基于服务来选择自组网络的领导节点的制作方法

专利名称：基于服务来选择自组网络的领导节点的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及无线通信，并且具体涉及形成结构化网络，该 结构化网络将服务提供给结构化网络中的节点。
背景技术：
自组网络(ad hoc network)是自形成网络，其包括可以在具有或 不具有任何固定基础结构的情况下来运行的多个节点，并且在一些情
形中，自组网络是完全由移动节点所形成的。自组网络典型地包括通 过一个或多个逻辑链路(例如，无线电频率通信信道)来无线地互连 的多个地理上分布的、潜在的移动节点。节点可以是固定的或移动的， 并且可以在有或没有基于基础结构或有线网络的支持的情况下，经由 无线介质来相互通信。当现有节点在自组网络内移动时，当新节点加 入或进入自组网络时，或是当现有节点离开或退出自组网络时，这些 节点之间的逻辑链路可以以随意的方式来动态变化。当两个节点位于 直接通信范围内时，单跳逻辑链路才能在这两个节点之间存在。无论 何时一组单跳逻辑链路可以用于在节点之间构建路径时，多跳逻辑链
路才能在两+节点之间存在。这样的多跳逻辑链路是即刻连贯 (coherent)的(例如，所有的单跳链路同时存在)或是延期连贯的(例 如，所有单跳链路被预期或已经在一个时间段内存在)。
节点典型地包括自组接口，例如IEEE 802.1 l接口，其在自己的自 组网络中连续扫描其它节点，以允许"基于邻近"的通信。例如，当 处于相互之间的通信范围内时，当两个节点到处移动时，这些节点可 以进行通信。节点可以在网络内运行于至少两种不同的模式中自组 模式和基础结构模式。在基础结构模式中，从移动节点到接入点(AP)或其它基站(即
具有基础结构连接的特殊节点)典型地仅使用一个通信跳。例如，IEEE 802.11协议假定特定移动节点在任意给定时刻，可以依靠在附近存在的 其它节点或接入点(AP)。例如，基于IEEE 802.11的协议假定因特网 接入点(AP)的可用性，该因特网接入点(AP)对网络中的节点提供 到在例如因特网或其它基础结构上的不同服务的接入。
自组网络可以在不存在或存在诸如基站或无线局域网(WLAN) 接入点(AP)之类的基础结构部件的情况下运行。在自组模式中，在 不涉及基础结构的情况下，源节点和目的地节点之间的通信可以是局 部位于节点之间的逻辑链路上的单跳或多跳。在该上下文中，有时也 将这类节点称为对等节点或对等体。可以使用有时称为服务发现或对 等体发现的过程，这样特定节点就能识别另一个节点何时处于其附近。
一些自组网络提供中央领导节点(有时称为"根节点"或"簇首")， 例如，其执行关联和鉴权，并且在网络内，增强用于其客户端节点的 路由。"结构化自组网络"指具有领导节点并实施很多自组路由协议 之中的至少一个的自组网络。根据"结构化网络"的具体类型，领导 节点可以或可以不连接到局域网(LAN)。
在目前的网络中，当结构化自组网络的第一领导节点进入提供对 第一领导节点不能接入的服务(例如，回程)的接入的(结构化网络 的)第二领导节点的通信范围之内时，与第一领导节点相关联的客户 端节点不能跳过第一领导节点来获得对第二领导节点所提供或供给的 服务(例如回程)的接入。


附图用于进一步说明各种示例性实施例并解释都是根据本发明的 各种原理和有利点。图1 A是在第 一 时刻上的示例性通信网络的框图1B是在第二时刻上的图1A的示例性通信网络的框图2是示例性节点的框图3是示出根据本发明的一些实施例，将对由另一个领导节点所提 供的期望服务的接入提供给领导节点的客户端节点的示例性技术的流 程图4是示出根据本发明一些实施例所使用的问候消息(Hello message)的示例性实施的数据结构；
图5是示出根据本发明一些示例性实施例所使用的问候消息的示 例性实施的数据结构；
图6是示出根据一个示例性实施，当领导节点从作为领导节点转换 成作为增强型客户端(EC)，以及与该领导节点相关联的客户端节点 获得对由另一个领导节点所提供的期望服务的接入时所交换的消息的 消息流向图；禾口
图7是示出根据一个示例性实施，当增强型客户端(EC)节点检 测到其不再处于领导节点的通信范围之内，并且还恢复其作为领导节
点的作用时所交换的消息的消息流向图。
技术人员将理解，是为了简明而示出附图中的元素，而且没有对 其按比例绘制。例如，为了有助于增进对本发明的实施例的理解，图 中一些元素的尺寸可能相对其它元素夸大了 。
具体实施例方式
在详细描述根据本发明的实施例之前，应当理解，实施例主要是 在于，关于将对由另一个领导节点所提供(直接或间接)的期望服务 的接入提供给领导节点的客户端节点的方法步骤和装置组件的组合。 因此，在附图中合适的地方通过常规符号表示了装置部件和方法步骤， 仅仅显示了那些与理解本发明的实施例相关的具体细节，以使得不会 用那些对于受益于这里描述的本领域的普通技术人员所显而易见的细 节而使本公开难以理解。应当理解，此处描述的本发明的实施例是由一个或多个常规处理 器和唯一存储的程序指令组成的，唯一存储的程序指令控制一个或多 个处理器结合特定非处理器电路来实施如此处所述、将对由另一个领 导节点所提供(直接或间接)的期望服务的接入提供给领导节点的客 户端节点的功能的部分、大多数或所有。非处理器电路可以包括但不 限于无线电接收机、无线电发射机、信号驱动器、时钟电路、电源 电路、和用户输入设备。依此，这些功能可以被解释为用于将对由另 一个领导节点所提供(直接或间接)的期望服务的接入提供给领导节 点的客户端节点的方法的步骤。替代性地，部分或所有功能可以由不 具有存储程序指令的状态机来实现，或是实现在将每个功能或特定功 能的一些组合实施为定制逻辑的一个或多个专用集成电路(ASIC)中。 当然，可以使用两种方法的组合。所以，这里已经描述了用于这些功 能的方法和装置。另外，预计到， 一名普通技术人员，尽管可能存在 由例如可用时间、当前技术、和经济上的考虑促使其进行重大努力和 很多设计选择，但是当由此处所公开的概念和原理所导引，将能够以
最少的试验来轻易地产生这样的软件指令和程序及ic。
在本文档中，关系术语，诸如第一和第二等，可以仅用于将一个 实体或动作与另一实体或动作区别开来，而不必要求或暗指这些实体 或动作之间的任何实际这种关系或顺序。术语"包括"、"包括着"、 或其任何其它变形，意欲涵盖非排它性包括，因此，包括元素列表的
过程、方法、物件、或装置不仅包括这些元素，还可以包括未明确列 出或者对这类过程、方法、物件、或装置所固有的其它元素。之前为
"包括...一个"的元素，在没有更多限制的情况下，排除在包括该元 素的过程、方法、物件、或装置中存在其它相同的元素。这里使用词 语"示例性"意指"作用为示例、实例、或说明"。不必将此处作为
"示例性"描述的任何实施例解释为相对于其它实施例是优选的或更 有利的。在本具体描述中描述的所有实施例是提供的示例性实施例， 以使得本领域的技术人员可以制造或使用本发明，并且不限制由权利
8要求所限定的本发明的范围。 定义
如此处所用，术语"自组网络"指由无线链路所连接的节点的自 配置网络，无线链路的联合形成任意拓扑。
如此处所用，术语"接入点(AP)"指连接到局域网(LAN)的 设备，其使得远程无线节点能够与LAN通信。AP将无线通信设备连接 到一起以形成无线网络。在很多情形中，AP连接到有线网络，并且可 以在无线设备和有线设备之间中继数据。在一个实施中，AP可以包括 智能接入点GAP) 。 IAP区别于常规AP之处在于，IAP实施基于自组 按需距离矢量(AODV)的路由协议，诸如网状可扩展路由(MSR)协 议，例如在标题为"System and Method for Decreasing Latency in Locating Routes Between Nodes in a Wireless Communication Network"， 转让给本发明的受让人的美国专利7， 061, 925 B2中公开的，其所有内 容以引用方式合并于此。
如此处所用，术语"结构化网络"指具有中央领导节点(LN)的 网络。根据"结构化网络"的具体类型，LN可以或可以不连接到局域 网(LAN)。如此处所用，术语"结构化自组网络"指具有领导节点 (LN)的自组网络。"结构化自组网络"典型地实施与LN工作的很多 自组路由协议之中的至少一个。
如此处所用，"领导"节点指网络中对于定义的节点组的通信业 务会聚于其的节点。领导节点负责提供有助于定义网络层级的关键网 络服务。领导节点可以是启用了形成网络的功能的任何节点。例如， 领导节点可以执行关联/鉴权，并可以增强网络内的路由。领导节点可 以将对与形成网络无关但是为其它节点所期望的服务的接入提供和/或 供给其它节点。领导节点还可以指示系统中的哪些其它节点提供期望服务。
9如此处所用，术语"期望服务"用于指由一个领导节点提供和/或 供给(直接或间接地)给不提供该服务的另一领导节点的客户端节点 的服务。"期望服务"的示例可以包括例如基础结构接入、无线或 有线回程链路、域名服务器(DNS)、鉴权服务、视频服务器(包括 视频归档能力的视频服务器)、媒体服务器、基于位置的服务(多个)、 诸如即时消息服务器(IMS)的消息服务器、进入另一网络的网关
(lxEVDO/IMS，计划25)、呼叫控制器(例如，在无线一键通服务 环境中参加或控制服务器)等。
如此处所用，术语"增强型客户端"节点指在结构化自组网络中 的节点，其具有成为领导节点的能力。同样，在某些情形中，领导节 点可以转变成作为增强型客户端节点。
概述
本发明包括用于向客户端节点提供成为不同结构的网络的一部分 的能力的技术，这样客户端节点可以具有对由另一个领导节点所提供 的期望服务的接入。在具体描述这些技术之前，这里描述了示例性结 构的自组通信网络(图1A和1B)以及在该示例性自组通信网络中使用 的示例性节点(图2)的简要描述。
图1A是在第一时刻的示例性通信网100的框图。自组通信网络100 包括多个节点lll、 112、 121-126，每个都具有无线中继器和路由能力， 还包括领导节点119、 128。
在图1A所示的该特定示例中，领导节点119和领导节点128是接入 点(AP)，诸如智能接入点(IAP)。领导节点119是还包括多个第一 客户端节点lll、 112的自组网络的一部分。在自组网络中，领导节点 119将服务提供给客户端节点111、 112。在该特定示例中，领导节点128 是还包括多个第二客户端节点121-126的结构化自组网络的一部分，并且一旦领导节点119进入领导节点128的附近或"通信范围"，领导节 点128就能够将期望服务(多个)提供给自组网络中的第一客户端节点 111、 112。
节点lll、 112、 121-126可以支持对等通信，而不需要有线基础结 构或其它网络。节点lll、 112、 121-126可以是能够传送和接收分组化
音频、视频和/或数据信息的无线设备。以下在图2中描述了示例性节点 中的一些部件，诸如处理器、发射机、接收机和天线。在任何特定的 时刻，节点可以是固定的或移动的，并且可以包括被配置为通过无线 信道来进行通信的设备。可以将节点实施为多种设备中的任何一种， 包括但不限于具有外部或内部无线调制解调器的个人计算机(PC)、 PC卡、紧凑型闪存、诸如蜂窝电话或个人数字助理(PDA)的无线通 信设备。在一个实施中，无线设备包括也可称为移动站(MS)、移动 设备(ME)或用户设备(UE)的移动无线收发装置。
节点lll、 112、 121-126可以经由无线载波频率来传送信息分组， 根据在网络100中所使用的多址接入方案，无线载波频率中的每个均包 括一个或多个无线通信信道。
节点lll、 112、 121-126也可以与诸如AP 119、 128的基础结构部 件通信，该基础结构部件典型地但并非必须地耦合到有线网络(未示 出)，并且可以提供一个或多个音频、视频和/或数据信息源。AP119、 128可以是节点、基站、或与IEEE 802.11标准或其它局域网(WLAN)
标准兼容的其它无线接入点等。
自组通信网络100可以实现路由智能，该路由智能典型地分布于节 点lll、 112、 121-126之中以有助于改进整体网络性能。在自组网络IOO 中，去往或来自节点lll、 112、 121-126的通信可以相互"跳跃"以到 达网络中的其它节点lll、 112、 121-126。换言之，邻近的节点可以利 用自组空中接口从附近的节点接收传输，并将这些传输中继到其它节点，包括接入点或具有去往其它有线或无线网络的链路的节点。
当对服务的接入是所期望的的时候，来自节点lll、 112、 121-126 的通信可以跳到AP。尽管在图l中没有示出，但是应当理解，对本领域 的普通技术人员来说，节点lll、 112、 121-126还可以经由无线载波频
率与诸如基于蜂窝的网络之类的广域网(WAN)(未示出)来传送信 息分组，根据在基于蜂窝的网络中所使用的多址接入方案，无线载波 频率中的每个均包括一个或多个无线通信信道。
每个节点lll、 112、 119、 121-126和128可以通过定期传送通告或 广告消息(例如，信标消息、问候消息、或用于通告节点存在的其它 状态消息等)来将自己的存在广告给其它节点。在该描述中，术语通 告消息、广告消息和问候消息可互换地使用。而每个节点可以识别其 邻居节点，并维持靠近该节点的邻居节点列表。如此处所用，"邻居 节点"是离该节点一跳距离的节点，这样这些节点可以相互通信。随 着网络拓扑的变化，特定节点的邻居列表也动态变化。在图1A所示的 特定时刻，领导节点119具有两个邻居节点-节点111、 112。
如上所述，特定节点的邻域拓扑可以随时间快速变化。具体而言， 因为很多节点是移动的，故可以离开特定节点的可操作无线电频率 (RF)范围，所以在特定节点的操作范围内的邻居节点可以经常变化。 其它邻居节点可以是固定的或不动的，并且因此不离开可操作的RF范 围。特定节点的"可操作RF范围"(即在邻域拓扑内)包围距特定节 点足够近的那些固定或移动节点，因此节点之间的信号强度强到足够 在节点之间进行协调动作(例如，数据传输动作)。另外，可以如下， 特定节点本身是移动的，并且随着其从一个位置移到另一位置，其遇 到新的邻域拓扑，形式为邻近固定和移动节点的部分新的组或完全新 的组。随着特定移动节点进入一个区域，例如，其将听到或遇到来自 邻近或邻域内的其它节点的业务。这种相遇还将把关于特定移动节点 从其听到的邻居节点的信号强度信息提供给特定移动节点，所述信号强度信息能够包括例如接收信号强度指示(RSSI)和误码率(BER)。 图1A和1B说明了网络100中节点的移动性，以及邻居节点拓扑在不同时 刻是如何变化的。
图1B是在第二时刻的图1A的示例性通信网100的框图。在第一时 间(图1A)和第二时间(图1B)之间流逝的时间段内， 一些节点相对 彼此已经移动，使得领导节点119现在位于领导节点128的通信范围之 内。当领导节点119检测到领导节点128时，领导节点119可以将领导节 点128的存在通知给客户端节点111、 112，包括将领导节点128可以提 供的服务提供给客户端节点lll、 112。
图2是示例性节点200的框图。节点200包括处理器201、包括发 射机电路203和接收机电路205的收发机202、天线206、用于存储由处 理器201执行的操作指令的程序存储器209、缓冲存储器211、以及一个 或多个通信接口213。尽管未示出，为将信息分组间歇地从发射机电路 203提供给天线206，以及从天线206提供给接收机电路205，节点200还 优选地包括天线开关、双工器、环形器、或其它高隔离装置(未示 出)。节点200优选地是至少包含图2所示的所有元素的集成单元，以 及节点200用来执行其特定电功能所必需的任何其它元素。替代性地， 节点200可以包括适当互连的单元或设备的集合，其中这类单元或设备 执行的功能等效于节点200的元素所执行的功能。
处理器201优选地包括一个或多个微处理器、微控制器、DSP (数 字信号处理器)、状态机、逻辑电路、或基于操作或编程指令来处理 信息的任何其它一个或多个设备。这类操作或编程指令优选地是存储 在程序存储器209之中。程序存储器209可以是包含任何形式的RAM(随 机存取存储器)或ROM (只读存储器)的IC (集成电路)存储器芯片， 软盘、CD-ROM (光盘只读存储区)、硬盘驱动、DVD (数字视频盘)、 闪存卡、外部订户识别模块(SIM)卡或用于存储数字信息的任何其它 介质。本领域的普通技术人员将意识到，当处理器201的一个或多个功
13能是由状态机或逻辑电路来执行之时，包含对应操作指令的存储器209
可以嵌入到状态机或逻辑电路内。以下详细描述由处理器201和节点 200的其它元素所执行的操作。
发射机电路203和接收机电路205使得节点200能够将信息分组传 送到其它节点并从其它节点获取信息分组。在此方面，发射机电路203 和接收机电路205包括启用无线通信信道上的数字或模拟传输的适当 的常规电路。发射机电路203和接收机电路205可以通过自组联网空中 接口 (例如，蓝牙、IEEE 802.11、 IEEE 802.15等)来操作。
发射机电路203和接收机电路205的实施取决于节点200的实施。例 如，可以将发射机电路203和接收机电路205实施为适当的无线调制解 调器、或双向无线通信设备的常规发射和接收部件。在将发射机电路 203和接收机电路205实施为无线调制解调器的情形下，调制解调器可 以在节点200内部或可以插入到节点200中(例如，嵌入在个人计算机 存储卡国际协会(PCMCIA)卡上实施的无线射频调制解调器之中)。 根据已知技术，对于无线通信设备，将发射机电路203和接收机电路205 优选地实施为无线设备硬件和软件体系结构的一部分。本领域的一名 普通技术人员将意识到，可以将发射机电路203和/或接收机电路205的 大部分(如果不是全部)的功能实施在诸如处理器201的处理器中。然 而，为了有利于更好的理解，此处人为地划分了处理器201、发射机电 路203、和接收机电路205。
如果与邻近设备的通信是在该网络通信的频带之外的频带中，则 接收机电路205能够从至少一个频带和选择性的多个频带接收RF信号。 接收机电路205可以选择性地包括第一接收机和第二接收机，或包括能
够在两个或更多频带中接收的一个接收机。根据操作模式，可以调谐 接收机电路205来接收例如蓝牙或无线局域网(WLAN)，诸如IEEE 802.11,的通信信号。收发机202包括至少一套发射机电路203。至少一 个发射机203可以是能够传送到潜在地处于多个频带之中的多个设备。
14天线206包括用于在包含无线载波频率的频率范围内，辐射和接收 电磁能量的任何已知或已开发的结构。
根据本发明，缓冲存储器211可以是任何形式的易失性存储器，例 如RAM，并用于临时存储接收到的信息分组。
图3是示出根据本发明的一些实施例，将对由另一领导节点128所 提供的期望服务的接入提供给领导节点119的客户端节点111、 112的示 例性技术300的流程图。
在该示例性实施例中，领导节点119向客户端节点111、 112提供服 务(多个)，但是不提供领导节点128可以提供或供给给客户端节点111、 112的一种或多种期望服务或具有对其的接入。领导节点119定期通过 一个或多个无线信道扫描来自其它领导节点的通报消息(例如，问候 消息)。
在步骤310，当领导节点119进入领导节点128的通信范围时，领导 节点119检测到领导节点128。如此处所用，术语"通信范围"用于指 无线网络中的RF通信范围或覆盖区域。例如，在一个实施中，当领导 节点119进入领导节点128的通信范围内时，领导节点119通过无线信道 从领导节点128接收第一通告消息。除其它以外，该第一通告消息包括 领导节点128的能力信息。如此处所用，术语"能力信息"指关于由领 导节点提供或供给给其它节点的服务或应用的信息。领导节点119可以 分析领导节点128的能力信息，并且除其它之外，确定领导节点128具 有对期望服务的接入。在一个实施中，可以在通告消息的服务字段的 掩码中广告可用的服务。例如，节点可以相对其自身的掩码来检查每 个通告消息的掩码。当节点确定掩码不同于其自身的掩码时，其可以 做出适当的动作。在步骤320，领导节点119基于领导节点128的能力，决定建立到领 导节点128的路由，以将对期望服务的接入提供给客户端节点lll、 112。 这种基于服务的路由建立决定不同于在自组路由协议，诸如基于AODV 的路由协议、动态源路由(DSR)协议等，中所使用的路由建立技术， 因为路由发现不是由试图将数据发送给领导节点的节点所触发的。例 如，AODV路由协议的算法仅在源节点请求路由时在节点之间创建路 由，赋予网络允许节点随意进入和离开网络的灵活性。只要数据分组 在从源到目的地的路径上行进，路由就仅保持活动。当源停止发送分 组时，该路径将超时并关闭。
在步骤330，领导节点119建立到领导节点128的路由。例如，在一 个实施中，领导节点119可以将绑定请求消息传送给领导节点128，该 绑定请求消息包括用于领导节点119和领导节点119的客户端节点111、 112的关联信息。绑定请求消息将领导节点119关联到领导节点128，并 且与802.11网络中的802.11介质访问控制(MAC)关联请求相类似，该 802.11介质访问控制(MAC)关联请求源自客户端去往AP以令AP知晓 客户端的存在。 一旦领导节点128鉴权了领导节点119 (如果必要)， 则领导节点119将关于客户端节点111、 112的客户端节点信息发送给领 导节点128。
在步骤340，领导节点119禁用领导节点119提供给客户端节点111、 112的领导节点功能，并启用领导节点119上的增强型客户端(EC)功 能，这样领导节点119成为继续将其服务(多个)提供给客户端节点111、 112的EC节点。
在步骤350，领导节点119将领导节点128的期望服务接入能力广告 给领导节点119的客户端节点111、 112，以将对期望服务(多个)的接 入提供给客户端节点lll、 112。例如，在一个实施中，领导节点119可 以传送包括领导节点128的MAC地址的第二通告消息、领导节点119就 要转变成作为增强型客户端(EC)节点的指示、以及领导节点128现在
16可以到达并可供使用以将对期望服务的接入提供给领导节点119的客
户端节点lll、 112的指示。
例如，在一个实施中，第二通告消息包括问候消息，诸如以下图5
所示，该问候消息可以包括标志，其指示领导节点128正将对期望服务 的接入提供给客户端节点lll、 112，并且领导节点119就要转变成作为 增强型客户端(EC)节点。在以下将要详细描述的图5所示的实施中， 用符号N标注该标志。当被设定后，该通告消息的"N标志"指示新的 领导节点是可用的并且当前领导节点就要转变为增强型客户端(EC)。 这将指示客户端节点使用第二领导节点的MAC地址来更新其路由表， 并且还将EC 119作为到第二领导节点的下一跳来使用。
当另一领导节点(未在图1A或1B中示出)到达EC119的通信范围 之内时，该领导节点可以变为EC本身或者将其服务(如同领导节点) 提供给与EC 119相关联的客户端节点111、 112。
在步骤360， EC 119定期检査或确定其仍处于领导节点128的通信 范围之内。例如，在一个实施中，EC 119可以确定其是否继续从领导 节点128接收信号，诸如通告消息、问候消息或信标信号，以确定其是 否仍处于领导节点128的通信范围之内。如果EC 119确定其仍处于领导 节点128的通信范围之内，则过程300在步骤370等待之后跳回到步骤 360。
在步骤360，如果EC 119确定其不再处于领导节点128的通信范围 之内(例如，停止从领导节点128接收消息或信号)，则在步骤380， EC 119启用提供给客户端节点111、 112的领导节点功能，以恢复其作 为领导节点的状态，并且禁用领导节点119的增强型客户端(EC)功能。 在步骤3卯，领导节点119传送包括领导节点119的MAC地址的第三通告 消息、指示期望服务对客户端节点lll、 112不再可用的指示、以及指 示领导节点119就要从增强型客户端(EC)节点转变为领导节点119的
17指示。领导节点119继续以将对领导节点119的服务(多个)的接入提
供给客户端节点lll、 112。例如，在一个实施中，第三通告消息可以 包括问候消息，例如在图5中所示并在以下详细描述的。在该实施中， 除其它信息以外，问候消息包括标志，其指示期望服务对客户端节点 111、 112不再可用，并且领导节点119就要从作为增强型客户端(EC) 节点转变成作为领导节点119。代替漫游回领导节点128所领导的结构 化网络120,客户端节点lll、 112可以决定保留结构化网络110的一部 分(例如，客户端节点lll、 112可以决定与领导节点119留在一起)。
现在将参照图4来描述通告或"问候"消息的数据结构400。可以 修改数据结构400，使得图5的通告或"问候"消息可以与本发明的一 个示例性实施相结合来使用。
图4是示出根据本发明一些实施例所使用的问候消息的示例性实 施的数据结构400。例如，问候消息可以与诸如上面引用的自组网状可 扩展路由(MSR)协议相结合来使用。
问候消息包括规定桥接协议的版本号的版本号字段410、规定消 息类型的类型字段420、规定到领导节点的跳数的到领导节点的跳字段 430、规定用于路由到领导节点的下一跳邻居的MAC地址的到领导节点 的下一跳地址字段440、规定与到领导节点的路由相关联的路由度量的 路由度量字段450、保留供将来使用的标志(多个)字段460、当被声 明时意指路由答复(RREP)是来自领导节点的I字段470、指示桥接领 导节点的类型的T字段480、以及规定领导节点的MAC地址的领导节点 MAC地址字段490。在路由上的每一跳上都更新路由度量字段450 (例 如每一跳加到路由度量)。将路由度量计算为跳数、沿路径的成功率、 当前信号强度等的函数。在一个实施中，可以用标志字段460来广告可 从特定节点获取的服务。例如，可在通告消息的字段460中的掩码之中 广告可从特定节点获取的服务。这样，节点可以相对其自身的掩码来 检査每个通告消息的掩码。当节点确定该掩码不同于其自身的掩码时，
18该节点可以做出适当的动作。
图5是示出根据本发明一些示例性实施例所使用的问候消息的示
例性实施的数据结构500。修改的问候消息包括一些与图4的问候消息
相同的字段，并且为了简化，不再描述这些字段。修改的问候消息还
包括标志字段560中的N标志582以及新的领导节点MAC地址595。当N 标志582的状态处于第一状态时，N标志582可以用于指示新的领导节 点是可用的，当前领导节点就要转变为增强型客户端，并且客户端节 点使用新的领导节点的MAC地址来更新其路由表，以及还使用旧的领 导节点作为到新的领导节点的下一跳。当N标志582的状态处于第二状 态时，N标志582可以用于指示期望服务对新领导节点的客户端节点 不再可用，并且增强型客户端(EC)节点就要恢复成作为用于客户端 节点的领导节点(或从作为增强型客户端(EC)节点转变成作为新的 领导节点)。
图6和7示出当不具有到期望服务的接入的领导节点619与具有到 期望服务的接入的新的领导节点628相遇的示例性情形。如以下将参照 图6所描述的，领导节点619从作为领导节点转换为作为增强型客户端 (EC)节点，并且与领导节点619相关联的客户端节点611、 612将最终 具有经由领导节点628对期望服务的接入。如以下将参照图7所描述的， 当节点619离开领导节点628的通信范围时，节点619从作为增强型客户 端(EC)节点转换回作为领导节点619。此时，客户端节点611、 612 将不再具有经由领导节点628对期望服务的接入。
图6是示出根据一个示例性实施，当领导节点619从作为领导节点 转换成作为增强型客户端(EC)，以及与该领导节点619相关联的客户 端节点611、 612获得对由另一领导节点628所提供的期望服务的接入时 所交换的消息的消息流向图。在图6所示的示例性实施中，类似AODV 的按需协议(例如，自组按需距离矢量(AODV) 、 (RFC 3561)、 动态源路由(DSR)(因特网草案)等)用作为自组路由协议，用来一旦检测到提供对期望服务(例如回程服务)的接入的领导节点628，则
在节点619、 628之间建立路由。
在该示例中，领导节点619可以是在指挥车附近提供局部覆盖的节 点(例如，其在用作为移动操作基地的车中具有无线网络)。在该示 例中，领导节点628具有对期望服务的接入并且将此在其通告消息(例 如问候消息)之中进行指示。
领导节点628定期传送可以由处于(或最终进入到)其通信范围内 的其它领导节点所接收的问候消息。这在步骤652-656中示出。当领导 节点619进入领导节点628的范围之内，并从领导节点619接收了固定多 个问候消息时，其开始转变为增强型客户端(EC)节点的过程。EC节 点具有局域网并且是客户端，但不执行领导节点的功能。
在步骤656，领导节点619最终接收了这些问候消息中的一个，并 用此来检测领导节点628的存在。除了其它信息以外，问候消息包括关 于包括领导节点628的能力的信息，该信息包括关于领导节点628可以 提供或供给给其它节点的服务的信息。
在步骤658，领导节点619将路由请求(RREQ)分组传送给领导节 点628以建立到领导节点628的路由。在步骤660， 一旦接收到路由请求 (RREQ)分组，领导节点628可以将路由答复(RREQ)分组发送给领 导节点619以建立到领导节点628的路由。
一旦在领导节点619和领导节点628之间建立了路由，在步骤662， 领导节点619将授权请求消息传送给领导节点628，并且在步骤664,如 果领导节点628决定将对期望服务的接入批准给领导节点619及其客户 端节点611、 612，则领导节点628可以将授权批准消息传送给领导节点 619。领导节点628还可以在批准对由领导节点628所提供或供给的任何 服务的接入之前，对领导节点619进行鉴权。在步骤666，节点619将问候消息传送给客户端节点611，指示领导 节点628的MAC地址、领导节点628是可用的新的领导节点，并且节点 619已经转换为EC节点619。在步骤668，客户端节点611将该问候消息 转发给客户端节点612。接收该问候消息的客户端节点611、 612将领导 节点619用作为到领导节点628的下一跳来更新到新领导节点628的路 由。在接收该问候消息之后，客户端节点假定节点619是增强型客户端 (EC)节点，并且其领导现在是领导节点628。 EC节点619停止发出 其自身的通告消息，并将由领导节点628发出的通告(问候)消息转发 给客户端节点611、 612。客户端节点6U、 612不将路由发现消息发送 给领导节点628。
在步骤670，节点619将到628的绑定请求消息发送给领导节点628。 绑定请求消息包括在节点619的绑定表中的所有MAC地址。所以，新的 领导节点628学习网络中的所有客户端节点611、 612。在步骤680，节 点619禁用其"领导"节点功能，启用增强型客户端功能，将适当的消 息发送给领导节点628和客户端节点611、 612，并且从"领导"节点转 换为继续提供某些服务(多个)给客户端节点611、 612的增强型客户 端节点619。
在步骤682，客户端节点611将授权请求消息发送给EC节点619， 并且在步骤684， EC节点619可以将授权请求消息转发或中继给领导节 点628。在步骤686，如果领导节点628决定将对期望服务的接入批准给 EC节点619及其客户端节点611、 612，则领导节点628可以将授权批准 消息传送给EC节点619。在步骤688， EC节点619然后可以将授权批准 消息转发或中继给客户端节点611。尽管图6没有示出，但是可以对客 户端节点612采取类似的处理，使得客户端节点612可以被批准接入。 在一个实施中，领导节点628还可以在批准对由领导节点628所提供或 供给的任何服务的接入之前，对客户端节点611、 612进行鉴权。
21在步骤690，领导节点628将EC节点619接收并转发或中继的问候 消息传送客户端节点611，而且尽管未示出，传送给客户端节点612。
图7是示出根据一个示例性实施，当增强型客户端(EC)节点检 测到其不再处于领导节点的通信范围之内，并且还恢复其作为领导节 点的作用时所交换的消息的消息流向图700。
如上所述，领导节点628定期将问候消息传送给处于(或最终进入) 其通信范围内的其它领导节点。当EC节点619确定其已经离开领导节点 628的通信范围时(例如，如步骤652-656所示，在特定时间间隔停止接 收特定数量的通告消息)，EC节点619转变回到作为执行领导节点功能 的领导节点。在步骤758，领导节点619将问候消息传送给客户端节点 611，以指示节点619是新的领导节点619。到客户端节点611的问候消 息指示领导节点619的MAC地址、领导节点628不再可用、以及领导 节点619已经转换回领导节点。在步骤760， 一旦接收到问候消息，则 客户端节点611可以将该问候消息转发或中继给客户端节点612。接收 该问候消息的客户端节点611、 612更新到领导节点619的路由，将领导 节点628从路由中去除。在接收到该问候消息之后，客户端节点假定其 领导现在是领导节点619。领导节点619开始将其自身的通告消息向外 发送给客户端节点611、 612。
在步骤770，节点619启用其领导节点功能、禁用EC功能、并转换 回用于客户端611、 612的领导节点并且又开始向客户端节点611、 612 提供服务(多个)。
在步骤772，客户端节点611将路由请求消息(RREQ)消息传送给 领导节点619。在步骤774，客户端节点619将路由答复消息(RREQ) 传送给客户端节点611。在步骤776，客户端节点612将路由请求消息 (RREQ)消息传送给客户端节点612。在步骤778，客户端节点611将 路由答复消息(RREQ)传送给客户端节点612。在步骤780，客户端节点611将授权请求消息传送给领导节点619。 在步骤782，领导节点619将授权答复消息传送给客户端节点611。
在步骤784，客户端节点612将授权请求消息传送给客户端节点 611，并且在步骤786，客户端节点611将授权请求消息转发给领导节点 619。在步骤788，领导节点619将授权答复消息传送给客户端节点611， 并且在步骤790，客户端节点611将授权答复消息转发给客户端节点 612。
示例性应用
在一个示例性应用中，此处描述的技术可以应用于事故现场(IS) 的环境中，其中指挥车具有提供对指挥车附近客户端的覆盖的第一领 导节点。
在该情形中，第一领导节点向自组网络的客户端节点提供更多的 结构。第一领导节点可以有助于减少和/或最小化路由发现开销，通过 提供用于关联信息的中央位置来实现自组网络的轻松管理，并且相对 在自组网络中必须做的客户端-客户端鉴权，可以使得对节点的鉴权更 加简单。第一领导节点可以扫描来自其它领导节点的通告消息。
当指挥车进入具有对期望服务(例如回程或基础结构)的接入的 另一 "新的"领导节点的范围时，第一领导节点通过经由无线信道接 收具有新领导节点的能力信息的通告消息，来无线地检测新领导节点 的存在，并且可以决定将对期望服务的接入提供给其客户端节点。第 一领导节点可以建立到新领导节点的路由、鉴权，并将其所有客户端 信息发送给新领导节点。
第一领导节点可以发送指示其就要转变成作为增强型客户端 (EC)节点以及新领导节点是可用的通告消息。可以将新领导节点的
23MAC地址与关于新领导节点是可用的以及第一领导节点就要转变成作 为增强型客户端(EC)节点的指示一起包括在通告消息之中。
在此情形中，当第一领导节点进入具有对期望服务的接入的新领 导节点的范围之内时，第一领导节点可以动态地将其功能切换为增强 型客户端(EC)，并且停止作为其附近的其客户端节点的领导节点。
第一领导节点可以将通告消息发送给其客户端节点来指示新领导节点
是可用的；客户端节点随后可以用新领导节点的地址来更新其路由表， 并且还使用EC作为到新领导节点的下一跳。
在以上说明中，已经描述了本发明的特定实施例。然而，本领域 的一名普通技术人员会理解，在不偏离如以下权利要求所述的本发明 范围的前提下，可做出各种修改和改变。因此，说明和附图被认为是 说明性的而不是限制性意义的，并且意欲将所有这类修改都包括在本 发明的范围之内。益处、优点、问题的解决方案，以及可导致任何益 处、优点、或解决方案来发生或变得更明显的任何元素都不被解释为 任何或所有权利要求的关键、必需的、或基本的特性或元素。本发明 仅通过所附权利要求，包括本申请待决期间所做的任何修改，以及如 发布的那些权利要求的所有等效内容，来进行定义。
权利要求
1. 一种方法，包括在将至少一种服务提供给客户端节点并且不具有对期望服务的接入的第一领导节点上，当所述第一领导节点进入第二领导节点的通信范围时，检测具有对至少一种期望服务的接入的所述第二领导节点；以及在所述第一领导节点上，将所述第二领导节点的期望服务接入能力广告给所述第一领导节点的所述客户端节点，以将期望服务接入提供给所述客户端节点。
2. 如权利要求l所述的方法，进一步包括当所述第一领导节点检测到所述第二领导节点的存在时，禁用由 所述第一领导节点对所述第一领导节点的客户端节点所提供的领导节 点功能；以及当所述第一领导节点检测到所述第二领导节点的存在时，在所述 第一领导节点上启用增强型客户端(EC)功能，使得所述第一领导节 点成为继续将所述服务提供给所述客户端节点的EC节点。
3. 如权利要求l所述的方法，其中在不具有对期望服务的接入的 第一领导节点上，当所述第一领导节点进入所述第二领导节点的通信 范围时，检测具有对期望服务的接入的所述第二领导节点，包括当所述第一领导节点进入所述第二领导节点的通信范围时，在所 述第一领导节点上，经由无线信道从所述第二领导节点接收通告消息， 其中所述通告消息包括所述第二领导节点的能力信息；在所述第一领导节点上分析所述第二领导节点的所述能力信息；以及基于所述能力信息，确定所述第二领导节点具有对所述期望服务 的接入。
4. 如权利要求3所述的方法，其中所述通告消息包括第一通告消 息，并且其中在所述第一领导节点上，将所述第二领导节点的期望服 务接入能力广告给所述第一领导节点的所述客户端节点，以将期望服 务接入提供给所述客户端节点，包括从所述第一领导节点传送第二通告消息，其中所述第二通告消息 包括指示所述第一领导节点就要转变成为增强型客户端(EC)节点并 且所述第二领导节点正将对所述期望服务的接入提供给所述第一领导节点的所述客户端节点的指示。
5. 如权利要求3所述的方法，进一步包括在所述第一领导节点上，基于对由所述第二领导节点所提供的所述期望服务的接入，决定建立到所述第二领导节点的路由；建立从所述第一领导节点到所述第二领导节点的路由；将绑定请求消息从所述第一领导节点传送到所述第二领导节点，其中所述绑定请求消息将所述第一领导节点关联到所述第二领导节 点；在所述第二领导节点上，对所述第一领导节点进行鉴权；以及 将关于所述客户端节点的客户端节点信息从所述第一领导节点传 送到所述第二领导节点。
6. 如权利要求4所述的方法，其中所述第二通告消息包括问候消 息，所述问候消息包括所述第二领导节点的MAC地址。
7. 如权利要求6所述的方法，其中所述问候消息包括标志，所述 标志指示所述第二领导节点正将对所述期望服务的接入提供给所述 客户端节点并且所述第一领导节点就要转变成为增强型客户端(EC) 节点。
8. 如权利要求2所述的方法，进一步包括当所述第一领导节点确定所述第二领导节点不再处于所述第一领导节点的通信范围之内时，启用由所述第一领导节点对所述第一领导 节点的客户端节点所提供的领导节点功能；以及当所述第一领导节点确定所述第二领导节点不再处于所述第一领 导节点的通信范围之内时，在所述第一领导节点上，禁用增强型客户 端(EC)功能。
9. 如权利要求l所述的方法，进一步包括在所述第二领导节点上，将对所述期望服务的接入提供给所述第 一领导节点的所述客户端节点。
10. —种将至少一种服务提供给客户端节点并且不具有对期望服 务的接入的节点，所述节点包括处理器，被配置为当所述第一领导节点进入第二领导节点的通信 范围时，检测具有对至少一种期望服务的接入的所述第二领导节点的 存在；以及发射机，被配置为将广告消息传送给所述第一领导节点的所述客 户端节点，其中所述广告消息包括指示所述第二领导节点正将对所述 期望服务的接入提供给所述客户端节点的指示。
全文摘要
提供用于基于由特定领导节点所提供或供给的服务来形成网络的技术。网络中的客户端节点可以基于由特定领导节点所提供或供给的期望服务来选择特定领导节点。客户端节点可以成为不同结构化网络的一部分，使得客户端节点可以具有对由特定领导节点直接或间接提供的期望服务的接入。
文档编号H04B1/16GK101512914SQ200780033605
公开日2009年8月19日 申请日期2007年8月23日 优先权日2006年9月11日
发明者拉曼迪普·阿胡亚, 苏伦德尔·库马尔, 马克·D·西伯恩 申请人:摩托罗拉公司