[发明专利]一种智能终端WiFi的自组网建立方法及装置

说明书

本发明涉及自组网领域，尤其是一种智能终端WiFi的自组网建立方法及装置。本发明利用WiFi无线局域网（WiFi WLAN）建立每个簇，每个簇的簇头担任接入点（AP，Access Point）；每个簇的枝叶节点利用WiFi Direct进行对等（P2P，Peer to Peer）连接，将多个簇连接成一个任意扩展的多跳的自组织网络。其中与其他簇连接形成自组网的枝叶节点中至少有一个是端节点（STA，Station）。所述枝叶节点是STA端节点或者软热点（SAP，Soft Access Point），其中每个簇的簇头AP与任意STA节点或者任意SAP节点建立一个簇。簇与簇之间利用STA与SAP的连接，在以WiFi WLAN为基础上实现WiFi direct的多跳网络拓扑扩展。

技术领域

本发明涉及自组网领域，尤其是一种智能终端WiFi的自组网建立方法及装置。

背景技术

当前普通智能手机已经得到了广泛应用，但是手机之间的通信需要通过建设基站实现，同时，手机的相关软件应用需要后台服务系统的支撑。当3G/4G 的通信基站不可用时(偏远山区、受灾环境或重大任务保障)，手机的通信能力就会受到限制。

普通智能手机具有3G/4G移动通信、蓝牙通信及WiFi通信能力。其中3G/4G移动通信依赖于基础设施，并不能作为移动自组织网络的连接方式。蓝牙是短距离连接方式，使用蓝牙通信的距离一般不超过10米。因此蓝牙作为网络传输层，限制了网络节点的移动性，也限制了网络覆盖范围，因此不能作为移动自组织网络的稳定连接方式。Android智能手机基本都具有WiFi模块。 WiFi基于2.4GHz的频段传播信号，最高传输速率能够达到200-300Mbps。 WiFi网络允许两个节点直接互联，而不需要通过任何基础设施节点，因此，可以利用智能手机自带的WiFi模块实现手机自组织网络规划。

手机自组织网络的设计可以解决普通手机在无基站环境下的互通问题，利用手机自带的WiFi通信模块及通信协议，在手机上实现路由及相关链路层协议，使得普通智能手机具备了相互通信的能力，而无需后台服务系统的支撑。

目前，利用WiFi通信模块实现智能手机自组织网络规划方法有三种：

1)智能手机自带的WiFi模块，支持IEEE 802.11标准协议，可以设置其中的ad hoc模式，但是需要对手机进行root后，修改wpa_supplicant配置文件，修改WiFi的通信参数，该方法对自组织网络APP应用有很多限制，并不适合于普通的智能手机应用。

2)WiFi在视距条件下的实际通信距离在150米到200米之间，可以较好的支持手机自组织网络的设计场景。普通商用智能手机WiFi本身支持多种共存模式，主要利用WiFiWLAN模式和WiFi Direct模式，其中WiFi WLAN为基础热点模式，作为手机客户端接入热点。WiFi Direct模式用于手机节点间的直连。在一定条件下，WiFi WLAN与WiFi Direct模式在同一个手机上可以共存。其中，基于WiFi Direct簇头扩展WiFi WLAN的组网机制。

该组网机制在相关文献上已有设计，利用智能手机的WiFi Direct功能，建立以SAP(即为Soft Access Point)为簇头的局部网络，簇头之间利用WiFi WLAN实现网络拓扑的扩展。如图1所示。

该方法主要存在以下两个问题：

21)需要将WiFi Direct的簇头作为SAP使用，而SAP由Android系统自动生成一个随机接入密码，终端节点每次接入时需要获知该密码。在实际应用中未对智能手机root时，终端节点难以获取系统随机生成的SAP接入密码。

22)拓扑连接中，作为簇头节点的IP地址相同，导致只能单向传输数据，因此，在要求双向交互功能的自组织网路中，并不适用。