專(zhuān)利名稱(chēng)：通信設(shè)備、通信系統(tǒng)和通信方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通信設(shè)備、通信系統(tǒng)和通信方法，其適用于其中每一個(gè)都是由遵照諸如有線(xiàn)鏈路和無(wú)線(xiàn)鏈路等各種通信標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行連接的多個(gè)設(shè)備所組成的家庭網(wǎng)絡(luò)、PAN(個(gè)人區(qū)域網(wǎng)絡(luò))和專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，已經(jīng)研究將個(gè)人計(jì)算機(jī)、便攜式電話(huà)、信息家電、AV(音頻和視頻)設(shè)備等連接到用于構(gòu)建各種網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)相關(guān)設(shè)備，以便更加有效地為用戶(hù)提供這些設(shè)備的功能。
另一方面，這些設(shè)備可以使用各種通信標(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)包括例如作為有線(xiàn)通信標(biāo)準(zhǔn)的Ethernet、IEEE 1394和電力線(xiàn)通信等，以及作為無(wú)線(xiàn)通信標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線(xiàn)LAN、B1uetooth和UWB(超寬帶)等。
對(duì)于通過(guò)使用符合各種通信標(biāo)準(zhǔn)的多個(gè)設(shè)備來(lái)構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，重要的是消除用戶(hù)用于通信路徑的設(shè)置和管理等所進(jìn)行的復(fù)雜操作，以提高可用性。即插即用技術(shù)是我們現(xiàn)在所知道的用于解決這類(lèi)挑戰(zhàn)的技術(shù)。
例如，通過(guò)使用符合作為目前主要用在AV設(shè)備中的接口標(biāo)準(zhǔn)的IEEE 1394(參見(jiàn)IEEE標(biāo)準(zhǔn)1394-1995，用于高性能串聯(lián)總線(xiàn)的IEEE標(biāo)準(zhǔn))的設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)能夠以即插即用模式來(lái)進(jìn)行構(gòu)建。IEEE 1394定義了兩種類(lèi)型的數(shù)據(jù)傳輸模式同步傳輸模式和異步傳輸模式，并且音頻和運(yùn)動(dòng)圖像等可以通過(guò)在同步傳輸模式下支持QoS(服務(wù)質(zhì)量)來(lái)進(jìn)行實(shí)行通信。不過(guò)，IEEE 1394只定義了較低的層，并且存在基于IEEE1394的設(shè)備基本上不能與具有除了符合IEEE 1394之外的鏈路層的設(shè)備進(jìn)行互聯(lián)這一問(wèn)題。
因此，在即插即用模式中提出了能夠使符合各種通信標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備進(jìn)行互聯(lián)的UPnP(通用即插即用)(參見(jiàn)在2007年1月24日所搜索的，Internet<URLhttp://www.upnp.org/resources/documents.asp>)。根據(jù)UPnP，各個(gè)設(shè)備可以自動(dòng)彼此互聯(lián)以構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)，并且彼此互相提供相應(yīng)的功能。不過(guò)，UPnP定義了只與較高層相關(guān)的技術(shù)規(guī)范，這允許使用任何形式的鏈路層，并且力圖簡(jiǎn)化實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間的連接。不過(guò)，UPnP沒(méi)有考慮到用于滿(mǎn)足每一個(gè)設(shè)備所需的通信帶寬和延遲等的QoS(服務(wù)質(zhì)量)等。因此，UPnP不適于在無(wú)線(xiàn)環(huán)境下或者在其中有線(xiàn)設(shè)備和無(wú)線(xiàn)設(shè)備混用的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下進(jìn)行音頻和運(yùn)動(dòng)圖像等的實(shí)時(shí)通信。
如上所述，在現(xiàn)有通信系統(tǒng)中，諸如IEEE 1394等只定義了較低層的通信標(biāo)準(zhǔn)在執(zhí)行即插即用的同時(shí)，可以支持設(shè)備之間用于通信的QoS，但是具有只能應(yīng)用同一通信標(biāo)準(zhǔn)的問(wèn)題。
另一方面，諸如UPnP等只定義了較高層的通信標(biāo)準(zhǔn)雖然能夠以即插即用模式來(lái)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)，但是不能支持設(shè)備之間用于通信的QoS。這導(dǎo)致了在其中有線(xiàn)設(shè)備與無(wú)線(xiàn)設(shè)備混用的異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)中不能進(jìn)行音頻和運(yùn)動(dòng)圖像等的實(shí)時(shí)通信的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目標(biāo)是提出一種通信設(shè)備、通信系統(tǒng)和通信方法，其能夠支持音頻和運(yùn)動(dòng)圖像等的實(shí)時(shí)通信，且同時(shí)甚至在其中有線(xiàn)設(shè)備與無(wú)線(xiàn)設(shè)備混用的異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)中也能夠?qū)崿F(xiàn)即插即用。
為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，在本發(fā)明中，網(wǎng)絡(luò)由多個(gè)設(shè)備組成，其中每一個(gè)都能夠進(jìn)行符合有線(xiàn)通信標(biāo)準(zhǔn)和無(wú)線(xiàn)通信標(biāo)準(zhǔn)中至少一個(gè)的多次跳轉(zhuǎn)通信，其中每一個(gè)設(shè)備監(jiān)控在各設(shè)備和目的地設(shè)備之間所建立的通信鏈路和路徑上的通信狀況，并且當(dāng)通信狀況改變時(shí)，該設(shè)備將用于與目的地設(shè)備進(jìn)行通信的通信路徑切換到可以在該設(shè)備和目的地設(shè)備之間建立起的另一通信路徑。因此，甚至在符合有線(xiàn)通信標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備與符合無(wú)線(xiàn)通信標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備混用的異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中也可以實(shí)現(xiàn)即插即用。另外，由于即使設(shè)備之間的通信狀態(tài)改變了，最佳通信路徑的選擇也可以考慮到QoS，因此本發(fā)明可以支持音頻和運(yùn)動(dòng)圖像等的實(shí)時(shí)通信。
結(jié)合用于解釋本發(fā)明例子的附圖，將使本發(fā)明的上述和其他目標(biāo)、特征和優(yōu)勢(shì)更為明顯。


圖1為示意圖，示出了其中有線(xiàn)鏈路與無(wú)線(xiàn)鏈路混用的網(wǎng)絡(luò)的實(shí)例結(jié)構(gòu)；圖2為框圖，示出了如圖1所示的終端設(shè)備和鏈路設(shè)備的實(shí)例結(jié)構(gòu)；圖3為狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，示出了如圖1所示的終端設(shè)備和鏈路設(shè)備的操作狀態(tài)；圖4為示意圖，示出了在已經(jīng)建立了鏈路之后如圖1所示的設(shè)備是如何連接的；圖5為示出了如圖2所示的實(shí)例鏈路數(shù)據(jù)庫(kù)的表格；圖6為示出了如圖2所示的實(shí)例設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)的表格；圖7為流程圖，示出了由如圖1所示的終端設(shè)備和鏈路設(shè)備的每一個(gè)所執(zhí)行的處理程序；圖8為流程圖，示出了如圖7所示的鏈路搜索處理的程序；圖9為流程圖，示出了如圖7所示的信息交換處理的程序；圖10為流程圖，示出了通信路徑構(gòu)建處理的程序和如圖7所示的路徑管理處理中用于保護(hù)所構(gòu)建的通信路徑的程序；圖11為流程圖，示出了如圖7所示的路徑管理處理內(nèi)的通信路徑切換處理的程序；圖12為表格，示出了在第二實(shí)施例中鏈路設(shè)備和終端設(shè)備的每一個(gè)中所包含的實(shí)例設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)；圖13為示意圖，示出了在根據(jù)本發(fā)明的通信系統(tǒng)的第一例子的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；圖14為表格，示出了由已經(jīng)被添加到如圖13所示的網(wǎng)絡(luò)的終端設(shè)備所構(gòu)建的實(shí)例鏈路數(shù)據(jù)庫(kù)；圖15為表格，示出了在由已經(jīng)被添加到如圖13所示的網(wǎng)絡(luò)的終端設(shè)備啟動(dòng)通信之后的實(shí)例設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)；圖16為序列圖，示出了如圖13所示的各個(gè)設(shè)備的操作；圖17為示意圖，示出了在根據(jù)本發(fā)明的通信系統(tǒng)的第二例子中的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；圖18包括表格，其示出了在切換到如圖17所示的第二通信路徑之后由終端設(shè)備和鏈路設(shè)備所構(gòu)建的實(shí)例鏈路數(shù)據(jù)庫(kù)；圖19為表格，示出了由如圖17所示的終端設(shè)備和鏈路設(shè)備所構(gòu)建的實(shí)例設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)；圖20為序列圖，示出了根據(jù)本發(fā)明通信系統(tǒng)的第二例子中的各個(gè)設(shè)備的操作；圖21為示意圖，示出了根據(jù)本發(fā)明通信系統(tǒng)的第三例子中的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；圖22為表格，示出了在已經(jīng)找到鏈路之后由被添加到如圖21所示的網(wǎng)絡(luò)的鏈路設(shè)備所構(gòu)建的實(shí)例鏈路數(shù)據(jù)庫(kù)；圖23為表格，示出了在鏈路設(shè)備被添加到如圖21所示的網(wǎng)絡(luò)之前已經(jīng)構(gòu)建了的實(shí)例設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)；圖24為序列圖，示出了根據(jù)本發(fā)明通信系統(tǒng)的第三例子中的各個(gè)設(shè)備的操作；圖25為示意圖，示出了根據(jù)本發(fā)明通信系統(tǒng)的第四例子中的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；
圖26為表格，示出了在保留第一通信之前、保留第一通信之后以及在保留第二通信之后的實(shí)例設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)；以及圖27為序列圖，示出了如圖25所示的各個(gè)設(shè)備的操作。
具體實(shí)施例方式
(第一實(shí)施例)如圖1所示，組成網(wǎng)絡(luò)的各設(shè)備(通信設(shè)備)一般被分成終端設(shè)備和鏈路設(shè)備。終端設(shè)備指的是通過(guò)其用戶(hù)能夠執(zhí)行期望功能的設(shè)備，例如個(gè)人計(jì)算機(jī)、便攜式電話(huà)、信息家電和AV設(shè)備等。鏈路設(shè)備指的是用于在設(shè)備之間中繼通信的網(wǎng)絡(luò)相關(guān)設(shè)備，例如路由器和HUB等。在圖1中，實(shí)線(xiàn)表示有線(xiàn)鏈路，而虛線(xiàn)表示無(wú)線(xiàn)鏈路。終端設(shè)備和鏈路設(shè)備的每一個(gè)包括通信接口單元，用于通過(guò)有線(xiàn)鏈路或無(wú)線(xiàn)鏈路與另一設(shè)備進(jìn)行通信。鏈路設(shè)備包括用于執(zhí)行通信中繼的功能，也就是多次跳轉(zhuǎn)通信。在終端設(shè)備中所包含的通信接口單元也提供了這一功能。
終端設(shè)備和鏈路設(shè)備的每一個(gè)通過(guò)其自己的通信接口單元經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)上的多個(gè)鏈路將用戶(hù)數(shù)據(jù)發(fā)送到每一個(gè)設(shè)備或者從每一個(gè)設(shè)備接收用戶(hù)數(shù)據(jù)。假設(shè)在本發(fā)明中已經(jīng)解決了每一個(gè)設(shè)備的尋址，并且用于識(shí)別每一個(gè)設(shè)備的信息(例如IP地址)已經(jīng)被提前分配給每一個(gè)設(shè)備。
如圖2所示，終端設(shè)備和鏈路設(shè)備的每一個(gè)包括設(shè)備基本功能單元10，用于提供除了通信功能之外的設(shè)備的基本功能；多個(gè)通信接口單元19-1至19-n(n為正整數(shù))，用于與其他設(shè)備進(jìn)行通信；鏈路發(fā)現(xiàn)單元16，用于獲取用于建立與另一設(shè)備的鏈路所需的鏈路信息；信息交換單元17，用于交換網(wǎng)絡(luò)上每一個(gè)設(shè)備上的信息(設(shè)備信息)和鏈路信息等；路徑建立單元18，用于建立和管理設(shè)備之間的通信路徑；鏈路數(shù)據(jù)庫(kù)(鏈路DB)12，用于存儲(chǔ)由鏈路發(fā)現(xiàn)單元16所獲取的鏈路信息；設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)(設(shè)備DB)13，用于存儲(chǔ)由信息交換單元17所獲取的設(shè)備信息；路由表14，用于存儲(chǔ)設(shè)備之間的通信路徑上的信息，其是基于鏈路數(shù)據(jù)庫(kù)12和設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)13所創(chuàng)建的；控制處理單元11，用于控制鏈路發(fā)現(xiàn)單元16、信息交換單元17、路徑建立單元18、鏈路數(shù)據(jù)庫(kù)12、設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)13和路由表14的操作；以及數(shù)據(jù)處理單元15，用于控制通信接口單元19-1至19-n和設(shè)備基本功能單元10之間的數(shù)據(jù)發(fā)送/接收。鏈路發(fā)現(xiàn)單元16、信息交換單元17、路徑建立單元18、控制處理單元11和數(shù)據(jù)處理單元15可以分別使用例如邏輯電路和存儲(chǔ)器等進(jìn)行構(gòu)建，或者可以包括CPU(或DSP)和記錄媒介，其中CPU(或DSP)根據(jù)在記錄介質(zhì)中所存儲(chǔ)的程序來(lái)執(zhí)行下述每一個(gè)組件的處理。
如圖3所示，終端設(shè)備和鏈路設(shè)備具有三個(gè)操作狀態(tài)空閑狀態(tài)、鏈路建立狀態(tài)和連接建成狀態(tài)?？臻e狀態(tài)指的是其中設(shè)備還不能找到有線(xiàn)鏈路或者無(wú)線(xiàn)鏈路、并且還沒(méi)有建立起與其它設(shè)備的鏈路、并且還沒(méi)有建立起通信路徑的狀態(tài)。鏈路建立狀態(tài)指的是其中設(shè)備正在監(jiān)控由此找到的一個(gè)或更多有線(xiàn)鏈路或無(wú)線(xiàn)鏈路、并且已經(jīng)建立起與鄰近設(shè)備之間的鏈路、但是還沒(méi)有建立起與每一個(gè)設(shè)備的通信路徑的狀態(tài)。連接建成狀態(tài)指的是其中設(shè)備正在監(jiān)控由此找到的一個(gè)或更多有線(xiàn)鏈路或無(wú)線(xiàn)鏈路、并且已經(jīng)建立起與鄰近設(shè)備之間的鏈路、并且通過(guò)任意鏈路建立起與每一個(gè)設(shè)備的通信路徑的狀態(tài)。
當(dāng)在連接建成狀態(tài)中不再存在任何通信路徑時(shí)，終端設(shè)備和鏈路設(shè)備的每一個(gè)轉(zhuǎn)移到鏈路建立狀態(tài)，并且當(dāng)不再存在任何與另一設(shè)備的鏈路時(shí)，終端設(shè)備和鏈路設(shè)備的每一個(gè)轉(zhuǎn)移到空閑狀態(tài)。另外，當(dāng)在連接建成狀態(tài)中不再存在任何與另一設(shè)備的鏈路時(shí)，終端設(shè)備和鏈路設(shè)備的每一個(gè)轉(zhuǎn)移到空閑狀態(tài)。
圖4示出了在如圖1所示的各個(gè)設(shè)備之間已經(jīng)建立起鏈路之后的網(wǎng)絡(luò)。圖4表示在各個(gè)設(shè)備之間所建立的各個(gè)鏈路的類(lèi)型(100BASE-TX、802.11a/b/n、Bluetooth和UWB等)和被分配給各個(gè)設(shè)備的接口識(shí)別ID。接口識(shí)別ID是用于唯一識(shí)別每一個(gè)設(shè)備中所包含的至少一個(gè)通信接口單元的信息，并且例如是IP地址和MAC地址等，被用作接口識(shí)別ID。
圖5示出了如圖2所示的鏈路數(shù)據(jù)庫(kù)的例子。圖5示出了在如圖4所示的終端設(shè)備4中所包含的鏈路數(shù)據(jù)庫(kù)12的例子。
如圖5所示，鏈路數(shù)據(jù)庫(kù)12存儲(chǔ)了例如以下的信息由設(shè)備的通信接口19-n所使用的通信標(biāo)準(zhǔn)類(lèi)型、接口識(shí)別ID、所鏈接的目的地的設(shè)備識(shí)別ID、表示在鏈路上可用于發(fā)送/接收所用的物理帶寬的鏈路帶寬，以及考慮到諸如包頭、包的再發(fā)送和射頻干擾等開(kāi)銷(xiāo)后，用于表示所使用的鏈路帶寬的鏈路利用率等。設(shè)備識(shí)別ID是用于唯一識(shí)別設(shè)備的信息，并且例如是IP地址和MAC地址等，被用作設(shè)備識(shí)別ID。鏈路利用率是用某個(gè)鏈路上所使用的帶寬占鏈路帶寬的百分比來(lái)表示的。例如，有線(xiàn)鏈路上所使用的帶寬等于包括有諸如包頭等開(kāi)銷(xiāo)在內(nèi)的總通信量。另一方面，無(wú)線(xiàn)鏈路上所使用的帶寬為包括諸如考慮到有效速率在內(nèi)的包頭等開(kāi)銷(xiāo)的通信量與因射頻干擾而消耗的帶寬量之和。
圖6示出了如圖2所示的設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)的例子。圖6示出了在如圖4所示的每一個(gè)設(shè)備中所包含的設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)13的例子。
如圖6所示，設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)13存儲(chǔ)了例如以下信息設(shè)備識(shí)別ID、鏈路類(lèi)型、接口識(shí)別ID、目的地的設(shè)備識(shí)別ID、發(fā)送和接收側(cè)上的鏈路帶寬、表示實(shí)際通信速率的有效速率(在無(wú)線(xiàn)鏈路上，有效速率隨特定無(wú)線(xiàn)電波環(huán)境而變化)、當(dāng)在無(wú)線(xiàn)鏈路上接收無(wú)線(xiàn)電波時(shí)所測(cè)量的接收信號(hào)強(qiáng)度、有線(xiàn)鏈路或無(wú)線(xiàn)鏈路所占用的平均使用速率和最大使用速率(這里包括諸如包頭等開(kāi)銷(xiāo))、鏈路上和設(shè)備之內(nèi)的延遲時(shí)間，以及設(shè)備中的剩余能量(例如剩余的電池量)等。
如圖7所示，終端設(shè)備和鏈路設(shè)備的每一個(gè)都包括鏈路搜索處理(步驟S1)，用于搜索可以與該設(shè)備本身相鏈接的設(shè)備；信息交換處理(步驟S2)，用于與所鏈接的設(shè)備交換鏈路信息和設(shè)備信息等；以及路徑管理處理(步驟S3)，用于構(gòu)建、切換和管理各個(gè)設(shè)備之間的通信路徑。終端設(shè)備和鏈路設(shè)備的每一個(gè)重復(fù)執(zhí)行這三個(gè)處理。當(dāng)鏈路搜索處理的結(jié)果是不能找到任何可以相鏈接的設(shè)備時(shí)，終端設(shè)備和鏈路設(shè)備的每一個(gè)都再次執(zhí)行鏈路搜索處理。另外，當(dāng)信息交換處理的結(jié)果是不能找到用于與每個(gè)設(shè)備通信的通信路徑時(shí)，終端設(shè)備和鏈路設(shè)備的每一個(gè)都再次執(zhí)行鏈路搜索處理和信息交換處理。
如圖8所示，在鏈路搜索處理中，每一個(gè)設(shè)備都分別從其所有的通信接口單元19廣播鏈路搜索包，以確定是否存在可以鏈接的相鄰設(shè)備(步驟S11)。在找到可以形成鏈路的設(shè)備之后，還可以利用鏈路搜索包來(lái)監(jiān)控到該設(shè)備的鏈路。
每一個(gè)設(shè)備判斷它是否從相鄰設(shè)備接收到了包括有鏈路信息的鏈路響應(yīng)包(步驟S12)，所述鏈路信息包含鏈路類(lèi)型、鏈路帶寬、設(shè)備識(shí)別ID和鏈路利用率等，并且當(dāng)該設(shè)備已經(jīng)接收到鏈路響應(yīng)包時(shí)，從鏈路響應(yīng)包中提取鏈路信息，以將其存儲(chǔ)在鏈路數(shù)據(jù)庫(kù)(鏈路DB)12中(步驟S13)。
接下來(lái)，每一個(gè)設(shè)備判斷它是否已經(jīng)接收到鏈路搜索包(步驟S14)，并且當(dāng)該設(shè)備已經(jīng)接收到鏈路搜索包時(shí)，將包括有鏈路信息的鏈路響應(yīng)包返回到已經(jīng)發(fā)送了鏈路搜索包的設(shè)備(步驟S15)。
如圖9所示，在信息交換處理中，每一個(gè)設(shè)備首先判斷在鏈路搜索處理中是否已經(jīng)找到新鏈路(步驟S21)，并且當(dāng)沒(méi)有找到任何新鏈路時(shí)，確定是否感應(yīng)到在現(xiàn)有鏈路上發(fā)生了任何變化(步驟S22)。
當(dāng)已經(jīng)找到新鏈路時(shí)，或者當(dāng)感應(yīng)到現(xiàn)有鏈路發(fā)生變化時(shí)，該設(shè)備將設(shè)備信息請(qǐng)求包發(fā)送到每一個(gè)鏈路(步驟S23)。在該情形中，在設(shè)備信息請(qǐng)求包中包含了該設(shè)備本身的最新的設(shè)備信息。發(fā)送該設(shè)備信息請(qǐng)求包，用于獲取在每一個(gè)鏈路向上方向上的下一個(gè)的設(shè)備的設(shè)備信息，以及用于獲取與該向上方向上的下一個(gè)設(shè)備進(jìn)一步相連的每一個(gè)設(shè)備的設(shè)備信息，并且用于將該設(shè)備本身的設(shè)備信息通知給其他設(shè)備。
接下來(lái)，每一個(gè)設(shè)備判斷它是否已經(jīng)接收到設(shè)備信息請(qǐng)求包(步驟S24)。當(dāng)已經(jīng)接收到設(shè)備信息請(qǐng)求包時(shí)，該設(shè)備從設(shè)備信息請(qǐng)求包中提取設(shè)備信息，并且根據(jù)該設(shè)備信息來(lái)更新設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)(設(shè)備DB)13。然后，該設(shè)備將在該設(shè)備本身中所存儲(chǔ)的、包括有關(guān)于每一個(gè)設(shè)備的設(shè)備信息的設(shè)備信息請(qǐng)求包發(fā)送回源設(shè)備，并且將設(shè)備信息請(qǐng)求包發(fā)送到其他鏈路(步驟S25)。在該情形中，在設(shè)備信息請(qǐng)求包中包含了該設(shè)備本身的最新的設(shè)備信息。
然后，每一個(gè)設(shè)備判斷它是否已經(jīng)接收到包括有設(shè)備信息的設(shè)備信息響應(yīng)包(步驟S26)，并且將設(shè)備信息響應(yīng)包轉(zhuǎn)發(fā)到在該設(shè)備已經(jīng)接收到設(shè)備信息響應(yīng)包之后第一個(gè)發(fā)送設(shè)備信息請(qǐng)求包的設(shè)備。然后，該設(shè)備從設(shè)備信息響應(yīng)包中提取設(shè)備信息，并且根據(jù)該設(shè)備信息更新設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)(設(shè)備DB)13(步驟S27)。
需要指出的是，已經(jīng)在之前給每一個(gè)包分配了例如預(yù)定序列號(hào)和時(shí)間戳等，以使在各個(gè)設(shè)備之間不必永遠(yuǎn)繼續(xù)同一設(shè)備信息請(qǐng)求包和設(shè)備信息響應(yīng)包的發(fā)送/接收操作。當(dāng)該設(shè)備接收到具有相同內(nèi)容的包時(shí)，該設(shè)備丟棄該包或相應(yīng)過(guò)時(shí)的設(shè)備信息。
路徑管理處理被分成通信路徑構(gòu)建處理、用于保護(hù)所構(gòu)建的通信路徑的處理和通信路徑切換處理。
首先參照?qǐng)D10來(lái)講述通信路徑構(gòu)建處理和用于保護(hù)所構(gòu)建的通信路徑的處理。
如圖10所示，每一個(gè)設(shè)備的控制處理單元11判斷是否已經(jīng)為了預(yù)定設(shè)備從設(shè)備基本功能單元10做出了通信請(qǐng)求(步驟S31)。當(dāng)設(shè)備基本功能單元10請(qǐng)求控制處理單元11與另一個(gè)設(shè)備進(jìn)行通信時(shí)，控制處理單元11將帶寬請(qǐng)求包發(fā)送到已經(jīng)請(qǐng)求進(jìn)行通信的設(shè)備(下面將其稱(chēng)為“目的地設(shè)備”)，以確保設(shè)備基本功能單元10當(dāng)前執(zhí)行的應(yīng)用設(shè)備所需的通信質(zhì)量·(步驟S32)。確定到目的地設(shè)備的通信路徑的方法可以包括源路由，在所述源路由中，源設(shè)備根據(jù)鏈路信息、設(shè)備信息和所請(qǐng)求的帶寬來(lái)確定通信路徑，或者可以包括發(fā)布路由，在所述發(fā)布路由中，位于源設(shè)備和目的地設(shè)備之間的中繼設(shè)備根據(jù)鏈路信息、設(shè)備信息和所請(qǐng)求的帶寬來(lái)確定通信路徑。在本發(fā)明中，可以采用這兩種方法中的任一種作為確定路由的方法。
每一個(gè)設(shè)備判斷它是否已經(jīng)接收到帶寬請(qǐng)求包(步驟S33)，并且當(dāng)它已經(jīng)接收到帶寬請(qǐng)求包時(shí)，判斷該設(shè)備本身是否為帶寬請(qǐng)求包的目的地設(shè)備(步驟S34)。當(dāng)該設(shè)備本身是帶寬請(qǐng)求包的目的地設(shè)備時(shí)，該設(shè)備確認(rèn)是否可以節(jié)省所需的帶寬，如果可能則節(jié)省帶寬，并且然后將帶寬響應(yīng)包發(fā)送回源設(shè)備(步驟S35)，所述帶寬響應(yīng)包包括了表示已經(jīng)節(jié)省了帶寬的信息。當(dāng)該設(shè)備本身不是帶寬請(qǐng)求包的目的地設(shè)備時(shí)，該設(shè)備將帶寬請(qǐng)求包轉(zhuǎn)發(fā)到通過(guò)鏈路與其相連的下一個(gè)設(shè)備(步驟S36)。
另一方面，每一個(gè)設(shè)備判斷它是否已經(jīng)接收到帶寬響應(yīng)包(步驟S37)，當(dāng)該設(shè)備已經(jīng)接收到帶寬響應(yīng)包時(shí)，確認(rèn)是否可以節(jié)省所需的帶寬，并且如果可能則節(jié)省該帶寬(步驟S38)。然后，該設(shè)備判斷該設(shè)備本身是否為帶寬響應(yīng)包的目的地設(shè)備(步驟S39)。當(dāng)該設(shè)備本身不是帶寬響應(yīng)包的目的地設(shè)備時(shí)，該設(shè)備將帶寬響應(yīng)包轉(zhuǎn)發(fā)到通過(guò)鏈路與其相連的下一個(gè)設(shè)備(步驟S40)。當(dāng)該設(shè)備本身就是帶寬響應(yīng)包的目的地設(shè)備時(shí)，該設(shè)備建立該設(shè)備本身和目的地設(shè)備之間的通信路徑，并且轉(zhuǎn)移到連接建成狀態(tài)。
接下來(lái)，參照?qǐng)D10來(lái)講述用于保護(hù)通信路徑的處理。
如圖10所示，終端設(shè)備或者鏈路設(shè)備判斷是否存在任何之前已經(jīng)建成的通信路徑(步驟S41)，并且當(dāng)存在任何之前建成的路徑時(shí)，通過(guò)當(dāng)前所使用的路徑周期性地將執(zhí)行確認(rèn)包發(fā)送給每一個(gè)目的地設(shè)備，以監(jiān)控與每一個(gè)目的地設(shè)備有關(guān)的通信環(huán)境(步驟S42)。
每一個(gè)設(shè)備找到新鏈路或者感應(yīng)現(xiàn)有鏈路中的變化，并且判斷是否存在更優(yōu)的通信路徑(步驟S43)。然后，即使已經(jīng)通過(guò)另一個(gè)通信路徑正在與目的地設(shè)備進(jìn)行通信，為了利用最優(yōu)通信路徑，當(dāng)找到更優(yōu)的通信路徑時(shí)，該設(shè)備發(fā)送帶寬請(qǐng)求包(步驟S44)。
每一個(gè)設(shè)備判斷是否存在在其上通信就要完成的通信路徑(步驟S45)，并且當(dāng)在通信已經(jīng)完成之后該設(shè)備接收到帶寬釋放請(qǐng)求包或者在預(yù)定時(shí)間內(nèi)不能接收?qǐng)?zhí)行確認(rèn)包時(shí)，該設(shè)備確定該通信路徑是多余的，并且釋放該通信帶寬(步驟S46)。
另外，每一個(gè)設(shè)備判斷它是否已經(jīng)接收到執(zhí)行確認(rèn)包(步驟S47)，并且當(dāng)該設(shè)備已經(jīng)接收到執(zhí)行確認(rèn)包時(shí)，發(fā)送執(zhí)行響應(yīng)包，以向源設(shè)備通知可以正常使用當(dāng)前所使用的路徑(步驟S48)。
接下來(lái)，參照?qǐng)D11來(lái)講述通信路徑切換處理。
由于諸如因無(wú)線(xiàn)環(huán)境改變而引起的CNR(載波噪聲比)和接收信號(hào)強(qiáng)度的降低、因支持自適應(yīng)調(diào)制的無(wú)線(xiàn)LAN等的較低傳送速率(與有效速率相對(duì)應(yīng))而引起的帶寬壓縮，以及因擁塞而引起的延遲時(shí)間的增加等原因，在源設(shè)備和目的地設(shè)備之間所建立的通信路徑上通信狀況可能發(fā)生惡化。每一個(gè)設(shè)備監(jiān)控鏈路利用率的變化，以便檢測(cè)通信狀況中的這種變化，并且通過(guò)發(fā)送鏈路搜索包來(lái)獲取由目的地設(shè)備所監(jiān)控的鏈路利用率的信息。當(dāng)鏈路利用率超過(guò)特定閾值時(shí)，該設(shè)備切換到更優(yōu)的通信路徑，以抑制延遲、抖動(dòng)和包丟失的發(fā)生。在檢測(cè)到通信狀況的變化時(shí)可以根據(jù)新設(shè)備信息來(lái)確定待被切換的路徑，或者可以事先提供備用的通信路徑。
如圖11所示，每一個(gè)設(shè)備根據(jù)有效速率來(lái)計(jì)算所使用的每一個(gè)鏈路中的帶寬量，并且判斷以前所建立的現(xiàn)有通信路徑上每一個(gè)鏈路的使用帶寬是否足夠小到可以提供所請(qǐng)求的帶寬(步驟S51)。當(dāng)該鏈路的使用帶寬足夠小時(shí)，該設(shè)備確認(rèn)每一個(gè)鏈路上的接收信號(hào)強(qiáng)度是否超過(guò)了之前所設(shè)置的閾值，從而判斷每一個(gè)鏈路上的接收信號(hào)強(qiáng)度(接收狀況)在每一個(gè)現(xiàn)有通信路徑上是否是足夠的(步驟S52)。當(dāng)每一個(gè)鏈路表現(xiàn)出足夠的接收信號(hào)強(qiáng)度時(shí)，每一個(gè)設(shè)備將每一個(gè)鏈路和端對(duì)端的延遲時(shí)間與之前所設(shè)置的閾值進(jìn)行比較，以判斷每一個(gè)鏈路的延遲時(shí)間在每一個(gè)現(xiàn)有通信路徑上是否足夠(步驟S53)。當(dāng)步驟S51至S53上的條件全部得到滿(mǎn)足時(shí)，每一個(gè)設(shè)備在不切換通信路徑的情況下終止該處理。
當(dāng)在步驟S51至S53上的條件的任一個(gè)沒(méi)有被滿(mǎn)足時(shí)，每一個(gè)設(shè)備判斷除了現(xiàn)有通信路徑之外是否存在另一個(gè)滿(mǎn)足QoS的路徑(步驟S54)。當(dāng)除了現(xiàn)有通信路徑之外不存在滿(mǎn)足QoS的候選路徑時(shí)，在不切換該通信路徑的情況下終止該處理。
另一方面，當(dāng)除了現(xiàn)有通信路徑之外存在滿(mǎn)足QoS的候選路徑時(shí)，該設(shè)備判斷是否存在滿(mǎn)足所使用的帶寬條件的候選鏈路(步驟S55)。當(dāng)找到這種候選鏈路時(shí)，該設(shè)備判斷該候選鏈路是否提供了充足的接收信號(hào)強(qiáng)度(接收狀況)(步驟S56)。另外，當(dāng)該候選鏈路提供了充足的接收信號(hào)強(qiáng)度時(shí)，該設(shè)備判斷該候選鏈路是否具有充足的延遲時(shí)間(步驟S57)。當(dāng)該候選鏈路具有充足的延遲時(shí)間時(shí)，該設(shè)備選擇新搜索到的通信路徑來(lái)作為最佳通信路徑，并且切換到利用該通信路徑的鏈路(步驟S58)。當(dāng)不存在滿(mǎn)足所使用的帶寬條件的候選鏈路時(shí)，或者當(dāng)該候選鏈路不能提供充足的接收信號(hào)強(qiáng)度時(shí)，或者當(dāng)該候選鏈路不具有充足的延遲時(shí)間時(shí)，該設(shè)備在不切換該通信路徑的情況下終止該處理。
當(dāng)存在多個(gè)最佳通信路徑時(shí)，可以從中選擇任一個(gè)路徑，并且在該情形中未被選擇的路徑可以作為備用通信路徑。
(第二實(shí)施例)第二實(shí)施例的通信系統(tǒng)與第一實(shí)施例的通信系統(tǒng)的不同之處在于通過(guò)帶寬請(qǐng)求包可以在任意時(shí)刻保留通信量，并且可以為通信賦予優(yōu)先級(jí)。由于余下的結(jié)構(gòu)和處理程序與第一實(shí)施例的類(lèi)似，因此省略了對(duì)其的講述。
如圖12所示，除了如圖6所示的第一實(shí)施例中所使用的設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)之外，在第二實(shí)施例中所使用的設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)13存儲(chǔ)了關(guān)于通信的基于通信優(yōu)先級(jí)的信息(較高的值表示較高的優(yōu)先級(jí))、使用通信路徑的開(kāi)始時(shí)間，以及表示該通信路徑被使用的時(shí)間段的持續(xù)時(shí)間。每一個(gè)設(shè)備(通信設(shè)備)包括這種設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)13。
其上保留了通信流的通信路徑上的每一個(gè)設(shè)備通過(guò)使用帶寬請(qǐng)求包提供了這樣的通知，所述通知是已經(jīng)進(jìn)行了保留以在任意時(shí)刻利用該通信路徑的通知，并且通過(guò)帶寬請(qǐng)求包向請(qǐng)求設(shè)備通知完成了用于該通信路徑的保留。
如果由于具有較高優(yōu)先級(jí)的通信而應(yīng)該改變用于該通信路徑的保留，其中所述優(yōu)先級(jí)是在完成該通信路徑的保留之后生成的，則使用帶寬釋放請(qǐng)求包來(lái)請(qǐng)求釋放用于該通信路徑的保留，并且使用帶寬釋放響應(yīng)包來(lái)向請(qǐng)求設(shè)備通知釋放了利用該通信路徑的保留。在該連接中，期望各個(gè)設(shè)備之間的鏈路帶寬是以預(yù)定量進(jìn)行間隔的，從而為具有較高優(yōu)先級(jí)的通信而提供。在該情形中，對(duì)于各個(gè)設(shè)備之間的每一個(gè)鏈路，可以單獨(dú)確定已經(jīng)進(jìn)行了保留的帶寬。
接下來(lái)，參照附圖來(lái)講述根據(jù)本發(fā)明的通信系統(tǒng)的幾個(gè)例子。
(第一例子)第一例子展示了其中將設(shè)備新添加到網(wǎng)絡(luò)的情形。以下講述給出了其中將圖4所示的終端設(shè)備3新添加到網(wǎng)絡(luò)并且終端設(shè)備3與終端設(shè)備4進(jìn)行通信的情形。
如圖13所示，在第一例子的通信系統(tǒng)中，終端設(shè)備3包括支持作為無(wú)線(xiàn)通信標(biāo)準(zhǔn)的802.11b和Bluetooth的通信接口單元。另外，在已經(jīng)被添加到網(wǎng)絡(luò)之后，終端設(shè)備3通過(guò)路由經(jīng)由鏈路設(shè)備1與終端設(shè)備4進(jìn)行通信。
圖14示出了由被添加到如圖13所示的網(wǎng)絡(luò)的終端設(shè)備所構(gòu)建的實(shí)例數(shù)據(jù)庫(kù)。
如圖14所示，可以理解，終端設(shè)備3可以根據(jù)作為無(wú)線(xiàn)通信標(biāo)準(zhǔn)的802.11b來(lái)與鏈路設(shè)備1通信，并且還可以根據(jù)Bluetooth與終端設(shè)備2通信。
圖15示出了就在被添加到如圖13所示的網(wǎng)絡(luò)的終端設(shè)備已經(jīng)啟動(dòng)了通信之后的設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)的例子。
如圖15所示，數(shù)據(jù)庫(kù)13存儲(chǔ)了關(guān)于所有設(shè)備中的每一個(gè)通信接口單元19的信息，其中包括沒(méi)有連接任何設(shè)備的那些通信接口單元。這里，當(dāng)從終端設(shè)備3將包發(fā)送到終端設(shè)備4時(shí)，將平均使用速率設(shè)置為50kbps，而當(dāng)從終端設(shè)備4將包發(fā)送到終端設(shè)備3時(shí)，將平均使用速率設(shè)置為2Mbps。在第一例子中，在所有設(shè)備中都提供了這種設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)13，但是設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)13只存儲(chǔ)關(guān)于設(shè)備本身通過(guò)一跳可以到達(dá)的那些設(shè)備的設(shè)備信息。
如圖16所示，當(dāng)將終端設(shè)備3新添加到網(wǎng)絡(luò)時(shí)，它轉(zhuǎn)移到空閑狀態(tài)，并且分別從符合802.11b和Bluetooth的通信接口單元廣播鏈路搜索包。收到鏈路搜索包的設(shè)備(這里為鏈路設(shè)備1和終端設(shè)備2)分別將包括設(shè)備的鏈路信息的鏈路響應(yīng)包返回給終端設(shè)備3。
在從鏈路設(shè)備1和終端設(shè)備2接收到鏈路響應(yīng)包時(shí)，終端設(shè)備3將被包括其中的鏈路信息存儲(chǔ)在鏈路數(shù)據(jù)庫(kù)12中，并且建立與鏈路設(shè)備1和終端設(shè)備2的鏈路。隨后，終端設(shè)備3監(jiān)控與這些設(shè)備的鏈路。進(jìn)而，為了找到網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，終端設(shè)備3將設(shè)備信息請(qǐng)求包發(fā)送到鏈路設(shè)備1和終端設(shè)備2。
在從終端設(shè)備3接收到設(shè)備信息請(qǐng)求包時(shí)，鏈路設(shè)備1和終端設(shè)備2將設(shè)備信息請(qǐng)求包發(fā)送到鄰近設(shè)備，以獲取關(guān)于各個(gè)設(shè)備的設(shè)備信息。在從鄰近設(shè)備接收到包括設(shè)備信息的設(shè)備信息響應(yīng)包時(shí)，鏈路設(shè)備1和終端設(shè)備2根據(jù)所接收的信息來(lái)更新設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)13。另外，鏈路設(shè)備1和終端設(shè)備2從被包含在每一個(gè)設(shè)備中的設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)13讀取關(guān)于每一個(gè)設(shè)備的設(shè)備信息，并且對(duì)發(fā)送到終端設(shè)備3的設(shè)備信息響應(yīng)包中的設(shè)備信息進(jìn)行存儲(chǔ)。當(dāng)鏈路設(shè)備1或終端設(shè)備2包含用于存儲(chǔ)與網(wǎng)絡(luò)上的所有設(shè)備有關(guān)的最新信息的數(shù)據(jù)庫(kù)13時(shí)，鏈路設(shè)備1或終端設(shè)備2可以根據(jù)該信息來(lái)生成關(guān)于所有設(shè)備的設(shè)備信息，以將該設(shè)備信息返回到終端設(shè)備3。
當(dāng)終端設(shè)備3從設(shè)備基本功能單元10接收到例如終端設(shè)備4的通信請(qǐng)求時(shí)，終端設(shè)備3根據(jù)存儲(chǔ)在路由表14中的路徑信息將帶寬請(qǐng)求包發(fā)送到終端設(shè)備3。在該情形中，用于確定到終端設(shè)備4的通信路徑的路由方法可以是上述源路由方法或者發(fā)布路由方法，但是這里終端設(shè)備3通過(guò)鏈路設(shè)備1將帶寬請(qǐng)求包發(fā)送到終端設(shè)備4。
在從終端設(shè)備3接收到帶寬請(qǐng)求包時(shí)，終端設(shè)備4保存了用于所需帶寬的保留，并且將包括信息的帶寬響應(yīng)包返回到終端設(shè)備3，以表示已經(jīng)保存了通信路徑。在接收到帶寬響應(yīng)包時(shí)，終端設(shè)備3通過(guò)鏈路設(shè)備1建立了到終端設(shè)備4的通信路徑，并且轉(zhuǎn)移到連接建成狀態(tài)。終端設(shè)備3、鏈路設(shè)備1和終端設(shè)備4監(jiān)控與其分別鄰近設(shè)備的鏈路。
(第二例子)第二例子示出了其中由于通信狀況惡化而對(duì)設(shè)備之間所建立的通信路徑進(jìn)行切換的情形。
如上所述，作為因無(wú)線(xiàn)環(huán)境變化而引起的CNR和接收信號(hào)強(qiáng)度的降低、因支持自適應(yīng)調(diào)制的無(wú)線(xiàn)LAN等的較低傳送速率(與有效速率相對(duì)應(yīng))而引起的帶寬壓縮、以及因擁塞而引起的延遲時(shí)間的增加等原因的結(jié)果，在源設(shè)備和目的地設(shè)備之間所建立的通信路徑上的通信狀況可能發(fā)生惡化。
第二例子示出了其中由于通信環(huán)境(通量、無(wú)線(xiàn)電波接收信號(hào)強(qiáng)度、SIR(信號(hào)干擾比)和延遲等)的條件的惡化加劇而對(duì)設(shè)備之間所建立的通信路徑進(jìn)行切換的情形。
如圖17所示，在第二例子的通信系統(tǒng)中，可以在終端設(shè)備4和終端設(shè)備8之間建立第一通信路徑和第二通信路徑，所述第一通信路徑根據(jù)作為無(wú)線(xiàn)通信標(biāo)準(zhǔn)的802.11a而直接連接，以及第二通信路徑經(jīng)由鏈路設(shè)備6和鏈路設(shè)備7。鏈路設(shè)備6和鏈路設(shè)備7的每一個(gè)具有符合作為無(wú)線(xiàn)通信標(biāo)準(zhǔn)的802.11n和UWB的通信接口單元。終端設(shè)備4和鏈路設(shè)備6根據(jù)UWB進(jìn)行互聯(lián)，并且終端設(shè)備和鏈路設(shè)備7也根據(jù)UWB進(jìn)行互聯(lián)。鏈路設(shè)備6和鏈路設(shè)備7隨之根據(jù)802.11n進(jìn)行互聯(lián)。以下講述給出了其中由于第一通信路徑周?chē)耐ㄐ怒h(huán)境的惡化而導(dǎo)致將終端設(shè)備4和終端設(shè)備8之間所建立的第一通信路徑切換到第二通信路徑的情形。
圖18示出了在如圖17所示的在切換到第二通信路徑之后由終端設(shè)備和鏈路設(shè)備所構(gòu)建的實(shí)例鏈路數(shù)據(jù)庫(kù)。
如圖18所示，我們知道鏈路設(shè)備6可以根據(jù)作為無(wú)線(xiàn)通信標(biāo)準(zhǔn)的802.11n與鏈路設(shè)備7進(jìn)行通信，并且可以根據(jù)UWB與終端設(shè)備4進(jìn)行通信。我們還知道，鏈路設(shè)備7可以根據(jù)作為無(wú)線(xiàn)通信標(biāo)準(zhǔn)的802.11n與鏈路設(shè)備6進(jìn)行通信，并且可以根據(jù)UWB與終端設(shè)備8進(jìn)行通信。我們進(jìn)一步知道，終端設(shè)備8可以根據(jù)作為無(wú)線(xiàn)通信標(biāo)準(zhǔn)的802.11a與終端設(shè)備4進(jìn)行通信，并且可以根據(jù)UWB與鏈路設(shè)備7進(jìn)行通信。
圖19示出了由如圖17所示的終端設(shè)備和鏈路設(shè)備所構(gòu)建的實(shí)例設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)。確切地說(shuō)，圖19示出了就在終端設(shè)備8和終端設(shè)備4已經(jīng)切換了該通信路徑之后的實(shí)例設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)。
如圖19所示，當(dāng)通過(guò)鏈路設(shè)備7和6從終端設(shè)備8將包發(fā)送到終端設(shè)備4時(shí)，平均使用速率為100Kbps。另一方面，當(dāng)通過(guò)鏈路設(shè)備7和6從終端設(shè)備4將包發(fā)送到終端設(shè)備8時(shí)，平均使用速率為14Mbps。假設(shè)在第二例子中在所有設(shè)備中都包含了這種設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)13?？蛇x地，設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)13可以只存儲(chǔ)該設(shè)備本身通過(guò)一跳可以到達(dá)的那些設(shè)備的設(shè)備信息。
如圖20所示，在終端設(shè)備4和終端設(shè)備8之間已經(jīng)建立了第一通信路徑。終端設(shè)備8和終端設(shè)備4的每一個(gè)都根據(jù)如圖11所示的通信路徑切換處理來(lái)監(jiān)控一直利用第一通信路徑的鏈路上的使用帶寬(鏈路利用率)。然后，在檢測(cè)到不能滿(mǎn)足鏈路上的使用帶寬、接收信號(hào)強(qiáng)度或者延遲時(shí)間條件時(shí)(這里是因較低的傳送速率而導(dǎo)致的無(wú)線(xiàn)帶寬壓縮而引起的)，設(shè)備將鏈路搜索包發(fā)送到另一個(gè)相鄰設(shè)備。例如，當(dāng)終端設(shè)備8檢測(cè)到鏈路利用率的變化時(shí)，終端設(shè)備8將鏈路搜索包發(fā)送到鏈路設(shè)備7，并且鏈路設(shè)備7將鏈路響應(yīng)包返回到終端設(shè)備8。
在接收到鏈路響應(yīng)包時(shí)，終端設(shè)備8將設(shè)備信息請(qǐng)求包發(fā)送到鏈路設(shè)備7。設(shè)備信息請(qǐng)求包從鏈路設(shè)備7被轉(zhuǎn)發(fā)到鏈路設(shè)備6，并且進(jìn)一步被轉(zhuǎn)發(fā)到終端設(shè)備4和終端設(shè)備5。設(shè)備信息響應(yīng)包從鏈路設(shè)備7、鏈路設(shè)備6和終端設(shè)備4被依次返回到已經(jīng)發(fā)送了設(shè)備信息請(qǐng)求包的終端設(shè)備8。
每一個(gè)設(shè)備根據(jù)更新的設(shè)備信息來(lái)執(zhí)行路由處理，以確定存在經(jīng)由鏈路設(shè)備6和鏈路設(shè)備7的新的第二通信路徑，這可以確保終端設(shè)備8和終端設(shè)備4之間所需的QoS。在該連接中，當(dāng)除了第一通信路徑之外不存在任何可以確保QoS的通信路徑時(shí)，將該結(jié)果通知給用戶(hù)。
通過(guò)經(jīng)由第一通信路徑將帶寬釋放請(qǐng)求包發(fā)送到終端設(shè)備4，終端設(shè)備8釋放了用于將終端設(shè)備8直接連接到終端設(shè)備4的第一通信路徑，并且接收從終端設(shè)備4返回的帶寬釋放響應(yīng)包。終端設(shè)備8通過(guò)鏈路設(shè)備7和鏈路設(shè)備6將帶寬請(qǐng)求包發(fā)送到終端設(shè)備4。
終端設(shè)備4通過(guò)鏈路設(shè)備7和鏈路設(shè)備6將包括表示已經(jīng)確認(rèn)了所請(qǐng)求帶寬的保留的信息的帶寬響應(yīng)包發(fā)送給已經(jīng)發(fā)送了帶寬請(qǐng)求包的終端設(shè)備8。隨后，在終端設(shè)備8和終端設(shè)備4之間建立第二通信路徑，以通過(guò)其進(jìn)行通信。這里，在已經(jīng)建立了第二通信路徑之后可以釋放第一通信路徑，以避免在通信路徑切換期間發(fā)生延遲或包丟失，或者可以預(yù)先將第二通信路徑建成為備用路徑。
(第三例子)第三例子示出了其中由于將新設(shè)備添加到網(wǎng)絡(luò)而導(dǎo)致通信路徑得到改善而切換通信路徑的情形。
以下講述給出了其中將如圖4所示的鏈路設(shè)備6和鏈路設(shè)備7被新添加到網(wǎng)絡(luò)，由此，由于添加了鏈路設(shè)備6和鏈路設(shè)備7而切換終端設(shè)備4和終端設(shè)備8之間的通信路徑的情形。
如圖21所示，假設(shè)在第三例子的通信系統(tǒng)中，在終端設(shè)備4和終端設(shè)備8之間已經(jīng)建立起根據(jù)無(wú)線(xiàn)通信標(biāo)準(zhǔn)的802.11n直接連接的第一通信路徑。隨后，添加鏈路設(shè)備6和鏈路設(shè)備7導(dǎo)致經(jīng)由鏈路設(shè)備6和鏈路設(shè)備7在終端設(shè)備4和終端設(shè)備8之間建立新的第二通信路徑。
鏈路設(shè)備6和鏈路設(shè)備7分別具有符合802.11n和UWB的通信接口單元。終端設(shè)備4和鏈路設(shè)備6根據(jù)UWB可通信地互連，而終端設(shè)備8和鏈路設(shè)備7也根據(jù)UWB可通信地互連。鏈路設(shè)備6和鏈路設(shè)備7隨之根據(jù)802.11n可通信地互連。
圖22示出了在已經(jīng)找到鏈路之后由被添加到如圖21所示的網(wǎng)絡(luò)的鏈路設(shè)備所構(gòu)建的實(shí)例鏈路數(shù)據(jù)庫(kù)。
如圖22所示，我們知道鏈路設(shè)備6可以根據(jù)802.11n與鏈路設(shè)備7進(jìn)行通信，并且可以根據(jù)UWB與終端設(shè)備4進(jìn)行通信。我們還知道，鏈路設(shè)備7可以根據(jù)802.11n與鏈路設(shè)備6進(jìn)行通信，并且可以根據(jù)UWB與終端設(shè)備8進(jìn)行通信。
圖23示出了在將鏈路設(shè)備添加到如圖21所示的網(wǎng)絡(luò)之前已經(jīng)構(gòu)建了的實(shí)例設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)。在該連接中，在已經(jīng)將鏈路設(shè)備6和鏈路設(shè)備7添加到網(wǎng)絡(luò)之后，構(gòu)建了與如圖19所示的設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)相似的設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)13。
如圖23所示，數(shù)據(jù)庫(kù)13存儲(chǔ)了關(guān)于所有設(shè)備中每一個(gè)通信接口單元19的設(shè)備信息，其包括不具有目的地的那些通信接口單元的設(shè)備信息。這里，從終端設(shè)備8到終端設(shè)備4的平均使用速率為14Mbps，而從終端設(shè)備8到終端設(shè)備4的平均使用速率為100kbps。另外，當(dāng)終端設(shè)備8和終端設(shè)備4之間的通信利用了第一通信路徑時(shí)，從終端設(shè)備8到終端設(shè)備4的發(fā)送的有效速率為12Mbps，并且從終端設(shè)備4到終端設(shè)備8的接收的有效速率為24Mbps。另一方面，如圖19所示，當(dāng)利用了經(jīng)由鏈路6和7的第二通信路徑時(shí)，從終端設(shè)備8到終端設(shè)備4的發(fā)送的有效速率為100Mbps，并且從終端設(shè)備4到終端設(shè)備8的接收的有效速率為100Mbps。因此，我們知道，與直接將終端設(shè)備8連接到終端設(shè)備4的第一通信路徑相比，在經(jīng)由鏈路設(shè)備6和鏈路設(shè)備7的第二通信路徑上提供了更好的通信環(huán)境。雖然第三例子示出了在所有設(shè)備中都提供了這種設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)13，但是設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)13可以?xún)H存儲(chǔ)關(guān)于如下這些設(shè)備的設(shè)備信息，所述設(shè)備是該設(shè)備本身通過(guò)一跳可以到達(dá)的那些設(shè)備。
如圖24所示，在終端設(shè)備4和終端設(shè)備8之間已經(jīng)建立了第一通信路徑。在該狀態(tài)中，由于將鏈路設(shè)備6和鏈路設(shè)備7添加到網(wǎng)絡(luò)，因此鏈路設(shè)備6和鏈路設(shè)備7轉(zhuǎn)移到空閑狀態(tài)，并且從被包含在其中的所有通信接口單元19廣播鏈路搜索包。
在收到鏈路搜索包時(shí)，設(shè)備將包括關(guān)于該設(shè)備本身的鏈路信息的鏈路響應(yīng)包返回到鏈路設(shè)備6和鏈路設(shè)備7。當(dāng)已經(jīng)在與終端設(shè)備4進(jìn)行通信的終端設(shè)備8找到新鏈路時(shí)，首先廣播設(shè)備信息請(qǐng)求包。在收到設(shè)備信息請(qǐng)求包時(shí)，鏈路設(shè)備7將設(shè)備信息存儲(chǔ)在設(shè)備DB中，將設(shè)備信息響應(yīng)包返回到終端設(shè)備8，并且將設(shè)備信息請(qǐng)求包發(fā)送到其他鏈路，用于獲取關(guān)于每一個(gè)設(shè)備的設(shè)備信息。將設(shè)備信息請(qǐng)求包轉(zhuǎn)發(fā)到鏈路設(shè)備6和終端設(shè)備4，并且從這些設(shè)備將設(shè)備信息響應(yīng)包發(fā)送到終端設(shè)備8。當(dāng)已經(jīng)收到設(shè)備信息請(qǐng)求包的設(shè)備具有包含了與所有設(shè)備有關(guān)的最新信息的設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)13時(shí)，該設(shè)備根據(jù)最近的信息生成關(guān)于所有設(shè)備的設(shè)備信息，并且將所生成的設(shè)備信息返回到終端設(shè)備4。
隨后，每一個(gè)設(shè)備以與第二例子相似的方式根據(jù)所更新的設(shè)備信息來(lái)執(zhí)行路由處理，以確認(rèn)存在經(jīng)由鏈路設(shè)備6和鏈路設(shè)備7的新的第二通信路徑，這可以確保終端設(shè)備8和終端設(shè)備4之間所需的QoS。
終端設(shè)備8基于所更新的設(shè)備信息，在所使用的帶寬、接收狀況和延遲時(shí)間方面對(duì)第一通信路徑與第二通信路徑進(jìn)行比較，并且當(dāng)確定第二通信路徑更好時(shí)，釋放第一通信路徑并且以與第二例子相類(lèi)似的方式建立第二通信路徑。結(jié)果，終端設(shè)備8將至今用于通信的第一通信路徑切換到提供更好的通信環(huán)境的第二通信路徑。
(第四例子)第四例子示出了其中由于在終端設(shè)備之間進(jìn)行了兩個(gè)優(yōu)先級(jí)不同的通信保留而引起切換通信路徑的情形。
以下講述給出了其中當(dāng)完成了任意時(shí)間在如圖4所示的終端設(shè)備3和終端設(shè)備4之間所進(jìn)行(flow)的第一通信的保留之后，生成了具有較高優(yōu)先級(jí)的第二通信，以同時(shí)在終端設(shè)備3和終端設(shè)備4之間進(jìn)行通信的情形。這里，假設(shè)相比于優(yōu)先級(jí)較低的通信，優(yōu)選保留優(yōu)先級(jí)較高的通信。
如圖25所示，在第四例子的通信系統(tǒng)中，終端設(shè)備3具有通信接口單元，其符合作為無(wú)線(xiàn)通信標(biāo)準(zhǔn)的802.11b和Bluetooth。終端設(shè)備2隨之具有符合作為有線(xiàn)通信標(biāo)準(zhǔn)的100BASE-TX的通信接口單元和符合作為無(wú)線(xiàn)通信標(biāo)準(zhǔn)的Bluetooth的通信接口單元。進(jìn)而，鏈路設(shè)備1具有符合作為有線(xiàn)通信標(biāo)準(zhǔn)的100BASE-TX的通信接口單元和符合作為無(wú)線(xiàn)通信標(biāo)準(zhǔn)的802.11b的通信接口單元，并且終端設(shè)備4具有符合作為有線(xiàn)通信標(biāo)準(zhǔn)的100BASE-TX的通信接口單元和符合作為無(wú)線(xiàn)通信標(biāo)準(zhǔn)的802.11a和UWB的通信接口單元。
假設(shè)在終端設(shè)備3和終端設(shè)備4之間可以建立經(jīng)由鏈路設(shè)備1的第一通信路徑和經(jīng)由終端設(shè)備2和鏈路設(shè)備1的第二通信路徑。
圖26示出了在保留第一通信之前、在保留第一通信之后、以及在保留第二通信之后的設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)13的例子。
如圖26所示，在保留第一通信之前，通信以平均使用速率2Mbps從鏈路設(shè)備1流向終端設(shè)備3，而通信以平均使用速率50kbps從終端設(shè)備3流向鏈路設(shè)備1。
在這種狀態(tài)下，按照平均使用速率500kbps、最大使用速率600kbps、開(kāi)始時(shí)間12:00、持續(xù)時(shí)間30分鐘和優(yōu)先級(jí)2，通過(guò)利用第一通信路徑來(lái)保留從終端設(shè)備3到鏈路設(shè)備1的第一通信。
進(jìn)而，在已經(jīng)保留了第一通信之后，按照平均使用速率4Mbps、最大使用速率5Mbps、開(kāi)始時(shí)間12:00、持續(xù)時(shí)間60分鐘和優(yōu)先級(jí)4，通過(guò)利用第一通信路徑來(lái)保留從終端設(shè)備3到鏈路設(shè)備1的第二通信。
在該情形中，由于在終端設(shè)備3和鏈路設(shè)備1之間鏈路利用率超過(guò)100％，因此不能在終端設(shè)備3和鏈路設(shè)備1之間的鏈路上節(jié)省可用帶寬，所述可用帶寬可以容許最大使用速率，所述最大使用速率是第一通信和第二通信能被允許通過(guò)的最大使用速率。類(lèi)似地，不能在終端設(shè)備3和終端設(shè)備2之間的鏈路上節(jié)省可用帶寬，所述可用帶寬可以容許最大使用速率，所述最大使用速率是第二通信能被允許通過(guò)的最大使用速率。
因此，終端設(shè)備3取消在第一通信路徑上具有較低優(yōu)先級(jí)的第一通信的保留，并且保留第二通信。另外，終端設(shè)備3在經(jīng)由終端設(shè)備2和鏈路設(shè)備1的第二通信路徑上再次保留第一通信。
如圖27所示，當(dāng)終端設(shè)備3將包括第一通信保留信息的帶寬請(qǐng)求包發(fā)送到鏈路設(shè)備1時(shí)，鏈路設(shè)備1將帶寬請(qǐng)求包發(fā)送到終端設(shè)備4。每個(gè)終端設(shè)備4將針對(duì)來(lái)自終端設(shè)備3的保留請(qǐng)求的帶寬響應(yīng)包返回給鏈路設(shè)備1，隨之鏈路設(shè)備1將帶寬響應(yīng)包發(fā)送到終端設(shè)備3，從而保留用于第一通信的通信的第一通信路徑。
隨后，當(dāng)在終端設(shè)備3中將要保留優(yōu)先級(jí)高于第一通信的第二通信時(shí)，終端設(shè)備3保留用于第二通信的通信的第一通信路徑。不過(guò)，由于終端設(shè)備3和鏈路設(shè)備1之間的鏈路不能提供充足的帶寬以通過(guò)第一通信和第二通信，因此終端設(shè)備3通過(guò)鏈路設(shè)備1將包括如下信息的帶寬釋放請(qǐng)求包發(fā)送給終端設(shè)備4，所述信息表示已經(jīng)釋放了所保留的第一通信。通過(guò)鏈路設(shè)備1將針對(duì)來(lái)自終端設(shè)備的保留釋放請(qǐng)求的帶寬響應(yīng)包返回到終端設(shè)備3，從而釋放了第一發(fā)送路徑上的第一通信的保留。
隨后，以與保留第一通信相類(lèi)似的程序，終端設(shè)備3保留用于第二通信的通信的第一通信路徑。然后，終端設(shè)備3為第一通信的通信保留經(jīng)由終端設(shè)備2和鏈路設(shè)備1的第二通信路徑，這具有充足的自由帶寬。
結(jié)果，當(dāng)?shù)搅吮Ａ魰r(shí)間時(shí)，第一通信在經(jīng)由終端設(shè)備2和鏈路設(shè)備1的第二通信路徑上從終端設(shè)備3流到終端設(shè)備4，而第二通信在經(jīng)由鏈路設(shè)備1的第一通信路徑上從終端設(shè)備3流到終端設(shè)備4。
雖然已經(jīng)使用專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)講述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但是這種講述只是用于解釋性目的。而且我們知道，在不偏離以下權(quán)利要求的精神或保護(hù)范圍的情況下，可以對(duì)其進(jìn)行更改和修訂。
權(quán)利要求
1.一種在通信系統(tǒng)中使用的通信裝置，其中所述通信系統(tǒng)具有由多個(gè)設(shè)備組成的網(wǎng)絡(luò)，其中每一個(gè)設(shè)備都能夠進(jìn)行符合有線(xiàn)通信標(biāo)準(zhǔn)或無(wú)線(xiàn)通信標(biāo)準(zhǔn)中至少一個(gè)的多次跳轉(zhuǎn)通信，所述通信裝置包括控制處理單元，用于對(duì)在所述通信裝置和目的地通信裝置之間所建立的通信鏈路和路徑上的通信狀況進(jìn)行監(jiān)控，并且響應(yīng)于通信狀況的變化，用于將與目的地通信裝置進(jìn)行通信的通信路徑切換到另一通信路徑，所述另一通信路徑可以在所述通信裝置和所述目的地通信裝置之間建立。
2.如權(quán)利要求1所述的通信裝置，其中所述通信狀況的改變是在所述通信裝置和所述目的地通信裝置之間建立的通信路徑上生成的新通信量。
3.如權(quán)利要求1所述的通信裝置，其中所述通信狀況的改變是通信環(huán)境的惡化。
4.如權(quán)利要求1所述的通信裝置，其中所述通信狀況的改變是通信環(huán)境的改善。
5.如權(quán)利要求1所述的通信裝置，進(jìn)一步包括鏈路數(shù)據(jù)庫(kù)，用于存儲(chǔ)在所述網(wǎng)絡(luò)上建立所述通信裝置和另一通信裝置之間的鏈路所需的鏈路信息；以及設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)，用于存儲(chǔ)根據(jù)可用的通信標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類(lèi)的所述網(wǎng)絡(luò)上的關(guān)于每一個(gè)通信設(shè)備的設(shè)備信息。
6.一種通信系統(tǒng)，其具有通過(guò)使用根據(jù)權(quán)利要求1所述的多個(gè)通信裝置所構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)。
7.一種在由多個(gè)所述設(shè)備組成的網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備之間進(jìn)行通信的方法，其中每一個(gè)設(shè)備都能夠進(jìn)行符合有線(xiàn)通信標(biāo)準(zhǔn)或無(wú)線(xiàn)通信標(biāo)準(zhǔn)中至少一個(gè)的多次跳轉(zhuǎn)通信，其中所述設(shè)備對(duì)在所述設(shè)備和目的地設(shè)備之間建立的通信鏈路和路徑上的通信狀況進(jìn)行監(jiān)控；并且當(dāng)通信狀況發(fā)生變化時(shí)，所述設(shè)備將用于與目的地設(shè)備進(jìn)行通信的通信路徑切換到另一個(gè)通信路徑，所述另一個(gè)通信路徑可以在所述設(shè)備和所述目的地設(shè)備之間建立。
8.一種根據(jù)權(quán)利要求7所述的通信方法，其中所述通信狀況的改變是在所述設(shè)備和所述目的地之間建立的通信路徑上生成的新通信量。
9.如權(quán)利要求7所述的通信方法，其中所述通信狀況的改變是通信環(huán)境的惡化。
10.如權(quán)利要求7所述的通信方法，其中所述通信狀況的改變是通信環(huán)境的改善。
全文摘要
在由多個(gè)設(shè)備組成的網(wǎng)絡(luò)中，其中每一個(gè)設(shè)備都能夠進(jìn)行符合有線(xiàn)通信標(biāo)準(zhǔn)或無(wú)線(xiàn)通信標(biāo)準(zhǔn)中至少一個(gè)的多次跳轉(zhuǎn)通信，每一個(gè)設(shè)備對(duì)在該設(shè)備和目的地設(shè)備之間所建立的通信鏈路和路徑上的通信狀況進(jìn)行監(jiān)控。當(dāng)通信狀況發(fā)生變化時(shí)，該設(shè)備將用于與目的地設(shè)備進(jìn)行通信的通信路徑切換到在該設(shè)備和目的地設(shè)備之間可以建立起的另一個(gè)通信路徑。
文檔編號(hào)H04L12/66GK101026536SQ200710084158
公開(kāi)日2007年8月29日 申請(qǐng)日期2007年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月17日
發(fā)明者山野悟, 谷英明 申請(qǐng)人:日本電氣株式會(huì)社