TWI470972B - 自行組織式網路之簡單組態 - Google Patents

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Description

自行組織式網路之簡單組態
本發明涉及無線通信網路，更特定而言涉及用於建立自行組織式(ad－hoc)無線保真(fidelity)網路的協定。
無線保真(WiFi)網路為眾所周知的，且日益增多地使用於資料交換。一種被知為WiFi標準、其通常被稱為WiFi受保護設定(WPS：WiFi Protected Setup)或WiFi簡單組態(WSC：WiFi Simple Configuration)，是一種無線區域網路(WLAN)標準，其界定：用於內部結構(infrastructure)WLAN之通信模式，與有關之組態協定。
在內部結構WSC網路中有三個邏輯組件，即註冊者(registrar)、接達點(AP)和參與者(enrollee)。參考第1A圖，為了建立與存留AP 10的無線通信連接，WSC客戶12首先尋求使用802.11自行組織式網路從外部註冊者14獲得網路憑證。然後，WSC客戶12使用其已從外部註冊者14獲得的網路憑證建立至存留AP 10的連接。
參考第1B圖，AP 20被示為具有嵌入式註冊者。為了建立與AP20的通信連接，WSC客戶22首先嘗試在802.11內部結構網路上、從AP 20嵌入式註冊者獲得網路憑證。然後，使用所獲得的網路憑證，WSC客戶22無線地連接到AP 20。
參考第1C圖，為了建立與WSC AP 30的通信連接，WSC客戶32首先嘗試使用延伸確認協定(EAP：Extended Authentication Protocol)經由WSC AP 30獲得網路憑證(。WSC AP 30使用通用即插即用(UpnP)協定將WSC客戶32的EAP消息傳送到註冊者34。其次，使用所獲得的由註冊者34提供的網路憑證，WSC客戶32建立與WSC AP 30的通信連接。WSC及其通信協定例如在Wi－Fi聯盟中的Wi－Fi簡單組態工作組(Simple Configuration Working Group)所著的Wi－Fi簡單組態規格(Simple Configuration Specification),版本1.0a,2006年2月10日中有所描述。
隨著具有無線網路能力的電子裝置變得更加普遍，令人期望使得兩個或更多個此種裝置可以形成自行組織式無線網路，無須使用接達點而可以交換資料。
根據本發明，一種形成自行組織式無線網路的方法包括：響應於第一動作而觸發事件。如果在第一動作後的預定時間期間內作出了第二動作，則裝置被組態在第一模式中。如果在第一動作後的預定時間期間內未作出第二動作，則裝置被組態在第二模式中。在一個實施例中，第一模式是參與者模式，第二模式是註冊者模式。在另一個實施例中，第一模式是註冊者模式，第二模式是參與者模式。第二動作可由按下裝置上的按鈕來表示。如果裝置被組態為註冊者，則其信標競爭窗口被周期性地或者響應於按下按鈕而設定為非常小的值。然後，註冊者開始根據經減小信標競爭窗口的值來傳送信標。
該方法更包括在所組態的註冊者上啟動計時器，如果在計時器達到預定時間之前由參與者傳送的探測請求被註冊者接收到，則啟始啟始嘗試，以實施註冊者－參與者握手的嘗試，以及如果嘗試成功則建立與參與者的自行組織式網路。在一個實施例中，N個更多參與者可被添加到該自行組織式網路，其中N是大於1的預定整數。在一個實施例中，如果在計時器達到預定時間之前，註冊者未能接收到參與者探測請求，則註冊者被置於閒置模式中。根據第一時脈周期，註冊者可周期性地離開閒置模式以進入使用減小的信標競爭窗口的積極信標模式。此外，參與者的掃描周期可被設定為等於第一時脈的周期。
在一些實施例中，只要註冊者接收到來自其他註冊者的信標，註冊者的信標競爭窗口就繼續被減小。在還有其他實施例中，除非註冊者接收到與嘗試與註冊者通信的參與者有關的PIN，否則註冊者不會將參與者註冊。PIN輸入可使用光學信號、音頻信號、射頻(RF)信號來執行或由客戶手工執行。
如果裝置被組態為參與者，則計時器被啟動並且參與者開始掃描尋找由註冊者傳送的信標。如果在計時器的時間達到預定時間之前參與者接收到來自註冊者的信標，則參與者啟始與註冊者的延伸確認協定交換。在完成延伸確認協定的交換之後，嘗試執行註冊者－參與者握手。如果嘗試成功則自行組織式網路被建立，否則重新設定計時器。
在一些實施例中，參與者在加入自行組織式網路後被置於閒置模式中。在一些實施例中，在自行組織式網路被建立之後，在參與者上啟動註冊者應用。
根據本發明的另一實施例，一種選擇自行組織式網路中的裝置的組態模式的方法一部分包括：響應於第一動作而觸發事件，呈現將裝置組態為註冊者或參與者的選項，如果第一選項被選擇則將裝置組態為參與者，並且如果第二選項被選擇則將裝置組態為註冊者。在一些實施例中，第一和第二選項是經由顯示器(例如LCD面板)而呈現。
根據本發明的另一實施例，一種能夠進行無線通信的裝置包括：裝置，用於響應於第一動作而觸發事件；裝置，用於如果在第一動作後的預定時間內作出了第二動作，則將裝置組態在第一模式中；以及裝置，用於如果在第一動作後的預定時間內未作出第二動作，則將裝置組態在第二模式中的裝置。在一個實施例中，第一模式是參與者模式，第二模式是註冊者模式。在另一個實施例中，第一模式是註冊者模式，第二模式是參與者模式。第二動作可由按下裝置上的按鈕來表示。該裝置更包括用於將註冊者的信標競爭窗口設定為非常小的值的裝置，以及用於開始根據減小的信標競爭窗口來傳送信標的裝置。
所組態的註冊者更包括：裝置，用於測量時間；裝置，用於如果在此時間測量裝置所測量的時間達到預定時間之前由參與者傳送的探測請求被註冊者接收到，則啟始執行註冊者－參與者握手的嘗試；以及裝置，用於如果嘗試成功則建立與參與者的自行組織式網路。該註冊者更包括用於向自行組織式網路添加另外N個參與者，其中N是大於1的預定整數。該註冊者更包括裝置，用於如果所測量的時間達到預定時間之前註冊者未能接收到參與者探測請求，則將註冊者置於閒置模式中。該註冊者更包括裝置，用於根據第一時脈周期周期性地強制註冊者離開閒置模式。此外，參與者的掃描周期可被設定為等於第一時脈的周期。
一些實施例更包括：裝置，用於只要註冊者接收到來自其他註冊者的信標，則不斷地減小註冊者的信標競爭窗口。在一些實施例中，註冊者包括：裝置，用於經由光學信號、音頻信號或使用者手工輸入來接收與參與者有關的PIN。
所組態的參與者更包括：裝置，用於測量時間；以及裝置，用於掃描尋找來自註冊者的信標。如果在時間測量裝置所測量的時間達到預定時間之前掃描裝置接收到來自註冊者的信標，則啟始裝置啟始與註冊者的延伸確認協定交換。參與者更包括：裝置，用於在完成延伸確認協定的交換之後，啟始執行註冊者－參與者握手的嘗試。如果嘗試成功，則參與者可使用從註冊者獲得的憑證建立經由Wi－Fi自行組織式網路的通信，否則計時器被重新設定。
參與者更包括裝置，用於在參與者加入自行組織式網路後將其置於閒置模式中。參與者更包括裝置，用於在自行組織式網路被建立之後在參與者上啟動註冊者應用。
根據本發明的一個實施例，一種適合於參加無線自行組織式網路會議的裝置一部分包括：觸發電路，其被組態為響應於第一動作而觸發事件；第一計時器；以及控制器，其可用於如果在第一計時器達到已知時間之前觸發區塊檢測到第二動作，則將裝置組態在第一模式中，並且如果在第一計時器達到已知時間之前觸發區塊未檢測到第二動作，則將裝置組態在第二模式中。在一個實施例中，第一模式是參與者模式，第二模式是註冊者模式。在另一實施例中，第一模式是註冊者模式，第二模式是參與者模式。第二動作可由按下裝置上的按鈕來表示。如果裝置被組態為註冊者，則控制器將裝置的信標競爭窗口設定為相對較小的值。然後，裝置根據減小的信標競爭窗口來傳送信標。
所組態的註冊者的一部分更包括第二計時器。如果在第二計時器達到預定時間之前由參與者傳送的探測請求被接收到，則控制器執行註冊者－參與者握手。如果握手成功，則第二計時器被重新設定。在一些實施例中，如果在第二計時器達到預定時間之前註冊者未能接收到參與者探測請求，則控制器將註冊者置於閒置模式中。在一些實施例中，控制器嘗試向建立的自行組織式網路添加另外N個參與者，其中N是大於1的預定整數。
在一些實施例中，控制器根據第一時脈周期周期性地使註冊者離開閒置模式以進入使用減小的信標競爭窗口的積極信標模式。在其他實施例中，當註冊者接收到來自其他註冊者的信標時，控制器繼續減小信標競爭窗口。在一些實施例中，註冊者包括用於接收與嘗試與註冊者通信的參與者有關的PIN的介面。PIN可經由光學信號、音頻信號或使用者手工輸入來接收。
組態的參與者一部分還可包括第二計時器，以及適合於掃描尋找由一個或更多個註冊者傳送的信標的掃描器。如果在第二計時器達到預定值之前參與者接收到來自註冊者的信標，則控制器啟始延伸確認協定交換。在完成延伸確認協定的交換之後，控制器嘗試執行註冊者－參與者握手。如果嘗試成功，則控制器用從註冊者獲得的網路憑證來建立經由Wi－Fi自行組織式網路的通信。如果嘗試未成功，則第二計時器被重新設定。
在一些實施例中，在參與者加入自行組織式網路之後，控制器將參與者置於閒置模式中。在一些實施例中，在自行組織式網路被建立之後，控制器使註冊者應用在參與者上開始。
根據本發明的另一實施例，適合於參加無線自行組織式網路會議的裝置一部分包括：被組態為響應於第一動作而觸發事件的觸發區塊；呈現將此裝置組態為註冊者或參與者的選項的顯示面板；以及控制器，該控制器可用於響應於選擇第一選項而將裝置組態為參與者以及響應於選擇第二選項而將裝置組態為註冊者。
根據本發明的一個實施例，自行組織式WLAN被建立在兩個或更多個裝置之間，此裝置例如為：個人數位助理(PDA)、數位照相機、電話、視訊遊樂器控制台等。根據本發明的管理自行組織式WLAN(以下替代地稱之為自行組織式網路)的操作的協定，網路中的每個裝置都可以為註冊者，也可以為參與者(客戶)。換句話說，根據本發明，每個裝置可被組態為支援操作之註冊者模式與參與者模式。
響應於使用者動作，例如按下按鈕或者輸入軟/硬鍵，裝置可被組態為進入註冊者模式或參與者模式。當處於註冊者模式時，響應於使用者動作(例如使用者按下按鈕)或者周期性地，裝置藉由將其信標競爭窗口設定為相對較小的值來進入積極信標(aggressive beaconing)模式。積極信標增大了參與者發現註冊者的或然率。雖然以下描述是參考自行組織式WSC(WPS)網路進行的，但是可以理解本發明也適用於任何其他自行組織式網路、WSC或者其他網路。
第2圖顯示根據本發明一個實施例，被組態為建立或加入自行組織式網路以交換資料的一對裝置200、250。假定裝置200和250中的每一個最初處於閒置(這裏也稱之為功率節省)模式以減少電池消耗，或以其他方式被關斷。響應於使用者觸發的事件，例如按下這些裝置上的硬/軟按鈕(例如裝置200上的按鈕202和裝置250上的按鈕252)，這些裝置離開閒置模式或以其他方式被導通。在一個實施例中，如果在離開功率節省模式的預定時間期間(例如5秒)內，按鈕202(或252)再次被按下，則裝置200(250)被組態為參與者，即擔任參與者的角色，否則裝置200(250)被組態為註冊者，即擔任註冊者的角色。在另一個實施例中，如果在離開功率節省模式的預定時間期間(例如5秒)內，按鈕202(252)再次被按下，則裝置200(250)擔任註冊者的角色，否則裝置200(252)擔任參與者的角色。為了在這兩個裝置之間建立自行組織式網路，它們中的一個被組態為註冊者，另一個被組態為參與者。假定裝置200被組態為註冊者並且裝置250被組態為參與者。一旦註冊者200被參與者250發現且參與者250完成其向註冊者200的註冊，則參與者250就用從註冊者200獲得的網路憑證來建立經由Wi－Fi自行組織式網路的通信，以使得能夠作資料交換。在第2圖所示的實施例中，用於使裝置200和250離開其各自的功率節省模式的鍵或按鈕，也被用於確定裝置是擔任參與者的角色還是擔任註冊者的角色。在其他實施例中，用於強制裝置離開功率節省模式的鍵可能不同於用於選擇裝置作為註冊者或參與者的組態的鍵。一旦裝置被組態為註冊者，為了變成參與者，裝置要被關斷並且再被開啟。在一些實施例中，如果註冊者在已知的時間期間內未檢測到參與者，則註冊者返回到功率節省模式。此外，在一些實施例中，響應於單個使用者觸發的動作，多個參與者可在向註冊者註冊之後加入自行組織式網路。
在一些實施例中，在響應於使用者觸發的事件而使裝置離開功率節省模式之後，經由配置在裝置上的使用者介面，向使用者呈現在組態的註冊者模式和參與者模式之間進行選擇的選項。例如，如果裝置配備有使用者介面，例如液晶顯示器(LCD)面板，則在LCD面板上提示使用者在組態的註冊者模式和參與者模式之間進行選擇的選項。藉由將游標移動到所顯示的項目之一，使用者選擇所需的操作模式。以類似的方式，參與者也被組態為從功率節省模式中醒來以尋找註冊者。
第3圖是根據本發明一個實施例，與在離開功率節省模式之後建立裝置的組態狀態有關的典範狀態轉換表300。裝置在處於功率節省模式時保持在閒置狀態302中。在離開功率節省模式之後，配置在裝置中的Wi－Fi模組被開始，並且進行到等待狀態304的轉換。當在等待狀態304中時，如果在預定的時間期間內，使用者例如藉由按下硬/軟鍵或發出語音指令來觸發事件，則裝置被組態為參與者，即擔任參與者的角色，並且進入參與者發現階段(狀態)306以掃描尋找註冊者。另一方面，如果預定的時間期間終止而沒有使用者觸發的事件，則進行到狀態312的轉換，並且裝置被組態為註冊者以開始其自己的自行組織式網路。響應於重新設定信號，註冊者轉換回閒置模式302。
如果參與者在狀態306中時發現了註冊者，則它轉換到參與者註冊階段308，以開始向註冊者的註冊過程。另一方面，如果參與者在狀態306中時未發現註冊者，則參與者發出時間終止信號TMO。參與者可被組態為在發出時間終止信號之前進行預定次數的發現註冊者的嘗試。如果在預定次數的嘗試之後發現註冊者的嘗試未成功，則參與者可建立自己的自行組織式網路並開始註冊者應用。
如果在狀態308中參與者註冊成功，則參與者轉換到狀態310並嘗試使用參與者從其成功的延伸確認協定(EAP)握手所獲得的憑證來加入自行組織式網路。另一方面，如果在處於狀態308中時參與者註冊未成功，則參與者轉換回等待狀態304。參與者也可在處於狀態310中時開始自己的註冊者應用。在狀態310中的操作之後，參與者響應於重新設定信號，而轉換回閒置狀態302。
在本發明的一些實施例中，為了在參與者和註冊者之間建立安全的連接模式，使用者必須在註冊者上輸入與參與者有關的PIN。在進行該輸入後，參與者和註冊者著手建立連接。在這種實施例中，註冊者向可能的參與者傳送的信標包含著傳達以下內容的資訊：註冊者只經由PIN模式通信，並且註冊者將不參加自行組織式網路會議的按壓按鈕模式。在其他實施例中，參與者和註冊者之間的連接是使用安全按壓按鈕組態(SPBC)模式來建立的，根據該模式，參與者經由光學信號(例如LED閃爍)、音頻信號(例如音頻嗶嗶聲)、射頻(RF)信號等向註冊者傳送PIN。換句話說，在這種實施例中，參與者將PIN無線地傳送到註冊者，從而使得使用者無需手工輸入PIN。
在建立自行組織式網路時的一個挑戰是在既存在延伸(例如WSC)裝置又存在存留(非WSC)裝置時發現註冊者。為了避免與現有的標準化通信和裝置相衝突，延伸到超出802.11標準的限制的延伸裝置(例如WSC裝置)以及遵循現有標準而無須知曉延伸標準的存留裝置需要共存於公共的通信空間中並且經常地協同工作。存留裝置和延伸裝置都必須首先被發現，如同以下進一步說明。
第4圖顯示包括存留裝置(或者稱為節點)402以及WSC節點404和406的自行組織式網路400。為了被發現，在被稱為目標信標傳送時間(TBTT)的預定時間，所有3個節點都爭著發出其各自的信標。每個節點使用隨機退回(back－off)來根據眾所周知的分散式協調功能規則確定其信標傳送時間，其中此隨機退回與節點將使其信標相對於TBTT所延遲的時隙的數目相對應。在每個TBTT中，具有最小隨機退回的節點傳送其信標；其餘的節點攔截被傳送的信標，在該TBTT期間避免傳送任何信標。在下一TBTT中，相同的過程被重復，其中新的隨機退回被計算並且具有最小隨機退回的節點傳送其信標。根據本發明，具有較小的信標競爭窗口的節點與具有較大的信標競爭窗口的節點相比，更有可能具有較小的隨機退回。該信標設計確保了在N個信標中，從每個節點傳送N/3個信標。
第5圖顯示與網路400有關並且參考TBTT時間T1 、T2 、T3 等等計算的典範的實際信標傳送時間。假定存留節點402具有最小的隨機退回，而WSC節點406具有最大的隨機退回。因此，由於存留節點402具有最小的隨機退回，在時間(T1 ＋△T1 )處，存留節點402傳送其信標。時間期間△T1 由與節點402有關的隨機退回來定義。從節點402接收信標的節點404和406保持沈默並且不傳送其信標，直到下一TBTT到來。以類似的方式，節點404和406在時間(T2 ＋△T2 )和(T3 ＋△T3 )傳送其信標。時間期間△T2 和△T3 由與節點404和406有關的隨機退回來定義。
正如所眾所周知的，由存留節點(例如網路400中的節點402)傳送的信標缺少資訊元素信號。在WSC網路中，資訊元素信號被稱為WPS_IE。由於在自行組織式網路中，信標產生是共用的責任，因此如果參與者所攔截的信標是存留節點所傳送的信標，則參與者將不會發現延伸註冊者，並且將報告故障。
參考第4圖，假定參與者408正在嘗試加入網路400。參與者408藉由發出探測請求並檢測由網路400中的任何註冊者傳送的探測響應或信標來掃描尋找信標。如果參與者408所接收的探測響應不具有WPS_IE，即接收到的探測響應是由存留節點402所傳送的，則參與者408報告故障並且放棄加入網路400的進一步嘗試。換句話說，一旦參與者確定從中傳送存留信標的網路不具有所需的延伸特徵，參與者就決定不加入該網路。在一個實施例，在這樣的決定之後，參與者變成註冊者並嘗試形成其自己的網路。
根據本發明，為了增大由延伸WSC註冊者傳送的信標是將被參與者接收到的第一信標之或然率，延伸註冊者的信標競爭窗口被設定為相對較小的數。在一個實施例中，註冊者的信標競爭窗口可被設定為0到15個時隙之間的值。在另一個實施例中，註冊者的信標競爭窗口可被設定為0到10個時隙之間的值。在另一個實施例中，註冊者的信標競爭窗口可被設定為0到5個時隙之間的值。例如，如果信標競爭窗口被設定為零，則參與者所接收的信標是延伸WSC註冊者信標而不是存留信標的或然率要高得多。這也將增大當註冊者離開功率節省模式並開始發出信標時其被參與者發現的或然率。
第6圖部分地顯示根據本發明一個實施例，在參與者和註冊者之間的握手序列。握手包括發現階段，之後是註冊階段。握手的註冊階段與內部結構WSC網路的類似，例如在Wi－Fi聯盟中的Wi－Fi簡單組態工作組所著的Wi－Fi Simple Configuration Specification,Version 1.0a,February 10,2006中對握手的註冊階段有所描述。以上參考WSC網路說明此發現階段。
響應於如同以上說明的按鈕的按下或者在註冊者上PIN的輸入，以產生被稱為WSC_REGISTRAR_START的信號。作為響應，註冊者應用/驅動器使得信號WSC_IE被包括在註冊者的信標和探測響應中，被示為事件0。在事件1期間，註冊者應用(例如Linux或Windows應用)向驅動器指定註冊者會議的開始。該指定可響應於按鈕的按下、啟始註冊者參與的客戶指令或者在自行組織註冊者上的PIN輸入而進行。在事件2期間，(i)驅動器向韌體(FW)傳送自行組織功率節省離開指令；並且(ii)自行組織註冊者被置於積極信標模式。FW控制發現階段的WLAN事件。當被置於積極信標模式時，註冊者的信標競爭窗口被設定為相對很小的值，註冊者根據該值傳送信標/探測響應，如同以上說明。在成功發現註冊者之後，參與者將傳送表示發現階段結束的基於LAN的EAP(EAPOL)畫面信號，被示為事件3。然後，註冊階段開始。
如同以上說明，在一些實施例中，註冊者會議的WSC開始造成註冊者離開功率節省模式並進入積極信標模式，之後註冊者的信標競爭窗口被設得相對於存留裝置來說非常小。在其他實施例中，FW周期性地將註冊者置於積極信標模式。參與者客戶也可被組態為將其掃描時間設定為等於註冊者信標的周期。該周期是可組態的，並且代表了註冊者功率節省和參與者客戶掃描時間之間的抵換。
第7圖是根據本發明一個實施例，與註冊者應用有關的典範的狀態轉換表700。狀態轉換表700被示為具有3個狀態，即閒置狀態702、發現狀態704和註冊狀態706。註冊者保持在閒置狀態702中，直到使用者例如藉由按下按鈕、輸入PIN、發出語音指令等等來作出動作。響應於使用者動作，事件WSC_REGISTRAR_START強制從閒置狀態702到發現狀態704的轉換。當處於發現狀態704中時，如果註冊者在預定的時間期間WSC_WALK_TMO內未被發現，則發生回到閒置狀態702的轉換。另一方面，如果註冊者在時間期間WSC_WALK_TIME期滿之前被發現，則進行到註冊狀態706的轉換。在向註冊者的註冊成功或失敗之後，進行從註冊狀態706到閒置狀態702的轉換。
第8圖是被執行來在兩個裝置之間形成自行組織式Wi－Fi網路的步驟的典範流程圖，該兩個裝置之一將成為註冊者，另一個將成為參與者。該過程開始於步驟800，之後裝置開機(802)。如果決定將裝置組態為註冊者(804)，則註冊者進入閒置模式805。其次，響應於使用者輸入(例如使用者按下按鈕)或周期性的信標觸發(807)，計時器T2 被啟始(806)，並且裝置開始傳送信標(808)。如果使用者未按下按鈕或者周期性信標未被觸發，則被組態為註冊者(804)的裝置保持在閒置模式805中。當計時器的經過時間小於預定的時間Tmonitor (810)時，註冊者繼續尋找來自參與者的探測請求(812)。如果註冊者在時段Tmonitor 內接收到來自參與者的探測請求，則進行形成按壓按鈕組態(PBC)握手的嘗試(814)。如果握手被進行並且成功形成自行組織式網路(816)，則註冊者可經由所建立的自行組織式網路建立通信。如果自行組織式網路形成未成功(816)，則過程返回步驟804。如果註冊者在時間期間Tmonitor 內未接收到來自參與者的探測請求，則過程返回步驟808。一旦計時器T2 的經過時間變得大於Tmonitor (810)，過程就返回步驟805。在一個典範實施例中，預定的時間Tmonitor 為120秒。
如果決定不將裝置組態為註冊者(804)，則裝置變為參與者並且計時器T1 被啟始(830)。參與者開始掃描尋找註冊者(832)。當計時器T1 的時間小於預定的時間Twalk 時(834)，參與者繼續尋找來自註冊者的探測響應(836)。如果參與者檢測到來自註冊者的探測響應(836)，則參與者檢查是否存在其他註冊者(838)。如果參與者未檢測到註冊者或者檢測到多於一個註冊者，則過程返回步驟830。如果參與者未發現註冊者或者發現多於一個註冊者，則參與者可進行另外的N次嘗試(其中N是預定的整數)，以發現一個或更多個註冊者的不存在或存在。如果在N次嘗試期滿之後，參與者未發現註冊者或者發現了多於一個註冊者，則參與者可以著手建立其自己的自行組織式網路並且啟動註冊者應用。僅在參與者發現單個註冊者的情況下，參與者才著手向所發現的註冊者註冊。如果參與者檢測到單個註冊者，則其啟始EAP交換(840)並嘗試執行PBC握手(842)。然後，在成功的握手和自行組織式網路形成之後(844)，參與者可嘗試使用從註冊者獲得的網路憑證來在註冊之後加入網路(820)。在參與者加入自行組織式網路之後，如果參與者能夠充當註冊者，則參與者可嘗試建立其自己的網路，根據該網路，參與者周期性地降低其信標競爭窗口並嘗試添加更多的參與者。如果參與者在時段Twalk 內未檢測到來自註冊者的探測響應，則參與者啟動其自己的註冊者應用以變為註冊者(806)。
第9圖是由參與者執行來加入現有自行組織式無線網路的步驟的典範流程圖。過程開始於步驟900，在這之後參與者被開機(902)。在計時器T1 被開始之後(930)，參與者開始掃描尋找註冊者(932)。當計時器T1 的經過時間小於預定時間Twalk (934)時，參與者繼續尋找來自註冊者的探測響應(936)。如果參與者檢測到來自註冊者的探測響應(936)，則參與者檢查是否存在其他註冊者(938)。如果參與者未檢測到註冊者或者檢測到多於一個註冊者，則過程返回步驟932。如果參與者未發現註冊者或者發現多於一個註冊者，則參與者可進行另外的N次嘗試(其中N是預定的整數)，以發現一個或更多個註冊者的不存在或存在。如果在N次嘗試期滿之後，參與者未發現註冊者或者發現了多於一個註冊者，參與者可以著手建立其自己的自行組織式網路並且啟動註冊者應用。僅在參與者發現單個註冊者的情況下，參與者才著手向所發現的註冊者註冊。如果參與者檢測到單個註冊者，則其啟始EAP交換(940)並嘗試執行PBC握手(942)。然後，在成功的握手和自行組織式網路形成之後(944)，參與者可嘗試使用從註冊者獲得的網路憑證來在註冊之後加入網路(948)。在參與者加入自行組織式網路之後，如果參與者能夠充當註冊者，則參與者可嘗試建立其自己的網路，根據該網路，參與者周期性地降低其信標競爭窗口並嘗試添加更多的參與者。
如同以上說明，在自行組織式網路中，電池消耗一般是一個主要的設計因素。因此，每個註冊者被周期性地置於功率節省模式以節省電池消耗。第10圖是顯示註冊者為了進入積極信標模式以被參與者發現所採取的步驟的典範流程圖。在過程在步驟1000開始之後，確定是否到了註冊者產生信標的時間(1002)。如果確定需要註冊者產生信標(1002)，則參數Tmonitor 被設定為TBTT值的兩倍(1004)。其次，註冊者離開功率節省模式，啟始第二計時器T2 (1006)，並且減小其信標競爭窗口(1008)。當處於積極信標模式(即，信標競爭窗口減小模式)中時，註冊者偵聽來自其他註冊者的信標。只要註冊者檢測到來自其他註冊者的信標(1010)，註冊者就不產生其自己的信標，並且繼續減小其信標競爭窗口(1008)。然而，如果註冊者未檢測到來自其他註冊者的信標，則它使用其最後的信標競爭窗口產生其自己的信標(1010)。在信標產生之後，如果計時器T2 的時間被確定為大於Tmonitor (1012)，則註冊者重新開始功率節省模式並將其信標競爭窗口重新設定為其起始值(1022)。當計時器T2 的時間被確定為小於Tmonitor 時(1012)，註冊者繼續尋找來自參與者的探測請求(1014)。如果註冊者檢測到參與者探測請求，則其等待EAPOL_START畫面(1016)並執行握手(1018)。其次，如果註冊者確定被註冊的參與者的計數小於預定計數N，則過程轉移到步驟1012以註冊更多參與者。另一方面，如果註冊者確定所有的N個參與者都已被註冊，則註冊者重新開始功率節省模式並將其信標競爭窗口重新設定為其起始值(1022)。
第11圖顯示根據本發明一個實施例，適合被組態為參與者及/或註冊者的裝置1100的方塊圖。裝置1100被示為一部分包括觸發區塊1102、計時器1104、1100、控制區塊1106和掃描器1108。觸發區塊1102被組態為響應於使用者動作而觸發事件。例如，當裝置1100被加電時，觸發區塊1102啟動第一計時器1104。如果在計時器1104的經過時間達到預定時間之前觸發區塊1102檢測到第二使用者動作，則控制區塊1106將裝置1100組態為參與者。如果在計時器1104的經過時間達到預定時間時觸發區塊1102未檢測到第二使用者動作，則控制區塊1106將裝置1100組態為註冊者。控制區塊1106還修改裝置1100的信標競爭窗口。如果裝置1100被組態為參與者，則掃描器1108掃描尋找由註冊者傳送的信標。如果裝置1100被組態為註冊者，則計時器1110被用於確定在給定的時間期間內是否接收到探測請求。如果裝置1100被組態為參與者，計時器1110還被用於確定在給定的時間期間內是否接收到探測響應。
上述各此等區塊可使用電路來實現。如同在此所使用，術語“電路”是指純硬體實現及/或組合式硬體/軟體(或韌體)實現。因此，“電路”可採取特殊用途積體電路(ASIC)、可程式邏輯控制器、可編程邏輯陣列、嵌入式微控制器和單片電腦中的一種或多種形式，且採取處理器或微處理器以及電腦可讀取媒體、此媒體儲存可由處理器或微處理器執行的電腦可讀程式碼(例如軟體或韌體)的的形式。而且，“電路”可以是一個或更多個元件，因為“電路”的功能可以分佈在系統中的數個組件中。
上述本發明的實施例是說明而非限制性的。各種替換物和等同物均為可能。由於本發明，其他添加、刪除或修改均為明顯，且其用意為落在所附申請專利範圍之範圍中。
10．．．存留接達點
12．．．WSC客戶
14．．．註冊者
20．．．接達點(AP)
22．．．WSC客戶
30．．．WSC接達點
32．．．客戶
34．．．註冊者
200．．．裝置
202．．．按鈕
250．．．裝置
252．．．按鈕
300．．．狀態轉換表
302．．．閒置狀態
304．．．等待狀態
306．．．狀態
308．．．參與者註冊階段
310．．．狀態
312．．．狀態
400．．．自行組織式網路
402．．．存留節點
404．．．節點
406．．．節點
408．．．參與者
700．．．狀態轉換表
702．．．閒置狀態
704．．．發現狀態
706．．．註冊狀態
800、802．．．步驟
804、805．．．步驟
806、807．．．步驟
808、810．．．步驟
812、814．．．步驟
816、820．．．步驟
830、832．．．步驟
834、836．．．步驟
838、840．．．步驟
842、844．．．步驟
900、902．．．步驟
930、932．．．步驟
934、936．．．步驟
938、940．．．步驟
942、944．．．步驟
948．．．步驟
1000、1002．．．步驟
1004、1006．．．步驟
1008、1010．．．步驟
1012、1014．．．步驟
1016、1018．．．步驟
1020、1022．．．步驟
1040、1042．．．步驟
1100．．．裝置
1102．．．觸發區塊
1104．．．計時器
1106．．．控制區塊
1108．．．掃描區
1110．．．裝置
第1A－1C圖顯示在習知技術中已知的無線網路的內部結構之各種邏輯元件；第2圖顯示根據本發明一個實施例被組態以建立自行組織式網路之一對裝置；第3圖為根據本發明一個實施例與建立節點的組態狀態有關的典範狀態轉換表；第4圖顯示包括存留裝置和延伸裝置的自行組織式網路；第5圖顯示與第4圖所示的網路有關的典範實際信標傳送時間；第6圖顯示根據本發明一個實施例在參與者和註冊者之間的握手序列；第7圖為根據本發明一個實施例與註冊者應用有關的典範狀態轉換表；第8圖為根據本發明一個實施例被執行以在一對裝置之間形成自行組織式無線網路的步驟的典範流程圖；第9圖為根據本發明一個實施例，由參與者執行以加入現有自行組織式無線網路的步驟的典範流程圖；第10圖為顯示根據本發明一個實施例，註冊者用來進入積極信標模式以被參與者發現所採取的步驟的典範流程圖；以及第11圖顯示根據本發明一個實施例，適合被組態為參與者及/或註冊者的裝置之各種區塊。
800、802．．．步驟
804、805．．．步驟
806、807．．．步驟
808、810．．．步驟
812、814．．．步驟
816、820．．．步驟
830、832．．．步驟
834、836．．．步驟
838、840．．．步驟
842、844．．．步驟

Claims (46)

  1. 一種形成自行組織式無線網路之方法，該方法包括：接收由使用者啟始之第一裝置上的第一使用者動作；響應該第一使用者動作，於該第一裝置上輸入組態模式；接收由該使用者啟始之該第一裝置上的第二使用者動作，用來組態該第一裝置為參與者或註冊者之一；如果在該第一使用者動作的第一預定時間內由該第一裝置接收該第二使用者動作，則將該第一裝置組態為該參與者和該註冊者之一；如果在該第一使用者動作的第一預定時間內在該第一裝置上並未作出該第二使用者動作，則將該第一裝置組態為該參與者和該註冊者中的另一個；以及使得在該自行組織式無線網路中的該第一裝置和第二裝置之間的通。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中使得該第一裝置和該第二裝置之間的通信之步驟包括：如果該第一裝置被組態為註冊者，則將該第一裝置的信標競爭窗口設定為0至15個時隙之間的值；以及根據所設定的信標競爭窗口來傳送信標。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之方法，更包括：啟動計時器；如果在該計時器的經過時間達到第二預定時間之前、由該第二裝置傳送的探測請求被該註冊者接收到，則啟始執行註冊者-參與者握手的嘗試，其中該第二裝置被組態為該參與者；以及如果該嘗試成功，則在該註冊者和該參與者之間建立自行組織式網路。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之方法，更包括：對所建立的自行組織式網路添加另外N個參與者，其中N是大於1的 預定整數。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之方法，更包括：如果在該計時器的經過時間達到該第二預定時間之前、該註冊者未能接收到參與者探測請求，則將該註冊者置於閒置模式中。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之方法，更包括：根據第一時脈周期，周期性地使該註冊者離開該閒置模式。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之方法，更包括：將掃描周期設定為等於該第一時脈周期。
  8. 如申請專利範圍第2項之方法，更包括：當該註冊者接收到來自與該註冊者形成自行組織式網路的其他註冊者的信標時，減小該信標競爭窗口。
  9. 如申請專利範圍第2項所述之方法，更包括：在該註冊者上接收PIN，該PIN與嘗試與該註冊者通信的參與者有關。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之方法，其中該PIN是經由光學信號而接收。
  11. 如申請專利範圍第9項所述之方法，其中該PIN是經由音頻信號而接收。
  12. 如申請專利範圍第9項所述之方法，其中該PIN是由使用者手工輸入。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之方法，更包括： 如果該第一裝置被組態為參與者，則啟動計時器；掃描由該第二裝置傳送的信標，其中該第二裝置被組態為註冊者；以及如果在該計時器的經過時間達到第二預定時間之前該參與者接收到來自該註冊者的信標，則啟始延伸確認協定交換。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之方法，更包括：在完成該延伸確認協定的交換之後，啟始實施註冊者-參與者握手的嘗試；以及如果該嘗試成功，則建立該自行組織式網路。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之方法，更包括：如果該嘗試未成功則重新設定該計時器。
  16. 如申請專利範圍第5項所述之方法，更包括：響應於該第二使用者動作，而使該註冊者離開該閒置模式。
  17. 如申請專利範圍第14項所述之方法，更包括：在該自行組織式網路被建立之後，在該參與者上啟動註冊者應用。
  18. 如申請專利範圍第1項所述之方法，更包括：如果該第一裝置被組態為註冊者，則將該第一裝置的信標競爭窗口設定為0到10個時隙之間的值；以及根據所設定的信標競爭窗口來傳送信標。
  19. 如申請專利範圍第1項所述之方法，更包括：如果該第一裝置被組態為註冊者，則將該第一裝置的信標競爭窗口設定為0到5個時隙之間的值；以及根據所設定的信標競爭窗口來傳送信標。
  20. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該第一使用者動作對應於按下按鈕。
  21. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該第一使用者動作對應於發出語音指令。
  22. 一種組態嘗試參加自行組織式網路會議的裝置之方法，該方法包括：藉用該裝置，將組態該裝置為註冊者之第一選項以及將該裝置組態為參與者之第二選項呈現至該裝置之使用者，以響應使用者觸發事件；藉用該裝置，接收該第一選項或該第二選項之使用者選擇，藉用該裝置之控制器，如果該接收之使用者選擇顯示該第一選項被選擇，則將該裝置組態為該註冊者；以及藉用該裝置之控制器，如果該接收之使用者選擇顯示該第二選項被選擇，則將該裝置組態為該參與者。
  23. 如申請專利範圍第22項所述之方法，其中呈現該第一選項與該第二選項包括將該第一選項和該第二選項顯示在該裝置之LCD面板上。
  24. 一種適合於參加無線自行組織式網路之裝置，該裝置包括：一被組態為響應於第一使用者動作而觸發事件的觸發模組；一第一計時器；以及一控制器，該控制器可操作用於如果在該第一計時器的時間達到已知時間之前該觸發模組檢測到第二使用者動作，則將該裝置組態為參與者和註冊者之一，該控制器還可操作用於如果在該第一計時器的時間達到該已知時間之前該觸發模組未檢測到該第二使用者動作，則將該裝置組態為該參與者和該註冊者中的另一個。
  25. 如申請專利範圍第24項所述之裝置，其中該控制器還可操作用於：如果該裝置被組態為註冊者，則將該裝置的信標競爭窗口設定為0至15個時隙之間的值，該裝置根據所設定的信標競爭窗口來傳送信標。
  26. 如申請專利範圍第25項所述之裝置，更包括：一第二計時器，該控制器還可操作用於如果在該第二計時器的經過時間達到預定時間之前接收到由該參與者傳送的探測請求，則執行註冊者-參與者握手，該裝置可操作用於如果該握手成功則建立自行組織式網路。
  27. 如申請專利範圍第26項所述之裝置，其中該控制器可操作用於：如果該握手未成功則重新設定該第二計時器。
  28. 如申請專利範圍第26項所述之裝置，其中該控制器還可操作用於：對所建立的自行組織式網路添加另外N個參與者，其中N是大於1的預定整數。
  29. 如申請專利範圍第26項所述之裝置，其中該控制器還可操作用於：如果在該第二計時器的時間達到該預定時間之前該註冊者未能接收到參與者探測請求，則將該註冊者置於閒置模式中。
  30. 如申請專利範圍第29項所述之裝置，其中該控制器還可操作用於：根據第一時脈周期，周期性地使該註冊者離開該閒置模式。
  31. 如申請專利範圍第25項所述之裝置，其中該控制器還可操作用於：當該註冊者接收到來自與該註冊者形成自行 組織式網路的其他註冊者的信標時，減小該信標競爭窗口。
  32. 如申請專利範圍第25項所述之裝置，其中該註冊者還被組態為接收與該參與者有關的PIN。
  33. 如申請專利範圍第32項所述之裝置，更包括：被組態為接收該PIN的光學介面。
  34. 如申請專利範圍第32項所述之裝置，更包括：被組態為接收該PIN的音頻介面。
  35. 如申請專利範圍第32項所述之裝置，更包括：使用者介面，被組態以接收經由使用者的手工輸入之PIN。
  36. 如申請專利範圍第24項所述之裝置，其中該裝置被組態為參與者，該參與者更包括：一第二計時器；以及一掃描器，適合於掃描由一個或更多個註冊者所傳送之信標，其中，該控制器還可操作用於如果在該第二計時器的經過時間達到預定時間之前、該參與者接收到來自該一個或更多個註冊者的信標，則啟始延伸確認協定交換。
  37. 如申請專利範圍第36項所述之裝置，其中該控制器還可操作用於：在完成該延伸確認協定的交換之後，嘗試執行註冊者-參與者握手；該控制器還可操作用於如果該嘗試成功則建立自行組織式網路。
  38. 如申請專利範圍第37項所述之裝置，其中該控制器可操作用於：如果該嘗試未成功則重新設定該第二計時器。
  39. 如申請專利範圍第37項所述之裝置，其中該控制器還可操作用於將該參與者置於閒置模式。
  40. 如申請專利範圍第37項所述之裝置，其中該控制器還可操作用於在該自行組織式網路被建立之後，在該參與者上啟動註冊者應用。
  41. 如申請專利範圍第24項所述之裝置，其中該控制器還被組態為如果該裝置被組態為註冊者，則將該裝置的信標競爭窗口設定為0到10個時隙之間的值；該裝置被組態為根據所設定的信標競爭窗口來傳送信標。
  42. 如申請專利範圍第24項所述之裝置，其中該控制器還被組態為如果該裝置被組態為註冊者，則將該裝置的信標競爭窗口設定為0到5個時隙之間的值；該裝置被組態為根據所設定的信標競爭窗口來傳送信標。
  43. 如申請專利範圍第24項所述之裝置，更包括：適合於接收該第一使用者動作的按鈕。
  44. 如申請專利範圍第24項所述之裝置，更包括：適合於接收代表該第一使用者動作的語音指令的音頻介面。
  45. 如申請專利範圍第29項所述之裝置，其中該控制器還可操作用於響應於該第二使用者動作而使該註冊者離開該閒置模式。
  46. 一種在第一裝置與第二裝置之間形成無線自行組織式網路之方法，該方 法包括：開啟該第一裝置；開啟該第二裝置；啟動該第一裝置上的第一計時器；啟動該第二裝置上的第二計時器；在該第一計時器的經過時間達到預定時間之前按下該第一裝置上的按鈕，而將該第一裝置組態為參與者；在該第二計時器的經過時間達到該預定時間之前避免按下該第二裝置上的按鈕，以將該第二裝置組態為註冊者；減小該第二裝置的信標競爭窗口；根據減小的信標競爭窗口，從該第二裝置傳送信標；經由該第一裝置攔截傳送的信標，因而使該第一裝置能夠發現該第二裝置；在該第一與第二裝置之間實施握手操作；以及形成該自行組織式網路。
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