СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДДЕРЖАНИЯ АССОЦИАЦИИ В СИСТЕМЕ БЕСПРОВОДНОЙ ЛОКАЛЬНОЙ СЕТИ (LAN) Российский патент 2017 года по МПК H04W48/14 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к системе беспроводной связи и, в частности, к способу и устройству для поддержания ассоциации в системе беспроводной LAN (WLAN).

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

C быстрым развитием информационных технологий связи были разработаны различные системы с технологиями беспроводной связи. Технология WLAN из числа технологий беспроводной связи позволяет осуществлять беспроводной доступ в Интернет дома, в организациях или в конкретной области предоставления услуг c использованием мобильных терминалов, таких как карманный персональный компьютер (PDA), портативный компьютер, портативный мультимедийный проигрыватель (PMP) и т.д. на основе радиочастотной (RF) технологии.

Для устранения ограниченной скорости связи, в качестве одного из преимуществ WLAN, современный технический стандарт предлагает усовершенствованную систему, которая может увеличить скорость и надежность сети, одновременно расширяя область покрытия беспроводной сети. Например, стандарт института инженеров по электронике и электротехнике (IEEE) 802.11n обеспечивает скорость обработки данных для поддержки максимальной пропускной способности (HT) в 540 Мбит/с. Кроме того, в последнее время стала применяться технология множества входов - множества выходов (MIMO) и к передатчику, и к приемнику для минимизации ошибок передачи, а также оптимизации скорости передачи данных.

РАСКРЫТИЕ

ТЕХНИЧЕСКАЯ ЗАДАЧА

В качестве технологии связи следующего поколения обсуждается межмашинная (M2M) технология связи. Технический стандарт для поддержки M2M связи в IEEE 802.11 WLAN был разработан как IEEE 802.11ah. M2M связь может учитывать сценарий, в котором возможен нечастый обмен небольшим количеством данных с низкой скоростью в окружении, содержащем большое количество устройств.

Задачей настоящего изобретения является обеспечение способа, позволяющего станции (STA) поддерживать корректную ассоциацию с точкой доступа (AP).

Следует понимать, что технические задачи, которые должно решить настоящее изобретение, не ограничиваются вышеупомянутыми техническими задачами, и другие технические задачи, не упомянутые здесь, будет ясны из следующего ниже описания специалисту в области техники, к которой относится настоящее изобретение.

ТЕХНИЧЕСКОЕ РЕШЕНИЕ

Задача настоящего изобретения может быть достигнута путем обеспечения способа выполнения ассоциации станцией (STA) в системе беспроводной LAN (WLAN), включающего в себя этапы, на которых: передают кадр запроса ассоциации от станции (STA) точке доступа (AP); и принимают кадр ответа ассоциации от точки доступа (AP) в ответ на кадр запроса ассоциации, при этом если запрос ассоциации одобрен точкой доступа (AP), кадр ответа ассоциации включает в себя информацию относительно времени возвращения ассоциации.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения способ поддержания ассоциации станции (STA) точкой доступа (AP) в системе беспроводной LAN (WLAN) включает в себя этапы, на которых: принимают кадр запроса ассоциации от станции (STA); и передают кадр ответа ассоциации станции (STA) в ответ на кадр запроса ассоциации, при этом если запрос ассоциации одобрен точкой доступа (AP), кадр ответа ассоциации включает в себя информацию относительно времени возвращения ассоциации.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения станция (STA) для выполнения ассоциации в системе беспроводной LAN (WLAN) включает в себя: приемопередатчик; и процессор, при этом процессор передает кадр запроса ассоциации точке доступа (AP) с использованием приемопередатчика и принимает кадр ответа ассоциации от точки доступа (AP) в ответ на кадр запроса ассоциации, при этом если запрос ассоциации одобрен точкой доступа (AP), кадр ответа ассоциации включает в себя информацию относительно времени возвращения ассоциации.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения точка доступа (AP) для поддержания ассоциации станции (STA) в системе беспроводной LAN (WLAN) включает в себя: приемопередатчик; и процессор, при этом процессор принимает кадр запроса ассоциации от станции (STA) с использованием приемопередатчика и передает кадр ответа ассоциации станции (STA) в ответ на кадр запроса ассоциации с использованием приемопередатчика, при этом если запрос ассоциации одобрен точкой доступа (AP), кадр ответа ассоциации включает в себя информацию относительно времени возвращения ассоциации.

Последующее описание в общем может быть применено к вариантам воплощения настоящего изобретения.

STA может пробуждаться на основании времени возвращения ассоциации и пытаться принять кадр запроса опроса относительно безопасной ассоциации (SA) от AP.

STA может пробуждаться с такими же или более короткими интервалами времени, чем предварительно определенное время, указанное с помощью времени возвращения ассоциации, и пытаться принять кадр запроса опроса относительно SA.

После приема кадра запроса опроса относительно SA от AP, STA может передать кадр ответа на опрос относительно SA точке доступа (AP).

Посредством приема кадра запроса опроса относительно SA или передачи кадра ответа на опрос относительно SA, может поддерживаться достоверный статус SA STA.

Значение времени ожидания процесса запроса опроса относительно SA может быть установлено на основании времени возвращения ассоциации.

Значение времени ожидания процесса запроса опроса относительно SA может быть установлено равным значению параметра dot11AssociationSAQueryMaximumTimeout (максимальное время ожидания опроса относительно ассоциации SA по стандарту IEEE 802.11).

Если запрос ассоциации одобрен AP, код статуса кадра ответа ассоциации может быть установлен равным нулю (0), при этом код '0' статуса обозначает "УСПЕХ".

Если запрос ассоциации отклонен AP, кадр ответа ассоциации может включать в себя информацию относительно времени возвращения ассоциации.

Если запрос ассоциации отклонен AP, код статуса кадра ответа ассоциации может быть установлен равным 30, при этом код '30' статуса обозначает "Запрос ассоциации временно отклонен; попробуйте еще раз позже".

STA может работать в энергосберегающем (PS) режиме.

Станция (STA) может иметь статус безопасной ассоциации (SA) с точкой доступа (AP) до передачи кадра запроса ассоциации.

Следует понимать, что и предшествующее общее описание, и последующее подробное описание настоящего изобретения являются иллюстративными и пояснительными и предназначены для обеспечения дополнительного объяснения заявленного изобретения.

ПОЛЕЗНЫЕ ЭФФЕКТЫ

Как следует из приведенного выше описания, иллюстративные варианты воплощения настоящего изобретения обеспечивают способ, позволяющий станции (STA) поддерживать корректную ассоциацию с точкой доступа (AP).

Специалистам в данной области техники будет понятно, что эффекты, которые могут быть достигнуты с помощью настоящего изобретения, не ограничиваются тем, что было в частности описано выше, другие преимущества настоящего изобретения будут более понятны из следующего ниже подробного описания в сочетании с прилагаемыми чертежами.

ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Прилагаемые чертежи, которые включены для обеспечения более глубокого понимания изобретения, иллюстрируют варианты воплощения изобретения и вместе с описанием предназначены для объяснения принципа изобретения.

Фиг. 1 иллюстративно показывает систему IEEE 802.11 в соответствии с одним вариантом воплощения настоящего изобретения.

Фиг. 2 иллюстративно показывает систему IEEE 802.11 в соответствии с другим вариантом воплощения настоящего изобретения.

Фиг. 3 иллюстративно показывает систему IEEE 802.11 в соответствии с еще одним вариантом воплощения настоящего изобретения.

Фиг. 4 является концептуальной схемой, иллюстрирующей систему WLAN.

Фиг. 5 является блок-схемой последовательности операций, иллюстрирующей процесс установления линии связи для использования в системе WLAN.

Фиг. 6 является концептуальной схемой, иллюстрирующей операцию управления питанием.

Фиг. 7 является концептуальной схемой, показывающей иллюстративный формат кадра запроса опроса относительно безопасной ассоциации (SA) и ответа на опрос относительно безопасной ассоциации (SA).

Фиг. 8 является концептуальной схемой, иллюстрирующей пример процесса запроса опроса относительно SA.

Фиг. 9 является концептуальной схемой, иллюстрирующей другой пример процесса запроса опроса относительно SA.

Фиг. 10 является концептуальной схемой, иллюстрирующей другой пример процесса запроса опроса относительно SA.

Фиг. 11 является концептуальной схемой, иллюстрирующей различные варианты воплощения процесса безопасного PS-Poll.

Фиг. 12 является блок-схемой последовательности операций, иллюстрирующей способ поддержания ассоциации в соответствии с примером настоящего изобретения.

Фиг. 13 является блок-схемой, иллюстрирующей радиочастотное (RF) устройство в соответствии с одним вариантом воплощения настоящего изобретения.

ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫЕ ВАРИАНТЫ ВОПЛОЩЕНИЯ

Теперь будет сделана подробная ссылка на предпочтительные варианты воплощения настоящего изобретения, примеры которых иллюстрируются на прилагаемых чертежах. Подробное описание, которое будет дано ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи, предназначено для объяснения иллюстративных вариантов воплощения настоящего изобретения, а не для демонстрации единственных вариантов воплощения, которые могут быть реализованы в соответствии с настоящим изобретением. Следующее подробное описание включает в себя конкретные детали для обеспечения полного понимания настоящего изобретения. Однако для специалистов в данной области техники будет очевидно, что настоящее изобретение может быть реализовано без таких конкретных деталей.

Следующие ниже варианты воплощения предлагаются путем комбинации составляющих компонентов и характеристик настоящего изобретения в соответствии с предварительно определенным форматом. Отдельные составляющие компоненты или характеристики следует рассматривать как дополнительные факторы при условии, что дополнительные комментарии отсутствуют. При необходимости отдельные составляющие компоненты или характеристики могут не комбинироваться с другими компонентами или характеристиками. Кроме того, некоторые составляющие компоненты и/или характеристики могут комбинироваться для реализации вариантов воплощения настоящего изобретения. Порядок операций, которые будут раскрыты в вариантах воплощения настоящего изобретения, может быть изменен. Некоторые компоненты или характеристики любого варианта воплощения могут также быть включены в другие варианты воплощения или могут быть заменены таковыми из других вариантов воплощения, если это необходимо.

Следует отметить, что конкретные термины, раскрытые в настоящем изобретении, предложены для удобства описания и лучшего понимания настоящего изобретения, и использование этих конкретных терминов может быть изменено на другие форматы в пределах технического объема или сущности настоящего изобретения.

В некоторых случаях хорошо известные структуры и устройства опускаются, чтобы не затруднять понимание настоящего изобретения и важных функций структур и устройств, показанных в форме блок-схем. Одинаковые ссылочные позиции будут использоваться везде на чертежах для обозначения одних и тех же или подобных частей.

Иллюстративные варианты воплощения настоящего изобретения поддерживаются нормативными документами, раскрытыми по меньшей мере для одной из систем беспроводного доступа, включающих в себя: систему в соответствии со стандартом института инженеров по электронике и электротехнике (IEEE) 802, систему в соответствии со стандартом партнерского проекта по системам 3-го поколения (3GPP), систему в соответствии со стандартом 3GPP "Долгосрочное развитие сетей связи" (LTE), систему в соответствии с усовершенствованным LTE (LTE-A) и систему в соответствии с 3GPP2. В частности, этапы или части в вариантах воплощения настоящего изобретения, которые не описаны для ясной демонстрации технической идеи настоящего изобретения, могут поддерживаться вышеупомянутыми документами. Вся терминология, используемая здесь, может поддерживаться по меньшей мере одним из вышеупомянутых документов.

Следующие варианты воплощения настоящего изобретения могут быть применены ко множеству технологий беспроводного доступа, например, CDMA (множественный доступ с кодовым разделением), FDMA (множественный доступ с частотным разделением), TDMA (множественный доступ с временным разделением), OFDMA (множественный доступ с ортогональным частотным разделением), SC-FDMA (множественный доступ с частотным разделением с одной несущей) и т.п. CDMA может быть воплощен с помощью беспроводной (или радио) технологии, такой как UTRA (универсальный наземный радио-доступ) или CDMA2000. TDMA может быть воплощен с помощью беспроводной (или радио) технологии, такой как GSM (глобальная система мобильной связи)/GPRS (пакетная радиосвязь общего пользования)/EDGE (развитие стандарта GSM с увеличенной скоростью передачи данных). OFDMA может быть воплощен с помощью беспроводной (или радио) технологии, такой как стандарт института инженеров по электронике и электротехнике (IEEE) 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20 и E-UTRA (усовершенствованный UTRA). Для ясности последующее описание основное внимание уделяет системам IEEE 802.11. Однако технические характеристики настоящего изобретения не ограничиваются только ими.

СТРУКТУРА СИСТЕМЫ WLAN

Фиг. 1 иллюстративно показывает систему IEEE 802.11 в соответствии с одним вариантом воплощения настоящего изобретения.

Структура системы IEEE 802.11 может включать в себя множество компонентов. WLAN, которая поддерживает прозрачную мобильность STA для более высокого уровня, может быть обеспечена путем взаимной работы компонентов. Базовый набор услуг (BSS) может соответствовать базовому составному блоку LAN IEEE 802.11. На фиг. 1 показаны два BSS (BSS1 и BSS2), и две STA входят в состав каждого из BSS (то есть STA1 и STA2 входят в состав BSS1, а STA3 и STA4 входят в состав BSS2). Эллипс, указывающий BSS на фиг. 1, можно понимать как зону покрытия, в которой STA, входящие в состав соответствующего BSS, поддерживают связь. Эта область может называться областью базовых услуг (BSA). Если STA перемещается из BSA, STA не может напрямую осуществлять связь с другой STA в соответствующей BSA.

В LAN IEEE 802.11 самым простым типом BSS является независимый BSS (IBSS). Например, IBSS может иметь минимальную форму, состоящую только из двух STA. BSS (BSS1 или BSS2) на фиг. 1, который является самой простой формой и в котором опущены другие компоненты, может соответствовать типичному примеру IBSS. Такая конфигурация возможна, когда STA могут напрямую осуществлять связь друг с другом. Такой тип LAN не является заранее запланированным и может быть сконфигурирован, когда LAN необходима. Это может называться самоорганизующейся (ad-hoc) сетью.

Принадлежность STA к BSS может динамически изменяться, когда STA включается или выключается или STA входит или выходит из области BSS. STA может использовать процесс синхронизации для присоединения к BSS. Для получения доступа ко всем услугам инфраструктуры BSS, STA должен быть ассоциирован с BSS. Такая ассоциация может конфигурироваться динамически и может включать в себя использование услуги системы распределения (DSS).

Фиг. 2 является схемой, показывающей другую иллюстративную структуру системы IEEE 802.11, к которой применимо настоящее изобретение. На фиг. 2 такие компоненты, как система распределения (DS), среда системы распределения (DSM) и точка доступа (AP) добавлены к структуре на фиг. 1.

Прямое расстояние STA-STA в LAN может быть ограничено производительностью PHY. В некоторых случаях такое ограничение расстояния может быть достаточным для связи. Однако в других случаях может быть необходима связь между STA на большое расстояние. DS может быть сконфигурирован поддерживать расширенное покрытие.

DS означает структуру, в которой BSS соединены друг с другом. В частности, BSS может быть сконфигурирован как компонент расширенной формы сети, состоящей из множества BSS, вместо независимой конфигурации, как показано на фиг. 1.

DS является логической концепцией и может быть указана с помощью характеристики DSM. В связи с этим, беспроводная среда (WM) и DSM логически различаются в IEEE 802.11. Соответствующие логические среды используются для различных целей и используются различными компонентами. В определении IEEE 802.11 такие среды не ограничены одной и той же или различными средами. Гибкость архитектуры LAN IEEE 802.11 (архитектуры DS или других сетевых архитектур) может быть объяснена тем, что множество сред логически отличаются. То есть архитектура LAN IEEE 802.11 может быть по-разному реализована и может независимо указываться физической характеристикой каждого варианта осуществления.

DS может поддерживать мобильные устройства путем обеспечения полной интеграции нескольких BSS и обеспечения логических услуг, необходимых для обработки адреса к пункту назначения.

AP означает объект, который позволяет ассоциированным STA получать доступ к DS через WM, и который имеет функциональность STA. Данные могут перемещаться между BSS и DS через AP. Например, STA2 и STA3, показанные на фиг. 2, имеют функциональность STA и обеспечивают функцию, позволяющую ассоциированным STA (STA1 и STA4) получать доступ к DS. Более того, так как все AP соответствуют, в сущности, STA, все AP являются адресуемыми объектами. Адрес, используемый AP для связи в WM, не всегда должен быть идентичен адресу, используемому AP для связи в DSM.

Данные, передаваемые от одной из STA, ассоциированных с AP, адресу STA AP, могут всегда быть приняты неконтролируемым портом и могут быть обработаны объектом доступа к порту IEEE 802.1X. Если контролируемый порт аутентифицирован, передаваемые данные (или кадр) могут быть переданы DS.

Фиг. 3 является схемой, показывающей еще одну иллюстративную структуру системы IEEE 802.11, к которой применимо настоящее изобретение. В дополнение к структуре на фиг. 2, фиг. 3 концептуально показывает расширенный набор служб (ESS) для обеспечения широкого покрытия.

Беспроводная сеть, имеющая произвольный размер и сложность, может состоять из DS и базовых наборов услуг (BSS). В системе IEEE 802.11 такой тип сети называется сетью ESS. ESS может соответствовать набору BSS, соединенных с одной DS. Однако ESS не включает в себя DS. Сеть ESS отличается тем, что сеть ESS выступает как сеть IBSS на уровне управления логическими связями (LLC). STA, входящие в состав ESS, могут осуществлять связь друг с другом, и мобильные STA могут прозрачно перемещаться в LLC из одного BSS в другой BSS (в пределах одного и того же ESS).

В IEEE 802.11 не предполагаются относительные физические местоположения BSS на фиг. 3, и возможны все нижеследующие формы. BSS могут частично перекрываться, и эта форма, как правило, используется для обеспечения непрерывного покрытия. BSS могут быть физически не соединены, и логические расстояния между BSS не иметь предела. BSS могут быть расположен в одном и том же физическом местоположении, и эта форма может использоваться для обеспечения избыточности. Один или несколько IBSS или сетей ESS могут быть физически расположены в одном и том же пространстве в виде одной или нескольких сетей ESS. Это может соответствовать форме сети ESS в случае, в котором самоорганизующаяся (ad-hoc) сеть функционирует в местоположении, в котором присутствует сеть ESS, случае, в котором сети IEEE 802.11 различных организаций физически перекрываются, или случае, в котором в одном и том же местоположении необходимы две или более различных политик доступа и безопасности.

Фиг. 4 является схемой, показывающей иллюстративную структуру системы WLAN. На фиг. 4 показан пример инфраструктуры BSS, включающей в себя DS.

В примере на фиг. 4 BSS1 и BSS2 составляют ESS. В системе WLAN STA является устройством, работающим в соответствии с нормами MAC/PHY IEEE 802.11. STA включают в себя станции (STA)-точки доступа (AP) и станции (STA)-не точки доступа (AP). STA-не AP соответствуют устройствам, таким как портативные компьютеры или мобильные телефоны, управляемым непосредственно пользователями. На фиг. 4 STA1, STA3 и STA4 соответствуют STA-не AP, а STA2 и STA5 соответствуют STA-AP.

В следующем ниже описании STA-не AP может называться терминалом, блоком беспроводной передачи и приема (WTRU), пользовательским оборудованием (UE), мобильной станцией (MS), мобильным терминалом или мобильной абонентской станцией (MSS). AP является концепцией, соответствующей базовой станции (BS), узлу-B, усовершенствованному узлу-B (eNB), базовой приемопередающей системе (BTS) или фемто-BS в других областях беспроводной связи.

СТРУКТУРА УРОВНЕЙ

Далее будут описаны операции AP и/или STA для использования в системе WLAN с точки зрения структуры уровней. Структура уровней может быть реализована с помощью процессора с точки зрения создания устройства. AP или STA могут включать в себя множество структур уровней. Например, структура уровней, описанная в документах 802.11, состоит, главным образом, из подуровня MAC и уровня PHY на уровне канала данных (DLL). Уровень PHY может включать в себя объект процедуры сходимости физического уровня (PLDP), зависящий от физической среды (PMD) объект и т.д. Подуровень MAC и уровень PHY могут концептуально включать в себя один управляющий объект, называемый объектом управления подуровнем MAC (MLME), и другой управляющий объект, называемый объектом управления физическим уровнем (PLME). Вышеупомянутые объекты могут обеспечивать интерфейс услуги управления уровнями для использования функции управления уровнями.

Для обеспечения правильной работы MAC в каждой AP или каждой STA присутствует объект управления станцией (SME). SME может быть не зависящим от уровней объектом, который может рассматриваться как находящийся в отдельной плоскости управления или как находящийся "в стороне". Для обеспечения правильной работы MAC в каждой STA присутствует SME (объект управления станцией; 1430). SME (1430) является не зависящим от уровней объектом, который может рассматриваться как находящийся в отдельной плоскости управления или как находящийся "в стороне". Точные функции SME в этом документе не указаны, но в общем этот объект может рассматриваться как ответственный за такие функции, как собирание зависящего от уровней статуса от различных объектов управления уровнями (LME) и аналогичную установку значения зависящих от уровней параметров. SME, как правило, выполняет такие функции от имени объектов общего управления системой и реализует стандартные протоколы управления.

Вышеупомянутые объекты взаимодействуют различным образом. Например, происходит обмен примитивами GET/SET между объектами, так что вышеупомянутые объекты взаимодействуют с друг другом. Примитив XX-GET.request используется для запроса значения данного MIBattribute (атрибута базы информации управления). Примитив XX-GET.confirm используется для возвращения соответствующего атрибута MIB, если статус = "success (успех)", в противном случае для возвращения указания об ошибке в поле Status (статуса). Примитив XX-SET.request используется для запроса, чтобы указанный атрибут MIB был установлен равным данному значению. Если этот атрибут MIB подразумевает конкретное действие, то происходит запрос, чтобы было выполнено это действие. И примитив XX-SET.confirm используется так, что если статус="success", то это подтверждает, что указанный атрибут MIB был установленным равным требуемому значению, в противном случае оно возвращает указание об ошибке в поле статуса. Если этот атрибут MIB подразумевает конкретное действие, то это подтверждает, что действие было выполнено.

Кроме того, может происходить обмен различными примитивами GET/SET MLME между MLME и SME с помощью MLME_SAP (точка доступа к услуге). Может происходить обмен различными примитивами GET/SET PLME между PLME и SME с помощью PLME_SAP, и может происходить обмен между MLME и PLME с помощью MLME-PLME_ SAP.

ПРОЦЕСС УСТАНОВЛЕНИЯ ЛИНИИ СВЯЗИ

Фиг. 5 является блок-схемой последовательности операций, объясняющей общий процесс установления линии связи в соответствии с иллюстративным вариантом воплощения настоящего изобретения.

Чтобы позволить STA установить линию связи в сети, а также принять/передать данные по сети, STA должна выполнить такое установление линии связи посредством процессов обнаружения сети, аутентификации и ассоциации, должна установить ассоциацию и выполнить аутентификацию безопасности. Процесс установления линии связи может также называться процессом инициации сеанса или процессом установления сеанса. Кроме того, этап ассоциации является общим термином для этапов обнаружения, аутентификации, ассоциации и установления безопасности процесса установления линии связи.

Процесс установления линии связи описан со ссылкой на фиг. 5.

На этапе S510 STA может выполнить действие обнаружения сети. Действие обнаружения сети может включать в себя действие сканирования STA. То есть STA должна искать доступную сеть, чтобы получить доступ к сети. STA должна идентифицировать совместимую сеть, прежде чем участвовать в беспроводной сети. Здесь процесс для идентификации сети, имеющейся в конкретной области, называется процессом сканирования.

Схема сканирования классифицируется на активное сканирование и пассивное сканирование.

Фиг. 5 является блок-схемой последовательности операций, иллюстрирующей действие обнаружения сети, включающее в себя процесс активного сканирования. В случае активного сканирования STA, сконфигурированная выполнять сканирование, передает пробный кадр запроса и ожидает ответа на пробный кадр запроса, так что STA может перемещаться между каналами и в то же время может определить, какая AP (точка доступа) присутствует в окружающей области. Ответчик передает STA, передавшей пробный кадр запроса, пробный кадр ответа в качестве ответа на пробный кадр запроса. В этом случае ответчиком может быть STA, которая в конце передала маяковый кадр в BSS сканируемого канала. В BSS, так как AP передает маяковый кадр, AP действует как ответчик. В IBSS, так как STA IBSS последовательно передают маяковый кадр, ответчик не является постоянным. Например, STA, которая передала пробный кадр запроса в канале №1 и приняла пробный кадр ответа в канале №1, сохраняет связанную с BSS информацию, содержащуюся в принятом пробном кадре ответа, и переходит к следующему каналу (например, каналу №2), так что STA может выполнить сканирование с использованием того же самого способа (то есть пробной передачи/приема запроса/ответа в канале №2).

Хотя это не показано на фиг. 5, действие сканирования может также выполняться с использованием пассивного сканирования. STA, сконфигурированная выполнять сканирование в пассивном режиме сканирования, ожидает маякового кадра, одновременно переходя от одного канала к другому. Маяковый кадр является одним из управляющих кадров в IEEE 802.11, указывающим наличие беспроводной сети, он позволяет STA, выполняющей сканирование, искать беспроводную сеть, и он периодически передается таким образом, что STA может участвовать в беспроводной сети. В BSS AP сконфигурирована периодически передавать маяковый кадр. В IBSS STA IBSS сконфигурированы последовательно передавать маяковый кадр. Если каждая STA для сканирования принимает маяковый кадр, STA сохраняет информацию о BSS, содержащуюся в маяковом кадре, переходит на другой канал и записывает информацию маякового кадра в каждом канале. STA, приняв маяковый кадр, сохраняет связанную с BSS информацию, содержащуюся в принятом маяковом кадре, переходит на следующий канал и, таким образом, выполняет сканирование с использованием такого же способа.

Если сравнивать активное сканирование и пассивное сканирование, активное сканирование является более выгодным, чем пассивное сканирование с точки зрения задержки и потребления энергии.

После того, как STA обнаруживает сеть, STA может выполнить процесс аутентификации на этапе S520. Процесс аутентификации может называться первым процессом аутентификации, чтобы процесс аутентификации можно было четко отличить от процесса установления безопасности этапа S540.

Процесс аутентификации может включать в себя передачу станцией (STA) кадра запроса аутентификации точке доступа (AP), и передачу точкой доступа (AP) кадра ответа на аутентификацию станции (STA) в ответ на кадр запроса аутентификации. Кадр аутентификации, используемый для запроса/ответа на аутентификацию, может соответствовать управляющему кадру.

Кадр аутентификации может включать в себя номер алгоритма аутентификации, порядковый номер транзакции аутентификации, код состояния, проверочный текст, устойчивая безопасная сеть (RSN), конечную циклическую группу (FCG) и т.д. Вышеупомянутая информация, содержащаяся в кадре аутентификации, может соответствовать некоторым частям информации, которая может содержаться в кадре запроса/ответа аутентификации, может быть заменена другой информацией или может включать в себя дополнительную информацию.

STA может передать кадр запроса аутентификации точке доступа (AP). AP может определить, аутентифицировать ли соответствующую STA на основе информации, содержащейся в принятом кадре запроса аутентификации. AP может обеспечить результат аутентификации для STA через кадр ответа на аутентификацию.

После того, как STA была успешно аутентифицирована, может быть выполнен процесс ассоциации на этапе S530. Процесс ассоциации может включать в себя передачу станцией (STA) кадра запроса ассоциации точке доступа (AP), и передачу станции (STA) точкой доступа (AP) кадра ответа ассоциации в ответ на кадр запроса ассоциации.

Например, кадр запроса ассоциации может включать в себя информацию, связанную с различными возможностями, интервал ожидания маякового кадра, идентификатор набора служб (SSID), поддерживаемые скорости, поддерживаемые каналы, RSN, домен мобильного доступа, поддерживаемые операционные классы, широковещательный запрос TIM (карты указания трафика), возможность взаимодействия услуг и т.д.

Например, кадр ответа ассоциации может включать в себя информацию, связанную с различными возможностями, код статуса, ID ассоциации (AID), поддерживаемые скорости, набор параметров усовершенствованного распределенного доступа к каналу (EDCA), индикатор принимаемой мощности канала (RCPI), индикатор отношения принимаемого сигнала к шуму (RSNI), домен мобильного доступа, интервал времени ожидания (время возвращения ассоциации), параметр сканирования перекрывающихся BSS, широковещательный ответ TIM, карту QoS и т.д.

Вышеупомянутая информация может соответствовать некоторым частям информации, которая может содержаться в кадре запроса/ответа ассоциации, может быть заменена другой информацией или может включать в себя дополнительную информацию.

После того как STA была успешно ассоциирована с сетью, может быть выполнен процесс установления безопасности на этапе S540. Процесс установления безопасности этапа S540 может называться процессом аутентификации на основании запроса/ответа ассоциации устойчивых безопасных сетей (RSNA). Процесс аутентификации этапа S520 может называться первым процессом аутентификации, а процесс установления безопасности этапа S540 может также называться просто процессом аутентификации.

Например, процесс установления безопасности этапа S540 может включать в себя процесс установления закрытого ключа с помощью четырехстороннего квитирования на основании кадра расширяемого протокола аутентификации по LAN (EAPOL). Кроме того, процесс установления безопасности может также выполняться в соответствии с другими схемами безопасности, не определенными в стандартах IEEE 802.11.

РАЗВИТИЕ WLAN

Чтобы устранить ограничения по скорости связи WLAN, недавно в качестве стандарта связи был создан IEEE 802.11n. IEEE 802.11n ставит своей целью увеличение скорости и надежности сети, а также расширение области покрытия беспроводной сети. Более подробно, IEEE 802.11n поддерживает высокую пропускную способность (HT) с максимумом в 540 Мбит/с, он основан на технологии MIMO, в которой на каждом передатчике и приемнике установлено несколько антенн.

Чтобы эффективно использовать радиочастотный (RF) канал, система WLAN следующего поколения поддерживает передачу MU-MIMO (на основе многопользовательской технологии множества входов - множества выходов), в которой множество STA может одновременно получить доступ к каналу. В соответствии со схемой передачи MU-MIMO, AP может одновременно передавать пакеты по меньшей мере одной соединенной в пару с помощью MIMO STA.

Кроме того, недавно обсуждалась технология для поддержки работы системы WLAN в свободном пространстве. Например, технология для внедрения системы WLAN в свободном пространстве (TV WS), таком как незанятая полоса частот (например, полоса 54~698 МГц), оставленная из-за перехода к цифровому телевидению, обсуждалась в рамках стандарта IEEE 802.11af. Однако вышеупомянутая информация раскрывается только в иллюстративных целях, и свободное пространство может быть лицензированной полосой, которая может главным образом использоваться только лицензированным пользователем. Лицензированный пользователь может быть пользователем, который имеет право использовать лицензированную полосу, и может также называться лицензированным устройством, основным пользователем, действующим пользователем и т.п.

Например, AP и/или STA, работающие в свободном пространстве (WS), должны обеспечить функцию для защиты лицензированного пользователя. Например, предположим, что лицензированный пользователь, такой как микрофон, уже использовал конкретный канал WS, действующий как разделенная полоса частот с регулированием таким образом, что занята конкретная ширина полосы частот из полосы WS, AP и/или STA не могут использовать полосу частот, соответствующую соответствующему каналу WS, чтобы защитить лицензированного пользователя. Кроме того, AP и/или STA должны прекратить использование соответствующей полосы частот при условии, что лицензированный пользователь использует полосу частот, используемую для передачи и/или приема текущего кадра.

Поэтому, AP и/или STA должны определять, использовать ли конкретную полосу частот в полосе WS. Другими словами, AP и/или STA должны определять наличие или отсутствие действующего пользователя или лицензированного пользователя в полосе частот. Схема для определения наличия или отсутствия действующего пользователя в конкретной полосе частот называется схемой зондирования спектра. В качестве механизма зондирования спектра может использоваться схема обнаружения энергии, схема обнаружения подписи и т.п. AP и/или STA могут определить, что полоса частот используется действующим пользователем, если интенсивность принятого сигнала превышает предварительно определенное значение, или когда обнаружена преамбула DTV.

В качестве технологии связи следующего поколения обсуждается технология M2M (межмашинной) связи. Технический стандарт для поддержки M2M связи был разработан как IEEE 802.11ah в системе WLAN IEEE 802.11. M2M связью называется схема связи, включающая в себя одну или несколько машин, или она также может называться связью машинного типа (MTC) или межмашинной (M2M) связью. В этом случае машина может быть объектом, который не требует прямого управления и вмешательства со стороны пользователя. Например, не только измерительный или торговый автомат, включающий в себя RF модуль, но также и пользовательское оборудование (UE) (такое как смартфон), которое может осуществлять связь путем автоматического доступа к сети без вмешательства/управления пользователя, могут быть примером таких машин. M2M связь может включать в себя связь устройство-устройство (D2D) и связь между устройством и сервером приложений и т.д. В качестве иллюстративной связи между устройством и сервером приложений является связь между торговым автоматом и сервером приложений, связь между устройством торговой точки (POS) и сервером приложений и связь между электрическим счетчиком, газовым счетчиком или счетчиком воды и сервером приложений. Основанные на M2M приложения связи могут включать в себя безопасность, транспорт, здравоохранение и т.д. В случае рассмотрения вышеупомянутых примеров применения, связь M2M должна поддерживать способ периодического приема/передачи небольшого количества данных на низкой скорости в среде, содержащей большое количество устройств.

Более подробно, M2M связь должна поддерживать большое количество STA. Хотя текущая система WLAN предполагает, что одна AP ассоциируется максимум с 2007 STA, различные способы для поддержки других случаев, в которых имеется намного больше STA (например, приблизительно 6000 STA) ассоциированных с одной AP, обсуждались недавно в M2M связи. Кроме того, ожидается, что в M2M связи присутствует много приложений для поддержки/запроса низкой скорости передачи. Чтобы безотказно поддерживать много STA, система WLAN может распознавать наличие или отсутствие данных, которые должны передаваться станции (STA), на основании TIM (карты указания трафика), и недавно обсуждались различные способы уменьшения размера битового массива TIM. Кроме того, ожидается, что в M2M связи присутствует много данных трафика, имеющих очень длинный интервал передачи/приема. Например, в M2M связи очень небольшое количество данных (например, измерение электричества/газа/воды) должно передаваться с длинными интервалами (например, каждый месяц). Поэтому, хотя число STA, ассоциированных с одной AP, увеличивается в системе WLAN, многие разработчики и компании проводят интенсивные исследования системы WLAN, которая может эффективно поддержать случай, в котором имеется очень небольшое количество STA, каждая из которых имеет кадр данных, который должен быть принят от AP в течение одного маякового периода.

Как было описано выше, технология WLAN развивается быстро, и интенсивно разрабатываются не только вышеупомянутые примеры технологий, но также и другие технологии, такие как прямое установление линии связи, улучшение пропускной способности для потоковой передачи медиаданных, поддержка высокоскоростной и/или крупномасштабной начальной установки сеанса и поддержка увеличенной полосы частот и рабочей частоты.

УПРАВЛЕНИЕ ПИТАНИЕМ

Как было описано выше, система WLAN должна выполнить зондирование канала до выполнения станцией (STA) передачи/приема данных. Операция постоянного зондирования канала вызывает постоянное потребление энергии STA. Между состоянием приема (Rx) и состоянием передачи (Tx) нет большой разницы в потреблении энергии. Непрерывное поддержание состояния Rx может вызвать большую нагрузку на ограниченную по питанию STA (то есть STA, работающую от аккумулятора). Поэтому если STA поддерживает режим ожидания Rx, чтобы постоянно зондировать канал, питание используется неэффективно без особых преимуществ с точки зрения пропускной способности WLAN. Чтобы решить вышеупомянутую проблему, система WLAN поддерживает режим управления питанием (PM) STA.

Режим PM STA классифицируется на активный режим и энергосберегающий (PS) режим. STA, в основном, работает в активном режиме. STA, работающая в активном режиме, поддерживает активное состояние. Если STA находится в активном состоянии, STA может работать нормально, так что она может выполнять передачу/прием кадра, сканирование канала и т.п. С другой стороны, STA, работающая в PS режиме, сконфигурирована переключаться из состояния сна в активное состояние и наоборот. STA, работающая в спящем состоянии, работает с минимальной мощностью, и такая STA не выполняет передачу/прием кадра и сканирование канала.

Величина потребления энергии уменьшается пропорционально конкретному времени, в течение которого STA остается в спящем состоянии, так что время работы STA увеличивается в ответ на уменьшение потребления энергии. Однако в спящем состоянии невозможно передать или принять кадр, так что STA в обязательном порядке не может работать в течение длительного периода времени. Если имеется кадр, который должен быть передан точке доступа (AP), STA, работающая в спящем состоянии, переключается в активное состояние, так что она может принять/передать кадр в активном состоянии. С другой стороны, если у AP есть кадр, который должен быть передан STA, STA в спящем состоянии не может принять кадр и не может распознать наличие кадра, который должен быть принят. Соответственно, STA должна переключаться в активное состояние в соответствии с конкретным периодом для распознавания наличия или отсутствия кадра, который должен быть передан станции (STA) (или для приема сигнала, указывающего наличие кадра при условии, что определено наличие кадра, который должен быть передан станции (STA)).

Фиг. 6 является концептуальной схемой, иллюстрирующей операцию управления питанием (PM).

На фиг. 6 AP 210 передает маяковый кадр станциям (STA), присутствующим в BSS, с интервалами, равными предварительно определенному периоду времени, на этапах (S211, S212, S213, S214, S215, S216). Маяковый кадр включает в себя информационный элемент TIM. Информационный элемент TIM включает в себя буферизованный трафик относительно STA, ассоциированных с AP 210, и включает в себя конкретную информацию, указывающую, что должен быть передан кадр. Информационный элемент TIM включает в себя TIM для указания одноадресного кадра и карту указания трафика для доставки (DTIM) для указания многоадресного или широковещательного кадра.

AP 210 может передать DTIM один раз всякий раз, когда маяковый кадр передан три раза. Каждая из STA1 220 и STA2 222 работает в PS режиме. Каждая из STA1 220 и STA2 222 переключается из спящего состояния в активное состояние каждый интервал пробуждения, так что STA1 220 и STA2 222 могут быть сконфигурированы принимать информационный элемент TIM, передаваемый AP 210. Каждая STA может вычислить время начала переключения, в которое каждая STA может начать переключение в активное состояние на основании своих собственных локальных часов. На фиг. 6, предполагается, что часы STA идентичны часам AP.

Например, предварительно определенный интервал пробуждения может быть сконфигурирован таким образом, что STA1 220 может переключаться в активное состояние для приема элемента TIM каждый маяковый интервал. Соответственно, STA1 220 может переключиться в активное состояние на этапе S221, когда AP 210 впервые передает маяковый кадр на этапе S211. STA1 220 принимает маяковый кадр и получает информационный элемент TIM. Если полученный элемент TIM указывает наличие кадра, который должен быть передан станции STA1 220, STA1 220 может передать точке доступа AP 210 кадр опроса по энергосбережению (PS-Poll), который запрашивает AP 210 передать кадр, на этапе S221a. AP 210 может передать кадр STA1 220 в ответ на кадр PS-Poll на этапе S231. STA1 220, приняв кадр, повторно переключается в спящее состояние и работает в спящем состоянии.

Когда AP 210 второй раз передает маяковый кадр, получается состояние занятой среды, в котором к среде получает доступ другое устройство, AP 210 не может передать маяковый кадр с точным маяковым интервалом, а может передать маяковый кадр с задержкой по времени на этапе S212. В этом случае, хотя STA1 220 переключается в активное состояние в ответ на маяковый интервал, она не принимает переданный с задержкой маяковый кадр, так что она возвращается в спящее состояние на этапе S222.

Когда AP 210 в третий раз передает маяковый кадр, соответствующий маяковый кадр может включать в себя элемент TIM, обозначенный DTIM. Однако так как дано состояние занятой среды, AP 210 передает маяковый кадр с задержкой на этапе S213. STA1 220 переключается в активное состояние в ответ на маяковый интервал, и может получить DTIM с помощью маякового кадра, переданного точкой доступа (AP) 210. Предполагается, что DTIM, полученный станцией STA1 220, не имеет кадра, который должен быть передан станции STA1 220, и имеет кадр для другой STA. В этом случае STA1 220 подтверждает отсутствие кадра, который должен быть принят в STA1 220, и возвращается в спящее состояние так, чтобы STA1 220 могла работать в спящем состоянии. После передачи точкой доступа (AP) 210 маякового кадра, AP 210 передает кадр соответствующей STA на этапе S232.

AP 210 в четвертый раз передает маяковый кадр на этапе S214. Однако STA1 220 не может получить информацию относительно наличия буферизованного трафика, ассоциированного со STA1 220, через двойной прием элемента TIM, так что STA1 220 может отрегулировать интервал пробуждения для приема элемента TIM. Альтернативно, при условии, что маяковая информация для координации значения интервала пробуждения STA1 220 содержится в маяковом кадре, переданном точкой доступа AP 210, может быть отрегулировано значение интервала пробуждения STA1 220. В этом примере STA1 220, которая переключается для приема элемента TIM каждый маяковый интервал, может быть переключена в другое рабочее состояние, в котором STA1 220 может пробуждаться из спящего состояния один раз каждые три маяковых интервала. Поэтому, когда AP 210 передает четвертый маяковый кадр на этапе S214 и передает пятый маяковый кадр на этапе S215, STA1 220 поддерживает спящее состояние, так что она не может получить соответствующий элемент TIM.

Когда AP 210 в шестой раз передает маяковый кадр на этапе S216, STA1 220 переключается в активное состояние и работает в активном состоянии, так что STA1 220 не может получить элемент TIM, содержащийся в маяковом кадре на этапе S224. Элемент TIM является DTIM, указывающим наличие широковещательного кадра, так что STA1 220 не передает кадр PS-Poll точке доступа AP 210 и может принять широковещательный кадр, переданный точкой доступа AP 210 на этапе S234. В то же время интервал пробуждения STA2 230 может быть длиннее, чем интервал пробуждения STA1 220. Соответственно, STA2 230 входит в активное состояние в конкретное время S215, когда AP 210 в пятый раз передает маяковый кадр, так что STA2 230 может принять элемент TIM на этапе S241. STA2 230 распознает наличие кадра, который должен быть передан станции STA2 230, с помощью элемента TIM, и передает кадр PS-Poll точке доступа AP 210, чтобы запросить передачу кадра на этапе S241a. AP 210 может передать кадр станции STA2 230 в ответ на кадр PS-Poll на этапе S233.

Чтобы эксплуатировать/управлять энергосберегающим (PS) режимом, показанным на фиг. 6, элемент TIM может включать в себя или TIM, указывающий наличие или отсутствие кадра, который должен быть передан станции STA, или DTIM, указывающий наличие или отсутствие широковещательного/многоадресного кадра. DTIM может быть реализован посредством настройки поля элемента TIM.

ПРОЦЕСС ЗАПРОСА ОПРОСА ОТНОСИТЕЛЬНО БЕЗОПАСНОЙ АССОЦИАЦИИ (SA)

Как видно из фиг. 5, STA может передать кадр запроса ассоциации точке доступа (AP), и AP может передать кадр ответа ассоциации станции (STA) в ответ на кадр запроса ассоциации. Кадр запроса ассоциации и кадр ответа ассоциации могут принадлежать управляющему кадру. Кадр запроса ассоциации может включать в себя возможности STA, SSID и т.д. Кадр ответа ассоциации может включать в себя возможности AP и т.д. В частности, кадр ответа ассоциации может дополнительно включать в себя ID ассоциации (AID), выделенный станции (STA), запрашивающей ассоциацию.

Таблица 1 показывает иллюстративный формат тела кадра запроса ассоциации.

Таблица 1 Порядок Информация (длина в октетах) Примечания 1 Возможности (2) 2 Интервал ожидания (2) 3 SSID (2) 4 Поддерживаемые скорости (3-10) 5 Расширенные поддерживаемые скорости (3-257) Элемент "расширенные поддерживаемые скорости" присутствует, если имеется более восьми поддерживаемых уровней, и является опциональным в противном случае. 6 Возможности питания (4-257) Элемент "возможности питания" присутствует, если dot11SpectrumManagementRequired является истиной, или dot11RadioMeasurementActivated является истиной. 7 Поддерживаемые каналы (4-256) Элемент "поддерживаемые каналы" присутствует, если dot11SpectrumManagementRequired является истиной, и dot11ExtendedChannelSwitchActivated является ложью. 8 RSN (36-256) Элемент RSN присутствует, если dot11RSNAActivated установлено равным истине. 9 Возможности QoS (3) Элемент "возможности QoS" присутствует, если dot11QosOption-Implemented является истиной.

10 Обеспечиваемые RM возможности (7) Элемент "Обеспечиваемые RM возможности" присутствует, если dot11RadioMeasurementActivated является истиной. 11 Домен мобильного доступа (5) MDE присутствует в кадре запроса ассоциации, если dot11FastBSSTransitionActivated является истиной и если кадр передается точке доступа (AP), которая уведомляет о своей возможности FT в MDE в его маяковом или пробном ответном кадре (то есть AP также имеет dot11FastBSSTransitionActivated, установленный равным истине). 12 Поддерживаемые операционные классы (4-255) Элемент "поддерживаемые операционные классы присутствует, если dot11ExtendedChannelSwitchActivated является истиной. 13 Возможности HT (28) Элемент "возможности HT" присутствует, когда атрибут dot11HighThroughputOptionImplemented является истиной. 14 Смешанный BSS 20/40 (3) Элемент "смешанный BSS 20/40" опционально присутствует, когда dot112040BSSCoexistenceManagementSupport является истиной. 15 Расширенные возможности (3) Элемент "расширенные возможности" опционально присутствует, если какое-либо из полей в этом элементе является ненулевым. Последний Зависящий от производителя (3-257) Один или несколько зависящих от производителя элементов присутствуют опционально. Эти элементы следуют после всех остальных элементов.

Таблица 2 показывает иллюстративный формат тела кадра ответа ассоциации.

Таблица 2 Порядок Информация 1 Возможности 2 Код статуса 3 AID 4 Поддерживаемые скорости 5 Расширенные поддерживаемые скорости Элемент "расширенные поддерживаемые скорости" присутствует, если имеется больше восьми поддерживаемых уровней, и является опциональным в противном случае. 6 Набор параметров EDCA 7 RCPI Элемент RCPI присутствует, если dot11RMRCPIMeasurementActivated является истиной. 8 RSNI Элемент RSNI присутствует, если dot11RMRSNIMeasurementActivated является истиной. 9 Обеспечиваемые RM возможности Элемент "обеспечиваемые RM возможности" присутствует, если dot11RadioMeasurementActivated является истиной. 10 Домен мобильного доступа MDE присутствует в кадре ответа ассоциации, когда dot11FastBSSTransitionActivated является истиной, и этот кадр является ответом на кадр запроса ассоциации, который содержал MDE (то есть начальный FT обмен ассоциации домена мобильного доступа). 11 Быстрый переход BSS Элемент "быстрый переход BSS" (FTE) присутствует в кадре ответа ассоциации, когда dot11FastBSSTransitionActivated является истиной, dot11RSNAActivated является истиной, и этот кадр является ответом на кадр запроса ассоциации, который содержал MDE (то есть начальный FT обмен ассоциации домена мобильного доступа

в RSN). 12 Зарегистрированное DSE местоположение Элемент "зарегистрированное DSE местоположения" присутствует, если dot11LCIDSERequired является истиной. 13 Интервал времени ожидания (время возвращения ассоциации) Элемент "интервал времени ожидания", содержащий время возвращения ассоциации, присутствует, когда dot11RSNAActivated является истиной, dot11RSNAProtectedManagementFramesActivated является истиной, и запрос ассоциации отклонен с кодом 30 статуса. 14 Возможности HT Элемент "возможности HT" присутствует, когда атрибут dot11HighThroughputOptionlmplemented является истиной. 15 Операция HT Элемент "Операция HT" включается в состав точкой доступа (AP), когда атрибут dot11HighThroughputOptionlmplemented является истиной. 16 Смешанный BSS 20/40 Элемент "смешанный BSS 20/40" опционально присутствует, когда dot112040BSSCoexistenceManagementSupport является истиной. 17 Параметры сканирования перекрывающихся BSS Элемент "параметры сканирования перекрывающихся BSS" опционально присутствует, если атрибут dot11FortyMHzOptionlmplemented является истиной. 18 Расширенные Возможности Элемент "расширенные возможности" опционально присутствует, если какое-либо из полей в этом элементе является ненулевым. Последний Зависящий от производителя Один или несколько зависящих от производителя элементов присутствуют опционально. Эти элементы следуют после всех остальных элементов.

Способ поддержания ассоциации, предложенный настоящим изобретением, включает в себя способ предотвращения уничтожения ассоциации между STA и AP. Кроме того, когда STA не может ассоциироваться с прежней AP и пытается повторно ассоциироваться с соответствующей AP, способ уменьшения времени, затрачиваемого на такой процесс ассоциации, также входит в вышеупомянутый способ поддержания ассоциации. В этом случае мы предполагаем, что ситуация сбоя ассоциации между STA и AP включает в себя, например, один случай, в котором STA мгновенно выключается, и другой случай, в котором STA движется и покидает зону обслуживания AP, с которой она ранее была соединена.

STA, восстановившаяся после такого сбоя, может повторно выполнить процесс сканирования и может передать кадр запроса ассоциации точке доступа (AP), выбранной с помощью сканирования. В этом случае, полагая, что AP, выбранная с помощью сканирования, уже ассоциирована со STA, существует необходимость для AP подтвердить, является ли соответствующая STA правильно аутентифицированным пользователем. Поэтому, полагая, что STA, передавшая кадр запроса ассоциации точке доступа (AP), поддерживает состояние безопасной ассоциации (SA), относящееся к соответствующей AP, AP может выполнить процедуру запроса опроса относительно SA, прежде чем генерировать ответный сигнал, указывающий успешный запрос ассоциации в ответ на заново принятый кадр запроса ассоциации.

После приема кадра запроса ассоциации от STA, которая находится в состоянии SA относительно AP, процедура запроса опроса относительно SA может быть конкретным процессом, в котором соответствующая STA находится в состоянии SA относительно AP.

Более подробно, после приема кадра запроса ассоциации от STA, AP передает кадр ответа ассоциации в ответ на кадр запроса ассоциации. Код состояния кадра ответа ассоциации может быть установлен равным 30. Поле кода статуса, равное '30', может указывать, что запрос ассоциации временно отклонен и может быть предпринят позже. Время возвращения ассоциации выделено станции (STA) с помощью поля Timeout Interval (интервал времени ожидания) кадра ответа ассоциации. Если станции (STA) присвоено значение времени возвращения ассоциации, STA может повторно передать кадр запроса ассоциации точке доступа (AP) по прошествии времени возвращения ассоциации. Время возвращения ассоциации равно значению по умолчанию, например, 1 секунде.

После того, как AP отклоняет кадр запроса ассоциации станции (STA), AP может обменяться кадрами запроса/ответа на опрос относительно SA со STA, сконфигурированной поддерживать статус безопасной ассоциации (SA) в течение времени возвращения ассоциации. Обмен кадрами запроса/ответа на опрос относительно SA может быть выполнен для определения, является ли статус SA, поддерживаемый в AP, нормальным или недостоверным.

AP может передать кадр запроса опроса относительно SA станции (STA). После приема кадра запроса опроса относительно SA станция (STA) может передать точке доступа (AP) кадр ответа на опрос относительно SA, указывающий, что статус SA является нормальным. Кадр запроса опроса относительно SA и кадр ответа на опрос относительно SA могут соответствовать защищенным управляющим кадрам.

Фиг. 7 является концептуальной схемой, показывающей иллюстративный формат кадра запроса опроса относительно безопасной ассоциации (SA) и кадра ответа на опрос относительно безопасной ассоциации (SA).

Фиг. 7(a) показывает иллюстративный формат кадра запроса опроса относительно SA.

На фиг. 7(a) поле категории может быть установлено равным конкретной величине (например, 8), указывающей категорию запроса опроса относительно SA.

Поле действия запроса опроса относительно SA может быть установлено равным конкретной величине (например, 0), указывающей кадр запроса опроса относительно SA.

Поле идентификатора транзакции может использоваться в качестве конкретной величины для идентификации транзакции запроса/ответа на опрос относительно SA. Значение идентификатора транзакции может быть установлено стороной передачи (например, AP), сконфигурированной передавать кадр запроса опроса относительно SA, и он может быть установлен равным неотрицательному значению счетчика в 16 бит.

Фиг. 7(b) показывает иллюстративный формат кадра ответа на опрос относительно SA.

На фиг. 7(b) поле категории может быть установлено равным конкретной величине (например, 8), указывающей категорию запроса опроса относительно SA.

Поле действия запроса опроса относительно SA может быть установлено равным конкретной величине (например, 1), указывающей кадр ответа на опрос относительно SA.

Поле идентификатора транзакции может иметь такое же значение, что и поле идентификатора транзакции, содержащееся в кадре запроса опроса относительно SA.

Если AP не принимает достоверный кадр ответа на опрос относительно SA от STA в течение предварительно определенного промежутка времени (например, промежутка времени, установленного в ответе на значение параметра 'dot11AssociationSAQueryMaximumTimeout') после передачи кадра запроса опроса относительно SA, AP не выполняет процесс запроса опроса относительно SA для кадра запроса ассоциации, который должен быть принят позднее.

Далее будут подробно описаны операции SME и MLME точки доступа (AP) и станции (STA), ассоциированные с процессом SA.

Если AP имеет достоверную для STA безопасную ассоциацию (SA), AP может работать следующим образом. SME точки доступа (AP) генерирует примитив MLME-ASSOCIATE.response (MLME – ответ по ассоциированию), указывающий "Запрос ассоциации временно отклонен; попробуйте еще раз позже" и, таким образом, отклоняет запрос ассоциации. SME точки доступа (AP) может включать в себя элемент интервал времени ожидания в примитиве MLME-ASSOCIATE.response. В этом случае элемент интервал времени ожидания может иметь три типа интервала времени ожидания (то есть времени возвращения ассоциации), и значение интервала времени ожидания может указывать время возвращения, за которое AP может одобрить ассоциацию с соответствующей STA. Впоследствии, SME точки доступа (AP) может передать примитив MLME-SAQuery.request (MLME – запрос опроса относительно SA), направляемый станции (STA) с интервалами, равными предварительно определенному времени, соответствующему числу 'dot11AssociationSAQueryRetryTimeout' единиц времени (TU). В этом случае, передача примитива MLME-SAQuery.request может быть выполнена до того, как принят примитив 'MLME-SAQuery.confirm' (MLME – подтверждение опроса относительно SA), соответствующий примитиву MLME-SAQuery.request, или может выполняться до тех пор, пока не пройдет предварительно определенное время, соответствующее числу 'dot11AssociationSAQueryMaximumTimeout' TU, после начала процесса запроса опроса относительно SA.

Фиг. 8 является концептуальной схемой, иллюстрирующей пример процесса запроса опроса относительно SA.

При условии, что поддерживается достоверный статус SA между AP и STA, как показано на фиг. 8, AP может принять новый кадр запроса ассоциации от другой STA (именуемой в дальнейшем злоумышленником), имеющей такой же MAC-адрес, что и соответствующая STA. В этом случае AP распознает кадр запроса ассоциации, переданный от злоумышленника, как кадр запроса ассоциации, переданный от STA, имеющей достоверный статус SA, передает кадр запроса ассоциации, отклоняющий соответствующий кадр запроса ассоциации злоумышленнику, и сообщает злоумышленнику время возвращения ассоциации с помощью кадра ответа ассоциации. Злоумышленник может повторно попытаться добиться ассоциации по истечении времени возвращения ассоциации.

С другой стороны, после того, как AP отклоняет запрос ассоциации от злоумышленника, AP может передать кадр запроса опроса относительно SA соответствующей STA, чтобы определить, поддерживает ли соответствующая STA достоверный статус SA. STA поддерживает статус SA, так что она может ответить на кадр запроса опроса относительно SA, принятый от AP. Если AP успешно принимает кадр ответа на опрос относительно SA, AP полагает, что соответствующая STA поддерживает достоверный статус SA, и затем отклоняет кадр запроса ассоциации, принятый от злоумышленника.

Кроме того, кадр запроса ассоциации, переданный от злоумышленника, отклоняется до того, как истечет время возвращения ассоциации.

На фиг. 8, значение 'dot11AssociationSAQueryMaximumTimeout' установлено равным числу единиц времени (TU) на основании первого запроса опроса относительно SA, с помощью которого процесс ассоциации начинает работу. Более подробно, после планирования первого запроса опроса относительно SA, начинающего процесс ассоциации, если процесс запроса опроса относительно SA не принят, AP находится в режиме ожидания, не начиная дополнительный процесс запроса опроса относительно SA во время каждой TU.

В общем, dot11AssociationSAQueryMaximumTimeout и время возвращения ассоциации имеют одно и то же значение. Если необходимо, время возвращения ассоциации может быть больше, чем значение dot11AssociationSAQueryMaximumTimeout, с учетом временной задержки, создаваемой MAC. Временная задержка происходит в MAC неизбежно, когда кадр запроса ассоциации отклоняется, и затем начинает работу процесс запроса опроса относительно SA.

Фиг. 9 является концептуальной схемой, иллюстрирующей другой пример процесса запроса опроса относительно SA.

Фиг. 9 показывает, что STA, поддерживающая достоверный статус SA относительно AP, восстанавливается после сбоя ассоциации. Если сбой происходит в STA, информация о статусе SA, относящаяся к AP, исчезает из STA. Соответственно, восстановившаяся STA многократно выполняет процесс ассоциации AP и может повторно передать кадр запроса ассоциации точке доступа (AP).

С другой стороны, AP может поддерживать статус SA относительно соответствующей STA. Поэтому, полагая, что AP распознает прием запроса ассоциации от STA, имеющей достоверный статус SA, AP может передать кадр ответа ассоциации с кодом статуса, отклоняющим запрос ассоциации, сгенерированный от STA. В этом случае AP может установить время возвращения ассоциации как предварительно определенное значение (например, 1 секунда или 1 минута) с помощью кадра запроса ассоциации, и может передать время возвращения ассоциации, равное предварительно определенному значению, станции (STA).

Между тем, после того, как AP отклонит запрос ассоциации от STA, AP может передать кадр запроса опроса относительно SA соответствующей STA. Хотя STA восстанавливается из статуса сбоя, вся предыдущая информация о статусе SA была уже потеряна, так что STA не может ответить на кадр запроса опроса относительно SA, принятый от AP. Если AP не принимает достоверный кадр ответа на опрос относительно SA от STA в течение времени dot11AssociationSAQueryMaximumTimeout, AP полагает, что соответствующая STA имеет недостоверный статус SA. Соответственно, кадр запроса ассоциации, переданный от STA по прошествии времени возвращения ассоциации, одобряется AP.

Как было описано выше, кадр запроса ассоциации, принятый от STA, имеющей статус SA, сначала отклоняется, и AP выполняет операцию по запросу опроса относительно SA для STA в течение времени возвращения ассоциации. Если STA не отвечает на опрос относительно SA, AP может одобрить следующий запрос ассоциации, сгенерированный по прошествии времени возвращения ассоциации. То есть если STA отвечает на опрос относительно SA, определено, что первый кадр запроса ассоциации принадлежит злоумышленнику, так что запрос ассоциации, сгенерированный по прошествии промежутка времени возвращения ассоциации, отклоняется. Если STA не отвечает на опрос относительно SA, определено, что фактический STA, а не злоумышленник, передал запрос ассоциации, так что запрос ассоциации, сгенерированный по прошествии промежутка времени возвращения ассоциации, одобряется.

Фиг. 10 является концептуальной схемой, иллюстрирующей другой пример процесса запроса опроса относительно SA.

Таким же образом, как на фиг. 8, пример на фиг. 10 полагает, что STA поддерживает статус SA, достоверный для AP, и злоумышленник передает запрос ассоциации точке доступа (AP), используя MAC-адрес STA. AP передает кадр запроса ассоциации, отклоняющий запрос ассоциации злоумышленника, и в то же время сообщает STA время возвращения ассоциации.

AP может предпринять попытку обмена запросом/ответом на опрос относительно SA со STA в течение или времени возвращения ассоциации, или времени dot11AssociationSAQueryMaximumTimeout.

Например, для поддержки применений (такие как датчик, интеллектуальная электросеть, M2M связь и т.д.) в полосе 1 ГГц или меньше станцией (STA) (например, STA с длительным сном или S1G (Суб 1 ГГц) STA), которая может поддерживать состояние с малым энергопотреблением в течение длительного периода времени, STA может непрерывно оставаться в состоянии сна в течение времени dot11AssociationSAQueryMaximumTimeout. В этом случае STA может не отвечать на кадр запроса опроса относительно SA, принятый от AP. Соответственно, AP может одобрить запрос ассоциации злоумышленника по прошествии времени возвращения ассоциации, так что невозможно правильно защитить легальную STA.

Как было описано выше, в соответствии с операцией запроса прежней SA, невозможно различить один запрос ассоциации STA и другой запрос ассоциации злоумышленника.

ДОПОЛНЕНИЕ К ПРОБЛЕМЕ БЕЗОПАСНОСТИ

В соответствии с вышеупомянутым процессом запроса опроса относительно SA, кадр, который должен быть передан легальной STA, может быть передан вредоносной STA. В частности, STA с низким энергопотреблением может быть уязвима для атаки со стороны вредоносной STA.

Чтобы устранить вышеупомянутую проблему, полагая, что соединенная с помощью SA станция (STA) не отвечает на опрос относительно SA, и AP одобряет запрос ассоциации, сгенерированный от некоторой STA по прошествии времени возвращения ассоциации, если кадр, который должен быть передан соединенной с помощью SA станции (STA), буферизован AP, AP должна удалить соответствующие кадры из буфера, потому что невозможно определить, является ли STA, делающая попытку новой ассоциации, легальной STA или вредоносной STA.

Кроме того, полагая, что соединенная с помощью SA станция (SТA) не отвечает на опрос относительно SA, и AP одобряет запрос ассоциации, принятый от некоторой STA по прошествии времени возвращения ассоциации, соответствующая STA, ассоциированная с AP, может передать кадр PS-Poll точке доступа (AP), чтобы принять буферизованный кадр от AP. В этом случае AP, приняв кадр PS-Poll, не сразу передает буферизованный кадр соответствующей STA, передает кадр запроса опроса относительно SA соответствующей STA, подтверждает информацию о статусе SA еще раз, и передает подтвержденный результат. Вышеупомянутая процедура может определить, есть ли у STA, передающей кадр PS-Poll, нормальная информация о статусе SA, чтобы быть готовым к случаю, в котором вредоносная STA удаляет информацию о статусе SA легальной STA из AP. Соответственно, полагая, что AP принимает произвольный защищенный управляющий кадр, сконфигурированный подтвердить информацию о статусе SA, от соответствующей STA, AP может не всегда передавать кадр запроса опроса относительно SA по прошествии кадра PS-Poll.

Фиг. 11 является концептуальной схемой, иллюстрирующей различные варианты воплощения процесса безопасного PS-Poll.

На фиг. 11(a) AP, приняв кадр PS-Poll от STA, передает кадр запроса опроса относительно SA и, таким образом, генерирует запрос подтверждения информации о статусе SA соответствующей STA. STA, приняв кадр запроса опроса относительно SA, подтверждает, нормально ли зашифрован кадр запроса опроса относительно SA, соответствующий защищенному управляющему кадру, и затем передает кадр ответа на опрос относительно SA точке доступа (AP). То есть, если информация о статусе SA точки доступа (AP) идентична таковой соответствующей STA, STA может передать кадр ответа на опрос относительно SA и передать подтверждающее сообщение доставки кадра данных точке доступа (AP). С другой стороны, если информация о статусе SA точки доступа (AP) отличается от таковой соответствующей STA, STA не может выполнить проверку целостности запроса опроса относительно SA, так что STA не может сгенерировать ответ. Если ответ на опрос относительно SA не генерируется в ответ на опрос относительно SA, AP не может выполнить доставку кадра данных соответствующей STA.

Кроме того, после того, как STA передает кадр ACK в ответ на опрос относительно SA, как показано на фиг. 11(a), STA выполняет отсрочку по прошествии предварительно определенного времени и затем передает кадр ответа на опрос относительно SA. AP, приняв кадр ответа на опрос относительно SA, передает кадр ACK, выполняет отсрочку по прошествии предварительно определенного времени и затем передает кадр данных. В результате STA может передать кадр ACK.

Хотя AP, приняв кадр PS-Poll от STA, может сразу передать кадр запроса опроса относительно SA, как показано на фиг. 11(b), AP может сначала передать кадр ACK, а затем передать кадр запроса опроса относительно SA.

Схема PS-Poll, показанная на фиг. 11(a), называется схемой немедленного безопасного PS-Poll, в которой кадр запроса опроса относительно SA передается в ответ на кадр PS-Poll, без использования кадра ACK. Схема PS-Poll, показанная на фиг. 11(b), называется схемой отложенного безопасного PS-Poll, в которой кадр ACK передается в ответ на кадр PS-Poll, и затем передается кадр запроса опроса относительно SA.

Кроме того, схема PS-Poll, показанная на фиг. 11(c), называется 'политикой отложенного безопасного PS-Poll без ACK', в которой кадр ответа на опрос относительно SA сразу передается как ответ на кадр запроса опроса относительно SA.

Если позволена передача нескольких кадров по прошествии кадра PS-Poll, кадр запроса опроса относительно SA может быть передан после короткого межкадрового пространства (SIFS) по прошествии кадра ACK кадра PS-Poll, как показано на фиг. 11(d).

После приема кадра ответа на опрос относительно SA от STA в ответ на кадр запроса опроса относительно SA точка доступа (AP) может определить протокол, чтобы передать буферизованный кадр STA. Соответственно, предотвращается применение к вредоносной STA буферизованного кадра данных для легальной STA.

ОПТИМИЗАЦИЯ ОПЕРАЦИИ АССОЦИАЦИИ

Настоящее изобретение предлагает способ указания, одобрена ли ассоциация соответствующей STA до истечения времени возвращения ассоциации, чтобы предотвратить ненужную попытку ассоциации станций (STA).

После того, как AP отклоняет новый запрос ассоциации, предполагается, что ответ на опрос относительно SA для запроса опроса относительно SA успешно принят до истечения времени возвращения ассоциации. В этом случае AP может указать, что ассоциация MAC-адреса соответствующей STA отклонена, с помощью маякового кадра, пробного кадра ответа и т.д.

Например, информационный элемент управления ассоциацией может содержаться в маяковом кадре, пробном кадре ответа и т.д. Информационный элемент управления ассоциацией может включать в себя MAC-адрес STA, запрос ассоциации которой должен быть отклонен.

Кроме того, если AP стремится одобрить запрос ассоциации некоторой STA в силу особой причины, информационный элемент управления ассоциацией может дополнительно включать в себя информацию относительно MAC-адреса STA, которая желает одобрить запрос ассоциации. В этом случае не только поле типа, указывающее, одобрена ли или отклонена ассоциация соответствующего STA, но также и информация о MAC-адресе STA может содержаться в информационном элементе управления ассоциацией.

СПОСОБ ПОДДЕРЖАНИЯ АССОЦИАЦИИ

Настоящее изобретение может предотвратить неправильное применение кадра, который будет должен быть применен к легальной STA, к вредоносной STA в соответствии с вышеупомянутым способом. Однако настоящее изобретение, в основном, не может решить проблему, в которой вредоносная STA ассоциируется с AP, а легальная STA не ассоциируется с AP.

Чтобы устранить вышеупомянутую проблему, существует необходимость изменить настройку времени возвращения прежней ассоциации. Например, полагая, что STA находится в состоянии с малым энергопотреблением (например, спящем режиме или состоянии сна) в течение 10 минут, необходимо выделить длительное время, равное 10 минутам или более, на время возвращения ассоциации, ассоциированное с процессом запроса опроса относительно SA, или параметр dot11AssociationSAQueryMaximumTimeout. После того, как AP отклоняет начальный кадр запроса ассоциации, AP должна предпринять попытку обмена кадром запроса/ответа на опрос относительно SA в течение 10 минут, так что STA, имеющая спящий режим приблизительно в 10 минут, может иметь возможность передать ответ на опрос относительно SA. То есть время возвращения ассоциации или время dot11AssociationSAQueryMaximumTimeout могут быть установлены равными длительному времени с учетом продолжительности сохранения спящего режима STA, так что определяется, не отвечает ли STA на кадр запроса опроса относительно SA, потому что STA находится в состоянии с малым энергопотреблением, или определяется, не отвечает ли STA на кадр ответа на опрос относительно SA, потому что статус SA соответствующего STA больше не является достоверным.

Настоящее изобретение предлагает способ, позволяющий AP обеспечивать различные времена возвращения ассоциации в соответствии с типами STA. Например, тип STA (например, S1G (Суб 1 ГГц) STA), поддерживающая такие применения, как датчик, интеллектуальная электросеть, M2M и т.д., имеет короткий рабочий цикл, так что времени возвращения ассоциации может быть присвоено относительно большое значение. В противоположность этому, другая общая STA (например, ориентированная на трафик STA) имеет длительный рабочий цикл, так что времени возвращения ассоциации может быть присвоено относительно малое значение.

Кроме того, если одновременно из состояния сбоя восстанавливается большое количество STA, STA одновременно пытаются выполнить ассоциацию, результатом чего является увеличенная частота коллизий. Чтобы решить вышеупомянутую проблему, время возвращения ассоциации рандомизировано, даже когда типы STA идентичны друг другу, и рандомизированный результат может быть применен к STA. Если STA имеют различные времена возвращения, выделенные STA, имеющим одинаковое начальное время попытки ассоциации, отдельные STA имеют различные времена ожидания до повторной попытки выполнить ассоциацию, результатом чего является уменьшение вероятности выполнения одновременного доступа к каналу.

С этой целью, когда STA передает кадр запроса ассоциации, информация о типе STA может содержаться в кадре запроса ассоциации. Если AP принимает информацию о типе STA, содержащуюся в кадре запроса ассоциации, AP может определить время возвращения ассоциации соответствующей STA на основе принятой информации.

AP может сообщить STA время возвращения ассоциации с помощью кадра ответа ассоциации. В соответствии с настоящим изобретением, даже когда STA пытается выполнить начальную ассоциацию с AP, AP может включить информацию относительно времени возвращения ассоциации в кадр ответа ассоциации. Кроме того, в соответствии с настоящим изобретением, когда STA запрашивает ассоциацию и код (0) статуса, указывающий успех, присвоен кадру ответа ассоциации AP, в соответствующем кадре ответа ассоциации может содержаться информация относительно времени возвращения ассоциации.

То есть в соответствии с предложением настоящего изобретения, когда AP отклоняет запрос ассоциации, AP сообщает STA время возвращения ассоциации, так что соответствующая STA не пытается повторно выполнить ассоциацию в течение времени возвращения ассоциации. Кроме того, даже когда AP одобряет запрос ассоциации STA, время возвращения ассоциации может содержаться в кадре ответа ассоциации. Соответственно, если STA хочет непрерывно поддерживать статус SA, AP может предоставить необходимую информацию (например, конкретную информацию, указывающую, что время возвращения ассоциации или dot11AssociationSAQueryMaximumTimeout присвоено интервалу пробуждения STA) STA с интервалами, равными времени возвращения ассоциации, так что STA может пробуждаться с интервалами времени возвращения ассоциации. Соответственно, STA пробуждается на основании времени возвращения ассоциации или dot11AssociationSAQueryMaximumTimeout (например, более короткого времени, чем dot11AssociationSAQueryMaximumTimeout), так что STA может предпринять попытку принять кадр запроса опроса относительно SA и может поддерживать статус SA достоверным.

Кроме того, если AP хочет изменить время возвращения ассоциации, примененное к STA, AP может сообщить STA измененное значение времени возвращения ассоциации с помощью маякового кадра, пробного кадра ответа и т.д.

Кроме того, если AP присваивает типам STA различные значения времени возвращения ассоциации, различные значения dot11AssociatioSAQueryMaximumTimeout могут быть присвоены типам STA. Альтернативно, хотя используются одинаковые типы STA, отдельным STA могут быть присвоены различные значения dot11AssociatioSAQueryMaximumTimeout.

Времени возвращения ассоциации, переданное от AP станции (STA) с помощью кадра ответа ассоциации или кадра ответа повторной ассоциации, может быть присвоено такое же значение, что и значению dot11AssociatioSAQueryMaximumTimeout, или может быть присвоено значение большее, чем значение dot11AssociatioSAQueryMaximumTimeout.

Если STA, успешно завершившая процесс ассоциации, принимает время возвращения ассоциации (или dot11AssociatioSAQueryMaximumTimeout) от AP, STA пробуждается с более короткими интервалами времени, чем интервал времени возвращения ассоциации (или dot11AssociatioSAQueryMaximumTimeout), так что STA должна распознать наличие или отсутствие кадра запроса опроса относительно SA, принятого от AP.

То есть STA пробуждается более часто, чем интервал времени возвращения ассоциации (или dot11AssociatioSAQueryMaximumTimeout) и передает кадр PS-Poll; или STA подтверждает, присутствует ли буферизованный кадр в AP с помощью элемента TIM маякового кадра и принимает буферизованный кадр.

Фиг. 12 является блок-схемой последовательности операций, иллюстрирующей способ поддержания ассоциации в соответствии с примером настоящего изобретения.

На этапе S1110 STA может передать кадр запроса ассоциации точке доступа (AP). В этом случае STA имеет достоверный статус SA относительно AP. Кроме того, STA может работать в PS (энергосберегающем) режиме.

На этапе S1120, даже когда AP одобряет запрос ассоциации STA, информация о времени возвращения ассоциации может содержаться в кадре ответа ассоциации. Например, код статуса кадра ответа ассоциации устанавливается равным нулю (0) (то есть успех), и кадр ответа ассоциации может включать в себя информацию о времени возвращения ассоциации.

Соответственно, после приема времени возвращения ассоциации от AP, STA пробуждается с такими же или более короткими интервалами времени, чем время возвращения ассоциации, принятое от AP, и пытается принять кадр запроса опроса относительно SA от AP. После приема запроса опроса относительно SA STA может передать ответ запроса опроса относительно SA точке доступа (AP). Соответственно, может поддерживаться достоверный статус SA между STA и AP.

Способ поддержания ассоциации в соответствии с вариантом воплощения, показанный на фиг. 12, может быть реализован так, что описанные выше различные варианты воплощения настоящего изобретения могут быть применены независимо, или два или более его варианта воплощения могут быть применены одновременно.

Фиг. 13 является блок-схемой, иллюстрирующей радиочастотное (RF) устройство в соответствии с одним вариантом воплощения настоящего изобретения.

На фиг. 13 AP 10 может включать в себя процессор 11, память 12 и приемопередатчик 13. STA 20 может включать в себя процессор 21, память 22 и приемопередатчик 23. Приемопередатчики 13 и 23 могут принимать/передавать радиочастотные (RF) сигналы и могут реализовывать физический уровень в соответствии с системой IEEE 802. Процессоры 11 и 21 соединены с приемопередатчиками 13 и 21, соответственно, и могут реализовывать физический уровень и/или уровень MAC в соответствии с системой IEEE 802. Процессоры 11 и 21 могут быть сконфигурированы для работы в соответствии с описанными выше различными вариантами воплощения настоящего изобретения. Модули для реализации работы AP и STA в соответствии с описанными выше различными вариантами воплощения настоящего изобретения сохранены в памяти 12 и 22 и могут быть реализованы с помощью процессоров 11 и 21. Память 12 и 22 может входить в состав процессоров 11 и 21 или может быть установлена вне процессоров 11 и 21 и соединяться с помощью известных средств с процессорами 11 и 21.

Процессор 11 AP 10, показанной на фиг. 13, может принимать кадр запроса ассоциации от STA 20 с использованием приемопередатчика 13. Кроме того, процессор 11 может передавать кадр ответа ассоциации STA 20 с использованием приемопередатчика 13. В этом случае даже когда запрос ассоциации одобрен, в кадре ответа ассоциации может содержаться информация относительно времени возвращения ассоциации.

Процессор 21 STA 20, показанной на фиг. 13, может передавать кадр запроса ассоциации AP 10 с использованием приемопередатчика 23. Кроме того, процессор 21 может принимать кадр ответа ассоциации от AP 10 с использованием приемопередатчика 23. В этом случае даже когда AP 10 одобряет запрос ассоциации, в кадре ответа ассоциации может содержаться информация о времени возвращения ассоциации. Соответственно, процессор 21 STA 20 может пробуждаться с такими же или более короткими интервалами времени, чем время возвращения ассоциации, и может предпринимать попытку принять кадр запроса опроса относительно SA от AP 10. После приема запроса опроса относительно SA ответ запроса опроса относительно SA может быть передан точке доступа (AP) 10.

Общая конфигурация AP 10 и STA 20, показанных на фиг. 13, может быть реализована так, что описанные выше различные варианты воплощения настоящего изобретения могут быть применены независимо, или два или более его варианта воплощения могут быть применены одновременно, и их повторенное описание опускается для простоты.

Описанные выше варианты воплощения могут быть реализованы с помощью различных средств, например, аппаратных средств, микропрограммного обеспечения, программного обеспечения или их комбинации.

В аппаратной конфигурации способ в соответствии с вариантами воплощения настоящего изобретения может быть реализован с помощью одной или нескольких специализированных интегральных схем (ASIC), цифровых сигнальных процессоров (DSP), устройств цифровой обработки сигналов (DSPD), программируемых логических устройств (PLD), программируемых пользователем вентильных матриц (FPGA), процессоров, контроллеров, микроконтроллеров или микропроцессоров.

В микропрограммной или программной конфигурации способ в соответствии с вариантами воплощения настоящего изобретения может быть реализован в форме модулей, процедур, функций и т.д., выполняющих описанные выше функции или операции. Программный код может быть сохранен в блоке памяти и исполнен процессором. Блок памяти может быть расположен внутри или вне процессора и может передавать данные процессору и принимать данные от процессора с помощью различных известных средств.

Подробное описание предпочтительных вариантов воплощения настоящего изобретения было дано, чтобы позволить специалистам в данной области техники реализовать и осуществить изобретение. Хотя изобретение было описано со ссылкой на предпочтительные варианты воплощения, специалистам в данной области техники будет понятно, что в настоящем изобретении могут быть сделаны различные модификации и вариации, не отступая от сущности или объема изобретения, описанного в прилагаемой формуле изобретения. Соответственно, изобретение не должно ограничиваться конкретными вариантами воплощения, описанными здесь, а должно соответствовать самому широкому объему, не противоречащему принципам и новыми признакам, раскрытым здесь.

ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ

Хотя вышеупомянутые различные варианты воплощения настоящего изобретения были описаны на основании системы IEEE 802.11, варианты воплощения могут быть применены таким же образом к различным системам мобильной связи.

Изобретение относится к системам беспроводной связи. Технический результат заключается в повышении безопасности станции с низким энергопотреблением. Раскрыты способ и устройство для поддержания ассоциации в системе WLAN. Способ выполнения ассоциации станцией (STA) в системе беспроводной LAN (WLAN) включает в себя этапы, на которых: передают кадр запроса ассоциации от станции (STA) точке доступа (AP); и принимают кадр ответа ассоциации от точки доступа (AP) в ответ на кадр запроса ассоциации. Если запрос ассоциации одобрен точкой доступа (AP), кадр ответа ассоциации включает в себя информацию относительно времени возвращения ассоциации. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 13 ил., 2 табл.

1. Способ выполнения ассоциации станцией (STA) в системе беспроводной LAN (WLAN), содержащий этапы, на которых:

передают кадр запроса ассоциации от станции (STA) точке доступа (АР); и

принимают кадр ответа ассоциации от точки доступа (АР) в ответ на кадр запроса ассоциации,

при этом, если запрос ассоциации одобрен точкой доступа (АР), кадр ответа ассоциации включает в себя информацию относительно времени возвращения ассоциации, и

при этом временем возвращения ассоциации является продолжительность времени для приема кадра запроса опроса относительно безопасной ассоциации (SA).

2. Способ по п. 1, в котором станция (STA) пробуждается на основании времени возвращения ассоциации и выполняет попытку принять кадр запроса опроса относительно безопасной ассоциации (SA) от АР.

3. Способ по п. 2, в котором STA пробуждается с такими же или более короткими интервалами времени, чем предварительно определенное время, указанное с помощью времени возвращения ассоциации, и выполняет попытку принять кадр запроса опроса относительно SA.

4. Способ по п. 3, в котором:

после приема кадра запроса опроса относительно SA от АР, STA передает на АР кадр ответа запроса опроса относительно SA.

5. Способ по п. 4, в котором:

посредством приема кадра запроса опроса относительно SA или передачи кадра ответа запроса опроса относительно SA поддерживают достоверный статус SA станции STA.

6. Способ по п. 1, в котором:

значение времени ожидания процесса запроса опроса относительно SA устанавливают на основании времени возвращения ассоциации.

7. Способ по п. 6, в котором значение времени ожидания процесса запроса опроса относительно SA устанавливают равным значению параметра dot11AssociationSAQueryMaximumTimeout (максимальное время ожидания опроса относительно ассоциации SA по стандарту IEEE 802.11).

8. Способ по п. 1, в котором:

если запрос ассоциации одобрен АР, код статуса кадра ответа ассоциации устанавливают равным нулю (0),

при этом код '0' статуса обозначает "УСПЕХ".

9. Способ по п. 1, в котором:

если запрос ассоциации отклонен АР, кадр ответа ассоциации включает в себя информацию относительно времени возвращения ассоциации.

10. Способ по п. 9, в котором:

если запрос ассоциации отклонен АР, код статуса кадра ответа ассоциации устанавливают равным 30,

при этом код '30' статуса обозначает "Запрос ассоциации временно отклонен; попробуйте еще раз позже".

11. Способ по п. 1, в котором STA работает в энергосберегающем (PS) режиме.

12. Способ по п. 1, в котором станция (STA) имеет статус безопасной ассоциации (SA) с точкой доступа (АР) до передачи кадра запроса ассоциации.

13. Способ поддержания ассоциации станции (STA) точкой доступа (АР) в системе беспроводной LAN (WLAN), содержащий этапы, на которых:

принимают кадр запроса ассоциации от станции (STA); и

передают кадр ответа ассоциации станции (STA) в ответ на кадр запроса ассоциации,

при этом, если запрос ассоциации одобрен точкой доступа (АР), кадр ответа ассоциации включает в себя информацию относительно времени возвращения ассоциации, и

при этом временем возвращения ассоциации является продолжительность времени для передачи кадра запроса опроса относительно безопасной ассоциации (SA).

14. Устройство станции (STA) для выполнения ассоциации в системе беспроводной LAN (WLAN), содержащее:

приемопередатчик; и

процессор,

при этом процессор передает кадр запроса ассоциации точке доступа (АР) с использованием приемопередатчика и принимает кадр ответа ассоциации от точки доступа (АР) в ответ на кадр запроса ассоциации,

при этом, если запрос ассоциации одобрен точкой доступа (АР), кадр ответа ассоциации включает в себя информацию относительно времени возвращения ассоциации, и

при этом временем возвращения ассоциации является продолжительность времени для приема кадра запроса опроса относительно безопасной ассоциации (SA).

15. Устройство точки доступа (АР) для поддержания ассоциации станции (STA) в системе беспроводной LAN (WLAN), содержащее:

приемопередатчик; и

процессор,

при этом процессор принимает кадр запроса ассоциации от станции (STA) с использованием приемопередатчика и передает кадр ответа ассоциации к станции (STA) в ответ на кадр запроса ассоциации с использованием приемопередатчика,

при этом, если запрос ассоциации одобрен точкой доступа (АР), кадр ответа ассоциации включает в себя информацию относительно времени возвращения ассоциации, и

при этом временем возвращения ассоциации является продолжительность времени для передачи кадра запроса опроса относительно безопасной ассоциации (SA).