Способ и устройство для выполнения доступа в системе беспроводной lan

Способ и устройство для выполнения доступа в системе беспроводной lan

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

[1] Настоящее раскрытие относится к системе беспроводной связи и, более конкретно, к способу и устройству для доступа в системе беспроводной LAN.

Уровень техники

[2] С недавним развитием технологий передачи информации, было разработано многообразие технологий беспроводной связи. Из числа таких технологий, WLAN является технологией, которая обеспечивает возможность беспроводного доступа к сети Интернет дома, на производстве, или в областях, обеспечивающих конкретные услуги, с использованием мобильного терминала, такого как персональный цифровой ассистент (PDA), портативный компьютер, или портативный мультимедийный проигрыватель (PMP), на основе радиочастотной технологии.

[3] Чтобы преодолевать ограниченную скорость передачи данных, которая указывается как слабое место WLAN, технические стандарты недавно ввели систему, способную к увеличению скорости и надежности сети при расширении покрытия беспроводной сети. Например, IEEE 802.11n поддерживает высокую пропускную способность (HT) с максимальной скоростью обработки данных, равной 540 Мбит/с. В дополнение, была введена технология с множеством входов и множеством выходов (MIMO), которая использует множество антенн как для передатчика, так и для приемника, чтобы минимизировать ошибки передачи и оптимизировать скорость передачи данных.

[4] Технология межмашинной связи (M2M) обсуждается как технология связи следующего поколения. Технический стандарт для поддержки связи M2M в системе IEEE 802.11 WLAN, также находится в разработке под названием IEEE 802.11ah. В связи M2M, может рассматриваться сценарий, в котором время от времени передается малый объем данных на малой скорости в среде, имеющей большое количество устройств.

[5] Связь в системе WLAN выполняется по среде передачи, совместно используемой всеми устройствами. Если количество устройств увеличивается как в связи M2M, механизм доступа к каналу должен эффективно улучшаться, чтобы уменьшать излишнее потребление мощности и помехи.

Раскрытие

Техническая задача

[6] Цель настоящего изобретения относится к индикации и конфигурации полей для ситуации, в которой диапазон идентификаторов (ID) присоединения (AID), назначенных окну ограниченного доступа (RAW), является идентичным диапазону AID в карте индикации трафика (TIM).

[7] Цели настоящего изобретения не ограничены вышеупомянутой целью, и другие цели настоящего изобретения, которые не, упомянуты выше, станут ясны специалистам в данной области техники при изучении последующего описания.

Техническое решение

[8] В первом аспекте настоящего изобретения, обеспечивается способ выполнения доступа к среде передачи станцией (STA) в системе беспроводной связи, при этом способ включает в себя прием предварительно определенного кадра, содержащего временную метку, проверку поля назначения окна ограниченного доступа (RAW), содержащегося в предварительно определенном кадре, и выполнение доступа в слоте, определенном на основе подполя поля назначения RAW, когда STA принадлежит группе RAW, относящейся к полю назначения RAW, при этом то, принадлежит ли или нет STA группе RAW, определяется в зависимости от того, находится ли или нет идентификатор присоединения (AID) станции STA внутри диапазона AID, при этом поле назначения RAW включает в себя подполе, указывающее то, определяется ли или нет диапазон AID посредством битовой карты TIM.

[9] Во втором аспекте настоящего изобретения, обеспечивается станция (STA) для выполнения доступа к среде передачи в системе беспроводной связи, при этом STA включает в себя модуль приемопередатчика, и процессор, при этом процессор сконфигурирован с возможностью принимать предварительно определенный кадр, содержащий временную метку, проверять поле назначения окна ограниченного доступа (RAW), содержащееся в предварительно определенном кадре, и выполнять доступ в слоте, определенном на основе подполя поля назначения RAW, когда STA принадлежит группе RAW, относящейся к полю назначения RAW, при этом то, принадлежит ли или нет STA группе RAW, определяется в зависимости от того, находится ли или нет идентификатор присоединения (AID) станции STA внутри диапазона AID, при этом поле назначения RAW включает в себя подполе, указывающее то, определяется ли или нет диапазон AID посредством битовой карты TIM.

[10] Первый и второй аспекты настоящего изобретения могут включать в себя следующие детали.

[11] Когда поле назначения RAW является первым полем назначения RAW элемента RPS и индикация той же группы установлена на 0, диапазон AID может определяться посредством поля группы RAW.

[12] Значение опций, содержащееся в подполе, идентичном индикации той же группы, может устанавливаться на 0.

[13] Станциям STA, включенным в диапазон AID, может разрешаться выполнять доступ, даже если STA не вызываются в битовой карте TIM.

[14] Когда поле назначения RAW является первым полем назначения RAW элемента RPS и индикация той же группы установлена на 1, первое поле назначения RAW может не включать в себя поле группы RAW.

[15] Битовая карта TIM может содержаться в предварительно определенном кадре.

[16] Предварительно определенный кадр может быть либо маяковым кадром, либо (коротким) маяковым кадром.

[17] Когда поле назначения RAW является вторым полем назначения RAW или полем назначения RAW после второго поля назначения RAW в элементе RPS и подполе индикации той же группы установлено на 1, поле назначения RAW может не включать в себя поле группы RAW.

[18] Поле назначения RAW может содержаться в элементе набора параметров RAW (RPS).

[19] Элемент RPS может содержать одно или более полей назначения RAW.

Преимущества изобретения

[20] Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения, поле группы RAW может пропускаться, и, таким образом, размер маякового кадра может уменьшаться.

[21] Преимущества, которые могут получаться из настоящего изобретения не ограничены вышеупомянутыми преимуществами, и другие преимущества могут ясно пониматься специалистами в данной области техники из описания, данного ниже.

Описание чертежей

[22] Сопровождающие чертежи, которые предполагается, что обеспечивают дополнительное понимание настоящего изобретения, иллюстрируют различные варианты осуществления настоящего изобретения и вместе с описанием в этой спецификации служат, чтобы описывать принцип изобретения.

[23] Фиг. 1 является диаграммой, показывающей иллюстративную структуру системы IEEE 802.11, к которой применимо настоящее изобретение.

[24] Фиг. 2 является диаграммой, показывающей другую иллюстративную структуру системы IEEE 802.11, к которой применимо настоящее изобретение.

[25] Фиг. 3 является диаграммой, показывающей еще другую иллюстративную структуру системы IEEE 802.11, к которой применимо настоящее изобретение.

[26] Фиг. 4 является диаграммой, показывающей иллюстративную структуру системы WLAN.

[27] Фиг. 5 иллюстрирует процесс установки линии связи в системе WLAN.

[28] Фиг. 6 иллюстрирует процесс отсрочки передачи.

[29] Фиг. 7 иллюстрирует скрытый узел и открытый узел.

[30] Фиг. 8 иллюстрирует RTS и CIS.

[31] Фиг. 9 иллюстрирует операцию управления мощностью.

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

[33] Фиг. 13 иллюстрирует основанный на группах AID.

[34] Фиг. 14-16 иллюстрируют RAW и элемент RPS.

[35] Фиг. 17-25 иллюстрируют вариант 1 осуществления настоящего изобретения.

[36] Фиг. 26-30 иллюстрируют вариант 2 осуществления настоящего изобретения.

[37] Фиг. 31 является блок-схемой, иллюстрирующей беспроводное устройство согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.

Предпочтительный вариант осуществления

[38] В дальнейшем, иллюстративные варианты осуществления настоящего изобретения будут описываться со ссылкой на сопровождающие чертежи. Подробное описание, которое раскрыто вместе с сопровождающими чертежами, предназначено, чтобы описывать иллюстративные варианты осуществления настоящего изобретения, и не предназначено, чтобы описывать единственный вариант осуществления, посредством которого настоящее изобретение может выполняться. Последующее подробное описание включает в себя конкретные детали, чтобы обеспечивать полное понимание настоящего изобретения. Однако специалистам в данной области техники должно быть ясно, что настоящее изобретение может использоваться на практике без таких конкретных деталей.

[39] Варианты осуществления настоящего изобретения, описанные ниже, являются комбинациями элементов и признаков настоящего изобретения. Элементы или признаки могут рассматриваться избирательно, если иное не упомянуто. Каждый элемент или признак может использоваться на практике без комбинирования с другими элементами или признаками. Дополнительно, один вариант осуществления настоящего изобретения может конструироваться посредством комбинирования частей элементов и/или признаков. Порядки операций, описанные в вариантах осуществления настоящего изобретения, могут переставляться. Некоторые конструкции или признаки любого варианта осуществления могут включаться в другой вариант осуществления и могут заменяться на соответствующие конструкции или признаки другого варианта осуществления.

[40] Конкретные признаки, используемые в последующем описании, обеспечиваются, чтобы способствовать в понимании настоящего изобретения. Эти конкретные признаки могут заменяться на другие признаки в пределах объема и сущности настоящего изобретения.

[41] В некоторых случаях, хорошо известные структуры и устройства пропускаются, чтобы избегать затруднение понимания концепций настоящего изобретения, и важные функции структур и устройств показаны в форме блок-схемы. Одинаковые ссылочные позиции используются всюду на чертежах, чтобы указывать на одинаковые или подобные части.

[42] Варианты осуществления настоящего изобретения могут поддерживаться документами стандартов, раскрытыми для, по меньшей мере, одной из систем беспроводного доступа, как, например, систем института электрических и электронных инженеров (IEEE) 802, проекта партнерства 3-его поколения (3GPP), долгосрочной эволюции 3GPP (3GPP LTE), LTE-advanced (LTE-A), и 3GPP2. Для этапов или частей, чье описание пропускается, чтобы обеспечивать ясность технических признаков настоящего изобретения, ссылка может делаться на эти документы. Дополнительно, все признаки, которые здесь изложены, могут описываться документами стандартов.

[43] Последующая технология может использоваться в различных системах беспроводного доступа, таких как системы для множественного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA), множественного доступа с частотным разделением каналов (FDMA), множественного доступа с временным разделением каналов (TDMA), множественного доступа с ортогональным разделением частот (OFDMA), множественного доступа с частотным разделением каналов с одиночной несущей (SC-FDMA), и т.д. CDMA может осуществляться посредством радиотехнологии, такой как универсальный наземный радиодоступ (UTRA) или CDMA2000. TDMA может осуществляться посредством радиотехнологии, такой как глобальная система мобильной связи (GSM)/пакетная радиосвязь общего назначения (GPRS)/развитие стандарта GSM с увеличенной скоростью передачи данных (EDGE). OFDMA может осуществляться посредством радиотехнологии, такой как IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802.20, усовершенствованной UTRA (E-UTRA), и т.д. Для ясности, настоящее раскрытие фокусируется на системах 3GPP LTE и LTE-A. Однако технические признаки настоящего изобретения не ограничены этим.

[44] Структура системы WLAN

[45] Фиг. 1 является диаграммой, показывающей иллюстративную структуру системы IEEE 802.11, к которой применимо настоящее изобретение.

[46] Структура системы IEEE 802.11 может включать в себя множество компонентов. WLAN, которая поддерживает прозрачную мобильность станций (STA) для более высокого уровня, может обеспечиваться посредством взаимных операций компонентов. Базовый набор услуг (BSS) может соответствовать базовому компоновочному блоку в IEEE 802.11 LAN. На фиг. 1, представлены два набора BSS (BSS1 и BSS2) и две станции STA включены в каждый из наборов BSS (то есть STA1 и STA2 включены в BSS1 и STA3 and STA4 включены в BSS2). Эллипс, показывающий BSS на фиг. 1, может пониматься как область покрытия, в которой станции STA, включенные в соответствующий BSS, поддерживают связь. Эта область может упоминаться как область базовых услуг (BSA). Если STA перемещается из BSA, STA не может напрямую осуществлять связь с другими станциями STA в соответствующей BSA.

[47] В IEEE 802.11 LAN, наиболее базовым типом набора BSS является независимый BSS (IBSS). Например, IBSS может иметь минимальную форму, состоящую только из двух станций STA. BSS (BSS1 или BSS2) из фиг. 1, который является наиболее простой формой и не включает в себя другие компоненты за исключением станций STA, может соответствовать обычному примеру набора IBSS. Эта конфигурация является возможной, когда станции STA могут напрямую осуществлять связь друг с другом. Такой тип LAN может конфигурироваться по мере необходимости вместо использования предварительного планирования и также называется специализированная сеть.

[48] Членство станции STA в BSS может динамически изменяться, когда STA переходит во включенное или выключенное состояние или STA входит в или покидает область набора BSS. Чтобы стать членом набора BSS, STA может использовать процесс синхронизации, чтобы присоединиться к BSS. Чтобы осуществлять доступ ко всем услугам инфраструктуры BSS, STA должна быть присоединенной к BSS. Такое присоединение может динамически конфигурироваться и может включать в себя использование услуги распределенной системы (DSS).

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

[50] Прямое расстояние от STA до STA в LAN может ограничиваться физической (PHY) производительностью. В некоторых случаях, такое ограничение расстояния может быть достаточным для связи. Однако в других случаях, может быть необходима связь между станциями STA на дальнем расстоянии. DS может быть сконфигурирована с возможностью поддерживать расширенное покрытие.

[51] DS указывает на структуру, в которой наборы BSS соединены друг с другом. Конкретно, BSS может быть сконфигурирован как компонент расширенной формы сети, состоящей из множества наборов BSS, вместо независимой конфигурации, как показано на фиг. 1.

[52] DS является логической концепцией и может определяться посредством характеристики DSM. По отношению к этому, беспроводная среда передачи (WM) и DSM логически различаются в IEEE 802.11. Соответствующие логические среды передачи используются для разных целей и используются разными компонентами. В определении из IEEE 802.11, такие среды передачи не ограничены одной и той же или разными средами передачи. Гибкость архитектуры IEEE 802.11 LAN (архитектуры DS или других сетевых архитектур) может объясняться тем, что множество сред передачи являются логически разными. То есть, архитектура IEEE 802.11 LAN может различным образом осуществляться и может независимо определяться посредством физической характеристики каждого варианта осуществления.

[53] DS может поддерживать мобильные устройства посредством обеспечения бесшовной стыковки множества наборов BSS и обеспечения логических услуг, необходимых для манипулирования адресом в пункт назначения.

[54] AP указывает на объект, который обеспечивает возможность присоединенным станциям STA осуществлять доступ к DS посредством 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 обеспечения возможности присоединенным станциям STA (STA1 и STA4) осуществлять доступ к DS. Более того, так как все точки доступа AP соответствуют в основе станциям STA, все точки доступа AP являются адресуемыми объектами. Адрес, используемый точкой доступа AP для связи по WM, не обязательно должен быть идентичным адресу, используемому точкой доступа AP для связи по DSM.

[55] Данные, передаваемые от одной из станций STA, присоединенных к AP, на адрес STA точки доступа AP, могут всегда приниматься неуправляемым портом и могут обрабатываться посредством объекта доступа к порту IEEE 802.1X. Если управляемый порт аутентифицируется, данные передачи (или кадр) могут передаваться в DS.

[56] Фиг. 3 является диаграммой, показывающей еще другую иллюстративную структуру системы IEEE 802.11, к которой применимо настоящее изобретение. В дополнение к структуре из фиг. 2, фиг. 3 концептуально показывает расширенный набор услуг (ESS) для обеспечения широкого покрытия.

[57] Беспроводная сеть, имеющая произвольный размер и сложность, может состоять из DS и наборов BSS. В системе IEEE 802.11, такой тип сети упоминается как сеть ESS. ESS может соответствовать набору наборов BSS, соединенных с одной DS. Однако ESS не включает в себя DS. Сеть ESS характеризуется тем, что сеть ESS выглядит как сеть IBSS в уровне управления логической линией связи (LLC). Станции STA, включенные в ESS, могут осуществлять связь друг с другом и мобильные станции STA являются подвижными прозрачно в LLC из одного BSS в другой BSS (внутри одного и того же ESS).

[58] В IEEE 802.11, относительные физические местоположения наборов BSS на фиг. 3 не предполагаются и следующие формы все являются возможными. Наборы BSS могут частично перекрываться и эта форма, в общем, используется, чтобы обеспечивать непрерывное покрытие. Наборы BSS могут не быть физически соединенными и логические расстояния между наборами BSS не имеют границы. Наборы BSS могут располагаться в одном и том же физическом положении и эта форма может использоваться, чтобы обеспечивать избыточность. Одна (или более, чем одна) сеть IBSS или ESS могут физически располагаться в одном и том же пространстве, что и одна (или более, чем одна) сеть ESS. Это может соответствовать форме сети ESS в случае, в котором специализированная сеть работает в местоположении, в котором присутствует сеть ESS, случае, в котором сети IEEE 802.11 разных организаций физически перекрываются, или случае, в котором две или более разных политик доступа и защиты являются необходимыми в одном и том же местоположении.

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

[60] В примере из фиг. 4, BSS1 и BSS2 составляют ESS. В системе WLAN, STA является устройством, работающим согласно регулированию MAC/PHY из IEEE 802.11. Станции STA включают в себя AP станции STA и не-AP станции STA. Не-AP станции STA соответствуют устройствам, таким как мобильные телефоны, управляемые напрямую пользователями. На фиг. 4, STA1, STA3, и STA4 соответствуют не-AP станциям STA и STA2 и STA5 соответствуют AP станциям STA.

[61] В последующем описании, не-AP станция STA может упоминаться как терминал, блок беспроводной передачи/приема (WTRU), пользовательское оборудование (UE), мобильная станция (MS), мобильный терминал, или мобильная абонентская станция (MSS). AP является концепцией, соответствующей базовой станции (BS), Узлу B, усовершенствованному Узлу B (eNB), базовой приемопередаточной системе (BTS), или фемто BS в других областях беспроводной связи.

[62] Процесс установки линии связи

[63] Фиг. 5 является диаграммой для описания общего процесса установки линии связи.

[64] Чтобы обеспечивать возможность STA устанавливать установку линии связи в сети и передавать/принимать данные по сети, STA должна выполнять процессы обнаружения сети, аутентификации, установки присоединения, установки защиты, и т.д. Процесс установки линии связи также может упоминаться как процессор инициирования сеанса или процесс установки сеанса. В дополнение, обнаружение, аутентификация, присоединение, и установка защиты процесса установки линии связи также могут называться процесс присоединения.

[65] Иллюстративный процесс установки линии связи описывается со ссылкой на фиг. 5.

[66] На этапе S510, STA может выполнять действие обнаружения сети. Действие обнаружения сети может включать в себя действие сканирования STA. То есть, чтобы осуществить доступ к сети, STA должна осуществить поиск доступной сети. STA должна идентифицировать совместимую сеть до участия в беспроводной сети и процесс идентификации сети, присутствующей в конкретной области, упоминается как сканирование.

[67] Сканирование категоризуется на активное сканирование и пассивное сканирование.

[68] Фиг. 5 иллюстративно иллюстрирует действие обнаружения сети, включающее в себя процесс активного сканирования. STA, выполняющая активное сканирование, передает кадр запроса зондирования, чтобы определить то, какая AP присутствует в периферийной области при перемещении между каналами и ожидает ответа на кадр запроса зондирования. Модуль ответа передает кадр ответа зондирования в ответ на кадр запроса зондирования в STA, которая передала кадр запроса зондирования. Здесь, модуль ответа может быть STA, которая в конечном счете передала маяковый кадр в BSS сканированного канала. Так как AP передает маяковый кадр в BSS, AP является модулем ответа. В IBSS, так как станции STA набора IBSS последовательно передают маяковый кадр, модуль ответа не является одним и тем же. Например, STA, которая передала кадр запроса зондирования на канале #1 и приняла кадр ответа зондирования на канале #1, сохраняет относящуюся к BSS информацию, содержащуюся в принятом кадре ответа зондирования, и перемещается на следующий канал (например, канал #2). Таким же способом, STA может выполнять сканирование (то есть передачу и прием запроса/ответа зондирования на канале #2).

[69] Хотя на фиг. 5 не показано, действие сканирования также может выполняться с использованием пассивного сканирования. STA, которая выполняет пассивное сканирование, ожидает приема маякового кадра при перемещении с одного канала на другой канал. Маяковый кадр является одним из кадров управления в IEEE 802.11. Маяковый кадр периодически передается, чтобы показывать присутствие беспроводной сети, и обеспечивает возможность сканирующей STA осуществлять поиск беспроводной сети и, таким образом, присоединяться к беспроводной сети. В BSS, AP сконфигурирована с возможностью периодически передавать маяковый кадр и, в IBSS, станции STA в IBSS сконфигурированы с возможностью последовательно передавать маяковый кадр. При приеме маякового кадра, сканирующая STA сохраняет относящуюся к BSS информацию, содержащуюся в маяковом кадре, и записывает информацию маякового кадра о каждом канале при перемещении к другому каналу. При приеме маякового кадра, STA может сохранять относящуюся к BSS информацию, содержащуюся в принятом маяковом кадре, перемещаться к следующему каналу, и выполнять сканирование на следующем канале с использованием того же способа.

[70] Активное сканирование является более предпочтительным, чем пассивное сканирование в терминах задержки и потребления мощности.

[71] После обнаружения сети, STA может выполнять процесс аутентификации на этапе S520. Процесс аутентификации может упоминаться как первый процесс аутентификации, чтобы ясно отличать этот процесс от процесса установки защиты из этапа S540.

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

[73] Кадр аутентификации может включать в себя информацию о номере алгоритма аутентификации, последовательном номере транзакции аутентификации, коде состояния, тексте запроса, сети устойчивой защиты (RSN), конечной циклической группе (FCG), и т.д. Вышеупомянутая информация, содержащаяся в кадре аутентификации, может соответствовать некоторым частям информации, которая может содержаться в кадре запроса/ответа аутентификации, и может заменяться на другую информацию или включать в себя дополнительную информацию.

[74] STA может передавать кадр запроса аутентификации в AP. AP может определять, разрешать ли аутентификацию для соответствующей STA, на основе информации, содержащейся в принятом кадре запроса аутентификации. AP может обеспечивать результат процесса аутентификации в STA посредством кадра ответа аутентификации.

[75] После того, как STA успешно аутентифицируется, на этапе S530 может выполняться процесс присоединения. Процесс присоединения включает в себя процесс, в котором STA передает кадр запроса присоединения в AP и AP передает кадр ответа присоединения в STA в ответ на кадр запроса присоединения.

[76] Например, кадр запроса присоединения может включать в себя информацию, ассоциированную с различными функциональными возможностями, интервал прослушивания маяка, идентификатор набора услуг (SSID), поддерживаемые скорости, поддерживаемые каналы, RSN, область мобильности, поддерживаемые рабочие классы, широковещательный запрос карты индикации трафика (TIM), функциональную возможность услуги взаимодействия, и т.д.

[77] Например, кадр ответа присоединения может включать в себя информацию, ассоциированную с различными функциональными возможностями, код состояния, ID присоединения (AID), поддерживаемые скорости, набор параметров улучшенного распределенного доступа к каналу (EDCA), индикатор мощности принятого канала (RCPI), индикатор отношения принятого сигнала к шуму (RSNI), область мобильности, интервал превышения лимита времени (время ответа присоединения), параметр сканирования перекрывающихся BSS, широковещательный ответ TIM, карту качества обслуживания (QoS), и т.д.

[78] Вышеупомянутая информация может соответствовать некоторым частям информации, которая может содержаться в кадре запроса/ответа присоединения и может заменяться на другую информацию или включать в себя дополнительную информацию.

[79] После того как STA успешно присоединяется к сети, на этапе S540 может выполняться процесс установки защиты. Процесс установки защиты из этапа S540 может упоминаться как процесс аутентификации на основе запроса/ответа присоединения к сети устойчивой защиты (RSNA). Процесс аутентификации из этапа S520 может упоминаться как первый процесс аутентификации и процесс установки защиты из этапа S540 может также просто упоминаться как процесс аутентификации.

[80] Процесс установки защиты из этапа S540 может включать в себя процесс установки секретного ключа посредством 4-х этапного обмена сигналами на основе, например, расширяемого протокола аутентификации над кадром LAN (EAPOL). В дополнение, процесс установки защиты также может выполняться согласно другим схемам защиты, не определенным в стандартах IEEE 802.11.

[81] Развитие WLAN

[82] Чтобы преодолевать ограничения скорости передачи данных в WLAN, IEEE 802.11n недавно был установлен как стандарт связи. IEEE 802.11n имеет целью увеличить сетевую скорость и надежность и расширить покрытие беспроводной сети. Более конкретно, IEEE 802.11n поддерживает высокую пропускную способность (HT), равную 540 Мбит/с или более. Чтобы минимизировать ошибки передачи и оптимизировать скорость передачи данных, IEEE 802.11n основывается на MIMO с использованием множества антенн в каждом из передатчика и приемника.

[83] В связи с широким распространением обеспечения сети WLAN и диверсифицированными применениями, использующими WLAN, в последнее время появилась необходимость, чтобы новая система WLAN поддерживала более высокую скорость обработки, чем скорость обработки данных, поддерживаемая в IEEE 802.11n. Система WLAN следующего поколения, поддерживающая очень высокую пропускную способность (VHT) является одной из систем IEEE 802.11 WLAN, которые были предложены в последнее время, чтобы поддерживать скорость обработки данных, равную 1 Гбит/с или более, в точке доступа услуги MAC (SAP), в качестве следующей версии (например, IEEE 802.11ac) системы IEEE 802.11n WLAN.

[84] Чтобы эффективно использовать радиочастотный (RF) канал, система WLAN следующего поколения поддерживает многопользовательскую (MU)-MIMO схему передачи, в которой множество станций STA одновременно осуществляют доступ к каналу. В соответствии со схемой передачи MU-MIMO, AP может одновременно передавать пакеты в, по меньшей мере, одну совместимую с MIMO станцию STA.

[85] В дополнение, обсуждается поддержка операций системы WLAN в свободном пространстве (WS). Например, технология для введения системы WLAN в TV WS, таком как незанятый частотный диапазон (например, диапазон от 54 до 698 МГц), вследствие перехода к цифровым TV от аналоговых TV, обсуждается в стандарте IEEE 802.11af. Однако это упомянуто только для иллюстративных целей, и WS может быть лицензированным диапазоном, который главным образом может использоваться только лицензированным пользователем. Лицензированный пользователь является пользователем, который имеет полномочие использовать лицензированный диапазон и также может упоминаться как лицензированное устройство, первичный пользователь, действующий пользователь, и т.д.

[86] Например, AP и/или STA, работающая в WS, должна обеспечивать функцию для защиты лицензированного пользователя. В качестве примера, при предположении, что лицензированный пользователь, такой как микрофон, уже использует конкретный канал WS, который является частотным диапазоном, разделенным посредством регулирований, чтобы включать в себя конкретную ширину полосы в диапазоне WS, AP и/или STA не может использовать частотный диапазон, соответствующий соответствующему каналу WS, чтобы защищать лицензированного пользователя. В дополнение, AP и/или STA должна остановить использование соответствующего частотного диапазона при условии, что лицензированный пользователь использует частотный диапазон, используемый для передачи и/или приема текущего кадра.

[87] Поэтому AP и/или STA должна определять, может ли конкретный частотный диапазон диапазона WS использоваться, другими словами, присутствует ли лицензированный пользователь в частотном диапазоне. Схема для определения того, присутствует ли лицензированный пользователь в конкретном частотном диапазоне, упоминается как распознавание спектра. В качестве механизма распознавания спектра используют схему детектирования энергии, схему детектирования сигнатуры, и т.д. AP и/или STA может определять, что частотный диапазон используется лицензированным пользователем, если интенсивность принятого сигнала превосходит предварительно определенное значение или если детектируется преамбула DTV.

[88] Технология межмашинной связи (M2M) обсуждается как технология связи следующего поколения. Технический стандарт для поддержки связи M2M был разработан как IEEE 802.11ah в системе IEEE 802.11 WLAN. Связь M2M указывает на схему связи, включающую в себя одну или более машин, или также может называться связью машинного типа (MTC) или межмашинной связью. В этом случае, машина указывает на объект, который не требует прямого управления или вмешательства пользователя. Например, не только измерительный прибор или торговый автомат, включающий в себя модуль радиосвязи, но также пользовательское оборудование (UE), такое как смартфон, выполненный с возможностью выполнения связи посредством автоматического доступа к сети без управления/вмешательства пользователя, могут быть машинами. Связь M2M может включать в себя связь устройства с устройством (D2D) и связь между устройством и прикладным сервером. В качестве иллюстративной связи между устройством и прикладным сервером может быть связь между торговым автоматом и прикладным сервером, связь между устройством точки продаж (POS) и прикладным сервером, и связь между измерительным прибором электричества, измерительным прибором газа, или измерительным прибором воды и прикладным сервером. Основанные на связи M2M применения могут включать в себя защиту, транспортировку, здравоохранение, и т.д. В случае рассмотрения вышеупомянутых примеров применения, связь M2M должна поддерживать случающиеся время от времени передачу/прием малого объема данных на низкой скорости в среде, включающей в себя большое количество устройств.

[89] Более конкретно, связь M2M должна поддерживать большое количество станций STA. Хотя в текущее время определенная система WLAN предполагает, что к одной AP присоединяется максимум 2007 станций STA, в связи M2M обсуждаются способы для поддержки других случаев, в которых больше станций STA (например, около 6000 станций STA), чем 2007 станций STA присоединяются к одной AP. В дополнение, предполагается, что в связи M2M присутствует много применений для поддержки/запроса низкой скорости передачи. Чтобы гладко поддерживать эти требования, STA в системе WLAN может распознавать присутствие или отсутствие данных, подлежащих передаче в ней, на основе элемента TIM, и обсуждаются способы уменьшения размера битовой карты TIM. В дополнение, предполагается, что в связи M2M присутствует большое количество трафика, имеющее очень длинный интервал передачи/приема. Например, очень малый объем данных, как, например, показания измерительного прибора электричества/газа/воды, должны передаваться и приниматься с длительными интервалами (например, каждый месяц). Соответственно, хотя количество станций STA, присоединенных к одной AP, увеличивается в системе WLAN, обсуждаются способы для эффективной поддержки случая, в котором имеется очень малое количество станций STA, при этом каждая включает в себя кадр данных, который должен приниматься от AP в течение одного маякового периода.

[90] Как описано выше, технология WLAN быстро развивается и не только вышеупомянутые иллюстративные технологии, но также развиваются другие технологии, включающие в себя прямую установку линии связи, улучшение пропускной способности потоковой передачи в среде передачи, поддержку высокоскоростной и/или крупномасштабной начальной установки сеанса, и поддержку расширенной ширины полосы и рабочей частоты.

[91] Механизм доступа к среде передачи

[92] В системе WLAN на основе IEEE 802.11, базовый механизм доступа управления доступом к среде передачи (MAC) является механизмом множественного доступа с распознаванием несущей с избеганием коллизий (CSMA/CA). Механизм CSMA/CA также упоминается как распределенная функция координации (DCF) из IEEE 802.11 MAC и в основном использует механизм доступа "прослушивание до разговора". В этом типе механизма доступа, AP и/или STA может распознавать беспроводной канал или среду передачи в течение предварительно определенной временной продолжительности (например, межкадрового пространства DCF (DIPS) до начала передачи. Как результат распознавания, если определяется, что среда передачи находится в незанятом состоянии, AP и/или STA начинает передачу кадров с использованием среды передачи. Между тем, если распознается, что среда передачи находится в занятом состоянии, AP и/или STA не начинает свою передачу и может пытаться выполнить передачу кадров после установки и ожидания в течение некоторой продолжительности задержки (например, периода случайной отсрочки передачи) для доступа к среде передачи. Так как предполагается, что множество станций STA пытаются выполнить передачу кадров после ожидания в течение разных временных продолжительностей посредством применения периода случайной отсрочки передачи, коллизия может минимизироваться.

[93] Протокол IEEE 802.11 MAC обеспечивает гибридную функцию координации (HCF) на основе DCF и точечную функцию координации (PCF). PCF указывает на схему выполнения периодического опроса посредством использования основанного на опросе способа синхронного доступа, так что все точки доступа AP и/или станции STA приема могут принимать кадр данных. HCF включает в себя улучшенный распределенный доступ к каналу (EDCA) и HCF управляемый доступ к каналу (HCCA). EDCA является состязательной схемой доступа, используемой провайдером, чтобы обеспечивать кадр данных множеству пользователей. HCCA использует бессостязательную схему доступа к каналу, использующую механизм опроса. HCF включает в себя механизм доступа к среде передачи для улучшения QoS сети WLAN и данные QoS могут передаваться как в периоде состязания (CP), так и в бессостязательном периоде (CFP).

[94] Фиг. 6 является диаграммой для описания процесса отсрочки передачи.

[95] Операции на основе периода случайной отсрочки передачи теперь будут описываться со ссылкой на фиг. 6. Если среда передачи из занятого состояния переходит в незанятое состояние, несколько станций STA могут пытаться передавать данные (или кадры). В качестве способа минимизации коллизии, каждая STA может выбирать счетчик случайной отсрочки передачи, ожидать в течение времени слота, соответствующего выбранному счетчику отсрочки передачи, и затем пытать