CN102577491B - 基于无线个域网发送分组的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种网络互联系统和方法。即，通过对基于IPv4的IP分组的划分和头压缩来最小化头大小，并且将经最小化的头加载在具有小有效载荷的IEEE802.15.4MAC/PHY分组中，以使用基于IEEE？802.15.4的个域网WPAN高效地发送IPv4分组，并且在移动装置中使用IEEE？802.15.4技术的同时，能够使用IPv4执行各种应用的操作，该IEEE？802.15.4是低功率通信技术。

Description

基于无线个域网发送分组的系统和方法
技术领域
本发明涉及一种网络互联方法，并且更具体地，涉及一种基于无线个域网发送分组的系统和方法，其被实施为通过基于IPV4的IP分组的分段(fragment)以及头的压缩来最小化头的大小，从而能够在具有小有效载荷的IEEE802.15.4MAC/PHY分组中加载基于IPV4的IP分组。
背景技术
在各种无线个域网(WPAN)技术当中，由于IEEE802.15.4标准的低功率特性，已经进行了将IEEE802.15.4标准应用于各种传感器和移动终端的很多尝试，IEEE802.15.4标准是定义用于局域低速率和低功率通信的MAC/PHY层的标准。
正在进行对能够通过IEEE802.15.4标准使用各种互联网应用的方法的大量研究，所述IEEE802.15.4标准包括被加载在该IEEE802.15.4标准中的上层上的互联网协议(IP)层，并且特别地，正在积极地开发诸如6LoWPAN的技术。
6LoWPAN使用各种省略和压缩机制，以将IPv6分组加载在IEEE802.15.4MAC/PHY层的上层上，因此，在具有小有效载荷大小的IEEE802.15.4标准中能够有效地加载具有大的大小的IPv6头。
然而，6LoWPAN使用IPv6(与IPv4兼容)而不是在当前互联网环境中使用的IPv4，并且由于IPv6具有诸如地址大小的较大的大小的头字段，因此与IPv4相比，IPv6具有较低的效率。
即，6LoWPAN使用IEEE802.15.4将IP地址分配给所有传感器装置，并且为了使传感器能够与IP网络直接通信而使用IPv6。然而，当将私有IP而不是静态IP分配给IEEE802.15.4装置，并且这些装置具有通过网关访问互联网的能力时，使用IPv4可能是更高效的。
发明内容
因此，实现本发明以解决在现有技术中出现的上述问题，并且本发明的一个方面提供了一种基于无线个域网发送分组的系统和方法，其被实施为通过基于IPv4的IP分组的分段和头的压缩来最小化头的大小，从而能够在具有小有效载荷的IEEE802.15.4MAC/PHY分组中加载基于IPv4的IP分组，以使得能够使用基于IEEE802.15.4的WPAN来发送IPv4分组。
根据本发明的一个方面，提供了一种基于无线个域网(WPAN)发送分组的系统，所述系统包括：分组传输设备，所述分组传输设备通过将一个或更多个待压缩的预设字段压缩到预定位数并且消除待消除的字段，来生成支持WPAN的经转换分组，所述一个或更多个待压缩的预设字段包括在待发送的IP分组头中，根据所述IP分组是否被分段而在所述IP分组中不同地指定所述待消除的字段，并且根据包括在所述待压缩的字段中的目的地地址发送所述经转换分组；以及分组接收设备，所述分组接收设备接收所述经转换分组，恢复所述经转换分组的所述一个或更多个待压缩的预设字段，并且恢复所述经转换分组中的根据所述IP分组是否被分段而被不同地消除的所述待消除的字段。
当所述分组接收设备位于所述WPAN内部时，所述分组传输设备可以将所述目的地地址指定为基于WPAN的地址。
当所述分组接收设备位于所述WPAN外部时，所述分组传输设备可以将所述目的地地址指定为基于IP的地址。
所述分组传输设备可以基于协议适配层(PAL)的功能，根据位于所述协议适配层的上层的IPv4对所述IP分组头进行压缩以生成所述经转换分组，并且将所述经转换分组传输到IEEE802.15.4MAC/PHY层以与所述WPAN互联，所述IEEE802.15.4MAC/PHY层位于所述协议适配层的下层。
根据本发明的另一方面，提供了一种分组传输设备，所述分组传输设备包括：头压缩器，所述头压缩器用于对待发送的IP分组进行分段并且将一个或更多个待压缩的预设字段压缩到预定位数，所述一个或更多个待压缩的预设字段包括在IP分组头中；分组生成器，所述分组生成器用于消除待消除的字段，从而生成支持WPAN的经转换分组，根据所述IP分组是否被分段而在所述IP分组头中不同地指定所述待消除的字段；以及分组传送器，所述分组传送器用于根据包括在所述待压缩的字段中的目的地地址发送所述经转换分组。
所述头压缩器可以基于协议适配层(PAL)的功能根据位于所述协议适配层的上层的MPEG2-TS对IP分组头进行压缩。
当所述经转换分组被发送到所述WPAN中时，所述头压缩器可以将所述目的地地址指定为基于WPAN的地址。
当所述经转换分组被发送到所述WPAN外部时，所述头压缩器可以将所述目的地地址指定为基于IP的地址。
所述分组传送器可以将所述经转换分组传输到位于协议适配层的下层的IEEE802.15.4MAC/PHY层，以与所述WPAN互联。
根据本发明的另一方面，提供了一种基于WPAN发送分组的方法，所述方法包括：由分组传输设备考虑分组大小对待发送的IP分组进行选择性分段；由所述分组传输设备将包括在IP分组头中的一个或更多个待压缩的字段压缩到预定位数；由所述分组传输设备消除待消除的字段，从而生成支持WPAN的经转换分组，根据所述IP分组是否被分段而在所述IP分组头中不同地指定所述待消除的字段；由所述分组传输设备根据包括在所述待压缩的字段中的目的地地址发送所述经转换分组；通过由所述分组接收设备对所述经转换分组的头进行分析，恢复所述经转换分组的所述一个或更多个待压缩的预设字段；以及由所述分组接收设备恢复所述经转换分组的根据所述IP分组是否被分段而被不同地消除的所述待消除的字段。
当所述分组接收设备位于所述WPAN内部时，所述目的地地址可以被指定为基于WPAN的地址。
当所述分组接收设备位于所述WPAN外部时，所述目的地地址可以被指定为基于IP的地址。
对所述一个或更多个待压缩的字段进行压缩的步骤可以是基于协议适配层(PAL)的功能，根据位于所述协议适配层的上层的IPv4对IP分组头进行压缩的步骤。
发送所述经转换分组的步骤可以是在所述分组传输设备中将所述经转换分组发送到IEEE802.15.4MAC/PHY层以与WPAN互联的步骤，所述IEEE802.15.4MAC/PHY层位于所述协议适配层的下层。
根据本发明的另一方面，提供了一种基于WPAN发送分组的方法，所述方法包括：根据分组大小对待发送的IP分组进行选择性分段；将包括在IP分组头中的一个或更多个待压缩的字段压缩到预定位数；消除待消除的字段，从而生成支持WPAN的经转换分组，根据所述IP分组是否被分段而在所述IP分组头中不同地指定所述待消除的字段；以及根据包括在所述待压缩的字段中的目的地地址发送所述经转换分组。
对所述待压缩的字段进行压缩的步骤可以是基于协议适配层(PAL)的功能，根据位于所述协议适配层的上层的MPEG2-TS对所述IP分组头进行压缩的步骤。
当所述经转换分组被发送到所述WPAN中时，所述目的地地址可以被指定为基于WPAN的地址。
当所述经转换分组被发送到所述WPAN外部时，所述目的地地址可以被指定为基于IP的地址。
发送所述经转换分组的步骤可以是将所述经转换分组传输到IEEE802.15.4MAC/PHY层以与所述WPAN互联的步骤，所述IEEE802.15.4MAC/PHY层位于协议适配层的下层。
根据本发明的另一方面，提供了一种分组传输设备，所述分组传输设备包括：头压缩器，所述头压缩器用于对待发送的IP分组进行分段并且将至少一个字段压缩到预定位数，所述至少一个字段包括在所述IP分组的头中；分组生成器，所述分组生成器用于消除根据所述IP分组是否被分段而在所述IP分组头中不同地指定的至少一个字段，并且生成支持WPAN的经转换分组；以及分组传送器，所述分组传送器用于根据包括在至少一个被压缩的字段中的目的地地址发送所述经转换分组。
根据本发明的另一方面，提供了一种基于WPAN发送分组的方法，所述方法包括：根据IP分组的大小对至少一个IP分组进行分段；将包括在所述IP分组的头中的至少一个字段压缩到预定位数；消除根据所述IP分组是否被分段而在所述IP分组的头中不同地指定的至少一个字段，并且生成支持WPAN的经转换分组；以及根据包括在所述至少一个被压缩的字段中的目的地地址发送所述经转换分组。
根据本发明的基于WAN发送分组的系统和方法，通过基于IPv4的IP分组的分段和头的压缩来最小化头的大小，使基于IPv4的IP分组能够被加载在IEEE802.15.4MAC/PHY分组中，从而可以通过使用基于IEEE802.15.4的WPAN高效地发送MPEG2-TS分组。此外，在移动装置中使用IEEE802.15.4的同时，可以执行基于IPv4的各种应用，该IEEE802.15.4是低功率通信技术。
附图说明
根据结合附图的以下详细描述，本发明的以上和其它目的、特征以及优点将更明显，在附图中：
图1是示意性地例示根据本发明的实施方式的基于WPAN的分组发送系统的图；
图2是示意性地例示根据本发明的实施方式的分组传输设备的图；
图3例示基于IPv4分组的IP分组的头的一般构造；
图4例示根据本发明的实施方式的包括压缩编码的头的结构；
图5是描述根据本发明的实施方式的对地址字段进行设置的示例的视图；
图6例示根据本发明的实施方式的包括未压缩字段的头的结构；以及
图7和图8是例示根据本发明的实施方式的基于WPAN的分组发送方法的流程图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图描述本发明的示例性实施方式。在以下描述和附图中，相同的附图标记用于表示相同或者类似的组件，因此将省略对于相同或者类似组件的重复描述。
图1是示意性地例示根据本发明的实施方式的基于WPAN的分组发送系统的图。
如图1中所示，该系统包括：分组传输设备100，该分组传输设备100用于将待发送的IP分组转换为支持WPAN的经转换分组并且发送该经转换分组；以及分组接收设备200，该分组接收设备200用于接收从分组传输设备发送的经转换分组并且将该经转换分组恢复为该IP分组。
分组传输设备100在IEEE802.15.4MAC/PHY层和IPv4层之间提供协议适配层(PAL)，并且基于所提供的协议适配层的功能通过分组分段和头压缩，将基于IPv4的IP分组传输到IEEE802.15.4MAC/PHY层。
为此，分组传输设备100根据待发送的IP分组的大小对IP分组进行选择性地分段，并且将一个或更多个待压缩的预设字段压缩到设置位数(thenumberofsettingbit)，所述一个或更多个待压缩的预设字段包括在IP分组头中。这时，源地址和目的地地址被包括在待压缩的字段中。当在IEEE802.15.4MAC/PHY层的上层上加载IPv4时，使用基于IP的地址系统，或者可以使用与基于IEEE802.15.4MAC/PHY层的WPAN地址系统相对应的16位地址系统。因此，当处于与目的地地址相对应的位置中的分组接收设备200位于WPAN外部时，分组传输设备100将目的地地址指定为基于IP的地址。相反地，当处于与目的地地址相对应的位置中的分组接收设备200位于WPAN内时，分组传输设备100将目的地地址指定为与基于WPAN的地址系统相对应的16位地址。
此外，分组传输设备100消除待省略的字段(根据待发送的IP分组的分段的存在而在IP分组头中不同地指定待省略的字段)，并且生成支持WPAN的经转换分组。更具体地，分组传输设备100消除待省略的字段(根据待发送的IP分组的分段的存在而在IP分组头中不同地指定待省略的字段)，根据该消除设置未压缩字段，并且通过添加经转换分组头来生成经转换分组，所述经转换分组头包括与待压缩的字段有关的信息，所述经转换分组支持位于下层的IEEE802.15.4MAC/PHY层。这里，经转换分组头可以包括：压缩编码字段，该压缩编码字段用于指示与待压缩的字段有关的信息；帧控制字段，该帧控制字段包括与IPv4层有关的信息、指示分组的分段的存在的分段指定信息、以及与经分段分组有关的信息(PAL分段子头)，该与IPv4层有关的信息对应于与上层有关的信息；以及未压缩字段，该未压缩字段存储现有的IP分组头的除了被压缩的和被消除的字段之外的剩余字段。
此外，分组传输设备100根据包括在待压缩的字段中的目的地地址发送所生成的经转换分组。更具体地，分组传输设备100基于协议适配层功能将经转换分组传输到位于下层的IEEE802.15.4MAC/PHY层，并且由此通过与基于IEEE802.15.4MAC/PHY层的WPAN的互联将经转换分组发送到分组接收设备200，所述分组接收设备200处于与目的地地址对应的位置。
分组接收设备200接收从分组传输设备100发送的经转换分组，并且基于包括在经转换分组的头中的恢复信息来恢复在压缩处理过程中被省略的预设字段，以恢复IP分组头。更具体地，分组接收设备200通过与基于IEEE802.15.4MAC/PHY层的WPAN的互联接收从分组传输设备100发送的经转换分组。此外，分组接收设备200基于协议适配层功能对所接收的经转换分组进行分析并且释放所述待压缩的字段的压缩状态。此外，分组接收设备200识别IP分组的分段状态并且恢复被省略的字段(根据分段的存在而被不同地消除的字段)，以恢复基于IPv4的IP分组头。
在下文中，将参考图2描述根据本发明的实施方式的分组传输设备100的更详细的构造。
即，分组传输设备100包括：头压缩器110，该头压缩器110用于对待发送的IP分组进行分段并且对头进行压缩；分组生成器120，该分组生成器120用于生成支持WPAN的经转换分组；以及分组传送器130，该分组传送器130用于通过与WPAN的互联发送经转换分组。
头压缩器110基于协议适配层(PAL)功能将一个或更多个待压缩的预设字段压缩到设置位数，所述一个或更多个待压缩的预设字段被包括在位于上层的基于IPv4的IP分组的头中，并且设置压缩编码字段(IP_HC)，该压缩编码字段(IP_HC)指示与待压缩的字段有关的信息，如图4中所示。
更具体地，将参考例示IPv4头的详细结构的图3和例示压缩编码字段的图4描述头压缩器110的详细操作。
即，由压缩编码字段(IP_HC)的“IPver(IP版本)”字段中的值“0b0”指示IPv4头的4位“version(版本)”字段。此外，在压缩编码字段(IP_HC)的“Headerlength(头长度)”字段中指示IPv4头的4位“Headerlength”字段并且在没有任何改变的情况下使用IPv4头的4位“Headerlength”字段的值。例如，不具有“option(选项)”字段的IPv4字段长为20个字节，并且IPv4头具有计算为“5”个字的值。压缩编码字段(IP_HC)的“Headerlength”字段被指示为“0b0101”。此外，当在IPv4头中包括长为4个字节的“option”字段时，IPv4头具有计算为“6”个字的值。压缩编码字段(IP_HC)的“Headerlength”字段被指示为“0b0110”。此外，当“flags”字段的值为“0b010”时，压缩编码字段(IP_HC)的“Fragflag(分段标志)”的值被指示为“0b0”。此外，当“flags”字段的值为“0b000”和“0b001”时，“Fragflag”字段的值被指示为“0b0”。
此外，如图4中所示，头压缩器110设置地址字段，该地址字段包括源地址和目的地地址。当IPv4被加载在IEEE802.15.4MAC/PHY层的高层上时，使用基于IP的地址系统或者使用与基于IEEE802.15.4MAC/PHY层的WPAN地址系统相对应的16位地址系统。因此，当处于与目的地地址相对应的位置中的分组接收设备200位于WPAN外部时，头压缩器110将目的地地址指定为基于IP的地址。相反地，当处于与目的地地址相对应的位置的分组接收设备200位于WPAN内部时，头压缩器110将目的地地址指定为与基于WPAN的地址系统相对应的16位地址。
例如，参考图5在以下描述中讨论设置头压缩器110的地址字段的示例。即，发送/接收IP分组的对象被指定为装置①、装置②、接入点(AP)以及互联网服务器，并且将每个对象的地址设置为如下。
-装置①-＞IP地址192.168.123.101，64位MAC地址AA:AA:…:AA:A1，Zigbee短地址205
-装置②-＞IP地址192.168.123.105，64位MAC地址AA:AA:…:AA:A5，Zigbee短地址158
-接入点(AP)-＞IP地址192.168.123.1，64位MAC地址AA:AA:…:AA:00，Zigbee短地址1
-互联网服务器-＞IP地址206.190.60.37，48位MAC地址10:08:25:A4:D8:4A，Zigbee短地址无
1.第一示例-装置①通过使用16位地址将数据发送到接入点并且接入点将数据发送到作为装置②的另一装置。
1)装置①-＞AP(图5A)
O.Flag＝0b0，F.Flag＝0b1
O.addrmode＝0b0，F.addrmode＝0b1
2)AP-＞装置②(图5B)
O.Flag＝0b1，F.Flag＝0b0
O.addrmode＝0b001，F.addrmode＝0b000
2.第二示例-装置①将数据发送到互联网服务器。
1)装置①-＞AP(图5C)
O.Flag＝0b0，F.Flag＝0b1
O.addrmode＝0b000，F.addrmode＝0b011
2)AP-＞互联网服务器
使用一般的基于IP的地址。
3.第三示例-互联网服务器将数据发送到装置①
1)互联网服务器-＞AP
使用一般的基于IP的地址。
2)AP-＞装置①(图5D)
O.Flag＝0b1，F.Flag＝0b0
O.addrmode＝0b011，F.addrmode＝0b000
分组生成器120消除待省略的字段(根据IP分组的分段的存在而在IP分组头中不同地指定待省略的字段)，并且生成支持WPAN的经转换分组。更具体地，分组生成器120消除待省略的字段(根据IP分组的分段的存在而在IP分组头中不同地指定待省略的字段)，并且根据所述消除设置未压缩头，如图6中所示。此外，分组生成器120添加经转换分组头，并且生成经转换分组，该经转换分组头包括与被省略的字段有关的信息，该经转换分组支持位于下层的IEEE802.15.4MAC/PHY层。
此外，在下面的描述中参考例示IPv4头的详细结构的图3和例示未压缩头的结构的图6描述分组生成器120的详细操作。
即，在未压缩头的“TOS”字段中指示IPv4头的8位“TOS”字段，并且在没有改变的情况下使用IPv4头的8位“TOS”字段的值。此外，当IPv4头的“Flags(标志)”字段的值是“0b010”(IP分组没有被分段)并且IPv4头的“Totallength”字段的值等于或者小于“2047”(“Totallength(全长)”字段的值等于或者小于“0x7FF”)时，IPv4头的16位“Totallength”字段变为与分段分组信息(PAL分段子头)的“Totallength”的值相同，从而删除IPv4头的“Totallength”字段的值并且图3中所示的未压缩编码字段(IP_HC)的“Totallengthflag(全长标志)”字段的值变为“0b1”。此外，当IPv4头的“Flags”的值为“0b010”(IP分组没有被分段)并且“IPtotallength”字段的值等于或者大于“2047”(“Totallength”的值等于或者大于“0x7FF”)或者IPv4头的“Flags”的值为“0b000”和“0b001”(IP分组被分段)时，在没有任何改变的情况下在未压缩头的“Totallength”字段中指示IPv4头的16位“Totallength”字段的值，并且压缩编码字段(IP_HC)的“Totallengthflag”字段的值变为“0b0”。此外，当IPv4头的“flags”字段的值为“0b010”时，删除IPv4头的16位“Identification(识别)”字段。当IPv4头的“Flags”字段的值为“b000”和“0b011”时，在未压缩头的“Identification”字段中指示IPv4头的16位“Identification”字段并且在没有任何改变的情况下使用IPv4头的16位“Identification”字段的值。此外，IPv4头的“Flags”字段的值为“0b000”和“0b001”(IP分组被分段)，在未压缩头的“Flags”字段中指示3位“Flags”字段并且在没有任何改变的情况下使用IPv4头的“Flags”的值。当IPv4头的“Flags”的值为“0b010”(IP分组没有被分段)时，13位“Fragmentoffset(分段偏移)”字段的值始终为“0b0000000000000”，从而能够删除该值。此外，IPv4头的“Flags”字段的值为“0b000”和“0b001”(IP分组被分段)，在未压缩头的“Fragmentoffset”字段中指示IPv4头的13位“Fragmentoffset”字段，并且在没有任何改变的情况下使用IPv4头的13位“Fragmentoffset”字段的值。此外，在未压缩头的“TTL”字段中指示IPv4头的8位“TTL”字段，并且在没有任何改变的情况下使用IPv4头的8位“TTL”字段的值。作为参考，在包括在经转换分组头的“Framecontrol(帧控制)”字段中的高层信息列表中指示IPv4头的8位“Protocol(协议)”字段。这里，IPv4头的主协议的值分别指示为“0x01(ICMP)”、“0x02(IGMP)”、“0x06(TCP)”、“0x11(UDP)”、“0x59(OSPF)”、“0x84(SCTP)”、“0x01(ICMP)＝0x03(ICMP/IP)”、“0x06(TCP)＝0x1(TCP/IP)”和“0x11(UDP)＝0x2(UDP/IP)”。此外，与低字段对应的“MACCRC”字段确定错误，而不是IPv4头的“Headerchecksum(头校验和)”字段。因此，当在“CRC”字段中没有检测到错误时，能够压缩地消除“Headerchecksum”字段，并且计算和输入“Checksum(校验和)”的解压缩值。
根据包括在待压缩的字段中的目的地地址，分组传送器130发送所生成的经转换分组。更具体地，分组传送器130基于协议适配层功能发送位于下层的IEEE802.15.4MAC/PHY层的经转换分组，从而该分组传送器130能够通过与基于IEEE802.15.4MAC/PHY层的WPAN的互联，将经转换分组发送到分组接收设备200，所述分组接收设备200处于与目的地地址相对应的位置。
如上所述，根据基于WPAN发送分组的系统，IPv4和IPv4的更高协议执行基于TCP/UDP的IP分组分段和头压缩并且最小化头大小，从而能够实施在具有小有效载荷的IEEE802.15.4MAC/PHY分组中加载IPv4。结果，可以通过与基于IEEE802.15.4的WPAN的互联发送IPv4分组。
在下文中，将参考图7和图8描述根据本发明的实施方式的基于WPAN发送分组的方法。这里，为了描述方便起见，通过使用图1至图6中所示的构造的相应的附图标记来描述图7和图8中所示的构造。
首先，参考图7描述根据本发明的实施方式的基于WPAN的分组发送系统的驱动方法。
分组传输设备100考虑分组大小对待发送的IP分组进行选择性分段(S110)。
接下来，分组传输设备100对待发送的IP分组的头进行压缩(S120)。优选地，分组传输设备100将一个或更多个待压缩的预设字段压缩到设置位数，该一个或更多个待压缩的预设字段包括在待发送的IP分组的头中。这时，待压缩的字段包括源地址和目的地地址。当将IPv4加载在IEEE802.15.4MAC/PHY层的高层上时，使用基于IP的地址系统，或者可以使用与基于IEEE802.15.4MAC/PHY层的WPAN地址系统相对应的16位地址系统。因此，当处于与目的地地址相对应的位置中的分组接收设备200位于WPAN外部时，分组传输设备100将目的地地址指定为基于IP的地址。相反地，当处于与目的地地址相对应的位置中的分组接收设备200位于WPAN内部时，分组传输设备100将目的地地址指定为与基于WPAN的地址相对应的16位地址。
接下来，分组传输设备100消除待省略的字段(根据IP分组的分段的存在而在IP分组头中不同地指定待省略的字段)，并且生成支持WPAN的经转换分组(S130至S150)。优选地，分组传输设备100消除待省略的字段(根据IP分组的分段的存在而在IP分组头中不同地指定待省略的字段)，并且根据所述消除设置未压缩头。此外，分组传输设备100添加经转换分组头，并且生成经转换分组，该经转换分组头包括与所述待省略的字段有关的信息，该经转换分组支持位于下层的IEEE802.15.4MAC/PHY层。这里，经转换分组头可以包括：压缩编码字段，该压缩编码字段用于指示与待压缩的字段有关的信息；帧控制字段，该帧控制字段包括与IPv4层有关的信息、指示分组的分段的存在的分段指定信息、以及与经分段的分组有关的信息(PAL分段子头)，该与IPv4层有关的信息对应于与高层有关的信息；以及未压缩字段，该未压缩字段存储现有的IP分组头的除了被压缩的和被消除的字段之外的剩余字段。
接下来，分组传输设备100根据包括在待压缩的字段中的目的地地址发送所生成的经转换分组(S160至S170)。优选地，分组传输设备100基于协议适配层功能将经转换分组传输到位于下层的IEEE802.15.4MAC/PHY层，并且由此通过与基于IEEE802.15.4MAC/PHY层的WPAN的互联将经转换分组发送到分组接收设备200，所述分组接收设备200处于与目的地地址相对应的位置。
接下来，分组接收设备200通过与基于IEEE802.15.4MAC/PHY层的WPAN的互联接收从分组传输设备100发送的经转换分组，并且通过基于协议适配层功能对所接收的经转换分组头进行分析来释放所述待压缩的字段的压缩状态(S180至S190)。
接下来，分组接收设备200识别IP分组的分段状态并且恢复所述待省略的字段(根据IP分组的分段的存在而不同地指定所述待省略的字段)，以恢复基于IPv4的IP分组头(S200)。
在下文中，将参考图8描述分组传输设备100的详细操作。
首先，根据分组大小对待发送的IP分组进行选择性分段(S210)。优选地，根据协议适配层(PAL)功能，根据基于IPv4(该IPv4位于上层)的IP分组的大小，头压缩器110对分组进行选择性分段。
接下来，将一个或更多个待压缩的预设字段压缩到设置位数(S220至S230)，所述一个或更多个待压缩的预设字段包括在待发送的IP分组的头中。优选地，头压缩器110根据PAL功能，将一个或更多个待压缩的预设字段压缩到设置位数，并且设置压缩编码字段，所述一个或更多个待压缩的预设字段包括在基于IPv4的IP分组的头中，所述IPv4位于上层，所述压缩编码字段指示与待压缩的字段有关的信息。
接下来，消除待省略的字段(根据IP分组的分段的存在而在IP分组头中不同地指定待省略的字段)，并且生成支持WPAN的经转换分组(S240至S270)。优选地，分组生成器120消除待省略的字段(根据IP分组的分段的存在而在IP分组头中不同地指定待省略的字段)，并且根据所述消除设置未压缩头。此外，分组生成器120添加经转换分组头，并且生成经转换分组，该经转换分组头包括与待压缩的字段有关的信息，该经转换分组支持位于下层的IEEE802.15.4MAC/PHY层。
接下来，根据包括在待压缩的字段中的目的地地址，发送所生成的经转换分组(S280至S290)。优选地，分组传送器130基于PAL功能将经转换分组传输到位于下层的IEEE802.15.4MAC/PHY层，并且通过与基于IEEE802.15.4MAC/PHY层的WPAN的互联将经转换分组发送到分组接收设备200。
如上所述，根据按照本发明的实施方式的基于WPAN发送分组的方法，IPv4和IPv4的更高协议执行基于TCP/UDP的IP分组分段和头压缩并且最小化头大小，从而能够实施在具有小有效载荷的IEEE802.15.4MAC/PHY分组中加载IPv4。结果，可以通过与基于IEEE802.15.4的WPAN的互联来高效地发送IPv4分组。
虽然已经出于例示的目的描述了本发明的示例性实施方式，但是本领域技术人员将了解的是，在不脱离如所附的权利要求中公开的本发明的范围和精神的情况下，可以进行各种修改、添加和替换。
工业应用性
根据本发明的基于WPAN发送分组的系统和方法，本发明具有下述工业应用性：IPv4和IPv4的更高协议执行基于IPv4的IP分组分段和头压缩并且最小化头大小，从而能够实现在具有小有效载荷的IEEE802.15.4MAC/PHY分组中加载IPv4。因此，作为超越传统技术的限制的装置，本发明在使用及采用相关技术的装置的商业上具有极大的潜力。

Claims (6)

1.一种分组传输设备，所述分组传输设备包括：
头压缩器，所述头压缩器用于对待发送的IP分组进行分段并且将包括在IP分组头中的至少一个待压缩的字段按照预定比特位数进行压缩；
分组生成器，所述分组生成器根据所述IP分组是否被分段将所述IP分组头中不同地指定为省略目标的字段进行删除，根据所述删除设置未压缩字段，并且通过添加包括与待压缩的字段有关的信息的经转换分组头来生成支持WPAN的经转换分组，其中，所述经转换分组头包括：压缩编码字段，所述压缩编码字段用于指示与待压缩的字段有关的信息；帧控制字段，所述帧控制字段包括与IPv4层有关的信息、指示分组的分段的存在的分段指定信息、以及与经分段分组有关的信息，所述与IPv4层有关的信息对应于与上层有关的信息；以及未压缩字段，所述未压缩字段存储现有的IP分组头的除了被压缩的和被删除的字段之外的剩余字段；以及
分组传送器，所述分组传送器用于根据包括在所述待压缩字段的目的地地址发送所述经转换分组，
其中，当所述经转换分组被发送到所述WPAN中时，所述头压缩器将所述目的地地址指定为基于WPAN的地址，
其中，当所述经转换分组被发送到所述WPAN外部时，所述头压缩器将所述目的地地址指定为基于IP的地址。
2.如权利要求1所述的分组传输设备，其中，所述头压缩器基于协议适配层的功能对位于上层的MPEG2-TS为基础的IP分组头进行压缩。
3.如权利要求2所述的分组传输设备，其中，基于所述协议适配层的功能将所述经转换分组传送到位于下层的IEEE802.15.4MAC/PHY层，所述经转换分组通过与基于所述IEEE802.15.4MAC/PHY层的WPAN的互联进行传送。
4.一种基于WPAN发送分组的方法，所述方法包括：
根据IP分组的大小对待传送的IP分组进行选择性分段；
将包括在所述IP分组的头中的至少一个字段压缩到预定比特位数；
根据所述IP分组与否删除在IP分组头中不同地指定为省略目标的字段，根据所述删除设置未压缩字段，并且通过添加包括与待压缩的字段有关的信息的经转换分组头来生成支持WPAN的经转换分组，其中，所述经转换分组头包括：压缩编码字段，所述压缩编码字段用于指示与待压缩的字段有关的信息；帧控制字段，所述帧控制字段包括与IPv4层有关的信息、指示分组的分段的存在的分段指定信息、以及与经分段分组有关的信息，所述与IPv4层有关的信息对应于与上层有关的信息；以及未压缩字段，所述未压缩字段存储现有的IP分组头的除了被压缩的和被删除的字段之外的剩余字段；以及
根据包括在所述待压缩的字段中的目的地地址发送所述经转换分组，
其中，当所述经转换分组被发送到所述WPAN中时，所述目的地地址被指定为基于WPAN的地址，
其中，当所述经转换分组被发送到所述WPAN外部时，所述目的地地址被指定为基于IP的地址。
5.如权利要求4所述的方法，其中，对所述字段进行压缩的步骤为基于协议适配层的功能对位于上层的MPEG2-TS为基础的IP分组头进行压缩。
6.如权利要求5所述的方法，其中，基于所述协议适配层的功能将所述经转换分组传送到位于下层的IEEE802.15.4MAC/PHY层，所述经转换分组通过与基于所述IEEE802.15.4MAC/PHY层的WPAN的互联进行传送。
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