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_3

文档序号:9635457阅读:来源:国知局
地,波束成形技术适于网状路由协议,例如,RPL操作、W及渭流操作。作 为结果,路由协议可W对方向/指向更为敏感,因此优化了协议传送波束。
[0045] 具体地,根据如W下被详细描述的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。
[0046] 表述性地,本文中所描述的技术可W被硬件、软件、和/或固件执行,比如根据"通 信优化"过程248/248a,该硬件、软件、和/或固件可W包括可W被处理器220 (或接口 210 的独立处理器)执行的计算机可执行指令,W施行设及本文中所讨论技术的功能,例如,连 同路由过程244(和/或DAG过程246)。例如,本文中的技术可W被认为传统协议的扩展, 该传统协议比如各种无线通信协议,如此,相应地,可W被执行运些协议的领域中所理解的 类似组件处理。
[0047] 操作上,本文中的技术一般设及但不限定于,优化针对网状路由协议的通信,例 如,使用指向型波束成形的RPL。特别地,波束成形可W用于优化能量使用和增加无线电传 送的区域。另外,基于计时器的算法,比如渭流算法,可W用于进一步优化网状环境中的通 信。 W48] 图5表述了接收第一通信的示例。如图5所示,网络100包括通过链路105互联 的节点200。网络100可W为使用例如RPL的网状路由协议的网状网络。网络100包括第 一设备505和第二设备510。 W例为了本公开的目的,示例性网状路由协议为RPL,R化为针对LLN设及的路由协议。WL为指向型网状路由协议,具有向上(例如,朝向根)、和向下(例如,朝向孩子设备)的 含义。例如DIO的控制消息为大量向下发送,并且由于通常隐藏的终端问题,可能彼此干 扰。因此,波束成形可W被有利地利用W向下传送DIO分组,W限制干扰和优化传送的能量 水平,并且针对单播,朝下一跳聚焦波束。因此,可W消耗较低的能力并降低干扰,尤其是在 稠密网络中。尽管本文中主要描述RPL但是所公开的实施例适用于任何适当的网状路由协 议。
[0050] 第一设备505可W在第一方向上传送第一通信515。第一通信515可W被使用波 束成形技术的第二设备510接收。(尤其是,即使第一设备不能使用波束成形技术,但是消 息从特定方向接收,即,从第一设备朝向第二设备,如W下所描述的,假定第二设备能够确 定该方向)。如图5中所示,节点22在第一通信515的覆盖区域内,因此可W结束该通信。 然而,取决于覆盖区域,例如,第一通信515的传送区域和能量水平,第一通信还可W被另 外的设备接收。第一通信515可W为例如用于节点发现和创建DAG的DIO或DAO控制消息。 尽管为了本公开的目的,但是第一通信515不限于运些控制消息。此外,波束成形技术可W 覆盖类似技术,包括例如多天线相位,W及物理策略,例如旋转天线。
[0051] 当在第二设备210处接收第一通信515时,波束成形技术然后可W被利用。特别 地,第二设备510可W基于第一通信515计算方向型属性。对于大量应用,包括例如网状路 由协议的大量发送和单播操作,基于波束成形的计算可W被利用W优化整体的无线电传送 区域。
[0052] 例如,计算方向型属性可W包括计算从第二节点510朝向第一节点505的方向 (或相反)。在运点上,图6A表述了网络100的第一被提取部分,包括第一节点505和第二 节点510。例如,第一节点505可W为父节点,第二节点510可W为子节点。第二节点510 可W基于方向型属性,计算"第二方向"。在运一示例中,第二方向通常可W为从第二节点 510到第一节点505的方向的反方向(也就是说,通常与第一通信相同的方向)。如图6A 所示,在W上计算后,第二节点510可W在第二方向上传送第二通信520,即,在从第二节点 510到第一节点505的方向的反方向上。可选地,在一段时间后,对于增加的方向多样性,第 二通信520可W在另一方向上传送。第二通信520可W到达单个网络设备,或多个网络设 备,运取决于网络的拓扑结构和传送区域及能量水平。
[0053] 在另一示例中,计算该方向型属性可W包括计算第一通信515本质上不可到达的 网络的区域,例如,基于该传送区域和能量水平,该通信为覆盖的网络区域。在运一点上,图 6B表述了网络100的第二被提取部分,包括第一节点505和第二节点510。
[0054] 第二节点510可W基于方向型属性,计算第二方向。在运一示例中,第二方向可W 为从第二节点510朝向本质上不可到达区域的方向(也就是说,在接收节点周围除了接收 第一通信) 阳化5] 通常可W为从第二节点510到第一节点505的方向的反方向(也就是说,通常与 第一通信相同的方向)。如图6A所示,在W上计算后,第二节点510可W在第二方向上传送 第二通信520,即,在从第二节点510到第一节点505的方向的反方向上。可选地,在一段时 间后,对于增加的方向多样性,第二通信520可W在另一方向上传送。第二通信520可W到 达单个网络设备,或多个网络设备,运取决于网络的拓扑结构和传送区域及能量水平。
[0056] 尤其是,方向型属性不限于W上。相反地,任何设及第一通信515的适当的方向型 属性可W被计算,W使得方向型属性提供充分的基础,通过该基础来计算第二通信520的 传送方向。例如,计算该方向型属性可W还包括计算从第一节点505或从第二节点510到 网络的本质上可到达区域或网络的本质上不可到达区域的方向。例如,第二节点可W确定 报告相同信息(比如去往或从同一父节点)的其他设备(例如对等设备)未能很好覆盖的 分区/区域。
[0057] 相应地,在使用波束成形技术接收第一通信515并基于第一通信计算方向型属性 之后,第二节点510可WW从第一节点505 (例如父节点)的一个角度传送第二通信520,W 覆盖避开了第一通信波束的某个区域。替代地,如果看起来该信号已经消失,第二传送520 可W在于第一通信波束相同的大致方向上传送。通过两种方法之一,第二通信520可W提 供第一通信515的有效范围扩展。
[0058] W上技术还可W使用第二通信520,用于检测网络100中的第S节点(未被示 出),可能由于干扰或范围问题,第S节点孤离于网络100中的DAG,第一节点505和第二节 点510位于网络100内。例如,将无线电能量集中于细但是远距离波束的旋转窄波束,可W W类似于雷达系统的方式被利用W发现孤离设备。被发现的节点可W加入DAG中和/或向 集中式管理节点(例如醒巧报告。W上系统还可W用于多播的大量转发,例如,通过使用 指向型波束来向多播接收方发送多播分组。
[0059] 图7A和图7B表述了包括第一节点505和第二节点510的网络100的第S和第四 被提取部分,运里第二通信可W根据渭流算法,使用波束成形技术而被传送。渭流的基本前 提是设备周期性地向其他设备传送数据,除非它监听到其他传送,该传送的数据表示它自 身的传送是冗余的。渭流算法在本领域中是已知的,并且其中的参数、变量和过程步骤在互 联网工程任务组建议标准"请求注解"6206(RFC6206)中被进一步详细讨论。尤其是,应当 理解,所公开的实施例可W与任何类似的基于冗余的传送算法兼容(或适用于任何类似的 基于冗余的传送算法)。 W60] 根据渭流,从来自给定设备的数据传送,存在两种可能结果:(1)监听消息的每一 个接收设备(即接收方)发现消息数据与它的自身状态时"一致的"(例如,该数据不为冗 余)。检测可W为监听到新内容的过期设备或监听到旧内容的更新设备的结果。
[0061] 关于所公开的实施例,渭流算法可能在节点稠密度的睹梯度(steepgradient)中 失败,运里节点的稠密分布组接收传送的许多拷贝。问题是,稠密分布的组可能位于发送 节点的一侧,同时它可能未认识到另一侧的系数节点实际上闲置,例如,未接收到传送的拷 贝。
[0062] 为了改正W上问题,本质上第一通信515到达的网络区域可W被计算,并且运一 区域可W被分为一个或多个分区。如图7A中所示,被分开区域的分区被指示为 和"111"。渭流算法然后对每一个角度的分区计算,即,逐个分区的基础。
[0063] 因此,本质上第一通信515不可到达的网络区域可W被计算。可W做出是否向方 向重复消息(例如,第二传送520)的决定,从该方向未发现该消息,例如,从第二节点510 朝向本质上不可到达的区域的方向。如图7B所示,第二通信520可W在从第二节点510朝 向本质上不可到达的区域(例如,朝向节点"11"和"23")的方向上传送。本质上不可到达 的区域也可W被分为分区,运里波束成形技术可W用于在逐个分区的基础上传送第二通信 520。此外,取决于该传送是否到达比之前的传送更远之处,在从第二节点510朝向本质上 不可到达的区域的方向上传送第二通信520可W是有条件的。
[0064]能量水平、方向、和/或进入分组的源,例如,第一通信515,可W被第二节点510检 验W确定稠密节点的区域的方向/位置。在运一点上,第一通信515可W包括W下的一个 或多个的指示:i)第一通信的能量水平;ii)第一通信到达的网络的一个或多个分区;iii) 第一节点的位置;W及iv)第一节点的指向。W上信息可W通过任何适当的方式,被嵌入由 第一节点505的第一通信的分组中。从第一节点505传送的第一通信515的每一个拷贝可 W运载上述信息。因此,覆盖
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