Способ и устройство для осуществления доступа к каналу в системе wlan

Способ и устройство для осуществления доступа к каналу в системе wlan

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к системе беспроводной связи и в частности к способу и устройству для осуществления доступа к каналу в системе WLAN.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В результате развития технологий передачи информации в последнее время были разработаны различные технологии беспроводной связи. Из перечня таких технологий, WLAN является технологией, которая позволяет осуществлять беспроводной доступ к интернету дома, на работе или в конкретных зонах предоставления услуг с использованием мобильного терминала, например, карманного персонального компьютера (КПК), портативного компьютера и портативного мультимедийного проигрывателя (PMP), на основе радиочастотной технологии.

Для преодоления ограничений скорости связи, которое считается слабым местом WLAN, последние технические стандарты предусматривают систему, способную повысить скорость и надежность сети, в то же время расширяя зону покрытия беспроводной сети. Например, IEEE 802.11n поддерживает высокую пропускную способность (HT) с максимальной скоростью обработки данных 540 мбит/с. Кроме того, предложена технология множества вводов и множества выводов (MIMO), где применяется множество антенн для передатчика и приемника для минимизации ошибок передачи и для оптимизации скорости передачи данных.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ТЕХНИЧЕСКАЯ ПРОБЛЕМА

Технология межмашинной (M2M) связи рассмотрена как технология связи нового поколения. Технический стандарт для поддержки M2M-связи в системе WLAN IEEE 802.11 также разрабатывается в качестве IEEE 802.11ah. В M2M-связи, можно рассматривать сценарий нерегулярной/ого передачи/приема малого объема данных с низкой скоростью в окружении, включающем в себя большое количество устройств.

Связь в системе WLAN осуществляется в среде, совместно используемой всеми устройствами. Если количество устройств возрастает, как в случае M2M-связи, расходование одним устройством значительного времени для доступа к каналу может снижать производительность системы в целом и препятствовать энергосбережению на каждом устройстве.

Задача настоящего изобретения, призванного решить данную проблему, состоит в новом способе доступа к каналу для сокращения времени, необходимого для осуществления доступа к каналу и снижения энергопотребления устройства.

Задачи настоящего изобретения не ограничиваются вышеупомянутыми задачами, и другие задачи настоящего изобретения, не упомянутые выше, будут понятны специалистам в данной области техники по ознакомлении с нижеследующим описанием.

ТЕХНИЧЕСКОЕ РЕШЕНИЕ

Задачу настоящего изобретения можно решить за счет обеспечения способа осуществления доступа к каналу на по меньшей мере одной станции (STA) системы беспроводной связи, включающий в себя этапы, на которых принимают, от точки доступа (AP), первый кадр, содержащий элемент карты индикации трафика (TIM) и элемент набора параметров окна ограниченного доступа (RAW), определяют RAW, разрешающее STA осуществлять доступ к каналу на основании элемента набора параметров RAW (RPS), и передают второй кадр на AP в определенном RAW, причем RAW включает в себя по меньшей мере один слот, и элемент RPS включает в себя по меньшей мере одно поле назначения RAW, причем каждое из по меньшей мере одного поля назначения RAW включает в себя поле длительности RAW и поле длительности слота, и при этом индекс слота, назначенный STA, определяется на основании идентификатора ассоциации (AID) STA и количества слотов в RAW.

В другом аспекте настоящего изобретения предусмотрена станция (STA) для осуществления доступа к каналу в системе беспроводной связи, включающая в себя приемопередатчик и процессор, причем процессор выполнен с возможностью принимать, от точки доступа, первый кадр, содержащий элемент карты индикации трафика (TIM) и элемент набора параметров окна ограниченного доступа (RAW), с использованием приемопередатчика, определять RAW, разрешающее STA осуществлять доступ к каналу на основании элемента набора параметров RAW (RPS), и передавать второй кадр на точку доступа (AP) в определенном RAW с использованием приемопередатчика, причем RAW включает в себя по меньшей мере один слот, и элемент RPS включает в себя по меньшей мере одно поле назначения RAW, причем каждое из по меньшей мере одного поля назначения RAW включает в себя поле длительности RAW и поле длительности слота, и при этом индекс слота, назначенный STA, определяется на основании идентификатора ассоциации (AID) STA и количества слотов в RAW.

Варианты осуществления согласно вышеупомянутым аспектам настоящего изобретения могут включать в себя следующие общие детали.

Индекс (i_slot) слота можно определить на основании следующего уравнения: , где может иметь значение, определяемое на основании AID, N_RAW может обозначать количество слотов, и mod может обозначать операцию по модулю.

N_RAW=T_RAW/T_slot, где T_RAW может определяться значением поля длительности RAW, и T_slot определяется полем длительности слота.

Каждое из по меньшей мере одного поля назначения RAW может дополнительно включать в себя поле, указывающее, ограничен ли доступ к каналу только STA, которым адресован поисковый вызов, причем когда поле указывает, что доступ к каналу ограничен только STA, которым адресован поисковый вызов, можно определить на основании индекса позиции бита AID в элементе TIM.

Когда поле не указывает, что доступ к каналу ограничен только STA, которым адресован поисковый вызов, можно определить на основании AID STA.

Поле длительности слота может указывать длительность по меньшей мере одного слота, имеющего такое же значение в RAW.

Каждое из по меньшей мере одного поля назначения RAW может дополнительно включать в себя поле группы RAW и поле времени начала RAW.

Поле группы RAW может указывать AID STA, которым разрешен доступ к каналу в RAW.

Можно определить, принадлежит ли STA группе, указанной полем группы RAW.

Каждое из по меньшей мере одного поля назначения RAW может дополнительно включать в себя поле межслотовой границы.

Поле межслотовой границы может указывать разрешено ли передаче, осуществляемой STA, пересекать границу слота.

STA может работать в состоянии ожидания до указанного времени, и переходить в активное состояние в указанное время, причем доступ к каналу в RAW разрешен в указанное время.

Первым кадром может быть кадр маяка, и вторым кадром может быть кадр энергосберегающего (PS) опроса или кадр триггера.

Второй кадр может передаваться в RAW на основе расширенного распределенного доступа к каналу (EDCA).

Вышеприведенное общее описание и нижеследующее подробное описание настоящего изобретения призваны иллюстрировать и дополнять утверждения, присутствующие в формуле изобретения.

ПОЛЕЗНЫЕ ЭФФЕКТЫ

Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения, можно обеспечить новые способ и устройство доступа к каналу для сокращения времени, необходимого для осуществления доступа к каналу и снижения энергопотребления устройства.

Результаты, которые можно получить из настоящего изобретения, не ограничиваются вышеупомянутыми результатами, и из приведенных ниже описаний специалистам в данной области техники могут быть отчетливо понятны другие результаты.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Сопровождающие чертежи, которые призваны обеспечивать дополнительное понимание настоящего изобретения, демонстрируют различные варианты осуществления настоящего изобретения и, совместно с описаниями в этом описании изобретения, служат для объяснения принципа изобретения.

Фиг. 1 - схема, демонстрирующая иллюстративную структуру системы IEEE 802.11, к которой применимо настоящее изобретение.

Фиг. 2 - схема, демонстрирующая другую иллюстративную структуру системы IEEE 802.11, к которой применимо настоящее изобретение.

Фиг. 3 - схема, демонстрирующая еще одну иллюстративную структуру системы IEEE 802.11, к которой применимо настоящее изобретение.

Фиг. 4 - схема, демонстрирующая иллюстративную структуру системы WLAN.

Фиг. 5 иллюстрирует процесс установления линии связи в системе WLAN.

Фиг. 6 иллюстрирует процесс откладывания передачи.

Фиг. 7 иллюстрирует скрытый узел и открытый узел.

Фиг. 8 иллюстрирует RTS и CTS.

Фиг. 9 иллюстрирует операцию управления мощностью.

Фиг. 10 - 12 подробно иллюстрируют операции станции (STA), принявшей TIM.

Фиг. 13 иллюстрирует AID на групповой основе.

Фиг. 14 иллюстрирует традиционный способ доступа к каналу на основе TIM.

Фиг. 15 иллюстрирует основной принцип способа доступа к каналу на основе слотов.

Фиг. 16 демонстрирует иллюстративный формат IE RPS.

Фиг. 17 иллюстрирует конфигурацию RAW согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 18 иллюстрирует доступ к каналу на основе слотов согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 19 иллюстрирует доступ к каналу на основе слотов согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 20 иллюстрирует назначение многоадресного/широковещательного слота в RAW согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 21 иллюстрирует назначение многоадресного/широковещательного слота в RAW согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 22 иллюстрирует способ доступа к каналу согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 23 - блок схема, демонстрирующая радиочастотное устройство согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Перейдем к подробному рассмотрению иллюстративных вариантов осуществления настоящего изобретения, примеры которых представлены на сопровождающих чертежах. Подробное описание, приведенное ниже со ссылкой на сопровождающие чертежи, призвано пояснять иллюстративные варианты осуществления настоящего изобретения, а не представлять все варианты осуществления, которые можно реализовать согласно изобретению. Нижеследующее подробное описание включает в себя конкретные детали для обеспечения полного понимания настоящего изобретения. Однако специалистам в данной области очевидно, что настоящее изобретение можно осуществлять на практике без таких конкретных деталей.

Варианты осуществления, описанные ниже, построены путем комбинирования элементов и признаков настоящего изобретения в заданной форме. Элементы или признаки можно рассматривать выборочно, если явно не указано обратное. Каждый из элементов или признаков можно реализовать без комбинирования с другими элементами. Кроме того, некоторые элементы и/или признаки можно комбинировать для конфигурирования варианта осуществления настоящего изобретения. Последовательность операций, рассмотренная в вариантах осуществления настоящего изобретения, может изменяться. Некоторые элементы или признаки одного варианта осуществления также могут быть включены в другой вариант осуществления или заменены соответствующими элементами или признаками другого варианта осуществления.

Конкретные термины используются в нижеследующем описании для лучшего понимания настоящего изобретения. Такие конкретные термины могут принимать другие формы в пределах технического объема или сущности настоящего изобретения.

В ряде случаев, общеизвестные структуры и устройства опущены во избежание затемнения принципов настоящего изобретения, и важные функции структур и устройств могут быть, в основном, проиллюстрированы в форме блок-схем. По мере возможности, на протяжении чертежей будут использоваться одинаковые ссылочные позиции для обозначения одинаковых частей.

Иллюстративные варианты осуществления настоящего изобретения опираются на документы стандартов, раскрытые для по меньшей мере одной из системы Института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (IEEE) 802, системы проекта партнерства третьего поколения (3GPP), системы проекта долгосрочного развития систем связи 3GPP (LTE), системы LTE-Advanced (LTE-A) и системы 3GPP2, которые являются системами беспроводного доступа. Таким образом, этапы или части, которые не описаны для наглядного выявления технической сущности настоящего изобретения в вариантах осуществления настоящего изобретения, могут поддерживаться вышеупомянутыми документами. Вся используемая здесь терминология может поддерживаться по меньшей мере одним из вышеупомянутых документов.

Нижеследующие варианты осуществления настоящего изобретения можно применять к различным технологиям беспроводного доступа например, CDMA (множественный доступ с кодовым разделением), FDMA (множественный доступ с частотным разделением), TDMA (множественный доступ с временным разделением), OFDMA (множественный доступ с ортогональным частотным разделением)и SC-FDMA (множественный доступ с частотным разделением с одной несущей). CDMA можно реализовать посредством технологии радиосвязи, например UTRA (универсальный наземный радиодоступ) или CDMA2000. TDMA можно реализовать посредством технологии радиосвязи например GSM (глобальной системы мобильной связи)/GPRS (общей радиослужбы пакетной передачи)/EDGE (повышенные скорости передачи данных развития GSM). OFDMA можно реализовать посредством технологии радиосвязи например IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802.20 и E-UTRA (усовершенствованная UTRA). Для наглядности, нижеследующее описание, в основном, посвящено системам IEEE 802.11, но технические признаки настоящего изобретения этим не ограничиваются.

СТРУКТУРА СИСТЕМЫ WLAN

На фиг. 1 показана схема, демонстрирующая иллюстративную структуру системы IEEE 802.11, к которой применимо настоящее изобретение.

Структура системы IEEE 802.11 может включать в себя множество компонентов. WLAN, которая поддерживает транспарентную мобильность STA для более высокого уровня, может обеспечиваться взаимодействием между компонентами. Базовый набор служб (BSS) может соответствовать блоку базовых компонентов в LAN IEEE 802.11. На фиг. 1 показано два BSS (BSS1 и BSS2), и каждый из BSS включает в себя две STA в качестве своих членов (т.е. STA1 и STA2 включены в BSS1, и STA3 и STA4 включены в BSS2). На фиг. 1, эллипс, указывающий каждый BSS, можно рассматривать как зону покрытия, в которой STA, включенные в BSS, поддерживают связь. Эта зона может именоваться базовой зоной обслуживания (BSA). Если STA перемещается за пределы BSA, STA не может непосредственно осуществлять связь с другими STA в BSA.

В LAN IEEE 802.11, наиболее распространенным типом BSS является независимый BSS (IBSS). Например, IBSS может принимать минимизированную форму, состоящую из двух STA. BSS (BSS1 или BSS2), показанный на фиг. 1, который является простейшей формой и в котором другие компоненты опущены, может соответствовать типичному примеру IBSS. Такая конфигурация возможна, когда STA могут непосредственно осуществлять связь друг с другом. Этот тип LAN можно конфигурировать, когда LAN необходима, а не запланирована. Эта сеть может именоваться сетью прямого подключения.

Членство STA в BSS может динамически изменяться, когда STA включается или отключается и когда STA входит в или покидает зону BSS. STA может использовать процесс синхронизация для присоединения к BSS, чтобы стать членом BSS. Для осуществления доступа ко всем службам инфраструктуры BSS, STA должна ассоциироваться с BSS. Такая ассоциация может устанавливаться динамически и может предусматривать использование службы системы распространения (DSS).

На фиг. 2 показана схема, демонстрирующая другую иллюстративную структуру системы IEEE 802.11, к которой применимо настоящее изобретение. Согласно фиг. 2, в структуру, показанную на фиг. 1, добавлены следующие компоненты: система распространения (DS), среда системы распространения (DSM) и точка доступа (AP).

Прямое расстояние между STA в LAN может ограничиваться производительностью физического уровня (PHY). В ряде случаев, такого ограниченного расстояния может быть достаточно для осуществления связи. Однако, в других случаях, может потребоваться связь между STA на большом расстоянии. DS можно конфигурировать для поддержки расширенного покрытия.

DS представляет собой структуру, в которой BSS соединены друг с другом. В частности, BSS можно конфигурировать как компонент расширенной формы сети, включающей в себя множество BSS, а не присутствующий независимо, как показано на фиг. 1.

DS является логическим понятием и может задаваться характеристиками DSM. В связи с этим, беспроводная среда (WM) и DSM логически отличаются друг от друга в IEEE 802.11. Соответствующие логические среды используются для различных целей и используются различными компонентами. Согласно IEEE 802.11, такие среды не ограничиваются ни одной и той же, ни разными средами. Гибкость архитектуры LAN IEEE 802.11 (архитектуры DS или других сетевых архитектур) можно объяснить тем фактом, что множество сред логически отличаются друг от друга. Таким образом, архитектура LAN IEEE 802.11 может быть реализована по-разному и может независимо задаваться физическим свойством каждой реализации.

DS может поддерживать мобильные устройства за счет обеспечения неразрывной интеграция множества BSS и обеспечения логических служб, необходимых для манипулирования адресом назначения.

AP представляет собой сущность, которая позволяет ассоциированным STA осуществлять доступ к DS через WM и которая имеет функциональные возможности STA. Данные могут перемещаться между BSS и DS через AP. Например, STA2 и STA3, показанные на фиг. 2, имеют функциональные возможности STA и обеспечивают функцию предписания ассоциированным STA (STA1 и STA4) осуществлять доступ к DS. Кроме того, поскольку все AP, в основном, соответствуют STA, все AP являются адресуемыми сущностями. Адрес, используемый AP (точкой доступа) для осуществления связи на WM, не обязан быть идентичным адресу, используемым AP для осуществления связи на DSM.

Данные, передаваемые от одной из STA, ассоциированных с AP, на STA-адрес AP, всегда могут приниматься неуправляемым портом и могут обрабатываться сущностью доступа к порту IEEE 802.1X. После аутентификации управляемого порта, данные (или кадры) могут передаваться на DS.

На фиг. 3 показана схема, демонстрирующая еще одну иллюстративную структуру системы IEEE 802.11, к которой применимо настоящее изобретение. Помимо структуры, показанной на фиг. 2, фиг. 3 в обобщенном виде демонстрирует расширенный набор служб (ESS) для обеспечения широкого покрытия.

Из DS и BSS можно построить беспроводную сеть произвольного размера и сложности. В системе IEEE 802.11, этот тип сети именуется сетью ESS. ESS может соответствовать набору BSS, подключенных к одной DS. Однако ESS не включает в себя DS. Сеть ESS отличается тем, что уровень управления логическим соединением (LLC) видит сеть ESS как сеть IBSS. STA, входящие в состав ESS, могут осуществлять связь друг с другом, и, на уровне LLC, мобильные STA могут транспарентно переходить из одного BSS в другой BSS (в одном и том же ESS).

Что касается относительных физических положений наборов BSS на фиг. 3, IEEE 802.11 не предполагает никакого размещения, и возможны все нижеследующие размещения. BSS могут частично перекрываться, и это позиционное размещение, в общем случае, используется для обеспечения непрерывного покрытия. Кроме того, BSS могут не соединяться физически, и расстояние между BSS логически не ограничено. BSS могут находиться в одной и той же физической позиции и это позиционное размещение может использоваться для обеспечения избыточности. Одна (или по меньшей мере одна) сеть IBSS или ESS может физически присутствовать в одном пространстве как одна (или по меньшей мере одна) сеть ESS. Это может соответствовать форме, принимаемой сетью ESS в случае, когда сеть прямого подключения работает в положении, где присутствует сеть ESS, в случае, когда сети IEEE 802.11 разных организаций физически перекрываются, или в случае, когда в одном и том же положении необходимы две или более разных политик доступа и безопасности.

На фиг. 4 показана схема, демонстрирующая иллюстративную структуру системы WLAN. Фиг. 4 демонстрирует иллюстративную инфраструктуру BSS, включающую в себя DS.

В примере, показанном на фиг. 4, BSS1 и BSS2 составляют ESS. В системе WLAN, STA является устройством, работающим согласно предписанию MAC/PHY IEEE 802.11. STA включают в себя станции AP-STA и станции не-AP-STA. Станции не-AP-STA соответствуют таким устройствам, как портативные компьютеры или мобильные телефоны, которыми, в общем случае, манипулируют непосредственно пользователи. В примере, показанном на фиг. 4, STA 1, STA 3 и STA 4 соответствуют станциям не-AP-STA, и STA 2 и STA 5 соответствуют станциям AP-STA.

В нижеследующем описании, не-AP-STA может именоваться терминалом, беспроводным приемопередающим блоком (WTRU), пользовательским оборудованием (UE), мобильной станцией (MS), мобильным терминалом или мобильной абонентской станцией (MSS). AP это понятие, соответствующее базовой станции (BS), Node-B, усовершенствованному Node-B (e-NB), базовой приемопередающей системе (BTS), или фемто-BS в других областях беспроводной связи.

ПРОЦЕСС УСТАНОВЛЕНИЯ ЛИНИИ СВЯЗИ

Фиг. 5 иллюстрирует общий процесс установления линии связи.

Для установления линии связи в отношении сети и передачи/приема данных по сети, STA должна осуществлять обнаружение и аутентификацию сети, устанавливать ассоциацию и осуществлять процедуру аутентификации для безопасности. Процесс установления линии связи также могут именоваться процессом инициирования сеанса или процессом установления сеанса. Кроме того, этапы обнаружения, аутентификации, ассоциирования и настройки безопасности в процессе установления линии связи можно совместно называть этапом ассоциирования в общем смысле.

Далее иллюстративный процесс установления линии связи будет описан со ссылкой на фиг. 5.

На этапе S510, STA может осуществлять операцию обнаружения сети. Операция обнаружения сети может включать в себя операцию сканирования STA. Таким образом, станции STA нужно искать доступную сеть для осуществления доступа к сети. Станции STA нужно идентифицировать совместимую сеть, прежде чем подключиться к беспроводной сети. При этом процесс идентификации сети, содержащейся в конкретном районе, именуется сканированием.

Операция сканирования подразделяется на активное сканирование и пассивное сканирование.

Фиг. 5 иллюстративно демонстрирует операцию обнаружения сети, включающую в себя процесс активного сканирования. В случае активного сканирования, STA, выполненная с возможностью осуществлять сканирование, передает кадр пробного запроса и ожидает ответа на кадр пробного запроса, для переключения между каналами и поиск близлежащих AP. Ответчик передает кадр пробного ответа на STA, передавшую кадр пробного запроса, в ответ на кадр пробного запроса. При этом ответчиком может быть последняя STA, передавшая кадр маяка в BSS сканированного канала. В BSS, AP передает кадр маяка, и, таким образом, AP играет роль ответчика. В IBSS, STA в IBSS по очереди передают кадр маяка, и таким образом ответчик не является фиксированным. Например, STA, передавшая кадр пробного запроса на канале #1 и принявшая кадр пробного ответа на канале #1, может сохранять информацию, относящуюся к BSS, которая содержится в принятом кадре пробного ответа и переходить к следующему каналу (например, каналу #2) для осуществления сканирования (т.е. передачи/приема пробного запроса/ответа на канале #2) таким же образом.

Хотя это не показано на фиг. 5, сканирование может осуществляться в режиме пассивного сканирования. При осуществлении операции пассивного сканирования, STA, чтобы осуществлять сканирование, ожидает кадра маяка, переходя с одного канала на другой. Кадр маяка, который является одним из кадров управления в IEEE 802.11, периодически передается, чтобы информировать о присутствии беспроводной сети и разрешать STA осуществлять сканирование для нахождения беспроводной сети и подключения к беспроводной сети. В BSS, AP периодически передает кадр маяка. В IBSS STA из IBSS по очереди передают кадр маяка. Когда STA, осуществляющая сканирование, принимает кадр маяка, STA сохраняет информацию о BSS, содержащуюся в кадре маяка, и переходит к следующему каналу. Таким образом, STA записывает информацию кадра маяка, принятую на каждом канале. STA, принявшая кадр маяка, сохраняет информацию, относящуюся к BSS, содержащуюся в принятом кадре маяка, и затем переходит к следующему каналу и осуществляет сканирование таким же образом.

Если сравнивать активное сканирование и пассивное сканирование, активное сканирование является преимущественным, чем пассивное сканирование в отношении задержки и энергопотребления.

Когда STA обнаруживает сеть, STA может осуществлять аутентификацию на этапе S520. Этот процесс аутентификации может именоваться первой аутентификацией, которая явно отличается от операции настройки безопасности, осуществляемой на этапе S540, который будет описано ниже.

Процесс аутентификации может включать в себя передачу, посредством STA, кадра запроса аутентификации на AP и передачу, посредством AP, кадра ответа аутентификации на STA в ответ на кадр запроса аутентификации. Кадр аутентификации, используемый при передаче запроса/ответа аутентификации, может соответствовать кадру управления.

Кадр аутентификации может содержать информацию о номере алгоритма аутентификации, порядковом номере транзакции аутентификации, коде статуса, тексте вызова, сети повышенной безопасности (RSN), конечной циклической группе и т.д. Эта информация, которая является примером информации, которая может содержаться в кадре запроса/ответа аутентификации, может быть заменена другой информацией или включать в себя дополнительную информацию.

STA может передавать кадр запроса аутентификации на AP. AP может определять, аутентифицировать ли STA, на основании информации, содержащейся в принятом кадре запроса аутентификации. AP может сообщать результат аутентификации на STA в кадре ответа аутентификации.

После успешной аутентификации STA, на этапе S530 может проводиться процесс ассоциирования. Процесс ассоциирования может включать в себя этапы передачи, посредством STA, кадра запроса ассоциирования на AP и, в ответ, передачи, посредством AP, кадра ответа ассоциирования на STA.

Например, кадр запроса ассоциирования может включать в себя информацию, связанную с различными возможностями, интервал прослушивания маяка, идентификатор набора служб (SSID), поддерживаемые скорости, поддерживаемые каналы, RSN, домен мобильности, поддерживаемые классы работы, широковещательный запрос карты индикации трафика (TIM), служебные возможности взаимодействия, и т.д.

Например, кадр ответа ассоциирования может включать в себя информацию, связанную с различными возможностями, код статуса, ID ассоциации (AID), поддерживаемые скорости, набор параметров расширенного распределенного доступа к каналу (EDCA), индикатор мощности принятого канала (RCPI), индикатор зашумленности принятого сигнала (RSNI), домен мобильности, интервал простоя (время возврата ассоциации), параметр сканирования BSS с перекрыванием, широковещательный ответ TIM, карту QoS, и т.д.

Вышеупомянутая информация, которая соответствует некоторым частям информации, которые могут содержаться в кадре запроса/ответа ассоциирования, может быть заменена другой информацией или включать в себя дополнительную информацию.

После успешного ассоциирования STA с сетью, на этапе S540 может осуществляться процесс настройки безопасности. Процесс настройки безопасности, осуществляемый на этапе S540, может именоваться процессом аутентификации на основании запроса/ответа ассоциации сети повышенной безопасности (RSNA). Процесс аутентификации, осуществляемый на этапе S520, может именоваться первым процессом аутентификации, и процесс настройки безопасности, осуществляемый на этапе S540, может именоваться просто процессом аутентификации.

Процесс настройки безопасности, осуществляемый на этапе S540, может включать в себя, например, процессом осуществления задания личного ключа на основании 4-кратного квитирования посредством кадра расширяемого протокола аутентификации по LAN (EAPOL). Кроме того, процесс настройки безопасности может осуществляться с использованием другой схемы безопасности, не заданной в стандартах IEEE 802.11.

РАЗВИТИЕ WLAN

Для преодоления ограничения скорости связи WLAN, недавно был установлен IEEE 802.11n в качестве стандарта связи. IEEE 802.11n призван повышать скорость и надежность сети, а также расширять покрытие беспроводной сети. В частности, IEEE 802.11n поддерживает высокую пропускную способность (HT) при максимальной скорости обработки данных 540 мбит/с, и основан на технологии множества вводов и множества выводов (MIMO) в которой множество антенн используются на передатчике и на приемнике.

С распространением технологии WLAN и диверсификацией применений WLAN, возникла необходимость в разработке новой системы WLAN, способной поддерживать более высокую пропускную способность, чем скорость обработки данных, поддерживаемая стандартом IEEE 802.11n. Система WLAN нового поколения для поддержки очень высокой пропускной способности (VHT) является следующей версией (например, IEEE 802.11ac) системы WLAN IEEE 802.11n и является одной из IEEE 802.11 систем WLAN, недавно предложенных для поддержки скорости обработки данных, большей или равной 1 Гбит/с на обслуживающей точке доступа MAC (MAC SAP).

Для эффективного использования радиочастотного канала, система WLAN нового поколения поддерживает многопользовательскую схему передачи с множеством вводов и множеством выводов (MU-MIMO), в которой множество STA может одновременно осуществлять доступ к каналу. В соответствии со схемой передачи MU-MIMO, AP может одновременно передавать пакеты на по меньшей мере одну MIMO-спаренную STA.

Кроме того, рассматривается технология для поддержки операций системы WLAN в свободном частотном диапазоне. Например, технология для внедрения системы WLAN в частотный диапазон, свободный от телевизионного сигнала (TV WS), например, полосу частот (например, полосу от 54 МГц до 698 МГц), оставшуюся незанятой вследствие перехода с аналогового телевидения к цифровому телевидению, рассмотрена в рамках стандарта IEEE 802.11af. Однако это просто иллюстративный пример, и свободный частотный диапазон можно рассматривать как лицензированную полосу, которую, в основном, использует лицензированный пользователь. Лицензированный пользователь это пользователь, которому разрешено использовать лицензированную полосу, и также может именоваться лицензированным устройством, основным пользователем, ответственным пользователем и т.п.

Например, AP и/или STA, работающий в свободном частотном диапазоне (WS), должна обеспечивать функцию защиты лицензированного пользователя. Например, в случае, когда лицензированный пользователь, например микрофон, уже использует конкретный канал WS, который находится в полосе частот, разделенной согласно предписанию иметь конкретную ширину полосы в полосе WS, AP и/или STA не разрешено использовать полосу частот, соответствующую каналу WS, для защиты лицензированного пользователя. Кроме того, AP и/или STA должна прекратить использование полосы частот для передачи и/или приема текущего кадра, когда лицензированный пользователь использует эту полосу частот.

Соответственно, AP и/или STA нужно предварительно проверить, возможно ли использование конкретной полосы частот в полосе WS, а именно, работает ли лицензированный пользователь в полосе частот. Проверка, работает ли лицензированный пользователь в конкретной полосе частот, именуется измерением спектра. В качестве механизмов измерения спектра используются схема обнаружения энергии, схема обнаружения сигнатуры и пр. AP и/или STA может определить, что лицензированный пользователь использует конкретную полосу частот, если интенсивность принятого сигнала превышает заданное значение, или при обнаружении преамбулы DTV.

Технология межмашинной (M2M) связи рассмотрена как технология связи нового поколения. Также разрабатывается технический стандарт IEEE 802.11ah для поддержки M2M-связи в системе WLAN IEEE 802.11. M2M-связь, которая представляет схему связи с участием одной или более машин, также может именоваться связью машинного типа (MTC) или межмашинной (M2M) связью. При этом машина может представлять сущность, которая не требует непосредственной манипуляции или вмешательства пользователя. Например, не только счетчик или торговый автомат, оборудованный модулем беспроводной связи, но и пользовательское оборудование, например, смартфон, способный осуществлять связь, автоматически осуществляя доступ к сети без манипуляции/вмешательства со стороны пользователя, может быть примером машин. M2M-связь может включать в себя связь между двумя устройствами (D2D) и связь между устройством и сервером приложений. В качестве примеров связи между устройством и сервером приложений можно указать: связь между торговым автоматом и сервером приложений, связь между устройством торговой точки (POS) и сервером приложений и связь между электрическим счетчиком, газовым счетчиком или водяным счетчиком и сервером приложений. Приложения на основе M2M-связи могут включать в себя приложения безопасности, транспортировки и здравоохранения. Рассматривая характеристики вышеупомянутых примеров приложений, M2M-связь должна поддерживать нерегулярную/ый передачу/прием малого объема данных с низкой скоростью в окружении, включающем в себя большое количество устройств.

В частности, M2M-связь должна поддерживать большое количество STA. Хотя современная система WLAN предполагает, что одна AP ассоциирована с до 2007 станциями (STA), в отношении M2M-связи были рассмотрены различные способы поддержки других случаев, в которых гораздо больше STA (например, около 6000 STA) ассоциированы с одной AP. Кроме того, предполагается, что будет существовать много приложений, поддерживающих/требующих низкую скорость переноса в M2M-связи. Чтобы гладко поддерживать большое количество STA, STA в системе WLAN может распознавать наличие или отсутствие данных, подлежащих передаче на них, на основании карты индикации трафика (TIM), и рассматривалось несколько способов уменьшения размера битовой карты TIM. Кроме того, предполагается, что будет большой объем данных трафика, имеющих очень длинный интервал передачи/приема в M2M-связи. Например, в +M2M-связи, очень малый объем данных, например, измерения электричества/газа/воды требуется передавать и принимать с большими интервалами (например, каждый месяц). Кроме того, в M2M-связи, операция STA осуществляется согласно команде, поступающей по нисходящей линии связи (т.е. линии связи от AP на не-AP-STA), и, в результате, данные передаются по восходящей линии связи (т.е. линия связи от не-AP-STA на AP). Соответственно, в M2M-связи, для передачи большинства данных, в основном, используется усовершенствованная схема связи на восходящей линии связи. Кроме того, STA M2M обычно работает с использованием батареи, пользователь нередко испытывает затруднения, связанные с частой зарядкой батареи. Соответственно, требуется гарантировать длительный срок службы путем минимизации расходования батарея. Кроме того, предполагается, что пользователю будет трудно непосредственно манипулировать станцией STA M2M в конкретной ситуации, и, таким образом, STA M2M требуется иметь функцию самовосстановления. Соответственно, были рассмотрены способы эффективной поддержки случая, когда очень малое количество STA имеет кадр данных для приема от AP в течение одного периода маяка, в то время как количество STA, подлежащих ассоциированию с одной AP, возрастает в системе WLAN, и для снижения энергопотребления STA.

Как описано выше, технология WLAN быстро развивается, и разрабатываются не только вышеупомянутые иллюстративные методы, но и другие методы непосредственного установления линии связи, повышения пропускной способности для медиапотока, поддержки высокоскоростного и/или крупномасштабного первоначального установления сеанса и поддержки увеличенной ширины полосы и рабочей частоты.

WLAN, работающая на частотах ниже 1 ГГц (в субгигагерцевом диапазоне).

Как описано выше, рассматривается стандарт IEEE 802.11ah, где в качестве случаев использования рассматривается M2M-связь. Стандарт IEEE 802.11ah может работать в нелицензированной полосе частот ниже 1 ГГц (субгигагерцевом диапазоне) кроме полосы свободного от телевизионного сигнала частотного диапазона, и имеет еще большее покрытие (например, до 1 км), чем существующая WLAN, которая, в основном, обеспечивает покрытие в помещении. Так