Способ и устройство для передачи и приема кадра, включающего в себя частичный идентификатор ассоциации в системе беспроводной lan

Способ и устройство для передачи и приема кадра, включающего в себя частичный идентификатор ассоциации в системе беспроводной lan

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 передачи и приема кадра, включающего в себя частичный идентификатор ассоциации (PAID) в системе беспроводной LAN (WLAN).

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

С быстрым развитием технологии обмена информацией большое развитие получили системы, основанные на различных технологиях беспроводной связи. Технология WLAN, относящаяся к технологиям беспроводной связи, позволяет обеспечить беспроводной доступ к сети Интернет дома, на предприятии или в учреждении, либо в зоне, обеспечивающей специальные услуги связи, с использованием мобильных терминалов, таких как персональный цифровой помощник (PDA), компьютер типа «лэптоп», портативный мультимедийный плеер (PMP) и т.д. на основе технологии радиочастотной (RF) связи.

Для решения проблемы ограниченной скорости связи, являющейся одним из недостатков сети WLAN, в недавно разработанном техническом стандарте предложена усовершенствованная система, способная повысить скорость и надежность сети при одновременном расширении зоны покрытия беспроводной сети. Например, Стандарт IEEE 802.11n позволяет обеспечить скорость обработки, поддерживающую максимально высокую пропускную способность (HT), равную 540 Мбит/с. Вдобавок, как в отношении передатчика, так и в отношении приемника применена технология MIMO («множество входов - множество выходов») с тем, чтобы минимизировать ошибки передачи, а также оптимизировать скорость пересылки данных.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ТЕХНИЧЕСКАЯ ПРОБЛЕМА

Соответственно, настоящее изобретение имеет своей целью создание способа и устройства для передачи и приема кадра, включающего в себя частичный идентификатор ассоциации (PAID) в системе WLAN, что по существу позволяет решить одну или несколько проблем, возникающих из-за ограничений и недостатков существующего уровня техники. В качестве технологии связи следующего поколения обсуждалась межмашинная (M2M) связь. Был разработан технический стандарт IEEE 802.11ah для поддержки M2M связи в системе IEEE 802.11 WLAN. Иногда M2M связь можно рассматривать как сценарий, позволяющий обмениваться небольшим объемом данных с низкой скоростью в среде, включающей в себя большое количество устройств.

Связь WLAN выполняется в средах, совместно используемых всеми устройствами. В случае увеличения количества устройств при M2M связи, потребуется много времени на доступ к каналу одного устройства, так что рабочие характеристики всей системы в целом неизбежно ухудшаются, что затрудняет энергосбережение на каждом устройстве.

Целью изобретения является обеспечение способа конфигурирования кадра, включающего в себя частичный идентификатор ассоциации (PAID).

Должно быть понятно, что технические цели, которые должны быть достигнуты в настоящем изобретении, не сводятся к вышеописанным техническим целям, и специалистам в данной области техники, к которой относится настоящее изобретение, очевидно наличие других технических целей, которые здесь не упомянуты.

ТЕХНИЧЕСКОЕ РЕШЕНИЕ

Цель настоящего изобретения может быть достигнута обеспечением способа передачи кадра от станции (STA) в точку доступа (AP) системы беспроводной связи, причем способ включает в себя: вычисление частичного ID ассоциации (частичного AID) на основе ID базового набора служб (BSSID) точки AP; и передачу в точку AP кадра, включающего в себя поле частичного AID, установленное в конкретное значение, соответствующее результату вычисления частичного AID, где частичный AID вычисляют с применением операции взятия по модулю к конкретному значению, полученному путем преобразования значений в диапазоне от 40-й битовой позиции до 48-й битовой позиции из числа 48 битовых позиций идентификатора BSSID точки доступа AP в десятичное число.

Согласно другому аспекту изобретения способ приема кадра от станции (STA) в точке доступа (AP) системы беспроводной связи включает в себя: определение того, вычислено ли значение поля частичного ID ассоциации (частичного AID) кадра на основе ID базового набора служб (BSSID) точки AP; и декодирование кадра, если значение поля частичного AID кадра вычислено на основе BSSID точки AP, где частичный AID вычисляют путем применения операции взятия по модулю к конкретному значению, полученному путем преобразования в десятичное число значений в диапазоне от 40-й битовой позиции до 48-й битовой позиции из числа 48 битовых позиций идентификатора BSSID точки AP.

Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения устройство станции (STA) для передачи кадра в точку доступа (AP) системы беспроводной связи включает в себя приемопередатчик и процессор. Процессор вычисляет частичный ID ассоциации (частичный AID) на основе ID базового набора служб (BSSID) точки AP и передает в точку доступа AP указанный кадр, включающий в себя поле частичного AID (PAID), установленного равным конкретному значению, соответствующему результату вычисления частичного AID, с использованием приемопередатчика. Частичный AID вычисляют путем применения операции взятия по модулю к конкретному значению, полученному путем преобразования значений в диапазоне от 40-й битовой позиции до 48-й битовой позиции из числа 48 битовых позиций идентификатора BSSID точки AP в десятичное число.

Согласно следующему аспекту настоящего изобретения устройство точки доступа (AP) для приема кадра от станции (STA) системы беспроводной связи включает в себя приемопередатчик и процессор. Процессор определяет, вычислено ли значение поля частичного ID ассоциации (частичный AID) кадра на основе ID базового набора служб (BSSID) точки AP, и декодирует указанный кадр, если значение поля частичного AID кадра вычислено на основе идентификатора BSSID точки AP. Частичный AID вычисляют путем применения операции взятия по модулю к конкретному значению, полученному путем преобразования в десятичное число значений в диапазоне от 40-й битовой позиции до 48-й битовой позиции из числа 48 битовых позиций идентификатора BSSID точки AP.

Последующее описание можно применить ко всем вариантам настоящего изобретения.

Результат вычисления частичного AID (PAID), может быть установлен равным одному из чисел от 1 до 511.

Частичный AID можно вычислить, используя формулу (dec(BSSID[39:47])mod(2⁹-1))+1, где dec(A) представляет конкретное значение, полученное путем преобразования A в десятичное число, A[b:c] представляет биты с бита B до бита C числа A, когда первый бит двоичного числа А обозначен как бит 0, а «mod» означает операцию взятия по модулю.

Поле частичного AID (PAID) может быть включено в поле сигнала A (SIG-A) данного кадра.

Кадр может представлять собой кадр одного пользователя (SU).

Кадр может быть определен на рабочей частоте ниже 1 ГГц.

Должно быть понятно, что предшествующее общее описание и последующее подробное описание настоящего изобретения являются лишь примерами, приведенными в пояснительных целях, и имеют своей целью обеспечить более детальное понимание заявленного изобретения.

ПОЛОЖИТЕЛЬНЫЕ ЭФФЕКТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Из приведенного выше описания видно, что примерные варианты настоящего изобретения позволяют обеспечить способ и устройство для передачи кадра, включающего в себя частичный ID ассоциации (PAID).

Специалистам в данной области техники следует иметь в виду, что положительные эффекты, которые могут быть достигнуты при использовании настоящего изобретения, не ограничены тем, что было, в частности, описано выше; при этом другие преимущества настоящего изобретения станут более понятными из подробного описания изобретения в сочетании с сопроводительными чертежами.

ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Сопроводительные чертежи, включенные сюда для обеспечения более детального понимания изобретения, иллюстрируют варианты его осуществления и вместе с описанием служат для раскрытия основополагающих принципов изобретения.

Фиг. 1 - примерная система IEEE 802.11 согласно одному варианту настоящего изобретения;

фиг. 2 - примерная система IEEE 802.11 согласно другому варианту настоящего изобретения;

фиг. 3 - примерная система IEEE 802.11 согласно еще одному варианту настоящего изобретения;

фиг. 4 - концептуальная схема, иллюстрирующая систему WLAN;

фиг. 5 - блок-схема, иллюстрирующая процесс установки канала для использования в системе WLAN;

фиг. 6 - концептуальная схема, иллюстрирующая процесс задержки;

фиг. 7 - концептуальная схема, иллюстрирующая скрытый узел и открытый узел;

фиг. 8 - концептуальная схема, иллюстрирующая запрос передачи (RTS) и готовность к передаче (CTS);

фиг. 9 - концептуальная схема, иллюстрирующая операцию управления мощностью;

фиг. 10-12 - концептуальные схемы, иллюстрирующие подробные операции, выполняемые станцией (STA), получившей карту индикации трафика (TIM);

фиг. 13 - концептуальная схема, иллюстрирующая AID на групповой основе;

фиг. 14 - примерный вид форматов кадра SU/MU;

фиг. 15(а) - пример формата кадра с запросом переназначения присвоенного AID, и

фиг. 15(b) - пример формата кадра с ответом о переназначении ранее присвоенного AID;

фиг. 16 - пример фиксированных последовательностей, доступных в виде поля SIG-B;

фиг. 17 - концептуальная схема, иллюстрирующая способ, повторенный в поле SIG-B, когда в PPDU передается фиксированная конфигурация по фиг. 16;

фиг. 18 - блок-схема, иллюстрирующая способ передачи и приема кадра согласно одному варианту настоящего изобретения;

фиг. 19 - блок-схема, иллюстрирующая радиочастотное (RF) устройство согласно одному варианту настоящего изобретения.

НАИЛУЧШЕЕ ВОПЛОЩЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Далее будут более подробно рассмотрены предпочтительные варианты настоящего изобретения, примеры которых показаны на сопроводительных чертежах. Подробное описание, представленное ниже со ссылками на сопроводительные чертежи, предназначено для объяснения приведенных в качестве примера вариантов настоящего изобретения, а не для того, чтобы показать их как единственно возможные варианты, которые могут быть реализованы согласно настоящему изобретению. Последующее подробное описание включает в себя конкретные детали, чтобы обеспечить полное понимание настоящего изобретения. Однако специалистам в данной области техники очевидно, что настоящее изобретение можно реализовать на практике и без указанных конкретных деталей.

Предполагается, что нижеследующие варианты конфигурируются из составляющих компонент и характеристик настоящего изобретения согласно заранее определенному формату. Отдельные составляющие компоненты или характеристики следует рассматривать как опционные факторы при условии отсутствия дополнительных разъяснений. Если это необходимо, то отдельные составляющие объекты или характеристики не обязательно комбинируются с другими компонентами или характеристиками. Вдобавок, некоторые составляющие компоненты и/или характеристики могут быть скомбинированы для реализации вариантов настоящего изобретения. Порядок операций, раскрываемых в этих вариантах настоящего изобретения, может быть изменен. Некоторые компоненты или характеристики из любого варианта также могут быть включены в другие варианты или могут быть заменены компонентами или характеристиками из других вариантов, если это необходимо.

Следует заметить, что конкретные термины, раскрытые в настоящем изобретении, предложены для удобства описания и лучшего понимания настоящего изобретения, при этом использование этих специфических терминов может быть приведено к другим форматам, если это не выходит за рамки технического объема или существа настоящего изобретения.

В некоторых примерах описание хорошо известных структур и устройств опущено, чтобы не затенять концепции настоящего изобретения, а важные функции этих структур и устройств показаны в виде блок-схем. На всех чертежах при обращении к одинаковым или подобным частям используют одинаковые ссылочные позиции.

Примерные варианты настоящего изобретения поддерживаются стандартными документами, раскрытыми по меньшей мере в одной из систем беспроводного доступа, в том числе Системе 802 Института инженеров по электротехнике и электронике (IEEE), Системе Проекта партнерства 3-го поколения (3GPP), Системе Долгосрочного развития (LTE) 3GPP, Усовершенствованной системе LTE (LTE-A) и системе 3GPP2. В частности, вышеуказанными документами могут поддерживаться этапы или части, описание которых не имеет отношения к раскрытию сущности настоящего изобретения. Вся используемая здесь терминология поддерживается по меньшей мере одним из вышеупомянутых документов.

Последующие варианты настоящего изобретения могут применяться при реализации самых разных технологий беспроводного доступа, например: CDMA (множественный доступ с кодовым разделением каналов), FDMA (множественный доступ с частотным разделением каналов), TDMA (множественный доступ с временным разделением каналов), OFDMA (множественный доступ с ортогональным частотным разделением каналов), SC-FDMA (множественный доступ с частотным разделением каналов и одной несущей) и т.п. Система CDMA может быть воплощена посредством беспроводной (радиочастотной) технологии, например, UTRA (Универсальный наземный радиодоступ) или CDMA2000. Система TDMA может быть воплощена посредством беспроводной (радиочастотной) технологии, например, GSM (Глобальная система мобильной связи)/GPRS (Пакетная радиосвязь общего пользования)/EDGE (Высокоскоростная передача данных для усовершенствованной версии GSM). Система OFDMA может быть воплощена посредством беспроводной (радиочастотной) технологии, например, IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20 и E-UTRA (Развитой UTRA). Для ясности в последующем описании делается упор на системы IEEE 802.11. Однако технические признаки настоящего изобретения этим не ограничиваются.

СТРУКТУРА СИСТЕМЫ WLAN

На фиг. 1 в качестве примера показана система IEEE 802.11 согласно одному варианту настоящего изобретения.

Структура системы IEEE 802.11 может включать в себя множество компонент. Система WLAN, которая поддерживает прозрачную мобильность STA для более высокого уровня, может быть обеспечена совместными операциями компонент. Базовый набор служб (BSS) может соответствовать базовому составляющему блоку в системе LAN стандарта IEEE 802.11. На фиг. 1 показаны два набора BSS (BSS1 и BSS2), и в каждый из этих BSS включены две станции STA (например, STA1 и STA2 включены в BSS1, а STA3 и STA4 включены в BSS2). Эллипс, указывающий BSS на фиг. 1, можно рассматривать как зону покрытия, в которой станции STA, включенные в соответствующий BSS, поддерживают связь. Эта зона может называться базовой зоной обслуживания (BSA). Если станция STA выходит из зоны BSA, то эта STA не может непосредственно осуществлять связь с другими STA в соответствующей BSA.

В сети LAN стандарта IEEE 802.11 главным базовым типом BSS является независимый BSS (IBSS). Например, IBSS может иметь минимальную форму, состоящую только из двух STA. Набор BSS (BSS1 или BSS2) по фиг. 1, который является простейшим видом, и в котором другие компоненты опущены, может соответствовать типовому примеру набора IBSS. Указанная конфигурация возможна, когда станции STA могут непосредственно осуществлять связь друг с другом. Указанный тип LAN заранее не планируется и может быть сконфигурирован при необходимости иметь сеть LAN. Такая сеть может называться сетью «компьютер - компьютер».

Принадлежность STA набору BSS может динамически изменяться при включении или выключении станции STA или, когда STA входит либо покидает область BSS. Станция STA может использовать процесс синхронизации для объединения BSS. Для доступа ко всем службам инфраструктуры BSS станция STA должна быть связана с BSS. Указанная связь может быть динамически сконфигурирована и может подразумевать использование службы системы распределения (DSS).

На фиг. 2 представлена схема, где показана другая примерная структура системы IEEE 802.11, к которой применимо настоящее изобретение. На фиг. 2 в структуру по фиг. 1 добавлены такие компоненты, как система распределения (DS), среда системы распределения (DSM) и точка доступа (AP).

Расстояния по прямой между станциями STA могут быть ограничены рабочими характеристиками PHY-уровня. В некоторых случаях указанное ограничение расстояния может оказаться достаточным для осуществления связи. Однако в других случаях может оказаться необходимой связь между станциями на большом расстоянии. Система DS может быть сконфигурирована так, чтобы поддерживать расширенную область покрытия.

DS относится к структуре, в которой наборы BSS соединены друг с другом. В частности, набор BSS может быть сконфигурирован в виде компоненты расширенной формы сети, состоящей из множества BSS вместо конфигурации компонент, показанной на фиг. 1.

Система DS представляет собой логическую концепцию и может быть задана характеристикой DSM. В этой связи беспроводный носитель (WM) и DSM логически различимы в стандарте IEEE 802.11. Для разных целей используют соответствующие логические среды, которые используются разными компонентами. При определении стандарта IEEE 802.11 указанные носители не обязательно ограничены одинаковыми или разными носителями. Гибкость архитектуры LAN стандарта IEEE 802.11 (архитектура DS или других сетевых архитектур) может быть объяснена тем, что множество сред являются логически различимыми. То есть архитектура LAN стандарта IEEE 802.11 может быть реализована в разнообразном виде и может быть независимо предопределена физическими характеристиками каждой реализации.

Система DS может поддерживать мобильные устройства, обеспечивая интеграцию множества BSS без разрывов и предоставляя логические услуги, необходимые для обработки адреса к месту назначения.

Точка AP относится к объекту, который дает возможность ассоциированным станциям STA осуществлять доступ к DS через беспроводную среду WM, и который имеет функциональные возможности STA. Данные могут перемещаться между BSS и DSS через точку AP. Например, показанные на фиг. 2 станции STA2 и STA3, имеют функциональные возможности STA и обеспечивают функцию инициирования обращения станций STA (STA1 и STA4) к системе DS. Кроме того, поскольку все точки AP соответствуют в основном STA, то все AP являются адресуемыми объектами. Адрес, используемый точкой доступа AP для связи через WM не всегда идентичен адресу, используемому точкой AP для связи через среду DSM.

Данные, переданные от одной из станций STA, связанных с точкой AP, на адрес STA точки АР, могут быть всегда получены неуправляемым портом и могут быть обработаны объектом доступа порта IEEE 802.1X. Если контролируемый порт аутентифицирован, то данные передачи (или кадр) могут быть переданы в систему DS.

На фиг. 3 представлена схема, где показана еще одна примерная структура системы IEEE 802.11, для которой применимо настоящее изобретение. Вдобавок к структуре по фиг. 2, на фиг. 3 концептуально показан расширенный набор служб (ESS) для обеспечения большого покрытия.

Беспроводная сеть произвольного размера и сложности может содержать систему DS и наборы BSS. В системе IEEE 802.11 сеть такого типа называется ESS сетью. Набор ESS может соответствовать множеству наборов BSS, подсоединенных к одной системе DS. Однако ESS не включает в себя систему DS. Сеть ESS отличается тем, что сеть ESS появляется в виде сети IBSS на уровне управления логическими связями (LLC). Станции STA, включенные в ESS, могут осуществлять связь друг с другом, а мобильные STA могут перемещаться прозрачным образом в LLC из одного BSS в другой BSS (внутри одного и того же ESS).

В системе IEEE 802.11 относительные физические места расположения BSS на фиг. 3 не присваиваются, и допускаются следующие конфигурации. Наборы BSS частично могут перекрываться, и эта конфигурация обычно используется для обеспечения непрерывного покрытия. Наборы BSS не могут быть физически соединены, и логические расстояния между наборами BSS не имеют ограничений. Наборы BSS могут находиться в одном и том же физическом месте, и такая конфигурация может быть использована для обеспечения избыточности. Один или несколько наборов IBSS или сетей ESS могут физически находиться в том же месте, где находится одна или несколько сетей ESS. Это может соответствовать сети ESS в случае, когда сеть «компьютер - компьютер» работает там, где присутствует сеть ESS, в случае, когда физически перекрываются сети IEEE 802.11 различных организаций, или в случае, когда необходимо в одном и том же месте иметь два или более разных доступа и стратегий защиты.

На фиг. 4 представлена схема, где показана примерная структура системы WLAN. На фиг. 4 показан пример инфраструктуры BSS, включающей систему DS.

В примере по фиг. 4 наборы BSS1 и BSS2 образуют ESS. В системе WLAN станция STA представляет собой устройство, работающее в соответствии с нормой MAC/PHY стандарта IEEE 802.11. Станции STA включают в себя STA с точками доступа AP и станции STA без AP. Станции STA без AP соответствуют таким устройствам, как компьютеры типа «лэптоп» или мобильные телефоны, которые управляются непосредственно пользователями. На фиг. 4 станции STA1, STA3 и STA4 соответствуют станциям STA без AP, а станции STA2 и STA 5 соответствуют станциям STA с AP.

В последующем описании станция STA без AP может называться терминалом, беспроводным передающим/приемным блоком (WTRU), пользовательским оборудованием (UE), мобильной станцией (MS), мобильным терминалом или мобильной абонентской станцией (MSS). Точка AP концептуально соответствует базовой станции (BS), узлу B, развитому узлу B (e-NB), базовой приемопередающей системе или базовой фемтостанции в других областях беспроводной связи.

ПРОЦЕСС УСТАНОВЛЕНИЯ КАНАЛА

На фиг. 5 представлена блок-схема, объясняющая общий процесс установления канала согласно примерному варианту настоящего изобретения.

Чтобы дать возможность STA установить канал связи в сети, а также передать/принять данные по этой сети, станция STA должна выполнить указанное установление канала через процесс нахождения сети, аутентификации и ассоциации и должна установить связь и выполнить аутентификацию защиты. Процесс установления канала также можно назвать процессом инициирования сеанса или процессом установления сеанса. Вдобавок, этап ассоциации является общим термином для этапов нахождения, аутентификации, ассоциации и установления защиты процесса установления канала.

Процесс установления канала описывается со ссылками на фиг. 5.

На этапе S510 станция STA может выполнить операцию нахождения сети. Действие, состоящее в нахождении сети, может включать в себя операцию сканирования, выполняемую STA. То есть STA должна выполнить поиск сети перед тем, как принять участие в работе беспроводной сети. Здесь процесс идентификации сети, находящейся в конкретной области, называется процессом сканирования.

Схема сканирования классифицируется на схему активного сканирования и схему пассивного сканирования.

На фиг. 5 представлена блок-схема, иллюстрирующая операцию нахождения сети, включающую в себя процесс активного сканирования. В случае активного сканирования станция STA, сконфигурированная для выполнения сканирования, передает кадр с запросом зондирования и ожидает ответа на этот кадр с запросом, так что станция STA может перемещаться между каналами и в то же время может определить, какая точка доступа (AP) присутствует в периферийной области. Ответчик, получив переданный кадр с запросом зондирования, передает кадр с ответом о зондировании, являющийся ответом на кадр с запросом зондирования. В этом случае ответчиком может быть станция STA, которая, в конце концов, передала маяковый кадр в BSS отсканированного канала. В случае BSS, поскольку точка AP передала маяковый кадр, точка AP действует как ответчик. В случае IBSS, поскольку станции IBSS последовательно передают маяковый кадр, ответчик не является фиксированным. Например, станция STA, которая передала кадр с запросом зондирования по каналу #1 и приняла кадр с ответом по каналу #1, запоминает информацию, связанную с BSS, содержащуюся в принятом ответном кадре, и переходит к следующему каналу (например, к каналу #2), так что станция STA может выполнить сканирование, используя тот же самый способ (то есть передача/прием запроса/ответа о зондировании по каналу #2).

Хотя это на фиг. 5 не показано, операция сканирования также может выполняться с использованием пассивного сканирования. Станция STA, сконфигурированная для выполнения сканирования в режиме пассивного сканирования, ожидает поступления маякового кадра, переходя одновременно с одного канала на другой. Маяковый кадр является одним из кадров управления в стандарте IEEE 802.11, и указывает на присутствие беспроводной сети, а также дает возможность станции STA выполнить сканирование для поиска беспроводной сети, причем этот маяковый кадр передается периодически таким образом, чтобы станция STA могла принять участие в работе беспроводной сети. В наборе BSS точка доступа (AP) сконфигурирована для периодической передачи маякового кадра. В наборе IBSS станции STA сконфигурированы для последовательной передачи маякового кадра. Если каждая STA для сканирования принимает маяковый кадр, то станция STA запоминает информацию о BSS, содержащуюся в маяковом кадре, переходит на другой канал и записывает информацию о маяковом кадре для каждого канала. Станция STA, которая приняла маяковый кадр, запоминает информацию, связанную с BSS, содержащуюся в принятом маяковом кадре, переходит на следующий канал, выполняя таким образом сканирование с использованием одного и того же способа.

Что касается сравнения активного сканирования с пассивным сканированием, то активное сканирование имеет больше преимуществ, чем пассивное сканирование с точки зрения задержки и энергопотребления.

После того как станция STA обнаружила сеть, станция STA может выполнить процесс аутентификации на этапе S520. Эта процедура аутентификации может называться первой аутентификацией, чтобы отличить ее от операции установки защиты на этапе S540, который будет описан ниже.

Процесс аутентификации может включать в себя передачу станцией STA в точку доступа AP кадра с запросом аутентификации, а также передачу точкой AP на станцию STA кадра с ответом об аутентификации в ответ на полученный кадр с запросом аутентификации. Кадр аутентификации, используемый для запроса/ответа об аутентификации, может соответствовать кадру управления.

Кадр аутентификации может включать в себя номер алгоритма аутентификации, номер последовательности транзакции аутентификации, код состояния, текст вызова, надежно защищенную сеть (RSN), конечную циклическую группу (FCG) и т.д. Вышеупомянутая информация, содержащаяся в кадре аутентификации, может соответствовать некоторым частям информации, которая может содержаться в кадре с запросом/кадре с ответом об аутентификации, может быть заменена другой информацией или может включать в себя дополнительную информацию.

Станция STA может передать в АР кадр с запросом аутентификации. Точка доступа АР может решить, следует ли аутентифицировать соответствующую STA, на основе информации, содержащейся в принятом кадре с запросом аутентификации. Точка доступа АР может предоставить станции STA результат аутентификации, передав кадр с ответом о результате аутентификации.

После успешной аутентификации станции STA может быть выполнен процесс ассоциации на этапе S530. Процесс ассоциации может включать в себя передачу кадра с запросом ассоциации в точку доступа AP станцией STA и передачу точкой доступа AP кадра с ответом об ассоциации на станцию STA в ответ на кадр с запросом ассоциации.

Например, кадр с запросом ассоциации может включать в себя информацию, связанную с различными возможностями, интервал маякового прослушивания, идентификатор набора служб (SSID), поддерживаемые скорости передачи, поддерживаемые каналы, RSN, область мобильности, поддерживаемые классы эксплуатации, запрос трансляции TIM (карта индикации трафика), возможности использования взаимодействующих служб и т.д.

Например, кадр с ответом об ассоциации может включать в себя информацию, связанную с различными возможностями, код состояния, ID ассоциации (AID), поддерживаемые скорости передачи, набор параметров усовершенствованного распределенного доступа к каналу (EDCA), индикатор мощности принимающего канала (RCPI), индикатор отношения «принятый сигнал/шум» (RSNI), область мобильности, интервал тайм-аута (время возобновления ассоциации), параметр сканирования перекрывающихся наборов BSS, ответ о трансляция TIM, карта QoS и т.д.

Вышеупомянутая информация может соответствовать некоторым фрагментам информации, которые могут содержаться в кадре с запросом/ответом об ассоциации, может быть заменена другой информацией или может включать в себя дополнительную информацию.

После успешной ассоциации станции STA с сетью можно запустить процесс установки защиты на этапе S540. Процесс установки защиты на этапе S540 может называться процессом аутентификации на основе запроса/ответа для установления надежно защищенного сетевого соединения (RSNA). Процесс аутентификации на этапе S520 может называться первым процессом аутентификации, а процесс установки защиты на этапе S540 может также называться просто процессом аутентификации.

Например, процесс установки защиты на этапе S540 может включать в себя процесс установки личного ключа посредством 4-кратного квитирования на основе кадра по протоколу EAPOL (Расширяемый протокол аутентификации в сети LAN). Вдобавок, процесс установки защиты также может выполняться согласно другим схемам защиты, не определенным в стандартах IEEE 802.11.

РАЗВИТИЕ WLAN

Для исключения ограничений по скорости передачи в сети WLAN в качестве стандарта связи была установлена система IEEE 802.11n. Система IEEE 802.11n нацелена на увеличение скорости передачи и надежности сети, а также расширение области покрытия беспроводной сети. В частности, система IEEE 802.11n поддерживает максимальную пропускную способность (HT), равную 540 Мбит/с, и основана на технологии MIMO, согласно которой монтируется множество антенн для каждого передатчика и приемника.

В связи с широким использованием технологии WLAN и диверсификации приложений WLAN имеется потребность в разработке новой системы WLAN, способной поддерживать высокую пропускную способность (HT), превышающую скорость обработки данных, поддерживаемую системой IEEE 802.11n. Система WLAN для поддержки сверхвысокой пропускной способности (VHT) является следующей версией (например, IEEE 802.11ac) системы WLAN системы IEEE 802.11n, и является одной из систем WLAN системы IEEE 802.11, недавно предложенной для поддержки скорости обработки данных, большей или равной 1 Гбит/с в MAC SAP (точка доступа к услугам стандарта управления доступом к среде передачи).

Для эффективного использования радиочастотного (RF) канала система WLAN следующего поколения поддерживает передачу MU-MIMO (многопользовательская система с множеством входов и множеством выходов), в которой множество станций STA может осуществлять одновременный доступ к каналу. Согласно схеме передачи MU-MIMO точка AP может одновременно передавать пакеты по меньшей мере на одну станцию STA, соединенную с MIMO.

Вдобавок, в последнее время широко обсуждалась технология для поддержки операций системы WLAN в неиспользуемом частотном спектре. Например, в свете стандарта IEEE 802.11af обсуждалась технология для внедрения системы WLAN в неиспользуемый частотный спектр (TV WS), например, свободную полосу частот (например, полоса 54-698 МГц), оставшуюся из-за перехода на систему цифрового телевидения. Однако вышеупомянутая информация приведена исключительно в иллюстративных целях, и неиспользуемый частотный спектр может представлять собой лицензированную полосу, которую в основном может использовать только лицензированный пользователь. Лицензированным пользователем может быть пользователь, который имеет полномочия использовать лицензированную полосу, причем он также может называться основным пользователем, действующим пользователем, лицензированным устройством или т.п.

Например, точка AP и/или станция STA, работающие в неиспользуемом частотном спектре (WS), должны обеспечивать функцию защиты лицензированного пользователя. Например, если предположить, что лицензированный пользователь, например, микрофон уже использует конкретный канал WS, действующий согласно правилам как разделенная полоса частот, так что определенная полоса, входящая в полосу WS, занята, то точка AP и/или станция STA не могут использовать полосу частот, соответствующую каналу WS, с тем чтобы защитить лицензированного пользователя. Вдобавок, точка AP или станция STA должны прекратить использование соответствующей полосы частот при условии, что лицензированный пользователь использует полосу частот, которую используют для передачи и/или приема текущего кадра.

Таким образом, точка AP и/или станция STA должны определить, использовать ли конкретную полосу частот в полосе WS. Другими словами, AP и/или STA должны определить наличие или отсутствие пользователя, или лицензированного пользователя в данной полосе частот. Схема определения наличия или отсутствия действующего пользователя в определенной полосе частот называется схемой контроля спектра. В качестве механизма контроля спектра могут быть использованы схема определения уровня энергии, схема определения сигнатуры и т.п. Точка AP и/или станция STA могут определить, что упомянутая полоса частот используется действующим пользователем, если интенсивность принятого сигнала превышает заранее определенное значение, или, когда обнаружена преамбула DTV.

В последнее время в качестве технологии связи следующего поколения обсуждается технология межмашинной (M2M) связи. Технический стандарт для поддержки M2M связи был разработан в виде стандарта IEEE 802.11ah в системе WLAN системы IEEE 802.11. M2M связь относится к схеме связи, включающей в себя одну или несколько машин, причем она также может называться связью машинного типа (MTC) или межмашинной (M2M) связью. В этом случае машина может представлять собой объект, для которого не требуется манипулирование и вмешательство со стороны пользователя. Например, примером указанных машин может быть не только счетчик или торговый автомат, включающий в себя RF модуль, но также пользовательское оборудование (UE) (такое как смартфон), способное осуществлять связь путем автоматического доступа к сети без вмешательства пользователя. M2M связь может включать в себя связь «устройство-устройство» (D2D) и связь между устройством и сервером приложений и т.д. Примерами такой связи между устройством и сервером приложений являются связь между торговым автоматом и сервером приложений, связь между устройством в точке продаж и сервером приложений и связь между счетчиком потребления электроэнергии, счетчиком потребления газа или счетчиком потребления воды с сервером приложений. Приложения связи на основе M2M могут включать в себя приложения, касающиеся безопасности, транспорта, здравоохранения и т.д. Что касается вышеупомянутых примеров приложений, то M2M связь должна поддерживать способ относительно редкой передачи/приема небольшого объема данных с низкой скоростью в среде, содержащей большое количество устройств.

Если более подробно, то M2M связь должна поддерживать большое количество станций STA. Хотя в имеющейся на данный момент системе WLAN предполагается, что одна точка AP связана максимум с 2007 станциями STA, в последнее время обсуждаются различные варианты поддержки в других ситуациях, когда с одной точкой AP связано намного больше станций STA (например, около 6000 станций STA) с использованием M2M связи. Вдобавок, ожидается, что при использовании M2M связи развернуто много приложений для поддержки/запроса услуг низкоскоростной пересылки данных. Чтобы непрерывно поддерживать множество станций STA, система WLAN может определять наличие или отсутствие данных, подлежащих передаче на данную станцию STA, на основе карты индикации трафика (TIM), в связи с чем в последнее время обсуждаются различные способы сокращения размера битовой карты TIM. Вдобавок, при использовании M2M связи ожидается появление большого объема данных трафика с очень большим интервалом передачи/приема. Например, при M2M связи необходимо передавать очень маленький объем данных (например, показания счетчика потребления электроэнергии/газа/воды) с длительными интервалами (например, ежемесячно). Вдобавок, станция STA работает в соответствии с командой, полученной через нисходящую линию связи (то есть линию связи от точки AP к станции STA, не имеющей AP) так, что данные передаются через восходящую линию связи (то есть линию от станции STA, не имеющей AP, к данной точке AP). M2M связь для передачи важных данных в основном базируется на