用于wlan系統(tǒng)中的基于過濾的掃描的方法和設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種無線通信系統(tǒng)，更具體地講，公開了一種用于WLAN系統(tǒng)中的基于過濾的掃描的方法和設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，一種在無線通信系統(tǒng)中站（STA)建立高速鏈路的方法包括以下步驟：向至少一個接入點（AP)發(fā)送包括過濾信息的第一幀；以及從所述至少一個AP中的部分或全部AP接收第二幀，其中，可基于所述過濾信息確定是否發(fā)送所述第二幀。
【專利說明】用于WLAN系統(tǒng)中的基于過濾的掃描的方法和設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 以下描述涉及一種無線通信系統(tǒng)，更具體地講，涉及一種用于WLAN系統(tǒng)中的基于 過濾的掃描的方法和設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著信息通信技術(shù)的發(fā)展，正在開發(fā)各種無線通信技術(shù)。在這些無線通信技術(shù)當(dāng) 中，無線局域網(wǎng)（WLAN)技術(shù)允許在家中或辦公室中或特定服務(wù)提供區(qū)域中基于射頻技術(shù) 利用移動終端（例如，個人數(shù)字助理（PDA)、膝上型計算機、便攜式多媒體播放器（PMP)等） 接入無線互聯(lián)網(wǎng)。
[0003] 為了克服通信速率的局限（該局限已成為WLAN的弱點而受到詬?。?，近來的技 術(shù)標準引入了具有增大的網(wǎng)絡(luò)速率和可靠性以及擴展的無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍的系統(tǒng)。例如， IEEE 802. 1 In支持540Mbps或更高數(shù)據(jù)速率的高吞吐量（HT)，并引入發(fā)送機和接收機均使 用多個天線的ΜΙΜΟ(多入多出）技術(shù)以使傳輸誤差最小化并優(yōu)化數(shù)據(jù)速率。
[0004] IEEE 802. llai被開發(fā)為新標準，用于支持在IEEE 802. 11系統(tǒng)的MAC (媒體訪問 控制）層支持IEEE 802. 11的站（STA)的快速初始鏈路建立。IEEE 802. llai旨在提供支 持在很多人離開先前連接的WLAN覆蓋范圍并基本上同時接入新的WLAN的情形下（例如， 在公共交通換乘的情況下）的高速鏈路建立的技術(shù)。另外，IEEE 803. llai具有安全框架、 IP地址指派、快速網(wǎng)絡(luò)發(fā)現(xiàn)等特點。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 技術(shù)問題
[0006] 如上所述，當(dāng)許多用戶基本上同時嘗試網(wǎng)絡(luò)接入或者非常大量的終端基本上同時 執(zhí)行隨機接入過程時，需要提供快速鏈路建立（或快速會話建立）的技術(shù)。然而，還未提供 用于快速鏈路建立的詳細方案。
[0007] 為了解決所述問題而設(shè)計出的本發(fā)明的目的在于一種通過改進站（STA)接入接 入點（AP)的操作來使鏈路建立延遲最小化的方法。
[0008] 本發(fā)明所解決的技術(shù)問題不限于上述技術(shù)問題，本領(lǐng)域技術(shù)人員可從以下描述理 解其它技術(shù)問題。
[0009] 技術(shù)方案
[0010] 本發(fā)明的目的可通過提供一種在無線通信系統(tǒng)中由站（STA)執(zhí)行快速鏈路建立 的方法來實現(xiàn)，所述方法包括：向一個或更多個接入點（AP)發(fā)送包括過濾信息的第一幀； 以及從部分或全部的所述AP接收第二幀，其中，是否發(fā)送所述第二幀是基于所述過濾信息 確定的。
[0011] 在本發(fā)明的另一方面，本文提供一種在無線通信系統(tǒng)中由AP支持快速鏈路建立 的方法，該方法包括：從STA接收包括過濾信息的第一幀；以及向所述STA發(fā)送第二幀，其 中，是否發(fā)送所述第二幀是基于所述過濾信息確定的。
[0012] 在本發(fā)明的另一方面，本文提供一種在無線通信系統(tǒng)中執(zhí)行快速鏈路建立的STA， 該STA包括收發(fā)器和處理器，其中，所述處理器被配置為利用所述收發(fā)器向一個或更多個 AP發(fā)送包括過濾信息的第一幀，并利用所述收發(fā)器從部分或全部的所述AP接收第二幀，其 中，是否發(fā)送所述第二幀是基于所述過濾信息確定的。
[0013] 在本發(fā)明的另一方面，本文提供一種在無線通信系統(tǒng)中支持快速鏈路建立的AP， 該AP包括收發(fā)器和處理器，其中，所述處理器被配置為利用所述收發(fā)器從STA接收包括過 濾信息的第一幀，并利用所述收發(fā)器向所述STA發(fā)送第二幀，其中，是否發(fā)送所述第二幀是 基于所述過濾信息確定的。
[0014] 以下內(nèi)容一樣適用于本發(fā)明的上述實施方式。
[0015] 所述過濾信息可包括接收信號強度極限值。
[0016] 所述部分或全部的AP可包括對所述第一幀的接收信號強度超過所述接收信號強 度極限值的AP。
[0017] 所述過濾信息可包括收費類型信息。
[0018] 所述部分或全部的AP可包括遵照與所述收費類型信息匹配的收費策略的AP。
[0019] 不滿足根據(jù)所述過濾信息的條件的AP可推遲發(fā)送所述第二幀。
[0020] 關(guān)于所述第二幀的發(fā)送被推遲的時間的配置信息可包括在所述第一幀中。
[0021] 所述第一幀可被廣播給所述一個或更多個AP。
[0022] 所述第一幀可以是探測請求幀，所述第二幀可以是探測響應(yīng)幀。
[0023] 本發(fā)明的以上描述和以下詳細描述是示例性的，用于對權(quán)利要求中所公開的發(fā)明 進行附加說明。
[0024] 有益效果
[0025] 根據(jù)本發(fā)明，可提供一種通過改進STA接入AP的操作來使鏈路建立延遲最小化的 方法。
[0026] 本發(fā)明的效果不限于上述效果，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，本文未描述的其它效 果將從以下描述而變得明顯。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027] 附圖被包括以提供對本發(fā)明的進一步理解，附圖示出本發(fā)明的實施方式并與說明 書一起用于說明本發(fā)明的原理。在附圖中：
[0028] 圖1示出本發(fā)明可應(yīng)用于的IEEE 802. 11系統(tǒng)的示例性配置；
[0029] 圖2示出本發(fā)明可應(yīng)用于的IEEE 802. 11系統(tǒng)的另一示例性配置；
[0030] 圖3示出本發(fā)明可應(yīng)用于的IEEE 802. 11系統(tǒng)的另一示例性配置；
[0031] 圖4示出WLAN系統(tǒng)的示例性配置；
[0032] 圖5示出一般鏈路建立過程；
[0033] 圖6示出STA的狀態(tài)轉(zhuǎn)換；
[0034] 圖7示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式的基于過濾的探測請求/響應(yīng)操作；
[0035] 圖8示出根據(jù)本發(fā)明的可用作過濾信息的信息元素的示例；
[0036] 圖9示出根據(jù)本發(fā)明的可用作過濾信息的信息元素的示例；
[0037] 圖10是示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式的AP和STA的示例性配置的框圖；并且
[0038] 圖11示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式的AP或STA的處理器的示例性配置。

【具體實施方式】
[0039] 以下將參照示出本發(fā)明的實施方式的附圖更充分地描述本發(fā)明。然而，本發(fā)明可 按照許多不同的形式來具體實現(xiàn)，而不應(yīng)被解釋為限于本文所闡述的實施方式。相反，提 供這些實施方式以使得本公開將徹底和完整，并將向本領(lǐng)域技術(shù)人員充分傳達本發(fā)明的范 圍。
[0040] 下述實施方式是本發(fā)明的元件和特征的組合。除非另外指明，元件或特征可被認 為是選擇性的。各個元件或特征可在不與其它元件或特征組合的情況下實踐。另外，本發(fā) 明的實施方式可通過部分元件和/或特征的組合來構(gòu)造。本發(fā)明的實施方式中所描述的操 作順序可重新排列。任一實施方式的一些構(gòu)造可包括在另一實施方式中，并且可用另一實 施方式的對應(yīng)構(gòu)造代替。
[0041] 本發(fā)明的實施方式中使用的特定術(shù)語被提供以幫助理解本發(fā)明。在本發(fā)明的范圍 和精神內(nèi)，這些特定術(shù)語可用其它術(shù)語代替。
[0042] 在一些情況下，為了防止本發(fā)明的概念模糊，已知技術(shù)的結(jié)構(gòu)和設(shè)備將被省略，或 者將基于各個結(jié)構(gòu)和設(shè)備的主要功能以框圖的形式示出。另外，只要可能，貫穿附圖和說明 書將使用相同的標號來指代相同或相似的部件。
[0043] 本發(fā)明的實施方式可由針對無線接入系統(tǒng)、電氣和電子工程師協(xié)會（IEEE)802、 3GPP、3GPP LTE、LTE-A和3GPP2中的至少一個所公開的標準文獻支持。為了使本發(fā)明的技 術(shù)特征清晰而未描述的步驟或部件可由那些文獻支持。另外，本文所闡述的所有術(shù)語可由 上述標準文獻說明。
[0044] 本文所描述的技術(shù)可用在各種無線接入系統(tǒng)中，例如碼分多址（CDMA)、頻分多 址（FDMA)、時分多址（TDMA)、正交頻分多址（0FDMA)、單載波-頻分多址（SC-FDMA)等。 CDMA可被實現(xiàn)為諸如通用地面無線電接入（UTRA)或CDMA2000的無線電技術(shù)。TDMA可 被實現(xiàn)為諸如全球移動通信系統(tǒng)（GSM)/通用分組無線電服務(wù)（GPRS)/增強型數(shù)據(jù)速率 GSM演進（EDGE)之類的無線電技術(shù)。0FDMA可被實現(xiàn)為諸如IEEE 802. 11 (Wi-Fi)、IEEE 802. 16 (WiMAX)、IEEE 802. 20、演進UTRA (E-UTRA)等的無線電技術(shù)。為了清晰，此申請主要 針對IEEE 802. 11系統(tǒng)。然而，本發(fā)明的技術(shù)特征不限于此。
[0045] WLAN系統(tǒng)的配置
[0046] 圖1示出本發(fā)明可應(yīng)用于的IEEE 802. 11系統(tǒng)的示例性配置。
[0047] IEEE 802. 11可由多個組件組成并根據(jù)組件的交互提供支持對高層透明的STA移 動性的WLAN。基本服務(wù)集（BSS)可對應(yīng)于IEEE 802. 11LAN中的基本組件塊。圖1示出2 個BSS (BSS1和BSS2)，各個BSS包括2個STA作為成員（BSS1中包括STA1和STA2, BSS2中 包括STA3和STA4)。在圖1中，限定BSS的橢圓形指示屬于對應(yīng)BSS的STA執(zhí)行通信的覆 蓋區(qū)域。此區(qū)域可稱為基本服務(wù)區(qū)域（BSA)。當(dāng)STA移出BSA之外時，STA無法直接與BSA 中的其它STA通信。
[0048] IEEE 802. 11LAN中的最基本的BSS是獨立BSS(IBSS)。例如，IBSS可具有僅包括 2個STA的最低配置。IBSS具有最簡單的形式，對應(yīng)于圖1所示的BSS (BSS1或BSS2)，其中 STA以外的組件被省略。當(dāng)STA可彼此直接通信時此配置是可能的。這種類型的LAN可根 據(jù)需要來配置而非預(yù)先設(shè)計和配置，并可稱為自組織網(wǎng)絡(luò)。
[0049] 當(dāng)STA被開啟或關(guān)閉，或者進入或離開BSS的覆蓋范圍時，BSS中的STA的隸屬可 動態(tài)地改變。為了成為BSS的成員，STA可利用同步過程加入BSS。為了基于BSS訪問所有 服務(wù)，STA需要與BSS關(guān)聯(lián)。關(guān)聯(lián)可被動態(tài)地設(shè)定，并且可使用分布式系統(tǒng)服務(wù)（DSS)。
[0050] 圖2示出本發(fā)明可應(yīng)用于的IEEE 802. 11系統(tǒng)的另一示例性配置。除了圖1的配 置之外，圖2示出了分布式系統(tǒng)（DS)、分布式系統(tǒng)介質(zhì)（DSM)和接入點（AP)。
[0051] 在LAN中，直接站到站距離可受到PHY性能的限制。盡管在一些情況下這種距離 限制可以是足夠的，但在一些情況下可能需要具有長距離的站之間的通信。DS可被配置為 支持擴展的覆蓋范圍。
[0052] DS是指其中BSS彼此連接的結(jié)構(gòu)。具體地講，BSS可作為由多個BSS組成的擴展 形式的網(wǎng)絡(luò)的組件存在，而非如圖1所示獨立存在。
[0053] DS是邏輯概念，可通過DSM的特性指定。IEEE 802. 11在邏輯上區(qū)分無線介質(zhì)（WM) 與DSM。邏輯介質(zhì)用于不同的目的，并由不同的組件使用。IEEE 802. 11不將介質(zhì)限制為相 同的介質(zhì)或不同的介質(zhì)。多個介質(zhì)邏輯上彼此不同的事實可說明IEEE 802. 11LAN(DS結(jié)構(gòu) 或其它網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)）的靈活性。即，IEEE 802. 11LAN可按照各種方式實現(xiàn)，實現(xiàn)方式的物理 特性可獨立地指定對應(yīng)的LAN結(jié)構(gòu)。
[0054] DS可通過提供多個BSS的無縫集成以及處理對目的地的尋址所需的邏輯服務(wù)來 支持移動裝置。
[0055] AP是指使關(guān)聯(lián)的STA能夠通過麗接入DS的實體，并具有STA功能?？稍贐SS和 DS之間通過AP發(fā)送數(shù)據(jù)。例如，圖2所示的STA2和STA3具有STA功能，并提供使關(guān)聯(lián)的 STA(STA1和STA4)能夠接入DS的功能。另外，所有AP是可尋址的實體，因為它們基本上 對應(yīng)于STA。AP針對麗上的通信所使用的地址不必等于AP針對DSM上的通信所使用的地 址。
[0056] 從與AP關(guān)聯(lián)的STA之一向AP的STA地址發(fā)送的數(shù)據(jù)在未受控端口處一直可被接 收并由IEEE 802. IX端口接入實體來處理。另外，當(dāng)受控端口被驗證時，發(fā)送的數(shù)據(jù)（或 中貞）可被輸送至DS。
[0057] 圖3示出本發(fā)明可應(yīng)用于的IEEE 802. 11系統(tǒng)的另一示例性配置。除了圖2的配 置之外，圖3示出提供擴展覆蓋范圍的擴展服務(wù)集（ESS)。
[0058] 具有任意大小和復(fù)雜度的無線網(wǎng)絡(luò)可由DS和BSS組成。這種類型的網(wǎng)絡(luò)在 IEEE802. 11中稱為ESS網(wǎng)絡(luò)。ESS可對應(yīng)于連接到DS的BSS的集合。然而，ESS不包括DS。 在邏輯鏈路控制（LLC)層，ESS網(wǎng)絡(luò)看起來像IBSS網(wǎng)絡(luò)。屬于ESS的STA可彼此通信，并 且移動STA可對LCC透明地從一個BSS移至另一 BSS (在相同的ESS中）。
[0059] IEEE 802. 11沒有限定圖3中BSS的相對物理位置，BSS可如下定位。BSS可部分 交疊，這是通常用于提供連續(xù)覆蓋范圍的結(jié)構(gòu)。BSS可物理上不彼此連接，對BSS之間的邏 輯距離存在限制。另外，BSS可物理上被定位于相同的位置以便提供冗余。另外，一個（或 更多個）IBSS或ESS網(wǎng)絡(luò)可物理上被定位在相同的空間中作為一個（或更多個ESS)網(wǎng)絡(luò)。 這可對應(yīng)于當(dāng)自組織網(wǎng)絡(luò)在ESS網(wǎng)絡(luò)的位置操作、物理上交疊的IEEE 802. 11網(wǎng)絡(luò)由不同 的組織配置、或者在相同的位置處需要兩個或更多個不同的接入和安全策略時的ESS網(wǎng)絡(luò) 形式。
[0060] 圖4示出WLAN系統(tǒng)的示例性配置。圖4示出基于包括DS的結(jié)構(gòu)的BSS的示例。
[0061] 在圖4的示例中，BSS1和BSS2構(gòu)成ESS。在WLAN系統(tǒng)中，STA是根據(jù)IEEE802. 11 的MAC/PHY規(guī)定進行操作的裝置。STA包括AP STA和非AP STA。非AP STA對應(yīng)于由用戶 直接操縱的裝置，例如，膝上型計算機、蜂窩電話等。在圖4的示例中，STA1、STA3和STA4 對應(yīng)于非AP STA，STA2和STA5對應(yīng)于AP STA。
[0062] 在以下描述中，非AP STA可稱為終端、無線發(fā)送/接收單元（WTRU)、用戶設(shè)備 (UE)、移動站（MS)、移動終端、移動訂戶站（MSS)等。AP對應(yīng)于其它無線通信領(lǐng)域中的基站 (BS)、節(jié)點B、演進節(jié)點B、基站收發(fā)系統(tǒng)（BTS)、毫微微BS等。
[0063] 鏈路建立過程
[0064] 圖5示出一般鏈路建立過程。
[0065] 為了建立至網(wǎng)絡(luò)的鏈路并發(fā)送/接收數(shù)據(jù)，STA需要發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，執(zhí)行驗證，建立關(guān) 聯(lián)，并為了安全而經(jīng)歷驗證過程。鏈路建立過程可被稱為會話發(fā)起過程和會話建立過程。另 夕卜，鏈路建立過程的發(fā)現(xiàn)、驗證、關(guān)聯(lián)和安全建立可稱為關(guān)聯(lián)過程。
[0066] 現(xiàn)在將參照圖5描述示例性鏈路建立過程。
[0067] 在步驟S510中，STA可發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)發(fā)現(xiàn)可包括STA的掃描操作。即，STA需要 發(fā)現(xiàn)可參與通信的網(wǎng)絡(luò)以便接入該網(wǎng)絡(luò)。STA需要在加入無線網(wǎng)絡(luò)之前識別兼容網(wǎng)絡(luò)。識 別特定區(qū)域中存在的網(wǎng)絡(luò)的過程被稱作掃描。
[0068] 掃描包括主動掃描和被動掃描。
[0069] 圖5示出包括主動掃描的網(wǎng)絡(luò)發(fā)現(xiàn)操作。執(zhí)行主動掃描的STA在改變信道的同時 發(fā)送探測請求幀以便搜索周圍的AP，并等待對探測請求幀的響應(yīng)。響應(yīng)者響應(yīng)于探測請求 幀向STA發(fā)送探測響應(yīng)幀。這里，響應(yīng)者可以是在掃描的信道的BSS中最終發(fā)送信標幀的 STA。在BSS中由于AP發(fā)送信標幀，所以AP對應(yīng)于響應(yīng)者，而在IBSS中響應(yīng)者不固定，因為 IBSS中的STA輪流發(fā)送信標幀。例如，在信道#1上發(fā)送探測請求幀并在信道#1上接收到 探測響應(yīng)幀的STA可存儲包括在接收的探測響應(yīng)幀中的BSS相關(guān)信息，移至下一信道（例 如，信道#2)，并以相同的方式執(zhí)行掃描（即，信道#2上的探測請求/響應(yīng)發(fā)送和接收）。
[0070] 掃描操作可按照被動掃描方式執(zhí)行（圖5中未示出）。執(zhí)行被動掃描的STA在改 變信道的同時等待信標幀。信標幀（IEEE 802. 11中的管理幀之一）指示無線網(wǎng)絡(luò)的存在， 并被周期性地發(fā)送給執(zhí)行掃描的STA，以使該STA能夠發(fā)現(xiàn)并加入該無線網(wǎng)絡(luò)。在BSS中 AP周期性地發(fā)送信標幀，而在IBSS的情況下IBSS中的STA輪流發(fā)送信標幀。在接收到信 標幀時，執(zhí)行掃描的STA存儲包括在信標幀中的關(guān)于BSS的信息，并在移至另一信道的同時 記錄各個信道的信標幀信息。接收到信標幀的STA可存儲包括在接收的信標幀中的BSS相 關(guān)信息，移至下一信道并通過相同的方法對下一信道執(zhí)行掃描。
[0071] 比較主動掃描與被動掃描，主動掃描的優(yōu)點在于延遲比被動掃描的小并且功耗比 被動掃描的低。
[0072] 在發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)時，可在步驟S520中對STA執(zhí)行驗證。此驗證過程可被稱作第一驗證， 以與將在稍后描述的步驟S540的安全建立操作相區(qū)分。
[0073] 驗證包括STA向AP發(fā)送驗證請求幀的過程以及AP響應(yīng)于驗證請求幀向STA發(fā)送 驗證響應(yīng)幀的過程。用于驗證請求/響應(yīng)的驗證幀對應(yīng)于管理幀，并且可包括如表1所示 的信息。
[0074] [表 1]
[0075]

【權(quán)利要求】
1. 一種在無線通信系統(tǒng)中由站STA執(zhí)行快速鏈路建立的方法，該方法包括以下步驟： 向一個或更多個接入點AP發(fā)送包括過濾信息的第一幀；以及 從部分或全部的所述AP接收第二幀， 其中，是否發(fā)送所述第二幀是基于所述過濾信息確定的。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述過濾信息包括接收信號強度極限值。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述部分或全部的AP包括對所述第一幀的接收 信號強度超過所述接收信號強度極限值的AP。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中,所述過濾信息包括收費類型信息。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述部分或全部的AP包括遵照與所述收費類型 信息匹配的收費策略的AP。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，不滿足根據(jù)所述過濾信息的條件的AP推遲發(fā)送 所述第二幀。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，關(guān)于所述第二幀的發(fā)送被推遲的時間的配置信 息包括在所述第一巾貞中。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一幀被廣播給所述一個或更多個AP。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一幀是探測請求幀，并且所述第二幀是探 測響應(yīng)幀。
10. -種在無線通信系統(tǒng)中由AP支持快速鏈路建立的方法，該方法包括以下步驟： 從STA接收包括過濾信息的第一幀；以及 向所述STA發(fā)送第二幀， 其中，是否發(fā)送所述第二幀是基于所述過濾信息確定的。
11. 一種在無線通信系統(tǒng)中執(zhí)行快速鏈路建立的STA，該STA包括： 收發(fā)器；以及 處理器， 其中，所述處理器被配置為利用所述收發(fā)器向一個或更多個AP發(fā)送包括過濾信息的 第一幀，并利用所述收發(fā)器從部分或全部的所述AP接收第二幀， 其中，是否發(fā)送所述第二幀是基于所述過濾信息確定的。
12. -種在無線通信系統(tǒng)中支持快速鏈路建立的AP，該AP包括： 收發(fā)器； 處理器， 其中，所述處理器被配置為利用所述收發(fā)器從STA接收包括過濾信息的第一幀，并利 用所述收發(fā)器向所述STA發(fā)送第二幀， 其中，是否發(fā)送所述第二幀是基于所述過濾信息確定的。
【文檔編號】H04W48/16GK104221438SQ201380019740
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2013年2月14日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月14日
【發(fā)明者】樸基源, 宋在炯, 郭真三, 柳麒善 申請人:Lg電子株式會社