Title:
INTELLIGENTES UND DYNAMISCHES AUSWÄHLEN EINER BETRIEBSART EINES KNOTENS IN EINEM AD-HOC-NETZWERK
Kind Code:
T5


Abstract:

Ein Verfahren zum Überführen eines drahtlosen Netzwerkgerätes aus einer Nichtzugangspunktbetriebsart in eine Zugangspunktbetriebsart enthält ein Empfangen einer Netzwerkauffindeanfrage von einem anderen drahtlosen Netzwerkgerät und ein Senden einer Netzwerkauffindeantwort einschließlich Beacon-Daten und eines Identifizierers. Das Verfahren enthält ein Empfangen einer Netzwerkbeitrittsanfrage von dem anderen drahtlosen Netzwerkgerät und ein Assoziieren mit dem anderen Netzwerkgerät durch übergehen aus einer Standardbetriebsart in eine Zugangspunktbetriebsart. Das andere drahtlose Netzwerkgerät arbeitet dann als ein Client-Gerät. Jedes drahtlose Netzwerkgerät in der Standardbetriebsart horcht nach anderen drahtlosen Netzwerkgeräten, die einen Zugangspunkt für das drahtlose Netzwerk suchen. In der Zugangspunktbetriebsart broadcastüberträgt das drahtlose Netzwerkgerät periodisch Beacons. Jedes drahtlose Netzwerkgerät geht in eine Nur-Client-Betriebsart über, wenn beschränkende Bedingungen vorliegen.




Inventors:
Reitsma, Katrin, Ill. (Chicago, US)
Metke, Anthony R., Ill. (Naperville, US)
Application Number:
DE112016002053T
Publication Date:
01/11/2018
Filing Date:
04/22/2016
Assignee:
Motorola Solutions, Inc. (Ill., Chicago, US)
International Classes:



Attorney, Agent or Firm:
Schumacher & Willsau Patentanwaltsgesellschaft mbH, 80335, München, DE
Claims:
1. Verfahren zum Überführen eines drahtlosen Netzwerkgerätes aus einer Nichtzugangspunktbetriebsart in eine Zugangspunktbetriebsart, wobei das Verfahren umfasst:
Einstellen der Betriebsart auf eine Nichtzugangspunkbetriebsart und arbeiten in einem drahtlosen Netzwerk als ein Nichtzugriffspunkt,
Empfangen einer Netzwerkauffindeanfrage und Antworten mit einer Netzwerkauffindeantwort und
Empfangen einer Netzwerkbeitrittsanfrage und Antworten mit einer Netzwerkbeitrittsantwort und Übergehen in eine Zugangspunktbetriebsart, um sich mit anderen drahtlosen Netzwerkgeräten zu assoziieren und diesen Konnektivität anzubieten, basierend auf dem Empfangen der Netzwerkbeitrittsanfrage.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Arbeiten in dem drahtlosen Netzwerk in der Nichtzugangspunktbetriebsart ein Assoziieren mit einem anderen drahtlosen Netzwerkgerät enthält, das als ein Zugangspunkt arbeitet.

3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Netzwerkauffindeanfrage, die von einem anderen drahtlosen Netzwerkgerät empfangen wird, eine IEEE-802.11-Polling-Anfrage ("Institute of Electrical and Electronics Engineers") enthält.

4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Netzwerkauffindeanfrage Information über verfügbare Netzwerkdienste enthält, die durch das drahtlose Netzwerkgerät erreichbar sind.

5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Netzwerkauffindeanfrage eines oder mehreres aus einer Gruppe enthält, die aus Netzwerk-Routing-Information und Dienstinformation bezüglich Diensten besteht, die in dem drahtlosen Netzwerk verfügbar sind.

6. Verfahren nach Anspruch 1, das weiterhin ein Überführen des drahtlosen Netzwerkgerätes aus der Zugangspunktbetriebsart in eine Standardbetriebsart umfasst, wenn aktuell kein anderes drahtloses Netzwerkgerät mit dem drahtlosen Netzwerkgerät assoziiert ist, während es sich in der Zugangspunkbetriebsart befindet.

7. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Netzwerkauffindeanfrage, die empfangen wird, eine Routing-Anfrage enthält.

8. Verfahren nach Anspruch 1, das weiterhin ein Überführen des drahtlosen Netzwerkgerätes aus der Zugangspunktbetriebsart in eine Nur-Client-Betriebsart umfasst, wenn Energie, die in einer Batterie des drahtlosen Netzwerkgerätes gespeichert ist, weniger ist als eine konfigurierbare Energieniveauschwelle.

9. Verfahren nach Anspruch 1, das weiterhin ein Überführen des drahtlosen Netzwerkgerätes aus der Zugangspunktbetriebsart in eine Nur-Client-Betriebsart umfasst, in Reaktion auf wenigstens eines aus einer Gruppe, die daraus besteht, dass sich das drahtlose Netzwerkgerät mit einer Geschwindigkeit bewegt, die größer ist als eine Schwelle, und das sich das drahtlose Netzwerkgerät mit einer im wesentlichen konstanten Geschwindigkeit bewegt.

10. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Netzwerkbeitrittsanfrage eine Assoziierungsanfrage enthält.

11. Drahtloses Netzwerkgerät, umfassend:
einen Funktransceiver zum Kommunizieren in einem drahtlosen Netzwerk; und
einen Prozessor, der programmiert ist zum
Arbeiten in einer Standardbetriebsart,
Bestimmen, ob beschränkende Bedingungen vorliegen, und wenn wenigstens eine der beschränkenden Bedingungen vorliegt, Überführen des drahtlosen Netzwerkgerätes in eine Nur-Client-Betriebsart,
Bestimmen, dass ein anderes drahtloses Netzwerkgerät dem drahtlosen Netzwerk beitreten will und Befähigen des anderen drahtlosen Netzwerkgerätes, als drahtloses Client-Netzwerkgerät assoziiert zu werden, indem das drahtlose Netzwerkgerät in eine Zugangspunktbetriebsart überführt wird und einen Beacon broadcastüberträgt, und
wenn die beschränkenden Bedingungen nicht vorliegen und wenn ein anderes drahtloses Netzwerkgerät dem drahtlosen Netzwerk nicht beitreten will, Halten des drahtlosen Netzwerkgerätes in der Standardbetriebsart oder Überführen desselben in die Standardbetriebsart und Fortfahren zu bestimmen, ob die beschränkenden Bedingungen vorliegen und ob ein anderes drahtloses Netzwerkgerät dem drahtlosen Netzwerk beitreten will.

12. Drahtloses Netzwerkgerät nach Anspruch 11, wobei die beschränkenden Bedingungen eine oder mehrere aus einer Gruppe enthalten, die daraus besteht, dass sich das drahtlose Netzwerkgerät mit einer Geschwindigkeit bewegt, die größer ist als eine Schwelle, dass ein Energieniveau, das in einer Batterie des drahtlosen Netzwerkgerätes gespeichert ist, unter einer vorbestimmten Energieschwelle liegt und dass sich das drahtlose Netzwerkgerät mit einer im wesentlichen konstanten Geschwindigkeit bewegt.

13. Drahtloses Netzwerkgerät nach Anspruch 11, wobei der Prozessor programmiert ist zum Bestimmen, dass das andere drahtlose Netzwerkgerät beitreten will durch
Bestimmen einer Anwesenheit einer Netzwerkauffindeanfrage von dem anderen drahtlosen Netzwerkgerät;
Senden einer Netzwerkauffindeantwort einschließlich eines Netzwerkidentifizierers; und
Bestimmen des Empfangs einer Netzwerkbeitrittsanfrage von dem anderen drahtlosen Netzwerkgerät, die anzeigt, dass das andere drahtlose Netzwerkgerät für einen Beitritt verfügbar ist.

14. Drahtloses Netzwerkgerät nach Anspruch 11, wobei der Prozessor programmiert ist, in der Standardbetriebsart nach einer Polling-Anfrage zu horchen und periodisch den Beacon in der Zugangspunktbetriebsart broadcastzuübertragen.

15. Verfahren zum Überführen eines ersten drahtlosen Netzwerkgerätes aus einer Zugangspunktbetriebsart in eine Standardbetriebsart, wobei das erste drahtlose Netzwerkgerät Beacons broadcastüberträgt, wobei das Verfahren umfasst:
Bestimmen mit dem ersten drahtlosen Netzwerkgerät, dass sich ein zweites drahtloses Netzwerkgerät von dem ersten drahtlosen Netzwerkgerät getrennt hat und keine anderen drahtlosen Netzwerkgeräte mit dem ersten drahtlosen Netzwerkgerät als ein Zugangspunkt assoziiert sind; und
wenn keine anderen drahtlosen Netzwerkgeräte mit dem ersten drahtlosen Netzwerkgerät als der Zugangspunkt assoziiert sind, Überführen des ersten drahtlosen Netzwerkgerätes aus der Zugangspunktbetriebsart in die Standardbetriebsart,
wobei das erste drahtlose Netzwerkgerät arbeitet, um ein Broadcastübertragen von Beacons in der Standardbetriebsart zu verhindern.

16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei das erste drahtlose Netzwerkgerät bestimmt, dass sich das zweite drahtlose Netzwerkgerät von dem ersten drahtlosen Netzwerkgerät nach einer vorbestimmten Zeitverzögerung ohne Assoziierung mit dem zweiten drahtlosen Netzwerkgerät getrennt hat.

17. Verfahren nach Anspruch 15, wobei das erste drahtlose Netzwerkgerät bestimmt, dass sich das zweite drahtlose Netzwerkgerät von dem ersten drahtlosen Netzwerkgerät getrennt hat, wenn das erste drahtlose Netzwerkgerät ein Trennsignal von dem zweiten drahtlosen Netzwerkgerät empfängt.

18. Verfahren nach Anspruch 15, wobei das erste drahtlose Netzwerkgerät eine Netzwerkauffindeanfrage sendet und eine Netzwerkauffindeantwort von einem anderen drahtlosen Netzwerkgerät empfängt.

19. Verfahren nach Anspruch 15, weiterhin umfassen:
Bestimmen, wenn beschränkende Bedingungen für das erste drahtlose Netzwerkgerät vorliegen, und wenn die beschränkenden Bedingungen vorliegen, Übergehen in eine Nur-Client-Betriebsart.

20. Verfahren nach Anspruch 19, wobei die beschränkenden Bedingungen wenigstens eine enthalten, die aus einer Gruppe ausgewählt ist, welche daraus besteht, dass sich das erste drahtlose Netzwerkgerät mit einer Geschwindigkeit bewegt, die größer ist als eine Schwelle, dass ein Energieniveau einer Batterie des ersten drahtlosen Netzwerkgerätes unterhalb eines vorbestimmten Energieniveaus liegt und dass sich das erste drahtlose Netzwerkgerät mit einer im wesentlichen konstanten Geschwindigkeit bewegt.

Description:
HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Ein drahtloses Ad-hoc-Netzwerk ist ein dezentralisierter Netzwerktyp. Im Vergleich zu infrastrukturbasierten drahtlosen Netzwerken sind Ad-hoc-Netzwerke selbstbildende drahtlose Netzwerke, die in Abwesenheit irgendeiner festen Infrastruktur arbeiten können, und in einigen Fällen wird ein Ad-hoc-Netzwerk gänzlich aus mobilen Einheiten gebildet. Ein Ad-hoc-Netzwerk enthält typischerweise eine Anzahl geographisch verteilter potentiell mobiler Einheiten, die gelegentlich als "Knoten" bezeichnet werden, wobei diese drahtlos miteinander über eine oder mehrere Verbindungen verbunden sind (zum Beispiel Funkfrequenzkommunikationskanäle). Die Knoten können miteinander über ein drahtloses Medium ohne die Unterstützung eines infrastrukturbasierten oder leitungsgebundenen Netzwerkes kommunizieren. Zusätzlich senden die Knoten in einem drahtlosen Ad-hoc-Netzwerk typischerweise "Beacons". Ein Beacon (zum Beispiel ein Beaconrahmen) enthält Information über das Netzwerk und wird typischerweise periodisch broadcastübertragen um die Anwesenheit des Netzwerks für Knoten anzukündigen, die einen Beitritt zu dem Netzwerk wünschen könnten.

Drahtlose Ad-hoc-Netzwerke werden vorteilhaft implementiert, um Kommunikationsmechanismen für Notfalldienste zur Verfügung zu stellen, wie zum Beispiel die Polizei, die Feuerwehr und andere an dem Ort eines Notfalls oder an einem ähnlichen Ereignisort. Zum Beispiel können Naturkatastrophen extensive Schäden an den landbasierten Telekommunikationsinfrastrukturen verursachen. Unter solchen Umständen können drahtlose Ad-hoc-Netzwerke ersetzend eingesetzt werden, um Benachrichtigungskapazitäten für sowohl die Rettungskräfte als auch die Opfer zur Verfügung zu stellen. Solch ein drahtloses Ad-hoc-Netzwerk kann zum Beispiel ein Teil eines Ereignisbereichsnetzwerks sein. Wenn Knoten in den Ereignisbereichsnetzwerken aktiv am Weiterleiten von Routing-Anfragen teilnehmen und Beacons zur Verfügung stellen können 1) der Netzwerk-Overhead und 2) die Energienutzung vergrößert werden. Ein vergrößerter Netzwerk-Overhead hat einen Einfluss auf die Fähigkeit, zum Beispiel Stimm- und Datennachrichten zu senden, da Bandbreite verwendet wird, um Managementinformation (zum Beispiel Beacons) zu senden, anstelle von Nachrichten. Eine erhöhte Energienutzung kann einen negativen Einfluss auf die Batterielebensdauer haben, und viele Knoten in einem drahtlosen Ad-hoc-Netzwerk sind häufig batteriebetrieben. Viele existierende Techniken und Protokolle können diese beiden Themen nicht berücksichtigen, wenn drahtlose Ad-hoc-Netzwerke eine große Anzahl von Knoten, sehr mobile Knoten, dynamische Knotenmitgliedschaften oder eine Kombination dieser Charakteristiken aufweisen.

Entsprechend besteht ein Bedarf an einer intelligenten und dynamischen Auswahl von Beacon-Sendeknoten in drahtlosen Ad-hoc-Netzwerken.

KURZE BESCHREIBUNG DER VERSCHIEDENEN ANSICHTEN DER ZEICHNUNGEN

Die begleitenden Figuren, in denen sich gleiche Bezugszeichen auf identische oder funktional ähnliche Elemente durch die verschiedenen Ansichten hindurch beziehen, werden zusammen mit der nachfolgenden detaillierten Beschreibung in die Spezifizierung eingebaut, sie bilden einen Teil davon, und sie dienen zur weiteren Veranschaulichung von Ausführungsformen und Konzepten, die die beanspruchte Erfindung enthalten, und sie erläutern verschiedene Prinzipien und Vorteile jener Ausführungsformen.

1 ist ein Ad-hoc-Topologiediagramm von Knoten eines drahtlosen Ad-hoc-Netzwerks in Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen.

2 ist ein Blockdiagramm eines drahtlosen Ad-hoc-Netzwerkgerätes in Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen.

3 ist ein Zustandsdiagramm für die Betriebsarten eines drahtlosen Ad-hoc-Netzwerkgerätes.

4 ist ein Flussdiagramm, das die Ausführung eines Verfahrens durch ein drahtloses Ad-hoc-Netzwerkgerät zeigt, dass von einer Standardbetriebsart in eine Zugangspunktbetriebsart übergeht.

5 ist ein Funktionsdiagramm, das ein Beispiel eines Verfahrens von Knoten zeigt, die einem drahtlosen Ad-hoc-Netzwerk beitreten, wobei sie zwischen Betriebsarten übergehen, und Zugangspunkte schalten.

Fachleute werden erkennen, dass Elemente in den Figuren im Sinne der Einfachheit und Klarheit nicht notwendigerweise maßstabsgetreu veranschaulicht sind. Zum Beispiel sind die Abmessungen einiger der Elemente in den Figuren im Vergleich zu anderen Elementen übertrieben, um das Verständnis von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zu verbessern.

Die Vorrichtungs- und Verfahrenskomponenten wurden dort, wo es angemessen ist, durch konventionelle Symbole in den Zeichnungen dargestellt, wobei nur jene spezifischen Details gezeigt werden, die für das Verständnis der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wesentlich sind, um so die Offenbarung nicht mit Details zu verschleiern, die für jene Durchschnittsfachleute ohne weiteres ersichtlich sind, welche den Vorteil dieser Beschreibung genießen.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Ausführungsformen enthalten Verfahren zum Überführen eines drahtlosen Netzwerkgerätes von einer Nichtzugangspunktbetriebsart in eine Zugangspunktbetriebsart. In einer Ausführungsform enthält ein Verfahren ein Einstellen einer Betriebsart auf eine Nichtzugangspunktbetriebsart und ein Arbeiten in einem drahtlosen Netzwerk als ein Nichtzugangspunkt. Das Verfahren enthält ein Empfangen einer Netzwerkauffindeanfrage und ein Antworten mit einer Netzwerkauffindeantwort und ein Empfangen einer Netzwerkbeitrittsanfrage und ein Antworten mit einer Netzwerkbeitrittsantwort. Das Verfahren enthält weiterhin ein Überführen in eine Zugangspunktbetriebsart, um sich mit anderen drahtlosen Netzwerkgeräten zu assoziieren und diesen Konnektivität anzubieten, basierend auf dem Empfangen der Netzwerkbeitrittsanfrage.

Eine andere Ausführungsform stellt ein drahtloses Netzwerk zur Verfügung, das einen Funktransceiver zum Kommunizieren in einem drahtlosen Netzwerk enthält, sowie einen Prozessor, der programmiert ist, um in einer Standardbetriebsart zu arbeiten und um zu bestimmen, ob beschränkende Bedingungen vorliegen, und wenn beschränkende Bedingungen vorliegen, geht das drahtlose Netzwerkgerät in eine Nur-Client-Betriebsart über. Der Prozessor bestimmt auch, dass ein anderes drahtloses Netzwerkgerät dem drahtlosen Netzwerk beitreten will und die anderen drahtlosen Netzwerkgeräte befähigen will, als drahtloses Client-Netzwerkgerät assoziiert zu werden, indem das drahtlose Netzwerkgerät in eine Zugangspunktbetriebsart überführt wird, wobei ein Beacon broadcastübertragen wird. Wenn der Prozessor bestimmt, dass keine beschränkenden Bedingungen vorliegen und dass kein anderes drahtloses Netzwerkgerät dem drahtlosen Netzwerk beitreten will, wird das drahtlose Netzwerkgerät in der Standardbetriebsart gehalten oder das drahtlose Netzwerkgerät wird in diese überführt, und es wird fortgefahren zu bestimmen, ob beschränkende Bedingungen vorliegen und ob ein anderes drahtloses Netzwerkgerät dem drahtlosen Netzwerk beitreten will.

Noch eine andere Ausführungsform stellt ein Verfahren zum Überführen eines ersten drahtlosen Netzwerkgerätes aus einer Zugangspunktbetriebsart in eine Standardbetriebsart zur Verfügung, wobei das erste drahtlose Netzwerkgerät Beacons broadcastüberträgt. Das Verfahren enthält ein Bestimmen, mit dem ersten drahtlosen Netzwerkgerät, dass sich ein zweites drahtloses Netzwerkgerät von dem ersten drahtlosen Netzwerkgerät getrennt hat und dass keine anderen drahtlosen Netzwerkgeräte mit dem ersten drahtlosen Netzwerkgerät als ein Zugangspunkt assoziiert sind. Somit überführt das Verfahren das erste drahtlose Netzwerkgerät aus der Zugangspunktbetriebsart in eine Standardbetriebsart. In der Standardbetriebsart broadcastüberträgt das erste drahtlose Netzwerkgerät keine Beacons.

Ausführungsformen können ein drahtloses Ad-hoc-Netzwerkgerät enthalten, das Betriebsarten ändern kann. Die drei Betriebsarten sind zum Beispiel eine Zugangspunktbetriebsart ("access point" (AP)), eine Standardbetriebsart und eine Nur-Client-Betriebsart. Wenn sich das drahtlose Netzwerkgerät in der Zugangspunktbetriebsart befindet, handelt es als ein Zugangspunkt. In einer Implementierung ist das drahtlose Netzwerkgerät gestaltet, um mit einem Lokalbereichsnetzwerkstandard kompatibel zu sein, zum Beispiel dem IEEE-802.11-Standard ("Institute of Electrical and Electronics Engineers") (nachfolgend einfach "802.11"). (Für diese und irgendwelche IEEE-Standards, welche hier genannt sind, siehe: http://standards.ieee.org/getieee802/index.html oder kontaktiere das IEEE unter IEEE, 445 Hoes Lane, PO Box 1331, Piscataway, NJ 08855-1331, USA.) In einer solchen Ausführungsform ist das drahtlose Netzwerkgerät mit dem 802.11-Standard für Zugangspunktbetrieb kompatibel. Wenn es sich in der Standardbetriebsart befindet, handelt das drahtlose Netzwerkgerät als eine 802.11-Station (STA) und ist mit dem 802.11-Standard für STA-Betrieb kompatibel. Wenn sich das drahtlose Netzwerkgerät in der Nur-Client-Betriebsart befindet, handelt es als eine 802.11-Station und ist mit dem 802.11-Standard für Stationsbetrieb kompatibel. Hier wird der Begriff "Nichtzugangspunktbetriebsart" in der Bedeutung verwendet, dass es sich um die Nur-Client-Betriebsart oder die Standardbetriebsart, wie oben beschrieben, handelt, und als eine Konsequenz, dass das drahtlose Netzwerkgerät nicht als ein Zugangspunkt handelt. Ein drahtloses Netzwerkegerät, das die hier beschriebenen Verfahren nutzen kann, um zwischen diesen drei Betriebsarten zu wechseln, wird als "zugangspunktfähig" betrachtet.

1 ist ein Ad-hoc-Topologiediagramm, das ein drahtloses Netzwerk 10 mit vier zugangspunktfähigen Knoten (Knoten 1, Knoten 2, Knoten 3 und Knoten 4) zeigt. Das drahtlose Netzwerk 10 enthält auch einen drahtlosen Client-Knoten (Knoten 5), der nicht fähig ist, als ein Zugangspunkt zu arbeiten. Die Pfeile (A1, A2, A3, A4 usw.), die zwischen den Knoten angeordnet sind, repräsentieren Kommunikationspfade zwischen den Knoten und stellen einen Hinweis zur Verfügung, dass die Knoten miteinander kommunikationsfähig sind, das heißt innerhalb einer wechselseitigen Kommunikationsreichweite. Ein Kommunikationsweg oder -pfad kann beispielsweise als ein "Nachrichtensprung" ("message 'hop'") von einem Knoten zu dem nächsten ausgebildet sein, bis zur Ankunft an einem erwünschten Zielknoten. Knoten 1 bis Knoten 4 repräsentieren oder entsprechen drahtlosen Ad-hoc-Netzwerkgeräten, die gestaltet oder konfiguriert sind, um entweder in einer Nichtzugangspunktbetriebsart oder in einer Zugangspunktbetriebsart zu arbeiten. Somit ist jeder von Knoten 1 bis Knoten 4 fähig zu einer Nutzung als Zugangspunkt, der Beacons broadcastüberträgt, wenn er in einer Zugangspunktbetriebsart betrieben wird.

2 ist ein Blockdiagramm eines beispielhaften drahtlosen Ad-hoc-Netzwerkgerätes 11. Das drahtlose Ad-hoc-Netzwerkgerät 11 enthält einen Prozessor 12 (zum Beispiel einen Mikroprozessor oder ein ähnliches Gerät), eine Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle 14 ("input/output" (I/O)) und einen Funktransceiver 16. Der Funktransceiver 16 ist mit einer Antenne 18 verbunden. Der Funktransceiver 16, der in 2 gezeigt ist, enthält einen Sender und einen Empfänger, die eine drahtlose Kommunikation in einem drahtlosen Netzwerk 10 (wie in 1 gezeigt) ermöglichen. Das drahtlose Ad-hoc-Netzwerkgerät 11 enthält auch einen Speicher 22. Es sollte von Fachleuten erkannt werden, dass 2 das drahtlose Ad-hoc-Netzwerkgerät 11 auf vereinfachte Weise darstellt und dass eine praktische Ausführungsform zusätzliche Komponenten enthalten kann sowie geeignet konfigurierte Verarbeitungslogik, Software oder beides, um bekannte oder konventionelle Betriebsmerkmale zu unterstützen, die hier nicht detailliert beschrieben werden. Die Komponenten (Prozessor 12, I/O-Schnittstelle 14, Funktransceiver 16, Antenne 18 und Speicher 22) sind über eine lokale Schnittstelle 24 kommunikationsfähig gekoppelt. Die lokale Schnittstelle 24 kann zum Beispiel, jedoch nicht beschränkt, als ein oder mehrere Busse oder andere drahtgebundene oder drahtlose Verbindungen ausgelegt sein, wie es in der Technik bekannt ist.

Der Funktransceiver 16 kann unter Verwendung irgendeiner Anzahl geeigneter drahtloser Kommunikationsprotokolle, -techniken oder -methoden arbeiten. In einigen Ausführungsformen unterstützt der Funktransceiver 16, ohne Beschränkung: (Funkfrequenz) RF ("radio frequency"); mobilen Landfunk (LMR) ("Land Mobile Radio"); IrDA (Infrarot); Bluetooth; ZigBee (und andere Varianten des IEEE-802.15-Protokolls); IEEE 802.11 (jegliche Variationen); IEEE 802.16 (WiMAX oder irgendwelche anderen Variationen); Direktfolgespreizspektrum; Frequenzsprungspreizspektrum; Long-Term-Evolution (LTE); zellulare/drahtlose/schnurlose Kommunikationsprotokolle (zum Beispiel 3G/4G usw.); drahtlose Heimnetzwerkkommunikationsprotokolle; Paging-Netzwerkprotokolle; Satellitdatenkommunikationsprotokolle; drahtlose Krankenhaus- oder Gesundheitsweseneinrichtungsnetzwerkprotokolle, wie jene, die in den drahtlosen medizinischen Telemetriedienstbändern ("Wireless Medical Telemetry Service" (WMTS)) arbeiten; allgemeiner Paketfunkdienst ("General Packet Radio Service" (GPRS)); Projekt-25-Verschlüsselungsstandard ("Project-25" (P25)); terrestrischer Bündelfunk ("Terrestrial Trunked Radio" (TETRA)), digitaler mobiler Funk ("Digital Mobile Radio" (DMR)), eigene drahtlose Datenkommunikationsprotokolle, wie zum Beispiel Varianten des drahtlosen universellen seriellen Busses ("Universal Serial Bus" (USB)); und irgendwelchen andere Protokolle für drahtlose Kommunikation.

In einer in 2 gezeigten Ausführungsform, wenn sich das drahtlose Ad-hoc-Netzwerkgerät 11 in Betrieb befindet, führt der Prozessor 12 Software aus, die in dem Speicher 22 gespeichert ist, er überträgt Daten zu und von dem Speicher 22, und er steuert Operationen des drahtlosen Ad-hoc-Netzwerkgerätes gemäß den Softwareanweisungen.

Die I/O-Schnittstelle 14 kann verwendet werden, um eine Nutzereingabe zu empfangen und/oder zum Bereitstellen einer Systemausgabe. Die Nutzereingabe kann zum Beispiel über eine Tastatur, einen Touch-Screen, einen Scroll-Ball, einen Scroll-Balken, Tasten und dergleichen zur Verfügung gestellt werden. Eine Systemausgabe kann über ein Anzeigegerät zur Verfügung gestellt werden, wie zum Beispiel eine Flüssigkristallanzeige ("liquid crystal display" (LCD)), einen Touch-Screen und dergleichen. Die I/O-Schnittstelle 14 kann eine graphische Nutzerschnittstelle ("graphical user interface" (GUI)) enthalten, die einen Nutzer befähigt, mit dem drahtlosen Ad-hoc-Netzwerkgerät 11 zu interagieren.

Der in 2 gezeigte Speicher 22 kann flüchtige Speicherelemente enthalten (zum Beispiel einen Direktzugriffsspeicher ("random access memory" (RAM))), nichtflüchtige Speicherelemente, einschließlich eines Nur-Lese-Speichers ("read-only-memory" (ROM)) oder andere computerlesbare Speicher. Wie oben bemerkt enthält der Speicher 22 ein oder mehrere Softwareprogramme. In dem Beispiel aus 2 enthält der Speicher 22 ein geeignetes Betriebssystem ("operating system" (OS)) 26 und ausführbare Programme 28. Die ausführbaren Programme 28 enthalten verschiedene Anwendungen, einschließlich Anwendungen, die alle oder ein Teil der Verfahren, Prozesse und Operationen implementieren, die hier beschrieben werden. Ein Programm ist ein Betriebsartauswahlprogramm 30 oder ein Algorithmus für eine Überführung zwischen den Betriebsarten eines drahtlosen Ad-hoc-Netzwerkgerätes 11.

Betriebszustände

3 ist ein Zustandsdiagramm 40, das drei Zustände oder Betriebsarten für das drahtlose Ad-hoc-Netzwerkgerät 11 zeigt. Die drei Zustände sind die Nur-Client-Betriebsart 41, die Entscheidungs- oder Standardbetriebsart 42 und die Zugangspunktbetriebsart 43 (AP-Betriebsart).

Nach dem Start befindet sich das drahtlose Ad-hoc-Netzwerkgerät 11 in der Standardbetriebsart 42. Die Standardbetriebsart 42 verhindert die Broadcastübertragung von Beacons, erlaubt jedoch, dass das drahtlose Ad-hoc-Netzwerkgerät 11 auf Netzwerkauffindeanfragen antwortet, wie zum Beispiel 802.11-Polling-Anfragen. In einigen Ausführungsformen ist das drahtlose Ad-hoc-Netzwerkgerät 11 in der Standardbetriebsart 42 in der Lage, periodisch eine Anfrage zu senden, um die Anwesenheit und den Status von anderen drahtlosen Ad-hoc-Netzwerkgeräten zu bestimmen. In der Standardbetriebsart 42 fährt das drahtlose Ad-hoc-Netzwerkgerät 11 damit fort, zu bestimmen, ob beschränkende Bedingungen vorliegen und ob andere drahtlose Ad-hoc-Netzwerkgeräte dem drahtlosen Ad-hoc-Netzwerk beitreten wollen.

Überführung in die Client-Betriebsart

Das drahtlose Ad-hoc-Netzwerkgerät 11 geht von der Standardbetriebsart 42 in die Nur-Client-Betriebsart 41 über, wenn die Übergangsbedingung 44 (eine oder mehrere beschränkende Bedingungen erfüllt) auftritt oder existiert. Die beschränkenden Bedingungen der Übergangsbedingung 44 enthalten verschiedene Bedingungen, unter denen das drahtlose Netzwerkgerät nicht als Zugangspunkt handeln sollte.

Zum Beispiel ist eine beschränkende Bedingung die Bewegung eines mobilen drahtlosen Ad-hoc-Netzwerkgerätes 11 oberhalb einer vorbestimmten Geschwindigkeit. Das mobile drahtlose Ad-hoc-Netzwerkgerät 11 kann selber eine Bewegung bei einer Geschwindigkeit, die größer als eine vorbestimmte Geschwindigkeit oder eine konfigurierbare Geschwindigkeitsschwelle ist, mit einem Beschleunigungsmesser erfassen. Zum Beispiel kann die Geschwindigkeit durch einen Beschleunigungsmesser gemessen werden, der an dem mobilen drahtlosen Ad-hoc-Netzwerkgerät 11 zur Verfügung steht oder durch ein globales Positionierungssystem ("global positioning system" (GPS)), das die Position(en) des drahtlosen Netzwerkgerätes 11 erfasst. Der Prozessor 12 führt das Betriebsartauswahlprogramm 30 aus, um zu bestimmen, wenn sich das mobile drahtlose Ad-hoc-Netzwerkgerät mit einer Geschwindigkeit bewegt, die größer als die Schwelle ist. Der Prozessor 12 geht in die Nur-Client-Betriebsart 41 über, wenn sich das mobile drahtlose Ad-hoc-Netzwerkgerät mit einer Geschwindigkeit bewegt, die größer als die Schwelle ist. Bei Geschwindigkeiten, die größer als die Schwelle sind, bewegt sich das mobile drahtlose Ad-hoc-Netzwerkgerät 11 mit einiger Wahrscheinlichkeit aus der Kommunikationsreichweite heraus, oder es verliert seine Kommunikation mit anderen drahtlosen Netzwerkgeräten. Als Konsequenz würde das Handeln als ein Zugangspunkt temporär sein und Übergänge zwischen den Betriebsarten würden zu häufig für das drahtlose Ad-hoc-Netzwerkgerät 11 auftreten, als dass es nützlich für das drahtlose Netzwerk 10 wäre.

Eine andere beschränkende Bedingung besteht, wenn das mobile drahtlose Ad-hoc-Netzwerkgerät sich kontinuierlich oder im Wesentlichen kontinuierlich bewegt, selbst bei geringer Geschwindigkeit. Wie oben ausgeführt, kann ein Beschleunigungsmesser oder eine GPS-Anordnung die im Wesentlichen konstante Geschwindigkeit bestimmen. Der Prozessor 12 des mobilen drahtlosen Ad-hoc-Netzwerkgerätes 11 führt das Betriebsartauswahlprogramm 30 aus, um zu bestimmen, dass sich das mobile drahtlose Ad-hoc-Netzwerkgerät 11 im Wesentlichen kontinuierlich bewegt, und es setzt das mobile drahtlose Ad-hoc-Netzwerkgerät in die Nur-Client-Betriebsart 41. Diese Ausführungsform verhindert, dass ein mobiles drahtloses Ad-hoc-Netzwerkgerät 11, welches wahrscheinlich drahtlose Netzwerkverbindungen mit anderen drahtlosen Ad-hoc-Netzwerkgeräten ändern wird, als Zugangspunkt arbeitet.

Eine andere beschränkende Bedingung besteht, wenn das Energieniveau einer Batterie des drahtlosen Ad-hoc-Netzwerkgerätes 11 unterhalb eines vorbestimmten Energieniveaus oder einer konfigurierbaren Energieniveauschwelle liegt. Der Prozessor 12 des drahtlosen Ad-hoc-Netzwerkgerätes 11 führt das Betriebsartauswahlprogramm 10 aus, um von entweder der Standardbetriebsart 42 in die Nur-Client-Betriebsart 41 überzugehen, wenn die Übergangsbedingung 44 auftritt, oder von der Zugangspunktbetriebsart 43 in die Nur-Client-Betriebsart 41, wenn die Übergangsbedingung 45 auftritt. Die Übergangsbedingung 45 tritt auf, wenn zum Beispiel Energie, die in der Batterie des drahtlosen Ad-hoc-Netzwerkgerätes 11 gespeichert ist, ein Energieniveau aufweist, das niedriger ist, als ein vorbestimmtes Energieniveau oder eine konfigurierbare Energieniveauschwelle. In einer Ausführungsform in der Nur-Client-Betriebsart 41 spart das drahtlose Ad-hoc-Netzwerkgerät 11 Batterieenergie, indem es nicht auf Netzwerkauffindeanfragen oder Polling-Anfragen von anderen drahtlosen Ad-hoc-Netzwerkgeräten reagiert.

In einigen Ausführungsformen enthalten die beschränkenden Bedingungen der Übergangsbedingung 45 auch ein Betreiben mit einer Geschwindigkeit, die größer ist, als eine vorbestimmte Geschwindigkeit sowie ein im Wesentlichen kontinuierliches Bewegen, wenn die Zugangspunktbetriebsart 43 vorliegt, wie oben mit Bezug auf die Übergangsbedingung 44 diskutiert. Somit führen diese Bedingungen zu einem Übergang aus der Zugangspunktbetriebsart 43 in die Nur-Client-Betriebsart 41.

Sobald sich das drahtlose Ad-hoc-Netzwerkgerät 11 in der Nur-Client-Betriebsart 41 befindet, wie in 3 gezeigt, bleibt es in der Nur-Client-Betriebsart 41, bis die Übergangsbedingung 46 (beschränkende Bedingung(en) gelöscht) auftritt. Wenn alle beschränkenden Bedingungen gelöscht sind, das heißt die Übergangsbedingung 46 auftritt, geht das drahtlose mobile Netzwerkgerät 11 aus der Nur-Client-Betriebsart 41 in die Standardbetriebsart 42 über.

Zum Beispiel kann die Übergangsbedingung 46 auftreten, wenn eine Batterie für die Energieversorgung eines drahtlosen Ad-hoc-Netzwerkgerätes 11 ersetzt wird; wenn das mobile drahtlose Ad-hoc-Netzwerkgerät 11 aufhört, sich zu bewegen, wenn die Geschwindigkeit des mobilen drahtlosen Netzwerkgerätes 11 unter eine vorbestimmte Geschwindigkeit abfällt, oder wenn eine Kombination von vorstehendem existiert.

Übergang aus der Standardbetriebsart in die Zugangspunktbetriebsart

Wenn sich das drahtlose Ad-hoc-Netzwerkgerät 11 in der Standardbetriebsart 42 befindet, wie in 3 gezeigt, horcht es nach Beacons, Netzwerkauffindeanfragen, Polling-Anfragen und anderen Nachrichten oder Informationen von anderen drahtlosen Ad-hoc-Netzwerkgeräten. Das drahtlose Ad-hoc-Netzwerkgerät 11 geht in die Zugangspunktbetriebsart 43 über, wenn die Übergangsbedingung 47 (Netzwerkbeitrittsanfrage empfangen) auftritt, wenn ein anderes drahtloses Netzwerkgerät, das einen Client repräsentiert, eine Netzwerkauffindeanfrage sendet und nachfolgend eine Netzwerkbeitrittsanfrage, wie einen 82.11-Assoziierungsanfragerahmen oder eine 802.11-Authentifizierungsrahmen. Ein Übergang aus der Zugangspunktbetriebsart 43 in die Standardbetriebsart 42, wenn die Übergangsbedingung 48 (alle Clients fallen weg) auftritt, wird später hier diskutiert.

4 ist ein Flussdiagramm 49 eines Teils des Betriebsartauswahlprogamms 30, das durch einen Prozessor 12 eines drahtlosen Ad-hoc-Netzwerkgerätes 11 ausgeführt wird, das in einem Bereich angeordnet ist, in den ein anderes drahtloses Netzwerkgerät eintritt. Der Prozessor 12 des drahtlosen Ad-hoc-Netzwerkgerätes 11 führt das Betriebsartauswahlprogramm 30 aus, um zwischen der Nur-Client-Betriebsart 41, der Standardbetriebsart 42 und der Zugangspunktbetriebsart 43 auszuwählen. Das drahtlose Netzwerkgerät 11 beginnt den Betrieb in der Standardbetriebsart 42.

Bei Schritt 50 in 4 horcht der Prozessor 12 des drahtlosen Netzwerkgerätes 11 nach Netzwerkauffindeanfragen, und er empfängt diese, von einem suchenden drahtlosen Netzwerkgerät, das nach einem drahtlosen Netzwerk 10 sucht. Eine Netzwerkauffindeanfrage ist eine Nachricht, zum Beispiel ein 802.11-Polling-Anfragerahmen, um zu bestimmen, ob es irgendwelche Zugangspunkte in dem Bereich gibt. Der Prozessor 12 schreitet zu Schritt 52 fort.

Bei Schritt 52 in 4 antwortet das drahtlose Ad-hoc-Netzwerkgerät 11 auf die Netzwerkauffindeanfrage durch Senden einer Netzwerkauffindeantwort. Die Netzwerkauffindeantwort ist eine Nachricht, die Identifikationsinformation enthalten kann, welche allgemein in Beacon-Rahmen gefunden wird, wie zum Beispiel einen Netzwerkidentifizierer (zum Beispiel ein Diensteinstellungsidentifizierer ("Service Set Identifier" (SSID)), der mit einem Ereignisbereichsnetzwerk assoziiert ist, und optional eine Drahtlosnetzwerkgeräteidentifizieradresse (zum Beispiel eine Medienzugangssteuerungsadresse ("media access control" (MAC))) und andere Geräteidentifizierer. Die Netzwerkauffindeanfrage kann weiterhin Listen von verfügbaren Diensten und Netzwerk-Routing-Information für diese Dienste enthalten. Die Netzwerkauffindeantwort kann auch Zustandsdaten des drahtlosen Ad-hoc-Netzwerkgerätes 11 enthalten, wie zum Beispiel ein Batterieenergieniveau und eine Bewegungsgeschwindigkeit. Eins Beispiel dieses Typs einer Nachricht ist die IEEE-802.11-Polling-Antwort. Der Prozessor 12 geht dann zu Schritt 54 über.

In einer Ausführungsform enthält die Netzwerkauffindeanfrage bei Schritt 50 eine nachgefragte Ressourcen- oder Dienstinformation. Das drahtlose Ad-hoc-Netzwerkgerät 11 antwortet bei Schritt 52 nicht, es sei denn, das Gerät hat einen Weg zu der angefragten Ressource oder den Diensten (das heißt eine Verbindung zwischen einer Serie von Knoten innerhalb der gegenseitigen Kommunikationsreichweite kann aufgebaut werden, um das Gerät mit dem Dienst zu verbinden).

Bei Schritt 54 empfängt das drahtlose Ad-hoc-Netzwerkgerät 11 eine Netzwerkbeitrittsanfrage, die durch das suchende drahtlose Netzwerkgerät gesendet wird. Die Netzwerkbeitrittsanfrage kann ein 802.11-Assoziierungsrahmen oder ein 802.11-Authentifizierungsrahmen sein. Der Prozessor 12 geht dann zu Schritt 56 über.

Bei Schritt 56 in 4 erlaubt das drahtlose Ad-hoc Netzwerkgerät 11 eine Assoziierung mit dem suchenden drahtlosen Netzwerkgerät durch Senden einer Netzwerkbeitrittsantwort. Die Netzwerkbeitrittsantwort zeigt an, dass sich das suchende drahtlose Netzwerkgerät ausreichend mit dem Zugangspunkt assoziiert hat, der durch das drahtlose Netzwerkgerät zur Verfügung gestellt wird. Somit wird das suchende drahtlose Netzwerkgerät ein drahtloses Client-Netzwerkgerät, das den Zugangspunkt des drahtlosen Ad-hoc-Netzwerkgerätes 11 nutzt. Der Prozessor geht dann zu Schritt 58 über.

Bei Schritt 58 geht das drahtlose Ad-hoc-Netzwerkgerät 11 aus der Standardbetriebsart 42 in die Zugangspunktbetriebsart 43 über, und es arbeitet als der Zugangspunkt für das drahtlose Client-Netzwerkgerät.

Schritt 56 wird vor Schritt 58 auftretend zum Zwecke der Veranschaulichung gezeigt. Die Schritte können gleichzeitig oder in umgekehrter Reihenfolge erfolgen.

Wenn das drahtlose Ad-hoc-Netzwerkgerät 11 als ein Zugangspunkt in der Zugangspunktbetriebsart 43 arbeitet, broadcastüberträgt es periodisch Beacons und dient als ein Zugangspunkt für drahtlose Client-Netzwerkgeräte, die damit assoziiert sind. Das drahtlose Netzwerkgerät 11 in der Zugangspunktbetriebsart 43 verfolgt und listet alle drahtlosen Client-Netzwerkgeräte, die das drahtlose Netzwerkgerät 11 als einen Zugangspunkt nutzen. Weiterhin assoziiert das drahtlose Netzwerkgerät 11 sich in der Zugangspunktbetriebsart 43 mit anderen drahtlosen Netzwerkgeräten und bietet diesen Konnektivität.

Übergang aus der Zugangspunktbetriebsart in die Standardbetriebsart

Bei der typischen Nutzung geht das drahtlose Ad-hoc-Netzwerkgerät 11 aus der Zugangspunktbetriebsart 43 in die Standardbetriebsart 42 über, wenn die Übergangsbedingung 48 (alle Clients treten aus) auftritt, wie in 3 gezeigt. Die Übergangsbedingung 48 existiert, wenn aktuell keine drahtlosen Client-Netzwerkgeräte mit dem drahtlosen Ad-hoc-Netzwerkgerät assoziiert sind.

Wenn ein drahtloses Client-Netzwerkgerät seine Assoziierung mit dem drahtlosen Netzwerkgerät in der Zugangspunktbetriebsart 43 beendet, werden die drahtlosen Netzwerkgeräte als "getrennt" bezeichnet. Wie in der Technik bekannt und dokumentiert in 802.11 ist, gibt es viele Gründe, dass sich ein drahtloses Client-Netzwerkgerät von einem Zugangspunkt trennt. Zum Beispiel kann ein anderer Zugangspunkt andere Dienste zur Verfügung stellen, bessere Bandbreite, bessere Signalstärke, ein besseres Signal-Rausch-Verhältnis ("signal to noise ratio" (SNR)) usw. Unter diesen Umständen würde das drahtlose Client-Netzwerkgerät auf einen Knoten umschalten, der einen anderen Zugangspunkt zur Verfügung stellt.

Es gibt verschiedene Ausführungsformen zum Bestimmen, dass sich alle drahtlosen Client-Netzwerkgeräte von einem drahtlosen Ad-hoc-Netzwerkgerät, das als ein Zugangspunkt handelt, getrennt haben. In einer Ausführungsform bestimmt der Prozessor 12 des drahtlosen Ad-hoc-Netzwerkgerätes 11, dass in der Zugangspunktbetriebsart 43 arbeitet, oder er entscheidet nach einer Zeitdauer oder einer vorbestimmten Zeitverzögerung ohne Assoziierung mit einem drahtlosen Client-Netzwerkgerät, dass das drahtlose Client-Ad-hoc-Netzwerkgerät aus einer Liste von drahtlosen Client-Netzwerkgeräten entfernt werden sollte, die im Speicher als das drahtlose Ad-hoc-Netzwerkgerät 11 nutzend gespeichert sind. Danach, wenn alle der drahtlosen Client-Netzwerkgeräte von dem drahtlosen Ad-hoc-Netzwerkgerät 11 getrennt und von der Liste entfernt sind, führt das drahtlose Netzwerkgerät 11 das Betriebsartauswahlprogramm 30 durch, um aus der Zugangspunktbetriebsart 43 in die Standardbetriebsart 42 überzugehen, und es beendet das Senden von Beacons.

In einer anderen Ausführungsform sendet das drahtlose Client-Ad-hoc-Netzwerkgerät in der Nichtzugangspunktbetriebsart periodisch eine Aufrechterhaltungsnachricht an das drahtlose Ad-hoc-Netzwerkgerät 11 in der Zugangspunktbetriebsart 43, um auf der Liste als ein Client zu bleiben. Die Aufrechterhaltungsnachricht wird gesendet, wenn es keinen Verkehr zwischen den beiden drahtlosen Ad-hoc-Netzwerkgeräten über einen langen Zeitraum gab, jedoch kürzer als ein Verbindungsunterbrechungswert.

In einer anderen Ausführungsform sendet der Zugangspunkt des drahtlosen Ad-hoc-Netzwerkgerätes 11 in der Zugangspunktbetriebsart 43 periodisch Begrüßungsnachrichten an drahtlose Client-Ad-hoc-Netzwerkgeräte, die damit in der Nichtzugriffspunktbetriebsart arbeiten. Drahtlose Client-Ad-hoc-Netzwerkgeräte, die nicht auf die Begrüßungsnachrichten reagieren, werden von der Liste des drahtlosen Ad-hoc-Netzwerkgerätes 11 entfernt.

Die Aufrechterhaltungs- und Begrüßungsnachrichten werden weniger häufig als in der Beacon-Zeit gesendet (zum Beispiel in einer Ausführungsform 100 mal oder mehr) und sie treten nur auf, wenn kein anderer Verkehr zu dem Zugangspunkt gesendet wird (das heißt das drahtlose Ad-hoc-Netzwerkgerät 11 arbeitet in der Zugangspunktbetriebsart 43) beziehungsweise zu dem drahtlosen Client-Ad-hoc-Netzwerkgerät in der Nichtzugangspunktbetriebsart. Wenn somit Aufrechterhaltungs-/Begrüßungsnachrichten dem drahtlosen Netzwerk 10 aus drahtlosen Ad-hoc-Netzwerkgeräten zugefügt werden, verneint dies nicht die Vorteile, Beacons selektiv zu unterdrücken. Ebenso spart das Unterdrücken von Beacons Bandbreite und Batterielebensdauer, da es nicht erforderlich ist, dass die Unterdrückung unmittelbar auftritt, wenn sich ein drahtloses Client-Ad-hoc-Netzwerkgerät getrennt hat, und es ist nicht erforderlich, schnell zu entdecken, dass sich das drahtlose Client-Ad-hoc-Netzwerkgerät getrennt hat. Dies steht im Gegensatz zu Verbindungsstatus-Routing, wo die Verbindungsstatusankündigung sobald wie möglich ausgelöst werden muss, da es eine Topologieänderung gibt, um Routing-Schleifen zu verhindern.

In einer anderen Ausführungsform empfängt ein erstes drahtloses Ad-hoc-Netzwerkgerät 11 in der Zugangspunktbetriebsart 43 ein Trennsignal von einem zweiten drahtlosen Client-Ad-hoc-Netzwerkgerät, das anzeigt, dass sich das zweite drahtlose Ad-hoc-Netzwerkgerät von dem ersten drahtlosen Ad-hoc-Netzwerkgerät 11 getrennt hat. Das zweite drahtlose Client-Ad-hoc-Netzwerkgerät wird von der Liste von Client-Geräten entfernt, die den Zugangspunkt nutzen.

Das erste drahtlose Ad-hoc-Netzwerkgerät 11 geht aus der Zugangspunktbetriebsart 43 in die Standardbetriebsart 42 über, wenn es keine anderen drahtlosen Client-Ad-hoc-Netzwerkgeräte gibt, die mit dem ersten drahtlosen Ad-hoc-Netzwerkgerät 11 als ein Zugangspunkt assoziiert sind und wenn keine anderen drahtlosen Ad-hoc-Netzwerkgeräte bezüglich des ersten drahtlosen Ad-hoc-Netzwerkgerätes 11 ein Polling durchführen.

In den verschiedenen Ausführungsformen sind die drahtlosen Ad-hoc-Netzwerkgeräte 11 eines oder mehrere einer Mischung von mobilen und stationären Geräten, wie zum Beispiel Zweiwegefunkgeräte, LTE-Geräte der öffentlichen Sicherheit ("public safety long term evolution" (PS LTE)), Smartphones, Tablets, Überwachungskameras, unbemannte Luftfahrzeuge ("unmanned aerial vehicles" (UAVs)) und Geräte in Kommandofahrzeugen. Um alle Netzwerkknoten zu befähigen, Zugangsdienste in dieser potentiell sehr dynamischen und mobilen Umgebung zu entdecken, muss das Ereignisbereichsnetzwerk 10 Multi-Hop-Routing unterstützen.

5 ist ein Betriebsdiagramm 80, das ein Beispiel des Betriebs der Knoten 1 bis 4 veranschaulicht (gezeigt in 3). Jeder der Knoten 1 bis 4 enthält ein drahtloses Ad-hoc-Netzwerkgerät 11, das zugangspunkfähig ist. In 5 schreitet die Zeit von oben in der Figur nach unten in der Figur fort. Knoten 1 in 5 arbeitet in der Zugangspunktbetriebsart 43 und broadcastüberträgt Beacons bei der Operation 82. Der Knoten 2 arbeitet in der Standardbetriebsart 42. Der Knoten 2 empfängt den Beacon (der einen Diensteinstellungsidentifizierer ("service set identifier" (SSID)) und eine Medienzugangssteuerungsadresse ("media access control" (MAC)) enthalten kann) von Knoten 1. Der Beacon kann auch andere Geräteidentifizierer enthalten, wie zum Beispiel eine Internetprotokolladresse (IP-Adresse). Der Knoten 2 nutzt die Beacon-Information, um ein beizutretendes drahtloses Netzwerk 10 zu bestimmen (Block 84). Bei Operation 86 sendet der Knoten 2 eine Netzwerkbeitrittsanfrage an Knoten 1, die anzeigt, dass Knoten 2 dem drahtlosen Netzwerk mit Knoten 1 als ein Zugangspunkt beitreten will. In Reaktion befähigt Knoten 1 eine Assoziierung mit Knoten 2. Somit arbeitet Knoten 1 als ein Zugangspunkt, und Knoten 2 arbeitet in einer Standardbetriebsart als Client von Knoten 1. Knoten 2 assoziiert sich direkt mit Knoten 1 (ein Sprung ("hop")).

Unter den eingestellten Umständen, die oben beschrieben sind, hat Knoten 2 keine Netzwerkauffindeanfrage gesendet, um Knoten 1 beizutreten, da Knoten 2 ein Beacon von dem Zugangspunkt empfangen hat, der durch Knoten 1 zur Verfügung gestellt wird. Knoten 2 arbeitet in der Standardbetriebsart 42, und als Konsequenz wird kein Beacon von Knoten 2 broadcastübertragen (veranschaulicht durch den Status "kein Beacon" 90 in 5).

Danach empfängt Knoten 2 eine Polling-Anfrage (zum Beispiel eine Netzwerkauffindeanfrage) von dem Knoten 3 bei Operation 94. In Reaktion auf die Polling-Anfrage sendet Knoten 2 eine Polling-Antwort (zum Beispiel eine Netzwerkauffindeantwort) bei Operation 98 mit einem Diensteinstellungsidentifizierer und anderer Information (selbst wenn der Knoten 2 in der Standardbetriebsart 42 arbeitet). In Anbetracht der Information in der Polling-Antwort identifiziert Knoten 3 Knoten 2 und wählt diesen als einen AP-fähigen Knoten aus, der mit dem angefragten drahtlosen Netzwerk 10 verbunden ist, um beizutreten (bei Block 100). Knoten 2 sendet eine Netzwerkbeitrittsanfrage zu dem Knoten 2, und Knoten 2 befähigt die Assoziierung mit Knoten 3 bei Operation 102. Um sich mit dem Knoten 3 zu assoziieren, schaltet Knoten 2 in die Zugangspunktbetriebsart 43 beziehungsweise geht in diese über, bei Operation 104 (Übergang in die AP-Betriebsart). Zu diesem Zeitpunkt sind sowohl Knoten 1 als auch 2 in der Zugangspunktbetriebsart 43, und Knoten 3 arbeitet in einer Nichtzugangspunktbetriebsart, insbesondere in der Standardbetriebsart 42.

Nach Operation 104 befindet sich Knoten 2 in der Zugangspunktbetriebsart 43, und er broadcastüberträgt einen Beacon bei Operation 108. Der Beacon wird durch andere Knoten empfangen, wie zum Beispiel Knoten 3 und Knoten 1. Knoten 1 befindet sich auch in der Zugangspunktbetriebsart 43 und broadcastüberträgt einen Beacon.

Aufgrund verschiedener Faktoren geht Knoten 4 in die Zugangspunktbetriebsart 43 bei Operation 112 über (Übergang in die AP-Betriebsart) und broadcastüberträgt einen Beacon, der durch Knoten 3 empfangen wird (bei Operation 116 in 5). In diesem Szenario empfängt Knoten 3 mehrere Beacons, einschließlich die Beacons, die durch Knoten 4 und Knoten 2 broadcastübertragen werden.

In einer Ausführungsform führt der Prozessor 12 des drahtlosen Client-Netzwerkgerätes von Knoten 3 einen Entscheidungsalgorithmus aus, der im Speicher gespeichert ist und der die Fähigkeiten der drahtlosen Netzwerkgeräte, die in den Beacons zur Verfügung gestellt werden (zum Beispiel CPU-Speicher ("central processor unit")), und Zustand (Leerlauf, Batterieenergieniveau, Geschwindigkeit usw.) für jeden der Knoten 2 und 4 berücksichtigt, um den Knoten auszuwählen und zu bestimmen, der in der Zugangspunktbetriebsart 43 zu betreiben ist.

In einer anderen Ausführungsform bestimmt der Prozessor 12 des drahtlosen Client-Netzwerkgerätes von Knoten 3, dass die Signalstärke des Beacons, der durch Knoten 4 broadcastübertragen wird, größer ist als die Signalstärke des Beacons, der durch Knoten 2 broadcastübertragen wird. Bei einem gewissen Signalstärkeniveau oder einem anderen Faktor, wie zum Beispiel bessere oder relevantere Konnektivität zu anderen Knoten oder Diensten, oder der Beacon von Knoten 2 zu Knoten 3 geht gänzlich verloren, wählt Knoten 3 Knoten 4 als den Zugangspunkt aus, um bei Operation 118 beizutreten. Dann sendet Knoten 3 eine Netzwerkbeitrittsanfrage an Knoten 4 und schaltet oder wechselt zur Assoziierung mit dem Zugangspunkt von Knoten 4 bei Operation 112 (AP verbinden, Netzwerk beitreten).

Wie in 5 gezeigt ist, sendet Knoten 3 in einigen Ausführungsformen ein Trennsignal an Knoten 2 bei Operation 124. Dann entfernt Knoten 2 Knoten 3 von einer Liste assoziierter drahtloser Client-Netzwerkgeräte. Wie oben diskutiert wurde, entscheidet in anderen Ausführungsformen der Knoten 2 nach einer vorbestimmten Zeit ohne Assoziierung mit dem Knoten 3, dass der Knoten 3 nicht länger Knoten 2 als einen Zugangspunkt nutzt oder dass er mit dem Zugangspunkt eines anderen Knoten assoziiert ist. Somit entfernt Knoten 2 Knoten 3 von seiner Liste assoziierter Client-Knoten.

Während Knoten 3 von dem drahtlosen Netzwerkgerät 11 von Knoten 2 getrennt wird (in der Zugangspunktbetriebsart 43 arbeitend), kann das frühere drahtlose Client-Netzwerkgerät von Knoten 3 noch immer wählen, Pakete durch den Zugangspunkt des Knoten 2 zu leiten. Somit kann Knoten 3 noch immer Knoten 2 als einen Router nutzen.

Wenn es keinen anderen Knoten gibt, der mit dem Knoten 2 als Zugangspunkt assoziiert ist, geht Knoten 2 in die Standardbetriebsart 42 bei Operation 128 über. Wenn danach Knoten 3 entscheidet, sich erneut mit Knoten 2 zu verbinden, muss Knoten 3 eine Netzwerkbeitrittsanfrage an Knoten 2 senden, um erneut beizutreten, und das drahtlose Netzwerkgerät 11 von Knoten 2 muss in die Zugangspunktbetriebsart 43 übergehen.

Die obige Anordnung aus 5 beschreibt ein Beispiel einer Übergabe ("handoff") eines drahtlosen Netzwerkgerätes 11 bei Knoten 3 von dem Zugangspunkt von Knoten 2 zu dem Zugangspunkt von Knoten 4. Somit assoziiert sich Knoten 3 mit dem Zugangspunkt von Knoten 4, nachdem er sich von dem Zugangspunkt von Knoten 2 getrennt hat.

Zu diesem Zeitpunkt entdeckt Knoten 2, dass keine Knoten mehr mit ihm assoziiert sind. Dann oder nach einer kurzen Zeit geht Knoten 2 zurück in die Standardbetriebsart 42 über.

In einer Ausführungsform enthält die Netzwerkauffindeanfrage (zum Beispiel Polling-Anfrage) eine angefragte Ressource oder einen angefragten Dienst. In dieser Ausführungsform würde ein reagierendes drahtloses Ad-hoc-Netzwerkgerät 11 nur antworten, wenn das drahtlose Ad-hoc-Netzwerkgerät 11 einen Weg zu der angefragten Ressource oder dem angefragten Dienst hat. In einigen Ausführungsformen enthält der Beacon, der durch das drahtlose Ad-hoc-Netzwerkgerät 11 broadcastübertragen wird, ein Dienstankündigungsinformationelement ("service advertisement information element" (SAIE)) mit Information bezüglich verfügbarer Netzwerkdienste, die in dem drahtlosen Netzwerk 10 verfügbar sind, und darüber, wie auf diese Netzwerkdienste zugegriffen werden kann.

Während einige Ausführungsformen auf Ad-hoc-Netzwerke der öffentlichen Sicherheit gerichtet sind, werden auch nichtöffentliche Ad-hoc-Sicherheitsnetzwerke und andere drahtlose Ad-hoc-Netzwerke betrachtet.

In einer anderen Ausführungsform ist die Netzwerkauffindeanfrage eine reagierende Routing-Anfrage, wie zum Beispiel eine Ad-hoc-Bedarfs-Abstandsvektor-Routinganfrage ("Ad hoc On-Demand Distance Vector" (AODV)). IETF ("Internet Engineering Task Force") RFC 3561 ("Request for Comments") stellt Parameter für eine RREQ-Anordnung ("routing request") zur Verfügung.

In der vorangehenden Spezifikation sind spezifische Ausführungsformen beschrieben worden. Dem Fachmann auf dem Gebiet ist jedoch klar, dass verschiedene Modifizierungen und Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Geist der Erfindung abzuweichen, wie in den Ansprüchen unten dargelegt. Dementsprechend sind die Spezifikation und die Abbildungen in einem eher illustrativen als einem restriktiven Sinne zu verstehen und alle solche Modifikationen sollen in dem Geist der vorliegenden Lehren enthalten sein.

Die Nutzen, Vorteile, Problemlösungen und jedes denkbare Element, das dazu führt, dass irgendein Nutzen, Vorteil oder irgendeine Lösung eintritt oder ausgeprägter wird, sollen nicht als kritische, erforderliche oder essentielle Merkmale oder Elemente eines beliebigen Anspruchs oder aller Ansprüche ausgelegt werden. Die Erfindung wird ausschließlich durch die angehängten Ansprüche definiert, einschließlich jeder beliebigen Änderung, die während der Rechtshängigkeit der vorliegenden Anmeldung vorgenommen wird, und aller Äquivalente solcher Ansprüche, wie veröffentlicht.

Darüber hinaus sollen in diesem Dokument relationale Ausdrücke, wie zum Beispiel, erste und zweite, oben und unten, und dergleichen ausschließlich verwendet werden, um eine Entität oder Aktion von einer anderen Entität oder Aktion zu unterscheiden, ohne notwendigerweise irgend eine tatsächliche solche Beziehung oder Reihenfolge zwischen solchen Entitäten oder Aktionen zu erfordern oder zu implizieren. Die Ausdrücke "umfasst", "umfassend", "hat", "habend", "beinhalten", "beinhaltend", "enthalten", "enthaltend" oder eine beliebige Variation davon sollen eine nicht-exklusive Einbeziehung abdecken, so dass ein Prozess, Verfahren, Artikel oder eine Vorrichtung, die eine Liste von Elementen umfassen, haben, beinhalten, enthalten, nicht nur solche Elemente beinhalten, sondern andere Elemente beinhalten können, die nicht ausdrücklich aufgeführt werden, oder solchen Prozessen, Verfahren, Artikeln oder Vorrichtungen inhärent sind. Ein Element, das fortfährt mit "umfasst... ein", "hat... ein", "beinhaltet... ein", "enthält... ein", schließt nicht, ohne weitere Auflagen, die Existenz zusätzlicher identischer Elemente in dem Prozess, Verfahren, Artikel oder der Vorrichtung aus, die das Element umfassen, haben, beinhalten, enthalten. Die Ausdrücke "eine" und "ein" werden als eins oder mehr definiert, sofern hierin nichts anderes explizit festgelegt ist. Die Ausdrücke "im Wesentlichen", "essentiell", "ungefähr", "etwa" oder eine beliebige andere Version davon wurden als "nahe bei sein" definiert, wie dem Fachmann auf dem Gebiet klar ist, und in einer nicht begrenzenden Ausführungsform wird der Ausdruck definiert, innerhalb von 10 %, in einer anderen Ausführungsform innerhalb von 5 % in einer anderen Ausführungsform innerhalb von 1 % und in einer anderen Ausführungsform innerhalb von 0,5 % zu sein. Der Ausdruck "gekoppelt", wie er hierin verwendet wird, wird als "verbunden" definiert, obwohl nicht notwendigerweise direkt und nicht notwendigerweise mechanisch. Eine Vorrichtung oder Struktur, die in einer bestimmten Art und Weise "konfiguriert" ist, ist mindestens auf diese Art und Weise konfiguriert, kann aber auch auf mindestens eine Art und Weise konfiguriert sein, die nicht aufgeführt ist.

Es ist gewünscht, dass einige Ausführungsformen einen oder mehrere generische oder spezialisierte Prozessoren (oder "Verarbeitungsvorrichtungen") umfassen, wie zum Beispiel, Mikroprozessoren, digitale Signalprozessoren, kundenspezifische Prozessoren und freiprogrammierbare Feld-Gate-Arrays (FPGAs) und eindeutige gespeicherte Programmanweisungen (die sowohl Software als auch Firmware umfassen), die den einen oder mehrere Prozessoren steuern, um in Verbindung mit bestimmten Nicht-Prozessor-Schaltungen, einige, die meisten oder alle der Funktionen des Verfahrens und/oder der Vorrichtung, die hierin beschrieben werden, zu implementieren. Alternativ können einige oder alle Funktionen durch eine Zustandsmaschine implementiert werden, die über keine gespeicherten Programmanweisungen verfügt, oder in einer oder mehreren anwendungsspezifischen integrierten Schaltungen (ASICs), in denen jede Funktion oder einige Kombinationen von bestimmten der Funktionen, als kundenspezifische Logik implementiert sind. Selbstverständlich kann eine Kombination der zwei Ansätze verwendet werden.

Darüber hinaus kann eine Ausführungsform als ein computerlesbares Speichermedium implementiert sein, das über einen darauf gespeicherten computerlesbaren Code zum Programmieren eines Computers (der zum Beispiel einen Prozessor umfasst) verfügt, um ein hierin beschriebenes und beanspruchtes Verfahren durchzuführen. Beispiele solcher computerlesbaren Speichermedien umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein: eine Festplatte, eine CD-ROM, eine optische Speichervorrichtung, eine magnetische Speichervorrichtung, einen ROM (Nur-Lese-Speicher), einen PROM (Programmierbarer Lesespeicher), einen EPROM (Löschbarer Programmierbarer Lesespeicher), einen EEPROM (Elektrisch Löschbarer Programmierbarer Lesespeicher) und einen Flash-Speicher. Weiterhin ist zu erwarten, dass ein Fachmann auf dem Gebiet, ungeachtet möglicher erheblicher Anstrengungen und einer großen Designauswahl, die zum Beispiel durch eine zur Verfügung stehende Zeit, der aktuellen Technologie und ökonomische Überlegungen begründet ist, geleitet durch die hierin offenbarten Konzepte und Prinzipien, ohne Weiteres in der Lage ist solche Softwareanweisungen und Programme und ICs mit minimalem Versuchsaufwand zu erzeugen.

Die Zusammenfassung der Offenbarung wird zur Verfügung gestellt, um dem Leser zu erlauben, die Natur der technischen Offenbarung schnell zu erkennen. Es wird mit dem Verständnis eingereicht, dass es nicht verwendet wird, um den Geist oder die Bedeutung der Ansprüche zu interpretieren oder zu begrenzen. Zusätzlich ist der vorangehenden ausführlichen Beschreibung zu entnehmen, dass verschiedene Merkmale in verschiedenen Ausführungsformen zusammengruppiert werden, um die Offenbarung zu straffen.

Dieses Offenbarungsverfahren soll nicht als ein Reflektieren einer Intention interpretiert werden, dass die beanspruchten Ausführungsformen mehr Merkmale erfordern, als ausdrücklich in jedem Anspruch vorgetragen werden. Vielmehr liegt, wie aus den folgenden Ansprüchen hervorgeht, ein erfinderischer Gegenstand in weniger als allen Merkmalen einer einzelnen offenbarten Ausführungsform vor. Somit werden die folgenden Ansprüche hierdurch in die ausführliche Beschreibung integriert, wobei jeder Anspruch für sich alleine als ein getrennt beanspruchter Gegenstand steht.