用于在多跳網(wǎng)絡(luò)中關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)、裝置和方法
【專利說明】用于在多跳網(wǎng)絡(luò)中關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)、裝置和方法
[0001]相關(guān)申請的奪叉引用
[0002] 本申請是2013年1月31日提交的共同待決的美國申請No.13/756,447的繼續(xù)部 分，美國申請No.13/756, 447是2013年1月23日提交的美國申請No.13/747, 886的繼續(xù)部 分申請，美國申請No. 13/747, 886要求2012年9月7日提交的美國臨時(shí)申請No. 61/698, 430 的優(yōu)先權(quán)，所有這些申請通過援引納入于此。
【背景技術(shù)】
[0003] 領(lǐng)域
[0004] 本申請一般涉及無線通信，尤其涉及用于在無線通信網(wǎng)絡(luò)中使用中繼站的系統(tǒng)、 方法和設(shè)備。
[0005] 置量
[0006] 在許多電信系統(tǒng)中，通信網(wǎng)絡(luò)被用于在若干個(gè)空間上分開的交互設(shè)備之間交換消 息。網(wǎng)絡(luò)可根據(jù)地理范圍來分類，該地理范圍可以是例如城域、局域或者個(gè)域。此類網(wǎng)絡(luò)可 能分別被指定為廣域網(wǎng)（WAN)、城域網(wǎng)（MAN)、局域網(wǎng)（LAN)、無線局域網(wǎng)（WLAN)或個(gè)域網(wǎng) (PAN)。網(wǎng)絡(luò)還根據(jù)用于互連各種網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和設(shè)備的交換/橋接技術(shù)（例如，電路交換相對 于分組交換）、用于傳輸?shù)奈锢斫橘|(zhì)的類型（例如，有線相對于無線）、以及所使用的通信協(xié) 議集（例如，網(wǎng)際協(xié)議套集、S0NET(同步光學(xué)聯(lián)網(wǎng)）、以太網(wǎng)等）而有所不同。
[0007] 當(dāng)網(wǎng)絡(luò)元件是移動(dòng)的并由此具有動(dòng)態(tài)連通性需求時(shí)，或者在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)以自組織 (adhoc)拓?fù)涠枪潭ㄍ負(fù)鋪硇纬傻那闆r下，無線網(wǎng)絡(luò)往往是優(yōu)選的。無線網(wǎng)絡(luò)使用無線 電、微波、紅外、光等頻帶中的電磁波以非制導(dǎo)傳播模式來采用無形的物理介質(zhì)。在與固定 的有線網(wǎng)絡(luò)相比較時(shí)，無線網(wǎng)絡(luò)有利地促成用戶移動(dòng)性和快速的現(xiàn)場部署。
[0008] 無線網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備可在彼此之間傳送/接收信息。在一些方面，無線網(wǎng)絡(luò)上的設(shè) 備可能具有受限的傳輸范圍。中繼設(shè)備可擴(kuò)展無線網(wǎng)絡(luò)的范圍，但可增加開銷，諸如舉例而 言，關(guān)聯(lián)、加密和過濾開銷。因此，期望用于具有至少一個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)的無線網(wǎng)絡(luò)的關(guān)聯(lián)、加密 和過濾的改進(jìn)系統(tǒng)、方法和設(shè)備。
[0009] 攝述
[0010] 本發(fā)明的系統(tǒng)、方法和設(shè)備各自具有若干方面，其中并非僅靠任何單一方面來負(fù) 責(zé)其期望屬性。在不限制如由所附權(quán)利要求所表達(dá)的本發(fā)明的范圍的情況下，現(xiàn)在將簡要 地討論一些特征。在考慮此討論后，并且尤其是在閱讀題為"詳細(xì)描述"的章節(jié)之后，將理解 本發(fā)明的特征是如何提供包括無線網(wǎng)絡(luò)中的接入點(diǎn)和站之間的改進(jìn)的通信在內(nèi)的優(yōu)點(diǎn)的。 [0011] 本公開的一個(gè)創(chuàng)新方面提供了一種在無線網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行通信的方法。該無線網(wǎng)絡(luò)包 括接入點(diǎn)和中繼站。該方法包括在中繼站處向客戶端指示接入點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)地址。該方法進(jìn)一 步包括從客戶端接收尋址到接入點(diǎn)的關(guān)聯(lián)請求。該方法進(jìn)一步包括傳送包括中繼控制元素 的消息。
[0012] 本公開的另一個(gè)創(chuàng)新方面包括一種在無線網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行通信的方法。該方法包括至 少部分基于原始源地址和最終目的地地址來加密消息。該方法進(jìn)一步包括將經(jīng)加密的消息 傳送給中繼站以供遞送到最終目的地地址。
[0013] 本公開的另一個(gè)創(chuàng)新方面包括一種配置成在無線網(wǎng)絡(luò)中通信的設(shè)備。該無線網(wǎng)絡(luò) 包括接入點(diǎn)和中繼站。該設(shè)備包括處理器，該處理器被配置成向客戶端指示接入點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò) 地址。該設(shè)備進(jìn)一步包括接收機(jī)，該接收機(jī)被配置成從客戶端接收尋址到接入點(diǎn)的關(guān)聯(lián)請 求。該設(shè)備包括發(fā)射機(jī)，該發(fā)射機(jī)被配置成傳送包括中繼控制元素的消息。
[0014] 本公開的另一個(gè)創(chuàng)新方面包括一種配置成在無線網(wǎng)絡(luò)中通信的設(shè)備。該設(shè)備包括 處理器，該處理器被配置成至少部分基于原始源地址和最終目的地地址來加密消息。該設(shè) 備進(jìn)一步包括發(fā)射機(jī)，該發(fā)射機(jī)被配置成將經(jīng)加密的消息傳送給中繼站以供遞送到最終目 的地地址。
[0015] 本公開的另一個(gè)創(chuàng)新方面包括一種用于在無線網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行通信的設(shè)備。該無線網(wǎng) 絡(luò)包括接入點(diǎn)和中繼站。該設(shè)備包括用于向客戶端指示接入點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)地址的裝置。該設(shè)備 進(jìn)一步包括用于從客戶端接收尋址到接入點(diǎn)的關(guān)聯(lián)請求的裝置。該設(shè)備進(jìn)一步包括用于將 該關(guān)聯(lián)請求轉(zhuǎn)發(fā)給接入點(diǎn)的裝置。
[0016] 本公開的另一個(gè)創(chuàng)新方面包括一種用于在無線網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行通信的設(shè)備。該設(shè)備包 括用于至少部分基于原始源地址和最終目的地地址來加密消息的裝置。該設(shè)備進(jìn)一步包括 用于將經(jīng)加密的消息傳送給中繼站以供遞送到最終目的地地址的裝置。
[0017] 本公開的另一個(gè)創(chuàng)新方面包括一種包括代碼的非瞬態(tài)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，該代碼在 被執(zhí)行時(shí)使裝置向客戶端指示接入點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)地址。該介質(zhì)進(jìn)一步包括在被執(zhí)行時(shí)使該裝置 從客戶端接收尋址到接入點(diǎn)的關(guān)聯(lián)請求的代碼。該介質(zhì)進(jìn)一步包括在被執(zhí)行時(shí)使該裝置將 該關(guān)聯(lián)請求轉(zhuǎn)發(fā)給接入點(diǎn)的代碼。
[0018] 本公開的另一個(gè)創(chuàng)新方面包括一種包括代碼的非瞬態(tài)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，該代碼在 被執(zhí)行時(shí)使裝置至少部分基于原始源地址和最終目的地地址來加密消息。該介質(zhì)進(jìn)一步包 括在被執(zhí)行時(shí)使該裝置將經(jīng)加密的消息傳送給中繼站以供遞送到最終目的地地址的代碼。
[0019] 本公開的另一個(gè)創(chuàng)新方面包括一種在無線網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行通信的方法。該無線網(wǎng)絡(luò)包 括接入點(diǎn)和中繼站。該方法包括在接入點(diǎn)處接收來自客戶端的關(guān)聯(lián)請求。該關(guān)聯(lián)請求由中 繼站轉(zhuǎn)發(fā)。該方法進(jìn)一步包括確定關(guān)聯(lián)的成功或失敗。該方法進(jìn)一步包括在關(guān)聯(lián)失敗時(shí)向 中繼站傳送來自客戶端的一個(gè)或多個(gè)后續(xù)消息應(yīng)當(dāng)被過濾的指示。
[0020] 本公開的另一個(gè)創(chuàng)新方面包括一種配置成在無線網(wǎng)絡(luò)中通信的設(shè)備。該無線網(wǎng)絡(luò) 包括接入點(diǎn)和中繼站。該設(shè)備包括接收機(jī)，該接收機(jī)被配置成從客戶端接收由中繼站轉(zhuǎn)發(fā) 的關(guān)聯(lián)請求。該設(shè)備進(jìn)一步包括處理器，該處理器被配置成確定關(guān)聯(lián)的成功或失敗。該設(shè) 備進(jìn)一步包括發(fā)射機(jī)，該發(fā)射機(jī)被配置成在關(guān)聯(lián)失敗時(shí)向中繼站傳送來自客戶端的一個(gè)或 多個(gè)后續(xù)消息應(yīng)當(dāng)被過濾的指示。
[0021] 本公開的另一個(gè)創(chuàng)新方面包括一種用于在無線網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行通信的設(shè)備。該無線網(wǎng) 絡(luò)包括接入點(diǎn)和中繼站。該設(shè)備包括用于在接入點(diǎn)處接收來自客戶端的由中繼站轉(zhuǎn)發(fā)的關(guān) 聯(lián)請求的裝置。該設(shè)備進(jìn)一步包括用于確定關(guān)聯(lián)的成功或失敗的裝置。該設(shè)備進(jìn)一步包括 用于在關(guān)聯(lián)失敗時(shí)向中繼站傳送來自客戶端的一個(gè)或多個(gè)后續(xù)消息應(yīng)當(dāng)被過濾的指示的 裝置。
[0022] 本公開的另一個(gè)創(chuàng)新方面包括一種包括代碼的非瞬態(tài)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，該代碼在 被執(zhí)行時(shí)使裝置接收來自客戶端的由中繼站轉(zhuǎn)發(fā)的關(guān)聯(lián)請求。該介質(zhì)進(jìn)一步包括在被執(zhí)行 時(shí)使該裝置確定關(guān)聯(lián)的成功或失敗的代碼。該介質(zhì)進(jìn)一步包括在被執(zhí)行時(shí)使該裝置在關(guān)聯(lián) 失敗時(shí)向中繼站傳送來自客戶端的一個(gè)或多個(gè)后續(xù)消息應(yīng)當(dāng)被過濾的指示的代碼。
[0023] 附圖簡沐
[0024] 圖1示出了示例性無線通信系統(tǒng)。
[0025] 圖2A示出了其中可采用本公開的各方面的另一示例性無線通信系統(tǒng)。
[0026] 圖2B示出了其中可采用本公開的各方面的另一示例性無線通信系統(tǒng)。
[0027] 圖3示出了可在圖1、2A和/或2B的無線通信系統(tǒng)內(nèi)采用的無線設(shè)備的示例性功 能框圖。
[0028] 圖4A解說了根據(jù)一實(shí)施例的無線通信系統(tǒng)。
[0029] 圖4B解說了根據(jù)另一實(shí)施例的無線通信系統(tǒng)。
[0030] 圖4C解說了根據(jù)另一實(shí)施例的無線通信系統(tǒng)。
[0031] 圖5解說了根據(jù)另一實(shí)施例的無線通信系統(tǒng)。
[0032] 圖6是在無線網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行通信的示例性方法的流程圖。
[0033] 圖7是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的無線設(shè)備的功能框圖。
[0034] 圖8是在無線網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行通信的另一示例性方法的流程圖。
[0035] 圖9是根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實(shí)施例的無線設(shè)備的功能框圖。
[0036] 圖10是在無線網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行通信的另一示例性方法的流程圖。
[0037] 圖11是根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實(shí)施例的無線設(shè)備的功能框圖。
[0038] 圖12示出了示例性四地址管理幀格式。
[0039] 圖13A示出了示例性中繼信息元素。
[0040] 圖13B示出了示例性中繼控制字段值以及與這些值相關(guān)聯(lián)的含義。
[0041] 圖14A示出了示例性可抵達(dá)地址更新幀格式。
[0042] 圖14B示出了示例性可抵達(dá)地址元素。
[0043] 詳細(xì)描沐
[0044] 以下參照附圖更全面地描述本新穎系統(tǒng)、裝置和方法的各種方面。然而，本公開 可用許多不同形式來實(shí)施并且不應(yīng)解釋為被限定于本公開通篇給出的任何具體結(jié)構(gòu)或功 能。確切而言，提供這些方面是為了使本公開將是透徹和完整的，并且其將向本領(lǐng)域技術(shù)人 員完全傳達(dá)本公開的范圍。基于本文中的教導(dǎo)，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)領(lǐng)會(huì)到，本公開的范圍旨 在覆蓋本文中公開的這些新穎的系統(tǒng)、裝置和方法的任何方面，不論其是獨(dú)立實(shí)現(xiàn)的還是 與本發(fā)明的任何其他方面組合實(shí)現(xiàn)的。例如，可使用本文所闡述的任何數(shù)目的方面來實(shí)現(xiàn) 裝置或?qū)嵺`方法。另外，本發(fā)明的范圍旨在覆蓋使用作為本文中所闡述的本發(fā)明各種方面 的補(bǔ)充或者與之不同的其他結(jié)構(gòu)、功能性、或者結(jié)構(gòu)及功能性來實(shí)踐的裝置或方法。應(yīng)當(dāng)理 解，本文所披露的任何方面可由權(quán)利要求的一個(gè)或多個(gè)要素來實(shí)施。
[0045] 盡管本文描述了特定方面，但這些方面的眾多變體和置換落在本公開的范圍之 內(nèi)。盡管提到了優(yōu)選方面的一些益處和優(yōu)點(diǎn)，但本公開的范圍并非旨在被限定于特定益處、 用途或目標(biāo)。確切而言，本公開的各方面旨在寬泛地適用于不同的無線技術(shù)、系統(tǒng)配置、網(wǎng) 絡(luò)、和傳輸協(xié)議，其中一些藉由示例在附圖和以下對優(yōu)選方面的描述中解說。詳細(xì)描述和附 圖僅僅解說本公開而非限定本公開，本公開的范圍由所附權(quán)利要求及其等效技術(shù)方案來定 義。
[0046] 流行的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可包括各種類型的無線局域網(wǎng)（WLAN)。WLAN可被用來采用 廣泛使用的聯(lián)網(wǎng)協(xié)議來將近旁設(shè)備互連在一起。本文中所描述的各個(gè)方面可應(yīng)用于任何通 信標(biāo)準(zhǔn)，諸如無線協(xié)議。
[0047] 在一些方面，亞千兆赫頻帶中的無線信號可根據(jù)IEEE802. 11協(xié)議使用正交頻分 復(fù)用（OFDM)、直接序列擴(kuò)頻（DSSS)通信、OFDM和DSSS通信的組合或其他方案來傳送。IEEE 802. 11協(xié)議的諸實(shí)現(xiàn)可被用于傳感器、計(jì)量和智能網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)。有利地，實(shí)現(xiàn)IEEE802. 11協(xié) 議的某些設(shè)備的諸方面可以比實(shí)現(xiàn)其他無線協(xié)議的設(shè)備消耗更少的功率，和/或可被用于 跨相對較長的距離（例如，約1公里或更長）來傳送無線信號。
[0048] 在一些實(shí)現(xiàn)中，WLAN包括各種被稱為"節(jié)點(diǎn)"的互連設(shè)備。例如，WLAN可包括接入 點(diǎn)（"AP"）和站（"STA"或"客戶端"）。一般而言，AP可用作WLAN的中樞或基站，而STA 用作WLAN的用戶。例如，STA可以是膝上型計(jì)算機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理（PDA)、移動(dòng)電話等。在一 示例中，STA經(jīng)由遵循WI-FI?的無線鏈路（例如IEEE802. 11協(xié)議，諸如802.lls、802.llh、 802.lla、802.llb、802.llg和/或802.lln等）連接到AP，以獲得到因特網(wǎng)或到其他廣域 網(wǎng)的一般連通性。在一些實(shí)現(xiàn)中，STA也可被用作AP。
[0049] 接入點(diǎn)（"AP"）還可包括、被實(shí)現(xiàn)為或被稱為網(wǎng)關(guān)、B節(jié)點(diǎn)、無線電網(wǎng)絡(luò)控制器 ("RNC"）、演進(jìn)型B節(jié)點(diǎn)、基站控制器（"BSC"）、基站收發(fā)臺(tái)（"BTS"）、基站（"BS"）、收 發(fā)機(jī)功能（"TF"）、無線電路由器、無線電收發(fā)機(jī)，或一些其他術(shù)語。
[0050] 站（"STA"）還可包括、被實(shí)現(xiàn)為、或被稱為接入終端（"AT")、訂戶站、訂戶單元、 移動(dòng)站、遠(yuǎn)程站、遠(yuǎn)程終端、用戶終端、用戶代理、用戶設(shè)備、用戶裝備、或其他某個(gè)術(shù)語。在 一些實(shí)現(xiàn)中，接入終端可包括蜂窩電話、無繩電話、會(huì)話發(fā)起協(xié)議（"SIP"）話機(jī)、無線本地 環(huán)路（"WLL"）站、個(gè)人數(shù)字助理（"PDA"）、具有無線連接能力的手持式設(shè)備、或連接到無 線調(diào)制解調(diào)器的其他某種合適的處理設(shè)備。因此，本文所教導(dǎo)的一個(gè)或多個(gè)方面可被納入 到電話（例如，蜂窩電話或智能電話）、計(jì)算機(jī)（例如，膝上型計(jì)算機(jī)）、便攜式通信設(shè)備、頭 戴式送受話器、便攜式計(jì)算設(shè)備（例如，個(gè)人數(shù)據(jù)助理）、娛樂設(shè)備（例如，音樂或視頻設(shè)備、 或衛(wèi)星無線電）、游戲設(shè)備或系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)設(shè)備、或被配置成經(jīng)由無線介質(zhì)通信的任 何其他合適的設(shè)備中。
[0051] 如以上所討論的，本文所描述的某些設(shè)備可實(shí)現(xiàn)例如IEEE802. 11標(biāo)準(zhǔn)中的一個(gè) 或多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。此類設(shè)備（無論是用作STA還是AP還是其他設(shè)備）可被用于智能計(jì)量或者 用在智能網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)中。此類設(shè)備可提供傳感器應(yīng)用或者用在家庭自動(dòng)化中。這些設(shè)備可用 在健康護(hù)理環(huán)境中，例如用于個(gè)人健康護(hù)理。這些無線設(shè)備也可被用于監(jiān)督以實(shí)現(xiàn)范圍擴(kuò) 展的因特網(wǎng)連通性（例如，供與熱點(diǎn)聯(lián)用）或者實(shí)現(xiàn)機(jī)器對機(jī)器通信。
[0052] 無線網(wǎng)絡(luò)上無線設(shè)備的傳輸范圍是距離受限的。為了容適在無線網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行通信 的設(shè)備的受限傳輸范圍，接入點(diǎn)可被定位成使得接入點(diǎn)在這些設(shè)備的傳輸范圍內(nèi)。在包括 被分開相當(dāng)大的地理距離的各設(shè)備的無線網(wǎng)絡(luò)中，多個(gè)接入點(diǎn)可能是確保所有設(shè)備能在網(wǎng) 絡(luò)上通信所必需的。包括這多個(gè)接入點(diǎn)會(huì)增加實(shí)現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)的成本。因此，在無線網(wǎng)絡(luò)橫 跨可能超過網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備的傳輸范圍的距離時(shí)降低對附加接入點(diǎn)的需要的無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì) 會(huì)是期望的。
[0053] 與接入點(diǎn)相比，中繼站可能不那么昂貴。例如，一些接入點(diǎn)設(shè)計(jì)可包括無線聯(lián)網(wǎng)硬 件和足以與諸如以太網(wǎng)的基于傳統(tǒng)有線LAN的技術(shù)對接的硬件。此附加的復(fù)雜度可導(dǎo)致接 入點(diǎn)比中繼站更昂貴。另外，由于接入點(diǎn)可與有線LAN對接，因此安裝多個(gè)接入點(diǎn)的成本可 超出接入點(diǎn)自身的成本，并且可包括與有線LAN相關(guān)聯(lián)的連線成本，以及與有線LAN的安裝 和配置相關(guān)聯(lián)的人工成本和其他安裝成本。使用中繼站而非接入點(diǎn)可減少