用于管理高网络数据速率的系统和方法与流程

本发明大体上涉及无线通信系统。在一个方面中，本发明涉及用于通过无线通信协议以不同速率传送数据的方法和系统。

背景技术：

用于形成无线个人局域网(wirelesspersonalareanetwork，wpan)的无线通信装置通常具有有限的电源和信令基础设施。这些设计限制就在操作期间达到延长的时间周期的数据传送容量和电力消耗而言带来了巨大挑战。因此，已经研发出各种协议来实施使用较小、功率有效、便宜的通信装置的wpan。例如，ieee标准802.15.4是规定用于低数据速率、低电力无线个人局域网的物理层和媒体访问控制的标准，在该个人局域网中通过极少基础设施到没有基础设施和有限的电力消耗提供到附近装置的非常低成本的无线通信。

ieee802.15.4限定用于无线个人局域网(wpan)的标准，该无线个人局域网包括2.4ghz偏移正交相移键控(offset-quadraturephaseshiftkeying，o-qpsk)直接序列扩频(directsequencespreadspectrum，dsss)装置，该装置具有物理(phy)层模式，该物理层模式提供250kbps的位速率和高达127字节的包有效负载。然而，当使用例如802.15.4e的高级无线协议堆栈时，这种位速率和有效负载可以受到限制。从网络的观点来看，传统ieee802.15.4phy装置的两个主要限制在于：(1)phy层处的低处理量，这转化成nwk层处的低处理量，以及(2)较小phy服务数据单元(physervicedataunit，psdu)大小，这需要上部层处的片段化。用于堆叠层的高级phy模式提供包括以下项的优势：较高处理量、消除或减少包片段化以及在网络拓扑结构中创建专用链接以用于更高效的路由同时保持与802.15.4标准的传统版本的向后兼容性。相应地，希望的是提供使得高级装置能够利用较快数据速率和较大的帧大小同时仍然允许传统装置在相同网络中操作的无线通信协议。

技术实现要素：

现在应了解在一些实施例提供了可以包括物理(phy)层模块和耦合phy层模块的媒体访问控制(mac)层模块(102)的无线通信装置。mac层模块可以被配置成产生有限确认(lack)响应，该有限确认响应指示数据传输的成功接收，并且被配置成减小用于将数据传输到无线通信装置的数据速率。

在另一方面，mac层模块可以另外被配置成产生指示数据传输的成功接收的确认(ack)响应，并且被配置成增大用于传输数据到无线通信装置的数据速率。

在另一方面，无线通信装置可以另外包括邻居表，该邻居表包括phy层模块所支持的数据速率、所使用的最后的数据速率，以及用于调节待使用的数据速率的计数器值。

在另一方面，lack响应可以通过设置ack响应帧中的指示符产生。

在另一方面，mac层模块可以包括指示待使用的最高数据速率的lack阈值。

在另一方面，mac层模块可以包括指示待使用的最低数据速率的ack阈值。

在另一方面，第一阈值和第二阈值可以在mac层模块中在个人局域网信息库中实施。

在另一方面，当用于接收数据的存储器存储预定量的数据时可以产生lack响应。

在另一方面，当用于接收数据的存储器存储小于预定量的数据时可以产生ack响应。

在另一方面，mac层模块另外可以包括mac层管理实体(mlme)，该mac层管理实体包括：发现请求原语，以确定目标phy层模块所支持的数据速率；发现指示原语，以指示目标phy层模块所支持的数据速率；以及发现确认原语以指示发现请求的结果。

在另一实施例中，在无线通信装置中管理数据速率的方法可以包括：接收请求以指示无线通信装置的phy模式；发送指示无线通信装置的phy模式的响应；以及当保持在缓冲器容量限制的规定阈值内时在接收数据帧之后发射限制确认(lack)响应。lack响应指示数据帧被成功地接收并且lack响应的接收器应该在较低数据速率下将数据发送到无线通信装置。

在另一方面，该方法可以另外包括当在低于缓冲器容量限制的规定阈值内时在接收数据帧之后发射确认(ack)响应，其中ack响应指示数据帧是成功地接收的并且ack响应的接收器可以在较高数据速率下将数据发送到无线通信装置。

在另一方面，该方法可以另外包括使用用于个人局域网的无线通信协议的确认帧中的保留的位以发送lack响应。

在另一方面，无线通信协议可以是802.15.4无线通信协议。

在另一方面，该方法可以另外包括当发送lack响应或ack响应时更新计数器。计数器可以与当传输数据到无线通信装置时待使用的数据速率相关。

在另一方面，该方法可以另外包括当从无线通信装置接收phy模式时通过用于无线通信装置的phy模式更新邻居表。

在另一方面，phy模式可以指示用于无线通信装置的数据速率和/或帧大小。

在另一方面，该方法可以另外包括发送来自起始器mac层模块的响应到起始器网络层模块，指示无线通信装置的phy模式，在规定的持续时间到期之后发送来自mac层模块的确认响应到网络层模块。

在另一方面，指示无线通信装置的phy模式的响应可以包括无线通信装置所支持的数据速率。

在另一方面，该方法可以另外包括针对lack阈值和ack阈值检查计数器以确定是否降低或升高用于将数据传输到无线通信装置的数据速率。

附图说明

当结合以下图式考虑优选实施例的以下详细描述时，可以理解本发明及其获得的众多目标、特征和优势，在图式中：

图1是可以在其中实施本发明的选定的实施例的例子无线通信系统的示意性框图。

图2是根据本发明的选定的实施例的无线802.15.4通信装置的示意性框图。

图3是根据本发明的选定的实施例的上部层、mac层和phy层中的组件的示意性框图。

图4是根据本发明的选定的实施例的用于mac发现命令的数据帧的格式的图式。

图5是根据本发明的选定的实施例的邻居表的例子的图式。

图6是根据本发明的选定的实施例的lack帧格式的图式。

图7是根据本发明的选定的实施例的可以在mac层中使用的额外的macpib的表。

图8示出根据本发明的选定的实施例可以用于无线通信系统中的单播数据速率发现过程。

图9示出根据本发明的选定的实施例可以用于无线通信系统中的广播数据速率发现过程。

图10是用于确定在无线通信装置中是否使用有限的确认帧或常规的确认帧的方法的实施例的流程图。

图11是用于管理无线通信装置中的数据速率的方法的实施例的流程图。

具体实施方式

本发明描述一种允许在装置中的较高数据速率的无线通信系统和方法，该无线通信系统和方法使用802.15.4标准的高级版本同时仍然与802.15.4标准的先前版本兼容。容量发现机制用于用所支持的phy模式填充现有邻居表。发现机制允许较高数据速率用于实施标准的高级版本的装置同时允许较低数据速率用于使用标准的早期版本的装置。还提供恢复机制以在较高数据速率变为网络节点的容量的负担时通过存储器约束条件允许数据速率发生改变。

现在将参考附图详细地描述本发明的各种示意性实施例。虽然在以下描述中阐述了各种细节，但是应了解可在没有这些具体细节的情况下实践本发明，并且可以对本文描述的本发明做出许多具体的实施决策以实现装置设计者的具体目标，例如与处理技术或相关设计约束条件的顺从性，这些约束条件随实施方案的不同而不同。另外，本文中提供的详细描述的一些部分就计算机存储器内的数据的算法或操作而言呈现。此类描述和表示由本领域的技术人员使用以描述和传达他们的工作的本质给其它本领域的技术人员。现在将参考附图在下文中详细地描述本发明的各种示意性实施例。

图1示出可以在其中实施本发明的选定的实施例的例子无线通信系统10的示意性框图。如所示出，无线通信系统10包括采用静止或移动装置形式的多个发射/接收装置11-13，这些装置借助于无线电信号无线地交换信息。发射/接收装置11-13可以是便携式或蜂巢式电话或手机、无线耳机、无线生理传感器、无线计算机外围装置、无线家庭自动化等等，并且可以使用预定的无线通信协议彼此通信，该预定的无线通信协议例如支持每个装置的数据速率的动态调节的802.15.4协议的版本。当实施为wpan时，发射/接收装置中的一个(例如，蜂窝手机13)可以是提供wpan协调器的功能的完整功能装置，而其它发射/接收装置(例如，11，12)可以是有限功能装置，这些有限功能装置与完整功能装置相关联并且可以仅与它交换数据。当被配置成星形网络时，将了解双向数据传输可以仅出现在每次的有限功能装置中的一个与完整功能装置之间，而非出现在有限功能装置之间。然而，在对等网络配置中，802.15.4标准允许每个完整功能装置与每个其它完整功能装置通信。

发射/接收装置11-13中的每一个具有相关联的天线或天线阵列1-3，天线阵列1-3相应地在其区域中与无线通信装置通信。另外，每个发射/接收装置11-13包括(相应地)与天线相关联的802.15.4收发器单元15、17、19，以及(相应地)与收发器单元相关联以用于控制数据在天线上的发射和接收的控制器单元14、16、18。虽然未示出，但是每个发射/接收装置11-13还可以包括电力供应单元(例如，电池)和额外的组件，例如，传感器、致动器等。当在802.15.4网络中操作时，每个收发器单元15、17、19可以在由phy层规定的调制参数下操作。如将了解，phy层功能可以包括例如，在物理信道上的phy数据帧的发射和接收(调制/解调、同步等)。另一方面，mac层可以提供寻址和信道访问控制机制，使得若干终端或网络节点在一个多点网络内传送成为可能，例如，通过可包括或可不包括限制确认(limitacknowledgement，lack)指示的确认(acknowledgement，ack)帧成功地接收phy数据帧的确认，增大数据速率同时使用具有或不具有lack指示的ack帧确认成功地接收phy数据帧，处理失败的传输尝试，以及例如csma-ca(carriersensemultipleaccesswithcollisionavoidance，带碰撞避免的载波侦听多址访问)的对抗冲突方法的使用。

图2是示出可用作无线装置21、22的802.15.4网络中的完整功能装置的无线通信装置20的示意性框图。如所描绘，无线通信装置20包括主机装置或模块50以及至少一个无线接口装置100，该无线接口装置100可以与主机装置50的组件集成或单独地构造。主机装置50示出为包括处理模块51、存储器52、外围接口55、输入接口58和输出接口56，但是将了解可以使用其它组件和配置，包括但不限于集成高性能嵌入微控制器与相关联的程序和数据存储器。无论如何配置，处理模块51和存储器52协作以提供规定的主机功能性，例如，蜂窝电话功能，在此情况下处理模块51根据具体的蜂窝式电话标准执行对应的通信功能。对于从无线接口装置100接收的数据(例如，入站数据)，外围接口55将数据提供到处理模块51以用于另外处理和/或路由到输出接口56。输出接口56提供到例如显示器、监视器、扬声器等输出显示装置的连接，使得可以显示接收到的数据。在其它方向中，处理模块51可以从例如键盘、小键盘、麦克风等输入装置经由输入接口58接收出站数据或产生数据本身。对于经由输入接口58接收的数据，处理模块51可在数据上执行对应的主机功能和/或经由外围接口55将数据路由到无线接口装置100，该外围接口55将数据提供到无线接口装置100。

对于无线接口装置100，提供主机接口101、媒体访问控制协议(mediaaccesscontrolprotocol，mac)层模块102、单独地可选的调制解调器模块103、104、物理层模块(phy)105、数/模转换器(digital-to-analogconverter，dac)106，以及模/数转换器(analog-to-digitalconverter，adc)107。通常，来自主机装置50的发射数据被呈现给mac模块102，mac模块102在选定的实施例中提供802.15.4兼容硬件支持，例如，包发射/接收的控制、安全相关加密、误差检测和控制等等。mac层模块102将发射数据呈现给基带调制解调器103、104，基带调制解调器103、104取决于选定的发射模式对数据进行调制。基带调制解调器103通过在数据包上执行扩散和脉冲成形来处理mac数据。将来自选定基带调制解调器103、104的数据呈现给phy层模块105，该phy层模块105处理发射数据(编码、调制等)且随后将其输出递送到dac106以用于转换成模拟信号，前提是它在调制过程理期间尚未转换成模拟信号。调制的模拟信号或dac输出可随后通过增益因数倍增且滤波并且传递到天线部分108。在接收侧上，天线部分108输出被传递到phy层模块105，其中它通过增益因数倍增、经过滤波并且通过adc107数字化成数字信号。数字信号可以被phy层模块105另外处理成数字表示并且传递到基带调制解调器103、104。基带调制解调器103对包位进行解调，例如，通过执行oqpsk或fm解调。解调数据通过mac层模块102到达主机50以用于输送到输出接口56。如将了解，无线接口装置100中的一个或多个模块可以通过专用硬件实施，单独的或结合通信处理器以及相关联的存储器以用于存储和执行指令，该指令控制对无线网络中的物理传输媒体的访问。

图3是根据本发明的选定的实施例在mac模块102和phy层模块105中的组件的示意性框图。mac层模块102包括mac公共部分子层服务接入点(maccommonpartsublayerserviceaccesspoint，mcps-sap)300、mac层管理实体服务接入点(maclayermanagemententityserviceaccesspoint，mlme-sap)302、mac层管理实体服务macmlme304、mac个人局域网信息库(macpersonalareanetworkinformationbase，macpib)306，以及mac公共部分子层服务(maccommonpartsublayerservice，macmcps)308。phy层模块105包括phy数据sap(phydatasap，pd-sap)312和物理层管理实体sap(physicallayermanagemententitysap，plme-sap)314。mac层模块102可以耦合成经由mcps308和/或macmlme304访问邻居表310，以经由mcps-sap300和mlme-sap302与上部网络层316通信，并且与phy层模块105中的pd-sap312和plme-sap314通信。邻居表310也可通过网络层316访问。

mac层模块102在下一较高网络层316与phy层模块105之间提供接口。mlme304提供服务接口(被称作“原语”)，通过该服务接口可以调用层管理服务。mlme304还负责维持关于macpib306中的mac子层的管理对象的数据库。除了包括在802.15.4标准规范中规定的相关原语和pib属性之外，mac层模块102还包括具有发现原语mlme-discovery.request、mlme-discovery.indication以及mlme-discovery.confirm的macmlme304，以及包括maclimitacknowledgement、macackthreshold和maclackthreshold的macpib属性306。发现原语用于指示发现结果到网络层316并且允许网络层316用由网络中的每个装置支持的phy模式填充邻居表310。例如，phy模式可以规定频率、功率、调制格式、数据速率和/或其它合适的参数。

mlme-discovery.request原语可以通过无线通信装置发布以起始phy数据速率发现过程。如果在扫描过程期间发现协调器，那么mlme-discovery.request原语可以在达到一定时间周期的范围内在单播或广播中发布到任何节点。请求装置的mac层模块102将通过支持的phy模式发送发现请求命令帧，使得任何接收节点可以使用它们。可以在mlme-discovery.request中使用的参数的例子包括：

destinationaddress(广播或单播)

destinationaddressmode(16或64位地址)

destinationpanid

discoveryduration(如果请求是广播)

securitylevel(任选的)

keyidmode(任选的)

keysource(任选的)

keyindex(任选的)。

除上述参数之外或替代于上述参数，其它合适的参数也可以在mlme-discovery.request中使用。

每当接收到mlme发现命令或发现响应命令时，mlme-discovery.indication原语可以通过源极节点的容量呈现给网络层316。mlme-discovery.indication原语可以基于通过网络层316管理的macautorequestpib属性的值产生。在默认模式中，如果macautorequestpib属性的地址在信标帧中列出，那么macautorequestpib属性指示装置是否自动发送数据请求命令。当使用lack特征时，每当接收到发现请求命令帧时发送发现响应命令帧。可以在mlme-discovery.request中使用的参数的实例包括：

deviceaddress

deviceaddressingmode

devicepanid

supportedphydatarates(例如，phy装置可以支持250kbps、500kbps、1000kbps和/或2000kbps的数据速率)。

除上述参数之外或替代于上述参数，其它合适的参数也可以在mlme-discovery.indication中使用。

mlme-discovery.confirm原语可以通过mac模块102使用以指示发现过程的状态给网络层316，即，对发现请求的响应是否由请求方成功地接收。

macpib属性maclimitacknowledgement(lack)可以作为ack帧中的标志通过节点发送以指示数据已经成功地接收到，但是节点中的数据缓冲器达到容量。maclimitacknowledgementpib在达到限制之前可以通过网络层316设置成mac层模块102以允许发送器节点在达到缓冲器限制之前减小它们的数据速率。lack可以发送到任何数据发送器，前提是帧确认(ack)请求位集合，以便确保包的适当的确认通过传统装置发送。如图7中所示，maclimitacknowledgementpib可以是取决于是否请求数据速率的减小设置成真实或虚假的布尔值。默认值可以设置成虚假。

pib属性macackthreshold可用于确定何时指示用于将数据发送到装置的数据速率应该增大或减小。例如，每次接收到lack时lack计数器可以递增。一旦lack计数器增大到macackthreshold的水平，则当发送数据到节点时接收装置可以转移到下一最低数据速率。如图7中所示，macackthresholdpib可以是设置为阈值的整数值，当macackthresholdpib等于lack计数器而lack计数器增大时，可以进行到下一较低数据速率的转移。默认值可以设置成一，但是可以使用另一合适的值。

pib属性maclackthreshold可用于确定当时增大或减小数据速率以用于将数据发送到装置。例如，每次接收的确认(ack)时lack计数器可以递减。一旦lack计数器降低到maclackthreshold的水平，则当发送数据到节点时可以发送信号以转移到下一最高数据速率，如本文中另外描述的。如图7中所示，maclackthresholdpib可以是设置为阈值的整数值，当maclackthresholdpib等于lack计数器而lack计数器减小时，可以发送转移到下一较高数据速率的信号。默认值可以设置成三，但是可以使用另一合适的值。

图4是根据本发明的选定的实施例的用于表402中所示的mac发现命令(discoveryrequest和discoveryresponse)的数据帧404、406的格式的图式。discoveryrequest和discoveryresponse命令可以由相应的值识别，例如，“0x0a”和“0x0b”，如举例示出的或通过其它合适的值示出的。

discoveryrequest命令格式404包括如在ieee802.15.4标准的2006版本的章节7.2.2.4中所规定的mac标头(macheader，mhr)字段，例如，帧控制、序列号、地址和安全标头字段。discoveryrequest命令格式404另外包括用于discoveryrequest命令的命令帧标识符字段，对于此实例，示出为表402中的“0x0a”，以及用于支持的phy数据速率的字段。

discoveryresponse命令格式406包括如在ieee802.15.4标准的2006版本的章节7.2.2.4中所规定的mac标头(macheader，mhr)字段，例如，帧控制、序列号、地址和安全标头字段。discoveryresponse命令格式406另外包括用于discoveryresponse命令的命令帧标识符字段，对于此实例，示出为表402中的“0x0b”，以及用于支持的phy数据速率的字段。

参考图3和图5，图5是根据本发明的选定的实施例的邻居表310的例子的图式，该邻居表310包括：装置地址、装置寻址模式、装置pan标识符、支持的phy数据速率、使用的最后的phy数据速率，以及用于无线网络中的一个或多个装置的lack计数器字段。支持的phy数据速率、使用的最后的phy数据速率以及lack计数器字段可以通过mac层102中的逻辑更新或通过网络层316中的逻辑更新。

图6是根据本发明的选定的实施例的lack帧格式600的图式，该lack帧格式600可以包括于mac帧602的mac标头部分的帧控制字段中。lack帧600在长度上是两个八位字节并且包括帧类型、确保安全、帧待决、确认请求、pan标识符压缩、保留的、目的地寻址模式、帧版本，以及来源寻址模式字段。

帧类型子字段可以在长度上是3位的并且设置成指示该帧是否是确认类型或一些其它类型的值。

确保安全子字段可以在长度上是1位的，并且如果帧受到mac层102的保护，那么设置成1的值，否则的话设置成0。

帧待决子字段可以在长度上是1位的，并且如果发送帧的装置具有用于接收方的更多数据，那么设置成1，或者否则的话设置成0。

确认请求子字段可以在长度上是1位的，并且可以规定在接收数据或mac命令帧之后是否需要来自接收方装置的确认。例如，1的值可以指示接收方装置发送确认帧，前提是帧在接收之后通过规定水平的滤波。0的值可以设置成指示并不需要接收方装置来发送确认帧。

panid压缩子字段可以在长度是1位的，并且当存在来源地址和目的地地址这两者时可以规定mac帧是否将包含pan标识符字段中的仅一者而发送。如果此子字段被设置成1并且来源地址和目的地地址这两者都存在，那么帧可以仅包含目的地pan标识符字段，并且可以假定来源pan标识符字段等于目的地的pan标识符字段。如果此子字段被设置成0并且来源地址和目的地地址这两者都存在，那么帧可以包含来源pan标识符字段和目的地pan标识符字段这两者。如果仅存在地址中的一者，那么此子字段被设置成0，并且帧可以包含对应于地址的pan标识符字段。如果并不存在任何地址，那么此子字段可以被设置成0，并且帧将不包含任一pan标识符字段。

lack帧子字段可以在长度上是1位的并且占据在ieee802.15.4标准中规定的帧控制字段中的保留位。例如，lack帧子字段可以设置成1的值以指示帧是限制的确认帧并且帧是确认类型，随后lack计数器可以递增。如果lack帧子字段并未设置成1并且帧是确认类型，那么lack计数器可以递减。lack计数器的值可用于确定是否需要较慢的数据速率用于与发送确认帧的装置进行通信，如本文进一步描述。

目的地寻址模式子字段可以在长度上是2位的，并且可以设置成指示pan标识符和地址字段是否不存在、地址字段是否包含16位缩位地址或地址字段是否包含64位扩展地址的值。如果此子字段等于零并且帧类型子字段并不规定此帧是确认或信标帧，那么来源寻址模式子字段可以是非零的，指示帧涉及pan协调器。

帧版本子字段可以在长度上是2位的，并且可以规定对应于帧600的ieee802.15.4标准的版本号。

来源寻址模式子字段可以在长度上是2位的，并且可以设置成指示pan标识符和地址字段是否不存在、地址字段是否包含16位缩位地址或地址字段是否包含64位扩展地址的值。

mac层帧600被包括为phy层帧604的phy服务数据单元子字段中的有效负载部分。另外，phy层帧604可以包括具有前导码序列和帧分隔符子字段的同步标头，以及具有帧长度和保留子字段的phy标头。应注意在图6中示出帧600的具体实施例作为一个例子并且其它实施例可以包括如由例如iee802.15.4标准或其它合适的通信协议的标准通信协议的具体版本规定的其它子字段。通过示出的帧600的版本，lack帧子字段占据保留位并且可以在确认类型帧中使用。

图8示出根据本发明的选定的实施例可以用于无线通信系统中的单播数据速率发现过程800。起始器网络层802发出mlme-discovery请求到起始器mac层804。作为回应，起始器mac层804发送具有节点1的目的地地址的discoveryrequest命令帧。mac层806随后发送mlme-discovery指示到节点1的网络层808并且发送discoveryresponse命令到起始器mac层804。一旦在请求中规定的发现持续时间到期，则起始器mac层804发送mlme-discovery指示和mlme-discovery确认。如图所示，起始器网络层802按需求触发发现过程，并且mac层804、806管理参与节点上的发送帧和接收帧。

图9示出根据本发明的选定的实施例可以用于无线通信系统中的广播数据速率发现过程900。起始器网络层902发出mlme-discovery请求到起始器mac层904。作为回应，起始器mac层904发送具有用于目的地地址的广播地址的discoveryrequest命令，目的地地址在此例子中包括节点1的mac层906和节点2的mac层910。如果macautorequestpib被设置成虚假，那么节点1的mac层906发送mlme-discovery指示到nwk层908，随后发送discoveryresponse命令到起始器mac层904。如果macautorequestpib被设置成虚假，那么节点2的mac层910还发送mlme-discovery指示到nwk层912，随后发送discoveryresponse命令到起始器mac层904。一旦接收到来自节点1和节点2的discoveryresponse命令，则起始器mac层904发送用于节点1和节点2的mlme-discovery指示。一旦分配用于发现周期的时间到期，则起始器mac节点904发送mlme-discovery确认到起始器网络层902。如果macautorequestpib被设置成真实，那么一旦接收到mlme-discovery确认则响应于mlme-discovery请求不接受另外的discoveryresponse命令。否则的话，mac节点904将发送mlme-discovery指示用于接收到的每个discoveryresponse命令。

图10是用于确定在无线通信装置中是否使用有限的确认帧或常规的确认帧的方法1000的实施例的流程图。方法1000的一些部分可以在mac层102中执行并且方法1000的其它部分可以通过网络层316执行。新帧在过程1002中无线地接收或“空中”接收。当接收到的用于数据的存储器容量变得较低时maclimitacknowledementpib被网络层设置为真实，例如，前提是15％或更少的存储器(或其它合适的阈值量的存储器)是可供使用的。如果maclimitacknowledgementpib在过程1004中被确定为是虚假的，那么过程1006发送ack帧，在ack帧中并未设置lack子字段中的lack指示符(如图所示，例如，通过图6的mac帧600中的位7)。如果maclimitacknowledgementpib在过程1004中被确定为是真实的，那么过程1010设置mac帧中的lack子字段以指示使用的是lack帧。过程1006和1010都过渡到过程1008以结束方法1000。每次帧被节点接收时方法1000可以重复。

图11是用于管理无线通信装置中的数据速率的方法1100的实施例的流程图。过程1102接收来自网络层的用于数据传输的mac公共部分子层(maccommonpartsublayer，mcps)请求(mcps-data.request)。过程1104包括在空中使用针对邻居表中的请求节点规定的phy模式发送所请求的数据。过程1106等待接收到数据的确认帧。当接收到确认帧时，过程1106另外确定mac帧中的lack子字段是否被设置成指示用于目标节点的存储器容量变得较低。如果是，那么过程1108递增lack计数器。过程1110随后确定lack计数器是否大于确认阈值(例如，图3中所示的macackthresholdpib)并且小于lack阈值(例如，图3中所示的maclackthresholdpib)。如果是，那么过程1112通过改变用于目标节点的phy模式增大数据速率。如果不是，那么过程1110过渡到过程1114以结束方法1100。

返回到过程1106，如果mac帧中的lack子字段并未被设置成指示用于目标节点的存储器容量变得较低，那么过程1116递减lack计数器。过程1118随后确定lack计数器是否大于确认阈值并且小于lack阈值。如果是，那么过程1120通过改变用于目标节点的phy模式降低数据速率。如果不是，那么过程1118过渡到过程1114以结束方法1100。低于ack阈值，使用最高数据速率，而高于lack阈值，则使用最低数据速率。

现在应了解在一些实施例提供了可以包括物理(phy)层模块和耦合phy层模块的媒体访问控制(mac)层模块(102)的无线通信装置。mac层模块可以被配置成产生有限确认(lack)响应，该有限确认响应指示数据传输的成功接收，并且被配置成减小用于将数据传输到无线通信装置的数据速率。

在另一方面，mac层模块可以另外被配置成产生指示数据传输的成功接收的确认(ack)响应，并且被配置成增大用于传输数据到无线通信装置的数据速率。

在另一方面，无线通信装置可以另外包括邻居表，该邻居表包括phy层模块所支持的数据速率、所使用的最后的数据速率，以及用于调节待使用的数据速率的计数器值。

在另一方面，lack响应可以通过设置ack响应帧中的指示符产生。

在另一方面，mac层模块可以包括指示待使用的最高数据速率的lack阈值。

在另一方面，mac层模块可以包括指示待使用的最低数据速率的ack阈值。

在另一方面，第一阈值和第二阈值可以在mac层模块中在个人局域网信息库中实施。

在另一方面，当用于接收数据的存储器存储预定量的数据时可以产生lack响应。

在另一方面，当用于接收数据的存储器存储小于预定量的数据时可以产生ack响应。

在另一方面，mac层模块另外可以包括mac层管理实体(mlme)，该mac层管理实体包括：发现请求原语，以确定目标phy层模块所支持的数据速率；发现指示原语，以指示目标phy层模块所支持的数据速率；以及发现确认原语以指示发现请求的结果。

在另一实施例中，在无线通信装置中管理数据速率的方法可以包括：接收请求以指示无线通信装置的phy模式；发送指示无线通信装置的phy模式的响应；以及当保持在缓冲器容量限制的规定阈值内时在接收数据帧之后发射限制确认(lack)响应。lack响应指示数据帧被成功地接收并且lack响应的接收器应该在较低数据速率下将数据发送到无线通信装置。

在另一方面，该方法可以另外包括当在低于缓冲器容量限制的规定阈值内时在接收数据帧之后发射确认(ack)响应，其中ack响应指示数据帧是成功地接收的并且ack响应的接收器可以在较高数据速率下将数据发送到无线通信装置。

在另一方面，该方法可以另外包括使用用于个人局域网的无线通信协议的确认帧中的保留的位以发送lack响应。

在另一方面，无线通信协议可以是802.15.4无线通信协议。

在另一方面，该方法可以另外包括当发送lack响应或ack响应时更新计数器。计数器可以与当传输数据到无线通信装置时待使用的数据速率相关。

在另一方面，该方法可以另外包括当从无线通信装置接收phy模式时通过用于无线通信装置的phy模式更新邻居表。

在另一方面，phy模式可以指示用于无线通信装置的数据速率和/或帧大小。

在另一方面，该方法可以另外包括发送来自起始器mac层模块的响应到起始器网络层模块，指示无线通信装置的phy模式，在规定的持续时间到期之后发送来自mac层模块的确认响应到网络层模块。

在另一方面，指示无线通信装置的phy模式的响应可以包括无线通信装置所支持的数据速率。

在另一方面，该方法可以另外包括针对lack阈值和ack阈值检查计数器以确定是否降低或升高用于将数据传输到无线通信装置的数据速率。

如图所示且在本文中描述的用于管理高级节点中的高数据速率同时仍然与使用各种版本的802.15.4协议的传统装置兼容的方法和系统可以在存储在计算机可读媒体上的软件中实施并且执行为通用计算机或专用计算机上的计算机程序以执行某些任务。对于硬件实施方案，用于在发射器处(例如，将数据译码和调制成高速数据帧结构)和/或在接收器处(例如，恢复所发射的信号、从回收的信号中解调和解码高速数据帧结构等等)执行各种信号处理步骤的元件可以在一个或多个专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuits，asic)、数字信号处理器(digitalsignalprocessors，dsp)、数字信号处理装置(digitalsignalprocessingdevices，dspd)、可编程逻辑装置(programmablelogicdevices，pld)、现场可编程门阵列(fieldprogrammablegatearrays)fpga)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、设计成执行本文中描述的功能的其它电子单元或其组合内实施。另外或在替代方案中，可以使用软件实施方案，由此在每个发射器和接收器处的信号处理步骤中的一些或全部可以通过执行本文中描述的功能的模块(例如，过程、功能等等)实施。将了解将功能性分离到模块中是出于示意性目的，并且替代实施例可以将多个软件模块的功能性合并到单个模块中或者可以施加模块的功能性的替代分解。在任何软件实施方案中，软件代码可以通过处理器或控制器执行，具有存储在任何机器可读存储媒体或计算机可读存储媒体中的代码和任何基础或处理过的数据，例如，机载或外部存储器单元。

虽然本文中所公开的所描述的示例性实施例涉及用于使用相同内容的各种802.15.4协议相关系统和方法，但是本发明并非必须限制于本文中示出的例子实施例。例如，本文中所公开的高速数据调制系统和方法的各种实施例可以结合其中协议控制限制数据传输速率的任何专用或无线通信标准实施。因此，上述公开的具体实施例仅为示意性并且不应该视为对本发明的限制，因为本发明可以不同的但是等效的方式来修改和实施，这些方式对于得益于在此的教导的本领域技术人员来说是显而易见的。相应地，上述描述并非意图将本发明限制于所阐述的具体形式，而是相反其意图涵盖如可以包括在如由所附权利要求书限定的本发明的精神和范围内的此类替代方案、修改和等效物，使得本领域的技术人员应该理解在不脱离本发明的精神和范围的情况下，它们可以其最广泛形式做出各种改变、替代和更改。

上文已关于特定实施例描述了益处、其它优势及对问题的解决方案。然而，可造成任何益处、优点或解决方案发生，或者变得更显著的那些益处、优点、对问题的解决方案和任何元件，均不得理解为任何权利要求或所有权利要求的关键的、要求的、或者必需的特征或元件。如本文所使用，术语“包括”或其任何其它变化意图涵盖非排他性的包含物，使得包括一列元件的过程、方法、制品或设备不仅包括那些元件，而是可以包括并未明确地列出的或并非此类过程、方法、制品或设备固有的其它元件。