CN1649316A - 被动扫描授权的无线信道的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种被动扫描授权的无线信道的系统和方法。在IEEE802.11规范下操作的无线设备被动地扫描与网络主干耦合的无线接入点，其中扫描是使用默认的一组信道进行的。然后，该无线设备将确定该接入点是否在IEEE 802.11d规范下操作，藉此向该无线设备提供一个国家代码。然后，该无线设备将利用该国家代码确定是否该无线设备被合法地授权以除了默认的一组信道之外的无线信号信道与选定的接入点通信。然后，该无线设备能利用默认的一组信道和除了默认的一组信道外的这些无线信号信道中的任何信道与选定的接入点进行通信。

Description

被动扫描授权的无线信道的 系统和方法

技术领域

一般地，本发明涉及无线通信设备，具体地，涉及在计算机系统中使用的无线通信设备。

背景技术

基于计算机的无线通信设备(包括无线局域网(LAN)和无线就绪系统(wireless ready system))的实现是一项快速出现和演变的技术。传统的基于计算机的无线通信设备将射频(RF)信号发射到LAN的无线接收机。这些设备包括在高度管制的RF频谱中的特定带宽内发射和接收无线通信的发射机。

RF频谱是受限带宽频谱，它在许多不同服务类型/应用(包括军事、航空、广播和商业通信)当中进行分配。因为在RF频谱内可用带宽很有限，所以在这一介质中的传输受到政府的严格管制。这些管制通常涉及无线网络中使用的发射机的类型和参数。这些管制涉及调制方式、操作频率和发射机的发射功率，以避免在利用RF频谱的各种授权的服务之间的干扰。

发射机包含耦合在一起的称作无线电的电路模块与天线的组合。天线是发射机的中心部分，因为天线被设计和调谐为对于所期望的各频率优化增益或衰减。常规上，发射机制造商从政府得到许可，授权该制造商制造特定类型的发射机，展现特定参数。该许可涉及发射机单元的这两个部件(即无线电和天线)，该许可通常为这两个部件和组合设备指定确切的协议(即操作参数或参数范围)。例如，在美国，由联邦通信委员会(FCC)来准予和管制许可。再有，这些管制要求终端用户不能改变或重新装配发射机，因为那样将导致超出授权参数的操作。对操作参数、无线电或天线所做的任何改变都要求另外向FCC申请许可和授权。

对于无线LAN，如在801.11b和802.11a频率范围内操作的那些无线LAN，它们在授权参数内操作是至关重要的。IEEE 802.11b规范定义发射机在其中可进行操作的允许频带(或信道)。然而，在世界范围的基础上，每个国家可能只允许利用这一频谱的一个子集，以避免干扰国家指定的限制频带，如图3中所示的那样。例如，在日本，IEEE规范允许在所有14个频带(见图2)内传输，而日本政府也允许在所有这14个频带内操作。欧洲联盟与IEEE规范稍有不同的是，政府管制不允许在第14信道内传输。如在图2和图3中所见，美国政府允许在前13个频带内传输，而IEEE规范只允许在前11个频带内传输。

例如，如果美国或欧盟允许信道14，或者IEEE改变规范以允许802.11b在美国的信道12或13上进行操作，则可预期在这些附加信道上操作的接入点不久将在市场上可以得到。大多数无线网卡将被动地扫描信道1-14并检测在信道12或13上的接入点。在检测到信道12或13上的接入点之后，无线网卡将与这些接入点相关联。然而，这会违反对于无线网卡所准予的授权。在美国，这将违反FCC对那个特定无线网卡的授权。

发明内容

本发明是保证无线发射机保持在政府机构授权的频谱内，同时支持被动扫描的系统和方法。本发明是被动扫描的一种修改形式，因为本发明将该设备设置为被动扫描，但被动扫描的可允许范围由被更新的和授权的证书控制。对于802.11b设备，操作的默认证书可能在信道1-11上，如在无线设备被开启或自举时的预加载操作期间加载到系统中那样。本发明使用对IEEE 802.11规范的IEEE 802.11d扩展，它向其协议中提供国家代码，以与无线设备关联和通信。客户机设备应该被限定于默认信道1-11，除非给出关于802.11d关联中的国家位置的具体信息。客户机设备能使用国家代码确定被动扫描操作的总体可允许范围。

无线设备能周期性地从证书服务器得到新的证书，它将在更新的基础上定义各个国家的信道/频率能力。

附图说明

为了更完全地理解本发明及其优点，现在参考下文中结合附图所做的描述，这些附图中：

图1显示根据本发明一个实施例配置的无线计算机系统的示例；

图2显示授权的802.11b信道；

图3显示在各种地理位置内的信道管制；

图4显示根据本发明一个实施例配置的系统；

图5显示根据本发明一个实施例配置的闪速EEPROM；

图6显示证书的周期性更新；以及

图7显示根据本发明一个实施例配置的流程图。

具体实施方式

在下文的描述中提出了大量的特定细节，如具体网络配置等，以提供对本发明的彻底理解。然而，对本领域技术人员显然的是，可以在没有这些特定细节的情况下实施本发明。在其他实例中，公知的电路已经以方框图的形式来显示，以便不使本发明被不必要的细节掩盖。对于大部分内容，关于时间上的考虑等细节已被尽可能地略去，因为这些细节对于完全理解本发明不是必要的而且是在相关技术领域普通技术人员的技术范围内。

现在参考附图，其中所描绘的部件不一定按比例显示，而且相似的部件在这几幅图中是以相同的参考标号来标明的。

现在参考附图，特别是图1，图中显示可在其中实现本发明的无线就绪膝上计算机401的示例。膝上系统是作为举例提供的，并不是要对诸如本发明的使用范围或功能等提出任何限制。计算环境也不应被解释为有与示例性系统环境中所示任何一个部件或部件组合有关的任何依赖性或要求。应该指出，本发明的原理不受限于在膝上计算机中的实现，而是可应用于需要接入网络的任何无线设备。

这样，本发明可以以大量的其他通用或专用计算系统环境或配置进行操作。可适用于使用本发明的公知的计算系统、环境和/或配置的示例包括但不限于个人计算机、服务器计算机、手持或膝上设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、机顶盒、可编程消费者电子设备、网络PC、小型计算机、大型计算机以及包括任何上述系统或设备的分布式计算环境等。

具体参考图1，图中显示一个示例性通用计算设备，为简单起见，假定它为无线就绪膝上计算机401。计算机401包含但不限于一个处理单元120，它由局部总线连接于核心芯片121。核心芯片121还连接于系统存储器130和系统总线122。系统总线122可以是各种类型的总线结构中的任何一种，包括存储器总线、外围总线以及使用各种总线体系结构中任何一种的局部总线。作为举例而不是限制，这种体系结构包括工业标准体系结构(ISA)总线、微通道体系结构(MCA)总线、增强型ISA(EISA)总线、视频电子标准协会(VESA)局部总线以及外围部件互连(PCI)总线。

系统存储器130包括易失性和/或非易失性存储器形式的计算机存储介质，如只读存储器(ROM)131和随机存取存储器(RAM)132。为了本发明的目的，计算机401进一步包含EEPROM 118，它与系统总线122相连。基本输入/输出系统(BIOS)133包含帮助在计算机401内各部件之间传送信息(如在自举过程中的信息传送)，该基本输入/输出系统通常存储在ROM 131中。RAM 132通常含有数据和/或程序模块，它们可由处理单元120立即访问和/或当即进行操作。作为举例而不是限制，该程序模块包括操作系统(OS)134、应用程序135、其他程序模块136以及程序数据137。

计算机401还可包括其他可移动/不可移动的、易失性/非易失性的计算机存储介质。只作为举例，图1中显示出硬盘驱动器141、对可移动非易失性磁盘152进行读或写的磁盘驱动器151、以及对可移动非易失性光盘156(如CD ROM或其他光介质)进行读或写的光盘驱动器155。能用于该示例性操作环境的其他可移动/不可移动的、易失性/非易失性的计算机存储介质包括但不限于盒式磁带、闪速存储卡、数字通用盘、数字视频带、固态RAM、固态ROM等。

I/O接口140将硬盘驱动器141、磁盘驱动器151以及光盘驱动器155连接于系统总线122。上文讨论并显示于图1的驱动器及其相关联的计算机存储介质提供对用于计算机401的计算机可读指令、数据结构、程序模块和其他数据的存储。例如，硬盘驱动器141被显示为存储操作系统144、应用程序145、其他程序模块146以及程序数据147。应该指出，这些部件或相同于或不同于操作系统134、应用程序135、其他程序模块136和程序数据137。操作系统144、应用程序145、其他程序模块146以及程序数据147在这里被给予不同标号，以显示至少它们是不同的副本。

用户可通过输入设备，如键盘161和通常称作触摸板的集成指点设备162(例如跟踪点或跟踪板)向计算机401中输入命令和信息。这些和其他输入设备被集成到底盘101中并且通常通过与系统总线122连接的用户输入接口160连接到处理单元120，但也可以由其他接口和总线结构(如并行端口、游戏端口或通用串行总线(USB))连接。LCD面板107也经由一个接口，如视频接口190，连接到系统总线122。除监视器外，计算机还可包括其他外围输出设备，如扬声器197和打印机196，它们可通过输出外围接口195被连接。

计算机401可在网络环境中进行操作，使用与一个或多个远程计算机(如远程计算机180)的逻辑连接。远程计算机180可以是另一个个人计算机、服务器、路由器、网络PC、对等设备或其他公共网络节点，它们通常包括上文中相对于计算机401描述的许多部件或全部部件。当用于WLAN网络环境中时，计算机401通过WLAN网络接口或无线适配器111连接到WLAN 171。与网络计算机180的连接由WLAN模块111帮助实现，它经由无线传输与WLAN 171中的其他部件连接。WLAN模块111经由mPCI连接器114与系统总线122连接。计算机401还可经由其他连接模块(如调制解调器)与有线LAN和/或因特网连接。

本发明在一个通信设备(例如图1中的膝上计算机系统401)内操作，需要与它耦合的FCC授权无线电-天线以用于U-NII通信。该计算机系统向使用者提供U-NII认可的天线，将其嵌入机盖内或其他位置，这使得用户比较不易接触它或者在没有制造商的授权支持情况下难于修改/替换它。这防止了天线被擅改。还有，每个嵌入的天线有一个唯一的ID，它标识该天线为可用于在特定计算机系统内接收和发出无线传输信号的U-NII天线。在一个实施例中，该唯一ID被存储在BIOS中。最后，根据本发明，该特定设备和天线一起提供特定的标识特征，这些是要用于以U-NII协议进行无线通信的无线电和天线耦合的任何组合所需要的标识特征。

本发明可在由计算机执行的计算机可执行指令(如程序模块)的一般情境下进行描述。一般地说，程序模块包括例程、程序、对象、部件、数据结构等，它们执行特定任务或实现特定的抽象数据类型。本发明还可在分布式计算环境中实施，在其中由通过通信网络链接的远程处理设备执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可位于包括存储器存储设备的本地或远程计算机存储介质中。

因为本发明的大部分实现发生在便携式计算机系统，如膝上计算机系统401中，所以本发明的其余部分将具体参考一个计算机系统及其软件和硬件部件来描述。

这里对本发明的描述是针对一个无线设备(如无线设备401)是否能在802.11规范下对特定无线信道进行被动扫描和操作来进行的。然而，本发明也可应用于这样的无线设备是否能在其他授权参数(如传输功率和调制方式)下进行操作。这些其他操作参数往往也由政府机构管制。

本发明还使用在802.11d规范下在无线设备和无线接入点之间发生的握手关联协议中指定的国家代码。然而，也能使用其他标识无线设备的操作所在的地理位置的形式，如GPS(全球定位系统)信号。

被动扫描是这样一个过程，即无线设备利用这一过程将扫描源于接入点的801.11频率，以便接入网络主干404，如因特网。被动扫描的一个问题是：如果一个无线设备监视在一个特定信道上的通信业务，那么它可能假定在这一信道内操作是合法的。然而，政府管制，如与FCC关联的那些管制可能不允许在所有信道上的通信业务(见图2和图3)。在被动扫描的情况下，无线设备不一定知道它的特定地理位置。问题在于一个无线设备可能结束在某一个信道下的操作，而对于这个信道它并没有被授权进行操作。对于一个公司，如IBM公司，问题在于它向客户发送无线网卡之前获得对这些无线网卡的授权证书。自然地，IBM公司并不可能把这样的无线网卡出口到这样一些国家，即在那里这些无线网卡可能被动地将它们自己扫描到未授权的信道中。例如，被授权在美国使用的无线网卡，如果被出口到日本，则可能被动地扫描并开始使用信道14，它是在日本被授权的信道，而在美国则不是。诸如对无线网卡进行改进或不得不发送具有不同授权的无线设备等补救都是更耗费成本的选择。

参考图7，在步骤701，无线设备401将加载默认操作参数，这些参数是为了无线设备实际上能在世界上任何地方进行操作所设置的。如图5所示，这些默认操作参数501可被加载到闪速EEPROM 118中。在步骤702，无线设备将进行被动扫描，寻找要与之连接的无线设备。无线设备401将从接入点403接收信号。然后在无线设备401和接入点403之间发生无线通信402。在步骤704将判断该接入点是否支持802.11d规范，籍此由接入点403向无线设备401提供一个国家代码，指出该通信是在哪个国家发生的。如果不支持，则本发明的过程进到步骤709。如果接入点403的确支持802.11d，则在步骤706，无线设备401将接收来自接入点403的国家代码，并将确定无线设备401是否被授权除了在原来加载的默认参数内设置的信道外还能使用其他信道。如果是，则在步骤707无线设备401将修改它的操作，然后在步骤708重新扫描这些附加的授权信道。在步骤709，无线设备401将根据信号质量等因素来选择接入点403或优选的接入点列表。所选定的接入点并不一定是与从中得到国家代码的接入点相同的接入点。然后，在步骤711，该过程结束。

作为举例，参考图3，在步骤701加载的默认信道应该是信道1-11。然而，如果接入点403驻留在日本国，则无线设备401一旦被动扫描到接入点403便将发现信道12-14也是可用的。与此同时，设备401将确定它是否由证书授权使用附加信道12-14。如果这些信道中的一个或多个被授权由无线设备401使用，它将修改其操作参数表501，以包括这些信道内的使用。

无线设备401可被配置成总是以步骤701开始，在此只以加载默认操作参数开始，因为无线设备401可能已移动到先前授权的附加信道将不再合法使用的地理位置。例如，该无线设备可能已返回到美国，在那里信道12-14不能有效使用。

图6显示无线设备401可以周期性地(如每月、每周或无线设备401自举的时候)确定附加证书对该无线设备是否可用的过程。参考图4，在步骤601，无线设备401将通过网络主干404与证书服务器405通信，以确定是否存在任何新的可用的证书供无线设备401使用。证书服务器405可由第三方实体操作，或可由无线设备401的销售方来操作。无线设备401的用户还可通过付费来访问证书服务器405以下载附加证书。如果存在任何可用的附加证书，则由无线设备401接收这样的新的可用证书406，然后可在步骤603以新证书406更新其操作参数501。然后，在步骤706，这一新近更新的操作参数表501将从那时起由无线设备401使用。

尽管已详细描述了本发明及其优点，但应该理解，在其中能做各种变化、替代或修改而不脱离由所附权利要求定义的本发明精神和范围。

Claims (14)

1.一种无线设备中的方法，包含如下步骤：

被动地扫描从接入点发送的无线信号，其中该扫描是使用默认的一组频率进行的；

确定所选择的接入点是否向该无线设备提供地理指示符，其中地理指示符向该无线设备通告该接入点地理上位于何处；

利用该地理指示符确定该无线设备是否被授权以除了默认的一组频率外的无线信号频率进行通信；

重新扫描从接入点发送的无线信号，其中该重新扫描是使用所述除了默认的一组频率之外的无线信号频率进行的；

响应该重新扫描步骤，选择接入点以通过它与网络主干通信；以及

该无线设备利用默认的一组频率以及所述除了默认的一组频率之外的无线信号频率中的任何频率与选定的接入点进行通信。

2.如权利要求1所述的方法，进一步包含如下步骤：

在该无线设备接通电源时加载该默认的一组频率。

3.如权利要求1所述的方法，其中该地理指示符是从选定的接入点到该无线设备的无线信号中发送的一个国家代码，指出选定的接入点位于世界上的什么国家。

4.如权利要求3所述的方法，其中选定的接入点在IEEE 802.11d规范下进行操作。

5.如权利要求1所述的方法，其中该无线设备确定它是否被授权以除了默认的一组频率之外的无线信号频率进行通信，这是通过确定是否已加载了指示这一授权的证书来完成的。

6.如权利要求1所述的方法，进一步包含如下步骤：

该无线设备周期性地通过网络主干访问证书服务器；以及

从证书服务器下载任何新的证书，以向该无线设备提供授权利用除默认的一组频率外的频率与接入点通信。

7.一种在IEEE 802.11规范下进行操作的无线设备，包含：

用于被动地扫描与网络主干耦合的无线接入点的电路，其中扫描是使用默认的一组信道进行的；

用于确定该接入点是否在IEEE 802.11d规范下进行操作并向无线设备提供地理指示符的电路，其中地理指示符向该无线设备通告该接入点地理上位于何处；

用于利用该地理指示符确定该无线设备是否被合法地授权以除了默认的一组信道之外的无线信号信道进行通信的电路；

用于利用该默认的一组信道以及所述除了该默认的一组信道之外的无线信号信道中的任何信道与选定的接入点进行通信的电路。

8.如权利要求7所述的设备，进一步包含：

用于在该无线设备接通电源时加载该默认的一组信道的电路。

9.如权利要求7所述的设备，其中该地理指示符是从选定的接入点到该无线设备的无线信号中发送的一个国家代码，指出选定的接入点位于世界上什么国家。

10.如权利要求9所述的设备，其中该无线设备确定它是否被合法授权以除了默认的一组信道之外的无线信号信道进行通信，这是通过确定是否已加载了指示这一授权的证书来完成的。

11.如权利要求7所述的设备，其中该默认的一组信道是IEEE 802.11规范下的信道1-11，而其中除了该默认的一组信道外的无线信号信道可包括信道12-14中的任何一个或多个。

12.一种包括可利用无线信号与网络主干通信的无线设备的信息处理装置，包含：

用于被动地扫描从与网络主干耦合的无线接入点发送的无线信号的电路，其中扫描是使用第一组操作参数进行的；

用于确定所选定的接入点是否向该无线设备提供地理指示符的电路，其中地理指示符向该无线设备通告该接入点地理上位于何处；

用于利用该地理指示符确定该无线设备是否被合法授权以除了第一组操作参数之外的第二组操作参数与该接入点进行通信的电路，其中第一组和第二组操作参数彼此不同；

用于选择无线接入点以通过它与网络主干通信的电路；以及

用于利用第一组和第二组操作参数中的任何操作参数与选定的接入点进行通信的电路。

13.如权利要求12所述的装置，进一步包含：

用于在该无线设备接通电源时加载第一组频率的电路。

14.如权利要求12所述的装置，其中合法授权是由政府机构提供的。

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