操作无线电发射器的方法以及对应的无线电发射器
技术领域
本描述涉及唤醒无线电(WuR)系统，该唤醒无线电系统例如用于电池操作的设备，诸如在无线网络(例如，在物联网(IoT)的背景下)中，越来越多被采用的无线节点。
特别地，一个或多个实施例可以涉及生成和发射被定向到唤醒无线电接收器(例如，简单、低成本且低功率的无线电接收器)的波形，以用于激活无线电接收器。
背景技术
随着无线设备网络的尺寸增大，在这些网络中，无线节点的节能操作(例如，通信)可能变得与这些网络的可持续性和可扩展性相关。
减少无线节点功耗的第一途径涉及将节点保持待机模式(即，在低功耗状态中)并周期性地“唤醒”节点，以使它们能够执行其功能(例如，在节点是无线电设备的情况下监听数据传输)。该途径通常被用于低占空比应用中，但可能不适合于低时延要求的情况。此外，对(多个)唤醒窗口进行同步和调整大小可能会影响无线网络在功耗和/或可靠性方面的总体性能。
减少无线节点功耗的第二途径是使用唤醒无线电(WuR)系统。在WuR系统中，唤醒无线电接收器(WuRx)耦合到无线设备或在无线设备中实现(例如适应于接收和发射信号的主无线电、传感器或致动器)，并且允许设备保持待机模式，直到通信被运送到设备为止。可以通过唤醒无线电发射器(WuTx)发送用来与定向的设备相关联的WuRx的唤醒呼叫信号，来远程激活该设备。然后，被激活的节点进入完全操作的、全功率状态，执行其功能并最终返回待机模式，直到在相应的WuRx处接收到另一个唤醒呼叫信号为止。
因此，WuRx可以用作无线交换机，其(唯一)任务是(根据请求)唤醒耦合到其上的主设备。在主设备是无线电的情况下，则可以在数据传输即将开始时采用唤醒。在主设备是(低功率)传感器或致动器的情况下，WuRx的操作可以附加地涉及处理与唤醒呼叫信号一起接收的信息(例如，用于智能门锁的数字钥匙)的很少量比特或字节。
唤醒无线电接收器的性能指标是功耗、灵敏度、时延和遗漏/故障检测的概率。
以下是致力于WuR系统和相关技术的广泛活动的示例性文献列表：
[1]F.Z.Djiroun和D.Djenouri,“利用唤醒无线电用于无线传感器网络的MAC协议综述(MAC protocols with wake-up radio for wireless sensor networks:areview)”，IEEE通信调查与教程(IEEE Communications Surveys&Tutorials)，第19卷，序号1，第587-618页，2017年；
[2]X.Huang、P.Harpe、G.Dolmans和H.d.Groot，“具有可扩展性能和功耗的915MHz的超低功率唤醒接收器(A 915MHz ultra-low power wake-up receiver with scalableperformance and power consumption)”，摘自欧洲固态电路会议记录(Proceedings ofthe ESSCIRC)(ESSCRC)，赫尔辛基，2011年；
[3]802.11工作组，“IEEE P802.11baTM/D1.1-第11部分：无线LAN介质访问控制-修正案9：唤醒无线电操作(Wireless LAN Medium Access Control-Amendment 9:Wake-UpRadio Operation)”，IEEE标准活动部门(IEEE Standards Activities Department)，2018年；
[4]S.Tang、H.Yomo、Y.Kondo和S.Obana，“利用突发传输和部分相关实现，用于在按需无线电WLAN中进行可靠的唤醒信令(Exploiting burst transmission and partialcorrelation for reliable wake-up signaling in Radio-On-Demand WLANs)”，摘自IEEE国际通信会议记录(ICC)(IEEE International Conference on Communications)，渥太华，2012年；以及
[5]H.Yomo、Y.Kondo、N.Miyamoto、S.Tang、M.Iwai和T.Ito，“使用WLAN信号实现按需WiFi唤醒的接收器设计(Receiver design for realizing on-demand WiFi wake-upusing WLAN signals)”，摘自IEEE全球通信会议记录(GLOBECOM)(Proceedings of IEEEGlobal Communications Conference)，阿纳海姆，2012年。
发明内容
尽管在本领域中有着广泛的活跃度，但依然期望进一步改进的解决方案。
一个或多个实施例的目的是有助于提供这种改进的解决方案。
根据一个或多个实施例，可以借助于具有在以下权利要求中阐述的特征的方法来实现该目的。
一个或多个实施例可以涉及对应的无线电发射器。
权利要求是本文提供的关于实施例的技术教导的组成部分。
一个或多个实施例可以提供一种操作WuR系统的方法，其中适应于解调经幅度调制的信号(例如，开-关键控(OOK)信号)的简单WuRx，可以被涉及正交频分复用(OFDM)的常规(例如，商用的、现成的)IEEE 802.11 Wi-Fi发射器生成的波形唤醒。
因此，一个或多个实施例可以提供操作WuR系统的方法，该WuR系统可以不需要专有的唤醒无线电发射器。附加地，一个或多个实施例可以提供WuR系统，该WuR系统可以不需要网关来将信号转译到专有唤醒序列中。
因此，一个或多个实施例可以促进由不同制造商开发的设备(例如，在发射器和接收器之间)的互操作性发射器接收器。
附图说明
现在将参照附图仅通过示例的方式来描述一个或多个实施例，其中：
图1是常规Wi-Fi发射器的处理流程的示例性框图；
图2是在一个或多个实施例中，针对适合于生成唤醒无线电信号的IEEE 802.11gOFDM数据载波，在无约束频谱和受到使用正交幅度调制(QAM)符号约束的频谱之间进行比较的示例性图；
图3是用于基于64-QAM的传输的示例性的星座图；
图4是在一个或多个实施例中，针对适合于生成唤醒无线电信号的IEEE 802.11gOFDM数据载波，在无约束频谱和受到使用QAM符号约束的频谱之间进行比较的另一示例性图；
图5是在一个或多个实施例中的示例的信号；以及
图6A至图6D是在一个或多个实施例中发射的可能的示例性OOK脉冲。
具体实施方式
在随后的描述中，说明了一个或多个具体细节，目的在于提供对本描述的实施例示例的深入理解。可以在不具有一个或多个具体细节的情况下，或者利用其他方法、部件、材料等来获得实施例。在其他情况下，已知的结构、材料或操作未被详细地说明或描述，以便实施例的某些方面将不会被模糊。
在本描述的框架中，对“实施例”或“一个实施例”的引用旨在指示所描述的与该实施例有关的特定配置、结构或特性，被包括在至少一个实施例中。因此，在本说明书的一个或多个位置处可能出现的诸如“在实施例中”或“在一个实施例中”的短语并不一定指代一个且相同的实施例。此外，可以在一个或多个实施例中以任何适当的方式组合特定构造、结构或特性。
贯穿本文所附的附图，类似的部分或元件用类似的附图标记/数字符号指示，并且为了简洁起见，将不重复对应的描述。
本文所使用的附图标记仅出于方便而被提供，并且因此不限定保护范围或实施例的范围。
首先可以参考先前引用的文献[1]-[5]，来对示例性实施例的详细描述进行介绍。
诸如[1]和[2]的参考文献涉及介质访问控制(MAC)协议和/或唤醒无线电接收器的有效硬件实现。低功率的要求可能会导致对功率放大器、滤波器和振荡器的严格约束。例如，如果不需要功率放大器，则可以在射频(RF)而不是中频(IF)处执行整个处理；可以使用环形振荡器代替可调谐振荡器以节省能量；可以使用包络检测器来避免完全数字基带等等。尽管这些选择可能对WuR系统的性能具有影响(例如在功耗和/或灵敏度方面)，但它们涉及对WuR接收器实现的设计级别的作用。
在系统级，要注意的是大多数WuR系统涉及专有解决方案，即，它们包括专有唤醒无线电发射器，该专有唤醒无线电发射器适应于生成针对WuRx的特定波形发射器。因此，这种专有的WuR系统可能(仅)以捆绑的形式工作，并且可能不向供应商提供互操作性。
在这种上下文中，要注意的是目前正在进行一些标准化尝试，例如在IEEE中具有IEEE 802.11ba的修正草案[3]。这种修正案在物理层和介质访问控制(MAC)层的两者处提出了一些修改。因此，根据IEEE 802.11规范的现有技术设备(例如，基于软件定义的无线电实现的那些设备)，将需要重新设计或在少数情况下需要固件升级。符合IEEE 802.11ba的新WuR接收器可以被集成在新的IEEE 802.11芯片中或被提供为配套芯片。在任何情况下，它可能仅操作为主Wi-Fi无线电的一部分，而主Wi-Fi无线电将是这种系统的一部分。
文献[4]和[5]提出了基于传输不同长度的帧(即，消息)、符合IEEE 802.11规范(即，帧长度调制)的备选WuR系统。在这些情况下，信息由帧的长度承载。通过发射L个不同长度的帧，每个帧最多可以承载log2(L)个比特。在网络拥堵和/或低信噪比(SNR)的情况下，文献[4]和[5]的WuR系统可能提供较差的性能。在网络拥堵的情况下，其他发射器可以访问被发送到WuRx的两个或多个帧之间的信道；在低信噪比的情况下，对帧长度的估计可能具有挑战性，并且可能导致接收器错误地丢弃其被寻址到的帧。前一类型的错误通常被称为插入错误，而后一类型的错误通常被称为删除错误。
比现有技术有利的是，本公开的实施例可以涉及借助于涉及OFDM调制和QAM符号的其它常规的(例如，商业的)Wi-Fi发射器，来生成可以由被IEEE 802.11“认定合法”的接收器(例如，访问点)接收器解释为有效的IEEE 802.11信号、并由目标WuR接收器解释为承载有效唤醒呼叫信号的经幅度调节的信号(例如OOK调制的信号)的波形。
因此，一个或多个实施例可以涉及基于OFDM调制的符合IEEE802.11标准的任何修正案(例如IEEE 802.11g、802.11a、802.11n、802.11ac和802.11ax)的常规Wi-Fi发射器。在一个或多个实施例中，出于该目的，可以通过向常规Wi-Fi发射器(诸如例如，在智能电话中的Wi-Fi发射器)馈送特别设计的某些比特序列，来生成唤醒呼叫信号(或波形)。
在一个或多个实施例中，在被包括在唤醒呼叫波形中的IEEE802.11帧内的每个OFDM符号所承载的能级(例如，低或高)，可以指示数字值(例如，分别为0或1)。因此，根据示例性实施例的唤醒呼叫波形的吞吐量可以大约为每OFDM符号1比特(或每OFDM符号0.5比特，例如，在曼彻斯特编码被应用于比特序列的情况下)。
可以首先参考图1，对示例性实施例的详细描述进行介绍。
图1图示了涉及正交频分复用(OFDM)调制的IEEE 802.11 Wi-Fi发射器1的处理流程的框图。除了以下所讨论的改变，该流程与涉及OFDM调制的在常规IEEE 802.11 Wi-Fi发射器1中的流程相同。
为了简洁起见，本详细描述可以参考实现IEEE 802.11标准的IEEE 802.11g修正案的Wi-Fi发射器。然而，如前文所述的，一个或多个实施例可以涉及实现IEEE 802.11标准的不同修正案(例如802.11a、802.11n、802.11ac、802.11ax标准)的Wi-Fi发射器。
一旦由MAC层形成比特序列BITS_IN，则对应的信号可以在由图1中的框100至122所例示的处理链中被处理。
加密(框100)可以提供隐私性。可以根据许多不同协议(例如WEP、WPA、WPA2、WPA3)和加密引擎(例如RC4、TKIP、AES)中的一个，来对帧进行加密。即使设备与经加密的网络相关联，未经加密的帧也可以被发射。在MAC头部中的标志可以告知接收器该帧是否被加密。在本详细描述中，将假设加密被禁用。然而，一个或多个实施例可以应用于经加密的通信。
例如，扰码器(框102)可以将(以2为模)伪随机序列添加到注入的比特序列BITS_IN中，以便将发射的比特序列随机化。通过示例的方式，扰码序列可以由尺寸为7的反馈寄存器生成，并且可以具有127的周期。假设移位寄存器的状态是已知的，则扰码序列可以是可被完全预测的。移位寄存器在新帧开始处的内容是未知的，即，将伪随机序列的“相位”与输入的比特序列BITS_IN进行异或。例如，IEEE 802.11g修正案没有说明移位寄存器在新帧开始处应当如何被随机化。因此，初始相位可以是尽可能随机的。因此，发射器可以(在扰码操作之前)将等于0的一定数目的比特留在已知位置处，以使接收器在可能的相位之中恢复正确的扰码器相位。例如，根据802.11g标准，在有效载荷前面插入7个空值比特，并且接收器在127个可能的扰码相位之中估计正确的扰码相位。
卷积编码器104(例如，Viterbi 64-状态编码器)可以将冗余比特添加到注入的序列BITS_IN中。通过示例的方式，卷积编码器104可以具有代码速率Rc＝1/2、可以是非系统的且可以具有多项式133、171(以八进制表示)。初始状态可以是0，且最后6个被发射的比特也可以是0，以用于代码终止。该代码可以跨越所有被编码的OFDM符号，即，只有最后一个OFDM符号可以被终止。
收缩器(框106)可以从卷积编码器104的输出中移除一些比特以增加代码速率。例如，IEEE 802.11g修正案支持以下代码速率：Rc＝1/2(即无收缩)、Rc＝2/3和Rc＝3/4。其他代码速率可以由其他修正案来支持(诸如在802.11n修正案中的Rc＝5/6)。
交错器(框108)可以排列处理过的序列的比特顺序。交错器(框108)可以遵循确定性法则，例如，将邻近的比特映射到在经调制的符号的二进制标签内的不同的子载波和比特位置上。在多个天线系统的情况下(诸如在802.11n多输入多输出(MIMO)中)，邻近比特可以被映射到不同的天线上。
符号映射器110(例如，正交幅度调制(QAM)映射器)可以将b个比特的输入序列转换到从MQAM＝2b个(在复平面内的)可能的符号里选择的输出的经调制的符号，其中MQAM是星座的基数。符号的模可以表示对应波形的幅度，并且符号的角度可以表示调制波形的正弦曲线的相位。在IEEE 802.11g标准中，符号可以是二进制相移键控(BPSK)、正交相移键控(QPSK)、16-QAM或64-QAM。BPSK表示典型的同相二进制对跖的传输，QPSK可以被看作是通过I/Q轴同时传输的两个BPSK。16-QAM和64-QAM符号还调制波形的幅度，分别在复平面内形成MQAM＝16和MQAM＝64个点的正方形网格(例如，参见以下进一步描述的图3)。
频率映射器112可以通过载波的子集布置经调制的符号，例如，根据802.11g标准，64个载波中的48个载波；根据802.11n标准，64个载波中的52个载波等等。可以在预定的固定位置中插入四个附加的已知符号，以便于相位噪声跟踪。剩余的14个载波对应于DC和接近奈奎斯特(Nyquist)频率的子载波，因此可以不被使用。
快速傅里叶逆变换(IFFT)(框114)可以执行到时域的转换。它可以将通过宽带信道的传输，转换为通过尽可能多的窄带信道来同时传输48个波形。在IEEE 802.11g中的IFFT尺寸是64。其他修正案(例如，802.11n)可以涉及不同的(例如，更大的)样本数。
循环前缀插入(框116)可以将循环前缀前置到当前OFDM符号(例如，通过复制前面的OFDM符号的最后一个样本)。例如，这可以在OFDM符号之间提供隔离，并且可以利用信道实现循环卷积。在一些修正案(如802.11n)中，循环前缀的长度是可变的，并且可能取决于信道扩展(即，待解决的回波数目)。
数模转换器(DAC)118可以将数字信号转换到(多个)模拟波形中。模拟波形可以在射频(框120)处被频率调制，并且可以由天线122发射。系统带宽可以取决于所涉及的IEEE标准，例如，对于IEEE 802.11g系统，为20MHz，对于其他修正案，为40MHz，或甚至更多。载波频率也可以变化(例如，在2.4GHz或5GHz处发射)。
在接收器侧(未在本文所附的图中示出)，可以以相反的顺序执行在上述操作100至122中的双重操作。接收器可以附加地执行其他功能(诸如符号同步、频率偏移恢复和信道估计)。
在一个或多个实施例中，由其它常规Wi-Fi发射器(例如IEEE802.11发射器)生成的波形可以被Wi-Fi接收器(例如IEEE 802.11接收器)，以及被配置为检测经幅度调制信号的唤醒无线电接收器(WuRx)，来正确理解。例如，WuRx可以被配置为每4μs接收承载一比特信息的经OOK-调制的信号(4μs也是在IEEE 802.11OFDM调制方案中的符号持续时间，1μs＝10-6s)。
在基于OOK调制的、并涉及专用的专有发射器-接收器捆绑的“纯粹”的WuR系统的已知布置中，OOK发射器可以在逻辑1的情况下发射最大带内能量，而在逻辑0的情况下不发射能量(因为没有关于可能星座映射的任何约束)。无论发射的比特值(0或1)如何，带外能量将始终为空值。
例如，在图2中的线20和22(分别用正方形和十字标记来指示)是理想能级的示例，这种“无约束”的WuR发射器将利用13*312.5kHz＝4.06MHz的带宽，设置为OOK WuR系统，该带宽对应于在IEEE 802.11g系统中的13个数据载波(将20MHz带宽除以全部的载波数64，可以计算出载波内(intra-carrier)的间隔为312.5khz)。特别地，附图标记20和22分别指代与比特＝1和比特＝0的无约束传输相对应的能级。
在一个或多个实施例中，在基于OOK调制的WuR系统涉及常规IEEE 802.11 Wi-Fi发射器的情况下，空值符号(即，具有零能量的符号)可能未被包括在可用的星座映射中。因此，在空值符号0+0j不是IEEE 802.11OFDM标准(例如，IEEE 802.11g)一部分的情况下，一个或多个实施例可以分别使用在星座图中可用的最内的和最外的符号(即，具有最小和最大能量的那些符号)，来生成OOK-适用的信号。
在图2中由线24和26(分别用星形和圆形标记指示)例示了对应的可行的能量模式(即，由于符号映射器110引起的约束)。特别地，附图标记24和26分别指代与比特＝1和比特＝0的受约束传输相对应的能级。
如在图2中例示的，在一个或多个实施例中，无论发射的比特值(0或1)如何，都可以发射一定量的带外能量(参见，例如编号为7至42的数据载波)。这种噪声可能影响WuR接收器的模拟部分的性能(例如，因为滤波器由于严格的功率约束而不尖锐)。附加的，当逻辑0被发射时，也可以发射少量的带内能量(例如，参见编号为1至6和43至48的数据载波)，以减少在高能级和低能级之间的间隙。无论如何，这种减少的间隙可以不损害OOK接收器，而使OOK接收器可以能够在非常低的信噪比(SNR)下工作。
图3是利用附图标记30来整体指示：在一个或多个实施例中的、可能被采用的64-QAM方案的I/Q表示(即星座图)的示例图。具有高能量的最外的符号H可以被用于发射逻辑1，而具有低能量的最内的符号L可以被用于发射逻辑0。当然，实施例不限于64-QAM的实现。例如，一个或多个实施例可以涉及16-QAM(可能导致更严重的损耗，即，更大程度地减少在高能量符号和低能量符号之间的能量间隙)、256-QAM(可能导致更轻微的损耗)、或由IEEE802.11(例如，具体为802.11g)标准支持的任何其它的调制方案。
如本领域技术人员所熟知的，星座图提供由诸如正交幅度调制(QAM)或相移键控(PSK)的数字调制方案调制的信号的常规表示。如在星座图中表示的，信号在符号时刻的复平面内被示为二维散射图(xy)。
要注意的是，即将到来的IEEE 802.11修正案可以支持功率和比特加载，即，逐载波地将发射的功率和星座顺序适配到信道质量的能力。因此，在一个或多个实施例中，被深衰落影响的载波可以由发射器关断，从而便于执行准理想的OOK传输而不浪费能量。
在一个或多个实施例中，正交频分多址(OFDMA)可以被用于通过子载波的子集(例如，以802.11ax)来执行OOK传输，仅将此处描述的本发明应用于那些子载波，因此执行准理想的OOK传输而不浪费能量。
在一个或多个实施例中，可以使用“注水(water-filling)”或“灌水(water-pouring)”技术来获得功率载荷(例如，在加性高斯白噪声的情况下，AWGN)。在该上下文中，相对于其它音调(tone)，某个子载波的信道增益越差，在该子载波中分配的功率就越低。信噪比越低，被分配给具有更高增益的子载波的功率就越高。在一些实施例中，可以根本不将功率分配给具有信道增益下降到某些阈值之下的子载波。
附加地，在衰落的情况下，QAM星座的选择(例如，16-QAM或64-QAM)可以是相关的。例如，在信道增益低的情况下，可以避免大的QAM星座(例如，在Wi-Fi的情况下为64-QAM)。当使用如Viterbi一样的次优信道代码时，甚至更多，对似然度(likehood)约为零的许多比特的接收可能会破坏代码的空闲(free)距离。因此，在受深衰落影响的那些音调上的QAM星座的尺寸可以减小。如果最稳健的BPSK星座仍然太弱而无法承受在一个子载波处的衰落，则该子载波不应被使用。
在一个或多个实施例中，可以通过关断不太有利的信道音调，并且在别处利用均匀功率和调制顺序发射，来实现功率和比特加载。只要可以人为地标记带外副载波(以及在逻辑零的情况下的带内副载波)，就好像它们受到深衰落的影响一样，那么利用该简化的途径，根据一个或多个实施例的WUR发射器就可以利用该特征。因此，可以避免对代替(0+0j)符号的最内QAM符号的不必要传输，从而获得在图2中例示的“无约束频谱”。
由于卷积编码器104和缩减器(框106)的操作，涉及接收器常规IEEE 802.11 Wi-Fi发射器1的一个或多个实施例，可能会面临对待发射的可能波形的附加约束，该常规IEEE802.11 Wi-Fi发射器1用于生成针对WuR接收器的OOK-可解释的信号。例如，在常规的Wi-Fi发射器中，该应用将比特序列BITS_IN传递给Wi-Fi发射器，比特序列BITS_IN最终被转换为待被发射的对应的符号序列(例如，QAM符号)。
因此，目的在于传输OOK-可解释的信号的一个或多个实施例可以不直接设置符号，但可以涉及确定一个或多个比特序列，一旦该比特序列由Wi-Fi发射器1处理(例如，在102处扰码、104处编码、106处缩减、108处交错等之后)，可以导致该比特序列被映射到适合于发射由WuR接收器接收的OOK信号的一个或多个相应符号上。
一个或多个实施例可以依赖于某些算法来确定适当的比特序列BITS_IN，一旦比特序列BITS_IN被如参照图1示例性描述地那样处理，则可以在WuR频带内生成具有高能量或低能量的OFDM符号。
许多比特序列BITS_IN可以被WuR发射器用于生成OOK信号。例如，考虑到通过48个音调的64-QAM传输，利用Rc＝3/4的信道代码(如在数据速率为802.11g 54Mbits/s的情况下)，由于每个OFDM符号承载48*log2(64)＝288个经编码的比特，因此针对每个OFDM符号的信息比特为288*3/4＝216。考虑到6比特可能被用于终止代码字，所以每个OFDM符号可以承载210比特，从而WuR发射器可以开始为OOK波形“塑形”。然后可能的序列数目为2210。其中一小部分将具有在图2中例示的形状(即，可以提供改进的性能)。考虑到针对每个音调，在64-QAM符号中的四个内/外有效角的可用性，随机绘制其中一个序列的概率可以被估计为(4/64)48＝2-192。
在本文所考虑的示例中，对应于逻辑比特1的“最优”序列的预期数目等于2210*2-192＝262144，而另一262144对应于逻辑比特0。这种“最优”序列可能很难通过探索所有的2210种可能性的蛮力算法，或者通过随机抽取它们(成功的概率约为2-192)来找到。
因此，一个或多个实施例可以依赖于搜索算法，用于在令人满意的时间内有效地搜索“最优”序列。
一个或多个实施例可以(附加地或可选地)依赖于如在图4中例示的“次优”解决方案。“次优”序列的数目甚至可能大于“最优”序列的数目。
在一个或多个实施例中，一旦由常规IEEE 802.11发射器对每对比特序列BITS_IN进行编码，则导致：在期望的WuR频带内，具有不同能级的对应的OFDM符号对，可以适合于承载WuR信号(例如，由OOK接收器来解释的)。例如，与具有更高能量的符号相对应的序列可以对应于逻辑值1，而与具有更低能量的符号相对应的序列可以对应于逻辑值0。在一个或多个实施例中，在这两个能级之间的距离越大，在给定SNR处的数据包错误率(PER)就越好，或是针对给定的PER操作的SNR就越小。在所有这些序列中，只有少数序列可以被认为是“最优”的。
在一个或多个实施例中，可以选择满足以下选择规则的序列BITS_IN：
i)在OFDM符号内的子载波的全部集合中，一些子载波不能被修改(即，不适合于选择)，因为它们对应于被常规802.11g接收器用以跟踪相位误差的导引符号；例如，在802.11g中，它们是四个子载波，位于索引-21、-7、+7、+21处。
ii)一些子载波(例如，在DC处的子载波和/或在奈奎斯特(Nyquist)频率附近的子载波)可以被关断，如在802.11g标准修正案中所说明的。
iii)在剩余的子载波(例如，在802.11g中的48个子载波)内，W个活动子载波的子集可以落在WuR系统的期望信号带宽内(例如，在本文考虑的示例中W＝12，因为DC可以不被使用，则子载波范围从-6到+6)。更小的W值可以导致更简单的WuR设计(以及更低的功耗)，而更大的W值可以对抗信道衰落而提供改进的稳健性。在逻辑1的情况下，这些带内符号的总能量可以尽可能高，而在逻辑0的情况下，这些带内符号的总能量可以尽可能低。这两个能级之间更大的距离可以有利地导致更小的错误决策概率。因此：
在逻辑1的情况下，所有被发射的符号可以属于具有最大能量的QAM符号的子集(即在I/Q平面内的四个外角)。例如，在图3的64-QAM的示例性情况下，它们通过整数、正方形网格来表示，它们应当属于子集：7+7j、7-7j、-7+7j、-7-7j。如果不能满足该条件，这些符号可以具有尽可能高的能量。
在逻辑0的情况下，所有被发射的符号可以属于具有最小能量的QAM符号的子集，即，它们可以属于子集：1+j、1-j、-1+j、-1-j(再次参照如图3中的通过整数、正方形网格表示的QAM星座的示例性情况)。如果不能满足该条件，则这些符号可以具有尽可能低的能量。
iv)只要带外信号浪费发射的能量并且WuR接收器的性能可能受到带外信号的影响，那么在其他子载波(即，针对WuR信号的带外的子载波)中发射的能量可以被最小化，接收器这是因为具有降低复杂度的低功率模拟滤波器可能无法完全滤除它们。因此，可以选择属于以下子集的带外符号：1+j、1-j、-1+j、-1-j(再次参照如图3所示的通过整数、正方形网格表示的QAM星座的示例性情况)。如果不能满足该条件，则这些符号应当具有尽可能低的能量。
v)遵循上述约束来设计的OFDM符号应当是合法的IEEE 802.11(例如，802.11g)信号，即，应当存在这样的信息比特序列BITS_IN：该信息比特序列BITS_IN一旦由常规发射器(除扰码器外)处理，就生成该信号。
遵循上述约束(参见，例如图2和图4)而生成的序列可以符合IEEE 802.11标准，并且提供令人满意的WuR系统的性能。
例如，在数据速率为54Mbit/s(48个数据载波、64-QAM星座、Rc＝3/4)的IEEE802.11g传输的情况下，两个示例性序列可以被标识，其分别在WuR频带内生成具有高能量或低能量的OFDM符号，本文提供的这两个示例性序列纯粹是说明性、而非限制性的示例。
针对高能量符号的示例性输入序列：
BITS_IN＝011111100010111111000101100111010100101001100100100000101011000001101101111101111000101010010100000000011100111100101100110111001111000100111100011001111100000100110010110000101100001111010001000010101101011110
针对低能量符号的示例性输入序列：
BITS_IN＝011100101101100001100011001010110110110011011011100111111100100100011001101110000101011100001011110011100001001011010101101111110110011011010010110110100001011000100001111111010111100111000110111000010010011110
通过示例的方式，忽略如在图1中的虚线箭头所例示的扰码器102的操作，并从而假设上文呈现的两个序列被直接馈送到卷积编码器104，则由频率映射器112生成的输出符号，将分别匹配图2的两个“受约束的”能量轮廓24和26。然而，即使通过有效的算法进行搜索，找到这种最优解决方案(即，生成如在图2中例示的目标(高能量或低能量)OFDM符号的比特序列BITS_IN)所用的时间可能也不能被接受。
在其他情况下(例如，48个数据载波、64-QAM、Rc＝2/3)，如在图2中例示的解决方案可能甚至不存在(即，它可能不能被任何输入比特序列生成)。注意，在一个或多个实施例中，可以使用次优模式，例如，如在图4中例示的，其中：
附图标记40和42分别指代与比特＝1和比特＝0的无约束传输相对应的能级，以及
附图标记44和46分别指代与比特＝1和比特＝0的受约束传输相对应的能级。
要注意的是，上述算法能够最小化(或几乎最小化)针对数个带宽的带外能量。因此，我们可以认为系统的带宽根据需要是可调谐的。在一个或多个实施例中，带宽可以被设置为，例如，大约2MHz、4MHz或8MHz。将带外信号最小化的能力应当非常有益于减轻带外干扰，这是由于滤波器的低功率实现通常会对WuR系统不利。此外，将带外信号最小化有助于满足由标准和规范域叠加的频谱发射约束，而不需执行发射功率的任何回退(降额)。
在一个或多个实施例中，在如上所述的目标频带内生成一个具有高能量或低能量(分别表示待被发射到WuR接收器的单个比特：1或0)的OFDM符号，可能不足以生成唤醒呼叫信号。为了生成有效的唤醒呼叫信号(或波形)，可以发射OFDM符号的(连续)流，其对应于在唤醒呼叫信号中等于1或0的比特序列。例如，图5是被发射的示例性的OFDM符号序列，其可以形成被WuR接收器有效地解释为唤醒比特序列的OOK调制信号。特别地，用附图标记50指示被发射波形的平方模，用附图标记52指示对应的平均OFDM符号功率，用附图标记54指示在唤醒呼叫信号中的对应的比特序列。
在一个或多个实施例中，发射对应于被WuR接收器有效解释的经OOK调制的信号的OFDM符号序列(可以作为整体被指示为OFDM帧或WLAN帧)，这可以涉及对所选择的输入比特序列BITS_IN的附加约束。
例如，在常规Wi-Fi发射器中的卷积编码器104(例如Viterbi编码器)通常处理数据序列，数据序列一般不限于一个OFDM符号。虽然该标准假设初始和最终格子(trellis)状态应当为0，但是当新的OFDM符号在OFDM帧的有效载荷的中间开始时(例如，为了不破坏吞吐量)，格子状态一般不被复位。
在不采取任何措施的情况下，该事实可能会阻止多于一个的用于生成有效OOK信号(如前文所述)的比特序列的正确传输，这是因为它们的设计假定初始格子状态为0。因此，一个或多个实施例可以涉及在OFDM帧中的(每个)OFDM符号的结束处，将格子状态强制回到0，例如，添加以下约束：序列的最后log2(Ns)个比特应全部为0，其中Ns是格子状态的数目(例如，在IEEE 802.11g修正案中为64)。
附加地或备选地，假设初始格子状态和最终格子状态匹配，一个或多个实施例可以涉及这样的搜索：假定初始格子状态和最终格子状态的结束不为0。
附加地或备选地，一个或多个实施例可以涉及计算(例如，预计算)多个序列，这些序列中的每个序列具有某个初始格子状态Sinit(例如，在多个序列中的每个序列具有不同的初始格子状态Sinit)，以及针对第k个OFDM符号，选择具有等于先前OFDM符号的最终格子状态Sfinal(k-1)的初始状态Sinit(k)的序列，而不考虑Sfinal(k)。
在一个或多个实施例中，所确定序列的最后6个比特可以是固定的。因此仅为了简单起见，下文将认为序列短了6比特，其末尾被附加终止比特。
在一个或多个实施例中，OFDM帧的数据字段内容(例如，有效载荷)可以不完全被所确定的序列填满。
例如，前两个八位字节(即，服务字段)可以保持固定，并且可以包括7个被设置为零的比特，被用于移除扰码序列。
在服务字段之后，所谓的物理层会聚过程(PLCP)服务数据单元(PSDU)可以包含在OFDM帧中的待被发射的实际信息。例如，根据IEEE 802.11g标准，PSDU的前24个八位字节专用于MAC头部。根据IEEE 802.11n标准，专用于MAC头部的八位字节的数目可以更大。附加地，如前文所述的，附加的6比特可以是在新的OFDM符号开始之前重置Viterbi状态所必需的。因此，在有效载荷(即，OFDM帧)的开始处的一个(或可能地多于一个)OFDM符号不能被用于承载WuR唤醒呼叫信号。
取决于通信参数的可变数目的填充比特可以被添加，以便将在唤醒呼叫信号中的第一比特的传输与OFDM帧中的新OFDM符号的开始同步。特别地，填充比特的数目可以等于
(-16-8·NMAC_octets+6)mod(Ndata_carriers·log2(MQAM)·Rc)
其中mod函数返回正余数，NMAC_octets是专用于MAC的八位字节的数目，Ndata_carriers是数据载波的数目(例如，48)，MQAM是QAM星座的基数，并且RC是缩减后的代码速率。
通过示例的方式，有效的WuR唤醒呼叫信号可以作为OFDM帧(即OFDM符号的序列)来被发送，如下文例示的，其中每行表示一个OFDM符号：
在一个或多个实施例中，填充比特和用于对所选择的格子状态进行格子终止的比特(例如，6个终止比特)，可以被前置到第一预定序列，来实现与上文例示的前两个OFDM符号相对应的模式。如上文所讨论的，终止状态不一定为0。
至于上文例示的序列的最后一个OFDM符号，IEEE 802.11标准包括4个奇偶校验的八位字节(即帧检查序列(FCS))，用以检查数据的完整性，以及包括一些填充比特，用以匹配由一个OFDM符号承载的比特数的倍数。因此，上文例示的序列是用于生成有效唤醒OOK信号的示例性的OFDM符号序列。因此，对应的经调制的波形可以由被IEEE 802.11“认定合法”接收器(例如，访问点)正确地解释为有效的IEEE 802.11信号，并且可以由目标WuR接收器正确地解释为适当的OOK比特序列(例如，传送唤醒呼叫信号)。
在将MAC头部、最终FCS、最后终止比特和最终填充比特的插入留给应用并且不由Wi-Fi设备执行的情况下，一个或多个实施例也可以在帧的第一和/或最后一个OFDM符号中生成OOK有效信号。
例如，一个或多个实施例可以被配置为：在MAC头部中设置“假”源地址以生成适当的比特序列，和/或设置目的地地址以使得在最后OFDM符号中的对应的奇偶校验比特(连同填充位一起)可以形成有效的OOK信号，从而可能增加由序列传输的信息量。
上述用以形成WuR帧的方法是灵活的，并允许将帧结构适应于具体的需要。例如，一个或多个实施例可以被配置为以可变数据速率发射WuR帧(例如通过应用重复代码或曼彻斯特代码)。在一个或多个实施例中，帧长度可以通过以下方式而变化：例如，通过插入/移除诸如循环冗余校验(CRC)代码、消息完整性校验(MIC)代码的字段；通过增加在接收器处的每个有效地址的比特数、或添加时间戳来简化同步。
在一个或多个实施例中，输入比特序列BITS_IN可以在被馈送到卷积编码器104之前，在102处经受加扰处理。如果加载到WuR帧开始处的扰码寄存器中的值是已知的，则由扰码器(框102)引入的数据处理可以被回复。在这种情况下，扰码序列可以是(完全)可被预测的，并且在将其发送到扰码器之前，将预定序列与正确的扰码序列再一次进行异或(xor)就足以“抵消”扰码器(框102)的操作。假设扰码序列以2为模被添加偶数次，则可以将其移除。因此，可以将一个或多个实施例配置为对扰码器(框102)进行抵消操作，在扰码器(框102)的输出处获得与先前描述相同的(多个)预定序列。
在一个或多个实施例中，扰码寄存器的初始内容不一定由应用设置，并且Wi-Fi发射器可以被配置为读取这种初始内容。
在寄存器内容根本不可被访问的情况下，为了实现WuR序列的正确传输，一个或多个实施例可以被配置为在PSDU中针对每个可能的加扰相位(例如127次)重复整个WuR序列，或者甚至更多次地随机绘制加扰相位。
在应用无法将扰码序列添加到整个数据字段(通常，假如由发射器形成且无法被应用访问的服务字段)的情况下，(仅)与格子终止、预定序列和(可选地)初始填充相对应的PSDU部分，可以被扰码两次，而服务字段、MAC头部和FCS则可以保持不变。
为了简洁起见，在本详细描述中假设使用卷积(例如Viterbi)编码器/解码器104。
备选地，一个或多个实施例可以涉及IEEE 802.11标准的修正案(例如IEEE802.11n标准)，其支持基于低密度奇偶校验(LDPC)代码的高级信道编码。与卷积代码相反，LDPC代码是区块代码，因此其不需要交错器。由该标准所预见的LDPC代码字的尺寸，可以与一个OFDM符号的比特数相匹配。因此，一个或多个实施例可以应用于LDPC。
一个或多个实施例可以涉及多输入多输出(MIMO)系统(例如，如由IEEE 802.11n和后来的修正案所支持的)。在这种情况下，一个或多个实施例可以被配置为针对每个空间流、空时流(在空时区块代码的情况下)和TX链(在波束成形的情况下)，生成WuR信号，并且使它们在接收器处组合，例如，这具有减小信道衰落的效果。
要注意的是，许多比特序列BITS_IN(可能地，数百万或更多)可以生成具有相同频谱的OOK信号。然而，要注意的是，在时域中不同的序列可以导致不同的波形，这些波形中的一些波形可能会改进WuR接收器的性能。例如，一些序列可以比其他序列更利于同步处理，或者可以提供更好的峰均功率比(PAPR)。
要注意的是，对于两个导引极性，一些序列可以在时域中生成：在OFDM符号的前半部分或后半部分中，具有相关的一部分能量的波形。例如，对于两个导引极性，图6A到图6D是示例性的OOK脉冲：例如参见图6A和图6B，在OFDM符号的前半部分中，具有相关的一部分能量的示例性的OOK脉冲，或例如参见图6C和图6D，在OFDM符号的后半部分中，具有相关的一部分能量的示例性的OOK脉冲。在图6A到6D中，横坐标上的刻度是在插入IFFT和循环前缀之后，时域中的80个OFDM样本，并且纵坐标上的刻度是其幅度的平方。在这种情况下，一个或多个实施例可以应用曼彻斯特编码，例如，增强链路稳健性并便于接收器检测相位，而不降低吞吐量接收器。曼彻斯特代码可以将等于1或0的WuR比特分别映射到OOK符号对“1 0”或“0 1”。
在一个或多个实施例中，也可以在对时域波形形状没有任何最优化的情况下应用曼彻斯特编码，这可能导致系统吞吐量的减少(例如减半)。
附加地或备选地，在一个或多个实施例中，可以以甚至更高的速率进行传输(例如，通过选择(例如，对于两个导引极性)在每四分之一的OFDM符号中，具有大部分能量的波形)，从而便于每OFDM符号发射两个比特。
在一个或多个实施例中，可以通过利用现有的IEEE 802.11设备来进行传输，通过发射适当的、优化的二进制序列BIT_IN来生成OOK波形，旨在由WuR接收器唤醒任何类型的设备。例如，不仅是传感器、致动器或初级IEEE 802.11设备，而且还有实现不同通信标准的其他设备，诸如，但不限于，蓝牙4.x和5.x、蓝牙低能量(BLE)、IEEE 802.15.4g、LTE、4G和5G。
如本文例示的，一种操作无线电发射器(例如，1)的方法，该无线电发射器被配置为通过发射在具有一定基数的星座图(例如，30)中选择的传输信号(例如，50)，来发射被定向到至少一个无线电接收器的至少一个逻辑值序列(例如，54)；该方法可以包括从所述星座图中的传输信号的第一子集(例如，L)里选择传输信号，以及从所述星座图中的传输信号的第二子集(例如，H)里选择传输信号，所述第一子集包括第一数目的传输信号，所述第二子集包括第二数目的传输信号。
如本文所例示的，在传输信号的第二子集中的传输信号，可以比在传输信号的第一子集中的传输信号具有更高的能量，并且所述传输信号的第一数目和所述传输信号的第二数目的总和小于所述基数。
如本文所例示的，所述至少一个逻辑值序列可以包括从第一逻辑值和第二逻辑值里选择的逻辑值，并且方法可以包括：
发射所述传输信号的第一子集里的传输信号，来发射所述第一逻辑值，以及
发射所述传输信号的第二子集里的传输信号，来发射所述第二逻辑值。
如本文所例示的，在所述传输信号的第一子集中的传输信号在所述星座图中的传输信号之中具有最小能量，并且在所述传输信号的第二子集中的传输信号，在所述星座图中的传输信号之中具有最大能量。
如本文所例示的，所述传输信号的星座图可以包括正交幅度调制的(QAM)传输信号，该传输信号以包括多个行和列的矩阵形式布置，在传输信号的第一子集中的传输信号，可以被布置在所述矩阵的中心处，并且在传输信号的第二子集中的传输信号，可以被布置在所述矩阵的顶点处。
如本文所例示的，无线电发射器可以是Wi-Fi无线电发射器，其被配置为：
根据IEEE 802.11标准操作，优选地为802.11g、802.11a、802.11n、802.11ac和802.11ax标准中的一个，以及
应用正交频分复用OFDM，以发射所述传输信号。
如本文所例示的，无线电发射器可以被配置为：实现映射功能，以将被提供给所述无线电发射器的输入比特序列(例如，BITS_IN)，映射到具有所述一定基数的所述星座图中的传输信号中，以此来选择所述传输信号，并且方法可以包括：选择被提供给所述无线电发射器的所述输入比特序列，作为被所述某一映射功能映射到来自所述传输信号的第一子集、以及所述传输信号的第二子集的传输信号的序列。
如本文所例示的，选择被映射到传输信号中的所述输入比特序列可以包括：将所述输入比特序列的最后log2(Ns)个比特强制为零，其中Ns是所述输入比特序列的可能格子状态的数目。
如本文所例示的，选择被映射到传输信号中的所述输入比特序列可以包括：选择具有彼此相等的初始格子状态和最终格子状态的所述输入比特序列。
如本文所例示的，选择被映射到传输信号中的所述输入比特序列可以包括：选择这样的每个输入比特序列：其初始格子状态等于被提供给所述无线电发射器的先前输入比特序列的最终格子状态。
如本文所例示的，方法可以包括在所述至少一个逻辑值序列的开始处，发射至少一个初始化传输信号，以及在被映射到所述初始化传输信号的输入比特序列中，插入一定数目的填充比特。
如本文所例示的，所述初始化传输信号可以包括头部字段，并且方法可以包括设置所述头部字段的值和/或所述填充比特的值，以便利用所述初始化传输信号的传输，来发射所述至少一个逻辑值序列的逻辑值。
如本文所例示的，一种方法可以包括在所述至少一个逻辑值序列的结束处发射至少一个终止传输信号，终止传输信号包括奇偶校验字段，以及设置所述奇偶校验字段的值，以便利用所述终止传输信号的传输，来发射所述至少一个逻辑值序列的逻辑值。
如本文所例示的，无线电发射器可以包括扰码寄存器，该扰码寄存器被配置为：将加扰处理(例如，102)应用于被提供给该扰码寄存器的输入比特序列，并且方法可以包括：
在传输信号的所述传输开始处读取被存储在所述扰码寄存器中的值；
根据在传输信号的所述传输开始处读取的所述值，来计算扰码序列；以及
在所述扰码序列和被提供给所述无线电发射器的所述输入比特序列之间，应用XOR处理。
如本文所例示的，方法可以包括：将曼彻斯特编码应用于被定向到至少一个无线电接收器的所述至少一个逻辑值序列。
如本文所例示的，无线电发射器可以被配置为通过发射在具有一定基数的星座图中选择的传输信号，来发射被定向到至少一个无线电接收器的至少一个逻辑值序列，其中：
从所述星座图中的传输信号的第一子集，以及所述星座图中的传输信号的第二子集里，选择所述发射信号，所述第一子集包括第一数目的传输信号，所述第二子集包括第二数目的传输信号，
在传输信号的第二子集中的传输信号，比在传输信号的第一子集中的传输信号具有更高的能量，
所述传输信号的第一数目和所述传输信号的第二数目的总和小于所述基数，以及
无线电发射器可以被配置为根据本文所例示的方法来操作。
在不损害基本原理的情况下，细节和实施例可以相对于仅通过示例来描述的内容而变化，甚至是显著变化，而不脱离保护范围。
上述各种实施例可以被组合以提供进一步的实施例。根据上述详细描述，可以对实施例进行这些和其他改变。一般而言，在以下权利要求中，所使用的术语不应被解释为将权利要求限制在说明书和权利要求中所公开的具体实施例中，而应被解释为包括所有可能的实施例，以及这些权利要求所享有的等同物的全部范围。因此，权利要求不被本公开限制。
