无线lan系统中信道接入的方法及其装置的制造方法_2

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r>[0060] DS可以通过提供多个BSS的无缝集成并且提供处理到目的地的地址所必需的逻辑 服务来支持移动设备。
[0061 ] AP指的是使得相关联的STA能够通过WM接入DS并且具有STA功能的实体。数据可以 通过AP在BSS和DS之间移动。例如,在图2中示出的STA2和STA3具有STA功能,并且提供使相 关联的STA(STA1和STA4)接入DS的功能。另外,由于所有AP基本上对应于STA,所以所有AP是 可寻址的实体。由AP使用的用于在WM上通信的地址不需要始终与由AP使用的用于在DSM上 通信的地址相同。
[0062]从与AP相关联的STA的一个发送到AP的STA地址的数据可以始终由不受控制的端 口接收,并且可以由IEEE 802. IX端口接入实体处理。如果受控制的端口被验证,则传输数 据(或者帧)可以被发送到DS。
[0063]图3是示出本发明可适用于的IEEE 802.11系统的又一个示例性结构的示意图。除 了图2的结构之外,图3概念地示出用于提供宽的覆盖范围的扩展服务集(ESS)。
[0064] 具有任意大小和复杂度的无线网络可以由DS和BSS组成。在IEEE 802.11系统中, 这种类型的网络称为ESS网络。ESS可以对应于连接到一个DS的BSS集合。但是,ESS不包括 DS ASS网络特征在于ESS网络在逻辑链路控制(LLC)层中作为IBSS网络出现。包括在ESS中 的STA可以互相通信,并且移动STA在LLC中从一个BSS到另一个BSS(在相同的ESS内)是透明 可移动的。
[0065] 在IEEE 802.11中,不假定在图3中的BSS的相对物理位置,并且以下的形式都是可 允许的。BSS可以部分地重叠,并且这种形式通常用于提供连续的覆盖范围。BSS可以不物理 地连接,并且BSS之间的逻辑距离没有限制。BSS可以位于相同的物理位置,并且这种形式可 被用于提供冗余。一个或多个IBSS或者ESS网络可以物理地位于与一个或多个ESS网络相同 的空间之中。这可以对应于在ad-hoc网络在中存在ESS网络的位置中操作的情形下、在不同 组织的IEEE 802.11网络物理上重叠的情形下、或者在两个或更多个不同的接入和安全策 略在相同的位置中是必要的情形下的ESS网络形式。
[0066] 图4是示出WLAN系统的示例性结构的图。在图4中,示出包括DS的基础结构BSS的示 例。
[0067] 在图4的示例中,BSSl和BSS2构成ESS。在WLAN系统中,STA是根据IEEE 802.11的 MAC/PHY规则操作的设备。STA包括AP STA和非AP STA。非AP STA对应于由用户直接操纵的 设备,诸如膝上计算机或者移动电话。在图4中,STA1、STA3和STA4对应于非AP STA,并且 STA2和STA5对应于AP STA。
[0068]在以下描述中,非AP STA可以称作终端、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)。在其它的无线通信领域中,AP是对应 于基站(BS)、节点B、演进的节点B(e-NB)、基站收发器系统(BTS),或者毫微微BS的概念。 [0069] 链路建立过程
[0070] 图5是解释根据本发明的示例性实施例的通用链路建立过程的流程图。
[0071] 为了允许STA在网络上建立链路建立以及通过网络发送/接收数据,STA必须通过 网络发现、验证,和关联的过程执行这样的链路建立,并且必须建立关联并且执行安全验 证。链路建立过程也可以称为会话启动过程或者会话建立过程。此外,关联步骤是用于链路 建立过程的发现、验证、关联和安全设置步骤的通用术语。
[0072] 参考图5描述示例性链路建立过程。
[0073]在步骤S510中,STA可以执行网络发现动作。网络发现动作可以包括STA扫描动作。 即,STA应搜索可用的网络以便接入网络。STA必须在参与无线网络之前识别兼容的网络。在 此处,对于识别在特定区域中包含的网络的过程称为扫描过程。
[0074] 扫描方案被划分为主动扫描和被动扫描。
[0075] 图5图示包括主动扫描过程的网络发现动作的流程图。在主动扫描的情况下,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能够在信道之 间移动并且同时能够确定在外围区域之中存在哪个AP(接入点)。响应者将用作对探测请求 帧的响应的探测响应帧发送给已经发送探测请求帧的STA。在这样的情况下,响应者可以是 在扫描的信道的BSS中最后已经发送信标帧的STA。在BSS中,由于AP发送信标帧,所以AP作 为响应者进行操作。在IBSS中,因为IBSS的STA顺序地发送信标帧,所以响应者不是恒定的。 例如,已经在信道#1发送探测请求帧并且已经在信道#1接收到探测响应帧的STA,存储包含 在接收的探测响应帧中的BSS相关信息,并且移动到(或者切换到)下一个信道(例如,信道# 2),使得STA可以使用相同的方法执行扫描(即,在信道#2处的探测请求/响应的传输/接 收)。
[0076] 虽然在图5中未示出,但是也可以使用被动扫描执行扫描动作。配置为以被动扫描 模式执行扫描的STA等待信标帧,同时从一个信道移动到另一个信道。该信标帧,是在IEEE 802.11中管理帧的一种,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 且以STA能够参与无线网络的方式被周期地发送。在BSS中,AP被配置为周期地发送信标帧。 在IBSS中,IBSS的STA被配置为顺序地发送信标帧。如果用于扫描的每个STA接收信标帧,则 STA存储被包含在信标帧中BSS信息,并且移动到(或者切换到)另一个信道,并且在每个信 道上记录信标帧信息。已经接收信标帧的STA存储包含在接收的信标帧中的BSS相关的信 息,移动到(或者切换到)下一个信道,并且从而使用相同的方法执行扫描。
[0077] 在主动扫描和被动扫描之间比较,就延迟和功率消耗而言,主动扫描比被动扫描 更加有利。
[0078] 在STA发现网络之后,STA可以在步骤S520中执行验证过程。此验证过程可以称为 第一认证过程,以这样的方式该认证过程能够与步骤S540的安全设置过程清楚地区分。 [0079] 验证过程可以包括通过STA发送认证请求帧给AP,并且通过AP响应于认证请求帧 而发送验证响应帧给STA。用于验证请求/响应的认证帧可以对应于管理帧。
[0080]认证帧可以包括认证算法编号、认证交易序列号、状态码、挑战文本、鲁棒安全网 络(RSN)、有限循环群等等的信息。在认证帧中包含的在上面提及的信息可以对应于能够被 包含在认证请求/响应帧中信息的一些部分,可以替换为其它信息,或者可以包括附加信 息。
[00811 STA可以发送认证请求帧给AP JP可以基于在接收到的认证请求帧中包含的信息 决定是否认证相对应的STAc3AP可以通过认证响应帧提供认证结果给STA。
[0082] 在STA已经被成功认证之后,可以在步骤S530中执行关联过程。关联过程可以涉及 通过STA发送关联请求帧给AP,并且响应于关联请求帧,通过AP发送关联响应帧给STA。
[0083] 例如,关联请求帧可以包括与各种能力、信标监听间隔、服务集标识符(SSID)、支 持速率、支持信道、RSN、移动域、支持的操作类别、??Μ(业务指示映射)广播请求、互操作服 务能力等等相关联的信息。
[0084] 例如,关联响应帧可以包括与各种能力、状态码、关联ID(AID)、支持速率、增强的 分布信道接入(EDCA)参数集、接收的信道功率指标(RCPI )、接收的信号对噪声指示(RSNI)、 移动域、超时间隔(关联回复时间)、重叠 BSS扫描参数、??Μ广播响应、QoS(服务质量)映射等 等相关联的信息。
[0085] 上面提到的信息,可以对应于能够被包含在关联请求/响应帧中的信息的某些部 分,可以以其它信息替换,或者可以包括附加信息。
[0086]在STA已经被成功地与网络关联之后,可以在步骤S540中执行安全设置过程。步骤 S540的安全设置过程可以称为基于鲁棒安全网络关联(RSNA)请求/响应的认证过程。步骤 S520的认证过程可以称为第一验证过程,并且步骤S540的安全设置过程可以简称为认证过 程。
[0087]例如,步骤S540的安全设置过程可以包括基于LAN帧上的可扩展认证协议(EAPOL) 通过4路握手的私钥设置过程。此外,该安全设置过程也可以根据未在IEEE 802.11标准中 定义的其它安全方案实现。
[0088] WLAN 演进
[0089] WLAN标准作为IEEE 802.11 标准正在被开发。IEEE 802. Ila和IEEE 802. Ilb在 2.4GHz或者5GHz中使用未授权带。IEEE 802. Ilb可以提供IlMbps的传输速率,并且IEEE 802. Ilb可以提供54Mbps的传输速率。IEEE 802. Ilg可以在2.4GHz使用正交频分多址 (OFDM),并且提供54Mbps的传输速率。IEEE 802. Iln可以使用多输入多输出(MnW)-OFDM, 并且将300Mbps的传输速率提供给四个空间流。IEEE 802. Iln可以支持用于信道带宽的最 多40MHz,并且支持最多540Mbs的高吞吐量(HT)。
[0090] 为了避免在WLAN通信速度方面的限制,IEEE 802. Iln近来已经作为通信标准被建 立。IEEE 802. Iln目的在于提高网络速度和可靠性以及扩展无线网络的覆盖区域。更加详 细地,IEEE 802. Iln支持最多540Mbps的高吞吐量(HT),并且基于多个天线被安装到发射器 和接收器中的每一个中的M頂0技术。
[0091] 为了将IGbps或者更高的吞吐量提供给MAC SAP,IEEE 802. IlVHT系统支持80MHz 或者更高的信道带宽和至少8个空间流。为了将至少IGbps指配给被聚合的VHT BSS的吞吐 量,多个VHT非AP STA必须同时使用信道。为了允许多个VHT非AP STA同时使用信道,VHT AP STA可以使用空分多址(SDMA)或者MU-M頂0。换言之,在VHT AP STA和多个VHT非AP STA之间 可能出现同时发送/接收。
[0092]除了传统的2.4GHz带或者5GHz带之外,当前正在开发用于定义在诸如通过模拟TV 的数字化造成的空闲状态频带(例如,54~698MHz带)的TV白空间(TVWS)带中的未授权设备 的操作的IEEE 802. Ilaf标准。作为被分配给广播TV的频带的TVWS带包括超高频(UHF)和甚 高频(VHF)带。具体地,TVWS带是被允许在没有阻碍在频带下操作的授权设备的通信的条件 下由未授权设备使用的频带。授权设备可以包括TV或者无线麦克风。授权设备可以被称为 现有用户或者主要用户。为了克服在未授权设备之间的共存的问题,对于未授权设备可以 要求诸如公共信标帧、频率感测机制等等的信令协议。
[0093] 在512~608MHz的带和614~698MHz的带中允许所有未授权设备的操作。然而,在 54~60MHz、76~88MHz、174~216MHz、以及470~512MHz的带中仅允许固定设备之间的通 信。术语"固定设备"指的是仅在固定位置处执行信号传输的设备。IEEE 802. IlTVWS终端是 使用IEEE 802.11媒介接入控制(MAC)层和物理(PHY)层在TVWS频谱下操作的未授权设备。 [0094]期待使用TVWS带的未授权设备应提供保护授权设备的功能。因此,未授权设备在 未授权设备开始信号传输之前应检查是否授权设备正在占用带。为了实现这一点,未授权 设备可以通过执行频谱感测检查是否带正在被授权设备使用。频谱感测机制的示例包括能 量检测方案和特征检测方案。当接收到的信号的强度大于特定电平时或者当DTV前导被检 测时未授权设备可以确定授权设备正在使用特定带。一旦确定授权设备正在与未授权设备 当前使用的信道紧邻的信道中操作,未授权设备应减小发射功率。
[0095] M2M(机器对机器)通信技术已经作为下一代通信技术被讨论。在IEEE 802. IlWLAN 系统中用于支持M2M通信的技术标准已经被发展成IEEE 802. Ilaht3IKM通信指的是包括一 个或多个机器的通信方案,或者也可以称为机器型通信(MTC)或者机器对机器(M2M)通信。 在这样的情况下,机器可以是不要求用户的直接操纵和干涉的实体。例如,不仅包括RF模块 的测量计或者售货机,而且能够无需用户干涉/处理通过自动接入网络执行通信的用户设 备(UE)(诸如智能电话),可以是这样的机器的示例。M2M通信可以包括设备对设备(D2D)通 信,和在设备与应用服
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