CN101674214A - 一个STA同时充当AP和no-AP-STA的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种使得一个802.11STA同时充当AP和no－AP－STA的方法。在IEEE 802.11体系结构中，定义了基本的设备单元，称为STA；STA可以提供的网络功能的集合称为“服务”(Service)。IEEE 802.11规范中，将这些服务分为两组：一组是“STA服务”记为SS，另一组是“DS服务”记为DSS。如果一个STA可以提供SS+DSS服务，IEEE802.11规范中将这样的STA称为AP；相对的，只提供SS的STA称为no－AP－STA。由多个STA可以构成网络，带有AP的网络称为分发系统记为DS。现有的STA实现中，一个STA只工作在一个服务集合中，要么是只作为AP，只提供SS+DS服务；要么是只作为no－AP－STA，只提供SS服务。本发明公开了一种方法，使得一个物理STA，可以同时作为AP和no－AP－STA工作，即在提供SS+DS服务的时候，也同时提供SS服务。

Description

一个STA同时充当AP和no-AP-STA的方法

技术领域

本发明涉及无线局域网网络通信领域，尤其涉及一种在一个802.11STA同时充当AP和no-AP-STA工作的方法和装置。

背景技术

在IEEE 802.11体系结构中，定义了基本的设备单元，称为STA；由多个STA可以构成分发网络系统，称为DS；一个DS用一个SSID来标识，其可以提供的网络功能的集合称为“服务”(Service)。IEEE 802.11规范中，将这些服务分为两组：一组是“STA服务”记为SS，另一组是“DS服务”记为DSS。

SS包括如下内容：

(1)Athentication    (鉴权)

(2)Deauthenication  (取消鉴权)

(3)Privacy          (加密)

(4)MSDU delivery    (MSDU数据交付)

DSS包括如下内容：

(1)Association      (关联)

(2)Disassociation   (取消关联)

(3)Distribution     (分发)

(4)Integration      (综合)

(5)Reassociation    (重新关联)

记SS和DSS的合集为SS+DSS，表示一个STA既提供SS，同时也提供DSS。如果DS中的一个STA可以提供SS+DSS，IEEE 802.11规范中将这样的STA称为AP；相对的，只提供SS的STA称为no-AP-STA。

如图2所示，该图描述了AP通过提供DSS来构建起一个DS网络系统，该网络系统由一个AP和若干个no-AP-STA构成，由一个SSID来标识。当AP建立DS网络系统时，AP以固定间隔发送一种称为Beacon的特殊帧，该帧中包含了DS网络系统的SSID、网络参数和时间同步信息。当一个no-AP-STA要加入该DS网络系统时，它通过Beacon帧或者probResponse帧来得到这个DS网络系统的SSID、网络参数和时间同步信息，然后用这些信息更新自己的相关设置，然后通过Association(关联)服务来实现加入。一旦加入到该DS网络系统后，就可以使用AP所提供的DSS服务来实现数据的分发。

图2描述了DS网络系统中Distribution(数据分发)服务的过程，图中两个no-AP-STA记为S1和S2，AP记为AP1。S1向S2发送一个数据，其实际过程是，(1)S1将数据发送给AP1，AP1先缓存该数据；(2)AP1将该数据发送给S2。AP1提供的这个服务就是Distribution(数据分发)服务。

如图3所示，该图描述了实现Integration(整合)服务的过程。图中表示环境中存在一个802.11DS网络，构建该网络的AP记为AP1，两个no-AP-STA记为S1和S2，环境中存在的Internet网络记为N1。当S1向Internet网络传输数据时，其实际过程是，(1)S1将数据发送给AP1，AP1先缓存该数据；(2)AP1将该数据发送给Internet网络N1；(3)从Internet返回的数据也先发送给AP1，AP1缓存该数据；(4)AP1将缓存的数据发送给S1。AP1提供的这种连接802.11DS网络和其他网络的服务就是Integration(整合)服务。

现有的STA实现中，一个STA只能充当一种设备，要么是只作为AP，只提供SS+DS服务；要么是只作为no-AP-STA，只提供SS服务。

如图4所示，该图描述了一个具体的应用。在图中，环境中存在一个802.11DS网络，构建该网络的AP记为AP1，AP1提供到达Internet网络N1的Integration(整合)服务。三个STA记为S1，S2，S3，其中S1拥有接入AP1的权限，S2和S3则不具有接入权限。当S1作为no-AP-STA(只提供SS服务)接入到802.11DS网络后，使用S1的用户，通过AP1来实现各种Internet网络应用。这个时候，S2和S3希望和S1进行数据传输，因为S2和S3不具有接入AP1的权限，这就需要S1临时作为AP工作(即提供SS+DS服务)。由于现有实现中，一个STA只能充当一种设备，所以必须先断开S1到AP1的关联，然后再将S1作为AP工作。但这样就导致用户原有的网络应用断开，如果用户希望S1在不断开和AP1关联的情况下实现上述功能，目前的实现就无法满足了。

发明内容

为了解决上述类似应用出现的问题，本发明提出了一种方法，为802.11规范定义的STA提供了一种新的功能，使得一个STA，可以同时充当AP和no-AP-STA，即在提供SS+DS服务的时候，也同时提供SS服务。

如图1所示，该图描述了本发明中所述STA的各部分组成。

所述一个802.11的STA记为S1，可以同时作为AP和no-AP-STA工作。

所述S1，其中包括MAC控制软件模块M1，MAC硬件模块M2，BaseBand硬件模块M3，RF硬件模块M4几个部分。其中M2、M3、M4可以分别实现为独立的逻辑硬件模块，彼此之间通过外部数据和控制总线连接；也可以实现为一个硬件模块，使用内部数据和控制总线连接。

所述的MAC硬件模块M2，包含一个工作模式配置寄存器R1，一个beacon控制模块R2，至少两个同步控制模块R3和R4，和一个AP_no-AP-STA控制逻辑模块R5。。

所述工作模式配置寄存器R1，用于配置MAC工作的模式，其中包含同时作为AP和no-AP-STA工作的模式。

所述beacon控制模块R2，用于存储和发送beacon帧。

所述同步控制模块R3和R4，R3用于处理作为AP的时间同步，R4用于处理作为no-AP-STA的时间同步。

所述的MAC控制软件模块M1，包含一个AP控制软件模块A1，一个no-AP-STA控制软件模块A2，并可以处于同时工作状态。

所述AP控制软件模块A1，用于控制MAC硬件模块M2建立网络，管理加入该网络中的设备，实现数据分发和整合服务。

所述no-AP-STA控制软件模块A2，用于控制MAC硬件模块M2加入其他AP建立的网络，实现和该网络的同步，实现数据传输。

所述AP_no-AP-STA控制逻辑模块R5，用于将R1、R2、R3、R4四个部件联系起来，实现AP和no-AP-STA共存的功能。该功能通过如下步骤和方法实现：

1)工作模式配置寄存器R1配置为同时充当AP和no-AP-STA的工作模式；

2)当配置为上述所描述的工作模式时，有如下两种工作步骤：

第一种步骤，先作为AP启动：

a)AP控制软件模块A1开始工作，设置MAC硬件模块M2作为AP启动。M2中的同步控制模块R3启动，开始计时。beacon控制模块R2按设定的周期发送Beacon帧，该Beacon帧包括有标识该网络的SSID，网络参数和时间同步信息；

b)在M2作为AP工作过程中，和AP控制软件模块A1一起，负责维护DS网络，管理加入网络的no-AP-STA，提供SS+DS服务。

c)然后M2作为no-AP-STA工作，no-AP-STA控制软件A2控制M2，通过接收环境中其他AP发出的Beacon帧、probResponse帧来感知环境中存在的AP，然后选择其中一个AP关联，实现网络加入；加入时，根据所选网络的时间参数更新同步控制模块模块R4，更新no-AP-STA控制软件模块A2中的网络参数和SSID；

d)在M2作为no-AP-STA工作过程中，和no-AP-STA控制软件模块A2一起，根据所加入网络的Beacon帧来保持同步，提供SS服务，并利用所关联AP提供的DS服务实现数据分发；

第二种步骤，先作为no-AP-STA启动：

a)no-AP-STA服务控制软件模块A2开始工作，控制MAC功能模块M2先作为no-AP-STA启动。M2接收环境中AP发出的Beacon帧、probResponse帧来感知环境中存在的AP，然后选择一个AP关联，实现网络加入。加入时，根据所选网络的时间参数更新同步控制模块R4，更新no-AP-STA控制软件模块A2中的网络参数和SSID；

b)在M2作为no-AP-STA工作过程中，和no-AP-STA控制软件模块A2一起，根据所加入网络的Beacon帧来保持同步，提供SS服务，并利用所关联AP提供的DS服务实现数据传输；

c)然后AP控制软件模块A1运行，控制M2作为AP来工作。M2中的同步控制模块R3启动，开始计时。同时beacon控制模块R2按设定的周期来发送Beacon帧，该Beacon帧包括有标识该网络的SSID，网络参数和时间同步信息；

d)在M2作为AP工作过程中，和AP控制软件模块A1一起，负责维护DS网络，管理加入网络的no-AP-STA，提供SS+DS服务。

附图说明

图1为实现本发明的装置结构示意图

图2为DS网络系统中Distribution(数据分发)服务过程的示意图

图3为DS网络系统中Integration(整合)服务过程的示意图

图4为一个使用本发明实现具体应用的示意图

具体实施方案

如图1所示，该图描述了实现同时作为AP和no-AP-STA工作的802.11STA的示意图。

实现同时作为AP和no-AP-STA工作功能的STA，其硬件模块的部件包括：MAC控制软件模块M1和MAC硬件模块M2。其中M2包括一个工作模式配置寄存器R1，一个Beacon控制模块R2，至少两个同步控制模块R3和R4，和一个AP_no-AP-STA控制逻辑模块R5。其中AP_no-AP-STA控制逻辑模块R5用于胶合R1、R2、R3和R4，控制他们处于AP和no-AP-STA同时工作的状态。MAC控制软件模块M1包括一个AP控制软件模块A1，一个no-AP-STA控制软件模块A2，A1、A2可以同时处于工作状态。

为了更好地说明本发明实施过程，结合图1，以图4所示的实施例描述本发明的具体应用过程。

1)首先将工作模式配置寄存器R1配置为同时充当AP和no-AP-STA的工作模式。

2)当配置为上述所描述的工作模式时，具体步骤如下：

a)S1中的MAC硬件模块M2先作为no-AP-STA启动。no-AP-STA控制软件模块A2开始工作，控制M2接收环境中AP发出的Beacon帧，或者probResponse帧来感知环境中存在的AP，然后选择一个AP关联，实现网络加入。加入时，根据所选网络的时间参数更新同步寄存器R4，更新no-AP-STA控制软件模块A2中的网络参数，更新SSID。

b)在M2作为no-AP-STA工作过程中，和no-AP-STA控制软件模块A2一起，根据所加入网络的Beacon帧来保持同步，提供SS服务，并利用所关联AP提供的DS服务实现数据传输。

3)当S2和S3希望和S1进行数据通信时，如果S2和S3不具有接入AP1的能力，而用户又不希望断开S1上的网络应用，这时候，就需要S1同时作为AP来工作，临时建立另一个DS网络，执行如下步骤：

a)AP控制软件模块A1开始工作，控制S1中的MAC硬件模块M2充当AP。M2中的同步控制模块R3启动，开始计时；Beacon控制模块R2定期发送Beacon帧，该Beacon帧包括有标识该网络的SSID，网络参数和时间同步信息，这样S1就作为AP建立一个DS网络。

b)在M2作为AP工作过程中，S2和S3加入到由S1作为AP建立的DS网络中，实现S1、S2和S3之间的数据通信。

本发明所公开的方法，为802.11规范定义的STA提供了一种新的功能，使得一个STA，可以同时充当AP和no-AP-STA，即在提供SS+DS服务的时候，也同时提供SS服务，能够更好的满足用户需求。

Claims (1)

1、一种使得一个物理802.11STA同时作为AP和no-AP-STA工作的方法，其特征在于：一个物理802.11STA实现同时作为AP和no-AP-STA工作的步骤如下：

1)工作模式配置寄存器R1配置为同时充当AP和no-AP-STA的工作模式；

2)当配置为上述所描述的工作模式时，有如下两种工作步骤：

第一种步骤，先作为AP启动：

a)AP控制软件模块A1开始工作，设置MAC硬件模块M2作为AP启动，M2中的同步控制模块R3启动，开始计时，beacon控制模块R2按设定的周期发送Beacon帧，该Beacon帧包括有标识该网络的SSID，网络参数和时间同步信息；

b)在M2作为AP工作过程中，和AP控制软件模块A1一起，负责维护DS网络，管理加入网络的no-AP-STA，提供SS+DS服务；

c)M2作为no-AP-STA工作，no-AP-STA控制软件A2控制M2，通过接收环境中其他AP发出的Beacon帧、probResponse帧来感知环境中存在的AP，然后选择其中一个AP关联，实现网络加入；加入时，根据所选网络的时间参数更新同步模块模块R4，更新no-AP-STA控制软件模块A2中的网络参数和SSID；

d)在M2作为no-AP-STA工作过程中，和no-AP-STA控制软件模块A2一起，根据所加入网络的Beacon帧来保持同步，提供SS服务，并利用所关联AP提供的DS服务实现数据分发；

第二种步骤，一个物理802.11STA先作为no-AP-STA启动：

a)no-AP-STA控制软件模块A2开始工作，控制MAC硬件模块M2先作为no-AP-STA启动，M2接收环境中AP发出的Beacon帧、probResponse帧来感知环境中存在的AP，然后选择一个AP关联，实现网络加入，加入时，根据所选网络的时间参数更新同步控制模块R4，更新no-AP-STA控制软件模块A2中的网络参数和SSID；

b)在M2作为no-AP-STA工作过程中，和no-AP-STA控制软件模块A2一起，根据所加入网络的Beacon帧来保持同步，提供SS服务，并利用所关联AP提供的DS服务实现数据传输；

c)然后AP控制软件模块A1运行，控制M2作为AP来工作，M2中的同步控制模块R3启动，开始计时，同时beacon控制模块R2按设定的周期来发送Beacon帧，该Beacon帧包括有标识该网络的SSID，网络参数和时间同步信息；

d)在M2作为AP工作过程中，和AP控制软件模块A1一起，负责维护DS网络，管理加入网络的no-AP-STA，提供SS+DS服务。

Images