用于无线通信中的单独安全性实现的装置和方法_2

文档序号:9830158阅读:来源:国知局
方案来传送。802. Ilah 协议的诸实现可被用于传感器、计量、和智能电网。有利地,实现802. Ilah协议的某些设备 的诸方面可以比实现其他无线协议的设备消耗更少的功率,和/或可被用于跨相对较长的 距离(例如,约1公里或更长)来传送无线信号。
[0046] 在一些实现中,WLAN包括作为接入无线网络的组件的各种设备。例如,可以存在两 种类型的设备:接入点("AP")和客户端(亦称为站,或"STA")。一般而言,AP用作WLAN的中枢 或基站,而STA用作WLAN的用户。例如,STA可以是膝上型计算机、个人数字助理(PDA)、移动 电话等。在一示例中,STA经由遵循WiFi (例如IEEE 802.11协议,诸如802.1 Iah)的无线链路 连接到AP以获得到因特网或到其他广域网的一般连通性。在一些实现中,STA也可被用作 AP0
[0047] 接入点("AP")还可包括、被实现为或被称为B节点、无线电网络控制器("RNC")、演 进型B节点、基站控制器("BSC")、基收发机站("BTS")、基站("BS")、收发机功能("TF")、无 线电路由器、无线电收发机或其他某个术语。
[0048] 站"STA"还可包括、被实现为、或被称为接入终端("AT")、订户站、订户单元、移动 站、远程站、远程终端、用户终端、用户代理、用户设备、用户装备或其他某个术语。在一些实 现中,接入终端可包括蜂窝电话、无绳电话、会话发起协议("SIP")话机、无线本地环路 ("WLL")站、个人数字助理("PDA")、具有无线连接能力的手持式设备、或连接至无线调制解 调器的其他某种合适的处理设备。因此,本文所教导的一个或多个方面可被纳入到电话(例 如,蜂窝电话或智能电话)、计算机(例如,膝上型设备)、便携式通信设备、手持机、便携式计 算设备(例如,个人数据助理)、娱乐设备(例如,音乐或视频设备、或卫星无线电)、游戏设备 或系统、全球定位系统设备、或被配置成经由无线介质通信的任何其他合适的设备中。 [0049]如以上所描述的,本文中所描述的某些设备可实现例如802. Ilah标准。此类设备 (无论是用作STA还是AP还是其他设备)可被用于智能计量或者用在智能电网中。此类设备 可提供传感器应用或者用在家庭自动化中。这些设备可代替地或者附加地用在健康护理环 境中,例如用于个人健康护理。它们也可被用于监督以实现范围扩展的因特网连通性(例 如,供与热点联用)或者实现机器对机器通信。
[0050]图1解说了其中可采用本公开的各方面的无线通信系统100的示例。无线通信系统 100可按照无线标准(例如802. Ilah标准)来操作。无线通信系统100可包括与STA 106通信 的AP 104。
[00511可以将各种过程和方法用于无线通信系统100中在AP 104与STA 106之间的传输。 例如,可以根据0FDM/0FDMA技术在AP 104与STA 106之间发送和接收信号。如果是这种情 形,则无线通信系统100可以被称为0FDM/0FDMA系统。替换地,可以根据CDMA技术在AP 104 与STA 106之间发送和接收信号。如果是这种情形,则无线通信系统100可被称为CDM系统。 [0052] 促成从AP 104至一个或多个STA 106的传输的通信链路可被称为下行链路(DL) 108,而促成从一个或多个STA 106至AP 104的传输的通信链路可被称为上行链路(UL) 110。 替换地,下行链路108可被称为前向链路或前向信道,而上行链路110可被称为反向链路或 反向信道。此外,在一些方面,STA 106可彼此直接通信并在彼此间形成直接链路(直连)。 [0053] AP 104可充当基站并提供基本服务区域(BSA) 102中的无线通信覆盖。AP 104连同 与该AP 104相关联并使用该AP 104来通信的诸STA 106-起可被称为基本服务集(BSS)。在 一方面,无线通信系统100可以不具有中央AP 104,而是可以作为STA 106之间的对等网络 起作用。在另一示例中,本文所描述的AP 104的功能可替换地由一个或多个STA 106来执 行。
[0054]图2解说了可在无线通信系统100内采用的无线设备202中利用的各种组件。无线 设备202是可被配置成实现本文所描述的各种方法的设备的示例。例如,无线设备202可包 括AP 104或者各STA 106中的一个STA。
[0055] 无线设备202可包括控制无线设备202的操作的处理器204。处理器204也可被称为 中央处理单元(CPU)。可包括只读存储器(ROM)和随机存取存储器(RAM)两者的存储器206向 处理器204提供指令和数据。存储器206的一部分还可包括非易失性随机存取存储器 (NVRAM)。处理器204通常基于存储器206内存储的程序指令来执行逻辑和算术运算。存储器 206中的指令可以是可执行的以实现本文所描述的方法。
[0056]当无线设备202被实现为或用作传送方节点时,处理器204可被配置成选择多种媒 体接入控制(MAC)报头类型中的一种类型,并且生成具有该MAC报头类型的分组(例如,MPDU 分组)。例如,处理器204可被配置成生成包括MAC报头和有效载荷的MPDU并且确定要使用什 么类型的MAC报头,如以下进一步详细描述的。
[0057]当无线设备202被实现为或用作接收方节点时,处理器204可被配置成处理多种不 同MAC报头类型的MPDU。例如,处理器204可被配置成确定MPDU中所使用的MAC报头的类型并 且相应地处理该MPDU和/或该MAC报头的字段,如以下进一步讨论的。
[0058] 处理器204可包括用一个或多个处理器实现的处理系统或者可以是其组件。这一 个或多个处理器可以用通用微处理器、微控制器、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵 列(FPGA)、可编程逻辑器件(PLD)、控制器、状态机、选通逻辑、分立硬件组件、专用硬件有限 状态机、或能够对信息执行演算或其他操纵的任何其他合适实体的任何组合来实现。
[0059] 处理系统还可包括用于存储软件的机器可读介质。软件应当被宽泛地解释成意指 任何类型的指令,无论其被称作软件、固件、中间件、微代码、硬件描述语言、或是其他。指令 可包括代码(例如,呈源代码格式、二进制代码格式、可执行代码格式、或任何其他合适的代 码格式)。这些指令在由该一个或多个处理器执行时使处理系统执行本文描述的各种功能。
[0060] 无线设备202还可包括外壳208,该外壳可内含发射机210和/或接收机212以允许 在无线设备202与远程位置之间进行数据的传送和接收。发射机210和接收机212可被组合 成收发机214。天线216可被附连至外壳208并且电耦合至收发机214。无线设备202还可包括 (未示出)多个发射机、多个接收机、多个收发机、和/或多个天线。
[0061] 在一些实施例中,存储器206可被配置成存储与不同协议版本相关联的一个或多 个单独重放计数器207(例如,PN重放计数器),如下文更详细地描述的。例如,存储器206可 以存储与根据第一协议版本(例如,PV0)的通信相关联的第一 PN重放计数器集合207,在一 些实施例中第一协议版本可以是传统协议版本。存储器206可进一步存储与根据第二协议 版本(例如,PVl)的通信相关联的第二PN重放计数器集合207,在一些实施例中第二协议版 本可包括经压缩的安全性报头。
[0062] 发射机210可被配置成无线传送具有不同报头类型(例如,MAC安全性报头类型)的 MPDU。例如,发射机210可被配置成传送由处理器204生成的具有不同报头类型的MPDUJnl 所述。在一些实施例中,发射机210可被配置成在密码一次性数中包括协议版本指示。在一 些实施例中,发射机210可被配置成使用多个暂时密钥(TK)来传送加密数据,每一 TK与根据 一单独协议版本的通信相关联。
[0063] 接收机212可被配置成无线接收具有不同安全性报头类型(例如,MAC安全性报头) 的Mrou。在一些方面,接收机212被配置成检测所使用的报头类型并相应地处理该MrouJn 以下更详细地描述的。在一些实施例中,接收机212可被配置成在密码一次性数中包括协议 版本指示。在一些实施例中,接收机212可被配置成使用多个暂时密钥(TK)来接收加密数 据,每一 TK与根据一单独协议版本的通信相关联。
[0064] 无线设备202还可包括可被用于力图检测和量化由收发机214收到的信号电平的 信号检测器218。信号检测器218可检测诸如总能量、每副载波每码元能量、功率谱密度之类 的信号以及其他信号。无线设备202还可包括用于处理信号的数字信号处理器(DSP)220。 DSP 220可被配置成生成分组以供传输。在一些方面,分组可包括物理层数据单元(prou)。
[0065] 在一些方面,无线设备202可进一步包括用户接口 222。用户接口 222可包括按键 板、话筒、扬声器、和/或显示器。用户接口 222可包括向无线设备202的用户传达信息和/或 从该用户接收输入的任何元件或组件。
[0066]无线设备202的各种组件可由总线系统226耦合在一起。总线系统226可包括例如 数据总线,以及除了数据总线之外还有电源总线、控制信号总线、和状态信号总线。无线设 备202的组件还可以使用其他某种机制耦合在一起或者彼此接受或提供输入。
[0067]尽管图2中解说了数个分开的组件,但本领域技术人员将认识到,这些组件中的一 个或多个组件可被组合或者共同地实现。例如,处理器204可被用于不仅实现以上关于处理 器204描述的功能性,而且还实现以上关于信号检测器218和/或DSP 220描述的功能性。另 外,图2中解说的每个组件可使用多个分开的元件来实现。
[0068]在一些方面,无线通信系统100中的无线设备200可以实现传送方节点的功能性 (例如,仅用作传送方设备),接收方节点的功能性(例如,仅用作接收方设备),或传送方节 点和接收方节点两者的功能性(例如,用作传送方和接收方设备)。
[0069] 如以上所述,无线设备202可包括AP 104或STA 106,并且可被用于传送和/或接收 具有多种MC报头类型的通信。
[0070] 在一些方面,发射机接收机对(例如,STA在上行链路上向AP进行传送)可在它们之 间具有若干"通信流"。例如,无线网络中的设备可在彼此之间传送/接收信息。信息可以采 取从源设备(传送方设备)传送到目的地设备(接收方设备)的一系列MPDU(或其部分,例如, 一系列MPDU分组)的形式。一系列MPDU的通信可被称为"通信流"。
[0071] 如本文所引述的,"通信流"可以是从源设备传送到目的地设备的、由源设备标记 为通信流的一系列MPDU或MPDU序列。通信流可以与特定数据从源设备到目的地设备的传输 相关联,例如诸如视频文件等特定文件。通信流的MPDU因此可共享某种关系(至少,它们各 自从相同设备传送并在相同设备处被接收)。如上所述,通信流可包括含有多个MAC协议数 据单元(MPDU)的序列。MPDU可包括共用MAC报头字段,诸如举例来说源地址、目的地地址、基 本服务集标识符(BSSID)、服务质量(QoS)/高吞吐量(HT)控制等。在各个实施例中,目的地 设备使用与MPDU有关的某些信息来正确地解码通信流的MPDU。在某些方面,用来解码MPDU 的信息在MPDU的报头部分中被发送。Mrou因此可包括报头信息和/或要从源设备传送到目 的地设备的数据。
[0072] 在通信流中,关于用于处理通信流的MPDU的MAC报头所描述的报头信息中的一些 信息对该通信流的所有MPDU可能是相同的。在通信流的MPDU之间没有变化的这种报头信息 可被称为例如"常量报头信息"或"共用报头信息"。
[0073]在某些方面,代替在通信流的每一MPDU中传送常量报头信息,该常量报头信息可 仅由无线设备202在通信流的MPDU子集中传送。例如,常量报头信息可在通信流的第一 MPDU 或另一消息中传送。具有常量报头信息的该第一MPDU可被称为"头"帧。该通信流的后续 MPDU可以在没有常量报头信息的情况下被发送。这些后续MPDU可包括随着通信流的逐MPDU 而改变的报头信息以及要传送的数据。具有此种数据的后续MPDU的各部分可被称为"数据" 帧。通信流的接收机(无线设备202)可以存储在头帧中接收到的常量报头信息并使用它来 处理MPDU数据帧。相应地,无线设备202可以使用将通信流的MPDU数据帧与头帧相关联的方 法。
[0074]在某些方面,无线设备202向它传送到另一设备的每一通信流指派通信流标识符。 通信流标识符可以是无线设备202与无线设备202之间的通信流的唯一标识符。例如,如果 无线设备202和无线设备202彼此之间具有多个通信流(在任一方向上),则每一通信流可被 指派不同的通信流标识符(例如,1、2、3,等等)。相应地,设备可以基于a 1(315a)和a2 (320a) 字段的内容(例如值)确定该MPDU是否针对该设备以及基于通信流标识符字段来确定通信 流。无线设备202和无线设备202中的每一者可以跟踪这些设备之间的通信流以及相关联的 通信流标识符,以便不会将同一通信流标识符指派给多个通信流。此外,在某些方面,当通 信流完成时,如在通信流的所有数据在无线设备202与无线设备202之间被传送且该通信流 终止的情况中一样,已终止的通信流的相关联通信流标识符可被用于新通信流。
[0075] 无线设备202与无线设备202之间的通信流的终止可以由无线设备202发信号通知 无线设备202。例如,无线设备202可以在包括发送到无线设备202的数据的通信流的MPDU内 (例如,在MPDU的最后一个数据帧中)指示它是最后一个MPDU数据帧并且在接收到该最后一 个MPDU数据帧
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