CN106465251A - 利用存储的高层信息的***和方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于在发现过程中操作站点的方法包括:向接入点(access point,AP)传输第一层2帧,所述第一层2帧包括与第一高层信息相关联的第一版本号以及与所述第一高层信息和所述第一版本号两者相关联的协议的标识符;从所述AP接收第二层2帧,其中所述第二层2帧包括如下指示:与第二高层信息相关联的第二版本号与所述第一版本号相同;以及根据所述第一高层信息决定是否执行网络选择过程。
Description
相关申请案交叉申请
本申请要求2014年5月12日递交的发明名称为“利用存储的高层信息的***和方法(System and Method for Utilizing Stored Higher Layer Information)”的第61/991,992号美国临时专利申请案和2015年5月1日递交的发明名称为“利用存储的高层信息的***和方法(System and Method for Utilizing Stored Higher LayerInformation)”的第14/702,309号美国非临时专利申请案的在先申请优先权,这两个在先申请的全部内容以引入的方式并入本文本中。
技术领域
本发明大体上涉及数字通信,更具体地,涉及一种使用存储的高层信息的***和方法。
背景技术
技术标准及伴随技术的IEEE 802.11家族,通常还称为Wi-Fi,正向设备出于特定目的而连接的具有连通性的以服务为中心的模型演进。有目的的连接通过应用寻找支持特定服务的网络和/或对端设备来触发。这些服务的示例包括文件共享、打印、媒体流式传输、传感器信息,等等。
发明内容
本发明的示例实施例提供了一种利用存储的高层信息的***和方法。
根据本发明一示例实施例,提供了一种用于在发现过程中操作站点的方法。所述方法包括:所述站点向接入点(access point,AP)传输第一层2帧,所述第一层2帧包括与第一高层信息相关联的第一版本号以及与所述第一高层信息和所述第一版本号两者相关联的协议的标识符;所述站点从所述AP接收第二层2帧,其中所述第二层2帧包括如下指示:与第二高层信息相关联的第二版本号与所述第一版本号相同;以及所述站点根据所述第一高层信息决定是否执行网络选择过程。
根据本发明的另一示例实施例,提供了一种用于操作接入点的方法。所述方法包括:所述接入点从站点接收第一层2帧,所述第一层2帧包括与第一高层信息相关联的第一版本号以及与所述第一高层信息和所述第一版本号两者相关联的协议的标识符;所述接入点从服务器获取与第二高层信息相关联的第二版本号;所述接入点确定所述第一版本号与所述第二版本号是否相匹配;以及当所述第一版本号与所述第二版本号相匹配时,所述接入点向所述站点传输第二层2帧,所述第二层2帧包括如下指示:所述第一版本号与所述第二版本号相匹配。
根据本发明的另一示例实施例,提供了一种适于执行发现过程的站点。所述站点包括处理器和计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储供所述处理器执行的程序。所述程序包括执行以下操作的指令:向接入点(access point,AP)传输第一层2帧,所述第一层2帧包括与第一高层信息相关联的第一版本号以及与所述第一高层信息和所述第一版本号两者相关联的协议的标识符;从所述AP接收第二层2帧,其中所述第二层2帧包括如下指示:与第二高层信息相关联的第二版本号与所述第一版本号相同;以及根据所述第一高层信息决定是否执行网络选择过程。
根据本发明的另一示例实施例,提供了一种适于参与发现过程的接入点。所述接入点包括处理器和计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储供所述处理器执行的程序。所述程序包括执行以下操作的指令:从站点接收第一层2帧,所述第一层2帧包括与第一高层信息相关联的第一版本号以及与所述第一高层信息和所述第一版本号两者相关联的协议的标识符;从服务器获取与第二高层信息相关联的第二版本号;确定所述第一版本号与所述第二版本号是否相匹配;以及当所述第一版本号与所述第二版本号相匹配时,向所述站点传输第二层2帧,所述第二层2帧包括如下指示:所述第一版本号与所述第二版本号相匹配。
根据本发明的另一示例实施例,提供了一种用于操作适于发送帧的通信设备的方法。所述方法包括:所述通信设备生成包括至少一个公共通告组(Common AdvertisementGroup,CAG)元组字段的层2帧,其中所述至少一个CAG元组字段包括含有CAG版本号的CAG版本号字段、含有范围值的范围字段以及通告协议字段的标识符;以及所述通信设备发送所述层2帧。
根据本发明的另一示例实施例,提供了一种站点。所述站点包括处理器和计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储供所述处理器执行的程序。所述程序包括执行以下操作的指令:生成包括至少一个公共通告组(Common Advertisement Group,CAG)元组字段的层2帧,其中所述至少一个CAG元组字段包括含有CAG版本号的CAG版本号字段、含有范围值的范围字段以及通告协议字段的标识符;以及发送所述层2帧。
根据本发明的第一又一示例实施例,提供了一种站点。所述站点包括:
用于向接入点(access point,AP)传输第一层2帧的构件,所述第一层2帧包括与第一高层信息相关联的第一版本号以及与所述第一高层信息和所述第一版本号两者相关联的协议的标识符,
用于从所述AP接收第二层2帧的构件,其中所述第二层2帧包括如下指示:与第二高层信息相关联的第二版本号与所述第一版本号相同,以及
用于根据所述第一高层信息决定是否执行网络选择过程的构件。
根据所述第一又一示例,在第一方面中,所述站点还可包括用于获取所述第一高层信息和所述第一版本号以及存储所述第一高层信息和所述第一版本号的构件。
根据所述第一又一示例或根据所述第一又一示例的所述第一方面,在第二方面中,所述第一版本号包括在所述第一层2帧中的通告协议元素中。
根据所述第一又一示例或根据所述第一又一示例的所述第一方面,在第三方面中,所述第一版本号包括在所述第一层2帧中的公共通告组(Common AdvertisementGroup,CAG)编号元素中。
根据所述第一又一示例或根据所述第一又一示例的所述第一方面,在第四方面中,所述第一层2帧还包括对所述第二高层信息的查询请求。
根据所述第一又一示例或根据所述第一又一示例的任一前述方面,在第五方面中,所述第一层2帧是IEEE 802.11GAS初始请求帧,所述第二层2帧是IEEE 802.11GAS初始响应帧。
根据本发明的第二又一示例实施例,提供了一种接入点。所述接入点包括:
用于从站点接收第一层2帧的构件,所述第一层2帧包括与第一高层信息相关联的第一版本号以及与所述第一高层信息和所述第一版本号两者相关联的协议的标识符,
用于从服务器获取与第二高层信息相关联的第二版本号的构件,
用于确定所述第一版本号与所述第二版本号是否相匹配的构件,以及
用于在所述第一版本号与所述第二版本号相匹配时向所述站点传输第二层2帧的构件,所述第二层2帧包括如下指示:所述第一版本号与所述第二版本号相匹配。
根据所述第二又一示例,在第一方面中,所述接入点包括用于在所述第一版本号与所述第二版本号不匹配时向所述站点传输第三层2帧的构件,所述第三层2帧包括如下指示:所述第一版本号与所述第二版本号不匹配。
根据所述第二又一示例或根据所述第二又一示例的所述第一方面,在第二方面中,所述接入点包括用于执行以下操作的构件:从所述站点接收第四层2帧,所述第四层2帧包括查询请求,将所述查询请求转发给所述服务器,从所述服务器接收查询响应,以及向所述站点发送第五层2帧,所述第五层2帧包括所述查询响应。
根据所述第二又一示例或根据所述第二又一示例的所述第一方面和第二方面中的任一方面,在第三方面中,所述接入点包括用于执行以下操作的构件:当所述第一版本号与所述第二版本号不匹配时,从所述第一层2帧提取查询请求,根据所述协议的所述标识符将所述查询请求转发给所述服务器,从所述服务器接收查询响应,以及向所述站点发送第六层2帧,所述第六层2帧包括所述查询响应。
根据所述第二又一示例或根据所述第二又一示例的所述第一方面、第二方面和第三方面中的任一方面,在第四方面中,所述第一版本号与所述第二版本号相匹配的所述指示包含在所述第二层2帧中的状态码字段中。
根据第三又一示例,提供了一种站点。所述站点包括:
用于生成包括至少一个公共通告组(Common Advertisement Group,CAG)元组字段的层2帧的构件,其中所述至少一个CAG元组字段包括含有CAG版本号的CAG版本号字段、含有范围值的范围字段以及通告协议字段的标识符,以及
用于发送所述层2帧的构件。
根据所述第三又一示例,在第一方面中,所述CAG版本号字段的大小为8位。
根据所述第三又一示例,在第二方面中,所述通告协议字段的标识符是含有部分通告协议标识符的部分通告协议标识符字段且大小为5位,其中所述部分通告协议标识符是与同一CAG元组字段内的所述CAG版本号和所述范围值相关联的所述通告协议的通告协议标识符的5个最低有效位,并且所述范围字段的大小为3位。
根据所述第三又一示例的所述第二方面,在第三方面中,所述通告协议是接入网络查询协议(access network query protocol,ANQP),所述部分通告协议标识符字段包含值零。
根据所述第三又一示例的所述第二方面,在第四方面中,所述通告协议是注册位置查询协议(registered location query protocol,RLQP),所述部分通告协议标识符字段包含值4。
当STA存储的高层信息版本号与服务器的当前高层信息版本号相同时,前述实施例的实践使AP能够缩短由所述STA发起且指定给支持高层服务的所述服务器的查询请求,从而向所述STA提供快速响应并使STA能够快速作出决定,例如网络选择决定。
此外,通过使用携带高层查询请求或查询响应的容器字段之外的信令构件,例如,使用通告协议元素或CAG编号元素来携带高层信息版本号并使用状态码值来指示存储的高层信息版本号与支持高层服务的服务器的当前高层信息版本号相同(或不同),保持了不要求AP了解高层查询请求或查询响应的内容的传统。
附图说明
为了更完整地理解本发明及其优点,现在参考下文结合附图进行的描述,其中:
图1示出了根据本文所述示例实施例的第一示例通信***;
图2示出了根据本文所述示例实施例的突出GAS和ANQP操作的第二示例通信***;
图3a示出了GAS初始请求帧的示例帧体格式;
图3b示出了通告协议元素的示例格式;
图4示出了ANQP元素的通用格式;
图5示出了一系列示例ANQP元素;
图6示出了查询列表ANQP元素的示例格式;
图7示出了GAS初始响应帧的示例帧体格式;
图8示出了CAG编号元素的示例格式;
图9示出了CAG ANQP元素的示例格式;
图10示出了根据本文所述示例实施例的突出在STA、AP和ANQP服务器等之间发生的网络发现过程期间的示例消息交换的消息交换图1000;
图11示出了根据本文所述示例实施例的当通告协议元素包括在GAS初始请求帧中时该示例通告协议元素的格式;
图12示出了根据本文所述示例实施例的突出在STA、AP和服务器等之间发生的网络发现、服务发现或信息发现过程期间的示例消息交换的消息交换图;
图13示出了根据本文所述示例实施例的突出在STA、AP和服务器等之间发生的网络发现、服务发现或信息发现过程期间的替代性示例消息交换的消息交换图,其中还优化STA以通过高效地使用信令开销来节省网络容量;
图14a示出了根据本文所述示例实施例的在参与网络发现、服务发现或信息发现过程的STA中发生的第一示例操作1400的流程图;
图14b示出了根据本文所述示例实施例的在参与网络发现、服务发现或信息发现过程的STA中发生的第二示例操作1450的流程图;
图15a示出了根据本文所述示例实施例的在参与网络发现、服务发现或信息发现过程的AP中发生的第一示例操作1500的流程图;
图15b示出了根据本文所述示例实施例的在参与网络发现、服务发现或信息发现过程的AP中发生的第二示例操作1550的流程图;
图16示出了根据本文所述示例实施例的通过包括与CAG版本号相关联的通告协议的ID的示例CAG编号IE 1600;
图17示出了根据本文所述示例实施例的示例替代性实施例CAG编号IE;
图18示出了根据本文所述示例实施例的在传输包括CAG编号IE的帧的通信设备中发生的示例操作1800的流程图;
图19示出了根据实施例的可用于实施例如本文所述的设备和方法的计算平台。
具体实施方式
以下详细论述当前示例实施例的操作和其结构。但应了解,本发明提供的许多适用发明概念可实施在多种具体环境中。所论述的具体实施例仅仅说明本发明的具体结构以及用于操作本发明的具体方式,而不应限制本发明的范围。
本发明一实施例涉及使用存储的高层信息。例如,站点向接入点(access point,AP)传输第一层2帧,第一层2帧包括与第一高层信息相关联的第一版本号以及与第一高层信息和第一版本号两者相关联的协议的标识符;从AP接收第二层2帧,其中第二层2帧包括如下指示:与第二高层信息相关联的第二版本号与第一版本号相同;并且根据第一高层信息决定是否执行网络选择过程。
本发明将参照具体上下文中的示例实施例进行描述,该具体上下文即支持以服务为中心的连接和在建立连接之前进行关联前的服务发现的通信***。本发明可应用到符合标准的通信***,例如符合IEEE 802.11ai、IEEE 802.11af、IEEE 802.11aq、Wi-Fi联盟(Wi-Fi Alliance,WFA)优化连通性体验(Optimized Connectivity Experience,OCE)规范、WFA TV空白区域(TV White Space,TVWS)规范、WFA应用服务平台—基础设施(Application Service Platform–Infrastructure,ASP-I)规范、第三代合作伙伴计划(Third Generation Partnership Project,3GPP)设备到设备(Device-to-Device,D2D)规范等等的那些通信***,以及不符合标准的通信***,这些通信***都支持以服务为中心的连接和关联前发现。
图1示出了第一示例通信***100。通信***100包括接入点(access point,AP)105,其服务多个设备,例如设备110、设备112、设备114、设备116和设备118。AP通常还可称为基站、通信控制器、控制器、NodeB、演进型NodeB(evolved NodeB,eNB)等等。设备通常还可称为站点(station,STA)、用户设备(user equipment,UE)、移动台、手机、用户、订户、终端等等。在第一通信模式中,设备可通过向AP 105传输帧来通过AP 105进行通信,AP 105向其预期接收方转发该帧。在第二通信模式中,第一设备可直接向第二设备传输帧而无需通过AP 105。
虽然理解通信***可采用能够与若干站点通信的多个AP,但是为简单起见,图1仅示出了单个AP和若干站点。
STA通常在访问AP和其提供的服务之前执行网络发现和选择(network discoveryand selection,NDS)流程。NDS流程在认证和关联流程之前执行,并且通常涉及AP发现。
IEEE技术标准802.11u定义了接入网络查询协议(Access Network QueryProtocol,ANQP)和被称为通用通告服务(generic advertisement service,GAS)帧的层2传输方式,以使STA能够在与AP相关联之前发现与AP连接的接入网络和/或订阅服务提供商网络(subscription service provider network,SSPN)的特征、服务、参数,以便使STA作出关于网络选择的明智决定。GAS传输机制已扩展到支持额外的通告协议,例如IEEE标准802.21中定义的介质无关切换(medium-independent handover,MIH)和IEEE 802.11af修正案中定义的注册位置查询协议(registered location query protocol,RLQP)。当前,IEEE 802.11aq项目也正考虑使用GAS来支持关联前发现协议,用于关联之前的服务信息发现。
图2示出了突出GAS和ANQP操作的第二示例通信***200。首先,设备的用户发起连接Wi-Fi的意图,用户设备扫描可用接入点,还称为Wi-Fi热点。在IEEE 802.11u中,GAS帧用于在与AP认证和关联之前为层2传输提供用户设备上的客户端与AP之间的通告协议的查询请求数据和查询响应数据,其中AP连接到网络中的服务器。查询请求数据和查询响应数据进一步在AP与服务器之间传输,服务器通常利用IP传输和上层协议,例如Diameter或拨号用户远程认证服务(Remote Authentication Dial In User Service,RADIUS)。在IEEE802.11u中,ANQP是用于发现接入网络的不同特征和可用服务的特定通告协议。收到ANQP查询响应数据之后,用户设备选择特定AP,然后继续进行认证和关联流程,使得与AP的连接建立。
通信***200可为Wi-Fi兼容通信***的示例。通信***200可利用GAS和ANQP等通信服务和协议来支持操作,包括扫描和网络选择。一般而言,GAS帧可用于,在(例如终端的)认证和关联之前或之后,为层2传输提供通信***200等通信***中的服务器与该终端之间的通告协议,例如ANQP,的请求数据和响应数据。通常,ANQP可用于发现通信***的不同特征和/或服务。例如,设备将关于不同网络或接入点的信息进行对比,以选择最适合的来关联。设备可继续进行认证过程。
通常,站点可用于指图2所示的任何设备(例如设备205、207和209),其可包括手机、膝上型电脑、平板电脑、智能传感器、手持或消费性电子设备,以及具有能够与通信***200交互的接口(例如Wi-Fi接口)的其它设备。一些或所有站点可能还能够与蜂窝网络、蓝牙、私有网络等其它类型的通信***交互。
AP 210和一个或多个站点可构成基本服务集(basic service set,BSS),其是Wi-Fi通信***的基础构建模块。BSS可通过服务集标识符(service set identifier,SSID)来标识,SSID是已配置的标识符并可通过BSS的AP 210等AP来广播。AP 210可与AP控制器和/或ANQP服务器通信,AP控制器和/或ANQP服务器可以与AP 210共置或不共置。AP 210可连接到服务提供商网络215,其连接到一个或多个漫游枢纽220。漫游枢纽220可连接到归属位置寄存器(home location register,HLR)225。漫游枢纽220和HLR 225为设备移动性,即漫游,提供支持。
GAS帧从802.11u之后已经规定,当前并入到IEEE标准802.11-2012中。GAS帧包括GAS初始请求帧、GAS恢复请求帧、GAS初始响应帧和GAS恢复响应帧。请求STA发送GAS初始请求帧以开始查询过程。如图3a所示,GAS初始请求帧体包括:类别字段305和行为字段310,它们共同指示帧是GAS初始请求帧;会话令牌字段315,其包含用于将响应与请求进行匹配的序列号;通告协议元素320;查询请求字段360;以及查询请求长度字段340,其指示查询请求字段360的长度,单位为八位字节。
通告协议元素320用于指示与GAS初始请求帧中包括的查询请求相关联的通告协议。当包括在GAS初始响应或GAS恢复响应帧中时,通告协议元素还用于指示与GAS初始响应或GAS恢复响应帧中包括的查询响应相关联的通告协议。如图3b所示,通告协议元素320包括查询响应信息字段325和通告协议ID字段331。通告协议ID字段331包含为对应的通告协议指定的标识符。查询响应信息字段325是由7位的查询响应长度限制子字段327和1位的PAME-BI子字段329组成的1八位字节的字段。IEEE标准802.11-2012指定了当通告协议元素包括在信标、探测响应、GAS初始响应或GAS恢复响应帧中时,查询响应长度限制子字段包含响应者在一个或多个GAS恢复响应帧内包含的查询响应字段中可传输的最大八位字节数的值,以及当通告协议元素包括在GAS初始请求帧中时,例如通告协议元素320,将整个1八位字节的查询响应信息字段325设为值零,且响应者(例如AP)在接收时忽略该字段。
查询请求字段360是通用容器,其携带通告协议的查询请求,通告协议通常位于协议栈中层2之上并使用GAS帧提供的层2传输服务。因此,不要求接收GAS初始请求帧的AP解析查询请求字段360的内容。AP可仅基于查询请求长度字段340中的值提取查询请求字段360的内容,并基于通告协议ID字段331中的值,使用已在AP与对应的通告协议服务器之间建立的传输方式和协议,将该内容转发给该服务器。在典型部署中,AP通过有线连接使用基于IP的传输来与服务器连接。在AP与服务器之间使用的上层协议的示例包括Diameter和RADIUS。
对于ANQP,查询请求字段360中包含的查询请求通常包括查询列表ANQP元素,其提供请求STA希望接收的一系列ANQP元素标识符。如图4所示,定义ANQP元素具有由2八位字节的信息ID字段、2八位字节的长度字段和可变长度的元素特定信息字段组成的通用格式。图5列出了802.11-2012中定义的一些示例ANQP元素。图5列出的大部分ANQP元素用于构成ANQP查询响应。查询列表ANQP元素是一个例外,其用于构成ANQP查询请求。其它通告协议可使用如图4所示的类似通用格式来定义协议特定元素。例如,802.11af修正案已定义了特定用于RLQP的一些RLQP元素。
查询列表ANQP元素的格式在图6中示出。如图6所示,查询列表ANQP元素包括:信息ID字段610,其包含与如图5定义的查询列表ANQP元素相对于的值;长度字段620,其指示查询列表ANQP元素内剩余字段的长度,单位为八位字节;以及一个或多个ANQP查询ID字段,例如ANQP查询ID字段630和ANQP查询ID字段640,每一个都包含STA所请求的ANQP元素的信息ID。在查询列表ANQP元素中包括信息ID声明了执行ANQP查询请求的STA希望在ANQP查询响应中接收与信息ID相对应的ANQP元素。
在向对应的通告协议服务器转发查询请求后,AP可从服务器接收查询响应。如果查询响应大小在单个GAS初始响应帧的大小限制内,则AP可使用GAS初始响应帧来携带查询响应给请求STA。然后,查询过程可结束。否则,AP将过大的查询响应划分为多个GAS恢复响应帧并在不包括查询响应的任何部分的情况下发送具有非零恢复时延值的GAS初始响应帧,以邀请请求STA发送GAS恢复请求帧,从而接收多个GAS恢复响应帧,以便提取查询响应的所有分片。然后,STA发送GAS恢复请求帧,接收作为响应的GAS恢复响应帧,并重复这些步骤,直到收到携带查询响应的最后一个分片的GAS恢复响应帧。然后,STA可重组查询响应。之后,查询过程可结束。不要求AP解析从通告协议服务器接收的查询响应的内容。AP仅提取查询响应的内容,在其过大时将其分片,并使用GAS初始响应帧或一个或多个GAS恢复响应帧将其发送给请求STA。
图7示出了GAS初始响应帧的帧体。如图7所示,GAS初始响应帧体包括:类别字段705和行为字段710,它们共同指示帧是GAS初始响应帧;会话令牌字段715,其包含从对应的GAS初始请求帧的会话令牌字段获取的相同值;状态码字段720,其指示对应查询过程的状态;恢复时延字段730,其包含恢复时延值;通告协议元素740,其具有与通告协议元素320相同的结构;以及查询响应长度字段750。GAS初始响应帧体可以可选地包括查询响应字段760。查询响应长度字段750中包含的值零指示不存在查询响应字段760。查询响应长度字段750中包含的非零值指示查询响应字段760的存在和长度,单位为八位字节。
因为接入网络的服务特征和参数可在较长时间内保持不变,同时STA可天天访问同一AP并通过该AP访问同一接入网络或订阅服务提供商网络(subscription serviceprovider network,SSPN),所以STA反复向同一ANQP服务器发送ANQP查询请求可能是浪费的。在802.11ai项目中,开发了ANQP配置序列号的概念,其中,ANQP配置序列号,还称为公共ANQP组版本号(Common ANQP Group version number,CAG version number)且当前由IEEE802.11工作组Ai更名为公共通告组版本号(也缩写为CAG版本号),与以ANQP元素的形式表示的一组接入网络服务特征和参数相关联。该组ANQP元素称为公共ANQP组(Common ANQPGroup,CAG),且当前由IEEE 802.11工作组Ai更名为公共通告组(Common AdvertisementGroup,CAG)。ANQP服务器和接入网络的供应商可决定哪些ANQP元素在CAG内并可保持CAG版本号。每当CAG内的成员ANQP元素发生变化或CAG内成员ANQP元素的属性的任何值发生变化时,CAG版本号就递增。在对AP的前一访问期间,STA可能已从AP和/或AP后面的ANQP服务器获得与AP相关联的CAG(即,ANQP元素组)、对应的CAG版本号和范围值、AP的BSSID、HESSID和/或ESSID。该信息可称为高层信息。STA可存储高层信息以供后续使用。
在IEEE草案802.11ai修正案D2.0中为AP定义了CAG编号元素以向STA指示当前CAG版本号。AP可从对应的ANQP服务器获取当前CAG版本号。AP可在AP发出的信标帧或探测响应帧中包括CAG编号元素。STA可使用CAG编号元素,通过将存储的CAG版本号与接收的CAG编号元素中的CAG版本号进行比较,来确定在前一访问期间STA为AP存储的CAG信息(高层信息),即ANQP元素组和这些ANQP元素中的值,当前是否仍然有效。如果两个CAG版本号相等,则STA可使用存储的CAG信息继续进行NDS流程,无需发起ANQP查询过程,因为其将获得的查询响应将与其已存储的相同。这样,ANQP查询请求和查询响应的数目以及相关联的GAS帧的数目可减少。
图8示出了IEEE草案802.11ai修正案D2.0中CAG编号元素的格式。如图8所示,CAG编号元素800包括:元素ID字段810,其包含与CAG编号元素相对应的元素标识符值;长度字段820,其指示CAG编号元素中剩余字段的长度,单位为八位字节;CAG版本字段830,其指示当前CAG版本号;以及范围字段840。CAG版本字段830中的值可始终为正数,因此接收STA将忽略该字段中的值零。范围字段840包含指示与CAG版本字段830中包含的值相关联的CAG的有效范围的值。范围字段840中的值0指示CAG仅在AP的当前基本服务集(Basic ServiceSet,BSS)内有效,当前BSS通过BSSID值标识。范围字段840中的值1指示CAG仅在AP的同质扩展服务集(Extended Service Set,ESS)内有效,同质ESS通过HESSID值标识。范围字段840中的值2指示CAG仅在AP的扩展服务集(Extended Service Set,ESS)内有效,ESS是具有相同SSID的BSS的并集。值3至255目前为范围字段840预留。
如前所述,在AP周期性广播的信标帧中包括CAG版本(在CAG编号元素中)可有助于减少ANQP查询请求和查询响应的数目。该方法通常描述为“推送”。然而,在信标帧中包括CAG编号元素还表示AP需周期性传输的额外信令开销。在大量Wi-Fi STA频繁访问的地方,例如火车站和购物中心,考虑到节省频繁的ANQP查询交换的益处超过在信标帧中传输额外信令开销的代价,AP通过在信标帧中广播当前CAG版本号来向STA“推送”当前CAG版本号可能是值得的。然而,考虑到在Wi-Fi STA的密度不高时,大多数AP并不像它们在实际传输信标帧时那样频繁地接收ANQP查询,这些AP可能选择不在它们的信标帧中包括CAG编号IE。因此,可能最好使用“拉动”机制,在该机制中,想了解当前CAG版本号的STA发送对这类信息的请求,这类信息将由响应者返回。
在草案802.11ai修正案D2.0中,提供了这一“拉动”机制。草案802.11ai修正案D2.0定义了CAG ANQP元素,其在图9中示出。如图9所示,CAG ANQP元素900包括:信息ID字段910,其包含与CAG ANQP元素相对应的标识符值;长度字段920,其指示CAG ANQP元素900中剩余字段的总长度,单位为八位字节;CAG版本字段930,其包含与CAG相关联的当前CAG版本号;以及一个或多个(CAG成员)信息ID字段,例如信息ID字段940和信息ID字段950,它们包含CAG内成员ANQP元素的标识符。CAG ANQP元素900中包括的(CAG成员)信息ID字段的数目可从长度字段920中包含的值推断出,因为CAG版本字段930的长度和每个(CAG成员)信息ID字段(例如信息ID字段940和信息ID字段950)的长度是固定的。STA可使用GAS初始请求帧中封装的ANQP查询请求中的查询列表ANQP元素来拉动(意味着请求)该CAG ANQP元素。一种替代性“拉动”机制包括STA发送请求返回CAG编号IE的探测请求帧,然后等待探测响应。这两种替代性方法之间的不同之处在于,探测请求由AP回应,其可提供当前CAG版本号作为响应,但不提供CAG的内容,而ANQP查询请求最终由ANQP服务器回应,其可额外提供CAG的内容以及可能在CAG之外的附加ANQP元素。这两种“拉动”机制中的任一者可由于等待响应而引起作出NDS决定时的额外时延。
STA供应商往往专注于优化STA设备,为了更好的用户性能而不是为了网络容量。实际上,这经常意味着缩短网络发现和选择(network discovery and selection,NDS)时延比节省STA的相关信令开销具有更高的优先级。如果AP不在信标帧中广播CAG编号IE,则STA的实施很可能选择通过忽略其可能已经通过发起ANQP查询而一起存储的CAG信息来避免探测或查询时延,以便直接从服务器获得最新的CAG信息。
图10示出了突出在STA、AP和ANQP服务器等之间发生的网络发现过程期间的示例消息交换的消息交换图1000,其中AP不在周期性广播的信标中包括CAG编号IE。如图10所示,消息交换图1000示出了发生在STA 1005、AP 1010和ANQP服务器1015之间的示例消息交换,以及STA1005、AP 1010和/或ANQP服务器1015执行的操作。消息交换图1000可开始于STA1005在访问AP 1010期间从ANQP服务器1015获取CAG和关联的CAG版本号(示为事件1020)。STA 1005可存储CAG信息(即,高层信息)、CAG版本号和AP信息以供后续使用。一段时间之后,STA1005再次访问AP 1010并从AP 1010接收信标帧(示为事件1025)。
由于涉及前述的信令开销,AP 1010不在信标帧中包括CAG编号IE。STA 1005可从信标帧中包括的BSSID,其通常是AP的MAC地址,认识到其存储了与AP 1010相关联的CAG信息。然后,因为AP 1010未在信标帧中包括CAG编号IE,所以STA 1005不知道其存储的与AP相关联的CAG信息是否仍然有效。为了避免探测或查询时延,STA 1005选择忽略存储的CAG信息并传输GAS初始请求帧以封装ANQP查询请求(示为事件1030)。接收GAS初始请求帧后,AP1010提取通告协议元素(例如通告协议元素320)中的通告协议ID和查询请求字段(例如查询请求字段360)中包含的查询请求,并且,基于先前在AP 1010与ANQP服务器1015之间建立的连接,AP 1010根据通告协议ID选择ANQP服务器1015以向其转发查询请求,以及选择应该用于携带AP 1010与ANQP服务器1015之间的查询请求的协议帧和传输方式(示为事件1035)。Diameter和RADIUS在通常在AP与服务器之间使用的示例协议之间。
然后,AP 1010使用所选协议帧和传输方式向ANQP服务器1015转发ANQP查询请求(示为事件1040)。从AP 1010接收协议帧后,ANQP服务器1015获取ANQP查询请求并相应地生成ANQP查询响应(示为事件1045)。然后,ANQP服务器1015使用另一协议帧向AP 1010发送ANQP查询响应(示为事件1050)。从ANQP服务器1015接收响应协议帧后,AP 1010提取ANQP查询响应并通过将ANQP查询响应封装在GAS初始响应帧的查询响应字段(例如查询响应字段760)中,使用GAS初始响应帧向STA 1005转发ANQP查询响应(示为事件1055)。
如图10所示,STA 1005正寻找一种快速的方式来确保其具有接入网络的信息以供其作出网络选择决定。因为AP 1010不在信标帧中包括CAG编号IE,所以STA 1005选择不利用存储的CAG信息,因为首先“拉动”当前CAG版本号将引起额外的时延。实际上,大量STA可很好地采取同一策略,从而使得CAG特征不如其能够的那么有用,如草案802.11ai修正案D2.0所定义。
为了克服上述缺点,本文提出的示例实施例提供了一种增强信令机制。根据示例实施例,STA在发起GAS查询请求时向AP提供STA已存储的与AP相关联的CAG版本号,这意味着STA在GAS初始请求帧中提供其存储的CAG版本号。然后,AP将STA存储的CAG版本号与AP已从ANQP服务器接收的最新CAG版本号进行比较。如果两个CAG版本号相等,则AP通过向请求STA返回携带指示的GAS初始响应帧来缩短查询过程,该指示表明:存储的CAG版本号(因此与其相关联的存储的CAG信息)与当前的保持相同,请求STA可使用存储的CAG信息来作出网络选择决定,并且ANQP查询过程因此终止。如果两个CAG版本号不同,则AP照常向ANQP服务器转发查询请求,然后执行如常规ANQP查询过程中的剩余步骤。
在GAS初始请求帧中携带STA的已存储CAG版本号的一个设计难题是,其不应在封装于查询请求字段中的ANQP元素中携带,因为不要求AP了解查询请求中的内容。类似地,在GAS初始响应帧中携带表明存储的CAG版本号与当前CAG版本号相同的指示的另一个设计难题是,该指示不应在封装于查询响应字段中的ANQP元素中携带。虽然在示例实施例中,AP可仿造ANQP元素并将其包括在查询响应字段中来指示存储的CAG版本号与当前CAG版本号相同,但是这一作会破坏传统协议分层结构并对AP增加额外的功能要求。此外,对于通告协议,在其中查询请求和查询响应可通过请求STA与服务器之间的端到端加密来保护,出现在中间的AP可能无法成功仿造查询响应。因此,这一实施例可能不实际。另一方面,出于向后兼容的原因,携带在GAS初始请求帧而非查询请求字段内的字段和携带在GAS初始响应帧而非查询响应字段内的字段是固定的,意味着增加新字段可能不是一个选择。
根据示例实施例,以向后兼容的方式通过重用GAS初始请求和GAS初始响应帧中的现有字段来提供所要求的额外信令。
在示例实施例中,当GAS初始请求帧中包括通告协议元素时,通告协议元素中的请求响应信息字段可用于包括STA的已存储CAG版本号。图11示出了当通告协议元素包括在GAS初始请求帧中时该示例通告协议元素1100的格式。例如,通告协议元素1100从通告协议元素320增强和修改。如图11所示,改进的通告协议元素1100包括:IE ID字段1110,其包含的元素标识符值与通告协议元素(例如通告协议元素320)当前包含的相同;长度字段1120,其指示元素中剩余字段的总长度,单位为八位字节;查询响应信息—CAG版本字段1130;以及通告协议ID字段1140。通告协议ID字段1140的定义和值与当前的通告协议ID字段(例如通告协议ID字段331)的定义和值相同。如果查询响应信息—CAG版本字段1130包括在GAS初始请求帧中,那么,若STA存储了CAG(即,高层信息)以及与AP和正在使用的通告协议相对应的关联CAG版本号,则查询响应信息—CAG版本字段1130包含STA的已存储CAG版本号;否则,若STA不具有已存储的CAG或与AP或使用的通告协议相对应的关联CAG版本号,则将查询响应信息—CAG版本字段1130设为值零。这符合草案802.11ai修正案D2.0中的如下概念:零不是有效的CAG版本号。应注意的是,CAG版本号还与正在使用的通告协议相关联。因此,查询响应信息—CAG版本字段1130中包含的CAG版本号与通告协议ID字段1140中包含的值所指示的通告协议相关联。如果包括在信标、探测响应、GAS初始响应或GAS恢复响应帧中,则查询响应信息—CAG版本字段1130包含查询响应信息字段,其由7位的查询响应长度限制子字段(例如查询响应长度限制子字段327)和1位的PAME-BI子字段(例如PAME-BI子字段329)构成。
在替代性示例实施例中,请求STA可在GAS初始请求帧中包括CAG编号IE以向AP指示其存储的CAG版本号,而不是修改现有查询响应信息字段(例如查询响应信息字段325)。然而,该CAG编号IE应***到查询请求字段(例如查询请求字段360)后的GAS初始请求帧中,以便保持向后兼容,并且不应算作查询请求字段的一部分(意味着查询请求长度字段中的值不应将CAG编号IE算作查询请求字段的一部分),因为不要求AP解析查询请求字段内的内容。
在另一示例实施例中,GAS初始响应帧中的状态码字段(例如状态码字段720)中包含的新状态码值用于向请求STA指示当前CAG版本号与STA的已存储CAG版本号保持相同。这一新状态码值还作为向请求STA的如下指示:STA的已存储CAG信息对做出网络选择决定等决定仍然有效,STA已发起的查询过程因此终止。
图12示出了突出在STA、AP和服务器等之间发生的网络发现、服务发现或信息发现过程期间的示例消息交换的消息交换图1200,其中STA和AP支持本文描述的增强信令机制。如图12所示,消息交换图1200示出了STA 1205、AP 1210和服务器1215之间发生的示例消息交换,以及STA 1205、AP 1210和/或服务器1215执行的操作。在STA 1205与服务器1215之间使用的通告协议可为ANQP或有待802.11aq项目定义的其它通告协议,例如RLQP或关联前发现协议(Pre-association Discovery Protocol,PADP),或任何其它有待定义的可将GAS帧或任何有待定义的公共行为帧用作层2传输方式的通告协议。因此,服务器1215可为ANQP服务器、RLQP服务器、PADP代理或服务器等,或支持多个这些协议的服务器。
消息交换图1200可开始于STA 1205在访问AP 1210期间从服务器1215获取CAG信息(即,高层信息)和关联的CAG版本号(示为事件1220)。STA 1205可存储CAG信息、CAG版本号、范围值和AP/服务器信息(例如AP的标识符、服务器使用的通告协议,等等)以供后续使用。同时,AP 1210可周期性地或在CAG版本号发生改变时从服务器1215获取最新CAG版本号的更新(示为事件1225)。一段时间之后,STA 1205可再次访问AP 1210并从AP 1210接收信标帧(示为事件1230)。由于如前所述涉及信令开销,AP 1210可不在信标帧中包括CAG编号IE。STA1205可从信标帧中包括的BSSID认识到其已存储了与AP 1210相关联的CAG信息和关联CAG版本号。STA 1205可向AP 1210发送GAS初始请求帧(示为事件1235)。GAS初始请求帧可在查询响应信息—CAG版本字段(例如查询响应信息—CAG版本字段1130)中包括存储的CAG版本号,其与AP 1210相关联并与(例如,如通告协议ID字段1130中包含的值所指示的)正在使用的通告协议相关联。GAS初始请求帧还可在查询请求字段(例如查询请求字段360)中封装查询请求,其是STA 1205通常会请求的。从STA 1205接收GAS初始请求帧后,AP 1210可将STA的已存储CAG版本号与例如在事件1225中AP 1210从服务器1215接收的最新CAG版本号(与接收的GAS初始请求帧中的通告协议ID字段1130中包含的值所指示的相同通告协议相关联)进行比较(示为事件1240)。如果AP 1210确定两个CAG版本号相等,则AP 1210可向STA 1205发送GAS初始响应帧,GAS初始响应帧可在状态码字段(例如状态码字段720)中包括状态码值,该状态码值指示:存储的CAG版本号与AP具有的当前CAG版本号相同,存储的CAG对作决定(例如网络选择决定、服务选择决定、对端设备选择决定,等等)仍然有效,并且由请求STA发起的查询请求因此终止(示为事件1245)。在事件1245中,AP 1210发送的GAS初始响应帧不包括查询响应字段。查询响应长度字段(例如查询响应长度字段750)中包含的值零指示GAS初始响应帧中不包括查询响应字段。接收GAS初始响应帧后,STA 1205可终止查询过程。STA 1205可继续作决定或可在作出关于如何继续网络选择过程的决定之前向其它AP和/或其它服务器发起查询过程。
在事件1240中,如果AP 1210确定两个CAG版本号不相等,则AP1210可获取GAS初始请求帧中的查询请求字段(例如查询请求字段360)中包含的查询请求。AP 1210根据通告协议ID字段1130中包含的通告协议ID选择服务器1215以向其转发查询请求,以及选择应该用于携带AP1210与服务器1215之间的查询请求的协议帧和传输方式。然后,AP 1210可使用所选的协议帧和传输方式向服务器1215转发查询请求(示为事件1250)。从AP 1210接收协议帧后,服务器1215从协议帧提取查询请求并相应地生成查询响应(示为事件1255)。然后,服务器1215使用另一协议帧向AP 1210发送查询响应(示为事件1260)。从服务器1215接收响应协议帧后,AP 1210可提取查询响应,并且如果查询响应不过大,则通过将查询响应封装在GAS初始响应帧中的查询响应字段(例如查询响应字段760)中,使用GAS初始响应帧向STA1205转发查询响应(示为事件1265)。然后,查询过程可结束。如果查询响应过大,则AP 1210将查询响应划分为多个GAS恢复响应帧,并发送GAS初始响应帧以邀请请求STA来请求接收所述多个GAS恢复响应帧,以便提取整个查询响应。然后,STA 1205发送GAS恢复请求帧,接收作为响应的GAS恢复响应帧,并重复这些步骤,直到收到携带查询响应的最后一个分片的GAS恢复响应帧。然后,STA 1205可重组查询响应。之后,查询过程可结束。如图12所示,激励STA 1205以提供其存储的CAG版本号,因为如果STA的已存储CAG版本号与当前CAG版本号相同,则AP 1210能够缩短查询过程(示为事件1245),使得STA 1205能够更早作出(例如,关于网络选择的)决定以实现更好的用户体验。即使STA的已存储CAG版本号与当前CAG版本号不同,AP 1210仍然忠实地向服务器1215转发查询请求。STA 1205正抓紧时间从服务器1215获得最新的查询响应。因此,通过使用本文提出的示例实施例说明的增强信令机制,将激励更多STA以利用它们已存储的CAG信息。注意的是,在事件1245中传输的GAS初始响应帧不包括查询响应字段。相比于如前所述使用探测请求和探测响应帧来获取当前CAG版本号,从信令开销这一意义上说,使用GAS初始请求帧来提供存储的CAG版本号并接收带有指示的GAS初始响应帧是相当有效的替代方案,其中该指示表明存储的CAG版本号与当前CAG版本号是否相同。然而,需要对GAS初始请求帧作出一些改变。当前如IEEE标准802.11-2012和草案802.11ai修正案D2.0中定义的,GAS初始请求帧应包括查询请求字段,其中封装了通告协议的查询请求。因此,现今不允许GAS初始请求帧中的查询请求长度字段的值为零。
根据增强信令机制的替代性示例实施例,将没有查询请求字段的GAS初始请求帧以及没有查询响应字段的GAS初始响应帧作为替代性方案以使用探测请求和探测响应帧来拉动CAG版本号。严格来说,这不是“拉动”机制,因为请求STA没有获得当前CAG版本号。相反,通过STA使用GAS初始请求帧向AP提供其存储的CAG版本号以及通过AP提供指示作为响应,其仅获得表明其存储的CAG版本号与当前CAG版本号是否相同的指示。图13示出了突出在STA、AP和服务器等之间发生的网络发现、服务发现或信息发现过程期间的替代性示例消息交换的消息交换图1300,其中,STA和AP支持增强信令机制,并且还优化了STA以通过高效地使用信令开销来节省网络容量。如图13所示,消息交换图1300示出了STA 1305、AP 1310和服务器1315之间发生的示例消息交换,以及STA1305、AP 1310和/或服务器1315执行的操作。消息交换图1300可开始于STA 1305在访问AP 1310期间从服务器1315获取CAG和关联CAG版本号(示为事件1320)。STA 1305可存储CAG信息、CAG版本号、范围值和AP/服务器信息以供后续使用。同时,AP 1310可周期性地或在CAG版本号发生改变时从服务器1315获取最新CAG版本号的更新(示为事件1325)。
一段时间之后,STA 1305可再次访问AP 1310并从AP 1310接收信标帧(示为事件1330)。由于如前所述涉及信令开销,AP 1310可不在信标帧中包括CAG编号IE。STA 1305可从信标帧中包括的BSSID认识到其已存储了与AP 1310相关联的CAG信息和关联CAG版本号。然后,STA1305可向AP 1310发送GAS初始请求帧,在查询响应信息—CAG版本字段(例如查询响应信息—CAG版本字段1130)中包括其存储的CAG版本号,该存储的CAG版本号与AP相关联并与(例如,如通告协议ID字段1130中包含的值所指示的)正在使用的通告协议相关联,并且GAS初始请求帧不包括查询请求字段(示为事件1335)。查询请求长度字段(例如查询请求长度字段340)中包含的值零指示不包括查询请求字段,且发送GAS初始请求帧以请求表明STA的已存储CAG版本号与AP 1310具有的当前CAG版本号是否相同的指示。
从STA 1305接收GAS初始请求帧后,AP 1310可将STA的已存储CAG版本号与例如在事件1325中AP 1310从服务器1315接收的最新CAG版本号(与接收的GAS初始请求帧中的通告协议ID字段1130中包含的值所指示的相同通告协议相关联)进行比较(示为事件1340)。然后,根据比较结果,AP 1310向STA 1305发送GAS初始响应帧(示为事件1345)。如果AP1310确定两个CAG版本号相等,则AP 1310可在状态码字段(例如状态码字段720)中包括第一状态码值,第一状态码值指示存储的CAG版本号与AP具有的当前CAG版本号相同。如果AP1310确定两个CAG版本号不相等,则AP 1310可在状态码字段(例如状态码字段720)中包括第二状态码值,第二状态码值指示存储的CAG版本号与AP具有的当前CAG版本号不同。
从AP 1310接收GAS初始响应帧后,如果状态码字段中包含第一状态码值,则STA1305可终止查询过程。STA 1205可继续作决定或可在作出关于如何继续网络选择过程的决定之前向其它AP和/或其它服务器发起查询过程。如果状态码字段中包含第二状态码值,则STA 1305知道其存储的CAG信息已过时。因此,STA 1305可发起正常查询请求以获取最新的CAG信息(示为事件1350)。然后执行正常查询请求的剩余事件,例如,事件1355、1360、1365、1370和1375。如图13所示,与图12所示的STA 1205相比,如果两个CAG版本号相同,则在事件1335中STA 1305可节省一些信令开销(由于GAS初始请求帧中不包含查询请求),但是如果两个CAG版本号不同,则存在导致(比STA 1205)更长的时延的风险。
当前在IEEE标准802.11-2012和草案802.11ai修正案D2.0中,当GAS初始请求帧中包括通告协议元素时,查询响应信息字段设为零,且接收该查询响应信息字段的AP应忽略该字段。因此,在事件1235中接收GAS初始请求帧的传统AP(例如,能够使用GAS帧但不能使用CAG特征或信令增强)将基于传统802.11u规则向服务器转发查询请求。虽然STA提供的已存储CAG版本号可能浪费,但是802.11u查询过程保持完整无缺。事实上,如果请求STA例如根据信标或探测响应中指示的能力得知AP是传统AP,则STA可通过将查询响应信息—CAG版本字段设为零来避免在GAS初始请求帧中发送其存储的CAG版本号。这符合草案802.11ai修正案D2.0中的如下概念:零不是有效的CAG版本号。相反,支持增强信令机制的STA可使用GAS初始请求中查询响应信息—CAG版本字段中的值零来指示(并可由支持增强信令机制的AP解析)STA没有存储AP的CAG版本号和关联通告协议。因为发送GAS初始请求帧的传统STA(例如,能够使用GAS帧但不能使用CAG特征或信令增强)将把查询响应信息字段设为零,所以支持增强信令机制的AP会将其视为STA没有存储AP的CAG版本号和关联通告协议。因此,AP将不缩短查询过程。因此,总而言之,本文提出的示例实施例不具有与传统AP或传统STA的向后兼容问题。实施这些示例实施例的通信***能够与传统AP和传统STA共存。
图14a示出了在参与网络发现、服务发现或信息发现过程的STA中发生的第一示例操作1400的流程图。操作1400可表明当STA参与网络发现、服务发现或信息发现过程时发生在该STA中的操作。操作1400可对应消息交换图1200。
操作1400可开始于STA从服务器获取第一高层信息和CAG编号(方框1405)。第一高层信息和CAG编号可与网络、服务、数据库等相关联。STA可与网络断连(方框1407)。一段时间之后,STA可再次访问网络,例如,其可根据AP传输的信标帧中包括的BSSID标识该网络(方框1409)。STA可发送包括存储的CAG版本号的GAS初始请求帧(方框1411)。STA可接收带有指示符的GAS初始响应帧,该指示符指示存储的CAG版本号与当前CAG版本号是否匹配(方框1413)。指示符可位于GAS初始响应帧的状态码字段中。如果存储的CAG版本号与当前CAG版本号相匹配,则GAS初始响应帧不包括任何高层信息。如果存储的CAG版本号与当前CAG版本号不匹配,则STA接收的GAS初始响应帧可在查询响应字段中包括高层信息和当前CAG编号。STA可继续网络选择过程(方框1415)。
图14b示出了在参与网络发现、服务发现或信息发现过程的STA中发生的第二示例操作1450的流程图。操作1450可表明当STA参与网络发现、服务发现或信息发现过程时发生在该STA中的操作。操作1450可对应消息交换图1300。
操作1450可开始于STA从服务器获取第一高层信息和CAG编号(方框1455)。第一高层信息和CAG编号可与网络、服务、数据库等相关联。STA可与网络断连(方框1457)。一段时间之后,STA可再次访问网络,例如,其可根据AP传输的信标帧中包括的BSSID标识该网络(方框1459)。STA可发送包括存储的CAG版本号的GAS初始请求帧(方框1461)。STA可接收带有指示符的GAS初始响应帧,该指示符指示存储的CAG版本号与当前CAG版本号是否相同(方框1463)。指示符可位于GAS初始响应帧的状态码字段中。如果存储的CAG版本号与当前CAG版本号相匹配,则GAS初始响应帧中包含第一指示符值,例如,包含在状态码字段中;否则,GAS初始响应帧中包含第二指示符值,例如,包含在状态码字段中。
STA可校验接收的GAS初始响应帧中的指示符(例如,状态码字段中包含的值)以确定是否收到了第一指示符值(方框1465)。如果收到了第一指示符值(例如,在状态码字段中),指示存储的CAG版本号与当前CAG版本号相匹配,则STA可继续网络选择过程(方框1469)。如果未收到第一指示符值,指示存储的CAG版本号与当前CAG版本号不匹配,则STA可从AP获取并存储最新的高层信息(更新后的CAG信息)和当前CAG版本号(方框1467)。作为说明性示例,STA可执行正常查询请求来从AP获取更新后的高层信息(更新后的CAG信息)和当前CAG版本号。STA可继续网络选择过程(方框1469)。
图15a示出了在参与网络发现、服务发现或信息发现过程的AP中发生的第一示例操作1500的流程图。操作1500可表明当AP参与网络发现、服务发现或信息发现过程时发生在该AP中的操作。操作1500可对应消息交换图1200。
操作1500可开始于AP接收GAS初始请求帧,该GAS初始请求帧包括存储在STA处的已存储CAG版本号(方框1505)。AP可执行校验以确定来自GAS初始请求帧的已存储CAG版本号和与同一通告协议相关联的当前CAG版本号是否相匹配(方框1507)。如果这两个CAG版本号相匹配,则AP可发送带有指示符的GAS初始响应帧,该指示符指示这两个CAG版本号相匹配(方框1509)。如果这两个CAG版本号不匹配,则AP可从GAS初始请求帧提取查询请求并向服务器转发查询请求以寻求响应(方框1511)。AP可从服务器接收响应(方框1513)。来自服务器的响应可包括针对请求STA的查询响应。查询响应的内容可包括最新的CAG版本号和高层信息,它们对AP可为透明的。AP可从来自服务器的响应中提取查询响应,并发送带有查询响应的GAS初始响应(方框1515)。
图15b示出了在参与网络发现、服务发现或信息发现过程的AP中发生的第二示例操作1550的流程图。操作1550可表明在AP参与网络发现、服务发现或信息发现过程时发生在该AP中的操作。操作1550可对应消息交换图1300。
操作1550可开始于AP接收第一GAS初始请求帧,第一GAS初始请求帧包括存储在STA处的已存储CAG版本号(方框1555)。第一GAS初始请求帧可不包括查询请求,例如,查询请求长度字段包含值零且查询请求字段为空。AP可执行检查以确定来自GAS初始请求帧的已存储CAG版本号和与同一通告协议相关联的当前CAG版本号是否相匹配(方框1557)。如果这两个CAG版本号相匹配,则AP可发送带有指示符的第一GAS初始响应帧,该指示符指示这两个CAG版本号相匹配(方框1559)。
如果这两个CAG版本号不匹配,则AP可发送带有指示符的第一GAS初始响应帧,该指示符指示这两个CAG版本号不匹配(方框1561)。AP可接收包括查询请求的第二GAS初始请求帧(方框1563)。查询请求的内容,其对AP可为透明的,可包括对最新的CAG版本号和高层信息(CAG信息)的请求。AP可从第二GAS初始请求帧提取查询请求并向服务器转发查询请求以获得响应(方框1565)。AP可从服务器接收响应(方框1567)。来自服务器的响应可包括针对请求STA的查询响应。查询响应的内容,其对AP可为透明的,可包括最新的CAG版本号和高层信息(CAG信息)。AP可从来自服务器的响应中提取查询响应,并发送带有查询响应的第二GAS初始响应(方框1569)。
已注意到,CAG编号还与正在使用的通告协议相关联。因此,当AP使用信标或探测响应帧中包括的CAG编号IE来通告当前CAG版本号时,AP还应指示与那个CAG版本号相关联的通告协议。图16示出了通过包括与CAG版本号相关联的通告协议的ID的示例CAG编号IE1600。如图16所示,CAG编号IE 1600包括:IE ID字段1610,其包含与CAG编号元素相对应的元素标识符值;长度字段1620,其指示元素中剩余字段的总长度,单位为八位字节;一个或多个CAG元组字段,例如,CAG元组字段1630、CAG元组字段1650和CAG元组字段1660。每个CAG元组字段(例如CAG元组字段1630)包括1八位字节的CAG版本子字段(例如CAG版本子字段1635)、1八位字节的范围子字段(例如范围子字段1640)和1八位字节的通告协议ID子字段(例如通告协议ID子字段1645)。CAG编号元素1600中包括的CAG元组字段的数目可从长度字段1620中包含的值推断出。
图17示出了示例替代性实施例CAG编号IE 1700。如图17所示,CAG编号IE 1700包括:IE ID字段1710,其包含与CAG编号元素相对应的元素标识符值;长度字段1720,其指示元素中剩余字段的总长度,单位为八位字节;一个或多个CAG元组字段,例如,CAG元组字段1730、CAG元组字段1750和CAG元组字段1760。每个CAG元组字段(例如CAG元组字段1730)包括1八位字节的CAG版本子字段(例如CAG版本子字段1735)、3位的范围子字段(例如范围子字段1740)和5位的部分通告协议ID子字段(例如部分通告协议ID子字段1745)。CAG编号元素1700中包括的CAG元组字段的数目可从长度字段1720中包含的值推断出。CAG编号IE1700与CAG编号IE 1600的不同之处在于,用5位的部分通告协议ID子字段1745取代1八位字节的通告协议ID子字段(例如通告协议ID子字段1645),用3位的范围子字段1740取代1八位字节的范围子字段(例如范围子字段1640),并且这两个子字段合并为一个1八位字节。因此,CAG编号IE 1700中的每个CAG元组字段为2八位字节长,而不是CAG编号IE 1600中的3八位字节长。5位的部分通告协议ID可为现今定义的1八位字节通告协议ID中的前5位(即,5个最低有效位),这意味着总共分配仅32个1八位字节通告协议ID,以便避免它们的部分通告协议ID之间的可能交叠。作为说明性示例,如果CAG版本子字段(例如CAG版本子字段1735)中包含的CAG版本号与ANQP相关联,则同一CAG元组字段内的部分通告协议ID子字段(例如部分通告协议ID子字段1745)包含值0(或者,如果以二进制表示,则为00000),因为ANQP的完整通告协议ID为0(或者,如果以二进制表示,则为00000000)。
以下表1提供了分别适用于图16和图17所示的示例格式的一些示例通告协议以及它们的关联完整通告协议ID值和部分通告协议ID值,均以十进制表示。
表1
可以由3位的范围子字段(例如范围子字段1740)定义的范围值的数目,与由1八位字节长的范围子字段(例如范围子字段1640)值定义的256相比,也降至8。因为3位的范围子字段的范围值的数目显著减少,所以一个可能方案是基于包含在同一CAG元组字段中的对应部分通告协议ID值来重解析包含在3位的范围子字段中的每个范围值的含义。作为说明性示例,如果部分通告协议ID指示关联通告协议是ANQP,则3位的范围子字段中的值0可指示CAG编号是BSS特定的,值“1”可指示CAG编号在同一HESSID内是通用的,值“2”可指示CAG编号在同一扩展服务集(extended service set,ESS)区域内是通用的,值3至7可为ANQP的范围子字段预留;同时,如果部分通告协议ID指示关联通告协议是RLPQ(对于TV空白区域技术),3位的范围子字段中的值0、1、2、3、4或5可分别指示与TV空白区域数据库或信道可用性的示意图相关联的CAG编号是全国通用的、全省通用的、全郡通用的、全市通用的、ESS通用的,或BSS通用的,值6和7可为RLQP的范围子字段预留。
图18示出了在传输包括CAG编号IE的帧的通信设备中发生的示例操作1800的流程图。操作1800可表明当STA和/或AP等通信设备传输包括CAG编号IE的帧时发生在该通信设备中的操作。
操作1800可开始于通信设备根据图16或图17生成包括CAG编号IE的帧(方框1805)。该帧可为信标帧、探测响应帧、GAS初始请求帧、短信标帧、公共行为帧等等。CAG编号IE可包括:一个或多个CAG元组,其中每个CAG元组包括一个CAG版本字段;范围字段(其可为3位长或8位长);以及通告协议ID字段(其可为5位长或8位长)。通信设备可发送该帧(方框1810)。
应注意的是,GAS初始请求和GAS初始响应帧仅用作描述示例实施例的示例。其它公共行为帧,例如WFA Wi-Fi直连规范中定义的服务发现请求帧和服务发现响应帧,或提供与高层查询请求数据和查询响应数据的层2传输类似的服务的任何新公共行为帧,也是可能的。
所描述的示例实施例不仅可以用于增强草案802.11ai修正案D2.0中定义的当前802.11ai CAG特征,其中草案802.11ai修正案D2.0仅针对ANQP定义,而且还可以用于增强802.11af修正案中针对TV空白区域技术、介质无关切换(medium-independent handover,MIH)信息服务、介质无关切换(medium-independent handover,MIH)命令和事件服务能力发现、紧急预警***(emergency alert system,EAS)、接入网络发现和选择功能(accessnetwork discovery and selection function,ANDSF)定义的RLQP等其它现有通告协议,以及用于PADP等尚未定义的通告协议,802.11aq项目正对其研究以用于关联前发现。因此,服务器可为支持ANQP、MIH、RLQP、PADP、ANDSF等中的一项或多项的服务器。CAG可定义为与高层协议相关联的任何高层信息组,其中该高层协议使用层2帧作为STA与服务器连接的AP之间的传输方式。例如,高层信息可涉及服务信息、协议信息、配置信息、信道可用性信息的TV空白区域示意图或数据库。使用这些技术可用于任何类型的发现目的。例如,发现过程可为网络发现,其中网络可为接入网络、订阅服务提供商网络(subscription serviceprovider network,SSPN)和/或蜂窝网络,服务发现、信息发现或发现可用的TV空白区域信道。在发现过程之后作出的决定可为任何类型的决定,例如网络选择决定、服务选择决定、对端设备选择决定、使用可用TV空白区域信道进行通信的决定,等等。CAG版本号还可称为配置变更数、配置序列号、配置设置号、TV空白区域示意图索引号,等等。
广义来说,站点(或设备、用户设备、终端、手机,等等)可通过接入点(或基站、控制器、节点B、增强节点B,等等)与服务器通信,以便通过使用在站点与接入点之间以及在接入点与服务器之间提供的层2传输来获取与服务器相关联的高层信息。索引号(或版本号、变更数、配置序列号,等等)可与高层信息相关联。索引号和高层信息可,例如在之前的访问期间,从服务器向站点提供,并可由站点存储。服务器还可向接入点提供最新的索引号。在站点对接入点的后续访问中,站点可向接入点提供其存储的索引号。因为高层信息可与通过协议标识符定义的高层协议相关联,所以站点还可向接入点提供关联协议标识符。接入点可将站点提供的索引号与服务器提供的索引号进行比较。接入点可使用站点提供的协议标识符来选择服务器,该服务器的索引号与站点提供的索引号进行比较。如果两个索引号相同,则接入点可向站点指示这个情况,使得站点可出于高层信息用于(例如选择网络、发现服务,等等)的目的,使用其存储的高层信息,而不进一步从服务器接收高层信息。站点可在对接入点可见的层2帧的一部分中向接入点提供其存储的索引号,使得高层信号或这类高层信息的高层查询可对接入点保持透明,尽管高层信息或高层查询可包含于在站点与接入点之间传输的层2帧的一部分中。
图19是处理***1900的方框图,该处理***可以用来实现本文公开的设备和方法。特定装置可利用所有所示的组件或所述组件的仅一子集,且装置之间的集成程度可能不同。此外,设备可以包括部件的多个实例,例如多个处理单元、处理器、存储器、发射器、接收器等。处理***可以包括配备一个或多个输入/输出设备,例如人机接口1915(包括扬声器、麦克风、鼠标、触摸屏、按键、键盘、打印机等)、显示器1910等的处理单元1905。处理单元可以包括中央处理器(CPU)1920、存储器1925、大容量存储器设备1930、视频适配器1935以及连接至总线1945的I/O接口1940。
总线可以是任意类型的若干总线架构中的一个或多个,包括存储总线或存储控制器、外设总线、视频总线等等。CPU可包括任意类型的电子数据处理器。存储器可包括任何类型的***存储器,例如静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、只读存储器(ROM)或其组合等等。在实施例中,存储器可包括在开机时使用的ROM以及执行程序时使用的程序和数据存储器的DRAM。
大容量存储器设备可包括任何类型的存储器设备,其用于存储数据、程序和其它信息,并使这些数据、程序和其它信息通过总线访问。大容量存储器设备可包括如下项中的一项或多项:固态磁盘、硬盘驱动器、磁盘驱动器、光盘驱动器等等。
显示卡以及I/O接口提供接口以将外部输入以及输出装置耦合到处理单元上。如所图示,输入以及输出装置的实例包含耦合到显示卡上的显示器以及耦合到I/O接口上的鼠标/键盘/打印机。其它装置可以耦合到处理单元上,并且可以利用额外的或较少的接口卡。例如,可使用如通用串行总线(USB)(未示出)等串行接口将接口提供给打印机。
处理单元还包含一个或多个网络接口1950,所述网络接口可以包括例如以太网电缆或其类似者等有线链路,和/或用以接入节点或不同网络1955的无线链路。所述网络接口允许处理单元通过所述网络和远程单元通信。举例来说,网络接口可以经由一个或多个发射器/发射天线以及一个或多个接收器/接收天线提供无线通信。在一个实施例中,所述处理单元与局域网或者广域网耦合以进行数据处理以及与远端设备比如其它处理单元、因特网、远端存储设备等通信。
虽然已详细地描述了本发明及其优点,但是应理解,可以在不脱离如所附权利要求书所界定的本发明的精神和范围的情况下对本发明做出各种改变、替代和更改。
Claims (40)
1.一种用于在发现过程中操作站点的方法,其特征在于,所述方法包括:
所述站点向接入点(access point,AP)传输第一层2帧,所述第一层2帧包括与第一高层信息相关联的第一版本号以及与所述第一高层信息和所述第一版本号两者相关联的协议的标识符;
所述站点从所述AP接收第二层2帧,其中所述第二层2帧包括如下指示:与第二高层信息相关联的第二版本号与所述第一版本号相同;以及
所述站点根据所述第一高层信息决定是否执行网络选择过程。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括在传输所述第一层2帧之前:
获取所述第一高层信息和所述第一版本号;以及
存储所述第一高层信息和所述第一版本号。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述第一高层信息和所述第一版本号从服务器获取,所述第一高层信息和所述第二高层信息与所述服务器相关联,以及当所述第一高层信息与所述第二高层信息相同时,所述第一版本号与所述第二版本号相同,否则,所述第一版本号与所述第二版本号不同。
4.根据权利要求1、2或3所述的方法,其特征在于,所述第一层2帧还包括针对所述第二高层信息的查询请求。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的方法,其特征在于,所述第一层2帧是IEEE 802.11GAS初始请求帧,所述第二层2帧是IEEE 802.11 GAS初始响应帧。
6.根据权利要求1至5中的任一权利要求所述的方法,其特征在于,所述第一版本号包含在所述第一层2帧中的通告协议元素中。
7.根据权利要求1至6中的任一权利要求所述的方法,其特征在于,所述第一版本号包含在所述第一层2帧中的公共通告组(Common Advertisement Group,CAG)编号元素中。
8.根据权利要求1至6中的任一权利要求所述的方法,其特征在于,所述第一版本号和所述第二版本号是公共通告组版本号(common advertisement group version number,CAG version number),所述第一高层信息和所述第二高层信息是公共通告组(CommonAdvertisement Group,CAG)。
9.根据权利要求1至8中的任一权利要求所述的方法,其特征在于,所述第一高层信息包括与服务器相关联的服务特征和参数。
10.根据权利要求1至9中的任一权利要求所述的方法,其特征在于,所述协议是以下项之一:接入网络查询协议(access network query protocol,ANQP)、注册位置查询协议(registered location query protocol,RLQP)、关联前发现协议(pre-associationdiscovery protocol,PADP)、介质无关切换(medium-independent handover,MIH)信息服务、介质无关切换(medium-independent handover,MIH)命令和事件服务能力发现,以及紧急预警***(emergency alert system,EAS)。
11.一种用于操作接入点的方法,其特征在于,所述方法包括:
所述接入点从站点接收第一层2帧,所述第一层2帧包括与第一高层信息相关联的第一版本号以及与所述第一高层信息和所述第一版本号两者相关联的协议的标识符;
所述接入点从服务器获取与第二高层信息相关联的第二版本号;
所述接入点确定所述第一版本号与所述第二版本号是否相匹配;以及
当所述第一版本号与所述第二版本号相匹配时,所述接入点向所述站点传输第二层2帧,所述第二层2帧包括如下指示:所述第一版本号与所述第二版本号相匹配。
12.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,还包括:
当所述第一版本号与所述第二版本号不匹配时,向所述站点传输第三层2帧,所述第三层2帧包括如下指示:所述第一版本号与所述第二版本号不匹配。
13.根据权利要求11或12所述的方法,其特征在于,还包括:
从所述站点接收第四层2帧,所述第四层2帧包括查询请求;
向所述服务器转发所述查询请求;
从所述服务器接收查询响应;以及
向所述站点发送第五层2帧,所述第五层2帧包括所述查询响应。
14.根据权利要求11至13中的任一权利要求所述的方法,其特征在于,还包括:
当所述第一版本号与所述第二版本号不匹配时,
从所述第一层2帧提取查询请求,
根据所述协议的所述标识符向所述服务器转发所述查询请求,
从所述服务器接收查询响应,以及
向所述站点发送第六层2帧,所述第六层2帧包括所述查询响应。
15.根据权利要求11至14中的任一权利要求所述的方法,其特征在于,所述第一层2帧是IEEE 802.11GAS初始请求帧,所述第二层2帧是IEEE 802.11GAS初始响应帧。
16.根据权利要求11至15中的任一权利要求所述的方法,其特征在于,所述第一版本号和所述第二版本号是公共通告组版本号(common advertisement group version number,CAG version number),所述第一高层信息和所述第二高层信息是公共通告组(CommonAdvertisement Group,CAG)。
17.根据权利要求11至16中的任一权利要求所述的方法,其特征在于,表明所述第一版本号与所述第二版本号相匹配的所述指示包含在所述第二层2帧中的状态码字段中。
18.一种适于执行发现过程的站点,其特征在于,所述站点包括:
处理器;以及
计算机可读存储介质,其存储供所述处理器执行的程序,所述程序包括执行以下操作的指令:
向接入点(access point,AP)传输第一层2帧,所述第一层2帧包括与第一高层信息相关联的第一版本号以及与所述第一高层信息和所述第一版本号两者相关联的协议的标识符,
从所述AP接收第二层2帧,其中所述第二层2帧包括如下指示:与第二高层信息相关联的第二版本号与所述第一版本号相同,以及
根据所述第一高层信息决定是否执行网络选择过程。
19.根据权利要求18所述的站点,其特征在于,所述程序包括执行以下操作的指令:获取所述第一高层信息和所述第一版本号,并存储所述第一高层信息和所述第一版本号。
20.根据权利要求18或19所述的站点,其特征在于,所述第一版本号包含在所述第一层2帧中的通告协议元素中。
21.根据权利要求18或19所述的站点,其特征在于,所述第一版本号包含在所述第一层2帧中的公共通告组(Common Advertisement Group,CAG)编号元素中。
22.根据权利要求18至21中的任一权利要求所述的站点,其特征在于,所述第一层2帧还包括针对所述第二高层信息的查询请求。
23.根据权利要求18至22中的任一权利要求所述的站点,其特征在于,所述第一层2帧是IEEE 802.11GAS初始请求帧,所述第二层2帧是IEEE 802.11GAS初始响应帧。
24.一种适于参与发现过程的接入点,其特征在于,所述接入点包括:
处理器;以及
计算机可读存储介质,其存储供所述处理器执行的程序,所述程序包括执行以下操作的指令:
从站点接收第一层2帧,所述第一层2帧包括与第一高层信息相关联的第一版本号以及与所述第一高层信息和所述第一版本号两者相关联的协议的标识符,
从服务器获取与第二高层信息相关联的第二版本号,
确定所述第一版本号与所述第二版本号是否相匹配,以及
当所述第一版本号与所述第二版本号相匹配时,向所述站点传输第二层2帧,所述第二层2帧包括如下指示:所述第一版本号与所述第二版本号相匹配。
25.根据权利要求24所述的接入点,其特征在于,所述程序包括执行以下操作的指令:当所述第一版本号与所述第二版本号不匹配时,向所述站点传输第三层2帧,所述第三层2帧包括如下指示:所述第一版本号与所述第二版本号不匹配。
26.根据权利要求24或25所述的接入点,其特征在于,所述程序包括执行以下操作的指令:从所述站点接收第四层2帧,所述第四层2帧包括查询请求,向所述服务器转发所述查询请求,从所述服务器接收查询响应,以及向所述站点发送第五层2帧,所述第五层2帧包括所述查询响应。
27.根据权利要求24、25或26所述的接入点,其特征在于,所述程序包括执行以下操作的指令:当所述第一版本号与所述第二版本号不匹配时,从所述第一层2帧提取查询请求,根据所述协议的所述标识符向所述服务器转发所述查询请求,从所述服务器接收查询响应,以及向所述站点发送第六层2帧,所述第六层2帧包括所述查询响应。
28.根据权利要求24至27中的任一权利要求所述的接入点,其特征在于,表明所述第一版本号与所述第二版本号相匹配的所述指示包含在所述第二层2帧中的状态码字段中。
29.一种用于操作适于发送帧的通信设备的方法,其特征在于,所述方法包括:
所述通信设备生成包括至少一个公共通告组(Common Advertisement Group,CAG)元组字段的层2帧,其中所述至少一个CAG元组字段包括含有CAG版本号的CAG版本号字段、含有范围值的范围字段以及通告协议字段的标识符;以及
所述通信设备发送所述层2帧。
30.根据权利要求29所述的方法,其特征在于,所述CAG版本号字段的大小为8位。
31.根据权利要求28或29所述的方法,其特征在于,所述通告协议字段的标识符是包含部分通告协议标识符的部分通告协议标识符字段且大小为5位,所述部分通告协议标识符是与同一CAG元组字段内的所述CAG版本号和所述范围值相关联的所述通告协议的通告协议标识符的5个最低有效位,并且所述范围字段的大小为3位。
32.根据权利要求31所述的方法,其特征在于,所述通告协议是接入网络查询协议(access network query protocol,ANQP),所述部分通告协议标识符字段包含值零。
33.根据权利要求31所述的方法,其特征在于,所述通告协议是注册位置查询协议(registered location query protocol,RLQP),所述部分通告协议标识符字段包含值4。
34.根据权利要求28或29所述的方法,其特征在于,所述帧是以下帧之一:信标帧、探测响应帧、短信标帧和公共行为帧,所述通信设备是接入点(access point,AP)。
35.根据权利要求28或29所述的方法,其特征在于,所述帧是通用通告服务(genericadvertisement service,GAS)初始请求帧,所述通信设备是站点。
36.一种站点,其特征在于,包括:
处理器;以及
计算机可读存储介质,其存储供所述处理器执行的程序,所述程序包括执行以下操作的指令:
生成包括至少一个公共通告组(Common Advertisement Group,CAG)元组字段的层2帧,其中所述至少一个CAG元组字段包括含有CAG版本号的CAG版本号字段、含有范围值的范围字段以及通告协议字段的标识符,以及
发送所述层2帧。
37.根据权利要求36所述的站点,其特征在于,所述CAG版本号字段的大小为8位。
38.根据权利要求35或36所述的站点,其特征在于,所述通告协议字段的标识符是包含部分通告协议标识符的部分通告协议标识符字段且大小为5位,所述部分通告协议标识符是与同一CAG元组字段内的所述CAG版本号和所述范围值相关联的所述通告协议的通告协议标识符的5个最低有效位,并且所述范围字段的大小为3位。
39.根据权利要求38所述的站点,其特征在于,所述通告协议是接入网络查询协议(access network query protocol,ANQP),所述部分通告协议标识符字段包含值零。
40.根据权利要求38所述的站点,其特征在于,所述通告协议是注册位置查询协议(registered location query protocol,RLQP),所述部分通告协议标识符字段包含值4。
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