网状网络中数据准入控制用方法和设备的制作方法

文档序号:7897487阅读:418来源:国知局
专利名称:网状网络中数据准入控制用方法和设备的制作方法
技术领域
本公开可涉及网状网络(mesh network)。更具体地,本公开可涉及网状网络中 数据准入控制用方法和设备。
背景技术
近年来,对高速数据业务广泛的使用机会的需求持续增长。电信行业已通过提 供各种无线产品和服务来对这种需求增长作出响应。在致力于使这些产品和服务可互操 作的过程中,电气和电子工程师协会(IEEE)已颁布了一组无线局域网(WLAN)标准,例 如IEEE 802.11。符合这些标准的产品和服务常常以无线的点到多点配置组网。在一种 配置中,诸个体无线设备(例如,站)可直接与因特网接入点通信,并且这些无线设备中 的每一个共享可用带宽。另一种配置可以是网状网络。网状网络可以是具有多个无线节点的分布式网 络。每个节点可充当能够接收话务、传送或传输流(TS)并将这些TS中继至下一节点的 中继器。TS可通过逐节点间的“跳跃”从始发节点前进至目的节点。TS路由算法可确 保诸TS从其始发节点被高效率地路由至其目的节点。TS路由算法可动态地适应于网状 网络中的变化,并且可使该网状网络能有更高的效率和复原能力。例如,在节点太忙以 致无法处理TS或节点已从该网状网络脱落的情况中,TS路由算法可通过网络中的其它节 点将该TS路由至目的节点。网状网络常常可包括由具有不同操作特性的节点构成的分层结构。在某些网状 网络架构中,处于该分层结构底部的节点可包括站。站可包括诸如膝上型计算机或个人 数字助理等个体的无线设备及其他。网状网点(mesh point)可包括可被认为构成这些站 之上的一层的节点。网状网点也可形成无线主干。网状网点能够从/向其它网状网点接 收和传送TS。网状网接入点(mesh accesspoint: MAP)——一种特殊类型的网状网点—— 可提供站与网状网点之间的网关或连接路径。网状网接入点可允许TS在站与网状网点 之间“跳跃”。网状网门户——另一种特殊类型的网状网点——可为符合不同的无线标 准——例如802.11 (a/b/g/n)等的设备提供网关。网状网门户可允许来自非网状网络的 TS进入以及离开网状网络。遵循(诸)802.11的通信设备可对各TS有不同服务质量(QoS)要求。QoS可包 括数个参数,诸如已丢失分组的数目、分组延迟时间、分组抖动、乱序投递的分组的数目、以及接收出错的分组的数目等等。使用这些参数,就可看出对于不同的通信设备, 用户和应用可能需要不同QoS。例如,因特网电话可能需要分组延迟时间很小且分组抖 动很小的QoS,以使得双向会谈可被理解。流视频讲座也可能需要分组抖动很小以提供 可呈现的视频图像、和连贯的单向音轨,但是分组延迟很大可能是可接受的。QoS要求 可能会随着通信设备、用户和应用的的多样性增加而开始变得甚至更加关键和复杂。例 如,在两个不同地理区域中的两人之间的实时交互式游戏体验可能具有非常复杂和苛刻 的QoS要求。网状网络中无线设备大规模的部署可能会给网络设计一包括具有不同QoS要 求和优先级的TS的准入控制及其他形成挑战
发明内容

网状网节点周围的话务负荷信息可能是已知的,或者相对较容易确定。网状网 节点可利用话务负荷信息来确定可供在这些节点中的每一个处容纳新的话务流(TS)之用 的局部无线带宽。TS路由算法可评价可供新的TS通过该网状网络的诸条潜在可能的路 由。始发节点可沿潜在可能的TS路由发起对新TS的准入请求。此准入请求可从始发 节点被逐节点地发送到目的节点。接收到此准入请求的每个节点可将此准入请求与本地 话务负荷信息作比较并可确定此新的TS是否可被容纳。如果此TS可被容纳,则传输机 会(TXOP)被预留,并且该准入请求可沿此潜在可能的路由传播到下一节点。如果此TS 无法被容纳,则该TS请求可被拒绝,并且该准入请求可沿其它潜在可能的路由被传播。一种控制网状网络中的话务流的方法,包括在第二节点处接收准入来自第一 节点的话务流的话务流准入请求,确定该第二节点的话务负荷,以及利用该话务负荷来 确定是准入还是拒绝此来自第一节点的话务流。


在本说明书所附部分中特别指出要求保护的主题内容并对其作了明晰的权利要 求。然而,这些主题内容可通过参阅随附图阅读的以下详细描述来理解,在附图中图1是根据一个实施例的一种示例性网状网络的示图。图2是图1的示例性网状网络中的一部分的示图,其示出了根据一个实施例在一 种示例性网状网节点处传送和接收的话务流(TS)。图3是图1的网状网络的一部分的示图,其示出了根据一实施例的关于一示例性 节点和该示例性节点邻域中诸节点中的每一个的话务流信息。图4是图1的网状网络的一部分的示图,其示出了根据一个实施例的关于一示例 性节点和该示例性节点邻域中诸节点中的每一个的话务流信息。图5是图1的网状网络的一部分的示图,其示出了根据一实施例的关于一示例性 节点和该示例性节点邻域中诸节点中的每一个的话务流信息。图6是示出了根据一个实施例的在沿潜在可能的TS路由上的第一节点处对TS的 准入控制的TS流向图。图7是示出了根据一个实施例的在沿潜在可能的TS路由上一示例性节点处对TS 的准入控制的TS流向图。
图8是示出了根据一个实施例的在沿潜在可能的TS路由上的目的节点处对TS的准入控制的流向图。图9是示出了根据一个实施例的在沿潜在可能的TS路由上一示例性节点处对TS 的准入控制的方法的TS流程图。图10是示出了根据一个实施例的准入控制用设备的示例性组件以及该设备的装 置的框图。
具体实施例方式现在将参照附图描述实现了本公开各个特征的实施例的方法和设备。提供附图 及相关联的描述是为了例示说明本公开的实施例而非限定本公开的范围。本说明书中对
“一个实施例”或“一实施例”的引述旨在表示联系该实施例描述的特定特征、结构或 特性被包括在本公开的至少一个实施例中。短语“在一个实施例中”或“一实施例”在 本说明书各个地方出现并不一定全部是指相同的实施例。在所有附图中,重复使用附图 标记来表示所参引的要素之间的相互对应。另外,每个附图标记的首位数字表示该要素 首次出现于其中的附图。图1是根据一个实施例的示例性网状网络100的示图。该网状网络100可以是 由网状网节点构成的分层网络,并且可包括例如第一节点101到第二十三节点123。网 络100可包括许多不同类型的节点和设备,如在此实施例中由图例130所示的。网状网 络100可包括多个站(STA),诸如第一到第十四节点101-114。在一个实施例中,一个站 (例如,101)与另一个站(例如,102)可以不相关联。这些站可以是符合网状网络100 的无线标准的任何设备。这些站可包括例如计算机、个人数字助理、连网游戏设备、电 话、电视或终端。网状网络100的无线标准可以是任何专用标准和/或开放式架构标准, 诸如但不限于(诸)IEEE 802.11标准。网状网络100可包括诸如节点115-117和119等的一个或多个MAP。这些站可 形成网状网络分层结构的基础,并可通过诸如网状网接入点(MAP)和网状网门户等的网 关节点来访问在该分层结构中处于更高层的网状网节点。诸如节点102的站可通过直接 通信链路134接入诸如节点115的MAP。通信链路134可以是有线的、无线的和/或其 组合。诸如节点101的站可通过从节点101行进到节点115再到诸如节点122的网状网 点来访问网状网点。网状网门户可包括如图1中所示的可与非网状网设备通信的节点。网状网络100 可包括例如节点118等的一个或多个网状网门户。诸如节点118等的网状网门户可与诸 如设备141-145等的非网状网设备通信。非网状网设备可组网于以诸如以太网连接等的 非网状网连接114等为特征的局域网中。例如,非网状网设备141-145可使用铜双绞线 以星形配置来布线。非网状网设备141-145中的每一个可以具有也可以不具有符合该网 状网络100的协议的能力。在一个实施例中,节点118可以是以太网集线器,并且可符合网状网络协议。 节点118可以具有允许在非网状网设备141-145中的每一个处始发的TS行进入网状网络 100中的能力。这样,网状网门户118就将能够对非网状网设备141-145充当网状网100 的网关。以网状网门户118和非网状网设备141-145为特征的网络可以不限于以太网;其它网络也可被配置并能以类似方式运作。非网状网设备141-145可被配置在许多不同 类型的网络中,诸如但不限于令牌环网络、和/或802.11 (b)点对多点网络、和/或其组合O
网状网门户118还可具有到因特网或其它广域网的链路,诸如通过节点119。节 点119可被耦合到因特网主干,使得节点119既是网状网门户又是因特网接入点。节点 119可形成无线网状网络100与因特网之间的网桥。该网桥可充当网状网络100中诸节点 中的任何一个与任何启用因特网的设备之间的连接。网状网点可包括可在其它网状网点、MAP、和/或网状网门户之间中继数据的 节点。该网状网络100可包括诸如节点120-123等的一个或多个网状网点。这些网状网 点、MAP、和网状网门户可形成网状网络100的分层结构中的上层网状网节点。在非网 状网设备和站处始发的TS可通过网状网门户和MAP进入此上层。这些TS可沿网状网 络100的该上层的节点行进直至它们通过另一网状网门户和/或MAP离开。图1还示出了示为Mo的示例性话务流(TS)的路由。在一个实施例中,TS Mo 可在网状网络100中的节点108 (例如,站108)处始发。TS Mo还可在网状网络100中 的节点113(例如,站113)处终止。从节点108到节点113的合适的TS路由可使用路由 算法来确定。在合适的TS路由被确定之后,可在沿该路由上的每个节点处协商访问权和 TXOP。TS Mo随后可沿该路由被传送。节点108将可能够在第一次跳跃H1中将TS Mo 传送给节点116。节点116将可能够接收TS Mo,并且将可进一步能够在第二次跳跃H2 中将TS Mo传送给节点117。节点117将可能够接收TS Mo,并且将可能够在第三次跳 跃H3中将TS Mo传送给节点120。节点120将可能够接收TS Mo并在第四次跳跃H4中 将TS Mo传送给节点119。在此实施例中,节点119将可能够在第五次亦即最后一次跳 跃H5中将TS Mo传送给节点113。图2是图1的示例性网状网络100的一部分的示图,其示出了在示例性网状网节 点120处传送和接收的TS。在此实施例中,节点120将可能够向/从其它四个节点117、 119、121和122传送和接收TS。节点120可被说成是在这四个节点的网络邻域中。在 此实施例中,节点120将可能够从节点117、121和122分别接收TS R17、R21和R22。而 且,节点120也将可能够向节点117、119和121分别传送TS T17、T19和Τ21。注意在 此示例中,节点117、119或121并非“叶”节点,TSR17、R21和R22以及T17、T19和T21 自身可以是节点117、119或121处其他TS的聚合。节点120处的话务可由两个矢量(即,传送矢量和接收矢量)来表示。在一个 实施例中,TS可由在确立的时间段一例如排定服务间隔(SSI)—一上传送与该TS相关 联的数据占用信道的时间分数来表示。在此上下文中话务负荷或媒介占用可由诸如tbusy 的量值来表示,其中该值指示在此确立的时间段——例如排定服务间隔(SSI)—上忙时 占用信道的时间量。因此,传送矢量T2tl (示为210)可具有四个元素,其中第一元素为将 TS T17从节点120传送到节点117的时间tT17、第二元素为将TS T19从节点120传送到节 点119的时间tT19、第三元素为将TS T21从节点120传送到节点121的时间tT21、并且第四 元素为将TS从节点120传送到节点122的时间tT22。在此示例中,传送矢量T2(i210的第 四元素tT22将因节点120没有向节点122传送任何TS而为零。这里,tT17是每SSI为传 输TS T17占用信道的时间。
类似地,接收矢量R2tl (示为212)可具有四个元素,其中第一元素为从节点117 接收TSR17的时间tR17、第二元素为从节点119接收TS R19的时间tR19、第三元素为从节 点121接收TS R21的时间tR21、以及第四元素为从节点122接收TS的时间tR22。在此示例 中,接收矢量R2(i212的第二元素tR19将因节点120没有从节点119接收任何TS而为零。 这里,再一次,tR17是每SSI为传输TS R17占用信道的时间。节点120或任何其它节点处的话务负荷(tlMd)——即作为SSI的一部分的、节点 120周围介质中可被认为有负荷的时间量——可以用包括测量在内的各种方式来确定。 在一个实施例中,节点120将可能够监听由节点120的物理层(PHY)检测到的纯信道评 估(CCA)忙指示以确定忙时间(tbusy)。节点120还将可能够监听网络分配矢量的静时间 (tqnav)以计及尽管CCA忙指示可能指示该信道不忙但是节点120仍可能没有进行传送的时 间分数。网络分配矢量(NAV)是通过处理来自周围节点的预留来获得的。静时间(tqnav) 可表示该信道不可用从而使得耦合到节点120的节点117、119、121、122将可能够接收 来自除节点120外的其他节点的通信的时间。信道由于CCA忙指示和静时间(tqnav)而不 可用的时间量即为话务负荷(tlMd)。网状网络100中任何节点处的话务负荷(tlMd)可由下 式来表示tload = tbusy+tqnav图3是图1网状网络100的一部分的示图,其示出了示例性节点120以及在该示 例性节点120邻域中的节点117、119、121和122中每一个的话务流信息。在一个实施 例中,邻节点可被定义为在一节点的一节通信链路内的节点。节点120的邻节点是节点 117、119、121和122。因此,图3示出了确定T和R——即在SSI期间为节点120与其 邻节点117、119、121和122中的每一个进行传送或接收所花费的时间部分——所需的节 点。在一个实施例中,每个节点可将T和R作为该节点的信标的一部分来传送。每个 节点也可监听其它节点的信标以从邻节点接收话务负荷信息。例如,节点120可传送其 T和R对——T2t^nR2tlt5 T2tl和R2tl可被节点120诸邻节点监听。邻节点117、119、121 和122还可向其它节点传送其各自的T和R对——T17和R17、T19和R19、T21和R21、以 及T22和R22,以使得其它节点可监听这些参数。通过监听邻节点的信标,每个节点就可确定局部TS话务负荷以及由此可确定可 用带宽。节点的邻域中的局部TS话务负荷可通过形成传送和接收矩阵对Tx和Rx来确 定。Tx和Rx对的诸行和诸列可对应于网状网络100中诸节点的传送和接收参数。随后 Tx和Rx可用来自从诸邻节点中的每一个接收到各个T和R对的信息来填充。T、R、 Tx和Rx各自可表示值、矢量或矩阵。例如,节点120可监听诸邻节点中的每一个的信标。节点120可接收来自节点 117的T17和R17对、来自节点119的T19和R19对、来自节点121的T21和R21对和来自节 点122的T22和R22对。节点120可解析接收到的T和R对以填充其Tx2tl和Rx2tl矩阵。 Tx20和Rxm的每行和列可至少部分地对应于网状网络100的一个节点。例如,Tx2tl的行 17、列16可用TS从节点117传送到节点116所用的时间量来填充。此时间信息也可在 节点117的传送矢量T17和节点116的接收矢量R16中得到。类似地,Rx2tl的行21、列 22可用节点121接收来自节点122的TS所用的时间量来填充。此时间信息也可在节点 121的接收矢量R21和节点122的传送矢量T22中得到。
节点120周围的话务负荷可通过将Tx2tl和Rx^1的各个传送接收对最大值求和来 从Tx2tl和Rx^1确定。例如,可将Tx2tl中表示TS从节点121传送到节点122所用的时间 量的行21、列22与Rx2tl中表示节点122接收来自节点121的TS所用的时间量的行22、 列21作比较。Tx2tl和RXm的各个传送接收对的最大值可表示节点120处因传输介质不可 用而对新的TS不可用的时间量。例如,行21、列22的最大值可表示由于有TS正在节 点121与节点122之间传输从而传输介质对节点120不可用的时间量。诸Tx2tl和Rx2tl对 上的最大值的总和可至少部分地用于确定节点120处的局部话务负荷。网状网络100中 任何节点处的话务负荷可至少部分地通过使用下式来确定Zmax(7K)'办")话务负荷可随后被节点120用于确定节点120周围是否有足以准入新的TS的信 道带宽。节点120可确保在不干扰节点120处或邻节点处正在传送和接收的其它TS的情 况下容纳这些新的TS。当节点120接收到TS准入请求时,节点120可将此准入请求与 节点120处的话务负荷作比较以确定其是否能够在不干扰节点120处或其附近的其它TS 的情况下接收该TS并将该TS传送到路由中的下一节点。如果节点120可容纳新的TS, 则节点120可准入该TS。如果节点120无法容纳新的TS,则节点120可拒绝该TS。然 后,前一节点可调用路由算法来确定去往目的节点的、实际上绕过节点120的下一最适 当的路由和/或另一适当的路由。图4是图1网状网络100的一部分的示图,其示出了关于示例性节点120和在该 示例性节点120邻域中的节点117、119、121和122中的每一个的话务流信息。也示出了 节点117、119、121和122的邻元。节点120可向诸邻节点中的每一个传送和矢量S2(1。 每个邻节点也可传送其各自的和矢量S,其中节点117传送S17,节点119传送S19,节点 121传送S21,并且节点122传送S22。S的每个元素可包含该节点对其诸邻节点中的每一 个往来传送或接收的合计时间。在一实施例中,节点120的S2tl矢量可包括四个元素,其 中每个元素表示节点120对节点120诸邻节点中的每一个的传送和接收时间的总和。第 一元素可以是节点117的传送和接收时间的总和,第二元素可以是节点119的传送和接收 时间的总和,第三元素可以是节点121的传送和接收时间的总和,并且第四元素可以是 节点122的传送和接收时间的总和。传送S来替代Tx和Rx的一个优势在于S在大小上可能较小,在一个实施例中 接近是Tx和Rx大小的一半。这可减少传输话务负荷信息所需的时间和带宽。开销可能 是显著的,对于具有高度数网络图的忙节点而言(即,具有许多邻元的节点)尤甚。节点120可监听节点120诸邻元的传输并存储这些邻元中的每一个的S矢量。节 点120的话务负荷可通过构造其中各行和列表示网状网络100中的网状网节点的负荷矩阵 ST来确定。负荷矩阵ST可用节点120诸邻元中的每一个的传送和和接收时间的总和来 填充。在一个实施例中,负荷矩阵ST的行21可用表示来自节点121的S矢量的S21的元 素来填充。负荷矩阵ST的行21、列22可用与节点121对节点122的往来传送和接收时 间的总和相对应的S21的元素来填充。随后节点120周围的话务负荷可至少部分地通过比 较传送和接收行列对并选择相对最大值来确定。例如,可将ST的行21、列22与ST的 行22、列21作比较,并且可将相对最大值用于负荷确定。随后所有行列对比较的总和可至少部分地用于确定节点120周围的话务负荷。网状网络100中任何节点周围的话务负 荷可至少部分地由下式来确定
权利要求
1.一种用于控制网状网络中的话务流的准入的方法,包括在所述网状网络中将来自节点的和矢量发送到相邻节点,所述和矢量包含在节点之 间传送和接收话务的确立的时间段的传送和接收时间;在第二节点接收话务流准入请求以准入来自第一节点的话务流;基于与所述第二节点和下游节点其中之一相关联的所述和矢量确定所述第二节点的 话务负荷;以及使用所确定的话务负荷确定准入还是拒绝来自所述第一节点的话务流。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述和矢量包括在节点之间传送和接收话 务的确立的时间段的合计的传送和接收时间。
3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述和矢量包括所述网状网络中的每个所 述相邻节点相关联的元素,其中所述元素包括每个所述相邻节点传送和接收时间的和。
4.如权利要求3所述的方法,还包括构造具有行和列的负载矩阵,其中所述矩阵的行和列表示所述相邻节点的合计传送 和接收时间。
5.如权利要求1所述的方法,还包括如果所述话务流的准入请求被拒绝,则选择所述第二节点的替换节点。
6.一种包括指令的计算机可读介质,当计算机读取所述指令时,使得所述计算机执 行以下步骤在网状网络中将来自节点的和矢量发送到相邻节点,所述和矢量包含在节点之间传 送和接收话务的确立的时间段的传送和接收时间;在第二节点接收话务流准入请求以准入来自第一节点的话务流;基于与所述第二节点和下游节点其中之一相关联的所述和矢量确定所述第二节点的 话务负荷;以及使用所确定的话务负荷确定准入还是拒绝来自所述第一节点的话务流。
7.一种用于控制网状网络中的话务流的准入的设备,包括传送模块,配置成在所述网状网络中将来自节点的和矢量发送到相邻节点;接收模块,配置成在所述网状网络中接收来自相邻节点的和矢量,其中所述和矢量 包括在节点之间传送和接收话务的确立的时间段的传送和接收时间,以及配置成接收话 务流准入请求以准入来自第一节点的话务流;以及确定模块,配置成基于与所述设备和下游节点其中之一相关联的所述和矢量确定所 述设备的话务负荷,以及配置成使用所确定的话务负荷确定准入还是拒绝来自所述第一 节点的话务流。
8.如权利要求7所述的设备,其特征在于,所述和矢量包括在节点之间传送和接收话 务的确立的时间段的合计的传送和接收时间。
9.如权利要求8所述的设备,其特征在于,所述和矢量包括所述设备的每个相邻节点 相关联的元素,其中所述元素包括所述设备的每个相邻节点的传送和接收时间的和。
10.如权利要求9所述的方法,其特征在于,所述确定模块还配置成构造具有行和列的负载矩阵,其中所述矩阵的行和列表示所述设备的相邻节点的合 计传送和接收时间。
11.如权利要求7所述的设备,其特征在于,所述确定模块还配置成 如果所述话务流的准入请求被拒绝,则选择所述第一节点的替换节点。
12.一种用于控制网状网络中的话务流的准入的方法,包括用于在所述网状网络中将来自节点的和矢量发送到相邻节点的装置,所述和矢量包 含在节点之间传送和接收话务的确立的时间段的传送和接收时间;用于在第二节点接收话务流准入请求以准入来自第一节点的话务流的装置; 用于基于与所述第二节点和下游节点其中之一相关联的所述和矢量确定所述第二节 点的话务负荷的装置;以及用于使用所确定的话务负荷确定准入还是拒绝来自所述第一节点的话务流的装置。
全文摘要
一种控制网状网络中的话务流的设备和方法,包括在第二节点处接收准入来自第一节点的话务流的话务流准入请求;确定该第二节点的话务负荷;以及使用该话务负荷来确定是准入还是拒绝此来自第一节点的话务流。
文档编号H04W48/06GK102014458SQ20101060979
公开日2011年4月13日 申请日期2006年10月18日 优先权日2005年10月18日
发明者S·纳达格帕兰, S·阿伯拉翰, X·王 申请人:高通股份有限公司
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