CN100571136C - 个人域网络及其中设备的通信方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及通信技术，公开了一种个人域网络及其中设备的通信方法，使得在保证PAN内设备间安全通信的同时，减轻了管理实体的负担。本发明中，针对建立点对点通信的双方设备处于同一个PAN的情况，将对双方设备的安全认证由管理实体改为能被接入网络识别身份的中心设备来实现。中心设备在该PAN内的设备通过该中心设备接入到接入网时获取到该设备的认证信息，并将该认证信息保存在本中心设备内供此后的认证使用。中心设备保存所在的PAN内各设备的通信记录，定期地或在接收到管理实体的请求消息时，向管理实体上报该通信记录。

Description

个人域网络及其中设备的通信方法
技术领域
本发明涉及通信技术，特别涉及个人域网络中设备的通信技术。
背景技术
近年来，随着科技的发展以及人们对高科技产品需求的增大，人们所拥有的外围设备的逐渐增多，用户们不仅可能同时拥有多个手提电脑、手机等，还可能需要在自己的PC机上连接打印机、扫描仪、调制解调器等外围设备，有时还要插上USB接口，将数码相机中的像片传输并存储到硬盘中去。频繁地插入拔出某一接口、PC机后缠绕着的各种线缆，都使用户在体验新技术带来的享受的同时，又不得不忍受一些不便。此外，企业内部各个部门工作人员之间的信息传递在现代化企业中也对信息传送的移动化提出更高的要求，在有限的办公环境中，组成局域网可以实现信息共享和设备共享(打印机、扫描仪等)，但是密密麻麻的布线又给人带来不便。
针对这种现象，学术界提出了一个新的概念：个人域网络(Personal AreaNetwork，简称“PAN”)。PAN网络就是在一个活动半径较小、业务类型丰富的空间内，面向特定群体，实现无线连接的移动通信网。这是一种与广域网、局域网并列但是范围较小的无线网络。
PAN网络的核心思想是，用无线电或红外线代替传统的有线电缆，实现个人信息终端的智能化互联，组建个人化的信息网络。从计算机网络的角度来看，PAN网络是一个局域网；从电信网络的角度来看，PAN网络是一个接入网，因此有人把PAN网络称为电信网络“最后一米”的解决方案。
PAN网络定位在家庭与小型办公室的应用场合。其主要应用范围包括：话音通信网关、数据通信网关、信息电器互联与信息自动交换等。
PAN网络的实现技术主要有：蓝牙(Bluetooth)、红外数据协会(InfraredData Association，简称“IRDA”)的红外通讯技术等。
通过PAN网络，同一用户近距离的所有设备可以方便地进行信息交换，同一用户的一个或多个设备或PAN网络组成该用户的用户网络。用户通过管理实体对其用户网络中的设备进行管理，所谓管理实体是用户网络中对所有设备进行管理的逻辑实体，每个用户对应一个管理实体，这个实体一般位于核心网中，由用户通过某个设备进行操作维护。管理实体的主要功能是对该用户的设备进行注册、去注册、激活、去激活，以及业务定向等功能。
PAN网络在建立时，首先由设备0选择一个PAN ID，该设备0即为中心设备，之后，中心设备0选择一个空闲信道作为工作信道，形成一个PAN网络，并通过接入网在管理实体进行设备信息和用户号码的认证，获得授权。其后，其他设备，如设备1和设备2通过扫描，发现该PAN网络的PAN ID，可请求加入这个PAN网络。加入同一个PAN网络的设备1和设备2可以不加入用户网络，也可以进一步通过中心设备0将设备1和设备2的信息发送给管理实体进行认证，进而在通过认证后加入用户网络。
在现有技术中，同一个PAN网络中各设备间的通信如图1所示，设备1和设备2在同一个PAN网络中，该PAN网络中所有设备均通过中心设备0接入到接入网A，然后通过接入网A接入核心网。在设备1与设备2开始进行通信之前，设备1首先通过中心设备0和接入网A向管理实体请求与设备2进行点对点传输，管理实体确认设备1和设备2的合法性后向设备2发起传输建立的请求，设备2收到该请求后，如果允许这次通信，则向管理实体反馈接受信息，管理实体再将该确认信息通知设备1，本次会话请求完成，之后，设备1通过管理实体通知的确认信息建立与设备2的直接点对点连接，双方开始通信。
在实际应用中，上述方案存在以下问题：同一个PAN网络内设备间的通信时需要额外的信令进行控制，占用了不必要的信道资源，增加了管理实体的负担。
造成这种情况的主要原因在于，由于在现有技术中，同一PAN网络中的设备每次进行通信前都要通过管理实体进行验证，很大程度上加重了管理实体的负担，且其通信请求需要通过PAN网络所接入的接入网，才能发送到管理实体，而管理实体的认证消息也同样要通过该接入网反馈给请求通信的设备，这一系列的控制信令增加了PAN网络与接入网之间，以及接入网与管理实体所在的核心网之间的信道的负担，占用了不必要的信道资源。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种个人域网络及其中设备的通信方法，使得在保证PAN内设备间安全通信的同时，减轻了管理实体的负担。
为实现上述目的，本发明提供了一种个人域网络内设备的通信方法，包含以下步骤：
所述个人域网络内的中心设备接收来自第一设备的通信请求；所述中心设备能被接入网识别身份，所述第一设备位于所述个人域网络内，所述通信请求用于请求与所述个人域网络内的第二设备进行通信；所述中心设备根据收到的通信请求以及本地保存的认证信息对所述第一、第二设备进行认证；
所述认证成功后，所述第一、第二设备在所述个人域网络内建立连接。
其中，所述认证信息包含设备标识号以及该设备所属的用户网络标识号；
所述通信请求包含所述第一、第二设备标识号。
此外在所述方法中，所述中心设备在所述个人域网络内的设备通过该中心设备接入到接入网时获取并保存该设备的认证信息。
此外在所述方法中，还包括：
所述中心设备在认证成功后向第二设备转发所述通信请求，并接收第二设备返回的是否接受该请求的反馈消息；
如果所述中心设备接收到来自所述第二设备的接受本次请求的反馈消息，则向所述第一设备发送表示所述第二设备允许本次通信的确认消息，否则，向所述第一设备发送表示所述第二设备拒绝本次通信的失败消息。
此外在所述方法中，所述确认消息还包含所述第一、第二设备的数据传输链路信息；
所述第一、第二设备根据所述数据传输链路信息建立点对点连接。
此外在所述方法中，还包括：
所述中心设备向管理所述个人域网络内设备的管理实体上报该个人域网络内各设备的通信记录。
此外在所述方法中，所述中心设备根据预设周期向所述管理实体上报所述通信记录，或根据所述管理实体的请求消息上报所述通信记录。
此外在所述方法中，所述通信记录包含建立通信的双方设备标识号、通信发起时间以及通信的业务类型。
本发明还提供了一种个人域网络，包含第一设备、第二设备和能被接入网络识别身份的中心设备，该中心设备包括：
存贮模块，用于保存第一设备和第二设备的认证信息；
认证模块，用于对所述第一设备和第二设备进行认证；
收发模块，用于在认证成功后指示第一设备、第二设备在所述个人域网络内建立点对点连接。
其中，所述中心设备还包含记录模块，用于记录所述个人域网络内各设备的通信情况；
所述收发模块还用于向管理所述个人域网络内第一设备和第二设备的管理实体上报所述记录模块记录的通信情况。
通过比较可以发现，本发明的技术方案与现有技术的主要区别在于，针对建立点对点通信的双方设备处于同一个PAN的情况，将对双方设备的安全认证由管理实体改为能被接入网络识别身份的中心设备来实现。通过由中心设备替代管理实体实现认证功能，可以在保证PAN内设备间安全通信的同时，减轻了管理实体的负担。由于中心设备与建立点对点通信的双方设备同处于一个PAN中，因此，在进行安全认证时，双方设备无需接入到接入网和核心网中，有效减少了接入网与核心网的信令业务。
中心设备在该PAN内的设备通过该中心设备接入到接入网时获取到该设备的认证信息，并将该认证信息保存在本中心设备中，可以利用接入过程自动地获取PAN内其它设备的认证信息，不需要增加额外的过程。
中心设备保存所在的PAN内各设备的通信记录，定期地或在接收到管理实体的请求消息时，向管理实体上报该通信记录，便于管理实体能够根据该通信记录更好地管理该PAN内各设备。
附图说明
图1是现有技术中同一PAN网络中设备进行通信的示意图；
图2是根据本发明第一实施方式PAN网络内设备的通信方法流程图；
图3是根据本发明第三实施方式的PAN网络。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
本发明的核心在于，同一PAN网络内的两个设备需要进行通信时，设备1向该PAN网络中的中心设备发送与设备2通信的通信请求，由该中心设备根据其通信请求以及本地保存的认证信息，对请求进行通信的设备双方进行认证，并在认证成功后向设备2发送请求消息，通知设备2有设备1向其发起通信请求，如果认证成功且设备2接受本次通信，则双方设备在其PAN网络内直接建立连接进行通信，并由中心设备定期或根据管理实体的请求消息向该管理实体上报通信记录。
下面根据发明原理对本发明第一实施方式PAN网络内设备的通信方法进行说明。
如图2所示，在步骤201中，设备1在需要与同一PAN网络内的设备2进行通信时，向该PAN网络中设备0发送与设备2进行通信的通信请求。其中，设备0是该PAN网络中指定的能被接入网络识别身份的中心设备，设备1向该中心设备发送的通信请求中包含设备1和设备2的设备标识号。
接着进入步骤202，设备0对设备1和设备2进行安全认证。具体地说，设备0在接收到来自设备1的通信请求后，根据其中设备1和设备2的设备标识号以及本地保存的认证信息对设备1和设备2进行身份认证。认证信息中包含每一个设备的设备标识号和该设备所属的用户网络标识号。进行认证时，设备0根据认证信息，判断通信请求中设备1和设备2的标识号所对应的用户网络标识号是否相同，如果是则认证成功，否认证失败。认证信息中的用户网络标识号是可选的，认证时也可以通过其它信息知道设备1和设备2是否在同一个用户网络中。例如在本实施方式中，如果设备0所保存认证信息的设备标识号是属于同一个PAN，一定是在同一个用户网络中的，可以不需要用户网络标识号。
其中，设备0中保存的认证信息是当该PAN网络内的各设备通过设备0接入到接入网时，设备0自动从中获取并进行保存的，从而不需要增加额外的过程即可获取该PAN网络内各设备的认证信息。
对于同一PAN网络中的设备，将原本在管理实体上实现的认证功能转移到其下属的各个PAN网络的中心设备上实现，从而在保证同一PAN内设备间安全通信的同时，减轻了管理实体的负担，且由于每个PAN网络的中心设备仅增加了少许负担，因此并不影响其原有的性能。同样，由于同一PAN网络中需要通信的双方设备通过该PAN网络中的中心设备进行认证，因此在进行安全认证时，双方设备无需再接入到接入网和核心网中，有效减少了接入网与核心网的信令业务。
接着进入步骤203，设备0判断设备1和设备2是否通过认证，如果通过认证则进入步骤205，否则进入步骤204。
步骤204，设备0向设备1返回认证失败的消息。
在步骤205中，设备0向设备2发送通信请求，以通知该设备2同一PAN网络中的设备1请求与其进行通信。
接着进入步骤206，设备2在收到该通信请求后，决定是否接受本次通信，如果接受本次通信，则进入步骤208，反之如果拒绝本次通信，则进入步骤207。
步骤207，设备2向设备0返回拒绝本次通信的反馈消息后，设备0进一步将设备2拒绝本次通信的失败消息发送给本次通信的发起方设备1。
在步骤208中，设备2向设备0返回接受本次通信的反馈消息，设备0在接收到该消息后，向本次通信的发起方设备1发送表示设备2允许本次通信的确认消息，该确认消息中还包含设备1与设备2的数据传输链路信息。
接着进入步骤209，设备1接收到该确认消息后，根据其中的数据传输链路信息，在PAN内直接建立设备1与设备2的点对点连接，进行通信。
需要说明的是，在本实施方式中，设备0还需要根据预设周期向管理实体上报通信记录，通信记录中包含建立通信的设备双方的设备标识号，通信发起时间以及通信的业务类型等信息，使得管理实体能够根据该通信记录更好地管理该PAN网络内各设备。
本发明第二实施方式PAN网络内设备的通信方法与第一实施方式大致相同，其区别仅在于，在第一实施方式中，中心设备根据预设周期向管理实体上报通信记录，而在本实施方式中，中心设备不再定期上报通信记录，而是管理实体在需要通信记录时向中心设备发送要求上报通信记录的请求消息，该请求消息可以携带各种参数，以便只上报管理实体所关心的部分通信记录，例如时间段参数、设备标识号参数等等，中心设备根据该请求消息向管理实体上报相关通信记录。
本发明第三实施方式的PAN网络，如图3所示，包含多个设备，其中一个设备为能被接入网识别身份的中心设备，该中心设备进一步包含用于和其他设备交互信息的收发模块，用于保存该PAN网络内各设备认证信息的存贮模块，用于对PAN网络内需要通信的设备进行认证的认证模块，以及用于记录PAN网络内各设备通信情况的记录模块。
具体地说，当PAN网络内的设备需要进行通信时，通信的发起方设备1向中心设备发送要求与设备2进行通信的通信请求，中心设备通过收发模块接收到来自设备1的通信请求后，由其认证模块根据该通信请求以及存贮模块中的认证信息对设备1与设备2进行认证，如果认证成功，则中心设备通过收发模块指示设备1与设备2在该PAN网络内直接建立点对点连接。在此过程中，中心设备还通过记录模块记录其PAN网络内各设备，例如设备1和设备2的通信情况，并通过收发模块定期或在接收到管理实体的请求时，向管理实体上报通信记录，通知管理实体建立通信的设备双方的设备标识号，通信发起时间，以及通信的业务类型等信息。
虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (11)

1.一种个人域网络内设备的通信方法，其特征在于，包含以下步骤：
所述个人域网络内的中心设备接收来自第一设备的通信请求；所述中心设备能被接入网识别身份，所述第一设备位于所述个人域网络内，所述通信请求用于请求与所述个人域网络内的第二设备进行通信；所述中心设备根据收到的通信请求以及本地保存的认证信息对所述第一、第二设备进行认证；
所述认证成功后，所述第一、第二设备在所述个人域网络内建立点对点连接。
2.根据权利要求1所述的个人域网络内设备的通信方法，其特征在于，所述认证信息包含设备标识号，或设备标识号以及该设备所属的用户网络标识号；
所述通信请求包含所述第一、第二设备标识号。
3.根据权利要求1所述的个人域网络内设备的通信方法，其特征在于，所述中心设备在所述个人域网络内的设备通过该中心设备接入到接入网时获取并保存该设备的认证信息。
4.根据权利要求1所述的个人域网络内设备的通信方法，其特征在于，还包括：
所述中心设备在认证成功后向第二设备转发所述通信请求，并接收第二设备返回的是否接受该请求的反馈消息；
如果所述中心设备接收到来自所述第二设备的接受本次请求的反馈消息，则向所述第一设备发送表示所述第二设备允许本次通信的确认消息，否则，向所述第一设备发送表示所述第二设备拒绝本次通信的失败消息。
5.根据权利要求4所述的个人域网络内设备的通信方法，其特征在于，所述确认消息还包含所述第一、第二设备的数据传输链路信息；
所述第一、第二设备根据所述数据传输链路信息建立点对点连接。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的个人域网络内设备的通信方法，其特征在于，还包括：
所述中心设备向管理所述个人域网络内设备的管理实体上报该个人域网络内各设备的通信记录。
7.根据权利要求6所述的个人域网络内设备的通信方法，其特征在于，所述中心设备根据预设周期向所述管理实体上报所述通信记录，或根据所述管理实体的请求消息上报所述通信记录。
8.根据权利要求6所述的个人域网络内设备的通信方法，其特征在于，所述通信记录包含建立通信的双方设备标识号、通信发起时间以及通信的业务类型。
9.一种个人域网络，包含第一设备、第二设备和能被接入网络识别身份的中心设备，其特征在于，所述中心设备包括：
存贮模块，用于保存第一设备和第二设备的认证信息；
认证模块，用于对所述第一设备和第二设备进行认证；
收发模块，用于在认证成功后指示第一设备、第二设备在所述个人域网络内建立点对点连接。
10.根据权利要求9所述的个人域网络，其特征在于，
所述收发模块还用于接收第一设备要求与第二设备通信的通信请求；
所述认证模块根据所述通信请求和所述述存贮模块中的认证信息对所述第一设备和第二设备进行认证。
11.根据权利要求9或10所述的个人域网络，其特征在于，所述中心设备还包括记录模块，用于记录所述第一设备和第二设备的通信情况；
所述收发模块还用于向管理所述个人域网络内设备的管理实体上报所述记录模块记录的通信情况。
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