CN104067686A - 用于建立wi-fi显示(wfd)会话的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

提供了用于在层2(L2)通信连接上建立应用层通信会话的系统、方法、装置和技术。具体地，从第一设备发送发现请求帧。在所述第一设备处接收发现响应帧，其中所述发现响应帧是响应于已接收到所述发现请求帧而从第二设备发送的。在保持所述第一设备与所述第二设备之间的现有L2通信的同时在所述第一设备与所述第二设备之间建立所述应用层通信会话。

Description

用于建立WI-FI显示(WFD)会话的系统和方法
相关申请的交叉引用
本专利文献基于35U.S.C.§119(e)要求于2012年1月12日提交的第61/585,898号美国临时申请以及于2012年1月13日提交的第61/586,643号美国临时申请的优先权。第61/585,898号和第61/586,643号美国临时申请中的每一个的相应全部内容通过引用被并入本文。
技术领域
本公开涉及实现和维持多媒体Wi-Fi设备之间的安全连接以传输音频流和视频流的无线保真(Wi-Fi)显示，也称为WFD。
背景技术
WFD技术在利用现有Wi-Fi网络基础设施的同时实现在设备之间共享音频和视频内容。即使当在彼此直接相邻的设备之间使用时，Wi-Fi技术移除与匹配连接器类型和设备上的端口相关的约束以及基于电缆的连接的其它负担。Wi-Fi显示技术具体地用于大范围的消费者和商业环境，并且Wi-Fi显示的功能被包括在大范围的设备和显示器中，包括个人计算机、数字电视、机顶盒、娱乐和会议室投影仪、笔记本电脑、平板电脑和移动电话。
WFD将用于通过实现和维持多媒体Wi-Fi设备之间的安全连接以传输音频和视频流来增强对音频和视频内容的共享。与典型地被维持在使用对等(P2P)或隧道式直接链路建立(tunneled direct linksetup，TDLS)链路的层2(L2)级的标准Wi-Fi连接相反，WFD连接被维持在应用层(或层3(L3)级)。根据一些方法，通过首先拆除现有的L2连接、然后建立新的L2连接和WFD连接，在现有的P2P或TDLS连接上建立WFD连接。
发明内容
提供了用于在L2通信连接上建立应用层通信会话的系统、方法、装置和技术。具体地，从第一设备发送发现请求帧。在所述第一设备处接收发现响应帧，其中所述发现响应帧是响应于已接收到所述发现请求帧而从第二设备发送的。在保持所述第一设备与所述第二设备之间的现有L2通信的同时在所述第一设备与所述第二设备之间建立所述应用层通信会话。
在一些布置中，所述L2通信连接是P2P通信连接，而在一些其它布置中，所述L2通信连接是TDLS通信连接。在一些布置中，所述应用层通信会话是WFD通信会话。在一些布置中，所述发现请求帧是WFD发现请求帧并且所述发现响应帧是WFD发现响应帧，而在一些其它布置中，所述发现请求帧是服务发现请求帧并且所述发现响应帧是服务发现响应帧。
在一些布置中，所述第一设备和所述第二设备均支持Wi-Fi和WFD。在一些布置中，所述第一设备充当Wi-Fi显示源并且所述第二设备充当Wi-Fi显示宿。在一些布置中所示第一设备充当所述应用层通信会话的群组所有者(GO)。在一些布置中，所述WFD发现响应帧包括WFD信息单元(IE)，所述WFD IE描述所述第二设备的至少一个能力。
附图说明
结合附图，考虑到下面的详细描述，本发明的上面和其它方面和优点将变得明显，在附图中相似的符号指代相似的部件，并且在附图中：
图1描绘了根据布置的示例性Wi-Fi网络；
图2描绘了根据布置的用于在客户端设备之间建立P2P连接之后在这些客户端设备之间建立WFD会话的说明性过程；
图3描绘了根据布置的用于基于WFD发现请求在L2P2P或TDLS连接上建立WFD会话的说明性过程；以及
图4描绘了根据布置的用于基于服务发现请求在L2P2P或TDLS连接上建立WFD会话的说明性过程。
具体实施方式
本文公开了用于在现有(即，已经建立的)L2连接上建立L3连接的技术。在布置中，所公开的技术可被应用以在现有的L2P2P或TDLS连接上建立L3WFD连接。具体地，在不需要首先拆除现有的L2连接然后建立新L3连接的情况下建立L3连接，由此节省了系统资源和配置时间。
图1描绘了根据布置的示例性Wi-Fi网络。具体地，网络100包括WFD Wi-Fi设备A110、WFD Wi-Fi设备B120和WFD Wi-Fi设备C130。设备110、120和130中的每一个可以是例如便携式计算机、移动电话、或其它类型的无线设备。在通信开始时，图1中所描绘的设备(即，设备A110、设备B120和设备C130)都不需要固有地呈现与其它设备相关的任何逻辑或物理层级，例如，图1中所描绘的设备不需要是固定的接入点或具有比图1中所描绘的任何其它设备更多或更少的功能。
在一种布置中，网络100作为L2P2P网络操作。在此布置中，设备A110(从图1中所描绘的设备任意选择的)被指定为GO。作为GO的设备A110然后分别经由P2P链路115和125直接与设备B120和设备C130通信。P2P网络潜在地具有低效率。具体地，除了GO以外的设备之间的传输然而必须通过GO转发。例如，如果设备120希望将数据发送至设备130，则此数据必须经过设备110(作为GO)。这导致延迟和附加的带宽消耗，尤其当GO充当大量客户端设备的GO时。
因此，在布置中，GO转发设置信息，以使得非GO设备可经由TDLS协议彼此直接通信。例如，不依赖于设备A110转发设备B120与设备C130之间的通信，设备B120和设备C130可经由TDLS链路135彼此直接通信。
图2描绘了根据布置的用于在客户端设备之间建立P2P连接之后在这些设备之间建立WFD会话的说明性过程。在阶段200开始时，设备A210和设备B217异步操作，即设备之间没有建立的链路。此外，设备A210和设备B217即使在运行较低层L2通信协议(例如P2P或TDLS)时仍是支持WFD的。设备A210经由链路215发送P2P探测请求，P2P探测请求被设备B217接收。探测请求可具体请求来自设备B的信息或可一般请求来自区域中的所有接入点的信息。所请求的信息包括支持的数据速率和其它信息，但是不涉及WFD IE，因为探测请求为P2P探测请求。在接收到探测请求之后，设备B217向设备A210发送探测响应，由此设备A210与设备B217之间的P2P通信链路215被建立。如图2所描绘的，设备A210然后充当P2P GO并且设备B217充当P2P客户端。在布置中，设备A210和设备B217分别对应于图1的设备A110和设备B120。
在阶段220，设备A210试图发起与设备B217的WFD链路。为此，设备A210将拆除请求发送至设备B217，并且之前在阶段200建立的P2P链路被终止。因此，设备A210失去其作为GO的状态并且设备B217失去其作为P2P客户端的状态。
在阶段240，设备A210在链路215上发送WFD探测请求，WFD探测请求被设备B217接收。WFD探测请求类似于P2P探测请求，但是包括WFD IE。在接收到WFD探测请求之后，设备B217将也包括WFD IE的WFD探测响应发送至设备A210，由此设备A210与设备B217之间的WFD通信链路215被建立。设备A210充当WFD GO并且设备B217充当WFD客户端。
基于本文中的公开内容和教导，本领域技术人员将理解，设备A210在阶段200发起P2P探测请求并不意味着设备A210也必须在阶段240发起WFD探测请求。一般地，设备A210或设备B217可发起P2P探测请求和WFD探测请求中的一个或两个。
基于本文中的公开内容和教导，本领域技术人员将理解，可使用类似的过程在客户端设备之间建立TDLS连接之后在这些设备之间建立WFD会话。具体地，在阶段200，可发送TDLS探测请求以取代P2P请求并且可发送TDLS探测响应以取代P2P探测响应。
因此，根据过程200，当其间具有建立的L2TDLS或P2P连接的两个设备将要启动WFD会话时，在启动WFD会话之前可拆除支持现有的TDLS或P2P L2连接的链路并且启动新的L2连接。这可能影响现有的WFD会话或使用现有链路的其它应用，并且这可能导致重新建立下层L2链路所花费的资源和时间的浪费。相反，图3和图4描绘了现有L2P2P或TDLS链路可被WFD会话重用(即，不需要任何拆除)的技术。
图3描绘了根据布置的用于基于WFD发现请求在L2P2P或TDLS连接上建立WFD会话的说明性过程。在310，设备A110和设备B120在它们之间建立L2通信链路。此链路可以是P2P或TDLS通信链路形式。在布置中，通过使用与图2的阶段200所述的过程相同或相似的过程建立P2P或TDLS通信链路。在阶段320，设备A110通过网络发送WFD发现请求帧。WFD发现请求帧由网络上的一个或多个设备、包括设备B120接收。在布置中，设备A110充当Wi-Fi显示源，设备B120充当Wi-Fi显示宿。在另一布置中，设备A110充当Wi-Fi显示宿，设备B120充当Wi-Fi显示源。此外，在一些应用中，设备A110和设备B120可在单个通信会话期间轮流充当Wi-Fi显示宿和Wi-Fi显示宿。
在阶段330，设备B120和网络上可能的其它具有WFD能力的设备响应于接收到WFD发现请求帧，将WFD发现响应帧发送至设备A110。在340，设备A110选择发起与其WFD发现响应帧被接收的多个设备(如果设备的数目大于1)中的设备B120的WFD会话。在布置中，设备A110基于其WFD发现响应帧被接收的多个设备的处理能力或一些其他能力，从所述多个设备中选择一个设备。在350，设备B120通过将WFD会话建立响应发送至设备A110，对接收的WFD发现响应帧做出响应。具体地，WFD会话建立响应确认接受或拒绝所提议的WFD会话。假设WFD会话建立响应确认接受WFD会话，则过程300进入360，在360，根据WFD会话在设备A110与设备B120之间传输数据。
在布置中，WFD发现请求帧和WFD发现响应帧以在标准802.11k中定义的IEEE公共动作帧格式被发送。WFD公共动作帧的一般格式在下面的表1和表2中示出。
表1 WFD公共动作帧的一般格式
类型 注释
0 WFD发现请求
1 WFD发现响应
2 WFD会话建立请求
3 WFD会话建立响应
4-255 保留
表2 WFD公共动作帧类型
具体地，为了生成WFD发现请求帧，对话令牌字段被设置成由发送WFD发现请求帧的设备选择的非零值以识别请求/响应事务。WFD发现请求帧中的单元字段包含WFD IE。用于包括在WFD发现请求帧中的用于WFD IE的WFD子单元在下面的表3中示出。
表3 WFD发现请求帧中的WFD子单元
为了生成WFD发现请求帧，对话令牌字段被设置成在WFD发现请求帧中接收的非零值，以识别请求/响应。WFD发现响应帧中的单元字段包含WFD IE和/或P2P IE。包括在WFD发现响应帧中的用于WFD IE的WFD子单元在下面的表4中示出。
表4 WFD发现响应帧中的WFD子单元
在布置中，WFD IE被包括在每个WFD发现请求帧和WFD发起响应帧中(以及支持WFD的设备所发送的信标帧中)。WFD IE一般包括与WFD设备能力的各种属性有关的信息，例如，显示能力信息、视频简档信息、音频简档信息、发送能力信息和三维能力信息中的一个或多个。
作为(如在过程300的320和330处所描述的)发送WFD发现请求帧的替换方案，具有WFD能力的设备可发送关于图4所描述的服务发现请求。具体地，服务发现帧用于定位P2P群组中的具有WFD能力的设备。服务发现帧可被发送至具体的设备或P2P群组中的每一个设备。在发送服务发现请求之前，服务发现帧的发送方应验证对WFD设备信息中的服务发现的支持。如果支持WFD，则接收方P2P设备应发送具有WFD属性的服务发现响应。
图4描绘了根据布置的用于基于服务发现请求而在L2P2P或TDLS连接上建立WFD会话的说明性过程。在410，设备A110和设备B120在它们之间建立L2通信链路。此链路可以是P2P或TDLS通信链路形式。在布置中，通过使用与图2的阶段200所述的过程相同或相似的过程建立P2P或TDLS通信链路。在420，设备A110通过网络发送服务发现请求帧。服务发现请求帧由网络上的一个或多个设备、包括设备B120接收。
在430，设备B120和网络上的可能的其它具有WFD能力的设备响应于接收到服务发现请求帧，将服务发现响应帧发送至设备A110。在440，设备A110选择发起与其服务发现请求帧被接收的多个设备中的设备B120的会话。在布置中，设备A110基于其服务发现响应帧被接收的多个设备的处理能力或一些其他能力，从所述多个设备中选择一个设备。此外，在440，设备A110将WFD会话建立请求发送至设备B120。
在450，设备B120通过将WFD会话建立响应发送至设备A110，对接收的WFD会话建立请求做出响应。具体地，WFD会话建立响应确认接受或拒绝所提议的WFD会话。假设WFD会话建立响应确认接受WFD会话，则过程400进入460，在460，根据WFD会话在设备A110与设备B120之间传输数据。
在布置中，WFD服务发现请求帧和WFD服务发现响应帧以IEEE P802.11u标准中描述的帧格式，即根据由该标准规定的P2P服务发现帧的GAS发起请求和响应帧格式被发送。根据此标准，在P2PIE的设备能力位图中指示对发现服务的支持，在WFD IE的WFD设备信息子单元中指示对WFD设备发现的支持。
在布置中，如果对GAS协议的支持存在并且发起WFD设备广告对GAS协议的支持，则WFD服务发现被发起。具体地，WFD设备使用供应商专用的广告协议ID。具有供应商专用的协议ID的内容基于下面表5中描述的IEEE802.117.3.2.26格式。
表5 WFD服务发现帧供应商专用内容
在布置中，如果WFD服务发现响应中的内容对于发送而言太大(例如，太多字节)，则GAS分段用于在发送之前将WFD服务发现响应进行分段。
对于通过过程300和过程400描述的系统，在布置中，通过将对话令牌字段设置成由发送WFD会话建立请求帧的具有WFD能力的设备选择的非零值而建立WFD会话建立请求帧以识别请求/响应事务。WFD会话建立请求帧中的单元字段包含WFD IE。根据一个布置，包括在WFD会话建立帧中的用于WFD IE的WFD子单元在下面的表6中示出。
表6 WFD会话建立请求帧中的WFD子单元
对于通过过程300和过程400描述的系统，在布置中，通过将对话令牌字段设置成由发送WFD会话建立请求帧的具有WFD能力的设备选择的非零值而建立WFD会话建立响应帧，以识别请求/响应事务。WFD会话建立响应帧中的单元字段包含WFD IE。在布置中，WFD IE包括下面表7中示出的WFD会话建立请求帧中的子单元。
表7 WFD会话建立请求帧中的WFD子单元
因此，本文描述了用于在现有L2连接(例如，P2P或TDLS连接)上调用L3会话而不执行拆除处理来终止现有L2连接的系统和方法。本文所述的技术有利地减少了在L2连接已经存在时发起L3会话所需的计算和时间开销。
为了说明目的而非限制目的给出了上述实现。其它实施方式是可能的并且上面所述技术的一个或多个部分可以不同的顺序(或同时)执行但仍然实现期望的结果。另外，本公开的技术可在硬件中实现，例如在特定用途集成电路(ASIC)或现场可编程门阵列(FPGA)上实现。本公开的技术还可在软件中实现。

Claims (20)

1.一种用于在层2(L2)通信连接上建立应用层通信会话的方法，所述方法包括：
从第一设备发送发现请求帧；
在所述第一设备处接收发现响应帧，所述发现响应帧是响应于已接收到所述发现请求帧而从第二设备发送的；
在保持所述第一设备与所述第二设备之间的现有L2通信连接的同时在所述第一设备与所述第二设备之间建立所述应用层通信会话。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述L2通信连接是对等(P2P)通信连接。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述L2通信连接是隧道式直接链路建立(TDLS)通信连接。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述应用层通信会话是WFD通信会话。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述发现请求帧是WFD发现请求帧，并且所述发现响应帧是WFD发现响应帧。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述发现请求帧是服务发现请求帧，并且所述发现响应帧是服务发现响应帧。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一设备和所述第二设备均支持Wi-Fi和WFD。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一设备充当Wi-Fi显示源并且所述第二设备充当Wi-Fi显示宿。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一设备充当所述应用层通信会话的群组所有者(GO)。
10.根据权利要求5所述的方法，其中所述WFD发现响应帧包括WFD信息单元(IE)，所述WFD IE描述所述第二设备的至少一个能力。
11.一种用于在层2(L2)通信连接上建立应用层通信会话的设备，所述设备包括：
发送电路，被配置为发送发现请求帧；
接收器电路，被配置为接收发现响应帧，所述发现响应帧是响应于客户端已接收到所述发现请求帧而从所述客户端发送的；以及
处理器，被配置为在保持所述设备与所述客户端之间的现有L2通信连接的同时在所述设备与所述客户端之间建立所述应用层通信会话。
12.根据权利要求11所述的设备，其中所述L2通信连接是对等(P2P)通信连接。
13.根据权利要求11所述的设备，其中所述L2通信连接是隧道式直接链路建立(TDLS)通信连接。
14.根据权利要求11所述的设备，其中所述应用层通信会话是WFD通信会话。
15.根据权利要求11所述的设备，其中所述发现请求帧是WFD发现请求帧，并且所述发现响应帧是WFD发现响应帧。
16.根据权利要求11所述的设备，其中所述发现请求帧是服务发现请求帧，并且所述发现响应帧是服务发现响应帧。
17.根据权利要求11所述的设备，其中所述设备和所述客户端均配置有Wi-Fi能力和WFD能力。
18.根据权利要求11所述的设备，其中所述设备被配置为充当Wi-Fi显示源，并且所述客户端被配置为充当Wi-Fi显示宿。
19.根据权利要求11所述的设备，其中所述设备被配置为充当所述应用层通信会话的群组所有者(GO)。
20.根据权利要求15所述的设备，其中所述WFD发现响应帧包括WFD信息单元(IE)，所述WFD IE描述所述第二设备的至少一个能力。
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