用于多频带操作的通信装置和通信方法与流程

本发明一般涉及用于多频带操作的多频带通信装置、多频带接入点和通信方法，并且更具体地涉及在无线网络中的多频带上操作的多频带通信设备。

背景技术：

提供多频带通信的无线网络使电子设备能够在多个不同频带上进行通信。这样的网络与无线通信仅限于单频带的其他无线网络相比具有优势。

技术实现要素：

一个非限制性和示例性实施例有助于在无线网络中的电子设备之间提供多个频带上的通信。举例来说，该通信包括经由单频带在多个不同频带上认证和/或关联多频带通信设备。

在一个一般方面中，这里公开的技术特征在于一种包括发送器和接收器的多频带通信装置。该发送器在无线网络中并向多频带通信设备发送频带上的帧，该帧包括与频带相关的以及与多频带通信装置在其中进行发送的至少一个其他频带相关的动作。该接收器在无线网络中从多频带通信设备接收频带上的帧，该帧包括与频带相关的以及与多频带通信装置在其中进行接收的至少一个其他频带相关的动作。

应注意，一般或特定实施例可以实施为系统、方法、集成电路、计算机程序、存储介质或其任何选择性组合。

所公开的实施例的附加益处和优点将从说明书和附图中变得显而易见。这些益处和/或优点可以通过说明书和附图的各种实施例和特征单独获得，为了获得一个或多个这样的益处和/或优点，不需要全部提供这些实施例和特征。

附图说明

附图中，贯穿各个视图，相同的参考标号指的是相同或功能相似的元件，这些附图与下面的详细描述一起并入并构成本说明书的一部分，用于说明各种实施例并说明根据本实施例的各种原理和优点。

图1示出了在其中无线发送器/接收器在多个不同频带上与多频带通信设备操作的多频带无线网络。

图2示出了在其中无线发送器/接收器在多个不同频带上与多频带通信设备操作的多频带无线网络。

图3是通告(advertise)多频带能力的元素。

图4是通告邻居ap的多频带能力的元素。

图5是示出非apsta使用单个认证帧和/或关联帧交换在ap在其中进行操作的任何一个频带上被认证和/或与同定位(co-located)的ehtap的所有bss关联的流程图。

图6是用于跨多个不同频带认证和/或关联多频带sta的帧。

图7是由多频带ehtap维护的示例关联记录。

图8是支持三频带的ehtap和/或sta的参考模型。

图9示出了sta和ap之间的多频带认证中涉及的基元(primitives)和帧交换的处理。

图10示出了sta和ap之间的多频带关联中涉及的基元和帧交换的处理。

图11示出了用于认证和/或关联多频带sta与多频带ap的元素。

图12是sta的2.4ghz关联记录表。

图13是两个站sta1和sta2的5ghz关联记录表。

图14是两个站sta1和sta2的6ghz关联记录表。

图15是示出针对2.4ghzaid、5ghzaid和6ghzaid的两个站(sta1和sta2)的示例staaid数据的表。

图16示出了sta和ap之间的多频带关联中涉及的基元和帧交换的处理。

图17示出了在其中ap在多个不同频带上建立单个统一bss的无线网络。

图18是用于通告多频带bss的信标和/或探测响应帧。

图19是多频带通信设备(支持多频带的ehtap和/或sta)的参考模型。

图20是多频带通信设备的简化参考模型。

图21是在多个不同频带(示出为n个频带，其中n是大于1的整数)中操作的多频带通信设备的简化框图。

图22是在多个不同频带(示出为n个频带，其中n是大于1的整数)中操作的多频带通信设备的详细框图。

本领域技术人员将理解，为了简单和清楚而示出附图中的元件，并且不必按比例描绘。

具体实施方式

多频带通信设备能够在无线网络中的多个不同频带上发送和接收数据。这些电子设备与能够在单频带中操作的传统电子设备相比具有许多优点。然而，在无线网络中操作多频带通信设备存在许多技术问题。

作为一个示例问题，在多频带无线网络中操作的多频带通信设备必须在无线网络的每个频带中单独或独立地被发现、认证和关联。例如，如果接入点(ap)在三个不同的频带中操作，则多频带通信设备将必须被发现、认证和关联不同的三次，对于设备在其中进行操作的每个频带一次。这种类型的发现、认证和关联产生不必要的网络业务量，并且在处理的消耗、存储器和网络资源方面效率低下。

作为又一示例问题，当多频带通信设备在无线网络中认证和关联时，多频带ap维护跨每个多频带通信设备的每个频带的不同的关联记录。ap将在不同频带上操作的每个电子设备视为一个单独的电子设备。这种情况需要ap维护和管理大量的关联记录，因此效率低下。

作为另一示例问题，ap必须在其进行操作的每个频带上连续广播或通告其存在。同样，多频带通信设备必须在各种不同频率上连续地监视或扫描这些广播。以这种方式进行广播和扫描会产生不必要的网络业务量。

在无线网络中操作多频带通信设备还存在其他技术问题。这些问题中的一些涉及在无线网络中操作的多频带通信设备的发现、认证、去认证(de-authentication)、关联、去关联(de-association)和管理中的一个或多个。

示例实施例解决在多频带无线网络中的多频带通信设备的操作中出现的这些和其他技术问题。

示例实施例包括在多频带无线网络中操作多频带通信设备的装置和方法。这种装置和方法包括具有发送器和/或接收器的电子设备，该电子设备在一个或多个无线网络中在多个不同频带上与多频带电子设备通信。该通信包括以下中的一项或多项：认证、关联、去认证和去关联多频带电子设备与一个或多个多频带通信装置(诸如ap)。

在示例实施例中，多频带通信设备经由单频带在多个不同频带上被发现、认证、关联、去认证和/或去关联。这些实施例提供了对传统技术的改进，在传统技术中，多频带通信设备必须针对多频带通信设备在其中进行操作的每个不同频带单独地被发现、认证、关联、去认证和去关联。

在示例性实施例中，多频带ap维护针对每个多频带通信设备的单个关联记录，而不管设备在其中进行操作的不同频带的数量。因此，多频带ap维护多频带通信设备跨所有操作频带的单个关联记录。这些实施例提供了对传统技术的改进，传统技术维护跨设备在其中进行操作的每个多频带通信设备的每个频带的不同或唯一的关联记录。

在示例实施例中，多频带ap在单频带中广播或通告其对多个频带的可用性。多频带ap还可以广播或通告相邻的多频带ap。该处理减少了网络业务量和拥塞，加快了认证和关联，并提供了更高效的无线网络操作。

图1示出了在其中无线发送器/接收器110在多个不同频带上与多频带通信设备120a和120b操作的多频带无线网络100。举例来说，多频带通信设备110被示为ap，并且多频带通信设备120a和120b被示为非ap站(sta)sta1和sta2。多个不同频带包括但不限于6ghz、5ghz和2.4ghz。如图所示，ap110提供三个基本服务集(bss)，如6ghz(bss)130a、5ghzbss130b和2.4ghzbss130c。

因此，ap110作为在多个不同频带上操作的多频带通信设备来操作，与能够与单一频带设备在单频带上操作的ap相反。ap110可以在不同的多个频带中的每一个上用作独立的ap。此外，尽管sta120a和120b是多频带通信设备(例如，能够在多于一个的频带上操作)，但是单频带通信设备也可以在无线网络100中操作。

在示例实施例中，ap是极高吞吐量(eht)ap，诸如在2.4ghz、5ghz和6ghz上操作的三频带ap。sta可以是单频带、双频带、三频带等。例如，sta1120a是操作在5ghz和/或6ghz上的双频带sta，并且sta2120b是操作在2.4ghz、5ghz和6ghz上的三频带sta。ehtap在多个频带(例如，2.4ghz、5ghz和6ghz)中建立bss作为单独的bss。

考虑在其中无线网络是根据ieee802.11操作的无线局域网(wlan)的示例实施例，该无线局域网改进了峰值吞吐量和多频带传输。2.4ghzbss130c和5ghzbss130b发送独立的信标帧(例如，以100ms间隔或另一间隔)，并且允许主动和/或被动扫描以发现ap110。然而，为了减少管理和/或控制业务量(例如，预关联帧交换)，6ghzbss130a中的操作受到限制。6ghzbss130a中的信标帧可能根本不被发送或者以更低的频率(例如，每秒或另一间隔一次)被发送。在6ghzbss130a中，可以不允许通过发送探测请求帧来进行主动扫描。相反，2.4ghz频带用于通告在6ghz中操作的ap110的存在。在该示例中，sta在2.4ghz和/或5ghz频带中通过信标帧和/或探测响应帧接收关于6ghz频带中的ap的基本信息(例如，操作信道、mac地址等)。

在该示例实施例中，在另一频带中接收到同定位的ap的基本信息之后，支持多频带的sta可以通过执行主动/被动扫描或与同定位的ap交换探测请求/响应来收集关于ap的更多信息(例如，频带特定能力等)。

第一，非apsta可以对所指示的频带(在该示例中为6ghz)执行主动和/或被动扫描。在这种情况下，非apsta可以基于所接收的帧(例如，信标帧或探测响应帧)来判断该频带上的连接链路的质量。

第二，非apsta可以使用例如信道上隧道(on-channeltunneling，oct)在其他频带上与同定位的ap交换探测请求和/或响应帧。oct允许使用信道上隧道请求帧在第一频带上隧道化在第二频带上寻址到ap/sta的mac子层管理实体(mlme)的管理帧。在这种情况下，由于实际帧交换发生在一个频带上，因此非apsta可能无法判断其他频带上的连接链路的质量。这可能是一个问题，特别是如果使用较低的频带(2.4ghz或5ghz)来发现较高的频带(5ghz或6ghz)，因为在较高的频带中传输范围通常较小。

例如，非apsta可以使用oct在2.4ghz上发现多频带ap，但是不确定是否可以在其他频带上到达该ap。在这种情况下，非apsta可以在探测请求帧中包括发送功率控制(tpc)请求元素，以请求ap在探测响应帧中包括tpc报告元素。基于tpc报告元素中报告的发送功率值以及接收到探测响应帧时的实际接收功率，非apsta可以粗略地计算其他频带上的连接链路的质量。

基于如上所述获得的频带特定信息以及链路质量，非apsta可以如本文所述决定频带以发起多频带连接。至于对传统设备的支持，所有ehtap还期望支持传统802.11sta(ht(11n)、vht(11ac)、he(11ax))，并且因此期望支持相应的功能。由于大多数(如果不是全部的话)传统的非apsta是单一频带设备，因此ehtap还将在每个相应的频带上出现并充当单一频带he、vht或heap。

图2示出了在其中具有无线发送器/接收器210的多频带通信设备在多个不同频带上与多频带通信设备220a和220b操作的多频带无线网络200。举例来说，多频带通信设备110被示为具有三个天线230a、230b和230c的ap。多频带通信设备示出为具有两个天线240a和240b的sta1和具有三个天线250a、250b和250c的sta2。虽然支持多频带的ap相当常见，但是支持多频带的sta并不常见，即使是在多个频带上操作的少数sta通常一次也只在一个频带上通信。在不同频带上的多个信道上的并发通信(发送或接收或两者)可以被称为多频带通信，并且是显著增加传输吞吐量的有效手段。

考虑这样一个示例，其中ap210是支持三频带的ap(2.4ghz、5ghz和6ghz)；sta1220a是支持双频带的sta(5ghz和6ghz)；并且sta2220b是支持三频带的sta(2.4ghz、5ghz和6ghz)。ap210可以在5ghz和6ghz频带上与sta1220a进行多频带通信，而ap210可以在2.4ghz、5ghz和6ghz频带上与sta2220b进行多频带通信。

图3是通告多频带能力的元素300。举例来说，元素300可以是多频带元素，并且包括元素id、长度、多频带控制、频带id、操作类别、信道号、基本服务集标识符(bssid)、信标间隔、tsf偏移、多频带连接能力、快速会话传输(fst)会话超时、stamac地址、成对密码套件计数、成对密码套件列表和可选子元素(例如，支持的信道、支持的操作类别、功率能力元素等)中的一个或多个。

考虑这样一个示例，其中ap通过在信标帧和探测响应帧中的一个或多个中包括多频带元素300来广播或通告其是支持多频带的ap。例如，帧可以包括一个或多个多频带元素，如由频带id字段302所标识的、ap还在其上操作bss的每个频带(除了在其上发送信标/探测帧的频带之外)的一个元素。例如，多频带元素包括可选元素310，可选元素310提供在由频带id字段302所标识的频带上的操作所需的附加频带特定信息(例如，能力、操作元素、edca参数集、支持的速率和bss成员选择器、扩展支持的速率和bss成员选择器等)。例如，功率能力单元312指示其在频带中的发送功率能力。

图4是通告邻居ap的多频带能力的元素400。举例来说，元素400包括元素id、长度、bssid、bssid信息、操作类别、信道号、phy类型和可选元素中的一个或多个。bssid信息402包括ap可达性(reachability)、安全性、密钥范围、能力、移动性域、高吞吐量、甚高吞吐量、ftm、高效率、heerbss、ehtss、同定位和预留中的一个或多个。

考虑一个示例，其中ap发送帧400以通告支持多频带的邻居ehtap(其也包括同定位的ap)。例如，ap使用邻居报告元素。例如，每元素410，ehtbss比特标识这是ehtbss。每元素420，添加同定位的bss比特以标识正在被通告的ap与正在发送邻居报告元素的ap是同定位的。操作类别字段和信道号字段一起隐式标识频带。

可替代地，ap还可以使用缩减的邻居报告元素来通告支持多频带的邻居ehtap。tbtt信息报头子字段中的预留比特可以用于标识正在被通告的ap与正在发送缩减的邻居报告元素的ap是同定位的。操作类别字段和信道号字段一起隐式标识频带。

图5是示出非apsta502在ap在其中进行操作的任何一个频带上使用单个认证帧和/或关联帧交换来认证和/或与同定位的ehtap504的所有bss关联的流程图500。为了说明，跨2.4ghz、5ghz和6ghz的三个频带认证和/或关联sta502。作为示例，ehtap504可以是ap200，并且非apsta502可以是sta2220b。

考虑一个示例，其中为了跨多个频带进行通信，非apsta502需要在所有适用的频带上被认证和/或关联。ap504在5ghz频带上广播信标帧508，通过该信标帧508，当前在5ghz频带上操作的sta502例如通过检查所包括的多频带元素300来发现ap的多频带能力，并且决定在ap504在其上进行操作的所有频带(2.4ghz、5ghz以及6ghz)上得到认证，并且还决定要在其上关联的频率，其在该示例中是所有三个频带(2.4ghz、5ghz和6ghz)。sta502在5ghz频带上发送认证帧510，请求ap504在5ghz频带以及2.4ghz和6ghz频带上认证sta。基于该传输(在该示例中发生在5ghz上)，ap在所有三个频带(2.4ghz、5ghz和6ghz)上认证sta，并将认证帧520发送到sta502以确认认证成功。

sta502然后在5ghz频带上向ap504发送关联请求帧530，请求ap504在5ghz频带以及2.4ghz和6ghz频带上关联sta。基于该传输(在该示例中发生在5ghz上)，ap在所有三个频带(2.4ghz、5ghz和6ghz)上关联sta，并利用关联响应帧540响应以确认成功关联。

图5示出了对多频带ap和多频带sta的认证和/或关联的传统技术的改进。例如，在传统的802.11wlan中，sta需要在独立于其他频带的每个频带上在bss上进行认证/关联。该传统技术要求和/或涉及在每个频带上交换认证/关联帧、维护在多个频带上操作的并发多频带ap、以及保持针对不同频带上的每个关联的sta的单独的关联记录(关联状态变量、关联id(aid)、安全密钥等)。

与此传统技术相比，示例实施例提供了多频带操作，该多频带操作通过ap维护支持多频带的sta的单个关联实例而被简化。ap维护该单个关联实例，而不考虑用于关联的频带。代替将多频带sta视为不同频带上的独立实体，示例实施例中的ehtap将多频带sta视为可以跨多个频带操作的单个实体。

尽管过程500涉及认证、关联以及安全设置，但是为简单起见，整个过程500可以被称为多频带连接。尽管图中未示出，但多频带操作也适用于去认证/去关联的反向操作。ap可以通过在任何活动频带上分别发送单个去认证/去关联帧来去认证/去关联多个频带上的多频带sta。

图6是用于跨多个不同频带认证和/或关联多频带sta的帧600。举例来说，帧600包括具有帧控制、持续时间、地址1、地址2、地址3、序列控制、ht控制中一个或多个的mac报头610和具有多频带元素630(其可以是图3中的元素300)、eht选项元素640和fcs中一个或多个的帧主体620。eht选项元素包括元素id、长度、元素id扩展和eht控制比特图650中的一个或多个，eht控制比特图650包括多频带认证、多频带关联和预留。

多频带元素630指示用于多频带认证和/或关联的附加频带特定信息。eht控制比特图650指示是否针对所指示的频带而请求多频带认证和/或关联(在多频带元素630中)。

在示例实施例中，认证、关联、去认证、去关联和/或重新关联帧共享类似的帧格式。除了在其上发送帧的频带之外，通过在相应帧中包括一个或多个多频带元素630来指示要认证、关联、重新关联、去认证和/或去关联的附加频带，每个元素标识一个频带。可选子元素字段(例如，图3在310处)携带需要在由多频带元素的频带id字段(例如，图3在302处)指示的频带上认证和/或关联的(多个)附加子元素。一些公共参数可以由帧中的其他字段(例如，ht/vht/he操作/能力元素等)来指示。由于许多参数可以特定于特定频带(例如，支持的mcs速率、支持的空间流的数量、edca参数)，如果公共参数中的任何一个不同，则频带特定参数也可以包括在多频带元素中。

在图5的认证帧510和关联请求帧520中，非apsta还可以包括功率能力元素(例如，图3的312处)以指示其在频带中的发送功率能力。ap可以利用这种频带特定信息来决定是否在任何特定频带上允许非apsta。

尽管图5中每个过程500的多频带连接示出了在所有三个频带上成功的认证/关联的示例，但是认证/关联在一些频带上成功而在其他频带上不成功也是可能的。ap可以通过在认证帧520和关联响应帧540中包括该频带的多频带元素来指示认证/关联成功的频带。

图7是由多频带ehtap维护的示例关联记录700。该记录包括staaid、关联状态、2.4ghzmac地址、5ghzmac地址、6ghzmac地址、私钥和组密钥中的一个或多个。该记录包括两个站sta1和sta2的一些字段中的示例数据。

由于sta可以使用不同的mac地址在不同频带上的信道上进行通信，因此ap还保持sta的频带特定mac地址的记录(例如，从多频带元素提取的)。记录的第1行可以指sta1的记录，而第2行可以指sta2的记录。

尽管未在记录中列出，但是ap还可以维护每个sta的其他频带特定参数(例如，支持的速率、edca参数集等)。对于作为单频带设备的传统非apsta(11n、11ac、11ax设备)，ehtap将按照基线规则继续支持单频带认证/关联。ehtap也可以选择使用针对这种设备的相同的关联记录700，或者可以选择维护关联的单频带设备的单独的记录。为了简化跨不同频带的操作，ap可以选择维护统一aid分配方案，该分配方案将aid分配给相关联的设备，而不管它们在哪个频带上相关联。此外，不跨不同的频带重复使用aid以简化aid管理。

图8是支持三频带的ehtap和/或sta800的参考模型。为了说明，ap/sta800在多个频带(包括2.4ghz、5ghz和6ghz)中操作。如此以来，ap/sta800包括三个单独的sta810a、810b和810c，每个频带一个。

如图所示，每个sta包括针对每个频带的物理层(phy)、mac子层、phy管理实体(plme)和mac子层管理实体(mlme)中的一个或多个，而公共站管理实体(sme)负责管理所有三个频带上的phy和mac层。

在一个示例实施例中，单个站管理实体通过各自的mac层管理实体(mlme)和phy管理实体(plme)接入每个频带的mac层和phy层。每个sta的mac服务接入点(sap)为上层协议提供到频带特定mac和phy子层的接口。

如图8所示，共享状态信息包括块ack协议、ts、关联状态、rsna、安全密钥、序列计数器和pn计数器中的一个或多个。

图9示出了用于sta910和ap920之间的多频带认证中涉及的基元和帧交换的过程900。

对于过程900，mlme-authenticate基元中的多频带认证标志可以用于区分多频带认证基元与常规单频带认证。非apsta910的sme通过发出mlme-authenticate.请求基元930(设置有多频带认证标志)到任何活动频带的mlme来发起多频带认证，这进而触发要在该频带上的操作信道上发送认证帧940(其可以是图5中的认证帧510)。在接收到认证帧940时，该频带的ap的mlme生成mlme-authenticate.指示基元950(设置有多频带认证标志，还指示在其上请求认证的附加频带)。当ap的sme接收到已经设置了多频带认证标志的mlme-authenticate.指示基元950时，ap执行多频带认证955，并且在接收到认证帧940的频带上以及由在认证帧940中所携带的多频带元素所指示的所有其他频带上认证sta。在多频带认证成功完成时，ap的sme通过发出mlme-authenticate.响应基元960(状态码设置为成功)到在其上接收到认证帧940的频带的mlme来确认多频带认证成功，这进而触发要在该频带上的操作信道上发送认证帧970(其可以是图5中的认证帧520)。在接收到认证帧970时，该频带的非apsta的mlme生成mlme-authenticate.确认基元980以指示成功的多频带认证。

图10示出了sta1010和ap1020之间的多频带关联中涉及的基元和帧交换的过程1000。

对于过程1000，mlme-associate基元中的多频带关联标志可以用于区分多频带关联基元与常规(单频带)关联。非apsta1010的sme通过发出mlme-associate.请求基元1030(设置有多频带关联标志，并且还指示在其上请求关联的附加频带)到任何活动频带的mlme来发起多频带关联，这进而触发要在该频带上的操作信道上发送的关联请求帧1040(其可以是图5中的关联请求帧530)。在接收到关联帧1040时，该频带的ap的mlme生成mlme-associate.指示基元1050(设置有多频带关联标志，还指示在其上请求关联的附加频带)。当ap的sme接收到已经设置了多频带关联标志的mlme-associate.指示基元1050时，ap执行多频带关联1055，并在接收到关联帧1040的频带以及由在关联帧1040中携带的多频带元素所指示的所有其他频带上关联sta。在成功完成多频带关联时，ap的sme通过发出mlme-association.响应基元1060(状态码设置为成功)到在其上接收到关联帧1040的频带的mlme来确认成功的多频带关联，这进而触发要在该频带上的操作信道上发送的关联帧1070(其可以是图5中的关联响应帧540)。在接收到关联帧1070时，该频带的非apsta的mlme生成mlme-association.确认基元1080以指示成功的多频带关联。尽管在图9或图10中未示出，但多频带操作也适用于用于去认证/去关联的反向操作的mlme-deauthenticate/mlme-disassociate基元。ap可以通过在任何活动频带上分别发送单个去认证/去关联帧来去认证/去关联多个频带上的多频带sta。

图11示出了用于认证多频带sta和/或与多频带ap关联多频带sta的元素1100。举例来说，元素1100可以是多频带元素300，并且包括元素id、长度、多频带控制、频带id、操作类别、信道号(未示出)、bssid(未示出)、信标间隔(未示出)、tsf偏移(未示出)、多频带连接能力、fst会话超时、stamac地址(可选)、成对密码套件计数(可选)、成对密码套件列表(可选)和可选元素。多频带控制1110还包括sta角色、stamac地址存在、成对密码套件存在、多频带动作和预留。

代替使用如图6所示的认证/关联帧中的eht控制选项元素640，sta或ap还可以使用多频带元素的多频带控制字段1110中的“多频带动作”比特1120来指示携带多频带元素的帧是关于由频带id字段1130所指示的频带的多频带认证或关联的一部分。“多频带动作”比特1120指示当在认证帧中携带多频带元素1140时的多频带认证，并且指示当在关联请求帧或关联响应帧中携带多频带元素1140时的多频带关联等等。

可选子元素字段1150携带在由多频带元素的频带id字段所指示的频带上认证/关联所需的附加子元素。

图12是sta的2.4ghz关联记录的表1200。该表包括staaid、关联状态、mac地址、成对密钥和组密钥。为sta2提供了示例数据。

图13是两个站sta1和sta2的5ghz关联记录的表1300。该表包括staaid、关联状态、mac地址、成对密钥和组密钥。为sta1和sta2提供了示例数据。

图14是两个站sta1和sta2的6ghz关联记录的表1400。该表包括staaid、关联状态、mac地址、成对密钥和组密钥。为sta1和sta2提供了示例数据。

图15是示出了针对2.4ghzaid、5ghzaid和6ghzaid的两个站(sta1和sta2)的示例staaid数据的表1500。

在图5中的多频带连接500中，假设多频带sta502在其发起多频带连接500时没有在任何频带上与多频带ap504关联。然而，也有可能sta已经在至少一个频带(例如，5ghz频带)上与ap关联。在5ghz频带上的关联过程期间或之后，发现ap的多频带能力，并且决定也在其他频带上进行关联，以便能够利用多频带通信。或者，也有可能最初仅在5ghz频带的范围内，但在6ghz频带的覆盖范围之外，并且随后，由于移动性，也在6ghz频带的覆盖范围内。在这种情况下，多频带连接500还可以指除了sta已经在其中被关联的频带之外的其他附加频带上的新认证/关联。如果要启用这种在不同频带上的关联的动态添加，则意味着由ap维护的sta的关联状态可以在不同频带中具有不同的状态，并且因此ap维护不同频带的单独关联实例可能更有效。在示例实施例中并且根据图12-图15，ap维护单独的关联实例，每频带一个：频带特定状态变量、aid、安全关联等。作为示例，sta502可以使用基线(单频带)关联过程在5ghz频带上最初与ap504关联。随后，它决定发起多频带连接500以“加入”2.4频带和6ghz频带。在完成多频带认证之后，sta502的关联记录可以类似于第1210行中所示的2.4ghz频带和第1410行中所示的6ghz频带(关联状态2指示sta502被成功认证)。为了跟踪不同频带中的sta参数，ap还可以维护列出不同频带中的多频带staid(例如，aid)的表1500，并使用该表交叉引用每个频带中针对频带特定参数的相应关联记录。随后，在成功地完成2.4ghz和6ghz频带上的多频带关联之后，sta502的关联记录(第1210和1410行)将被更新以反映新的关联状态(4)和分配的aid。类似地，还将利用2.4ghz和6ghz频带中的分配的aid来更新表1500。

图16示出了sta1610和ap1620之间的多频带关联中涉及的基元和帧交换的过程1600。在每个适用频带上执行关联，并且ap维护针对每个频带的单独的关联实例。ap可以通过在任何活动频带上分别发送单一去认证帧和/或去关联帧来去认证和/或去关联多个频带上的多频带sta，或者可以在独立于其他频带的各个频带上执行去认证和/或去关联。

对于过程1600，mlme-associate基元中的多频带关联标志可以用于区分多频带关联基元与常规(单频带)关联。非apsta1610的sme通过发出mlme-associate.请求基元1630(设置有多频带关联标志)到任何活动频带的mlme来发起多频带关联，这进而触发要在该频带上的操作信道上发送的关联请求帧1640。在接收到关联请求帧1640时，该频带的ap的mlme生成mlme-associate.指示基元1650。当ap的sme接收到已经配置了多频带关联标志的mlme-associate.指示基元1650时，ap通过执行或运行第一频带上的关联、第二频带上的关联和第三频带上的关联来执行多频带关联1655。在成功完成多频带关联时，ap的sme通过发出mlme-association.响应基元1660(状态码设置为成功)到在其上接收到关联帧1640的频带的mlme来确认成功的多频带关联，这进而触发要在该频带上的操作信道上发送的关联响应帧1670。在接收到关联响应帧1670时，该频带的非apsta的mlme生成mlme-association.确认基元1680以指示成功的多频带关联。

代替维护不同频带上的单独的bss，可以通过维护跨ap的所有操作频带的单个bss来简化bss操作。图17示出了在其中ap1710建立针对多个sta(示出为sta11720a和sta21720b)的多个不同频带上的单个统一bss的无线网络1700。为了说明，无线网络1700包括2.4ghz、5ghz和6ghz三个频带。

在示例实施例中，无论支持的7ghz以下的频带的数量如何，ehtap建立所有频带上的单个统一bss。例如，图17表示同时在2.4ghz、5ghz和6ghz频带上操作的单个多频带bss。ehtap(诸如ap1710)在其部分或全部操作频带上发送信标帧。所有信标帧和/或探测响应帧指向相同的bss，而不考虑在其上发送帧的频带。单个bssid用于表示适用频带中的统一bss。ap1710可以使用其7ghz以下的无线接口的任何一个的mac地址作为bssid。

图18是用于通告多频带bss的信标和/或探测响应帧1800。帧1800包括mac报头1810和帧主体1820。mac报头包括帧控制、持续时间、地址1(da)、地址2(sa)、地址3(bssid)、序列控制、帧主体和fcs。帧主体1820包括时间戳字段和一个或多个多频带元素，以及其它字段。

无论用于发送信标帧和/或探测响应帧1800的频带如何，地址3字段1830都被设置为表示多频带bss的bssid。地址21840携带源地址，并且可以被设置为在其上发送帧的频带的无线接口的硬件mac地址。

为了简化跨各种频带的操作，ap可以选择维护单个时钟用于定时目的。在这种情况下，时间戳字段1850携带统一定时同步功能(tsf)值。

ap通告它在信标帧和/或探测响应帧中的多频带能力。例如，帧1800包括一个或多个多频带元素1860，如ap也在其上进行操作的频带id字段所标识的每个频带(除了在其上发送信标/探测帧的频带之外)一个元素。尽管未在图18中示出，帧1800还携带表示无线网络的相同服务集标识符(ssid)，而与频带无关。这意味着bssid被唯一地映射到单个ssid，并且进一步简化了无线网络的管理。然而，与当前操作类似，有可能有多于一个bssid映射到相同ssid。

无论用于发送信标/探测响应帧的频带如何，由于信标/探测响应帧通告相同的bssid和ssid，因此非apsta将看到单个bss。然而，这可能会给传统(非多频带)非apsta带来一些问题，因为它们可能无法明确指定它们希望在其上进行关联的频带。该问题可以通过非apsta在其希望加入的频带上发送认证、关联帧来克服。无论关联帧中指定的bssid/ssid如何，ap都将在接收到帧的频带上关联非apsta。在这种情况下，多频带连接更加简单。例如，无论用于认证和/或关联的频带如何，多频带ap和多频带sta之间都需要单个关联实例，并且不需要频带特定关联。由于不同的能力，在认证和/或关联期间，非apsta仍然可以使用如本文中所述的一个或多个多频带元素来指示其支持的频带。

图19是支持多频带的ehtap和/或sta1900的模型。举例来说，ap/sta1900包括三个频带1910a(频带1)、1910b(频带2)、1910c(频带3)。每个频带包括物理层(phy)、mac子层、phy管理实体(plme)和mac子层管理实体(mlme)中的一个或多个，而单个站管理实体(sme)可以接入所有频带特定phy和mac层。

如图19所示，多频带设备包括单独的phy和mac层集合，每个频带有一个或多个集合。为简单起见，图19示出了三频带设备，但是示例实施例还包括其他类型的频带设备，诸如双频带设备、四频带设备等。

考虑包括四个不同phy和mac层集合的四频带设备的示例，一个集合用于2.4ghz频带，一个集合用于5ghz频带，一个集合用于6ghz频带的下部(例如，6ghz～6.49ghz)，以及一个集合用于6ghz频带的上部(例如，6.5ghz～6.99ghz)。然而，只有单个站管理实体可以通过各自的mac层管理实体(mlme)和phy管理实体(plme)接入每个频带的mac层和phy层。为了简化各种频带特定phy和mac层的管理，多频带适配子层1920位于频带特定mac层之上，并向上层提供统一macsap1930。多频带适配子层1920通过每个频带特定mac层的mac服务接入点(sap)与频带特定mac和phy子层交互。

该模型的一个优点是ehtmac层对于上层是作为单个mac实体出现的，并且上层处理单个层(多频带适配子层1920)，该层又负责管理频带特定mac/phy层。

在示例实施例中，多频带操作在多频带连接期间本机地启用和协商。在成功关联之后，多频带sta被认为是在所有适用频带上通过wm而启用(即，sta可以开始通过无线介质(wm)进行通信)，并且可以在ap和sta之间没有任何进一步协商的情况下继续在任何/所有关联频带上进行多频带通信。例如，已完成多频带连接的设备之间的多频带通信不需要快速会话传输(fst)。

对于具有附加60ghzi/f的设备，可以例如使用fst、oct等根据基线来管理60ghzi/f。这种设备可以认为包括两个sta：7ghz以下的sta(能够在小于7ghz的频带上进行多频带通信)和60ghzsta。

图20是多频带通信设备2000的模型。该设备包括上层2010、逻辑链路控制(llc)子层2020、统一上(upper)mac(umac)2030和多频带适配子层2040。子层2040耦合到2.4ghz下(lower)mac(lmac)(具有其自身的硬件macid，hmac-id1)、2.4ghzphy、5ghzlmac(具有其自身的硬件macid，hmac-id2)、5ghzphy、6ghzlmac(具有其自身的硬件macid，hmac-id3)和6ghzphy和/或与之通信。llc子层2020耦合到上mac(umac)2050、60ghzlmac(具有其自身的硬件macid，hmac-id4)和60ghzphy和/或与之通信。umac2030经由多频带管理2060与umac2050通信。

如图20所示，上层2010以及llc子层2020可以在所有频带之间共享。左下侧示出了特定于7ghz以下的频带的层，而右侧是特定于60ghz频带的层。mac层可以进一步分为上mac(umac)层和下mac(lmac)层。下mac层负责可以取决于用于通信的实际频带的mac功能，诸如a-mdpu聚合/去聚合、crc创建、地址1滤波、mpdu加密/解密、重复检测、ack传输、块ack得分板、mcs适配等。上mac负责与频带无关(agnostic)的mac功能，诸如a-msdu聚合/去聚合、序列号分配、重传等。

由于60ghzmac功能可能与7ghz以下的mac功能非常不同，因此维护单独的上mac层。然而，单个上mac层2030提供上层与频带特定下mac层之间的接口。传统上，每个无线接口都分配有硬件mac地址(hmac-id)。如此以来，每个频带特定下mac可以具有其自身的mac地址，该mac地址用作其发送器/接收器地址。eht设备可以选择其hmac-id中的任何一个作为其统一mac地址(u-mac-id)，并且u-mac-id可以用于标识eht设备。ehtap可以选择u-mac-id作为多频带eht-bss的bssid。

7ghz以下的mac层对于上层作为单个mac实体出现。用于通信的实际频带对上层是透明的。多频带适配子层2040负责决定要用于传出分组的实际频带。如果需要，多频带适配子层2040还负责在发送/接收期间进行mac地址切换(在u-mac-id和hmac-id之间，反之亦然)。

ehtap还可以记录相关联的sta的u-mac-id作为其关联记录的一部分。上mac层然后可以不必关心由目的地设备在特定频带中使用的实际hmac-id，而是可以直接使用目的地设备的u-mac-id作为任何传出mdpu的目的地地址(da)。多频带适配子层1720将负责将传出mdpu的da替换为正确的hmac-id。至于60ghz频带，基线多频带管理2060和诸如fst的相关协议可以用于7ghz以下的频带和60ghz频带之间的会话传输。

在存在在不同频带上操作的相关联的单频带非apsta(例如，5ghz上的sta1和6ghz上的sta2)的情况下，sta1和sta2之间的传统通信将需要在转发到分发系统(ds)中的路由器之前通过ap，该路由器将通过相同的ap将其路由回sta。为了避免这种情况，多频带ap还可以选择在其自身内实施简单的l3路由功能，该功能保持跨不同频带的所有关联设备的l3地址(例如，ip)的记录。如果ap在其自身的路由表上找到目的地l3地址，则ap可以简单地通过设备在其上被关联的频带将分组发送出去，而不是将分组转发给ds。

图21是在多个不同频带中操作的多频带通信设备2100的简化框图(示出为n个频带，其中n是大于1的整数)。天线2110耦合到包括rf/模拟前端2112、phy处理2114和下mac处理2116的频带1中的硬件/软件和/或与之通信。天线2120耦合到包括rf/模拟前端2122、phy处理2124和下mac处理2126的频带2中的硬件/软件和/或与之通信。天线2130耦合到包括rf/模拟前端2132、phy处理2134和下mac处理2136的频带n中的硬件/软件和/或与之通信。尽管在图21中在每个频带上示出了单个天线，但是在每个频带上也可能有多个天线，例如，用于空间分集、多用户mimo(mu-mimo)等。下mac处理2116/2126/2136彼此耦合和/或通信，以及以及耦合到多频带适配2140和包括关联记录2152的上mac处理2150和/或与之通信。关联记录2152包含在ap设备中，但不包含在非ap设备中。

图22是在多个不同频带中操作的多频带通信设备2200的详细框图(示出为n个频带，其中n是大于1的整数)。频带1无线i/f2250耦合到发送器/接收器2252和/或与之通信，并且包括mac2254和phy2256。频带2无线i/f2260耦合到发送器/接收器2262和/或与之通信，并且包括mac2264和phy2266。频带n无线i/f2270耦合到发送器/接收器2272和/或与之通信，并且包括mac2274和phy2276。频带无线i/f2250/2260/2270彼此耦合和/或通信，以及耦合到中央处理器(cpu)2230、存储器2220、辅助存储装置2240、有线通信i/f2080和/或与之通信。电路由电源2210供电，电源2210可以是非ap设备的电池，而在ap设备的情况下，在大多数情况下可以是主电源。尽管框图2200适用于ap和非ap设备两者，但是在ap设备中使用的每个组件可能比在非ap设备中使用的组件复杂和强大得多。当框图2200适用于ap设备时，cpu2230生成包括与第一频带(例如，频带-1)相关的以及与ap设备在其中进行发送的至少一个其他频带(例如，频带-2)相关的动作的帧。当框图2200适用于非ap设备时，cpu2230响应于从ap设备所接收的帧来生成帧。

在图22中，下mac功能可以在无线i/f内实施(在硬件/固件中)，而多频带适配层以及上mac功能可以在cpu内实施为软件。

本公开可以通过软件、硬件或与硬件协作的软件来实施。在上述每个实施例的描述中使用的每个功能块可以部分或全部由诸如集成电路的lsi来实施，并且每个实施例中描述的每个过程可以部分或全部由相同的lsi或lsi的组合控制。lsi可以单独形成为芯片，或者可以形成一个芯片以包括部分或全部功能块。lsi可以包括与其耦合的数据输入和输出。根据集成度的不同，这里的lsi可以被称为ic、系统lsi、超级lsi或超lsi。然而，实施集成电路的技术不限于lsi，并且可以通过使用专用电路、通用处理器或专用处理器来实现。另外，可以使用可在lsi制造之后编程的fpga(现场可编程门阵列)或可重构处理器，其中可重构布置在lsi内部的电路单元的连接和设置。本公开可以实现为数字处理或模拟处理。如果未来的集成电路技术由于半导体技术或其他衍生技术的进步而取代大规模集成电路，则这些功能块就可以使用未来的集成电路技术进行集成。生物技术也可以应用。

其他示例实施例包括但不限于以下示例。

一种多频带通信装置，包括发送器和接收器。发送器在无线网络中并向多频带通信设备发送频带上的帧，该帧包括与频带相关的以及与多频带通信装置在其中进行发送的至少一个其他频带相关的动作。接收器在无线网络中从多频带通信设备接收频带上的帧，该帧包括与频带相关以及与多频带通信设备在其中进行接收的至少一个其他频带相关的动作。

对于多频带通信装置，频带上的帧的动作包括向该频带和多频带通信装置的至少一个其他频带认证多频带通信设备。

对于多频带通信装置，频带上的帧的动作包括将多频带通信设备与该频带和多频带通信装置的至少一个其他频带关联或重新关联。

对于多频带通信装置，频带上的帧的动作包括向该频带和多频带通信装置的至少一个其他频带去认证多频带通信设备。

对于多频带通信装置，频带上的帧的动作包括将多频带通信设备与该频带和多频带通信装置的至少一个其他频带去关联。

对于多频带通信装置，多频带通信装置是多频带接入点(ap)，并且维护适用于该频带和适用于其他频带的多频带通信设备的单个关联记录。

对于多频带通信装置，多频带通信设备的单个关联记录包括关联状态变量、关联id(aid)和安全密钥。

多频带接入点(ap)包括发送器和接收器。发送器在同时在多个频带上操作的单个无线网络中向非站(sta)ap发送帧。接收器在同时在多个频带上操作的单个无线网络中从非staap接收帧。

对于多频带ap，单个无线网络是在所有多个频带上由单个基本服务集标识符(bssid)所标识的。

对于多频带ap，bssid是多个频带中任何一个上的无线接口的mac地址。

对于多频带ap，在多个频带中的单个频带上的非staap成功关联之后，多频带ap在多个频带中的一个或多个频带上与非staap通信。

对于多频带ap，由多频带ap在多个频带上发送的所有信标帧和探测响应帧通告相同的基本服务集标识符(bssid)。

一种通信方法，包括由接入点(ap)在无线网络中从非ap站(sta)接收单频带中的请求帧，该请求帧请求在无线网络中ap在其中进行操作的多个不同频带上认证和关联非apsta；以及由ap向非apsta发送单频带中的响应帧，该响应帧在无线网络中ap在其中进行操作的多个不同频带上认证和关联非apsta。

该通信方法还包括由无线网络中的ap并在单频带中向非apsta发送信标帧和探测响应帧，该信标帧和探测响应帧通告ap在包括2.4ghz、5ghz和6ghz中的至少两者的多个不同频带中操作。

该通信方法还包括由无线网络中的ap在单频带中向非apsta发送探测响应帧，该探测响应帧通告相邻ap在多个不同频带中操作。

一种用于与多频带通信设备进行通信的多频带通信装置，包括处理器和收发器。处理器生成包括与第一频带相关的以及与多频带通信装置在其中进行发送的至少一个其他频带相关的动作的帧。收发器在第一频带上发送帧。

虽然在本实施例的前述详细描述中已经呈现了示例性实施例，但是应当理解，存在大量的变化。应当进一步理解，示例性实施例只是示例，并不意图以任何方式限制本发明的范围、适用性、操作或配置。相反，上述详细描述将为本领域技术人员提供用于实施本发明的示例性实施例的方便的路线图，应当理解，在不脱离本发明的前提下，可以对示例性实施例中描述的步骤和操作方法的功能和布置进行各种改变如所附权利要求中所述的公开的范围。

本公开可以通过软件、硬件或与硬件协作的软件来实施。在上述每个实施例的描述中使用的每个功能块可以部分或全部由诸如集成电路(ic)的lsi来实施，并且每个实施例中描述的每个过程可以部分或全部由相同的lsi或lsi的组合控制。lsi可以单独形成为芯片，或者可以形成一个芯片以包括部分或全部功能块。lsi可以包括与其耦合的数据输入和输出。根据集成度的不同，这里的lsi可以被称为ic、系统lsi、超级lsi或超lsi。然而，实施集成电路的技术不限于lsi，并且可以通过使用专用电路、通用处理器或专用处理器来实现。另外，可以使用可在lsi制造之后编程的fpga(现场可编程门阵列)或可重构处理器，其中可重构布置在lsi内部的电路单元的连接和设置。本公开可以实现为数字处理或模拟处理。如果未来的集成电路技术由于半导体技术或其他衍生技术的进步而取代大规模集成电路，则这些功能块就可以使用未来的集成电路技术进行集成。生物技术也可以应用。

另外，本公开可以通过被称为通信装置的具有通信功能的任何种类的装置、设备或系统来实现。这种通信装置的一些非限制性示例包括电话(例如，蜂窝(移动)电话、智能电话)、平板电脑、个人计算机(pc)(例如，膝上型计算机、台式机、上网本)、相机(例如，数字静态/视频相机)、数字播放器(数字音频/视频播放器)、可穿戴设备(例如，可穿戴相机、智能手表、跟踪设备)、游戏机、数字图书阅读器、远程健康/远程医疗(远程健康和医疗)设备和提供通信功能的车辆(例如，汽车、飞机、轮船)及其各种组合。

通信装置不限于便携式或可移动的，并且还可以包括非便携式或固定的任何类型的装置、设备或系统，诸如智能家居设备(例如，家电、照明、智能仪表、控制面板)、自动售货机以及“物联网(iot)”的网络中的任何其他“事物”。

通信可以包括通过例如蜂窝系统、无线lan系统、卫星系统等及其各种组合来交换数据。

通信装置可以包括诸如控制器或传感器的设备，其耦合到执行本公开中描述的通信功能的通信设备。例如，通信装置可以包括控制器或传感器，其生成由执行通信装置的通信功能的通信设备使用的控制信号或数据信号。

通信装置还可以包括基础设施，诸如基站、接入点以及与诸如上述非限制性示例中的那些装置通信或控制这些装置的任何其他装置、设备或系统。