CN102904973A - 自组织网络中简化的自动配置和服务发现的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了自组织网络中简化的自动配置和服务发现的方法和装置。自组织网络的大小可以限制为选定数量的自组织网络站点。被分配给加入自组织网络的站点的自组织网络地址第一部分可以是固定的并且自组织网络地址的第二部分可以在每个新站点加入自组织网络时被动态选择。站点可以生成可以包含在自组织网络消息中的信息元素。示例性信息元素可以包括与发送站点相关联的网络地址的最后字节、表示自站点请求网络地址以来的毫秒数的4字节时间戳字段、标识站点的用户友好名称、发送站点提供的每个服务的通用唯一标识符(UUID)，以及使用中网络地址位图。

Description

自组织网络中简化的自动配置和服务发现的方法和装置
本申请是申请日为2007年11月27日，申请号为200780042287.2并且发明名称为“自组织网络中简化的自动配置和服务发现”的中国专利申请的分案申请。
通过引用的并入
本申请要求由Kapil Chhabra于2006年11月28日提出的申请号为60/867,495，题为“802.11自组织网络中简化的自动配置和服务发现”(Simplified Auto-Configuration and Service Discovery in 802.11 Ad-HocNetworks)的美国临时专利申请的优先权，该申请的全部内容在此通过引用而全部并入。
背景技术
在过去的几年中，消费者已经接受了数字技术。消费者的认同是由各种可用的服务来驱动的，如因特网的高速连接、有线和无线家庭网络，以及提供用来进行社会互动和服务的各种机会的数字咖啡吧的增长。消费者的接受还是由可用的覆盖范围很广的数字技术产品来驱动的，如膝上型计算机、掌上型计算机、数字蜂窝电话，视频和音频记录和/或回放设备。对数字技术的广泛接受和使用导致对各数字设备之间，以及各数字设备与用以提高各数字设备的用处和/或辅助其使用的可用服务之间的无缝的、透明的连接、通信和互操作性的高需求。
将无线电子设备组织为自组织(ad-hoc)无线网络的能力具有满足对数字设备之间以及数字设备和可用服务之间的无缝的、透明的连接以及互操作性的用户需求的希望。然而，已有的自组织网络实现过于复杂和繁琐并且不足以满足用户需求。已有的自组织网络，例如，基于IEEE 802.11标准的自组织网络，需要一个增加设备处理和存储器需求、增加设备生产成本，以及降低操作效率的复杂性水平。因此，存在对实现用以在无线数字设备之间提供数字设备和可用服务之间的无缝的、透明的连接和互操作性，而且减少设备硬件需求、减少设备复杂性和生产成本，以及提高操作效率的自组织网络的方法的需求。
发明内容
下面描述的自组织网络方法针对自组织网络中的网络地址分配、名称解析和服务发现。在所述自组织网络方法的示例性实施例中，自组织网络的大小可以通过选择的地址格式，例如4字节IP地址格式、6字节地址格式等等而减小到小于其他方式下能够支持的大小。例如，假设在基于四字节网络地址格式的自组织网络中期望不多于256个站点，被分配给加入自组织网络的站点的网络地址的第一部分，例如前三个字节，可以在设计时被固定。网络地址的第二部分，例如第四个或最后一个字节，可以分别在每个新站点加入自组织网络时被动态选择。在所述自组织网络方法的其它示例性实施例中，被允许加入自组织网络的站点的最大数目可以增加至大于256的数目，或减少至少于256的数目。在这样的实施例中，地址第一部分中固定的位的数目，以及地址第二部分中被动态选择的位的数目可以被调整以在任一时刻支持允许加入自组织网络的最大数目的站点。
支持所述自组织网络方法的站点的示例性实施例可以生成信息元素，该信息元素可以被包含在被生成并广播到周围的无线设备的自组织网络消息中，所述消息例如是信标、探测请求和/或探测响应。示例性信息元素可以包括：(1)与发送站点相关联的自组织网络地址(例如自组织IP网络地址)的最后一个字节；(2)4字节时间戳字段，该字段用以表示自站点要求网络地址以来的毫秒数；(3)用以标识站点的用户友好的名称；(4)发送站点提供的每个服务的通用唯一标识符(universally uniqueidentifier，UUID)；以及(5)使用中网络地址位图，下面将更加详细地描述。
自组织网络中的站点，或本地站点可以维护一个本地数据存储装置，所述本地数据存储装置可以包含自组织网络中其它每个站点，或对等站点(peer station)的自组织网络地址，例如，自组织IP网络地址，用户友好的名称，以及对等站点提供的每个服务的UUID。站点可以从各自接收的消息，例如，信标、探测请求，和/或探测响应中得知对等站点的自组织网络地址、名称以及服务。站点的本地数据存储装置中的数据存储条目可以使用对等站点的MAC地址作为主键。站点的本地数据存储装置中对等站点的条目可能过期并且如果在可配置的时间期间内没有从相应的对等站点接收到消息，例如，信标、探测请求和/或探测响应，则可从站点的本地数据存储装置中删除该条目。
被配置成支持所述自组织网络的实施例的站点可以基于包括在接收的消息中的时间戳信息来同步其本地时钟。例如，每个站点可以被配置成只要接收的时间戳数据大于其自身的时钟值则基于包括在接收的消息中的时间戳信息来更新其本地时钟。通过这种方式，自组织网络中的对等站点可以同步它们各自的本地时钟，并且因而可以同步它们各自的动作。
例如，一个新形成的自组织网络中的第一站点可以定义目标信标发送时间(target beacon transmission time，TBTT)，所述TBTT每过TBTT间隔，例如100毫秒重复出现。TBTT和TBTT间隔可以由每个新站点加入网络时采用的控制参数来控制。通过同步其各自的时钟，如上所述，每个站点内的每个TBTT可以同时发生。
此外，所述自组织网络的示例性实施例中的站点可以被配置具有在每个TBTT之前过期的前TBTT定时器。当前TBTT定时器过期时，每个站点可以解析其本地数据存储装置并且可以生成表示可用的网络地址集中的网络地址是被自组织网络中的对等站点分配还是未分配的使用中网络地址位图。例如，如果网络地址169.254.1.10被对等站点使用，则使用中网络地址位图中的位10被设置为1，否则，使用中网络地址位图中的位10被设置为0。假设自组织网络被限制为256个或更少的站点，使用中网络地址位图的长度可以是256位。然而，如果允许加入自组织网络的站点的最大数目被增加至大于256的数目，或减少到小于256的数目，使用中网络地址位图的位的数目可以被相应地调整。
使用中网络地址位图可以被包括在输出的自组织网络消息中。无论使用中网络地址位图的大小如何，位图在通过包含在自组织消息中被发送之前可以被压缩以减小位图的大小。使用中网络地址位图可以通过使用任何期望的大小缩减和/或压缩技术来缩减大小。例如，站点可以被配置成选择最低可用网络地址，以减少标识已分配网络地址集合所需的位的数目并且非必需的位被删除。
对自动配置自身的网络地址感兴趣的站点可以使用对等站点的使用中网络地址位图并且可以选择没有被使用的地址。在选择了网络地址之后，站点可以依照下一个TBTT，和/或依照预定数目，例如，2、3、4，或任何其它预定整数N个后续TBTT而尝试发送信标或主动探测响应。信标/探测响应可以包含上述的信息元素，并且可以被用来通告站点新分配的网络地址、用户友好的名称，以及站点可以提供的服务列表，从而对等站点可以更新它们各自的数据存储装置。
使用这样的方法，仍然存在两个站点在相同时间选择相同网络地址或两个站点基于接收的包含过期信息的网络地址位图而选择相同网络地址的可能。这样的冲突可以在站点从接收自对等站点的消息中监听(hear)到与其自身的本地网络地址相匹配的网络地址时被侦测。在这样的情形中，站点可以使用包括在从对等站点接收的消息中的4字节时间戳来明确确定哪个站点应该保持使用该地址的权利。在一个示例性实施例中，具有更早时间戳的站点可以继续使用该相同的网络地址而具有更新时间戳的站点可以解析存储在其本地数据存储装置中的一个或更多使用中网络地址位图以选择不同的网络地址。
所述方法允许自组织网络站点发现来自网络中其它站点的可用服务。例如，站点可以发送包含具有用户友好名称和/或其感兴趣的查询站点的服务列表的信息元素的探测请求。响应于接收的探测请求，对等自组织站点可以解析其本地数据存储装置并且当其定位了可以响应接收的探测请求消息的信息时可以做出响应。在一个示例性实施例中，查询站点可以在确定期望的名称/服务在网络中不可用之前发送预定数目，例如，2、3、4，或任何其它预定整数N个探测请求消息。
附图说明
将参考随附图式来说明支持自组织网络中简化的自动配置和服务发现的自组织无线网络的示例性实施例，其中相同标号代表相同元件，附图中：
图1是支持自组织网络中简化的自动配置和服务发现的示例性无线设备，或站点的框级图；
图2是由两个站点，例如图1所示的站点形成的示例性自组织网络的示意图；
图3是由预定数目，例如256个站点形成的示例性自组织网络的示意图；
图4是由家庭或小办公室环境中的示例性站点形成的示例性自组织网络的示意图；
图5是由支持自组织网络中简化的自动配置和服务发现的站点执行的示例性启动过程的流程图；
图6和图7表示由支持自组织网络中简化的自动配置和服务发现的站点执行的示例性过程的流程图；
图8是由站点执行的用以侦测和校正网络地址冲突的示例性过程的流程图；以及
图9、图10和图11表示了由站点执行的生成用以发送的信标、探测请求或探测响应之一的示例性过程的流程图。
具体实施方式
图1是支持自组织网络中简化的自动配置和服务发现的示例性无线设备，或站点的框级图。如图1所示，站点100可以包括与时钟控制单元104、非易失性存储器106、易失性存储器108和网络物理层单元110通信的控制器102。此外，站点100可以包括本地数据存储单元112、地址位图生成器114、消息生成单元116，以及消息解析单元118，并且这些单元可以与控制器102通信。
站点100所包括的特征可以集成于一个或更多用户电子设备如桌上型或膝上型计算机、蜂窝电话、数码相机、扫描仪、打印机、绘图仪，或任何其它电子设备，从而允许每个电子设备支持在每个电子设备之间提供无缝的、透明的连接的自组织网络的形成。
例如，在一个实施例中，网络物理层单元110实现的功能可以通过添加至电子设备的网络接口卡(NIC)，或通过嵌入在电子设备的电路中的物理层单元来实现，所述网络物理层单元例如是开放系统互连(OSI)模型的第一层，或物理层。控制器102和OSI模型或其它网络通信模型的后续层实现的功能可以通过例如由诸如桌上型或膝上型计算机之类的电子设备的通用微处理器执行的，或可以通过例如由诸如打印机、数码照相机，以及扫描仪之类的电子设备中的单独处理器执行的软件来实现。
控制器102可以根据诸如IEEE802.11中描述的自组织网络标准之类已有的自组织网络标准，在经过如下更详细描述的修改之后，控制与通过网络物理层单元110的消息的接收和发送有关的处理，以支持简化的自动配置和服务发现。易失性存储器108可以允许控制器102在本地存储器中存储用以执行的程序指令并且存储和维护执行被存储的程序指令所需的临时变量。非易失性存储器106可以允许控制器102为了控制器后面的执行而访问和获取更加大量的数据和程序指令。作为这些指令执行结果而被执行的示例性过程在下面结合图6至12被描述。
时钟控制单元104可以控制本地振荡器，或时钟，并且可以为控制器102提供可被控制器102用来为了执行而调度动作的时钟。例如，控制器102可以基于经由站点100所加入的自组织网络而接收的消息来设置/更新时钟控制单元104所维护的时间。例如，当站点接收具有大于站点所维护的时间的独立基本服务集(IBSS)时间戳的消息时，控制器102可以指示时钟控制单元104基于接收的IBSS时间戳来更新时钟控制单元104所维护的时间。而且，控制器102可以提供例如从非易失性存储器106获得的TBTT、TBTT间隔，以及前TBTT间隔给时钟控制单元104。其后，当基于同步时钟时间的每个前TBTT和TBTT事件发生时，时钟控制单元104可以提供通知给控制器102。
本地数据存储单元112可以基于包括在接收的消息，例如信标、探测请求和/或探测响应中的信息而建立和维护具有与站点所加入的自组织网络中的对等站点有关的信息的本地数据存储装置。例如，本地数据存储单元112所维护的信息可以包括自组织网络中每个对等站点的网络地址、用户友好的名称，以及对等站点提供的每个服务的UUID。在本地数据存储装置中数据存储条目可以使用对等站点的MAC地址作为主键。本地数据存储装置还可以被配置成包括与本地站点有关的信息，例如，本地站点的所选择的网络地址、用户友好的名称，以及本地站点提供的每个服务的UUID。表1提供了可以包括在站点的本地数据存储装置的记录中的信息项目摘要。通过本地数据存储单元112存储在本地数据存储装置中的信息可以是接收自控制器102，和/或直接接收自其它单元如消息解析单元118、消息生成单元116、时钟控制单元104，以及地址位图生成器114的。
表1——示例性的站点本地数据存储装置记录描述
Figure BSA00000781315400071
消息解析单元118可以接收来自网络物理层单元110的消息并且可以解析接收的消息内容以获得可能被传送给控制器102和/或本地数据存储装置112的数据。例如，消息解析单元118可以解析一个接收的消息以获取MAC地址，IBSS时间戳和来自消息头的其它信息，并且可以解析和获取包含在消息内的信息，如包含支持简化的自动配置和服务发现的信息的信息元素，如下面所做的更加详细的描述。从接收的消息中获取的信息可以被传送给控制器102以进一步被处理以及决策，和/或部分获取的信息可以被直接传送给本地数据存储单元112以生成本地数据存储装置的更新。而且，控制器102可以指示本地数据存储单元112基于从消息解析单元118接收的对等站点信息来更新存储在本地数据存储装置中的信息。站点的本地数据存储装置中对等站点的条目可能过期并且当在可配置的持续时间，例如5分钟内没有从相应的对等站点接收到消息，例如，信标、探测请求和/或探测响应时可能从站点的本地数据存储装置中删除。
下面的表2是可能包括在支持自组织网络中简化的自动配置和服务发现的站点所生成的发送消息所包括的示例性信息元素中的信息项目摘要。
表2-示例性的信息元素内容项目
Figure BSA00000781315400081
消息生成单元116可以根据控制器102的指令，生成自组织消息以发送至无线广播范围内的站点。生成的消息可以是信标消息、探测请求、探测响应，或其它消息中的一个，如下面所做的更加详细的描述。例如，在通过控制器102指示需要生成的消息类型之后，消息生成单元116可以获取当前站点信息并且生成信息元素，该信息元素包含但不限于如表2所示的内容项目。而且，基于要生成的消息的类型，例如，信标消息、探测请求、探测响应等等，消息生成单元116可以接收来自控制器102的附加信息和/或可以请求来自本地数据存储单元112和/或地址位图生成器114的附加信息，如下面所做的更加详细的描述。一旦消息被生成，消息生成单元116可以发送消息至网络物理层单元110以进行发送。
地址位图生成器114可以基于或者来自控制器102或者来自消息生成单元116的请求，连接本地数据存储单元112以获取接收自本地数据存储装置中表示的每个对等站点的网络地址信息。地址位图生成器114可以生成可以被用来记录自组织网络中被允许的网络地址的预定集合中哪些网络地址已经被分配给自组织网络中的站点的使用中网络地址位图。例如，如果网络地址169.254.1.4、网络地址169.254.1.87和网络地址169.254.1.235被形成自组织网络的三个站点使用，则使用中网络地址位图的位4、87和235可以被设置为1。如上所述，使用中网络地址位图可以被包括在输出的消息所包括的信息元素中。如下面所做的更加详细的描述，包含使用中网络地址位图的消息可以被对自动配置其自身以加入自组织网络感兴趣的站点所监控。例如，基于在使用中网络地址位图中被表示为已分配的网络地址，站点可以指定给自己一个未被分配的网络地址，这作为自动配置过程的一部分。
使用中网络地址位图可以被压缩以缩减被发送的位图的大小。例如，站点可以被配置成选择可用的最低网络地址，以减少标识使用中网络地址集合所需的位的数目。在这样的方法中，位图可以被减少到已经被分配的位的数目。在另外一个方法中，使用中网络地址位图可以通过导致被发送的位的数目减少的任何算法而压缩，例如，使用行程编码(run-lengthcoding)，也就是通过数目减少的位来表示成组的0和/或成组的1。
如下面所做的更加详细的描述，对自动配置其自身的网络地址感兴趣的站点可以使用对等站点的使用中网络地址位图以选择没有被使用的地址。而且，站点可以解析存储在站点的本地数据存储装置中的多个使用中网络地址位图并且可以选择在每个被存储的使用中网络地址位图中被表示为未分配的网络地址。在选择网络地址之后，站点可以试图通过依照下一个TBTT，和/或依照预定数目，例如，2、3、4，或任何其它预定整数N个后续TBTT而发送信标或主动探测响应来广播其新的网络地址给自组织网络中的对等站点。例如，为了增加站点在选择网络地址后成功发送信标或主动探测响应的可能性，站点可以在后面N个TBTT中缩减其信标竞争窗口。信标/探测响应可以包含上述的信息元素，并且可以被用来通告站点新分配的网络地址、用户友好的名称，以及站点支持的服务，从而对等站点可以更新它们各自的数据存储装置。
图2是由两个站点形成的示例性自组织网络的示意图。如图2所示，自组织网络202可以形成于两个站点之间，例如，如204所示的站点STA-0，以及如206所示的站点STA-1。站点STA-0和站点STA-1中的每一个都可以支持自组织网络中简化的自动配置和服务发现并且可以包括上面结合图1所述的示例性特征和特性。
图3是可以包括预定数目的站点，例如，多至256个同时连接的站点的示例性自组织网络的示意图。在这样的示例性自组织网络中，假设使用了4字节网络地址，如上所述，与形成自组织网络有关的站点硬件和处理需求可以通过预先配置每个站点的网络地址的前三个字节而被大大减小。然而，这样的方法可能限制同时连接的自组织网络站点的数目，例如，最多256个站点，这是因为网络地址的第四个字节可以最多被配置256个唯一值，即，0至255。
如图3所示，自组织网络302可以形成于256个站点之间，例如，如304所示的站点STA-0，如306所示的站点STA-1，以及图3中308所示的站点STA-255之前的点所表示的多达254个另外的站点。站点STA-0至站点STA-255中的每一个都可以支持自组织网络中简化的自动配置和服务发现并且可以包括上面结合图1所述的示例性特征和特性。
图4是独立家庭或小型办公室环境中的示例性站点形成的示例性自组织网络402的示意图。例如，如图4所示，示例性自组织网络402可以被用来在诸如桌上型计算机404、膝上型计算机406、蜂窝电话408、数字照相机410、扫描仪412、打印机414，以及绘图仪416之类的电子设备之间提供无缝的连接。通过减少与自组织网络相关联的站点的数目，与提供这样的自组织网络相关联的处理和存储器需求被减小了。其结果是，所述的方法可以结合到这样的设备内以在具有缩减的处理和存储器能力的这类电子设备之间提供无缝的连接。
尽管所述的自组织网络方法可能限制可以加入自组织网络的站点数目，但提供给自组织网络中的站点的连接没有被减少。所述方法减小了与提供这样的连接相关联的硬件和处理需求，从而允许更多的电子设备被成本有效地配置成支持这样的连接。
图5是由支持自组织网络中简化的自动配置和服务发现的站点执行的示例性启动过程的流程图。如图5所示，过程的操作可以开始于站点的电源启动或处理器重启的步骤S602并且过程进入步骤S606。
在步骤S606，控制器102可以从非易失性存储器106获取被存储的用于站点控制的控制参数，并且过程进入步骤S608。
在步骤S608，控制器102可以指示本地数据存储单元112启动本地数据存储装置，如上面结合表1所述。尽管可能没有接收到来自于对等自组织站点的消息，但本地数据存储装置可以被更新以包含可以填充有来自非易失性存储器的缺省控制参数的站点条目。这样的参数可以包括可以由站点提供的服务的UUID、分配给站点的网络地址的前三个字节、分配给站点的用户友好名称等等，并且过程进入步骤S610。控制器还可以从非易失性存储器获取与站点控制和自组织网络连接操作有关的另外的控制参数。例如，这样的控制参数可以包括所指定的MAC地址、缺省TBTT、缺省前TBTT时间偏移、缺省IBSS信标竞争窗口等等。
在步骤S610，控制器110可以指示时钟控制单元104启动一个预定时间间隔，例如30秒的启动定时器，并且过程进入步骤S612。
在步骤S612，控制器确定是否从另一个兼容的设备接收到自组织消息。如果接收到消息，则过程进入步骤S614，否则过程进入步骤S618。
在步骤S614，消息解析单元118解析输入的消息并且可以提供所获取的信息，例如，MAC地址、IBSS时间戳、信息元素内容等等给控制器102和/或本地数据存储单元112，并且过程进入步骤S616。
在步骤S616，本地数据存储单元112可以更新本地数据存储装置以包括新接收的信息。例如，如果消息是接收自先前已有消息被接收并且存储在本地数据存储装置的站点的，则可更新本地数据存储装置中已有的记录。然而，如果消息是接收自先前没有消息被接收的站点，则可以在本地数据存储装置中创建新的记录，如上面结合表1所述，并且过程进入步骤S618。
在步骤S618，控制器102确定先前设置的启动期间定时器是否过期。如果定时器已经过期，则过程进入步骤S620。如果启动期间没有过期，则过程返回至步骤S612。
在步骤S620，控制器102可以指示地址位图生成器114解析本地数据存储装置并且生成使用中网络地址位图。基于生成的使用中网络地址位图，控制器102可以选择第四个网络地址字节并且可以将所选的第四个字节和被分配给站点的前三个网络地址字节组合起来。通过这种方式，站点可以为自己指定一个可用的网络地址，并且过程进入步骤S622。
在步骤S622，控制器102可以设置一个持续时间比缺省IBSS信标竞争窗口短的信标竞争窗口，并且过程进入步骤S624。
在步骤S624，控制器102可以基于缩短后的信标竞争窗口选择新的随机TBTT延迟，并且过程进入步骤S626。
在步骤S626，控制器102可以设置/重置TBTT计数器为0并且过程可以结束于步骤S628。
在上述的步骤S622至步骤S626中，控制器减小其信标竞争窗口以增加允许在即将到来的TBTT发送信标的可能性。例如，减少信标竞争窗口增加了在步骤S624生成的随机TBTT延迟将小于由另一个站点生成的随机TBTT延迟的可能性。这增加了站点将被允许在下一个TBTT发送其信标消息的可能性，如下面结合图6和图7所做的更加详细的描述。
图6和图7表示可以用来控制已经加入自组织网络的支持简化的自动配置和服务发现的站点的操作的示例性过程的流程图。下面的过程假设自组织网络，或IBSS已经稳定并且TBTT和前TBTT超时由时钟控制单元104基于与自组织网络中的对等站点同步的时钟而周期性地生成。如图6所示，过程的操作可以开始于步骤S702并且过程进入步骤S704。
在步骤S704，控制器102可以确定是否从对等站点接收到消息，例如，信标、探测请求，或探测响应。如果控制器102确定没有接收到消息，则过程进入步骤S714，否则，过程进入步骤S706。
在步骤S706，消息解析单元118解析消息以获取所包含的信息，包括上面结合表2所述的信息元素，并且过程进入步骤S708。
在步骤S708，和消息一块接收的IBSS时间戳被与接收站点的IBSS时钟时间进行比较并且接收的时间戳可以用来更新接收站点的IBSS时钟时间。例如，如果接收的时间戳大于接收站点的IBSS时钟时间，则控制器102可以基于接收的时间戳调整接收站点的IBSS时钟。例如，本地IBSS时钟时间可以基于接收的时间戳而被更新为适合内部处理延迟和/或发送时间的值。一旦接收的时间戳被评估，并且本地IBSS时间或者被验证或者被更新，则过程进入步骤S710。
在步骤S710，发送站点所选择的网络地址的最后一个字节可以被评估以确定在接收站点所选择的网络地址和发送站点的网络地址之间是否存在网络地址冲突，如下面结合图8所做的更加详细的描述，并且过程进入步骤S712。
在步骤S712，本地数据存储装置被本地数据存储单元112更新以反映包含在接收的消息中的信息。例如，本地数据存储装置可以更新一个已有的记录以反映在消息中接收的信息，或者如果消息接收于先前没有消息被接收过的站点则可以创建和存储一个新记录。而且，如果一个探测请求被接收，则本地数据存储装置可以记录如下情况：发送消息的站点有一探测请求未处理(outstanding)。另外，如果接收到针对由本地站点或另一个站点发送的未处理探测请求的探测响应，则本地数据存储装置可以被更新以反映探测请求已经被满足并且因此该探测请求不再是未处理的。一旦本地数据存储装置通过这样的方式被更新，则过程进入步骤S714。
在步骤S714，控制器102确定是否发生前TBTT超时。如果发生前TBTT超时，则过程进入步骤S716，否则，过程返回至步骤S704。
在步骤S716，控制器可以指示网络地址位图生成器102解析本地数据存储单元112，并且如上所述，生成用以表示可用的网络地址(例如一到255)中哪些地址已被分配给自组织网络中的站点的使用中网络地址位图。如上所述，使用中网络地址位图可以通过使用多种分配策略和/或压缩技术来被压缩。一旦生成了使用中网络地址位图，过程就进入步骤S718。
在步骤S718，控制器102确定是否发生TBTT加TBTT延时时间。这样的超时可以基于延长了一个随机TBTT延时期间的IBSS TBTT时间来确定，该随机TBTT延时期间可以由网络中的每个站点要么基于缺省IBSS信标竞争窗口，要么基于站点所选择的缩减竞争窗口来独立生成。例如，TBTT延时可以由每个对等站点针对每个后续TBTT随机生成。通过这种方式，经过一个包括大量TBTT的时间期间后，每个对等站点将具有统计学上和网络中其它站点一样发送相同次数消息的相等机会。如果在步骤S718，发生TBTT加TBTT延时的超时，则过程进入步骤S720，否则，过程进入步骤S724。
在步骤S720，控制器102可以指示消息生成单元116生成并发送包括如上面结合表2所述的信息元素的消息，例如，信标、探测请求、探测响应等等。与确定需要生成并被发送的消息的类型有关的处理将在下面结合图10至12被更加详细的描述。一旦消息被发送，过程返回至步骤S704。
如上所述，如果在步骤S718中TBTT加TBTT延时超时没有发生，则过程进入步骤S724。在步骤S724，控制器102可以确定是否从对等站点接收到消息。如果从对等站点接收到消息，则过程进入步骤S726，否则过程返回至步骤S718。
在步骤S726、步骤S728、步骤S730和步骤S732中，接收的消息可以被解析，IBSS时钟时间可以被评估和/或更新，本地站点的网络地址可以被评估和/或更新，并且本地数据存储装置可以分别和上面结合步骤S706、步骤S708、步骤S710和步骤S712所述的一样被更新，而且过程进入步骤734。
在步骤S734，控制器102可以更新本地控制参数以禁止站点在当前TBTT的消息发送。在这样的实施例中，在每个TBTT自组织网络中仅仅一个站点被允许发送。如上所述，使用这种方法经过一个包括大量TBTT的时间期间后，每个对等站点将具有统计学上和网络中其它站点一样发送大约相同次数消息的相等机会。一旦站点在当前TBTT的消息发送被禁止后，过程可以进入步骤S736。
在步骤S736，如果本地站点的电源被关闭，或者如果控制器接收到重启的指令，则过程进入步骤S738并且过程结束，否则，过程返回至步骤S704，并且过程可以在另一个TBTT间隔重复。
图8是由站点执行的用以侦测和校正网络地址冲突的示例性过程的流程图。在下面结合图8描述的过程在上面图6的步骤S710和步骤S730中提及过，并且每次来自对等站点的消息被接收时可以执行该过程以评估分配给本地站点的网络地址的有效性。这样的方法保证本地站点所选择的网络地址在连接到网络的对等站点中是唯一的。
如图8所示，过程的操作可以开始于步骤S902并且过程进入步骤S904。
在步骤S904，控制器102可以评估发送对等站点的网络地址的最后字节，其是从接收自发送对等站点的消息所包括的信息元素中接收到的。如果发送站点的网络地址的最后字节与接收站点所选择的网络地址的最后字节相匹配，则过程进入步骤S906，否则，过程进入步骤S918并且过程结束。
在步骤S906，控制器102可以评估从接收自发送对等站点的消息所包括的信息元素中接收的4字节时间戳。如上面结合表2所述，4字节时间戳可以表示自发送对等站点选择网络地址以来的毫秒数。如果接收站点的控制器102确定从来自对等站点的信息元素中接收的4字节时间戳中的值大于自接收站点选择网络地址以来的毫秒数，则过程进入步骤S908，否则过程进入步骤S918并且过程结束。
在步骤S908，控制器102可以指示地址位图生成器114生成新的使用中网络地址位图，如上所述，该新的使用中网络地址位图包括从被用来标识网络地址冲突的消息所包括的信息元素中接收的使用中网络地址位图信息，并且过程进入步骤S910。
在步骤S910，控制器102可以基于包含在更新后的使用中网络地址位图中的信息而选择新的网络地址，并且过程进入步骤S912。
在步骤S912，控制器102可以选择缩减信标竞争窗口。如上所述，缩减自组织网络中站点的竞争窗口增加了由站点生成的消息在即将到来的TBTT被发送的可能性。一旦信标竞争窗口被缩减，过程进入步骤S914。
在步骤S914，控制器102可以基于缩减信标竞争窗口而选择新的随机TBTT延时。通过缩减信标竞争窗口和生成新的随机TBTT延时，站点可以增加一个小的随机TBTT延时被选择的机会，并且因此可以增加被允许在即将到来的TBTT发送包括新网络地址的消息的可能性。一旦新的TBTT延时被选择，过程进入步骤S916。
在步骤S916，控制器102可以重置TBTT计数器为0。如下面所做的更加详细的描述，TBTT计数器可以在每次TBTT发生并且本地站点使用缩减信标竞争窗口时递增。一旦竞争窗口被缩减达预定数量的TBTT，则竞争窗口可以恢复至缺省IBSS信标竞争窗口。一旦TBTT计数器被设置为0，过程进入步骤S918并且过程结束。
图9、图10和图11表示了由站点执行的生成用以发送至自组织网络中对等站点的消息，例如，信标、探测请求、探测响应的示例性过程的流程图。下面结合图10至12所描述的过程对应于上面结合图6的步骤S720所描述的过程。
如图9所示，过程的操作可以开始于步骤S1002并且过程进入步骤S1004。
在步骤S1004，控制器102可以指示消息生成单元116清除被用来存储将要包括在输出的消息中的成分(component)的发送消息缓存，并且过程进入步骤S1006。
在步骤S1006，控制器102可以扫描本地控制参数和/或可以扫描本地数据存储装置以确定从对等站点接收的探测请求是否仍然未处理。如果探测请求未处理，则过程进入步骤S1008，否则，过程进入步骤S1014。
在步骤S1008，控制器102可以扫描本地数据存储装置，和/或易失性存储器所维护的控制参数，以确定本地站点是否保存探测请求所请求的信息和/或能够提供探测请求所请求的服务和/或信息，并且过程进入步骤S1010。
如果在步骤S1010，控制器102确定本地站点保存了探测请求所请求的信息和/或能够提供探测请求所请求的服务，则过程进入步骤S1012，否则过程进入步骤S1014。
在步骤S1012，控制器102可以指示消息生成单元118生成探测响应并且在发送消息缓存中存储生成的探测响应。例如，如果探测请求包括期望的服务UUID的列表，并且控制器确定接收站点或接收站点的本地数据存储装置中列出的对等站点可以提供所请求的服务，则控制器可以指示消息生成单元118构造包括从本地数据存储装置中获取的关于能够提供期望服务的一个或更多站点的记录的探测响应。类似的，如果探测请求包括用户友好名称列表，并且控制器确定一个接收的用户友好名称对应于接收站点或接收站点的本地数据存储装置中列出的对等站点，则控制器可以指示消息生成单元118构造包含从本地数据存储装置中获取的关于一个或更多期望用户友好名称的记录的探测响应。通过这样的方式，接收站点可以有效地为自组织网络中的对等站点提供名称解析服务和服务发现服务。一旦消息生成单元118生成了探测响应并且在发送消息缓存中存储了生成的探测响应，过程进入步骤S1014。
如果在步骤S1014，控制器102确定需要一个或更多对等站点的网络地址，和/或确定期望服务需要在网络中被定位，和/或决定需要来自对等站点的可以通过发送探测请求来处理的任何其它信息，并且如果先前设置的任何探测请求延时定时器已经过期，则过程进入步骤S1018，否则，过程进入步骤S1026。
在步骤S1018，控制器102可以指示消息生成单元116生成包含用以请求所需的信息和上面结合表2所述的信息元素的参数的探测请求消息，并将其存储在发送消息缓存中，并且过程进入步骤S1020。
在步骤S1020，控制器102可以递增用以追踪探测请求已经被发送多少次的探测请求计数器，并且过程进入步骤S1022。
如果在步骤S1022，控制器102确定预定次数的探测请求已经达到，则过程进入步骤S1024，否则，过程进入步骤S1026。
在步骤S1024，控制器102可以清除探测请求计数器并且可以设置上面结合步骤S1014所述的探测请求延时定时器为预定的时间期间，例如，30秒。使用这样的方法，一旦站点确定需要信息并且生成第一探测请求，则可基于在启动时存储在站点存储器中的预配置缺省控制参数，和/或用户可配置控制参数，和/或基于可以由自组织网络的第一站点静态确定的，和/或基于存储在站点的本地数据存储装置中的信息(例如，基于网络中当前站点数目)而动态确定的共享IBSS控制参数，将探测请求发送预定数量的次数，例如，2、4、6或任何其它整数N次。然而，如果在预定数量的发送之后没有接收到针对探测请求的探测响应，则可将另外的探测请求阻挡一个时间期间，以允许站点响应来自对等站点的未处理探测请求并且允许对等站点有一个响应发送的探测请求的时间期间。然而，在探测请求延时定时器过期后，可以基于对其本地数据存储装置和/或本地控制参数的查看，基于当时本地站点期望的任何信息而发送另外的探测请求信息。一旦探测请求计数器被清除并且探测请求延时定时器被设置，则过程进入步骤S1026。
在步骤S1026，如果控制器确定发送消息缓存为空，则过程进入步骤S1028，否则，过程进入步骤S1030。
在步骤S1028，控制器102可以指示消息生成单元116生成包括上面结合表2所述的信息元素的信标消息，并将其存储在发送消息缓存中，并且过程进入步骤S1030。
在步骤S1030，控制器102可以确定本地站点是否以缩减竞争窗口操作。这例如可以通过检查表示缩减竞争窗口被设置的控制参数或者通过比较缺省IBSS信标竞争窗口和当前使用的竞争窗口来实现。如果在步骤S1030，控制器102确定缩减竞争窗口被使用，则过程进入步骤S1032，否则过程进入步骤S1040。
在步骤S1032，控制器102可以递增可以被用来追踪使用了缩减竞争窗口的TBTT数量的缩减竞争窗口TBTT计数器，并且过程进入步骤S1034。
如果在步骤S1034，控制器102确定缩减竞争窗口TBTT计数器大于被允许的最大值，则过程进入步骤S1036，否则，过程进入步骤S1040。
在步骤S1036，控制器102可以设置本地站点所使用的信标竞争窗口为缺省IBSS信标竞争窗口并且可以设置缩减竞争窗口TBTT计数器为0，并且过程进入步骤S1038。
在步骤S1038，控制器102可以基于缺省IBSS信标竞争窗口生成新的随机TBTT延时，并且过程进入步骤S1040。
在步骤S1040，控制器102可以指示消息生成单元116发送所述发送消息缓存的内容给网络物理层单元110以进行发送，并且过程进入步骤S1042。
出于说明的目的，在上面的描述中，阐述了许多特定细节以提供对所述具有简化的自动配置和服务发现的自组织网络的透彻理解。然而，所述具有简化的自动配置和服务发现的自组织网络在没有这些特定的细节时可以实现，这对于本领域技术人员是明显的。在其它例子中，公知的结构和设备以框图形式显示以避免模糊所述的自组织网络方法的特征。
虽然所述具有简化的自动配置和服务发现的自组织网络已经结合其特定实施例进行了描述，但显然各种替代、修改，以及变化对于本领域技术人员是明显的。因此，本文所阐述的所述具有简化的自动配置和服务发现的自组织网络的实施例意在示例，不是限制。在不脱离本发明的精神和范围的前提下可以做各种改变。
例如，能够理解支持所述具有简化的自动配置和服务发现的自组织网络的实施例的所述站点的各种功能可以以任何方式分布在任何数量(例如，一个或更多)的可以通过电路和/或软件接口互连的硬件和/或软件模块或单元中。
支持所述具有简化的自动配置和服务发现的自组织网络的实施例的所述站点实际上可以集成在任何便携式的和/或固定的设备上，所述设备包括但不限于蜂窝电话、个人数字助理、膝上型计算机、工作站计算机、打印机、扫描仪、网络路由器和/或局域和/或广域网络的其它访问点、照相机、儿童跟踪/监控设备等等。而且，所述站点还可以集成在如家用/办公室/工厂装置的设备上，所述设备包括但不限于电冰箱、加热和制冷系统、门锁装置、火灾警报和/或其它保安/安全监控设备、照明系统、环境监控系统等等。支持所述自组织网络的实施例的所述站点可以集成在通过传送信息至该设备和/或从该设备接收信息而可以让用户受益的任何设备上。
支持所述具有简化的自动配置和服务发现的自组织网络的实施例的所述站点可以包括任何商业可获得的操作系统(例如，Windows、OS/2、Unix、Linux、DOS等等)，任何商业可获得的和/或定制软件(例如，通信软件等等)以及任何类型的输入/输出设备(例如，键盘、鼠标、探测器、I/O端口等等)。
支持所述具有简化的自动配置和服务发现的自组织网络的实施例的所述站点的控制软件或固件可以以任何期望的计算机语言来实现，并且可以由计算机和/或编程领域的技术人员基于本文所包含的以及附图所示的功能描述来开发。例如，在一个示例性实施例中所述系统可以通过使用C++编程语言或JAVA编程语言来编写。然而，本发明不限于以任何特定编程语言或编程语言的组合来实现。
与支持所述具有简化的自动配置和服务发现的自组织网络的实施例的所述站点有关的任何软件可以通过任何适当的媒体来发布(例如，可移动存储卡、CD-ROM、磁带或其它存储媒体磁盘、自组织网络连接)。软件和/或缺省控制参数可以以任何方式被安装(例如，安装程序、文件拷贝、输入执行命令等等)。
支持所述具有简化的自动配置和服务发现的自组织网络的实施例的所述站点可以容纳任何数量和任何类型的数据集文件和/或数据库或包含以任何期望格式(例如，ASCII、纯文本、或其它格式等等)存储数据的其它结构。被用来保存支持所述站点的中间信息的内部信息结构的格式和结构(例如所述的本地数据存储装置和控制参数)可以包括任何以及所有的结构和字段，并且可以包括但不限于文件、数组、矩阵、状态和控制布尔对象/变量。
而且，本文中对软件执行各种功能的任何引用总体上指计算机系统或处理器在软件的控制下执行那些功能。计算机系统可替代地由硬件或其它处理电路来实现。支持所述具有简化的自动配置和服务发现的自组织网络的实施例的所述站点的各种功能可以以任何方式分布在任何数量(例如，一个或更多)的硬件和/或软件模块或单元，计算机或处理系统或电路中。
从前面的描述可知，公开了支持具有简化的自动配置和服务发现的自组织网络的实施例的站点。所述方法是兼容的并且可以无缝地集成到兼容的硬件设备中。
虽然公开了提供支持所述具有简化的自动配置和服务发现的自组织网络的实施例的站点的方法和装置，但可以做出的各种修改、变化和改变处于本领域技术人员的技巧范围之内，并且落入本发明的范围。尽管本文中使用特定术语，但它们除非在本申请中被明确赋予不同的定义，否则仅仅以它们普通的和惯常的方式使用，并且不用来限制本发明。

Claims (20)

1.一种本地站点执行的用以配置所述本地站点与一个或更多对等站点通信的方法，所述方法包含：
从所述本地站点获取所述本地站点的本地站点网络地址第一部分，所述本地站点网络地址第一部分被配置为与动态地加入以形成自组织网络的对等站点的对等站点网络地址第一部分相同；以及
动态地选择本地站点网络地址第二部分，所述本地站点网络地址第二部分对应于在从所述对等站点发送的消息获取的对等站点位图中被表示为未分配的预定网络地址集中的一个网络地址。
2.如权利要求1所述的方法，进一步包含：
从所述对等站点接收所述消息，以及
解析接收的消息以获取对等站点信息元素，所述对等站点信息元素包括表示所述预定网络地址集中已分配和未分配的网络地址中的至少一个网络地址的对等站点位图。
3.如权利要求2所述的方法，进一步包含：
所述对等站点位图将与所述对等站点相关联地存储。
4.如权利要求2所述的方法，进一步包含：
生成具有与所述本地站点网络地址第二部分被所述本地站点分配的本地时间有关的信息的本地时间戳。
5.如权利要求4所述的方法，其中所述对等站点信息元素进一步包括：
所述对等站点分配的对等站点网络地址第二部分；以及
具有与所述对等站点网络地址第二部分被所述对等站点分配的对等时间有关的信息的对等时间戳。
6.如权利要求5所述的方法，进一步包含：
在所述本地站点选择所述本地站点网络地址第二部分之后，在所述本地站点接收来自所述对等站点的另一消息；
比较所述对等站点网络地址第二部分和所述本地站点网络地址第二部分；
确定所述对等站点网络地址第二部分与所述本地站点网络地址第二部分相同；
确定所述对等站点网络地址第二部分被所述对等站点分配在所述本地站点网络地址第二部分被所述本地站点分配之前；以及
为所述本地站点重新选择本地站点网络地址第二部分，该本地站点网络地址第二部分对应于所述对等站点位图中被表示为未分配的所述预定网络地址集中的一个网络地址。
7.如权利要求6所述的方法，其中对所述对等站点网络地址第二部分被所述对等站点分配在所述本地站点网络地址第二部分被所述本地站点分配之前的确定基于所述对等时间戳和所述本地时间戳的比较。
8.如权利要求2所述的方法，进一步包含：
生成包含本地站点信息元素的消息，所述本地站点信息元素包括所述本地站点网络地址第二部分以及具有与所述本地站点网络地址第二部分被所述本地站点分配的本地时间有关的信息的本地时间戳。
9.如权利要求8所述的方法，进一步包含：
生成表示所述预定网络地址集中已分配的和未分配的网络地址中的至少一个网络地址的本地站点位图；以及
将生成的本地站点位图包含在所述本地站点信息元素中。
10.如权利要求9所述的方法，其中生成的本地站点位图基于包括在从一个或更多对等站点接收的对等站点位图中的信息。
11.一种与一个或更多对等站点通信的本地站点，包含：
控制器，该控制器从所述本地站点的存储器获取本地站点网络地址第一部分，所述本地站点网络地址第一部分被配置为与动态地加入以形成自组织网络的对等站点的对等站点网络地址第一部分相同，所述控制器动态地选择本地站点网络地址第二部分，所述本地站点网络地址第二部分对应于在从所述对等站点发送的消息获取的对等站点位图中被表示为未分配的预定网络地址集中的一个网络地址。
12.如权利要求11所述的本地站点，进一步包含：
物理网络单元，该物理网络单元从所述对等站点接收消息，以及
消息解析单元，该消息解析单元解析接收的消息以获取对等站点信息元素，所述对等站点信息元素包括表示所述预定网络地址集中已分配和未分配的网络地址中的至少一个网络地址的对等站点位图。
13.如权利要求12所述的本地站点，进一步包含：
数据存储单元，该数据存储单元将所述对等站点位图与所述对等站点相关联地存储。
14.如权利要求13所述的本地站点，其中接收自所述对等站点并且存储在所述数据存储单元中的信息在当预定时间段内没有随后的消息被接收到时被删除。
15.如权利要求13所述的本地站点，其中接收自所述对等站点并且存储在所述数据存储单元中的信息通过与所述对等站点相关联的标识符来标识。
16.如权利要求15所述的本地站点，其中所述标识符是所述对等站点的媒体访问控制地址。
17.如权利要求12所述的本地站点，进一步包含：
时钟控制单元，该时钟控制单元生成具有与本地站点网络地址第二部分被所述本地站点分配的本地时间有关的信息的本地时间戳。
18.如权利要求17所述的本地站点，进一步包含：
消息生成单元，该消息生成单元生成包含本地站点信息元素的另一消息，所述本地站点信息元素包括所述本地站点网络地址第二部分以及所述本地时间戳。
19.如权利要求18所述的本地站点，进一步包含：
位图生成器，该位图生成器基于所述对等站点位图中的信息而生成表示所述预定网络地址集中已分配的和未分配的网络地址中的至少一个网络地址的本地站点位图，所述本地站点信息元素包括所生成的本地站点位图。
20.如权利要求19所述的本地站点，其中所述位图生成器进一步包含：
压缩单元，该压缩单元压缩生成的本地站点位图。
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