CN104641693A - 无线网络中的关联 - Google Patents

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Abstract

本申请文档涉及无线网络，在该无线网络中，接入点可以限定关联限制以使一些终端设备优先于其它终端设备。终端设备可以基于从该接入点接收的帧来确定所述关联限制，以及基于所接收的帧来选择是否关联于所述接入点。

Description

无线网络中的关联
技术领域
本发明涉及无线通信领域，并且更具体地涉及终端设备和接入点之间的关联。
背景技术
无线通信系统的终端设备可以被配置为在发起与无线网络的接入点的链路建立之前来扫描可以使用的接入点。终端设备可以扫描由接入点传送的消息，其中该消息包括该接入点的参数。
发明内容
由所附独立权利要求限定本发明。在从属权利要求中限定了本发明的实施例。
附图说明
参照附图，通过仅示例来描述本发明的实施例，其中
图1说明了本发明的实施例可以应用于的无线通信场景的示例；
图2A和图2B说明了根据本发明的一些实施例的在终端设备和接入点中使用关联限制；
图3和图4说明了根据本发明的一些实施例的用于确定和指示关联限制的信令图；
图5说明了根据本发明的一些实施例的在关联期间与帧传输的定时有关的关联限制的实施例；以及
图6和图7说明了根据本发明的一些实施例的装置的框图。
具体实施方式以下实施例是示例。尽管说明书在若干位置中可以提及“一个”，“一种”或“一些”实施例(多个)，但是这并不是意味着每个此类提及指的是相同的实施例(多个)，或特征仅应用于单个实施例。不同实施例的单个特征也可以被组合以提供其它实施例。此外，词语“包括”和“包含”应当被理解为不是将所描述的实施例局限于仅由已经提及的那些特征组成，以及此类实施例可以还含有没有特定提及的特征/结构。
在图1中说明了一般的无线通信场景，本发明的实施例可以在该一般的无线通信场景中应用。图1说明了包括多个接入点(AP)100、102、104和无线终端设备(STA)110的无线通信设备。每个接入点100至104可以与基本服务集(BSS)相关联，BSS是IEEE 802.11无线局域网(WLAN)的基本构造块。每个接入点100至104可以表示不同的BSS。最常见的BSS类型是基础架构BSS，基础架构BSS包含单个AP连同与该AP相关联的所有STA。AP可以是固定AP或它可以是移动AP。AP 100至104还可以提供至其它网络(例如互联网)的接入。在另一个实施例中，BSS可以通过分布式系统(DS)彼此连接以形成扩展服务集(ESS)。由没有控制接入点的终端设备的自组织网络来形成独立BSS(IBSS)。尽管在上述IEEE802.11的技术的上下文中来描述本发明的实施例，但是应当了解的是，本发明的这些或其它实施例可以应用于基于其它规范的网络，例如，WiMAX(微波接入全球性互通)、UMTS LTE(针对通用移动通信系统的长期演进)以及具有认知无线电特征的其它网络，例如传输介质感知特征和针对与基于不同规范和/或标准的无线电接入网共存的适应性。一些实施例可以应用于具有由其它IEEE工作组(例如，802.19工作组1(TG1))开发下的特征的网络。
IEEE 802.11n规范指定了包含20兆赫兹(MHz)宽的主要和辅助信道的数据传输模式。在与支持仅20MHz模式的客户端以及与支持更高带宽的客户端的所有数据传输中使用主要信道。在802.11n中的另外限定是主要信道和辅助信道是相邻的。802.11n规范还定义了一种模式，在该模式中，STA可以，除了主要信道之外，占据一个辅助信道，这导致40MHz的最大带宽。IEEE 802.1ac工作组通过将辅助信道的数量从1增加直到7，将此类操作模型扩展以提供更宽的带宽，从而导致20MHz、40MHz、80MHz、和160MHz的带宽。可以由两个连续的20MHz频带来形成40MHz传输频带，可以由两个连续的40MHz频带来形成80MHz传输频带。然而，可以由两个连续的80MHz频带或两个不连续的80MHz频带来形成160MHz频带。
如上所述，BSS的传输频带含有主要信道以及零个或多个辅助信道。辅助信道可以用于增加传输机会(TXOP)的数据传送能力。辅助信道可以被称为辅助信道、第三信道、第四信道等。然而，出于简明的原因，我们使用辅助信道作为通用术语以还指第三信道或第四信道等。主要信道可以用于信道竞争，以及在对主要信道的成功信道竞争之后，可以获得TXOP。针对信道访问，一些IEEE 802.11网络基于载波侦听多路访问冲突避免(CSMA/CA)。
IEEE 802.11ai工作组正在建立针对快速初始链路建立(FILS)的原则。这些原则的一个方面是使得能够更快速和更精确的AP和网络发现。一些原则涉及被动扫描，在被动扫描中，扫描设备，例如STA，被动地扫描针对任何信标、管理或通告帧的信道。其它原则涉及主动扫描，在主动扫描中，扫描设备主动地传送扫描请求消息，例如，探测请求消息或通用通告服务(GAS)请求，以便查询存在的AP或网络。探测请求还可以设置响应设备为了响应于该探测请求应当满足的一些条件。在一些实施例中，扫描设备可以被称为请求设备或请求装置。响应于扫描请求消息，响应设备可以传送扫描响应消息，例如探测响应消息，其中扫描响应消息可以含有关于响应设备、它的网络和其它网络的信息。本申请中描述的扫描增强的实施例涵盖网络发现信令、探测请求-响应过程，以及GAS请求-响应过程。
如上所述，可以由AP和连接到该AP的一个或多个STA来表示BSS，或在IBSS的情况下由多个STA来表示BSS。STA 110可以建立至AP 100、102、104中的任何一个AP的连接。连接建立可以包含认证，在该认证中，在AP中建立STA的身份。该认证可以包括交换在BSS中使用的加密密钥。在认证之后，AP和STA可以进行关联，在该关联中，在BSS中完成注册该STA，例如通过向该STA提供关联标识符(AID)。应当注意的是，在其它系统术语中，未必使用认证和关联，以及因此STA至AP的关联应当被宽泛地理解为在STA和AP之间建立连接，使得该STA相对于该AP处于连接状态，以及扫描来自该AP的下行链路帧传输以及扫描它自己的缓冲器以寻找上行链路帧传输。
在有许多终端设备存在的区域中，例如，在机场和购物商场中，一些接入点可能变得过载，而其它接入点会有可以使用的能力。本发明的实施例提供了一种方法，该方法用于使得接入点能够设置针对可以关联于该接入点的终端设备的偏好。当两个邻近接入点设置不同的偏好时，可以改进至不同接入点的终端设备的分布。无线电接口的拥塞可以是瓶颈，以及因此由接入点设置的偏好可以与无线电接口中的帧传输有关。特别地，接入点可以设置关联限制，当关联于该接入点时，该关联限制限定了帧传输的定时。如果终端设备选择关联于接入点，则要求关联于该接入点的该终端设备符合关联限制。关联限制的预先通知使得终端设备能够选择它是否能够满足该关联限制。
图2A说明了针对在接入点中设置偏好的实施例的流程图。接入点可以是形成BSS或ESS的无线网络中的接入点，或在自组织网络的情况下，它可以是非接入点终端设备。参照图2，在框200中，接入点确定由该接入点设置的限制，该限制用于使一些终端设备比其它终端设备优先。在一个实施例中，关联限制限定当终端设备关联于接入点时，应当进行帧传输的频率。在另一个实施例中，关联限制包括针对关联于接入点的终端设备的最大空闲时间段。在又一个实施例中，关联限制包括最大关联时间。一般地，当关联于接入点时，关联限制可以限定帧传输的定时。帧传输可以指上行链路和/或下行链路帧传输。在框202中，接入点进行向至少一个终端设备的指定所述关联限制的帧的传输。
图2B从终端设备的视点说明了搜索将关联于的接入点的过程。参照图2B，在框210中，终端设备在开始至接入点的关联过程之前，接收来自该接入点的帧。在框212，终端设备基于从该接入点接收的帧，确定指定由该接入点设置的关联限制的至少一个关联参数。在框214，终端设备至少部分地基于所述关联限制，确定是否关联于该接入点。
图2A的过程配置接入点来设置关联限制以使一些终端设备比其它终端设备优先。这可以用于平衡不同接入点之间的终端设备的分布，以及接入点还可以选择与该接入点的能力匹配的终端设备。图2B的过程配置终端设备以关联于提供与该终端设备的能力匹配的关联限制的接入点。因此，上述实施例使得能够使相对于帧传输而言具有类似能力的接入点和终端设备成对。以下描述一些用例。
在一个实施例中，如果终端设备关联于接入点，但是在该关联期间不能满足关联限制中的至少一些关联限制，则该接入点可以与该终端设备解除关联。接入点可以在遵守关联限制的要求中提供一定的灵活性，例如，一次不遵守可以不触发接触关联。
在以下描述的实施例中，接入点被认为是具有无线网络的基站的特征的接入点，例如，IEEE 802.11网络的接入点。然而，这些实施例等同地应用于没有接入点的移动自组织网络，以及在此类实施例中，接入点可以由用作接入点的另一个终端设备来替代。终端设备(多个)可以是IEEE802.11网络或另外的无线网络的非接入点终端设备。
图3和图4说明了用于由接入点提供关联限制以及在终端设备中确定该关联限制的不同实施例的信令图。在图3的实施例中，可以由被包括在从接入点传送的帧中的至少一个参数来限定关联限制。在图4的实施例中，终端设备发送限定条件的请求，接入点应当满足该限定条件以便响应于该请求，其中该条件限定关联限制。
参照图3，在框200中，接入点确定关联限制。终端设备搜索将关联于的接入点，并且扫描无线电信道以寻找来自接入点的任何传输(框302)。终端设备可以扫描与接入点有关的信标传输或其它广播传输或一般地，包括发现信息的任何帧传输。在304，接入点传送包括对关联限制进行限定的至少一个参数的帧。该帧可以是以下帧中的至少一个：信标帧、针对探测请求的探测响应、针对认证请求的认证响应，或FILS建立响应，或通告接入点的存在的任何其它发现帧。限定关联限制的参数可以被称为关联控制元素。参照图5，我们现在考虑针对信息元素的一些实施例，该信息元素可以被包括在关联控制元素中。
参照图5，关联控制元素可以包括：初始寂静时间段500，其指定当从关联的开始来计数时，针对终端设备抑制帧传输所允许的最大时间间隔。该初始寂静时间段可以被认为涵盖从该关联所测量的时间间隔，以及在该时间间隔期间，该终端设备可以向或可以不向该接入点发送帧。如果终端设备在初始寂静时间段期间没有向该接入点传送的帧，则该接入点将不导致该寂静的后果。在另一个实施例中，在该初始寂静时间段期间可以维护链路维护规则，以及在该初始寂静时间段后，可以应用所指示的关联限制。在使用IEEE 802.11规范的实施例中，可以在最大BSS监听时间间隔信息元素中和/或在指定与该关联有关的链路维护的其它控制元素中指示该链路维护规则。因此，初始寂静时间段500可以被认为是宽容时间段，在该宽容时间段期间，相对于帧传输没有针对该终端设备的活动性要求。在该初始寂静时间段500期满时，可以应用相对于帧传输活动性的正常关联限制。参照图5，可以要求终端设备在初始寂静时间段500期满之前传送/接收第一帧502。否则，接入点可以发起解除关联。该终端设备可以使用初始寂静时间段以用于承载其它功能，例如与其它接入点或终端设备通信。初始寂静时间段还可以用于允许在关联开始时在较高层通信中的延时。例如，在与接入点关联后，终端设备可以开启与网络服务器的应用层连接，例如电子邮件服务器或网站服务器。然而，在来自该网络服务器的响应中可能存在延时，例如因为在网络服务器中或在网络服务器和终端设备之间的连接中的拥塞。这可以导致的是，在该关联开始时，没有将被传送和/或接收的数据。类似地，终端设备可以在关联开始后具有防止帧传输的一些较高优先级的操作。因此，初始寂静时间段可以防止在关联开始时由不可避免的寂静所导致的解除关联。可以在确定的时间单位中来初始寂静时间段500。在一些实施例中，其中在IEEE 802.11网络中使用本发明，初始寂静时间段可以以十个时间单位(TU)为单位，其中一个时间单位是1.024毫秒(ms)，因此导致的是，以10.24ms为单位来表示初始寂静时间段。初始寂静时间段的持续时间可以是固定的或它可以是由接入点确定的变量。在后一种情况中，这个信息元素的长度可以更长以适应在由接入点传送的帧中限定初始寂静时间段500的持续时间的值。指示初始寂静时间段500的信息元素还可以包括限定当前没有应用初始寂静时间段500的值。
在一个实施例中，关联控制元素包括：以确定的时间单位的最大关联时间510，其限定针对关联的最大持续时间。在一些实施例中，其中在IEEE802.11网络中使用本发明，最大关联时间也可以以十个时间单位(TU)为单位，其中一个时间单位是1.024毫秒(ms)，因此导致的是，以10.24ms为单位来表示最大关联时间。最大关联时间510的持续时间可以是固定的或它可以是由接入点确定的变量。在后一种情况中，这个信息元素的长度可以更长以适应在由接入点传送的帧中限定最大关联时间的持续时间的值。指示最大关联时间510的信息元素还可以包括限定当前没有应用最大关联时间510的值。在这种情况下，该关联可以持续任意持续时间。在使用最大关联时间的情况下，接入点可以在最大关联时间期满时发起解除关联(参见图5中的解除关联)。
在一个实施例中，关联控制元素包括：最大空闲时间段504，其指定针对终端设备在帧传输之间保持空闲的最大持续时间。在一些实施例中，终端设备可以应用功率节省模式，在功率节省模式中，它间歇性地、周期性地或非周期性地关闭它的无线电收发器以进入睡眠状态，以便节省电池。因此，终端设备关联于的AP被预期为对地址指向在睡眠状态中的终端设备的帧进行缓冲。最大空闲时间段可以用于限定终端设备保持在睡眠状态中所允许的最大持续时间，以及该终端设备可以从该最大空闲时间段来计算针对它的功率节省时间段的最大持续时间，例如通过将该功率节省时间段的持续时间设置为小于该最大空闲时间段。可以以确定的单位来定义最大空闲时间段。在一些实施例中，其中在IEEE 802.11网络中使用本发明，该时间单位可以是1.024ms(一个TU)。此外，在IEEE 802.11的情景中，最大空闲时间段可以被定义在IEEE 802.11规范中描述的BSS最大空闲时间段字段中。最大空闲时间段也可以包括：用于指示允许终端设备使用功率节省模式的一个值。该最大空闲时间段还可以包括：用于指示不允许终端设备使用功率节省模式的一个值。这些值中的一个值可以是IEEE802.11规范中的BSS最大空闲时间段字段的值“零”。接入点可以将最大空闲时间段设置为与针对它在传输地址为终端设备的数据或由于不符合最大空闲时间段而导致进行解除关联之前它在它的缓冲器中存储该数据需要多长时间的持续时间匹配。例如，如果接入点确定在确定数量的信标传输时间间隔的持续时间内在缓冲器中存储该数据，则它可以选择最大空闲时间段以与该数量的信标传输时间间隔对应。信标帧可以包括：业务指示图(TIM)，TIM向在功率节省模式中的终端设备指示该接入点在它的缓冲器中具有地址为该终端设备的数据。因此，该终端设备可以将它的功率节省持续时间设置为足够短，使得它能够检测含有具有该终端设备的关联标识符的TIM的信标传输中的至少一个信标传输，以及能够及时地接收下行链路帧506。
在另一个实施例中，通过使用与最大空闲时间段不同的另一个参数来指示允许功率节省模式。一般地，关联控制元素可以包括：功率节省启用参数，其指示是否允许终端设备使用功率节省模式。
在一个实施例中，关联控制元素包括：最小禁止(keep-out)时间512，其指定针对终端设备在与相同接入点解除关联之后抑制与该接入点关联的持续时间。接入点可以使用这个参数以确保终端设备将在由这个参数指定的时间间隔内不会再次与它相关联。在图5的实施例中，从解除关联的完成来计算最小禁止时间，但是等同地，可以从前一个关联开始以及可选地从最大关联时间来计算它。如果尽管终端设备在最小禁止时间内再次尝试与该接入点关联，但是该接入点可以拒绝该关联或重新关联请求。可以以确定的时间单元来定义最小禁止时间。在一些实施例中，其中在IEEE802.11网络中使用本发明，最小禁止时间还可以以十个时间单位(TU)为单位，其中一个时间单位是1.024毫秒(ms)，因此导致的是，以10.24ms为单位来表示最小禁止时间。最小禁止时间还可以具有一种值，该值指示的是，不应用最小禁止时间以及终端设备可以再次与该接入点关联而不管它是否选择这样做。
在一个实施例中，禁止时间大于最大关联时间
在一个实施例中，关联控制元素包括：针对关联的估计的持续时间，其指定一个持续时间，在该持续时间后该接入点接受新的关联。接入点可以设置可以并发地关联于该接入点的最大数量的终端设备。该接入点于是可以评估这些终端设备中的一个终端设备何时将与该接入点解除关联，以及可以基于该评估来获得针对关联的估计的持续时间。在接入点使用最大关联时间的实施例中，可以从当前时间与当前关联的终端设备的第一最大关联时间期满时之间的持续时间来确定针对关联的估计的持续时间。在其它实施例中，即使已经超过最大数量的终端设备，接入点可以允许新终端设备的临时关联，以及可以通过使用与当前关联的终端设备的最大关联时间不同的输入来计算针对关联的估计的持续时间。应当了解的是，存在其它的实施例以用于估计针对下一个关联的可用性的真实或随机的持续时间。替代并发服务的终端设备的最大数量，或除此之外，接入点可以基于它的当前能力来选择当前不允许新关联。例如，接入点可能正在以它的最大能力来运行，使得新连接将使现有连接的性能降级，以及该接入点可以选择现在不接受新关联。它可以评估它何时将具有能力以及相应地设置针对关联的估计的持续时间的值。还可以以确定的时间单位来表示针对关联的估计的持续时间。在一些实施例中，其中在IEEE 802.11网络中使用本发明，针对关联的估计的持续时间还可以以十个时间单位(TU)为单位，其中一个时间单位是1.024毫秒(ms)，因此导致的是，以10.24ms为单位来表示针对关联的估计的持续时间。针对关联的估计的持续时间还可以具有用于限定接入点当前接受新关联的值，例如值0。终端设备可以使用针对关联的估计的持续时间以抑制在这个持续时间已经期满之前请求关联，或如果新的关联被立即接受，则它可以选择立即请求关联。
下表1说明了包括上述字段和以八位字节为单元的它们各自长度的关联控制元素的实施例。
表1
元素标识符(ID)可以标识关联控制元素，以及长度可以指定以八位字节为单位的该关联控制元素的总长度。
参照图3，终端设备在框306检测和接收包括关联限制的帧以及确定该关联限制。在框308，终端设备确定它的通信简档是否与该关联限制匹配。框308可以包括：确定该关联限制是否指示的是该接入点能够提供遵守该终端设备的当前连接要求的服务。框308可以包括：根据请求建立该关联的应用来评估该关联限制。该应用可以设置针对该关联的持续时间和/或在该关联期间的活动的要求。例如，可以从将被传递的数据的估计数量来估计该关联的持续时间。这些要求可以区分服务质量要求和关联类别(AC)要求。例如，如果该应用是要求在长持续时间内关联的视频流式传输应用，则例如该终端设备可以选择关联于没有最大关联时间的接入点。在另一个方面，如果该应用要求在仅短持续时间内的关联，例如，更新电子邮件的电子邮件应用，则单个关联可以具有短持续时间以及该终端设备可以选择关联于使用最大关联时间的接入点。
在一个实施例中，终端设备评估它是否能够遵守该关联限制。例如，该终端设备可以评估相对于该关联限制的它的功率节省功能。例如，如果该终端设备的电池电量低，并且它被配置为应用功率节省特征，则该终端设备可以选择不关联于不允许功率节省模式的接入点或具有严格活动要求的接入点，例如已经设置短最大空闲时间段的接入点或一般应用最大空闲时间段的接入点。在另一方面，可以优选允许功率节省模式的接入点。
在框310，该终端设备根据该终端设备的当前能力和/或通信简档，基于关联限制的评估，来选择是否关联于该接入点。在框310中也可以应用其它标准。如果终端设备选择继续进行关联，则它可以向该接入点传送关联请求或重新关联请求。否则，该终端设备可以继续扫描其它接入点。
图4说明了一个实施例，在该实施例中，终端设备限定匹配它的通信简档和/或能力的关联限制，以及请求来自满足由该终端设备设置的关联限制的接入点的通知。参照图4，在框400中，终端设备确定它的关联限制。由终端设备限定的该关联限制可以被称为关联级别标准，以便与由接入点设置的关联限制分开。该关联级别标准可以包括如由接入点设置的关联限制的以上列出的相同参数中的至少一些参数，但是终端设备可以在请求时设置这些参数的值。例如，终端设备可以确定接入点应当提供的针对该关联限制的最小要求，以便该终端设备将关联于该接入点。终端设备可以基于该终端设备的通信简档(例如基于请求该关联的应用、剩余的电池容量等)来确定该最小要求。例如，如果该应用是流式传输或会话应用，则终端设备可以设置最小要求是，接入点应当不应用最大关联时间。如果终端设备的电池电量低，则它可以设置的最小要求是，接入点应当允许功率节省模式。
在一个实施例中，终端设备使用与被包括在关联限制中的那些参数至少部分不同的参数作为关联级别标准。然而，接入点可以被配置为将关联级别标准的参数映射到关联限制。在一个实施例中，关联级别标准可以指定比关联限制更一般的限制。以下表2包括：信息元素的实施例，其包括终端设备可以使用的关联级别标准。
值 描述
0 所有关联限制
1 无限制的关联
2 允许功率节省模式
3 应用时间限制
表2
参照表2，一个值(在这个实例中值0)可以指定的是，终端设备接受所有关联限制。一个值(在这个实例中值1)可以指定的是，终端设备请求包括无关联限制的关联。一个值(在这个实例中值2)可以指定的是，终端设备请求在该关联期间允许功率节省模式。一个值(在这个实例中值3)可以指定的是，终端设备请求该关联限制应用与帧传输的定时有关的限制，例如，接入点应用最大关联时间、宽容时间和/或在帧传输之间的最大空闲时间段。
终端设备可以包含：在由终端设备传送的请求消息中包括关联级别标准(图4中的402)。该关联级别标准可以被包含在请求消息中作为条件，该条件使得遵守该条件的接入点响应于该请求。请求消息可以是探测请求或通用通告请求(GAS)，或一般地，针对确定存在能够服务该终端设备的接入点的扫描请求。
在框404中，接入点将它的关联限制与在402中被包括在从终端设备接收的扫描请求中的关联级别标准进行比较。如果关联级别标准指定的是，该终端设备接受任何关联限制，则该接入点可以确定使用适当的扫描响应消息(例如，探测响应或GAS响应)来响应于该扫描请求。如果关联级别标准指定的是，终端设备请求无限制的关联，则如果接入点设置无关联限制，则接入点可以确定响应于该扫描请求。在一个实施例中，如果接入点使用初始寂静时间段作为关联限制或在关联期间不限制终端设备的操作的对应限制，则该接入点可以进行响应。如果关联级别标准指定的是，终端设备请求特定关联限制，则如果该接入点当前使用的关联限制遵守由该终端设备请求的关联限制，它可以确定响应于该扫描请求。例如，如果终端设备请求允许功率节省模式，则接入点可以确定当前使用最大空闲时间段参数。如果最大空闲时间段的值指定的是，允许该终端设备使用功率节省模式，则该接入点可以选择进行响应。该接入点可以评估最大关联时间，以及如果没有使用最大关联时间，则该接入点可以选择进行响应。如果该关联级别标准指定的是，终端设备请求与帧传输的定时有关的关联限制，则如果接入点应用最大关联时间和/或最大空闲时间段，则它可以确定进行响应。
在框403中，终端设备扫描无线电信道以寻找对在402中传送的扫描请求的任何响应。终端设备接收来自接入点的在406中的扫描响应消息，以及可能地，来自至少一个其它接入点的在框408中的扫描响应消息，以及该终端设备可以仅从以下事实来确定所响应的接入点能够满足该终端设备的关联级别标准：响应于该扫描请求的接入点(多个)。然而，扫描响应消息可以包括：限定各自接入点的关联限制的参数。该终端设备于是可以选择其中的一个响应接入点以向它发送关联请求(框410)。
我们现在考虑相对于由终端设备使用关联级别标准的一些用例。终端设备可以确定请求关联的应用类型。例如，当该应用是互联网浏览应用时，该终端设备可以确定扫描使设备在无限时间内保持在关联状态中的接入点，即不应用最大关联时间。
如果终端设备已经配置了每隔数分钟进行更新的电子邮件账户，则该终端设备可以确定扫描仅使得能够进行账户更新的接入点。应用最大关联时间的这种类型的接入点可以被假设为更快地发现以及提供较高的吞吐量，因为它可以具有并发与它关联的更少的终端设备。还可能的是，此类接入点具有可以使用的能力以服务该终端设备。该接入点可以在信标或探测响应帧中指示当前与它关联的终端设备的数量。终端设备于是可以使用这个信息以选择具有最低数量的所关联的终端设备的接入点，或在接入点的选择中至少可以使用这个信息以便优选具有较少并发用户的接入点。如果终端设备确定的是，接入点(多个)具有太多的关联的终端设备而不能向该终端设备提供足够的吞吐量，则该终端设备可以选择使的它关联请求延时，直到该接入点中的一个接入点使终端设备中的至少一些终端设备解除关联。
该接入点可以使用上述关联限制参数以指示与它关联的设备可以使用什么类型的应用。该接入点可以例如选择短的最大关联时间，例如30秒以指示该接入点适用于更新电子邮件和社交媒体账户，但是它可能不适用于长期使用，例如互联网浏览或非常大的数据交换。
在另一个示例中，接入点可以使用初始寂静时间段以允许终端设备在任何功率模式中进行操作，即，在活动模式中或在功率节省模式中。向该接入点发起关联的终端设备可能必须与先前接入点结束通信以及向该先前接入点传送解除关联或连接终止消息，以及可以在初始寂静时间段期间执行此类通信。当该设备可以在任何功率模式中进行操作时，可以使得与该先前接入点的通信变得更简单。
例如，一些应用可以需要时间以从服务器取回数据。如果我们假设的是，当终端设备关联于应用最大关联时间的接入点时，该最大关联时间指定该终端设备可以在仅有限的时间内维持关联于该接入点，则该终端设备可以首先认证并关联于该接入点，以及接着，发出请求以收集针对该应用的更新数据。接着，该终端设备可以使用初始寂静时间段以进入功率节省模式并等待将被传送给该接入点的更新数据。在初始寂静时间段之后，终端设备可以返回到活动状态以在服务时间段期间接收该数据。
初始寂静时间段可以提供在某一时间内的最优的功率节省模式，以及在该初始寂静时间段后，可以强制终端设备操作在活动模式中。活动模式可以指的是，不允许该终端设备使用功率节省模式，或至少指示针对该接入点而言它的可获得性更频繁。当终端设备偏爱功率节省模式时，较高的功率消耗促使该终端设备在初始寂静时间段的期间内仅保持关联于该接入点。在该初始寂静时间段之后所强制的较高的功率消耗可以被认为是软推荐(soft recommendation)以限制针对接入点的关联的持续时间，以及因此它可以被用于与最大关联时间类似的目的。然而，促使短关联的方式是非强制执行的，以及终端设备可以选择保持与增加功率消耗的代价相关联。
在存在多个接入点的环境中，以及可以由这些接入点使用的信道的数量是高的，互联网服务运营商可以指定其中的一些信道以供根据本发明的实施例来设置关联限制的接入点来使用，而其它接入点可以使用其它信道。作为另一个示例，运营商可以指定接入点以根据本发明的原理进行操作而不管信道使用率。通过配置接入点以偏爱不同类型的终端设备，如由它们各自的关联限制所确定的，运营商可以改进终端设备的均匀分布。例如，在指定一些接入点用于短持续时间服务中的目的是确保用户可以在高峰时间使他们的电子邮件账户保持更新。
在一个实施例中，接入点和终端设备可以应用关联类别，该关联类别限定在更高层上的关联所要求的服务质量要求，例如实时要求、吞吐量和延时。可以通过从一(1)至四(4)的分类来定义关联类别，其中一设置非常宽松的要求而四限定高服务质量要求。关联类别可以由接入点用作一种关联限制。在一个实施例中，可以分别针对每个关联类别来提供关联限制。例如，关联限制可以是针对类别1的更宽松的以及针对类别4的非常严格的。终端设备和接入点可以将结合关联使用的关联类别进行协商。例如，如果终端设备操作实时应用，例如，类别4，则接入点可以强制该终端设备应用短的最大空闲时间段。如果终端设备操作非实时应用，例如，类别1，则该接入点可以强制该终端设备应用长的最大空闲时间段以及允许功率节省模式。
接入点可以使用关联限制以控制它的能力，例如通过对关联进行调度。最大关联时间可以用于控制每个关联的持续时间，以及在更高层上，用于控制关联的终端设备的数量。可能连同并发关联的最大数量，这可以用于确保的是，接入点将不会变的过载。针对关联的估计的持续时间参数可以用于规划将来的关联，例如，接入点可以事先宣告它何时会具有能力以服务另外的终端设备。这可以改进接入点的整体能力和性能。
FILS可以使得能够使用较低的功率消耗和过载来进行更频繁的链路建立。例如，这启用新的服务模型，包含使用短的最大关联时间。一般地，接入点可以通过定义对应于偏爱应用的帧传输简档的关联限制来将它们自己配置为服务特定应用。
图6说明了包括用于执行终端设备的上述功能的构件的装置的实施例。该终端设备可以遵守IEEE 802.11网络或另外无线网络的规范，例如它可以是STA。终端设备还可以是认知无线电装置，该认证无线电装置能够将它的操作适应于变化的无线电环境，例如适应于在相同频带上在另一个系统的参数中的变化。终端设备可以是或可以被包括在计算机(PC)、膝上型计算机、平板计算机、蜂窝电话、掌上型计算机或装备有无线电通信能力的任何其它无线装置中。在另一个实施例中，实现终端设备的上述功能的装置被包括在此类无线装置中，例如该装置可以包括电路，例如芯片、处理器、微控制器或在该无线装置中的此类电路的组合。
参照图6，该装置可以包括：通信控制器电路10，其被配置为控制无线设备中的无线通信。通信控制器电路10可以包括：控制部件12，其处理关于包含如上所述的在接入点和终端设备之间传送的扫描请求消息、扫描响应消息、信标帧、测量导频帧或任何其它帧的控制或管理帧的传输、接收和提取。通信控制器电路10还可以包括：数据部件16，其处理当终端设备关联于接入点时有效载荷数据的传输和接收。通信控制器电路10还可以包括：关联控制器电路14，其被配置为处理终端设备至接入点的关联。关联控制器电路14可以选择将关联于的接入点，以及配置控制部件12以实现与该接入点的关联。在一个实施例中，关联控制器电路14基于从至少一个接入点接收的帧来确定该至少一个接入点的关联限制，以及选择遵守该终端设备的当前通信简档(例如，请求关联的应用的服务要求)的接入点。关联控制器电路14可以包括：子电路关联标准控制器18，其被配置为基于该终端设备的通信简档来确定关联标准。在一个实施例中，关联标准控制器18被配置为确定关联级别标准以及在请求消息中包含该标准，以及使得控制部件传送该请求消息。在接收到来自至少一个接入点的针对该请求的响应时，关联控制器电路14可以确定的是，进行响应的接入点符合该关联级别标准。
通信控制器电路10的电路12至18可以由一个或多个物理电路或处理器来实现。实际上，不同电路可以由不同的计算机程序模块来实现。取决于规范和该装置的设计，该装置可以包括电路12至18中的一些电路或它们全部。
该装置还可以包括：存储器20，其存储计算机程序(软件)，该计算机程序(软件)将该装置配置为执行终端设备的上述功能。存储器20还可以存储无线通信所需的通信参数和其它信息，例如针对在终端设备中运行的不同应用的通信简档。该装置还可以包括：无线电接口组件22，其向该装置提供在一个或多个无线网络内的无线电通信能力。无线电接口组件22可以包括：标准的众所周知的组件，诸如放大器、滤波器、频率变换器，(解调器)调制器和编码器/解码器电路和一个或多个天线。该装置还可以包括：用户接口，该用户接口使得能够与通信设备的用户交互。该用户接口可以包括：显示器、小键盘或键盘、扬声器等。
在一个实施例中，在无线设备中实现本发明的实施例的装置包括：至少一个处理器和至少一个存储器，所述存储器包含计算机程序代码，其中所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为使用所述至少一个处理器使得所述装置实现根据图2A、图3至图5的实施例中的任何一个实施例的终端设备的功能。
图7说明了包括用于实现接入点的上述功能的构件的装置的实施例。该接入点可以是遵守IEEE 802.11网络或另外无线网络的规范的无线设备。无线装置可以是认知无线电装置，该认证无线电装置能够将它的操作适应于变化的无线电环境，例如适应于在相同频带上在另一个系统的参数中的变化。无线设备可以是或可以被包括在计算机(PC)、膝上型计算机、平板计算机、蜂窝电话、掌上型计算机或装备有无线电通信能力的任何其它装置中。在另一个实施例中，实现接入点的上述功能的装置被包括在此类无线设备中，例如该装置可以包括电路，例如芯片、处理器、微控制器或在该无线设备中的此类电路的组合。
参照图7，该装置可以包括：通信控制器电路50，其被配置为控制无线设备中的无线通信。通信控制器电路50可以包括：控制部件52，其处理关于包含如上所述的信标帧、测量导频帧、探测响应或扫描响应帧和GAS帧的控制或管理帧的传输、接收和提取。该通信控制器电路50还可以包括：数据部件56，其处理与关联于该接入点的终端设备的有效载荷数据的传输和接收。该通信控制器电路50还可以包括：关联限制控制器54，其被配置为确定针对该接入点的关联限制简档。关联限制简档可以用于基于相对于帧传输而言的活动性级别来使一些终端设备优于其它终端设备。关联限制参数可以用于限定关联限制简档，以及关联限制参数可以包括上述参数中的至少一些参数。关联限制参数可以用于通过使用物理和/或链路层的帧传输属性(例如，最大空闲时间段、最大关联时间、最小禁止时间)来限定针对关联所偏爱的应用的类型。
通信控制器电路50还可以包括：扫描消息处理器58，其被配置为确定从接入点传送的扫描消息的内容，例如信标、测量导频和扫描响应消息的内容。扫描消息处理器58可以将控制电路52配置为在任何信标和/或测量导频帧中包含关联限制中的至少一些关联限制。在接收到来自终端设备的扫描请求时，扫描消息处理器58可以确定该扫描请求是否包括由终端设备设置的关联级别标准。如果该标准存在，在扫描消息处理器可以将该标准与当前关联限制进行比较，以及确定当前关联限制是否遵守由该终端设备设置的关联标准。如果它们遵守，则扫描消息处理器58可以配置控制部件52以传送针对该扫描请求的响应。否则，扫描消息处理器58可以选择不对该扫描请求进行响应。
通信控制器电路50的电路52至58可以由一个或多个物理电路或处理器来实现。实际上，不同电路可以由不同的计算机程序模块来实现。取决于规范和该装置的设计，该装置可以包括电路52至58中的一些电路或它们全部。
该装置还可以包括：存储器60，其存储计算机程序(软件)，该计算机程序(软件)将该装置配置为执行接入点的上述功能。存储器60还可以存储针对在接入点的无线网络内以及与其他无线网络的无线通信所需的通信参数和其它信息。存储器60可以存储关联限制或关联限制的多个集合，以及关联限制控制器54每次可以选择该多个集合中的一个集合。该装置还可以包括：无线电接口组件62，其向该装置提供在它的无线网络内和/或与其它无线网络的无线电通信能力。无线电接口组件62可以包括：标准的众所周知的组件，诸如放大器、滤波器、频率变换器，(解调器)调制器和编码器/解码器电路和一个或多个天线。该装置还可以包括：用户接口，该用户接口使得能够与该设备的用户交互。该用户接口可以包括：显示器、小键盘或键盘、扬声器等。
在一个实施例中，在无线装置中实现本发明的实施例的装置包括：至少一个处理器和至少一个存储器，所述存储器包含计算机程序代码，其中所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为使用所述至少一个处理器使得所述装置实现根据以上相对于图2B至图5所描述的过程中的任何一个过程的接入点的功能。因此，所述至少一个处理器、所述存储器和所述计算机程序代码形成用于实现在接入点中的本发明的实施例的处理构件。
如本申请中使用的，术语‘电路’指以下中的所有：(a)仅硬件的电路实现方式，诸如在仅模拟和/或数字电路中的实现方式；(b)电路和软件(和/或固件)的组合，诸如(如果适用)：(i)处理器(多个)的组合或(ii)处理器(多个)/软件(包含数字信号处理器(多个)、软件和存储器(多个)，它们一起工作以使得装置执行各种功能)的部分；和(c)电路，诸如微处理器(多个)或微处理器(多个)的一部分，其需要软件或固件以用于操作，即使软件或固件不是物理呈现的。‘电路’的这种定义应用于本申请中的这个术语的所有使用。作为又一个示例，如在本申请中使用的，术语‘电路’还将覆盖仅处理器(或多个处理器)或处理器的一部分以及其(或它们的)附带软件和/或固件的实现方式。术语“电路”还将覆盖：例如以及如果可以适用于针对无线设备的特定单元、基带集成电路或应用处理器集成电路。
还可以在由计算机程序限定的计算机过程的形式中来实现图2至图5中描述的过程或方法。计算机程序可以是以源代码的形式、目标代码的形式或以某一中间形式，以及可以将它存储在短暂性或非短暂性的载体中，该载体可以是能够载有该程序的任何实体或设备。此外载体包含：例如记录介质、计算机存储器、只读存储器、电载体信号、电信信号以及软件分发包。取决于所需的处理能力，计算机程序可以在单个电子信号处理单元中运行，或可以将它分布在多个处理单元之中。
本发明可以适用于以上限定的无线网络，而且可以应用于其它合适的无线通信系统。所使用的协议、无线网络的规范、它们的网络元素和终端，快速发展。此类发展可以要求针对所描述的实施例的额外变化。因此，所有词语和表述应当被宽泛地解释，以及它们旨在说明而不是限制实施例。对于本领域的技术人员而言将明显的是，随着技术进步，本发明的构思能够以各种方式来实现。本发明和其实施例不局限于上述示例，而是可以在权利要求书的范围内变化。

Claims (46)

1.一种方法，包括：
在开始针对接入点的关联过程之前，由终端设备接收来自所述接入点的帧，
基于从所述接入点接收的所述帧，确定指定由所述接入点设置的关联限制的至少一个关联参数，所述至少一个关联参数用于使遵守所述关联限制的一些终端设备优先于不遵守所述关联限制的其它终端设备，其中所述关联限制包括以下中的至少一项：关联持续时间、关联的定时以及当与所述接入点关联时的帧传输的定时；
由所述终端设备至少部分地基于所述关联限制来确定是否关联于所述接入点。
2.根据权利要求1所述的方法，其中指定所述关联限制的所述至少一个参数包括：初始寂静时间段，所述初始寂静时间段指定当从关联的开始来计数时，针对所述终端设备抑制至所述接入点的帧传输所允许的最大时间间隔。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中指定所述关联限制的所述至少一个参数包括：限定针对所述关联的最大持续时间的最大关联时间。
4.根据任何前述权利要求所述的方法，其中指定所述关联限制的所述至少一个参数包括：指定针对所述终端设备在至所述接入点的帧传输之间保持空闲的最大持续时间的最大空闲时间段。
5.根据任何前述权利要求所述的方法，其中指定所述关联限制的所述至少一个参数包括：指定针对所述终端设备抑制再次与所述接入点关联的持续时间的最小禁止时间。
6.根据任何前述权利要求所述的方法，其中指定所述关联限制的所述至少一个参数包括：针对关联的估计的持续时间，所述针对关联的估计的持续时间指定一个持续时间，在所述一个持续时间后，所述接入点接受新关联。
7.根据任何前述权利要求所述的方法，还包括：相对于所述终端设备的通信简档来评估所述关联限制，以及如果所述关联限制被确定为遵守所述终端设备的所述通信简档，则关联于所述接入点。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述通信简档限定请求所述关联的应用的服务要求。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其中所述通信简档限定由所述终端设备当前所使用的功率节省功能。
10.根据任何前述权利要求所述的方法，其中所述至少一个参数被包括在从所述接入点接收的所述帧中。
11.根据任何前述权利要求1至9所述的方法，其中所述至少一个参数由以下来确定：
使得所述终端设备传送指定关联级别标准的扫描请求帧，其中所述扫描请求帧使得满足所述关联级别标准的那些接入点进行响应；
接收来自响应于所述扫描请求帧的接入点的帧；以及
基于所述帧的接收，确定所述接入点满足所述关联限制。
12.一种方法，包括：
在接入点中确定关联限制以使遵守所述关联限制的一些终端设备优先于不遵守所述关联限制的其它终端设备，其中所述关联限制包括以下中的至少一项：关联持续时间、关联的定时以及当与所述接入点关联时的帧传输的定时；以及
使得从所述接入点向至少一个终端设备传输包括指定所述关联限制的至少一个参数的帧。
13.根据权利要求12所述的方法，其中指定所述关联限制的所述至少一个参数包括：初始寂静时间段，所述初始寂静时间段指定当从关联的开始来计数时，针对所述终端设备抑制至所述接入点的帧传输所允许的最大时间间隔。。
14.根据权利要求12或13所述的方法，其中指定所述关联限制的所述至少一个参数包括：限定针对所述关联的最大持续时间的最大关联时间。
15.根据任何前述权利要求12至14所述的方法，其中指定所述关联限制的所述至少一个参数包括：指定针对所述终端设备在至所述接入点的帧传输之间保持空闲的最大持续时间的最大空闲时间段。
16.根据任何前述权利要求12至15所述的方法，其中指定所述关联限制的所述至少一个参数包括：指定针对所述终端设备抑制再次与所述接入点关联的持续时间的最小禁止时间。
17.根据任何前述权利要求12至16所述的方法，其中指定所述关联限制的所述至少一个参数包括：针对关联的估计的持续时间，所述针对关联的估计的持续时间指定一个持续时间，在所述一个持续时间后，所述接入点接受新关联。
18.根据任何前述权利要求12至17所述的方法，其中所述至少一个参数被包括在所传送的帧中。
19.根据任何前述权利要求12至18所述的方法，还包括：
获得由终端设备请求的指定关联级别标准的扫描请求帧；
确定所述关联限制是否遵守被包括在所获得的扫描请求帧中的所述关联级别标准；以及
在确定所述关联限制遵守所述关联级别标准时，使得传输来自所述接入点的响应于所述扫描请求帧的帧。
20.根据权利要求19所述的方法，还包括：在响应于所述扫描请求帧的帧中包含所述关联限制中的至少一些关联限制。
21.根据任何前述权利要求12至20所述的方法，还包括：使用所述关联限制中的至少一些关联限制以对所述终端设备至所述接入点的关联进行调度。
22.根据任何前述权利要求1至21所述的方法，其中所述接入点是无线网络的基站。
23.一种装置，包括：
至少一个处理器；和
至少一个存储器，所述存储器包含计算机程序代码，其中所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为使用所述至少一个处理器使得所述装置：
在开始针对接入点的关联过程之前，获得起源于所述接入点的帧，
基于所述帧，确定指定由所述接入点设置的关联限制的至少一个关联参数，所述至少一个关联参数用于使遵守所述关联限制的一些终端设备优先于不遵守所述关联限制的其它终端设备，其中所述关联限制包括以下中的至少一项：关联持续时间、关联的定时以及当与所述接入点关联时的帧传输的定时；以及
至少部分地基于所述关联限制来确定是否关联于所述接入点。
24.根据权利要求23所述的方法，其中指定所述关联限制的所述至少一个参数包括：初始寂静时间段，所述初始寂静时间段指定当从关联的开始来计数时，针对所述装置抑制帧传输所允许的最大时间间隔。
25.根据权利要求23或24所述的装置，其中指定所述关联限制的所述至少一个参数包括：限定针对所述关联的最大持续时间的最大关联时间。
26.根据任何前述权利要求23至25所述的装置，其中指定所述关联限制的所述至少一个参数包括：指定针对所述装置以在帧传输之间保持空闲的最大持续时间的最大空闲时间段。
27.根据任何前述权利要求23至26所述的装置，其中指定所述关联限制的所述至少一个参数包括：指定针对所述装置抑制再次与所述接入点关联的持续时间的最小禁止时间。
28.根据任何前述权利要求23至27所述的装置，其中指定所述关联限制的所述至少一个参数包括：针对关联的估计的持续时间，所述针对关联的估计的持续时间指定一个持续时间，在所述一个持续时间后，所述接入点接受新关联。
29.根据任何前述权利要求23至28所述的装置，其中所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为使用所述至少一个处理器使得所述装置：相对于所述装置的通信简档来评估所述关联限制，以及如果所述关联限制被确定为遵守所述装置的所述通信简档，则关联于所述接入点。
30.根据权利要求29所述的装置，其中所述通信简档限定请求所述关联的应用的服务要求。
31.根据权利要求29或30所述的装置，其中所述通信简档限定由所述装置当前所使用的功率节省功能。
32.根据任何前述权利要求23至31所述的装置，其中所述至少一个参数被包括在从所述接入点接收的所述帧中。
33.根据任何前述权利要求23至32所述的装置，其中所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为使用所述至少一个处理器使得所述装置通过以下来确定所述至少一个关联参数：
使得传送指定关联级别标准的扫描请求帧，其中所述扫描请求帧使得满足所述关联级别标准的那些接入点进行响应；
获得来自响应于所述扫描请求帧的接入点的帧；以及
基于所述帧的接收，确定所述接入点满足所述关联限制。
34.一种装置，包括：
至少一个处理器；和
至少一个存储器，所述存储器包含计算机程序代码，其中所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为使用所述至少一个处理器使得所述装置：
确定关联限制以使遵守所述关联限制的一些终端设备优先于不遵守所述关联限制的其它终端设备，其中所述关联限制包括以下中的至少一项：关联持续时间、关联的定时以及当与所述装置关联时的帧传输的定时；以及
使得向至少一个终端设备传输包括指定所述关联限制的至少一个参数的帧。
35.根据权利要求34所述的装置，其中指定所述关联限制的所述至少一个参数包括：初始寂静时间段，所述初始寂静时间段指定当从关联的开始来计数时，针对所述终端设备抑制至所述接入点的帧传输所允许的最大时间间隔。。
36.根据权利要求34或35所述的装置，其中指定所述关联限制的所述至少一个参数包括：限定针对所述关联的最大持续时间的最大关联时间。
37.根据任何前述权利要求34至36所述的装置，其中指定所述关联限制的所述至少一个参数包括：指定针对所述终端设备以在帧传输之间保持空闲的最大持续时间的最大空闲时间段。
38.根据任何前述权利要求34至37所述的装置，其中指定所述关联限制的所述至少一个参数包括：指定针对所述终端设备抑制再次与所述装置关联的持续时间的最小禁止时间。
39.根据任何前述权利要求34至38所述的装置，其中指定所述关联限制的所述至少一个参数包括：针对关联的估计的持续时间，所述针对关联的估计的持续时间指定一个持续时间，在所述一个持续时间后，所述装置接受新关联。
40.根据任何前述权利要求34至39所述的装置，其中所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为使用所述至少一个处理器使得所述装置将所述至少一个参数插入在所传送的帧中。
41.根据任何前述权利要求34至40所述的装置，其中所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为使用所述至少一个处理器使得所述装置：
获得由终端设备请求的指定关联级别标准的扫描请求帧；
确定所述关联限制是否遵守被包括在所获得的扫描请求帧中的所述关联级别标准；以及
在确定所述关联限制遵守所述关联级别标准时，使得传输响应于所述扫描请求帧的帧。
42.根据权利要求41所述的装置，其中所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为使用所述至少一个处理器使得所述装置在响应于所述扫描请求帧的帧中插入所述关联限制中的至少一些关联限制。
43.根据任何前述权利要求34至42所述的装置，其中所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为使用所述至少一个处理器使得所述装置使用所述关联限制中的至少一些关联限制以对所述终端设备至所述装置的关联进行调度。
44.根据任何前述权利要求23至43所述的装置，还包括无线电接口组件，所述无线电接口组件向所述装置提供无线电通信能力。
45.一种装置，所述装置包括用于实现任何前述权利要求1至22的方法的所有步骤的构件。
46.一种被具体化在分发介质上的计算机程序产品，所述分发介质能够由计算机读取并且包括程序指令，当将所述程序指令加载到所述计算机时，所述程序指令执行根据任何前述权利要求1至22的方法。
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