CN103813325B - 限定区域自组织网络的网络管理方法、通信设备和系统 - Google Patents

Abstract

提供了一种面向限定区域的自组织无线网络的网络管理方法、通信设备和无线通信系统。在该面向限定区域的自组织无线网络中只有在该限定区域内的节点才可能相互通信，在该自组织网络中的节点为主节点或子节点，且同一限定区域只允许存在一个主节点，该网络管理方法包括：当正进入限定区域的通信设备接收到区域限定信号时，探测在该限定区域内是否存在主节点，该区域限定信号用于标示网络节点所处的特定区域；如果探测到存在主节点，则该通信设备基于区域限定信号向主节点进行身份认证，成为子节点；以及如果探测到不存在主节点，则该通信设备成为主节点，其中主节点负责新子节点的登入和网络节点间的共享密钥的同步。

Description

限定区域自组织网络的网络管理方法、通信设备和系统

技术领域

本发明总体地涉及自组织无线网络，更具体地涉及面向限定区域内自组织无线网络的网络管理方法、通信设备和系统。

背景技术

自组织网络，即本领域公知的Ad-hoc网络是一种无线网络，与传统的无线网络相比，它不依赖于任何固定的基础设施和管理中心，而是由一组自主的移动节点临时组成，通过移动节点间的相互协作和自我组织，保持网络连接和实现数据的传递。

关于自组织网络，已经存在一些网络会话管理和网络组织技术。

例如，题为“Ad Hoc Network Discovery Menu”的美国专利公开US6842460B1和题为“Wireless Ad-hoc Network Formation”的专利文献EP1744505A1均披露了支持网络节点加入到已存在的自组织网络会话的方法。

在题为“Masterless Slave/Master Role Switch in a Bluetooth Piconet”的美国专利公开US20020159401A1中披露了一种主/从结构网络如何选择后备主节点的方法。

发明内容

传统的Ad-hoc网络没有预先定义的（例如人为定义的）边界以限定某个区域，而是通常由网络的最大传输距离来限定。

出于通信安全、私密、迅速和便捷等方面的考虑，目前，理光公司针对区域限定的Ad-hoc网络进行了一些研究，并且已经提出了使用例如IR、NFC、超声波、微波等方式来实现区域限定。由于区域限定的Ad-hoc具有预先定义的边界，因此与传统的Ad-hoc相比，移动节点增加了进出区域的行为，并且只有位于同一区域内的节点之间才可以进行通信。关于区域限定的Ad-hoc网络的详细介绍，可以参考2011年7月11日在日本提交的专利申请第201100726号，这里通过引用将其全文合并于此。

根据本发明的一个方面，提供了一种面向限定区域内自组织无线网络的网络管理方法，其中只有在该限定区域内的节点才可能相互通信，在该自组织网络中的节点为主节点或子节点，且同一限定区域只允许存在一个主节点，该网络管理方法包括：当正进入限定区域的通信设备接收到区域限定信号时，探测在该限定区域内是否存在主节点，该区域限定信号用于标示网络节点所处的特定区域；如果探测到存在主节点，则该通信设备基于区域限定信号向主节点进行身份认证，成为子节点；以及如果探测到不存在主节点，则该通信设备成为主节点，其中主节点负责新子节点的登入和网络节点间的共享密钥的同步。

根据本发明的另一方面，提供了一种通信设备，可以包括：区域限定信号接收部件，用于接收区域限定信号；周围节点探测部件，用于当该通信设备因正进入限定区域而接收到区域限定信号时，通信设备探测在该限定区域内是否存在主节点；角色切换部件，用于如果探测到存在主节点，则使该通信设备基于区域限定信号向主节点进行身份认证，成为子节点；以及如果探测到不存在主节点，则使该通信设备成为主节点，其中主节点负责新子节点的登入和网络节点间的共享密钥的同步。

根据本发明的另一方面，提供了一种面向限定区域的无线通信系统，包括：区域限定信号发射设备，用于发射区域限定信号；以及处于该限定区域内的动态的一个或多个无线通信设备，其中该一个或多个无线通信设备中的一个为主节点，其余的作为子节点，其中主节点负责新子节点的登入和网络节点间的共享密钥的同步。当主节点消失时，子节点中的一个自动升级为主节点。当无线通信系统中只有一个无线通信设备时，该无线通信设备成为主节点，当此后新的无线通信设备进入时，新进入的无线通信设备成为子节点。子节点具有主节点分配的优先级，指示作为主节点候选的优先级别，作为子节点的通信设备定期探测主节点的状态，以及如果某个子节点在预定时间内未探测到主节点的存在并且该子节点相比于其它子节点具有最高优先级，则该子节点备自动升级为主节点，通知所有其它子节点主节点已变更。主节点定期探测各个子节点的状态，以及如果主节点在预定时间内未探测到某个子节点的存在，该主节点视该子节点为消失节点，更新网络共享密钥，并将指示该子节点消失的信息和新的共享密钥通知给其它子节点。

利用根据本发明实施例的限定区域自组织网络的网络管理方法、通信设备和系统，提供了面向特定区域的无线无线自组织网络会话管理，增强了面向限定物理区域的无线网络连接安全性认证机制。

而且，根据本发明实施例的限定区域自组织网络的网络管理方法、通信设备和系统确保了在运行期间网络拓扑结构以及网络会话状态在全部会话成员节点之间的一致性，而且全过程无需用户手工操作，降低了用户操作的复杂度。

附图说明

图1示出了限定区域自组织网络的示例性实现结构的示意图。

图2示出了根据本发明一个实施例的面向限定区域内自组织无线网络的网络管理方法的流程图。

图3示出了根据本发明一个实施例的网络会话管理协议状态机。

图4示出了第一个进入限定区域的节点成为主节点的示意图。

图5示出了第一新子节点登入限定区域自组织网络的操作的示意图。

图6示出了另一新子节点登入限定区域自组织网络的操作的示意图。

图7示出了主节点轮询子节点状态的一个示意图。

图8示出了子节点自动升级为主节点的示例性过程的示意图。

图9示出了根据本发明一个实施例的解决主节点冲突的示例性过程的示意图。

图10示出了根据本发明一个实施例的通信设备的构成的功能框图。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

将按下列顺序进行描述：

1、基本术语定义

2、限定区域自组织网络的示例性实现结构

3、网络管理方法

3.1、网络管理方法概述

3.2、网络会话管理协议状态机

3.3、网络会话的创建

3.4、新子节点的登入

3.5、子节点退出会话

3.6、主节点退出会话

3.7、主节点冲突解决

4、通信设备

5、面向限定区域的无线通信系统

6、总结

1、基本术语定义

在进行详细介绍各个实施例之前，首先定义本发明中涉及的有关术语。

“限定区域自组织网络”：只有在该限定区域内的节点才可能相互通信的自组织网络。

“会话”：本专利文件中，会话是一个逻辑概念，对应于当前限定区域内的所有网络节点形成的自组网。对于一个限定区域来说，网络会话由第一个进入该区域的节点（自动成为主节点）自动创建，当最后一个节点退出时自动销毁。注意，传统“会话”一般涉及特定双方的连接和不中断的双方操作时间，本发明的“会话”概念不同于此传统概念。

“会话状态”：在本专利文件中，会话状态一般可以理解为当前网络状态，包括例如：当前的有效共享密钥，当前活动节点列表，每个活动节点的自有属性（网络地址，应用扩展属性等）。

2、限定区域自组织网络的示例性实现结构

图1示出了限定区域自组织网络的示例性实现结构的示意图。

如图1所示，该限定区域由虚线圈定的范围指示，只有在该区域内的通信设备例如一个主节点110和两个子节点120之间可以相互通信，外部节点140不能加入网络会话。区域限定可以借助于区域信号发射器130发射的区域信号的信号机制来实现。可以参与限定区域自组织网络会话的每个节点例如主节点110和子节点120具有区域信号接口，用于接收区域信号发射器130发射的区域信号。该网络的逻辑拓扑结构为星型结构。另外，主节点和子节点之间可以通过例如定时轮询实现网络会话状态的感知和同步。

在该示例中，网络拓扑结构为单跳(one-hop)结构。

不过这仅为示例，多跳网络拓扑结构也可以应用于本发明。

根据一个示例，主节点可以负责从属节点的登录以及网络节点之间会话状态的同步，但不参与节点之间的数据传输，例如在多跳网络拓扑的情况下，主节点不会作为中继节点来转发信息。

3、网络管理方法

3.1、网络管理方法概述

图2示出了根据本发明一个实施例的面向限定区域内自组织无线网络的网络管理方法200的流程图，其中只有在该限定区域内的节点才可能相互通信，在该自组织网络中的节点为主节点或子节点，且同一限定区域只允许存在一个主节点。请注意本发明中的主节点和子节点是逻辑上的概念，且是动态的，而且角色可切换，例如，一个通信设备可以开始不是主节点，而后来转变为主节点，也可以开始是主节点，后来转换为子节点，并且在后续过程中角色也可以依据网络节点的总体情况等而在主节点和子节点之间切换。

在步骤S210中，当正进入限定区域的通信设备接收到区域限定信号时，探测在该限定区域内是否存在主节点，该区域限定信号用于标示网络节点所处的特定区域。对于区域限定自组织网络，配备有区域限定信号发射设备例如图1中所示的区域信号发射器130，用于发射区域限定信号。一个通信设备可以基于是否接收到区域限定信号来判定自己是否正进入限定区域，是否仍在限定区域内，是否已退出限定区域等，并可以基于预定机制来维护自身的状态。关于这方面的介绍，可以参考同一申请人的申请号为CN201210194518.4的在先专利申请，这里通过引用将其全文并入本文。

在步骤S220中，如果探测到存在主节点，则该通信设备基于区域限定信号向主节点进行身份认证，成为子节点。需要说明的是，这里的身份认证可以是仅仅基于通信设备是否也位于限定区域内的认证，只要确认该通信设备位于限定区域内（例如能接收到正确的区域限定信号）即使得该通信设备通过认证。当然，也可以根据需要设计更严格的认证形式，例如进一步基于口令进行认证。

在步骤S230中，如果探测到不存在主节点，则该通信设备成为主节点，其中主节点负责新子节点的登入和网络节点间的共享密钥的同步。

3.2、网络会话管理协议状态机

图3示出了根据本发明一个实施例的网络会话管理协议状态机，该状态机由区域限定信号触发。

由图3所示，一个节点（即通信设备，由顶部的黑色圆指示）当开机时处于开始状态。

当接收到区域信号时，表明其进入了限定区域内，则转变到会话探测状态。在会话探测状态，例如通过广播消息探测在该限定区域内是否存在主节点。此时如果存在主节点，接收到上述广播消息的主节点会回应以应答消息。

如果该节点探测到存在主节点，则该节点转变到会话登录状态，成为子节点。否则，该节点转变到会话创建状态，自动成为逻辑主节点。

可选地，登录了会话的子节点可以探寻主节点是否依然存在，当检测到主节点消息时，子节点基于预定条件可以转变到会话创建状态，即升级为主节点。

可选地，主节点可以探测是否存在其它的主节点，并且根据情况选择性地重新进入会话探测状态。

如果区域内的节点例如因为退出限定区域而在预定时间内没有接收到区域限定信号，则返回到开始状态。

如果节点例如因掉电而停止工作，则进入终止状态。

下面将按照网络会话的创建和维护过程来描述各种情况下的网络会话管理。

3.3、网络会话的创建

图4示出了第一个进入限定区域的节点成为主节点的示意图。

如图4所示，当节点A在限定区域外时，其不能成功接收由区域信号发射器发射的区域信号，因而既不能创建网络会话也不能参与网络会话，当节点A从限定区域外移动到限定区域内后，首先成功接收由区域信号发射器发射的区域限定信号，从而触发会话管理状态机的启动。

进入会话探测的初始状态后，当前节点A检测区域内是否有主节点，或者探测区域内是否存在邻居节点。

如图4所示，当前节点A为进入此区域的唯一节点，因此探测不到主节点或邻居节点，所以转移到会话创建状态并且默认成为主节点。

3.4、新子节点的登入

图5示出了第一新子节点登入限定区域自组织网络的操作的示意图。

如图5所示，节点B从区域外进入区域内，首先节点B探测区域内是否存在主节点或者简单地通过广播消息探测是否存在邻居节点而探测是否存在主节点。

主节点A接收到节点B的探测信号，回应B节点，同时对节点B进行身份认证。需要说明的是，认证的形式没有特别限制，只要新进入的节点向主节点证明自己在限定区域内，就会通过身份认证，例如通过4路（4-ways）握手完成认证过程，进而成为当前网络会话的子节点。

认证通过后，主节点A可以将当前网络会话的共享密钥传递给子节点B，并且在存在除了子节点B之外的其它子节点的情况下可以将该新子节点的信息通知所有子节点。然后，主节点A和子节点B之间可以通过利用共享密钥的加密来进行数据传输。

根据一个实施例，主节点可以为每个子节点分配优先级，指示作为主节点候选的优先级别。例如该优先级可以根据节点进入限定区域的先后来确定，最早进入的子节点具有最高优先级，第二进入的子节点具有次高优先级等等。例如，简单地，优先级可以表现为进入限定区域的序号，例如第一个进入的子节点的序号为1（rank=1），第二个进入的子节点的序号为2(rank=2)等等,而主节点可以为自己赋予最高优先级，例如rank=0。不过，基于节点进入限定区域的先后顺序分配优先级仅为示例，本发明并不局限于此，而是在分配优先级时可以考虑例如设备性能、支持协议等其它因素。该优先级作为在后面将叙述的选择后备主节点时参考的指标。

图6示出了另一新子节点登入限定区域自组织网络的操作的示意图。

如图6所示，另一节点C进入该限定区域，完成与节点B进入时相同的认证过程后，节点作为子节点C加入当前网络会话。

根据一个实施例，在根据节点进入限定区域的先后顺序分配优先级的情况下，因为子节点C在子节点B之后进入，故所分配给子节点C的优先级小于子节点B的优先级。

另外，根据一个实施例，主节点A可以将新子节点C的加入以事件通知的方式通知其它会话成员，在本示例中即子节点B。

经过上述网络会话创建和登入过程，A、B、C三个节点之间可以基于已创建的自组织无限网络利用共享密钥的加密进行数据通信。

根据一个实施例，主节点A仅负责子节点的登入和网络节点之间的会话状态的同步，并不参与节点之间的数据传输。由此，主节点可以更迅捷有效地进行网络会话的管理。

3.5、子节点退出会话

根据本发明一个实施例，当任一子节点消失时，主节点检测到此事件，更新共享密钥，并将指示该子节点消失的信息和新的共享密钥通知给其它子节点。子节点消失可以由子节点离开限定区域、子节点掉电、子节点故障等引发。在本文中，“子节点消失”、“子节点死亡”、“子节点断开”、“子节点退出会话”这些说法具有相同的含义，可以互换使用。

作为主节点检测子节点消失的示例，可以是子节点定期自动向主节点发预定信号以指示自己的存在，如果主节点在预定期间未从某个子节点收到该预定信号，可以将该子节点视为消失。

作为主节点检测子节点消失的另一示例，可以是主节点定期轮询各个子节点的状态，以检查各个子节点是否依然存活。子节点在接收到主节点的状态轮询请求后，发送回应消息，告知自身状态。

图7示出了主节点轮询子节点状态的一个示意图。

如图7所示，节点A作为主节点，可以定期轮询会话成员节点（B和C）的状态，检查子节点B和C是否依然存活。

子节点B和C在接收到节点A的状态轮询请求后，发送回应消息，告知自身状态。

如果主节点A未正常收到任一子节点如节点B的回应，将视该节点B为已断开节点，则在更新网络会话共享密钥后，同步会话状态给所有其他子节点。同步会话状态可以包括例如，将更新的网络会话共享密钥发送给所有其他子节点，以及将指示该子节点消失的信息通知给其它子节点，这例如可以通过向其它子节点发送当前最新网络节点列表来实现。作为示例，网络节点列表中可以将网络节点ID、网络节点的网络地址、网络节点的身份（主节点/子节点）、网络节点的优先级相关联的存储。不过此网络节点列表形式仅为示例，本领域技术人员可以根据需要设计网络列表的形式和网络列表中的具体项目。

3.6、主节点退出会话

根据本发明一个实施例，当主节点消失时，拥有最高优先级的子节点将自动升级为主节点，并通知所有其它子节点主节点已变更即会话变更。

子节点可以自动监测主节点的存在有否。根据一个实施例，在主节点定期轮询子节点的状态的情况下，如果子节点在预定期间未接收到主节点的轮询请求，则子节点可以主动发送向主节点查询状态的请求。如果在指定时间内子节点未成功接受主节点的回复，则子节点认为主节点已消失。根据另一个实施例，子节点也可以定期轮询主节点的状态，如果在预定期间内未接收到主节点的回应，则子节点认为主节点已消失。

在检测到主节点消失之后，拥有最高优先级的子节点自动升级为主节点，同时通知所有当前会话成员主节点已变更，并同步会话状态。如前所述，同步会话状态可以包括更新网络共享密钥，将新的网络共享密钥通知其它子节点，以及还可以包括向其它子节点发送最新的网络节点列表。

关于子节点对自身的优先级情况的感知，作为一个示例，可以由主节点定期或者每当新子节点进入、每当有子节点退出时向各个子节点发送子节点优先级情况列表来实现；作为另一示例，可以由每个子节点向其它子节点广播自身的优先级，并且每个子节点将收到的其它子节点的优先级信息与自身的优先级信息相比较，如果一个子节点未发现比自身优先级高的其它子节点，则该子节点可以清楚自己为具有最高优先级的子节点。

图8示出了子节点自动升级为主节点的示例性过程的示意图。

如图8所示，主节点A离开限定区域，子节点B即具有最高优先级的子节点在预定期间没有接收到主节点A的轮询。在步骤1，子节点B轮询主节点已检查主节点是否依然存活。在步骤2，子节点B没有得到主节点的回应。在步骤3，子节点B自动将自己提升为主节点，在一个示例中，可以将自身的rank从1升为0，即改为主节点的默认rank。在步骤4，向其它子节点（在本示例中即子节点C）通知会话状态变更，例如通知更新的网络会话密钥或者通知当前最新的网络节点列表等等。

通过上述示例性处理，解决了限定区域的自组织网络中出现主节点消失时主节点的升级问题。

3.7、主节点冲突解决

在极端情况下，由于诸如网络阻塞等原因，系统可能会出现暂时性的存在多于1个主节点的情况，例如优先级最高的子节点轮询主节点存在与否，未收到主节点的回应，而认为主节点已消息，从而自动升级为新主节点，但是可能其未收到老主节点回应是因为网络堵塞，这样当网络状况恢复正常时，此时就出现了同时存在两个主节点的情况。

每个主节点可以周期性地向外界广播声明自己为主节点的消息，由此各个主节点可以意识到其它主节点的存在。可替代地，可以在每次主节点变动（例如因为主节点退出而具有最高优先级的子节点自动升级为主节点）时，在预定期间内，向外界广播声明自己为主节点。

根据一个实施例，可以在声明自己为主节点的同时一起携带表明自己优先级（例如，表示进入限定区域的时间的年龄信息）的信息。或者，根据另一个实施例，一个主节点可以在得知限定区域内的其它主节点后，向其它主节点发送表明自己优先级（例如，表示进入限定区域的时间的年龄信息）的消息。

根据一个实施例，一个主节点（为描述方便，下文称之主节点A）在得知其它主节点的优先级之后，可以将其它节点的优先级信息和自身的优先级信息相比较，如果发现某个主节点（例如，主节点B）比自己优先级高并且在所有其它主节点中优先级最高，则主节点A将“解散”自己的子节点，并且使得自己以及自己的子节点均如同新进入限定区域的子节点一样向该主节点Ｂ登入。

根据另一个实施例，任一主节点Ａ定期向外界广播指示自己为主节点以及自己的优先级的信息。当任一主节点Ｂ意识到该主节点Ａ为优先级最高的主节点时，该主节点Ｂ则将自身降低为子节点并且向主节点Ａ登入。类似地，当任一子节点C意识到主节点Ａ比自己当前所归属的主节点B优先级高时，该子节点C将自动将自己作为新子节点向主节点A登入。

图9示出了根据本发明一个实施例的解决主节点冲突的示例性过程的示意图。

如图9所示，例如因为某种原因，限定区域内同时存在主节点A和主节点B。在步骤1，主节点A向外界广播指示自己为主节点以及指示自己的年龄的消息。在步骤2，主节点B接收到来自主节点A的该消息，并且将主节点A的年龄与自身的年龄相比较。在步骤3，主节点B发现主节点A比自己年龄大，则解散自己的子节点，并且向年长的主节点A登入。

通过上述示例性实施例，可以解决主节点角色冲突问题，保证网络会话的一致性。

4、通信设备

下面参考图10描述根据本发明一个实施例的可用于参与限定区域自组织网络的网络会话的通信设备。

图10示出了根据本发明一个实施例的通信设备300的构成的功能框图。

如图10所示，通信设备300可以包括：区域限定信号接收部件310、周围节点探测部件320、角色切换部件330。

区域限定信号接收部件310，用于接收区域限定信号。区域限定信号接收部件310的构成和实现依据用于区域限定自组织网络的区域信号发射器实现的不同而不同。例如，当区域信号发射器发射红外信号时，则区域限定信号接收部件310可以通过红外信号接收器件来实施；而当区域信号发射器以IR、NFC、超声波、微波等方式进行区域信号发射时，区域限定信号接收部件310则应以能够接收IR、NFC、超声波、微波等区域信号的器件来实施。

周围节点探测部件320，用于当该通信设备因正进入限定区域而接收到区域限定信号时，通信设备探测在该限定区域内是否存在主节点。

角色切换部件330，用于如果探测到存在主节点，则使该通信设备基于区域限定信号向主节点进行身份认证，成为子节点；以及如果探测到不存在主节点，则使该通信设备成为主节点，其中主节点负责新子节点的登入和网络节点间的共享密钥的同步。

通信设备的上述功能配置仅为示例。通信设备还可以包括其他部件。例如通信设备可以包括优先级信息维持部件，用于维持自身的优先级。

根据一个实施例，当该通信设备角色为子节点时，其具有主节点分配的优先级，指示作为主节点候选的优先级别。另外作为子节点的通信设备定期探测主节点的状态。如果该作为子节点的通信设备在预定时间内未探测到主节点的存在并且该子节点相比于其它子节点具有最高优先级时，该作为子节点的通信设备自动升级为主节点，通知所有当前会话成员主节点已变更。

根据另一个实施例，当该通信设备角色为主节点时，其定期探测各个子节点的状态；以及如果该作为主节点的通信设备在预定时间内未探测到某个子节点的存在，该作为主节点的通信设备视该子节点为消失节点，更新网络共享密钥，并将指示该子节点消失的信息和新的共享密钥通知给所有其它子节点。

另外，通信设备还可以具有网络节点列表维持部件，用于维持当前区域限定自组织网络的网络节点列表。

根据另外一个实施例，通信设备还可以包括网络会话状态同步部件，用于当作为主节点时，例如通过向子节点发布最新的网络共享密钥和网络节点列表来同步网络会话状态。

5、面向限定区域的无线通信系统

根据本发明的一个实施例，提供了一种面向限定区域的无线通信系统，可以包括：区域限定信号发射设备，用于发射区域限定信号；以及处于该限定区域内的动态的一个或多个无线通信设备，其中该一个或多个无线通信设备中的一个为主节点，其余的作为子节点，其中主节点负责新子节点的登入和网络节点间的共享密钥的同步。

在该无线通信系统中，当主节点消失时，子节点中的一个自动升级为主节点，其中当无线通信系统中只有一个无线通信设备时，该无线通信设备成为主节点，当此后新的无线通信设备进入时，新进入的无线通信设备成为子节点。

在该无线通信系统中，子节点具有主节点分配的优先级，指示作为主节点候选的优先级别，作为子节点的通信设备定期探测主节点的状态，以及如果某个子节点在预定时间内未探测到主节点的存在并且该子节点相比于其它子节点具有最高优先级，则该子节点备自动升级为主节点，通知所有其它子节点主节点已变更。

在该无线通信系统中，主节点定期探测各个子节点的状态，以及如果主节点在预定时间内未探测到某个子节点的存在，该主节点视该子节点为消失节点，更新网络共享密钥，并将指示该子节点消失的信息和新的共享密钥通知给其它子节点。

6、总结

上面以示例形式描述了根据本发明实施例的面向限定区域内自组织无线网络的网络管理方法、通信设备和面向限定区域的无线通信系统，由此确保了网络会话状态的同步，并且无需用户手工操作，降低了用户操作的复杂度。

前述描述仅为说明性的，可以进行很多修改和/或替换。

前文中，提到节点的优先级依据进入区域限定自组织网络的先后或者时间长短来确定。不过这仅为示例，本发明并不局限于此，可以依据例如节点的硬件性能、信号传输速率、空闲程度等来确定其优先级。

前文中，提到当新子节点进入或者老子节点退出时，由主节点直接自己更新密钥并且同步网络会话状态。不过，替代地，主节点也可以在子节点中选择一个代理节点例如选择相对空闲的子节点作为代理节点，由该代理节点向其它子节点通知网络会话状态变动和密钥更新。

以上结合具体实施例描述了本发明的基本原理，但是，需要指出的是，对本领域的普通技术人员而言，能够理解本发明的方法和装置的全部或者任何步骤或者部件，可以在任何计算装置（包括处理器、存储介质等）或者计算装置的网络中，以硬件、固件、软件或者它们的组合加以实现，这是本领域普通技术人员在阅读了本发明的说明的情况下运用他们的基本编程技能就能实现的。

此外，本发明的目的还可以通过在任何计算装置上运行一个程序或者一组程序来实现。所述计算装置可以是公知的通用装置。因此，本发明的目的也可以仅仅通过提供包含实现所述方法或者装置的程序代码的程序产品来实现。也就是说，这样的程序产品也构成本发明，并且存储有这样的程序产品的存储介质也构成本发明。显然，所述存储介质可以是任何公知的存储介质或者将来所开发出来的任何存储介质。

还需要指出的是，在本发明的装置和方法中，显然，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本发明的等效方案。并且，执行上述系列处理的步骤可以自然地按照说明的顺序按时间顺序执行，但是并不需要一定按照时间顺序执行。某些步骤可以并行或彼此独立地执行。

本发明实施例中的各个功能元件（单元）相互之间的连接关系不对本发明的范围构成限制，其中的一个或多个功能元件可以包括或连接于其它任意的功能元件。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，取决于设计要求和其他因素，可以发生各种各样的修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (10)

1.一种面向限定区域的自组织无线网络的网络管理方法，其中只有在该限定区域内的节点才可能相互通信，在该自组织网络中的节点为主节点或子节点，且同一限定区域只允许存在一个主节点，该网络管理方法包括：

当正进入限定区域的通信设备接收到来自区域限定信号发射设备的区域限定信号时，探测在该限定区域内是否存在主节点，该区域限定信号用于标示网络节点所处的特定区域；

如果探测到存在主节点，则该通信设备基于区域限定信号向主节点进行身份认证，成为子节点；以及

如果探测到不存在主节点，则该通信设备成为主节点，其中主节点负责新子节点的登入和网络节点间的共享密钥的同步。

2.根据权利要求1的网络管理方法，其中当新子节点通过主节点的身份认证时，主节点将当前网络的共享密钥分配给该新子节点，并将该新子节点的信息通知所有子节点。

3.根据权利要求1的网络管理方法，其中当任一子节点消失时，主节点检测到此事件，更新共享密钥，并将指示该子节点消失的信息和新的共享密钥通知给其它子节点。

4.根据权利要求1的网络管理方法，其中

主节点为每个子节点分配优先级，指示作为主节点候选的优先级别；

当主节点消失时，拥有最高优先级的子节点将自动升级为主节点，通知所有其它子节点主节点已变更。

5.根据权利要求1的网络管理方法，其中，子节点自动检测主节点是否仍然存在。

6.根据权利要求1的网络管理方法，当网络中出现多个主节点时，主节点之间互相传送自身的指示作为主节点候选的优先级别的优先级，并且如果一个主节点发现存在比自身优先级高的其它主节点，则自动降级为子节点。

7.一种通信设备，包括：

区域限定信号接收部件，用于接收来自区域限定信号发射设备的区域限定信号；

周围节点探测部件，用于当该通信设备因正进入限定区域而接收到区域限定信号时，通信设备探测在该限定区域内是否存在主节点；

角色切换部件，用于如果探测到存在主节点，则使该通信设备基于区域限定信号向主节点进行身份认证，成为子节点；以及如果探测到不存在主节点，则使该通信设备成为主节点，其中主节点负责新子节点的登入和网络节点间的共享密钥的同步。

8.如权利要求7的通信设备，其中

当该通信设备角色为子节点时，其具有主节点分配的优先级，指示作为主节点候选的优先级别，且作为子节点的通信设备定期探测主节点的状态；以及

如果该作为子节点的通信设备在预定时间内未探测到主节点的存在并且该子节点相比于其它子节点具有最高优先级时，该作为子节点的通信设备自动升级为主节点，通知所有当前会话成员主节点已变更。

9.如权利要求7的通信设备，其中

当该通信设备角色为主节点时，其定期探测各个子节点的状态；以及

如果该作为主节点的通信设备在预定时间内未探测到某个子节点的存在，该作为主节点的通信设备视该子节点为消失节点，更新网络共享密钥，并将指示该子节点消失的信息和新的共享密钥通知给所有其它子节点。

10.一种面向限定区域的无线通信系统，包括：

区域限定信号发射设备，用于发射区域限定信号；以及

处于该限定区域内的动态的一个或多个无线通信设备，

其中该一个或多个无线通信设备中的一个为主节点，其余的作为子节点，其中主节点负责新子节点的登入和网络节点间的共享密钥的同步，

其中当主节点消失时，子节点中的一个自动升级为主节点，

其中当无线通信系统中只有一个无线通信设备时，该无线通信设备成为主节点，当此后新的无线通信设备进入时，新进入的无线通信设备成为子节点；

子节点具有主节点分配的优先级，指示作为主节点候选的优先级别，作为子节点的通信设备定期探测主节点的状态，以及如果某个子节点在预定时间内未探测到主节点的存在并且该子节点相比于其它子节点具有最高优先级，则该子节点备自动升级为主节点，通知所有其它子节点主节点已变更；以及主节点定期探测各个子节点的状态，以及如果主节点在预定时间内未探测到某个子节点的存在，该主节点视该子节点为消失节点，更新网络共享密钥，并将指示该子节点消失的信息和新的共享密钥通知给其它子节点。