CN101485228B - 用于实现多个接入点和多个客户站的网络设备 - Google Patents

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Abstract

一种无线网络设备包括：具有N个BSSID的N个接入点(AP)模块，其中N是大于1的整数。该无线网络设备包括控制模块，该控制模块与该N个AP模块通信。该控制模块存储该N个BSSID、与M个客户站通信的第N+1个外部AP的BSSID、以及该M个客户站中的至少一个客户站的至少一个MAC地址，其中M是大于或等于1的整数。该控制模块通过模拟该M个客户站中的至少一个客户站来与该第N+1个外部AP通信。

Description

用于实现多个接入点和多个客户站的网络设备
技术领域
本发明涉及无线网络，更具体而言涉及在单个网络设备中同时实现多个接入点和多个客户站。
背景技术
通过引用并入在此的IEEE的802.11、802.11(a)、802.11(b)、802.11(g)、802.11(h)、802.11(n)、802.16、802.20分部定义了用于配置无线以太网络和设备的方式。根据这些标准，无线以太网络设备可工作在自组织模式或者基础设施模式中。在自组织模式中，如图1所示，每个客户站10-1、10-2、……、和10-n(统称为客户站10)直接与其他客户站通信，而不需要接入点(AP)。在基础设施模式中，如图2所示，每个客户站20-1、20-2、……、和20-M(统称为客户站20)通过AP 24与其他客户站通信。AP 24可以提供到网络26、服务器28的连接以及对因特网30的连接。
在基础设施模式中，AP 24和使用AP 24的客户站20构成基本服务集或BSS。无线以太网络可以包括多个BSS。每个BSS由BSS中的AP的唯一标识符来标识，该标识符被称为BSSID。AP发送信标，即信息分组或帧，来告知BSS中的客户站：AP准备好与客户站通信。信标包括BSSID、信标间隔和递送业务指示消息(delivery traffic indicationmessage，DTIM)。
信标间隔指定所安排的信标之间的时间段。基于信标间隔，客户站可以确定它们在醒来以处理下一信标并且或者从AP接收数据或者向AP发送数据之前能够休眠或者说在低功率模式中等待的持续时间。信标间隔是可编程的。信标中的DTIM包含DTIM计数和DTIM周期。DTIM计数指示下一DTIM信标之前的信标间隔的数目，DTIM周期指示相继的DTIM之间的信标间隔的数目。
AP在目标信标发送时间(TBTT)安排信标发送。紧接着DTIM型信标发送之后，AP利用正常发送规则向客户站发送广播和多播帧。
图3示出了可用于实现无线以太网络设备(即，客户站和/或AP)的典型片上系统(SOC)电路40。SOC 40一般包括一个或多个处理器42，例如高级RISC机器或ARM处理器；介质访问控制器(MAC)设备44；基带处理器(BBP)46；以及主机接口，例如外围组件接口(PCI)(未示出)。此外，SOC 40可包括射频(RF)收发器48或者该收发器可位于外部。
发明内容
一种无线网络设备包括：具有N个BSSID的N个接入点(AP)模块，其中N是大于1的整数。该无线网络设备包括控制模块，该控制模块与该N个AP模块通信，存储该N个BSSID、与M个客户站通信的第N+1个外部AP的BSSID、以及该M个客户站中的至少一个客户站的至少一个MAC地址，并且通过模拟该M个客户站中的至少一个客户站来与该第N+1个外部AP通信，其中M是大于或等于1的整数。
在另一特征中，该控制模块接收来自与该N个AP模块中的一个AP模块通信的客户站的帧，并且基于该帧中的数据、该N个BSSID、该第N+1个外部AP的BSSID、以及该M个客户站中的至少一个客户站的至少一个MAC地址，来选择性地将该帧发送到该第N+1个外部AP，其中该无线网络设备作为该M个客户站中的至少一个客户站与该第N+1个外部AP通信。
在另一特征中，该控制模块基于该帧中的数据、该N个BSSID、该第N+1个外部AP的BSSID、以及该M个客户站中的至少一个客户站的至少一个MAC地址，将该帧发送到与该N个AP模块中的一个AP模块通信的客户站。
在另一特征中，该控制模块接收来自该第N+1个外部AP的帧，并且基于该帧中的数据、该N个BSSID、该第N+1个外部AP的BSSID、以及该M个客户站中的至少一个客户站的该至少一个MAC地址，来将该帧发送到与该N个AP模块中的一个AP模块通信的客户站，其中该无线网络设备作为该M个客户站中的至少一个客户站与该第N+1个外部AP通信。
在另一特征中，该无线网络设备还包括与该N个AP模块和该控制模块通信的基带处理器。该无线网络设备还包括与该基带处理器通信的射频(RF)收发器。
在另一特征中，该控制模块包括发送模块，该发送模块基于预定的信标间隔和预定的DTIM周期来生成多个目标信标发送时间(TBTT)脉冲串。该TBTT脉冲串触发该N个AP模块发送具有与N成比例的信标间隔的信标。这些信标是交错且非重叠的。
在另一特征中，该控制模块包括接收模块，该接收模块接收帧，将该帧中的MAC地址与该N个BSSID、该第N+1个外部AP的BSSID、以及该M个客户站中的至少一个客户站的至少一个MAC地址相比较，并且选择性地将该帧路由到以下之一：该N个AP模块中的一个AP模块、以及该M个客户站中的至少一个客户站。
在其他特征中，一种方法包括：将N个BSSID与N个接入点(AP)相关联，将第N+1个BSSID与和M个客户站通信的外部AP相关联，并且将该M个客户站中的至少一个客户站的至少一个MAC地址与该M个客户站中的至少一个客户站相关联，其中M是大于1或等于1的整数。该方法包括利用该N个BSSID中的至少一个BSSID与和该N个AP中的至少一个AP相关联的客户站通信。该方法包括利用该第N+1个BSSID和该M个客户站中的至少一个客户站的至少一个MAC地址来选择性地与该外部AP通信。
在另一特征中，该方法还包括：模拟该N个AP中的至少一个AP；接收来自与该N个AP中的一个AP通信的客户站的帧；以及基于该帧中的数据、该N个BSSID、该第N+1个BSSID、以及该M个客户站中的至少一个客户站的至少一个MAC地址，通过模拟该M个客户站中的至少一个客户站，来选择性地将该帧发送到该外部AP。
在另一特征中，该方法还包括：模拟该N个AP中的至少一个AP；以及基于该帧中的数据、该N个BSSID、该第N+1个BSSID、以及该M个客户站中的至少一个客户站的至少一个MAC地址，将该帧发送到与该N个AP中的一个AP通信的客户站。
在另一特征中，该方法还包括：通过模拟该M个客户站中的至少一个客户站来接收来自该外部AP的帧；模拟该N个AP中的至少一个AP；以及基于该帧中的数据、该N个BSSID、该第N+1个BSSID、以及该M个客户站中的至少一个客户站的至少一个MAC地址，来将该帧发送到与该N个AP中的一个AP通信的客户站。
在另一特征中，该方法还包括在模拟该N个AP中的至少一个AP和该M个客户站中的至少一个客户站时经由一个基带处理器来进行通信。该方法还包括在模拟该N个AP中的至少一个AP和该M个客户站中的至少一个客户站时经由一个射频(RF)收发器来进行通信。
在另一特征中，该方法还包括基于预定的信标间隔和预定的DTIM周期来生成多个目标信标发送时间(TBTT)脉冲串。该方法还包括基于该TBTT脉冲串触发该N个AP模块并且发送具有与N成比例的信标间隔的信标。该方法还包括发送交错且非重叠的信标。
在另一特征中，该方法还包括：接收帧；将该帧中的MAC地址与该N个BSSID、该第N+1个BSSID、以及该M个客户站中的至少一个客户站的至少一个MAC地址相比较；以及选择性地将该帧路由到以下之一：该N个AP模块中的一个AP模块、以及该M个客户站中的至少一个客户站。
在其他特征中，一种无线网络设备包括：具有N个BSSID的N个接入点(AP)模块，其中N是大于1的整数。该无线网络设备包括控制装置，用于与该N个AP模块通信，存储该N个BSSID、与M个客户站通信的第N+1个外部AP的BSSID、以及该M个客户站中的至少一个客户站的至少一个MAC地址，并且通过模拟该M个客户站中的至少一个客户站来与该第N+1个外部AP通信，其中M是大于或等于1的整数。
在另一特征中，该控制装置接收来自与该N个AP模块中的一个AP模块通信的客户站的帧，并且基于该帧中的数据、该N个BSSID、该第N+1个外部AP的BSSID、以及该M个客户站中的至少一个客户站的至少一个MAC地址，来选择性地将该帧发送到该第N+1个外部AP，其中该无线网络设备作为该M个客户站中的至少一个客户站与该第N+1个外部AP通信。
在另一特征中，该控制装置基于该帧中的数据、该N个BSSID、该第N+1个外部AP的BSSID、以及该M个客户站中的至少一个客户站的至少一个MAC地址，将该帧发送到与该N个AP模块中的一个AP模块通信的客户站。
在另一特征中，该控制装置接收来自该第N+1个外部AP的帧，并且基于该帧中的数据、该N个BSSID、该第N+1个外部AP的BSSID、以及该M个客户站中的至少一个客户站的至少一个MAC地址，来将该帧发送到与该N个AP模块中的一个AP模块通信的客户站，其中该无线网络设备作为该M个客户站中的至少一个客户站与该第N+1个外部AP通信。
在另一特征中，该无线网络设备还包括基带处理器装置，用于与该N个AP模块和该控制装置通信。该无线网络设备还包括射频(RF)收发器装置，用于与该基带处理器装置通信。
在另一特征中，该控制装置包括发送装置，用于基于预定的信标间隔和预定的DTIM周期来生成多个目标信标发送时间(TBTT)脉冲串。该TBTT脉冲串触发该N个AP模块发送具有与N成比例的信标间隔的信标。该信标是交错且非重叠的。
在另一特征中，该控制装置包括接收装置，用于接收帧，将该帧中的MAC地址与该N个BSSID、该第N+1个外部AP的BSSID、以及该M个客户站中的至少一个客户站的至少一个MAC地址相比较，并且选择性地将该帧路由到以下之一：该N个AP模块中的一个AP模块、以及该M个客户站中的至少一个客户站。
在其他特征中，一种由处理器执行的计算机程序包括：将N个BSSID与N个接入点(AP)相关联，将第N+1个BSSID与和M个客户站通信的外部AP相关联，并且将该M个客户站中的至少一个客户站的至少一个MAC地址与该M个客户站中的至少一个客户站相关联，其中M是大于1或等于1的整数。该计算机程序包括利用该N个BSSID中的至少一个BSSID与和该N个AP中的至少一个AP相关联的客户站通信。该计算机程序包括利用该第N+1个BSSID和该M个客户站中的至少一个客户站的至少一个MAC地址来选择性地与该外部AP通信。
在另一特征中，该计算机程序还包括：模拟该N个AP中的至少一个AP；接收来自与该N个AP中的一个AP通信的客户站的帧；以及基于该帧中的数据、该N个BSSID、该第N+1个BSSID、以及该M个客户站中的至少一个客户站的至少一个MAC地址，通过模拟该M个客户站中的至少一个客户站，来选择性地将该帧发送到该外部AP。
在另一特征中，该计算机程序还包括：模拟该N个AP中的至少一个AP；以及基于该帧中的数据、该N个BSSID、该第N+1个BSSID、以及该M个客户站中的至少一个客户站的至少一个MAC地址，将该帧发送到与该N个AP中的一个AP通信的客户站。
在另一特征中，该计算机程序还包括：通过模拟该M个客户站中的至少一个客户站来接收来自该外部AP的帧；模拟该N个AP中的至少一个AP；以及基于该帧中的数据、该N个BSSID、该第N+1个BSSID、以及该M个客户站中的至少一个客户站的至少一个MAC地址，来将该帧发送到与该N个AP中的一个AP通信的客户站。
在另一特征中，该计算机程序还包括在模拟该N个AP中的至少一个AP和该M个客户站中的至少一个客户站时经由一个基带处理器来进行通信。该计算机程序还包括在模拟该N个AP中的至少一个AP和该M个客户站中的至少一个客户站时经由一个射频(RF)收发器来进行通信。
在另一特征中，该计算机程序还包括基于预定的信标间隔和预定的DTIM周期来生成多个目标信标发送时间(TBTT)脉冲串。该计算机程序还包括基于该TBTT脉冲串触发该N个AP模块并且发送具有与N成比例的信标间隔的信标。该计算机程序还包括发送交错且非重叠的信标。
在另一特征中，该计算机程序还包括：接收帧；将该帧中的MAC地址与该N个BSSID、该第N+1个BSSID、以及该M个客户站中的至少一个客户站的至少一个MAC地址相比较；以及选择性地将该帧路由到以下之一：该N个AP模块中的一个AP模块、以及该M个客户站中的至少一个客户站。
本发明的其他应用领域将从以下提供的详细描述中变得清楚。应当理解，详细描述和具体示例虽然指示出本发明的优选实施例，但只意图用于说明目的，而不是意图限制本发明的范围。
附图说明
从详细描述和附图中将更充分理解本发明，附图中：
图1是示出根据现有技术的工作在自组织模式中的网络设备的示例性无线以太网络的功能框图；
图2是示出根据现有技术的工作在基础设施模式中的网络设备的示例性无线以太网络的功能框图；
图3是示出根据现有技术的利用SOC电路的示例性实现方式的无线以太网络设备的功能框图；
图4是根据本发明的示例性无线以太网络实现方式的功能框图；
图5是根据本发明当多个AP被结合在单个设备中时的发送模块的示例性实现方式的功能框图；
图6示出根据本发明的发送模块内由其生成的示例性波形；
图7是根据本发明当多个AP被结合在单个设备中时的接收模块的示例性实现方式的功能框图；
图8A示出根据本发明的接收模块中的示例性帧缓冲器；
图8B示出根据本发明的接收模块中的示例性MAC地址寄存器；
图9是示出根据本发明当多个AP被结合在单个设备中时用于发送数据的示例性方法的流程图；
图10是示出根据本发明当多个AP被结合在单个设备中时用于接收数据的示例性方法的流程图；
图11A是示出根据本发明用于利用同时实现多个AP和多个客户站的网络设备来路由帧的示例性系统的功能框图；
图11B示出了根据本发明在一基本服务集中的两个客户站之间的示例性通信；
图11C示出了根据本发明在一个基本服务集中的客户站和另一基本服务集中的客户站之间的示例性通信；
图11D示出了根据本发明在一个基本服务集中的客户站和另一基本服务集中的接入点之间的示例性通信；
图12A是机顶盒的功能框图；并且
图12B是媒体播放器的功能框图。
具体实施方式
以下对优选实施例的描述仅仅是示例性的，而绝不是想要限制本发明、其应用或使用。出于清晰目的，在附图中将使用相同的标号来标识类似的元件。这里使用的术语“模块”、“控制器”和/或“设备”指的是专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或多个软件或固件程序的处理器(共享的、专用的或群组的)和存储器、组合逻辑电路以及提供所述功能的其他适当组件。这里使用的短语“A、B和C中的至少一个”应当被解释为指使用非排它性逻辑“或”的逻辑(A或B或C)。应当理解，一个方法里的步骤可以按不同的顺序来执行，而不改变本发明的原理。
无线以太网络设备中的一些电路或设备执行该网络设备所特有的功能。例如，无线以太网络设备中的介质访问控制器(MAC)设备具有被称为MAC地址的唯一标识符，该标识符标识作为数据分组或帧的发送者或接收者的无线以太网络设备。该地址被用于将数据路由到所标识的网络设备。
另一方面，无线以太网络设备中的一些电路或设备执行并非该网络设备所特有的功能。例如，基带处理器(BBP)在每个网络设备中执行相同功能。类似地，射频(RF)收发器在每个网络设备中执行相同功能。
在大型网络中，多个像BBP和RF收发器这样的电路或设备累积起来消耗大量电功率，并且增大了网络的成本。当网络工作在基础设施模式中时会遇到问题，因为每个基本服务集(BSS)需要一个作为具有BBP和RF收发器的附加设备的接入点(AP)，以与其他客户站通信。此外，随着网络中的客户站的数目增大，为了操作网络可能需要更多的AP。因此，网络中的BBP和RF收发器的数目也增大了。可以明白，AP、BBP和RF收发器消耗大量功率，并且大大增大了联网成本。
现在参考图4，该图示出了当多个AP被结合在单个设备中时用于实现无线以太网络的系统100。诸如CLI1、CLI2、……、CLIm之类的多个客户站110可形成在网络中工作于基础设施模式中的多个基本服务集(BSS)BSS1、BSS2、……、和BSSx。每个BSS需要一个AP来通过网络进行通信。多接入点设备114在支持每个BSS时充当单个物理AP。但是，通信单元14包括支持多个BSS的多个虚拟AP 120，例如AP1、AP2、……、APn。
设备114中的AP 112是单独的电路和/或模块。AP 112都不包括每个传统AP通常会包括的BBP和RF收发器。AP 112利用单个BBP 116和单个RF收发器118，该BBP 116和RF收发器118或者可被结合在多接入点设备114中，或者可位于多接入点设备114的外部。
多接入点设备114包括管理AP 112和客户站110之间的通信的发送模块120和接收模块122。虽然出于说明目的而分开示出，但发送模块120和接收模块122可实现在单个模块中。类似地，BBP 116和RF收发器118也可被结合在多接入点设备114中。
现在参考图5和图6，其中示出了当多个AP被结合在单个多接入点设备114中时用于实现发送模块120的系统150。取决于网络中的BSS和CLI的数目，网络管理员(未示出)为AP 112定义信标间隔，并将它们以查找表的形式存储在存储器设备152中。每个AP的信标间隔是唯一的、独特的，并且取决于多接入点设备114中的AP的数目，即，网络中的BSS的数目。
类似地，每个BSS还可具有不同的递送业务指示消息(DTIM)周期，即，DTIM信标之间的周期。相应地，网络管理员定义DTIM周期表并将该表存储在存储器设备154中。存储器设备152和154仅出于说明目的示出，并且可被结合为单个存储器设备。可以使用任何适当的电子数据存储装置。
发送时钟发生器156向脉冲发生器158提供基本时钟。脉冲发生器158使用来自信标间隔表和DTIM周期表的值来为每个AP 112生成单独的TBTT。如图6所示，以交错、非重叠的方式来触发AP 112发送信标。例如，如果支持两个BSS，那么BCN1只能每隔一个sub_TBTT时钟脉冲才出现。如图6所示，如果总共支持四个BSS，那么任何一个BSS的信标每四个sub_TBTT时钟脉冲才出现，等等。这样有两个目的：(1)该方法避免了多个AP所发送的信标之间的冲突，并且(2)该方法允许与每个BSS相关联的客户站在相应AP的信标之前的适当时间醒来。
当AP 112被触发时，AP利用同一BBP 116和同一RF收发器118来发送信标。值得注意的是，只有信标被以交错、非重叠的方式发送。交错发送方法不适用于数据帧或业务。
现在参考图7-8，其中示出了当多个AP被结合在单个多接入点设备114中时用于实现接收模块122的系统200。为了在充当AP的同时支持多个客户站，多接入点设备114中的接收模块122判定多接入点设备114所接收的帧是否被寻址到AP 112之一或者客户站CLIm之一。
多接入点设备114所接收的帧被存储在帧缓冲器202中。如图8A所示，每个帧包含标识该帧的接收者的6字节标识符或MAC地址(BSSID)。接收者可以是接入点APn 112或客户站CLIm 110。接收模块122对来自每个帧的6字节标识符进行解码并将该帧路由到该帧中的MAC地址所标识的接收者。
接收模块122包括MAC地址寄存器204，该MAC地址寄存器204包含网络中的APn 112和CLIm 110中每一个的6字节MAC地址(BSSID)。因此，如图8B所示，寄存器204的大小是(n+m)×6字节。
一组(n+m)个8比特比较器206一次一字节地将帧中的MAC地址中的六个字节中的每一个与存储在寄存器204中的所有APn和CLIm的MAC地址的相应字节相比较。因此，该(n+m)个8比特比较器206中的每一个可包括八个2输入异或门或者两个8输入异或门，等等。
帧中的MAC地址的字节B1被与每个APn和CLIm的MAC地址的字节B1相比较。因此，来自该帧的字节B1被馈送到(n+m)个8比特比较器206中每一个的一个输入。来自寄存器204的AP1的字节B1被馈送到(n+m)个比较器206中的第一比较器的另一输入；来自寄存器204的APn的字节B1被馈送到(n+m)个比较器206的第n个比较器的另一输入；来自寄存器204的CLI1的字节B1被馈送到(n+m)个比较器206中的第n+1个比较器的另一个输入；并且来自寄存器204的CLIm的字节B1被馈送到(n+m)个比较器206中的第(n+m)个的另一个输入。
对帧中的MAC地址的字节B1进行的(n+m)个比较的结果被存储在标志寄存器208中。因此，标志寄存器208的大小是(n+m)×1比特。
一组(n+m)个设备(例如2输入与门)210将(n+m)个8比特比较器针对字节Bi的结果与这些比较器针对字节Bi-1的结果进行与运算。因此，在来自缓冲器202的每个帧被分析之前，标志寄存器208的所有(n+m)个比特都被设置为1。例如，当帧中的MAC地址的字节B2被与每个APn和CLIm的MAC地址的字节B2进行比较时，该比较的结果被与针对字节B1的比较结果相与。重复该过程，直到比较了字节B6为止。因此，在所有六个字节被比较之后，如果帧中的MAC地址与APn之一或者CLIm之一的MAC地址相匹配，那么标志寄存器208中的(n+m)个比特之一的最大值将被设置为1。
如果帧中的MAC地址与APn或CLIm的MAC地址相匹配，那么该帧被路由器212路由到该APn或CLIm。来自标志寄存器208的匹配地址被解复用器214解码并馈送到路由器212。同时，来自帧缓冲器202的被分析的帧被转发到路由器212。该帧被路由到所寻址的AP，或者如果该帧是寻址到客户站的，那么该帧被发送到该BSS中相应的AP，从而该AP可将该帧发送到相关联的客户站。
但是，如果帧中的MAC地址不与标志寄存器208中的任何MAC地址相匹配，那么该帧被丢弃。在对一帧的比较完成之后，帧缓冲器202中的下一个帧被选择来进行比较，并且该过程被重复。
如果来自帧中的MAC地址的第一字节不与AP和CLI的MAC地址中的任何一个的第一字节相匹配，则对剩余字节的比较就是不必要的了。然而，可以比较所有六个字节。一次一字节地将帧中的MAC地址与AP和CLI的MAC地址的相应字节相比较比起将帧中的整个6字节MAC地址与AP和CLI的6字节MAC地址相比较来要更高效。随着AP和CLI的数目增大，效率更加明显。
系统200中的所有电路的操作定时是由接收时钟216来同步的。例如，接收时钟216在每个时钟周期对MAC地址寄存器204中的(n+m)×1字节进行移位，从而APn和CLIm中的每一个的MAC地址的六个字节中只有一个被馈送到相应比较器206。同时，被每个时钟周期驱动的计数器218对复用器208寻址，从而复用器只选择帧中的MAC地址的六个字节中的一个字节，并将该字节馈送到(n+m)个比较器206的另外的输入。
因此，接收时钟216、计数器218和复用器208确保了在每个时钟周期，帧的同一字节Bi被与MAC地址寄存器204中的所有APn或CLIm的同一字节Bi相比较。因此，在六个时钟周期中，帧中的整个MAC地址被与MAC地址寄存器204中的所有APn或CLIm的所有MAC地址相比较。
时钟分频器220将接收时钟216除以6。因此，在每六个时钟周期之后，也就是说，当帧中的MAC地址的所有六个字节都被比较之后，缓冲器202中的经处理的帧被转发到路由器212。路由器212将经处理的帧发送到所寻址的接收者，并且帧缓冲器202中的下一个帧被同时选择来进行MAC地址比较。
延迟电路222向时钟分频器220的时钟输出添加时间，从而路由器212在向所寻址的接收者发送帧之前有足够的时间来从解复用器214得到接收者的地址。延迟等于以下时间的总和：比较器206进行比较所花的时间、与门210进行与运算所花的时间、以及解复用器214对标志寄存器208中的地址进行解码所花的时间。
仅出于说明目的，系统200中的许多设备，例如接收时钟216、时钟分频器220、延迟电路222、计数器218、复用器208、解复用器214等等，被示为分开的设备。但是，多于一个设备可被实现在诸如接收模块122之类的单个模块中。
可被结合在单个多接入点设备114中的AP的数目，即多接入点设备114可支持的BSS的数目，是硬件和软件的速度的函数。随着AP 112的数目增大，系统100的性能可通过在系统100内一组AP与另一组AP共享资源来得以优化。例如，如果总共16个AP被结合在单个多接入点设备114中，则该16个AP可以被分成两组，每组8个，并且AP9可与AP1共享资源；AP10可与AP2共享资源，等等。
另外，可通过掩蔽MAC地址寄存器204中的MAC地址的某些比特来增加多接入点设备114可支持的AP和CLI的数目。具体而言，当MAC地址寄存器204中的某一条目的地址比特被掩蔽时，比较器206对该地址比特的比较则被忽略。这允许了MAC地址寄存器204中的每个条目存储多个MAC地址而不是单个MAC地址。通过将条目中的被掩蔽比特视为匹配，接收到的帧中的一组MAC地址可被视为与该条目相匹配。因此，多接入点设备114能够支持的AP和CLI的总数目可以多于MAC地址寄存器204中的MAC地址条目的数目。
此外，MAC地址寄存器204中的每个条目包括使能比特。该使能比特可被设置，使得针对该条目的MAC地址比较将被禁止。因此，通过适当地设置使能比特，多接入点设备114可以与可变数目的AP和CLI通信，而无需改变MAC地址寄存器204中的条目的数目(以及MAC地址寄存器204的大小)。
现在参考图9，该图示出了当多个AP被结合在单个设备中时发送数据的方法250。该方法开始于步骤252。在步骤254中，网络管理员为AP112创建信标间隔表152和DTIM周期表154。在步骤256中，脉冲发生器158为APn 112创建交错的、非重叠的TBTTn脉冲。
在步骤258中，APn 112以各自的TBTT脉冲频率发送信标BCNn。在步骤260，AP 112在各自的信标发送之后发送数据帧。所有APn 112的所有发送都由单个BBP 116和单个RF收发器118来执行。步骤258和260被重复。
现在参考图10，该图示出了当多个AP被结合在单个设备中时接收数据的方法300。该方法开始于步骤302。在步骤304中，标志寄存器208的所有(n+m)个比特被设置为1。
在步骤306中，存储在帧缓冲器202中的帧j中的MAC地址的字节Bi在时刻Ti被读取。在步骤308中，比较器206将该字节与n个AP和m个CLI的所有MAC地址的字节Bi相比较。在步骤310中，(n+m)个诸如与门210之类的器件对该(n+m)个比较器输出和存储在标志寄存器208中的来自先前比较的(n+m)个结果进行与运算，或者如果字节Bi是新帧中的MAC地址的六个字节中的第一字节，则使该(n+m)个比较器输出都和1进行与运算。
在步骤312中，与门210的输出被存储在标志寄存器208中的(n+m)个比特中。例如，1指示出帧j的MAC地址的字节Bi与n个AP和m个CLI之一的字节Bi相匹配，而在这种情况下，0(零)指示出不匹配。如果使用反逻辑，则可以使用不同类型的门；并且0(零)将指示出匹配，而1将指示出不匹配。
在步骤314中，如果已比较的字节的数目小于六个，则帧j中的整个MAC地址尚未被比较完，从而在步骤316中，字节计数被递增，并且下一字节在时刻Ti+1被比较，如步骤306、308、310和312中所示。但是，如果在步骤314中，已比较的字节的数目为六个，则帧j中的整个MAC地址已经被比较。
在步骤318中，在帧j的整个MAC地址被比较之后，解复用器214对标志寄存器208的(n+m)个比特进行解码。如果标志寄存器208的(n+m)个比特中的任一个为1，则帧j的MAC地址与对应于标志寄存器208中的该比特位置的AP或CLI的MAC地址相匹配。例如，如果标志寄存器208的第一比特为1，则帧j中的MAC地址与AP1的MAC地址相匹配。但是，如果(n+m)个比特都不为1，那么帧j中的MAC地址不与APn和CLIm中的任何一个的MAC地址相匹配。同样，如果使用反逻辑，则0(零)将指示出匹配，而1将指示出不匹配。
解复用器214将对标志寄存器208的(n+m)个比特进行解码的结果转发到路由器212。同时，帧j被从帧缓冲器202转发到路由器212。
在步骤320中，路由器212判定帧j中的MAC地址是否与n个AP或m个CLI中的任一个的MAC地址相匹配。在步骤322中，如果帧j的地址不与n个AP和m个CLI的MAC地址中的任何一个相匹配，则帧j被丢弃。但是，如果帧j的MAC地址与n个AP和m个CLI之一的MAC地址相匹配，那么在步骤324中，路由器212将帧j路由到所寻址的接收者。在步骤326中，帧缓冲器202中的下一个帧被选择来进行MAC地址比较和路由，并且方法300返回到步骤304。
现在参考图11A，多接入点设备114可以实现多个客户站CLI-1、CLI-2、……、CLI-m(统称为CLI-m)110，这些客户站与外部AP 282通信，同时多接入点设备114同时实现AP 112之一。例如，多接入点设备114可以实现与外部AP 282通信的客户站CLI-m 110并且可以实现与客户站CLI-1A 272通信的AP1。多接入点设备114实质上在同时模拟与外部AP 282通信的客户站CLI-m 110的同时模拟了AP 112中的至少一个。
多接入点设备114可以接收包括多于一个BSSID的帧。例如，如果帧是从与AP1 112通信的客户站CLI-1A 272接收的并且被寻址到与APn 112通信的客户站CLI-1n 290，则该帧可包括AP1的BSSID和APn的BSSID。因此，MAC地址寄存器204中的每个条目包括两个BSSID：AP112之一的BSSID(BSSID1)和外部AP的BSSID(BSSID2)。
当接收到单播帧时，多接入点设备114判定帧中的BSSID是否与MAC地址寄存器204中存储的AP 112之一的BSSID1相匹配。另一方面，当接收到多播帧时，多接入点设备114判定帧中的那些BSSID是否与MAC地址寄存器204中的AP 112之一的BSSID1和外部AP的BSSID2相匹配。当帧中的那些BSSID与BSSID1和BSSID2两者匹配时，该帧被接受。
此外，多接入点设备114可将帧从包括AP 112之一的BSS路由到包括外部AP 282的另一BSS，反之亦然。多接入点设备114可用来路由帧的示例性方法在2006年3月24日提交的美国专利申请No.11/389,293中有所记载，该申请被通过引用全部并入在此。实质上，多接入点设备114可包括交换模块284，该模块具有连接表285，以实现帧路由。交换模块284可使用与所述美国专利申请No.11/389,293中记载的方法类似的方法。
路由帧的方法可以类似于诸如路由器或交换机之类的网络设备通常用来找到因特网上的期望位置的方法。例如，网络设备可利用发现机制，这些发现机制使用诸如地址解析协议(ARP)分组之类的广播分组来找到因特网上的位置。当ARP分组接收到响应时，网络设备确定作出响应的位置的地址。网络设备从而获知作出响应的位置的地址。网络设备构建包括从响应得出的地址的连接表。这些地址与作出响应的位置相配对。网络设备随后使用连接表中的地址来将数据路由到与地址相配对的位置。
类似地，多接入点设备114在交换模块284中构建连接表285，并且使用连接表285中的地址来在AP 112和外部AP 282的客户端之间路由数据。连接表285中的每个条目包括一对地址：客户站的MAC地址和相关联的AP的BSSID。例如，连接表285包括客户站CLI-m 110的MAC地址以及与之配对的外部AP 282的BSSID，CLI-1A 270和CLI-1B 272的MAC地址以及与之配对的AP 1的BSSID，等等。
交换模块284与接收模块122和发送模块120通信。交换模块284从接收模块122接收帧。这些帧可以是从AP 112之一接收的，或者是从外部AP 282接收的。交换模块284将帧中的MAC地址和BSSID与连接表285中的地址相比较，并且判定帧是要被路由到AP 112之一还是外部AP282。当帧被路由到外部AP 282时，多接入点设备114作为外部AP 282的客户站CLI-m 110与外部AP 282通信。类似地，当多接入点设备114从外部AP 282接收帧时，多接入点设备114作为外部AP 282的客户站CLI-m 110与外部AP 282通信。
现在参考图11B-11D，这些图示出了根据本发明的各种示例性业务流。虽然这些业务流是在一个方向上示出的，但是它们也可类似地发生在相反的方向上。如图11B所示，客户站CLI-1A 272可经由相关联的AP1112与客户站CLI-1B 274通信。当多接入点设备114从CLI-1A 272接收到目的地MAC地址为CLI-1B 274的帧时，多接入点设备114经由AP1 112将该帧路由到CLI-1B。
如图11B所示，一个BSS中的客户站CLI-1A 272可与另一BSS中的客户站CLI-3B 280通信。多接入点设备114经由相关联的AP1 112接收来自CLI-1A 272的帧。交换模块284判定帧中的为CLI-3B 280的目的地MAC地址是否与连接表285中的条目相匹配。相应地，多接入点设备114经由AP3 112将该帧路由到CLI-3B 280。
如图11D所示，一个BSS中的客户站CLI-2A 274可与外部AP 282通信。多接入点设备114经由相关联的AP2 112接收来自CLI-2A 274的帧。交换模块284判定帧中的目的地MAC地址是否与连接表285中的条目相匹配。相应地，多接入点设备114经由CLI-1将该帧路由到AP 282。也就是说，多接入点设备114作为CLI-1进行通信并将该帧发送到AP 282。
现在参考图12A-12B，这些图示出了本发明的两种示例性实现方式。如图12A所示，本发明可实现在机顶盒480中。本发明可实现在机顶盒480的信号处理和/或控制电路(在图12A中总地标识为482)以及WLAN网络接口496中的任一者或两者中。
机顶盒480从诸如宽带源之类的源接收信号，并且输出适合于显示器488(例如电视机和/或监视器和/或其他视频和/或音频输出设备)的标准和/或高清晰度音频/视频信号。机顶盒480的信号处理和/或控制电路484和/或其他电路(未示出)可以处理数据、执行编码和/或加密、执行计算、格式化数据和/或执行任何其他机顶盒功能。
机顶盒480可与以非易失方式存储数据的大容量数据存储装置490通信。大容量数据存储装置490可包括光和/或磁存储设备，例如硬盘驱动器HDD和/或DVD。HDD可以是包括一个或多个直径小于约1.8”的盘片的袖珍HDD。
机顶盒480可连接到存储器494，例如RAM、ROM、诸如闪存之类的低等待时间非易失性存储器以及/或者其他适当的电子数据存储装置。机顶盒480还可支持经由WLAN网络接口496与WLAN的连接。
现在参考图12B，本发明可实现在媒体播放器500中。本发明可实现在媒体播放器500的信号处理和/或控制电路(在图12B中总地标识为504)以及WLAN网络接口516中的任一者或两者中。在一些实现方式中，媒体播放器500包括显示屏507和/或诸如小键盘、触摸板之类的用户输入508。在一些实现方式中，媒体播放器500可经由显示屏507和/或用户输入508来使用图形用户界面(GUI)，该图形用户界面通常使用菜单、下拉菜单和/或指向-点击界面。
媒体播放器500还包括音频输出509，例如扬声器和/或音频输出插孔。媒体播放器500的信号处理和/或控制电路504和/或其他电路(未示出)可处理数据、执行编码和/或加密、执行计算、格式化数据和/或执行任何其他媒体播放器功能。
媒体播放器500可与以非易失方式存储诸如压缩音频和/或视频内容之类的数据的大容量数据存储装置510通信。在一些实现方式中，压缩音频文件包括遵循MP3格式或其他适当的压缩音频和/或视频格式的文件。大容量数据存储装置可包括光和/或磁存储设备，例如硬盘驱动器HDD和/或DVD。HDD可以是包括一个或多个直径小于约1.8”的盘片的袖珍HDD。
媒体播放器500可连接到存储器514，例如RAM、ROM、诸如闪存之类的低等待时间非易失性存储器以及/或者其他适当的电子数据存储装置。媒体播放器500还可支持经由WLAN网络接口516与WLAN的连接。除了上述那些以外，还可以设想其他实现方式。
本领域的技术人员现在可以从以上描述中明白，本发明的宽泛教导可通过多种形式来实现。因此，虽然已经联系本发明的特定示例对其进行了描述，但是本发明的真实范围不应当受此限制，因为本领域的技术人员在研究附图、说明书和所附权利要求之后，将会清楚看到其他修改。

Claims (40)

1.一种无线网络设备，包括：
具有N个BSSID的N个接入点AP模块，其中N是大于1的整数；以及
控制模块，该控制模块与所述N个AP模块通信，存储所述N个BSSID、与M个客户站通信的第N+1个外部AP的BSSID、以及所述M个客户站中的至少一个客户站的至少一个MAC地址，并且通过模拟所述M个客户站中的所述至少一个客户站来与所述第N+1个外部AP通信，其中M是大于或等于1的整数。
2.如权利要求1所述的无线网络设备，其中，所述控制模块接收来自 于所述N个AP模块中的一个AP模块通信的客户站的帧，并且基于所述帧中的数据、所述N个BSSID、所述第N+1个外部AP的所述BSSID、以及所述M个客户站中的至少一个客户站的所述至少一个MAC地址，来选择性地将所述帧发送到所述第N+1个外部AP，其中所述无线网络设备作为所述M个客户站中的所述至少一个客户站与所述第N+1个外部AP通信。
3.如权利要求2所述的无线网络设备，其中，所述控制模块基于所述帧中的数据、所述N个BSSID、所述第N+1个外部AP的所述BSSID、以及所述M个客户站中的至少一个客户站的所述至少一个MAC地址，将所述帧发送到与所述N个AP模块中的一个AP模块通信的客户站。
4.如权利要求1所述的无线网络设备，其中，所述控制模块接收来自所述第N+1个外部AP的帧，并且基于所述帧中的数据、所述N个BSSID、所述第N+1个外部AP的所述BSSID、以及所述M个客户站中的至少一个客户站的所述至少一个MAC地址，来将所述帧发送到与所述N个AP模块中的一个AP模块通信的客户站，其中所述无线网络设备作为所述M个客户站中的所述至少一个客户站与所述第N+1个外部AP通信。
5.如权利要求1所述的无线网络设备，还包括与所述N个AP模块和所述控制模块通信的基带处理器。 
6.如权利要求5所述的无线网络设备，还包括与所述基带处理器通信的射频RF收发器。
7.如权利要求1所述的无线网络设备，其中，所述控制模块包括发送模块，该发送模块基于预定的信标间隔和预定的DTIM周期来生成多个目标信标发送时间TBTT脉冲串。
8.如权利要求7所述的无线网络设备，其中，所述TBTT脉冲串触发所述N个AP模块发送具有与N成比例的信标间隔的信标。
9.如权利要求8所述的无线网络设备，其中，所述信标是交错且非重叠的。
10.如权利要求1所述的无线网络设备，其中，所述控制模块包括接收模块，该接收模块接收帧，将所述帧中的MAC地址与所述N个BSSID、所述第N+1个外部AP的所述BSSID、以及所述M个客户站中的至少一个客户站的所述至少一个MAC地址相比较，并且选择性地将所述帧路由到以下之一：所述N个AP模块中的一个AP模块、以及所述M个客户站中的所述至少一个客户站。
11.一种用于实现多个接入点和多个客户站的方法，包括：
将N个BSSID与N个接入点AP相关联，将第N+1个BSSID与和M个客户站通信的外部AP相关联，并且将所述M个客户站中的至少一个客户站的至少一个MAC地址与所述M个客户站中的至少一个客户站相关联，其中M是大于1或等于1的整数；
利用所述N个BSSID中的至少一个BSSID与和所述N个AP中的至少一个AP相关联的客户站通信；以及
利用所述第N+1个BSSID和所述M个客户站中的至少一个客户站的所述至少一个MAC地址来选择性地与所述外部AP通信。
12.如权利要求11所述的方法，还包括：
模拟所述N个AP中的至少一个AP；
接收来自于所述N个AP中的一个AP通信的客户站的帧；以及
基于所述帧中的数据、所述N个BSSID、所述第N+1个BSSID、以及所述M个客户站中的至少一个客户站的所述至少一个MAC地址，通过 模拟所述M个客户站中的所述至少一个客户站，来选择性地将所述帧发送到所述外部AP。
13.如权利要求12所述的方法，还包括：
模拟所述N个AP中的至少一个AP；以及
基于所述帧中的数据、所述N个BSSID、所述第N+1个BSSID、以及所述M个客户站中的至少一个客户站的所述至少一个MAC地址，将所述帧发送到与所述N个AP中的一个AP通信的客户站。
14.如权利要求11所述的方法，还包括：
通过模拟所述M个客户站中的至少一个客户站来接收来自所述外部AP的帧；
模拟所述N个AP中的至少一个AP；以及
基于所述帧中的数据、所述N个BSSID、所述第N+1个BSSID、以及所述M个客户站中的至少一个客户站的所述至少一个MAC地址，来将所述帧发送到与所述N个AP中的一个AP通信的客户站。
15.如权利要求11所述的方法，还包括在模拟所述N个AP中的至少一个AP和所述M个客户站中的所述至少一个客户站时经由一个基带处理器来进行通信。
16.如权利要求15所述的方法，还包括在模拟所述N个AP中的至少一个AP和所述M个客户站中的所述至少一个客户站时经由一个射频RF收发器来进行通信。
17.如权利要求11所述的方法，还包括基于预定的信标间隔和预定的DTIM周期来生成多个目标信标发送时间TBTT脉冲串。
18.如权利要求17所述的方法，还包括基于所述TBTT脉冲串触发所述N个AP模块并且发送具有与N成比例的信标间隔的信标。
19.如权利要求18所述的方法，还包括发送交错且非重叠的所述信标。
20.如权利要求11所述的方法，还包括：
接收帧；
将所述帧中的MAC地址与所述N个BSSID、所述第N+1个BSSID、 以及所述M个客户站中的至少一个客户站的所述至少一个MAC地址相比较；以及
选择性地将所述帧路由到以下之一：所述N个AP模块中的一个AP模块、以及所述M个客户站中的所述至少一个客户站。
21.一种无线网络设备，包括：
具有N个BSSID的N个接入点AP模块，其中N是大于1的整数；以及
控制装置，用于与所述N个AP模块通信，存储所述N个BSSID、与M个客户站通信的第N+1个外部AP的BSSID、以及所述M个客户站中的至少一个客户站的至少一个MAC地址，并且通过模拟所述M个客户站中的所述至少一个客户站来与所述第N+1个外部AP通信，其中M是大于或等于1的整数。
22.如权利要求21所述的无线网络设备，其中，所述控制装置接收来自于所述N个AP模块中的一个AP模块通信的客户站的帧，并且基于所述帧中的数据、所述N个BSSID、所述第N+1个外部AP的所述BSSID、以及所述M个客户站中的至少一个客户站的所述至少一个MAC地址，来选择性地将所述帧发送到所述第N+1个外部AP，其中所述无线网络设备作为所述M个客户站中的所述至少一个客户站与所述第N+1个外部AP通信。
23.如权利要求22所述的无线网络设备，其中，所述控制装置基于所述帧中的数据、所述N个BSSID、所述第N+1个外部AP的所述BSSID、以及所述M个客户站中的至少一个客户站的所述至少一个MAC地址，将所述帧发送到与所述N个AP模块中的一个AP模块通信的客户站。
24.如权利要求21所述的无线网络设备，其中，所述控制装置接收来自所述第N+1个外部AP的帧，并且基于所述帧中的数据、所述N个BSSID、所述第N+1个外部AP的所述BSSID、以及所述M个客户站中的至少一个客户站的所述至少一个MAC地址，来将所述帧发送到与所述N个AP模块中的一个AP模块通信的客户站，其中所述无线网络设备作为所述M个客户站中的所述至少一个客户站与所述第N+1个外部AP通信。 
25.如权利要求21所述的无线网络设备，还包括基带处理器装置，用于与所述N个AP模块和所述控制装置通信。
26.如权利要求25所述的无线网络设备，还包括射频RF收发器装置，用于与所述基带处理器装置通信。
27.如权利要求21所述的无线网络设备，其中，所述控制装置包括发送装置，用于基于预定的信标间隔和预定的DTIM周期来生成多个目标信标发送时间TBTT脉冲串。
28.如权利要求27所述的无线网络设备，其中，所述TBTT脉冲串触发所述N个AP模块发送具有与N成比例的信标间隔的信标。
29.如权利要求28所述的无线网络设备，其中，所述信标是交错且非重叠的。
30.如权利要求21所述的无线网络设备，其中，所述控制装置包括接收装置，用于接收帧，将所述帧中的MAC地址与所述N个BSSID、所述第N+1个外部AP的所述BSSID、以及所述M个客户站中的至少一个客户站的所述至少一个MAC地址相比较，并且选择性地将所述帧路由到以下之一：所述N个AP模块中的一个AP模块、以及所述M个客户站中的所述至少一个客户站。
31.一种用于实现多个接入点和多个客户站的设备，包括：
用于将N个BSSID与N个接入点AP相关联，将第N+1个BSSID与和M个客户站通信的外部AP相关联，并且将所述M个客户站中的至少一个客户站的至少一个MAC地址与所述M个客户站中的至少一个客户站相关联的装置，其中M是大于1或等于1的整数；
用于利用所述N个BSSID中的至少一个BSSID与和所述N个AP中的至少一个AP相关联的客户站通信的装置；以及
用于利用所述第N+1个BSSID和所述M个客户站中的至少一个客户站的所述至少一个MAC地址来选择性地与所述外部AP通信的装置。
32.如权利要求31所述的设备，还包括：
用于模拟所述N个AP中的至少一个AP的装置；
用于接收来自于所述N个AP中的一个AP通信的客户站的帧的装 置；以及
用于基于所述帧中的数据、所述N个BSSID、所述第N+1个BSSID、以及所述M个客户站中的至少一个客户站的所述至少一个MAC地址，通过模拟所述M个客户站中的所述至少一个客户站，来选择性地将所述帧发送到所述外部AP的装置。
33.如权利要求32所述的设备，还包括：
用于模拟所述N个AP中的至少一个AP的装置；以及
用于基于所述帧中的数据、所述N个BSSID、所述第N+1个BSSID、以及所述M个客户站中的至少一个客户站的所述至少一个MAC地址，将所述帧发送到与所述N个AP中的一个AP通信的客户站的装置。
34.如权利要求31所述的设备，还包括：
用于通过模拟所述M个客户站中的至少一个客户站来接收来自所述外部AP的帧的装置；
用于模拟所述N个AP中的至少一个AP的装置；以及
用于基于所述帧中的数据、所述N个BSSID、所述第N+1个BSSID、以及所述M个客户站中的至少一个客户站的所述至少一个MAC地址，来将所述帧发送到与所述N个AP中的一个AP通信的客户站的装置。
35.如权利要求31所述的设备，还包括用于在模拟所述N个AP中的至少一个AP和所述M个客户站中的所述至少一个客户站时经由一个基带处理器来进行通信的装置。
36.如权利要求35所述的设备，还包括用于在模拟所述N个AP中的至少一个AP和所述M个客户站中的所述至少一个客户站时经由一个射频RF收发器来进行通信的装置。
37.如权利要求31所述的设备，还包括用于基于预定的信标间隔和预定的DTIM周期来生成多个目标信标发送时间TBTT脉冲串的装置。
38.如权利要求37所述的设备，还包括用于基于所述TBTT脉冲串触发所述N个AP模块并且发送具有与N成比例的信标间隔的信标的装置。 
39.如权利要求38所述的设备，还包括用于发送交错且非重叠的所述信标的装置。
40.如权利要求31所述的设备，还包括：
用于接收帧的装置；
用于将所述帧中的MAC地址与所述N个BSSID、所述第N+1个BSSID、以及所述M个客户站中的至少一个客户站的所述至少一个MAC地址相比较的装置；以及
用于选择性地将所述帧路由到以下之一：所述N个AP模块中的一个AP模块、以及所述M个客户站中的所述至少一个客户站的装置。 
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