Способ и устройство для приема и передачи маяка системе беспроводной лвс

Способ и устройство для приема и передачи маяка системе беспроводной лвс

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Последующие описания имеют отношение к системе беспроводной связи, а конкретнее, к способу и устройству для передачи/приема маяка в системе беспроводной локальной сети (ЛВС, LAN).

Уровень техники

В связи с ростом использования технических средств передачи информации разрабатываются различные технологии беспроводной связи. Среди множества технологий беспроводной связи технология беспроводной локальной сети (БЛС, WLAN) обеспечивает возможность беспроводного доступа к сети Интернет дома или в офисах или в зонах предоставления определенных услуг с использованием мобильного терминала, такого как карманный персональный компьютер (КПК, PDA), переносной компьютер, портативный мультимедийный проигрыватель (ПМП, PMP), или тому подобного на основе радиочастотных технических средств.

Чтобы преодолеть ограничения по скорости обмена информацией, которые были отмечены в качестве слабого места БЛС, последние технические стандарты внедрили системы с увеличенной скоростью и надежностью сети и расширенной зоной покрытия беспроводной сети. Например, IEEE 802.11n поддерживает высокую пропускную способность (HT) со скоростью передачи данных 540 Мбит/с или выше и вводит технологию MIMO (многоканальный вход/многоканальный выход), которая использует множественные антенны как для передающего устройства, так и для принимающего устройства, чтобы минимизировать ошибки передачи и оптимизировать скорость передачи данных.

Раскрытие изобретения

Техническая задача

Технические средства межмашинной связи M2M обсуждаются в качестве технических средств связи следующего поколения. В рамках БЛС на основе IEEE 802.11 IEEE 802.11ah разрабатывается в качестве технического стандарта для поддержки M2M связи. В случае M2M связи может рассматриваться сценарий, в котором небольшой объем данных передается/принимается на низкой скорости, порой в условиях эксплуатации с весьма большим количеством устройств.

Связь в системе БЛС выполняется через передающую среду, совместно используемую всеми устройствами. Когда количество устройств увеличивается, как при M2M связи, доступ к каналу одного устройства занимает много времени, ухудшая рабочие характеристики системы и затрудняя энергосбережение устройств.

Задачей настоящего изобретения является предоставить новый механизм для передачи/приема кадра маяка.

Технические задачи, решаемые благодаря настоящему изобретению, не ограничиваются вышеупомянутыми техническими задачами, и специалисты в данной области техники могут составить представление о других технических задачах из последующего описания.

Техническое решение

Задача настоящего изобретения может быть успешно выполнена путем предоставления способа приема маяка станцией (STA) в системе беспроводной связи, включающего в себя этапы, на которых: принимают кадр ответа проверки от точки доступа (AP); определяют время приема следующего маяка, используя информацию о времени следующего маяка от AP, включенную в состав кадра ответа проверки; и принимают следующий маяк в упомянутое определенное время приема следующего маяка.

В другом аспекте настоящего изобретения, в данном документе приводится станция (STA) для приема маяка в системе беспроводной связи, включающая в себя: приемопередатчик; и процессор, причем процессор выполнен с возможностью принимать кадр ответа проверки от точки доступа (AP) с использованием приемопередающего устройства, определять время приема следующего маяка с использованием информации о времени следующего маяка от AP, включенной в состав кадра ответа проверки, и принимать следующий маяк в упомянутое определенное время приема следующего маяка с использованием приемопередатчика устройства.

Нижеизложенное в большинстве случаев применимо к вышеупомянутым вариантам осуществления настоящего изобретения.

STA может переключаться в состояние "дремоты" после определения времени приема следующего маяка и переключаться в бодрствующее состояние перед временем приема следующего маяка.

Следующий маяк может быть полным маяком, а информация о времени следующего маяка может быть отрезком времени до следующего полного маяка или следующим намеченным временем передачи маяка (TBTT).

Следующий маяк может быть коротким маяком, а информация о времени следующего маяка может быть отрезком времени до следующего короткого маяка.

Способ может дополнительно включать в себя этапы, на которых: определяют время приема следующего полного маяка с использованием отрезка времени до следующего полного маяка или следующего TBTT, включенных в состав принятого короткого маяка; и принимают следующий полный маяк в упомянутое определенное время приема следующего полного маяка.

STA может переключаться в состояние "дремоты" после определения времени приема следующего полного маяка и переключаться в бодрствующее состояние перед упомянутым определенным временем приема.

Способ может дополнительно включать в себя этапы, на которых: определяют время приема следующего полного маяка с использованием, по меньшей мере, одной из информации отсчета коротких маяков и информации об индексе короткого маяка; и принимают следующий полный маяк в упомянутое определенное время приема следующего полного маяка.

Упомянутая по меньшей мере одна из информации отсчета коротких маяков и информации об индексе короткого маяка может быть включена в состав кадра ответа проверки или короткого маяка.

Способ может дополнительно включать в себя этапы, на которых: определяют время приема следующего полного маяка с использованием по меньшей мере одной из и информации о количестве коротких маяков, информации об интервале короткого маяка и информации об индексе короткого маяка; и принимают следующий полный маяк в упомянутое определенное время приема следующего полного маяка.

Упомянутая по меньшей мере одна из информации о количестве коротких маяков и информации об интервале короткого маяка и информации об индексе короткого маяка может быть включена в состав кадра ответа проверки или короткого маяка.

Короткий маяк может дополнительно включать в себя по меньшей мере одно из поля сжатого идентификатора набора служб (SSID), 4-байтовой временной метки и поля последовательности изменений.

Кадр ответа проверки может включать в себя по меньшей мере одно из временной метки и SSID.

Кадр ответа проверки может приниматься в ответ на кадр проверочного запроса, передаваемый от STA на AP.

Вышеприведенное описание и последующее подробное описание настоящего изобретения являются иллюстративными и предназначены для дополнительного объяснения изобретения, раскрываемого в формуле изобретения.

Выгодные эффекты

В соответствии с настоящим изобретением можно обеспечить новый способ и устройство для передачи/приема кадра маяка.

Эффекты настоящего изобретения не ограничиваются вышеописанными эффектами, и другие эффекты, которые не описываются в данном документе, будут очевидны для специалистов в данной области техники из последующего описания.

Описание чертежей

Прилагаемые чертежи, которые предусмотрены для обеспечения дополнительного понимания настоящего изобретения, демонстрируют варианты осуществления настоящего изобретения и вместе с описанием служат для разъяснения принципа изобретения. На чертежах:

Фиг. 1 демонстрирует иллюстративную конфигурацию системы IEEE 802.11, к которой применимо настоящее изобретение;

Фиг. 2 демонстрирует другую иллюстративную конфигурацию системы IEEE 802.11, к которой применимо настоящее изобретение;

Фиг. 3 демонстрирует еще одну иллюстративную конфигурацию системы IEEE 802.11, к которой применимо настоящее изобретение;

Фиг. 4 демонстрирует иллюстративную конфигурацию системы БЛС;

Фиг. 5 демонстрирует процедуру установления линии связи в системе БЛС;

Фиг. 6 демонстрирует процедуру отсрочки передачи;

Фиг. 7 демонстрирует скрытый узел и контактирующий узел;

Фиг. 8 демонстрирует RTS и CTS;

Фиг. 9 демонстрирует операцию управления питанием;

Фиг. 10-12 демонстрируют работу STA, которая приняла TIM;

Фиг. 13 демонстрирует групповой AID;

Фиг. 14 демонстрирует короткий маяк;

Фиг. 15 демонстрирует иллюстративные поля, включенные в состав кадра короткого маяка;

Фиг. 16 демонстрирует способ предоставления информации о приеме маяка в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 17 демонстрирует способ предоставления информации о приеме маяка в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 18 демонстрирует способ предоставления информации о приеме маяка в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 19 демонстрирует способ предоставления информации о приеме маяка в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 20 демонстрирует способ передачи/приема кадра маяка в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения; и

Фиг. 21 является структурной схемой, демонстрирующей конфигурацию радиочастотного (ВЧ, RF) устройства в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения.

Осуществление изобретения

В дальнейшем в этом документе настоящее изобретение будет описано более полно со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показаны варианты осуществления настоящего изобретения. Данное изобретение, тем не менее, может быть воплощено во многих различных формах и не должно толковаться как ограниченное вариантами осуществления, изложенными в данном документе. Скорее, эти варианты осуществления предоставлены для того, чтобы данное раскрытие было полным и всеобъемлющим и полностью доносило объем настоящего изобретения до специалистов в данной области техники.

Описываемые ниже варианты осуществления представляют собой сочетания элементов и признаков настоящего изобретения. Элементы или признаки могут рассматриваться выборочно, если не указано иное. Каждый элемент или признак может быть реализован на практике без сочетания с другими элементами или признаками. Дополнительно, вариант осуществления настоящего изобретения может быть сконструирован путем сочетания частей элементов и/или признаков. Последовательности операций, описываемые в вариантах осуществления настоящего изобретения, могут быть переупорядочены. Некоторые конструкции из каждого варианта осуществления могут быть включены в состав другого варианта осуществления и могут быть заменены соответствующими конструкциями из другого варианта осуществления.

Конкретные термины, используемые в вариантах осуществления настоящего изобретения, предоставляются для помощи в понимании настоящего изобретения. Эти конкретные термины могут быть заменены другими терминами в пределах объема и сущности настоящего изобретения.

В некоторых случаях, чтобы предотвратить затруднение понимания идеи настоящего изобретения, структуры и устройства известного уровня техники будут опущены или будут показаны в виде структурной схемы, исходя из основных функций каждой структуры и устройства. Помимо этого, где возможно, одни и те же ссылочные позиции используются всюду на чертежах и в описании изобретения для ссылки на одинаковые или подобные части.

Варианты осуществления настоящего изобретения могут опираться на стандартные документы, опубликованные по меньшей мере для одной из систем беспроводного доступа, поддерживающих стандарт Института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (IEEE) 802, 3GPP, 3GPP LTE, LTE-A и 3GPP2. Этапы или части, которые не описываются для пояснения технических особенностей настоящего изобретения, могут опираться на эти документы. Дополнительно, все термины, изложенные в настоящем описании, могут быть объяснены в стандартных документах.

Методы, описываемые в данном документе, могут использоваться в различных системах беспроводного доступа, таких как многостанционный доступ с кодовым разделением каналов (CDMA), многостанционный доступ с частотным разделением каналов (FDMA), многостанционный доступ с временным разделением каналов (TDMA), многостанционный доступ с ортогональным частотным разделением каналов (OFDMA), многостанционный доступ с частотным разделением каналов на одной несущей (SC-FDMA) и т.д. CDMA может быть реализован в виде технологии радиосвязи, такой как универсальный наземный радиодоступ (UTRA) или CDMA2000. TDMA может быть реализован в виде технологии радиосвязи, такой как глобальная система связи с мобильными объектами (GSM)/пакетная радиосвязь общего назначения (GPRS)/развитие стандарта GSM с увеличенной скоростью передачи данных (EDGE). OFDMA может быть реализован в виде технологии радиосвязи, такой как IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802.20, Развитый UTRA (E-UTRA) и т.д. Для упрощения, данная заявка уделяет основное внимание системе IEEE 802.11. Однако технические особенности настоящего изобретения этим не ограничиваются.

Конфигурация системы БЛС

Фиг. 1 демонстрирует иллюстративную конфигурацию системы IEEE 802.11, к которой применимо настоящее изобретение.

IEEE 802.11 может состоять из множества компонентов и обеспечивать БЛС с поддержкой мобильности STA, прозрачной для более высоких уровней согласно взаимодействию компонентов. Базовый набор служб (BSS) может соответствовать блоку базовых компонентов в ЛВС IEEE 802.11. Фиг. 1 показывает 2 BSS (BSS1 и BSS2), каждый из которых включает в себя 2 STA в качестве элементов (при этом STA1 и STA2 включены в состав BSS1, а STA3 и STA4 включены в состав BSS2). На фиг. 1 овал, который очерчивает BSS, указывает зону покрытия, в которой осуществляют связь STA, принадлежащие соответствующему BSS. Эта зона может называться базовой зоной обслуживания (BSA). Когда STA выходит из BSA, эта STA не может устанавливать связь непосредственно с другими STA в этой BSA.

Наиболее простым BSS в ЛВС IEEE 802.11 является независимый BSS (IBSS). Например, IBSS может иметь минимальную конфигурацию, включающую в себя только 2 STA. IBSS имеет простейшую форму и соответствует BSS (BSS1 или BSS2), показанному на фиг. 1, в котором компоненты, отличные от STA, опущены. Эта конфигурация возможна, когда STA могут устанавливать связь непосредственно друг с другом. Этот тип ЛВС может конфигурироваться по мере необходимости, а не разрабатываться и конфигурироваться заранее, и может называться динамической децентрализованной ad-hoc) сетью.

Когда STA включается или выключается, или входит или выходит из зоны покрытия BSS, принадлежность STA к BSS может динамически изменяться. Чтобы стать элементом BSS, STA может присоединиться к BSS, используя технологический процесс синхронизации. Чтобы получить доступ ко всем службам на основе BSS, STA должна быть ассоциирована с BSS. Ассоциация может быть установлена динамически и может использовать службу системы распределения (DSS).

Фиг. 2 демонстрирует другую иллюстративную конфигурацию системы IEEE 802.11, к которой применимо настоящее изобретение. Фиг. 2 показывает систему распределения (DS), передающую среду системы распределения (DSM - distribution system medium) и точку доступа (AP), в дополнение к конфигурации на фиг.1.

В ЛВС расстояние по прямой от станции до станции может быть ограничено рабочими характеристиками физического уровня. Хотя этого ограничения расстояния может быть достаточно в некоторых случаях, иногда может быть необходимо установление связи между станциями с большим расстоянием между ними. DS может быть выполнена с возможностью поддержки расширенной зоны покрытия.

DS относится к структуре, в которой BSS соединены друг с другом. А именно, BSS могут присутствовать в качестве компонентов расширенной формы сети, состоящей из множества BSS, вместо того, чтобы присутствовать независимо, как показано на Фиг. 1.

DS представляет собой логическое понятие и может определяться характеристиками DSM. IEEE 802.11 логически отличает беспроводную передающую среду (WM) от DSM. Логические передающие среды используются для разных целей и используются разными компонентами. IEEE 802.11 не ограничивает передающие среды ролью одной и той же передающей среды или разных передающих сред. Тот факт, что множественные передающие среды логически отличаются друг от друга, может объяснить гибкость ЛВС IEEE 802.11 (структуры DS или других сетевых структур). То есть ЛВС IEEE 802.11 может быть реализована разнообразными способами, и физические характеристики реализаций могут независимо определять соответствующие структуры ЛВС.

DS может поддерживать мобильные устройства, обеспечивая полную интеграцию множества BSS и логических служб, необходимых для оперирования адресами до места назначения.

AP относится к структурному элементу, который позволяет ассоциированным STA получить доступ к DS через WM, и обладает функциональностью STA. Данные могут передаваться между BSS и DS через AP. Например, STA2 и STA3, показанные на фиг. 2, обладают функциональностью STA и обеспечивают функцию предоставления возможности ассоциированным STA (STA1 и STA4) получить доступ к DS. Кроме того, все AP являются адресуемыми структурными элементами, потому что они по существу соответствуют STA. Адрес, используемый AP для установления связи в WM, необязательно совпадает с адресом, используемым AP для установления связи в DSM.

Данные, передаваемые от одной из STA, ассоциированных с AP, на STA-адрес AP, могут приниматься на неуправляемый порт в любое время и обрабатываться с помощью структурного элемента доступа к портам IEEE 802.1X. Кроме того, передаваемые данные (или кадр) могут доставляться в DS при подтверждении подлинности управляемого порта.

Фиг. 3 демонстрирует другую иллюстративную конфигурацию системы IEEE 802.11, к которой применимо настоящее изобретение. Фиг. 3 показывает расширенный набор служб (ESS) для обеспечения расширенной зоны покрытия, в дополнение к конфигурации на фиг. 2.

Из DS и BSS может быть составлена беспроводная сеть произвольного размера и сложности. Этот тип сети называется ESS-сетью в IEEE 802.11. ESS может соответствовать набору BSS, соединенных с DS. Однако ESS не включает в себя DS. ESS-сеть похожа на IBSS-сеть на уровне управления логическим каналом (LLC). STA, принадлежащие ESS, могут устанавливать связь друг с другом, и мобильные STA могут перемещаться от одного из BSS к другому BSS (в одном и то же ESS) прозрачно для LCC.

IEEE 802.11 не задает относительные физические позиции BSS на фиг. 3, и BSS могут располагаться следующим образом. BSS могут частично перекрываться, что является структурой, обычно используемой для обеспечения непрерывной зоны покрытия. BSS могут физически не соединяться друг с другом, и существует ограничение по логическому расстоянию между BSS. Помимо этого, BSS могут физически располагаться в одной и той же позиции, чтобы обеспечивать избыточность. Кроме того, одна (или более) IBSS- или ESS-сетей могут физически располагаться в одном и том же пространстве, как одна (или более) ESS-сеть. Это может соответствовать форме ESS-сети, когда децентрализованная сеть работает в месте расположения ESS-сети, при этом сети IEEE 802.11, которые физически перекрываются, настраиваются разными организациями, или две или более разных политик доступа и безопасности необходимы в одной и той же позиции.

Фиг. 4 демонстрирует иллюстративную конфигурацию системы БЛС. Фиг. 4 показывает пример BSS на основе структуры, включающей в себя DS.

В примере на фиг. 4 BSS1 и BSS2 составляют ESS. В системе БЛС STA являются устройствами, работающими в соответствии с предписаниями уровня MAC/PHY для IEEE 802.11. STA включают в себя STA, являющуюся AP, и STA, не являющуюся AP. STA, не являющаяся AP, соответствует устройству, которым непосредственно оперирует пользователь, такому как переносной компьютер, сотовый телефон и т.д. В примере на фиг. 4 STA1, STA3 и STA4 соответствуют STA, не являющейся AP, а STA2 и STA5 соответствуют STA, являющейся AP.

В последующем описании STA, не являющаяся AP, может называться терминалом, модулем беспроводной передачи/приема (WTRU), пользовательским оборудованием (UE), мобильной станцией (MS), мобильным терминалом, мобильным абонентским пунктом (MSS) и т.д. AP соответствует базовой станции (BS), узлу B, развитому узлу B, базовой приемопередающей системе (BTS), фемтосотовой BS и т.д. в других областях беспроводной связи.

Процедура установления линии связи

Фиг. 5 демонстрирует процедуру установления линии связи.

Для установления линии связи с сетью и передачи/приема данных STA должна обнаружить сеть, выполнить подтверждение подлинности, создать ассоциацию и пройти процедуру подтверждения подлинности для обеспечения безопасности. Процедура установления линии связи может называться процедурой инициирования сеанса связи и процедурой установления сеанса связи. Помимо этого, обнаружение, подтверждение подлинности, ассоциация и обеспечение безопасности процедуры установления линии связи могут называться процедурой ассоциации.

Теперь будет описана иллюстративная процедура установления линии связи со ссылкой на фиг. 5.

STA может обнаруживать сеть на этапе S510. Обнаружение сети может включать в себя операцию сканирования STA. То есть STA должна обнаружить сеть, которая может участвовать в установлении связи, чтобы получить доступ к этой сети. STA должна идентифицировать совместимую сеть до принятия участия в беспроводной сети. Процедуру идентификации сети, присутствующей в определенной зоне, называют сканированием.

Сканирование включает в себя активное сканирование и пассивное сканирование.

Фиг. 5 демонстрирует операцию обнаружения сети, включающую в себя активное сканирование. STA, выполняющая активное сканирование, передает кадр проверочного запроса с целью поиска окружающих AP, переключая каналы, и ждет ответа на кадр проверочного запроса. Отвечающее устройство передает на STA кадр ответа проверки в ответ на кадр проверочного запроса. В данном документе отвечающим устройством может быть STA, которая, в конечном счете, передает кадр маяка в BSS сканируемого канала. AP соответствует отвечающему устройству в BSS, поскольку AP передает кадр маяка, тогда как отвечающее устройство не фиксируется в IBSS, так как STA в IBSS передают кадр маяка поочередно. Например, STA, которая передала кадр проверочного запроса на канале #1 и приняла кадр ответа проверки на канале #1, может сохранять связанную с BSS информацию, включенную в состав принятого кадра ответа проверки, переходить к следующему каналу (например, каналу #2) и выполнять сканирование (т.е. передачу и прием проверочного запроса/ответа проверки на канале #2) таким же образом.

Операция сканирования может выполняться в форме пассивного сканирования, которое не показано на фиг. 5. STA, выполняющая пассивное сканирование, ждет кадр маяка, переключая каналы. Кадр маяка, один из кадров управления в IEEE 802.11 указывает на присутствие беспроводной сети и периодически передается на STA, выполняющую сканирование, чтобы дать возможность STA обнаружить беспроводную сеть и присоединиться к ней. AP периодически передает кадр маяка в BSS, тогда как STA в IBSS передают кадр маяка поочередно в случае IBSS. После приема кадра маяка STA, выполняющая сканирование, сохраняет информацию о BSS, включенную в состав кадра маяка, и записывает информацию кадра маяка в каждом канале при переходе на другой канал. STA, которая приняла кадр маяка, может сохранять связанную с BSS информацию, включенную в состав принятого кадра маяка, переходить к следующему каналу и выполнять сканирование на следующем канале тем же способом.

Если сравнивать активное сканирование с пассивным сканированием, активное сканирование имеет преимущества меньшей задержки и более низкого энергопотребления по сравнению с пассивным сканированием.

После обнаружения сети на STA может быть выполнено подтверждение подлинности на этапе S520. Эта процедура подтверждения подлинности может упоминаться как первое подтверждение подлинности, которое отличается от операции настройки безопасности на этапе S540, что будет описано позже.

Подтверждение подлинности (аутентификация) включает в себя процедуру, в ходе которой STA передает кадр запроса подтверждения подлинности на AP, и процедуру, в ходе которой AP передает кадр ответа подтверждения подлинности на STA в ответ на кадр запроса подтверждения подлинности. Кадр подтверждения подлинности, используемый для запроса/ответа подтверждения подлинности, соответствует кадру управления.

Кадр подтверждения подлинности может включать в себя информацию о номере алгоритма подтверждения подлинности, порядковом номере транзакции подтверждения подлинности, коде состояния, тексте вызова, RSN (надежно защищенная сеть) конечной циклической группе и тому подобном. Эта информация представляет собой пример информации, которая может быть включена в состав кадра запроса/ответа подтверждения подлинности и может быть заменена другой информацией или включать в себя дополнительную информацию.

STA может передавать кадр запроса подтверждения подлинности на AP. AP может принимать решение, разрешать ли подтверждение подлинности STA, на основании информации, включенной в состав принятого кадра запроса подтверждения подлинности. AP может предоставить результат обработки подтверждения подлинности для STA посредством кадра ответа подтверждения подлинности.

После успешного подтверждения подлинности STA может выполняться ассоциация на этапе S530. Ассоциация включает в себя процедуру, в ходе которой STA передает кадр запроса ассоциации на AP, и процедуру, в ходе которой AP передает кадр ответа ассоциации на STA в ответ на кадр запроса ассоциации.

Например, кадр запроса ассоциации может включать в себя информацию, связанную с различными потенциальными возможностями, и информацию об интервале прослушивания маяка, SSID (идентификатор набора служб), поддерживаемых скоростях, поддерживаемых каналах, RSN, области мобильности, поддерживаемых действующих классах, широковещательном запросе карты указания потока информационного обмена (TIM), возможности взаимодействия служб и т.д.

Например, кадр ответа ассоциации может включать в себя информацию, связанную с различными потенциальными возможностями, и информацию о коде состояния, AID (идентификатор ассоциации), поддерживаемых скоростях, наборе параметров EDCA (улучшенный распределенный доступ к каналу), RCPI (индикатор принимаемой мощности канала), RSNI (индикатор отношения принимаемого сигнала к шуму), области мобильности, интервале времени ожидания (времени возвращения ассоциации), параметре перекрытия сканирования BSS, широковещательном ответе TIM, карте QoS и т.д.

Вышеупомянутая информация представляет собой пример информации, которая может быть включена в состав кадра запроса/ ответа ассоциации и может быть заменена другой информацией или включать в себя дополнительную информацию.

После успешной ассоциации STA с сетью может выполняться процедура настройки безопасности на этапе S540. Процедура S540 настройки безопасности может соответствовать подтверждению подлинности посредством запроса/ответа через RSNA (надежно защищенное сетевое соединение), первой процедуре подтверждения подлинности из процедуры S520 подтверждения подлинности или процедуре подтверждения подлинности.

Процедура S540 настройки безопасности может включать в себя процедуру установки секретного ключа посредством 4-направленного квитирования связи с использованием кадра EAPOL (расширяемого протокола аутентификации по ЛВС). Помимо этого, процедура настройки безопасности может быть выполнена согласно схеме безопасности, которая не задана в стандартах IEEE 802.11.

Развитие БЛС

Недавно IEEE 802.11n был принят в качестве технического стандарта для преодоления ограничений по скорости связи в БЛС. IEEE 802.11n предназначен для увеличения сетевой скорости и надежности и для расширения зоны покрытия беспроводной сети. Конкретнее, IEEE 802.11n поддерживает высокую пропускную способность (HT) с пропускной способностью канала передачи данных в 540 Мбит/с или выше и основывается на MIMO (многоканальный вход/многоканальный выход) с использованием множественных антенн как для передающего устройства, так и для принимающего устройства, чтобы оптимизировать скорость передачи данных при минимизации ошибок передачи.

Учитывая распространение БЛС и разнообразие приложений, использующих БЛС, существует потребность в новой системе БЛС для поддержки более высокой пропускной способности, чем пропускная способность канала передачи данных, поддерживаемая в IEEE 802.11n. Система БЛС следующего поколения, поддерживающая очень высокую пропускную способность (VHT), соответствует следующей версии (например, IEEE 802.1ac) для IEEE 802.11n и является одной из недавно предложенных систем БЛС IEEE 802.11, в которых точка доступа к службе (SAP) MAC поддерживает пропускную способность канала передачи данных в 1 Гбит/с или выше.

Для эффективного использования радиоканалов системы БЛС следующего поколения поддерживают MU-MIMO (многопользовательский MIMO), когда множество станций (STA) одновременно осуществляют доступ к каналам. Согласно MU-MIMO, AP может одновременно передавать пакеты на одну или более увязанных с MIMO STA.

Кроме того, в стадии обсуждения находится поддержка работы БЛС в неиспользуемом частотном спектре. Например, внедрение системы БЛС в телевизионном неиспользуемом частотном спектре (TV WS), таком как свободная полоса частот (например, от 54 до 698 МГц), возникшая в результате оцифровывания аналогового телевидения, обсуждается в рамках IEEE 802.11af. Неиспользуемый частотный диапазон является полосой с разрешенным предпочтительным использованием со стороны лицензированного пользователя. Лицензированный пользователь относится к пользователю, которому разрешено использовать лицензированную полосу, и может упоминаться как лицензированное устройство, главный пользователь, доминирующий пользователь или тому подобное.

AP и/или STA, работающая в WS, должна обеспечивать защиту лицензированных пользователей. Например, когда лицензированный пользователь, такой как микрофон, использует определенный канал WS, соответствующий полосе частот с определенной шириной полосы в полосе WS, AP и/или STA не должны использовать полосу частот, соответствующую каналу WS, чтобы защитить лицензированного пользователя. Помимо этого, когда лицензированный пользователь использует полосу частот для передачи и/или приема текущего кадра, AP и/или STA должны прекратить использование этой полосы частот.

Соответственно предпочтительно, если AP и/или STA должны проверять, может ли использоваться определенная полоса частот в полосе WS, а именно, имеется ли лицензированный пользователь, использующий эту полосу частот. Проверку того, имеется ли лицензированный пользователь, соответствующий определенной полосе частот, называют считыванием спектра. Выявление энергии, выявление характерных признаков и тому подобное используется в качестве механизма считывания спектра. Если интенсивность принимаемого сигнала превышает предварительно заданную величину, можно сделать заключение, что лицензированный пользователь использует определенную полосу частот. Или же, если выявлена преамбула DTV, можно сделать заключение, что лицензированный пользователь использует диапазон частот.

Технические средства M2M (межмашинной) связи обсуждаются в качестве технических средств связи следующего поколения. В рамках БЛС на основе IEEE 802.11 IEEE 802.11ah разрабатывается в качестве технического стандарта для M2M связи. M2M связь относится к схеме связи, включающей в себя одну или более машин, и может упоминаться как MTC (связь машинного типа). В данном документе под машиной подразумевается структурный элемент, который не требует непосредственного манипулирования или вмешательства со стороны человека. Например, примеры машины могут включать в себя такое устройство, как измерительный прибор или торговый автомат, оборудованный модулем беспроводной связи, и такое пользовательское оборудование, как смартфон, способный автоматически получать доступ к сети и выполнять установление связи без манипулирования/вмешательства со стороны пользователя. M2M связь может включать в себя связь устройство-устройство (D2D), связь между устройством и обслуживающим узлом приложений и тому подобное. Примеры связи между устройством и обслуживающим узлом приложений могут включать в себя связь между торговым автоматом и обслуживающим узлом, между устройством пункта продажи (POS) и обслуживающим узлом, и между приборами учета потребления электроэнергии, газа или воды и обслуживающим узлом. Помимо этого, приложения на основе M2M могут относиться к безопасности, транспортным перевозкам, здравоохранению и тому подобному. Принимая во внимание характеристики приложений для M2M связи, возможно, M2M потребуется поддерживать передачу и прием небольшого объема данных на низкой скорости, порой в условиях эксплуатации с очень большим количеством присутствующих устройств.

В связи с этим M2M связь должна поддерживать большое количество STA. Хотя предполагается, что одна AP ассоциируется максимум с 2007 STA в современной системе БЛС, способы для поддержки случая, когда большее количество STA (например, 6000 STA) ассоциированы с одной AP, находятся в стадии обсуждения для M2M связи. Кроме того, ожидается, что многие приложения поддерживают/требуют низкую скорость передачи при M2M связи. Для поддержки этого обсуждаются способы для уменьшения размера битовой карты для карты указания потока информационного обмена (TIM), так как в системе БЛС STA распознает данные, передаваемые на нее, на основе элемента TIM. Помимо этого, большой объем потока информационного обмена с очень длинными интервалами передачи/приема ожидается при M2M связи. Например, в случае измерения электричества/газа/воды это необходимо для очень редкой (например, один раз в месяц) передачи/приема очень небольшого объема данных. Соответственно, для систем БЛС обсуждаются способы для эффективной поддержки случая, когда количество STA, имеющих кадры данных, подлежащие приему от AP в течение одного интервала маяка, очень мало, даже если количество STA, которые могут быть ассоциированы с AP, очень велико.

Как описывалось выше, технология БЛС быстро развивается и в стадии разработки находятся технологии для организации установления прямой линии связи, улучшения рабочих характеристик поточной передачи в передающих средах, поддержки установления высокоскоростного и/или крупномасштабного первоначального сеанса связи, расширенных полос пропускания и рабочих частот и т.д., в дополнение к вышеупомянутым примерам.

Механизм доступа к передающей среде

В системе БЛС, соответствующей требованиям IEEE 802.11, основным механизмом доступа MAC (управление доступом к среде передачи) является механизм CSMA/CA (многостанционный доступ с контролем несущей и предотвращением конфликтов). Механизм CSMA/CA упоминается как функция распределенной координации (DCF) в MAC IEEE 802.11, и в основном применяет механизм доступа "прослушивание перед передачей". В соответствии с этим типом механизма доступа, AP и/или STA может выполнять CCA (оценка незанятости канала) для считывания радиоканала или передающей среды в течение предварительно заданного периода (например, DIFS (межкадрового интервала режима DCF)) перед передачей. При определении в результате считывания, что передающая среда находится в незанятом состоянии, AP и/или STA начинает передачу кадра через передающую среду. При выявлении того, что передающая среда находится в занятом состоянии, AP и/или STA может установить задержку (например, случайный период отсрочки передачи) для доступа к передающей среде, подождать и затем предпринять попытку передачи кадра, вместо того, чтобы начинать передачу. При применении случайного периода отсрочки передачи несколько STA, как ожидается, попытаются передать кадр после разных периодов ожидания, и благодаря этому конфликт может быть сведен к минимуму.

MAC-протокол IEEE 802.11 обеспечивает HCF (функция гибридной координации). HCF основывается на DCF и PCF (функция точечной координации). PCF относится к способу синхронного доступа на основе упорядоченного опроса с периодическим упорядоченным опросом всех приемных AP и/или STA, так что все приемные AP и/или STA могут принимать кадры данных. Помимо этого, HCF имеет режимы EDCA (улучшенный распределенный доступ к каналу) и HCCA (управляемый доступ к каналу с помощью HCF). EDCA соответствует схеме конкурентного доступа, при которой поставщик услуг предоставляет кадры данных множеству пользователей, а HCCA применяет схему неконкурентного доступа к каналу с и