專利名稱：多協(xié)議無(wú)線通信的系統(tǒng)和方法
多協(xié)議無(wú)線通信的系統(tǒng)和方法背景技術(shù)在常規(guī)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中，在接入點(diǎn)("AP")與第一無(wú)線站("STA")之 間數(shù)據(jù)的無(wú)線通信在預(yù)選射頻("RF")信道上使用單個(gè)無(wú)線協(xié)議(例如，IEEE 802.1X協(xié)議)。在網(wǎng)絡(luò)中，阻止使用第二種無(wú)線協(xié)議的第二 STA在相同頻率 的信道上進(jìn)行無(wú)線通信。這是由于這種情況下使用的兩種無(wú)線協(xié)議之間的互相 干擾。即，網(wǎng)絡(luò)不支持在同一RF信道上使用多于一個(gè)協(xié)議的無(wú)線通信。一種同時(shí)使用第一和第二無(wú)線協(xié)議進(jìn)行通信的常規(guī)方法是對(duì)每種協(xié)議使 用單獨(dú)的RF信道。在以上示例中，第一STA將在第一RF信道上使用其無(wú)線 協(xié)議傳送信號(hào)，而第二 STA將在第二 RF信道上使用其無(wú)線協(xié)議傳送信號(hào)。然 而，這種方法低效地使用可用于通信的RF信道，并且可能導(dǎo)致頻譜許可使用 的成本增加。隨著許多經(jīng)由不同無(wú)線協(xié)議的同時(shí)通信增加時(shí)，需要提供在同一 RF信道上使用多個(gè)無(wú)線協(xié)議的同時(shí)通信。發(fā)明概述本發(fā)明涉及一種比較在射頻信道上使用的多種無(wú)線協(xié)議的方法。每個(gè)無(wú)線 協(xié)議在該信道上使用相應(yīng)預(yù)定數(shù)目的副載波頻率。根據(jù)相應(yīng)預(yù)定數(shù)目的比較生 成一個(gè)數(shù)。頻率信道除以此數(shù)，以生成副載波頻率集。無(wú)線協(xié)議的每一個(gè)被指 派給相應(yīng)的副載波頻率子集。在相同時(shí)間段內(nèi)在使用相應(yīng)無(wú)線協(xié)議的副載波頻 率的每個(gè)子集上進(jìn)行無(wú)線通信。附圖簡(jiǎn)述

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明系統(tǒng)的示例性實(shí)施例； 圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的接入點(diǎn)和無(wú)線站的示例性實(shí)施例；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的用于分配射頻信道方法的示例性實(shí)施例; 圖4a示出了常規(guī)802.1 la物理層；圖4b示出了根據(jù)本發(fā)明的物理層的示例性實(shí)施例；圖4C示出了根據(jù)本發(fā)明的物理層的另一示例性實(shí)施例；圖5a示出了常規(guī)的802.1 la媒體接入控制層；圖5b示出了根據(jù)本發(fā)明的媒體接入控制層的示例性實(shí)施例；以及圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的無(wú)線通信的方法的示例性實(shí)施例。詳細(xì)描述參考下面的描述和附圖，可進(jìn)一步理解本發(fā)明，其中類似附圖標(biāo)記表示相 似元件。本發(fā)明的示例性實(shí)施例描述了在同一射頻("RF")信道上使用多個(gè)無(wú) 線協(xié)議的無(wú)線通信的系統(tǒng)和方法。本發(fā)明進(jìn)一步描述了根據(jù)本發(fā)明系統(tǒng)的支持 無(wú)線通信的無(wú)線通信設(shè)備。圖1示出根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)5示例性實(shí)施例。系統(tǒng)5可包括經(jīng)由通信網(wǎng)絡(luò) 20耦合至接入點(diǎn)("AP" )30的計(jì)算設(shè)備(例如，服務(wù)器10)。系統(tǒng)100還可 包括第一無(wú)線站("STA")40和第二 STA 42，這兩個(gè)站與AP 30進(jìn)行無(wú)線通信。 盡管圖1僅示出與AP 30進(jìn)行無(wú)線通信的第一和第二 STA 40、 42，但本領(lǐng)域 技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，系統(tǒng)IOO可包括任何數(shù)目和類型的STA。例如，每個(gè)STA 可以是PDA、膝上型設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)接口卡、手持型計(jì)算機(jī)等。此外，系統(tǒng)5可包 括連接至通信網(wǎng)絡(luò)20的一個(gè)或多個(gè)其它AP。通信網(wǎng)絡(luò)20可包'括一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算設(shè)備(例如，交換機(jī)、路由器等)， 和/或引導(dǎo)耦合至其的設(shè)備之間的傳輸路徑的任何硬件/軟件裝置。例如，通信 網(wǎng)絡(luò)20可引導(dǎo)從服務(wù)器10到AP 30的傳輸，反之亦然。服務(wù)器10可經(jīng)由通信網(wǎng)絡(luò)20和AP 30與第一和第二 STA 40、 42通信。 在一個(gè)實(shí)施例中，服務(wù)器10可以是遠(yuǎn)程認(rèn)證撥入用戶服務(wù)("RADIUS")服務(wù) 器，該服務(wù)器通過(guò)響應(yīng)自其傳來(lái)的認(rèn)證請(qǐng)求來(lái)認(rèn)證第一和第二 STA 40、 42。 例如，如果準(zhǔn)予認(rèn)證請(qǐng)求，則第一和第二站40、 42可接入服務(wù)器10和/或耦合 至通信網(wǎng)絡(luò)20的任何設(shè)備。此外，服務(wù)器10可滿足來(lái)自AP 30和/或第一和 第二STA40、 42的數(shù)據(jù)請(qǐng)求。例如，第一STA40可向存儲(chǔ)于或耦合到服務(wù)器 10的數(shù)據(jù)庫(kù)請(qǐng)求信息。服務(wù)器10還可與連接到通信網(wǎng)絡(luò)20的其它設(shè)備通信(例 如，交換機(jī)、路由器、桌上型電腦等。)。圖2示出根據(jù)本發(fā)明的AP 30和第一 STA 40的示例性實(shí)施例。本領(lǐng)域技 術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，系統(tǒng)5中出現(xiàn)的第二 STA 42和任何其它STA具有與第一 STA 40的相類似的結(jié)構(gòu)。AP 30可包括第一存儲(chǔ)器裝置32、網(wǎng)絡(luò)通信裝置("NCA" )34和第一無(wú)線 通信裝置("WCA" )36。存儲(chǔ)器裝置32可以是能寫(xiě)入和讀取的任何常規(guī)存儲(chǔ) 設(shè)備。存儲(chǔ)器裝置32的示例包括，但是并不限于，靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器 ("SRAM")、可擦可編程只讀存儲(chǔ)器("EPROM")、和其它相似裝置。此夕卜， 存儲(chǔ)器裝置32可包括易失性存儲(chǔ)器和/或非易失性存儲(chǔ)器。根據(jù)本發(fā)明，存儲(chǔ) 器裝置32可存儲(chǔ)比如IEEE 802.1X協(xié)議等的一個(gè)或多個(gè)無(wú)線協(xié)議。具體地， 無(wú)線協(xié)議可以是802.11協(xié)議(例如，802.11a)和/或802.16協(xié)議(例如，802.16d、 802.16e)。NCA 34允許AP 30被耦合并經(jīng)由有線連接訪問(wèn)通信網(wǎng)絡(luò)20。例如，NCA 34可包括接收該有線連接的一個(gè)或多個(gè)常規(guī)硬件端口 (例如，通用串行總線、 以太網(wǎng)、串行端口等)。在另一個(gè)實(shí)施例中，AP30可經(jīng)由NCA34直接連接 到服務(wù)器IO。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，AP30、服務(wù)器10和通信網(wǎng)絡(luò)20的 其它配置是可能的，并且是顯而易見(jiàn)的。此外，可修改AP30本身的其它配置 (即，其中的組件)。第一 WCA 36通過(guò)具有預(yù)定帶寬(例如，20MHz)的RF信道提供在AP 30 和第一STA40之間的無(wú)線通信。第一WCA36可包括一個(gè)或多個(gè)天線、 一個(gè) 或多個(gè)發(fā)射機(jī)、 一個(gè)或多個(gè)接收機(jī)和/或控制器，該控制器根據(jù)存儲(chǔ)于第一存儲(chǔ) 器裝置32中的無(wú)線協(xié)議引導(dǎo)AP30與第一STA40之間RF信號(hào)的通信。圖2中也示出了第一 STA 40的示例性實(shí)施例。第一 STA 40可包括第二 存儲(chǔ)器裝置46和第二 WCA 48。存儲(chǔ)器裝置46可是能寫(xiě)入和讀取的任何常規(guī) 存儲(chǔ)設(shè)備。第二存儲(chǔ)裝置46的示例包括，但不限于，SRAM、 EPROM和其它 相似裝置。此外，第二存儲(chǔ)裝置46可包含易失性存儲(chǔ)器和/或非易失性存儲(chǔ)器。 根據(jù)本發(fā)明，第二存儲(chǔ)裝置46還包括存儲(chǔ)于其上的一個(gè)或多個(gè)無(wú)線協(xié)議。無(wú) 線協(xié)議的示例包括，但不限于，802.11協(xié)議(例如，802.11a)和/或802.16協(xié) 議(例如，802.16d、 802.16e)。較佳地，由第一 STA 40使用的任何無(wú)線協(xié)議 也可由AP 30使用。第二 WCA 48提供第一 STA 40和AP 30之間RF信號(hào)的無(wú)線通信。第二 WCA48可包括一個(gè)或多個(gè)天線、 一個(gè)或多個(gè)發(fā)射機(jī)、 一個(gè)或多個(gè)接收機(jī)、網(wǎng) 絡(luò)接口卡和控制器，該控制器根據(jù)存儲(chǔ)于第二存儲(chǔ)器裝置46中的無(wú)線協(xié)議引 導(dǎo)AP 30與第一STA 40之間RF信號(hào)的通信。因此，第一 STA 40可通過(guò)在 RF信道上傳送和接收RF信號(hào)來(lái)與AP 30通信。根據(jù)本發(fā)明，第一STA40可使用第一無(wú)線協(xié)議(例如，802.16d/e)，而 第二STA42可使用第二無(wú)線協(xié)議(例如，802.11a)。該第一和第二無(wú)線協(xié)議 可在不同的應(yīng)用中體現(xiàn)各自的優(yōu)點(diǎn)。例如，802.11a協(xié)議可用于點(diǎn)對(duì)多點(diǎn) ("PMP")，但是對(duì)于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)("PTP")通信更有用，然而，802.16d/e協(xié)議對(duì)于 PMP通信更有用。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，PTP通信一般可用于回程(例如， AP 30與從多個(gè)AP和域STA接收數(shù)據(jù)的其它計(jì)算設(shè)備之間的數(shù)據(jù)流)。在常 規(guī)系統(tǒng)中，要求第一和第二 STA 40、 42在不同的信道(非重疊信道)上傳送 以進(jìn)行同時(shí)操作，否則，源于它們的傳送之間將相互干擾。例如，這些干擾將 由于例如失敗和再嘗試傳送而導(dǎo)致信號(hào)降級(jí)并增加的系統(tǒng)開(kāi)銷。常規(guī)地，第一 和第二 STA 40、 42將使用兩個(gè)不重疊的RF信道，這將導(dǎo)致成本增加并使系 統(tǒng)復(fù)雜。圖3中示出了根據(jù)本發(fā)明的方法300的示例性實(shí)施例。參考使用第一無(wú)線 協(xié)議(例如，802.16d/e協(xié)議)的第一 STA 40描述該方法300，而第二 STA 42 使用第二無(wú)線協(xié)議(例如，802.11a協(xié)議)。根據(jù)本發(fā)明，第一和第二STA40、 42在同一RF信道上通信。如例示示例，第一STA 40將使用802.16d協(xié)議， 而第二STA 42將使用802.11a協(xié)議。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識(shí)到，本發(fā) 明可被應(yīng)用到使用正交頻分復(fù)用("OFDM")和/或正交頻分多址("OFDMA") 技術(shù)的兩個(gè)或多個(gè)無(wú)線協(xié)議的任何組合，并可同時(shí)在具有預(yù)定帶寬的同一 RF 信道上使用。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，OFDM和OFDMA是被無(wú)線協(xié)議用于將RF信 道劃分成預(yù)定數(shù)目的副載波頻率的調(diào)制技術(shù)。對(duì)于每一種無(wú)線協(xié)議來(lái)說(shuō)，預(yù)定 數(shù)目是唯一的。例如，802.1 la、 802.16d和802.16e協(xié)議的預(yù)定數(shù)目分別是64、 256和2048。因此，如果RF信道將支持僅使用802.11a協(xié)議的無(wú)線通信，則 RF信道將被劃分成64個(gè)副載波頻率。在步驟308中，比較無(wú)線協(xié)議以確定它們中的哪一個(gè)將把RF信道劃分成 較大數(shù)目的副載波頻率。即，第一無(wú)線協(xié)議(示為"A")將把RF信道劃分 成第一數(shù)目X個(gè)副載波頻率，而第二無(wú)線協(xié)議(示為"B")將把RF信道劃 分成第二數(shù)目Y個(gè)副載波頻率。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可對(duì)任何兩個(gè)或多 個(gè)無(wú)線協(xié)議(例如，802.1 la和802.16d、 802.1 la和802.16e、 802.16d和802.16e、 802.11a以及802.16d和802.16e)進(jìn)行比較。在例示示例中，802.16d協(xié)議將把 RF信道劃分成256個(gè)副載波頻率，然而802.11a協(xié)議將把RF信道劃分成64 個(gè)副載波頻率。即，比較可描述為"802.16d256 > 802,lla64 "。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的，可在任何無(wú)線設(shè)備上實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。例如，方 法300可由第一 STA 40、第二 STA 42和/或AP 30上的硬件和/或軟件執(zhí)行。 即，無(wú)線設(shè)備必須執(zhí)行和/或知道這里所述的修改。例如，如果AP 30執(zhí)行修 改，則它的結(jié)果必須被傳送到與AP 30通信的第一和第二 STA 40、 42以及任 何其它設(shè)備。此外，在一個(gè)實(shí)施例中，可在部署系統(tǒng)5之前或期間執(zhí)行修改。 在另一實(shí)施例中，修改可在系統(tǒng)5中的無(wú)線通信期間動(dòng)態(tài)地執(zhí)行。在步驟309中，由于第一數(shù)目X大于第二數(shù)目Y，所以RF信道被劃分成 等于第一數(shù)目X的副載波頻率數(shù)目。即，在例示示例(例如，802.16d和802.1 la 協(xié)議)中，RP信道將被劃分成256個(gè)副載波頻率。在步驟310中，生成第一商Z,以確定RF信道內(nèi)第一與第二無(wú)線協(xié)議之間 的預(yù)定間隔(例如，副載波分配率)。即，第一商Z,確定將在RF信道中每 Zi個(gè)副載波頻率的一個(gè)副載波頻率上使用利用最小數(shù)目副載波頻率的無(wú)線協(xié) 議(例如，第二無(wú)線協(xié)議B)。通過(guò)將第一數(shù)目X除以第二數(shù)目Y獲得到第 一商Zi。在該示例中，256除以64得到4作為第一商Zp因此，對(duì)每4個(gè)副 載波頻率，三個(gè)將使用802.16d協(xié)議，而一個(gè)將使用802.11a協(xié)議。分配給具 有最小副載波頻率的無(wú)線協(xié)議(例如，第二無(wú)線協(xié)議B)的副載波頻率一般彼 此等距，如以下將解釋的。在步驟312中，將第二無(wú)線協(xié)議B被指派給第二副載波頻率集fB。如下所述，第一副載波頻率集f;被指派給第一無(wú)線協(xié)議A。從RF信道內(nèi)的第一副載波頻率&開(kāi)始，第一副載波頻率fi加上第一商Zp以計(jì)算出后續(xù)副載波頻 率f1+z。因此，第二副載波頻率集fB開(kāi)始于&、&+2、&+22和f1+3z，并結(jié)束于f1+(Y.2)z。以此方式，第二副載波頻率集fb包括等于第二數(shù)目Y的副載波頻率總數(shù)。在該 示例中，第二副載波頻率集fb被指派為副載波頻率&、 f5、 f9、 f13.......f253，它們將使用802.11a協(xié)議。因此，第二集包括64個(gè)副載波頻率。在步驟314中，將第一副載波頻率集fA指派給第一無(wú)線協(xié)議A。第一副 載波頻率集fA包括未指派給第二無(wú)線協(xié)議B的每個(gè)副載波頻率。以此方式， 指派給第一無(wú)線協(xié)議A的副載波頻率的總數(shù)可等于第一數(shù)目X與第二數(shù)目Y 之間的差值(例如，X-Y)。從第二副載波頻率f2開(kāi)始分派RF信道內(nèi)的第一 副載波頻率集fA，并且包括直至副載波頻率fz的每個(gè)后續(xù)副載波頻率等等。因 此，第一副載波頻率集fA開(kāi)始于f2...fz、 fz+2...f2z、和 并結(jié)束于f(Y.l)Z+2...fX。在該示例中，第二副載波頻率集fA被指派成副載波頻率f2...f4、f6...f8、 f1Q...f12........ f254...f256，它們使用802.16d協(xié)議。因此，第一集包括192個(gè)副載波頻率。因此，RF信道已被劃分成提供使用第一無(wú)線協(xié)議A的通信的第一副載波 頻率集fA和使用第二無(wú)線協(xié)議B的第二副載波頻率集fB。因此，第一和第二 STA40、 42可在同一RF信道上同時(shí)與AP30通信，每個(gè)S亇A 40、 42使用其 自身相應(yīng)的無(wú)線協(xié)議和副載波頻率集。例如，來(lái)自第一 STA 40的第一 RP信 號(hào)可被分割成通過(guò)第一副載波頻率集fA傳輸?shù)亩鄠€(gè)第一子信號(hào)。g卩，根據(jù)示意 性示例，在第一無(wú)線協(xié)議A中來(lái)自第一 STA 40的第一RF信號(hào)可被分割成192個(gè)第一子信號(hào)，每個(gè)子信號(hào)通過(guò)副載波頻率f2...f4、 f6...f8、 f1Q...f12........f254…f256中的一個(gè)來(lái)傳送。同時(shí)，來(lái)自第二STA42的第二RF信號(hào)可被分割成64個(gè)第二子信號(hào)，每個(gè)子信號(hào)通過(guò)副載波頻率&、 f5、 f9、 f13........ &53中的一個(gè)來(lái)傳送。因此，第一和第二STA 40、 42可同一時(shí)間在同一RF信道使用 其相應(yīng)的無(wú)線協(xié)議與AP 30通信。 —本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解.，如果第一數(shù)目X小于第二數(shù)目Y，則將執(zhí)行 相似的處理。在步驟315中，將RF信道被劃分成等于第二數(shù)目Y的副載波頻 率數(shù)目。在步驟316中，獲得第二商Z2，以確定使用第一無(wú)線協(xié)議A的副載 波頻率與使用第二無(wú)線協(xié)議B的那些之間的間隔。第二數(shù)目Y除以第一數(shù)目X 生成第二商Z2。在步驟318中，將第一副載波頻率集^指派給第一無(wú)線協(xié)議A。 從RF信道內(nèi)的第一副載波頻率&開(kāi)始，第一副載波頻率&加上第二商Z2，以計(jì)算出后續(xù)副載波頻率fHZ。因此，第一副載波頻率集fA開(kāi)始于&、 f1+Z、 f1+2Z和&wz，并結(jié)束于f1+(x.2)z。在步驟320中，將第二副載波頻率集ffi指派給第 二無(wú)線協(xié)議B，該第二副載波頻率集fs包括RF信道內(nèi)未指派給第一無(wú)線協(xié)議 A的副載波頻率的每一個(gè)。從頻率信道內(nèi)的第二副載波頻率f2開(kāi)始，第二副載 波步頁(yè)率集fa開(kāi)始于f2…fz、 fz+2…f2z、 禾口 f2z+2…f3z， 并結(jié)束于f(x-i)z+2…fy。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，有將副載波頻率指派給相應(yīng)的無(wú)線協(xié)議的多種 方法。相似地，指派副載波協(xié)議的方法300可考慮RF信道的預(yù)定帶寬、在RF 信道上正被使用的無(wú)線協(xié)議的數(shù)目、無(wú)線協(xié)議的每一個(gè)使用的副載波頻率的數(shù) 目等等。盡管方法300的示例性實(shí)施例均勻地間隔第一和第二集中的副載波頻 率，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，副載波頻率的一部分或全部可非均勻地間 隔。例如，在上述示意性示例的另一實(shí)施例中，在步驟312中，第二副載波頻 率集fe可'以是frf64，而第一集是f64-f256。以這種方式，無(wú)需計(jì)算出第一商Zi。在本發(fā)明的另一示例性實(shí)施例中，對(duì)無(wú)線協(xié)議(例如，示意性示例中的第 二無(wú)線協(xié)議B)的物理("PHY")層進(jìn)行修改，該無(wú)線協(xié)議可將RF信道劃分 成比將RF信道劃分成最大數(shù)目的副載波頻率的無(wú)線協(xié)議(例如，示意性示例 中的第一無(wú)線協(xié)議A)少的數(shù)目的副載波頻率。盡管示意性示例僅描述了對(duì)第 二無(wú)線協(xié)議B的PHY層的修改，但是當(dāng)在RF信道上將使用多于兩個(gè)的無(wú)線 協(xié)議時(shí)，將修改每個(gè)較少的協(xié)議的PHY層。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，可在RF 信道上使用802.1 la、 802.16d和802.16e協(xié)議。因此，將修改802.1 la禾口 802.16d 協(xié)議的物理層。802.16e協(xié)議可基本上保持不變，除它可能不能在某些副載波 頻率(例如，為802.11a和802.16d協(xié)議預(yù)留的那些頻率)上傳送之外。隨后 可對(duì)PHY層作出修改以執(zhí)行方法300的步驟。圖4a示出根據(jù)802.11a協(xié)議在PHY層上傳送的常規(guī)OFDM碼元402。常 規(guī)碼元502具有包括由跟隨有碼元時(shí)間("TSYMBOL" )406的循環(huán)前綴 ("TCP" )404的持續(xù)時(shí)長(zhǎng)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，該循環(huán)前綴404包括在 碼元時(shí)間406內(nèi)傳送的預(yù)定數(shù)據(jù)部分的重復(fù)。該循環(huán)前綴404 —般用于計(jì)數(shù)多 徑效應(yīng)(例如，多徑衰落)。即，從不同的目標(biāo)反射回之后可到達(dá)目的地的多 個(gè)版本的信號(hào)。碼元時(shí)間406被定義為將RF信道帶寬除以使用單個(gè)無(wú)線協(xié)議 把RF信道劃分成的副載波頻率數(shù)目的倒數(shù)。因此，在常規(guī)碼元402中，循環(huán)前綴404是0.8微秒，并且碼元時(shí)間406是3.2微秒(例如，1/(20Mhz/64))。在常規(guī)網(wǎng)絡(luò)中，在同一RF信道上使用多于一個(gè)無(wú)線協(xié)議將在用于傳送要 求少于RF信道中可用副載波頻率的總數(shù)的傳輸無(wú)線協(xié)議(例如，802.11a協(xié)議) 的副載波頻率上造成干擾。因此，根據(jù)本發(fā)明，增加這些副載波頻率中碼元周 期的持續(xù)時(shí)長(zhǎng)(例如，碼元時(shí)間)可阻止來(lái)自由一個(gè)或多個(gè)其它無(wú)線協(xié)議使用 的相鄰副載波頻率對(duì)它們的干擾。這使得能夠?qū)υ诟陛d波頻率上傳送的原始數(shù) 據(jù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)男盘?hào)解調(diào)和重新組裝。此外，根據(jù)本發(fā)明，使用最大數(shù)目副載波 頻率的無(wú)線協(xié)議(例如，802.11d/e協(xié)議)的PHY層可保持不變。圖4b中示出了根據(jù)本發(fā)明的由802.11a協(xié)議使用的第一碼元502的示例 性實(shí)施例。在此實(shí)施例中，第一和第二無(wú)線協(xié)議A和B分別是802.16d協(xié)議和 802.11a協(xié)議。以此方式，第一碼元502具有包含第一循環(huán)前綴504和第一碼 元時(shí)間506的第一碼元持續(xù)時(shí)長(zhǎng)。在此實(shí)施例中，類似于常規(guī)循環(huán)前綴404， 第一循環(huán)前綴504可約為0.8微秒。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，第一循環(huán)前綴 504可被確定為多徑環(huán)境的函數(shù)。例如，如果802.11a協(xié)議用于高達(dá)IOO米的 傳輸，則可使用第一循環(huán)前綴504。然而，如下將述，如果802.11a協(xié)議用于 約1000米的傳輸，那么可增加循環(huán)前綴。第一碼元時(shí)間506可被定義為RF信道帶寬除以由使用較大數(shù)目副載波頻 率的無(wú)線協(xié)議把RF信道劃分成的副載波頻率數(shù)目的倒數(shù)。因此，第一碼元時(shí) 間506將是12.8微秒(例如，1/(20MHz/256))。因此，第一碼元持續(xù)時(shí)長(zhǎng)將 比常規(guī)持續(xù)時(shí)長(zhǎng)(例如，3.2微秒)長(zhǎng)。這阻止任何第二副載波頻率集(802.16d)fB 對(duì)第一副載波頻率集(802.11a)fA的干擾。無(wú)需對(duì)802.16d的碼元持續(xù)時(shí)長(zhǎng)作改 變。此外，第一循環(huán)前綴504的持續(xù)時(shí)長(zhǎng)一般可取決于多徑環(huán)境，并且因此和 碼元時(shí)間無(wú)關(guān)。 一般地，通過(guò)增加的循環(huán)前綴減輕了RF信道回波(例如，多 徑反射)中增加的延遲效應(yīng)。圖4c示出了根據(jù)本發(fā)明的第二碼元602的示例性實(shí)施例。在此實(shí)施例中， 第一和第二種無(wú)線協(xié)議A和B分別是802.16e協(xié)議和802.1 la協(xié)議。以此方式， 第二碼元602具有包含第二循環(huán)前綴604和第二碼元時(shí)間606的第二碼元持續(xù) 時(shí)長(zhǎng)。在此實(shí)施例中，類似于常規(guī)循環(huán)前綴404，第二循環(huán)前綴504可約為0.8 微秒?；蛘撸绻鄰江h(huán)境導(dǎo)致RF信號(hào)延遲的回波(即，多徑反射)，則第二循環(huán)前綴504可擴(kuò)展為另一值(例如，比0.8微秒大的值)。因?yàn)榈诙掷m(xù) 時(shí)長(zhǎng)比常規(guī)持續(xù)時(shí)長(zhǎng)長(zhǎng)，所以第二碼元602可比常規(guī)碼元502容忍更差的多徑 環(huán)境。此外，在圖4c中所示的實(shí)施例中，第二碼元時(shí)間606被定義為RF信道 帶寬除以由使用較大數(shù)目副載波頻率的無(wú)線協(xié)議把RF信道劃分成的副載波頻 率數(shù)目的倒數(shù)。因此，第二碼元時(shí)間606將是102.4微秒(例如， 1/(20MHz/2048))。因而，第二碼元持續(xù)時(shí)長(zhǎng)將比常規(guī)持續(xù)時(shí)長(zhǎng)(例如，3.2 微秒)長(zhǎng)。因此，傳送相同量的數(shù)據(jù)將比在常規(guī)802.11aPHY層中的傳送花費(fèi) 更長(zhǎng)時(shí)間。此外，根據(jù)本發(fā)明，如這里所述可調(diào)節(jié)每個(gè)較小協(xié)議的碼元時(shí)間。 例如，在于RF信道上使用802.11a、802.16d和802.16e協(xié)議的實(shí)施例中，802.11a 和802.16d協(xié)議的碼元時(shí)間將增至102.4微秒(例如，1/(20MHz/2048))。擴(kuò)展 碼元時(shí)間可降低相鄰副載波頻率之間的干擾。在本發(fā)明的又一示例性實(shí)施例中，可對(duì)媒體接入控制("MAC")層作出修 改。在此實(shí)施例中，如果無(wú)線協(xié)議用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信(例如，在第一STA40與 AP30之間、AP30和另外的計(jì)算設(shè)備(g卩，回程)之間)，則對(duì)無(wú)線協(xié)議(例 如，802.11a協(xié)議)作出修改。例如，如果802.11a協(xié)議用于點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通信，則 可不使用修改。在執(zhí)行方法300的步驟之后可對(duì)MAC層作出修改(即，PHY 層的修改)。圖5a示出了根據(jù)常規(guī)802.1 la協(xié)議來(lái)自第一 STA 40的第一數(shù)據(jù)包702和 第二數(shù)據(jù)包704的傳輸。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的，在傳送第一數(shù)據(jù)包702 之后，第一 STA40等待常規(guī)分布式協(xié)調(diào)功能("DCF")幀間間隔("DIFS")706。 本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在其它實(shí)施例中，第一 STA可等待點(diǎn)協(xié)調(diào)功能(point coordination function: " PCF ，，)幀間間隔("PIFS ")。在等待DIFS 706之后，在試圖傳輸?shù)诙?shù)據(jù)包704之前，第一 STA 40 執(zhí)行常規(guī)可變補(bǔ)償(variable backoff) 708?？勺冄a(bǔ)償708是第一 STA 40在重 新評(píng)估RF信道之前等待的第一隨機(jī)時(shí)間(例如，多個(gè)時(shí)隙)。在第一隨機(jī)時(shí) 間期間，其它STA (例如，第二STA42、 AP30等等)可通過(guò)RF信道傳送。 當(dāng)隨機(jī)時(shí)間屆滿時(shí)，該第一 STA 40確定該RF信道是否空閑(例如，沒(méi)有在 其上傳送其它STA或AP)。如果該RF信道是空閑的，則第一STA40傳送第二數(shù)據(jù)包704。然而，如果RJF信道忙，則第一STA40等待第二隨機(jī)時(shí)間(例 如，獨(dú)立于第一隨機(jī)時(shí)間生成)，直到它在重新評(píng)估之前屆滿。圖5b示出根據(jù)經(jīng)修改的802.11a協(xié)議的第一數(shù)據(jù)包702和第二數(shù)據(jù)包704 的傳輸。如上所述，可對(duì)802.11a協(xié)議的MAC層作出修改。在傳送第一數(shù)據(jù) 包702之后，第一 STA 40等待常規(guī)DIFS 706(或PIFS)。在DIFS 706之后，第 一STA 40執(zhí)行補(bǔ)償710 (例如，預(yù)定數(shù)目的時(shí)隙)。在優(yōu)選實(shí)施例中，預(yù)定 數(shù)目是單個(gè)時(shí)隙。因此，當(dāng)預(yù)定數(shù)目時(shí)隙已被傳遞，第一STA40評(píng)估RF信 道。當(dāng)?shù)谝?STA 40在等待預(yù)定數(shù)目時(shí)隙傳遞時(shí)，AP 30可傳送第三數(shù)據(jù)包712。 然而，如果預(yù)定數(shù)目時(shí)隙已傳遞之后RF信道是空閑的，則第一STA40可傳 送第二數(shù)據(jù)包704。因此，根據(jù)本發(fā)明，參與PTP通信的兩個(gè)端點(diǎn)(例如，STA、 AP等等)可實(shí)現(xiàn)對(duì)MAC層的修改。圖6示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)對(duì)MAC層的修改的方法800的示例性實(shí)施例。 在步驟810中，第一 STA 40向AP 30傳送第一數(shù)據(jù)包702。盡管將參照第一 STA40描述方法800，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可通過(guò)引導(dǎo)無(wú)線通信的 任何設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)方法800。例如，在特定STA或AP傳送數(shù)據(jù)包期間，沒(méi)有其 它無(wú)線設(shè)備(例如，STA、 AP等等)可通過(guò)其上使用的副載波頻率集傳送。 例如，根據(jù)MAC層修改，PTP通信中的每個(gè)端點(diǎn)(例如，第一STA40和AP 30)獨(dú)占地接入相應(yīng)的副載波頻率集(例如，第二副載波頻率集fB)。在步驟812中，在傳送第一數(shù)據(jù)包702之后，第一 STA 40等待DIFS 706。 在DIFS 706之后，AP 30立即開(kāi)始傳送第三數(shù)據(jù)包712。在步驟814中，在 DIFS706之后，第一STA40等待預(yù)定數(shù)目的時(shí)隙。在步驟816中，第一STA40確定第二數(shù)據(jù)包704是否準(zhǔn)備好傳輸。如果 第一 STA 40沒(méi)有第二數(shù)據(jù)包704，則第一 STA 40可進(jìn)入睡眠模式或保持空閑 同時(shí)活躍地監(jiān)聽(tīng)RF信道。因此，當(dāng)?shù)谝?STA 40生成第二數(shù)據(jù)包704時(shí)可重 新評(píng)估RF信道。在步驟818中，第一 STA 40評(píng)估RF信道以確定其是否空閑。如果RF 信道忙，則意味著由于僅有兩個(gè)設(shè)備(例如，第一STA40和AP30)參與PTP 通信，因此第一STA 40從AP 30接收包。在已接收到包之后，第一STA 40 等待另一DIFS (步驟819)，并且如果有一個(gè)包準(zhǔn)備好了，則向AP30傳送第二包704。同時(shí)，AP30在傳送其下一包之前等待跟隨DIFS的相同預(yù)定數(shù)目的 時(shí)隙。在一個(gè)實(shí)施例中，時(shí)隙的預(yù)定數(shù)目不隨時(shí)間改變。在步驟820中，RF信道是空閑的，因此第一 STA 40傳送第二數(shù)據(jù)包704。 在傳送第二數(shù)據(jù)包704之后，如果其有任何另外數(shù)據(jù)包則該第一 STA 40可回 到步驟814，或者它可進(jìn)入睡眠模式或保持空閑同時(shí)監(jiān)聽(tīng)RF信道。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明可用于例如在通信網(wǎng)絡(luò)的前端部署 WiMAX協(xié)議以提供對(duì)多個(gè)最終用戶的寬帶接入，同時(shí)在通信網(wǎng)絡(luò)的后端部署 Wi-Fi協(xié)議以提供對(duì)與最終用戶交換的寬帶數(shù)據(jù)的主要或次要的補(bǔ)償。在另一 個(gè)實(shí)施例中，可在前端部署Wi-Fi協(xié)議，而在后端部署WiMAX協(xié)議。在又一 實(shí)施例中，Wi-Fi協(xié)議和WiMAX協(xié)議都可部署于前端或后端。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明作出各種修改而不脫離本發(fā)明的精神或范 圍是顯而易見(jiàn)的。因此，本發(fā)明旨在涵蓋該發(fā)明的修改和變化，只要它們落在 所附權(quán)利要求及其等效方案的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種方法，包括比較在射頻信道上使用的多個(gè)無(wú)線協(xié)議，每個(gè)無(wú)線協(xié)議在所述信道上使用相應(yīng)預(yù)定數(shù)目的副載波頻率；根據(jù)所述相應(yīng)預(yù)定數(shù)目的比較生成一個(gè)數(shù)；將所述頻率信道除以所述數(shù)以生成副載波頻率集；對(duì)所述無(wú)線協(xié)議的每一個(gè)指派相應(yīng)的副載波頻率子集；以及在相同時(shí)間段內(nèi)在使用所述相應(yīng)無(wú)線協(xié)議的每個(gè)副載波頻率子集上進(jìn)行無(wú)線通信。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述多個(gè)無(wú)線協(xié)議包括以下 無(wú)線協(xié)議中的至少兩個(gè)802.11a協(xié)議、802.16d協(xié)議和802.16e協(xié)議。
3. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述無(wú)線協(xié)議中的至少一個(gè) 用于點(diǎn)到點(diǎn)通信，而剩余無(wú)線協(xié)議中的至少一個(gè)用于點(diǎn)到多點(diǎn)通信。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述無(wú)線協(xié)議的每一個(gè)使用 正交頻分復(fù)用技術(shù)。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述生成步驟包括以下子步 驟從使用最大數(shù)目副載波頻率的所述多個(gè)無(wú)線協(xié)議中確定第一無(wú)線協(xié)議；以及使用所述最大數(shù)目作為所述數(shù)。
6. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，每個(gè)子集中的副載波頻率的數(shù)目不大于指派給所述子集的相應(yīng)無(wú)線協(xié)議使用的副載波頻率的所述預(yù)定數(shù) 目。
7. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述指派步驟還包括從所述集中的第一副載波頻率開(kāi)始，為所述相應(yīng)無(wú)線協(xié)議預(yù)留多個(gè)其它副 載波頻率，其它副載波頻率的每一個(gè)與所述第一副載波頻率相隔預(yù)定間隔。
8. 如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述預(yù)定間隔被確定為由相應(yīng)無(wú)線協(xié)議使用的副載波頻率的預(yù)定數(shù)目和所述集中副載波頻率的總數(shù)的函數(shù)。
9. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述進(jìn)行步驟還包括 將信號(hào)劃分成預(yù)定數(shù)目的子信號(hào)，所述預(yù)定數(shù)目不大于所述子集中副載波頻率的數(shù)目；以及在所述子集中相應(yīng)副載波頻率上傳送每個(gè)子信號(hào)。
10. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，還包括從使用至少預(yù)定數(shù)目副載波頻率的所述多個(gè)無(wú)線協(xié)議中確定第一無(wú)線協(xié) 議；以及根據(jù)所述信道的帶寬和所述集中副載波頻率的總數(shù)來(lái)修改所述第一無(wú)線 協(xié)議的碼元時(shí)間。
11. 如權(quán)利要求IO所述的方法，其特征在于，還包括 增加所述無(wú)線協(xié)議的循環(huán)前綴的持續(xù)時(shí)長(zhǎng)。
12. 如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述碼元時(shí)間等于所述信道帶寬除以所述集中所述副載波頻率總數(shù)的倒數(shù)。
13. 如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，還包括當(dāng)所述第一無(wú)線協(xié)議是用于點(diǎn)到點(diǎn)通信的802.11a協(xié)議時(shí)，執(zhí)行以下子步驟由第一無(wú)線站傳送第一數(shù)據(jù)包； 等待分布式協(xié)調(diào)功能幀間間隔("DIFS"); 等待預(yù)定時(shí)間；當(dāng)所述預(yù)定時(shí)間屆滿時(shí)，確定任何其它無(wú)線站是否正在所述信道上傳送另 一數(shù)據(jù)包；當(dāng)沒(méi)有另一數(shù)據(jù)包在所述信道上傳送時(shí)，傳送第二數(shù)據(jù)包。
14. 如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，還包括 當(dāng)所述另一數(shù)據(jù)包正在信道上傳送時(shí)，等待另一預(yù)定時(shí)間；以及 傳送所述第二數(shù)據(jù)包。
15. 如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述預(yù)定時(shí)間是單個(gè)時(shí)隙。
16. —種無(wú)線設(shè)備，包括存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)在射頻信道上使用第一預(yù)定數(shù)目的副載波頻率的第一無(wú)線協(xié) 議；以及處理器，將所述第一無(wú)線協(xié)議與在所述信道上使用的至少第二無(wú)線協(xié)議作 比較，所述至少第二無(wú)線協(xié)議在所述信道上使用相應(yīng)預(yù)定數(shù)目的副載波頻率， 所述處理器根據(jù)所述第一預(yù)定數(shù)目與所述相應(yīng)預(yù)定數(shù)目的比較生成一個(gè)數(shù)，所 述處理器將所述頻率信道除以所述數(shù)以生成副載波頻率集，所述處理器對(duì)所述 第一無(wú)線協(xié)議指派第一副載波頻率子集，并對(duì)所述至少第二無(wú)線協(xié)議的每一個(gè) 指派相應(yīng)副載波頻率子集，所述處理器通過(guò)使用所述第一無(wú)線協(xié)議的所述第一 副載波頻率子集進(jìn)行無(wú)線通信。
17. 如權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其特征在于，所述第一無(wú)線協(xié)議是802.1 la 協(xié)議、802.16d協(xié)議和802.16e協(xié)議中的一個(gè)。
18. 如權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備是接入點(diǎn)和無(wú)線 站中的一個(gè)。
19. 一種系統(tǒng)，包含第一無(wú)線設(shè)備，在射頻信道上使用釆用第一預(yù)定數(shù)目的副載波頻率的第一 無(wú)線協(xié)議；以及第二無(wú)線設(shè)備，在所述信道上使用具有第二預(yù)定數(shù)目的副載波頻率的第二 無(wú)線協(xié)議，其中，所述第一和第二無(wú)線設(shè)備中的一個(gè)將所述第一無(wú)線協(xié)議與所述第二 無(wú)線協(xié)議作比較，根據(jù)所述第一和第二預(yù)定數(shù)目的比較生成一個(gè)數(shù)，將所述信 道除以所述數(shù)以生成副載波頻率集，對(duì)所述第一無(wú)線協(xié)議指派第一副載波頻率 子集以及對(duì)所述第二無(wú)線協(xié)議指派第二副載波頻率子集，以及其中，在相同時(shí)間段內(nèi)，所述第一無(wú)線設(shè)備通過(guò)使用所述第一無(wú)線協(xié)議的 所述第一副載波頻率子集進(jìn)行無(wú)線通信，而所述多個(gè)第二無(wú)線設(shè)備通過(guò)使用所 述第二無(wú)線協(xié)議的所述第二副載波頻率子集進(jìn)行無(wú)線通信。
全文摘要
描述了一種比較在射頻信道上使用的多個(gè)無(wú)線協(xié)議的方法。每個(gè)無(wú)線協(xié)議在該信道上使用相應(yīng)預(yù)定數(shù)目的副載波頻率。根據(jù)相應(yīng)預(yù)定數(shù)目的比較生成一個(gè)數(shù)。將該頻率信道除以該數(shù)以生成副載波頻率集。對(duì)無(wú)線協(xié)議的每一個(gè)指派相應(yīng)副載波頻率子集。在相同時(shí)間段內(nèi)，通過(guò)使用相應(yīng)無(wú)線協(xié)議的每個(gè)副載波頻率子集進(jìn)行無(wú)線通信。
文檔編號(hào)H04L12/26GK101248622SQ200680027032
公開(kāi)日2008年8月20日 申請(qǐng)日期2006年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月28日
發(fā)明者A·簡(jiǎn)恩 申請(qǐng)人:訊寶科技公司