在无线lan系统的中继网络中多播/广播的方法和设备的制造方法_2

文档序号:9292013阅读:来源:国知局
给DS。
[0060]图3是示出本公开适用的IEEE 802.11系统的另一示例性结构的示图。除了图2的结构以外,图3从概念上示出用于提供宽覆盖的扩展服务集(ESS)。
[0061]具有任意大小和复杂度的无线网络可由DS和BSS组成。在IEEE 802.11系统中,这种类型的网络被称为ESS网络。ESS可对应于连接到一个DS的BSS的集合。然而,ESS不包括DS。ESS网络的特征在于在逻辑链路控制(LLC)层中ESS网络作为IBSS网络而出现。包括在ESS中的STA可彼此通信,并且移动STA在LLC中能够透明地从一个BSS移至另一 BSS (在相同ESS内)。
[0062]在IEEE 802.11中,没有假设图3中的BSS的相对物理位置,以下形式均是可能的。BSS可部分地交叠,这种形式通常用于提供连续覆盖。BSS可以在物理上没有连接,BSS之间的逻辑距离没有限制。BSS可位于相同的物理位置处,这种形式可用于提供冗余。一个或更多个IBSS或ESS网络可物理上位于与一个或更多个ESS网络相同的空间中。这可对应于以下情况下的ESS网络形式:自组织网络在存在ESS网络的位置中操作的情况、不同组织的IEEE 802.11网络物理上交叠的情况、或者在相同位置需要两个或更多个不同接入和安全策略的情况。
[0063]图4是示出WLAN系统的示例性结构的示图。在图4中,示出包括DS的基础结构BSS的示例。
[0064]在图4的示例中,BSSl和BSS2构成ESS。在WLAN系统中,STA是根据IEEE802.11的MAC/PHY规则操作的装置。STA包括AP STA和非AP STA。非AP STA对应于直接由用户持握的装置(例如,膝上型计算机或移动电话)。在图4中,STA1、STA3和STA4对应于非AP STA,STA2 和 STA5 对应于 AP STA。
[0065]在以下描述中,非AP STA可被称作终端、无线发送/接收单元(WTRU)、用户设备(UE)、移动站(MS)、移动终端或者移动订户站(MSS)。AP是与其它无线通信领域中的基站(BS)、节点B、演进节点B(e-NB)、基站收发系统(BTS)或毫微微BS对应的概念。
[0066]链路设詈处理
[0067]图5是说明根据本公开的示例性实施方式的一般链路设置处理的流程图。
[0068]为了允许STA建立网络上的链路设置以及经所述网络发送/接收数据,STA必须通过网络发现、验证和关联的处理来执行这种链路设置,并且必须建立关联并执行安全验证。链路设置处理也可被称作会话发起处理或会话设置处理。另外,关联步骤是对链路设置处理的发现、验证、关联和安全设置步骤的通称。
[0069]参照图5描述链路设置处理。
[0070]在步骤S510中,STA可执行网络发现动作。网络发现动作可包括STA扫描动作。即,STA必须搜索可用网络以接入网络。STA必须在加入无线网络之前标识可兼容网络。这里,用于标识包含在特定该区域中的网络的处理被称作扫描处理。
[0071]扫描方案分为主动扫描和被动扫描。
[0072]图5是示出包括主动扫描处理的网络发现动作的流程图。在主动扫描的情况下,被配置为执行扫描的STA发送探测请求帧并且等待对探测请求帧的响应,使得STA可在信道之间移动,同时可确定哪一 AP(接入点)存在于周围区域中。响应方将探测响应帧(充当对探测请求帧的响应)发送给发送了探测请求帧的STA。在这种情况下,响应方可以是在扫描的信道的BSS中最终发送信标帧的STA。在BSS中,由于AP发送信标帧,所以AP用作响应方。在IBSS中,由于IBSS的STA顺序地发送信标帧,所以响应方不恒定。例如,在信道#1发送了探测请求帧并且在信道#1接收了探测响应帧的STA存储包含在接收的探测响应帧中的BSS相关信息,并且移至下一信道(例如,信道#2),使得STA可使用相同方法执行扫描(即,信道#2处进行探测请求/响应发送/接收)。
[0073]尽管图5中未不出,扫描动作还可利用被动扫描来执行。被配置为在被动扫描模式下执行扫描的STA等待信标帧,同时从一个信道移至另一信道。信标帧是IEEE802.11中的管理帧之一,指示无线网络的存在,使得执行扫描的STA能够搜索无线网络,并且按照STA可加入无线网络的方式被周期性地发送。在BSS中,AP被配置为周期性地发送信标帧。在IBSS中,IBSS的STA被配置为顺序地发送信标帧。如果用于扫描的各个STA接收到信标帧,则STA存储包含在信标帧中的BSS信息,并且移至另一信道并记录各个信道的信标帧信息。接收到信标帧的STA存储包含在接收的信标帧中的BSS相关信息,移至下一信道,因此利用相同的方法执行扫描。
[0074]在主动扫描和被动扫描之间比较,在延迟和功耗方面主动扫描比被动扫描更有利。
[0075]在STA发现网络之后,在步骤S520,STA可执行验证处理。按照验证处理可与步骤S540的安全设置处理清楚地区别的方式,验证处理可被称作第一验证处理。
[0076]验证处理可包括:由STA将验证请求帧发送给AP,并且由AP响应于验证请求帧将验证响应帧发送给STA。用于验证请求/响应的验证帧可对应于管理帧。
[0077]验证帧可包括验证算法号、验证事务序列号、状态码、挑战文本、健壮安全网络(RSN)、有限循环组(FCG)等。包含在验证帧中的上述信息可对应于能够被包含在验证请求/响应帧中的信息的一些部分,可用其它信息代替,或者可包括附加信息。
[0078]STA可将验证请求帧发送给AP。AP可基于包含在接收的验证请求帧中的信息来决定是否验证对应STA。AP可通过验证响应帧将验证结果提供给STA。
[0079]在STA被成功验证之后,可在步骤S530中执行关联处理。关联处理可涉及由STA将关联请求帧发送给AP并且由AP响应于关联请求帧将关联响应帧发送给STA。
[0080]例如,关联请求帧可包括与各种能力、信标侦听间隔、服务集标识符(SSID)、所支持速率、所支持信道、RSN、移动域、所支持操作类别、??Μ(业务指示图)广播请求、互通服务能力等关联的信息。
[0081]例如,关联响应帧可包括与各种能力、状态码、关联ID(AID)、所支持速率、增强型分布式信道接入(H)CA)参数集、接收信道功率指示符(RCPI)、接收信噪比指示符(RSNI)、移动域、超时间隔(关联回归时间)、交叠BSS扫描参数、TIM广播响应、QoS图等关联的信息。
[0082]上述信息可对应于能够被包含在关联请求/响应帧中的信息的一些部分,可用其它信息代替,或者可包括附加信息。
[0083]在STA成功与网络关联之后,可在步骤S540中执行安全设置处理。步骤S540的安全设置处理可被称作基于健壮安全网络关联(RSNA)请求/响应的验证处理。步骤S520的验证处理可被称作第一验证处理,步骤S540的安全设置处理也可被简称作验证处理。
[0084]例如,步骤S540的安全设置处理可包括基于LAN可扩展验证协议(EAPOL)帧通过4次握手的私有密钥设置处理。另外,安全设置处理也可根据IEEE 802.11标准中没有定义的其它安全方案来进行。
[0085]WLAN 涫讲
[0086]为了避免WLAN通信速度的限制,近来已建立了 IEEE 802.1 In作为通信标准。IEEE802.1ln旨在增加网络速度和可靠性并且扩展无线网络的覆盖区域。更详细地讲,IEEE802.1ln支持最大540Mbps的高吞吐量(HT),并且基于发送机和接收机各自安装多个天线的MMO技术。
[0087]随着WLAN技术的广泛使用以及WLAN应用的多样化,需要开发一种能够支持比IEEE 802.1ln所支持的数据处理速度更高的HT的新WLAN系统。支持甚高吞吐量(VHT)的下一代WLAN系统是IEEE 802.1ln WLAN系统的下一版本(例如,IEEE802.llac),并且是近来为了在MAC SAP (介质访问控制服务接入点)处支持IGbps或更高的数据处理速度而提出的 IEEE 802.1lWLAN 系统之一。
[0088]为了有效地利用射频(RF)信道,下一代WLAN系统支持MU_MnTO(多用户多入多出)传输,其中,多个STA可同时接入信道。依据MU-M頂O传输方案,AP可同时将分组发送给至少一个M頂O配对的STA。
[0089]另外,近来已讨论了在空白频段(whitespace)中支持WLAN系统操作的技术。例如,在IEEE 802.1laf标准下讨论了在空白频段(TV WS),例如由于向数字TV的转变而留下的闲置频带(例如,54?698MHz频带)中引入WLAN系统的技术。然而,上述信息仅为了例示性目的而公开,空白频段可以是能够主要仅由授权用户使用的授权频带。授权用户可以是有权使用授权频带的用户,并且也可被称作授权装置、主用户、责任用户等。
[0090]例如,在空白频段(WS)中操作的AP和/或STA必须提供保护授权用户的功能。例如,假设诸如麦克风的授权用户以从WS频带占用特定带宽的方式已经使用了按规定划分的频带的特定WS信道,则AP和/或STA无法使用与对应WS信道对应的频带以保护授权用户。另外,在授权用户使用用于当前帧的发送和/或接收的频带的条件下,AP和/或STA必须停止使用对应频带。
[0091]因此,AP和/或STA必须确定是否使用WS频带的特定频带。换言之,AP和/或STA必须确定频带中是否存在责任用户或授权用户。确定频带中是否存在责任用户的方案被称作频谱感测方案。作为频谱感测机制可使用能量检测方案、签名检测方案等。如果接收的信号的强度超过预定值,或者当检测到DTV前导码时,AP和/或STA可确定频带正被责任用户使用。
[0092]已作为下一代通信技术讨论了 M2M (机器对机器)通信技术。在IEEE 802.1lffLAN系统中用于支持M2M通信的技术标准已发展成IEEE 802.llah。M2M通信是指包括一个或更多个机器的通信方案,或者也可被称作机器型通信(MTC)或机器对机器(M2M)通信。在这种情况下,机器可以是不需要用户的直接处理和干涉的实体。例如,不仅是包括RF模块的测量计或者售货机,而且能够通过在没有用户干涉/处理的情况下自动接入网络来执行通信的用户设备(UE)(例如,智能电话)可以是此类机器的示例。M2M通信可包括装置对装置(D2D)通信、以及装置与应用服务器之间的通信等。作为装置与应用服务器之间的示例性通信,售货机与应用服务器之间的通信、销售点(POS)装置与应用服务器之间的通信、以及电表、燃气表或水表与应用服务器之间的通信。基于M2M的通信应用可包括安全、运输、保健等。在考虑到上述应用示例的情况下,M2M通信必须支持在包括大量装置的环境下有时低速发送/接收少量数据的方法。
[0093]更详细地讲,M2M通信必须支持大量STA。尽管当前WLAN系统假设一个AP与最多2007个STA关联,但是近来在M2M通信中已讨论了支持更多STA (例如,约6000个STA)与一个AP关联的其它情况的各种方法。另外,预期到在M2M通信中存在支持/请求低传输速率的许多应用。为了平稳地支持许多STA,WLAN系统可基于??Μ(业务指示图)识别是否存在将要被发送给STA的数据,近来已讨论了用于降低??Μ的位图大小的各种方法。另外,预期到M2M通信中存在具有非常长的发送/接收间隔的许多业务数据。例如,在M2M通信中,非常少量的数据(例如,电/气/水计量)需要按照长间隔(例如,每月)来发送。因此,尽管在WLAN系统中与一个AP关联的STA的数量增加,但是许多开发者和公司正对可有效地支持以下情况的WLAN系统进行深入研究:在一个信标周期期间存在各自具有将从AP接收的数据帧的非常少量的STA。
[0094]如上所述,WLAN技术正在快速发展,不仅上述示例性技术,而且诸如直接链路设置、介质流传输吞吐量的改进、高速和/或大规模初始会话设置的支持、和扩展带宽和操作频率的支持的其它技术正在集中发展中。
[0095]介质接入机制
[0096]在基于IEEE 802.11的WLAN系统中,MAC(介质访问控制)的基本接入机制是带冲突避免的载波感测多路接入(CSMA/CA)机制。CSMA/CA机制被称作IEEE802.1lMAC的分布式协调功能(DCF),并且基本上包括“先听后讲”接入机制。依据上述接入机制,AP和/或STA可在数据传输之前在预定时间间隔[例如,DCF帧间空间(DIFS)]期间执行空闲信道评估(CCA)以用于感测RF信道或介质。如果确定介质处于空闲状态,则通过对应介质的帧传输开始。另一方面,如果确定介质处于占用状态,则对应AP和/或STA不开始它自己的传输,建立用于介质接入的延迟时间(例如,随机回退周期),并且在等待预定时间之后尝试开始帧传输。通过应用随机回退周期,预期多个STA将在等待不同的时间之后尝试开始帧传输,结果冲突最小。
[0097]另外,IEEE 802.1lMAC协议提供混合协调功能(HCF)。HCF基于DCF和点协调功能(PCF)。PCF是指基于轮询的同步接入方案,其中,以所有接收(Rx)AP和/或STA可接收数据帧的方式执行周期性轮询。另外,HCF包括增强型分布式信道接入(EDCA)和HCF控制的信道接入(HCCA)。当从提供商提供给多个用户的接入方案以竞争为基础时,实现EDCA。通过以无竞争为基础的信道接入方案基于轮询机制来实现HCCA。另外,HCF包括用于改进WLAN的服务质量(QoS)的介质接入机制,并且可在竞争周期(CP)和无竞争周期(CFP) 二者中发送QoS数据。
[0098]图6是示出回退处
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