用于减轻无线网络中的冲突的方法和布置的制作方法
【技术领域】
[0001] 实施例处于无线通信的领域中。更特别地，实施例处于减轻在不同带宽下操作的 无线发射机和接收机的传输之间的冲突的领域中。
【背景技术】
[0002] 在IEEE802.lln/ac系统中，当定义了双带宽时，带宽的一半被定义为主信道，而 另一半为辅信道。例如，40MHz信道包含主20MHz信道和辅20MHz信道。为了使得IEEE 802.lln/ac设备能够共存，标准规范已定义了用于IEEE802.lln/ac系统的主信道和辅信 道的空闲信道评估（CCA)规则。
【附图说明】
[0003] 图1描述了包括多个通信设备的示例无线网络的实施例；
[0004] 图1A描述了用于建立无线通信设备之间的通信的导频的实施例；
[0005]图1B描述了用于建立无线通信设备之间的通信的导频结构的可替代实施例；
[0006] 图1C描述了信号字段的实施例；
[0007] 图1D描述了用于建立无线通信设备之间的通信的保护间隔检测器的实施例；
[0008] 图2描述了用于减轻在不同带宽下操作的无线发射机和接收机的传输之间的冲 突的保护间隔检测装置的实施例；
[0009] 图3描述了用于减轻在不同带宽下操作的无线发射机和接收机的传输之间的冲 突的流程图的实施例；和
[0010] 图4描述了用于减轻在不同带宽下操作的无线发射机和接收机的传输之间的冲 突的流程图的实施例。
【具体实施方式】
[0011] 下文为附图中描绘的新的实施例的详细描述。然而，提供的细节的量不是为了限 制描述的实施例的预期变化；相反地，权利要求书和详细描述是为了覆盖落入附带的权利 要求所限定的本教导的精神和范围内所有的修改、等同和替代。以下的详细描述被设计为 使这样的实施例对于本领域技术人员来说是可理解的。
[0012] 电气与电子工程师协会（IEEE)802.llah系统处于标准发展阶段。当前定义的带 宽为1兆赫兹（MHz)以及降频（down-clocked)的IEEE802.llac带宽的集合，g卩2、4、8和 16MHz。1MHz带宽不是从IEEE802.lln/ac速率导出的，并且因此该带宽模式或多或少地被 独立设计。在IEEE802.lln/ac系统中，当定义了双带宽时，带宽的一半被定义为主信道， 而另一半则为辅信道。例如，40MHz信道包括主20MHz和辅20MHz信道。为了能够共存，标 准规范已定义了用于IEEE802.lln/ac系统的主信道和辅信道的空闲信道评估（CCA)规 则。
[0013] 空闲信道评估（CCA)功能可以是物理层（PHY)中的逻辑功能，其用来确定对无线 介质使用的当前状态。当载波感测/空闲信道评估（CS/CCA)机制检测到信道繁忙状况时，CCA将检测介质繁忙状况。对于需要CCA-能量检测（CCA-ED)的操作类别，当CCA-ED检测 信道繁忙状况时，CCA也将检测介质繁忙状况。
[0014] 同样地，诸如IEEE802.llah的设备会定义了CCA规则。IEEE802.llah设备与 IEEE802.llac设备明显不同，在于：发射数据耗费的时间与发射导频耗费的时间的比率 更小。换句话说，用于IEEE802.llac设备的导频发射时间与数据发射时间的比率比用于 IEEE802.llah设备的比率大得多。因此，低功率的IEEE802.llah设备在分组传输的数 据部分中间比在分组传输的导频部分期间更加有可能从省电模式唤醒。在这种情况下，当 IEEE802.llah设备从省电模式唤醒进入激活状态或活动模式时，用于IEEE802.llac设 备的CCA规则可导致更高概率的冲突。
[0015] 另外，在1MHz带宽占用2MHz带宽的一半、可能占用4MHz带宽的四分之一、8MHz 带宽的八分之一和16MHz带宽的十六分之一得以采用的情况下，出现了与IEEE802.llah 设备的新的共存情况。在IEEE802.lln/ac中，使用40MHz的例子，20MHz带宽设备能够对 40MHz信号字段的两个一半的域都进行解码。这一事实对IEEE802.llah设备以及在类似 情况下的其他设备的CCA的设计提出了新的约束。
[0016] IEEE802.llah设备的目标应用之一在于大部分时间都进入省电模式的低功率设 备。对于这样的设备，具有同步网络分配向量（NAV)定时器的机会是小的。NAV为由每个站 (STA)维持的时间段的指示器，该时间段是到无线介质的传输不由STA发起的时间段，不管 STA的空闲信道评估（CCA)功能是否感测到无线介质繁忙。因此，实施例可以实现CCA逻 辑，该逻辑考虑在数据传输中间唤醒的更高可能性。
[0017] 实施例可包括用于减轻在不同带宽下操作的无线发射机和接收机的传输之间的 冲突的逻辑。在许多实施例中，接收机可能能够接收和检测在更宽和/或更窄的带宽下发 射的信号。在几个实施例中，接收机包括具有保护间隔检测器或循环前缀检测器的CCA逻 辑，用来检测主信道上的传输。许多实施例实现除对主信道的分组开始检测和能量检测之 外还可执行对主信道的保护间隔（GI)检测的CCA逻辑。在几个实施例中，该CCA逻辑还可 执行对辅信道或一个或多个非主信道的GI检测。例如，2MHz接收机可以实现保护间隔检 测器以检测1MHz带宽主信道上以及具有例如主频为900MHz(兆赫兹）的2MHz带宽信道的 1MHz带宽辅信道上的1MHz带宽的信号。
[0018] 在许多实施例中，保护间隔检测器的处理过程可作为CCA逻辑或与CCA逻辑耦合 的CCA操作的一部分。在其他实施例中，保护间隔检测器可独立于CCA操作来实现。一旦 设备准备好要发射分组，那么该设备可确定该设备是否正离开省电模式以及其NAV定时器 是否过时或失效。如果两者都为真，那么该设备还可使用诸如在图1D中所示的保护间隔检 测器1200的逻辑来执行对设备的频率带宽的主信道的GI检测。注意到，所述分组检测的 正常开始需要一个OFDM符号来检测短训练域（STF)。然而，根据通过模拟研宄获得的数据， 能够提供与分组开始检测可比较的灵敏度水平的可靠GI检测实现N= 4个符号（参见图 1D)。在这样的实施例中，N= 4个符号的持续时间可等于短帧间间隔（SIFS)间隙，使得可 能无需对CCA操作进行新的定时限制。
[0019] 在某些实施例中，保护间隔检测器可包括接收宽带宽信号的天线。这样的实施例 可包括从该宽带宽信号的主信道选择子载波的逻辑。在许多实施例中，在主信道上的信号 与该主信道上的信号的延迟版本相关，以比较相关过程中的峰值以确定一个或多个峰值是 否大于相关阈值。响应于该比较，保护间隔检测器可输出关于是否检测到主信道的信号的 指示。在某些实施例中，响应于在主信道上检测保护间隔，接收设备可推迟传输以避免与该 信号的冲突。
[0020] 某些实施例可以提供例如室内和/或室外"智能"网格和传感器服务。例如，某些 实施例可提供传感器以计量电力、水、燃气和/或在特定区域的一个或多个家庭中的其他 公共设施的使用，并且将这些服务的使用传送给计量子站。进一步实施例可以利用用于家 庭医疗、诊所或用于监视诸如跌倒检测、药瓶监控、体重监控、睡眠呼吸暂停、血糖水平、心 率等的家庭医疗有关的事件和病人生命体征的医院的传感器。设计用于这些服务的实施例 通常需要比IEEE802.lln/ac系统中提供的设备低得多的数据速率和低得多（超低）的功 率消耗。
[0021] 这里描述的逻辑、模块、设备和接口可执行由硬件和/或代码实现的功能。硬件和 /或代码可以包括软件、固件、微代码、处理器、状态机、芯片组或设计用来完成这些功能的 组合。
[0022] 实施例可以方便无线通信。某些实施例可以整合低功率无线通信如蓝牙?、无 线局域网（WLAN)、无线城域网（WMAN)、无线个域网（WPAN)、蜂窝网络、电气与电子工程师协 会（IEEE)IEEE802. 11-2012、用于信息技术的IEEE标准-系统之间的通信和信息交换-局 域网和城域网-特殊要求-部分11:无线LAN媒体访问控制（MAC)和物理层（PHY)规范 (http〖//standards,ieee.org/getieee802/download/802. 11-2012.pdf)、在网络、消息系 统和智能设备中的通信以方便这样设备之间的交流。另外，某些无线实施例可以并入单个 天线，而其他实施例可使用多个天线。
[0023] 现在回到图1，示出了无线通信系统1000的实施例。无线通信系统1000包括通信 设备1010,其与网络1005通过有线或无线连接。通信设备1010经由网络1005与多个通 信设备1050和1055进行无线通信。通信设备1010、1030、1050和1055可包括传感器、台 站、访问点、集线器、交换机、路由器、计算机、膝上电脑、笔记本、蜂窝电话、PDA(个人数字助 理）、或其他有无线功能的设备。
[0024] 通信设备1010、1030和1055可在2、4或8MHz带宽下操作，并且通信设备1050可 在1MHz带宽下操作。通过采用占用2MHz带宽的一半的1MHz，当例如2MHz操作覆盖两个 1MHz信道，例如主信道和辅信道时，需要解决共存的问题。
[0025] 在某些实施例中，可以通过用于分配主信道和非主信道的规则来减少共存问题。 例如，在2MHz基础服务集（BSS)中，规则可以规定：1MHz波形可仅仅在称为主信道的下部 (少于1MHz波段）且在4/8/16MHZBSS中被允许，当主要2MHz为整个带宽的最下部时，则 1MHz可仅仅在2MHz主信道的上部被允许。当主2MHz为整个波段的最上部时，1MHz可仅仅 在2MHz主信道的下部被允许。基于此，2MHz设备可例如通过在其传输之前对在其带宽的指 定下部（或上部）执行空闲信道评估（CCA)来检测1MHz传输。注意到，2MHz设备能够可以 通过选择其主或辅子信道之一而能够接收1MHz信号。
[0026] 当诸如通信设备1030的设备离开省电模式进入活动模式时，CCA逻辑1041对信道 进行测量，并且最可能的是该CCA测量将不会与另一个设备的分组传输开始一致，而可能 在传输中间的某个地方。在这种情况下，CCA逻辑1041包括诸如保护间隔检测器1042的 保护间隔检测器以与分组开始检测（SOP)检测和能量检测（ED)并行地执行对诸如2M