一种基于IP(互联网协议)的无线通信网络被设置为无需切换就能够具有装置的移动性。在一个方面，该网络的移动装置通过组播信道广播锚定路由器请求报文，该锚定路由器请求报文包括识别移动装置的移动装置标识。然后，移动装置基于由移动装置附近的锚定路由器装置检测到锚定路由器请求报文，通过该组播信道从锚定路由器装置接收被分配的IP地址。移动装置进一步响应于移动装置移动到网络的一个或多个其它路由器装置的小区中，应用被分配的IP地址与一个或多个其它路由器装置连接。
【技术实现步骤摘要】
本专利涉及无线通信网络，是关于不需切换的IP无线通信网络。
技术介绍
互联网电话已经成功地克服低质量，缺乏互连的初始障碍。如今，网络电话的质量已接近有线语音质量。由于互联网的成本在每一个方面都比传统的电话网络(例如，传输成本，转换成本，等等)低，所以互联网低成本已经迫使许多传统的电话运营商歇业。当前的无线蜂窝网络和传统的电话网络有许多共同的特点:复杂的结构，效率低的带宽利用率，和运输成本高。基于IP的移动网络，如移动IP(MIP) + (WiFi)网络，可以为每个用户提供比无线蜂窝网络高10至50倍的容量。而其基础设施成本只有无线网络的百分之一。许多人据此预测，基于IP的移动网络将对蜂窝移动网络产生覆顶的影响一如同互联网对传统电话网络的影响。然而这一预言并未能实现。其原因是WiFi路由器的传输范围有限(例如，几百米的室外区域)。这意味着漫游在如此一个WiFi的无线网络，每5到10秒会触发一个越区切换。所有基于IP的移动方案都不能支持如此频繁的切换。此外，如何处理如此频繁的用户认证目前也是个无解。
技术实现思路
为了解决以上的问题，本申请提出了一种全新的无线通信网络架构。在此网络架构内，移动装置可任意漫游而不需经历传统的切换。此网络架构也一并解决了用户认证的问题。根据本申请的第一方面，公开了一种移动装置，其包括锚固/验证模块，从覆盖所述移动装置小区的第一路由器装置动态地获取IP地址，并与第一路由器装置交换控制报文生成会话密钥；自组网路模块，用所获取的IP地址与所述第一路由器装置构建第一单跳层-3自组无线网络连接，并且当所述移动装置移动到由第二路由器装置覆盖的另一小区，与所述第二路由器装置构建第二单跳层_3自组无线网络连接；以及加密/解密模块，用所述会话密钥对由所述移动装置发送的数据包进行加密并对接收到的数据包进行解密。根据本申请的第二方面，公开了一种连接至基于IP的通信网络的主路由器装置，其包括:自组网路模块，通过第一组播信道周期性地发送路由器控制包，并与覆盖小区内的移动装置构建单跳层_3自组无线网络连接；锚固/验证模块，向所述移动装置分配IP地址，并对所述移动装置进行验证，构建用于所述移动装置的会话密钥；以及加密/解密模块，用所述会话密钥对发送至所述移动装置的数据包进行加密，并且对从所述移动装置接收到的数据包进行解密。根据本申请的第三方面，公开了一种无线通信系统，其包括:单跳层-3自组接入网络，所述接入网络包括多个路由器装置和移动装置，通过和路由器装置建立的层_3自组无线网络连接，所述移动装置可接入至基于IP的通信网络；以及注册服务器，包括存储器，所述注册服务器与应用所述接入网络相关联地对所述移动装置进行注册，并且将用于所述移动装置的标识以及与各个移动装置相关联的密钥存储在所述存储器中。【附图说明】图1展示了根据本申请所提出的可漫游的、而不需切换的无线通信网络。图2为展示根据本专利而设计的移动装置(MN)和接入路由器(AR)的高层次设计图。图3呈现本专利中的单跳(one-hop)层_3自组网络(ad hoc)里所使用的控制包。图4示例性地示出了移动装置、锚定接入路由器(AR)和注册服务器(RS)如何交换报文来实现动态销定(dynamic anchoring)和用户认证。图5显示移动装置内部步骤以实现动态销定(dynamic anchoring)和用户认证。图6显示锚定接入路由器内部步骤以实现动态锚定和用户认证。图7显示注册服务器内部步骤以实现动态锚定和用户认证。图8示例锚定接入路由器(aAR)和当前接入路由器(cAR)。图9示例由移动装置发出的比邻建立请求包。图10显示移动装置和接入路由器如何在单跳层_3自组网络内建立链接。图11的流程图显示了移动装置和接入路由器如何在自组网络内建立链接的另外一个实施例。图12示例锚定接入路由器(aAR)，当前接入路由(cAR)，和移动装置彼此的关系。图13示例性地示出了两个移动装置在本申请所提的网络架构中如何建立连接。图14显示了数据包头在图13里如何变化。【具体实施方式】本申请提出一种全新的无线通信网络架构。在此网络架构，移动装置可任意漫游而不需经历传统的切换。传统的IP无线通信网络里切换通常涉及两个层的操作，通常被称为层_2切换和层_3切换。层-2切换的操作包含信道探测，用户认证，信道联系，和创造新的加密密钥。层_3切换的操作包含获取新IP地址，建立新的隧道，用户认证，和位置更新。执行切换通常需时3到15秒。许多数据包在切换过程中因此丢失。本申请提出的IP无线网络架构消除了这些费时的切换程序。此网络架构包含单薄的无线接入层(access layer)，和注册服务器(registrat1nserver)。单薄的无线接入层架在现有的IP核心网络之上。注册服务器储存用户信息一例如用户的移动装置标识(mobile device ID)，主要加密密钥，等等。无线接入层的路由器需与移动装置和IP核心网络同时连接。新网络有如下鲜明的特点。(1)使用动态销定(dynamic anchoring)来获取IP地址。(2)会话密钥(sess1n key)储存在移动装置的销定接入路由器(anchoredaccess router)ο(3)无线接入层是单跳(one-hop)层_3 (layer-3)自组网络(ad hoc)。(4)用反向隧道(reverse tunnel)来输送移动装置的数据流量。动态锚定允许移动装置从临近的接入路由器获取IP地址。提供IP地址的接入路由器被称为移动装置的“销定接入路由器”(anchor accessrouter)。由于无线接入层是单跳网络，接入路由器都不需路径表(routingtable)。在此单跳层_3的自组网络内，即使一个移动装置漫游到新的小区，它仍可使用相同的IP地址。而传统的无线网络则要求移动装置获取新的IP地址。这步费时的步骤在新网络里已被除去。新小区的接入路由器被称为这移动装置的“当前接入路由器(current AR) ” (简写为cAR)。当移动装置又跑到另外一个小区，原来的当前接入路由器则被称为“先前接入路由器(prev1us access router) ”(简写为pAR)。无线接入层自组网络还可提供宏观并行传输(macrodiversity)—移动装置可同时连接到多个路由器一例如，当前接入路由器和先前接入路由器。每个IP地址都设定了使用时间限制。当使用时间终了，移动装置必须从一个临近的接入路由器获取另外一个IP地址。动态锚定可保证一个移动装置和它的锚定接入路由器不会相距太远(至少是在同一个城市)。会话密钥是由移动装置和注册服务器共同产生。产生的会话密钥被永远储存在移动装置的锚定接入路由器内。由于使用反向隧道，移动装置的数据流量一定会被传到锚定接入路由器。如此一来，当移动装置漫游到新的小区，当前接入路由器可将所有的用户认证的工作都交给锚定接入路由器来处理。这说明在任何新的网络，漫游不需执行传统的用户认证。另外，由于层-3自组网络使用相同的频率和相同的SSID(ServiceSetldentifier，服务集标识符)，传统的层2的切换步骤也都被略去。图1展示根据本申请描述而设计的无线通信网络100。网络100包含多本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种移动装置，包括：锚固/验证模块，从覆盖所述移动装置小区的第一路由器装置动态地获取IP地址，并与第一路由器装置交换控制报文生成会话密钥；自组网路模块，用所获取的IP地址与所述第一路由器装置构建第一单跳层‑3自组无线网络连接，并且当所述移动装置移动到由第二路由器装置覆盖的另一小区，与所述第二路由器装置构建第二单跳层‑3自组无线网络连接；以及加密/解密模块，用所述会话密钥对由所述移动装置发送的数据包进行加密并对接收到的数据包进行解密。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：李景涛，
申请(专利权)人：香港科技大学，
类型：发明
国别省市：中国香港;81
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