BRPI0711413A2 - sistema e método para distribuir informação de erro de proxying em redes sem fio - Google Patents

Abstract

SISTEMA E METODO PARA DISTRIBUIR INFORMAçAO DE ERRO DE PROXYING EM REDES SEM FIO. é provido um sistema e método para distribuir informação de erro de proxying em redes sem fio. O mesmo inclui associar um nó proxy com um nó não roteável; enviar um pacote de dados a partir de um nó iniciador para o nó proxy para entrega ao nó não roteável; determinar por intermédio do nó proxy que o dispositivo não roteável se dissociou do nó proxy; enviar uma mensagem de erro de proxy a partir do nó proxy para o nó iniciador para informar ao nó iniciador que o nó não roteável não mais é solicitado pelo nó proxy; e iniciar um processo de descoberta de rota para o dispositivo não roteável por intermédio do nó iniciador.

Description

SISTEMA E MÉTODO PARA DISTRIBUIR INFORMAÇÃO DE ERRO DE PROXYING EM REDES SEM FIO

Campo da Invenção

A presente invenção se refere geralmente às redes de comunicação sem fio e especificamente ao roteamento de dados em uma rede de comunicação sem fio.

Antecedentes

Uma rede sem fio baseada em infra-estrutura inclui tipicamente uma rede de comunicação com portais fixos e cabeados. Muitas redes sem fio baseadas em infra-estrutura empregam uma unidade móvel, ou hospedeira, a qual se comunica com uma estação base fixa que é acoplada a uma rede cabeada. A unidade móvel pode se deslocar geograficamente enquanto em comunicação através de um link sem fio com a estação base. Quando a unidade móvel se desloca para fora do alcance de uma estação base, ela pode se conectar ou "handover" com uma nova estação base e começar a se comunicar com a rede cabeada através de uma nova estação base.

Em comparação com as redes sem fio baseadas em infra- estrutura, tal como as redes celulares ou redes de satélite, redes ad-hoc são redes de autoformação que podem operar na ausência de qualquer infra-estrutura fixa, e em alguns casos a rede ad-hoc é formada completamente de nós móveis. Uma rede ad-hoc inclui tipicamente algumas unidades potencialmente móveis, geograficamente distribuídas, algumas vezes referidas como "nós", que são conectadas sem fio umas às outras mediante um ou mais links (por exemplo, canais de comunicação de radiofreqüência). Os nós podem se comunicar uns com os outros através de meios sem fio sem o suporte de uma rede baseada em infra-estrutura ou cabeada. Links ou conexões entre esses nós podem mudar dinamicamente de uma forma arbitrária à medida que os nós existentes se deslocam dentro da rede ad-hoc, quando novos nós se unem ou 5 entram na rede ad-hoc, ou quando os nós existentes deixam ou saem da rede ad-hoc.

Uma característica dos nós é que cada nó pode se comunicar diretamente por um curto alcance com os nós que estão a um único "salto" de distância. Tais nós algumas vezes são referidos como "nós vizinhos". Quando um nó transmite pacotes para um nó de destino e os nós são separados em mais do que um salto (por exemplo, a distância entre dois nós excede a faixa de transmissão de rádio dos nós, ou uma barreira física está presente entre os nós), os pacotes podem ser retransmitidos por intermédio de nós intermediários ("múltiplos saltos") até que os pacotes alcancem o nó de destino. Em tais situações, cada nó intermediário encaminha os pacotes (por exemplo, informação de dados e controle) para o próximo nó ao longo da rota, até que os pacotes alcancem o seu destino final. Para retransmitir pacotes para o próximo nó, cada nó deve manter informação de roteamento coletada através de conversação com nós vizinhos. A informação de roteamento também pode ser periodicamente difundida na rede para refletir a topologia de rede atual. Alternativamente, para reduzir a quantidade de informação transmitida para manter informação exata de roteamento, os nós de rede podem permutar informação de roteamento apenas quando for necessário. Em uma abordagem conhecida como Roteamento Escalonável de Malha (MSR), os nós enviam periodicamente mensagens HELLO (por exemplo, uma vez por segundo) que contém informação de roteamento e métrica associada a cada rota. Os nós móveis utilizam informação extraída a partir das mensagens HELLO para decidir a forma mais eficiente de realizar handoff.

Uma rede de malha sem fio é um agrupamento de nós ou dispositivos sem fio organizados de uma maneira descentralizada para prover estação de alcance mediante permissão para que os rádios sejam alcançados através de múltiplos saltos. Uma grande rede pode ser realizada mediante uso de pontos de acesso inteligentes (IAP) , de nós de infra-estrutura, os quais proporcionam canal de transporte de retorno sem fio para os nós sem fio. Múltiplos IAP podem ser conectados ao mesmo segmento de rede de área local (LAN) para prover canal de transporte de retorno cabeado.

Tecnologias anteriores proporcionam métodos e sistemas para rotear quadros de dados em uma rede sem fio na qual os nós são capazes de encontrar uns aos outros mesmo se eles não participarem diretamente no roteamento. Nessas tecnologias, dispositivos roteáveis enredados na rede proporcionam o serviço de proxy para os dispositivos não roteáveis, não enredáveis, e representam aqueles dispositivos não enredáveis associados a eles para rotear os dados na rede para alcançar o destino. A exatidão da informação proxy é crucial para roteamento dos quadros de dados corretamente para os dispositivos não-roteáveis.

Quando o dispositivo não enredado muda o ponto de ligação na rede sem fio, é desejável informar à rede sobre essa mudança, especialmente o nó o qual está se comunicando com o dispositivo não-enredado remotamente. Descrição Resumida das Figuras

As figuras anexas, onde numerais de referência semelhantes se referem a elementos idênticos, ou de funcionalidade similar, por todas as vistas separadas, e que em conjunto com a descrição detalhada abaixo são incorporados e formam parte do relatório descritivo, servem para ilustrar adicionalmente as várias modalidades e para explicar os vários princípios e vantagens, todos de acordo com a presente invenção.

A Figura 1 é um diagrama de blocos de uma rede de comunicação sem fio ad-hoc exemplar.

A Figura 2 é um diagrama de blocos ilustrando um exemplo de um nó móvel empregado na rede mostrada na Figura 1.

A Figura 3 é um diagrama de blocos ilustrando uma tabela de proxy e uma tabela de roteamento para uso dentro do nó móvel da Figura 2.

A Figura 4 ilustra um Formato de Pacote de DADOS de Malha exemplar de acordo com algumas modalidades da presente invenção.

A Figura 5 ilustra um Formato de Pacote de DADOS de Malha exemplar de acordo com algumas modalidades da presente invenção.

A Figura 6 ilustra um formato de pacote de referência de erro proxy para uso dentro da rede da Figura 1 de acordo com algumas modalidades da presente invenção.

As Figuras 7 a 10 ilustram uma operação exemplar de uma rede de acordo com algumas modalidades da presente invenção.

Aqueles versados na técnica considerarão que os elementos nas figuras são ilustrados para simplicidade e clareza e não foram necessariamente traçados em escala. Por exemplo, as dimensões de alguns dos elementos nas figuras podem ser exageradas em relação a outros elementos para ajudar a aperfeiçoar o entendimento das modalidades da presente invenção.

Descrição Detalhada

Antes de descrever em detalhe as modalidades que estão de acordo com a presente invenção, deve ser observado que as modalidades residem principalmente em combinações de etapas de método e componentes de aparelho relacionados à distribuição de informação de rede de proxying em redes sem fio. Conseqüentemente, os componentes de equipamento e etapas do método foram representados onde apropriado por símbolos convencionais nos desenhos, mostrando apenas aqueles detalhes específicos que são pertinentes para o entendimento das modalidades da presente invenção de modo a não obscurecer a revelação com detalhes que serão facilmente evidentes para aqueles de conhecimento comum na técnica tendo o benefício da presente descrição.

Nesse documento, termos relacionais, tal como: primeiro e segundo; superior e inferior, e semelhantes podem ser usados apenas para distinguir uma entidade ou ação de outra entidade ou ação sem necessariamente exigir ou implicar qualquer relação real ou ordem entre tais entidades ou ações. Os termos: "compreende", "compreendendo", ou qualquer variação dos mesmos; pretendem cobrir uma inclusão não-exclusiva, de tal modo que um processo, método, artigo ou equipamento que compreende uma lista de elementos não inclui apenas aqueles elementos, mas pode incluir outros elementos não-relacionados expresssamente ou inerentes a tal processo, método, artigo, ou equipamento. Um elemento precedido por "compreende um" não, sem mais limitações, impede a existência de elementos idênticos adicionais no processo, método, artigo, ou equipamento que compreende o elemento.

Será considerado que modalidades da invenção descritas aqui podem ser compreendidas de um ou mais processadores convencionais e instruções de programa armazenadas, singulares, que controlam o um ou mais processadores para implementar, em conjunto com certos circuitos de não- processador, algumas, a maioria, ou todas as funções de distribuir informação de erro de proxying em redes sem fio aqui descritas. Os circuitos de não-processador podem incluir, mas não são limitados a um receptor de rádio, um transmissor de rádio, acionadores de sinal, circuitos de clock, circuitos de fonte de energia, e dispositivos de entrada de usuário. Como tal, essas funções podem ser interpretadas como etapas de um método para realizar a distribuição de informação de erro de proxying em redes sem fio. Alternativamente, algumas ou todas as funções poderiam ser implementadas por uma máquina de estado que não tem instruções de programa armazenadas, ou em um ou mais circuitos integrados de aplicação específica (ASICs), nos quais cada função ou algumas combinações de algumas das funções são implementadas como lógica especial.

Evidentemente, uma combinação das duas abordagens poderia ser usada. Assim, métodos e meios para essas funções foram descritos aqui. Adicionalmente, espera-se que aqueles de conhecimento comum na técnica, apesar de esforço possivelmente significativo e muitas opções de modelo, motivadas, por exemplo, pelo tempo disponível, tecnologia atual, e considerações econômicas, quando orientadas pelos conceitos e princípios aqui revelados, serão facilmente capazes de gerar tais instruções de software e programas e ICs com mínimo experimento.

A presente invenção provê métodos e sistemas para informar um nõ de fonte e/ou um ou mais nós intermediários ao longo de uma rota em torno de uma mudança de ponto de ligação de um nó de destino o qual é um dispositivo não- enredado.

A presente invenção inclui a geração de um pacote de erro de proxy (PERR) a partir de um dispositivo enredado de destino para informar um dispositivo enredado de origem que um nó terminador não-enredado não é proxied pelo dispositivo enredado de destino conhecido. O PERR inclui um endereço de dispositivo enredado iniciador, um endereço de dispositivo enredado de destino, e um endereço de dispositivo não-enredado terminador deslocado. O pacote PERR atualiza as tabelas de proxy no dispositivo enredado de origem e dispositivos intermediários ao longo da rota. Portanto, a informação de proxy obsoleta é purgada de uma forma oportuna.

A Figura 1 é um diagrama de blocos ilustrando um exemplo de uma rede de comunicação 100 empregando uma modalidade da presente invenção. Para fins de ilustração, a rede de comunicação 100 compreende uma rede de comunicação sem fio ad-hoc. Por exemplo, a rede de comunicação sem fio ad-hoc pode ser uma rede de arquitetura de malha habilitada (MEA) ou uma rede 802.11 (isto é, 802.11a, 802.11b, 802.llg, ou 802.lis). Será considerado por aqueles de conhecimento comum na técnica que a rede de comunicação 100 de acordo com a presente invenção pode compreender alternativamente qualquer rede de comunicação empacotada.

Por exemplo, a rede de comunicação 100 pode ser uma rede utilizando protocolos de dados de pacote tal como TDMA (acesso múltiplo por divisão de tempo), GPRS (Serviço de Rádio de Pacote Geral) e EGPRS (GPRS Otimizada).

Conforme ilustrado na Figura 1, a rede de comunicação 100 inclui vários nós móveis 102-1 a 102-n (referidos geralmente como nós 102 ou nós móveis 102 ou dispositivos móveis de comunicação 102) e podem, mas não têm que incluir uma rede fixa 104 tendo uma pluralidade de pontos de acesso inteligentes (IAP) 106-1, 106-2, ...106-n (referidos geralmente como nós 106 ou pontos de acesso 106) , para prover nós 102 com acesso à rede fixa 104. A rede fixa 104 pode incluir, por exemplo, uma rede de acesso local de núcleo (LAN), e vários servidores e roteadores de portal para prover nós de rede com acesso a outras redes, tal como outras redes ad-hoc, uma rede de telefonia pública comutada (PSTN) e a Internet. A rede de comunicação 100 inclui ainda uma pluralidade de roteadores fixos 107-1 a 107-n (referido geralmente como nós 107 ou roteadores fixos 107 ou dispositivos de comunicação fixos 107) para rotear pacotes de dados entre outros nós 102, 106 ou 107. Observa-se que para as finalidades dessa invenção, os nós discutidos acima podem ser referidos coletivamente como "nós 102, 106 e 107", ou simplesmente "nós" ou alternativamente como "dispositivos de comunicação".

Como pode ser considerado por aqueles versados na técnica, os nós 102, 106 e 107 são capazes de se comunicar uns com os outros diretamente, ou por intermédio de um ou mais de outros nós 102, 106 ou 107 operando como um roteador ou roteadores para pacotes sendo enviados entre os nós.

A Figura 2 é um diagrama eletrônico de blocos de uma modalidade de um dispositivo de comunicação 200 de acordo com a presente invenção. 0 dispositivo de comunicação 200, por exemplo, pode exemplificar um ou mais dos nós 102, 106, e 107 da Figura 1. De acordo com algumas modalidades da presente invenção, o dispositivo de comunicação 200 pode ser um dispositivo roteável de malha ou alternativamente pode ser um dispositivo não-roteável não-enredado. Conforme ilustrado, o dispositivo de comunicação 200 inclui uma antena 205, um transceptor (ou modem) 210, um processador 215, e uma memória 220.

A antena 205 intercepta os sinais transmitidos a partir de um ou mais nós 102, 106, 107 dentro da rede de comunicação 100 e transmite os sinais para um ou mais nós 102, 106, 107 dentro da rede de comunicação 100. A antena 205 é acoplada ao transceptor 210, o qual emprega técnicas convencionais de demodulação para receber e transmitir os sinais de comunicação, tais como sinais empacotados, para e a partir do dispositivo de comunicação 2 00 sob o controle do processador 215. Os sinais de dados empacotados podem incluir, por exemplo, informação de voz, dados ou multimídia, e sinais de controle empacotados, incluindo informação de atualização de nó. Quando o transceptor 210 recebe um comando a partir do processador 215, o transceptor 210 envia um sinal por intermédio da antena 2 05 para um ou mais dispositivos dentro da rede de comunicação 100. Em uma modalidade alternativa (não mostrada), o dispositivo de comunicação 200 inclui uma antena de recepção e um receptor para receber os sinais a partir da rede de comunicação 100 e uma antena de transmissão e um transmissor para transmitir os sinais para a rede de comunicação 100. Será considerado por aqueles de conhecimento comum na técnica que outros diagramas eletrônicos de bloco, similares, do mesmo tipo ou de um tipo alternativo podem ser utilizados para o dispositivo de comunicação 2 00.

IEEE 802.Ils recomenda [Exigências 802.lis] o uso de um cabeçalho de DADOS de MAC IEEE 802.11 para enviar pacotes nas redes sem fio de múltiplos saltos. Portanto o envio de pacotes de múltiplos saltos é feito na própria camada MAC e é transparente para as camadas superiores as quais vêem a malha 802. Ils como um único segmento LAN. Dispositivos os quais não estão enviando, capazes ou não- roteáveis (por exemplo, estações 802.11 (STAs)) são proxied pelos dispositivos roteáveis (por exemplo, um ponto de acesso (AP), capaz de roteamento). Tipicamente, o dispositivo roteável cuida do envio de pacotes em nome do dispositivo não-roteável. Isso elimina a necessidade de manter/executar quaisquer protocolos de roteamento nas estações finais e proporciona compatibilidade retroativa com o IEEE 8 02.11. Por exemplo, quando o nó 200 é um dispositivo roteável, o nó 200 pode incluir um gerenciador de roteamento 23 0 conforme ilustrado na Figura 2 para enviar os pacotes em nome das estações não-roteáveis dentro da rede 100. De acordo com a presente invenção, o processador 215 inclui o gerenciador de roteamento 23 0 para gerenciar o envio de pacotes dentro da rede de comunicação 100. Será considerado por aqueles de conhecimento comum na técnica que o gerenciador de roteamento 23 0 pode ser codificado para situação específica ou programado no nó 200 durante fabricação, pode ser programado pelo ar a partir de subscrição de assinante, ou pode ser uma aplicação transferível. Será considerado que outros métodos de programação podem ser utilizados para programar o gerenciador de roteamento 230 para o nó 200. Será considerado adicionalmente por aqueles versados na técnica que o gerenciador de rota 23 0 pode ser conjunto de circuitos de hardware dento do nó 200. De acordo com a presente invenção, o gerenciador de roteamento 23 0 pode estar contido dentro do processador 215 conforme ilustrado, ou alternativamente pode ser um bloco individual acoplado operativamente ao processador 215 (não mostrado).

Para realizar as funções necessárias do nó 200, o processador 215 e/ou o gerenciador de roteamento 230 são individualmente acoplados à memória 220, a qual inclui preferivelmente uma memória de acesso aleatório (RAM), uma memória de leitura (ROM), uma memória de leitura programável eletricamente apagável (EEPROM), e memória flash. A memória 220, de acordo com a presente invenção, inclui locais de armazenamento para o armazenamento de uma tabela de proxy 240, e uma tabela de roteamento 245. A memória 22 0 inclui ainda locais de armazenamento para o armazenamento de um ou mais endereços de identificação 23 5 tal como o endereço MAC do nó 200. Será considerado por aqueles de conhecimento comum na técnica que a memória 220 pode ser integrada dentro do nó 200, ou coletivamente, pode ser ao menos parcialmente contida dentro de uma memória externa, tal como um dispositivo de armazenamento de memória. 0 dispositivo de armazenamento de memória, por exemplo, pode ser um cartão de módulo de identificação de assinante (SIM). Um cartão SIM é um dispositivo eletrônico incluindo tipicamente uma unidade de microprocessador e uma memória adequada para encapsulação dentro do cartão de plástico flexível pequeno.

O cartão SIM inclui adicionalmente alguma forma de interface para comunicação com o nó 200.

De acordo com a presente invenção, roteamento de proxy, provê a capacidade de suportar dispositivos não- enredados se unindo a uma rede de malha. A ausência de um mecanismo para informar os nós de origem/intermediário sobre a mudança de ponto de ligação de um dispositivo não- enredado na rede pode levar a uma perda de pacote de dados dentro de uma rede. A presente invenção provê uma forma de informar os nós relacionados sobre a mudança de ponto de ligação de um dispositivo não-enredado.

Para auxiliar a descrever as várias modalidades da invenção, são providas as seguintes definições:

a. Dispositivo Enredado - Um dispositivo que pode seguir um protocolo sem fio padrão tal como IEEE 802.11 ou IEEE 802.15. Esses dispositivos são responsáveis pelo envio de pacotes para/a partir dos dispositivos proxy os quais são associados a ele.

b. Dispositivo Não-Enredado - Um dispositivo seguindo um protocolo sem fio padrão tal como IEEE 802.11 ou IEEE 802.15, mas não participando em qualquer tipo de roteamento.

Esses dispositivos são "proxied" pelos dispositivos enredados, os quais estabelecem rotas para os mesmos.

Um layout típico da tabela proxy 24 0 e da tabela de roteamento 24 5 mantido em cada dispositivo de roteamento tal como o nó 200 é ilustrado na Figura 3. A tabela de roteamento 24 5 e a tabela de proxy 24 0 são mantidas para identificar um dispositivo não-roteável e seus AP correspondentes (dispositivo roteável). Essas tabelas também podem ser combinadas para criar uma única tabela de envio.

A tabela de proxy 24 0 contém tipicamente uma entrada para cada dispositivo que é associado com o nó 200 (isto é, cada dispositivo que está sendo proxied pelo nó 200) . Um nó O também pode ter nós ou dispositivos associados com ele através de uma porta Ethernet cabeada ou através de algum outro protocolo cabeado/sem fio como o IEEE 802.15, Token Ring, ou semelhante como pode ser considerado por aqueles versados na técnica. Uma tabela de proxy 240 de um nó também pode conter entradas para dispositivos não-enredados que são associados com outros nós, mas utilizam esse nó como um nó intermediário para comunicação com outros dispositivos na rede. Cada entrada na tabela proxy 240 pode incluir uma ou mais das seguintes peças de informação:

• Endereço de controle de acesso ao meio de dispositivo (MAC) (se for usado esquema de endereçamento MAC). • Endereço IP de dispositivo (se for usado esquema de endereçamento IP)

• ID de dispositivo (se um esquema de endereçamento diferente de IP ou MAC for usado)

• Entrada Estática ou Dinâmica (isto é, se a entrada for estática ou dinâmica)

• Endereço AP associado (o endereço pode ser endereço MAC, endereço IP ou outro ID de dispositivo dependendo de qual esquema de endereçamento for usado - essa entrada é usada se o nó estiver mantendo informação de associação para os nós não-enredados, associados com outro AP. Isso é útil quando quatro (4) esquemas de endereçamento forem usados na rede)

• Tempo de expiração da entrada

De acordo com a presente invenção, dispositivos não- enredados são proxied pelos dispositivos enredados. Cada dispositivo enredado mantém a tabela de proxy 24 0 e a tabela de roteamento 245 como, por exemplo, ilustrado na Figura 3. A tabela de roteamento 245 mantém rotas para outros dispositivos enredados. O nó 200 atualiza sua tabela de roteamento 245 de modo a manter uma visão consistente e atualizada da rede. Quando a topologia de rede muda, os nós propagam as mensagens de atualização por toda a rede para manter informação de roteamento atualizada consistente sobre a rede inteira. Esses protocolos de roteamento variam no método pelo qual a informação de mudança de topologia é distribuída através da rede e o número de tabelas necessárias relacionadas ao roteamento.

O gerenciador de roteamento 23 0 do nó 2 00 consulta não somente a tabela de proxy 240 como também a tabela de roteamento 245 para determinar como enviar um pacote.

Um cabeçalho de DADOS de MAC de IEEE 802.11 inclui campos de endereço que podem ser utilizados para identificar os endereços MAC associados com o roteamento de vários pacotes de comunicação.

Conforme ilustrado na Figura 4, em uma implementação de quatro endereços da presente invenção, o quadro de dados 400 inclui quatro endereços em seu cabeçalho de dados 4 05 para indicar: (a) um endereço MAC iniciador 410 o qual é o endereço MAC do nó de fonte de quadro real; (b) um endereço MAC terminador 415 o qual é o endereço MAC do nó de destino de quadro real; (c) um endereço MAC de salto atual 420 (isto é, um endereço de transmissor (TA) em um cabeçalho 802.11) o qual é o nó de transmissão atual do quadro; e (d) um endereço MAC de próximo salto 425 (isto é, um endereço de receptor (RA) em um cabeçalho 802.11) o qual é o nó de recepção atual do quadro.

Conforme ilustrado na Figura 5, em uma implementação de seis endereços da presente invenção, o quadro de dados 500 inclui seis endereços em seu cabeçalho de dados 505 para indicar: (a) um endereço MAC iniciador 510 o qual é o endereço MAC do nó de origem de quadro real; (b) um endereço MAC terminador 515 o qual é o endereço MAC do nó de destino de quadro real; (c) um endereço MAC de origem/originador 520 o qual é o endereço MAC do nó de ingresso de malha para o quadro; (d) um endereço MAC de destino 525 o qual é o endereço MAC do nó de egresso de malha para o quadro; (e) um endereço MAC de salto atual 530 (isto é, um endereço de transmissor (TA) em um cabeçalho 802.11) o qual é o nó de transmissão atual do quadro; e (f) um endereço MAC de próximo salto 535 (isto é, um endereço de receptor (RA) em um cabeçalho 802.11) o qual é o nó de recebimento atual do quadro.

No caso onde um destino é um dispositivo não-roteável, se deve tomar cuidado especial no roteamento no próprio modelo de protocolo, de modo que nós intermediários após receber dois pacotes saibam para qual dispositivo roteável enviar o pacote. Isso é feito geralmente mediante uso da tabela de proxy 240 em cada dispositivo roteável. No caso onde o destino é um dispositivo não-roteável, nós intermediários após recebimento do pacote utilizam suas tabelas de proxy 24 0 para identificar o dispositivo roteável proxied correspondente, e usam a tabela de roteamento para obter o próximo salto imediato para enviar o pacote de DADOS. Esse é o mecanismo geral de envio de pacotes utilizando um cabeçalho de MAC IEEE 802.11.

A tabela de proxy 24 0, por exemplo, na implementação de quatro endereços, é mantida para todos os dispositivos não-enredados conhecidos e seus dispositivos enredados associados (incluindo ele próprio). A tabela de proxy 24 0, por exemplo, na implementação de seis endereços, é mantida para os dispositivos não-enredados associados com ele próprio e dispositivos não-enredados se comunicando com ele próprio, ou com seus dispositivos não-enredados associados.

A presente invenção provê dois métodos alternativos para o envio de quadro de dados. Um método utiliza um esquema de quatro endereços e outro método utiliza um esquema de seis endereços.

No esquema de quatro endereços, a informação de proxy é distribuída para a rede ao longo das rotas ativas. Quando o quadro de dados 4 00 é enviado na rede, quatro endereços serão transportados no cabeçalho de quadros 4 05 conforme ilustrado previamente aqui na Figura 4. Cada nó ao longo da rota utilizará sua tabela de proxy 24 0 para mapear o nó terminador para seu nó enredado associado (o nó de destino enredado) , e obter o próximo nó de salto a partir de sua tabela de rota 245 utilizando o endereço de nó de destino enredado.

No esquema de seis endereços, a informação de proxy é mantida apenas pelo dispositivo enredado proxying diretamente o dispositivo não-enredado e os pontos de extremidade da rota na rede de malha. Quando o quadro de dados 500 é enviado na rede, seis endereços serão transportados no cabeçalho de quadro de dados 505 conforme ilustrado aqui previamente na Figura 5. Cada nó ao longo da rota obterá o endereço de nó de próximo salto a partir de sua tabela de rota 245 utilizando o endereço de nó de destino enredado.

Em ambos os esquemas, quando o nó terminador se afasta do dispositivo enredado de destino, os dispositivos enredados iniciador e de origem não terão conhecimento imediatamente dessa mudança. 0 dispositivo enredado de origem manterá o envio do tráfego de dados utilizando a rota existente para atingir o dispositivo enredado de destino e esperar que o dispositivo enredado de destino seja capaz de enviar o tráfego de dados para o nó terminador não-enredado. Contudo, nesse ponto o dispositivo enredado de destino não mais pode alcançar o nó terminador não-enredado. A presente invenção provê a geração de um pacote de erro de proxy (PERR) a partir do dispositivo enredado de destino para informar o dispositivo enredado de origem que o nó terminador não-enredado não é proxied pelo dispositivo enredado de destino conhecido. Conforme ilustrado na Figura 6, um pacote PERR 600 inclui um endereço de dispositivo enredado originador 605, um endereço de dispositivo enredado de destino 610, e um endereço de dispositivo não- enredado terminador deslocador 615. O pacote PERR 600 é unicast de volta para o dispositivo enredado de origem.

Estado Ad-Hoc:

Esquema de Seis Endereços

No esquema de seis endereços da presente invenção, cada nó mantém uma tabela de proxy para ele próprio e para os nós de comunicação. Quando o dispositivo enredado de destino recebe o pacote de dados, a partir do cabeçalho de seis endereços ele descobrirá que o destino real é o nó terminador não-enredado o qual estava associado com ele. Na situação onde o nó terminador se afastou, o dispositivo enredado de destino gera o PERR para informar que o nó terminador não pode ser alcançado através dele. O dispositivo enredado de destino colocará seu próprio endereço no campo de endereço de destino, copiará o endereço do dispositivo enredado de origem a partir do cabeçalho de pacote para o campo de endereço de dispositivo enredado de origem no PERR, e copiará o endereço do dispositivo terminador a partir do cabeçalho de pacote para o endereço de dispositivo não-enredado terminador no PERR.

O pacote PERR será unicast de volta para o dispositivo enredado de origem ao longo da rota reversa. Esquema de Quatro Endereços

No esquema de quatro endereços da presente invenção, cada nó na rede mantém a tabela de proxy para ele próprio, os nós com os quais esse dispositivo ou seus dispositivos proxied estão se comunicando, e outros nós utilizando o mesmo como o nó intermediário para o tráfego de envio.

Na tabela de proxy, cada entrada pode incluir uma ou mais das seguintes peças de informação:

• Endereço de dispositivo não-enredado,

• Endereço de dispositivo enredado indicando

que o dispositivo enredado ê proxying para o dispositivo não-enredado,

• Um registrador de tempo

Existem vários casos em que a tabela de proxy será atualizada, conforme será descrito abaixo.

Quando um dispositivo não enredado é associado com o dispositivo enredado, o dispositivo enredado criará uma entrada em sua tabela de proxy para esse dispositivo não- enredado, indicando que o dispositivo não-enredado é proxied por esse dispositivo enredado, e dá partida em um registrador de tempo de expiração para indicar a durabilidade da entrada ativa. Existem três casos em que a entrada pode ser invalidada:

• Se não houver atividade durante essa durabilidade de entrada ativa a partir do

dispositivo não-enredado, ou

• O dispositivo não-enredado é explicitamente dissociado do dispositivo enredado, ou

• O dispositivo enredado detecta que o dispositivo não-enredado não pode ser atingido através da realimentação de camada 2.

Em todos os tais casos, a entrada deve ser removida da tabela de proxy.

Um dispositivo roteável gera um pacote de Solicitação de Rota (RREQ) quando ele recebe um pacote para um destino desconhecido e/ou se o pacote for originado por ele próprio ou por algum dispositivo não-roteável proxied por ele próprio. Quando o dispositivo enredado recebe um RREQ, ele criará uma entrada para o dispositivo não-enredado originador na tabela de proxy se ela não existir. 0 dispositivo enredado copia o endereço originador na RREQ para o campo de endereço de dispositivo não-enredado, e copia o endereço de origem na RREQ para o campo de endereço de dispositivo enredado na nova entrada de tabela proxy, e inicia um registrador de tempo de expiração para indicar a durabilidade de entrada ativa.

Quando um nó recebe uma RREQ, ele consulta sua tabela de proxy assim como sua tabela de roteamento para verificar se ela é o destino do pacote RREQ ou o destino é atualmente proxied por ele próprio. Se qualquer uma das duas condições for verdadeira, o nó gera um pacote Resposta de Rota (RREP) e envia a mesma para a fonte. Quando um dispositivo enredado recebe uma RREP, ele criará uma entrada para o dispositivo não-enredado terminador na tabela de proxy se ela não existir. 0 dispositivo enredado copia o endereço terminador na RREP para o campo de endereço de dispositivo não-enredado, e copia o endereço de destino na RREP para o campo de endereço de dispositivo enredado na nova entrada de tabela proxy, e inicia um registrador de tempo de expiração para indicar a durabilidade de entrada ativa. Quando o dispositivo enredado envia o tráfego entre um par de dispositivos não-enredados, as durações de entrada de proxy para ambos os dispositivos não-enredados é estendida. Quando não há atividade para um dispositivo não- enredado durante a durabilidade de entrada ativa, a entrada de proxy deve ser retirada da tabela de proxy.

Quando o dispositivo enredado envia um pacote de quatro endereços para um nó de destino, ele verificará sua tabela de proxy e tabela de rota para identificar o tipo do nó de destino, isto é, o dispositivo enredado ou o dispositivo não-enredado. Casos exemplares são descritos abaixo:

Caso 1: 0 nó de destino está na tabela de proxy e o dispositivo enredado associado é o nó recebedor: o dispositivo enredado enviará então o pacote diretamente para o nó terminador;

Caso 2: 0 nó de destino está na tabela de proxy e o dispositivo enredado associado não é o nó recebedor: o dispositivo enredado enviará o pacote de dados de acordo com o esquema de envio de quatro endereços, e não gerará a PERR. Se a rota não estiver disponível para o dispositivo enredado de destino, então um Erro de Rota (RERR) para o dispositivo enredado de destino é gerado após regras de protocolo de roteamento padrão (isto é, regras de roteamento Vetor de Distância sob Demanda Ad-hoc (AODV); vide, por exemplo, C. Perkins, E. Belding-Royer, e S. Das, "RFC 3 561 - Ad hoc On-Demand Distance Vector (AODV) Routing"); • Caso 3: O nó de destino não é a tabela de proxy e também não está na tabela de rota: o dispositivo enredado gerará o PERR. O dispositivo verifica a tabela de proxy dos outros para obter o nó enredado de origem o qual é proxying para o dispositivo não-enredado originador. Na PERR, ele copia o endereço de nó terminador para o campo de endereço de terminação inatingível, coloca o endereço de nó enredado de origem no campo de dispositivo enredado de origem. A PERR é então unicast de volta para o dispositivo enredado de origem ao longo da rota reversa;

• Caso 4: O nó de destino não está na tabela de proxy, mas ele está na tabela de rota com entrada de rota válida: o nó envia o pacote de acordo com a informação de roteamento na tabela de rota;

• Caso 5: O nó de destino não está na tabela de proxy, mas está na tabela de rota com entrada de rota inválida: o nó gerará a RERR seguindo a regra de roteamento AODV. (Isto é, vide, por exemplo, C. Perkins, E. Belding-Royer, e S. Das, "RFC 3561 - Ad hoc On-Demand Distance Vector (AODV) Routing".)

Quando o nó intermediário recebe a PERR, ele atualiza sua tabela de proxy mediante remoção da entrada indicada pelo endereço de terminação inatingível. Quando o nó enredado de origem recebe a PERR, ele gera uma RREQ com o endereço terminador que é o mesmo endereço de terminação inatingível transportado na PERR. Estado da Infra-Estrutura:

Quando um Ponto de Acesso Inteligente (IAP) está presente na rede, podemos, por exemplo, seguir o estado de infra-estrutura de Roteamento Escalonável de Malha (MSR) para enviar o tráfego de dados.

Esquema de Seis Endereços:

No esquema de seis endereços, cada etapa para geração de envio de PERR deve ser idêntica a do esquema de seis endereços de estado ad-hoc. Adicionalmente, quando a rota reversa não está disponível, a PERR pode ser enviada para o IAP, e o IAP pode ser responsável pelo envio da PERR para o dispositivo enredado de origem indicado pelo campo de endereço de origem na PERR.

Esquema de Quatro Endereços:

No esquema de quatro endereços, cada etapa para a geração e envio de PERR é idêntica a do esquema de quatro endereços do estado ad hoc. Adicionalmente, quando a rota reversa não está disponível, a PERR pode ser enviada para o IAP, e o IAP pode ser responsável pelo envio da PERR para o dispositivo enredado de origem indicado pelo campo de endereço de origem na PERR.

Será considerado por aqueles de conhecimento comum na técnica que no esquema de quatro endereços no estado de infra-estrutura, inicialmente quando não há rota para o destino, o dispositivo enredado de origem envia os dados para o IAP. A presente invenção inclui opcionalmente um sinalizador no pacote de dados indicando que esse pacote deve ser enviado para o IAP para atingir o destino. Quando o nó intermediário obtém tal pacote de dados, ele enviará o mesmo para o IAP diretamente sem verificar a tabela de proxy. Somente para o pacote de dados sem esse sinalizador aplicado, o nó intermediário seguirá as regras especificadas acima para verificar a disponibilidade de rota para o dispositivo de destino, e decidirá se a PERR deve ser gerada.

As Figuras 7 a 10 ilustram uma operação exemplar de uma rede de acordo com algumas modalidades da presente invenção.

Conforme ilustrado na Figura 7, uma rede 700 inclui um ponto de acesso inteligente (IAP) 705, dois pontos de acesso enredados (MAPI 710, MAP 2 715), e quatro estações (STA1 720, STA2 725, STA3 730, STA4 735). Na operação exemplar, a STAl 72 0 tenta enviar os dados 740 para a STA4 735.

A seguir, conforme ilustrado na Figura 8, o MAP1 710, em resposta à STAl 720 solicitando o envio dos dados 740 para STA4 73 5, começa a usar uma rota ótima 800 para enviar os dados 740 para STA4 735 através de MAP2 715.

Contudo, conforme ilustrado na Figura 9, antes de receber os dados 740, STA4 735 se afasta, e MAP2 715 retira a mesma de sua tabela de proxy. MAPl 710 não tem conhecimento da mudança, e continua a enviar os dados 740 para STAl 720 para STA4 735 através de MAP2 715. Em outras palavras, na Figura 9, a estação de terminação STA4 735 se afasta, mas a estação de origem STAl 720 e o dispositivo de origem MAPl 710 não têm conhecimento dessa mudança e continuam a enviar o tráfego para MAP2 715.

De acordo com a presente invenção, conforme mostrado na Figura 10, MAP2 715 envia um Erro de Proxy (PERR) 1000 de volta para MAPl 710 para informar MAPl 710 de que STA4 735 não mais é proxied pelo MAP2 715. Em outras palavras, na Figura 10, ao receber os dados 74 0 a partir da STAl 720, o MAP2 715 envia o Erro de Proxy 1000 de volta para MAPl 710 para informar o mesmo de que a STA4 735 se afastou. De acordo com a presente invenção, a partir da recepção da PERR 1000, MAPl 710 atualiza sua tabela de proxy para remover a entrada obsoleta mostrando STA4 proxied pela MAP2, e começa um processo de descoberta de nova rota outra vez para STA4 735.

Conforme aqui descrito a presente invenção resolve o problema de purgação de informação obsoleta de proxy nas redes de malha com dispositivos não-enredados se unindo à rede através dos dispositivos enredados. A presente invenção fornece uma forma de distribuir a mudança de ponto de ligação de um dispositivo não enredado na rede, e completa o protocolo de roteamento de proxy.

No relatório descritivo anterior, modalidades especificas da presente invenção foram descritas. Contudo, aqueles versados na técnica consideram que várias modificações e alterações podem ser feitas sem se afastar do escopo da presente invenção conforme apresentado nas reivindicações abaixo. Conseqüentemente, a especificação e as figuras devem ser consideradas em um sentido ilustrativo mais propriamente do que em um sentido restritivo, e se pretende que todas as tais modificações sejam incluídas no escopo da presente invenção. Os benefícios, vantagens, soluções de problemas, e qualquer elemento(s) que possa causar uma vantagem, benefício, ou solução para ocorrer ou se tornar mais pronunciável não devem ser considerados como características ou elementos cruciais, exigidos ou essenciais de qualquer uma ou de todas as reivindicações. A invenção é definida apenas pelas reivindicações anexas incluindo quaisquer emendas feitas durante a pendência desse pedido e todos os equivalentes daquelas reivindicações conforme editadas.

Claims (10)

1. Método para distribuir informação de erro de proxying em uma rede sem fio compreendendo uma pluralidade de nós, o método caracterizado por compreender: enviar um pacote de dados a partir de um nó originador para o nó proxy para entrega ao nó não roteável; determinar por intermédio do nó proxy que o dispositivo não roteável se dissociou do nó proxy; nó proxy para o nó originador para informar ao nó originador que o nó não roteável não mais é solicitado pelo nó proxy; e iniciar um processo de descoberta de rota para o dispositivo não roteável pelo nó originador. priming

2. Método para distribuir informação de erro de proxying, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender ainda antes da etapa de determinar: reposicionar geograficamente o nó não roteável; e dissociar o nó não roteável do nó proxy.

3. Método para distribuir informação de erro de proxying, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a mensagem de erro de proxy compreende: um endereço de nó originador, um endereço de nó proxy e um endereço de nó não roteável.

4. Método para distribuir informação de erro de proxying dentro de uma rede sem fio caracterizado por compreender: enviar um pacote de dados a partir de um nó associar um nó proxy com um nó não roteável; enviar uma mensagem de erro de proxy a partir do iniciador para um nó terminador utilizando uma rota de comunicação compreendendo uma pluralidade de nós de rota; distribuir uma ou mais informação de proxy ao longo da rota de comunicação; associar o nó terminador com um nó proxy enredado utilizando a uma ou mais informação de proxy por intermédio de um nó de rota; receber o pacote de dados por intermédio do nó proxy enredado a partir do nó de rota; determinar por intermédio do nó proxy enredado que o nó terminador está dissociado do nó proxy enredado; e difundir um pacote de erro de proxy a partir do nó proxy enredado para o nó iniciador e a pluralidade de nós de rota ao longo de um percurso reverso da rota de comunicação.

5. Método para distribuir informação de erro de proxying dentro de uma rede sem fio, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por compreender ainda antes do recebimento do pacote de dados pelo nó proxy enredado: identificar um próximo nó de salto por intermédio do nó de rota; enviar o pacote de dados a partir do nó de rota para o próximo nó de salto; e repetir as etapas de associar e identificar por intermédio do próximo nó de salto.

6. Método para distribuir informação de erro de proxying dentro de uma rede sem fio, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por compreender ainda: determinar se o próximo nó de salto é o nó de salto enredado; e repetir as etapas de associar, identificar e enviar quando o próximo nó de salto não for o nó proxy enredado.

7. Método para distribuir informação de erro de proxy ing dentro de uma rede sem fio, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o nó iniciador compreende um nó originador não roteável, o método caracterizado por compreender ainda: associar um nó proxy enredado de origem com o nó iniciador utilizando a informação de proxy, em que a rota de comunicação compreende ainda um nó proxy enredado de origem acoplado de forma comunicativa com o nó iniciador.

8. Método para distribuir informação de erro de proxying dentro de uma rede sem fio, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o pacote de erro de proxy compreende: um endereço de nó terminador do nó terminador em um campo de endereço de terminação que não pode ser alcançado, e um endereço de nó proxy enredado de origem do nó proxy enredado de origem em um campo de nó proxy enredado de origem.

9. Método para distribuir informação de erro de proxying dentro de uma rede sem fio, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o pacote de dados compreende: um endereço iniciador para identificar o nó iniciador, um endereço terminador para identificar o nó terminador, o endereço de nó proxy enredado de origem para identificar o nó proxy enredado de origem para o pacote de dados, o endereço de nó proxy enredado para identificar o nó proxy enredado para o pacote de dados; um endereço de salto atual para identificar o nó de rota, e um próximo endereço de salto para identificar o próximo nó de salto.

10. Método para distribuir informação de erro de proxying dentro de uma rede sem fio, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o pacote de erro de proxy compreende ainda: o endereço de nó proxy enredado no campo de endereço de destino de proxy.