使用nfc的wi-fi直连服务方法及其设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本公开涉及一种无线通信系统，更具体地，涉及一种使用NFC技术的Wi-Fi直连服 务（WFDS:Wi-FiDirectServices)通信的方法及其设备。更具体地，本发明涉及一种通过 NFC接触建立连接的方法及其设备。
【背景技术】
[0002] 无线通信系统被广泛部署以提供诸如语音和数据服务这样的各种类型的通信服 务。通常，这些通信系统是通过共享可用系统资源（例如，带宽和发射电力）能够支持与多 个用户的通信的多址系统。多址系统的示例包括：码分多址（CDMA)系统、频分多址（FDMA) 系统、时分多址（TDMA)系统、正交频分多址（OFDMA)系统、以及单载波频分多址（SC-FDMA) 系统。
[0003] 电气和电子工程师协会（IEEE)802. 11组正在开发无线局域网（LAN)技术的标 准。IEEE802. 11a和802.lib使用在2. 4或5GHz处的非授权频带。IEEE802.lib提供 11Mbps的传输速率，而IEEE802. 11a提供54Mbps的传输速率。IEEE802.llg在2. 4GHz 处应用正交频分复用（OFDM)，以提供54Mbps的传输速率。IEEE802.lln应用多输入多输 出-OFDM(MM0-0FDM:正交频分多路复用），以提供300Mbps的数据速率。IEEE802.lln支 持高达40MHz的信道带宽。在这种情况下，IEEE802.lln提供600Mbps的传输速率。IEEE 802.lip是用于支持车辆环境（WAVE:VehicularEnvironments)中的无线接入的标准。例 如，IEEE802.lip提供需要支持智能传输系统（ITS)的改进。IEEE802.llai是用于支持 IEEE802. 11站（STA)的快速初始链路建立的标准。
[0004] 一种与在符合IEEE802.lie的WLAN环境中的直接链路建立（DLS:DirectLink Setup)有关的协议的前提条件是支持服务质量（QoS:QualityofService)的基本服务组 (BSS:BasicServiceSet)，即质量BSS(QBSS)。在QBSS中，不仅非接入点（AP)STA而且AP 用作支持QoS的质量AP(QAP)。在当前商业化的WLAN环境（例如，符合IEEE802.lla/b/ g的WLAN环境）中，大部分AP是不支持QoS的传统AP，即使非APSTA是支持QoS的质量 STA(QSTA)。因此，当前商业化的WLAN环境的限制在于，DLS服务甚至不可用于QSTA。
[0005] 随着近来诸如Wi-Fi这样的短程无线通信技术的广泛应用，设备不仅通过本地网 络彼此连接，而且直接彼此连接。一个基于Wi-Fi的设备到设备直接技术是Wi-Fi直连。
[0006] Wi-Fi直连是描述链路层的操作的网络连通性标准。由于没有在更高层上限定应 用的规则或标准，所以在建立Wi-Fi直连设备之间的连接之后，在执行应用时发生不相容 和不一致的操作。为了解决这个问题，由Wi-Fi联盟（WFA)正在开发包含上层应用的称为 Wi-Fi直连服务（WFDS:Wi_FiDirectServices)的标准规范。
[0007] WFA已经公布了用于在移动设备之间通过方向连接来传递数据的新标准，即 Wi-Fi直连。因此，相关产业正在快速地发展技术，以满足Wi-Fi直连标准。在严格意义上， Wi-Fi直连是与商标名称相对应的营销术语。Wi-Fi直连的技术标准统称为Wi-Fi点对点 (P2P)。因此，在讨论基于Wi-Fi的P2P技术时，在本发明中可以互换地使用Wi-Fi直连和 Wi-FiP2P。对于传统Wi-Fi网络，典型的嵌入式Wi-Fi设备通过执行经由AP的接入，来访 问因特网网络。通过嵌入在诸如手机和笔记本PC(配备有诸如蓝牙这样的无线通信技术） 这样的设备，某些用户已经常规使用了一种通过直接设备到设备连接的数据通信方法。然 而，该方法提供低传输速率，且其实际使用的传输覆盖被限制为l〇m。具体地，该方法在发送 大量数据或存在许多蓝牙设备的环境中具有对感知性能的技术限制。
[0008] 同时，Wi-FiP2P已经加入用于支持设备之间的直接通信的部分，同时保留传统 Wi-Fi标准的大多数功能。因此，Wi-FiP2P通过充分利用Wi-Fi芯片嵌入式设备的硬件和 物理性能，并且在大多数情况下，仅简单地更新软件，来提供设备之间的P2P通信。
[0009] 众所周知的是，Wi-Fi芯片已经被不断地应用于各个领域的设备，所述设备包括： 笔记本PC、智能电话、智能TV、游戏控制台以及照相机，并且已经产生了大量的供应商和技 术人力。然而，尚未激发用于支持Wi-FiP2P标准的软件开发。这是因为自从该标准被公 告以来，尚未分配将允许方便地利用Wi-FiP2P标准的相关软件。
[0010] P2P群包括在现有基础设施网络上充当AP的设备。该设备称为P2P标准中的P2P 群拥有者（GO)。P2PGO周围可以存在多个P2P客户端。在P2P群中，仅一个设备可以用作P2PG0,而其它设备充当客户端设备。
[0011] 图1示出典型的P2P网络拓扑。
[0012] 如图1所示，P2PGO可以直接连接到具有P2P功能的客户端，或者可以连接到不 具有P2P功能的传统客户端。
[0013] 图2例示一个P2P设备形成P2P群且同时充当WLAN的STA来连接到AP的情况。
[0014] 如图2所示，P2P技术标准将P2P设备的例示操作模式限定为并行操作。
[0015] 为了使一系列的P2P设备形成群，通过P2P属性ID的群拥有者的值来确定哪个设 备将是P2PGO。将该值设定在0和15之间。P2P设备交换这些值，并且具有最大值的设备 成为P2PGO。不支持Wi-FiP2P技术的传统设备也可以属于P2P群。在这种情况下，传统 设备的角色被限制为经由P2PGO访问基础设施网络的功能。
[0016] 根据Wi-FiP2P标准，P2PGO使用正交频分复用（OFDM)，来发送信标信号，因此不 支持lib标准，同时lla/g/n标准设备可以用作Wi-FiP2P设备。
[0017] 为了确保在P2PGO和P2P客户端之间建立连接的操作，P2P标准包括如下四种功 能。
[0018] 首先，P2P发现涉及诸如设备发现、服务发现、群形成以及P2P邀请这样的技术术 语。在设备发现中，两个P2P设备通过相同的信道来彼此交换与设备有关的信息，诸如设备 名称或其设备类型。在服务发现中，设备交换与通过P2P要使用的设备的服务有关的信息。 群形成用于确定哪个设备将是P2PG0,并创建新群。P2P邀请用于调用永久地形成的P2P 群，或使P2P设备参与现有P2P群。
[0019] 其次，P2P群操作描述P2P群的形成和完成、P2P群的配制、P2P群内的通信、P2P 客户端发现的服务、永久P2P群的操作等。
[0020] 第三，P2P功率管理描述一种用于P2P设备功率管理的方法，以及一种在省电模式 开始时处理信号的方法。
[0021] 最后，管理P2P设备描述一种一个P2P设备形成P2P群，并且同时经由WLANAP访 问基础设施网络的方法。
[0022] 在下文中，将描述P2P群的属性。P2P群与传统基础设施基本服务组（BSS)的类似 之处在于，P2PGO用作AP且P2P客户端用作STA。因此，P2P设备需要配备有用作GO和客 户端的软件。通过使用诸如MAC地址这样的P2P设备地址，来将P2P设备彼此区分开。P2P 设备使用P2P接口地址，来执行P2P群中的通信。在这种情况下，P2P设备不必使用全局唯 一的ID地址。P2P群具有全局唯一的IDP2P群ID，其由服务组识别符（SSID)和P2PGO 的P2P设备地址的组合来进行构造。为了安全起见，Wi-FiP2P标准使用WPA2-PSK/AES。 P2P群的生命周期包括：临时连接机制和永久连接机制，其中，在特定时间段后尝试相同的 连接。永久群与这样的方法相对应，该方法通过应用具有角色、认证、SSID以及在形成P2P 群时兑现的设备的P2P群ID的相同的连接类型，使得能够快速重新连接P2P群。
[0023] 在下文中，将描述Wi-FiP2P连接的方法。Wi-Fi设备经历两个阶段的连接过程。 第一阶段是发现，其中，两个P2P设备彼此发现（找到）。第二阶段是群形成，其中，在所发 现的设备之间确定P2PGO或P2P客户端的角色。发现阶段允许P2P设备相互连接。具体 地，发现阶段由搜索状态和监听状态构成。在搜索状态下，设备使用探测请求帧，来执行主 动扫描。为了执行快速扫描，限定扫描范围。使用社会信道，即信道1、6和11，来执行扫描。 P2P设备选择三个社会信道中的一个并保持在监听状态。如果P2P设备接收从处于搜索状 态的另一P2P设备发送的探测请求帧，则它以探测响应帧响应。P2P设备可以连续地在搜索 状态和监听状态之间交替，并达到公共信道。在P2P设备发现彼此之后，它们使用探测请求 帧和探测响应帧，来发现设备类型、制造商、或熟悉的设备名称，以便彼此任选地相关联。此 外，为了检查存在于P2P设备中的设备之间的兼容服务，可以采用服务发现。这旨在确定一 个设备中所提供的服务是否与另一设备相兼容。在P2P标准中，并未限定具体的服务发现 标准。P2P设备用户可以搜索附近的P2P设备和由这些设备提供的服务，然后快速连接到所 需的设备或服务。
[0024] 在下文中，将描述群形成，其为第二阶段。当P2P设备完成上述发现（找到）阶段 时，完成检查对方设备的存在。这两个P2P设备需要进入GO协商阶段，用于配置基于发现阶 段的BSS。协商阶段被广义地划分为两个子阶段。一个子阶段是GO协商阶段，而另一子阶 段是Wi-Fi保护设置（WPS:Wi-FiProtectedSetup)阶段。在GO协商阶段，设备协商P2P GO或P2P客户端的作用，并且设置P2P群中要使用的操作信道。在WPS阶段，执行通常在常 规WPS中执行的操作。该操作包括通过例如键盘由设备用户的输入的PIN信息和通过按钮 的简单设置的交换。在P2P群中，P2PGO起到关键作用。P2PGO分配P2P接口地址，选择 该群的操作信道，并发送包含各种操作参数的信标信号。在P2P群中，仅P2PGO能够发送信 标信号。使用信标信号，P2P设备快速地识别P2PG0,并且在扫描阶段参与该群，这是连接 的初始阶段。另选地，P2PGO可以独自地发起P2P群会话。在P2P发现阶段中，P2PGO可 以在使用上述方法后发起P2P群会话。对于特定设备，起到这种重要作用的P2PGO的值不 是固定值，而是可由应用或高层服务调节。因此，开发人员可以根据应用的目的来选择P2P GO的适当值。
[0025] 接下来，将描述P2P寻址。P2P设备使用P2P群会话中的MAC地址，来分配要使用 的P2P接口地址。这里，P2PGO的P2P接口地址是BSS识别符（BSSID)，所述BSS识别符实 质上是P2PGO的MAC地址。
[0026] 在下文中，将描述P2P群的去关联。如果P2P会话结束，则P2PGO需要通过取消 认证，来通知所有P2P客户端P2P群会话结束。P2P客户端还可以执行P2PGO的去关联。 在这种情况下，如果可能的话，客户端需要经过去关联过程。在接收到来自P2P客户端的去 关联请求时，P2PGO可以认识到已经去关联P2P客户端。如果P2PGO感测到来自P2P客 户端的异常协议错误或P2P客户端干扰P2P群的连接，则它触发拒绝认证或否定关联。在 这种情况下，P2PGO记录在关联响应中失败的具体原因，然后发送响应。
【发明内容】
[0027] 技术问题
[0028] 本发明的目的是提供一种用于在无线通信系统中有效地执行Wi-Fi直连服务 (WFDS)连接过程的方法及其设备。本发明的另一目的是提供一种使用NFC方案来有效地执 行连接过程的方法及其设备。
[0029] 本发明的另一目的是提供一种用于在建立Wi-Fi