專利名稱：建立通信鏈路,估計(jì)定向鏈路的總體質(zhì)量,并向通信系統(tǒng)中的olsr報(bào)告的方法和設(shè)備的制作方法
背景技術(shù)：
時(shí)分多址訪問(wèn)(TDMA)是用于在無(wú)線移動(dòng)通信系統(tǒng)之間建立通信鏈接的訪問(wèn)方案的一個(gè)例子。在一系列的時(shí)間幀內(nèi)建立無(wú)線移動(dòng)通信系統(tǒng)之間的通信鏈接。每個(gè)時(shí)間幀被分成時(shí)隙，每個(gè)無(wú)線移動(dòng)通信系統(tǒng)被分配至少一個(gè)時(shí)隙。
無(wú)線移動(dòng)通信系統(tǒng)一般使用全向天線，以致一個(gè)移動(dòng)通信系統(tǒng)發(fā)射的信息被所有其它移動(dòng)通信系統(tǒng)接收。當(dāng)移動(dòng)通信系統(tǒng)在固定頻率下工作時(shí)，它們必須在它們各自的時(shí)隙內(nèi)依次發(fā)射，以便避免信道干擾。
為了改進(jìn)兩個(gè)無(wú)線通信系統(tǒng)之間的通信鏈路的質(zhì)量，可以使用定向天線。定向天線在覆蓋范圍有限的所需區(qū)域中提供增大的天線增益，同時(shí)降低朝向剩余區(qū)域的天線增益。
Pritchett的美國(guó)專利No.5767807公開(kāi)用于在無(wú)線通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)建立通信鏈接的相控陣天線。相控陣天線包括有選擇地控制天線圖的寄生單元。當(dāng)所有寄生單元處于高阻抗?fàn)顟B(tài)時(shí)，相控陣天線輻射全向信號(hào)，當(dāng)響應(yīng)開(kāi)關(guān)電路使選定數(shù)目的寄生單元處于低阻抗?fàn)顟B(tài)時(shí)，相控陣天線輻射定向信號(hào)。
更具體地說(shuō)，Pritchertt′807專利公開(kāi)固定啟動(dòng)無(wú)線通信系統(tǒng)從固定接收無(wú)線通信系統(tǒng)獲得在網(wǎng)絡(luò)中工作的無(wú)線通信系統(tǒng)的列表和每個(gè)無(wú)線通信系統(tǒng)的對(duì)應(yīng)時(shí)隙列表。隨后根據(jù)該列表創(chuàng)建表格，以便在無(wú)線通信系統(tǒng)之間調(diào)度時(shí)隙。
為借助定向天線工作的無(wú)線通信系統(tǒng)(尤其是當(dāng)無(wú)線通信系統(tǒng)移動(dòng)時(shí))調(diào)度時(shí)隙是復(fù)雜的。在這樣的動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)中，移動(dòng)通信系統(tǒng)不斷進(jìn)入和脫離網(wǎng)絡(luò)。此外，需要用于干擾檢測(cè)和干擾回避的程序。
借助優(yōu)化的鏈路狀態(tài)路由(OLSR)，鏈路狀態(tài)信息能夠以各種服務(wù)質(zhì)量(QoS)量度，包括帶寬、延遲和數(shù)據(jù)丟失的可能性來(lái)量化鏈路的狀態(tài)。每個(gè)路由器保持完整的布局信息，并定期通過(guò)淹沒(méi)(flooding)，向網(wǎng)絡(luò)中的所有其它節(jié)點(diǎn)廣播所述鏈路狀態(tài)信息。從而，需要向定向天線移動(dòng)通信系統(tǒng)中的OLSR協(xié)議報(bào)告鏈路質(zhì)量的過(guò)程。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是調(diào)度時(shí)隙，并按照響應(yīng)利用定向天線的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)中的通信鏈路質(zhì)量的變化的方式，確定并向路由協(xié)議報(bào)告鏈路質(zhì)量。
根據(jù)本發(fā)明的該目的及其它目的，優(yōu)點(diǎn)和特征由包括多個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)，所述移動(dòng)節(jié)點(diǎn)均具有收發(fā)器，與收發(fā)器相連的定向天線，例如相控陣天線，和與收發(fā)器相連的控制器?？刂破髯詈冒òl(fā)現(xiàn)路由并利用路由協(xié)議把通信路由到相鄰節(jié)點(diǎn)的通信路由器，調(diào)度時(shí)隙以便與每個(gè)相鄰移動(dòng)節(jié)點(diǎn)建立通信鏈路的時(shí)隙調(diào)度單元，在與每個(gè)相鄰移動(dòng)節(jié)點(diǎn)通信期間，使所述定向天線對(duì)準(zhǔn)(aim)每個(gè)相鄰移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的天線對(duì)準(zhǔn)單元，和根據(jù)為通信鏈路調(diào)度的每個(gè)時(shí)隙的質(zhì)量估計(jì)鏈路質(zhì)量，并向通信路由器報(bào)告估計(jì)的鏈路質(zhì)量的鏈路質(zhì)量估計(jì)器。
估計(jì)的鏈路質(zhì)量可被定義成為通信鏈路調(diào)度的每個(gè)時(shí)隙的最大質(zhì)量，路由器可根據(jù)估計(jì)的鏈路質(zhì)量，把通信路由到相鄰節(jié)點(diǎn)。只要鏈路的至少一個(gè)時(shí)隙的最大質(zhì)量高于預(yù)定閾值，那么就最好保持該通信鏈路，當(dāng)鏈路的估計(jì)鏈路質(zhì)量低于預(yù)定閾值時(shí)，路由器開(kāi)始新的路由發(fā)現(xiàn)。路由器可對(duì)從鏈路質(zhì)量估計(jì)器報(bào)告的估計(jì)鏈路質(zhì)量執(zhí)行滯后(hysteresis)功能。
在調(diào)度的時(shí)隙內(nèi)，最好建立多個(gè)通信鏈路，每個(gè)通信鏈路包括一對(duì)不同的相鄰移動(dòng)節(jié)點(diǎn)。無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)可以是例如移動(dòng)自組織(ad-hoc)網(wǎng)絡(luò)(MANET)。
根據(jù)本發(fā)明的目的、優(yōu)點(diǎn)和特征還由為多個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)建立通信鏈路的方法提供。所述方法包括為每個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)調(diào)度時(shí)隙，以便與每個(gè)相鄰的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)建立通信鏈路，在與每個(gè)相鄰移動(dòng)節(jié)點(diǎn)通信期間，使定向天線對(duì)準(zhǔn)每個(gè)相鄰移動(dòng)節(jié)點(diǎn)，根據(jù)為通信鏈路調(diào)度的每個(gè)時(shí)隙的質(zhì)量，估計(jì)鏈路質(zhì)量，并向優(yōu)化鏈路狀態(tài)路由(OLSR)協(xié)議報(bào)告估計(jì)的鏈路質(zhì)量。


圖1圖解說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的無(wú)線移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)。
圖2是圖解說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的無(wú)線移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的更詳細(xì)方框圖。
圖3圖解說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一幀時(shí)隙。
圖4圖解說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的相對(duì)于圖2中圖解說(shuō)明的網(wǎng)絡(luò)圖的可用時(shí)隙的調(diào)度。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的半永久時(shí)隙和可用時(shí)隙的調(diào)度的頂級(jí)狀態(tài)圖。
圖6圖解說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的半永久時(shí)隙調(diào)度過(guò)程。
圖7圖解說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的為新的通信鏈路調(diào)度的半永久時(shí)隙。
圖8圖解說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的可用時(shí)隙調(diào)度過(guò)程。
圖9圖解說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的正被加入通信鏈路中的可用時(shí)隙。
圖10和11圖解說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的，正在根據(jù)來(lái)自相控陣天線的多個(gè)同時(shí)天線波束，為新的通信鏈路調(diào)度的半永久時(shí)隙。
圖12和13是圖解說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的用于根據(jù)全向鏈路質(zhì)量值，在移動(dòng)節(jié)點(diǎn)之間建立定向通信鏈路的方法的流程圖。
圖14-16是圖解說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的用于根據(jù)鏈路利用率，分配按需分配時(shí)隙的方法的流程圖。
圖17和18是圖解說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的數(shù)據(jù)優(yōu)先化方法的流程圖。
圖19和20是圖解說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的確定分組接收誤差值，并根據(jù)分組接收誤差值調(diào)整鏈路使用的方法的流程圖。
圖21是圖解說(shuō)明本發(fā)明的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)中的兩對(duì)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的干擾回避情形的示意方框圖。
圖22和23是圖解說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的干擾回避方法的流程圖。
圖24和25是圖解說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的重新分配時(shí)隙的方法的流程圖。
圖26-28是圖解說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的基于鏈路質(zhì)量，在不同的時(shí)段內(nèi)重新分配時(shí)隙的方法的流程圖。
圖29是圖解說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的估計(jì)鏈路質(zhì)量并向路由協(xié)議報(bào)告鏈路質(zhì)量的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在參考表示本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的附圖，更充分地說(shuō)明本發(fā)明。但是，可用許多不同的形式具體體現(xiàn)本發(fā)明，本發(fā)明不應(yīng)被理解為局限于這里陳述的實(shí)施例。相反，提供這些實(shí)施例以致本公開(kāi)將是徹底和完整的，并且將向本領(lǐng)域的技術(shù)人員充分傳送本發(fā)明的范圍。相同的附圖標(biāo)記表示相同的部件。
首先參考圖1-2，無(wú)線移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)10包含多個(gè)無(wú)線移動(dòng)節(jié)點(diǎn)12a-12h。每個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)12a-12h包含收發(fā)器14，與收發(fā)器連接的定向天線16，和與收發(fā)器連接的控制器18。
控制器18包括為每個(gè)時(shí)間幀調(diào)度相應(yīng)的半永久時(shí)隙，以便與每個(gè)相鄰移動(dòng)節(jié)點(diǎn)建立通信鏈路，同時(shí)在每個(gè)時(shí)間幀中保留至少一個(gè)可用時(shí)隙的半永久時(shí)隙單元18a。可用時(shí)隙單元18b根據(jù)鏈路通信需求，調(diào)度所述至少一個(gè)可用時(shí)隙，以便也服務(wù)于與相鄰移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的通信鏈路。另外，控制器18包括在與每個(gè)相鄰移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的通信期間，使定向天線對(duì)準(zhǔn)每個(gè)相鄰移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的天線對(duì)準(zhǔn)單元18c。
并行操作能夠減少時(shí)隙分配延遲。因此，半永久時(shí)隙單元18a可關(guān)于各個(gè)時(shí)間幀，啟動(dòng)一個(gè)或多個(gè)半永久時(shí)隙請(qǐng)求，以便建立與每個(gè)相鄰移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的通信鏈路，并在每個(gè)時(shí)間幀中保留至少一個(gè)可用時(shí)隙，同時(shí)處理從相鄰移動(dòng)節(jié)點(diǎn)接收的多個(gè)半永久時(shí)隙請(qǐng)求?？捎脮r(shí)隙單元18b可根據(jù)鏈路通信需求，啟動(dòng)一個(gè)或多個(gè)可用時(shí)隙請(qǐng)求，以便也服務(wù)于與相鄰移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的通信鏈路，同時(shí)處理從相鄰移動(dòng)節(jié)點(diǎn)接收的多個(gè)可用時(shí)隙請(qǐng)求。
換句話說(shuō)，在處理多個(gè)接收的請(qǐng)求的時(shí)候，一個(gè)節(jié)點(diǎn)能夠具有它啟動(dòng)的一個(gè)或多個(gè)待定需求可用請(qǐng)求和半永久請(qǐng)求。有時(shí)，這會(huì)導(dǎo)致向一個(gè)以上的鄰居臨時(shí)分配指定的時(shí)隙。但是，如下更詳細(xì)所述，借助指示一個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)對(duì)該時(shí)隙的選擇的確認(rèn)消息，可消除這種沖突。
可利用兩種不同的方法提供可靠的確認(rèn)消息。發(fā)起(initiating)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)向接收移動(dòng)節(jié)點(diǎn)傳送時(shí)隙請(qǐng)求，接收移動(dòng)節(jié)點(diǎn)向發(fā)起移動(dòng)節(jié)點(diǎn)傳送答復(fù)。發(fā)起移動(dòng)節(jié)點(diǎn)向接收移動(dòng)節(jié)點(diǎn)傳送確認(rèn)，如果沒(méi)有收到所述確認(rèn)，那么接收移動(dòng)節(jié)點(diǎn)再次傳送答復(fù)。另一方面，接收移動(dòng)節(jié)點(diǎn)可向發(fā)起移動(dòng)節(jié)點(diǎn)傳送肯定應(yīng)答，如果沒(méi)有收到所述肯定應(yīng)答，發(fā)起移動(dòng)節(jié)點(diǎn)再次傳送所述確認(rèn)。
如果兩個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)相互啟動(dòng)時(shí)隙請(qǐng)求，那么應(yīng)可靠地處理時(shí)隙請(qǐng)求沖突。當(dāng)同時(shí)向另一移動(dòng)節(jié)點(diǎn)發(fā)送請(qǐng)求和接收來(lái)自所述另一移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的請(qǐng)求，而沒(méi)有收到對(duì)應(yīng)的答復(fù)時(shí)，控制器18等待一段時(shí)間以便重新發(fā)送另一請(qǐng)求。在該段時(shí)間內(nèi)，可處理到來(lái)的時(shí)隙請(qǐng)求。在該段時(shí)間結(jié)束之后，如果沒(méi)有從所述另一節(jié)點(diǎn)收到任何請(qǐng)求，或者如果未對(duì)所述另一節(jié)點(diǎn)進(jìn)行任何時(shí)隙分配，那么可向該節(jié)點(diǎn)發(fā)送新的請(qǐng)求。如果延遲的請(qǐng)求到達(dá)隊(duì)列的前端，那么控制器18檢查是否已對(duì)該節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了時(shí)隙分配。如果是，那么延遲的請(qǐng)求被丟棄。另外，如果請(qǐng)求預(yù)定給在該請(qǐng)求到達(dá)隊(duì)列的前端之前不再是鄰居的節(jié)點(diǎn)，那么延遲的請(qǐng)求被丟棄。
控制器18包括檢測(cè)用于與相鄰移動(dòng)節(jié)點(diǎn)通信的時(shí)隙中的干擾的干擾檢測(cè)單元18d。控制器18根據(jù)檢測(cè)的干擾，協(xié)調(diào)時(shí)隙的調(diào)度。干擾檢測(cè)單元18d可測(cè)量信號(hào)干擾比和/或分組差錯(cuò)率。分組差錯(cuò)率可基于循環(huán)冗余檢驗(yàn)(CRC)失效。另外，干擾檢測(cè)單元18d可比較檢測(cè)的干擾與閾值。最好，控制器根據(jù)檢測(cè)的干擾，持續(xù)指定的時(shí)隙交換節(jié)點(diǎn)之間的通信順序，并在交換通信的順序之后，根據(jù)檢測(cè)的干擾，協(xié)調(diào)新時(shí)隙的調(diào)度。
通信(traffic)協(xié)調(diào)單元18e通過(guò)根據(jù)鏈路通信需求，把時(shí)隙分配給時(shí)隙單元，協(xié)調(diào)與每個(gè)相鄰移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的通信?？刂破?8根據(jù)分配的時(shí)隙，協(xié)調(diào)時(shí)隙的調(diào)度。通信協(xié)調(diào)單元18e可根據(jù)增大的鏈路通信需求，分配一組大量的時(shí)隙，和/或根據(jù)增大的鏈路通信需求，向相鄰的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)請(qǐng)求一組大量的時(shí)隙。另外，通信協(xié)調(diào)單元18e可增大時(shí)隙的最大數(shù)目，重新分配時(shí)隙，和/或根據(jù)增大的鏈路通信需求，分配半時(shí)隙。這種增大的鏈路通信需求可包括流式數(shù)據(jù)和/或高速率傳感器數(shù)據(jù)。
無(wú)線移動(dòng)節(jié)點(diǎn)12a-12h在移動(dòng)環(huán)境中工作。這些系統(tǒng)可以是地面系統(tǒng)和/或空中系統(tǒng)，從而它們不斷進(jìn)入和脫離網(wǎng)絡(luò)10。定向天線16可以是相控陣天線，拋物面天線或喇叭天線。通過(guò)定向天線16的發(fā)射使RF信號(hào)能夠沿所需方向集中。
通過(guò)有選擇地控制一對(duì)無(wú)線移動(dòng)通信系統(tǒng)之間的天線圖的方向以便在其間建立通信鏈路，可在相同的預(yù)定半永久時(shí)隙內(nèi)在其它無(wú)線通信系統(tǒng)之間建立另外的通信鏈路。如圖1中所示，這由移動(dòng)節(jié)點(diǎn)12c與12e之間在時(shí)隙1中工作的通信鏈路27，和移動(dòng)節(jié)點(diǎn)12a與12b之間同樣在時(shí)隙1中工作的通信鏈路29所示。本發(fā)明的該特征有利地允許更好地利用無(wú)線移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)10的資源。
控制器18根據(jù)每個(gè)時(shí)間幀內(nèi)的時(shí)隙的總數(shù)，限制該時(shí)間幀內(nèi)每個(gè)無(wú)線移動(dòng)節(jié)點(diǎn)12a-12h的通信鏈路的數(shù)目。把通信鏈路的數(shù)目局限為時(shí)間幀內(nèi)時(shí)隙的總數(shù)的一小部分的優(yōu)點(diǎn)顯著簡(jiǎn)化了與鄰近節(jié)點(diǎn)的時(shí)隙的調(diào)度。
每個(gè)時(shí)間幀內(nèi)每個(gè)無(wú)線移動(dòng)節(jié)點(diǎn)12a-12h的通信鏈路的數(shù)目小于或等于N，每個(gè)時(shí)間幀內(nèi)的時(shí)隙的總數(shù)等于或大于2N-1。除了簡(jiǎn)化時(shí)隙的調(diào)度之外，這種分布式調(diào)度避免了沖突。
分布式調(diào)度允許任意兩對(duì)無(wú)線移動(dòng)節(jié)點(diǎn)，例如12a和12b調(diào)度半永久時(shí)隙，而不必與任何其它無(wú)線移動(dòng)節(jié)點(diǎn)通信。換句話說(shuō)，不存在關(guān)于所有無(wú)線移動(dòng)節(jié)點(diǎn)12a-12h的調(diào)度半永久時(shí)隙的集中式主/從類型的協(xié)調(diào)。由于按照分布方式調(diào)度無(wú)線移動(dòng)節(jié)點(diǎn)12a-12h之間的時(shí)隙，因此在無(wú)線移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)10中不存在單一的故障點(diǎn)。
控制器18可區(qū)分通信鏈路的優(yōu)先順序，并根據(jù)優(yōu)先化中斷通信鏈路之一，使半永久時(shí)隙可用于建立與新的鄰近移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的通信鏈路。下面將更詳細(xì)地談到通信鏈路的優(yōu)先化。另外，控制器18還可區(qū)分通信鏈路的優(yōu)先順序，并根據(jù)該優(yōu)先化調(diào)度至少一個(gè)可用時(shí)隙。
如果通信鏈路的數(shù)目小于N，那么控制器18還可把半永久時(shí)隙之一預(yù)定為可用時(shí)隙。對(duì)于現(xiàn)有通信鏈路，這有利地根據(jù)需要支持通信鏈路需求。但是，如果通信鏈路的數(shù)目再次等于N，那么控制器18可把按需分配的時(shí)隙(demand assigned time slot)重新調(diào)度給半永久時(shí)隙，如下更詳細(xì)所述。
每個(gè)通信鏈路由發(fā)起移動(dòng)節(jié)點(diǎn)，例如節(jié)點(diǎn)12a，和接收移動(dòng)節(jié)點(diǎn)，例如節(jié)點(diǎn)12b形成，發(fā)起移動(dòng)節(jié)點(diǎn)把可用的半永久時(shí)隙的列表傳送給接收移動(dòng)節(jié)點(diǎn)。接收移動(dòng)節(jié)點(diǎn)12b隨后把半永久時(shí)隙之一的選擇傳送給發(fā)起移動(dòng)節(jié)點(diǎn)。發(fā)起移動(dòng)節(jié)點(diǎn)12a隨后向接收移動(dòng)節(jié)點(diǎn)確認(rèn)所選半永久時(shí)隙的選擇。
每個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)還包括一個(gè)與收發(fā)器14連接的全向天線20，用于與其它相鄰的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)交換位置信息?？山粨Q的其它信息包括資源要求和可能的新的相鄰節(jié)點(diǎn)的存在檢測(cè)。另外，相控陣天線16可同時(shí)產(chǎn)生多個(gè)天線波束，其中在預(yù)定的半永久時(shí)隙內(nèi)，控制器18使相控陣天線對(duì)準(zhǔn)多個(gè)相鄰的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)。
干擾檢測(cè)單元18d檢測(cè)并避免波束寬度內(nèi)被分配相同時(shí)隙的共線節(jié)點(diǎn)對(duì)的干擾。例如，參見(jiàn)圖1，節(jié)點(diǎn)12a和12e分別在它們的相同的分配時(shí)隙1的一半內(nèi)向節(jié)點(diǎn)12b和12c發(fā)射。在天線波束寬度足夠?qū)挼那闆r下，節(jié)點(diǎn)12b和12c可同時(shí)收到來(lái)自節(jié)點(diǎn)12a和12e的發(fā)射。干擾檢測(cè)單元18d可在時(shí)隙使用期間，在物理層測(cè)量信號(hào)干擾比(SIR)。另一方面，可根據(jù)CRC檢驗(yàn)失效，在鏈路層測(cè)量分組差錯(cuò)率。如果這些測(cè)量結(jié)果違反了規(guī)定極限，那么可斷言該時(shí)隙是不良的。
但是，由于衰減可導(dǎo)致單一時(shí)隙未能通過(guò)該測(cè)試，因此最好是如果時(shí)隙的n次試驗(yàn)中的m次受到衰變，那么斷言該時(shí)隙中干擾過(guò)大。此時(shí)，控制器18嘗試避免干擾。對(duì)于該時(shí)隙來(lái)說(shuō)，位于鏈路兩端的Tx/Rx的順序可被轉(zhuǎn)換。如果這樣的轉(zhuǎn)換失敗，那么可協(xié)調(diào)新的時(shí)隙。當(dāng)然應(yīng)隨機(jī)進(jìn)行這兩種變化，以降低兩個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)試圖同時(shí)進(jìn)行相同變化，從而仍然沖突的可能性。
通信協(xié)調(diào)單元18e管理由流式視頻或高速率傳感器數(shù)據(jù)產(chǎn)生的不均衡的通信負(fù)荷。提供協(xié)調(diào)機(jī)制以便允許每個(gè)半雙工鏈路在通信量的任何Tx/Rx分離中分配時(shí)隙。另外，時(shí)隙的最大數(shù)目可被增大到高于最小值的數(shù)值，以產(chǎn)生更多的需求時(shí)隙。子時(shí)隙化(subslotting)允許有效地增大或降低時(shí)隙的最大數(shù)目，因?yàn)楣?jié)點(diǎn)可從半永久分配時(shí)隙“偷取”子時(shí)隙，重新分配給需求時(shí)隙。此外，預(yù)約協(xié)議可和鏈路調(diào)度協(xié)議一起用于指示為適應(yīng)高速率流，通過(guò)在沿著源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的路徑上的每個(gè)節(jié)點(diǎn)請(qǐng)求和分配一組大批時(shí)隙和/或子時(shí)隙，相對(duì)于沿著該路徑的每個(gè)節(jié)點(diǎn)的高速率流的資源分配。對(duì)于預(yù)約的資源來(lái)說(shuō)，獨(dú)立的隊(duì)列和隊(duì)列服務(wù)規(guī)程是必要的，以確保高速率流所需的容量被釋放。
本發(fā)明的目的還在于提供一種為多個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)12a-12h建立通信鏈路的方法，其中每個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)包含收發(fā)器14，與所述收發(fā)器連接的相控陣天線16，和與所述收發(fā)器連接的控制器18。該方法包括為每個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)12a-12h，調(diào)度每個(gè)時(shí)間幀的一個(gè)相應(yīng)半永久時(shí)隙，以便建立與相鄰移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的通信鏈路，并在每個(gè)時(shí)隙幀中保留至少一個(gè)可用時(shí)隙。
所述至少一個(gè)可用時(shí)隙最好被安排成根據(jù)鏈路通信需求，服務(wù)與相鄰移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的通信鏈路。在與每個(gè)相鄰的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)12a-12h通信期間，使相控陣天線16瞄準(zhǔn)每個(gè)相鄰的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)12a-12h。每個(gè)時(shí)間幀可具有多達(dá)N個(gè)半永久時(shí)隙和至少2N-1個(gè)可用時(shí)隙。
該方法還可包括啟動(dòng)對(duì)相應(yīng)時(shí)間幀的一個(gè)或多個(gè)半永久時(shí)隙請(qǐng)求，以建立與每個(gè)相鄰移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的通信鏈路，并在每個(gè)時(shí)間幀中保留至少一個(gè)可用時(shí)隙，同時(shí)處理從相鄰移動(dòng)節(jié)點(diǎn)接收的多個(gè)半永久時(shí)隙請(qǐng)求，啟動(dòng)至少一個(gè)可用時(shí)隙請(qǐng)求以便還根據(jù)鏈路通信需求，服務(wù)于與相鄰移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的通信鏈路，同時(shí)處理從相鄰移動(dòng)節(jié)點(diǎn)接收的多個(gè)可用時(shí)隙請(qǐng)求。
在與每個(gè)相鄰的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)12a-12h通信期間，使定向/相控陣天線16對(duì)準(zhǔn)每個(gè)相鄰的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)12a-12h，在用于與相鄰的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)通信的時(shí)隙中檢測(cè)干擾，根據(jù)檢測(cè)的干擾協(xié)調(diào)新時(shí)隙的調(diào)度。干擾檢測(cè)單元18d可測(cè)量信號(hào)干擾比和/或分組差錯(cuò)率。分組差錯(cuò)率可基于循環(huán)冗余檢驗(yàn)(CRC)失效。另外，干擾檢測(cè)單元18d可比較檢測(cè)的干擾與閾值。最好，控制器根據(jù)檢測(cè)的干擾，持續(xù)指定的時(shí)隙交換節(jié)點(diǎn)之間的通信順序，還可在交換通信的順序之后，根據(jù)檢測(cè)的干擾，協(xié)調(diào)新時(shí)隙的調(diào)度。另外，通過(guò)根據(jù)鏈路通信需求，分配用于調(diào)度的時(shí)隙，可協(xié)調(diào)與每個(gè)相鄰移動(dòng)節(jié)點(diǎn)12a-12h的通信。
該方法還包括使每個(gè)節(jié)點(diǎn)按優(yōu)先順序排列通信鏈路，并根據(jù)優(yōu)先化中斷通信鏈路之一，以使半永久時(shí)隙可用于建立與新的相鄰移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的通信鏈路。另外，根據(jù)鏈路需求，正被調(diào)度以便服務(wù)特定通信鏈路的可用時(shí)隙可被重新分配給另一通信鏈路。這有利地允許任何移動(dòng)節(jié)點(diǎn)適應(yīng)通信鏈路需求方面的變化。
現(xiàn)在將更詳細(xì)地說(shuō)明半永久時(shí)隙和可用時(shí)隙的調(diào)度。使定向天線16轉(zhuǎn)向接收移動(dòng)節(jié)點(diǎn)12a-12h的有關(guān)細(xì)節(jié)將被省略，因?yàn)楸绢I(lǐng)域的技術(shù)人員易于理解本發(fā)明的該特征。
為了便于討論，將假定定向天線16是相控陣天線。本領(lǐng)域的技術(shù)人員易于認(rèn)識(shí)到，相控陣天線16包括可被調(diào)整以便在所需方向產(chǎn)生可轉(zhuǎn)向的天線波束的多個(gè)天線元件和相應(yīng)的移相器。相控陣天線16操縱或掃描天線圖，而不必物理移動(dòng)天線。
另外為了便于討論，做出與無(wú)線移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)10相關(guān)的許多假設(shè)。首先，存在一個(gè)單一頻帶，該頻帶是由所有無(wú)線移動(dòng)節(jié)點(diǎn)12a-12h共享的高數(shù)據(jù)速率通道。這種傳輸通道在所有無(wú)線移動(dòng)節(jié)點(diǎn)12a-12h之間被分時(shí)用于發(fā)射和接收。所及傳輸時(shí)隙被預(yù)先安排。
另外假定提供一個(gè)獨(dú)立的低數(shù)據(jù)速率開(kāi)銷通道(overheadchannel)。該開(kāi)銷通道可被用于節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入，和各種其它數(shù)據(jù)鏈路控制開(kāi)銷信息，包括資源請(qǐng)求的交換。通過(guò)全向天線20提供這種開(kāi)銷通道。在所有節(jié)點(diǎn)還知道精確的全球定時(shí)基準(zhǔn)。在下面的討論中，術(shù)語(yǔ)無(wú)線移動(dòng)節(jié)點(diǎn)和無(wú)線移動(dòng)通信系統(tǒng)12a-12h是可互換的。
無(wú)線移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)10還包括定位和跟蹤移動(dòng)節(jié)點(diǎn)，以致當(dāng)預(yù)定的時(shí)隙可用時(shí)，相控陣天線16可被準(zhǔn)確指向的能力。如上所述，這里將不提供有關(guān)指向/跟蹤的詳細(xì)討論。
另外假定相控陣天線16具有零波束寬度。該假定將在后面放寬。從而，我們能夠假定指定移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的發(fā)射將只被它正試圖向其發(fā)射的相鄰移動(dòng)節(jié)點(diǎn)接收。這允許關(guān)于時(shí)隙調(diào)度的一組不太嚴(yán)格的約束。每個(gè)通信鏈路可用數(shù)字標(biāo)記，所述數(shù)字表示發(fā)射和接收數(shù)據(jù)的預(yù)定時(shí)隙。
所述約束如下所述。沒(méi)有任何節(jié)點(diǎn)具有一個(gè)以上的用相同時(shí)隙編號(hào)標(biāo)記的通信鏈路。指定時(shí)隙分配將被應(yīng)用于兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的半雙工鏈路，并被這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)交替用于發(fā)射和接收。這兩個(gè)約束意味著一個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)分配給其相鄰節(jié)點(diǎn)之一的時(shí)隙受該節(jié)點(diǎn)分配給其它鏈路的在先時(shí)隙約束。
圖1中圖解說(shuō)明了相控陣天線16的時(shí)隙的調(diào)度，圖1表示了具有基于預(yù)定時(shí)隙的鏈路連通性的網(wǎng)絡(luò)10。時(shí)隙被調(diào)度以致無(wú)線移動(dòng)節(jié)點(diǎn)12a-12h知道何時(shí)使它們各自的相控陣天線16指向相鄰的無(wú)線移動(dòng)節(jié)點(diǎn)。
通信鏈路被假定為雙向的，并且可按照半雙工方式使用，其中每個(gè)時(shí)隙編號(hào)代表一個(gè)時(shí)隙和在該時(shí)隙中發(fā)生的每個(gè)方向上的傳輸機(jī)會(huì)。術(shù)語(yǔ)Nframe將被用于表示某一幀內(nèi)的最大鏈路索引或者時(shí)隙的最大數(shù)目。就本例來(lái)說(shuō)，Nframe＝6。
圖3圖解說(shuō)明一幀典型的時(shí)隙。在最簡(jiǎn)單的公式表示中，每個(gè)信號(hào)出現(xiàn)時(shí)間或幀具有n個(gè)時(shí)隙，n的值被設(shè)置為Nframe。圖3中還表示了時(shí)隙如何被用于連接標(biāo)記為節(jié)點(diǎn)A和B的節(jié)點(diǎn)的鏈路。每個(gè)時(shí)隙被分成兩個(gè)微小時(shí)隙22a、22b。第一個(gè)微小時(shí)隙22a(例如該時(shí)隙的一半)被用于從節(jié)點(diǎn)A到節(jié)點(diǎn)B的傳輸。隨后，該鏈路的方向被反轉(zhuǎn)，第二個(gè)微小時(shí)隙22b被用于從節(jié)點(diǎn)B到節(jié)點(diǎn)A的傳輸。
在傳輸周期內(nèi)，可傳送多個(gè)分組。如圖所示，每個(gè)微小時(shí)隙22a、22b還包含根據(jù)下面考慮因素選擇的一個(gè)保護(hù)時(shí)間24a、24b。任意一對(duì)節(jié)點(diǎn)之間的最大距離確定必須適應(yīng)的最大傳播延遲。100英里的最大距離對(duì)應(yīng)于約0.5毫秒的傳播延遲。為每個(gè)微小時(shí)隙22a、22b分配保護(hù)時(shí)間，以適應(yīng)所有各對(duì)節(jié)點(diǎn)之間的傳播延遲的不確定性和不相等的傳播延遲。
在100英里的最大范圍下，需要0.5毫秒的保護(hù)時(shí)間。關(guān)于100英里的最大范圍的保護(hù)時(shí)間分配意味著需要使微小時(shí)隙22a、22b約為2-4毫秒，以使通道效率損失降至最小。例如，如果假定通信鏈路上的數(shù)據(jù)速率為0Mb/s，并且最大距離為100英里，那么4毫秒的微小時(shí)隙意味著200000比特/微小時(shí)隙(250微小時(shí)隙/秒)。從而，微小時(shí)隙會(huì)包含25000比特保護(hù)時(shí)間和175000比特的遺漏數(shù)據(jù)。
控制器18還可偏向每個(gè)建立的鏈路，以便當(dāng)調(diào)度可用時(shí)隙時(shí)分配優(yōu)先級(jí)(priority level)。如下更詳細(xì)所述，在每個(gè)幀內(nèi)提供半永久(SP)時(shí)隙和可用或按需分配(DA)的時(shí)隙。目的是增大同一時(shí)間幾個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的時(shí)隙的復(fù)用。雖然圖1中的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)10在節(jié)點(diǎn)和通信鏈路的總數(shù)方面受到限制，不過(guò)存在并行使用時(shí)隙的許多情況。例如，時(shí)隙1和2均同時(shí)在3個(gè)不同的通信鏈路上被使用，時(shí)隙6只在一個(gè)鏈路上被使用。所有其它時(shí)隙被分配給兩個(gè)通信鏈路。我們可把指示平均復(fù)用水平的復(fù)用因子定義為網(wǎng)絡(luò)中的時(shí)隙分配的總數(shù)(Nframe)與分配的時(shí)隙的數(shù)目(Num Slots Assigned)的比值R=Num_Slots_AssignedNframe---(1)]]>對(duì)于圖1中的例證網(wǎng)絡(luò)10，復(fù)用方法提供R＝14/6＝2.333的復(fù)用因子，指示平均來(lái)說(shuō)，在網(wǎng)絡(luò)調(diào)度中，每個(gè)時(shí)隙存在稍多于2個(gè)的同時(shí)用戶。顯然關(guān)于任何具體的調(diào)度算法計(jì)算的復(fù)用因子與網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和布局高度相關(guān)。完全相當(dāng)?shù)氖袌?chǎng)段應(yīng)考慮各種網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和布局。
通過(guò)注意每個(gè)節(jié)點(diǎn)至少需要和該節(jié)點(diǎn)具有的鄰居一樣多的時(shí)隙，即該節(jié)點(diǎn)需要至少等于其度(degree)的許多時(shí)隙，能夠確定任意圖的Nframe的值的下限。從而，Nframe必須至少和整個(gè)圖內(nèi)的最大節(jié)點(diǎn)度一樣大。從而，通過(guò)用di表示節(jié)點(diǎn)i的節(jié)點(diǎn)度，Nframe的值的下限為
Nframe≥maxi{di}(2)對(duì)于圖2中圖解說(shuō)明的例證網(wǎng)絡(luò)，復(fù)用部分被分配具有根據(jù)等式2，等于必須使用的時(shí)隙的最小數(shù)目的Nframe的調(diào)度。注意幾個(gè)節(jié)點(diǎn)，即除節(jié)點(diǎn)1之外的所有節(jié)點(diǎn)被分配少于完整的一組時(shí)隙。從而，增強(qiáng)的調(diào)度算法能夠向一些鏈路分配額外的時(shí)隙，而不會(huì)在調(diào)度上引起沖突。
下面的討論主要集中在用于產(chǎn)生鏈路調(diào)度的時(shí)隙的調(diào)度上。最終必須解決的整個(gè)相控陣網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題的其它部分包括1)節(jié)點(diǎn)和鄰居發(fā)現(xiàn)，2)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入，3)開(kāi)銷通道格式和協(xié)議，包括調(diào)度更新的協(xié)議交換，4)相鄰節(jié)點(diǎn)的跟蹤和定位(可包括相控陣天線16的幫助，和5)動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)布局的路由算法。
根據(jù)本發(fā)明的調(diào)度時(shí)隙的方法基于下述原則。首先，規(guī)定數(shù)目的時(shí)隙被分配成為指定鏈路安排的半永久(SP)時(shí)隙。剩余的可用時(shí)隙(DA)可根據(jù)按需分配，被分配給最需要它們的那些節(jié)點(diǎn)/鏈路。這允許根據(jù)需要靈活地改變調(diào)度。其次，如上所述，確定關(guān)于半永久分配時(shí)隙的最大數(shù)目的極限。該極限是根據(jù)具體的網(wǎng)絡(luò)選擇的一個(gè)參數(shù)。在每個(gè)節(jié)點(diǎn)一個(gè)SP時(shí)隙的情況下，該極限也是關(guān)于許可的相鄰節(jié)點(diǎn)的數(shù)目的上限。
第三，如上所述，確定每幀的時(shí)隙的最大數(shù)目的極限。該極限也是根據(jù)具體網(wǎng)絡(luò)選擇的一個(gè)參數(shù)。該極限對(duì)確定有關(guān)等待時(shí)間的限度是重要的，因?yàn)樗_定鏈路傳輸機(jī)會(huì)的最大再訪問(wèn)時(shí)間。
第四，選擇每幀的時(shí)隙的總數(shù)Nframe和每幀的半永久分配時(shí)隙的最大數(shù)目的極限之間的關(guān)系，以致半永久分配時(shí)隙的調(diào)度被大大簡(jiǎn)化，并且即使在分布式調(diào)度的情況下，也可顯著避免調(diào)度沖突。
通過(guò)把每個(gè)節(jié)點(diǎn)的半永久分配時(shí)隙的最大數(shù)目限制成每幀的時(shí)隙總數(shù)的幾分之一，大大簡(jiǎn)化了分布式分配半永久分配時(shí)隙的過(guò)程。半永久分配的數(shù)目的上限(于是，許可的相鄰節(jié)點(diǎn)的最大數(shù)目)由N表示。我們將考慮Nframe的值，以致
Nframe≥2N-1(3)假定網(wǎng)絡(luò)10中的所有節(jié)點(diǎn)12a-12h都由定向鏈路連接，每個(gè)節(jié)點(diǎn)具有通過(guò)跳時(shí)實(shí)現(xiàn)波速共用，并且指向其相鄰節(jié)點(diǎn)的單波束相控陣天線16。此外，假定鄰居的數(shù)目等于N，半永久時(shí)隙(同時(shí)每個(gè)鄰居分配一個(gè)SP時(shí)隙)的許可數(shù)目的極限被固定。
如果Nframe的固定值滿足等式(3)，那么通過(guò)關(guān)于這些鏈路中的每個(gè)鏈路，與鄰居相互達(dá)成協(xié)議，所有節(jié)點(diǎn)能夠?yàn)樵撴溌愤x擇一個(gè)不同的半永久時(shí)隙，而不考慮遠(yuǎn)離一個(gè)中繼段以上的其它節(jié)點(diǎn)正在選擇什么鏈路。這允許每個(gè)節(jié)點(diǎn)通過(guò)只與相鄰節(jié)點(diǎn)通信，以非常直接的方式為到該相鄰節(jié)點(diǎn)的鏈路選擇其半永久時(shí)隙?？蓪?duì)多達(dá)N個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)遵循該過(guò)程。
關(guān)鍵是認(rèn)識(shí)到對(duì)于N的固定值，當(dāng)Nframe的值增大時(shí)，對(duì)節(jié)點(diǎn)的選擇不與鄰居的時(shí)隙選擇沖突的時(shí)隙的能力的約束較少。為新鏈路選擇時(shí)隙的節(jié)點(diǎn)必須選擇當(dāng)前未被使用，并且鄰居沒(méi)有正在使用的時(shí)隙。
如果節(jié)點(diǎn)目前具有m個(gè)鄰居(到所述鄰居的這些鏈路中的每個(gè)鏈路被分配單一時(shí)隙)，并且正在增加到新的相鄰節(jié)點(diǎn)的鏈路，那么相鄰節(jié)點(diǎn)最多能夠使用(N-1)個(gè)時(shí)隙。從而，如果Nframe大于(m+N-1)，那么將存在該節(jié)點(diǎn)可分配給新鏈路的至少一個(gè)以上的時(shí)隙。該分配過(guò)程中的最壞情況是節(jié)點(diǎn)已具有(N-1)個(gè)鄰居，并且正在為第N個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)分配時(shí)隙的時(shí)候。這種情況下，對(duì)于要確?？晒┓峙浣o到第N個(gè)鄰居的鏈路的額外時(shí)隙來(lái)說(shuō)，Nframe必須滿足等式(3)。
下面將關(guān)于在所公開(kāi)的時(shí)隙調(diào)度方法中如何利用該性質(zhì)，進(jìn)行另外的一些觀察評(píng)論。首先，節(jié)點(diǎn)只需要與鄰居協(xié)調(diào)將為到該鄰居的定向鏈路分配的半永久時(shí)隙的選擇。請(qǐng)求該鏈路的節(jié)點(diǎn)可向所述鄰居發(fā)送該鏈路的建議時(shí)隙列表。這是以這些時(shí)隙未被用于SP分配為基礎(chǔ)的。根據(jù)下面要討論的其它因素，可存在該列表的其它排序，不過(guò)這不是必需的。相鄰節(jié)點(diǎn)隨后能夠從該列表中選擇它更喜歡的時(shí)隙，并返回答復(fù)及該選擇。這允許我們定義一種直截了當(dāng)、完全分布的半永久時(shí)隙調(diào)度方法。
如果節(jié)點(diǎn)的鄰居少于N個(gè)，那么在單個(gè)鏈路上可分配其N個(gè)許可的半永久時(shí)隙中的一個(gè)以上的半永久時(shí)隙。但是，這種情況下，不能保證無(wú)沖突地通過(guò)近鄰間的節(jié)點(diǎn)協(xié)調(diào)完成所有N個(gè)分配。例如，如果N＝6，并且一個(gè)節(jié)點(diǎn)只具有3個(gè)近鄰，但是這些近鄰均具有6個(gè)鄰居，那么該節(jié)點(diǎn)能夠只向與其3個(gè)近鄰的每個(gè)鏈路分配一個(gè)時(shí)隙。為了簡(jiǎn)化我們的算法，我們將不允許每個(gè)鏈路一個(gè)以上的SP時(shí)隙的調(diào)度。但是，所有未用的時(shí)隙可被分配為可用時(shí)隙。
對(duì)于具有非常大量的節(jié)點(diǎn)的某些網(wǎng)絡(luò)(其中潛在近鄰的數(shù)目將遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于極限N)，也存在要處理的布局控制(topology control)問(wèn)題。節(jié)點(diǎn)將面臨從潛在近鄰中選擇產(chǎn)生最佳網(wǎng)絡(luò)布局的那些近鄰的問(wèn)題。這種布局控制問(wèn)題還與優(yōu)化能量高效網(wǎng)絡(luò)的概念相關(guān)。在潛在近鄰的數(shù)目遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于極限N的情況下，可使用布局控制功能來(lái)選擇要連接的相鄰節(jié)點(diǎn)。
如果把(3)許可的最小值分配給Nframe，那么每個(gè)節(jié)點(diǎn)將被允許具有最多N個(gè)半永久時(shí)隙和總共(2N-1)個(gè)時(shí)隙分配。將基于最佳適應(yīng)通信負(fù)載地分配按需分配的時(shí)隙。當(dāng)然，分配更大值的Nframe也是一種選擇。這種情況下，將存在可用于需求分配的更多時(shí)隙?？纱嬖趯?duì)其來(lái)說(shuō)這是配置網(wǎng)絡(luò)的最佳方式的應(yīng)用。
如同半永久時(shí)隙一樣，節(jié)點(diǎn)只需要與某一近鄰協(xié)調(diào)將為到該近鄰的定向鏈路分配的可用時(shí)隙的選擇。這意味著某一近鄰將通過(guò)所述定向鏈路，向所述近鄰發(fā)送時(shí)隙分配的請(qǐng)求，并通過(guò)同一鏈路接收分配的準(zhǔn)許或者請(qǐng)求的拒絕。
向近鄰請(qǐng)求可用時(shí)隙DA的分配的節(jié)點(diǎn)將根據(jù)感知的對(duì)該鏈路上的額外容量的需要向近鄰請(qǐng)求可用時(shí)隙DA的分配。這可由基于短期和長(zhǎng)期測(cè)量的高鏈路利用(隊(duì)列形成)推動(dòng)。該請(qǐng)求將包含所請(qǐng)求的時(shí)隙的數(shù)目和量度，所述量度指示將附著到所述請(qǐng)求上的優(yōu)先級(jí)。所述量度可把隊(duì)列長(zhǎng)度表示成對(duì)時(shí)隙分配的需要的尺度。
接收請(qǐng)求的節(jié)點(diǎn)還可接收來(lái)自其它相鄰節(jié)點(diǎn)的請(qǐng)求，所述其它相鄰節(jié)點(diǎn)可能爭(zhēng)奪相同時(shí)隙的分配。為了簡(jiǎn)化時(shí)隙，在考慮下一分配之前，節(jié)點(diǎn)必須完成處理一個(gè)可用時(shí)隙DA分配的一個(gè)線程。這些分配可以不必持續(xù)長(zhǎng)期的時(shí)間，因?yàn)橛捎诓季肿兓慕Y(jié)果，它們不斷受到預(yù)占，從而被重新分配成半永久時(shí)隙，或者由于改變通信量需求，而受到重新分配。
現(xiàn)在將討論近鄰和鏈路發(fā)現(xiàn)。在與潛在的相鄰節(jié)點(diǎn)建立定向鏈路之前，分布式鏈路調(diào)度算法需要全向開(kāi)銷通道對(duì)必須與所述潛在的相鄰節(jié)點(diǎn)發(fā)生的某些協(xié)議交換的支持。這樣的消息包括REQ_SPTS，REQ_SPTS請(qǐng)求到該節(jié)點(diǎn)的定向鏈路上的半永久時(shí)隙的分配。
除了直接支持這里定義的協(xié)議的支持協(xié)議消息交換之外，全向開(kāi)銷通道必須支持近鄰和鏈路發(fā)現(xiàn)的功能。這通常是通過(guò)由每個(gè)節(jié)點(diǎn)通過(guò)全向天線20進(jìn)行的周期性全向發(fā)射實(shí)現(xiàn)的，所述周期性全向發(fā)射向在范圍內(nèi)移動(dòng)的任何其它節(jié)點(diǎn)通知這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)可以是相鄰節(jié)點(diǎn)。幾種自組織路由協(xié)議(包括OLSR)定義了這樣的支持協(xié)議。這些先前定義的協(xié)議可被修改，以支持這種分布式鏈路調(diào)度算法。這種協(xié)議的主要功能是發(fā)現(xiàn)新的潛在相鄰節(jié)點(diǎn)，并把這些報(bào)告給布局控制功能。
節(jié)點(diǎn)和鏈路發(fā)現(xiàn)的一種方法包括每個(gè)節(jié)點(diǎn)通過(guò)控制通道定期發(fā)射信標(biāo)消息，把它的存在和它的位置通知相鄰的節(jié)點(diǎn)。另外定期發(fā)射鏈路狀態(tài)消息，把其信標(biāo)近鄰(BN列表)和其PA近鄰節(jié)點(diǎn)(PAN列表)的身份以及分配給這些節(jié)點(diǎn)的時(shí)隙通知相鄰節(jié)點(diǎn)。
該算法的鏈路發(fā)現(xiàn)部分不斷比較雙向信標(biāo)近鄰(BBN)列表與PAN列表，查看在BBN列表上是否存在不在PAN列表上的任意節(jié)點(diǎn)。任何這樣的相鄰節(jié)點(diǎn)變成確定PA鏈路是否可能的鏈路測(cè)試的候選者。根據(jù)這種方法，在交換控制消息之后，測(cè)試定向鏈路以確定可靠的通信是否可能。如果通信是可靠的，那么新的相鄰節(jié)點(diǎn)被添加到PAN列表中。
這在測(cè)試時(shí)隙中確認(rèn)通信，但是不一定在可半永久地分配給鏈路的時(shí)隙中。一種方法是按照這種方式來(lái)進(jìn)行，或者另一種方法是等待，直到SP時(shí)隙被分配并在該時(shí)隙中測(cè)試通信。
如果布局控制功能不必進(jìn)行布局優(yōu)化，那么布局控制功能可以是非常簡(jiǎn)單的功能。該功能的目的是獲得PAN列表中的節(jié)點(diǎn)的列表，關(guān)于這些鏈路的可靠性的信息，和有關(guān)網(wǎng)絡(luò)布局的信息，并使用該信息來(lái)確定PAN列表上的哪些節(jié)點(diǎn)應(yīng)成為PA近鄰。這是如果存在諸如PA近鄰的數(shù)目不允許PAN列表中的所有節(jié)點(diǎn)都成為PA近鄰之類約束條件，那么應(yīng)優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)布局的功能。
就提出的Nframe的固定值和N的固定值(每個(gè)節(jié)點(diǎn)的半永久時(shí)隙的最大數(shù))的約束條件來(lái)說(shuō)，存在與網(wǎng)絡(luò)布局利用有一定關(guān)系的潛能。如果這些值被選擇成很小的數(shù)字，那么情況肯定是這樣。例如，如果在Nframe＝5的情況下選擇N＝3，那么當(dāng)對(duì)于任何節(jié)點(diǎn)，我們不能具有3個(gè)以上的近鄰時(shí)，難以期待良好連接的網(wǎng)絡(luò)布局，除非在增加新的PA近鄰節(jié)點(diǎn)之前，智能布局控制功能仔細(xì)地利用該布局。對(duì)于大型網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)尤其如此。
從而，布局控制功能應(yīng)創(chuàng)建近鄰優(yōu)先級(jí)(NP)列表，它是按照作為潛在PA近鄰的需要性的順序排序的PAN列表。該列表將指導(dǎo)優(yōu)先級(jí)順序，其中潛在的PA近鄰被安排時(shí)隙。但是，我們的首要問(wèn)題是可能具有15個(gè)節(jié)點(diǎn)的小型網(wǎng)絡(luò)的問(wèn)題。這種情況下，我們可指定N具有在5-8范圍內(nèi)的值，并且仍然具有低的等待時(shí)間。由于考慮5-8個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)將允許幾乎所有可能的近鄰成為PA近鄰，因此存在任何布局利用問(wèn)題的可能性很小。
布局控制功能的另一目的是產(chǎn)生布局改變事件，布局改變事件使鏈路調(diào)度器進(jìn)程改變狀態(tài)，并對(duì)SP時(shí)隙進(jìn)行重新分配過(guò)程。
現(xiàn)在將討論頂級(jí)調(diào)度算法結(jié)構(gòu)。以使調(diào)度過(guò)程的復(fù)雜性降至最小，同時(shí)利用上面概述的整個(gè)方法的目的，用公式表示所述調(diào)度過(guò)程?？刂圃撜{(diào)度的關(guān)鍵是在每個(gè)節(jié)點(diǎn)保持準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，所述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)反映分配給與每個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)的鏈路的未來(lái)時(shí)隙的時(shí)隙調(diào)度的狀態(tài)。
提出兩種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)時(shí)隙分配DB和鏈路消息DB。表1中列舉了關(guān)于信號(hào)出現(xiàn)時(shí)間(epoch)中的指定時(shí)隙的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的鏈路的可能狀態(tài)。表1描述了每種可能狀態(tài)，并給出了該狀態(tài)的符號(hào)。表2表示了例證的時(shí)隙分配DA和指示對(duì)于Nframe＝9(N＝5)來(lái)說(shuō)的時(shí)隙的內(nèi)容，每種狀態(tài)的狀態(tài)分配，和每個(gè)時(shí)隙的例證的分配近鄰ID。
在該例子中，4個(gè)近鄰已被分配SP時(shí)隙，從而在這些約束條件下，可連接一個(gè)額外的近鄰。存在一個(gè)自由時(shí)隙，該自由時(shí)隙可被分配為DB時(shí)隙或者和將被分配為SP時(shí)隙的DB時(shí)隙一起提供，如果新的相鄰節(jié)點(diǎn)是可能的話。后面在詳細(xì)的協(xié)議說(shuō)明中將討論鏈路消息DB的使用。該例子還表示子時(shí)隙，例如每個(gè)時(shí)隙2個(gè)子時(shí)隙的使用。
這是一種將和DA分配一起使用以便提供更細(xì)的粒度的概念。這種情況下該含義會(huì)是時(shí)隙k的分配，子時(shí)隙1會(huì)是對(duì)奇數(shù)編號(hào)幀上時(shí)隙k的鏈路的分配。相反，子時(shí)隙2會(huì)指示偶數(shù)編號(hào)幀上該時(shí)隙的分配。
表1

表2

圖5中表示了鏈路調(diào)度協(xié)議的頂級(jí)狀態(tài)圖。圖5表示負(fù)責(zé)維護(hù)和修改時(shí)隙分配數(shù)據(jù)庫(kù)的兩個(gè)獨(dú)立過(guò)程30和32。左側(cè)是維護(hù)和分配半永久(SP)時(shí)隙的過(guò)程，即過(guò)程30的狀態(tài)圖。該過(guò)程優(yōu)先于右側(cè)的過(guò)程32進(jìn)行的分配，過(guò)程32負(fù)責(zé)分配可用(DA)時(shí)隙。在過(guò)程路徑中31，可被捕捉的時(shí)隙如下所示自由的、DA分配的、和在被DA分配的過(guò)程中。類似地，在過(guò)程路徑33中，可被捕捉的時(shí)隙如下所示自由的、DA分配的和還需要被重新分配。
該數(shù)據(jù)庫(kù)可被控制為鎖定數(shù)據(jù)庫(kù)，以致對(duì)于任何指定的時(shí)隙分配狀態(tài)，在指定的時(shí)間，這兩種調(diào)度過(guò)程中只有一種能夠修改所述狀態(tài)。一旦過(guò)程之一開(kāi)始修改特定時(shí)隙分配的狀態(tài)，那么該狀態(tài)被鎖定，在所述狀態(tài)被釋放之前，另一過(guò)程不能對(duì)其進(jìn)行修改。
任何時(shí)候，DB中的每個(gè)時(shí)隙處于如表1中所示七種狀態(tài)之一?？捎脮r(shí)隙被認(rèn)為處于自由狀態(tài)，即，它們未被分配給到其相鄰節(jié)點(diǎn)之一的鏈路，因?yàn)檎{(diào)度沖突妨礙了分配或者因?yàn)樵摃r(shí)隙最近變成自由狀態(tài)并且還未被調(diào)度。
如上所示，處于自由狀態(tài)的時(shí)隙可被調(diào)度為SP時(shí)隙或者DA時(shí)隙。已被分配為SP分配的時(shí)隙只能由維持SP時(shí)隙的過(guò)程修改。如果網(wǎng)絡(luò)布局改變或者如果更理想的布局是可能的，那么該過(guò)程可解除分配該時(shí)隙。在這樣的時(shí)隙被返回自由狀態(tài)之前，維護(hù)和分配DA時(shí)隙的過(guò)程不能修改其狀態(tài)。
另外，具有指示它在正被SP分配過(guò)程中的DB狀態(tài)的任何時(shí)隙不能被DA分配過(guò)程分配。這包括指示SP請(qǐng)求和答復(fù)消息已被發(fā)送的狀態(tài)。但是，如果時(shí)隙的狀態(tài)是被DA分配，那么它可被DA分配過(guò)程重新分配。如果網(wǎng)絡(luò)上的加載指示需要DA時(shí)隙的重新分配，那么DA分配過(guò)程可重新分配處于DA分配狀態(tài)的時(shí)隙。
相反，分配SP時(shí)隙的過(guò)程具有優(yōu)先級(jí)。除了分配自由時(shí)隙之外，它可捕捉和重新分配已被DA分配或者在正被DA分配過(guò)程中的所有時(shí)隙。這樣做是為了提供一種確保在一幀Nframe時(shí)隙內(nèi)，至少單個(gè)SP時(shí)隙被分配給每個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)的簡(jiǎn)單過(guò)程。只有當(dāng)鏈路丟失或者如果布局控制功能確定特定鏈路不應(yīng)再在將與相鄰節(jié)點(diǎn)建立的前N個(gè)鏈路的列表中時(shí)，SP分配時(shí)隙才被返回自由狀態(tài)。
圖5圖解說(shuō)明該過(guò)程是如何工作的。SP時(shí)隙分配過(guò)程在分配時(shí)隙方面具有極大的靈活性。和DA過(guò)程相比，它可捕捉更多的時(shí)隙來(lái)分配，它可捕捉已被DA分配的或者在正被DA分配過(guò)程中的時(shí)隙。SP過(guò)程能夠從布局控制功能和協(xié)議消息接收各種事件以便處理，包括布局變化事件。
這樣的事件可包括到近鄰的鏈路的中斷，新近鄰的發(fā)現(xiàn)，從相鄰節(jié)點(diǎn)收到SP分配請(qǐng)求消息，應(yīng)發(fā)生布局變化，以便增加到某一近鄰的鏈路，中斷某一鏈路或者完成這兩者的發(fā)現(xiàn)。布局變化通知將攜帶描述需要發(fā)生的布局變化的數(shù)據(jù)。
如果事件描述鏈路的中斷，那么必須采取的唯一動(dòng)作是把時(shí)隙分配DB中的恰當(dāng)時(shí)隙狀態(tài)改為“自由”。如果要增加鏈路，那么該過(guò)程更復(fù)雜。這種情況下，SP時(shí)隙分配過(guò)程啟動(dòng)與新近鄰的協(xié)議消息交換，并修改時(shí)隙分配DB。這最終導(dǎo)致這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)在關(guān)于分配給該鏈路的SP時(shí)隙的時(shí)隙分配方面達(dá)到一致。只有單個(gè)SP時(shí)隙將被分配給與近鄰的每條鏈路，以便簡(jiǎn)化協(xié)議。下面說(shuō)明該協(xié)議的其它細(xì)節(jié)。
分配DA時(shí)隙的過(guò)程遵循類似的程序。DA時(shí)隙分配過(guò)程必須計(jì)算DA時(shí)隙需要，并將其與分配的時(shí)隙進(jìn)行比較，以確定是否需要新的時(shí)隙再分配。如果啟動(dòng)了DA時(shí)隙的再分配，那么它還將導(dǎo)致與相鄰節(jié)點(diǎn)的一系列協(xié)議消息交換，以便對(duì)重新分配的時(shí)隙達(dá)成協(xié)議。DA時(shí)隙分配過(guò)程可以只重新分配處于自由狀態(tài)或者未被SP分配的時(shí)隙。下面將更詳細(xì)地討論協(xié)議細(xì)節(jié)和確定何時(shí)需要DA時(shí)隙再分配的過(guò)程。
現(xiàn)在將討論把半永久時(shí)隙分配給定向鏈路。在分配N個(gè)半永久時(shí)隙的方法的說(shuō)明中，假定N是固定的，并且相對(duì)于網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和環(huán)境被智能選擇。另外假定Nframe＝2N-1。Nframe也可被設(shè)置成高于此的任意值，以便提供額外的按需時(shí)隙，如果認(rèn)為這對(duì)特定網(wǎng)絡(luò)和通信環(huán)境有用的話。
布局控制功能提供幾種重要的功能。近鄰優(yōu)先級(jí)(NP)列表由布局控制功能產(chǎn)生，并被用于指示時(shí)隙的分配的優(yōu)選PA相鄰節(jié)點(diǎn)。
如果NP列表的長(zhǎng)度為N或更小，那么布局控制功能將產(chǎn)生對(duì)SP時(shí)隙分配過(guò)程的布局改變事件，使其嘗試得到對(duì)所有這些相鄰節(jié)點(diǎn)的時(shí)隙分配。如果NP列表的長(zhǎng)度大于N，那么它將產(chǎn)生對(duì)SP時(shí)隙分配過(guò)程的布局改變事件，從而獲得對(duì)NP列表上優(yōu)先級(jí)最高的N個(gè)節(jié)點(diǎn)中的每一個(gè)的時(shí)隙分配。
由于網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)的緣故，NP列表不斷變化。當(dāng)PA鏈路中斷時(shí)，該節(jié)點(diǎn)從NP列表中被除去，該鏈路的時(shí)隙隨后被重新分配。這由布局控制功能啟動(dòng)，布局控制功能向SP時(shí)隙分配過(guò)程發(fā)送鏈路刪除事件。從而，SP時(shí)隙和分配給該鏈路的任何DA時(shí)隙變得適合于重新分配給PA列表上的另一節(jié)點(diǎn)。
在已知NP列表的當(dāng)前狀態(tài)的情況下，當(dāng)時(shí)隙變得可用時(shí)的第一種選擇是把時(shí)隙分配給額外的PA相鄰節(jié)點(diǎn)，如果這是可能的話。如果不能增加任何額外的相鄰節(jié)點(diǎn)，那么可基于DA重新分配時(shí)隙。
圖6表示了SP時(shí)隙分配過(guò)程的狀態(tài)圖。為了管理協(xié)議消息處理，創(chuàng)建鏈路調(diào)度消息DB，如表3中所示。這保持從當(dāng)下一SP消息到達(dá)以便處理時(shí)，要使用的在先協(xié)議交換所需的狀態(tài)?？臻e(idle)過(guò)程進(jìn)行事件管理，因?yàn)樵谠试S狀態(tài)改變成其它狀態(tài)之一之前，它檢查收到的事件。
這些操作包括檢查接收的消息，確定它們是否與DB的當(dāng)前狀態(tài)一致。如果消息與DB不一致，那么它被丟棄。某些超時(shí)可指示DB狀態(tài)需要被重置。該過(guò)程實(shí)現(xiàn)該功能。
表3

存在如表4中列舉的在SP時(shí)隙分配協(xié)議中所需的四種基本消息類型。這些消息類型的使用是無(wú)需解釋的，并且與前面的討論一致。
表4

圖7中表示了SP時(shí)隙分配的一個(gè)例子。節(jié)點(diǎn)1和2都具有3個(gè)近鄰，同時(shí)對(duì)每個(gè)鏈路表示了SP時(shí)隙分配。地是，它們可在它們之間增加額外的鏈路。鏈路調(diào)度協(xié)議將發(fā)現(xiàn)用于SP分配的可接受時(shí)隙。表5中表示了對(duì)應(yīng)的協(xié)議消息交換。
節(jié)點(diǎn)1通過(guò)發(fā)送REQ_SPTS(L+4、5、6、7))和至少N個(gè)候選時(shí)隙的列表，啟動(dòng)交換。該列表可包括全部的自由時(shí)隙和DA時(shí)隙。節(jié)點(diǎn)1正在把時(shí)隙1、2和3用于對(duì)其近鄰的SP分配，從而其列表L包含其它時(shí)隙4、5、6和7。當(dāng)請(qǐng)求消息被發(fā)送時(shí)，對(duì)時(shí)隙和鏈路調(diào)度消息數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行恰當(dāng)?shù)母淖儭９?jié)點(diǎn)2正在把時(shí)隙4、5和6用作到其3個(gè)近鄰的鏈路的SP分配，從而它選擇時(shí)隙7作為將用于新鏈路的唯一時(shí)隙。它在答復(fù)消息中發(fā)送該選擇。
當(dāng)答復(fù)消息被發(fā)送時(shí)，也對(duì)時(shí)隙和鏈路調(diào)度消息數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行恰當(dāng)?shù)母淖儭Ｗ詈?，?dāng)確認(rèn)被發(fā)送或收到時(shí)，恰當(dāng)時(shí)隙的狀態(tài)被改成“SP分配給鏈路(1，2)?！绷硗庾⒁馊绻?jié)點(diǎn)1和2已選擇4個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)，那么它們?nèi)匀荒軌蛘业浇柚湓谒鼈冎g建立鏈路的公共時(shí)隙，如果它們與它們的至少兩個(gè)近鄰使用相同的時(shí)隙。
表5

開(kāi)發(fā)了描述圖6中所需的過(guò)程的一些初始偽代碼。存在可能發(fā)生的必須由SP時(shí)隙分配過(guò)程34處理的各種事件。如表6中所示在空閑過(guò)程中進(jìn)行事件管理。表示了四類事件接收的消息，檢查超時(shí)，來(lái)自布局控制的鏈路增加通知，和鏈路故障或鏈路刪除。
首先相對(duì)于鏈路調(diào)度消息DB檢查接收的消息，以確保該消息與DB的當(dāng)前狀態(tài)一致。例如，如果我們向某一近鄰發(fā)送請(qǐng)求，那么預(yù)期的下一消息是答復(fù)。為了簡(jiǎn)化該分布式協(xié)議，每次只允許SP協(xié)議消息交換的一個(gè)線程。通過(guò)在啟動(dòng)鏈路增加轉(zhuǎn)變(transition)之前或者在處理REQ_SPTS消息之前，檢查DB以了解是否正在進(jìn)行其它SP消息交換，在程序中強(qiáng)制實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。
如果由于另一SP協(xié)議線程目前正在進(jìn)行中，不能啟動(dòng)鏈路增加，那么通過(guò)放棄和對(duì)預(yù)期其它進(jìn)程完成時(shí)的稍后時(shí)間重新調(diào)度，鏈路增加將被延期。允許進(jìn)行多次嘗試，以處理試圖同時(shí)增加鏈路的幾個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的潛在沖突。這并不意味著處理不可靠RF鏈路的問(wèn)題。應(yīng)通過(guò)使用和使用ARQ和重發(fā)來(lái)恢復(fù)丟失/出錯(cuò)的消息的開(kāi)銷通道的鏈路協(xié)議，來(lái)解決后一問(wèn)題。
從而，分布式調(diào)度協(xié)議可假定消息將不會(huì)被丟失。這為協(xié)議的簡(jiǎn)化創(chuàng)造了條件。當(dāng)布局控制從NP列表中選擇某一相鄰節(jié)點(diǎn)，以便連接為新鄰居時(shí)，它發(fā)出布局改變(鏈路增加)事件，布局改變事件(在空閑進(jìn)程中的一致性檢查之后)導(dǎo)致轉(zhuǎn)變到SP時(shí)隙分配進(jìn)程中的鏈路增加狀態(tài)。
表6

表7中表示了鏈路增加進(jìn)程的偽代碼。這啟動(dòng)只需要這兩個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)之間的SP時(shí)隙分配和協(xié)議消息交換的協(xié)調(diào)的進(jìn)程。請(qǐng)求鏈路的節(jié)點(diǎn)把REQ_SPTS消息連同該鏈路的可接受時(shí)隙的列表一起發(fā)送給候選相鄰節(jié)點(diǎn)。
候選時(shí)隙的列表必須包含至少N個(gè)時(shí)隙，所述至少N個(gè)時(shí)隙包括至少一個(gè)半永久時(shí)隙SP。該列表還可包括可能的所有N-1個(gè)可用DA時(shí)隙?？捎没虬葱钑r(shí)隙目前可被暫時(shí)分配用于按需通信。該列表將按照優(yōu)先級(jí)排序，以指示在當(dāng)前的可用時(shí)隙分配中產(chǎn)生最少混亂的時(shí)隙優(yōu)先選擇。換句話說(shuō)，正被使用的符號(hào)是時(shí)隙不是SP時(shí)隙，除非已被分配給通信鏈路。2N-1個(gè)時(shí)隙中的任意一個(gè)可以是SP時(shí)隙。從而，發(fā)送的N個(gè)時(shí)隙的列表或者是自由時(shí)隙或者是可用的DA時(shí)隙。這些可以是N-1個(gè)SP時(shí)隙，不過(guò)它們已被分配，不在該列表上。
考慮到不可靠的鏈路和與可能正在同時(shí)進(jìn)行的其它分配的沖突，REQ_SPTS消息可被發(fā)送多達(dá)MAX_TRIES次。如果不存在響應(yīng)REQ_SPTS消息，來(lái)自相鄰節(jié)點(diǎn)的任何REPLY_SPTS消息，那么鏈路調(diào)度消息DB中的超時(shí)觸發(fā)重試。一旦REQ_SPTS消息被發(fā)送，進(jìn)程返回空閑狀態(tài)，在空閑狀態(tài)下，其它事件可被處理。
表7

接收REQ_SPTS消息的近鄰將使其SP時(shí)隙分配進(jìn)程轉(zhuǎn)變成處理REQ_SPTS狀態(tài)。處理該消息的程序示于表8中。該程序獲得提供的時(shí)隙列表Ls，并選擇其優(yōu)選的時(shí)隙Ns。
如果到相鄰節(jié)點(diǎn)的鏈路的數(shù)目Num_links小于極限N，那么該程序從該列表中選擇它更喜歡的時(shí)隙。隨后發(fā)送REPLY_SPTS答復(fù)消息和該選擇。如果該鏈路不能被接受或者如果有另一SP時(shí)隙分配正在進(jìn)行，那么發(fā)送否定的REPLY_SPTS答復(fù)消息。
選擇的時(shí)隙將選自其N個(gè)可用時(shí)隙之一或者其自由時(shí)隙之一?？捎脮r(shí)隙或者是“自由”時(shí)隙或者是可用的DA時(shí)隙。如果我們能夠增加另一鏈路，那么將至少存在N個(gè)可用時(shí)隙。每個(gè)節(jié)點(diǎn)始終管理其時(shí)隙，以致存在可供分配為半永久時(shí)隙的N個(gè)時(shí)隙(N個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)一個(gè)半永久時(shí)隙，如果存在這么多的相鄰節(jié)點(diǎn))。如果它接受該鏈路，那么它將最多具有N-1個(gè)其它相鄰節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)分配一個(gè)半永久時(shí)隙。該程序還對(duì)鏈路調(diào)度消息DB和時(shí)隙分配DB中的狀態(tài)進(jìn)行恰當(dāng)?shù)男薷摹?br> 表8

接收的REPLY_SPTS消息被處理，如表9中所示。從消息中抽取從相鄰節(jié)點(diǎn)收到的時(shí)隙的選擇Ns。我們還需要節(jié)點(diǎn)用指示它將同意使用所分配時(shí)隙的肯定或否定CONFIRM消息來(lái)確認(rèn)該答復(fù)。這種三方握手消除了調(diào)度進(jìn)程的結(jié)果方面的不確定性。
如果REPLY_SPTS消息是肯定的答復(fù)，那么檢查時(shí)隙Ns的選擇，了解它是否仍然是允許的用于新鏈路的新SP時(shí)隙的分配。如果它是允許的，那么對(duì)時(shí)隙分配和鏈路調(diào)度消息數(shù)據(jù)庫(kù)中的狀態(tài)進(jìn)行恰當(dāng)修改。隨后返回肯定的CONFIRM消息。
如果接收的REPLY_SPTS消息是否定的答復(fù)，那么對(duì)該Nbr_ID重置時(shí)隙分配和鏈路調(diào)度消息數(shù)據(jù)庫(kù)。另外，如果Ns的選擇不再是許可的，那么對(duì)該Nbr_ID，鏈路調(diào)度消息數(shù)據(jù)庫(kù)被復(fù)位。隨后向相鄰節(jié)點(diǎn)發(fā)送拒絕該鏈路的否定的CONFIRM消息。
表9

表10表示處理CONFIRM消息的程序。如果CONFIRM是肯定的，那么認(rèn)為該鏈路將被加入該組近鄰中。節(jié)點(diǎn)的鏈路的數(shù)目Num_links被遞增。在時(shí)隙分配DB中，分配的時(shí)隙Ns被標(biāo)記成SP_Alloc，對(duì)于索引Nbr_ID，重置鏈路調(diào)度消息DB中的鏈路消息狀態(tài)。如果消息是否定的CONFIRM，那么對(duì)于該Nbr_ID，重置時(shí)隙分配和鏈路調(diào)度消息數(shù)據(jù)庫(kù)。
表10

由于幾個(gè)原因之一，分配的時(shí)隙可能需要被解除分配。如果在正常操作的過(guò)程中，鏈路中斷或者變得不可靠，那么布局控制功能被卷入以解決不可靠鏈路問(wèn)題。最終，它可產(chǎn)生指導(dǎo)時(shí)隙分配進(jìn)程刪除分配給該鏈路的所有時(shí)隙的布局改變(例如，鏈路刪除)事件。
表11中表示了該程序中所涉及的步驟。通過(guò)從請(qǐng)求與其它節(jié)點(diǎn)共用的所有時(shí)隙的解除分配的節(jié)點(diǎn)發(fā)送DELETE_TS消息，該鏈路被解除分配。另外，鏈路調(diào)度消息DB和時(shí)隙分配DB中的恰當(dāng)條目被重置。
表11

表12表示了處理收到的DELETE_TS消息的程序。從該消息抽取解除分配的時(shí)隙的列表Ls。隨后時(shí)隙分配DB和鏈路調(diào)度消息DB中的恰當(dāng)狀態(tài)被重置。
表12

總之，分配半永久時(shí)隙的功能的目的是連接盡可能多達(dá)N個(gè)的相鄰節(jié)點(diǎn)。如果獲得N個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)，那么每個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)被分配單個(gè)半永久時(shí)隙。一旦借助該協(xié)議建立了新的鏈路，那么這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)將在新分配的SP時(shí)隙中開(kāi)始工作。
該操作將測(cè)試所述新鏈路，以確定利用分配的時(shí)隙是否能夠保持可靠的通信。這確保不存在于該特定時(shí)隙中發(fā)生的異常干擾。如果該鏈路被測(cè)試為不可靠，那么將告知布局控制功能，以致該時(shí)隙可被解除分配并被用于其它用途。
下面將討論可用(按需)時(shí)隙的分配。將按照響應(yīng)不斷波動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)通信量的需求的方式，分配可用時(shí)隙。同樣，假定N被固定，并且相對(duì)于網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和環(huán)境被智能選擇。另外，假定Nframe＝2N-1。
為了使可用容量的分配的粒度更細(xì)，時(shí)隙將被分成ms個(gè)子時(shí)隙。對(duì)于下述討論的剩余部分，假定ms＝2。這將通過(guò)把子時(shí)隙定義為每第ms(或者第二)幀重復(fù)的特定時(shí)隙分配來(lái)實(shí)現(xiàn)。
只有當(dāng)為一個(gè)節(jié)點(diǎn)和一個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)之間的鏈路分配至少一個(gè)半永久時(shí)隙時(shí)，才允許從所述一個(gè)節(jié)點(diǎn)到所述一個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)的對(duì)可用時(shí)隙的請(qǐng)求。在鏈路被分配至少一個(gè)半永久時(shí)隙之后，每第ms(或者第二)幀，節(jié)點(diǎn)可請(qǐng)求單一時(shí)隙的周期分配。用于調(diào)度可用時(shí)隙的消息可通過(guò)PA鏈路發(fā)送，以便在需要時(shí)隙之前幾幀，調(diào)度時(shí)隙，因?yàn)樵撴溌肪哂忻繋辽僖粋€(gè)半永久時(shí)隙的分配。
有效分配可用時(shí)隙的關(guān)鍵要求是每個(gè)鏈路上通信量要求的測(cè)量。將需要兩個(gè)量度。首先，測(cè)得的通過(guò)鏈路(i，k)發(fā)送的平均通信量(用每幀的時(shí)隙的數(shù)目為單位)將由Tikse表示。該量度將包括通過(guò)每幀的一個(gè)或多個(gè)半永久時(shí)隙以及任何可用時(shí)隙發(fā)送的所有通信量。
另外，我們還需要保持鏈路(i，k)的隊(duì)列狀態(tài)的當(dāng)前量度Qik，Qik的值越大，表示需要一個(gè)或多個(gè)可用時(shí)隙的立即分配。需求的偶然爆發(fā)可產(chǎn)生Qik的增大，這隨后應(yīng)觸發(fā)對(duì)按需容易的額外時(shí)隙的請(qǐng)求，直到隊(duì)列大小減小為止。
在鏈路(i，k)上分配的時(shí)隙的總數(shù)(在ms＝2的情況下，量化為時(shí)隙的一半)將用Niktot表示。時(shí)隙需求被定義成如下所示Tikdem=f(Tikse.Qik),---(4)]]>它是測(cè)量的通信量加上由隊(duì)列大小指示的所需的估計(jì)附加容量的函數(shù)。從而，該鏈路上所需的時(shí)隙的數(shù)目Tikneed如下所示Tikneed=max(Tikdem,Tkidem)---(5)]]>
分配給該鏈路的度量(metrics)如下所示MikDA=Tikneed-Niktot+B,---(6)]]>它是應(yīng)通過(guò)DA時(shí)隙分配機(jī)制分配給該鏈路的額外時(shí)隙的估計(jì)數(shù)目的量度。B是可能名義上被設(shè)置成約為時(shí)隙的1/4-1/2，以便向每個(gè)鏈路分配足夠的過(guò)量容量，從而避免大排隊(duì)的偏項(xiàng)。雖然我們正在舉例說(shuō)明使用在(4)中定義的度量的方法，不過(guò)各種其它形式的度量也可被用作分配DA時(shí)隙的基礎(chǔ)。
圖8表示了DA時(shí)隙分配進(jìn)程36的狀態(tài)圖。狀態(tài)圖和協(xié)議交換與SP時(shí)隙進(jìn)程的狀態(tài)圖和協(xié)議交換類似。為了簡(jiǎn)化協(xié)議消息處理，在任何時(shí)候只能進(jìn)行DA時(shí)隙分配的單一線程。空閑的進(jìn)程進(jìn)行事件管理，因?yàn)樵谠试S狀態(tài)改變到其它狀態(tài)之一之前，它檢查收到的狀態(tài)。
這些操作包括下述內(nèi)容。檢查接收的消息，確定它們是否與DB的當(dāng)前狀態(tài)一致。如果消息與DB不一致，那么它被丟棄。某些超時(shí)可指示DB狀態(tài)需要被重置。該進(jìn)程實(shí)現(xiàn)該功能。它還確定在已知節(jié)點(diǎn)的通信負(fù)載需求的情況下，DA時(shí)隙分配是否最佳。如果它確定新的DA時(shí)隙是否必須被加入到特定的鏈路中，那么它可導(dǎo)致轉(zhuǎn)換變?cè)黾覦A時(shí)隙狀態(tài)。
在DA時(shí)隙分配協(xié)議中需要四種基本消息類型，如下表13中所示。它們與在SP時(shí)隙分配中使用的消息類型非常類似。這些消息類型的使用是自明的，并且與SP時(shí)隙分配進(jìn)程的在先說(shuō)明一致。
表13

圖9中表示了DA時(shí)隙分配的一個(gè)例子。節(jié)點(diǎn)1希望為其鏈路(1，2)增加額外的DA時(shí)隙分配。對(duì)應(yīng)的協(xié)議消息交換示于表5中。節(jié)點(diǎn)1通過(guò)發(fā)送指示它能夠支持所有時(shí)隙5和6及子時(shí)隙4.2的分配的REQ_DATS(L＝(4.2，5，6))，啟動(dòng)所述交換。該列表可包括所有自由時(shí)隙和DA時(shí)隙，后者較少需要。
當(dāng)請(qǐng)求消息被發(fā)送時(shí)，對(duì)時(shí)隙和鏈路調(diào)度消息數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行恰當(dāng)?shù)母淖?。?jié)點(diǎn)2正在把時(shí)隙1、3和6用作其到其3個(gè)近鄰的鏈路的SP分配，把子時(shí)隙2.1和3.2用作DA分配。它可選擇子時(shí)隙4.2或者時(shí)隙5的兩個(gè)子時(shí)隙。它選擇并在答復(fù)消息中發(fā)送該選擇。
當(dāng)發(fā)送答復(fù)消息時(shí)，對(duì)時(shí)隙和鏈路調(diào)度消息數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行恰當(dāng)改變。最后，當(dāng)發(fā)送或收到確認(rèn)時(shí)，恰當(dāng)時(shí)隙的狀態(tài)被改變成“子時(shí)隙4.2被DA分配給鏈路(1，2)?！北?4

在每個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)使用下述方法為到相鄰節(jié)點(diǎn)的定向鏈路分配(N-1)個(gè)可用時(shí)隙。利用這些措施，每個(gè)節(jié)點(diǎn)將連續(xù)保持其被分配半永久時(shí)隙的每個(gè)鏈路的鏈路度量MikDA。每個(gè)節(jié)點(diǎn)將使用該鏈路度量來(lái)指示對(duì)到每個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)的額外傳輸時(shí)隙的需要。MikDA的最大值指示最需要額外的按需時(shí)隙分配的鏈路。MikDA的正值指示所需的額外時(shí)隙的數(shù)目，MikDA的負(fù)值指示可被放棄以供重新分配的時(shí)隙的數(shù)目。
作為度量，MikDA被保持，如果最大的鏈路度量指示需要額外的子時(shí)隙分配，并且如果存在可用作自由時(shí)隙或者用作對(duì)其它鏈路的過(guò)量DA分配(同樣由較小度量指示)的子時(shí)隙，那么該進(jìn)程轉(zhuǎn)變到增加DA時(shí)隙狀態(tài)，啟動(dòng)找出DA子時(shí)隙分配的進(jìn)程。
如同半永久時(shí)隙一樣，節(jié)點(diǎn)只需要與近鄰協(xié)調(diào)將為到該近鄰的定向鏈路分配的DA時(shí)隙的選擇。這意味著近鄰將通過(guò)定向鏈路，向該近鄰發(fā)送時(shí)隙分配請(qǐng)求，并通過(guò)相同的鏈路接收分配的批準(zhǔn)或者請(qǐng)求的拒絕。
開(kāi)發(fā)了描述圖8中所需進(jìn)程的一些初級(jí)偽代碼。存在可能發(fā)生的必須上DA時(shí)隙分配進(jìn)程處理的各種事件。如表6中所示在空閑進(jìn)程中進(jìn)行事件管理。
表示了四種類型的事件1)接收的消息，2)檢查超時(shí)，3)鏈路度量的重新計(jì)算和4)DA時(shí)隙需要和DA時(shí)隙刪除。首先相對(duì)于鏈路調(diào)度消息DB檢查接收的消息，以確保該消息與DB的當(dāng)前狀態(tài)一致。例如，如果我們向某一近鄰發(fā)送請(qǐng)求，那么預(yù)期的下一消息是答復(fù)。
為了簡(jiǎn)化該分布式協(xié)議，每次只允許SP協(xié)議消息交換的一個(gè)線程。通過(guò)在啟動(dòng)鏈路增加轉(zhuǎn)變(transition)之前或者在處理REQ_DATS消息之前，檢查DB以了解是否正在進(jìn)行其它SP消息交換，在程序中強(qiáng)制實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。如果由于另一SP協(xié)議線程目前正在進(jìn)行中，不能啟動(dòng)額外的時(shí)隙，那么所述額外時(shí)隙將不被進(jìn)行。
在重新計(jì)算鏈路度量和DA時(shí)隙需要的下一機(jī)會(huì)，自然地可重新調(diào)度額外時(shí)隙。將根據(jù)預(yù)先設(shè)置的時(shí)間表，定期重新計(jì)算鏈路度量。鏈路度量大于某一閾值Mzx_metric_threshold的鏈路是獲得新的DA子時(shí)隙的候選者。
具有超過(guò)該閾值的最大度量的鏈路可被選為將被分配新的DA子時(shí)隙的下一鏈路。當(dāng)新的DA子時(shí)隙需要被分配，并且如果它滿足上述條件，那么在DA時(shí)隙分配進(jìn)程中發(fā)生到增加DA時(shí)隙狀態(tài)的轉(zhuǎn)變。
表15

表16中表示了額外DA時(shí)隙進(jìn)程的偽代碼。這啟動(dòng)只要求這兩個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)之間的時(shí)隙分配和協(xié)議消息交換的協(xié)調(diào)的進(jìn)程。請(qǐng)求鏈路的節(jié)點(diǎn)把REQ_DATS和所述鏈路的可接受時(shí)隙的列表一起發(fā)送給候選相鄰節(jié)點(diǎn)。
候選時(shí)隙的列表必須包含所有自由子時(shí)隙和具有低于某一閾值Min_metric_threshold的度量的所有DA子時(shí)隙。DA時(shí)隙可能被同時(shí)暫時(shí)分配給其它DA通信。該列表將按照優(yōu)先級(jí)排序，以指示在當(dāng)前的按需時(shí)隙分配中導(dǎo)致最少混亂的子時(shí)隙優(yōu)先選擇。優(yōu)選權(quán)排序?qū)⑹鞘紫仁亲杂蓵r(shí)隙，隨后是從具有最小度量的子時(shí)隙，一直到具有小于Min_metric_threshold的最大度量的子時(shí)隙。
為了簡(jiǎn)化該分布式協(xié)議，每次只允許DA協(xié)議消息交換的一個(gè)線程。這在空閑程序中被強(qiáng)制實(shí)現(xiàn)。REQ_DATS消息只被發(fā)送一次，但是如果相鄰節(jié)點(diǎn)目前正在處理另一DA協(xié)議交換，那么它可能不成功。這種情況下，節(jié)點(diǎn)最終將收到否定的REPLY_DATS消息。如果下一次評(píng)估鏈路度量時(shí)，該鏈路具有最大的度量，那么這種情況下將再次進(jìn)行增加DA時(shí)隙的嘗試。一旦REQ_DATS消息被發(fā)送，那么進(jìn)程就返回空閑狀態(tài)，在空閑狀態(tài)下，其它事件可被處理。
表16

接收REQ_DATS的近鄰將使其DA時(shí)隙分配進(jìn)程轉(zhuǎn)變到REQ_SPTS狀態(tài)。表17中表示了處理該消息的程序。該程序獲得提供的子時(shí)隙的列表Ls，并選擇其優(yōu)選的子時(shí)隙Ns。接受的子時(shí)隙是列表Ls上或者在時(shí)隙分配DB中被標(biāo)記為自由的，或者被DA分配的具有小于Min_metric_threshold的鏈路度量的第一子時(shí)隙。隨后連同該選擇發(fā)送REPLY_DATS答復(fù)消息。如果該鏈路不能被接受或者如果有另一DA時(shí)隙分配正在進(jìn)行中，那么發(fā)送否定的REPLY_DATS答復(fù)消息。該程序還對(duì)鏈路調(diào)度消息DB和時(shí)隙分配DB中的狀態(tài)進(jìn)行恰當(dāng)修改。
表17

接收的REPLY_DATS消息如表18中所示被處理。從該消息中抽取從相鄰節(jié)點(diǎn)接收的子時(shí)隙Ns的選擇。我們要求該節(jié)點(diǎn)用指示它將同意使用所分配時(shí)隙的肯定或否定CONFIRM消息確認(rèn)該答復(fù)。如SP分配進(jìn)程中所示，這種三方握手消除了調(diào)度進(jìn)程的結(jié)果方面的不確定性。
如果REPLY_DATS消息是肯定的答復(fù)，那么檢查子時(shí)隙Ns的選擇，了解它是否仍然是允許的用于新鏈路的新DA子時(shí)隙的分配。如果它是允許的，那么對(duì)時(shí)隙分配和鏈路調(diào)度消息數(shù)據(jù)庫(kù)中的狀態(tài)進(jìn)行恰當(dāng)修改。隨后返回肯定的CONFIRM消息。
如果接收的REPLY_DATS消息是否定的答復(fù)，那么對(duì)該Nbr_ID重置時(shí)隙分配和鏈路調(diào)度消息數(shù)據(jù)庫(kù)。另外，如果Ns的選擇不再是許可的，那么對(duì)該Nbr_ID，重置鏈路調(diào)度消息數(shù)據(jù)庫(kù)。隨后向相鄰節(jié)點(diǎn)發(fā)送拒絕該鏈路的否定的CONFIRM消息。
表18

表19表示處理CONFIRM消息的程序。如果CONFIRM是肯定的，那么選擇的子時(shí)隙將被加入到對(duì)到Nbr ID的鏈路的分配中。分配的時(shí)隙Ns在時(shí)隙分配DB中被標(biāo)記成DA_Alloc，對(duì)于索引Nbr_ID，重置鏈路調(diào)度消息DB中的鏈路消息狀態(tài)。如果消息是否定的CONFIRM，那么對(duì)該子時(shí)隙，重置時(shí)隙分配和鏈路調(diào)度消息數(shù)據(jù)庫(kù)。
表19

由于幾個(gè)原因之一，分配的時(shí)隙可能需要被解除分配。如果在正常操作的過(guò)程中，鏈路中斷或者變得不可靠，那么布局控制功能被卷入以解決不可靠鏈路問(wèn)題。最終，它可產(chǎn)生指導(dǎo)時(shí)隙分配進(jìn)程刪除分配給該鏈路的所有時(shí)隙的布局改變(例如，鏈路刪除)事件。
表11中表示了該程序中所涉及的步驟。通過(guò)從請(qǐng)求與其它節(jié)點(diǎn)共用的所有時(shí)隙的解除分配的節(jié)點(diǎn)發(fā)送DELETE_TS消息，該鏈路被解除分配。另外，鏈路調(diào)度消息DB和時(shí)隙分配DB中的恰當(dāng)條目被重置。
表20

表21表示處理收到的DELETE_TS消息的程序。從該消息抽取將被解除分配的子時(shí)隙Ls。隨后時(shí)隙分配DB和鏈路調(diào)度消息DB中的恰當(dāng)狀態(tài)被重置。
表21

鏈路調(diào)度算法還適用于由相控陣天線16產(chǎn)生的多個(gè)同時(shí)波束。設(shè)想對(duì)其中每個(gè)節(jié)點(diǎn)采用多個(gè)天線波束和獨(dú)立的接收器，例如多波束相控陣天線(或者其它類型的多重定向天線)的系統(tǒng)的擴(kuò)展。此外，假定所有節(jié)點(diǎn)并不都必須具有相同數(shù)目的波束，即，節(jié)點(diǎn)k具有Bk個(gè)波束。這等同于在任意時(shí)隙可能的Bk個(gè)并行鏈路。
我們正在擴(kuò)展前面的討論(前面的討論設(shè)想單一的指向波束)，以允許Bk個(gè)波束在大于Bk的一組相鄰節(jié)點(diǎn)之間被分時(shí)。即使節(jié)點(diǎn)均具有不同數(shù)目的波束，所有節(jié)點(diǎn)必須使用共同的時(shí)隙格式和對(duì)于每個(gè)波束來(lái)說(shuō)，每幀的時(shí)隙的數(shù)目等于Nframe的幀。
把在任意節(jié)點(diǎn)k，其Bk波束任意之一上的半永久(SP)分配時(shí)隙的數(shù)目的上限(于是，每個(gè)波束許可的相鄰節(jié)點(diǎn)的最大數(shù)目)看做由Nbeam表示。Nbeam的值只取決于每幀的時(shí)隙的數(shù)目，而不取決于波束的數(shù)目。如(3)中一樣，我們將規(guī)定Nbeam必須滿足下述等式Nframe≥2·Nbeam-1 (7)假定網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點(diǎn)由定向鏈路連接，其中節(jié)點(diǎn)k具有通過(guò)跳時(shí)實(shí)現(xiàn)波速共用，并且指向其相鄰節(jié)點(diǎn)的Bk個(gè)波束。此外，假定每個(gè)波束允許的近鄰的數(shù)目等于Nbeam，每個(gè)波束允許的半永久時(shí)隙的許可數(shù)目的固定極限(在每個(gè)近鄰被分配一個(gè)SP時(shí)隙的情況下)。
如果在每個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)，對(duì)于每個(gè)波束來(lái)說(shuō)，Nbeam的固定值滿足(7)，那么通過(guò)關(guān)于這些鏈路中的每個(gè)鏈路，與近鄰的相互協(xié)定，所有節(jié)點(diǎn)能夠?yàn)樵撴溌芳捌涿總€(gè)波束選擇不同的半永久時(shí)隙，而不考慮距離一個(gè)中繼段以上的其它節(jié)點(diǎn)正在選擇什么顏色。這允許每個(gè)節(jié)點(diǎn)通過(guò)只與相鄰節(jié)點(diǎn)通信，以非常直接的方式為每個(gè)波束選擇其Nbeam個(gè)半永久時(shí)隙。通過(guò)遵循該策略，每個(gè)節(jié)點(diǎn)能夠支持至少Nk＝Bk·Nbeam(8)個(gè)近鄰，并且均被分配單一的SP時(shí)隙，同時(shí)每個(gè)波束被分配不高于Nbeam個(gè)這種時(shí)隙。
只要(7)被滿足，就可支持每個(gè)波束Nbeam個(gè)近鄰的驗(yàn)證是直接根據(jù)關(guān)于單波束情況的觀察結(jié)果的驗(yàn)證得出的。從而，如果所有Bk個(gè)波束使它們的SP時(shí)隙按照相同的方式被調(diào)度，那么顯然可被支持的相鄰節(jié)點(diǎn)的數(shù)目是波束的數(shù)目與每波束的近鄰數(shù)目的乘積，得到等式(8)。
圖10中表示了每個(gè)節(jié)點(diǎn)具有不同數(shù)目的波束的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的SP時(shí)隙分配的例子。在該例子中，節(jié)點(diǎn)1具有2個(gè)波束，節(jié)點(diǎn)2具有3個(gè)波束。雖然這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)具有不同數(shù)目的波速，不過(guò)兩個(gè)節(jié)點(diǎn)都必須使用相同的幀結(jié)構(gòu)。在本例中，Nframe＝5時(shí)隙/幀。根據(jù)(7)和(8)，這允許節(jié)點(diǎn)1最多具有6個(gè)鄰居，節(jié)點(diǎn)2最多具有9個(gè)鄰居。
最初，這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)都具有1個(gè)節(jié)點(diǎn)，小于在(7)和(8)的約束下，它們被允許的近鄰的最大數(shù)目。為每個(gè)鏈路表示了SP波束/時(shí)隙分配。這些節(jié)點(diǎn)可在它們之間增加額外的一條鏈路，同時(shí)仍然滿足(7)和(8)的約束。鏈路調(diào)度協(xié)議將得到用于每個(gè)節(jié)點(diǎn)的SP分配的可接受的波束/時(shí)隙，并且它基本上按照和單波束情況下它所采用的相同方式工作。
表22中表示了對(duì)應(yīng)的協(xié)議消息交換。節(jié)點(diǎn)1通過(guò)發(fā)送REQ_SPTS(L＝1，2，3)以及至少Nbeam個(gè)候選時(shí)隙的列表，啟動(dòng)所述交換。注意3個(gè)波束ID由a、b和c表示，時(shí)隙編號(hào)由波束ID上的下標(biāo)表示。節(jié)點(diǎn)1必須識(shí)別它已在波束a上使用所有3個(gè)許可的SP時(shí)隙，但是在其波束b上，它只分配了3個(gè)許可的SP時(shí)隙中的2個(gè)。
從而，它把3個(gè)SP時(shí)隙(在波束b上可用)的列表發(fā)送給節(jié)點(diǎn)2。該列表可包括該波束上的所有自由時(shí)隙和DA時(shí)隙。當(dāng)發(fā)送請(qǐng)求消息時(shí)，對(duì)時(shí)隙和鏈路調(diào)度消息數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行恰當(dāng)改變。節(jié)點(diǎn)2先前已為其到其8個(gè)近鄰的鏈路，在波束a和b上所有可用的SP時(shí)隙。
從而，波束c是能夠接收新的SP分配的唯一波束。當(dāng)它從節(jié)點(diǎn)1收到REQ_SPTS(L＝(1，2，3))時(shí)，它選擇波束/時(shí)隙c3作為將為新鏈路(先前已分配c1和c2作為SP時(shí)隙)的唯一波束/時(shí)隙。它在答復(fù)消息中發(fā)送該選擇。當(dāng)發(fā)送答復(fù)消息時(shí)，還對(duì)波束/時(shí)隙和鏈路調(diào)度消息數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行恰當(dāng)改變。最后，當(dāng)發(fā)送或收到確認(rèn)時(shí)，恰當(dāng)時(shí)隙的狀態(tài)被改變?yōu)椤氨籗P分配給鏈路(1，2)?！北?2

實(shí)現(xiàn)多波束調(diào)度算法/協(xié)議所需的改變簡(jiǎn)單并如下所示。把波束ID作為變量加入時(shí)隙DB和鏈路調(diào)度消息DB的狀態(tài)中。使用(7)和(8)作為確定是否能夠調(diào)度新的SP時(shí)隙的標(biāo)準(zhǔn)。我們?yōu)榫W(wǎng)絡(luò)指定參數(shù)Nframe和Nbeam的值。
為了新潛在的近鄰提供新的SP時(shí)隙分配，該算法必須首先找出近鄰的數(shù)目小于Nbeam的波束。該波束隨后可被用于增加該新鄰居。節(jié)點(diǎn)向其近鄰發(fā)送的REQ_SPTS消息將規(guī)定當(dāng)前未被分配的波束的Nbeam可用時(shí)隙。
在收到REQ_SPTS消息的情況下，節(jié)點(diǎn)必須找出它的近鄰的數(shù)目小于Nbeam的波束之一。該波束隨后可被用于增加新鄰居。通過(guò)比較接收的REQ_SPTS消息中的Nbeam個(gè)時(shí)隙的列表與所選波束中當(dāng)前未被分配的Nbeam個(gè)時(shí)隙，可發(fā)現(xiàn)為這兩個(gè)列表共用的至少一個(gè)時(shí)隙。該時(shí)隙可被選為將在REPLY_SPTS消息中發(fā)送的時(shí)隙。一旦始發(fā)節(jié)點(diǎn)收到REPLY_SPTS消息，那么兩個(gè)節(jié)點(diǎn)將已選擇它們的波束和共同的時(shí)隙分配。
該例子含蓄地假定單一頻帶被用于每個(gè)波束。這種情況下，一個(gè)節(jié)點(diǎn)可具有通過(guò)相同頻帶無(wú)干擾地同時(shí)通信的幾個(gè)波束。實(shí)踐中難以支持這種無(wú)干擾操作。就在不同的頻帶中工作的每個(gè)波束(即圖10中的波束a、b和c均使用不同的頻帶)來(lái)說(shuō)，可類似地用公式表示該問(wèn)題。根據(jù)調(diào)度算法，我們理應(yīng)對(duì)SP時(shí)隙的分配應(yīng)用相同的約束條件。但是，在實(shí)際分配時(shí)隙/波束組合的情況下，我們需要找出這樣一種分配，以致這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)正在使用相同的波束(等同于使用相同的頻帶)以及相同的時(shí)隙。從調(diào)度的觀點(diǎn)來(lái)看，這等同于使每個(gè)波束/時(shí)隙組合不同。從而，可用時(shí)隙的數(shù)目是波束的數(shù)目與幀大小的乘積。這種情況下，向潛在近鄰分配SP時(shí)隙的約束條件由下式給出B·Nframe≥2·N-1， (9)其中B表示波束的數(shù)目。這種有關(guān)鄰居數(shù)目的約束稍微比(7)和(8)的約束更嚴(yán)格，因?yàn)橐蠊灿肧P時(shí)隙的節(jié)點(diǎn)還必須使用相同的波束/頻率通道以及相同的時(shí)隙。對(duì)于Nframe＝5和B＝3的例子來(lái)說(shuō)，那么(8)的約束條件允許每個(gè)節(jié)點(diǎn)8個(gè)近鄰，而(7)和(8)的約束條件將允許每個(gè)節(jié)點(diǎn)9個(gè)近鄰。
圖10中的例證問(wèn)題具有2個(gè)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)具有3個(gè)波束，每個(gè)波束在不同的頻帶中工作，即，波束a、b和c均使用不同的頻帶。另外假定幀大小為5。兩個(gè)節(jié)點(diǎn)都已向相鄰節(jié)點(diǎn)提交7個(gè)SP時(shí)隙，從而根據(jù)(9)，它們都可利用一個(gè)SP時(shí)隙增加一個(gè)額外的近鄰，所述一個(gè)SP時(shí)隙允許它們?cè)谄溟g建立鏈路。圖中指示出了提交的SP時(shí)隙，在表23中示出了建立SP時(shí)隙分配和新鏈路所需的消息交換。節(jié)點(diǎn)1通過(guò)向節(jié)點(diǎn)2發(fā)送REQ_SPTS(L＝(a4，a5，b3，b4，b5，c3，c4，c5))啟動(dòng)消息交換，節(jié)點(diǎn)2必須包括它先前未分配為SP時(shí)隙的8個(gè)波束/時(shí)隙組合。在本例中，節(jié)點(diǎn)2已分配未被節(jié)點(diǎn)1使用的7個(gè)波束/時(shí)隙組合(它們?cè)谟赗EQ_SPTS消息中接收的8個(gè)波束/時(shí)隙組合的列表中)。從而，依據(jù)(9)，存在它可選擇以供分配的至少一個(gè)剩余波束/時(shí)隙組合(c5)。這是分配給節(jié)點(diǎn)1和2之間的鏈路的SP波束/時(shí)隙組合，如圖11和表23中所示。
表23

現(xiàn)在參見(jiàn)圖12和13，決定何時(shí)適合于在兩個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)12之間建立定向鏈路的一種有利的方法是首先確定節(jié)點(diǎn)之間的全向鏈路的質(zhì)量，使所述決定基于該質(zhì)量值。即，定向信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度一般大于在相同功率水平下發(fā)射的定向信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度，因?yàn)槎ㄏ蛲ㄐ沛溌返哪芰考性谝粋€(gè)方向上，而不在360°內(nèi)展開(kāi)。從而，在建立定向通信鏈路之前，通過(guò)要求節(jié)點(diǎn)具有足夠的全向通信鏈路的質(zhì)量值，這提供定向通信鏈路也將具有所需質(zhì)量水平的良好指示。
實(shí)際上，全向鏈路質(zhì)量是維持使用定向天線的節(jié)點(diǎn)的連接移動(dòng)ad-hoc網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵問(wèn)題。能夠間歇或者持續(xù)相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間地導(dǎo)致定向鏈路和全向鏈路任意之一或者這兩者損失的鏈路減損有多種多樣。最好對(duì)這兩種鏈路類型，持續(xù)測(cè)量鏈路質(zhì)量，應(yīng)采用機(jī)制來(lái)對(duì)抗鏈路質(zhì)量方面的變化，并通過(guò)鏈路層通知，把鏈路質(zhì)量通知網(wǎng)絡(luò)層，不過(guò)在一些實(shí)施例中可以使用其它配置。
這樣，最好如上所述，通過(guò)首先在方框121，在指定的一對(duì)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)12之間建立全向鏈路，開(kāi)始建立定向鏈路的進(jìn)程(方框120)。當(dāng)通過(guò)收到某一近鄰的Link_HELLO分組，首先檢測(cè)到該近鄰時(shí)，發(fā)生上述步驟。根據(jù)本發(fā)明的這一方面，在全向鏈路質(zhì)量足夠高之前，將不允許鏈路調(diào)度器啟動(dòng)建立定向鏈路的進(jìn)程。
控制器18如果確定全向鏈路的質(zhì)量值(方框122)。通過(guò)利用OLSR作為例證的路由協(xié)議，以便與OLSR規(guī)范相符，我們將把鏈路質(zhì)量量度(由變量N_quality表示)定義為介于0和1之間的數(shù)，這里1代表最高質(zhì)量。
根據(jù)OLSR規(guī)范中計(jì)算質(zhì)量的一種方法，這可被用作關(guān)于OLSR分細(xì)的分組接收差錯(cuò)值的估計(jì)值。
應(yīng)按照獲得通道質(zhì)量的可能的最準(zhǔn)確估計(jì)值的方式實(shí)現(xiàn)估計(jì)通道質(zhì)量的進(jìn)程。一種可能性是使用例如來(lái)自802.11卡的信噪比估計(jì)值，如果它們易于獲得并且與分配給特定節(jié)點(diǎn)的時(shí)隙相關(guān)。
如果不能容易地使用信噪比估計(jì)值，那么可使用和OLSR一起使用的方法，該方法根據(jù)OLSR分組的成功接收來(lái)估計(jì)質(zhì)量。對(duì)于全向鏈路，每秒從每個(gè)近鄰收到類型為L(zhǎng)ink_HELLO，定向近鄰和通道質(zhì)量反饋的幾個(gè)分組。對(duì)于指定的一組配置參數(shù)，每秒從每個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)傳送固定數(shù)目的這些分組。從而，每秒傳送已知數(shù)目的這些分組，接收的數(shù)目可被計(jì)數(shù)。
計(jì)算全向質(zhì)量值N_qualityomniLk的算法如下所示。對(duì)于來(lái)自節(jié)點(diǎn)k的每個(gè)成功分組接收，來(lái)自節(jié)點(diǎn)k的鏈路的N_qualityomniLk被更新為N_qualityomnilk=(1-α)·N_qualityomnilk+α---(10)]]>對(duì)于丟失的來(lái)自節(jié)點(diǎn)k的每個(gè)分組傳輸，來(lái)自節(jié)點(diǎn)k的鏈路的N_qualityomniLk被更新為N_qualityomniLk=(1-α)·N_qualityomniLk---(11)]]>在第一個(gè)接收的Link_HELLO之前，來(lái)自節(jié)點(diǎn)k的鏈路的N_qualityomniLk值的初始條件被設(shè)置為0，隨后利用正確接收的Link_HELLO，根據(jù)(10)對(duì)其進(jìn)行更新。參數(shù)α的選擇有效地設(shè)置一階濾波器(或者指數(shù)加權(quán)平均值)的時(shí)間常數(shù)，以便計(jì)算成功分組傳輸?shù)目赡苄缘墓烙?jì)值。該參數(shù)值的正確設(shè)置取決于預(yù)期的每秒的消息數(shù)，它是所需的響應(yīng)性和估計(jì)值的精度之間的折衷。本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到，α的值越大，導(dǎo)致對(duì)于收到的每個(gè)新樣本變化越大。這以增大對(duì)鏈路狀態(tài)不正確分類的可能性的代價(jià)，導(dǎo)致鏈路狀態(tài)的變化的快速識(shí)別。
對(duì)于鏈路Lk，將設(shè)置變量Can_AllocLk，變量Can_AllocLk最好為T(mén)RUE，以便為初始SP時(shí)隙分配，或者為歸因于干擾減輕的任何未來(lái)的DA分配或再分配，啟動(dòng)定向鏈路時(shí)隙分配。即，在方框123和124，如果全向通信鏈路的質(zhì)量值大于第一質(zhì)量閾值(指示Can_AllocLk為T(mén)RUE)，那么鏈路調(diào)度器將只建立與相鄰移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的定向通信鏈路，從而結(jié)束圖解說(shuō)明的方法。可如前所述建立定向通信鏈路。
當(dāng)然，在建立定向鏈路之后，通過(guò)確定/監(jiān)視質(zhì)量值(方框131)，該方法可隨意繼續(xù)(方框130)。這種情況下，根據(jù)下述關(guān)系，每次確定N_qualityomniLk時(shí)，修改變量Can_AllocLkN_qualityomniLk<TomniL;SetCan_AllocLk=FALSE;---(12)]]>N_qualityomniLk>TomniH;SetCan_AllocLk=TRUE;and---(13)]]>TomniL≤N_qualityomniLk≤TomniH;]]>不修改Can_AllocLk(14)為了避免估計(jì)N_qualityomniLi值時(shí)，由統(tǒng)計(jì)波動(dòng)造成的鏈路拍動(dòng)，在(12)-(14)中引入滯后，以防止Can_AllocLk變量的修改，除非N_qualityomniLk的足夠變化被估計(jì)，如方框132所示。選擇第一閾值TomniH，第二閾值TomniL和參數(shù)α以確保該行為。閾值的例證值為T(mén)omniL=0.2]]>和TomniH=0.8,]]>不過(guò)也可使用其它值。當(dāng)然，如果質(zhì)量值低于第二閾值TomniL，那么定向鏈路的使用可被臨時(shí)暫停，或者鏈路被恰當(dāng)?shù)刂袛?方框133)，從而結(jié)束圖解說(shuō)明的方法(方框134)。
應(yīng)注意下面將進(jìn)一步討論的程序可基于使用Can_AllocLk變量作為門(mén)限，如上所述。即，在時(shí)隙可被分配給定向鏈路Lk之前，該變量應(yīng)具有值Can_AllocLk=TRUE.]]>當(dāng)對(duì)于鏈路Lk，收到第一個(gè)Link_HELLO分組時(shí)，該變量最初被設(shè)置為值Can_AllocLk=FALSE.]]>當(dāng)然，可使用其它方法來(lái)確定何時(shí)適合于建立和/或繼續(xù)使用定向通信鏈路。
現(xiàn)在參見(jiàn)圖14-16，更詳細(xì)地說(shuō)明按需分配時(shí)隙的分配。最好按照響應(yīng)網(wǎng)絡(luò)通信量的波動(dòng)需求的方式分配DA時(shí)隙。如上所述，變量Can_AllocLk可被用于確定何時(shí)首次適合于建立定向通信鏈路。即，良好的全向通道質(zhì)量可被用作新DA時(shí)隙的分配的前提條件。從而，對(duì)于鏈路Lk，在時(shí)隙的請(qǐng)求者或者接收時(shí)隙分配請(qǐng)求的節(jié)點(diǎn)分配新的DA時(shí)隙之前，變量Can_AllocLk應(yīng)為T(mén)RUE。
類似地，最好還在響應(yīng)干擾條件或其它鏈路退化，重新分配DA定向時(shí)隙之前，要求變量Can_AllocLk為T(mén)RUE。DA時(shí)隙的分配的下述說(shuō)明假定Can_AllocLk為T(mén)RUE，但是不是在所有實(shí)施例中都要求這樣。
根據(jù)本發(fā)明的這一方面，只有當(dāng)為一個(gè)節(jié)點(diǎn)和一個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)之間的鏈路分配一個(gè)半永久時(shí)隙時(shí)，才允許從所述一個(gè)節(jié)點(diǎn)到所述相鄰節(jié)點(diǎn)的對(duì)按需時(shí)隙的請(qǐng)求。在鏈路被分配至少一個(gè)半永久時(shí)隙之后，節(jié)點(diǎn)可請(qǐng)求額外時(shí)隙的周期分配。用于調(diào)度DA時(shí)隙的消息可通過(guò)全向鏈路或者定向鏈路發(fā)送。
更特別地，每個(gè)控制器18最好包括數(shù)據(jù)隊(duì)列18f，用于保存將通過(guò)指定的通信鏈路發(fā)送的數(shù)據(jù)。在如上所述，在方框141在各對(duì)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)12之間調(diào)度相應(yīng)的半永久時(shí)隙的情況下，開(kāi)始分配按需分配時(shí)隙的第一種方法(圖14)(方框140)。在方框142，可確定在半永久時(shí)隙期間先前通過(guò)通信鏈路發(fā)送的數(shù)據(jù)的數(shù)量，以及保存數(shù)據(jù)隊(duì)列中的數(shù)據(jù)的數(shù)量(方框143)，并在方框144，據(jù)此確定每個(gè)通信鏈路的鏈路使用度量。隨后在方框145，根據(jù)鏈路使用度量，可調(diào)度按需分配的時(shí)隙(下面將進(jìn)一步說(shuō)明)，從而在方框146結(jié)束圖解說(shuō)明的方法。
特別地，對(duì)于DA時(shí)隙的有效分配來(lái)說(shuō)，每個(gè)鏈路上的通信量需要的測(cè)量特別重要。如上所述，這最好根據(jù)通過(guò)指定鏈路發(fā)送的數(shù)據(jù)的數(shù)量和在隊(duì)列18f中正在變得倒退(back up)的數(shù)據(jù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。就前者來(lái)說(shuō)，測(cè)得的通過(guò)節(jié)點(diǎn)i和k之間的鏈路發(fā)送的平均通信量(以每個(gè)信號(hào)出現(xiàn)時(shí)間的時(shí)隙的數(shù)目為單位)將由Tikse表示。該量度將包括通過(guò)每個(gè)信號(hào)出現(xiàn)時(shí)間的一個(gè)或多個(gè)半永久時(shí)隙以及任何按需時(shí)隙發(fā)送的所有通信量。
還為節(jié)點(diǎn)i和k之間的鏈路保持隊(duì)列狀態(tài)的當(dāng)前量度Qik。較大的Qik值指示需要立即分配一個(gè)或多個(gè)DA時(shí)隙。需求的偶然爆發(fā)會(huì)引起Qik增大，這隨后應(yīng)觸發(fā)對(duì)DA容量的額外時(shí)隙的請(qǐng)求，直到隊(duì)列規(guī)模降低為止。
在節(jié)點(diǎn)i和k之間的鏈路上分配的時(shí)隙的總數(shù)由Niktot表示。時(shí)隙需求被定義為T(mén)ikdem=f(Tikse,Qik)---(15)]]>這是測(cè)量的通信量加入由隊(duì)列規(guī)模指示的估計(jì)的所需額外容量的函數(shù)。該函數(shù)可采取多種形式，還會(huì)受對(duì)保留容量的新請(qǐng)求影響。
在一些實(shí)施例中，最好允許鏈路度量受通信量需求的優(yōu)先級(jí)影響。即，某一時(shí)隙期間，對(duì)指定通信鏈路的需求的等級(jí)可被進(jìn)一步分成對(duì)幾種優(yōu)先級(jí)類別的通信量的預(yù)期需求的數(shù)量。這使得能夠更有效地分配時(shí)隙以滿足優(yōu)先化通信量的需求。
從而，參考圖15，通過(guò)類似于參考在圖14中的方框141圖解說(shuō)明的步驟描述的那樣，調(diào)度SP地洞，開(kāi)始這種方法(方框151)。隨后在方框152，可關(guān)于每個(gè)通信鏈路，對(duì)多個(gè)數(shù)據(jù)優(yōu)先級(jí)或類別中的每一個(gè)，確定鏈路使用度量。這可利用上述度量之一或者兩者(即先前傳送的數(shù)據(jù)的數(shù)量和/或保存在數(shù)據(jù)隊(duì)列18f中的數(shù)據(jù)的數(shù)量)，或者其它適當(dāng)?shù)氖褂枚攘縼?lái)實(shí)現(xiàn)。
例如，如果通信量按照從最低到最高的順序被區(qū)分優(yōu)先順序?yàn)閜個(gè)優(yōu)先級(jí)類別，p1，p2，p3，…，pp，那么對(duì)優(yōu)先級(jí)類別pj的時(shí)隙需求為T(mén)ikdem,Pj=f(Tikse,Pj,QikPj)---(16)]]>對(duì)每個(gè)優(yōu)先級(jí)類別計(jì)算獨(dú)立的需求度量。隨后利用來(lái)自兩個(gè)方向的度量，計(jì)算該鏈路上對(duì)于該優(yōu)先級(jí)類別所需的時(shí)隙的數(shù)目Tikneed，PjTikneed,Pj=max(Tik,dem,Pj,Tkidem,Pj)---(17)]]>最好是使最高優(yōu)先極需求度量Tikneed，Pp增大一個(gè)偏項(xiàng)B(例如，約為時(shí)隙的1/4)，以確保分配足夠的容量，從而避免大排隊(duì)。隨后，集合(aggregate)度量可被任意確定(方框153)為所有優(yōu)先級(jí)類別的集合需求，即
Tikneed=Σj=1PTikneed,Pj---(18)]]>隨后在方框154可據(jù)此及根據(jù)優(yōu)先級(jí)調(diào)度DA時(shí)隙，從而結(jié)束該方法(方框155)。
需求度量被分配給該鏈路，它是對(duì)容量的需求和先前分配給該鏈路的時(shí)隙的數(shù)目的函數(shù)。我們用MikDA(TikPj，Niktot)來(lái)表示它，指示它取決于估計(jì)的對(duì)所有優(yōu)先級(jí)類別的需求和分配時(shí)隙的數(shù)目。該方法規(guī)定當(dāng)較高優(yōu)先級(jí)通信量的比例增大，以及當(dāng)需要更多時(shí)隙時(shí)，該度量增大。另外，如果分配時(shí)隙的數(shù)目被增大，那么該度量被降低。從而，如果某一鏈路具有過(guò)量的時(shí)隙，那么該度量為負(fù)。當(dāng)然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到在各種應(yīng)用中可以使用其它度量。
下述算法可被用于計(jì)算鏈路度量。對(duì)于下面的例子，為了簡(jiǎn)便起見(jiàn)，我們假定三種優(yōu)先級(jí)類別，優(yōu)先級(jí)類別p3最重要。如果Tikneed≤Niktot,]]>那么設(shè)置MikDA(Tik,Pj,Niktot)=Tikneed-Niktot;---(19)]]>否則如果Tikneed-Tikneed,P1≤Niktot,]]>那么MikDA(TikPj,Niktot)=max(Ks,Tikneed-Niktot);---(20)]]>否則如果Tikneed-Tikneed,P1-Tikneed,P2≤Niktot,]]>那么MikDA(TikPj,Niktot)=max(2·Ks,Ks+Tikneed-Tikneed,P1-Niktot);---(21)]]>否則MikDA(TikPj,Niktot)=2·Ks+Tikneed-Tikneed,P1-Tikneed,P2-Niktot---(22)]]>在上面的算法中，選擇恒定參數(shù)Ks≥1以便對(duì)每種優(yōu)先級(jí)類別允許和度量中所需的一樣多的范圍(range)。例如，如果Ks＝1，那么如果需要額外的時(shí)隙，并且存在類型P3通信量需求，那么集合度量將在范圍2<MikDA(TikPj,Niktot)≤3]]>中。同樣地，如果最高的通信量類別為類別P2，那么集合度量將在范圍1<MikDA(TikPj,Niktot)≤2]]>中。否則，如果最高的通信量類別為類別P1，那么集合度量將在范圍0<MikDA(TikPj,Niktot)≤1]]>中。通過(guò)為Ks選擇更大的值，該范圍可被進(jìn)一步擴(kuò)大。對(duì)于Ks＝2，利用上述程序，從最低到最高的3種優(yōu)先級(jí)類別的度量范圍為0-2、2-4和4-6。
如上計(jì)算的度量MikDA(TikPj，Niktot)提供鏈路是否需要額外的時(shí)隙分配(即，MikDA(TikPj，Niktot)是否為正)和哪個(gè)優(yōu)先級(jí)類別要求所述分配的基礎(chǔ)。它還使新時(shí)隙能夠以最高的優(yōu)先級(jí)被分配在具有指示對(duì)時(shí)隙的最大需要的最高度量的那些鏈路上。另外，它還指示是否存在分配給該鏈路的過(guò)量容量(即，MikDA(TikPj，Niktot)為負(fù))。
要注意的關(guān)鍵點(diǎn)是當(dāng)使用上述方法時(shí)，鏈路度量將指示對(duì)于時(shí)隙的優(yōu)先化相對(duì)需求。大于0的最大度量指示與任何其它鏈路相比，最需要用于較高優(yōu)先級(jí)的通信量的額外容量。小于0的度量指示鏈路具有過(guò)量的容量。最小的鏈路度量指示具有最大的過(guò)量容量的鏈路。該鏈路從而理應(yīng)是在另一鏈路上重新調(diào)度容量(如果需要的話)的最佳候選者。
下面將參考圖16說(shuō)明例證的方法，該方法將在每個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)12被用于把用于定向鏈路的按需時(shí)隙分配給相鄰節(jié)點(diǎn)。該方法開(kāi)始于方框160，通過(guò)利用在圖14和15任意之一或者兩者中概述的方法，在方框161，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)12將連續(xù)保持其被分配半永久時(shí)隙的每個(gè)鏈路的鏈路度量MikDA(TikPj，Niktot)。
每上節(jié)點(diǎn)12將使用該度量來(lái)向每個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)指示對(duì)額外傳輸時(shí)隙的需求。MikDA(TikPj，Niktot)的最大值指示按照優(yōu)先級(jí)排序，最需要額外的DA時(shí)隙分配的鏈路。MikDA(TikPj,Niktot)>2·Ks]]>的值指示對(duì)最高優(yōu)先級(jí)類別P3的額外時(shí)隙的需要。類似地，如果Ks<MikDA(TikPj,Niktot)≤2·Ks,]]>那么需要額外的時(shí)隙來(lái)服務(wù)優(yōu)先級(jí)類別P2。最后，如果0<MikDA(TikPj,Niktot)≤Ks,]]>那么需要額外的時(shí)隙來(lái)服務(wù)于優(yōu)先級(jí)類別P1。
在度量MikDA(TikPj，Niktot)被保持的情況下，在方框162，具有大于0的最大鏈路度量的加應(yīng)被選為額外時(shí)隙分配的首選。如果存在可用作自由時(shí)隙或者用作對(duì)其它鏈路的過(guò)量DA分配(同樣由小度量指示)的時(shí)隙或者正被使用但是具有較低優(yōu)先級(jí)的時(shí)隙，那么進(jìn)程轉(zhuǎn)變到增加DA時(shí)隙狀態(tài)，啟動(dòng)查找DA時(shí)隙分配的進(jìn)程。
存在可用在時(shí)隙再分配進(jìn)程中的幾種其它度量。在方框163，可計(jì)算增大的容量鏈路使用度量MikDA(TikPj，Niktot+1)，以估計(jì)在增加額外的時(shí)隙之后，鏈路度量如何變化。這可用于確定是否應(yīng)請(qǐng)求另一時(shí)隙，以及該請(qǐng)求的優(yōu)先級(jí)如何。它可指示該鏈路應(yīng)被分配另一時(shí)隙，或者另一鏈路現(xiàn)有具有較大的度量。在后一情況下，下一時(shí)隙應(yīng)被分配給具有最大度量的鏈路。
類似地，在方框164，可計(jì)算降低的容量鏈路使用度量MikDA(TikPj，Niktot-1)，以估計(jì)如果從該鏈路取走一個(gè)時(shí)隙，鏈路使用度量將為多少。這可用于從一個(gè)鏈路到另一鏈路的時(shí)隙的重新分配。即，如同本領(lǐng)域技術(shù)人員理解的那樣，如果增大的和/或降低的鏈路使用度量在可接受的限度內(nèi)，那么在方框165，為再分配指定的按需分配時(shí)隙隨后被重新分配，從而結(jié)束圖解說(shuō)明的方法(方框166)。
如同半永久時(shí)隙一樣，節(jié)點(diǎn)12只需要與某一近鄰協(xié)調(diào)將為到該近鄰的定向鏈路分配的DA時(shí)隙的選擇。這意味著某一近鄰將通過(guò)定向鏈路向該近鄰發(fā)送時(shí)隙分配請(qǐng)求，并通過(guò)相同的鏈路接收分配的批準(zhǔn)或者請(qǐng)求的拒絕，如下進(jìn)一步所述。
最好根據(jù)預(yù)定的時(shí)間表定期重新計(jì)算鏈路度量。鏈路度量大于某一閾值Max_metric_threshold的鏈路是獲得新的DA容量的候選者。該度量可指示對(duì)多個(gè)時(shí)隙的需要，可在一個(gè)請(qǐng)求中同時(shí)請(qǐng)求它們。具有超過(guò)所述閾值的最大度量的鏈路喜歡分配新的DA時(shí)隙。但是，如果多個(gè)鏈路度量超過(guò)閾值Max_metric_threshold，那么某一節(jié)點(diǎn)可同時(shí)向多個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)請(qǐng)求DA時(shí)隙。鏈路度量的負(fù)值指示該鏈路具有過(guò)量的容量，不過(guò)在各個(gè)實(shí)施例中也可采用其它形式的度量。該容量可被放棄，以滿足具有更大鏈路度量的其它鏈路的需求。
使用多個(gè)數(shù)據(jù)優(yōu)先級(jí)還提供區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)優(yōu)先順序的靈活性，從而優(yōu)先級(jí)較高的數(shù)據(jù)可首先被傳送。當(dāng)然，指定鏈路可具有在每個(gè)定向信號(hào)出現(xiàn)時(shí)間中分配的幾個(gè)時(shí)隙。從而，到相鄰節(jié)點(diǎn)k的定向鏈路Lk可具有分配給它的時(shí)隙i和j，這兩個(gè)時(shí)隙可具有不同的鏈路質(zhì)量。根據(jù)干擾水平，時(shí)隙之一可能質(zhì)量較高，而另一時(shí)隙可能質(zhì)量較差。一般不適于通過(guò)質(zhì)量較差的時(shí)隙傳送重要通信。
現(xiàn)在將參考圖17說(shuō)明根據(jù)指定時(shí)隙內(nèi)的鏈路服務(wù)質(zhì)量(QoS)，區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)的優(yōu)先順序的一種有利方法。開(kāi)始于方框170，在方框171，在指定的一對(duì)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)12之間調(diào)度多個(gè)時(shí)隙。同樣，如前所述，這一般包括一個(gè)或多個(gè)SP時(shí)隙，以及一個(gè)或多個(gè)DA時(shí)隙。同樣如上所述，在方框172，還例證確定在每個(gè)時(shí)隙內(nèi)，與通信鏈路相關(guān)的相應(yīng)鏈路質(zhì)量值。這可根據(jù)SIR、分組接收差錯(cuò)值等來(lái)實(shí)現(xiàn)。這樣，在方框173，根據(jù)數(shù)據(jù)的優(yōu)先級(jí)和質(zhì)量值，數(shù)據(jù)被區(qū)分優(yōu)先順序，以便在時(shí)隙內(nèi)被傳送，從而結(jié)束圖解說(shuō)明的方法(方框174)。
更具體地說(shuō)，控制器18最好把與優(yōu)先級(jí)中最高的一個(gè)優(yōu)先級(jí)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)分配給具有與之相關(guān)的最高質(zhì)量值的時(shí)隙。例如，最高的優(yōu)先級(jí)可能對(duì)應(yīng)于網(wǎng)絡(luò)控制數(shù)據(jù)，因?yàn)檫@種數(shù)據(jù)一般要求即時(shí)傳送和動(dòng)作，以便減輕干擾，把丟失的鏈路重新分配給新時(shí)隙等。
另外參見(jiàn)圖18，說(shuō)明區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)優(yōu)先順序的一種例證方法。開(kāi)始于方框180，在方框181，首先最好依據(jù)數(shù)據(jù)優(yōu)先級(jí)對(duì)等待傳送的數(shù)據(jù)分級(jí)，隨后在方框182，依據(jù)數(shù)據(jù)被接收的順序進(jìn)一步對(duì)所述數(shù)據(jù)分級(jí)。來(lái)自這兩個(gè)步驟的最高分級(jí)的數(shù)據(jù)隨后可被選擇(方框183)，并在方框184，在第一個(gè)可用時(shí)隙內(nèi)被發(fā)送，對(duì)于所述第一可用時(shí)隙來(lái)說(shuō)，質(zhì)量值高于關(guān)于該數(shù)據(jù)優(yōu)先級(jí)的相應(yīng)最小質(zhì)量閾值。該進(jìn)程隨后繼續(xù)進(jìn)行，直到所有數(shù)據(jù)都被發(fā)送為止(方框185)，從而在方框186結(jié)束圖解說(shuō)明的方法。當(dāng)然，在實(shí)際操作中，上述步驟將被頻繁重復(fù)，但是為了清楚起見(jiàn)，它們被圖解表示成在方框186終止。
應(yīng)注意數(shù)據(jù)隊(duì)列18f事實(shí)上可被實(shí)現(xiàn)成獨(dú)立的數(shù)據(jù)優(yōu)先級(jí)隊(duì)列，如果實(shí)現(xiàn)了基于質(zhì)量值(即QoS)的優(yōu)先化。此外，一些修改是合乎需要的，以便考慮到分配給特定鏈路的每個(gè)時(shí)隙的不同鏈路質(zhì)量。同樣利用上述例子，可能不希望通過(guò)質(zhì)量可疑時(shí)隙傳送OLSR網(wǎng)絡(luò)控制通信量。
在節(jié)點(diǎn)j關(guān)于經(jīng)由時(shí)隙i，其到節(jié)點(diǎn)k的鏈路估計(jì)的質(zhì)量量度由N_qualityiLk表示。類似的，在節(jié)點(diǎn)k關(guān)于該時(shí)隙的并將在通道質(zhì)量反饋分組中發(fā)射的估計(jì)質(zhì)量由N_quality_RxiLk表示。隨后，根據(jù)這兩個(gè)估計(jì)值，時(shí)隙i的質(zhì)量可被估計(jì)為QualityiLkMin(N_qualityiLk,N_quality_TxiLk).]]>如果網(wǎng)絡(luò)控制通信量被賦予最高優(yōu)先級(jí)，那么當(dāng)分配給定向鏈路Lk的時(shí)隙i出現(xiàn)時(shí)，關(guān)于該定向鏈路Lk的任何排隊(duì)網(wǎng)絡(luò)控制通信量可以首選使用該時(shí)隙，假定關(guān)于時(shí)隙的質(zhì)量的一些條件被滿足。
對(duì)于網(wǎng)絡(luò)控制通信的類別來(lái)說(shuō)，這樣的條件如下所示。發(fā)送給節(jié)點(diǎn)k的分組在第一時(shí)隙i中被傳送，并且如果鏈路Lk的質(zhì)量滿足QualityiLk>TNC,]]>那么所述分組被分配給定向鏈路Lk，其中選擇閾值TNC以便為網(wǎng)絡(luò)控制通信確保足夠的鏈路質(zhì)量。否則，發(fā)送給節(jié)點(diǎn)k的分組可在分配給具有最高鏈路質(zhì)量QualityiLk的定向鏈路Lk的時(shí)隙中被發(fā)送。
此外，對(duì)于任務(wù)數(shù)據(jù)通信的一些類別，最好施加類似的時(shí)隙質(zhì)量條件。對(duì)于任意任務(wù)數(shù)據(jù)類別Cm，可施加如下所述的時(shí)隙質(zhì)量條件。發(fā)送給節(jié)點(diǎn)k的分組可在分配給滿足QualityiLk>TCm]]>的定向鏈路Lk的第一時(shí)隙i內(nèi)被傳送，其中選擇閾值TCm以便為類別Cm的任務(wù)數(shù)據(jù)通信，確保足夠的鏈路質(zhì)量。否則，發(fā)送給節(jié)點(diǎn)k的分組可在分配給具有最高鏈路質(zhì)量QualityiLk的定向鏈路Lk的時(shí)隙內(nèi)被傳送。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到，上述方法的優(yōu)點(diǎn)是具有更長(zhǎng)的信號(hào)出現(xiàn)時(shí)間，在每個(gè)信號(hào)出現(xiàn)時(shí)間內(nèi)，幾個(gè)時(shí)隙被分配給每個(gè)鏈路Lk。即，當(dāng)由于干擾的緣故，一個(gè)時(shí)隙臨時(shí)地或者永久地質(zhì)量較差時(shí)，鏈路惡化的機(jī)會(huì)很小。這種情況下，其它的分配時(shí)隙可具有更高的質(zhì)量，并且對(duì)保持關(guān)鍵通信的QoS來(lái)說(shuō)關(guān)系重大。如果單個(gè)時(shí)隙被分配給某一鏈路，那么如果由于干擾的緣故，所述單個(gè)分配時(shí)隙開(kāi)始惡化，那么新時(shí)隙的分配可能存在延遲。
最好對(duì)定向鏈路以及全向鏈路進(jìn)行鏈路質(zhì)量檢測(cè)。然而，對(duì)于定向鏈路來(lái)說(shuō)，這更復(fù)雜，因?yàn)槊總€(gè)時(shí)隙可能具有不同的鏈路質(zhì)量。除了引起鏈路中斷的正常傳播效應(yīng)之外，定向鏈路經(jīng)受由來(lái)自正在復(fù)用相同時(shí)隙的其它節(jié)點(diǎn)對(duì)的干擾引起的質(zhì)量惡化。從而，需要單獨(dú)估計(jì)并保存每個(gè)時(shí)隙的鏈路質(zhì)量(即使幾個(gè)時(shí)隙被分配給相同的相鄰節(jié)點(diǎn))。
此外，即使就關(guān)于每個(gè)時(shí)隙單獨(dú)估計(jì)的鏈路質(zhì)量來(lái)說(shuō)，幾個(gè)時(shí)隙內(nèi)某一鏈路的集合鏈路質(zhì)量一般是傳送給路由協(xié)議的唯一信息，和OLSR的情況一樣。由于對(duì)某些時(shí)隙，通信量需求的變化和干擾約束條件的變化(由幾何開(kāi)關(guān)的變化引起)所需的對(duì)鏈路的頻繁時(shí)隙重新分配，使該進(jìn)程復(fù)雜化。
在鏈路層的所有該活動(dòng)事實(shí)上對(duì)路由協(xié)議來(lái)說(shuō)是透明的。對(duì)于到某一近鄰的任意指定鏈路，一般同路由協(xié)議報(bào)告的唯一信息是到該近鄰的鏈路的鏈路質(zhì)量。下面說(shuō)明本發(fā)明的可在鏈路層用于支持鏈路質(zhì)量檢測(cè)，干擾避免和減輕的各種特征，以及它們與分配新時(shí)隙的關(guān)系。
現(xiàn)在將參考圖19和20說(shuō)明一種特別有利的確定定向鏈路質(zhì)量的方法。如果信噪比估計(jì)值不能容易地被用于估計(jì)每個(gè)單個(gè)時(shí)隙的質(zhì)量，那么可以使用上面所述的估計(jì)全向鏈路質(zhì)量的方法(即，使用全向開(kāi)銷分組(overhead packet)的成功接收)。就定向時(shí)隙來(lái)說(shuō)，通信量主要是任務(wù)數(shù)據(jù)通信量。
具體地說(shuō)，開(kāi)始于方框190，在每個(gè)時(shí)隙中，源節(jié)點(diǎn)將傳送幾個(gè)這樣的數(shù)據(jù)分組，但是接收節(jié)點(diǎn)不知道傳送了多少個(gè)數(shù)據(jù)分組。為了使接收節(jié)點(diǎn)知道在每個(gè)時(shí)隙中，傳送了多少個(gè)數(shù)據(jù)分組，在方框191，在該時(shí)隙中，連同數(shù)據(jù)分組一起，發(fā)射器還傳送特殊的開(kāi)銷分組PKT_CT。開(kāi)銷分組提供該時(shí)隙內(nèi)傳送的分組的計(jì)數(shù)(包括它自己)。從而，如果收到了PKT_CT分組，那么接收節(jié)點(diǎn)將知道在一個(gè)時(shí)隙中總共傳送了多少個(gè)分組。我們把在該時(shí)隙中傳送的分組的數(shù)目表示為niT。在方框192，接收節(jié)點(diǎn)還對(duì)正確接收的分組的數(shù)目(表示為niR)計(jì)數(shù)。
根據(jù)在時(shí)隙i中接收的分組，可估計(jì)時(shí)隙i的分組接收差錯(cuò)值。最好，網(wǎng)絡(luò)被這樣配置，以致始終傳送至少一個(gè)分組(即，PKT_CT分組)。這樣，如果在指定時(shí)隙中沒(méi)有收到任何分組，那么時(shí)隙i的分組接收差錯(cuò)值被估計(jì)為0。如果在方框193，PKT_CT分組被正確接收，那么它提供niT的值，時(shí)隙i的分組接收差錯(cuò)值被估計(jì)為niR/niT，從而在方框196結(jié)束圖解說(shuō)明的方法。
可能發(fā)生的另一種情況是如果PKT_CT分組未被正確接收，并且niT的值未知。這種情況下，時(shí)隙i的正確分組接收的概率被估計(jì)為被正確接收的分組占據(jù)的時(shí)隙的分?jǐn)?shù)(方框195)，即BiR/TSi。這里，BiR表示在該時(shí)隙內(nèi)，正確接收的分組中的字節(jié)的數(shù)目，TSi以字節(jié)為單位表示時(shí)隙長(zhǎng)度。從而，時(shí)隙i的分組接收差錯(cuò)值的估計(jì)值 被計(jì)算為P~iC=niR/niT;(niT_known)BiR/TSi;(niT_not_known)0;(no_pkts_received)---(23)]]>開(kāi)始于方框200，該方法可隨意包括在方框201，利用分組接收差錯(cuò)值來(lái)確定/更新分配給鏈路Lk的每個(gè)時(shí)隙i的定向鏈路質(zhì)量值(LQV)N_qualityiLk。對(duì)于信號(hào)出現(xiàn)時(shí)間中的每個(gè)時(shí)隙，每個(gè)信號(hào)出現(xiàn)時(shí)間這些值被更新一次。在每個(gè)時(shí)隙之后，分配給鏈路i的定向鏈路的N_qualityiLk值被更新為N_qualityiLk=(1-β)·N_qualityiLk+β·P~iC---(24)]]>在時(shí)隙被分配給來(lái)自節(jié)點(diǎn)k的鏈路之后的第一個(gè)接收時(shí)隙之前，該鏈路的N_qualityiLk值的初始條件被設(shè)置為1。隨后對(duì)于該信號(hào)出現(xiàn)時(shí)間的時(shí)隙i之后的每個(gè)后續(xù)信號(hào)出現(xiàn)時(shí)間，根據(jù)(24)更新N_qualityiLk值。
參數(shù)β的選擇有效地設(shè)置相對(duì)于估計(jì)成功分組傳輸?shù)母怕实囊浑A濾波器的定向鏈路信號(hào)出現(xiàn)時(shí)間的長(zhǎng)度的時(shí)間常數(shù)。參數(shù)β的正確設(shè)置是所需的響應(yīng)性和估計(jì)精度之間的折衷。較大的β值導(dǎo)致信號(hào)出現(xiàn)時(shí)間內(nèi)的較大可能變化。這以增大錯(cuò)誤分類鏈路狀態(tài)的可能性為代價(jià)，更快速地識(shí)別鏈路狀態(tài)方面的變化。
一個(gè)問(wèn)題是在確定鏈路狀態(tài)發(fā)生變化之前，應(yīng)允許過(guò)去多少時(shí)間(以信號(hào)出現(xiàn)時(shí)間為數(shù))。在一段時(shí)間之后，如果時(shí)隙i變得非常差，那么N_qualityiLk≈0.]]>類似地，如果時(shí)隙i已變得非常好，那么N_qualityiLk≈1.]]>困難在于判斷良好和低劣之間的轉(zhuǎn)變，和何時(shí)宣告應(yīng)重新分配時(shí)隙。
一種特別有利的完成所述確定的方法是使用滯后。根據(jù)本發(fā)明的這一方面，一般來(lái)說(shuō)，在方框201，目的節(jié)點(diǎn)根據(jù)分組接收差錯(cuò)值確定與通信鏈路相關(guān)的鏈路質(zhì)量值N_qualityiLk。如果鏈路質(zhì)量值N_qualityiLk低于第一閾值，那么在方框203，源節(jié)點(diǎn)和目標(biāo)節(jié)點(diǎn)將在該時(shí)隙內(nèi)停止使用所述通信鏈路。
此外，在方框204，如果鏈路質(zhì)量值N_qualityiLk持續(xù)預(yù)定的時(shí)間仍然低于第一閾值(在其它實(shí)施例中也可使用其它閾值)，那么，源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)可確定新的時(shí)隙，以便在它們之間建立無(wú)線通信鏈路，從而結(jié)束圖解說(shuō)明的方法(方框206)。另一方面，在方框207，如果鏈路質(zhì)量值N_qualityiLk先前已低于第一閾值，并且鏈路的使用已被停止，那么在方框208和209，如果鏈路質(zhì)量值增大到高于第一閾值的第二閾值之上，源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)將在該時(shí)隙內(nèi)繼續(xù)使用該通信鏈路。
舉例來(lái)說(shuō)，如果在時(shí)隙i內(nèi)，來(lái)自節(jié)點(diǎn)k的鏈路的N_qualityiLk值的范圍為0-1，那么對(duì)于本例來(lái)說(shuō)，我們將借助某些網(wǎng)絡(luò)控制功能的滯后，將其量化成三個(gè)水平。變量TS_Qualiu將代表N_qualityiLk變量的量化值。新變量可以取值為代表三種鏈路質(zhì)量狀態(tài)的GOOD、MID和BAD。每次修改N_qualityiLk時(shí)，可根據(jù)下面所示修改TS_AQualiLk變量。N_qualityiLk>TQH;]]>設(shè)置TS_QualiLk=GOOD;---(25)]]>TS_QualiLk=GOOD]]>并且如果TQM≤N_qualityiLk≤TQH,]]>那么設(shè)置TS_QualiLk=GOOD;---(26)]]>TS_QualiLk=GOOD]]>并且如果TQL≤N_qualityiLk≤TQM,]]>那么設(shè)置TS_QualiLk=MID;---(27)]]>TS_QualiLk=MID]]>并且如果TQL≤N_qualityiLk≤TQH,]]>那么設(shè)置TS_QualiLk=MID;---(28)]]>TS_QualiLk=BAD]]>并且如果TQM≤N_qualityiLk≤TQH,]]>那么設(shè)置TS_QualiLk=MID;---(29)]]>TS_QualiLk=BAD]]>并且如果TQL≤N_qualityiLk≤TQM,]]>那么設(shè)置TS_QualiLk=BAD;---(30)]]>N_qualityiLk<TQL;]]>設(shè)置TS_QualiLk=BAD;---(31)]]>如同本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解的那樣，在上述關(guān)系(25)-(31)中引入滯后，以便防止估計(jì)的時(shí)隙狀態(tài)的過(guò)度波動(dòng)。閾值的例證數(shù)值是TQL=0.2,TQM=0.5,TQH=0.8,]]>不過(guò)根據(jù)指定應(yīng)用，也可使用其它數(shù)值。這里應(yīng)注意雖然為了方便起見(jiàn)，這里使用的例證質(zhì)量范圍從0到1，不過(guò)也可使用其它范圍。當(dāng)對(duì)于指定時(shí)隙，TS_QualiLk=BAD]]>時(shí)，在該時(shí)隙內(nèi)，調(diào)度器最好不通過(guò)鏈路傳送任何通信，除非不存在可用于具有MID或GOOD質(zhì)量的鏈路的其它時(shí)隙。
另外應(yīng)注意如上所述的指數(shù)加權(quán)的平均值的使用適合于測(cè)量全向鏈路和定向鏈路的鏈路質(zhì)量。存在能夠?qū)е逻@兩種鏈路中任意之一中斷的各種鏈路損害。最好關(guān)于這兩種鏈路類型，持續(xù)測(cè)量鏈路質(zhì)量，還應(yīng)使用各種機(jī)制對(duì)鏈路質(zhì)量的改變作出反應(yīng)。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到，各種現(xiàn)象會(huì)影響鏈路質(zhì)量。例如，兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的距離可能變得如此之大，以致失去視線(LOS)。這種情況下，鏈路被丟失，直到在未來(lái)某一時(shí)間，節(jié)點(diǎn)在距離方面變得更近為止。如果節(jié)點(diǎn)移動(dòng)到障礙物之后，并且長(zhǎng)時(shí)間被遮蔽，那么觀察到相同的效果。這種情況下，全向鏈路和定向鏈路都具有很低的質(zhì)量。這最好會(huì)觸發(fā)半永久時(shí)隙分配的取消和/或OLSR路由中鏈路的消除。
另一種現(xiàn)象是鏈路可在良好質(zhì)量和低劣質(zhì)量之間快速擺動(dòng)(也稱為“搖擺”)。當(dāng)節(jié)點(diǎn)快速通過(guò)小型障礙物時(shí)會(huì)發(fā)生這種現(xiàn)象。這種情況下，全向鏈路和定向鏈路都會(huì)搖擺。如果利用過(guò)小的樣本尺寸估計(jì)鏈路質(zhì)量，也可能發(fā)生這種現(xiàn)象。這種情況需要稍微更仔細(xì)地處理。在這種情形持續(xù)的時(shí)候，鏈路可能過(guò)差，以致不能被用于發(fā)送通信。但是，時(shí)隙分配可被保持一定時(shí)間，以便確定高質(zhì)量鏈路是否可被恢復(fù)。
此外，在特定時(shí)隙中的定向鏈路質(zhì)量較低時(shí)，全向鏈路可具有高質(zhì)量。在分配的其它時(shí)隙中，與另一節(jié)點(diǎn)的定向鏈路上的通信也能夠是高質(zhì)量的。這表示存在來(lái)自正在低質(zhì)量的單一定向時(shí)隙中工作的其它用戶的特定干擾。間歇性干擾也能夠?qū)е略谠摃r(shí)隙中鏈路的搖擺。這種情況下，時(shí)隙應(yīng)被重新調(diào)度以消除干擾。如果其它時(shí)隙可用或者在通信被緩存的時(shí)候，能夠快速獲得新的時(shí)隙分配，那么仍然能夠發(fā)生路由。
響應(yīng)上述現(xiàn)象，可采用幾種動(dòng)作。例如，在鏈路層，可確定在單一中繼段中不再能夠到達(dá)相鄰節(jié)點(diǎn)。這種情況下，近鄰表被更新以反映該新?tīng)顟B(tài)，任何定向時(shí)隙被解除分配并被標(biāo)記為“自由”。如果在所述近鄰在范圍內(nèi)的時(shí)候，由于干擾過(guò)大的緣故，某一時(shí)隙被宣告不良，那么鏈路調(diào)度協(xié)議將嘗試分配無(wú)干擾的新時(shí)隙。
在路由層，不必把鏈路層的這些動(dòng)作中的一些通知路由協(xié)議，除非它們影響連通性。如果兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的時(shí)隙被重新調(diào)度，但是這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)仍然被連接并且能夠交換任務(wù)數(shù)據(jù)，那么通過(guò)該鏈路的路線仍然是良好的。如果某一相鄰節(jié)點(diǎn)不再是可達(dá)到的，那么路由協(xié)議應(yīng)找到不利用該鏈路的新路線。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到干擾的問(wèn)題，本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到在以時(shí)隙復(fù)用為目標(biāo)的任何調(diào)度算法中，都可能發(fā)生干擾。一般來(lái)說(shuō)，根據(jù)本發(fā)明提供兩種用于降低指定時(shí)隙中，來(lái)自其它用戶的潛在和實(shí)際干擾的策略。一種干擾回避策略用于初始時(shí)隙調(diào)度和某些搶先干擾回避重新調(diào)度。干擾減輕策略用于回避策略不能及時(shí)起作用以防止實(shí)際干擾的情況。干擾減輕策略將產(chǎn)生重新調(diào)度時(shí)隙，從而消除干擾的效果。
圖21中圖解說(shuō)明了例證的干擾避免情形。在該情形下，在為對(duì)相鄰移動(dòng)節(jié)點(diǎn)n的傳輸調(diào)度時(shí)隙之前，節(jié)點(diǎn)m評(píng)估可能的干擾。如上所述，所述評(píng)估可由從節(jié)點(diǎn)n到節(jié)點(diǎn)m的在它們之間建立初始/附加時(shí)隙的請(qǐng)求引起。節(jié)點(diǎn)m能夠搜索它的通過(guò)定向近鄰分組接收的信息的表格，確定其相鄰節(jié)點(diǎn)中的哪一個(gè)在相同時(shí)隙中安排了傳輸。在舉例說(shuō)明的例子中，節(jié)點(diǎn)k和j是利用相同時(shí)隙的潛在干擾節(jié)點(diǎn)(圖解表示為空心圓)。
更具體地說(shuō)，在節(jié)點(diǎn)m的來(lái)自節(jié)點(diǎn)k的干擾經(jīng)過(guò)距離dkm，并以偏離節(jié)點(diǎn)m用于指向節(jié)點(diǎn)n的天線段的視軸(由箭頭210指示)θmk的角度被接收。另外，當(dāng)向節(jié)點(diǎn)j發(fā)射時(shí)，在節(jié)點(diǎn)k以偏離天線的視軸(由箭頭211指示)θkm的角度朝著節(jié)點(diǎn)m發(fā)射潛在干擾信號(hào)。
可根據(jù)幾個(gè)因素確定所產(chǎn)生的干擾是否足夠強(qiáng)，足以使節(jié)點(diǎn)m為到節(jié)點(diǎn)n的傳輸調(diào)度該時(shí)隙。現(xiàn)在參見(jiàn)圖22，一種方法首先(方框220)在方框222確定相鄰移動(dòng)節(jié)點(diǎn)n和在該時(shí)隙內(nèi)發(fā)射的其它潛在干擾移動(dòng)節(jié)點(diǎn)(這里，節(jié)點(diǎn)j和k)的相對(duì)位置。
隨后在方框222，根據(jù)這些相對(duì)位置確定對(duì)節(jié)點(diǎn)m和n之間的定向通信鏈路的潛在干擾。確定所述潛在干擾的一種方法是根據(jù)到所述相鄰移動(dòng)節(jié)點(diǎn)n和潛在干擾移動(dòng)節(jié)點(diǎn)k、j的相應(yīng)距離和角度，計(jì)算位置，如下進(jìn)一步所述。隨后在方框224，只有當(dāng)干擾低于閾值時(shí)，才在該時(shí)隙內(nèi)調(diào)度定向通信鏈路，從而結(jié)束圖解說(shuō)明的方法(方框225)。
除了節(jié)點(diǎn)的相對(duì)位置之外，還可根據(jù)可由節(jié)點(diǎn)m使用的抑制算法或?yàn)V波器在天線旁瓣(side lobe)實(shí)現(xiàn)的抑制，確定潛在干擾。即，干擾信號(hào)可被距離dkm的路徑損耗和在節(jié)點(diǎn)m和k的天線旁瓣抑制到各不相同的程度。這將由關(guān)于每個(gè)潛在的干擾節(jié)點(diǎn)計(jì)算的度量MK，TiI量度。該度量時(shí)隙Ti中從節(jié)點(diǎn)k接收的干擾水平(單位為dB)。
在它們的HELLO和定向近鄰更新分組中從相鄰節(jié)點(diǎn)接收的信息現(xiàn)在將允許計(jì)算到節(jié)點(diǎn)的距離和在每個(gè)時(shí)隙中用于傳輸?shù)牟ㄊ囊曒S方向。對(duì)于本例來(lái)說(shuō)，我們將假定所有節(jié)點(diǎn)具有作為離視軸的角度的函數(shù)的天線增益模式，由函數(shù)Ga(θ)給出。如果指定環(huán)境中的準(zhǔn)確傳播損耗未知，那么可估計(jì)作為dnp的逆函數(shù)的損耗，其中d是從干擾節(jié)點(diǎn)k到關(guān)心的節(jié)點(diǎn)的距離，np是一般在2-4的范圍中的恒定傳播損耗指數(shù)。
作為例證模型，路徑衰減可被計(jì)算成由地平面衰減等式和自由空間衰減等式給出的路徑衰減的最大值。對(duì)于地平面等式來(lái)說(shuō)，衰減為L(zhǎng)kmp=40·log(dkm)-20·log(ht)-20·log(hr),---(32)]]>其中路徑長(zhǎng)度dkm(從節(jié)點(diǎn)k到節(jié)點(diǎn)m的距離)和發(fā)射器及接收器的相應(yīng)高度ht、hz的單位都為米。自由空間衰減等式給出的路徑衰減為L(zhǎng)kmfs=32.45+20·log(dkm)+20·log(f),---(33)]]>其中RF射頻f的單位為GHz。估計(jì)的總路徑損耗為兩者的最大值，即Lkmtot=max(Lkmp,Lkmfs).---(34)]]>本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到，實(shí)際的損耗將是時(shí)變的，并且由于障礙物或樹(shù)葉的緣故，明顯不同于該計(jì)算結(jié)果，但是該恒定值可被用作評(píng)估潛在干擾源的影響中的合理近似。從而可根據(jù)對(duì)于時(shí)隙Ti內(nèi)從節(jié)點(diǎn)k發(fā)射的信號(hào)，在來(lái)自潛在干擾節(jié)點(diǎn)k的路徑上的節(jié)點(diǎn)m的接收天線的信號(hào)損耗，把理論度量計(jì)算為Mk,TiI=-Lkmtot+Ga(θkm),---(35)]]>其中θkm是朝向節(jié)點(diǎn)m的信號(hào)方向的偏離節(jié)點(diǎn)k的視軸的角度。該度量可在節(jié)點(diǎn)m被用于計(jì)算干擾影響以便把時(shí)隙Ti分配給任何其它相鄰節(jié)點(diǎn)。
上述度量沒(méi)有體現(xiàn)在節(jié)點(diǎn)m的干擾信號(hào)的旁瓣抑制的影響，因?yàn)檫@取決于正在考慮在時(shí)隙Ti內(nèi)調(diào)度哪個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)。但是，當(dāng)為該時(shí)隙考慮任何相鄰節(jié)點(diǎn)，例如節(jié)點(diǎn)n時(shí)，可根據(jù)Mk，TiI計(jì)算包括在節(jié)點(diǎn)m的旁瓣抑制的新度量，如下所示Mk,TiI,mn=Mk,TiI+Ga(θkm).---(36)]]>從而在節(jié)點(diǎn)m接收的來(lái)自在時(shí)隙Ti中通信的節(jié)點(diǎn)對(duì)k、j之間的鏈路L的干擾的最大干擾水平由從節(jié)點(diǎn)k或者節(jié)點(diǎn)j接收的最大水平給出，即NL,Timn=maxk,j(Mk,TiI,mn,Mj,TiI,mn).---(37)]]>這樣，時(shí)隙Ti中在節(jié)點(diǎn)m收到的總干擾為從在時(shí)隙Ti中工作的所有鏈路L接收的干擾的總和，即，NTimn=10·log[ΣL10NL,Timn/10].---(38)]]>多數(shù)情況下，該量值的近似值就足夠了。就任意時(shí)隙中的少量潛在干擾源來(lái)說(shuō)，兩個(gè)或更多的干擾源不可能具有幾乎相等的功率。這種情況下，我們可把干擾的近似值計(jì)算為NTimn≈maxL(NL,Timn).---(39)]]>從而，由于實(shí)際的信號(hào)-干擾比將高度取決于到所需目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的距離與到干擾節(jié)點(diǎn)的距離的比值，我們可把時(shí)隙Ti的理論SIR度量計(jì)算為SIRmnTi=NTimn+Lmntot.---(40)]]>上述度量的單位為dB，它們可被用于在最初為任何相鄰節(jié)點(diǎn)調(diào)度時(shí)隙時(shí)提供干擾回避。另外，有利的是它們可被用于間歇檢查，確定當(dāng)前調(diào)度的時(shí)隙是否正在開(kāi)始經(jīng)歷或者可能經(jīng)歷增大的干擾水平。圖23中圖解說(shuō)明了該方法，所述方法開(kāi)始于方框230，在方框231，節(jié)點(diǎn)m間歇地確定相鄰移動(dòng)節(jié)點(diǎn)n和其它潛在干擾節(jié)點(diǎn)的相對(duì)位置。應(yīng)注意由于節(jié)點(diǎn)是移動(dòng)的，因此在這期間，潛在干擾節(jié)點(diǎn)可能已發(fā)生變化。節(jié)點(diǎn)j和k可能仍然是潛在干擾節(jié)點(diǎn)也可能不再是潛在干擾節(jié)點(diǎn)，在這期間，其它潛在干擾節(jié)點(diǎn)可能已進(jìn)行節(jié)點(diǎn)m的范圍內(nèi)。
無(wú)論怎樣，一旦確定了對(duì)于新的潛在干擾節(jié)點(diǎn)的新的相對(duì)位置，那么如前所述，在方框232，據(jù)此確定對(duì)定向通信鏈路的潛在干擾。如果在方框233，潛在干擾高于上面提及的干擾閾值，那么在方框234，在新時(shí)隙內(nèi)調(diào)度定向通信鏈路，從而結(jié)束圖解說(shuō)明的方法(方框235)。當(dāng)然，如上所述，可以使用不同的閾值以便引入滯后。
上述干擾等式為當(dāng)確定時(shí)隙的恰當(dāng)分配時(shí)最好考慮的時(shí)隙優(yōu)先化提供一種有用的模型。當(dāng)然，實(shí)際上每次要確定干擾時(shí)，計(jì)算每個(gè)上述度量需要大量的處理資源。這樣，如同本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到的那樣，預(yù)先計(jì)算輸入/輸出組的一組范圍或者比值，并把它們保存在控制器18中的查尋表18g中以便計(jì)算SIR是有利的。
現(xiàn)在參見(jiàn)圖24，更詳細(xì)地說(shuō)明SP和DA時(shí)隙再分配。首先，我們考慮節(jié)點(diǎn)m和其相鄰節(jié)點(diǎn)n之間新的SP或DA時(shí)隙的初始調(diào)度(參見(jiàn)圖21)。首先，這里假定當(dāng)分配新的SP時(shí)隙時(shí)，任何“自由”時(shí)隙或DA時(shí)隙可用于分配，同時(shí)“自由”時(shí)隙的優(yōu)先級(jí)高于DA時(shí)隙。DA時(shí)隙最好也被排序，需求度量值最小的DA時(shí)隙的再分配優(yōu)先級(jí)最高。除了如上所述，需求度量大于某一數(shù)量的現(xiàn)有時(shí)隙分配不可用于再分配之外，當(dāng)分配新的DA時(shí)隙時(shí)，遵循類似的進(jìn)程。
如上所述，通過(guò)把估計(jì)的干擾水平和優(yōu)先化的通信需求度量看作優(yōu)先化度量，還可擴(kuò)大該初始調(diào)度進(jìn)程。從而，就這兩種度量來(lái)說(shuō)，對(duì)潛在時(shí)隙排序的進(jìn)程更復(fù)雜。
一般來(lái)說(shuō)，時(shí)隙的重新分配開(kāi)始于方框240，隨后如上所述，在方框241確定初始時(shí)隙。根據(jù)本例，在方框242，發(fā)起移動(dòng)節(jié)點(diǎn)n將識(shí)別與其相鄰移動(dòng)節(jié)點(diǎn)共用的可用時(shí)隙，并在方框243，根據(jù)發(fā)起移動(dòng)節(jié)點(diǎn)和相鄰移動(dòng)節(jié)點(diǎn)在時(shí)隙內(nèi)的鏈路使用率，對(duì)可用時(shí)隙排序。隨后在方框244，發(fā)起移動(dòng)節(jié)點(diǎn)n把包括可用時(shí)隙及其排序的時(shí)隙分配請(qǐng)求傳送給接收移動(dòng)節(jié)點(diǎn)m。
這樣，在方框245，接收移動(dòng)節(jié)點(diǎn)m將依次接收時(shí)隙再分配請(qǐng)求，并根據(jù)接收移動(dòng)節(jié)點(diǎn)和與接收移動(dòng)節(jié)點(diǎn)相鄰的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)在可用時(shí)隙內(nèi)的鏈路使用率，對(duì)可用時(shí)隙排序。此外，在方框246，節(jié)點(diǎn)m隨后根據(jù)發(fā)起移動(dòng)節(jié)點(diǎn)和接收移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的可用時(shí)隙的排序，產(chǎn)生可用時(shí)隙的組合排序。隨后在方框247，接收移動(dòng)節(jié)點(diǎn)m可根據(jù)組合排序，重新分配一個(gè)或多個(gè)可用時(shí)隙，以便在發(fā)起移動(dòng)節(jié)點(diǎn)和接收移動(dòng)節(jié)點(diǎn)之間建立通信鏈路，從而在方框248結(jié)束圖解說(shuō)明的方法。
參考圖25，在一些實(shí)施例中，上述再分配方法還可有利地包括各種其它特征。開(kāi)始于方框250，在方框251，如上所述，發(fā)起移動(dòng)節(jié)點(diǎn)n和接收移動(dòng)節(jié)點(diǎn)m均可確定與每個(gè)可用時(shí)隙相關(guān)的通信需求度量，并在方框252和253，把與之相關(guān)的通信需求度量高于較高的使用閾值的任何可用時(shí)隙排隊(duì)在再分配的考慮之外。
類似地，在方框254，發(fā)起移動(dòng)節(jié)點(diǎn)n和接收移動(dòng)節(jié)點(diǎn)m還都可確定與每個(gè)可用時(shí)隙相關(guān)的SIR值，并在方框255和253，把與之相關(guān)的SIR值高于較高的SIR閾值的任何可用時(shí)隙排隊(duì)在再分配的考慮之外。另外應(yīng)注意在時(shí)隙的排序中，發(fā)起移動(dòng)節(jié)點(diǎn)n和接收移動(dòng)節(jié)點(diǎn)m還使用SIR值(圖24中的方框243、245)。
如前所述，這些排序還可考慮到增大的和/或降低的鏈路使用度量。此外，同樣如上所述，發(fā)起移動(dòng)節(jié)點(diǎn)n和接收移動(dòng)節(jié)點(diǎn)m均可根據(jù)其中傳送的數(shù)據(jù)的平均數(shù)量和/或保存在它們的隊(duì)列18f中的數(shù)據(jù)的數(shù)量，對(duì)可用時(shí)隙排序。
此外，在方框256和253，由于發(fā)起移動(dòng)節(jié)點(diǎn)n和接收移動(dòng)節(jié)點(diǎn)m最好傳送具有多個(gè)優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù)，因此如果將在可用時(shí)隙內(nèi)傳送的數(shù)據(jù)并不具有和在所述可用時(shí)隙內(nèi)當(dāng)前正被傳送的數(shù)據(jù)相等或者更多的優(yōu)先級(jí)，那么接收移動(dòng)節(jié)點(diǎn)m能夠禁止可用時(shí)隙的重新分配。否則，如前所述，鏈路可被重新分配(方框257)，從而在方框258結(jié)束圖解說(shuō)明的方法。
更具體地說(shuō)，現(xiàn)在將提供實(shí)現(xiàn)時(shí)隙的上述分級(jí)的例證算法。但是，在給出對(duì)可被重新分配給節(jié)點(diǎn)m和n之間的鏈路的潛在時(shí)隙評(píng)定等級(jí)的算法之前，我們首先定義項(xiàng)MetLimmn，以確保沒(méi)有任何時(shí)隙將從另一鏈路被重新分配給節(jié)點(diǎn)m和n之間的鏈路，除非需要傳送更高優(yōu)先級(jí)的通信為止，如上參考方框256所述。同樣采用具有三個(gè)優(yōu)先級(jí)類別的例子，被定義為MetLimmnIfMmnDA(TmnPj,Nmntot)/Ks>2thenMetLimmn=2,---(41)]]>ElseifMmnDA(TmnPj,Nmntot)/Ks>1thenMetLimmn=1,---(42)]]>ElseMetLimmn=0.---(43)]]>為了舉例說(shuō)明整個(gè)方法，首先研究當(dāng)不考慮干擾度量時(shí)，對(duì)時(shí)隙排序的方法。首先根據(jù)下述時(shí)隙優(yōu)先化方法，對(duì)未被分配給節(jié)點(diǎn)m和n的所有其它時(shí)隙(即，在節(jié)點(diǎn)m和其未示出的相鄰節(jié)點(diǎn)r之一之間分配的那些時(shí)隙)排序，所述時(shí)隙優(yōu)先化方法考慮了分配新時(shí)隙中的通信需求的優(yōu)先級(jí)，但是不包括干擾的影響。
特別地，當(dāng)要求在節(jié)點(diǎn)m和n之間分配一個(gè)新時(shí)隙時(shí)，根據(jù)自由時(shí)隙和DA時(shí)隙產(chǎn)生可用時(shí)隙的列表。隨后在把潛在時(shí)隙的列表發(fā)送給接收節(jié)點(diǎn)m之前，在請(qǐng)求或發(fā)送節(jié)點(diǎn)n對(duì)這些時(shí)隙排序。利用優(yōu)先化通信需求度量MmrDA(TmrPj，(Nmrtot-1))對(duì)可用時(shí)隙排序。注意該度量中(Nmrtot-1)的使用，如果從節(jié)點(diǎn)m和r之間的鏈路取走某一時(shí)隙，那么它指示所述度量的值。
下述方法被推薦用于所述排序。等級(jí)最高的時(shí)隙是自由的時(shí)隙。按照通信需求度量MmrDA(TmrPj，(Nmrtot-1))的逆序，對(duì)剩余的時(shí)隙排序。如果要分配的新時(shí)隙是DA時(shí)隙，那么除去傳送相等或更高優(yōu)先級(jí)通信的所有時(shí)隙，即MmrDA(TmrPj,(Nmrtot-1))>MetLimmr.---(44)]]>這確保在重新分配進(jìn)程中，只有低優(yōu)先級(jí)的通信被丟失。
如上所述，(根據(jù)上述標(biāo)準(zhǔn)的)時(shí)隙的排序列表包括在請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)n發(fā)送的REQ消息中。接收節(jié)點(diǎn)m接收REQ消息，獲得排序時(shí)隙的列表，并通過(guò)利用優(yōu)先通信需求，根據(jù)上述方法對(duì)這些時(shí)隙排序。隨后，根據(jù)這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)確定的排序，剩余的時(shí)隙被給予組合排序，同樣如上所述，選擇具有最佳組合排序的時(shí)隙。
如果度量MikDA(TikPj,(Niktot+1))>0,]]>這指示即使在分配第一時(shí)隙之后，還需要另一時(shí)隙。隨后把該度量與到其它近鄰的鏈路的度量進(jìn)行比較，以了解是否應(yīng)請(qǐng)求第二時(shí)隙，或者另一鏈路現(xiàn)在是否更迫切地需要一個(gè)額外的時(shí)隙。在后一情況下，下一時(shí)隙分配最好被給予具有最大度量的鏈路。
在一些實(shí)施例還可有利地增強(qiáng)上述方法，以便考慮到如上所述的通信優(yōu)先級(jí)。下述方法被推薦用于對(duì)具有干擾的潛在時(shí)隙排序。為每個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)和每個(gè)時(shí)隙保持接收的干擾水平Mn，TiI。這些干擾水平最好隨著新的位置更新被定期更新，例如大約每秒一次。
當(dāng)要求在節(jié)點(diǎn)m和n之間分配新時(shí)隙時(shí)，根據(jù)自由時(shí)隙和DA時(shí)隙創(chuàng)建可用時(shí)隙的列表。隨后在向接收節(jié)點(diǎn)m發(fā)送潛在時(shí)隙的列表之前，在請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)n對(duì)這些時(shí)隙排序或者區(qū)分優(yōu)先次序。從而，為了對(duì)時(shí)隙排序，在接收每個(gè)近鄰的天線抑制之后，可評(píng)估總的接收干擾功率。本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到，隨后可計(jì)算估計(jì)的總的接收干擾功率NTimn。
隨后可利用優(yōu)先化的通信需求度量MmrDA(TmrPj，(Nmrtot-1))和干擾度量NTimn，對(duì)分配給相鄰節(jié)點(diǎn)的可用時(shí)隙排序。注意該度量中(Nmrtot-1)的使用，它指示如果從節(jié)點(diǎn)m和r之間的鏈路取走某一時(shí)隙時(shí)，所述度量的值。對(duì)于該排序來(lái)說(shuō)，最好排序最前的時(shí)隙是自由時(shí)隙或者是具有小于預(yù)定閾值的優(yōu)先化通信需求度量MmrDA(TmrPj,(Nmrtot-1))≤TDAL]]>的DA時(shí)隙。換句話說(shuō)，這些時(shí)隙或者是未正在使用的(自由)時(shí)隙或者是幾乎從未被使用的時(shí)隙。隨后根據(jù)估計(jì)的干擾功率Ntimn的水平(NTimn的最低值被賦予最高等級(jí))，對(duì)這些時(shí)隙排序。
按照等級(jí)排序的下一時(shí)隙是具有低于較高閾值的優(yōu)先化通信需求度量MmrDA(TmrPj,(Nmrtot-1))≤TDAH,]]>并且同時(shí)對(duì)于該時(shí)隙來(lái)說(shuō)具有很高的SIRmnTi(由超過(guò)某一閾值SIRmnTi>TSIRH]]>指示)的剩余DA時(shí)隙。按照優(yōu)先化通信需求度量對(duì)這些時(shí)隙排序，最小的需求度量指示最高的等級(jí)。這些時(shí)隙被排列在先前計(jì)算的那些時(shí)隙之后。
按照SIRmnTi的最高值，對(duì)滿足MmrDA(TmrPj,(Nmrtot-1))≤TDAH]]>但是不滿足SIRmnTi>TSIRH]]>的剩余DA時(shí)隙排序。這些時(shí)隙被排列在先前計(jì)算的那些時(shí)隙之后。此外，剩余的DA時(shí)隙被排列在先前計(jì)算的那些時(shí)隙之后。根據(jù)優(yōu)先化通信需求度量對(duì)這些時(shí)隙排序，最小的優(yōu)先化通信需求度量指示最高的等級(jí)。當(dāng)然，要認(rèn)識(shí)到上述排序方法是例證性的，在本發(fā)明的范圍內(nèi)還可使用其它方法。
如果時(shí)隙預(yù)測(cè)的信號(hào)-干擾比為SIRmnTi<TSIRL.---(45)]]>那么最好把先前的優(yōu)先級(jí)排序中的任何時(shí)隙排除在再分配的考慮之外。這把對(duì)其來(lái)說(shuō)，干擾節(jié)點(diǎn)可能導(dǎo)致過(guò)低的SIR的任何時(shí)隙排除在考慮之外。此外，如果要分配的新時(shí)隙是DA時(shí)隙，那么傳送相同或更高優(yōu)先級(jí)通信量的所有時(shí)隙最好被除去，即MmrDA(TmrPj,(Nmrtot-1))>MetLimmr.---(46)]]>這確保在再分配進(jìn)程中，只有優(yōu)先級(jí)較低的通信量被丟失。
如上所述，(根據(jù)上述標(biāo)準(zhǔn)的)時(shí)隙的排序列表包括在請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)發(fā)送的REQ消息中。接收REQ消息的接收節(jié)點(diǎn)m獲得排序時(shí)隙的列表，并利用它計(jì)算的需求和干擾度量，按照如上所述的方法對(duì)這些時(shí)隙排序。這最好包括除去未達(dá)到SIR、干擾節(jié)點(diǎn)距離和干擾節(jié)點(diǎn)角度閾值的任何時(shí)隙，或者在接收節(jié)點(diǎn)不可用的任何時(shí)隙。隨后剩余的時(shí)隙被賦予由這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)確定的排序得到的組合排序，并選擇具有最佳的組合排序的時(shí)隙。
如果MikDA(TikPj,(Niktot+1))>0,]]>這指示即使在分配第一時(shí)隙之后，仍然需要另一時(shí)隙。隨后把該度量與到其它近鄰的鏈路的度量進(jìn)行比較，以了解是否應(yīng)請(qǐng)求第二時(shí)隙，或者另一鏈路現(xiàn)在是否更迫切地需要一個(gè)額外的時(shí)隙。在后一情況下，下一時(shí)隙分配最好被給予具有最大度量的鏈路。
在分配某一時(shí)隙之后，作為干擾回避和減輕方法的一部分，將不斷地監(jiān)視該時(shí)隙。另外，不斷測(cè)量全向鏈路質(zhì)量。如果全向鏈路的質(zhì)量變壞(指示LOS的損失或者到另一節(jié)點(diǎn)的距離過(guò)大)，那么宣告該鏈路中斷，并把鏈路的中斷通知路由協(xié)議(例如OLSR)。這將指示在網(wǎng)絡(luò)層重新進(jìn)行路由選擇。只有全向鏈路的質(zhì)量仍然良好，那么必須依然關(guān)于干擾監(jiān)視各個(gè)時(shí)隙。
下面的討論舉例說(shuō)明當(dāng)全向鏈路質(zhì)量良好時(shí)，如何評(píng)估定向時(shí)隙上的潛在或現(xiàn)有干擾。將存在鏈路質(zhì)量指示符表示到指定相鄰節(jié)點(diǎn)的全向鏈路質(zhì)量良好，但是分配給該節(jié)點(diǎn)的定向時(shí)隙之一非常不可靠的情況。這將是未被如上所述的干擾回避技術(shù)避免的該時(shí)隙上的過(guò)多干擾的指示。
能夠?qū)е逻@種干擾的情況有幾種，它們一般由移動(dòng)引起。例如，這些情況包括所需信號(hào)的到達(dá)方向的快速變化，干擾信號(hào)的到達(dá)方向的快速變化，干擾源的數(shù)目不斷增大，以及節(jié)點(diǎn)和其目標(biāo)節(jié)點(diǎn)及干擾節(jié)點(diǎn)之間的距離的變化。
下面將參考圖26，說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的干擾監(jiān)視/減輕方法的概要。開(kāi)始于方框260，如上所述，在一個(gè)或多個(gè)時(shí)隙內(nèi)在該對(duì)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)m和n之間建立了通信鏈路之后(方框261)，在方框262，這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)中的至少一個(gè)確定在所述時(shí)隙期間，與所述通信鏈路相關(guān)的鏈路質(zhì)量值。隨后在方框263和264，該節(jié)點(diǎn)確定通信鏈路是否具有第一(臨界)質(zhì)量或第二(低劣)質(zhì)量。
根據(jù)本發(fā)明，在方框265，如果在指定時(shí)隙內(nèi)，通信鏈路具有臨界質(zhì)量，那么移動(dòng)節(jié)點(diǎn)合作以便在第一時(shí)段內(nèi)把通信鏈路重新分配給一個(gè)新時(shí)隙。此外，在方框266，如果在指定時(shí)隙內(nèi)，通信鏈路具有低劣的質(zhì)量，那么節(jié)點(diǎn)合作以便在短于經(jīng)一時(shí)段的第二時(shí)段內(nèi)，把通信鏈路重新分配給一個(gè)新時(shí)隙。即，如果鏈路質(zhì)量嚴(yán)重惡化，那么時(shí)隙可被快速分配(即，在第二個(gè)較短的時(shí)段內(nèi))，以使對(duì)通信的破壞降至最小。另一方面，如果鏈路質(zhì)量處于臨界狀態(tài)但是仍然可用，那么可以更長(zhǎng)地延遲時(shí)隙的重新分配(即，在較長(zhǎng)的第一時(shí)段內(nèi))，這可減少試圖同時(shí)重新分配時(shí)隙的各對(duì)競(jìng)爭(zhēng)節(jié)點(diǎn)之間的沖突。
圖27中更詳細(xì)地圖解說(shuō)明了在方框262-264一般性說(shuō)明的步驟。具體地，在方框271，如上所述，最好根據(jù)SIR和分組接收差錯(cuò)值(PREV)，確定鏈路質(zhì)量值。如下進(jìn)一步所述，在方框272和274，如果SIR在第一SIR閾值和第二SIR閾值(它高于第一質(zhì)量閾值)之間，并且PREV在第一差錯(cuò)閾值和第二差錯(cuò)閾值(它高于第一差錯(cuò)閾值)之間，那么通信鏈路最好被確定為具有臨界質(zhì)量，隨后結(jié)束該方法的這一方面(方框278)。
類似地，在方框274和273，如果SIR小于第一SIR閾值，并且PREV大于第二差錯(cuò)閾值，那么通信鏈路最好也被確定為具有臨界質(zhì)量。另外，在方框275和276，如果SIR小于第一SIR閾值，并且PREV介于第一差錯(cuò)閾值和第二差錯(cuò)閾值之間，那么通信鏈路被確定為質(zhì)量低劣。另外，如果質(zhì)量因子低于第一差錯(cuò)閾值，那么通信鏈路被確定為質(zhì)量低劣。
上述方法特別適合于按需分配時(shí)隙。對(duì)于半永久時(shí)隙來(lái)說(shuō)，在一些應(yīng)用中，可能適于相當(dāng)快速地重新分配這些時(shí)隙。這樣，現(xiàn)在參見(jiàn)圖28，開(kāi)始于方框280，在方框281初始確定SP時(shí)隙之后，類似于上面關(guān)于DA時(shí)隙所述那樣，在方框282，確定半永久時(shí)隙內(nèi)與通信鏈路相關(guān)的半永久鏈路質(zhì)量值。如果在方框283，根據(jù)半永久鏈路質(zhì)量值，在半永久時(shí)隙內(nèi)，額外的通信鏈路被確定為具有臨界質(zhì)量或者低劣的質(zhì)量，那么在方框284，在相當(dāng)短的第二時(shí)段內(nèi)，鏈路被重新分配給新的SP時(shí)隙。否則，如同舉例所示那樣，將繼續(xù)監(jiān)視鏈路質(zhì)量值。
下面將參考用于計(jì)算上述變量的特定等式，更詳細(xì)地說(shuō)明上面概述的干擾回避和減輕程序。同樣，將對(duì)每個(gè)時(shí)隙和每個(gè)干擾節(jié)點(diǎn)定期重新計(jì)算幾個(gè)關(guān)鍵變量。這些關(guān)鍵變量包括每個(gè)定向鏈路Lk的每個(gè)時(shí)隙i的鏈路質(zhì)量N_qualityiLk及其量化值TS_QualiLk；時(shí)隙I的潛在SIRmnTi；和全向鏈路狀態(tài)Can_AllocLk。
這些變量將是時(shí)隙i上的干擾或潛在干擾的指示符。這些變量的微小降低將啟動(dòng)更從容的嘗試(即，在相對(duì)較長(zhǎng)的第一時(shí)段內(nèi))，重新調(diào)度更良好的時(shí)隙，以便避免潛在的干擾。由于干擾節(jié)點(diǎn)對(duì)可能也已發(fā)現(xiàn)該條件，因此從容的補(bǔ)償(backoff)將降低兩個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)同時(shí)重新調(diào)度，并且可能引起另一沖突的可能性。
這樣，如果干擾節(jié)點(diǎn)對(duì)決定首先重新調(diào)度，這可消除重新調(diào)度的需要。對(duì)于該“慢速”補(bǔ)償方法(即，在第一時(shí)段內(nèi))，將在下一ΔTR秒內(nèi)的任意時(shí)間，以概率Prsslow啟動(dòng)重新調(diào)度操作。如果重新調(diào)度操作未被啟動(dòng)，那么當(dāng)再次重新計(jì)算變量時(shí)，將再次進(jìn)行測(cè)試(大約每秒一次)。如果測(cè)試再次失敗，那么將在下一ΔTR秒內(nèi)的任意時(shí)間，以概率Prsslow啟動(dòng)重新調(diào)度操作。只要潛在干擾條件存在，該測(cè)試過(guò)程就將繼續(xù)下去。
現(xiàn)有嚴(yán)重惡化的檢測(cè)將要求更即時(shí)的重新調(diào)度，以避免現(xiàn)有的過(guò)多干擾。這種情況下，“快速”補(bǔ)償方法是在較短的第二時(shí)段內(nèi)啟動(dòng)時(shí)隙的重新調(diào)度。例如，它可在下一定向信號(hào)出現(xiàn)時(shí)間之內(nèi)，并以概率Prsfast啟動(dòng)重新調(diào)度操作。如果未在該信號(hào)出現(xiàn)時(shí)間內(nèi)啟動(dòng)重新調(diào)度，那么以概率Prsfast在下一信號(hào)出現(xiàn)時(shí)間內(nèi)啟動(dòng)重新調(diào)度，等等。
不進(jìn)行當(dāng)前時(shí)隙分配的任何重新分配和對(duì)重新分配進(jìn)行慢速或者快速補(bǔ)償之間的決定最好基于下述標(biāo)準(zhǔn)。首先，如果用于節(jié)點(diǎn)m和n之間的鏈路的時(shí)隙i滿足下述兩個(gè)條件任意之一，那么不考慮時(shí)隙的重新分配SIRmnTiTSIRMandTS_QualiLk=GOODORMID;and---(47)]]>SIRmnTi>TSIRLandTS_QualiLk=GOOD.---(48)]]>此外，如果用于節(jié)點(diǎn)m和n之間的鏈路的時(shí)隙i滿足下述兩個(gè)條件任意之一，那么使用對(duì)時(shí)隙的重新分配的慢速補(bǔ)償(如果它是用于節(jié)點(diǎn)m和n之間的鏈路的唯一時(shí)隙，那么使用快速補(bǔ)償)TSIRL≤SIRmnTi≤TSIRMandTS_QualiLk=MID;and---(49)]]>SIRmnTi<TSIRLandTS_QualiLk=GOOD.---(50)]]>
另外，如果用于節(jié)點(diǎn)m和n之間的鏈路的時(shí)隙i滿足下述兩個(gè)條件任意之一，那么使用對(duì)時(shí)隙的重新分配的快速補(bǔ)償SIRmnTi<TSIRLandTS_QualiLk=MID;and---(51)]]>TS_QualiLk=BAD.---(52)]]>如果下述條件被滿足，那么時(shí)隙被解除分配，并且路由協(xié)議(例如OLSR)被告知節(jié)點(diǎn)m和n之間的鏈路已被中斷持續(xù)至少TB秒，TS_QualiLk=BAD]]>并且Can_AllocLk=FALSE---(53)]]>如上簡(jiǎn)要所述，一旦通過(guò)快速補(bǔ)償或者慢速補(bǔ)償確定重新調(diào)度是必需的，那么如果時(shí)隙i是SP時(shí)隙，某些預(yù)防措施是合乎需要的。由于SP時(shí)隙的重要性，重要的是該時(shí)隙未被惡化。如果該時(shí)隙是在節(jié)點(diǎn)m和n之間分配的唯一時(shí)隙，那么即使下面列舉的條件指示慢速補(bǔ)償令人滿意，也最好進(jìn)行快速補(bǔ)償。
另一種情況是當(dāng)節(jié)點(diǎn)m和n具有分配的幾個(gè)時(shí)隙時(shí)。如果對(duì)SP時(shí)隙不同地指示慢速補(bǔ)償，那么節(jié)點(diǎn)m能夠立即把應(yīng)使它們的DA時(shí)隙之一成為SP時(shí)隙通知節(jié)點(diǎn)n，從而使當(dāng)前時(shí)隙承擔(dān)DA時(shí)隙的不太關(guān)鍵的任務(wù)。如果分配給節(jié)點(diǎn)m和n的其它時(shí)隙都不具有足以重命名為SP時(shí)隙的質(zhì)量，那么使用快速補(bǔ)償來(lái)重新調(diào)度SP時(shí)隙i。如果時(shí)隙i是DA時(shí)隙或者可以使之成為DA時(shí)隙，那么使用依據(jù)下述標(biāo)準(zhǔn)確定的快速或慢速補(bǔ)償決定。
特別地，在進(jìn)行新時(shí)隙分配之前，正被重新分配的時(shí)隙不被解除分配。在獲得新的時(shí)隙之后，舊的有問(wèn)題的或者低劣的時(shí)隙可被解除分配。如果另一時(shí)隙可用于節(jié)點(diǎn)m和n之間的鏈路，那么最好停止“低”質(zhì)量(TS_QualiLk=BAD)]]>時(shí)隙內(nèi)分組的轉(zhuǎn)發(fā)。
具有優(yōu)化鏈路狀態(tài)路由(OLSR)路由算法的簡(jiǎn)單接口可包括在本發(fā)明中，并且下面參考圖2和29進(jìn)行討論。本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知，就OLSR來(lái)說(shuō)，鏈路狀態(tài)信息能夠量化鏈路的狀態(tài)。完整的布局信息被保持，并且定期向網(wǎng)絡(luò)中的所有其它節(jié)點(diǎn)廣播近鄰布局信息，以允許它們構(gòu)成完整的網(wǎng)絡(luò)布局。應(yīng)使OLSR不知道圍繞時(shí)隙的分配和解除分配，以滿足通信量需求和干擾的減輕的多數(shù)活動(dòng)。當(dāng)存在分配給與某一相鄰節(jié)點(diǎn)的鏈路的幾個(gè)時(shí)隙，例如到相鄰節(jié)點(diǎn)k的鏈路具有m個(gè)時(shí)隙i1，i2，…，im時(shí)，出現(xiàn)一個(gè)問(wèn)題。如果由于干擾的緣故，一個(gè)或多個(gè)，但是不是全部所述時(shí)隙被確定為質(zhì)量低劣，那么可啟動(dòng)時(shí)隙的重新調(diào)度。只有給該相鄰節(jié)點(diǎn)的至少一個(gè)時(shí)隙仍然質(zhì)量較高，那么所述節(jié)點(diǎn)仍然是被連接的近鄰，路由表中不需要任何改變。從而，不需要使OLSR對(duì)此作出反應(yīng)。在重新調(diào)度期間，鏈路確實(shí)遭到一些容量的損失(這可能關(guān)系重大)，但是不存在OLSR應(yīng)進(jìn)行的任何事情。如果所有時(shí)隙質(zhì)量都低，那么必須允許OLSR作出反應(yīng)，并通過(guò)其它鏈路重新發(fā)送數(shù)據(jù)。以分配給到節(jié)點(diǎn)k的每個(gè)時(shí)隙的最大質(zhì)量的形式，定義了該鏈路的下述鏈路質(zhì)量量度N_qualityLk=maxAll_TS_for_Lk(N_qualityiLk)---(54)]]>從而每次到節(jié)點(diǎn)k的鏈路的質(zhì)量量度N_qualityLk變化時(shí)，可把該質(zhì)量量度報(bào)告給OLSR。該質(zhì)量量度將替換OLSR一般根據(jù)接收的HELLO分組計(jì)算的質(zhì)量量度。它將替換標(biāo)準(zhǔn)的OLSR質(zhì)量量度，但是隨后它將由OLSR按照完全相同的方式使用。如同在OLSR中通常進(jìn)行的那樣，可對(duì)其應(yīng)用滯后函數(shù)，以降低OLSR觀察到的“鏈路搖擺”。如果鏈路質(zhì)量變得過(guò)差，那么該鏈路將被宣告“停止”，OLSR將在其HELLO和TC更新分組中自動(dòng)發(fā)送新的狀態(tài)信息，并重新計(jì)算路線。
更具體地說(shuō)，控制器18(圖2)最好包括發(fā)現(xiàn)路線，并利用路由協(xié)議，例如OLSR把通信路由到相鄰節(jié)點(diǎn)的通信路由器18i。時(shí)隙調(diào)度單元18a/18b調(diào)度時(shí)隙，以便與每個(gè)相鄰移動(dòng)節(jié)點(diǎn)建立通信鏈路，天線對(duì)準(zhǔn)單元18c使定向天線在與每個(gè)相鄰移動(dòng)節(jié)點(diǎn)相關(guān)的通信期間對(duì)準(zhǔn)所述每個(gè)相鄰移動(dòng)節(jié)點(diǎn)。這里，提供鏈路質(zhì)量估計(jì)器18h，以便根據(jù)為通信鏈路安排的每個(gè)時(shí)隙的質(zhì)量，估計(jì)鏈路質(zhì)量，并把估計(jì)的鏈路質(zhì)量報(bào)告給通信路由器18i。
如上所述，估計(jì)的鏈路質(zhì)量可被定義為通信鏈路調(diào)度的每個(gè)時(shí)隙的最大質(zhì)量，路由器18i可根據(jù)估計(jì)的鏈路質(zhì)量，把通信傳送給相鄰的節(jié)點(diǎn)。只要用于該鏈路的至少一個(gè)時(shí)隙的最大質(zhì)量高于預(yù)定閾值，那么最好保持該通信鏈路，當(dāng)該鏈路的估計(jì)鏈路質(zhì)量低于預(yù)定閾值時(shí)，路由器18i開(kāi)始新的路線發(fā)現(xiàn)。路由器18i可對(duì)從鏈路質(zhì)量估計(jì)器報(bào)告的估計(jì)鏈路質(zhì)量使用滯后函數(shù)。
現(xiàn)在參見(jiàn)圖29，說(shuō)明本發(fā)明的方法的一般步驟。該方法開(kāi)始于方框290，根據(jù)上面討論的過(guò)程，分別在方框291和292，調(diào)度時(shí)隙并對(duì)準(zhǔn)天線。在方框293，估計(jì)鏈路質(zhì)量，并如方框294中所示，向通信路由器18i或者OLSR報(bào)告鏈路質(zhì)量，之后在方框295結(jié)束該方法。
從而本發(fā)明為相控陣網(wǎng)絡(luò)提供一種完全分布的鏈路調(diào)度算法和協(xié)議。應(yīng)注意所述算法/協(xié)議細(xì)節(jié)的上述描述設(shè)想了每個(gè)節(jié)點(diǎn)單個(gè)定向波束的情況，在用于該訪問(wèn)的分配時(shí)隙內(nèi)，它被時(shí)發(fā)并且指向相鄰的節(jié)點(diǎn)。但是，該方法可被用于每個(gè)節(jié)點(diǎn)任意數(shù)目的指向波束的情況。
權(quán)利要求
1.一種無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)，包括多個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)，所述每個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)包括收發(fā)器，與所述收發(fā)器相連的定向天線，和與所述收發(fā)器相連的控制器，所述控制器包括發(fā)現(xiàn)路由并利用路由協(xié)議把通信路由到相鄰節(jié)點(diǎn)的通信路由器，調(diào)度時(shí)隙以便與每個(gè)相鄰移動(dòng)節(jié)點(diǎn)建立通信鏈路的時(shí)隙調(diào)度單元，在與每個(gè)相鄰移動(dòng)節(jié)點(diǎn)通信期間，使所述定向天線對(duì)準(zhǔn)每個(gè)相鄰移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的天線對(duì)準(zhǔn)單元，和根據(jù)為通信鏈路調(diào)度的每個(gè)時(shí)隙的質(zhì)量來(lái)估計(jì)鏈路質(zhì)量，并向通信路由器報(bào)告估計(jì)的鏈路質(zhì)量的鏈路質(zhì)量估計(jì)器。
2.按照權(quán)利要求1所述的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)，其中估計(jì)的鏈路質(zhì)量被定義成為通信鏈路調(diào)度的每個(gè)時(shí)隙的最大質(zhì)量。
3.按照權(quán)利要求2所述的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)，其中路由器根據(jù)估計(jì)的鏈路質(zhì)量，把通信路由到相鄰節(jié)點(diǎn)。
4.按照權(quán)利要求3所述的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)，其中只要鏈路的至少一個(gè)時(shí)隙的最大質(zhì)量高于預(yù)定閾值，那么路由器就保持該通信鏈路。
5.按照權(quán)利要求4所述的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)，其中當(dāng)鏈路的估計(jì)鏈路質(zhì)量低于預(yù)定閾值時(shí)，路由器開(kāi)始新的路由發(fā)現(xiàn)。
6.一種為多個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)建立通信鏈路的方法，所述每個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)包括收發(fā)器，與所述收發(fā)器相連的定向天線，和與所述收發(fā)器相連的控制器，所述方法包括對(duì)每個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)調(diào)度時(shí)隙，以便與每個(gè)相鄰的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)建立通信鏈路；在與每個(gè)相鄰移動(dòng)節(jié)點(diǎn)通信期間，使定向天線對(duì)準(zhǔn)每個(gè)相鄰移動(dòng)節(jié)點(diǎn)；根據(jù)為通信鏈路調(diào)度的每個(gè)時(shí)隙的質(zhì)量，估計(jì)鏈路質(zhì)量；和向優(yōu)化鏈路狀態(tài)路由(OLSR)協(xié)議報(bào)告估計(jì)的鏈路質(zhì)量。
7.按照權(quán)利要求6所述的方法，其中估計(jì)的鏈路質(zhì)量被定義成為通信鏈路調(diào)度的每個(gè)時(shí)隙的最大質(zhì)量。
8.按照權(quán)利要求7所述的方法，其中OLSR根據(jù)估計(jì)的鏈路質(zhì)量，把通信路由到相鄰節(jié)點(diǎn)。
9.按照權(quán)利要求8所述的方法，其中只要鏈路的至少一個(gè)時(shí)隙的最大質(zhì)量高于預(yù)定閾值，那么OLSR就保持該通信鏈路。
10.按照權(quán)利要求9所述的方法，其中當(dāng)鏈路的估計(jì)鏈路質(zhì)量低于預(yù)定閾值時(shí)，OLSR開(kāi)始新的路由發(fā)現(xiàn)。
全文摘要
無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)(10)包括多個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)(12a－h(huán))，所述每個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)包括一個(gè)收發(fā)器(14)，與所述收發(fā)器相連的一個(gè)相控陣天線(16)，和與所述收發(fā)器相連的一個(gè)控制器(18)。控制器(18)發(fā)現(xiàn)路由，并利用路由協(xié)議，例如優(yōu)化鏈路狀態(tài)路由(OLSR)協(xié)議，把通信路由到相鄰節(jié)點(diǎn)(12a－h(huán))。控制器(18)調(diào)度時(shí)隙以便與每個(gè)相鄰移動(dòng)節(jié)點(diǎn)(12)建立通信鏈路(18e)，在與每個(gè)相鄰移動(dòng)節(jié)點(diǎn)(12)通信期間，控制器(18)使相控陣天線(16)對(duì)準(zhǔn)(18c)每個(gè)相鄰移動(dòng)節(jié)點(diǎn)(12)。另外，控制器根據(jù)為通信鏈路調(diào)度的每個(gè)時(shí)隙的質(zhì)量，估計(jì)鏈路質(zhì)量(18h)，并向路由協(xié)議報(bào)告估計(jì)的鏈路質(zhì)量(18i)。
文檔編號(hào)H04B7/26GK1788509SQ200480012700
公開(kāi)日2006年6月14日 申請(qǐng)日期2004年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月27日
發(fā)明者約瑟夫·B.·凱恩 申請(qǐng)人:哈里公司