CN101371514B - 用于40兆赫兹（MHz）信道交换的技术 - Google Patents

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Abstract

本发明的实施例包括方法、产品和装置，用来提供与根据无线通信协议所发送和接收的信道相关的信息。本发明的一个实施例提供一种方法，包括：生成与无线通信协议的信道内的扩展信道相对应的信道偏移信息；以及将所述信道偏移信息作为将被发送至一个或多个远程设备的信道信息的一部分进行发送，其中所述一个或多个远程设备根据所述无线通信协议进行通信。还公开了其它实施例。

Description

用于40兆赫兹(MHz)信道交换的技术
技术领域
本发明的实施例涉及无线通信。更具体地，本发明的实施例涉及利用40MHz信道交换的无线局域网(WLAN)通信，包括例如基于IEEE 802.11n的通信。
背景技术
当前的电气和电子工程师协会(IEEE)802.11b/g无线局域网(WLAN)标准以足够用于许多任务的性能提供了无线连接的便利性。IEEE 802.11b标准对应于1999年9月16日通过的名称为“Local and Metropolitan AreaNetworks，Part II：Wireless LAN Medium Access Control(MAC)and PhysicalLayer(PHY)Specifications：Higher-Speed Physical Layer Extension in the 2.4GHz Band”的IEEE标准802.11b-1999以及相关文件。IEE 802.11g标准对应于2003年6月27日通过的名称为“Local and Metropolitan Area Networks，Part II：Wireless LAN Medium Access Control(MAC)and Physical Layer(PHY)Specifications，Amendment 4：Further Higher Rate Extension in the 2.4GHz Band”的IEEE标准802.11g-2003以及相关文件。相关文件可以包括，例如，IEEE 802.11a标准。
然而，对于在当前WLAN标准下的一些操作，例如流式传输高质量多媒体内容，由这些标准提供的吞吐量可能是不够的。根据要求，IEEE通过了IEEE 802.11任务组N(TGn)的创建，以便对物理层和媒体访问控制层(PHY/MAC)的修改进行定义，以提供100兆比特每秒(Mbps)或者更大的吞吐量。因此，即将推出被称为“IEEE 802.11n”的规范，其是对802.11标准族的补充，并旨在提高无线网络的速度和可靠性。
IEEE 802.11n通信基于多输入多输出(MIMO)技术，该技术在通信链路的发射机和接收机两侧都使用多个天线。802.11n标准可以使用正交频分复用(OFDM)来提高速度，以及使用用来发送多个冗余数据备份的技术来提高可靠性。根据现有技术标准，利用了20MHz信道带宽。然而，仅使用20MHz信道的MIMO方案需要更高的实现成本，以满足IEEE TGn对100Mbps吞吐量的需求。仅利用20MHz信道来满足IEEE TGn的需求将在发射机和接收机两处需要至少3个天线模拟前端。同时，20MHz方案将尽力为在实际用户环境中需要更高吞吐量的应用提供健壮性体验。
发明内容
本发明提供了一种用于无线通信的方法，包括：生成指示无线通信协议的信道内的扩展信道相对于控制信道的位置的信道偏移信息，其中，如果所述扩展信道处于高于所述控制信道的频率，则所述偏移信息具有第一值，如果所述扩展信道处于低于所述控制信道的频率，则所述偏移信息具有第二值；以及将所述信道偏移信息作为将被发送至一个或多个远程设备的信道信息的一部分进行发送，其中所述一个或多个远程设备根据所述无线通信协议进行通信。
本发明还提供了一种用于无线通信的装置，包括：用于生成指示无线通信协议的信道内的扩展信道相对于控制信道的位置的信道偏移信息的模块，其中，如果所述扩展信道处于高于所述控制信道的频率，则所述偏移信息具有第一值，如果所述扩展信道处于低于所述控制信道的频率，则所述偏移信息具有第二值；用于将所述信道偏移信息作为将被发送至一个或多个远程设备的信道信息的一部分进行发送的模块，其中所述一个或多个远程设备根据所述无线通信协议进行通信。
本发明还提供了一种用于无线通信的装置，包括：控制电路，用来生成指示无线通信协议的信道内的扩展信道相对于控制信道的位置的信道偏移信息，其中，如果所述扩展信道处于高于所述控制信道的频率，则所述偏移信息具有第一值，如果所述扩展信道处于低于所述控制信道的频率，则所述偏移信息具有第二值；以及与所述控制电路耦合的发送电路，用来将所述信道偏移信息作为将被发送至一个或多个远程设备的信道信息的一部分进行发送，其中所述一个或多个远程设备根据所述无线通信协议进行通信。
附图说明
通过实例而不是限制的方式示出了本发明的实施例，在附图中，相同的参考标号指示相似的单元。
图1示出了无线局域网的一个实施例的方框图；
图2示出了新扩展信道偏移单元的一个实施例；
图3是对信道交换请求原语的一个实施例的概念性图示；
图4是对信道交换指示原语的一个实施例的概念性图示；以及
图5是对信道交换响应原语的一个实施例的概念性图示。
具体实施方式
在下列描述中，提出了许多具体细节。然而，可以在没有这些具体细节的情况下实现本发明的实施例。在其它实例中，没有具体示出公知的电路、结构和技术，以便不影响对本描述的理解。
在说明书中引用“一个实施例”或“实施例”来表示结合该实施例所描述的具体特征、结构或特性被包括在本发明的至少一个实施例中。在说明书中各处出现的短语“在一个实施例中”不必要全部指同一个实施例。
本发明的实施例提供了在例如基于IEEE 802.11n的通信的无线局域网(WLAN)通信中的40MHz信道交换。在一个实施例中，40MHz信道可以包括控制和扩展信道(每个20MHz)。为了实现40MHz信道交换，在这里描述了扩展信道信息单元以及用于信道交换通知帧的格式。
应该理解，本发明的实施例可以用于多种应用。虽然本发明不限于该方面，但是这里所公开的电路可以用在许多装置中，例如用在无线系统的发射机和接收机中。虽然本发明的范围不限于该方面，但是旨在被包括在本发明范围内的无线系统示例性地包括无线局域网(WLAN)设备和无线广域网(WWAN)设备，其包括无线网络接口设备和网络接口卡(NIC)、基站、接入点(AP)、网关、网桥、集线器、蜂窝无线电话通信系统、卫星通信系统、双向无线电通信系统、单向寻呼机、双向寻呼机、个人通信系统(PCS)、个人计算机(PC)、个人数字助理(PDA)等。
虽然本发明的范围不限于该方面，但是旨在落入本发明范围内的无线通信系统的类型包括，但不限于：无线局域网(WLAN)、无线广域网(WWAN)、码分多址(CDMA)蜂窝无线电话通信系统、全球移动通信(GSM)蜂窝无线电话系统、北美数字蜂窝(NADC)蜂窝无线电话系统、时分多址(TDMA)系统、扩展TDMA(E-TDMA)蜂窝无线电话系统、例如宽带CDMA(WCDMA)和CDMA-2000的第三代(3G)系统等。
图1示出了WLAN的一个实施例的方框图。在图1中所示的无线局域网(WLAN)系统100中，第一设备110可以包括无线收发信机112，用来耦合到天线118和基带处理器116。在一个实施例中基带处理器116可以包括单个处理器，或者可选地，可以包括基带处理器和应用处理器，尽管本发明的范围不限于该方面。基带处理器116可以耦合到存储器114，存储器114可以包括例如DRAM的易失性存储器，例如闪存的非易失性存储器，或者可选地，可以包括其它类型存储器单元，例如硬盘驱动器，尽管本发明的范围不限于该方面。可以将存储器114的某些部分或者全部包括在相同的例如基带处理器116的集成电路上，或者可选地，可以将存储器114的某些部分或者全部放置在集成电路或者其它媒体上，例如放置在基带处理器116的集成电路外部的硬盘驱动器上，尽管本发明的范围不限于该方面。同样地，第二设备120可以包括：收发信机122、存储器124、基带处理器126和天线128。接入点140可以包括：收发信机142、存储器144、基带处理器146和天线136。
第一设备110和第二设备120可以分别经由无线通信链路132和134与接入点140进行通信。接入点140可以包括至少一个天线136。可选地，接入点140以及任意的第一设备110和第二设备120可以包括两个或多个天线，以便提供分集天线设置、提供空分多址(SDMA)、或者提供多输入多输出(MIMO)系统等，尽管本发明的范围不限于该方面。接入点140可以与网络138耦合，使得第一设备110和第二设备120可以通过经由无线通信链路132和134与接入点140进行通信，从而与网络138进行通信，所述网络138包括耦合到网络138的设备。网络138可以包括公共网络，例如电话网或互联网，或者可选地，网络138可以包括专用网络，例如企业内部网络，或者网络138可以包括公共和专用网络的组合，尽管本发明的范围不限于该方面。
可以根据一个或多个无线标准实现用户第一设备110和第二设备120与接入点140之间的通信，所述无线标准包括，例如：一个或多个无线蜂窝标准、一个或多个无线联网标准、一个或多个射频识别(RFID)标准和/或其它标准。例如，在至少一个实现中，根据蓝牙短距离无线协议(蓝牙系统规范(1.2版本，Bluetooth SIG，Inc.，2003年11月)以及相关的规范和协议)来实现通信。其它可能的无线联网标准包括，例如：IEEE802.11(ANSI/IEEE标准802.11-1999版本以及类似802.11的相关标准)、由欧洲电信标准协会(ETSI)的宽带无线电接入网络(BRAN)开发出的HIPERLAN 1，2以及相关标准、HomeRF(HomeRF规范(2.01版本，HomeRFTechnical Committee，2002年7月)以及相关规范)、超宽带和/或其它标准。
根据本发明的一个实施例，接入点140可以是多模式接入点(MAP)，其中，接入点140可以允许第一设备110和第二设备120与接入点140进行通信，尽管第一设备110和第二设备120不能够互相进行通信，例如，其中，将第一设备110配置为使用例如IEEE 802.11b/g标准的第一无线标准进行通信，而将第二设备120配置为使用例如更高吞吐量无线通信标准的第二无线标准进行通信，所述更高吞吐量无线通信标准直接用于运行在IEEE802.11a标准的5GHz频率上或者附近，尽管本发明的范围不限于该方面。
在一个实施例中，WLAN系统100包括能够与第一设备110和接入点140进行通信的多个设备。WLAN系统100可以包括能够与第二设备120和接入点140进行通信的多个其它设备。能够与第一设备110进行通信的多个设备可以全部使用第一无线标准，例如IEEE 802.11b/g标准，进行通信。能够与第二设备120进行通信的多个其它设备可以全部使用第二无线标准，例如更高吞吐量无线通信标准，进行通信，所述更高吞吐量无线通信标准直接用于运行在IEEE 802.11a标准的5GHz频率上或者附近，尽管本发明的范围不限于该方面。
根据一个实施例，由如在无线标准中所描述的数据链路层的媒体访问控制(MAC)子层来控制对媒体的访问。具体地，MAC操作控制AP 140、第一设备110和/或第二设备120中的何种设备能够通过该媒体发起通信。
在一个实施例中，可以将第一设备110、第二设备120和接入点140配置为在相同或者类似的频带上，例如5GHz附近，进行通信，其中，将第一设备110、第二设备120和接入点140的收发信机112、122和142分别配置为运行在兼容的物理层上，尽管本发明的范围不限于该方面。
在一个实施例中，第一设备110可以是根据旧的无线标准运行的传统设备，而第二设备可以是根据新开发或者新标准运行的新开发的设备。根据新标准，可以要求第二设备120根据旧的传统标准接收和处理通信。在这些实施例中，第一设备110可能无法根据新标准接收和进行通信，该通信例如由接入点140完成的新格式无线媒体预留，或者第一设备110可能无法接收或处理由第二设备120所发送的媒体预留分组，尽管本发明的范围不限于该方面。此外，第二设备120可能能够根据旧的标准接收和进行通信，该通信例如由接入点140完成的旧格式无线媒体预留，并且第二设备120可以接收或处理由第一设备110所发送的媒体预留分组，尽管本发明的范围不限于该方面。
因为第一设备110不能对来自第二设备120的通信进行处理，所以可以使用保护机制来防止第一设备110和第二设备120发起可能与另一设备的通信相冲突的通信。在一个实施例中，在不需要对设备运行所基于的协议进行修改的情况下，接入点140可以允许第一设备110和第二设备120与接入点140以及与它们的对等设备进行操作，尽管本发明的范围不限于该方面。
为了在例如参照图1所描述的WLAN系统100中实现40MHz信道交换，可以利用扩展信道信息单元和信道交换通知帧。在一个实施例中，扩展信道信息单元可以包括对应于扩展信道的偏移信息。信道交换通知帧可以包括扩展信道信息单元。接收信道交换通知的基站，例如图1的AP 140，可以确定在40MHz信道中的控制和扩展信道。
通常，可以将无线通信划分为独立基础服务集(IBSS)或基础服务集(BBS)。IBBS是AP可以在其中帮助识别远程客户端的那些无线网络。BSS是具有ad hoc特性的那些无线网络，其中没有提供AP。能够支持40/20MHz的BSS/IBSS设备是可以在单个40MHz信道中支持20MHz扩展信道和20MHz控制信道的设备。
在一个实施例中，当改变到新的(例如，40MHz)信道时，BSS中的AP或者IBSS中的移动台(STA)可以利用新扩展信道偏移单元以及信道交换通知单元。在图2中示出了新扩展信道偏移单元的一个实施例。在一个实施例中，图2中示出的每个字段210、220、230为八位字节；然而，可以支持任何字段大小。
在一个实施例中，新扩展信道偏移字段230可以指示扩展信道相对于控制信道的位置。例如，数值“1”可以指示扩展信道在控制信道之上，数值“2”可以指示扩展信道在控制信道之下，以及数值“0”可以指示不存在扩展信道。还可以使用替代的指示。在一个实施例中，可以将新扩展信道偏移单元200包括在信道交换通知帧内，以及还可以将其包括在信标帧和探测响应帧中。
无线通信体系结构内的层经由服务原语互相进行通信，该服务原语具有但不限于以下形式：
(1)请求(Request)一层使用该原语类型请求另一层进行对信道交换进行调度并且将该交换通知给BSS中的对等实体的特定服务；
(2)指示(Indication)一层使用该原语类型指示另一层已发生有效事件。该原语指示已经从对等实体接收到信道交换通知；以及
(3)响应(Response)一层使用该原语类型完成由指示原语发起的过程。使用该原语调度所接受的信道交换。
具体地，在本发明的实施例中，当实现40MHz信道交换时，可以利用这些原语。
图3是信道交换请求原语300的一个实施例的概念性图示。在一个实施例中，信道交换请求300是用于请求40MHz信道交换的原语。信道交换请求原语300可以包括模式310、信道号320、新扩展信道偏移330以及信道交换计数字段340。
由系统管理实体(SME)生成信道交换请求原语300，以便对信道交换进行调度，并将该交换通知给IBBS/BBS中的对等实体。在信道交换通知单元中定义模式310。信道号320是正在交换到的新的信道号。新扩展信道偏移330与图2的新扩展信道偏移单元230是相同的。该参数提供了扩展信道相对于控制单元的位置。在一个实施例中，能够支持40/20MHz的BSS/IBSS设备可以将新扩展信道偏移参数330插入到信道交换请求300中。信道交换计数340标识直到如由信道交换通知单元所描述的信道交换事件为止，目标信标传输时间(TBTT)的数目。
图4是信道交换指示原语400的一个实施例的概念性图示。在一个实施例中，信道交换指示原语400是用于指示已经从对等实体接收到40MHz信道交换通知的原语。信道交换指示原语400可以包括对等MAC地址410、模式420、信道号430、新扩展信道偏移430以及信道交换计数字段450。
对等MAC地址410标识从其中接收到信道交换帧的对等MAC的地址。模式420标识在信道交换通知单元中定义的模式。信道号430指示新的信道号。新扩展信道偏移440与图2的新扩展信道偏移单元230是相同的。该参数提供了扩展信道相对于控制单元的位置。在一个实施例中，能够支持40/20MHz的BSS/IBSS设备可以将新扩展信道偏移参数440插入到信道交换请求400中。信道交换计数450标识直到由信道交换通知单元所描述的信道交换事件为止，TBTT的数目。
图5是信道交换响应原语500的一个实施例的概念性图示。在一个实施例中，信道交换响应原语500是用于完成由指示原语发起的40MHz信道交换过程的原语，所述指示原语例如参照图4所描述的指示原语400。信道交换响应原语500可以包括模式510、信道号520、新扩展信道偏移530以及信道交换计数字段540。
模式510标识信道交换通知单元中所定义的模式。信道号520指示新的信道号。新扩展信道偏移530与图2的新扩展信道偏移单元200是相同的。该参数提供了扩展信道相对于控制单元的位置。在一个实施例中，能够支持40/20MHz的BSS/IBSS设备可以将新扩展信道偏移参数530插入到信道交换请求500中。信道交换计数540标识直到由信道交换通知单元所描述的信道交换事件为止，TBTT的数目。
虽然以一些实施例的形式对本发明进行了描述，但是本领域的技术人员将意识到：本发明不限于所描述的实施例，而是能够在所附权利要求的精神和范围内通过修改和替换来实现本发明。因此，以上描述应被视为说明性的而非限制性的。

Claims (18)

1.一种用于无线通信的方法，包括：
生成指示无线通信协议的信道内的扩展信道相对于控制信道的位置的信道偏移信息，其中，如果所述扩展信道处于高于所述控制信道的频率，则所述偏移信息具有第一值，如果所述扩展信道处于低于所述控制信道的频率，则所述偏移信息具有第二值；以及
将所述信道偏移信息作为将被发送至一个或多个远程设备的信道信息的一部分进行发送，其中所述一个或多个远程设备根据所述无线通信协议进行通信。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述无线通信协议包括：IEEE 802.11规范/标准。
3.如权利要求2所述的方法，其中，所述IEEE 802.11规范/标准包括：IEEE 802.11n。
4.如权利要求1所述的方法，其中，在信道交换通知中发送所述信道偏移信息。
5.如权利要求1所述的方法，其中，在信标帧和探测响应帧的至少一个中发送所述信道偏移信息。
6.如权利要求1所述的方法，其中，所述扩展信道包括：在所述无线通信协议的40MHz信道内的20MHz信道。
7.如权利要求6所述的方法，其中，所述40MHz信道还包括：20MHz控制信道。
8.如权利要求1所述的方法，其中，如果不存在所述扩展信道，则所述信道偏移信息具有第三值。
9.一种用于无线通信的装置，包括：
用于生成指示无线通信协议的信道内的扩展信道相对于控制信道的位置的信道偏移信息的模块，其中，如果所述扩展信道处于高于所述控制信道的频率，则所述偏移信息具有第一值，如果所述扩展信道处于低于所述控制信道的频率，则所述偏移信息具有第二值；
用于将所述信道偏移信息作为将被发送至一个或多个远程设备的信道信息的一部分进行发送的模块，其中所述一个或多个远程设备根据所述无线通信协议进行通信。
10.如权利要求9所述的装置，其中，所述无线通信协议包括：IEEE802.11规范/标准。
11.如权利要求10所述的装置，其中，所述IEEE 802.11规范/标准包括：IEEE 802.11n。
12.如权利要求9所述的装置，其中，在信道交换通知中发送所述信道偏移信息。
13.如权利要求9所述的装置，其中，在信标帧和探测响应帧的至少一个中发送所述信道偏移信息。
14.如权利要求9所述的装置，其中，所述扩展信道包括在所述无线通信协议的40MHz信道内的20MHz信道，其中所述40MHz信道包括20MHz控制信道。
15.一种用于无线通信的装置，包括：
控制电路，用来生成指示无线通信协议的信道内的扩展信道相对于控制信道的位置的信道偏移信息，其中，如果所述扩展信道处于高于所述控制信道的频率，则所述偏移信息具有第一值，如果所述扩展信道处于低于所述控制信道的频率，则所述偏移信息具有第二值；以及
与所述控制电路耦合的发送电路，用来将所述信道偏移信息作为将被发送至一个或多个远程设备的信道信息的一部分进行发送，其中所述一个或多个远程设备根据所述无线通信协议进行通信。
16.如权利要求15所述的装置，其中，所述无线通信协议包括：IEEE802.11规范/标准。
17.如权利要求15所述的装置，其中，在信道交换通知中发送所述信道偏移信息。
18.如权利要求15所述的装置，其中，所述扩展信道包括：在所述无线通信协议的40MHz信道内的20MHz信道。
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