TWI842187B

TWI842187B - 無線通信裝置、無線中繼設備及無線接入點

Info

Publication number: TWI842187B
Application number: TW111142872A
Authority: TW
Inventors: 秦俊杰; 史宏鋒; 楊泉
Original assignee: 瑞昱半導體股份有限公司
Priority date: 2022-10-28
Filing date: 2022-11-09
Publication date: 2024-05-11

Abstract

本發明揭露了一種無線通信裝置、無線中繼設備及無線接入點。無線中繼設備通信連接一無線通信裝置及一無線接入點，且包含一封包收發電路以及一計算電路。計算電路配置以：控制該封包收發電路從該無線通信裝置或該無線接入點接收一第一幀，該第一幀包含一第一接收地址、一第一發送地址、一第一目的地址及一第一源地址；以及，控制該封包收發電路發送一第二幀至該無線接入點或該無線通信裝置，該第二幀包含一第二接收地址、一第二發送地址、一第二目的地址及一第二源地址。該第一源地址等於該第二源地址、該第一目的地址等於該第二目的地址，且該第一接收地址等於該第二發送地址。

Description

無線通信裝置、無線中繼設備及無線接入點

本發明是關於無線通信，尤其是關於無線信號之中繼(repeating)。

隨著電子技術的發展，越來越多智慧設備支援無線功能。當無線通信裝置與無線接入點(access point,AP)距離較遠或者被牆體阻隔時，無線接入點信號減弱，導致無線通信裝置無法直接連上無線接入點或者無法獲得較好的業務體驗。這種情況下，需要用無線中繼器來實現無線信號的中繼和放大，但是傳統的無線中繼建立過程複雜，無線通信裝置需要與無線中繼設備進行查詢、身份認證、關聯和密鑰協商等過程；並且，無線中繼器在轉發加密封包時，需要對封包中加密的IEEE 802.11(以下簡稱802.11)幀體(frame body)進行重新解密和加密，系統資源消耗大，轉發資料網路時延大。

鑑於先前技術之不足，本發明之一目的在於提供一種無線通信裝置、無線中繼設備及無線接入點，以改善先前技術的不足。

本發明之一實施例提供一種無線通信裝置，包含：一封包收發電路以及一計算電路。計算電路耦接該封包收發電路，配置以：控制該封包收發電路發送一第一幀，該第一幀包含一第一接收地址、一第一發送地址、一第一目的地址及一第一源地址；以及，控制該封包收發電路接收一第二幀，該第二幀包含一第二接收地址、一第二發送地址、一第二目的地址及一第二源地址。該第一源地址等於該第二目的地址、該第二源地址等於該第一目的地址、該第一接收地址等於該第二發送地址，且該第二接收地址等於該第一發送地址。

本發明之另一實施例提供一種無線中繼設備，通信連接一無線通信裝置及一無線接入點，且包含一封包收發電路以及一計算電路。計算電路耦接該封包收發電路，配置以：控制該封包收發電路從該無線通信裝置或該無線接入點接收一第一幀，該第一幀包含一第一接收地址、一第一發送地址、一第一目的地址及一第一源地址；以及，控制該封包收發電路發送一第二幀至該無線接入點或該無線通信裝置，該第二幀包含一第二接收地址、一第二發送地址、一第二目的地址及一第二源地址。該第一源地址等於該第二源地址、該第一目的地址等於該第二目的地址，且該第一接收地址等於該第二發送地址。

本發明之另一實施例提供一種無線接入點，通信連接一無線中繼設備，且包含一封包收發電路以及一計算電路。計算電路耦接該封包收發電路，配置以：控制該封包收發電路從該無線中繼設備接收一第一幀，該第一幀包含一第一接收地址、一第一發送地址、一第一目的地址及一第一源地址；以及，控制該封包收發電路發送一第二幀至該無線中繼設備，該第二幀包含一第二接收地址、一第二發送地址、一第二目的地址及一第二源地址。該第一源地址等於該第二目的地址、該第二源地址等於該第一目的地址、該第一發送地址等於該第二接收地址，且該第一接收地址等於該第二發送地址。

本發明之實施例所體現的技術手段可以改善先前技術之缺點的至少其中之一，因此本發明相較於先前技術消耗較少的系統資源，並且具有較小的轉發資料網路時延。

有關本發明的特徵、實作與功效，茲配合圖式作實施例詳細說明如下。

100:無線通信系統

110:無線接入點

120,140:無線中繼設備

130:無線通信裝置

112,122,132:記憶體

114,124,134:計算電路

116,126,136:封包收發電路

M0~M4:MAC地址

P_req1:第一探測請求幀

P_res1:第一探測回應幀

P_req2:第二探測請求幀

P_res2:第二探測回應幀

P_req3:第三探測請求幀

P_res3:第三探測回應幀

HS1,HS2,HS3,HS4:握手封包

DF1:第一數據幀

DF2:第二數據幀

DF3:第三數據幀

DF4:第四數據幀

MF1~MF6:管理幀

DF5~DF16:數據幀

302,S304,S310,S312,S314,S316,S320,S322,S324,S326,S330,S340,S342,S344,S346,S348,S350,S352,S354,S356,S358,S410,S420,S430:步驟

圖1是本發明無線通信系統之一實施例的功能方塊圖；圖2顯示802.11幀的結構示意圖；圖3A~圖3B是本發明之無線通信系統之一實施例的時序圖；以及圖4是本發明之無線通信系統之另一實施例的時序圖。

以下說明內容之技術用語係參照本技術領域之習慣用語，如本說明書對部分用語有加以說明或定義，該部分用語之解釋係以本說明書之說明或定義為準。

本發明之揭露內容包含無線通信裝置、無線中繼設備及無線接入點。由於本發明之無線通信裝置、無線中繼設備及無線接入點所包含之部分元件單獨而言可能為已知元件，因此在不影響該裝置發明之充分揭露及可實施性的前提下，以下說明對於已知元件的細節將予以節略。

以下說明中的前綴「第一」、「第二」、…等只是用來標示元件或信號，以方便說明，但不必然代表元件或信號的順序。

圖1是本發明無線通信系統之一實施例的功能方塊圖。無線通信系統100包含無線接入點110、無線中繼設備120及無線通信裝置130。無線接入點110與無線中繼設備120通信連接，無線中繼設備120與無線通信裝置130通信連接，且無線接入點110透過無線中繼設備120與無線通信裝置130通信連接。無線接入點110、無線中繼設備120與無線通信裝置130屬於同一個分散系統(Distribution System,DS)。在一些實施例中，無線通信裝置130可視為一站點(station)。

無線接入點110包含記憶體112、計算電路114及封包收發電路116。無線中繼設備120包含記憶體122、計算電路124及封包收發電路126。無線通信裝置130包含記憶體132、計算電路134及封包收發電路136。封包收發電路116、封包收發電路126及封包收發電路136用來發送及接收封包。在一些實施例中，封包收發電路116、封包收發電路126與封包收發電路136各包含物理層(physical layer)電路及媒體存取控制(media access control,MAC)電路。

計算電路114、計算電路124及計算電路134可以是具有程式執行能力的電路或電子元件，例如中央處理器、微處理器、微處理單元、數位信號處理器、特殊應用積體電路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)，或其等效電路。

在一些實施例中，記憶體112、記憶體122及記憶體132儲存複數個程式指令或程式碼，計算電路114、計算電路124及計算電路134藉由執行該些程式指令或程式碼來分別實現無線接入點110、無線中繼設備120及無線通信裝置130的功能。在另一實施例中，計算電路114、計算電路124及計算電路134可由硬體電路實現。

請注意，對無線接入點110、無線中繼設備120及無線通信裝置130而言，封包(或幀)的發送與接收是由計算電路114、計算電路124及計算電路134分別控制封包收發電路116、封包收發電路126及封包收發電路136來實現。

圖2顯示802.11幀的結構示意圖。一個802.11幀通常包含以下欄位：幀控制(frame control)、持續/標識(duration/ID)欄位、地址1、地址2、地址3、序列控制(sequence control)、地址4、幀體及幀校驗序列(frame check sequence,FCS)。本技術領域具有通常知識者可以從802.11的規格得知各欄位的用途，故不再贅述。當一個幀是4地址幀時，地址1~地址4皆存在並且有值；當一個幀是3地址幀時，地址1~地址3皆存在且有值，但不存在地址4。

為了方便說明，下文中以「M0」、「M1」、「M2」及「M3」分別代表無線接入點110、無線中繼設備120、無線通信裝置130及其它設備的MAC地址。一個幀的接收地址(Receiver Address)簡稱為RA，發送地址(Transmitter Address)簡稱為TA，目的地址(Destination Address)簡稱為DA，源地址(Source Address)簡稱為SA。

實施例一

圖3A~圖3B是本發明之無線通信系統之一實施例的時序圖。以下配合圖3A~圖3B說明圖1之無線接入點110、無線中繼設備120與無線通信裝置130之間的信息交互。

步驟S302：無線中繼設備120與無線接入點110連線。在此步驟中，無線中繼設備120與無線接入點110會進行密鑰協商以產生密鑰K1。然而此密鑰K1只會在步驟S302中使用，之後無線中繼設備120轉發無線接入點110和無線通信裝置130之間的交互封包時不會使用此密鑰K1。此外，若無線中繼設備120轉發其他不支援本發明的無線通信裝置和無線接入點之間的交互封包時，仍會進行解密和加密過程並使用此密鑰K1。

步驟S304：無線通信裝置130嘗試與無線接入點110連線，但無法建立連線(例如，因為信號太弱)。因此，接下來無線通信裝置130嘗試與無線中繼設備120建立轉發關係(步驟S310)。步驟S310包含步驟S312、步驟S314及步驟S316。

步驟S312：無線通信裝置130發送第一探測請求幀(Probe Request)P_req1給無線中繼設備120。第一探測請求幀P_req1的802.11 MAC頭(header)的地址欄位為三地址格式，其中，RA為廣播MAC地址(FF)，TA為無線通信裝置的MAC地址，基本服務集識別碼(Basic Service Set Identification,BSSID)欄位為廣播MAC地址，第一探測請求幀P_req1攜帶廠商(例如，無線通信裝置130的製造商)定制化資訊元素(vendor specific information element)(例如，element ID為221)，用來查找周圍環境中實作本發明所述的中繼方法的設備(例如，無線中繼設備120)。當無線通信裝置130需要指定要連接的無線接入點的服務集識別碼(Service Set Identification,SSID)時，則無線通信裝置130在廠商定制化資訊元素中攜帶指定的SSID資訊。本技術領域具有通常知識者可以根據802.11的規格得知如何利用定制化資訊元素，故不再贅述。

步驟S314：無線中繼設備120接收第一探測請求幀P_req1，並對其資訊元素進行解析。當無線中繼設備120當前狀態可以為無線通信裝置130提供中繼轉發服務時，無線中繼設備120回復第一探測回應幀(Probe Response)P_res1。然後，無線通信裝置130接收無線中繼設備120發送的第一探測回應幀P_res1、對其資訊元素進行解析，並選擇到無線接入點110的最優無線中繼設備(例如，無線中繼設備120)。

無線通信裝置130選擇最優無線中繼設備時，綜合考慮無線中繼設備的能力和狀態資訊，例如無線中繼設備到無線接入點110的信號強度、無線中繼設備到無線接入點110的跳數(hop count)、無線中繼設備自身的能力和當前流量、無線通信裝置130接收到的無線中繼設備的信號強度，以及無線中繼設備支援的速率集、聚合能力等。

第一探測回應幀P_res1的802.11 MAC頭地址欄位為三地址格式((RA,TA,BSSID)=(M2,M1,M0))，且攜帶廠商定制化資訊元素，包含無線接入點110的MAC地址資訊、無線接入點110的SSID資訊、無線中繼設備120當前的能力資訊和狀態資訊，以便無線通信裝置130在收到多個無線中繼設備回復的第一探測回應幀時，選擇最優的無線中繼設備，儲存最優的無線中繼設備120以及無線接入點110的MAC地址等資訊。

無線中繼設備120(即，支援本發明所述中繼功能的設備)於收到第一探測請求幀P_req1後，可能需要考慮的實現形式還包括：(1)若無線中繼設備120沒有連上無線接入點110，則無線中繼設備120不回復無線通信裝置130的探測請求幀；(2)若第一探測請求幀P_req1中攜帶目標無線接入點的SSID，且與無線中繼設備120當前連接的無線接入點的SSID不一致，則無線中繼設備120不回復無線通信裝置130的探測請求幀；(3)若無線中繼設備120當前狀態不適合再為其它設備做中繼轉發，例如無線中繼設備120已經為多個無線通信裝置做中繼轉發、無線中繼設備120當前自身流量較大，或無線中繼設備120到無線接入點110的信號太弱等，則無線中繼設備120不回復無線通信裝置130的探測請求幀。

上述的探測請求幀及探測回應幀為無線協議(802.11)定義的一類管理幀(management frame)。

步驟S316：無線通信裝置130於分析至少一探測回應幀之後，無線通信裝置130記錄最優無線中繼設備(例如，無線中繼設備120)的MAC地址和能力資訊，並發送第二探測請求幀P_req2，用來向選定的無線中繼設備(例如，無線中繼設備120)確認中繼關係，並向無線接入點110查詢其能力資訊。第二探測請求幀P_req2的四地址(RA,TA,DA,SA)=(M1,M2,M0,M2)。後續無線通信裝置130與無線接入點110交互的所有管理幀和數據幀(data frame)都透過選定的無線中繼設備進行轉發，且802.11 MAC頭都為四地址格式。然後，無線中繼設備120接收並解析第二探測請求幀P_req2、儲存無線通信裝置130的MAC地址和能力資訊，以及根據無線接入點110的MAC地址及無線通信裝置130的MAC地址建立中繼轉發表，以建立起無線通信裝置130與無線接入點110之間的中繼轉發關係。至此，無線中繼設備120建立與無線通信裝置130的轉發關係。

步驟S316屬於步驟S310(無線通信裝置130嘗試與無線中繼設備120建立轉發關係)的一部分，也屬於步驟S320(無線通信裝置130與無線中繼設備120進行四地址管理幀交互)的一部分。步驟S320更包含步驟S322、S324及S326。

步驟S322：響應於第二探測請求幀P_req2，無線中繼設備120構建並發送第三探測請求幀P_req3，其四地址(RA,TA,DA,SA)=(M0,M1,M0,M2)，幀體與第二探測請求幀P_req2的幀體保持一致，幀校驗序列欄位經過重新計算。請注意，經過無線中繼設備120轉發的802.11幀，在修改802.11 MAC頭的資訊後，都需要重新計算幀校驗序列，後續不再特別說明。

步驟S324：無線接入點110接收並解析第三探測請求幀P_req3，獲取無線通信裝置130的能力資訊。無線接入點110收到無線中繼設備120的轉發封包後，解析802.11 MAC頭，根據無線中繼設備120的MAC地址和無線通信裝置130的MAC地址生成轉發表，以建立起無線接入點110到無線通信裝置130之間的轉發關係。之後，當無線接入點110有封包發給無線通信裝置130時，無線接入點110根據轉發表構建802.11幀，其中802.11 MAC頭的地址欄位為四地址格式，RA為無線中繼設備120的MAC地址，TA為無線接入點110的MAC地址，DA為無線通信裝置130的MAC地址，SA為無線接入點110的MAC地址。然後，無線接入點110構建並發送第二探測回應幀P_res2，其四地址(RA,TA,DA,SA)=(M1,M0,M2,M0)。

步驟S326：無線中繼設備120接收第二探測回應幀P_res2，並且構建並發送第三探測回應幀P_res3，其四地址(RA,TA,DA,SA)=(M2,M1,M2,M0)，幀體與第二探測回應幀P_res2的幀體保持一致。然後，無線通信裝置130接收第三探測回應幀P_res3、解析資訊元素，並獲取無線接入點110的能力資訊。

在步驟S320中，透過無線中繼設備120轉發，無線通信裝置130和無線接入點110完成一次四地址的管理幀交互。

在習知技術中，無線通信裝置與無線接入點連線過程中，交互的管理幀的802.11 MAC頭是三地址格式，無線通信裝置和無線接入點之間直接進行管理幀交互，不會透過無線中繼設備120進行轉發。若無線通信裝置130和無線接入點110之間因為距離較遠而無法直接通信時，就無法通過管理幀的交互獲得對方的能力資訊、完成關聯等。本發明所述無線通信裝置130與無線接入點110連線過程中，交互的管理幀的802.11 MAC頭是四地址格式，需透過無線中繼設備120進行轉發，以獲取對方的能力資訊、完成關聯。

接著，請參閱圖3B，在步驟S330中，無線通信裝置130與無線接入點110之間透過無線中繼設備120轉發，進行認證請求和認證回應，關聯請求和關聯回應的交互，其802.11幀MAC頭的格式和轉發方法與上述探測請求和探測回應所述過程一致。

步驟S340：無線通信裝置130透過無線中繼設備120與無線接入點110進行四次握手數據幀交互來執行密鑰協商程序，以協商得到一對臨時密鑰。為了圖式簡潔起見，圖3B僅顯示四次握手數據幀交互的其中兩次(步驟S342及步驟S344為第一次交互，步驟S346及步驟S348為第二次交互)，包含步驟S342、步驟S344、步驟S346及步驟S348。

步驟S342：無線接入點110發送給無線通信裝置130握手封包HS1，其四地址(RA,TA,DA,SA)=(M1,M0,M2,M0)。

步驟S344：無線中繼設備120接收無線接入點110發送給無線通信裝置130的握手封包HS1、對其中的MAC地址進行轉換(將RA由M1換為M2，TA由M0換為M1，DA和SA保持不變)，然後發送握手封包HS2給無線通信裝置130。

步驟S346：無線通信裝置130發送握手封包HS3給無線接入點110，握手封包HS3的四地址(RA,TA,DA,SA)=(M1,M2,M0,M2)。

步驟S348：無線中繼設備120接收無線通信裝置130發送給無線接入點110的握手封包HS3，對其中的MAC地址進行轉換(將RA由M1換為M0，TA由M2換為M1，DA和SA保持不變)，然後發送握手封包HS4給無線接入點110。

步驟S340結束後，無線通信裝置130與無線接入點110生成並安裝密鑰，後續無線通信裝置130和無線接入點110交互的802.11數據幀都需要以該密鑰進行加密和解密。無線接入點110與無線通信裝置130之間生成一對臨時密鑰的細節為本技術領域具有通常知識者所熟知，故不再贅述。

請注意，步驟S340是無線接入點110與無線通信裝置130之間的密鑰協商程序，在此程序中，無線中繼設備120只是擔任中繼的角色，但無線中繼設備120沒有參與密鑰協商。此外，在本發明中，無線中繼設備120與無線通信裝置130之間不需要密鑰協商程序，而且無線中繼設備120於轉發封包給無線接入點110或無線通信裝置130時不需要使用到密鑰(包含但不限於步驟S302所產生的密鑰K1)。

步驟S350：無線通信裝置130透過無線中繼設備120及無線接入點110的轉發，與其他設備(MAC地址為M3)交互，包含以下步驟。

步驟S352：無線通信裝置130構建第一數據幀DF1，其四地址(RA,TA,DA,SA)=(M1,M2,M3,M2)，且第一數據幀DF1的幀體(即，第一數據幀DF1所攜帶的資料)為經過前述步驟S340得到的臨時密鑰加密的資料。

步驟S354：無線中繼設備120接收上述無線通信裝置130發送的第一數據幀DF1後，修改第一數據幀DF1的802.11 MAC頭以產生第二數據幀DF2(其四地址(RA,TA,DA,SA)=(M0,M1,M3,M2))，再將第二數據幀DF2發送給無線接入點110。需注意的是，無線中繼設備120不需要對802.11幀體進行解密和加密，而直接進行轉發。換言之，第二數據幀DF2所攜帶的加密資料等於第一數據幀DF1所攜帶的加密資料。

步驟S356：無線接入點110接收到其它設備發送給無線通信裝置130的資料之後，構建第三數據幀DF3，其四地址(RA,TA,DA,SA)=(M1,M0,M2,M3)，且第三數據幀DF3的幀體(即，第三數據幀DF3所攜帶的資料)為經過前述步驟S340得到的臨時密鑰加密的資料。

步驟S358：無線中繼設備120接收到上述無線接入點110發送的第三數據幀DF3之後，修改第三數據幀DF3的802.11 MAC頭以產生第四數據幀DF4(其四地址(RA,TA,DA,SA)=(M2,M1,M2,M3))，再將第四數據幀DF4發送給無線通信裝置130。需注意的是，無線中繼設備120不需要對802.11幀體進行解密和加密，而直接進行轉發。換言之，第四數據幀DF4所攜帶的加密資料等於第三數據幀DF3所攜帶的加密資料。無線通信裝置130接收到無線中繼設備120轉發的第四數據幀DF4之後，以前述之臨時密鑰進行解密，得到其它設備發送給無線通信裝置130的資料。

當無線通信裝置130和無線接入點110之間進行加密的管理幀交互時，與數據幀交互方法一致(即，步驟S350)，這裡不再贅述。

在傳統的中繼轉發方法中，無線中繼設備需要對轉發的加密802.11幀體進行解密和加密。無線通信裝置需要和無線中繼設備關聯並生成密鑰PTK1；無線中繼設備需要和無線接入點關聯並生成密鑰PTK2。在無線中繼設備接收到無線通信裝置發送的加密802.11幀體後，查找得到對應的一對臨時密鑰PTK1，並進行解密，再將解密後的資料送到上層模組進行處理；上層模組重新構建新的802.11 MAC頭，並查找得到對應的一對臨時密鑰PTK2，對需要轉發的資料進行加密，得到加密後的802.11幀體。

本發明所述的中繼轉發方法，無線中繼設備120在收到加密的802.11幀體後，不需要對其進行重新解密和加密，減少了系統資源的消耗，同時降低了轉發時延。無線接入點110接收到無線中繼設備120轉發的802.11數據幀之後，根據MAC地址查找得到對應的密鑰，並進行解密，得到無線通信裝置130發送給其它設備的資料，然後將資料轉發給其它設備。

請注意，在802.11幀中，要求傳送(Request to Send,RTS)、允許傳送(Clear to Send,CTS)、回覆(acknowledge,ACK)、塊回覆(block acknowledge,BA)等控制幀，是在兩個直接通信的無線設備之間進行，不需要進行轉發，在本實施例中與傳統資料交互過程中對控制幀的處理方式一致，這裡不再詳細描述。本發明提供的無線中繼設備只需要對無線通信裝置和無線接入點之間的管理幀和數據幀進行轉發。

實施例二

在上述實施例的基礎上，無線通信裝置130已經可以和無線接入點110透過無線中繼設備120轉發而進行交互。如果當前選定的無線中繼設備(即，無線中繼設備120)異常斷開，或無線通信裝置130判斷當前的業務體驗因為網路原因導致不能滿足其需求，無線通信裝置130可以再次發起中繼關係建立請求。

請參考圖3A的步驟S310，無線通信裝置130發送第一探測請求幀(參考實施例一的第一探測請求幀)，並在廠商定制化資訊元素中攜帶指定的無線接入點(例如，無線接入點110)的SSID和BSSID等資訊。無線中繼設備接收第一探測請求幀，並發送第一探測回應幀(參考實施例一的第一探測回應幀)。無線通信裝置130接收第一探測回應幀，解析廠商定制化資訊元素中攜帶的資訊，綜合考慮，選擇最優的無線中繼設備作為到指定無線接入點的中繼設備。如果選定的無線中繼設備與原來的無線中繼設備一致，則說明當前網路中沒有更優的無線中繼設備，無線通信裝置130到無線接入點的無線中繼設備不變。如果選定的無線中繼設備與原來的無線中繼設備不一致，則無線通信裝置130需要與新的無線中繼設備建立中繼轉發關係。為了描述方便，後續將新選定的無線中繼設備標記為無線中繼設備2(MAC地址為M4)。

無線通信裝置130發送第四探測請求幀，其中，第四探測請求幀的802.11 MAC頭為三地址格式((RA,TA,BSSID)=(M4,M2,M0))，攜帶廠商定制化資訊元素，表徵當前是建立中繼關係且該探測請求幀不需要進行轉發。無線中繼設備2接收上述的第四探測請求幀，建立轉發表，並發送第四探測回應幀，其中，第四探測回應幀的802.11 MAC頭為三地址格式((RA,TA,BSSID)=(M2,M4,M0))。

經過上述步驟，無線通信裝置130與無線中繼設備2建立起中繼關係。因為無線通信裝置130已經在實施例一所述的過程中與無線接入點110完成關聯和四次握手協商，所以在實施例二所述的過程中，無線通信裝置130 不需要再與無線接入點110重新關聯(包含密鑰協商程序)。後續無線通信裝置和無線接入點間的交互都會透過無線中繼設備2轉發。其轉發方法與實施例一所述的方法一致，這裡不再贅述。

實施例三

在上述實施例一的基礎上，透過本發明提供的中繼建立和中繼轉發方法，可以實現多級中繼和信號放大，擴大整個網路的覆蓋範圍，為距離無線接入點較遠的無線通信裝置提供更好的業務體驗。

請參閱圖4，圖4是本發明之無線通信系統之另一實施例的時序圖。無線通信裝置130和無線接入點110交互的管理幀與數據幀，以及無線通信裝置130與其它設備交互的數據幀，透過無線中繼設備120和無線中繼設備140進行轉發。其中，無線中繼設備140的MAC地址以「M4」表示。無線通信裝置130與無線中繼設備140建立轉發關係的流程與實施例一所述一致，資料在中繼轉發過程中802.11 MAC頭的轉換方式與實施例一所述一致，且不需要對轉發的加密資料進行重新解密和加密，這裡不再贅述。圖4顯示無線通信裝置130與無線接入點110管理幀交互(步驟S410，包含管理幀MF1~MF6)、無線通信裝置130與無線接入點110數據幀交互(步驟S420，包含數據幀DF5~DF10)以及無線通信裝置130與其他設備(MAC地址為M3)數據交互(步驟S430，包含數據幀DF11~DF16)。

前揭實施例雖以IEEE 802.11為例，然此並非對本發明之限制，本技術領域人士可依本發明之揭露適當地將本發明應用於其它類型的網路封包。

請注意，前揭圖示中，元件之形狀、尺寸及比例僅為示意，係供本技術領域具有通常知識者瞭解本發明之用，非用以限制本發明。此外，在一些實施例中，前揭的流程圖中所提及的步驟可依實際操作調整其前後順序，甚至可同時或部分同時執行。

雖然本發明之實施例如上所述，然而該些實施例並非用來限定本發明，本技術領域具有通常知識者可依據本發明之明示或隱含之內容對本發明之技術特徵施以變化，凡此種種變化均可能屬於本發明所尋求之專利保護範疇，換言之，本發明之專利保護範圍須視本說明書之申請專利範圍所界定者為準。

110:無線接入點 120:無線中繼設備 130:無線通信裝置 P_req1:第一探測請求幀 P_res1:第一探測回應幀 P_req2:第二探測請求幀 P_res2:第二探測回應幀 P_req3:第三探測請求幀 P_res3:第三探測回應幀 S302,S304,S310,S312,S314,S316,S320,S322,S324,S326:步驟

Claims

一種無線通信裝置，包含：一封包收發電路；以及一計算電路，耦接該封包收發電路，配置以：控制該封包收發電路發送一第一幀，該第一幀包含一第一接收地址、一第一發送地址、一第一目的地址及一第一源地址；以及控制該封包收發電路接收一第二幀，該第二幀包含一第二接收地址、一第二發送地址、一第二目的地址及一第二源地址；其中，該第一源地址等於該第二目的地址、該第二源地址等於該第一目的地址、該第一接收地址等於該第二發送地址，且該第二接收地址等於該第一發送地址；其中，該無線通信裝置透過一無線中繼設備連接一無線接入點。
如請求項1之無線通信裝置，其中，該第一接收地址及該第二發送地址係該無線中繼設備之媒體存取控制地址，該第一幀及該第二幀係一密鑰協商程序的一部分，該密鑰協商程序係生成該無線通信裝置與該無線接入點之間的一對密鑰。
如請求項1之無線通信裝置，其中，在發送該第一幀及接收該第二幀之前，該計算電路更配置以：控制該封包收發電路發送一第一管理幀，該第一管理幀包含一第三接收地址、一第三發送地址及一第一基本服務集識別碼(Basic Service Set Identification,BSSID)，其中，該第三接收地址係一廣播媒體存取控制地址，該第三發送地址係該無線通信裝置之媒體存取控制地址，該第一基本服務集識別碼係該廣播媒體存取控制地址；控制該封包收發電路接收一第二管理幀，該第二管理幀包含一第四接收地址、一第四發送地址及一第二基本服務集識別碼，其中，該第四接收地址係該無線通信裝置之媒體存取控制地址；以及其中，該第四發送地址、該第一接收地址及該第二發送地址相同。
一種無線中繼設備，通信連接一無線通信裝置及一無線接入點，包含：一封包收發電路；以及一計算電路，耦接該封包收發電路，配置以：控制該封包收發電路從該無線通信裝置或該無線接入點接收一第一幀，該第一幀包含一第一接收地址、一第一發送地址、一第一目的地址及一第一源地址；以及控制該封包收發電路發送一第二幀至該無線接入點或該無線通信裝置，該第二幀包含一第二接收地址、一第二發送地址、一第二目的地址及一第二源地址；其中，該第一源地址等於該第二源地址、該第一目的地址等於該第二目的地址，且該第一接收地址等於該第二發送地址；其中，該第一接收地址、該第一發送地址、該第一目的地址、該第一源地址、該第二接收地址、該第二發送地址、該第二目的地址及該第二源地址皆有值。
如請求項4之無線中繼設備，其中，該第一源地址與該第一目的地址屬於同一個分散系統。
如請求項4之無線中繼設備，其中，該第一幀更包含一第一數據，該第二幀更包含該第一數據，該第一數據係使用一對密鑰加密過的數據，該對密鑰係該無線通信裝置與該無線接入點之間的密鑰。
如請求項6之無線中繼設備，其中，該無線中繼設備不解密該第一數據。
如請求項4之無線中繼設備，其中，在接收該第一幀與發送該第二幀之前，該計算電路更配置以：控制該封包收發電路從該無線通信裝置接收一第一管理幀，該第一管理幀包含一第三接收地址、一第三發送地址及一第一基本服務集識別碼，其中，該第三接收地址係一廣播媒體存取控制地址，該第三發送地址係該無線通信裝置之媒體存取控制地址，該第一基本服務集識別碼係該廣播媒體存取控制地址；以及控制該封包收發電路發送一第二管理幀至該無線通信裝置，該第二管理幀包含一第四接收地址、一第四發送地址及一第二基本服務集識別碼，其中，該第四接收地址係該無線通信裝置之媒體存取控制地址；其中，該第四發送地址、該第一接收地址、該第二發送地址相同。
一種無線接入點，通信連接一無線中繼設備，包含：一封包收發電路；以及一計算電路，耦接該封包收發電路，配置以：控制該封包收發電路從該無線中繼設備接收一第一幀，該第一幀包含一第一接收地址、一第一發送地址、一第一目的地址及一第一源地址；以及控制該封包收發電路發送一第二幀至該無線中繼設備，該第二幀包含一第二接收地址、一第二發送地址、一第二目的地址及一第二源地址；其中，該第一源地址等於該第二目的地址、該第二源地址等於該第一目的地址、該第一發送地址等於該第二接收地址，且該第一接收地址等於該第二發送地址；其中，該第一發送地址及該第二接收地址係該無線中繼設備之媒體存取控制地址，該無線接入點透過該無線中繼設備連接一無線通信裝置，該第一幀及該第二幀係一密鑰協商程序的一部分，該密鑰協商程序係生成該無線通信裝置與該無線接入點之間的一對密鑰。
如請求項9之無線接入點，其中，該第一幀更包含一第一數據，該第二幀更包含一第二數據，該第一數據及該第二數據係使用該對密鑰加密過的數據。