CN1929491A - 在无线网络中动态分配互联网协议地址的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

一种在无线网络中动态分配互联网协议(IP)地址的方法和设备，所述方法和设备将无线网络装置加入特定的无线网络，并使用无线网络的网络ID和用于在无线网络中识别无线网络装置的逻辑地址的组合值来设置IP地址。

Description

在无线网络中动态分配互联网协议地址的方法和设备
本申请要求于2005年9月10日在韩国知识产权局提交的第10-2005-0084433号韩国专利申请的优先权，本申请完全公开于此，以资参考。
                       技术领域
本发明涉及互联网协议(IP)地址的分配，更具体地讲，涉及一种在无线网络中动态分配IP地址的方法和设备。
                       背景技术
随着通信和网络技术的发展，最近网络环境已从使用同轴电缆或光导电缆的有线网络环境变为使用各种频带的无线信号的无线网络环境。因此，已开发了包括无线网络接口模块和通过处理各种信息来执行特定的功能的计算装置(以下称为“无线网络装置”)。此外，已提出使无线网络装置能够执行有效通信的与无线网络有关的技术。
所述无线网络可分为两种类型。一种是包括接入点的无线网络，这种无线网络被称为基础架构模式无线网络。基础架构模式无线网络需要中继构成无线网络的无线网络装置之间的通信或无线网络和有线网络之间的通信的接入点。由于接入点用于中继数据传送，所以从基础架构无线网络发送的所有数据都必须通过接入点。
第二种类型的无线网络是不包括接入点的无线网络，这种无线网络被称为自组织模式无线网络。自组织模式无线网络使得属于同一无线网络的无线网络装置能够直接地相互发送数据，而不用任何中继装置。
为了在无线网络中执行IP通信，应该为各个无线网络装置分配IP地址。如果是动态分配IP地址，那么需要动态主机配置协议(DHCP)服务器。在基础架构模式无线网络中，接入点可通过有线网络连接至DHCP服务器，因而可以通过接入点从DHCP服务器容易地为无线网络装置分配IP地址。然而，由于构成自组织模式无线网络的无线网络装置通常是移动装置，所以在自组织模式下特定的无线网络装置不容易充当DHCP服务器。
因此，需要一种可以在自组织模式无线网络中更容易地动态分配IP地址的技术。
                         发明内容
本发明的示例性的非限制性的实施例克服以上缺点和以上未描述的其它缺点。此外，本发明不需要克服上述缺点，本发明的示例性的非限制性的实施例可以不克服任何上述问题。
本发明的各方面将部分地在下面的描述被阐述，当审查完下面的内容时将部分地对本领域普通技术人员变得清楚，或者可通过本发明的实施被领会。
根据本发明的一方面，提供了一种在无线网络中动态分配IP地址的方法，该方法包括：将无线网络装置加入特定的无线网络；和使用无线网络的网络ID和用于在无线网络中识别无线网络装置的逻辑地址的组合值来设置IP地址。
在本发明的另一方面，提供了一种在无线网络中动态分配IP地址的方法，该方法包括：向基于协调器的无线网络的协调器请求IP地址；从协调器接收作为请求结果的响应帧，所述响应帧包括使用在基于协调器的无线网络中使用的网络ID和根据协调器分配IP地址产生的IP地址分配次序的组合值而产生的IP地址；和设置包括在所述响应帧中的IP地址。
在本发明的另一方面，提供了一种在无线网络中动态分配IP地址的方法，该方法包括：从基于协调器的无线网络中的无线网络装置接收IP地址分配请求；使用在基于协调器的无线网络中使用的网络ID和无线网络装置的逻辑地址的组合值来产生IP地址；和将包括产生的IP地址的响应帧发送给无线网络装置。
在本发明的另一方面，提供了一种在无线网络中动态分配IP地址的方法，该方法包括：从基于协调器的无线网络中的无线网络装置接收IP地址分配请求；使用在基于协调器的无线网络中使用的网络ID和根据分配IP地址产生的IP地址分配次序的组合值来产生IP地址；和将包括产生的IP地址的响应帧发送给无线网络装置。
在本发明的另一方面，提供了一种在无线网络中动态分配IP地址的方法，该方法包括：产生将在特定的无线网络中使用的网络ID；产生包括网络ID的信标帧；和广播信标帧，其中，接收到信标帧的无线网络装置通过结合网络ID和所述无线网络装置的逻辑地址来产生IP地址。
在本发明的另一方面，提供了一种无线网络装置，该无线网络装置可包括：通信模块，在特定的无线网络中接收包括网络ID的信标帧；IP信息管理模块，使用包括在信标帧中的网络ID和用于在无线网络中识别无线网络装置的逻辑地址的组合值来产生IP地址；和控制模块，设置产生的IP地址。
在本发明的另一方面，提供了一种无线网络装置，该无线网络装置可包括：请求模块，产生请求帧，所述请求帧用于向基于协调器的无线网络的协调器请求IP地址；通信模块，将请求帧发送给协调器，并从协调器接收响应帧，所述响应帧包括使用协调器从基于协调器的无线网络的网络ID和用于在基于协调器的无线网络中识别无线网络装置的逻辑地址产生的组合值而产生的IP地址；和控制模块，设置包括在响应帧中的IP地址。
在本发明的另一方面，提供了一种无线网络装置，该无线网络装置可包括：IP信息管理模块，使用在基于协调器的无线网络中使用的网络ID和请求分配IP地址的无线网络装置的逻辑地址的组合值来产生IP地址；响应模块，产生包括IP地址的响应帧；和通信模块，从无线网络装置接收IP地址分配请求，并将响应帧发送给无线网络装置。
在本发明的另一方面，提供了一种无线网络装置，该无线网络装置可包括：IP信息管理模块，产生将在特定的无线网络中使用的网络ID；信标帧产生模块，产生包括网络ID的信标帧；和通信模块，广播信标帧，其中，接收到信标帧的无线网络装置通过结合网络ID和所述无线网络装置的逻辑地址来产生IP地址。
                         附图说明
通过下面结合附图进行的详细描述，本发明的上述和其它方面将会变得更加清楚，其中：
图1是示出根据本发明示例性实施例的基于协调器的无线网络的方框图；
图2是示出根据本发明示例性实施例的在基于协调器的无线网络中用于无线网络装置之间的通信的时间安排结构的示图；
图3是示出根据本发明示例性实施例的IP请求帧的结构的示图；
图4是示出根据本发明示例性实施例的IP响应帧的结构的示图；
图5是示出根据本发明示例性实施例的信标帧的结构的示图；
图6是示出根据本发明示例性实施例的无线网络装置的构造的方框图；
图7是示出根据本发明另一示例性实施例的无线网络装置的构造的方框图；
图8是示出根据本发明示例性实施例的IP地址分配方法的流程图；
图9是示出根据本发明另一示例性实施例的IP地址分配方法的流程图；
图10是示出根据本发明示例性实施例的分布式无线网络的示图；
图11是示出根据本发明示例性实施例的在分布式无线网络中用于无线网络装置之间的通信的时间安排结构的示图；
图12是示出根据本发明示例性实施例的信标帧的结构的示图；
图13是示出根据本发明示例性实施例的无线网络装置的构造的方框图；和
图14是示出根据本发明另一示例性实施例的IP地址分配方法的流程图。
                        具体实施方式
以下，将参照附图来详细描述本发明的示例性实施例。通过参考将参照附图进行详细描述的示例性实施例，本发明的多个方面和特征以及实现所述方面和特征的方法将变得清楚。然而，本发明不限于以下公开的示例性实施例，而是可以以各种形式来实现。诸如详细的构造和部件的定义在描述中的内容只是被提供以帮助本领域普通技术人员全面理解本发明的具体细节，本发明仅限定在权利要求的范围内。在本发明示例性实施例的整个描述中，在各幅附图中，相同的附图标号用于相同的部件。
在本发明的示例性实施例中，无线网络装置是执行无线通信功能的计算装置，它具有各种数据处理能力。这种无线网络装置的示例包括笔记本电脑、PDA和移动电话。
在本发明的示例性实施例中，无线网络是指构成单个网络的无线网络装置能够直接相互发送数据而不用诸如接入点的任何中继装置的自组织模式无线网络。
自组织模式无线网络可分为两种类型。一种是这样的无线网络，即，在属于相同无线网络的无线网络装置中选择的一个无线网络装置用作分配将数据发送给其它无线网络装置的时间(以下称为“信道时间”)的协调器，其它无线网络装置占用通信信道，并在分配给它们的信道时间发送数据。以下，这种类型的自组织无线网络将被称为“基于协调器的无线网络”。IEEE802.15.3标准的无线个域网是基于协调器的无线网络的代表示例。
第二种类型的无线网络是这样一种无线网络，即，不存在用作协调器的无线网络装置，所有无线网络装置可通过相互协调在它们期望的时间发送数据。以下，这种类型的自组织无线网络将被称为“分布式无线网络”。其标准化已由三星电子株式会社、Intel公司、诺基亚公司等公司执行的多频带正交频分调制(OFDM)联盟媒体访问控制(MBOAMAC)网络是分布式无线网络的代表示例。
以下，将更详细地解释应用本发明示例性实施例的基于协调器的无线网络和分布式无线网络。首先，将参照图1至图9来解释应用本发明的基于协调器的无线网络。
图1是示出根据本发明示例性实施例的基于协调器的无线网络的示图。在示例性实施例中，不用作协调器的无线网络装置被称为“装置”。
在基于协调器的无线网络中，协调器100周期性地广播信标帧。信标帧包括关于基于协调器的无线网络的信息。例如，信标帧可包括装置201、202和203将使用的信道时间分配信息或者关于加入或离开基于协调器的无线网络的装置的信息。信标帧还可包括协调器自身将使用的信道时间分配信息或关于协调器自身的信息。
通过信标帧来管理如图2所示的时间安排结构。一个超帧10包括协调器发送的信标帧12以及装置201、202和203执行通信的信道时间分配周期14。信道时间分配周期14又通过信标帧12细分为多个信道时间。接收到信标帧12的装置201、202和203确认分配给它们的信道时间，分别在它们相应的信道时间占用无线媒介来发送数据。
再次参照图1，协调器100为装置201、202和203分配逻辑地址。例如，如果基于协调器的无线网络是IEEE 802.15.3标准的无线个域网(PAN)，那么协调器100将装置ID分配给装置201、202和203来作为它们的逻辑地址。在一个基于协调器的无线网络中，分配给各个装置201、202和203的逻辑地址具有唯一值，该逻辑地址用于识别各个装置201、202和203。
如果在基于协调器的无线网络环境中使用IP通信，那么应该为各个装置201、202和203分配IP地址。在本发明的示例性实施例中，网络ID用于分配IP地址，每个装置201、202或203使用该装置所属的基于协调器的无线网络的网络ID及其逻辑地址的组合值来作为其IP地址。
在基于协调器的无线网络中，网络ID是由协调器100设置的值，并且网络ID的形式是特定的IP地址。例如，协调器100可将网络ID设置为192.168.1.0。在这种情况下，加入网络ID为192.168.1.0的基于协调器的无线网络并且逻辑地址为10的装置可以使用192.168.1.10作为其IP地址，其中，IP地址192.168.1.10是网络ID和逻辑地址的组合值。
最好是为各个基于协调器的无线网络分配不同的网络ID。当协调器100最初形成基于协调器的无线网络时，可以通过与其它相邻的基于协调器的无线网络协调来防止网络ID的重复。例如，协调器100可以通过接收其它基于协调器的无线网络的协调器的信标帧并确认包括在接收的信标帧中的网络ID来产生与其它相邻的基于协调器的无线网络中所使用的其它网络ID不重复的网络ID。以下，标号“200”将指示装置201、202和203的代表。
在本发明的示例性实施例中，可以通过两种方法来执行在基于协调器的无线网络中为装置200分配IP地址的操作。
一种方法是协调器100为装置200分配IP地址。这种IP地址分配方法被称为被动分配方法。在使用被动分配方法的情况下，当装置200向协调器100请求IP地址时，协调器100使用网络ID和装置200的逻辑地址的组合值来产生IP地址。
作为被动分配方法的另一示例，协调器100通过对当前IP地址分配的数量进行计数来产生IP分配次序。如果从装置200接收到IP地址分配请求，那么协调器100通过使用网络ID和IP分配次序中的下一逻辑地址的组合值来产生IP地址。例如，如果当协调器100已为四个装置分配IP地址时，装置200请求分配IP地址，那么可用于产生将被分配给装置200的IP地址的IP地址分配次序变为5。在这种情况下，如果网络ID是192.168.1.0，那么协调器产生192.168.1.5来作为IP地址。
协调器100将产生的IP地址发送给装置200，装置200设置从协调器100接收的IP地址。
如果协调器100和装置200支持遵循IEEE 802.15.3标准的MAC层，那么当装置200向协调器100请求IP地址或者当协调器100向装置200发送IP地址时，可以使用IEEE 802.15.3标准的命令帧。将参照图3和图4更详细地解释该操作。
图3是示出根据本发明示例性实施例的IP请求帧的结构的示图。当装置200向协调器100请求IP地址时，可以使用如图3所示的IP请求帧。在本发明的示例性实施例中，示出了构成IP请求帧的字段的大小。然而，这只是示例性的，因而本发明不限于此。
IP请求帧包括MAC头310和MAC帧体320。MAC头310具有IEEE802.15.3标准的MAC头的结构。例如，在MAC头310中，设置了发送IP请求帧的装置200的逻辑地址和接收IP请求帧的协调器100的逻辑地址。
MAC帧体320包括帧校验和(FCS)字段324，用于区分命令块322和MAC帧的传输差错。
命令块322被细分为命令类型字段332和长度字段334。命令类型字段332设置用于识别命令帧的类型的命令类型值。例如，在IEEE 802.15.3标准中，命令类型值“0x0000”被分配给预订请求命令，命令类型值“0x0001”被分配给预订响应命令。在本发明的示例性实施例中，IEEE 802.15.3标准中规定的命令类型值中的保留值“0x001D”至“0x00FF”之一被分配给IP请求帧。例如，命令类型值“0x001D”可用于IP请求帧，在这种情况下，可在命令类型字段332中设置值“0x001D”。长度字段334指示除了命令类型字段332和长度字段334以外的命令块的大小。在本发明的示例性实施例中，长度字段可设置为“0”。
如果装置200通过如上所述的命令帧向协调器100请求分配IP地址，那么协调器100可通过如图4所示的命令帧为装置200分配IP地址。
图4是示出根据本发明示例性实施例的IP响应帧的结构的示图。
图4所示的IP响应帧包括MAC头410和MAC帧体420。MAC头410具有类似于IEEE 802.15.3标准的MAC头的结构。例如，在MAC头410中，设置了发送IP响应帧的协调器100的逻辑地址和接收IP响应帧的装置200的逻辑地址。
MAC帧体420包括FCS字段424，用于区分命令块422和MAC帧的传输差错。
命令块422被细分为命令类型字段432、长度字段434和命令净荷436。命令类型字段432设置用于识别命令帧的类型的命令类型值。在本发明的示例性实施例中，IEEE 802.15.3标准中规定的命令类型值中的保留值“0x001D”至“0x00FF”之一被分配给IP响应帧。例如，命令类型值“0x001E”可用于IP响应帧，在这种情况下，在命令类型字段432中设置值“0x001E”。长度字段434指示命令净荷436的大小。
命令净荷436可包括一个或多个地址块440，每个地址块440包括地址ID字段452和地址字段454。在地址字段454中，设置了分配给装置200的IP地址。使用网络ID和装置200的逻辑地址的组合值来产生IP地址。然而，可以使用如上所述的网络ID和IP分配次序的组合值来产生IP地址。如果需要的话，可以在其它地址块的地址字段中设置用于IP通信的各种IP信息，诸如DNS地址、网关地址和子网掩码。
在本发明的示例性实施例中，地址字段454的大小被设置为4字节或16字节，根据使用的IP版本来确定地址字段454的大小。例如，在使用IPv4的情况下，地址字段454的大小可被设置为4字节，而在使用IPv6的情况下，地址字段454的大小可被设置为16字节。
地址ID字段452包括：IP版本字段462，指示应用于设置在地址字段454中的IP信息的IP版本(例如，IPv4或IPv6)；和地址类型字段464，指示设置在地址字段454中的IP信息的类型。
表1描述了可设置在地址字段454中的IP信息和可设置在地址类型字段464中的相应的地址类型值的示例。
             [表1]
  IP信息   地址类型值
  分配给装置的IP地址   0x01
  DNS地址   0x02
  网关地址   0x03
  子网掩码   0x04
  …   …
从协调器100接收到IP响应帧的装置200可获得分配给它的IP地址以及用于IP通信的其它IP信息。
在基于协调器的无线网络环境中分配IP地址的其它方法是装置200直接分配其IP地址的方法。这种IP地址分配方法被称为主动分配方法。在使用主动分配方法的情况下，协调器100通过使用周期性广播的信标帧来将网络ID通知给装置200，装置200使用由协调器100通知的网络ID和其逻辑地址的组合值来产生其IP地址，并设置产生的IP地址。
在协调器100和装置200支持遵循IEEE 802.15.3标准的MAC层的情况下，可以使用如图5所示的信标帧来将网络ID通知给装置200。
图5是示出根据本发明实施例的信标帧的结构的示图。
图5所示的信标帧包括MAC头510和信标帧体520。MAC头510具有类似于IEEE 802.15.3标准的MAC头的结构。例如，在MAC头510中，设置了发送信标帧的协调器100的逻辑地址和使得所有装置200都能够接收信标帧的广播地址。
信标帧体520包括FCS字段524以及一个或多个信息元素(IE)字段522，FCS字段524用于校验信标帧的传输差错。
各个IE字段包括关于基于协调器的无线网络的各种信息。例如，在IEEE802.15.3标准中使用的信道时间分配IE包括关于将分配给装置200的信道时间的信息，装置加入IE包括关于新加入或离开基于协调器的无线网络的装置的信息。在本发明的示例性实施例中，除了在IEEE 802.15.3标准中定义的IE，还定义了网络ID IE。
网络ID IE包括元素ID字段532、长度字段534和IE净荷536。在元素ID字段532中，设置了用于识别IE类型的元素ID值。例如，在IEEE 802.15.3标准中，元素ID值“0x00”被分配给信道时间分配IE，元素ID值“0x03”被分配给装置加入IE。在本发明的示例性实施例中，IEEE 802.15.3标准中规定的元素ID值中的保留值“0x10”至“0x7F”之一被分配给网络ID IE。例如，元素ID值“0x10”可用于网络ID IE，在这种情况下，在元素ID字段532中设置值“0x10”。长度字段534指示IE净荷536的大小。
IE净荷536可包括一个或多个地址块540，每个地址块540包括地址ID字段552和地址字段554。在地址字段554中，设置了在基于协调器的无线网络中使用的网络ID。网络ID是当协调器100最初形成基于协调器的无线网络时所产生的值，网络ID的形式是IP地址。如果需要的话，可以在其它地址块的地址字段中设置用于IP通信的各种IP信息，诸如DNS地址、网关地址和子网掩码。
在本发明的示例性实施例中，地址字段554的大小被设置为4字节或16字节，根据使用的IP版本来确定地址字段554的大小。例如，在使用IPv4的情况下，地址字段554的大小可被设置为4字节，而在使用IPv6的情况下，地址字段554的大小可被设置为16字节。
地址ID字段552包括：IP版本字段562，指示应用于设置在地址字段554中的IP信息的IP版本(例如，IPv4或IPv6)；和地址类型字段564，指示设置在地址字段554中的IP信息的类型。
表2描述了可设置在地址字段554中的IP信息和可设置在地址类型字段564中的相应的地址类型值的示例。
        [表2]
  IP信息   地址类型值
  网络ID   0x01
  DNS地址   0x02
  网关地址   0x03
  子网掩码   0x04
  …   …
从协调器100接收到信标帧的装置200从信标帧提取网络ID，并使用网络ID和其逻辑地址的组合值来产生IP地址。然后，装置200设置产生的IP地址，从而它可以执行IP通信。
以下，将更详细地解释协调器100和装置200。
图6是示出根据本发明示例性实施例的无线网络装置的构造的方框图。图6所示的无线网络装置用作协调器100。
所述无线网络装置包括IP信息管理模块110、响应模块120、通信模块130、信标帧产生模块140和控制模块150。
IP信息管理模块110产生将在基于协调器的无线网络中使用的网络ID。如果应用被动分配方法来分配IP地址，那么IP信息管理模块110可使用网络ID和请求分配IP地址的装置200的逻辑地址的组合值或者使用网络ID和IP地址分配次序的组合值来产生IP地址。此外，IP信息管理模块110可以管理用于IP通信的各种信息。例如，它可以管理诸如DNS地址、网关地址、子网掩码等的信息。
响应模块120响应于从装置200发送的请求而产生响应帧。例如，响应模块120可响应于来自装置的信道时间分配请求或者想要加入基于协调器的无线网络的装置的预订请求来产生响应帧。
如果应用被动分配方法来分配IP地址，那么响应模块120可对装置200的IP地址分配请求产生响应帧(以下称为“IP响应帧”)。IP响应帧包括由IP信息管理模块110产生的IP地址。IP响应帧还可包括诸如DNS地址、网关地址和子网掩码的各种IP信息。如果无线网络装置支持IEEE 802.15.3标准的MAC层，那么响应模块120可产生如参照图4解释的IP响应帧。
信标帧产生模块140产生信标帧。信标帧包括关于基于协调器的无线网络的各种信息。例如，信标帧可包括信道时间分配信息和关于加入或离开基于协调器的无线网络的装置的信息。
如果应用主动分配方法来分配IP地址，那么信标帧产生模块140可产生包括来自IP信息管理模块110的网络ID的信标帧。此外，信标帧产生模块140还可包括诸如DNS地址、网关地址和子网掩码的各种IP信息。如果无线网络装置支持IEEE 802.15.3标准的MAC层，那么信标帧产生模块140可产生如参照图5所解释的包括IP信息的信标帧。
通信模块130执行与其它无线网络装置的通信。例如，通信模块130可从装置200接收特定的请求帧，发送响应模块120产生的响应帧或信标帧产生模块140产生的信标帧。
控制模块150控制构成图6所示的无线网络装置的各个功能块110-140的操作。
图7是示出根据本发明另一示例性实施例的无线网络装置的构造的方框图。图7所示的无线网络装置用作装置200。
在本发明的该示例性实施例中，无线网络装置包括请求模块210、IP信息管理模块220、通信模块230和控制模块240。
请求模块210产生用于无线网络中通信的各种请求帧。例如，请求模块210可产生请求信道时间分配或请求加入基于协调器的无线网络的请求帧。如果应用被动分配方法来分配IP地址，那么请求模块210可产生用于请求分配IP地址的请求帧(以下称为“IP请求帧”)。如果无线网络装置支持IEEE802.15.3标准的MAC层，那么请求模块210可产生如图3所示的IP请求帧。
IP信息管理模块220管理用于IP通信的各种IP信息。如果使用被动分配方法来分配IP地址，那么IP信息管理模块220从自协调器100接收的IP响应帧提取IP地址。如果IP响应帧还包括诸如DNS地址、网关地址和子网掩码的各种IP信息，那么IP信息管理模块220从IP响应帧提取这些信息，并管理提取的信息。
如果使用主动分配方法来分配IP地址，那么IP信息管理模块220从自协调器100接收的信标帧提取网络ID。此时，IP信息管理模块220使用网络ID和协调器100分配的逻辑地址的组合值来产生IP地址。如果信标帧还包括诸如DNS地址、网关地址和子网掩码的各种IP信息，那么IP信息管理模块220从信标帧提取这些信息，并管理提取的信息。
通信模块230执行与其它无线网络装置的通信。例如，通信模块230将请求模块210产生的请求帧发送给协调器100，从协调器100接收响应帧或信标帧。
控制模块240控制构成图7所示的无线网络装置的功能块210-230的操作。
以下，将参照图8和图9来更详细地解释协调器100和装置200的操作。
图8是示出根据本发明示例性实施例的IP地址分配方法的流程图。图8的IP地址分配过程是根据主动分配方法的IP地址分配过程。
协调器100的IP信息管理模块110产生将在基于协调器的无线网络中使用的网络ID(S605)。IP信息管理模块110可通过确认通信模块130所接收的其它协调器的信标帧来产生与其它基于协调器的无线网络中所使用的网络ID不重复的网络ID。
其后，信标帧产生模块140产生包括IP信息管理模块110产生的网络ID的信标帧(S610)。在本发明的示例性实施例中，信标帧产生模块140可产生还包括诸如DNS地址、网关地址和子网掩码的各种IP信息的信标帧。信标帧还可包括诸如信道时间分配信息的关于基于协调器的无线网络的其它信息。已参照图5解释了信标帧产生模块140产生的信标帧的示例。
当产生信标帧之后，通信模块130将产生的信标帧发送给无线媒介(S615)。可以周期性地执行信标帧的产生和发送。
如果想要加入基于协调器的无线网络的装置200的通信模块230接收到信标帧(S620)，那么装置200可以识别出协调器100的存在和关于基于协调器的无线网络的信息。在这种情况下，请求模块210产生用于加入基于协调器的无线网络的预订请求帧(S625)，通信模块230将该预订请求帧发送给协调器100(S630)。
当协调器100的通信模块130从装置200接收到预订请求帧时(S635)，控制模块150产生将分配给装置200的逻辑地址(S640)，并且响应模块120产生包括逻辑地址的预订响应帧(S645)。
其后，如果协调器100的通信模块130发送预订响应帧(S650)，那么装置200的通信模块230接收所发送的预订响应帧(S655)。然后，装置200的控制模块240从预订响应帧提取逻辑地址(S660)，并设置所提取的逻辑地址(S665)。因此，装置200在基于协调器的无线网络中使用由控制模块240设置的逻辑地址。
通过上述过程，装置200可以加入基于协调器的无线网络。可以通过IEEE802.15.3标准来具体地理解装置200加入基于协调器的无线网络。
如果装置200加入到基于协调器的无线网络，那么当产生下一个信标帧时，协调器100的信标帧产生模块140产生包括关于新加入的装置200的信息的信标帧(S670)。在这种情况下，与步骤S610的方式相同，产生的信标帧包括网络ID和其它IP信息。
当产生信标帧时，通信模块130将产生的信标帧发送给无线媒介(S675)。
如果装置200的通信模块230从协调器100接收到信标帧(S680)，那么IP信息管理模块220从信标帧提取网络ID(S685)，并使用所提取的网络ID和协调器100分配的逻辑地址的组合值来产生IP地址(S690)。
然后，控制模块240设置产生的IP地址(S695)。
IP信息管理模块220可从信标帧提取诸如DNS地址、网关地址和子网掩码的各种IP信息，并管理所提取的信息。通过这样做，装置200可在基于协调器的无线网络中使用由控制模块设置的IP地址来执行IP通信。
图9是示出根据本发明另一示例性实施例的IP地址分配方法的流程图。图9的IP地址分配过程是根据被动分配方法的IP地址分配过程。
协调器100的IP信息管理模块110产生将在基于协调器的无线网络中使用的网络ID(S705)。IP信息管理模块110可通过确认通信模块130所接收的其它协调器的信标帧来产生与其它基于协调器的无线网络中所使用的网络ID不重复的网络ID。
其后，信标帧产生模块140产生信标帧(S710)。信标帧包括关于由协调器100形成的基于协调器的无线网络的信息。例如，信标帧可包括信道时间分配信息以及关于加入或离开基于协调器的无线网络的装置的信息。
如果产生了信标帧，那么通信模块130将产生的信标帧发送给无线媒介(S715)。可以周期性地执行信标帧的产生和发送。
由于可以以与图8所示的示例性实施例中的步骤S620至S665相同的方式来理解图9所示的示例性实施例中的步骤S720至S765，所以略掉对这些步骤的详细解释，图9所示的示例性实施例中的步骤S720至S765表示装置200加入基于协调器的无线网络的过程。
当装置200加入到基于协调器的无线网络时，装置200的请求模块210产生IP请求帧(S770)，并且通信模块230将产生的IP请求帧发送给协调器100(S775)。已参照图3解释了IP请求帧的示例。
如果协调器100的通信模块130从装置200接收到IP请求帧(S780)，那么IP信息管理模块110使用在步骤S705产生的网络ID和发送IP请求帧的装置200的逻辑地址的组合值来产生IP地址(S782)。如果产生了IP地址，那么响应模块120产生包括IP地址的IP响应帧(S784)。IP响应帧还可包括IP信息管理模块110所管理的各种IP信息，诸如DNS地址、网关地址和子网掩码。已参照图4解释了IP响应帧的示例。
如果协调器100的通信模块130发送了IP响应帧(S790)，并且装置200的通信模块230接收到所发送的IP响应帧(S792)，那么装置200的IP信息管理模块220从IP响应帧提取IP地址(S794)。然后，控制模块240设置提取的IP地址(S796)。
此外，IP信息管理模块220可从IP响应帧提取诸如DNS地址、网关地址和子网掩码的各种IP信息，并管理所提取的信息。通过这样做，装置200可在基于协调器的无线网络中使用由控制模块设置的IP地址来执行IP通信。
作为被动分配方法的另一示例，协调器100可使用网络ID和IP地址分配次序的组合值来产生IP地址，并将产生的IP地址分配给装置200。例如，如果协调器100当前已分配了三个IP地址，那么在下一IP分配期间IP地址分配次序将是“4”。在这种情况下，如果装置200在网络ID为192.168.1.0的状态下请求分配IP地址，那么协调器100可向装置200分配192.168.1.4来作为IP地址，其中，192.168.1.4是通过使用网络ID和IP地址分配次序而产生的。在本示例性实施例中，可用以下过程来取代图9的步骤S782，即，IP信息管理模块110使用在步骤S705产生的网络ID和IP地址分配次序的组合值来产生IP地址。
已解释了在基于协调器的无线网络中的IP地址分配方法。以下，将参照图10至图14来解释分布式无线网络中的IP地址分配方法。
图10是示出根据本发明示例性实施例的分布式无线网络的示图。
在分布式无线网络中，所有的无线网络装置801、802和803广播信标帧。信标帧包括关于将使用的信道时间的信息。在图10中，在各个无线网络装置801、802和803的周围画的圈指示由各个无线网络装置801、802和803广播的信标帧的到达范围。以下，标号“800”将指示无线网络装置801、802和803的代表。
图11示出在分布式无线网络中用于无线网络装置800通信的时间安排结构。在分布式无线网络的时间安排结构中，一个超帧20可包括信标周期22和媒体访问周期24，无线网络装置800可在信标周期22发送信标帧，并且可在媒体访问周期24发送除了信标帧以外的帧。
信标周期22包括多个信标时隙，无线网络装置800通过使用所述信标时隙之一发送其自身的信标帧。因此，想要加入分布式无线网络的无线网络装置800在至少一个超帧周期期间扫描从其它无线网络装置发送的信标帧。如果扫描信标帧的结果是没有检测到信标帧，那么无线网络装置800在特定时刻发送其自身的信标帧，从而可形成分布式无线网络。如果扫描的结果是检测到信标帧，那么无线网络装置800可通过检测到的信标帧来确认还没有被占用的信标时隙，并且可通过使用在下一个超帧的信标周期中未占用的信标时隙来发送信标帧。无线网络装置800通过信标帧来选择将被占用的媒体访问时隙，并在相应的媒体访问时隙发送期望的数据。这里，媒体访问时隙在概念上类似于上述信道时间。
此外，无线网络装置800确定在分布式无线网络中装置自身将使用的逻辑地址。无线网络装置800可通过检测到的信标帧(信标帧扫描结果)来确认正被其它无线网络装置使用的逻辑地址。因此，无线网络装置800可以使其逻辑地址与其它无线网络装置的逻辑地址不重复。作为确定逻辑地址的示例，无线网络装置800可在具有相同概率值的多个逻辑地址中选择特定的逻辑地址。
如果在分布式无线网络环境中需要IP通信，那么无线网络装置800需要IP地址。在本发明的示例性实施例中，网络ID用于IP地址的分配，无线网络装置使用其加入的分布式无线网络的网络ID和自身的逻辑地址的组合值来作为其IP地址。
网络ID具有由最初形成分布式无线网络的无线网络装置设置的值。例如，如果扫描信标帧的结果是无线网络装置800没有检测到信标帧，那么它可以设置特定的网络ID，并广播包括该设置的网络ID的信标帧。如果无线网络装置800检测到任何信标帧，那么它可以获得包括在检测到的信标帧中的网络ID。
网络ID可以是IP地址的形式。例如，网络ID可以是192.168.1.0。因此，加入网络ID为192.168.1.0的分布式无线网络并且逻辑地址为“10”的无线网络装置使用192.168.1.10来作为其IP地址，其中，192.168.1.10是网络ID和逻辑地址的组合值。
图12是示出根据本发明示例性实施例的信标帧的结构的示图。
图12所示的信标帧包括MAC头910和信标帧体920。如果示出的信标帧遵循MBOA MAC标准，那么MAC头910具有类似于MBOA MAC标准的MAC头的结构。例如，在MAC头910中，可设置发送信标帧的无线网络装置800的逻辑地址和使得所有无线网络装置能够接收信标帧的广播地址。
信标帧体920包括FCS字段924以及一个或多个IE字段922，FCS字段924用于校验信标帧的传输差错。
各个IE字段包括关于分布式无线网络的各种信息。IE字段可包括关于发送信标帧的无线网络装置800想要占用的媒体访问时隙的保留信息。在本发明的示例性实施例中，定义了网络ID IE。
网络ID IE包括元素ID字段932、长度字段934和IE细节字段936。在元素ID字段932中，设置了用于识别IE类型的元素ID值。如果示出的信标帧遵循MBOA MAC标准，那么在MBOA MAC标准中用于识别IE的元素ID值中的保留值“21”至“254”之一可被分配给网络ID IE。例如，元素ID值“21”可用于网络ID IE，在这种情况下，在元素ID字段932中设置值“21”。长度字段934指示IE细节字段936的大小。
IE细节字段936可包括一个或多个地址块940，每个地址块940包括地址ID字段952和地址字段954。在地址字段954中，设置了分布式无线网络的网络ID。如上所述，网络ID是由最初形成分布式无线网络的无线网络装置产生的值，并且网络ID的形式是特定的IP地址。如果需要的话，可以在其它地址块的地址字段中设置IP通信所需的各种IP信息，诸如DNS地址、网关地址和子网掩码。
在本发明的示例性实施例中，地址字段954的大小被设置为4字节或16字节，根据使用的IP版本来确定地址字段954的大小。例如，在使用IPv4的情况下，地址字段954的大小可被设置为4字节，而在使用IPv6的情况下，地址字段954的大小可被设置为16字节。
地址ID字段952包括：IP版本字段962，指示应用于设置在地址字段954中的IP信息的IP版本(例如，IPv4或IPv6)；和地址类型字段964，指示设置在地址字段954中的IP信息的类型。
如上所述，表2描述了可设置在地址字段954中的IP信息和可设置在地址类型字段964中的相应的地址类型值的示例。
如果无线网络装置800在加入分布式无线网络之前扫描信标帧的结果是检测到这种信标帧，那么无线网络装置800从检测到的信标帧提取网络ID，并使用网络ID和其自身的逻辑地址的组合值产生IP地址。其后，无线网络装置800设置产生的IP地址，从而可执行IP通信。
以下，将详细地解释无线网络装置800。
图13是示出根据本发明示例性实施例的无线网络装置的构造的方框图。
图13所示的无线网络装置800包括通信模块810、IP信息管理模块820、控制模块830和信标帧产生模块840。
通信模块810执行与其它无线网络装置的通信。此外，通信模块810扫描从其它无线网络装置发送的信标帧。
如果扫描信标帧的结果是通信模块810没有检测到信标帧，那么IP信息管理模块820产生网络ID。如果扫描结果是通信模块810检测到信标帧，那么IP信息管理模块820从检测到的信标帧提取网络ID。
此外，IP信息管理模块820使用网络ID和由控制模块830设置的逻辑地址的组合值来产生IP地址。此外，IP信息管理模块820可管理诸如DNS地址、网关地址和子网掩码的各种IP信息。
控制模块830设置无线网络装置800将使用的逻辑地址。例如，控制模块830在具有相同概率值的多个逻辑地址中选择特定的逻辑地址，并设置选择的逻辑地址。此时，控制模块830可通过检测到的信标帧(信标帧扫描结果)来确认正被其它无线网络装置使用的逻辑地址。因此，控制模块830可设置与其它无线网络装置的逻辑地址不重复的逻辑地址。逻辑地址用于识别分布式无线网络中的无线网络装置。
信标帧产生模块840产生包括网络ID的信标帧。此外，信标帧可包括诸如DNS地址、网关地址和子网掩码的IP信息以及媒体访问时隙的保留信息。
以下，将参照图14来更详细地解释无线网络装置的操作。
图14是示出根据本发明另一示例性实施例的IP地址分配方法的流程图。
想要加入分布式无线网络的无线网络装置800的通信模块810扫描其它无线网络装置的信标帧(S1010)。
如果扫描信标帧的结果是没有检测到信标帧(S1015)，那么IP信息管理模块820产生网络ID(S1020)，控制模块830产生逻辑地址(S1025)。如上所述，网络ID的形式是IP地址，其用于识别分布式无线网络中的无线网络装置。
然后，IP信息管理模块820使用产生的网络ID和由控制模块产生的逻辑地址的组合值来产生IP地址(S1030)，控制模块830设置产生的IP地址(S1035)。因此，无线网络装置800可通过使用由控制模块830设置的IP地址在分布式无线网络中执行IP通信。
在这种情况下，信标帧产生模块840产生包括IP信息管理模块820产生的网络ID的信标帧(S1040)，通信模块810将产生的信标帧发送给无线媒介(S1045)。信标帧还可包括由IP信息管理模块820管理的诸如DNS地址、网关地址和子网掩码的各种IP信息以及关于无线网络装置800将使用的媒体访问时隙的保留信息。已参照图12解释了信标帧的示例。
如果扫描信标帧的结果是通信模块810检测到信标帧(S1015)，那么IP信息管理模块820从检测到的信标帧提取网络ID(S1050)。
在这种情况下，控制模块830产生逻辑地址(S1055)，并使得产生的逻辑地址与已发送通信模块810所检测到的信标帧的无线网络装置所使用的逻辑地址不重复。
如果控制模块830产生了逻辑地址，那么IP信息管理模块820使用从信标帧提取的网络ID和由控制模块830产生的逻辑地址的组合值来产生IP地址(S1030)。在这种情况下，控制模块830设置产生的IP地址(S1035)，从而无线网络装置800可使用相应的IP地址。
信标帧产生模块840通过检测到的信标帧确认可用的信标时隙和媒体访问时隙，并产生包括关于无线网络装置800将占用的媒体访问时隙的保留信息的信标帧(S1040)。如以上参照图12所述，产生的信标帧包括网络ID。
其后，通信模块810通过可用的信标时隙发送信标帧。
在本发明的示例性实施例中，这里所使用的指示构成各个无线网络装置的功能块的术语“单元”是指，但不限于执行特定任务的软件或硬件组件，诸如现场可编程门阵列(FPGA)或专用集成电路(ASIC)。可有利地将模块构造为驻留在可寻址的存储介质上，并将其构造为在一个或多个处理器上执行。因而，作为示例，模块可包括诸如软件组件、面向对象的软件组件、类组件和任务组件的组件，进程、函数、属性、过程、子程序、程序代码段、驱动程序、固件、微码、电路、数据、数据库、数据结构、表、数组以及变量。所述组件和模块所提供的功能性可以被组合为更少的组件和模块或者还可以被分为另外的组件和模块。
如上所述，按照根据本发明示例性实施例的在无线网络中动态分配IP地址的方法和设备，在自组织模式无线网络中，可以通过少量的计算来分配IP地址。
尽管为了示例性的目的描述了本发明的示例性实施例，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离权利要求中所公开的本发明的范围和精神的情况下，可以进行各种修改、添加和替换。

Claims (49)

1、一种在无线网络中动态分配IP地址的方法，该方法包括：
将无线网络装置加入无线网络；和
使用无线网络的网络ID和用于在无线网络中识别无线网络装置的逻辑地址的组合值来设置IP地址。
2、如权利要求1所述的方法，其中，所述无线网络是基于协调器的无线网络。
3、如权利要求2所述的方法，其中，网络ID由基于协调器的无线网络的协调器产生，逻辑地址从所述协调器分配。
4、如权利要求2所述的方法，其中，基于协调器的无线网络是遵循IEEE802.15.3标准的无线网络。
5、如权利要求2所述的方法，其中，设置IP地址的步骤包括：
向基于协调器的无线网络的协调器请求IP地址；
从所述协调器接收作为请求结果的响应帧，所述响应帧包括使用网络ID和逻辑地址的组合值产生的IP地址；和
设置接收的响应帧中的IP地址。
6、如权利要求5所述的方法，其中，所述响应帧包括DNS地址、网关地址和子网掩码中的至少一个。
7、如权利要求2所述的方法，其中，设置IP地址的步骤包括：
从基于协调器的无线网络的协调器接收包括网络ID的信标帧；
使用接收的信标帧中的网络ID和逻辑地址的组合值来产生IP地址；和
设置产生的IP地址。
8、如权利要求7所述的方法，其中，所述信标帧还包括DNS地址、网关地址和子网掩码中的至少一个。
9、如权利要求1所述的方法，其中，所述无线网络是分布式无线网络。
10、如权利要求9所述的方法，其中，分布式无线网络是遵循多频带OFDM联盟媒体访问控制标准的无线网络。
11、如权利要求9所述的方法，还包括产生逻辑地址的步骤，
其中，网络ID具有由最初形成分布式无线网络的无线网络装置产生的值。
12、如权利要求9所述的方法，其中，设置IP地址的步骤包括：
从构成分布式无线网络的另一无线网络装置接收包括网络ID的信标帧；
使用包括在所述信标帧中的网络ID和逻辑地址的组合值来产生IP地址；和
设置产生的IP地址。
13、如权利要求12所述的方法，其中，所述信标帧还包括DNS地址、网关地址和子网掩码中的至少一个。
14、如权利要求9所述的方法，还包括：
产生包括网络ID的信标帧；和
广播产生的信标帧。
15、一种在无线网络中动态分配IP地址的方法，该方法包括：
向基于协调器的无线网络的协调器请求IP地址；
从所述协调器接收作为请求结果的响应帧，所述响应帧包括使用在基于协调器的无线网络中使用的网络ID和根据协调器分配IP地址产生的IP地址分配次序的组合值而产生的IP地址；和
设置接收的响应帧中的IP地址。
16、一种在无线网络中动态分配IP地址的方法，该方法包括：
从基于协调器的无线网络中的无线网络装置接收IP地址分配请求；
使用在基于协调器的无线网络中使用的网络ID和无线网络装置的逻辑地址的组合值来产生IP地址；和
将包括产生的IP地址的响应帧发送给无线网络装置。
17、如权利要求16所述的方法，其中，所述响应帧还包括DNS地址、网关地址和子网掩码中的至少一个。
18、如权利要求16所述的方法，还包括：产生网络ID。
19、如权利要求16所述的方法，其中，基于协调器的无线网络遵循IEEE802.15.3标准。
20、一种在无线网络中动态分配IP地址的方法，该方法包括：
从基于协调器的无线网络中的无线网络装置接收IP地址分配请求；
使用在基于协调器的无线网络中使用的网络ID和根据分配IP地址产生的IP地址分配次序的组合值来产生IP地址；和
将包括产生的IP地址的响应帧发送给无线网络装置。
21、一种在无线网络中动态分配IP地址的方法，该方法包括：
产生将在特定的无线网络中使用的网络ID；
产生包括网络ID的信标帧；和
广播所述信标帧，
其中，接收到所述信标帧的无线网络装置通过结合网络ID和所述无线网络装置的逻辑地址来产生IP地址。
22、如权利要求21所述的方法，其中，所述信标帧还包括DNS地址、网关地址和子网掩码中的至少一个。
23、如权利要求21所述的方法，其中，所述无线网络是基于协调器的无线网络。
24、如权利要求23所述的方法，其中，基于协调器的无线网络遵循IEEE802.15.3标准。
25、如权利要求21所述的方法，其中，所述无线网络是分布式无线网络。
26、如权利要求25所述的方法，其中，分布式无线网络是遵循多频带OFDM联盟媒体访问控制标准的无线网络。
27、一种无线网络装置，包括：
通信模块，在特定的无线网络中接收包括网络ID的信标帧；
IP信息管理模块，使用接收的信标帧中的网络ID和用于在无线网络中识别无线网络装置的逻辑地址的组合值来产生IP地址；和
控制模块，设置产生的IP地址。
28、如权利要求27所述的无线网络装置，其中，所述信标帧还包括DNS地址、网关地址和子网掩码中的至少一个，并且，
IP信息管理模块管理包括在信标帧中的DNS地址、网关地址和子网掩码。
29、如权利要求27所述的无线网络装置，其中，所述无线网络是基于协调器的无线网络。
30、如权利要求29所述的无线网络装置，其中，网络ID由基于协调器的无线网络的协调器产生，逻辑地址从所述协调器分配。
31、如权利要求29所述的无线网络装置，其中，基于协调器的无线网络是遵循IEEE 802.15.3标准的无线网络。
32、如权利要求27所述的无线网络装置，其中，所述无线网络是分布式无线网络。
33、如权利要求32所述的无线网络装置，其中，分布式无线网络是遵循多频带OFDM联盟媒体访问控制标准的无线网络。
34、如权利要求32所述的无线网络装置，其中，控制模块产生逻辑地址，网络ID具有由最初形成分布式无线网络的装置产生的值。
35、如权利要求32所述的无线网络装置，还包括：信标帧产生模块，产生包括网络ID的信标帧，
其中，通信模块广播产生的信标帧。
36、一种无线网络装置，包括：
请求模块，产生请求帧，所述请求帧用于向基于协调器的无线网络的协调器请求IP地址；
通信模块，将请求帧发送给协调器，并从协调器接收响应帧，所述响应帧包括使用基于协调器的无线网络的网络ID和用于在基于协调器的无线网络中识别无线网络装置的逻辑地址的组合值而产生的IP地址；和
控制模块，设置包括在所述响应帧中的IP地址。
37、如权利要求36所述的无线网络装置，其中，网络ID由协调器产生，逻辑地址从所述协调器分配。
38、如权利要求36所述的无线网络装置，其中，基于协调器的无线网络是遵循IEEE 802.15.3标准的无线网络。
39、如权利要求36所述的无线网络装置，其中，所述响应帧还包括DNS地址、网关地址和子网掩码中的至少一个，并且，
其中，所述无线网络装置还包括管理DNS地址、网关地址和子网掩码的IP信息管理模块。
40、一种无线网络装置，包括：
IP信息管理模块，使用在基于协调器的无线网络中使用的网络ID和请求分配IP地址的无线网络装置的逻辑地址的组合值来产生IP地址；
响应模块，产生包括IP地址的响应帧；和
通信模块，从无线网络装置接收IP地址分配请求，并将响应帧发送给无线网络装置。
41、如权利要求40所述的无线网络装置，其中，所述响应帧还包括DNS地址、网关地址和子网掩码中的至少一个。
42、如权利要求40所述的无线网络装置，其中，IP信息管理模块产生网络ID。
43、如权利要求40所述的无线网络装置，其中，基于协调器的无线网络是遵循IEEE 802.15.3标准的无线网络。
44、一种无线网络装置，包括：
IP信息管理模块，产生在特定的无线网络中使用的网络ID；
信标帧产生模块，产生包括网络ID的信标帧；和
通信模块，广播所述信标帧，
其中，接收到所述信标帧的无线网络装置通过结合网络ID和所述无线网络装置的逻辑地址来产生IP地址。
45、如权利要求44所述的无线网络装置，其中，所述信标帧还包括DNS地址、网关地址和子网掩码中的至少一个。
46、如权利要求44所述的无线网络装置，其中，所述无线网络是基于协调器的无线网络。
47、如权利要求46所述的无线网络装置，其中，基于协调器的无线网络是遵循IEEE 802.15.3标准的无线网络。
48、如权利要求44所述的无线网络装置，其中，所述无线网络是分布式无线网络。
49、如权利要求48所述的无线网络装置，其中，分布式无线网络是遵循多频带OFDM联盟媒体访问控制标准的无线网络。
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