一种用于发送唤醒报文的系统和方法与流程

本申请要求于2016年9月9日递交的发明名称为“一种用于发送唤醒报文的系统和方法”的第15/261,773号美国非临时专利申请案的在先申请优先权，该在先申请的内容以引入的方式并入本文。

本发明大体涉及一种用于数字通信的系统和方法，并在特定实施例中涉及一种用于发送唤醒报文的系统和方法。

背景技术：

在电池供电的设备中，功耗是一个关键的考虑因素。电池供电设备的设计标准是尽量减少功耗，以延长电池充电或更换之间的时间。在一些部署中，例如远程传感器，更换电池可能既不实际又昂贵。即使在所述电池供电设备易于使用且充电方便的情况下，例如在蜂窝电话、平板电脑、笔记本电脑、可穿戴式设备(wearabledevice，简称wd)等中，给电池充电仍然是一项不方便且耗时的工作。

无线通信模块(radiocommunicationmodule，简称rcm)提供对这些电池供电设备运行至关重要的无线连接，也是重要的功耗来源。因此，需要降低具有rcm的电池供电设备的功耗。

技术实现要素：

示例性实施例提供了一种用于发送唤醒报文的系统和方法。

根据一示例性实施例，提供了一种用于发送唤醒报文的方法。所述方法包括：发送设备生成第一前导码，其包含指示第一接收设备净荷长度的第一长度指示；所述发送设备为第二接收设备生成唤醒报文(wake-uppacket，简称wup)；所述发送设备生成第二前导码，其包含指示第一前导码、所述净荷和所述wup长度总和的第二长度指示；所述发送设备发送第二前导码、第一前导码、所述净荷和所述wup。

根据一示例性实施例，提供了一种发送设备。所述发送设备包括处理器和计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质用于存储所述处理器执行的程序。所述程序包括用于配置所述发送设备执行以下操作的指令：生成第一前导码，其包含指示第一接收设备净荷长度的第一长度指示；为第二接收设备生成wup；生成第二前导码，其包含指示第一前导码、所述净荷和所述wup长度总和的第二长度指示；发送第二前导码、第一前导码、所述净荷和所述wup。

根据一示例性实施例，提供了一种用于向多个第一接收设备发送唤醒报文的方法。所述方法包括：发送设备生成多个wup；所述发送设备生成第一前导码，其包含指示第一长度大于或等于所述多个wup的长度总和的第一长度指示；所述发送设备发送第一前导码和所述多个wup。

根据一示例性实施例，提供了一种发送设备。所述发送设备包括处理器和计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质用于存储所述处理器执行的程序。所述程序包括用于配置所述发送设备执行以下操作的指令：生成多个wup；生成第一前导码，其包含指示第一长度大于或等于所述多个wup的长度总和的第一长度指示；发送第一前导码和所述多个wup。

根据一示例性实施例，提供了一种用于操作接收设备的方法。所述方法包括：所述接收设备接收连续的捎带唤醒报文序列，所述接收设备确定所述连续的捎带唤醒报文序列中的唤醒报文用于所述接收设备，所述接收设备唤醒与所述唤醒报文关联的无线通信模块(radiocommunicationsmodule，简称rcm)。所述方法还包括：所述接收设备在唤醒所述rcm后使用所述rcm与所述连续的捎带唤醒报文序列的发送设备交换数据。所述连续的捎带唤醒报文序列被连续接收。所述确定所述唤醒报文用于所述接收设备包括将来自所述唤醒报文的唤醒地址和与所述接收设备关联的唤醒地址进行比较。

根据一示例性实施例，提供了一种接收设备。所述接收设备包括处理器和计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质用于存储所述处理器执行的程序。所述程序包括用于配置所述接收设备执行以下操作的指令：接收连续的捎带唤醒报文序列；确定所述连续的捎带唤醒报文序列用于所述接收设备；唤醒与所述唤醒报文关联的rcm。所述程序包括用于配置所述接收设备执行以下操作的指令：在唤醒所述rcm后使用所述rcm与所述连续的捎带唤醒报文序列的发送设备交换数据。所述程序包括用于配置所述接收设备执行以下操作的指令：将来自所述唤醒报文的唤醒地址和与所述接收设备关联的唤醒地址进行比较。

发送装置可用于发送唤醒报文。所述发射装置(或单元)可以包括：第一生成装置(或单元)，用于生成第一前导码，其包含指示第一接收设备净荷长度的第一长度指示；第二生成装置(或单元)，用于为第二接收设备生成wup；第三生成装置(或单元)，用于生成第二前导码，其包含指示第一前导码、所述净荷和所述wup的长度总和的第二长度指示；发射装置(或单元)，用于发射第二前导码、第一前导码、所述净荷和所述wup。

发射装置可用于向多个第一接收设备发射唤醒报文。所述发送装置(或单元)可以包括：第一生成装置(或单元)，用于生成多个wup；第二生成装置(或单元)，用于生成第一前导码，其包含指示第一长度大于或等于所述多个wup的长度总和的第一长度指示；发送装置(或单元)，用于发送第一前导码和所述多个wup。

从属权利要求2、3、4、5、6和7；9、10、11和12；14、15、16、17和18；以及20、21和22可以有各种组合。

通过实施上述实施例，可以捎带具有规则帧的唤醒报文，因此，所述唤醒报文不作为独立的物理协议数据单元发送，这会需要信道竞争，从而增加通信开销。此外，ieee802.11前导码不需要专门用于所述唤醒报文，进一步降低了通信开销。

上述实施例的优点包括通过在一个或多个唤醒报文上捎带规则帧(形成单个协议数据单元)，减少与发送一个或多个唤醒报文相关联的通信开销，从而减少发送设备执行的信道竞争过程的数量。上述实施例的另一优点包括通过在一个或多个唤醒报文上捎带前导码(形成单个协议数据单元)，减少与发送一个或多个唤醒报文相关联的通信开销，从而减少发送设备执行的信道竞争过程的数量。上述实施例的又一优点包括通过所述捎带可以无间隙地发送所述单个协议数据单元的各部分(例如，规则帧、一个或多个唤醒报文或前导码以及一个或多个唤醒报文)，从而进一步减少通信开销。

附图说明

为了更完整地理解本发明及其优点，现在参考下文结合附图进行的描述，其中：

图1示出了示例性智能楼宇；

图2示出了示例性ieee802.11通信系统；

图3示出了具有低功率唤醒无线的示例ieee802.11通信系统；

图4a示出了示例性唤醒报文的详细视图；

图4b示出了信号形式的示例性唤醒报文；

图5示出了传统ieee802.11n帧；

图6示出了本文描述的示例性实施例提供的准ieee802.11n帧、传统ieee802.11n帧以及捎带帧中的l-sig字段；

图7示出了本文描述的示例性实施例提供的传统ieee802.11n帧以及捎带帧中的ht-sig字段；

图8示出了本文描述的示例性实施例提供的一种示例性捎带帧；

图9示出了本文描述的示例性实施例提供的发送设备中发生的示例性操作的流程图；

图10示出了本文描述的示例性实施例提供的接收设备中发生的示例性操作的流程图；

图11示出了用于执行本文所描述方法的实施处理系统的框图；

图12示出了本文描述的示例性实施例提供的用于通过电信网络发送和接收信令的收发器的框图。

具体实施方式

以下详细论述当前实例实施例的操作和其结构。但应了解，本发明提供的许多适用发明概念可实施在多种具体环境中。所论述的具体实施例仅仅说明本发明的具体结构以及用于操作本发明的具体方式，而不应限制本发明的范围。

物联网(internetofthings，简称iot)是一系列技术和应用，使设备和位置能够生成各种信息，并且通过连接这些设备和位置进行即时数据分析，实现理想的“智能”动作。例如，所述iot有望通过将各种传感器和设施设备整合成一个整体，促进实现智能楼宇。图1示出了突出显示各种传感器和监控设备的智能楼宇100的示例，所述传感器和监控设备部署在商业或住宅楼宇里面或周围，用于监控各种状况，例如照明、温度、空气质量、火灾、烟雾、co气体、安全、入侵等，以及监控各种设备，例如照明设备、加热或冷却设备、通风设备、火灾报警设备、喷洒系统、安全报警设备、信息系统等，这些设备部署用于控制上述各种状况，以便以节能的方式给建筑中的人们提供健康、舒适、安全的环境。各种传感器和监控设备通过数据通信技术直接或通过通信控制中心与各种设施设备进行通信。例如，可以在整个智能楼宇中部署一个或多个数据接入点，其中所述数据接入点通常通过有线连接(例如电缆)连接到通信、数据分析和控制中心。所述数据接入点也与各种传感器和监控设备以及各种设施设备上的通信模块连接，通常通过无线通信(例如wi-fi、bluetooth和zigbee)，使各种传感器和设备可以以后部署在楼宇的任何地方，而无需改变先前的电缆布线。这些传感器和通信模块中有许多都用电池电源工作。

此外，所述iot还有望带来许多其它类型的设备，这些设备以电池供电并使用无线通信，例如消费市场中的个人可穿戴设备，以及工业iot中使用的传感器，例如矿业、交通、农业、牲畜业等。

图2示出了示例性ieee802.11通信系统200，其可用于智能楼宇中的数据通信。通信系统200包括接入点(accesspoint，简称ap)205，其中所述接入点205服务于多个站点，例如站点210、212、214、216和218。例如，站点210-218可以是所述智能楼宇中的设施设备的传感器、监控设备和通信模块，ap205可以是所述智能楼宇中的数据接入点，如前文图1所示和描述。在第一工作模式中，通常称为基于基础设施的通信模式或无线局域网(wirelesslan，简称wlan)模式，接入点205控制与其相关站点通信或其相关站点之间通信的某些方面(例如射频信道、传输功率限制、认证、安全性等)。一般来说，在通信系统200中，上行(站点到接入点)和下行(接入点到站点)发送的无线资源都是由发射器基于通常称为载波侦听多址访问/冲突避免(carriersensingmultipleaccesswithcollisionavoidance，简称csma/ca)的分布式竞争机制来接入的。然而，接入点205仍然可以通过将不同的接入优先级分配给站点和/或业务类型来影响资源分配，并且当在信道竞争中成功时，通过显式地为某些站点和/或业务分配特定的时间段，或者为特殊目的，例如静默期，在此期间，停止发射器发射。

在第二工作模式中，通常称为直接通信模式、自组织模式或对等模式，站点(例如站点216和站点218)充当对等站点，并且可以在不经过接入点205等集中式实体的情况下直接彼此通信。这种直接通信的示例包括wi-fi直接和邻居感知网络(neighborawarenessnetworking，简称nan)兼容的通信系统，两者均由wi-fi联盟基于ieee802.11标准规定。

虽然可以理解的是，通信系统可以采用能够与多个ue通信的多个接入点，但为了简单起见，仅示出了一个接入点和五个站点。

如前所述，许多可穿戴设备、传感器和iot设备用电池电源工作。因此，希望这些设备上的无线通信模块(radiocommunicationsmodule，简称rcm)具有低功耗。

图3示出了具有低功率唤醒无线(low-powerwake-upradio，简称lp-wur)的示例性ieee802.11通信系统300。通信系统300包括发送设备305和接收设备310。此外，发送设备305还包括增强型802.11rcm(标记为“802.11+”)307。增强型802.11rcm307能够使用ieee802.11标准信令以及lp-wur信令进行通信，包括发送唤醒报文。所述唤醒报文的至少净荷部分可以通过比ieee802.11标准信令更窄的信道带宽发送。例如，ieee802.11标准信令可以在20mhz的信道带宽上发送，所述唤醒报文的净荷可以在5mhz或更小的信道带宽上发送。较窄的带宽有助于降低预期唤醒接收器的成本和功耗，例如接收设备310中的接收器。正在考虑一种简单的调制和编码方案(modulationandcodingscheme，简称mcs)，例如开关键(on-off-keying，简称ook)，用于发送唤醒报文，以便实现简单的低功率接收器。然而，与其它mcs级别相比，ook调制在给定信噪比(signal-to-noiseratio，简称snr)下具有更短的接收范围。所述较窄的带宽有助于提高通带内的传输功率谱密度(从而提高所接收的信噪比)。在较窄的通带内接收到的较高snr有助于抵消或部分抵消ook调制对唤醒报文的接收范围的负面影响。

此外，接收设备310还包括802.11rcm312和lp-wur314。802.11rcm312用于传送用户数据，而lp-wur314则不是。因此，lp-wur314通常没有发射器。lp-wur314的存在目的是帮助802.11rcm312从休眠或关模式中唤醒。通常，当802.11rcm312为关(例如，在所述休眠模式下)时，lp-wur314为开。lp-wur314包括存储器(或寄存器)，设计用于存储与802.11rcm312相关联的处理器提供的值；接收器，设计用于接收至少所述唤醒报文的净荷；比较器，设计用于比较所接收到的净荷中的值与存储在所述存储器中的值。当所述接收值与所述存储值匹配时，所述比较器产生称为唤醒中断的信号。lp-wur314通过用于承载所述唤醒中断的连接与802.11rcm312耦合，lp-wur314可以使用所述连接将802.11rcm312从所述休眠模式中唤醒。在计算机科学中，中断是指处理器外部的一种信号，该信号提醒所述处理器处于高优先级状态或需要中断当前处理器正在执行的程序的事件。所述处理器作出响应，暂停其当前活动并执行程序来处理该事件。所述中断可以是临时的，且在处理所述事件的程序执行完毕后，所述处理器可以恢复其当前活动。例如，当暂时没有数据通信或接收到休眠命令时，与802.11rcm312相关联的处理器可以执行将802.11rcm312内部的电子电路的至少大部分置于休眠模式中的程序，所述休眠模式也可以称为省电模式或关机模式。当802.11rcm312的部分电子电路处于所述休眠模式时，802.11rcm312的能力被禁用，因为802.11rcm312不再能够使用ieee802.11标准信令进行通信。随后，当接收到lp-wur314生成的唤醒中断时，与802.11rcm312关联的处理器通过给802.11rcm312内部的电子电路上电来响应所述唤醒中断，从而恢复其利用ieee802.11标准信令进行通信的功能。通常，当处于开或有源状态时，802.11rcm312所消耗的功率将大幅高于lp-wur314，至少是一个或两个数量级的能量。处于开状态时，lp-wur314的示例性目标功耗小于100微瓦。lp-wur314的接收器具有与所述唤醒报文的净荷带宽相匹配的窄带宽，例如，小于或等于5mhz，并且接收范围大约等于802.11rcm的带宽。

在进行802.11通信时，发送设备305向接收设备310发送数据包，例如数据包320，其中802.11rcm312接收并处理所述数据包。

如图3所示，接收设备310初始处于功率降低状态。接收设备310能够降低功耗的一种方式是关闭802.11rcm312，同时保持lp-wur314处于开状态。当接收设备310处于所述功率降低状态时，802.11rcm312为关，且接收设备310无法接收或处理802.11数据包。

然而，lp-wur314保持开状态，并且接收设备310能够接收唤醒报文，例如唤醒报文325。在发送设备305向接收设备310发送数据但接收设备310处于所述功率降低状态的情况下，发送设备305首先向接收设备310发送唤醒报文325，例如，使用802.11+rcm307。lp-wur314接收并处理唤醒报文325，唤醒802.11rcm312。然后，发送设备305通过802.11+rcm307向接收设备310发送数据，接收设备310通过802.11rcm312接收所述数据。

突出显示330提供了示例性唤醒报文的详细视图，例如，唤醒报文325。所述唤醒报文包括前导码332和净荷334。为了与通信系统300中符合802.11的设备保持兼容，前导码332是通过兼容802.11标准信令(例如20mhz)的信道带宽发送的802.11传统前导码。由于lp-wur的接收器带宽通常不足以接收802.11传统前导码，例如前导码332，因此，不能由lp-wur(例如lp-wur314)检测前导码332。相反，前导码332用于传统802.11设备，以防止其在净荷发送334期间发送。前导码332中传统信号字段(legacysignal，简称l-sig)的速率子字段和长度子字段用于指示净荷334的时长。净荷334包括使用简单调制方式进行调制的信息，例如开关机(on-off-keying，简称ook)，并且通过较窄的信道带宽进行发送，例如5mhz或更小。因此，传统802.11设备通常无法正确解码净荷334。然而，传统802.11设备能够检测前导码332，因为前导码332完全符合传统802.11标准的带宽和信号格式。因此，当接收到前导码332时，传统802.11设备确认，所述信道将至少繁忙一段时间，该时长是根据速率和长度子字段中的值计算的，之后在净荷334的发送期间暂停其尝试发送，就好像净荷334符合ieee802.11标准信令一样。需要说明的是，ook调制可以通过修改相对较少的ofdm发射器实现，例如，增强型802.11rcm307不仅能够进行ofdm调制通信，而且能够发送符合ook调制波形的信号。

图4a示出了示例性唤醒报文400的详细视图。唤醒报文400包括前导码405和净荷410。前导码405符合802.11技术标准(包括传输带宽)，包括传统短训练字段(legacyshorttrainingfield，简称l-stf)406、传统长训练字段(legacylongtrainingfield，简称l-ltf)407和l-sig408。净荷410在比前导码405更窄的带宽上发送。净荷410包括多个字段，包括唤醒前导码411和媒体访问控制头(例如，接收器地址)412。唤醒前导码411包含唤醒序列。所述唤醒序列可以是例如具有良好的自相关特性的伪随机数序列，以协助lp-wur为采样和检测净荷410的余数获取时间。媒体访问控制头412包含唤醒报文400用于唤醒的接收设备的唤醒地址。净荷410也可以包括帧体413和帧检验序列(framechecksequence，简称fcs)414。帧体413可以包含其它信息，例如唤醒的原因或控制参数。fcs414包括用于对唤醒报文400进行完整性检查的循环冗余校验(cyclic-redundancycheck，简称crc)。

图4b示出了信号形式的示例唤醒报文450。如图4b所示，唤醒报文450的净荷(类似于净荷410)中的每个比特在等于ofdm符号周期(4微秒)的周期内发送，总数据速率为250kbps。

过去，唤醒报文通常被视为独立的物理(physical，简称phy)协议数据单元(physicalprotocoldataunit，简称ppdu)。因此，为了发送唤醒报文，ap需要分别竞争所述信道，以获得发送机会。为了赢得所述信道竞争，所述ap需要能够检测到所述信道已经空闲了一定的时间(例如，帧间间隔时间和随机退避时间的总和)。需要存在这些空闲周期，降低了发送数据业务的信道的利用率，其影响类似于所述ap的附加通信开销。

为了为传统设备提供兼容性，在所述唤醒报文的开始处插入传统的ieee802.11前导码(例如，图4a的前导码405)，以使所述唤醒报文显示为ieee802.11信号。所述传统ieee802.11前导码还使传统设备能够知道所述唤醒报文的结束，使所述传统设备在所述唤醒报文的发送期间不会发送。在通过窄带(例如5mhz或更低)发送的唤醒报文之前，所述传统ieee802.11前导码在宽带(例如20mhz)上发送。所述传统ieee802.11前导码不由所述唤醒接收器使用，因为所述唤醒接收器的带宽更窄。因此，就所述唤醒接收器而言，所述传统ieee802.11前导码是通信开销。

根据一示例性实施例，在用于第二站点的规则帧后面捎带用于第一站点的唤醒报文。通过在所述唤醒报文上捎带所述规则帧，发送设备例如ap或发送至其它站点或ap的站点，只需竞争所述信道一次就能同时发送所述规则帧和所述唤醒报文，就好像所述规则帧和所述唤醒报文是单个ppdu而不是两个ppdu。通过在所述唤醒报文上捎带所述规则帧，所述规则帧和所述唤醒报文可以立即相继发送。因此，在所述规则帧和所述唤醒报文之间不存在间隙或802.11前导码，如果所述唤醒报文作为单独的ppdu发送，则这两者均需要，从而通过将所述唤醒报文与所述规则帧组合来最小化与发送所述唤醒报文相关联的通信开销。

根据一示例性实施例，在用于第二站点的ieee802.11帧后面捎带用于第一站点的唤醒报文，以形成组合ppdu。所述ieee802.11帧可以是符合高吞吐量(highthroughput，简称ht)(通常也称为ieee802.11n)帧格式的帧。在ieee802.11帧的外部phy头中的第一长度字段，例如所述ieee802.11帧的传统phy头域中的传统信号(legacysignal，简称l-sig)字段中的传统长度(在下文中表示为l_length，以便区分内部phy头中的第二长度字段区)子字段，通过将所述唤醒报文的时长添加到反映所述ieee802.11帧在等待所述唤醒报文之前的时长的现有值来调整。因此，传统站点(例如，符合ieee802.11a、ieee802.11b或ieee802.11g等准ieee802.11n标准的站点)接收所述组合的ppdu，就好像所述组合的ppdu是一个ieee802.11帧。这些传统站点将根据所述l_length子字段设置其nav，这将防止其在所述组合ppdu的发送期间发送，从而保护所述唤醒报文和所述ieee802.11帧。

所述ieee802.11帧的内部phy头中的第二长度字段，例如所述ht-sig字段中的长度(在下文中表示为ht_length，以便区分l_length，)子字段，指示用于所述第二站点的ieee802.11帧中的phy业务数据单元(physervicedataunit，简称psdu)中的有用数据的长度，允许第二站点正确解码所述数据。所述psdu的媒体接入控制(mediaaccesscontrol，mac)头中的时长字段也可以相应地进行调整，使其它具有ht能力(即ieee802.11n兼容)的站点可以使用时长字段中的值来设置其各自的nav。

图5示出了传统ieee802.11n帧500。传统ieee802.11n帧500包括传统前导码505和ht前导码510，其中所述传统前导码505是所述外部phy头的示例，所述ht前导码510是所述内部phy头的示例。传统前导码505包括l-sig字段507。l-sig字段507包括可以速率子字段和长度子字段，这两者可一起用于计算称为l-sig时长509的时长，在所述时长内，传统站点(准ht或准ieee802.11n站点)将始终停止广播，即不进行发送。l-sig时长509的术语应解释为根据l-sig字段507中的速率和长度值导出的时长，而不是l-sig字段507的时长。l-sig字段507的时长在ieee802.11标准中具有明确的定义，无需在任何信令中显式指示。l-sig时长509对应于ht前导码510和净荷515的时长。ht前导码510包括ht-sig字段512，其包括可一起用于计算称为ht-sig时长514的时长的调制编码方案(modulationandcodescheme，简称mcs)子字段和长度子字段，其中ht兼容站点用于在净荷515中处理psdu520。类似地，术语ht-sig时长514应解释为根据ht-sig字段512中的mcs和长度值导出的时长，而不是ht-sig字段512的时长。ht-sig字段512的时长定义为ieee802.11n标准中的两个ofdm符号周期。需要注意的是，ht长训练字段(htlongtrainingfield，简称ht-ltf)符号nltf的数量等于空时流nsts的数量，但有3个空时流的情况除外。在这种情况下，传统ieee802.11n帧500中存在4个ht-ltf符号，其中在ht-sig字段512中指示nsts。

图6示出了本文描述的示例性实施例提供的准ieee802.11n帧、传统ieee802.11n帧以及捎带帧中的l-sig字段600。l-sig字段600包括4比特速率子字段605、1比特保留(reserved，简称r)子字段610、12比特长度子字段615(是所述外部phy头部中的第一长度字段的示例)、1比特奇偶性(parity，简称p)子字段620和6比特信号尾部子字段625。在准ieee802.11n帧中，速率子字段605用于指示发送所述帧余数(l-sig字段600后面)的数据速率(例如，所述调制编码方案)。然而，在传统ieee802.11n帧和捎带帧中，速率子字段605被有意设置为用于指示6mbps的数据速率(在此称为虚拟速率)，无论所述帧的净荷实际使用的数据速率是多少。6mbps是ieee802.11n支持的正交频分复用(orthogonalfrequencydivisionmultiplexing，简称ofdm)调制的最低数据速率。在传统ieee802.11n帧和捎带帧中设置速率子字段605时选择最低数据速率，以便在与长度子字段615(指示以八比特组为单位的净荷长度)中的值组合时产生可能指示的最长时间长度。因此，在传统ieee802.11n帧和捎带帧中，如速率子字段605所指示，每个ofdm符号l_ndbps的比特数为24。发送所述传统ieee802.11n帧的站点也需要将长度子字段615(也称为l_length子字段，以便区分内部phy头中的第二长度字段)设置为使图5所示的l-sig时长(如速率子字段605和长度子字段615所指示)(微秒)等于或大于从l-sig字段507结束到填充(padding，简称pad)比特字段结束之间的时长的值。l_length(以八比特组为单位)与l-sig时长(以时间为单位)之间的关系的数学公式可以为：

其中，上限运算符(ceil())为向上取整函数，l_ndbps＝24。数字16反映服务字段中的16比特，数字6反映尾比特字段中的6比特，如图5所示。

如上文所示，不符合ieee802.11n的传统ieee802.11站点(即，准ieee802.11站点)将接收l-sig字段600，并使用速率子字段605和l_length子字段615中的值来确定l-sig时长值，并设置其nav。然后，所述传统ieee802.11站点将避免在l-sig字段600后面的l-sig时长内竞争所述信道。

图7示出了本文描述的示例性实施例提供的传统ieee802.11n帧以及捎带帧中的ht-sig字段700。ht-sig字段700包括ht-sig1字段705和ht-sig2字段750。ht-sig1字段705包括调制编码方案(modulationandcodingscheme，简称mcs)子字段710、载波带宽(carrierbandwidth，简称cbw)子字段715和长度子字段720。ht-sig2字段750包括平滑、非探测、保留比特、聚合、空时分组编码(space-timeblockcoding，简称stbc)、前向纠错(forwarderrorcorrecting，简称fec)编码、短保护间隔(guardinterval，简称gi)和扩展空间流数(即，nsts)的子字段。ht-sig2字段750还包括循环冗余码(cyclicredundancycode，简称crc)校验子字段755和信号尾子字段760。

长度子字段720(也称为ht_length子字段，以便区分所述外部phy头中的第一长度字段)是所述内部phy头中的第二长度字段的示例，并设置为所述psdu字段(例如图5的psdu字段520)的数据长度(以八比特组为单位)。mcs子字段710指示从服务字段(例如，图5和图8的服务字段)到pad比特字段(例如，图5和图8的pad比特字段)使用的mcs级别。

ht兼容站点根据ht-sig字段700中的mcs和ht_length值推导出所述ht-sig时长内ofdm符号(nsym)的数量。nsym的数学推导公式可以为：

其中，ht_ndbps是从所述mcs级别推导出的每个ofdm符号的比特数。

所述ht-sig时长的数学推导公式可以为：

ht-sigduration＝nsym×4μsec。

因此，设置l_length，以满足以下条件：

其中，nltf是用于ht-ltf的ofdm符号的数量，等于空时流nsts的数量，但在3个空时流的情况下等于4除外。数字3是由于ht-sig字段(例如ht-sig字段512)的2个ofdm符号和ht-stf字段的1个ofdm符号而导致的。

根据一示例性实施例，在用于第二站点的ieee802.11帧后面捎带用于第一站点的唤醒报文，其中所述捎带帧仅包括与所述ieee802.11帧相关联的前导码。换句话说，所述唤醒报文的ieee802.11前导码(例如，图4a中的唤醒报文400的前导码405)被省略。所述ieee802.11帧和所述唤醒报文就像单个ppdu一样发送。因此，所述发射站只需要进行一次信道竞争即可实现两者的发射。省略与所述唤醒报文关联的ieee802.11前导码还有助于减少通信开销。

图8示出了示例性捎带帧800。捎带帧800包括ieee802.11帧805和唤醒报文810。ieee802.11帧805如图5、图6和图7所示，其中包括涉及如何确定所述l-sig时长和所述l_length值的例外情况。l-sig时长中的时间值对应于ht前导码820、净荷807和唤醒报文810的组合时长。ht-sig时长中的时间值仍然对应于ht兼容站点在净荷807中处理psdu所使用的时间值。唤醒报文810如图3、图4a和图4b所示，但不包括传统ieee802.11前导码(例如，图3中的传统前导码332和图4a中的传统前导码405)。

捎带帧800的发射站(例如所述ap)将ieee802.11帧805的l-sig字段的速率子字段设置为指示6mbps的速率和所述l-sig字段的l_length子字段，以满足以下公式：

其中，durationwup是所述唤醒报文的时长(微秒)，ht_length、ht_ndbps和nltf如前所述。

图9示出了发送设备中发生的示例性操作900的流程图。操作900可以指示发送设备(例如ap或站点)中发生的操作，因为所述发送设备通过在规则帧后面捎带唤醒报文来发送所述唤醒报文，其中所述规则帧用于第一接收设备，所述唤醒报文用于第二接收设备。

操作900开始于生成具有第一时长的净荷的发送设备(方框905)。所述净荷是帧的一部分，用于第一接收设备。所述发送设备为所述净荷生成第一前导码(方框910)。第一前导码包括第一指示，其指示与所述净荷的第一时长相关的第一长度。例如，第一长度的第一指示位于第一前导码的第一信号字段。所述发送设备生成具有第二时长的唤醒报文(方框915)。所述唤醒报文用于第二接收设备。所述发送设备为第一前导码、所述净荷和所述唤醒报文生成第二前导码(方框920)。第二前导码包括第二指示，其指示与第一前导码、所述净荷和所述唤醒报文的时长之和相关的第二长度。所述发送设备可以计算第一前导码、所述净荷和所述唤醒报文的时长之和，然后使用所述求和的时长(以时间为单位)和所述虚速率(如6mbps)确定以八比特组为单位的第二长度的值。例如，第二长度的第二指示位于第二前导码的第二信号字段。所述发送站点发送第二前导码、第一前导码、所述净荷和所述唤醒报文(方框925)。发送第二前导码、第一前导码、所述净荷和所述唤醒报文涉及生成包含第二前导码、第一前导码、所述净荷和所述唤醒报文的ppdu，然后发送所述ppdu。第二前导码、第一前导码、所述净荷和所述唤醒报文是立即相继发送的。换句话说，第二前导码、第一前导码、所述净荷和所述唤醒报文一个接一个地发送，两者之间没有任何间隙。

根据一示例性实施例，在规则帧(例如ieee802.11帧)后面捎带用于不同站点的多个唤醒报文。通过在所述多个唤醒报文上捎带所述规则帧，所述发送设备只需竞争所述信道一次就能同时发送所述规则帧和所述多个唤醒报文，就好像所述规则帧和所述多个唤醒报文是单个ppdu而不是多个ppdu一样。调整外部phy头中的第一长度字段(例如ieee802.11帧的l-sig字段的l_length子字段)的值，以同时包括所述规则帧和所述多个唤醒报文，而内部phy头中的第二长度字段(例如ieee802.11帧的ht-sig字段的ht_length子字段)的值与所述规则帧的时长有关。所述规则帧的mac头中的时长字段的值也调整为同时包括所述规则帧和所述多个唤醒报文。

根据另一示例性实施例，在传统前导码(例如，传统ieee802.11前导码)后面捎带用于不同站点的多个唤醒报文，而没有捎带规则帧(例如，ieee802.11帧)的净荷。在这种情况下，所述传统前导码和所述多个唤醒报文一个接一个地发送，而没有任何间隙。通过在单一传统ieee802.11前导码后面捎带所述多个唤醒报文，所述发送设备只需竞争所述信道一次就能发送所述多个唤醒报文，就好像所述多个唤醒报文是单个ppdu而不是多个ppdu一样。通过在所述多个唤醒报文之前发送所述单个传统ieee802.11前导码，整个组合的ppdu类似于符合ieee802.11的信号。所述传统ieee802.11前导码的l-sig字段中的长度子字段，结合所述l-sig字段的速率子字段中指示的虚拟速率(例如6mbps)，包括所述多个唤醒报文的总时长，使接收所述传统ieee802.11前导码的传统站点在发送所述多个唤醒报文期间不会发送。

图10示出了接收设备中发生的示例性操作1000的流程图。操作1000可以指示当所述接收设备接收到多个捎带唤醒报文时在接收设备(例如站点或ap)中发生的操作。

操作1000开始于接收多个捎带唤醒报文(方框1005)的接收设备。可以在规则帧(例如ieee802.11帧)后面或仅在传统前导码(例如传统(例如，准ieee802.11n)ieee802.11前导码后面捎带所述多个捎带唤醒报文。所述多个捎带唤醒报文中的每个唤醒报文由所述接收设备依次接收。所述接收设备执行检查以确定所述唤醒报文中的任何一个是否用于所述接收设备(方框1010)。例如，所述接收设备将所述唤醒报文中的唤醒地址与其自身的唤醒地址进行比较，并且如果存在匹配，则所述接收设备已经接收到用于自身的唤醒报文。

如果所述接收设备已接收到用于自身的唤醒报文，则所述接收设备唤醒无线控制模块(radiocontrolmodule，简称rcm)(方框1015)。关于用于唤醒设备的rcm并提供安全性的示例性系统和方法的详细讨论，请参见2016年8月3日递交的发明名称为“用于唤醒设备无线通信模块的系统和方法”的第62/370509号申请案及2016年8月31日递交的发明名称为“一种用于站点安全和快速唤醒的系统和方法”的第62/381899号申请案的共同转让美国临时申请案，这两份申请案的内容以引入的方式并入本文。所述接收设备使用所述唤醒rcm与发送设备通信(方框1020)。如果所述接收设备未接收到用于自身的唤醒报文，则操作1000结束。

目前运行的传感器设备中有很大一部分采用符合ieee802.11n标准的芯片组，这是因为其成本较低且功耗低(例如，与符合ieee802.11ac标准的芯片组相比)。随着ieee802.11技术的进一步发展，预计ieee802.11n和唤醒无线技术将继续在许多传感器设备上一起使用，因为ieee802.11技术的最新主要改进是基于多个天线，这是因为由于传感器设备的尺寸、功率预算和成本预算都首先限制其具有多个天线，所以传感器设备无法实现多个天线。因此，具有唤醒无线功能的发送设备可以有许多机会在ht帧或其它唤醒报文后面捎带唤醒报文。作为一说明性示例，所述发送设备可以利用一次唤醒传感器设备的策略，并在用于第二传感器设备(接下来将与所述发送设备通信)的唤醒报文上捎带发送至第一传感器设备(当前与所述发送设备通信)的最后一个数据帧相关联。

作为另一示例，中继设备在向ap发送确认帧确认接收到指定给所述中继设备服务的站点的下行数据帧时(但所述站点当前处于睡眠模式)可以在唤醒报文上捎带(针对所述站点)向所述ap发送的确认帧。

需要说明的是，一些ieee802.11帧在ieee802.11帧结束后的一个短帧间间隔(shortinterframespace，简称sifs)内请求确认(acknowledge，简称ack)或响应帧(例如请求发送(requesttosend，简称rts)帧、确认发送(cleartosend，简称cts)、块确认(blockacknowledgement，简称ba)请求帧或ack策略设置为“正常ack”的ba帧、通告通信量指标(announcementtrafficindicationmessage，简称atim)帧、数据帧或需要“正常ack”的管理帧)。根据ieee802.11标准，帧中的“正常ack”策略指示预期接收方应该在接收到所述帧后的一个短帧间(shortinterframespace，简称sifs)间隔后发送ack控制帧。由于接收所述ack或响应帧与发送所述唤醒报文之间的冲突，这些帧通常不能用于捎带所述唤醒报文。

然而，所述发送设备(例如，所述ap)可以在选择ht帧捎带所述唤醒报文时进行选择，例如，选择将管理帧或数据帧的ack策略位(即mac头中服务质量(qualityofservice，简称qos)控制字段的位b5和位b6)设置为表示“无ack”的“10”或表示“块ack”的“11”。根据ieee802.11标准，帧中的“无ack”策略表示预期接收方在接收到所述帧后不应该发送ack控制帧；帧中的“块ack”策略表示预期接收方应该缓存所述帧的接收结果，等待从同一发送站接收块ack(blockack，简称ba)请求帧，然后使用包含所述缓存结果的块ack帧响应所述块ack请求帧。在所述数据帧或管理帧确实需要确认的情况下，发送设备可以将所述帧的ack策略从“正常ack”更改为“块ack”，并且在例如发送所述唤醒报文之后的稍后时间内发送ba请求帧请求所述ba帧。

图11示出了用于执行本文所描述方法的实施处理系统1100的框图，其中所述处理系统1100可以安装在主机设备中。如图所示，处理系统1100包括处理器1104、存储器1106和接口1110-1114，其可以(或可以不)布置为如图11所示。所述处理器1104可以是用于执行计算和/或其它处理相关任务的任意组件或组件的集合，且所述存储器1106可以是用于存储供所述处理器1104执行的程序和/或指令的任意组件或组件的集合。用于生成前导码、长度指示、净荷、唤醒报文、确认策略指示和ppdu的装置可以包括处理器1104。进行信道竞争的装置可以包括处理器1104。在一实施例中，所述存储器1106包括非瞬时性计算机可读介质。所述接口1110、1112和1114可以是任何允许处理系统1100与其它设备/组件和/或用户通信的组件或组件的集合。例如，所述接口1110、1112和1114中的一个或多个可用于将数据、控制或管理消息从处理器1104传送到安装在主机设备和/或远端设备上的应用(例如，传感器)。又例如，接口1110、1112、1114中的一个或多个可用于允许用户或用户设备(例如个人电脑(personalcomputer，简称pc)等)与处理系统1100交互/通信。所述处理系统1100可包括图11中未描绘的其它组件，如长期存储器(例如非易失性存储器等)。

在一些实施例中，处理系统1100包括在接入电信网络或另外作为电信网络的部件的网络设备中。在一个实例中，处理系统1100处于无线或有线电信网络中的网络侧设备中，例如接入点、基站、中继站、调度器、控制器、网关、路由器、应用服务器，或电信网络中的任何其它设备。在其它实施例中，处理系统1100处于接入无线或有线电信网络的用户侧设备中，例如，用于接入电信网络的传感器设备、移动台、用户设备(userequipment，简称ue)、个人计算机(personalcomputer，简称pc)、平板电脑、可穿戴通信设备(例如，智能手表等)或任意其它设备。

在一些实施例中，接口1110、1112和1114中的一个或多个连接处理系统1100和用于通过电信网络传输和接收信令的收发器。图12示出了用于通过电信网络发送和接收信令的收发器1200的框图。收发器1200可以安装在主机设备中。如图所示，收发器1200包括网络侧接口1202、耦合器1204、发射器1206、接收器1208、信号处理器1210和设备侧接口1212。网络侧接口1202可以包括适于通过无线或有线电信网络发送或接收信令的任何组件或组件集合。耦合器1204可以包括用于促进通过网络侧接口1202进行的双向通信的任意组件或组件的集合。发射器1206可以包括用于将基带信号转换成适合通过网络侧接口1202传输的调制载波信号的任意组件或组件的集合(例如，上变频器、功率放大器等)。用于发送前导码、净荷、唤醒报文、数据和ppdu的装置可以包括发射器1206。接收器1208可以包括用于将通过网络侧接口1202接收的载波信号转换成基带信号的任意组件或组件的集合(例如，下变频器、低噪声放大器等)。除了用于接收所述宽带通信信号的组件之外，接收器1208还可以包括用于接收窄带唤醒信号的组件(如图8所示，例如捎带帧中的唤醒报文)。或者，包括用于接收所述窄带唤醒信号的组件的唤醒接收器与接收器1208实现并行连接，所述接收器1208将允许所述唤醒接收器唤醒接收器1208。用于接收前导码、净荷、唤醒报文、数据和ppdu的装置可以包括接收器1208。信号处理器1210可以包括任何用于将基带信号转换成适合通过设备侧接口1212传送的数据信号或将数据信号转换成适合通过设备侧接口1212传送的基带信号的组件或组件的集合。设备侧接口1212可以包括任何用于在信号处理器1210和主机设备内的组件(例如，处理系统1100、局域网(localareanetwork，简称lan)端口等)之间传送数据信号的组件或组件的集合。

收发器1200可通过任意类型的通信媒介传输和接收信令。在一些实施例中，收发器1200通过无线媒介传输和接收信令。例如，收发器1200可以为用于根据无线电信协议进行通信的无线收发器，例如蜂窝协议(例如长期演进(longtermevolution，简称lte)协议等)、无线局域网(wirelesslocalareanetwork，简称wlan)协议(例如wi-fi协议等)或任意其它类型的无线协议(例如蓝牙协议、zigbee、近距离通讯(nearfieldcommunication，简称nfc)协议等)。在此类实施例中，网络侧接口1202包括一个或多个天线/辐射元件。例如，网络侧接口1202可以包括单个天线，多个单独的天线，或用于多层通信，例如单收多发(single-inputmultiple-output，简称simo)、多输入单输出(multiple-input-single-output，简称miso)、多输入多输出(multiple-inputmultiple-output，简称mimo)等的多天线阵列。在其它实施例中，收发器1200通过有线介质例如双绞线电缆、同轴电缆、光纤等传输和接收信令。具体的处理系统和/或收发器可以使用示出的全部组件或使用组件的子集，设备的集成程度可能互不相同。

应当理解，此处提供的实施例方法的一个或多个步骤可以由相应的单元或模块执行。例如，信号可以由发送单元或发送模块进行发送。信号可以由接收单元或接收模块进行接收。信号可以由处理单元或处理模块进行处理。其它步骤可以由生成单元/模块、确定单元/模块和/或唤醒单元/模块执行。各个单元/模块可以为硬件、软件或其组合。例如，一个或多个单元/模块可以为集成电路，例如，现场可编程门阵列(fieldprogrammablegatearray，简称fpga)或专用集成电路(application-specificintegratedcircuit，简称asic)。

虽然已详细地描述了本发明及其优点，但是应理解，可以在不脱离如所附权利要求书所界定的本发明的精神和范围的情况下对本发明做出各种改变、替代和更改。