Способ и устройство для поддержания ассоциации в системе беспроводной локальной сети (lan)

Способ и устройство для поддержания ассоциации в системе беспроводной локальной сети (lan)

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к системе беспроводной связи и, в частности, к способу и устройству для поддержания ассоциации в системе беспроводной LAN (WLAN).

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

C быстрым развитием информационных технологий связи были разработаны различные системы с технологиями беспроводной связи. Технология WLAN из числа технологий беспроводной связи позволяет осуществлять беспроводной доступ в Интернет дома, в организациях или в конкретной области предоставления услуг c использованием мобильных терминалов, таких как карманный персональный компьютер (PDA), портативный компьютер, портативный мультимедийный проигрыватель (PMP) и т.д. на основе радиочастотной (RF) технологии.

Для устранения ограниченной скорости связи, в качестве одного из преимуществ WLAN, современный технический стандарт предлагает усовершенствованную систему, которая может увеличить скорость и надежность сети, одновременно расширяя область покрытия беспроводной сети. Например, стандарт института инженеров по электронике и электротехнике (IEEE) 802.11n обеспечивает скорость обработки данных для поддержки максимальной пропускной способности (HT) в 540 Мбит/с. Кроме того, в последнее время стала применяться технология множества входов - множества выходов (MIMO) и к передатчику, и к приемнику для минимизации ошибок передачи, а также оптимизации скорости передачи данных.

РАСКРЫТИЕ

ТЕХНИЧЕСКАЯ ЗАДАЧА

В качестве технологии связи следующего поколения обсуждается межмашинная (M2M) технология связи. Технический стандарт для поддержки M2M связи в IEEE 802.11 WLAN был разработан как IEEE 802.11ah. M2M связь может учитывать сценарий, в котором возможен нечастый обмен небольшим количеством данных с низкой скоростью в окружении, содержащем большое количество устройств.

Задачей настоящего изобретения является обеспечение способа, позволяющего станции (STA) поддерживать корректную ассоциацию с точкой доступа (AP).

Следует понимать, что технические задачи, которые должно решить настоящее изобретение, не ограничиваются вышеупомянутыми техническими задачами, и другие технические задачи, не упомянутые здесь, будет ясны из следующего ниже описания специалисту в области техники, к которой относится настоящее изобретение.

ТЕХНИЧЕСКОЕ РЕШЕНИЕ

Задача настоящего изобретения может быть достигнута путем обеспечения способа выполнения ассоциации станцией (STA) в системе беспроводной LAN (WLAN), включающего в себя этапы, на которых: передают кадр запроса ассоциации от станции (STA) точке доступа (AP); и принимают кадр ответа ассоциации от точки доступа (AP) в ответ на кадр запроса ассоциации, при этом если запрос ассоциации одобрен точкой доступа (AP), кадр ответа ассоциации включает в себя информацию относительно времени возвращения ассоциации.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения способ поддержания ассоциации станции (STA) точкой доступа (AP) в системе беспроводной LAN (WLAN) включает в себя этапы, на которых: принимают кадр запроса ассоциации от станции (STA); и передают кадр ответа ассоциации станции (STA) в ответ на кадр запроса ассоциации, при этом если запрос ассоциации одобрен точкой доступа (AP), кадр ответа ассоциации включает в себя информацию относительно времени возвращения ассоциации.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения станция (STA) для выполнения ассоциации в системе беспроводной LAN (WLAN) включает в себя: приемопередатчик; и процессор, при этом процессор передает кадр запроса ассоциации точке доступа (AP) с использованием приемопередатчика и принимает кадр ответа ассоциации от точки доступа (AP) в ответ на кадр запроса ассоциации, при этом если запрос ассоциации одобрен точкой доступа (AP), кадр ответа ассоциации включает в себя информацию относительно времени возвращения ассоциации.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения точка доступа (AP) для поддержания ассоциации станции (STA) в системе беспроводной LAN (WLAN) включает в себя: приемопередатчик; и процессор, при этом процессор принимает кадр запроса ассоциации от станции (STA) с использованием приемопередатчика и передает кадр ответа ассоциации станции (STA) в ответ на кадр запроса ассоциации с использованием приемопередатчика, при этом если запрос ассоциации одобрен точкой доступа (AP), кадр ответа ассоциации включает в себя информацию относительно времени возвращения ассоциации.

Последующее описание в общем может быть применено к вариантам воплощения настоящего изобретения.

STA может пробуждаться на основании времени возвращения ассоциации и пытаться принять кадр запроса опроса относительно безопасной ассоциации (SA) от AP.

STA может пробуждаться с такими же или более короткими интервалами времени, чем предварительно определенное время, указанное с помощью времени возвращения ассоциации, и пытаться принять кадр запроса опроса относительно SA.

После приема кадра запроса опроса относительно SA от AP, STA может передать кадр ответа на опрос относительно SA точке доступа (AP).

Посредством приема кадра запроса опроса относительно SA или передачи кадра ответа на опрос относительно SA, может поддерживаться достоверный статус SA STA.

Значение времени ожидания процесса запроса опроса относительно SA может быть установлено на основании времени возвращения ассоциации.

Значение времени ожидания процесса запроса опроса относительно SA может быть установлено равным значению параметра dot11AssociationSAQueryMaximumTimeout (максимальное время ожидания опроса относительно ассоциации SA по стандарту IEEE 802.11).

Если запрос ассоциации одобрен AP, код статуса кадра ответа ассоциации может быть установлен равным нулю (0), при этом код '0' статуса обозначает "УСПЕХ".

Если запрос ассоциации отклонен AP, кадр ответа ассоциации может включать в себя информацию относительно времени возвращения ассоциации.

Если запрос ассоциации отклонен AP, код статуса кадра ответа ассоциации может быть установлен равным 30, при этом код '30' статуса обозначает "Запрос ассоциации временно отклонен; попробуйте еще раз позже".

STA может работать в энергосберегающем (PS) режиме.

Станция (STA) может иметь статус безопасной ассоциации (SA) с точкой доступа (AP) до передачи кадра запроса ассоциации.

Следует понимать, что и предшествующее общее описание, и последующее подробное описание настоящего изобретения являются иллюстративными и пояснительными и предназначены для обеспечения дополнительного объяснения заявленного изобретения.

ПОЛЕЗНЫЕ ЭФФЕКТЫ

Как следует из приведенного выше описания, иллюстративные варианты воплощения настоящего изобретения обеспечивают способ, позволяющий станции (STA) поддерживать корректную ассоциацию с точкой доступа (AP).

Специалистам в данной области техники будет понятно, что эффекты, которые могут быть достигнуты с помощью настоящего изобретения, не ограничиваются тем, что было в частности описано выше, другие преимущества настоящего изобретения будут более понятны из следующего ниже подробного описания в сочетании с прилагаемыми чертежами.

ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Прилагаемые чертежи, которые включены для обеспечения более глубокого понимания изобретения, иллюстрируют варианты воплощения изобретения и вместе с описанием предназначены для объяснения принципа изобретения.

Фиг. 1 иллюстративно показывает систему IEEE 802.11 в соответствии с одним вариантом воплощения настоящего изобретения.

Фиг. 2 иллюстративно показывает систему IEEE 802.11 в соответствии с другим вариантом воплощения настоящего изобретения.

Фиг. 3 иллюстративно показывает систему IEEE 802.11 в соответствии с еще одним вариантом воплощения настоящего изобретения.

Фиг. 4 является концептуальной схемой, иллюстрирующей систему WLAN.

Фиг. 5 является блок-схемой последовательности операций, иллюстрирующей процесс установления линии связи для использования в системе WLAN.

Фиг. 6 является концептуальной схемой, иллюстрирующей операцию управления питанием.

Фиг. 7 является концептуальной схемой, показывающей иллюстративный формат кадра запроса опроса относительно безопасной ассоциации (SA) и ответа на опрос относительно безопасной ассоциации (SA).

Фиг. 8 является концептуальной схемой, иллюстрирующей пример процесса запроса опроса относительно SA.

Фиг. 9 является концептуальной схемой, иллюстрирующей другой пример процесса запроса опроса относительно SA.

Фиг. 10 является концептуальной схемой, иллюстрирующей другой пример процесса запроса опроса относительно SA.

Фиг. 11 является концептуальной схемой, иллюстрирующей различные варианты воплощения процесса безопасного PS-Poll.

Фиг. 12 является блок-схемой последовательности операций, иллюстрирующей способ поддержания ассоциации в соответствии с примером настоящего изобретения.

Фиг. 13 является блок-схемой, иллюстрирующей радиочастотное (RF) устройство в соответствии с одним вариантом воплощения настоящего изобретения.

ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫЕ ВАРИАНТЫ ВОПЛОЩЕНИЯ

Теперь будет сделана подробная ссылка на предпочтительные варианты воплощения настоящего изобретения, примеры которых иллюстрируются на прилагаемых чертежах. Подробное описание, которое будет дано ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи, предназначено для объяснения иллюстративных вариантов воплощения настоящего изобретения, а не для демонстрации единственных вариантов воплощения, которые могут быть реализованы в соответствии с настоящим изобретением. Следующее подробное описание включает в себя конкретные детали для обеспечения полного понимания настоящего изобретения. Однако для специалистов в данной области техники будет очевидно, что настоящее изобретение может быть реализовано без таких конкретных деталей.

Следующие ниже варианты воплощения предлагаются путем комбинации составляющих компонентов и характеристик настоящего изобретения в соответствии с предварительно определенным форматом. Отдельные составляющие компоненты или характеристики следует рассматривать как дополнительные факторы при условии, что дополнительные комментарии отсутствуют. При необходимости отдельные составляющие компоненты или характеристики могут не комбинироваться с другими компонентами или характеристиками. Кроме того, некоторые составляющие компоненты и/или характеристики могут комбинироваться для реализации вариантов воплощения настоящего изобретения. Порядок операций, которые будут раскрыты в вариантах воплощения настоящего изобретения, может быть изменен. Некоторые компоненты или характеристики любого варианта воплощения могут также быть включены в другие варианты воплощения или могут быть заменены таковыми из других вариантов воплощения, если это необходимо.

Следует отметить, что конкретные термины, раскрытые в настоящем изобретении, предложены для удобства описания и лучшего понимания настоящего изобретения, и использование этих конкретных терминов может быть изменено на другие форматы в пределах технического объема или сущности настоящего изобретения.

В некоторых случаях хорошо известные структуры и устройства опускаются, чтобы не затруднять понимание настоящего изобретения и важных функций структур и устройств, показанных в форме блок-схем. Одинаковые ссылочные позиции будут использоваться везде на чертежах для обозначения одних и тех же или подобных частей.

Иллюстративные варианты воплощения настоящего изобретения поддерживаются нормативными документами, раскрытыми по меньшей мере для одной из систем беспроводного доступа, включающих в себя: систему в соответствии со стандартом института инженеров по электронике и электротехнике (IEEE) 802, систему в соответствии со стандартом партнерского проекта по системам 3-го поколения (3GPP), систему в соответствии со стандартом 3GPP "Долгосрочное развитие сетей связи" (LTE), систему в соответствии с усовершенствованным LTE (LTE-A) и систему в соответствии с 3GPP2. В частности, этапы или части в вариантах воплощения настоящего изобретения, которые не описаны для ясной демонстрации технической идеи настоящего изобретения, могут поддерживаться вышеупомянутыми документами. Вся терминология, используемая здесь, может поддерживаться по меньшей мере одним из вышеупомянутых документов.

Следующие варианты воплощения настоящего изобретения могут быть применены ко множеству технологий 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), SC-FDMA (множественный доступ с частотным разделением с одной несущей) и т.п. CDMA может быть воплощен с помощью беспроводной (или радио) технологии, такой как UTRA (универсальный наземный радио-доступ) или CDMA2000. TDMA может быть воплощен с помощью беспроводной (или радио) технологии, такой как GSM (глобальная система мобильной связи)/GPRS (пакетная радиосвязь общего пользования)/EDGE (развитие стандарта GSM с увеличенной скоростью передачи данных). OFDMA может быть воплощен с помощью беспроводной (или радио) технологии, такой как стандарт института инженеров по электронике и электротехнике (IEEE) 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20 и E-UTRA (усовершенствованный UTRA). Для ясности последующее описание основное внимание уделяет системам IEEE 802.11. Однако технические характеристики настоящего изобретения не ограничиваются только ими.

СТРУКТУРА СИСТЕМЫ WLAN

Фиг. 1 иллюстративно показывает систему IEEE 802.11 в соответствии с одним вариантом воплощения настоящего изобретения.

Структура системы IEEE 802.11 может включать в себя множество компонентов. WLAN, которая поддерживает прозрачную мобильность STA для более высокого уровня, может быть обеспечена путем взаимной работы компонентов. Базовый набор услуг (BSS) может соответствовать базовому составному блоку LAN IEEE 802.11. На фиг. 1 показаны два BSS (BSS1 и BSS2), и две STA входят в состав каждого из BSS (то есть STA1 и STA2 входят в состав BSS1, а STA3 и STA4 входят в состав BSS2). Эллипс, указывающий BSS на фиг. 1, можно понимать как зону покрытия, в которой STA, входящие в состав соответствующего BSS, поддерживают связь. Эта область может называться областью базовых услуг (BSA). Если STA перемещается из BSA, STA не может напрямую осуществлять связь с другой STA в соответствующей BSA.

В LAN IEEE 802.11 самым простым типом BSS является независимый BSS (IBSS). Например, IBSS может иметь минимальную форму, состоящую только из двух STA. BSS (BSS1 или BSS2) на фиг. 1, который является самой простой формой и в котором опущены другие компоненты, может соответствовать типичному примеру IBSS. Такая конфигурация возможна, когда STA могут напрямую осуществлять связь друг с другом. Такой тип LAN не является заранее запланированным и может быть сконфигурирован, когда LAN необходима. Это может называться самоорганизующейся (ad-hoc) сетью.

Принадлежность STA к BSS может динамически изменяться, когда STA включается или выключается или STA входит или выходит из области BSS. STA может использовать процесс синхронизации для присоединения к BSS. Для получения доступа ко всем услугам инфраструктуры BSS, STA должен быть ассоциирован с BSS. Такая ассоциация может конфигурироваться динамически и может включать в себя использование услуги системы распределения (DSS).

Фиг. 2 является схемой, показывающей другую иллюстративную структуру системы IEEE 802.11, к которой применимо настоящее изобретение. На фиг. 2 такие компоненты, как система распределения (DS), среда системы распределения (DSM) и точка доступа (AP) добавлены к структуре на фиг. 1.

Прямое расстояние STA-STA в LAN может быть ограничено производительностью PHY. В некоторых случаях такое ограничение расстояния может быть достаточным для связи. Однако в других случаях может быть необходима связь между STA на большое расстояние. DS может быть сконфигурирован поддерживать расширенное покрытие.

DS означает структуру, в которой BSS соединены друг с другом. В частности, 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 быть указана с помощью характеристики DSM. В связи с этим, беспроводная среда (WM) и DSM логически различаются в IEEE 802.11. Соответствующие логические среды используются для различных целей и используются различными компонентами. В определении IEEE 802.11 такие среды не ограничены одной и той же или различными средами. Гибкость архитектуры LAN IEEE 802.11 (архитектуры DS или других сетевых архитектур) может быть объяснена тем, что множество сред логически отличаются. То есть архитектура LAN IEEE 802.11 может быть по-разному реализована и может независимо указываться физической характеристикой каждого варианта осуществления.

DS может поддерживать мобильные устройства путем обеспечения полной интеграции нескольких BSS и обеспечения логических услуг, необходимых для обработки адреса к пункту назначения.

AP означает объект, который позволяет ассоциированным STA получать доступ к DS через WM, и который имеет функциональность STA. Данные могут перемещаться между BSS и DS через AP. Например, STA2 и STA3, показанные на фиг. 2, имеют функциональность STA и обеспечивают функцию, позволяющую ассоциированным STA (STA1 и STA4) получать доступ к DS. Более того, так как все AP соответствуют, в сущности, STA, все AP являются адресуемыми объектами. Адрес, используемый AP для связи в WM, не всегда должен быть идентичен адресу, используемому AP для связи в DSM.

Данные, передаваемые от одной из STA, ассоциированных с AP, адресу STA AP, могут всегда быть приняты неконтролируемым портом и могут быть обработаны объектом доступа к порту IEEE 802.1X. Если контролируемый порт аутентифицирован, передаваемые данные (или кадр) могут быть переданы DS.

Фиг. 3 является схемой, показывающей еще одну иллюстративную структуру системы IEEE 802.11, к которой применимо настоящее изобретение. В дополнение к структуре на фиг. 2, фиг. 3 концептуально показывает расширенный набор служб (ESS) для обеспечения широкого покрытия.

Беспроводная сеть, имеющая произвольный размер и сложность, может состоять из DS и базовых наборов услуг (BSS). В системе IEEE 802.11 такой тип сети называется сетью ESS. ESS может соответствовать набору BSS, соединенных с одной DS. Однако ESS не включает в себя DS. Сеть ESS отличается тем, что сеть ESS выступает как сеть IBSS на уровне управления логическими связями (LLC). STA, входящие в состав ESS, могут осуществлять связь друг с другом, и мобильные STA могут прозрачно перемещаться в LLC из одного BSS в другой BSS (в пределах одного и того же ESS).

В IEEE 802.11 не предполагаются относительные физические местоположения BSS на фиг. 3, и возможны все нижеследующие формы. BSS могут частично перекрываться, и эта форма, как правило, используется для обеспечения непрерывного покрытия. BSS могут быть физически не соединены, и логические расстояния между BSS не иметь предела. BSS могут быть расположен в одном и том же физическом местоположении, и эта форма может использоваться для обеспечения избыточности. Один или несколько IBSS или сетей ESS могут быть физически расположены в одном и том же пространстве в виде одной или нескольких сетей ESS. Это может соответствовать форме сети ESS в случае, в котором самоорганизующаяся (ad-hoc) сеть функционирует в местоположении, в котором присутствует сеть ESS, случае, в котором сети IEEE 802.11 различных организаций физически перекрываются, или случае, в котором в одном и том же местоположении необходимы две или более различных политик доступа и безопасности.

Фиг. 4 является схемой, показывающей иллюстративную структуру системы WLAN. На фиг. 4 показан пример инфраструктуры BSS, включающей в себя DS.

В примере на фиг. 4 BSS1 и BSS2 составляют ESS. В системе WLAN STA является устройством, работающим в соответствии с нормами MAC/PHY IEEE 802.11. STA включают в себя станции (STA)-точки доступа (AP) и станции (STA)-не точки доступа (AP). STA-не AP соответствуют устройствам, таким как портативные компьютеры или мобильные телефоны, управляемым непосредственно пользователями. На фиг. 4 STA1, STA3 и STA4 соответствуют STA-не AP, а STA2 и STA5 соответствуют STA-AP.

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

СТРУКТУРА УРОВНЕЙ

Далее будут описаны операции AP и/или STA для использования в системе WLAN с точки зрения структуры уровней. Структура уровней может быть реализована с помощью процессора с точки зрения создания устройства. AP или STA могут включать в себя множество структур уровней. Например, структура уровней, описанная в документах 802.11, состоит, главным образом, из подуровня MAC и уровня PHY на уровне канала данных (DLL). Уровень PHY может включать в себя объект процедуры сходимости физического уровня (PLDP), зависящий от физической среды (PMD) объект и т.д. Подуровень MAC и уровень PHY могут концептуально включать в себя один управляющий объект, называемый объектом управления подуровнем MAC (MLME), и другой управляющий объект, называемый объектом управления физическим уровнем (PLME). Вышеупомянутые объекты могут обеспечивать интерфейс услуги управления уровнями для использования функции управления уровнями.

Для обеспечения правильной работы MAC в каждой AP или каждой STA присутствует объект управления станцией (SME). SME может быть не зависящим от уровней объектом, который может рассматриваться как находящийся в отдельной плоскости управления или как находящийся "в стороне". Для обеспечения правильной работы MAC в каждой STA присутствует SME (объект управления станцией; 1430). SME (1430) является не зависящим от уровней объектом, который может рассматриваться как находящийся в отдельной плоскости управления или как находящийся "в стороне". Точные функции SME в этом документе не указаны, но в общем этот объект может рассматриваться как ответственный за такие функции, как собирание зависящего от уровней статуса от различных объектов управления уровнями (LME) и аналогичную установку значения зависящих от уровней параметров. SME, как правило, выполняет такие функции от имени объектов общего управления системой и реализует стандартные протоколы управления.

Вышеупомянутые объекты взаимодействуют различным образом. Например, происходит обмен примитивами GET/SET между объектами, так что вышеупомянутые объекты взаимодействуют с друг другом. Примитив XX-GET.request используется для запроса значения данного MIBattribute (атрибута базы информации управления). Примитив XX-GET.confirm используется для возвращения соответствующего атрибута MIB, если статус = "success (успех)", в противном случае для возвращения указания об ошибке в поле Status (статуса). Примитив XX-SET.request используется для запроса, чтобы указанный атрибут MIB был установлен равным данному значению. Если этот атрибут MIB подразумевает конкретное действие, то происходит запрос, чтобы было выполнено это действие. И примитив XX-SET.confirm используется так, что если статус="success", то это подтверждает, что указанный атрибут MIB был установленным равным требуемому значению, в противном случае оно возвращает указание об ошибке в поле статуса. Если этот атрибут MIB подразумевает конкретное действие, то это подтверждает, что действие было выполнено.

Кроме того, может происходить обмен различными примитивами GET/SET MLME между MLME и SME с помощью MLME_SAP (точка доступа к услуге). Может происходить обмен различными примитивами GET/SET PLME между PLME и SME с помощью PLME_SAP, и может происходить обмен между MLME и PLME с помощью MLME-PLME_ SAP.

ПРОЦЕСС УСТАНОВЛЕНИЯ ЛИНИИ СВЯЗИ

Фиг. 5 является блок-схемой последовательности операций, объясняющей общий процесс установления линии связи в соответствии с иллюстративным вариантом воплощения настоящего изобретения.

Чтобы позволить STA установить линию связи в сети, а также принять/передать данные по сети, STA должна выполнить такое установление линии связи посредством процессов обнаружения сети, аутентификации и ассоциации, должна установить ассоциацию и выполнить аутентификацию безопасности. Процесс установления линии связи может также называться процессом инициации сеанса или процессом установления сеанса. Кроме того, этап ассоциации является общим термином для этапов обнаружения, аутентификации, ассоциации и установления безопасности процесса установления линии связи.

Процесс установления линии связи описан со ссылкой на фиг. 5.

На этапе S510 STA может выполнить действие обнаружения сети. Действие обнаружения сети может включать в себя действие сканирования STA. То есть STA должна искать доступную сеть, чтобы получить доступ к сети. STA должна идентифицировать совместимую сеть, прежде чем участвовать в беспроводной сети. Здесь процесс для идентификации сети, имеющейся в конкретной области, называется процессом сканирования.

Схема сканирования классифицируется на активное сканирование и пассивное сканирование.

Фиг. 5 является блок-схемой последовательности операций, иллюстрирующей действие обнаружения сети, включающее в себя процесс активного сканирования. В случае активного сканирования STA, сконфигурированная выполнять сканирование, передает пробный кадр запроса и ожидает ответа на пробный кадр запроса, так что STA может перемещаться между каналами и в то же время может определить, какая AP (точка доступа) присутствует в окружающей области. Ответчик передает STA, передавшей пробный кадр запроса, пробный кадр ответа в качестве ответа на пробный кадр запроса. В этом случае ответчиком может быть STA, которая в конце передала маяковый кадр в BSS сканируемого канала. В BSS, так как AP передает маяковый кадр, AP действует как ответчик. В IBSS, так как STA IBSS последовательно передают маяковый кадр, ответчик не является постоянным. Например, STA, которая передала пробный кадр запроса в канале №1 и приняла пробный кадр ответа в канале №1, сохраняет связанную с BSS информацию, содержащуюся в принятом пробном кадре ответа, и переходит к следующему каналу (например, каналу №2), так что STA может выполнить сканирование с использованием того же самого способа (то есть пробной передачи/приема запроса/ответа в канале №2).

Хотя это не показано на фиг. 5, действие сканирования может также выполняться с использованием пассивного сканирования. STA, сконфигурированная выполнять сканирование в пассивном режиме сканирования, ожидает маякового кадра, одновременно переходя от одного канала к другому. Маяковый кадр является одним из управляющих кадров в IEEE 802.11, указывающим наличие беспроводной сети, он позволяет STA, выполняющей сканирование, искать беспроводную сеть, и он периодически передается таким образом, что STA может участвовать в беспроводной сети. В BSS AP сконфигурирована периодически передавать маяковый кадр. В IBSS STA IBSS сконфигурированы последовательно передавать маяковый кадр. Если каждая STA для сканирования принимает маяковый кадр, STA сохраняет информацию о BSS, содержащуюся в маяковом кадре, переходит на другой канал и записывает информацию маякового кадра в каждом канале. STA, приняв маяковый кадр, сохраняет связанную с BSS информацию, содержащуюся в принятом маяковом кадре, переходит на следующий канал и, таким образом, выполняет сканирование с использованием такого же способа.

Если сравнивать активное сканирование и пассивное сканирование, активное сканирование является более выгодным, чем пассивное сканирование с точки зрения задержки и потребления энергии.

После того, как STA обнаруживает сеть, STA может выполнить процесс аутентификации на этапе S520. Процесс аутентификации может называться первым процессом аутентификации, чтобы процесс аутентификации можно было четко отличить от процесса установления безопасности этапа S540.

Процесс аутентификации может включать в себя передачу станцией (STA) кадра запроса аутентификации точке доступа (AP), и передачу точкой доступа (AP) кадра ответа на аутентификацию станции (STA) в ответ на кадр запроса аутентификации. Кадр аутентификации, используемый для запроса/ответа на аутентификацию, может соответствовать управляющему кадру.

Кадр аутентификации может включать в себя номер алгоритма аутентификации, порядковый номер транзакции аутентификации, код состояния, проверочный текст, устойчивая безопасная 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 запроса/ответа аутентификации, может быть заменена другой информацией или может включать в себя дополнительную информацию.

STA может передать кадр запроса аутентификации точке доступа (AP). AP может определить, аутентифицировать ли соответствующую STA на основе информации, содержащейся в принятом кадре запроса аутентификации. AP может обеспечить результат аутентификации для STA через кадр ответа на аутентификацию.

После того, как STA была успешно аутентифицирована, может быть выполнен процесс ассоциации на этапе S530. Процесс ассоциации может включать в себя передачу станцией (STA) кадра запроса ассоциации точке доступа (AP), и передачу станции (STA) точкой доступа (AP) кадра ответа ассоциации в ответ на кадр запроса ассоциации.

Например, кадр запроса ассоциации может включать в себя информацию, связанную с различными возможностями, интервал ожидания маякового кадра, идентификатор набора служб (SSID), поддерживаемые скорости, поддерживаемые каналы, RSN, домен мобильного доступа, поддерживаемые операционные классы, широковещательный запрос TIM (карты указания трафика), возможность взаимодействия услуг и т.д.

Например, кадр ответа ассоциации может включать в себя информацию, связанную с различными возможностями, код статуса, ID ассоциации (AID), поддерживаемые скорости, набор параметров усовершенствованного распределенного доступа к каналу (EDCA), индикатор принимаемой мощности канала (RCPI), индикатор отношения принимаемого сигнала к шуму (RSNI), домен мобильного доступа, интервал времени ожидания (время возвращения ассоциации), параметр сканирования перекрывающихся BSS, широковещательный ответ TIM, карту QoS и т.д.

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

После того как STA была успешно ассоциирована с сетью, может быть выполнен процесс установления безопасности на этапе S540. Процесс установления безопасности этапа S540 может называться процессом аутентификации на основании запроса/ответа ассоциации устойчивых безопасных сетей (RSNA). Процесс аутентификации этапа S520 может называться первым процессом аутентификации, а процесс установления безопасности этапа S540 может также называться просто процессом аутентификации.

Например, процесс установления безопасности этапа S540 может включать в себя процесс установления закрытого ключа с помощью четырехстороннего квитирования на основании кадра расширяемого протокола аутентификации по LAN (EAPOL). Кроме того, процесс установления безопасности может также выполняться в соответствии с другими схемами безопасности, не определенными в стандартах IEEE 802.11.

РАЗВИТИЕ WLAN

Чтобы устранить ограничения по скорости связи WLAN, недавно в качестве стандарта связи был создан IEEE 802.11n. IEEE 802.11n ставит своей целью увеличение скорости и надежности сети, а также расширение области покрытия беспроводной сети. Более подробно, IEEE 802.11n поддерживает высокую пропускную способность (HT) с максимумом в 540 Мбит/с, он основан на технологии MIMO, в которой на каждом передатчике и приемнике установлено несколько антенн.

Чтобы эффективно использовать радиочастотный (RF) канал, система WLAN следующего поколения поддерживает передачу MU-MIMO (на основе многопользовательской технологии множества входов - множества выходов), в которой множество STA может одновременно получить доступ к каналу. В соответствии со схемой передачи MU-MIMO, AP может одновременно передавать пакеты по меньшей мере одной соединенной в пару с помощью MIMO STA.

Кроме того, недавно обсуждалась технология для поддержки работы системы WLAN в свободном пространстве. Например, технология для внедрения системы WLAN в свободном пространстве (TV WS), таком как незанятая полоса частот (например, полоса 54~698 МГц), оставленная из-за перехода к цифровому телевидению, обсуждалась в рамках стандарта IEEE 802.11af. Однако вышеупомянутая информация раскрывается только в иллюстративных целях, и свободное пространство может быть лицензированной полосой, которая может главным образом использоваться только лицензированным пользователем. Лицензированный пользователь может быть пользователем, который имеет право использовать лицензированную полосу, и может также называться лицензированным устройством, основным пользователем, действующим пользователем и т.п.

Например, AP и/или STA, работающие в свободном пространстве (WS), должны обеспечить функцию для защиты лицензированного пользователя. Например, предположим, что лицензированный пользователь, такой как микрофон, уже использовал конкретный канал WS, действующий как разделенная полоса частот с регулированием таким образом, что занята конкретная ширина полосы частот из полосы WS, AP и/или STA не могут использовать полосу частот, соответствующую соответствующему каналу WS, чтобы защитить лицензированного пользователя. Кроме того, AP и/или STA должны прекратить использование соответствующей полосы частот при условии, что лицензированный пользователь использует полосу частот, используемую для передачи и/или приема текущего кадра.

Поэтому, AP и/или STA должны определять, использовать ли конкретную полосу частот в полосе WS. Другими словами, AP и/или STA должны определять наличие или отсутствие действующего пользователя или лицензированного пользователя в полосе частот. Схема для определения наличия или отсутствия действующего пользователя в конкретной полосе частот называется схемой зондирования спектра. В качестве механизма зондирования спектра может использоваться схема обнаружения энергии, схема обнаружения подписи и т.п. AP и/или STA могут определить, что полоса частот используется действующим пользователем, если интенсивность принятого сигнала превышает предварительно определенное значение, или когда обнаружена преамбула DTV.

В качестве технологии связи следующего поколения обсуждается технология M2M (межмашинной) связи. Технический стандарт для поддержки M2M связи был разработан как IEEE 802.11ah в системе WLAN IEEE 802.11. M2M связью называется схема связи, включающая в себя одну или несколько машин, или она также может называться связью машинного типа (MTC) или межмашинной (M2M) связью. В этом случае машина может быть объектом, который не требует прямого управления и вмешательства со стороны пользователя. Например, не только измерительный или торговый автомат, включающий в себя RF модуль, но также и пользовательское оборудование (UE) (такое как смартфон), которое может осуществлять связь путем автоматического доступа к сети без вмешательства/управления пользователя, могут быть примером таких машин. M2M связь может включать в себя связь устройство-устройство (D2D) и связь между устройством и сервером приложений и т.д. В качестве иллюстративной связи между устройством и сервером приложений является связь между торговым автоматом и сервером приложений, связь между устройством торговой точки (POS) и сервером приложений и связь между электрическим счетчиком, газовым счетчиком или счетчиком воды и сервером приложений. Основанные на M2M приложения связи могут включать в себя безопасность, транспорт, здравоохранение и т.д. В случае рассмотрения вышеупомянутых примеров применения, связь M2M должна поддерживать способ периодического приема/передачи небольшого количества данных на низкой скорости в среде, содержащей большое количество устройств.

Более подробно, M2M связь должна поддерживать большое количество STA. Хотя текущая система WLAN предполагает, что одна AP ассоциируется максимум с 2007 STA, различные способы для поддержки других случаев, в которых имеется намного больше STA (например, приблизительно 6000 STA) ассоциированных с одной AP, обсуждались недавно в M2M связи. Кроме того, ожидается, что в M2M связи присутствует мног