超寬帶通信協議的製作方法
2023-12-06 12:02:51 2
專利名稱：超寬帶通信協議的製作方法
技術領域：
本發明涉及無線通信領域。更特別地，本發明描述用於超寬帶通信的通信協議。
背景技術：
資訊時代已經來臨。通過各種不同的通信系統獲取大量信息正在改變人們的工作、自身娛樂和互相溝通的方式。人們正在不斷開發更快、更有能力的通信技術。對於這些新技術的製造者和設計者而言，實現「互操作性」是一項越來越難的挑戰。
互操作性是一臺設備與另一臺設備或者與通過其可以連接其它通信設備的另一個網絡進行通信的能力。然而，隨著不同通信協議(即，通信設備用來傳送數據的規則)的爆炸性增長，設計真正的互操作性不再是一項無足輕重的工作。
例如，大部分無線通信設備使用常規「載波」，或射頻(RF)技術，而其它設備使用電光技術。通常，這些通信技術中的每種技術均使用它們自己的通信協議。
另一種類型的通信技術是超寬帶(UWB)。UWB技術與常規形式的RF技術有根本性的區別。UWB使用「無載波」體系結構，它不需要使用高頻載波生成硬體；載波調製硬體；鑑頻和鑑相硬體或常規頻域通信系統中使用的其它設備。
在UWB通信內，可以設想幾種不同類型的網絡，每個網絡都有它們自己的通信協議。例如，這些網絡是區域網(LAN)，個人區域網(PAN)，無線個人區域網(WPAN)，傳感器網絡或其它網絡。每個網絡都可以有它們自己身的通信協議。
因此，需要用於超寬帶通信設備的通信協議，該協議允許不同網絡和不同超寬帶設備之間的兼容性和共存。
發明內容
本發明提供用於超寬帶通信的通用通信協議。本發明提供在各種類型網絡內的超寬帶通信設備之間的兼容性和互操作性。在一種實施方式中，提供具有高數據傳輸率能力和低數據傳輸率能力的組合的或交織的數據幀。低數據傳輸率可以用於正在訪問的網絡類型的最初發現，以及高數據傳輸率可以用來在具有高數據傳輸率能力的網絡內快速傳輸數據。
本發明可以用於任何類型的網絡，不論這些網絡是無線網絡，有線網絡，還是有線介質和無線部件的混合。亦即，網絡可以使用諸如同軸電纜之類的有線介質，以及諸如衛星、蜂窩天線或其它類型的無線收發器之類的無線設備。
通過與附圖一起閱讀本發明的下述詳細描述，將理解本發明的這些和其它特徵和優點，其中在所有附圖中，相同參考標號表示相同部分。
圖1是不同通信方法的圖示；圖2是兩個超寬帶脈衝的圖示；圖3說明根據本發明構造的高數據速率幀和低數據速率幀的組合幀的實施方式；以及圖4說明根據本發明構造的收發器的無線網絡。
可以理解，某些附圖或全部附圖是用於說明目的的示意性圖示，不一定描述所示元件的實際相對大小或位置。提供這些附圖的目的是為了說明本發明的一個或多個實施方式，應該明確知道它們不是用來限制權利要求書的範圍或含義的。
具體實施例方式
在下面的段落中，將參照附圖利用示例的方式詳細描述本發明。在整個描述中，應該認為所示優選實施方式和示例是示範性的，而不是對本發明的限制。正如此處使用的那樣，「本發明」指此處描述的發明的任一實施方式或任意等價物。此外，整個文檔中對「本發明」的各種特徵的引用並不意味著要求的所有實施方式或方法都必須包含引用的特徵。
本發明提供各種類型的網絡內的超寬帶通信設備之間的兼容性和互操作性。在一個實施方式中，本發明提供使用不同物理層(PHY)的超寬帶通信設備之間的兼容性和互操作性。「物理層」提供啟動和使用物理部件進行比特傳輸和接收的能力和過程。因此，在無線通信中，由PHY執行的主要功能是與諸如空氣之類的通信介質的連接的建立和終止，以及在數字數據的表示與在該通信介質上傳輸和/或接收的相應的信號或脈衝之間的轉換。簡言之，PHY的一個功能是把比特變成脈衝或變成調製的載波。PHY的形式可以是計算機軟體，硬體或是軟體和硬體的組合。
當這些設備試圖進入市場時，相似的通信設備之間的兼容性變得重要了。例如，許多常規無線設備均使用未經許可的2.4GHz頻率進行通信。WiFi、藍牙和無繩電話就是幾個示例。然而，由於沒有建立通用通信標準，所以許多這樣的設備不能彼此通信，而且許多這樣的設備還彼此幹擾。
本發明的一個特徵是，它支持不同設備使用的不同類型的接口之間的通信。
本發明的優選實施方式提供一個協議，設計該協議是為了方便使用不同超寬帶物理層空中接口的多個設備之間的共存。
電氣和電子工程師協會(IEEE)目前正在建立用於多種不同網絡以及可以使用超寬帶技術的其它通信環境的規則和通信標準。這些不同的通信標準可能導致不同規則，或用於每個標準的物理層空中接口。例如，IEEE 802.15.3(a)涉及用於超寬帶無線個人區域網(WPAN)的標準。超寬帶也可以用於IEEE 802.15.4(傳感器和控制設備標準)、802.11n(區域網標準)、探地雷達、穿牆成像、以及其它網絡和環境。這些設備中的每一個都可以使用超寬帶通信技術，並且每個設備也都可以有它自己的通信標準。
當超寬帶技術廣泛地進入市場時，支持超寬帶的設備之間的兼容性將變得重要了。本發明的一個特徵是，它確保共享不同物理層空中接口的超寬帶設備之間的可靠通信。
本發明的另一個特徵是，它可以用於任何類型的網絡，不論它是無線網絡，有線網絡，還是有線介質和無線部件的混合。亦即，網絡可以使用諸如同軸電纜之類的有線介質，以及諸如衛星或蜂窩天線之類的無線設備。正如此處定義的那樣，網絡是利用通信路徑連接起來的一組點或節點。通信路徑可以是由電線連接的，或者是無線地連接的。此處定義的網絡可以與其它網絡互連，並可以包含子網。此處定義的網絡的特徵可以是在於空間距離，例如，就象區域網(LAN)、個人區域網(PAN)、城域網(MAN)、廣域網(WAN)以及無線個人區域網(WPAN)等。此處定義的網絡的特徵也可以是在於其上使用的數據傳輸技術的類型，例如，就象TCP/IP網絡以及系統網絡體系結構網絡等。此處定義的網絡的特徵也可以在於它是否傳送語音、數據，或這兩種類型的信號或數據。此處定義的網絡的特徵還可以在於誰可以使用該網絡，例如，其中有公用交換電話網(PSTN)，其它類型的公用網絡以及專用網絡(如某單個房間或住宅內的網絡)等。此處定義的網絡的特徵也可以在於其連接的一般性質，例如，其中有撥號網絡，交換網絡，專用網絡以及非交換網絡等。此處定義的網絡的特徵還可以在於它使用的物理鏈路的類型，例如，其中有光纖，同軸電纜，二者的混合，非屏蔽雙絞線對，以及屏蔽雙絞線對等。本發明也可以用於任何類型的無線網絡，例如無線PAN、LAN、MAN、WAN或WPAN。
本發明針對是超寬帶技術，在一個實施方式中，採用「無載波」體系結構，它不需要使用高頻載波生成硬體，載波調製硬體，穩定器，鑑頻和鑑相硬體或常規頻域通信系統中使用的其它設備。常規射頻技術使用連續正弦波，該正弦波是與內嵌在正弦波的振幅或頻率的調製中的數據一起傳輸的。例如，常規蜂窩電話必須在整個頻譜的特定寬度的特定頻帶上運行。具體地，在美國，聯邦通信委員會為蜂窩電話通信分配的波段為800至900MHz。蜂窩電話運營商使用25MHz的分配波段來發射蜂窩電話信號，並且使用另外的25MHz的分配波段來接收蜂窩電話信號。
參照圖1，該圖說明常規射頻技術的另一個示例。無線區域網(LAN)協議，802.11a在5GHz的中心頻率上傳輸連續正弦波射頻信號，其射頻擴展約為5MHz。
與其相比，超寬帶(UWB)通信技術使用離散電磁能量脈衝，該脈衝是以例如毫微秒或微微秒間隔(持續時間通常為數十微微秒到數毫微秒)傳輸的。鑑於此，超寬帶通常稱為「脈衝無線電」。亦即，與上面描述的常規射頻技術不同，UWB脈衝是在無需調製到正弦波載波頻率的情況下傳輸的。UWB脈衝是單個電磁能量的突發。UWB脈衝可以是單個正電磁能量的突發，或者是單個負電磁能量突發，抑或是有預定相位的單個電磁能量的突發。通過混合離散脈衝和控制最後得到的UWB信號的中心頻率的載波，可以獲得UWB的可選擇的實現。通常，超寬帶既不需要指派的頻率，也不需要功率放大器。
和常規通信技術的相對窄的頻率擴展形成對比，UWB脈衝的中心頻率可以為2.0GHz，其頻率擴展約為4GHz，正如圖2所示，該圖說明兩個典型的UWB脈衝。圖2說明UWB脈衝在時間上越窄，其頻譜擴展就越寬。這是因為帶寬與脈衝的持續時間成反比。600微微秒的UWB脈衝的中心頻率可以約為1.6GHz，其頻率擴展約為1.6GHz。300微微秒的UWB脈衝的中心頻率可以約為3GHz，其頻率擴展約為3.2GHz。因此，正如圖1所示，UWB脈衝通常不在特定頻率內運行。並且，由於UWB脈衝擴展在非常寬的頻率範圍或帶寬上，所以UWB通信系統能夠在非常高的，例如100Mbps或更高的數據速率上通信。根據本發明構造的UWB脈衝的持續時間的範圍可以是在約10微微秒到約100毫微秒之間。
美國專利3,728,632(發明人為Gerald F.Ross，發明題目為Transmission and Reception System for Generating and ReceivingBase-Band Duration Pulse Signals without Distortion for ShortBase-Band Pulse Communication System)公開了UWB技術的進一步細節，在此通過參考將其全部內容引入並合併。
同樣，由於UWB脈衝展布在非常寬的頻率範圍內，所以在單一頻率或在特定頻率上採樣的功率非常低。例如，持續時間為1毫微秒的功率為1瓦的UWB脈衝把1瓦功率擴展到該UWB脈衝佔據的整個頻率上。在任何單個頻率上，例如在CATV提供商的載波頻率上，UWB脈衝功率為1毫微瓦(對1GHz的頻帶而言)。其計算方法是將脈衝功率(1瓦)除以頻帶(10億Hz)。這完全在任何通信系統的噪聲本底之內，因此，不會干擾原始信號的解調和恢復。一般地，會以比較低的功率(當在單一頻率或在特定頻率上採樣時)，例如，以小於-30功率分貝到-60功率分貝，傳輸多個UWB脈衝，從而把常規射頻的幹擾降到最低。然而，通過大多數有線介質傳輸的UWB脈衝不會干擾無線射頻傳輸。因此，通過有線介質傳輸的UWB脈衝的功率(在單一頻率上採樣時)的範圍可以從約+30dBm到約-140dBm。
現在參照圖3，該圖說明根據本發明的一個實施方式構造的組合幀或交織幀10。正如此處定義的那樣，「幀」可以包括多種不同實施例。通常，幀是作為帶有尋址和其它協議信息的完整單元在通信點(即，移動或固定通信設備)之間傳輸的數據。亦即，幀是用一組規則配置的，並且在通信設備之間傳送數據。在一個實施方式中，幀包括要傳輸的數據，該數據的糾錯信息、地址、定時或同步信息以及依賴於構成該幀所依據的協議的其它特徵和功能。幀可以在其內包括另一個幀，該幀可以由不同的協議來配置和/或使用。也可以把幀配置為類似於時分多址(TDMA)的幀。
正如圖3所示，組合幀10包括低數據速率(LDR)幀10(a)和高數據速率(HDR)幀10(b)兩者。可以把每個LDR幀10(a)配置為以約1Kbps到約5Mbps範圍內的速率傳輸數據。可以把每個HDR幀10(b)配置為以約5Mbps到約1Gbps範圍內的速率傳輸數據。
本發明的一個特徵是，通過使用組合幀10，低數據速率超寬帶(UWB)設備和高數據速率UWB設備可以彼此通信。例如，一種類型的UWB設備可以使用只能以較低數據速率進行通信的協議，而另一個UWB設備可以使用能夠以較高數據速率進行通信的協議。
使用本發明的組合幀10協議的UWB通信設備將能夠與低數據速率和高數據速率的UWB設備兩者進行通信。例如，已經提出了UWB技術的許多不同應用，每個應用都有它自身的數據速率能力。在UWB PAN中，數據速率可以接近480Mbps，並且距離可以不超過10米。在LAN應用中，數據速率根據從網絡接入點的距離而變化。例如，如果UWB通信設備與接入點的距離為10米，則數據速率為500Mbps。距離該接入點更遠一些的用戶的數據速率可以為200Mbps。當與該接入點的距離為100米時，數據速率僅僅是幾個Mbps。UWB通信技術的另一個提出的應用是低數據速率控制和傳感器數據系統。低數據速率應用可以適於交換地理位置信息以及其它低數據速率信息。採用使用了組合幀10的通信協議的UWB設備能夠與任意或上述UWB網絡和設備進行通信。
根據本發明構造的UWB設備可以使用低數據速率和高數據速率收發器兩者。UWB設備可以是電話，個人數字助理，便攜計算機，膝上型計算機，臺式計算機，大型計算機，視頻監視器，計算機監視器，或採用UWB技術的任何其它設備。
低數據速率收發器一般使用少量能量，而高數據速率收發器一般使用顯著更多的能量。本發明的一個優點是，同時使用低數據速率和高數據速率收發器的UWB通信設備可以使用低數據速率(LDR)部分來進行發現、控制、網絡登錄和協議協商，其間高數據速率(HDR)部分被關閉，從而可以節省電力並延長電池壽命。例如，LDR收發器可以向本地UWB設備或網絡發送信號，並且發現其通信能力。此後，LDR收發器與本地UWB設備/網絡同步，並且向HDR收發器提供同步信息，此前，HDR收發器一直處於睡眠模式，從而可以節省電力。此種類型的通信序列可以使用以下通信協議，即這裡討論的使用組合幀10的通信協議。
正如圖3所示，在組合幀10中的組合或交織序列示出了與高數據速率(HDR)幀10(b)交織的低數據速率(LDR)幀10(a)。LDR幀10(a)的出現頻率可以隨應用而變化，並且另外取決於希望與其通信的設備的帶寬需求。例如，當與低數據速率設備通信時，LDR幀10(a)的數目將增加，當與高數據速率設備通信時，其數目將減少。
LDR幀10(a)和HDR幀10(b)都包括多組符號時隙(symbolslot)(未示出)。幀中的符號時隙的數目在約100到約100,000之間。在一個實施方式種，每個符號時隙包括25個時間元(time bin)(未示出)，每個時間元的大小約為400微微秒。也可以構造具有不同時間元大小的其它時間元排列。在一個或多個這些時間元內，可以放置一個超寬帶(UWB)脈衝，這取決於使用的數據調製技術。亦即，在包括符號時隙的一個或多個時間元內的UWB脈衝的位置、振幅、相位或其它方面表示一個或多個二進位數字或比特，它們包括正在發射或正在接收的數據。一組這樣的符號時隙包括LDR幀10(a)或HDR幀10(b)，因此能夠發射或接收數據。
在本發明的一個實施方式中，LDR幀10(a)和/或HDR幀10(b)的持續時間的範圍可以在約1微秒到約1毫秒之間。
例如，在一個實施方式中，可以按以下方式排列LDR幀10(a)正如圖3所示，LDR幀包括許多符號時隙(如上所述)，符號時隙可以分配到提供不同通信功能的組中。每個符號時隙內放置了多組時間元，時間元內有一個或多個UWB脈衝。LDR幀可以包括擴展的前同步碼和同步時間20(a)。可以擴展前同步碼和同步時間20(a)，以確保UWB收發器有足夠時間取得同步鎖。另外，LDR幀可以包括控制部分20(b)，用於向UWB設備或者從UWB設備傳送控制報文和應答。這些控制報文可以包括加電、斷電以及為通信指派的幀號碼。收發器可以利用時間段20(c)向遠程UWB設備發送地理位置信息。可以提供基於爭用的帶寬請求20(d)，以允許UWB設備從網絡請求帶寬。亦即，可以使用許多基於爭用的方法，如ALOHA、分隙ALOHA以及帶有或不帶有碰撞檢測的檢測算法(sensing algorithm)，以便在網絡中請求時間進行數據傳輸。使用LDR幀的數據有效載荷時間段20(e)向設備/網絡和從設備/網絡傳送低數據速率數據。在時間段20(f)內提供數據錯誤檢測和糾錯。可以理解，可以改變LDR幀的構造，以適合不同協議和通信需求。
再次參照圖3，HDR幀可以包括比較小的前同步碼和同步時間段30(a)，顯著更長的數據有效載荷時間30(b)，以及錯誤檢測和糾錯周期30(c)。另外，可以在與LDR幀不同的功率水平上傳輸HDR幀。LDR幀和HDR幀的長度或持續時間可以隨著安裝有該通信系統的環境而變化。如果中部幀失去同步的概率較高，則可以降低幀的長度或持續時間。
例如，為了提高通信質量和可靠性，每個幀10(a)或10(b)可以有「保護時間」量，其中包括故意使其為空的時間元。這些空時間元幫助UWB設備定位包含UWB脈衝的幀的部分。取決於使用的通信調製技術和/或通信環境，可以調整保護時間量以適應多徑幹擾。在一個實施方式中，LDR幀10(a)的數目遠遠低於HDR幀10(b)的數目(在高數據速率網絡中)，並且在LDR幀10(a)中可能需要比較少的保護時間。可以理解，幀和時間元可以有其它持續時間，並且幀可以使用不同數目的時間元。
現在參照圖4，該圖說明UWB設備60(a)-60(e)的一個或多個網絡。根據本發明構造的UWB高-低數據速率通信設備60包含高數據速率(HDR)收發器和低數據速率(LDR)收發器兩者。所有的設備60和60(a)-(e)均包括通信天線70。高-低數據速率通信設備60包括以硬體和/或軟體形式的通信協議計算機邏輯，並構造如上所述的組合幀10。因此，高-低數據速率通信設備60可以與設備60(a)進行通信，設備60(a)僅僅是UWB傳感器(或探地雷達，穿牆成像儀，精確定位器等)並且只可以使用低數據速率。或者，高-低數據速率通信設備60可以與設備60(d)進行通信，該設備60(d)僅為充當管理高數據速率超寬帶網絡上的通信的主收發器的大型計算機。
因此，本發明的一個特徵是，通過提供可以與所有UWB通信設備通信的通用信令協議，使用某一類型的低數據速率協議的UWB設備可以與使用高數據速率的不同協議的網絡接入點進行通信。
本發明的另一個特徵是，在帶有多個網絡接入點的環境中，高-低數據速率通信設備60可以與全部可用接入點通信，並登錄到最適合的網絡上。例如，其傳輸的信號佔據了全部可用帶寬的高數據速率行動裝置可以與當時存在的低數據速率網絡接入點進行通信。
或者，高-低數據速率通信設備60基本上可以同時連接使用正交頻分復用(OFDM)的網絡接入點；其高數據速率信號佔據了全部可用帶寬的接入點；以及低數據速率傳感器。並且，設備60可以通過使用本發明的通用信令協議的低數據速率信道來連接每一個。然後，設備60和接入點可以通過低數據速率信道進行發現。低數據速率接入點和OFDM形式的高數據速率接入點可以僅僅通過低數據速率信道提供連接，以適應低數據速率傳感器。高數據速率接入點可以向高-低數據速率通信設備60提供高數據速率信道或低數據速率信道。在本例中，高-低數據速率通信設備60可以選擇登錄到高數據速率網絡上。
本發明的另一個特徵是，LDR收發器可以向HDR收發器發送加電或喚醒信號，這兩個收發器都位於高-低數據速率通信設備60內。在該實施方式中，LDR收發器可以向HDR收發器另外提供一個粗略定時基準，以協助時間同步。
在網絡內，用於該網絡內的固定接入點的初始化協議可能包含信標初始化前的監聽時間段。在本發明的一個特徵中，如果檢測到來自第一接入點的信標，則第二接入點可以同步到第一接入點發射的信標信號。這些接入點有可能是用有線介質連接的，有線介質如光纖纜，同軸電纜，雙絞線，或其它有線介質。在此類環境中，可以經由有線介質實現附加接入點的同步和初始化。
再次參照圖4，在本發明的另一個實施方式中，固定網絡接入點或主收發器如60(d)，可以以低數據速率周期地發射信標信號。該信標信號可以包括主收發器60(d)的地理位置。在主收發器60(d)的覆蓋區域內移動的移動高-低數據速率通信設備60利用LDR收發器接收該信標信號，並且可以使用該地理位置信息幫助計算其地理位置。由於該信標信號可以主要用於發現和登錄，所以用於該信標信號的信號調製技術可以在各種收發器使用的技術之間輪換。例如，該信標信號可以在開關鍵控(OOK)信號和OFDM形式的信號之間輪換，其中OOK信號佔據可用帶寬的相當大的部分。以此方式，期望OFDM形式的信號的收發器能夠接收到低數據速率幀，並使用這些信標信號完成發現，同時另一類型的收發器可以使用OOK信標信號。作為選擇，本發明可以使用稱為二進位相移鍵控(BPSK)的調製方法。
如上所述，有幾種不同類型的信號調製技術和方法。超寬帶脈衝調製技術使得單一代表性的數據符號代表多個二進位數字或比特。其顯著優點是增加通信系統中的數據速率。調製的幾個示例包括脈寬調製(PWM)；脈幅調製(PAM)以及脈位調製(PPM)。在PWM中，使用一系列預定的UWB脈衝寬度來代表不同的比特集合。例如，在使用8個不同UWB脈衝寬度的系統中，每個符號可以代表8個組合中的一個組合。該符號可以承載3比特信息。在PAM中，使用預定的UWB脈衝幅度來代表不同的比特集合。使用PAM16的系統有16個預定的UWB脈衝幅度。該系統的每個符號可以承載4比特信息。在PPM系統中，使用在UWB脈衝時隙內的預定位置來承載比特集合。使用PPM16的系統的每個符號能夠承載4比特信息。本發明可以使用上面描述的所有信號調製方法以及其它方法(如三元調製，1脈衝調製及其它)。
本發明的另一個特徵是，LDR幀(圖3所示)可以提供多種功能性，如遠程關閉或喚醒選定的UWB設備，以及無線更新選定的UWB設備的固件。更新UWB設備的固件可以允許該設備避免在快速變化的技術環境中過早廢棄。
因此，可以看到提供了用於超寬帶通信的通信協議。本領域的技術人員應當理解，可以利用不同於上述實施方式的實施方式實現本發明，在本說明書中提供上述實施方式的目的是為了說明，而不是為了限制。本說明書和有關附圖中闡述的說明和示例僅僅闡明本發明的優選實施方式。說明書和附圖不是用來限制本專利文件的排除範圍的。不同於上述實施方式的許多設計均落入本公開的文字和/或法律範圍內，並且本發明僅受本公開的限制。請注意，說明書中論述的特定實施方式的各種等價物也可以實現本發明。
權利要求
1.一種超寬帶通信方法，該方法包括以下步驟生成第一數據幀，該第一數據幀被構造用來以第一數據速率傳輸數據；生成第二數據幀，該第二數據幀被構造用來以第二數據速率傳輸數據；以及傳輸第一和第二數據幀兩者。
2.如權利要求1所述的方法，其中該第一數據幀和該第二數據幀均包括多個時間元，每個時間元均能夠接收超寬帶脈衝。
3.如權利要求1所述的方法，其中該第一數據幀以約1Kbps到約5Mbps之間的範圍內的速率傳輸數據。
4.如權利要求1所述的方法，其中該第二數據幀以約5Mbps到約1Gbps之間的範圍內的速率傳輸數據。
5.如權利要求1所述的方法，其中該第二數據幀以從包括以下速率的組中選擇的速率傳輸數據25Mbps速率，50Mbps速率，100Mbps速率，200Mbps速率，400Mbps速率，480Mbps速率，500Mbps速率以及1Gbps速率。
6.如權利要求1所述的方法，其中該第一數據幀和該第二數據幀均包括持續時間，該持續時間的範圍是從約1微秒到約1毫秒。
7.如權利要求1所述的方法，其中該第一數據幀和該第二數據幀均包括多個時間元，每個時間元均能夠接收超寬帶脈衝，其中超寬帶脈衝的持續時間範圍為從10微微秒到1毫微秒。
8.如權利要求1所述的方法，其中該第一數據幀和該第二數據幀的比率可以改變。
9.一種用於控制通用數字計算機執行所需功能的電腦程式產品，該電腦程式產品包括用於生成第一數據幀的一組計算機可讀指令，該第一數據幀被構造用來以第一數據速率傳輸數據；用於生成第二數據幀的一組計算機可讀指令，該第二數據幀被構造用來以第二數據速率傳輸數據；以及用來傳輸該第一數據幀和該第二數據幀的一組計算機可讀指令。
10.一種超寬帶通信設備，包括被構造用來以第一數據速率通信的第一收發器；以及被構造用來以第二數據速率通信的第二收發器。
11.如權利要求10所述的超寬帶通信設備，其中該第一數據速率以約1Kbps到約5Mbps之間的範圍內的速率傳輸數據。
12.如權利要求10所述的超寬帶通信設備，其中該第二數據速率以約5Mbps到約1Gbps之間的範圍內的速率傳輸數據。
13.如權利要求10所述的超寬帶通信設備，其中該第一收發器以該第一數據速率進行通信；以及該第二收發器保持關閉。
14.如權利要求10所述的超寬帶通信設備，其中該第一收發器以該第一數據速率進行通信；以及在需要以該第二數據速率通信之前，該第二收發器保持關閉。
15.一種超寬帶通信網絡，包括至少兩個超寬帶通信設備，每個設備被構造為使用至少兩個數據速率來發射和接收數據；以及主超寬帶收發器，被構造為與至少兩個超寬帶通信設備進行通信，並且選擇地使用該兩個數據速率指導數據通過該網絡。
16.如權利要求15所述的超寬帶通信網絡，其中兩個數據速率都是從包括以下速率的組中選擇的1Kbps，5Mbps，25Mbps，50Mbps，100Mbps，200Mbps，400Mbps，480Mbps，500Mbps以及1Gbps。
17.如權利要求15所述的超寬帶通信網絡，其中該主超寬帶收發器通過確定該至少兩個超寬帶通信設備的每個設備的通信數據速率能力，選擇兩個數據速率中的一個。
18.如權利要求15所述的超寬帶通信網絡，其中該至少兩個超寬帶通信設備的每個設備傳輸多個脈衝。
19.如權利要求18所述的超寬帶通信網絡，其中該多個脈衝中的每個脈衝都有持續時間，該持續時間的範圍從約10微微秒到約1毫秒。
20.如權利要求15所述的超寬帶通信網絡，其中該至少兩個超寬帶通信設備的每個設備傳輸多個正交頻分復用信號。
21.如權利要求15所述的超寬帶通信網絡，其中該至少兩個超寬帶通信設備的每個設備包括低數據速率收發器和高數據速率收發器。
22.一種超寬帶通信網絡，包括被構造為使用至少兩個數據速率來發射和接收數據的超寬帶通信設備；以及被構造為使用至少兩個數據速率來發射和接收數據的主超寬帶收發器；其中該主超寬帶收發器確定該超寬帶通信設備的數據速率能力。
23.如權利要求22所述的超寬帶通信網絡，其中該主超寬帶收發器以該確定的數據速率能力與該超寬帶通信設備進行通信。
24.如權利要求22所述的超寬帶通信網絡，其中該主超寬帶收發器傳輸信標信號，該信標信號包含從包括以下信息的組中選擇的信息地理位置信息，以及數據通信速率能力。
25.如權利要求22所述的超寬帶通信網絡，其中該兩個數據速率的每一個是從包括以下速率的組中選擇的1Kbps，5Mbps，25Mbps，50Mbps，100Mbps，200Mbps，400Mbps，480Mbps，500Mbps以及1Gbps。
26.如權利要求22所述的超寬帶通信網絡，其中該超寬帶通信設備向該主超寬帶收發器傳輸請求，以便僅僅使用數據速率中的一個進行通信。
27.如權利要求22所述的超寬帶通信網絡，其中該主超寬帶收發器向該超寬帶通信設備發送關機命令信號。
全文摘要
本發明提供一種用於超寬帶通信的通信協議。本發明提供在各種類型網絡內的超寬帶設備(60a－e)之間的兼容性和互操作性。在一種實施方式中，由HDR收發器(60)和LDR收發器(60)提供具有高數據傳輸率能力和低數據傳輸率能力的組合或交織數據幀。低數據傳輸率可以用於正在訪問的網絡類型的最初發現，以及高數據傳輸率可以用來在具有高數據傳輸率能力的網絡內快速傳輸數據。提供本摘要的唯一目的是遵守摘要需求規則，使得讀者快速確定此處包含的公開的主題。提交本摘要的前提是，明確理解它不是用來解釋或限制權利要求書的範圍或含義。
文檔編號H04B7/216GK1853366SQ200480026558
公開日2006年10月25日 申請日期2004年9月10日 優先權日2003年9月15日
發明者約翰·桑託夫, 卡齊邁爾茨·西威克 申請人:脈衝互聯有限公司