低功率快速智能扫描的通信装置和通信方法与流程

本公开总体上涉及通信装置和通信方法。

背景技术：

ieee(instituteofelectricalandelectronicsengineer，电气和电子工程师协会)802.11ba任务组目前正在标准化与唤醒无线电(wake-upradio，wur)装置的操作有关的无线通信技术。wur装置是主连接无线电(pcr，primaryconnectivityradio)装置的配套无线电装置，并且与传统ieee802.11设备在同一频带中共存。pcr可以是任何现有的主流ieee802.11修正案(802.11a、802.11g、802.11n或802.11ac)，甚至可以是其他适用的未来修正案(例如，802.11ax)。wur装置的目的是在接收到有效的唤醒分组时触发pcr装置从睡眠状态的转换，同时将pcr被用作主无线通信无线电。pcr装置仅在活动(active)通信期间开启，而在空闲监听期间，pcr装置关闭且仅wur装置操作。预期wur装置的活动接收单元功耗小于1毫瓦，这比pcr装置的活动接收单元功耗要小得多。具有wur装置的设备可以称为wur设备，wur模式可以指在pcr关闭时仅wur操作的操作模式。802.11ba任务组目前也正在考虑通过利用wur装置来增强网络发现过程。利用wur装置的网络发现过程可以称为智能扫描，以将其与使用pcr的网络发现区分开，使用pcr的网络发现可以称为pcr扫描或简称为扫描。

ieee802.11ba修正案主要针对通信设备通常由电池供电的应用和物联网(internet-of-things，iot)用例，其非常希望在保持合理低等待时间(latency)的同时延长电池寿命。然而，实施wur装置用于智能扫描的设备可能是主流设备，诸如智能电话或平板电脑，其主要动机是更快的网络发现而不是节省电池。

引文列表

非专利文献(nonpatentliterature，npl)

npl1：ieee标准802.11-2016

npl2：ieee标准802.11ai-2016

npl3：ieee标准802.11ah-2016

npl4：ieee802.11-17/0575r7，tgba规范框架(specificationframeworkfortgba)，2017年11月

npl5：ieee802.11-17/0029r10，wur使用模型文档(wurusagemodeldocument)

npl6：ieee802.11-17/1608r6：用于智能扫描的wur发现帧的更新(updateonwurdiscoveryframeforsmartscanningwur)

技术实现要素：

技术问题

信道扫描和网络发现通常会占用大量时间，因此无线设备可能花费很大一部分的其电池扫描用于新的网络，或者用于新的连接建立，或者用于漫游。此外，对于某些类型的对等待时间敏感的应用，诸如voip(voiceoverip，基于ip的语音)或视频通话等，扫描等待时间可能会在漫游期间造成破坏。

本公开的一个非限制性和示例性实施例有助于提供减少扫描等待时间的手段。

技术方案

在一个总体方面，这里公开的技术的特征在于：一种通信装置，包括：主连接无线电(primaryconnectivityradio，pcr)电路，从接入点(accesspoint，ap)接收指示用于发送wur发现帧的至少一个wur发现信道的元素；唤醒接收单元(wakeupreceiver，wurx)电路，用于为wur发现帧扫描wur发现信道；以及控制单元，基于在pcr电路或wurx电路处接收的信息，促使(prompt)wurx电路扫描至少一个wur发现信道中的wur发现信道，该信息表示至少一个wur发现信道中的每一个wur发现信道的ap的数量，每个ap在wur发现信道上发送wur发现帧。

应当注意，一般或特定实施例可以被实施为系统、方法、集成电路、计算机程序、存储介质或其任意组合。

技术效果

本公开中描述的通信装置和通信方法有助于提供减少扫描等待时间的手段。

根据说明书和附图，所公开的实施例的其他益处和优点将变得显而易见。这些益处和/或优点可以通过说明书和附图的各种实施例和特征来单独获得，这些实施例和特征不需要全部提供以获得这样的益处和/或优点中的一个或多个。

附图说明

图1示出了混合了传统802.11设备和具有wur能力的设备的示例异构(heterogeneous)802.11无线网络。

图2示出了802.11ba任务组正在考虑的wurphy(物理层)协议数据单元(phyprotocoldataunit，ppdu)的格式。

图3示出了两个无线网络之间的示例漫游场景。

图4示出了根据第一实施例的使用有限数量的发现信道的智能扫描过程的示例。

图5示出了根据第一实施例的wur操作元素。

图6示出了根据第一实施例的示例wur发现帧。

图7示出了根据第一实施例的使用有限数量的发现信道的快速智能扫描过程的示例。

图8示出了根据第一实施例的另一示例wur发现帧。

图9示出了根据第一实施例的可以利用快速智能扫描过程的示例漫游场景。

图10示出了图9的示例漫游场景的时域视图。

图11示出了根据第一实施例的可以利用快速智能扫描过程的另一示例漫游场景。

图12示出了图11的示例漫游场景的时域视图。

图13示出了图11的示例漫游场景的替代过程的时域视图。

图14示出了根据第一实施例的缩减的邻居报告元素。

图15示出了根据第一实施例的短ssid元素。

图16示出了根据第一实施例的组织标识(organizationidentify，oi)元素。

图17示出了结合使用快速智能扫描和完全智能扫描的示例。

图18示出了根据第一实施例的wur信标的帧格式。

图19示出了根据第二实施例的示例wur发现帧。

图20示出了根据第二实施例的使用有限数量的发现信道的快速智能扫描过程的示例。

图21是实施所公开的扫描方案的示例ap的简化框图。

图22是实施所公开的扫描方案的示例ap的详细框图。

图23是实施所公开的扫描方案的示例wursta的简化框图。

图24是实施所公开的扫描方案的示例wursta的详细框图。

图25示出了根据第三实施例的可以携带邻居wurap信息的示例信息元素。

图26示出了根据第三实施例的可以携带邻居wurap信息的替代示例信息元素。

图27示出了根据第三实施例的可以被重新用于(re-purposed)携带邻居wurap信息的缩减的邻居报告元素。

图28示出了根据第三实施例的最小压缩wur发现帧。

图29示出了根据第三实施例的图11的示例漫游场景的替代时域视图。

图30示出了根据第三实施例的wur发现帧的压缩版本。

图31a示出了根据第三实施例的国家/地区索引字段的编码。

图31b示出了根据第三实施例的操作类别和信道索引字段的编码。

图32示出了根据第四实施例的图9的示例漫游场景的替代时域视图。

图33示出了根据第四实施例的wur能力元素。

具体实施方式

借助于以下附图和实施例可以更好地理解本公开。这里描述的实施例本质上只是示例性的且用于描述本公开的一些可能的应用和用途，并且关于在此未明确描述的替代实施例，不应被视为对本公开的限制。

图1示出了可以应用本公开的无线通信网络100的示例。无线通信可以基于流行的无线标准，诸如ieee802.11。无线通信网络100可以包括接入点(accesspoint，ap)110和三个站(station，sta)120、130和140。ap110配备有主连接无线电(pcr)装置(以下简称为“pcr”)112，其能够以802.11波形(例如，正交频分复用(orthogonalfrequencydivisionmultiplexing，ofdm))发送和接收无线信号，并且能够以唤醒无线电(wur)波形(例如，开关键控(on-offkeying，ook))发送无线信号。sta120是仅配备有能够发送和接收802.11信号的pcr122的传统802.11设备，而sta130和140都是具有wur能力的sta，并且分别配备有pcr装置(以下简称为“pcr”)132和142以及唤醒无线电接收单元(wurx)装置(以下简称为“wurx”)134和144。sta130和140能够发送和接收802.11信号，并且还能够接收wur信号。pcr132和142仅在活动通信期间(pcr模式)开启，而在空闲监听期间，pcr可以关闭并且仅wurx134和144可以操作(wur模式)。如果sta已经与ap100相关联，则当ap110需要与在wur模式下操作的sta进行通信时，它可以首先发送唤醒信号，以通过开启相应的pcr并关闭wurx来指示sta转换到pcr模式。随后，ap和sta可以通过pcr执行通信。一旦通信结束，sta可以通过关闭pcr并开启wurx来切换回wur模式。在空闲时间期间，wursta也可以使用其wurx被动扫描wur信道以发现附近的新ap。

图2示出了ieee802.11ba任务组正在考虑的唤醒信号的格式。唤醒信号可以被表示为wurphy协议数据单元(ppdu)200。wurppdu200包括两个不同的部分。第一部分包括20mhz的传统(也称为非高吞吐量(high-throughput，ht))802.11前导码210和称为wur标记的一个额外ofdm符号218，它们在整个20mhz信道上以802.11ofdm波形发送。第二部分是唤醒分组(wake-uppacket，wup)有效载荷220，其在20mhz信道内的较窄子信道(例如，4mhz子信道)中以wurook波形发送。尽管在图2中仅示出了单个wup有效载荷220，但也有可能在20mhz信道内的不同、非重叠的子信道上发送一个以上的wup有效载荷，例如，三个wup有效载荷。

传统802.11前导码210提供与不了解wur信号的传统802.11sta的共存。前导码210还包括非ht短训练字段(l-stf)212、非ht长训练字段(l-ltf)214和非ht信号字段(l-sig)216。l-sig216携带关于wup有效载荷220的长度的信息，允许传统802.11设备将其传输推迟正确的持续时间。在l-sig216之后立即发送以二进制相移键控(phaseshiftkeying，bpsk)调制的持续时间为4微秒的wur标记218，以防止802.11n设备将wurppdu200误解码为802.11n分组。

wup有效载荷220携带实际的唤醒信号，并且包括唤醒前导码222和wur帧230。唤醒前导码222被用于自动增益控制(automaticgaincontrol，agc)、定时同步、分组检测等，而wur帧230携带控制信息。wur帧230也可以被称为wurmac协议数据单元(macprotocoldataunit，mpdu)，并且还可以包括诸如mac标头240、帧校验序列(framechecksequence，fcs)252以及可选的帧主体250的各种子字段。mac标头240还可以包括：分类为帧类型262、帧长度264的帧控制字段242、可以携带发送单元地址、接收单元地址中的一个或两者的地址字段242。取决于帧类型，可以在td控制字段246中携带其他控制信息。例如，在wur信标帧中，td控制字段246可以携带时间戳字段，而在单播wur帧中，td控制字段246可以携带分组编号等。

图3示出了具有两个重叠的基本服务集(basicserviceset，bss)310和320的示例无线网络部署300，bss310和320中的每个分别具有其自己的ap：ap1312和ap2322。ap1312和ap2322都是具有wur能力的ap，类似于图1中的ap110，并且能够以802.11波形(ofdm)和wur波形(ook)发送。bss310在信道1上操作，而bss320在非重叠信道6上操作。当前与ap1312相关联的具有wur能力的sta330被示为沿着轨迹332朝bss320移动。sta330可以是图1中的sta130，并且配备有pcr132和wurx134。作为示例，sta330可以是除了常规802.11无线电之外还配备有wurx的智能电话。随着sta330远离ap1310并且接近ap2320，其与ap1310的通信链路的质量可能开始下降，例如，它可能开始经历过多的分组失败和重传。这种链路降级通常将触发sta330上的漫游扫描，并且它将开始扫描它能够在其上操作的其他信道，以发现可提供比bss310和ap1312更好的链路质量的替代网络。sta330可以执行被动扫描，即，被动地监听信道并从不同的ap收集信标帧，或者，sta330也可以执行主动扫描，即，主动地轮询每个信道上的ap以获得探测响应。在这两种情况下，通常sta能够操作的信道数量都是相当大的，并且整个扫描和网络发现过程(无论是主动扫描还是被动扫描)可能需要相当长的时间，这可能对通信链路造成极大的破坏。在2.4ghz频带中，有多达14个20mhz信道，并且在5ghz频带中，有9个非dfs(dynamicfrequencyselection，动态频率选择)信道。即使扫描一个信道需要100毫秒，总扫描等待时间也只有2.3秒，这样的等待时间对许多应用可造成极大的破坏。作为示例，voip建议等待时间在150毫秒之内以获得平滑的通话质量，而使用802.11无线电的典型漫游可能需要几秒钟。如果用户在漫游时碰巧正处于voip呼叫中，则由于例如tcp连接丢失，他将遭遇服务中断或在最坏情况下遭遇呼叫崩溃。最终，当sta330完成扫描过程并发现bss320时，它可以与ap1312解除关联并与ap2322关联。

作为一种替代扫描机制，最近已在ieee802.11ba使用模型文档中添加了一种称为“智能扫描”的新使用模型。智能扫描使用模型设想具有wur能力的sta利用wur无线电周期性地执行信道的被动扫描并收集有关邻居ap的信息。所收集的信息可以被用于在将来促进更快的漫游。由于wur无线电的功耗相对较低，因此可以在后台频繁执行智能扫描。智能扫描使用模型与其他802.11ba使用模型有很大不同。智能扫描使用模型不是仅使用wur无线电来实现pcr唤醒，而是设想在pcr处于打盹(doze)状态甚至关闭时利用wur无线电执行后台扫描。其他使用模型主要侧重于主无线电睡眠的节能，并针对电池受限的设备，而智能扫描使用模型则意在主流移动设备，诸如智能电话、平板电脑等。由于wur无线电被设计用于接收wur信号，因此用于扫描的普通ieee802.11帧(如信标帧或探测响应帧)不能用于wur智能扫描。如此以来，提出了一种称为wur发现帧的新型wur帧以实现wur智能扫描，并且具有wur能力的ap将周期性地在wur信道上广播wur发现帧以协助wur智能扫描。

在后面的部分中详细描述了几个示例性实施例以详细描述本公开。在以下部分中详细描述了根据本公开的用于减少扫描等待时间的各种实施例。

(第一实施例)

如前所述，从功耗的角度来看，由于wur无线电(wurx)的低功耗，基于wur的智能扫描将具有决定性的优势。然而，考虑到wur发送的低数据速率，对wur智能扫描至关重要的由ap进行的wur发现帧的发送可能不会很频繁。这与扫描大量wur信道的必要性相结合，将使扫描过程同样长，甚至更长。减少扫描等待时间的一种方法是限制wur发现帧在wur信道子集上的发送。这些wur信道可以称为wur发现信道。从扫描等待时间的角度来看，最好将单个wur信道指定为用于发送wur发现信道的唯一公共wur发现信道。然而，由于无线信道质量固有的缺乏可预测性，仅将单个wur信道作为wur发现信道也是有风险的。更好的选择是将几个wur信道指定为候选wur发现信道，并且每个单独的ap可以选择候选信道之一作为其bss的操作发现信道。

图4示出了当三个wur信道被指定为发现信道时的示例智能扫描过程400。图3中的ap1312在发现信道d-ch1410上发送其wur发现帧414，而ap2322在发现信道d-ch2420上发送其wur发现帧424。426和434分别是由其他邻居ap在发现信道d-ch2420和d-ch3430上发送的发现帧。ap可以使用图5所示的wur操作元素500来通告其wur操作参数。wur操作字段510可以携带wur操作信道字段512，以通知ap用来唤醒其成员wurstas的wur信道。wur发现信道字段514通告ap用来广播其wur发现帧的wur信道。最终，wurtxid字段516可以被用于在相关wur帧中广播需要发送id的ap用作其发送id的发送单元标识符。wur操作元素可以被包括在802.11信标帧以及由ap的pcr发送的探测响应帧中。当设置ap的bss以决定其自身的wur操作信道、wur发现信道以及其wurtxid时，ap可以使用邻居ap的wur操作元素的内容。通常，当设置新的bss时，为了最小化虚假唤醒，ap可以从其邻居ap收集wur操作元素，并且选择其邻居ap未使用的wur信道作为其wur操作信道。类似地，ap还选择其任何邻居ap未使用的txid，以便避免/最小化发送id冲突。然而，wur发现信道的选择可能取决于部署，例如，相同ess(extendedserviceset，扩展服务集)的所有ap可以选择在同一发现信道上发送其wur发现帧，而不同ess的ap可以选择不同的发现信道。执行wur智能扫描的wursta开始扫描d-ch1410，并在wur扫描窗口412期间监听wur发现帧，wur扫描窗口412的扫描持续时间t应至少等于或略大于由ap发送的两个连续wur发现帧之间的最大允许时间间隔。这是为了确保wursta接收在此信道上发送的所有wur发现帧，例如，由ap1312发送的wur发现帧414。在完成d-ch1410的扫描之后，wursta将其wurx调谐到第二个wur发现信道d-ch2420，并监听wur发现帧，直到wur扫描窗口422结束，接收wur发现帧424和426。在完成d-ch2420的扫描之后，wursta再次将其wurx调谐到第三wur发现信道d-ch3430，并监听wur发现帧，直到wur扫描窗口432结束，接收wur发现帧434。在完成wur智能扫描400时，wursta可以使用从四个wur发现帧收集的信息来做出关于ap或bss加入的决定。如前所述，尽管将发现信道的数量限制为三个有助于大幅减少要扫描的信道数量，但是由于两个连续wur发现帧的发送时间之间的间隔较大，实际的扫描等待时间可能不会比普通的802.11扫描小很多。作为示例，如果所有ap以1秒的间隔发送wur发现帧，则wur智能扫描400将花费3秒，这仍然很长。

wur智能扫描400的扫描等待时间比较大的一个原因是必须在每个发现信道上至少监听wur扫描持续时间t。例如，即使仅ap1312在发现信道d-ch1410上发送wur发现帧414，sta也必须监听整个wur扫描窗口412。这是由于以下事实：sta无法确定信道上预期有多少wur发现帧。如果sta具有仅一个ap在信道d-ch1410上发送wur发现帧的先验信息，则在接收到wur发现帧414时，它可以立即切换到下一个发现信道d-ch2。此目标可以通过使每个具有wur能力的ap在其wur发现帧中包括在同一发现信道上也发送wur发现帧的邻居ap的计数来实现。wur发现帧600的格式在图6中示出。wur发现帧600遵循与图2中的wur帧230相同的结构，其中帧控制602中的帧类型字段604指示wur发现帧，并且长度字段606指示帧主体字段626的长度。地址字段610被设置为ap的发送id(transmitid，txid)以唯一地标识发送wur发现帧的ap。wur发现帧被视为可变长度(variablelength，vl)wur帧，因此携带可选的帧主体字段626。由于帧主体字段626内的一些子字段可以是可选的，因此td控制字段620携带指示各个子字段的存在/不存在的存在比特图字段622，例如，1指示帧主体字段626中存在对应的子字段，并且0指示不存在子字段。pcr信道子字段630指示ap用于其pcr的主20mhz信道。操作类别632字段和信道字段634一起唯一地标识主20mhz信道。虽然，bss的wur发现信道和pcr20mhz主信道不必相同，但是在某些情况下，ap可能为bss的wur发现信道和pcr20mhz主信道选择相同的20mhz信道。在这种情况下，可以从wur发现帧600中省略pcr信道子字段630，其不存在隐含地指示在其上接收wur发现帧600的20mhz信道也是发送发现帧ap的主20mhz信道。可替换地，td控制字段620中的一比特可以被用于指示这一点。帧主体还可以携带子字段来标识ap所属的无线网络。ssid(servicesetidentifier，服务集标识符)通常用于表示ap所属的ess(extendedserviceset，扩展服务集)。作为示例，可以在帧主体中携带短ssid子字段640作为ssid的紧凑表示。在(npl2)中给出了从ssid生成短ssid的示例过程。可替换地，短ssid子字段还可以携带在(npl3)中引入的压缩ssid。短ssid字段640可以被用于过滤属于具有已知ssid的ess的ap。ap使用邻居ap计数子字段650来指示也在同一发现信道上发送wur发现帧的邻居ap的数量。ap可以以多种方式收集关于邻居ap的信息。例如，在集中管理的企业ess中，中央控制器可以将此类信息提供给ess中的每个ap。可替换地，每个ap还可以自行收集此类信息，例如，通过来自ap的成员sta的定期报告，或者通过ap自身的周期性信道外(off-channel)扫描等。ap可以使用图5中的wur操作元素500中携带的wur发现信道字段514来列出邻居ap的计数，这些邻居ap也在与自己相同的发现信道上发送wur发现帧。bss负载字段660可以用作特定bss上的总负载的代表性指示。尽管通常使用各种参数(诸如信道利用率、与ap关联的sta的数量)来表示bss的负载，但由于长度限制，将他们全部包括在wur发现帧中并不现实。然而，bss负载字段660可以表示bss上当前负载的粗略指示，例如，低值(小于50)可以表示轻负载的bss，而高值(大于200)可以表示重负载的bss等。

利用邻居ap计数信息减少扫描等待时间的智能扫描可以称为快速智能扫描。图7示出了与图4中使用的相同示例的示例快速智能扫描过程700。wur发现帧714是在发现信道d-ch1710上发送的唯一发现帧，因此，wur发现帧714的邻居ap计数子字段650指示0。接收wur发现帧714的wursta保存关于发送ap的相关信息。同时，通过邻居ap计数子字段650的内容，通知sta在发现信道d-ch1710上预期没有其他wur发现帧。如此以来，sta不需要在d-ch1710上继续扫描直到wur扫描持续时间结束，而是可以缩短wur扫描窗口712并立即切换到发现信道d-ch2720并启动wur扫描窗口722。在接收到wur发现帧724时，sta参考wur发现帧724的邻居ap计数子字段650，该邻居ap计数子字段650指示1，1指示在d-ch2720上预期有一个以上的wur发现帧。如此以来，sta继续监听该信道并接收wur发现帧726。wur发现帧726的邻居ap计数子字段650也指示1，并且由于sta已经接收到另一个wur发现帧724，因此它可以缩短wur扫描窗口722并立即切换到发现信道d-ch3730并启动wur扫描窗口732。在接收到wur发现帧734时，sta参考wur发现帧734的邻居ap计数子字段650，该邻居ap计数子字段650指示0，0指示在d-ch3730上预期没有更多的wur发现帧。由于d-ch3730是扫描列表上的最后一个wur发现信道，因此sta可以缩短wur扫描窗口732并在时间742结束快速智能扫描过程700，时间742比原始智能扫描过程的结束时间740早得多。

图6示出了wur发现帧800的替代格式。代替将邻居ap计数子字段814放置在可选的帧主体中，可以将其携带在td控制字段810中。这不仅会使wur发现帧800的长度变短，而且在帧主体的其他子字段不存在的情况下，可以从wur发现帧800中省略整个帧主体，从而产生非常紧凑的帧。例如，这种情况在企业网络中非常有可能，其中sta可能已经通过其当前ap提供的邻居报告知道了邻近的其他ap。然而，在其他一些使用场景中，可能仍需要帧主体的各个子字段。随着通过wi-fi联盟的hotspot2.0程序的ieee802.11u修正案的普及，使用单个ssid宣传多个外部服务提供商或sspn(subscriberserviceprovidernetwork，订户服务提供商网络)变得越来越普遍。另外，服务提供商组可以组成漫游联盟，并且彼此之间具有漫游协议，以向彼此的客户提供漫游服务。漫游联盟由ieee分配的组织标识符(organizationidentifier，oi)标识。oi的长度通常为24比特，但也可以为36比特(oui-36)。oi是全球唯一的，并标识运营商、制造商或其他组织。在这种情况下，对于sta来说，发现提供对漫游联盟的访问的ap可能更有用。如此以来，可以携带表示通过ap可访问的漫游联盟的24比特或36比特oi的oi子字段820可以代替图6中的短ssid字段640用作无线网络标识符。td控制字段中的oi长度比特812可以被用于区分24比特或36比特oi。

图9示出了示例漫游场景900，其中可以由sta使用所公开的快速智能扫描来执行更快的漫游。该场景示出了四个bss：bss910、bss920、bss930和bss940，它们各自的apap1912、ap2922、ap3932和ap4942分别在主20mhz信道ch36、ch40、ch44和ch48上操作。bss910、bss920和bss930一起形成ess1，而bss940是ess2的一部分；这两个ess都是受管网络(例如，企业网络)的一部分。sta950(可以是图1中的sta130(具有wur能力的智能电话))被示出沿着轨迹952移动，远离其bss910并朝着bss920。如果sta950恰巧正在忙于通过其pcr132与ap1912进行数据通信(例如，在voip呼叫中)，则在点a954，sta950可能会注意到其从ap1912的接收质量发生了很大变化，例如，其mcs(modulationandcodingscheme，调制和编码方案)急剧下降，或分组失败和重传次数急剧增加。这可以触发sta950启动快速智能扫描过程，由此sta950激活其wurx134以扫描来自邻居ap的wur发现帧。可替代地，如果sta950的pcr132在此期间处于打盹状态或被关闭，则sta950也可以使用来自其ap的一些定期广播的wur帧(例如，wur信标)的接收质量下降作为触发启动快速智能扫描过程。使用图10中的时域序列1000可以更好地解释场景900。在点a954，sta950启动快速智能扫描过程1040。此时，如果sta950具有这样做的硬件能力，则它可以通过其pcr132继续数据交换1050，否则可以关闭pcr132。在该示例中，ap1912在发现信道d-ch11010上发送其wur发现帧1042，ap2922和ap3932在发现信道d-ch21012上发送其各自的wur发现帧1044和1046，并且ap4934在发现信道d-ch31014上发送其wur发现帧1048。wur发现帧可以使用图6中的帧格式600或图8中的帧格式800。由于这是企业网络场景，因此ap1912也可能已经向sta950提供了邻居ap的报告。信标帧、探测响应帧或fils(fastinitiallinksetup，快速初始链接建立)发现帧中携带的图14中的缩减的邻居报告元素1400可以用于此目的。缩减的邻居报告元素1400包含一个或多个邻居ap信息字段1410，每个字段提供关于一个或多个邻居ap的信息。操作类别字段1414和信道编号字段1416一起通知邻居bss的主信道，而tbtt信息集1418包含关于在该信道上操作的一个或多个邻居ap的信息。除了诸如tbtt(targetbeacontransmissiontime，目标信标发送时间)、bssid和短ssid的信息之外，根据当前公开，tbtt信息集还可以携带wurtxid字段1422以通知由邻居ap在其相关的wur帧中使用的txid(发送id)。在这种集中控制的网络中，由于可以通过交叉引用wur发现帧中的wurtxid字段与对应的邻居报告来检索相同的信息，因此可以从wur发现帧中省略pcr信道字段和网络标识符(短ssid字段或oi字段)。

在快速智能扫描过程1040结束时，sta950将接收到所有四个wur发现帧，并且如果需要的话，基于它们的内容以及对邻居报告的交叉引用，sta950可以将一些感兴趣的ap入围。例如，基于ess1的ssid(转换为短ssid)，sta950可以将ap2922和ap3932作为用于漫游的两个候选ap入围。sta950还可以使用附加信息来做出入围决定，例如，wur发现帧的rssi(receivesignalstrengthindicator，接收信号强度指示符)。在点b956，sta950从接收到的wur发现帧中提取诸如每个ap的主pcr信道的必要信息，并使用其pcr132来启动主动扫描过程1060，并分别在信道ch401032和ch441034上向ap2922和ap3932发出探测请求帧1062和1066。由于sta950有意加入属于其当前ess(即ess1)的bss，因此它将探测请求帧1062和1066的ssid字段设置为ess1的ssid，随后分别从ap2922和ap3932接收探测响应帧1064和1068。由于与wur发现帧相比，探测响应帧可以携带更多信息，因此sta950例如基于探测响应帧1064和1068中携带的bss负载信息来选择ap2922作为其首选ap用于漫游，并执行与ap2922的链接建立过程1070(认证、关联)。在点c958，在失去与ap1912的通信链路之前，sta950能够通过其pcr132启动与ap2922的数据交换1080。可以看出，在后台执行wur快速智能扫描1040并能够入围候选ap，可以显著减少主动扫描过程1060所需的时间并实现快速漫游。

图11示出了另一示例场景1100，其中可以由sta1140使用所公开的快速智能扫描来执行更快的初始链接建立或漫游。该场景示出了三个重叠的bss：bss1110、bss1120和bss1130，它们各自的apap11112、ap21122和ap31132分别在ch36、ch40和ch44的主20mhz信道上操作。这三个bss可以是属于不同服务提供商的热点网络。sta1140(可以是图1中的具有wur能力的智能电话130)可能正在使用蜂窝连接，并且可能未连接到任何ap，并且可以使其pcr132处于打盹模式甚至关闭以节能。使用图12中的时域序列1200可以更好地解释这种场景。在这种场景中，sta1140可以执行周期性的wur快速智能扫描，以便发现其蜂窝提供商所提供的wlan热点，它可以将其部分或全部数据通信卸载到该热点。作为示例，在时间a1202，sta1140启动快速智能扫描过程1240，并收集分别由ap11112、ap21122和ap31132发送的三个wur发现帧1242、1244和1246。wur发现帧可以使用图8中的帧格式800，并且每个ap通告可以通过ap访问的漫游联盟的组织标识符(oi)。可替代地，wur发现帧可以使用图6中的帧格式600，并且每个ap通告其热点的短ssid。在场景1200中，由于三个bss可能属于不同的热点，因此ap可能难以编译(compile)邻居报告，并且ap可能不提供邻居报告。另外，sta1140可能不具有其蜂窝提供商的wlan热点的无线标识符(oi或ssid)的先验知识，这使得sta1140更难仅基于wur发现帧的内容来入围候选ap。因此，在时间b1204，sta1140可以启动主动扫描过程1260，并分别在信道ch361230、ch401232和ch441234上发出探测请求帧1262、1266和1270。为了仅限制来自已经接收到wur发现帧的ap的响应，sta1140可以将图15中的携带感兴趣的短ssid的短ssid元素1500或图16中的携带感兴趣的oi的oi元素1600包括在探测请求帧1262、1266和1270中。接收到探测请求帧的ap在决定是否发送回探测响应帧，仅响应于携带通过ap可访问的短ssid或oi的探测请求帧发送探测响应帧时，可以基于探测请求帧中携带的短ssid元素1500或oi元素1600执行进一步的过滤。这将有助于减少ap生成的探测响应的数量。随后，sta1140分别从ap11112、ap21122和ap31132接收探测响应帧1264、1268和1272，并基于接收到的探测响应帧选择ap3。然后，sta1140继续执行与ap31132的链接建立过程，并且到时间c1206，它将能够将数据通信1280卸载到wlan网络。

图13示出了示例场景1100的略有不同的时域序列1300。快速智能扫描过程1240与图12中的相同，然而，如果sta1140具有同时在pcr132和wurx134上接收的硬件能力，则在此期间，sta1140也可以使用pcr132执行在除了三个wur发现信道以外的信道上执行pcr被动扫描1350。在此期间，它可以从其他邻居ap(包括可能不发送wur发现帧的ap)收集信标帧，并且还可以从ap11112接收信标帧1352。在已经从ap11112接收到信标帧之后，sta1140可以在后续的pcr主动扫描1360期间跳过ap11112，并且仅探测ap21122和ap31132。在分别从ap21122和ap31132接收到探测响应帧1362和1364时，sta1140可以使用从探测响应帧以及信标帧1352收集的信息来进行其对ap的选择以启动链接建立。

先前提到，在诸如图11所示的网络1100的非受管无线网络中，sta1140可能难以从ap获得网络报告。另外，为了节能，典型的wursta可以保持很长的打盹状态，即其pcr处于打盹状态或者甚至长时间关闭。在这样长的打盹状态下，即使sta先前已经从其ap收到邻居报告，该报告也可能已经过时。图17示出了sta1140仅基于智能扫描来编译邻居报告的替代过程1700。在使用其wurx进行后台扫描期间，sta1140有时会执行图4中的全智能扫描400，同时在其余时间执行快速智能扫描700。例如，可以在每五次快速智能扫描之后执行全智能扫描。在没有来自ap的适当邻居报告的情况下，全智能扫描1712和1716可以被用于编译简化的邻居ap报告。例如，在全智能扫描1712期间，sta1140可以记录在每个wur发现信道上发送wur发现帧的ap的计数、短ssid和txid。随后，即使wur发现帧不包括图6中的邻居ap计数字段650或图8中的814，也可以由sta1140使用在全智能扫描1712期间编译的邻居ap计数来执行一系列快速智能扫描1714。sta1140可以在后台连续执行此过程，直到它在快速智能扫描1718期间设法从已知的ap接收wur发现帧，之后可以开启其pcr并启动pcr扫描和链接建立过程1722。

尽管到目前为止，我们已经将重点放在在智能扫描过程期间使用wur发现帧，但是在wursta执行智能扫描时，它可能还会接收其他广播wur帧，诸如wur信标帧。尽管wur信标帧的主要目的是维持相关联的wursta与其ap的时钟的时钟同步，但wur信标帧也可以被用于加快智能扫描过程并有助于长打盹状态期间邻居ap报告的编译。wur信标1800的帧格式如图18所示。wur信标被视为广播wur帧，并遵循图2所示的通用分组格式。帧控制字段1802的类型字段1804指示wur信标。然而，由于wur信标被认为是cl(constantlength，恒定长度)wur帧并且不携带帧主体字段，因此图2中的长度字段264可以被重新用于wur信标帧中。长度字段264的前2个比特可以被用于d-ch索引字段1806，以指示ap用来发送其wur发现帧的wur发现信道。由于与wur发现帧相比，wur信标的发送频率要高得多，因此在智能扫描期间，可以由wursta利用此信息以及地址字段1810中携带的txid1812来加快wur发现帧的收集。例如，从感兴趣的特定ap中寻找wur发现帧的wursta可以在从ap接收到wur信标时停止扫描信道，并且切换到在wur信标中指示的wur发现信道。长度字段264的接下来的2个比特可以被用于p-tsf-h字段1808，以携带ap的tsf的另外2个更高的有效比特，使得通过组合p-tsf-h字段1808与p-tsf字段1814，可以增大wur信标的部分时间戳范围。同样，在受管网络(诸如图9中的场景900所示的企业wlan网络)的情况下，如果wursta拥有邻居ap的最新报告，则在从ap接收到wur信标时，通过交叉引用ap的txid1812与邻居ap报告(例如，图14中的缩减的邻居报告元素1400)，wursta可以找出启动pcr扫描和链接建立过程所需的ap详细信息，而无需等待来自ap的wur发现帧。

(第二实施例)

图19示出了wur发现帧1900的替代帧格式。wur发现帧1900遵循与图6中的wur发现帧600相同的结构，但有以下区别：

1)hessid(homogenousextendedservicesetidentifier，同质扩展服务集标识符)字段1902被用于指示发送该帧的ap所代表的无线网络。hessid字段1902标识同质ess，该同质ess是全部提供对相同外部网络的访问的一组bss。用作hessid的值是同质ess中一个ap的bssid，并采用mac地址(6个八比特字节(octets))的形式。hessid是无线网络的全局唯一标识符，并且可以优先于ssid，尤其是在存在多个运营商使用同一ssid的风险的非受管网络中。

2)帧主体中包括邻居ap信息字段1910，该邻居ap信息字段1910指示在所有wur发现信道中发送wur发现帧的ap的计数。邻居ap信息字段1910包括每个wur发现信道上的各个邻居ap计数。例如，如果定义了三个wur发现信道，则ch1邻居ap计数字段1912指示也在同一发现信道(即wur发现信道1)上发送wur发现帧的邻居ap的数量。类似地，ch2邻居ap计数字段1914和ch3邻居ap计数字段1916指示分别在wur发现信道2和3上发送wur发现帧的邻居ap的数量。了解ap在每个wur发现信道上发送wur发现帧的关键优势在于，如果wursta预先知道在某个信道上没有正在发送的wur发现帧，则sta可以在快速智能扫描期间完全跳过特定信道，从而进一步减少扫描等待时间。

通过图20中的示例快速智能扫描过程2000更好地解释了邻居ap信息字段1910的使用。在该示例中，在wur发现信道d-ch12010上发送一个wur发现帧2014，而在wur发现信道d-ch32030上发送三个wur发现帧2034、2036和2038，而在wur发现信道d-ch22020上没有wur发现帧。wur发现帧2014的ch1邻居ap计数子字段1912指示0，ch2邻居ap计数子字段1914也指示0，而ch3邻居ap计数子字段1916指示3。接收wur发现帧2014的wursta保存关于发送ap的相关信息，并且同时通过ch1邻居ap计数子字段1912的内容，通知sta发现信道d-ch12010上预期没有其他wur发现帧。另外，通过ch2邻居ap计数子字段1914的内容，还通知sta在发现信道d-ch22020上也预期没有wur发现帧。如此以来，sta不需要继续在d-ch12010上扫描，直到wur扫描持续时间结束，但可以缩短wur扫描窗口2012，并立即切换到发现信道d-ch32030，完全跳过发现信道2020并启动wur扫描窗口2032。一旦sta接收到所有三个wur发现帧2034、2036和2038，它就可以终止快速智能扫描过程2000。

(接入点的配置)

图21是实施本公开所述的快速智能扫描的示例ap的pcr2100的框图。ap可以是图1中的ap110(pcr2100可以是图1中的pcr112)。pcr2100被连接到天线2102，并且被用于802.11信号的发送和接收以及wurppdu的发送。pcr2100包括rf/模拟前端2110、phy处理电路2120和mac处理电路2130。

rf/模拟前端2110负责向/从天线2102传送模拟信号，并且可以包括诸如自动增益控制(automaticgaincontrol，agc)、低通滤波器(lowpassfilter，lpf)、模数转换器(analog-to-digitalconverter，adc)等的子组件。

phy处理电路2120负责phy层信号的处理，并且还包括ofdm调制器/解调器2122和频率调谐器2124。ofdm调制器/解调器2122负责发送的信号的ofdm调制或接收到的ofdm信号的解调。在发送侧，除了将ofdm调制应用于802.11ppdu之外，ofdm调制器/解调器2122还被用于通过填充所选择的ofdm子载波来生成wur信号(例如，ook)。频率调谐器2124被用于将发送频率设置为用于发送或接收的正确信道，例如，设置为用于发送或接收pcr信号的pcr信道，设置为用于发送携带wur发现帧的wurppdu的wur发现信道以及设置为用于发送携带其余wur帧类型的wurppdu的wur操作信道。

mac处理电路2130负责诸如重传、分段、聚合等各种mac相关处理，并且还包括wur帧生成器/调度器2132和邻居ap报告生成器2134。wur帧生成器/调度器2132负责生成由ap发送的wurppdu中携带的有效载荷的内容，并调度它们以在正确的时间发送。邻居ap报告生成器2134负责基于来自中央控制器的输入或通过ap自己的信道扫描等来编译邻居ap报告。邻居ap报告生成器2134还负责生成在信道上发送wur发现帧的邻居ap的数量的邻居ap计数。

图22是示例ap2200的更详细的框图，其可以是图1中的ap110。ap2200包括耦合到存储器2220的中央处理单元(centralprocessingunit，cpu)2230、辅助存储装置2240、一个或多个无线通信接口(i/f)2250以及其他有线通信接口2270。辅助存储装置2240可以是用于永久存储相关指令代码、数据等的非易失性计算机可读存储介质。

在启动时，cpu2230可以将指令代码以及相关数据复制到易失性存储器2220以运行。指令代码可以是ap2200的操作所需的操作系统、用户应用、设备驱动程序、运行代码等。指令代码的大小以及因此辅助存储2240和存储器2220两者的存储容量可以显著大于图24中的sta2400的存储容量。

ap2200还可以包括电源2210，在大多数情况下，电源2210可以是电力干线(powermains)，但是在某些情况下，也可以是某种高容量电池，例如，汽车电池。有线通信接口2270可以是以太网接口、电力线接口或电话线接口等。

无线通信接口2250可以包括用于蜂窝通信的接口，或者用于诸如zigbee的短距离通信协议的接口，或者它可以是wlan接口。无线接口2250还可以包括mac模块2252和phy模块2260。ap的mac模块2252可以比图24中的sta2400的mac模块复杂得多，并且可以包括许多子模块。在其他子模块中，mac模块2252可以包括wur帧生成器/调度器2258、pcr有效载荷生成器2254和邻居ap报告生成器2256。phy模块2260负责mac模块数据向/从发送/接收信号的转换，并且还包括ofdm调制器/解调器2262和频率调谐器2264。无线接口也可以经由phy模块耦合到一个或多个天线2202，这些天线负责在/从无线介质上实际发送/接收无线通信信号。

根据本公开的ap可以包括为清楚起见在图21和图22中未示出的许多其他组件。仅示出与本公开最相关的那些组件。

(sta的配置)

图23示出了配备有两个单独的无线电(用于发送和接收802.11ofdm信号的pcr2330以及用于接收wurppdu的wur2310)的wursta2300。

wur2310还包括若干子组件，诸如负责从天线2302接收模拟无线电信号的rf/模拟前端2312、负责检测和解码wurppdu的前导码部分的wur前导码检测模块2314、负责解码和处理唤醒信号的有效载荷部分的wur分组解码/处理模块2316和负责本公开中呈现的快速智能扫描过程的wur智能扫描模块2320。wur智能扫描模块2320还包括负责在智能扫描期间将wurx的接收频率设置为正确的wur发现信道的频率调谐器2322、用于记录在智能扫描期间发现的ap的数量的wurap计数器2324以及提取关于在智能扫描期间发现的ap的相关信息的wurap信息模块2326。wur智能扫描模块2320还维护邻居ap信息2328的数据库，该数据库可以由wurx2310本身生成或者可以由pcr2330提供以在智能扫描期间使用。

pcr2330包括rf/模拟前端2332、phy处理电路2340、mac处理电路2344和pcr扫描模块2350。rf/模拟前端2332负责向/从天线2302传送模拟信号，并且可以包括诸如自动增益控制(agc)、低通滤波器(lpf)、模数转换器(adc)等的子组件。phy处理电路2340负责phy层信号的处理，并且还包括ofdm调制器/解调器2342，其负责发送的ofdm信号的调制或接收到的ofdm信号的解调。pcr扫描模块2350负责使用pcr执行信道扫描，并且还包括：负责在pcr扫描期间将pcr的接收频率设置为正确的信道的频率调谐器2352、以及包含要扫描的信道的列表以及由wur智能扫描模块2320传递给pcr的与扫描有关的其他信息(诸如目标短ssid等)的扫描信息2354。

图24是实施本公开中所描述的快速智能扫描的示例sta2400的详细框图，该示例sta2400可以是图1中的sta130或sta140。sta2400包括耦合到存储器2420的中央处理单元(cpu)2430、辅助存储装置2440、一个或多个pcr接口2450以及wur接口2460。pcr接口2450和wur接口2460均被连接到同一无线天线2402。辅助存储装置2440可以是用于永久存储相关指令代码、数据等的非易失性计算机可读存储介质。

在启动时，cpu2430可以将指令代码以及相关数据复制到易失性存储器2420以运行。指令代码可以是sta2400的操作所需的操作系统、用户应用、设备驱动程序、运行代码等。sta2400还可以包括电源2410，例如，锂离子电池或纽扣电池等，或者也可以是干线电力。pcr接口2450可以包括用于蜂窝通信的接口，或者用于诸如zigbee的短距离通信协议的接口，或者它可以是wlan接口。

pcr接口2450包括mac模块2452、phy模块2454和pcr扫描模块2458，该phy模块2454还包括ofdm调制器/解调器2456。

wur接口2460包括若干子组件，诸如负责从天线2402接收模拟无线电信号的rf/模拟前端2462、负责检测和解码唤醒信号的前导码部分的wur前导码检测模块2464、负责解码和处理唤醒信号的有效载荷部分的wur分组解码/处理模块2466、以及负责本公开中所呈现的快速智能扫描过程的wur智能扫描模块2468。wur接口2460还维护邻居ap信息2470的数据库，该数据库可能位于wur接口以及pcr接口2450两者共同可访问的存储器位置中。

根据本公开的sta可以包括为清楚起见在图23或图24中未示出的许多其他组件。仅示出与本公开最相关的那些组件。

(第三实施例)

在前面的实施例中，发送wur发现帧的邻居ap的信息被携带在wur发现帧本身中，并且在快速智能扫描期间使用该信息来减少智能扫描等待时间。然而，也有可能代替使用wur发现帧，发送wur发现帧的邻居ap的信息也可以被携带在802.11信息元素中，而802.11信息元素由诸如信标帧、探测响应帧等的pcr帧携带。图25示出了邻居wurap信息元素2500，其可以被用于携带一个或多个邻居wurap信息字段2510，每个wur发现信道一个。每个邻居wurap信息字段2510的长度是可变的，并且包括wur操作类别字段2512、wur发现信道编号字段2514、邻居wurap计数字段2516和一个或多个邻居wurap字段2520。wur操作类别字段2512和wur发现信道编号字段2514一起标识wur发现信道。邻居wurap字段2520携带关于在wur发现信道中发送wur发现帧的wurap的信息，而邻居wurap计数字段2516指示在邻居wurap字段2520中列出的wurap的数量减一；值为零指示列出了一个wurap。可以从邻居wurap字段2520中省略没有发送wur发现帧的wurap的wur发现信道。存在比特图字段2530指示在邻居wurap字段2520中各种子字段的存在/不存在，例如，1指示存在对应的子字段，并且0指示不存在该子字段。pcr信道比特2532指示pcr操作类别子字段2540和pcr信道编号子字段2542的存在/不存在，该pcr操作类别子字段2540和该pcr信道编号子字段2542一起指示ap正在其上操作的20mhz主信道；bssid比特2534指示bssid子字段2544的存在/不存在，该bssid子字段2544指示ap的bssid，而压缩ssid比特2536指示压缩ssid子字段2546的存在/不存在，该压缩ssid子字段2546表示通过ap可访问的网络的ssid的压缩版本。接收邻居wurap信息元素2500的wursta可以使用在列出的wur发现信道上发送wur发现帧的ap的信息来执行快速智能扫描，例如，图7所描绘的快速智能扫描700。sta可以使用邻居wurap计数字段2516来缩短每个wur发现信道上的信道扫描时间，而在邻居wurap字段2520中携带的wurap的信息(诸如压缩ssid2546)可以被用来通过仅扫描由具有匹配的ssid的ap使用的wur发现信道来进一步减少扫描等待时间。即使在wurap信息元素2500中未携带邻居wurap计数字段2516，接收wursta也可以基于在邻居wurap字段2520中列出的唯一ap的数量来编译该信息。对于图7中所示的示例，在开始智能扫描700之前，wursta可能已经例如在来自与sta相关联的ap的信标帧或探测响应帧中或者甚至在来自sta附近的其他ap的信标帧、探测响应帧、fils帧中接收到邻居wurap信息元素2500。在该示例中，邻居wurap信息元素2500指示一个ap在发现信道d-ch1710上发送wur发现帧，两个ap在发现信道d-ch2720上发送wur发现帧，并且一个ap在发现信道d-ch3730上发送wur发现帧。wursta通过将其wurx调谐到发现信道d-ch1710来开始智能扫描，并接收wur发现帧714，并保存关于发送ap的相关信息。基于邻居wurap信息元素2500中携带的信息，sta意识到没有其他ap在发现信道d-ch1710上发送wur发现帧。如此以来，sta不需要在d-ch1710上继续扫描直到wur扫描持续时间结束，但是可以缩短wur扫描窗口712并立即切换到发现信道d-ch2720并开始wur扫描窗口722。在接收到wur发现帧724时，sta意识到另一个ap在d-ch2720上发送wur发现帧。如此以来，sta继续监听该信道并接收wur发现帧726。由于sta已经从两个ap接收到wur发现帧，因此它可以缩短wur扫描窗口722，并立即切换到发现信道d-ch3730并开始wur扫描窗口732。在接收到wur发现帧734时，sta意识到没有其他ap在d-ch3730上发送wur发现帧，并且由于d-ch3730是扫描列表上的最后一个wur发现信道，因此sta可以缩短wur扫描窗口732并在时间742处结束快速智能扫描过程700，时间742比原始智能扫描过程的结束时间740早得多。总之，在借助邻居wurap的信息执行快速智能扫描期间，如果到目前为止在信道上从其中接收到wur发现帧的唯一ap的数量少于预期的ap数量，并且wur扫描持续时间尚未结束，则sta使用其wurx继续监听wur发现信道，否则，如果当前wur发现信道是待扫描的信道列表中的最后一个信道，则sta终止智能扫描，或者切换到由一个或多个邻居ap用来发送wur发现帧的下一wur发现信道。如果sta未从预期数量的ap接收到wur发现帧，则它可以在整个wur扫描持续时间内监听wur发现信道。

图26示出了邻居ap信息元素2600的替代格式，其可以被用于携带发送wur发现帧的邻居ap的信息。邻居ap信息字段2620携带关于发送wur发现帧的一个或多个邻居ap的信息，而邻居ap计数字段2610指示在邻居ap信息字段2620中列出的ap的数量减一；值为零指示列出了一个ap。每个邻居ap信息字段2620的长度是可变的，并且包括存在比特图字段2630和若干可选子字段。存在比特图字段2630指示在邻居ap信息字段2620中各种子字段的存在/不存在，例如，1指示存在对应的子字段，并且0指示不存在该子字段。pcr信道比特2632指示pcr操作类别子字段2640和pcr信道编号子字段2642的存在/不存在，该pcr操作类别子字段2640和该pcr信道编号子字段2642一起指示ap正在其上操作的20mhz主信道。bssid比特2634指示bssid子字段2644的存在/不存在，该bssid子字段2644指示ap的bssid，而压缩ssid比特2636指示压缩ssid子字段2646的存在/不存在，该压缩ssid子字段2646表示通过ap可访问的网络的ssid的压缩版本。wur发现信道比特2638指示wur操作类别子字段2648和wur发现信道编号子字段2650的存在/不存在，该wur操作类别子字段2648和该wur发现信道编号子字段2650一起标识ap用来发送其wur发现帧的wur发现信道。接收邻居ap信息元素2600的wursta可以使用发送wur发现帧的ap的信息来执行图7中所描绘的快速智能扫描700。这里，邻居ap计数字段2610指示在所有可能的wur发现信道上发送wur发现帧的ap的总数量，并且sta可以使用邻居ap计数字段2610来缩短总扫描时间。sta还可以基于邻居ap信息字段2620的内容来编译在每个wur发现信道上发送wur发现帧的唯一ap的数量，并且使用该信息来缩短每个wur发现信道上的信道扫描时间。sta还可以使用在邻居ap信息字段2620中携带的ap的其他信息(诸如压缩ssid2646)，以例如通过仅扫描由具有匹配的ssid的ap使用的wur发现信道来进一步减少扫描等待时间。

邻居wurap信息元素2500和邻居ap信息元素2600是为了携带关于发送wur发现帧的邻居ap的信息的目的新定义的信息元素的示例。代替定义新元素，还可能为此目的重用现有的802.11邻居元素。图27示出了重新用于携带关于发送wur发现帧的邻居ap的信息的802.11缩减的邻居报告元素2700的示例。邻居ap信息字段2710携带一个或多个邻居ap信息字段，每个字段携带关于一个信道上的一组邻居ap的信息。tbtt信息标头字段2730内的tbtt信息字段类型字段2732确定缩减的邻居报告元素的用法和格式，并且对于现有802.11用法将其设置为0或1。tbtt信息字段类型字段2732被设置为2，以指示缩减的邻居报告元素2700被重新用于携带关于发送wur发现帧的邻居ap的信息。在这种用法中，操作类别字段2750和信道编号字段2752一起标识由一组邻居ap用来发送wur发现帧的wur发现信道。tbtt信息集字段2760携带关于一个或多个邻居ap的更多信息，该一个或多个邻居ap在由操作类别字段2750和信道编号字段2752指示的wur发现信道上发送wur发现帧，邻居ap计数字段2734指示在tbtt信息集字段2760中列出的邻居ap的数量减一；值为零指示列出了一个ap。存在比特图字段2740指示tbtt信息集字段2760中各个子字段的存在/不存在，例如，1指示存在对应的子字段，并且0指示不存在该子字段。pcr信道比特2742指示pcr操作类别子字段2762和pcr信道编号子字段2764的存在/不存在，该pcr操作类别子字段2762和该pcr信道编号子字段2764一起指示ap正在其上操作的20mhz主信道；bssid比特2744指示bssid子字段2766的存在/不存在，该bssid子字段2766指示ap的bssid，而压缩ssid比特2746指示压缩ssid子字段2768的存在/不存在，该压缩ssid子字段2768表示通过ap可访问的网络的ssid的压缩版本的。接收缩减的邻居报告元素2700的wursta可以使用在列出的wur发现信道上发送wur发现帧的邻居ap的信息来执行快速智能扫描，例如，图7中所描绘的快速智能扫描700。sta可以使用邻居ap计数字段2734来缩短每个wur发现信道上的信道扫描时间，而在tbtt信息集字段2760中携带的wurap的信息(诸如压缩ssid2746)可以被用来通过仅扫描由具有匹配的ssid的ap使用的wur发现信道来进一步减少扫描等待时间。

图28示出了支持智能扫描的wurap可以发送的最小压缩wur发现帧的格式。wur发现帧2800遵循与图2中的wur帧230相同的结构，其中帧控制字段2810中的帧类型字段指示wur发现帧，而长度字段指示帧主体字段2802的长度。地址字段2812和td控制字段2814一起携带ap标识符2816。ap标识符2816是24比特长，并且表示发送ap的基本服务集标识符(bssid)。可以将ap标识符2816设置为ap的bssid的最后三个八比特字节，即bssid(24:47)，其表示ap的bssid的供应商分配部分。这确保ap标识符2816对于使用相同的组织唯一标识符(organizationallyuniqueidentifier，oui)的不同ap是唯一的。然而，在小概率情况下，使用不同oui的ap最终可能会使用相同的ap标识符。为了克服这个问题，ap还可以对其bssid的前三个八比特字节(即bssid(0:23))以及其bssid的最后三个八比特字节(即bssid(24:47))执行按比特异或(xor)以获取ap标识符2816。pcr信道子字段2820指示ap用于其pcr的主20mhz信道，并且操作类别字段2822和信道编号字段2824一起唯一地标识主20mhz信道。压缩ssid字段2830表示由ap表示的网络的ssid的压缩版本。

图9中的场景900和图29中的时域序列2900可以被用于示出示例快速智能扫描过程2920，该示例快速智能扫描过程2920使用基于pcr的邻居ap信息元素来减少智能扫描等待时间。在图9中的sta950开始漫游之前，假设在其pcr操作2910期间，sta950将从其关联的ap1912接收到具有邻居wurap信息元素2914的信标帧2912，信标帧2912携带能够发送wur发现帧的邻居ap的信息。可替代地，也可以从附近的其他ap(例如，从ap2922的探测响应帧2916中)接收邻居wurap信息元素2914。邻居wurap信息元素2914可以是图25中的元素2500。邻居wurap信息元素2914指示ap1912在wur发现信道d-ch11010上发送wur发现帧，ap2922和ap3932在wur发现信道d-ch21012上发送wur发现帧，并且ap4942在wur发现信道d-ch31014上发送wur发现帧。wur发现帧可以使用图28中的帧格式2800。通过检查在邻居wurap信息元素2914中列出的ap的压缩ssid字段2546，sta可以选择仅将其智能扫描集中在由ess1ap使用的发现信道d-ch11010和d-ch21012上。在点a954，sta950启动快速智能扫描过程2920，并且首先在wur发现信道d-ch11010上调谐其wurx134，并且从ap1接收wur发现帧2922。由于sta具有ap1是在信道d-ch11010上发送wur发现帧的唯一ap的先验知识，基于邻居wurap信息元素2914的内容，因此它可以立即将信道切换到wur发现信道d-ch21012并且分别从ap2922和ap3932接收wur发现帧2924和2926。在已经接收到从两个ap在信道d-ch21012上发送的wur发现帧并且对由ap4在信道d-ch31014上发送的wur发现帧不感兴趣之后，sta可以立即终止快速智能扫描过程2920。

在快速智能扫描过程2920结束时，已经从三个ess1ap接收到所有三个wur发现帧并且基于它们的内容，以及在需要时交叉引用邻居wurap信息元素2914，sta950还可以将一些感兴趣的ap入围。例如，基于ap标识符2816，sta950可以丢弃ap1912并将ap2922和ap3932入围作为用于漫游的两个候选ap。sta950还可以使用附加信息来做出入围决定，例如，wur发现帧2924和2926的rssi(接收信号强度指示符)。在点b956，sta950从接收到的wur发现帧中提取诸如每个ap的主pcr信道的必要信息，并使用其pcr132来启动主动扫描过程2930，并分别在pcr信道ch401032和ch441034上向ap2922和ap3932发送探测请求帧2932和2936。由于sta950有兴趣加入属于其当前ess(即ess1)的bss，因此它将探测请求帧2932和2936的ssid字段设置为ess1的ssid，并随后分别从ap2922和ap3932接收探测响应帧2934和2938。由于与wur发现帧相比，探测响应帧可以携带更多信息，因此sta950例如基于探测响应帧2934和2938中携带的bss负载信息选择ap2922作为其用于漫游的首选ap，并执行与ap2922的链接建立过程2940(身份验证、关联等)。在点c958，在失去与ap1912的通信链接之前，sta950能够通过其pcr132开始与ap2922的数据交换2950。可以看出，在后台执行wur快速智能扫描2920并能够将候选ap入围，可以显著减少主动扫描过程2930所需的时间并实现快速漫游。

图30示出了可以由支持智能扫描的wurap发送的压缩wur发现帧的替代格式。wur发现帧3000遵循与图2中的wur帧230相同的结构，其中帧控制字段3010中的帧类型字段指示wur发现帧，并且长度字段指示帧主体字段3002的长度。地址字段3012携带ap标识符3016。ap标识符3016是12比特长，并且可以是专门分配的标识符，或者它可以表示发送ap的基本服务集标识符(bssid)。例如，ap标识符3016可以被设置为ap的bssid的最后12比特，即bssid(36:47)。pcr信道索引子字段3020占据td控制字段3014的前10比特，并且映射到ap用于其pcr的主20mhz信道。td控制字段3014的第11个比特被用作邻居ap信息存在比特，以指示帧主体字段3002中邻居ap信息字段3040的存在/不存在。紧凑ssid字段3030携带由ap表示的网络的ssid的哈希表示的24比特，并且可以通过诸如sha-256的通用哈希函数运行ap的ssid并截断为24比特来获得。邻居ap信息字段3040包括每个wur发现信道上的各个邻居ap计数。例如，如果定义了三个wur发现信道，则ch1邻居ap计数字段3042指示也在同一发现信道(即wur发现信道1)上发送wur发现帧的邻居ap的数量。类似地，ch2邻居ap计数字段3044和ch3邻居ap计数字段3046指示分别在wur发现信道2和3上发送wur发现帧的邻居ap的数量。pcr信道索引子字段3020包括国家/地区索引字段3022和操作类别&信道索引字段3024，其一起唯一地标识由发送ap的pcr使用的20mhz信道的操作类别和信道编号。

图31a中的表3100表示用于国家/地区索引字段3022的编码，并指示操作类别&信道索引字段3024的国家或地区。索引3102的值0、1、2、3和4分别表示美国、欧洲、日本、全球和中国，而值5、6和7保留。图31b中的表3110是当国家/地区索引字段3022被设置为0(美国)时将操作类别&信道索引字段3024映射到所有适用的20mhz信道的操作类别和信道编号的示例表。索引3112的值0至51映射到可以在美国使用的20mhz信道的操作类别和信道编号的52个唯一组合，而值52至127保留。尽管未示出，但可以通过列出每个其他国家/地区中的所有20mhz信道来制作类似的表格。

在设计由支持智能扫描的ap发送wur发现帧的参数时，考虑由ap用于pcr发送以及wur发送的无线信道也很重要。如果pcr和wur发送使用不同频带上的信道，则尤其如此。众所周知，无线信号的发送范围取决于无线信号的频率。如果以相同的发送功率进行发送，则2.4ghz频带中的无线信号覆盖的距离约为5ghz频带的两倍。由于wur波形的窄带性质，ieee802.11ba任务组已经决定不应将5ghz频带中的动态频率选择(dynamicfrequencyselection，dfs)信道用作wur信道。另外，由于2.4ghz中的范围更长，因此ap可能会将5ghz频带用于其pcr发送，而2.4ghz频带被用于wur发现帧的发送。在这种情况下，如果ap将相同的发送功率用于pcr和wur发送，则2.4ghz频带中的wur发现帧的发送范围可能几乎是5ghz频带中802.11信标帧的两倍。这可能导致执行智能扫描的wursta可以从ap接收wur发现帧并将其选择为用于漫游的候选ap但在使用pcr的被动/主动扫描期间无法从ap接收信标帧或探测响应帧的情况。为了避免pcr和wur之间的这种范围失配问题，建议ap在发送wur发现帧时调整发送功率，使得wur发现帧的发送范围与802.11信标帧的发送范围大致相同。这将确保能够从ap接收wur发现帧的wursta也能够使用pcr与ap通信。在pcr使用2.4ghz频带的信道而wur使用5ghz频带的信道的相反情况下，需要提高wur发送的发送功率以满足范围要求。在这种情况下，为了确保可靠的wur操作，不仅要考虑wur发现帧的发送功率调整，还要考虑wur唤醒帧以及wur信标帧的发送功率调整。

(第四实施例)

在第三实施例中，描述了wursta如何可以从其相关联的ap或附近的任何其他ap接收发送wur发现帧的邻居ap的信息，并使用该信息来加速其扫描/漫游操作。但是，在某些网络部署中，ap可能不支持邻居ap的信息的发送。然而，发送wur发现帧的ap将例如使用图5中的wur操作元素500的wur发现信道字段514来在诸如信标帧、探测响应帧等帧中通告其发送wur发现帧的wur发现信道。可替代地，还可以使用图33中的wur能力元素3300的wur操作类别字段3310和wur发现信道字段3320的组合来通告wur发现信道。在这种情况下，wursta可以编译其自己的邻居ap报告，以便在将来的漫游决定中帮助它。

图9中的场景900和图32中的时域序列3200可以被用于示出wursta编译其自己的邻居ap报告以减少漫游等待时间的示例。在图9中的sta950开始漫游之前，假设在其pcr操作3202的空闲时间期间，sta950可以收集关于发送wur发现帧的邻居ap的信息。pcr操作3202可以涉及sta的信道外被动扫描，以在除其操作信道之外的pcr信道上收集来自邻居ap的信标帧、探测响应帧中携带的wur操作元素3204。wur操作元素3204可以是图5中的wur操作元素500。此外，当sta950处于空闲wur模式时，sta950还可以使用其wurx在wur发现信道上执行扫描3210，以接收wur发现帧3212、3214等。使用在其空闲时间期间收集的此类信息，sta950可以准备发送wur发现帧的邻居ap的报告。作为示例，报告可以指示ap1912在wur发现信道d-ch11010上发送wur发现帧，ap2922和ap3932在wur发现信道d-ch21012上发送wur发现帧，并且ap4942在wur发现信道d-ch31014上发送wur发现帧。wur发现帧可以使用图28中的帧格式2800。在点a954，sta950启动快速智能扫描过程3220，并且首先在wur发现信道d-ch11010上调谐其wurx134，并且从ap1接收wur发现帧3222。基于其在邻居ap上编译的报告内容，sta950具有ap1是在信道d-ch11010上发送wur发现帧的唯一ap的先验知识，因此它可以立即将信道切换到wur发现信道d-ch21012，并分别从ap2922和ap3932接收wur发现帧3224和3226。类似地，sta950具有ap1和ap2是在信道d-ch21012上发送wur发现帧的仅有的两个ap的先验知识，因此它可以立即将信道切换到wur发现信道d-ch31014并从ap4942接收wur发现帧3228。由于sta950具有ap4是在信道d-ch31014上发送wur发现帧的唯一ap的先验知识，因此sta可以在接收到wur发现帧3228之后立即终止快速智能扫描过程3228。

在快速智能扫描过程3220结束时，基于接收到的wur发现帧的内容，sta950还可以将一些感兴趣的ap入围。例如，基于压缩ssid字段2830，sta950可以丢弃ap4942，并将ap2922和ap3932入围作为用于漫游的两个候选ap。sta950还可以使用附加信息来做出入围决定，例如，wur发现帧3224、3226和3228的rssi(接收信号强度指示符)。在点b956，sta950从接收到的wur发现帧中提取诸如每个ap的主pcr信道的必要信息，并使用其pcr132来启动主动扫描过程3230，并分别在pcr信道ch401032和ch441034上向ap2922和ap3932发出探测请求帧3232和3236。由于sta950有兴趣加入属于其当前ess(即ess1)的bss，因此它将探测请求帧3232和3236的ssid字段设置为ess1的ssid，随后分别从ap2922和ap3932接收探测响应帧3234和3238。由于与wur发现帧相比，探测响应帧可以携带更多信息，因此sta950例如基于探测响应帧3234和3238中携带的能力元素选择来ap2922作为其用于漫游的首选ap，并执行与ap2922的链接建立过程3240(身份验证、关联等)。在点c958，在丢失与ap1912的通信链接之前，sta950能够通过其pcr132开始与ap2922的数据交换3250。可以看出，预编译发送wur发现帧的邻居ap的报告并执行wur快速智能扫描3220可以使sta能够入围候选ap，并且可以显著减少主动扫描过程3230所需的时间并实现快速漫游。

可以通过软件、硬件或与硬件协作的软件来实现本公开。在上述每个实施例的描述中使用的每个功能块可以部分或全部由诸如集成电路的lsi实现，并且在每个实施例中描述的每个过程可以部分或全部由相同的lsi或lsi的组合控制。lsi可以单独地形成为芯片，或者可以形成为一个芯片以便包括部分或全部功能块。lsi可以包括耦合到其的数据输入和输出。根据集成度的不同，这里的lsi可以被称为ic、系统lsi、超级lsi或超lsi。然而，实施集成电路的技术不限于lsi，并且可以通过使用专用电路、通用处理器或专用处理器来实现。另外，可以使用在制造lsi之后可以编程的fpga(fieldprogrammablegatearray，现场可编程门阵列)或其中可以重新配置布置在lsi内部的电路单元的连接和设置的可重新配置处理器。本公开可以被实现为数字处理或模拟处理。如果由于半导体技术或其他衍生技术的进步而导致未来的集成电路技术取代lsi，则可以使用未来的集成电路技术来集成功能块。生物技术也可以应用。

如果由于半导体技术或源自该技术的其他技术的进步而出现代替lsi的电路集成技术，则可以使用未来的集成电路技术来集成功能块。另一种可能性是生物技术和/或类似技术的应用。

本公开可以通过具有通信功能的任何种类的装置、设备或系统来实现，其被称为通信装置。这种通信装置的一些非限制性示例包括电话(例如，蜂窝(移动)电话、智能电话)、平板电脑、个人计算机(pc)(例如，笔记本电脑、台式电脑、上网本)、相机(例如，数字静止/视频相机)、数字播放器(数字音频/视频播放器)、可穿戴设备(例如，可穿戴相机、智能手表、跟踪设备)、游戏机、数字书籍阅读器、远程保健/远程医疗(远程保健和医疗)设备以及提供通信功能的车辆(例如，汽车、飞机、轮船)及其各种组合。

通信装置不限于便携式或可移动，并且还可以包括非便携式或静止的任何类型的装置、设备或系统，诸如智能家居设备(例如，电器、照明、智能仪表、控制面板)、自动售货机以及“物联网(internetofthings，iot)”网络中的任何其他“事物”。

通信可以包括通过例如蜂窝系统、无线lan系统、卫星系统等以及它们的各种组合来交换数据。

通信装置可以包括诸如控制器或传感器的设备，其耦合到执行本公开中所描述的通信功能的通信设备。例如，通信装置可以包括控制器或传感器，该控制器或传感器生成控制信号或数据信号，该控制信号或数据信号由执行该通信装置的通信功能的通信设备所使用。

通信装置还可以包括诸如基站、接入点的基础设施、以及与诸如上述非限制性示例中的装置进行通信或控制这些装置的任何其他装置、设备或系统。

2017年12月25日提交的日本专利申请no.2017-247681和2018年2月7日提交的日本专利申请no.2018-020069的公开，包括说明书、附图和摘要，通过引用整体并入本公开。

工业适用性

本公开可以应用于无线网络中wur模式操作的装置和方法。

引用标记列表

110、2100、2200ap

120sta

130、140、2300、2400wursta

112、122、132、142、2100、2250、2330、2450pcr

134、144、2310、2460wurx

2102、2202、2302、2402天线

2110、2312、2332、2462rf/模拟前端

2120、2260、2340、2454phy处理电路

2122、2262、2342、2456ofdm调制器/解调器

2124、2264、2322、2352频率调谐器

2134、2256邻居ap报告生成器

2132、2258wur帧生成器/调度器

2320、2468wur智能扫描模块

2324wurap计数器

2326wurap信息

2350、2458pcr扫描模块

2354扫描信息

2130、2252、2344、2452mac处理电路

2254pcr有效载荷生成器

2328、2470邻居ap信息

2210、2410电源

2220、2420存储器

2230、2430cpu

2240、2440辅助存储装置

2250无线i/f

2270有线通信i/f

2314、2464wur前导码检测

2316、2466wur数据分组解码/处理模块