用于差异化快速初始链路建立的系统和方法_2

文档序号:9423349阅读:来源:国知局
读存储介质。该程序包括向共享 WiFi网络的信道的多个STA分配不同的关联优先级类的指令,其中具有较高关联优先级类 的STA在尝试通过共享信道与AP关联之前等待更短的时间。
[002引在又一实施例中,一种配置成支持WiFi系统中差异化关联的STA包括:处理器,W及存储用于由所述处理器执行的程序的计算机可读存储介质。该程序包括执行W下操作的 指令:进入休眠模式,持续对应于向STA分配的关联优先级类的持续时间,W及在持续时间 结束之后在STA与WiFi网络的AP之间开始关联过程。
[0029] 在一个实施例中,基于业务类型或业务服务质量(Qo巧要求、订户类型或随机发 生器,STA可W被分类为不同的关联类别。也可W基于优先级,如不同类型传输(例如,视 频、音频、数据等)的优先级对STA进行分类。在一个实施例中,高优先级类别STA较早与 AP关联,而其它类别或类型的STA将其关联推迟不同的持续时间。如本文中所使用的,短语 STA的类别、STA的类型、STA类别和STA类型可W互换使用。
[0030] 在一个实施例中,WiFi和其它无线LAN通过在关联过程期间差异化STA而具有提 高的初始链路建立性能。此外,所公开的实施例减轻了突发关联对现有已关联用户的负面 影响。
[0031] 在IE邸802. 11WLAN中,具有AP的通信信道可W由通过被称为分布式协调功能 值C巧的分布式信道接入功能协调的多个STA共享。DCF基于载波侦听多址访问与冲突避 免(CSMA/CA)机制。DCF使用物理载波感知和虚拟载波感知运两个功能来确定信道的状态。 物理载波感知存在于物理层(PHY)中,并使用能量检测和前导检测来确定信道是否繁忙。 虚拟载波感知存在于媒体访问控制层(MAC)中,并使用指示无线信道的阻碍使用的保留信 息,例如在MC报头的持续时间字段中。无线信道通常在物理和虚拟载波感知运两个机制 指示其空闲时被确定为空闲(不繁忙)。
[0032] 一种实施例系统和方法通过优先化或分类STAW用于差异化初始链路建立而提 供WiFi系统中差异化关联服务。在一个实施例中,站被分类为不同的类别(或站类型),即 关联类别(ASC),关联类别是由关联站(STA)用来W特定优先级与接入点(A巧关联的标签。 AP在一些管理和控制帖中发送差异化初始链路建立信息单元来通知STA差异化关联服务。 AP将差异化初始链路建立信息包含在信标帖、探测响应帖和FILS发现师)帖中W通知非 APSTA哪些ASC(-个或更多个ASC类别)可W在接下来的持续时间内与AP关联。STA在 预关联阶段中被差异化,使得STA可WW优先化方式与AP关联从而实现高效关联。下文详 细描述了用于实施差异化FILS的详细的帖和信息单元设计。
[0033] 图2示出用于传送数据的网络200。网络200包括具有覆盖区域212的接入点 (AP)210、多个用户设备扣巧220和回程网络230。如本文中所使用的,术语AP也可W被称 为传输点灯巧、BTS、或增强型基站(eNB),并且运些不同术语可W在本公开内容中互换使 用。AP210可W包括能够通过尤其是与肥S220建立上行链路(虚线)和/或下行链路 (虚线)连接来提供无线接入的任何组件,如BTS、eNB、毫微微小区、W及其它无线启用设 备。肥220可W包括能够与AP210建立无线连接的任何组件。回程网络230可W是允许 在AP210与远端(图2中未示出)之间交换数据的任何组件或组件集合。在一些实施例 中,网络200可W包括各种其它无线设备,如中继器、毫微微小区等。
[0034] 图3示出用于WiFi或IE邸802. 11WLAN系统的分布式信道接入值CA)方案300。 方案300设及多个STA(例如,STA1、STA2、STA3和STA4),它们共享信道W例如向AP传输 它们的数据帖。具有用于传输的数据帖的STA首先通过在称为DCF帖间间隔值IF巧的固 定的持续时间内感知无线信道来执行空闲信道评估(CCA)。如果无线信道忙于另一STA的 数据帖传输,那么正在感知的STA等待,直至信道在DIFS时间段内保持空闲。例如,在传输 数据帖310后,STAl在尝试通过信道传输第二数据帖之前等待DIFS时间段,其间信道保持 空闲。
[0035] 在等待DIFS后,如果信道被感知为在DIFS期间繁忙,那么STA在尝试传输另一帖 之前进一步等待"退避"时段。运可W通过退避定时器来实施,该退避定时器在检测到信道 是空闲(无数据帖传输)后减少一个时间单位,直至退避定时器达到零。在退避时间期间, 每当信道被感知为忙碌时,定时器暂停。例如,当信道变为空闲持续DIFS时,STAl启动退避 定时器。换言之,STAl推迟开始退避时间直至来自STA2的帖320的传输结束。在开始退避 时间后,当STA4在信道上传输新的数据帖330时,STAl在退避时间期间暂停定时器。当信 道再次变为空闲持续DIFS持续时间时,STA重启定时器W继续减少剩余退避时间。例如, STAl在数据帖330被传输之后继续减少退避时间,但当在信道上检测到来自STA2的另一数 据帖340时再次暂停定时器,并且从完成数据帖340传输开始的DIFS持续时间之后恢复定 时器。当退避定时器达到零时,如果信道空闲,那么STA开始传输其数据帖。例如,SATl在 剩余退避时间达到零并且没有在信道上检测到其它数据帖之后传输另一数据帖350。
[0036] 图4示出根据IE邸802. 11的网络链路关联和认证过程400。该过程建立在STA 410与AP420之间,例如在移动设备与WiFi调制解调器之间。STA410首先发送探测请求 401,探测请求401可W被AP420截取。当从AP420接收到探测响应402时,STA410向 AP420传输认证请求403。AP420随后认证STA410或将请求转发至认证服务器(未示 出),并向STA410发回认证响应404。在认证完成后,通过关联请求405和响应406消息 交换,STA410可W通过与AP420的握手过程启动网络关联。在一些场景中,如果必要信 息在来自AP420的信标中广播并由STA410接收/解码的话,那么关联过程400可W跳过 探测请求401/响应402交换。
[0037]在实际网络场景中,当大量设备W突发方式(例如,在大约同一时间)尝试网络关 联时,可能的是,由于有限的网络容量,并非所有的流都可W在一定时间间隔期间成功地与 AP关联,特别是当共享信道上存在竞争的情况下。在此类情况下,重要的是确保较高优先 级设备可W首先与AP关联。本文中提供了一种用于实现QoS感知网络关联的系统和方法, 例如W提供WiFi系统中用于携带不同类型应用的STA的差异化服务。术语关联用于指示 STA与AP的启动和认证W接入WiFi网络并开始WiFi通信,如在过程400中。本文中使用 的术语关联还包括类似动作,如STA与AP的重新关联或STA在AP或网络之间的切换。下 文描述和应用于此类关联动作的实施例方法和方案也可W类似地用于其它合适的功能,如 紧急信令。 阳03引 IE邸802. 11网络可W包括具有不同应用的不同类型的STA。例如,一些STA可W 包括传感器设备,例如溫度传感器、烟雾传感器、和/或电表,而其它STA可W包括卸载设 备,如智能电话、膝上型计算机、和/或平板计算机。传感器设备可能设计成用于具有相对 高的QoS要求的一些应用。例如,智能仪表记录消耗的电能量,并定期传输所记录的数据。 然而,当智能仪表检测到停电时,仪表需要(向AP或网络)传输"即将停电"消息W尽快通 知分销商。卸载设备可W使用具有不同QoS要求的不同应用。例如,经历从蜂窝网络至WiFi 网络的切换的电话呼叫需要最小的(预定义的)切换时延W确保通话质量,而文件传递或 软件更新可W容忍相对长的时延。由于IE邸802. 11系统(例如,在共享信道上)的竞争 性质,当大量STA需要与AP关联并且并非所有请求都可W在相对短的时间间隔内得到满足 的情况下,需要提供差异化服务质量关联W保证具有关键应用(例如,具有较高优先级QoS 要求)的STA的较快关联。
[0039]在一个实施例中,一种系统和方法被实施W通过向每个WiFi设备分配关联优先 级类来提供基于QoS的关联。该实施例系统包括将STA分类为N种关联优先级类。例如, 可W考虑4类,包括表示需要快速关联的设备的第一类,例如处于切换过程的电话(在AP 之间或在蜂窝网络与WiFi网络之间)或携带例如"即将停电"通知或燃气泄漏警报的重要 消息的传感器设备。运些类可W包括表示具有如用于电子支付的实时交互业务的设备的第 二类。第=类可W表示可W容忍相对较长的关联时延的设备,如发送/接收电子邮件的智 能手机或传送常规(非紧急)数据报告的传感器设备。第四类可W表示具有没有时延要求 的尽力而为业务的其它设备。优先级类可W通过在设备上运行或携带的应用来确定。如果 设备携带多种类型的应用,那么优先级可W通过运些应用的最高优先级来确定。此外,当应 用改变时,例如当设备的语音呼叫终止时,设备的优先级基于设备的当前应用相应地更新。 可替代地,基于STA类型或订户优先级或随机数发生器将STA分类为不同的类。不同的STA 类型或订户优先级具有不同的关联优先级。也可W基于具有不同权重的上述因素的任何组 合将STA分类为不同的类。例如,应用可W被给予比STA类型或订户优先级的权重更高的 权重。 W40] 可W使用不同的实施例方法对STA进行分类。例如,系
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