一种唤醒设备的方法、设备及系统与流程

本申请涉及通信领域，尤其涉及一种唤醒设备的方法和设备。

背景技术：

目前wi-fi技术已经推广到物联网(internetofthings，iot)领域，例如使用wi-fi通信模块作为主要功耗的设备，如可穿戴设备和数字医疗设备，这些设备的体积通常比较小，能携带的电池的体积和容量也比较受限。为了延长电池的使用时长，提出了wi-fi模块的休眠模式，并在设备中配置唤醒无线电/接收机(wake-upradio/receiver，wur)模块，即当设备没有数据传输时，让wi-fi模块进入休眠模式，如关闭收发射机，并打开wur模块进行侦听；当wur模块侦听到有其他设备(或称为第一设备，如接入点(accesspoint，ap))需要向该设备(或称为第二设备)发送数据时，换句话讲，当wur模块接收到ap发送的用于唤醒该设备wi-fi模块的消息时，wur唤醒该设备的主通信模块，即wi-fi模块，以完成后续该设备与ap之间的数据传输。因为wur模块为超低功耗的无线模块，且在无数据传输时，wi-fi模块处于休眠状态，降低了设备的耗电量。

但如果与该设备相关联的设备，或者说与该设备通信的设备，比如ap被更换为新的ap，那么该新ap没有办法发现与被更换掉的旧的ap相关联的该设备，也就无法唤醒该设备，进而与该设备进行数据传输。其中，与该ap相关联的该设备可以包括多个。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种新的唤醒设备的方法和设备。

第一方面，提供了一种唤醒设备的方法，该方法包括：

第一设备生成唤醒无线电wur帧，wur帧包括指示信息，指示信息指示第一设备发送完wur帧后停止工作，或，指示信息指示第一设备在发送下一个wur帧之前，第一设备不被更换，或，指示信息指示将有第三设备来替代第一设备；

第一设备向与第一设备关联的第二设备的wur模块发送wur帧，wur帧用于第二设备确定唤醒第二设备的主通信模块，以通过唤醒的主通信模块与替代第一设备的第三设备进行重关联。实现了更换后第一设备后的第三设备与被更换前第一设备相关联的第二设备的通信。

在一个可能的实现中，wur帧还包括第三设备的标识信息，第三设备是将替换第一设备的设备。

在另一个可能的实现中，wur帧还包括密钥信息和加密内容中的至少一项，用于第二设备验证wur帧的真实性。

在又一个可能的实现中，wur帧为wur信标帧。

在再一个可能的实现中，第一设备向与第一设备关联的第二设备的wur模块发送wur帧，具体为：

第一设备根据第二设备的wur模块的广播地址信息在第二设备的wur模块的工作频道来广播wur帧。

第二方面，提供了一种唤醒设备的方法，该方法包括：

第二设备的唤醒无线电wur模块接收第一设备发送wur帧，wur帧包括指示信息，指示信息指示第一设备发送完wur帧后停止工作，或，指示信息指示第一设备在发送下一个wur帧之前，第一设备不被更换，或，指示信息指示将有第三设备来替代第一设备；

第二设备根据wur帧确定唤醒第二设备的主通信模块，以通过唤醒的主通信模块与替代第一设备的第三设备进行重关联。实现了更换后第一设备后的第三设备与被更换前第一设备相关联的第二设备的通信。

在一个可能的实现中，wur帧还包括第三设备的标识信息，第三设备是将替换第一设备的设备。

在另一个可能的实现中，wur帧还包括密钥信息和加密内容中的至少一项，用于第二设备验证wur帧的真实性。

在又一个可能的实现中，wur帧为wur信标帧。

在再一个可能的实现中，第二设备的唤醒无线电wur模块接收第一设备发送wur帧，具体为：

第二设备在第二设备的wur模块的工作频道来接收wur帧。

第三方面，提供了一种唤醒设备的方法，该方法包括：

第三设备获取第二设备的设备信息和第一设备的设备信息，第三设备为替代第一设备的设备，第二设备为第三设备在替代第一设备之前，与第一设备相关联的设备，第二设备的设备信息包括第二设备的静态标识信息、第二设备的wur模块的广播地址信息和第二设备的wur模块的工作频道，第一设备的设备信息包括第一设备的标识信息；

第三设备生成唤醒无线电wur帧，wur帧包括指示信息，指示信息用于指示第三设备为替代第一设备的设备；

第三设备根据第二设备的wur模块的广播地址信息在第二设备的wur模块的工作频道来广播wur帧，wur帧用于指示第二设备唤醒第二设备的主通信模块，以通过唤醒的主通信模块与第三设备进行重关联。实现了更换后第一设备后的第三设备与被更换前第一设备相关联的第二设备的通信。

在一个可能的实现中，wur帧还包括密钥信息和加密内容中的至少一项，用于第二设备验证wur帧的真实性。

在另一个可能的实现中，wur帧为wur信标帧。

第四方面，提供了一种唤醒设备的方法，该方法包括：

第二设备的唤醒无线电wur模块在第二设备的wur模块的工作频道接收第三设备发送的wur帧，wur帧包括指示信息，指示信息用于指示第三设备为替代第一设备的设备；

第二设备根据wur帧唤醒第二设备的主通信模块，以通过唤醒的主通信模块与第三设备进行重关联。实现了更换后第一设备后的第三设备与被更换前第一设备相关联的第二设备的通信。

在一个可能的实现中，wur帧还包括密钥信息和加密内容中的至少一项，用于第二设备验证wur帧的真实性。

在另一个可能的实现中，wur帧为wur信标帧。

第五方面，提供了一种设备，设备为第一设备，设备包括：

处理器，用于生成唤醒无线电wur帧，wur帧包括指示信息，指示信息指示第一设备发送完wur帧后停止工作，或，指示信息指示第一设备在发送下一个wur帧之前，第一设备不被更换，或，指示信息指示将有第三设备来替代第一设备；

主通信模块，用于向与第一设备关联的第二设备的wur模块发送wur帧，wur帧用于第二设备确定唤醒第二设备的主通信模块，以通过唤醒的主通信模块与替代第一设备的第三设备进行重关联。实现了更换后第一设备后的第三设备与被更换前第一设备相关联的第二设备的通信。

在一个可能的实现中，wur帧还包括第三设备的标识信息，第三设备是将替换第一设备的设备。

在另一个可能的实现中，wur帧还包括密钥信息和加密内容中的至少一项，用于第二设备验证wur帧的真实性。

在又一个可能的实现中，wur帧为wur信标帧。

在再一个可能的实现中，主通信模块用于向与第一设备关联的第二设备的wur模块发送wur帧，具体为：

主通信模块根据第二设备的wur模块的广播地址信息在第二设备的wur模块的工作频道来广播wur帧。

第六方面，提供了一种设备，设备为第二设备，设备包括：

唤醒无线电wur模块，用于接收第一设备发送wur帧，wur帧包括指示信息，指示信息指示第一设备发送完wur帧后停止工作，或，指示信息指示第一设备在发送下一个wur帧之前，第一设备不被更换，或，指示信息指示将有第三设备来替代第一设备；

处理器，用于根据wur帧确定唤醒第二设备的主通信模块，以通过唤醒的主通信模块与替代第一设备的第三设备进行重关联。实现了更换后第一设备后的第三设备与被更换前第一设备相关联的第二设备的通信。

在一个可能的实现中，wur帧还包括第三设备的标识信息，第三设备是将替换第一设备的设备。

在另一个可能的实现中，wur帧还包括密钥信息和加密内容中的至少一项，用于第二设备验证wur帧的真实性。

在又一个可能的实现中，wur帧为wur信标帧。

在再一个可能的实现中，唤醒无线电wur模块用于接收第一设备发送wur帧，具体为：

wur模块在wur模块的工作频道来接收wur帧。

第七方面，提供了一种设备，设备为第三设备，设备包括：

处理器，用于获取第二设备的设备信息和第一设备的设备信息，第三设备为替代第一设备的设备，第二设备为第三设备在替代第一设备之前，与第一设备相关联的设备，第二设备的设备信息包括第二设备的静态标识信息、第二设备的wur模块的广播地址信息和第二设备的wur模块的工作频道，第一设备的设备信息包括第一设备的标识信息；

处理器，还用于生成唤醒无线电wur帧，wur帧包括指示信息，指示信息用于指示第三设备为替代第一设备的设备；

主通信模块，用于根据第二设备的wur模块的广播地址信息在第二设备的wur模块的工作频道来广播wur帧，wur帧用于指示第二设备唤醒第二设备的主通信模块，以通过唤醒的主通信模块与第三设备进行重关联。实现了更换后第一设备后的第三设备与被更换前第一设备相关联的第二设备的通信。

在一个可能的实现中，wur帧还包括密钥信息和加密内容中的至少一项，用于第二设备验证wur帧的真实性。

在另一个可能的实现中，wur帧为wur信标帧。

第八方面，提供了一种设备，第设备为第二设备，设备包括：

唤醒无线电wur模块在wur模块的工作频道接收第三设备发送的wur帧，wur帧包括指示信息，指示信息用于指示第三设备为替代第一设备的设备；

处理器，用于根据wur帧唤醒第二设备的主通信模块，以通过唤醒的主通信模块与第三设备进行重关联。实现了更换后第一设备后的第三设备与被更换前第一设备相关联的第二设备的通信。

在一个可能的实现中，wur帧还包括密钥信息和加密内容中的至少一项，用于第二设备验证wur帧的真实性。

在另一个可能的实现中，wur帧为wur信标帧。

第九方面，提供了一种系统，该系统包括第五方面或者第五方面任一可能实现方式的设备，以及第六方面或者第六方面任一可能实现方式的设备，或者，

该系统包括第七方面或者第七方面任一可能实现方式的设备，以及第八方面或者第八方面任一可能实现方式的设备。

在一个可能的实现中，第五方面或者第七提供的设备可以为接入点设备ap，第六方面或者第八提供的设备可以为站点(station)。

基于提供的一种唤醒设备的方法和设备，通过设备生成包括指示信息的wup帧，指示信息用于指示设备(第三设备)为替换旧设备(第一设备)的设备，或者设备(第一设备)发送完该wur帧后停止工作，或者设备(第一设备)在发送下一个wur帧之前，设备不被更换，正常工作；设备信息可以包括被替换掉的旧设备(第一设备)的相关信息，包括与被替换掉的旧设备相关联的第二设备的标识信息等，设备(第三设备)根据所述第二设备的wur模块的广播地址信息在所述第二设备的wur模块的工作频道来广播所述wur帧，以使第二设备接收到所述wur帧后，根据指示信息确定唤醒第二设备中的主通信模块(如wi-fi模块)，以通过唤醒的主通信模块与所述第三设备进行重关联，从而实现新设备(第三设备)和与旧设备(第一设备)关联的第二设备之间的通信。

本申请还提供了如下任一实施例，这些实施例的编号与本文中其他处实施例的编号并无特定的关系，仅为了此部分表述的方便:

一种发送唤醒无线电wur帧的方法，其特征在于，包括：

第一设备生成广播的唤醒无线电wur帧，所述唤醒无线电wur帧包括指示信息，所述指示信息用于指示所述第一设备是否是新设备，或者所述指示信息用于指示所述第一设备是否即将停止工作；

所述第一设备发送所述唤醒无线电wur帧到所述第二设备的辅助唤醒接口。

使用广播的wur帧来重新发现旧设备关联的sta(如嵌入式传感器节点)，sta收到所述wur帧中的指示信息后，可以根据所述指示信息而确定选择唤醒sta的主通信接口，以便与新ap通信。这样可以避免频繁备份sta的辅助唤醒接口的信息。例如，如果接入点ap需要周期性的广播wurbeacon，则可以重复利用wurbeacon，在所述wurbeacon中增加所述指示信息，或者重复利用wurbeacon中的一些信息(如帧类型信息)来指示一个ap是否是新更换的ap或者一个ap是否是即将停止工作的ap。

如1所述的方法，所述唤醒无线电wur帧还包括以下信息中的一个或多个：

传统802.11前导、唤醒前导、帧类型信息、所述第一设备的信息、所述第一设备所在的基本服务集的信息、所述第二设备的信息、所述第二设备所在的基本服务集的信息、和帧校验序列fcs。

所发送的广播的wur帧可以进一步包括发送者的信息(如ap的信息)、接收者的信息(如广播地址)、基本服务集的信息，所述信息可以用于帮助设备sta判断一个wur帧是否与自己有关，例如，sta自己是否是所述wur帧的目标接收者。所述wur帧里还可以包括帧校验序列，可以用于帮助sta判断收到的wur帧是不是正确的。

如1或2所述的方法，所述唤醒无线电wur帧还包括秘密信息，所述秘密信息是所述第一设备和所述第二设备所共享的。

所述wur帧里可以进一步包括秘密信息，所述秘密信息用于帮助设备sta对收到的wur帧的真实性进行认证，可以防止攻击者伪造所述wur帧以致sta不断唤醒其主通信接口而浪费电。接入点ap和设备sta需要先商量好所述密钥信息，即所述密钥信息是ap和sta所共享的。

如1或2所述的方法，还包括：

所述唤醒无线电wur帧中的部分内容是加密的，所述加密用到的加密算法和密钥是所述第一设备和所述第二设备所共享的。

为了防止攻击，所述广播的wur帧中也可以包括部分加密的内容，所述加密的内容可以用于帮助设备sta对接收到的wur帧的真实性进行认证。所述加密和解密的算法、以及密钥是ap和sta都知道的。sta对收到的wur帧的部分内容需要做解密操作，然后才能校验所述wur帧的正确性和真实性。

如1至4任一项所述的方法，还包括：

所述唤醒无线电wur帧是唤醒无线电信标帧wurbeacon，所述唤醒无线电信标帧wurbeacon是广播帧。

如果接入点ap需要周期性的广播wurbeacon，则可以重复利用wurbeacon，在所述wurbeacon中增加所述指示信息，或者重复利用wurbeacon中的一些信息(如帧类型信息)来指示一个ap是否是新更换的ap或者一个ap是否是即将停止工作的ap。

如1至5任一项所述的方法，所述第一设备为接入点ap，所述第二设备为设备sta。

一种发送唤醒无线电wur帧的设备，其特征在于，所述设备包括：存储器、处理器、辅助唤醒接口和主通信接口；所述存储器用于存储指令和数据；所述处理器用于调用所述存储器存储的指令，通过所述辅助唤醒接口和所述主通信接口执行如权1-5任一所述的方法。

如7所述的设备，所述辅助唤醒接口为辅助唤醒模块(如wur模块)提供的通信接口，所述主通信接口为主通信模块(如wi-fi模块)提供的通信接口。

一种接收唤醒无线电wur帧的方法，其特征在于，包括：

第二设备通过所述第二设备的辅助唤醒接口接收第一设备发送的唤醒无线电wur帧，所述唤醒无线电wur帧包括指示信息，所述指示信息指示所述第一设备是否是新设备，或者所述指示信息指示所述第一设备是否即将停止工作；

所述第二设备根据所述指示信息确定所述第二设备的主通信接口的工作状态。

使用广播的wur帧来重新发现旧设备关联的sta(如嵌入式传感器节点)，sta收到所述wur帧中的指示信息后，可以根据所述指示信息而确定选择唤醒sta的主通信接口，以便与新ap通信。这样可以避免频繁备份sta的辅助唤醒接口的信息。例如，如果接入点ap需要周期性的广播wurbeacon，则可以重复利用wurbeacon，在所述wurbeacon中增加所述指示信息，或者重复利用wurbeacon中的一些信息(如帧类型信息)来指示一个ap是否是新更换的ap或者一个ap是否是即将停止工作的ap。

如9所述的方法，所述唤醒无线电wur帧还包括以下信息中的一个或多个：

传统802.11前导、唤醒前导、帧类型信息、所述第一设备的信息、所述第一设备所在的基本服务集的信息、所述第二设备的信息、所述第二设备所在的基本服务集的信息、和帧校验序列fcs。

所发送的广播的wur帧可以进一步包括发送者的信息(如ap的信息)、接收者的信息(如广播地址)、基本服务集的信息，所述信息可以用于帮助设备sta判断一个wur帧是否与自己有关，例如，sta自己是否是所述wur帧的目标接收者。所述wur帧里还可以包括帧校验序列，可以用于帮助sta判断收到的wur帧是不是正确的。

如9或10所述的方法，还包括：

所述唤醒无线电wur帧中携带秘密信息；

在所述第二设备根据所述指示信息确定所述第二设备的主通信接口的工作状态之前，所述第二设备通过比较所述第二设备本地存储的秘密信息和所述唤醒无线电wur帧中携带秘密信息来对所述接收到的唤醒无线电wur帧的真实性进行认证，所述本地存储的秘密信息是所述第一设备和所述第二设备所共享的。

所述wur帧里可以进一步包括秘密信息，所述秘密信息用于帮助设备sta对收到的wur帧的真实性进行认证，可以防止攻击者伪造所述wur帧以致sta不断唤醒其主通信接口而浪费电。接入点ap和设备sta需要先商量好所述密钥信息，即所述密钥信息是ap和sta所共享的。这个方案里，sta只需要对收到的wur帧中秘密信息进行验证就可以判断所述wur帧的真实性，计算复杂度很低。

如9或10所述的方法，还包括：

所述唤醒无线电wur帧中的部分内容是加密的；

在所述第二设备根据所述指示信息确定所述第二设备的主通信接口的工作状态之前，所述第二设备通过所述加密的内容来对所述接收到的唤醒无线电wur帧的真实性进行认证，所述真实性认证包括所述第二设备对所述加密的内容进行解密，并校验解密后的唤醒无线电wur帧，所述加密和解密的算法、以及密钥是所述第一设备和所述第二设备所共享的。

为了防止攻击，所述广播的wur帧中也可以包括部分加密的内容，所述加密的内容可以用于帮助设备sta对接收到的wur帧的真实性进行认证。所述加密和解密的算法、以及密钥是ap和sta都知道的。sta对收到的wur帧的部分内容需要做解密操作，然后才能校验所述wur帧的正确性和真实性。

如9至12任一项所述的方法，还包括：

所述唤醒无线电wur帧是唤醒无线电信标帧wurbeacon，所述唤醒无线电信标帧wurbeacon是广播帧。

如果接入点ap需要周期性的广播wurbeacon，则可以重复利用wurbeacon，在所述wurbeacon中增加所述指示信息，或者重复利用wurbeacon中的一些信息(如帧类型信息)来指示一个ap是否是新更换的ap或者一个ap是否是即将停止工作的ap。

如9或10所述的方法，所述第二设备根据所述指示信息确定所述第二设备的主通信接口的工作状态包括：

所述第二设备选择唤醒所述第二设备的主通信接口，或者所述第二设备保持所述第二设备的主通信接口的工作状态不变。

设备sta收到所述wur帧和所述指示信息后，可以选择不改变其主通信接口的工作状态，例如，为了省电而保持其主通信接口为关闭状态；或者设备sta可以将其主通信接口的工作状态由休眠状态改变为工作状态(如接收状态)，以便与新更换的接入点ap通信。

如9至14任一项所述的方法，所述第一设备为接入点ap，所述第二设备为设备sta。

一种接收唤醒无线电wur帧的设备，其特征在于，所述设备包括：存储器、处理器、辅助唤醒接口和主通信接口；所述存储器用于存储指令和数据；所述处理器用于调用该存储器存储的指令，通过所述辅助唤醒接口和所述主通信接口执行如权9-14任一所述的方法。

如16所述的设备，所述辅助唤醒接口为辅助唤醒模块(如wur模块)提供的通信接口，所述主通信接口为主通信模块(如wi-fi模块)提供的通信接口。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种系统示意图；

图2为本发明实施例提供的一种唤醒帧的示意图；

图3为本发明实施例提供的一种wur帧示意图；

图4为本发明实施例提供的一种唤醒设备的方法流程图；

图5为本发明实施例提供的另一种唤醒设备的方法流程图；

图6为本发明实施例提供的另一种wur帧的示意图；

图7为本发明实施例提供的又一种wur帧的示意图；

图8(a)为本发明实施例提供的一种密钥占位示意图；

图8(b)为本发明实施例提供的另一种密钥占位示意图；

图9为本发明实施例提供的一种设备的结构示意图；

图10为本发明实施例提供的另一种设备的结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供的唤醒设备的方法和设备，适用于基于wi-fi的物联网和可穿戴式wi-fi网络。可穿戴式wi-fi网络是指手机或者智能终端作为虚拟接入点(softap)和关联的可穿戴设备组成的wi-fi网络。物联网和可穿戴式wi-fi网络中的设备(station，sta)是由小容量电池供电的设备，并且该设备具有低功耗和长时间电池续航需求。

物联网和可穿戴式wi-fi网络中的设备可以包括至少一个接入点(accesspoint，ap)和至少一个设备(sta)。其中，ap为支持802.11协议的ap。在本发明实施例中，ap可以称为第一设备，sta称为第二设备。第一设备和第二设备均可以被用作唤醒设备或者被唤醒设备。

如图1所示，ap为唤醒设备，sta为被唤醒设备。ap和sta可以包括主通信模块和辅助唤醒模块；主通信模块为wi-fi模块，辅助唤醒模块为wur模块。ap可以向sta的wur模块发送唤醒帧(wake-uppacket，wup)，以通过wur模块唤醒sta中的wi-fi模块，进而实现ap与sta的通信。ap向sta发送唤醒帧是ap通过sta的唤醒wur接口向sta的wur模块发送唤醒帧。但现有技术中存在以下情况，在sta的wi-fi模块处于休眠时，与该sta关联的ap由于陈旧，损坏或是故障停止工作等原因被更换，更换后的ap(新ap或者称为第一设备)无法得知与被更换的ap(旧ap或者称为第三设备)相关联的至少一个sta的配置信息，例如sta的wur接口的标识(id)，那么更换后的ap也就无法向与被更换的ap相关联的至少一个sta发送唤醒帧。

在本发明实施例中，wup为唤醒无线电(wake-upradio，wur)帧，wur帧中包括指示信息。指示信息用于指示ap是否为新更换的ap，或者ap是否在正常工作，或者ap即将停止工作，即ap在向sta发送下一个wur帧之前停止工作；在一个实施例中，wur还包括设备信息，设备信息可以包括被更换的ap在被更换之前，与其相关联的至少一个sta的标识信息等信息，或者与当前ap相关联的至少一个sta的标识信息等信息。其中，sta的标识信息可以为媒体接入控制(mediumaccesscontrol，mac)地址，关联标识符(associationid，aid)或者部分关联标识符(partialassociationid，paid)。

该wur帧为ap生成的。例如，当一个ap由于发生故障或者即将停止工作，而被替换后，新替换的ap从网络管理设备中获取与被替换掉的ap相关联的至少一个sta的主通信接口和wur接口的信息，该信息包括sta的标识信息；或者人工手动为新替换的ap配置与被替换掉的ap相关联的至少一个sta的主通信接口和wur接口的信息。其中，被替换掉的ap相关联的至少一个sta的主通信接口和wur接口的信息是预先备份在网络管理设备中的或者人工手动存储和备份的。

ap和sta使用简单的电路设计和信号处理方法，使wur模块的平均功耗很低，例如，当wur模块采用工作循环(duty-cycling)时，10％duty-cycle，即wur模块周期性醒来和休眠，wur模块的平均功耗大约是100微瓦(μw)，约占wi-fi模块平均功耗的0.1％。相比直接开启wi-fi模块侦听信道，采用wur能够显著降低无线设备平均功耗。唤醒帧的接收和译码比标准的wi-fi帧要简单很多。唤醒帧通常采用易于接收端解调的调制方式，例如通断键控(on-offkeying，ook)调制。以ook调制为例，接收端通过有无能量判断接收信号承载的信息，例如，有能量为“1”，无能量为“0”。而对于传统的wi-fi帧，在发送端需要进行二进制卷积码(binaryconvolutionalcodes，bcc)/ldpc和ifft等操作，相应的在接收端就需要执行fft和bcc/ldpc解码等复杂的信号处理操作，而这些接收处理操作会耗费大量电能。

为了降低wur模块的能耗和唤醒帧出错的概率，唤醒帧的长度尽量短，携带的内容尽量的少。现有技术中，如图2所示，唤醒帧可以包括以下内容中的至少一个：传统802.11前导(preamble)、唤醒前导(wake-uppreamble)、帧类型信息(frametype)、接收者地址(receiveaddress，ra)、发送者地址(transmitaddress，ta)、网络标识(networkid)、控制信息(controlinfo)、计数器信息(counter)、帧认证信息和帧校验信息(如帧校验序列(framechecksequence，fcs))。其中，唤醒帧(wup)中的唤醒前导(wake-uppreamble)，或者称作物理导频序列(physicalpreamblesequence)主要是用来标识唤醒帧的开始、实现符号同步和接收机的agc设置等。接收者地址用于识别唤醒帧的目标接收者，可以是单播地址(unicastaddress)或者组播地址(group-castaddress)。接收者地址可以包括网络标识(networkid)信息或包括目标设备的唤醒无线电标识(wurid)信息；或者接收者地址(ra)可以是网络标识(networkid)和目标设备的唤醒无线电标识(wurid)的组合。目标设备的唤醒无线电标识(wurid)可以由ap或ac选择和分配，或者唤醒无线电标识可以在设备出厂时就设定好。网络标识(networkid)可以用于识别所述唤醒帧所属的基本服务集(basicserviceset，bss)和/或关联的ap，例如，bsscolor或者基本服务集标识符(basicservicesetidentifier，bssid)。网络标识(networkid)可以是目标设备的唤醒无线电标识(wurid)的一部分。

本发明实施例提供的wur帧如图3所示，图3仅为本发明提供的一种wur帧结构。如图3所示，该wur帧可以包括传统802.11前导、唤醒前导、设备信息、指示信息、广播地址(broadcastaddress)、发送地址和fcs。其中，设备信息可以为ap信息，或称为基本服务集(basicserviceset，bss)信息。其中，广播地址即wur接口的广播地址，可以用于识别wur帧的目标接收者，例如一个bss内的所有sta的wur接口；广播地址可以包括ap信息或bss信息。发送地址用于识别wur帧的发送者；发送地址也可以包括ap信息或bss信息。fcs可以用于接收端校验wur帧的正确性。

下面结合附图4对本发明实施例提供的唤醒设备的方法进行说明。

需要说明的是，下文中，第一设备为正在正常工作的设备，例如ap，第三设备为替换第一设备的设备，第二设备为与第一设备或者第三设备相关联的设备。其中，第三设备替换第一设备的原因有多种，例如第一设备的陈旧，硬件故障等原因。在本发明实施例中，第一设备和第三设备可以为ap或者sta，第二设备可以为sta或者ap。在本发明实施例中，以第一设备和第三设备为ap，第二设备为sta为例进行说明。

如图4所示，该方法可以包括以下步骤：

s101，第一设备生成wur帧。

在第一设备生成wur帧之前，可以人工配置一些信息，例如，第一设备即将停止工作，即即将被替换的设备的信息，或者因为设备的硬件突然故障，替换为第一设备时，人工配置替换为第一设备的信息。

在本发明实施例中，当第一设备为正在正常工作的设备，或者即将停止工作的设备。例如第一设备为ap，这里说的正常工作的ap为在一段时间内不会被替换掉的ap，或者说ap在发送下一个wur帧之前不会被更换的ap。即将停止工作的ap为在发送完该wur帧之后就会被更换的ap。

其中，wur帧包括指示信息，指示信息指示第一设备发送完wur帧后停止工作，或者，指示信息指示第一设备在发送下一个wur帧之前，第一设备不被更换，或者，指示信息指示将有第三设备来替代第一设备。

在本发明实施例中，指示信息可以包括一个或者多个比特。可选地，指示信息可以通过wur帧的帧类型字段来携带，如图3所示。

可选地，在本发明的一个实施例中，wur帧为wur信标帧。

可选地，在本发明的一个实施例中，wur帧还包括第三设备的标识信息，所述第三设备是将替换所述第一设备的设备。

s102，第一设备向与第一设备关联的第二设备的wur模块发送wur帧。

在本发明实施例中，第一设备根据所述第二设备的wur模块的广播地址信息在所述第二设备的wur模块的工作频道来广播所述wur帧。wur帧用于第二设备确定唤醒第二设备的主通信模块，以通过唤醒的主通信模块与替代第一设备的第三设备进行重关联。

第二设备接收到wur帧后，根据wur帧中的指示信息确发送wur帧的第一设备是以下情况中的哪一种：这里假设第一设备和第三设备为ap设备，第二设备为与第三设备相关联的sta。

情况一、第一设备为正常工作的ap，即在发送下一个wur帧时，该ap不会被替换；

情况二、第一设备为即将停止工作的ap，即在发送下一个wur帧之前，该ap会被替换掉；

情况三、将有第三设备来替代第一设备。

在本发明实施例中，第一设备可以关联至少一个第二设备，第一设备向与之关联的至少一个第二设备分别发送wur帧。

s103，第二设备根据所述wur帧确定唤醒所述第二设备的主通信模块。

第二设备接收到wur帧后，根据wur帧的内容确定唤醒的主通信模块。当指示信息指示ap为正常工作的ap时，sta可以唤醒sta的主通信模块，即wi-fi模块。可选地，在本发明的一个实施例中，当sta确定指示信息指示的ap为正常工作的ap时，sta也可以不改变其主通信模块的工作状态。

当指示信息指示ap为即将停止工作，且在当前时刻之前的t1时间段内没有接收到指示ap即将停止工作的wur帧(此条件可以为进一步可选的条件)时，sta唤醒sta的wi-fi模块，以等待与替换该ap的新ap进行通信，例如建立关联或者协商密钥等。

可选地，在本发明的一个实施例中，t1可以由sta确定，或者由设备厂商设定，或者用户人工设定，或者可以由于该sta相关联的ap设定。例如，t1可以分别为30秒。在一个实施例中，如果在当前时刻之前的t1时间段内已经收到了指示ap为一个即将停止工作的wur帧，sta可以不改变其wi-fi模块的工作状态。

第二设备通过唤醒的主通信模块与替换第一设备的第三设备进行重关联，即实现了第三设备替换第一设备时，与第一设备关联的第二设备的唤醒，进而与第三设备进行通信。

图5为本发明实施例提供的另一种唤醒设备的方法，如图5所示，该方法可以包括以下步骤：

s201，第三设备获取第二设备的设备信息和第一设备的设备信息。

其中，第三设备为替代第一设备的设备，第二设备为第三设备在替代第一设备之前，与第一设备相关联的设备，第二设备的设备信息包括第二设备的静态标识信息、第二设备的wur模块的广播地址信息和第二设备的wur模块的工作频道，第一设备的设备信息包括第一设备的标识信息。在本发明实施例中，第二设备的静态标识信息可以为第二设备的mac地址；第一设备的标识信息可以为第一设备的mac地址，或者第一设备对应的bsscolor，或者bssid。

当第一设备为ap时，设备信息为ap信息或者ap的bss。该ap信息包括与ap相关联的至少一个第二设备(如sta)的标识信息，例如，sta的唤醒接口的mac地址。

可选地，在本发明的一个实施例中，ap可以从网络管理设备中获取ap信息或ap的bss；或者可以通过人工为ap配置ap信息或ap的bss。

其中，网络管理设备中的ap信息或者ap的bss为预先存储的。在sta的wi-fi模块被唤醒后，ap会更新sta的wur模块对应接口的地址信息，如wur的标识(id)，或者更新sta的工作循环(duty-cycle)参数；或者人工备份wurid或duty-cycle参数。

可选地，在本发明实施例中，ap还可以从网络管理设备获取与ap关联的sta的数量信息，以及每个sta的man地址，每个sta的wur模块的工作频道等信息。

s202，第三设备生成wur帧。

wur帧包括指示信息，指示信息用于指示第三设备为替换第一设备的设备。在一个实施例中，wur帧还包括第一设备的设备信息和第二设备的设备信息，设备信息包括第三设备在替换第一设备之前，与第一设备相关联的第二设备的标识信息，其中，sta的标识信息可以为mac地址，aid或者paid。

在本发明实施例中，第一设备为正在正常工作的设备，或者即将停止工作或即将被替换掉的设备，或者已经被替换掉的设备，该第一设备可以为ap。第三设备为替换第一设备的设备，被替换掉的第一设备，例如被替换掉的ap，该被替换掉的ap可能是由于出现故障无法工作，或者损坏，陈旧等原因被替换。第二设备为与第一设备相关联的设备，可以为sta。在本发明实施例中，与第一设备相关联的第二设备可以有至少一个。

在本发明实施例中，指示信息可以包括一个或者多个比特。可选地，指示信息可以通过wur帧的帧类型字段来携带，如图3所示。

当第一设备和第三设备为ap时，第一设备的设备信息为ap信息或bss信息。ap信息可以是ap的mac地址或压缩的mac地址；bss信息可以是ap所在的基本服务集的信息，例如bsscolor或者bssid，或者压缩的bssid。

需要说明的是，在本发明实施例中，当第三设备为新替换的新ap，第一设备为被替换掉的旧ap时，新ap从网络管理设备获取被替换掉的旧ap的设备信息之前，新ap可以被预先配置旧ap的标识信息，例如mac地址，或者人工配置新ap和旧ap采用相同的mac地址，这样，当网络管理设备接收到新ap获取旧ap的设备信息时，才可以根据mac地址发送相应设备的设备信息。在本发明实施例中新ap还可以通过其他方式获取旧ap的mac地址，在本发明实施例中，对新ap获取旧ap的mac地址的方式不作限制。

可选地，在本发明的一个实施例中，wur帧为wur信标帧。

可选地，在本发明的一个实施例中，wur帧还包括第三设备的标识信息，所述第三设备是将替换所述第一设备的设备。

s203，第三设备向第二设备发送wur帧。

第三设备可以向至少一个第二设备分别发送wur帧。第三设备通过第三设备的主通信接口向至少一个第二设备的辅助唤醒接口发送wur帧，其中主通信接口为wi-fi接口，辅助唤醒接口为wur接口。

如果wur帧的指示信息中指示第一设备为即将停止工作的ap，可以称为旧ap，那么第二设备为与旧ap关联的至少一个sta中的sta。设备信息为包括旧ap关联的至少一个sta的标识信息，例如sta的mac地址。

如果wur帧的指示信息中指示第三设备为被更换的ap，可以称为新ap，那么第二设备为被新ap替换前的旧ap相关联的至少一个的sta中的sta。设备信息为包括旧ap关联的至少一个sta的标识信息，例如sta的mac地址。

为了提高sta成功接收到wur帧的概率，ap可以重复发送n次该wur帧，其中，n为大于零的正整数。如果wur帧时wurbeacon帧，且指示信息指示第三设备为替换第一设备的设备，例如，第三设备为新ap，那么wur帧的设备信息为ap信息，ap信息中包括的是旧ap对应的信息，可以包括旧ap的mac地址或者压缩的mac地址，或者旧ap所在的bss，如bsscolor或者bssid，或者压缩的bssid。其中，ap信息中包括的是与旧ap相关的信息，是为了保证某一个旧ap之前关联的sta会接收和处理新ap发送的n个wur帧。

s204，第二设备根据指示信息确定唤醒第二设备的主通信模块。

第二设备接收到wur帧后，根据wur帧中的指示信息确发送wur帧的第三设备是替换第一设备的新替换的ap。

当指示信息指示ap为新替换的ap，且在当前时刻之前的t2时间段内没有接收到指示ap为新替换ap的wur帧时(此条件可以为进一步可选的条件)，sta打开sta的wi-fi模块，以等待与该新ap进行通信，例如建立关联或者协商密钥等。

可选地，在本发明的一个实施例中，t2可以由sta确定，或者由设备厂商设定，或者用户人工设定，或者可以由于该sta相关联的ap设定。例如，t2可以分别为30秒。在一个实施例中，如果在当前时刻之前的t2时间段内已经收到了指示ap为一个新更新的ap的wur帧，sta不改变其wi-fi模块的工作状态。

采用本发明实施例提供的唤醒设备的方法，ap通过向sta发送携带指示信息的wur帧，以指示该ap是否为即将停止工作或者已经被替换的新ap，然后sta根据指示信息确定唤醒sta的wi-fi模块，解决了当ap被更换后，新ap无法获取与旧ap相关联的sta的信息，无法唤醒sta，进而造成无法通信的问题。

需要说明的是，在本发明实施例中，ap和sta可以相互作为唤醒设备或者被唤醒设备。在本发明实施例中，sta可以为移动终端，例如手机，平板电脑，或者可穿戴设备，例如运动手环，智能手表等设备。

在本发明实施例中，网络管理设备只需要备份ap的固定信息，例如，与ap相关联的sta的数量，每个sta的mac地址，每个sta的wur模块的工作频道，以及ap相关的信息，不需要频繁备份与ap相关联的wur模块工作的参数信息，如wurid和wurduty-cycle等参数。避免了人工重新配置与ap相关联的sta的信息，也避免了人工频繁备份sta的wur模块工作的参数信息。

可选地，在本发明实施例中，当第一设备为正常工作的设备，第二设备接收到第一设备发送的wur帧时，第二设备也可以不唤醒第二设备的主通信模块，以节省电能消耗。

为了防止攻击者伪造wur帧而误导第二设备唤醒其wi-fi模块以致第二设备浪费电能。例如，一个合法的ap在正常工作时，一个攻击者(不合法的)ap伪造wur帧和指示信息，并设置指示信息指示wur帧的发送者为一个新的ap或者即将停止工作的ap，sta接收到wur帧后，会唤醒wi-fi模块，以等待与新ap进行通信，同时造成电能的浪费。在这种情况下，可选地，wur帧还可以包括密钥信息和加密内容中的至少一项，如图6和图7所示。密钥信息和加密内容用于第二设备验证wur帧的真实性。

在本发明实施例中，加密信息可以为密钥(key)，密钥是第三设备和与其关联的至少一个第二设备共享的密钥。该密钥可以备份在网络管理设备中，在第一设备生成wur帧时，或者第一设备生成wur帧之前，从网络管理设备中获取该密钥；或者人工备份该密钥，在第一设备生成wur帧时，或者第一设备生成wur帧之前，人工将该密钥配置在第一设备中。在本发明的另一实施例中，加密信息可以为第三设备生成的组临时密钥(grouptemporarykey，gtk)，或者第三设备生成的专门用于发现sta的密钥，例如一个随机序列，或者为人工设备的一个序列。

密钥信息的长度可以由第三设备设置或由标准法规定，或有人工设置，例如，密钥信息的长度可以为32比特。

在本发明的一个实施例中，wur帧还可以包括时间同步函数(timersynchronizationfunction，tsf)信息。假设该tsf信息可以占用的比特数记为m，密钥的占用比特数记为n，其中，m大于或等于n，那么在本发发明实施例中，密钥可以携带在tsf信息中，占用tsf信息的n个比特，例如密钥可以占用tsf信息中的低n比特位(如图8(a)所示)，或者占用tsf信息的高n比特位(如图8(b)所示)，在本发明实施例中可以不限定密钥占用tsf信息的哪n比特位。

在本发明的另一个实施例中，密钥还可以携带在fcs中，例如fcs占用的比特数记为l，密钥占用的比特数还为n，l大于或者等于n；密钥可以占用fcs中的n比特位，在本发明实施例中不限定密钥占用fcs中的哪n比特位。

在本发明的又一实施例中，当wur帧携带的tsf信息占用的比特数m与fcs占用的比特数l之和大于或等于密钥的长度n时，即m+l≥n时，密钥可以占用tsf信息中的k比特，占用fcs中的(n-k)比特，其中k为整数，k≤m。在本发明实施例中也不限定密钥占用tsf信息和fcs中的具体位置。

在本发明的再一个实施例中，为了防止攻击者伪造wur帧的方法，还可以对wur帧的部分内容进行加密，并将加密的内容携带在wur帧中，以使第二设备接收到wur帧时，根据wur帧中的加密内容验证wur帧的真实性。其中，加密内容是采用密钥，并按照已经的加密算法计算得到。第二设备接收到wur帧后可以按照解密算法和解密密钥解密加密数据对wur的真实性进行验证。这里需要说明一下，解密密钥算法可以携带在密钥信息中，例如，携带密钥算法的标识。在本发明实施例中，在第一设备生成wur帧之前，第一设备也可以从网络管理设备获取加解密算法的信息，也可以通过人工配置获得加解密算法的信息。

在本发明的一个实施例中，加密内容可以是加密的fcs中的部分或者全部内容，例如，fcs的比特数为l，密钥的比特数为n；当l≥n时，可以将fcs中的n个比特进行加密，作为加密内容；当l<n时，可以将fcs中的l比特以及wur帧中的其他部分的b个比特进行加密，其中，b＝n-l。这里说的wur帧的其他部分可以为wur帧中除fcs、唤醒前导、设备信息指示信息之外的其他部分，即被加密的内容不包括唤醒前导，设备信息和指示信息。如图7所示，加密的内容分别包括fcs和接收地址的部分内容。

在本发明实施例中，对fcs中的n个比特或者l个比特进行加密，主要是为了可以利用fcs来校验wur帧的真实性。

在本发明实施例中，第一设备先生成wur帧，该wur帧包括fcs，然后再对该wur帧进行加密操作。加密用到的算法可以是异或运算，例如，将wur帧中的n个比特的内容与密钥进行异或运算，然后将异或运算得到的结果再填充到n比特在wur帧中对应的位置，即将被加密后n比特的内容作为n比特内容携带在n比特内容所在wur帧的位置上。

可选地，在本发明实施例中，wur帧可以为wur信标(beacon)帧，wur信标帧是一个广播的wur帧。该wur帧可以由ap周期性广播，该wur帧中还可以携带图3所示的传统802.11前导、唤醒前导、广播地址、接收地址，fcs等信息。

图4至图8(a)和图8(b)描述了唤醒设备的方法，下面结合图9和图10对本发明实施例提供的设备进行描述。

图9为本发明实施例提供的一种设备结构示意图。如图9所示，该设备可以为ap，该设备包括处理器301，主通信模块302，辅助唤醒模块303和存储器304，处理器301，主通信模块302，辅助唤醒模块303和存储器304相互连接，并完成相互之间的通信。其中，存储器304用于存储指令和数据，处理器301用于调用存储器304中的指令，并完成以下操作：

处理器301，用于生成唤醒无线电wur帧，wur帧包括指示信息，指示信息指示第一设备发送完wur帧后停止工作，或，指示信息指示第一设备在发送下一个wur帧之前，第一设备不被更换，或，指示信息指示将有第三设备来替代第一设备；

主通信模块302，用于向与第一设备关联的第二设备的wur模块发送wur帧，wur帧用于第二设备确定唤醒第二设备的主通信模块302，以通过唤醒的主通信模块302与替代第一设备的第三设备进行重关联。

可选地，在本发明实施例中，wur帧还包括第三设备的标识信息，第三设备是将替换第一设备的设备。

可选地，在一个实施例中，wur帧还包括密钥信息和加密内容中的至少一项，用于第二设备验证wur帧的真实性。可选地，在另一个实施例中，wur帧为wur信标帧。

可选地，在又一个实施例中，主通信模块302用于向与第一设备关联的第二设备的wur模块发送wur帧，具体为：

主通信模块302根据第二设备的wur模块的广播地址信息在第二设备的wur模块的工作频道来广播wur帧。在本发明实施例中，处理器可以包括至少一个，以实现wur帧的生成。

该设备中的各功能器件的功能，可以通过图4中所示实施例中的第一设备(如ap)所执行的各步骤来实现，因此，本发明实施例提供的设备的具体工作过程，在此不复赘述。

图10为本发明实施例提供的一种设备结构示意图。如图10所示，该设备可以为sta，该设备包括主通信模块401，辅助唤醒模块402、处理器403和存储器404，主通信模块401，辅助唤醒模块402、处理器403和存储器404相互连接并完成互相之间的通信。其中，存储器404用于存储指令和数据，处理器403用于调用存储器404中的指令，并完成以下操作：

辅助唤醒wur模块402,用于接收第一设备发送wur帧，wur帧包括指示信息，指示信息指示第一设备发送完wur帧后停止工作，或，指示信息指示第一设备在发送下一个wur帧之前，第一设备不被更换，或，指示信息指示将有第三设备来替代第一设备；

处理器403，用于根据wur帧确定唤醒第二设备的主通信模块，以通过唤醒的主通信模块与替代第一设备的第三设备进行重关联。

可选地，在一个实施例中，wur帧还包括第三设备的标识信息，第三设备是将替换第一设备的设备。

可选地，在一个实施例中，wur帧还包括密钥信息和加密内容中的至少一项，用于第二设备验证wur帧的真实性。

可选地，在一个实施例中，wur帧为wur信标帧。

可选地，在一个实施例中，唤醒无线电wur模块402用于接收第一设备发送wur帧，具体为：

wur模块402在wur模块的工作频道来接收wur帧。

该设备中的各功能器件的功能，可以通过图4中所示实施例中的第二设备(如sta)所执行的各步骤来实现，因此，本发明实施例提供的设备的具体工作过程，在此不复赘述。

本发明实施例还提供了一种设备，该设备可以为第三设备，如图9所示，该设备可以包括：

处理器301，用于获取第二设备的设备信息和第一设备的设备信息，第三设备为替代第一设备的设备，第二设备为第三设备在替代第一设备之前，与第一设备相关联的设备，第二设备的设备信息包括第二设备的静态标识信息、第二设备的wur模块的广播地址信息和第二设备的wur模块的工作频道，第一设备的设备信息包括第一设备的标识信息；

处理器301，还用于生成唤醒无线电wur帧，wur帧包括指示信息，指示信息用于指示第三设备为替代第一设备的设备；

主通信模块302，用于根据第二设备的wur模块的广播地址信息在第二设备的wur模块的工作频道来广播wur帧，wur帧用于指示第二设备唤醒第二设备的主通信模块，以通过唤醒的主通信模块与第三设备进行重关联。

可选地，在本发明实施例中，wur帧还包括密钥信息和加密内容中的至少一项，用于第二设备验证wur帧的真实性。

可选地，在本发明实施例中，wur帧为wur信标帧。

在本发明实施例中，处理器可以包括至少一个，以实现wur帧的生成。

该设备中的各功能器件的功能，可以通过图5中所示实施例中的第一设备(如ap)所执行的各步骤来实现，因此，本发明实施例提供的设备的具体工作过程，在此不复赘述。

本发明实施例还提供了一种设备，该设备为第二设备，如图10所示，该设备可以包括：

唤醒无线电wur模块402，用于在wur模块的工作频道接收第三设备发送的wur帧，wur帧包括指示信息，指示信息用于指示第三设备为替代第一设备的设备；

处理器403，用于根据wur帧唤醒第二设备的主通信模块，以通过唤醒的主通信模块与第三设备进行重关联。

本发明实施例还提供了wur帧还包括密钥信息和加密内容中的至少一项，用于第二设备验证wur帧的真实性。

本发明实施例还提供了wur帧为wur信标帧。

该设备中的各功能器件的功能，可以通过图5中所示实施例中的第二设备(如sta)所执行的各步骤来实现，因此，本发明实施例提供的设备的具体工作过程，在此不复赘述。

图9和图10提供的设备中的主通信模块可以为wi-fi模块，该wi-fi模块可以提供wi-fi接口，可以用于发送wur帧以及发送或接收其他消息，例如wi-fi帧；辅助唤醒模块可以为wur模块，提供wur接口，用于接收其他设备发送的wur帧，并在接收到wur帧后向主通信模块发送唤醒信号，以唤醒主通信模块。以实现ap与sta间通信。

在本发明的一个实施例中，设备还可以包括天线。主通信模块和辅助唤醒模块可以共享一根或多根天线。

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在设备上运行时，使得该设备执行如图4或图5中所执行的方法。

本发明实施例还提供了一种包含指令的计算机程序产品或者计算机程序，当其在计算机上运行时，使得计算机执行如图4或图5中所执行的方法。

本发明实施例还提供了一种系统，该系统可以包括至少一个图10中描述的设备。

在上述各个本发明实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读介质向另一个计算机可读介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(digitalsubscriberline，dsl))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，dvd)、或者半导体介质(例如，固态硬盘)等。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。