專利名稱：多站網(wǎng)絡(luò)的探測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及操作國(guó)際專利申請(qǐng)?zhí)朩O 96/19887和WO 98/56140中描述的一般種類的多站通信網(wǎng)絡(luò)的方法。本發(fā)明還涉及這種網(wǎng)絡(luò)本身。
背景技術(shù)：
上述種類的網(wǎng)絡(luò)可以商業(yè)使用，其中使用者是為使用網(wǎng)絡(luò)付費(fèi)的用戶。作為選擇，諸如警察或軍隊(duì)之類的安全部隊(duì)可以使用這種網(wǎng)絡(luò)。
上述種類的網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)一步的應(yīng)用是在無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)(WLAN)中使用，其中可以將無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與慣用的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)組合，以便為固定和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)使用者提供服務(wù)。這種網(wǎng)絡(luò)經(jīng)常是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，但是，不一定必須是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種操作包括多各站的通信網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)站能夠發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，從而使得網(wǎng)絡(luò)能夠經(jīng)過(guò)至少一個(gè)抓時(shí)機(jī)選擇的中間站從始發(fā)站向目的站發(fā)送數(shù)據(jù)的方法，所述方法包括a)定義與至少一個(gè)數(shù)據(jù)信道不同的至少一個(gè)探測(cè)信道；b)在每個(gè)站并且根據(jù)第一預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)，選擇用于向其它站發(fā)送探測(cè)信號(hào)的探測(cè)信道；c)從每個(gè)站在選擇的探測(cè)信道上發(fā)送第一探測(cè)信號(hào)，接收到來(lái)自探測(cè)站的第一探測(cè)信號(hào)的其它站直接或間接地回答，由此向探測(cè)站指出它們可以用作目的或中間站；d)在每個(gè)站，保持包括通過(guò)步驟(c)識(shí)別的其它可用站的詳細(xì)信息的鄰居表；e)從一個(gè)需要向不是鄰居站的目的站發(fā)送數(shù)據(jù)的站，向鄰居表中的站發(fā)送第二探測(cè)信號(hào)，和接收來(lái)自鄰居表中的站的第二探測(cè)信號(hào)；和f)如果需要，在每個(gè)站保持包括有關(guān)與每個(gè)鄰居站通信的價(jià)格的數(shù)據(jù)的梯度表，從而，使得每個(gè)站能夠選擇預(yù)定數(shù)量的用于以最低價(jià)格從始發(fā)站向目的站前向發(fā)送數(shù)據(jù)的中間站。
通過(guò)步驟(c)識(shí)別的其它可用站的詳細(xì)信息可以包括到達(dá)其它可用站所需的路徑損耗和功率。
優(yōu)選的是，僅在所述站的鄰居表包含條目時(shí)從每個(gè)站發(fā)送第二探測(cè)信號(hào)。
所述方法包括為鄰居表中每個(gè)站計(jì)算用作經(jīng)過(guò)鄰居表中每個(gè)站從始發(fā)站向目的站發(fā)送消息的價(jià)格的到目的值的價(jià)格。
優(yōu)選的是，每個(gè)站還保持一個(gè)其本身到目的值的價(jià)格的臨時(shí)記錄。
優(yōu)選的是，到目的值的價(jià)格是經(jīng)過(guò)鄰居表中每個(gè)這樣的站和任何中間站從始發(fā)站向目的站發(fā)送消息的累加價(jià)格。
優(yōu)選的是，所述方法包括在其它站可以更新它們自身的到目的值的價(jià)格的周期中，使每個(gè)站的到目的值的計(jì)算價(jià)格保持恒定，以防止各站在它們自己的計(jì)算中使用廢棄的到目的值的價(jià)格的步驟。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種包括多個(gè)客戶站的通信網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)客戶站能夠發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，從而使得網(wǎng)絡(luò)能夠經(jīng)過(guò)至少一個(gè)抓時(shí)機(jī)選擇的中間客戶站從始發(fā)客戶站向目的客戶站發(fā)送包括多個(gè)數(shù)據(jù)分組的消息的，其中所述網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步包括多個(gè)網(wǎng)關(guān)，用作客戶站對(duì)網(wǎng)絡(luò)的接入點(diǎn)；多個(gè)客戶站可以與之通信的種子站，每個(gè)種子站與至少一個(gè)網(wǎng)關(guān)通信，所述多個(gè)種子站擴(kuò)大了客戶站的有效連接范圍；和至少一個(gè)用戶網(wǎng)絡(luò)管理器，用于監(jiān)視客戶站；其中每個(gè)客戶站適合于a)定義與至少一個(gè)數(shù)據(jù)信道不同的至少一個(gè)探測(cè)信道；b)在每個(gè)客戶站并且根據(jù)第一預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)，選擇用于向其它客戶站發(fā)送探測(cè)信號(hào)的探測(cè)信道；
c)在選擇的探測(cè)信道上從每個(gè)客戶站發(fā)送第一探測(cè)信號(hào)，接收到來(lái)自探測(cè)客戶站的第一探測(cè)信號(hào)的其它客戶站直接或間接地做出回答，由此向探測(cè)客戶站指出它們可以用作目的或中間客戶站；d)在每個(gè)客戶站，保持包括通過(guò)步驟(c)識(shí)別的其它可用客戶站的詳細(xì)信息的鄰居表；e)從一個(gè)需要向不是鄰居客戶站的目的客戶站發(fā)送數(shù)據(jù)的客戶站向鄰居表中的客戶站發(fā)送第二探測(cè)信號(hào)和從鄰居表中的客戶站接收第二探測(cè)信號(hào)；和f)在每個(gè)客戶站，保持包括有關(guān)與每個(gè)鄰居客戶站通信的價(jià)格的數(shù)據(jù)的梯度表，由此使得每個(gè)客戶站能夠選擇用于從始發(fā)客戶站向目的客戶站前向發(fā)送數(shù)據(jù)的預(yù)定數(shù)量的中間客戶站。


圖1是顯示利用本發(fā)明的方法和系統(tǒng)的WLAN網(wǎng)絡(luò)的總體系統(tǒng)圖；圖2是圖1的網(wǎng)絡(luò)中使用的客戶設(shè)備的示意方框圖；圖3是圖2的設(shè)備中使用的單片信號(hào)收發(fā)信機(jī)的詳細(xì)示意圖；圖4是圖1的網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)層架構(gòu)的示意圖；圖5是本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)的示意圖，其中各站經(jīng)過(guò)中間站相互通信；圖6是本發(fā)明的慢探測(cè)機(jī)構(gòu)的示意圖；圖7是快探測(cè)機(jī)構(gòu)的類似的示意圖；圖8是說(shuō)明使用矢量路由法的網(wǎng)絡(luò)中的環(huán)路形成的簡(jiǎn)化示意圖；和圖9至11是說(shuō)明用于避免路由環(huán)路形成的本發(fā)明的方法的示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明涉及操作國(guó)際專利申請(qǐng)?zhí)朩O 96/19887和WO 98/56140中描述的種類的多站通信網(wǎng)絡(luò)的方法，這些國(guó)際專利申請(qǐng)結(jié)合在此作為參考。簡(jiǎn)單地講，這種網(wǎng)絡(luò)的基本操作如下。
多站網(wǎng)絡(luò)包括多個(gè)獨(dú)立的站，這些站可以是固定的或移動(dòng)的，每個(gè)站可以發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，以便經(jīng)過(guò)中間站從始發(fā)站向目的站發(fā)送消息。為了使始發(fā)站處于經(jīng)過(guò)數(shù)個(gè)可能的中間站中的選定的一個(gè)向目的站發(fā)送一個(gè)新的消息的位置，在正常情況下每個(gè)站必須在任何時(shí)間與數(shù)個(gè)站接觸。這也適用于需要站轉(zhuǎn)播從始發(fā)站發(fā)送到目的站的消息的情況。
為此，每個(gè)站選擇多個(gè)可能的探測(cè)信道中的一個(gè)，向其它站發(fā)送探測(cè)信號(hào)。探測(cè)信號(hào)包含標(biāo)識(shí)被請(qǐng)求的站的數(shù)據(jù)，并且包括它與其它站的連接的詳細(xì)情況。接收到探測(cè)信號(hào)的其它站直接回答探測(cè)站或經(jīng)過(guò)中間站間接地回答，由此向探測(cè)站和其它站指出它們可用作目的或中間站。探測(cè)站評(píng)估直接或間接的回答，以識(shí)別它能夠與之最佳通信的其它站。
特別是，網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)站可以監(jiān)視到達(dá)每個(gè)站所需的累積功率，由此定義到其它站的功率梯度，而各站選擇一個(gè)使得功率梯度最佳的通過(guò)始發(fā)站與目的站之間的網(wǎng)絡(luò)的路由。這能夠使得通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)通過(guò)量最大，而各站之間的干擾和爭(zhēng)用最小。
網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)站包括一個(gè)能夠接收和發(fā)送來(lái)自范圍內(nèi)任何站的數(shù)據(jù)的收發(fā)信機(jī)。網(wǎng)絡(luò)可以是上述國(guó)際專利申請(qǐng)中所述的分組無(wú)線電廣播網(wǎng)絡(luò)，但是，應(yīng)當(dāng)知道，本發(fā)明可以應(yīng)用到使用者站可以經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò)中的中間站與另一個(gè)站通信的其它網(wǎng)絡(luò)。
上述網(wǎng)絡(luò)的站之間的抓時(shí)機(jī)數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ㄔ谶@里稱為抓時(shí)機(jī)驅(qū)動(dòng)多路接入(Opportunity Dviven Multiple Access)(ODMA)。
以下參考基于802.11b標(biāo)準(zhǔn)的WLAN系統(tǒng)來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。圖1的示意圖中示出了這種WLAN布置的一個(gè)例子。
在圖1中，第一和第二網(wǎng)關(guān)10和12各用作多個(gè)用戶單元(客戶設(shè)備)14到網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)，用戶單元一般是網(wǎng)絡(luò)使用者。在本實(shí)施例中，客戶設(shè)備一般是能夠利用ODMA技術(shù)直接或經(jīng)過(guò)其它客戶設(shè)備間接地與對(duì)應(yīng)網(wǎng)關(guān)10和12通信的無(wú)線網(wǎng)卡。此外，在網(wǎng)關(guān)10和12附近戰(zhàn)略地部署了多個(gè)種子站16，種子站16是無(wú)線路由器。種子站通過(guò)擴(kuò)展客戶設(shè)備的連接范圍，特別是在困難的環(huán)境中，有效地?cái)U(kuò)大了網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍和通過(guò)量。
ODMA協(xié)議可以經(jīng)過(guò)無(wú)線鏈路，諸如局域網(wǎng)絡(luò)之類的有線網(wǎng)絡(luò)，和圖1中所示的無(wú)線回程或光纖鏈路18和20操作，以抓時(shí)機(jī)在用戶單元(客戶設(shè)備)與種子站之間轉(zhuǎn)播數(shù)據(jù)。如圖所示，從站到站的轉(zhuǎn)播可以包括有線和無(wú)線跳以及經(jīng)過(guò)無(wú)線回程的跳。
網(wǎng)絡(luò)抓時(shí)機(jī)將消息從用戶無(wú)線地路由到用戶并經(jīng)過(guò)種子站進(jìn)入網(wǎng)關(guān)，然后經(jīng)過(guò)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)鏈路進(jìn)入光纖，進(jìn)入另一個(gè)區(qū)。
以這種方式，使用ODMA的國(guó)家和國(guó)際網(wǎng)絡(luò)可以經(jīng)過(guò)各種不同類型的網(wǎng)絡(luò)，將消息從任何使用者轉(zhuǎn)送到世界任何部分的任何其它使用者。網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)地發(fā)現(xiàn)消息分組傳送的最佳路徑，并且通過(guò)發(fā)現(xiàn)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的替代路徑提供負(fù)載平衡和斷開(kāi)鏈路的恢復(fù)。ODMA中的所有單元具有叫作SID(系統(tǒng)ID)的獨(dú)特地址。
用戶網(wǎng)絡(luò)管理器22監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)站的健康，并且管理網(wǎng)絡(luò)的安全和記賬。
在上述例子中，客戶設(shè)備可以用上述國(guó)際專利申請(qǐng)中所述的方式，直接地、或經(jīng)過(guò)種子站16、或經(jīng)過(guò)一個(gè)或更多的中間客戶站，與網(wǎng)關(guān)10和12通信。此外，客戶設(shè)備可以與其它相同的設(shè)備形成直接對(duì)等網(wǎng)絡(luò)。
在這種網(wǎng)絡(luò)中使用抓時(shí)機(jī)多跳路由，如果客戶設(shè)備當(dāng)前網(wǎng)關(guān)發(fā)生故障，那么它們可以轉(zhuǎn)移到替代網(wǎng)關(guān)，從而提高了網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性，并且能夠消除瓶頸和提高整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的性能。在慣用的802.11b系統(tǒng)中，范圍會(huì)急劇地減小，一般減小到一百米以下。為了增大以覆蓋遠(yuǎn)距離的客戶設(shè)備，必須減小數(shù)據(jù)率。反過(guò)來(lái)，低數(shù)據(jù)率的使用造成客戶設(shè)備停留在數(shù)據(jù)信道上更長(zhǎng)的時(shí)間，從而影響WLAN的所有客戶設(shè)備的通過(guò)量。抓時(shí)機(jī)多跳路由的使用解決了這個(gè)問(wèn)題，因?yàn)榧词惯h(yuǎn)距離客戶設(shè)備也可以利用多跳，以最高數(shù)據(jù)率通過(guò)種子站和相鄰客戶設(shè)備，將數(shù)據(jù)發(fā)送到目的地，從而避免了網(wǎng)絡(luò)擁塞。信道的優(yōu)化使用和功率適配減少了爭(zhēng)用，并且優(yōu)化了提供給使用者的通過(guò)量。
圖2示出了形成802.11b WLAN部分的客戶設(shè)備的說(shuō)明方框圖?？蛻粼O(shè)備包括一個(gè)嵌入了ARM940T RISC的Samsung S3C2500微控制器40。它也提供了10/100Mbps以太網(wǎng)絡(luò)控制器、存儲(chǔ)器控制器、12C和GPIO，以便與LAN芯片、SIM卡讀取器、和ZD1201基帶處理器通信。S3C2500芯片裝配有32Mbit閃存器和128Mbit SDRAM存儲(chǔ)器。
該設(shè)備包括利用高速DSP硬件邏輯電路執(zhí)行802.11和802.11b基帶調(diào)制和解調(diào)的高度集成的ZD1201 WLAN組合芯片42。為了跟隨IEEE802.11組定義的未來(lái)的MAC標(biāo)準(zhǔn)，在ZD1201芯片中嵌入了ARM7 RISC處理器。這使得能夠通過(guò)簡(jiǎn)單地更新軟件驅(qū)動(dòng)程序而使用最近的WLAN特征。
客戶設(shè)備包括一個(gè)為了2.45GHz無(wú)線LAN(WLAN)應(yīng)用的SA2400全集成單片IC RF收發(fā)信機(jī)44。它是制造在高級(jí)30GHz fT BiCMOS處理器上的直接轉(zhuǎn)換無(wú)線電架構(gòu)。SA2400A將接收機(jī)、發(fā)射機(jī)、和LO發(fā)生組合在單一的IC中。接收機(jī)是由低噪聲放大器、下變換混頻器、全集成信道濾波器、和帶有芯片內(nèi)閉環(huán)的自動(dòng)增益控制(AGC)組成的。發(fā)射機(jī)包含功率傾斜，濾波器，上變換，和前置驅(qū)動(dòng)器。LO發(fā)生器是由全芯片內(nèi)VCO和N-分?jǐn)?shù)合成器。接收機(jī)的典型系統(tǒng)性能參數(shù)是93dB增益，7.5dB噪聲系數(shù)，+1dBm的有關(guān)輸入的三級(jí)截獲點(diǎn)，8ms的AGC設(shè)置時(shí)間，和3ms的TX-to-Rx開(kāi)關(guān)時(shí)間。發(fā)射機(jī)典型系統(tǒng)性能參數(shù)是1dB步長(zhǎng)的從-7dBm至8dBm的輸出功率范圍，校準(zhǔn)后-40dBc載流子泄漏，22dB邊帶抑制，30dB的帶內(nèi)共模抑制，和3ms的Rx-to-Tx開(kāi)關(guān)時(shí)間。
設(shè)備包括具有在2.4GHz頻帶的高輸出功率的，AP1091線性，雙極功率放大器46形式的功率放大級(jí)。設(shè)備傳遞26dBm的符合IEEE802.11b標(biāo)準(zhǔn)的26dBm的線性輸出功率。功率放大器也包括一個(gè)提供與設(shè)備的輸出功率成正比的DC電壓的芯片上功率檢測(cè)器。
設(shè)備進(jìn)一步包括具有低介入損耗和非常低的DC功率消耗的正電壓操作的DC-3GHz SPDTRF開(kāi)關(guān)48。
緊靠天線54和56的第一RF開(kāi)關(guān)52提供了選擇使用哪一個(gè)天線發(fā)送或接收的能力。從選擇的天線，將接收的輸入施加到一個(gè)2.45GHz帶通濾波器50。這個(gè)濾波器拒絕2.4GHz ISM頻帶之外的干擾。緊靠2.45GHz帶通濾波器的第二RF開(kāi)關(guān)58提供了TX/RX開(kāi)關(guān)。這個(gè)開(kāi)關(guān)在接收模式將信號(hào)導(dǎo)入SA2400的LNA部分。接下來(lái)，利用正交下變換器將信號(hào)下混頻到基帶信號(hào)，成為I和Q分量。最后，信號(hào)傳遞到ZD1201的ADC?；鶐щ娐烦闃硬ㄐ?，然后去擴(kuò)展和解調(diào)接收的信號(hào)。
在發(fā)射鏈路上，數(shù)據(jù)可以被BDPSK，DQPSK或CCK調(diào)制，導(dǎo)致帶有I和Q分量的基帶正交信號(hào)。然后，信號(hào)傳遞到上變換混頻器的輸入端，以變換到2.4GHz-2.5GHz頻帶。SA2400操作在高功率模式或低功率模式，以覆蓋高的輸出功率范圍。當(dāng)操作在高功率模式時(shí)，選擇TX OUT LO，并且傳遞到AP1091放大器，以提供高輸出功率。當(dāng)操作在低功率模式時(shí)，選擇TX_OUT_HI，并且信號(hào)直接通過(guò)RF開(kāi)關(guān)傳遞。要注意，TXAGC功能是由ZD1201基帶處理器42提供的。
在圖3的更為詳細(xì)的示意圖中示出了SA2400收發(fā)信機(jī)的內(nèi)部電路。
圖4示出了圖1的網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)層級(jí)構(gòu)造。該系統(tǒng)實(shí)質(zhì)上包括用戶單元或使用者(客戶設(shè)備)，種子站，和將客戶設(shè)備鏈接到WAN的網(wǎng)關(guān)?？蛻粼O(shè)備可以通過(guò)直接在它們之間或經(jīng)過(guò)種子站轉(zhuǎn)播消息而相互通信。如果一個(gè)使用者要接入諸如互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)之類的其它網(wǎng)絡(luò)，那么消息經(jīng)過(guò)網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)播到WAN，然后經(jīng)過(guò)路由器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入其它網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)關(guān)起到從客戶設(shè)備和種子站使用的ODMA協(xié)議到諸如TCP/IP之類的其它協(xié)議的翻譯器的作用。
以下參考圖5至11示意圖，說(shuō)明上述網(wǎng)絡(luò)的操作。
在圖5中，始發(fā)站A能夠與五個(gè)“相鄰”站B至F通信，并且經(jīng)過(guò)中間站B、I和M將數(shù)據(jù)發(fā)送到目的站O。例如，站A至M和O一般是包括上述客戶設(shè)備的使用者站，但是，一些可以是種子站。
為了使網(wǎng)絡(luò)的效率最高，每個(gè)站最好具有在該站需要發(fā)送或接收消息的情況下它能夠與之通信的多個(gè)“鄰居”站。另一方面，如果一個(gè)給定站要將數(shù)據(jù)發(fā)送到一個(gè)選定的鄰居站，那么希望發(fā)送對(duì)其它站造成的干擾最小，否則產(chǎn)生的爭(zhēng)用會(huì)降低網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)通過(guò)量。
出于上述考慮，本網(wǎng)絡(luò)尋求調(diào)節(jié)每個(gè)站的操作，以便它能夠在任何時(shí)候以最高可能的數(shù)據(jù)率，但是最低可能的發(fā)射功率，向或從多個(gè)鄰居站發(fā)送數(shù)據(jù)或接收數(shù)據(jù)，從而減小了與其它站的干擾。
所述種類的通信網(wǎng)絡(luò)包括許多試圖在相同的信道集上通信的站。這些信道可以定義為具有不同頻率、不同媒介、不同編碼(例如，不同擴(kuò)展碼)、不同天線、不同時(shí)隙、等等，或任何這些的組合。為了優(yōu)化信道復(fù)用，這些站試圖保持有限數(shù)量的中間鄰居，典型的是5個(gè)鄰居。鄰居定義為給定站可以與之通信的另一個(gè)站。
通過(guò)改變一個(gè)站的發(fā)射頻率、改變代碼(PN序列)、提高它的數(shù)據(jù)率、和降低它的發(fā)射功率，它可以限制它看得到的或看得到它的鄰居站的數(shù)量。所有站利用探測(cè)信號(hào)集合在預(yù)定義的探測(cè)信道，在預(yù)定義的探測(cè)信道它們要發(fā)現(xiàn)與之通信的其它站。一旦發(fā)現(xiàn)了另一個(gè)站，并且兩個(gè)站中的一個(gè)具有要發(fā)送到另一個(gè)的數(shù)據(jù)，那么它們移動(dòng)到較少使用的數(shù)據(jù)信道。
本發(fā)明的方法包括兩種探測(cè)過(guò)程，“慢探測(cè)”和“快探測(cè)”。慢探測(cè)過(guò)程由每個(gè)網(wǎng)絡(luò)站用于收集鄰居，而快探測(cè)過(guò)程用于在始發(fā)站與目的站之間建立梯度。
首先討論慢探測(cè)過(guò)程，當(dāng)存在多個(gè)緊密相鄰的站的時(shí)候，它們?cè)谳^高的數(shù)據(jù)率和低的發(fā)射功率結(jié)束探測(cè)。站偶爾地響應(yīng)在較低數(shù)據(jù)率探測(cè)的、或沒(méi)有足夠的鄰居來(lái)幫助不能使用較高數(shù)據(jù)率或沒(méi)有足夠鄰居的任何孤立(遠(yuǎn)距離的)站(以下也稱為孤立鄰居)的站。當(dāng)站是孤立的并且不能在較高數(shù)據(jù)率和最大功率發(fā)現(xiàn)足夠的鄰居的時(shí)候，它們僅使用較低的數(shù)據(jù)率。
每個(gè)站以(慢探測(cè)定時(shí)器確定的)規(guī)則的間隔發(fā)射慢探測(cè)信號(hào)，試圖發(fā)現(xiàn)其它站。各站在它們的慢探測(cè)中指示它們能夠檢測(cè)到其它站探測(cè)，并且以這種方式各站改變它們的探測(cè)功率，直到某個(gè)預(yù)定數(shù)量的站指示它們能夠檢測(cè)到探測(cè)。如果站始終不能捕獲到所需數(shù)量的鄰居，那么它將保持在最低數(shù)據(jù)率和最大發(fā)射功率。
每個(gè)站在慢探測(cè)信號(hào)發(fā)射之間隨機(jī)地微小改變慢探測(cè)定時(shí)器，以避免與其它站碰撞。如果任何一個(gè)站開(kāi)始接收另一個(gè)站的發(fā)送，那么它以新的間隔重新加載慢探測(cè)定時(shí)器。
在移動(dòng)站的網(wǎng)絡(luò)中，各站不停地移動(dòng)，由此鄰居的數(shù)量不停地改變。如果鄰居的數(shù)量超過(guò)需要的數(shù)量，那么站將增大它在探測(cè)信道上的數(shù)據(jù)率。它將持續(xù)提高它的數(shù)據(jù)率，直到它不再超過(guò)所需的鄰居數(shù)量。如果它達(dá)到了最大數(shù)據(jù)率，那么它以10dB的增量降低它的慢探測(cè)發(fā)射功率，直到它達(dá)到最小發(fā)射功率，或不再超過(guò)所需的鄰居數(shù)量。
當(dāng)一個(gè)站在探測(cè)信道上回答另一個(gè)站的慢探測(cè)時(shí)，它把它的數(shù)據(jù)分組的長(zhǎng)度限制到慢探測(cè)定時(shí)器間隔。這是為了避免其它站探測(cè)不到它的回答。如果正在回答的站具有比能夠裝載到一個(gè)小的分組中的數(shù)據(jù)更多的數(shù)據(jù)要發(fā)送，那么它在分組的首部指示，其它站必須移動(dòng)到一個(gè)特定數(shù)據(jù)信道。
可以為每個(gè)探測(cè)信道定義多個(gè)數(shù)據(jù)信道。請(qǐng)求改變的站隨機(jī)地選擇一個(gè)可用數(shù)據(jù)信道。(當(dāng)另一個(gè)站接收到請(qǐng)求時(shí)，它立即改變到該數(shù)據(jù)信道，在這個(gè)數(shù)據(jù)信道上兩個(gè)站繼續(xù)通信直到它們中的任何一個(gè)都沒(méi)有任何數(shù)據(jù)要發(fā)送，或如果超過(guò)了(數(shù)據(jù)定時(shí)器設(shè)置的)數(shù)據(jù)信道上停留的最大時(shí)間。也可以使用其它可選數(shù)據(jù)傳送協(xié)議。
當(dāng)一個(gè)站改變到數(shù)據(jù)信道時(shí)，它裝載數(shù)據(jù)定時(shí)器。它將在數(shù)據(jù)信道上停留數(shù)據(jù)定時(shí)器允許的時(shí)間長(zhǎng)度。當(dāng)數(shù)據(jù)定時(shí)器到時(shí)的時(shí)候，該站返回到探測(cè)信道，并且再開(kāi)始探測(cè)。
圖6的示意圖說(shuō)明了本發(fā)明的慢探測(cè)過(guò)程。
慢探測(cè)過(guò)程由三個(gè)基本功能組成1.鄰居收集(Neighbor collection)2.功率認(rèn)知(Power learning)3.鄰居的傾斜(Ramping of neighbors)鄰居收集的過(guò)程包括一個(gè)站以增加的功率電平探測(cè)，直到相鄰的站在它們自己的探測(cè)中指出它們檢測(cè)到第一站的探測(cè)。這叫作鄰居收集。增加探測(cè)的功率，直到預(yù)定數(shù)量的鄰居指示它們檢測(cè)到探測(cè)。
所有探測(cè)站增加和減小它們的探測(cè)功率，直到所有的站收集到預(yù)定數(shù)量的鄰居。這個(gè)過(guò)程包括增加和減小探測(cè)的功率電平，和指出在探測(cè)中收聽(tīng)到哪些其它站的探測(cè)。以這種方式，所有站可以知道它們需要什么樣的功率電平來(lái)到達(dá)各個(gè)鄰居。
一個(gè)站在每次探測(cè)時(shí)，它指出它的發(fā)射功率和固有噪聲電平，和它具有哪些站作為鄰居。每次站收聽(tīng)到另一個(gè)站探測(cè)時(shí)，它從探測(cè)計(jì)算路徑損耗，并且從路徑損耗和該站的固有噪聲電平計(jì)算到達(dá)該站所需的功率。把到鄰居的路徑損耗和到達(dá)鄰居所需的功率存儲(chǔ)在保持在每個(gè)站中叫作鄰居表的表中。如果不再收聽(tīng)到鄰居，那么增加或“傾斜”表中的路徑損耗和到達(dá)該站所需的功率電平，直到達(dá)到一個(gè)特定的電平，在該點(diǎn)將該鄰居從鄰居表消除。
在下面的例子中更為詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明的慢探測(cè)過(guò)程慢探測(cè)參數(shù)■最小探測(cè)功率(Min Probing Power)(PPmin)■最大探測(cè)功率(Max Probing Power)(PPmax)；■探測(cè)功率步長(zhǎng)(Probing Power step)(PPstep)；■探測(cè)間隔(Probing Interval)(Pint)；■探測(cè)間隔標(biāo)準(zhǔn)偏移(Probing Interval std dev.)(Psdev)；■每功率步長(zhǎng)的探測(cè)間隔(Probing Intervals per power step)(nPPs)；■鄰居超時(shí)間隔(Neighbor Timeout interval)(TNint)■緊靠鄰居超時(shí)間隔(Close Neighbor Timeout interval)(TCNint)(TCNint＜TNint)；■收集的緊靠鄰居的數(shù)量(# of neighbors to gather)(nNbrs)；■包括在探測(cè)中的最大鄰居數(shù)量(Max # of neighbors to include in aprobe)(nPNbrs)；■站固有噪聲電平(Station noise floor)(Nfloor)；■損耗傾斜時(shí)間(Loss ramping time)(tinc)；■損耗傾斜增量(Loss ramp increment)(Linc)(dB)；■損耗傾斜過(guò)量(Loss ramp excess)(Lex)(dB)。
消息的類型■探測(cè)(Probe)；■探測(cè)確認(rèn)(Probe Ack)；定義■鄰居發(fā)送了一個(gè)可以在這個(gè)站看到的Probe或ProbeAck的站；■緊靠鄰居發(fā)送了一個(gè)包含這個(gè)站的ID的Probe的鄰居。
(每個(gè)站的)協(xié)議以規(guī)則的間隔(Pint+\-Psdev)，每個(gè)站發(fā)出一個(gè)Probe。最初以功率PPmin發(fā)射。在每個(gè)nPPs間隔將功率增加PPstep，直到發(fā)現(xiàn)至少nNbrs個(gè)緊靠鄰居(它們?cè)谒鼈兊腜robe消息中用這個(gè)站的ID作出了響應(yīng))，或功率達(dá)到PPmax(在這個(gè)階段以這種功率電平繼續(xù)Probe發(fā)送)。如果可以看到nNbrs個(gè)以上的緊靠鄰居，那么開(kāi)始向下傾斜功率。
一個(gè)Probe由以下信息組成a.在這個(gè)站的固有噪聲電平(Nfloor)；b.這個(gè)探測(cè)消息的發(fā)射功率；c.這個(gè)站的鄰居的總數(shù)(目前未使用的)；d.這個(gè)站的緊靠鄰居的總數(shù)；e.最接近nPNbrs個(gè)(或較少的)鄰居(或可能所有鄰居的，一各選項(xiàng))的站ID。
(鄰居的靠近程度基于該鄰居的最近Probe消息的接收功率)當(dāng)沒(méi)有探測(cè)時(shí)，站收聽(tīng)來(lái)自其它站的Probe(或Probe Ack)。當(dāng)收聽(tīng)到另一個(gè)站的Probe時(shí)，利用Probe消息中的發(fā)射功率信息確定到該站的路徑損耗。然后使用固有噪聲電平信息確定將消息發(fā)送到該站所需的最小發(fā)射功率，并適當(dāng)?shù)馗锣従颖怼?br> 如果聽(tīng)到一個(gè)站(a)以PPmax功率發(fā)送它的Probe，(b)宣稱具有少于nNBRs個(gè)緊靠鄰居，(c)不是這個(gè)站的緊靠鄰居中的一個(gè)，和(d)這個(gè)站可以與之通信，那么將這個(gè)遠(yuǎn)端站考慮為是一個(gè)“孤立鄰居(Lonely Neighbor)”。在這種情況下，立即(+/-Psdev)用可以被該遠(yuǎn)端站聽(tīng)到的適當(dāng)功率發(fā)送Probe Ack消息。
Probe Ack包含以下信息a.在這個(gè)站的固有噪聲電平，b.這個(gè)Probe Ack消息的Tx功率，
c.“孤立鄰居”的站ID。
如果這個(gè)站聽(tīng)到包含這個(gè)站的ID的Probe Ack消息，那么給正在發(fā)射的站加上緊靠鄰居的標(biāo)簽。
如果在時(shí)間tinc之后，沒(méi)有(通過(guò)來(lái)自該鄰居的探測(cè))更新鄰居表?xiàng)l目，那么將Linc添加到條目中的報(bào)告的損耗。以tinc的間隔重復(fù)這種操作，直到條目被一個(gè)探測(cè)更新，或直到到達(dá)利用報(bào)告損耗的鄰居所需的發(fā)射功率超過(guò)最大允許功率Lex dB。在后一種情況下，將損耗設(shè)置到無(wú)窮大。應(yīng)當(dāng)注意，變化在這里可能會(huì)造成現(xiàn)有梯度凍結(jié)(見(jiàn)下面)。
在始發(fā)站與目的站之間的路線上的所有站都是未知的上述方法和其它向量路由方法中可能產(chǎn)生的一個(gè)問(wèn)題是，到目的站的路線可能包括始發(fā)站，有效地在功率梯度中建立起一個(gè)環(huán)路。
如果損耗在無(wú)窮大并且梯度表中不存在涉及該鄰居的條目，那么應(yīng)當(dāng)刪除鄰居表?xiàng)l目。
如果沒(méi)有從一個(gè)鄰居收聽(tīng)到Probe/Probe Ack長(zhǎng)達(dá)TNint的時(shí)間，那么將該鄰居下線。如果沒(méi)有從一個(gè)緊靠鄰居收聽(tīng)到Probe/Probe Ack長(zhǎng)達(dá)TCNint的時(shí)間，那么將該緊靠鄰居恢復(fù)到鄰居狀態(tài)。
到一個(gè)特定鄰居的價(jià)格(cost)可以依據(jù)達(dá)到該鄰居的發(fā)射功率來(lái)計(jì)算。
例如，小于-10dBm＝價(jià)格1小于0dBm＝價(jià)格2小于10dBm＝價(jià)格3小于17dBm＝價(jià)格4。
價(jià)格是到達(dá)一個(gè)鄰居所需的功率的指示。需要的功率越大干擾越大，并且就功率(蓄電池)消耗等而言的價(jià)格越高。
如果將多跳的所有價(jià)格加在一起，那么，如果沿這些跳發(fā)送消息的話，總價(jià)格是要使用多少功率的指示，或產(chǎn)生多大干擾的指示。
慢探測(cè)產(chǎn)生了到達(dá)鄰居所需的功率的指示。
如果一個(gè)站具有不是其鄰居的目的站的消息，例如，跨越網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)端站的消息，那么它開(kāi)始發(fā)射快探測(cè)信號(hào)，以產(chǎn)生如何到達(dá)目的站的信息。該信息被稱為梯度，并且是到達(dá)目的站的累加價(jià)格的指示。當(dāng)一個(gè)站開(kāi)始快探測(cè)時(shí)，它指示它正在尋找一個(gè)目的站，并且收聽(tīng)到快探測(cè)的鄰居進(jìn)行它們自己的快探測(cè)，直到目的站收聽(tīng)到它的鄰居的快探測(cè)。然后，通過(guò)相加累加價(jià)格建立梯度，直到梯度達(dá)到源站，源站可以開(kāi)始將消息發(fā)送到具有相對(duì)于目的站較低梯度的鄰居，這些鄰居又可以將消息發(fā)送到它們的鄰居，直到到達(dá)目的站。
每個(gè)站保持到達(dá)它的每個(gè)鄰居的每個(gè)目的站的(累加價(jià)格)梯度，和它本身到達(dá)目的站的梯度的記錄。每個(gè)站僅把消息傳遞到具有到達(dá)目的站的較低累加價(jià)格的站。一個(gè)站可以將消息傳遞到它的鄰居中具有較低到達(dá)目的站的梯度的任何一個(gè)。經(jīng)過(guò)慢探測(cè)收集鄰居和經(jīng)過(guò)快探測(cè)的梯度產(chǎn)生使得一個(gè)站能夠產(chǎn)生具有到達(dá)任何能夠?qū)⑾l(fā)送到這些目的站的目的站的較低價(jià)格的站的多個(gè)選擇。鄰居經(jīng)過(guò)慢探測(cè)始終被保有，而梯度僅在需要將消息發(fā)送到不是鄰居的站時(shí)的需要基礎(chǔ)上產(chǎn)生。
圖7中示意地示出的快探測(cè)過(guò)程或算法用于沿始發(fā)和目的站之間的路徑構(gòu)造梯度。梯度優(yōu)選以到鄰居的價(jià)格(CN)的形式表示。在以下兩種情況中任何一個(gè)出現(xiàn)時(shí)，過(guò)程開(kāi)始■在站始發(fā)一個(gè)消息時(shí)，或■截獲來(lái)自一個(gè)鄰居的快探測(cè)時(shí)。
站停留在快探測(cè)模式，直到它保持的所有梯度被源或目的站刪除，或梯度超時(shí)。
快探測(cè)參數(shù)■以毫秒(msec)為單位的快探測(cè)速率(FPRate)；■一個(gè)快探測(cè)的最大跳(maxHops)；■以毫秒(msec)為單位的梯度超時(shí)(Gtimeout)；■最大可接受價(jià)格(maxCost)；■以毫秒(msec)為單位的凍結(jié)條目超時(shí)(Ftime)；■站數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
應(yīng)當(dāng)注意，下面的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在它們中可以具有其它信息，與快探測(cè)算法不直接有關(guān)的信息。
鄰居表■每個(gè)鄰居的條目。
鄰居表?xiàng)l目■鄰居站ID；■到鄰居的當(dāng)前價(jià)格(CN)；■當(dāng)前保持的每個(gè)梯度的條目。
鄰居梯度條目■目的站ID；■鄰居的到目的站的當(dāng)前價(jià)格(CND)。
梯度表■當(dāng)前保持的每個(gè)梯度的條目。每個(gè)目的站一個(gè)條目。
梯度表?xiàng)l目■目的站ID；■到目的站的當(dāng)前最佳價(jià)格(CD)；■當(dāng)前最佳價(jià)格鄰居站ID；■凍結(jié)狀態(tài)(on或off)；■凍結(jié)超時(shí)；■凍結(jié)價(jià)格(CDF)；■凍結(jié)鄰居ID(NF)；■梯度超時(shí)；■源站列表，包含每個(gè)具有相同目的站的源站的條目。
源站條目
■源站ID；■跳數(shù)；■保持狀態(tài)(是或否)。
快探測(cè)數(shù)據(jù)格式■發(fā)射站ID；■在站的固有噪聲電平；■發(fā)射功率；■多個(gè)梯度條目，在發(fā)射站為其保持梯度并且具有不超過(guò)maxCost的鄰居PDG梯度表中，一般為每個(gè)目的站條目保持一個(gè)梯度條目。
快探測(cè)梯度條目■目的站ID；■從發(fā)射站到目的站的最佳價(jià)格(PDG)；■源站的列表。
源站條目■源站ID；■保持狀態(tài)(是或否)；■跳數(shù)。
當(dāng)梯度表包含一個(gè)或更多條目時(shí)，快探測(cè)開(kāi)始/繼續(xù)?？焯綔y(cè)消息以FPrate的速率產(chǎn)生，直到快探測(cè)停止。當(dāng)沒(méi)有條目存留在梯度表中時(shí)，快探測(cè)停止。
如果通過(guò)慢探測(cè)過(guò)程添加了一個(gè)新的鄰居，那么要將梯度表中每個(gè)目的站的條目加到鄰居表。如果所有鄰居被刪除，那么也將梯度表刪除，并且站停留在快探測(cè)模式。
當(dāng)源站(當(dāng)前站)向一個(gè)給定目的站始發(fā)了數(shù)據(jù)消息，或從某個(gè)位置的鄰居接收到數(shù)據(jù)消息時(shí)，產(chǎn)生三種可能性1.梯度表包含消息的目的站的一個(gè)條目，并且到目的站的最佳價(jià)格不超過(guò)maxCost。在這種情況下，可以經(jīng)過(guò)規(guī)定的鄰居發(fā)送消息。
2.梯度表不包含消息目的站的條目。在這種情況下，建立一個(gè)新的梯度表?xiàng)l目(同時(shí)保持“是”的狀態(tài))，和消息必須排隊(duì)以便將來(lái)發(fā)送。
在每個(gè)上述情況下，將梯度表中的跳數(shù)設(shè)置到maxHops。當(dāng)一個(gè)始發(fā)站完全地結(jié)束了對(duì)目的站的數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)，它通過(guò)將保持狀態(tài)設(shè)置到“否”標(biāo)記它的對(duì)應(yīng)梯度表?xiàng)l目。然后，通過(guò)一個(gè)將來(lái)快探傳播測(cè)這個(gè)標(biāo)簽。
如果梯度表已經(jīng)不包含對(duì)應(yīng)于消息目的地的條目，那么為該源/目的站增加一個(gè)條目。如果梯度表包含消息目的地的條目，但是沒(méi)有對(duì)應(yīng)的源站條目，那么將該源站ID添加到條目的源站ID列表。如果一個(gè)表?xiàng)l目沒(méi)有被更新的時(shí)間長(zhǎng)達(dá)Gtimeout，那么刪除該條目。刪除鄰居表中對(duì)應(yīng)的條目。
梯度表中每個(gè)已知目的站的快探測(cè)消息是通過(guò)列舉該目的站的到達(dá)目的地的最佳價(jià)格(對(duì)于所有鄰居N，(CD＝min(CN+CND))形成的。
如果梯度表被凍結(jié)并且CND的所有值＞(所有鄰居N的)CDF，那么從梯度表發(fā)送CD的值，否則使用如上所述計(jì)算的到目的地的最佳價(jià)格，但是僅對(duì)CND＜CDF的鄰居的子集。
如果梯度表?xiàng)l目沒(méi)有被凍結(jié)，并且經(jīng)過(guò)鄰居的所有梯度具有超過(guò)maxCost的CN+CND，那么該目的站條目不包括在消息中。如果梯度表?xiàng)l目被凍結(jié)，那么該目的站條目總是包括在消息中。如果一個(gè)給定目的站的梯度表中的條目具有全部源條目跳計(jì)數(shù)＜1，那么該目的站條目不包括在消息中。快探測(cè)消息中的源條目對(duì)應(yīng)于梯度表中的?？焯綔y(cè)消息以足以到達(dá)所有緊靠和孤立鄰居的功率發(fā)送。如果所有源站條目具有“否”的保持狀態(tài)，那么從梯度列表刪除它們。如果所有源條目被刪除，那么從梯度表中刪除對(duì)應(yīng)的目的地條目。
當(dāng)接收到一個(gè)快探測(cè)消息時(shí)，使用消息中的發(fā)射站ID、固有噪聲電平、和發(fā)射功率信息更新發(fā)射鄰居站的到鄰居的價(jià)格(CN)。如果沒(méi)有這樣的鄰居存在，那么用新的CND的值更新鄰居梯度表，而不管它們以前的值。
對(duì)于每個(gè)快探測(cè)梯度條目，如下更新梯度表改變梯度超時(shí)以反映當(dāng)前時(shí)間。
將源站條目從探測(cè)消息表復(fù)制到梯度表中的對(duì)應(yīng)條目。
將跳數(shù)減小1。
如果不是已經(jīng)存在，那么添加新的條目。
更新鄰居梯度條目。
如下更新指定目的站的梯度表?xiàng)l目(假設(shè)快探測(cè)梯度條目來(lái)自具有CND的到目的站的最佳價(jià)格的鄰居N)如果梯度表?xiàng)l目沒(méi)有被凍結(jié)如果CN+CND大于或等于到目的站的當(dāng)前最佳價(jià)格CD并且該價(jià)格不通過(guò)鄰居N，那么什么事情都不做。
如果CN+CND小于到目的站的當(dāng)前最佳價(jià)格CD并且該價(jià)格不通過(guò)N，那么將當(dāng)前最佳價(jià)格CD更新到減小的值CN+CND。
如果CN+CND小于到目的站的當(dāng)前最佳價(jià)格CD并且該價(jià)格通過(guò)N，那么將當(dāng)前最佳價(jià)格CD更新到減小的值CN+CND。
如果CN+CND大于到目的站的當(dāng)前最佳價(jià)格CD并且該價(jià)格通過(guò)N，那么凍結(jié)梯度表?xiàng)l目將凍結(jié)的狀態(tài)設(shè)置到“on”并把凍結(jié)的超時(shí)設(shè)置到Ftime，和把CDF設(shè)置到CD的當(dāng)前值。將CD設(shè)置到新的較高的值CN+CND，和保留經(jīng)過(guò)其獲得凍結(jié)的價(jià)格CDF的鄰居站ID(NF)。
如果梯度表?xiàng)l目被凍結(jié)A.如果N＝NF或B.如果N＜＞NF和如果CND小于凍結(jié)的價(jià)格CDF那么如果CN+CND大于或等于到目的站的當(dāng)前最佳價(jià)格CD并且該價(jià)格不通過(guò)鄰居N，那么什么事情都不做。
如果CN+CND小于到目的站的當(dāng)前最佳價(jià)格CD并且該價(jià)格不通過(guò)鄰居N，那么將當(dāng)前最佳價(jià)格CD更新到減小的值CN+CND。
如果CN+CND小于到目的站的當(dāng)前最佳價(jià)格CD并且該價(jià)格通過(guò)N，那么將當(dāng)前最佳價(jià)格CD更新到減小的值CN+CND。
如果CN+CND大于到目的站的當(dāng)前最佳價(jià)格CD并且該價(jià)格通過(guò)N，那么凍結(jié)梯度表?xiàng)l目將凍結(jié)狀態(tài)保留在“on”并將凍結(jié)超時(shí)重置到Ftime和把CD設(shè)置到新的更高值CN+CND。注意CDF或經(jīng)過(guò)其獲得凍結(jié)價(jià)格CDF的站ID(NF)不應(yīng)當(dāng)改變。
如果凍結(jié)超時(shí)期滿，那么將凍結(jié)狀態(tài)設(shè)置到“off”。
現(xiàn)在參考圖8，進(jìn)一步討論利用向量路由在本發(fā)明中使用的網(wǎng)絡(luò)中形成回路的問(wèn)題。圖8示出了多個(gè)網(wǎng)絡(luò)站A至I。在保持著到一個(gè)目的站的路線的同時(shí)，每個(gè)站在以規(guī)律的間隔向它的鄰居發(fā)送探測(cè)信號(hào)，探測(cè)信號(hào)包含有關(guān)經(jīng)過(guò)指出的站到目的站的價(jià)格的數(shù)據(jù)。假設(shè)所有其它站正在產(chǎn)生到目的站A的梯度，在每種情況下到鄰居的價(jià)格(CN)是1，和從站F至I直接到站C的價(jià)格是10。在一定時(shí)間之后，站I知道經(jīng)過(guò)站H至B到站A的總價(jià)格是8。如果任何站之間的價(jià)格，例如，B與C之間的價(jià)格，增加，那么這將影響整個(gè)鏈路價(jià)格升高，并且每個(gè)站應(yīng)當(dāng)提高它到A的價(jià)格，因?yàn)榈紸的所有路線都要經(jīng)過(guò)B與C之間的鏈路。
如果從B到C的價(jià)格突然升高到一個(gè)高數(shù)值(例如，由于B與C失去了相互之間的連接，而升高到無(wú)窮大)，并且C聽(tīng)不到來(lái)自B的任何探測(cè)或發(fā)送，那么C將它經(jīng)過(guò)B到A的價(jià)格改變到無(wú)窮大。站C繼續(xù)收聽(tīng)其它站的探測(cè)信號(hào)，并且收聽(tīng)到，例如，來(lái)自站I的，指示到A的價(jià)格是8的探測(cè)信號(hào)。由于從C直接到I的價(jià)格是10，所以這導(dǎo)致C認(rèn)為它能夠以10加8或18的總價(jià)格經(jīng)過(guò)I到A，這比無(wú)窮大要好。但是，這當(dāng)然是不真實(shí)的，仿佛傳輸路由經(jīng)過(guò)站I，它返回終止在站C，并且形成了一個(gè)環(huán)路，從而消息永遠(yuǎn)不會(huì)到達(dá)站A。
為了解決這種情況，需要有一種在實(shí)際上選定的中間站不能到達(dá)目的站時(shí)，防止一個(gè)站將另一個(gè)站識(shí)別為將消息傳輸?shù)侥康恼镜闹虚g站的方法。這是通過(guò)建立中間站不能被具有高于“凍結(jié)”測(cè)試值的到達(dá)目的值的價(jià)格的站替換的預(yù)定時(shí)間周期的需要完成的。這需要保持一個(gè)足以允許線路上所有站都能用新的價(jià)格數(shù)據(jù)更新的周期。
在上述例子中，從C到A的價(jià)格的凍結(jié)測(cè)試值是2。除非站C在凍結(jié)周期中收聽(tīng)到來(lái)自具有小于2的到達(dá)目的站的價(jià)格的另一個(gè)站的探測(cè)，它不用另一個(gè)站替換站B。在凍結(jié)時(shí)間中，上行線路中從站D到I的所有站把它們的價(jià)格更新到無(wú)窮大，而在這個(gè)過(guò)渡期中每個(gè)站具有其自己的凍結(jié)測(cè)試值。例如，站B具有3的到A的價(jià)格，并且如果它沒(méi)有收聽(tīng)到具有小于3的到A的價(jià)格的站，它不進(jìn)行更新。
重要的是凍結(jié)周期應(yīng)當(dāng)足夠長(zhǎng)，以允許站C能夠直接看到的(以任何價(jià)格)上行鏈路中任何站能夠被更新。在本例中，站C能夠以10的高價(jià)格直接看到站F，G，H和I。因此，在允許C選擇它們中間的一個(gè)作為到達(dá)站A的線路中的中間站之前，凍結(jié)周期必須允許有足夠的時(shí)間使得探測(cè)過(guò)程能夠更新站F至I。
在本例中，例如，如果將凍結(jié)周期設(shè)置到10個(gè)探測(cè)間隔，那么在7個(gè)探測(cè)間隔之后，站I被更新并且顯示出無(wú)窮大的到站A的價(jià)格。如果在這點(diǎn)站C未凍結(jié)它的測(cè)試值2，那么它將僅接收到來(lái)自指示無(wú)窮大的到站A的價(jià)格的其它站的探測(cè)信號(hào)，并且不選擇它們中的任何一個(gè)，因?yàn)檫@指示這些其它站也沒(méi)有到達(dá)站A的線路。這防止了形成環(huán)路。
在下面的三個(gè)例子中更詳細(xì)地說(shuō)明了凍結(jié)過(guò)程。
這一節(jié)要說(shuō)明凍結(jié)和再凍結(jié)過(guò)程的兩個(gè)例子。首先說(shuō)明一個(gè)最佳下一個(gè)鄰居保持不變的簡(jiǎn)單情況。其次說(shuō)明最佳下一個(gè)鄰居在其凍結(jié)時(shí)改變的情況。
例1本例基于圖9中的站(M)。它示出了每個(gè)凍結(jié)操作的超時(shí)操作。
建立從S到D的梯度。站M的梯度表(GT.)如下

假設(shè)CND從6改變到7

Ftime是表明凍結(jié)狀態(tài)將在100ms后清除的超時(shí)計(jì)數(shù)。如果在第一凍結(jié)條目超時(shí)之前CND再次改變，也就是說(shuō)從7改變到9，那么這叫作再凍結(jié)。站M的GT如下。在這個(gè)時(shí)候，我們要使用保持對(duì)CDF，NF和Ftime的跟蹤的再凍結(jié)表。

第二條目的定時(shí)器(100ms)將在其建立時(shí)開(kāi)始。
當(dāng)?shù)谝粭l目超時(shí)時(shí)，我們將使用第二再凍結(jié)條目中的CDF和NF值。在我們的執(zhí)行中，我們將向前復(fù)制這些條目。

再凍結(jié)可能發(fā)生數(shù)次。
例2本例基于圖10中的站(M)。
建立從S到D的梯度。在穩(wěn)定之后，M的GT如下

方案1假設(shè)(3)的CND從3改變到5。從(3)接收到一個(gè)快探測(cè)。(M)中的GT更新如下

此時(shí)，由于CN+CND＝8大于CD＝7，所以來(lái)自(2)的快探測(cè)不會(huì)影響(M)的GT。
由于CN+CND＝6小于CD＝7，所以來(lái)自(1)的快探測(cè)更新(M)的GT。在更新之后，(M)的GT如下。現(xiàn)在假設(shè)Ftime是40ms。

方案2假設(shè)(1)的CN從2改變到3。這將造成GT條目被再凍結(jié)

當(dāng)?shù)谝粭l目超時(shí)時(shí)，GT如下

當(dāng)?shù)诙l目超時(shí)時(shí)，GT如下

例3本例說(shuō)明了當(dāng)凍結(jié)發(fā)生時(shí)幾個(gè)站的總操作。在圖11中，(1)和(4)之間的價(jià)格是10，從而到(D)的通信將通過(guò)(3)，(2)和(1)。
假設(shè)(D)與(1)之間的價(jià)格增長(zhǎng)，即，從1增長(zhǎng)到20。這將造成被凍結(jié)。
下面的表示出了所有梯度表(到目的地(D))。假設(shè)快探測(cè)每10ms發(fā)生。下表示出了以ms為單位的絕對(duì)時(shí)間。

算法例子。
*1.站(1)接收來(lái)自(4)的FP。執(zhí)行凍結(jié)站的算法。FP(4)中的CD是4，大于我的凍結(jié)價(jià)格CDF＝1，從而不改變站1的GT。
權(quán)利要求
1.一種操作包括多個(gè)站的通信網(wǎng)絡(luò)的方法，每個(gè)站能夠發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，從而使得該網(wǎng)絡(luò)能夠經(jīng)過(guò)至少一個(gè)抓時(shí)機(jī)選定的中間站從始發(fā)站向目的站發(fā)送數(shù)據(jù)，所述方法包括a)定義與至少一個(gè)數(shù)據(jù)信道不同的至少一個(gè)探測(cè)信道；b)在每個(gè)站并且根據(jù)第一預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)，選擇用于向其它站發(fā)送探測(cè)信號(hào)的探測(cè)信道；c)在選擇的探測(cè)信道上從每個(gè)站發(fā)送第一探測(cè)信號(hào)，接收到來(lái)自探測(cè)站的第一探測(cè)信號(hào)的其它站直接或間接地回答，由此向探測(cè)站指出它們能夠用作目的或中間站；d)在每個(gè)站，保持包括通過(guò)步驟(c)識(shí)別的其它可用站的詳細(xì)信息的鄰居表；e)從需要向不是鄰居站的目的站發(fā)送數(shù)據(jù)的站，向鄰居表中的站，發(fā)送第二探測(cè)信號(hào)，和接收來(lái)自鄰居表中的站的第二探測(cè)信號(hào)；和f)在需要時(shí)，在每個(gè)站保持一個(gè)包括有關(guān)與每個(gè)不是鄰居站的目的站通信的價(jià)格的數(shù)據(jù)的梯度表，從而使得每個(gè)站能夠選擇預(yù)定數(shù)量的，用于以最低價(jià)格從始發(fā)站向目的站前向發(fā)送數(shù)據(jù)的中間站。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中通過(guò)步驟(c)識(shí)別的其它可用站的詳細(xì)信息包括到達(dá)其它可用站所需的路徑損耗和功率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中僅在所述站的鄰居表包含條目時(shí)，才從每個(gè)站發(fā)送第二探測(cè)信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任何一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法進(jìn)一步包括計(jì)算鄰居表中每個(gè)站的用作從始發(fā)站經(jīng)過(guò)鄰居表中每個(gè)這種站向目的站發(fā)送消息的價(jià)格的到目的值的價(jià)格。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任何一項(xiàng)所述的方法，其中每個(gè)站也保持其本身到目的值的價(jià)格的臨時(shí)記錄。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的方法，其中到目的值的價(jià)格是經(jīng)過(guò)鄰居表中每個(gè)這種站和任何中間站，從始發(fā)站向目的站發(fā)送消息的累加價(jià)格。
7.根據(jù)權(quán)利要求4至6中的任何一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法包括將每個(gè)站的計(jì)算的到目的值的價(jià)格保持恒定達(dá)一個(gè)周期，使得在所述周期期間，其它站能夠更新其本身的到目的值的價(jià)格，以防止各個(gè)站在它們本身的計(jì)算中使用其它站的到目的值的廢棄價(jià)格的步驟。
8.一種包括多個(gè)客戶站的通信網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)客戶站能夠發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，使得網(wǎng)絡(luò)可以經(jīng)過(guò)至少一個(gè)抓時(shí)機(jī)選擇的中間客戶站從始發(fā)客戶站向目的客戶站發(fā)送包括多個(gè)數(shù)據(jù)分組的消息，并且其中所述網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步包括多個(gè)網(wǎng)關(guān)，用作客戶站對(duì)網(wǎng)絡(luò)的接入點(diǎn)；多個(gè)客戶站能夠與之通信的種子站，每個(gè)種子站與至少一個(gè)網(wǎng)關(guān)通信，多個(gè)種子站擴(kuò)展了客戶站的有效連接范圍；和至少一個(gè)用戶網(wǎng)絡(luò)管理器，用于監(jiān)視客戶站；其中每個(gè)客戶站適合于a)定義與至少一個(gè)數(shù)據(jù)信息不同的至少一個(gè)探測(cè)信道；b)在每個(gè)客戶站并且根據(jù)第一預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)，選擇用于向其它客戶站發(fā)送探測(cè)信號(hào)的探測(cè)信道；c)在選擇的探測(cè)信道上從每個(gè)客戶站發(fā)送第一探測(cè)信號(hào)，接收到來(lái)自探測(cè)客戶站的第一探測(cè)信號(hào)的其它客戶站直接或間接地回答，由此向探測(cè)客戶站指出它們可以用作目的或中間客戶站；d)在每個(gè)客戶站，保持包括通過(guò)步驟(c)識(shí)別的其它可用客戶站的詳細(xì)信息的鄰居表；e)從需要向不是鄰居客戶站的目的客戶站發(fā)送數(shù)據(jù)的客戶站，向鄰居表中的客戶站，發(fā)送第二探測(cè)信號(hào)，和接收來(lái)自鄰居表中的客戶站的第二探測(cè)信號(hào)；和f)在每個(gè)客戶站保持包括有關(guān)與每個(gè)鄰居客戶站通信的價(jià)格的數(shù)據(jù)的梯度表，從而使得每個(gè)客戶站能夠選擇預(yù)定數(shù)量的，用于以最低價(jià)格從始發(fā)客戶站向目的客戶站前向發(fā)送數(shù)據(jù)的中間客戶站。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的通信網(wǎng)絡(luò)，其中每個(gè)客戶站進(jìn)一步適合于在通過(guò)步驟(c)識(shí)別的其它可用站的詳細(xì)信息中包括到達(dá)其它可用站所需的路徑損耗和功率信息。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的通信網(wǎng)絡(luò)，其中每個(gè)客戶站進(jìn)一步包括僅在所述站的鄰居表包含條目時(shí)才從每個(gè)站發(fā)送第二探測(cè)信號(hào)的發(fā)射機(jī)。
11.根據(jù)權(quán)利要求8至10中的任何一項(xiàng)所述的通信網(wǎng)絡(luò)，其中每個(gè)客戶站包括為鄰居表中每個(gè)站計(jì)算用作經(jīng)過(guò)鄰居表中每個(gè)這種站從始發(fā)站向目的站發(fā)送消息的價(jià)格的到目的值的價(jià)格的控制器。
12.根據(jù)權(quán)利要求8至11中的任何一項(xiàng)所述的通信網(wǎng)絡(luò)，其中每個(gè)站包括用于保持其本身到目的值的價(jià)格的臨時(shí)記錄的存儲(chǔ)器。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的通信網(wǎng)絡(luò)，適合于將每個(gè)站的到目的值的計(jì)算的價(jià)格保持恒定達(dá)一個(gè)周期，使得在所述周期期間其它站能夠更新其本身的到目的值的價(jià)格，以防止各個(gè)站在它們本身的計(jì)算中使用其它站的到目的值的廢棄價(jià)格。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種操作通信網(wǎng)絡(luò)的方法，該網(wǎng)絡(luò)包括多個(gè)能夠相互發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)的站。所述方法包括定義一個(gè)用于向其它站發(fā)送探測(cè)信號(hào)的第一探測(cè)信道。接收到來(lái)自一個(gè)探測(cè)站的第一探測(cè)信號(hào)的其它站向探測(cè)站指示它們可以用作目的或中間站。在每個(gè)站保持包括這些其它可用站的詳細(xì)信息的鄰居表。此外，從鄰居表中的站發(fā)送和接收第二探測(cè)信號(hào)，并且在每個(gè)站包括一個(gè)包括有關(guān)與每個(gè)鄰居站通信的價(jià)格的數(shù)據(jù)的梯度表，從而使得每個(gè)站能夠選擇用于以最低價(jià)格從始發(fā)站向目的站前向發(fā)送數(shù)據(jù)的預(yù)定數(shù)量的中間站。
文檔編號(hào)H04L12/28GK1938998SQ200480041945
公開(kāi)日2007年3月28日 申請(qǐng)日期2004年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月19日
發(fā)明者詹姆斯·戴維·拉爾森, 保羅·喬納森·羅德曼 申請(qǐng)人:Iwics公司