CN1453963A - 蓝牙按请求路由方法和网络形成和蓝牙组网络的通信方法 - Google Patents

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Abstract

用于蓝牙按请求进行路由的方法和网络形成，以及蓝牙组AD HOC网络的通信方法。对于具有源节点、目的节点和多个独立节点的蓝牙网络系统，该方法包括前向和反向通路建立步骤。在前向通路形成步骤中，源节点发送路由请求消息，这样来形成到源节点和目的节点的多条前向通路。在反向通路形成步骤中，接收路由请求消息的目的节点经所形成的前向通路之一向源节点发送路由应答消息，这样来形成反向通路。经过所形成的反向通路，形成作为源节点和目的节点之间的最合适的通路的路由，以便节省电池功率和提供更宽的带宽。

Description

蓝牙按请求路由方法和网络形成和蓝牙组网络的通信方法
技术领域
本发明涉及一种用于网络形成和在蓝牙组中进行通信的方法，并且特别涉及一种用于蓝牙按请求进行路由和网络形成的方法，以及在能够最小化皮网数的蓝牙组AD HOC网络中的通信方法。本申请是基于分别在2002年4月25日、2002年6月20日和2002年11月21日提交的韩国专利申请No.2002-22824、2002-34673和2002-72841，其与本文相结合以供参考。
背景技术
首先描述用于蓝牙网络的传统网络形成算法。
Salonidis提出了用于分散网形成的蓝牙拓扑结构协议(BTCP)。根据BTCP，有3个阶段。在第一阶段，使用用于对称链路形成的状态改变技术来选择有关所有节点的信息的协调器处理信息。在第二阶段，所选的协调器(coordinator)决定各个节点的功能。然后在第三阶段中形成实际连接。BTCP基于条件：所有节点都在无线电范围内。
基于上述条件，也基于所有已定义的节点，Aggarwal et al.将网络分组为独立的皮网群。当选择了具有有关所有节点的信息的所谓的“超级主节点”时，在监视器或超级引导部分(leader)的控制下进行皮网的重建或其之间的连接。
Law et al.提出了一步分散网形成算法，其具有O(log n)倍的复杂度和O(n)消息复杂度。根据这个特点，将所有节点分组以便使其只有一个引导部分。组元(constituent)是一组彼此相连的节点。引导部分进入“查询扫描”状态，然后有选择地执行诸如“连接”、“合并”、“减少”或设备移动的处理。Law et al.的缺陷在于要求所有节点都在通信方位内。
在蓝树算法(blue-tree algorithm)中，节点需要具有有关它是否是根节点的信息，和关于其一跳(one-hop)外围设备的信息。
Tan et al.通过提供路由和环路自由通路分别简化了分组路由和调度。然而在树型结构中，由于在一个皮网中用作主节点的连接节点将在另一个皮网中用作从节点这个事实，两个皮网趋向于彼此紧密相关。
同时，所有上述算法都将分散网的形成集中在数据链路层的单个操作上，而没有考虑实际的业务条件和业务请求。问题在于，即使在业务量小的情况下，在初始分散网形成期间或之后，需要周期性地恢复“激活”状态，以便确保在整个分散网中在物理链路层上连接了点到点链路。
换言之，无线通信设备的很重要的因素，功率，被不必要地消耗在维持链路上。为解决这些问题，Roman et al.提出了关于使用按请求进行路由的分散网链路形成的层优化理论。然而，还没有对其更详细的分析和实现它。
Bhagwat和Segall提出了在分散网中路由分组业务的路由矢量方法。LiuY使用网络形成，其使用新定义的LMP命令语言。但是如在仿真测试中发现的，由于蓝牙中的很多查询造成了业务等待时间被延长了相当长的时间。
发明内容
因此，本发明的第一目的在于提供一种用于按请求进行路由和网络形成的方法，使用该方法，只有当蓝牙AD HOC网络系统的接收机想要形成路由时，才形成路由。
本发明的第二目的在于提供一种用于在独立维持网络形成和路由的同时能够最小化皮网数的蓝牙组AD HOC网络的通信方法。
通过用于路由和网络系统的网络形成的方法能够实现第一目的，上述网络系统包括源节点、目的节点和多个独立节点，根据本发明的该方法包括步骤：设置多个从源节点到目的节点的前向通路，其中，源节点发送路由请求消息；和设置反向通路，其中，接收路由请求消息的目的节点沿着所设置的多个前向通路之一给源节点发送路由应答消息，其中经所设置的反向通路形成一条作为源节点和目的节点之间的最适合通路的路由。
前向通路形成步骤最好包括步骤：当源节点请求到目的节点的路由且有一个或多个可用的路由时，广播路由请求消息；和发送路由请求消息，其中，与源节点相邻的被跳(hop)到的一个或多个中间节点接收广播的路由请求消息，并将路由请求消息发送到下一跳节点，直到路由请求消息到达目的节点。
一但形成源节点和目的节点之间连接，源节点就变成主节点，且相邻的中间节点就变成从节点，这样路由请求消息被从主节点发送到从节点。
沿着前向通路的所有中间节点都是主-从连接节点。
路由请求消息是路由触发器，其启动源节点中的查询操作，以便发现和连接相邻节点。
同时，反向通路形成步骤包括步骤：将路由应答消息发送到源节点，其中，接收路由请求消息的目的节点沿着所形成的前向通路之一，将路由应答消息发送到源节点，并发送路由应答消息，其中从目的节点到源节点的所跳到的中间节点接收路由应答消息，并将路由应答消息发送到下一跳节点，直到路由应答消息到达源节点。
路由应答消息是路由触发器，其启动了主-从切换，以便交织主节点之间的从-从节点。
在距离目的节点为偶数的节点和下一跳节点之间执行主-从切换。
为了实现第二目的，在包括相邻无线通信设备的蓝牙组AD HOC网络的通信方法中，根据本发明的通信方法包括步骤：形成包括多个皮网的网络，该皮网包括仅在一个皮网中作为从节点操作的从节点、仅在一个皮网中作为主节点操作的主节点、在两个皮网中作为从节点操作的从-从连接节点和在一个皮网中作为从节点操作而在另一个皮网中作为主节点操作的主-从连接节点；和至少两个通过从-从连接节点连接的皮网；和一旦在连接节点接收到路由触发器，连接节点就桥接起属于所形成的网络的皮网。
从节点以定期方式(regular basis)执行查询扫描，以便被新的主节点发现，并且一接收到路由触发器信号，就执行查询以便发现临近网络。
当从节点被新的主节点发现时，从节点变成连接节点，这样就增加了新链路。
主节点以定期方式执行查询，以便发现位于通信范围内的自由节点，当两个主节点都在通信范围内时，以定期方式执行查询扫描以便被另一个主节点发现，并在被另一个主节点发现时切换到从节点。
路由触发器是从路由协议或管理实体产生的信号，并且至少是路由请求(RREQ)、路由应答(RREP)和路由错误(RERR)其中之一。
属于同一皮网或统一网络的节点的数据结构被记录成一个表，并根据该表执行路由。
当发现新的节点或新的网络时，更新该表，并且一丢失链路，就从该表中删除相应的节点。
该表至少记录了主节点BD-ADDR、从节点BD-ADDR、连接寿命、皮网、或网络寿命、和从-从连接节点的BD-ADDR。
附图说明
参照附图，通过详细描述本发明的一个优选实施例，本发明的上述目的和其他特点将会变得更加清楚，其中：
图1是示出了在蓝牙组AD HOC网络系统中使用的协议栈的图；
图2是示出了在AD HOC网络中蓝牙节点的协议栈的示意图；
图3是说明了在根据本发明的蓝牙按请求进行路由和网络形成中的前向和反向通路中的节点的功能的图；
图4是说明在根据本发明的蓝牙按请求进行路由和网络形成中的多个前向通路中的反向通路的图；
图5是示出了一个实例的图，在该实例中断开了相邻的两个蓝星岛(blue-star island)彼此之间的连接；
图6是信号流图，其说明了在蓝星网络形成中的节点的功能和其功能切换；及
图7是说明各个状态下的节点的图。
具体实施方式
以下，将参照附图来详细说明本发明。
IEEE 802.11b说明了：由于是逐帧进行同步且没有为形成链路而要求的预处理，所以如果节点位于无线通信范围内的话，则任何这样的节点都可以加入到通信中。换言之，网络总是可用的。在多跳情况下，通过路由算法来执行连网。没有用于网络形成系统的802.11的子层协议栈。
然而，蓝牙节点要求在分组传输之前形成皮网。简言之，在形成网络之后路由协议定义的协议子集(profile)着重于源节点和目的节点，而网络形成根据源节点和目的节点之间的数据链路层以及路由，着重于提供和维持“较好”路由。
在两个节点之间可以存在多条通路，并且路由算法定义的协议子集的主要目的就在于在多条通路中选择一条通路。这里，“通路”是指两个节点之间的所有网络连接，而“路由”是指由路由协议选择的用于分组传输的一条通路。当然，路由算法定义的协议子集在网络形成中也是有帮助的。为此目的的众所周知的方法是按请求MANET路由算法的“路由发现”。也可以由路由协议来做多播和QoS(服务质量)保证。同时，网络形成的目的是在蓝牙物理层和数据链路的层次上，通过重排为所有节点选择的路由来执行较好的分组传输。重点在于“较好质量”网络。因此确定什么时间、哪个节点变成主或从节点，或者在源节点和目的节点之间的路由上存在那种类型的连接节点是很重要的。
图1说明了在蓝牙组ad-hoc网络中使用的协议栈。
蓝牙SIG定义了蓝牙网络封装协议(BNEP)，其用于提供蓝牙节点的连网能力和应用。
网络形成26位于L2CAP(逻辑链路控制&适配协议)28和BNEP 25之间。网络形成26的主要目的在于实现，从数据链路层和物理层的观点来看的更快和质量更好的蓝牙皮网和分散网。网络形成26可使用路由协议进行通信。
参照图1，假设路由协议位于IP层24中。这隐藏了在路由协议中的较高层中执行的蓝牙等。
通常，路由协议的目的在于发现现有网络拓扑中的最佳路由。在路由协议的指导下，网络形成26确定哪个节点变成主节点、哪个节点变成从节点和连接节点是哪种类型。
由于在给定网络直径中使用可能的最少数量的皮网来形成网络，就减少了与相邻皮网间的内部皮网干扰和分组调度。结果，可以较好地维持网络。
虽然在操作中路由协议和网络形成彼此不同，但是基于蓝牙组AD HOC网络的路由协议和网络形成彼此紧密相关。
我们将“L3触发器”定义为为网络形成提供的、用于与路由协议和高层中的其它协议子集通信的一种机制。在后面的描述中将更详细地描述“L3触发器”。
图1中的箭头表示将协议子集、路由协议和管理实体32连接到网络形成26的信令管道。网络形成26与高层的协议或协议子集交换消息或命令。
网络形成26在所定义的协议子集或路由协议的控制下来提供效用，以便提供较好质量的网络和，并且更进一步，提供多跳网络形成。由于有较小的直径、较少的内部分组冲突、较小的相邻皮网间的重叠和更多的内部皮网的调度，所以减少了皮网数。维持网络所必需的成本也减少了。
图2示意性地说明了ad-hoc网络中蓝牙节点的协议栈。
图2示出了在蓝牙组ad-hoc网络环境下路由协议33和网络形成26是怎样彼此合作的。在网络应用层21、路由协议33和网络形成协议26之间存在着信令管道。网络应用层21初始化两个节点之间的通信。如果通知了路由协议33到目的节点的路由，数据分组被直接发送到目的节点。如果没有通知路由协议33到目的节点的路由，路由协议33就向位于其下的网络形成层26询问到目的节点的可用通路。如果在网络形成协议26中有源节点和目的节点之间的可用通路，就通知路由协议所有可用的通路。由于将不同的策略和因素分别应用于路由协议33和网络形成协议26，所以存储在其中的网络拓扑可以改变。
需要将多于路由协议33所通知的网络拓扑通知给网络形成协议26。路由协议33选择路由之一。如果在网络形成协议26中没有到目的节点的可用通路，路由协议33通过HCI请求开始“查询/寻呼”处理来形成到邻近节点的连接。然后，在两个相邻节点的网络形成协议之间交换网络拓扑信息或目的节点请求。重复本处理直到发现目的节点，或者由于其它情况需要停止本处理。
蓝星网络的专用名词如下：
·自由节点：没有与其它节点的连接的节点；
·从节点：仅在一个皮网中用作从成员的节点；
·主节点：仅在一个皮网中用作主成员的节点；
·连接节点：在至少两个皮网中用作成员的节点。一个节点可以加入的皮网的最大数目是M，如果节点加入第(M+1)个皮网，那么就需要断掉M个皮网中的一个链路。在分散网中有两种连接节点：S-S连接节点和M-S连接节点。
·S-S连接节点：在两个皮网中都用作从节点的连接节点；
·M-S连接节点：在一个皮网中用作从节点而在另一个皮网中用作主节点的连接节点；
·中间节点：同意将去往目的节点分组的发送到另一节点的节点；
·前向通路：将数据分组从开始路由发现的节点发送到所期望目的节点的所确定的通路；
·反向通路：要从有路由到目的节点的中间节点或从目的节点发送RREP分组所确定的通路；
·路由触发器：来自用于通知发生了或要发生某些事件的按请求进行路由协议的通知。该通知包括参数信息和在蓝牙基带中初始化的信息。路由协议可以位于IP协议层、管理实体或蓝牙数据链路层；
·查询状态：使用来自节点的对于查询串(train)的请求，来进行寻呼以便形成两个节点之间的链路；
·休眠状态：蓝牙节点的低功率消耗状态以便在诸如维持模式、查找(sniff)模式和暂停模式的连接和等待状态下节省电池功率。
·蓝星岛：具有S-S连接节点的皮网或分散网。蓝星中的“星”表示星形的网络拓扑。
·皮网的主节点是一个中心。在分散网中有两个中心。
图3说明了在根据本发明的按请求进行路由的前向和反向通路以及网络形成中的节点的功能的图。
参照图3，每一节点都可用作自由节点、主节点、从节点和连接节点这四种功能。在初始阶段，所有节点都是自由节点。从路由的观点出发，即，在分组前向路由的方向上，节点被称为源节点、中间节点和目的节点。
在任何状态下的任何节点可以以定期方式进入查询扫描，以便不管其处于何种状态都可被发现。
只有在源节点请求时，才进行按请求网络形成。在此之前，任何节点都是独立的。当源节点欲将分组发送到某些目的节点，却没有可用的路由时，路由算法开始发现到目的节点的通路。
在发现到目的节点的通路或者搜索了所有可能的通路交换时终止通路发现处理。
源节点广播RREQ消息。路由协议中的RREQ消息触发源节点的基带中的查询，以便发现和连接相邻节点。
在路由协议中，要求有到目的节点的路由，并且在没有路由可用时，广播RREQ消息。节点将RREQ消息发送到所连接的节点。
对于节点，RREQ消息是“路由触发器”，除了下列4种情况外，其启动基带中的查询。
1.当N(N≤7)个激活从节点被预先连接到有关主节点时；
2.当M个皮网被连接节点连接时；
3.当在路由协议中终止了RREQ消息的离开时间(time-to-leave，TTL)字段时；和
4.当接收到RREQ消息的副本(copy)时。
在查询处理发现了一个新节点时，该节点变成了主节点，而新节点变成了新形成的皮网的从节点。在形成了BNEP连接之后，RREQ消息被发送到新节点。如果新节点加入第(M+1)个皮网，新节点需要从现有连接之一中断开。
前向通路拥有寿命属性。它意味着在有限的时间段中必须确认前向通路。更具体地说，有暂停寿命和断开寿命。虽然在网络中通路寿命属于连接属性，但是在路由协议中路由寿命属于路由表的属性。
沿着前向通路，所有的中间节点都是主-从连接节点。
在下文中，将参照图3描述反向通路。
在路由协议中，一接收到有关目的节点的RREQ消息，具有能满足该请求的足够路由和其本身是目的节点的节点产生RREP消息。沿着前向通路，所有的中间节点都是M-S连接节点。
RREP消息是路由触发器，其在处理中启动停止查询并沿着前向通路重建网络以及随后的减少现有皮网。
同时，RREP分组是路由触发器，其启动主-从切换和随后的在主节点之间交织S-S连接节点。交织使皮网数最少。
网络重建部分被插入到开始节点和终止节点之间。终止节点是产生RREP消息之处。在开始节点被用作主节点时，其是首次将RREQ消息发送到空中之处。同时，在开始节点作为从节点操作时，其是下一跳节点，其是首次将RREQ消息发送到空中之处。
开始节点作为主节点操作，终止节点作为从节点操作。
网络应用协议子集可以具有高优先级来确定节点的角色。主-从切换只发生在偶数间隔(spaced)的节点和下一跳节点之间。
在另一通路上的路由表可以是节点，其TTL尚未过去或者节点功能是不变的，来使现有网络的影响最小。对于希望在皮网中具有固定功能的节点来说，该节点的功能也是不变的。
图4说明了在根据本发明的按请求进行路由和网络形成的多个前向通路中的反向通路的路由。
如图4所示，沿着两个通路进行从源节点N0到目的节点N8的传输。然而，RREP消息没有沿着从节点N4到N6的通路前进。这是因为路由协议选择其中的单个路由。由于经过了暂停寿命，在未被选择的前向通路上的链路被暂停且返回AM-ADDR以节省电池功率。由于经过了断开寿命，断开前向通路上的链路以节省电池功率。
下面，将描述路由错误和终止路由。
在路由协议中，如果链路断开或路由终止，就产生和广播路由错误(RERR)消息。RERR消息是“路由触发器”，其启动暂停其余链路。在路由协议中，当到目的节点的路由终止时，沿着通路的连接被暂停以节省电池功率。需要定期激活从节点以监视该链路。当从路由表中删除到目的节点的路由时，沿着该通路的连接被切断。
蓝星岛网络形成是两步协议。第一步是自由节点中的自动形成。蓝星岛网络形成可以是其中连接节点在两个皮网中作为从节点操作的皮网，或分散网。一打开电源，节点按照缺省功能起自由节点的作用。然后节点依次切换到查询、查询扫描和休眠状态。这些节点是独立的，因而彼此不知道对方的存在。每个节点作为从节点访问以便变成从节点，且作为主节点访问以便变成主节点。从节点可以进入查询扫描状态以便被其他皮网发现，因而，可以形成蓝星岛。主节点进入查询状态以便发现多个从节点。主节点也可进入查询扫描状态以便被其他主节点发现，这样就可以防止两个主节点进入无线范围。由于所有的蓝牙节点都是自组织的(self-organized)，所以也可以形成单独(individual)的多蓝星岛。
图5示出了在不相连状态下的两个蓝星岛(a)和(b)。
蓝星岛网络形成的第二步是通过L3触发器的初始化来桥接蓝星岛。L3触发器是从路由协议、协议子集或管理实体发送的短通知。例如，L3触发器可以是诸如路由重新请求或路由算法的“HELLO”的消息。诸如“服务发现”的来自的协议子集的命令也属于L3触发器。在L3触发器之后，所有的边缘节点和从节点执行查询状态以检查在无线电范围中是否还有另一从节点。当发现新的蓝星岛时，形成新的皮网。在此情况下，连接节点将是M-S连接节点。
图6是说明在蓝星网络形成中的节点的角色切换，和图7示出了各个状态下的节点。
在图6中，自由节点53是在网络形成之前已存在并被定义为与其它节点之间没有连接的节点的节点。
打开电源之后，自由节点53是缺省节点。自由节点53与其它节点之间没有连接，因而是无连接的。在操作步骤502中，自由节点53进入查询状态、查询扫描状态和休眠状态。在打开电源或从休眠状态激活之后，自由节点53产生一个[0，1]之间的随机数(Rnode)。
如果Rnode＜R0，节点就进入查询状态。
如果Rnode＞R0，节点就进入查询扫描状态。
如果在查询和查询扫描之后没有形成连接，节点就进入休眠状态。
随着业务的到来，自由节点53开始查询处理。R0是固定阈值(通过仿真，R0的值是TBD)。自由节点53在查询扫描状态的可能性必须比在查询状态高。自由节点53可以是业务源节点或目的节点。自由节点53维持其角色直到执行初始角色确定。
在角色确定处理中，在操作S504、S505中，根据所形成的链路的状态自由节点53可以是主节点或从节点。在操作S509、S510中，一断开作为主节点或从节点的链路，主节点，或从节点被切换为自由节点。
从节点被定义为只在一个皮网中的从节点。
从节点54可以是业务分组源节点，或目的节点。在操作S506中，从节点54为被新的主节点发现而定期进入查询扫描状态，以便形成较大的蓝星岛，且如果没有业务的话，就进入休眠状态以节省电池功率。
在操作S508中，一接收到来自上层的L3触发器，从节点54就进入查询状态以发现邻近的蓝星岛。必须仔细地安排从节点54的查询调度。当所有从节点54在同一时间进行查询时，就会有严重的IP分组冲突。这会损坏查询处理，即，延长连接形成和浪费带宽。
从节点54维持其功能，直到断开与另一皮网的链路或增加新的链路。当断开链路时，从节点54被切换为自由节点53，这样就丢失了操作S510中的链路。当增加新链路时，从节点54被切换为连接节点。
同时，主节点53可以是一个分组源节点、分组目的节点或业务分组中继节点。在操作S512中，主节点51定期进入查询状态和查询扫描状态。
主节点51定期进入查询状态以发现该范围内的自由节点，直到发现了N(N≤7)激活节点。主节点51也定期进入查询扫描状态。这使得无线电范围中的另一主节点能发现该主节点。
如果第一主节点被第二主节点发现，第一主节点就变成第二主节点的皮网中的连接节点，即，M-S连接节点。然后，第一主节点执行与一从节点的主-从切换，并变成S-S连接节点。
同时，在操作S514中，属于第一主节点的其它从节点尝试加入新的皮网，并变成连接节点。已加入新的皮网的从节点不能变成自由节点。
主节点记录各个链路的寿命和经该链路发送的所有分组的更新寿命。当经过了连接寿命时，命令所连接的节点(从节点)进入休眠状态。
主节点维持其角色直到断开所有链路，或者直到被另一主节点发现。在断开所有链路的情况下，主节点被切换成自由节点，而在其被另一主节点发现的情况下，被发现的主节点断开与从节点的所有连接，并切换成新的皮网中的从节点。
连接节点52可以变成分组源节点、分组目的节点和蓝星岛中的业务分组中继节点。连接节点可以定期进入查询扫描状态，以便被相邻的蓝星岛发现。一接收到来自高层的L3触发器，连接节点就进入查询状态，并发现相邻的蓝星岛。
然后，在加入第(M+1)个皮网之后，连接节点必须根据连接寿命和皮网寿命，来断开现有的激活链路。在任何情况下，必须保证连接节点变成路由瓶颈(bottle)节点。M是TBD。在操作S516中，如果没有业务量，连接节点就进入休眠状态以便节省电池电能。
连接节点52维持其角色直到断开一个链路。当断开S-S连接节点链路时，在操作S518中连接节点就变成从节点。当断开M-S连接节点链路时，连接节点就变成主节点或从节点，这依赖于断开哪个节点。
现在，将详细描述L3触发器。
考虑到L2触发器在IETF草案中仅用于L2层的事实，所说的L3触发器用于报告上层。根据IETF，L2触发器是来自L2层的、指示是否已经或将要发生某些事件的通知(潜在地包括参数信息)的缩写。这里，L3触发器用来指示来自L2CAP的上层的通知。
从路由协议来说，L3触发器可以是按请求协议中的RREQ类型的消息，且也可以是表驱动和按请求协议的“HELLO”类型的消息。RREQ消息被用来找出用IP地址标记的节点，而HELLO消息被用来检测相邻节点是否仍然可用。一旦接收到来自其它节点的RREQ消息，位于源节点和目的节点之间的从节点检查在其所及范围内是否有目的节点。这由路由协议执行。
如果在其所及范围内有目的节点，在路由协议中通过路由算法产生RREP(路由应答)消息。节点沿着到源节点的反向通路发送RREP消息。
如果在其所及范围内没有目的节点，节点产生L3触发器信号并通知所有可达的从节点，从节点根据该算法执行查询以获得邻近蓝星岛。
如果没有查询的应答节点，该节点就停止查询。
如果有查询的应答节点，就在其间形成BNEP连接，并将RREQ消息发送到该节点。
重复该处理直到发现目的节点，或者达到最大跳数的id。
如上所述，RREQ消息被中继到中间蓝星岛。相反，HELLO消息仅用于检测邻近节点。没有所定义的目的节点。因此，HELLO消息不需要中继和仅在源蓝星岛中可以启动该触发器。
L3触发器可以来自协议实体、有限的协议子集或服务发现(servicediscovery)。在此情况下，仅存在从网络形成到路由协议的向上接口。服务发现和管理类型消息可以是L3触发器。
所有节点必须持有包括相同皮网和相同蓝星岛中的可达节点的列表，以便记录网络拓扑。所有节点都可经M-S连接节点进行通信。在表1中列出了可能节点数据结构。当新节点，或蓝星岛被发现时，节点添加记录并将其通知给所有可达的节点。当链路丢失时，节点从记录中删除一个或一组节点。表1是将通路从路由协议映射到基带的结果。相同的结果出现在路由协议中。连接寿命属性被用来记录连接的激活时间。该链路的所有分组更新它们的属性。蓝星岛寿命被用来确定无线电范围中的两个主节点中的哪个变成从节点。
表1
同一皮网中的节点 同一蓝星岛中的节点 不同蓝星岛中的节点
主节点BD-ADDR从节点BD-ADDR连接寿命皮网寿命 主节点BD-ADDR从节点BD-ADDR连接寿命蓝星岛寿命 主节点BD-ADDR从节点BD-ADDR连接寿命蓝星岛寿命
S-S连接节点的BD-ADDR S-S连接节点的BD-ADDRM-S连接节点的BD-ADDR
驱动表驱动协议以使其与网络信息相结合。节点记录和路由表几乎相同。在按请求进行路由协议情况下，节点记录和路由表不同。
使用根据本发明的蓝牙按请求进行路由和网络形成可以节省电池功率，且可以给有关现有业务提供更宽的带宽。而且，通过沿着反向通路的主-从切换，能够有较好的分散网形成。
可以独立维护网络形成和路由，即，其彼此不重叠，和表驱动和按请求协议都可以覆盖相同类型的路由协议。而且，由于连接节点可以桥接皮网，所以可以使皮网数最小。由于从节点仅执行查询扫描，所以可以使管理要求和电池功率消耗二者都被最小化。
虽然已经描述了本发明的几个优选实施例，但是本领域的技术人员应该明白本发明不限于所描述的实施例，而且在由所附权利要求限定的本发明的精神和保护范围内，可以做各种改变和修改。

Claims (18)

1.一种用于路由和网络系统的网络形成方法，该网络系统具有源节点、目的节点和多个独立节点，包括步骤：
设置多个从源节点到目的节点的前向通路，源节点将路由请求消息发送到该前向同路上；及
设置反向通路，其中，接收路由请求消息的目的节点沿着所设置的多条前向通路之一向源节点发送路由应答消息，其中经所设置的反向通路形成作为源节点和目的节点之间的最合适的通路的路由。
2.如权利要求1所述的方法，其中，设置多条前向通路的步骤包括步骤：
当源节点请求到目的节点的路由且有至少一条路由可用时，广播路由请求消息；及
发送路由请求消息，其中，至少一个与源节点相邻的被跳到的第一中间节点接收广播的路由请求消息，并将路由请求消息发送到下一跳第二中间节点，直到路由请求消息到达目的节点。
3.如权利要求1所述的方法，其中，一旦形成源节点和目的节点之间的连接，源节点就变成主节点，且相邻的中间节点就变成从节点，以便路由请求消息从主节点发送到从节点。
4.如权利要求1所述的方法，其中，沿着前向通路的所有中间节点都是M-S连接节点。
5.如权利要求1所述的方法，其中，路由请求消息是路由触发器，其启动源节点中的查询操作，以便发现和连接相邻节点。
6.如权利要求5所述的方法，其中，路由层和蓝牙协议管理实体之一提供路由触发器。
7.如权利要求1所述的方法，其中，设置反向通路的步骤包括步骤：
将路由应答消息发送到源节点，其中，接收路由请求消息的目的节点沿着所形成的前向通路之一，将路由应答消息发送到源节点；及
发送路由应答消息，其中从目的节点到源节点的所跳到的中间节点接收路由应答消息，并将路由应答消息发送到下一跳节点，直到路由应答消息到达源节点。
8.如权利要求7所述的方法，其中，路由应答消息是路由触发器，其启动了主-从切换，以便交织主节点之间的从-从节点。
9.如权利要求8所述的方法，其中，在距离目的节点为偶数的节点和下一跳节点之间执行主-从切换。
10.如权利要求7所述的方法，其中，在蓝牙协议中执行路由的路由独立于网络形成，并由BNEP(蓝牙网络封装协议)层和IP(网际协议)层形成。
11.一种包括多个相邻的无线通信设备的蓝牙组ad hoc网络的通信方法，该通信方法包括步骤：
形成包括多个皮网的网络，该皮网包括仅在一个皮网中作为从节点操作的从节点、仅在一个皮网中作为主节点操作的主节点、在两个皮网中作为从节点操作的从-从连接节点、在一个皮网中作为从节点操作而在另一个皮网中作为主节点操作的主-从连接节点和至少两个通过从-从连接节点连接的皮网；及
一旦在连接节点接收到路由触发器，连接节点就桥接起属于所形成网络的皮网。
12.如权利要求11所述的通信方法，其中，从节点以定期方式执行查询扫描，以便被新的主节点发现，并且一接收到路由触发器信号，就执行查询以便发现一个临近网络。
13.如权利要求11所述的通信方法，其中，当从节点被一个新的主节点发现时，从节点变成连接节点，这样就增加了新链路。
14.如权利要求11所述的通信方法，其中，主节点以定期方式执行查询，以便发现位于可通信范围内的自由节点，
当两个主节点都在无线电范围内时，以定期方式执行查询扫描以便被另一个主节点发现，及
在被另一个主节点发现时切换到从节点。
15.如权利要求11所述的通信方法，其中，路由触发器是由路由协议和管理实体之一所产生的信号，并且至少是路由请求(RREQ)、路由应答(RREP)和路由错误(RERR)之一。
16.如权利要求11所述的通信方法，其中，属于同一皮网或同一网络的节点的数据结构被记录成一个表，并基于该表执行路由。
17.如权利要求16所述的通信方法，其中，当发现新节点和新网络之一时，更新该表，并且一旦丢失链路，就从该表中删除相应的节点。
18.如权利要求16所述的通信方法，其中，该表至少记录了主节点BD-ADDR、从节点BD-ADDR、连接寿命、皮网，和网络寿命、和从-从连接节点的BD-ADDR之一。
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