在骨干网中建立子网之间实现中继传输的网络拓扑的方法
专利名称：在骨干网中建立子网之间实现中继传输的网络拓扑的方法
技术领域：
本发明涉及一种在骨干网中建立能够在子网之间实现中继传输的网络拓扑的方法，更具体地说，涉及一种在骨干网中建立能够在子网之间实现中继传输的网络拓扑，并能够在包括在骨干网中的子网之间实现通信，以保证子网之间通信期间的可靠性的方法。
背景技术：
在近来的信息通信环境中，随着通信和网络技术的发展，已经集成了使用诸如同轴电缆或光缆的有线介质的有线网络环境和使用各种频带上的无线信号的无线网络环境，并且融合通信、广播和互联网以发展一个宽带网。
因此，已经注意到能够无线连接家、办公室以及家和办公室中的本地区域内的各种信息装置的无线个人局域网(WPAN)。IEEE 802.15.3 WPAN是支持在物理层和数据链路层的装置之间在大约10m距离进行无线访问的通信的无线网络技术，从而能够提供各种应用服务。
可将应用WPAN技术的无线网络分为两种类型。在分配信道时间的网络类型中，协调器用于分配信道时间，在所述信道时间中，从属于单个无线网络的无线网络装置中任意选择的无线网络装置能够将数据发送到其它无线网络装置。因此，其它无线网络装置仅在分配的信道时间中能够发送数据。在不分配信道时间的网络类型中，没有无线网络装置被用作协调器，并且所有网络装置都可以在它们想要发送数据的任何时间发送数据。
具有协调器功能的网络类型还被称为“基于协调器的无线网络”，并且在协调器周围形成独立的单个无线网络。当在预定空间中存在多个基于协调器的无线网络时，每个基于协调器的无线网络具有固有标识信息，从而区别于其它基于协调器的无线网络。尽管属于特定基于协调器的无线网络的无线网络装置在由相应无线网络装置所属的基于协调器的无线网络中的协调器定义的信道时间期间，能够将数据发送到其它网络装置或从其它网络装置接收数据，但是它们不能与属于另一基于协调器的无线网络的无线网络装置进行通信。
不能与属于其它网络的装置进行通信的原因在于无线电波范围的限制，不存在关于其它基于协调器的无线网络的信息，以及信道时间分配问题。
因此，需要建立新的网络拓扑，以在属于不同的基于协调器的无线网络的无线网络装置之间发送/接收数据。
另一方面，当构建网络拓扑时，存在从一个基于协调器的无线网络向另一基于协调器的无线网络发送/接收数据的一条或多条路径。此时，如果存在多条路径，则可能引起应该基于特定准则选择路径的问题。另外，当选择路径时，应该考虑连接质量。因此，当建立网络拓扑时，还应该在考虑连接质量的情况下提供在各个基于协调器的无线网络之间选择通信路径的方法。
发明内容
说明性的、非限制性的本发明的实施例克服了上述缺点和上面没有描述的缺点。另外，本发明没有被要求克服上述缺点，并且说明性的、非限制性的本发明的实施例可以不克服上述的任何问题。本发明提供了这样一种方法，该方法在骨干网中建立能够在子网之间实现中继传输的网络拓扑，使属于不同的基于协调器的无线网络的装置之间能够实现通信，以及增加可靠性和连接质量。
根据本发明，通过提供一种在具有多个至少包括一个装置的子网的骨干网中建立能够在子网之间实现中继传输的网络拓扑的方法，来充分地实现上述和其它目的和优点，所述方法包括控制各个子网中的通信的子主装置中的每一个将ID请求消息发送到除了其本身之外的其它子主装置；将响应消息从所述其它子主装置中的每一个发送到已经发送ID请求消息的子主装置；子主装置中的每一个将ID分配给已经发送响应消息的子主装置中没有ID的子主装置；以及当将ID分配给骨干网中的所有子主装置时，根据是否已经发送响应消息并根据ID分配的顺序，形成作为可在各个子主装置进行连接的路径的网络拓扑。
所述骨干网可包括从子主装置中选择的并且控制子网之间的通信的超主装置，发送ID请求消息的步骤可包括将ID请求消息从超主装置发送到子主装置中的每一个。
发送响应消息的步骤可包括将响应消息从子主装置中的每一个发送到超主装置。
分配ID的步骤可包括在已经发送响应消息的子主装置中，将ID分配给具有高于预定等级的连接质量的子主装置；以及将被分配ID的子主装置设置为第n节点主装置。
发送ID请求消息的步骤可包括将ID请求消息从第n节点主装置发送到除了其本身之外的子主装置。
发送ID请求消息的步骤可包括将ID请求消息从第n节点主装置发送到超主装置。
发送响应消息的步骤可包括将响应消息从已经接收到ID请求消息的子主装置发送到第n节点主装置。
发送响应消息的步骤可包括将响应消息从超主装置发送到第n节点主装置。
分配ID的步骤可包括在已经将响应消息发送到第n节点主装置的子主装置中，将ID分配给具有高于预定等级的连接质量并且没有ID的子主装置；以及将被分配ID的子主装置设置为第(n+1)节点主装置。
可重复发送ID请求消息、发送响应消息和分配ID的步骤，直到将ID分配给属于骨干网的所有子主装置。
形成网络拓扑的步骤可包括当将ID分配给属于骨干网的所有子主装置时，将关于每个子主装置的信息传送到超主装置。
传送信息的步骤可包括将包括用于连接每个子主装置的链路的连接质量的信息从下级子主装置传送到上级子主装置。
所述方法还包括基于由被分配ID的子主装置中的每一个提供的信息，超主装置识别作为可在各个子主装置之间进行连接的路径的网络拓扑。
所述方法还包括超主装置将被分配ID的子主装置中的每一个的信道时间分配(CTA)分配给超帧。
ID请求消息可包括在超帧的竞争访问周期(CAP)中。
所述方法还包括请求将信息从属于一个子网的发起装置传送到属于另一子网的目的装置；超主装置比较根据网络拓扑连接发起装置和目的装置的多个路径的连接质量；以及通过多个路径中被确定具有最佳连接质量的路径来传送信息。
根据本发明的另一方面，提供一种在骨干网中建立能够在子网之间实现中继传输的网络拓扑的方法，所述骨干网具有子主装置和超主装置，所述子主装置控制在包含包括在骨干网中的多个装置的至少一部分的子网中的通信，所述超主装置控制子网之间的通信，所述方法包括将用于ID分配的ID请求消息从超主装置发送到子主装置中的每一个；将对ID请求消息的响应消息从子主装置中的每一个发送到超主装置；将ID分配给已经发送响应消息的子主装置中具有高于预定等级的连接质量的子主装置；将用于ID分配的ID请求消息从被分配ID的子主装置发送到子主装置中的每一个；将对ID请求消息的响应消息从子主装置中的每一个发送到被分配ID的子主装置；将ID分配给已经发送响应消息的子主装置中具有高于预定等级的连接质量并没有ID的子主装置；以及根据是否已经发送响应消息并根据ID分配的顺序，形成作为可在各个子主装置之间进行连接的路径的网络拓扑。
通过下面结合附图对本发明的特定实施例进行的描述，本发明的上述和/或其它方面将会变得更加清楚，其中图1是示出根据本发明的实施例的具有基于协调器的子网的骨干网的结构的示图；图2A至图2E示出建立图1中的超主装置和子主装置中的每一个之间的网络拓扑的处理；图3是示出通用超帧的结构的示图；图4是用于计算作为连接质量的测量准则的SNR(信噪比)的BER曲线图；图5是显示将根据本发明的实施例的网络拓扑的信息传送到超主装置的处理的表；图6是示出根据本发明的实施例的建立网络拓扑的处理的流程图；以及图7是示出在根据本发明的实施例建立了网络拓扑的骨干网中进行中继传输处理的流程图。
具体实施例方式
将参照附图来更加详细的描述本发明的示例性实施例。
在示例性实施例的描述中，即使在不同的附图中，相同的附图标号始终用作相同的部件。提供例如详细的结构和部件的在说明书中定义的内容以帮助全面理解本发明。因此，明显的是，在没有那些定义的内容的情况下，也可实现本发明。另外，由于公知的功能或结构可能在不必要的细节上模糊本发明，因此将不对其进行详细描述。
根据本发明，在骨干网中建立能够在子网之间实现中继传输的网络拓扑。在下面的实施例中，将描述实现网络拓扑的方法和处理。然后，将描述根据建立的网络拓扑在属于各个子网的装置之间有效地将信息进行中继传输的处理。
在稍后将解释的本发明的实施例中，将仅描述实现在子网中的子主装置之间的网络拓扑的处理。然而，应该注意，可将建立网络拓扑的方法应用于建立在具有多个装置的子网中的所述多个装置之间的网络拓扑，图1是示出根据本发明的实施例的具有基于协调器的子网的骨干网的结构的示图。
骨干网1包括多个基于协调器的子网，在每个子网中，子主装置15、25、35和45被设置为协调器。包括在骨干网1中的多个子主装置15、25、35和45中的一个被设置为用于控制主干网1的通信的超主装置45。超主装置45控制多个子主装置15、25和35之间的网络拓扑的形成，以及子网之间的通信。
这里，超主装置45是子主装置15、25、35和45中的一个，并且包括超主装置45的子主装置15、25、35和45可作为设备、路由器、有线/无线桥和PNC(微网协调器)之一。子主装置15、25、35和45中的每一个都可以以有线或无线方式实现通信。当以有线方式实现通信时，可使用同轴电缆、光缆、电力线、电话线等。另外，可以以有线或无线方式，将属于子网的装置中的每一个都连接到相应子网的子主装置15、25、35和45。
图1是示出包括第一至第四子网10、20、30和40的骨干网1。在这个特定的示例中，第一至第三子网10、20和30的子主装置分别被称为第一至第三子主装置15、25和35，第四子网40的子主装置被设置为超主装置45。
图2A至图2E示出建立图1中的超主装置和子主装置中的每一个之间的网络拓扑的处理。
图2A显示超主装置45和子主装置15、25和35中的每一个之间的拓扑位置。将ID“0”分配给超主装置45，而不将任何ID分配给第一至第三子主装置15、25和35。图2A还显示连接超主装置45与第一至第三子主装置15、25和35以进行相互通信的信道50。这里，信道50中的每一个使彼此相邻的超主装置45与第一至第三子主装置15、25和35直接相互连接，并且没有信道50直接连接彼此相对较远的超主装置45与第三子主装置35。此时，因为其连接质量低于预定等级，所以已经去除了超主装置45与第三子主装置35之间的信道50。现将描述连接质量的测量和关于所述测量对通信路径的确定。
图2B是示出为超主装置45建立网络拓扑的情况的示图。
超主装置45将作为用于请求ID的ID请求消息的信标消息发送到包括在骨干网1中的第一至第三子主装置15、25和35。此时，超主装置45在如图3所示的超帧单位中发送信标消息。
所述超帧包括信标区域、CAP(竞争访问周期)区域和CFP(无竞争周期)区域。所述信标区域提供对子网的时间同步和操作必要的各种信息元素。使用具有回退功能的CSMA/CA(载波监听多路访问/冲突检测)技术，根据与其它子主装置的竞争在CAP区域中携带数据。CFP区域包括MCTA(信道时间分配的管理)以及多个CTA(信道时间分配)。将CTA分配给已经请求信息时间的子主装置。在MCTA中，已经定义了子主装置15、25和35中的每一个与每个CTA之间的关系。
已经接收超帧的信标消息的第一至第三子主装置15、25和35将响应消息传送到超主装置45。然后，超主装置45根据由第一至第三子主装置15、25和35提供的响应消息将主装置ID(MASTER_DEV_ID)分配给第一至第三子主装置15、25和35。MASTER_DEV_ID是MAC地址，并且根据网络拓扑上超主装置45与第一至第三子主装置15、25和35中的每一个的位置，分等级地分配MASTER_DEV_ID。
另一方面，超主装置45使用由第一至第三子主装置15、25和35提供的响应消息，测量超主装置45和子主装置15、25和35中的每一个之间的连接质量。此时，采用使用基于IEEE 802.11的现有响应信号测量连接质量的方法。
图4是用于计算作为连接质量的测量准则的SNR(信噪比)的BER曲线图。
如图4所示，当设计骨干网1时，存在目标ER(差错率)等级。基于目标ER与每个BER曲线的每个交点处的SNR来确定数据率。当每个交点的SNR被表示为a、b、c和d时，如下设置数据率。
SNR＜a →不能传输数据a＜SNR＜b→53.3 Mbpsb＜SNR＜c→110Mbpsc＜SNR＜d→160MbpsSNR＞d →320Mbps因此，根据SNR确定连接质量。当确定了SNR时，确定能够以特定速度发送数据。
另一方面，如果子主装置已经具有MASTER_DEV_ID，则超主装置45不分配MASTER_DEV_ID。即使当超主装置45已经分配了MASTER_DEV_ID，但是如果作为与子主装置15、25和35中的每一个的连接质量的测量结果，连接质量低于预定等级(即，SNR＜a)，则从相应的子主装置中去除分配的MASTER_DEV_ID。
因此，如图2B所示，超主装置45仅将“00”和“01”作为MASTER_DEV_ID分配给第一和第二子主装置15和25，并将分配给第三子主装置35的MASTER_DEV_ID去除，因为第三子主装置35距离超主装置45较远，所以第三子主装置35具有低于预定等级的连接质量。在这种情况下，将具有由超主装置45分配的MASTER_DEV_ID的第一和第二子主装置15和25布置为网络拓扑的第一顺序节点，并且同时成为第一顺序节点主装置。
以这种方式，当确定第一顺序节点主装置时，对于第一和第二子主装置15和25，超主装置45定义以什么顺序将CTA分配给超帧的CFA区域的MCTA区域。然后，按照在MCTA中的定义，对于第一和第二子主装置15和25中的每一个，超主装置45将CTA分配给CTA区域。
以这种方式，当完成对第一顺序节点主装置15和25以及CTA的分配的确定时，第一顺序节点主装置15和25以与在超主装置45中实现的方式相同的方式将ID分配给其它子主装置。
换句话说，确定为第一顺序节点主装置15和25的第一子主装置15和第二子主装置25分别将ID请求消息发送到除了其本身之外的其它主装置。另外，由于超主装置45也是子主装置，因此第一顺序节点主装置15和25也将ID请求消息发送到超主装置45。
首先，第一子主装置15将作为ID请求消息的信标消息发送到超主装置45以及第二和第三子主装置25和35。然后，已经接收到信标消息的超主装置45以及第二和第三子主装置25和35将响应消息发送到第一子主装置15。
当第一子主装置15从超主装置45以及第二和第三子主装置25和35接收到响应消息时，它确定是否提供了MASTER_DEV_ID，并且连接质量是否高于预定等级。首先，第一子主装置15将“000”作为MASTER_DEV_ID分配给没有MASTER_DEV_ID的第三子主装置35，并且将第三子主装置35设置为第二顺序节点主装置。然后，第一子主装置15将具有高于预定等级的连接质量的子主装置设置为作为第一子主装置15的下级节点的第二顺序节点，并且超主装置45以及第二和第三子主装置25和35被设置为第二顺序节点。因此，形成图2C所示的网络拓扑，并且第三子主装置35成为第二顺序节点主装置。
然后，第一子主装置15将作为第二顺序节点的超主装置45以及第二和第三子主装置25和35的CTA分配给其超帧的CFP区域。
以这种方式，当完成通过第一子主装置15对网络拓扑的构建时，检查是否对第一子主装置15创建了下级节点主装置。此时，由于出现作为第二顺序节点主装置的第三子主装置35，因此，进行为第三子主装置35建立网络拓扑的处理。
首先，第三子主装置35将信标消息发送到超主装置45以及第一和第二子主装置15和25。然后，超主装置45以及第一和第二子主装置15和25将响应消息发送到第三子主装置35。第三子主装置35使用响应消息确定连接质量以及是否分配MASTER_DEV_ID。此时，由于已经将MASTER_DEV_ID分配给第一和第二子主装置15和25，因此第三子主装置35没有必要分配MASTER_DEV_ID。另外，由于与超主装置45的连接质量低于预定等级，因此仅为第一和第二子主装置15和25建立作为下级节点的网络拓扑。因此，建立如图2D所示的网络拓扑。
接着，对于第一和第二子主装置15和25，第三子主装置35将CTA分配给其超帧的CFP区域。
以这种方式，当完成对第一和第三子主装置15和35的网络拓扑时，实现建立作为第一顺序节点主装置的第二子主装置25的网络拓扑的处理。
第二子主装置25将信标消息发送到超主装置45以及第一和第三子主装置15和35，并且从超主装置45以及第一和第三子主装置15和35接收响应消息。与第一子主装置15相同，第二子主装置25确定是否已提供MASTER_DEV_ID，以及连接质量是否高于预定等级。此时，由于超主装置45以及第一和第三子主装置15和35已经具有MASTER_DEV_ID，因此第二子主装置25不分配单独的MASTER_DEV_ID。然后，第二子主装置25将已确定具有高于预定等级的连接质量的超主装置45以及第一和第三子主装置15和35设置为第二子主装置25的下级节点。
然后，对于超主装置45以及第一和第三子主装置15和35，第二子主装置25将CTA分配给超帧。
因此，如图2E所示，因为在第二子主装置25的下级节点出现超主装置45以及第一和第三子主装置15和35，但是没有具有单独MASTER_DEV_ID的下级节点主装置，所以完成了建立网络拓扑的处理。
以这种方式，当建立了超主装置45以及子主装置15、25和35中的每一个的网络拓扑时，进行在超主装置45收集关于构成网络拓扑的路径中的每一个的信息的处理。关于每个路径的信息包括超主装置45以及第一至第三子主装置15、25和35的超帧结构。
图5是显示将根据本发明的实施例的网络拓扑的信息传送到超主装置的处理的表。在图5中，数字是传送网络拓扑信息的顺序，并且与在信道50中的每一个指示的数字相同。如图所示，以网络拓扑中布置的顺序沿着每个路径提供信息。
首先，从最左端路径收集信道信息。从最低节点至上级节点执行信道收集。因此，从作为最左端路径的最低节点(在表中为1号)的超主装置45向作为第一顺序节点主装置的第一子主装置15提供信息。超主装置45广播其MASTER_DEV_ID和信道的连接质量。
然后，作为上级节点的第一子主装置15从超主装置45接收信息，并且，如表中的2号所示，第二子主装置25广播其MASTER_DEV_ID和信道的连接质量。因此，第一子主装置15从第二子主装置25接收信息。
然后，如表中的3号所示，第一子主装置15广播其MASTER_DEV_ID和信道的连接质量，并且第三子主装置35从第一子主装置15接收信息。同样地，如表中的4号所示，第二子主装置25广播其MASTER_DEV_ID和信道的连接质量，并且第三子主装置35接收广播的信息。然后，如表中的5号所示，第三子主装置35广播通过表中的3号和4号处理从第一和第二子主装置15和25接收的信息。此时，第三子主装置35广播其MASTER_DEV_ID、作为其下级节点的第一和第二子主装置15和25的MASTER_DEV_ID、和信道的连接质量。
以这种方式，当在第一顺序节点主装置中，从连接到第一子主装置15的子主装置15、25和35中的每一个收集信息时，如表中的6号所示，第一子主装置15广播收集的信息、其MASTER_DEV_ID、作为其下级节点的超主装置45以及第二和第三子主装置25和35的MASTER_DEV_ID、和信道的连接质量。然后，超主装置45从第一子主装置15接收信息。
另一方面，从作为另一第一顺序节点主装置的第二子主装置25收集的信息也通过相同的处理实现。
首先，如表中的7号所示，超主装置45广播其MASTER_DEV_ID和信道的连接质量。然后，第二子主装置25从超主装置45接收信息。
同样，如表中的8号和9号所示，第一和第三子主装置15和35广播其MASTER_DEV_ID和信道的连接质量。然后，第二子主装置25从第一和第三子主装置15和35接收信息。
然后，第二子主装置25广播收集的信息、其MASTER_DEV_ID、作为其下级节点的超主装置45以及第一和第三子主装置15和35的MASTER_DEV_ID、和信道的连接质量。然后，超主装置45从第二子主装置25接收信息。
以这种方式，当从构成网络拓扑的每个路径的子主装置15、25和35中的每一个接收到信息时，超主装置45具有包括图2E所示的网络拓扑的结构和每个路径的连接质量的信息。超主装置处理每个信息，以定义在超帧的CFP区域的MCTA部分中，根据各个路径分配给子主装置15、25和35中的每一个的CTA，并且将所述CTA分配给子主装置15、25和35中的每一个。
图6是示出根据本发明的实施例的建立网络拓扑的处理的流程图。
为了建立网络拓扑，首先执行每个子网的结构的初始化、每个子网的子主装置的设置、骨干网1的初始化和超主装置45的设置。
当完成这些操作时，超主装置45将信标消息发送到子主装置15、25和35中的每一个(S505)。然后，子主装置15、25和35中的每一个将响应消息发送到超主装置45(S510)。当已经发送响应消息的子主装置15、25和35中的每一个都具有MASTER_DEV_ID时(S515-是)，超主装置45确定已经完成网络拓扑(S565)。
然后，当已经发送响应消息的各个子主装置15、25和35中存在没有MASTER_DEV_ID的子主装置时(S515-否)，超主装置45将MASTER_DEV_ID分配给没有MASTER_DEV_ID的那些子主装置15、25和35(S520)。然后，超主装置45基于由子主装置15、25和35中的每一个提供的响应消息来确定连接质量。当与任何一个子主装置的连接质量低于预定等级(即，SNR＜a)时(S525-否)，超主装置45去除相应子主装置的MASTER_DEV_ID(S530)。
然后，已经由超主装置45分配了MASTER_DEV_ID的第一顺序节点主装置将信标消息发送到除了其本身之外的子主装置，即，骨干网1中的超主装置45和其它子主装置(S535)。当从骨干网1中的超主装置45和其它子主装置接收到响应消息时(S540)，所述第一顺序节点主装置确定是否已提供MASTER_DEV_ID(S545)，并且是否将MASTER_DEV_ID分配给没有MASTER_DEV_ID的其它子主装置(S550)。然后，所述第一顺序节点主装置确定连接质量是否令人满意(即，SNR小于a(SNR＜a))(S555)，并且去除不满足连接质量的子主装置的MASTER_DEV_ID(S560)。
以这种方式，已经由第一顺序节点主装置分配了MASTER_DEV_ID的第二顺序节点主装置通过与第一顺序节点主装置的处理相同的处理，将MASTER_DEV_ID分配给第三节点主装置。继续这些处理直到将MASTER_DEV_ID分配给骨干网1中的所有子主装置。
当将MASTER_DEV_ID分配给骨干网中的所有子主装置时，确定已完成网络拓扑的建立(S565)。然后，将包括每个信道的连接质量的信息从下级节点传送到上级节点(S570)，并且最终传送到超主装置45(S575)，所述信息来自包括在构成网络拓扑的各个路径中的超主装置45和子主装置15、25和35中的每一个。
超主装置45存储网络拓扑的结构和关于每个信道的连接质量信息(S580)，并且对于子主装置15、25和35，将CTA分配给超帧。
图7是示出在根据本发明的实施例建立了网络拓扑的骨干网中进行中继传输处理的流程图。
图7示例性显示将信息从作为属于第二子网20的装置的PDA 21发送到作为属于第四子网40的装置的笔记本41的处理。
首先，请求将信息从第二子网20的PDA 21传送到作为第二子网20的主装置的第二子主装置25，然后传送到第四子网40的笔记本41(S605)。然后，第二子主装置25请求超主装置45分配用于将信息传送到第四子网40的笔记本41的路径和时间(S610)。
已经接收到请求的超主装置45从预存储的网络拓扑提取可能的路径(S615)。此时，根据图2E所示的网络拓扑，从第二子网20到达第四子网40的路径，即，从第二子主装置25到达超主装置45的路径包括三类，即，连接到2号和6号的路径，连接到4号、5号和6号的路径，以及10号的路径。另一方面，假设PDA 21、第二子主装置25、笔记本41和超主装置45分别直接通信。
当提取路径时，超主装置45比较各个路径的连接质量(S620)。由于超主装置45具有关于各个信道的连接质量的信息，因此应该计算当连接多个信道时的整个路径的连接质量。此时，超主装置45使用等式(1)比较路径之间的连接质量。
BCB+C>A......(1)]]>这里，A、B和C是各个路径的信道，B和C是构成一个路径的信道，A是单个路径。当满足等式1时，超主装置45将信息传送到经过B和C的路径，而不是A路径。如果三个信道组成路径，可以使用等式(2)比较路径之间的连接质量。
BCDBC+CD+DB>A......(2)]]>这里，B、C和D是构成一个路径的信道，A是单个路径。
当在子网之间通信时，超主装置45用等式(1)和等式(2)比较各个路径之间的连接质量，并且选择具有最高连接质量的路径(S625)。然后，超主装置45将关于分配的相应路径和时间的信息传送到第二子主装置25(S630)。第二子主装置25将所述路径和时间分配给PDA 21，并且控制通过相应路径和时间传送信息(S635)。
以这种方式，根据建立骨干网1的网络拓扑的方法，可以设置能够在包括在骨干网1中的各个子网之间实现通信的网络拓扑。另外，当实现各个子网之间的通信时，通过具有最高连接质量的路径传送信息，从而能够保证通信的可靠性。
如上所述，根据本发明，可以设置能够在包括在骨干网中的各个子网之间实现通信的网络拓扑。另外，当实现各个子网之间的通信时，通过具有最高连接质量的路径传送信息，从而能够保证通信的可靠性。
上述示例性实施例不被理解为限制本发明。本发明的教导可被容易地应用于其它类型设备。另外，本发明的实施例的描述是说明性的，而不限制权利要求的范围，很多替换、修改和变化对本领域技术人员将是明显的。
权利要求
1.一种在具有多个至少包括一个装置的子网的骨干网中建立能够在子网之间实现中继传输的网络拓扑的方法，所述方法包括使用于控制各个子网中的通信的子主装置中的每一个将ID请求消息发送到其它子网的其它子主装置；将响应消息从接收ID请求消息的每个子主装置发送到已经发送ID请求消息的子主装置；当接收到响应消息时，使接收响应消息的子主装置中的每一个将ID分配给已经发送响应消息的子主装置中没有ID的子主装置；以及当将ID分配给骨干网中的所有子主装置时，根据是否已经发送响应消息并根据ID分配的顺序，形成作为可在各个子主装置之间进行连接的路径的网络拓扑。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述骨干网包括从子主装置中选择的超主装置，所述超主装置控制子网之间的通信的，其中，发送ID请求消息的步骤包括将ID请求消息从超主装置发送到子主装置中的每一个。
3.如权利要求2所述的方法，其中，发送响应消息的步骤包括将响应消息从子主装置中的每一个发送到超主装置。
4.如权利要求3所述的方法，其中，分配ID的步骤包括在已经发送响应消息的子主装置中，将ID分配给具有高于预定等级的连接质量的子主装置；以及将被分配ID的子主装置设置为第n节点主装置。
5.如权利要求4所述的方法，其中，发送ID请求消息的步骤包括将ID请求消息从第n节点主装置发送到其它子网的子主装置。
6.如权利要求4所述的方法，其中，发送ID请求消息的步骤包括将ID请求消息从第n节点主装置发送到超主装置。
7.如权利要求5所述的方法，其中，发送响应消息的步骤包括将响应消息从已经接收到ID请求消息的子主装置发送到第n节点主装置。
8.如权利要求6所述的方法，其中，发送响应消息的步骤包括将响应消息从超主装置发送到第n节点主装置。
9.如权利要求7所述的方法，其中，分配ID的步骤包括在已经将响应消息发送到第n节点主装置的子主装置中，将ID分配给具有高于预定等级的连接质量并且没有ID的子主装置；以及将被分配ID的子主装置设置为第(n+1)节点主装置。
10.如权利要求1所述的方法，其中，重复发送ID请求消息、发送响应消息和分配ID的步骤，直到将ID分配给属于骨干网的所有子主装置。
11.如权利要求1所述的方法，其中，形成网络拓扑的步骤包括当将ID分配给属于骨干网的所有子主装置时，将关于每个子主装置的信息传送到超主装置。
12.如权利要求11所述的方法，其中，传送信息的步骤包括将包括用于连接每个子主装置以进行通信的信道的连接质量的信息从下级子主装置传送到上级子主装置。
13.如权利要求1所述的方法，还包括基于由被分配ID的子主装置中的每一个提供的信息，超主装置识别作为可在各个子主装置之间进行连接的路径的网络拓扑。
14.如权利要求1所述的方法，还包括超主装置将被分配ID的子主装置中的每一个的信道时间分配(CTA)分配给超帧。
15.如权利要求1所述的方法，其中，在超帧的竞争访问周期(CAP)中发送ID请求消息。
16.如权利要求1所述的方法，还包括请求将信息从属于一个子网的发起装置传送到属于另一子网的目的装置；超主装置比较根据网络拓扑连接发起装置和目的装置的多个路径的连接质量；以及通过多个路径中被确定具有最佳连接质量的路径来传送信息。
17.一种在骨干网中建立能够在子网之间实现中继传输的网络拓扑的方法，所述骨干网具有子主装置和超主装置，所述子主装置用于控制各自子网中的通信，所述超主装置用于控制子网之间的通信，所述方法包括将用于ID分配的ID请求消息从超主装置发送到子主装置中的每一个；将对ID请求消息的响应消息从子主装置中的每一个发送到超主装置；将ID分配给已经发送响应消息的子主装置中具有高于预定等级的连接质量的子主装置；将用于ID分配的第二ID请求消息从被分配ID的子主装置发送到其它子主装置中的每一个；将对第二ID请求消息的响应消息从子主装置中的每一个发送到被分配ID的子主装置；将ID分配给已经发送对第二ID请求消息的响应消息的子主装置中具有高于预定等级的连接质量并没有ID的子主装置；以及根据是否已经发送响应消息并根据ID分配的顺序，形成作为可在各个子主装置之间进行连接的路径的网络拓扑。
18.如权利要求17所述的方法，还包括在形成网络拓扑之前将用于ID分配的第n ID请求消息从被分配ID的子主装置发送到其它子主装置中的每一个；将对第n ID请求消息的响应消息从所述子主装置中的每一个发送到被分配ID的子主装置；将ID分配给已经发送对第n ID请求消息的响应消息的子主装置中具有高于预定等级的连接质量并没有ID的子主装置；以及根据是否已经发送响应消息并根据ID分配的顺序，形成作为可在各个子主装置之间进行连接的路径的网络拓扑。
全文摘要
公开了一种在具有多个至少包括一个装置的子网的骨干网中建立能够在子网之间实现中继传输的网络拓扑的方法。所述方法包括控制各个子网中的通信的子主装置中的每一个将ID请求消息发送到其它子主装置；将响应消息从其它子主装置发送到已经发送ID请求消息的子主装置；子主装置中的每一个将ID分配给已经发送响应消息的子主装置中没有ID的子主装置；以及当将ID分配给骨干网中的所有子主装置时，根据是否已经发送响应消息并根据ID分配的顺序，形成网络拓扑。所述网络拓扑能够实现各个子网之间的可靠通信。
文档编号H04L12/58GK101087226SQ200710004319
公开日2007年12月12日 申请日期2007年1月22日 优先权日2006年6月7日
发明者吕永培, 李埈圭, 姜俊赫, 李浚求, 徐荣光, 朴贤澈, 张南锡 申请人:三星电子株式会社
技术领域：
本发明涉及一种在骨干网中建立能够在子网之间实现中继传输的网络拓扑的方法，更具体地说，涉及一种在骨干网中建立能够在子网之间实现中继传输的网络拓扑，并能够在包括在骨干网中的子网之间实现通信，以保证子网之间通信期间的可靠性的方法。
背景技术：
在近来的信息通信环境中，随着通信和网络技术的发展，已经集成了使用诸如同轴电缆或光缆的有线介质的有线网络环境和使用各种频带上的无线信号的无线网络环境，并且融合通信、广播和互联网以发展一个宽带网。
因此，已经注意到能够无线连接家、办公室以及家和办公室中的本地区域内的各种信息装置的无线个人局域网(WPAN)。IEEE 802.15.3 WPAN是支持在物理层和数据链路层的装置之间在大约10m距离进行无线访问的通信的无线网络技术，从而能够提供各种应用服务。
可将应用WPAN技术的无线网络分为两种类型。在分配信道时间的网络类型中，协调器用于分配信道时间，在所述信道时间中，从属于单个无线网络的无线网络装置中任意选择的无线网络装置能够将数据发送到其它无线网络装置。因此，其它无线网络装置仅在分配的信道时间中能够发送数据。在不分配信道时间的网络类型中，没有无线网络装置被用作协调器，并且所有网络装置都可以在它们想要发送数据的任何时间发送数据。
具有协调器功能的网络类型还被称为“基于协调器的无线网络”，并且在协调器周围形成独立的单个无线网络。当在预定空间中存在多个基于协调器的无线网络时，每个基于协调器的无线网络具有固有标识信息，从而区别于其它基于协调器的无线网络。尽管属于特定基于协调器的无线网络的无线网络装置在由相应无线网络装置所属的基于协调器的无线网络中的协调器定义的信道时间期间，能够将数据发送到其它网络装置或从其它网络装置接收数据，但是它们不能与属于另一基于协调器的无线网络的无线网络装置进行通信。
不能与属于其它网络的装置进行通信的原因在于无线电波范围的限制，不存在关于其它基于协调器的无线网络的信息，以及信道时间分配问题。
因此，需要建立新的网络拓扑，以在属于不同的基于协调器的无线网络的无线网络装置之间发送/接收数据。
另一方面，当构建网络拓扑时，存在从一个基于协调器的无线网络向另一基于协调器的无线网络发送/接收数据的一条或多条路径。此时，如果存在多条路径，则可能引起应该基于特定准则选择路径的问题。另外，当选择路径时，应该考虑连接质量。因此，当建立网络拓扑时，还应该在考虑连接质量的情况下提供在各个基于协调器的无线网络之间选择通信路径的方法。
发明内容
说明性的、非限制性的本发明的实施例克服了上述缺点和上面没有描述的缺点。另外，本发明没有被要求克服上述缺点，并且说明性的、非限制性的本发明的实施例可以不克服上述的任何问题。本发明提供了这样一种方法，该方法在骨干网中建立能够在子网之间实现中继传输的网络拓扑，使属于不同的基于协调器的无线网络的装置之间能够实现通信，以及增加可靠性和连接质量。
根据本发明，通过提供一种在具有多个至少包括一个装置的子网的骨干网中建立能够在子网之间实现中继传输的网络拓扑的方法，来充分地实现上述和其它目的和优点，所述方法包括控制各个子网中的通信的子主装置中的每一个将ID请求消息发送到除了其本身之外的其它子主装置；将响应消息从所述其它子主装置中的每一个发送到已经发送ID请求消息的子主装置；子主装置中的每一个将ID分配给已经发送响应消息的子主装置中没有ID的子主装置；以及当将ID分配给骨干网中的所有子主装置时，根据是否已经发送响应消息并根据ID分配的顺序，形成作为可在各个子主装置进行连接的路径的网络拓扑。
所述骨干网可包括从子主装置中选择的并且控制子网之间的通信的超主装置，发送ID请求消息的步骤可包括将ID请求消息从超主装置发送到子主装置中的每一个。
发送响应消息的步骤可包括将响应消息从子主装置中的每一个发送到超主装置。
分配ID的步骤可包括在已经发送响应消息的子主装置中，将ID分配给具有高于预定等级的连接质量的子主装置；以及将被分配ID的子主装置设置为第n节点主装置。
发送ID请求消息的步骤可包括将ID请求消息从第n节点主装置发送到除了其本身之外的子主装置。
发送ID请求消息的步骤可包括将ID请求消息从第n节点主装置发送到超主装置。
发送响应消息的步骤可包括将响应消息从已经接收到ID请求消息的子主装置发送到第n节点主装置。
发送响应消息的步骤可包括将响应消息从超主装置发送到第n节点主装置。
分配ID的步骤可包括在已经将响应消息发送到第n节点主装置的子主装置中，将ID分配给具有高于预定等级的连接质量并且没有ID的子主装置；以及将被分配ID的子主装置设置为第(n+1)节点主装置。
可重复发送ID请求消息、发送响应消息和分配ID的步骤，直到将ID分配给属于骨干网的所有子主装置。
形成网络拓扑的步骤可包括当将ID分配给属于骨干网的所有子主装置时，将关于每个子主装置的信息传送到超主装置。
传送信息的步骤可包括将包括用于连接每个子主装置的链路的连接质量的信息从下级子主装置传送到上级子主装置。
所述方法还包括基于由被分配ID的子主装置中的每一个提供的信息，超主装置识别作为可在各个子主装置之间进行连接的路径的网络拓扑。
所述方法还包括超主装置将被分配ID的子主装置中的每一个的信道时间分配(CTA)分配给超帧。
ID请求消息可包括在超帧的竞争访问周期(CAP)中。
所述方法还包括请求将信息从属于一个子网的发起装置传送到属于另一子网的目的装置；超主装置比较根据网络拓扑连接发起装置和目的装置的多个路径的连接质量；以及通过多个路径中被确定具有最佳连接质量的路径来传送信息。
根据本发明的另一方面，提供一种在骨干网中建立能够在子网之间实现中继传输的网络拓扑的方法，所述骨干网具有子主装置和超主装置，所述子主装置控制在包含包括在骨干网中的多个装置的至少一部分的子网中的通信，所述超主装置控制子网之间的通信，所述方法包括将用于ID分配的ID请求消息从超主装置发送到子主装置中的每一个；将对ID请求消息的响应消息从子主装置中的每一个发送到超主装置；将ID分配给已经发送响应消息的子主装置中具有高于预定等级的连接质量的子主装置；将用于ID分配的ID请求消息从被分配ID的子主装置发送到子主装置中的每一个；将对ID请求消息的响应消息从子主装置中的每一个发送到被分配ID的子主装置；将ID分配给已经发送响应消息的子主装置中具有高于预定等级的连接质量并没有ID的子主装置；以及根据是否已经发送响应消息并根据ID分配的顺序，形成作为可在各个子主装置之间进行连接的路径的网络拓扑。
通过下面结合附图对本发明的特定实施例进行的描述，本发明的上述和/或其它方面将会变得更加清楚，其中图1是示出根据本发明的实施例的具有基于协调器的子网的骨干网的结构的示图；图2A至图2E示出建立图1中的超主装置和子主装置中的每一个之间的网络拓扑的处理；图3是示出通用超帧的结构的示图；图4是用于计算作为连接质量的测量准则的SNR(信噪比)的BER曲线图；图5是显示将根据本发明的实施例的网络拓扑的信息传送到超主装置的处理的表；图6是示出根据本发明的实施例的建立网络拓扑的处理的流程图；以及图7是示出在根据本发明的实施例建立了网络拓扑的骨干网中进行中继传输处理的流程图。
具体实施例方式
将参照附图来更加详细的描述本发明的示例性实施例。
在示例性实施例的描述中，即使在不同的附图中，相同的附图标号始终用作相同的部件。提供例如详细的结构和部件的在说明书中定义的内容以帮助全面理解本发明。因此，明显的是，在没有那些定义的内容的情况下，也可实现本发明。另外，由于公知的功能或结构可能在不必要的细节上模糊本发明，因此将不对其进行详细描述。
根据本发明，在骨干网中建立能够在子网之间实现中继传输的网络拓扑。在下面的实施例中，将描述实现网络拓扑的方法和处理。然后，将描述根据建立的网络拓扑在属于各个子网的装置之间有效地将信息进行中继传输的处理。
在稍后将解释的本发明的实施例中，将仅描述实现在子网中的子主装置之间的网络拓扑的处理。然而，应该注意，可将建立网络拓扑的方法应用于建立在具有多个装置的子网中的所述多个装置之间的网络拓扑，图1是示出根据本发明的实施例的具有基于协调器的子网的骨干网的结构的示图。
骨干网1包括多个基于协调器的子网，在每个子网中，子主装置15、25、35和45被设置为协调器。包括在骨干网1中的多个子主装置15、25、35和45中的一个被设置为用于控制主干网1的通信的超主装置45。超主装置45控制多个子主装置15、25和35之间的网络拓扑的形成，以及子网之间的通信。
这里，超主装置45是子主装置15、25、35和45中的一个，并且包括超主装置45的子主装置15、25、35和45可作为设备、路由器、有线/无线桥和PNC(微网协调器)之一。子主装置15、25、35和45中的每一个都可以以有线或无线方式实现通信。当以有线方式实现通信时，可使用同轴电缆、光缆、电力线、电话线等。另外，可以以有线或无线方式，将属于子网的装置中的每一个都连接到相应子网的子主装置15、25、35和45。
图1是示出包括第一至第四子网10、20、30和40的骨干网1。在这个特定的示例中，第一至第三子网10、20和30的子主装置分别被称为第一至第三子主装置15、25和35，第四子网40的子主装置被设置为超主装置45。
图2A至图2E示出建立图1中的超主装置和子主装置中的每一个之间的网络拓扑的处理。
图2A显示超主装置45和子主装置15、25和35中的每一个之间的拓扑位置。将ID“0”分配给超主装置45，而不将任何ID分配给第一至第三子主装置15、25和35。图2A还显示连接超主装置45与第一至第三子主装置15、25和35以进行相互通信的信道50。这里，信道50中的每一个使彼此相邻的超主装置45与第一至第三子主装置15、25和35直接相互连接，并且没有信道50直接连接彼此相对较远的超主装置45与第三子主装置35。此时，因为其连接质量低于预定等级，所以已经去除了超主装置45与第三子主装置35之间的信道50。现将描述连接质量的测量和关于所述测量对通信路径的确定。
图2B是示出为超主装置45建立网络拓扑的情况的示图。
超主装置45将作为用于请求ID的ID请求消息的信标消息发送到包括在骨干网1中的第一至第三子主装置15、25和35。此时，超主装置45在如图3所示的超帧单位中发送信标消息。
所述超帧包括信标区域、CAP(竞争访问周期)区域和CFP(无竞争周期)区域。所述信标区域提供对子网的时间同步和操作必要的各种信息元素。使用具有回退功能的CSMA/CA(载波监听多路访问/冲突检测)技术，根据与其它子主装置的竞争在CAP区域中携带数据。CFP区域包括MCTA(信道时间分配的管理)以及多个CTA(信道时间分配)。将CTA分配给已经请求信息时间的子主装置。在MCTA中，已经定义了子主装置15、25和35中的每一个与每个CTA之间的关系。
已经接收超帧的信标消息的第一至第三子主装置15、25和35将响应消息传送到超主装置45。然后，超主装置45根据由第一至第三子主装置15、25和35提供的响应消息将主装置ID(MASTER_DEV_ID)分配给第一至第三子主装置15、25和35。MASTER_DEV_ID是MAC地址，并且根据网络拓扑上超主装置45与第一至第三子主装置15、25和35中的每一个的位置，分等级地分配MASTER_DEV_ID。
另一方面，超主装置45使用由第一至第三子主装置15、25和35提供的响应消息，测量超主装置45和子主装置15、25和35中的每一个之间的连接质量。此时，采用使用基于IEEE 802.11的现有响应信号测量连接质量的方法。
图4是用于计算作为连接质量的测量准则的SNR(信噪比)的BER曲线图。
如图4所示，当设计骨干网1时，存在目标ER(差错率)等级。基于目标ER与每个BER曲线的每个交点处的SNR来确定数据率。当每个交点的SNR被表示为a、b、c和d时，如下设置数据率。
SNR＜a →不能传输数据a＜SNR＜b→53.3 Mbpsb＜SNR＜c→110Mbpsc＜SNR＜d→160MbpsSNR＞d →320Mbps因此，根据SNR确定连接质量。当确定了SNR时，确定能够以特定速度发送数据。
另一方面，如果子主装置已经具有MASTER_DEV_ID，则超主装置45不分配MASTER_DEV_ID。即使当超主装置45已经分配了MASTER_DEV_ID，但是如果作为与子主装置15、25和35中的每一个的连接质量的测量结果，连接质量低于预定等级(即，SNR＜a)，则从相应的子主装置中去除分配的MASTER_DEV_ID。
因此，如图2B所示，超主装置45仅将“00”和“01”作为MASTER_DEV_ID分配给第一和第二子主装置15和25，并将分配给第三子主装置35的MASTER_DEV_ID去除，因为第三子主装置35距离超主装置45较远，所以第三子主装置35具有低于预定等级的连接质量。在这种情况下，将具有由超主装置45分配的MASTER_DEV_ID的第一和第二子主装置15和25布置为网络拓扑的第一顺序节点，并且同时成为第一顺序节点主装置。
以这种方式，当确定第一顺序节点主装置时，对于第一和第二子主装置15和25，超主装置45定义以什么顺序将CTA分配给超帧的CFA区域的MCTA区域。然后，按照在MCTA中的定义，对于第一和第二子主装置15和25中的每一个，超主装置45将CTA分配给CTA区域。
以这种方式，当完成对第一顺序节点主装置15和25以及CTA的分配的确定时，第一顺序节点主装置15和25以与在超主装置45中实现的方式相同的方式将ID分配给其它子主装置。
换句话说，确定为第一顺序节点主装置15和25的第一子主装置15和第二子主装置25分别将ID请求消息发送到除了其本身之外的其它主装置。另外，由于超主装置45也是子主装置，因此第一顺序节点主装置15和25也将ID请求消息发送到超主装置45。
首先，第一子主装置15将作为ID请求消息的信标消息发送到超主装置45以及第二和第三子主装置25和35。然后，已经接收到信标消息的超主装置45以及第二和第三子主装置25和35将响应消息发送到第一子主装置15。
当第一子主装置15从超主装置45以及第二和第三子主装置25和35接收到响应消息时，它确定是否提供了MASTER_DEV_ID，并且连接质量是否高于预定等级。首先，第一子主装置15将“000”作为MASTER_DEV_ID分配给没有MASTER_DEV_ID的第三子主装置35，并且将第三子主装置35设置为第二顺序节点主装置。然后，第一子主装置15将具有高于预定等级的连接质量的子主装置设置为作为第一子主装置15的下级节点的第二顺序节点，并且超主装置45以及第二和第三子主装置25和35被设置为第二顺序节点。因此，形成图2C所示的网络拓扑，并且第三子主装置35成为第二顺序节点主装置。
然后，第一子主装置15将作为第二顺序节点的超主装置45以及第二和第三子主装置25和35的CTA分配给其超帧的CFP区域。
以这种方式，当完成通过第一子主装置15对网络拓扑的构建时，检查是否对第一子主装置15创建了下级节点主装置。此时，由于出现作为第二顺序节点主装置的第三子主装置35，因此，进行为第三子主装置35建立网络拓扑的处理。
首先，第三子主装置35将信标消息发送到超主装置45以及第一和第二子主装置15和25。然后，超主装置45以及第一和第二子主装置15和25将响应消息发送到第三子主装置35。第三子主装置35使用响应消息确定连接质量以及是否分配MASTER_DEV_ID。此时，由于已经将MASTER_DEV_ID分配给第一和第二子主装置15和25，因此第三子主装置35没有必要分配MASTER_DEV_ID。另外，由于与超主装置45的连接质量低于预定等级，因此仅为第一和第二子主装置15和25建立作为下级节点的网络拓扑。因此，建立如图2D所示的网络拓扑。
接着，对于第一和第二子主装置15和25，第三子主装置35将CTA分配给其超帧的CFP区域。
以这种方式，当完成对第一和第三子主装置15和35的网络拓扑时，实现建立作为第一顺序节点主装置的第二子主装置25的网络拓扑的处理。
第二子主装置25将信标消息发送到超主装置45以及第一和第三子主装置15和35，并且从超主装置45以及第一和第三子主装置15和35接收响应消息。与第一子主装置15相同，第二子主装置25确定是否已提供MASTER_DEV_ID，以及连接质量是否高于预定等级。此时，由于超主装置45以及第一和第三子主装置15和35已经具有MASTER_DEV_ID，因此第二子主装置25不分配单独的MASTER_DEV_ID。然后，第二子主装置25将已确定具有高于预定等级的连接质量的超主装置45以及第一和第三子主装置15和35设置为第二子主装置25的下级节点。
然后，对于超主装置45以及第一和第三子主装置15和35，第二子主装置25将CTA分配给超帧。
因此，如图2E所示，因为在第二子主装置25的下级节点出现超主装置45以及第一和第三子主装置15和35，但是没有具有单独MASTER_DEV_ID的下级节点主装置，所以完成了建立网络拓扑的处理。
以这种方式，当建立了超主装置45以及子主装置15、25和35中的每一个的网络拓扑时，进行在超主装置45收集关于构成网络拓扑的路径中的每一个的信息的处理。关于每个路径的信息包括超主装置45以及第一至第三子主装置15、25和35的超帧结构。
图5是显示将根据本发明的实施例的网络拓扑的信息传送到超主装置的处理的表。在图5中，数字是传送网络拓扑信息的顺序，并且与在信道50中的每一个指示的数字相同。如图所示，以网络拓扑中布置的顺序沿着每个路径提供信息。
首先，从最左端路径收集信道信息。从最低节点至上级节点执行信道收集。因此，从作为最左端路径的最低节点(在表中为1号)的超主装置45向作为第一顺序节点主装置的第一子主装置15提供信息。超主装置45广播其MASTER_DEV_ID和信道的连接质量。
然后，作为上级节点的第一子主装置15从超主装置45接收信息，并且，如表中的2号所示，第二子主装置25广播其MASTER_DEV_ID和信道的连接质量。因此，第一子主装置15从第二子主装置25接收信息。
然后，如表中的3号所示，第一子主装置15广播其MASTER_DEV_ID和信道的连接质量，并且第三子主装置35从第一子主装置15接收信息。同样地，如表中的4号所示，第二子主装置25广播其MASTER_DEV_ID和信道的连接质量，并且第三子主装置35接收广播的信息。然后，如表中的5号所示，第三子主装置35广播通过表中的3号和4号处理从第一和第二子主装置15和25接收的信息。此时，第三子主装置35广播其MASTER_DEV_ID、作为其下级节点的第一和第二子主装置15和25的MASTER_DEV_ID、和信道的连接质量。
以这种方式，当在第一顺序节点主装置中，从连接到第一子主装置15的子主装置15、25和35中的每一个收集信息时，如表中的6号所示，第一子主装置15广播收集的信息、其MASTER_DEV_ID、作为其下级节点的超主装置45以及第二和第三子主装置25和35的MASTER_DEV_ID、和信道的连接质量。然后，超主装置45从第一子主装置15接收信息。
另一方面，从作为另一第一顺序节点主装置的第二子主装置25收集的信息也通过相同的处理实现。
首先，如表中的7号所示，超主装置45广播其MASTER_DEV_ID和信道的连接质量。然后，第二子主装置25从超主装置45接收信息。
同样，如表中的8号和9号所示，第一和第三子主装置15和35广播其MASTER_DEV_ID和信道的连接质量。然后，第二子主装置25从第一和第三子主装置15和35接收信息。
然后，第二子主装置25广播收集的信息、其MASTER_DEV_ID、作为其下级节点的超主装置45以及第一和第三子主装置15和35的MASTER_DEV_ID、和信道的连接质量。然后，超主装置45从第二子主装置25接收信息。
以这种方式，当从构成网络拓扑的每个路径的子主装置15、25和35中的每一个接收到信息时，超主装置45具有包括图2E所示的网络拓扑的结构和每个路径的连接质量的信息。超主装置处理每个信息，以定义在超帧的CFP区域的MCTA部分中，根据各个路径分配给子主装置15、25和35中的每一个的CTA，并且将所述CTA分配给子主装置15、25和35中的每一个。
图6是示出根据本发明的实施例的建立网络拓扑的处理的流程图。
为了建立网络拓扑，首先执行每个子网的结构的初始化、每个子网的子主装置的设置、骨干网1的初始化和超主装置45的设置。
当完成这些操作时，超主装置45将信标消息发送到子主装置15、25和35中的每一个(S505)。然后，子主装置15、25和35中的每一个将响应消息发送到超主装置45(S510)。当已经发送响应消息的子主装置15、25和35中的每一个都具有MASTER_DEV_ID时(S515-是)，超主装置45确定已经完成网络拓扑(S565)。
然后，当已经发送响应消息的各个子主装置15、25和35中存在没有MASTER_DEV_ID的子主装置时(S515-否)，超主装置45将MASTER_DEV_ID分配给没有MASTER_DEV_ID的那些子主装置15、25和35(S520)。然后，超主装置45基于由子主装置15、25和35中的每一个提供的响应消息来确定连接质量。当与任何一个子主装置的连接质量低于预定等级(即，SNR＜a)时(S525-否)，超主装置45去除相应子主装置的MASTER_DEV_ID(S530)。
然后，已经由超主装置45分配了MASTER_DEV_ID的第一顺序节点主装置将信标消息发送到除了其本身之外的子主装置，即，骨干网1中的超主装置45和其它子主装置(S535)。当从骨干网1中的超主装置45和其它子主装置接收到响应消息时(S540)，所述第一顺序节点主装置确定是否已提供MASTER_DEV_ID(S545)，并且是否将MASTER_DEV_ID分配给没有MASTER_DEV_ID的其它子主装置(S550)。然后，所述第一顺序节点主装置确定连接质量是否令人满意(即，SNR小于a(SNR＜a))(S555)，并且去除不满足连接质量的子主装置的MASTER_DEV_ID(S560)。
以这种方式，已经由第一顺序节点主装置分配了MASTER_DEV_ID的第二顺序节点主装置通过与第一顺序节点主装置的处理相同的处理，将MASTER_DEV_ID分配给第三节点主装置。继续这些处理直到将MASTER_DEV_ID分配给骨干网1中的所有子主装置。
当将MASTER_DEV_ID分配给骨干网中的所有子主装置时，确定已完成网络拓扑的建立(S565)。然后，将包括每个信道的连接质量的信息从下级节点传送到上级节点(S570)，并且最终传送到超主装置45(S575)，所述信息来自包括在构成网络拓扑的各个路径中的超主装置45和子主装置15、25和35中的每一个。
超主装置45存储网络拓扑的结构和关于每个信道的连接质量信息(S580)，并且对于子主装置15、25和35，将CTA分配给超帧。
图7是示出在根据本发明的实施例建立了网络拓扑的骨干网中进行中继传输处理的流程图。
图7示例性显示将信息从作为属于第二子网20的装置的PDA 21发送到作为属于第四子网40的装置的笔记本41的处理。
首先，请求将信息从第二子网20的PDA 21传送到作为第二子网20的主装置的第二子主装置25，然后传送到第四子网40的笔记本41(S605)。然后，第二子主装置25请求超主装置45分配用于将信息传送到第四子网40的笔记本41的路径和时间(S610)。
已经接收到请求的超主装置45从预存储的网络拓扑提取可能的路径(S615)。此时，根据图2E所示的网络拓扑，从第二子网20到达第四子网40的路径，即，从第二子主装置25到达超主装置45的路径包括三类，即，连接到2号和6号的路径，连接到4号、5号和6号的路径，以及10号的路径。另一方面，假设PDA 21、第二子主装置25、笔记本41和超主装置45分别直接通信。
当提取路径时，超主装置45比较各个路径的连接质量(S620)。由于超主装置45具有关于各个信道的连接质量的信息，因此应该计算当连接多个信道时的整个路径的连接质量。此时，超主装置45使用等式(1)比较路径之间的连接质量。
BCB+C>A......(1)]]>这里，A、B和C是各个路径的信道，B和C是构成一个路径的信道，A是单个路径。当满足等式1时，超主装置45将信息传送到经过B和C的路径，而不是A路径。如果三个信道组成路径，可以使用等式(2)比较路径之间的连接质量。
BCDBC+CD+DB>A......(2)]]>这里，B、C和D是构成一个路径的信道，A是单个路径。
当在子网之间通信时，超主装置45用等式(1)和等式(2)比较各个路径之间的连接质量，并且选择具有最高连接质量的路径(S625)。然后，超主装置45将关于分配的相应路径和时间的信息传送到第二子主装置25(S630)。第二子主装置25将所述路径和时间分配给PDA 21，并且控制通过相应路径和时间传送信息(S635)。
以这种方式，根据建立骨干网1的网络拓扑的方法，可以设置能够在包括在骨干网1中的各个子网之间实现通信的网络拓扑。另外，当实现各个子网之间的通信时，通过具有最高连接质量的路径传送信息，从而能够保证通信的可靠性。
如上所述，根据本发明，可以设置能够在包括在骨干网中的各个子网之间实现通信的网络拓扑。另外，当实现各个子网之间的通信时，通过具有最高连接质量的路径传送信息，从而能够保证通信的可靠性。
上述示例性实施例不被理解为限制本发明。本发明的教导可被容易地应用于其它类型设备。另外，本发明的实施例的描述是说明性的，而不限制权利要求的范围，很多替换、修改和变化对本领域技术人员将是明显的。
权利要求
1.一种在具有多个至少包括一个装置的子网的骨干网中建立能够在子网之间实现中继传输的网络拓扑的方法，所述方法包括使用于控制各个子网中的通信的子主装置中的每一个将ID请求消息发送到其它子网的其它子主装置；将响应消息从接收ID请求消息的每个子主装置发送到已经发送ID请求消息的子主装置；当接收到响应消息时，使接收响应消息的子主装置中的每一个将ID分配给已经发送响应消息的子主装置中没有ID的子主装置；以及当将ID分配给骨干网中的所有子主装置时，根据是否已经发送响应消息并根据ID分配的顺序，形成作为可在各个子主装置之间进行连接的路径的网络拓扑。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述骨干网包括从子主装置中选择的超主装置，所述超主装置控制子网之间的通信的，其中，发送ID请求消息的步骤包括将ID请求消息从超主装置发送到子主装置中的每一个。
3.如权利要求2所述的方法，其中，发送响应消息的步骤包括将响应消息从子主装置中的每一个发送到超主装置。
4.如权利要求3所述的方法，其中，分配ID的步骤包括在已经发送响应消息的子主装置中，将ID分配给具有高于预定等级的连接质量的子主装置；以及将被分配ID的子主装置设置为第n节点主装置。
5.如权利要求4所述的方法，其中，发送ID请求消息的步骤包括将ID请求消息从第n节点主装置发送到其它子网的子主装置。
6.如权利要求4所述的方法，其中，发送ID请求消息的步骤包括将ID请求消息从第n节点主装置发送到超主装置。
7.如权利要求5所述的方法，其中，发送响应消息的步骤包括将响应消息从已经接收到ID请求消息的子主装置发送到第n节点主装置。
8.如权利要求6所述的方法，其中，发送响应消息的步骤包括将响应消息从超主装置发送到第n节点主装置。
9.如权利要求7所述的方法，其中，分配ID的步骤包括在已经将响应消息发送到第n节点主装置的子主装置中，将ID分配给具有高于预定等级的连接质量并且没有ID的子主装置；以及将被分配ID的子主装置设置为第(n+1)节点主装置。
10.如权利要求1所述的方法，其中，重复发送ID请求消息、发送响应消息和分配ID的步骤，直到将ID分配给属于骨干网的所有子主装置。
11.如权利要求1所述的方法，其中，形成网络拓扑的步骤包括当将ID分配给属于骨干网的所有子主装置时，将关于每个子主装置的信息传送到超主装置。
12.如权利要求11所述的方法，其中，传送信息的步骤包括将包括用于连接每个子主装置以进行通信的信道的连接质量的信息从下级子主装置传送到上级子主装置。
13.如权利要求1所述的方法，还包括基于由被分配ID的子主装置中的每一个提供的信息，超主装置识别作为可在各个子主装置之间进行连接的路径的网络拓扑。
14.如权利要求1所述的方法，还包括超主装置将被分配ID的子主装置中的每一个的信道时间分配(CTA)分配给超帧。
15.如权利要求1所述的方法，其中，在超帧的竞争访问周期(CAP)中发送ID请求消息。
16.如权利要求1所述的方法，还包括请求将信息从属于一个子网的发起装置传送到属于另一子网的目的装置；超主装置比较根据网络拓扑连接发起装置和目的装置的多个路径的连接质量；以及通过多个路径中被确定具有最佳连接质量的路径来传送信息。
17.一种在骨干网中建立能够在子网之间实现中继传输的网络拓扑的方法，所述骨干网具有子主装置和超主装置，所述子主装置用于控制各自子网中的通信，所述超主装置用于控制子网之间的通信，所述方法包括将用于ID分配的ID请求消息从超主装置发送到子主装置中的每一个；将对ID请求消息的响应消息从子主装置中的每一个发送到超主装置；将ID分配给已经发送响应消息的子主装置中具有高于预定等级的连接质量的子主装置；将用于ID分配的第二ID请求消息从被分配ID的子主装置发送到其它子主装置中的每一个；将对第二ID请求消息的响应消息从子主装置中的每一个发送到被分配ID的子主装置；将ID分配给已经发送对第二ID请求消息的响应消息的子主装置中具有高于预定等级的连接质量并没有ID的子主装置；以及根据是否已经发送响应消息并根据ID分配的顺序，形成作为可在各个子主装置之间进行连接的路径的网络拓扑。
18.如权利要求17所述的方法，还包括在形成网络拓扑之前将用于ID分配的第n ID请求消息从被分配ID的子主装置发送到其它子主装置中的每一个；将对第n ID请求消息的响应消息从所述子主装置中的每一个发送到被分配ID的子主装置；将ID分配给已经发送对第n ID请求消息的响应消息的子主装置中具有高于预定等级的连接质量并没有ID的子主装置；以及根据是否已经发送响应消息并根据ID分配的顺序，形成作为可在各个子主装置之间进行连接的路径的网络拓扑。
全文摘要
公开了一种在具有多个至少包括一个装置的子网的骨干网中建立能够在子网之间实现中继传输的网络拓扑的方法。所述方法包括控制各个子网中的通信的子主装置中的每一个将ID请求消息发送到其它子主装置；将响应消息从其它子主装置发送到已经发送ID请求消息的子主装置；子主装置中的每一个将ID分配给已经发送响应消息的子主装置中没有ID的子主装置；以及当将ID分配给骨干网中的所有子主装置时，根据是否已经发送响应消息并根据ID分配的顺序，形成网络拓扑。所述网络拓扑能够实现各个子网之间的可靠通信。
文档编号H04L12/58GK101087226SQ200710004319
公开日2007年12月12日 申请日期2007年1月22日 优先权日2006年6月7日
发明者吕永培, 李埈圭, 姜俊赫, 李浚求, 徐荣光, 朴贤澈, 张南锡 申请人:三星电子株式会社
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