CN101356782B - 无线数据通信系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种通信系统，具备属于第一网络的第一至第三终端，第一及第三终端属于第二网络，第一终端经由第一网络，向第二终端发送第一终端生成的第一数据包，第二终端接收第一数据包后，监视第一及第二终端间的路径，第二终端，在监视路径的结果满足预定条件的情况下，向第三终端发送第二数据包，第三终端接收第二数据包后，将表示第三终端可连接于所述第二网络的第三数据包发送到第二终端。

Description

无线数据通信系统

引入参照 

本申请主张2007年2月2日申请的日本专利申请第2007-023655号、2006年2月13日申请的日本专利申请第2006-034662号的优先权，通过参照其内容，引入本申请中。 

技术领域

本发明涉及一种进行无线通信的技术。 

背景技术

如今，推进不需要现有的网络基本设施、各终端自动与周边的终端通信的技术(自组网络)的研究开发。 

这里，在具备用于连接于无线LAN的界面(下面称为无线LAN工/F)的终端间路径(无线链路)的品质恶化的情况下，存在发现代替路径并实现路径切换的技术(参照日本特开2004-282270号公报)。 

在日本特开2004-282270号公报中，仅提及无线LAN内的路径切换，未考虑存在多个通信介质的网络(例如无线LAN与便携电话网)中的路径切换。因此，在上述网络中，例如在无线LAN内的无线链路品质恶化的情况下，存在不能快速连接到便携电话网上的课题。因此，本发明的目的在于提供一种系统，在存在多个通信介质的网络中，当无线链路品质恶化的情况下，终端可代替无线LAN快速进行便携电话连接。 

发明内容

为了解决上述课题，本发明的优选方式之一如下所示。 

一种通信系统，具备属于第一网络的第一至第三终端，第一及第三终端属于第二网络，第一终端，经由所述第一网络，向所述第二终端发送所述第一终端生成的第一数据包，第二终端接收所述第一数据包后，监视第一及第二终端间的路径，第二终端，在监视所述路径的结果满足预定条件的情况下，向第三终端发送第二数据包，第三终端接收第二数据包后，将表示第三终端能够连接于第二网络的第三数据包发送到第二终端。

第二终端接收第三数据包后，经由第三终端与第一终端进行通信。所述第二数据包是表示所述路径的品质已恶化的信息。 

发明效果： 

根据本发明，提供一种系统，在无线链路品质恶化的情况下，终端可代替无线LAN快速进行便携电话连接。本发明的其它目的、特征和优点从附图涉及的下面的本发明实施例的记载变得显而易见。 

附图说明

图1是本发明的通信系统的实施例构成图。 

图2是终端的硬件构成图。 

图3是表示数据包的格式的图。 

图4是表示服务器发送通知数据包的状态的图。 

图5A是表示邻接终端信息表格的图。 

图5B是表示邻接终端信息表格的图。 

图5C是表示邻接终端信息表格的图。 

图5D是表示邻接终端信息表格的图。 

图5E是表示邻接终端信息表格的图。 

图6是表示客户机接收服务器的通知数据包的状态的图。 

图7是表示客户机发送警告数据包的状态的图。 

图8是表示客户机发送通知数据包的状态的图。 

图9是表示客户机发送警告解除数据包的状态的图。 

图10是表示无线链路品质恶化的状态的图。 

图11是客户机接收数据包时的流程图。 

图12是邻接终端信息表格检查处理的流程图。 

图13是表示分割成两个自组网络的系统的图。 

图14是服务器与客户机在便携电话网上构筑VPN时的终端内的软件构成图。 

具体实施方式

下面，参照附图来说明本发明的实施例。 

图1是本发明的通信系统的实施例的系统构成图。 

图1所示的通信系统由多个终端(服务器、客户机)构成，这些终端经无线LAN或便携电话网4连接。 

服务器1及客户机2(2-1、2-1)具备无线LAN I/F及便携电话。客户机3(3-1～3-6)具备无线LAN I/F，不具备便携电话。各终端扩张经无线LAN邻接的终端与无线链路(细的虚线)，构筑自组网络。另外，服务器1及客户机2除经LAN外，还可由便携电话连接到便携电话网4(粗的虚线)。设便携电话网4可使用的区域比无线LAN的通信范围大。另外，图1所示的无线链路随状况而变化。因此，例如这里未图示的3-4与2-2之间也可能会形成无线链路。 

图2是终端的硬件构成图。 

终端包括执行存储器22的程序后控制终端整体的动作的CPU21、存储程序等的数据的存储器22、控制控制台24的控制台控制器23、用户用于执行输入输出的控制台24、控制无线LAN I/F26的网络控制器A25、无线LAN I/F26、控制便携电话28的网络控制器B27及便携电话28。另外，客户机3中不存在网络控制器B27及便携电话28。 

图3是表示数据包的格式的图。在本实施例中，处理通知数据包、警告数据包及警告解除数据包。 

数据包由表示生成该数据包的终端的地址的发送源地址31、表示该数据包种类的数据包种类32、表示每当生成新的数据包时加1得到的数的序列号33、表示生成数据包的终端是否便携电话连接的便携电话状态34、及表示中断数据包的终端的地址的中继地址35构成。 

另外，便携电话状态34栏通常不存储任何信息，但在该数据包是通知数据包，生成数据包的终端是客户机2，客户机2正经便携电话连接于服务器1中的情况下，存储‘正连接于服务器1’等信息(用于判断客户机2或3是否可连接到服务器1上的信息)。另外，在终端中继数据包时，将自身的地址追加到中继地址35。在多次中继数据包的情况下，依次存储中继的 终端的地址。在数据包是警告数据包或警告解除数据包的情况下，不需要34及35栏。 

图4是表示服务器1发送通信数据包的状态的图。所谓通知数据包是各终端为了可确认各终端间的无线链路可否使用而发送的数据包。 

服务器1定期经无线LAN向客户机2及3发送通知数据包。通知数据包首先到达邻接服务器1的客户机3-1、3-2及3-3。这些终端若接收通知数据包，则更新各终端持有的邻接终端信息表格(后述)，经无线LAN传送该通知数据包。通过重复该操作，通知数据包到达连接于无线LAN的全部终端。由于避免各终端多次发送相同通知数据包，所以具备废弃以前接收到的通知数据包的功能。判断为接收到通知数据包的终端可经由无线LAN连接于服务器1。 

图5是表示邻接终端信息表格的图。 

邻接终端信息表格包括表示生成通知数据包的终端地址的发送源地址51、表示发送该数据包的邻接的终端地址的邻接终端地址52、表示最后接收到的通知数据包中记录的序列号的序列号53、表示最后接收到通知数据包的时刻的数据包接收时刻54、和表示至服务器1的通信路径的状态的状态55，客户机2及3保持。 

若在邻接终端信息表格中注册新的条目(entry)，则客户机定期测定与对应的邻接终端之间的无线链路品质。无线链路品质通过询问无线LAN驱动器来获得信息。例如，在LINUX(注册商标)中，使用Wireless ExtensionSupport的iwconfig指令或iwspy指令来实现。 

若测定到的无线链路品质良好，则在对应的邻接终端信息表格的状态55中存储‘正常’这一信息，若恶化，则存储‘直接链路注意’这一信息。这里，所谓‘直接链路’是指自身终端与邻接终端间的无线链路，所谓‘间接链路’是指从自身终端起两个跳跃(hop)以上的无线链路。无线链路品质是否良好的判断基准可考虑各种条件后由使用者确定。另外，若是切断无线链路的状态，则存储‘切断’，若是便携电话连接中，则存储‘便携电话连接中’，在间接链路品质恶化的情况下，存储‘间接链路注意’。 

图6是表示客户机3-3及2-2接收服务器1生成的通知数据包的状态的图。在图6的网络拓扑中，除客户机3-3从服务器1直接接收通知数据 包外，还经由客户机3-2、客户机3-1、2-1、3-4接收。客户机2-2经由客户机3-3接收。 

图5A表示图6的客户机3-3保持的邻接终端信息表格，存在3个条目511-513。511表示从服务器1直接接收通知数据包。即，表示从作为邻接终端的服务器1(52)接收服务器1(51)生成的通知数据包，该通知数据包通过的路径正常(55)。同样，512表示经由客户机3-2接收，513表示经由客户机3-4接收。 

图5B表示图6的客户机2-2保持的邻接终端信息表格，存在1个条目514。514表示经由客户机3-3接收。 

图7是表示客户机3-3发送警告数据包的状态的图。所谓警告数据包是用于向邻接终端警告有可能不能很快与服务器1通信的数据包。 

客户机2或3在邻接终端信息表格中、可经由无线LAN与服务器1通信的路径中无状态55为‘正常’的路径的情况下，为了对邻接终端发出警告，发送警告数据包。图7中，客户机3-2与3-3之间及3-3与3-4之间的无线链路为切断状态，为服务器1与客户机3-3的无线链路品质恶化的状态。此时，客户机3-3向邻接终端广播警告数据包。 

图5C表示图7的客户机3-3的邻接终端信息表格，存在4个条目515-518。515的状态55为‘直接链路注意’，516及517的状态55为‘切断’。518表示自身的终端发送警告数据包，状态55存储‘警告数据包发送’这一信息，此外的字段为‘空’。这样，在该表格中、状态55为‘正常’的条目一个都没有的情况下，客户机向邻接终端信息表格追加‘警告数据包发送’的条目，向可通信的邻接终端发送警告数据包。另外，发送警告数据包的定时不限于‘正常’的条目一个都没有的情况。 

图8是表示客户机2-2发送通知数据包的状态的图。 

客户机2-2若从客户机3-3接收警告数据包，则更新邻接终端信息表格。该邻接终端信息表格成为状态55为‘正常’的条目一个都没有的状态。此时，客户机2-2由于可经由便携电话与服务器1通信，所以开始基于便携电话的连接。同时，客户机2-2开始定期生成、发送通知数据包。在客户机2-2发送的通知数据包的便携电话状态34中存储‘正连接在服务器1上’这一信息。经无线LAN连接于客户机2-2的终端若接收该通知数据包， 则可知可经由客户机2-2与服务器1通信。 

另外，在客户机2-2不具备便携电话的情况下，当接收到警告数据包时，为状态55成为‘正常’的条目一个都没有的状态，但由于不能进行便携电话连接，所以发送警告数据包而非通知数据包。即，客户机生成、发送通知数据包是客户机具备便携电话、且若自身的终端不使用该便携电话则不能与服务器通信的状况时。 

图5D表示图8的客户机2-2的邻接终端信息表格，存在2个条目519、5110。519的状态55为‘间接链路注意’。即，表示位于两个跳跃以上的目的地的3-2与3-3间等无线链路品质恶化。另外，5110表示自身的终端正便携电话连接至服务器1，状态55存储‘正便携电话连接至服务器1’这一信息，此外的字段为‘空’。 

图9是表示客户机3-3发送警告解除数据包的状态的图。所谓警告解除数据包是用于解除过去发送了警告数据包的信息的数据包。 

这里，服务器1与客户机3-3之间的无线链路品质恢复。因此，客户机3-3生成警告解除数据包，并发送到邻接终端。接收到该警告解除数据包的客户机2-2将邻接终端信息表格的对应条目中、状态55为‘间接链路注意’的条目更新为‘正常’，结束便携电话连接，停止通知数据包的生成及发送。 

图10是表示客户机2-2正在便携电话连接、客户机3-1与2-1的无线链路品质恶化的状态的图。 

已知客户机2-1有可能不经由客户机3-1与服务器1通信，但通过接收客户机2-2生成的通知数据包，可知存在可与服务器1通信的其它路径，所以客户机2-1不开始基于便携电话的连接。另外，经客户机2-2，与服务器1进行通信。这样，通过正在便携电话连接的终端发送通知数据包，无线LAN内的终端仅使用客户机2-2的便携电话即可。 

图5E表示图10的客户机2-1的邻接终端信息表格，存在2个条目5111、5112。5111的状态55为‘直接链路注意’。另外，5112的状态55存储与客户机3-4的无线链路品质‘正常’、可经由便携电话与服务器1通信的信息。 

图11是客户机3接收到数据包时的流程图。客户机的CPU21通过执行 存储在存储器22中的程序来进行处理。 

客户机利用数据包种类32来调查该数据包是否是通知数据包(步骤111)。在是通知数据包的情况下，调查其中继地址35中是否存在自身终端的地址(步骤112)。在存在的情况下，判断为该通知数据包是过去接收到的通知数据包，废弃(步骤113)，结束处理。在不存在的情况下，根据接收到的通知数据包的信息，更新或追加邻接终端信息表格(步骤114)。 

接着，调查数据包内的序列号33是否比邻接终端信息表格的序列号53大(步骤115)。在大的情况下，向该通知数据包的中继地址35追加自己的地址，对邻接终端广播通知数据包(步骤116)，执行邻接终端信息表格检查处理(步骤117)(由图12详述)，结束处理。在步骤115中为小的情况下，前进到步骤117。 

在步骤111中，在不是通知数据包的情况下，调查该数据包是否是警告数据包或警告解除数据包(步骤118)。在是警告数据包或警告解除数据包的情况下，只要当邻接终端信息表格中存在对应的条目，则更新信息(步骤119)，经步骤117，结束处理。 

在步骤118中，在不是警告数据包或警告解除数据包的情况下，执行对应于该数据包的处理(步骤120)，但由于与本实施例无关，所以省略细节。 

图12是邻接终端信息表格检查处理的流程图。邻接终端信息表格检查处理是期限届满条目的删除、与邻接终端的无线链路品质的测定、便携电话连接的控制等处理。该处理可在每一定时间进行，也可在接收到数据包时进行。 

客户机首先参照邻接终端信息表格的各条目的数据包接收时刻54，将某一定时间期间未接收通知数据包的条目的状态55变为‘切断’状态。另外，对于从变为‘切断’状态起某一定时间期间未接收通知数据包的条目而言，判断为不必保持信息，删除条目。另外，对于邻接终端信息表格中登录的各邻接终端，测定无线链路品质，若良好，则将状态55更新为‘正常’，若恶化，则将状态55更新为‘直接链路注意’(步骤121)。 

接着，确认邻接终端信息表格中是否存在状态55为‘正常’或‘正在便携电话连接’的条目(步骤122)。在存在的情况下，调查邻接终端信息表格中是否存在状态55为‘警告数据包发送’的条目(步骤123)。在存在的 情况下，删除该‘警告数据包发送’的条目，对邻接终端发送警告解除数据包(步骤124)。另外，确认邻接终端信息表格中是否存在表示自身终端正在便携电话连接的条目及‘正常’的条目(步骤125)。在存在的情况下，切断便携电话连接，同时停止通知数据包30的发送(步骤126)，结束处理。 

在步骤123中，当不存在条目的情况下，前进到步骤125。另外，在步骤125中，当不存在条目的情况下，结束处理。 

在步骤122中，当不存在条目的情况下，确认自身终端是否持有便携电话(步骤127)。当持有便携电话时，经由便携电话开始向服务器1连接，生成通知数据包，开始定期的发送(步骤128)。在不持有便携电话的情况下，向邻接终端信息表格追加‘警告数据包发送’的条目，生成警告数据包，发送到邻接终端(步骤129)。 

接着，说明使用VPN(VIRTUAL PRIVATE NETWORK)，连接便携电话网与无线LAN的实施方式。 

图13是表示分割成两个自组网络的系统的图。 

图13中，客户机3-2与3-3之间、客户机3-3与服务器1之间、客户机3-4与2-2之间及3-3与3-4之间的无线链路为切断状态。即，分割成服务器1、客户机3-1、3-2、2-1、3-4、3-6所属的第一自组网络、与客户机3-3、2-2、3-5所属的第二自组网络。 

服务器1、客户机2(2-1、2-1)及客户机3(3-1～3-6)发送接收路径控制数据包143，确定与其它终端的通信路径。 

图14是服务器1与客户机2-2在便携电话网上构筑VPN时的终端内的软件构成图。 

作为构筑VPN用的软件，例如有VTUN(http://vtun.sourceforge.net/)。 

在服务器1及客户机2内的存储装置中，存储构筑VPN并生成或删除虚拟网络设备142的VPN部147、监视是否生成虚拟网络设备142的监视部144、及经无线LAN I/F26发送接收路径控制数据包143的自组路由协议部141等程序。下面，为了简化，记载为这些程序是主体，但实际上，当然执行程序的CPU是主体。另外，存储装置内的程序或数据可事先存储在存储装置中，也可从CD-ROM等存储介质中输入，或经由网络从其它装置下载。 也可由专用的硬件来实现由该程序实现的功能。 

首先，服务器1及客户机2-2内的各个VPN部147在各自之间构筑VPN，在各个终端内形成虚拟网络设备142。另外，虚拟网络设备142可与硬件无关地形成。 

若形成虚拟网络设备142，则监视部144对自组路由协议部141发送虚拟网络设备生成通知145。接收到该通知的自组路由协议部141除无线LANI/F26外，还对虚拟网络设备142开始发送接收路径控制数据包143。由此，服务器1及客户机2-2可经VPN执行路径控制数据包143的交换，结果，服务器1所属的第一自组网络与客户机2-2所属的第二自组网络可连接。即，第一自组网络与第二自组网络经VPN结合，整体形成一个自组网络。 

若由于便携电话连接切断等原因、VPN连接切断，则服务器1及客户机2-2的VPN部147删除各自的虚拟网络设备142。此时，监视部144对自组路由协议部141发送虚拟网络设备删除通知146。接收到该通知的自组路由协议部141知道删除了虚拟网络设备142，仅向无线LAN I/F26返回路径控制数据包143的发送接收。 

图14中，服务器1与客户机2-2直接构筑VPN，但也可在便携电话网上、或可从便携电话网连接的其它网络上，准备VPN构筑用服务器，服务器1及客户机2-2分别在与VPN构筑用服务器之间构筑VPN，经VPN构筑用服务器进行通信(参照日本特开2006-13734号公报)。与该方法相比，在图14所示的方法中，不必重新准备VPN构造用服务器，可简易地VPN连接。 

上述记载针对实施例，但本发明不限于此，在本发明的精神与下面的权利要求范围内，可进行各种变更和修正对，这本领域技术人员而言是显而易见的。 

Claims (12)

1.一种通信系统，具备属于第一网络的第一至第三终端，第一及第三终端属于第二网络，

其中，所述第一终端，经由所述第一网络，向所述第二终端发送所述第一终端生成的第一数据包，

所述第二终端接收所述第一数据包后，监视所述第一及第二终端间的路径，

所述第二终端，在监视所述路径的结果满足预定条件的情况下，向所述第三终端发送第二数据包，

所述第三终端接收所述第二数据包后，将表示所述第三终端能够连接于所述第二网络的第三数据包发送到所述第二终端，

所述第二终端接收所述第三数据包后，经由所述第三终端与所述第一终端进行通信，

所述第二数据包是表示所述路径的品质已恶化的信息。

2.根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于：

所述第一数据包存储所述第一终端的地址、所述第一数据包的种类、及表示所述第一终端能够连接于所述第二网络的信息。

3.根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于：

所述第二终端，在监视所述路径的结果不满足预定条件的情况下，向所述第一数据包赋予所述第二终端的地址，发送到所述第三终端。

4.根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于：

所述第二终端在发送所述第二数据包之后，在所述路径的品质已恢复的情况下，将表示所述路径的品质已恢复的第四数据包发送到所述第三终端。

5.根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于：

所述第二终端在接收一次所述第一数据包的情况下，废弃所述第一数据包。

6.根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于：

所述第一网络是无线LAN，所述第二网络是便携电话网。

7.根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于：

所述第一终端与所述第三终端通过在所述第二网络上构筑虚拟网络，连接所述第一网络与所述第二网络。

8.一种用于无线数据通信系统的终端，经由第一网络与属于第二网络的第一及第二终端连接，

其中，该终端具有：

接收所述第一终端生成的第一数据包后，监视与所述第一终端间的路径的装置，

在监视所述路径的结果满足预定条件的情况下，向所述第二终端发送第二数据包的装置，以及

从所述第二终端接收表示所述第二终端能够连接于所述第二网络的第三数据包后，经由所述第二终端，与所述第一终端进行通信的装置，

所述第二数据包是表示所述路径的品质已恶化的信息。

9.根据权利要求8所述的终端，其特征在于：

在监视所述路径的结果不满足预定条件的情况下，向所述第一数据包赋予自身的地址，发送到所述第二终端。

10.根据权利要求8所述的终端，其特征在于：

在发送所述第二数据包之后，在所述路径的品质已恢复的情况下，将表示所述路径的品质已恢复的第四数据包发送到所述第二终端。

11.根据权利要求8所述的终端，其特征在于：

在接收一次所述第一数据包的情况下，废弃所述第一数据包。

12.根据权利要求8所述的终端，其特征在于：

通过在所述第二网络上构筑虚拟网络，连接所述第一网络与所述第二网络。

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