CN1668039B - 使用不同协议的无线台之间无线通信的方法及系统 - Google Patents

使用不同协议的无线台之间无线通信的方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了使用不同协议无线台之间进行无线通信的方法：首先确定无线通信中目标无线台的协议与源无线台的协议是否不同；然后，当至少一个目标无线台的协议与源无线台的协议不同时，确定所述无线通信是直接或间接无线通信；之后，当所述无线通信是间接无线通信时，源无线台向接入点发射帧，其中所述帧编排成符合源无线台的协议格式。接下来，接入点将所述帧转换成基于具有不同协议的至少一个目标无线台的协议格式的至少一个的替换帧。之后，接入点向所述至少一个目标无线台发射所述至少一个替换帧。

Description

使用不同协议的无线台之间无线通信的方法及系统
本发明要求与本申请同名称的美国临时专利申请(申请日期：2004年2月20日，申请号为60/546,622)的优先权。
技术领域
本发明涉及无线通信系统，更具体地说，涉及在无线局域网内支持多种无线通信协议的方法和系统。
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。这类通信系统从国内和/或国际蜂窝电话系统延伸到互联网、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组建和运行的。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、高级移动电话服务(AMPS)、数字AMPS、全球移动通信系统(GSM)、码分多址(CDMA)、本地多点分布系统(LMDS)、多信道多点分布系统(MMDS)和/或其变型。
取决于无线通信系统的类型，无线通信设备直接或间接地与其它无线通信设备进行通信。所述无线通信设备可以是：蜂窝电话、双向无线电收发机(two-way radio)、个人数字助理(PDA)、个人计算机(PC)，笔记本电脑、家庭娱乐设备等。对于直接通信(也称为点对点通信)，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)并通过这些信道进行通信。对于间接无线通信，每一个无线通信设备借助于所分配的信道，直接与其相关的基站(例如，蜂窝业务系统)和/或直接与其相关联的接入点(例如，室内或建筑物内无线网络)进行通信。为完成无线通信设备之间的通信连接，相关的基站和/或接入点借助于系统控制器、公用电话交换网、互联网、和/或其它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包括一个内置的无线电收发机(亦即，接收机和发射机)或耦合到相关的无线电收发机(例如，室内工作站和/或建筑物内无线通信网络、射频调制解调器等)。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来的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是可以改变的。例如，随着IEEE 802.11规范从IEEE 802.11发展到IEEE 802.11b、IEEE 802.11a、及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。作为另一个例子，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)设备知道较新版本的设备何时在使用无线信道，以避免发生碰撞。
例如，与遗留版本(legacy)设备的向后兼容只能在物理层(PHY)(在IEEE802.11b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，向后兼容是通过重新利用来自以前标准的物理层前同步信号(preamble)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)设备无法对所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，较新设备可以发射清除发送(Clear to Send)/准备发送(Ready to Send)(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。
随着将来标准的不断发展(例如，IEEE 802.11n及其它版本)，仅仅避免新版本设备与遗留版本(legacy)设备之间的冲突可能是不够的。例如，可能会希望在新版本设备与老版本设备之间建立通信。
因此，需要一种能够在无线通信系统内(包括无线局域网内)，使多种不同协议的设备之间进行通信的方法和设备。
发明内容
本发明不同协议无线台之间的无线通信完全可以满足上述需求。在一个实施例中，使用不同协议无线台之间进行无线通信的方法：首先确定无线通信中目标无线台的协议与源无线台的协议是否不同；然后，当至少一个目标无线台的协议与源无线台的协议不同时，确定所述无线通信是直接或间接无线通信；之后，当所述无线通信是间接无线通信时，源无线台向接入点发射帧，其中所述帧编排成符合源无线台的协议格式。接下来，接入点将所述帧转换成基于具有不同协议的至少一个目标无线台的协议格式的至少一个的替换帧。之后，接入点向所述至少一个目标无线台发射所述至少一个替换帧。
根据本发明一方面，提供一种不同协议无线台之间无线通信的方法，包括：
确定无线通信中目标无线台的协议与源无线台的协议是否不同；
当至少一个目标无线台具有与源无线台的协议不同的协议时，确定所述无线通信是直接或间接无线通信；
当所述无线通信是间接无线通信时，源无线台向接入点发射帧，其中所述帧编排成符合源无线台的协议的格式；
接入点将所述帧转换成基于具有不同协议的至少一个目标无线台的协议格式的至少一个替换帧；
接入点向所述至少一个目标无线台发射所述至少一个替换帧。
作为优选的，所述方法还包括：
接入点向目标无线台中使用源无线台协议的其它目标无线台发射所述帧。
作为优选的，所述方法还包括：
接入点向目标无线台中使用源无线台协议的其它无线台发射所述至少一个替换帧。
作为优选的，所述方法还包括：
当多个目标无线台中的每一个无线台都与源无线台的协议不同时，确定这些多个目标无线台的不同协议是否是向后兼容的：及
当这些多个目标无线台的不同协议均为向后兼容时，接入点将所述帧转换成基于这些目标无线台每一个不同协议的遗留版本协议的至少一个替换帧。
作为优选的，所述方法还包括：
当多个目标无线台中的每一个无线台都与源无线台的协议不同时，接入点将所述帧转换成基于这些目标无线台的不同协议的多个替换帧。
作为优选的，将所述帧转换成至少一个替换帧的方法包括：
确定所述帧的帧长；
确定所述帧的数据速率；
确定所述帧中所传输的数据量；及
根据所述帧的数据量确定所述至少一个替换帧的数目。
作为优选的，将所述帧转换成至少一个替换帧的方法包括：
确定所述至少一个目标无线台协议的频带是否与源无线台协议的频带不相同；及
当所述至少一个目标无线台协议的频带与源无线台协议的频带不相同时，同时地，向所述至少一个目标无线台发射所述至少一个替换帧、向目标无线台中使用原无线台协议的其它目标无线台发射所述帧。
作为优选，将所述帧转换成至少一个替换帧的方法包括：
确定所述至少一个目标无线台协议的频带是否与源无线台协议的频带不相同；及
当所述至少一个目标无线台协议的频带与源无线台协议的频带相同时，确定源无线台协议频带的其它信道是否可利用。
当源无线台协议频带的其它信道可用时，同时地，通过所述的其它信道向至少一个目标无线台发射所述替换帧、并通过源无线台协议频带内的一条信道向目标无线台中使用源无线台协议的其它目标无线台发射所述帧。
作为优选的，所述方法还包括：
当无线通信是直接无线通信时，源无线台将所述帧转换成基于具有不同协议的至少一个目标无线台的协议的至少一个替换帧；及
源无线台向所述至少一个目标无线台发射所述至少一个替换帧。
作为优选的，所述方法还包括：
源无线台向目标无线台中使用源无线台协议的其它目标无线台发射所述帧。
作为优选的，所述方法还包括：
源无线台向目标无线台中使用源无线台协议的其它目标无线台发射所述至少一个替换帧。
作为优选的，所述方法还包括：
当多个目标无线台中的每一个无线台都与源无线台的协议不同时，确定每一目标无线台的不同协议是否向后兼容的：及
当这些多个目标无线台的不同协议均为向后兼容时，源无线台将所述帧转换成基于每一目标无线台的不同协议中的遗留版本协议的至少一个替换帧。
作为优选的，所述方法还包括：
当多个目标无线台中的每一个无线台都与源无线台的协议不同时，源无线台将所述帧转换成基于多个目标无线台的不同协议的多个替换帧。
根据本发明另一方面，提供一种用于无线局域网(WLAN)中的无线台，包括：
无线电发射机部分，用于将向外发送的数字符号转换成向外发送的射频(RF)信号；
无线电接收机部分，用于将进入的RF信号转换成进入的数字符号；
基带处理模块，用于将进入的数字符号按照WLAN协议转换成进入的数据，并用于：
确定无线通信中目标无线台的协议是否与源无线台的WLAN协议不相同；
当至少一个目标无线台的协议与WLAN协议不相同时，确定所述无线通信是直接无线通信还是间接无线通信；
当所述无线通信是直接无线通信时，将所述帧转换成基于具有不同协议的至少一个目标无线台的协议的至少一个替换帧，其中，所述至少一个替换帧由发射机部分发射到所述至少一个目标无线台。
作为优选的，所述基带处理模块还可以：
向发射机部分提供所述帧，以向目标无线设备中使用WLAN协议的其它无线台发射所述帧。
作为优选的，所述无线台还包括：
发射机部分向目标无线台中使用源无线台协议的其它无线台发射所述至少一个替换帧。
作为优选的，所述基带处理模块还可以：
当多个目标无线台中的每一个无线台都与源无线台的协议不同时，确定这些多个目标无线台的不同协议是否是向后兼容的：及
当这些目标无线台的每一个的不同协议均为向后兼容的，将所述帧转换成基于这些目标无线台中的每一个的不同协议的遗留版本协议的至少一个替换帧。
作为优选的，所述基带处理模块还可以：
当多个目标无线台中的每一个无线台都与源无线台的协议不同时，将所述帧转换成基于这些目标无线台的不同协议的多个替换帧。
作为优选的，将所述帧转换成至少一个替换帧的方法包括：
确定所述帧的帧长；
确定所述帧的数据速率；
确定所述帧中所传输的数据量；及
根据所述帧的数据量确定所述至少一个替换帧的数目。
作为优选的，所述基带处理模块还可以：
当所述无线通信是间接无线通信时，向发射机部分提供所述帧，以将所述帧发射到接入点，其中所述帧编排成符合WLAN协议的格式。
根据本发明的又一方面，提供一种用于无线局域网(WLAN)的接入点，包括：
用于接收帧的装置，所述帧编排成符合源无线台的WLAN协议的格式；
用于确定所述帧的目标无线台的协议是否与所述WLAN协议不相同的装置；
当目标无线台中至少有一个无线台与源无线台的协议不相同时，用于将所述帧转换成基于具有不同协议的至少一个目标无线台的协议的至少一个替换帧的装置；
用于向所述至少一个目标无线台发射所述至少一个替换帧的装置。
作为优选的，所述用于发射的装置还可以：
向目标无线台中使用所述WLAN协议的其它无线台发射所述帧。
作为优选的，所述用于发射的装置还可以：
向目标无线台中使用所述WLAN协议的其它无线台发射所述至少一个替换帧。
作为优选的，所述用于确定所述帧的目标无线台的协议是否与所述WLAN协议不相同的装置还可以：
当多个目标无线台中的每一个无线台具有与源无线台的协议不相同的协议时，确定这些目标无线台中的每一个无线台的不同协议是否是向后兼容的：及
当这些目标无线台中的每一个无线台的不同协议均为向后兼容时，将所述帧转换成基于这些目标无线台中每一个无线台不同协议的遗留版本协议的至少一个替换帧。
作为优选的，所述用于确定所述帧的目标无线台的协议是否与所述WLAN协议不相同的装置还可以：
当多个目标无线台中的每一个无线台都与源无线台的协议不同时，将所述帧转换成基于这些目标无线台的不同协议的多个替换帧。
作为优选的，用于将所述帧转换成至少一个替换帧的装置还可以：
确定所述帧的帧长；
确定所述帧的数据速率；
确定所述帧中所传输的数据量；及
根据所述帧的数据量确定所述至少一个替换帧的数目。
作为优选的，所述接入点还包括：
所述用于将所述帧转换成至少一个替换帧的装置还可以确定所述至少一个目标无线台的协议的频带是否与所述WLAN协议的频带不相同；及
所述用于发射的装置还可以，当所述至少一个目标无线台的协议的频带与WLAN协议的频带不相同时，同时地，向所述至少一个目标无线台发射所述至少一个替换帧、并向目标无线台中使用所述WLAN协议的其它无线台发射所述帧。
作为优选的，所述接入点还包括：
所述用于将所述帧转换成至少一个替换帧的装置还可以：
确定所述至少一个目标无线台协议的频带是否与WLAN协议的频带不相同；及
当所述至少一个目标无线台协议的频带与WLAN协议的频带相同时，确定WLAN协议频带中是否有其它信道可用；
所述用于发射的装置还可以：当WLAN协议的频带内有其它信道可用时，同时地，通过所述其它的信道向所述至少一个目标无线台发射所述替换帧、通过WLAN协议频带内的一条信道向目标无线台中使用WLAN协议的其它目标无线台发射所述帧。
附图说明
图1为本发明无线通信系统的示意框图；
图2为本发明无线通信设备的示意框图；
图3为本发明接入点与无线通信设备进行通信的示意框图；
图4和图5为图3所示通信的多个实施例的示意图，其中至少一个来自源无线台的帧与具有不同协议的多个目标无线台进行通信；
图6为本发明的接入点与无线通信设备进行另一无线通信的示意框图；
图7为图6所示通信的多个实施例的示意图，其中至少一个来自源无线台的帧，与具有不同协议的多个目标无线台进行通信；
图8为本发明的接入点与无线通信设备进行又一无线通信的示意框图；
图9为图8所示通信的多个实施例的示意图，其中至少一个来自源无线台的帧，与具有不同协议的多个目标无线台进行通信；
图10为本发明的源无线台与多个目标无线台进行直接通信的示意框图；
图11为图10所示本发明通信的多个实施例的示意图，其中至少一个来自源无线台的帧，与具有不同协议的多个目标无线台进行通信；
图12为本发明的一种帧格式的示意图；
图13为本发明的另一种帧格式的示意图；
图14为本发明的又一种帧格式的示意图；
图15所示为本发明不同协议的无线台之间进行无线通信的方法的流程图。
具体实施方式
图1所示的通信系统10，包括多个基站和/或接入点12和16，多个无线通信设备18-32和网络硬件34。无线通信设备18-32可以是笔记本电脑18和26、个人数字助理20和30、个人计算机24和32和/或蜂窝电话22和28。至少部分的无线通信设备的细节将参考图2进行详细说明。
基站或接入点12和16可操作地通过局域网连接36、38和40耦合到网络硬件34。所述网络硬件34可以是路由器、交换机、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和16具有关联的天线或天线阵列，用以与本区内的无线通信设备通信，所述无线通信设备通常称作基本业务集(basic service set，缩写为BBS)。典型的，无线通信设备登录到特定的基站或接入点12或16，以便从通信系统10接受服务。
典型的，基站用于蜂窝电话系统和相同类型的系统，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电收发装置和/或耦合到无线电收发装置。无线电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/或提高宽带的应用。
无线通信设备22、23和24位于无线通信系统10的一个与接入点没有关联的区域内。在该区域内，无线通信设备一般称为独立基本业务集(independentbasic service set，缩写为IBSS)，无线通信设备之间通过分配的信道直接通信(即，点对点，或点对多点)，生成无基础架构无线网路(ad-hoc netwouk)。
图2所示的无线通信设备包括主机装置18-32和相关联的无线电收发装置，或无线台(station)60。对于蜂窝电话，无线电收发装置60是内置组件。对于个人数字助理、笔记本电脑和/或个人计算机，无线电收发装置60可以是内置的或外接组件。在本实施例中，无线台可以遵循多个无线局域网(WLAN)协议之一，包括，但不局限于，IEEE 802.11n。
如图所示，主机装置18-32包括处理模块50、存储器52、无线电接口54、输入接口58和输出接口56。处理模块50和存储器52执行相应的通常由主机装置完成的指令。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。
无线电接口54允许从无线电收发装置60接收数据以及向无线收发装置60发送数据。对于从无线电收发装置60接收的数据(例如，进入的数据)，无线电接口54提供所述数据到处理模块50，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。无线电接口54还从处理模块50向无线电收发装置60提供数据。处理模块50可以通过输入接口58接收来自诸如键盘、小键盘、麦克风等输入装置的输出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/或通过无线电接口54将其转送到无线电收发装置60。
无线电收发装置，或无线台60包括主机接口62、基带处理模块64、存储器66、多个RF发射机68-72、发/收(T/R)模块74、多个天线82-86、多个RF接收机76-80和本机振荡模块100。基带处理模块64结合存储在存储器66中的操作指令，分别执行数字接收机功能和数字发射机功能。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、去映射构象(constellationdemapping)、解码、解交错、快速傅立叶变换、去除循环前缀、空间和时间解码、和/或解扰码。数字发射机功能包括(但不限于)：扰码、编码、交错、映射构象(constellation mapping)、调制、快速傅立叶反变换、添加循环前缀、空间和时间编码、和/或数字基带到中频的转换。基带处理模块64可以利用一个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(state machine)、逻辑电路、模拟电路、数字电路和/或可以基于操作指令处理信号(模拟和/或数字)的任何装置。存储器66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装置。注意到，当处理模块64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到包括状态机、模拟电路、数字电路和/或逻辑电路的电路中。
在操作中，无线电收发装置60通过主机接口62从主机装置接收向外发送的数据88。基带处理模块64接收向外发送的数据88，并基于模式选择信号102，产生一个或多个向外发送的符号流90。模式选择信号102将指示如模式选择表中说明的特定的模式，该模式选择在详细说明的最后列出。例如，模式选择信号102可以指示频带为2.4GHz，信道带宽20或22MHz，最大比特速率为54兆比特/秒。在这一总的范畴中，模式选择信号还可以指示从1兆比特/秒到54兆比特/秒速率范围内某一特定的速率。另外，模式选择信号还会指示特定的调制类型，包括，但不限于：Barker码调制、二相移相键控(BPSK)、四相移相键控(QPSK)、补码键控(CCK)、16位正交调幅(16QAM)和/或64位正交调幅(64QAM)。
基带处理模块64，基于模式选择信号102，由输出数据88产生一个或多个向外发送的符号流。例如，如果模式选择信号102指示使用一根发射天线用于所选择的特定模式，，该基带处理模块64将产生单个的向外发送的符号流90。可选择的，如果模式选择信号指示使用2、3、或4根天线，基带处理模块64将从输出数据88中产生与天线数目相对应的2、3或4个向外发送的符号流90。
根据由基带处理模块64产生的向外发送的符号流90的数量，相应数量的RF发射机68-72将向外发送的符号流90转换成向外发送的RF信号92。发/收模块74接收向外发送的RF信号92，并将每一路向外发送的RF信号提供给相应的天线82-86。
当无线电收发装置60处于接收模式时，发/收模块74通过天线82-86接收一路或多路进入的RF信号，并向一个或多个RF接收机76-80提供进入的RF信号94。RF接收机76-80(在后面参考图4有更详细的描述)将进入的RF信号94转换成相应数量的进入符号流96。进入的符号流96的数量与特定的数据接收模式相对应。基带处理模块64接收进入的符号流90并将其转换成进入的数据98，该数据98通过主机接口62发送到主机装置18-32。有关无线收发装置或无线台60组成及实施的进一步说明，可以参考名称为“具有高数据流量的WLAN发射机”的联合待处理(co-pending)专利申请，代理所编号(attorneyDocket No.)为BP3516、临时申请日为2004年2月19日；及名称为“具有重复解码器的WLAN接收机”的联合待处理(co-pending)专利申请，代理所编号为BP3529、临时申请日为2004年2月19日。
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，基带处理模块64、存储器66可以在第二个集成电路上实现，而无线电收发装置60的其他组件，除天线82-86外可以在第三个集成电路上实现。作为一个可替换的例子，无线电收发装置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和基带处理模块64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66可以在单独的一个集成电路上实现，和/或在作为处理模块50、基带处理模块64的公用处理模块的同一个集成电路上实现。
图3是基本业务集(BSS)内的间接无线通信的示意框图。在图示的例子中，无线台25可以遵循IEEE 802.11(n)协议，按照IEEE 802.11(n)的格式发射数据包。接入点12或16，包括处理模块15、存储器17和无线电收发器19，接收IEEE 802.11(n)帧并将其转发到多个目标无线台25A、27、29、31和33。处理模块15可以是单个的处理装置，也可以是多个处理装置。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、逻辑电路、模拟电路、数字电路和/或可以基于操作指令处理信号(模拟或数字)的任何装置。存储器17可以是单个的存储器件或是多个存储装置。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、缓冲存储器和/或任何可以存储数字信息的装置。注意到，当处理模块15通过状态机、模拟电路、数字电路和/或逻辑电路实现一个或多个功能时，存储相应操作指令的存储器嵌入或外接到电路中，所述电路包括状态机、模拟电路、数字电路和/或逻辑电路。按照图3-15中所示的至少某些步骤和/或功能，存储器17存储、处理模块15执行相应的操作指令。
接入点12和/或16可以将IEEE 802.11(n)帧转发到无线台25A和/或根据其它协议中的一种重新格式化该帧。如图中所示，无线台27遵循IEEE802.11(g)、无线台29遵循IEEE 802.11(b)、无线台31遵循IEEE 802.11(a)、无线台33遵循IEEE 802.11。要使来自无线台25的帧与其它无线台进行通信，接入点12和/或16按照给出的无线台能够处理的协议格式重新格式化该帧。例如，要转发该帧到遵循IEEE 802.11(g)的无线台27，接入点将802.11n的帧格式化成为一个或多个802.11g的帧，并发送到无线台27。类似地，接入点将802.11n的帧格式化成为一个或多个802.11b的帧，然后发送到无线台29。接入点还可以将802.11n的帧格式化成为一个或多个分别对应于无线台31和33的802.11a的帧和802.11的帧。
接入点12和/或16可以有不同的方式将802.11n格式的帧和/或重新格式化的帧转发到目标无线台25A-33。这些不同的方法如图4和图5所示。
图4示出了接入点将帧转发到如图3所示的多个目标无线台的5种方案。在第一种方案中，接入点接收遵循IEEE 802.11(n)格式的帧。802.11(n)帧可以按照图12、13和/或14所示的帧格式进行格式化。接入点可以依次地发射该帧或替换帧到相应的目标无线台。例如，依时间顺序，接入点可以发射802.11(n)帧到无线台25A，其中802.11(n)帧包括了防止与遗留版本发生冲突的信息，其细节将参考图13和14进一步说明。接入点然后将802.11(n)帧转换成一个或多个遵循802.11(g)的帧。这样的一个或多个帧中包括了802.11(g)协议中定义的防止遗留版本发生冲突的信息。802.11(g)帧然后被发射到无线台27。
下一步，接入点将802.11(n)帧转换成一个或多个802.11(b)帧，并将其发射到无线台29。接入点然后将802.11(n)帧转换成一个或多个802.11(a)帧，并将其发射到无线台31。接入点然后将802.11(n)帧转换成一个或多个802.11帧，并将其发射到无线台33。注意到，如图4所示，这些帧的发射顺序是可以调换的，如此，这些按协议格式化的帧中的任何一个都可以第一顺序、第二顺序或第三顺序等发射。还应注意，如果图3所示的例子中没有包括这么多的不同协议的无线台(例如，不包括无线台33)，就不会产生与无线台33对应的帧。
作为可选择的，接入点可以采用情形2所示的方案，在这种方案中，一个指定频带的帧可以与不同频带的帧同时发射。本例中，属于5.15-5.35或5.725-5.825GHz频带的802.11(n)帧和802.11(a)帧可以与2.4GHz频带的802.11(g)帧和802.11(b)帧同时发射。
作为另一个可选择的，接入点可以采用情形3所示的方案，在这种方案中，接入点向无线台发射最老遗留版本的帧格式。在特定的频带内，最老遗留版本是最老版本的设备。例如，在5GHz频带，802.11(a)比802.11(n)的版本老。在2.4GHz频带，802.11比802.11(b)的版本老，802.11(b)比802.11(g)的版本老，而802.11(g)又比802.11(n)的版本老。在本例中，最老遗留版本格式化的帧可以依次及时发射。需注意的是，802.11(n)无线台可以使用任一种帧格式。
作为进一步可选择的，接入点可以采用情形4所示的方案，在这种方案中，接入点同时以不同的频带发射遗留版本的帧。作为又一选择，接入点可以采用情形5所示的方案，在一个频带内(例如，2.4GHz频带)发射最老遗留版本，同时在5GHz频带中顺序发射802.11(n)和802.11(a)帧。在本方案中，802.11(g)、802.11(b)和802.11无线台都使用802.11帧。
接入点可以进一步采用图5所示情形6的方案，在此方案中，可以利用频带内不同信道发射不同格式的帧。在本例中，802.11(n)帧可以在5GHz频带内的X信道发射，而802.11(a)帧可以在相同频带内的Y信道发射。在2.4GHz频带，802.11(g)帧可以和802.11(b)帧、和/或802.11帧依次发射。
作为再一选择，接入点可以采用情形7所示的方案，在该方案中，802.11(n)帧和802.11(a)帧使用不同的信道，对于802.11(g)、802.11(b)和802.11版本的无线台，2.4GHz频带采用最老遗留版本的帧格式同时发射这些帧。
图6是为接入点为无线台25、25A、27和29之间提供间接通信的示意图。在此方案中，无线台仅包括遵循802.11(n)、802.11(g)和802.11(b)的设备。为了提供与无线台25A、27和29的通信，接入点可以采用图7中所示的任一方案。
如图7所示，可以使用5种方案，接入点可以提供从无线台25接收的802.11(n)格式的帧，并将其转发至无线台25A、27和29。如图中所示，帧的转发可以按顺序进行、平行进行、利用遗留版本基础帧等等，与图4和5的方案相似。
图8是无线台25通过接入点12或16与无线台25A和31间接通信的示意图。在该方案中，只包括802.11(n)和802.11(a)协议。在此例中，接入点可以采用图9所示方案中的任意一种。
如图9所示，四种方案中任何一种都可以用于向其它目标无线台转发接入点接收到的802.11(n)帧。如图中所示，帧的转发可以按顺序进行、平行进行和/或利用遗留版本格式帧，与图4和5的方案相似。
图10是无线台25直接与无线台25A、27、29、31和33通信的示意图。在此方案中，无线台25格式化帧以与遗留版本的设备进行通信。
图11示出了是无线台25格式化该帧的不同方案的示意图。如情形1所示，无线台25可以依次发射按照无线台25A、27、29、31和33使用的特定协议格式化的帧。
情形2提供了另一种选择方案，其中，无线台25向无线台25A发射802.11(n)帧、为无线台31按802.11(a)标准生成802.11(a)帧、为使用802.11(g)、802.11(b)和802.11的无线台生成802.11帧。
如情形3所示，无线台25可以使用两种遗留版本802.11(a)和802.11的帧格式，并依次发射。在本方案中，802.11(n)标准的目标无线台25A可以使用两者中任一种帧格式。
图12为近区内两个无线通信设备100和102之间的无线通信的示意图，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(即从无线通信设备到无线通信设备)，或间接的(即从无线通信设备到接入点，再到无线通信设备)。在本例中，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。注意到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13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/或遵循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部分112，建立信息其余部分114和数据部分108。
建立信息的遗留版本部分112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，业务字段包括几位用于指示帧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，根据对建立信息遗留版本部分112的适当解读，遗留版本设备(IEEE 802.11a和802.11g)将避免与IEEE 802.11n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。正如前面参照图3所描述的，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，遗留版本保护是由物理层提供的。
图14是两个遵循IEEE 802.11n的无线通信设备100和102之间的无线通信的示意图。无线通信可以直接或间接在近区内进行，近区内包括遵循IEEE802.11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部分112或遗留版本帧包括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，它可以由遗留版本设备解读。在该例子中，遗留版本保护由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15是不同协议的无线台之间进行无线通信的方法流程图。首先，在步骤120中接入点或源无线台确定无线通信的目标无线台的协议与源无线台的协议是否不相同。在一个实施例中，源无线台遵循IEEE 802.11(n)协议，而多个目标无线台可以是遵循IEEE 802.11、IEEE 802.11a、IEEE 802.11b、IEEE802.11g或IEEE 802.11n中的一种或多种协议。
根据是否至少有一个目标无线台的协议与源无线台的协议不相同，该流程在步骤122分支。当至少有一个目标无线台的协议与源无线台协议不相同时，进入步骤126，否则，进入步骤124。在步骤124，利用源无线台的协议在源无线台和目标无线台之间进行通信。在一个实施例中，该无线台使用IEEE 802.11协议，可以直接或间接进行帧交换，所述帧具有图12所示的格式。
在步骤126中确定该无线通信是直接无线通信或是间接无线通信。当无线通信是间接无线通信(参考图3、6和8)，该流程进入步骤128，当无线通信是直接无线通信(参考图10)，进入步骤136。在步骤136，源无线台将该帧转换成至少一个基于目标无线台的各种不同协议的替换帧。这种转换的不同例子在图11中已说明。
流程进入步骤138，源无线台向目标无线台发射替换帧。注意到，如果目标无线台中有一个以上的协议与源无线台不相同，为了避免冲突，源无线台可以按照现有的标准格式化遗留版本的帧。例如，如果这些不相同的协议包括IEEE 802.11g和IEEE 802.11b，用于遵循IEEE 802.11g协议的目标无线台的帧中包括在IEEE 802.11g协议中定义的MAC层向后兼容的帧。之后，进入步骤140，其中源无线台向目标无线台发射替换帧。注意到，如果目标无线台中有一个台使用与源无线台相同的协议，源无线台就会向该目标无线台发射符合源无线台协议的帧。
对于间接无线通信，流程进入步骤128，源无线台向接入点发射帧，其中，该帧编排成符合源无线台的协议(例如IEEE 802.11n)的格式。间接通信可以是图3、6和8所示通信情形中的任意一种。之后，进入步骤130，接入点按照至少一个具有不同协议的目标无线台的协议将该帧转换成至少一个替换帧。这种转换可以通过图4、5、7和9所示的各种方式实现。然后，进入步骤132，接入点向该至少一个目标无线台发射该至少一个替换帧。接下来，进入步骤134，接入点向使用与源无线台相同协议的目标无线台发射该帧或该替换帧。
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，元件值、集成电路加工偏差、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，指将两个或多个元件、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台的无线通信的方法和设备进行了讨论。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的范围的情况下，从本发明的教导中可以衍生出其他的实施例。

Claims (10)

1.使用不同协议的无线台之间进行无线通信的方法，包括：
源无线台确定无线通信中目标无线台的协议与源无线台的协议是否不相同；
当至少一个目标无线台具有与源无线台的协议不同的协议时，源无线台确定所述无线通信是直接或间接无线通信；
当所述无线通信是间接无线通信时，源无线台向接入点发射原始帧，其中所述原始帧编排成符合源无线台的协议的格式；
所述接入点基于至少一个目标无线台的不同协议将所述原始帧转换成至少一个替换帧；及
所述接入点以不同的频带或同一频带的不同信道向所述至少一个目标无线台发射所述至少一个替换帧；
当多个目标无线台中的每一个无线台都与源无线台的协议不相同时，确定这些目标无线台中每一个的不同协议是否是向后兼容的；及
当所述多个目标无线台中的每一个无线台的不同协议均为向后兼容时，所述接入点将所述原始帧转换成基于这些目标无线台每一个不同协议的遗留版本协议的至少一个替换帧。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：
所述接入点向使用源无线台协议的目标无线台发射所述原始帧。
3.根据权利要求1所述的方法，还包括：
所述接入点向使用源无线台协议的目标无线台发射所述至少一个替换帧。
4.根据权利要求1所述的方法，还包括：
当多个目标无线台中的每一个无线台都与源无线台的协议不相同时，接入 点将所述原始帧转换成基于所述目标无线台的不同协议的多个替换帧。
5.一种用于无线局域网中的无线台，包括：
用于将向外发送的数字符号转换成向外发送的射频信号的无线电发射机部分；
用于将进入的射频信号转换成进入的数字符号的无线电接收机部分；
基带处理模块，用于将进入的数字符号按照无线局域网协议转换成进入的数据，及
确定无线通信中目标无线台的协议是否与源无线台的无线局域网协议不相同；
当至少一个目标无线台的协议与无线局域网协议不相同时，确定所述无线通信是直接无线通信还是间接无线通信；
当所述无线通信是直接无线通信时，基于至少一个目标无线台的不同协议将原始帧转换成至少一个替换帧，其中，所述至少一个替换帧由发射机部分以不同的频带或同一频带的不同信道发射到所述至少一个目标无线台；
当多个目标无线台中的每一个无线台都与源无线台的协议不相同时，确定所述多个目标无线台中的每一个无线台的不同协议是否是向后兼容的；及
当所述目标无线台中的每一个无线台的不同协议均为向后兼容时，将所述原始帧转换成基于所述目标无线台中的每一个无线台的不同协议的遗留版本协议的至少一个替换帧。
6.根据权利要求5所述的无线台，其中所述基带处理模块还能够：
向发射机部分提供原始帧或替换帧，以向目标无线台中使用所述无线局域网协议的其它无线台发射。
7.根据权利要求5所述的无线台，还包括： 
发射机部分向目标无线台中使用所述源无线台协议的其它无线台发射至少一个替换帧。
8.根据权利要求5所述的无线台，其中所述基带处理模块还能够：
当多个目标无线台中的每一个无线台都与源无线台的协议不相同时，基于所述目标无线台的不同协议将所述原始帧转换成多个替换帧。
9.一种用于无线局域网的接入点，包括：
用于接收原始帧的接收装置，所述原始帧编排成符合源无线台的无线局域网协议的格式；
用于确定所述帧的目标无线台的协议是否与所述无线局域网协议不相同的装置；
当目标无线台中至少有一个无线台与源无线台的协议不相同时，基于至少一个目标无线台的不同协议将原始帧转换成至少一个替换帧的装置；
当多个目标无线台中的每一个无线台都与源无线台的协议不相同时，确定所述多个目标无线台中的每一个无线台的不同协议是否是向后兼容的；及
当所述目标无线台中的每一个无线台的不同协议均为向后兼容时，基于所述目标无线台中每一个无线台的不同协议中的遗留版本协议将所述原始帧转换成至少一个替换帧的装置；
用于以不同的频带或同一频带的不同信道向所述至少一个目标无线台发射所述至少一个替换帧的发射装置。
10.根据权利要求9所述的接入点，其中所述发射装置还能够：
向目标无线台中使用所述无线局域网协议的其它无线台发射所述原始帧。 
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