CN104221456B - 用于在无线网络内通信的方法及其装置和介质 - Google Patents

用于在无线网络内通信的方法及其装置和介质 Download PDF

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Abstract

无线设备可被配置成以两种模式之一操作，其中每种模式根据IEEE802.11标准使用不同的信道列表来执行操作。在第一模式中，无线设备作为接入点操作，其使用一个信道列表来建立信道以促成基本服务集(BSS)内的通信。在第二模式中，无线设备使用第二信道列表以作为站来操作并扫描BSS。第一信道列表包含在第二信道列表中包含的信道的子集。每个相应信道列表中的信道可被重新配置以适应BSS和在其中通信的设备的配置变化。

Description

用于在无线网络内通信的方法及其装置和介质
Y·金
A·H·昌德
M·R·格林
N·张
V·K·琼斯四世
相关申请
本申请根据35U.S.C.§119(e)要求于2012年4月4日提交的题为 “Setting Up AndSearching For BSS For 802.11a/n And 802.11ac(建立和搜 索针对802.11a/n和802.11ac的BSS)”的美国临时申请S/N.61/620,391 的优先权，其通过援引全部纳入于此。
背景
IEEE 802.11标准被用于制订射频(RF)频带内的无线局域网(WLAN)。 该无线电频谱由每个国家中的监管权威机构来管制。在美国，联邦通信委 员会(FCC)管制该无线电频谱。FCC已经管制了工业、科学和医疗(ISM) 频带和用于WLAN和移动通信的免许可国家信息基础设施(U-NII)频带 (例如，U-NII-1、U-NII-2A、U-NII-2C、U-NII-3)。FCC管制RF频带内的可用信道和传输的关键要求。IEEE 802.11标准指定了尝试达成可用信道 内的最大数据率的通信协议。
这些年来，IEEE 802.11标准已经随着旨在通过提供附加特征(诸如，更快速增加的信道宽度和多个空间流)而增加传输数据率的每个新标准而演进。在一些标准(诸如IEEE802.11ac标准)中，附加信道被添加至无线电频带，由此提供了附加的20MHz、40MHz、80MHz和160MHz信道。然而，由每个新标准提供的优势可能对于仍然在无线网络中操作的传统设备不可用。
概述
提供本概述以便以简化形式介绍将在以下详细描述中进一步描述的一 些概念的选集。本概述并不旨在标识出所要求保护的主题内容的关键特征 或必要特征，也不旨在用于限定所要求保护的主题的范围。
根据IEEE802.11无线电协议工作的无线网络维持与被配置成根据 802.11标准的传统版本工作的不能识别较大容量信道的传统无线设备的可 操作性。802.11ac标准识别生成新的20MHz、40MHz、80MHz和160MHz 信道的U-NII-2C射频频带中的信道144。传统站(例如，802.11a/n设备) 可以不扫描信道144中的基本服务集(BSS)或者识别在信道144上传送的 通信。建立BSS的接入点需要避免将信道144与传统设备联用，而允许能 识别信道144的设备利用在使用信道144的情况下成为可能的较大容量信 道。
在一个或多个实施例中，无线设备维持第一信道列表以供在作为接入 点工作时使用，且维持第二信道列表以在作为非接入点站或站工作时使用。 第二信道列表可包括无线电频带中的所有信道，而第一信道列表可包括第 二信道列表中的信道的子集。以接入点的资格动作的无线设备利用第一信 道列表来建立基本服务集(BSS)。以非接入点站的资格动作的无线设备利 用第二信道列表来搜索BSS以与之相关联。
每个信道列表中的信道可通过软件更新而被重新配置或者通过监视与 BSS进行的通信而被动态地重新配置。设备可以跟踪无线设备在其通信中 使用的无线电协议(例如，802.11a、802.11n、802.11ac)、专用消息在其 通信中的存在性，以及在其通信中使用的特征。以此方式，信道列表可被 重新配置以适应在BSS内进行通信的设备的能力变化。
通过阅读以下详细描述并查阅相关联的附图，这些和其它特征和优点 将是显而易见的。应该理解，以上一般描述和以下详细描述都仅是解释性 的，而并不旨在限制所要求保护的本发明。
附图简述
图1是解说由IEEE802.11a标准支持的美国无线电频谱的框图。
图2是解说由IEEE802.11n标准支持的美国无线电频谱的框图。
图3是解说由IEEE802.11ac标准支持的美国无线电频谱的框图。
图4解说了示例性无线网络系统。
图5A-5B是解说用于在无线网络中维持与传统设备的互操作性的示例 性方法的第一实施例的流程图。
图6是用于确定由BSS支持的信道容量的示例性信令协议的图示。
图7是用于确定由BSS支持的信道容量的另一示例性信令协议的图 示。
图8是解说用于在无线网络中维持与传统设备的互操作性的示例性方 法的另一实施例的流程图。
图9是解说用于在无线网络中维持与传统设备的互操作性的示例性方 法的第三实施例的流程图。
图10是解说根据各实施例操作的示例性电子设备的框图。
详细描述
各种实施例描述了维持BSS中的传统设备与非传统设备之间的互操作 性的技术，其中各设备支持相同无线电协议(IEEE802.11)内的不同的信 道宽度。
图1是解说由IEEE802.11a标准(另外称为802.11a信道化)支持的 美国(US)无线电频谱100的框图。IEEE802.11a标准指定了使用5GHz 无线电频带的最高达54兆比特/秒的数据率。在美国，5GHz无线电频带是 三个频带的聚结：5.170到5.250GHz(U-NII-1)；5.250到5.350GHz (U-NII-2A)；以及5.725到5.835GHz(U-NII-3)。5GHz频带包含U-NII-1 中的20MHz信道36、40、44和48；U-NII-2A中的20MHz信道52、56、 60、64；U-NII-2C中的20MHz信道100、104、108、112、116、120、124、 128、132、136和140；以及U-NII-3中的20MHz信道149、153、157、 161。
图2是解说由IEEE802.11n标准(另外称为802.11n信道化)支持的US无线电频谱200的框图。IEEE802.11n标准指定了在2.4GHz无线电频 带和在5GHz频带中操作的大于100兆比特/秒的数据率。IEEE802.11n标 准经常被称为高吞吐量(HT)，因为该标准支持2.4GHz中的20MHz信 道和5GHz频带中的40MHz信道。2.4GHz频带中的20MHz信道被用于 与IEEE802.11a/g设备的后向兼容性。40MHz信道是被当作单个40MHz 信道的两个毗邻的20MHz信道。40MHz信道配置有20MHz主信道和与 该主信道相隔±20MHz的20MHz副信道。
如图2中所示，IEEE802.11n标准支持以下20MHz信道：U-NII-1中 的36、40、44和48；U-NII-2A中的信道52、56、60、64；U-NII-2C中的 信道100、104、108、112、116、120、124、128、132、136和140；以及 U-NII-3中的信道149、153、157、161和165。40MHz信道可如下被配置 为下列毗邻20MHz信道对：U-NII-1中的36/40、44/48；U-NII-2A中的52/56、 60/64；U-NII-2C中的100/104、108/112、116/120、124/128、132/136；以 及U-NII-3中的149/153、157/161。
IEEE802.11ac标准将信道带宽增加至80MHz并且增加至可任选的 160MHz信道。毗邻的20MHz信道被聚集以形成单个40MHz信道，毗邻 的40MHz信道被聚集以形成单个80MHz信道且毗邻的80MHz信道被聚 集以形成单个160MHz信道。为了支持增加的带宽，在5.725-5.730GHz 频带中增加无线电频谱以包括附加的20MHz信道，信道144从而导致附加 的40MHz、80MHz和160MHz信道。
图3是解说由IEEE802.11ac标准(另外称为802.11ac信道化)支持 的US无线电频谱300的框图。IEEE802.11ac标准经常被称为甚高吞吐量 (VHT)，因为它除了20MHz和40MHz信道宽度之外还支持80MHz和 160MHz信道。
IEEE802.11ac标准支持以下20MHz信道：U-NII-1中的36、40、44 和48；U-NII-2A中的信道52、56、60、64；U-NII-2C中的信道100、104、 108、112、116、120、124、128、132、136、140和144，以及U-NII-3中 的信道149、153、157、161和165。40MHz信道可如下被配置为下列毗邻 20MHz信道对：U-NII-1中的36/40、44/48；U-NII-2A中的52/56、60/64；U-NII-2C中的100/104、108/112、116/120、124/128、132/136、140/144； 以及U-NII-3中的149/153、157/161。80MHz信道可如下被配置为毗邻40 MHz信道对：U-NII-1中的36/40/44/48；U-NII-2A中的52/56/60/64；U-NII-2C 中的100/104/108/112、116/120/124/128、132/136/140/144；以及U-NII-3中 的149/153/157/161。160MHz信道可如下被配置为毗邻80MHz信道对： U-NII-1和U-NII-2A中的36/40/44/48/52/56/60/64；以及U-NII-2C中的 100/104/108/112/116/120/124/128。注意，IEEE802.11ac标准包括并不包括 在IEEE802.11a和IEEE802.11n标准中的信道144，由此允许IEEE802.11ac 标准支持20MHz信道144和40MHz信道140/144(在IEEE802.11a和IEEE 802.11n标准中不可用)。
尽管802.11ac标准将附加信道添加至无线电频谱以增加信道带宽和数 据率，但一些传统无线设备可能不知晓信道144并由此忽略在该信道上传 送的通信。这一情景不限于802.11ac标准。附加信道可在将来被添加至无 线电频带，由此创建维持与传统设备的互操作性的需要。尽管关于在 802.11ac中添加信道144描述了一些实施例，但各实施例并不受限于此方 式。各实施例可应用于被添加至任何IEEE802.11标准的附加信道。
在第一实施例中，描述了解决在根据IEEE802.11ac标准操作的WLAN 内与根据IEEE802.11a和802.11n标准操作的传统设备的互操作性的技术。 这一技术由两部分构成。第一部分具有802.11ac接入点，其通过避免对不 能识别信道144的传统设备使用信道144来建立BSS。第二部分具有解读 与该标准中描述的方法不同地广告接入点能力的信令协议的站。
根据第一实施例的第一部分，建立BSS的接入点在某些情形中限制对 信道144的指派。具体来说，根据802.11ac标准操作的接入点避免使用信 道144作为主信道来建立任何BSS，避免使用信道144作为副20MHz信道 来建立40MHz BSS(例如，避免建立具有指定为主信道的20MHz信道140 和指定为副信道的信道144的40MHz BSS)，以及避免使用信道144作为 副20MHz信道来建立80MHz BSS(例如，避免建立具有20MHz信道 132/136/140/144的80MHz BSS，其中信道140被指定为主信道而信道144 被指定为副信道)。避免这些配置的原因是因为接收这些信道指派的传统802.11a/n站将不知道如何解读这些信道指派。以此方式作出信道指派以与 不利用信道144的传统标准后向可兼容。
根据第一实施例的第二部分，用于指定信道指派的802.11标准信令协 议可被不同地解读，由此允许接入点(AP)广告能够支持针对802.11ac站 的80MHz或者160MHz的信道宽度的802.11ac BSS，而同时支持能够支 持针对802.11n站的20MHz的信道宽度的HT BSS。这一信令协议确保 802.11ac站可以利用由VHT BSS支持的较大信道宽度，同时802.11n传统 设备如所设计的那样操作。
根据第一实施例的第二方面，802.11ac站和802.11n站将以与802.11ac 标准中阐述的解释不同的方式来解读HT操作元素的STA信道宽度字段以 及VHT操作元素的STA信道宽度字段中的比特。这些信道宽度字段中的 比特由接入点来设置并在信标帧或探测响应中被传送给站。802.11n站解读 HT操作元素以确定由接入点支持的信道宽度。802.11ac站使用HT操作元 素和VT操作元素两者的信道宽度字段来确定由接入点支持的信道宽度。 该信令协议使802.11n站能将这些比特解读为802.11ac接入点建立20MHz 或者40MHz信道BSS。802.11ac站解读相同比特以识别BSS的总容量， 即，20MHz、40MHz、80MHz或者160MHz信道。以下结合图5A-5B更 为详细地描述802.11a/n和802.11ac站重新解读HT和VHT操作元素的信 道宽度字段的比特的方式。
在第二实施例中，描述了维持802.11a/n传统设备与802.11ac信道化之 间的互操作性而不必重新解读信令协议的技术。在这一实施例中，针对 40/80MHz BSS，接入点避免使用信道144作为主20MHz信道并且避免将 信道144用作副20MHz信道(以与第一实施例的第一部分相同的方式)。 然而，在第二实施例中，站和接入点无偏差地遵守相应的IEEE802.11标准 的要求(即，不遵循第一实施例的第二部分)。
在第三实施例中，描述了通过对接入点和站利用分开信道列表来维持 BSS中诸802.11设备之间的互操作性的技术。当设备作为接入点操作时， 该设备使用具有能被所有设备识别的信道的信道列表。如此，该列表中的 信道将是无线电频带中可用的信道的子集。当设备作为站操作时，该设备 使用具有在无线电频带中支持的所有信道的第二信道列表。
在第四实施例中，信道列表可随时间改变以适应利用该信道列表的 BSS和设备的配置变化。例如，随着传统设备绝迹，用于建立BSS的信道 列表可包括由无线电频带支持的所有信道。随着新信道被添加至无线电频 带，该新信道可被添加至由站使用的信道列表而不包括在由接入点使用的 信道列表中。
现在将注意力转向根据IEEE802.11通信协议操作的无线网络的一般 讨论。图4解说了配置成实现IEEE802.11通信协议的示例性无线局域网 (WLAN)400的框图。网络400可配置有耦合至分发系统404的一个或多 个基本服务集(BSS)402A、402N(统称为“402”)。每个BSS402A、 402N可包括通过无线介质410来无线地通信耦合的若干个站(STA)406A –406Z(统称为“406”)和接入点(AP)408A、408N。接入点是作为BSS 的协调器来操作的站。BSS内的站可与该BSS内的其他站通信。BSS可被 配置为独立BSS，其中各站与在彼此的直接通信范围内的其他站通信。替 换地，BSS可被配置为基础设施BSS，其中所有通信都是通过接入点来中 继的。分发系统404提供了供接入点与其他接入点通信以在其各自相应的 BSS内递送要给一个站的帧的通信手段。分发系统404可以是用作至主干 网的桥梁的有线网络或专用设备。
站(包括接入点)可以是能够执行可编程指令的任何类型的电子设备， 诸如但不限于，移动设备、个人数字助理、移动计算设备、智能电话、蜂 窝电话、手持计算机、服务器、服务器阵列或服务器场、平板设备、web 服务器、网络服务器、因特网服务器、工作站、小型计算机、大型计算机、 超级计算机、网络电器、web电器、分布式计算系统、多处理器系统、或其组合。
在基础设施BSS中，接入点控制对BSS的接入。站与接入点相关联以 接收网络服务。站可以使用被动扫描以通过接收由其区域内的接入点传送 的信标帧来找到该站的范围内的BSS。接入点以规则间隔将信标帧传送至 在无线电频带内操作的信道以宣告BSS的存在性和能力。
替换地，站可以通过在每个已知信道上传送探测请求来主动扫描在其 监听区域内操作的BSS。接入点可以用指示BSS的存在性和能力的探测响 应来对该站作出响应。
站通过向满足站的能力的接入点传送关联请求来与接入点相关联以获 得网络服务。该关联请求包括该站的能力，诸如该站支持的信道带宽。接 入点在接受站的请求之前验证该请求中所包括的信息。接入点用包括用于 与BSS通信的主信道和/或副信道的关联响应来作出响应。当站在相同的经 扩展服务区内的诸BSS之间移动时，站作出重新关联请求以与接入点相关 联。重新关联请求包括该站的能力并且接入点可以用指示用于与BSS通信 的主信道和/或副信道的重新关联响应来作出响应。
现在将注意力转到参照示例性方法对诸实施例的操作所进行的讨论。 可领会，除非另行指示，否则这些代表性方法不一定要按所给出的次序、或 按任何特定次序来执行。而且，关于方法描述的各种活动可按串行或并行方 式、或以串行与并行操作的任何组合来执行。该方法可按给定的设计和性 能约束集合所需地使用所描述的实施例或替换实施例的一个或多个硬件元 件和/或软件元件来实现。例如，这些方法可实现为供逻辑设备(例如，无 线电单元或专用处理器)执行的逻辑(例如，程序指令、固件)。
图5A-5B解说了在具有802.11a/n传统设备的802.11ac BSS内维持互 操作性的示例性方法。图5A解说了由接入点用于建立具有802.11a/n/ac设 备的BSS的示例性方法500。图5B解说了由站用于确定由BSS支持的信 道宽度的示例性方法520。应注意，图5A-5B中示出的方法500、520可代 表由本文描述的一个或多个实施例执行的一些或所有操作，并且该方法可 包括比所描述的更多或更少的操作。
接入点可以接收来自站的关联或重新关联请求。关联/重新关联请求包 括包含指示由站支持的信道宽度的所支持信道宽度集子字段的能力元素。 802.11a站将这一字段称为能力元素，802.11n设备站将这一字段称为HT 能力元素，而802.11ac站将这一字段称为VHT能力元素。每个相应的所支 持信道宽度集子字段中的比特设置指示由该站支持的信道宽度。
响应于关联/重新关联请求，接入点返回带有指示BSS正在其上操作的 信道号的相应操作元素的关联/重新关联响应。站的操作由操作元素中的比 特设置来控制。如果相应能力元素的所支持信道宽度字段指示站支持20 MHz信道宽度，则相应操作元素的主信道字段指示BSS正在其上操作的20 MHz信道号。对于支持40MHz信道宽度的HT站，则HT操作元素的主信 道字段指示20MHz信道号且HT操作元素的副信道偏移字段指示副信道相 对于主信道的位置。VHT站从VHT操作元素的VHT操作信息字段(例如， 信道中心频率段1和信道中心频率段2)得到主信道信息和副信道信息。
转向图5A，接入点可以接收关联/重新关联请求以与BSS相关联(框 502)。如果站仅支持20MHz信道宽度(框504)，则接入点编码相应操 作元素的比特以避免使用信道144作为主信道(框506)。如果站仅支持 40MHz信道宽度(框508)，则接入点编码相应操作元素的比特以避免使 用信道144作为副信道(框510)。如果站支持80MHz信道宽度(框512)， 则接入点编码VHT操作元素的比特以避免使用信道144作为副信道(框 514)。如果站支持160MHz信道宽度(框516)，则接入点编码该站的 VHT操作元素的比特以使用此种可用信道(框518)。
站与能支持该站的能力的接入点相关联。接入点在信标帧或探测响应 中广告其能力，诸如所支持信道宽度。根据802.11ac标准操作的接入点格 式化信标帧或者探测响应，其中HT操作元素和VT操作元素的STA信道 宽度字段被适当地设置。站读取这些比特以确定由BSS支持的信道宽度。
转向图6，示出了表602，其包括HT操作元素的STA信道宽度字段和 VHT操作元素的STA信道宽度字段的设置。HT站读取表602的列604中 的设置以确定由BSS支持的信道宽度。VHT站读取列604和606中的设置 以确定由BSS支持的信道宽度。表602中示出的设置是由IEEE802.11标 准利用的那些设置。
表608示出了HT操作元素和VHT操作元素的STA信道宽度字段的不 同设置。如表608的列610中所示，HT站将HT操作元素的STA信道宽度 字段中标记为“X”的比特解读为指示20MHz信道宽度。VHT站将使用这 两列中的比特设置来识别根据802.11ac标准的信道宽度。
替换地，可以在802.11ac标准中使用不同的结构。图7示出了可代替 HT操作元素和VHT操作元素的组合而使用的4比特字段。这一字段中的 比特设置可被用于标识由VHTBSS支持的信道容量。这一结构的优点在于 位于一个字段中而非拆分在两个单独字段中。
转向图5B，站可以从接入点接收指示由BSS支持的信道宽度的传输。 如果站是HT站(即，802.11n设备)(框524为是)，则HT站将HT操 作元素中标记为“X”的比特设置解读为BSS支持20MHz信道宽度(框 526)。如果站是VHT站(框524为否，框528)，则VHT站根据802.11ac 标准来解读该比特设置。
在第二实施例中，站可被配置成接入802.11ac无线电频带中的所有信 道，而接入点被配置成仅根据图5A建立BSS。在这一配置中，将不需要使 站解读以上关于图5B示出的比特设置。确切而言，接入点如以上图5A中 所示地建立BSS而无需要求站解读以上关于图6和7所讨论的操作元素中 的比特设置。
在第三实施例中，设备包含两个信道列表。当设备作为接入点操作时， 该设备使用具有能被所有设备(包括传统设备)识别的信道的信道列表。 如此，信道列表中的信道将是无线电频带中所有可用信道的子集。当设备 作为站操作时，该设备使用具有在无线电频带中可用的所有信道的第二信 道列表。该信道列表可随时间改变以适应利用这些信道列表的BSS和设备 的配置变化。这两个列表可被存储在设备的存储器中并且可通过软件升级来重新配置。
图8示出了在具有传统设备的BSS内维持互操作性的另一示例性方法 800。应注意，图8中所示的方法800可代表由本文描述的一个或多个实施 例执行的一些或所有操作，并且该方法可包括比所描述的更多或更少的操 作。
设备可配置有第一信道列表和第二信道列表(框802)。每个信道列表 包含在无线电频带中使用的信道号的列表。第一信道列表在该设备以第一 模式(诸如以接入点角色)操作时使用，而第二信道列表在该设备以第二 模式(诸如以非接入点站角色)操作时使用。第一信道列表包含在第二信 道列表中包含的信道的子集(框802)。
当设备以第一模式操作时(框804)，该设备将信标帧传送给第一信 道列表中的每个信道(框806)。该设备还使用第一信道列表来设置BSS 中的信道(框808)。该设备可以在探测响应、关联响应和/或重新关联响 应中建立BSS中的信道(框808)。
当设备以第二模式操作时(框810)，该设备使用第二信道列表来扫 描信标，诸如在被动扫描的情形中(框812)。该设备还可以向第二信道列 表中的每个信道发起探测请求(如在主动扫描的情形中)以确定要与哪个 BSS相关联(框814)。
图9解说了在具有传统设备的BSS内维持互操作性的第四实施例的示 例性方法900。应注意，图9中所示的方法可代表由本文描述的一个或多个 实施例执行的一些或所有操作，并且该方法可包括比所描述的更多或更少 的操作。
在这一实施例中，该设备当以第一模式作为接入点操作时，跟踪与该 接入点交互的站的特性。这些特性随后被用于重新配置信道列表。
设备可配置有第一和第二信道列表(框902)。每个信道列表包含在 无线电频带中使用的信道号的列表。第一信道列表在该设备以第一模式(诸 如以接入点角色)操作时使用，而第二信道列表在该设备以第二模式(诸 如以非接入点站角色)操作时使用。第一信道列表包含在第二信道列表中 包含的信道的子集(框902)。
当以第一模式操作时，该设备充当接入点(框904)。当以第二模式 操作时，该设备可以如图8的框812-814中所示地执行站的任务。
当该设备在第一模式中被配置为接入点时(框904)，该设备跟踪接 收自站的通信的特性(框906)。这些特性可包括各设备正遵循操作的无线 电协议的版本(例如，802.11a、802.11n、802.11ac等)、各设备已启用的 特征、以及是否正在通信中使用专用消息(例如，不遵循无线电协议)(框 906)。
当以第一模式操作时，该设备则如图8的框806-808中所示地执行接 入点的任务(框908)。该设备在某些时候可以基于所跟踪的数据来确定是 否重新配置信道列表(框910)。信道列表可能是在预期存在可能希望与 BSS相关联的传统设备的情况下配置的。为了维持传统设备与较新设备之 间的可操作性，利用两个信道列表。然而，随着传统设备绝迹，信道列表 可被重新配置以包括更为当前的信道化结构。另外，信道列表可基于其它 准则被重新配置，其它准则诸如但不限于：802.11ac设备与BSS相关联的 比率、已经启用某些特征的设备的比率、通信中使用的优先级消息，及其 任何组合。这一重新配置可通过这一实施例中示出的跟踪和重新配置过程 来实时动态地执行。
图10示出了被配置成使用本文所描述的技术来操作的示例性无线设 备100。无线设备的各种实施例可使用硬件元件、软件元件、或两者的组合 来实现。硬件元件的示例可包括设备、组件、处理器、微处理器、电路、 电路元件、集成电路、专用集成电路、可编程逻辑器件、数字信号处理器、 现场可编程门阵列、存储器单元、逻辑门等等。软件元件的示例可包括软 件组件、程序、应用、计算机程序、应用程序、系统程序、机器程序、操 作系统软件、中间件、固件、软件模块、例程、子例程、函数、方法、规 程、软件接口、应用程序接口、指令集、计算代码、代码段、及其任何组 合。决定实施例是否使用硬件元件和/或软件元件来实现可根据任何数目的 因素而变化，这些因素诸如期望计算速率、功率电平、带宽、计算时间、 负载平衡、存储器资源、数据总线速度、以及其他设计或性能约束，如给 定实现所期望的。
无线设备1000可以是能够接收无线信号的任何类型的电子设备，诸如 但不限于，移动设备、个人数字助理、移动计算设备、平板设备、智能电 话、蜂窝电话、手持计算机、服务器、服务器阵列或服务器场、web服务 器、网络服务器、因特网服务器、工作站、小型计算机、大型计算机、超 级计算机、网络电器、web电器、分布式计算系统、多处理器系统、或其组合。在一个或多个实施例中，无线设备1000是能够根据IEEE802.11规 范来操作的WLAN设备。
无线设备1000可包括通过通信链路1010(例如，总线)来通信地耦 合的至少一个或多个处理器1002、网络接口1004、存储器1006、以及通信 模块1008。处理器1002可以是任何市售的处理器，并且可包括双微处理器 和多处理器架构。网络接口1004促成无线设备1000与通信框架之间的有 线和/或无线通信。网络接口1004包括至少一个无线网络接口(例如，WLAN 接口、BLUETOOTH(蓝牙)接口、WiMAX接口、和ZigBee接口、无 线USB接口等等)。
存储器1006可以是可存储可执行规程、应用和数据的任何机器可读存 储介质。机器可读存储介质属于非瞬态信号而不属于传播信号(诸如通过 载波波形来传送的经调制数据信号)。存储介质的示例可包括一种或更多 种类型的能够存储电子数据的机器可读存储介质，包括易失性存储器或非 易失性存储器、可移动或不可移动式存储器、可擦除或不可擦除存储器、 可写或可重写存储器、随机存取存储器、只读存储器、磁性存储、光存储、DVD、CD、软盘驱动器等等。存储器606还可包括一个或多个外部存储设 备或远程定位的存储设备。
机器可读存储介质可存储各种软件元件，诸如程序、规程、模块、应 用、代码段、程序栈、中间件、固件、方法、例程等等。在一实施例中， 例如，机器可读存储介质可存储可执行程序指令，这些可执行程序指令在 由处理器执行时使该处理器执行根据所描述的实施例的方法和/或操作。可 执行程序指令可根据预定义的计算机语言、方式或句法来实现以用于指令 计算机执行某种功能。这些指令可使用任何合适的高级、低级、面向对象 的、可视化的、编译型和/或解释性编程语言来实现。
通信模块1008可包括无线电收发机1012和存储器1014，存储器1014 包括信道化模块1016以及一个或多个信道列表1018。无线电收发机单元 1012包括用于执行根据IEEE802.11无线电协议来接收和传送分组的指令 的分组和数据处理单元。信道化模块1016执行本文描述的实施例。信道列 表1018是本文关于图8-9描述的信道列表。
存储器1014可以是可存储可执行规程、应用、和数据的任何机器可读 存储介质。机器可读存储介质属于非瞬态信号而不属于传播信号(诸如通 过载波波形来传送的经调制数据信号)。存储介质的示例可包括一种或更 多种类型的能够存储电子数据的机器可读存储介质，包括易失性存储器或 非易失性存储器、可移动或不可移动式存储器、可擦除或不可擦除存储器、 可写或可重写存储器、随机存取存储器、只读存储器、磁性存储、光存储、DVD、CD、软盘驱动器等等。存储器1014还可包括一个或多个外部存储 设备或远程定位的存储设备。
机器可读存储介质可存储各种软件元件，诸如程序、规程、模块、应 用、代码段、程序栈、中间件、固件、方法、例程等等。在一实施例中， 例如，机器可读存储介质可存储可执行程序指令，这些可执行程序指令在 由处理器执行时使该处理器执行根据所描述的实施例的方法和/或操作。可 执行程序指令可根据预定义的计算机语言、方式或句法来实现以用于指令 计算机执行某种功能。这些指令可使用任何合适的高级、低级、面向对象 的、可视化的、编译型和/或解释性编程语言来实现。信道化模块1016和信 道列表1018可作为软件元件来实现。
根据本公开的另一实施例，无线设备的监管域扩展寄存器(或另一配 置寄存器)被用于定义该设备是否支持使用信道144。例如，无线设备的监 管域扩展寄存器的比特[5]可被设为：(a)逻辑0值以指示该设备不能在 FCC域中使用信道144；或者(b)逻辑1值以指示该设备能在FCC域中使 用信道144(仅在美国)。
在一个实施例中，监管域扩展寄存器的比特[5](此后称为“信道144 指示符比特”)在制造期间被编程。因此，对于已经被FCC验证不使用信 道144的设备(例如，使用传统802.11n芯片的现有OEM产品、或者先前 已经被FCC验证不使用信道144的使用802.11ac芯片的现有OEM产品)， 制造商可将信道144指示符比特设为逻辑0值。可向尚未被FCC验证的新 的无线接入点(AP)设备提供设为逻辑0值或逻辑1值的信道144指示符 比特，如由制造商所确定的。在一个实施例中，向新的无线AP设备提供默 认设为逻辑0值的信道144指示符比特，且可在制造期间选择将信道144 指示符比特改变为逻辑1值——如果制造商选择这样做的话。信道144指 示符比特不能在制造之后改变。可向尚未被FCC验证的新无线客户端设备 提供设为逻辑1值的信道144指示符比特，由此如果在硬件(HW)上运行 的软件(SW)选择利用信道144，则允许这些新的无线客户端设备使用信 道144(并且因此使用由802.11ac标准指定的所有信道来操作)。有可能 尽管HW能够支持信道144(信道144指示符比特设为逻辑值1)，但SW 选择不利用信道144。因此，仅在HW(如由设为逻辑值1的信道144指示 符比特所指示的)和SW两者都能够并且配置成使用信道144的情况下， 才将利用信道144。
具有设为逻辑0值的信道144指示符比特的无线AP设备不被允许使 用信道144作为主20MHz信道来建立任何带宽(20/40/80MHz)的BSS， 并且不被允许使用信道140作为主20MHz信道来建立具有40/80MHz带 宽的BSS。具有设为逻辑1值的信道144指示符比特和适当配置的SW的 无线AP设备被允许使用由802.11ac标准所指定的所有可能信道来建立BSS。
具有设为逻辑0值的信道144指示符比特的无线客户端设备将不扫描 信道144以变得与另一无线设备相关联。如果具有设为逻辑0值的信道144 指示符比特的无线客户端设备检测到使用信道140作为主20MHz信道、具 有40/80MHz带宽的BSS，则这一无线客户端设备将在这一BSS中进行关 联，以HT20/VHT20模式接入信道140。具有设为逻辑1值的信道144指 示符比特的无线AP设备将扫描信道144以变得与另一设备相关联，并且将 使用最大可能带宽来与检测到的BSS相关联。
根据另一实施例，当以AP模式操作时，如果无线设备不具有检测雷 达的适当证书(例如，来自FCC的动态频率选择(DFS)主证书)，则即 使信道144指示符比特被设为逻辑1值，作为软件启用式接入点(SoftAP) 操作的无线设备也不被允许使用信道144。在又一实施例中，作为Wi-Fi 直连客户端操作的无线设备将不在所支持信道列表中广告信道144，除非该 无线设备已经获得检测雷达的适当证书。然而，如果相应的Wi-Fi直连群 主(GO)请求移至信道144，则无线设备可以遵循该请求并使用信道144。 在又一实施例中，隧穿直接链路建立(TDLS)设备可按以上关于Wi-Fi直 连设备描述的相同方式被控制。
尽管已经用结构特征和/或方法动作专用的语言描述了本主题内容，但 是将理解，所附权利要求书中定义的主题内容不必限于上述具体特征或动 作。相反，上述具体特征和动作是作为实现权利要求的示例形式公开的。

Claims (39)

1.一种用于在无线网络内传达数据的方法，所述方法包括：
配置第一无线设备以第一模式和第二模式操作，所述第一模式和所述第二模式根据无线电协议来操作；
生成包括在所述无线电协议的第一版本中支持的多个信道的第一信道列表；
生成包括在所述无线电协议的所述第一版本的一个或多个传统版本中支持的多个信道的第二信道列表，所述第二信道列表至少包括所述第一信道列表中的所述信道的子集；
当所述第一无线设备以所述第二模式操作时，在来自所述第一信道列表的信道上扫描来自其它无线设备的通信；以及
当所述第一无线设备以所述第一模式操作时，使用仅来自所述第二信道列表的信道在所述无线网络内建立通信，
其中所述第一无线设备在所述第二模式中作为站操作，且所述第一无线设备在所述第一模式中作为接入点操作。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一信道列表包括在IEEE802.11ac信道配置内操作的信道。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二信道列表包括在IEEE802.11n信道配置内操作的信道。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二信道列表包括在IEEE802.11a信道配置内操作的信道。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一信道列表包含信道144，而所述第二信道列表排除信道144。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无线电协议是IEEE802.11。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无线电协议的所述第一版本是IEEE802.11ac。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述传统版本包括IEEE 802.11a和IEEE802.11n。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：
通过避免使用信道144作为请求支持20MHz信道的无线设备的主信道来在所述无线网络内建立通信。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：
通过避免使用信道144作为请求支持40MHz信道和80MHz信道的无线设备的副信道来在所述无线网络内建立通信。
11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：
跟踪与所述无线网络相关联的无线设备的特性；以及
基于所述特性来调节所述第一信道列表或所述第二信道列表中选定的一个信道列表中的信道。
12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：
当所述无线电协议的不同版本支持一个或多个附加信道时，调节所述第二信道列表中的信道。
13.一种无线电设备，包括：
包括无线电收发机和存储器的通信模块，所述存储器包括信道化模块以及第一信道列表和第二信道列表，所述信道化模块具有程序，所述程序当由所述无线电收发机执行时：
使用所述第一信道列表在第一模式中操作以在无线网络内建立通信；
使用所述第二信道列表在第二模式中操作以扫描无线网络内的通信，所述第一模式根据无线电协议来操作且所述第二模式根据所述无线电协议来操作，所述第二信道列表至少包括所述第一信道列表中的信道的子集，所述第一信道列表包括在所述无线电协议的第一版本中支持的多个信道，所述第二信道列表包括在所述无线电协议的一个或多个传统版本中支持的多个信道；
当所述无线电设备以所述第二模式操作时，在来自所述第一信道列表的信道上扫描来自其它无线电设备的通信；以及
当所述无线电设备以所述第一模式操作时，使用仅来自所述第二信道列表的信道在所述无线网络内建立通信，
其中所述无线电设备在所述第二模式中作为站操作，且所述无线电设备在所述第一模式中作为接入点操作。
14.如权利要求13所述的无线电设备，其特征在于，所述第一信道列表包括在IEEE802.11ac信道配置内操作的信道。
15.如权利要求13所述的无线电设备，其特征在于，所述第二信道列表包括在IEEE802.11n信道配置内操作的信道。
16.如权利要求13所述的无线电设备，其特征在于，所述第二信道列表包括在IEEE802.11a信道配置内操作的信道。
17.如权利要求13所述的无线电设备，其特征在于，所述第一信道列表包含信道144，而所述第二信道列表排除信道144。
18.如权利要求13所述的无线电设备，其特征在于，所述无线电协议是IEEE 802.11。
19.如权利要求13所述的无线电设备，其特征在于，所述无线电协议的所述第一版本是IEEE 802.11ac。
20.如权利要求13所述的无线电设备，其特征在于，所述传统版本包括IEEE 802.11a和IEEE 802.11n。
21.如权利要求13所述的无线电设备，其特征在于，所述通信模块具有进一步程序，所述进一步程序当在无线电收发机上执行时：
通过避免使用信道144作为请求支持20MHz信道的无线设备的主信道来在所述无线网络内建立通信。
22.如权利要求13所述的无线电设备，其特征在于，所述通信模块具有进一步程序，所述进一步程序当在无线电收发机上执行时：
通过避免使用信道144作为请求支持40MHz信道和80MHz信道的无线设备的副信道来在所述无线网络内建立通信。
23.如权利要求13所述的无线电设备，其特征在于，所述通信模块具有进一步程序，所述进一步程序当在无线电收发机上执行时：
跟踪与所述无线网络相关联的无线电设备的特性；以及
基于所述特性来调节所述第一信道列表或所述第二信道列表中选定的一个信道列表中的信道。
24.如权利要求13所述的无线电设备，其特征在于，所述通信模块具有进一步程序，所述进一步程序当在无线电收发机上执行时：
当所述无线电协议的不同版本支持一个或多个附加信道时，调节所述第一信道列表中的信道。
25.一种具有存储于其上的程序的非瞬态机器可读存储介质，当在处理器上执行所述程序时：
使用第一信道列表在第一模式中操作无线设备以在无线网络内建立通信；
使用第二信道列表在第二模式中操作所述无线设备以扫描无线网络内的通信，所述第一模式根据无线电协议来操作且所述第二模式根据所述无线电协议来操作，所述第二信道列表至少具有所述第一信道列表中的信道的子集，所述第一信道列表包括在所述无线电协议的第一版本中支持的多个信道，所述第二信道列表包括在所述无线电协议的一个或多个传统版本中支持的多个信道；
当所述无线设备以所述第二模式操作时，在来自所述第一信道列表的信道上扫描来自其它无线设备的通信；以及
当所述无线设备以所述第一模式操作时，使用仅来自所述第二信道列表的信道在所述无线网络内建立通信，
其中所述无线设备在所述第二模式中作为站操作，且所述无线设备在所述第一模式中作为接入点操作。
26.如权利要求25所述的非瞬态机器可读存储介质，其特征在于，所述第一信道列表包括在IEEE 802.11ac信道配置内操作的信道。
27.如权利要求25所述的非瞬态机器可读存储介质，其特征在于，所述第二信道列表包括在IEEE 802.11n信道配置内操作的信道。
28.如权利要求25所述的非瞬态机器可读存储介质，其特征在于，所述第二信道列表包括在IEEE 802.11a信道配置内操作的信道。
29.如权利要求25所述的非瞬态机器可读存储介质，其特征在于，所述第一信道列表包含信道144，而所述第二信道列表排除信道144。
30.如权利要求25所述的非瞬态机器可读存储介质，其特征在于，所述无线电协议是IEEE 802.11。
31.如权利要求25所述的非瞬态机器可读存储介质，其特征在于，所述无线电协议的所述第一版本是IEEE 802.11ac。
32.如权利要求25所述的非瞬态机器可读存储介质，其特征在于，所述传统版本包括IEEE 802.11a和IEEE 802.11n。
33.一种用于在无线网络内通信的方法，所述方法包括：
配置所述无线网络以用第一组无线设备和第二组无线设备进行操作，所述第一组无线设备根据无线电协议来操作且所述第二组无线设备根据所述无线电协议来操作，所述第一组无线设备被配置成根据所述无线电协议的第一版本来操作而所述第二组无线设备被配置成根据所述无线电协议的至少一个传统版本来操作，所述无线电协议的所述第一版本包括不是被每个传统版本支持的至少一个附加信道；以及
为来自所述第二组无线设备的配置成根据所述至少一个传统版本来操作的无线设备建立至少一个操作信道，所述操作信道排除所述至少一个附加信道，
其中所述第一组无线设备作为接入点操作而所述第二组无线设备作为站操作。
34.如权利要求33所述的方法，其特征在于，进一步包括：
由所述第二组中的第二无线设备和所述第一组中的第三无线设备从所述第一组中的第一无线设备接收指示所支持信道宽度列表的通信，所述所支持信道宽度列表对所述第二无线设备显现为与所述无线电协议的所述传统版本兼容，并且所述所支持信道宽度列表对所述第三无线设备显现为与所述无线电协议的所述第一版本兼容。
35.如权利要求33所述的方法，其特征在于，所述无线电协议是IEEE 802.11。
36.如权利要求33所述的方法，其特征在于，所述无线电协议的所述第一版本是IEEE802.11ac。
37.如权利要求33所述的方法，其特征在于，所述无线电协议的所述传统版本是IEEE802.11n。
38.如权利要求33所述的方法，其特征在于，所述无线电协议的所述传统版本是IEEE802.11a。
39.如权利要求33所述的方法，其特征在于，所述至少一个附加信道是信道144。
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