专利名称：用于确定在无线通信网络中的节点的移动性的系统和方法
技术领域：
本发明涉及无线通信网络，以及更具体地涉及用于确定在多跳 (multihopping)无线通信网络中的节点的移动性的系统和方法。
背景技术：
近年来，已经开发了一种称为"自组织"网络的移动通信网络。 在这种类型的网络中，每个移动节点能够操作作为用于其他移动节点 的基站或路由器，从而消除对于基站的固定基础设施的需要。如本领 域技术人员可以知道的，网络节点以多路复用格式传输和接收数据分 组通信，多路复用格式例如时分多址(TDMA)格式、码分多址(CDMA) 格式或频分多址(FDMA)格式。
还正在开发更高级的自组织网络，其除了如在传统的自组织网络 中那样能够让移动节点彼此通信，还能够让移动节点接入固定网络并 由此与其他移动节点通信，其他移动节点例如在公共交换电话网 (PSTN)和例如因特网的其他网络上的那些移动节点。这些高级类型 的自组织网络的细节在2001年6月29日提交的名为"Ad HocPeer-to-Peer Mobile Radio Access System Interfaced to the PSTN and Cellular Networks"的美国专利申请公开US-2002-0058502-A1 、 2004 年10月19日授权的名为"Time Division Protocol for an Ad-Hoc， Peer-to-Peer Radio Network having Coordinating Channel Access to Shared Parallel Data Channels with Separate Reservation Channel"的美国 专利6,807,165、以及在2005年3月29日授权的名为"Prioritized-Routing for an Ad-Hoc， Peer-to-Peer, Mobile Radio Access System"的美国专禾'J 6,873,839中进行了描述，这里的每个的全部内容通过参考包括在这里。
如本领域技术人员可以知道的，期望监视在多跳网络中的节点的 运动，以例如管理在节点之间的链接、执行位置测量操作等等。用于 确定在网络中的节点的移动性的系统和方法的一个例子在2001年11 月13日提交的名为"A System and Method for Determining the Measure of Mobility of a Subscriber Device in an Ad-Hoc Wireless Network with Fixed Wireless Routers and Wide Area Network (WAN) Access Point"的 美国专利申请09/987,102中进行了描述，其全部内容通过参考包括在 这里。
用于检测节点的移动性的其他技术是基于很多邻近节点本来是固 定的这一假设的。该假设是有局限的，因为其假设本质固定的节点的 存在，但是其没有解决大量本质移动节点的存在，本质移动节点固定 一段时间但是有运动的可能，其可能导致网络的不稳定性。
附图中，相同参考数字在各个视图中表示相同或功能类似的元件， 附图和以下的详细说明一起包括在说明书中并形成说明书的部分，用 来进一步描述各个实施例以及解释根据本发明的多个原理和所有优 点。
图1是采用根据本发明的实施例的系统和方法的包括多个节点的示例性自组织无线通信网络的方块图2是说明在图1中所示的网络中使用的节点的例子的方块图3是说明在如图1中所示的无线通信网络中的多个节点之间的 通信链路的例子的方块图4是说明根据本发明的实施例的在网络中节点处的距离估计与 路径损耗以及误差分量的效果的图5是说明根据本发明实施例的如在图1中所示的网络中的节点 和邻近节点之间的距离的例子的图，该距离使用短期移动均值滤波器 和长期移动均值滤波器随着时间进行测量；
图6是说明根据本发明实施例的如使用在图5中所示的测量距离 来估计的网络中的节点的相对速度的图7是根据本发明实施例的流程图，其说明操作的例子，该操作 可以由在图1中所示的网络中的节点执行，以确定该节点在移动状态 还是固定状态。
技术人员将知道，为了简单和清楚，在附图中示出的元件没有必 要按照比例来绘制。例如，在图中， 一些元件的尺寸相对于其他元件 可以被扩大以帮助改进对于本发明的实施例的理解。
具体实施例方式
在详细地说明根据本发明的实施例之前，要知道，实施例主要体 现于方法步骤和设备部件的组合中，该方法步骤和设备部件与用于确 定在多跳无线通信网络中的节点的移动性的系统和方法相关。因此， 设备部件和方法步骤在合适的地方由附图中的传统符号来表示，仅仅 显示那些特定细节，那些特定细节与理解本发明的实施例相关，以便 不会由于对于受益于这里描述的本领域技术人员来说显而易见的细节 而混淆本公开。
在本文档中，相关术语例如第一和第二、顶部和底部等等仅仅用 来区分一个实体或行为与另一实体或行为，而不必要要求或暗示这些实体或行为之间的实际的这样的关系或次序。术语"包括"、"包含" 或其任何变体意图覆盖非排外的包括，因此，包括一系列元件的过程、 方法、物品或设备不仅仅包括这些元件，还包括没有明确列出的或这 些过程、方法、物品或设备固有的其他元件。由"包括(元件)"限 定的元件，没有更多约束，不排除在包括该元件的过程、方法、物品 或设备中的另外相同元件的存在。
将认识到，在这里描述的本发明的实施例包括一个或多个传统处 理器以及独特存储程序指令，其控制该一个或多个处理器来结合一些 无处理器电路执行用于确定在多跳无线通信网络中的节点的移动性的 系统和方法的功能的一些、大多或全部，如这里所述的。无处理器电 路可以包括但是不局限于无线电接收机、无线电发射机、信号驱动器、 时钟电路、电源电路和用户输入装置。这样，这些功能可以被解释为 用于确定在多跳无线通信网络中的节点的移动性的方法的步骤。可选 择地， 一些或全部功能可以通过不具有存储的程序指令的状态机来执 行，或者在一个或多个专用集成电路(ASIC)中实现，其中每个功能 或特定功能的一些组合被执行作为定制逻辑。当然，可以使用两种方 法的组合。因此，在这里已经描述了用于这些功能的方法和装置。进 一步地，期望普通技术人员，尽管由例如可用时间、当前技术和经济 考虑激发而可能付出巨大努力并做出很多设计选择，但在这里公开的 概念和原理的指导下，能够容易地利用最少的实验来产生这样的软件 指令和程序以及IC。
如在以下详细讨论的，本发明提供用于评估在无线网络中的节点 的移动性的程度的系统和方法。该系统和方法使用例如多个移动均值 滤波器，在时间中的至少两个或更多个时刻，确定节点和至少一个邻 近节点之间的距离。该系统和方法然后基于该距离来确定节点的相对 速度。到所有或大致所有邻近节点的相对速度的集合被用来计算该节 点的移动性因数，该节点可以随着时间继续来重新计算该移动性因数。
10因此，系统和方法提供在多跳无线通信网络中的节点的移动性的 程度的精确确定，由此允许其他更精确的计算，例如链路质量计算， 而不需要关于网络中的节点的性质的先验假设。本发明还提供技术， 用于确保即使距离测量包括误差分量，在节点和邻近节点之间的距离 测量也足够来评估节点的移动性的程度和确定节点是否是移动的。
图1是使用本发明的实施例的自组织分组交换无线通信网络100 的例子的方块图。特别地，网络100包括多个移动无线用户终端102-1
到102-n (—般性地称为节点102或移动节点102)，以及可以，但是 不被要求，包括具有多个接入点106-1、 106-2…106-n (—般性地称为 节点106、接入点(AP) 106或智能接入点(IAP) 106)的固定网络 104，用于向节点102提供到固定网络104的接入。固定网络104可以 包括例如核心局部访问网(LAN)或广域网(WAN)，以及多个服务 器和网关路由器，以向网络节点提供到其他网络的接入，该其他网络 例如其他自组织网络、公共交换电话网(PSTN)和因特网。网络100 进一步可以包括多个固定路由器107-1到107-n (—般性地称为节点 107、固定路由器107或无线路由器(WR) 107)，用于在其他节点102、 106或107之间路由数据分组。注意，为了讨论的目的，以上讨论的节 点可以被统称为"节点102、 106和107"或简单地被称为"节点"。
如本领域技术人员可以知道的，节点102、 106和107能够直接地 彼此通信，或经由操作作为用于在这些节点之间传送分组的一个或多 个路由器的一个或多个其他节点102、 106或107来彼此通信，如在以 上参考的美国专利申请公开US-2002-0058502-Al和美国专利6,807,165 和6，873,839中所述的。
如在图2中所示，每个节点102、 106和107包括至少一个收发机 或调制解调器108，其耦合到天线IIO，能够在控制器112的控制下， 从节点102、 106或107接收信号和传输信号到节点102、 106或107， 信号例如分组化信号。分组化数据信号可以包括例如语音、数据或多媒体信息以及包括节点更新信息的分组化控制信号。
每个节点102、 106和107进一步包括存储器114，例如随机存取 存储器(RAM)，其能够存储，路由与其自身和网络100中的其他节 点有关的信息。如进一步在图2中所示的， 一些节点，尤其是移动节 点102，可以包括主机116，该主机可以由任何数量的装置，例如笔记 本式计算机终端、移动电话单元、移动数据单元或任何其他合适装置 来构成。每个节点102、 106和107还包括适当的硬件和软件，来执行 因特网协议(IP)和地址解析协议(ARP)，其目的可以被本领域技术 人员容易地知道。还可以包括适当的硬件和软件来执行传输控制协议 (TCP)和用户数据报协议(UDP)。
如本领域技术人员可以知道的，在节点102、 106或107之间的链 路的变化经常由于例如移动节点102的运动而发生。图3说明在网络 100中的SD 102-1、无线路由器107-1和107-2以及IAP 106-1之间的 链路的例子。当SD 102-1运动时，SD 102-1和无线路由器107-1和107-2 之间的链路的质量可以改变。
如可以进一步由本领域技术人员知道的，与节点102、 106或107 相关的信息可以被先验地(与经验无关地)提供或后验地(基于经验 地)计算。例如，诸如IAP 106或WR 107的节点，其被设计为附着到 杆或安装到建筑物上，被认为是"固定的"，而被设计为安装在车辆 或由终端用户持有的节点(例如节点102)被认为是"移动的"。指示 节点102、 106或107特性是"固定的"还是"移动的"的信息可以先 验地硬编码到节点102、 106或107的存储器114中。然而，节点102、 106或107的移动性还可以后验地通过例如全球定位系统(GPS)或根 据如下所述的本发明的实施例的技术来确定，其提供了对于节点102、 106或107的移动性的更精确的表示。
例如，在紧急第一应答者情况下，特性为移动的大量节点102可以需要在相对小的地理区域中形成网络100。移动节点102以多跳的方 式彼此通信，以增加网络100的容量。在这样的情况下， 一些移动节
点102典型地不能接入网络100，因为网络容量的限制。可以通过使用
具有固有更高容量的较短链路，和/或通过减少传输功率，增加空间再
利用，来增加容量。因此，不是所有节点102被用作移动节点，而是 第一应答者可以以固定方式配置一些移动节点102，以操作作为路由 器，由此增加网络100的容量。在这个事件中，节点102是移动节点 的先验知识是不合适的。因此，网络IOO应该能够可靠地确定节点102 的移动性，来确定哪个节点102确实操作作为移动节点，以及哪个节 点确实操作作为固定节点，由此使得固定节点可以在确认链路质量中 使用例如更稳定的网络发现协议和更慢的收敛速度，如在以上参考的 名为"System and Method for Managing Communication Links Between Nodes in a Wireless Communication Network"的相关美国专利申请(代 理人巻号Mesh-127)中所描述的。
如上讨论的，可以以多种方式来执行移动性检测。如果例如移动 节点102包括GPS接收机，则移动节点102的速度可以以适当的精确 度来计算。此外，如果移动节点102能够比较其自身和己知固定节点 (例如IAP 106或固定路由器107)之间的距离，然后可以容易地确定 节点102的移动性。然而，如果节点状态未知，则更难以确定哪个节 点实际上是移动的，因为固定移动节点102和运动移动节点102都将 检测到在彼此之间的距离的变化。
根据本发明的实施例，每个移动节点102如下更详细讨论地确定 其是否实际上在运动，并将移动性标记设置为指示"固定的"的零(O)， 或设置为指示"移动的"的一 (1)。每个节点102可以以"1"的移 动性状态开始，意味着节点102被假设为移动的，除非另外确定。已 知固定的节点，例如具有有线连接的固定路由器107或IAP106，可以 具有总是设置为零(0)的移动性标记。每隔一定间隔，例如每隔可以 是100毫秒(ms)间隔的每个信标间隔，每个节点102、 106和107优选地将包含其自有的移动性标记信息的特定帧(例如信标)发送到其
邻居。在网络100中的每个节点102、 106和107可以使用该信息来确 定到它们的邻居节点102、 106和107的链路是静态的还是移动的，从 而提供节点移动性的指示。
如本领域技术人员可以知道的，由于移动性通常被认为是在一定 量的时间内节点102在一定距离上的移动，根据本发明的实施例的用 于确定移动性的技术可以建立在测量参数之间的关系，测量参数例如 以dBm (相对于毫瓦的分贝数)计的接收信号强度指示(RSSI)、或 以纳秒(ns)计的来回路程信号传播时间，以及计算以米计的距离测量， 或在节点102和参考点之间的测量的任何其他适当单位。例如，在链 路上传播的信号的路径损耗PL同信号源与目标之间的距离d之间的关 系，可以使用自由空间传播公式来近似
其中X是信号的波长。由此，如本领域技术人员知道的，在来回路程 信号传播时间和距离之间的关系可以使用光速c来近似。使用路径损 耗的距离估计的例子例如在图4中所示的图400中进行了说明。
每隔一个信标间隔可以估计距离。因此，当节点102和至少一个 邻近节点102、 106或107之间的距离随着时间而变化时，可以估计节 点102和至少一个邻近节点102、 106或107之间的相对速度。为了限 制计算距离随着时间的变化所需要的存储量，如下讨论可以使用两个 或更多个指数加权移动均值滤波器。如本领域技术人员可以知道的， 移动均值滤波器被用来平滑在信号强度测量中的大变化，该大变化如 果不被过滤将导致错误。尽管还有其他技术来测量两个节点102、 106 或107之间的相对速度，根据本发明的实施例的技术可以有利地用在 信标间隔不恒定的情况下。这在邻近节点102、 106或107将不接收由 其移动性正在被确定的节点(例如节点102)发送的所有信标的情况中
14是特别有用的。
在该例子中使用的两个滤波器是长期和短期滤波器，以及可以例 如实施作为由节点(例如102)的控制器112及其相关硬件和软件执行 的数学过程。如以下等式所示，两个滤波器使用测量的距离d(t)(例如，
由以上等式计算的)来计算两个距离^^和Kw。
J" A 0) = ;i; d(r) + (卜;(卜1)
., + (1—
其中t为距离计算的采样间隔，以及r,和;i'/分别表示由短期滤波器和
长期滤波器使用的遗忘因数。在该例子中，A',的值为0.941，而A'/的 值为0.988，然而，本领域技术人员知道，可以选择任何适当的值。随 着时间的计算距离的结果显示在图5的图500中。
根据这两个距离^"(0和K(0，可以估计相对速度V(t)，如在以下 等式中所示的
"^7"—("vm)-c); .「丄」、
义, 义,
变量如上所述，以及^和m分别是被短期滤波器和长期滤波器使
用的独立样本的各个数量。估计速度的结果显示在图6的图600中
要注意，之前的等式使用移动均值/指数加权移动均值滤波器等价 特性来建立
z柳
i(0-义'-d(0 + (i —义')'^0 — i)
以及
丄
-i其中变量如上所述。如本领域技术人员可以知道的，指数加权移 动均值滤波器等式经常表示为遗忘因数入的函数
其中变量如上所述。 误差考虑
如果在路径损耗测量中的误差给出为SpL(例如，如在图4中所示),
在估计距离中的误差5d使用以下计算
<formula>formula see original document page 16</formula>
同样，在每个具有Sd的误差的N个独立样本上的平均距离误差中 的误差&由下给出
使用以上等式计算的估计相对速度中的误差由下给出
<formula>formula see original document page 16</formula>
要知道，如果一个或多个绝对相对速度v(t)变得大于vlim (速度 阈值)，则节点102进入"移动性确认"状态，其中节点将认为是移
动的。当然，节点102检测到其具有相对于另外节点102、 106或107 的大的绝对相对速度不必然意味着执行计算的节点102是移动的，实 际上可能另外节点(例如另一节点102)已经开始移动。然而，"移动性确认"状态的目的是允许那些很可能移动的节点102来通告这样的 事实，即它们现在相对于那些不大可能移动的节点(例如其他节点 102)是移动的。这个过程在下面更详细地进行了描述。
根据本发明的系统和方法还解决了当固定的移动节点102开始移
动或移动的移动节点102停止移动并变成固定的情况。这些情况在以 下的段落中进行讨论，以及更详细地参考图7。
固定的节点变成移动的
如上所述， 一旦检测到了相对于至少一个其他节点(例如固定的
移动节点102、 IAP 106或WR 107)的移动性，节点102可以确定其 是否是固定的以及其他节点是否是移动的。为此，节点102确定其为 固定或移动的可能性。如果动态链路(也就是绝对相对速度V(t)大于阈 值V^，的链路)的数量远远小于静态链路的数量，则节点102被认为 很可能是固定的。由于链路的数量不是恒定的，以及过程将节点102 与不同数量的固定邻居102、 106或107进行比较，因此，可以使用不 同的统计来估计移动性的程度。
例如，可以检査节点102的平均速度，其平均速度越高，节点102 越可能是移动的。然而，如果具有许多的邻居节点102、 106或107， 不是所有链路都将呈现为动态的，均值将不一定高。链路类型的分布 的偏度也可以被考虑。大的正偏移度指示具有少数动态链路和许多静 态链路。这表示固定的移动节点102确定一个或多个邻居节点102开 始了移动。
在一个链路已经被确定是移动的之后，节点102优选地等待与其 "固定"率(换句话说，节点是固定的可能性)成比例的时期-其中/t,是指数比例因数，A^是信标之间的时间，；^是关于所有 邻居节点102、 106或107的绝对相对速度的均值，以及 i是关于所有 邻居节点102、 106或107的绝对相对速度的偏度。等待时期给予没有 检测到动态链路的节点102更多的时间，以检测信标通告，这些信标 通告来自其他节点102、 106和107，尤其是来自曾经移动但是已经变 成固定并且在它们的信标中通告它们现在固定的其他节点102。已经计 算出较小Q,y的节点102，更可能将其移动性标记设置为一 (1)。这 允许计算出较大~,.17的那些节点102不将它们的移动性标记设置为一 (1)，如果它们接收到信标指示具有较小"^的该特定节点102是移 动的。信标间隔"6因此将大大小于典型确认时间。
并且，如果路由出错消息已经从该节点的下一个跳跃节点发送到 IAP 106 (或相反)，以及如果该下一个跳跃节点是固定的(例如WR 107)，则不会在节点102将其移动性标记设置为一 (1)之前等待时 间、^期满，而是节点可以直接将该节点102的移动性标记设置为一 (1)。当候选接下来的跳跃不呈现为提供良好的链路质量的情况下， 出现路由出错。这意味着节点102需要快速找到备用路由，其可以归 因于节点102的移动性。
移动节点变成固定的
如果在一定数量的信标间隔F之后，节点102确定在其自身与所 有其固定邻居节点102、 106或107 (也就是那些在它们的信标中通告 移动性标记为零(0)的节点)之间的测量距离没有发生改变(也就是， 相对速度r(0一直小于^J ，节点102可以认为其自身变成固定的， 由此将其移动性标记设置为零(0)。另一方面，如果节点102不具有 任何固定邻居节点102、 106或107，节点102可能依然认为其自身是 移动的。
上述情况可以利用图7的流程图来更详细地理解，其说明了根据 本发明的实施例的过程的例子，该过程可以被节点102执行来确认其处于移动状态还是固定状态。注意到，以下所述的操作可以利用节点 102的控制器112以及其相关的硬件和软件来执行。并且，在流程图中 使用的变量定义如下
TS: k:
RelVel(k): MobState(k): MobilityFlag: TSii,，，(k):
Mobility: Vlim: FixTime: LastMobTime:
tyerif:
时标(当前时间)
邻居节点的索引
关于节点k的相对速度
节点k的移动性状态(0-固定，l-移动)；
包括在信标中的移动性状态；
节点k的时标限制(移动性检测计时器期满)
当前节点的移动性状态(0=固定，1=移动)；
速度阈值；
确定节点是否固定所需要的时间； 关于固定节点建立移动性的上次时间 基于平均相对速度和偏度的确认时间(补偿)
如在图7中所示，节点102可以在时间TS发送信标或在时间TS 接收来自另外节点102、 106或107的信标。为了此讨论的目的，我们 最初假设节点102要在时间TS发送信标。当节点102要发送信标时， 如果必要，节点102可以在步骤700中从其存储器114可选地清除属 于旧邻居节点102、 106或107的旧信息。节点102然后在步骤705中 确定其存储器114是否包含指示"任何其他节点102、 106或107是固 定的"的关于任何其他节点102、 106或107 (节点"k")的任何记 录。如果没有，则在步骤710中，节点102的移动性标记被设置为一 (1)，其是节点102的"默认"情况。也就是说，当没有识别出固定 邻居节点时，节点102将把其自身识别为移动的。然而，如果存储器 114包括这样的记录，则处理绕过步骤710，使得然后节点102将如下 讨论确定其应该被识别为移动还是固定的。
在步骤715中，处理确定节点102的移动性标记是否设置为一(1)。如果处理确定移动性标记被设置为一(l)，节点102传输具有为一(1) 的移动性标记的信标。如果移动性标记没有被设置为一 (1)，处理推
进到步骤720，在这里确定当前时间是否大于节点"k"的移动性检测 计时器的期满时间。如果不是，节点102传输具有设置为零(0)的移 动性标记的信标，指示节点102确定其自身不是移动的。然而，如果 在步骤720中，当前时间大于节点"k"的移动性检测计时器的期满时 间，则在步骤725中，移动性检测计时器的时标限制Ts^w被设置为无 穷大，而节点102的移动性标记设置为一 (1)。这意味着关于邻居节 点"k"的检测计时器已经期满而节点102还没有收到来自节点"k" 的包含指示节点"k"是移动的信息的信标。因此，节点102假设其是 移动的。节点102然后发送具有为一 (1)的移动性标记的信标。
关于在图7的流程图中的当节点10 2在时间T S接收来自另外节点 102、06或107 (节点"k")的信标的情况，节点102在步骤730中 将该节点"k"的移动性状态变量MobState(k)设置为包含在接收到的信 标中的移动性标记的值。节点102然后在步骤735中使用如上讨论的 等式来关于节点"k"计算相对速度。节点102然后在步骤735中确定 该相对速度是否认为是精确的。也就是说，如果在计算的相对速度中 的误差与节点102和节点"k"之间的距离相比太大，则节点102如指 示将忽略该计算并结束处理。
然而，如果相对速度被认为是精确的，处理推进到步骤745，在 这里节点102将确定节点"k"的移动性状态是否已经被设置为一(1)。 如果是，处理推进到步骤750，在这里将节点"k"的时标限制Ts^w 设置为无穷大。处理然后可以例如推进到上面讨论的步骤，在这里节 点102要发送信标，或如果节点102接收到来自另外节点102、 106或 107的另外信标则可以在步骤730重复，该另外节点将是用于处理的新 节点"k"。
另一方面，如果在步骤745，节点102确定节点"k"的移动性状态没有被设置为一 (1)，处理推进到步骤755以确定节点102的移动 性值是一 (1)还是零(0)。如果在步骤755中节点102确定其移动 性值为零(0)，指示其在固定状态下，处理推进到步骤760。在步骤 760中，节点102确定关于节点"k"的节点102的相对速度是否大于 速度阈值以及节点"k"的时标限制Ts^w是否不是无穷大。如果两个 条件都不满足，则处理结束，以及根据节点102是否要发送信标或节 点102是否接收到来自另外节点102、 106或107的另外信标来继续如 上的讨论。
然而，如果两个条件都满足，节点102将节点"k"的时标限制 Ts/,。^设置为等于时标值TS (接收信标的时间)加上确认所需要的时 间(t^if的值)。处理然后结束，可以根据节点102是否要发送信标或 节点102是否接收到来自另外节点102、 106或107的另外信标来继续 如上的讨论。特别注意到，如果节点102在执行如上所讨论的开始于 步骤730处的处理之前被确定处于固定状态(也就是其移动性变量被 设置在零(0))，节点102如图7中所示保持在固定状态中。
然而注意，如果节点102在步骤755处确定其移动性值设置在一 (1)，指示其是移动的，处理推进到步骤770，在这里该节点确定其 关于节点"k"的相对速度是否大于速度阈值。如果是，处理推进到步 骤775，在这里节点102把变量LastMobTime设置为时间TS，指示节 点102接收到信标的时间TS是上次节点102建立关于固定节点的移动 性的时间(注意，节点"k"的移动性状态如上讨论在步骤745中确定 为零(0))。处理然后根据节点102是否要发送信标或节点102是否 接收到来自另外节点102、 106或107的另外信标来继续如上的讨论。
然而，如果节点102在步骤770中确定其关于节点"k"的相对速 度不大于速度阈值，处理推进到步骤780，在这里节点102确定时标 TS减去上次移动时间(也就是上次节点102确定为移动的时间)的值 是否大于变量FbcTime，其表示确定节点是否是固定的所需要的时间。如果否，处理结束，可以根据节点102是否要发送信标，或者节点102
是否接收到来自另外节点102、 106或107的另外信标，来继续如上的 讨论。然而，如果是，处理继续到步骤785，并且节点102将其移动性 变量设置为零(0)，指示节点102已经确定其不再移动。也就是说， 如果节点102—定时期内还没能够确定其关于所有固定节点"k"移动， 则节点102将确定其不再移动。
在前述说明中，描述了本发明的特定实施例。然而，本领域技术 人员知道可以做出多种修改和变化而不偏离在权利要求中阐明的本发 明的范围。因此，说明书和附图被认为是说明性的而不是限制性的， 所有这样的修改意图都包括在本发明的范围内。益处、优点和问题的 解决方案以及导致任何益处、优点或解决方案发生或变得更显著的任 何要素不被解释为任何或全部权利要求的关键、必需或基本特征或要 素。本发明只由包括在此申请的未决期间做出的任何修改的权利要求 和提出的那些权利要求的所有等价物来限定。
权利要求
1. 一种用于确定在无线通信网络中的节点的移动性的方法，该方法包括确定距离信息，该距离信息表示该节点和在无线通信网络中的至少一个其他节点之间的距离的变化；从其他节点接收与该其他节点的移动性相关的信息；以及基于与所述距离信息和所述从其他节点接收到的信息有关的值，将节点标识为移动的或固定的。
2. 根据权利要求1所述的方法，进一步包括考虑到从其他节点接收到的关于该其他节点的移动性的另外信 息，周期性地执行所述确定步骤和所述信息接收步骤，以确定在该节 点和其他节点之间的距离的进一步的变化；以及基于与距离的进一步变化和所述的另外信息相关的值，周期性地 确认该节点保持被标识为移动的还是被标识为固定的。
3. 如权利要求2所述的方法，其中所述的周期性执行和确认步骤是在当节点要发送消息时和当节点 接收到来自其他节点的通信时执行的。
4. 根据权利要求l所述的方法，进一步包括操作该节点以传输信息用于指示该节点被标识为移动的还是固定的。
5. 如权利要求l所述的方法，其中所述的距离的变化的确定步骤包括从数学上处理距离信息来产生 所述值。
6. 如权利要求5所述的方法，其中所述值表示在该节点和其他节点之间的相对速度；以及 所述标识步骤包括基于该相对速度和从其他节点接收到的信息， 将该节点标识为移动的或固定的。
7. 如权利要求l所述的方法，其中从其他节点接收到的信息指示该其他节点被标识为移动的还是固 定的。
8. 如权利要求l所述的方法，其中当所述值和所述信息指示该节点在移动以及其他节点固定的可能 性时，所述标识步骤将所述节点标识为移动的；以及当所述值和所述信息指示该其他节点在移动的可能性时，所述标 识步骤将所述节点标识为固定的。
9. 如权利要求l所述的方法，其中所述标识步骤包括基于所述节点关于邻近节点的相对速度的均值 以及相对速度的均值的偏度，来确定节点是固定的可能性，以及基于 该确定的可能性来确定是否将所述节点标识为固定的。
10. 如权利要求l所述的方法，其中所述标识步骤包括基于所述节点是固定的可能性来设置确认时间 的值，以及评估所述节点在该确认时间期间是固定的还是移动的。
11. 一种用于确定在无线通信网络中的节点的移动性的方法，该 方法包括操作所述节点来接收来自该网络中的多个其他节点的每个的各个 信息，每个各个信息指示各个其他节点被标识为移动节点还是固定节 点；操作所述节点来确定其关于在网络中的多个其他节点中每个的各 个相对速度；以及操作所述节点来基于所述各个相对速度和所述各个信息来确定要 将该节点标识为移动的还是固定的。
12. 如权利要求11所述的方法，其中每次所述节点接收到来自各个其他节点的各个信息时，所述节点 执行所述操作步骤来确定其各个速度，以及确定应该将其标识为移动 的还是固定的。
13. 如权利要求11所述的方法，进一步包括操作所述节点来周期性地确定其应该保持标识为移动的还是标识 为固定的。
14. 如权利要求11所述的方法，进一步包括操作所述节点来传输信息用来指示其被标识为移动的还是固定的。
15. —种节点，适于无线网络中的通信，包括 收发机；以及控制器，适于控制该收发机与无线通信网络中的至少一个其他节 点通信，以及进一步适于基于该通信来确定表示该节点和无线通信网 络中的其他节点之间的距离的变化的距离信息，以及适于基于与该距 离信息和包括在从其他节点接收到的通信中的信息相关的值，来将该 节点标识为移动的或者固定的。
16. 如权利要求15所述的节点，其中所述控制器进一步适于控制所述收发机周期性地与其他节点通 信；以及所述控制器进一步适于考虑到在周期性通信期间从其他节点接收 到的与该其他节点的移动性有关的另外信息，来周期性地确定在所述 节点和其他节点之间的距离的进一步的变化，以及适于基于与该距离的进一步的变化和所述另外信息相关的值，来周期性地确认所述节点 保持标识为移动的还是标识为固定的。
17. 如权利要求16所述的节点，其中所述控制器进一步适于当收发机要传送消息时以及当收发机接收 来自其他节点的通信时，确认所述节点要保持标识为移动的还是标识 为固定的。
18. 如权利要求15所述的节点，其中所述控制器进一步适于控制所述收发机来传输信息用来指示所述 节点被标识为移动的还是固定的。
19. 如权利要求15所述的节点，其中所述控制器进一步适于在数学上处理所述距离信息来产生所述值。
20. 如权利要求19所述的节点，其中 所述值表示所述节点和其他节点之间的相对速度；以及 所述控制器进一步适于基于所述相对速度和从其他节点接收到的信息，来将节点标识为移动的或者固定的。
21. 如权利要求15所述的节点，其中从其他节点接收到的信息指示该其他节点是被标识为移动的还是 固定的。
22. 如权利要求15所述的节点，其中当所述值和所述信息指示所述节点在移动以及其他节点是固定的 可能性时，所述控制器适于将所述节点标识为移动的，以及当所述值 和所述信息指示其他节点在移动的可能性时，所述控制器进一步适于 将所述节点标识为固定的。
23. 如权利要求15所述的节点，其中所述控制器适于基于所述节点关于邻居节点的相对速度的均值和 相对速度的均值的偏度，来确定所述节点固定的可能性，以及基于该 确定的可能性来确定是否将所述节点标识为固定的。
24. 如权利要求15所述的节点，其中所述控制器适于基于所述节点固定的可能性来设置确认时间的 值，并在该确认时间期间来评估该节点是固定的还是移动的。
全文摘要
用于确定在无线通信网络(100)中的节点(102)的移动性的系统和方法。该系统和方法使用至少两个移动均值滤波器，在至少两个或更多时间点处确定在节点(102)和至少一个固定邻居节点(102、106、107)之间的距离，来得出两个距离值。该系统和方法然后基于该至少两个距离值来确定相对速度，以及由此确定节点(102)是否移动。
文档编号H04W64/00GK101444134SQ200580045329
公开日2009年5月27日 申请日期2005年12月20日 优先权日2004年12月30日
发明者沙马尔·拉马钱德兰, 盖纳埃尔·施特鲁特 申请人:网状网络公司