Способ и устройство для сканирования с пониженным потреблением мощности в системе wlan

Способ и устройство для сканирования с пониженным потреблением мощности в системе wlan

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к системе беспроводной связи и, в частности, к способу и устройству для сканирования с пониженным потреблением мощности в системе 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, в различных учреждениях либо в зоне, обеспечивающей конкретные услуги связи, с использованием мобильных терминалов, таких как персональный цифровой помощник (PDA), компьютер типа «лэптоп», портативный мультимедийный плеер (PMP) и т.п. на основе технологии радиочастотной связи.

Для решения проблемы ограниченной скорости связи, являющейся слабым местом сети WLAN, в недавно разработанных технических стандартах предложены системы, способные повысить скорость и надежность сети при одновременном расширении зоны покрытия беспроводной сети. Например, Стандарт IEEE 802.11n позволяет обеспечить скорость обработки, поддерживающую максимальную пропускную способность (HT), равную 540 Мбит/с и более и вводит технологию MIMO («множество входов - множество выходов»), где используется множество антенн как для передатчика, так и для приемника с тем, чтобы минимизировать ошибки передачи, а также оптимизировать скорость пересылки данных.

Сущность изобретения

Техническая проблема

В качестве технологии связи следующего поколения в последнее время обсуждается возможность использования технологии межмашинной (M2M) связи. В качестве технических стандартов для поддержки M2M связи в системе WLAN стандарта IEEE 802.11 разработан стандарт IEEE 802.11ah. При использовании M2M связи можно рассмотреть сценарий, позволяющий обмениваться небольшим объемом данных с низкой скоростью в среде, включающей в себя большое количество устройств.

Связь в системе WLAN выполняется в средах, коллективно доступных всем устройствам. В случае увеличения количества устройств, как при M2M связи, потребуется много времени на доступ к каналу одного устройства. Это может ухудшить рабочие характеристики всей системы в целом и затрудняет энергосбережение в устройствах.

Задачей настоящего изобретения, обеспечивающей решение вышеупомянутой проблемы, является создание способа и устройства для эффективного выполнения сканирования при предотвращении потерь мощности.

Технические проблемы, решаемые настоящим изобретением, не сводятся к вышеуказанным техническим проблемам, и специалистам в данной области техники очевидны другие технические проблемы, раскрытые в последующем описании.

Техническое решение

Задача настоящего изобретения может быть решена путем обеспечения способа для выполнения сканирования станцией (STA) в системе беспроводной связи, включающего в себя: передачу кадра запроса зондирования с пакетом нулевых данных (NDP) и прием от точки доступа (AP) кадра ответа о зондировании в ответ на кадр запроса зондирования NDP, причем кадр запроса зондирования NDP включает в себя поле сжатого ID набора служб (SSID).

Согласно другому аспекту настоящего изобретения обеспечена станция (STA), выполняющая сканирование в системе беспроводной связи, причем станция включает в себя: приемопередатчик и процессор, причем процессор выполнен с возможностью передачи кадра запроса зондирования NDP с использованием приемопередатчика и с возможностью приема от точки AP кадра ответа о зондировании в ответ на кадр запроса зондирования NDP с использованием приемопередатчика, причем кадр запроса зондирования NDP включает в себя поле сжатого SSID.

Нижеописанное в общем применимо к вышеупомянутым вариантам осуществления настоящего изобретения.

Станция STA может передать в AP обычный кадр запроса зондирования, послать кадр запроса ассоциации в AP или выполнить прослушивание навигационного кадра от AP после приема от AP кадра ответа на зондирование.

Кадр ответа о зондировании может быть передан от AP, когда AP приняла кадр запроса зондирования NDP, причем значение поля сжатого SSID, содержащегося в кадре запроса зондирования NDP, идентично значению сжатого SSID, созданного на основе SSID точки доступа AP.

Поле сжатого SSID может быть установлено в значение вычисленной 32-битовой контрольной суммы избыточного циклического кода (CRC), когда поле сжатого SSID определено в виде поля длиной 32 бита и установлено в 16 младших бит (LSB) значения вычисленной 32-битовой CRC идентификатора SSID, когда поле сжатого SSID определено с длиной 16 бит.

Кадр запроса зондирования NDP может включать в себя поле сжатого идентификатора SSID или поле опции сети доступа, причем кадр запроса зондирования NDP, кроме того, включает в себя 1-битовое поле SSID/присутствия взаимодействия, где поле SSID/присутствия взаимодействия указывает, какое поле из поля сжатого SSID и поля опции сети доступа включено в кадр запроса зондирования NDP.

Кадр ответа о зондировании может передаваться из точки доступа AP, когда AP приняла кадр запроса зондирования NDP и значение поля опции сети доступа, включенное в кадр запроса зондирования NDP, идентично опции сети доступа точки доступа AP.

Поле опции сети доступа может иметь размер 8 бит и включать в себя 4-битовое поле типа сети доступа, 1-битовое поле Интернета, 1-битовое поле дополнительного этапа, необходимого для доступа (ASRA), 1-битовое поле достижимости экстренной услуги (ESR) и 1-битовое поле доступности не аутентифицированной экстренной услуги (UESA).

Кадр ответа о зондировании может быть обычным кадром ответа о зондировании или коротким кадром ответа о зондировании.

Возможна широковещательная передача кадра ответа о зондировании.

Точка AP может передать кадр ответа о зондировании посредством процесса задержки по истечении интервала (DIFS) (межкадрового интервала DCF (распределенной функции координирования)) после приема кадра запроса зондирования NDP.

Станция STA может определить, что точка доступа AP работает на первом канале, когда обнаружен кадр на первом канале по истечении SIFS (короткого межкадрового интервала) после передачи кадра запроса зондирования NDP по первому каналу, и STA может перейти на второй канал и выполнить сканирование, когда в первом канале в течение заранее определенного времени кадр не обнаружен.

Станция STA может перейти на второй канал и выполнить сканирование, когда значение примитива индикации CCA физического уровня, указывающее состояние занятости, не обнаружено, до момента истечения минимального времени канала после передачи кадра запроса зондирования NDP по первому каналу.

Кадр запроса зондирования NDP может представлять собой кадр PPDU (блок пакетных данных протокола PLCP (Протокол сходимости физического уровня)), включающий в себя STF (поле короткой подстройки), LTF (поле длинной подстройки) и поле SIG (сигнала) без поля данных.

Одно из поля SSID/наличия взаимодействия, поля сжатого SSID и поля опции сети доступа может быть включено в поле SIG кадра запроса зондирования NDP.

Приведенное выше 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, раскрытого в формуле изобретения.

Положительные эффекты изобретения

Настоящее изобретение может обеспечить способ и устройство для эффективного выполнения сканирования с пониженным потреблением мощности на основе использования предложенного нового механизма сканирования.

Эффекты настоящего изобретения не ограничены вышеописанными эффектами, и другие эффекты, не описанные здесь, буду очевидны специалистам в данной области техники из следующего описания.

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. На чертежах:

фиг. 1 - примерная конфигурация системы IEEE 802.11, к которой применимо настоящее изобретение;

фиг. 2 - другая примерная конфигурация системы IEEE 802.11, к которой применимо настоящее изобретение;

фиг. 3 - еще одна примерная конфигурация системы IEEE 802.11, к которой применимо настоящее изобретение;

фиг. 4 - примерная конфигурация системы WLAN;

фиг. 5 - процедура установления канала 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 (PM);

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

фиг. 13 - иллюстрация AID на групповой основе;

фиг. 14 - стандартная структура кадра, используемая в системе IEEE 802.11;

фиг. 15 - процедура зондирования NDP согласно варианту настоящего изобретения;

фиг. 16 - процедура зондирования NDP в среде, в которой имеется множество точек доступа AP;

фиг. 17 - примерный кадр управления MAC;

фиг. 18 - процедура зондирования NDP в многоканальной среде;

фиг. 19 - процедура зондирования NDP согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг. 20 - примерный формат поля опции сети доступа;

фиг. 21 - примеры формата поля SIG кадра запроса зондирования NDP согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг. 22 - процедура зондирования NDP согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг. 23 - примерные поля, содержащиеся в коротком навигационном кадре;

фиг. 24 - процедура зондирования NDP согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг. 25 - другая примерная процедура зондирования NDP в среде, в которой имеется множество точек доступа AP;

фиг. 26 - еще одна примерная процедура зондирования NDP в многоканальной среде;

фиг. 27 - способ сканирования согласно варианту осуществления настоящего изобретения; и

фиг. 28 - блок-схема, раскрывающая конфигурацию устройства радиосвязи согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Предпочтительный вариант осуществления изобретения

Далее будет более подробно рассмотрено изобретение со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых показаны варианты осуществления изобретения. Однако это изобретение может быть воплощено во множестве других форм и не должно трактоваться как ограниченное изложенными здесь вариантами осуществления. Наоборот, эти варианты осуществления представлены в исчерпывающем и завершенном виде, и они в полной мере представляют объем настоящего изобретения специалистам в данной области техники.

Описанные ниже варианты осуществления представляют собой комбинации элементов и признаков настоящего изобретения. Эти элементы или признаки можно рассматривать по отдельности, если не упомянуто иное. Каждый элемент или признак можно практически реализовать без его комбинирования с другими элементами или признаками. Кроме того, вариант настоящего изобретения может быть сформирован путем комбинирования частей указанных элементов и/или признаков. Порядок операций, описанных в вариантах осуществления настоящего изобретения, может быть изменен. Некоторые структурные части любого из вариантов осуществления могут быть включены в другой вариант осуществления и могут быть заменены соответствующими структурными частями другого варианта осуществления.

Конкретные термины, используемые в вариантах осуществления настоящего изобретения, приведены для лучшего понимания настоящего изобретения. Эти конкретные термины могут быть заменены другими терминами в рамках объема и сущности настоящего изобретения.

В некоторых случаях для предотвращения затенения концепции настоящего изобретения структуры и устройства, известные специалистам в данной области техники, были показаны в виде блок-схем на основе основных функций каждой структуры и устройства. Вдобавок, там, где это возможно, одинаковые ссылочные позиции используются на всех чертежах и в описании для ссылки на одинаковые или подобные части.

Варианты осуществления настоящего изобретения могут поддерживаться стандартными документами, раскрытыми по меньшей мере в одной из систем беспроводного доступа, в том числе Системе 802 Института инженеров по электротехнике и электронике (IEEE), 3GPP, LTE 3GPP, LTE-A и 3GPP2. Этапы или части, которые не описаны, чтобы не отвлекать внимание от технических признаков настоящего изобретения, могут поддерживаться указанными документами. Кроме того, все изложенные здесь термины могут быть разъяснены стандартными документами.

Описанные здесь способы можно использовать в различных системах 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 радиочастотной технологии, например UTRA (Универсальный наземный радиодоступ) или CDMA2000. Система TDMA может быть воплощена посредством 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 радиочастотной технологии, например IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802.20 и E-UTRA (Развитой UTRA) и т.д. Для ясности в этой заявке делается упор на системы IEEE 802.11. Однако технические признаки настоящего изобретения этим не ограничиваются.

Конфигурация системы WLAN

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

Система IEEE 802.11 может включать в себя множество компонент и обеспечивать систему WLAN, поддерживающую мобильность STA, прозрачную для более высоких уровней в соответствии с взаимодействием упомянутых компонент. Базовый набор служб (BSS) может соответствовать базовому составляющему блоку в системе LAN IEEE 802.11. На фиг. 1 показаны два набора BSS (BSS1 и BSS2), причем в каждый из этих BSS в качестве элементов включены две станции STA (например, STA1 и STA2 включены в BSS1, а STA3 и STA4 включены в BSS2). Эллипс, ограничивающий BSS на фиг. 1, указывает зону покрытия, в которой станции STA, включенные в соответствующий BSS, поддерживают связь. Эта зона может называться зоной базовых услуг (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 IEEE 802.11 главным базовым типом BSS является независимый BSS (IBSS). Например, IBSS может иметь минимальную конфигурацию, состоящую только из двух STA. Набор IBSS имеет простейшую форму и соответствует набору BSS (BSS1 или BSS2), показанному на фиг. 1, в которой компоненты, отличные от STA, опущены. Эта конфигурация возможна, когда STA могут непосредственно осуществлять связь друг с другом. Указанный тип LAN может быть сконфигурирован по необходимости, а не спроектирован и сконфигурирован заранее, и может называться специальной сетью «ad-hoc».

Принадлежность STA набору BSS может динамически изменяться при включении или выключении станции STA или когда STA входит либо покидает область покрытия BSS. Станция STA для того, чтобы стать элементом BSS, может использовать процесс синхронизации для объединения с BSS. Для доступа ко всем службам на основе BSS станции STA необходимо выполнить ассоциацию с этим BSS. Ассоциация может быть динамически задана и может использовать службу системы распределения (DSS).

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

Расстояния по прямой между станциями STA в системе LAN могут быть ограничены рабочими характеристиками PHY-уровня. Хотя это ограничение расстояния в некоторых случаях может быть достаточным, в других случаях может оказаться необходимым поддержание связи между станциями, находящимися на большем расстоянии друг от друга. Система DS может быть выполнена с возможностью поддерживать расширенную область покрытия.

DS относится к структуре, в которой наборы BSS соединены друг с другом. В частности, наборы BSS могут присутствовать в виде компонент расширенной формы сети, состоящей из множества наборов BSS, а не присутствовать независимо друг от друга, как показано на фиг. 1.

Система DS представляет собой логическую концепцию и может быть задана характеристиками DSM. Стандарт IEEE 802.11 логически выделяет беспроводную среду (WM) из DSM. Логические среды используются для разных целей разными компонентами. Стандарт IEEE 802.11 допускает использование одной и той же среды либо разных сред. Тот факт, что множество сред логически отличаются друг от друга, можно объяснить гибкостью сети LAN IEEE 802.11 (структура DS или другие сетевые структуры). То есть структура LAN IEEE 802.11 может быть реализована в разном виде, а физические характеристики этих реализаций могут независимо определяться соответствующими структурами LAN.

Система DS может поддерживать мобильные устройства, обеспечивая интеграцию множества BSS без разрывов и предоставляя логические услуги, необходимые для обработки адресов для адресата.

Точка AP относится к объекту, который дает возможность ассоциированным станциям STA осуществлять доступ к системе DS через беспроводную среду WM и который имеет функциональные возможности STA. Данные могут перемещаться между BSS и DS через точку AP. Например, показанные на фиг. 2 станции STA2 и STA3 имеют функциональные возможности STA и обеспечивают функцию инициирования доступа ассоциированных 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 осуществления связи посредством DSM.

Данные, переданные от одной из станций STA, ассоциированных с точкой AP, на адрес STA точки АР, могут быть всегда приняты неуправляемым портом и могут быть обработаны объектом доступа порта IEEE 802.1X. Кроме того, если управляемый порт аутентифицирован, то передаваемые данные (или кадр) могут быть доставлены в систему DS.

На фиг. 3 представлена схема, где показана другая примерная конфигурация системы IEEE 802.11, для которой применимо настоящее изобретение. Вдобавок к конфигурации по фиг. 2, на фиг. 3 показан расширенный набор услуг (ESS) для обеспечения расширенного 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 набору BSS, подсоединенных к DS. Однако ESS не включает в себя систему DS. Сеть ESS подобна 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 не определены относительные физические позиции наборов BSS на фиг. 3, и наборы BSS могут быть локализованы следующим образом. Наборы BSS частично могут перекрываться, и эта конфигурация обычно используется для обеспечения непрерывного покрытия. Наборы BSS необязательно физически соединены друг с другом, причем имеется ограничение на логическое расстояние между наборами BSS. Вдобавок, наборы BSS могут находиться в одном и том же физическом месте, и такая конфигурация может быть использована для обеспечения избыточности. Кроме того, одна или несколько сетей 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 «ad-hoc» 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 две или более стратегий защиты.

На фиг. 4 представлена схема, где показана примерная конфигурация системы WLAN. На фиг. 4 показан пример BSS на основе структуры, содержащей 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, 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, мобильной абонентской станцией (MSS) и т.д. Точка AP соответствует базовой станции (BS), узлу B, развитому узлу B (e-NB), базовой приемопередающей системе (BTS), базовой фемтостанции и т.д. в других областях беспроводной связи.

Процедура установления канала

На фиг. 5 представлена общая процедура установления канала.

Для установления канала с сетью и передачи/приема данных станции STA необходимо найти сеть, выполнить аутентификацию, установить ассоциацию и пройти процедуру аутентификации в целях безопасности. Процедура установления канала также можно назвать процедурой инициирования сеанса или процедурой установления сеанса. Вдобавок, процедура ассоциации является общим термином для этапов нахождения, аутентификации, ассоциации и установления защиты процедуры установления канала.

Процедура 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, которая может участвовать в передаче/приеме, чтобы получить доступ к этой сети. Станции STA необходимо идентифицировать подходящую сеть, прежде чем принимать участие в работе беспроводной сети. Процедура идентификации сети, находящейся в конкретной области, называется сканированием.

Сканирование включает в себя активное сканирование и пассивное сканирование.

На фиг. 5 показана операция нахождения сети, включающая в себя активное сканирование. Станция STA, выполняющая активное сканирование, передает кадр запроса зондирования для поиска окружающих точек доступа при изменении каналов и ожидает ответа на кадр запроса зондирования. Ответчик, получив переданный кадр запроса зондирования, передает кадр ответа о зондировании на станцию STA. В этом случае ответчиком может быть станция STA, которая, в конечном счете, передает навигационный кадр в BSS отсканированного канала. В случае BSS, поскольку точка AP передала навигационный кадр, точка AP действует как ответчик, в то время, как в случае IBSS, поскольку станции IBSS последовательно передают навигационный кадр, ответчик не является фиксированным. Например, станция STA, которая передала кадр запроса зондирования по каналу #1 и приняла кадр ответа о зондировании по каналу #1, запоминает информацию, связанную с BSS, содержащуюся в принятом кадре ответа о зондировании, и переходит к следующему каналу (например, к каналу #2) и выполняет сканирование (то есть передачу и прием запроса/ответа о зондировании по каналу #2) аналогичным образом.

Хотя это на фиг. 5 не показано, операция сканирования также может выполняться с использованием пассивного сканирования. Станция STA, выполненная с возможностью выполнения сканирования в режиме пассивного сканирования, ожидает поступление навигационного кадра, переходя одновременно с одного канала на другой. Навигационный 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 навигационный кадр передается периодически таким образом, чтобы станция STA могла найти беспроводную сеть и принять участие в ее работе. В наборе BSS точка доступа (AP) периодически передает навигационный кадр, в то время как станции STA в IBSS передают навигационный кадр по очереди в случае IBSS. После приема навигационного кадра станция STA, выполняющая сканирование, запоминает информацию о BSS, содержащуюся в навигационном кадре, переходит на другой канал и записывает информацию о навигационном кадре для каждого канала. Станция STA, которая приняла навигационный кадр, запоминает информацию, связанную с BSS, содержащуюся в принятом навигационном кадре, и переходит на следующий канал, выполняя таким образом сканирование следующего канала с использованием одного и того же способа.

Что касается сравнения активного сканирования с пассивным сканированием, то активное сканирование имеет преимущества меньшей задержки и энергопотребления, чем пассивное.

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 включает в себя процедуру, посредством которой станция STA передает кадр с запросом аутентификации в точку AP, и процедуру, посредством которой AP передает на станцию STA кадр с ответом об аутентификации в ответ на полученный кадр с запросом аутентификации. Кадр аутентификации, используемый для запроса/ответа об аутентификации, соответствует кадру управления.

Кадр аутентификации может включать в себя информацию о номере алгоритма аутентификации, номере последовательности транзакции аутентификации, код состояния, текст вызова, надежно защищенную сеть (RSN), конечную циклическую группу и т.д. Вышеупомянутая информация является частью информации, которая может содержаться в кадре с запросом/ответом об ассоциации и 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 об аутентификации.

После успешной аутентификации станции STA может быть выполнен процесс ассоциации на этапе S530. Процесс ассоциации может включать в себя процедуру, посредством которой станция STA передает в точку AP кадр с запросом ассоциации, и процедуру, посредством которой точка AP передает на станцию STA кадр с ответом об ассоциации в ответ на кадр с запросом ассоциации.

Например, кадр с запросом ассоциации может включать в себя информацию, связанную с различными возможностями, интервал навигационного прослушивания, идентификатор набора услуг (SSID), поддерживаемые скорости передачи, поддерживаемые каналы, RSN, область мобильности, поддерживаемые классы эксплуатации, запрос трансляции TIM (карта индикации трафика), возможности использования взаимодействующих услуг 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 до возобновления ассоциации), параметр перекрывающегося сканирования BSS, ответ с трансляцией TIM, карта QoS и т.д.

Вышеупомянутая информация является частью информации, которая может содержаться в кадре с запросом/ответом об ассоциации, причем в кадр с запросом/ответом об ассоциации, кроме того, может быть включена дополнительная информация.

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 первой аутентификацией, а процесс установки защиты на этапе S540 может называться просто аутентификацией.

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 стандарте IEEE 802.11.

Развитие WLAN

Для смягчения ограничений на скорость передачи в сети WLAN в качестве технического 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), превышающую 540 Мбит/с, и основана на технологии MIMO, согласно которой монтируется множество антенн для каждого передатчика и приемника, чтобы минимизировать ошибки передачи и оптимизировать скорость передачи.

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

Для эффективного использования радиоканалов 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 каналам. Согласно схеме передачи MU-MIMO точка AP может одновременно передавать пакеты по меньшей мере на одну или несколько станций STA, соединенных 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 называется 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 и/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.

Соответственно, точка AP и/или станция STA предпочтительно должны выполнить процедуру проверки возможности использования конкретной полосы частот в полосе WS, другими словами, должны определить, имеется ли лицензированный пользователь, использующий эту полосу частот. Проверка наличия лицензированного пользователя для конкретной полосы частот называется здесь контролем спектра. В качестве механизма контроля спектра могут быть использованы операции определения энергии, определения сигнатуры или т.п. Когда уровень принятого сигнала превышает заранее определенное значение или обнаружена преамбула DTV, можно заключить, что соответствующая полоса частот используется в настоящее время лицензированным пользователем.

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 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 машинной 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, оборудованный модулем RF связи, 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. Примерами такой связи между устройством и сервером приложений являются связь между торговым автоматом и сервером, связь между устройством в точке продаж (POS) и сервером и связь между счетчиком потребления электроэнергии, счетчиком потребления газа или счетчиком потребления воды и сервером. Вдобавок, 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 передачу и прием 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 ассоциирована максимум с 2007 станциями STA, в последнее время обсуждаются различные варианты поддержки в других ситуациях, когда с одной точкой AP ассоциировано 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. В системе WLAN станция STA может определить наличие данных, подлежащих передаче, на основе элемента «Карта индикации трафика» (TIM), в связи с чем в последнее время обсуждаются различные способы сокращения размера битовой карты TIM для поддержки вышеупомянутых приложений. Вдобавок, ожидается появление большого объема данных трафика с очень большим интервалом передачи/приема при использовании M2M связи. Например, при M2M связи необходимо передавать и принимать очень маленький объем данных (например, показания счетчика потребления электроэнергии/газа/воды) с длительными интервалами (например, ежемесячно). Вдобавок, поскольку станция STA работает в соответствии с командой, полученной через нисходящую линию связи (то есть линию связи от точки AP к станции STA без AP) так, что данные передаются через восходящую линию связи (то есть линию от станции STA без AP к данной точке AP), в системе M2M связи используют усовершенствованные схемы связи по восходящей линии, через которую передают основные данные. Вдобавок, большинство станций STA в схеме M2M связи в основном функционируют, используя батарею, в связи с чем не