專利名稱：多信道移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多信道移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò).
背景技術(shù)：
無線網(wǎng)絡(luò)中一個(gè)快速發(fā)展的領(lǐng)域是移動(dòng)自組織(ad hoc)網(wǎng)絡(luò)。在物理上，移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)包括很多在地理上分散并且通過一個(gè)或多個(gè)射頻信道而以無線方式連接的可移動(dòng)節(jié)點(diǎn)。與蜂窩網(wǎng)絡(luò)或衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)等其他類型的網(wǎng)絡(luò)相比，移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)的最大區(qū)別特征在于沒有固定架構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)僅僅由移動(dòng)節(jié)點(diǎn)所組成，并且該網(wǎng)絡(luò)是在節(jié)點(diǎn)與其他節(jié)點(diǎn)進(jìn)行發(fā)送或接收操作的時(shí)候匆忙建立的。一般來說，這種網(wǎng)絡(luò)不依賴于特定節(jié)點(diǎn)，并且會(huì)在某些節(jié)點(diǎn)加入或者其他節(jié)點(diǎn)離開網(wǎng)絡(luò)的時(shí)候進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。
自組織網(wǎng)絡(luò)可以快速部署并提供非常需要的通信。例如，自組織網(wǎng)絡(luò)使人們只需打開計(jì)算機(jī)或PDA就能在野外或教室中交換數(shù)據(jù)，而不必使用除自身所創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)之外的任何網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。
全新的移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用仍在繼續(xù)顯現(xiàn)并且成為通信架構(gòu)中的一個(gè)非常重要的部分。由于沒有固定架構(gòu)，因此節(jié)點(diǎn)必須執(zhí)行自組織操作并且必須在移動(dòng)、加入或離開網(wǎng)絡(luò)時(shí)進(jìn)行重新配置。所有節(jié)點(diǎn)在功能上都大致相同，并且在網(wǎng)絡(luò)中不存在任何固有層次或中心控制器。眾多的網(wǎng)絡(luò)控制功能是在節(jié)點(diǎn)之間分配的。而節(jié)點(diǎn)則通常是由電池供電并且只具有有限的通信和計(jì)算能力。此外，系統(tǒng)帶寬通常是非常有限的。并且兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的距離往往會(huì)超出無線電傳送范圍，由此必須在到達(dá)其目的地之前由其他節(jié)點(diǎn)來中繼所述傳輸。因此，該網(wǎng)絡(luò)具有多跳拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并且這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)會(huì)在節(jié)點(diǎn)來回移動(dòng)的時(shí)候發(fā)生變化。
Internet工程任務(wù)組(IETF)中的移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)(MANET)工作組已經(jīng)對(duì)包括多播、協(xié)議在內(nèi)的路由進(jìn)行了有效評(píng)估，并且對(duì)其進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化處理。由于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)會(huì)在節(jié)點(diǎn)移動(dòng)時(shí)任意改變，因此信息將會(huì)變得過時(shí)，此外，不同節(jié)點(diǎn)通常會(huì)在時(shí)間(信息可能在某些節(jié)點(diǎn)過時(shí)，但在其他節(jié)點(diǎn)流行)和空間(節(jié)點(diǎn)可能只知道那些通常離自己很近的鄰域中的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu))方面具有不同的網(wǎng)絡(luò)視圖。
路由協(xié)議需要適應(yīng)于頻繁的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化以及精確性很低的信息。由于存在這些獨(dú)特的需要，因此與其他網(wǎng)絡(luò)相比，這些網(wǎng)絡(luò)中的路由與其他網(wǎng)絡(luò)存在很大差別。用于收集整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的最新信息的操作往往費(fèi)用很高并且非常不切實(shí)際。很多路由協(xié)議都是后應(yīng)式(reactive)(按需)協(xié)議它們只在必要時(shí)收集路由信息及其路由的目的地的信息，并且在某些時(shí)段之后，它們通常不會(huì)保持未曾使用的路由。這樣一來，與任何時(shí)間都保持針對(duì)所有目的地的路由的先應(yīng)式(pro-active)協(xié)議相比，路由開銷將會(huì)大為減少。此外對(duì)協(xié)議而言，能夠進(jìn)行自適應(yīng)也是非常重要。并且自組織按需距離矢量(AODV)、動(dòng)態(tài)源路由(DSR)和臨時(shí)排序路由算法(TORA)代表了MANET工作組所給出的按需路由協(xié)議。
其他不同的路由協(xié)議實(shí)例包括在授予Perkins的美國(guó)專利5,412,654中公開的目標(biāo)排序距離矢量(DSDV)路由，以及在授予Haas的美國(guó)專利6,304,556中公開的區(qū)域路由協(xié)議(ZRP)。而ZRP則是一種同時(shí)使用了基于距源節(jié)點(diǎn)距離的先應(yīng)式和后應(yīng)式方法的混合協(xié)議。
這些常規(guī)路由協(xié)議都在選擇從源節(jié)點(diǎn)到目的地節(jié)點(diǎn)的路由的過程中使用了盡力而為的方法。一般來說，跳數(shù)是這種盡力而為方法中的主要判據(jù)(量度)。換句話說，這其中將會(huì)選擇跳數(shù)最小的路由作為傳輸路由。然而，移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)中的服務(wù)質(zhì)量(QoS)路由同樣得到了關(guān)注。為了提供服務(wù)質(zhì)量，協(xié)議不但需要找出一條路由，而且還要確保沿著該路由的資源安全。由于共享和限制了網(wǎng)絡(luò)帶寬并且不具有可以顧及和控制這些有限資源的中央控制器，因此節(jié)點(diǎn)必須通過相互協(xié)商來管理QoS路由所需要的資源。然而，頻繁的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化會(huì)進(jìn)一步復(fù)雜化這種處理。由于存在這些約束，因此，與盡力而為的路由相比，QoS路由的要求更為苛刻。
同樣，如所述，典型的自組織網(wǎng)絡(luò)的帶寬是很有限的。常規(guī)的移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議假設(shè)所有節(jié)點(diǎn)都永久處于同一信道上。這種單信道操作是帶寬可用性中的一個(gè)因素。然而，雖然某些網(wǎng)絡(luò)可以使用一條獨(dú)立控制信道來減少傳輸信道上的開銷，但是常規(guī)的移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)并未使用多條信道來傳送分組數(shù)據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，鑒于上述背景內(nèi)容，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種有效使用多個(gè)信道的多信道移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)。
依照本發(fā)明的這個(gè)及其他目標(biāo)、特征和優(yōu)點(diǎn)是由一種用于在多個(gè)信道上操作移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)的方法提供的。該網(wǎng)絡(luò)包括多個(gè)無線移動(dòng)節(jié)點(diǎn)以及經(jīng)由多個(gè)信道而將所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)連接在一起的多條無線通信鏈路。該方法包括在源節(jié)點(diǎn)，經(jīng)由多個(gè)信道中的每一個(gè)信道來發(fā)送一個(gè)路由請(qǐng)求，以便發(fā)現(xiàn)至目的地節(jié)點(diǎn)的路由，以及對(duì)處于多個(gè)信道中至少一個(gè)信道上的至目的地節(jié)點(diǎn)的路由進(jìn)行選擇。其中所述路由請(qǐng)求可以在多個(gè)信道中的每一個(gè)信道上按順序發(fā)送，并且路由請(qǐng)求優(yōu)選地包含了一個(gè)源節(jié)點(diǎn)信道標(biāo)識(shí)符。
同樣，每一個(gè)中間節(jié)點(diǎn)都可以判定中間節(jié)點(diǎn)是否支持所請(qǐng)求的路由，以及如果支持的話，則將路由請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)給其他中間節(jié)點(diǎn)中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)以及目的地節(jié)點(diǎn)。并且中間節(jié)點(diǎn)會(huì)在多個(gè)信道上轉(zhuǎn)發(fā)路由請(qǐng)求。而那些已經(jīng)偵聽過這個(gè)請(qǐng)求的節(jié)點(diǎn)則不會(huì)繼續(xù)這種擴(kuò)散。此外，非常優(yōu)選的是，本方法還包括當(dāng)在目的地節(jié)點(diǎn)接收到路由請(qǐng)求的時(shí)候，向源節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生關(guān)于每一個(gè)已發(fā)現(xiàn)路由的應(yīng)答。優(yōu)選地，向源節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生關(guān)于每一個(gè)已發(fā)現(xiàn)路由的應(yīng)答的處理包括反過來將應(yīng)答沿著已發(fā)現(xiàn)路由回送到源節(jié)點(diǎn)。而源節(jié)點(diǎn)則沿著選定路由向目的地節(jié)點(diǎn)進(jìn)行傳輸，其中所述選定路由可以跨越若干條信道。
在選擇路由之前，源節(jié)點(diǎn)可以為每一個(gè)至目的地節(jié)點(diǎn)的已發(fā)現(xiàn)路由計(jì)算一個(gè)量度，以便為已發(fā)現(xiàn)路由劃分優(yōu)先級(jí)。該量度可以基于可用帶寬、差錯(cuò)率、端到端延遲、端到端延遲變化、跳數(shù)、預(yù)期路徑耐久性以及優(yōu)先級(jí)中的至少一項(xiàng)。至目的地節(jié)點(diǎn)的選定路由可以包括多個(gè)信道中的一個(gè)或多個(gè)信道。換句話說，選定路由可以完全或者部分處于一個(gè)與源節(jié)點(diǎn)不同的信道上。
本發(fā)明的系統(tǒng)方面涉及的是一種多信道移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)包括多個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)以及經(jīng)由多個(gè)信道而將所述多個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)連接在一起的多條無線通信鏈路。每一個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)包括一個(gè)經(jīng)由無線通信鏈路而與所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)中的其他節(jié)點(diǎn)進(jìn)行無線通信的通信設(shè)備，以及一個(gè)對(duì)經(jīng)由通信設(shè)備的通信進(jìn)行路由的控制器。該控制器包括一個(gè)路由發(fā)現(xiàn)單元，該單元經(jīng)由多個(gè)信道中的每一個(gè)信道來傳送路由請(qǐng)求，以便發(fā)現(xiàn)至目的地節(jié)點(diǎn)的路由，以及一個(gè)路由選擇單元，該單元對(duì)處于多個(gè)信道中至少一個(gè)信道上的至目的地節(jié)點(diǎn)的路由進(jìn)行選擇。路由發(fā)現(xiàn)單元可以在多個(gè)信道中的每一個(gè)信道上按順序發(fā)送路由請(qǐng)求，并且所述路由請(qǐng)求可以包括一個(gè)信道標(biāo)識(shí)符。至目的地節(jié)點(diǎn)的選定路由可以包括多個(gè)信道中的一個(gè)以上的信道。
控制器還可以包括一個(gè)用于判定節(jié)點(diǎn)是否支持被請(qǐng)求路由，以及如果支持的話，則將路由請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)給其他中間節(jié)點(diǎn)中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)以及目的地節(jié)點(diǎn)的路由請(qǐng)求處理單元。另外，控制器還可以包括一個(gè)用于向源節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生關(guān)于每一個(gè)已發(fā)現(xiàn)路由的路由應(yīng)答的應(yīng)答生成器。此外較為優(yōu)選的是，向源節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生關(guān)于每一個(gè)已發(fā)現(xiàn)路由的應(yīng)答的處理包括反過來將應(yīng)答沿著已發(fā)現(xiàn)路由回送到源節(jié)點(diǎn)。
控制器還可以包括一個(gè)沿著選定路由而向目的地節(jié)點(diǎn)進(jìn)行傳輸?shù)臄?shù)據(jù)傳輸單元，以及一個(gè)為那些已發(fā)現(xiàn)路由劃分優(yōu)先級(jí)的路由優(yōu)先級(jí)劃分單元。此外，優(yōu)先級(jí)劃分還可以包括為每一個(gè)至目的地節(jié)點(diǎn)的已發(fā)現(xiàn)路由計(jì)算一個(gè)量度。該量度可以基于可用帶寬、差錯(cuò)率、端到端延遲、端到端延遲變化、跳數(shù)、預(yù)期路徑耐久性以及優(yōu)先級(jí)中的至少一項(xiàng)。


圖1～5是依照本發(fā)明的多信道移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)的示意圖。
圖6是描述依照本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)路由器的示意圖。
圖7是描述圖6中的路由器控制器細(xì)節(jié)的示意圖。
圖8是描述依照本發(fā)明而在移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)中執(zhí)行的多信道路由方法步驟的流程圖。
具體實(shí)施例方式
以下將參考那些顯示本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的附圖來對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更全面的描述。然而，本發(fā)明還可以通過多種不同形式加以實(shí)施，并且不應(yīng)該將本發(fā)明視為是局限于這里所闡述的實(shí)施例。與此相反，通過提供這些實(shí)施例，可以使本公開更為全面和完整，并且充分向本領(lǐng)域技術(shù)人員展示本發(fā)明的范圍。在這里，相同的數(shù)字始終表示相同的部件，而在替換實(shí)施例中則使用了原始符號(hào)來表示相同部件。
本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)了解，本發(fā)明的某些部分是作為方法、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)或計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)的。相應(yīng)地，本發(fā)明的這些部分既可以完全采用硬件實(shí)施例的形式，也可以完全采用軟件實(shí)施例的形式，此外還可以采用組合了軟件和硬件方面的實(shí)施例的形式。另外，本發(fā)明的某些部分可以是計(jì)算機(jī)可用存儲(chǔ)介質(zhì)上的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其中在所述介質(zhì)上具有計(jì)算機(jī)可讀程序代碼。并且在這里可以使用任何適當(dāng)?shù)挠?jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其中包括但不局限于靜態(tài)和動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)設(shè)備、硬盤、光存儲(chǔ)設(shè)備以及磁存儲(chǔ)設(shè)備。
在下文中將參考依照本發(fā)明實(shí)施例的方法、系統(tǒng)以及計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的流程圖例示來對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述。應(yīng)該理解的是，例示的塊和例示塊的組合可以由計(jì)算機(jī)程序指令來實(shí)現(xiàn)。這些計(jì)算機(jī)程序指令可被提供給通用計(jì)算機(jī)、專用計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器，從而生產(chǎn)一種設(shè)備，以便由那些借助于計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器執(zhí)行的指令來實(shí)現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)塊中所規(guī)定的功能。
這些計(jì)算機(jī)程序指令也可以保存在計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器中，其中該指令可以指示計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備以一種特定方式運(yùn)作，由此計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的指令將會(huì)產(chǎn)生一個(gè)制造物品，其中包含了用于實(shí)施一個(gè)或多個(gè)流程圖塊中規(guī)定的功能的指令。此外，計(jì)算機(jī)程序指令還可以加載到計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備中，以便在計(jì)算機(jī)或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行一系列操作步驟，從而產(chǎn)生一個(gè)由計(jì)算機(jī)執(zhí)行的處理，這樣一來，在計(jì)算機(jī)或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行的指令將會(huì)提供用于實(shí)現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)流程圖塊中規(guī)定的功能的步驟。
在這里首先參考圖1～5以及圖8來描述一種用于在移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)20中判定從源節(jié)點(diǎn)到目的地節(jié)點(diǎn)的路由的方法。網(wǎng)絡(luò)20包括多個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)30，其中包含了源節(jié)點(diǎn)S和目的地節(jié)點(diǎn)D，其間則具有中間節(jié)點(diǎn)A～C以及E～N。同樣，在這個(gè)實(shí)例中，節(jié)點(diǎn)Y和Z不處于任何其他所述節(jié)點(diǎn)30的通信范圍以內(nèi)。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以了解，節(jié)點(diǎn)30可以是膝上計(jì)算機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)或移動(dòng)電話，并且是通過無線通信鏈路32相連的。與常規(guī)的移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)相反，通信鏈路32存在于多個(gè)信道上，其中舉例來說，所述信道數(shù)量介于三到十個(gè)信道之間。
該方法開始執(zhí)行(塊100)，如圖8中的塊102所示，該方法包括經(jīng)由多個(gè)信道發(fā)送一個(gè)來自源節(jié)點(diǎn)S的路由請(qǐng)求RREQ，以便發(fā)現(xiàn)至目的地節(jié)點(diǎn)D的路由。當(dāng)前，源節(jié)點(diǎn)S并不知道目的地節(jié)點(diǎn)D通常所在的信道。在圖1所示的實(shí)例中，源節(jié)點(diǎn)向中間節(jié)點(diǎn)A～C發(fā)送路由請(qǐng)求RREQ。其中源節(jié)點(diǎn)S和節(jié)點(diǎn)C通常處于第一信道上，而節(jié)點(diǎn)B則通常處于第二信道上，并且舉例來說，節(jié)點(diǎn)A通常處于第三信道上。因此，源節(jié)點(diǎn)S在網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前操作的所有現(xiàn)有信道上發(fā)送路由請(qǐng)求RREQ，以便在單跳中到達(dá)所有節(jié)點(diǎn)30。優(yōu)選地，路由請(qǐng)求RREQ包含了一個(gè)表示源節(jié)點(diǎn)S所在信道的源節(jié)點(diǎn)信道標(biāo)識(shí)符。
路由發(fā)現(xiàn)分別在各個(gè)信道上照常進(jìn)行(圖2)。每一個(gè)中間節(jié)點(diǎn)A、B和C都判定節(jié)點(diǎn)是否可以支持路由請(qǐng)求RREQ。如果節(jié)點(diǎn)不支持特定請(qǐng)求RREQ，則節(jié)點(diǎn)拒絕請(qǐng)求或者僅僅不轉(zhuǎn)發(fā)該請(qǐng)求。然而舉例來說，如果諸如節(jié)點(diǎn)A這樣的節(jié)點(diǎn)可以支持特定請(qǐng)求RREQ，那么該節(jié)點(diǎn)會(huì)在所有信道上將路由請(qǐng)求RREQ轉(zhuǎn)發(fā)到諸如節(jié)點(diǎn)H這樣的其他中間節(jié)點(diǎn)，如果該請(qǐng)求涉及的是不同于盡力而為的業(yè)務(wù)量，則節(jié)點(diǎn)會(huì)為這個(gè)路由請(qǐng)求臨時(shí)保留節(jié)點(diǎn)資源。對(duì)盡力而為的業(yè)務(wù)量而言，在這里沒有必要保留任何資源。并且路由請(qǐng)求RREQ最終將會(huì)轉(zhuǎn)發(fā)到目的地節(jié)點(diǎn)D。
如圖3所示，一旦接收到路由請(qǐng)求RREQ，則目的地節(jié)點(diǎn)D會(huì)向源節(jié)點(diǎn)S產(chǎn)生一個(gè)應(yīng)答RREP(塊104)。然而如圖4所示，目的地節(jié)點(diǎn)D可能已經(jīng)從其他各種可能路由那里接收到了所轉(zhuǎn)發(fā)的路由請(qǐng)求RREQ，其中包括S-A-H-J-D或S-B-G-K-D。并且在每一種情況中都會(huì)產(chǎn)生應(yīng)答RREPQ。應(yīng)答RREP包括從S到D的已發(fā)現(xiàn)路由，并且所述應(yīng)答RREP將會(huì)沿著一個(gè)路由回送到源節(jié)點(diǎn)S，其中該路由是通過對(duì)附加在目的地節(jié)點(diǎn)D所接收的路由請(qǐng)求RREQ上的路由進(jìn)行反轉(zhuǎn)而得到的。在圖3和圖4所顯示的實(shí)例中，如果節(jié)點(diǎn)D、J、H和A處于一個(gè)與源節(jié)點(diǎn)S不同的信道上，那么最后一跳A必須移動(dòng)到與源節(jié)點(diǎn)S相同的信道上，并且將會(huì)發(fā)送帶有其正常信道指示的應(yīng)答RREP。RREP不但包含了沿著路由的節(jié)點(diǎn)列表，而且還包含了每一個(gè)節(jié)點(diǎn)所在的信道。
源節(jié)點(diǎn)S則緩存每一個(gè)已發(fā)現(xiàn)路由，其中包括至第一跳節(jié)點(diǎn)的信道。在塊106，源節(jié)點(diǎn)S可以為至目的地節(jié)點(diǎn)D的每一個(gè)已發(fā)現(xiàn)路由計(jì)算一個(gè)量度，以便為已發(fā)現(xiàn)路由劃分優(yōu)先級(jí)。其中舉例來說，該量度可以基于可用帶寬、差錯(cuò)率、端到端延遲、端到端延遲偏差、跳數(shù)、預(yù)期信道耐久度以及優(yōu)先級(jí)中的至少一項(xiàng)。至目的地節(jié)點(diǎn)的選定路由可以包括多個(gè)信道中的一個(gè)以上的信道。換句話說，選定路由可以完全或者部分處于與源節(jié)點(diǎn)不同的信道上。
此外，在塊108，源節(jié)點(diǎn)S會(huì)基于路由量度來選擇一個(gè)至目的地節(jié)點(diǎn)D的路由，其中較為優(yōu)選的是，該節(jié)點(diǎn)是在選定路由上將路由確認(rèn)CONFQ傳送到中間節(jié)點(diǎn)的。該處理是對(duì)臨時(shí)保留的選定路由上的資源使用進(jìn)行確認(rèn)。通過不在已發(fā)現(xiàn)但卻未曾選擇的路由上傳送CONFQ，可以允許臨時(shí)保留在這些路由上的其他資源超時(shí)。CONFQ的使用與用于業(yè)務(wù)量的資源使用的確認(rèn)是關(guān)聯(lián)的，它需要盡力而為的路由之外的QoS。用于盡力而為的路由發(fā)現(xiàn)不需要在每一個(gè)中間節(jié)點(diǎn)包含保留資源，一旦選擇了該路由，那么在塊110，消息/分組數(shù)據(jù)可以經(jīng)由選定路由并通過恰當(dāng)信道而從源節(jié)點(diǎn)S傳送到目的地節(jié)點(diǎn)D，由此將會(huì)結(jié)束本方法(塊112)。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)了解，這里使用的“消息數(shù)據(jù)”旨在包含任何那些可以在移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)之間發(fā)送的數(shù)據(jù)，其中包括(但不局限于)附加的路由請(qǐng)求/應(yīng)答、視頻數(shù)據(jù)、音頻數(shù)據(jù)、字母數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)等等。
本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)了解，所述方法可以應(yīng)用于任何類型的按需或后應(yīng)式路由協(xié)議，例如動(dòng)態(tài)源路由(DSR)或自組織按需距離矢量(AODV)路由，此外所述方法還可以應(yīng)用于任何混合先應(yīng)式/后應(yīng)式協(xié)議，例如區(qū)域路由協(xié)議(ZRP)。相似的方法可以與先應(yīng)式路由協(xié)議結(jié)合使用，以便發(fā)現(xiàn)那些跨越了可能處于不同信道的節(jié)點(diǎn)的最佳路由。
所述過程很容易應(yīng)用于DSR協(xié)議。常規(guī)的DSR消息類型RREQ、RREP、RRER是作為可選分組類型定義的，并且可被用作為常規(guī)協(xié)議操作所定義的消息類型，從而支持后向兼容模式中的“盡力而為”的業(yè)務(wù)量。此外，在這里還可以通過定義經(jīng)過修改的可選分組類型來支持多信道路由。這些類型所需要的報(bào)頭字段的定義直接以如上定義的功能為基礎(chǔ)。并且在這里還可以包含用于任務(wù)數(shù)據(jù)的特定類型的源路由分組。
現(xiàn)在附加參考圖6和7，其中將對(duì)本發(fā)明的系統(tǒng)方面進(jìn)行描述。如先前所述，移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)20包括多個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)30以及將多個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)連接在一起的多條無線通信鏈路32。每一個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)30都包括一個(gè)路由器40(圖6)，其中該路由器具有經(jīng)由無線通信鏈路32而在多個(gè)信道上與其他節(jié)點(diǎn)進(jìn)行單向或雙向無線通信的通信設(shè)備42，此外所述移動(dòng)節(jié)點(diǎn)還包括一個(gè)用于對(duì)經(jīng)由通信設(shè)備42的通信進(jìn)行路由的控制器44。另外，在這里還可以包含一個(gè)作為控制器44的一部分或者與控制器相連的存儲(chǔ)器46。
如圖7所示，控制器44包括一個(gè)路由發(fā)現(xiàn)單元50，該單元經(jīng)由多個(gè)信道的每一個(gè)而傳送路由請(qǐng)求RREQ，以便發(fā)現(xiàn)至目的地節(jié)點(diǎn)D的路由，此外，控制器44還包括一個(gè)路由選擇單元52，用于選擇處于多個(gè)信道中的至少一個(gè)信道上的至目的地節(jié)點(diǎn)的路由。路由發(fā)現(xiàn)單元50可以按順序經(jīng)由多個(gè)信道中的每一個(gè)信道來發(fā)送路由請(qǐng)求，并且路由請(qǐng)求可以包含一個(gè)信道標(biāo)識(shí)符。而至目的地節(jié)點(diǎn)的選定路由則可以包括多個(gè)信道中的一個(gè)以上的信道。
控制器44還可以包括一個(gè)路由請(qǐng)求處理單元54，用于判定節(jié)點(diǎn)30是否可以支持所請(qǐng)求的路由，如果支持的話，則將路由請(qǐng)求RREQ轉(zhuǎn)發(fā)到其他中間節(jié)點(diǎn)中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)以及目的地節(jié)點(diǎn)D。此外，控制器44還可以包括一個(gè)應(yīng)答生成器56，用于向源節(jié)點(diǎn)S產(chǎn)生關(guān)于每一個(gè)已發(fā)現(xiàn)路由的應(yīng)答RREP。而且，較為優(yōu)選的是，用于向源節(jié)點(diǎn)S產(chǎn)生每一個(gè)已發(fā)現(xiàn)路由的應(yīng)答RREP的處理包括反過來將應(yīng)答沿著已發(fā)現(xiàn)路由回送到源節(jié)點(diǎn)。
控制器44還可以包括一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸單元58，用于沿著選定路由向目的地節(jié)點(diǎn)D發(fā)送一個(gè)消息/傳輸，并且包括一個(gè)路由優(yōu)先級(jí)劃分單元60，用于對(duì)已發(fā)現(xiàn)路由劃分優(yōu)先級(jí)。另外，劃分優(yōu)先級(jí)可以包括為至目的地節(jié)點(diǎn)的每一個(gè)已發(fā)現(xiàn)路由計(jì)算一個(gè)量度。該量度可以基于可用帶寬、差錯(cuò)率、端到端延遲、端到端延遲偏差、跳數(shù)、預(yù)期路徑耐久度以及優(yōu)先級(jí)中的至少一項(xiàng)。
如在2002年4月29日由同一案卷申請(qǐng)人提交的共同待決申請(qǐng)10/134,862(律師案卷號(hào)51261)中所描述的那樣，本發(fā)明可以通過在移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)中使用動(dòng)態(tài)信道分配來有效使用多個(gè)信道，其中所述申請(qǐng)?jiān)诖巳恳胱鳛閰⒖肌Ｅc802.11a相類似的IEEE802.11派生物將會(huì)使用5GHz頻帶中的ISM頻譜。在這個(gè)頻帶中存在著更多可以用于支持多個(gè)信道的帶寬。這樣一來，將信道自動(dòng)分配給802.11節(jié)點(diǎn)的處理將是非常重要的。這種信道判定是以當(dāng)前信道使用率以及其他信道的采樣為基礎(chǔ)的。使用動(dòng)態(tài)信道選擇可以提供更好的性能，因此頻譜將會(huì)得到更均勻的使用。另外，信道的使用可以得到調(diào)節(jié)，由此可以為使用信道的當(dāng)前站保持服務(wù)質(zhì)量(QoS)。
權(quán)利要求
1.一種用于操作移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)的方法，其中該網(wǎng)絡(luò)包括多個(gè)無線移動(dòng)節(jié)點(diǎn)以及經(jīng)由多個(gè)不同的無線信道而將所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)連接在一起的多個(gè)無線通信鏈路，該方法包括在源節(jié)點(diǎn)，經(jīng)由多個(gè)信道中的每一個(gè)信道來發(fā)送路由請(qǐng)求，以便發(fā)現(xiàn)至目的地節(jié)點(diǎn)的路由；在每一個(gè)中間節(jié)點(diǎn)，判定中間節(jié)點(diǎn)是否支持所請(qǐng)求的路由，以及如果支持的話，則經(jīng)由多個(gè)信道中的每一個(gè)信道而將路由請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)到其他中間節(jié)點(diǎn)以及目的地節(jié)點(diǎn)；在目的地節(jié)點(diǎn)，一旦接收到路由請(qǐng)求，則為向源節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生關(guān)于每一個(gè)已發(fā)現(xiàn)路由的應(yīng)答；在源節(jié)點(diǎn)，對(duì)處于多個(gè)信道中的至少一個(gè)信道上的至目的地節(jié)點(diǎn)的路由進(jìn)行選擇；以及在源節(jié)點(diǎn)，沿著選定路由來發(fā)送至目的地節(jié)點(diǎn)的傳輸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中源節(jié)點(diǎn)按順序經(jīng)由多個(gè)信道中的每一個(gè)信道來發(fā)送路由請(qǐng)求。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，還包括在源節(jié)點(diǎn)，為已發(fā)現(xiàn)路由劃分優(yōu)先級(jí)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中劃分優(yōu)先級(jí)包括為每一個(gè)至目的地節(jié)點(diǎn)的已發(fā)現(xiàn)路由計(jì)算一個(gè)量度，其中該量度基于可用帶寬、差錯(cuò)率、端到端延遲、端到端延遲偏差、跳數(shù)、預(yù)期路徑耐久度以及優(yōu)先級(jí)中的至少一項(xiàng)。
5.一種移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)，包括多個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)；以及經(jīng)由多個(gè)不同的無線信道而將所述多個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)連接在一起的多個(gè)無線通信鏈路；每一個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)包括經(jīng)由無線通信鏈路而與多個(gè)節(jié)點(diǎn)中的其他節(jié)點(diǎn)進(jìn)行無線通信的通信設(shè)備；以及對(duì)經(jīng)由通信設(shè)備的通信進(jìn)行路由的控制器，并且包括路由發(fā)現(xiàn)單元，用于在多個(gè)信道中的每一個(gè)信道上傳送路由請(qǐng)求，以便發(fā)現(xiàn)至目的地節(jié)點(diǎn)的路由；以及路由選擇單元，用于對(duì)處于多個(gè)信道中的至少一個(gè)信道上的至目的地節(jié)點(diǎn)的路由進(jìn)行選擇。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)，其中控制器還包括一個(gè)路由請(qǐng)求處理單元，用于判定節(jié)點(diǎn)是否可以支持所請(qǐng)求的路由，以及如果支持的話，則向其他中間節(jié)點(diǎn)之一以及目的地節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)路由請(qǐng)求。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)，其中控制器還包括一個(gè)路由優(yōu)先級(jí)劃分單元，用于為已發(fā)現(xiàn)路由劃分優(yōu)先級(jí)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)，其中優(yōu)先級(jí)劃分單元為至目的地節(jié)點(diǎn)的每一個(gè)已發(fā)現(xiàn)路由計(jì)算一個(gè)量度，該量度基于可用帶寬、差錯(cuò)率、端到端延遲、端到端延遲偏差、跳數(shù)、預(yù)期路徑耐久度以及優(yōu)先級(jí)中的至少一項(xiàng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及多信道移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)。所述移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)(圖1)，包括多個(gè)無線移動(dòng)節(jié)點(diǎn)(S～N)以及經(jīng)由多個(gè)信道而將所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)(S～N)連接在一起的多個(gè)無線通信鏈路。該方法包括在多個(gè)信道中的每一個(gè)信道上發(fā)送一個(gè)路由請(qǐng)求(RREQ)，以便發(fā)現(xiàn)至目的地節(jié)點(diǎn)(N)的路由，并且對(duì)處于多個(gè)信道中的至少一個(gè)信道上的至目的地節(jié)點(diǎn)的路由進(jìn)行選擇。路由請(qǐng)求(RREQ)可以按順序經(jīng)由多個(gè)信道中的每一個(gè)信道發(fā)送，并且路由請(qǐng)求優(yōu)選包含了一個(gè)源節(jié)點(diǎn)信道標(biāo)識(shí)符。
文檔編號(hào)H04L12/28GK1679359SQ03820901
公開日2005年10月5日 申請(qǐng)日期2003年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月5日
發(fā)明者湯瑪斯·杰伊·比爾哈茨 申請(qǐng)人:哈里公司