用于無線通信的范圍擴展的系統(tǒng)、裝置和方法
【專利說明】用于無線通信的范圍擴展的系統(tǒng)、裝置和方法
[0001] 相關申請的奪叉引用
[0002] 本申請要求于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展的系統(tǒng)、裝 置和方法）"的美國臨時申請No. 61/721，762(高通案卷號130350P1)的優(yōu)先權，其全部內 容通過援引納入于此。
[0003] 背景
[0004] 領域
[0005] 本申請一般涉及無線通信，尤其涉及用于在無線通信網(wǎng)絡中使用中繼器的系統(tǒng)、 方法、和設備。
【背景技術】
[0006]
[0007] 在許多電信系統(tǒng)中，通信網(wǎng)絡被用于在若干個空間上分開的交互設備之間交換消 息。網(wǎng)絡可根據(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、或者個人 區(qū)域。此類網(wǎng)絡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)、或個域網(wǎng)（PAN)。網(wǎng)絡還根據(jù)用于互連各種網(wǎng)絡節(jié)點和設備的交換/路由技術（例 如，電路交換-分組交換）、用于傳輸?shù)奈锢斫橘|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(同步光學聯(lián)網(wǎng)）、以太網(wǎng)等）而有所不同。
[0008] 當網(wǎng)絡元件是移動的并由此具有動態(tài)連通性需求時，或者在網(wǎng)絡架構以自組織 (ad hoc)拓撲結構而非固定拓撲結構來形成的情況下，無線網(wǎng)絡往往是優(yōu)選的。無線網(wǎng)絡 使用無線電、微波、紅外、光等頻帶中的電磁波以非制導傳播模式來采用無形的物理介質。 在與固定的有線網(wǎng)絡相比較時，無線網(wǎng)絡有利地促成用戶移動性和快速的現(xiàn)場部署。
[0009] 無線網(wǎng)絡中的設備可在彼此之間傳送/接收信息。在一些方面，無線網(wǎng)絡上的各 設備可以具有有限的傳輸范圍。因此，需要用于在無線網(wǎng)絡中進行通信的改進型系統(tǒng)、方法 和設備。
[0010]
[0011] 本發(fā)明的系統(tǒng)、方法和設備各自具有若干方面，其中并非僅靠任何單一方面來負 責其期望屬性。在不限制如由所附權利要求所表達的本發(fā)明的范圍的情況下，現(xiàn)在將簡要 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)絡中的接入點和站之間的改進的通信在內的優(yōu)點的。
[0012] 權利要求將在定稿后添加至此。
[0013] 附圖簡沐
[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可按照無線標準（例如 802. 11標準中的任一個標準）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 內采用的無線設備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內可采用的示例性設備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內可采用的示例性設備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內可采用的示例性設備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內可采用的示例性設備850的功能框圖。
[0028] 詳細描沐
[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施并且不應解釋為被限定于本公開通篇給出的任何具體結構或功能。 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，并且其將向本領域技術人員 完全傳達本公開的范圍。基于本文中的教導，本領域技術人員應領會到，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，不論其是獨立實現(xiàn)的還是與 本發(fā)明的任何其他方面組合實現(xiàn)的。例如，可以使用本文所闡述的任何數(shù)目的方面來實現(xiàn) 裝置或實踐方法。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 的補充或者與之不同的其他結構、功能性、或者結構及功能性來實踐的裝置或方法。應當理 解，本文披露的任何方面可以由權利要求的一個或多個要素來實施。
[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。盡管提到了優(yōu)選方面的一些益處和優(yōu)點，但本公開的范圍并非旨在被限定于特定益處、 用途或目標。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、系統(tǒng)配置、網(wǎng) 絡、和傳輸協(xié)議，其中一些藉由示例在附圖和以下對優(yōu)選方面的描述中解說。詳細描述和附 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利要求及其等效技術方案來定 義。
[0031] 流行的無線網(wǎng)絡技術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)議來將近旁設備互連在一起。本文中所描述的各個方面可應用于任何通 信標準，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可根據(jù)802. 11協(xié)議使用正交頻分復用 (OFDM)、直接序列擴頻（DSSS)通信、OFDM和DSSS通信的組合、或其他方案來傳送。802. 11 協(xié)議的實現(xiàn)可被用于傳感器、計量、和智能電網(wǎng)。有利地，實現(xiàn)802. 11協(xié)議的某些設備的各 方面可以比實現(xiàn)其他無線協(xié)議的設備消耗更少的功率，和/或可被用于跨相對較長的距離 (例如，約1公里或更長）來傳送無線信號。
[0033] 在一些實現(xiàn)中，WLAN包括作為接入無線網(wǎng)絡的組件的各種設備。例如，可以有兩 種類型的設備：接入點（"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可以是膝上型計算機、個人數(shù)字 助理（PDA)、移動電話等。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。在一些實現(xiàn) 中，STA也可被用作AP。
[0034] 接入點（"AP"）還可包括、被實現(xiàn)為、或被稱為B節(jié)點、無線電網(wǎng)絡控制器("RNC")、 演進型B節(jié)點、基站控制器（"BSC"）、基收發(fā)機站（"BTS"）、基站（"BS"）、收發(fā)機功能 (" TF"）、無線電路由器、無線電收發(fā)機或其他某個術語。
[0035] 站"STA"還可包括、被實現(xiàn)為、或被稱為接入終端（"AT"）、訂戶站、訂戶單元、移 動站、遠程站、遠程終端、用戶終端、用戶代理、用戶設備、用戶裝備、或其他某個術語。在一 些實現(xiàn)中，接入終端可包括蜂窩電話、無繩電話、會話發(fā)起協(xié)議（"SIP"）話機、無線本地環(huán) 路（"WLL"）站、個人數(shù)字助理（"PDA"）、具有無線連接能力的手持式設備、或連接至無線 調制解調器的其他某種合適的處理設備。因此，本文所教導的一個或多個方面可被納入到 電話（例如，蜂窩電話或智能電話）、計算機（例如，膝上型設備）、便攜式通信設備、手持 機、便攜式計算設備（例如，個人數(shù)據(jù)助理）、娛樂設備（例如，音樂或視頻設備、或衛(wèi)星無線 電）、游戲設備或系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)設備、或被配置成經(jīng)由無線介質通信的任何其他合適 的設備中。
[0036] 如以上所討論的，本文中所描述的某些設備可實現(xiàn)例如802. 11標準中的任一者。 此類設備（無論是用作STA還是AP還是其他設備）可被用于智能計量或者用在智能網(wǎng)格 網(wǎng)絡中。此類設備可提供傳感器應用或者用在家庭自動化中。這些設備可代替地或者附加 地用在醫(yī)療保健環(huán)境中，例如用于個人醫(yī)療保健。這些設備也可被用于監(jiān)督以使得能夠實 現(xiàn)范圍擴展的因特網(wǎng)連通性（例如，以供與熱點聯(lián)用）、或者實現(xiàn)機器對機器通信。
[0037] 無線設備在無線網(wǎng)絡上的傳輸范圍是有限距離。為了容適在無線網(wǎng)絡上通信的設 備的有限傳輸范圍，接入點可被放置成使得接入點在各設備的傳輸范圍內。在包括分開相 當大的地理距離的設備的無線網(wǎng)絡中，多個接入點可能是必需的以確保所有設備能在該網(wǎng) 絡上通信。包括這些多個接入點可增加無線網(wǎng)絡的實現(xiàn)的成本。因此，可能期望減少在無 線網(wǎng)絡橫跨可能超過該網(wǎng)絡上的設備的傳輸范圍的距離時對附加接入點的需要的無線網(wǎng) 絡設計。
[0038] 中繼器可以比接入點花費更少。例如，一些接入點設計可包括無線聯(lián)網(wǎng)硬件和與 基于傳統(tǒng)有線LAN的技術（諸如以太網(wǎng)）對接所必需的硬件兩者。這一附加復雜性可能導 致接入點比中繼器更為昂貴。另外，因為接入點可與有線LAN對接，所以安裝多個接入點的 成本超過了接入點本身的成本，并且可包括與有線LAN相關聯(lián)的布線成本、以及與安裝和 配置有線LAN相關聯(lián)的勞力和其它安裝成本。使用中繼器而非接入點可以減少與接入點相 關聯(lián)的某些成本。例如，因為中繼器可以僅使用無線聯(lián)網(wǎng)技術，所以與接入點設計相比，中 繼器設計可以提供減少的成本。另外，中繼無線話務的能力可以減少對有線LAN電纜敷設 的需要和與接入點相關聯(lián)的安裝費用。
[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可按照無線標準（例如 IEEE 802. 11標準）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技術在AP 104與STA 106之間發(fā)送和接收信號。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 在AP 104與STA 106之間發(fā)送和接收信號。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至一個或多個STA 106的傳輸?shù)耐ㄐ沛溌房杀环Q為下行鏈路 (DL) 108,而促成從一個或多個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可充當基站并提供基本服務區(qū)域（BSA) 102中的無線通信覆蓋。AP 104 連同與該AP 104相關聯(lián)并使用該AP 104來通信的諸STA 106-起可被稱為基本服務集 (BSS)。應注意，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 對等網(wǎng)絡起作用。相應地，本文中所描述的AP 104的功能可替換地由一個或多個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STA 106傳 送信標信號（或簡稱"信標")，這可幫助其他節(jié)點STA 106將它們的定時與AP 104同步，或 者可提供其他信息或功能性。此類信標可周期性地被傳送。在一方