专利名称：扩展移动自组织网络中的移动性的设备和方法
技术领域：
本发明一般涉及一种无线网络，更具体地说，涉及一种移动自组织网络(MANET)。
背景技术：
使得无线节点(即移动站、无线终端)能够彼此通信以及与固定网络通信的无线网络拓扑结构一般分成两类i)基于基础设施的和ii)无基础设施的。基于基础设施的网络在传统上基于蜂窝概念并需要高级的基础设施支持。在基于基础设施的网络中，无线节点通过连接到固定网络(例如互联网)的接入点(例如基站)进行通信。典型的基于基础设施的网络包括GSM网络、UMTS网络、CDMA网络、WLL网络、WLAN等。
在无基础设施的网络中，无线节点(即移动站、无线终端)直接通信而不是通过接入点或其它基站进行通信。一种普通并越来越流行的无基础设施网络拓扑结构是移动自组织网络(MANET)。MANET是不使用任何预先存在的固定网络基础设施并动态地彼此形成网络的一组无线节点。在大多数情况下，MANET的无线节点是就CPU能力、存储器大小、和功率消耗而言相对有限的小型移动装置。
移动自组织网络被期望在接下来的2至3年继续发展而成为占优势的对等通信技术。蜂窝电话配备有IEEE-802.11和其它无线LAN技术。蜂窝电话的增加和经济的IEEE-802.11网络的普及将创建一种新的移动、自组织和对等网络。
如上所述，移动自组织网络(MANET)可不使用预先存在的网络基础设施而被设立。这可在任何地方任何时间完成。MANET的无线节点通过无线链路被连接并可自由地随机移动。无线节点也担当路由器。MANET支持与典型地在基于基础设施的无线网络中存在的业务(traffic)类型不同的业务类型。MANET业务类型包括1)对等业务；2)远端到远端业务；3)动态业务。
在对等业务中，在通信的无线节点之间只有一次跳跃(即直接通信)。在此情况下，网络通信量(比特/秒)通常不变。在远端到远端业务中，在通信的无线节点之间有两次或更多次跳跃，但是在源和目的节点之间保持稳定的路由。如果在一个区域中几个节点停留在彼此的范围内或者如果这些节点作为组而移动，那么这经常发生。当MANET节点到处移动并且通信路由必须被重建时，导致动态业务。这通常引起较差的连接性并且网络通信量发生短暂的爆发。
每个MANET节点是自治的并既可用作主机也可用作路由器。从而，每个无线节点执行基本的主机处理并执行路由器交换功能。从而，端点和交换机在MANET中是无法区分的。由于没有控制网络操作的中心网络，所以MANET的控制和管理被在无线节点之中分配。MANET节点协作来实现安全和路由功能。
MANET可实现不同类型的路由。基本类型的自组织路由算法为单跳和多跳。这些算法基于不同的链路层属性和路由协议。单跳MANET比多跳MANET简单，但是缺少多跳MANET的功能和灵活性。当将数据分组从源递送到直接无线传输范围之外的其目的地时，分组应经由一个或多个中间节点被转送。
由于MANET节点是移动的，所以射频(RF)链路可随着时间迅速并不可预知地改变。为了补偿业务和传播条件，当MANET节点移动时，这些节点动态地修改彼此之间的路由信息，从而形成新的网络拓扑结构。
有利地，MANET节点不仅可在移动自组织网络中操作，而且还可访问公众固定网络(例如蜂窝网络)。因为固定网络可被用于保持与已从MANET的其余节点行进了较远的MANET节点的联系，所以这种访问公众固定网络的能力提出了MANET节点的扩展的移动性的可能。
在现有技术中，IPv6协议的移动性支持特征已被利用以经由公众固定网络来保持与行进的MANET节点的联系。然而，这些方法要求至少一些IPv6协议的修改，这不总是可取的，并且有时是不可能的。
因此，在该技术中需要移动自组织网络中的扩展的移动性的改进的支持。具体地说，需要可避免修改IPv6协议的扩展的移动性的改进的支持。
发明内容
本发明介绍一种通过利用IPv6协议的移动性支持特征来支持移动自组织网络(MANET)中的扩展的移动性的设备及相关方法。示例性实施例可采用IPv6协议在固定网络上的移动性支持特征，而不需要IPv6协议的任何修改。
因此，为了解决现有技术的以上讨论的缺点，本发明的主要目的在于提供一种用于扩展MANET中的移动性的设备，包括1)IPv6控制器，用于产生IPv6代理服务器相邻通告；和2)连接到IPv6控制器的MANET控制器，用于当IPv6控制器代表行进的MANET节点产生IPv6代理服务器相邻通告时进行识别。MANET控制器响应于所述识别来(a)代表行进的MANET节点执行与MANET的代理服务器通信，并且(b)在MANET上发送来自IPv6代理服务器相邻通告的信息。
根据本发明的一个实施例，该设备起网关设备的作用，并且还包括对有线网络的第一接口和对无线网络的第二接口，第一接口连接到IPv6控制器，第二接口连接到MANET控制器。
根据本发明的另一实施例，MANET控制器通过以下两个步骤来响应于所述识别(a)代表行进的MANET节点执行与MANET的代理服务器通信，和(b)在MANET上发送来自IPv6代理服务器相邻通告的信息。
根据本发明的另一实施例，该信息还包括MANET打算用其与行进的MANET节点进行代理服务器通信的目的地址信息。
根据本发明的另一实施例，MANET控制器将IPv6代理服务器相邻通告封装在MANET等级的分组中来响应所述识别。
在着手进行以下的本发明的详细描述之前，阐述本发明文档通篇使用的某些词语和短语的定义可能是有利的术语“包括”及其派生词意思是无限制的包括；术语“或”是包含性的，意思是和/或；短语“与...相关联”和“与其关联”及其派生词可意味着包括、被包括在...内、与...互连、包含、被包含在...内、连接到或与...连接、与...可通信、与...协作、交织、并列、近似于、被绑定到或与...绑定、具有、具有...的属性等；术语“控制器”是指控制至少一个操作的任何装置、系统或其部分，这样的装置可以以硬件、固件或软件、或它们的至少两种的一些组合来实现。应该注意的是，与任何特定控制器相关联的功能可在本地或者远程地集中或分布。某些词语和短语的定义被通篇提供在本发明文档中，本领域的技术人员应该理解，在如果不在大多数情况下也是在许多情况下，这样的定义适用于这样定义的词语和短语的先前以及将来的使用。
为了更完整地理解本发明及其优势，现在结合附图进行以下的描述，附图中相同的标号代表相同的部件图1示出根据本发明的示例性实施例的支持扩展的移动性的MANET的示例性实施例；图2示出根据本发明的原理的网关设备的示例性实施例；图3示出根据本发明的原理的MANET节点的示例性实施例；图4示出根据本发明的示例性实施例使用IPv6和固定网络资源来支持MANET节点的扩展的移动性；图5是更详细地示出图4的网络中的示例性操作的流程图；图6是示出根据本发明的原理可由图4的本地网络MANET节点执行的示例性操作的流程图；图7是示出本发明的示例性操作的流程图，其中，图4的本地网络MANET节点将信息发送到图4的行进的MANET节点；图8示出图7的MANET协议通信；和图9是示出本发明的示例性操作的流程图，其中，行进的MANET节点从扩展的移动性操作过渡回到正常的MANET操作。
具体实施例方式
以下讨论的图1至图9，以及用于描述此专利文档中本发明的原理的各种实施例仅被作为示例并且不应以任何方式被解释为限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，本发明的原理可被实现在任何合适地布置的移动自组织网络中。
图1示出根据本发明的原理的扩展的移动性MANET的示例性实施例。如图1中的虚线所示，在传统MANET中与多个其它MANET节点进行操作的MANET节点12可行进到其余MANET节点(一般地指示为11)的无线通信范围之外。然而，如果行进的MANET节点12可访问固定网络资源(一般地指示为15)，那么该行进的MANET节点12可经由网关设备13保持与其余MANET节点11的联系，该网关设备13在固定网络和其余MANET节点11之间建立接口。在一些示例性实施例中，网关设备13包含适当的功能来作为MANET网络中的一个MANET节点与其余MANET节点11操作。网关设备13还用作行进的MANET节点12的代理服务器，从而允许其余MANET节点11使用它们的传统MANET通信操作与行进的MANET节点12通信。
图2更详细地示出根据本发明的示例性实施例的图1的网关13。具体地说，网关13包括本地代理21、对有线网络的接口28、和对无线网络的接口29。本地代理21包括MANET资源22、端用户应用23、移动IPv6控制器24、TCP/UDP/IPv6栈25、和MANET路由协议(MARP)控制器27。MARP控制器27逻辑地被连接到移动IPv6控制器24(如虚线所示)以检测移动IPv6控制器24的某些操作。接口28使得TCP/UDP/IPv6栈25能够与一个或多个有线通信网络通信。接口29使得MARP控制器27能够与一个或多个无线通信网络通信。
图3示出图1的行进的MANET节点12和其余MANET节点11的示例性实施例。具体地说，MANET节点12(或11)包括MANET资源32、端用户应用33、移动IPv6控制器34、TCP/UDP/IPv6栈35、MANET路由协议(MARP)控制器37、对有线网络的接口38、和对无线网络的接口39。MARP控制器37逻辑地被连接到移动IPv6控制器34(如虚线所示)以检测移动IPv6控制器34的某些操作。接口38使得TCP/UDP/IPv6栈35能够与一个或多个有线通信网络通信。接口39使得MARP控制器37能够与一个或多个无线通信网络通信。
图4示出根据本发明的示例性实施例使用IPv6和固定网络资源来支持MANET节点的扩展移动性。具体地说，图4示出当诸如图3所示的MANET节点从本地网络行进到外地网络时的操作情况，在该本地网络中其余MANET节点在传统MANET中操作，该外地网络在本地网络中进行操作的传统MANET的通信范围之外。在图4的示例中，在外地网络中的行进的MANET节点被指示为MN，在本地网络中传统地操作的其余MANET节点被指示为CN1和CN2。此外，在图4中，网关的本地代理(也见图1和图2)被指示为HA。如图4所示，在行进的MANET节点已到达外地网络之后，传统技术被用于将绑定更新(BU)从行进节点的移动IPv6控制器发送到本地网络中的本地代理的移动IPv6控制器。该绑定更新可穿过例如在41的蜂窝(或其它固定)网络、接入路由器42、和有线数据网络43(例如互联网)。
本地代理内的移动IPv6控制器以传统方式处理绑定更新，该处理包括代表行进的MANET节点广播IPv6代理服务器相邻通告(NeighborAdvertisement)。如图4所示，当本地代理的移动IPv6控制器广播代理服务器相邻通告时，本地代理的MARP控制器进行识别。当本地代理的MARP控制器检测到该代理服务器相邻通告时，MARP控制器将行进的MANET节点的IP地址添加到在MARP控制器中维护的代理服务器列表，并且MARP控制器还发送代理服务器相邻通告的MANET等级的广播。在一些实施例中，MARP控制器通过将特殊的MARP头封装在携带代理服务器相邻通告的IP分组中来实现MANET等级的广播。以上参照图4描述的示例性操作在图5中被更详细地描述。
图5描述流程图50，其更详细地示出图4中的示例性操作。在行进的MANET节点(使用传统技术)发现它不再在其本地网络中之后，图5的操作开始。在步骤51，行进节点使用例如传统IPv6无状态或有状态自动配置为自身配置临时IP地址。在步骤52，利用传统的绑定更新向本地代理注册行进节点的临时IP地址。在步骤53，本地代理代表行进节点广播移动IPv6代理服务器相邻通告。在步骤54，本地代理的MARP控制器识别该代理服务器相邻通告。在步骤55，响应于代理服务器相邻通告的识别，MARP控制器检查该代理服务器相邻通告以从其确定行进节点的(永久)IP地址，并随后将该IP地址添加到MARP控制器的MARP代理服务器列表。其后在步骤56，MARP控制器例如通过将特殊的MARP头封装在携带代理服务器相邻通告的IP分组中来执行代理服务器相邻通告的MANET等级的广播。(如果MARP控制器从代理服务器相邻通告中确定的IP地址与MANET中的参与者不对应，那么MARP控制器可完全忽略该代理服务器相邻通告。)在步骤53由本地代理的移动IPv6控制器产生的代理服务器相邻通告起通告以下内容的作用，即本地代理的链路层地址为行进的MANET节点的本地地址。当本地代理中的MARP控制器在步骤56执行代理服务器相邻通告的MANET等级的广播时，行进的MANET节点的更新的本地地址被提供给本地网络中的其余MANET节点中的每个。这在图6中被一般地示出。
图6示出流程图60，其示出根据本发明的原理的可由图4的本地网络MANET节点执行的示例性操作。在图6中，其余MANET节点中的每个(也见图1和图4)在步骤61接收代理服务器相邻通告的MANET等级的广播。在步骤63，这些MANET节点中的每个根据该代理服务器相邻通告中的地址信息来更新其用于行进节点的地址信息。作为在步骤63地址更新的结果，从任何其余MANET节点发出并且打算递送到行进的MANET节点的任何分组将被引导向本地代理的链路层地址。
图7描述流程图70，其示出根据本发明的用于设立并执行从任何其余MANET节点到行进的MANET节点的通信的示例性操作。在步骤71，本地代理的MARP控制器从源MANET节点的MARP控制器接收MARP路由发现请求(RREQ)。在步骤72，本地代理中的MARP控制器确定在该RREQ中提及的目的节点IP地址是否在MARP控制器的MARP代理服务器列表中。如果不在，那么本地代理在步骤71等待下一MARP路由发现请求。如果在步骤72目的节点在本地代理MARP控制器的代理服务器列表中，那么如在步骤73所示，本地代理MARP控制器代表行进的MANET节点将代理服务器MARP路由发现应答(RREP)发送到源MANET节点的MARP控制器。其后，在步骤74，从源MANET节点到行进的MANET节点的IP分组被路由到本地代理。在步骤75，本地代理MARP控制器将接收的IP分组转送到本地代理移动IPv6控制器，该移动IPv6控制器使用行进的MANET节点的临时IP地址依次将转送的IP分组用隧道送到行进的MANET节点。
再次参照图2，例如通过MARP控制器27将其从源MANET节点接收的IP分组转送到移动IPv6控制器24，可实现在步骤74和步骤75的操作。依靠行进节点先前已执行的绑定更新(也见图4和图5)，使用行进节点的临时IP地址，移动IPv6控制器24可使用传统技术来将接收的IP分组用隧道送到行进节点。
图8一般类似于图1和图4。图8示出以上参照图7描述的MARP路由发现请求和MARP路由发现应答。在图8的示例中，如由虚线81一般所示，留在本地网络中的MANET节点CN2发送用于行进的MANET节点MN的传统MARP路由发现请求RREQ。如由虚线83一般所示，本地代理HA通过代表行进的MANET节点MN发送代理服务器MARP路由应答RREP来响应该路由发现请求RREQ。
图9描述流程图90，其示出当行进的MANET节点行进回到其余MANET节点的范围内的位置来重新开始MANET内的传统参与时根据本发明可被执行的示例性操作。在步骤91，行进节点使用传统移动IPv6功能例如经由路由器通告检测出它已返回到它的本地网络。在步骤92，行进节点的移动IPv6控制器使用传统移动IPv6功能来多点传送未经请求的相邻通告。在步骤93，行进节点的MARP控制器识别由行进节点的移动IPv6控制器产生的多点传送的相邻通告。在步骤94，行进节点的MARP控制器例如通过将特殊的MARP头封装在携带相邻通告的IP分组中来执行多点传送的相邻通告的MANET等级的广播。
在步骤95，在本地代理的MARP控制器接收相邻通告的MANET等级的广播。在步骤96，在本地代理的MARP控制器检查该相邻通告以从其确定(原来)行进节点的IP地址，并从MARP控制器的MARP代理服务器列表中除去该IP地址。从而，作为用于原来行进的MANET节点的代理服务器的本地代理被脱离，该原来行进的MANET节点现在已返回到在其中使用传统操作的MANET。
再次参照图6，其中在步骤61和步骤63示出的操作可由响应于在图9中的步骤94示出的MANET等级的广播的每个MANET节点执行。从而，每个MANET节点可在步骤63执行地址更新，从而恢复原来行进的现在已返回到MANET的MANET节点的正确的地址。
如前述描述中所展示的，本发明采用传统移动IPv6协议的操作来提供MANET中的扩展的移动性而不需要移动IPv6协议的任何修改。
尽管已用示例性实施例描述了本发明，但是各种改变和修改可被建议给本领域的技术人员。其意图在于，本发明包含落入权利要求的范围内的这样的改变和修改。
权利要求
1.一种用于扩展移动自组织网络中的移动性的设备，包括IPv6控制器，用于产生IPv6代理服务器相邻通告；和连接到所述IPv6控制器的移动自组织网络控制器，用于当所述IPv6控制器代表行进的移动自组织网络节点产生IPv6代理服务器相邻通告时进行识别，其中，所述移动自组织网络控制器通过代表行进的移动自组织网络节点执行与移动自组织网络的代理服务器通信来响应所述识别。
2.如权利要求1所述的设备，其中，所述移动自组织网络控制器通过在移动自组织网络上发送来自IPv6代理服务器相邻通告的信息来响应所述识别。
3.如权利要求2所述的设备，其中，所述设备起网关设备的作用并且还包括对有线网络的第一接口和对无线网络的第二接口。
4.如权利要求3所述的设备，其中，所述第一接口连接到所述IPv6控制器，所述第二接口连接到所述移动自组织网络控制器。
5.如权利要求4所述的设备，其中，所述信息还包括移动自组织网络打算用其与行进的移动自组织网络节点进行代理服务器通信的目的地址信息。
6.如权利要求5所述的设备，其中，所述移动自组织网络控制器通过将IPv6代理服务器相邻通告封装在移动自组织网络等级的分组中来响应所述识别。
7.一种用于扩展移动自组织网络中的移动性的设备，包括输入装置，用于接收指示移动的移动自组织网络节点已产生IPv6相邻通告的信息；和移动自组织网络控制器，连接到所述输入装置并响应于所述信息的接收从而在移动自组织网络上发送来自IPv6相邻通告的信息。
8.如权利要求7所述的设备，还包括设置在所述移动的移动自组织网络节点中的IPv6控制器，其用于产生所述IPv6相邻通告，所述IPv6控制器被连接到所述输入装置，并且设置在所述移动的移动自组织网络节点中的所述输入装置和所述移动自组织网络控制器与所述IPv6控制器在一起。
9.如权利要求7所述的设备，其中，所述输入装置用于接收IPv6相邻通告，并且所述移动自组织网络控制器用于将IPv6相邻通告封装在移动自组织网络等级的分组中。
10.如权利要求7所述的设备，其中，所述输入装置还能够从源移动自组织网络节点接收对于目的移动自组织网络节点的路由发现请求，并且所述移动自组织网络控制器通过代表目的移动自组织网络节点将代理服务器移动自组织网络路由发现应答发送到源移动自组织网络节点来响应路由发现请求。
11.如权利要求10所述的设备，其中，所述移动自组织网络控制器响应于路由发现请求来确定目的移动自组织网络节点是否先前已被确定需要与移动自组织网络进行代理服务器通信。
12.如权利要求10所述的设备，其中，所述移动自组织网络控制器在发送代理服务器移动自组织网络路由发现应答之后是可操作的，代表目的移动自组织网络节点进一步进行与源移动自组织网络节点的代理服务器通信。
13.如权利要求10所述的设备，其中，所属设备被实现为网关设备。
14.一种扩展移动自组织网络中的移动性的方法，包括以下步骤识别代表行进的移动自组织网络节点产生的IPv6代理服务器相邻通告；和响应于识别的步骤，执行以下两个步骤或者之一，(a)代表行进的移动自组织网络节点执行与移动自组织网络的代理服务器通信，和(b)在移动自组织网络上发送来自IPv6代理服务器相邻通告的信息。
15.如权利要求14所述的方法，还包括响应于识别的步骤，将行进的移动自组织网络节点添加到代理服务器列表的步骤。
16.如权利要求14所述的方法，其中，发送的步骤包括将IPv6代理服务器相邻通告封装在移动自组织网络等级的分组中的步骤。
17.如权利要求14所述的方法，其中，所述信息包括移动自组织网络打算用其与行进的移动自组织网络节点进行代理服务器通信的目的地址信息。
18.如权利要求14所述的方法，还包括以下步骤从源移动自组织网络节点接收对于目的移动自组织网络节点的路由发现请求；和响应于路由发现请求的接收，代表目的移动自组织网络节点将代理服务器移动自组织网络路由发现应答发送到源移动自组织网络节点。
19.如权利要求18所述的方法，还包括该步骤响应于路由发现请求，确定目的移动自组织网络节点是否先前已被确定需要与移动自组织网络进行代理服务器通信。
20.如权利要求18所述的方法，还包括该步骤，在发送的步骤之后，代表目的移动自组织网络节点进一步执行与源移动自组织网络节点的代理服务器通信。
全文摘要
通过使用固定网络资源来支持在行进的移动自组织网络(MANET)节点和MANET的其余部分之间的MANET等级的通信，MANET中的移动性可被扩展。IPv6协议被用在固定网络资源上来支持MANET等级的通信，并且IPv6协议的移动性支持特征被采用而不用修改IPv6协议。
文档编号H04L12/28GK1770719SQ20051011704
公开日2006年5月10日 申请日期2005年10月31日 优先权日2004年10月29日
发明者R·达吉 莫罕, 高瑞·尚卡·拉玛尼瑞尔曼 申请人:三星电子株式会社