用于控制无线通信网络中的多跳传输的方法、用于处理多跳传输的方法、对应的设备、中继节点、通信节点、源节点、系统和计算机程序与流程

本发明的领域是无线通信网络的领域，例如蜂窝类型的无线通信网络，其包括多个中继节点，该多个中继节点被配置为接收携带由网络中的源节点发送的有用数据量的无线电信号，放大它并全部或部分地中继它，或甚至完成它。具体地，本发明涉及控制所述网络中从源节点到目的地节点的这种无线电信号的总传输速率。

背景技术：

1、例如蜂窝无线电类型的无线通信网络是已知的，其中源节点(例如车辆中的移动终端)发送无线电信号，并且该信号在到达其目的地之前由若干“放大和转发”中继节点中继。这也被称为多跳传输，其中每跳指的是中继节点对无线电信号的接收、放大和重新发送。应当注意，源节点不一定预先知道由源节点发送的无线电信号的目的地。无线电信号实际上可以被发送到特定节点，但是它也可以被发送到一个或多个节点，例如验证预定条件的节点，该预定条件诸如位于距源节点小于或等于给定数量的跳数内，或者在给定地理半径内。

2、这种中继节点被配置为在将接收信号重新发送到下一中继节点之前放大接收信号的总强度。因此，由目的地节点从最后一个中继节点接收的强度由源节点发送的有用信号和由于信号在每一跳经历的干扰以及由每个中继节点执行的干扰和有用信号的无差别放大而导致的无用强度中的一个组成。该干扰来自以与发送信号相同的频率发送的网络的所有节点。

3、多跳传输的一个用例涉及在道路上的线路中行驶的机动车辆，诸如汽车。第一汽车将由无线电信号携带的信息发送到其后的汽车。它例如是与车辆的控制有关的信息，诸如与制动或转向命令的改变有关的信息。如果合适的话，第二汽车使用嵌入在其接收到的无线电信号中的命令，将其重新放大并将其重新发送到线路中的下一汽车，以此类推。

4、在这种情况下，可能接收和重新发送信号的可能汽车的最大数量不一定是先验已知的。

5、这种放大和直接重新发送通信模式的一个缺点是信号可以被重新放大并多次中继到其目的地。这些连续的重新放大也引起干扰的放大。在这种情况下，预测和量化系统性能是复杂的，并且特别是保证目标服务质量水平(诸如用于在源节点和目的地节点之间实现的多跳传输的目标传输速率)是复杂的。

6、本发明改善了这种情况。

7、特别地，本发明满足了保证达到预定服务质量水平的需要。

8、本发明还满足了在服务质量方面简单控制多跳传输系统性能的需要。

技术实现思路

1、本发明通过提出一种用于控制无线通信网络中的多跳传输的方法来响应这种需要，所述传输实现所述无线通信网络的多个中继节点，中继节点被称为所述多个中继节点中的当前中继节点，位于i跳，其中i是非空整数，中继节点被配置为从源节点或从位于跳i-1的前一中继节点接收携带由所述源节点发送的数据量的无线电信号，放大所述无线电信号并将所述无线电信号重新发送到位于i+1跳的下一中继节点。

2、所述方法包括：

3、-针对所述当前中继节点，获得在所述当前中继节点处由所述当前中继节点接收和测量的所述无线电信号的强度与噪声和干扰强度之间的当前强度比；

4、-至少根据所述当前强度比、根据先前针对位于所述源节点与所述当前中继节点之间的中继节点获得的强度测量比以及根据传输带宽，估计所述源节点与位于跳数n处的目的地节点之间的总传输速率，其中n是大于或等于i的整数；以及

5、-当所估计的总传输速率与目标速率不同时，调整参与所述多跳传输的至少所述源节点和/或一个所述中继节点的至少一个数据传输参数。

6、本发明使得可能通过调整源节点和位于距源节点n跳的目的地节点之间的至少一个数据传输参数来控制数据量的传输速率。以这种方式，可以为当前数据量或在同一多跳传输内传输的另一后续数据量保证目的地节点处所需的目标数据传输速率。

7、该调整应用于参与多跳传输的至少一个通信节点，诸如源节点和/或至少一个中继节点。当调整涉及源节点时，一个优点是仅在源节点处修改传输参数对整个数据量中继链具有影响。在这种情况下，它将应用于下一数据量的传输。

8、当调整涉及中继节点时，一旦它涉及当前中继节点或尚未从源节点重新发送无线电信号的下一中继节点，它就会对正在进行的数据量的传输产生影响。

9、在接收到最后强度测量比的当前中继节点(即，在当前跳i)处，修改将对当前正在发送的数据量的尚未发送的部分产生影响。

10、调整后的传输参数可以有利地在动作消息中被发送给它或它们。当控制方法由中继节点本身实现时，它可以直接更新其配置。

11、调整后的传输参数可以有利地在动作消息中发送到(多个)相关节点。

12、根据本发明的控制方法可以由源节点本身、中继节点之一或无线通信网络的任何其他通信节点来实现。如果它是源节点，则它可以直接更新其配置。

13、例如，所述至少一个传输参数包括源节点或所述多个中继节点中的中继节点对无线电信号的传输强度和/或源节点或所述多个中继节点中的中继节点处的带宽值。

14、有利地，该调整包括：如果估计的总传输速率小于目标传输速率，则增加至少一个所述数据传输参数，否则减小。

15、在这种情况下，动作消息可以包括指示增量或减量的值的字段。替代地，预定的增量或减量值对于所涉及的通信节点、源节点和中继节点中的每一个是先验已知的，并且只有当要应用的修改是增量或减量时才需要传输。

16、根据本发明的一个方面，当目的地节点所在的跳数n大于i时，该方法包括预测位于i+1和n跳之间的中继节点的强度比，并且到目的地节点的总传输速率的估计考虑了预测的强度比。

17、当调整应用于位于i+1和n跳之间的至少一个下一中继节点的至少一个传输参数时，由于尚未接收到强度测量，因此可以预测它们的强度比，例如，根据已经从先前中继获得的强度比。使它们预先修改一个或多个通信参数的优点在于，该修改将应用于整个数据量。因此，调整的影响将大得多。

18、根据本发明的又一方面，从以下表达式估计总传输速率：

19、

20、其中w表示源节点和目的地节点之间的传输带宽；以及

21、θj是当前中继节点eri之前的中继节点erj的强度比。

22、在该实施方式中，假设带宽在整个传输中是恒定的。一个优点是，估计目的地节点处的服务质量水平相对容易，同时考虑每个中继处的有用信号的重新放大和多个干扰，特别是当所有实现的节点使用相同的频带时。

23、根据本发明的又一方面，从以下表达式估计总传输速率：

24、

25、其中voln是由位于距源节点n跳处的目的地节点接收的数据量，

26、volj是由节点erj接收的数据量，

27、wi是在节点eri处可用的带宽

28、θi是中继节点eri的强度比。

29、在该实施例中，带宽从一个中继节点到另一中继节点变化，数据量也是如此。

30、本发明还涉及一种包括程序代码指令的计算机程序产品，所述程序代码指令用于在由处理器执行时实现如前所述的根据本发明的用于控制多跳传输的方法。

31、本发明还涉及一种其上记录有如上所述的计算机程序的计算机可读存储介质。

32、这样的存储介质可以是能够存储程序的任何实体或设备。例如，介质可以包括存储器件(诸如rom，例如cd-rom或微电子电路rom)、或磁记录器件(例如usb闪存驱动器或硬盘驱动器)。

33、另一方面，这样的存储介质可以是诸如电信号或光信号的可传输介质，其可以经由电缆或光缆、通过无线电或通过其他手段承载，使得包含在其中的计算机程序可以远程执行。根据本发明的程序尤其可以在网络上下载，例如因特网网络。

34、替代地，存储介质可以是其中嵌入有程序的集成电路，该电路适于执行或用于执行上述控制方法。

35、本发明还涉及一种用于控制无线通信网络中的多跳传输的设备，所述传输实现所述无线通信网络的多个中继节点，中继节点被称为所述多个中继节点中的当前中继节点，位于i跳，其中i是非空整数，中继节点被配置为从源节点或从位于跳i-1的前一中继节点接收携带由所述源节点发送的数据量的无线电信号，放大所述无线电信号并将所述无线电信号重新发送到位于i+1跳的下一中继节点。

36、所述设备被配置为实现：

37、-针对所述当前中继节点，获得在所述当前中继节点处由所述当前中继节点接收的所述无线电信号的强度与噪声和干扰强度之间的当前强度比；

38、-至少根据所述当前强度比、根据先前针对位于所述源节点与所述当前中继节点之间的中继节点获得的强度测量比以及根据传输带宽，估计所述源节点与位于跳数n处的目的地节点之间的总传输速率，其中n是大于或等于i的整数；

39、-当所估计的总传输速率与目标速率不同时，调整参与所述多跳传输的至少所述源节点和/或一个所述中继节点的至少一个数据传输参数。

40、有利地，所述设备被配置为根据其各种实施例实现上述控制方法。

41、有利地，所述设备被集成到系统的节点中，例如中继节点或源节点。替代地，它可以集成到另一通信节点中，例如在蜂窝网络中，中继节点和源节点所附接到的基站中。

42、相关地，本发明还涉及一种用于处理由无线通信网络中的源节点发送的无线电信号的多跳传输的方法，所述传输实现所述无线通信网络的多个中继节点，位于距源节点跳数i处的中继节点(其中i是非空整数)被配置为从所述源节点或从秩为i-1的前一中继节点接收所述无线电信号，放大所述无线电信号并将所述无线电信号重新发送到秩为i+1的下一中继节点。

43、所述方法包括：

44、向控制设备发送由所述当前中继节点接收的所述当前中继节点处的所述无线电信号的强度以及噪声和干扰强度；

45、在所述无线通信网络中从所述控制设备接收动作消息，所述动作消息包括用于调整所述多跳传输内的至少一个传输参数的动作；以及

46、当所述动作消息旨在用于所述当前中继节点时，执行包含在所述动作消息中的所述调整动作。

47、利用本发明，中继节点将强度测量发送到控制设备，控制设备使用强度测量来检查多跳传输是否满足至少一个服务质量标准，如果需要，则向其发送回要执行的动作以调整通信的一个或多个参数。

48、根据本发明的另一方面，动作消息还包括至少一个跳数，该方法包括：提取包括在所述消息中的所述至少一个跳数；以及

49、验证当前中继节点的跳数对应于提取的跳数。

50、一个优点是当在包括若干中继节点的组中广播动作消息时，确定中继节点是否是动作消息的目标。

51、本发明还涉及一种包括程序代码指令的计算机程序产品，所述程序代码指令用于在由处理器执行时实现如前所述的根据本发明的用于发送多跳传输的方法。

52、本发明还涉及一种其上记录有如上所述的计算机程序的计算机可读存储介质。

53、这样的存储介质可以是能够存储程序的任何实体或设备。例如，介质可以包括存储器件(诸如rom，例如cd-rom或微电子电路rom)、或磁记录器件(例如usb闪存驱动器或硬盘驱动器)。

54、另一方面，这样的存储介质可以是诸如电信号或光信号的可传输介质，其可以经由电缆或光缆、通过无线电或通过其他手段承载，使得包含在其中的计算机程序可以远程执行。根据本发明的程序尤其可以在网络上下载，例如因特网网络。

55、替代地，存储介质可以是其中嵌入有程序的集成电路，该电路适于执行上述处理方法或用于执行上述处理方法。

56、本发明还涉及一种用于处理由无线通信网络中的源节点发送的无线电信号的多跳传输的设备，所述传输实现所述无线通信网络的多个中继节点，位于距源节点多跳i处的中继节点被配置为从所述源节点或从秩为i-1的前一中继节点接收所述无线电信号，放大所述无线电信号并将所述无线电信号重新发送到秩为i+1的下一中继节点，其特征在于，所述设备被配置为实现：

57、向控制设备发送由所述当前中继节点接收的所述当前中继节点处的所述无线电信号的强度以及噪声和干扰强度；

58、在所述无线通信网络中从所述控制设备接收动作消息(ma)，所述动作消息包括用于调整所述多跳传输内的至少一个传输参数的动作；以及

59、当所述动作消息旨在用于所述当前中继节点时，执行包含在所述动作消息中的所述调整动作。

60、有利地，所述设备被配置为根据其各种实施例实现上述处理方法。

61、有利地，所述设备集成在系统的中继节点中。

62、相关地，本发明最后涉及一种无线通信网络中的多跳传输系统，包括被配置为在所述网络中发送无线电信号的源节点和被配置为接收、放大和重新发送由源节点发送的无线电信号的多个中继节点。

63、所述系统包括用于控制多跳传输的上述设备，并且所述中继节点包括用于处理所述多跳传输的上述设备。