專利名稱：無線通信方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉無線通信方法，尤其涉及用于在至少兩個無線接入點(diǎn)之間進(jìn)行無線通信的方法。
背景技術(shù)：
近年來，隨著無線通信技術(shù)的不斷進(jìn)步，無線局域網(wǎng)(WirelessLocal Area Network，縮寫為WLAN)，這種利用無線技術(shù)在空中傳輸數(shù)據(jù)、話音和視頻信號的解決方案，已經(jīng)作為傳統(tǒng)布線網(wǎng)絡(luò)的一種替代方案或延伸。采用無線局域網(wǎng)可以使用戶對有線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行任意的擴(kuò)展和延伸。從個人及桌邊無線接入，到跨地域的無線數(shù)據(jù)通訊的傳輸，使用戶可以隨時隨地獲取信息，提高了網(wǎng)絡(luò)的使用效率。但是，從理論上講，物理層的限制決定了站點(diǎn)之間可直接通信的距離。對有些網(wǎng)絡(luò)，這樣的距離已經(jīng)足夠；但是對于其它網(wǎng)絡(luò)而言，卻需要增加覆蓋范圍。
基本服務(wù)集(Basic Service Set，縮寫為BSS)除了可以獨(dú)立存在之外，還可以成為一個包括多個BSS的擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)的一部分。用于連接不同BSS的部分就是所謂的分布式系統(tǒng)(Distribution System，縮寫為DS)。
(無線)接入點(diǎn)(Access Point，縮寫為AP)除了可以起到站點(diǎn)的作用外，還可以通過提供DS服務(wù)而提供到DS的接入。DS和BSS之間的數(shù)據(jù)傳輸通過AP完成。利用DS和BSS，可以創(chuàng)建任意大小和復(fù)雜度的無線網(wǎng)絡(luò)。電氣和電子工程師協(xié)會(Institute ofElectrical and Electronics Engineers，縮寫為IEEE)的802.11系列標(biāo)準(zhǔn)把這種網(wǎng)絡(luò)類型稱為擴(kuò)展服務(wù)集(Extended Service Set，縮寫為ESS)。
對于兩個有線局域網(wǎng)，可以通過兩臺AP將它們連接在一起，實(shí)現(xiàn)兩個有線局域網(wǎng)之間通過無線方式的互連和資源共享，同時也可以實(shí)現(xiàn)有線網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展。在ESS中，AP既可以作為網(wǎng)橋也可以作為中繼器工作。使用無線媒介(Wireless Medium，縮寫為WM)作為分布式系統(tǒng)媒介(Distribution System Medium，縮寫為DSM)的DS我們稱之為無線分布式系統(tǒng)(Wireless Distribution System，縮寫為WDS)。
WDS改變了原有單一、簡單的無線應(yīng)用模式。比如，大型熱點(diǎn)區(qū)域和企業(yè)用戶選用無線WDS技術(shù)的解決方案的時候，可以通過各種可選的無線應(yīng)用方式來連接各個AP，這樣就大大提高了整個網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的靈活型和便捷性。
圖10示出了現(xiàn)有技術(shù)中的ESS。在圖10示出的ESS 1000中，假設(shè)一個數(shù)據(jù)消息要從第一站點(diǎn)(Station，縮寫為STA)1002傳送到第二站點(diǎn)1004。該數(shù)據(jù)消息首先由第一站點(diǎn)1002發(fā)出，然后由第二站點(diǎn)1004接收(輸入到AP)。AP將該數(shù)據(jù)消息交給DS的分發(fā)服務(wù)。分發(fā)服務(wù)的任務(wù)就是在DS內(nèi)，按照這樣一種方法交付這個數(shù)據(jù)消息使該數(shù)據(jù)消息到達(dá)適當(dāng)?shù)腄S目的地，以便于預(yù)定的接受方接收。在圖10的示例中，該數(shù)據(jù)消息被分發(fā)到第三站點(diǎn)1006(輸出AP)，然后第三站點(diǎn)1006通過訪問WM將該數(shù)據(jù)消息發(fā)送給第四站點(diǎn)1008(預(yù)定的接收方)。
分發(fā)是IEEE 802.11b STA使用的主要服務(wù)。從概念上講，當(dāng)通過DS發(fā)送數(shù)據(jù)消息幀時，對于一個正在ESS中運(yùn)行的STA，輸入該STA或者從該STA輸出的每個數(shù)據(jù)消息都需要調(diào)用分發(fā)服務(wù)。分發(fā)通過分布式系統(tǒng)服務(wù)(Distribution System Service，縮寫為DSS)來實(shí)現(xiàn)。
IEEE 802.11沒有規(guī)定消息如何在DS中被分發(fā)。要求IEEE802.11完成的全部任務(wù)就是為DS提供足夠的信息，以便使DS能夠根據(jù)預(yù)定的接收方找到相應(yīng)的消息“輸出”點(diǎn)，然后經(jīng)過該“輸出”點(diǎn)找到預(yù)定的接收方。通過三個互相關(guān)聯(lián)的服務(wù)(關(guān)聯(lián)，重新關(guān)聯(lián)，去關(guān)聯(lián))給DS提供這些必要的信息。
但是，在無線分布式系統(tǒng)(Wireless Distribution System，縮寫為WDS)中，對AP間通過無線信道進(jìn)行發(fā)現(xiàn)、協(xié)商的方法、AP間數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞健⒁约癆P間的認(rèn)證和數(shù)據(jù)加密的方式等均無統(tǒng)一的解決方案。
也就是說，當(dāng)構(gòu)建包括擴(kuò)展服務(wù)集的無線局域網(wǎng)時，數(shù)據(jù)需要在AP之間傳輸，但是由于目前沒有制定AP之間認(rèn)證、連接和數(shù)據(jù)加密的標(biāo)準(zhǔn)，各個實(shí)現(xiàn)了AP互通的廠商大多是使用的自定義的私有協(xié)議進(jìn)行的，從而導(dǎo)致不同廠商的AP之間不能互通。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供能夠克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的至少一種缺陷的無線通信方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種用于在至少兩個無線接入點(diǎn)之間進(jìn)行無線通信的方法，所述至少兩個無線接入點(diǎn)包括第一無線接入點(diǎn)和第二無線接入點(diǎn)，所述方法包括以下步驟S102)所述第一無線接入點(diǎn)至少向所述第二無線接入點(diǎn)發(fā)送探詢請求幀；
S104)所述第二無線接入點(diǎn)對來自所述第一無線接入點(diǎn)的探詢請求幀進(jìn)行響應(yīng)，向所述第一無線接入點(diǎn)發(fā)送探詢響應(yīng)幀；S106)所述第一無線接入點(diǎn)向所述第二無線連接點(diǎn)發(fā)送連接請求幀；S108)所述第二無線接入點(diǎn)對來自所述第一無線接入點(diǎn)的連接請求幀進(jìn)行響應(yīng)，向所述第一無線接入點(diǎn)發(fā)送連接響應(yīng)幀；以及S110)在所述第一無線接入點(diǎn)和所述第二無線接入點(diǎn)之間建立無線通信連接，所述第一無線接入點(diǎn)與所述第二無線接入點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)幀交換。
在上述方法中，所述探詢請求幀和所述探詢響應(yīng)幀均帶有無線分布式系統(tǒng)信息元素。
上述無線分布式系統(tǒng)信息元素包括元素識別碼域、長度域、組織唯一標(biāo)識域、組織唯一標(biāo)識類型域、組織唯一標(biāo)識子類型域、以及版本域。
在上述方法中，在所述步驟S102之前還包括以下步驟S100)在所述第一無線接入點(diǎn)上配置所述第二無線接入點(diǎn)的基本服務(wù)集標(biāo)識。
在上述方法中，在所述步驟S110之后，還包括以下步驟S114)如果所述第一無線接入點(diǎn)和所述第二無線接入點(diǎn)中的任一個或兩者認(rèn)為需要斷開連接，則向?qū)Ψ桨l(fā)送取消連接幀。
上述的取消連接幀包括幀控制域、持續(xù)時間域、第一地址域、第二地址域、第三地址域、順序控制域、第四地址域、目的服務(wù)訪問點(diǎn)域、源服務(wù)訪問點(diǎn)域、控制域、組織代碼域、第一類型域、版本域、第二類型域、原因碼域、以及幀校驗(yàn)序列域。
在上述方法中，在所述步驟S110之后，還包括以下步驟S115)如果所述第一無線接入點(diǎn)和所述第二無線接入點(diǎn)中的任一個或兩者認(rèn)為需要斷開連接，則向?qū)Ψ桨l(fā)送取消連接幀。
在上述方法中，在所述步驟S110中成功建立無線通信連接后，還包括以下步驟S116)所述第二無線接入點(diǎn)啟動老化定時器；S118)如果所述第二無線接入點(diǎn)在規(guī)定的老化時間段內(nèi)沒有收到來自所述第一無線接入點(diǎn)的任何幀，則所述第二無線接入點(diǎn)向所述第一無線接入點(diǎn)發(fā)送帶有無線分布式系統(tǒng)信息元素的探詢請求幀；以及S120)如果所述第二無線接入點(diǎn)沒有接收到來自所述第一無線接入點(diǎn)的應(yīng)答，則所述第二無線接入點(diǎn)向所述第一無線接入點(diǎn)發(fā)送取消連接幀，并由連接狀態(tài)進(jìn)入未連接狀態(tài)。
在上述方法中，在所述步驟S120之后還包括以下步驟S122)所述第一無線接入點(diǎn)啟動掃描定時器，發(fā)送帶有無線分布式系統(tǒng)信息元素的探詢請求幀，主動掃描可以接入的其它無線連接點(diǎn)。
在上述方法中，所述第一無線接入點(diǎn)和所述第二無線接入點(diǎn)之間通過開放式認(rèn)證算法采用一次交互的形式進(jìn)行認(rèn)證。
采用開放式認(rèn)證算法進(jìn)行認(rèn)證時，所述認(rèn)證過程發(fā)生在所述S110之前，包括以下步驟S124)所述第一無線接入點(diǎn)向所述第二無線接入點(diǎn)發(fā)送認(rèn)證請求幀；S126)所述第二無線接入點(diǎn)響應(yīng)于來自所述第一無線接入點(diǎn)的認(rèn)證請求幀，向所述第一無線接入點(diǎn)發(fā)送認(rèn)證響應(yīng)幀；S128)如果認(rèn)證成功，則在所述第一無線接入點(diǎn)和所述第二無線接入點(diǎn)之間建立無線通信連接；以及S130)如果認(rèn)證不成功，則所述第一無線接入點(diǎn)進(jìn)入未連接狀態(tài)，發(fā)送帶有無線分布式系統(tǒng)信息元素的探詢請求幀，主動掃描可以接入的其它無線連接點(diǎn)。
在上述方法中，所述認(rèn)證請求幀和所述認(rèn)證響應(yīng)幀均包括幀控制域、持續(xù)時間域、第一地址域、第二地址域、第三地址域、順序控制域、第四地址域、目的服務(wù)訪問點(diǎn)域、源服務(wù)訪問點(diǎn)域、控制域、組織代碼域、第一類型域、版本域、第二類型域、算法域、認(rèn)證交換順序號域、狀態(tài)碼域、以及幀校驗(yàn)序列域。
在上述方法中，所述認(rèn)證請求幀中的認(rèn)證交換順序號域的值為1，所述認(rèn)證響應(yīng)幀中的認(rèn)證交換順序號域的值為2。
在上述方法中，所述第一無線接入點(diǎn)和所述第二無線接入點(diǎn)之間通過共享密鑰認(rèn)證算法采用兩次交互的形式進(jìn)行認(rèn)證。
采用共享密鑰認(rèn)證算法進(jìn)行認(rèn)證時，所述認(rèn)證過程發(fā)生在所述S110之前，包括以下步驟S132)所述第一無線接入點(diǎn)向所述第二無線接入點(diǎn)發(fā)送第一認(rèn)證幀；S134)所述第二無線接入點(diǎn)響應(yīng)于來自所述第一無線接入點(diǎn)的第一認(rèn)證幀，向所述第一無線接入點(diǎn)發(fā)送第二認(rèn)證幀；S136)所述第一無線接入點(diǎn)響應(yīng)于來自所述第二無線接入點(diǎn)的第二認(rèn)證幀，向所述第二無線接入點(diǎn)發(fā)送第三認(rèn)證幀；S138)所述第二無線接入點(diǎn)響應(yīng)于來自所述第一無線接入點(diǎn)的第三認(rèn)證幀，向所述第一無線接入點(diǎn)發(fā)送第四認(rèn)證幀；S140)如果認(rèn)證成功，則在所述第一無線接入點(diǎn)和所述第二無線接入點(diǎn)之間建立無線通信連接；以及S142)如果認(rèn)證不成功，則所述第一無線接入點(diǎn)進(jìn)入未連接狀態(tài)，發(fā)送帶有無線分布式系統(tǒng)信息元素的探詢請求幀，主動掃描可以接入的其它無線連接點(diǎn)。
所述第一認(rèn)證幀和所述第四認(rèn)證幀均包括幀控制域、持續(xù)時間域、第一地址域、第二地址域、第三地址域、順序控制域、第四地址域、目的服務(wù)訪問點(diǎn)域、源服務(wù)訪問點(diǎn)域、控制域、組織代碼域、第一類型域、版本域、第二類型域、算法域、認(rèn)證交換順序號域、狀態(tài)碼域、以及幀校驗(yàn)序列域。所述第一認(rèn)證幀的認(rèn)證交換順序號域的值為1，所述第四認(rèn)證幀的認(rèn)證交換順序號域的值為4。
所述第二認(rèn)證幀是帶有質(zhì)詢文本的認(rèn)證幀，其包括幀控制域、持續(xù)時間域、第一地址域、第二地址域、第三地址域、順序控制域、第四地址域、目的服務(wù)訪問點(diǎn)域、源服務(wù)訪問點(diǎn)域、控制域、組織代碼域、第一類型域、版本域、第二類型域、算法域、認(rèn)證交換順序號域、狀態(tài)碼域、質(zhì)詢文本域、以及幀校驗(yàn)序列域。所述第二認(rèn)證幀的認(rèn)證交換順序號域的值為2。
所述第三認(rèn)證幀是帶有質(zhì)詢文本和初始化向量的認(rèn)證幀，其包括幀控制域、持續(xù)時間域、第一地址域、第二地址域、第三地址域、順序控制域、第四地址域、目的服務(wù)訪問點(diǎn)域、源服務(wù)訪問點(diǎn)域、控制域、組織代碼域、第一類型域、版本域、第二類型域、初始化向量域、算法域、認(rèn)證交換順序號域、狀態(tài)碼域、質(zhì)詢文本域、以及幀校驗(yàn)序列域。所述第三認(rèn)證幀的認(rèn)證交換順序號域的值是3。
在認(rèn)證的過程中，所述第一無線接入點(diǎn)響應(yīng)于特定情形，向所述第二無線接入點(diǎn)發(fā)送認(rèn)證取消幀。所述認(rèn)證取消幀包括幀控制域、持續(xù)時間域、第一地址域、第二地址域、第三地址域、順序控制域、第四地址域、目的服務(wù)訪問點(diǎn)域、源服務(wù)訪問點(diǎn)域、控制域、組織代碼域、第一類型域、版本域、第二類型域、原因代碼幀、以及幀校驗(yàn)序列域。所述特定情形可以是所述第一無線接入點(diǎn)處于錯誤狀態(tài)。所述特定情形也可以是所述第一無線接入點(diǎn)或所述第二無線接入點(diǎn)在沒有完成認(rèn)證過程的情況下向所述第二無線接入點(diǎn)或所述第一無線接入點(diǎn)傳送數(shù)據(jù)。
在上述方法中，所述連接請求幀包括幀控制域、持續(xù)時間域、第一地址域、第二地址域、第三地址域、順序控制域、第四地址域、目的服務(wù)訪問點(diǎn)域、源服務(wù)訪問點(diǎn)域、控制域、組織代碼域、第一類型域、版本域、第二類型域、能力信息域、服務(wù)集識別碼域、支持速率域、強(qiáng)壯安全網(wǎng)絡(luò)域、物理層擴(kuò)展速率幀域、擴(kuò)展速率集域、以及幀校驗(yàn)序列域。所述連接響應(yīng)幀包括幀控制域、持續(xù)時間域、第一地址域、第二地址域、第三地址域、順序控制域、第四地址域、目的服務(wù)訪問點(diǎn)域、源服務(wù)訪問點(diǎn)域、控制域、組織代碼域、第一類型域、版本域、第二類型域、能力信息域、狀態(tài)碼域、支持速率域、強(qiáng)壯安全網(wǎng)絡(luò)域、物理層擴(kuò)展速率幀域、擴(kuò)展速率集域、以及幀校驗(yàn)序列域。
在上述方法中，所述第一接入點(diǎn)和所述第二接入點(diǎn)之間通過所述連接請求幀和所述連接響應(yīng)幀中的能力信息域進(jìn)行能力協(xié)商。所述能力信息域與802.11中的能力信息字段相同。
在上述方法中，所述數(shù)據(jù)幀包括幀控制域、持續(xù)時間域、第一地址域、第二地址域、第三地址域、順序控制域、第四地址域、數(shù)據(jù)域、以及幀校驗(yàn)序列域。
在上述方法中，所述數(shù)據(jù)幀是加密數(shù)據(jù)幀，包括幀控制域、持續(xù)時間域、第一地址域、第二地址域、第三地址域、順序控制域、第四地址域、初始化向量域、目的服務(wù)訪問點(diǎn)域、源服務(wù)訪問點(diǎn)域、控制域、組織唯一標(biāo)識符域、虛擬局域網(wǎng)標(biāo)簽域、類型域、數(shù)據(jù)域、完整性檢驗(yàn)值域、以及幀校驗(yàn)序列域。
由于根據(jù)本發(fā)明的無線通信方法和系統(tǒng)提供了ESS中AP之間通信的認(rèn)證、連接、數(shù)據(jù)通信和數(shù)據(jù)加密的解決方案，所以能保證AP(包括不同廠商的AP)之間可以進(jìn)行可靠有效的通信。


圖1示出了WDS的狀態(tài)；圖2a示出了根據(jù)本發(fā)明的采用WDS自動連接方式的無線通信方法的流程圖；圖2b示出了根據(jù)本發(fā)明的采用WDS手動配置連接方式的無線通信方法的流程圖；圖3示出了實(shí)現(xiàn)WDS的保持活性機(jī)制的流程圖；圖4示出了實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的無線通信方法的無線通信系統(tǒng)400的示意圖；圖5a示出了在根據(jù)本發(fā)明的無線通信方法和系統(tǒng)中使用的探詢請求幀和探詢響應(yīng)幀帶有的無線分布式系統(tǒng)信息元素的格式；圖5b示出了在根據(jù)本發(fā)明的無線通信方法和系統(tǒng)中使用的連接請求幀的格式；圖5c示出了在根據(jù)本發(fā)明的無線通信方法和系統(tǒng)中使用的連接響應(yīng)幀的格式；圖5d示出了在根據(jù)本發(fā)明的無線通信方法和系統(tǒng)中使用的取消連接幀的格式；圖5e示出了在根據(jù)本發(fā)明的無線通信方法和系統(tǒng)中使用的數(shù)據(jù)幀的格式；
圖6示出了在根據(jù)本發(fā)明的無線通信方法和系統(tǒng)中使用開放式認(rèn)證算法進(jìn)行一次交互認(rèn)證時的流程圖；圖7示出了在根據(jù)本發(fā)明的無線通信方法和系統(tǒng)中使用共享密鑰認(rèn)證算法進(jìn)行兩次交互認(rèn)證時的流程圖；圖8示出了在圖6示出的使用開放式認(rèn)證算法進(jìn)行一次交互認(rèn)證時的認(rèn)證請求幀和認(rèn)證響應(yīng)幀的格式；圖9a示出了在圖7示出的使用共享密鑰認(rèn)證算法進(jìn)行兩次交互認(rèn)證時的第一認(rèn)證幀的格式；圖9b示出了在圖7示出的使用共享密鑰認(rèn)證算法進(jìn)行兩次交互認(rèn)證時的第二認(rèn)證幀的格式；圖9c示出了在圖7示出的使用共享密鑰認(rèn)證算法進(jìn)行兩次交互認(rèn)證時的第三認(rèn)證幀的格式；圖9d示出了在圖7示出的使用共享密鑰認(rèn)證算法進(jìn)行兩次交互認(rèn)證時的第四認(rèn)證幀的格式；以及圖10示出了現(xiàn)有技術(shù)中的ESS。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在參照附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用于解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
如背景技術(shù)部分所述，當(dāng)構(gòu)建包括擴(kuò)展服務(wù)集的無線局域網(wǎng)時，數(shù)據(jù)需要在AP之間傳輸。由于目前現(xiàn)有技術(shù)中沒有在AP之間進(jìn)行認(rèn)證、連接、數(shù)據(jù)傳輸、以及數(shù)據(jù)加密的統(tǒng)一的技術(shù)方案，各個實(shí)現(xiàn)了AP互通的廠商都是使用的自定義的私有協(xié)議，導(dǎo)致不同廠商的AP不能互通。
本發(fā)明對AP的自動發(fā)現(xiàn)、AP之間的認(rèn)證連接方式及數(shù)據(jù)傳輸?shù)募用芙饷芊绞竭M(jìn)行了定義。目的是為AP之間互相通信的認(rèn)證、連接、數(shù)據(jù)加密解密及AP的自動發(fā)現(xiàn)提供一種統(tǒng)一技術(shù)方案，以實(shí)現(xiàn)不同廠商AP之間的互通。
下面，對WDS的狀態(tài)進(jìn)行說明，圖1示出了WDS的狀態(tài)。相應(yīng)于WDS的連接過程，WDS具有四種狀態(tài)掃描狀態(tài)、未連接未認(rèn)證、已連接未認(rèn)證和已連接已認(rèn)證。
1.掃描狀態(tài)針對WDS連接，AP使用主動掃描來探詢網(wǎng)絡(luò)中支持WDS連接的AP。
主動掃描AP通過發(fā)送廣播的帶WDS IE的探詢請求幀來掃描網(wǎng)絡(luò)中可以接入WDS連接的AP。收到帶WDS IE的探詢請求幀的AP通過回帶WDS IE的探詢響應(yīng)幀來響應(yīng)AP的掃描。
主動掃描規(guī)程①發(fā)出探詢幀；②清除并啟動探詢定時器；以及③如果在探詢定時器達(dá)到最大掃描時間沒有收到探詢響應(yīng)幀則啟動新的一輪掃描過程，如果收到有探詢響應(yīng)幀則結(jié)束掃描過程。此處最大掃描時間是指可設(shè)置的一輪WDS掃描時間。
處于掃描狀態(tài)時AP除了探詢響應(yīng)幀以外不接收任何幀。
2.未連接未認(rèn)證狀態(tài)AP掃描結(jié)束之后進(jìn)入未連接未認(rèn)證狀態(tài)，在未連接未認(rèn)證狀態(tài)AP選擇一個AP加入。AP通過發(fā)送WDS連接請求幀發(fā)起WDS連接，如果收到WDS連接對端AP發(fā)送的WDS連接響應(yīng)幀，并且原因碼指示連接成功，則AP進(jìn)入已連接未認(rèn)證狀態(tài)。
第一接入點(diǎn)具有連接老化定時器，當(dāng)?shù)谝唤尤朦c(diǎn)發(fā)送WDS連接請求幀后啟動連接老化定時器，如果在老化時間內(nèi)沒有收到第二接入點(diǎn)發(fā)送的WDS連接響應(yīng)幀，則重新啟動掃描過程。
3.已連接未認(rèn)證狀態(tài)AP的WDS連接成功則進(jìn)入已連接未認(rèn)證狀態(tài)。AP通過發(fā)送WDS認(rèn)證請求幀來發(fā)起WDS認(rèn)證過程，如果認(rèn)證成功，則AP進(jìn)入已連接已認(rèn)證狀態(tài)。
4.已連接已認(rèn)證狀態(tài)AP認(rèn)證成功則進(jìn)入已連接已認(rèn)證狀態(tài)。在已連接已認(rèn)證狀態(tài)AP可以進(jìn)行正常的數(shù)據(jù)傳輸。
對應(yīng)于WDS的四種狀態(tài)，具有四種WDS幀。
1類幀1類幀允許在狀態(tài)1、狀態(tài)2、狀態(tài)3和狀態(tài)4中使用。
①帶WDS IE的Probe Request幀
②帶WDS IE的Probe Response幀2類幀當(dāng)且僅當(dāng)掃描結(jié)束的條件下，2類幀允許在狀態(tài)2、狀態(tài)3和狀態(tài)4下使用。
①WDS連接請求幀②WDS連接響應(yīng)幀③WDS取消連接幀3類幀當(dāng)且僅當(dāng)已連接的條件下，3類幀允許在狀態(tài)3和狀態(tài)4下使用①WDS認(rèn)證請求幀②WDS認(rèn)證響應(yīng)幀③取消WDS認(rèn)證幀4類幀當(dāng)且僅當(dāng)成功認(rèn)證的條件下，只允許在狀態(tài)4下使用4類幀。
①四地址的數(shù)據(jù)幀表1中定義了WDS幀的類型

表1 WDS幀類型SNAP頭中的類型域使用值0x88a7表示是WDS的管理幀。
WDS幀頭中的版本字段表示當(dāng)前WDS的版本值，該域長度為1字節(jié)；類型字段用來區(qū)分各種WDS管理幀，長度為1字節(jié)。
能力信息、SSID、支持速率集、質(zhì)詢文本(challenge)同820.11定義，RSN與802.11i中定義相同，ERP、擴(kuò)展速率集見802.11g。
WDS連接請求幀用于發(fā)起WDS連接請求幀，WDS連接響應(yīng)幀用于對WDS連接請求的響應(yīng)，通過狀態(tài)碼來判斷連接是否成功和失敗的原因。當(dāng)在狀態(tài)3時收到數(shù)據(jù)幀或在狀態(tài)4和狀態(tài)3需要取消連接時使用WDS取消連接幀。
WDS認(rèn)證幀、WDS帶質(zhì)詢文本的認(rèn)證幀和WDS帶質(zhì)詢文本帶iv的認(rèn)證幀用于AP之間建立認(rèn)證。WDS認(rèn)證幀用于開放式認(rèn)證和共享密鑰認(rèn)證的第一幀、開放式認(rèn)證的第二幀、和共享密鑰認(rèn)證的第四幀。WDS帶質(zhì)詢文本的認(rèn)證幀用于共享密鑰認(rèn)證的第二幀，WDS帶質(zhì)詢文本帶iv的認(rèn)證幀用于共享密鑰認(rèn)證的第三幀。
通過無線信道，有兩種方案可以實(shí)現(xiàn)AP之間的發(fā)現(xiàn)機(jī)制
1.通過接收AP發(fā)送的信標(biāo)幀來發(fā)現(xiàn)AP，這是一種被動掃描的方式；以及2.通過發(fā)送Probe Request幀(探詢請求)來發(fā)現(xiàn)AP，這是一種主動掃描的方式。
根據(jù)本發(fā)明的無線通信方法和系統(tǒng)采用第二種方案來實(shí)現(xiàn)AP的發(fā)現(xiàn)，通過發(fā)送特殊的Probe Request幀主動掃描支持AP間連接的AP。之所以稱之為特殊的Probe Request幀是因?yàn)閿U(kuò)展了通常的802.11系列標(biāo)準(zhǔn)中的Probe Request幀，在此處定義了一個無線分布式系統(tǒng)(Wireless Distribution System，縮寫為WDS)的無線分布式系統(tǒng)信息元素(Wireless Distribution System Information Element，縮寫為WDS IE)。通過WDS IE表明這是一個AP發(fā)送的請求支持WDS連接的AP的Probe Request幀，從而可以探詢在同一ESS中有多少AP支持WDS連接。WDS也支持兩種連接方式一種是通過廣播的擴(kuò)展Probe Request幀探詢ESS中所有可以進(jìn)行WDS連接的AP；另一種是通過發(fā)送定向(單播)擴(kuò)展Probe Request幀向指定的AP進(jìn)行WDS探詢請求。第一種方式由于只需要配置連接的SSID，具體連接某個AP是由AP自動決定的，所以被稱之為WDS自動連接方式；第二種方式由于需要配置待連接AP的基本服務(wù)集標(biāo)識(Basic service set identification，縮寫為BSSID)，被連接的AP由配置決定，所以也被稱之為WDS手工配置連接方式。
圖2a示出了根據(jù)本發(fā)明的采用WDS自動連接方式的無線通信方法的流程圖。在根據(jù)本發(fā)明所提供的在至少兩個無線接入點(diǎn)(包括第一無線接入點(diǎn)和第二無線接入點(diǎn))之間進(jìn)行無線通信的方法中，包括以下步驟在步驟S102，第一無線接入點(diǎn)至少向第二無線接入點(diǎn)發(fā)送探詢請求幀；
在步驟S104，第二無線接入點(diǎn)對來自第一無線接入點(diǎn)的探詢請求幀進(jìn)行響應(yīng)，向第一無線接入點(diǎn)發(fā)送探詢響應(yīng)幀；在步驟S106，第一無線接入點(diǎn)向第二無線連接點(diǎn)發(fā)送連接請求幀；在步驟S108，第二無線接入點(diǎn)對來自第一無線接入點(diǎn)的連接請求幀進(jìn)行響應(yīng)，向第一無線接入點(diǎn)發(fā)送連接響應(yīng)幀；以及在步驟S110，在第一無線接入點(diǎn)和第二無線接入點(diǎn)之間建立無線通信連接，第一無線接入點(diǎn)與第二無線接入點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)幀交換(數(shù)據(jù)交換)。
在上述無線通信方法中，在步驟S110之后，還包括步驟S114，如果第一無線接入點(diǎn)和第二無線接入點(diǎn)中的任一個或兩者認(rèn)為需要斷開連接，則向?qū)Ψ桨l(fā)送取消連接幀，并斷開連接，進(jìn)入未連接狀態(tài)。
應(yīng)當(dāng)理解，本文中所提及的第一無線接入點(diǎn)和第二無線接入點(diǎn)可以互換，“第一”和“第二”本身并沒有限定意義，僅是為了敘述方便而已。
圖2b示出了根據(jù)本發(fā)明的采用WDS手動配置連接方式的無線通信方法的流程圖。
和圖2a示出的方法相比，采用WDS手動配置連接方式的無線通信方法和采用WDS自動連接方式的無線通信方法的不同之處在于在第一無線接入點(diǎn)向第二無線接入點(diǎn)發(fā)送探詢請求幀之前，需要在第一無線接入點(diǎn)上配置第二無線接入點(diǎn)的基本服務(wù)集標(biāo)識(Basic service set identification，縮寫為BSSID)，也就是在步驟S102之前，還要進(jìn)行步驟S100，在第一無線接入點(diǎn)上配置第二無線接入點(diǎn)的基本服務(wù)集標(biāo)識。
在圖2a和圖2b示出的無線通信方法中，還可以通過在步驟S110之后加入以下步驟實(shí)現(xiàn)WDS的保持活性(keep alive)機(jī)制，如圖3所示S116)第二無線接入點(diǎn)啟動老化定時器；S118)如果第二無線接入點(diǎn)在規(guī)定的老化時間段內(nèi)沒有收到來自第一無線接入點(diǎn)的任何幀，則第二無線接入點(diǎn)向第一無線接入點(diǎn)發(fā)送帶有無線分布式系統(tǒng)信息元素的探詢請求幀；以及S120)如果第二無線接入點(diǎn)沒有接收到來自第一無線接入點(diǎn)的應(yīng)答，則第二無線接入點(diǎn)向第一無線接入點(diǎn)發(fā)送取消連接幀，并由連接狀態(tài)進(jìn)入未連接狀態(tài)。
圖4示出了用于實(shí)施根據(jù)本發(fā)明無線通信方法的無線通信系統(tǒng)400的示意圖。該無線通信系統(tǒng)400包括至少兩個無線接入點(diǎn)，在圖4的實(shí)施例中，示出了五個無線接入點(diǎn)，分別為第一無線接入點(diǎn)(Access Point，縮寫為AP)402、第二無線接入點(diǎn)404、第三無線接入點(diǎn)406、第四無線接入點(diǎn)408、以及第五無線接入點(diǎn)410。這些無線接入點(diǎn)設(shè)置有WDS探詢請求幀、WDS探詢響應(yīng)幀、WDS連接請求幀、WDS連接響應(yīng)幀、WDS認(rèn)證請求幀、WDS認(rèn)證響應(yīng)幀、以及WDS取消連接幀。根據(jù)本發(fā)明的無線通信系統(tǒng)400用于執(zhí)行圖2a和圖2b示出的無線通信方法。
當(dāng)采用WDS自動連接方式時，第一無線接入點(diǎn)402向外發(fā)廣播帶WDS IE的Probe Request幀探詢支持WDS連接的AP，從探詢到的支持WDS連接的AP中選擇一個進(jìn)行WDS連接。
在接收方端，收到第一無線接入點(diǎn)402發(fā)送的廣播帶WDS IE的Probe Request幀，如果支持WDS連接，則回Probe Response幀。
當(dāng)接收到對方發(fā)送的WDS連接請求幀時，根據(jù)接收到的WDS連接請求幀內(nèi)容，判斷是否能建立連接，回WDS連接響應(yīng)幀，通過狀態(tài)碼指示連接成功或失敗。其連接過程如下1.第一無線接入點(diǎn)402發(fā)廣播帶WDS IE的Probe Request幀；2.支持WDS連接的第二無線接入點(diǎn)404、第三無線接入點(diǎn)406、第四無線接入點(diǎn)408、以及第五無線接入點(diǎn)410中的任一一個或多個回帶WDS IE的Probe Response幀；3.第一無線接入點(diǎn)402向支持WDS連接的第二無線接入點(diǎn)404、第三無線接入點(diǎn)406、第四無線接入點(diǎn)408、以及第五無線接入點(diǎn)410中的任一一個或多個發(fā)WDS連接請求；4.假設(shè)收到WDS連接請求的第二無線接入點(diǎn)404向第一無線接入點(diǎn)402發(fā)送WDS連接響應(yīng)；5.第一無線接入點(diǎn)402向第二無線接入點(diǎn)404發(fā)送WDS認(rèn)證請求幀；6.第二無線接入點(diǎn)404向第一無線接入點(diǎn)402發(fā)送WDS認(rèn)證響應(yīng)幀；以及7.第一無線接入點(diǎn)402和第二無線接入點(diǎn)404之間建立WDS傳輸通道，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
當(dāng)采用WDS手工配置連接方式時，第一無線接入點(diǎn)404首先配置希望與之建立連接的無線接入點(diǎn)(例如第二無線接入點(diǎn)406)的BSSID，向第二無線接入點(diǎn)406定向發(fā)送帶WDS IE的ProbeRequest幀，第二無線接入點(diǎn)406向第一無線接入點(diǎn)404發(fā)送帶WDSIE的Probe Response幀，第一無線接入點(diǎn)404向第二無線接入點(diǎn)406發(fā)WDS連接請求建立連接。第一無線接入點(diǎn)404根據(jù)接收到的WDS連接請求幀的內(nèi)容，判斷是否能建立連接，向第二無線接入點(diǎn)406發(fā)送WDS連接響應(yīng)幀，通過狀態(tài)碼指示連接成功或失敗。其連接過程如下1.第一無線接入點(diǎn)404配置欲連接的第二無線接入點(diǎn)406的BSSID；2.第一無線接入點(diǎn)404向第二無線接入點(diǎn)406定向發(fā)送帶WDS IE的Probe Request幀；3.第二無線接入點(diǎn)406向第一無線接入點(diǎn)404發(fā)送帶WDSIE的Probe Response幀；4.第一無線接入點(diǎn)404向第二無線接入點(diǎn)406發(fā)WDS連接請求幀；5.第二無線接入點(diǎn)406向第一無線接入點(diǎn)404發(fā)送WDS連接響應(yīng)幀；6.第一無線接入點(diǎn)404響應(yīng)于WDS連接響應(yīng)幀，向第二無線接入點(diǎn)406發(fā)送WDS認(rèn)證請求幀；7.第二無線接入點(diǎn)406向第一無線接入點(diǎn)404發(fā)送WDS認(rèn)證響應(yīng)幀；以及
8.第一無線接入點(diǎn)402和第二無線接入點(diǎn)404之間建立WDS傳輸通道，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
以下參照圖5a至5e對在無線通信過程中使用的幀的格式進(jìn)行說明。
圖5a示出了在根據(jù)本發(fā)明的無線通信方法和系統(tǒng)中使用的探詢請求幀和探詢響應(yīng)幀帶有的無線分布式系統(tǒng)信息元素的格式。從圖中可以看出，無線分布式系統(tǒng)信息元素(WDS IE)包括元素識別碼域(ElementID)、長度域(Length)、組織唯一標(biāo)識域(Organization unique identifier，OUI)、組織唯一標(biāo)識類型域(OUIType)、組織唯一標(biāo)識子類型域(OUI Subtype)、以及版本域(Version)。ElementID是元素標(biāo)識符，用來標(biāo)識不同的信息元素，WDS IE使用802.11標(biāo)準(zhǔn)保留的廠商自定義IE標(biāo)識221，WDS IE的長度固定為6字節(jié)，3字節(jié)的OUI(組織唯一標(biāo)識)，1字節(jié)的OUI類型域，1字節(jié)的OUI子類型域及1字節(jié)的版本信息。此處使用但不限于華為公司的OUI00-E0-FC，OUI類型、子類型及WDS IE的版本信息都值都為1。
WDS IE的域值對應(yīng)關(guān)系如表2所示

表2 WDS IE域值對應(yīng)表在探詢請求(Probe Request)幀實(shí)體中增加了WDS IE項(xiàng)。
WDS探詢請求幀的幀實(shí)體如表3所示

表3 WDS探詢請求幀的幀實(shí)體在Probe Response幀實(shí)體中增加了WDS IE項(xiàng)WDS探詢響應(yīng)幀的幀實(shí)體如表4所示

表4 WDS探詢響應(yīng)幀的幀實(shí)體下面結(jié)合圖5b-5e介紹WDS管理幀，WDS管理幀包括WDS連接請求幀、WDS連接響應(yīng)幀、WDS取消連接幀、WDS認(rèn)證請求幀、WDS認(rèn)證響應(yīng)幀和取消WDS認(rèn)證幀。在本發(fā)明中，使用了820.11中四地址的數(shù)據(jù)幀來定義WDS管理幀。通過802.2 SNAP頭中的類型字段表明是WDS管理幀。
圖5b示出了在根據(jù)本發(fā)明的無線通信方法和系統(tǒng)中使用的WDS連接請求幀的格式。WDS連接請求幀包括幀控制域、持續(xù)時間域、第一地址域(地址1)、第二地址域(地址2)、第三地址域(地址3)、順序控制域、第四地址域(地址4)、目的服務(wù)訪問點(diǎn)域(DSAP)、源服務(wù)訪問點(diǎn)域(SSAP)、控制域(CNTL)、組織代碼域(Orgcode)、第一類型域、版本域、第二類型域、能力信息域、服務(wù)集識別碼域(SSID)、支持速率域、強(qiáng)壯安全網(wǎng)絡(luò)域(RSN)、物理層擴(kuò)展速率幀域(ERP)、擴(kuò)展速率集域、以及幀校驗(yàn)序列域(FCS)。
圖5c示出了在根據(jù)本發(fā)明的無線通信方法和系統(tǒng)中使用的WDS連接響應(yīng)幀的格式。WDS連接響應(yīng)幀包括幀控制域、持續(xù)時間域、第一地址域(地址1)、第二地址域(地址2)、第三地址域(地址3)、順序控制域、第四地址域(地址4)、目的服務(wù)訪問點(diǎn)域(DSAP)、源服務(wù)訪問點(diǎn)域(SSAP)、控制域(CNTL)、組織代碼域(Orgcode)、第一類型域、版本域、第二類型域、能力信息域、狀態(tài)碼域、支持速率域、強(qiáng)壯安全網(wǎng)絡(luò)域(RSN)、物理層擴(kuò)展速率幀域(ERP)、擴(kuò)展速率集域、以及幀校驗(yàn)序列域(FCS)。
圖5d示出了在根據(jù)本發(fā)明的無線通信方法和系統(tǒng)中使用的WDS取消連接幀的格式。取消連接幀包括幀控制域、持續(xù)時間域、第一地址域(地址1)、第二地址域(地址2)、第三地址域(地址3)、順序控制域、第四地址域(地址4)、目的服務(wù)訪問點(diǎn)域(DSAP)、源服務(wù)訪問點(diǎn)域(SSAP)、控制域(CNTL)、組織代碼域(Orgcode)、第一類型域、版本域、第二類型域、原因碼域、以及幀校驗(yàn)序列域(FCS)。
在本發(fā)明中，WDS數(shù)據(jù)幀是四地址的802.11數(shù)據(jù)幀。圖4e示出了在根據(jù)本發(fā)明的無線通信方法和系統(tǒng)中使用的WDS數(shù)據(jù)幀的格式。WDS數(shù)據(jù)幀包括幀控制域、持續(xù)時間域、第一地址域(地址1)、第二地址域(地址2)、第三地址域(地址3)、順序控制域、第四地址域(地址4)、數(shù)據(jù)域、以及幀校驗(yàn)序列域(FCS)。
WDS兩端采用4個地址的封裝格式，支持?jǐn)?shù)據(jù)加密，同時也支持VLAN tag。WDS使用802.11中幀控制域TO DS、From DS都置位的四地址數(shù)據(jù)幀。根據(jù)IEEE Std 802.1Q-1998s標(biāo)準(zhǔn)定義，帶VLAN TAG的WDS加密數(shù)據(jù)幀格式如圖4f所示。加密數(shù)據(jù)幀包括幀控制域、持續(xù)時間域、第一地址域(地址1)、第二地址域(地址2)、第三地址域(地址3)、順序控制域、第四地址域(地址4)、初始化向量域(IV)、目的服務(wù)訪問點(diǎn)域(DSAP)、源服務(wù)訪問點(diǎn)域(SSAP)、控制域(control)、組織唯一標(biāo)識符域(OUI)、虛擬局域網(wǎng)標(biāo)簽域(VLAN TAG)、類型域(type)、數(shù)據(jù)域(Data)、完整性檢驗(yàn)值域(ICV)、以及幀校驗(yàn)序列域(FCS)。其中IV(初始化向量)、ICV(完整性校驗(yàn)值)的長度依據(jù)加密算法不同而不同。
為了保證通信的安全性，需要對第一無線接入點(diǎn)和第二無線接入點(diǎn)的身份進(jìn)行認(rèn)證，可以采用認(rèn)證算法進(jìn)行認(rèn)證，可以使用開放式認(rèn)證算法，也可以使用共享密鑰認(rèn)證算法。圖6和圖7分別示出了采用開放式認(rèn)證算法和共享密鑰認(rèn)證算法進(jìn)行認(rèn)證時的流程圖。
如圖6所示，采用開放式認(rèn)證算法時，第一無線接入點(diǎn)和第二無線接入點(diǎn)之間進(jìn)行一次交互，認(rèn)證過程發(fā)生在步驟S108之后和步驟S110之前，包括以下步驟S124)第一無線接入點(diǎn)向第二無線接入點(diǎn)發(fā)送認(rèn)證請求幀；S126)第二無線接入點(diǎn)響應(yīng)于來自第一無線接入點(diǎn)的認(rèn)證請求幀，向第一無線接入點(diǎn)發(fā)送認(rèn)證響應(yīng)幀；S128)如果認(rèn)證成功，則在第一無線接入點(diǎn)和第二無線接入點(diǎn)之間建立無線通信連接；以及S130)如果認(rèn)證不成功，則第一無線接入點(diǎn)進(jìn)入未連接狀態(tài)，發(fā)送帶有無線分布式系統(tǒng)信息元素的探詢請求幀，主動掃描可以接入的其它無線連接點(diǎn)。
如圖7所示，采用共享密鑰認(rèn)證算法時，第一無線接入點(diǎn)和第二無線接入點(diǎn)之間進(jìn)行兩次交互，認(rèn)證過程發(fā)生在步驟S108之后和步驟S110之前，包括以下步驟S132)第一無線接入點(diǎn)向第二無線接入點(diǎn)發(fā)送第一認(rèn)證幀；
S134)第二無線接入點(diǎn)響應(yīng)于來自第一無線接入點(diǎn)的第一認(rèn)證幀，向第一無線接入點(diǎn)發(fā)送第二認(rèn)證幀；S136)第一無線接入點(diǎn)響應(yīng)于來自第二無線接入點(diǎn)的第二認(rèn)證幀，向第二無線接入點(diǎn)發(fā)送第三認(rèn)證幀；S138)第二無線接入點(diǎn)響應(yīng)于來自第一無線接入點(diǎn)的第三認(rèn)證幀，向第一無線接入點(diǎn)發(fā)送第四認(rèn)證幀；S140)如果認(rèn)證成功，則在第一無線接入點(diǎn)和第二無線接入點(diǎn)之間建立無線通信連接；以及S142)如果認(rèn)證不成功，則第一無線接入點(diǎn)進(jìn)入未連接狀態(tài)，發(fā)送帶有無線分布式系統(tǒng)信息元素的探詢請求幀，主動掃描可以接入的其它無線連接點(diǎn)。
對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，顯而易見地是，除了上述的開放系統(tǒng)認(rèn)證和共享密鑰認(rèn)證外，還可以使用其它的認(rèn)證，不再贅述。對于開放系統(tǒng)認(rèn)證和共享密鑰認(rèn)證可參見IEEE802.11的第8章Authentication and privacy。
下面參看圖8說明采用開放式認(rèn)證算法時使用的認(rèn)證請求幀和認(rèn)證響應(yīng)幀的格式。
認(rèn)證請求幀和認(rèn)證響應(yīng)幀均包括幀控制域、持續(xù)時間域、第一地址域(地址1)、第二地址域(地址2)、第三地址域(地址3)、順序控制域、第四地址域(地址4)、目的服務(wù)訪問點(diǎn)域(DSAP)、源服務(wù)訪問點(diǎn)域(SSAP)、控制域(CNTL)、組織代碼域(Orgcode)、第一類型域、版本域、第二類型域、算法域(algoNo)、認(rèn)證交換順序號域(transSeqNo)、狀態(tài)碼域(statusCode)、以及幀校驗(yàn)序列域(FCS)。認(rèn)證請求幀中的認(rèn)證交換順序號域的值為1，認(rèn)證響應(yīng)幀中的認(rèn)證交換順序號域的值為2。
另外，采用開放式認(rèn)證算法時，認(rèn)證請求幀和認(rèn)證響應(yīng)幀中的算法域(algoNo)的值為0。
下面分別參看圖9a至9d分別說明采用共享密鑰認(rèn)證算法進(jìn)行認(rèn)證時的第一認(rèn)證幀、第二認(rèn)證幀、第三認(rèn)證幀、以及第四認(rèn)證幀的格式。
第一認(rèn)證幀和第四認(rèn)證幀均包括幀控制域、持續(xù)時間域、第一地址域(地址1)、第二地址域(地址2)、第三地址域(地址3)、順序控制域、第四地址域(地址4)、目的服務(wù)訪問點(diǎn)域(DSAP)、源服務(wù)訪問點(diǎn)域(SSAP)、控制域(CNTL)、組織代碼域(Orgcode)、第一類型域、版本域、第二類型域、算法域(algoNo)、認(rèn)證交換順序號域(transSeqNo)、狀態(tài)碼域(statusCode)、以及幀校驗(yàn)序列域(FCS)。第一認(rèn)證幀的認(rèn)證交換順序號域(transSeqNo)的值為1，第四認(rèn)證幀的認(rèn)證交換順序號域(transSeqNo)的值為4。
第二認(rèn)證幀是帶有質(zhì)詢文本的認(rèn)證幀，其包括幀控制域、持續(xù)時間域、第一地址域(地址1)、第二地址域(地址2)、第三地址域(地址3)、順序控制域、第四地址域(地址4)、目的服務(wù)訪問點(diǎn)域(DSAP)、源服務(wù)訪問點(diǎn)域(SSAP)、控制域(CNTL)、組織代碼域(Orgcode)、第一類型域、版本域、第二類型域、算法域(algoNo)、認(rèn)證交換順序號域(transSeqNo)、狀態(tài)碼域(statusCode)、質(zhì)詢文本域(challenge)、以及幀校驗(yàn)序列域(FCS)。所述第二認(rèn)證幀的認(rèn)證交換順序號域的值為2。
第三認(rèn)證幀是帶有質(zhì)詢文本和初始化向量的認(rèn)證幀，其包括幀控制域、持續(xù)時間域、第一地址域(地址1)、第二地址域(地址2)、第三地址域(地址3)、順序控制域、第四地址域(地址4)、目的服務(wù)訪問點(diǎn)域(DSAP)、源服務(wù)訪問點(diǎn)域(SSAP)、控制域(CNTL)、組織代碼域(Orgcode)、第一類型域、版本域、第二類型域、初始化向量域(IV)、算法域(algoNo)、認(rèn)證交換順序號域(transSeqNo)、狀態(tài)碼域(statusCode)、質(zhì)詢文本域(challenge)、以及幀校驗(yàn)序列域(FCS)。所述第三認(rèn)證幀的認(rèn)證交換順序號域的值是3。
采用共享密鑰認(rèn)證算法時，第一認(rèn)證幀、第二認(rèn)證幀、第三認(rèn)證幀、以及第四認(rèn)證幀中的算法域(algoNo)的值為1。
由上述可見，transSeqNo表示認(rèn)證交換順序號，該域長度為2字節(jié)。在認(rèn)證過程中，它隨認(rèn)證幀的交換而遞增。IV為4字節(jié)的密鑰和初始化向量。第一認(rèn)證幀和第三認(rèn)證幀屬于3類幀，是WDS認(rèn)證請求幀；第二認(rèn)證幀和第四認(rèn)證幀屬于3類幀，是WDS認(rèn)證響應(yīng)幀。
根據(jù)本發(fā)明的無線通信方法和系統(tǒng)提供了ESS中AP之間通信的認(rèn)證、連接、數(shù)據(jù)通信和數(shù)據(jù)加密的解決方案，所以能保證AP(包括不同廠商的AP)之間可以進(jìn)行可靠有效的通信。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于在至少兩個無線接入點(diǎn)之間進(jìn)行無線通信的方法，所述至少兩個無線接入點(diǎn)包括第一無線接入點(diǎn)和第二無線接入點(diǎn)，其特征在于，所述方法包括以下步驟S102)所述第一無線接入點(diǎn)至少向所述第二無線接入點(diǎn)發(fā)送探詢請求幀；S104)所述第二無線接入點(diǎn)對來自所述第一無線接入點(diǎn)探詢請求幀進(jìn)行響應(yīng)，向所述第一無線接入點(diǎn)發(fā)送探詢響應(yīng)幀；S106)所述第一無線接入點(diǎn)向所述第二無線連接點(diǎn)發(fā)送連接請求幀；S108)所述第二無線接入點(diǎn)對來自所述第一無線接入點(diǎn)的連接請求幀進(jìn)行響應(yīng)，向所述第一無線接入點(diǎn)發(fā)送連接響應(yīng)幀；以及S110)在所述第一無線接入點(diǎn)和所述第二無線接入點(diǎn)之間建立無線通信連接，所述第一無線接入點(diǎn)與所述第二無線接入點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)幀交換。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于在至少兩個無線接入點(diǎn)之間進(jìn)行無線通信的方法，其特征在于，所述探詢請求幀和所述探詢響應(yīng)幀均帶有無線分布式系統(tǒng)信息元素。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于在至少兩個無線接入點(diǎn)之間進(jìn)行無線通信的方法，其特征在于，所述無線分布式系統(tǒng)信息元素包括元素識別碼域、長度域、組織唯一標(biāo)識域、組織唯一標(biāo)識類型域、組織唯一標(biāo)識子類型域、以及版本域。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的用于在至少兩個無線接入點(diǎn)之間進(jìn)行無線通信的方法，其特征在于，在所述步驟S102之前還包括以下步驟S100)在所述第一無線接入點(diǎn)上配置所述第二無線接入點(diǎn)的基本服務(wù)集標(biāo)識。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于在至少兩個無線接入點(diǎn)之間進(jìn)行無線通信的方法，其特征在于，在所述步驟S110之后，還包括以下步驟S114)如果所述第一無線接入點(diǎn)和所述第二無線接入點(diǎn)中的任一個或兩者認(rèn)為需要斷開連接，則向?qū)Ψ桨l(fā)送取消連接幀，并斷開連接，進(jìn)入未連接狀態(tài)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于在至少兩個無線接入點(diǎn)之間進(jìn)行無線通信的方法，其特征在于，所述取消連接幀包括幀控制域、持續(xù)時間域、第一地址域、第二地址域、第三地址域、順序控制域、第四地址域、目的服務(wù)訪問點(diǎn)域、源服務(wù)訪問點(diǎn)域、控制域、組織代碼域、第一類型域、版本域、第二類型域、原因碼域、以及幀校驗(yàn)序列域。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的用于在至少兩個無線接入點(diǎn)之間進(jìn)行無線通信的方法，其特征在于，在所述步驟S110之后，還包括以下步驟S114)如果所述第一無線接入點(diǎn)和所述第二無線接入點(diǎn)中的任一個或兩者認(rèn)為需要斷開連接，則向?qū)Ψ桨l(fā)送取消連接幀，并斷開連接，進(jìn)入未連接狀態(tài)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的用于在至少兩個無線接入點(diǎn)之間進(jìn)行無線通信的方法，其特征在于，在所述步驟S110中成功建立無線通信連接后，還包括以下步驟S116)所述第二無線接入點(diǎn)啟動老化定時器；S118)如果所述第二無線接入點(diǎn)在規(guī)定的老化時間段內(nèi)沒有收到來自所述第一無線接入點(diǎn)的任何幀，則所述第二無線接入點(diǎn)向所述第一無線接入點(diǎn)發(fā)送帶有無線分布式系統(tǒng)信息元素的探詢請求幀；以及S120)如果所述第二無線接入點(diǎn)沒有接收到來自所述第一無線接入點(diǎn)的應(yīng)答，則所述第二無線接入點(diǎn)向所述第一無線接入點(diǎn)發(fā)送取消連接幀，并由連接狀態(tài)進(jìn)入未連接狀態(tài)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于在至少兩個無線接入點(diǎn)之間進(jìn)行無線通信的方法，其特征在于，在所述步驟S120之后還包括以下步驟S122)所述第一無線接入點(diǎn)啟動掃描定時器，發(fā)送帶有無線分布式系統(tǒng)信息元素的探詢請求幀，主動掃描可以接入的其它無線連接點(diǎn)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的用于在至少兩個無線接入點(diǎn)之間進(jìn)行無線通信的方法，其特征在于，所述第一無線接入點(diǎn)和所述第二無線接入點(diǎn)之間通過開放式認(rèn)證算法采用一次交互的形式進(jìn)行認(rèn)證。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的用于在至少兩個無線接入點(diǎn)之間進(jìn)行無線通信的方法，其特征在于，所述認(rèn)證過程發(fā)生在所述S110之前，包括以下步驟S124)所述第一無線接入點(diǎn)向所述第二無線接入點(diǎn)發(fā)送認(rèn)證請求幀；S126)所述第二無線接入點(diǎn)響應(yīng)于來自所述第一無線接入點(diǎn)的認(rèn)證請求幀，向所述第一無線接入點(diǎn)發(fā)送認(rèn)證響應(yīng)幀；S128)如果認(rèn)證成功，則在所述第一無線接入點(diǎn)和所述第二無線接入點(diǎn)之間建立無線通信連接；以及S130)如果認(rèn)證不成功，則所述第一無線接入點(diǎn)進(jìn)入未連接狀態(tài)，發(fā)送帶有無線分布式系統(tǒng)信息元素的探詢請求幀，主動掃描可以接入的其它無線連接點(diǎn)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的用于在至少兩個無線接入點(diǎn)之間進(jìn)行無線通信的方法，其特征在于，所述認(rèn)證請求幀和所述認(rèn)證響應(yīng)幀均包括幀控制域、持續(xù)時間域、第一地址域、第二地址域、第三地址域、順序控制域、第四地址域、目的服務(wù)訪問點(diǎn)域、源服務(wù)訪問點(diǎn)域、控制域、組織代碼域、第一類型域、版本域、第二類型域、算法域、認(rèn)證交換順序號域、狀態(tài)碼域、以及幀校驗(yàn)序列域。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的用于在至少兩個無線接入點(diǎn)之間進(jìn)行無線通信的方法，其特征在于，所述認(rèn)證請求幀中的認(rèn)證交換順序號域的值為1，所述認(rèn)證響應(yīng)幀中的認(rèn)證交換順序號域的值為2。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的用于在至少兩個無線接入點(diǎn)之間進(jìn)行無線通信的方法，其特征在于，所述第一無線接入點(diǎn)和所述第二無線接入點(diǎn)之間通過共享密鑰認(rèn)證算法采用兩次交互的形式進(jìn)行認(rèn)證。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的用于在至少兩個無線接入點(diǎn)之間進(jìn)行無線通信的方法，其特征在于，所述認(rèn)證過程發(fā)生在所述S110之前，包括以下步驟S132)所述第一無線接入點(diǎn)向所述第二無線接入點(diǎn)發(fā)送第一認(rèn)證幀；S134)所述第二無線接入點(diǎn)響應(yīng)于來自所述第一無線接入點(diǎn)的第一認(rèn)證幀，向所述第一無線接入點(diǎn)發(fā)送第二認(rèn)證幀；S136)所述第一無線接入點(diǎn)響應(yīng)于來自所述第二無線接入點(diǎn)的第二認(rèn)證幀，向所述第二無線接入點(diǎn)發(fā)送第三認(rèn)證幀；S138)所述第二無線接入點(diǎn)響應(yīng)于來自所述第一無線接入點(diǎn)的第三認(rèn)證幀，向所述第一無線接入點(diǎn)發(fā)送第四認(rèn)證幀；S140)如果認(rèn)證成功，則在所述第一無線接入點(diǎn)和所述第二無線接入點(diǎn)之間建立無線通信連接；以及S142)如果認(rèn)證不成功，則所述第一無線接入點(diǎn)進(jìn)入未連接狀態(tài)，發(fā)送帶有無線分布式系統(tǒng)信息元素的探詢請求幀，主動掃描可以接入的其它無線連接點(diǎn)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的用于在至少兩個無線接入點(diǎn)之間進(jìn)行無線通信的方法，其特征在于，所述第一認(rèn)證幀和所述第四認(rèn)證幀均包括幀控制域、持續(xù)時間域、第一地址域、第二地址域、第三地址域、順序控制域、第四地址域、目的服務(wù)訪問點(diǎn)域、源服務(wù)訪問點(diǎn)域、控制域、組織代碼域、第一類型域、版本域、第二類型域、算法域、認(rèn)證交換順序號域、狀態(tài)碼域、以及幀校驗(yàn)序列域。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的用于在至少兩個無線接入點(diǎn)之間進(jìn)行無線通信的方法，其特征在于，所述第一認(rèn)證幀的認(rèn)證交換順序號域的值為1，所述第四認(rèn)證幀的認(rèn)證交換順序號域的值為4。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的用于在至少兩個無線接入點(diǎn)之間進(jìn)行無線通信的方法，其特征在于，所述第二認(rèn)證幀是帶有質(zhì)詢文本的認(rèn)證幀，其包括幀控制域、持續(xù)時間域、第一地址域、第二地址域、第三地址域、順序控制域、第四地址域、目的服務(wù)訪問點(diǎn)域、源服務(wù)訪問點(diǎn)域、控制域、組織代碼域、第一類型域、版本域、第二類型域、算法域、認(rèn)證交換順序號域、狀態(tài)碼域、質(zhì)詢文本域、以及幀校驗(yàn)序列域。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的用于在至少兩個無線接入點(diǎn)之間進(jìn)行無線通信的方法，其特征在于，所述第二認(rèn)證幀的認(rèn)證交換順序號域的值為2。
20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的用于在至少兩個無線接入點(diǎn)之間進(jìn)行無線通信的方法，其特征在于，所述第三認(rèn)證幀是帶有質(zhì)詢文本和初始化向量的認(rèn)證幀，其包括幀控制域、持續(xù)時間域、第一地址域、第二地址域、第三地址域、順序控制域、第四地址域、目的服務(wù)訪問點(diǎn)域、源服務(wù)訪問點(diǎn)域、控制域、組織代碼域、第一類型域、版本域、第二類型域、初始化向量域、算法域、認(rèn)證交換順序號域、狀態(tài)碼域、質(zhì)詢文本域、以及幀校驗(yàn)序列域。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的用于在至少兩個無線接入點(diǎn)之間進(jìn)行無線通信的方法，其特征在于，所述第三認(rèn)證幀的認(rèn)證交換順序號域的值是3。
22.根據(jù)權(quán)利要求10或14所述的用于在至少兩個無線接入點(diǎn)之間進(jìn)行無線通信的方法，其特征在于，在認(rèn)證的過程中，所述第一無線接入點(diǎn)響應(yīng)于特定情形，向所述第二無線接入點(diǎn)發(fā)送認(rèn)證取消幀。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的用于在至少兩個無線接入點(diǎn)之間進(jìn)行無線通信的方法，其特征在于，所述認(rèn)證取消幀包括幀控制域、持續(xù)時間域、第一地址域、第二地址域、第三地址域、順序控制域、第四地址域、目的服務(wù)訪問點(diǎn)域、源服務(wù)訪問點(diǎn)域、控制域、組織代碼域、第一類型域、版本域、第二類型域、原因代碼幀、以及幀校驗(yàn)序列域。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的用于在至少兩個無線接入點(diǎn)之間進(jìn)行無線通信的方法，其特征在于，所述特定情形為所述第一無線接入點(diǎn)處于錯誤狀態(tài)。
25.根據(jù)權(quán)利要求22所述的用于在至少兩個無線接入點(diǎn)之間進(jìn)行無線通信的方法，其特征在于，所述特定情形為所述第一無線接入點(diǎn)或所述第二無線接入點(diǎn)在沒有完成認(rèn)證過程的情況下向所述第二無線接入點(diǎn)或所述第一無線接入點(diǎn)傳送數(shù)據(jù)。
26.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的用于在至少兩個無線接入點(diǎn)之間進(jìn)行無線通信的方法，其特征在于，所述連接請求幀包括幀控制域、持續(xù)時間域、第一地址域、第二地址域、第三地址域、順序控制域、第四地址域、目的服務(wù)訪問點(diǎn)域、源服務(wù)訪問點(diǎn)域、控制域、組織代碼域、第一類型域、版本域、第二類型域、能力信息域、服務(wù)集識別碼域、支持速率域、強(qiáng)壯安全網(wǎng)絡(luò)域、物理層擴(kuò)展速率幀域、擴(kuò)展速率集域、以及幀校驗(yàn)序列域。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的用于在至少兩個無線接入點(diǎn)之間進(jìn)行無線通信的方法，其特征在于，所述連接響應(yīng)幀包括幀控制域、持續(xù)時間域、第一地址域、第二地址域、第三地址域、順序控制域、第四地址域、目的服務(wù)訪問點(diǎn)域、源服務(wù)訪問點(diǎn)域、控制域、組織代碼域、第一類型域、版本域、第二類型域、能力信息域、狀態(tài)碼域、支持速率域、強(qiáng)壯安全網(wǎng)絡(luò)域、物理層擴(kuò)展速率幀域、擴(kuò)展速率集域、以及幀校驗(yàn)序列域。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的用于在至少兩個無線接入點(diǎn)之間進(jìn)行無線通信的方法，其特征在于，所述第一接入點(diǎn)和所述第二接入點(diǎn)之間通過所述連接請求幀和所述連接響應(yīng)幀中的能力信息域進(jìn)行能力協(xié)商。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的用于在至少兩個無線接入點(diǎn)之間進(jìn)行無線通信的方法，其特征在于，所述能力信息域與802.11中的能力信息字段相同。
30.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于在至少兩個無線接入點(diǎn)之間進(jìn)行無線通信的方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)幀包括幀控制域、持續(xù)時間域、第一地址域、第二地址域、第三地址域、順序控制域、第四地址域、數(shù)據(jù)域、以及幀校驗(yàn)序列域。
31.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于在至少兩個無線接入點(diǎn)之間進(jìn)行無線通信的方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)幀是加密數(shù)據(jù)幀。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的用于在至少兩個無線接入點(diǎn)之間進(jìn)行無線通信的方法，其特征在于，所述加密數(shù)據(jù)幀包括幀控制域、持續(xù)時間域、第一地址域、第二地址域、第三地址域、順序控制域、第四地址域、初始化向量域、目的服務(wù)訪問點(diǎn)域、源服務(wù)訪問點(diǎn)域、控制域、組織唯一標(biāo)識符域、虛擬局域網(wǎng)標(biāo)簽域、類型域、數(shù)據(jù)域、完整性檢驗(yàn)值域、以及幀校驗(yàn)序列域。
全文摘要
本發(fā)明提供了在至少兩個無線接入點(diǎn)之間進(jìn)行無線通信的方法，包括以下步驟第一無線接入點(diǎn)(AP)至少向第二無線接入點(diǎn)發(fā)送探詢請求幀；第二無線接入點(diǎn)對來自第一無線接入點(diǎn)的探詢請求幀進(jìn)行響應(yīng)，向第一無線接入點(diǎn)發(fā)送探詢響應(yīng)幀；第一無線接入點(diǎn)向第二無線連接點(diǎn)發(fā)送連接請求幀；第二無線接入點(diǎn)對來自第一無線接入點(diǎn)的連接請求幀進(jìn)行響應(yīng)，向第一無線接入點(diǎn)發(fā)送連接響應(yīng)幀；以及在第一無線接入點(diǎn)和第二無線接入點(diǎn)之間建立無線通信連接，第一無線接入點(diǎn)與第二無線接入點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)幀交換。本發(fā)明提供了ESS中AP之間通信的認(rèn)證、連接、數(shù)據(jù)通信和數(shù)據(jù)加密的解決方案，所以能保證AP(包括不同廠商的AP)之間可以進(jìn)行可靠有效的通信。
文檔編號H04L12/28GK1801753SQ20051000660
公開日2006年7月12日 申請日期2005年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月4日
發(fā)明者梁斌, 黎靜, 劉鐵麟, 趙鴿, 姚忠輝 申請人:華為技術(shù)有限公司