用于無線通信的范圍擴(kuò)展的系統(tǒng)、裝置和方法
【專利說明】用于無線通信的范圍擴(kuò)展的系統(tǒng)、裝置和方法
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的奪叉引用
[0002] 本申請(qǐng)要求于2012年11月2日提交的題為"SYSTEMS, APPARATUS, AND METHODS FOR RANGE EXTENSION OF WIRELESS COMMUNICATION(用于無線通信的范圍擴(kuò)展的系統(tǒng)、裝 置和方法）"的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)No. 61/721，762(高通案卷號(hào)130350P1)的優(yōu)先權(quán)，其全部?jī)?nèi) 容通過援引納入于此。
[0003] 背景
[0004] 領(lǐng)域
[0005] 本申請(qǐng)一般涉及無線通信，尤其涉及用于在無線通信網(wǎng)絡(luò)中使用中繼器的系統(tǒng)、 方法、和設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0006]
[0007] 在許多電信系統(tǒng)中，通信網(wǎng)絡(luò)被用于在若干個(gè)空間上分開的交互設(shè)備之間交換消 息。網(wǎng)絡(luò)可根據(jù)地理范圍來分類，該地理范圍可以例如是城市區(qū)域、局部區(qū)域、或者個(gè)人 區(qū)域。此類網(wǎng)絡(luò)可分別被指定為廣域網(wǎng)（WAN)、城域網(wǎng)（MAN)、局域網(wǎng)（LAN)、無線局域網(wǎng) (WLAN)、或個(gè)域網(wǎng)（PAN)。網(wǎng)絡(luò)還根據(jù)用于互連各種網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和設(shè)備的交換/路由技術(shù)（例 如，電路交換-分組交換）、用于傳輸?shù)奈锢斫橘|(zhì)的類型（例如，有線-無線）、和所使用的 通信協(xié)議集（例如，網(wǎng)際協(xié)議集、S0NET(同步光學(xué)聯(lián)網(wǎng)）、以太網(wǎng)等）而有所不同。
[0008] 當(dāng)網(wǎng)絡(luò)元件是移動(dòng)的并由此具有動(dòng)態(tài)連通性需求時(shí)，或者在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)以自組織 (ad hoc)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)而非固定拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來形成的情況下，無線網(wǎng)絡(luò)往往是優(yōu)選的。無線網(wǎng)絡(luò) 使用無線電、微波、紅外、光等頻帶中的電磁波以非制導(dǎo)傳播模式來采用無形的物理介質(zhì)。 在與固定的有線網(wǎng)絡(luò)相比較時(shí)，無線網(wǎng)絡(luò)有利地促成用戶移動(dòng)性和快速的現(xiàn)場(chǎng)部署。
[0009] 無線網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備可在彼此之間傳送/接收信息。在一些方面，無線網(wǎng)絡(luò)上的各 設(shè)備可以具有有限的傳輸范圍。因此，需要用于在無線網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行通信的改進(jìn)型系統(tǒng)、方法 和設(shè)備。
[0010]
[0011] 本發(fā)明的系統(tǒng)、方法和設(shè)備各自具有若干方面，其中并非僅靠任何單一方面來負(fù) 責(zé)其期望屬性。在不限制如由所附權(quán)利要求所表達(dá)的本發(fā)明的范圍的情況下，現(xiàn)在將簡(jiǎn)要 地討論一些特征。在考慮此討論后，并且尤其是在閱讀題為"詳細(xì)描述"的章節(jié)之后，將理解 本發(fā)明的特征是如何提供包括無線網(wǎng)絡(luò)中的接入點(diǎn)和站之間的改進(jìn)的通信在內(nèi)的優(yōu)點(diǎn)的。
[0012] 權(quán)利要求將在定稿后添加至此。
[0013] 附圖簡(jiǎn)沐
[0014] 圖1示出了示例性無線通信系統(tǒng)100。無線通信系統(tǒng)100可按照無線標(biāo)準(zhǔn)（例如 802. 11標(biāo)準(zhǔn)中的任一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)）來操作。
[0015] 圖2A示出了其中可采用本公開的各方面的另一示例性無線通信系統(tǒng)200。
[0016] 圖2B示出了其中可采用本公開的各方面的另一示例性無線通信系統(tǒng)200。
[0017] 圖3示出了可在圖1的無線通信系統(tǒng)100、圖2A的系統(tǒng)200、或圖2B的系統(tǒng)250 內(nèi)采用的無線設(shè)備302的示例性功能框圖。
[0018] 圖4A解說了包括AP 104、站106和中繼器105的無線通信系統(tǒng)400。
[0019] 圖4B解說了包括中繼器105b、中繼器105c、和站106的無線通信系統(tǒng)450。
[0020] 圖5A是用于執(zhí)行無線通信的過程500的流程圖。
[0021] 圖5B是無線通信系統(tǒng)100或200內(nèi)可采用的示例性設(shè)備550的功能框圖。
[0022] 圖6A是用于執(zhí)行無線通信的過程600的流程圖。
[0023] 圖6B是無線通信系統(tǒng)100或200內(nèi)可采用的示例性設(shè)備650的功能框圖。
[0024] 圖7A是用于執(zhí)行無線通信的過程700的流程圖。
[0025] 圖7B是無線通信系統(tǒng)100或200內(nèi)可采用的示例性設(shè)備750的功能框圖。
[0026] 圖8A是用于執(zhí)行無線通信的過程800的流程圖。
[0027] 圖8B是無線通信系統(tǒng)100或200內(nèi)可采用的示例性設(shè)備850的功能框圖。
[0028] 詳細(xì)描沐
[0029] 以下參照附圖更全面地描述本新穎系統(tǒng)、裝置和方法的各種方面。然而，本公開可 用許多不同形式來實(shí)施并且不應(yīng)解釋為被限定于本公開通篇給出的任何具體結(jié)構(gòu)或功能。 確切而言，提供這些方面是為了使本公開將是透徹和完整的，并且其將向本領(lǐng)域技術(shù)人員 完全傳達(dá)本公開的范圍。基于本文中的教導(dǎo)，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)領(lǐng)會(huì)到，本公開的范圍旨在 覆蓋本文中公開的這些新穎的系統(tǒng)、裝置和方法的任何方面，不論其是獨(dú)立實(shí)現(xiàn)的還是與 本發(fā)明的任何其他方面組合實(shí)現(xiàn)的。例如，可以使用本文所闡述的任何數(shù)目的方面來實(shí)現(xiàn) 裝置或?qū)嵺`方法。另外，本發(fā)明的范圍旨在覆蓋使用作為本文中所闡述的本發(fā)明各種方面 的補(bǔ)充或者與之不同的其他結(jié)構(gòu)、功能性、或者結(jié)構(gòu)及功能性來實(shí)踐的裝置或方法。應(yīng)當(dāng)理 解，本文披露的任何方面可以由權(quán)利要求的一個(gè)或多個(gè)要素來實(shí)施。
[0030] 盡管本文描述了特定方面，但這些方面的眾多變體和置換落在本公開的范圍之 內(nèi)。盡管提到了優(yōu)選方面的一些益處和優(yōu)點(diǎn)，但本公開的范圍并非旨在被限定于特定益處、 用途或目標(biāo)。確切而言，本公開的各方面旨在寬泛地適用于不同的無線技術(shù)、系統(tǒng)配置、網(wǎng) 絡(luò)、和傳輸協(xié)議，其中一些藉由示例在附圖和以下對(duì)優(yōu)選方面的描述中解說。詳細(xì)描述和附 圖僅僅解說本公開而非限定本公開，本公開的范圍由所附權(quán)利要求及其等效技術(shù)方案來定 義。
[0031] 流行的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可包括各種類型的無線局域網(wǎng)（WLAN)。WLAN可被用于采用 廣泛使用的聯(lián)網(wǎng)協(xié)議來將近旁設(shè)備互連在一起。本文中所描述的各個(gè)方面可應(yīng)用于任何通 信標(biāo)準(zhǔn)，諸如無線協(xié)議。
[0032] 在一些方面，亞千兆赫頻帶中的無線信號(hào)可根據(jù)802. 11協(xié)議使用正交頻分復(fù)用 (OFDM)、直接序列擴(kuò)頻（DSSS)通信、OFDM和DSSS通信的組合、或其他方案來傳送。802. 11 協(xié)議的實(shí)現(xiàn)可被用于傳感器、計(jì)量、和智能電網(wǎng)。有利地，實(shí)現(xiàn)802. 11協(xié)議的某些設(shè)備的各 方面可以比實(shí)現(xiàn)其他無線協(xié)議的設(shè)備消耗更少的功率，和/或可被用于跨相對(duì)較長(zhǎng)的距離 (例如，約1公里或更長(zhǎng)）來傳送無線信號(hào)。
[0033] 在一些實(shí)現(xiàn)中，WLAN包括作為接入無線網(wǎng)絡(luò)的組件的各種設(shè)備。例如，可以有兩 種類型的設(shè)備：接入點(diǎn)（"AP"）和客戶端（亦稱為站，或"STA"）。一般而言，AP可用作 WLAN的中樞或基站，而STA用作WLAN的用戶。例如，STA可以是膝上型計(jì)算機(jī)、個(gè)人數(shù)字 助理（PDA)、移動(dòng)電話等。在一示例中，STA經(jīng)由遵循WiFi (例如，IEEE 802. 11協(xié)議，諸如 802. 11)的無線鏈路連接至AP以獲得至因特網(wǎng)或至其它廣域網(wǎng)的一般連通性。在一些實(shí)現(xiàn) 中，STA也可被用作AP。
[0034] 接入點(diǎn)（"AP"）還可包括、被實(shí)現(xiàn)為、或被稱為B節(jié)點(diǎn)、無線電網(wǎng)絡(luò)控制器("RNC")、 演進(jìn)型B節(jié)點(diǎn)、基站控制器（"BSC"）、基收發(fā)機(jī)站（"BTS"）、基站（"BS"）、收發(fā)機(jī)功能 (" TF"）、無線電路由器、無線電收發(fā)機(jī)或其他某個(gè)術(shù)語。
[0035] 站"STA"還可包括、被實(shí)現(xiàn)為、或被稱為接入終端（"AT"）、訂戶站、訂戶單元、移 動(dòng)站、遠(yuǎn)程站、遠(yuǎn)程終端、用戶終端、用戶代理、用戶設(shè)備、用戶裝備、或其他某個(gè)術(shù)語。在一 些實(shí)現(xiàn)中，接入終端可包括蜂窩電話、無繩電話、會(huì)話發(fā)起協(xié)議（"SIP"）話機(jī)、無線本地環(huán) 路（"WLL"）站、個(gè)人數(shù)字助理（"PDA"）、具有無線連接能力的手持式設(shè)備、或連接至無線 調(diào)制解調(diào)器的其他某種合適的處理設(shè)備。因此，本文所教導(dǎo)的一個(gè)或多個(gè)方面可被納入到 電話（例如，蜂窩電話或智能電話）、計(jì)算機(jī)（例如，膝上型設(shè)備）、便攜式通信設(shè)備、手持 機(jī)、便攜式計(jì)算設(shè)備（例如，個(gè)人數(shù)據(jù)助理）、娛樂設(shè)備（例如，音樂或視頻設(shè)備、或衛(wèi)星無線 電）、游戲設(shè)備或系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)設(shè)備、或被配置成經(jīng)由無線介質(zhì)通信的任何其他合適 的設(shè)備中。
[0036] 如以上所討論的，本文中所描述的某些設(shè)備可實(shí)現(xiàn)例如802. 11標(biāo)準(zhǔn)中的任一者。 此類設(shè)備（無論是用作STA還是AP還是其他設(shè)備）可被用于智能計(jì)量或者用在智能網(wǎng)格 網(wǎng)絡(luò)中。此類設(shè)備可提供傳感器應(yīng)用或者用在家庭自動(dòng)化中。這些設(shè)備可代替地或者附加 地用在醫(yī)療保健環(huán)境中，例如用于個(gè)人醫(yī)療保健。這些設(shè)備也可被用于監(jiān)督以使得能夠?qū)?現(xiàn)范圍擴(kuò)展的因特網(wǎng)連通性（例如，以供與熱點(diǎn)聯(lián)用）、或者實(shí)現(xiàn)機(jī)器對(duì)機(jī)器通信。
[0037] 無線設(shè)備在無線網(wǎng)絡(luò)上的傳輸范圍是有限距離。為了容適在無線網(wǎng)絡(luò)上通信的設(shè) 備的有限傳輸范圍，接入點(diǎn)可被放置成使得接入點(diǎn)在各設(shè)備的傳輸范圍內(nèi)。在包括分開相 當(dāng)大的地理距離的設(shè)備的無線網(wǎng)絡(luò)中，多個(gè)接入點(diǎn)可能是必需的以確保所有設(shè)備能在該網(wǎng) 絡(luò)上通信。包括這些多個(gè)接入點(diǎn)可增加無線網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)的成本。因此，可能期望減少在無 線網(wǎng)絡(luò)橫跨可能超過該網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備的傳輸范圍的距離時(shí)對(duì)附加接入點(diǎn)的需要的無線網(wǎng) 絡(luò)設(shè)計(jì)。
[0038] 中繼器可以比接入點(diǎn)花費(fèi)更少。例如，一些接入點(diǎn)設(shè)計(jì)可包括無線聯(lián)網(wǎng)硬件和與 基于傳統(tǒng)有線LAN的技術(shù)（諸如以太網(wǎng)）對(duì)接所必需的硬件兩者。這一附加復(fù)雜性可能導(dǎo) 致接入點(diǎn)比中繼器更為昂貴。另外，因?yàn)榻尤朦c(diǎn)可與有線LAN對(duì)接，所以安裝多個(gè)接入點(diǎn)的 成本超過了接入點(diǎn)本身的成本，并且可包括與有線LAN相關(guān)聯(lián)的布線成本、以及與安裝和 配置有線LAN相關(guān)聯(lián)的勞力和其它安裝成本。使用中繼器而非接入點(diǎn)可以減少與接入點(diǎn)相 關(guān)聯(lián)的某些成本。例如，因?yàn)橹欣^器可以僅使用無線聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，所以與接入點(diǎn)設(shè)計(jì)相比，中 繼器設(shè)計(jì)可以提供減少的成本。另外，中繼無線話務(wù)的能力可以減少對(duì)有線LAN電纜敷設(shè) 的需要和與接入點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的安裝費(fèi)用。
[0039] 圖1示出了示例性無線通信系統(tǒng)100。無線通信系統(tǒng)100可按照無線標(biāo)準(zhǔn)（例如 IEEE 802. 11標(biāo)準(zhǔn)）來操作。無線通信系統(tǒng)100可包括與STA 106通信的AP 104。
[0040] 可以將各種過程和方法用于無線通信系統(tǒng)100中在AP 104與STA 106之間的傳 輸。例如，可以根據(jù)OFDM/OFDMA技術(shù)在AP 104與STA 106之間發(fā)送和接收信號(hào)。如果是 這種情形，則無線通信系統(tǒng)100可以被稱為OFDM/OFDMA系統(tǒng)。替換地，可以根據(jù)CDM技術(shù) 在AP 104與STA 106之間發(fā)送和接收信號(hào)。如果是這種情形，則無線通信系統(tǒng)100可被稱 為CDM系統(tǒng)。
[0041] 促成從AP 104至一個(gè)或多個(gè)STA 106的傳輸?shù)耐ㄐ沛溌房杀环Q為下行鏈路 (DL) 108,而促成從一個(gè)或多個(gè)STA 106至AP 104的傳輸?shù)耐ㄐ沛溌房杀环Q為上行鏈路 (UL) 110。替換地，下行鏈路108可被稱為前向鏈路或前向信道，而上行鏈路110可被稱為 反向鏈路或反向信道。
[0042] AP 104可充當(dāng)基站并提供基本服務(wù)區(qū)域（BSA) 102中的無線通信覆蓋。AP 104 連同與該AP 104相關(guān)聯(lián)并使用該AP 104來通信的諸STA 106-起可被稱為基本服務(wù)集 (BSS)。應(yīng)注意，無線通信系統(tǒng)100可以不具有中央AP 104,而是可以作為STA 106之間的 對(duì)等網(wǎng)絡(luò)起作用。相應(yīng)地，本文中所描述的AP 104的功能可替換地由一個(gè)或多個(gè)STA 106 來執(zhí)行。
[0043] AP 104可經(jīng)由通信鏈路（諸如，下行鏈路108)向系統(tǒng)100的其他節(jié)點(diǎn)STA 106傳 送信標(biāo)信號(hào)（或簡(jiǎn)稱"信標(biāo)")，這可幫助其他節(jié)點(diǎn)STA 106將它們的定時(shí)與AP 104同步，或 者可提供其他信息或功能性。此類信標(biāo)可周期性地被傳送。在一方