用于无线网络的信息处理设备和方法

                         技术领域

本发明涉及一种用于无线网络的信息处理设备和方法，尤其涉及一种通 过减少无线网络中的通信量以确保宽带宽的信息处理设备和方法。

                         背景技术

随着移动通信器件快速蔓延，由于用户希望使用互联网来保证移动性， 即使在无线环境中，互联网服务也被需要。

为了提供这样的互联网服务，对于无线局域网(LAN)、移动互联网协议 (IP)、移动自组织网络(MANET)等的研究已被积极地执行。

其中，作为支持通过有线和/或无线连接来连接所有家用终端的家庭网络 和支持通过向每一移动终端分配IP来进行有线和无线数据通信的解决方案， 与互联网协议版本6(IPv6)结合的MANET已成为亮点。

IPv6是IPv4的升级版本。IPv6兼容IPv4，并被设计为不仅可在诸如异 步传输模式(ATM)网的高速网络中运行，还可在诸如无线网络的低速网络 中有效运行。

在互联网上采用IPv4，由于连接的终端数目增加，会缺少可被分配给新 终端的地址。因此，增加可被连接至互联网的装置的数目是IPv6发展中的首 要考虑。

为了增加被连接至互联网的装置的数目，IPv6中的地址大小为128比特， 其大于IPv4中的32比特的地址大小。

图1示出典型的无线网络的结构。每个无线网络10和20的每个接入路 由器11和21向多个移动终端MN发送自动地址配置需要的路由器信息消息。

路由器信息消息包括诸如接入路由器地址和使用期限的信息。通过路由 器信息消息，每个移动终端MN能识别出其属于的无线网络并自动配置地址。

如图2所示，当该典型无线网络与IPv6结合时，多个接入路由器30和 40向多个移动终端MN1广播它们的路由器信息消息。

通过这样的广播，路由器信息被发送遍及无线网络。

这里，移动终端MN1接收由接入路由器30和40发送的所有路由器信 息消息。

另外，由于在与IPv6结合的无线网络中，网络经过多跳转来形成，所以 当移动终端MN1移动时，无线网络的通信量不断地改变。

因为移动终端MN1的移动，所以接入路由器30和40周期性地广播它 们的路由器信息消息。

因此，由于接入路由器30和40的路由器信息消息的周期性发送导致无 线网络中的总通信量增加，也因此，用于移动终端MN1正常通信的带宽被减 少。其结果是，正常通信的延时和丢包可发生。

                         发明内容

本发明提供一种用于无线网络的信息处理设备和方法，通过其，允许移 动终端识别出该移动终端所属的无线网络并配置地址所需的路由器信息的发 送被最小化，从而减小了无线网络中的通信量。

本领域技术人员将通过下面的描述清楚理解本发明的上述和其它方面、 特征和优点。

根据本发明的一方面，提供一种用于无线网络的信息处理设备，其包括： 列表存储单元，用于存储包含发送关于该无线网络的路由器信息请求消息的 移动终端的信息的列表；第一信息存储单元，用于存储关于该无线网络的路 由器信息；以及信息发送器，用于将路由器信息发送至包含于列表中的移动 终端。

根据本发明的另一方面，提供一种用于无线网络的信息处理设备，其包 括：信息请求器，用于向无线网络的移动终端发送路由器信息请求消息；信 息接收器，用于接收与路由器信息请求消息相应的路由器信息；以及第二信 息存储单元，用于存储接收到的路由器信息。

根据本发明的另一方面，提供一种用于无线网络的信息处理方法，其包 括：存储包含发送关于该无线网络的路由器信息请求消息的移动终端的信息 的列表；存储关于该无线网络的路由器信息，以及将存储的路由器信息发送 至包含于列表中的移动终端。

根据本发明的另一方面，提供一种用于无线网络的信息处理方法，其包 括：向无线网络中的移动终端发送路由器信息请求消息；接收与路由器信息 请求消息相应的路由器信息；以及存储接收到的路由器信息。

                         附图说明

通过结合附图对优选实施例进行的详细描述，本发明的上述和/或其它特 征和优点将会变得更加清楚，其中：

图1示出典型的无线网络的结构；

图2示出使用互联网协议版本6(IPv6)的传统移动自组织网络(MANET) 的结构；

图3示出根据本发明的示例性实施例的无线网络的信息处理设备；

图4示出根据本发明的示例性实施例的包含移动终端信息的列表的结 构；

图5示出根据本发明的示例性实施例的接入路由器通过其发送路由器信 息消息的方法；

图6示出根据本发明的示例性实施例的移动终端通过其发送路由器信息 请求消息的方法；

图7示出图6中所示的接收路由器信息请求消息的移动终端通过其发送 路由器信息请求消息的方法；

图8示出图7中所示的发送路由器信息请求消息的移动终端通过其接收 路由器信息消息的方法；

图9示出将图8所示的路由器信息消息发送至最初发送路由器信息请求 消息的移动终端的方法；

图10示出根据本发明的示例性实施例的包括协议转换器的接入路由器；

图11是根据本发明的示例性实施例，将路由器信息发送至请求路由器信 息消息的移动终端的方法的流程图；

图12是根据本发明的示例性实施例，使请求路由器信息消息的移动终端 能够接收到路由器信息的方法的流程图；

图13示出利用本发明的示例性实施例的无线网络中的消息发送的频率； 以及

图14示出根据本发明的示例性实施例，协议转换器通过其转换协议的方 法。

                       具体实施方式

参照示例性实施例以及附图的详细描述，本发明的优点和特征以及实现 其的方法将更易于理解。然而，本发明以多种不同的形式实施，并不应被解 释为受限于其中阐述的实施例。而是，提供这些实施例以便公开是彻底和完 全的，并能够向本领域技术人员充分传达本发明的思想，并且本发明仅由所 附的权利要求限定。说明书中，相同的标号始终表示相同的部件。

现在将参照附图更充分地描述本发明，其中示出本发明的示例性实施例。

参照图3，根据本发明实施例的用于无线网络的信息处理设备可包括存 储关于预定的无线网络的路由器信息的第一移动终端100，以及从第一移动 终端100接收关于该预定的无线网络的路由器信息的第二移动终端200。

在本发明的实施例中，假设第一移动终端100已经处于无线网络中并且 第二移动终端200新进入该无线网络。

第一移动终端100可包括：第一信息存储单元110，用于存储关于无线 网络的路由器信息；列表存储单元120，用于存储包含请求路由器信息的移 动终端的信息的列表；以及信息发送器130，用于将路由器信息发送至包含 于列表中的移动终端。

存储在列表存储单元120中的列表包含每个向第一移动终端100发送路 由器信息请求消息的移动终端的信息。

参照图4，列表可包含：发送路由器信息请求消息的移动终端的地址310、 路由器信息请求消息的唯一ID 320、以及当路由器信息请求消息被收到时的 时间330。

优选但不必要的是向第一移动终端100发送路由器信息请求消息的移动 终端处于1跳距离内。跳数随网络策略而改变。

参照图5，当无线网络被激活时，也就是，当无线网络中的接入路由器 被开启或路由器信息被更新时，第一移动终端100能够接收并存储从接入路 由器400发送的路由器信息消息。

接入路由器400可在无请求或者响应于由需要路由器信息的移动终端发 送的路由器信息请求消息的情况下发送路由器信息消息。

在图5中，虚线代表无线链路，实线代表由接入路由器400发送的路由 器信息消息。

当无线网络被激活时，接入路由器400发送路由器信息消息，并且直到 路由器信息被更新时才再次发送路由器信息消息，因此，无线网络中的通信 量被减少。

另外，接入路由器400可将路由器信息广播至根据网络策略预定的最大 跳距离，并且在最大跳距离内的每个移动终端可接收并存储该路由器信息。

同时，图3中所示的第二移动终端200可包括：信息请求器210，用于 当第二移动终端200进入无线网络时，向存在于该无线网络中的第一移动终 端100发送路由器信息请求消息；信息接收器220，用于接收与路由器信息 请求消息相应的路由器信息；以及第二信息存储单元230，用于存储接收到 的路由器信息。

优选但不必要的是第二移动终端将路由器信息请求消息发送至距其1跳 距离内的移动终端。在第二移动终端200与接收由第二移动终端200发送的 路由器信息请求消息的移动终端间的跳数可根据网络策略而改变。

在本发明的实施例中，第一移动终端100在距第二移动终端200 1跳距 离内。

参照图6，由于当无线网络被激活时，存在于无线网络中的移动终端从 该无线网络的接入路由器400接收路由器信息消息并存储关于该无线网络的 路由器信息，所以第二移动终端200可向1跳距离内的第一移动终端100发 送路由器信息请求消息，而不是向接入路由器400发送路由器信息请求消息。

当第一移动终端100接收路由器信息消息时，其将第二移动终端200的 信息存储在列表存储单元120中并确定它是否具有与路由器信息请求消息相 应的路由器信息。

当第一移动终端100具有相应的路由器信息时，第一移动终端100向第 二移动终端200发送包含路由器信息的路由器信息消息。当第一移动终端100 不具有路由器信息时，如图7所示，它向距其1跳距离内如同第二移动终端 200的移动终端410和420发送路由器信息请求消息。

为此，第一移动终端100的单独部件110、120、和130以及第二移动终 端200的单独部件210、220、和230可分离地或集成地包括于第一移动终端 100和第二移动终端200中。

当第一移动终端100发送路由器信息请求消息时，可有多个距第一移动 终端1001跳距离内的移动终端410和420。在这种情况下，为了防止第一移 动终端100冗余地接收路由器信息，如图8所示，如果移动终端410先发送 路由器信息，则距第一移动终端100 1跳距离内的移动终端420不向第一移 动终端100发送路由器信息。

图9示出新进入无线网络的第二移动终端200从第一移动终端100接收 关于该无线网络的路由器信息消息的过程。

同时，接入路由器400可包括协议转换器，用于当第一移动终端100和 第二移动终端200使用不同的协议通过接入路由器400发送和接收消息时转 换协议。

参照图10，接入路由器400包括：第一消息收发器510，用于利用当前 无线网络的协议发送和接收消息；第二消息收发器530，用于利用与当前无 线网络的协议不同的协议发送和接收消息；以及安排在第一消息收发器510 和第二消息收发器530间的协议转换器，用于转换将适合该消息被发送至的 无线网络的消息的协议。

这里，协议转换器520可包括于或独立于接入路由器400中。

另外，第一消息收发器510、协议转换器520、和第二消息收发器530 可被选择地结合。

下面的描述涉及根据本发明的实施例由用于无线网络的信息处理设备执 行的信息处理方法。该信息处理方法可被分为通过其第一移动终端100向已 发送路由器信息请求消息的移动终端发送路由器信息的方法和通过其新进入 无线网络的第二移动终端200接收关于该无线网络的路由器信息的方法。

通过其第一移动终端100向已发送路由器信息请求消息的移动终端发送 路由器信息的方法被示于图11中。

在操作S110，第一移动终端100确定路由器信息请求消息是否已经从预 定的移动终端被接收。

如上所述，路由器信息请求消息可从距第一移动终端100 1跳距离内的 移动终端处，或者从距第一移动终端100多于1跳距离的移动终端处被接收。

如果确定路由器信息请求消息已经被接收，则在操作S120，第一移动终 端100确定其是否具有关于当前无线网络的路由器信息。

如果确定第一移动终端100不具有该路由器信息，则在操作S130，第一 移动终端100向距离其1跳距离内的另一移动终端发送路由器信息请求消息。

这里，在第一移动终端100发送路由器信息请求消息之前，包含于接收 的路由器信息请求消息中的移动终端地址被转换为第一移动终端100的地 址。

在操作S140，第一移动终端100将已经向第一移动终端100发送路由器 信息请求消息的移动终端的信息存储在在列表存储单元120的列表中。

存储在列表存储单元120的列表中的移动终端的信息如图4中所示。

这里，为了避免从相同的移动终端冗余地接收路由器信息请求消息，第 一移动终端100可忽略来自具有与存储在列表存储单元120中的地址310和 ID 320相同的地址和ID的移动终端的路由器信息请求消息。

在操作S150，第一移动终端100确定是否从第一移动终端100已向其发 送路由器信息请求消息的移动终端接收到路由器信息消息。如果确定路由器 信息已被接收，则在操作S160，第一移动终端100将接收的路由器信息消息 存储在第一信息存储单元110中。

此后，在操作S170，第一移动终端100搜索存储在列表存储单元120中 的列表，并在操作S180确定包含于列表中的移动终端的信息是否有效。

这里，当移动终端的信息被存储于列表存储单元120中的时间与当前时 间之间的差值被计算，并且如果其间的差超过预定的时间段，则包含于列表 中的移动终端的信息被确定为无效。

如果确定包含于存储在列表存储单元120中的列表中的移动终端的信息 有效，则在操作S190，第一移动终端100将存储在第一信息存储单元110中 的路由器信息消息发送到移动终端。

这里，在发送存储在第一信息存储单元110中的路由器信息消息之前， 可确定与包含于路由器信息消息中的路由器信息一致的接入路由器路径是否 有效。

当第一移动终端100接收到当前无线网络的更新的路由器信息时，路由 器信息的有效性的确定可被执行。更新的路由器信息的有效性可基于接入路 由器的路径来确定。

详细地说，如果未找到接入路由器的路径，则第一移动终端100确定发 送不可能并且不可发送路由器信息。

在操作S200，如果确定第一移动终端100在预定的时间段内没有从第一 移动终端100已向其发送路由器信息请求消息的移动终端收到路由器信息消 息，则第一移动终端100重发路由器信息请求消息。

同时，存储在第一移动终端100中的路由器信息可具有预定的有效期。

路由器信息的有效期可由各个移动终端在预定的最小值和预定的最大值 之间的范围中随机地且独立地设置。

如果存储在包括于无线网络中的所有移动终端中的路由器信息的有效期 是相同的，则所有的移动终端可在同一时间向接入路由器400请求路由器信 息。其结果是，无线网络中的通信量增加。

图12是第二移动终端200通过其接收路由器信息的方法的流程图。

在操作S310，第二移动终端200向1跳距离内的第一移动终端发送路由 器信息请求消息。

如果在操作S320，与路由器信息请求消息相应的路由器信息消息被接 收，则在操作S330中，第二移动终端200将接收的路由器信息消息存储到第 二信息存储单元230中。

如果在预定的时间段内没有收到路由器信息消息，则在操作S340，第二 移动终端200重发路由器信息请求消息。

相比图2所示的结构，上述的根据本发明实施例的无线网络的信息处理 设备和方法能减少在无线网络中传输的消息数目。

当包括多个接入路由器的无线网络中的移动终端的数目是“n”，并且位 于每个接入路由器边界的移动终端的数目是“i”时，在传统技术中消息传 输数目为“2n”。在本发明中，消息传输的总数目是M，由方程1表示：

                 M＝n+i                              (1)

其中，“i”是在位于每个接入路由器边界的移动终端中，从所有接入路 由器接收路由器信息消息的移动终端的数目。

由于在位于每个接入路由器边界的移动终端中至少一个移动终端可从所 有接入路由器接收路由器信息消息，所以“i”可小于或等于接入路由器的总 数。

换言之，如图13所示，当多个接入路由器存在并且至少一个移动终端位 于每个接入路由器的边界B时，消息传输的总数“M”可由方程1表示。

表1示出以传输消息数目对接入路由器数目的形式在本发明和传统技术 间的比较。

                表1   接入路由器数目   传统技术   本发明   1   n   n   2   2n   n+i   3   3n   n+i

在表1中，“n”是无线网络中移动终端的数目，“i”是在位于每个接入 路由器边界的移动终端中，从所有的接入路由器接收路由器信息消息的移动 终端的数目。

在每个接入路由器的边界从不同的接入路由器接收多个路由器信息消息 的移动终端可根据预定的条件选择多个路由器信息消息中的一个。例如，位 于每个接入路由器边界的移动终端可选择性地接收从距其最小跳距离内的接 入路由器发送的路由器信息消息。选择性地接收路由器信息消息的条件可随 网络策略而变化。

位于每个接入路由器边界的移动终端基于接收的路由器信息消息可识别 出该移动终端所属的无线网络，并且自动配置地址。

另外，在根据预定的条件选择性地接收路由器信息消息之后，移动终端 可忽略其它的路由器信息消息。

同时，在本发明的实施例中，由于第一移动终端100和第二移动终端200 存在于相同的无线网络中，所以它们可利用相同的协议来发送和接收消息。

当第一移动终端100和第二移动终端200通过接入路由器400向使用与 当前无线网络的协议不同的协议的网络发送或从其接收消息时，接入路由器 400可在使用不同协议的网络间转换协议。

在本发明的实施例中，第一移动终端100和第二移动终端200使用MANET 协议，并且它们通过接入路由器400向使用IPv6协议的网络发送和从其接收 消息。

因此，如图14所示，协议转换器520能够在使用MANET协议的第一消 息收发器510和使用IPv6协议的第二消息收发器530间适当地转换协议。

本发明可被应用到MANET和优化链路状态路由算法(OLSR)并且不 限于此。

虽然参照附图描述了用于无线网络的信息处理设备和方法，但是本发明 可不限于此，并可依照本发明的原理在其它的实施中有所修改。

如上所述，根据本发明，由于请求关于无线网络的路由器信息的移动终 端不遍及该无线网络广播消息，所以无线网络中的通信量减少。其结果是， 移动终端中出现的正常通信的延时和丢包可被防止。