CN112602345A - 用于ieee 802.11网络中的动态mac地址分配的方法和过程 - Google Patents

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Abstract

描述了用于无线网络中的动态媒体接入控制(MAC)地址分发的方法和装置。站(STA)可从接入点(AP)接收包括指示符的帧，所述指示符指示与该接入点(AP)相关联的由扩展服务集(ESS)支持的至少一个媒体接入控制地址类型或媒体接入控制地址策略。所述指示符可以包括8位位图。所述STA然后可以向所述AP传送包括基于所述至少一个MAC地址类型或MAC地址策略确定的MAC地址分配协议信息的请求消息。所述STA可接收包括基于所述MAC地址分配协议信息分配的本地媒体接入控制(MAC)地址的响应消息。所述STA可向所述AP传送具有所述本地MAC地址的关联请求帧。

Description

用于IEEE 802.11网络中的动态MAC地址分配的方法和过程
相关申请的交叉引用
本申请要求2018年7月5日申请的申请号为62/694,311的美国临时申请、2018年11月9日申请的申请号为62/758,194的美国临时申请和2019年3月8日申请的申请号为62/815,800的美国临时申请的权益，其内容通过引用并入本文。
背景技术
电气和电子工程师协会(IEEE)802.11网络要求诸如802.11站(STA)之类的设备在与接入点(AP)相关联之前具有媒体接入控制(MAC)地址。在IEEE 802c和IEEE 802.1 CQ的上下文中，设备需要从网络获取或声明MAC地址。因此，为了支持IEEE 802c和IEEE 802.1CQ，无线局域网(WLAN)需要在设备与AP相关联之前在预关联发现(PAD)阶段提供MAC地址分配协议。在MAC地址分配之后，设备可以与WLAN中的AP连接和关联。另外，在WLAN中，状态和安全关联考虑MAC地址信息。STA的MAC地址的任何改变将触发新关联、新认证等。STA可能由于移动性而需要重新绑定先前分配的MAC地址。因此，需要能够在PAD阶段配置和分配STA的MAC地址的方法和装置。
发明内容
本文描述了用于电气和电子工程师协会(IEEE)802.11网络中的动态媒体接入控制(MAC)地址分发的方法和装置。例如，站(STA)可从接入点(AP)接收包括指示符的帧，所述指示符指示由与该接入点(AP)相关的延伸服务组(ESS)所支持的至少一个MAC地址类型或MAC地址策略。所述指示符可以包括8位位图。所述至少一个MAC地址策略可以包括自分配、具有预定前缀的自分配以及MAC地址分配协议服务器可用性。该帧可以是ANQP帧，并且可以包括服务提示元素或服务哈希(hash)元素中的至少一者，以用于确定至少一个MAC地址类型或MAC地址策略。STA然后可以向AP传送包括基于至少一个MAC地址类型或MAC地址策略确定的MAC地址分配协议信息的请求消息。STA可接收包括基于MAC地址分配协议信息分配的本地MAC地址的响应消息。STA可向AP传送具有本地MAC地址的关联请求帧。
附图说明
从以下结合附图以示例方式给出的描述中可以更详细地理解本发明，其中附图中相同的附图标记表示相同的元素，并且其中：
图1A是示出可以实现一个或多个公开实施例的示例通信系统的系统图；
图1B是示出根据实施例的可在图1A所示的通信系统中使用的示例性无线发射/接收单元(WTRU)的系统图；
图1C是示出根据实施例的可以在图1A中所示的通信系统内使用的示例无线电接入网络(RAN)和示例核心网络(CN)的系统图；
图1D是示出根据实施例的可以在图1A中所示的通信系统内使用的另一示例RAN和另一示例CN的系统图；
图2示出了在信标和探测响应中交换的元素ID的示例；
图3示出了MAC地址分配协议元素ID的示例；
图4示出了MAC地址分配协议信息ANQP元素的示例；
图5示出了服务信息请求ANQP元素的格式的示例；
图6示出了服务信息请求元组子字段的格式的示例；
图7示出了针对MAC地址分配协议信息请求字段的格式的示例；
图8示出了MAC地址分配协议请求/响应格式的示例；
图9示出了针对IAID选项的格式的示例；
图10示出针对L2地址选项的格式的示例；
图11示出了STA、AP和MAC地址分配协议服务器之间从初始预关联发现(PAD)到MAC地址分配的示例性端到端交互；
图12示出了MAC地址分配协议质询文本元素ID的示例；
图13示出了认证扩展的示例；
图14示出了本地MAC地址格式的示例M、X、Y和Z位分配；
图15示出了结构化本地地址计划(SLAP)本地标识符类型的示例；
图16示出了在AP和SIR之间直接通信的示例PAD体系结构；
图17示出了通过ANQP服务器与SIR间接通信的示例PAD架构；以及
图18示出了通用通告协议(GAS)的示例流程图。
具体实施方式
图1A是示出了其中可以实现一个或多个公开的实施例的示例通信系统100的图。通信系统100可以是向多个无线用户提供诸如语音、数据、视频、消息、广播等内容的多址系统。通信系统100可以使多个无线用户能够通过共享包括无线带宽的系统资源来访问这样的内容。例如，通信系统100可以采用一种或多种信道接入方法，例如码分多址(CDMA)、时分多址(TDMA)、频分多址(FDMA)、正交FDMA(OFDMA)、单载波FDMA(SC-FDMA)、零尾唯一字离散傅里叶变换扩展OFDM(ZT-UW DTS-s OFDM)、唯一字OFDM(UW-OFDM)、资源块滤波OFDM、滤波器组多载波(FBMC)等。
如图1A所示，通信系统100可以包括无线发射/接收单元(WTRU)102a、102b、102c、102d、无线电接入网(RAN)104、核心网络(CN)106、公共交换电话网(PSTN)108、因特网110以及其他网络112，但是应当理解，公开的实施例可以设想任意数量的WTRU、基站、网络和/或网络元件。每一个WTRU 102a、102b、102c、102d可为被配置为在无线环境中操作和/或通信的任何类型的设备。举例来说，WTRU 102a、102b、102c、102d(其中任何一个可被称为"站"(STA)")可被配置成传送和/或接收无线信号，并且可包括用户设备(UE)、移动站、固定或移动订户单元、基于订阅的单元、寻呼机、蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、智能电话、膝上型计算机、上网本、个人计算机、无线传感器、热点或MiFi设备、物联网(IoT)设备、手表或其他可穿戴设备、头戴式显示器(HMD)、车辆、无人机、医疗设备和应用(例如，远程手术)、工业设备和应用(例如，在工业和/或自动化处理链环境中操作的机器人和/或其他无线设备)、消费电子设备、在商业和/或工业无线网络上操作的设备等。WTRU 102a、102b、102c及102d中的任意者可互换地称为UE。
通信系统100还可以包括基站114a和/或基站114b。基站114a、114b中的每一个可以是任何类型的设备，其被配置为与WTRU 102a、102b、102c、102d中的至少一个无线对接，以便于接入一个或多个通信网络(例如CN106、因特网110和/或其他网络112)。作为示例，基站114a、114b可以是基站收发台(BTS)、节点B、e节点B(eNB)、家庭节点B、家庭e节点B、下一代节点B(例如g节点B(gNB))、新无线电(NR)节点B、站点控制器、接入点(AP)、无线路由器等。虽然基站114a、114b各自被描绘为单个元件，但是将理解，基站114a、114b可以包括任何数目的互连基站和/或网络元件。
基站114a可以是RAN104的一部分，其也可以包括其它基站和/或网络元件(未示出)，例如基站控制器(BSC)、无线网络控制器(RNC)、中继节点等。基站114a和/或基站114b可以被配置为在一个或多个载波频率上(其可以被称为小区(未示出))上发送和/或接收无线信号。这些频率可以在许可频谱、未许可频谱、或者许可和未许可频谱的组合中。小区可以向特定地理区域提供无线服务的覆盖范围，该特定地理区域可以是相对固定的或者可以随时间而改变。小区可以进一步被划分为小区扇区。例如，与基站114a相关联的小区可以被划分为三个扇区。因此，在一个实施例中，基站114a可以包括三个收发信机，即，小区的每个扇区一个收发信机。在实施例中，基站114a可以采用多输入多输出(MIMO)技术，并且可以针对小区的每个扇区使用多个收发信机。例如，波束成形可以用于在期望的空间方向上传送和/或接收信号。
基站114a、114b可经由空中接口116与WTRU 102a、102b、102c、102d中的一个或多个通信，该空中接口116可以是任何合适的无线通信链路(例如，射频(RF)、微波、厘米波、微米波、红外(IR)、紫外(UV)、可见光等)。空中接口116可以使用任何合适的无线接入技术(RAT)来建立。
更具体地说，如上所述，通信系统100可以是多址系统，并且可以采用一个或多个信道接入方案，例如CDMA、TDMA、FDMA、OFDMA、SC-FDMA等。例如，RAN104中的基站114a和WTRU102a、102b、102c可以实现诸如通用移动电信系统(UMTS)陆地无线电接入(UTRA)之类的无线电技术，其可以使用宽带CDMA(WCDMA)来建立空中接口116。WCDMA可以包括诸如高速分组接入(HSPA)和/或演进型HSPA(HSPA+)之类的通信协议。HSPA可以包括高速下行链路(DL)分组接入(HSDPA)和/或高速上行链路(UL)分组接入(HSUPA)。
在一个实施例中，基站114a和WTRU 102a、102b、102c可以实现诸如演进型UMTS陆地无线电接入(E-UTRA)之类的无线电技术，该无线电技术可以使用长期演进(LTE)和/或高级LTE(LTE-A)和/或高级LTE Pro(LTE-A Pro)来建立空中接口116。
在一个实施例中，基站114a和WTRU 102a、102b、102c可以实现诸如NR无线电接入的无线电技术，其可以使用NR来建立空中接口116。
在一个实施例中，基站114a和WTRU 102a、102b、102c可以实现多种无线电接入技术。例如，基站114a和WTRU 102a、102b、102c可以例如使用双连接(DC)原理一起实现LTE无线电接入和NR无线电接入。因此，WTRU 102a、102b、102c所使用的空中接口的特征可在于发送到/来自多种类型的基站(例如eNB和gNB)的多种类型的无线电接入技术和/或传输。
在其它实施例中，基站114a及WTRU 102a、102b、102c可实施无线技术，例如IEEE802.11(即无线保真(WiFi)、IEEE 802.16(即全球微波存取互操作性(WiMAX))、CDMA2000、CDMA20001X、CDMA2000 EV-DO、国际互联网标准2000(IS-2000)、国际互联网标准95(IS-95)、国际互联网标准856(IS-856)、全球移动通信系统(GSM)、用于GSM演进技术的增强型数据速率(EDGE)、GSM EDGE(GERAN)等。
图1A中的基站114b可以是例如无线路由器、家庭节点B、家庭e节点B或接入点，并且可以利用任何合适的RAT来促进局部区域中的无线连接，该局部区域诸如营业场所、家庭、车辆、校园、工业设施、空中走廊(例如，供无人机使用)、道路等。在一个实施例中，基站114b和WTRU 102c、102d可以实施诸如IEEE 802.11的无线电技术以建立无线局域网(WLAN)。在一个实施例中，基站114b和WTRU 102c、102d可以实施无线电技术，例如IEEE802.15，以建立无线个人局域网(WPAN)。在又一实施例中，基站114b和WTRU 102c、102d可利用基于蜂窝的RAT(例如WCDMA、CDMA2000、GSM、LTE、LTE-A、LTE-A Pro、NR等)来建立微微小区或毫微微小区。如图1A所示，基站114b可以具有到因特网110的直接连接。因此，基站114b可不需要经由CN106访问因特网110。
RAN104可与CN106通信，CN106可为任何类型的网络，其经配置以提供语音、数据、应用和/或网际协议语音(VoIP)服务至WTRU 102a、102b、102c、102d中的一者或多者。数据可具有变化服务质量(QoS)要求，例如不同处理量要求、时延要求、错误容限要求、可靠性要求、数据处理量要求、移动性要求等。CN106可提供呼叫控制、计费服务、基于移动位置的服务、预付费呼叫、因特网连接、视频分发等，和/或执行高级安全功能(例如用户认证)。尽管在图1A中未示出，但是应当理解，RAN104和/或CN106可以与采用与RAN104相同的RAT或不同的RAT的其它RAN直接或间接地进行通信。例如，除了连接到可以利用NR无线电技术的RAN104之外，CN106还可以与采用GSM、UMTS、CDMA2000、WiMAX、E-UTRA或WiFi无线电技术的另一RAN(未示出)通信。
CN106亦可作为WTRU 102a、102b、102c、102d的网关以接入PSTN108、因特网110、和/或其他网络112。PSTN108可以包括提供普通老式电话服务(POTS)的电路交换电话网。因特网110可以包括使用公共通信协议的互连计算机网络和设备的全球系统，所述公共通信协议例如是TCP/IP因特网协议族中的传输控制协议(TCP)、用户数据报协议(UDP)和/或因特网协议(IP)。网络112可以包括由其他服务提供商拥有和/或运营的有线和/或无线通信网络。例如，网络112可以包括连接到一个或多个RAN的另一个CN，所述RAN可以使用与RAN104相同的RAT或不同的RAT。
通信系统100中的WTRU 102a、102b、102c、102d中的一些或所有可包括多模式能力(例如，WTRU 102a、102b、102c、102d可包括多个收发信机，以通过不同无线链接与不同无线网络通信)。例如，图1A所示的WTRU 102c可以被配置成与可以使用基于蜂窝的无线电技术的基站114a通信，以及与可以使用IEEE 802无线电技术的基站114b通信。
图1B是示出示例WTRU 102的系统图。如图1B所示，WTRU 102可包括处理器118、收发信机120、发射/接收元件122、扬声器/麦克风124、键盘126、显示器/触摸板128、不可移除存储器130、可移除存储器132、电源134、全球定位系统(GPS)芯片组136和/或其他外围设备138等等。可以理解的是，WTRU 102可以包括前述元件的任何子组合，同时保持与实施例一致。
处理器118可以是通用处理器、专用处理器、常规处理器、数字信号处理器(DSP)、多个微处理器、与DSP核心相关联的一个或多个微处理器、控制器、微控制器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、任何其它类型的集成电路(IC)、状态机等。处理器118可以执行信号编码、数据处理、功率控制、输入/输出处理和/或任何其他使WTRU 102能够在无线环境中操作的功能。处理器118可以耦合到收发信机120，其可以耦合到发射/接收元件122。虽然图1B将处理器118和收发信机120描绘为单独的组件，但将了解，处理器118和收发信机120可一起集成在电子封装或芯片中。
发射/接收元件122可以被配置为通过空中接口116向基站(例如，基站114a)发射信号或从其接收信号。例如，在一个实施例中，发射/接收元件122可以是被配置为发射和/或接收RF信号的天线。在一个实施例中，发射/接收元件122可以是被配置为发射和/或接收例如IR、UV或可见光信号的发射器/检测器。在又一实施例中，发射/接收元件122可经配置以发射和/或接收RF及光信号两者。应当理解，发射/接收元件122可以被配置为发射和/或接收无线信号的任何组合。
尽管发射/接收元件122在图1B中被描述为单个元件，但是WTRU 102可以包括任意数量的发射/接收元件122。更具体地，WTRU 102可以使用MIMO技术。因此，在一个实施方式中，WTRU 102可以包括两个或多个发射/接收元件122(例如多个天线)，用于通过空中接口116发射和接收无线信号。
收发信机120可以被配置为调制将由发射/接收元件122发射的信号，并且解调由发射/接收元件122接收的信号。如上所述，WTRU 102可以具有多模式能力。因此，收发信机120可以包括多个收发信机，用于使WTRU 102能够经由多个RAT(例如NR和IEEE 802.11)进行通信。
WTRU 102的处理器118可被连接到扬声器/麦克风124、键盘126和/或显示器/触摸板128(例如液晶显示器(LCD)显示单元或有机发光二极管(OLED)显示单元)，并可从其接收用户输入数据。处理器118还可以向扬声器/麦克风124、键盘126和/或显示器/触摸板128输出用户数据。另外，处理器118可从任何类型的合适存储器访问信息，且将数据存储在所述存储器中，例如不可移除存储器130和/或可移除存储器132。不可移除存储器130可包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、硬盘或任何其它类型的存储器存储装置。可移除存储器132可以包括用户识别模块(SIM)卡、记忆棒、安全数字(SD)存储卡等。在其他实施方式中，处理器118可以从存储器访问信息并将数据存储在存储器中，所述存储器不是物理地位于WTRU 102上，例如位于服务器或家用计算机(未示出)上。
处理器118可以从电源134接收功率，并且可以被配置成分配和/或控制功率给WTRU 102中的其他组件。电源134可以是任何合适的用于为WTRU 102供电的设备。例如，电源134可以包括一个或多个干电池(例如，镍镉、镍锌、镍金属氢化物(NiMH)、锂离子(Li-ion)等)、太阳能电池、燃料电池等。
处理器118也可以耦合到GPS芯片组136，其可以被配置成提供关于WTRU 102的当前位置的位置信息(例如经度和纬度)。除了来自GPS芯片组136的信息之外，或者作为其替代，WTRU 102可以通过空中接口116从基站(例如基站114a、114b)接收位置信息，和/或基于从两个或更多邻近基站接收的信号的定时来确定其位置。应该理解，WTRU 102可以通过任何合适的位置确定方法来获取位置信息，同时保持与实施例一致。
处理器118还可以耦合到其他外围设备138，外围设备138可以包括提供附加特征、功能和/或有线或无线连接的一个或多个软件和/或硬件模块。例如，外围设备138可以包括加速度计、电子罗盘、卫星收发信机、数字相机(用于照片和/或视频)、通用串行总线(USB)端口、振动设备、电视收发信机、免提耳机、
Figure BDA0002923530710000101
模块、调频(FM)无线电单元、数字音乐播放器、媒体播放器、视频游戏播放器模块、互联网浏览器、虚拟现实和/或增强现实(VR/AR)设备、活动跟踪器等。外围设备138可以包括一个或多个传感器，传感器可以是陀螺仪、加速度计、霍尔效应传感器、磁力计、取向传感器、接近度传感器、温度传感器、时间传感器中的一个或多个；地理定位传感器；高度计、光传感器、触摸传感器、磁力计、气压计、姿态传感器、生物测定传感器、湿度传感器等。
WTRU 102可以包括全双工无线电，对于该全双工无线电，一些或所有信号(例如，与用于UL(例如，用于传输)和DL(例如，用于接收)的特定子帧相关联的信号)的传输和接收可以是并发的和/或同时的。全双工无线电设备可以包括借助于硬件(例如扼流线圈)或是凭借处理器(例如单独的处理器(未显示)或是凭借处理器118)的信号处理来减小和/或基本消除自干扰的干扰管理单元。在实施例中，WTRU 102可以包括传送和接收一些或所有信号(例如与用于UL(例如用于传输)或DL(例如用于接收)的特定子帧相关联的信号)的半双工无线电设备。
图1C是图示根据实施例的RAN 104和CN 106的系统图。如上所述，RAN 104可采用E-UTRA无线电技术以通过空中接口116与WTRU 102a、102b、102c通信。RAN 104还可以与CN106通信。
RAN104可包含e节点B 160a、160b、160c，但应了解，RAN104可包含任何数目个e节点B，同时保持与实施例一致。e节点B 160a、160b、160c可各自包括一个或多个收发信机，以通过空中接口116与WTRU 102a、102b、102c进行通信。在一个实施例中，e节点B 160a、160b、160c可实施MIMO技术。因此，例如，e节点-B160a可以使用多个天线来向WTRU 102a传送无线信号和/或从其接收无线信号。
e节点B 160a、160b、160c中的每一者可与特定小区(未图示)相关联，且可经配置以处理无线电资源管理决策、切换决策、UL和/或DL中的用户调度等。如图1C中所示，e节点B160a、160b、160c可经由X2接口而彼此通信。
图1C中所示的CN 106可以包括移动性管理实体(MME)162、服务网关(SGW)164和分组数据网络(PDN)网关(PGW)166。虽然前述元件被描绘为CN 106的一部分，但是将理解，这些元件中的任何一个可以由CN运营商之外的实体拥有和/或操作。
MME 162可以经由S1接口连接到RAN104中的e节点B 162a、162b、162c中的每一者，并且可以用作控制节点。例如，MME 162可负责认证WTRU 102a、102b、102c的用户、承载激活/去激活、在WTRU 102a、102b、102c的初始附接期间选择特定服务网关等等。MME 162可以提供控制平面功能，用于在RAN104和采用其他无线电技术(例如GSM和/或WCDMA)的其他RAN(未示出)之间进行切换。
SGW 164可经由S1接口连接到RAN104中的e节点B 160a、160b、160c中的每一者。SGW 164通常可以路由和转发去往/来自WTRU 102a、102b、102c的用户数据分组。SGW 164可以执行其他功能，例如在e节点B间切换期间锚定用户平面、当DL数据可用于WTRU 102a、102b、102c时触发寻呼、管理和存储WTRU 102a、102B、102c的上下文等等。
SGW 164可以连接到PGW166，PGW166可以为WTRU 102a、102b、102c提供对诸如因特网110的分组交换网络的接入，以促进WTRU 102a、102b、102c和IP使能设备之间的通信。
CN106可以促进与其他网络的通信。例如，CN106可提供WTRU 102a、102b、102c接入电路交换网络(例如PSTN108)，以促进WTRU 102a、102b、102c和传统陆线通信设备之间的通信。例如，CN106可以包括IP网关(例如，IP多媒体子系统(IMS)服务器)，或者可以与IP网关通信，该IP网关用作CN106和PSTN108之间的接口。此外，CN106可提供WTRU 102a、102b、102c接入其他网络112，其他网络112可包括其它服务提供商所拥有和/或操作的其他有线和/或无线网络。
虽然WTRU在图1A-1D中被描述为无线终端，但是可以预期在某些代表性实施例中，这种终端与通信网络可以使用(例如临时或永久)有线通信接口。
在代表性实施例中，其他网络112可以是WLAN。
服务集(BSS)模式中的WLAN可以具有用于BSS的接入点(AP)和与AP相关联的一个或多个站(STA)。AP可以接入或对接到分布系统(DS)或承载进入和/或离开BSS的业务的另一类型的有线/无线网络。源于BSS外部且去往STA的业务可以通过AP到达，并且可以被递送到STA。源自STA且去往BSS外部的目的地的业务可以被发送到AP以被递送到相应的目的地。BSS内的STA之间的业务可以通过AP来发送，例如，其中源STA可以向AP发送业务，并且AP可以向目的STA递送业务。BSS内的STA之间的业务可以被认为和/或称为对等业务。对等业务可以利用直接链路建立(DLS)在源和目的STA之间(例如，直接在源和目的STA之间)发送。在某些代表性实施例中，DLS可使用802.11e DLS或802.11z隧道DLS(TDLS)。使用独立BSS(IBSS)模式的WLAN可能不具有AP，并且在IBSS内或使用IBSS的STA(例如，所有STA)可以彼此直接通信。IBSS通信模式在这里有时可以被称为"自组织(ad-hoc)"通信模式。
当使用802.11ac基础结构操作模式或类似的操作模式时，AP可以在固定信道(例如主信道)上传送信标。主信道可以是固定宽度(例如，20MHz宽的带宽)或经由信令动态设置的宽度。主信道可以是BSS的工作信道，并且可以由STA用来建立与AP的连接。在某些代表性实施例中，例如在802.11系统中可以实现具有冲突避免的载波感测多址接入(CSMA/CA)。对于CSMA/CA，包括AP的STA(例如，每个STA)可以感测主信道。如果主信道被特定STA感测/检测和/或确定为繁忙，则该特定STA可以退避。一个STA(例如，仅一个站)可以在给定BSS中在任何给定时间进行传送。
高吞吐量(HT)STA可以使用40MHz宽信道进行通信，例如，通过将主20MHz信道与相邻或非相邻的20MHz信道组合以形成40MHz宽信道。
甚高吞吐量(VHT)STA可以支持20MHz、40MHz、80MHz和/或160MHz宽的信道。40MHz和/或80MHz信道可通过组合相邻的20MHz信道来形成。160MHz信道可通过组合8个连续的20MHz信道或通过组合两个不连续的80MHz信道来形成，这可被称为80+80配置。对于80+80配置，在信道编码之后，数据可以被传递并经过分段解析器，该分段解析器可以将数据划分成两个流。可以对每个流分别进行快速傅立叶逆变换(IFFT)处理和时域处理。所述流可以被映射到两个80MHz信道上，并且数据可以由发射STA传送。在接收STA的接收器处，上述80+80配置的操作可以颠倒，并且组合数据可以被发送到媒体接入控制(MAC)。
低于1GHz的操作模式由802.11af和802.11ah支持。相对于802.11n和802.11ac中使用的信道工作带宽和载波，在802.11af和802.11ah中信道工作带宽和载波被减少。802.11af支持TV空白空间(TVWS)频谱中的5MHz、10MHz和20MHz带宽，而802.11ah支持使用非TVWS频谱的1MHz、2MHz、4MHz、8MHz和16MHz带宽。根据代表性实施例，802.11ah可以支持仪表器型控制/机器型通信(MTC)，诸如宏覆盖区域中的MTC设备。MTC设备可具有某些能力，例如，包括对某些和/或有限带宽的支持(例如，仅支持)的有限能力。MTC设备可包括具有高于阈值的电池寿命(例如，以维持非常长的电池寿命)的电池。
可以支持多个信道和信道带宽的WLAN系统，例如802.11n、802.11ac、802.11af和802.11ah，WLAN系统包括可以被指定为主信道的信道。主信道可以具有等于BSS中的所有STA所支持的最大工作操作带宽的带宽。主信道的带宽可以由在BSS(其支持最小带宽工作模式)中操作的所有STA之中的STA来设置和/或限制。在802.11ah的例子中，对于支持(例如，仅支持)1MHz模式的STA(例如，MTC型设备)，主信道可以是1MHz宽，即使AP和BSS中的其它STA支持2MHz、4MHz、8MHz、16MHz和/或其它信道带宽操作模式。载波感测和/或网络分配向量(NAV)设置可以取决于主信道的状态。如果主信道繁忙(例如，由于STA(其仅支持1MHz操作模式)向AP传送)，则即使频带中的大多数保持空闲并且可用，也可以认为整个可用频带繁忙。
在美国，802.11ah可使用的可用频带是从902MHz到928MHz。在韩国，可用频带是从917.5MHz到923.5MHz。在日本，可用频带是从916.5MHz到927.5MHz。根据国家代码，可用于802.11ah的总带宽是6MHz到26MHz。
图1D是图示根据实施例的RAN 104和CN 106的系统图。如上所述，RAN 104可以使用NR无线技术通过空中接口116与WTRU 102a、102b、102c通信。RAN 104还可以与CN 106通信。
RAN 104可以包括gNB180a、180b、180c，但是应当理解，RAN 104可以包括任意数目的gNB，同时保持与实施例一致。gNB180a、180b、180c中的每一个都包括一个或多个收发信机，用于通过空中接口116与WTRU 102a、102b、102c进行通信。在一个实施例中，gNB180a、180b、180c可以实现MIMO技术。例如，gNB180a、108b可以利用波束成形来向gNB180a、180b、180c传送信号和/或从其接收信号。因此，gNB180a例如可使用多个天线来向WTRU 102a传送无线信号和/或从其接收无线信号。在一个实施例中，gNB180a、180b、180c可以实现载波聚合技术。例如，gNB180a可以向WTRU 102a传送多个分量载波(未示出)。这些分量载波的子集可以在未许可频谱上，而剩余分量载波可以在许可频谱上。在一个实施例中，gNB180a、180b、180c可以实现协作多点(CoMP)技术。例如，WTRU 102a可以从gNB180a和gNB180b(和/或gNB180c)接收协调传输。
WTRU 102a、102b、102c可以使用与可扩缩参数配置(numerology)相关联的传输来与gNB180a、180b、180c通信。例如，OFDM符号间隔和/或OFDM子载波间隔可以针对不同的传输、不同的小区和/或无线传输频谱的不同部分而变化。WTRU 102a、102b、102c可以使用具有各种或可伸缩长度的子帧或传输时间间隔(TTI)(例如，包含不同数量的OFDM符号和/或持续变化的绝对时间长度)与gNB180a、180b、180c进行通信。
gNB180a、180b、180c可被配置为在独立配置和/或非独立配置中与WTRU 102a、102b、102c通信。在独立配置中，WTRU 102a、102b、102c可以与gNB180a、180b、180c通信，而不需要也接入其他RAN(例如e节点B 160a、160b、160c)。在独立配置中，WTRU 102a、102b、102c可利用gNB180a、180b、180c中的一个或多个作为移动性锚点。在独立配置中，WTRU102a、102b、102c可以使用未许可频带中的信号与gNB180a、180b、180c通信。在非独立配置中，WTRU 102a、102b、102c可以与gNB180a、180b、180c通信/连接，同时也可以与诸如e节点B160a、160b、160c的另一个RAN通信/连接。举例来说，WTRU 102a、102b、102c可以实施DC原则以便与gNB180a、180b、180c中的一个或多个以及e节点B 160a、160b、160c中的一个或多个基本上同时地进行通信。在非独立配置中，e节点B 160a、160b、160c可以用作WTRU 102a、102b、102c的移动性锚点，并且gNB180a、180b、180c可以提供用于服务WTRU 102a、102b、102c的额外的覆盖范围和/或吞吐量。
gNB180a、180b、180c中的每一个gNB可以与特定小区(未示出)相关联，并且可以被配置为处理无线电资源管理决策、切换决策、UL和/或DL中的用户调度、支持网络分片、DC、NR和E-UTRA之间的交互工作、向用户平面功能(UPF)184a、184b路由用户平面数据、向接入和移动性管理功能(AMF)182a、182b路由控制平面信息等。如图1D所示，gNB180a、180b、180c可以通过Xn接口彼此通信。
图1D中所示的CN 106可以包括AMF 182a、182b中的至少一个、UPF 184a、184b中的至少一个、会话管理功能(SMF)183a、183b中的至少一个以及可能的数据网络(DN)185a、185b。虽然前述元件被描绘为CN 106的一部分，但是将理解，这些元件中的任何一个可以由CN运营商之外的实体拥有和/或操作。
AMF182a、182b可以经由N2接口连接到RAN 104中的gNB180a、180b、180c中的一个或多个，并且可以充当控制节点。例如，AMF182a、182b可负责认证WTRU 102a、102b、102c的用户、支持网络切片(例如，处理具有不同需求的不同协议数据单元(PDU)会话)、选择特定的SMF183a、183b、管理注册区域、终止非接入层(NAS)信令、移动性管理等等。AMF182a、182b可使用切片，以根据WTRU 102a、102b、102c所使用的服务类型，来定制CN对WTRU 102a、102b、102c的支持。例如，可以针对不同的使用情况建立不同的网络切片，诸如所述使用情况为依赖于超可靠低延迟(URLLC)接入的服务、依赖于增强的大规模移动宽带(eMBB)接入的服务、用于MTC接入的服务等。AMF 182a、182b可以提供用于在RAN 104和采用其他无线电技术(例如，LTE、LTE-A、LTE-A Pro和/或诸如WiFi的非3GPP接入技术)的其他RAN(未示出)之间进行切换的控制平面功能。
SMF183a、183b可经由N11接口连接到CN 106中的AMF182a、182b。SMF183a、183b也可以经由N4接口连接到CN 106中的UPF184a、184b。SMF183a、183b可以选择和控制UPF184a、184b，并且配置通过UPF184a、184b的业务路由。SMF183a、183b可以执行其他功能，例如管理和分配UE IP地址、管理PDU会话、控制策略实施和QoS、提供DL数据通知等等。PDU会话类型可以是基于IP的、基于非IP的、基于以太网的等等。
UPF 184a、184b可以经由N3接口连接到RAN 104中的gNB 180a、180b、180c中的一个或多个，这可以为WTRU 102a、102b、102c提供对诸如因特网110的分组交换网络的接入，以促进WTRU 102a、102b、102c与IP使能设备之间的通信。UPF 184、184b可以执行其他功能，例如路由和转发分组、实施用户平面策略、支持多归属PDU会话、处理用户平面QoS、缓冲DL分组、提供移动性锚定等等。
CN 106可以促进与其他网络的通信。例如，CN 106可以包括IP网关(例如，IP多媒体子系统(IMS)服务器)，或者可以与IP网关通信，该IP网关用作CN 106和PSTN 108之间的接口。此外，CN 106可为WTRU 102a、102b、102c提供针对其他网络112的接入，其他网络112可包括其它服务提供商所拥有和/或操作的其他有线和/或无线网络。在一实施例中，WTRUs102a、102b、102c可经由至UPF 184a、184b的N3接口及介于UPF184a、184b与DN 185a、185b之间的N6接口，并通过UPF184a、184b连接至DN 185a、185b。
鉴于图1A-1D和图1A-1D的相应描述，本文关于以下各项中的一者或一者以上描述的功能中的一者或一者以上或全部可以由一个或多个仿真设备(未示出)执行：WTRU 102a-d、基站114a-b、e节点-B160a-c、MME 162、SGW 164、PGW166、gNB180a-c、AMF182a-b、UPF184a-b、SMF183a-b、DN 185a-b和/或这里描述的任何其他设备(一个或多个)。这些仿真设备可以是被配置为仿真这里描述的功能中的一个或多个或全部的一个或多个设备。例如，仿真设备可以用于测试其他设备和/或模拟网络和/或WTRU功能。
仿真设备可以被配置为在实验室环境和/或运营商网络环境中测试其他设备。例如，一个或多个仿真设备可以执行一个或多个或所有功能，同时被完全或部分地实现和/或部署为有线和/或无线通信网络的一部分，以便测试通信网络内的其他设备。一个或多个仿真设备可以执行一个或多个或所有功能，同时被临时实现/部署为有线和/或无线通信网络的一部分。仿真设备可出于测试目的而直接耦合到另一设备，和/或使用空中无线通信来执行测试。
一个或多个仿真设备可以执行一个或多个功能或所有功能，而不是作为有线和/或无线通信网络的一部分来实现/部署。例如，仿真设备可以在测试实验室和/或未被部署(例如，测试)有线和/或无线通信网络中的测试场景中使用，以便实现一个或多个组件的测试。在实施例中，所述一个或多个仿真设备可以是测试设备。仿真设备可以使用直接RF耦合和/或经由RF电路(例如，其可以包括一个或多个天线)合和/或无线通信来传送和/或接收数据。
例如，IEEE 802.1 CQ项目正在制定标准，该标准包括用于IEEE 802网络中48位和64位地址的本地唯一分配的协议、过程和管理对象。对等地址声明(“地址声明”)和地址服务器能力在IEEE 802.1 CQ标准的范围内。该协议旨在提供在第2层(layer 2)的方法，以在标准分配标识符(SAI)空间中自动分配本地MAC地址。SAI空间被保留以供IEEE 802.1 CQ使用。两种MAC地址分配方法在IEEE 802.1 CQ范围内：自分配(即“地址声明”)和基于服务的分配。
IEEE 802.11包括在STA与AP关联之前向STA(即设备)通知关于WLAN网络中可用的服务的机制。这可以减少站连接和关联网络的开销，然而，它们所需的服务可能不存在。例如，IEEE 802.11aq实现了服务的预关联发现(PAD)。PAD是一种互通功能，其使STA在关联之前能够发现与WLAN网络上可用的服务相关的信息，也称为扩展服务集(ESS)。PAD提供了一种用于STA在选择WLAN网络用于关联之前收集该服务信息的方法。PAD方法包括：信标通告、服务提示和服务哈希、以及通用通告服务(GAS)/接入网络查询协议(ANQP)。
需要根据PAD状态下的IEEE 802.1 CQ来配置和分配STA MAC地址。还需要提供一种机制，用于移动设备发现IEEE 802.11网络正在提供802.1CQ MAC地址类型的PAD状态。一旦发现，PAD中的STA需要一种机制来与MAC地址类型交互，以经由IEEE 802.1 CQ方法获取或重新绑定MAC地址。此外，需要一种机制，通过该机制STA和AP可以相互认证，以确保刚获取MAC地址的STA与连接该地址到AP的STA是同一个STA，反之亦然。
这里可以假设终端能够通过自声明或通过从服务器分配来获得本地唯一的MAC地址。本文描述了考虑PAD状态来发现要在网络中用于MAC地址分配的一个或多个IEEE 802.1CQ机制的方法。本文描述了通过WLAN AP的PAD状态到达MAC地址分配协议代理/服务器的机制。本文还描述了对IEEE 802.11认证(请求和响应)帧的扩展，以便相互认证STA和AP。
本文提出了一种用于在IEEE 802.11网络中发现IEEE 802.1 CQ能力的方法。最初，STA需要理解正在考虑关联的WLAN是否支持IEEE 802.1 CQ机制，并且如果支持，则在关联到AP之前，STA应当利用什么机制来获得在网络中有效的MAC地址。这可以通过多种机制来完成。例如，新的元素可以被包括在信标、探测响应和DMG信标中，其指示STA将使用的IEEE 802.1 CQ机制。在另一个示例中，服务提示和服务哈希可以用于通告与IEEE 802.1CQ相关的新服务。在另一个示例中，查询的ANQP列表可被扩展为包括IEEE 802.1 CQ。这可能需要AP和STA之间的对话来收集信息。
提出了通过信标、探测响应和DMG信标中的新元素来通告IEEE 802.1 CQ能力。为了在信标中通告IEEE 802.1 CQ特征，扩展的能力元素(如IEEE 802.11-2016的第9.4.2.27条款中定义的)可能需要指示IEEE 802.1 CQ，并且可能需要在信标和探测响应消息的信息字段中提供新元素的定义。
例如，IEEE 802.1 CQ支持可被添加到如IEEE 802.11中定义的扩展能力元素中的元素的定义。表1中示出了可能的定义的一个例子。
Figure BDA0002923530710000201
表1
扩展能力单元可以向STA提供关于网络支持或网络中存在哪些特征的信息。扩展能力元素还可以包括关于网络所支持的或网络中存在的特征的信息。因此，定义了新的元素以提供关于在网络中可以使用哪个MAC地址分配协议机制的实际信息。
图2示出了在信标和探测响应消息中交换的元素ID 200的示例结构。元素ID 200可以包括标识元素的字节元素ID 201、定义长度202的字节、定义元素ID是否被定义为扩展203(即已经达到元素ID的最大数目)的位以及元素ID中携带的实际信息204。
对于IEEE 802.1 CQ，新元素可以提供关于STA在与网络交互时要使用的MAC地址分配协议机制的信息。表2示出了新元素的示例。
Figure BDA0002923530710000202
表2
图3示出了基于表2的示例MAC地址分配协议元素ID 300，MAC地址分配协议元素ID300可以包括标识元素的字节元素ID 301、定义长度的字节302、定义元素ID是否被定义为扩展303的位(即，已经达到元素ID的最大数目)、MAC地址分配协议机制字段304和MAC范围字段305。
MAC地址分配协议机制字段304可以对应于指示可以使用的不同MAC地址分配协议机制的8位图。表3提供了这种字段的示例。
Figure BDA0002923530710000211
表3
表3中提供的位图值可以使得能够向STA指示网络中支持的不同且同时的MAC地址类型。
位1、2、3和4可以指示在网络中支持ELI、SAI和AAI地址。这些地址可以由MAC地址分配协议服务器通信提供，或者由管理员通过另一机制提供。
位4可指示在网络中允许基于EUI的地址。
位5可以指示网络支持MAC地址分配协议自分配机制。该自分配机制可以包括随机地分配位以完成IEEE 802.1 CQ中定义的MAC范围之外的48个位，或者完成MAC范围字段中可选地提供的MAC前缀范围之外的48个位。
位6可以指示MAC地址分配协议服务器在网络中可用。在IEEE 802.1CQ中定义了与MAC地址分配协议服务器对话的协议。该协议使STA能够根据管理员配置获得属于ELI、SAI、AAI或保留象限的MAC地址。还可以支持具有与IEEE 802.1 CQ中定义的前缀不同的前缀或者在特定随机数目的位内的MAC地址自分配。
这里描述了STA在接收到MAC地址分配协议信息ANQP元素时的行为。
在实施例中，接收MAC地址分配协议信息ANQP元素的STA可遵循MAC地址分配协议信息ANQP元素中定义的策略来配置MAC地址。如果STA具有MAC地址分配协议信息ANQP元素所允许的该域的预分配地址，则STA可使用该预分配地址。
在用信号通知了自分配的实施例中(位5是1)，STA可以通过将MAC范围字段中提供的MAC范围扩展到48位并且随机分配未定义的位来分配MAC地址。所提供的MAC范围可以落在AAI、SAI或ELI空间内。这样，可以独立于MAC范围所落入的象限来进行随机分配。因此，ELI和AAI地址可以使用这种机制形成。
在支持自分配(第5位是1)并且没有给出MAC范围的实施例中，STA可以遵循IEEE802.1 CQ中定义的自分配机制。
在MAC地址分配协议服务器可用性被用信号通知(位6是1)的实施例中，STA可开始与MAC地址分配协议代理/服务器的MAC地址分配协议交换，如IEEE 802.1 CQ中所定义的，以获得网络中的有效本地MAC地址。这种交换可以导致在MAC范围中分配与MAC范围字段中给定的地址不同的随机地址。
在用信号通知自分配和MAC地址分配协议服务器分配(位5和6是1)的实施例中，STA可以在寻址MAC地址分配协议服务器和自分配地址之间进行选择。这个决定可以根据MAC范围所属的地址种类或者在终端愿意获得ELI或AAI地址的情况下MAC地址分配协议服务器的干预的必要性来作出。
在另一个示例中，可以使用用于通告与IEEE 802.1 CQ相关的新服务的服务提示和服务哈希(在信标和探测响应消息中交换)来发现服务，而无需添加附加位。
可以指定MAC地址分配协议机制的新服务名称。服务名称可以遵循RFC 6335，并且可以向互联网号码分配机构(IANA)注册。例如，IEEE 802.1CQ可以包括以下服务名称：Ieee-8021cq-MAC地址分配协议-服务器；Ieee-8021cq自分配；具有前缀的Ieee-8021cq自分配；以及Ieee-8021cq-MAC地址分配协议-服务器可选。
服务名称可以在服务提示和服务哈希中使用，使得STA可以识别网络中可用的MAC地址的类型以及可以使用什么种类的MAC地址分配协议机制。
为上述定义的服务名称建立服务哈希或服务提示的机制可以与IEEE 802.11aq中规定的机制相同。
服务提示和服务哈希可以一起或分别地被包括在信标、探测响应消息、DMG信标和通知帧中。
一旦STA接收到服务提示或服务哈希，STA可以计算用于特定服务名称的服务提示或服务哈希。如果STA计算出与所接收的服务哈希或服务提示匹配的服务哈希或服务提示，则STA知道提供了哪个服务，并且可以继续发现与服务相关的信息，例如用于自分配的地址池是什么，或者如何直接与MAC地址分配协议服务器联系。
在替换实施例中，通过ANQP发现网络所支持的一种或多种类型的MAC地址。在这些实施例中，ANQP查询和响应元素被扩展以包括MAC地址分配协议信息。因此，可以更新可能的ANQP元素定义的列表以包括MAC地址分配协议信息，如表4所示。
ANQP元素名称 信息ID
MAC地址分配协议信息 <ANA>
表4
图4示出了MAC地址分配协议信息ANQP元素400的示例。MAC地址分配协议信息ANQP元素400可以包括信息ID字段401、长度字段402、MAC地址分配协议信息字段403和可选的MAC范围字段404。MAC地址分配协议信息字段403可以与指示网络中支持的不同MAC地址类型的8位图相对应。表5中示出了指示可以使用的不同MAC地址类型的示例8位图。
MAC地址分配协议信息(位图) 说明
位0(MSB) 支持ELI地址
位1 支持SAI地址
位2 支持AAI地址
位3 保留
位4 支持EUI地址
位5 MAC地址分配协议自分配
位6 MAC地址分配协议服务器
位7 保留
表5
表5中提供的位图值可以使得能够向STA指示网络中支持的不同且同时的MAC地址类型。
位1、2、3和4可以分别指示在网络中支持ELI、SAI和AAI地址。这些地址可以由MAC地址分配协议服务器通信提供，或者由管理员通过另一机制提供。
位4可指示在网络中允许基于EUI的地址。
位5可以指示网络支持MAC地址分配协议自分配机制。MAC地址分配协议自分配可以包括随机地分配位以完成IEEE 802.1 CQ中定义的MAC范围之外的48个位。附加地或可替换地，MAC地址分配协议自分配可以包括完成可选地在MAC范围字段中提供的MAC前缀范围之外的48位。
位6可以指示MAC地址分配协议服务器在网络中可用。在IEEE 802.1CQ中定义了与MAC地址分配协议服务器对话的协议。该协议可以使STA能够根据管理员配置获得属于ELI、SAI、AAI或保留象限的MAC地址。还可以支持具有与IEEE 802.1 CQ中定义的前缀不同的前缀或者在特定随机数目的位内的MAC地址自分配。
这里描述了STA在接收到MAC地址分配协议信息ANQP元素时的行为。
在实施例中，接收MAC地址分配协议信息ANQP元素的STA可基于MAC地址分配协议信息ANQP元素中定义的策略来配置MAC地址。如果STA具有MAC地址分配协议信息ANQP元素所允许的该域的预分配地址，则STA可使用该地址。
在用信号通知了自分配(位5是1)的实施例中位，STA可以继续通过将MAC范围字段中提供的MAC范围扩展到48位并且随机分配未定义的位来分配MAC地址。所提供的MAC范围可以落在AAI、SAI或ELI空间内。因此，可以独立于MAC范围所落入的象限来进行随机分配。这样，ELI和AAI地址可以使用这种机制形成。
在用信号通知自分配(位5为1)的其它实施例中，可不给出MAC范围。在这些实施例中，STA可以遵循IEEE 802.1 CQ中定义的自分配机制。
在MAC地址分配协议服务器分配的地址被用信号通知(位6是1)的实施例中，STA可开始与如IEEE 802.1 CQ中定义的MAC地址分配协议代理/服务器的MAC地址分配协议交换，以获得网络中的有效本地MAC地址。这种交换可以导致在MAC范围中分配与MAC范围字段中给定的地址不同的随机地址。
在用信号通知了自分配和MAC地址分配(位5和6为1)的实施例中，STA可以在寻址MAC地址分配协议服务器或自分配地址之间进行选择。可以基于MAC范围所属的地址的种类来做出该决定。在终端愿意获得ELI或AAI地址的实施例中，STA可以选择寻址MAC地址分配协议服务器。本文描述了通过PAD中的WLAN AP到达MAC地址分配协议代理/服务器的机制。示例方法解决了当一旦发现MAC地址类型时，PAD中的移动设备如何与MAC地址分配协议服务交互，以经由IEEE 802.1 CQ方法获取或重新绑定MAC地址。
在实施例中，在IEEE 802.11的公告机制中引入的特征之一是在STA实际关联到网络之前，使用ANQP到达服务信息注册表以获得服务或信息。在另外的实施例中，PAD可以指定两个ANQP元素：(1)服务信息请求ANQP元素和(2)服务信息响应ANQP元素。
服务信息请求ANQP元素可包含对与所提供的一个或多个服务哈希相关联的服务信息的通用请求。例如，在IEEE 802.1 CQ MAC地址分配协议中，STA可以使用服务名称的哈希。
在另一个示例中，服务提示和服务哈希(在信标和探测响应消息中交换)通告与IEEE 802.1 CQ相关的新服务。
图5示出了服务信息请求ANQP元素500的可能格式的示例。服务信息请求ANQP元素500可以包括信息ID字段501、长度字段502和服务信息请求元组字段503。服务信息请求元组字段503可以包含一个或多个服务信息请求元组子字段。
图6示出了服务信息请求元组子字段600的格式的示例。服务信息请求元组子字段600可以包括服务哈希字段601、服务信息请求属性长度字段602和服务信息请求属性子字段603。
在实施例中，服务信息请求属性子字段可以包含特定于服务的查询。例如，对于IEEE 802.1 CQ，它可以包含对MAC地址分配协议服务器的特定查询，以便获得MAC地址。注意，尽管IEEE 802.11aq机制是无状态的，但是可以作为单个MAC地址分配协议事务的一部分来交换多个GAS消息。
在实施例中，服务信息响应属性可以具有类似的格式，主要差别在于用于响应的可允许大小。
描述了使用ANQP服务信息请求来实现无线域内的MAC地址的请求和委派的协议消息的示例。当请求到达AP时，如果在AP中实现MAC地址分配协议代理/服务器，则AP可以直接向终端回复。如果AP不具有任何MAC地址分配协议功能，则其可以生成DHCP请求，接收响应，并基于该响应向终端应答。
描述了示例MAC地址分配协议服务信息请求/响应属性。MAC地址分配协议服务信息请求/响应属性可以基于TLV表示。它可以支持三个定义的操作：(1)MAC地址分配的请求，(2)MAC地址的重新绑定，以及(3)MAC地址的委派。
图7示出了MAC地址分配协议服务信息请求字段700的示例格式。MAC地址分配协议服务信息请求字段700可以包括定义类型的类型字段701、长度字段702和MAC地址分配协议请求/响应选项字段703。表6示出了类型字段701的可能定义。
值 说明
0 请求
1 重新绑定
2 响应
3-255 保留
表6
长度字段702可以指示MAC地址分配协议请求/响应选项字段的长度。在MAC地址分配协议请求/响应选项字段703中，协议可支持STA与MAC地址分配协议代理/服务器之间的不同信息的传输。在实施例中，请求/响应选项可以包括：(1)DUID选项，以及(2)IAID选项。
图8示出了MAC地址分配协议请求/响应选项800的示例。MAC地址分配协议请求/响应选项800可以包括类型字段801、长度字段802和选项字段的值803。基于表7，类型字段可以指示动作的种类。
值 说明
0 DUID选项
1 IAID选项
2-255 保留
表7
DUID选项可以使STA能够传送其DHCP唯一标识符。此ID可出于DHCP目的而识别STA，且可用于建立STA与提供MAC分配的DHCP服务器之间的绑定。
DUID选项可以具有128字节的最大大小。DUID选项可以包括以下类型之一：(1)链路层地址加时间；(2)基于企业号码的供应商分配的唯一ID；以及(3)链路层地址。
IAID选项可使STA能够传递要用于MAC分配的身份关联。
图9示出IAID选项900的可能格式的示例。IAID选项900可包括如RFC3315中定义的IAID字段901，其在L2地址IA中标识；T1字段902，其中T1是客户端联系从其获得IA中的地址以延长其寿命的服务器的时间，其中T1是以秒为单位表达的相对于当前时间的持续时间；以及T2字段，其中T2是客户端联系任何可用服务器以延长分配给IA的地址的寿命的时间，其中T2是以秒为单位表达的相对于当前时间的持续时间。
在IAID选项900被添加到服务信息响应属性的实施例中，IAID选项900还可携带从MAC地址分配协议代理/服务器到客户端的L2地址选项904。
图10是L2地址选项1000的可能格式的示例。L2地址选项1000可包括优选寿命字段1001、有效寿命字段1002和MAC地址字段1003。优选寿命字段1001指示地址被绑定到接口之后且已弃用但仍有效的时间。有效寿命字段1002指示在其之后地址将从接口解除绑定并且不再有效的时间。在实施例中，包括在IAID选项中的所有MAC地址的长度是48位。
图11示出了STA(设备)、AP和MAC地址分配协议服务器之间从初始PAD到MAC地址分配的示例性端到端交互1100。
在端到端交互1100中，AP可以向STA发送信标1101，该信标包括用于MAC地址分配协议服务器的服务哈希或者服务提示。信标可以向STA指示网络中支持的MAC地址类型，或者可以指示如上所述的ANQP信息元素的存在。例如，信标可以指示：(1)网络中支持ELI地址；(2)网络支持MAC地址分配协议自分配机制；以及(3)MAC地址分配协议服务器在网络中可用。这样，MAC地址选择1102可以基于(1)公司分配的ELI；(2)在IEEE 802.1 CQ中定义的MAC地址分配协议自分配；或(3)MAC地址分配协议服务器分配的地址。STA然后可以向AP发送GAS初始请求(MAC地址分配协议服务信息请求选项)1103。AP然后可向STA传送GAS初始响应(MAC地址分配协议服务信息请求选项)或回应1106。如果MAC地址分配协议代理/服务器在AP中实现1104，则AP可以提供MAC地址。如果MAC地址分配协议代理/服务器未在AP中实现1104，则AP可以将请求1105转发到MAC地址分配协议代理/服务器。请求1105可以是DHCP请求。STA然后可以向AP发送GAS回应请求(MAC地址分配协议代理/服务器服务信息请求选项)1107。AP然后发送GAS回应响应(MAC地址分配协议代理/服务器服务信息请求选项)1108。GAS回应请求1107和GAS回应响应1108可以携带一个或多个响应。STA和AP之间可能需要几次交换来传达所有信息并最终分配MAC地址。在GAS回应请求1107和GAS回应响应1108交换之后，STA获得MAC地址。
在示例性端到端过程1100中，在STA和AP之间没有认证。这样，图11所示的过程可以在不需要或不可能进行认证的实施例中使用。例如，图11的过程在STA可以从分布式MAC地址的前缀中进行选择的实施例中是有用的。
本文描述了在STA和AP之间建立相互认证。在一些情况下，在请求地址的STA和将关联STA的AP之间缺少认证机制可能是有问题的。例如，可能没有办法评估试图与到给定AP的给定MAC地址相关联的STA的身份。此外，在经由上面定义的机制获得MAC地址之后，可能存在冒充AP的攻击者，因为没有适当的机制来认证AP为用于访问MAC地址分配协议代理/服务器的AP。
本文描述了一种可用于相互认证的机制。该机制可以假设已经在AP和STA之间获得了共享秘密。该共享秘密可以通过以下机制之一获得：(1)用于在没有先前联系的对等体之间导出共享秘密的密码机制，诸如Diffie-Hellman；(2)IEEE 802.1AR(安全设备ID)的使用；或(3)使用预先安装在设备中的公钥/私钥。
在实施例中，IEEE 802.11认证请求和响应帧可以被修改以支持可以用于认证的令牌的交换。表8示出了可以包括在认证请求和响应帧的主体中的两个字段。
Figure BDA0002923530710000321
Figure BDA0002923530710000331
Figure BDA0002923530710000341
表8
图12示出了示例MAC地址分配协议质询文本元素ID 1200。MAC地址分配协议质询文本元素ID 1200可以包括元素ID字段1201、长度字段1202和质询文本字段1203。MAC地址分配协议质询文本字段1203可以保存质询文本，该质询文本将与在MAC地址分配协议消息交换中生成的共享秘密一起加密。
MAC地址分配协议标量可以对应于可变长度的非元素字段，其被实现为在加密之前被添加到质询文本的单次使用随机数。该字段可以用于保护重放攻击。
实现为非元素字段的用于分配地址的MAC地址分配协议请求可以包含1个八位字节的数字，如果请求分配MAC地址，则用1表示，如果未请求分配MAC地址，则用0表示。如果未请求分配MAC地址(即，1个八位组的数字是0)，则AP仍可发送MAC地址分配协议分配的MAC地址字段，以迫使实现IEEE 802.1 CQ的STA配置地址。
MAC地址分配协议分配的MAC地址可以是将被分配给STA的48位MAC地址。它可以被实现为包含元素ID、长度和48位MAC地址的元素ID，或者被实现为非元素字段。
如所描述的认证机制的操作依赖于STA中的MAC地址分配协议客户端和已经建立了可以用于认证的共享秘密的MAC地址分配协议代理/服务器。在GAS交换之后，STA状态可包括候选MAC地址和共享秘密。STA处的MAC地址分配协议客户端和AP处的MAC地址分配协议代理/服务器可以与IEEE 802.11的SME层交互，并且设置验证共享秘密所需的密钥信息。IEEE 802.11可能已经具有专用的若干认证机制，其包括开放认证、共享秘密、快速BSS转换和等同者间共享认证(SAE)。通过向授权请求和响应帧添加新字段，所描述的认证机制可以在所有IEEE 802.11机制的基础上工作。
图13示出了具有认证扩展的示例性端到端交互1300。所述过程的前面的步骤(1301-1308)类似于图11的步骤(1101-1108)，且将不在此详细论述。在GAS回应请求1307和GAS回应响应1308交换之后，STA获得MAC地址以及与MAC地址分配协议服务器共享的秘密，该服务器被安装在AP和STA的SME中。共享秘密可用于加密AP和STA之间的信息。
在图13所示的过程中，假定开放式认证，尽管该机制可应用于所有IEEE 802.11-2016定义的机制。STA可以向AP发送认证请求帧1309。在认证请求帧中，STA可以包括MAC地址分配协议质询文本，该MAC地址分配协议质询文本是基于用随机数(随机数1)加上随机数(标量1)的共享秘密进行加密而形成的。该帧还将包括包含标量1的MAC地址分配协议标量。
在接收时，AP必须能够提取随机数1，从而证明STA的身份。AP然后可向STA传送认证响应1310。认证响应可以包括基于用将随机数1添加到第二随机数(标量2)的共享秘密执行的加密而形成的另一MAC地址分配协议质询文本。该帧还可以包括包含标量2的MAC地址分配协议标量。
在接收时，STA可能能够提取随机数1，以认证AP并因此证明同一MAC地址分配协议代理/服务器正服务于AP。标量1和标量2可以是单次使用的数字，以保护MAC地址分配协议代理/服务器免受重放攻击。
全球唯一的MAC地址被分配给大多数IEEE 802末端站和网桥端口。如果分配了全局MAC地址，则增加使用虚拟机和物联网(IoT)设备可能耗尽全局MAC地址空间。这些应用可以使用本地MAC地址空间，但是一些应用需要独立的地址管理(例如，虚拟化系统和协议特定的地址映射)。例如，IEEE 802c项目提供了约定和使能协议，当多个管理共享本地地址空间时，该协议将允许多个站或服务器自动配置和使用本地MAC地址而没有冲突。这样的协议可以允许虚拟机和IoT设备获得本地MAC地址，而无需集中式本地MAC地址管理。
例如，IEEE 802c可以提供可选的本地MAC地址空间结构，以允许多种管理共存。该结构可以使用由IEEE注册机构分配的公司ID(CID)来针对协议指定一范围的本地MAC地址。可以指定另一范围的本地MAC地址以供本地管理员分配。IEEE 802c可以推荐一定范围的本地MAC地址以供IEEE 802协议使用。
在另一个例子中，IEEE 802c可以定义结构化本地地址计划(SLAP)。在SLAP中可以定义本地MAC地址的四个范围或象限：(1)扩展本地标识符(ELI)；(2)标准分配标识符(SAI)；(3)管理分配的标识符(AAI)；(4)保留。每个象限可以以MAC地址的4个位为基数来定义。MAC地址的初始八位位组的最低和次最低有效位可以分别被指定为M位和X位。X位也可以称为通用/本地(U/L)位，其标识如何管理地址。例如，如果该位是0，则地址被通用地管理，而如果该位是1，则地址被本地管理。M位指示地址是单播(0)还是多播/广播(1)。本地MAC地址中的初始八位位组的第三和第四最低有效位可以分别被指定为Y位和Z位，如图14中的48位地址所示。
图14示出了本地MAC地址格式1400的M、X、Y和Z位分配的示例。
图15示出了SLAP本地标识符类型1500的示例。如图15所示，本地地址可以存在于四个SLAP象限1501之一中，每个由Y位1502和Z位1503的不同组合标识。图15还示出为每个SLAP象限指定的SLAP本地标识符类型1504和SLAP本地标识符1505。
类型“扩展本地”的SLAP标识符被称为扩展本地标识符(ELI)。ELI可以位于SLAP象限01，ELI的X、Y和Z位可以分别是1、0、1。ELI可以用作本地MAC地址(“ELI地址”)。
IEEE注册机构(RA)可以唯一地分配称为公司ID(CID)1的24位标识符，以标识公司、组织、实体、协议等，如在“使用组织唯一标识符(OUI)和公司ID(CID)的指南”中所描述的。ELI基于分配的公司ID。指定两种不同长度的ELI：(1)ELI-48，48位ELI，和(2)ELI-64，64位ELI。
类型“标准分配”SLAP标识符被称为标准分配标识符(SAI)。SAI可以位于SLAP象限11，SAI的X、Y和Z位可以分别是1、1、1。SAI可以用作本地MAC地址(“SAI地址”)。用于SLAP地址分配的SAI象限的使用的规范可以被保留用于IEEE 802.1 CQ标准。
“管理分配”类型的SLAP标识符可以被称为管理分配标识符(AAI)。AAI可以在SLAP象限00中，SAI的X、Y和Z位可以分别是1、0、0。AAI可以用作本地MAC地址(“AAI地址”)。希望以任意方式(例如随机地)分配本地MAC地址并且仍然保持与在同一LAN上的SLAP下运行的其他分配协议兼容的管理员，可以分配本地MAC地址作为AAI。
公开了PAD方法。IEEE 802.11已经确认需要一种机制，以在与AP关联之前向站通知IEEE 802.11网络中可用的服务。因为考虑到安全性和QoS协商，关联过程可能是复杂且耗时的，因此这可能是需要的，如果在关联之后用户发现所需的服务不可用，则更是如此。这样，可以启动IEEE 802.11aq PAD活动。PAD是一种互通功能，其可以允许STA在关联之前发现关于服务的信息，当STA关联到WLAN网络(即ESS)时，该STA可以使用这些服务。PAD可以提供一种机制，STA通过该机制获得任何其他信息以帮助决定选择要关联的网络。PAD可以使用GAS来提供对STA的网络发现和选择的支持以及对用于通过非AP STA在加入无线LAN之前与网络中的其它信息资源进行通信的管道的支持。
图16示出了在AP和SIR之间具有直接通信的示例PAD架构1600。PAD架构1600可以包括服务请求实体1601、SIC 1602、AP 1603、SIR 1604和服务提供实体1605。AP 1603和SIR1604可以直接通信，如图16所示。
图17示出了通过ANQP服务器与SIR间接通信的示例PAD架构1700。PAD架构1700可以包括服务请求实体1701、SIC 1702、AP 1703、ANQP服务器1704、SIR 1705和SPE 1706。SIR1705可以与AP 1703位于同一地点或在AP 1703之外。SIR 1705和AP 1703之间的通信(以及SIR 1705和ANQP服务器1704之间的通信)，都在PAD标准的范围之外。SIC 1702和SIR 1705可以用于交换PAD服务信息。PAD过程可以在SIC 1702与SIR 1705之间操作。
SIR可以缓存关于通过ESS可达的服务的信息，因此一旦STA与ESS相关，STA就可以获得该SIR。通过其SIR获得关于服务的信息的机制在PAD标准的范围之外。SIC 1605可以发起服务发现。SIC可以在SME和应用之间交换服务发现请求和响应。SME可以确定是使用未经请求的PAD还是请求的PAD过程。SME还可以编写(compose)用于请求的PAD过程的ANQP请求。
在此描述了通过PAD的服务通告。PAD可以使用不同的机制来进行服务通告，其可以在信标、探测消息或ANQP消息中传输。PAD中定义的基本机制可以使用新的参数，例如：(1)服务提示，其可以提供对ESS可用的服务集合的概率表示；以及(2)服务哈希，其可以包含一个或多个服务哈希。
服务提示可以由位图形成，该位图包含通过组合ESS中可用的所有服务的哈希而形成的布隆(Bloom)过滤器。布隆过滤器是具有误报概率的特殊哈希。例如，所得的布隆过滤器可指示服务是可用的，而实际上它不可用。
服务哈希可以是将SHA-256哈希函数应用于服务名称的结果。服务的名称可以按照RFC 6335来定义。这两个元素可以被包括在由ESS的所有AP发送的通告信息中。因此，STA可以能够理解可用服务的列表，只要它知道服务的名称。服务提示和服务哈希之间的主要差别可能在于，对于所通告的所有服务将存在单个服务提示字段，而对于所通告的每个服务可以存在一个服务哈希元素。
在实施例中，一旦STA理解给定服务是否是可用的，它就可以向AP查询特定服务，或者它可以尝试直接通过GAS协议与服务提供商通信。在进一步的实施例中，STA可以尝试通过ANQP与服务提供商通信。
IEEE 802.11中定义的GAS在STA处于非关联状态以及关联状态时提供用于通告服务的传输机制。GAS可以传输多个通告协议，例如ANQP、MIH、EAS、RLQP等。如果实现GAS，则还必须支持ANQP。GAS协议可以是查询和响应简单协议。
图18是GAS协议1800的示例流程图。请求STA可以向响应STA传送GAS初始请求1801。GAS初始请求可以包含关于要使用的通告协议的信息以及诸如对话令牌之类的用于开始对话的其它字段。响应STA可将查询请求中继到通告服务器，然而这在此标准的范围之外。响应STA可随后将GAS初始响应1802传送到请求STA。一旦AP向通告服务器确认所请求的通告协议是可用的，就可以开始关于所通告的服务的查询的实际交换。请求STA可以向响应STA传送GAS回应请求1805。响应STA可以向请求STA传送GAS回应响应1806。可能需要STA和AP之间的多次交换来传达所有信息。初始查询和响应也可被添加到初始请求/响应。
ANQP是用于GAS的通告协议。这种基于TLV的通告协议可以允许从处于预关联状态的BASS获得表9中所示的信息。
ANQP元素名称 ANQP元素类型
查询列表 Q
能力列表 S
场所名称 S
紧急呼叫号 S
网络认证类型 S
漫游协会 S
特定于供应商 Q，S
IP地址类型可用性 S
NAI域 S
3GPP蜂窝网络 S
AP地理空间定位 S
AP城市定位 S
AP定位公共标识符URI/FQDN S
域名 S
紧急警报标识符URI S
TDLS能力 Q，S
应急NAI S
相邻者报告 S
场所URL S
付款通知 S
本地内容 S
具有时间戳的网络认证类型 S
服务信息请求 Q
服务信息响应 S
表9
表9中的所有元素都在IEEE 802.11-216中定义，除了可以在PAD中定义的服务信息请求和服务信息响应之外。服务信息请求及服务信息响应可允许直接通过预认证状态中的AP的“直通”模式来查询SIR。
尽管以上以特定的组合描述了特征和元素，但是本领域的普通技术人员将理解，每个特征或元素可以单独使用或与其它特征和元素任意组合使用。另外，本文描述的方法可以在计算机程序、软件或固件中实现，所述计算机程序、软件或固件并入计算机可读介质中以由计算机或处理器执行。计算机可读介质的示例包括电子信号(通过有线或无线连接传输)和计算机可读存储介质。计算机可读存储介质的示例包括但不限于，只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、寄存器、高速缓冲存储器、半导体存储器设备、诸如内部硬盘和可移除盘等磁介质、磁光介质、以及诸如CD-ROM盘和数字多功能盘(DVD)等光介质。与软件相关联的处理器可以用于实现在WTRU、UE、终端、基站、RNC或任何主机计算机中使用的射频收发信机。

Claims (20)

1.一种在站(STA)中使用的方法，所述方法包括：
从接入点(AP)接收包括指示符的帧，所述指示符指示与所述AP相关联的由扩展服务集(ESS)支持的至少一个媒体接入控制(MAC)地址类型或MAC地址策略；
向所述AP传送包括基于所述至少一个MAC地址类型或MAC地址策略确定的MAC地址分配协议信息的请求消息；
接收包括基于所述MAC地址分配协议信息分配的本地MAC地址的响应消息；以及
向所述AP传送具有所述本地MAC地址的关联请求帧。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述帧是接入网络查询协议(ANQP)帧。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述请求消息包括ANQP请求，所述ANQP请求包括服务信息请求属性，并且所述响应消息包括ANQP响应消息，所述ANQP响应消息包括包含本地MAC地址的服务信息响应属性。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述服务信息请求属性包括对MAC地址分配协议服务器的特定于服务的查询。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述特定于服务的查询指示MAC地址分配、MAC地址的重新绑定或MAC地址的委派的请求。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述指示符包括8位位图。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述指示符指示与所述AP相关联的由所述ESS支持的至少一个MAC地址策略，并且所述至少一个MAC地址策略包括自分配、具有预定前缀的自分配、以及MAC地址分配协议服务器可用性中的一者或多者。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述帧包括至少一个服务提示元素，并且所述方法还包括基于所述至少一个服务提示元素来确定所述至少一个MAC地址类型或MAC地址策略。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述至少一个服务提示元素提供对所述ESS可用的服务集合的概率表示。
10.根据权利要求8所述的方法，其中所述帧包括至少一个服务哈希元素，并且所述方法还包括基于所述至少一个服务哈希元素来确定所述至少一个MAC地址类型或MAC地址策略。
11.根据权利要求1所述的方法，还包括：
在所述STA和所述AP之间建立共享密钥的情况下，传送认证请求，该认证请求包括第一MAC地址分配协议质询文本和第一MAC地址分配协议标量；以及
从所述AP接收认证响应，所述认证响应包括第二MAC地址分配协议质询文本和第二MAC地址分配协议标量。
12.根据权利要求11所述的方法，还包括基于所述共享密钥和一个或多个随机数来确定所述第一MAC地址分配协议质询文本。
13.根据权利要求11所述的方法，其中所述第二MAC地址分配协议质询文本基于所述共享密钥和一个或多个随机数而被确定。
14.根据权利要求11所述的方法，还包括基于所述认证响应确定所述AP是将MAC地址分配给所述STA的MAC地址分配协议服务器。
15.根据权利要求11所述的方法，其中所述MAC地址由所述AP被分配给所述STA来作为标准认证的部分，其中所述标准认证包含等同者间共享认证(SAE)、快速初始链路建立(FILS)、稳健安全性网络(RSN)或预关联安全性协商中的至少一者。
16.一种STA，包括：
接收器，被配置为从接入点(AP)接收包括指示符的帧，所述指示符指示与所述AP相关联的由ESS支持的至少一个MAC地址类型或MAC地址策略；
发射器，被配置为向所述AP传送包括基于所述至少一个MAC地址类型或MAC地址策略确定的MAC地址分配协议信息的请求消息；
所述接收器还被配置为接收包括基于所述MAC地址分配协议信息分配的本地MAC地址的响应消息；以及
所述发射器还被配置为向所述AP传送具有所述本地MAC地址的关联请求帧。
17.根据权利要求16所述的STA，其中所述帧是接入网络查询协议(ANQP)帧。
18.根据权利要求16所述的STA，其中所述请求消息包括ANQP请求，所述ANQP请求包括服务信息请求属性，并且所述响应消息包括ANQP响应消息，所述ANQP响应消息包括包含本地MAC地址的服务信息响应属性。
19.根据权利要求16所述的STA，其中所述帧包括至少一个服务提示元素或服务哈希元素，并且所述STA还包括处理器，所述处理器被配置为基于所述至少一个服务提示元素或服务哈希元素来确定所述至少一个MAC地址类型或MAC地址策略。
20.根据权利要求16所述的STA，其中所述发射器还被配置为在所述STA和所述AP之间建立共享密钥的情况下传送认证请求，所述认证请求包括第一MAC地址分配协议质询文本和第一MAC地址分配标量；以及
所述接收器还被配置为从所述AP接收认证响应，所述认证响应包括第二MAC地址分配协议质询文本和第二MAC地址分配标量。
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