专利名称：通信网络中的分布式动态信道选择的制作方法
技术领域：
本发明一般地涉及通信领域，更具体地说，涉及通信网络中的分布式动态信道选择。
背景技术：
动态信道选择(DCS)一般允许节点组中的节点在不具有该节点组中的每个节点最初占用的信道的先有知识的情况下，当想要获取信道时(例如，当当前信道变为不可用时)自动选择最初在其上形成网络的信道，或者选择将要在其上重新形成网络的新信道。DCS的某些实现包括DCS网络内的中央控制器，该中央控制器决定节点组内的节点应当最初在其上形成网络的信道。另外，该中央控制器可以决定网络应当在何时转变到新信道，并且然后管理其他节点的信道转变。例如，IEEE 802.11h工作组正在制定规范，该规范将DCS能力添加到IEEE 802.11a规范中。另一个示例是ETSI宽带无线电接入网络(BRAN)HIPERLAN/2规范，该规范也包括DCS能力。这两种方法都利用网络内的这样的节点，该节点被给予特定的授权，以基于当前信道的工作状况来决定网络应当在何时选择新信道。
发明内容
根据本发明，可以降低或消除与前面的动态信道选择技术相关联的某些缺点和问题。
在一个实施例中，提供了在多个分布式节点中的能够在这多个分布式节点之间形成或重形成通信网络的第一节点，这多个分布式节点中的每一个包括功能上类似的组件，用于形成或重形成这种网络。该第一节点包括用于存储节点的变量值的存储器。第一节点还包括一个或多个组件，它们可共同操作用于(1)自发地并独立于与网络相关联的集中控制器地，向多个分布式节点中的一个或多个其他节点发送探查消息，以形成或重形成网络；(2)接收来自第二节点的探查消息，该探查消息包括第二节点的一个或多个节点变量值；(3)将第一节点的节点变量值与在探查消息内的第二节点的节点变量值相比较，以独立于与网络相关联的集中控制器地，确定第一节点是否应当将其自身设置到新信道；以及(4)如果是，则将第一节点设置到该新信道。
在某些实施例中，本发明在不具有每个节点最初占用的信道的先有知识，并且不使用集中控制器(例如，集中控制器节点)的情况下，可以允许节点组内的节点在要求或想要获取信道时(例如，当当前信道变为不可用时)自动选择要在其上重新形成网络的新信道。这种能力可以允许网络中的节点以比使用集中控制器来形成或重形成网络的其他解决方案更灵活的方式来形成或重形成网络。在一个实施例中，本发明可以将分布式方法应用到DCS，以使得不存在中央控制器(例如，中央控制器节点)，该中央控制器决定网络应当在何时转变到新信道，并且然后管理其他节点的信道转变。相反，网络内的每个节点可以基于其本地信道状况感知、与其他节点的控制消息交换以及任何其他适当的信息来独立决定何时改变信道。在改变信道后，每个节点可以将其在先前信道上的它的对等节点附接到它的新信道。网络可以完整地在新信道上重形成。在某些实施例中，这些操作可称作分布式动态信道选择(DDCS)。
本发明的某些实施例可以提供某些、全部或不提供上述技术优点。某些实施例可以提供一个或多个其他技术优点，从包括在这里的附图、说明书和权利要求书中，本领域技术人员可以轻易地了解其中的一个或多个技术优点。
为了更全面地理解本发明以其特征和优点，现在结合附图参考下面的描述，在附图中图1图示了分布式动态信道选择(DDCS)节点的示例性DDCS节点组，该节点组被划分为两个分离的网络，一个网络用虚线示出，另一个用实线示出；图2图示了已合并到单个信道上的DDCS节点组；图3图示了可以怎样将DDCS集成到两个节点中的示例性逻辑视图；图4图示了DDCS探查节点和接收节点的示例性状态；图5图示了可由DDCS节点发送的探查消息的示例性格式；图6A～图6B图示了在DDCS节点处处理探查消息的示例性方法；图7图示了用于执行归属信道选择过程的示例性方法；图8图示了示例性NO_NETWORK_FOUND子例程；图9图示了示例性NO_USABLE_CHANNEL寻找子例程；图10图示了用于执行归属信道重选过程的示例性方法；以及图11A到图11I图示了使用DDCS协议在节点组之间重新形成网络的示例性情形。
具体实施例方式
图1图示了分布式动态信道选择(DDCS)节点12的示例性DDCS节点组10，该节点组被划分为两个分离的网络14a(用虚线示出)和14b(用实线示出)。在一个实施例中，节点12包括无线自组织(ad-hoc)网络内的信道灵敏(channel-agile)移动终端。节点组10可以包括一组需要或者用户想要通信的节点12。网络14可以包括节点组10内的一组节点12，该组节点12能够经由单条共享信道16上的一次或多次链路级跳(hop)来交换数据平面的消息。在一个实施例中，网络14包括无线自组织网络，尽管本发明设想网络14包括任何适当类型的网络，例如，一个或多个局域网(LAN)、城域网(MAN)、广域网(WAN)、诸如因特网之类的全球计算机网络，或者任何其他有线、光学、无线或其他链路。网络14可以包括军用网络、商用网络、军用网络和商用网络的组合、或者任何其他适当的网络。在一个实施例中，某些节点12彼此之间可以具有直接链路级连通性，而其他节点12则没有。例如，节点12a和节点12d之间具有直接链路级连通性，而节点12a和节点12e能够通过经由节点12d路由消息来间接交换网络级消息。节点12b、12c和12f也存在类似的关系。在所示实施例中，网络14a位于第一信道16a上，并且网络14b位于第二信道16b上，以使得由于不同的信道占用而导致无论通过直接还是间接方式信道16a上的节点12都不能与信道16b上的节点12交换数据平面的消息。
动态信道选择(DCS)一般允许节点组10中的节点12在不具有每个节点12最初占用的信道16的先有知识的情况下，当要求时或想要获取信道时(例如，当当前信道16变为不可用时)自动选择要在其上重新形成网络14的新信道。一般来说，DDCS将分布式方法应用到DCS，以使得不存在中央控制器(例如，中央控制器节点)，该中央控制器决定网络14应当何时转变到新信道16，并且然后管理其他节点12的信道转变。相反，网络14内的每个DDCS节点12可以基于其本地信道状况感知、与其他节点12的DDCS控制消息交换、以及任何其他适当的信息来独立决定何时改变信道16。在改变信道16后，每个节点12可以将在其先前信道16上的它的对等节点12附接到它的新信道16。例如，图2图示了已合并到单条信道16a上后的DDCS节点组10。节点组10内的节点12具有最大连通性，以使节点12可以直接或间接与节点组10内的任何其他节点12交换数据平面消息。在一个实施例中，DDCS协议将多个独立的DDCS网络14自动合并到单条信道16上。
DDCS节点12可以周期性地探查、监听或者以其他方式使用可获得的信道16来确定其是否应当改变信道16。对于探查，探查节点12是正在传输探查消息的节点12，而接收节点12则是正在接收探查消息的节点12。主用户是具有使用具体信道16的高级权限的用户，而副用户是具有使用信道16的下级权限的用户。在一个实施例中，当主用户开始在信道16上操作时，范围内的副用户必须让出信道16。在一个实施例中，DDCS可以实现为可被集成到现有协议栈和新协议栈以实现DDCS的协议。
图3图示了可以怎样将DDCS集成到两个节点12a和12b中的示例性逻辑视图18。节点12a和12b可以通过加入了节点12a和12b的控制平面20交换DDCS控制消息。在一个实施例中，DDCS控制消息可以与支持数据平面22的其他媒体访问控制(MAC)消息或者其他控制消息共享控制平面20。DDCS可以根据具体需要以任何适当的方式被集成到任何适当的MAC层和/或物理层(PHY)协议24中。
每个DDCS节点12可以维护一个或多个DDCS节点变量。在一个实施例中，主要节点变量包括组ID变量、归属信道变量和切换计数变量。尽管主要描述这三个节点变量，但是节点12可以根据具体需要维护任何适当数目任何适当类型的节点变量。组ID变量指示节点12的节点组成员资格。在一个实施例中，用户配置组ID变量。归属信道变量指示节点12的归属信道16，归属信道16是在该信道上节点12当前具有与该节点12的节点组10内的其他节点12的数据平面连通性的信道16。被访信道16是节点12为了发送或接收DDCS控制消息(例如探查消息)而在其上具有临时连通性的信道16。切换计数变量反映节点12已改变信道16的次数，该变量可以影响节点12的归属信道切换行为。在一个实施例中，当节点12a接收到来自同一节点组10中的另一个节点12b的控制消息时，节点12a在决定是否将其当前归属信道16改变到节点12b的归属信道16时，可以将其自己的切换计数值与节点12b的切换计数值相比较。节点12可以维护其他在决定是否改变当前归属信道16时也可以被比较的节点变量。
尽管不存在中央控制器，但是，在一个实施例中，假如给定足够的时间并且新信道16可由节点组10内的所有节点12使用，则完全让出其当前信道16的DDCS网络14可以完全重新形成在另一条信道16上。在一个实施例中，可能出现跨越多条归属信道16的节点组10的临时碎片(temporary fragmentation)，这是由于节点组10的每个节点12独立发现新归属信道16所要求的时间所致。在一个实施例中，DDCS协议支持可以减少网络14形成和重形成时间的可选过程。下面描述这些可选过程中的某些。
在一个实施例中，DDCS协议可以被部署在自组织和基础设施网络14中。可以使用探查策略、监听策略、消息截取策略或任何其他适当的策略来部署DDCS。在探查策略方法中，节点12调谐到被访信道16，立即或者另行发送DDCS探查消息，然后监听对该探查消息的响应。这种技术可以称作主动扫描。在监听策略方法中，节点12调谐到被访信道16，并且监听来自另一个节点12的探查消息(例如，信标)。这种技术可以称作被动扫描。在消息截取策略方法中，节点12调谐到被访信道16，并且试图截取在两个其他节点12之间传输的包含DDCS信息的消息。该消息可能不是专用于DDCS操作的，并且可以是数据或控制消息。在一个实施例中，可以应用这些方法的组合。本描述主要集中于使用探查策略实现DDCS的实施例。
一个或多个DDCS核心过程可用来实现DDCS。在一个实施例中，核心过程可以包括信道探查过程、归属信道选择过程和归属信道重选过程，尽管本发明设想使用任何适当数量和类型的过程来实现DDCS。另外，尽管核心过程被描述为分离的过程，但是本发明设想根据具体需要核心过程可以被整体或部分集成或另行组合。信道探查过程可以在两个节点12之间建立分级(ranking)，并且从而可以使节点12改变其归属信道16。归属信道选择和归属信道重选过程可以使用信道探查过程来实现特定任务，例如为其他节点12定位初始归属信道16或者监控其他信道16。
图4图示了DDCS探查节点12和接收节点12的示例性状态。信道探查可以发生在多种情形中。节点12可以是有归属的(正在其归属信道16上发送并接收探查消息)，也可以是外访的(正在除了其归属信道16外的信道16上发送并接收探查消息，例如在被访信道16上)。节点12可以利用归属信道16进行访问(其当前的归属信道16有效)，也可以不利用归属信道16进行访问(干扰源已使其归属信道16无效，或者其刚刚加电或复位)。
图5图示了可由DDCS节点12发送的探查消息30的示例性格式。在一个实施例中，探查消息30包括三个节点变量32的值组ID变量32a、归属信道变量32b和切换计数变量32c。为了在下文中更清晰，切换计数变量32c可称作控制变量。尽管图示出了具体的格式，但是本发明设想探查消息30可以根据具体的需要具有任何适当的格式。在一个实施例中，探查消息30是广播消息，因此不存在目的地地址。在使用其他变量的实施例中，探查消息30可以包括指定其他变量值的其他字段。例如，在分级变量被用作额外的控制变量的实施例中，探查消息30可以包括该变量的分级值。在探查节点12当前不具有归属信道16的示例中，归属信道值可以被设置为NO_HOME_CHANNEL或另一个适当的值来指示这种情况。
探查消息30的发送时间可以由媒体访问争用解决过程确定，或者以任何其他适当的方式确定。或者，可以在随机时刻发送探查消息30。在使用了媒体访问争用解决过程的示例中，媒体访问争用解决过程可以被设计为减少多个节点12将基本同时发送探查消息30的概率。如果多个节点12基本同时发送探查消息30，则可能导致干扰或探查消息30可能丢失。可以根据具体需要以任何适当方式设计媒体访问争用解决过程或者用于确定探查消息30发送时间的其他适当过程。
图6A～图6B图示了在DDCS节点12处对探查消息30进行处理的示例性方法。在一个实施例中，该方法应用于参考图4在上面描述的所有情形。接收探查消息30的节点12可以通过忽略该探查消息30、在响应中发送探查消息30、匹配探查节点12的归属信道值(并且从而切换到新归属信道16)以及递增其切换计数值、或者根据具体需要以任何其他适当的方式作出响应。
在步骤100中，接收节点12b接收到来自探查节点12a的探查消息30。在步骤102中，接收节点12b确定其组ID值是否与探查节点12a的组ID值匹配。如果在步骤102中接收节点12b的组ID值与探查节点12a的组ID值不匹配，则在步骤104中接收节点12b丢弃探查消息30，然后该方法结束。否则，如果在步骤102中接收节点12b的组ID值与探查节点12a的组ID值匹配，则接收节点12b在步骤106中确定其切换计数值与探查节点12a的切换计数值之差(即，切换计数差＝探查节点12a的切换计数值-接收节点12b的切换计数值)。在步骤108中，接收节点12b确定该切换计数差是否大于预定切换计数差的最大值，以及探查节点12a的切换计数值先前是否已被接收到。如果在步骤108中该切换计数差大于预定切换计数差的最大值，并且探查节点12a的切换计数值先前尚未被接收到，则接收节点12b在步骤110中保存探查节点12a的切换计数值，然后在步骤112中丢弃探查消息30，然后该方法结束。否则，如果在步骤108中切换计数差不大于预定切换计数差的最大值，则该方法前进到步骤114。
如果在步骤114中基于接收节点12b的归属信道值确定出该节点无归属信道16，则在步骤116中判断探查节点12是否具有归属信道16。如果在步骤116中探查节点12a不具有归属信道16，则在步骤118中丢弃探查消息30，然后该方法结束。如果在步骤116中探查节点12a具有归属信道16，则在步骤120中接收节点12b确定探查节点12a是否具有比接收节点12b更大的切换计数值。如果在步骤120中探查节点12a具有比接收节点12b更小的切换计数值，则在步骤122中接收节点12b匹配探查节点12a的归属信道值(并且从而切换到新归属信道16)，并且递增接收节点12b的切换计数值，然后该方法结束。如果在步骤120中探查节点12a具有比接收节点12b更大的切换计数值，则在步骤124中接收节点12b匹配探查节点12a的归属信道值(并且从而切换到新归属信道16)和切换计数值，然后该方法结束。
返回步骤114，如果确定出接收节点12b具有归属信道16，则在步骤126中判断探查节点12a是否具有归属信道16。如果在步骤126中探查节点12a不具有归属信道16，则接收节点12b在步骤128中发送探查消息30，然后该方法结束。如果在步骤126中探查节点12a具有归属信道16，则在步骤130中接收节点12b确定探查节点12a是否具有比接收节点12b更大的切换计数值。如果在步骤130中探查节点12a具有比接收节点12b更大的切换计数值，则接收节点12b在步骤124中匹配探查节点12a的归属信道值(并且从而切换到新归属信道16)和切换计数值，然后该方法结束。如果在步骤130中探查节点12a的切换计数值不大于接收节点12b的切换计数值，则在步骤132中判断探查节点12a的切换计数值是否比接收节点12b的切换计数值更小。如果在步骤132中为肯定，则接收节点12b在步骤134中发送探查消息30，然后该方法结束。如果在步骤132中为否定，则接收节点12b和探查节点12a的切换计数值相等，然后在步骤136中接收节点12b确定其归属信道值是否与探查节点12a的归属信道值相同。
如果在步骤136中确定出接收节点12b和探查节点12a的归属信道值相等，则在步骤138中接收节点12b丢弃探查消息30，然后该方法结束。否则，接收节点12b在步骤122中匹配探查节点12a的归属信道值(并且从而切换到新归属信道16)，并且递增探查节点12a的切换计数值，然后该方法结束。
在一个实施例中，如果接收节点12b改变其归属信道16，并且在预定时间内发现其新归属信道16不可用，则接收节点12b可以使该归属信道16无效，并且执行将在下面参考图7描述的归属信道选择过程。在一个实施例中，可以预先定义SWITCH_COUNT_THRESHOLD值。在该实施例中，如果接收节点12b的切换计数值超过该SWITCH_COUNT_THRESHOLD值，则接收节点12b可能出于诊断目的而在其内部日志中记录该事件，并且可能可选地向用户显示警告消息。
上面参考图6描述的示例性方法包括使用单个DDCS控制变量(切换计数变量32c)来驱动网络形成和重形成。如上所述，可以使用任何适当数目或类型的DDCS控制变量。在一个实施例中，使用了两个DDCS控制变量，切换计数变量32c和分级变量。在此实施例中，分级变量可以作为一个字段被添加到探查消息30。在此实施例中，当节点12将其切换计数值设置为零，或者递增其切换计数值时，节点12也可以使其分级值随机化。如果两个节点12具有不同的切换计数值，则相关的切换计数单独可以确定上面参考图6描述的归属信道改变行为。如果两个节点12具有相同的切换计数值，则相关的分级可以确定归属信道改变行为。如果两个节点12具有相同的切换计数值和相同的归属信道值，则所产生的归属信道改变行为可以等同于切换计数值相等时单个变量的收敛(参见上面参考图6所描述的步骤136)。
在一个实施例中，使用切换计数变量和分级变量二者作为控制变量来驱动网络形成和重形成相对于只使用切换计数变量的实施例，可以提供某些优点。例如，可以在许多网络形成和重形成上导致更小的最大网络重形成时间。作为另一个示例，可以在许多网络形成和重形成上导致更少的平均信道改变次数。作为另一个示例，成功的网络形成和重形成可以不再严重依赖于归属信道重选间隔的随机化。对于双控制变量设计，归属信道重选随机化可能仅需用来防止节点12之间调用归属信道重选调用的同步。对于单控制变量设计，归属信道重选随机化还需要用来确保节点12之间的归属信道重选调用的顺序被混洗(shuffle)。
在一个实施例中，使用切换计数变量和分级变量二者作为控制变量来驱动网络14形成和重形成相对于只使用切换计数变量的实施例，可能提供某些缺点。例如，可能在许多网络形成和重形成上导致更大的平均形成时间。作为另一个示例，双变量设计对于实现来说可能更加复杂。作为另一示例，双变量设计可能更难以集成到现有的MAC、PHY或其他协议24中。
添加额外的DDCS控制变量可能提供类似的优点和缺点。在确定要使用的DDCS控制变量的数量和类型时，DDCS系统的设计者可以考虑这些各种优点和缺点中的某些或全部，以及任何其他适当的考虑。
图7图示了用于执行归属信道选择过程的示例性方法。在节点12不具有当前归属信道16时，该节点12可以调用归属信道选择过程。例如，节点12在加电或复位后可能不具有归属信道。在加电或复位后，节点12可以将其归属信道值设置为NO_HOME_CHANNEL，并且可以将其切换计数值设置为零。然后，节点12可以执行归属信道选择过程来寻找归属信道16。作为另一示例，当节点12的当前归属信道16被无效时，该节点12可能不具有归属信道16。在下述情况下节点12可能使其当前归属信道16无效在节点12检测到当前归属信道16上的主用户时，检测到来自当前归属信道16上的其他副用户或未标识出的源的过多干扰时，或者在可能期望的任何其他合适的情形中。
在步骤200中，节点12对可获得以被扫描的一条或多条信道16排序。在一个实施例中，如果节点12不具有先前归属信道16，则可以针对该节点12的节点组10中的其他节点12扫描所有信道16。如果节点12具有先前归属信道16，则可以针对该节点12的节点组10中的其他节点12扫描除了该先前归属信道16外的所有信道16。可以根据具体需要使用任何适当的方法对可获得的信道16排序。在一个实施例中，可获得的信道16可以被顺序排序。例如，如果节点12的先前归属信道16是信道16c，并且存在四条可获得的信道16(信道16a、16b、16c和16d)，则可以按照信道16d、信道16a和信道16b的顺序扫描可获得的信道16。顺序排序可能增大一条特定信道16相对于其他信道16将被选出用于重形成的概率，这在多个节点组10选择该信道16用于重形成时可能导致不必要的拥塞。在另一个实施例中，可获得的信道16可以被随机排序。例如，如果节点12的先前归属信道16是信道16c，并且存在四条可获得的信道16(信道16a、16b、16c和16d)，则可以随机确定信道16a、16b和16d将被扫描的顺序。在另一个实施例中，可获得的信道16可以从最活跃的信道16到最不活跃的信道16被排序。例如，如果节点12的先前归属信道16是信道16c，并且存在四条可获得的信道16(信道16a、16b、16c和16d)，则可以根据每条信道16上的流量来确定信道16a、16b和16d将被扫描的顺序。因为执行归属信道选择过程的节点12可能正在搜索另一个节点12，所以它可能希望按流量降低的顺序来扫描可获得的信道16，以增大另一节点12在搜索中先被找到的概率。从最活跃信道16到最不活跃信道16对可获得的信道16排序假定节点12可以测量被访信道16上的流量水平，同时该节点12保持在其归属信道16上。
在步骤202中，节点12选择要探查的下一个信道16。在步骤204中，如果节点12确定所有可获得的信道16都已被探查(即，步骤202未成功)，则在步骤206中节点12确定可用信道16是否是可获得的。如果在步骤206中确定可获得可用信道16，则在步骤208中节点12得出没有发现网络14的结论，然后可以执行将在下面参考图8描述的NO_NETWORK_FOUND子例程。如果在步骤206中确定不能获得可用信道16，则在步骤210中节点12得出不存在可用信道16的结论，然后可以执行将在下面参考图9描述的NO_USABLE_CHANNEL子例程。
返回步骤204，如果节点12发现要探查的信道(即，被访信道16)，则在步骤212中节点12确定该被访信道是否可用。例如，节点12可以对该被访信道16上的主用户和过多干扰进行监听。如果在步骤212中确定被访信道16不可用，则该方法返回步骤202，然后节点12选择要探查的下一条信道16。如果在步骤212中确定被访信道16可用，则在步骤214中节点12在该被访信道16上发送探查消息30，并且等待接收响应中的探查消息30。如果在步骤216中节点12未接收到响应中的探查消息30，则在步骤218中节点12测量并存储该被访信道16上的干扰水平。然后节点12返回步骤202，选择要探查的下一条信道。如果节点12在步骤216中在响应中接收到探查消息30，则在步骤220中节点12将其归属信道16改变到所探查的信道16(并且相应设置其归属信道变量)，如上面参考图5所述。
在一个实施例中，如果节点12在任何信道16上都未发现其节点组10中的另一个节点12，则如果在其搜索信道16期间检测出可用信道16(即，其能够在至少一条信道上发送探查消息30)，则节点12调用NO_NETWORK_FOUND子例程。否则，节点12可以调用NO_USABLE_CHANNEL子例程。
图8图示了示例性NO_NETWORK_FOUND子例程。在步骤300中，节点12确定其是否具有先前归属信道16。例如，如果由于加电或复位而导致归属信道选择过程被调用，则节点12可能不具有先前归属信道16。如果在步骤300中节点12不具有先前归属信道16，则在步骤302中节点12可以将其归属信道16改变到具有最少干扰的信道16(并且相应设置其归属信道变量)。在步骤304中节点12可以递增其切换计数变量。返回步骤300，如果节点12确定其具有先前归属信道16，则在步骤306中节点12可以将其归属信道16改变到相对于其先前归属信道16的第一可用信道16。例如，如果节点12的先前归属信道16是信道16b，并且信道16c可用，则节点12可以将其新归属信道16改变到信道16d。在步骤304中节点12可以递增其切换计数变量。在已执行了NO_NETWORK_FOUND子例程后，节点12可能已发现包含新归属信道16上的一个节点12(其自身)的新网络14。然后，节点12等待其节点组10内的其他节点12将其加入到该新归属信道16。
图9图示了示例性的NO_USABLE_CHANNEL寻找子例程。在步骤400中，节点12确定其是否具有先前归属信道16。如果在步骤400中节点12不具有先前归属信道16，则在步骤402中节点12可以随机选择可获得信道16中的一个作为其归属信道16。在步骤404中，节点12可以递增其切换计数变量。在步骤406处，节点12可以周期性地执行归属信道选择过程。返回步骤400，如果节点12具有先前归属信道16，则节点12可以保持在其先前归属信道16上，然后前进到步骤406，并且周期性地执行归属信道选择过程。在一个实施例中，当节点12仍保持在出现干扰源的其归属信道16上时，可能不允许该节点12发送探查消息30。
图10图示了用于执行归属信道重选过程的示例性方法。节点12可以在其具有有效归属信道16时调用归属信道重选过程，并且探查具有下述节点12的其他网络14的其他信道16所述节点12具有与探查节点12相同的组ID值。在步骤500中，节点12对可被扫描的一条或多条信道16进行排序。在一个实施例中，可以针对节点12的节点组10中的其他节点12扫描除了该节点12的当前归属信道16(如果该节点12当前具有归属信道16的话)外的所有信道16。可以使用如上参考图7的步骤200所描述的任何适当的方法对可获得的信道16排序。在一个实施例中，对于归属信道选择和归属信道重选过程二者，可获得的信道16的排序无需相同。
在步骤502中，探查节点12选择要探查的信道16。在步骤504中，如果探查节点12确定所有可获得的信道16都已被探查(即，步骤502未成功)，则该方法结束。如果在步骤504中探查节点12发现要探测的信道16(即，被访信道16)，则在步骤506中探查节点12确定该被访问信道16是否可用。例如，探查节点12可以对被访信道16上的主用户和过多干扰进行监听。如果在步骤506中确定被访信道16不可用，则该方法返回到步骤502，然后探查节点12选择要探查的下一信道。如果在步骤506中确定被访信道16可用，则在步骤508中探查节点12在该被访信道16上发送探查消息30。在步骤510中，探查节点12确定其是否已接收到返回的探查消息30。如果在步骤510中探查节点12未接收到返回的探查消息30，则探查节点12返回到步骤502，然后选择要探查的下一信道。如果在步骤510中探查节点12接收到返回的探查消息30，则在步骤512中探查节点12处理返回的探查消息30。在一个实施例中，探查节点12根据上面参考图6描述的方法处理返回的探查消息30。在步骤514中，探查节点12确定其归属信道16是否由于处理返回的探查消息30而改变。如果探查节点12的归属信道16未改变，则探查节点12返回到步骤502，然后选择要探查的下一信道16。如果探查节点12的归属信道16改变了，则该方法结束。
每个节点12都可以以任何适当的间隔调用归属信道重选过程。在一个实施例中，每个节点12使其调用归属信道重选过程之间的间隔随机化。随机化可以防止具有不同归属信道16的两个节点12使它们对归属信道重选过程的调用永久同步，而这可以排除探查消息30交换，并且可以阻止网络形成或重形成。归属信道重选过程的调用间隔的随机化也可以改变节点12调用归属信道重选过程的顺序，这在某些情形中对于网络形成或重形成可能是必需的。在一个实施例中，归属信道重选过程间隔可以被选择为在名义间隔的-25％～+25％之间的值范围内具有相等的概率。
还可以构造这样的情形其中来自同一节点组10的所有节点12都找到在其上建立数据平面通信的单个信道16是不可能的。例如，如果存在节点组10中的四个节点12、四条可获得的信道16、以及每条信道16一个干扰源，以使每个干扰源干扰不同的节点12，则节点12可以在所有可获得的信道16之间无休止循环，搜索它们可以在其上建立完整的网络14的单个非现存的信道。这种无休止的信道循环可能是不期望的，因为节点12之间的数据传送可能由于节点12改变归属信道16而连续被中断。
在一个实施例中，为了解决该问题，节点12实现了一种机制来检测何时发生信道循环。当检测出信道循环时，节点12可以实现一种机制来降低信道改变速率，从而改善数据传送操作。信道循环检测机制和信道改变速率降低机制可以根据具体需要以任何合适的方式被设计。
在一个实施例中，信道循环检测由于存在如下情形而变复杂在这些情形中，短时间段内节点12多次改变信道是预期并想要的行为。因此，当节点12在短时间段内改变信道16时信道循环检测机制不应当立即降低信道改变速率。但是，如果节点在短时间段内改变信道N次，其中N大于可获得的信道16的数目，则信道改变速率应该被降低。
在一个实施例中，在干扰源检测时刻和信道选择过程激活时刻之间的延迟可以降低信道改变速率。在此时间期间，由于存在干扰源所以不准许节点12发送探查消息30。如果信道循环继续，则可以应用线性或指数后退(back-off)方案来引入逐渐变大的延迟。
除了上述DDCS核心过程外，还可以实现某些可选的DDCS过程。这些可选的DDCS过程可以提高网络形成和重形成的性能。可选的DDCS过程可以包括一个或多个归属信道通知过程、归属信道声明过程、当前信道改变延迟过程或任何其他适当的过程。
一个或多个归属信道通知过程一般允许节点12通知在其先前归属信道16上的其他节点12，其已改变到(或将改变到)新归属信道16。节点12在下面的一个或多个情形中可能想要执行一个或多个归属信道通知过程空闲时刻、归属信道选择以及归属信道重选。
当第一节点12a在其归属信道16上接收到来自具有相等或更大切换计数值的第二节点12b的探查消息30时，第一节点12a可以调用归属信道通知/IDLE(HCN/IDLE)过程。在改变其归属信道16前，接收第一节点12a可以广播这样的探查消息30，该探查消息30指示其将来的归属信道16和新的切换计数值。接收第一节点12a通过重新广播其切换计数值，来有效地扩展第二节点12b的广播范围。这可能导致接收第一节点12a的归属信道16上的其他节点12改变信道16，从而可以减少网络14在新归属信道16上重形成所要求的时间。
当在第一节点12a使其当前归属信道16无效之后正在执行归属信道选择的同时第一节点12a接收到来自第二节点12b的探查消息30时，第一节点12a可以调用归属信道通知/归属信道选择(HCN/HCS)过程。在一个实施例中，不具有先前归属信道16的节点12(例如，在加电或复位后)不能使用HCN/HCS过程。具有先前归属信道并且正执行HCN/HCS过程的第一节点12a可以返回其先前归属信道16，并且广播探查消息30。该探查消息30可以通知第一节点12a的先前归属信道16上的范围内的节点12，第一节点12a现在具有新归属信道16，这可以使那些节点12附接到第一节点12a的新归属信道16。这可以减少在新归属信道16上形成网络14所要求的时间。在一个实施例中，在所有关于DDCS协议的例示中HCN/HCS过程可能不可用。例如，如果缺乏对主用户的干扰具有最高优先级，则节点12可能不能返回其先前归属信道16并广播探查消息30，这是由于这种传输可能干扰导致节点12使其先前归属信道16无效并开始归属信道选择过程的主用户。
当第一节点12a在执行归属信道重选的同时接收到来自第二节点12b的具有相等或更大的切换计数值的探查消息30时，第一节点12a可以调用归属信道通知/归属信道重选(HCN/HCR)过程。正执行HCN/HCR过程的第一节点12a可以返回其先前归属信道16，并且广播探查消息30。这可以通知第一节点12a的先前归属信道16上的范围内的节点12，第一节点12a现在具有新归属信道16，这可以使那些节点12附接到第一节点12a的新归属信道16。这可以减少在新归属信道16上形成网络14所要求的时间。
归属信道声明过程可以包括节点12在该节点12的当前归属信道16上发送探查消息30。节点12可以执行该操作来减少构成网络14的节点12之间的切换计数值的变化。当构成网络14的节点12转变到另一归属信道16时，网络14内的切换计数值变化可能导致短暂的振荡行为。这种短暂的不稳定性可能增加节点12实现归属信道改变所要求的时间。
在处于IDLE状态中的同时接收到来自第二节点12b的具有相等或更大的切换计数值的探查消息30时，第一节点12a可以调用当前信道改变延迟(CCCD)过程。在第一节点12a将其归属信道16改变到第二节点12b的归属信道16之前，第一节点12a可以等待接收来自其相邻节点12之一的探查消息30。如果由于相邻节点12也接收到来自第二节点12b的探查消息30而使第一节点12a接收到来自相邻节点12的探查消息30，则相邻节点12具有比第二节点12b更高的切换计数值，从而第一节点12a应当呆在其当前归属信道16上，而不应将其归属信道16改变到第二节点12b的归属信道16。CCCD过程可以减少在网络形成或重形成期间所要求的信道改变次数。
在一个实施例中，CCCD和HCN/IDLE过程具有相同的触发条件在处于IDLE状态中的同时接收到来自节点12的具有相等或更大的切换计数值的探查消息30。在包括CCCD和HCN/IDLE过程的实施例中，必需设计一种策略来避免这两个过程之间的冲突。示例性的策略包括执行CCCD过程，然后再执行HCN/IDLE过程。
图11A到图11I图示了DDCS协议被用来重形成节点组10之间的网络14的示例性情形。在图11A到图11I中图示的具体示例提供了这样的示例，其中DDCS协议可以在新信道16上重形成网络14，尽管在信道改变过程期间在多条信道16之间存在网络14的临时碎片。图11A图示了在信道16a上建立的网络14。该示例假定节点12a只与节点12b具有链路级连通性，并且节点12b只与节点12c具有链路级连通性。节点12a和节点12c都具有使用自组织路由选择协议的网络级连通性。节点12a、12b和12c的组ID变量、归属信道变量和切换计数变量在图11B中图示出。图11C图示了在节点12b和节点12c附近新激活干扰源，即节点12d。节点12b和12c可以基于由于节点12d所致的干扰水平而决定改变归属信道16。
如图11D所示，节点12b将其归属信道16改变到信道16b，并且节点12c将其归属信道16改变到信道16c。节点12b和节点12c由于各自执行归属信道选择过程而不能彼此发现可能是由于节点12b和节点12c之间的临时信令故障所致。例如，节点12c可以选择信道16c但是错过了来自节点12b的探查消息30，这导致节点12b不正确地得出在信道16c上不存在DDCS网络14的结论。节点12a、12b和12c的组ID变量、归属信道变量和切换计数变量在图11E中图示出。
在一个实施例中，作为其归属信道重选过程的一部分，节点12c可以在信道16b上发送探查消息30。如图11F所示，节点12b可以接收探查消息30，并且将其归属信道16改变到信道16c。图11G图示了节点12a、12b和12c的组ID变量、归属信道变量和切换计数变量。在替换实施例中，作为其归属信道重选过程的一部分，节点12b可能已在信道16c上发送了探查消息30。在接收到探查消息30之后，节点12c可以将其归属信道16改变到信道16b。结果可能相同节点12b和节点12c共享相同的归属信道16(尽管是信道16b而不是信道16c被共享)。
如图11H所示，作为节点12a的归属信道重选过程的一部分，节点12a可以在信道16c上发送探查消息30。因为节点12b的切换计数值比节点12c的切换计数值大，所以节点12b可以在答复中向节点12a发送探查消息30。然后，节点12a可以将其归属信道16改变到16c。图11I图示了节点12a、12b和12c的组ID变量、归属信道变量和切换计数变量。在本示例中，如图11H所示，由于节点12d在信道16a上的干扰，网络14已完成其从信道16a到信道16c的转变。尽管在多条信道16之间存在网络14的临时碎片，但是DDCS协议确保了网络14最终合并到单条信道16(信道16c)上。
尽管已利用若干实施例描述了本发明，但是可以向本领域技术人员建议各种改变、替换、变动、变更和修改，并且本发明是要包含落在所附权利要求书的精神和范围内的所有这种改变、替换、变动、变更和修改。
权利要求
1.在多个分布式节点中的第一节点，其能够在所述多个分布式节点之间形成或重形成通信网络，所述多个分布式节点中的每一个包括功能上类似的组件，用于形成或重形成这种网络，所述第一节点包括存储器，用于存储所述第一节点的一个或多个节点变量值；和一个或多个组件，可共同操作用于自发地并独立于与所述网络相关联的集中控制器地，向所述多个分布式节点中的一个或多个其他节点发送探查消息，以形成或重形成网络；接收来自第二节点的探查消息，所述探查消息包括所述第二节点的一个或多个节点变量值；将所述第一节点的一个或多个节点变量值与在所述探查消息内的所述第二节点的一个或多个节点变量值相比较，以独立于与所述网络相关联的集中控制器地确定所述第一节点是否应当将其自身设置到新信道；以及如果确定所述第一节点应当将其自身设置到所述新信道，则将所述第一节点设置到所述新信道。
2.如权利要求1所述的第一节点，其中，所述节点的一个或多个节点变量包括归属信道变量，其标识所述节点当前是否具有归属信道，其中在所述归属信道上，所述节点具有与所述节点的节点组内的其他节点的数据平面连通性，并且如果有，则标识所述节点的所述归属信道；和切换计数变量，其反映所述节点已改变归属信道的次数。
3.如权利要求2所述的第一节点，还可操作用于如果所述第一节点当前不具有归属信道，则将所述第一节点的所述切换计数变量值设置为零。
4.如权利要求2所述的第一节点，还可操作用于如果所述第一节点当前具有归属信道并且所述第二节点当前不具有归属信道，则响应于从所述第二节点接收到的所述探查消息向所述第二节点传送探查消息，以提示所述第二节点切换到所述第一节点的所述当前归属信道。
5.如权利要求2所述的第一节点，还可操作用于如果所述第一节点当前具有归属信道，如果所述第二节点当前具有归属信道，并且如果所述第一节点的切换计数变量的值大于所述第二节点的切换计数变量的值，则响应于从所述第二节点接收到所述探查消息向所述第二节点传送探查消息，所述第二节点对传送到所述第二节点的所述探查消息进行处理，以确定所述第二节点是否应当将其自身设置到所述第一节点的所述当前归属信道。
6.如权利要求2所述的第一节点，还可操作用于不管所述第一节点当前是否具有归属信道，如果所述第二节点当前具有归属信道，并且所述第一节点的切换计数变量的值小于所述第二节点的切换计数变量的值，则将所述第一节点设置到所述第二节点的归属信道；并且将所述第一节点的切换计数变量的值设置到所述第二节点的切换计数变量的值。
7.如权利要求2所述的第一节点，还可操作用于如果所述第一节点当前具有归属信道，如果所述第二节点当前具有归属信道，如果所述第一节点的切换计数变量的值等于所述第二节点的切换计数变量的值，并且如果所述第一节点的归属信道变量的值与所述第二节点的归属信道变量的值不同，则将所述第一节点设置到所述第二节点的归属信道；并且将所述第一节点的切换计数变量的值递增。
8.如权利要求2所述的第一节点，还可操作用于如果所述第一节点当前不具有归属信道，如果所述第二节点当前具有归属信道，并且如果所述第一节点的切换计数变量的值大于或等于所述第二节点的切换计数变量的值，则将所述第一节点设置到所述第二节点的归属信道；并且将所述第一节点的切换计数变量的值递增。
9.如权利要求2所述的第一节点，还可操作用于如果下述条件中的一个或多个为真，则丢弃所述探查消息在接收到所述探查消息之后确定的切换计数差大于预定的切换计数差阈值，所述切换计数差是所述第一节点的切换计数变量的值和所述第二节点的切换计数变量的值之间的差；所述第一节点当前不具有归属信道，并且所述第二节点当前不具有归属信道；和所述第一节点的切换计数变量的值等于所述第二节点的切换计数变量的值，并且所述第一节点的归属信道变量的值等于所述第二节点的归属信道变量的值。
10.如权利要求2所述的第一节点，其中所述一个或多个节点变量还包括分级变量；并且所述第一节点还可操作用于如果所述第一节点的切换计数变量的值与所述第二节点的切换计数变量的值匹配，则将所述第一节点的分级变量的值与所述第二节点的分级变量的值相比较，这种比较用来确定所述第一节点是否应当将其自身设置到新信道。
11.如权利要求10所述的第一节点，还可操作用于在发生所述一个或多个条件之后使所述分级变量随机化。
12.如权利要求1所述的第一节点，还可操作用于如果确定所述第一节点不应将其自身设置到所述新信道，则丢弃从所述第二节点接收到的所述探查消息。
13.如权利要求1所述的第一节点，其中，如果所述第一节点当前具有归属信道，并且确定所述第一节点不应将其自身设置到所述新信道，则所述第一节点留在其归属信道上。
14.如权利要求1所述的第一节点，还可操作用于如果所述第一节点当前具有归属信道，并且确定所述第一节点不应将其自身设置到新信道，则向所述第二节点传送探查消息。
15.如权利要求1所述的第一节点，还可操作用于如果所述第一节点当前不具有归属信道，其中所述第一节点在所述归属信道上具有与所述第一节点的节点组内的一个或多个其他节点的数据平面连通性，则独立于接收来自所述第二节点的所述探查消息地，向所述多个分布式节点中的一个或多个其他节点自发地发送一个或多个探查消息，以确定要在其上形成网络的最初信道。
16.如权利要求1所述的第一节点，还可操作用于如果所述第一节点当前具有归属信道，其中所述第一节点在所述归属信道上具有与所述第一节点的节点组内的一个或多个其他节点的数据平面连通性，则在确定所述第一节点应当将其自身设置到所述新信道的情况下，向所述第一节点的当前归属信道上的节点组内的其他节点传送通知，所述通知向所述其他节点指示所述第一节点正将其自身设置到所述新信道。
17.如权利要求1所述的第一节点，其中节点的归属信道包括提供所述节点与所述节点的节点组内的一个或多个其他节点之间的数据平面连通性的信道；节点的被访信道包括提供所述节点与一个或多个其他节点之间的临时控制平面连通性，以向所述其他节点发送或从所述其他节点接收一个或多个探查消息的信道，并且下述之一为真所述第一节点当前具有归属信道，该归属信道是所述第二节点的当前被访信道；所述第一节点当前具有归属信道，该归属信道是所述第二节点的当前归属信道；所述第一节点当前具有被访信道，该被访信道是所述第二节点的当前归属信道；和所述第一节点当前具有被访信道，该被访信道是所述第二节点的当前被访信道。
18.如权利要求1所述的第一节点，还可操作用于如果所述第一节点当前具有归属信道，则独立于接收来自所述第二节点的所述探查消息地，在下述情形中的一个或多个情形中，向所述多个分布式节点中的一个或多个其他节点自发地发送一个或多个探查消息所述一个或多个探查消息被自发地发送到的所述一个或多个其他节点未在所述第一节点的归属信道上，所述一个或多个探查消息被自发地发送，以确定所述第一节点是否应当改变其当前归属信道；或针对要将探查消息发送到的其他节点，扫描除所述第一节点的当前归属信道之外的信道；和所述一个或多个探查消息被自发地发送到的所述一个或多个其他节点当前具有与所述第一节点相同的归属信道，所述一个或多个探查消息被自发地发送，以在所述第一节点的当前归属信道上传送信标。
19.如权利要求1所述的第一节点，其中，所述通信网络包括无线自组织网络，所述第一节点包括所述无线自组织网络内的信道灵敏移动终端。
20.如权利要求1所述的第一节点，其中，所述通信网络包括无线基础设施网络，所述第一节点包括所述无线基础设施网络内的移动台或基站。
21.如权利要求1所述的第一节点，还可操作用于确定一条或多条将被扫描的可获得的信道，以形成或重形成网络；和如果确定所述可获得的信道可用，则对所述可获得的信道排序，以向所述可获得的信道上的一个或多个节点自发地发送一个或多个探查消息。
22.如权利要求21所述的第一节点，还可操作用于如果所述第一节点当前具有归属信道，则响应于所述第一节点确定其当前归属信道无效，扫描除了所述第一节点的当前归属信道之外的一条或多条所述可获得的信道。
23.如权利要求22所述的第一节点，还可操作用于如果所述第一节点在响应于所述第一节点确定其当前归属信道无效而扫描所述一条或多条可获得的信道时不能在可获得的信道上定位另一个节点，则将确定可用的下一顺序信道设置为所述第一节点的下一归属信道。
24.一种在多个分布式节点中的第一节点处执行的方法，所述第一节点能够在所述多个分布式节点之间形成或重形成通信网络，所述多个分布式节点中的每一个包括功能上类似的组件，用于形成或重形成这种网络，所述方法包括存储所述第一节点的一个或多个节点变量值；自发地并独立于与所述网络相关联的集中控制器地，向所述多个分布式节点中的一个或多个其他节点发送探查消息，以形成或重形成网络；接收来自第二节点的探查消息，所述探查消息包括所述第二节点的一个或多个节点变量值；将所述第一节点的一个或多个节点变量值与在所述探查消息内的所述第二节点的一个或多个节点变量值相比较，以独立于与所述网络相关联的集中控制器地确定所述第一节点是否应当将其自身设置到新信道；和如果确定所述第一节点应当将其自身设置到所述新信道，则将所述第一节点设置到所述新信道。
25.如权利要求24所述的方法，其中，所述节点的一个或多个节点变量包括归属信道变量，其标识所述节点当前是否具有归属信道，其中在所述归属信道上，所述节点具有与所述节点的节点组内的其他节点的数据平面连通性，并且如果有，则标识所述节点的归属信道；和切换计数变量，其反映所述节点已改变归属信道的次数。
26.如权利要求25所述的方法，还包括，如果所述第一节点当前不具有归属信道，则将所述第一节点的切换计数变量值设置为零。
27.如权利要求25所述的方法，还包括，如果所述第一节点当前具有归属信道并且所述第二节点当前不具有归属信道，则响应于从所述第二节点接收到的所述探查消息向所述第二节点传送探查消息，以提示所述第二节点切换到所述第一节点的当前归属信道。
28.如权利要求25所述的方法，还包括，如果所述第一节点当前具有归属信道，如果所述第二节点当前具有归属信道，并且如果所述第一节点的切换计数变量的值大于所述第二节点的切换计数变量的值，则响应于从所述第二节点接收到的所述探查消息向所述第二节点传送探查消息，所述第二节点对传送到所述第二节点的所述探查消息进行处理，以确定所述第二节点是否应当将其自身设置到所述第一节点的当前归属信道。
29.如权利要求25所述的方法，还包括，不管所述第一节点当前是否具有归属信道，如果所述第二节点当前具有归属信道，并且所述第一节点的切换计数变量的值小于所述第二节点的切换计数变量的值，则将所述第一节点设置到所述第二节点的归属信道；并且将所述第一节点的切换计数变量的值设置到所述第二节点的切换计数变量的值。
30.如权利要求25所述的方法，还包括，如果所述第一节点当前具有归属信道，如果所述第二节点当前具有归属信道，如果所述第一节点的切换计数变量的值等于所述第二节点的切换计数变量的值，并且如果所述第一节点的归属信道变量的值与所述第二节点的归属信道变量的值不同，则将所述第一节点设置到所述第二节点的归属信道；并且将所述第一节点的切换计数变量的值递增。
31.如权利要求25所述的方法，还包括，如果所述第一节点当前不具有归属信道，如果所述第二节点当前具有归属信道，并且如果所述第一节点的切换计数变量的值大于或等于所述第二节点的切换计数变量的值，则将所述第一节点设置到所述第二节点的归属信道；并且将所述第一节点的切换计数变量的值递增。
32.如权利要求25所述的方法，还包括，如果下述条件中的一个或多个为真，则丢弃所述探查消息在接收到所述探查消息之后确定的切换计数差大于预定的切换计数差阈值，所述切换计数差是所述第一节点的切换计数变量的值和所述第二节点的切换计数变量的值之间的差；所述第一节点当前不具有归属信道，并且所述第二节点当前不具有归属信道；和所述第一节点的切换计数变量的值等于所述第二节点的切换计数变量的值，并且所述第一节点的归属信道变量的值等于所述第二节点的归属信道变量的值。
33.如权利要求25所述的方法，其中所述一个或多个节点变量还包括分级变量；并且所述方法还包括，如果所述第一节点的切换计数变量的值与所述第二节点的切换计数变量的值匹配，则将所述第一节点的分级变量的值与所述第二节点的分级变量的值相比较，这种比较用来确定所述第一节点是否应当将其自身设置到新信道。
34.如权利要求33所述的方法，还包括在发生所述一个或多个条件之后使所述分级变量随机化。
35.如权利要求24所述的方法，还包括，如果确定所述第一节点不应将其自身设置到所述新信道，则丢弃从所述第二节点接收到的所述探查消息。
36.如权利要求24所述的方法，其中，如果所述第一节点当前具有归属信道，并且确定所述第一节点不应将其自身设置到所述新信道，则所述第一节点留在其归属信道上。
37.如权利要求24所述的方法，还包括，如果所述第一节点当前具有归属信道，并且确定所述第一节点不应将其自身设置到新信道，则向所述第二节点传送探查消息。
38.如权利要求24所述的方法，还包括，如果所述第一节点当前不具有归属信道，其中所述第一节点在所述归属信道上具有与所述第一节点的节点组内的一个或多个其他节点的数据平面连通性，则独立于接收来自所述第二节点的所述探查消息地，向所述多个分布式节点中的一个或多个其他节点自发地发送一个或多个探查消息，以确定要在其上形成网络的最初信道。
39.如权利要求24所述的方法，还包括，如果所述第一节点当前具有归属信道，其中所述第一节点在所述归属信道上具有与所述第一节点的节点组内的一个或多个其他节点的数据平面连通性，则在确定所述第一节点应当将其自身设置到所述新信道的情况下，向所述第一节点的当前归属信道上的节点组内的其他节点传送通知，所述通知向所述其他节点指示所述第一节点正将其自身设置到所述新信道。
40.如权利要求24所述的方法，其中节点的归属信道包括提供所述节点与所述节点的节点组内的一个或多个其他节点之间的数据平面连通性的信道；节点的被访信道包括提供所述节点与一个或多个其他节点之间的临时控制平面连通性，以向所述其他节点发送或从所述其他节点接收一个或多个探查消息的信道，并且下述之一为真所述第一节点当前具有归属信道，该归属信道是所述第二节点的当前被访信道；所述第一节点当前具有归属信道，该归属信道是所述第二节点的当前归属信道；所述第一节点当前具有被访信道，该被访信道是所述第二节点的当前归属信道；和所述第一节点当前具有被访信道，该被访信道是所述第二节点的当前被访信道。
41.如权利要求24所述的方法，还包括，如果所述第一节点当前具有归属信道，则独立于接收来自所述第二节点的所述探查消息地，在下述情形中的一个或多个情形中，向所述多个分布式节点中的一个或多个其他节点自发地发送一个或多个探查消息所述一个或多个探查消息被自发地发送到的所述一个或多个其他节点未在所述第一节点的归属信道上，所述一个或多个探查消息被自发地发送，以确定所述第一节点是否应当改变其当前归属信道；或针对要将探查消息发送到的其他节点，扫描除所述第一节点的当前归属信道之外的信道；和所述一个或多个探查消息被自发地发送到的所述一个或多个其他节点当前具有与所述第一节点相同的归属信道，所述一个或多个探查消息被自发地发送，以在所述第一节点的当前归属信道上传送信标。
42.如权利要求24所述的方法，其中，所述通信网络包括无线自组织网络，所述第一节点包括所述无线自组织网络内的信道灵敏移动终端。
43.如权利要求24所述的方法，其中，所述通信网络包括无线基础设施网络，所述第一节点包括所述无线基础设施网络内的移动台或基站。
44.如权利要求24所述的方法，还包括确定一条或多条将被扫描的可获得的信道，以形成或重形成网络；和如果确定所述可获得的信道可用，则对所述可获得的信道排序，以向所述可获得的信道上的一个或多个节点自发地发送一个或多个探查消息。
45.如权利要求44所述的方法，还包括，如果所述第一节点当前具有归属信道，则响应于所述第一节点确定其当前归属信道无效，扫描除了所述第一节点的当前归属信道之外的一条或多条所述可获得的信道。
46.如权利要求45所述的方法，还包括，如果所述第一节点在响应于所述第一节点确定其当前归属信道无效而扫描所述一条或多条可获得的信道时不能在可获得的信道上定位另一个节点，则将确定可用的下一顺序信道设置为所述第一节点的下一归属信道。
47.一种计算机可读介质，其包括与多个分布式节点中的第一节点相关联的软件，所述第一节点能够在所述多个分布式节点之间形成或重形成通信网络，所述多个分布式节点中的每一个包括功能上类似的组件，用于形成或重形成这种网络，当所述软件被执行时可操作用于存储所述第一节点的一个或多个节点变量值；自发地并独立于与所述网络相关联的集中控制器地，向所述多个分布式节点中的一个或多个其他节点发送探查消息，以形成或重形成网络；接收来自第二节点的探查消息，所述探查消息包括所述第二节点的一个或多个节点变量值；将所述第一节点的一个或多个节点变量值与在所述探查消息内的所述第二节点的一个或多个节点变量值相比较，以独立于与所述网络相关联的集中控制器地确定所述第一节点是否应当将其自身设置到新信道；和如果确定所述第一节点应当将其自身设置到所述新信道，则将所述第一节点设置到所述新信道。
48.如权利要求47所述的计算机可读介质，其中，所述节点的一个或多个节点变量包括归属信道变量，其标识所述节点当前是否具有归属信道，其中在所述归属信道上，所述节点具有与所述节点的节点组内的其他节点的数据平面连通性，并且如果有，则标识所述节点的归属信道；和切换计数变量，其反映所述节点已改变归属信道的次数。
49.如权利要求48所述的计算机可读介质，还可操作用于如果所述第一节点当前不具有归属信道，则将所述第一节点的所述切换计数变量值设置为零。
50.如权利要求48所述的计算机可读介质，还可操作用于如果所述第一节点当前具有归属信道并且所述第二节点当前不具有归属信道，则响应于从所述第二节点接收到的所述探查消息向所述第二节点传送探查消息，以提示所述第二节点切换到所述第一节点的所述当前归属信道。
51.如权利要求48所述的计算机可读介质，还可操作用于如果所述第一节点当前具有归属信道，如果所述第二节点当前具有归属信道，并且如果所述第一节点的切换计数变量的值大于所述第二节点的切换计数变量的值，则响应于从所述第二节点接收到所述探查消息向所述第二节点传送探查消息，所述第二节点对传送到所述第二节点的所述探查消息进行处理，以确定所述第二节点是否应当将其自身设置到所述第一节点的所述当前归属信道。
52.如权利要求48所述的计算机可读介质，还可操作用于不管所述第一节点当前是否具有归属信道，如果所述第二节点当前具有归属信道，并且所述第一节点的切换计数变量的值小于所述第二节点的切换计数变量的值，则将所述第一节点设置到所述第二节点的归属信道；并且将所述第一节点的切换计数变量的值设置到所述第二节点的切换计数变量的值。
53.如权利要求48所述的计算机可读介质，还可操作用于如果所述第一节点当前具有归属信道，如果所述第二节点当前具有归属信道，如果所述第一节点的切换计数变量的值等于所述第二节点的切换计数变量的值，并且如果所述第一节点的归属信道变量的值与所述第二节点的归属信道变量的值不同，则将所述第一节点设置到所述第二节点的归属信道；并且将所述第一节点的切换计数变量的值递增。
54.如权利要求48所述的计算机可读介质，还可操作用于如果所述第一节点当前不具有归属信道，如果所述第二节点当前具有归属信道，并且如果所述第一节点的切换计数变量的值大于或等于所述第二节点的切换计数变量的值，则将所述第一节点设置到所述第二节点的归属信道；并且将所述第一节点的切换计数变量的值递增。
55.如权利要求48所述的计算机可读介质，还可操作用于如果下述条件中的一个或多个为真，则丢弃所述探查消息在接收到所述探查消息之后确定的切换计数差大于预定的切换计数差阈值，所述切换计数差是所述第一节点的切换计数变量的值和所述第二节点的切换计数变量的值之间的差；所述第一节点当前不具有归属信道，并且所述第二节点当前不具有归属信道；和所述第一节点的切换计数变量的值等于所述第二节点的切换计数变量的值，并且所述第一节点的归属信道变量的值等于所述第二节点的归属信道变量的值。
56.如权利要求48所述的计算机可读介质，其中所述一个或多个节点变量还包括分级变量；并且所述第一节点还可操作用于如果所述第一节点的切换计数变量的值与所述第二节点的切换计数变量的值匹配，则将所述第一节点的分级变量的值与所述第二节点的分级变量的值相比较，这种比较用来确定所述第一节点是否应当将其自身设置到新信道。
57.如权利要求56所述的计算机可读介质，还可操作用于在发生所述一个或多个条件时使所述分级变量随机化。
58.如权利要求47所述的计算机可读介质，还可操作用于如果确定所述第一节点不应将其自身设置到所述新信道，则丢弃从所述第二节点接收到的所述探查消息。
59.如权利要求47所述的计算机可读介质，其中，如果所述第一节点当前具有归属信道，并且确定所述第一节点不应将其自身设置到所述新信道，则所述第一节点留在其归属信道上。
60.如权利要求47所述的计算机可读介质，还可操作用于如果所述第一节点当前具有归属信道，并且确定所述第一节点不应将其自身设置到新信道，则向所述第二节点传送探查消息。
61.如权利要求47所述的计算机可读介质，还可操作用于如果所述第一节点当前不具有归属信道，其中所述第一节点在所述归属信道上具有与所述第一节点的节点组内的一个或多个其他节点的数据平面连通性，则独立于接收来自所述第二节点的所述探查消息地，向所述多个分布式节点中的一个或多个其他节点自发地发送一个或多个探查消息，以确定要在其上形成网络的最初信道。
62.如权利要求47所述的计算机可读介质，还可操作用于如果所述第一节点当前具有归属信道，其中所述第一节点在所述归属信道上具有与所述第一节点的节点组内的一个或多个其他节点的数据平面连通性，则在确定所述第一节点应当将其自身设置到所述新信道的情况下，向所述第一节点的当前归属信道上的节点组内的其他节点传送通知，所述通知向所述其他节点指示所述第一节点正将其自身设置到所述新信道。
63.如权利要求47所述的计算机可读介质，其中节点的归属信道包括提供所述节点与所述节点的节点组内的一个或多个其他节点之间的数据平面连通性的信道；节点的被访信道包括提供所述节点与一个或多个其他节点之间的临时控制平面连通性，以向所述其他节点发送或从所述其他节点接收一个或多个探查消息的信道，并且下述之一为真所述第一节点当前具有归属信道，该归属信道是所述第二节点的当前被访信道；所述第一节点当前具有归属信道，该归属信道是所述第二节点的当前归属信道；所述第一节点当前具有被访信道，该被访信道是所述第二节点的当前归属信道；和所述第一节点当前具有被访信道，该被访信道是所述第二节点的当前被访信道。
64.如权利要求47所述的计算机可读介质，还可操作用于如果所述第一节点当前具有归属信道，则独立于接收来自所述第二节点的所述探查消息地，在下述情形中的一个或多个情形中，向所述多个分布式节点中的一个或多个其他节点自发地发送一个或多个探查消息所述一个或多个探查消息被自发地发送到的所述一个或多个其他节点未在所述第一节点的归属信道上，所述一个或多个探查消息被自发地发送，以确定所述第一节点是否应当改变其当前归属信道；或针对要将探查消息发送到的其他节点，扫描除所述第一节点的当前归属信道之外的信道；和所述一个或多个探查消息被自发地发送到的所述一个或多个其他节点当前具有与所述第一节点相同的归属信道，所述一个或多个探查消息被自发地发送，以在所述第一节点的当前归属信道上传送信标。
65.如权利要求47所述的计算机可读介质，其中，所述通信网络包括无线自组织网络，所述第一节点包括所述无线自组织网络内的信道灵敏移动终端。
66.如权利要求47所述的计算机可读介质，其中，所述通信网络包括无线基础设施网络，所述第一节点包括所述无线基础设施网络内的移动台或基站。
67.如权利要求47所述的计算机可读介质，还可操作用于确定一条或多条将被扫描的可获得的信道，以形成或重形成网络；和如果确定所述可获得的信道可用，则对所述可获得的信道排序，以向所述可获得的信道上的一个或多个节点自发地发送一个或多个探查消息。
68.如权利要求67所述的计算机可读介质，还可操作用于如果所述第一节点当前具有归属信道，则响应于所述第一节点确定其当前归属信道无效，扫描除了所述第一节点的当前归属信道之外的一条或多条所述可获得的信道。
69.如权利要求68所述的计算机可读介质，还可操作用于如果所述第一节点在响应于所述第一节点确定其当前归属信道无效而扫描所述一条或多条可获得的信道时不能在可获得的信道上定位另一个节点，则将确定可用的下一顺序信道设置为所述第一节点的下一归属信道。
70.在多个分布式节点中的第一节点，其能够在所述多个分布式节点之间形成或重形成通信网络，所述多个分布式节点中的每一个包括功能上类似的组件，用于形成或重形成这种网络，所述第一节点包括用于存储所述第一节点的一个或多个节点变量值的装置；用于自发地并独立于与所述网络相关联的集中控制器地，向所述多个分布式节点中的一个或多个其他节点发送探查消息，以形成或重形成网络的装置；用于接收来自第二节点的探查消息的装置，所述探查消息包括所述第二节点的一个或多个节点变量值；用于将所述第一节点的一个或多个节点变量值与在所述探查消息内的所述第二节点的一个或多个节点变量值相比较，以独立于与所述网络相关联的集中控制器地确定所述第一节点是否应当将其自身设置到新信道的装置；和用于如果确定所述第一节点应当将其自身设置到所述新信道，则将所述第一节点设置到所述新信道的装置。
71.在多个分布式节点中的第一节点，其能够在所述多个分布式节点之间形成或重形成通信网络，所述多个分布式节点中的每一个包括功能上类似的组件，用于形成或重形成这种网络，所述第一节点包括存储器，用于存储所述第一节点的节点变量值，所述第一节点的所述节点变量值包括归属信道变量，其标识所述节点当前是否具有归属信道，其中在所述归属信道上，所述节点具有与所述节点的节点组内的其他节点的数据平面连通性，并且如果有，则标识所述节点的所述归属信道；和切换计数变量，其反映所述节点已改变归属信道的次数，所述第一节点可操作用于如果所述第一节点当前不具有归属信道，则将所述第一节点的所述切换计数变量值设置为零；以及一个或多个组件，这些组件共同操作用于自发地并独立于与所述网络相关联的集中的控制器地，向所述多个分布式节点中的一个或多个其他节点发送探查消息，以形成或重形成网络；在下述信道上接收来自第二节点的探查消息，所述信道在所述第一节点和所述第二节点之间提供临时控制平面连通性以传送所述探查消息，所述探查消息包括所述第二节点的节点变量值；将所述第一节点的节点变量值与在所述探查消息内的所述第二节点的节点变量值相比较，以独立于与所述网络相关联的集中的控制器地，确定所述第一节点是否应当将其自身设置到新信道；不管所述第一节点当前是否具有归属信道，如果所述第二节点当前具有归属信道，并且所述第一节点的切换计数变量的值小于所述第二节点的切换计数变量的值，则将所述第一节点设置到所述第二节点的所述归属信道；并且将所述第一节点的切换计数变量的值设置为所述第二节点的切换计数变量的值；如果所述第一节点当前具有归属信道并且所述第二节点当前不具有归属信道，则响应于从所述第二节点接收到的所述探查消息向所述第二节点传送探查消息，以提示所述第二节点切换到所述第一节点的当前归属信道；如果所述第一节点当前具有归属信道，如果所述第二节点当前具有归属信道，并且如果所述第一节点的切换计数变量的值大于所述第二节点的切换计数变量的值，则响应于从所述第二节点接收到的所述探查消息向所述第二节点传送探查消息，所述第二节点对传送到所述第二节点的所述探查消息进行处理，以确定所述第二节点是否应当将其自身设置到所述第一节点的当前归属信道；如果所述第一节点当前具有归属信道，如果所述第二节点当前具有归属信道，如果所述第一节点的切换计数变量的值等于所述第二节点的切换计数变量的值，并且如果所述第一节点的归属信道变量的值与所述第二节点的归属信道变量的值不同，则将所述第一节点设置到所述第二节点的归属信道；并且将所述第一节点的切换计数变量的值递增；并且如果所述第一节点当前不具有归属信道，如果所述第二节点当前具有归属信道，并且如果所述第一节点的切换计数变量的值大于或等于所述第二节点的切换计数变量的值，则将所述第一节点设置到所述第二节点的归属信道；并且将所述第一节点的切换计数变量的值递增。
全文摘要
在一个实施例中，提供了在多个分布式节点中的能够在这多个分布式节点之间形成或重形成通信网络的第一节点，这些分布式节点中的每一个包括功能上类似的组件，用于形成或重形成这种网络。该第一节点包括用于存储节点的变量值的存储器。第一节点还包括一个或多个组件，它们可共同操作用于(1)自发地并独立于与网络相关联的集中控制器地，向一个或多个其他节点发送探查消息，以形成或重形成网络；(2)接收来自第二节点的探查消息，该探查消息包括第二节点的变量值；(3)将第一节点的变量值与在探查消息内的第二节点的变量值相比较，以独立于与网络相关联的集中控制器地，确定第一节点是否应当将其自身设置到新信道；以及(4)如果是，则将第一节点设置到该新信道。节点变量包括切换计数变量，其反映节点已改变(切换)信道的次数；以及归属信道变量，其标识节点当前是否具有在其上该节点与其他节点通信的归属信道。所述变量被交换并比较，以向节点自身或向网络整体提供更高效的信道切换。网络自身可以是没有中央控制器的ad－hoc网络(例如802.11的IBSS网络)、超级局域网或自组织网络。
文档编号H04L12/56GK1809993SQ200480017652
公开日2006年7月26日 申请日期2004年6月3日 优先权日2003年6月24日
发明者斯蒂芬·P·赫斯海, 威廉·W·苏 申请人:雷斯昂公司