对于使用指向型波束成形的网状路由协议的优化通信的制作方法
【技术领域】
[0001] 本文中一般地设及计算机网络，并且更特别地，设及对于使用指向型波束成形的 网状路由协议的优化通信。
【背景技术】
[0002] 低功率和失真网络化LN)，例如传感器网络，具有大量的应用，比如智能网格和智 能城市。关于LLN存在各种挑战，比如失真链路、低带宽、电池管理、低存储和/或处理能力 等。对LLN挑战的一个示例性路由解决方案是被称为针对LLN的路由协议或"RPL"的网 状路由协议，该网状路由协议为基于距离向量的路由协议，该路由协议在限定控制流量、支 持本地（并且慢）修复等一组特性W外，建立了目标导向的有向无环图值0DAG，或简称为 DAG)。RPL架构提供了柔性方法，通过该方法，每一个节点执行DODAG发现、构建、和维持。
[0003] 在W上环境中，低功率无线电技术，例如比如在IE邸802. 15.4中所描述的，为网 络设备之间通常使用的通信方法。运种通信技术对于与分组传送相关的区域和能量水平非 常敏感。尤其是，指向型波束成形已被用于优化能量使用和增加无线电传送的区域。因此， 波束成形技术可W在使用网状路由协议（例如RPL)的网络中使用，W优化设备之间的通 信，并进一步优化网络DAG的形成。
[0004] 附图简要描沐 阳〇化]通过参考W下描述连同附图，本文中的实施例可W被更好地理解，在附图中，相同 的参考数字指示相同的或功能上类似的元件，附图中：
[0006] 从参考附图的实施例的W下描述，本发明的实施例的方面、特征和优势将变得明 显，在附图中，相同的数字代表相同的元件，并且在附图中：
[0007] 图1表述了示例性的通信网络；
[0008] 图2表述了网络设备/节点的示例性概略视图；
[0009] 图3表述了示例性简化的控制消息格式，当建立有向无环图值AG)时，该控制消息 格式可W用于发现和路由分发；
[0010] 图4表述了通信网络中的示例性简化的DAG;
[0011] 图5表述了接收第一通信的示例；
[0012] 图6A和她表述了使用波束成形技术传送第二通信的示例；
[0013] 图7A和7B根据渭流算法，表述了使用波束成形技术传送第二通信的示例；
[0014] 图8表述了在应用网状路由协议的通信网络中，用于使用波束成形技术传送通信 的示例性的简化过程；
[0015] 应当理解，W上的参考附图不必然按照比例，它们提及了表述本公开的基本原则 的各种优选特性的某种程度上的简化表述。本公开的具体设计特性，包括例如具体维度、朝 向、位置和形状，将部分地通过特定意图的应用和使用环境而被确定。 示例忡连施例描沐[0017]避述
[0018] 根据本公开的一个或多个实施例，从使用网状路由协议的网络中的第一节点，第 一通信在第一方向上被传送。在使用波束成形技术的网络中的第二节点，第一通信被接收。 基于该第一通信，方向型属性被计算。基于该方向型属性，第二方向被计算。然后，从使用 该波束成形技术的第二节点，第二通信在第二方向上被传送。
[0019]靈
[0020] 计算机网络为被用于在端节点之间传送数据的通信链路和分区互相连接的节点 在地理上分布的集合，运些端节点比如个人计算机和工作站，或其它设备，比如传感器等。 从局域网（LAN)到广域网（WAN),许多类型的网络是可用的。LAN通常连接位于同一个一般 物理位置（比如建筑物或校园）的指定私人通信链路上的节点。在另一方面，WAN通常连 接在长距离通信链路上（比如公共载波电话线、光纤路径、同步光网络（SONET)、同步数字 分级（S畑）链路、或电力线通信（PLC)，比如IE邸61334、IE邸P1901. 2等）的地理上分散 的节点。另外，移动Ad-Hoc网络（MNET)为一种无线ad-hoc网络，该网络通常被认为是通 过无线链路连接的移动路由器（和相关的主机）的自配置网络，它们的联合构成了任意的 拓扑结构。
[0021] 特别地，智能目标网络（比如传感器网络）为具有空间上分布的自治型设备（比 如传感器、驱动器等）的网络，运些设备合作地监控在不同位置的物理或环境条件，比如能 量/功率消耗、资源消耗（例如，对于高级的计量基础设施或"AMT"应用的水/电/等）、 溫度、压力、振动、声音、福射、运动、污染物等。其它类型的智能目标包括驱动器，例如，响应 于打开/关闭引擎或执行任何其他行为。传感器网络，一种类型的智能目标网络，通常为共 享介质网络，比如无线或化C网络。也就是说，除一个或多个传感器W外，传感器网络中的 每一个传感器设备（节点）可W通常被装备有无线电收发机或其它类型的通信端口，比如 化C、微控制器、和电源（比如电池）。通常，智能目标网络被认为现场网络（FAN)、邻域网 (NAN)等。一般地，智能目标节点（例如传感器）的大小和开销限制导致资源上的相应限 审IJ，运些资源比如能量、存储器、计算速度和带宽。
[0022] 图1为示例性计算机网络100的概略性框图，该框图表述性地包括被各种通信方 法互相连接的节点/设备200 (例如，如所示地被标记为"根"、"11"、" 12"…"44"并且在W 下的图2中被描述）。例如，链路105可W为有线链路或共享介质（例如，无线链路、PLC链 路等），运里某些节点200,比如路由器、传感器、计算机等，可W例如基于距离、信号强度、 当前操作状态、位置等，与其他节点200通信。本领域的技术人员将可理解，任何数目的节 点、设备、链路等，可W在计算机网络中使用，并且本文所示的视图是为了简化。为了本公开 的目的，计算机网络100可W为任何适当类型的网络，包括但不限于LLN。此外，设备200可 W可互换地被称为"设备"或"节点"
[0023] 本领域的技术人员将进一步理解，虽然网络W某个方向被示出，尤其是通过"根" 节点的方向，但是网络100仅为示例性表述，不意图限定本公开。网络管理服务器（醒巧130 可W与网络100通信，比如经由根节点（例如现场路由器（FAR))在WAN或蜂窝网络上。
[0024] 数据分组140 (例如，在设备/节点之间被发送的流量和/或消息）可W在使用预 定的网络通信协议的计算机网络100的节点/设备之间被交换，运些网络通信协议比如某 些已知的有线协议、无线协议（例如，re邸标准802. 15. 4、WiFi、蓝牙j?等）、PLC协议、或 其它适当的共享介质协议。在运一环境中，协议由一组定义节点如何彼此交互的规则组成。
[00巧]图2为示例性节点/设备200的概略性框图，该节点/设备200可W在本文所描 述的一个或多个实施例（比如，如图1中所示的实施例）中使用。设备可W包含被系统总 线250互联的一个或多个网络接口 210 (例如，无线/信道-跳）、至少一个处理器220、和 存储器240、W及电源260 (例如，插入式、电池等），所有运些组件可W通过系统总线250互 联。
[00%] 网络接口（一个或多个）210(例如收发机）包含用于在禪接至网络100的无线链 路105上传递数据的机械的、电的、和信令电路。网络接口可W被配置为使用如上所提到的 各种不同的通信协议来传送和/或接收数据，并且如被本领域的技术人员所理解的，尤其 是本文中关于根据各种波束成形技术的传送和/或接收。设备200可W具有多个不同类型 的网络接口 210,比如无线和有线/物理连接，并且本文中的视图仅用于表述。
[0027] 存储器240包括多个可W被处理器220和网络接口 210寻址的、用于存储与本文 所描述的实施例相关的软件程序和数据结构的存储位置，。注意到某些设备可W具有有限 的存储器或没有存储器（例如，除了存储在设备上运行的程序/过程W外，没有用于存储 的存储器）。处理器（一个或多个）220可W包括适于执行软件程序和操作数据结构245 的必要元件或逻辑。操作系统242的一部分通常驻留在内存240中并且被处理器执行，除 此之外，通过受在设备上执行的软件过程和/或服务支持的唤醒操作，在功能上管理该设 备。运些软件过程和/或服务可W包括如本文中所讨论的路由过程/服务244、有向无环图 值AG) 246、W及表述性的"通信优化"过程248。注意到虽然通信优化过程248被示出在集 中式的存储器240中，替代性的实施例提供了该过程、或其中的部分在网络接口 210)内被 操作，比如作为MC层的组件（过程"248a")。
[0028] 对本领域的技术人员而言，显然其它处理器和存储器类型，包括各种计算机可读 介质，可W用于存储和执行属于本文中所讨论的技术的程序指令。同样，虽然描述表述了各 种过程，各种过程可W被实现为被配置为根据本文中所讨论的技术来操作的模块也是明显 被考虑的。此外，虽然过程已被分离地示出，但是本领域的技术人员可W理解，过程可W为 其它过程内的例程或模块。
[0029] 路由过程（服务）244包含计算机可执行指令，运些指令被处理器（一个或多 个）220执行W施行被一个或多个路由协议所提供的功能，比如将被本领域的技术人员理 解的主动性或反应式的路由协议。在有能力的设备上，运些功能可W被配置为管理包括用 于进行路由/转发决定的数据的路由/转发表（例如数据结构245)。特别地，在主动性路 由中，在计算到网络中的任何目的地的路径之前，连接性被发现和了解，例如，比如开放式 最短路径优先（0SP巧、或中间系统到中间系统（ISI巧、或最优链路状态路由（OLSR)的链路 状态路由。
[0030] 在另一方面，反应式