介质的预留等。例如，在第二无线通信装置370与第三无线通信装置380之间的通信的特性可以是单个帧交换、对称的或非对称的多个帧交换、由这些无线通信装置的一个发送的帧的帧长度、装置之间的通信信道的信道分配、一个或两个无线通信装置的发送功率等。还应注意，速度帧指示位可被划分在数据包的物理层(PHY)报头与媒体访问控制(MAC)报头之间。
[0056]即使当仅从第二无线通信装置370或第三无线通信装置380的其中一个接收到发送时，第一无线通信装置310 (例如，监听装置)可基于速度帧指示位的状态来填充在第二无线通信装置370或第三无线通信装置380之间的丢失的帧交换。随着帧被发送，速度帧指示位的状态可改变。在这种情况下，第一无线通信装置310确定从隐藏节点装置(例如，第二无线通信装置370或第三无线通信装置380)发送的一个或多个帧以及确定在第二无线通信装置370与第三无线通信装置380之间的通信何时完成。通过对其他装置的通信的这样的了解，即使当它们不能被直接接收时，第一无线通信装置310也能够以高成功期望进行发送。
[0057]图4是示出根据本公开的帧的实例400的示图。一般而言，帧可从一个无线通信装置(例如，图1的装置124)发送至另一无线通信装置(例如，图1的BS或AP114)。这种帧包括物理层(PHY)报头和一个或多个媒体方位控制(MAC)帧。PHY报头可包括多个相应的字段，诸如，一个或多个短训练字段(STF)以及可被用于信道特征化和估计的一个或多个长训练字段(LTF)、可被用于同步和其他目的的信号字段(SIG)，并且PHY报头还可包括其他相应的字段。
[0058]MAC帧的一般格式包括下列基本组分:媒体访问控制(MAC)报头、帧主体以及帧校验序列(FCS)。在某些实施方式中，MAC报头包括用于帧控制(FC)、持续时间(DUR/ID)、地址(例如，接收机和/或发射机地址)、序列控制信息、可选的服务质量(QoS)控制信息(例如，只针对QoS数据帧)中的每一个的字段以及HT控制字段(仅+HTC帧)(可选字段)。应注意，这种信号和帧结构是说明性的并且作为实例被提供，并且也可采用信号和帧结构的替代性实施方式。
[0059]帧包括在PHY报头与MAC报头之中划分的速度帧指示位。在PHY报头中的SIG包括确认指示(AckInd)位字段(例如，2比特)，以及MAC报头的FC字段包括更多数据(MD)字段(例如，I比特)。在本公开中提出的通信协议中，这三个比特用作速度帧指示位。监听无线通信装置仅能够检测或听到从处于通信中的两个其他无线通信装置的其中一个发送的帧(例如，检测到由装置124发送的帧但不能检测到由图1的BS或AP114发送的帧)。
[0060]MD字段的状态可被用于指示上行数据。在某些现有通信技术中，MD字段指示更多的下行数据。例如，MD字段指示在一个通信装置(例如，AP)中的针对处于省电操作模式的另一无线通信装置(例如，STA、SMSTA等)的缓冲数据(在DATA帧中)。可替代地，如果自动省电递送(APSD)操作无线通信装置(例如，APSD至STA)通告支持MD确认(在确认(ACK)帧中)，则MD字段指示一个无线通信装置(例如，AP)具有一个或多个待处理的发送。甚至在另一种情形下，MD字段指示TDSL (隧道直接链路建立)同等无线通信装置(例如，STA)具有待处理的发送。而且，在组定址DATA帧中，MD字段指示更多的广播或组播帧将在另一无线通信装置(例如，AP)处缓冲。此外，MD字段可用于包括指示上行数据的另一目的。
[0061]下面提出和讨论各种时序图。为了说明，通信被示出为发生在接入点(AP)与无线站(STA)之间。然而，这种通信通常可在任意两个无线通信装置(例如，AP至AP、STA至STA、STA至AP、AP至STA、SMSTA至AP、AP至SMSTA等)之间执行。存在大量的可发生在两个相应的无线通信装置之间的可能的帧交换，并且下列时序图是为说明这种协议的功能的实例。可在其他实施、实例和/或实施方式中采用任意数量的变形或替代性帧交换。
[0062]监听无线通信装置(例如，另一无线通信装置)可通过解译一个或多个帧以确定在AP与STA (即使当它们的其中一个是隐藏节点时)之间的通信的特性从而确定在AP与STA之间的通信。例如，考虑STA是隐藏节点，则监听无线通信装置基于从AP发送的通信的特性来确定STA何时可能发送。然后监听无线通信装置在STA可能发送时指示通信信道不可用并且还能够在STA和AP很可能都未发送时指示通信信道是可用的。图5至图9示出了监听无线通信装置如何实施以基于对从两个其他无线通信装置中的仅一个(例如，仅从AP或STA)发送的一个或多个帧中的速度帧指示位的分析来确定两个其他无线通信装置之间的通信的各种实例。在以下的这些实例中，速度帧指示位包括在PHY报头的SIG中的SIG内确认指示(AckInd)位字段(例如，2比特)以及在MAC报头的FC字段的更多数据(MD)字段(例如，I比特)。
[0063]图5是示出在两个无线通信装置之间的通信的时序图的实例500的示图。在该示图中，STA从低功耗状态或睡眠状态唤醒(例如，在预定的唤醒时间)，并且在探测延迟之后，向AP发送具有被设置为I的MD位以及被设置为00的AckInd位的数据。在该示图中，STA包括缓冲的上行流量并且利用上行数据而不是PS至POLL开始发送。当发送该上行数据时，STA不一定具有关于AP是否具有针对STA的数据的信息。因此，AckInd位被设置为00，并且当给定装置不具有关于在其他装置中的数据的状态的信息时，可做出AckInd位为00的默认设置。MD位被设置为I以指示STA具有待发送至AP的另外的数据。此外，在该示图中，MD位被用于允许响应器(AP)在后续帧中正确地设置AckInd位。
[0064]然后，在短暂的帧间间隔(SIFS)之后，AP向STA发送具有被设置为I的MD位和被设置为11的AckInd位的确认(ACK)。因为在上行通信中的MD的指示，AP获知将从STA发送另外的数据。MD位被设置为I以指示AP将向STA进行另外的发送，以及被设置为11的AckInd位为来自STA的下一个发送预留通信介质。也就是说,被设置为11的AckInd位将通信介质预留一段时间以允许从STA至AP的后续发送。
[0065]然后，在另一个SIFS之后，STA向AP发送具有被设置为O的MD位和被设置为00的AckInd位的另外的数据。MD位被设置为O以指示STA没有待发送至AP的另外的数据。被设置为00的AckInd位指示请求来自AP的ACK。
[0066]然后在另一个SIFS之后，AP向STA发送具有被设置为O的MD位和被设置为10的AckInd位的另一个ACK。MD位被设置为O以指示AP将不会向STA进行另外的发送，以及被设置为10的AckInd位指示不需要来自STA的任何响应。随后，STA将回到低功耗或睡眠状态，发送在最后的ACK中被设置为O的MD位，并且STA将了解将不会从AP接收到另外的通信。
[0067]图6是示出在两个无线通信装置之间的通信的时序图的另一实例600的示图。在该示图中，AP与STA都具有相等数量的将被交换的上行和下行数据帧。此外，由于AP知道STA的唤醒时间，因此AP能够为STA准备下行数据。如同之前的示图，STA利用上行数据而不是PS至POLL开始发送。
[0068]在从低功耗或睡眠状态唤醒后，STA发送具有被设置为I的MD位和被设置为00(例如，在不知道AP的情况下的默认设置)的AckInd位的数据帧。MD位被设置为I以指示STA将向AP进行另外的发送。
[0069]然后，在SIFS之后，AP发送具有被设置为I的MD位和被设置为11的AckInd位的数据帧。MD位被设置为I以指示AP将向STA进行另外的发送，以及被设置为11的AckInd位为来自STA的下一个发送预留通信介质。在STA与AP之间可发生任意数量的另外的数据帧交换。
[0070]继续，AP发送具有被设置为I的MD位和被设置为11的AckInd位的数据帧。MD位被设置为I以指示AP将向STA进行另外的发送，以及被设置为11的AckInd位为来自AP的下一个发送预留通信介质。[0071]在SIFS之后，AP发送具有被设置为I的MD位和被设置为11的AckInd位的数据帧。MD位被设置为I以指示STA将向AP进行另外的发送，以及被设置为11的AckInd位为来自AP的下一个发送预留通信介质。
[0072]然后，在又一个SIFS之后，STA发送具有被设置为O的MD位和被设置为11的AckInd位的数据帧。该特定的发送可包括在具有DATA的聚合的MAC (媒体访问控制)数据协议单元(A至MPDU)内部的块确认(BlockACK或BA)。MD位被设置为O以指示STA将不会向AP进行另外的发送(例如，这是来自STA的最后的数据帧)，以及被设置为11的AckInd位为来自AP的下一个发送预留通信介质。
[0073]在又一个SIFS之后，AP发送具有被设置为O的MD位和被设置为00的AckInd位的数据帧。MD位被设置为O以指示AP将不会向AP进行另外的发送(例如，这是来自AP的最后数据帧)，以及AckInd位被设置为00以指示请求来自STA的ACK。
[0074]在该帧交换的最后的SIFS之后，STA发送具有被设置为O的MD位和被设置为10的AckInd位的确认(ACK)帧。MD位被设置为O以指示STA在该ACK之后将不会向AP进行另外的发送，以及AckInd位被设置为10以指示不需要来自AP的任何响应。
[0075]图7是示出在两个无线通信装置之间的通信的时序图的另一实例700的示图。除了在STA已经从低功耗睡眠状态唤醒之后信标从AP发送至STA之外，该示图的操作相比之前两个示图具有类似之处。在信标中的流量指示图(TIM)位提供了 AP已经缓冲了针对STA的下行数据的指示。因此，在从STA至AP的第一数据发送中，STA将MD位设置为I以及将AckInd位设置为11。也就是说，因为具有了对在AP缓冲并且针对STA的下行数据的预先认知，STA将AckInd位设置为11。
[0076]然后，在SIFS之后，AP发送具有被设置为I的MD位和被设置为11的AckInd位的数据巾贞。MD位被设置为I以指示AP将向STA进行另外的发送，以及被设置为11的AckIind位为来自STA的下一个发送预留通信介质。在STA与AP之间可发生任意数量的另外的数据帧交换。
[0077]继续，AP发送具有被设置为O的MD位和被设置为11的AckInd位的数据帧。MD位被设置为I以指示AP将不会向STA进行另外的数据帧发送，以及被设置为11的AckInd位为来自AP的下一个发送预留通信介质。设置为00的AckInd位指示请求来自AP的ACK。
[0078]在又一个SIFS之后，AP向STA发送具有被设置为O的MD位和被设置为11的AckInd位的确认(ACK)。MD位被设置为I以指示AP没有用于STA的另外的数据。被设置为11的AckInd位为来自STA的下一个发送预留通信介质。
[0079]然后，在另一个SIFS之后，STA向AP发送具有被设置为O的MD位和被设置为00的AckInd位的另外的数据。MD位被设置为I以指示STA没有待发送至AP的另外的数据。被设置为00的AckInd位指示请求来自AP的ACK。
[0080]然后在另一个SIFS之后，AP向STA发送具有被设置为O的MD位和被设置为10的AckInd位的另一个ACK。MD位被设置为O以指示AP将不会向STA进行另外的发送，以及被设置为10的AckInd位指示不需要来自STA的任何响应。随后，STA将回到低功耗或睡眠状态，发送在最后的ACK中被设置为O的MD位并且STA将了解将不会从AP接收到另外的通信。然后由于来自AP的最后的MD位被设置为O, STA可回到低功耗或睡眠状态。
[0081]图8是示出在两个相应的无线通信装置之间的通信的时序图的另一实例800的示图。在该示图中，在从低功耗或睡眠状态唤醒后，STA利用具有被设置为I的MD位(以指示另外的被缓冲的上行数据)和被设置为OO的AckInd位的PS至POLL而不是上行数据开始发送。
[0082]然后，在SIFS之后，AP向STA发送具有被设置为O的MD位(AP没有用于STA的另外的数据)和被设置为11的AckInd位(为来自STA的下一个发送预留通信介质)的确认(ACK,在示图中示出为A)。
[0083]STA进行后续的数据发送，并且AP提供具有设置为如示图中所示的相应的MD和AckInd位的确认。然后，在另一个SIFS之后，STA向AP发送具有被设置为O的MD位和被设置为00的AckInd位的另外的数据。MD位被设置为I以指示STA没有待发送至AP的另外的数据。被设置为00的AckInd位指示请求来自AP的ACK。
[0084]在SIFS之后，AP然后向STA发送具有被设置为I的MD位和被设置为11的AckInd位的确认帧。然而，在该情况下，因为从STA接收到的之前的数据帧的MD位为0，AP可继续使用发送时机(TXOP)并向STA发送另外的下行数据。可以看出，在另一个SIFS之后，AP向STA发送具有被设置为O的MD位(AP没有用于STA的另外的数据)和被设置为00的AckInd位(请求来自STA的ACK)的另外的数据帧，而不是AP接收来自STA的帧。
[0085]然后，是在该帧交换的最后的SIFS之后，STA发送具有被设置为O的MD位(STA在该ACK之后将不会向AP进行另外的发送)和被设置为10的AckInd位(不需要来自AP的任何响应)的确认(ACK)帧。由于来自AP的最后的MD位被设置为0，然后STA可回到低功耗或睡眠状态。
[0086]图9是示出在两个无线通信装置之间的通信的时序图的另一实例900的示图。该示图示出了在较少数据帧交换的情况下的下行缓冲单元(BU)过程。在该示图中，在从低功耗或睡眠状态唤醒后，STA利用伴随有上行数据的具有被设置为O的MD位(以指示STA没有另外的缓冲的上行数据)和被设置为00的AckInd位的PS至POLL开始发送。在唤醒后，STA可在发送PS至POLL/DATA帧之前在AP辅助同步帧之后等待探测延迟或增强型分布式信道接入(EDCA)延迟。
[0087]然后，在SIFS之后，AP向STA发送具有被设置为I的MD位和被设置为11的AckInd位的确认帧。然而，在这种情况下，因为从STA接收的之前的数据帧的MD位为0，AP可继续使用TXOP并向STA发送另外的下行数据。可以看出，在另一个SIFS之后，AP向STA发送具有被设置为O的MD位(AP没有用于STA的另外的数据)和被设置为00的AckInd位(请求来自STA的ACK)的另一数据帧，而不是AP接收来自STA的帧。
[0088]然后，在该帧交换的最后的SIFS之后，STA发送具有被设置为O的MD位(STA在该ACK之后将不会向AP进行另外的发送)和被设置为10的AckInd位(不需要来自AP的任何响应)的确认(ACK)帧。由于来自AP的最后的MD位被设置为0，则STA可回到低功耗或睡眠状态。
[0089]关于下行(DL)过程的PS至Poll，对于速度帧交换，当AP接收到来自STA的具有被设置为O的MD的帧并且AP具有用于STA的其余缓冲数据时，则AP可基于该下行缓冲单元(BU)过程指示下列的其中一个:
[0090]1.在ACK中更多数据为1、确认指示(AckInd)为11并且在SIFS之后STA应为来自第一无线通信装置(例如，AP)的下行发送保持唤醒。[0091]2.在ACK中更多数据为UAckInd为10并且STA应保持唤醒直至AP发送下行发送。
[0092]3.在ACK中更多数据为O、AckInd为10并且STA可回到睡眠。
[0093]可以看出，已经提出了一种与无线通信装置(例如，可操作在省电(PS)模式的STA或SMSTA)的现有的接收操作相兼容的新的帧交换方法以及相关联的协议。此外，该协议与可基于通信协议、标准和建议措施来使用的其他帧交换相兼容。在这种方法中，不存在对于关注功率的无线通信装置(例如，STA)的轮询和数据递送交换的单独的唤醒时间。此外，由于不需要对于轮询和DATA发送的单独的调度，该方法允许相对简单的无线通信装置实施和设计(例如，对于AP )。
[0094]存在可以实施本文描述的协议的各种实施方式。例如，关于确认指示(AckInd)位的分配，上面提供的各种实例是基于在图9的左下部的表格中示出的分配。然而，在其他实施方式中，可采用替代性分配。例如，可替代性地使用在图9的右下部的表格。如果需要的话，甚至可采用其他AckInd位以向在第一和第二无线通信装置之间执行帧交换的通信系统中的其他无线通信装置提供有效的信令，即使如果它们的其中一个是隐藏节点以至从隐藏节点进行的某些或全部发送未被监听装置接收。
[0095]参照图9的右下部的表格，应注意，可使用NDP响应(AckInd位被设置为01)以表示全部空数据包(NDP)帧(包括NDP ACK和NDP BA)，并且可使用正常的响应(AckInd位被设置为10)以表示正常的ACK和正常的BA两者。
[0096]图10是示出用于通过第一无线通信装置执行的方法1000的实施方式的示图。方法1000在第一通信装置经由通信接口接收从第二无线通信装置发送的一个或多个帧的步骤1010开始。第二无线通信装置与第三无线通信装置通信，但是第一通信装置不能接收到由第三无线通信装置发送的至少某些帧。在某些情况下，第一无线通信装置未接收到从第三通信装置发送的任何帧。例如，第三无线通信装置从第一通信装置的角度来看可能是隐藏节点。
[0097]方法1000在第一无线通信装置确定在接收到的帧中的速度帧指示位的状态的步骤1020继续。这些帧指示位可诸如参照图4所描述的被划分在数据包的物理层(PHY)报头与媒体访问控制(MAC)报头之间
[0098]方法1000在第一无线通信装置基于速度帧指示位的状态来识别在第二无线通信装置与第三无线通信装置之间的帧交换的步骤1030继续。即使如果从第三无线通信装置发送的帧未被第一无线通信装置接收，第一无线通信装置也能够基于在从第二无线通信装置接收到的帧中的速度帧指示位的状态来识别在第二与第三无线通信装置之间交换的一个或多个帧。
[0099]应注意，可在无线通信装置(例如，诸如通过基带处理模块、处理模块或诸如参照图3描述的处理器330和通信接口 320)和/或其他其中的部件中执行在本文的各种方法中描述的各种操作和功能。通常，在无线通信装置中的通信接口和处理器能够执行这些操作。
[0100]某些部件的实例可包括一个或多个基带处理模块、一个或多个媒体访问控制(MAC)层、一个或多个物理层(PHY)和/或其他部件等。例如，这种处理模块(有时与无线电设备、模拟前端(AFE)等结合)能够生成如在本文中描述的这些信号、帧等以及执行本文描述的各种操作和/或它们的相应的等价物。
[0101 ] 在某些实施方式中，这种基带处理模块和/或处理模块(其可实施在相同的装置或单独的装置中)能够执行这种处理以生成用于使用任何数量的无线电设备或天线发送至另一无线通信装置的信号。在某些实施方式中，这种处理是通过在第一装置中的处理器与在第二装置中的另一个处理器协作执行的。在其他实施方式中，这种处理全部通过在一个装置中的处理器来执行。
[0102]已经参照至少一个实施方式描述了本发明。已经借助示出物理的和/或逻辑的部件的结构性部件以及借助示出指定功能的执行及其关系的方法步骤描述了本发明的某些实施方式。为了描述的方便，已经在本文中专门地定义了这些功能构建方块和方法步骤的边界和顺序。可定义替代性边界和顺序，只要指定功能和关系被适当地执行。因此，任何这种替代性边界或顺序在所附权利要求的范围和精神之内。此外，为了描述的方便，已经专门地定义了这些功能构件模块的边界。可定义替代性边界，只要某些重要的功能被适当地执行。类似地，在本文中也可专门地定义流程图方块以说明某些重要的功能。就使用的程度，流程图方块边界和顺序也可被另外地定义并且仍执行某些重要的功能。因此，功能构建方块以及流程图方块和顺序的这种替代性定义在所声明的本发明的范围和精神之内。本领域普通技术人员将认识到，本文中的功能构建方块以及其他示出性方块、模块和部件可如示出的或通过独立部件、应用集成电路、执行合适软件的处理器等或其任意组合来实施。
[0103]如本文还可使用的，术语“处理模块”、“处理电路”、“处理线路”、“处理单元”和/或“处理器”可以是单个的处理装置或多个处理装置。这种处理装置可以是微处理器、微控制器、数字信号处理器、微型计算机、中央处理单元、现场可编程门阵列、可编程逻辑装置、状态机、逻辑电路、模拟电路、数字电路和/或基于电路的硬编码和/或操作指令控制信号(模拟的和/或数字的)的任何装置。处理模块、模块、处理电路和/或处理单元可以是或进一步包括可以是单个存储装置、多个存储装置和/或另一处理模块、模块和/处理单元的嵌入电路的存储器和/或集成存储元件。这种存储装置可以是只读存储器、随机存取存储器、易失性存储器，非易失性存储器，静态存储器，动态存储器，闪存，高速缓冲存储器和/或存储数字信息的任何装置。应注意，如果处理模块、模块、处理电路和/或处理单元包括一个以上的处理装置，则处理装置可以是集中式分布的(例如，经由有线和/或无线总线结构直接耦接在一起)或可以是分布式分布的(经由通过局域网和/或广域网的间接耦接的云处理)。此外，应注意，如果处理模块、模块、处理电路和/或处理单元经由状态机、模拟电路、数字电路和/或逻辑电路实施它的一个或多个功能，则存储相应操作指令的存储器和/或存储元件可以嵌入在包括状态机、模拟电路、数字电路和/或逻辑电路的电路中或在其外部。仍进一步注意，存储元件可存储并且处理模块、模块、处理电路和/或处理单元执行对应在一个或多个附图中示出的至少某些步骤和/或功能的硬编码的和/或操作指令。这种存储装置或存储元件可包括在制造的产品中。
[0104]如本文还可使用的，术语“被配置为”、“可操作地耦接至”、“耦接至”和/或“耦接”包括术语之间的直接耦接和/或术语之间经由中间术语(例如，术语包括，但不限于，部件、元件、电路和/模块)的间接耦接，其中，例如间接耦接，中间术语不改变信号的信息但可调整它的电流电平、电压电平和/或功率电平。如本文可进一步使用的，推断的耦接(即，通过推断一个元件被耦接至另一个元件)包括两个术语之间以与“耦接至”相同的方式的直接的和间接的耦接。如本文还可进一步使用的，术语“被配置为”、“可操作为”、“耦接至”或“可操作地耦接至”指示术语包括一个或多个功率连接、输入、输出等以当被激活时执行它的一个或多个相应的功能并且可进一步包括推断的至一个或多个其他术语的耦接。如本文仍可进一步使用的，术语“相关联”包括单独术语的直接的和/或间接的耦接和/或一个术语被嵌入在另一术语中。
[0105]除非另外特别说明，至、来自在本文呈现的任意附图的附图中的元件的信号和/或在其之间的信号可以是模拟的或数字的、连续时间的或离散时间的、以及单端的或差分的。例如，如果信号路径被示出为单端路径，它也可表示差分信号路径。类似地，如果信号路径被示出为差分路径，它也可表示单端信号路径。尽管本文描述了一个或多个特定的结构，但也可同样地实施使用由本领域普通技术人员认识到的未明确示出的一个或多个数据总线、元件之间的直接连接和/或其他元件之间的间接耦接的其他结构。
[0106]在一个或多个实施方式的描述中使用了术语“模块”。模块包括处理模块、功能模块、硬件和/或存储在存储器以用于执行如本文中可描述的一个或多个功能的软件。应注意，如果经由硬件实施模块，则硬件可独立地或结合软件和/或固件来操作。如本文还使用的，模块可包括一个或多个子模块，该子模块的每一个可以是一个或多个模块。
[0107]尽管本文已经明确地描述了一个或多个实施方式的各种功能和特征的特定组合，但这些特征和功能的其他组合同样是可以的。发明的本公开内容并不被本文公开的特定实例所限定并且明确地结合这些其他组合。
【权利要求】
1.一种无线通信装置，包括: 通信接口，被配置为接收从第一其他无线通信装置发送至第二其他无线通信装置的一个或多个帧，其中，所述第二其他无线通信装置在与所述无线通信装置通信的范围之外；以及 处理器，被配置为: 解译所述一个或多个帧以确定在所述第一其他无线通信装置和所述第二其他无线通信装置之间的通信的特性； 基于所述通信的特性确定所述第二其他无线通信装置何时可能发送；以及 当所述第二其他无线通信装置可能发送时，指示通信信道是不可用的。
2.根据权利要求1所述的无线通信装置，其中，所述通信的特性包括以下的一个或多个: 在所述第一其他无线通信装置与所述第二其他无线通信装置之间的单个帧交换； 在所述第一其他无线通信装置与所述第二其他无线通信装置之间的对称的多个帧交换； 在所述第一其他无线通信装置与所述第二其他无线通信装置之间的非对称的多个帧交换； 由所述第二其他无线通信装置发送的帧的帧长度； 在所述第一其他无线通信装置与所述第二其他无线通信装置之间的所述通信信道的信道分配；以及 所述第一其他无线通信装置和所述第二其他无线通信装置中的至少一个的发送功率。
3.根据权利要求1所述的无线通信装置，其中，所述处理器被进一步配置为通过解译在所述一个或多个帧中的速度帧指示位的状态来解译所述一个或多个帧，其中，所述速度帧指示位的所述状态指示以下的一个或多个:将要发送的额外帧、将要发送的最后一帧、正在发送的帧的类型、在某段时间中的通信介质的预留。
4.根据权利要求3所述的无线通信装置，其中，所述多个速度帧指示位包括一个媒体访问控制(MAC)报头位和两个物理层(PHY)报头位。
5.根据权利要求1所述的无线通信装置，其中，所述处理器被进一步配置为通过解译在从所述第一其他无线通信装置发送的所述一个或多个帧中的确认指示位字段来确定所述第二其他无线通信装置何时可能发送。
6.根据权利要求1所述的无线通信装置，其中，所述处理器被进一步配置为通过解译在从所述第一其他无线通信装置发送的所述一个或多个帧中的更多数据位字段来确定所述第一其他无线通信装置何时可能发送至少一个额外帧。
7.根据权利要求1所述的无线通信装置，其中，所述第一其他无线通信装置和所述第二其他无线通信装置的至少一个包括: 智能仪表站(SMSTA)，相比于唤醒状态，更多地工作在睡眠状态；并且 在完成所述多个帧交换之后，所述SMSTA进入所述睡眠状态。
8.根据权利要求1所述的无线通信装置，进一步包括: 所述无线通信装置和所述第二其他无线通信装置中的至少一个，包括无线站(STA)或智能仪表站(SMSTA);以及所述第一其他无线通信装置，包括接入点(AP)。
9.一种无线通信装置，包括: 通信接口，被配置为接收从第一其他无线通信装置发送至第二其他无线通信装置的一个或多个帧，以及 处理器，被配置为识别在所述第一其他无线通信装置与所述第二其他无线通信装置之间的帧交换，其中，所述帧交换包括所述一个或多个帧以及从所述第二其他无线通信装置发送至所述第一其他无线通信装置的至少一个帧，并且其中，基于包含在所述一个或多个帧中的速度帧指示位的状态识别从所述第二其他无线通信装置发送的所述至少一个帧。
10.一种通过无线通信装置执行的方法，所述方法包括: 经由所述无线通信装置的通信接口接收从第一其他无线通信装置发送至第二其他无线通信装置的一个或多个帧，其中，所述第二其他无线通信装置在与所述无线通信装置通信的范围之外； 解译所述一个或多个帧以确定在所述第一其他无线通信装置与所述第二其他无线通信装置之间 的通信的特性； 基于所述通信的特性确定所述第二其他无线通信装置何时可能发送；以及 当所述第二其他无线通信装置可能发送时，指示通信信道是不可用的。
【文档编号】H04W52/02GK103916214SQ201310753113
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2013年12月31日 优先权日:2012年12月31日
【发明者】黄钊岳, 马修·詹姆斯·菲舍尔 申请人:美国博通公司