用于检测并解决冲突的系统和方法_2

文档序号:9423201阅读:来源:国知局
间间隔(PIFS)通常由AP用来获得接入无线信道的优先权以用于传输某些类型的管理帧。分布式协调功能(DCF)帧间间隔(DIFS)可比SIFS以及PIFS持续更长。想要发起数据帧的传输的站应调用CS功能以确定对于DIFS的周期所述无线信道为闲。在对于DIFS的周期所述信道为闲之后,所述站在传输之前产生针对额外延迟时间的随机退避周期。此随机退避过程将在一直遵从同一事件的多个站之间的竞争期间碰撞的几率减到最小。
[0033]然而,碰撞仍可能发生,尤其当系统中存在隐藏的节点时。当在大数据帧之间确实发生碰撞时,可能会浪费大块的通话时间,因为可能没有正确地接收到碰撞的帧并要进行重传。图3示出了在实际数据传输之前通过设备利用请求发送(RTS)和清除发送(CTS)帧以保留无线信道所进行的实例传输和状态的传输图300。第一迹线305示出了通过源设备进行传输,第二迹线310示出了通过目的地设备进行的传输,并且第三迹线315示出了其它设备的状态。除CSMA/CA之外,也可以使用RTS和/或CTS帧来保留用于传输大帧的无线媒体以避免在发生碰撞时通话时间的过度损失。RTS帧和CTS帧中的持续时间字段设定为保护直到无线媒体保留期结尾时的值,所述保留期覆盖预期的CTS帧(仅针对RTS帧)、待定的数据帧传输、用于确认数据帧的预期的确认(ACK)帧、以及帧之间所需的SIFS。接收RTS或CTS帧的第三方设备使用持续时间值来设定其网络分配矢量(NAV)以避免在保留期期间对无线媒体的竞争。使用RTS/CTS保留机构,即使归因于隐藏的节点而发生碰撞,通话时间的损失也小得多,因为RTS/CTS帧通常比数据帧小得多。
[0034]如图3中所示,在DIFS周期之后,源设备可传输RTS帧320。RTS帧320可寻址到目的地设备并包含设定为覆盖到无线媒体保留期的结尾的值的持续时间字段,包含预期的CTS帧、数据帧、确认帧以及相关联的SIFS周期。RTS帧320还可在RTS帧320的发送地址(TA)字段中包含源设备的MAC地址。在接收到RTS帧320之后,目的地设备可在等待SIFS周期之后以CTS帧325作出响应。CTS帧325可确认源设备清除传输,其在另一 SIFS周期之后进行清除传输(数据帧330)。CTS帧325可通过在CTS帧325的接收地址(RA)字段中包含源设备的MAC地址而寻址到源设备,所述MAC地址是从RTS帧320的TA字段获得。此外,CTS帧325可包含设定为覆盖到无线媒体保留期结尾的值的持续时间字段,方法是通过将CTS帧325的持续时间字段中的值设定为RTS帧320的持续时间字段中的值减去CTS帧325的持续时间与SIFT的持续时间之和。在接收到对应于RTS帧320的CTS帧325之后(意味着所接收的CTS帧中的RA匹配或等于所传输的RTS帧中的TA),源设备可在又一SIFS周期之后将数据帧330传输到目的地设备。在接收到数据帧330之后,目的地设备可在又一 SIFS周期之后传输确认帧335。
[0035]接收RTS帧320的其它设备可根据RTS帧320的持续时间字段设定它们的NAV (示出为NAV 340)。类似地,接收CTS帧325的其它设备可根据CTS帧325的持续时间字段设定它们的NAV (示出为NAV 345) ο应注意,尽管归因于持续时间字段的不同值RTS帧320及CTS帧325可在不同时间接收到,但在NAV中无线媒体保留周期的结尾发生在实质上同一时间。在DIFS周期之后设备可竞争对无线媒体的接入。
[0036]图4a示出了实例RTS帧400。RTS帧400可包含帧控制字段405、持续时间字段410、接收地址(RA)字段415、发送地址(TA)字段420以及帧校验序列(FCS)字段425。帧控制字段405可包含控制信息,包含指示所述帧是RTS帧的类型字段及亚型字段。持续时间字段410可指定从RTS帧的结尾开始的无线媒体保留期的持续时间。也称为地址I字段的RA字段415可指定RTS帧400的目标接收设备的MAC地址。也称为地址2字段的TA字段420可指定RTS帧400的源设备的MAC地址。FCS字段425可包含RTS帧400的循环冗余校验值。
[0037]图4b示出了实例CTS帧450。CTS帧450可包含帧控制字段455、持续时间字段460、RA字段465以及FCS字段470。帧控制字段455可包含控制信息,包含指示所述帧是CTS帧的类型字段及亚型字段。持续时间字段460可指定从CTS帧的结尾开始的无线媒体保留期的持续时间。RA字段465可指定CTS帧450的目标接收设备的MAC地址。FCS字段470可包含CTS帧450的循环冗余校验值。
[0038]在NAN兼容通信系统中,具有NAN功能的W1-Fi设备(或NAN设备)可通过其MAC地址进行识别。在W1-Fi系统中,MAC地址是设备的6个八位字节长MAC层标识符。图5示出了实例MAC地址500。如图5所示,可称为个人/组(I/G)地址位的6个八位字节长MAC地址500的八位字节O的最低位(LSB) 505指示MAC地址500是个人MAC地址还是组MAC地址。6个八位字节长MAC地址500的可称为通用/本地(U/L)地址位的八位字节O的紧邻LSB的位510指示MAC地址500是全局唯一 MAC地址(其也可称为硬件MAC地址)还是本地分配MAC地址。
[0039]MAC地址可携载于帧的MAC帧头的也称为地址I字段的RA字段中以识别所述帧的目标接收方。MAC地址可携载于帧的MAC帧头的也称为地址2字段的TA字段中以识别所述帧的传输设备。
[0040]此外,在NAN兼容通信系统中,通过为6个八位字节长(与MAC地址相同)的NAN集群ID识别NAN组。已提议NAN集群ID可仅从50-6F-9A-〈TBD>-00_00到50-6F-9A-<TBD>-FF-FF获得值(具有十六进制表示),由此仅允许65536个可能的NAN集群ID。NAN集群ID的八位字节3的值通过规范体待定(TBD)。NAN组的NAN集群ID通常在NAN组开始时通过启用NAN组的设备从允许范围内随机选出。
[0041]通常,在面向服务计算系统或通信系统中,可通过服务名称识别正广告或搜寻的服务。在W1-Fi联盟的(WFA的)W1-Fi直接服务(WFDS)规范项目中,为服务名称的6个八位字节长截短散列输出的服务ID (或服务散列)用来识别在最第一消息帧(探测请求帧)中的服务。接着,服务名称用于后续消息帧中。
[0042]NAN协议将隐私保护放于优先级列表的高处。若在帧中显示设备例如在所述帧的TA字段中发送设备的全局唯一 MAC地址,则所述全局唯一 MAC地址可被其它设备用来识别所述设备和/或追踪所述设备的移动,由此追踪所述设备的用户的移动。保护隐私的方式中的一种是通过在NAN兼容设备在预关联服务发现阶段期间发送的帧中使用的MAC地址可以是NAN兼容设备例如随机地产生并分配给其自身的本地和/或临时MAC地址。NAN兼容设备的全局唯一(和永久)MAC地址可以仅当需要连接时或仅在已经建立安全保护机构(例如共享加密密钥)之后使用。在此类情形中,NAN兼容设备分配给其自身的本地MAC地址可能与已正被另一 NAN兼容设备或传统设备使用的MAC地址冲突(即,碰巧与其相同)的机率很小(但为非零)。此外,NAN集群标识符(NAN集群ID)也通过NAN组的整理器以分布式方式从有限范围内随机选出。因此,在高度密集环境中,不同NAN组的NAN集群标识符也可能冲突。标识符的此类冲突可能引起协议错误并折衷系统健壮性。
[0043]在更一般的情况下,在802.11/W1-Fi技术的任何未来演进中,可变得合乎需要的是通过使用设备的用于在MAC层级识别所述设备的本地产生的标识符来提供隐私保护,并且此本地产生的标识符始终从所述设备的可显示所述设备或终端用户的真实身份的全局唯一 MAC地址或任何上层标识符去耦。在那些情况中,尤其在高度密集环境中,可能发生不同设备之间的本地产生的标识符的冲突并且可能引起协议错误。因此,需要用以检测并解决此类冲突的机构。
[0044]根据实例实施例,可以使用MAC层帧来检测潜在的标识符冲突。作为示意性实例,可以使用冲突查询帧和冲突响应帧来检测潜在的标识符冲突。作为检测潜在的标识符冲突的另一示意性实例,在IEEE 802.11或WFA兼容的通信系统中,可将RTS帧重复用作冲突查询帧,使得冲突查询帧不仅具有RTS帧的相同结构而且在类型和亚型字段中具有与RTS帧中的那些相同的值,并且可将CTS帧重复用作冲突响应帧,使得冲突响应帧不仅具有CTS帧的相同结构而且在类型和亚型字段中具有与CTS帧中的那些相同的值。作为检测潜在的标识符冲突的又一示意性实例,在符合IEEE 802.11标准或WFA的通信系统中,可将RTS帧重复用作冲突查询帧,使得冲突查询帧不仅具有RTS帧的相同结构而且在类型字段和亚型字段中具有与RTS帧中的那些相同的值,而冲突响应帧具有CTS帧的相同结构但是在类型或亚型字段中具有与CTS帧中的那些不同的值以指示冲突响应帧不同于CTS帧。可以此类方式使用RTS和CTS帧以保持与传统设备的后向兼容。重复使用RTS和CTS帧的重要性在于传统设备可基于传统的行为规则适当地对RTS类冲突查询帧和CTS类冲突响应帧做出反应,并且更重要的是,若存在与传统设备的MAC地址的冲突,则将RTS帧重复用作冲突查询帧能使传统设备基于传统的行为规则发送对冲突查询帧的响应并且所述响应将被冲突查询帧的启用设备解释为冲突的通知,如冲突响应帧所作为的那样。
[0045]根据实例实施例,在采用候选标识符的使用之前或当NAN兼容设备质疑已经存在与其正使用的标识符的冲突时,所述NAN兼容设备可传输用于冲突查询的MAC层帧,例如,冲突查询帧、RTS帧等,以测试所述候选标识符的存在,例如,MAC地址、NAN集群标识符、月艮务标识符、组标识符等。此类帧一般来说可称为冲突查询帧。质疑与正被使用的标识符的冲突的原因可以是协议错误的异常高的比率、较高层数据错误或无论对MAC层帧进行解码时的高成功比率而存在的解密失败。一般来说,可使用本文中揭示的实例实施例校验以分布式或非协同方式分配的标识符的冲突。作为示意性实例,冲突查询帧可重复使用RTS帧的帧结构(图4a中示出)。在冲突查询帧中,帧控制字段可进一步设定为与经发送以保留用于数据传输的无线媒体的常规RTS帧中的帧控制字段相同,意味着帧控制字段中的帧类型和亚型字段指示冲突查询帧是RTS帧。将冲突查询帧识别为RTS帧是针对兼容原因且允许传统设备可能参与发送冲突通知。
[0046]冲突查询帧中的持续时间字段可以用来将非响应站的NAV设定为覆盖到用于冲突响应或冲突响应帧的预期MAC层帧的结尾的值,所述冲突响应帧具有CTS帧的帧结构(图4b中示出),因此不存在待定的数据帧或确认(ACK)帧。此类持续时间值是固定值,因为冲突响应帧和SIFS间隙的长度是固定的。并且此类持续时间值一般来说比当通常跟随有待定的数据帧和ACK帧时的常规RTS帧中的典型持续时间值短。用于冲突响应或冲突响应帧的MAC层帧可以被称为冲突响应帧。冲突查询帧的持续时间字段中的非典型值可以被NAN兼容设备用来区分冲突查询帧与常规RTS帧。根据区分开的帧(或者作为冲突查询帧或者作为常规RTS帧),NAN兼容设备可根据区别来解释帧的其余字段。
[0047]冲突查询帧的又称为接收地址(RA)字段的地址I字段可设定为传输冲突查询帧的NAN兼容设备的候选标识符,例如候选本地MAC地址、候选NAN集群ID、候选服务标识符、候选组标识符等,而不是如在常规RTS帧中的目标接收设备的全局唯一MAC地址。冲突查询帧的又称为发送地址(TA)字段的地址2字段也可设定为传输冲突查询帧的NAN兼容设备的候选标识符。作为示意性实例,考虑其中针对冲突测试候选的本地MAC地址的情形。由于NAN兼容设备并非又具有MAC地址(非永久的本地MAC地址),自然的是使用
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