專利名稱：用于創(chuàng)建和部署網(wǎng)狀網(wǎng)絡的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明的領域總體上涉及無線網(wǎng)絡，更具體地，涉及用于創(chuàng)建和部署網(wǎng)狀網(wǎng)絡的方法和系統(tǒng)。
背景技術：
在有線基礎設施不存在、已陳舊、或者不能實施的許多區(qū)域中需要高速和高性能的網(wǎng)絡接入。固定無線寬帶網(wǎng)絡可以滿足這種需要。然而，由于技術上的限制和高部署成本的組合，導致對現(xiàn)有固定無線寬帶技術的應用很有限。例如，無線局域網(wǎng)(WLAN)技術需要多個接入點，每個接入點必須經(jīng)由纜線連接到有線主干基礎設施。因此，網(wǎng)絡部署變得困難且昂貴。
為處理這些問題，已經(jīng)研究了無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡體系結(jié)構作為成為網(wǎng)絡基礎設施的一部分并且為用戶提供無線接入的系統(tǒng)。然而，由于需要節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)彼此的分組，所以無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡受限于其網(wǎng)絡容量。例如，具有隨機業(yè)務量模式的均勻隨機網(wǎng)絡具有1/n1/2的端對端吞吐量，其中n是節(jié)點的總數(shù)。因此，吞吐量隨著節(jié)點數(shù)增加而趨近于零。
有兩個導致吞吐量減小的根本原因。第一，在多跳(multi-hop)環(huán)境中，當前的802.11媒體訪問控制(MAC)協(xié)議是低效且不公平的。例如，802.11無線電通信不能同時發(fā)送和接收；802.11MAC協(xié)議不能正確解決網(wǎng)狀網(wǎng)絡中的隱藏終端問題；沿著多跳鏈的請求發(fā)送(RTS)/清除發(fā)送(CTS)調(diào)度可能引起傳輸控制協(xié)議(TCP)公平性問題和退避(back-off)效率低下。其次，僅使用了可用頻譜的一小部分。例如，802.11b/g具有三個不重疊的信道，802.11a具有十二個不重疊的信道，但是802.11被設計成在任意給定時間僅使用單個信道頻率。
過去，有一種改善802.11MAC層的可能的解決方案。然而，該方案需要對MAC和硬件進行改變，這完成起來成本昂貴且耗費大量的時間。
另選地，可以通過使用多無線電和多信道來增加網(wǎng)絡容量。例如，已經(jīng)提出了一種稱為多無線電統(tǒng)一協(xié)議(Multi-radio UnificationProtocol)(MUP)的鏈路層協(xié)議來對調(diào)諧到不重疊頻率信道的多個無線網(wǎng)卡的工作進行協(xié)調(diào)。然而，因為網(wǎng)絡中的全部節(jié)點都使用相同的固定信道來與其相鄰節(jié)點對話，所以可用頻率的使用效率低下。結(jié)果，不能獲得頻率重復使用。此外，無法完全避免相同無線電分組中繼或者不能同時發(fā)送和接收分組的情況。
發(fā)明內(nèi)容
公開了一種創(chuàng)建并部署網(wǎng)狀網(wǎng)絡的方法和系統(tǒng)。在一個實施例中，所述方法包括以下步驟設置具有多個無線電的網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器。該網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器在覆蓋一地理區(qū)域的多個小區(qū)中的一小區(qū)中使用。為所述多個無線電分配信道。這些信道是從多個信道中按使得可以在全部的所述多個小區(qū)中進行信道重復使用的方式來選擇的。
現(xiàn)在將參照附圖更具體地描述并在權利要求中指出上述以及其它優(yōu)選特征，包括部件的實施和組合的各種新穎細節(jié)。應該理解，本文描述的具體方法和系統(tǒng)僅僅是作為示例而不是作為限制而示出的。本領域技術人員應該理解，可以在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下在各種眾多實施例中采用本文描述的原理和特征。
被并入為本說明書的一部分的附圖例示出本發(fā)明的當前優(yōu)選實施例，并且與以上給出的總體描述和下文給出的對優(yōu)選實施例的具體描述一起用于說明和教授本發(fā)明的原理。
圖1例示出現(xiàn)有技術的網(wǎng)絡的框圖；圖2例示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的示例性無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡的框圖；圖3例示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的網(wǎng)狀網(wǎng)絡的多個六邊形小區(qū)的框圖；
圖4例示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的具有包括對網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器的信道分配的多個六邊形小區(qū)的網(wǎng)狀網(wǎng)絡的框圖；圖5例示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的示例性無線卡的框圖；圖6例示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的用于與網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器進行通信的示例性無線局域網(wǎng)路由器的框圖；圖7例示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的示例性網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器的框圖；圖8例示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的用于在網(wǎng)狀網(wǎng)絡中分配信道的示例性處理的流程圖；圖9例示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的示例性網(wǎng)絡分組流處理的流程圖。
具體實施例方式
公開了一種創(chuàng)建和部署網(wǎng)狀網(wǎng)絡的方法和系統(tǒng)。在一個實施例中，所述方法包括以下步驟設置具有多個無線電的網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器。該網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器在覆蓋一地理區(qū)域的多個小區(qū)中的一小區(qū)中使用。為所述多個無線電分配信道。這些信道是從多個信道中按使得可以在全部的所述多個小區(qū)中進行信道重復使用的方式來選擇的。
在下面的描述中，為了說明的目的，提出了特定的術語以提供對本文公開的各種發(fā)明構思的全面理解。然而，本領域技術人員應該明了，這些特定細節(jié)并非實踐本文公開的各種發(fā)明構思所必需的。
以下的詳細描述中的一些部分是在無線網(wǎng)絡和計算機系統(tǒng)的角度給出的。這些無線網(wǎng)絡描述和說明是無線網(wǎng)絡領域的技術人員使用的方式以最有效地將其工作實質(zhì)傳達給本領域其他技術人員。這里，通常將無線網(wǎng)絡構想為使用無線電波作為其載波在兩個或更多個計算機之間進行通信的系統(tǒng)。通常，但是并非必要地，在計算機系統(tǒng)之間傳送的信息采用分組的形式。此外，由于公用的原因，將分組的組成部分稱為比特、值、元素、碼元、字符、項、數(shù)字等。
然而應該想到，這些和類似的術語全部都與適當物理量相關聯(lián)并且僅是應用于這些量的便利標記。除非特別指出，否則如從以下論述中顯而易見的，應該理解，在整個說明書中，使用諸如“路由器”或者“無線電”或者“頻率”或者“信道”或者“主干”或者“分組”或者“通信”等的術語的論述表示網(wǎng)絡或者如下的類似通信系統(tǒng)的部件和動作及處理其從一個計算機系統(tǒng)向另一個計算機系統(tǒng)傳送該計算機系統(tǒng)的寄存器和存儲器或其它這種信息存儲部、發(fā)送裝置或者顯示裝置中的表示為物理(電子)量的數(shù)據(jù)。
本發(fā)明也涉及用于執(zhí)行本文的操作的裝置。該裝置可以是針對要求的目的而專門構造的，或者該裝置可以包括由存儲于其中的計算機程序選擇性地激活或者重新配置的通用計算機。這種計算機程序可以存儲在計算機可讀存儲介質(zhì)中，例如(但不限于)任何類型的盤(包括軟盤、光盤、CD-ROM、和磁光盤)、只讀存儲器、隨機存取存儲器、EPROM、EEPROM、磁卡或光卡、或者適于存儲電子指令的任何類型的介質(zhì)，并且各自連接到計算機系統(tǒng)總線。
本文提出的方法并非必然地涉及任何特定計算機或者其它裝置。根據(jù)本文的教義，可以結(jié)合程序來使用各種通用系統(tǒng)，或者，可以證明構造較專用的裝置來執(zhí)行所需要方法步驟是很方便的。各種這些系統(tǒng)所需要的結(jié)構將從以下的描述中顯現(xiàn)。此外，本發(fā)明不是參照任何具體編程語言來描述的。應該理解，可以使用多種編程語言來實施如本文所述的本發(fā)明的教義。
圖1例示出現(xiàn)有技術的網(wǎng)絡199的框圖。在圖1中，因特網(wǎng)100連接到各種網(wǎng)絡，所述各種網(wǎng)絡中的任一個可以是無線網(wǎng)絡。例如，無線網(wǎng)絡可以覆蓋鄰域110、辦公樓120、政府區(qū)域130、和/或大專院校140。因特網(wǎng)100可以是相互連接的計算機網(wǎng)絡、局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、虛擬專用網(wǎng)、或者被配置為通過使用標準協(xié)議(例如網(wǎng)際協(xié)議)進行分組交換來傳送數(shù)據(jù)的其它網(wǎng)絡的系統(tǒng)。相互連接的計算機網(wǎng)絡有助于對信息和業(yè)務的傳送，這可以包括電子郵件、文件共享、以及對環(huán)球網(wǎng)的訪問。各種網(wǎng)絡110至140可以具有多種無線架構(例如無線局域網(wǎng)、無線城域網(wǎng)、無線廣域網(wǎng)、或者其它類似無線網(wǎng)絡)中的任一種。
圖2例示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的示例性無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡的框圖。網(wǎng)狀網(wǎng)絡200可以是無線網(wǎng)絡的一部分，例如鄰域212。根據(jù)一個實施例，將鄰域212分為多個六邊形小區(qū)210，其中各個單獨小區(qū)211包括無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡200的一個或更多個用戶220。對鄰域212的劃分是邏輯劃分，網(wǎng)絡200中的小區(qū)之間的物理邊界僅僅是邏輯網(wǎng)絡操作的表示。六邊形小區(qū)211可能擁有用戶220或者可能沒有用戶220，因為特定小區(qū)可能處于沒有用戶恰巧位于其區(qū)域中的狀態(tài)。
根據(jù)一個實施例，用戶220是被授權訪問無線網(wǎng)絡200的鄰域212的計算機系統(tǒng)。用戶220可以設置在鄰域住宅內(nèi)、汽車內(nèi)、或者網(wǎng)絡覆蓋區(qū)域內(nèi)的任何位置。應該理解，除了網(wǎng)狀網(wǎng)絡，也可以使用采用本文的各種教義的其它系統(tǒng)來實踐本發(fā)明的各個方面，并且同樣認為這種系統(tǒng)在本發(fā)明的整個范圍內(nèi)。
圖3例示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的網(wǎng)狀網(wǎng)絡的多個六邊形小區(qū)399的框圖。六邊形小區(qū)399是邏輯網(wǎng)絡表示，并不意味著定義實際物理邊界。這多個六邊形小區(qū)399的各個小區(qū)211包括網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器300。網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器300與示例性用戶330至350進行通信。網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器300可以具有三個主干無線電310和一個接入無線電320。這三個主干無線電310用于與其它網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器進行通信。接入無線電可以用于與多個用戶330至350進行通信。三個主干無線電310分配有三個獨立信道，接入無線電320也分配有獨立信道。分配的一個示例性方法是使用針對本地接入的802.11b/g無線電和針對網(wǎng)狀網(wǎng)絡回程(backhaul)的802.11a無線電。雖然描述了具有三個主干無線電310和一個本地接入無線電320的網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器300，但是使用其它網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器配置也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器300通過接入無線電320與用戶330至350進行通信。用戶330至350需要建有用戶賬號以獲得經(jīng)過網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器300對網(wǎng)狀網(wǎng)絡(例如網(wǎng)狀網(wǎng)絡200)的接入。這些用戶可以包括無線個人數(shù)字助理(PDA)340、無線局域網(wǎng)(LAN)路由器350、或者無線膝上型電腦330。無線PDA 340可以包括具有無線功能的掌上導航(Palm Pilot)、Blackberry、或者具有無線功能的其它手持裝置。無線LAN路由器350可以包括能夠與網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器300進行通信的任何網(wǎng)絡路由器。無線膝上型電腦330可以包括具有無線功能的任何計算機系統(tǒng)。雖然描述了無線PDA 340、無線LAN路由器350、以及無線膝上型電腦330，但是具有無線功能的任何裝置都可以視為用戶。
網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器300還可以用作到因特網(wǎng)100的網(wǎng)關390。根據(jù)一個實施例，網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器/網(wǎng)關390具有至少一個網(wǎng)絡接口，例如經(jīng)由諸如以太網(wǎng)的通信鏈路370連接到因特網(wǎng)100的以太網(wǎng)控制器。在網(wǎng)狀網(wǎng)絡中，可以存在多個網(wǎng)關390。網(wǎng)關390使得網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器300可以接入因特網(wǎng)。
圖3的網(wǎng)狀網(wǎng)絡拓撲還可以包括網(wǎng)絡管理服務器360。網(wǎng)絡管理服務器360可以通過因特網(wǎng)100連接到網(wǎng)關390。根據(jù)一個實施例，網(wǎng)絡管理服務器360指定對網(wǎng)狀網(wǎng)絡中的所有網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器300的信道分配。
圖4例示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的具有多個六邊形小區(qū)的網(wǎng)狀網(wǎng)絡499的框圖，其包括對網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器400至407的信道分配。根據(jù)圖8中描述的示例性處理，網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器400至407中的每一個被分配有三個不同的信道。網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器400至407中的每一個具有三個主干無線電310，在整個網(wǎng)狀網(wǎng)絡499上這三個主干無線電310利用七個不重疊的頻率或信道(信道1至7)。這七個不重疊的信道在所有的相鄰小區(qū)之間提供直接鏈路。
例如，小區(qū)411具有六個相鄰小區(qū)412至417。小區(qū)411具有用于與這六個相鄰小區(qū)412至417進行通信的三個回程信道(3、4、5)。按兩個相鄰網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器具有一個共同的回程無線電信道的方式向網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器401至407分配信道。例如，相鄰網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器402、403具有與網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器401共同的回程信道3。信道3是網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器401至403共同具有的唯一信道。類似地，信道4是網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器401與網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器404、405共同的唯一信道。信道5是網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器401與網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器406、407共同的唯一信道。
在近旁但不相鄰的小區(qū)中對各個信道進行重復使用。對于各個信道，存在大約兩個小區(qū)寬的緩沖區(qū)，其中不重復使用信道，使得可以良好地隔離并且同信道干擾低。例如，相鄰小區(qū)414至422中的任何網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器都不使用網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器401至403使用的信道3。換言之，在重復使用信道3之前有兩跳。通過系統(tǒng)地間隔開網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器400和它們的信道組，在整個地理區(qū)域499內(nèi)散布可用信道，并且只要同信道網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器之間的干擾保持在可接受電平下，就可以根據(jù)需要多次重復使用可用信道。
此外，因為網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器400使用三個不同信道，所以網(wǎng)狀回程網(wǎng)絡499避免了相同無線電分組中繼。因為網(wǎng)狀回程網(wǎng)絡499避免了相同無線電分組中繼，所以端對端吞吐量不會隨著網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器400數(shù)量增大而減小。這使得體系結(jié)構可以攀升(scale)。
根據(jù)一個實施例，如上所述，通過對各個網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器配置在三個不同信道上的三個回程無線電來支持有效的攀升。假設使用802.11a無線電，各個回程無線電的吞吐量高達54Mbps。因為同一信道上的三個相鄰回程無線電由回程WLAN構成并且共享帶寬，所以各個回程無線電的吞吐量大致為54Mbps的1/3。因為徹底避免了所有的相同無線電分組中繼，所以中繼節(jié)點的吞吐量不會減半而是全部業(yè)務量(無論本地還是遠程)，不會改變各個網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器可用的端對端吞吐量。
例如，各個網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器可用的端對端回程吞吐量T是T＝54Mbps×(1/3)×3＝54Mbps (1)注意在(1)中，各個網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器可用的端對端吞吐量T是常量，與網(wǎng)絡中的節(jié)點數(shù)n不相關。換言之，各個節(jié)點可用的端對端吞吐量是0(1)，這完全意味著該體系結(jié)構攀升。應該注意，雖然通常假定基于IEEE802.11的無線電，但本發(fā)明的本實施例絕不限于使用802.11無線電。如果發(fā)現(xiàn)有好處，則完全可以也使用高度靈活和無線電未知(radio-agnostic)的其它無線電技術。
網(wǎng)狀網(wǎng)絡499不共享接入和回程的頻譜，進一步改善了容量。如果使用基于IEEE 802.11的技術，則網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器400可以使用用于本地接入的802.11b/g無線電(例如無線電320)和用于網(wǎng)狀回程網(wǎng)絡的802.11a無線電(例如無線電310)。
圖5例示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的用于網(wǎng)狀網(wǎng)絡的示例性無線卡500的框圖。無線卡500可以用于膝上型計算機或者臺式計算機。根據(jù)一個實施例，無線網(wǎng)卡500具有將該網(wǎng)卡500連接到計算機的外設部件互連(PCI)接口520。無線網(wǎng)卡500還具有與隨機存取存儲器(RAM)模塊530和802.11控制器540相連接的處理器510。802.11控制器540使得網(wǎng)卡的處理器510可以與802.11天線550進行通信。
圖6例示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的示例性無線路由器600的框圖。在圖6中，無線局域網(wǎng)路由器600使得用戶可以建立其自己的局域網(wǎng)。無線局域網(wǎng)路由器600可以是Wi-Fi路由器，例如路由器350。無線局域網(wǎng)路由器600具有與電源620、隨機訪問存儲器(RAM)模塊630、以太網(wǎng)控制器640、以及802.11控制器650相連接的處理器610。以太網(wǎng)控制器640使得處理器610可以與以太網(wǎng)適配器660進行通信。802.11控制器650使得處理器610可以與802.11天線670進行通信。
圖7例示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的示例性無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器700的框圖。在圖7中，網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器700具有與電源720、隨機存取存儲器(RAM)模塊730、以及無線電控制器740相連接的處理器710。網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器700可以是諸如網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器300的網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器。無線電控制器740可以包括三個回程無線電控制器740a、740b、740c以及一個本地接入無線電控制器740d。各個回程無線電控制器740a、740b、740c使得處理器710可以與回程無線電天線750a、750b、750c進行通信。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，為了減小同信道干擾，網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器700使用120°扇形定向天線。本地接入無線電控制器740d使得處理器710可以與本地接入無線電天線750d進行通信。雖然描述了三個無線電控制器，但是根據(jù)可用的路由器技術和網(wǎng)絡拓撲，網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器300可以包括更多或更少的控制器。
根據(jù)一個實施例，網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器700還可以包括使得能夠與因特網(wǎng)進行通信的至少一個通信接口770(例如以太網(wǎng)接口)，并且用作網(wǎng)絡中其它網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器的網(wǎng)關390。接口控制器760使得處理器710可以與接口770進行通信。在另選實施例中，通信接口770是無線通信接口。此外，網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器700的部件可以彼此集成在一起。
圖8例示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的用于部署網(wǎng)狀網(wǎng)絡的示例性處理800的流程圖。在圖8中，網(wǎng)絡提供商可以通過以下操作來建立網(wǎng)狀網(wǎng)絡，首先將網(wǎng)絡部署的地理區(qū)域劃分成多個小區(qū)210，其中這些小區(qū)可以是六邊形的(802)。這種劃分是邏輯網(wǎng)絡表示，并非意味著定義實際的物理邊界。在各個六邊形小區(qū)中安裝至少一個網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器300(804)。當網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器700最初加電時(例如在對其分配任何信道之前)，網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器700首先試圖使用其回程無線電750a、750b、750c在默認信道上找到相鄰路由器(806)。
如果找到具有網(wǎng)關的任何相鄰路由器(808)，則網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器700通過該相鄰路由器向網(wǎng)絡管理服務器360發(fā)送信道分配請求和它自己的配置信息(810)。網(wǎng)絡管理服務器360連接到網(wǎng)關390并且負責整個網(wǎng)絡(例如網(wǎng)狀網(wǎng)絡499)的信道分配。當接收到來自網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器700的信道分配請求時，網(wǎng)絡管理服務器360使用存儲在其數(shù)據(jù)庫中的一組簡單規(guī)則和網(wǎng)絡拓撲信息來確定將哪些信道分配給該網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器700。網(wǎng)絡管理服務器360隨后將信道分配發(fā)送給網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器700(812)。
如果在特定的超時時間段之后，使用默認信道未能找到具有到網(wǎng)絡管理服務器360的網(wǎng)關的相鄰路由器，則網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器700自動開始掃描信道，試圖找到具有網(wǎng)關390的相鄰路由器，并且繼續(xù)嘗試直到成功(814)。在遞增部署(incremental deployment)期間可能發(fā)生這種情況。遞增部署典型地包括向由網(wǎng)絡管理服務器360已為其分配了信道的網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器組成的網(wǎng)狀網(wǎng)絡加入新的網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器的情況。在此情況下，新網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器的相鄰路由器可能都不使用默認信道。因此，新網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器700需要掃描信道以與其相鄰路由器進行通信并找到具有到網(wǎng)絡管理服務器360的網(wǎng)關的相鄰路由器。
圖9例示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的怎樣通過網(wǎng)狀網(wǎng)絡發(fā)送分組的示例性處理900。在圖9中，位于包括網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器(例如網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器401)的小區(qū)中的用戶220發(fā)送分組(902)。網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器401接收該分組并且確定該分組的目的地是否是在其邊界411內(nèi)的用戶(904)。如果是，則將該分組發(fā)送到目的地計算機或者系統(tǒng)(910)。如果不是，則根據(jù)預定的路由表將該分組發(fā)送到相鄰小區(qū)412中的下一個適當網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器(906)。下一個網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器402接收該分組并且仿效與先前網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器401相同的確定處理(904)。
網(wǎng)狀網(wǎng)絡體系結(jié)構的這些實施例解決了在部署現(xiàn)有技術的無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡過程中遇到的許多問題。本網(wǎng)狀網(wǎng)絡體系結(jié)構的一些優(yōu)勢包括但不限于可攀升性、容量、成本效率、靈活性、簡單性、以及健壯性。本網(wǎng)狀網(wǎng)絡體系結(jié)構通過使用多個無線電、利用基于小區(qū)的廣域?qū)拵Ц采w、并且使各個網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器可用的端對端回程吞吐量保持在恒定水平(即，吞吐量不隨節(jié)點數(shù)增大而減小)，從而提供可攀升性。此網(wǎng)絡容量比現(xiàn)有技術的網(wǎng)狀網(wǎng)絡的容量至少大一個數(shù)量級，并且無需對標準802.11MAC和硬件進行任何改變就可以實現(xiàn)。此外，通過最小化部署網(wǎng)狀網(wǎng)絡所需要的回程無線電數(shù)量，減小了成本。在另一實施例中，為了進一步減小成本，可以使用具有一個接入無線電和一個回程無線電的更緊湊簡單的網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器作為邊緣節(jié)點或者將其用來結(jié)束網(wǎng)狀網(wǎng)絡。
已經(jīng)公開了一種用于創(chuàng)建和部署網(wǎng)狀網(wǎng)絡的方法和系統(tǒng)。雖然已經(jīng)針對具體示例和子系統(tǒng)描述了本方法和系統(tǒng)，但本領域普通技術人員應該明白，其并不限于這些具體示例或子系統(tǒng)，而是還可以擴展到其它實施例。
權利要求
1.一種方法，包括以下步驟設置具有多個無線電的網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器，其中，所述網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器在覆蓋一地理區(qū)域的多個小區(qū)中的一小區(qū)中使用；以及向所述多個無線電分配信道，其中，這些信道是從多個信道中按使得可以在全部的所述多個小區(qū)中進行信道重復使用的方式來選擇的。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，所述網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器包括在三個不同信道上的三個回程無線電；其中，所述網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器位于具有六個相鄰小區(qū)的六邊形小區(qū)內(nèi)，各個相鄰小區(qū)具有相鄰網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器；并且其中，所述網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器通過所述三個回程無線電與所述相鄰網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器進行通信。
3.根據(jù)權利要求2所述的方法，進一步包括以下步驟將所述三個不同信道中的一公共信道分配給第一相鄰小區(qū)內(nèi)的第一相鄰網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器和第二相鄰小區(qū)內(nèi)的第二相鄰網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器，其中，所述第一相鄰小區(qū)、所述第二相鄰小區(qū)和所述小區(qū)彼此相鄰；以及向所述第一相鄰網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器和所述第二相鄰網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器分配另加的信道，其中，所述另加信道不是所述網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器的所述三個信道。
4.根據(jù)權利要求3所述的方法，進一步包括以下步驟在不相鄰的小區(qū)中重復使用所述公共信道，其中，所述不相鄰小區(qū)與所述第一相鄰小區(qū)、所述第二相鄰小區(qū)、或者所述小區(qū)都不相鄰。
5.根據(jù)權利要求2所述的方法，其中，所述網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器使用扇形定向天線。
6.根據(jù)權利要求2所述的方法，其中，所述多個信道包括七個不重疊的信道。
7.根據(jù)權利要求2所述的方法，進一步包括從網(wǎng)絡管理服務器接收信道分配的步驟；并且，其中，分配信道的步驟進一步包括對所述多個信道進行掃描的步驟。
8.根據(jù)權利要求2所述的方法，其中，所述地理區(qū)域包括邊緣小區(qū)，所述邊緣小區(qū)包括具有一個接入無線電和一個回程無線電的簡單網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器。
9.根據(jù)權利要求2所述的方法，進一步包括以下步驟當所述多個信道不足以允許進行信道重復使用時，關斷所述三個回程無線電中的一個或更多個回程無線電。
10.一種其上存儲有多個指令的計算機可讀介質(zhì)，所述多個指令當由計算機執(zhí)行時使得所述計算機執(zhí)行以下步驟設置具有多個無線電的網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器，其中，所述網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器在覆蓋一地理區(qū)域的多個小區(qū)中的一小區(qū)中使用；以及向所述多個無線電分配信道，其中，這些信道是從多個信道中按使得可以在全部的所述多個小區(qū)中進行信道重復使用的方式來選擇的。
11.根據(jù)權利要求10所述的計算機可讀介質(zhì)，其中，所述網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器包括在三個不同信道上的三個回程無線電；其中，所述網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器位于具有六個相鄰小區(qū)的六邊形小區(qū)內(nèi)，各個相鄰小區(qū)具有相鄰網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器；并且其中，所述網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器通過所述三個回程無線電與所述相鄰網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器進行通信。
12.根據(jù)權利要求11所述的計算機可讀介質(zhì)，其上存儲有附加指令，所述附加指令當由計算機執(zhí)行時使得所述計算機進一步執(zhí)行以下步驟將所述三個不同信道中的一公共信道分配給第一相鄰小區(qū)內(nèi)的第一相鄰網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器和第二相鄰小區(qū)內(nèi)的第二相鄰網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器，其中，所述第一相鄰小區(qū)、所述第二相鄰小區(qū)和所述小區(qū)彼此相鄰；以及向所述第一相鄰網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器和所述第二相鄰網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器分配另加的信道，其中，所述另加信道不是所述網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器的所述三個信道。
13.根據(jù)權利要求12所述的計算機可讀介質(zhì)，其上存儲有附加指令，所述附加指令當由計算機執(zhí)行時使得所述計算機進一步執(zhí)行以下步驟在不相鄰的小區(qū)中重復使用所述公共信道，其中，所述不相鄰小區(qū)與所述第一相鄰小區(qū)、所述第二相鄰小區(qū)、或者所述小區(qū)都不相鄰。
14.根據(jù)權利要求11所述的計算機可讀介質(zhì)，其中，所述網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器使用扇形定向天線。
15.根據(jù)權利要求11所述的計算機可讀介質(zhì)，其中，所述多個信道包括七個不重疊的信道。
16.根據(jù)權利要求11所述的計算機可讀介質(zhì)，其上存儲有附加指令，所述附加指令當由計算機執(zhí)行時使得所述計算機進一步執(zhí)行從網(wǎng)絡管理服務器接收信道分配的步驟；并且，其中，分配信道的步驟進一步包括對所述多個信道進行掃描的步驟。
17.根據(jù)權利要求11所述的計算機可讀介質(zhì)，其中，所述地理區(qū)域包括邊緣小區(qū)，所述邊緣小區(qū)包括具有一個接入無線電和一個回程無線電的簡單網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器。
18.根據(jù)權利要求11所述的計算機可讀介質(zhì)，其上存儲有附加指令，所述附加指令當由計算機執(zhí)行時使得所述計算機進一步執(zhí)行以下步驟當所述多個信道不足以允許進行信道重復使用時，關斷所述三個回程無線電中的一個或更多個回程無線電。
19.一種網(wǎng)絡管理服務器，包括處理器；與所述處理器相連接的存儲器；以及連接所述處理器和存儲器的總線；其中，所述存儲器存儲由所述處理器執(zhí)行以向網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器中的多個無線電分配信道的指令，其中這些信道是從多個信道中按使得在覆蓋一地理區(qū)域的多個小區(qū)中到處可以進行信道重復使用的方式來選擇的。
20.根據(jù)權利要求19所述的服務器，其中，所述網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器包括在三個不同信道上的三個回程無線電；其中，所述網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器位于具有六個相鄰小區(qū)的六邊形小區(qū)內(nèi)，各個相鄰小區(qū)具有相鄰網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器；并且其中，所述網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器通過所述三個回程無線電與所述相鄰網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器進行通信。
21.根據(jù)權利要求20所述的服務器，其中，所述指令使得所述處理器可以執(zhí)行以下步驟將所述三個不同信道中的一公共信道分配給第一相鄰小區(qū)內(nèi)的第一相鄰網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器和第二相鄰小區(qū)內(nèi)的第二相鄰網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器，其中，所述第一相鄰小區(qū)、所述第二相鄰小區(qū)和所述小區(qū)彼此相鄰；以及，向所述第一相鄰網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器和所述第二相鄰網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器分配另加的信道，其中，所述另加信道不是所述網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器的所述三個信道。
22.根據(jù)權利要求21所述的服務器，其中，所述指令使得所述處理器可以在不相鄰的小區(qū)中重復使用所述公共信道，其中所述不相鄰小區(qū)與所述第一相鄰小區(qū)、所述第二相鄰小區(qū)、或者所述小區(qū)都不相鄰。
23.根據(jù)權利要求20所述的服務器，其中，所述多個信道包括七個不重疊的信道。
24.一種網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器，包括處理器；與所述處理器相連接的存儲器；多個無線電；以及連接所述處理器和存儲器的總線；其中，所述多個無線電被分配有信道，并且，這些信道是從多個信道中按使得在覆蓋一地理區(qū)域的多個小區(qū)中到處可以進行信道重復使用的方式來選擇的。
25.根據(jù)權利要求24所述的服務器，其中，所述多個無線電包括在三個不同信道上的三個回程無線電，這三個回程無線電位于具有六個相鄰小區(qū)的六邊形小區(qū)中，各個相鄰小區(qū)具有相鄰網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器；并且其中，所述多個無線電通過所述三個回程無線電與所述相鄰網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器進行通信。
全文摘要
公開了一種創(chuàng)建和部署網(wǎng)狀網(wǎng)絡的方法和系統(tǒng)。在一個實施例中，所述方法包括以下步驟設置具有多個無線電的網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器。該網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由器在覆蓋一地理區(qū)域的多個小區(qū)中的一小區(qū)中使用。為所述多個無線電分配信道。這些信道是從多個信道中按使得可以在全部的所述多個小區(qū)中進行信道重復使用的方式來選擇的。
文檔編號H04L12/24GK1823504SQ200580000836
公開日2006年8月23日 申請日期2005年10月13日 優(yōu)先權日2004年10月27日
發(fā)明者趙福勇, 王曉東, 吳方 申請人:阿德利亞科技(北京)有限責任公司