动到下一个信道（例如，信道#2)以同样方式执行扫描（即，在信道#2上探测请求/响应 的发送/接收）。
[0095] 虽然在图5中未示出，但是扫描可以以被动扫描方式执行。在执行被动扫描操作 中，执行扫描的STA等待信标帧，同时从一个信道移动到另一个信道。该信标帧，作为在 IEEE 802. 11中的管理帧之一，被周期地发送以通知无线网络的存在并且允许执行扫描的 STA找到无线网络并且参与无线网络。在BSS中，AP周期地发送信标帧。在IBSS中，IBSS 的STA轮流发送信标帧。当执行扫描的STA接收信标帧时，STA存储有关在信标帧中包含 的BSS的信息，并且移动到下一个信道。以这样的方式，STA记录在每个信道上接收到的信 标帧信息。已经接收信标帧的STA存储在接收的信标帧中包含的BSS相关信息，并且然后 移动到下一个信道以及以同样方式执行扫描。
[0096] 在主动扫描和被动扫描之间的比较中，就延迟和功率消耗而言，主动扫描比被动 扫描更加有利。
[0097] 在STA发现网络之后，STA可以在步骤S520中执行验证。这个验证过程可以称为 第一验证，其与步骤S540的安全设定操作清楚地区分，稍后将会描述。
[0098] 验证过程可以包括由STA发送验证请求帧给AP，并且由AP响应于验证请求帧而发 送验证响应帧给STA。在发送验证请求/响应中使用的验证帧可以对应于管理帧。
[0099] 验证帧可以包含有关验证算法编号、验证交易序列号、状态码、挑战文本、稳健安 全网络（RSN)、有限循环群等的信息。这个信息，作为可以在验证请求/响应帧中包含的信 息的示例，可以替换为其它信息，或者包括附加信息。
[0100] STA可以发送验证请求帧给AP。AP可以基于在接收的验证请求帧中包含的信息来 确定是否验证STA。AP可以通过验证响应帧提供验证结果给STA。
[0101] 在STA成功验证之后，关联过程可以在步骤S530中进行。关联过程可以包括由 STA发送关联请求帧给AP，并且作为响应由AP发送关联响应帧给STA的步骤。
[0102] 例如，关联请求帧可以包括与各种能力相关的信息、信标收听间隔、服务集标识符 (SSID)、支持速率、支持信道、RSN、移动域、支持的操作类别、业务指示映射（??Μ)广播请 求、交互服务能力等。
[0103] 例如，关联响应帧可以包括与各种能力、状态码、关联ID(AID)、支持速率、增强的 分布式信道接入（EDCA)参数集、接收的信道功率指示符（RCPI)、接收的信号对噪声指示符 (RSNI)、移动域、超时间隔（关联恢复时间）、重叠BSS扫描参数、TIM广播响应、QoS映射等 相关的信息。
[0104] 与能够在关联请求/响应帧中包含的信息的一些部分相对应的前面提到的信息 可以以其它信息替换，或者包括附加信息。
[0105] 在STA成功地与网络关联之后，可以在步骤S540中执行安全设定过程。步骤S540 的安全设定过程可以称为基于稳健安全网络关联（RSNA)请求/响应的验证过程。步骤S520 的验证过程可以称为第一验证过程，并且步骤S540的安全设定过程可以简称为验证过程。
[0106] 步骤S540的安全设定过程可以包括例如基于在LAN (EAP0L)帧上的可扩展验证协 议、通过4路握手来执行私钥设定的过程。此外，可以根据在IEEE 802. 11标准中没有定义 的其它安全方案来执行该安全设定过程。
[0107] WLAN 的涫讲
[0108] IEEE 802. 11在2. 4GHz或者5GHz处使用未经许可的带提供11Mbps (IEEE 802. lib)或者 54Mbps (IEEE 802. 11a)的传输速率。IEEE 802. llg 在 2. 4GHz 使用 OFDM 提 供54Mbps的传输速率。
[0109] 为了克服在WLAN通信速度方面的限制，IEEE 802. lln近来已经作为通信标准 被建立。IEEE 802. lln目的在于提高网络速度和可靠性以及扩展无线网络覆盖。更具体 地，IEEE 802. lln支持540Mbps的最大数据处理速度的高吞吐量（HT)，并且基于在发送 器和接收器这两者上使用多个天线的多输入多输出（MHTO)技术。即，IEEE 802. lln使用 Μ頂0-0FDM提供用于4个空间流的300Mbps的传输速率。IEEE 802. lln支持高达40MHz作 为信道带宽。在这样的情况下，提供600Mbps的传输速率。
[0110] 随着WLAN技术的广泛应用和WLAN应用的多样化，已经需要开发能够支持比由 IEEE 802. lln支持的数据处理速度更高的吞吐量的新WLAN系统。用于支持非常高吞 吐量（VHT)的下一代WLAN系统是IEEE 802. lln WLAN系统的下一个版本（例如，IEEE 802. llac)，并且是近来提出的在MAC服务接入点（MAC SAP)支持大于或者等于lGbps的数 据处理速度的IEEE 802. 11 WLAN系统中的一个。为此，VHT流提供80MHz或者160MHz的 信道带宽和高达8个空间流。当160MHz、8个空间流、256QAM(正交振幅调制）以及短保护 间隔（短GI)的信道带宽都被实现时，高达6. 9Gbps的传输速率被提供。
[0111] 为了有效地利用射频信道，下一代WLAN系统支持其中多个STA能够同时接入信道 的多用户多输入多输出（MU-Μηω)传输方案。根据MU-Mnro传输方案，AP可以同时发送分 组给至少一个Μ頂0配对的STA。
[0112] 此外，正在论述用于在白空间中支持WLAN系统操作的技术。例如，已经在IEEE 802. llaf标准之下论述用于在诸如由于从模拟TV到数字TV的转变而留下空闲的频带（例 如，在54MHz和698MHz之间的带）的TV白空间（TV WS)中引入WLAN系统的技术。然而， 这仅仅是说明性的，并且白空间可以被视为主要由许可用户可使用的许可带。许可用户指 的是已经准许使用许可带的用户，并且也可以称为许可设备、主用户、责任用户等。
[0113] 例如，在白空间（WS)中操作的AP和/或STA应当提供保护许可用户的功能。例 如，在其中诸如麦克风的许可用户已经使用作为在WS带中根据规定划分为具有特定带宽 的频带的特定WS信道的情形下，AP和/或STA不允许使用与WS信道相对应的频带以便保 护许可用户。此外，当许可用户使用该频带时，AP和/或STA应当停止使用该频带用于当 前帧的发送和/或接收。
[0114] 因此，AP和/或STA需要预先检查是否使用在WS带内的特定频带，即是否许可用 户在该频带中。检查是否许可用户在特定频带中称为频谱感测。能量检测方案、签名检测 方案等被用作频谱感测机制。如果接收信号的强度超过预定值，或者当检测到DTV前导，则 AP和/或STA可以确定许可用户正在使用该特定频带。
[0115] 机器对机器（M2M)通信技术已经作为下一代通信技术被论述。在IEEE 802. 11 WLAN系统中支持M2M通信的技术标准IEEE 802. llah也正在发展中。M2M通信，表示一个 或多个机器的通信方案，也可以称为机器型通信（MTC)或者机器对机器（M2M)通信。在此 处，机器可以表示不需要来自于用户直接操纵或者干涉的实体。例如，不仅配备有无线通 信模块的测量计或者售货机，而且诸如无需由用户操纵/干涉能够通过自动接入网络来执 行通信的智能电话的用户设备也可以是机器的示例。M2M通信可以包括设备对设备（D2D) 通信以及在设备与应用服务器之间的通信。作为在设备与应用服务器之间的通信的示例， 可以存在在售货机和应用服务器之间的通信，在销售点（P0S)设备和应用服务器之间的通 信，以及在电表、煤气表或者水表与应用服务器之间通信。基于M2M通信的应用可以包括安 全、运输和医疗应用。考虑到前面提到的应用示例的特征，M2M通信需要支持在包括大量设 备的环境下以低速度偶然发送/接收少量的数据。
[0116] 具体地，M2M通信需要支持大量的STA。虽然当前的WLAN系统假设一个AP与高达 2007个STA相关联，但是已经关于M2M通信论述了支持其中更多的STA (例如，大约6000个 STA)与一个AP相关联的其它情形的各种方法。此外，所期待的是在M2M通信中支持/需要 低传送速率的许多应用。为了平滑地支持许多STA，在WLAN系统中的STA可以基于业务指 示映射（TIM)识别要向其发送的数据的存在或不存在，并且减小TIM的位图大小的几个方 法已经在讨论中。此外，所期待的是在M2M通信中将有具有非常长的发送/接收间隔的很 多业务数据。例如，在M2M通信中，非常少量的数据，诸如电/气/水计量，需要以长的间隔 (例如，每月）发送和接收。因此，已经论述了有效率地支持下述情况的方法，即，在一个信 标周期期间非常少数的STA具有从AP接收的数据帧，同时要与一个AP相关联的STA的数 目在WLAN系统中增加。
[0117] 如上所述，WLAN技术正在迅速地演进，并且不仅前面提到的示例性技术，而且用于 直接链路设定的其它技术，媒质流吞吐量的改进、高速和/或大规模的初始会话设定的支 持、以及扩展带宽和工作频率的支持正在开发中。
[0118] 媒质接入机制
[0119] 在基于IEEE 802. 11的WLAN系统中，媒质访问控制（MAC)的基本接入机制是具有 冲突避免（CSMA/CA)机制的载波监听多路访问。CSMA/CA机制，也称作IEEE 802. 11 MAC的 分布协调功能（DCF)，基本上采用"先听后讲"接入机制。根据这种接入机制，在数据传输之 前，AP和/或STA可以以预先确定的时间间隔（例如，DCF帧间空间（DIFS))执行感测射频 信道或者媒质的空闲信道评估（CCA)。当在感测中确定媒质是处于空闲状态时，帧传输通过 该媒质开始。另一方面，当感测媒质处于占用状态时，AP和/或STA不开始传输，而是建立 用于媒质接入的延迟时间（例如，随机回退时段），并且在该时段期间的等待之后，尝试执 行帧传输。通过随机回退时段的应用，所期待的是在等待不同的时间之后，多个STA将尝试 开始帧传输，导致将冲突减到最小。
[0120] 此外，IEEE 802. 11 MAC协议提供混合协调功能（HCF)。HCF基于DCF和点协调功 能（PCF)。PCF指的是基于轮询的同步接入方案，其中周期地执行轮询以允许所有接收AP 和/或STA接收数据帧。此外，HCF包括增强的分布信道接入（EDCA)和HCF控制的信道接 入（HCCA)。当由提供商提供给多个用户的接入方案基于竞争时，实现EDCA。在采用轮询机 制的无竞争信道接入方案中实现HCCA。此外，HCF包括用于改善WLAN的服务质量（QoS)的 媒质接入机制，并且可以在竞争时段（CP)和无竞争时段（CFP)这两者期间发送QoS数据。
[0121] 图6图示回退过程。
[0122] 在下文中，将会参考图6描述基于随机回退时段的操作。如果媒质从占用或者忙 碌状态转换为空闲状态，则几个STA可以尝试发送数据（或者帧）。在最小化冲突的方法 中，每个STA选择随机回退计数，等待与选择的回退计数相对应的时隙时间，然后尝试开始 传输。随机回退计数具有伪随机整数的值，并且可以被设置为在〇和CW之间的范围中的值。 在此处，CW是竞争窗口参数值。虽然CW参数作为初始值被给定为CWmin，但是如果传输失败 (例如，如果没有接收到传输帧的ACK)，则初始值可以被加倍。如果CW参数值是CWmax，则 维持CWmax直至数据传输成功，并且同时可以尝试数据传输。如果数据传输成功，则CW参数 值被重置为CWmin。优选地，CW的值CWmin和CWmax被设置为2n-l (这里η = 0、1、2、…）。
[0123] 一旦随机回退过程开始，STA连续地监测媒质，同时根据确定的回退计数值倒计数 回退时隙。如果该媒质被监测为处于占用状态，则STA停止倒计数，并且等待预先确定的时 间。如果媒质处于空闲状态，则剩余的倒计数恢复。
[0124] 在图6示出的示例中，如果STA3发送的分组到达STA3的MAC，则STA3可以确认 在DIFS中该媒质处于空闲状态，并且立即传输帧。其间，其它STA监测媒质的忙碌状态，并 且在待机模式下操作。在STA3的操作期间，STA1、STA2和STA5中的每一个可以具有要被 发送的数据。如果媒质的空闲状态被监测，则STA1、STA2、以及STA5中的每一个等待DIFS 时间，然后根据由它们已经选择的随机回退计数值执行回退时隙的倒计数。在图6示出的 示例中，STA2选择最低的回退计数值，并且STA1选择最高的回退计数值。即，在STA2完成 回退计数之后开始数据传输时，STA5的剩余回退时间比STA1的剩余回退时间短。在STA2 占用媒质时，STA1和STA5中的每一个临时地停止倒计数，并且等待。当STA2占用终止，并 且媒质返回到空闲状态时，STA1和STA5中的每一个等待预先确定的DIFS时间，并且重新 开始回退计数。即，在剩余回退时隙之后，只要剩余回退时间被倒计数，则帧传输可以开始。 由于STA5的剩余回退时间比STA1的短，所以STA5开始帧传输。同时，在STA2占用媒质时 STA4可以给出要发送的数据。在这种情况下，当媒质处于空闲状态时，STA4可以等待DIFS 时间，根据由STA4选择的随机回退计数值执行倒计数，然后开始帧传输。图6示例性地图 示其中STA5的剩余回退时间意外地等于STA4的随机回退计数值的情形。在这种情况下， 冲突会在STA4和STA5之间出现。如果冲突在STA4和STA5之间出现，则STA4或STA5都 不接收ACK，并且因此，数据传输失败。在这种情况下，STA4和STA5中的每一个可以将CW 值加倍，选择随机回退计数值，然后执行倒计数。同时，在媒质由于由STA4和STA5进行的 传输操作而处于占用状态时，STA1等待。在这种情况下，当媒质返回到空闲状态时，STA1等 待DIFS时间，然后在经过了剩余回退时间之后，开始帧传输。
[0125] STA的感测橾作
[0126] 如上所述，CSMA/CA机制不仅包括AP和/或STA通过其直接感测媒质的物理载 波感测，而且包括虚拟载波感测。执行虚拟载波感测以解决在媒质接入中遇到的一些问 题（诸如，隐藏节点问题）。在虚拟载波感测中，WLAN系统的MAC可以使用网络分配矢量 (NAV)。借助于NAV值，正在使用媒质或者具有使用媒质权限的AP和/或STA对另一个AP 和/或另一个STA指示在媒质变为可用时间之前的剩余时间。因此，NAV值可以对应于在 其期间媒质将由发送帧的AP和/或STA使用的预留的时段。已经接收NAV值的STA可以 在相对应的时段期间禁止接入媒质。例如，可以根据帧的MAC报头中的持续时间字段的值 来设置NAV。
[0127] 稳健冲突检测机制已经被引入以降低这样的冲突的概率。在下文中，将参考图7 和8描述此机制。实际的载波感测范围可以不与传输范围相同，然而，为了描述简单起见， 将假设实际的载波感测范围与传输范围相同。
[0128] 图7图示隐藏节点和暴露节点。
[0129] 图7(a)示例性地示出隐藏节点。在图7(a)中，STA A与STA B通信，并且STA C 具有要发送的信息。具体地，当在数据传输给STA B之前STA C执行载波感测时，STA C可 以确定媒质处于空闲状态，甚至在其中STA A正在发送信息给STA B的情形下。这是因为 由STA A进行的传输（即，占用媒质）可能无法在STA C的位置处被感测到。在这种情况 下，由于STA B同时地接收STA A的信息和STA C的信息，所以可能出现冲突。在这样的情 况下，STA A可以被认为是STA C的隐藏节点。
[0130] 图7(b)示例性地示出暴露节点。在图13(b)中，在其中STA B正在发送数据给 STA A的情形下，STA C具有要发送到STA D的信息。在这种情况下，STA C可以执行载波 感测并且确定媒质由于由STA B的传输而被占用。因此，虽然STA C具有要发送到STA D 的信息，但是由于感测到媒质的占用状态，所以STA C将等待直到媒质切换回到空闲状态。 然而，由于STA A实际上位于STA C的传输范围以外，所以就STA A而言，来自STA C的传 输可能不与来自STA B的传输冲突，并且STA C不必等待直到STA B停止传输。在这样的 情况下，STA C可以被视为STA B的暴露节点。
[0131] 图 8 图示 RTS 和 CTS。
[0132] 为了在如图7所示的示例性情形下有效率地使用冲突避免机制，可以使用短信令 分组，诸如RTS (请求发送）和CTS (准备发送）。在两个STA之间的RTS/CTS可以由附近 的STA旁听，使得附近的STA可以考虑信息是否在两个STA之间通信。例如，如果发送数据 的STA发送RTS帧给要接收数据的另一个STA，则接收数据的STA可以发送CTS帧给附近的 STA，从而通知附近的STA该STA将要接收数据。
[0133] 图8(a)示例性地示出解决隐藏节点问题的方法。该方法假定其中STA A和STA C这两者试图发送数据给STA B的情形。如果STA A发送RTS给STA B，则STA B发送CTS 给位于STA B周围的STA A和STA C这两者。因此，STA C等待直到STA A和STA B停止 数据传输为止，并且因此避免冲突。
[0134] 图8 (b)示例性地示出解决暴露节点问题的方法。STA C可以旁听在STA A和STA B之间的RTS/CTS传输，从而确定当其发送数据给另一个STA (例如，STA D)时，将不出现冲 突。即，STA B可以发送RTS给所有附近的STA，并且仅仅发送CTS给实际上具有要发送的 数据的STA A。由于STA C仅仅接收RTS，但是未能接收STA A的CTS，所以STA C可以识别 STA A位于STA C的载波感测范围以外。
[0135] 功率管理
[0136] 如上所述，在WLAN系统中的STA在它们执行发送/接收操作之前应执行信道感 测。持久执行信道感测导致STA持续的功率消耗。在接收状态和发送状态之间在功率消耗 方面没有很大差别，并且连续保持接收状态会导致对提供有有限功率（即，由电池操作）的 STA的大负载。因此，如果STA保持接收待机模式以便持续地感测信道，则就WLAN吞吐量而 言，功率被无效率地耗费而没有特殊优势。为了解决这个问题，WLAN系统支持STA的功率 管理（PM)模式。
[0137] STA的PM模式被划分为激活模式和节能（PS)模式。STA基本上以激活模式操作。 以激活模式操作的STA保持唤醒状态。当STA处于唤醒状态时，则STA可以正常地执行帧 发送/接收、信道扫描等。另一方面，在PS模式中的STA通过在睡眠状态（或者瞌睡状态） 和唤醒状态之间切换来操作。睡眠状态下的STA以最小功率操作，并且既不执行帧发送/ 接收也不执行信道扫描。
[0138] 随着STA在睡眠状态下操作的时间增加，STA的功率消耗减少，并且因此STA操作 持续时间增加。然而，因为在睡眠状态下不允许帧的发送或者接收，所以STA不能够长时间 无条件地在睡眠状态下操作。当在睡眠状态下操作的STA具有发送到AP的帧时，其可以被 切换到唤醒状态以发送/接收帧。另一方面，当AP具有发送到处于睡眠状态下的STA的帧 时，STA不能接收该帧也不能识别帧的存在。因此，为了识别要发送到STA的帧的存在或者 不存在（或者如果帧存在则为了接收帧），STA会需要根据特定的周期切换到唤醒状态。
[0139] 图9图示功率管理操作。
[0140] 参考图9, AP 210以预先确定的时间间隔发送信标帧给存在于BSS之中的 STA(S211、S212、S213、S214、S215和S216)。该信标帧包括业务指示映射（??Μ)信息元素。 ??Μ信息元素包含指示AP 210已经缓存用于与AP 210相关联的STA业务和将发送帧的信 息。??Μ元素包括用于通知单播帧的??Μ和用于通知多播或者广播帧的传递业务指示映射 (DI1M) 〇
[0141] 信标帧每发送三次，AP 210可以发送DTIM-次。STA1 220和STA2 222是在PS 模式下操作的STA。STA1 220和STA2 222中的每一个可以在预先确定的周期的每个唤醒 间隔处从睡眠状态转换为唤醒状态，以接收由AP 210发送的??Μ元素。每个STA可以基于 其自身的本地时钟来计算切换到唤醒状态的切换时间。在图15示出的示例中，假设STA的 时钟与AP的时钟一致。
[0142] 例如，预先确定的唤醒间隔可以以这样的方式设置，即，STA1 220能够在每个信标 间隔处切换到唤醒状态来接收??Μ元素。因此，当AP 210首次发送信标帧时（S211)，STA1 220可以切换到唤醒状态（S221)。因此，STA1 220可以接收该信标帧，并且获取??Μ元素。 如果获取的??Μ元素指示存在要发送到STA1 220的帧，则STA1 220可以发送请求帧的传 输的节能（PS)轮询帧给AP 210(S221a)。响应于PS-轮询帧，AP 210可以发送该帧给STA 1 220 (S231)。在完成接收该帧之后，STA1 220切换回到睡眠状态并且在睡眠状态下操作。
[0143] 当AP 210第二次发送信标帧时，媒质处于忙碌状态下，其中媒质由另一个设备接 入，并且因此，AP 210不可以在正确的信标间隔处发送信标帧，但是可以在延迟时间处发送 信标帧（S212)。在这种情况下，STA1 220根据信标间隔被切换到唤醒状态，但是其没有接 收其传输被延迟的信标帧，并且因此被切换回到睡眠状态（S222)。
[0144] 当AP 210第三次发送信标帧时，信标帧可以包括设置为DHM的??Μ元素。然而， 由于媒质处于忙碌状态，所以AP 210在延迟时间处发送信标帧（S213)。STA1 220根据信 标间隔可以被切换到唤醒状态，并且可以通过由AP 210发送的信标帧获取DHM。假设由 STA1 220获取的DHM指示没有要发送到STA1 220的帧，而是存在用于另一个STA的帧。 在这种情况下，STA1 220可以确认没有要接收的帧，并且切换回到睡眠状态以在睡眠状态 下操作。在信标帧的传输之后，AP 210将帧发送到相应的STA(S232)。
[0145] AP 210第四次发送信标帧（S214)。由于其还无法通过两次先前的??Μ元素接收操 作获取指示用于STA1 220的缓存的业务