WiFi站点及相关被动扫描方法与流程

wifi站点及相关被动扫描方法
技术领域
1.本发明申请是关于无线通信，尤其是指一种wifi站点及相关被动扫描方法。


背景技术：

2.在目前无线通信的规范中，当装置要通过wifi联机至网络时，需先进行扫描来搜集规范中定义的各个传输通道的信息。在本技术中，将针对扫描的方式进行改善，以降低扫描所需要耗费的时间，使装置联机的速度更快，进而提升使用体验。


技术实现要素：

3.本技术提供一种wifi站点，包括：接收电路，用来在被动扫描时，接收特定频带内的射频信号以产生基带信号，其中该特定频带的范围包含第一通道的范围以及第二通道的范围；第一前置符号检测电路，用来检测该基带信号中是否含有对应该第一通道的第一前置符号，并由此输出第一检测结果；第二前置符号检测电路，用来检测该基带信号中是否含有对应该第二通道的第二前置符号，并由此输出第二检测结果；移频电路，用来依据该第一检测结果及该第二检测结果，决定基于该第一通道的中心频率或该第二通道的中心频率来对该基带信号进行移频，并产生移频后基带信号；以及处理电路，其中当该wifi站点停留在原本该特定频带的时间达到特定周期时，该处理电路更新该特定频带。
4.本技术提供一种wifi站点的被动扫描方法，包括：接收特定频带内的射频信号以产生基带信号，其中该特定频带的范围包含第一通道的范围以及第二通道的范围；检测该基带信号中是否含有对应该第一通道的第一前置符号，并由此输出第一检测结果；检测该基带信号中是否含有对应该第二通道的第二前置符号，并由此输出第二检测结果；依据该第一检测结果及该第二检测结果，决定基于该第一通道的中心频率或该第二通道的中心频率来对该基带信号进行移频，并产生移频后基带信号；以及当停留在原本该特定频带的时间达到特定周期时，更新该特定频带。
5.本技术可以在符合2.4g/5g规范的情况下，降低wifi站点完成被动扫描所需的总时间。
附图说明
6.在阅读了下文实施方式以及附随图式时，能够最佳地理解本公开的多种实施方式。应注意到，根据本领域的标准操作习惯，图中的各种特征并未依比例绘制。事实上，为了能够清楚地进行描述，可能会刻意地放大或缩小某些特征的尺寸。
7.图1为本技术的2.4g wifi站点的实施例的示意图。
8.图2为图1的wifi站点进行被动扫描的频带的示意图。
9.图3为图1的wifi站点进行被动扫描的另一频带的示意图。
10.图4为本技术的5g wifi站点的实施例的示意图。
11.图5为图4的wifi站点进行被动扫描的频带的示意图。
12.图6为图4的wifi站点进行被动扫描的另一频带的示意图。
13.符号说明100、200：wifi站点104、204：接收电路106、206：第一前置符号检测电路108、208：第二前置符号检测电路110：第三前置符号检测电路112、212：移频电路114、214：处理电路drf：射频信号din：基带信号fg1、fg2、fg3：信号dout：移频后输出信号cf：控制信号
具体实施方式
14.图1为本技术的2.4g wifi站点(station，sta)100的实施例的示意图。其中接收电路104用来接收2.4g的射频信号drf并产生基带信号din至后续的基带电路，包含第一前置符号检测电路106、第二前置符号检测电路108、第三前置符号检测电路110及移频电路112。在本实施例中，接收电路104可以包含模拟电路与混合信号电路；该些基带电路为数字电路；而处理电路114可以使用数字电路、硬件或软件实现。本技术特别针对wifi站点100进行被动扫描的方式进行改善。
15.依据2.4g规范，各通道(channel)的中心频率以5mhz为间隔分布，以图2为例，ch4至ch11的中心频率为由2.427ghz开始，以5mhz的间隔往上分布至2.462ghz。当2.4g wifi站点100进行被动扫描时，需检测来自wifi存取点(access point，ap)在各通道发送的信标(beacon)，以接收关于各通道的信息。依据2.4g规范，wifi站点100的带宽限制在20mhz，远小于整体通道分布的范围，因此只能分次来检测各通道的信标。
16.在本实施例中，接收电路104接收带宽20mhz中的射频信号drf以产生基带信号din，以图2的场景为例，接收电路104的接收频率范围在2.427ghz至2.447ghz(标注为灰色范围)，即接收电路104的中心频率在2.437ghz，对应ch6。由图2可知，接收电路104的带宽还包括ch5和ch7。因此，本技术利用第一前置符号检测电路106、第二前置符号检测电路108及第三前置符号检测电路110分别针对ch5、ch6及ch7进行监听，一旦发现有对应ch5、ch6或ch7的信标，即通知移频电路112来对基带信号din进行对应的移频以产生移频后基带信号dout，以利该信标中的数据可以更好地被后续的电路读出。
17.具体来说，第一前置符号检测电路106持续地检测基带信号din中的信标中是否带有对应ch5的前置符号，举例来说，第一前置符号检测电路106使用对应ch5的一组巴克码(barker code)来和基带信号din中的带有的各信标中的前置符号做互相关(cross-correlation)运算，并依据此时基带信号din的信号能量来正规化互相关运算的结果。若经过正规化后的互相关运算的值大于预设临界值，则判断该信标对应ch5，第一前置符号检测
电路106应即通过信号fg1通知移频电路112，使移频电路112针对基带信号din进行-5mhz的移频运算(由2.437ghz往下移5mhz至2.432ghz)以接收对应ch5的该信标中的数据有效载荷(data payload)，移频电路112至少持续该-5mhz的移频运算到该信标完整地被接收。反之，若该信标不对应ch5，则不通知移频电路112进行-5mhz的移频运算。
18.应能理解的是，虽然接收电路104是以2.437ghz作为中心频率，但因接收电路104的带宽还包括ch5和ch7，对于检测前置符号所需的信号质量的要求已经足够，因此本技术利用wifi站点100来同时检测是否收到对应ch5、ch6和ch7中任一个的信标，一旦检测到对应其中一个的信标，则移频电路112会由此对基带信号din进行相对应的移频运算，以提高信标中的数据字段的信噪比。
19.相似地，第二前置符号检测电路108使用对应ch6的一组巴克码来判断各信标是否对应ch6。若是，则立即通过信号fg2通知移频电路112，因接收电路104原本就以ch6的中心频率接收射频信号drf，因此移频电路112不需针对基带信号din进行移频运算(即移频量为0)，而直接将基带信号输出为移频后输出信号dout。而第三前置符号检测电路110使用对应ch7的一组巴克码来判断各信标是否对应ch7。若是，则立即通过信号fg3通知移频电路112，移频电路112会针对基带信号din进行5mhz的移频运算(由2.437ghz往上移5mhz至2.442ghz)以接收对应ch7的该信标中的数据有效载荷，移频电路112至少持续该5mhz的移频运算到该信标完整地被接收。
20.处理电路114会通过控制信号cf控制接收电路104以2.437ghz为中心频率进行被动扫描并持续特定周期之后跳至下一频带。例如图3所示，由于ch5、ch6及ch7已完成被动扫描，处理电路114会在下一个特定周期控制wifi站点100的中心频率上移15mhz至2.452(ch9的中心频率)，以更新下一个特定周期的20mhz频带范围(标注为灰色范围)，使其包括ch8、ch9及ch10，以同时检测ch8、ch9及ch10的信标。也就是说，相较于每特定周期仅将扫描的中心频率移动一个通道的距离(5mhz)，本技术则是移动多个通道的距离以加速被动扫描。
21.应注意的是，wifi站点100能在一个特定周期内同时监听三个通道的信标，使整体被动扫描的时间最多降为原本的约1/3。但在某些实施例中，也可以只同时监听两个通道。此外，在14个通道中进行被动扫描的顺序也没有特殊的限制，当所有通道都经历过特定周期的被动扫描后，则处理电路114停止更新wifi站点100的20mhz频带范围。且特定周期可以是符合2.4g规范的100ms或其整数倍。
22.图4为本技术的5g wifi站点200的实施例的示意图。由于5g规范的通道频带和接收频带和2.4g不同，因此wifi站点200的架构和wifi站点100有差异。其中接收电路204用来接收5.g的射频信号drf并产生基带信号din至后续的基带电路，包含第一前置符号检测电路206、第二前置符号检测电路208及移频电路212。接收电路204可以包含模拟电路与混合信号电路；该些基带电路为数字电路：而处理电路214可以使用数字电路、硬件或软件实现。
23.依据5g规范，各通道的中心频率以10mhz为间隔分布，以图5为例，ch34至ch50的中心频率为由5.17ghz开始，以10mhz的间隔往上分布至5.25ghz。当5g wifi站点200进行被动扫描时，需检测各通道的信标以接收关于各通道的信息，依据5g规范，wifi站点200的带宽可设定在40mhz，但仍远小于整体通道分布的范围，因此只能分次来检测各通道的信标。在本实施例中，其应用场景设定在某些地区，其开放使用的通道间隔为20mhz。以图5为例，仅开放使用ch36、ch40、ch44及ch48。
24.在本实施例中，接收电路204接收带宽40mhz中的射频信号drf以产生基带信号din，以图5的场景为例，接收电路204的接收频率范围在5.17ghz至5.21ghz(标注为灰色范围)，即接收电路204的中心频率在5.19ghz，对应ch38。由图5可知，接收电路204的带宽还包括ch36和ch40。因此，本技术利用第一前置符号检测电路206及第二前置符号检测电路208分别针对ch36及ch40进行监听，一旦发现有对应ch36或ch38的信标，即通知移频电路212来对基带信号din进行对应的移频以产生移频后基带信号dout，以利该信标中的数据可以更好地被后续的电路读出。
25.具体来说，第一前置符号检测电路206持续地检测基带信号din中的信标中是否带有对应ch36的前置符号，举例来说，第一前置符号检测电路206使用对应ch36的一组短训练符号(l-stf)序列来和基带信号din中的带有的各信标中的前置符号做互相关运算，并依据此时基带信号din的信号能量来正规化互相关运算的结果。若经过正规化后的互相关运算的值大于预设临界值，则判断该信标对应ch36，第一前置符号检测电路206应即通过信号fg1通知移频电路212，使移频电路212针对基带信号din进行-10mhz的移频运算(由5.19ghz往下移10mhz至5.18ghz)以接收对应ch36的该信标中的数据有效载荷，移频电路212至少持续该-10mhz的移频运算到该信标完整地被接收。反之，若该信标不对应ch36，则不通知移频电路212进行-10mhz的移频运算。
26.相似地，第二前置符号检测电路208使用对应ch40的一组短训练符号序列来判断各信标是否对应ch40。若是，则立即通过信号fg2通知移频电路212，移频电路212会针对基带信号din进行10mhz的移频运算(由5.19ghz往上移10mhz至5.2ghz)以接收对应ch40的该信标中的数据有效载荷，移频电路212至少持续该10mhz的移频运算到该信标完整地被接收。
27.处理电路214会通过控制信号cf控制接收电路204以5.19ghz为中心频率进行被动扫描并持续特定周期之后跳至下一频带。例如图6所示，由于ch36及ch40已完成被动扫描，处理电路214会在下一个特定周期控制wifi站点200的中心频率上移40mhz至5.23ghz(ch46的中心频率)，以更新下一个特定周期的40mhz频带范围(标注为灰色范围)，使其包括ch44及ch48，以同时检测ch44及ch48的信标。也就是说，相较于每特定周期仅将扫描的中心频率移动一个通道的距离(10mhz)，本技术则是移动多个通道的距离以加速被动扫描，使wifi站点200能在一个特定周期内同时监听二个通道的信标，使整体被动扫描的时间最多降为原本的约1/2。
28.针对5g的wifi站点200和针对2.4g的wifi站点100其余原则大至相同，在某些实施例中，可结合wifi站点100和wifi站点200以同时或依序进行2.4g和5g下的被动扫描。
29.上文的叙述简要地表明了本技术某些实施例的特征，而使得本技术所属技术领域的普通技术人员能够更全面地理解本技术内容的多种方案。本技术所属技术领域的普通技术人员应当明白，利用本技术内容作为基础，其可轻易地来设计或改变其他制程与结构，以实现与本文实施方式相同的目的和/或达到相同的优点。本技术所属技术领域的普通技术人员应当还明白，这些均等的实施方式仍属于本技术内容的精神与范围，且其可进行各种变化、替代与修改，而不会悖离本技术内容的精神与范围。本发明的保护范围当视本技术权利要求书所界定者为准。