CN1655555B - 无线局域网中多协议无线通信的方法、设备及系统 - Google Patents

Abstract

一种多协议无线通信的方法，首先确定近区内各无线通信设备的协议。然后确定近区内各无线通信设备的协议是否属于相同的协议。当近区内的无线通信设备的协议不相同时，根据协议的排序，从近区内各无线通信设备的协议中选择一个协议，以产生一个选定的协议。之后，利用从近区内各无线通信设备中选定的协议在近区内建立无线通信。

Description

无线局域网中多协议无线通信的方法、设备及系统

本发明要求依照美国专利法35USC§119(e)申请的、与本申请同名称的美国临时专利申请(申请日期：2004年2月13日，申请号为60/544,605)的优先权。

技术领域

本发明涉及无线通信系统，更具体地说，涉及无线局域网内支持多种无线通信协议的方法及系统。

背景技术

众所周知，通信系统可以支持无线和/或有线通信设备之间的无线和有线通信。这样的通信系统的范围从国内和/或国际蜂窝电话系统到互联网、到点到点的室内无线网络。每一类通信系统都是按照一个或多个通信标准构造和运行的。例如，无线通信系统可以按照如下一个或多个标准运行，这些标准包括，但不限于IEEE 802.11、蓝牙、先进移动电话业务(AMPS)、数字AMPS、全球移动通信系统(GSM)、码分多址(CDMA)、局部多点分布系统(LMDS)、多信道多点分布系统(MMDS)和/或它们的变型等。

依无线通信系统的类型不同，诸如蜂窝电话、双向对讲机、个人数字助理(PDA)、个人计算机(PC)、膝上计算机、家用娱乐设备等无线通信设备直接或间接地与其他无线通信设备通信。为了进行直接通信(亦称点到点通信)，参与通信的无线通信设备将其接收机和发射机调谐到相同的一个或几个信道(例如，无线通信系统的多个射频(RF)载波之一)并通过这些信道通信。为了进行间接无线通信，每一个无线通信设备通过分配的信道直接与相关的基站(例如，蜂窝业务用的)和/或相关的接入点(例如，室内的或建筑物内的无线网络)进行通信。为了完成无线通信设备之间的通信连接，相关的基站和/或接入点通过系统控制器、公用电话交换网、互联网和/或某些其他广域网，彼此直接通信。

每一个参与无线通信的无线通信设备都包括一个内置的无线收发机(亦即，接收机和发射机)或耦合到相关的无线收发机(例如，室内工作站和/或建筑物内无线通信网络、射频modem(调制解调器)等)。如业内人士所知，发射机包括数字调制级、一个或多个中频级和功率放大器。数字调制级按照特定的无线通信标准把原始数据转换为基带信号。一个或多个中频级把基带信号与一个或多个本机振荡混频，产生射频信号。功率放大器在通过天线发射之前放大射频信号。

另外，如业内人士所知，接收机耦合到天线，并包括低噪音放大器、一个或多个中频级、滤波级和数据恢复级。低噪音放大器通过天线接收进入的RF信号，然后将其放大。一个或多个中频级把放大后的RF信号与一个或多个本机振荡混频，把放大后的RF信号转换为基带信号或中频(IF)信号。滤波级对基带信号或中频信号进行滤波，衰减掉不希望有的频带外信号，以产生滤波后的信号。数据恢复级按照特定的无线通信标准从滤波后的信号恢复原始数据。

再如业内人士所知，无线通信系统内的无线通信设备所遵循的标准可以是多种的。例如，随着IEEE 802.11规范从IEEE 802.11发展到IEEE 802.11b、IEEE 802.11a、再到IEEE 802.11g，遵循IEEE 802.11b的无线通信设备可能和遵循IEEE 802.11g的无线通信设备存在于同一无线局域网(WLAN)中.作为另一个示例，遵循IEEE 802.11a的无线通信设备可能与遵循IEEE 802.11g的无线通信设备存在于同一WLAN中。当遗留版本(legacy)设备(亦即遵循标准的早期版本的设备)与遵循该标准的较新版本的设备存在于同一WLAN时，需要采用一种机制，保证遗留版本(legacy)设备知道何时较新版本的设备正在利用无线信道，以避免发生冲突。

例如，与遗留版本(legacy)设备的向后兼容只能在物理层(PHY)(在IEEE 802.11b的情况下)或是在介质访问控制(MAC)层(在802.11g的情况下)实现。在物理层，向后兼容性是通过重新利用来自以前标准的物理层前同步信号而实现的。在这种情况下，遗留版本(legacy)设备将对所有信号的前同步信号部分进行译码，它提供足够的信息以确定在特定时间周期内，无线信道是否被占用，以此避免冲突，尽管遗留版本(legacy)设备无法对这些传输的帧进行完全的解调和/或解码。

在MAC层，与遗留版本(legacy)设备的向后兼容性是通过强制遵循较新标准版本的设备利用遗留版本(legacy)设备所使用的模式或数据速率来发射特定的帧而实现的。例如，正如IEEE 802.11g所采用的，较新设备可以发射Clear to Send(清除发送)/Ready to Send(准备发送)(CTS/RTS)交换帧和/或向自己发CTS帧。这些特殊帧包含设置遗留版本(legacy)设备的NAV(网络分配矢量)的信息，使得这些设备知道何时无线信道被较新的站占用。

相对于那些没有向后兼容性也能实现，而且彼此独立使用的机制，现有的这两种向后兼容性采用的机制，都有性能损失问题。

因此，需要一种能够在包括无线局域网在内的无线通信系统内，支持多个协议的方法和设备。

发明内容

本发明的WLAN内的多协议无线通信基本上可以满足上述需求。在一个实施例中，多协议无线通信的方法，首先确定近区内(邻近区域内)各无线通信设备使用的协议。然后该方法继续确定近区内各无线通信设备所使用的协议是否属于相同的协议。当近区内的各无线通信设备使用的协议不相同时，该方法继续根据协议的排序从近区内的各无线通信设备所使用的协议中选择一种协议，以产生一个选定的协议。该方法继续利用近区内各无线通信设备使用的所选定的协议在近区内建立无线通信。

在另一个实施例中，无线通信设备参与多协议无线通信的方法，首先利用该无线通信设备的协议联系接入点。之后，从接入点接收选定的协议。该方法继续确定所选定的协议和该无线通信设备使用的协议是否属于相同的协议。在选定的协议与该无线通信设备的协议不属于相同的协议时，该方法继续利用选定的协议建立无线通信，并利用该无线通信设备的协议进行无线通信。

在另一个实施例中，无线通信设备参与多协议无线通信的方法，首先通过无线信道接收数据帧。下一步，当选定的协议与该无线通信设备的协议不相同时，利用选定的协议至少解读该帧中无线通信建立信息的一部分。该方法继续根据至少对无线通信建立信息一部分的解读，确定该帧的其余部分是否符合该无线通信设备的协议格式。当该帧的其余部分符合该无线通信设备的协议格式时，该方法继续根据该无线通信设备的协议处理该帧的其余部分。

在又一个实施例中，一种无线通信设备参与多协议无线通信的方法，首先确定所选定的协议与无线通信设备的协议是否属于相同的协议。当选定的协议与该无线通信设备的协议不相同时，该方法继续按照选定的协议对无线通信建立信息的一部分进行格式化，以便产生遗留版本(legacy)格式的建立信息。该方法继续按照该无线通信设备的协议格式化无线通信建立信息的其余部分，以便产生当前格式的建立信息。该方法继续按照该无线通信设备的协议格式化数据，以便产生当前格式化的数据。该方法继续发射数据帧，其中包含遗留版本(legacy)格式的建立信息、当前格式的建立信息和当前格式数据。

本发明一方面，提供一种多协议无线通信方法，该方法包括：

确定近区内各无线通信设备的协议；

确实近区内各无线通信设备的协议是否属于相同的协议；

当近区内的无线通信设备的协议不相同时，根据协议的排序，从近区内各无线通信设备的协议中选择一种协议，以产生一个选定的协议；并

利用近区内无线通信设备选定的协议，在近区内建立无线通信。

作为优选，该方法还包括：

当利用选定的协议建立无线通信时，各无线通信设备中的无线通信设备利用该无线通信设备的协议进行数据传输。

作为优选，该协议排序包括：

根据无线通信设备的遗留版本(legacy)顺序排列协议。

作为优选，该协议排序包括：

根据协议传输效率的顺序排列协议。

作为优选，这些协议包括符合以下协议中至少一种的无线局域网通信格式：

IEEE 802.11、IEEE 802.11a、IEEE 802.11b、IEEE 802.11g、IEEE 802.11n和IEEE 802.11的其他版本。

作为优选，近区包括以下区域中的至少一个：

基本业务组(basic service set)的覆盖区域；

ad hoc网络的覆盖区域；和

基本业务组和至少一个相邻基本业务组的至少一部分的覆盖区域。

作为优选，选定的协议包括以下的至少一个：

第一帧格式，包括遗留版本(legacy)报头和介质访问控制(MAC)层分区字段；

第二帧格式，包括物理(PHY)层向后兼容性报头；和

第三帧格式，包括当前版本报头和MAC层分区字段。

作为优选，确定协议的步骤包括：

确定每个无线通信设备使用的频带；和

根据该频带，确定每个无线通信设备的无线局域网的通信格式。

作为优选，该方法还包括：

监视近区内的数据传输，以查找未被确认的数据传输；

将未被确认的数据传输与传输失败阈值进行比较；

当未被确认的数据传输与传输失败阈值比较结果不利时，根据协议的排序，从近区内各无线通信设备的协议中选择另一个协议，产生另一个选定的协议；和

利用从近区内各无线通信设备的协议中选定的另一个协议，在近区内建立无线通信。

本发明第二方面，提供一种无线通信设备参与多协议无线通信的方法，该方法包括：

利用无线通信设备的协议联系接入点；

从该接入点接收选定的协议；

确定选定的协议和该无线通信设备的协议是否属于相同的协议；及

当选定的协议与该无线通信设备的协议不相同时：

利用选定的协议来建立无线通信；及

利用该无线通信设备的协议进行无线通信。

作为优选，选定的协议和该无线通信设备的协议包括按照以下协议中的至少一个无线局域网通信格式：

IEEE 802.11，IEEE 802.11a，IEEE 802.11b，IEEE 802.11g，IEEE802.11n和IEEE 802.11的其他版本。

作为优选，选定的协议包括以下中的至少一个：

第一帧格式，包括遗留版本(legacy)报头和介质访问控制(MAC)层分区字段；

第二帧格式，包括物理(PHY)层向后兼容性报头；和

第三帧格式，包括当前版本报头和MAC层分区字段。

本发明第三方面，提供一种无线局域网(WLAN)，包括：

至少一个接入点；和

多个无线通信设备，其中该至少一个接入点中的每一个都包括处理模块和存储器，其中存贮器包括使处理模块完成以下功能的操作指令：

确定该接入点的近区内多个无线通信设备的协议；

确定近区内多个无线通信设备的协议是否属于相同的协议；及

当近区内的多个无线通信设备的协议不相同时，根据协议的排序，从近区中多个无线通信设备的协议中选择一个协议，以产生选定的协议；及

其中，多个无线通信设备中的每一个都包括站处理模块和站存贮器，其中站存储器包括使站处理模块利用近区中选定的协议来建立近区内的无线通信的操作指令。

作为优选，站存储器还包括使站处理模块完成以下功能的操作指令：

当利用选定的协议建立无线通信时，利用该无线通信设备的协议进行数据传输。

作为优选，协议排序包括：

根据无线通信设备的遗留版本(legacy)顺序排列协议。

作为优选，协议顺序包括：

根据协议的传输效率的顺序排列协议。

作为优选，该协议包括符合以下协议中的至少一个的无线局域网通信格式：

IEEE 802.11，IEEE 802.11a，IEEE 802.11b，IEEE 802.11g，IEEE802.11n和IEEE 802.11的其他版本。

作为优选，近区包括以下中的至少一个：

基本业务组的覆盖区域；

ad hoc网络的覆盖区域；和

基本业务组和至少一个相邻基本业务组的至少一部分的覆盖区域。

作为优选，选定的协议包括以下各项中至少一项：

第一帧格式，包括遗留版本(legacy)报头和介质访问控制(MAC)层分区字段；

第二帧格式，包括物理(PHY)层向后兼容性报头；和

第三帧格式，包括当前版本报头和MAC层分区字段。

作为优选，存储器还包括使接入点的处理模块通过以下步骤确定协议的操作指令：

确定每一个无线通信设备使用的频带；和

根据该频带确定每一个无线通信设备的无线通信网络的通信格式。

作为优选，WLAN还包括：

该存储器还包括使接入点的处理模块完成以下步骤的操作指令：

监视近区内的数据传输，以查找未被确认的数据传输；

把未被确认的数据传输与传输失败的阈值比较；和

当未被确认的数据传输与传输失败阈值的比较结果不利时，根据协议的排序，从近区内无线通信设备的协议中选择另一个协议，产生另一个选定的协议；和

站存储器还包括使站处理模块利用另一个选定的协议在近区内建立无线通信的操作指令。

本发明第四方面，提供一种无线通信设备，包括：

无线收发机；

处理模块；和

存储器，可操作地连接到处理模块，其中存储器包括使处理模块完成下列步骤的操作指令：

通过无线收发机利用该无线通信设备的协议与接入点联系；

通过无线收发机从接入点接收选定的协议；

确定选定的协议和该无线通信设备的协议是否是相同的协议；

当选定的协议和该无线通信设备的协议不相同时：

利用选定的协议建立无线通信；和

利用该无线通信设备的协议进行无线通信。

作为优选，选定的协议和该无线通信设备的协议包括符合以下协议中的至少一个的无线局域网的通信格式：

IEEE 802.11，IEEE 802.11a，IEEE 802.11b，IEEE 802.11g，IEEE802.11n和IEEE 802.11的其他版本。

作为优选，选定的协议包括以下各项中至少一项：

第一帧格式，包括遗留版本(legacy)报头和介质访问控制(MAC)层分区字段；

第二帧格式，包括物理(PHY)层向后兼容报头；和

第三帧格式，包括当前版本报头和MAC层分区字段。

本发明第五方面，提供一种无线通信设备参与多协议无线通信的方法，该方法包括：

通过无线信道接收数据帧；

当选定的协议与该无线通信设备的协议不相同时，利用选定的协议至少解读该帧无线通信建立信息的一部分；

根据至少对无线通信建立信息的一部分的解读，确定该帧的其余部分是否符合该无线通信设备的协议格式；和

当该帧的其余部分符合该无线通信设备的协议格式时，根据该无线通信设备的协议处理该帧的其余部分。

作为优选，该方法还包括：

解读该帧的报头，检查是否符合遗留版本(legacy)物理层格式，以便提供无线通信建立信息的至少一部分的解读；和

当该帧的报头不符合遗留版本(legacy)物理层格式时，确定该帧的其余部分是否符合该无线通信设备的协议格式。

作为优选，遗留版本(legacy)物理层格式包括IEEE 802.11a和IEEE 802.11g中的至少一个，而且其中该无线通信设备的协议包括IEEE 802.11n。

作为优选，该方法还包括：

解读该帧，看是否符合遗留版本(legacy)介质访问控制(MAC)层格式，以便提供无线通信建立信息的至少一部分的解读；和

当该帧的报头不符合遗留版本(legacy)MAC层格式时，确定该帧的其余部分是否符合该无线通信设备的协议格式。

作为优选，遗留版本(legacy)物理层格式包括IEEE 802.11a、IEEE802.11b和IEEE 802.11g中的至少一个，而且其中该无线通信设备的协议包括IEEE 802.11n。

本发明第六方面，提供一种无线通信设备，包括：

无线收发机；

处理模块；和

存储器，可操作地连接到处理模块，其中该存储器包括使处理模块完成下列步骤的操作指令：

通过无线信道接收数据帧；

当选定的协议与该无线通信设备的协议不相同时，利用选定的协议解读无线通信建立信息的至少一部分；

根据对无线通信建立信息的至少一部分的解读，确定该帧的其余部分是否符合该无线通信设备的协议格式；和

当该帧的其余部分符合该无线通信设备的协议格式时，按照该无线通信设备的协议处理该帧的其余部分。

作为优选，存储器还包括使处理模块完成下列步骤的操作指令：

解读该帧的报头，看是否符合遗留版本(legacy)的物理层格式，以便提供对无线通信建立信息的至少一部分的解读；和

当该帧的报头不符合遗留版本(legacy)物理层格式时，确定该帧的其余部分是否符合该无线通信设备的协议格式。

作为优选，遗留版本(legacy)物理层格式包括IEEE 802.11a和IEEE 802.11g中的至少一个，而且其中该无线通信设备的协议包括IEEE 802.11n。

作为优选，存储器还包括使处理模块完成下列步骤的操作指令：

解读该帧，看是否符合遗留版本(legacy)介质访问控制(MAC)层格式，以便提供无线通信建立信息至少一部分的解读；和

当该帧的报头不符合遗留版本(legacy)MAC层格式时，确定该帧的其余部分是否符合该无线通信设备的协议格式。

作为优选，遗留版本(legacy)物理层格式最好包括IEEE 802.11a、IEEE 802.11b和IEEE 802.11g中的至少一个，而且其中该无线通信设备的协议包括IEEE 802.11n。

本发明第七方面，提供一种无线通信设备参与多协议无线通信的方法，该方法包括：

确定选定的协议与该无线通信设备的协议是否属于相同的协议；

当选定的协议与该无线通信设备的协议不相同时，按照选定的协议格式化无线通信建立信息的一部分，以产生遗留版本(legacy)格式化的建立信息；

按照该无线通信设备的协议格式化无线通信建立信息的其余部分，以产生当前格式化的建立信息；

按照该无线通信设备的协议格式化数据，以产生当前格式化的数据；和

发射数据帧，该数据帧包含遗留版本(legacy)格式化的建立信息、当前格式化的建立信息和当前格式化的数据。

作为优选，该方法还包括：

当选定的协议与该无线通信设备的协议属于相同协议时，按照该无线通信设备的协议格式化无线通信的建立信息，以便产生当前格式化的建立信息；

按照该无线通信设备的协议格式化数据，以产生当前格式化的数据；和

发射数据帧，其中包含当前格式化的建立信息和当前格式化的数据。

作为优选，该方法还包括：

无线通信建立信息包括一个短训练序列字段、多个长训练序列字段和高数据通过量的业务字段；和

数据包括多个数据符号字段。

作为优选，该方法还包括：

无线通信建立信息的一部分包括短训练序列字段、长训练序列字段和业务字段；

无线通信建立信息的其余部分包括多个补充长训练序列字段和高通过量业务字段；和

数据包括多个数据符号字段。

本发明第八方面，提供一种无线通信设备，包括：

无线收发机；

处理模块；和

存储器，可操作地连接到处理模块，其中存储器包括使处理模块完成下列步骤的操作指令：

确定选定的协议与该无线通信设备的协议是否属于相同的协议；

当选定的协议与该无线通信设备的协议不相同时，按照选定的协议格式化无线通信建立信息的一部分，以产生遗留版本(legacy)格式化的建立信息；

按照该无线通信设备的协议格式化无线通信建立信息的其余部分，以产生当前格式化的建立信息；

按照该无线通信设备的协议格式化数据，以产生当前格式化的数据；和

发射数据帧，其中包括遗留版本(legacy)格式化的建立信息、当前格式化的建立信息和当前格式化的数据。

作为优选，存储器还包括使处理模块完成下列步骤的操作指令：

当选定的协议与该无线通信设备的协议属于相同的协议时，按照该无线通信设备的协议格式化无线通信建立信息，以产生当前格式化的建立信息；

按照该无线通信设备的协议格式化数据，以产生当前格式化的数据；和

发射数据帧，包括当前格式化的建立信息和当前格式化的数据。

作为优选，该无线通信设备还包括：

无线通信建立信息包括短训练序列字段、多个长训练序列字段和高数据通过量的业务字段；和

数据包括多个数据符号字段。

作为优选，无线通信设备还包括：

无线通信建立信息的一部分包括短训练序列字段、长训练序列字段和业务字段；和

无线通信建立信息的其余部分包括多个补充长训练序列字段和高数据通过量业务字段；和

数据包括多个数据符号字段。

附图说明

图1是按照本发明的无线通信系统的示意框图；

图2是按照本发明的无线通信设备的示意框图；

图3是按照本发明的接入点与无线通信设备通信的示意框图；

图4是按照本发明的一种无线通信类型的示意框图；

图5是按照本发明的另一种无线通信类型的示意框图；

图6是按照本发明的又一种无线通信类型的示意框图；

图7是按照本发明的多协议无线通信方法的流程图；

图8是按照本发明的监视多协议无线通信是否成功的方法的流程图；

图9是按照本发明无线通信设备参与多协议通信的一种方法的流程图；

图10是按照本发明无线通信设备参与多协议通信的另一种方法的流程图；

图11是按照本发明无线通信设备参与多协议通信的又一种方法的流程图。

具体实施方式

图1是通信系统10实施例的示意框图，包括多个基站和/或接入点12-16、多个无线通信设备18-32和网络硬件组件34。无线通信设备18-32可以是膝上计算机主机18和26、个人数字助理主机20和30、个人计算机主机24和32和/或蜂窝电话主机22和28。无线通信设备的细节将参照图2在后面进行详细地描述。

基站或接入点12-16可操作地通过局域网连接36，38和40耦合到网络硬件34，后者可以是路由器、网桥、调制解调器、系统控制器等，为通信系统10提供广域网连接42。每一个基站或接入点12-16具有相关的天线或天线阵列，用以与区域内的无线通信设备通信，后者通常称作基本业务组(BBS)。通常，无线通信设备向特定的基站或接入点12-14登录，以便从通信系统10接受服务。对于直接连接(亦即，点到点通信)，无线通信设备通过分配的信道直接通信，以产生ad hoc网络。

一般情况下，基站用于蜂窝电话系统及相同类型的系统，而接入点用于室内或建筑物内的无线网络。无论何种类型的通信系统，每一个无线通信设备都包括内置的无线收发装置和/或耦合到无线收发装置。无线收发装置包括高度线性的放大器和/或可编程多级放大器，正如这里公开的，以提高性能、降低成本和/或提高宽带应用。

图2是无线通信设备实施例的示意框图，包括主机装置18-32和相关的无线收发装置60。对于蜂窝电话主机，无线收发装置60是内置组件。对于个人数字助理、膝上主机和/或个人计算机主机，无线收发装置60可以是内置的或外接组件。

正如举例说明的，主机装置18-32包括处理模块50、存储器52、无线接口54、输入接口58和输出接口56。处理模块50和存储器52执行相应的指令，该指令通常由主机装置给予。例如，对于蜂窝电话主机装置，处理模块50按照特定的蜂窝电话标准，完成相关的通信功能。

无线接口54用于从无线收发装置60接收数据以及向无线收发装置60发送数据。对于从无线收发装置60接收的数据(例如，进入的数据)，无线接口54向处理模块50提供数据，以便进一步处理和/或转送到输出接口56。输出接口56向诸如显示器、监视器、扬声器等输出显示装置提供连接，使得所接收的数据可以被显示。无线接口54还从处理模块50向无线收发装置60提供数据。处理模块50可以通过输入接口58从诸如键盘、小键盘、麦克风(话筒)等输入装置接收进入的数据或自身产生数据。对于通过输入接口58接收到的数据，处理模块50可以对数据完成相应的主机功能和/或通过无线接口54将其转送到无线收发装置60。

无线收发装置60包括主机接口62、数字接收机处理模块64、存储器75、数字发射机处理模块76和射频收发机。射频收发机包括模数转换器66、滤波/增益模块68、IF混频下变频级70、接收机滤波器71、低噪音放大器72、发射机/接收机开关73、本地振荡模块74、数模转换器78、滤波/增益模块80、IF混频上变频级82、功率放大器84、发射机滤波器模块85和天线86。天线86可以是由发射通道和接收通道共享的一根天线，由Tx/Rx开关73切换，也可以是分别供发射通道和接收通道单独使用的分离的天线。天线的实施方式取决于该无线通信设备所遵循的特定标准。

数字接收机处理模块64和数字发射机处理模块76，与存储在存储器75中的操作指令，按照一个或多个无线通信标准，分别执行数字接收机功能和数字发射机功能，以及其他功能，以便实现附图3-11描述的功能的一个或多个方面。数字接收机功能包括(但不限于)：数字中频到基带的转换、解调、星座反映射(constellationdemapping)、解码和/或解扰码。数字发射功能包括(但不限于)：扰码、编码、星座映射(constellation mapping)、调制和/或数字基带到中频的转换。数字接收机和发射机处理模块64和76可以使用共享处理装置、单独的处理装置或多个处理装置实现。这样的处理装置可以是微处理器、微控制器、数字信号处理器、微型计算机、中央处理单元、现场可编程门阵列、可编程逻辑器件、状态机(statemachine)、逻辑电路、模拟电路、数字电路和/或可以按照操作指令处理信号(模拟或数字)的任何装置。存储器75可以是单个的存储器件或多个存储器件。这样的存储器件可以是只读存储器、随机存取存储器、易失性存储器、非易失性存储器、静态存储器、动态存储器、闪速存储器和/或任何可以存储数字信息的器件。请注意，当处理模块64和/或76通过状态机、模拟电路、数字电路和/或逻辑电路实现一个或多个功能时，存储相应操作指令的存储器嵌入电路，包括状态机、模拟电路、数字电路和/或逻辑电路。

在操作中，无线收发装置60从主机装置通过主机接口62接收向外发送的数据94。主机接口62把向外发送的数据94转送到数字发射机处理模块76，后者按照特定的无线通信标准(例如，IEEE 802.11及其它版本、蓝牙及其它版本等)处理向外发送的数据94，以便产生数字发射格式化的数据96。数字发射格式化的数据96是数字基带信号或数字低中频信号，其中低IF一般在100KHz到几MHz的频率范围内。

数模转换器78把数字发射格式化的数据96从数字域转换到模拟域。滤波/增益模块80在提供给IF混频级82之前对模拟信号进行滤波和/或调整其增益。IF混频级82根据由本机振荡模块74提供的发射机本机振荡83把模拟基带信号或低IF信号转换为射频信号。功率放大器84放大RF信号，以便产生向外发送的RF信号98，它由发射机滤波模块85滤波。天线86向诸如基站、接入点和/或其他无线通信设备等目标装置发射向外发送的RF信号98。

无线收发装置60也通过天线86接收由基站、接入点或其他无线通信设备发射的进入的RF信号。天线86通过Tx/Rx开关73向接收机滤波模块71提供进入的RF信号88，其中Rx滤波器71对进入的RF信号88进行带通滤波。Rx滤波器71向低噪音放大器72提供滤波后的RF信号，低噪音放大器放大信号88，以产生放大了的进入RF信号。低噪音放大器72向IF混频模块70提供放大了的RF信号。IF混频模块根据由本机振荡模块74提供的接收机本机振荡81直接把放大了的进入RF信号转换为进入的低IF信号或基带信号。下变频模块70把进入的低IF信号或基带信号提供给滤波/增益模块68。滤波/增益模块68对进入的低IF信号或进入的基带信号进行滤波和/或调整其增益，以产生滤波后的进入信号。

模数转换器66把滤波后的进入信号从模拟域转换为数字域，以产生数字接收格式化数据90。数字接收机处理模块64对数字接收格式化数据90进行解码、解扰码、反映射和/或解调，以按照由无线收发装置60遵循的特定的无线通信标准，重新捕获进入的数据92。主机接口62通过无线接口54向主机装置18-32提供重新捕获的进入数据92。

本专业普通技术人员会意识到，图2的无线通信设备可以利用一个或多个集成电路实现。例如，主机装置可以由一个集成电路实现，数字接收机处理模块64、数字发射机处理模块76、存储器75可以在第二个集成电路上实现，而无线收发装置60的其他组件，除天线86外可以在第三个集成电路上实现。作为另一实施例，无线收发装置60可以在单独的一个集成电路上实现。再一个示例，主机装置的处理模块50和数字接收机处理模块和数字发射机处理模块64和76可以是在单独的一个集成电路上实现的公用处理装置。另外，存储器52和存储器75可以用单独的一个集成电路上实现，也可以在处理模块50、数字接收机和发射机处理模块64和76的公用处理模块的同一个集成电路上实现。

图3是接入点12-16与无线通信设备25、27和/或29通信的示意框图。无线通信设备25，27和/或29可以是在图1中举例说明并在图2中详细讨论的设备18-32中的任何一个。在图3中，接入点12-16包括处理模块15、存储器17和无线收发机19。无线收发机在结构上可以相同于每一个无线通信设备的无线收发机，并可以包括近区或基本业务组中的多个无线通信用的多个天线、发射通道和接收通道。处理模块15可以是单独的处理装置或多个处理装置。这样的处理装置可以是微处理器、微控制器、数字信号处理器、微机、中央处理单元、现场可编程门阵列、可编程逻辑器件、状态机、逻辑电路、模拟电路、数字电路和/或可以根据操作指令处理信号(模拟或数字)的任何装置。存储器17可以是单个存储装置或多个存储装置。这样的存储装置可以是只读存储器、随机存取存储器、易失存储器、非易失存储器、静态存储器、动态存储器、闪速存储器、高速缓存和/或可以存储数字信息的任何装置。请注意，当处理模块15通过状态机、模拟电路、数字电路和/或逻辑电路实现其一个或多个功能，存储相应的操作指令的存储器可以嵌入包括状态机、模拟电路、数字电路和/或逻辑电路的电路中或其外。存储器17存储、处理模块15执行操作指令，以执行/实现对应于图3-11所示的步骤和/或功能中至少部分步骤/功能。

在图3所示的实施例中，每一个无线通信设备25，27和29使用不同的无线通信协议。如图所示，无线通信设备25使用协议A，无线通信设备27使用协议B，而无线通信设备29使用协议C。例如，协议A，B和C可以对应于IEEE 802.11标准的不同版本。具体地说，协议A可以对应于IEEE 802.11b，协议B可以对应于IEEE 802.11g，而协议C可以对应于IEEE 802.11n。

图3还示出了协议排序表，顺序列出了协议A、协议B和协议C。排序可以按照相应协议中每一个遗留版本(legacy)的顺序，排序中第一协议是该标准中最老的版本，而最后一项协议是该标准当前最新的版本。例如，在图3中，协议A可以对应于IEEE 802.11b，协议B可以对应于IEEE 802.11g，协议C可以对应于IEEE 802.11n。作为选择，协议顺序也可以按照用户定义和/或系统管理员定义的排序。例如，当利用协议A来建立无线通信时，由于帧无法识别而出现传输错误的数目不可接受，用户可以选择协议B格式来建立无线通信。这个概念将参照后面的附图做进一步详细描述。

在通信过程中，接入点12-16和/或每一个无线通信设备25，27和29确定近区内每个无线通信设备使用的协议。前面提到过，近区可以包括基本业务组和/或邻近的基本业务组和/或直接、或ad hoc网络--其中无线通信设备直接通信。一旦确定了每一个无线通信设备使用的协议，接入点12-16和/或无线通信设备25-29便根据该协议排序决定利用哪一个协议来建立无线通信。例如，若协议A对应于IEEE802.11b，则通信设备将利用MAC层保护机制来建立无线通信，这点还将参照图6进行描述。这样，每一个无线通信设备将利用协议A来建立无线通信，使得遗留版本(legacy)设备识别到无线通信正在建立，还识别到无线通信的持续时间，使得它不会在该时间发射，从而避免冲突。

一旦利用从协议排序中选定的协议(例如，协议A)建立起无线通信，通信设备便利用其原来的协议为其余的无线通信发射数据。例如，无线通信设备25将利用协议A来建立无线通信及发射数据。无线通信设备27将利用协议A来建立无线通信，然后使用协议B在无线通信中进行相应的数据传输。相同地，无线通信设备29将利用协议A来建立无线通信，然后利用协议C进行无线通信的数据传输。

本专业普通技术人员会意识到的，若近区内只包括利用同一协议的无线通信设备，则利用该协议完成建立和数据传输。本专业普通技术人员还会意识到的，若在近区内只存在两种不同的协议，则选择遗留版本(legacy)协议作为建立协议。

图4所示为近区内两个无线通信设备100和102之间的无线通信，在此实施例中，近区内的设备都使用IEEE 802.11n标准。即，该两台设备都使用同一种协议：IEEE 802.11n标准。无线通信可以是直接的(亦即从无线通信设备到无线通信设备)，或间接的(亦即从无线通信设备到接入点，再到无线通信设备)。在图4所示的实施例中，无线通信设备100正在向无线通信设备102提供帧104。帧104包括无线通信建立信息字段106和数据部分108。无线通信建立信息部分106包括：短训练序列，它可以是8微秒长；第一补充长训练序列，可以是8微秒长，它是多个补充长训练序列中的一个。请注意，补充长训练序列的数目对应于多输入多输出无线通信用的发射天线的数目。

帧104的数据部分包括多个数据符号，每一个持续4微秒。根据需要，最后一个数据符号还包括尾位和填充位。

图5是两个无线通信设备100和102之间无线通信的示意图，这两个设备都遵循IEEE 802.11n。该通信在包括遵循802.11n的设备、遵循802.11a的设备和遵循802.11g的设备的近区内进行。在本实施例中，无线通信是直接或间接的，其中帧110包括建立信息的遗留版本(legacy)部分112，建立信息其余部分114和数据部分108。

建立信息112的遗留版本(legacy)部分包括持续时间8微秒的短训练序列、持续时间8微秒的长训练序列和持续时间4微秒的业务字段。已知，业务字段包括几位，指示帧110的持续时间。这样，近区内遵循IEEE 802.11a的设备和近区内遵循IEEE 802.11g的设备将识别到，数据帧正在发射，尽管这些设备不能解读该帧的其余部分。在该例子中，根据对建立信息112遗留版本(legacy)部分的适当解读，遗留版本(legacy)设备(IEEE 802.11a和802.11g)将避免与IEEE802.11n通信冲突。

其余的建立信息114包括持续时间8微秒的附加补充长训练序列。其余建立信息还包括持续时间为4微秒的高数据业务字段，用以提供有关该帧的附加信息。正如以前参照图3描述的，数据部分108包括持续时间为4微秒的数据符号。在该例子中，遗留版本(legacy)保护是由物理层提供的。

图6是两个无线通信设备100和102之间的无线通信，两个都遵循IEEE 802.11n。无线通信可以直接或间接在近区内进行，近区内包括遵循IEEE 802.11的设备：802.11a，802.11b和/或802.11g的设备。在该例子中，该帧包括建立信息的遗留版本(legacy)部分112、建立信息的其余部分114和数据部分108。如图所示，建立信息的遗留版本(legacy)部分112或遗留版本(legacy)帧包括IEEE 802.11 PHY前同步信号和MAC分区帧部分，后者指示该特定帧的特点，它可以由遗留版本(legacy)设备解读。在该例子中，遗留版本(legacy)保护由MAC层提供。

建立信息其余部分114包括多个补充长训练序列和高数据业务字段。如前所述，数据部分108包括多个数据符号。

图7所示是WLAN中多协议无线通信的一种实施方法。该方法从步骤120开始，其中接入点(间接无线通信用)或无线通信设备(直接无线通信用)确定近区内各无线通信设备的协议。在一个实施例中，这些协议可以根据每一个无线通信设备占用的频带和无线局域网通信格式确定。例如，若频带为2.4GHz，该设备可以具有按照IEEE 802.11b，IEEE 802.11g和/或IEEE 802.11n的WLAN通信格式。若频带为4.9-5.85GHz，则设备可以具有按照IEEE 802.11a或IEEE 802.11n的WLAN通信格式。另外，近区包括基本业务组的覆盖区域、ad hoc网络的覆盖区域、和/或基本业务组(BSS)和至少一个相邻基本业务组的至少一部分的覆盖区域。参照图1，接入点12的相邻BSS(基本业务组)包括接入点14的BSS和/或接入点16的BSS。

回到图7的流程图，该过程在步骤122处继续。其中接入点和/或无线通信设备确定近区内的各无线通信设备的协议是否是相同的协议。然后进入步骤124，其中过程分支取决于近区内各无线通信设备的协议是否是相同的协议。当近区内的各无线通信设备全都使用同一协议时，过程进入步骤126，无线通信设备使用它们的协议来建立无线通信和进行无线通信。

只要近区内有一个无线通信设备的协议与众不同，则过程进入步骤128，其中接入点或无线通信设备根据产生选定协议用的协议排序，在近区内各无线通信设备的多个协议中选择一个。协议排序可以根据无线通信设备的遗留版本(legacy)的顺序排列和/或根据协议的发射效率排列。例如，遵循IEEE 802.11，IEEE 802.11b，IEEE 802.11g和IEEE 802.11n的设备在2.4GHz的频带下运行，而遵循IEEE 802.11a和IEEE 802.11n的设备运行在4.9-5.85GHz频带下。于是，在2.4GHz频带下，若802.11b站与802.11n设备一起存在，则如图6所示，可以使用如802.11g所定义的MAC层保护机制。但若只有遗留版本(legacy)802.11g设备与802.11n设备一起存在，则既可以使用MAC层保护机制(例如，图6)，也可以使用PHY层保护机制(例如，图5)。在4.9-5.85GHz频带下，若802.11a设备与802.11n设备一起存在，则可以使用MAC层保护机制或PHY层保护机制。

本专业普通技术人员会意识到，与MAC层保护机制相比，使用PHY层保护机制可能更加合意，因为通过量的冲击较小，原因是不必使用附加的MAC层保护帧。这样，可能时，首先应该使用PHY机制。如果未经确认帧的数目超过阈值，当PHY机制不能很好工作，则应该采用MAC层机制。

本专业普通技术人员还会意识到，遗留版本(legacy)状态和所需采用的保护机制可以在信标帧(和试探响应帧)的BRP信息元素中得到。目前，802.11g使用位0来指示非BRP(亦即，11b)存在，而位1用于强制站使用保护(MAC层)。这可以扩展到使用保留位(3至7)来指示.11g或.11a站的遗留版本(legacy)状态。在一个实施例中，位3可以用以指示“遗留版本(legacy)OFDM存在”。这些位解读如下：

位0-非ERP存在	位1-使用保护	位3-遗留版本OFDM存在	802.11n的作用
				0	0	0	使用.11n帧

1	1	0	使用MAC保护
				1	1	1	使用MAC保护
0	1	1	使用PHY或MAC保护
				0	0	1	任选使用PHY或MAC保护

对于.11n，MAC层保护机制与对于.11g相同。站可以使用向本身的CTS或CTS/RTS交换来设置遗留版本(legacy)站的NAV(网络分配矢量)。

回到图7的流程图，继续步骤130，其中无线通信设备使用近区内选定的协议在近区内建立无线通信。图3-6说明了这一步骤。过程进入步骤132，无线通信设备利用自身使用的协议进行无线通信的数据传输。

图8是确定选定的协议是否应该改变的方法的流程图。从步骤140开始，接入点和/或无线通信设备监视近区内的数据发射，以查找是否有未经确认的数据传输。之后，进入步骤142，接入点和/或无线通信设备把未经确认的数据传输与传输失败阈值(例如，高达5％)比较。若比较结果有利，则进行步骤146，选定的协议保持不变，流程返回步骤140。

但若步骤144的比较结果不利，则进入步骤148，接入点和/或无线通信设备根据协议排序从近区内各无线通信设备的协议中选择另一个，以产生另一个选定的协议。例如，当出现太多的传输差错时，可以选择MAC层保护机制来代替PHY层保护机制。然后，进行步骤150，无线通信设备使用近区内另一个选定的协议，在近区内建立无线通信。

图9是无线通信设备参与多协议无线通信一种方法的流程图。该流程从步骤160处开始，无线通信设备利用该无线通信设备的协议(例如，IEEE 802.11n)联系接入点。之后，进入步骤162，无线通信设备从接入点接收选定的协议。请注意，选定的协议和该无线通信设备的协议可以是按照IEEE 802.11，IEEE 802.11a，IEEE 802.11b，IEEE802.11g，IEEE 802.11n和/或IEEE 802.11的其他版本的无线局域网通信格式。还请注意，选定的协议包括第一帧格式，后者包括遗留版本(legacy)报头和介质访问控制(MAC)层的分区字段；第二帧格式，包括物理(PHY)层向后兼容报头和/或第三帧格式，包括当前版本报头和MAC层分区字段。

然后到步骤164，该无线通信设备确定选定的协议和该无线通信设备的协议是否是相同的协议。流程在步骤166处分支，当协议相同时，转移到步骤168；而当这些协议不相同时，转移到步骤170。在步骤168，该无线通信设备利用该协议建立无线通信并传输数据。在步骤170，该无线通信设备利用选定的协议建立无线通信。然后，进入步骤172，在这里该无线通信设备利用该无线通信设备的协议进行无线通信。

图10是无线通信设备参与多协议无线通信的另一种方法的流程图。从步骤180处开始，该无线通信设备通过无线信道接收数据帧。然后，进入步骤182，该无线通信设备确定选定的协议与该无线通信设备的协议是否相同。当选定的协议与该无线通信设备的协议相同时，进入步骤184，该无线通信设备利用其协议建立无线通信并传输数据。

但若选定的协议与该无线通信设备的协议不是同一协议，则进入步骤186，该无线通信设备使用选定的协议解读该帧的至少无线通信建立信息的一部分。在一个实施例中，无线通信设备可以通过解读该帧的报头来解读建立信息，看是否符合遗留版本(legacy)物理层格式，来提供至少无线通信建立信息的一部分的解读，而当该帧的报头不符合遗留版本(legacy)物理层格式时，确定该帧其余部分的格式是否与该无线通信设备的协议一致。请注意，遗留版本(legacy)物理层格式至少包括IEEE 802.11a，IEEE 802.11g中的一个，并且该无线通信设备的协议包括IEEE 802.11n。

在另一个实施例中，该无线通信设备可以通过解读该帧来解读建立信息，看是否符合遗留版本(legacy)介质访问控制(MAC)层格式，来提供至少无线通信建立信息部分的解读，并且当该帧报头与遗留版本(legacy)MAC层格式不一致时，确定该帧其余部分的格式是否与该无线通信设备的协议一致。请注意，遗留版本(legacy)物理层格式包括IEEE 802.11a，IEEE 802.11b和IEEE 802.11g中的至少一个，而且其中该无线通信设备的协议包括IEEE 802.11n。

然后，流程进入步骤188，该无线通信设备根据对至少无线通信建立信息的一部分的解读，确定该帧其余部分的格式是否符合该无线通信设备的协议。流程在步骤190处分支，当该帧其余部分的格式符合该无线通信设备的协议时，转移到步骤194；否则，转移到步骤192。在步骤192，该无线通信设备忽略该帧。在步骤194，该无线通信设备根据该无线通信设备的协议处理该帧的其余部分。

图11是无线通信设备参与多协议无线通信的又一种方法的流程图。从步骤200开始，该无线通信设备确定选定的协议是否与该无线通信设备的协议相同。流程在步骤202处分支，当选定的协议是该无线通信设备的协议时，转移到步骤204，而当协议不同时，转移到步骤206。在步骤204处，该无线通信设备根据其协议格式化该帧的建立信息部分和该帧的数据部分。然后该无线通信设备发射该帧。

但若选定的协议不同于该无线通信设备的协议，进入步骤206，无线通信设备按照选定的协议格式化该帧中无线通信建立信息的一部分，以便产生遗留版本(legacy)格式化的建立信息。然后，在步骤208，该无线通信设备按照该无线通信设备的协议格式化无线通信建立信息的其余部分，以产生当前格式化的建立信息。之后，进入步骤210，该无线通信设备按照该无线通信设备的协议格式化数据，以便产生当前格式化的数据。图3-6示出了这种格式化的例子。然后，在步骤212，该无线通信设备发射包含遗留版本(legacy)格式化的建立信息、当前格式化的建立信息和当前格式化的数据的帧。

本专业普通技术人员会意识到，术语“基本上”或”大约”，正如这里可能用到的，对相应的术语提供一种业内可接受的公差。这种业内可接受的公差从小于1％到20％，并对应于，但不限于，组件值、集成电路处理波动、温度波动、上升和下降时间和/或热噪声。本专业普通技术人员还会意识到，术语“可操作地连接”，正如这里可能用到的，包括通过另一个组件、元件、电路或模块直接连接和间接连接，其中对于间接连接，中间插入组件、元件、电路或模块并不改变信号的信息，但可以调整其电流电平、电压电平和/或功率电平。正如本专业普通技术人员会意识到的，推断连接(亦即，一个元件根据推论连接到另一个元件)包括两个元件之间用相同于“可操作地连接”的方法直接和间接连接。正如本专业普通技术人员还会意识到的，术语“比较结果有利”，正如这里可能用的，指两个或多个元件、项目、信号等之间的比较提供一个想要的关系。例如，当想要的关系是信号1具有大于信号2的振幅时，当信号1的振幅大于信号2的振幅或信号2的振幅小于信号1振幅时，可以得到有利的比较结果。

以上，对包含多个不同协议的无线通信设备的无线通信系统的无线通信，提供了多种不同的实施例。正如本专业普通技术人员会意识到的，在不脱离本发明权利要求范围的情况下，从本发明的教导中可以衍生出其他的实施例。

Claims (6)

1.一种多协议无线通信方法，包括：

确定近区内各无线通信设备的协议；

确定近区内各无线通信设备的协议是否属于相同的协议；

当近区内的无线通信设备的协议不相同时，根据协议的排序，从近区内各无线通信设备的协议中选择一种遗留版本协议，以产生选定的遗留版本协议；及

利用近区内无线通信设备选择的选定的遗留版本协议，在近区内建立无线通信。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

当利用选定的遗留版本协议建立无线通信时，各无线通信设备利用所述选定的遗留版本协议进行数据传输。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，该协议排序包括：

根据无线通信设备的遗留版本(legacy)顺序排列协议。

4.一种无线通信设备参与多协议无线通信的方法，包括：

利用无线通信设备的协议联系接入点；

从该接入点接收选定的遗留版本协议；

确定选定的遗留版本协议和该无线通信设备的协议是否属于相同的协议；及

当选定的遗留版本协议与该无线通信设备的协议不相同时，则从上述协议中选定最老的遗留版本协议：

利用选定的遗留版本协议来建立无线通信；及

利用所述选定的遗留版本协议进行无线通信。

5.一种无线通信设备参与多协议无线通信的方法，包括：

通过无线信道接收数据帧；

当选定的遗留版本协议与该无线通信设备的协议不属于相同的协议时，则从上述协议中选定最老的遗留版本协议，利用选定的遗留版本协议解读该帧无线通信建立信息的至少一部分；

根据对无线通信建立信息的至少一部分的解读，确定该帧的其余部分是否符合该选定的遗留版本协议格式；及

当该帧的其余部分符合所述选定的遗留版本协议的格式时，根据该选定的遗留版本协议处理该帧的其余部分。

6.一种无线通信设备参与多协议无线通信的方法，包括：

确定选定的遗留版本协议与该无线通信设备的协议是否属于相同的协议；

当选定的遗留版本协议与该无线通信设备的协议不相同时，则从上述协议中选定最老的遗留版本协议，按照选定的遗留版本协议格式化无线通信建立信息的一部分，以产生遗留版本(legacy)格式化的建立信息；

按照该无线通信设备的协议格式化无线通信建立信息的其余部分，以产生当前格式化的建立信息；

按照该无线通信设备的协议格式化数据，以产生当前格式化的数据；

发射数据帧，该数据帧包含遗留版本(legacy)格式化的建立信息、当前格式化的建立信息和当前格式化的数据。

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