Способ и устройство для выполнения доступа к каналу в системе беспроводной lan

Иллюстрации

Показать все

Изобретение относится к способу для выполнения доступа к каналу в STA из многопользовательской (MU) группы в системе беспроводной связи. Технический результат - улучшение структуры кадра назначения ресурсов в системе WLAN. Для этого способ включает в себя прием кадра назначения ресурсов; и проверку поля указателя группы, включенного в кадр назначения ресурсов, причем, если поле указателя группы указывает, что поле назначения сегмента для MU-группы присутствует в кадре назначения ресурсов, STA определяет начальное смещение сегмента на основе поля назначения сегмента. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 35 ил.

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Следующее описание относится к системе беспроводной связи и, в частности, к способу и устройству для осуществления доступа к каналу в системе беспроводной локальной сети (LAN).

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Вместе с развитием информационных технологий и технологий связи были разработаны различные технологии беспроводной связи. Среди них беспроводная локальная сеть (WLAN) обеспечивает возможность пользователям беспроводным образом осуществлять доступ к Интернету посредством своих портативных терминалов, таких как "электронные помощники" (PDA), компьютеры-ноутбуки и портативные проигрыватели мультимедиа (PMP), в домах, офисах или зонах специальных услуг на основе беспроводной радиочастотной технологии.

Чтобы преодолеть ограничения в скорости связи, которые являются слабостью WLAN, системы для увеличения скорости и надежности сети и расширения покрытия беспроводной сети были представлены в недавних стандартах технологии. Например, IEEE 802.11n поддерживает высокую пропускную способность (HT) со скоростью обработки данных вплоть до 540 Мбит/с или выше и применяет технологию множественного входа и множественного выхода (MIMO) как в передатчике, так и в приемнике для того, чтобы минимизировать ошибки передачи и оптимизировать скорость передачи данных.

В качестве технологии связи следующего поколения была рассмотрена межмашинная (M2M) технология связи. Даже в системе WLAN согласно IEEE 802.11 стандарт технологии для поддержки M2M-связи был разработан как IEEE 802.11ah. Сценарий, в котором устройства периодически обмениваются меньшим количеством данных на низкой скорости в среде, в которой присутствует множество устройств, может предусматриваться в M2M-связи.

Связь в WLAN выполняется посредством среды, совместно используемой всеми устройствами. Если количество устройств увеличивается, как в M2M-связи, эффективность механизма доступа к каналу должна быть улучшена для того, чтобы уменьшить излишний расход мощности и помехи.

ОПИСАНИЕ

ТЕХНИЧЕСКАЯ ЗАДАЧА

Целью настоящего изобретения является обеспечить улучшенную структуру кадра назначения ресурсов в системе WLAN, способ и устройство доступа станции к каналу согласно структуре кадра назначения ресурсов.

Технические цели, которые могут достигаться посредством настоящего изобретения, не ограничиваются тем, что было, в частности, описано выше, и другие технические цели, не описанные здесь, будут более ясно поняты специалистами в данной области техники из последующего подробного описания.

ТЕХНИЧЕСКОЕ РЕШЕНИЕ

В первом техническом аспекте настоящего изобретения здесь обеспечен способ для выполнения доступа к каналу в STA из многопользовательской (MU) группы в системе беспроводной связи, включающий в себя прием кадра назначения ресурсов; и проверку поля указателя группы, включенного в кадр назначения ресурсов, причем, если поле указателя группы указывает, что поле назначения сегмента для MU-группы присутствует в кадре назначения ресурсов, STA определяет начальное смещение сегмента на основе поля назначения сегмента.

Во втором техническом аспекте настоящего изобретения здесь обеспечена станция (STA) из многопользовательской (MU) группы для выполнения доступа к каналу в системе беспроводной связи, включающая в себя модуль приемопередатчика; и процессор, причем процессор принимает кадр назначения ресурсов, проверяет поле указателя группы и, если поле указателя группы указывает, что поле назначения сегмента для MU-группы присутствует, определяет начальное смещение сегмента на основе поля назначения сегмента. Первый и второй технические аспекты настоящего изобретения могут включать в себя следующее.

Если поле указателя группы указывает, что поле назначения сегмента для MU-группы присутствует в кадре назначения ресурсов, способ может дополнительно включать в себя проверку первого бита поля назначения сегмента; и сравнение следующего подполя в подполе, соответствующем первому биту, с групповым ID STA.

Если следующее подполе соответствует групповому ID STA, способ может дополнительно включать в себя получение времени начала доступа к носителю из последнего подполя поля назначения сегмента; и передачу кадра опроса сбережения энергии (PS-опрос) после состязания во время начала доступа к носителю.

Если следующее подполе не соответствует групповому ID STA и если первый бит указывает, что поле назначения сегмента является последним полем назначения сегмента для MU-группы, STA может игнорировать поля назначения сегмента после поля назначения.

Если следующее подполе не соответствует групповому ID STA и если первый бит указывает, что поле назначения сегмента не является последним полем назначения сегмента для MU-группы, STA может сравнивать второе подполе следующего поля назначения сегмента для поля назначения сегмента с групповым ID STA.

Поле назначения сегмента для MU-группы может быть расположено, начиная от начальной части одного или нескольких полей назначения сегмента, включенных в кадр назначения ресурсов.

Если поле указателя группы указывает, что поле назначения сегмента для MU-группы не присутствует в кадре назначения ресурсов, STA может игнорировать все поля назначения сегмента, включенные в поле указателя группы.

Все поля назначения сегмента могут быть полями назначения сегмента для каждой (назначенной) STA.

Если поле указателя группы указывает, что поле назначения сегмента для MU-группы присутствует в кадре назначения ресурсов, кадр назначения ресурсов может включать в себя и по меньшей мере одно поле назначения сегмента для MU-группы, и ноль или более полей назначения сегмента для каждой (назначенной) STA.

Если поле указателя группы указывает, что поле назначения сегмента для MU-группы не присутствует в кадре назначения ресурсов, кадр назначения ресурсов может включать в себя только поле назначения сегмента для каждой (назначенной) STA.

Поле назначения сегмента для каждой (назначенной) STA может включать в себя подполе указателя восходящей линии связи (UL)/нисходящей линии связи (DL), подполе частичного идентификатора ассоциации (AID) и подполе начального смещения сегмента.

Следующее подполе может быть подполем группового ID и последнее подполе может быть подполем начального смещения сегмента.

MU-группа может быть набором STA для MU множественного входа и множественного выхода (MIMO).

ПОЛЕЗНЫЕ ЭФФЕКТЫ

Согласно настоящему изобретению эффективный доступ к каналу может выполняться посредством улучшенной структуры кадра назначения ресурсов в системе WLAN.

Эффекты согласно настоящему изобретению не ограничиваются тем, что было, в частности, описано выше, и другие преимущества, не описанные здесь, будут более ясно поняты специалистами в данной области техники из последующего подробного описания настоящего изобретения.

ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Сопроводительные чертежи, которые включены сюда для обеспечения дополнительного понимания изобретения, иллюстрируют варианты осуществления изобретения и вместе с описанием служат для объяснения принципа изобретения.

Фиг. 1 изображает схему, показывающую примерную структуру системы согласно IEEE 802.11, к которой настоящее изобретение применимо.

Фиг. 2 изображает схему, показывающую другую примерную структуру системы согласно IEEE 802.11, к которой настоящее изобретение применимо.

Фиг. 3 изображает схему, показывающую еще одну примерную структуру системы согласно IEEE 802.11, к которой настоящее изобретение применимо.

Фиг. 4 изображает схему, показывающую примерную структуру системы WLAN.

Фиг. 5 изображает схему для объяснения процесса установления линии связи в системе WLAN.

Фиг. 6 изображает схему для объяснения процесса откладывания передачи.

Фиг. 7 изображает схему для объяснения скрытого узла и раскрытого узла.

Фиг. 8 изображает схему для объяснения запроса на отправку (RTS) и разрешения отправки (CTS).

Фиг. 9 изображает схему для объяснения операции управления мощностью.

Фиг. 10-12 изображают схемы для объяснения подробных операций STA, которая приняла TIM.

Фиг. 13 изображает схему для объяснения AID на основе группы.

Фиг. 14-16 изображают схемы, иллюстрирующие примерные операции STA в случае, когда интервал группового доступа к каналу устанавливается.

Фиг. 17 и 18 изображают схемы для объяснения RPS-элемента.

Фиг. 19 изображает схему для объяснения кадра назначения ресурсов.

Фиг. 20-24 изображают схемы для объяснения кадра назначения ресурсов согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 25 изображает схему для объяснения операции STA из MU-группы согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 26 изображает схему для объяснения операции каждой STA согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 27 изображает структурную схему, иллюстрирующую радиоустройство, согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.

ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Далее примерные варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны со ссылками на сопроводительные чертежи. Подробное описание, которое будет раскрыто вместе с сопроводительными чертежами, предназначено для описания примерных вариантов осуществления настоящего изобретения и не предназначено для описания уникального варианта осуществления, через который настоящее изобретение может осуществляться. Последующее подробное описание включает в себя конкретные подробности для того, чтобы обеспечить исчерпывающее понимание настоящего изобретения. Однако специалистам в данной области техники будет очевидно, что настоящее изобретение может осуществляться на практике без таких конкретных подробностей.

Варианты осуществления настоящего изобретения, описанные далее, являются комбинациями элементов и признаков настоящего изобретения. Элементы или признаки могут считаться избирательными, если не упомянуто обратное. Каждый элемент или признак может осуществляться на практике без комбинирования с другими элементами или признаками. Кроме того, вариант осуществления настоящего изобретения может быть построен путем комбинирования частей элементов и/или признаков. Порядки операций, описанные в вариантах осуществления настоящего изобретения, могут изменяться. Некоторые построения или признаки любого одного варианта осуществления могут быть включены в другой вариант осуществления и могут быть заменены соответствующими построениями или признаками другого варианта осуществления.

Конкретные термины, используемые в следующем описании, обеспечены для помощи в понимании настоящего изобретения. Эти конкретные термины могут быть заменены другими терминами в рамках объема и сущности настоящего изобретения.

В некоторых случаях широко известные структуры и устройства опускаются для того, чтобы избежать неясности концепций настоящего изобретения, и важные функции структур и устройств показываются в форме структурной схемы. Одни и те же ссылочные позиции будут использованы на всех чертежах для ссылки на одни и те же или подобные элементы.

Варианты осуществления настоящего изобретения могут поддерживаться документами стандарта, раскрываемыми для по меньшей мере одной из систем беспроводного доступа, таких как системы института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (IEEE) 802, проекта партнерства третьего поколения (3GPP), проекта долгосрочного развития 3GPP (3GPP LTE), расширенного LTE (LTE-A) и 3GPP2. Для этапов или частей, описание которых опушено для пояснения технических признаков настоящего изобретения, ссылка может быть сделана на эти документы. Кроме того, все термины, используемые здесь, могут быть объяснены документами стандарта.

Следующая технология может быть использована в различных системах беспроводного доступа, таких как системы для множественного доступа с кодовым разделением (CDMA), множественного доступа с частотным разделением (FDMA), множественного доступа с временным разделением (TDMA), множественного доступа с ортогональным частотным разделением (OFDMA), множественного доступа с частотным разделением с одной несущей (SC-FDMA) и т.д. CDMA может осуществляться посредством такой радиотехнологии, как универсальный наземный радиодоступ (UTRA) или CDMA2000. TDMA может осуществляться посредством такой радиотехнологии, как глобальная система мобильной связи (GSM)/пакетная радиосвязь общего пользования (GPRS)/улучшенная скорость передачи данных для развития GSM (EDGE). OFDMA может осуществляться посредством такой радиотехнологии, как IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802.20, улучшенный UTRA (E-UTRA) и т.д. Для ясности, настоящее раскрытие фокусируется на системах LTE и LTE-A 3GPP. Однако технические признаки настоящего изобретения не ограничиваются этим.

СТРУКТУРА СИСТЕМЫ WLAN

ФИГ. 1 изображает схему, показывающую примерную структуру системы согласно IEEE 802.11, к которой настоящее изобретение применимо.

Структура системы согласно IEEE 802.11 может включать в себя множество компонентов. WLAN, которая поддерживает прозрачную мобильность станции (STA) для более высоких слоев, может быть обеспечена общими операциями компонентов. Набор базовых услуг (BSS) может соответствовать базовому структурному блоку в LAN согласно IEEE 802.11. На фиг. 1 два BSS (BSS1 и BSS2) присутствуют и две STA включаются в каждый из BSS (т.е. STA1 и STA2 включаются в BSS1 и STA3 и STA4 включаются в BSS2). Эллипс, указывающий BSS на фиг. 1, может пониматься как зона покрытия, в которой STA, включенная в соответствующий BSS, обслуживает связь. Эта зона может называться зоной базовых услуг (BSA). Если STA выходит из BSA, STA не может непосредственно осуществлять связь с другими STA в соответствующей BSA.

В LAN согласно IEEE 802.11 наиболее базовым типом BSS является независимый BSS (IBSS). Например, IBSS может иметь минимальную форму, состоящую только из двух STA. BSS (BSS1 или BSS2) с фиг. 1, который является самой простой формой и не включает в себя другие компоненты помимо STA, может соответствовать типичному примеру IBSS. Эта конфигурация возможна, когда STA могут непосредственно осуществлять связь друг с другом. Такой тип LAN может быть сконфигурирован по необходимости, а не быть предварительно запланированным, и также называется произвольной сетью.

Членство STA в BSS может динамически меняться, когда STA оказывается во включенном или выключенном состоянии или STA входит в или покидает область BSS. Для становления членом BSS, STA может использовать процесс синхронизации для присоединения к BSS. Для осуществления доступа ко всем услугам инфраструктуры BSS, STA должна быть ассоциирована с BSS. Такая ассоциация может быть динамически сконфигурирована и может включать в себя использование услуги распределенной системы (DSS).

Фиг. 2 изображает схему, показывающую другую примерную структуру системы согласно IEEE 802.11, к которой настоящее изобретение применимо. На фиг. 2 компоненты, такие как распределительная система (DS), носитель распределительной системы (DSM) и точка доступ (AP), добавляются к структуре с фиг. 1.

Непосредственное расстояние между STA в LAN может быть ограничено физическим (PHY) осуществлением. В некоторых случаях такое ограничение расстояния может быть достаточным для связи. Однако в других случаях может быть необходима связь между STA через дальнее расстояние. DS может быть сконфигурирована для поддержки расширенного покрытия.

DS называется структура, в которой BSS соединены друг с другом. Конкретным образом, BSS может быть сконфигурирован как компонент расширенной формы сети, состоящей из множества BSS, вместо независимой конфигурации, как показано на фиг. 1.

DS является логической концепцией и может определяться характеристикой DSM. В отношении этого, беспроводной носитель (WM) и DSM логически отличаются в IEEE 802.11. Соответственные логические носители используются для различных целей и используются различными компонентами. В определении IEEE 802.11 такие носители не ограничены одними и теми же или различными носителями. Гибкость архитектуры LAN согласно IEEE 802.11 (архитектуры DS или других сетевых архитектур) может быть объяснена тем, что множество носителей логически различается. То есть архитектура LAN согласно IEEE 802.11 может быть различным образом осуществлена и может быть независимо определена физической характеристикой каждого осуществления.

DS может поддерживать мобильные устройства путем обеспечения гладкой интеграции множества BSS и обеспечения логических услуг, необходимых для обработки адреса для пункта назначения.

AP называется объект, который обеспечивает возможность ассоциированным STA осуществлять доступ к DS посредством WM и который имеет функциональные возможности STA. Данные могут перемещаться между BSS и DS посредством AP. Например, STA2 и STA3, показанные на фиг. 2, имеют функциональные возможности STA и обеспечивают функцию побуждения ассоциированных STA (STA1 и STA4) осуществлять доступ к DS. Кроме того, поскольку все AP соответствуют в сущности STA, все AP являются объектами с возможностью адресования. Адрес, используемый AP для связи на WM, не обязательно должен быть идентичен адресу, используемому AP для связи на DSM.

Данные, переданные от одной из STA, ассоциированной с AP, к STA-адресу AP всегда могут быть приняты неуправляемым портом и могут быть обработаны объектом доступа через порт согласно IEEE 802.1X. Если управляемый порт аутентифицирован, данные передачи (или кадр) могут передаваться к DS.

Фиг. 3 изображает схему, показывающую еще одну примерную структуру системы согласно IEEE 802.11, к которой настоящее изобретение применимо. Дополнительно к структуре с фиг. 2, фиг. 3 концептуально изображает расширенный набор услуг (ESS) для обеспечения широкого покрытия.

Беспроводная сеть, имеющая произвольный размер и сложность, может состоять из DS и BSS. В системе согласно IEEE 802.11 такой тип сети называется ESS-сетью. ESS может соответствовать набору BSS, соединенных с одной DS. Однако ESS не включает в себя DS. ESS-сеть отличается тем, что ESS-сеть представлена как IBSS-сеть в слое управления логической связью (LLC). STA, включенные в ESS, могут осуществлять связь друг с другом, и мобильные STA имеют возможность перемещаться прозрачным образом в LLC из одного BSS в другой BSS (внутри одного и того же ESS).

В IEEE 802.11 относительные физические местоположения BSS на фиг. 3 не предполагаются, и возможны все следующие формы. BSS могут частично накладываться, и эта форма в общем случае используется для обеспечения непрерывного покрытия. BSS могут не быть физически соединены, и логические расстояния между BSS не имеют предела. BSS могут быть расположены в одной и той же физической позиции, и эта форма может быть использована для обеспечения избыточности. Одна (или более одной) сеть IBSS или ESS может быть физически расположена в том же самом пространстве, что и одна (или более одной) сеть ESS. Это может соответствовать форме сети ESS в случае, в котором произвольная сеть оперирует в местоположении, в котором присутствует сеть ESS, случае, в котором сети IEEE 802.11 различных организаций физически накладываются, или случае, в котором две или более различных политик доступа и безопасности необходимы в одном и том же местоположении.

Фиг. 4 изображает схему, показывающую примерную структуру системы WLAN. На фиг. 4 изображен пример BSS инфраструктуры, включающего в себя DS.

В примере с фиг. 4 BSS 1 и BSS2 составляют ESS. В системе WLAN STA является устройством, оперирующим согласно правилу MAC/PHY в IEEE 802.11. STA включают в себя STA, принадлежащие AP, и STA, не принадлежащие AP. STA, не принадлежащие AP, соответствуют устройствам, таким как мобильные телефоны, управляемые непосредственно пользователями. На фиг. 4 STA1, STA3 и STA4 соответствуют STA, не принадлежащим AP, и STA2 и STA5 соответствуют STA, принадлежащим AP.

В последующем описании STA, не принадлежащая AP, может называться терминалом, блоком беспроводной передачи/приема (WTRU), пользовательским оборудованием (UE), мобильной станцией (MS), мобильным терминалом или мобильной станцией абонента (MSS). AP является концепцией, соответствующей базовой станции (BS), узлу-B, улучшенному узлу-B (eNB), базовой приемопередающей системе (BTS) или фемто-BS в других областях беспроводной связи.

ПРОЦЕСС УСТАНОВЛЕНИЯ ЛИНИИ СВЯЗИ

ФИГ. 5 изображает схему для объяснения общего процесса установления линии связи.

Для того чтобы обеспечить возможность STA создать установление линии связи в сети и передавать/принимать данные по сети, STA должна выполнить процессы обнаружения сети, аутентификации, установления ассоциации, установления безопасности и т.д. Процесс установления линии связи может также называться процессом инициации сеанса или процессом установления сеанса. Дополнительно, обнаружение, аутентификация, ассоциация и установление безопасности процесса установления линии связи могут также называться процессом ассоциации.

Примерный процесс установления линии связи описан со ссылками на фиг. 5.

На этапе S510 STA может выполнять действие обнаружения сети. Действие обнаружения сети может включать в себя действие сканирования STA. То есть для того, чтобы осуществить доступ к сети, STA должна осуществить поиск доступной сети. STA необходимо определить совместимую сеть перед участием в беспроводной сети, и процесс определения сети, присутствующей в конкретной зоне, называется сканированием.

Сканирование классифицируется на активное сканирование и пассивное сканирование.

Фиг. 5 в качестве примера иллюстрирует действие обнаружения сети, включающее в себя процесс активного сканирования. STA, выполняющая активное сканирование, передает кадр пробного запроса для того, чтобы определить, какая AP присутствует в периферийной области во время перемещения между каналами, и ожидает ответ на кадр пробного запроса. Отвечающий элемент передает кадр пробного ответа в ответ на кадр пробного запроса к STA, которая передала кадр пробного запроса. Здесь отвечающим элементом может быть STA, которая наконец передала сигнальный кадр в BSS сканированного канала. Поскольку AP передает сигнальный кадр в BSS, AP является отвечающим элементом. В IBSS, поскольку STA из IBSS последовательно передают сигнальный кадр, отвечающий элемент не является тем же самым. Например, STA, которая передала кадр пробного запроса в канале #1 и приняла кадр пробного ответа в канале #1, сохраняет информацию, относящуюся к BSS, содержащуюся в принятом кадре пробного ответа, и перемещается к следующему каналу (например, каналу #2). Тем же самым образом, STA может выполнять сканирование (т.е. передачу и прием пробного запроса/ответа в канале #2).

Хотя это не показано на фиг. 5, действие сканирования может также осуществляться с использованием пассивного сканирования. STA, которая выполняет пассивное сканирование, ожидает прием сигнального кадра во время перемещения от одного канала к другому каналу. Сигнальный кадр является одним из управляющих кадров в IEEE 802.11. Сигнальный кадр периодически передается для указания присутствия беспроводной сети и обеспечивает возможность сканирования STA для поиска беспроводной сети и, таким образом, присоединяется к беспроводной сети. В BSS AP сконфигурирована для периодической передачи сигнального кадра и, в IBSS, STA в IBSS конфигурируются для последовательной передачи сигнального кадра. При приеме сигнального кадра сканирование STA сохраняет информацию, относящуюся к BSS, содержащуюся в сигнальном кадре, и записывает информацию сигнального кадра о каждом канале во время перемещения к другому каналу. При приеме сигнального кадра STA может сохранять информацию, относящуюся к BSS, содержащуюся в принятом сигнальном кадре, перемещаться к следующему каналу и выполнять сканирование на следующем канале с использованием того же самого способа.

Активное сканирование более выгодно, чем пассивное сканирование, в плане задержки и расхода мощности.

После обнаружения сети STA может выполнять процесс аутентификации на этапе S520. Процесс аутентификации может называться первым процессом аутентификации для того, чтобы явным образом отличить этот процесс от процесса установления безопасности с этапа S540.

Процесс аутентификации включает в себя процесс, в котором STA передает кадр запроса аутентификации к AP, и AP передает кадр ответа об аутентификации к STA в ответ на кадр запроса аутентификации. Кадр аутентификации, используемый для запроса/ответа аутентификации, соответствует кадру управления.

Кадр аутентификации может включать в себя информацию о номере алгоритма аутентификации, номере последовательности транзакции аутентификации, коде состояния, тексте проблемы, устойчивой сети безопасности (RSN), ограниченной циклической группе (FCG) и т.д. Вышеупомянутая информация, содержащаяся в кадре аутентификации, может соответствовать некоторым частям информации с возможностью включения в кадр запроса/ответа аутентификации и может быть замещена другой информацией или включать в себя дополнительную информацию.

STA может передавать кадр запроса аутентификации к AP. AP может определять, разрешать ли аутентификацию для соответствующей STA, на основе информации, содержащейся в принятом кадре запроса аутентификации. AP может обеспечивать результат обработки аутентификации к STA посредством кадра ответа об аутентификации.

После того как STA была успешно аутентифицирована, процесс ассоциации может осуществляться на этапе S530. Процесс ассоциации включает в себя процесс, в котором STA передает кадр запроса ассоциации к AP, и AP передает кадр ответа об ассоциации к STA в ответ на кадр запроса ассоциации.

Например, кадр запроса ассоциации может включать в себя информацию, ассоциированную с различными возможностями, интервал ожидания сигнала, идентификатор набора услуг (SSID), поддерживаемые скорости, поддерживаемые каналы, RSN, область мобильности, поддерживаемые операционные классы, запрос широкого вещания карты указания трафика (TIM), возможность взаимодействующих услуг и т.д.

Например, кадр ответа об ассоциации может включать в себя информацию, ассоциированную с различными возможностями, код состояния, ID ассоциации (AID), поддерживаемые скорости, набор параметров улучшенного распределенного доступа к каналу (EDCA), принятый указатель мощности канала (RCPI), принятый указатель отношения сигнала к помехе (RSNI), область мобильности, интервал времени ожидания (время возвращения ассоциации), параметр сканирования накладывающихся BSS, ответ широкого вещания TIM, карту качества услуг (QoS) и т.д.

Вышеупомянутая информация может соответствовать некоторым элементам информации с возможностью включения в кадр запроса/ответа ассоциации и может быть замещена другой информацией или включать в себя дополнительную информацию.

После того как STA была успешно ассоциирована с сетью, процесс установления безопасности может выполняться на этапе S540. Процесс установления безопасности с этапа S540 может называться процессом аутентификации на основе запроса/ответа ассоциации устойчивой сети безопасности (RSNA). Процесс аутентификации с этапа S520 может называться первым процессом аутентификации, и процесс установления безопасности с этапа S540 может также попросту называться процессом аутентификации.

Процесс установления безопасности с этапа S540 может включать в себя процесс установления частного ключа посредством 4-стороннего опознавания на основе, например, кадра расширяемого протокола аутентификации по LAN (EAPOL). Дополнительно, процесс установления безопасности может также выполняться согласно другим схемам безопасности, не определенным в стандартах IEEE 802.11.

РАЗВИТИЕ WLAN

Для преодоления ограничений скорости связи в WLAN, IEEE 802.11n в последнее время был установлен в качестве стандарта связи. IEEE 802.11n имеет целью увеличить сетевую скорость и надежность и расширить покрытие беспроводной сети. Более конкретным образом, IEEE 802.11n поддерживает высокую пропускную способность (HT) 540 Мбит/с или более. Для минимизации ошибок передачи и оптимизации скорости передачи данных, IEEE 802.11n основывается на MIMO с использованием множества антенн на каждом из передатчика и приемника.

С широкомасштабным обеспечением WLAN и разнообразных приложений с использованием WLAN, необходимость новой системы WLAN для поддержки более высокой скорости обработки, чем скорость обработки данных, поддерживаемая IEEE 802.11n, возникла в последнее время. Система WLAN следующего поколения, поддерживающая очень высокую пропускную способность (VHT), является одной из систем WLAN согласно IEEE 802.11, которые были в последнее время предложены для поддержки скорости обработки данных 1 Гбит/с или более в точке доступа к услуге (SAP) MAC, в качестве следующей версии (например, IEEE 802.11ac) системы WLAN согласно IEEE 802.11n.

Для того чтобы эффективно задействовать радиочастотный (RF) канал, система WLAN следующего поколения поддерживает схему многопользовательской (MU) MIMO-передачи, в которой множество STA одновременно осуществляет доступ к каналу. В соответствии со схемой MU MIMO-передачи, AP может одновременно передавать пакеты по меньшей мере одной MIMO-парной STA.

Дополнительно, была рассмотрена поддержка операций системы WLAN в неиспользуемом частотном спектре (WS). Например, технология для представления системы WLAN в TV WS, такая как полоса частот незанятости (например, полоса 54-698 МГц), ввиду перехода к цифровым TV от аналоговых TV была рассмотрена в соответствии со стандартом IEEE 802.11af. Однако это представлено только в иллюстративных целях, и WS может быть разрешенной полосой с возможностью использования главным образом только разрешенным пользователем. Разрешенный пользователь является пользователем, который имеет полномочия для использования разрешенной полосы, и может также называться разрешенным устройством, первичным пользователем, уполномоченным пользователем и т.д.

Например, AP и/или STA, оперирующая в WS, должна обеспечивать функцию для защиты разрешенного пользователя. В качестве примера, предполагая, что разрешенный пользователь, такой как микрофон, уже использовал конкретный канал WS, который является полосой частот, разделенной согласно правилам, для того, чтобы включать в себя конкретную полосу частот в полосе WS, AP и/или STA не может использовать полосу частот, соответствующую соответствующему каналу WS, для того, чтобы защитить разрешенного пользователя. Дополнительно, AP и/или STA должна остановить использование соответствующей полосы частот при условии, что разрешенный пользователь использует полосу частот, используемую для передачи и/или приема текущего кадра.

Таким образом, AP и/или STA необходимо определить, может ли конкретная полоса частот WS-полосы быть использована, иными словами, присутствует ли разрешенный пользователь в полосе частот. Схема для определения, присутствует ли разрешенный пользователь в конкретной полосе частот, называется обнаружением спектра. Схема обнаружения энергии, схема обнаружения подписи и т.д. используются в качестве механизма обнаружения спектра. AP и/или STA может определять, что полоса частот используется разрешенным пользователем, если интенсивность принятого сигнала превосходит предварительно определенное значение или если начальная часть DTV обнаруживается.

Межмашинная (M2M) технология связи была рассмотрена в качестве технологии связи следующего поколения. Технический стандарт для поддержки M2M-связи был разработан в качестве IEEE 802.11ah в системе WLAN согласно IEEE 802.11. M2M-связью называется схема связи, включающая в себя одну или несколько машин, или она может также называться связью машинного типа (MTC) или межмашинной связью. В этом случае машиной называется объект, который не требует непосредственного воздействия или вмешательства пользователя. Например, не только измерительное устройство или торговый автомат, включающий в себя модуль радиосвязи, но также пользовательское оборудование (UE), такое как интеллектуальный телефон с возможностью выполнения связи путем автоматического осуществления доступа к сети без воздействия/вмешательства пользователя, могут быть машинами. M2M-связь может включать в себя связь между устройствами (D2D) и связь между устройством и сервером приложений. В качестве примерной связи между устройством и сервером приложений, связь между торговым автоматом и сервером приложений, связь между устройством точки продажи (POS) и сервером приложений и связь между электрическим счетчиком, газовым счетчиком или счетчиком воды и сервером приложений. Приложения на основе M2M-связи могут включать в себя безопасность, транспортировку, медицинские услуги и т.д. В случае рассмотрения вышеупомянутых примеров применения, M2M-связь должна поддерживать нерегулярную передачу/прием малого количества данных на низкой скорости в среде, включающей в себя большое количество устройств.

Более конкретным образом, M2M-связь должна поддерживать большое количество STA. Хотя в текущий момент определенная система WLAN предполагает, что одна AP ассоциируется максимум с 2007 STA, способы для поддержки других случаев, в которых больше STA (например, около 6000 STA), чем 2007 STA, ассоциировано с одной AP, были рассмотренный в M2M-связи. Дополнительно, ожидается, что множество приложений для поддержки/запроса низкой скорости переноса присутствует в M2M-связи. Для того чтобы беспрепятственно поддерживать эти требования, STA в системе WLAN может распознавать присутствие или отсутствие данных, которые должны быть переданы ей, на основе TIM-элемента, и способы для уменьшения размера битового образа TIM были рассмотрены. Дополнительно, ожидается, что большой трафик, имеющий очень долгий интервал передачи/приема, присутствует в M2M-связи. Например, очень малое количество данных, такое как показания счетчиков электричества/газа/воды, должны быть переданы и приняты через долгие интервалы (например, каждый месяц). Соответственно, хотя количество STA, ассоциированных с одной AP, увеличивается в системе WLAN, способы для эффективной поддержки случая, в котором очень малое количество STA, каждая из которых включает в себя кадр данных для приема от AP в течение одного сигнального периода, были рассмотрены.

Как описано выше, технология WLAN быстро развивается, и не только вышеупомянутые примерные технологии, но также и другие технологии, включающие в себя установление прямой линии связи, улучшение потоковой пропускной способности среды, поддержку установления высокоскоростного и/или крупномасштабного исходного сеанса и поддержку расширенной полосы частот и рабочей частоты, разрабатываются.

МЕХАНИЗМ ДОСТУПА К СРЕДЕ

В системе WLAN на основе IEEE 802.11 базовый механизм доступа управления доступом к среде (MAC) является множественным доступом с опросом несущей с механизмом избегания конфликтов (CSMA/CA). CSMA/CA-механизм также называется распределенной функцией координирования (DCF) MAC согласно IEEE 802.11 и в сущности задействует механизм доступа "слушай перед тем как говорить". В этом типе механизма доступа, AP и/или STA может обнаруживать беспроводной канал или среду в течение предварительно определенной продолжительности времени (например, межкадрового пространства DCF (DIPS)) перед началом передачи. В результате обнаружения, если определяется, что среда находится в состоянии бездействия, AP и/или STA начинает передачу кадра с использованием среды. Тем временем, если обнаруживается, что среда находится в состоянии занятости, AP и/или STA не начинает свою передачу и может попытаться выполнить передачу кадра после установления и ожидания в течение продолжительности задержки (например, случайного периода откладывания передачи) для доступа к среде. Поскольку ожидается, что множество STA пытаются выполнить передачу кадра после ожидания в течение различных продолжительностей времени путем применения случайного периода откладывания передачи, конфликты могут быть минимизированы.

Протокол MAC согласно IEEE 802.11 обеспечивает гибридную функцию координирования (HCF) на основе DCF и функцию координирования точек (PCF). PCF называется схема выполнения периодического опрашивания посредством способа синхронного доступа на основе опрашивания так, чтобы все AP и/или STA приема могли принимать кадр данных. HCF включает в себя улучшенный распределенный доступ к каналу (EDCA) и управляемый доступ к каналу HCF (HCCA). EDCA является схемой доступа на основе состязания, используемой поставщиком для обеспечения кадра данных множеству пользователей. HCCA использует схему доступа к каналу без состязания, задействующую механизм опрашивания. HCF включает в себя механизм доступа к среде для улучшения QoS для WLAN, и QoS-данные могут передават