用于无线通信的范围扩展的系统、装置和方法

用于无线通信的范围扩展的系统、装置和方法
【专利说明】用于无线通信的范围扩展的系统、装置和方法
[0001] 相关申请的夺叉引用
[0002] 本申请要求于2012年11月2日提交的题为"SYSTEMS, APPARATUS, AND METHODS FOR RANGE EXTENSION OF WIRELESS COMMUNICATION(用于无线通信的范围扩展的系统、装 置和方法）"的美国临时申请No. 61/721，762(高通案卷号130350P1)的优先权，其全部内 容通过援引纳入于此。
[0003] 背景
[0004] 领域
[0005] 本申请一般涉及无线通信，尤其涉及用于在无线通信网络中使用中继器的系统、 方法、和设备。
【背景技术】
[0006]
[0007] 在许多电信系统中，通信网络被用于在若干个空间上分开的交互设备之间交换消 息。网络可根据地理范围来分类，该地理范围可以例如是城市区域、局部区域、或者个人 区域。此类网络可分别被指定为广域网（WAN)、城域网（MAN)、局域网（LAN)、无线局域网 (WLAN)、或个域网（PAN)。网络还根据用于互连各种网络节点和设备的交换/路由技术（例 如，电路交换-分组交换）、用于传输的物理介质的类型（例如，有线-无线）、和所使用的 通信协议集（例如，网际协议集、S0NET(同步光学联网）、以太网等）而有所不同。
[0008] 当网络元件是移动的并由此具有动态连通性需求时，或者在网络架构以自组织 (ad hoc)拓扑结构而非固定拓扑结构来形成的情况下，无线网络往往是优选的。无线网络 使用无线电、微波、红外、光等频带中的电磁波以非制导传播模式来采用无形的物理介质。 在与固定的有线网络相比较时，无线网络有利地促成用户移动性和快速的现场部署。
[0009] 无线网络中的设备可在彼此之间传送/接收信息。在一些方面，无线网络上的各 设备可以具有有限的传输范围。因此，需要用于在无线网络中进行通信的改进型系统、方法 和设备。
[0010]
[0011] 本发明的系统、方法和设备各自具有若干方面，其中并非仅靠任何单一方面来负 责其期望属性。在不限制如由所附权利要求所表达的本发明的范围的情况下，现在将简要 地讨论一些特征。在考虑此讨论后，并且尤其是在阅读题为"详细描述"的章节之后，将理解 本发明的特征是如何提供包括无线网络中的接入点和站之间的改进的通信在内的优点的。
[0012] 权利要求将在定稿后添加至此。
[0013] 附图简沐
[0014] 图1示出了示例性无线通信系统100。无线通信系统100可按照无线标准（例如 802. 11标准中的任一个标准）来操作。
[0015] 图2A示出了其中可采用本公开的各方面的另一示例性无线通信系统200。
[0016] 图2B示出了其中可采用本公开的各方面的另一示例性无线通信系统200。
[0017] 图3示出了可在图1的无线通信系统100、图2A的系统200、或图2B的系统250 内采用的无线设备302的示例性功能框图。
[0018] 图4A解说了包括AP 104、站106和中继器105的无线通信系统400。
[0019] 图4B解说了包括中继器105b、中继器105c、和站106的无线通信系统450。
[0020] 图5A是用于执行无线通信的过程500的流程图。
[0021] 图5B是无线通信系统100或200内可采用的示例性设备550的功能框图。
[0022] 图6A是用于执行无线通信的过程600的流程图。
[0023] 图6B是无线通信系统100或200内可采用的示例性设备650的功能框图。
[0024] 图7A是用于执行无线通信的过程700的流程图。
[0025] 图7B是无线通信系统100或200内可采用的示例性设备750的功能框图。
[0026] 图8A是用于执行无线通信的过程800的流程图。
[0027] 图8B是无线通信系统100或200内可采用的示例性设备850的功能框图。
[0028] 详细描沐
[0029] 以下参照附图更全面地描述本新颖系统、装置和方法的各种方面。然而，本公开可 用许多不同形式来实施并且不应解释为被限定于本公开通篇给出的任何具体结构或功能。 确切而言，提供这些方面是为了使本公开将是透彻和完整的，并且其将向本领域技术人员 完全传达本公开的范围。基于本文中的教导，本领域技术人员应领会到，本公开的范围旨在 覆盖本文中公开的这些新颖的系统、装置和方法的任何方面，不论其是独立实现的还是与 本发明的任何其他方面组合实现的。例如，可以使用本文所阐述的任何数目的方面来实现 装置或实践方法。另外，本发明的范围旨在覆盖使用作为本文中所阐述的本发明各种方面 的补充或者与之不同的其他结构、功能性、或者结构及功能性来实践的装置或方法。应当理 解，本文披露的任何方面可以由权利要求的一个或多个要素来实施。
[0030] 尽管本文描述了特定方面，但这些方面的众多变体和置换落在本公开的范围之 内。尽管提到了优选方面的一些益处和优点，但本公开的范围并非旨在被限定于特定益处、 用途或目标。确切而言，本公开的各方面旨在宽泛地适用于不同的无线技术、系统配置、网 络、和传输协议，其中一些藉由示例在附图和以下对优选方面的描述中解说。详细描述和附 图仅仅解说本公开而非限定本公开，本公开的范围由所附权利要求及其等效技术方案来定 义。
[0031] 流行的无线网络技术可包括各种类型的无线局域网（WLAN)。WLAN可被用于采用 广泛使用的联网协议来将近旁设备互连在一起。本文中所描述的各个方面可应用于任何通 信标准，诸如无线协议。
[0032] 在一些方面，亚千兆赫频带中的无线信号可根据802. 11协议使用正交频分复用 (OFDM)、直接序列扩频（DSSS)通信、OFDM和DSSS通信的组合、或其他方案来传送。802. 11 协议的实现可被用于传感器、计量、和智能电网。有利地，实现802. 11协议的某些设备的各 方面可以比实现其他无线协议的设备消耗更少的功率，和/或可被用于跨相对较长的距离 (例如，约1公里或更长）来传送无线信号。
[0033] 在一些实现中，WLAN包括作为接入无线网络的组件的各种设备。例如，可以有两 种类型的设备：接入点（"AP"）和客户端（亦称为站，或"STA"）。一般而言，AP可用作 WLAN的中枢或基站，而STA用作WLAN的用户。例如，STA可以是膝上型计算机、个人数字 助理（PDA)、移动电话等。在一示例中，STA经由遵循WiFi (例如，IEEE 802. 11协议，诸如 802. 11)的无线链路连接至AP以获得至因特网或至其它广域网的一般连通性。在一些实现 中，STA也可被用作AP。
[0034] 接入点（"AP"）还可包括、被实现为、或被称为B节点、无线电网络控制器("RNC")、 演进型B节点、基站控制器（"BSC"）、基收发机站（"BTS"）、基站（"BS"）、收发机功能 (" TF"）、无线电路由器、无线电收发机或其他某个术语。
[0035] 站"STA"还可包括、被实现为、或被称为接入终端（"AT"）、订户站、订户单元、移 动站、远程站、远程终端、用户终端、用户代理、用户设备、用户装备、或其他某个术语。在一 些实现中，接入终端可包括蜂窝电话、无绳电话、会话发起协议（"SIP"）话机、无线本地环 路（"WLL"）站、个人数字助理（"PDA"）、具有无线连接能力的手持式设备、或连接至无线 调制解调器的其他某种合适的处理设备。因此，本文所教导的一个或多个方面可被纳入到 电话（例如，蜂窝电话或智能电话）、计算机（例如，膝上型设备）、便携式通信设备、手持 机、便携式计算设备（例如，个人数据助理）、娱乐设备（例如，音乐或视频设备、或卫星无线 电）、游戏设备或系统、全球定位系统设备、或被配置成经由无线介质通信的任何其他合适 的设备中。
[0036] 如以上所讨论的，本文中所描述的某些设备可实现例如802. 11标准中的任一者。 此类设备（无论是用作STA还是AP还是其他设备）可被用于智能计量或者用在智能网格 网络中。此类设备可提供传感器应用或者用在家庭自动化中。这些设备可代替地或者附加 地用在医疗保健环境中，例如用于个人医疗保健。这些设备也可被用于监督以使得能够实 现范围扩展的因特网连通性（例如，以供与热点联用）、或者实现机器对机器通信。
[0037] 无线设备在无线网络上的传输范围是有限距离。为了容适在无线网络上通信的设 备的有限传输范围，接入点可被放置成使得接入点在各设备的传输范围内。在包括分开相 当大的地理距离的设备的无线网络中，多个接入点可能是必需的以确保所有设备能在该网 络上通信。包括这些多个接入点可增加无线网络的实现的成本。因此，可能期望减少在无 线网络横跨可能超过该网络上的设备的传输范围的距离时对附加接入点的需要的无线网 络设计。
[0038] 中继器可以比接入点花费更少。例如，一些接入点设计可包括无线联网硬件和与 基于传统有线LAN的技术（诸如以太网）对接所必需的硬件两者。这一附加复杂性可能导 致接入点比中继器更为昂贵。另外，因为接入点可与有线LAN对接，所以安装多个接入点的 成本超过了接入点本身的成本，并且可包括与有线LAN相关联的布线成本、以及与安装和 配置有线LAN相关联的劳力和其它安装成本。使用中继器而非接入点可以减少与接入点相 关联的某些成本。例如，因为中继器可以仅使用无线联网技术，所以与接入点设计相比，中 继器设计可以提供减少的成本。另外，中继无线话务的能力可以减少对有线LAN电缆敷设 的需要和与接入点相关联的安装费用。
[0039] 图1示出了示例性无线通信系统100。无线通信系统100可按照无线标准（例如 IEEE 802. 11标准）来操作。无线通信系统100可包括与STA 106通信的AP 104。
[0040] 可以将各种过程和方法用于无线通信系统100中在AP 104与STA 106之间的传 输。例如，可以根据OFDM/OFDMA技术在AP 104与STA 106之间发送和接收信号。如果是 这种情形，则无线通信系统100可以被称为OFDM/OFDMA系统。替换地，可以根据CDM技术 在AP 104与STA 106之间发送和接收信号。如果是这种情形，则无线通信系统100可被称 为CDM系统。
[0041] 促成从AP 104至一个或多个STA 106的传输的通信链路可被称为下行链路 (DL) 108,而促成从一个或多个STA 106至AP 104的传输的通信链路可被称为上行链路 (UL) 110。替换地，下行链路108可被称为前向链路或前向信道，而上行链路110可被称为 反向链路或反向信道。
[0042] AP 104可充当基站并提供基本服务区域（BSA) 102中的无线通信覆盖。AP 104 连同与该AP 104相关联并使用该AP 104来通信的诸STA 106-起可被称为基本服务集 (BSS)。应注意，无线通信系统100可以不具有中央AP 104,而是可以作为STA 106之间的 对等网络起作用。相应地，本文中所描述的AP 104的功能可替换地由一个或多个STA 106 来执行。
[0043] AP 104可经由通信链路（诸如，下行链路108)向系统100的其他节点STA 106传 送信标信号（或简称"信标")，这可帮助其他节点STA 106将它们的定时与AP 104同步，或 者可提供其他信息或功能性。此类信标可周期性地被传送。在一方