CN103037318A

CN103037318A - 移动设备通过接近式传感而形成点对点群组的装置、系统和方法

Info

Publication number: CN103037318A
Application number: CN2012105522780A
Authority: CN
Inventors: 罗家泳; 时浩邦
Original assignee: Hong Kong Applied Science and Technology Research Institute ASTRI
Current assignee: Hong Kong Applied Science and Technology Research Institute ASTRI
Priority date: 2012-10-19
Filing date: 2012-12-18
Publication date: 2013-04-10
Anticipated expiration: 2032-12-18
Also published as: US20140112200A1; CN103037318B; US9055390B2

Abstract

本发明包括移动设备通过接近式传感而形成点对点群组的装置、系统和方法。所述实施例还包括轻松建立一个自组点对点网络的方法、系统和装置，一旦和该自组网络中的至少一个组员建立连接，该自组网络中的每个设备都能自动发现并连接到网络中的其他设备。连接的建立是通过两个无线设备内的NFC设备之间的轻拍而完成的。另外，自组网络中的无线设备可以分成逻辑点对点组别。

Description

移动设备通过接近式传感而形成点对点群组的装置、系统和方法

【技术领域】

本发明涉及无线网络，特别涉及通过使用移动设备的接近式传感（proximity sensing）而形成点对点群组（peer group）的装置、系统和方法。

【背景技术】

现有多种无线网络用于数据通讯，包括无线局域网（wLAN）、根据诸如IEEE 802.11x协议运行的网状网（mesh network）、根据诸如长期演进技术（LTE）3G/4G协议运行的蜂窝数据网等等。另外，还有一些根据诸如蓝牙技术协议运行的点对点网络（P2P）。另外，也有自组（ad-hoc）无线网络协议去建立对等网络，该对等网络无须牵涉任何ad-hoc网外部的数据连接。建立ad-hoc网络通常都是为了分享网络资源，如连接到互联网、软件应用、或ad-hoc网络中某个设备托管的打印机上。

ad-hoc网络可以是特别用于移动应用中。例如，在学校设置中，学生使用计算机设备相互交流，但是可以不需要接入任何外部网络。在这种情况，ad-hoc网络由于其灵活性、安全性、和简单性无疑是理想的。但是，建立ad-hoc网络可能是困难的、混乱的或费时的，在学校这特别是一个缺点，因为小孩子们都缺乏经验或技术知识去将他们的设备连接到ad-hoc网络上。

图1显示一个典型的ad-hoc网络100。如图所示，ad-hoc网络100包括两个或多个无线设备102a-d。通常每个无线设备102a-d都独立地连接到该ad-hoc网络，并与ad-hoc网络100中每个其他无线设备102a-d建立通信线路104。通常，ad-hoc网络中每个无线设备102a-d必须独立地与网络100中每个其他无线设备102a-d建立独立的通信线路104。这是非常复杂且费时的过程。

这个问题的一个现有解决方案是使用近场通信（NFC）设备来简化网络设置过程。例如，一个现有解决方案允许用户使用另一个无线网络设备通过简单地相互轻拍设备而传递ad-hoc设置和配置信息，或者将它们足够靠近以允许NFC设备之间的交流。NFC设备交流网络设置信息和ad-hoc网络设置过程至少在某些程度上是自动的。但是，这个系统仍然存在一些缺点。例如，每个设备必须轻拍ad-hoc网络中每个其他设备，以便与网络中每个无线设备102a-d都建立连接。举例来说，无线网络设备102a为了与每个无线设备102b-d建立ad-hoc网络连接104，该用户必须将无线设备102a轻拍每个无线设备102b-d，而完全建立无线ad-hoc网络100。另外，还没有任何方法将ad-hoc网络上的无线设备102a-d分成逻辑群组。

【发明概述】

在一个实施例中，第一无线设备建立或连接到一个无线设备，开启一个点对点群组。所述第一无线设备也通过其NFC适配器广而告之其网络配置及群组信息。

第二无线设备通过使用其NFC适配器检测到所述第一无线设备并从所述第一无线设备获得网络配置和群组信息。然后所述第二无线设备根据从所述第一无线设备获得的网络配置和群组信息，连接到无线网络。在一个特别实施例，所述第二设备可以根据获得的点对点群组信息并根据点对点协议，加入点对点群组。然后所述第二无线设备存储所述网络配置信息并将其传递给轻拍第二无线设备的任何其他无线设备。

在另一个实施例，所述网络配置和群组信息可以包括该群组中所有对等节点的描述信息，这会有助于该群组中所有组员之间的自动发现和连接。

在另一个实施例，所述网络配置信息可以包括一个设备标识符。所述网络配置信息还可以包括一个网络标识符。在另一个实施例，所述网络配置信息可以包括一个时间戳，其描述该设备加入网络的时间点。该时间戳可以用于建立每个无线设备加入该自组网络的一个次序。在又一个实施例，所述网络配置信息可以包括一个标识符用于描述物理网络诸如WiFi SSId。所述群组信息可以包括一个逻辑网络标识符，如点对点群组标识符。

前述已经相当广泛地阐述了本发明的特征和技术优势，由此将更加容易理解以下本发明的详细描述。本发明的其他特征和优势将在其后描述，此构成本发明的权利要求部分。本领域普通技术人员应该理解，在此披露的概念和特定实施例可以作为一个基础，用来修改或设计其它结构来执行本发明的相同目的。本领域普通技术人员也应该认识到，这种等同的构造没有脱离由所附权利要求阐述的本发明精神和范围。被看作本发明特征的新颖性特征，无论是其组织还是运行方法，与其它目的和优势一起，通过以下的描述并结合附图，将会得到更好的理解。但是，需要强调的是，每个附图仅是用作描述和叙述，并不是意图限制本发明。

【附图说明】

为了更完整地理解本发明，现结合附图参照以下的描述，其中：

图1是现有技术自组无线网络的一个例子；

图2是移动设备通过接近式传感而形成点对点群组的一个实施例系统；

图3是移动设备通过接近式传感而形成点对点群组的另一个实施例系统；

图4显示一个实施例的装置，其可配置用于移动设备通过接近式传感而形成点对点群组；

图5显示移动设备通过接近式传感而形成点对点群组的一个实施例方法流程图；

图6显示移动设备通过接近式传感而形成点对点群组的提供配置信息的一个实施例方法流程图；

图7显示移动设备通过接近式传感而形成点对点群组的获得配置信息的一个实施例方法流程图。

【发明详述】

图2显示移动设备通过接近式传感而形成点对点群组的一个实施例系统200。在系统200，无线设备102a-d都被设置以通过ad-hoc无线数据连接104而进行通信。另外，无线设备102a-d可以使用NFC连接202而建立无线数据连接104。例如，当无线设备102b靠近或碰到无线设备102a时，建立起第一NFC连接202。无线设备102a和102b可以通过NFC连接202传递网络配置信息。然后可以根据NFC连接202传递的网络配置信息，在无线设备102a和无线设备102b之间建立ad-hoc网络链接。

在一个实施例中，网络配置信息可以包括物理网络标识符（physical network identifier）。例如，物理网络标识符可以包括WiFi SSID用于识别该ad-hoc网络。物理网络标识符也可以包括广播网络标识符。在一些实施例中，广播网络标识符可以包括IP多播网络标识符用于限制消息广播的范围。在又一个实施例中，网络配置信息可以包括逻辑网络标识符。例如，逻辑网络标识符可以包括点对点群组（peer group）标识符用于识别无线设备102a-d要加入的一个逻辑点对点群组。例如逻辑网络标识符可以根据点对点标准的建议来制定。在又一个实施例中，NFC连接202可以传递进入网络的时间戳。

图3显示移动设备通过接近式传感而形成点对点群组的另一个实施例系统300。系统300显示无线设备102如何组成一个或多个逻辑群组。特别地，系统300包括第一逻辑群组304和第二逻辑群组306。另外，系统300包括主管302。如图所示，第一逻辑群组304包括组长308a和组员310a-c。第二逻辑群组306包括组长308b和组员310d-f。在一个实施例，主管302、组长308a-b和组员310a-f都是如图2所述的无线设备102。主管302、组长308a-b和组员310a-f之间的区别包括软件、固件、或配置差别，导致每个都在系统300中扮演不同角色。

在一个实施例中，主管302刚开始保管所有网络配置信息，包括群组配置信息。主管302可以通过NFC连接202建立与组长308a-b的ad-hoc网络连接。主管302与组长308a-b之间交流的信息可以包括物理网络标识符、广播网络标识符、和逻辑网络标识符。一旦从主管302收到网络配置信息，就在主管302和每个组长308a-b之间建立ad-hoc网络连接104。

在一个实施例中，然后组长308a通过NFC连接202传递从主管302那里接收到的网络配置到组员，建立与组员310a-c的ad-hoc网络连接104。在一个实施例中，组长308a通过与每个组员310a-c的单独轻拍，直接建立ad-hoc网络。或者组长308a可以首先建立与组员310a的连接。然后，组员310a可以传递网络配置信息给组员310b。类似地，组员310b可以通过另一条NFC连接传递网络配置信息给组员310c。在这个实施例中，每个组员310a-c可以沿着连接将最新的网络拓扑信息传递回给组长308a，然后组长308a类似地将最新的网络拓扑信息传递回给主管302。而且，主管302和组长308a可以类似地推送（push）最新的网络拓扑信息给每个组员310a-c。或者，每个组员可以从组长308a拉取（pull）出最新的网络拓扑信息。根据该实施例，网络拓扑信息可以是自动更新并根据网络配置分送到物理网络或群组的每个组员中去。

在一个实施例中，网络拓扑信息可以包括一个时间戳，其对应每个组长308a-b或每个组员310a-f加入该网络的时间。因此可以建立一个加入网络的时间次序。拓扑和时间信息可以传递给整个网络300或者限制在每个群组304、306中。

在一个实施例中，网络配置信息可以包括广播网络标识符。例如，广播网络标识符可以是一个IP多播标识符用于限制在网络中的通信范围。因此，根据该实施例，可以允许组员310c在群组304中与每个组员310a-c和组长308a进行通信，但是不被允许与第二群组306中的任何设备进行通信。类似地，组员310e可以允许与组员310d,f和组长308b进行通信，但是不被允许与第一群组304中的任何组员进行通信。在一个实施例中，主管302被设置成可以从第一群组304和第二群组306接收所有通信信息。在另一个实施例，组员可以分成不同组合的逻辑群组。例如，逻辑群组可以如下定义，其中括弧内的编号代表同一逻辑群组内的设备注释号：{308a,302,308b},{308a,310a,310b,310c}和{308b,310d,310e,301f}。在另一个实施例，逻辑群组可以是以下：{308a,302,308b},{302,308a,310a,310b,310c}和{302,308b,310d,310e,301f}。本领域普通技术人员可以认识到，可以有各种逻辑群组适合本实施例的任何特定应用。

图4显示一个实施例的装置，其可配置用于移动设备通过接近式传感而形成点对点群组。在一个实施例中，该装置是无线设备102。如上讨论的，无线设备102可以包括中央处理单元（CPU）402，其与数据总线404连接。数据总线404也可以连接到只读存储器（ROM）406、随机存取存储器（RAM）408、NFC适配器410、通信适配器414、用户接口适配器416、和显示适配器422。本领域普通技术人员可以认识到，可以有各种实施例，根据设备配置，可以省略其中一个或多个组件。另外，根据设备配置，可以添加一个或多个额外组件。

CPU 402可以从ROM 406载入启动指令，然后从RAM 408读取进一步的指令，其可以由CPU 402执行并完成一个或多个逻辑运行。具体地，CPU 404可以配置以控制NFC适配器410的运行，建立与另一远程无线设备102的NFC链接202，并控制通信适配器414使其建立ad-hoc网络连接104用于无线设备102之间的信息通信。RAM 408可以存储初始网络配置数据。在一个实施例中，初始网络配置数据可以是默认的配置数据。或者，网络配置数据可以是由用户通过用户接口适配器416而提供的定制配置数据。另外，一旦接收到网络拓扑和时间戳数据，CPU 402可以使这些数据存储在RAM 408中，用于日后参考或进一步分送。在一个实施例中，一些在通信适配器414上传递的信息可以通过显示适配器422显示给用户看。本领域普通技术人员可以认识到，诸如RAM 408和CPU 402的组件可以配置以执行以下图5~7描述的运行。

图5显示移动设备通过接近式传感而形成点对点群组的一个实施例方法500。在一个实施例中，方法500的一些步骤可以由第一无线设备如102a执行，而一些步骤可以由第二无线设备如102b执行。为了简化图5的讨论，为了描述第一无线设备如102a和第二无线设备如102b之间的关系，无线设备如102a-b分别参见客户504和服务器502。

在方框506，客户504可以宣布一个网络标识符。在一个实施例中，该网络标识符可以是物理网络标识符。客户504开始启动推送信息的功能。在方框508，服务器502可以在CPU 402运行一个通信服务。例如，服务器502可以配置以运行一个com.android.npp通信服务。在方框510，服务器502可以轻拍或被带到靠近客户504。一旦轻拍，NFC适配器410被配置以在服务器502和客户504之间传递网络配置数据。在方框514，客户504可以推送一通告，内藏网络配置信息，包括物理网络标识符和时间戳，如在箭头515上的NDEF信息。在一个实施例中，NDEF消息可以包括多个网络标识符(<Network ID>)。然后服务器502在方框518处理NDEF信息并得到物理网络标识符。在此时，在双箭头520建立了ad-hoc无线网络连接104，在双箭头522，通过无线广播网络，传递移动点对点消息用以更新网络拓扑和群组。

图6显示移动设备通过接近式传感而形成点对点群组的一个实施例的提供配置信息的方法600。在方框602，第一无线设备102a建立与第二无线设备102b的NFC连接202。然后在方框604，通过NFC连接202在第一无线设备102a和第二无线设备102b之间传递网络配置信息。网络配置信息的实施例在图6的方框604中有描述。特别地，网络配置信息可以包括一个或多个物理网络标识符、广播网络标识符、和逻辑（对等）网络标识符。最后在方框606，第二无线设备102b通过ad-hoc网络连接104接受移动点对点连接，可以开始发现对等节点阶段（peer discovery phase）。

图7显示移动设备通过接近式传感而形成点对点群组的一个实施例的获取配置信息的方法700。在方框702，第二无线设备102b建立与第一无线设备102a的NFC连接202。然后在方框704，包括至少一个物理网络标识符、广播网络标识符、和逻辑（对等）网络标识符的网络配置数据可以被交换。在方框706，第二无线设备102b可以被配置以加入无线adhoc网络200、300。一旦建立ad hoc网络，然后在方框708，第二无线设备102b可以连接到第一无线设备102a，加入点对点网络，开始发现对等节点阶段（peer discovery phase）。

在一个实施例中，物理网络的第一节点（节点A）可以通过轻拍分配各个逻辑网络的引导节点（节点B₁,B₂，...B_n）；在这些通过轻拍的分配中，节点B_i将读取和节点A相同的物理网络标识符，但是每个节点B_i可以被分配不同的逻辑网络标识符Group_i。通过轻拍A，每个引导节点B_i加入物理网络（如WiFi ad hoc网络），而每个B_i是逻辑网络Group_i的第一个节点。当一个设备通过接近式传感器轻拍另一个已经在网络Group_i的对等节点设备，这个设备就加入Group_i，而被拍的对等节点设备就可以是引导节点或那个群组的任何随后加入的对等节点。在一个实施例中，轻拍设备通过接近式传感器读取被拍设备上的信息，包括物理网络标识符（如WiFi的SSID）、广播网络标识符（如IP多播群组）、逻辑网络标识符（点对点群组的标识符）。

在一个实施例中，逻辑网络标识符识别最少一个无线对等节点设备，好让一个新的无线设备加入群组。一旦加入该逻辑群组，每个无线设备可以发现同一逻辑群组中的所有无线对等节点设备。类似地，一旦加入逻辑群组，逻辑群组中的每个现有组员都能发现新加入的无线设备。当一个无线设备退出逻辑群组，逻辑群组中的每个组员也能立即发现。因此，在一个实施例中，一旦形成或改变群组时，同一逻辑群组中的无线对等节点设备之间的通信可以自动地立即建立或更改。在另一个实施例中，在逻辑群组的形成和逻辑群组中无线对等节点设备的运行是无须服务器参与。

在一个实施例中，广播标识符可以用于设限在逻辑群组中无线对等节点设备之间的通信上。例如，广播通信可以只限于那些同一逻辑群组中的无线对等节点设备。

尽管已经详细描述了本发明及其优势，但应该明白，可以对其作出各种改变和替换，而不会脱离由所附权利要求定义的本发明精神和范围。此外，本发明应用的范围不受限于说明书里描述的过程、机器、制造、物质组成、方法和步骤的特定实施例。从本发明的披露，本领域普通技术人员将会容易明白，可以使用当前已有的或未来开发的且能够执行与在此所述对应实施例相同的功能或获得相同的结果的过程、机器、制造、物质组成、方法、或步骤。因此，所附权利要求意在包括这些过程、机器、制造、物质组成、方法和步骤在其范围内。

Claims

1.一种方法，包括：

通过接近式传感器发送网络配置信息，所述网络配置信息包括适合在多个无线设备之间建立移动自组无线网络的信息；

从一个远程无线设备处接收一个建立所述移动自组无线网络的请求；根据通过所述接近式传感器传递到所述远程无线设备上的所述网络配置信息，与所述远程无线设备建立所述自组无线网络；

自动发现一个或多个连接到所述自组无线网络上的无线对等节点设备的相关信息；

其中所述网络配置信息包括所述一个或多个连接到所述自组无线网络上的无线对等节点设备的相关信息。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括：通过所述接近式传感器发送一个物理网络标识符到所述远程设备，其中所述物理网络标识符使得所述远程设备能够识别确定和加入一个物理自组网络。

3.根据权利要求1所述的方法，还包括：通过所述接近式传感器发送一个广播网络标识符到所述远程设备，其中所述广播网络标识符使得所述远程设备能够识别确定一组无线设备，从所述远程无线设备接收数据消息。

4.根据权利要求1所述的方法，还包括：通过所述接近式传感器发送一个逻辑网络标识符到所述远程设备，其中所述逻辑网络标识符使得所述远程设备能够确定和加入无线设备的一个逻辑群组。

5.根据权利要求1所述的方法，还包括：根据所述网络配置信息建立一个或多个无线设备逻辑群组。

6.根据权利要求1所述的方法，还包括：从所述远程无线设备接收一个时间戳，所述时间戳与所述远程无线设备加入所述自组无线网络的时间相关。

7.根据权利要求6所述的方法，还包括：为了响应每个无线设备的时间戳，

根据所述多个无线设备加入所述自组无线网络的时间，建立一个时间次序。

8.一个装置，包括：

接近式传感器，其被配置以：

发送网络配置信息，所述网络配置信息包括适用于在多个无线设备之间建立一个移动自组无线网络的信息；

从一个远程无线设备接收一个建立所述移动自组无线网络的请求；

无线通信适配器，其被配置以：根据通过所述接近式传感器传送给所述远程无线设备的所述网络配置，与所述远程无线设备建立所述移动自组无线网络；

处理器，其被配置以：自动发现所述移动自组无线网络内的一个或多个无线对等节点设备相关的拓扑信息，并自动从所述远程无线对等节点设备传送给所述处理器；

其中所述网络配置信息包括所述与所述移动自组无线网络连接的一个或多个无线对等节点设备相关的信息。

9.根据权利要求8所述的装置，其中所述接近式传感器还被配置以发送一个物理网络标识符给所述远程无线设备，其中所述物理网络标识符使得所述远程无线设备能够识别确定并加入一个物理自组网络。

10.根据权利要求8所述的装置，其中所述接近式传感器还被配置以发送一个广播网络标识符给所述远程无线设备，其中所述广播网络标识符使得所述远程无线设备能够识别确定一组无线设备，并从所述远程无线设备接收数据消息。

11.根据权利要求8所述的装置，其中所述接近式传感器还被配置以发送一个逻辑网络标识符给所述远程无线设备，其中所述逻辑网络标识符使得所述远程无线设备能够识别并加入无线设备的一个逻辑群组。

12.根据权利要求8所述的装置，还包括一个处理器，其被配置以：根据所述网络配置信息建立无线设备的一个或多个逻辑群组。

13.根据权利要求8所述的装置，还包括一个处理器，其被配置以从所述远程无线设备接收一个时间戳，所述时间戳与所述远程无线设备加入所述自组无线网络的时间相关。

14.根据权利要求13所述的装置，其中所述处理器还被配置以：为响应与每个无线网络设备相关的时间戳，建立一个时间次序，所述多个无线设备以所述时间次序加入所述自组无线网络。

15.一个装置，包括：

接近式传感器，其被配置以：

接收由一个远程无线设备广播的网络配置信息，所述网络配置信息包括适于在多个无线设备之间建立一个移动自组无线网络的信息；

发送一个要与所述远程无线设备建立所述移动自组无线网络的请求；

无线通信适配器，其被配置以：根据通过所述接近式传感器传送给所述远程无线设备的所述网络配置，与所述远程无线设备建立所述移动自组无线网络。

16.一个系统，包括：

第一无线设备，其被配置以：通过一个接近式传感器发送网络配置信息，所述网络配置信息包括适于在多个无线设备之间建立一个移动自组无线网络的信息；

第二无线设备，其被配置以：为了响应所述第一无线设备通过所述接近式传感器发送的所述网络配置信息，所述第二无线设备接收所述网络配置信息并与所述第一无线设备建立所述移动自组无线网络；

其中所述第二无线设备还被配置以：为了响应包含在所述网络配置信息内的一个逻辑网络标识符，所述第二无线设备加入无线对等节点设备的一个逻辑群组。

17.根据权利要求16所述的系统，其中所述逻辑网络标识符确定无线对等节点设备多个逻辑群组中的至少一个逻辑群组，以便所述第二无线设备加入。

18.根据权利要求17所述的系统，其中所述第二无线设备一旦加入所述逻辑群组，就发现同一逻辑群组内的所有无线对等节点设备。

19.根据权利要求17所述的系统，其中所述逻辑群组内的每个无线对等节点设备都发现所述第二无线设备，以响应所述第二无线设备加入所述逻辑群组。

20.根据权利要求17所述的系统，其中党所述逻辑群组内的一个无线对等节点设备离开所述逻辑群组时，所述逻辑群组内的每个无线对等节点设备都发现了。

21.根据权利要求17所述的系统，其中所述第二无线设备的广播通信只限于那些在同一逻辑群组内的无线对等节点设备。

22.根据权利要求17所述的系统，其中所述逻辑群组的形成和所述逻辑群组内无线对等节点设备的运行都是无须牵涉服务器的。