站点与接入点建立关联的方法及设备与流程

本发明实施例涉及通信技术，特别是涉及无线局域网中站点STA与接入点AP之间建立关联的方法及实现该方法的站点设备和接入点设备。

背景技术：
在现在的无线局网的标准中(例如802.11ah)主要存在两类截然不同的业务，传感(sensor)业务与卸载(offloading)业务，它们的特性及对网络的需求都有较大差异，传感(sensor)业务又可称为传感器类业务。sensor业务的特点是低业务周期(dutycycle)，所传输的分组较短，主要为上行业务。offloading业务的特点是高业务周期，突发性业务较多，所传输的分组较长，主要为下行业务。不仅这两类业务间有差异，针对其中的某类业务，例如sensor业务，也可以进一步细分为多种类型，例如网络中可能存在电表、水表、火警等多种应用的传感器，而不同类型的sensor业务显然也有不同的特性及需求。网络需要考虑针对不同类的业务提供有差别的服务来保证各种类型业务的需求。例如，接入点(AccessPoint，AP)可以根据业务类型的不同来确定不同的最大空闲时间(MaxIdlePeriod)，提供不同的帧头压缩方法，确定不同的DTIMinterval以及分配AID等等。但是目前的情况是大多在信号SIG域指示业务类型，在SIG域用1个bit对当前发送数据所属的业务类型进行指示，指示该业务是sensor业务或者offloading业务，而无法进一步细分。例如，Sensor业务可以根据业务类型划分电表，水表，医用传感器等，或者根据业务周期的长短进行细分。Offloading业务可以分为时延敏感业务如视频，音频和时延不敏感业务如文件下载。

技术实现要素：
本发明实施例提供一种STA与AP建立关联的方法，使用SIG域来指示业务类型并且能够细分业务类型并，提升系统的性能。一种STA与AP建立关联的方法，包括：本发明实施例STA与AP配合，通过发送管理请求帧和回复关联响应帧建立关联，建立关联后认为建立起了链路，STA与AP可以进行通信。本发明实施例中，在管理请求帧中增加了业务类型单元，用于指示具体的sensor业务类型、offloading业务类型或混合业务类型，细分指示了STA的业务类型。而且避免了使用SIG域携带业务类型指示，节省了信息的开销。附图说明图1是本发明一个实施例的应用系统示意图。图2是本发明实施例关联请求帧的结构示意图。图3是本发明实施例关联请求帧中业务类型单元的一般格式示意图。图4是本发明实施STA与AP建立关联的方法流程图。图5是本发明实施例STA与AP建立关联的又一方法流程图。图6是本发明实施例关联请求帧中业务类型单元的又一格式示意图。图7是本发明实施例关联请求帧中业务类型单元的再一格式示意图。图8是本发明实施例传感业务时帧头格式示意图。图9是本发明实施例接入点设备的一般结构示意图。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明实施例给出一种站点(Station，STA)同AP的建立关联的方法。在本发明实施的方法中，STA可以通知AP该STA所属的细分业务类型使网络能够适应不同类型业务的需求。参阅图1，在一个由站点STA和接入点AP组成无线局域网，在一个具体的物联网场景中，站点STA可以结合在例如水表，电表等具体的器材上，STA与AP建立关联后可以进行无线通信，则电表和水表等器材上的相关运行数据可以发生至AP，也可以接收AP发生的信息或数据。本发明实施例STA与AP建立关联的方法所采用的关联请求帧如图2所示。在关联请求帧中，除通常定义的字段外，本发明实施例增加一个元素(element)，例如最后一栏，用于表示发送该关联请求帧的STA所属的业务类型，该元素可以称为业务类型单元(Servicetypeelement)。进一步，参阅图3，本发明实施例Servicetypeelement的一般格式。业务类型单元包括：元素标识(ElementID)域、长度(Length)域，以及变长的信息(Information)域，在本实施例中长度均为一个字节。ElementID域用来表示该元素的标识，系统给每一类元素都分配其特有的ElementID。标准中定义的ElementID有从0到126号，其中的17-31、45、47、49以及51-126号目前都是保留的。因此本发明实施例实施增加的业务类型单元(Servicetypeelement)可使用标准中保留还未分配的ID作为元素标识，即可以在17-31、45、47、49以及51-126中选一数值。Length域用一个字节的长度来表示Information域所占的字节数，在实施例的Servicetypeelement中的Length域即用来表示ServiceType域所占的字节数。本实施例中Servicetypeelement中的Information域即是业务类型(ServiceType)域，用来表示发送关联请求的STA的所属业务类型，这里指示的可以为sensor业务类型、卸载offloading业务类型或混合业务类型，而且可以区分sensor业务(或卸载业务)的具体类型。该域的长度可设计为变长、指示方式可以考虑设为多种以保证不同业务类型的数据都能得到表示。参阅图4，本发明实施STA与AP建立关联的方法流程图，在STA一端本实施的方法包括：S401，STA向AP发送关联请求帧，所述关联请求帧包括业务类型单元，所述业务类型单元用于指示所述STA所属的sensor业务类型、offloading业务类型或其他业务类型，其中所述sensor业务类型包括第一sensor业务或第二sensor业务，所述offloading业务类型包括第一offloading业务或第二offloading业务；S402，STA接收所述AP发送的关联响应帧，所述关联响应帧为所述AP对所述关联请求帧的响应，其中所述业务类型单元用于所述AP确定所述STA所属的业务类型。参阅图5，本发明实施例STA与AP建立关联的又一方法流程图，在AP端本发明实施的方法包括：S501，AP接收STA发送关联请求帧，所述关联请求帧包括业务类型单元，所述业务类型单元用于指示所述STA所属的sensor业务类型、offloading业务类型或其他业务类型，其中所述sensor业务类型包括第一sensor业务或第二sensor业务，所述offloading业务类型包括第一offloading业务或第二offloading业务；S502，AP根据所述关联请求帧中的所述业务类型单元确定所述STA所属的业务类型，生成关联响应帧；S503，AP向所述STA发送所述关联响应帧。STA与AP配合，通过发送管理请求帧和回复关联响应帧建立关联，建立关联后认为建立起了链路，STA与AP可以进行通信。本发明实施例中，在管理请求帧中增加了业务类型单元，用于指示具体的sensor业务类型、offloading业务类型或混合业务类型，细分指示了STA的业务类型。而且避免了使用SIG域携带业务类型指示，节省了信息的开销。进一步，AP收到STA的关联请求，根据收到的关联请求帧中的Servicetypeelement，得知该STA所属的业务类型，产生一个分配给该STA的关联标识符(associationidentitier，AID)，AP将分配给该STA的AID放在关联响应帧中回复给STA，其中所述AID是所述STA的身份标识。进一步AP内部生成一个AID与业务类型的映射表，将分配给当前STA的AID以及该STA的业务类型添加到该映射表中。通过在该映射表，AP可以进行网络优化。上述方法对帧机构进行了修改，为关联请求帧添加一个Servicetypeelement表示发送该关联请求的STA所属业务类型。Servicetypeelement即用来表示业务类型的元素在ServiceType域用一个字节来表示发送关联请求的STA的所属业务类型。本发明实施例是无线局域网，特别是802.11ah的场景下，STA同AP的建立关联的方法。本发明实施例使得STA同AP在进行关联的过程中通知AP该所属的业务类型，AP可以根据网络中不同业务类型的STA及AP分配给这些STA的AID建立起映射表。从而AP可以根据这些信息采取相关的优化方案，适应网络中不同类型STA的特性，保证网络中不同业务类型的STA的需求都得到满足。进一步，在本发明实施例中的Servicetypeelement中的Information域即是ServiceType域，用来表示发送关联请求的STA的所属业务类型。ServiceType域使用1个字节来表示当前发送关联请求帧的STA所属业务类型。例如使用00000000表示当前发送关联请求帧的STA所属业务类型为第一类sensor业务，例如，周期性业务等，00000001表示当前发送关联请求帧的STA所属业务类型为第二类sensor业务等等，例如医用传感器业务等；10000000表示当前发送关联请求帧的STA所属业务类型为第一类offloading业务例如时延敏感业务，10000001表示当前发送关联请求帧的STA所属业务类型为第二类offloading业务等等例如时延不敏感业务；11000000表示该STA属于其他类型业务等等，该STA支持第一类及第二类sensor业务的传输等等。在此使用的1个字节可有效表示多种类型业务，不仅可以表示单一类型业务，也可表示其他类型例如混合类型业务。1个字节可以有256中指示，在一种具体的实施中，业务类型的表示方法对照可参见下表：进一步，对于业务类型不是非常多的情况，ServiceTypeelement中的servicetype域可以使用bitmap表示业务类型。参阅图6，一个字节有8个比特bit0-bit7，每个比特指示一种业务类型，当某个比特为1的时候则表示关联请求帧指示该业务类型，或者说关联请求帧指示servicetype域中取值为1的业务类型。例如，如果servicetype域的值为00100000，则指示发送包含改servicetype域的关联请求帧的STA的业务类型为第三类Sensor业务。本发明是对现有802.11的STA同AP的关联过程帧结构进行修改，为关联请求帧添加一个Servicetypeelement表示发送该关联请求的STA所属业务类型。本发明中Servicetypeelement使用两级表示方法，在ServiceType域用一个字节来表示发送关联请求的STA的所属业务类型，在Subtype域使用一个字节表示对业务类型的细分。进一步，参阅图7，本发明实施例Servicetypeelement又一结构示意图。本实施例中的Servicetypeelement中的Information域包括ServiceType域及Subtype域，用来表示发送关联请求的STA的所属业务类型。本实施例中ServiceType域使用1个字节来表示当前发送关联请求帧的STA所属第一级业务类型。例如使用00000000表示当前发送关联请求帧的STA所属业务类型为sensor类业务，00000001表示当前发送关联请求帧的STA所属业务类型为类业务；00000010表示当前发送关联请求帧的STA所属业务类型为sensor及offloading混合类型业务。其他3-255位保留。Subtype域表示对Servicetype域中各类型业务的细分。如果ServiceType域中信息表示为sensor类业务，则Subtype域中的00000000表示第一类sensor业务，00000001表示为第二类sensor业务等等；如果ServiceType域中信息表示为Offloading业务，则Subtype域中的00000000表示第一类offloading业务，00000001表示为第二类offloading业务等等；如果ServiceType域中信息表示为混合类型业务，则Subtype域中的00000000表示为第一类混合业务，00000001表示为第二类混合业务等等。进一步，在本发明实施例中，在STA还向AP指示自身业务类型的基础上确定AID的分配方法。AP可以把不同的连续AID段分配给不同业务类型的STA。例如，把连续的AID分配给业务周期很长的STA，这样这段AID有很大概率在beacon(信标帧)中的TIM(trafficindicationmap流量指示映射)中保持全O，提高TIM压缩的效率。又或者把业务周期同步的STA分配到连续的AID上，这样TIM中这段AID比较容易出现连续1，同样可以提升TIM压缩算法的效率。进一步，本发明实施例中在STA向AP指示明自己所属业务类型的基础上提供一种对sensor业务帧头的压缩方法。传感类节点的主要业务是一跳从STA到AP的上行业务，因此可以考虑对该类业务使用压缩的帧头。首先，STA在与AP进行关联的过程中，STA指示AP自身所属的业务类型。当STA属于sensor业务类型的STA有上行数据要向AP传输时，所使用的帧头格式如图8所示，使用压缩的帧头，舍去RA及TA，其他保留，其中地址2(Address1)表示发送地址，即SA，地址2(Address2)表示目的地址，即DA。本发明是对现有802.11的STA同AP的关联过程帧结构进行修改，为关联请求帧添加一个Servicetypeelement表示发送该关联请求的STA所属业务类型。本发明在STA向AP表明自己所属业务类型基础上提供一种对网络中某种业务类型数据进行查询的方法，保证该业务类型的数据能够优先接入。首先，STA在与AP进行关联的过程中，STA指示AP自身所属的业务类型。当AP需要查询某一种业务类型STA的数据，例如查询网络中所有电表型业务STA的数据，则向网络中广播一个查询帧，帧格式如下：FC帧控制Duration时间ServiceType业务类型FCS帧校验序列其中Duration表示该查询所需要的时间，即其他非所要查询类型的STA所需要退避的时间。而ServiceType表示所要查询的业务类型。网络中STA收到广播的查询帧，根据ServiceType及自身类型判断是否是查询自己的数据，如果不是，则按照Duration进行退避，退避时不进行上行数据传输，退避时间为Duration加上一个SIFS的时间。如果ServiceType类型同自己的相符，则按照DCF机制开始进行数据竞争传输。本发明实施例能通过对不同类型业务STA的调度保证某种业务能够优先接入让AP及时获取数据。在指明业务类型的前提下可采取其他潜在的优化修改方案，例如调度的优化。本发明实施例还给出实施上述方法的设备，可以是无线局域网中的接入点AP设备或者站点STA设备。AP和STA设备能够实现上述方法实施例中的各步骤及流程，或者说设备能够按照上述的方法实施例进行AP和STA的管理建立，其中各步骤和流程及功能都可以在设备上实现。本发明实施例可应用于无线局域网中的的接入点AP基站或者站点(终端)。图9示出了一种接入点设备的实施例，而在一些无线局网中，设备互为接入点或者站点，在不同的具体通信中可能是接入点，而后一次通信中可能为站点。在该实施例中，设备30包括发射电路302、接收电路303、功率控制器306、解码处理器305、处理单元306，存储器307及天线301.处理单元306控制设备30的操作，处理单元306还可以称为CPU。存储器307可以包括只读存储器和随机存取存储器，并向处理单元306提供指令和数据。存储器307的一部分还可以包括非易失行随机存取存储器(NVRAM)。具体的应用中，设备30可以嵌入或者本身可以就是例如移动电话之类的无线通信设备，还可以包括容纳发射电路302和接收电路303的载体，以允许设备30和远程位置之间进行数据发射和接收。发射电路302和接收电路303可以耦合到天线301.设备30的各个组件通过总线系统3100耦合在一起，其中总线系统3100除包括数据总线之外，还包括电源总线、控制总线和状态信号总线。但是为了清楚说明起见，在图中将各种总线都标为总线系统3100。设备30还可以包括用于处理信号的处理单元306、此外还包括功率控制器304、解码处理器305。上述本发明实施例揭示的方法可以应用于解码处理器305中，或者说由解码处理器305以实现。解码处理器305可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过解码处理器305中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。这些指令可以通过其中的处理器306以配合实现及控制。而实践中，所述的解码单元305可能与处理器306集成或者合并在一起，为一个处理单元，用于执行本发明实施例揭示的方法。上述的解码处理器或处理器可以是通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器，解码器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件解码处理器执行完成，或者用解码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器307，解码单元读取存储器307中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。本发明实施例的站点和接入点用于实现上述的方法实施例，方法实施例中的各步骤流程或功能均能够在设备实施。接入点或者站点设备采用上述的方法建立关联。具体的方法执行由本实施例的站点和接入点实施。本发明实施的站点包括：发射电路，用于通过天线向AP发送关联请求帧，所述关联请求帧包括业务类型单元，所述业务类型单元用于指示所述STA所属的传感sensor业务类型、卸载offloading业务类型或其他业务类型，其中所述sensor业务类型包括第一sensor业务或第二sensor业务，所述offloading业务类型包括第一offloading业务或第二offloading业务；接收电路，用于通过天线接收所述AP发送的关联响应帧，所述关联响应帧为所述AP对所述关联请求帧的响应，其中所述业务类型单元用于所述AP确定所述STA所属的业务类型。进一步，所述发射电路发射的关联请求帧中的业务类型单元包括：元素标识域、长度域，以及信息域，其中所述元素标识域用于记录所述业务类型单元的元素标识，所述长度域用于标识所述信息域的长度，所述信息域通过该信息域的取值与业务类型之间的映射关系指示所述STA所属的业务类型，所述业务类型包括所述sensor业务类型、offloading业务类型或混合业务类型。或者所述发射电路发射的关联请求帧中的业务类型单元包括：元素标识域、长度域，以及信息域，其中所述元素标识域用于记录所述业务类型单元的元素标识，所述长度域用于标识所述信息域的长度，所述信息域用于位图的方式指示所述STA所属的业务类型，所述业务类型包括所述，sensor业务类型、offloading业务类型或混合业务类型，其中所述信息域包括n比特位，所述STA所属的业务类型为取值为1的比特位对应的业务类型。或者，所述发射电路发射的关联请求帧中的业务类型单元包括：元素标识域、长度域，以及信息域，其中所述元素标识域用于记录所述业务类型单元的元素标识，所述长度域用于标识所述信息域的长度，所述信息域用于指示所述STA所属的业务类型，其中所述信息域包括业务类型ServiceType域及子业务类型Subtype域，ServiceType域用于指示当前发送关联请求帧的STA所属第一级业务类型，Subtype域指示对Servicetype域中第一级类型业务的细分类型，所述第一级业务类型包括所述sensor业务类型、offloading业务类型或混合业务类型。发射电路发射的关联请求帧中的业务类型单元包括Subtype域，所述Subtype域指示对Servicetype域中第一级类型业务的细分类型包括：所述Servicetype域的取值与业务类型之间的映射关系指示所述第一级类型业务的细分类，或者所述所述Servicetype域采用位图bitmap的方式指示所述第一级类型业务的细分类。本发明实施例的接入点包括：接收电路，用于通过天线接收STA发送关联请求帧，所述关联请求帧包括业务类型单元，所述业务类型单元用于指示所述STA所属的sensor业务类型、offloading业务类型或其他业务类型，其中所述sensor业务类型包括第一sensor业务、第二sensor业务，所述offloading业务类型包括第一offloading业务、第二offloading业务；处理单元，用于根据所述关联请求帧中的所述业务类型单元确定所述STA所属的业务类型，生成关联响应帧；发送电路，用于通过天线向所述STA发送所述关联响应帧。进一步，所述处理单元还用于根据所述关联请求帧中的所述业务类型单元确定所述STA所属的业务类型后产生一个分配给所述STA的关联标识符AID，将所述AID放入所述关联响应帧中，其中所述AID是所述STA的身份标识。进一步，所述处理单元还用于将分配给所述STA的所述AID记录在AID与业务类型的映射表中，所述映射表用于所述优化对STA的调度。在本发明实施例中的站点和接入点具体指出的电路或者单元模块之外的一般的各模块可以根据系统的需求相应的配置，成为一个成熟的设备。本发明实施例STA与AP配合，通过发送管理请求帧和回复关联响应帧建立关联，建立关联后认为建立起了链路，STA与AP可以进行通信。本发明实施例中，在管理请求帧中增加了业务类型单元，用于指示具体的sensor业务类型、offloading业务类型或混合业务类型，细分指示了STA的业务类型。而且避免了使用SIG域携带业务类型指示，节省了信息的开销。