用于在无线lan系统中扫描多个频带的方法及装置的制造方法_2

文档序号:9240381阅读:来源:国知局
M区别开。逻辑介质被用于不同的目的,并且被不同的组件使用。IEEE802. 11 不限制介质是相同的介质还是不同的介质。多个介质在逻辑上彼此不同的事实能够解释 IEEE802. 11LAN的灵活性(DS结构或者其它网络结构)。也就是说,IEEE802. 11LAN能 够按照各种方式来实现,并且实现的物理特性能够独立地指定相应的LAN结构。
[0058] DS能够通过提供多个BSS和处理到目的地的地址所需的逻辑服务的无缝整合来 支持移动装置。
[0059]AP是指使得关联的STA能够通过丽接入DS并且具有STA功能的实体。数据能 够通过AP在BSS和DS之间进行发送。例如,图2中所示的STA2和STA3具有STA功能,并 且提供使得关联的STA(STA1和STA4)能够接入DS的功能。此外,所有AP都是可寻址的实 体,因为它们基本上对应于STA。AP针对在丽上的通信所使用的地址与该AP针对在DSM 上的通信所使用的地址不一定相等。
[0060] 从与AP关联的STA中的一个STA向该AP的STA地址发送的数据能够随时在非受 控端口处进行接收,并且由IEEE802.IX端口接入实体进行处理。此外,当受控端口被认证 时,已发送的数据(或帧)能够被传送到DS。
[0061] 图3例示了本发明可适用的IEEE802. 11系统的另一示例性构造。除了图2中的 构造之外,图3还示出了用于提供扩展覆盖范围的扩展服务集(ESS)。
[0062] 具有任意大小和复杂性的无线网络可以由DS和BSS组成。在IEEE802. 11中,这 种类型的网络被称作ESS网络。ESS可以对应于与DS连接的BSS的集合。然而,ESS不包 括DS。ESS网络在逻辑链接控制(LLC)层看起来像IBSS网络。属于ESS的STA能够彼此 通信,并且移动STA能够以对于LCC透明的方式从BSS移动到另一BSS(在相同的ESS中)。
[0063] IEEE802. 11没有限定图3中的BSS的相对物理位置,并且BSS可以被定位如下。 BSS能够部分地交叠,这是正常情况下用来提供连续的覆盖范围的结构。BSS可以彼此不物 理连接,并且在BSS之间的逻辑距离方面存在限制。另外,为了提供冗余,BSS可以被在物 理上定位在相同的位置处。此外,一个(或更多个)IBSS或ESS网络可以被在物理上定位 在相同的空间中,作为一个(或更多个)ESS网络。当自组织(ad-hoc)网络在ESS网络的 位置中操作时,这可以对应于ESS网络形式,物理上交叠的IEEE802. 11网络通过不同的组 织或者两个或更多个不同的接入来进行构造,并且在相同的位置处需要安全策略。
[0064] 图4例示了WLAN系统的示例性构造。图4示出了基于包括DS的结构的BSS的示 例。
[0065] 在图4的示例中,BSS1和BSS2构成ESS。在WLAN系统中,STA是根据IEEE802. 11 的MAC/PHY规则操作的装置。STA包括APSTA和非APSTA。非APSTA对应于由用户直接 处理的装置,例如膝上型计算机、蜂窝电话等。在图4的示例中,STA1、STA3和STA4对应于 非APSTA,并且STA2和STA5对应于APSTA。
[0066] 在以下描述中,非APSTA可以被称作终端、无线发送/接收单元(WTRU)、用户设备 (UE)、移动站(MS)、移动终端、移动用户站(MSS)等。在其它的无线通信领域中,AP对应于 基站(BS)、节点B、演进节点B、基站收发器系统(BTS)、毫微微BS等。
[0067] 链路律立讨稈
[0068] 图5例不了一般链路建立过程。
[0069] 为了建立到网络的链路并且发送/接收数据,STA需要发现网络,执行认证,建立 关联并且经过针对安全的认证过程。链路建立过程可以被称作会话发起过程和会话建立过 程。另外,链路建立过程的发现、认证、关联和安全建立可以被称作关联过程。
[0070] 现在将参照图5描述示例性链路建立过程。
[0071]STA可以在步骤S510中发现网络。网络发现可以包括STA的扫描操作。也就是 说,为了接入网络,STA需要发现能够参与通信的网络。在参与到无线网络中之前,STA需要 识别可兼容的网络。识别存在于特定区域中的网络的过程被称作扫描。
[0072] 扫描包括主动扫描和被动扫描。
[0073]图5例示了包括主动扫描的网络发现操作。为了在改变信道的同时搜索周围的 AP,执行主动扫描的STA发送探测请求帧,并且等待针对探测请求帧的响应。响应方响应 于探测请求帧而将探测响应帧发送到STA。这里,响应方可以是最终在正被扫描的信道的 BSS中发送了信标帧的STA。由于AP发送信标帧,因此AP对应于BSS中的响应方,然而由 于IBSS中的STA轮流地发送信标帧,因此在IBSS中响应方不是固定的。例如,在信道#1 上发送了探测请求帧并且在信道#1上接收到探测响应帧的STA可以存储在所接收到的探 测响应帧中包括的BSS相关信息,移动到下一信道(例如,信道#2)并且以相同的方式执行 扫描(即,信道#2上的探测请求/响应发送和接收)。
[0074] 扫描操作可以按照被动的方式来执行,其没有被显示在图5中。执行被动扫描的 STA在改变信道的同时等待信标帧。作为IEEE802. 11中的管理帧中的一种的信标帧指示 无线网络的存在并且被定期地发送到执行扫描的STA,以使得STA能够发现无线网络并参 与到无线网络中。AP在BSS中定期地发送信标帧,而IBSS中的STA在IBSS的情况下轮流 地发送信标帧。在接收到信标帧时,执行扫描的STA存储在信标帧中包括的、关于BSS的信 息,并且在移动到另一信道的同时记录各个信道中的信标帧信息。接收到信标帧的STA可 以存储在所接收到的信标帧中包括的BSS相关信息,移动到下一信道并且通过相同的方法 执行对下一信道的扫描。
[0075] 将主动扫描与被动扫描进行比较,主动扫描具有比被动扫描小的延迟和低的功 耗。
[0076] 在发现网络时,可以在步骤S520中执行对STA的认证。该认证过程可以被称为要 与稍后将要描述的步骤S540的安全设置操作区分开的第一认证。
[0077] 认证包括STA向AP发送认证请求帧的过程以及AP响应于该认证请求帧而向STA 发送认证响应帧的过程。用于认证请求/响应的认证帧对应于管理帧。
[0078] 认证帧可以包括关于认证算法编号、认证事务序列号、状态代码、挑战文本、 RSN(强健安全网络)、有限循环群等的信息。该信息是可以被包括在关联请求/响应帧中 的信息的一部分,并且可以被其它信息代替或者还可以包括附加信息。
[0079]STA可以向AP发送认证请求帧。AP可以基于在所接收到的认证请求帧中包括的 信息来决定允许STA的认证。AP可以通过认证响应帧将认证结果提供到STA。
[0080] 在成功地认证STA时,可以在步骤S530中执行关联。关联包括STA向AP发送关 联请求帧的过程以及AP响应于该关联请求帧而向STA发送关联响应帧的过程。
[0081]例如,关联请求帧可以包括与各种能力、信标侦听间隔、服务集标识符(SSID)、被 支持速率、被支持信道、RSN、移动性域、被支持操作类、TIM(业务指示图)广播请求、交互工 作服务能力等相关的信息。
[0082] 例如,关联响应帧可以包括与各种能力、状态代码、AID(关联ID)、被支持速率、 EDCA(增强型分布式信道访问)参数集、RCPI(接收的信道功率指示符)、RSNI(接收的信噪 比指示符)、移动性域、超时间隔(关联恢复时间)、交叠BSS扫描参数、TIM广播响应、QoS 图等相关的彳目息。
[0083] 上述信息是可以被包括在关联请求/响应帧中的信息的一部分,并且附加信息也 可以被包括在关联请求/响应帧中。
[0084] 在利用网络成功地关联STA时,可以在步骤S540中执行安全设置。步骤S540中 的安全设置可以被视为通过RSNA(强健安全网络关联)请求/响应的认证。步骤S520的 认证可以被称为第一认证,并且步骤S540的安全设置可以被称为认证。
[0085] 步骤S540的安全设置可以包括通过使用EAP0L(通过LAN的可扩展认证协议)帧 的四次握手的私有密钥设置。另外,安全设置可以根据IEEE802. 11中没有定义的安全方 案来执行。
[0086] WLAN的涫讲
[0087] 为了克服WLAN的有限的通信速度,IEEE802.lln最近已经被确定作为技术标准。 IEEE802.lln已经被开发以提高网络速度和可靠性并且扩展无线网络覆盖范围。更具体 地,为了使传输错误最小化并且使传输速度最优化,IEEE802.lln支持高于540Mbps的高 吞吐量(HT)并且基于使用针对发送器和接收器双方的多个天线的MMO。
[0088] 由于WLAN的供应被激活以及使用WLAN的应用被多样化,因此需要用于支持比由 IEEE802.lln支持的数据吞吐量高的吞吐量的新WLAN系统。支持非常高吞吐量(VHT)的 下一代WLAN系统是继IEEE802.lln之后的版本(例如,IEEE802.llac),并且是为了在 MAC服务接入点(SAP)中支持高于lGbps的数据吞吐量而最近新提出的IEEE802. 11WLAN 系统中的一种。
[0089] 下一代WLAN系统支持MU-MMO(多用户多输入多输出)传输,在该MU-MMO传输 中,多个STA同时接入信道以便有效地使用无线电信道。根据MU-MMO,AP能够将分组同时 发送到一个或更多个MMO成对的STA。
[0090] 另外,支持空白中的WLAN系统操作正在讨论中。例如,在IEEE802.llaf中讨论 了根据模拟TV的数字化在诸如空闲状态下的频段(例如,54MHz至698MHz)的TV空白(TV WS)中引入WLAN系统。然而,这是示例性的,并且空白能够被视为能够由被许可用户优先地 使用的被许可频带。被许可用户是指被允许使用被许可频带的用户,并且可以被称为经许 可的装置、主用户、现任用户等。
[0091] 例如,在WS中操作的AP和/或STA需要为被许可用户提供保护。当诸如麦克风 的被许可用户正在使用与具有按照规则的特定带宽的频段对应的特定WS信道时,为了保 护被许可用户,AP和/或STA不能使用与WS信道对应的频段。另外,当被许可用户使用被 用来发送和/或接收当前帧的频段时,AP和/或STA需要停止使用相应的频段。
[0092] 因此,AP和/或STA需要优选地执行检查WS中的特定频段是否能够被使用(即, 是否存在使用该频段的被许可用户)的过程。检查是否存在针对特定频段的被许可用户被 称为频谱感测。能量检测、签名检测等被用作频谱感测机制。当接收的信号的强度超过预 定值或者检测到DTV前导码时,能够确定被许可用户正在使用相应频段。
[0093] 此外,M2M(机器到机器)作为下一代通信方案被讨论。在IEEE802. 11WLAN系 统中,IEEE802.llah被开发以便支持M2M。M2M是指使用一个或更多个机器的通信方案, 并且可以被称为MTC(机器类型通信)或机器通信。这里,机器是指不需要人的直接操纵或 干预的实体。例如,机器的示例包括诸如配备有无线电通信模块的仪表或自动售货机的装 置以及诸如能够自动地接入网络以在不需要用户的操纵/干预的情况下执行通信的智能 电话的用户设备。M2M可以包括装置之间(装置到装置(D2D))的通信以及装置和应用服务 器之间的通信。装置和应用服务器之间的通信的示例可以包括自动售货机和服务器之间的 通信、POS(销售点)装置和服务器之间的通信以及电表、气表或水表和服务器之间的通信。 另外,基于M2M通信的应用可以包括安全、交通、医疗保健等。考虑到这些应用的特性,M2M 需要支持在存在大量装置的环境中偶尔以低速率发送和接收少量数据。
[0094] 具体地,M2M通
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