CN101069386B - 在精简功能用户终端里检测老式欺骗的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

向后兼容性可能要求使用字段或其它指示符，系统中新节点或台对它们的解释方式不同于老式节点解释它们的方式。在一些情况下，可以用这些指示符来“欺骗”老式节点按特定的方式工作，允许下一代协议能够实现而没有来自这些老式节点的干扰。尽管这一做法能够提高通信效率，但是欺骗有可能会导致老式节点工作效率下降。老式节点可以检测欺骗，包括检测发射的消息中老式部分里的字段设置，或者检测消息的相位偏移。一旦检测到欺骗，就可以采取各种步骤，包括确定下一代消息的时间长度，在这个时间长度内进入低功率状态，在这个时间长度内通过替换信道进行通信，修改老式退避程序等等。

Description

在精简功能用户终端里检测老式欺骗的方法和装置
根据35U.S.C.§119的优先权要求 
本专利申请要求2004年10月5日递交的，发明名称为“Methodand Apparatus for Ensuring Node Capability in Wireless Networks”，转让给本发明受让人的第60/616,336号临时申请的优先权，在这里明确地将其引入作为参考。 
技术领域
总的来说，本发明涉及无线通信，具体而言，涉及增强的块应答。 
背景技术
人们广泛部署了无线通信系统来提供各种通信，例如话音和数据通信。典型的无线数据系统或网络支持多个用户接入一个或多个共享资源。系统可以采用各种多址技术，例如频分复用(FDM)、时分复用(TDM)、码分复用(CDM)等等。 
无线网络的实例包括基于蜂窝的数据系统。下面是几个这样的实例：(1)“双模式宽带扩频蜂窝系统的TIA/EIA-95-B移动台-基站兼容性标准”(IS-95标准)，(2)称为“第三代伙伴计划”(3GPP)的联盟提供的，在包括文件号为3G TS 25.211、3G TS 25.212、3G TS25.213和3G TS 25.214的一组文件中采用的标准(W-CDMA标准)，(3)称为“第三代伙伴计划2”(3GPP2)的联盟提供的，在“cdma2000扩频系统的TR-45.5物理层标准”中采用的标准(IS-2000标准)，以及(4)与TIA/EIA/IS-856标准(IS-856标准)一致的高数据速率(HDR)系统。 
无线系统的其它实例包括无线局域网(WLAN)，例如IEEE802.11标准(也就是802.11(a)、(b)或(g))。对这些网络的改进可以通 过部署包括正交频分复用(OFDM)调制技术的多输入多输出(MIMO)WLAN来实现。已经引入了IEEE 802.11(e)来克服以前的802.11标准的一些缺点。 
随着无线系统设计的进步，已经能够采用更高的数据速率。更高的数据速率打开了高级应用的大门，其中有话音、视频、快速数据传输和各种其它应用。但是，对于它们各自的数据传输，各种应用可能具有不同的要求。许多种数据可能具有等待时间和吞吐量要求，或者需要某种服务质量(QoS)保证。没有了资源管理，系统的能力可能下降，并且系统有可能不能有效地工作。 
常常将媒体访问控制(MAC)协议用来在多个用户之间分配共享通信资源。MAC协议将更高层与用于发射和接收数据的物理层对接起来。为了从数据速率的提高得益，必须将MAC协议设计成有效地利用共享资源。 
随着新的MAC协议的开发，会继续有老式用户终端(legacy userterminal)。可以将MAC设计成与老式终端协作。为了进行这种协作，可以采用一些技术来让老式终端按照特定的方式工作，允许按照更加新的协议通信的终端在共享资源上接入或通信。可以把能够欺骗老式终端，让这些老式终端执行这些步骤的这些技术称为“欺骗”。在一些情形中，欺骗能够使更加新的通信协议能够工作，从中获得好处，然而被欺骗的用户终端则有可能因为由此带来的不利后果而蒙受损失。因此在本领域中需要在老式或者精简功能用户终端里检测老式欺骗(legacy spoofing)的技术。 
发明内容
这里公开的实施方式针对的是本领域中在精简功能用户终端里检测欺骗的需要。 
一方面，描述了一种设备，这种设备包括用于接收消息的接收机，该消息的第一部分用第一通信格式发射，用第二通信格式发射该消息的第二部分的时候，该消息包括替换格式指示符；以及用于检测所述 替换格式指示符的处理器，检测到该替换格式指示符的时候，确定所述消息第二部分的发射持续时间，检测到该替换格式指示符的时候，让所述接收机在所确定的持续时间内进入低功率状态。 
另一方面，描述了一种设备，这种设备包括用于接收消息的接收机，该消息的第一部分用第一通信格式发射，用第二通信格式发射该消息的第二部分的时候，该消息包括替换格式指示符；以及用于检测所述替换格式指示符的装置。 
另一方面，公开了用于接收消息的一种方法，该消息的第一部分用第一通信格式发射，用第二通信格式发射该消息的第二部分的时候，该消息包括替换格式指示符；检测所述替换格式指示符；检测到所述替换格式指示符的时候，确定所述消息第二部分的发射持续时间；以及检测到该替换格式指示符的时候，在所确定的持续时间内进入低功率状态。 
另一方面，公开了用于接收消息的一种方法，该消息包括用第一相位发射的第一部分，用第二相位发射的第二部分，该第二相位不同于该第一相位；检测所述第一部分和所述第二部分之间的相位差；以及检测到所述相位差的时候进入低功率状态。 
另一方面，公开了用于接收消息的一种方法，该消息的第一部分是用第一通信格式发射的，该消息包括用于设置所述第一通信格式的参数的一个或多个字段；对所述一个或多个字段进行译码；以及当已译码字段被设置成所述第一通信格式不支持的值的时候，进入低功率状态。 
另一方面，公开了一种计算机可读介质，能够运行来接收消息，该消息的第一部分用第一通信格式发射，用第二通信格式发射该消息的第二部分的时候，该消息包括替换格式指示符；检测所述替换格式指示符；检测到所述替换格式指示符的时候，确定所述消息第二部分的发射持续时间；以及检测到该替换格式指示符的时候，在所确定的持续时间内进入低功率状态。 
还公开了各个其它方面和实施例。 
附图说明
图1是能够支持多个用户的无线通信系统的一个总框图； 
图2说明无线通信设备的一个示例性实施例； 
图3说明老式802.11PPDU； 
图4说明老式欺骗检测方法的一个示例性实施例； 
图5说明用于形成高吞吐量格式指示符的星座图的示例性实施例； 
图6说明发射高吞吐量指示符的方法的一个示例性实施例； 
图7说明发射高吞吐量格式指示符的方法的另一个示例性实施例； 
图8说明用于检测高吞吐量格式指示符的方法的一个示例性实施例； 
图9说明用于检测高吞吐量格式指示符的方法的另一个示例性实施例； 
图10说明用于确定高吞吐量PPDU持续时间的方法的示例性实施例； 
图11说明用于对高吞吐量PPDU持续时间进行译码的方法的替换实施例； 
图12说明无线通信设备的替换实施例； 
图13说明用于检测替换格式指示符的一种装置的示例性实施例；以及 
图14说明用于检测替换格式指示符的一种装置的替换示例性实施例。 
具体实施方式
如同通信协议所涉及的，以及下一代标准的定义一样，向后兼容可能需要使用字段或其它指示符，系统中的新节点或新台以一种不同于老式节点解释这些字段的方式对这些字段或其它指示符进行解释。在一些情况下，可以将这些指示符用来故意让老式节点按照特定的方 式工作。这种应用可以被称为欺骗，因为下一代标准可能想“哄骗”老式节点让下一代协议能够工作，而不受到这些老式节点干扰。尽管这样做通常是为了提高通信效率，包括更高的吞吐量，更低的功耗，更大的容量，等等，但是，欺骗有可能导致老式节点不能有效地工作。 
在许多情况下，可以继续生产老式节点，即使已经知道要用哪些方法来欺骗老式节点。例如下一代标准使得兼容节点极其复杂并且价格高昂的时候会出现这种情况。在这种情况下，可能需要让老式节点了解下一代标准解释老式字段的方式。“聪明的”老式节点能够检测欺骗，并且采取适当的步骤来减少欺骗可能带来的不利影响。因此，聪明的老式节点遵循对老式字段的新的解释，有可能能够更加有效地工作。在这里可以把这种聪明的老式节点称为精简功能用户终端。要注意，用户终端可以支持整个下一代，也可以支持精简功能模式，如同下面将进一步描述的一样。 
下面利用802.11n标准来描述一个示例性的实施例，这个标准将被设计成与现有的(或者老式)标准802.11a/g(802.11-2003)兼容。这里描述的实施例同样能够用于多个标准，不限于与802.11n和802.11a/g兼容。此外，尽管下面给出的实施例可以使用“向后兼容性”这个术语，但是这些实施例同样能够用于多标准节点或者多版本标准节点或者它们的任意组合的节点之间的任意种类的兼容性。 
如同这里所使用的一样，为了让一个标准区分于它要向后兼容的早期标准，“高吞吐量”这个术语用来指更加新的系统，或者定义了与老式系统不同的一类操作的系统。再一次用“老式”或“精简功能”这些术语来描述按照向后(或其它)兼容模式工作的用户终端。如上所述，精简功能或者老式用户终端也可以被配置成按照替换模式实现全部功能，这对于本领域技术人员而言是显而易见的。 
因此，结合了这里描述的一个或多个方面的老式终端的示例性实施例可以包括配备成检测高吞吐量系统(或者任何其它替换通信标准)，并且据此作出响应，而不必支持该系统所有功能的现代设备。 
在这里公开示例性的高吞吐量实施例，除了其它示例性实施例以外，它们还支持高效率的操作和无线LAN非常高比特率的物理层(或 者有可能使用新出现的传输技术的类似应用)之间的结合。这个示例性的高吞吐量WLAN支持20MHz带宽内超过100Mbps(百万比特每秒)的比特率。还支持各种替换WLAN。 
各种示例性的实施例保留了老式WLAN系统分布式协调操作的简单性和坚固性，它们的实例可以在802.11(a～e)中找到。可以描述各实施例的优点，同时保持这种老式系统的向后兼容性。(注意，在下面的描述中，可以将802.11系统作为老式系统实例来描述。本领域技术人员会明白它们的改进方案同样与替换系统和标准兼容。) 
示例性的WLAN可以包括子网协议栈。这种子网协议栈可以概括地支持高数据速率，高带宽物理层传输机制，包括但不限于基于OFDM调制、单载波调制技术的那些，使用频带利用率非常高的多发射和多接收天线的系统(多输入多输出(MIMO)系统，包括多输入单输出(MISO)系统)，使用多发射和多接收天线结合空间复用技术在同一个时间间隔发射数据给多个用户终端并且从多个用户终端接收数据的系统，以及允许同时为多个用户进行发射的码分多址(CDMA)系统。其它实施例包括单输入多输出(SIMO)和单输入单输出(SISO)系统。 
在这里描述的一个或多个示例性的实施例是针对无线数据通信系统给出的。尽管用于这种情形是比较好的，但是，本发明的不同实施例可以被结合进不同的环境或配置。总之，这里描述的各个系统可以用软件控制的处理器，集成电路或离散逻辑来形成。整个申请文件中可能引用的数据、指令、命令、信息、信号、码元和码片都可以用电压、电流、电磁波、磁场或粒子、光场或粒子，或者它们的组合来表示。另外，每个框图中画出的块可以表示硬件或方法步骤。方法步骤可以交换而不会偏离本发明的范围。在这里用“示例性”这个词来表示“用作实例、例子或说明”。在这里被描述成“示例性的”任何实施例都不必被解释成优选的。 
图1描述系统100的示例性实施例，该系统包括连接到一个或多个用户终端(UT)106A～N的接入点(AP)104。用户终端106可以是真正的老式台，也可以是精简功能用户终端，(也就是智能老式终 端)或者任何组合。按照802.11，在这个文件中，接入点和用户终端也被称为台、STA或节点。这里描述的技术和实施例也可以被应用于其它类型的系统(这些实例包括上面描述的蜂窝标准)。如同这里所使用的一样，基站这个术语也可以和接入点这个术语交换使用。用户终端这个术语可以和用户设备(UE)、注册用户单元、注册用户台、接入终端、远程终端、移动台或者本领域中公知的对应术语交换使用。移动台这个术语包括了固定的无线应用。 
还要注意，用户终端106可以互相之间直接通信。802.11(e)引入的直接链路协议(DLP)允许STA将帧直接转发给在基本业务集(BSS)中的(同一个AP控制的)另一个目标STA。如同在本领域里公知的一样，在各个实施例里不需要接入点。例如，可以用STA的任意组合来形成独立BSS(IBSS)。可以形成用户终端的ad hoc网络，这些用户终端通过无线网络120利用本领域公知的无数通信格式中的任何格式来互相通信。 
接入点和用户终端通过无线局域网(WLAN)120互相通信。在这个示例性的实施例中，WLAN 120是高速MIMO OFDM系统。但是，WLAN 120也可以是任何无线局域网。也可以选择成接入点104通过网络102与任意数量的外部设备或过程进行通信。网络102可以是因特网、内部网或者任何其它有线、无线或光学网络。连接110将物理层信号从网络传递到接入点104。设备或过程可以连接到网络102或者作为WLAN 120中的用户终端(或者通过其中的连接)。可以连接到网络102或WLAN 120的设备的实例包括电话、个人数字助理(PDA)、各种计算机(膝上型计算机、个人计算机、工作站、任意类型的终端)、视频设备(例如照相机、摄录机、网络照相机)以及任意其它类型的数据设备。过程可以包括话音、视频、数据通信等等。各种数据流可以具有变化的传输要求，可以用变化的服务质量(QoS)技术来适应它。 
图1还画出了通过WLAN 120到高吞吐量(HT)用户终端108A～N的连接。HT用户终端108用于表示按照下一代标准工作的终端，在这里为了清楚起见将其称为高吞吐量系统。注意，如图所示，HT 用户终端108能够与AP 104通信，也可以互相之间直接通信。图中所示HT UT 108之间的连接可以按照高吞吐量(或者非老式)格式工作，因此，没有画出与UT 106的连接。尽管图中没有画出，但是本领域技术人员清楚HT UT 108也能够按照老式协议直接与UT 106通信。 
系统100还可以与集中式AP 104一起部署。在一个示例性实施例中，所有UT 106和108都可以和AP通信。在另一个实施例中，通过对系统进行改进，可以支持两个UT之间的直接对等通信，这对于本领域技术人员而言是显而易见的，下面将给出它们的实例。在支持指定的接入点的实施例中，可以将任意台设置为指定的AP。可以由AP或ad hoc(也就是基于竞争的)来管理接入。 
在一个实施例中，AP 104提供以太网自适应。在这种情况下，除了AP以外，可以部署IP路由器来提供到网络102的连接(没有画出细节)。可以通过WLAN子网(下面将详细描述)在路由器和UT 106之间传递以太网帧。以太网自适应和连接在本领域里是众所周知的。 
在替换实施例中，AP 104提供IP自适应。在这种情况下，AP充当所连接的UT(下面将给出细节)集合的信关路由器。在这种情况下，可以由AP 104将IP数据报传递给UT 106以及从UT 106传递回来。IP自适应和连接性在本领域里是众所周知的。 
图2画出了无线通信设备的一个示例性实施例，可以将这个通信设备配置成接入点104或者用户终端106或108。无线通信设备是一个示例性的STA，适合于部署在系统100中。在图2中画出了接入点104的配置。收发信机210按照网络102的物理层要求在连接110上进行接收和发射。来往于连接到网络102的设备或应用的数据被传送到处理器220。在这里可以将这些数据称为流。流可以具有不同的特性，可以要求基于与流相联系的应用的类型来要求不同的处理。例如，可以将视频或话音刻画成低等待时间流(与话音相比，视频一般都具有更高的吞吐量要求)。许多数据应用都对等待时间不那么敏感，但是具有更高的数据完整性要求(也就是说，话音能够容忍一些数据包 丢失，而文件传输则一般都无法忍受数据包丢失)。 
处理器220可以包括媒体访问控制(MAC)处理单元(没有画出细节)，该单元接收流，对它们进行处理，以便在物理层上传输。处理器220还接收物理层数据，对这些数据进行处理，为出去的流形成数据包。与802.11WLAN有关的控制和信令也可以在AP和UT之间传递。可以将物理层(PHY)协议数据单元(PPDU)中封装的MAC协议数据单元(MPDU)传送给无线LAN收发信机260，并从它接收过来。也将MPDU称为帧。将单个MPDU封装在单个PPDU中的时候，有时可以将PPDU称为帧。替换实施例可以采用任何转换技术，并且替换实施例中所用术语也可以不同。可以为了各种目的将对应于各MAC ID的反馈从物理层处理器220返回来。反馈可以包括任意的物理层信息，包括能够支持的信道速率(包括多播和单播信道)、调制格式和各种其它参数。 
处理器220可以是通用微处理器、数字信号处理器(DSP)或者专用处理器。处理器220可以与专用硬件连接，来帮助完成各种任务(没有画出细节)。可以在外部连接的处理器(例如外部连接的计算机或者通过网络连接)上，在无线通信设备104、106或108中的其它处理器(没有画出)上，也可以在处理器220本身上运行各种应用程序。图中画出的处理器220与存储器230连接，可以将它用于储存数据和实现这里描述的各种程序和方法的指令。本领域技术人员会明白，存储器230可以由各种类型的一个或多个存储器组件组成，可以将这些组件全部或部分地嵌入处理器220。除了储存用于实现这里描述的功能的指令和数据以外，还可以将存储器230用于储存与各队列相联系的数据。 
无线LAN收发信机260可以是任意类型的收发信机。在一个示例性实施例中，无线LAN收发信机260是OFDM收发信机，它能够与MIMO或MISO接口一起工作。OFDM、MIMO和MISO对于本领域技术人员而言是熟知的。在2003年8月27日递交的，发明名称为“FREQUENCY-INDEPENDENT SPATIAL-PROCESSING FORWIDEBAND MISO AND MIMO SYSTEMS”，转让给本发明受让人的 第10/650,295号共同未决美国专利申请中详细描述了各种示例性的OFDM、MIMO和MISO收发信机。替换实施例可以包括SIMO或SISO系统。 
画出的无线LAN收发信机260连接有天线270A～N。在各个实施例中可以支持任意数量的天线。可以将天线270用于在WLAN 120上进行发射和接收。 
无线LAN收发信机260可以包括与一个或多个天线270中的每一个通信的空间处理器。空间处理器可以分别处理要在每个天线上发射的数据，或者一起处理从所有天线收到的信号。分别处理的实例可以基于信道估计，来自UT的反馈，信道反演，或者本领域熟知的各种其它技术。上述处理是利用多种空间处理技术中的任意技术进行的。这种类型的各收发信机可以利用波束形成、波束控制、本征控制(eigen-steering)或者其它空间技术来进行发射，以提高与给定用户终端之间的收发吞吐量。在发射OFDM码元的一个示例性的实施例中，空间处理器可以包括子空间处理器，用于处理每个OFDM子信道或频率区间。 
在一个示例性的系统中，AP(或者任何STA，例如UT)可以具有N个天线，UT的一个实例有M个天线。因此在AP和UT的天线之间有M×N条路径。利用这些多条路径来提高吞吐量的各种空间技术在本领域中都是大家熟知的。在空间时间发射分集(STTD)系统(在这里也称为“分集”)中，对发射数据进行格式化和编码，作为单个数据流通过所有天线发送出去。对于M个发射天线和N个接收天线，可以形成MIN(M，N)个独立信道。空间多路复用技术利用这些独立路径，能够在每一条独立路径上发射不同的数据，以提高发射速率。 
人们熟知用于学习或者适应AP和UT之间信道特性的各种技术。可以从每个发射天线发射独一无二的导引信号。在这种情况下，在每个接收天线处接收和测量这些导引信号。然后可以将信道状态信息反馈返回到发射设备用于发射。可以对被测信道矩阵进行本征分解来确定信道本征模。为了避免在接收机处对信道矩阵进行本征分解，其它 技术利用导引信号和数据的本征控制来简化接收机处的空间处理。 
因此，根据当前的信道状况，可以有变化的数据速率用于向整个系统中各个用户终端进行发射。具体而言，与多播或者可以从AP到一个以上的UT共享的广播链路相比，AP和每个UT之间的具体链路可以具有更好的性能。无线LAN收发信机270可以基于无论是将哪一个空间处理用于AP和UT之间的物理链路来确定能够支持的速率。可以将这一信息反馈回来用于进一步处理之中，例如在MAC层。 
为了进行说明，在无线LAN收发信机260和处理器220之间部署消息译码器240。在一个示例性的实施例中，消息译码器240的功能可以在处理器220、无线LAN收发信机260、其它电路或者它们的组合中实现。消息译码器240适合于对任意数量的控制数据或信令消息进行译码，以便在系统内通信。在一个实例中，消息译码器240适合于接收PPDU字段并对它们进行译码，如同下面所描述的一样。可以用本领域熟知的任意数量的消息译码技术来对各种其它消息进行译码。消息编码器250可以被类似地部署在处理器220和无线LAN收发信机260之间(也可以全部或部分地在处理器220、无线LAN收发信机260、其它电路或者它们的组合中实现)，并且能够对消息(比如那些刚刚描述过的)进行编码。对消息进行编码和译码的技术对于本领域技术人员而言是众所周知的。 
图3描述一种老式802.11a/g PPDU 370，它包括PLCP前缀375(12个OFDM码元)、PLCP报头310、可变长度PSDU 345、6比特尾部350和可变长度填充字符355。PPDU 370的一部分360包括用速率等于1/2的BPSK发射的SIGNAL(信号)字段(1个OFDM码元)，以及按照SIGNAL 380中表明的调制格式和速率发射的可变长度数据字段385。PLCP报头310包括SIGNAL 380和16比特业务字段340(包括在DATA(数据)385中，按照它的格式发射)。SIGNAL字段380包括速率315(4比特)、保留字段320(1比特)、长度325(12比特)、奇偶校验位330和尾部335(6比特)。为编码的OFDM码元用最坚固的调制和编码格式来发射SIGNAL字段。SIGNAL字段内的RATE(速率)字段表明用于PPDU的DATA部分的调制和编码 格式。如同802.11-2003中所定义的一样，4比特RATE字段中的第4比特没有使用(总是将它设置成0)。 
对于802.11n，引入了向后兼容的PPDU类型。在一个示例性实施例中，在老式PLCP报头中引入扩展的SIGNAL字段，以便向后与老式802.11的SIGNAL字段380兼容。设置老式SIGNAL字段380中RATE字段315的未使用的值，以定义新的PPDU类型。2004年10月13日递交的，发明名称为“HIGH SPEED MEDIA ACCESSCONTROL WITH LEGACY SYSTEM INTEROPERABILITY”，转让给本发明受让人的第10/964,330号共同未决的相关美国专利申请中公开了这种示例性的高吞吐率系统，在这里将这一文献引入作为参考(以后将它称为330申请)。 
在330申请中，引入了几种新的PPDU字段。为了与老式STA的向后兼容性，将PLCP报头的SIGNAL字段中的RATE字段改成RATE/类型字段。将RATE未使用的值指定为PPDU类型。PPDU类型还表明指定为SIGNAL2的SIGNAL字段扩展的存在和长度。对于老式STA，RATE/类型字段的这些值是没有定义的。因此，老式STA可以在成功地对SIGNAL 1字段完成译码并且找到RATE字段中的未定义值以后放弃PPDU的译码。也可以将老式SIGNAL字段中的保留位设置成“1“来表明是一个向新类STA的MIMO OFDM发射。接收STA可以忽略保留位，并且继续尝试对SIGNAL字段和其余发射译码。HT接收机能够基于PPDU类型确定SIGNAL2字段的长度。 
有各种方式来欺骗老式终端，从而防止那些终端干扰共享介质中的通信。这样就允许其它系统(例如高吞吐量系统)在共享介质中工作，而不会受到来自那些老式终端的干扰。用于欺骗的具体实例可以在来自产业群的几个当前建议中找到，这些建议是TGnSync，WWiSE和Sharp。可以分别在以下文件中找到这些建议：向工作组n提出的TgnSync  建议，文件04/889r0(11-04-0889-00-000n-tgnsync-proposal-technical specification.doc)；向工作组n提出的WWiSE建议，文件04/886r0(11-04-0886-00-000n-wwise-proposal-ht-spec.doc)；以及向工作组n提出的Sharp-NTT建议，文件04/938r2 (11-04-0938-02-00n-proposal-802-11n.doc)。还提出了其它技术，包括在给工作组n的QUALCOMM建议中，文件04/870r0(11-04-0870-00-000n-802-11-ht-system-description-and-operating-principles.doc)。在这里将所有这些建议明确地引入作为参考。 
图4描述了用于在精简功能用户终端里检测老式欺骗的方法400的示例性实施例。这些一般化的实施例说明了几个方面，下面进一步描述它们的更详细的实施例。一般而言，进行欺骗的目的是为了让老式终端和高吞吐量终端能够利用同样的共享介质一起工作。如上所述，通过欺骗老式终端，让它们在一段时间内不干扰共享介质，可以在这段时间内将共享介质用于老式终端不支持的调制格式和/或系统参数。因此，可以在共享介质中实现增强了的通信，比如更高吞吐量，更低功率，更大容量等等。如上所述，可以用各种技术来欺骗不“聪明”的老式终端，下面更加详细地给出一些实例。 
但是，这样做会给被欺骗的终端带来一些不利影响，可以用这里详细描述的各个方面来消除这些不利影响。例如，了解欺骗技术的精简功能用户终端可以在尝试欺骗的时间段节省电力。这一智能用户终端与欺骗尝试协作，但是不必受到有害影响。进入一个或多个低功率状态的各种技术在本领域中都是众所周知的，因此，一旦检测到欺骗，智能老式终端就可以用这些技术中的任意技术。因此，对于这种精简功能用户终端，检测欺骗可能是有用的。除了省电以外(也就是通过在检测到欺骗的持续时间内进入睡眠状态)，用户终端还可以在检测到欺骗的时候采取其它步骤。 
例如，检测到欺骗的老式终端知道已经将信道用于各种其它终端，并且可以决定针对访问共享介质的优先级采取其它行动。例如，已经开发出了公平策略，让用户终端利用例如退避(backoff)(例如在802.11标准中给出的DFS)之类的技术来进行分享，让每个终端都能够访问共享介质。除了其它因素以外，被欺骗终端还可以使用欺骗检测来确定是不是改变其优先级，修改退避程序，等等，以便让老式用户终端能够公平地访问共享介质。例如，802.11MAC程序指定在接收失败以后终端必须执行的程序。如果终端知道它被欺骗了，就 可以修改这些程序。此外，被欺骗的手持话音IP(VoIP)终端可以利用这个被欺骗的时间段来进行邻近AP搜索和测量，以便为话音呼叫切换做准备。本领域技术人员会明白，一旦检测到欺骗，还可以采取各种其它措施，下面将进行介绍。 
方法400的示例性实施例从步骤410开始，在这个步骤中发射向后兼容的PPDU格式。如同上面引用的所建议的标准中所描述的一样，更新的规范可以包括PPDU，发射这些PPDU的方式使得老式终端能够接收至少一部分PPDU并对其译码。例如，可以发射具有PLCP报头310的PPDU，比如上面所描述的。可以按照一种或多种方式修改PPDU，如同330申请中详细描述的一样。本领域技术人员知道有数不清的其它方式用于发射一个或多个部分与老式系统兼容的PPDU。 
在步骤420中，可以包括高吞吐量格式指示符(或者需要兼容老式终端的任意类型通信标准的指示符)。这样，如果需要欺骗，那么在步骤410中，发射至少部分向后兼容的PPDU格式，同时在420使用指示符，这个指示符可以被高吞吐量设备译码，以便向HT设备表明PPDU发射的高吞吐量格式。在一些实例中，可以将向后兼容的PPDU格式发射给老式台，或者从老式台发射，从而不用为那些PPDU包括高吞吐量指示符。欺骗老式终端的时候包括这个指示符，非老式终端(也就是HT终端)则响应所发射的PPDU执行一些替换步骤。 
在步骤430中，精简功能用户终端尝试检测是否发射了高吞吐量指示符。如果是这样，就进入步骤440。如果不是，就在步骤460处发射了老式PPDU。用户终端继续按照老式程序对PPDU进行译码。然后，这一过程可以停下来。 
在步骤440处，如果检测到高吞吐量指示符，就检测到了欺骗。用户终端会按照老式协议要求在PPDU期间停止干扰信道。在这个过程中，用户终端可以执行多个步骤之一，前面已经给出了它们的实例。下面进一步描述用于检测所述持续时间的几个示例性技术。 
在这个实例中，在步骤450处，检测到高吞吐量指示符的时候，用户终端在高吞吐量PPDU这个持续时间内禁止使用这一信道。因 此，在这个实例中，用户终端可以进入低功率状态以节省电池。在各个实施例中，例如在上面描述的实施例中，可以安排不同程度的低功率或睡眠状态，在检测到欺骗的时候由用户终端采用。 
各种欺骗技术可以使用SIGNAL字段的长度和速率字段来欺骗老式STA，前面描述的建议中给出了这些技术的一些实例。如同上面所讨论的一样，老式节点(除非检测欺骗)接收SIGNAL字段，开始以指定速率开始对数据包的其余部分进行译码，并且继续下去，直到长度/速率时间结束。 
在这些实施例中，欺骗使用了长度和速率字段的特性，因此(长度/速率)-(EIFS-DIFS)等于所要的NAV持续时间。通过将RATE字段设置为能够被所有老式STA译码的一个值，被这两个字段欺骗的老式节点将在(长度/速率)-(EIFS-DIFS)这个时间内继续接收，防止它在这个时间段内开始发射。在一个示例性的实施例中，比如为802.11n建议的各种高吞吐量实施例中所描述的那些，可以将速率设置成6Mbps，可以计算长度字段，覆盖高吞吐量PPDU的长度。这样，能够实现发射控制，而不需要改变老式节点的机制。 
利用这一技术，有多种长度和速率组合来实现同一个“长度/速率”，因此，欺骗指示符能够自由地在这些组合中进行选择。在这个实例中，指示符能够设置的最大欺骗持续时间由数据包的最大长度和原始协议能够承受的最低速率决定。 
在一个示例性的802.11实施例中，在接收数据包的过程中信号能量电平会下降，因为实际的数据包长度会比被欺骗的短。但是，根据IEEE 802.11a MAC规范(见IEEE Std 802.11a-1999，第37页，图125)，老式节点遵循长度和速率字段，在长度/速率这段时间内保持在这个信道中不活动。 
在另一个实施例中，通过在示例性的HT系统，比如802.11n中采用，被欺骗的SIGNAL字段后面跟着能够被802.11n STA(也就是HT UT)译码的扩展SIGNAL字段。扩展SIGNAL字段包含802.11n节点将使用的真实速率和真实长度。但是，在对老式SIGNAL字段译码以后，802.11n节点不知道SIGNAL字段是被欺骗并且后面跟着 扩展SIGNAL字段(以统一的速率发送)，还是数据包是老式“未被欺骗的”数据包并且后面跟着按照SIGNAL字段指定的速率编码的MAC报头。需要定义一些指示符来允许802.11n STA检测扩展SIGNAL字段的存在。 
在TGnSync建议中为这样一个指示符提出来的一种方法如下。为了让802.11n STA能够检测扩展SIGNAL字段的存在，用相对于老式PLCP SIGNAL字段有90度相位旋转来发射扩展SIGNAL字段的BPSK信号。星座图用于包括高吞吐量格式指示符的示例性的实施例在图5中说明。802.11n设备将测试两个假设：它将尝试对SIGNAL字段中表明的星座图进行解调，与此同时，将尝试对从其原始位置旋转了90度的BPSK星座图进行解调。 
在尝试了对两个星座图同时进行解调以后，对于扩展SIGNAL字段的给定长度，802.11n节点将采用90度相移BPSK星座图的输出，对扩展SIGNAL字段进行译码，并且校验其CRC。如果通过CRC，它就会认识到这是一个802.11n PPDU，并且继续利用扩展SIGNAL字段中指定的真实速率和真实长度继续对MAC报头进行译码。如果CRC失败，它就会认识到这是一个老式PPDU，并且对它已经在接收的老式MAC报头进行解释。可以同时测试这两种假设。此外，测试这些假设的其它方法也是可以的，例如，利用匹配滤波器或相关检测器并利用能量门限来测试假设。 
老式用户终端将利用星座图510来进行老式BPSK解调。高吞吐量用户终端将利用老式BPSK星座图510和具有90度相位偏移的HT星座图520，如同前面描述的一样。本领域技术人员会认识到可以用各种其它星座图来为一段或多段PPDU发射一个或多个字段，用作高吞吐量指示符。按照这种方式欺骗老式STA的一个问题是会导致在老式STA尝试对这些PPDU进行解调和译码的时候电池不必要的消耗。 
图6描述了一种方法的示例性的实施例，该方法在向后兼容的PPDU中包括高吞吐量指示符。适合于象在上述图4里步骤420一样进行部署的步骤610中，一个台发射相对于老式PPDU(比如前面详 细描述的PPDU 370)有一个相位偏移(或者其它调制格式差别)的，具有一个或多个段的PPDU。 
在替换实施例中，可以将RATE字段(或其它字段设置)的未使用的值用作高吞吐量指示符。在图7中说明一个示例性的替换高吞吐量格式指示符。在710处，将一个PLCP字段设置成表明是非老式模式。这适合于象上面描述的图4中的步骤420一样进行部署。这里详细说明了各种示例性的字段设置，比如利用速率字段中的保留位或者未使用的速率或类型。本领域技术人员会认识到可以修改任意字段值来表明是一种非老式模式发射。 
在一个实施例中，将PLCP报头的SIGNAL字段中的RATE字段修改成RATE/类型字段(如同前面的330申请中描述的一样)。将RATE未使用的值指定为PPDU类型。PPDU类型还表明被指定为SIGNAL2的SIGNAL字段扩展的存在和长度。可以定义各种PPDU类型，如同对于本领域技术人员而言显而易见的一样。对于老式STA这些RATE/类型字段没有定义。因此，在成功地对SIGNAL1字段进行译码，找出RATE字段中未定义的值的时候，老式STA会放弃对PPDU的其余部分进行译码，尝试清除信道评估(CCA)以确定介质什么时候再次空闲。 
老式STA可以利用能量检测或者与CCA前缀前部的相关。与PPDU解调和译码相比，对于CCA，只需要少部分接收处理复杂性，因此，如果被欺骗老式终端按照这个操作步骤，欺骗的影响就会对应地下降。然而，这两个示例性的欺骗建议都会导致老式STA不必要的电池消耗。使用未定义速率值的第二种方法会导致较少的电池消耗，因为与老式STA处的整个译码链相比，CCA电路消耗较小的电流。因此，如同上面的图4所描述的一样，为了避免这种电流消耗，需要检测欺骗(也就是检测高吞吐量格式指示符)。 
图8描述用于检测高吞吐量格式指示符的方法430的示例性实施例。这种方法适合用于高吞吐量格式指示符技术，例如前面参考图5和6所描述的那些。在810中，用户终端用同相或老式星座图对PLCP报头中的信号字段进行译码。在820中，用户终端对具有相位偏移的 信号字段进行译码。如同本领域技术人员所了解的一样，可以对PLCP报头或者PPDU的任意部分进行译码，来确定相位偏移(或者其它调制格式指示符)。 
在步骤830处，如果检测到相位偏移能量，就按照步骤840所示的方式检测欺骗。如果没有检测到，就表明没有欺骗，如步骤850所示。检测一个或多个相位的能量的各种技术对于本领域技术人员而言是众所周知的。在这里描述的任意实施例中都可以采用这些技术中的任何一种技术。注意，可以通过在星座图510和520上，或者在单个星座图(比如星座图520)上进行发射来表明高吞吐量格式指示符。 
在一个实施例中，精简功能用户终端可以按照与高吞吐量设备相似的方式进行译码，如同前面所描述的一样。例如，它可以针对给定长度并行地对两个星座图进行译码，以确定扩展信号字段，校验CRC，然后使用信号字段中指定的真实速率和真实长度。在一个替换实施例中，用户功能较少的用户终端可以利用两个相位中的简单能量检测或者它们的比较来确定是否正在进行欺骗。 
图9描述用于检测高吞吐量格式指示符的方法930的替换实施例。这一方法适合用于高吞吐量格式指示符技术，比如前面参考图7所描述的那些。在步骤910中，用户终端利用老式程序对PLCP报头进行译码。在步骤920中，如果在PLCP报头中设置了未使用的或保留的字段值，就进入步骤930，因为检测到了欺骗。如果没有，如同步骤940所示，就没有检测到欺骗。如上所述，可以将任意字段，包括保留位、未使用的速率、未使用的类型等等，用作高吞吐量指示符，并且可以在步骤920中检测到，如图所示。 
采用这里描述的一种或多种机制的用户终端实施例可能希望通过保持不使用信道来支持欺骗尝试。可以用各种技术来确定老式或精简功能用户终端应该在这个信道上维持不活动的适当持续时间，如同前面参考图4中的步骤440所描述的一样。下面是这些技术的两个实例。可以将这些与任意类型的高吞吐量指示符一起使用，如同上面所描述的一样。总之，可以使用老式信号字段中的速率和长度字段，如同上面为了确定持续时间所做的描述一样。或者，如果这样配置，可 以将精简功能用户终端设计成检测旋转过的BPSK调制的存在，对扩展SIGNAL字段进行解调，确定HT PPDU的真实速率和真实长度。因此可以确定PPDU的精确的剩余持续时间，而不是老式SIGNAL字段中设置的速率和长度字段值所表明的被欺骗持续时间。对于使用未定义速率值的情形，老式STA可以类似地确定扩展SIGNAL字段的格式，对它进行译码，以确定802.11n PPDU的持续时间。 
在图10中说明用于确定高吞吐量PPDU持续时间的方法440的示例性实施例。在这个实例中，用户终端在步骤440里对信号字段中高吞吐量PPDU的持续时间进行译码。有各种技术用于在信号字段中包括PPDU的持续时间。例如，如上所述，速率和长度，它们的乘积表明持续时间。 
在步骤1010中，用户终端可以使用SIGNAL字段的长度和速率来确定不使用共享信道的持续时间。步骤1010适合于按照参考图4所描述的方法400中的步骤440那样加以利用。 
图11描述用于对高吞吐量PPDU的持续时间进行译码的方法的替换实施例。步骤1110是适合用于按照上面详细描述的方法400的步骤440实现的替换技术。在这个实例中，将扩展的SIGNAL字段包括在PPDU中。可以将这个扩展的字段结合进PLCP报头的任意部分，或者PPDU的其它部分。可以用老式台能够认出的调制格式和速率来进行发射，也可以用其它格式进行发射。在步骤1110中，对扩展的SIGNAL字段进行译码，以确定PPDU的真实长度。在各个实施例中，可以用各种级别的功能来实现精简功能用户终端。因此，可以将一些精简功能用户终端配置成接收不同于在老式标准中详细描述的调制格式。终端能够对来自扩展的SIGNAL字段的这一信息进行译码，并且在这个持续时间中不使用共享信道。 
在各实施例中，检测到欺骗的时候，还可以执行其它步骤(比如减少退避以避免不公平性，进入低功率状态，执行其它通信任务等等)。因此，在所有这些情形中，当介质被802.11n STA占用，无法对它们的发射进行解调和译码的时候，老式STA能够避免不必要的电池消耗。 
图12描述无线通信设备106的替换实施例。在接收机1210处收到消息。接收机1210可以是本领域公知的任意类型接收机，上面描述了它们的实例。在这个实例中，以第一通信格式发射消息的第一部分。以第二通信格式发射消息的第二部分的时候，这一消息还包括一个替换格式指示符，前面描述了一些实例。将收到的消息传送给用于检测替换格式指示符1220的装置。如图所示，也可以选择将收到的消息传送给用于确定消息持续时间的装置1230。如果需要，还可以包括一个或多个其它块。例如，可以采用在检测到替换格式指示符1240的时候降低功率的装置。这个装置可以响应装置1220中确定的被检测到的替换指示符来进行工作。如果采用到装置1230的连接，就可以将确定的持续时间也用于确定如何降低功率，和/或降低多长时间。另一个实例是用于在检测到替换格式指示符(也就是从装置1220)的时候，在替换通信信道上进行通信的装置1250。同样，如果采用装置1230，并且采用到装置1250的连接，就可以将确定的持续时间用于确定应该以多长时间和/或以何种方式进行替换通信。可以采用在检测到替换格式指示符的时候能够工作的各种其它装置，在这里详细描述它们的实例。 
图13说明用于检测替换格式指示符1220的装置的示例性实施例。在这个实例中，布置一个用于检测相位偏移的装置1310，以便从收到的消息检测替换格式指示符。前面详细描述了这种装置的实例。图14说明用于检测替换格式指示符1220的装置示例性替换实施例。在这个实例中，安排用于检测替换格式指示符字段设置的装置1410来从收到的消息检测替换格式指示符。前面也详细介绍了这种装置的实例。 
本领域技术人员明白，信息和信号可以用各种不同技术中的任意一种技术来表示。例如，上面的描述中可能提到的数据、指令、命令、信息、信号、比特、码元和码片可以用电压、电流、电磁波、电场或粒子、光场或粒子或者是它们的任意组合来表示。 
技术人员还明白在这里与公开的实施例相联系来介绍的各种说明性的逻辑块、模块、电路和算法步骤可以用电子硬件、计算机软件 或者这两者的组合来实现。为了清楚地说明硬件和软件的这种互换性，前面已经以功能方式介绍了各种说明性的组件、块、模块、电路和步骤。这些功能用硬件还是用软件来实现取决于特定应用和施加在整个系统上的设计限制。技术人员可以为每个特定应用采用不同的方式来实现所描述的功能，但是不应该将这种实现方式解释为偏离本发明的范围。 
利用这里公开的实施例描述的各种说明性的逻辑块、模块和电路可以用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其它可编程逻辑器件、离散门或者晶体管逻辑、离散硬件组件或者设计成完成这里描述的功能的它们的任意组合。通用处理器可以是传统处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器还可以用计算装置的组合来实现，例如DSP和微处理器的组合，多个微处理器，一个或多个微处理器与DSP内核相结合，或者任何其它这种结构。 
结合这里公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件，用处理器执行的软件模块，或者这两者的结合来实现。软件模块可以驻留在RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可拆卸盘、CD-ROM或者本领域公知的任何其它形式的存储介质。一种示例性的存储介质与处理器连接，从而使处理器能够从存储介质读取信息，并且将信息写入其中。在替换方式中，存储介质可以集成到处理器中。存储器和存储介质可以驻留在ASIC中。ASIC可以驻留在用户终端里。在替换方式中，处理器和存储介质可以驻留为用户终端中的离散组件。 
给出所公开实施例的以上描述的目的是让本领域技术人员制造或使用本发明。对这些实施例的各种改进对于本领域技术人员而言是显而易见的，可以将这里定义的一般原理应用于其它实施例而不会偏离本发明的实质或范围。因此，本发明不是仅限于这里示出的实施例，而是与这里公开的原理和新颖特征的最大范围一致。 

Claims (33)

1.一种老式用户终端，包括：
接收机，配置成接收消息，该消息的第一部分采用第一通信格式发射，当采用第二通信格式发射该消息的第二部分时，该消息包括替换格式指示符；以及
处理器，配置成检测所述替换格式指示符，在检测到该替换格式指示符时，确定发射所述消息第二部分的持续时间，在检测到该替换格式指示符时，使所述接收机进入低功率状态并持续所确定的持续时间。
2.如权利要求1所述的老式用户终端，其中所述替换格式指示符包括所述消息一部分的相位偏移。
3.如权利要求1所述的老式用户终端，其中所述替换格式指示符是在所述消息中设置的一个字段。
4.如权利要求1所述的老式用户终端，还包括配置成对所述消息中的一个或多个字段进行译码的译码器，其中所述处理器响应所述一个或多个已译码字段确定维持在所述低功率状态的所述持续时间。
5.一种老式用户终端，包括：
接收机，配置成接收消息，该消息的第一部分采用第一通信格式发射，在采用第二通信格式发射该消息的第二部分时，该消息包括替换格式指示符；以及
用于检测所述替换格式指示符的装置，其中，在检测到该替换格式指示符时，所述老式用户终端进入低功率状态。
6.如权利要求5所述的老式用户终端，还包括用于确定所述消息的持续时间的装置。
7.如权利要求5所述的老式用户终端，还包括用于在检测到所述替换格式指示符时降低功率的装置。
8.如权利要求5所述的老式用户终端，还包括用于在检测到所述替换格式指示符时在替换通信信道上进行通信的装置。
9.如权利要求5所述的老式用户终端，其中用于检测所述替换格式指示符的装置包括用于检测所述收到的消息中相位偏移的装置。
10.如权利要求5所述的老式用户终端，其中用于检测所述替换格式指示符的装置包括用于检测所述消息中替换格式指示符字段设置的装置。
11.一种用于老式用户终端的方法，包括：
老式用户终端接收消息，该消息的第一部分采用第一通信格式发射，在采用第二通信格式发射该消息的第二部分时，该消息包括替换格式指示符；
检测所述替换格式指示符；
在检测到所述替换格式指示符时，确定发射所述消息的第二部分的持续时间；以及
在检测到该替换格式指示符时，进入低功率状态并持续所确定的持续时间。
12.如权利要求11所述的方法，其中所述替换格式指示符包括所述消息一部分的相位偏移。
13.如权利要求11所述的方法，其中所述替换格式指示符是在所述消息中设置的一个字段。
14.如权利要求11所述的方法，还包括：
对所述消息中的一个或多个字段进行译码；以及
响应所述一个或多个已译码字段，确定维持在所述低功率状态的持续时间。
15.如权利要求11所述的方法，其中：
所述消息包括一个或多个老式字段和一个或多个扩展字段；以及
所述持续时间是根据所述一个或多个扩展字段确定出的。
16.如权利要求15所述的方法，其中为所述老式字段中的一个或多个设置的那些值不同于为一个或多个对应的扩展字段设置的那些值。
17.如权利要求11所述的方法，其中进入低功率状态包括禁止信道的译码。
18.如权利要求11所述的方法，其中进入低功率状态包括禁止信道的接收。
19.如权利要求11所述的方法，其中进入低功率状态包括监视替换通信信道，该替换通信信道不同于在其上接收到所述消息的通信信道。
20.如权利要求11所述的方法，其中进入低功率状态包括修改在退出该低功率状态以后使用的退避程序。
21.一种用于老式用户终端的方法，包括：
老式用户终端接收消息，该消息包括采用第一相位发射的第一部分，采用第二相位发射的第二部分，该第二相位不同于该第一相位；
检测所述第一部分和所述第二部分之间的相位差；以及
在检测到所述相位差时进入低功率状态。
22.如权利要求21所述的方法，还包括：
对所述消息中的一个或多个字段进行译码；以及
响应所述一个或多个已译码字段，确定维持在所述低功率状态的持续时间。
23.如权利要求22所述的方法，其中：
所述消息包括一个或多个老式字段和一个或多个扩展字段；以及
其中所述持续时间是根据所述一个或多个扩展字段确定出的。
24.如权利要求23所述的方法，其中为所述老式字段中的一个或多个设置的那些值不同于为一个或多个对应的扩展字段设置的那些值。
25.如权利要求22所述的方法，其中所述消息的第一部分是采用第一通信格式发射的，所述消息的第二部分是采用第二通信格式发射的，用于译码的所述一个或多个字段是在所述消息的第二部分中采用所述第二通信格式发射的。
26.一种用于老式用户终端的方法，包括：
老式用户终端接收消息，该消息的第一部分是采用第一通信格式发射的，该消息包括用于设置所述第一通信格式的参数的一个或多个字段；
对所述一个或多个字段进行译码；以及
当已译码字段被设置成所述第一通信格式不支持的值时，进入低功率状态。
27.如权利要求26所述的方法，其中所述一个或多个字段包括保留位。
28.如权利要求26所述的方法，其中所述一个或多个字段包括速率字段。
29.如权利要求26所述的方法，其中所述一个或多个字段包括长度字段。
30.如权利要求26所述的方法，还包括响应所述一个或多个已译码字段，确定维持在所述低功率状态的持续时间。
31.如权利要求30所述的方法，其中：
所述消息包括一个或多个老式字段和一个或多个扩展字段；以及
所述持续时间是根据所述一个或多个扩展字段确定出的。
32.如权利要求31所述的方法，其中为所述老式字段中的一个或多个设置的那些值不同于为一个或多个对应的扩展字段设置的那些值。
33.如权利要求26所述的方法，其中所述消息的第二部分是采用第二通信格式发射的，用于译码的所述一个或多个字段的一个或多个是在所述消息的第二部分中采用所述第二通信格式发射的。
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