[发明专利]为公用服务提供网络和路由协议的方法和系统

说明书

技术领域

本发明一般涉及网络和基于网络的计算机系统，更具体地说，涉 及为公用服务和家庭区域服务提供网络和路由协议的方法和系统。

发明内容

例证实施例举例说明按照FHSS模式工作，从而在公用事业设备 和家庭设备(比如电表、水表、气表、配电自动化(DA)设备和建筑物 内设备)之间实现双向通信的RF网络(地面或无线LAN)中的路由方案 和协议，所述公用事业设备和家庭设备是与公用事业主机系统(也称为 后台管理服务器或BOS)互连的RF LAN网络中的IP主机，所述公用 事业主机系统是无线或有线WAN(广域网)体系结构中的IP主机。例 证实施例中的IP版本是IPv6。IPv6分组被封装在IPv4中，以便传 输通过典型的基于IPv4的WAN云。在无线LAN网络中路由IPv6 分组的方法包括提供作为LAN和WAN之间的网关且能够在其能力 内实现封装(例如，IPv6到IPv4分组的封闭)的接入点(AP)，和提供 看来似乎在IPv6层与AP直接连接的多个IPv6端点或设备。

物理上，所述端点或设备能够建立直接到AP的无线电传输路径 (到AP的单跳)，或者到其它IPv6设备的无线电传输路径(到AP的多 跳)，本发明的算法和方法说明AP之下的网络拓扑结构是如何创建 的，分组是如何利用数据链路层(OSI模型中的层2)路由的。设备或节 点出现，发现可用网络，选择要加入的网络，选择一组排序的可行上 游候选节点作为它们的路由方案中的下一跳，向具有最佳路径和链路 成本的上游节点登记，以及最后向与一个或多个可用网络相关的AP 登记。节点进行的网络发现过程确保存在把分组上行转发到公用事业 主机系统的出口AP的路由，而向上游节点和AP的显式登记可向AP 提供网络的最新了解，并确保通信量也能够下行流向节点。这是一种 多出口、多入口的路由方案，其中借助一个或多个AP(网关)，一个网 络节点可以是多个网络的一部分。

上述及其它优选特征，包括元件的各种新颖的实现和组合细节将 参考附图更具体地说明，并在权利要求中指出。显然这里说明的特定 方法和系统只是对本发明的举例说明，而不是对本发明的限制。本领 域的技术人员明白，这里描述的原理和特征可用在各种实施例中，而 不脱离本发明的范围。

附图说明

图1A图解说明一个可能实施例的整体网络体系结构。

图1B图解说明一个可能实施例的整体网络体系结构的备选表 示。

图1C是一个可能实施例的无线公用事业网的通用方框图。

图2是被路由分组的链路层报头的逐位结构的表示。

图3表示关于到节点知道的特定网络的最佳路径，由节点发出的 网络通告消息(Network Advertisement message)的格式。

图4是在节点从其邻居收到网络通告之后，在该节点处构成的路 由表的简化表示。

图5是可存在于节点的不同路由类型的路由的列表的例子。

图6表示由节点向上游的另一节点发送的“upstream registration”(上游邻居登记)消息的格式。

图7是由上游节点向登记节点发送的“upstream registration acknowledgement”(上游邻居登记确认)消息的例证格式。

图8是由节点发给它希望向其登记的AP的“AP Registration” (AP登记)消息的例证格式。

图9进一步图解说明包含在“AP Registration”消息内的AREG 邻居描述的内容。

图10表示其中端节点通过多个中继器与提供进入一个WAN网 络的出口的一个以上AP连接的网络。

图11是在图10中描述的网络中的出现过程中，在端节点M 1041 中关于到网络的出口而生成的各个上游跳的排序列表的表示。

图12描述图11的网络，其中链路成本之一发生了变化。

图13是在图13中描述的网络中的路由更新过程中，在端节点M 中关于到网络的出口而生成的各个上游跳的重排列表的表示。

图14表示简单的网络，其中多个AP、中继器和端点设备逐一出 现。

图15表示在一个可能的实施例中，能够相互建立RF通信链路 的所有节点之间的链路成本的映射。

图16提供在图17中使用的符号的说明。