[發明專利]一種空中喚醒方法及應用該方法的無線通訊系統

在審

• 申請號: 202011240705.2
• 申請日: 2020-11-09
• 公開（公告）號: CN114466431A
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發明（設計）人: 楊維國;張光輝;柴永超;任家順
• 申請（專利權）人: 新開普電子股份有限公司
• 主分類號: H04W52/02
• 分類號: H04W52/02
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 崔旭東

本發明涉及一種空中喚醒方法及應用該方法的無線通訊系統，方法要點在于：發送端安排一個喚醒幀，一個喚醒幀的長度大于等于兩個或兩個以上CAD檢測周期，包含若干個前導碼片段，前導碼片段之間為空閑時間；前導碼片段由“前導碼”和“數據”構成，所述“數據”至少包括“匹配信息”和“等待時間”；“等待時間”為當前前導碼片段到喚醒幀結束的時間；所有“前導碼”發送的時間組合在一起，能夠覆蓋整個CAD檢測周期。接收端接收本發明的喚醒幀中的前導碼涵蓋了整個CAD檢測周期，從而避免了喚醒失敗；“等待時間”的加入避免了節點無謂的等待時間，節約了大量功耗，從而可以提高節點續航能力。

技術領域

本發明涉及一種空中喚醒方法及應用該方法的無線通訊系統。

背景技術

LoRa(Long Range Radio)技術可以實現低功耗、遠距離的傳輸。為實現低功耗，接收端設備平時處于休眠狀態，為實現設備間的數據交互，需要空中喚醒技術，在正常的數據交互之前，發送端先將接收端喚醒。

空中喚醒技術的基本原理是：在有效數據之前加入一段較長的前導碼，無線節點周期性的喚醒并且監聽網絡，一旦捕捉到前導碼就進入正常接收流程，若沒有就立即休眠，等待下一次喚醒。為了保證無線節點不會錯過有效數據，應保證前導碼時長略長于無線節點的休眠時長。

如圖1所述，發送數據包含前導碼(Preamble)、可選報頭、數據有效負載等。接收端每隔一次休眠時間進入CAD模式，在進入CAD時搜索頻帶內信號。若空中正好有前導碼信號，則接收端即可檢測到前導碼，切換到接收模式實現數據的交互。因此，接收端的狀態包括周期性的休眠狀態和CAD狀態，以及可能存在的接收模式。

如圖2所示為目前的一種空中喚醒技術，休眠周期(或者說CAD檢測周期)為6秒，其特點是【長前導碼+短數據】。

優點是：方式簡單，成功率高，適用于廣播模式。

缺點是：非廣播模式下，非目標節點也會被喚醒，造成誤喚醒；節點被喚醒后，需要等待前導碼結束，極端情況下，被誤喚醒的節點需要等待6秒才會發現自己并非目標節點。這不符合單次發射持續時間不超過1秒的要求(工業和信息化部《微功率短距離無線電發射設備目錄和技術要求》，即52號文件)。

如圖3所示為目前的另一種空中喚醒技術，屬于前導碼的一種變形，其喚醒幀(本文所指的喚醒幀不包括有效數據)是由【前導碼+匹配信息】循環發送若干次構成，如圖3中喚醒幀＝【前導碼+匹配信息】*4；匹配信息一般為目標節點地址，單個【前導碼+匹配信息】的時長小于6秒，而【前導碼+匹配信息】*4的時長6秒。

優點是：由于加入了匹配信息，避免了非目標節點節點被誤喚醒。

缺點是：由于匹配信息的存在，占用了整個CAD檢測周期的一部分時間，若目標節點在這部分時間內喚醒，則無法檢測到前導碼，從而導致了一定的喚醒失敗概率。另外，節點被喚醒后，也需要等待前導碼階段結束，極端情況下，等待時間也會接近6秒，帶來較大的功耗開銷。

綜上所述，現有技術的空中喚醒技術方案存在的功耗大、喚醒失敗的問題。

發明內容

本申請的目的在于提供一種空中喚醒方法及應用該方法的無線通訊系統，用以解決現有技術存在的功耗大和喚醒失敗的問題。

為實現上述目的，本發明提出了一種空中喚醒方法，包括以下步驟：

步驟一：發送端安排一個喚醒幀，一個喚醒幀的長度大于等于兩個或兩個以上CAD檢測周期，包含若干個前導碼片段；前導碼片段由“前導碼”和“數據”構成，所述“數據”至少包括“匹配信息”和“等待時間”；“等待時間”為當前前導碼片段到喚醒幀結束的時間；所有“前導碼”發送的時間組合在一起，能夠覆蓋整個CAD檢測周期；