[发明专利]一种基于Wi-Fi Direct的D2D链路上的数据转发方法

说明书

一种基于Wi‑Fi Direct(WFD)技术的D2D链路上的数据转发协议，该协议是基于WFD和D2D通信技术，属于无线通信技术领域。针对蜂窝业务恶化和Wi‑Fi覆盖不足的灾难地区，利用WFD中的服务发现功能，开发一种高效的数据转发协议，能够通过多跳D2D通信将数据推送到云端。协议解决了标准WFD模式中不能跨组通信的技术难点和传统通信依赖基础网络架构的不便利。本发明协议允许设备借助其他互联网连接设备作为跳板将数据发送到云端，实现了无基础架构的远程通信，为灾难事件的搜索和救援提供便利。

技术领域

本发明涉及一种基于Wi-Fi Direct(WFD)的D2D链路上的数据转发协议，该协议是基于WFD和D2D通信技术，属于无线通信技术领域。

背景技术

传统无线通信网络对通信基础设施的要求较高，核心网设施或接入网设备的损坏都可能导致通信系统的瘫痪。D2D通信技术的引入使得蜂窝通信终端建立通信网络成为可能。当无线通信基础设施损坏，或者在无线网络的覆盖盲区，终端可借助D2D实现端到端通信甚至接入蜂窝网络，无线通信的应用场景得到进一步的扩展。

WFD是一种点对点连接技术，它可以在两台设备之间直接建立链接，并不需要AP的参与。作为新兴的P2P的无线互联技术，WFD能兼容传统的WiFi设备并支持与Wi-Fi相同的传输速率和范围，而无需任何基础设施。

WFD是实现D2D互连的主要选择。目前有基于Wi-Fi Ad-Hoc模式下的P2P链路上的热点实现研究，但由于在安卓移动设备中，Wi-Fi Ad-Hoc模式在内核级别实现，在应用程序级无法访问，因此需为每个目标设备编译整个系统，可行度低。此外，Wi-Fi Ad-Hoc模式不支持远程通信，在本地不能访问互联网基础架构的情况下，这种方式有限。

发明内容

本发明的目的是针对互联网基础设施不可用导致数据共享受限情况下，提出一种基于Wi-Fi Direct的D2D链路上的数据转发协议，它是一种用于设备间高效且自动化的数据转发协议，能够通过多跳D2D通信将数据推送到云端。

一种基于Wi-Fi Direct的高效且自动化的数据转发协议，为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：协议的执行依赖于两个部分：第一部分管理服务发送请求和响应；第二部分管理与Internet服务器的连接。所述第一部分协议利用WFD中的服务发现功能，使服务发现帧在接近的设备之间可选地交换，以便识别每个附近设备所支持的服务，设备通过自身属性相互匹配，将用户数据转发到附近的设备，接收数据的设备检查互联网连接，并决定是否可以将数据连接和转发到云端，或者将信息重新封装在一个服务中并再次传播到其他潜在的附近设备。所述第二部分利用现有的应用层协议HTTP建立连接，使用现有协议不需要开发服务器端来接收数据。协议的服务器部分依赖于两个模块：第一个模块使用GET命令处理传入的HTTP消息，并将它们存储在本地结构化文本文件中；第二个模块使用POST命令处理提取的存储消息，该提取的消息以名称值格式化并作为纯文本发送到请求客户端。本设计协议可实现为应用程序，在Android上实现功能。

所述的WFD中的服务发现功能是：WFD服务发现使用两种协议：DNS和DNS-SD。组播DNS以分布式方式工作，协议需要在所有参与设备上实现；DNS-SD中SD代表服务发现，DNS-SD可以将每个设备支持的服务添加到DNS记录。DNS支持两种记录方式：SRV记录和TXT记录。SRV记录提供主机和他们支持的服务之间的映射，反向DNS查找服务名称可以提取支持该服务名称的所有设备ID，检索到设备ID后，通过SRV记录查找来检查该设备支持的所有服务；TXT记录用来保存域名的附加文本信息。Android 4.1以上支持WFD的服务发现功能，服务发现允许在群组协商完成之前操作服务发现查询，在发现阶段设备将支持的服务彼此交换，协议可根据匹配的服务实例名称检查附近设备所支持的服务，然后选择是否连接。

所述的应用层协议HTTP规定了客户端和服务器之间的通信格式。其中使用GET和POST命令，GET用于信息获取且不修改数据，POST请求用来处理提取的存储消息。