[发明专利]限定区域自组织网络的网络管理方法、通信设备和系统

说明书

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。