于识别在特定区域中包含的网络的过程称为扫描过程。
[0079]扫描方案被划分为主动扫描和被动扫描。
[0080]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)。响应器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，响应器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作为响应器进行操作。在IBSS中，因为IBSS的STA顺序地发送信标帧，所以响应器不是恒定的。例如，已经在信道#1发送探测请求帧并且已经在信道#1接收探测响应帧的STA,存储在接收的探测响应帧中包含的BSS相关联信息，并且移动到下一个信道(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/响应传输/接收)。
[0081]虽然在图5中未示出，但是也可以使用被动扫描来执行扫描动作。被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中管理帧中的一个，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存储在信标帧中包含的BSS信息，并且移动到另一个信道，并且在每个信道处记录信标帧信息。已经接收信标帧的STA存储在接收的信标帧中包含的BSS相关联信息，移动到下一个信道，并且从而使用相同的方法执行扫描。
[0082]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。
[0083]在STA发现网络之后，STA可以在步骤S520中执行验证过程。验证过程可以称为第一验证过程，以使得验证过程能够与步骤S540的安全设定过程清楚地区分。
[0084]验证过程可以包括通过STA发送验证请求帧给AP，并且通过AP响应于验证请求帧而发送验证响应帧给STA。用于验证请求/响应的验证帧可以对应于管理帧。
[0085]验证帧可以包括验证算法编号、验证交易序列号、状态码、挑战文本、稳健安全网络(RSN)、有限循环群等的信息。在验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验证请求/响应帧中信息的一些部分，可以替换为其他信息，或者可以包括附加信息。
[0086]STA可以发送验证请求帧给AP。AP可以基于在接收的验证请求帧中包含的信息来决定是否验证相应的STA。AP可以通过验证响应帧提供验证结果给STA。
[0087]在STA已经被成功验证之后，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。
[0088]例如，关联请求帧可以包括与各种能力、信标收听间隔、服务集标识符(SSID)、支持的速率、支持的信道、RSN、移动域、支持的操作类别、TIM(业务指示映射)广播请求、交互工作服务能力等相关联的信息。
[0089]例如，关联响应帧可以包括与各种能力、状态码、关联ID(AID)、支持的速率、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标(RSNI)、移动域、超时间隔(关联回复时间)、重叠BSS扫描参数、TIM广播响应、QoS映射等相关联的?目息。
[0090]上面提到的信息，可以对应于能够被包含在关联请求/响应帧中的信息的一些部分，可以以其他信息替换，或者可以包括附加信息。
[0091]在STA已经被成功地与网络关联之后，可以在步骤S540中执行安全设定过程。步骤S540的安全设定过程可以称为基于稳健安全网络关联(RSNA)请求/响应的验证过程。步骤S520的验证过程可以称为第一验证过程，并且步骤S540的安全设定过程可以简称为验证过程。
[0092]例如，步骤S540的安全设定过程可以包括基于LAN帧上的可扩展验证协议(EAPOL)通过4路握手的私钥设定过程。此外，该安全设定过程也可以根据未在IEEE802.11标准中定义的其他安全方案来执行。
[0093]WLAN 涫讲
[0094]为了避免在WLAN通信速度方面的限制，IEEE 802.1ln近来已经作为通信标准被建立。IEEE 802.1ln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 802.1ln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个中的MIMO技术。
[0095]随着WLAN技术的广泛使用和WLAN应用的多样化，需要开发能够支持比由IEEE802.1ln支持的数据处理速率更高的HT的新WLAN系统。用于支持非常高吞吐量(VHT)的下一代WLAN系统是IEEE 802.1ln WLAN系统的下一个版本(例如，IEEE 802.1lac)，并且是近来提出的在MAC SAP(媒介接入控制服务接入点)处支持IGbps或以上的数据处理速度的IEEE 802.11 WLAN系统中的一个。
[0096]为了有效率地利用射频(RF)信道，下一代WLAN系统支持其中多个STA能够同时接入信道的MU-MMO (多用户多输入多输出)传输。根据MU-MMO传输方案，AP可以同时发送分组给至少一个MMO配对的STA。
[0097]此外，近来已经论述了用于在白空间中支持WLAN系统操作的技术。例如，已经在IEEE 802.1laf标准下论述用于在诸如由于到数字TV的转变而留下的空闲频带(例如，54?698MHz带)的白空间(TV WS)中引入WLAN系统的技术。但是，仅为了说明性目的公开在上面提及的信息，并且白空间可以是能够主要地仅由许可用户使用的许可带。许可用户可以是具有权限使用许可带的用户，并且也可以称为许可设备、主用户、现任用户等。
[0098]例如，在白空间(WS)中操作的AP和/或STA必须提供用于保护许可用户的功能。例如，假定在诸如麦克风的许可用户以从WS带占用特定带宽的方式已经使用按规定划分的频带的特定WS信道，AP和/或STA不能够使用与相应的WS信道相对应的频带以便保护许可用户。此外，在许可用户使用被用于当前帧的传输和/或接收的频带的条件下，AP和/或STA必须停止使用相应的频带。
[0099]因此，AP和/或STA必须确定是否使用WS带的特定频带。换言之，AP和/或STA必须确定频道中现任用户或者许可用户的存在或者不存在。用于在特定频带中确定现任用户的存在或者不存在的方案被称为频谱感测方案。能量检测方案、签名检测方案等可以被用作频谱感测机制。如果接收信号的强度超过预定值，或者当检测到DTV前导时，AP和/或STA可以确定现任用户正在使用该频带。
[0100]M2M(机器对机器)通信技术已经作为下一代通信技术被论述。在IEEE 802.11WLAN系统中用于支持M2M通信的技术标准已经被发展成IEEE 802.1lah J2M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模块的计量器或者售货机，而且能够在没有用户干涉/处理的情况下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务器之间的通信等。作为在设备与应用服务器之间的通信的示例，存在售货机和应用服务器之间的通信、销售点(POS)设备和应用服务器之间的通信、以及在电表、煤气表或者水表与应用服务器之间通信。基于M2M通信的应用可以包括安全、运输、医疗等。在考虑到在上面提到的应用示例的情况下，M2M通信必须支持在包括大量设备的环境下有时候以低速度发送/接收少量的数据的方法。
[0101]更加详细地，M2M通信必须支持大量的STA。虽然当前的WLAN系统假设一个AP与最多2007个STA相关联，但是在M2M通信中最近已经论述了用于支持其中更多的STA (例如，大约6000个STA)与一个AP相关联的其他情形的各种方法。此外，所期待的是，用于支持/请求低传送速率的许多应用存在于M2M通信中。为了平滑地支持许多STA，WLAN系统可以基于??Μ(业务指示映射)识别要向STA发送的数据的存在或不存在，并且最近已经论述了用于减小TIM的位图尺寸的各种方法。此外，所期待的是，具有非常长的传输/接收间隔的很多业务数据存在于M2M通信中。例如，在M2M通信中，非常少量的数据(例如，电/气/水计量)需要以长的间隔(例如，每月)发送。因此，尽管在WLAN系统中与一个AP相关联的STA的数目增加，但是许多的开发者和公司对能够有效率地支持存在其每个具有在一个信标时段期间要从AP接收的数据帧的非常少量的STA的情况的WLAN系统进行深入研宄。
[0102]如上所述，WLAN技术正在迅速地发展，并且不仅在上面提到的示例性技术，而且诸如直接链路设定、介质流吞吐量的改进、高速和/或大规模的初始会话设定的支持、和扩展带宽和操作频率的支持的其他技术正在深入地发展中。
[0103]介质接入机制
[0104]在基于IEEE 802.11的WLAN系统中，MAC (介质接入控制)的基本接入机制是具有冲突避免(CSMA/CA)机制的载波侦听多址接入。CSMA/CA机制也被称为IEEE 802.1IMAC的分布协调功能(DCF)，并且基本上包括“先听后讲”接入机制。根据在上面提及的接入机制，在数据传输之前，AP和/或STA可以在预先确定的时间间隔(例如，DCF帧间空隙(DIFS))期间执行用于侦听RF信道或者介质的空闲信道评估(CCA)。如果确定介质是处于空闲状态，则通过相应的介质的帧传输开始。另一方面，如果确定介质处于占用状态，则相应的AP和/或STA没有开始其自己的传输，建立用于介质接入的延迟时间(例如，随机退避时段)，并且等待预定时间之后尝试开始帧传输。通过随机退避时段的应用，所期待的是，在等待不同的时间之后，多个STA将尝试开始帧传输，导致将冲突降到最小。
[0105]此外，IEEE 802.11 MAC协议提供混合协调功能(HCF)。HCF基于DCF和点协调功能(PCF)。PCF指的是基于轮询的同步接入方案，其中以所有接收(Rx)AP和/或STA能够接收数据帧的方式执行定期的轮询。此外，HCF包括增强的分布信道接入(EDCA)和HCF控制的信道接入(HCCA)。当由提供商提供给多个用户的接入方案是基于竞争时实现EDCA。基于轮询机制，通过基于无竞争信道接入方案来实现HCCA。此外，HCF包括用于改善WLAN的服务质量(QoS)的介质接入机制，并且可以在竞争时段(CP)和无竞争时段(CFP)这两者中发送QoS数据。
[0106]图6是图示退避过程的概念图。
[0107]在下文中将会参考图6描述基于随机退避时段的操作。如果占用或者忙碌状态的介质转换为空闲状态，则几个STA可以尝试发送数据(或者帧)。作为用于实现最小数目的冲突的方法，每个STA选择随机退避计数，等待与选择的退避计数相对应的时隙时间，并且然后尝试开始数据传输。随机退避计数是伪随机整数，并且可以被设置为O至CW值中的一个。在这样的情况下，CW指的是竞争窗口参数值。虽然通过CWmin表示CW参数的初始值，但是在传输失败的情况下(例如，在没有接收到传输帧的ACK的情况下)初始值可以被加倍。如果通过CWmax表示CW参数值，则维持CWmax直至数据传输成功，并且同时可以尝试开始数据传输。如果数据传输成功，则CW参数值被重置为CWmin。优选地，CW、Cffmin和CWmax被设置为2n-l (这里η = 0、1、2、…)。
[0108]如果随机退避过程开始操作，则STA连续地监控介质，同时响应于决定的退避计数值来倒计数退避时隙。如果介质被监控为占用状态，则停止倒计数并且等待预定时间。如果介质处于空闲状态，则剩余的倒计数重新开始。
[0109]如在图6的示例中所示，如果发送到STA3的MAC的分组到达STA3，则STA3确认在DIFS期间该介质处于空闲状态中，并且可以直接开始帧传输。同时，剩余的STA监控是否介质处于忙碌状态中，并且等待预定时间。在预定时间期间，要发送的数据可以在STA1、STA2和STA5的每个中出现。如果介质处于空闲状态中，则每个STA等待DIFS时间，并且然后响应于由每个STA选择的随机退避计数值来执行退避时隙的倒计数。图6的示例示出STA2选择最低的退避计数值并且STAl选择最高的退避计数值。S卩，在STA2完成退避计数之后，在帧传输开始时间处STA5的残留退避时间比STAl的残留退避时间短。当STA2占用介质时STAl和STA5中的每个临时地停止倒计数，并且等待预定时间。如果STA2的占用完成，并且介质重新进入空闲状态，则STAl和STA5中的每个等待预定时间DIFS，并且重新开始退避计数。即，在残留退避时隙之后，只要残留退避时间被倒计数，则帧传输可以开始操作。因为STA5的残留退避时间比STAl的残留退避时间更短，所以STA5开始帧传输。同时，在STA2占用介质时，要发送的数据可以出现在STA4中。在这样的情况下，如果介质处于空闲状态时，则STA4等待DIFS时间，响应于由STA4选择的随机退避计数值来执行倒计数，然后开始帧传输。图6示例性地示出STA5的残留退避时间偶然与STA4选择的随机退避计数值相同的情况。在这样的情况下，可能在STA4和STA5之间出现不可期待的冲突。如果冲突在STA4和STA5之间出现，STA4和STA5中的每个没有接收ACK，导致数据传输失败的发生。在这样的情况下，STA4和STA5中的每个使CW值增加两倍，并且STA4或者STA5可以选择随机退避计数值，并且然后执行倒计数。同时，当由于STA4和STA5的传输而导致介质处于占用状态时，STAl等待预定时间。在这样的情况下，如果介质处于空闲状态中，则STAl等待DIFS时间，并且然后在经过残留退避时间之后开始帧传输。
[0110]STA侦听操作
[0111]如上所述，CSMA/CA机制不仅包括AP和/或STA能够直接地侦听介质的物理载波侦听介质，而且包括虚拟载波侦听机制。虚拟载波侦听机制能够解决在介质接入中遇到的一些问题(诸如隐藏节点问题)。对于虚拟载波侦听，WLAN系统的MAC能够利用网络分配矢量(NAV)。更加详细地，借助于NAV值，其中的每个当前使用介质或者具有使用介质权限的AP和/或STA，可以向另一 AP和/或另一 STA通知介质可用的剩余时间。因此，NAV值可以与其中介质将由被配置以发送相应的帧的AP和/或STA使用的预留时间相对应。已经接收到NAV值的STA可以在相应的预留时间期间禁止介质接入(或信道接入)。例如，NAV可以根据帧的MAC报头的“持续时间”字段的值来设置。
[0112]稳健冲突检测机制已经被提出以降低这样的冲突的概率，并且将会参考图7和8来描述其详细说明。尽管实际的载波侦听范围不同于传输范围，但是为了描述方便并且更好地理解本发明，假定实际侦听范围与传输范围相同。
[0113]图7是图示隐藏节点和暴露节点的概念图。
[0114]图7 (a)示例性地示出隐藏节点。在图7 (a)中，STA A与STA B通信，并且STA C具有要发送的信息。在图7(a)中，在STA A将信息发送到STA B的条件下，当在数据被发送到STA B之前执行载波侦听时，STA C可以确定介质处于空闲状态中。因为在STA C的位置处可以不检测到STA A(S卩，占用介质)的传输，所以确定介质是处于空闲状态中。在这样的情况下，STA B同时接收STA A的信息和STA C的信息，导致冲突的发生。在此，STAA可以被认为是STA C的隐藏节点。
[0115]图7(b)示例性地示出暴露节点。在图7(b)中，在STA B将数据发送给STA A的条件下，STA C具有要发送到STA D的信息。如果STA C执行载波侦听，可以确定由于STAB的传输导致介质被占用。因此，虽然STA C具有要发送到STA D的信息，但是侦听到介质占用的状态，使得STA C必须等待预定时间(S卩，待机模式)直到介质处于空闲状态。然而，因为STA A实际上位于STA C的传输范围之外，所以从STA A的视角来看，