专利名称：无线通信设备、无线通信系统、无线通信方法和交通工具的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于在多跳无线通信网络所包括的多个终端之间进行无线通信的无线通信设备、无线通信系统、无线通信方法和装备以无线通信设备的交通工具。
背景技术：
已知的传统终端与终端通信系统是，在多跳无线通信网络中通过在远超过无线电波所能达到范围的终端之间以及在无线电波所能达到范围之内的终端之间中继一些终端来进行通信。在多跳无线通信网络的终端之间的路由以高频率进行改变(切换)的环境中，以路由识别系统为例说明了链路状态路由系统，所述路由识别系统适合于在两个指定终端之间以高吞吐量来进行通信的情况。
在多跳无线通信网络系统中，提出了一种系统(Guangyu Pei et al，Fisheye State RoutingA Routing Scheme for Ad Hoc Wireless Networks”，ICC2000)，其中用于有线网络的链路状态路由系统(J.Moy，“OSPF版本2”，RFC1247 1991年7月。(J.Moy，OSPF Version 2”，RFC1247 July1991.))的原理基本与原来一致地被应用到无线网络中。假设主要是2.4GHz频带的2Mbps IEEE802.11b无线LAN(局域网)，基于所述假设来进行对无线通信系统的评估。
然而目前，通常利用展现出在11Mbps级别的更高传输速率的无线LAN来进行高吞吐量的分组通信，并且在研发阶段，正在进行具有54Mbps最大速率的无线LAN的开发。无线通信系统具有这样的特性，即，无线电波所能达到距离随着传输速率的提高而变短，因此，当彼此距离相同的两个终端试图通过使用高速无线通信系统来进行多跳通信时，需要比在理论的评估结果中更多数目的中继终端(单跳终端)。
在传统系统中，当两个终端以多跳无线通信的方式来进行分组通信时，为了宣告邻近终端列表而由单个终端所发送的控制分组的数据大小与参与分组通信的终端总数(发送终端、接收终端和中继终端的总数)成比例增加。因此，当中继终端数目增加时，控制分组会对无线链路的带宽产生大量的开销，从而导致数据分组的吞吐量受限的问题。
发明内容
本发明的目的是，在包括多个终端的多跳无线通信网络中，即使当终端数目和应当相互发送与接收的邻近终端信息(控制分组)都增加时，也能防止对除了邻近终端信息之外的信息的吞吐量的限制。
为了实现上述目的，本发明是一种用于在由多跳无线通信网络所包括的多个终端之间进行无线通信的无线通信设备，其包括第一通信装置和第二通信装置，其中，所述第一通信装置用于以第一速率向非邻近终端发送邻近终端信息并且从非邻近终端接收邻近终端信息，所述非邻近终端是除了自身终端的邻近终端之外的终端，所述第二通信装置用于以高于第一速率的第二速率向自身终端的邻近终端发送信息并且从自身终端的邻近终端接收信息，所述信息至少是除了邻近终端信息之外的信息。
根据本发明，在包括多个终端的多跳无线通信网络中，即使当终端(中继终端)数目和应当相互发送与接收的邻近终端信息(例如，控制分组)都增加时，也可通过使用第一通信装置向非邻近终端发送邻近终端信息并且从非邻近终端接收邻近终端信息，其中非邻近终端与自身终端不相邻，因此，除了邻近终端信息之外的信息(例如，数据分组)的吞吐量不受限制。
在上述无线通信设备中，例如，第一通信装置从与自身终端不相邻的非邻近终端接收包含与非邻近终端相邻的邻近终端的网络地址的数据(例如，宣告将要在实施例中说明的列表的邻近终端列表)，并且向与自身终端不相邻的非邻近终端发送包含与自身终端相邻的邻近终端的网络地址的数据(例如，宣告将要在实施例中描述的分组的邻近终端列表)。
在上述无线通信设备中，例如，第二通信装置从与自身终端相邻的邻近终端接收包含邻近终端的网络地址的数据(例如，将要在实施例中说明的HELLO分组和数据分组)，并且向与自身终端相邻的邻近终端发送包含自身终端的网络地址的数据(例如，将要在实施例中说明的HELLO分组和数据分组)。
上述无线通信设备还包括例如用于基于路由构建数据来在多跳无线通信网络上构建路由的路由构建装置，所述路由构建数据包含由所述第一通信装置所接收的与非邻近终端相邻的邻近终端的网络地址和由所述第二通信装置所接收的邻近终端的网络地址，其中，所述第二通信装置沿着由所述路由构建装置所构建的路由向与自身终端相邻的邻近终端发送除了路由构建数据之外的数据。
通过本发明，利用传统的无线通信设备，可以建立多跳无线通信网络上的路由。
在上述无线通信设备中，例如，所述第一通信装置通过基站向非邻近终端发送邻近终端信息并且从非邻近终端接收邻近终端信息，其中，非邻近终端与自身终端不相邻。
通过所述方案，可以利用基站的电源，因此，终端可以以较小的电力功率向位于很远距离的终端发送邻近终端信息并且从位于很远距离的终端接收邻近终端信息。
在上述无线通信设备中，例如，第一通信装置和第二通信装置的每一个都可以作为一个单个的通信设备来构建。
上述无线通信设备还可能包括单个的通信设备，所述单个的通信设备包括第一通信装置和第二通信装置，其中所述通信设备以对由第一通信装置所进行的通信和由第二通信装置所进行的通信进行切换的方式来进行通信。
可以如下面那样以系统的发明的方式来说明本发明。无线通信系统用于在多跳无线通信网络所包括的多个终端之间进行无线通信，每个终端包括第一通信装置和第二通信装置，所述第一通信装置用于以第一速率向非邻近终端发送邻近终端信息并且从非邻近终端接收邻近终端信息，所述非邻近终端是除了自身终端的邻近终端之外的终端，所述第二通信装置用于以高于第一速率的第二速率向与自身终端相邻的邻近终端发送信息并且从与自身终端相邻的邻近终端接收信息，所述信息至少是除了邻近终端信息之外的信息。
还可以如下面那样以方法的发明的方式来说明本发明。无线通信方法用于在多跳无线通信网络所包括的多个终端之间进行无线通信，其中每个终端以第一速率向非邻近终端发送邻近终端信息并且从非邻近终端接收邻近终端信息，所述非邻近终端是除了自身终端的邻近终端之外的终端，并且每个终端以高于第一速率的第二速率向与自身终端相邻的邻近终端发送信息并且从与自身终端相邻的邻近终端接收信息，所述信息至少是除了邻近终端信息之外的信息。
还可以如下面那样通过装备以无线通信设备的交通工具的方式来说明本发明。装备以无线通信设备的交通工具用于在多跳无线通信网络所包括的多个终端之间进行无线通信，无线通信设备包括第一通信装置和第二通信装置，所述第一通信装置用于以第一速率向非邻近终端发送邻近终端信息并且从非邻近终端接收邻近终端信息，所述非邻近终端是除了自身终端的邻近终端之外的终端，所述第二通信装置用于以高于第一速率的第二速率向与自身终端相邻的邻近终端发送信息并且从与自身终端相邻的邻近终端接收信息，所述信息至少是除了邻近终端信息之外的信息。
还可以如下面那样以无线通信终端的方式来说明本发明。
由多跳无线通信网络所包括的无线通信终端包括第一无线通信装置和第二无线通信装置，所述第一无线通信装置用于在没有多跳无线通信网络中介的条件下，与多跳无线通信网络所包括的其它终端进行通信，所述第二无线通信装置用于与在多跳无线通信网络所包括的其它终端中和自身终端相邻的邻近终端进行通信，所述邻近终端位于自身终端的无线电波所能达到范围之内，其中，所述第一无线通信装置向其它终端发送邻近终端信息并且从其它终端接收邻近终端信息，以及所述第二无线通信装置向与自身终端相邻的邻近终端发送信息并且从与自身终端相邻的邻近终端接收信息，所述信息至少是除了邻近终端信息之外的信息。
根据本发明，在包括多个终端的多跳无线通信网络中，即使当终端(中继终端)的数目和应当相互发送与接收的邻近终端信息(例如，控制分组)都增加时，也能通过利用第一通信装置向其它终端发送邻近终端信息并且从其它终端接收邻近终端信息，因而，除了邻近终端信息之外的信息(例如，数据分组)的吞吐量不受限制。
在上述无线通信终端中，所述第二无线通信装置的通信速率高于所述第一无线通信装置的通信速率。这表示了所述第一无线通信装置和所述第二无线通信装置的通信速率的一个例子。相应地，所述第一无线通信装置和所述第二无线通信装置的通信速率可以被设置为彼此相等，而且也可以采用其它的速率关系。
另外，在上述无线通信终端中，例如，所述第一无线通信装置从其它终端接收包含其它终端的网络地址和与其它终端相邻的邻近终端的网络地址的数据，并且向其它终端发送包含自身终端的网络地址和与自身终端相邻的邻近终端的网络地址的数据。
而且，在上述无线通信终端中，例如，所述第二无线通信装置从邻近终端接收包含与自身终端相邻的邻近终端的网络地址的数据，并且向与自身终端相邻的邻近终端发送包含自身终端的网络地址的数据。
再有，在上述无线通信终端中，例如，所述邻近终端的信息是用于构建多跳无线网络上的路由的路由构建数据(例如，路由构建数据的一部分或者全部)。
再有，在上述无线通信终端中，例如，所述路由构建数据包括与其它终端相邻的邻近终端的网络地址，其至少通过所述第一无线通信装置来接收。
而且，上述无线通信终端还包括，例如，用于基于路由构建数据来构建多跳无线通信网络上的路由的路由构建装置。
通过本发明，利用传统无线通信设备，可以建立多跳无线通信网络上的路由。
另外，在上述无线通信终端中，例如，所述第二无线通信装置沿着由所述路由构建装置所构建的路由向与自身终端相邻的邻近终端发送除了路由构建数据之外的数据(如数据分组)。
还有，在上述无线通信终端中，例如，所述第一无线通信装置通过基站向其它终端发送邻近终端信息并且从其它终端接收邻近终端信息。
通过所述方案，可以利用基站的电源，因此，终端可以以较小的电力功率向位于很远距离的终端发送邻近终端信息并且从位于很远距离的终端接收邻近终端信息。
另外，在上述无线通信终端中，例如，所述第二无线通信装置还向与自身终端相邻的邻近终端发送邻近终端信息并且从与自身终端相邻的邻近终端接收邻近终端信息。
而且，在上述无线通信终端中，例如，所述第一无线通信装置和第二无线通信装置的每一个都作为一个单个的通信设备而被构建。
另外，上述无线通信终端还包括例如单个的通信设备，所述单个的通信设备包括所述第一无线通信装置和所述第二无线通信装置，其中，所述通信设备以对由第一通信装置所进行的通信和由第二通信装置所进行的通信进行切换的方式来进行通信。
还可以如下面那样以系统的发明的方式来说明本发明。以多跳无线通信网络所包括的多个终端来配置无线通信系统，并且每个终端包括第一无线通信装置和第二无线通信装置，其中，所述第一无线通信装置用于在没有多跳无线通信网络中介的条件下，与多跳无线通信网络所包括的其它终端进行通信，所述第二无线通信装置用于与在多跳无线通信网络所包括的其它终端中和自身终端相邻的邻近终端进行通信，所述邻近终端位于自身终端的无线电波所能达到范围之内，其中，所述第一无线通信装置向其它终端发送邻近终端信息并且从其它终端接收邻近终端信息，以及所述第二无线通信装置向与自身终端相邻的邻近终端发送信息并且从与自身终端相邻的邻近终端接收信息，所述信息至少是除了邻近终端信息之外的信息。
还可以如下面那样以方法的发明的方式来说明本发明。无线通信方法用于在多跳无线通信网络所包含的无线通信终端和其它终端之间进行无线通信，所述无线通信终端包括第一无线通信装置和第二无线通信装置，所述第一无线通信装置用于在没有多跳无线通信网络中介的条件下，与多跳无线通信网络所包括的其它终端进行通信，所述第二无线通信装置用于与在多跳无线通信网络所包括的其它终端中和自身终端相邻的邻近终端进行通信，所述邻近终端位于自身终端的无线电波所能达到范围之内，其中，所述第一无线通信装置向其它终端发送邻近终端信息并且从其它终端接收邻近终端信息，以及所述第二无线通信装置向与自身终端相邻的邻近终端发送信息并且从与自身终端相邻的邻近终端接收信息，所述信息至少是除了邻近终端信息之外的信息。
还可以如下面那样通过装备以无线通信终端的交通工具的方式来说明本发明。以多跳无线通信网络所包括的无线通信终端来装备交通工具，所述无线通信终端包括第一无线通信装置和第二无线通信装置，所述第一无线通信装置用于在没有多跳无线通信网络中介的条件下，与多跳无线通信网络所包括的其它终端进行通信，所述第二无线通信装置用于与在多跳无线通信网络所包括的其它终端中和自身终端相邻的邻近终端进行通信，所述邻近终端位于自身终端的无线电波所能达到范围之内，其中，所述第一无线通信装置向其它终端发送邻近终端信息并且从其它终端接收邻近终端信息，以及所述第二无线通信装置向与自身终端相邻的邻近终端发送信息并且从与自身终端相邻的邻近终端接收信息，所述信息至少是除了邻近终端信息之外的信息。
图1是本发明实施例的无线通信系统的系统结构的概观的说明图；图2是主要显示了在本发明实施例的无线通信系统中所包括的终端的硬件结构的说明图。
图3是在本发明实施例的无线通信系统中所包括的终端上所保留的邻近终端列表的数据结构的例子。
图4示出了在本发明实施例的无线通信系统中所包括的终端上所保留的路由表的数据结构。
图5是本发明实施例的无线通信系统的修改的例子的系统结构的概观的说明图；图6是传统无线通信系统的系统结构的概观的说明图；具体实施方式
参考附图，通过本发明的实施例来对无线通信系统进行说明。图1是本发明实施例的无线通信系统的系统结构的概观的说明图。图2是主要显示了在本发明实施例的无线通信系统中所包括的无线通信设备(其在下文中将被称作终端)的硬件结构的说明图。在下文中，通过举例说明的方式来进行讨论，其中终端是例如笔记本类型的个人计算机和PDA(个人数字助理)的移动信息终端(也可以简称为移动终端)。
无线通信系统是用于在多跳无线通信网络所包括的的多个终端A至F之间进行无线通信的系统。
终端A至F如图1所示的那样来进行布置并且形成了多跳无线通信网络。在图1中，如两个虚线的箭头所指示的那样，通过基站200相互连接的两个终端(例如，终端A和终端D)被显示为一个终端对，所述终端对不能够通过第二通信装置102直接进行相互通信，但是却能够通过第一通信装置101经由基站200而相互进行通信。没有具体地限定在这种情况下终端之间的距离。
另外，如两个实线的箭头所指示的那样，相互连接的两个终端(如终端A和终端B)被定义为一个能够通过第二通信装置102直接进行相互通信的终端对。在这种情况下，终端之间距离是在例如室外150m的级别上的。
如图2所示，终端A包括(终端B至F同样地包括)第一通信装置(其还可被称为第一无线通信装置)101、第二通信装置(其还可被称为第二无线通信装置)102、HELLO分组组装单元103、邻近终端列表管理单元104、邻近终端列表105、最短路由计算(算法)单元106、路由表107、邻近终端列表宣告分组组装单元108和数据分组组装/处理单元109。
第一通信装置101是这样的设备，其用于至少在非邻近终端之间以第一速率(例如，50kbps)通过基站200发送和接收邻近终端信息的块，其中所述非邻近终端是除了第一通信装置101自身(下文将称作自身终端)的邻近终端之外的终端。即，第一通信装置101能够在传输速率低而无线电波所能到达的距离长(提供了第一无线电波所能达到距离)的通信系统中进行通信。注意上面给出了“至少”的表述，因此，所述第一通信装置101可以实现终端(例如除了非邻近终端之外的在多跳无线通信网络中所包括的(存在的)其它终端(具体而言，除了自身终端之外的全部或部分终端))之间的通信。
邻近终端信息是用于在多跳无线通信网络上构建路由的路由构建数据的一部分(或全部)。值得注意的是，能够通过第一通信装置101来与自身终端进行通信的终端被称为自身终端的非邻近终端(除了自身终端的邻近终端之外)。另外，能够通过第二通信装置102来与自身终端直接进行通信的终端被称为自身终端的邻近终端。
第一通信装置101包括接收控制单元101a和发送控制单元101b。接收控制单元101a从除了自身终端的邻近终端之外的非邻近终端接收数据作为路由构建数据的一部分(或全部)，所述数据包括与所述非邻近终端相邻的邻近终端的网络地址(其是例如多跳无线通信网络上的IP地址的地址)。例如，终端A的接收控制单元101a从非邻近终端D或除了与自身终端A相邻的邻近终端B和C之外的类似的终端中接收数据(分组的数据)作为路由构建数据的一部分(或全部)，所述数据包括与所述非邻近终端D相邻的邻近终端B和F的网络地址。
发送控制单元101b将包含与自身终端相邻的邻近终端的网络地址的数据发送给与自身终端不相邻的非邻近终端。例如，终端A的发送控制单元101b将包含与自身终端A相邻的邻近终端B和C的网络地址的数据(分组的数据)发送给与自身终端A不相邻的非邻近终端D。第一通信装置101可以包括使用例如能够通过基站200进行通信(分组通信)的PHS(个人手持电话系统)电话或蜂窝电话的通信设备。因此，由第一通信装置通过基站200所进行的通信可以使用基站200的功率源，并且因此各个终端A至F可以以相对小的电力向很远距离的终端发送邻近终端的信息以及从很远距离的终端接收邻近终端的信息。
第二通信装置102是用于在自身终端的邻近终端之间以高于第一速率的第二速率(例如，11Mbps)发送和接收至少除了邻近终端信息之外的信息的设备。即，第二通信装置102是采用了下面的通信系统的设备，在所述通信系统中传输速率高而无线电波所能到达的距离短(提供了短于第一无线电波所能达到的距离的第二无线电波所能达到的距离)。更具体而言，第二通信装置102用于与在多跳无线通信网络中所包括的其它终端中位于本无线电波所能达到的范围之内的终端进行通信(其在下文中将被称作邻近终端)。除了邻近终端信息之外的信息是路由构建数据的一部分(或全部)。
第二通信装置102包括接收控制单元102a和发送控制单元102b。接收控制单元102a从自身终端的邻近终端接收包括邻近终端的网络地址的数据作为除了路由构建数据的一部分(或全部)之外的数据。例如，终端A的接收控制单元102a从与自身终端相邻的邻近终端B和C接收包含邻近终端B和C的网络地址的数据(HELLO分组)作为除了路由构建数据的一部分(或全部)之外的数据。
发送控制单元102b向与自身终端相邻的邻近终端发送包含自身终端的网络地址的数据。例如，终端A的发送控制单元102b向与自身终端A相邻的邻近终端B和C发送包含自身终端A的网络地址的数据(HELLO分组)。第二通信装置102可以包括使用由例如IEEE802.11b无线LAN11Mbps模式所定义的高速无线LAN设备等。注意，第二通信装置102还可以包括使用例如PHS电话和蜂窝电话的设备。
HELLO分组组装单元103为了以某个固定的周期间隔向周围终端宣告自身终端的网络地址而组装被称为HELLO分组的分组，其包括自身终端的网络地址。例如，终端A的HELLO分组组装单元103组装包含自身终端A的网络地址的HELLO分组。
邻近终端列表管理单元104在邻近终端列表105中记录非邻近终端的邻近终端的网络地址和自身终端的邻近终端的网络地址，其中，所述非邻近终端的邻近终端的网络地址是由第一通信装置101作为路由构建数据的一部分(或全部)所接收的网络地址，自身终端的邻近终端的网络地址是由第二通信装置102作为路由构建数据的一部分(或全部)所接收的网络地址。
邻近终端列表105是个表，在所述表中，邻近终端列表管理单元104记录与自身终端不相邻的其它非邻近终端的邻近终端的网络地址和自身终端的邻近终端的网络地址。图3示出了邻近终端列表105的数据结构。所述邻近终端列表105保留在终端A中。
邻近终端列表105的构造包括核心终端地址105a、邻近终端地址105b和有效期105c。用包括自身终端的终端A到F的地址来记录核心终端地址105a，所述终端A到F包括于多跳无线通信网络。以所述终端的邻近终端的地址来记录邻近终端地址105b，其中，所述终端的地址已经被记录在核心终端地址105a中。当从自身终端的邻近终端接收到邻近终端列表宣告分组时，邻近终端地址105b被更新。当从与自身终端不相邻的非邻近终端接收到非邻近终端的邻近终端的地址时，邻近终端地址105b也被更新。
用时间来记录有效期105c，所述时间是将要删除在核心终端地址105a中和在邻近终端地址105b中的内容的时间。在每次更新邻近终端地址105b时，在有效期105c中设置新的有效期。当到达在有效期105c中所设置的有效期时(当从元素(数据)被更新起过去了固定的时间周期时)，删除表中各项(域)的元素(数据)。
最短路由计算单元106用于基于在邻近终端列表105中所记录的数据来构建到多跳无线通信网络上的各个终端(除了自身终端之外但却包括于多跳通信网络的终端)的路由。
路由表107是用于记录由最短路由计算单元106所构建的路由的表。图4示出了路由表107的数据结构。其是保留在终端A中的路由表107的一个例子。
路由表107的构造包括目的终端地址107a、中继终端地址107b、距离107c和有效期107d。
用除了自身终端之外但却包括于多跳网络的终端的地址来记录目的终端地址107a。用(下一跳)终端的地址来记录中继终端地址107b，其中，来自于自身终端的分组接着将被发送(中继)到所述(下一跳)终端，这样所述分组就可沿着多跳无线通信网络上的路由到达在目的终端地址107a中所记录的终端(其在下文中被称为目的终端)，即，沿着最短路由到达目的终端。例如，当向目的终端F发送分组时，自身终端A能够知道，来自于自身终端A的分组应该通过参考路由表107而被发送到终端B。
距离107c指示从自身终端到目的终端的跳数。
用时间来记录有效期107d，所述时间是将要删除在目的终端地址107a、中继终端地址107b和距离107c中的内容的时间。当到达在有效期107d中所设置的有效期时(当从元素(数据)被更新起过去了固定的时间周期时)，各项(域)的元素(数据)被删除。
邻近终端列表宣告分组组装单元108从邻近终端列表105中读取自身终端的邻近终端列表，并且以在分组的有效负荷中包括(记录)所述读出列表的方式来组装所述分组。数据分组组装/处理单元109主要通过查询路由表107来确定自身终端的邻近终端的地址，并且对发往如此确定的地址的分组(数据分组等)进行组装。另外，数据分组组装/处理单元109在从第二通信装置102接收到的数据分组中捕获发往自身终端的数据分组。
接着，将参考图2说明在具有上述结构的无线通信系统中的操作。在下面的讨论中基于以下的假设来进行说明，即，第一通信装置是PHS电话，并且第二通信装置是高速无线LAN设备。注意，将会描述将数据分组从终端A发送到终端F的操作例子，然而，其它终端之间的操作和下面讨论的一样。
(1)HELLO分组的发送为了向周围终端宣告自身终端的网络地址，终端A的HELLO分组组装单元103以某个固定的时期间隔，组装包含自身终端A的网络地址的HELLO分组。终端A通过使用第二通信装置102以第二速率向周围终端发送组装后的HELLO分组(S100)，所述周围终端即位于终端A自身的(第二通信装置102的)无线电波所能到达的范围之内的终端。同样地，终端B至F的每一个都以某个固定时期间隔，组装包含自身终端的网络地址的HELLO分组并以第二速率向周围终端发送组装后的HELLO分组，所述周围终端即位于其自身的(第二通信装置102的)无线电波所能到达的范围之内的终端。
(2)HELLO分组的接收终端A通过使用第二通信装置102接收从周围终端B至F以第二速率发送的HELLO分组(S101)。在本实施例中，终端A接收从位于相对短的距离的终端单独发送的HELLO分组(包含终端B和C的网络地址)，所述位于相对短的距离的终端即位于其自身的(第二通信装置102的)无线电波所能到达的范围之内的终端B和C(自身终端的邻近终端)。
已经从周围终端B和C接收到HELLO分组的终端A从接收到的HELLO分组中提取邻近终端的地址。这里，终端B和C的地址作为邻近终端的地址而被提取。终端A使用邻近终端列表管理单元104通过将所述提取的地址和自身终端A的地址联系到一起的方式，来将所提取的邻近终端B和C的地址记录到邻近终端列表105中(S103)。具体来说，将自身终端A的地址记录到核心终端地址105a(的域)中，并将所提取的终端B和C的网络地址记录到邻近终端地址105b(的域)中(参看图3)。另外，将终端B和C的地址记录到核心终端地址105a中，并将自身终端A的地址记录到邻近终端地址105b中。
类似地，终端B至F也接收来自于周围终端的HELLO分组，从所接收的HELLO分组中提取邻近终端的地址，并且通过将提取到的地址和自身终端的地址联系到一起的方式来将所提取的邻近终端的地址记录到邻近终端列表105中，其中，所述周围终端即位于终端B至F自身的(第二通信装置102的)无线电波所能到达的范围之内的终端。注意，即使当接收到从自身终端的邻近终端发送的HELLO分组时，终端A至F各个也都不向其它终端转发这些分组。
(3)邻近终端列表宣告分组的发送终端A的邻近终端列表宣告分组组装单元108以某个固定的时间间隔，从邻近终端列表105中读取自身终端A的邻近终端列表(S104)，并且组装分组(至少包括自身终端A的地址和自身终端A的邻近终端B和C的地址)，其中，所述读出列表被记录在该分组的负荷中。终端A经过基站通过使用第一通信装置101而以第一速率向周围终端发送如此组装的分组(其将在下文中被称为邻近终端列表宣告分组)(S105)，所述周围终端即在多跳无线通信网络中所包括的的其它终端。
同时，终端A通过使用第二通信装置102以第二速率向周围终端发送所述邻近终端列表宣告分组，所述周围终端即位于其自身的(第二通信装置102的)无线电波所能到达的范围之内的终端。通过从[仅自身终端的邻近终端列表宣告分组]块中延伸到第一发送装置101和第二发送装置102的两条虚线的箭头来指示所述发送。
因此，通过第二通信装置102以及第一通信装置101来对邻近终端列表宣告分组进行发送的方案是针对第一通信装置通过基站进行通信并且因此可能存在发送时延的可能性的对策。因此，例如，即使当终端B在如图1所示的多跳无线通信网络中被新终端B’所替代时，终端C仍能够接收从终端A由第二通信装置102所发送的邻近终端列表宣告分组(包括新终端B’的地址)，并且因此，即使在通过第一通信装置所进行的通信中发生延迟，也可以迅速获取邻近终端列表宣告分组。
终端B至F通过和终端A同样的方式以固定的时间间隔来组装邻近终端列表宣告分组(至少包括自身终端的地址和自身终端的邻近终端的地址)，并通过基站200以第一速率向周围终端发送所述组装过的邻近终端列表宣告分组，周围终端即多跳无线通信网络中所包括的其它终端。将邻近终端列表宣告分组的发送周期设置为大于HELLO分组的发送周期。除所述发送以外，终端B到F还通过使用第二通信装置102以第二速率向周围终端发送邻近终端列表宣告分组，所述周围终端即位于他们自身的(第二通信装置102的)无线电波所能到达的范围之内的终端。
(4)邻近终端列表宣告分组的接收终端A通过使用第一通信装置101来接收从所有周围终端发送的邻近终端列表宣告分组(S106)。在本实施例中，终端A将接收分别从除了自身终端的邻近终端之外的位于相对较远距离的非邻近终端D、E和F以及从位于相对较短距离的自身终端的邻近终端B和C发送的邻近终端列表宣告分组(至少包括源终端的地址和源终端的邻近终端的地址)。然而，终端A丢弃从终端B和C所接收的邻近终端列表宣告分组，而不将所述分组记录到邻近终端列表105中。
已经接收到来自于和自身终端不相邻的非邻近终端的邻近终端列表宣告分组的终端A，从接收到的邻近终端列表中提取非邻近终端的邻近终端的地址。例如，当终端A接收到来自于非邻近终端D的邻近终端列表宣告分组(至少包括非邻近终端D的地址和非邻近终端D的邻近终端B和F的地址)，终端A就从接收的邻近终端列表宣告分组中提取非邻近终端D的地址和非邻近终端D的邻近终端B和F的地址。终端A通过使用邻近终端列表管理单元104，将提取的非邻近终端D的地址和非邻近终端D的邻近终端B和F的地址记录到邻近终端列表105中(S107)。
具体地，将非邻近终端D的地址记录到核心终端地址105a中，并且将非邻近终端D的邻近终端B和F的地址记录到邻近终端地址105b中。另外，还将终端D的地址记录到与在核心终端地址105a(的域)中添入的终端B相关联的邻近终端地址105b中。该过程与接收来自于和自身终端不相邻的非邻近终端E和F的邻近终端列表宣告分组的情况相同。值得注意的是，即使当接收邻近终端列表宣告分组时，终端A至F的各个也都不向其它终端转发所述分组。
(5)产生/更新路由表当记录或者更新邻近终端列表105中的数据时，每次都由邻近终端列表管理单元104来通知路由计算单元106进行表的更新(S108)。路由计算单元106基于所述通知的接收从邻近终端列表105中读出所有元素(数据)，然后识别出分组在多跳无线通信网络中从自身终端可以到达的终端，并通过使用Dijkstra算法来计算出从自身终端A到分组可到达的每个终端的最短路由。即，路由计算单元106基于与自身终端A不相邻的非邻近终端的地址和自身终端的邻近终端的地址在多跳无线通信网络上建立到达终端(除了自身终端)的路由，其中所述地址被记录在邻近终端列表105中。路由计算单元106基于建立的路由产生/更新路由表107中的元素(数据)(S109)。
(6)发送/接收数据分组这里，数据分组(除了路由构建数据以外的数据被打包在其中)的源终端被称为发起终端，而作为数据分组的最终目的地的终端则被称为目的终端。
以终端A作为发起终端，当终端A向作为接收方的终端F发送数据分组时，终端A确定数据分组的下一个中继(下一跳)终端的地址。具体来说，终端A的数据分组组装/处理单元109查阅路由表107(S110)并且确定自身终端A的邻近终端B和C的地址(S111)。终端A通过使用第二通信装置102以第二速率向邻近终端B或C发送数据分组(S112)。即，终端A通过使用第二通信装置102沿着由路由计算单元106所建立的路由，向自身终端A的邻近终端B或C发送数据分组。
例如，当终端A指定邻近终端B并向其发送数据分组时，终端B就通过自身终端B的第二通信装置接收数据分组。由于数据分组的目的终端是终端F，因此，已经接收到数据分组的终端B通过查阅自身终端B的路由表107而确定数据分组的再下一跳终端的地址。这里，自身终端B的邻近终端D的地址被确定为下一跳终端的地址。终端B通过自身终端B的第二通信装置102向地址已确定的邻近终端D发送数据分组。
终端D通过自身终端D的第二通信装置102接收数据分组。由于数据分组的目的终端是终端F，因此，终端D同样地通过查阅自身终端D的路由表107而确定数据分组的再下一跳终端的地址。这里，自身终端D的邻近终端F的地址被确定为下一跳终端的地址。终端D通过自身终端D的第二通信装置102向地址已确定的邻近终端F发送数据分组。
终端F通过自身终端F的第二通信装置102接收数据分组。由于数据分组的目的终端是终端F，因此，终端F将数据分组捕获到自身终端F中而不再转发所述数据分组。这样，从终端A发起的数据分组最终达到了终端F。
如上所讨论的那样，根据具有上面给出的结构的无线通信系统，在包括多个终端的多跳无线通信网络中，即使当终端数目增加并且相互发送和接收的(在本实施例中通过第一通信装置101被发送和接收的)控制分组增加时，其结果仍然是(在本实施例中通过第二通信装置102被发送和接收的)数据分组的吞吐量不受限制。
这里，将参考图6更加详细地说明具有上述结构的无线通信系统的特征。图6是传统无线通信系统的系统结构的概观的说明图。
传统系统中的一个前提是每个终端只具备一个无线设备。图6是对照图1的整体结构的示意图。
现有技术和根据本实施例的无线通信系统之间的最大不同之处在于当发送邻近终端列表宣告分组时的操作。根据现有技术，不仅必需包括自身终端的邻近终端列表而且还必需包括迄今接收到的其它终端的邻近终端列表。而另一方面，在根据本实施例的无线通信系统中，只描述自身终端的邻近终端列表就足够了。
这是由于传统的系统以这样的方式在邻近终端列表宣告过程中实现邻近终端列表的宣告，所述方式即接收由某个终端所发送的控制分组的内容的终端还要向其它终端转发所述分组的方式，而相反地，本实施例中的无线通信系统通过使用能够相互通信的低速无线设备来发送邻近终端列表宣告分组并将所述分组直接传递给所有终端，从而实现宣告。
即，本实施例中的无线通信系统不必向其它终端转发除了自身终端之外的邻近终端的信息。与传统的系统相比，所述方案使得邻近终端列表宣告列表的数据大小能够被减小。通过上述操作，根据本实施例的无线通信系统可以减少与控制分组的发送有关的吞吐量。另外，由控制信息宣告所引起的延迟时间比传统系统中的较短，因此，即使终端移动速度很高并且终端之间的通信链路的变化很大，每个终端识别最短路由的准确性仍然得到改善。
下面，将参考图5说明无线通信系统的修改的例子。图5是无线通信系统的修改的例子的系统结构的概观的说明图。
所述修改的例子中的无线通信系统与上面讨论的实施例的不同点是采用了这样的通信装置作为第一通信装置101，其中，所述通信装置能够在没有基站200参与的条件下，直接以第一速率将邻近终端信息至少发送到非邻近终端并且至少从非邻近终端接收邻近终端信息，其中所述非邻近终端是除了自身终端的邻近终端之外的终端。其它配置与上述无线通信系统中的配置相同。所述类型的第一通信装置101可以包括使用由例如IEEE802.11b无线LAN 1Mbps模式所定义的低速无线LAN设备等。
注意，如由两个虚线箭头所指示的那样相互连接的两个终端(例如，终端A和终端D)是在图5中作为一个终端对而示出的，所述终端对不能够通过第二通信装置102直接进行相互通信但是却能够通过第一通信装置101进行相互通信。这种情况下的终端之间的距离是在例如室外的150m到500m的级别上的。另外，如由两个实线箭头所指示的那样相互连接的两个终端(例如，终端A和终端B)是作为一个能够通过第二通信装置102直接进行相互通信的终端对来示出的。这种情况下的终端之间的距离是在例如室外的150m的级别上的。
此外，上面讨论的实施例已经举例说明了配置，其中，第一通信装置101和第二通信装置102每个被构建为一个单个的通信设备(例如PHS电话等的低速通信设备和高速LAN设备)。然而，本发明并不局限于所述配置。例如，也可以采用包括第一通信装置101和第二通信装置102的单个的通信设备。在这种情况下，所述单个的通信设备通过在以第一通信装置进行的通信(在自身终端和与自身终端不相邻的非邻近终端之间的通信)和以第二通信装置进行的通信(在自身终端和自身终端的邻近终端之间的通信)之间进行切换的方式来进行通信。
可能作为切换时序而被考虑的是，在分别从例如HELLO分组组装单元103、邻近终端列表宣告分组组装单元108和数据分组组装/处理单元109中发送分组之前产生切换信号，并且由接收到所述切换信号的单个的通信设备在以第一通信装置进行的通信和以第二通信装置进行的通信之间进行切换。与将第一和第二通信装置每个作为一个单个的通信设备来构建的情况相比，本设计方案使得无线通信设备能够以更低的成本来制造。
另外，上面讨论的实施例已经举例说明了下面的情况，其中终端是例如笔记本类型的个人计算机和PDA的移动信息终端，但是，照例还可能有这样的情况，其中所述终端被装备到例如交通工具、摩托车等移动体上并且因此成为移动装置。
此外，上面讨论的实施例已经举例说明了同时通过第一通信装置101和第二通信装置102发送邻近终端列表宣告分组的方案。然而，本发明并不限于所述方案。例如，如果发送时延不是关键问题，则也可以只通过第一通信装置101来发送邻近终端列表宣告分组。在这种情况下，在图2中从[仅自身终端的邻近终端列表宣告分组]块延伸到第二发送装置102的两个实线箭头就不是必需的。
本发明可以在不偏离本发明的精神和原理性特征的前提下以其它各种形式来实现。因此，上面所讨论的实施例只是各方面的简单的例子，并且本发明不限于通过本实施例的描述来构建。
工业应用根据本发明，在包括多个终端的多跳无线通信网络中，即使当终端数目(中继终端)和相互间发送和接收的控制分组(邻近终端信息)增加时，数据分组(除了邻近终端信息之外的信息)的吞吐量也不受到限制。
权利要求
1.一种用于在由多跳无线通信网络所包括的多个终端之间进行无线通信的无线通信设备，包括第一通信装置，用于以第一速率向非邻近终端发送邻近终端信息并且从非邻近终端接收邻近终端信息，所述非邻近终端是除了自身终端的邻近终端之外的终端，以及第二通信装置，用于以高于第一速率的第二速率向自身终端的邻近终端发送信息并且从自身终端的邻近终端接收信息，所述信息至少是除了邻近终端信息之外的信息。
2.根据权利要求1的无线通信设备，其中，所述第一通信装置从与自身终端不相邻的非邻近终端接收包含与非邻近终端相邻的邻近终端的网络地址的数据，并且向与自身终端不相邻的非邻近终端发送包含与自身终端相邻的邻近终端的网络地址的数据。
3.根据权利要求1或2的无线通信设备，其中，所述第二通信装置从与自身终端相邻的邻近终端接收包含邻近终端的网络地址的数据，并且向与自身终端相邻的邻近终端发送包含自身终端的网络地址的数据。
4.根据权利要求1到3中任何一个的无线通信设备，还包括用于基于路由构建数据来在多跳无线通信网络上构建路由的路由构建装置，所述路由构建数据包含由所述第一通信装置所接收的与非邻近终端相邻的邻近终端的网络地址和由所述第二通信装置所接收的邻近终端的网络地址，其中，所述第二通信装置沿着由所述路由构建装置所构建的路由向与自身终端相邻的邻近终端发送除了路由构建数据之外的数据。
5.根据权利要求1到4中任何一个的无线通信设备，其中，所述第一通信装置通过基站向非邻近终端发送邻近终端信息并且从非邻近终端接收邻近终端信息，其中，非邻近终端与自身终端不相邻。
6.根据权利要求1到5中任何一个的无线通信设备，其中，所述第一通信装置和所述第二通信装置的每一个都作为一个单个的通信设备来构建。
7.根据权利要求1到6中任何一个的无线通信设备，还包括单个的通信设备，所述单个的通信设备包括所述第一通信装置和所述第二通信装置，其中，所述通信设备以对由第一通信装置所进行的通信和由第二通信装置所进行的通信进行切换的方式来进行通信。
8.一种用于在多跳无线通信网络所包括的多个终端之间进行无线通信的无线通信系统，每个所述终端包括第一通信装置，用于以第一速率向非邻近终端发送邻近终端信息并且从非邻近终端接收邻近终端信息，所述非邻近终端是除了自身终端的邻近终端之外的终端；以及第二通信装置，用于以高于第一速率的第二速率向与自身终端相邻的邻近终端发送信息并且从与自身终端相邻的邻近终端接收信息，所述信息至少是除了邻近终端信息之外的信息。
9.一种在多跳无线通信网络所包括的多个终端之间进行无线通信的无线通信方法，其中每个所述终端以第一速率向非邻近终端发送邻近终端信息并且从非邻近终端接收邻近终端信息，所述非邻近终端是除了自身终端的邻近终端之外的终端，并且每个所述终端以高于第一速率的第二速率向与自身终端相邻的邻近终端发送信息并且从与自身终端相邻的邻近终端接收信息，所述信息至少是除了邻近终端信息之外的信息。
10.一种装备以无线通信设备的交通工具，用于在多跳无线通信网络所包括的多个终端之间进行无线通信，所述无线通信设备包括第一通信装置，用于以第一速率向非邻近终端发送邻近终端信息并且从非邻近终端接收邻近终端信息，所述非邻近终端是除了自身终端的邻近终端之外的终端；以及第二通信装置，用于以高于第一速率的第二速率向与自身终端相邻的邻近终端发送信息并且从与自身终端相邻的邻近终端接收信息，所述信息至少是除了邻近终端信息之外的信息。
11.一种包含于多跳无线通信网络的无线通信终端，包括第一无线通信装置，用于在没有多跳无线通信网络中介的条件下，与多跳无线通信网络所包括的其它终端进行通信；以及第二无线通信装置，用于与在多跳无线通信网络所包括的其它终端中和自身终端相邻的邻近终端进行通信，所述邻近终端位于自身终端的无线电波所能达到范围之内，其中，所述第一无线通信装置向其它终端发送邻近终端信息并且从其它终端接收邻近终端信息，以及所述第二无线通信装置向与自身终端相邻的邻近终端发送信息并且从与自身终端相邻的邻近终端接收信息，所述信息至少是除了邻近终端信息之外的信息。
12.根据权利要求11的无线通信终端，其中，所述第二无线通信装置的通信速率高于所述第一无线通信装置的通信速率。
13.根据权利要求11的无线通信终端，其中，所述第一无线通信装置从其它终端接收包含其它终端的网络地址和与其它终端相邻的邻近终端的网络地址的数据，并且向其它终端发送包含自身终端的网络地址和与自身终端相邻的邻近终端的网络地址的数据。
14.根据权利要求13的无线通信终端，其中，所述第二无线通信装置从邻近终端接收包含与自身终端相邻的邻近终端的网络地址的数据，并且向与自身终端相邻的邻近终端发送包含自身终端的网络地址的数据。
15.根据权利要求11的无线通信终端，其中，所述邻近终端的信息是用于构建多跳无线网络上的路由的路由构建数据。
16.根据权利要求15的无线通信终端，其中，所述路由构建数据包括与其它终端相邻的邻近终端的网络地址，其至少通过所述第一无线通信装置来接收。
17.根据权利要求15或16的无线通信终端，还包括用于基于所述路由构建数据来构建多跳无线通信网络上的路由的路由构建装置。
18.根据权利要求17的无线通信终端，其中，所述第二无线通信装置沿着由所述路由构建装置所构建的路由向与自身终端相邻的邻近终端发送除了路由构建数据之外的数据。
19.根据权利要求11的无线通信终端，其中，所述第一无线通信装置通过基站向其它终端发送邻近终端信息并且从其它终端接收邻近终端信息。
20.根据权利要求19的无线通信终端，其中，所述第二无线通信装置还向与自身终端相邻的邻近终端发送邻近终端信息并且从与自身终端相邻的邻近终端接收邻近终端信息。
21.根据权利要求12的无线通信终端，其中，所述第一无线通信装置和第二无线通信装置的每一个都作为一个单个的通信设备而被构建。
22.根据权利要求12的无线通信终端，还包括单个的通信设备，所述单个的通信设备包括所述第一无线通信装置和所述第二无线通信装置，其中，所述通信设备以对由所述第一通信装置所进行的通信和由所述第二通信装置所进行的通信进行切换的方式来进行通信。
23.一种通过多跳无线通信网络所包括的多个终端来配置的无线通信系统，每个所述终端包括第一无线通信装置，用于在没有多跳无线通信网络中介的条件下，与多跳无线通信网络所包括的其它终端进行通信；以及第二无线通信装置，用于与在多跳无线通信网络所包括的其它终端中和自身终端相邻的邻近终端进行通信，所述邻近终端位于自身终端的无线电波所能达到范围之内，其中，所述第一无线通信装置向其它终端发送邻近终端信息并且从其它终端接收邻近终端信息，以及所述第二无线通信装置向与自身终端相邻的邻近终端发送信息并且从与自身终端相邻的邻近终端接收信息，所述信息至少是除了邻近终端信息之外的信息。
24.一种无线通信方法，用于在多跳无线通信网络所包含的无线通信终端和其它终端之间进行无线通信，所述无线通信终端包括第一无线通信装置，用于在没有多跳无线通信网络中介的条件下，与多跳无线通信网络所包括的其它终端进行通信；以及第二无线通信装置，用于与在多跳无线通信网络所包括的其它终端中和自身终端相邻的邻近终端进行通信，所述邻近终端位于自身终端的无线电波所能达到范围之内，其中，所述无线通信终端通过使用所述第一无线通信装置来向其它终端发送邻近终端信息并且从其它终端接收邻近终端信息，以及所述无线通信终端通过使用所述第二无线通信装置来向与自身终端相邻的邻近终端发送信息并且从与自身终端相邻的邻近终端接收信息，所述信息至少是除了邻近终端信息之外的信息。
25.一种装备以由多跳无线通信网络所包括的无线通信终端的交通工具，所述无线通信终端包括第一无线通信装置，用于在没有多跳无线通信网络中介的条件下，与多跳无线通信网络所包括的其它终端进行通信；以及第二无线通信装置，用于与在多跳无线通信网络所包括的其它终端中和自身终端相邻的邻近终端进行通信，所述邻近终端位于自身终端的无线电波所能达到范围之内，其中，所述第一无线通信装置向其它终端发送邻近终端信息并且从其它终端接收邻近终端信息，以及所述第二无线通信装置向与自身终端相邻的邻近终端发送信息并且从与自身终端相邻的邻近终端接收信息，所述信息至少是除了邻近终端信息之外的信息。
全文摘要
一种用于在由多跳无线通信网络所包括的多个终端之间进行无线通信的无线通信设备，其包括第一通信装置和第二通信装置，其中，所述第一通信装置用于以第一速率向非邻近终端发送邻近终端信息并且从非邻近终端接收邻近终端信息，所述非邻近终端是除了自身终端的邻近终端之外的终端，所述第二通信装置用于以高于第一速率的第二速率向自身终端的邻近终端发送信息并且从自身终端的邻近终端接收信息，所述信息至少是除了邻近终端信息之外的信息。
文档编号H04L12/56GK1643850SQ03806539
公开日2005年7月20日 申请日期2003年3月6日 优先权日2002年3月26日
发明者森野博章 申请人:丰田自动车株式会社, 株式会社丰田It开发中心