專利名稱：具有含多個(gè)無線電的節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的信道選擇的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及無線網(wǎng)絡(luò)，并且更具體地說，涉及為無線網(wǎng)絡(luò)內(nèi) 的節(jié)點(diǎn)選擇信道的技術(shù)和結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)是無線節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)無線節(jié)點(diǎn)都能夠直接或通 過兩次或更多次跳與網(wǎng)絡(luò)中的其它無線節(jié)點(diǎn)通信。在無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò) 中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)可包括用于與其它節(jié)點(diǎn)通信的多個(gè)無線電。節(jié)點(diǎn)內(nèi)的每 個(gè)無線電能夠操作在多個(gè)不同信道中的任一信道。需要能夠有效且高 效地選擇要由無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)使用的信道的技術(shù)和結(jié)構(gòu)。


圖1示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)示例；
圖2是4艮據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的框圖，示出可以是無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)一部 分的無線節(jié)點(diǎn)示例；
圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的流程圖，示出用于為無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中 節(jié)點(diǎn)選擇信道的方法示例；以及
圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的流程圖，示出用于為無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中 節(jié)點(diǎn)選擇信道配置的方法示例。
具體實(shí)施例方式
在下面的詳細(xì)說明中，參照了通過圖例示出可實(shí)踐本發(fā)明的具體 實(shí)施例的附圖。這些實(shí)施例描迷得足夠詳細(xì)，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員 能夠?qū)嵺`本發(fā)明。要理解的是，本發(fā)明的各種實(shí)施例雖然不同，但不 一定相互排斥。例如，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，本文
中結(jié)合一個(gè)實(shí)施例所述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性可以在其它實(shí)施例中 實(shí)現(xiàn)。另外，要理解的是，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的情況下，每 個(gè)所公開實(shí)施例內(nèi)各個(gè)單元的位置和布置可以修改。因此，下面的詳 細(xì)說明不可從限制的意義理解，并且本發(fā)明的范圍只由適當(dāng)解釋的所 附權(quán)利要求書以及權(quán)利要求書授權(quán)的等效物的整個(gè)范圍定義。在附圖 中，類似的標(biāo)號(hào)在幾個(gè)視圖中指示相同或類似的功能。
圖1示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)10的示例。如圖所
示，無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)10包括多個(gè)無線節(jié)點(diǎn)12、 14、 16、 18、 20、 22、 24、 26、 28(節(jié)點(diǎn)1-9)，其中每個(gè)節(jié)點(diǎn)都能夠以無線方式與網(wǎng)絡(luò)中的 其它節(jié)點(diǎn)通信。網(wǎng)絡(luò)10內(nèi)可存在任何類型的無線節(jié)點(diǎn)。例如，無線 節(jié)點(diǎn)12、 14、 16、 18、 20、 22、 24、 26、 28中的一個(gè)或多個(gè)節(jié)點(diǎn)可 以是無線客戶機(jī)裝置(例如，具有無線連網(wǎng)功能的計(jì)算機(jī)、具有無線 連網(wǎng)功能的個(gè)人數(shù)字助理、蜂窩電話或其它手持式無線通信器和/或 其它裝置)，無線節(jié)點(diǎn)12、 14、 16、 18、 20、 22、 24、 26、 28中的一 個(gè)或多個(gè)節(jié)點(diǎn)可以是無線接入點(diǎn)或基站等等。網(wǎng)絡(luò)10中的一些或所 有節(jié)點(diǎn)可包括用于支持網(wǎng)絡(luò)中無線通信的多個(gè)無線電。例如，第一無 線節(jié)點(diǎn)12可包括3個(gè)不同的IEEE 802.11g無線網(wǎng)紹 接口卡(或其它類 型的無線電)。無線節(jié)點(diǎn)內(nèi)的每個(gè)無線電都能夠操作在多個(gè)不同信道 內(nèi)。例如，正EE 802.11g無線網(wǎng)絡(luò)接口卡能夠操作在13個(gè)不同頻率 信道內(nèi)，這些信道(a)利用重疊頻率(信道1、 6和11不重疊)，并且(b) 每個(gè)都具有與相鄰信道中心頻率相差5兆赫茲(MHz)的中心頻率(例 如，美國頻率2412、 2417、 2422…和2472MHz)。需要決定，在無線 網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)內(nèi):要使用哪座信道。在本發(fā)明的至少一個(gè)方面， 提供了能夠以改善網(wǎng)絡(luò)中連接性同時(shí)也增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)中整體吞吐量的方 式，為無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)選擇操作信道的技術(shù)和結(jié)構(gòu)。
在圖1的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)10中，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)12、 14、 16、 18、 20、 22、 24、 26、 28可能不能與網(wǎng)全各中的所有其它節(jié)點(diǎn)直接通信。例如， 節(jié)點(diǎn)12可能在節(jié)點(diǎn)28的范圍之外，因此不能通過直接無線鏈路通信。
在本文使用時(shí)，術(shù)語"鄰節(jié)點(diǎn)"用于表示在另 一節(jié)點(diǎn)傾聽范圍內(nèi)的節(jié) 點(diǎn)。有時(shí)，第一節(jié)點(diǎn)可以不在第二節(jié)點(diǎn)的傾聽范圍內(nèi)，但可以在第二 節(jié)點(diǎn)的鄰節(jié)點(diǎn)的傾聽范圍內(nèi)。這種情況下，第一節(jié)點(diǎn)可稱為第二節(jié)點(diǎn) 的2跳鄰節(jié)點(diǎn)。實(shí)際上，網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)可在任一特定時(shí)間處于任 一物理配置，并且一個(gè)或多個(gè)節(jié)點(diǎn)可處于移動(dòng)中。鄰節(jié)點(diǎn)的身份可取 決于諸如節(jié)點(diǎn)的接近度、正在^f吏用的發(fā)射功率、接收機(jī)靈敏度、節(jié)點(diǎn) 之間的障礙等因素和/或其它因素。
圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的框圖，示出可以是無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)一部 分的無線節(jié)點(diǎn)40的示例。如圖所示，無線節(jié)點(diǎn)40可包括多個(gè)無線電 42、 44、 46，每個(gè)都能夠支持與相關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中另一無線節(jié)點(diǎn)的無線鏈 路。無線節(jié)點(diǎn)40還可包括控制器48，以協(xié)調(diào)無線電42、 44、 46的 操作，這只是其中之一?？刂破?8可包括一個(gè)或多個(gè)數(shù)字處理裝置， 這只是其中一些。數(shù)字處理裝置例如可包括通用微處理器、數(shù)字信號(hào) 處理器(DSP)、精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī)(RISC)、復(fù)雜指令集計(jì)算機(jī)(CISC)、 現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)、專用集成電路(ASIC)和/或其它裝置，包 括上述裝置的組合。每個(gè)無線電42、 44、 46可耦合到一個(gè)或多個(gè)對(duì) 應(yīng)天線50、 52、 54，以便于無線信號(hào)的發(fā)射和接收?？墒褂萌我忸?型的天線，例如包括偶極天線、貼片天線、螺旋天線、微帶天線、天 線陣和/或其它天線。無線節(jié)點(diǎn)內(nèi)可存在任意數(shù)量的無線電。
無線電42、 44、 46每個(gè)都例如可以是無線網(wǎng)絡(luò)接口卡或其它無 線網(wǎng)絡(luò)接口結(jié)構(gòu)。或者，可使用其它類型的無線電。無線電42、 44、 46可以是單獨(dú)的結(jié)構(gòu)，或者它們可集成到單個(gè)組件中。同樣，無線 電42、 44、 46可以是插入主機(jī)裝置的端口或插槽中的可拆卸結(jié)構(gòu)， 或者它們可以是主機(jī)裝置一個(gè)組成部分的結(jié)構(gòu)。無線電42、 44、 46 可根據(jù)一個(gè)或多個(gè)無線標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行配置，這些標(biāo)準(zhǔn)可包括無線連網(wǎng)標(biāo) 準(zhǔn)、無線蜂窩標(biāo)準(zhǔn)和/或其它無線標(biāo)準(zhǔn)。每個(gè)無線電42、 44、 46通常 將能夠操作在多個(gè)不同信道中的任一信道內(nèi)。例如，如上所述，IEEE 802.11g無線網(wǎng)絡(luò)接口卡能夠操作在13個(gè)不同頻率信道內(nèi)。其它無線
電能夠操作在多個(gè)不同代碼信道、時(shí)基信道和/或其它類型信道內(nèi)。
在節(jié)點(diǎn)被用在對(duì)應(yīng)的無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中之前，需要為無線節(jié)點(diǎn)40內(nèi)的 每個(gè)無線電42、 44、 46選4奪信道。
圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的流程圖，示出用于為無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中 節(jié)點(diǎn)選擇信道的方法60的示例。方法60可例如結(jié)合圖1的無線網(wǎng)狀 網(wǎng)絡(luò)10用于將信道指定給對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)12、 14、 16、 18、 20、 22、 24、 26、 28內(nèi)的無線電。方法60也可用在其它網(wǎng)狀網(wǎng)全備內(nèi)。方法60可 在網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)之一內(nèi)(例如，在圖2的節(jié)點(diǎn)40的控制器48內(nèi)等) 執(zhí)行，在網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中不是無線節(jié)點(diǎn)的中央位置內(nèi)執(zhí)行，或者以分布式 在整個(gè)網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行。方法60也可在網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)外的位置中執(zhí)行。如 圖所示，首先獲得網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)列表(框62)。節(jié)點(diǎn)列表例如可保 持為網(wǎng)絡(luò)中網(wǎng)絡(luò)管理功能的一部分。為了從方法60獲得增強(qiáng)的益處， 節(jié)點(diǎn)列表可以與各個(gè)節(jié)點(diǎn)相互接近度有關(guān)的方式排序。也就是說，在 物理上相互靠近的節(jié)點(diǎn)在列表內(nèi).也應(yīng)相互靠近。接下來，列表內(nèi)所有 節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)應(yīng)設(shè)為"未初始化"(框64)。"未初始化"狀態(tài)用于指示信道 尚未選擇用于對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)。此時(shí)，網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的所有信道指定也可設(shè) 為"未指定"。
接下來，節(jié)點(diǎn)索引i被初始化為零(框66)。節(jié)點(diǎn)索引i用于順序 地迭代過節(jié)點(diǎn)列表上的節(jié)點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)索引i隨后遞增1，以指示列表中 當(dāng)前正在處理的節(jié)點(diǎn)(框68)。接下來，標(biāo)識(shí)已經(jīng)初始化的節(jié)點(diǎn)i的鄰 節(jié)點(diǎn)(框70)。隨后，基于相對(duì)于已標(biāo)識(shí)鄰節(jié)點(diǎn)的預(yù)定連接性約束還有 吞吐量關(guān)系，為節(jié)點(diǎn)i選擇信道配置(框72)。相對(duì)于鄰節(jié)點(diǎn)的連接性 約束是用來確保網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所需連接性級(jí)別的約束。從滿足連接性約束的 所有信道配置中，選擇用來使網(wǎng)絡(luò)中吞吐量最大的信道配置。在已經(jīng) 為節(jié)點(diǎn)i選擇了信道配置后，節(jié)點(diǎn)i的狀態(tài)改變?yōu)?已初始化"(框74)。 隨后，可用節(jié)點(diǎn)i的新信道配置信息更新節(jié)點(diǎn)列表(框76)。接下來， 確定是否已處理了列表中的所有節(jié)點(diǎn)(即，是否i:N，其中N是列表 中的節(jié)點(diǎn)數(shù))(框78)。如果否，則方法60返回框68，并且節(jié)點(diǎn)索引i 遞增1。隨后，如上所述處理列表中的下一節(jié)點(diǎn)。隨后對(duì)列表中的每 個(gè)其余節(jié)點(diǎn)重復(fù)該過程。
在第一次通過該方法60時(shí)，網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點(diǎn)均未初始化。 因此，不存在節(jié)點(diǎn)1的已初始化鄰節(jié)點(diǎn)，并且節(jié)點(diǎn)1的所有可能信道 配置都是有效的。另外，由于尚未進(jìn)行信道指定，因此節(jié)點(diǎn)1的所有 可能信道配置都具有相同的可實(shí)現(xiàn)吞吐量。出于這些原因，在框72 中，可為列表中的第一節(jié)點(diǎn)(即，節(jié)點(diǎn)l)選擇任一可能的信道配置。 然而，在每個(gè)隨后的迭代中，網(wǎng)絡(luò)中將存在已初始化節(jié)點(diǎn)，并且在框 72中，連接性約束將起作用。在一個(gè)方案中，連接性約束可要求， 對(duì)于每個(gè)已標(biāo)識(shí)鄰節(jié)點(diǎn)，將至少一個(gè)公共信道指定給一個(gè)節(jié)點(diǎn)?；蛘?可使用其它連接性約束。
最后，列表中的所有節(jié)點(diǎn)將已處理，并且方法60將結(jié)束(框78-Y 和框80)。更新的節(jié)點(diǎn)列表隨后可分發(fā)到網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)隨后可相 應(yīng)地配置其無線電。在一個(gè)方案中，可使用同一節(jié)點(diǎn)列表，在網(wǎng)絡(luò)的 每個(gè)節(jié)點(diǎn)內(nèi)單獨(dú)執(zhí)行方法60。將理解，當(dāng)可用時(shí)，任意數(shù)量的不同 技術(shù)可用于將信道配置分發(fā)到節(jié)點(diǎn)。
圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的流程圖，示出用于為無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中 節(jié)點(diǎn)選擇信道配置的方法90的示例。方法90例如可用作圖3方法60 的一部分(例如，在框72中)，或用于其它信道分配方法中。首先， 準(zhǔn)備對(duì)象節(jié)點(diǎn)所有可能信道配置的列表(框92)。例如，如果節(jié)點(diǎn)具有 3個(gè)無線電，每個(gè)都能夠使用12個(gè)可用信道之一，則對(duì)于該節(jié)點(diǎn)將 有12C3 = 220個(gè)可能的信道配置。隨后，從列表中刪除不滿足預(yù)定連 接性約束的信道配置(框94)。例如，如果連接性約束要求對(duì)于每個(gè)已 初始化鄰節(jié)點(diǎn)至少 一個(gè)公共信道，則從列表中刪除不包括對(duì)于每個(gè)已 初始化鄰節(jié)點(diǎn)的至少一個(gè)公共信道的所有信道配置。因此，其余的列 表將包含滿足連接性約束的信道配置。
接下來，對(duì)列表上的其余條目計(jì)算吞吐量度量，以提供在使用每 個(gè)信道配置時(shí)可實(shí)現(xiàn)的吞吐量的指示(扭96)?？蓪?shí)現(xiàn)吞吐量度量可以
各種不同的方式計(jì)算。在至少一個(gè)方案中，可使用正在使用特定信道
的給定節(jié)點(diǎn)的直接已初始化鄰居總數(shù)和2跳已初始化鄰居總數(shù)，來估 計(jì)可實(shí)現(xiàn)吞吐量。例如，假設(shè)各種節(jié)點(diǎn)上的業(yè)務(wù)負(fù)荷類似，使用信道 n的節(jié)點(diǎn)的可實(shí)現(xiàn)吞吐量百分比度量可估計(jì)為
-^_
(使用信道n的直接鄰居數(shù))+(使用信道n的2跳鄰居數(shù))。
對(duì)于特定的信道配置，可對(duì)該配置的每個(gè)信道計(jì)算上述度量。隨后， 可通過組合各個(gè)信道吞吐量度量(例如，相加、相乘等)，來計(jì)算信道 配置的整體吞吐量度量。上式作i設(shè)，節(jié)點(diǎn)的傳輸只受1跳和2跳鄰居 的影響(即，網(wǎng)狀節(jié)點(diǎn)可用3跳或更多跳鄰居實(shí)現(xiàn)空間再用)。然而， 如果網(wǎng)狀節(jié)點(diǎn)的操作受3跳(或更多跳)鄰居的影響，則吞吐量計(jì)算應(yīng) 考慮3跳(或更多跳)鄰居。在吞吐量度量已計(jì)算出后，可為節(jié)點(diǎn)選擇 產(chǎn)生最高可實(shí)現(xiàn)吞吐量的信道配置(框98)。
現(xiàn)在給出圖3方法60的操作示例。該示例將為圖1網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)10 的節(jié)點(diǎn)12、 14、 16、 18、 20、 22、 24、 26及28指定信道配置。在下 面的論述中，將假設(shè)，圖1網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)10中給定節(jié)點(diǎn)的鄰節(jié)點(diǎn)是對(duì)象 節(jié)點(diǎn)的水平相鄰節(jié)點(diǎn)、垂直相鄰節(jié)點(diǎn)和對(duì)角相鄰節(jié)點(diǎn)。因此，參照?qǐng)D 1，節(jié)點(diǎn)14、 18和20全部是節(jié)點(diǎn)12的鄰節(jié)點(diǎn)；節(jié)點(diǎn)12、 18、 20、 22 和16全部是節(jié)點(diǎn)14的鄰節(jié)點(diǎn)；以此類推。還將假設(shè)，網(wǎng)絡(luò)10中的 每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有3個(gè)無線電，并且每個(gè)無線電有9個(gè)可用信道(信道1 到9)。實(shí)際上，在節(jié)點(diǎn)內(nèi)可存在任意數(shù)量的無線電，并且對(duì)于每個(gè)無 線電，任意數(shù)量的信道可用。
首先獲得列出網(wǎng)絡(luò)10的9個(gè)節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)列表。節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)全部 設(shè)為未初始化。先處理節(jié)點(diǎn)12。為節(jié)點(diǎn)12準(zhǔn)備包括節(jié)點(diǎn)l2所有可 能信道配置的配置列表。由于此時(shí)網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點(diǎn)均未初始化，因 此節(jié)點(diǎn)12沒有已初始化鄰節(jié)點(diǎn)。因此，無條目從配置列表中刪除。 另外，信道均尚未指定。因此，所有信道配置都具有相等的可實(shí)現(xiàn)吞 吐量。因此，任一所列配置可選擇用于節(jié)點(diǎn)12。假設(shè)，信道l、 2和
3被選擇為節(jié)點(diǎn)12的信道配置。節(jié)點(diǎn)12的狀態(tài)現(xiàn)在改變?yōu)橐殉跏蓟?并且用該信道配置信息更新節(jié)點(diǎn)列表。
現(xiàn)在處理節(jié)點(diǎn)14,，節(jié)點(diǎn)列表:上的第二個(gè)節(jié)點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)14具有一個(gè) 已初始化鄰節(jié)點(diǎn)(即，節(jié)點(diǎn)12)。準(zhǔn)備包括節(jié)點(diǎn)14所有可能信道配置 的配置列表。連接性約束要求對(duì)于每個(gè)已初始化鄰節(jié)點(diǎn)至少一個(gè)公共 信道。因此，現(xiàn)在從配置列表刪除配置列表中不包括信道1、信道2 和信道3(節(jié)點(diǎn)12使用的三個(gè)信道)中至少一個(gè)的所有條目?，F(xiàn)在可對(duì) 已修改配置列表中的配置計(jì)算可實(shí)現(xiàn)吞吐量度量。列表上只包括信道 1、信道2和信道3之一的所有信道配置將具有相同(和最高)可實(shí)現(xiàn) 吞吐量值。這些信道配置中任一個(gè)可選擇用于節(jié)點(diǎn)14。假設(shè)，具有 信道l、信道4和信道5的信道配置選擇用于節(jié)點(diǎn)14。
方法現(xiàn)在繼續(xù)到節(jié)點(diǎn)16，節(jié)點(diǎn)列表中的第三個(gè)節(jié)點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)16具 有一個(gè)已初始化鄰節(jié)點(diǎn)(即，節(jié)點(diǎn)14)和一個(gè)已初始化2跳鄰節(jié)點(diǎn)(即， 節(jié)點(diǎn)12)。準(zhǔn)備包括節(jié)點(diǎn)16所有可能信道配置的配置列表?，F(xiàn)在從配 置列表刪除配置列表中不包括信道1、信道4和信道5(節(jié)點(diǎn)14使用 的三個(gè)信道)中至少一個(gè)的所有條目?，F(xiàn)在可對(duì)列表中的其余信道配 置計(jì)算可實(shí)現(xiàn)吞吐量度量。選擇的信道配置應(yīng)只具有信道1、信道4 或信道5之一，以實(shí)現(xiàn)最高可實(shí)現(xiàn)吞吐量。另外，通過選擇不包括信 道1、信道2和信道3(即，2跳鄰節(jié)點(diǎn)12使用的信道)中任一個(gè)的信 道配置，可進(jìn)一步增強(qiáng)可實(shí)現(xiàn)吞吐量。假設(shè)，為節(jié)點(diǎn)16選擇具有信 道4、信道6和信道7的信道配置。由于信道6和信道7以前未指定， 因此它們不會(huì)降低節(jié)點(diǎn)16可實(shí)現(xiàn)的吞吐量。
方法現(xiàn)在繼續(xù)到節(jié)點(diǎn)18，節(jié)點(diǎn)列表中的第四個(gè)節(jié)點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)18具 有兩個(gè)已初始化鄰節(jié)點(diǎn)(即，節(jié)點(diǎn)12和14)和一個(gè)已初始化2跳鄰節(jié) 點(diǎn)(即，節(jié)點(diǎn)16)。準(zhǔn)備包括節(jié)點(diǎn)18所有可能信道配置的配置列表。 現(xiàn)在從配置列表刪除配置列表中不包括信道1、信道2和信道3中至 少一個(gè)以及信道l、信道4和信道5中至少一個(gè)的所有條目。隨后， 對(duì)列表上的所有其余配置計(jì)算可實(shí)現(xiàn)吞吐量度量。由于信道l由節(jié)點(diǎn)
12和節(jié)點(diǎn)14使用，所以要避開它，因?yàn)樗鼘⒔档涂蓪?shí)現(xiàn)吞吐量。同
樣，信道4由節(jié)點(diǎn)14和節(jié)點(diǎn)16使用，因而避開它。因此，信道2和 信道5分別被選擇為對(duì)于直接鄰節(jié)點(diǎn)1和2的公共信道。以前未指定 的信道(例如，信道8)可用于完善節(jié)點(diǎn)18的信道配置。因此，為節(jié)點(diǎn) 18選擇具有信道2、信道5和信道8的信道配置。
方法現(xiàn)在繼續(xù)到節(jié)點(diǎn)20，節(jié)點(diǎn)列表中的第五個(gè)節(jié)點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)20具 有4個(gè)已初始化直接鄰節(jié)點(diǎn)(即，節(jié)點(diǎn)12、 14、 16和18),并且沒有 已初始化2跳鄰節(jié)點(diǎn)。準(zhǔn)備包括節(jié)點(diǎn)20所有可能信道配置的配置列 表。從配置列表刪除配置列表中不包括對(duì)于節(jié)點(diǎn)12、 14、 16和18的 至少一個(gè)公共信道的所有條目。隨后，對(duì)列表上的所有其余配置計(jì)算 可實(shí)現(xiàn)吞吐量度量。產(chǎn)生最高可實(shí)現(xiàn)吞吐量的信道配置被確定為包括 信道l、信道6和信道8的配置。此配置被選擇用于節(jié)點(diǎn)20。對(duì)節(jié)點(diǎn) 列表上的其余節(jié)點(diǎn)遵循同樣的過程，并且后面的信道配置選擇結(jié)果如 下節(jié)點(diǎn)22使用具有信道4、 6和7的配置；節(jié)點(diǎn)24使用具有信道 6、 8和9的配置；節(jié)點(diǎn)26使用具有信道7、 8和9的配置；以及節(jié) 點(diǎn)28使用具有信道1、 7和9的配置。
上述方法的計(jì)算復(fù)雜度隨著網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)數(shù)的增加而線性(O(n))增 加。因此，該方法可有效用于高密度網(wǎng)絡(luò)中。該方法有效地在無線網(wǎng) 狀網(wǎng)絡(luò)內(nèi)將信道指定功能與網(wǎng)狀路由問題分離。然而，如果該方法用 于在無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中分配信道，則通常將增大網(wǎng)狀路由算法能夠找到 網(wǎng)絡(luò)中任何兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間無爭(zhēng)用路徑的可能性。無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中的無 爭(zhēng)用路徑可定義為其中路徑上兩個(gè)鄰居之間的通信不干擾路徑上任何 其它兩個(gè)鄰居之間的通信的路徑。
在至少 一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明過程經(jīng)常在無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中重復(fù)進(jìn) 行，以保持網(wǎng)絡(luò)中增強(qiáng)級(jí)別的連接性和吞吐量。例如，在一個(gè)方案中， 每次節(jié)點(diǎn)列表中有變化(例如，新節(jié)點(diǎn)進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)，舊節(jié)點(diǎn)離開網(wǎng)絡(luò)時(shí) 等)，可重復(fù)該過程。在另一個(gè)方案中，可在固定時(shí)間間隔或其它預(yù) 定時(shí)間重復(fù)該過程?；蛘?，可^f吏用其它重復(fù)策略。本發(fā)明技術(shù)可以在
任何類型的無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)，包括IEEE擴(kuò)展服務(wù)集(ESS)網(wǎng)狀網(wǎng) 絡(luò)和其它網(wǎng)纟各。
本發(fā)明的技術(shù)和結(jié)構(gòu)可以各種不同形式中的任一種實(shí)現(xiàn)。例如， 本發(fā)明的特征可在蜂窩電話和其它手持式無線通信器、具有無線能力 的個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、具有無線能力的膝上型、掌上型、臺(tái)式和平 板式計(jì)算機(jī)、尋呼機(jī)、衛(wèi)星通信器、具有無線能力的音頻/視頻/多媒 體裝置和其它設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)接口卡(NIC)和其它網(wǎng)絡(luò)接口結(jié)構(gòu)、無線接 入點(diǎn)和基站、集成電路內(nèi)實(shí)施；可作為機(jī)器可讀介質(zhì)上存儲(chǔ)的指令和 /或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)施；和/或以其它沖各式實(shí)施?？梢允褂玫牟煌愋蜋C(jī)器 可讀介質(zhì)的示例包括軟盤、硬盤、光盤、只讀存儲(chǔ)光盤(CD-ROM)、 磁光盤、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、可擦除可編程 只讀存儲(chǔ)器(EPROM)、電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器(EEPROM)、磁卡 或光卡、閃存和/或適用于存儲(chǔ)電子指令或數(shù)據(jù)的其它類型的介質(zhì)。 以至少一種形式，本發(fā)明實(shí)施為被調(diào)制到載波上以便通過傳輸介質(zhì)傳 輸?shù)囊唤M指令。
在上面的詳細(xì)說明中，本發(fā)朋的各種特征在一個(gè)或多個(gè)單獨(dú)的實(shí) 施例中組合在一起，以便簡(jiǎn)化本公開。。此公開方法不可理解為反映所 要求的發(fā)明需要比每個(gè)權(quán)利要求中明確所述的更多的特征的意圖。而 是，如后面權(quán)利要求書所反映的，發(fā)明方面可在于少于每個(gè)所公開實(shí) 施例的所有特征。
雖然本發(fā)明已參照某些實(shí)施例進(jìn)行了描述，但要理解，正如本領(lǐng) 域技術(shù)人員所理解的一樣，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的情況下，可 采用修改和變化。此類修改和變化視為在本發(fā)明和所附權(quán)利要求書的 權(quán)限和范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于在具有多個(gè)節(jié)點(diǎn)的無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中分配信道的方法，包括為所述無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中未初始化的節(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)已初始化的鄰節(jié)點(diǎn)，所述鄰節(jié)點(diǎn)能夠支持與所述未初始化節(jié)點(diǎn)的直接無線鏈路，其中已初始化節(jié)點(diǎn)是已經(jīng)具有指定信道的節(jié)點(diǎn)；為所述未初始化節(jié)點(diǎn)生成相對(duì)于所述已標(biāo)識(shí)鄰節(jié)點(diǎn)滿足預(yù)定連接性約束的信道配置列表；計(jì)算所述列表上信道配置的吞吐量度量；以及基于所述吞吐量度量為所述未初始化節(jié)點(diǎn)選擇信道配置。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，還包括在選擇信道配置后將所述未初始化節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)改變?yōu)橐殉跏蓟?br> 3. 如權(quán)利要求2所述的方法，還包括對(duì)所述無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中的另 一未初始化節(jié)點(diǎn)重復(fù)進(jìn)行標(biāo)識(shí)、生 成、計(jì)算、選擇和改變。
4. 如權(quán)利要求2所述的方法，還包括獲得所述無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)列表，并在標(biāo)識(shí)鄰節(jié)點(diǎn)前將所述 節(jié)點(diǎn)列表上所有節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)改變?yōu)槲闯跏蓟?，其中所述未初始化?jié)點(diǎn) 是所述節(jié)點(diǎn)列表上的第 一 節(jié)點(diǎn)。
5. 如權(quán)利要求4所述的方法，還包括在改變所述第一節(jié)點(diǎn)的所述狀態(tài)后，對(duì)所述節(jié)點(diǎn)列表上除所述第 一節(jié)點(diǎn)外的所有節(jié)點(diǎn)重復(fù)進(jìn)行標(biāo)識(shí)、生成、計(jì)算、選擇和改變。
6. 如權(quán)利要求4所述的方法，其中 所述節(jié)點(diǎn)列表基于所列出節(jié)點(diǎn)之間的接近度進(jìn)行組織。
7. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述預(yù)定連接性約束要求對(duì)于每個(gè)所述已標(biāo)識(shí)鄰節(jié)點(diǎn)至少一個(gè)公 共信道。
8. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中計(jì)算所述列表上信道配置的吞吐量度量包括使用下式計(jì)算信道n 的度量<formula>see original document page 3</formula>
9. 一種制品，包括其上存W諸有指令的存儲(chǔ)介質(zhì)，所述指令在由 計(jì)算平臺(tái)執(zhí)行時(shí)操作以為無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中未初始化的節(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)已初始化的鄰節(jié)點(diǎn)，所述 鄰節(jié)點(diǎn)能夠支持與所述未初始化節(jié)點(diǎn)的直接無線鏈路，其中已初始化 節(jié)點(diǎn)是已經(jīng)具有指定信道的節(jié)點(diǎn)；為所述未初始化節(jié)點(diǎn)生成相對(duì)于所述已標(biāo)識(shí)鄰節(jié)點(diǎn)滿足預(yù)定連接 性約束的信道配置列表；計(jì)算所述列表上信道配置的吞吐量度量；以及基于所述吞吐量度量為所迷未初始化節(jié)點(diǎn)選擇信道配置。
10. 如權(quán)利要求9所述的制品，其中.所述指令還操作以 在已選"t奪了所述信道配置后將所述未初始化節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)改變?yōu)橐殉跏蓟?br> 11. 如權(quán)利要求IO所述的制品，其中所述指令還操作以 獲得所述無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)列表，并在標(biāo)識(shí)鄰節(jié)點(diǎn)的操作前將所述節(jié)點(diǎn)列表上所有節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)改變?yōu)槲闯跏蓟?，其中所述未初?化節(jié)點(diǎn)是所述節(jié)點(diǎn)列表上的第 一 節(jié)點(diǎn)。
12. 如權(quán)利要求11所述的制品，其中所述指令還操作以在改變所述第 一節(jié)點(diǎn)的所迷狀態(tài)的操作后，對(duì)另 一節(jié)點(diǎn)重復(fù)標(biāo)識(shí) 鄰節(jié)點(diǎn)的操作、生成列表的操作、計(jì)算吞吐量度量的操作、選擇信道 配置的操作以及改變狀態(tài)的操作。
13. —種用于無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備，包括控制器，確定所述無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)內(nèi)節(jié)點(diǎn)的信道分配，所述控制器 獲得所述無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)列表；將所述節(jié)點(diǎn)列表上的所有節(jié)點(diǎn)設(shè)為未初始化狀態(tài)；以及 為所述節(jié)點(diǎn)列表上的每個(gè)連續(xù)節(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)已初始化的所述節(jié)點(diǎn)的鄰節(jié)點(diǎn)，所述鄰節(jié)點(diǎn)能夠支持與所述節(jié)點(diǎn)的直接無線鏈路；為所述節(jié)點(diǎn)生成相對(duì)于所述已標(biāo)識(shí)鄰節(jié)點(diǎn)滿足預(yù)定連接性約束的信道配置列表；計(jì)算所述列表上信道配置的吞吐量度量； 基于所述吞吐量度量為所述節(jié)點(diǎn)選^H言道配置；以及 在已為所述節(jié)點(diǎn)選擇了所述信道配置后，將所述節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)改變?yōu)橐殉跏蓟?br> 14. 如權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中所述預(yù)定連接性約束要求對(duì)于每個(gè)所述已標(biāo)識(shí)鄰節(jié)點(diǎn)至少一個(gè)公 共信道。
15. 如權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中所述控制器使用下式計(jì)算信道配置內(nèi)信道n的吞吐量度量TP=100/[(使用信道n的直接鄰居數(shù))+ (使用信道n的2跳鄰居數(shù))]。
16. —種用于無線網(wǎng)狀網(wǎng)絳,的系統(tǒng)，包括至少一個(gè)偶極天線，充當(dāng)?shù)綗o線通信信道的過渡；控制器，與所述至少一個(gè)偶極天線通信，以確定所述無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)內(nèi)節(jié)點(diǎn)的信道分配，所述控制器獲得所述無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)列表；將所述節(jié)點(diǎn)列表上的所有節(jié)點(diǎn)設(shè)為未初始化狀態(tài)；以及為所述節(jié)點(diǎn)列表上的每個(gè)連續(xù)節(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)已初始化的所述節(jié)點(diǎn)的鄰節(jié)點(diǎn)，所述鄰節(jié)點(diǎn)能夠支持與所述節(jié)點(diǎn)的直接無線鏈路；為所述節(jié)點(diǎn)生成相對(duì)于所述已標(biāo)識(shí)鄰節(jié)點(diǎn)滿足預(yù)定連接性約束的信道配置列表；計(jì)算所述列表上信道配置的吞吐量度量； 基于所述吞吐量度量為所述節(jié)點(diǎn)選擇信道配置；以及 在已為所述節(jié)點(diǎn)選^f 了所述信道配置后，將所述節(jié)點(diǎn)的狀態(tài) 改變?yōu)橐殉跏蓟?br> 17. 如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中所述預(yù)定連接性約束要求對(duì)于每個(gè)所述已標(biāo)識(shí)鄰節(jié)點(diǎn)至少一個(gè)公 共信道。
18. 如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中 所述控制器使用下式計(jì)算信道配置內(nèi)信道n的吞吐量度量(使用信道n的直接鄰居數(shù))+(使用信道n的2跳鄰居數(shù))
全文摘要
以增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)中連接性和吞吐量的方式為無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)選擇信道。為網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)先標(biāo)識(shí)相對(duì)于該節(jié)點(diǎn)的鄰節(jié)點(diǎn)滿足預(yù)定連接性約束的信道配置。隨后，基于該配置的可實(shí)現(xiàn)吞吐量，從標(biāo)識(shí)的配置中選擇一個(gè)信道配置。
文檔編號(hào)H04L12/28GK101208911SQ200680023355
公開日2008年6月25日 申請(qǐng)日期2006年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月30日
發(fā)明者M·哈茨拉, M·德米爾汗, W·S·康納 申請(qǐng)人:英特爾公司