自组简单配置.pdf

一种管理自组WLAN的操作的协议使得WLAN中的每个设备可被配置作为注册器和/或参与者。因此，每个设备是可配置的，以支持注册器操作模式及参与者操作模式两者。响应于时间所驱动的用户动作，设备可被配置为进入注册器模式或参与者模式。当处于注册器模式时，设备通过将其信标竞争窗口设置为相对很小的值而进入积极信标发送阶段。积极信标发送增大了注册器被参与者发现的可能性。可选地，设备可以通过在LCD面板上显示选项来提示用户在注册器操作模式与参与者操作模式之间进行选择。

1.  一种形成自组无线网的方法，该方法包括以下步骤：
响应于对设备采取的第一动作而触发事件；
如果在所述第一动作后的第一预定时间内对所述设备采取了第二动作，那么将所述设备配置作为参与者和注册器中的一个；
如果在所述第一动作后的所述第一预定时间内未对所述设备采取所述第二动作，那么将所述设备配置作为所述参与者和所述注册器中的另一个；以及
使能所述设备与所述自组无线网中的第二设备之间的通信。

2.  如权利要求1所述的方法，其中，使能所述设备与所述第二设备之间的通信包括：
如果所述设备被配置作为所述注册器，那么将所述设备的信标竞争窗口设置为0和15时隙之间的值；以及
根据所设置的信标竞争窗口发送信标。

3.  如权利要求2所述的方法，还包括：
启动定时器；
如果在所述定时器的经过时间到达第二预定时间之前所述注册器接收到由所述第二设备所发送的探测请求，那么发起对执行注册器—参与者握手的尝试，其中所述第二设备被配置作为所述参与者；以及
如果所述尝试是成功的，那么在所述注册器与所述参与者之间建立自组网。

4.  如权利要求3所述的方法，还包括：
向已建立的自组网再添加N个参与者，其中N是大于1的预定整数。

5.  如权利要求3所述的方法，还包括：
如果在所述定时器的经过时间到达所述第二预定时间之前所述注册器未能接收到参与者探测请求，那么将所述注册器置于空闲模式。

6.  如权利要求5所述的方法，还包括：
根据第一时钟周期使所述注册器周期性地退出所述空闲模式。

7.  如权利要求6所述的方法，还包括：
将扫描周期设置为等于所述第一时钟周期。

8.  如权利要求2所述的方法，还包括：
当所述注册器接收到来自与所述注册器形成自组网的其他注册器的信标时，减小所述信标竞争窗口。

9.  如权利要求2所述的方法，还包括：
在所述注册器上接收PIN，所述PIN与寻求与所述注册器通信的参与者相关联。

10.  如权利要求9所述的方法，其中，所述PIN是经由光学信号接收到的。

11.  如权利要求9所述的方法，其中，所述PIN是经由音频信号接收到的。

12.  如权利要求9所述的方法，其中，所述PIN是由用户手动输入的。

13.  如权利要求1所述的方法，还包括：
如果所述设备被配置作为所述参与者，那么启动定时器；
针对所述第二设备所发送的信标进行扫描，其中所述第二设备被配置作为所述注册器；以及
如果在所述定时器的经过时间到达第二预定时间之前所述参与者接收到来自所述注册器的信标，那么发起扩展型认证协议交换。

14.  如权利要求13所述的方法，还包括：
在完成所述扩展型认证协议的交换之后，发起对执行注册器—参与者握手的尝试；以及
如果所述尝试是成功的，那么建立自组网。

15.  如权利要求14所述的方法，还包括：
如果所述尝试是不成功的，那么复位所述定时器。

16.  如权利要求5所述的方法，还包括：
响应于第二动作而使所述注册器退出所述空闲模式。

17.  如权利要求14所述的方法，还包括：
在所述自组网被建立之后，在所述参与者上启动注册器应用。

18.  如权利要求1所述的方法，还包括：
如果所述设备被配置作为所述注册器，那么将所述设备的信标竞争窗口设置为0和10时隙之间的值；以及
根据所设置的信标竞争窗口发送信标。

19.  如权利要求1所述的方法，还包括：
如果所述设备被配置作为所述注册器，那么将所述设备的信标竞争窗口设置为0和5时隙之间的值；以及
根据所设置的信标竞争窗口发送信标。

20.  如权利要求1所述的方法，其中，所述第一动作对应于按下按钮。

21.  如权利要求1所述的方法，其中，所述第一动作对应于发出语音命令。

22.  一种尝试参与自组网会话的设备的配置选择方法，该方法包括：
响应于第一动作而触发事件；
提供选项，该选项用来将所述设备配置作为注册器或参与者；
如果第一选项被选择，那么将所述设备配置作为所述参与者；以及
如果第二选项被选择，那么将所述设备配置作为所述注册器。

23.  如权利要求22所述的方法，其中，所述第一和第二选项被显示在LCD面板上。

24.  一种适合于参与无线自组网的设备，该设备包括：
触发模块，该触发模块配置为响应于第一动作而触发事件；
第一定时器；以及
控制器，可操作来在所述触发模块在所述第一定时器的时间到达已知时间之前检测到第二动作的情况下将所述设备配置作为参与者和注册器中的一个，所述控制器还可操作来在所述触发模块在所述第一定时器的时间到达所述已知时间之前未检测到第二动作的情况下将所述设备配置作为所述参与者和所述注册器中的另一个。

25.  如权利要求24所述的设备，其中，所述控制器还可操作来在所述设备被配置作为所述注册器的情况下将所述设备的信标竞争窗口设置为0和15时隙之间的值，所述设备将根据所设置的信标竞争窗口来发送信标。

26.  如权利要求25所述的设备，还包括：
第二定时器，所述控制器还可操作来在所述第二定时器的经过时间到达预定时间之前接收到由所述参与者所发送的探测请求的情况下执行注册器—参与者握手，所述设备可操作来在所述握手是成功的情况下建立自组网。

27.  如权利要求26所述的设备，所述控制器可操作来在所述握手不成功的情况下复位所述第二定时器。

28.  如权利要求26所述的设备，其中，所述控制器还可操作来向已建立的自组网再添加N个参与者，其中N是大于1的预定整数。

29.  如权利要求26所述的设备，其中，所述控制器还可操作来：如果在所述第二定时器的时间到达所述预定时间之前所述注册器未能接收到参与者探测请求，那么将所述注册器置于空闲模式。

30.  如权利要求29所述的设备，其中，所述控制器还可操作来根据第一时钟周期使所述注册器周期性地退出所述空闲模式。

31.  如权利要求25所述的设备，其中，所述控制器还可操作来：当所述注册器接收到来自与所述注册器形成自组网的其他注册器的信标时，减小所述信标竞争窗口。

32.  如权利要求25所述的设备，其中，所述注册器还配置为接收与所述参与者相关联的PIN。

33.  如权利要求32所述的设备，还包括配置为接收所述PIN的光学接口。

34.  如权利要求32所述的设备，还包括配置为接收所述PIN的音频接口。

35.  如权利要求32所述的设备，还包括经由用户手动输入而接收所述PIN的用户接口。

36.  如权利要求24所述的设备，其中所述设备被配置作为所述参与者；
所述参与者还包括：
第二定时器；以及
扫描器，适合于针对一个或多个注册器所发送的信标进行扫描；
其中所述控制器还可操作来：在所述第二定时器的经过时间到达预定时间之前所述参与者接收到来自所述一个或多个注册器的信标的情况下，发起扩展型认证协议交换。

37.  如权利要求36所述的设备，其中所述控制器还可操作来在完成所述扩展型认证协议的交换之后尝试执行注册器—参与者握手；所述控制器还可操作来在所述尝试成功的情况下建立自组网。

38.  如权利要求37所述的设备，其中所述控制器还可操作来在所述尝试不成功的情况下复位所述定时器。

39.  如权利要求37所述的设备，其中所述控制器还可操作来将所述参与者置于空闲模式。

40.  如权利要求37所述的设备，其中所述控制器还可操作来：在所述自组网被建立之后，在所述参与者上启动注册器应用。

41.  如权利要求24所述的设备，其中，所述控制器还配置为在所述设备被配置作为所述注册器的情况下将所述设备的信标竞争窗口设置为0和10时隙之间的值，所述设备配置为根据所设置的信标竞争窗口来发送信标。

42.  如权利要求24所述的设备，其中，所述控制器还配置为在所述设备被配置作为所述注册器的情况下将所述设备的信标竞争窗口设置为0和5时隙之间的值，所述设备将根据所设置的信标竞争窗口来发送信标。

43.  如权利要求24所述的设备，还包括适合于接收所述第一动作的按钮。

44.  如权利要求24所述的设备，还包括适合于接收表示所述第一动作的语音命令的音频接口。

45.  如权利要求29所述的设备，其中，所述控制器还可操作来响应于第二动作而使所述注册器退出所述空闲模式。

46.  一种在第一设备与第二设备之间形成无线自组网的方法，该方法包括：
开启所述第一设备；
开启所述第二设备；
启动所述第一设备上的第一定时器；
启动所述第二设备上的第二定时器；
在所述第一定时器的经过时间到达预定时间之前按下所述第一设备上的按钮，以将所述第一设备配置作为参与者；
在所述第二定时器的经过时间到达所述预定时间之前避免按下所述第二设备上的按钮，以将所述第二设备配置作为注册器；
减小所述第二设备的信标竞争窗口；
根据减小的信标竞争窗口从所述第二设备发送信标；
经由所述第一设备截获所发送的信标，从而使得所述第一设备能够发现所述第二设备；
在所述第一设备和第二设备之间执行握手操作；以及
形成所述自组网。

自组简单配置
相关申请的交叉引用
本申请根据35USC119(e)要求在2006年8月8日提交的题为“WiFi简单配置设计”且号码为60/821,771的美国临时申请的权益，上述申请的全部内容通过引用被结合于此。
技术领域
本发明涉及无线通信网络，更具体地说涉及用于建立自组(ad-hoc)无线保真(wireless fidelity)网络的协议。
背景技术
无线保真(WiFi)网络是众所周知的并且正日益用于交换数据。一种通称为WiFi受保护设置(WPS)或WiFi简单配置(WSC)的公知WiFi标准是无线局域网(WLAN)标准，其为基础设施WLAN定义了通信模式和相关配置协议。
基础设施WSC网络中有三种逻辑组件，即注册器(registrar)、接入点(AP)和参与者(enrollee)。参考图1A，为了与旧有AP10建立无线通信链路，WSC客户端12首先尝试利用802.11自组网从外部注册器14获取网络证书。接着，WSC客户端12利用其从外部注册器14获得的网络证书建立到旧有AP10的链路。
参考图1B，AP 20被示出为具有嵌入式注册器。为了与AP 20建立通信链路，WSC客户端22首先尝试通过802.11基础设施网络从AP 20的嵌入式注册器获取网络证书。接着，利用所获取的网络证书，WSC客户端22无线地连接到AP 20。
参考图1C，为了与WSC AP 30建立通信链路，WSC客户端32首先尝试经由WSC AP 30利用扩展认证协议(EAP)获取网络证书。WSC AP30利用通用即插即用(UpnP)协议将WSC客户端32的EAP消息中继到注册器34。接着，利用由注册器34提供的所获得网络证书，WSC客户端32与WSC AP 30建立通信链路。WSC及其通信协议例如在Wi-Fi联盟的Wi-Fi简单配置工作组于2006年2月10日制订的Wi-Fi简单配置规范1.0a版中有描述。
随着具有无线网络能力的电子设备变得愈发普遍，希望使得两个或更多这种设备能够在不使用接入点的情况下组成自组无线网，以交换数据。
发明内容
根据本发明，一种形成无线自组网的方法包括响应于第一动作而触发事件。如果在第一动作后的预定时段内采取了第二动作，那么设备被配置于第一模式。如果在第一动作后的预定时段内未采取第二动作，那么设备被配置于第二模式。在一个实施例中，第一模式是参与者模式并且第二模式是注册器模式。在另一个实施例中，第一模式是注册器模式并且第二模式是参与者模式。第二动作可以通过按下设备上的按钮来表示。如果设备被配置作为注册器，那么其信标竞争窗口周期性地或者响应于按下按钮而被设置为很小的值。接着，注册器开始根据其减小的信标竞争窗口的值发送信标。
该方法还包括启动所配置的注册器上的定时器，在定时器到达预定时间之前注册器接收到参与者所发送到探测请求的情况下发起对执行注册器—参与者握手的尝试，并且在尝试成功的情况下与参与者建立自组网。在一个实施例中，可以向自组网再添加N个参与者，其中N是大于1的预定整数。在一个实施例中，如果在定时器到达预定时间之前注册器未能接收到参与者探测请求，那么注册器被置于空闲模式。注册器可以根据第一时钟周期周期性地退出空闲模式，以使用减小的信标竞争窗口进行积极信标发送(progressive beaconing)。另外，参与者的扫描周期可被设置为等于第一时钟的周期。
在一些实施例中，只要注册器接收到来自其他注册器的信标，注册器的信标竞争窗口就继续被减小。在其他实施例中，除非注册器接收到与寻求与注册器通信的参与者相关联的PIN(个人标识号)，注册器将不会注册参与者。PIN输入可以利用光学信号、音频信号、RF信号来执行，或者由用户手动执行。
如果设备被配置作为参与者，那么定时器被启动并且参与者开始针对注册器所发送到信标进行扫描。如果在定时器的时间到达预定时间之前参与者接收到来自注册器的信标，那么参与者发起与注册器的扩展型认证协议交换。在完成扩展型认证协议的交换之后，尝试执行注册器—参与者握手。如果尝试成功，那么自组网被建立，否则定时器被复位。
在一些实施例中，参与者在加入自组网之后被置于空闲模式。在一些实施例中，在自组网被建立之后，在参与者上启动注册器应用。
根据本发明的另一个实施例，一种自组网中的设备的配置模式的选择方法部分地包括：响应于第一动作而触发事件；提供选项，该选项用来将所述设备配置作为注册器或参与者；如果第一选项被选择，那么将所述设备配置作为参与者；以及如果第二选项被选择，那么将所述设备配置作为注册器。在一些实施例中，第一和第二选项经由诸如LCD面板之类的显示器来提供。
根据本发明的另一个实施例，一种能够进行无线通信的设备包括：响应于第一动作而触发事件的装置，用于在第一动作后的预定时间内采取了第二动作的情况下将设备配置于第一模式的装置，以及用于在第一动作后的预定时间内未采取第二动作的情况下将设备配置于第二模式的装置。在一个实施例中，第一模式是参与者模式并且第二模式是注册器模式。在另一个实施例中，第一模式是注册器模式并且第二模式是参与者模式。第二动作可以通过按下设备上的按钮来表示。设备还包括用于将注册器的信标竞争窗口设置为很小值的装置，以及用于开始根据减小的信标竞争窗口的值发送信标的装置。
所配置的注册器还包括用于测量时间的装置，用于在时间测量装置所测量的时间到达预定时间之前注册器接收到参与者所发送到探测请求的情况下发起对执行注册器—参与者握手的尝试的装置，以及用于在尝试成功的情况下与参与者建立自组网的装置。注册器还包括用于向自组网再添加N个参与者的装置，其中N是大于1的预定整数。注册器还包括用于在所测量时间到达预定值之前注册器未能接收到参与者探测请求的情况下将注册器置于空闲模式的装置。注册器还包括用于根据第一时钟周期周期性地强制注册器离开空闲模式的装置。另外，参与者的扫描周期可被设置为等于第一时钟周期。
一些实施例还包括只要注册器接收到来自其他注册器的信标就继续减小注册器的信标竞争窗口的装置。在一些实施例中，注册器还包括用于经由光学信号、音频信号或用户的手动输入来接收与参与者相关联的PIN的装置。
所配置的参与者还包括用于测量时间的装置和用于针对来自注册器的信标进行扫描的装置。如果在时间测量装置所测量的时间到达预定时间之前扫描装置接收到来自注册器的信标，那么发起装置发起与注册器的扩展型认证协议交换。参与者还包括用于在完成扩展型认证协议的交换之后发起对执行注册器—参与者握手的尝试的装置。如果尝试成功，那么参与者可以利用从注册器获得的证书通过WiFi自组网建立通信，否则定时器被复位。
参与者还包括用于在参与者加入自组网之后将其置于空闲模式的装置。参与者还包括用于在自组网被建立之后在参与者上启动注册器应用的装置。
根据本发明的一个实施例，一种适合于参与无线自组网会话的设备部分地包括：触发电路，配置为响应于第一动作而触发事件；第一定时器；以及控制器，可操作来在触发模块在第一定时器到达已知时间之前检测到第二动作的情况下将所述设备配置于第一模式，以及在触发模块在第一定时器到达已知时间之前未检测到第二动作的情况下将所述设备配置于第二模式。在一个实施例中，第一模式是参与者模式并且第二模式是注册器模式。在另一个实施例中，第一模式是注册器模式并且第二模式是参与者模式。第二动作可以通过按下设备上的按钮来表示。如果设备被配置作为注册器，那么控制器将设备的信标竞争窗口设置为相对较小值。此后，设备根据其减小的信标竞争窗口发送信标。
所配置的注册器还部分地包括第二定时器。所述控制器在第二定时器到达预定时间之前接收到由参与者所发送的探测请求的情况下执行注册器—参与者握手。如果握手成功，那么第二定时器被复位。在一些实施例中，如果在第二定时器到达预定时间之前注册器未能接收到参与者的探测请求，那么控制器将注册器置于空闲模式。在一些实施例中，控制器尝试向已建立的自组网再添加N个参与者，其中N是大于一的预定整数。
在一些实施例中，控制器根据第一时钟周期使注册器周期性地退出空闲模式，以利用减小的竞争窗口进行积极信标发送。在其他实施例中，当注册器接收到来自其他注册器的信标时，控制器继续减小信标竞争窗口。在一些实施例中，注册器包括用于接收与寻求与注册器通信的参与者相关联的PIN的接口。PIN可以经由光学信号、音频信号或用户手动输入来接收。
所配置的参与者还部分地包括第二定时器和适合于扫描一个或多个注册器所发送到信标的扫描器。如果在第二定时器到达预定值之前参与者接收到来自注册器的信标，那么控制器发起扩展型认证协议交换。控制器在完成扩展型认证协议的交换之后尝试执行注册器—参与者握手。如果尝试成功，那么控制器利用从注册器获得的证书来通过Wi-Fi自组网建立通信。如果尝试不成功，那么第二定时器被复位。
在一些实施例中，控制器在参与者加入自组网之后将参与者置于空闲模式。在一些实施例中，控制器在自组网被建立之后使注册器应用在参与者上启动。
根据本发明的另一个实施例，适合于参与无线自组网会话的设备部分地包括：触发块，配置为响应于第一动作而触发事件；显示面板，提供将设备配置作为注册器或参与者的选项；以及控制器，可操作来响应于第一选择的选项而将设备配置作为参与者，并且响应于第二选择的选项而将设备配置作为注册器。
附图说明
图1A至图1C示出现有技术中已知的无线网络基础设施的各种逻辑组件。
图2示出根据本发明一个实施例的将被配置用来建立自组网的一对设备。
图3是根据本发明一个实施例的与建立节点的配置状态相关联的示例性状态转变表。
图4示出包括旧有设备以及扩展型设备的自组网。
图5示出与图4所示网络相关联的示例性实际信标传输时间。
图6示出根据本发明一个实施例的参与者与注册器之间的握手序列。
图7是根据本发明一个实施例的与注册器应用相关联的示例性状态转变表。
图8是根据本发明一个实施例的为了在一对设备之间形成自组无线网而执行的步骤的示例性流程图。
图9是根据本发明一个实施例的、参与者为了加入现有自组无线网而执行的步骤的示例性流程图。
图10是根据本发明一个实施例的示出注册器为了进入积极信标发送模式以被参与者发现而采取的步骤的示例性流程图。
图11示出根据本发明一个实施例的适合于配置作为参与者和/或注册器的设备的各块。
具体实施方式
根据本发明的一个实施例，在诸如个人数字助理(PDA)、数字相机、电话、视频游戏机等的两个或更多个设备之间建立自组WLAN。依照本发明的管理自组WLAN(在下文中亦称作自组网)的操作的协议，网络中的每个设备既可以是注册器，也可以是参与者(客户端)。换言之，根据本发明，每个设备可配置为支持注册器操作模式和参与者操作模式两者。
响应于诸如按下按钮或输入软/硬键之类的用户动作，设备可被配置为进入注册器模式或参与者模式。在注册器模式下时，响应于诸如用户按下按钮之类的用户动作或者周期性地，设备通过将其信标竞争窗口设置为相对很小的值而进入积极信标发送模式。积极信标发送增加了参与者发现注册器的可能性。虽然以下描述是参考自组WSC(WPS)网络作出的，但是明白本发明适用于任何其他自组网络，WSC或者其他。
图2示出根据本发明一个实施例的、配置为建立或加入自组网以交换数据的一对设备200、250。假定设备200和250中的每一个初始处于空闲(这里也称作节能)模式以减少电池消耗，或者被关闭。响应于诸如按下这些设备上的硬/软按钮(例如，设备200上的按钮202和设备250上的按钮252)的用户触发事件，这些设备退出空闲模式或者被开启。在一个实施例中，如果在退出节能模式的预定时间段(例如5秒)内，按钮202(或252)被再次按下，那么设备200(250)被配置作为参与者(即担当参与者的角色)，否则设备200(250)被配置作为注册器(即担当注册器的角色)。在另一个实施例中，如果在退出节能模式的预定时间段(例如5秒)内，按钮202(或252)被再次按下，那么设备200(250)担当注册器的角色，否则设备200(250)担当参与者的角色。为了在这两个设备之间建立自组网，其中之一被配置作为注册器并且另一个被配置作为参与者。假定设备200被配置作为注册器并且设备250被配置作为参与者。一旦注册器200被参与者250发现并且参与者250完成向注册器200的注册，参与者250就利用从注册器200获得的网络证书通过Wi-Fi自组网建立通信，以使能数据交换。
在图2所示的实施例中，用于使设备200和250退出其各自节能模式的相同键或按钮也用于确定设备是担当参与者的角色还是注册器的角色。在其他实施例中，用于强制设备脱离节能模式的键可能与用于将设备配置选择为注册器或参与者的键不同。一旦设备被配置作为注册器，为了变成参与者，设备被关闭并重新开启。在一些实施例中，如果注册器在已知时间段内未检测到参与者，那么注册器返回节能模式。另外，在一些实施例中，响应于单个用户触发动作，大量参与者在向注册器注册之后可以加入自组网。
在一些实施例中，在响应于用户触发事件而使设备退出节能模式之后，经由在设备上布置的用户接口向用户提供在注册器配置模式和参与者配置模式之间进行选择的选项。例如，如果给设备配备了用户接口(例如，液晶显示器(LCD)面板)，那么在LCD面板上向用户提示在注册器配置模式和参与者配置模式之间进行选择的选项。通过将光标移动到显示条目之一，用户选择期望的操作模式。按照类似方式，参与者还被配置为从节能模式醒来以寻找注册器。
图3是根据本发明一个实施例的与在退出节能模式之后建立设备的配置状态相关联的示例性状态转变表300。设备在处于节能模式时仍处于空闲状态302。在退出节能模式之后，激活在设备中布置的Wi-Fi模块并且向等待状态304转变。在处于等待状态304时，如果用户例如通过按下硬/软键或发出语音命令在预定时间段内触发事件，那么设备被配置作为参与者(即担当参与者的角色)并且进入参与者发现阶段(状态)306以针对注册器进行扫描。另一方面，如果预定时间段期满而没有用户触发事件，那么向状态312转变并且将设备配置作为注册器以启动其自己的自组网。注册器响应于复位信号而转变回空闲模式302。
如果参与者在处于状态306时发现注册器，那么其向参与者注册阶段308转变以开始向注册器的注册过程。另一方面，如果参与者在处于状态306时未发现注册器，那么参与者发出超时信号TMO。参与者可被配置为在发出超时信号之前尝试以预定次数来发现注册器。如果在预定次尝试之后对发现注册器的尝试不成功，那么参与者可以创建其自己的自组网并且启动注册器应用。
如果参与者注册在状态308下是成功的，那么参与者向状态310转变并且尝试利用其从其成功扩展认证协议(EAP)握手获得的证书加入自组网。另一方面，如果参与者注册在状态308下不成功，那么参与者转变回等待状态304。参与者在处于状态310时也可以启动其自己的注册器应用。在状态310下的操作之后，参与者响应于复位信号而转变回空闲状态302。
在本发明的一些实施例中，为了在参与者和注册器之间建立安全连接模式，用户必须在注册器上输入与参与者相关联的PIN。在该输入之后，参与者和注册器继续建立连接。在这种实施例中，由注册器发送到潜在参与者的信标包含传达以下内容的信息：注册器仅经由PIN模式通信，并且注册器将不参与自组网会话的按钮模式。在其他实施例中，参与者和注册器之间的连接是利用安全按钮式配置(SPBC)模式建立的，按照该模式，参与者经由光学信号(例如LED闪光)、音频信号(例如音频蜂鸣)、RF信号等将PIN中继到注册器。换言之，在这种实施例中，参与者无线地将PIN发送到注册器，从而免除由用户进行手动PIN输入的需要。
建立自组网时的一个挑战在于当扩展型(例如WSC)设备及旧有(非WSC)设备都存在时发现注册器。为了避免与现有的标准化通信和设备发生冲突，诸如WSC设备之类的扩展到802.11标准的范围之外的扩展型设备和遵守现有标准并且不一定知晓扩展标准的旧有设备需要在共同的通信空间内共存并且有时需要进行交互操作。旧有设备和扩展型设备两者首先必须被发现，如在下面进一步描述的。
图4示出自组网400，其包括旧有设备(亦称作节点)402及WSC节点404和406。为了被发现，在称作目标信标传输时间(TBTT)的预定时间，所有三个节点竞相发送其各自的信标。每个节点根据众所周知的分布式协调功能规则使用随机退避(back-off)来确定其信标传输时间，所述随机退避对应于节点将使其信标相对于TBTT而延迟的时隙数目。在每个TBTT中，具有最小随机退避的节点发送其信标；截获所发送信标的剩余节点在该TBTT期间避免发送任何信标。在下一TBTT中，重复相同的过程，其中计算新的随机退避并且具有最小随机退避的节点发送其信标。根据本发明，较之具有较大信标竞争窗口的节点，具有较小信标竞争窗口的节点更有可能具有较小的随机退避。该信标发送方案保证在N个信标的范围内从每个节点发送N/3个信标。
图5示出与网络400相关联并且参考TBTT时间T₁、T₂、T₃等计算出的示例性实际信标传输时间。假定旧有节点402具有最小随机退避并且WSC节点406具有最大随机退避。相应地，因为旧有节点402具有最小随机退避，因此旧有节点402在时间(T₁+ΔT₁)发送其信标。时间段ΔT₁是通过与节点402相关联的随机退避来限定的。从节点402接收信标的节点404和406保持静默并且在下一个TBTT到达之前不发送其信标。以类似的方式，节点404和406在时间(T₂+ΔT₂)和(T₃+ΔT₃)发送其信标。时间段ΔT₂和ΔT₃是通过与节点404和406相关联的随机退避来限定的。
众所周知，旧有节点(例如网络400中的节点402)所发送的信标缺乏信息元信号。在WSC网络中，信息元信号被称作WPS_IE。因为在自组网中，信标生成是共有的责任，因此如果参与者所截获的信标是旧有节点所发送的，那么参与者将不会发现扩展型注册器并且将报告失败。
参考图4，假定参与者408正尝试加入网络400。参与者408通过发出探测请求并且检测由网络400中的任一个注册器所发送的探测响应或信标来扫描信标。如果参与者408所接收到的探测响应没有WPS_IE，即，所接收到的探测响应是旧有节点402所发送的，那么参与者408报告失败并且放弃对加入网络400的进一步尝试。换言之，一旦参与者确定旧有信标所发送自的网络没有期望的扩展特征，参与者就决定不加入该网络。在一个实施例中，在该决定之后，参与者变成注册器并且尝试形成其自己的网络。
根据本发明，为了增加扩展型WSC注册器所发送的信标是参与者将接收的第一批信标的可能性，将扩展型注册器的信标竞争窗口设置为相对很小的数目。在一个实施例中，注册器的信标竞争窗口可被设置为0和15时隙之间的值。在另一个实施例中，注册器的信标竞争窗口可被设置为0和10时隙之间的值。在又一个实施例中，注册器的信标竞争窗口可被设置为0和5时隙之间的值。例如，如果信标竞争窗口被设置为零，那么以下可能性会高得多：参与者所接收到的信标是扩展型WSC注册器信标而非旧有信标。这还将增大如下可能性：当注册器退出节能模式并且开始发出信标时，注册器被参与者发现。
图6部分地示出根据本发明一个实施例的参与者与注册器之间的握手序列。握手包括跟随有注册阶段的发现阶段。握手的注册阶段类似于基础设施WSC网络的注册阶段，并且例如在Wi-Fi联盟的Wi-Fi简单配置工作组于2006年2月10日制订的Wi-Fi简单配置规范1.0a版中有描述。下面参考WSC网络来描述发现阶段。
响应于如上所述对注册器按下按钮或输入PIN，称为WSC_REGISTRAR_START的信号被生成。作为响应，注册器应用/驱动器使信号WSC_IE被包括在注册器的信标和探测响应中，这被示出为事件0。在事件1期间，注册器应用(例如Linux或Windows应用)向驱动器指定注册器会话的开始。该指定可以是响应于按钮按下、要求发起注册器登记的用户命令或者对自组注册器的PIN输入而作出的。在事件2期间，(i)驱动器向固件(FW)发送自组节能退出命令；并且(ii)自组注册器被置于积极信标发送模式。FW控制发现阶段的WLAN事件。当被置于积极信标发送模式时，注册器的信标竞争窗口被设置为相对很小的值，如上所述注册器根据信标竞争窗口来发送信标/探测响应。在成功发现注册器之后，参与者将发送表示发现阶段结束的LAN上EAP(EAPOL)帧信号，这被示出为事件3。接着，注册阶段开始。
如上所述，在一些实施例中，注册器会话的WSC开始使得注册器退出节能模式并且进入积极信标发送模式，接着使得注册器的信标竞争与旧有设备的那些相比很小。在其他实施例中，FW周期性地将注册器置于积极信标发送模式。参与者客户端也可被配置为将其扫描时间设置为等于注册器信标发送的周期。该周期是可配置的并且表示注册器节能与参与者客户端扫描时间之间的折衷。
图7是根据本发明一个实施例的与注册器应用相关联的示例性状态转变表700。状态转变表700被示出为具有3种状态，即空闲状态702、发现状态704和注册状态706。在用户采取动作(例如通过按下按钮、输入PIN、发出语音命令等)之前，注册器保持在空闲状态702。响应于用户动作，事件WSC_REGISTRAR_START强制从空闲状态702转变为发现状态704。当处于发现状态704时，如果在预定时段WSC_WALK_TMO内未发现注册器，那么转变回空闲状态702。另一方面，如果在时段WSC_WALK_TIME期满之前发现注册器，那么向注册状态706转变。在成功注册或注册失败之后，从注册状态706转变到空闲状态702。
图8是为了在两个设备之间形成自组Wi-Fi网络而执行的步骤的示例性流程图，所述两个设备之一将变为注册器并且一个将变为参与者。处理在步骤800处开始，此后设备被开启(802)。如果决定将设备配置为注册器(804)，那么注册器进入空闲模式805。接着，响应于诸如用户按下按钮之类的用户输入或者响应于周期性信标发送触发(805)，定时器T₂被启动(806)并且设备开始发送信标(808)。如果用户未按下按钮或周期性信标发送未被触发，那么配置为注册器(804)的设备仍处于空闲模式805。当定时器的经过时间小于预定时间T_monitor(810)时，注册器继续寻找来自参与者的探测请求(812)。如果注册器在时段T_monitor内接收到来自参与者的探测请求，那么进行形成按钮式配置(PBC)握手的尝试(814)。如果进行了握手并且自组网形成是成功的(816)，那么注册器可以通过已建立的自组网来建立通信。如果自组网的形成是不成功的(816)，那么处理回到步骤804。如果注册器在时段T_monitor内未接收到来自参与者的探测请求(810)，那么处理回到步骤808。一旦定时器T₂的经过时间变得大于T_monitor(810)，处理就回到步骤805。在一个示例性实施例中，预定时间T_monitor是120秒。
如果决定不将设备配置为注册器(804)，则设备变为参与者并且定时器T₁被启动(830)。参与者开始扫描注册器(832)。当定时器T₁的时间小于预定时间T_walk时(834)，参与者继续寻找来自注册器的探测响应(836)。如果参与者检测到来自注册器的探测响应(836)，那么参与者检查是否存在其他注册器(838)。如果参与者没有检测到注册器或者检测到多于一个注册器，那么处理回到步骤830。如果参与者没有发现注册器或者发现多于一个注册器，那么参与者可以再进行N次尝试以发现一个或多个注册器的存在与否，其中N是预定整数。如果在N次尝试期满之后，参与者没有发现注册器或者发现多于一个注册器，那么参与者可以继而创建其自己的自组网并开始注册器应用。只有当参与者发现单个注册器时，参与者才继而向所发现的注册器注册。如果参与者检测到单个注册器，那么参与者发起EAP交换(840)，并且尝试执行PBC握手(842)。此后，在成功的握手和自组网形成(844)之后，参与者在注册后可以尝试使用从注册器获得的网络证书来加入网络。在参与者加入自组网之后，如果参与者能够充当注册器，那么参与者可以尝试建立其自己的网络，依照该网络，参与者周期性地降低其信标竞争窗口并且尝试添加更多的参与者。如果参与者在时段Twalk内未检测到来自注册器的探测响应，那么参与者开始其自己的注册器应用以变成注册器(806)。
图9是参与者为了加入现有自组网而执行的步骤的示例性流程图。处理在步骤900开始，接着参与者被开启(902)。在定时器T₁被启动(930)之后。参与者开始扫描注册器(932)。当定时器T₁的经过时间小于预定时间T_walk时(934)，参与者继续寻找来自注册器的探测响应(936)。如果参与者检测到来自注册器的探测响应(936)，那么参与者检查是否存在其他注册器(938)。如果参与者没有检测到注册器或者检测到多于一个注册器，那么处理回到步骤932。如果参与者没有发现注册器或者发现多于一个注册器，那么参与者可以再进行N次尝试以发现一个或多个注册器的存在与否，其中N是预定整数。如果在N次尝试期满之后，参与者没有发现注册器或者发现多于一个注册器，那么参与者可以继而创建其自己的自组网并开始注册器应用。只有当参与者发现单个注册器时，参与者才继而向所发现的注册器注册。如果参与者检测到单个注册器，那么参与者发起EAP交换(940)，并且尝试执行PBC握手(942)。此后，在成功的握手和自组网形成(944)之后，参与者在注册后可以尝试使用从注册器获得的网络证书来加入网络。在参与者加入自组网之后，如果参与者能够充当注册器，那么参与者可以尝试建立其自己的网络，依照该网络，参与者周期性地降低其信标竞争窗口并且尝试添加更多的参与者。
如上所述，在自组网中，电池消耗通常是主要的设计因素。因此，每个注册器被周期性地置于节能模式以节省电池消耗。图10是示出注册器要进入积极信标发送模式以被参与者发现所采取的步骤的示例性流程图。在步骤1000处开始处理之后，就注册器是否该生成信标进行判定(1002)。如果判定注册器需要生成信标(1002)，那么参数T_monitor被设置为TBTT值的两倍。接着，注册器退出节能模式，启动第二定时器T₂(1006)，并且减小其信标竞争窗口(1008)。当处于积极信标发送模式(即减小信标竞争窗口模式)时，注册器针对来自其他注册器的信标进行侦听。只要注册器检测到来自其他注册器的信标(1010)，注册器就不生成其自己的信标，并且继续减小其信标竞争窗口(1008)。然而，如果注册器未检测到来自其他注册器的信标，那么其使用其最后一个信标竞争窗口生成其自己的信标(1010)。在信标生成之后，如果定时器T₂的时间被确定为大于T_monitor(1012)，那么注册器恢复节能模式并将其信标竞争窗口复位为其起始值(1022)。当定时器T₂的时间被确定为小于T_monitor(1012)时，注册器继续寻找来自参与者的探测请求(1014)。如果注册器检测到参与者探测请求，那么其等待EAPOL_START帧(1016)并且执行握手(1018)。接着，如果注册器确定已注册参与者的计数小于预定计数N，那么处理移动到步骤1012以注册更多参与者。另一方面，如果注册器确定所有N个参与者已被注册，那么注册器恢复节能模式并将其信标竞争窗口复位为其起始值(1022)。
图11示出根据本发明一个实施例的适合于配置作为参与者和/或注册器的设备1100的框图。设备1100被示出为部分地包括触发块1102，定时器1104、1110，控制块1106和扫描器1108。触发块1102配置为响应于用户动作而触发事件。例如，当设备1100被开启时，触发块1102启动第一定时器1104。如果触发块1102在定时器1104的经过时间到达预定时间之前检测到第二用户动作，那么控制块1106将设备1100配置作为参与者。如果触发块1102在定时器1104的经过时间到达预定时间时未检测到第二用户动作，那么控制块1106将设备1100配置作为注册器。控制块1106还修改设备1100的信标竞争窗口。如果设备1100被配置作为参与者，那么扫描器1108针对注册器所发送的信标进行扫描。定时器1110在设备1100被配置作为注册器的情况下用于确定在给定时段内是否接收到探测请求。定时器1110在设备1100被配置作为注册器的情况下用于确定在给定时段内是否接收到探测请求。定时器1110还在设备1100被配置作为参与者的情况下用于确定在给定时段内是否接收到探测响应。
上面描述的每个块可以利用电路来实现。这里所使用的术语“电路”指代纯硬件实现方式和/或组合硬件/软件(或固件)实现方式。因此，“电路”可以呈以下各项中的一种或多种形式：专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑控制器、可编程逻辑阵列、嵌入式微控制器和单板计算机，以及处理器或微处理器和存储可由处理器或微处理器执行的计算机可读程序代码(例如软件或固件)的计算机可读介质。另外，“电路”可以是一个或多于一个组件，因为“电路”的功能可以分布在系统中的若干组件当中。
本发明的以上实施例是例示性而非限制性的。各种替代物和等同物是可能的。考虑到本说明书，其他添加、删减或修改是显然的并且意图落入所附权利要求书的范围。