用户可更换的ISM和U－NII双模无线电单元.pdf

本发明提出了一种方法，其使用软件以及软硬件组合的机制来满足FCC对U－NII天线必需是设备的一体化部分的要求，同时提供了用户可更换的双模无线卡和无线就绪U－NII设备。对系统BIOS和设备驱动程序作了一些改进，并且提供了两个新的软件实现的实用工具，用来产生在系统工作期间核实和验证用户可更换的双模U－NII无线电单元和天线组合是FCC所批准的唯一连接的验证方案。系统以只具有ISM传输能力的方式启动，并且仅在具有所批准的U－NII无线电单元－天线组合的情况下才被允许完成对U－NII传输的请求。

1.  一种方法，所述方法包括下列步骤：
将一个具有一ISM无线电单元和一U-NII无线电单元的用户可更换的双模无线卡接纳入一无线就绪设备内被设计用于接纳一无线电单元卡的一接口，所述U-NII无线电单元具有一无线电单元标识(ID)参数，其中所述接口使得所述U-NII无线电单元连接到一个埋置在该设备内的、并具有一天线标识(ID)参数的天线，并向它发送信号；
在允许使能使用所述U-NII无线电单元和所述天线来完成U-NII传输之前，完成一验证过程，该验证过程核实所述U-NII无线电单元是一个按U-NII标准许可在该设备内与天线配合使用的无线电单元；以及
在所述验证过程核实了所述无线电单元与所述天线的配对是许可的配对时，将所述设备的传输模式从ISM模式切换到使能通过所述天线和所述无线电单元的所述配对进行U-NII通信的U-NII模式，其中在具有埋置天线的该无线就绪设备内提供了一个满足FCC的“一体化”要求的U-NII发射器。

2.  权利要求1的方法，其中：
所述用户可更换的双模无线卡还包括用于保存无线电单元ID的存储装置和一些用于将所述卡连接到所述设备的所述接口上的接口连接插头，其中所述接口连接插头包括一个用于将所述每个无线电单元连接到所述天线的第一插头和一个用于将所述卡接到所述设备的一基本输入/输出系统(BIOS)的第二插头；以及
所述完成验证过程的步骤完成一个无线电单元到天线的验证过程和一个无线电单元到设备的验证过程，其中只有所许可的无线电单元型号才在所述设备内被使能。

3.  权利要求2的方法，所述方法还包括下列步骤：
在加电时激活ISM无线电单元，以提供默认的通过ISM模式进行的无线传输；
响应于任何没有指定U-NII模式的传输请求，完成通过ISM模式的传输；以及
每当接收到一个对U-NII模式传输的请求而且验证过程表明设备内U-NII无线电单元和天线的配对是许可的时自动禁用ISM无线电单元，其中在所述设备内只允许ISM模式或者U-NII模式中的排他性工作。

4.  权利要求2的方法，所述方法还包括下列步骤：
允许完成在该设备上执行的启动过程，其中当所述无线电单元ID与来自该表的无线电单元ID不匹配时，禁止所述无线电单元在所述设备内工作，并且所述设备得到启动但没有U-NII传输能力。

5.  权利要求2的方法，其中所述使能步骤还包括下列步骤：
将一表示无线电单元ID的所述匹配的指示存储在一许可标志内；
在完成从所述设备的U-NII连接之前检验所述许可标志内的所述指示，其中仅当所述许可标志表示U-NII连接是被许可的而且其他内建的检验已通过时才允许继续处理对U-NII连接的请求；以及
每当在设备上检测到一触发条件时就将所述许可标志清零，所述触发条件是重新启动设备、拆下无线模块、断开所述天线与所述无线电单元之间的连接、修改/更换所述无线电单元、修改/更换所述天线这些条件之中的一个条件。

6.  权利要求1的方法，其中所述无线电单元ID和所述天线ID是外围组件互连(PCI)标识(ID)。

7.  权利要求1的方法，所述验证过程还包括下列步骤：
在所述设备加电后，启动对系统组件的BIOS检验，其中该无线电单元ID是从也与所述BIOS电连接的U-NII无线电单元中读取的；
以对于该设备的所许可的天线-无线电单元ID对填充一表；
从所述BIOS内的一存储位置提取该天线ID；
确定该天线ID在列有所批准的无线电单元-天线对的该表内的位置；
用埋置天线的该天线ID从这些所批准的无线电单元-天线对中读取一个所关联的表内无线电单元ID；
将U-NII无线电单元的该无线电单元ID与所述表内无线电单元ID相比较，以发现无线电单元ID的匹配。

8.  权利要求1的方法，所述方法还包括下列步骤：
在确定U-NII无线电单元的无线电单元ID与天线ID所关联的一个无线电单元ID匹配后，向一设备驱动程序提供一秘密密钥以触发该设备驱动程序启动传输模式从ISM模式到U-NII模式的切换，其中所述设备驱动程序发挥一个只允许所许可的无线电单元在所述设备内工作的把关者的作用，并且其中在所述比较步骤产生匹配结果的情况下所述U-NII模式只有在一软件密钥验证了该卡后才被激活。

9.  权利要求2的方法，其中进一步地：
所述设备包括所述天线、包括一BIOS接口和一天线接口的所述接口、 将该天线接口连接到所述天线上的一同轴电缆、一客户机管理器实用程序和包括一个列有对于该设备的所批准的无线电单元-天线对的表的所述BIOS。

10.  权利要求9的方法，其中所述读取和比较的步骤由该客户机管理器实用程序完成，该客户机管理器实用程序提供一个使传输模式使能从ISM模式动态切换到U-NII模式所需的软件密钥，所述方法还包括下列步骤：
在客户机管理器实用程序内提供一个列有所许可的无线电单元ID和天线ID对的表；
启动所述比较步骤；以及
信号通知该设备的设备驱动程序何时使能一接口，该接口是提供U-NII模式下的无线传输所需的。

11.  权利要求2的方法，其中进一步地：
所述设备包括所述天线、包括一BIOS接口和一天线接口的所述接口、将该天线接口连接到所述天线上的一同轴电缆、所述BIOS、一设备驱动程序、一验证实用程序和一视窗注册表，所述验证实用程序和视窗注册表分别提供了一个列有所批准的U-NII无线电单元-天线对的表和一个列有对于该特定设备的所批准的无线卡ID的表。

12.  权利要求11的方法，其中所述读取和比较的步骤是由验证实用程序完成的，所述方法还包括下列步骤：
在验证实用程序内提供一个列有所许可的无线电单元ID和天线ID对的表；
以对于该设备的所批准的卡的列表填充所述视窗注册表；以及
在确定U-NII无线电单元的无线电单元ID与表内一个无线电单元ID匹配后，产生一个秘密密钥，该秘密密钥被发送给所述设备驱动程序，以触发所述设备驱动程序启动传输模式从ISM模式到U-NII模式的切换，其中所述设备驱动程序发挥一个只允许所许可的无线电单元在所述设备内工作的把关者的作用。

13.  权利要求11的方法，所述方法还包括信号通知该设备的设备驱动程序何时使能一接口，该接口是提供U-NII模式下的无线传输所需的，其中需要正确的软件密钥以使设备驱动程序可以从ISM传输模式动态地切换到U-NII模式。

14.  权利要求11的方法，所述验证过程还包括：
从一设备驱动程序中提取一秘密密钥，所述秘密密钥是一个对于该设备的许用卡ID；
将所述秘密密钥与所述卡的ID相比较；以及
仅当所述秘密密钥与所述卡ID匹配时才使能所述无线电单元在所述设备内工作，其中仅当所述无线电单元-天线ID配对与表内所列的所述批准的无线电单元/天线ID对中的一对匹配而且所述秘密密钥与所连接的无线电单元卡的ID匹配时才使能通过所述无线电单元-天线组合的U-NII传输。

15.  权利要求15的方法，其中所述秘密密钥是被批准可在所述设备内工作的卡的型号，并且所述型号与所述表内的无线电单元PCIID相关联。

16.  权利要求11的方法，其中所述设备是一无线就绪计算机系统，而所述方法使能从所述无线就绪计算机系统利用所批准的发射器从一个传输模式到另一个传输模式进行异类模式漫游。

17.  一种无线就绪设备，所述设备包括：
一埋置天线，其具有一天线ID，以及在连接到一ISM无线电单元时使能ISM传输而在连接到一个所许可的U-NII无线电单元时使能U-NII传输的特定设备特征；
一接纳用户可更换的双模无线卡的接口，该双模无线卡具有一ISM无线电单元和一具有一无线电单元ID的U-NII无线电单元，其中所述接口使所述U-NII无线电单元可以连接到埋置天线并与之接口连接；
一BIOS，其与天线和U-NII无线电单元二者连接，并能够获取无线电单元ID和天线ID；
一与所述BIOS关联的验证机制，用来在设备启动后启动无线电单元到设备的核实过程，其中所述验证机制核实所述无线电单元是一个被许可与埋置天线一起使用的无线电单元，并且所述无线电单元卡被许可在所述设备内按照预先确立的U-NII标准工作；以及
一具有U-NII发射器激活逻辑的设备驱动程序，在所述核实过程核实了所述无线电单元被许可与所述天线一起使用并且所述卡被许可在所述设备内使用时，该设备驱动程序使能利用所述天线和U-NII无线电单元组合进行U-NII通信，其中在该无线就绪设备内提供一个满足FCC“一体化”要求的U-NII发射器。

18.  权利要求17的设备，其中：
所述用户可更换的双模无线卡还包括用于保存无线电单元ID的存储装置和一些用于连接到所述设备的所述接口的接口连接插头，其中所述接口连接插头包括一个用于将所述U-NII无线电单元接到天线的第一插头和一个用于将所述卡接到该设备的一基本输入/输出系统(BIOS)的第二插头。

19.  权利要求18的设备，所述设备驱动程序还包括：
用于在加电时激活ISM无线电单元以提供默认的通过ISM模式进行的无线传输的逻辑；
用于响应于任何没有指定U-NII模式的传输请求而完成通过ISM模式的传输的逻辑；以及
用于每当接收到对U-NII模式传输的请求并且验证过程表明设备内U-NII无线电单元和天线的配对是所许可的时自动禁用ISM无线电单元的逻辑，其中在所述设备内只允许ISM模式或U-NII模式中的排他性工作。

20.  权利要求17的设备，所述验证机制包括：
激活代码，用来在所述设备加电后启动对系统组件的BIOS检验，其中所述无线电单元ID是从也与所述BIOS连接的U-NII无线电单元中读取的，并且所述天线ID是从一个用于存储天线ID的存储位置提取的；
验证代码，用来(1)以对于该设备的所许可的天线-无线电单元ID对填充所述设备内的表；以及(2)读取与表内的与埋置天线的天线ID相同的天线ID相关联的表内无线电单元ID；
一比较器，用来在所述天线ID与表内的一个天线ID匹配后，将所述无线电单元ID与所述表内无线电单元ID相比较；以及
一核实机制，用来在所述无线电单元ID与所述表内无线电单元ID匹配时发出一个所述无线电单元到设备验证成功、许可所述无线电单元在所述设备内工作的信号。

21.  权利要求18的设备，其中：
所述验证机制还包括用于在所述无线电单元ID与所述表内无线电单元ID匹配的情况下向设备驱动程序提供一秘密密钥的逻辑；以及
所述设备驱动程序包括用于在接收到所述秘密密钥时将所述秘密密钥与无线卡的卡ID相比较并且仅当所述秘密密钥与所述卡ID匹配时才启动传输模式从ISM模式到U-NII模式的切换的逻辑，其中所述设备驱动程序发挥一个只允许所许可的无线电单元卡在所述设备内工作的把关者的作用。

22.  权利要求18的设备，其中进一步地：
所述设备驱动程序包括用于仅当所述秘密密钥与所述卡ID匹配时才使能所述无线电单元在所述设备内工作的逻辑，其中仅当所述无线电单元-天线ID配对与表内所列的所批准的无线电单元/天线ID对中的一对匹配并且所述秘密密钥与所连接的无线电单元卡的ID匹配时才使能通过无线电单元-天线组合进行U-NII传输。

23.  权利要求18的设备，还包括：
启动终止机制，用来在所述无线电单元ID与所述表内无线电单元ID匹配时允许完成在该设备上执行的启动过程，其中在没有出现所述匹配时，所述启动终止机制终止所述启动过程。

24.  权利要求18的设备，还包括：
一传输禁止机制，用来在所述无线电单元ID与所述表内无线电单元ID不匹配或所述秘密密钥与所述卡ID不匹配时禁止所述无线电单元在所述设备内工作，其中所述设备初始得到启动但没有U-NII传输能力。

25.  权利要求18的设备，其中所述设备驱动程序包括一传输禁止机制，用来在所述无线电单元ID与所述表内无线电单元ID不匹配或所述秘密密钥与所述卡ID不匹配时禁止所述无线电单元在所述设备内工作，其中所述设备得到启动但没有U-NII传输能力。

26.  权利要求18的设备，还包括：
一许可标志，用来存储无线电单元ID的比较结果；
一检验所述许可标志的装置，用来在完成与所述设备的U-NII连接前检验所述许可标志存储的所述结果，其中仅当所述结果表示所述无线电单元ID相匹配时才允许继续处理对U-NII连接的请求；以及
一复位机制，用来每当在所述设备上检测出一触发条件时使所述验证寄存器的值复位，所述触发条件是重新启动设备、拆下无线模块、断开所述天线与所述无线电单元的连接、修改/更换所述无线电单元、修改/更换所述天线这些条件之中的一个条件。

27.  权利要求17的设备，其中：
所述验证机制是一客户机管理器实用程序；以及
所述设备包括所述天线、包括一BIOS接口和一天线接口的所述接口、一个将天线接口接到所述天线的同轴电缆、所述客户机管理器实用程序和包括一个列有对于设备的所批准的无线电单元-天线对的表的所述BIOS。

28.  权利要求18的设备，其中进一步地：
所述验证机制包括一验证实用程序和一视窗注册表，分别用来提供一个列有所批准的U-NII无线电单元-天线对的表和一个列有对于该特定设备的所批准的无线卡ID的表；以及
所述设备包括所述天线、包括一BIOS接口和一天线接口的所述接口、一个将天线接口接到所述天线的同轴电缆、所述BIOS、一设备驱动程序、所述验证实用程序和视窗注册表。

29.  权利要求28的设备，所述验证过程还包括：
所述设备加电后，启动对系统组件的BIOS检验，其中所述无线电单元ID是从也与所述BIOS电连接的U-NII无线电单元中读取的；
以对于该设备所许可的天线和无线电单元ID对填充验证实用程序内的所述表；
从所述BIOS内的一存储位置提取所述天线ID；
从所述BIOS内的表读取一个第一无线电单元ID，其中所读取的无线电单元PCI ID是一个与所提取的埋置天线的天线ID一起作为一成对表项存储在所述表内的无线电单元PCI ID；
将所述无线电单元ID和所述天线ID的配对与表中所列的所批准的无线电单元/天线ID对进行比较，其中一旦在表内发现所提取的天线ID就比较无线电单元ID。

30.  权利要求29的设备，其中所述读取和比较的步骤由验证实用程序完成，该验证实用程序为设备驱动程序提供一个使能从ISM传输模式动态切换到U-NII传输模式所需的软件密钥，所述方法还包括下列步骤：
在所述验证实用程序内提供一个列有所许可的无线电单元ID和天线ID对的表；
启动所述比较步骤；以及
信号通知该设备的一设备驱动程序何时使能一接口，该接口是提供U-NII模式中的无线传输所需的。

31.  权利要求29的方法，还包括下列步骤：
以对于该设备所批准的卡的列表填充所述视窗注册表；以及
在确定U-NII无线电单元的无线电单元ID与表内一个无线电单元ID匹配后，产生一秘密密钥，该秘密密钥被发送给设备驱动程序，以触发设备驱动程序对照所述无线卡的卡ID检验视窗注册表内的所批准的卡的列表，其中所述设备驱动程序仅当所述卡ID与视窗注册表内的一个卡ID匹配时才启动传输模式从ISM模式到U-NII模式的切换，并且其中所述设备驱动程序发挥一个只允许所许可的无线电单元卡在所述设备内工作的把关者的作用。

用户可更换的ISM和U-NII双模无线电单元
技术领域
本发明一般地涉及无线通信设备，具体地涉及用于计算机系统的无线通信设备。再具体地说，本发明涉及用于计算机系统的用户可安装和可更换的双模(dual mode)无线卡。
背景技术
实现基于电子计算机的无线通信设备，包括无线LAN和无线就绪系统(wireless ready system)，是一种迅速出现和发展的技术。传统的基于电子计算机的无线通信设备向局域网(LAN)的无线接收器发送射频(RF)信号。这些设备包括在受到严格管制的RF频谱的特定带宽内发送和接收无线通信的发射器。
该RF频谱是有限带宽的频谱，其被分配给一些不同的业务类型/应用，包括军事、航空、广播和商业通信。由于在该射频(RF)频谱内可用的带宽非常有限，在这种媒体中的传输需服从严格的政府管理条例。这些管理条例通常包括在无线网络内使用的收发机的类型和参数。这些管理条例包括发射器的调制方案、工作频率和发射功率，以避免在被许可使用该RF频谱的各种业务之间的相互干扰。
发射器包括一称为无线电单元(radio)的电路模块和一与之连接的天线的组合。天线是发射器的中心部分，因为天线被设计为和调谐到对于所希望的频率的增益或衰减为最优。传统上，发射器的制造商从政府获得一个许可该制造商制造呈现出一些特定参数的特定类型的发射器的许可证。许可证涵盖发射器单元的两个组件(即，无线电单元和天线)，而且许可证通常还为这两个组件和组合设备规定了确切的协议(即，工作参数或参数范围)。例如，在美国，许可证由联邦通信委员会(FCC)授予和管理。此外，管理条例要求最终用户不得改变或重新配置发射器，以免使发射器在允许的参数外工作。对无线电单元或天线的工作参数的任何改变都需要另行申请许可证和得到FCC的批准。
为传统的无线计算机网络提供了具有规定协议的两个频率范围以支持无线操作。这些协议是工作于2.4 GHz的ISM频带的802.11b和802.11g协议，以及工作于5 GHz的U-NII的U-NII HiperLAN/2和其他一些协议。由于严格的政府条例，无线保真(WiFi)LAN组件的制造商和用户必须确保无线组件在由2.4 GHz范围的ISM频带和5 GHz范围的U-NII提供的所许可参数(即，如规范所规定的功率、滚降等)内工作。此外，这些组件还必需设计为能防止最终用户会改变发射器的工作参数的篡改或改变。
为了得到制造发射器的许可，制造商实施确保发射器遵从管理条例要求的设计控制和生产控制。例如，关于工作在ISM 2.4 GHz频带的发射器的管理条例要求在无线电单元和天线之间的唯一连接。为了满足该要求，制造商设计了一种唯一的连接器。例如，国际商业机器公司为它的短卡型(low profile)外围组件互连(PCI)卡选择了一种反螺纹连接。该公司还实现了一种如下所述的称为BIOS锁定(BIOS Lock)的方法，以确保遵从FCC的ISM 2.4 GHz频带管理条例。
保持台式个人计算机内无线电单元和天线之间或它们与PCMCIA卡的紧密连接是简单直截的，因为发射器(无线电单元和天线)通常作为单个单元封装在卡的外壳内。然而，要保持埋置在笔记本型计算机系统内的设备的紧密连接就复杂得多，因为天线集成在该便携式计算机系统的盒盖部分或者说顶盖内(即集成在覆盖其顶部的外部塑料或复合材料外壳内)，而无线电单元通常是一个插入便携式计算机系统的下部(即，盒底/机架)的mPCI(迷你外围组件互连)卡。在便携式计算机环境内，发射器是通过将无线PCI卡插入mPCI槽和通过同轴电缆将无线电单元附接到天线上来组装的。
由于市场上存在的802.11b mPCI(ISM 2.4 GHz频带)卡有许多供应商，笔记本计算机系统的制造商必须实施确保遵从FCC管理条例的方法。也就是说，制造商必须将计算机系统设计为具有一种防止未经许可的802.11b卡与计算机系统盒盖中内建的天线一起使用的内建机制。不同地制造商提供了不同的处理该潜在问题的方法。例如IBM当前实施了一种称为BIOS(基本输入/输出系统)锁定的方法，该方法将在下面描述。
传统的802.11b mPCI卡在计算机系统加电前插入计算机系统，并且因此，在计算机系统启动期间进行BIOS锁定。启动期间，加电自检(POST)检验mPCI卡的PCI ID，并将它与用于该计算机系统的所许可的卡相比较。如果BIOS检测到的是一未经许可的卡，BIOS就阻止系统的启动。这种方法允许制造商使一个系统可以接受来自不同供应商的几种不同的802.11bWiFi卡。这种方法还使能了无线就绪系统，其中计算机系统在发运时已在盒盖内埋置了天线，并且最终用户能够安装这些所许可的802.11b WiFimPCI无线电单元卡中的一个。
不同于其802.11b(ISM 2.4 GHz频带)对等物的FCC管理条例，按802.11a(U-NII/5 GHz频带)协议工作的发射器的FCC管理条例要求“在5.15-5.25 GHz频带内工作的任何U-NII设备应该使用一个是设备的一体化部分的发射天线”(FCC管理条例，15.407d节)。该限制性的要求对于在移动PC内集成诸如U-NII无线卡之类的U-NII无线LAN(WLAN)设备呈现了一个难题，因为移动PC被设计为具有与实现特定WLAN功能的功能卡(feature card)分开的天线子系统。用于802.11b(ISM 2.4 GHz频带)的BIOS锁定方法不够严格，不能满足“设备的一体化部分”的该FCC标准。
作为对“设备的一体化部分”的要求的解决方案，所提供的传统方法或者(1)将天线引线焊接到(或者以其他方式永久地附接到)WLAN功能卡上，或者(2)将功能卡永久地“掩埋”在移动PC内防篡改螺钉或其他这类机构后。这两种方法都不理想，因为有着可维护性问题、可制造性问题，以及还需要额外费用。更为重要的是，卡的这种永久性安置排除了如当前对于802.11b卡是可能的那样，提供作为售后升级的用户可安装的基于U-NII的卡的能力。IBM引入的防篡改螺钉是得到FCC批准用于基于U-NII的计算机的一种硬件实现。
PC工业具有提供灵活性和可扩展性的悠久传统。诸如IBM之类的制造商正将该传统扩展到无线领域，并且现在制造的膝上型计算机基本上都带集成的天线。例如，对于802.11b(ISM 2.4 GHz)标准，用户可以在购买时定购一个卡，将来添加无线卡或者改变无线卡。该功能，特别是购买计算机系统后添加和/或更换无线卡，导致在802.11b领域出现用户可更换(CRUable)无线设备。
当前，802.11b无线电单元普遍地部署在公司企业和公共热点，诸如旅馆、机场等。近来，一些制造商已经开始在性能和容量都亟需增加的公司基础设施中部署性能较高的U-NII无线电单元。这两种无线电单元(即，发射器类型)的功能特征和成本的差别导致设计为能支持这两种无线电单元的计算机系统的不同市场(和/或用户)。自然地，由于以上所说明的管理条例，支持U-MI(U-NII 5 GHz)标准的计算机系统要求U-NII无线电单元内建于计算机系统内并与计算机系统一起发运/销售，而用于支持802.11b标准的计算机的无线电单元可以作为单独的用户可更换组件在售后提供。
由于用户、工作参数/限制和用户要求有差别，制造商传统上制造带有一无线电单元的单模无线802.11b卡或含有一802.11b无线电单元和一单独的U-NII无线电单元的复合卡。复合(U-NII/802.11a和ISM/802.11b)卡安装在计算机系统内，该计算机系统连接到具有防篡改机构的天线上，以满足FCC的“一体化”要求。U-NII/b复合卡或单功能U-NII无线电单元不作为单独的售后产品销售。
随着越来越多的笔记本计算机用户由于经常往来于工作单位(可能支持U-NII传输)与其他区域包括家庭(通常只支持ISM传输)之间而希望能有两种系统的功能，制造商已经提供支持ISM和U-NII通信/传输两者的复合无线卡。当然，ISM和U-NII的复合产品必须同时满足对ISM和U-NII设备的管理条例要求，因此这些复合产品也是预先安装在系统内的，以遵从FCC的一体化要求，而不是作为单独的售后市场产品。
传统的复合卡无线芯片结构具有公共的设备驱动程序、固件、媒体接入控制器、基带单元、单个双频带天线(即，一个能支持802.11a和802.11b传输二者的天线)，但是具有两个无线电模块(例如，一个ISM 2.4 GHz无线电单元和一个U-NII 5 GHz无线电单元)。采用这样的卡，无线LAN可以动态地在802.11b与802.11a无线电单元之间切换，但任何时刻只能有一个无线电单元是激活的。有些现有的系统因此允许在各类网络(例如，WLAN、WWAN、LAN)之间动态切换，无需用户干预。例如，美国专利6,509,877揭示了共享集成在面板内的以电缆与盒底内无线电单元连接的具有分集的WLAN双重天线和蓝牙天线的情况。该专利包括切换无线电单元与天线连接的方法。然而，值得注意的是，这种方法并不提供制造后将天线接到无线电单元上的方法或者防止无线电单元在一个未经许可的或非法的系统内使用的方法。其他一些系统配置有多个天线，并允许根据对信号的质量或强度的动态测量选择其中一个天线。对于这两种系统，配置有多个天线，在有些情况下还配置有多个无线电单元，以支持在各通信媒体或网络之间的切换。然而，即使这些系统在没有满足FCC对无线电单元和天线组合的一体化要求的情况下也受到限制而不能按U-NII协议工作。因此，支持U-NII通信的系统具有建在系统内并由某种防篡改机构保护的无线电单元。为这些系统提供用户可更换的无线电设备不是一个选项。
本发明认识到实现基于双模U-NII的无线计算机系统的当前限制和不能从售后市场购卡升级的限制。本发明还认识到有必要提供一些验证机制，其能确保遵从对U-NII天线连接“是设备的一体化部分”的要求，但仍允许可维护性和售后更换或或添加。在这里所公开的本发明提供了这些及其他一些优点。
发明内容
所公开的是一种在提供无线就绪U-NII设备和用户可更换的(CRUable)ISM和U-NII双模无线电模块的情况下利用软件满足FCC对U-NII天线必需是它所工作的设备的一体化部分的要求的方法和系统。提供了两种实现方式，一种利用客户机管理器实用程序，而另一种利用具有一口令寄存器的验证实用程序。
该设备包括所述天线、一接口槽、一同轴电缆无线电单元连接器槽和将所插入的无线电单元通过连接器槽连接到天线上的同轴电缆、一基本输入/输出系统(BIOS)。在第一实现方式中，设备的BIOS增强为包括一个列有对于本设备的所许可/批准的无线电单元-天线对的表。此外，设备执行一个客户机管理器实用程序，该客户机管理实用程序被编程为具有一个包括特定U-NII验证处理代码的的传输模式选择功能。在第二实现方式中，设备包括一设备驱动程序和一个验证实用程序，该验证实用程序提供了一验证检查过程，用于触发设备驱动程序来支持无线卡的U-NII传输功能。用户可更换ISM和U-NII无线电单元制造在一无线模块上，该无线模块还包括一个用于连接到设备的接口槽上的接口以及一个具有一寄存器的EEPROM，该寄存器存储用于向该设备标识无线电单元类型的标识信息或手段。存储在EEPROM内的信息是在模块制造期间印刻在EEPROM的寄存器内的。
基于软件的验证过程是作为一个无线电单元到设备的验证过程完成的。在设备加电后，提供ISM传输，作为设备的默认传输模式。允许启动过程继续进行，但是只使能ISM无线电单元。U-NII无线电单元被禁止在设备内工作，因此设备得到启动但没有安装U-NII发射器功能。在设备启动期间或在以后的请求U-NII传输期间，无线电单元的标识信息被传送给进行U-NII无线电单元-天线对验证的机制。将该信息与类似的天线标识信息(在制造期间提供的)联系在一起，并将所得到的这对PCI ID与存储在设备内的许可组合列表相比较。在第二实现方式中，提供了一个允许访问许可对表的安全密钥。只有在这对PCI ID与批准/许可列表内的一个组合匹配、从而表明是FCC批准的满足“一体化”要求的设备-天线-无线电单元组合时才使能设备和无线电单元的U-NII传输能力。
在一个实施例中，只有在U-NII无线电单元通过验证过程时才允许启动过程继续进行。否则就终止启动过程。因此，本发明通过将无线电单元与天线拆开而允许制造无线就绪U-NII计算机系统和所批准的用户可更换的U-NII无线电单元二者，同时确保系统-天线-无线电单元的组合会满足用于按FCC协议工作的天线和发射器的FCC一体化标准。
从以下详细说明中可清楚地看到本发明的以上这些及其他一些目的、特征和优点。
附图说明
本发明的新颖特征在所附权利要求书中给出。然而，从以下结合附图对示例性的实施例所作的详细说明中可以最好地理解本发明本身及其应用的优选方式、其他目的和优点，在这些附图中：
图1A为概括地示出一个可以实现本发明的特征的示例性双模无线膝上型计算机的盒底部分和显示部分的方框图；
图1B为示出图1A的示例性膝上型计算机的内部组件的方框图，其中包括一些按照本发明的一实施例使用的软件组件；
图2示出了按照本发明的一个实现设计的同时具有一个ISM无线电单元和一个U-NII无线电单元的示例性的用户可更换的无线模块；
图3A示出了用于按照本发明的第一实施例设计的利用客户机管理器实用程序完成对双模无线模块内的U-NII无线电单元的验证的组件；
图3B为示出制造和验证以上图中所示的设备硬件和BIOS等以便按照本发明的一个实施例进行工作的过程的流程图；
图4为图3A中的客户机管理器实用程序按照本发明的第一实施例完成对双模无线模块内的U-NII无线电单元的验证的过程的流程图；
图5A示出了用于按照本发明的第二实施例设计的利用验证实用程序和口令寄存器完成对双模无线模块内的U-NII无线电单元的验证的组件；以及
图5B为图5A中的验证实用程序按照本发明的第二实施例完成对双模无线模块内的U-NII无线电单元的验证的过程的流程图。
具体实施方式
本发明提供了一种软件实现的验证过程，使设计成具有一埋置的U-NII标准天线的计算机系统可以接纳一用户可更换的双模无线卡，同时又满足FCC的“一体化”要求。本发明利用分别由与系统软件，特别是系统BIOS，交互的软件代码和硬件实现的两个不同的验证过程满足对U-NII无线发射器设备的一体化要求。与系统BIOS的被编程功能交互的软件和/或硬件的组合使能了启动后验证U-NII天线-无线电单元(发射器)对，以确保在允许U-NII无线电单元在系统内工作之前系统-天线-无线电单元的连接是FCC所批准的唯一连接。除了其他软件和硬件组件，BIOS是为它所在的系统/设备的特定机架和天线唯一地编码的。第一实现方式的完全软件的解决方案是重要的，因为这种解决方案可以与现有硬件配合使用，而且很容易在任何由制造商提供的无线产品上实现。
这种通过软件的唯一连接允许无线电单元单独销售，并在以后安装入具有一正确天线的计算机系统，而仍满足管理条例的对唯一连接的要求。本发明因此提供了一种用户可更换的用于ISM和U-NII操作二者的双模无线卡，它或者在启动过程期间或者在以单独ISM模式启动后通过软件指导方式得到验证，以用于U-NII操作。这种用户可更换卡配置有一EEPROM，其印刻有提供U-NII无线电单元的标识信息的代码和/或信息，这是由制造商印刻在EEPROM内的。标识信息用来完成确保只有唯一的连接才会使能系统内的U-NII传输能力的验证过程。标识信息的功能性作用在下面在对图3A、4和5B的说明中还要详细说明。
对于本发明的目的来说，术语“双模”是指按照ISM和U-NII标准二者的工作/传输。然而，本发明主要集中在使用被设计成具有ISM无线电单元和U-NII无线电单元二者的卡时使能U-NII操作。双模卡被插入也支持以两种模式进行工作/传输的设备/系统；然而，本发明提供一些内建的检验，以防止在不遵从FCC的对于U-NII设备的一体化标准时进行U-NII操作。此外，一般性地就ISM和U-NII设备/无线电单元说明了本发明；然而，为了说明的目的起见，几次提及了802.11b ISM 2 GHz设备/无线电单元和802.11a U-NII 5 GHz无线电单元/设备。
在以下说明中，这种软件实现的方案涉及在双模无线卡安装在计算机系统内后完成对该无线卡的验证的两种不同实现方式。对U-NII无线电单元和天线组合的实际验证或者在系统启动期间或者在系统启动后发生，下面将对这两种实现方式的情况进行说明。
在所说明的实施例中，本发明的软件实现部分涉及与连接到天线以及模块的系统BIOS的交互。在所说明的实现软件指导的验证方案或者硬件-软件组合指导的验证方案的各种实施例中，被设计(为具有埋置天线)的计算机系统在加电后被阻止进行U-NII传输，直到对无线电单元和天线组合的完全验证/证实已被核实。一旦该组合得到核实，就使能系统按ISM和U-NII无线协议二者工作，并可以按需要从一个模式切换到另一个模式。
值得注意的是，如在所说明的实施例中将可看到的，本发明的各种实现方式与当前对于802.11b(ISM 2.4 GHz)操作实现的BIOS锁定有着显著的不同。BIOS锁定防止系统带着未批准的无线电单元启动，但是并不防止无线电单元在未批准的系统内工作。例如，可以取出一802.11b无线电单元，并将该无线电单元安装在另一个没有BIOS锁定的笔记本计算机内，该无线电单元就可连接到该机架内的天线上并完全发挥功能。然而，对于诸如802.11a发射器之类的U-NII(5 GHz)系统，这很可能会产生一个按FCC管理条例是未经许可或非法的配置。本发明克服了这个潜在的问题，因为本发明确保了系统将只接纳批准的无线电单元，而且无线电单元将只在批准的系统内发射。
由于无线电单元只有在安置在含有正确的天线的特定机架内时起作用，因此排除了导致违背严格的FCC一体化条例的问题/担忧，而不需要在制造期间在系统内将天线与无线电单元硬连线在一起。天线和无线电单元组合当连接在一起、并通过本发明所提供的方法被验证时满足FCC的“设备的一体化部分”的要求，因此是合法批准的组合。然而，在该优选实现方式中，ISM 802.11b无线电单元可以在系统启动后起作用，即使在没有进一步验证的情况下802.11a无线电单元不起作用。
现在来看这些附图，具体地是图1A和1B，其中分别示出了可以实现本发明的无线就绪膝上型计算机和计算系统环境100的一例子。为了简化对本发明的说明，该计算系统环境假设为图1A所示的膝上型系统的内部示图，因此共享一些标号。该膝上型系统和计算系统环境只是作为例子给出，并不是要对本发明的使用范围或功能有什么限制。也不应将该计算环境看作对在该示例性系统环境中所示出的任何一个组件或一些组件的组合有任何依赖或要求。
因此，本发明可用于许多其他通用或专用计算机系统环境或配置。适合使用本发明的著名的计算系统、环境和/或配置的例子包括但不局限于个人计算机、服务器计算机、手持或膝上型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、机顶盒、可编程用户电子设备、网络PC、小型计算机、大型计算机、包括任何以上系统或设备的分布式计算环境之类。
图1A示出了一个配置成可用于无线通信的典型膝上型计算机系统(也称为无线就绪膝上型计算机系统)。膝上型计算机100包括一盒底单元(或者说机架)101，它具有一些内部组件和一个有着一顶面、一底面、一些侧壁等的外壳。膝上型计算机100还包括一盒盖部分或者说顶盖105，其包括一显示单元107。盒盖部分105通过某种形式的铰链机构108连接到盒底单元101上。在该示例性的实施例中，显示单元包括一显示屏107和外壳。盒盖部分105还包括一埋置天线115，其附接的同轴电缆113从天线115通过铰链108进入盒底单元101。天线115隐藏/埋置在盒盖/外壳后，因此称为埋置天线。此外，按照本发明，天线具有一个为计算机系统的BIOS所知道的唯一的ID。天线115可以设计成支持ISM 2.4 GHz频带操作和U-NII 5 GHz频带操作二者。然而，在任何给定时刻只能使能一种模式的传输(ISM或U-MI)。在某些系统中，可以提供多个天线，以便提供分集。例如，系统可以有两个天线，一个在显示单元的右侧而另一个在显示单元的左侧，每个天线都能支持ISM和U-NII传输二者。
盒底单元101还包括一接通或断开对内部组件供电的通/断按钮102。在盒底单元101内有一母板(未示出)，上面建造/安装着膝上型计算机的功能组件，诸如处理器、存储器之类。此外，母板上还含有一mPCI端口(示为虚线)114，用来接纳诸如U-NII无线卡、802.11b无线卡或U-NII/ISM(801.11a/b)无线复合卡之类的mPCI卡111。通过打开检视盖(accesspanel)104(在机架单元101的底部)或掀起键盘161，可以进入该mPCI端口。虽然在这里具体就mPCI卡和所关联的mPCI端口进行了说明，但熟悉该技术领域的人员可以理解，本发明的这些特征可以适用于其他类型的端口/连接方案和用户可更换的卡。
如下面要更为详细说明的那样，检视盖104使一诸如图2所示的无线卡/模块111可以插入位于检视盖104后的mPCI端口114。接口是电连接器，用来接纳无线卡111的联锁连接器。无线卡111有一用作mPCI总线信号接口的连接接口，其连接到母板上的mPCI端口114上。图1A中所示出的电连接器/接口204用来将无线卡111的无线电单元112A和112B通过微同轴电缆113电连接到天线115上。
再来看一下图2，双模无线mPCI卡111包括无线ISM(2 GHz)无线电单元112B和无线U-NII(5 GHz)无线电单元112A(例如802.11a无线电单元)、基带单元207、媒体接入控制器(MAC)205。无线mPCI卡111还含有一天线接口204，它向无线电单元112A和112B提供一与微同轴电缆113连接的电缆连接器，以完成与天线115的外部连接和交互。如图1A所示，天线115可以集成在膝上型计算机100的盒盖部分内，并通过微同轴电缆113与mPCI卡111上的U-NII无线电单元112B和ISM无线电单元112A连接。mPCI卡111还包括一mPCI接口/连接器203，其通过mPCI端口114与母板上的处理器及其他组件接口连接。mPCI上配置的其他连接器包括供电接口(未示出)，用来在PCI卡111通过mPCI端口114连接在膝上型计算机100内时为mPCI卡111供电。无线mPCI卡111还可以包括一功率分配器和前置放大器以及其他组件，这些组件都与本发明无关，因此在这里没有示出。
按照该示例性实施例，图1A中的盒盖部分105包括单个天线115，它支持U-NII无线通信和ISM无线通信二者。在任何给定时刻只有ISM和U-NII无线电单元中的一个无线电单元是激活的。其他实现方式也可以提供两个天线，以允许根据信号质量性能分集选择最好的天线。此外，用户可更换的无线卡111示出为具有两个无线电单元，即一U-NII 5 GHz无线电单元112B和一ISM 2.4 GHz无线电单元112A。当无线卡插入系统端口104时，U-NII无线电单元112B和ISM 2.4 GHz无线电单元112A就连接到天线115上。无线电单元的配对是由制造商完成的，以确保各对无线电单元在具有(一个或多个)各支持U-NII发射器的唯一组合要求以及ISM发射器的更为一般的要求的天线的特定计算机系统内进行工作是可兼容的。
具体来看图1B，所示出的是一示例性的通用计算设备，为了简化，假设其为无线就绪的膝上型计算机100。计算机100包括但不局限于一个由局部总线连接到核心芯片121上的处理单元120。核心芯片121还与系统存储器130和系统总线122连接。系统总线122可以是几种类型的总线结构中的任何一种，这些总线结构包括采用多种总线体系结构中的任何一种的存储器总线、外围总线和局部总线。作为示例而不是限制，这样的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、增强的ISA(EISA)总线、视频电子标准协会(VESA)局部总线和外围组件互连(PCI)总线。
系统存储器130包括形式为易失性和/或非易失性存储器的计算机存储媒体，诸如只读存储器(ROM)131和随机存取存储器(RAM)132。对于本发明的目的来说，计算机100还包括一连接到系统总线122上并含有验证寄存器125的EEPROM 118。含有帮助诸如在启动期间在计算机100内的各部件之间传送信息的基本例行程序的基本输入/输出系统(BIOS)133通常存储在ROM 131内。RAM 132通常含有可由处理单元120立即访问和/或正在操作的数据和/或程序模块。作为例子而不是限制，这些程序模块包括操作系统(OS)134、应用程序135、其他程序模块136和程序数据137。
计算机100还可以包括其他可移动的/不可移动的、易失性的/非易失性的计算机存储媒体。仅作为例子，图1B示出了硬盘驱动器141、对可移动的非易失性磁盘152进行读或写的磁盘驱动器151和对诸如CD ROM或其他光媒体之类的可移动的非易失性光盘进行读或写的光盘驱动器155。可以在该示例性操作环境内使用的其他可移动的/不可移动的、易失性的/非易失性的计算机存储器媒体包括但不局限于盒式磁带、闪存卡(flash memorycard)、数字多用盘(digital versatile disk)、数字视频磁带、固态(solidstate)RAM、固态ROM等。
I/O接口140将硬盘驱动器141、磁盘驱动器151和光盘驱动器155连接到系统总线122上。这些驱动器及其以上所述并在图1B中所示的相关联的计算机存储媒体为计算机100存储计算机可读指令、数据结构、程序模块和其他数据。例如，硬盘驱动器141示为存储操作系统144、应用程序145、其他程序模块146和程序数据147。注意，这些组件可以与操作系统134、应用程序135、其他程序模块136和程序数据137相同或者不同。操作系统144、应用程序145、其他程序模块146和程序数据147在这里被给以不同的标号，以标示至少它们是不同的拷贝。
用户可以通过诸如键盘161和通常称为触模板(touch pad)的集成的指点设备162(例如，指点杆(track point)或触模板(track pad))之类的输入装置将命令和信息输入计算机100。这些及其他输入装置被集成在机架101中，并往往通过连接到系统总线122上的用户输入接口160与处理单元120连接，但是也可以由诸如并行端口、游戏端口或通用串行总线(USB)之类的其他接口及总线结构连接。LCD面板107(集成在盒盖105中)也通过一诸如视频接口190之类的接口连接到系统总线122上。除了监视器之外，计算机还可以包括其他的外围输出设备，诸如扬声器197和打印机196之类，其可以通过输出外围接口195连接。
计算机100可以使用与一个或多个诸如远程计算机180之类的远程计算机的逻辑连接在一联网环境内工作。远程计算机180可以是另一个人计算机、服务器、路由器、网络PC、对等设备或其他常见的网络节点，并通常包括以上就计算机100所述的很多或所有部件。在用于WLAN联网环境时，计算机100通过WLAN网络接口或无线适配器111接到WLAN 171上。到联网的远程计算机180的连接是由WLAN模块111帮助实现的，该WLAN模块111通过无线传输与WLAN 171内的其他组件连接。WLAN模块111通过一mPCI连接器114连接到系统总线122上。计算机100也可以通过诸如调制解调器之类的其他连接模块通过有线LAN和/或因特网连接。
本发明可用于需要FCC许可的无线电单元-天线连接来进行U-NII通信的通信设备(例如，图1A和1B的膝上型计算机系统100)。为用户提供的计算机系统带有一个埋置在盒盖内或者用户较难够及或没有制造商许可的支持难以修改/更换的其他位置处的U-NII已批准天线。这防止了天线被人篡改。此外，每个埋置天线具有一唯一的ID，其将天线标识为一可以在特定计算机系统内用来接收和发送无线传输的U-NII天线。在一个实施例中，该唯一ID存储在BIOS中。最后，按照本发明，该特定的设备和天线一起提供了要被用来按U-NII协议进行无线通信的无线电单元和天线连接的任何组合所需的特定标识特征。
本发明可以在由计算机执行的诸如程序模块之类的计算机可执行指令的一般背景内说明。通常，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例行程序、程序、对象、组件、数据结构等。本发明也可以在分布式计算环境内实现，其中任务由一些通过通信网络链接的远程处理设备执行。在分布式计算环境内，程序模块可以位于包括存储器存储设备的本地和远程计算机存储媒体内。
由于本发明的大部分实现发生在诸如膝上型计算机系统100之类的便携式计算机系统内，因此本发明的其余部分将具体结合一计算机系统及其软件和硬件组件进行说明。如前面所述，天线埋置在系统的盒盖内，该盒盖永久性地连接到母板所在的机架上，该母板具有CPU和系统BIOS以及用于连接用户可更换的mPCI卡的mPCI槽。含有天线的系统盒盖与系统机架之间的永久性连接是通过铰链形成的。母板/系统板具有到机架的永久性连接，而且含有对于该母板/机架/系统和盒盖配置是唯一的BIOS。这种永久性连接使天线、母板和BIOS的组合可以看作单个单元。一无线卡(诸如卡111)与母板的唯一配对保证了满足FCC要求的一体化连接，因为母板具有到天线的唯一连接。
在设计和制造传输天线期间，创建一天线标识(ID)，该标识对于该特定的天线子系统和将埋置该天线的计算机系统是唯一的。该天线ID是基于天线的尺寸、形状、材料、调谐和周围的复合材料的尺寸、形状、材料。此外，该唯一的天线ID只是天线和机架的函数，而与以前用于机器型号的标识(即，CPU、段、序列等)无关。
用户可更换的双模无线电模块及其通过软件机制与天线的一体化安全连接
本发明提供了一种基于软件的mPCI无线电单元到系统/设备验证过程。本发明包括两种对双模无线卡(即设计成具有一ISM无线电单元和一U-NII无线电单元二者的卡)完成设备到系统验证的不同实现方式。采用这两种实现方式时，由于既能够将复合卡用于ISM操作又能够将其用于U-NII操作，所以允许计算机系统在用于这种系统的必要检验后启动并使能ISM操作。也就是说，即使随后的U-NII无线电单元不能通过验证，也不是如在相关申请(其相关功能在此引作参考)中那样禁用计算机系统或者禁用卡，而是允许系统启动并具有一功能完全的ISM发射器(或无线电单元)。因此，当前的实施例/实现方式为复合卡提供了允许有选择地使能或禁用U-NII无线电单元而不影响对ISM无线电单元的使用的特定解决方案。
本发明的这些实现方式提供了一种组合硬件/软件以及软件控制的方法，用于有选择地使能或禁用U-NII无线电单元，以满足FCC的唯一连接(或者一体化)要求，而不影响ISM无线电单元的使用。本发明认识到，与在上面引作参考的相关申请中所描述的单个无线电单元的实现方式不同，用于双模的实现方式优选地包括一启动后(或在工作期间)对U-NII设备的许可检验。这使得系统可以启动，以使用ISM无线电单元进行工作，而不需要如在以前的实现方式中那样强制产生U-NII无效设备错误和关闭整个无线电设备和/或卡。
当POST期间对U-NII进行许可检验后返回一认可消息时，系统允许卡被激活。然而，由于一个时刻只能使用一个标准/协议，系统作为默认激活ISM无线电单元而将对U-NII无线电单元的验证的肯定结果保存起来，直到接收到一要使用该无线电单元的请求。需要一内建的机制来使得U-NII无线电单元只与它的所批准的天线对一起进行排它性操作，从而确保系统从不会允许未被许可地(非在制造时确定地)准许U-NII无线电单元-天线对进行U-NII操作。
本发明提供了一些新的软件模块并对当前模块，具体地说是设备驱动程序和系统管理BIOS，进行了改进，以便完成对用户可更换的双模卡的验证步骤。BIOS用来将无线电单元与天线连接在一起，从而形成一个满足管理U-NII设备的管理条例的要求的一体化设备。然而，与诸如在所引用的相关申请中所描述的其他实现方式不同，验证检验主要在启动后进行，并在接收到请求完成U-NII无线通信/连接的请求后完成。当前的实现方式与所引用的申请的实现方式截然不同，因为当前的实现方式允许在系统在工作的同时动态地确定是否使能一U-NII无线电单元。
某些类型的无线芯片结构，诸如Intel制造的Calexico，包括共同的设备驱动程序、固件、媒体接入控制器和基带(即，信号在被调制到较高频率以进行传输前的初始频带)单元。因此，无线LAN能动态地在ISM协议操作和U-NII协议操作之间切换，并因而在ISM无线电单元和U-NII无线电单元之间切换。所实施的协议取决于当前激活的是哪个无线电单元。
采用当前的实现方式，动态切换到U-NII时必须通过一系列检验，以确保提供了符合FCC管理条供的正确的无线电单元/天线对。由于许可是在启动后完成的，因此无线卡配置成在最初启动时所默认的只是ISM模式。也就是说，异类模式漫游(heterogeneous roaming)最初是禁用的。再次地，天线埋置在机架内，并具有一个对于该天线子系统是唯一的天线ID。按照所描述的该实施例，天线ID是可通过系统软件通过SM BIOS调用访问的，或者天线ID存储在一已知的位置。
(1)客户机管理器实现方式
图3A示出了在按照第一实现方式完成验证过程中涉及的一些软件和硬件组件。图中重要的方框包括计算机系统100的母板301内的一些方框和无线模块111，二者被示为由通信总线314(从mPCI连接器114接出)分隔，在验证过程期间信号/数据通过该通信总线314发送。无线模块111包括ISM无线电单元112B、U-NII无线电单元112A和存储有无线电单元的标识信息的EEPROM 317。这信息可以是一个诸如与U-NII无线电单元关联的PCIID的参数。
计算机系统100包括埋置在盒盖部分内并通过同轴电缆连接器113连接到无线模块111上的天线115。计算机系统100还包括无线LAN适配器307、设备驱动程序API 309和包括一个列有所许可的U-NII天线-无线电单元对的表311的BIOS 133。在一个实施例中，表311内的这些U-NII天线-无线电单元对包括FCC批准的所有配对，而BIOS被建造成对于所有的系统是相同的。在另一个实施例中，只将与埋置在计算机系统内的天线115相应的被批准的配对放置在表内。这种处理方式为每个系统产生一个唯一的BIOS。
在系统设计期间，BIOS 133被增强/扩展成具有一个唯一地确定天线子系统的机制，该天线子系统包括天线的尺寸、形状、材料和调谐和周围的合成材料的尺寸、形状和材料。这提供了一个该种天线和机架所独有的BIOS版本。具体地说，如所示出的那样，系统BIOS 133包括列有对于该种设备机架和天线的所许可的U-NII天线-无线电单元对的表311，如在下面还要说明的那样，这些所许可的U-NII天线-无线电单元对将在验证过程期间使用。具体地说，表311包括已获得FCC许可工作的相应无线电单元和天线组合的所批准的外围组件互连(PCI)ID的一列表。
此外，计算机系统还包括一个诸如IBM的Access Connections之类的客户机管理器303。客户机管理器303用来管理无线连接的类型和提供一个允许动态切换到U-NII操作所需的软件密钥304。客户机管理器303与设备驱动程序API 309和BIOS 133通信，以启动和控制如下面所详细说明的验证过程。为了完成验证过程，客户机管理器303还包括一比较器功能(未示出)。与该实现方式相关的组合取决于制造商建立的天线和机架的参数，因此，在一个实施例中，批准的组合列表可以局限于只列出被批准与系统的特定天线配合使用并在该特定系统内使用的那些无线电单元。
为了支持/提供本发明的功能，上述系统组件和无线电单元模块被设计和/或编程为具有一些特定的参数和功能。图3B给出了在将这些组件设计和/或编程为具有实现本发明各个步骤所需的参数和功能后，在为这些组件获得FCC批准中所涉及的各个步骤的流程图。该过程可以分成三个阶段，它们是：(1)设计、配置和安装BIOS和客户机管理器；(2)制造用户可更换的适配卡；以及(3)从管理机构获得许可。虽然作为相继的阶段进行了说明，但这些阶段可以不按所说明的次序或者以交叠方式完成。
第一阶段首先是制造商将系统/设备设计为具有一特定的天线，系统/设备和天线都具有预先确定的工作参数，如方框352所示。也就是说，除了天线的工作参数之外，在系统设计中还规定其他与设备的机架有关的参数。BIOS创建者于是产生和存储列有用于该机架的一些所批准的无线电单元-天线PCI ID组合的表，如方框354所示。制造商/供应商在主要基于天线参数的FCC许可过程之前或者期间从FCC接收到许可的配对。制造商还将客户机管理器编程为具有用于识别被许可用于该设备的无线电单元-天线对的秘密密钥，如方框356所示。接着，在制造母板期间将BIOS和客户机管理器安装在系统/设备/机器上，如方框358所示。假设制造商已经根据唯一的天线类型和设备的机架加载了正确的BIOS。该假设几乎是肯定正确的，因为制造商在提供正确的BIOS和客户机管理器方面的失误会产生未经许可的发射器，从而导致FCC对制造商的可观的罚款和其他惩罚。
一旦系统/设备被设计为具有根据天线-系统/设备组合编程为具有必要功能的BIOS和客户机管理器后，就进行第二阶段的创建/制造双模无线无线电单元模块，如方框362所示。在制造过程期间，在模块内提供用于例如在将模块插入系统/设备并向模块供电时完成设备到模块验证的各个步骤的逻辑。接着，制造商或得到授权的供应商通过将U-NII无线电单元的PCI-ID编程入模决的EEPROM来对配置模块，如方框364所示。由于根据所批准/许可的组合在系统/设备内可以使用不同类型的用户可更换的无线电单元，因此为与特定的系统/设备的机架配合使用而设计的所有用户可更换的U-NII无线电单元可以被编程为具有同一个PCI ID。这消除了提供多个各能在验证过程期间获得验证的PCIID的需要。然而，如稍后要说明的那样，只有正确型号的无线电单元才被允许在设备内激活。所许可的无线电单元的秘密密钥或其他标识特征印刻在EEPROM中，如步骤366所示。
在一系统/设备和所许可的模块建造好后，该组合要经过如方框372所示的一系列测试，以确保该系统/设备遵从政府管理条例。完成这些测试后，将该系统/设备提交给管理机构以获得批准，如方框374所示，然后制造商等待管理机构的批准。卡也经测试后被提交以获得批准。值得注意的是，诸不同的卡和系统/设备产品也可以被提交给政府管理机构以获得批准。这样，就获得了对被赋予客户机管理器-BIOS验证操作能力的、所许可的无线电单元模块和系统/设备机架和天线的所有组合的政府批准。得到批准后，如方框376所示，将同样配置和设计的系统/设备和模块作为独立的单元发送到市场，供用户购买，如方框378所示。建入系统/设备和用户可更换的卡内的验证过程每当将该两个单元连接在一起并且系统/设备加电时触发。
下面将结合图4的流程说明本发明中如图3A所示每个组件的功能和操作。为了简化对该过程的说明起见，在以下对图4的说明中，用标注数字标示的只是图3A中那些对操作必不可少的组件。
图4示出了完成对U-NII无线电单元的启动后验证、以使能具有双模无线卡的计算机系统内的U-NII通信的过程。过程从方框401开始，此时客户机管理器接收到一个对无线网络连接的请求(即，最初由无线模块上的无线电单元中的一个识别为仅是对连接的请求)。模块和系统/设备默认为ISM操作，该操作用于大多数所请求的无线通信。客户机管理器在方框403处确定该请求是否为对ISM连接的请求。在系统工作在ISM模式中时，客户机管理器通过激活ISM无线电单元自动响应对ISM连接的请求，以利用ISM无线电单元/天线对进行ISM连接，如方框405所示。激活无线电单元可能是需要的，因为无线电单元可能在不使用时进入非激活状态。
然而，当客户机管理器接收到的请求是请求连接到支持U-NII的网络上(即，不是对ISM连接的请求)时，客户机管理器就不自动认可该请求。而是如方框407所示，客户机管理器启动一系列检验，包括将天线ID与无线电单元(或无线LAN卡)的PCI ID的组合与存储在BIOS内的表所提供的所批准的天线/无线电单元ID对的列表相比较。在方框409确定无线电单元的PCI ID和天线的PCI ID的组合是否与表内的一对匹配。当PCI ID的组合与表内的一对匹配时，客户机管理器就认为该组合是所批准的组合，并允许U-NII传输，如图中方框413所示。几乎同时地，客户机管理器禁用所有的ISM设备，如方框415所示。
当ID对的比较中没有得到与表内的一对匹配的结果时，客户机管理器发出错误消息，于是完全禁用U-NII无线电单元，如方框411所示。客户机管理器可以永久禁用该设备，从而节约了在下次接收到对U-NII连接的请求时再完成验证的时间。处在永久性禁用状态时，客户机管理器不需要对照表内的成对ID对该ID配对进行检验，因为客户机管理器知道该无线电单元不满足FCC要求。这样，客户机管理器确认该无线LAN卡是安装在所许可的系统内，并在没有满足FCC的对U-NII发射器的一体化要求时禁用双模无线卡的U-NII无线电单元。
上述实现方式的其他实施例提供了完成验证的、与方框407的方法不同的其他一些方法。例如，在一实施例中，不是将表设置在BIOS内，而是将已经得到FCC许可工作的有效天线ID和PCI ID的一表或算法配置在客户机管理器内。对于每个天线PCI ID(即，唯一的天线子系统)，确定由诸PCI ID(系统和子系统中的)所跟踪的哪些mPCI卡已经得到管理机构的批准。如果客户机管理器软件确定计算机系统/天线和无线LAN卡的组合对于U-NII操作是合法的，客户机管理器软件就产生一命令(即，秘密密钥304)并发送给设备驱动程序309。该命令触发设备驱动程序309改变到U-NII模式，而禁用ISM模式。
设备驱动程序将从客户机管理器的API(应用程序接口)接收到的命令解码。在该实施例中，为设备驱动程序提供了用来将命令解码的密钥的知识。如果卡安装在一未经许可的系统内，设备驱动程序阻止从ISM模式到U-NII模式的任何切换。如果卡安装在一个所许可的系统内，就禁用ISM无线电单元而使能U-NII无线电单元。在客户机管理器内也配置了相反地从U-NII模式切换到ISM模式的机制。
对以上所说明的实施例有一些补充考虑。这些包括：(1)可以利用BIOS锁定来确保系统将只带着所许可的(ISM)卡启动；(2)要求设备驱动程序识别确定可以使能哪些卡的该特定的客户机管理器；(3)禁用U-NII无线电单元，直到其由设备驱动程序使能；以及(4)客户机管理器可以用于单模U-NII无线LAN设备。
此外，采用当前实施例，由于客户机管理器在允许U-NII连接前首先确定U-NII连接是否是被许可的，因此同样的卡，诸如Calexico卡，可以安装在各种便携式系统(例如，ThinkPad)内。对于具有所批准的天线-无线电单元组合的计算机来说，客户机管理器将可以使它们漫游到基于U-NII的网络。
在一个实施例中，无线LAN卡在默认时是禁用的，并且如果卡不是安装在天线与无线电单元的配对是FCC批准的一组合的系统内，则设备驱动程序将不使能卡与天线配合使用。这种许可检验在启动期间完成，并且在U-NII无线电单元未被批准用于该系统/设备的情况下可以阻止设备/卡完成启动。然而，如上面所说明的那样(方框412)，可以允许计算机系统启动，但是其无线能力被完全禁用。此外，在用户试图在系统工作期间使用一未经许可的无线电单元(即，没有经以上过程验证的无线电单元)连接时，本发明的其他内建的检验可以使计算机系统自动关机。这样，本发明提供了附加的安全措施。例如，采用以上所说明的实施例，只需要在设备首次进入U-NII传输模式前进行单独一次验证，而不需要进一步验证就提供随后的访问。然而，在另一实施例中，以后在ISM和U-NII模式之间的切换仍需要第二次或随后的验证，这种验证可以是先前验证的精简形式，因为一些参数已经确定。这样，使用以软件实现的、对设计成支持U-NII无线传输的计算机系统内的用户可更换的双模无线模块的验证满足了FCC的对一体化发射器的唯一连接要求。
对于在具有未使能U-NII传输能力的无线LAN卡的系统上完成启动过程的实施例还需要一些补充考虑。其中一个重要的考虑是可识别制造商的mPCI卡的设备驱动程序应该包括识别“许用卡ID”的逻辑。也就是说，设备驱动程序被设计成只允许所插入的卡在卡所匹配的某些系统内工作(或成为可工作的)。这样，系统被设计成具有特定的设备驱动程序，其搜索预先规定的唯一的一些卡，而且只接受这些卡；以及(3)禁用U-NII无线电单元，直到其由设备驱动程序使能。
(2)验证实用程序实现方式
第二个用户可更换的双模LAN卡实施例利用软件措施来满足FCC的对天线应是“设备的一体化部分”的要求。该第二实施例提供了系统软件BIOS、设备驱动程序、以及验证实用程序的一种新颖的使用方法。这些组件一起完成对U-NII无线电单元和天线对的验证，以在计算机系统工作时产生一个一体化设备。
图5A示出了用于对具有一个可以从ISM操作切换到U-NII操作(反之亦然)的双模无线LAN的一U-NII使能的设备进行验证的第二实现方式的关键组件。再次地，天线埋置在机架内，并具有一唯一的天线ID，其可由系统软件通过BIOS调用访问或者可从已知的存储该天线ID的位置访问。此外，无线系统/设备和用户可更换的卡的设计和创建以及对这两者的许可以与图3B所示的过程有些类似地方式完成。然而，不是用客户机管理器，该系统被设计成具有一验证实用程序和一个视窗注册表(WindowsRegistry)。
如图5A所示，计算机系统100包括系统BIOS 133，该BIOS 133包括一寄存器506，其中存储一唯一的天线ID 906。计算机系统还包括两个该实施例独有的附加组件。这两个组件是视窗注册表507和验证实用程序501。视窗注册表是一个数据库，其存储有对于该系统/设备100的所许可的无线LAN卡的PCI ID。验证实用程序501是一专用软件程序，其安装在计算机系统内，用来将所许可的无线LAN卡的PCI ID放置入视窗注册表507中。因此，验证实用程序501包括一个已经得到FCC许可的天线ID和U-NII无线电单元PCI ID的有效组合的表511(或算法)。对于每个唯一的天线ID，进行检验以确定由mPCI卡的PCI ID(在系统以及子系统中的)跟踪的哪些mPCI卡已经得到管理机构的批准。每当制造商更新有效天线-无线电单元对时，验证实用程序501内的表511得到更新。计算机系统100还包括设备驱动程序509，该设备驱动程序509包括比较逻辑513和在本发明的许可功能的实现中所用的口令密钥的拷贝。通过连接器/接口连接到计算机系统上的是一双模无线模块521，它具有一个存储该无线模块的PCI ID(具体地说，是U-NII无线电单元的PCI ID)的PCI ID寄存器523。
图5B示出了进行验证的实际过程，下面将参考图5A中所示的组件对之进行说明。过程从方框601开始。系统启动后，验证实用程序501将许用的无线LAN卡(无线电单元)的PCI ID写入视窗注册表507内的一规定位置，如方框551所示。视窗注册表507内的各表项由验证实用程序加密。每次系统启动都执行验证实用程序501，以确保视窗注册表内的许用卡表项得到更新，并是正确的。该机制针对将硬盘驱动器(HDD)移到另一个具有不同的机架和天线的计算机系统的情况添加了额外的防护措施。因此，消除了由于在静态配置中在计算机之间交换硬盘驱动器(HDD)而引起的要保持对所许可的天线子系统和无线电单元组合的控制的问题。
设备驱动程序509从视窗注册表507提取诸有效mPCI卡的经加密的PCI ID，如方框553所示。设备驱动程序509被设计成具有解密口令904，能对许用卡的经加密的PCI ID解密。然后，设备驱动程序909检验所安装的无线模块的PCI ID(如方框555所示)，并将该模块(U-NII无线电单元)的PCI ID与诸许用卡的经解密的PCI ID相比较，如方框557所示。在方框559确定两个PCI ID是否匹配。如果PCI ID不匹配，就表明无线模块/卡安装在一未经许可的系统内，于是设备驱动程序禁用卡上的U-NII无线电单元，如方框561所示。然而，如果PCI ID匹配，表明卡安装在一个所许可的系统内，于是使能U-NII无线电单元。以上这些验证步骤在运行时间发生或者每当设备驱动程序加载和初始化时发生。在有些实施例中，一个计算机系统可以有对不止一个mPCI卡的批准(如，一个批准用于U-NII模块，另一个批准用于双模模块，等等)。在种环境中，提供每个所批准的卡的PCI ID，并将其与所插入的卡的PCI ID相比较。
对该实施例的考虑包括：(1)使用BIOS锁定来确保系统将只带着所许可的卡启动；(2)制造商要求可识别制造商的mPCI卡的设备驱动程序必须具有用于“许用卡ID”的逻辑；(3)禁用U-NII无线电单元，直到其由设备驱动程序使能；以及(4)可用口令保护之外的方法保护注册信息的完整性。
总结
当前的一些用于U-NII使能的系统的解决方案采用防篡改螺钉来防止未经许可的个人拆下无线电单元。对于PCMCIA(个人计算机存储卡国际适配器)卡的情况，天线焊在无线电单元上，形成一单个单元，从而防止非有意地拆下无线电单元。本发明的各种实现方式和/或实施例使制造商可以提供用于双模U-NII(5 GHz频带)目的的无线就绪系统。此外，本发明允许在售后市场上购买满足FCC要求的无线电单元，从而使用户可以灵活地决定是否要投资购买较贵的U-NII设备。本发明还使制造商显著地节约了成本，因为这些U-NII产品是用户可更换的，即用户可以安装、互换或更换无线电单元，而不是需要由所授权的服务中心来为提供无线电单元。这种解决方案还显著地改善了制造工艺，因为它不需要防篡改设计。
虽然以上具体结合便携式计算机和/或膝上型计算机对本发明作了说明，但本发明的特征不局限于这样的设备。本领域的技术人员可以理解，本发明的特征可以扩展到任何运用无线发射器的设备，包括被制造成具有埋置天线和用于容纳无线卡的槽的台式计算机，以及任何具有类似的无线传输能力和组件的便携式电子设备。
此外，应注意的是，虽然是以一个功能完全的数据处理系统为背景对本发明进行说明的，但本领域的技术人员可以理解，本发明的机制能以各种形式的含有指令的计算机可读媒体的形式分发，而且无论实际用来进行分发所用的信号承载媒体具体是什么类型，本发明都同样适用。计算机可读媒体的例子有：诸如只读存储器(ROM)或电可擦可编程只读存储器(EEPROM)之类的非易失性硬编码型媒体，诸如软盘、硬盘驱动器和CD-ROM之类的可记录型媒体，以及诸如数字和模拟通信链路之类的传输型媒体。
虽然本发明是结合具体实施例说明的，但不应该将该说明看作是限制性的。对于本领域的技术人员来说，在参考了本发明的说明后，对所公开的这些实施例的各种修改以及本发明的其他实施例都是显而易见的。因此，可以理解，可以作出这样的修改而不背离如在所附权利要求书中给出的本发明的精神实质或专利保护范围。