CN103270723A

CN103270723A - 用于形成网状网络的无线设备的一键式连接/断开特征

Info

Publication number: CN103270723A
Application number: CN2012800034312A
Authority: CN
Inventors: A·帕绨尔; 刘爱昕; D·N·源
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2011-11-28
Filing date: 2012-09-12
Publication date: 2013-08-28
Also published as: EP2786529A1; US20130136033A1; WO2013081710A1; JP2015507387A; KR20140084258A

Abstract

根据本发明的一个实施例，描述了一种用于创建网状网络、连接到网状网络或与网状网络断开连接的系统、电子设备以及方法。该方法包括检测无线设备的网状网络联网按键被触动的持续时间(或按压次数)的第一操作。此后，响应于将网状网络联网按键触动长达第一预定持续时间(或按压次数)，在无需由用户额外输入信息的情况下创建第一网状网络。可选地，响应于将网状网络联网按键触动至少第二预定持续时间，该电子设备发布加入该电子设备先前检测到的第二网状网络的请求，其中第二预定持续时间的时间长于(或者按压次数不同于)第一预定持续时间(按键按压次数)。

Description

用于形成网状网络的无线设备的一键式连接/断开特征

技术领域

本发明一般涉及无线设备连接性的领域。更具体地，本发明的一个或多个实施例涉及用于基于对无线设备上的物理或虚拟按键的触动来创建网状或点对点(ad hoc)无线网络，将无线设备连接到网状或点对点无线网络，或将无线设备从网状或点对点无线网络断开连接的方法和装置。

背景技术

无线网络提供可以替代或延伸有线网络的灵活数据通信系统。使用射频(RF)技术，可以在不需要导线布线的情况下，在空中穿过墙壁、天花板甚至水泥结构来发送和接收数据。这提供了更大的自由和增强的灵活性。

当前，根据各种电气与电子工程师协会(IEEE)802.11标准(IEEE802.11a/b/g/n)标准运行的无线网络可以以两种运行模式之一配置：基础设施模式和点对点模式。截止目前为止，大多数安装的无线网络以基础设施模式配置和运行，其中配置一个或多个接入点(AP)作为无线分布网络(例如以太网)的接口。例如，在基础设施模式中，具有无线网络接口卡(NIC)的便携式计算机能够创建与AP之间的通信，并与AP建立关联，因此，这一设备的用户能够访问连接到有线网络的服务器中的内容。

当在点对点模式下运行时，每个无线设备中的无线NIC被允许在独立基本服务集(IBSS)网络配置下运行。因此，无线设备彼此执行对等(peer-to-peer)通信，而不使用用于支持这样的无线通信的AP。点对点模式还允许用户自发地形成无线LAN。例如，一组具有用IEEE802.11无线芯片组实现的便携式计算机的雇员可以在咖啡厅聚合，并通过将他们的NIC切换到点对点模式，来形成小WLAN。结果，雇员们可以共享演示图表和电子数据表，而不需要线缆连接或AP。

一种点对点网络被称为“网状网络”，其考虑到了连续连接以及通过从一个无线设备“跳跃”到另一个无线设备直到到达目的地来绕过断开或阻隔路径的重新配置。网状网络与其它网络的不同之处在于，无线设备都可以通过多次跳跃而全部彼此连接，而不需要任何基础结构(例如，AP)。

妨碍网状网络被更广泛地接受的一个技术障碍是用户需要执行多个动作来加入现有的网状网络或建立网状网络。具体说来，需要高级别的用户交互来加入或形成网状网络。举例说来，当无线设备尝试连接到网状网络或建立网状网络时，用户需要在此时创建、输入并发送网状网络标识符，随后由其他用户使用该网状网络标识符来从其它网络中识别出该网状网络。此外，在连接的时候，用户需要创建、输入并发送口令短语(pass-phrase)，而该口令短语需要被重新输入以连接到现有网状网络。这种程度的用户交互容易使那些不喜欢参与联网协议以规划和/或利用网状网络的人望而却步。

附图说明

在附图中，作为例子，而不是作为限制，图解了本发明，其中：

图1是图解三层级无线点对点网状网络的实施例的框图。

图2是图解无线点对点网络协议体系架构的实施例的框图。

图3是图解被配置为创建或建立与网状网络的连接的无线电子设备的实施例的框图。

图4图解了根据本发明的一个实施例的一般网状网络消息数据包格式。

图5图解了网状网络消息的一般格式的实现(使用以太网数据包)的实施例。

图6图解了概述由启用网状网络的无线设备创建新网状网络的操作的流程图的示例性实施例。

图7A图解了概述以第一运行模式运行的启用网状网络的无线设备加入现有网状网络的操作的流程图的示例性实施例。

图7B图解了概述由当前已连接到现有网状网络并且以第二运行模式运行的启用网状网络的无线设备使能连接到现有网状网络的操作的流程图的示例性实施例。

图8图解了请求连接到现有网状网络的第一无线设备(节点A)和管理对现有网状网络的连接的第二无线设备(节点B)之间的网状网络检测和鉴权的处理流程的实施例。

图9图解了概述启用网状网络的无线设备为与网状网络断开连接而执行的操作的流程图的示例性实施例。

具体实施方式

在下面的描述中，为了说明的目的，阐述了许多具体细节，以便提供对本发明的深入理解。然而，本领域技术人员应当明白，本发明可以在无需这些具体细节中的一些的情况下实践。此外，为了说明的目的，下面的描述提供了例子，并且附图示出了各种例子。然而，这些例子不应当被解释为具有限制的含义，因为他们仅仅只是意图提供本发明的实施方式的例子，而不是提供所有可能实现的穷尽列表。在其它情况下，以框图形式示出了公知结构和设备，以避免看不清所描述的各种实施方式的公开特征的细节。

I．综述

本发明的实施例概述了用于在不需要用户实质上的交互的情况下创建和提供与网状网络的连接或断开与网状网络的连接的系统、无线设备和方法。更具体地说，在安装(set-up)启用网状网络的无线设备的期间，例如在初始加电或设备注册期间，由消费者输入一个或多个参数如网络标识符(ID)以及在创建和网状网络鉴权和/或密钥生成期间使用的主口令短语。当然，可以构想，如果消费者决定对网状网络设置进行改变或者参与另一个网状网络，这些参数可以改变。在输入之后，网络ID和/或口令短语可以被加密，并存储在该无线设备中的安全位置。如果无线设备正在创建网状网络，那么可以使用该网络ID和/或口令短语作为对产生那个新形成的网状网络的网络名称和口令代码(pass-code)的逻辑的输入。然而，对于加入现有网状网络的设备而言，口令短语应当等同于现有网状网络上的其它设备的口令短语集，使得后续产生的口令代码使用相同的种子值。

根据本发明的一个实施例，为了创建网状网络，第一(启用网状网络的)无线设备的按键(例如物理按键或显示屏上显示的逻辑按键)被触动至少第一预定持续时间(例如，“长按”该按键三秒钟或更长时间、五秒钟或更长时间、二十秒钟或更长时间等)。可替换地，一旦发生可感知的事件(例如发光二极管“LED”的颜色发生改变、屏幕上的消息出现等)，这一按键（这里称为“网状网络联网按键”）可以被视为通过长按而被“触动”。

在网状网络联网按键是无线设备上的物理按键的情况下，构想该无线设备可以适配有一个或多个计数器，以便大致上监控该网状网络联网按键被触动了多长时间。代表触动事件的计数值可以由该无线设备中实现的处理器来存储并且可访问。然而，在网状网络联网按键是无线设备上的逻辑按键时，构想该无线设备可以适配有由处理器执行的软件，其监控该网状网络联网按键被触动多长时间。当然，触动的一个实施例可以监控网状网络联网按键被按压的时间量(即，可检测到的力被明确地施加到由网状网络联网按键所占据的区域)。

网状网络联网按键的这一特定触动使得无线设备使用该口令短语创建新的网状网络。根据本发明的一个实施例，网络ID是从用户在设备初始设置期间定义的参数(例如，口令短语)衍生的。举例说来，网络ID可以是从口令短语连同来自无线设备的媒体访问控制(MAC)地址的特定信息(例如，来自源MAC地址的多个位，例如后四位)衍生的。在创建新的网状网络之后，无线设备运行网状网络/IP协议，以获得其自身的互联网协议(IP)地址。

可替换地，为了加入现有的网状网络，第一(启用网状网络的)无线设备的网状网络联网按键被触动第二预定持续时间(例如，“短按”短于三秒钟、短于五秒钟等)。短按网状网络联网按键可以使得第一无线设备努力执行网络发现协议，以寻找在信号传递方面位于附近的任何网状网络。具体地，寻求加入网状网络的第一无线设备通过广播请求消息(这可以由作为现有网状网络的一部分的第二无线设备响应)来启动一过程，并且使其网状网络联网按键被触动。在这些无线设备之间的通信建立之后，这些无线设备进入网状网络鉴权阶段，其中从第一无线设备向第二无线设备发送从口令短于衍生的口令代码，以进行鉴权。一旦网状网络鉴权通过，第一无线设备进入自动IP阶段，以给第一无线设备分配IP地址，以完成该协议。

另外，在第一无线设备已经是网状网络的成员的情况下，将其网状网络联网按键触动第三预定时间(例如长按)，可以使得发送停止与形成网状网络的其它无线设备进行通信的消息。这使得第一无线设备能够快速且无缝地从网状网络断开连接。

II．系统体系架构

在下面的描述中，使用特定技术来描述本发明的特定特征。举例说来，术语“无线设备”一般定义为具有数据处理和无线通信能力的电子设备。术语“启用网状网络”一般用于描述这样的无线设备的特性，该无线设备由同一实体或实体组制造、背书和/或销售，或者被许可访问受限制的点对点网络，该点对点网络以这样的无线设备为共同特征。一组启用网状网络的无线设备的例子包括，但不限于，

数字电视、游戏控制台、

计算机、或其它

静止且手持设备(例如

平板电脑、Dash^TM或

移动电话)，如图1所示。

术语“逻辑”和“单元”都可以构成硬件和/或软件。作为硬件，逻辑(或单元)可以包括电路、半导体存储器、组合逻辑等。作为软件，逻辑(或单元)可以是一个或多个软件模块，例如可执行应用、应用程序接口(API)、子例程、函数、程序、对象方法/实现、小应用程序、小服务程序、例程、源代码、目标代码、共享库/动态加载库、或一个或多个指令的形式的可执行代码。

构想了这些软件模块可以存储在任何类型的合适的非暂态存储介质或暂态计算机可读传输介质。非暂态存储介质的例子可以包括，但不限于，可编程电路；半导体存储器，例如易失性存储器如随机存取存储器“RAM”，或非易失性存储器如只读存储器、具有备用电源的RAM、快闪存储器、相变存储器等；硬盘驱动器；光盘驱动器；或用于接纳便携式存储设备如通用串行总线“USB”闪盘驱动器的任何连接器。暂态存储介质的例子可以包括，但不限于，电、光、声或其它形式的传播信号，如载波、红外信号以及数字信号。

术语“互连”被广泛地定义为信息的逻辑或物理通信路径。所以，互连是使用任何通信介质如有线物理介质(例如，总线、一个或多个电导线、迹线、缆线等)或无线介质(例如，结合无线信号发送技术的空气)形成的。

术语“消息”代表被配置为在网络上传递的信息。一种类型的消息是一般定义为作为单个数据单元而共同操作的一组信息位的帧。另一种类型的消息是数据包或数据单元的集合。术语“内容”包括视频、音频、图像、数据文件或它们的任何组合。术语“触动”涉及进入使另一个事件发生的设置或状态。

参考图1，描述了多层级网状网络100的示例性实施例。多层级网状网络100(下文中称为“网状网络”)包括一批无线设备，这一批无线设备作为分散的网状网络运行，该网状网络具有多个(N≥2)个子网络110₁-110_N(下文中，以单数形式称为“层级”)。对于本发明的这个实施例，网状网络100的几乎每个设备被配置为将数据转发给其它无线设备，并且基于其处理性能和功率限制而被分配到指定的层级。此外，将无线设备分配到层级是基于无线设备的处理性能做出的决定，然而路由选择决定是由无线设备基于网络连接性及其转发数据的能力做出的。

举例说来，网状网络100的一个实施例的特征是分级体系架构，包括基于无线设备性能分配的三(3)个层级。第一层级(“层级1”)110₁负责建立和控制对外部公共网络如互联网的访问。例如，第一层级110₁可以类似于经由线缆或直达用户线(DSL)连接或网状网络的传统互联网连接。如图所示，第一层级110₁包括第一无线设备120，其通常被称为“网关节点”。网关节点120可以包括，但不限于，线缆或DSL调制解调器、无线路由器或桥等。尽管没有示出，网状网络100中可以存在多个网关节点，以便提供到外部网络的多个通信路径。

网状网络100的第二层级(“层级2”)110₂可以代表无线网络回程，无线网络回程使倾向于静止(固定位置)并且电耦接到交流(AC)电源插座的无线设备互连。“静止无线设备”的例子包括，但不限于，平板电视(130、131和132)、游戏控制台(140)、台式计算机(150)或任何其它通常静止并且电耦接到AC电源插座的设备。因此，静止无线设备倾向于与移动无线设备(下面描述)不同，因为它们不受功率约束。

仍然参考图1，网状网络100的第三层级(“层级3”)110₃可以包括属于第二层级110₂的静止无线设备与一个或多个无线移动设备(160、162、164、166、168和169)之间的互连。“移动无线设备”可以包括任何具有无线连接性的使用电池供电的消费电子器件，包括但不限于，移动电话、任何便携式计算机包括平板计算机、手持设备(例如个人数字助理、便携式媒体或视频游戏播放器、无线相机、遥控器、便携式音乐播放器等)或任何非静止消费电子器件。

现在参考图2，框图示出了用于网状网络100中启用网状网络的无线设备(例如，图1中的无线设备160)的系统协议体系架构200的开放系统互连(OSI)层表示的一个实施例。这里，被适配为控制网状网络的创建、连接到网状网络和/或从网状网络断开连接的无线设备160中的逻辑放置在MAC层210和网络(IP)层230之间的网状网络(WMN)层220中。WMN层220(一般被认为为“OSI层2.5”)的放置提供对较低或较高OSI层都透明的增强功能性，并且可以更容易地被重新配置。

根据本发明的一个实施例，WiFi保护设置250(用于通过按键触动来建立网状网络的逻辑)与自动PHY配置逻辑260、安全逻辑270、以及自动IP寻址逻辑280一起工作。具体说来，自动PHY配置逻辑260被适配为确定存在现有网状网络。根据本发明的一个实施例，当无线设备被加电时，自动PHY配置逻辑260被配置为努力扫描多个无线信道，以通过广播网状网络位置消息如图8所阐述的网络发现消息，来检测其它网状网络的存在。附加地，自动PHY配置逻辑260被适配为响应从其它无线设备接收的网状网络位置消息。

安全逻辑270被适配为处理对做出响应的无线设备的鉴权，以从无线设备160传送消息。

一旦启用网状网络的无线设备已被鉴权并且加入网状网络，自动IP寻址逻辑280可以提供自动互联网协议(IP)地址生成。更具体地，自动IP寻址逻辑280被适配为对正在加入网状网络的无线设备分配唯一的IP地址。根据本发明的一个实施例，可以通过使用无线设备160的硬件MAC地址来选择IP地址(例如，用MAC地址作为伪随机过程的种子，提供地址范围192.168.0.1至192.168.254.254之内的结果)，并广播该IP地址以查看是否发生冲突，来完成唯一IP地址的分配。如果这样，则产生新的IP地址，并且再次广播新的IP地址以进行冲突检测。如果没有检测到冲突，则由无线设备160使用该IP地址。

现在参考图3，示出了图解被配置为创建网状网络或作为网状网络的一部分运行的无线设备300的实施例的框图。这里，作为启用网状网络的无线设备，如图1所示的层级2设备(例如无线设备130-132或150)或层级3设备(例如无线设备160、162、164等)，无线设备300包括一个或多个处理器310，处理器310使用无线芯片组315来访问存储器320和通信接口330。通信接口330可以包括一个或多个调谐天线3351-335M(M≥1)。

另外，无线设备300包括用户接口340、计数逻辑345和无线点对点联网逻辑350。用户接口340的特征可以是网状网络联网按键，其中计数逻辑345监控网状网络联网按键被连续触动的持续时间。被适配为控制无线设备300和其附近的其它无线设备之间的无线通信，联网逻辑350包括网络形成逻辑360、网络发现逻辑370、发现响应逻辑380以及鉴权逻辑390。

在一个实施例中，当无线设备300被加电时，网络发现逻辑370可以扫描每个信道，以检测是否存在其它网状网络。根据IEEE802.11标准，当无线卡以点对点模式运行时，各种设备根据点对点模式以预定方式发出消息。在一个实施例中，当建立起包括至少一个静止无线设备的网状网络时，该静止设备将周期性的发送信标，以维持标准点对点操作。

对无线设备300的触动可以触发网络发现逻辑370，以执行一个或多个802.11“点对点”功能，以扫描每个无线信道，从而确定可用网状网络列表。基于所检测到的信号(例如，信标)，网络发现逻辑370可以识别一个或多个以点对点模式运行的无线网络。网络发现逻辑370可以发送一个或多个安全参数，以从一个或多个所识别的无线点对点网络中检测出网状网络。这些安全参数可以使得该网状网络中的现有无线设备能够核实无线设备300为来自相同原始设备制造商(OEM)的电子设备。当设备300是网状网络的无线设备时，发现响应逻辑380可以响应网络发现请求。如图8所示的鉴权过程可以由鉴权逻辑390来执行。

仍然参考图3，在一个实施例中，如果无线设备300未检测到网状网络的存在，那么网络形成逻辑360可以输入网络发起阶段，以将设备300作为移动无线设备或静止无线设备，建立网状网络。例如，再次参考图1，平板电视(TV)130可以初始地成为图1所示的网状网络100的第一静止无线设备。根据这样的实施例，TV130包括无线NIC，该无线NIC将周期性地发射信标，以使得任何新加入的电子设备能够识别网状网络100。例如，台式计算机150在被触动时，可以基于响应于连接请求消息(这是基于如图4所示的适当形式组织的)而从TV130接收的响应，检测网状网络100的存在。

III．系统功能性

图4图解了网状网络消息400的示例性格式，这是图3的启用网状网络的无线设备300为初始网状网络设置而试用的消息发送格式的代表。例如，在无线设备分析其无线环境的网络发现阶段，每个新无线设备(例如，无线设备160)可以运行网络扫描以寻找其附近的所有无线网络。然后，无线设备160向所有识别出的网状网络发送消息作为广播或多播，以尝试识别其附近的网状网络。网状网络的现有无线设备以建立新连接所必要的适当细节来响应该消息。

更具体地，如作为说明性实施例的图4所示，网状网络消息400可以包括(i)消息报头402、(ii)消息内容410、以及(iii)消息尾部412。这里，根据这一示例性实施例，消息报头402包括网状网络版本404、识别特定消息的事务(消息)ID406、指示发送该消息的无线设备的类型(例如，层级1、层级2或层级3)的类型参数408。消息内容401可以包括这样的数据，其可选地被编码或加密以保护该数据免受入侵者侵犯并确保该数据仅可被目标无线设备访问。消息尾部412包括网络代码414。在本发明的一个实施例中，每条消息都以可以重复预定次数以确保没有错误地接收整条消息的网络代码414结束。

作为例子，图5图解了两种类型的网状网络消息400(即数据消息510和控制消息520)的示例性格式。这里，根据本发明的这一实施例，数据消息510和和控制消息都是通过将这些消息封装在以太网数据包550中来路由发送的，以太网数据包550包括插在以太网报头570之后的24字节报头560。报头560包括用来识别消息400的目的地的目的地MAC地址(dst_mac)580和用于识别消息400的来源的源MAC(src_mac)地址582。其它信息584也可以放置在报头570中，包括但不限于，识别系统协议体系架构的版本的协议版本号(ver)、作为数据或控制的帧类型(frame_ctl)、帧长度(len)、QoS特征、指定允许该消息在网络上“存活”多长时间(以跳跃计)的存活时间(TTL)值(其中每一次跳跃导致TTL值减一)、指示帧在整个消息事务中的顺序的序号、以及数据协议类型。

对于控制消息(例如，网络发现、鉴权等)，在报头570之后插入4字节控制报头530，其中控制报头530包括类型532以及报头长度534和消息长度536。在控制报头530之后，插入控制消息520的消息体(内容)540。举例说来，对于网络发现消息，消息体540是下面将描述的“质询文本”。

与此不同，对于数据消息510，在报头570之后将从OSI网络层接收的IP数据包附在以太网数据包550上，以代替控制报头530和消息体540。

现在参考图6，示出了概述由启用网状网络的无线设备创建新的网状网络的操作的流程图的示例性实施例。在创建新的网状网络之前，例如在初始设置时，无线设备以点对点模式运行，并且经历设备配置过程(项目600)。因此，设备配置过程可以是用于设置无线设备或向制造商或制造商的代理登记无线设备的过程的一部分。在设备配置过程期间，输入主口令短语(例如，字母数字字符串)，并且安全地存储在无线设备中(例如，将主口令短语加密，并存储加密结果)。

作为说明性示例，口令短语可以由用户通过从初始设备配置期间产生并显示的菜单中选择条目来输入。可替换地，口令短语可以由用户在设备配置过程期间经由输入设备(例如键盘、小键盘、触摸屏等)来输入。举例说来，口令短语可以从响应于在设备配置过程期间发布给无线设备的用户的一个或多个请求的答复产生，或者口令短语可以是直接输入的。另一种替代方案是至少部分地基于分配给无线设备的MAC地址来制定口令短语。

构想了网络ID可以基于用户输入来设置，或者自动设置，其中使用分配给无线设备的MAC地址的至少部分。当其它无线设备可以请求连接到这一网状网络时网络ID用于识别网状网络，口令代码用于鉴权。然而，构想了网络ID可以之后在下面描述的过程中设置。

一旦检测到对网状网络联网按键的特定类型的触动，无线设备就被置于网络形成模式中(项目610和620)。触动的类型的例子可以包括“长按”(即触动网状网络联网按键第一预定持续时间)、连续多次触动等。当以网络形成模式运行时，无线设备产生网状网络口令代码，该网状网络口令代码随后被用于网状网络鉴权(项目630)。可选地，此时，还可以设置网络ID(项目640)。

构想了可以使用整个主口令短语或主口令短语的至少部分(例如，形成主口令短语的特定位)来产生网络ID和网状网络口令代码。作为示例，网络ID和/或网状网络口令代码可以是通过对(i)主口令短语和(ii)分配给无线设备的MAC地址中的位执行逐个位的逻辑操作(例如与、或、异或等)而产生的结果。作为另一个示例，网络ID和/或网状网络口令代码可以是通过对主口令短语执行串接、哈希、或任何其它算术或逻辑运算而产生的结果。

构想了整个口令短语或口令短语的至少部分(例如，形成主口令短语的特定位)应当与共享该网状网络的其它无线设备中实现的口令短语相同。

在已经创建了网状网络之后，无线设备执行自动IP配置过程(项目650)。自动IP配置过程被适配为向该无线设备(和任何后续请求加入该网状网络的无线设备)分配唯一的IP地址。该IP地址是使用无线设备的MAC地址产生的。举例说来，根据本发明的一个实施例，MAC地址用作伪随机数发生器的种子值，该伪随机数发生器产生预定地址范围(例如，从地址192.168.0.1至192.168.254.254)内的作为结果的地址。在将IP地址分配给无线设备之后，无线设备在网状网络上广播该IP地址，并等待识别已发生冲突的响应(即，另一个无线设备具有相同的IP地址)。如果是这样，无线设备使用MAC地址重新产生IP地址，并再次进行冲突检测。如果在规定的时间段内没有检测到冲突，则现在将该IP地址分配给无线设备，以便与该网状网络外部进行通信。

此后，当其它无线设备请求连接到由该无线设备建立的网状网络时，将执行网状网络鉴权过程，以确认进行请求的无线设备通过鉴权，并且可以加入该网状网络。这可以通过用作连接请求消息(下面描述)的一部分的无线设备的公钥，将由进行请求的无线设备计算的口令代码进行加密而完成。该无线设备将加密的口令代码解密，并且比较该结果和内部产生并存储在其中的口令代码。如果所接收的口令代码与内部产生的口令代码相匹配，则进行请求的无线设备通过鉴权。

参考图7A，示出了概述以第一运行模式运行的第一(启用网状网络的)无线设备加入现有网状网络的操作的流程图的示例性实施例。如上所述，在尝试加入现有网状网络之前，无线设备经历设备配置过程，以产生主口令短语，该主口令短语被安全地存储在无线设备中(项目700)。此外，该设备不是现有网状网络的一部分。

一旦检测到对网状网络联网按键不同类型的触动，无线设备被置于称为“网络发现模式”的第一运行模式中(项目705和710)。与前面描述过的触动不同类型的触动的示例可以包括“短按”(即将网状网络联网按键触动短于上面提到的第一预定持续时间的第二预定持续时间)、单次触动等。在网络发现模式中，无线设备在不同的无线信道上努力发送一个或多个消息(项目715)，以便确定是否存在该无线设备可以加入的现有网状网络，如下面图8中更详细地描述的那样。

在找到网状网络的情况下，无线设备用作寻求加入网状网络的请求设备(项目720和725)。否则，如果没有网状网络被找到，并且发生超时条件，那么网络发现协议结束(项目730)。然而，如果连接成功，无线设备将进行网状网络鉴权和自动IP配置协议，以对网状网络的成员进行鉴权，并获得IP地址(项目735和740)。

图7B图解了概述由启用网状网络的无线设备使得另一个启用网状网络的无线设备能够连接到现有网状网络的操作的流程图的示例性实施例。这里，一旦检测到“短按”了无线设备的网状网络联网按键，并且该无线设备连接到现有网状网络(项目750和755)，该无线设备通过调谐到特定信道，并等待来自另一个无线设备的网络发现请求消息，进入第二运行模式(项目760)。如果在预定时间段消逝之前(即超时条件)没有接收到这样的消息，那么该无线设备退出第二运行模式(项目765和770)。然而，如果无线设备接收网络发现请求消息，则该无线设备处理该请求，并且如图8所示那样相应地做出响应(项目775)。

参考图8，示出了请求连接到现有网状网络的第一无线设备(节点A)802和管理对现有网状网络的连接的第二无线设备(节点B)804之间使用口令代码进行的网状网络检测的处理流程的实施例。这里，确定是否检测到任何现有的网状网络(项目805)。举例说来，根据本发明的一个实施例，当节点A802被加电时，其扫描每个无线信道，以检测是否存在其它网状网络，并且可选地基于信号强度对所检测到的网状网络进行分类(例如，较强的RSSI放在第一)。

考虑到无线网络越来越流行，有很大机会扫描结果会检测到在节点A802附近存在若干网状网络。然而，为了适应消息损失，无线节点(设备)采用消息计时器/重试机制，其中重试机制被配置为按需要对每个无线信道重试扫描直到“r”次，其中r≥1(项目810)。在进行请求的无线设备在定时器超时“r”次以前没有接收到任何回复的情况下，确定没有要在特定信道上通信的网状网络。

一旦检测到网状网络，节点A802将其自身配置为与每个这样的网络的信道和SSID设置相匹配(项目815)，并且向节点B804发送网络发现请求消息820。根据本发明的一个实施例，网络发现请求消息820是广播或多播消息，无线设备将其发出以尝试发现并加入现有的网状网络，并建立邻居列表，该邻居列表包括与所检测到的无线设备及其网状(或点对点)网络有关的信息。

如图中所示，网络发现请求消息820包括设备类型821和质询文本822。“质询文本”822是包含2k个位的秘密值，其中k≥5(例如，26或64位)。根据一个示例，秘密值(8字节)是从特定OEM使用的专有函数，使用节点A802尝试加入的网络的主口令短语和/或扩展服务集标识符(ESSID)衍生出的。根据另一个示例，“质询文本”可以是秘密值与下面的一个或多个组合：(i)当前时间戳、(ii)扩展服务集标识符(ESSID)、和/或(iii)节点A802尝试加入的网络ID。“组合”可以通过对形成秘密值的数据进行异或(XOR)运算、串接、哈希或任何算术或逻辑运算中的一个或多个而实现。“设备类型”参数821使得正在接收的无线设备(节点B)了解节点A的性能。

#define GATEWAY 1/*设备类型　网关*/

#define STATIONARY 2/*设备类型　层级2静止(默认)*/

#define MOBILE 3/*设备类型　层级3移动*/

在质询文本822与节点B804处期望的结果不匹配的情况下，不进一步处理网络发现请求消息820，从而不产生响应。然而，如果检测到匹配，那么与网状网络关联的节点B804向节点A802发送网络发现响应消息830。

如图8中进一步示出的，网络发现响应消息830包含创建该网状网络的无线设备的MAC地址831、网络ID832、以及加入该网状网络而由节点A802所需要的任何其它参数。此外，网络发现响应消息830包括：(i)做出响应的无线设备(节点B804)在连接阶段为了附加的安全性而使用的公钥(PUKB)833；(ii)校验和834，被添加以减缓对PUBKB833的未检测到的破坏或篡改，这在中间人攻击方面很可能需要。公钥校验和834可以作为通过使用MD-5或其它哈希函数对PUBK833进行哈希而计算出的哈希结果来计算。根据本发明的一个实施例，用于无线设备的密钥(公钥/私钥对)是使用OpenSSL(RSA密钥)产生的。PUKB校验和834可以作为通过使用OpenSSL函数(MD-5)或其它哈希函数对PUBK833进行哈希而计算出的哈希结果来计算。根据本发明的一个实施例，这个密钥和校验和产生过程可以在制造商处或者在无线设备的初始化阶段发生。可选地，为了附加的安全性，可以提供作为节点A的MAC地址和秘密值的组合的另一个质询文本。

一旦接收到网络发现响应消息830，节点A802通过比较所接收的校验和834与为所接收的公钥而在本地产生的校验和来检查消息的完整性。一旦校验和是有效的，节点A802存储PUKB833、MAC地址831、节点B的MAC地址、以及节点B的其它细节。

在连接阶段期间，节点A通过基于节点A820中安全地存储的口令短语以及MAC地址831来自动计算口令代码来产生连接请求消息840。口令代码被使用PUKB833加密，然后与被加密的口令代码841的校验和842、节点A的公钥(PUKA)843以及节点A的公钥的校验和844一起发送。

一旦接收到连接请求消息840，节点B804通过用内部产生的校验和来检查加密的口令代码校验和841来查看完整性。如果没有不同，那么节点B804将加密的口令代码841解密，然后用其自己的口令代码检查解密后的口令代码。此后，节点B804将发送具有响应代码852的连接确认消息850。响应代码852用作对节点A802的反馈，即其请求已被成功接收或接收失败。下面给出错误代码列表。

#define CONN_SUCCESS 0

#define PASSCODE_FAILED 1

#define ENC_CHKSUM_ERR 2

#define PUBKEY_CHKSUM_ERR 3

#define UNKNOWN_ERR 4

可以如下设置连接鉴权过程用的超时和重试值以设置对连接确认消息850的等待时间和用于这样的发送的重试次数：

#define TIMEOUT_CONN_REQ 5/*5秒钟*/

#define MAX_CONN_RETRY 3

现在参考图9，示出了概述启用网状网络的无线设备为了从网状网络断开连接而执行的操作的流程图的示例性实施例。当根据检测到对网状网络联网按键的“长按”而确定决定离开其网状网络时，无线设备发送(广播或多播)断开连接消息(项目900、910以及920)。接收到断开连接消息的相邻无线设备将从其相邻列表中去除该无线设备，该相邻列表表征连接到该网状网络的哪些无线设备的寻址信息。为了免受源自非OEM设备的虚假断开连接消息，断开连接消息将包括从OEM-特有的专有逻辑函数衍生的安全值。为规定安全值而向逻辑提供的输入可以是秘密值和正在发送的无线设备的MAC地址。

已经描述了用于提供改善的家庭电子设备连接性的无线家庭网状网络的一个实现的若干方面。然而，无线家庭网状网络的各种实现提供大量特征，包括补充、增补和/或替代上面描述的特征。在不同示例实现中，这些特征可以作为无线设备的部分而实现。另外，在前面的描述中，为了说明的目的，使用特定的命名法来提供对本发明的实施例的彻底理解。然而，本领域技术人员将明白，为了实践本发明的实施例，不需要这些特定的细节。

已经公开了示例性实施例，可以想到，可以对所公开的实施例进行修改和变更，而不超出所附权利要求所限定的本发明的实施例的范围。

Claims

1.一种方法，包括：

检测无线设备的网状网络联网按键被触动的持续时间；以及

响应于根据第一类型的触动而对网状网络联网按键的触动，创建第一网状网络，所述第一网状网络是在无需由用户额外输入信息的情况下创建的。

2.根据权利要求1的方法，其中所述第一类型的触动包括将所述网状网络联网按键触动长达第一预定持续时间或第一按压次数。

3.根据权利要求2的方法，还包括：

响应于根据第二类型的触动而对网状网络联网按键的触动，请求加入第二网状网络，其中所述第二类型的触动为触动至少第二预定持续时间或第二按压次数，所述第二预定持续时间的时间长于所述第一预定持续时间，而所述第二按压次数的数量大于所述第一按压次数。

4.根据权利要求3的方法，其中所述请求加入第二网状网络包括发送第一消息以确定所述无线设备被许可访问网络，并且如果所述无线设备被许可访问网络，则接收来自作为所述第二网状网络的一部分的无线设备的第二消息，所述第二消息包括形成所述第二网状网络的无线设备的标识符。

5.根据权利要求4的方法，其中所述标识符是形成所述第二网状网络的无线设备的媒体访问控制MAC地址。

6.根据权利要求5的方法，其中所述第一消息包括(i)标识所述无线设备的性能的设备类型和(ii)包括秘密值的信息，所述秘密值是根据由所述无线设备的提供者选择的函数衍生出的，并且由所述作为第二网状网络的一部分的无线设备复制。

7.根据权利要求4的方法，还包括：发送第三消息，所述第三消息包括口令代码，所述口令代码利用所述作为第二网状网络的一部分的无线设备的公钥进行了加密，所述口令代码是从形成所述第二网状网络的无线设备的标识符和由所述用户在对所述无线设备进行初始设置时输入的信息产生的。

8.根据权利要求7的方法，其中所述第三消息还包括被加密的口令代码的校验和。

9.根据权利要求2的方法，其中所述检测无线设备的网状网络联网按键被触动的持续时间是由所述无线设备中实现的至少一个计数器执行的，所述至少一个计数器向所述无线设备中的处理器提供代表小于或等于第一预定持续时间的时间段的计数值，所述处理器激活所述无线设备中的网络形成逻辑。

10.根据权利要求2的方法，其中所述检测无线设备的网状网络联网按键被触动的持续时间是由所述无线设备中实现的至少一个计数器执行的，所述至少一个计数器向所述无线设备中的处理器提供代表所述持续时间的计数值：

(1)如果所述计数值代表大于或等于所述第二预定持续时间的时间段，那么所述处理器激活所述无线设备中的网络发现逻辑；

(2)如果所述计数值代表小于或等于所述第一预定持续时间的时间段，那么所述处理器激活所述无线设备中的网络形成逻辑。

11.根据权利要求3的方法，还包括：

如果所述无线设备当前连接到现有网状网络，响应于所述网状网络联网按键被触动至少所述第二预定持续时间，将所述无线设备从现有网状网络断开连接。

12.一种无线设备，被配置为与网状网络中的另一个无线设备进行通信，该无线设备包括：

用户接口单元；

处理器；

芯片组，耦接到所述处理器和所述用户接口单元；

联网逻辑，耦接到所述芯片组，所述联网逻辑包括：

网络形成逻辑，用于响应于根据第一类型的触动而对所述用户接口单元的触动，在无需用户额外输入信息的情况下，为所述无线设备创建网状网络；以及

网络发现逻辑，用于响应于根据与第一类型的触动不同的第二类型的触动而对所述用户接口单元的触动，使得所述无线设备能够加入现有网状网络。

13.根据权利要求12的无线设备，其中所述第一类型的触动是将所述用户接口单元触动至少第一预定持续时间，所述第二类型的触动是将所述用户接口单元触动至少第二预定持续时间，所述第二预定持续时间的时间比所述第一预定持续时间长。

14.根据权利要求13的无线设备，其中响应于所述用户接口单元被触动，所述网络发现逻辑提醒发布加入所述现有网状网络的请求，其中加入现有网状网络是通过如下操作实现的：发送第一消息以确定所述无线设备是否被许可访问网络，如果所述无线设备被许可访问现有网状网络，则接收来自作为现有网状网络的一部分的无线设备的第二消息，所述第二消息包括形成现有网状网络的无线设备的标识符。

15.根据权利要求14的无线设备，其中所述标识符是所述形成第二网状网络的无线设备的媒体访问控制MAC地址。

16.根据权利要求14的无线设备，其中所述第一消息包括(i)标识所述无线设备的性能的设备类型和(ii)包括秘密值的信息，所述秘密值是根据由所述无线设备的提供者选择的函数衍生出的，并且由所述作为现有网状网络的一部分的无线设备复制。

17.根据权利要求14的无线设备，还包括：发送第三消息，所述第三消息包括口令代码，所述口令代码利用所述作为现有网状网络的一部分的无线设备的公钥进行了加密，所述口令代码是从所述形成现有网状网络的无线设备的标识符和由所述用户在对所述无线设备进行初始设置时输入的信息产生的。

18.根据权利要求17的无线设备，其中所述第三消息还包括被加密的口令代码的校验和。

19.根据权利要求13的无线设备，还包括至少一个计数器，用于检测所述无线设备的网状网络联网按键被触动的持续时间，并且向所述处理器提供代表小于或等于所述第一预定持续时间的时间段的计数值，从而辅助激活所述网络形成逻辑。

20.一种非暂态存储介质，其包含程序，所述程序由处理器执行，以执行多个操作，包括：

检测无线设备的网状网络联网按键被触动的持续时间；以及

响应于将所述网状网络联网按键触动长达第一预定持续时间，创建第一网状网络，所述第一网状网络是在无需由用户额外输入信息的情况下创建的。