CN102422706A - 在wlan终端和人机接口设备之间通信的方法 - Google Patents

Abstract

本发明的示例性实施例涉及实现WLAN终端与HID之间的通信的方法和与WLAN终端和无线人机接口设备(HID)相对应的设备。根据该方法，WLAN终端可以直接从HID接收数据帧，这些帧与WLAN标准协议兼容。即使WLAN终端与AP相关联，且HID不支持基础结构模式，也可以接收这些帧。

Description

在WLAN终端和人机接口设备之间通信的方法

技术领域

本发明总体涉及数字通信系统领域，更具体地，涉及无线局域网(WLAN)终端、人机接口设备(HID)和使WLAN终端能够通过无线信道与HID通信的方法。

背景技术

在现有技术中，无线通信系统是公知的。通常，这种系统包括无线通信站点，用于在彼此之间传送和接收无线信号。一种类型的无线系统(被称为WLAN系统)使例如在站点的母板或通常作为设备中的插件的网络接口(NIC)上配备有无线收发机的WLAN无线主站点(WSTA)能够访问WLAN系统的接入点。WLAN系统的接入点通常是小型基站，根据IEEE 802.11标准构建。WLAN接入点的无线服务区域通常局限于被称为热点或家居办公(soho)的地理区域，因为与蜂窝网络的基站所提供的无线范围相比，其通信范围较小或适中。

在WLAN系统中，WSTA可以以基础结构模式和/或独立模式(或自组织(ad-hoc)模式)操作。在基础结构模式中，WSTA在与接入点(AP)关联之后，经由接入点进行通信。这种配置也被称为基本服务集(BSS)操作模式。应当注意，两个WSTA之间经由AP连接意味着，在无线信道上两次传送数据帧，即，从第一WSTA至AP以及从AP至第二WSTA。

与基础结构模式相反，WSTA可以直接与另一WSTA连接，而AP不参与其中。该操作模式被称为独立模式或ad-hoc模式或对等模式或独立BSS(IBSS)模式。在这种情况下，通过无线信道仅一次传送数据帧，即在没有AP参与的情况下直接从一个WSTA传送至另一WSTA，从而实现了可用带宽的有效利用。

通常在两个或更多个计算系统需要交换数据，而不需要通过因特网与外界通信时，使用IBSS操作模式。该操作模式可以被视为更适于与计算系统相交互的无线HID(人机接口设备)。无线HID的示例是无线计算机鼠标、无线键盘、无线耳机、无线麦克风等。因而HID可以被视为能够直接与人交互、并最通常从人获得输入，以及可以将输出传递给人的一种设备(例如，计算设备)。

无线HID设备和WSTA之间的射频(RF)通信可以遵照已知标准，如蓝牙、Zigbee等。内置了蓝牙(或Zigbee)收发机的无线HID在HID产业中非常流行，因为这种标准提供了提供商之间的兼容性、低功耗、充足的吞吐量数据传输、低费用等。

然而，随着例如解决了功耗问题的硅技术的发展和WLAN(例如，Wi-Fi)协议的演进，Wi-Fi技术在短距离无线通信应用中获得了普及。这意味着，基于IEEE 802.11标准技术的无线HID需要支持Wi-Fi客户端功能的子集，以例如节约硬件和软件资源等。这种基于IEEE802.11标准的无线HID可以在IBSS模式下操作，因而可以使用蓝牙或Zigbee与在IBSS模式下操作的WSTA直接通信。无线HID也可以在BSS模式下操作，意味着它可以使用WLAN IEEE 802.11a/b/g/n等，经由AP与WSTA通信。

然而，不具有BSS能力的无线HID所产生的问题在于，如果WSTA已经在BSS模式下与AP相关联，则无线HID无法与WSTA连接。

在现有技术文献US 2006/0104235A1中，描述了克服上述问题的方法和设备。在该现有技术文献中，通过向WSTA提供：意在BSS模式(即，基础结构模式)下控制WSTA的一种状态机、意在IBSS模式(即，独立模式)下控制WSTA的另一状态机；以及能够同时在这两种模式下传递数据信息的混合模式，来实现IBSS和BSS模式下的同时通信。这意味着，倘若WSTA支持上述混合模式操作，那么即使WSTA在BSS模式下与AP相关联的情况下，不具有BSS能力的HID也能够与WSTA无线连接。换言之，无线HID可以使用例如蓝牙或Zigbee与WSTA通信(即，IBSS模式)，并且WSTA可以与AP同时通信并与AP相关联(即，BSS模式)。

上述现有技术的方法和设备的缺点在于不可避免的硬件和软件复杂度，因为WSTA必须包括上述状态机，并在处理同时通信的过程中支持混合模式方式和软件方式。现有WSTA(或现有计算系统)的软件升级并不足以支持同时的IBSS和BSS操作模式。换言之，在WSTA中需要硬件和软件改变，以支持IBSS和BSS模式。这也意味着，WSTA的功耗增加，因为如上所述，它需要同时支持IBSS和BSS模式。功耗的增加意味着更短的电池寿命。

发明内容

因而，本发明的示例性实施例的目的在于，通过提供WLAN终端、HID和允许支持IEEE 802.11的WSTA的WLAN终端即使在WLAN终端在BSS(或基础结构)模式下与AP相关联时，也可以从无线HID接收与WLAN(即，IEEE 802.11)标准协议相兼容的数据帧的方法，来解决上述问题。考虑根据本发明的无线HID为IEEE 802.11兼容无线HID设备。此外，当WLAN终端与AP相关联时，根据本发明示例性实施例的HID不必支持BSS操作模式。此外，根据本发明的示例性实施例，支持IEEE 802.11的WSTA的WLAN终端能够独立于WLAN终端正在使用何种操作模式(即，BSS模式(基础模式)或IBSS模式(独立模式)或混合模式(即，IBSS和BSS模式)或未连接模式(即，活跃但不与任何AP或任何WLAN网络连接))，从无线HID接收一个或多个数据帧。

根据本发明实施例的一方面，通过使WLAN终端能够通过无线信道与HID通信的方法来解决上述问题，所述WLAN终端包括适于根据通信WLAN标准协议进行操作的无线收发机。所述方法包括：通过无线信道直接从HID接收至少一个数据帧，所述至少一个数据帧与所述WLAN标准协议兼容，并且即使在所述WLAN终端在基础结构模式下与接入点相关联时，仍接收所述至少一个数据帧；根据一个或多个数据帧，确定所述WLAN终端的媒体访问控制(MAC)地址和所使用的无线信道的标识；以及将所述数据帧传递至在所述WLAN终端上运行的应用，以处理所述至少一个帧中的数据。可以是单播或广播MAC管理帧的数据帧包括一个或多个保留数据字段，所述一个或多个保留数据字段与包括HID数据的一个或多个信息元素(IE)相对应。

根据本发明的一些实施例，当WLAN终端在基础结构(或BSS)模式下与AP相关联时，上述方法允许WLAN终端即使在AP与WLAN终端之间的数据通信加密的情况下，也可以从HID接收来自HID的未加密的多个管理帧之一。未加密的管理帧与WLAN标准协议相兼容。因而，在WLAN终端上运行的应用能够处理来自AP的加密帧和来自HID的未加密管理帧。

此外，尽管未加密地接收管理帧的剩余部分中的其余数据信息，但是从HID接收的IE的HID数据可以被加密。因而例如，可以仅对HID所传送的MAC管理帧的部分进行加密，以保护敏感的HID数据不被窃听。

根据本发明实施例的另一方面，通过WLAN终端解决上述问题，所述WLAN终端包括适于根据WLAN标准协议进行操作、还适于与HID无线通信的无线收发机。如前所述，WLAN终端的无线收发机被配置为直接从HID接收与WLAN标准协议相兼容的至少一个数据帧(例如，MAC管理帧)。即使在WLAN终端在BSS模式下操作，即与AP相关联时，也能够接收帧。WLAN终端还被配置为：确定接收帧中指示的MAC地址，以及还被配置为：向在WLAN终端上运行的应用传递帧，以处理帧中的数据。

根据本发明实施例的另一方面，通过HID解决上述问题，所述HID能够使用通信WLAN标准协议(即，IEEE 802.11)与WLAN终端无线通信。所述HID包括适于传送和接收来自WLAN终端的数据的无线收发机。HID的收发机适于即使在WLAN终端在基础结构模式下与接入点相关联时，仍向WLAN终端传送与所述WLAN标准协议兼容的至少一个数据帧。包括WLAN终端的MAC地址的数据帧预期用于在WLAN终端上运行的应用，所述应用处理包括在数据帧中的数据。

本发明的优点在于，避免了WLAN终端和HID的功耗的不必要增大。

本发明的另一优点在于，降低了硬件和软件复杂度/资源，从而导致较低成本。

将通过各种示例性实施例并参照附图，更加详细地描述本发明。其它特征、目的和优点将从说明书、附图和所附权利要求中显而易见，然而，要注意的事实是，以下附图仅是示意性的，可以在所附权利要求的范围内对示出和描述的特定实施例做出改变。

附图说明

图1是示出了可以应用本发明示例性实施例的Wi-Fi或WLAN通信网络的示意性框图；

图2是示出了根据本发明的实施例可以在HID和WLAN终端之间通信的管理帧的示例性格式的示意性框图；

图3是示出了可以应用本发明示例性实施例的Wi-Fi或WLAN通信网络的示意性框图；

图4是示出了可以应用本发明另一示例性实施例的Wi-Fi或WLAN通信网络的示意性框图；

图5是示出了可以应用本发明又一示例性实施例的Wi-Fi或WLAN通信网络的示意性框图；

图6是示出了可以应用本发明另一示例性实施例的Wi-Fi或WLAN通信网络的示意性框图；

图7示出了根据本发明示例性实施例的、用于使WLAN终端能够与HID通信的方法的流程图；

图8示出了根据本发明示例性实施例的、在HID与WLAN终端之间的示例性配对过程；

图9示出了根据本发明示例性实施例的、在无线HID与WLAN终端之间的示例性同步过程。

具体实施方式

在与诸如IEEE 802.11(电气和电子工程师协会)系统之类的WLAN通信系统相关的一般性上下文中描述本发明。本发明并不仅限于WLAN，也就是说，它可以应用于在例如PAN(个域网)中的WLAN设备和短距离射频(RF)通信设备可以同时操作的系统中。短距离RF通信设备的示例是蓝牙设备、Zigbee设备等。

参照图1，示出了可以应用本发明示例性实施例的WLAN通信网络的简化框图。如图1所示，网络100包括例如与诸如因特网之类的另一网络140连接的接入点(AP)110。图1还描述了这里示为膝上型电脑的WLAN无线主站点(WSTA)120。应当提到，WSTA是支持IEEE 802.11的。此外，WSTA 120可以是或者可以不是Wi-Fi(无线保真)认证的。因而，本发明的示例性实施例适用于认证和非认证WSTA站点。

应当注意，WSTA 120不必是膝上型电脑，也可以由支持WLAN的移动电话或支持WLAN的PDA或任何其它适合的支持WLAN的设备来表示。

返回参照图1，WSTA 120包括WLAN终端121，WLAN终端121包括WLAN无线收发机或WLAN通信单元(未示出)，如用于无线访问WLAN网络100的网络接口卡(NIC)。如图1所示，WSTA 120在根据例如IEEE 802.11基本服务集(BSS)模式进行例如认证和关联之后，与AP 110无线连接，即，WSTA 120在基础结构模式下操作。

WSTA 120可以支持各种人机接口设备(HID)，如计算机鼠标、键盘、麦克风等。在图1中，由无线计算机鼠标130来表示HID。无线HID 130这里被认为是IEEE 802.11兼容的，即，可以根据WLAN标准协议IEEE 802.11进行通信。为此，无线HID 130也包括WLAN无线收发机或WLAN通信单元(未示出)，用于通过无线信道传送和接收数据帧。应当提及，无线IEEE 802.11 HID 130可以是或者可以不是Wi-Fi(无线保真)认证的。本发明的示例性实施例因而可以应用于认证和非认证的IEEE 802.11 HID。在以下描述中，无线HID意味着无线IEEE 802.11 HID或IEEE 802.11 HID，如上所述，它可以是或者可以不是Wi-Fi认证的。

在图1中，WSTA 120在BSS模式下通过无线信道与AP 110相关联。根据本发明的实施例，WLAN终端121的WLAN无线收发机被配置为通过无线信道直接从无线HID 130接收数据帧，即使WSTA 120正在BSS模式下操作。这里注意，在WSTA 120正在BSS模式下操作时，无线HID 130不必支持BSS操作模式。

数据帧(或帧)包括WLAN终端121的MAC地址和所使用的无线信道的标识。因而，当WLAN终端121(或WSTA 120)接收数据帧时，它确定帧中所指示的MAC地址和信道。WLAN终端121还被配置为向在WSTA 120(或WLAN终端)上运行的应用传递所接收到的帧，该应用对帧中包括的数据进行处理。WLAN终端(或WSTA 120)和无线HID 130之间的通信基于与WLAN标准协议(即，IEEE 802.11协议)相兼容的广播或单播管理帧。

根据本发明的实施例，即使启用WLAN终端121与AP 110之间的加密和保密，也可以从无线HID 130传送未加密且由WLAN终端121直接接收的广播管理帧(如信标帧)或单播管理帧。此外，无线HID 130与WLAN终端120之间的通信信道具有与用于AP 110与WLAN终端120之间的通信的信道相同的信道标识。所传送的管理帧的类型(广播或单播)取决于例如在WSTA或WLAN终端上运行的应用。

由WLAN终端121从无线HID 130接收的管理帧可以用于流传输与无线HID 130所支持的功能(应用)相关的数据。作为示例，由于图1的无线HID 130是无线鼠标，所传送的管理帧可以包括位移数据、左右鼠标按键按压信息数据和滚轮数据形式的HID数据。如果无线HID是无线键盘，则HID数据可以包括指示键盘的用户所敲击的按键的信息。本发明并不限于鼠标HID或键盘HID，也就是说，可以使用任何其它类型的无线HID。

参照图2，示出了可以表示单播探测响应帧200的管理数据帧的示例性格式。管理帧200是MAC帧。应当注意，在WSTA与特定网络(或AP)连接时，可以由WSTA从各个AP接收探测响应帧。图2所示的管理数据帧包括信息元素(IE)，该IE是可用于封装上述HID数据的保留数据字段。图2所示的探测响应帧的格式是根据本发明示例性实施例的图1的无线HID 130可以直接传送到WLAN终端121的管理帧的示例。

如图2所示，管理数据帧200包括：

-帧控制字段，用于保持关于如何读取后续字段的信息。

-持续时间/ID字段，由设备用于获得缓存帧。

-地址字段，包括至少SA、DA和BSSID，其中

-源地址(SA)是发起该管理帧的设备的MAC地址。

-目的地址(DA)是目的设备的MAC地址。

-BSSID(基本服务集标识符)是特定BSS的唯一标识符。该字段用于标识一个BSS以区别于另一BSS。在例如基础结构BSS中，BSSID是AP的MAC地址。在Ad-Hoc(或独立BSS)网络中，BSSID由IBSS中的第一设备确定。注意，由于根据本发明，无线HID直接向WSTA传送管理帧，因而由HID确定BSSID。作为示例，BSSID可以由SA设备的MAC地址给出，它是无线HID的MAC地址。

-序列控制字段，用于允许设备避免重复帧。

-帧校验序列字段(FCS)，是包括应用CRC(循环冗余校验)功能的结果在内的字段，CRC可用作校验和来检测数据传输中的差错。

-帧主体字段，包括实际数据或管理信息数据。该字段包括上述可以封装HID数据的保留数据字段。因而该字段保持一个或多个信息元素(IE)。

此外，根据本发明的示例性实施例，该字段可以封装未加密的HID数据或加密的HID数据。应当注意，IE是设备在管理帧内传递与其自身相关的描述性信息(数据)的方式。IE包括指示元素ID的子字段；指示IE长度的另一子字段和指示数据信息的另一子字段。

因而，如果设备是无线鼠标，则无线鼠标可以传递关于其自身的HID数据信息。作为示例，IE可以用于传送位移数据、左右鼠标键按压信息数据和滚轮数据形式。根据本发明的示例性实施例，由于无线HID传送的每个数据帧使用已对于IEEE 802.11标准协议可用的IE结构，无线HID传送的每个数据帧完全与IEEE 802.11标准兼容，因为它无需管理帧格式上的任何修改。

帧主体字段包括其它字段，如时间戳子字段、指示支持速率的子字段等。并未示出帧主体的所有子字段。包括IE的帧主体字段中的保留数据字段包括：指示IE类型的字段；指示IE长度的字段；ID的HID数据字段；指示HID类型(鼠标、键盘或其它输入设备)的字段，指示用于存储所需HID数据长度的HID长度的字段、以及实际HID数据的HID数据值。这样，可以同时支持最大数目多达255个HID。图2中也示出了帧主体的简化格式。还示出了包括IE的帧主体的子字段。

参照图3，示出了兼容IEEE 802.11的WLAN通信网络300的示意性和简化框图，其中无线计算机鼠标330形式的无线HID正将管理帧流传输至WSTA 320(或WSTA 320的WLAN终端321)，这些管理帧封装鼠标的位移数据。在该示例性场景中，管理数据帧是探测响应帧。注意，本发明的示例性实施例并不限于与探测响应帧相对应的管理帧，即，也可以使用其它类型的管理数据帧，如，信标帧、探测请求帧、认证帧、解认证帧、关联请求帧、关联响应帧、重新关联请求帧、重新关联响应帧、解关联帧等。

返回参照图3，示出了即使如图3所示WSTA 320与AP 310相关联，从无线HID 330直接传送至WSTA 320的探测响应帧，也就是说未经由AP 310传递。

如图所示，两个连续探测响应之间的时段‘x’可以例如等于8ms或任何适合的时间值。应注意，连续帧之间的8ms的时段最适于无线HID是无线鼠标的情况，该8ms的时段对应于连续HID(即，鼠标)操作。在鼠标不活跃的情况下，该时段可以多于8ms。在该时段期间，因为没有期望来自WSTA 320的帧或分组，无线HID 330可以进入睡眠模式，从而省电。

应注意，针对其它类型的无线HID，连续帧之间的最小时间间隔可以大于8ms。作为示例，针对语音服务，在帧间使用的时段可以是20或40ms。因而，本发明的示例性实施例并不限于与无线鼠标相对应的无线HID。

返回参照图3，在WSTA 320(或WSTA 320中的WLAN终端321)从无线HID 330接收所述帧时，它确定WLAN终端的MAC地址和信道标识，并将其传递至在WLAN终端321上运行的应用，该应用处理帧中的HID数据，即，处理例如位移数据、左右鼠标按键按压信息数据和/或滚轮数据。

根据本发明的示例性实施例，HID数据可以被加密，而管理帧的剩余部分不必被加密。作为示例，如果无线HID是无线键盘，HID数据与用户输入的敏感信息相关，则可以为了增加安全性而对HID数据加密，但是不必对管理帧的剩余部分加密。这样，窃听者无法轻易获取敏感信息(即，HID数据)。此外，对于WSTA 320，尽管在基础结构模式下操作，但是可以独立于从无线HID 330接收的HID数据是否加密，来对WSTA 320与AP 310的通信进行加密或不加密。

可以使用任何已知的加密方法，例如，高级加密标准(AES)、有线等效加密(WEP)、Wi-Fi保护接入(WPA或WPA2)等。

应当注意，本发明不限于WSTA在基础结构模式下操作的情况。换言之，无线HID与WSTA之间的通信有利地独立于WSTA的无线联网模式。作为示例，可以使用WSTA的以下联网模式中的任何一个，WSTA仍可以直接从无线HID接收管理帧：

(a)如图3所示，WSTA可以在基础结构模式(即，BSS模式)下与WLAN网络连接。

(b)WSTA可以在独立模式(即，IBSS模式)下与WLAN网络连接。

(c)WSTA可以是活跃的，但是不与任何WLAN网络连接(即，既非BSS模式也非IBSS模式)。在该模式下，WSTA可以处于尝试找到要连接的WLAN网络的扫描模式下。

(d)WSTA可以同时在BSS模式和IBSS模式下连接。在这种情况下，WSTA可以在BSS模式下与AP连接，以及在IBSS模式下与例如耳机之类的外设连接，或使用例如蓝牙与另一WSTA连接。

参照图4，示出了WLAN(例如，Wi-Fi)网络400，其中WSTA 420在IBSS模式下操作(以上的模式b)，并能够使用例如蓝牙与另一WSTA 411通信。如图4所示，包括WLAN终端421的WSTA 420并不与AP 410相关联，这里通过不具有AP 410与WSTA 420之间的信道来表示。所示出的WSTA 420从无线HID 430(计算机鼠标或键盘或其它输入设备)接收管理帧。这里由探测响应表示的管理帧包括WSTA 420或WLAN终端421(即，目的设备)的MAC地址和无线信道的标识，管理帧被进一步传递至在WSTA 420或WLAN终端421上运行的应用，以处理所接收的管理帧中的HID数据。

参照图5，示出了WLAN网络500，其中WSTA 520(或WLAN终端521)在未连接模式(以上的模式c)下操作，并示为从无线HID530接收管理帧(例如，探测响应)。再次，WSTA 520未与AP 510连接。

参照图6，示出了WLAN网络600，其中WSTA 620在BSS模式(即，与AP 610连接)和在IBSS模式(即，使用蓝牙与例如移动电话611连接)下同时连接。如上所述，WSTA 620(或WSTA中的WLAN终端621)能够直接从无线HID 630接收管理帧(例如，探测响应)，如上所述对管理帧进行处理。

在上述所有网络场景中，可以对HID数据进行加密，同时可以不对管理帧中的其余数据进行加密，或者可以未加密地发送整个管理帧。此外，可以使用任何适合类型的管理帧，即，本发明不限于探测响应。

参照图7，示出了概述根据本发明的前述示例性实施例的使WSTA的WLAN终端能够与无线HID通信的方法中的主要步骤的流程图。WLAN终端包括适于根据WLAN标准协议(例如，IEEE 802.11a和/或b和/或g)进行操作的无线收发机。WLAN终端处执行的主要步骤包括：

(701)通过无线信道直接从HID接收至少一个数据帧(例如，管理数据帧)，所述至少一个数据帧与WLAN标准协议兼容。即使在WLAN终端在基础结构模式下与AP相关联时，仍接收所述帧；

(702)根据接收到的帧，确定WLAN终端的MAC地址和无线信道的标识；以及

(703)将所述帧传递至应用，以处理所述帧中的数据。

根据本发明实施例的方法还可以包括配对过程，该配对过程使WSTA(或WSTA的WLAN终端)能够接收无线HID的MAC地址，并进一步在例如HID简档列表中存储所述MAC地址。作为示例，WSTA接收一个或多个管理帧，其中源地址(SA)字段包括HID的MAC地址。可以使用任何已知的配对过程，即，本发明不限于任何特定配对过程。

参照图8，示出了可以在WSTA 820(或WLAN终端)与无线HID830之间使用的配对过程的示例。如图所示，WSTA 820具有例如MAC地址00:11:22:33:44:55，以及HID 830具有例如MAC地址00:AA:BB:CC:DD:EE。HID可以具有被管理模式，例如该模式仅接受包括SSID串的探测请求。

图8示出的示例性配对过程包括：

1.在WSTA 820处的用户登记信号：WSTA 820发送包括SSID串的探测请求，在图8中表示为“ThisHID”。执行该操作以在HID中登记WSTAMAC地址。

2.在HID 830处的用户登记信号：登记WSTA 820(或WSTA 820的WLAN终端)的MAC 00:11:22:33:44:55和HID SSID00112233445506，其中06对应于信道ID。现在，在HID 830中登记WSTA 820的MAC地址。然后，HID 830向WSTA 820传送包括相同SSID(即，“ThisHID”)的探测响应帧。该帧的接收将确认HID 830的存在，并将触发HID MAC地址和例如操作BSSID和SSID串的登记。

3.WSTA 820可以通过发送使用先前交换的信息，例如，BSSID、MAC地址SSID和例如信道ID来构造的探测请求帧，以确认HID的登记。在无线HID 830接收探测请求之后，成功地执行配对(配对完成)。

在上述配对过程中，假设已知所使用的信道。然而，根据将在以下描述的本发明的示例性实施例，信道和其他数据的配置可以通过同步过程来执行。

应注意，不需要配对过程，即，可以在最初不执行WSTA与HID之间的配对的情况下来执行以上方法。

如上所述，根据本发明实施例的方法还包括信道同步过程，以在WSTA正在先前描述的模式中的任一模式下操作时，使无线HID能够确定WSTA正在使用的射频信道。可以在每次WSTA尝试改变信道、或改变信道、或无线HID在睡眠模式中经过一段时间醒来、以及一般地只要WSTA确定通信空闲了超过预定最小时间阈值的时段时，发生信道同步过程。

信道同步过程可以包括WSTA的启动和漫游场景期间的信道检测和切换。根据本发明的示例性实施例，可以执行以下动作：

如图9所示，在无线HID是无线鼠标的情况下，无线HID(例如，无线鼠标)被配置为：在没有接收到ACK(确认)的情况下达到最大数量的探测响应(PResp)重传时，决定进入SYNC(同步)模式。在图9中，PRespRC表示探测响应重试计数器(例如，初始等于0)。maxPRespRC表示在没有接收到任何ACK的情况下的预定最大数量的PResp重传。在没有接收到ACK时，针对每次重传尝试，递增PRespRC。maxPRespRC的值是设计参数。

当无线HID进入SYNC模式时，它将尝试检测(优选在最短可能时间内)WSTA(或WLAN终端)已切换到的新信道。每次无线HID未能在特定信道中检测WSTA时，无线HID被配置为切换至新信道，并再次尝试。根据本发明的示例性实施例，在特定信道检测WSTA的过程包括以下步骤：

1.无线HID以适合的信道设置来配置其收发机。

2.无线HID被配置为：创建PResp(探测响应)帧，并所选信道中传送(在等待ACK)。

3.如果没有接收到ACK，则重发PResp(步骤2)，直至达到最大数量的重传或直至接收到ACK。

4.如果达到最大数量的重传，而没有检测到WSTA，则无线HID将切换至下一信道，或如果针对例如其信道列表中的所有信道尝试了检测方法而没有成功，则将生成同步失败指示。

5.如果在步骤2和3期间接收到ACK，则将由两方(即，WSTA和无线HID)采取以下动作来完成同步：

针对特定无线HID的在WSTA上运行的软件应用被配置为：解析PResp的内容，并将发起向所述无线HID的PReq(探测请求)的传送。如果WSTA从相邻信道接收到PResp，则WSTA将确定它，因为信道信息包括在接收到的PResp分组中。在这种情况下，WSTA被配置为首先切换至HID已用于PResp传送的信道，然后，如由软件应用所命令的，传送PReq分组。PReq帧包含WSTA在完成传送之后必须切换回的原始信道的信息。

在接收到PReq时，HID将检测WSTA的新信道，也将会切换至成功发现了WSTA并实现了同步的该新信道。

为了将发现时间最小化，根据本发明的示例性实施例，优选地，在每次针对在特定信道中的发现尝试失败之后，应用步骤4的选择下一信道的方法。因而，可以执行以下步骤：

1.PReq分组优选由HID以高输出功率传送，从而与无线HID相距短距离的WSTA甚至可以从相邻信道收听到这些PReq分组。

2.选择连续信道的顺序应当使得增加更快发现的可能性。作为示例，信道3、9、12、1、6…的顺序可能会优于另一序列，尽管这是应用相关的。注意，信道顺序仅作为示例。

应当注意，需要对无线HID供电，但是仅在例如配对和数据流传输期间。以上描述的同步过程允许WSTA(或WLAN终端)和HID单独地进入功率节电模式。

先前描述的本发明的示例性实施例涉及使WLAN终端(或WSTA)能够与无线HID通信的方法，以及设备(即，WLAN终端)、还涉及无线HID。WLAN终端和HID包括所描述的用于接收和传送数据的无线收发机，这些设备还包括未明确公开的其它硬件和软件装置。

本发明并不限于方法和设备(WLAN终端和HID)，即，本发明也公开了包括计算机可用介质的计算机程序产品，以及可载入例如根据本发明的WLAN终端的内部存储器的软件代码装置。在载入时，软件代码装置允许WLAN终端执行根据所附方法权利要求的任一或组合的方法步骤。

尽管根据多个优选实施例对本发明进行了描述，但是可以预想，替换、修改、置换、及其等同物对于阅读了说明书和研究了附图的本领域技术人员来说是显而易见的。因而，所附权利要求意在包括落入本发明的范围内的替换、修改、置换、及其等同物。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

由国际局于2010年1月14日(14.01.2010)接收

1.一种使WLAN终端能够通过无线信道与人机接口设备HID通信的方法，所述WLAN终端包括适于根据通信WLAN标准协议进行操作的无线收发机，

其特征在于，所述方法包括以下步骤：

-(701)通过无线信道直接从HID接收至少一个数据帧，所述至少一个数据帧与所述WLAN标准协议兼容，并且即使在所述WLAN终端在基础结构模式下与接入点相关联时，仍接收所述至少一个数据帧；

-(702)根据所述至少一个数据帧，确定所述WLAN终端的MAC地址和所述无线信道的标识；以及

-(703)将所述至少一个数据帧传递至在所述WLAN终端上运行的应用，以处理所述至少一个帧中的数据。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，接收步骤包括：根据在WLAN终端上运行的所述应用，接收与至少一个广播和/或单播管理帧相对应的所述至少一个数据帧。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，接收步骤还包括：即使在WLAN终端在独立模式下操作时，仍接收所述至少一个管理帧。

4.根据权利要求2所述的方法，其中，接收步骤还包括：即使在WLAN终端在未连接模式下操作时，仍接收所述至少一个管理帧。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的方法，其中，接收步骤包括：从HID接收未加密的所述至少一个管理帧。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，接收步骤包括：即使在WLAN终端在基础结构模式下操作时，在针对接入点与WLAN终端之间的通信启用加密的情况下，仍从HID接收未加密的所述至少一个管理帧。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，接收步骤包括：接收所述至少一个管理帧，所述至少一个管理帧包括与至少一个信息元素IE相对应的至少一个保留数据字段，所述至少一个信息元素IE包括HID数据。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，接收步骤包括：接收在所述至少一个接收到的未加密管理帧中被加密的IE的所述HID数据。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：在WLAN终端改变无线信道时，与HID同步。

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：与HID配对，以在HID简档列表中登记HID的MAC地址。

11.一种WLAN终端，包括适于根据通信WLAN标准协议进行操作、还适于通过无线信道与人机接口设备HID通信的无线收发机，其特征在于，

-所述无线收发机适于通过无线信道直接从HID接收至少一个数据帧，所述至少一个数据帧与所述WLAN标准协议相兼容，并且即使在WLAN终端在基础结构模式下与接入点相关联时，所述无线接收机仍接收所述至少一个数据帧；

-WLAN终端还被配置为：根据所述至少一个数据帧，确定WLAN终端的MAC地址和无线信道的标识；

-WLAN终端还被配置为：向在WLAN终端上运行的应用传递所述至少一个数据帧，以处理所述至少一个数据帧中的数据。

12.根据权利要求11所述的WLAN终端，其中，根据在WLAN终端上运行的所述应用，所述至少一个数据帧与至少一个广播和/或单播管理帧相对应。

13.根据权利要求12所述的WLAN终端，其中，所述无线收发机被配置为：即使在WLAN终端在独立模式下操作时，仍接收所述至少一个管理帧。

14.根据权利要求12所述的WLAN终端，其中，所述无线收发机被配置为：即使在WLAN终端在未连接模式下操作时，仍接收所述至少一个管理帧。

15.根据权利要求12至14中任一项所述的WLAN终端，其中，所述无线收发机被配置为：即使在WLAN终端在基础结构模式下操作时，在针对接入点与WLAN终端之间的通信启用加密的情况下，仍从HID接收未加密的所述至少一个管理帧。

16.根据权利要求12至15中任一项所述的WLAN终端，还被配置为：在WLAN终端改变无线信道时，与HID同步；以及还被配置为：与HID配对，以在HID简档列表中登记HID的MAC地址。

17.根据权利要求12至16中任一项所述的WLAN终端，其中，所述无线收发机被配置为：即使在WLAN终端在基础结构模式下操作时，在针对接入点与WLAN终端之间的通信启用加密的情况下，仍从HID接收未加密的所述至少一个管理帧。

18.根据权利要求17所述的WLAN终端，其中，所述至少一个管理帧包括与至少一个信息元素IE相对应的至少一个保留数据字段，所述至少一个信息元素IE包括HID数据。

19.根据权利要求17所述的WLAN终端，其中，IE的所述HID数据是在所述至少一个接收到的未加密管理帧中加密地接收的。

20.一种人机接口设备HID，包括无线收发机，所述无线收发机适于根据通信WLAN标准协议进行操作，并通过无线信道与根据权利要求7至11中任一项所述的WLAN终端进行通信，其特征在于：

-所述无线收发机适于通过无线信道直接向WLAN终端传送与所述WLAN标准协议相兼容的至少一个数据帧，所述无线收发机适于即使在WLAN终端在基础结构模式下与接入点相关联时，仍传送所述至少一个数据帧。

21.根据权利要求20所述的HID，其中，所述至少一个传送的数据帧与至少一个广播和/或单播管理数据帧相对应。

22.根据权利要求21所述的HID，其中，所述收发机被配置为传送未加密的所述至少一个管理帧。

23.根据权利要求22所述的HID，其中，所述至少一个管理帧包括与至少一个信息元素IE相对应的至少一个保留数据字段，所述至少一个信息元素IE包括HID数据。

24.根据权利要求23所述的HID，其中，所述收发机被配置为传送加密的HID数据。

Claims (24)

1.一种使WLAN终端能够通过无线信道与人机接口设备HID通信的方法，所述WLAN终端包括适于根据通信WLAN标准协议进行操作的无线收发机，

其特征在于，所述方法包括以下步骤：

-(701)通过无线信道直接从HID接收至少一个数据帧，所述至少一个数据帧与所述WLAN标准协议兼容，并且即使在所述WLAN终端在基础结构模式下与接入点相关联时，仍接收所述至少一个数据帧；

-(702)根据所述至少一个数据帧，确定所述WLAN终端的MAC地址和所述无线信道的标识；以及

-(703)将所述至少一个数据帧传递至在所述WLAN终端上运行的应用，以处理所述至少一个帧中的数据。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，接收步骤包括：根据在WLAN终端上运行的所述应用，接收与至少一个广播和/或单播管理帧相对应的所述至少一个数据帧。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，接收步骤还包括：即使在WLAN终端在独立模式下操作时，仍接收所述至少一个管理帧。

4.根据权利要求2所述的方法，其中，接收步骤还包括：即使在WLAN终端在未连接模式下操作时，仍接收所述至少一个管理帧。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的方法，其中，接收步骤包括：从HID接收未加密的所述至少一个管理帧。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，接收步骤包括：即使在WLAN终端在基础结构模式下操作时，在针对接入点与WLAN终端之间的通信启用加密的情况下，仍从HID接收未加密的所述至少一个管理帧。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，接收步骤包括：接收所述至少一个管理帧，所述至少一个管理帧包括与至少一个信息元素IE相对应的至少一个保留数据字段，所述至少一个信息元素IE包括HID数据。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，接收步骤包括：接收在所述至少一个接收到的未加密管理帧中被加密的IE的所述HID数据。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：在WLAN终端改变无线信道时，与HID同步。

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：与HID配对，以在HID简档列表中登记HID的MAC地址。

11.一种WLAN终端，包括适于根据通信WLAN标准协议进行操作、还适于通过无线信道与人机接口设备HID通信的无线收发机，其特征在于，

-所述无线收发机适于通过无线信道直接从HID接收至少一个数据帧，所述至少一个数据帧与所述WLAN标准协议相兼容，并且即使在WLAN终端在基础结构模式下与接入点相关联时，所述无线接收机仍接收所述至少一个数据帧；

-WLAN终端还被配置为：根据所述至少一个数据帧，确定WLAN终端的MAC地址和无线信道的标识；

-WLAN终端还被配置为：向在WLAN终端上运行的应用传递所述至少一个数据帧，以处理所述至少一个数据帧中的数据。

12.根据权利要求11所述的WLAN终端，其中，根据在WLAN终端上运行的所述应用，所述至少一个数据帧与至少一个广播和/或单播管理帧相对应。

13.根据权利要求12所述的WLAN终端，其中，所述无线收发机被配置为：即使在WLAN终端在独立模式下操作时，仍接收所述至少一个管理帧。

14.根据权利要求12所述的WLAN终端，其中，所述无线收发机被配置为：即使在WLAN终端在未连接模式下操作时，仍接收所述至少一个管理帧。

15.根据权利要求12至14中任一项所述的WLAN终端，其中，所述无线收发机被配置为：即使在WLAN终端在基础结构模式下操作时，在针对接入点与WLAN终端之间的通信启用加密的情况下，仍从HID接收未加密的所述至少一个管理帧。

16.根据权利要求12至15中任一项所述的WLAN终端，还被配置为：在WLAN终端改变无线信道时，与HID同步；以及还被配置为：与HID配对，以在HID简档列表中登记HID的MAC地址。

17.根据权利要求12至16中任一项所述的WLAN终端，其中，所述无线收发机被配置为：即使在WLAN终端在基础结构模式下操作时，在针对接入点与WLAN终端之间的通信启用加密的情况下，仍从HID接收未加密的所述至少一个管理帧。

18.根据权利要求17所述的WLAN终端，其中，所述至少一个管理帧包括与至少一个信息元素IE相对应的至少一个保留数据字段，所述至少一个信息元素IE包括HID数据。

19.根据权利要求17所述的WLAN终端，其中，IE的所述HID数据是在所述至少一个接收到的未加密管理帧中加密地接收的。

20.一种人机接口设备HID，包括无线收发机，所述无线收发机适于根据通信WLAN标准协议进行操作，并通过无线信道与根据权利要求7至11中任一项所述的WLAN终端进行通信，其特征在于：

-所述无线收发机适于通过无线信道直接向WLAN终端传送与所述WLAN标准协议相兼容的至少一个数据帧，所述无线收发机适于即使在WLAN终端在基础结构模式下与接入点相关联时，仍传送所述至少一个数据帧。

21.根据权利要求21所述的HID，其中，所述至少一个传送的数据帧与至少一个广播和/或单播管理数据帧相对应。

22.根据权利要求21所述的HID，其中，所述收发机被配置为传送未加密的所述至少一个管理帧。

23.根据权利要求22所述的HID，其中，所述至少一个管理帧包括与至少一个信息元素IE相对应的至少一个保留数据字段，所述至少一个信息元素IE包括HID数据。

24.根据权利要求23所述的HID，其中，所述收发机被配置为传送加密的HID数据。

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