專利名稱：處理無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中通信量變化的鏈路傳輸調(diào)度的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，更具體地涉及無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的路由和調(diào)度
(scheduling )。
背景技術(shù)：
將無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)(麗N)用于新的應(yīng)用(諸如社區(qū)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和要求 快速部署的網(wǎng)絡(luò))以及用于增加傳統(tǒng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋和容量的興趣正在 增加。對(duì)WMN增加的興趣主要是由于對(duì)有線基礎(chǔ)設(shè)施支持降低的需求， 以及無(wú)線部件降低的價(jià)格。然而，不利的是，盡管操作上類似于有線骨 干網(wǎng)，在WMN中使用無(wú)線鏈路(wireless 1 ink )存在幾個(gè)特有的挑戰(zhàn)， 諸如從系統(tǒng)生成足夠的吞吐量，保證對(duì)于最終用戶的服務(wù)質(zhì)量，以及將 網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)大到很多節(jié)點(diǎn)。已經(jīng)嘗試了各種不同方案來(lái)處理這種挑戰(zhàn)。
在一種方案中，實(shí)施物理層改進(jìn)(例如^f吏用多個(gè)信道，具有空時(shí)編 碼的多個(gè)天線，以及使用定向天線來(lái)最小化干擾)來(lái)改進(jìn)麗N的吞吐量。 在另一種現(xiàn)有方案中，由于標(biāo)準(zhǔn)單跳介質(zhì)訪問(wèn)控制(MAC)在多跳網(wǎng)絡(luò) 中不能4艮好工作，重新設(shè)計(jì)了現(xiàn)有的MAC層并提出了新的MAC層(例如， 調(diào)諧到底下的物理層的MAC層)。在另一種現(xiàn)有方案中，為Ad hoc移 動(dòng)網(wǎng)絡(luò)開(kāi)發(fā)的協(xié)議(例如，諸如基于鏈路質(zhì)量的路由協(xié)議之類的路由協(xié) 議，以及諸如新的TCP變體的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議)被減少，以力圖提供適合用于 WMN的協(xié)議。
盡管現(xiàn)有方案在實(shí)現(xiàn)物理層處增加的數(shù)據(jù)率方面有一些進(jìn)步，由于 MAC層和路由協(xié)議的其他限制，多跳無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中增加的物理層數(shù)據(jù)率還 沒(méi)有導(dǎo)致在應(yīng)用層的增加的吞吐量。此外，這種MAC層和路由協(xié)議的低 效率可能在中等大小的網(wǎng)絡(luò)中惡化，在這種網(wǎng)絡(luò)中通信量(traffic) 必須跨過(guò)源和目的地之間的多跳。從而，盡管現(xiàn)有的利用動(dòng)態(tài)^各由和調(diào) 度的過(guò)程可能獲得麗N的網(wǎng)絡(luò)吞吐量方面的一些微小改進(jìn)，這種吞吐量 提高不足以支持WMN的普遍采用
發(fā)明內(nèi)容
通過(guò)本發(fā)明的用于生成鏈路傳輸調(diào)度(link transmission schedule)的方法和裝置，解決了現(xiàn)有技術(shù)中的各種缺陷。該方法包括 根據(jù)路由算法確定與無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的相應(yīng)多個(gè)網(wǎng)絡(luò)鏈路相關(guān)聯(lián)的固定通信 量容量(traffic capacity);以及使用該路由算法和固定通信量容量， 生成鏈路傳輸調(diào)度，所述鏈路傳輸調(diào)度包括至少一個(gè)條件，根據(jù)該條件 使用每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)鏈路傳輸通信量。該鏈路傳輸調(diào)度適于在通信量變化期 間保持基本固定。該路由算法可以包括二階l殳路由(two-phase routing) 算法，其中通信量由無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)依照通信量分流比 (traffic split ratio )分配到無(wú)線網(wǎng)鄉(xiāng)各中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)。對(duì)于4吏用二 階段路由算法的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，可以使用與無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)的流 入和流出通信量容量以及通信量分流比確定固定通信量容量。


通過(guò)結(jié)合附圖考慮下列詳細(xì)描述，可以容易理解本發(fā)明的教導(dǎo)，附 圖中
圖1示出了通信網(wǎng)絡(luò)的高級(jí)框圖； 圖2示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的方法； 圖3示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的方法； 圖4示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的方法；以及 圖5示出了適于執(zhí)行這里描述的功能的通用計(jì)算機(jī)的高級(jí)框圖。 為了便于理解，在可能的地方使用相同的附圖標(biāo)記來(lái)指示這些附圖 共有的元件。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明通過(guò)避免固定的動(dòng)態(tài)資源分配，筒化了網(wǎng)絡(luò)控制并提高了無(wú) 線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)吞吐量。本發(fā)明使用固定鏈路傳輸調(diào)度實(shí)現(xiàn)了靜態(tài)路 由，以便有效地支持無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中變化的通信量。使用固定的鏈路傳 輸調(diào)度的靜態(tài)路由消除了對(duì)復(fù)雜的動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)控制的需要(例如動(dòng)態(tài)路 由，動(dòng)態(tài)鏈路傳輸調(diào)度，動(dòng)態(tài)介質(zhì)訪問(wèn)控制等)，從而簡(jiǎn)化了無(wú)線網(wǎng)狀 網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)控制。使用固定的鏈路傳輸調(diào)度的靜態(tài)路由保證了每個(gè)無(wú) 線節(jié)點(diǎn)獨(dú)立于通信量矩陣(traffic matrix)變化的、固定的、長(zhǎng)期的
吞吐量。本發(fā)明確定固定的鏈路傳輸調(diào)度，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的無(wú)線節(jié)點(diǎn)通過(guò)該固 定的鏈路傳輸調(diào)度使用路由算法發(fā)送通信量。該路由算法被配置為在無(wú) 線網(wǎng)絡(luò)的相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)鏈路上建立固定的通信量容量。由于網(wǎng)絡(luò)中實(shí)際的通 信量流可能變化，固定的通信量容量是平均的固定通信量容量(即，每 個(gè)網(wǎng)絡(luò)鏈路上的平均通信量容量是固定的)。固定的鏈路傳輸調(diào)度是使 用該路由算法和相關(guān)的固定通信量容量確定的。可以處理該由算法來(lái) 確定決定鏈路傳輸調(diào)度所需的固定通信量容量。通過(guò)確保與相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)鏈 路關(guān)聯(lián)的固定通信量容量，本發(fā)明使得能夠在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中使用靜態(tài)路由 和鏈路傳輸調(diào)度，從而簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)控制并提高了網(wǎng)絡(luò)呑吐量。
在 一個(gè)實(shí)施例中，無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中的通信量路由可以使用二階段路 由算法執(zhí)行。在該實(shí)施例中，通信量是分布式的，在第一傳輸階段，根 據(jù)通信量分流比從源節(jié)點(diǎn)到中間節(jié)點(diǎn)，并且在第二傳輸階段，通信量從 中間節(jié)點(diǎn)路由到相關(guān)的目的地節(jié)點(diǎn)。在該實(shí)施例中，使用與每個(gè)無(wú)線節(jié) 點(diǎn)關(guān)聯(lián)的流入通信量和流出通信量，可以為第 一傳輸階段中的每個(gè)無(wú)線 節(jié)點(diǎn)確定通信量分流比，當(dāng)將這些通信量分流比應(yīng)用到無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò) 時(shí)，得到無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)網(wǎng)絡(luò)鏈路上的固定的通信量容量。在一個(gè) 實(shí)施例中，通信量分流比可以通過(guò)求解滿足至少一個(gè)鏈路傳輸調(diào)度限制 的路由算法公式來(lái)確定。
固定的鏈路傳輸調(diào)度是根據(jù)路由算法和固定的通信量容量確定的。 在一個(gè)實(shí)施例中，固定的鏈路傳輸調(diào)度可以用邊著色算法確定。固定的 鏈路傳輸調(diào)度被發(fā)送到各無(wú)線節(jié)點(diǎn)，以便與路由算法一起使用，來(lái)將通 信量路由通過(guò)無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)。該路由算法是靜態(tài)的，從而消除了響應(yīng)于 網(wǎng)絡(luò)狀況執(zhí)行動(dòng)態(tài)路由變化的任何需要。該鏈路傳輸調(diào)度是靜態(tài)的，從 而消除了 了響應(yīng)于網(wǎng)絡(luò)狀況、鏈路傳輸調(diào)度限制等執(zhí)行鏈路傳輸調(diào)度變 化的任何需要。
圖1示出了通信網(wǎng)絡(luò)的高級(jí)框圖。具體來(lái)說(shuō)，圖i的通信網(wǎng)絡(luò)ioo
包括無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)(WMN) 102和管理系統(tǒng)120。如圖1所示，WMN 102 包括多個(gè)節(jié)點(diǎn)110 (集體地，節(jié)點(diǎn)110)以及多個(gè)終端112 (集體地，終 端112)。如圖1所示，WMN 102可以4吏用4壬何無(wú)線通信才支術(shù)實(shí)施(例 如時(shí)分多址(TDMA),碼分多址(CDMA)等，以及它們的各種組合)。
如圖1所示，節(jié)點(diǎn)IIO使用多個(gè)網(wǎng)絡(luò)鏈路(NL)lll(集體地，NL 111 ) 通信。如圖1所示，終端112使用相應(yīng)的多個(gè)訪問(wèn)鏈路(AL) 113 (集體地，AL 113)與節(jié)點(diǎn)110通信。NL 111包括無(wú)線《連路。AL 113可以 包括有線線路鏈路或者無(wú)線鏈路。為了清楚，鏈路(示例性地，NL 111 和AL 113)在這里被繪制為單連接；然而，每個(gè)鏈路可以被物理地實(shí)施 為一對(duì)定向鏈路。例如，盡管這里被繪制為單連接，每個(gè)NL 111可以 包括一對(duì)定向的無(wú)線鏈路(例如，到另一個(gè)無(wú)線節(jié)點(diǎn)的無(wú)線鏈路以及來(lái) 自另一個(gè)無(wú)線節(jié)點(diǎn)的無(wú)線鏈路)。類似地，每個(gè)AL 113可以包括一對(duì) 鏈路。
節(jié)點(diǎn)110包括可操作來(lái)支持無(wú)線通信的無(wú)線節(jié)點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)110可操作 以支持基于分組的通信，以及執(zhí)行路由，信道分配以及類似的功能，以 及這些功能的各種組合。節(jié)點(diǎn)110實(shí)施用于確保NL 111上的固定通信 量容量的路由算法。在一個(gè)實(shí)施例中，節(jié)點(diǎn)110包括固定節(jié)點(diǎn)。在一個(gè) 實(shí)施例中，至少一部分節(jié)點(diǎn)110包括移動(dòng)節(jié)點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)110包括至少一個(gè) 天線(為了清楚被略去)。這些天線可以包括窄波束形成天線，全向天 線等。盡管為了清楚，每個(gè)節(jié)點(diǎn)110在這里被描述為具有一個(gè)相關(guān)聯(lián)的 天線，在一個(gè)實(shí)施例中，至少一部分節(jié)點(diǎn)110可以包括超過(guò)一個(gè)天線。
終端112包括可操作以通過(guò)無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)(示例性地，WMN 102) 通信的裝置。在一個(gè)實(shí)施例中，終端112包括無(wú)線通信裝置。在一個(gè)實(shí) 施例中，至少一部分終端112包括有線線路通信裝置。在一個(gè)實(shí)施例中， 至少一部分終端112包括最終用戶終端(例如移動(dòng)電話，計(jì)算機(jī)等)。 在一個(gè)實(shí)施例中，至少一部分終端112包括用于使得各種通信裝置(未 示出)能夠與無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線節(jié)點(diǎn)接口的網(wǎng)關(guān)元件。這里主要作為 無(wú)線通信設(shè)備討論終端112。
在一個(gè)實(shí)施例中，WMN 102被實(shí)施為其中各節(jié)點(diǎn)110共享頻譜的時(shí) 隙系統(tǒng)(即，混合CDMA-T畫A系統(tǒng))。在一個(gè)這樣的實(shí)施例中，在每個(gè) 時(shí)隙中，WMN 102中的鏈路(示例性地，NL 111和AL 113)的子集可以 是活動(dòng)的(如鏈路傳輸調(diào)度所指定的)。如這里所討論的，使用路由算 法確定鏈路傳輸調(diào)度，該路由算法以確保每個(gè)網(wǎng)絡(luò)鏈路上固定的通信量 容量，以及固定的通信量容量的方式實(shí)施。在一個(gè)實(shí)施例中，該路由算 法的實(shí)施可能需要求解用來(lái)確保網(wǎng)絡(luò)鏈路傳送相應(yīng)的固定通信量容量 的^各由算法公式。在一個(gè)實(shí)施例中，路由算法公式可以計(jì)入(account for)至少一個(gè)鏈路傳輸調(diào)度限制。
盡管這里主要關(guān)于計(jì)入特定的鏈路傳輸調(diào)度限制(即，利用約定矢量(utilization commitment vector))的3各由算法公式來(lái)進(jìn)^f亍描述， 但是可以用各種其它路由算法公式來(lái)計(jì)入各種其它鏈路傳輸調(diào)度限制 (例如最小化鏈路干擾，最小化跨提供商沖突等)。例如，由于給定時(shí) 隙中在給定鏈路上可以實(shí)現(xiàn)的傳輸率是信號(hào)對(duì)干擾和噪聲比的函數(shù)，可 以執(zhí)行鏈路傳輸調(diào)度確定以最小化鏈路干擾以便最大化活動(dòng)鏈路的數(shù) 據(jù)率。 一般，鏈路傳輸調(diào)度限制可以依賴于各種特性，諸如物理層特性， 發(fā)送功率特性，天線特性等，以及這些特性的各種組合。
如這里所述，鏈路傳輸調(diào)度限制可以依賴于天線特性。在其中各無(wú) 線節(jié)點(diǎn)利用窄波束形成天線的 一個(gè)實(shí)施例中，活動(dòng)的鏈路在任何其它鏈 路引起的干擾可以被假定為可忽略。在該實(shí)施例中，對(duì)系統(tǒng)的唯一要求 是無(wú)線節(jié)點(diǎn)不能在單個(gè)時(shí)隙同時(shí)向/從多個(gè)其它無(wú)線節(jié)點(diǎn)發(fā)送/接收數(shù) 據(jù)(即，該實(shí)施例描述了理想的波束形成系統(tǒng))。在實(shí)際的波束形成系 統(tǒng)中，形成小于五一十度的波束是困難的，導(dǎo)致至少某種程度的來(lái)自相 鄰鏈路的干擾。
在其中各無(wú)線節(jié)點(diǎn)利用全向天線的一個(gè)實(shí)施例中，在鏈路的接收方 附近的所有傳輸干擾該鏈路上的傳輸。在一個(gè)這種實(shí)施例中，如果不試 圖抑制這種干擾，實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)率會(huì)相當(dāng)?shù)汀Ｔ谝粋€(gè)實(shí)施例中，可以用確 保該鏈路的接收方的特定范圍內(nèi)的所有節(jié)點(diǎn)不能在該鏈路活動(dòng)時(shí)進(jìn)行 發(fā)送的MAC來(lái)靜默強(qiáng)烈地干擾該鏈路的發(fā)送方。在滿足這個(gè)條件的一個(gè) 這樣的實(shí)施例中，鏈路上可以實(shí)現(xiàn)的速率主要是鏈路的功率和鏈路的信 道增益的函數(shù)。
為了簡(jiǎn)單，這里主要在使用波束形成天線進(jìn)行通信(并且所有節(jié)點(diǎn) 以固定的功率發(fā)送)的系統(tǒng)的語(yǔ)境中討論本發(fā)明。為了便于說(shuō)明，這里 主要在利用距離與信道衰減相關(guān)的非衰落(non-fading)信道的系統(tǒng)的 語(yǔ)境中討論本發(fā)明。盡管這里主要關(guān)于這些簡(jiǎn)化假設(shè)進(jìn)行描述，本發(fā)明 可以用于在利用各種其它設(shè)計(jì)參數(shù)(例如，利用全向天線，利用衰落信 道等)，以及這些參數(shù)的各種組合的無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中實(shí)施固定路由算法 和確定固定鏈路傳輸調(diào)度。
如圖l所示，控制器120執(zhí)行這里描述的功能中的至少一部分?？?制器120確定用于確保WMN 102的網(wǎng)絡(luò)鏈3各上的固定通信量容量的路由 算法。在一個(gè)實(shí)施例中，控制器120處理路由算法公式(以滿足至少一 個(gè)鏈路傳輸調(diào)度限制的方式定義)來(lái)確定用于確保麗N 102的網(wǎng)絡(luò)鏈路上的固定通信量容量的至少一個(gè)路由參數(shù)。控制器120使用該路由算法
和固定通信量容量確定節(jié)點(diǎn)110的鏈路傳輸調(diào)度。如圖l所示，控制器 120與W匪102通信，以便將鏈路傳輸調(diào)度分配到節(jié)點(diǎn)110?？刂破?20 執(zhí)行所描繪的且這里參照?qǐng)D2到圖4描述的至少一部分功能。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的方法。具體來(lái)說(shuō)，圖2的方法
的方法。盡管被示出和描述為順序執(zhí)行，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解方法2 0 0 的至少一部分步驟可以同時(shí)執(zhí)行，或者以不同于圖2所示的順序執(zhí)行。 方法200在步驟202開(kāi)始并前進(jìn)到步驟204。
在步驟204,確定無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中與每個(gè)鏈路關(guān):f關(guān)的固定通信量容 量。在一個(gè)實(shí)施例中，使用這里參照?qǐng)D3描繪和描述的方法確定與每個(gè) 鏈路關(guān)聯(lián)的固定通信量容量。在步驟206，生成鏈路傳輸調(diào)度。在一個(gè) 實(shí)施例中，使用固定通信量容量生成鏈路傳輸調(diào)度。在一個(gè)實(shí)施例中， 使用路由算法生成鏈路傳輸調(diào)度，處理該路由算法以確定固定通信量容 量。在一個(gè)實(shí)施例中，使用鏈路傳輸調(diào)度算法來(lái)生成鏈路傳輸調(diào)度。在 一個(gè)這種實(shí)施例中，可以使用邊著色算法生成鏈路傳輸調(diào)度。
在一個(gè)實(shí)施例中，為網(wǎng)絡(luò)(即，為網(wǎng)絡(luò)中的所有無(wú)線節(jié)點(diǎn))生成鏈 路傳輸調(diào)度。在一個(gè)實(shí)施例中，為網(wǎng)絡(luò)生成的鏈路傳輸調(diào)度可以被進(jìn)一 步處理，以生成網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)無(wú)線節(jié)點(diǎn)所特有的單獨(dú)的鏈路傳輸調(diào)度。在 一個(gè)實(shí)施例中，為每個(gè)無(wú)線節(jié)點(diǎn)生成單獨(dú)的鏈路傳輸調(diào)度。在一個(gè)實(shí)施 例中，鏈路傳輸調(diào)度包括至少一個(gè)條件，通過(guò)該條件每個(gè)網(wǎng)絡(luò)鏈路在網(wǎng) 絡(luò)中發(fā)送通信量。
在 一 個(gè)實(shí)施例中，定義無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中鏈路傳輸?shù)臈l件可以包括以下至 少一個(gè)傳輸時(shí)間(例如，無(wú)線節(jié)點(diǎn)使用無(wú)線鏈路進(jìn)行傳輸?shù)囊徊糠謺r(shí) 隙，無(wú)線節(jié)點(diǎn)使用無(wú)線鏈路進(jìn)行傳輸?shù)臅r(shí)隙，無(wú)線節(jié)點(diǎn)使用無(wú)線鏈路進(jìn) 行傳輸?shù)亩鄠€(gè)時(shí)隙，等)，無(wú)線節(jié)點(diǎn)使用無(wú)線鏈路進(jìn)行傳輸?shù)膫鬏旑l率， 無(wú)線節(jié)點(diǎn)使用無(wú)線鏈路進(jìn)行傳輸?shù)膫鬏敼β?，無(wú)線節(jié)點(diǎn)使用無(wú)線鏈路向 其傳輸?shù)慕邮辗?即，無(wú)線節(jié)點(diǎn))，和類似的條件，以及這些條件的各 種組合。
在步驟208,將鏈路傳輸調(diào)度傳送到網(wǎng)絡(luò)的每個(gè)無(wú)線節(jié)點(diǎn)。在為無(wú) 線網(wǎng)絡(luò)生成鏈路傳輸調(diào)度的一個(gè)實(shí)施例中，可以將整個(gè)鏈路傳輸調(diào)度傳 輸?shù)矫總€(gè)無(wú)線節(jié)點(diǎn)。在進(jìn)一步處理鏈路傳輸調(diào)度以生成與相應(yīng)的無(wú)線節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)的單獨(dú)鏈路傳輸調(diào)度的一個(gè)實(shí)施例中，可以將單獨(dú)的鏈路傳輸調(diào)
度傳輸?shù)较鄳?yīng)的無(wú)線節(jié)點(diǎn)。在步驟210,使用鏈路傳輸調(diào)度，根據(jù)路由 算法對(duì)該無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的通信量進(jìn)行路由。在步驟210,方法200結(jié)束。
盡管在一個(gè)實(shí)施例中由于無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中鏈路傳輸調(diào)度的 一般固 定的本質(zhì)(在大約分鐘，小時(shí)，天，月，和可能更長(zhǎng)的期間上固定)而 -故略去，可以修改固定鏈路傳輸調(diào)度。在一個(gè)這種實(shí)施例中，可以響應(yīng) 于與網(wǎng)絡(luò)鏈路關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)固定通信量容量中的變化來(lái)修改固定 鏈路傳輸調(diào)度。在一個(gè)實(shí)施例中，與網(wǎng)絡(luò)鏈路關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)固定通 信量容量中的變化，可以是網(wǎng)絡(luò)中所利用的路由算法變化的結(jié)果。在一 個(gè)實(shí)施例中，與網(wǎng)絡(luò)鏈路關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)固定通信量容量中的變化， 可以是網(wǎng)絡(luò)變化的結(jié)果(例如，網(wǎng)絡(luò)配置變化，節(jié)點(diǎn)容量變化等，以及 這些變化的各種組合)。
例如，在利用二階段路由算法從而使得固定通信量容量取決于每個(gè) 節(jié)點(diǎn)處的流入和流出通信量容量的無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中，其中一個(gè)節(jié)點(diǎn)的容 量變化(例如，可操作以支持額外網(wǎng)絡(luò)通信量的額外線卡被添加到節(jié)點(diǎn)) 導(dǎo)致與該節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)鏈路的固定通信量容量的變化，從而要求鏈路 傳輸調(diào)度的變化。換言之，盡管本發(fā)明提供的固定鏈路傳輸調(diào)度可以比 現(xiàn)有的鏈路傳輸調(diào)度器提供的鏈路傳輸調(diào)度保持固定的時(shí)間長(zhǎng)得多，本 發(fā)明的確能夠?qū)崿F(xiàn)響應(yīng)于各種變化所要求的對(duì)固定鏈路傳輸調(diào)度的修 改。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的方法。具體來(lái)說(shuō)，圖3的方法 300包括用于確定與利用二階段路由算法的無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的每個(gè)鏈路關(guān) 聯(lián)的固定通信量容量的方法。盡管關(guān)于確定利用二階段路由算法的無(wú)線 網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的每個(gè)鏈路的固定通信量容量進(jìn)行描述，方法300可以被用來(lái) 確定利用各種其它路由算法的無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的各鏈路的固定通信量容 量。盡管被示出和描述為順序執(zhí)行，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解方法300的 至少一部分步驟可以同時(shí)執(zhí)行，或者以不同于圖3所示的順序執(zhí)行。方 法300在步驟302開(kāi)始并前進(jìn)到步驟304。
在步驟304,確定與每個(gè)節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)的流入通信量。在步驟306,確 定與每個(gè)節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)的流出通信量。在一個(gè)實(shí)施例中，與每個(gè)節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)的 流入和流出通信量分別是每個(gè)節(jié)點(diǎn)支持的流入通信量的最大容量和流 出通信量的最大容量。在一個(gè)這種實(shí)施例中，與每個(gè)節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)的流入和流出通信量分別根據(jù)與每個(gè)節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)的流入和流出容量(例如，與每個(gè) 節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)的線卡)來(lái)確定。在此實(shí)施例中，與每個(gè)節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)的流入通信
量和流出通信量可以使用與每個(gè)節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)的節(jié)點(diǎn)簡(jiǎn)檔(node profile) (示例性地，控制器120本地存儲(chǔ)的節(jié)點(diǎn)簡(jiǎn)檔)來(lái)確定。
在步驟308,確定與每個(gè)節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)的通信量分流比。在一個(gè)實(shí)施例 中，通過(guò)求解為其確定通信量分流比的路由算法(例如，二階段路由) 的路由算法公式確定與每個(gè)節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)的通信量分流比。如這里所描述 的，與每個(gè)節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)的通信量分流比定義了第一路由階段中通信量在網(wǎng) 絡(luò)中其它節(jié)點(diǎn)中的分配。在一個(gè)實(shí)施例中，通信量分流比可以定義與通 信量目的地?zé)o關(guān)的通信量的分配。在一個(gè)實(shí)施例中，與每個(gè)節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)的 通信量分流比以滿足至少一個(gè)鏈路傳輸調(diào)度限制的方式來(lái)確定。在一個(gè) 實(shí)施例中，使用這里參照?qǐng)D4描繪和描述的方法來(lái)確定與每個(gè)節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián) 的通信量分流比。
在步驟310，確定與每個(gè)鏈路關(guān)聯(lián)的固定通信量容量。在一個(gè)實(shí)施 例中，與每個(gè)鏈路關(guān)聯(lián)的固定通信量容量是使用與每個(gè)節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)的流入 通信量容量，流出通信量容量以及通信量分流比確定的。在一個(gè)實(shí)施例 中，與相應(yīng)的鏈路關(guān)聯(lián)的固定通信量容量可以通過(guò)求解為其確定通信量 分流比的路由算法的路由算法公式而確定。在一個(gè)實(shí)施例中，與鏈路關(guān) 聯(lián)的固定通信量容量是經(jīng)過(guò)該鏈路的通信量的平均容量。如這里所述 的，可以與被處理來(lái)確定固定通信量容量的路由算法一起，使用與無(wú)線 網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的鏈路關(guān)聯(lián)的固定通信量容量，來(lái)確定鏈路傳輸調(diào)度。在步驟 312,方法300結(jié)束。
本發(fā)明通過(guò)配置用來(lái)確保無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中鏈路上的固定通信量容 量的路由算法，使用利用該路由算法和關(guān)聯(lián)的固定通信量容量確定的靜 態(tài)鏈路傳輸調(diào)度，實(shí)現(xiàn)了改進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)吞吐量。在路由算法是二階段路由 算法的一個(gè)實(shí)施例中，路由算法的配置可以包括確定與無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的 節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)的通信量分流比。通信量分流比可以通過(guò)求解適于滿足至少一 個(gè)鏈路傳輸調(diào)度限制的路由算法的特定公式來(lái)確定。在滿足特定的鏈路 傳輸調(diào)度限制(利用約定矢量P)時(shí)確定通信量分流比的方法的詳細(xì)描 述在下文提供。
在一個(gè)實(shí)施例中，可以在這樣標(biāo)注的語(yǔ)境中描述WMN 102,其中WMN 102是包括處于直接通信范圍的節(jié)點(diǎn)對(duì)的拓樸結(jié)構(gòu)，其被建模為包括節(jié)點(diǎn)集N和定向鏈路集E的圖G-(N，E)。如這里所述的，節(jié)點(diǎn)集N中的每 個(gè)節(jié)點(diǎn)可以作為源節(jié)點(diǎn)，中間節(jié)點(diǎn)和目的地節(jié)點(diǎn)來(lái)操作。在一種標(biāo)注中， 令lNl-n且lE卜m。在一種標(biāo)注中，節(jié)點(diǎn)i處輸入和輸出鏈路的集合分別 用E-(0和E+(i)標(biāo)注。在一種標(biāo)注中，網(wǎng)絡(luò)中從節(jié)點(diǎn)i到節(jié)點(diǎn)j的定 向鏈路凈皮標(biāo)注為(i， j )。為了簡(jiǎn)化標(biāo)注，鏈路也可以#皮標(biāo)注為e (即， 邊e)而不是標(biāo)注(i, j)。在一種標(biāo)注中，鏈路(i， j )的容量將被標(biāo) 注為Uij。
在一個(gè)實(shí)施例中，WMN 102中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)110在(從其它節(jié)點(diǎn)110) 連接到節(jié)點(diǎn)110的網(wǎng)絡(luò)鏈路(示例地，NL 111 )以及(從關(guān)聯(lián)的WT 112 ) 連接到節(jié)點(diǎn)UO的訪問(wèn)鏈路(示例地，AL 113)之間共享譜資源，無(wú)線 電資源等，以及這些資源的不同組合(統(tǒng)一標(biāo)注為資源)。在一個(gè)實(shí)施 例中，在經(jīng)由訪問(wèn)鏈路對(duì)無(wú)線終端可用的資源中，這些資源中的一部分 被用于從無(wú)線終端到節(jié)點(diǎn)的上行傳輸，剩下的資源被用于從節(jié)點(diǎn)到無(wú)線 終端的下行鏈路。
在一個(gè)實(shí)施例中，可以定義節(jié)點(diǎn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的約定。在一個(gè)實(shí)施例中， 本發(fā)明分離(decouple )訪問(wèn)鏈路和網(wǎng)絡(luò)鏈路。在一個(gè)實(shí)施例中，訪問(wèn) 鏈路和網(wǎng)絡(luò)鏈路的分離是使用利用約定矢量來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在 一個(gè)實(shí)施例 中，節(jié)點(diǎn)i(示例地，節(jié)點(diǎn)110中的一個(gè))的利用的最大部分pi被約定 為支持與節(jié)點(diǎn)i關(guān)聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)鏈路(即，節(jié)點(diǎn)i最多花費(fèi)節(jié)點(diǎn)i可用的傳 輸時(shí)間中的部分Pi在與節(jié)點(diǎn)i關(guān)聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)鏈路上進(jìn)行傳輸，而最多花費(fèi) 節(jié)點(diǎn)i可用的傳輸時(shí)間中的部分(l-P i)在與節(jié)點(diǎn)i關(guān)聯(lián)的訪問(wèn)鏈路上進(jìn) 行傳輸)。矢量P (包括用于網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)i的Pi)這里被稱為節(jié)點(diǎn) 利用約定矢量。
在一個(gè)實(shí)施例中，假定在網(wǎng)絡(luò)鏈路傳輸調(diào)度在訪問(wèn)鏈路傳輸調(diào)度之 前執(zhí)行這個(gè)意義上，節(jié)點(diǎn)i處的網(wǎng)絡(luò)鏈路相比節(jié)點(diǎn)i處的訪問(wèn)鏈路具有 優(yōu)先權(quán)，然而，盡管有這樣的優(yōu)先權(quán)，限制節(jié)點(diǎn)i處的網(wǎng)絡(luò)鏈路利用超 過(guò)節(jié)點(diǎn)i的利用部分P"在用于節(jié)點(diǎn)i處的網(wǎng)路鏈路的資源不與用于節(jié) 點(diǎn)i處的訪問(wèn)鏈路的資源共享的一個(gè)實(shí)施例中，節(jié)點(diǎn)i的利用約定Pi 等于一(即，Pi = l)。例如，盡管沒(méi)有示出，在一個(gè)實(shí)施例中，節(jié)點(diǎn) 110中的一個(gè)或多個(gè)節(jié)點(diǎn)可以被部署為僅支持網(wǎng)絡(luò)鏈路(即，不允許無(wú) 線終端的訪問(wèn))的回程節(jié)點(diǎn)(backhaul node)。
在一個(gè)實(shí)施例中，可以定義網(wǎng)絡(luò)對(duì)節(jié)點(diǎn)的保證。在一個(gè)實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)對(duì)節(jié)點(diǎn)的保證可以是數(shù)據(jù)率保證。在一個(gè)實(shí)施例中，替換網(wǎng)絡(luò)(示
例地，麗N 102)上的路由通信量，網(wǎng)絡(luò)保證節(jié)點(diǎn)i (示例地，其中一個(gè) 節(jié)點(diǎn)IIO)從節(jié)點(diǎn)i的流入數(shù)據(jù)率Ri和向節(jié)點(diǎn)i的流出數(shù)據(jù)率Ci的傳輸。 在一個(gè)實(shí)施例中，數(shù)據(jù)率保證獨(dú)立于輸入通信量(稱為流入通信量)的 源和輸出通信量(稱為流出通信量)的目的地。矢量(R，C)(包括網(wǎng) 絡(luò)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)i的(Ri,Ci)值)被稱為數(shù)據(jù)率保證矢量。在一個(gè)實(shí)施例 中，數(shù)據(jù)率保證矢量(R, C)可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的各節(jié)點(diǎn)相應(yīng)容量確定。
在一個(gè)實(shí)施例中，給定網(wǎng)絡(luò)配置和利用約定矢量Pi,給定的數(shù)據(jù)率 保證矢量(R，C)可能達(dá)到也可能達(dá)不到。在一個(gè)實(shí)施例中，這個(gè)可達(dá) 到性問(wèn)題可以表述為確定最大標(biāo)量入，使得數(shù)據(jù)率入U(xiǎn)，C)是可達(dá) 到的。如果入<1,那么不能達(dá)到給定的數(shù)據(jù)率矢量(R，C)。如果入> 1，那么能達(dá)到給定的數(shù)據(jù)率矢量(R，C)。在一個(gè)實(shí)施例中，這里描述 的各種建模假設(shè)可以被用于用公式表示路由算法問(wèn)題，該路由算法問(wèn)題 的解使得能夠以確保相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)鏈路上的固定通信量容量的方式實(shí)施該 路由算法。在路由算法是二階段路由算法的一個(gè)這樣的實(shí)施例中，該路 由算法公式的解可以指定與相應(yīng)節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)的通信量分流比，該通信量分 流比用于確保相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)鏈路上的固定通信量容量。
在一個(gè)實(shí)施例中，假設(shè)給定節(jié)點(diǎn)利用約定矢量P ,并且給定數(shù)據(jù)率 保證矢量(R,C)。數(shù)據(jù)率保證矢量(R，C)獨(dú)立于通信量矩陣(即，通 信量模式)。在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明保證任何不違反數(shù)據(jù)率保證矢量 U, C)的通信量矩陣可以用路由算法路由通過(guò)網(wǎng)絡(luò)。在一個(gè)這樣的實(shí) 施例中，通信量分流比可以與數(shù)據(jù)率保證矢量一起使用，來(lái)確保相應(yīng)網(wǎng) 絡(luò)鏈路上的固定通信量容量。在又一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明保證可以生成 鏈路傳輸調(diào)度以滿足路由算法所要求的帶寬(如由數(shù)據(jù)率保證矢量 (R，C)和關(guān)聯(lián)的通信量分流比所指定的)。
3各由限制(routing implication)如下所述。網(wǎng)絡(luò)中通信量的點(diǎn) 到點(diǎn)矩陣受到數(shù)據(jù)率保證矢量(R，C)的限制。數(shù)據(jù)率保證矢量限制是 要由網(wǎng)絡(luò)承載的通信量的僅有的已知方面，而知道該限制就等于知道通 寸言量失巨陣上的4亍和范圍以及歹'J和范圍(row and column sum bounds)。 換言之，網(wǎng)絡(luò)的任何可允許通信量矩陣T^tij]必須服從公式1。對(duì)于給 定的Ri和Ci值，T (R, C)表示由通信量矩陣的行和及列和部分指定的所 有這種通信量矩陣的集合，如公式2所給出的。在一個(gè)實(shí)施例中，通信量分配(traffic distribution) T可以是T ( R， C )中的4壬何通信量矩 陣，并且可以隨時(shí)間變化。在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的路由算法除了 T 由行和范圍以及列和范圍部分指定之外，對(duì)T不作任何假定。
》(一及i且Z(—Ci 對(duì)于 V,.e7V 公式l
丄jW /j-i
7Y及,C)""/l2X—及,.且2X^C,.對(duì)于 V!'} 公式2
在無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中的傳輸使用窄波束形成定向天線'的一個(gè)實(shí)施例 中，在網(wǎng)絡(luò)中鏈路e上的傳輸期間，鏈路e的發(fā)送節(jié)點(diǎn)(示例地，其中 一個(gè)節(jié)點(diǎn)110)或者鏈路e的接收節(jié)點(diǎn)(示例地，其中一個(gè)節(jié)點(diǎn)110) 不能向無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中的任何其它節(jié)點(diǎn)(或者，可選地，在鏈路e的發(fā) 送和接收節(jié)點(diǎn)的一定距離之內(nèi))發(fā)送，或者從無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中的任何其 它節(jié)點(diǎn)接收。在實(shí)施固定傳輸功率和非衰落信道的一個(gè)實(shí)施例中，鏈路 e可以達(dá)到的數(shù)據(jù)率(記為c (e))是常數(shù)(即，確保了與鏈路e關(guān)聯(lián) 的固定通信量容量)。在本發(fā)明的路由算法在鏈路e上傳輸x (e)的流 的一個(gè)這樣的實(shí)施例中，鏈路e凈皮使用的時(shí)間的部分(記為f (e))由 f (e) =x (e) /c (e)給出。
在一個(gè)實(shí)施例中，給定無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中的任何節(jié)點(diǎn)v (示例地，WMN 102中的任何節(jié)點(diǎn)110),可以用N(v)來(lái)標(biāo)注其發(fā)送方或者接收方是節(jié) 點(diǎn)v的鏈路的集合。由于網(wǎng)絡(luò)中任何節(jié)點(diǎn)v的網(wǎng)絡(luò)鏈路的利用必須小于
可以導(dǎo)出為了節(jié)點(diǎn)v的鏈路可調(diào)度而要求的條件(如公式3中)。 在一個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)出的條件(如公式中)可以被用于導(dǎo)出為了可以調(diào) 度實(shí)現(xiàn)的關(guān)聯(lián)條件(如公式4中)。在一個(gè)實(shí)施例中，該條件可以被用 來(lái)確定適于滿足該條件的路由算法(以及用于定義該路由算法的公式， 該公式如果被求解，確保與無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的每個(gè)鏈路關(guān)聯(lián)的固定通信量 容量。
Z /Yd= SWd/"" s avv 公式3
Z /Y"= SWd/"" S番A Vv 公式4
在一個(gè)實(shí)施例中，路由算法適于產(chǎn)生路由算法公式，該公式可以滿 足至少一個(gè)條件(例如，包括網(wǎng)絡(luò)條件，鏈路傳輸調(diào)度限制等，以及這些條件的不同組合)的方式被求解。盡管這里主要關(guān)于特定的網(wǎng)絡(luò)條件 (例如定向天線)和特定的鏈路傳輸調(diào)度限制(即，利用約定矢量P ) 進(jìn)行描述，可以定義路由算法公式滿足各種其它網(wǎng)絡(luò)條件，鏈路傳輸調(diào) 度限制，以及類似的條件和限制，以及這些條件和限制的不同組合。
在一個(gè)實(shí)施例中，關(guān)于網(wǎng)癥各條件，可以為利用全向天線的系統(tǒng)(與 利用定向天線的系統(tǒng)相反，如這里所述的)設(shè)計(jì)路由算法公式。在一個(gè) 實(shí)施例中，關(guān)于鏈路傳輸調(diào)度限制，路由算法公式可以被設(shè)計(jì)為滿足傳 輸功率限制，跨提供商鏈路傳輸限制等，以及這些限制的不同組合。盡 管這里主要關(guān)于網(wǎng)絡(luò)條件和鏈路傳輸調(diào)度限制進(jìn)行描述，在一個(gè)實(shí)施例 中，其解確保網(wǎng)絡(luò)鏈路上的固定通信量容量的路由算法公式，可以計(jì)入
、 在一個(gè)實(shí)施;列中，給*定節(jié)點(diǎn)利用約定5矢量P以;-^:據(jù)率保證矢量
(R，C),本發(fā)明使用確定的路由算法，與網(wǎng)絡(luò)的通信量模式無(wú)關(guān)地確 保數(shù)據(jù)率保證矢量(R，c)。鏈路傳輸調(diào)度根據(jù)該路由算法和與相應(yīng)網(wǎng) 絡(luò)鏈路關(guān)聯(lián)的固定通信量容量來(lái)確定(其中固定通信量容量基于該路由 算法和數(shù)據(jù)率保證矢量(R，C)來(lái)確定)。在一個(gè)實(shí)施例中，可以用鏈 路傳輸調(diào)度算法來(lái)根據(jù)路由算法和該路由算法確保的相關(guān)聯(lián)的固定通 信量容量，確定鏈路傳輸調(diào)度。
在一個(gè)實(shí)施例中，路由算法是二階段路由算法。在一個(gè)這種實(shí)施例 中，提出的二階段路由方案具有這樣的屬性，即實(shí)施提出的二階段路由 方案所需的帶寬的量只是節(jié)點(diǎn)利用約定矢量P以及數(shù)據(jù)率保證矢量
(R,C)的函數(shù)(即，提出的二階段路由方案獨(dú)立于通信量模式)。在 一個(gè)實(shí)施例中，在第一階段，在任意節(jié)點(diǎn)(示例地，麗N102的節(jié)點(diǎn)110 中的任意節(jié)點(diǎn))進(jìn)入無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的通信量的預(yù)定部分cx j (標(biāo)注為通信 量分流比oc),與該通信量的最終目的地?zé)o關(guān)地被分配到每個(gè)節(jié)點(diǎn)j。 在一個(gè)實(shí)施例中，在實(shí)施二階段路由方案之前，可以確定通信量分流比
a,該通信量分流比可操作以達(dá)到數(shù)據(jù)率保證矢量(R,C)。
在一個(gè)實(shí)施例中，用公式表示線性規(guī)劃問(wèn)題來(lái)確定在二階段路由算 法下的最優(yōu)數(shù)據(jù)率保證(即，確保相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)連接上的固定通信量容量)。 在一個(gè)這種實(shí)施例中，以滿足至少一個(gè)鏈路傳輸調(diào)度限制(利用約定矢 量P )的方式求解該線性規(guī)劃問(wèn)題，以確定在二階段路由算法下的最優(yōu) 數(shù)據(jù)率保證。在一個(gè)實(shí)施例中，求解根據(jù)二階段路由算法用公式表示的線性規(guī)劃問(wèn)題，輸出通信量分流比，這些通信量分流比在網(wǎng)絡(luò)中實(shí)施時(shí)， 產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)中相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)鏈路上的固定通信量容量(即，鏈路流)。
在一個(gè)實(shí)施例中，可以與關(guān)聯(lián)的二階段路由算法的細(xì)節(jié)一起使用固 定通信量容量，來(lái)確定定義網(wǎng)絡(luò)鏈路上的鏈路傳輸?shù)母鞣N細(xì)節(jié)的相關(guān)聯(lián) 的鏈路傳輸調(diào)度。在一個(gè)這種實(shí)施例中，可以用鏈路傳輸調(diào)度算法確定 鏈路傳輸調(diào)度。在一個(gè)實(shí)施例中，鏈路傳輸調(diào)度算法為邊著色算法。在 一個(gè)這種實(shí)施例中，邊著色算法的每個(gè)色彩對(duì)應(yīng)于時(shí)隙，并且具有同一 色彩的所有鏈路在該時(shí)隙同時(shí)傳輸。在一個(gè)這種實(shí)施例中，可以用貪心 邊著色來(lái)將網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)鏈路的鏈路流轉(zhuǎn)換成鏈路調(diào)度。
如這里所述的，在一個(gè)實(shí)施例中，路由算法是二階段路由算法。在
第一階段，在任意節(jié)點(diǎn)(示例地，WMN 102的節(jié)點(diǎn)110中的任意節(jié)點(diǎn))
進(jìn)入無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的通信量的預(yù)定部分OCj與該通信量的最終目的地?zé)o
關(guān)地被分配到每個(gè)節(jié)點(diǎn)j。在第二階段，作為第一階段中的分配的結(jié)果， 接收去向不同目的地節(jié)點(diǎn)的通信量的每個(gè)節(jié)點(diǎn)將所接收到的通信量路 由到關(guān)聯(lián)的目的地節(jié)點(diǎn)。在一個(gè)實(shí)施例中，二階段路由算法在無(wú)線網(wǎng)狀 網(wǎng)絡(luò)中的實(shí)施可以通過(guò)建立節(jié)點(diǎn)之間的固定帶寬路徑來(lái)執(zhí)行。在一個(gè)這 種實(shí)施例中，為了區(qū)分傳遞笫 一階段通信量和第二階段通信量的路徑， 這些路徑可以被分別稱為第 一 階段路徑和笫二階段路徑。
如這里所述的，使用二階段路由算法，可以在相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)鏈路上建立 固定通信量容量。二階段路由算法確保第 一階段路徑和第二階段路徑所
需的帶寬，分別僅取決于流入容量Ri和流出容量d (而不取決于通信量 矩陣中(未知的)的各個(gè)元)。二階段路由算法滿足保證帶寬的服務(wù)要 求和基于聚集的(rendezvous based)服務(wù)要求兩者，同時(shí)使得網(wǎng)絡(luò)能 夠容納任意的(并且可能快速變化的)通信量要求而不需要?jiǎng)討B(tài)調(diào)整網(wǎng) 絡(luò)路由和調(diào)度。實(shí)際上，二階段路由算法甚至不要求網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)通信量分 配中的變化。
在通信量分流比oc" oc"…，ou滿足i: ai=l (在i = 1到N上求 和)的二階段路由算法中，考慮具有最大流入通信量Ri的節(jié)點(diǎn)i。節(jié)點(diǎn) i在第一階段，對(duì)于每個(gè)節(jié)點(diǎn)j 6 N發(fā)送流入通信量Ri的(XjRi量到節(jié)點(diǎn)j。 換言之，0CjRi是第一階段中從節(jié)點(diǎn)i到節(jié)點(diǎn)j的要求。在第一階段中的 通信量分配之后，節(jié)點(diǎn)i從網(wǎng)絡(luò)中的任何其它節(jié)點(diǎn)k接收了通信量的a A量。由于網(wǎng)絡(luò)中所有的通信量在第一階段被與通信量的最終目的地?zé)o關(guān)地分流，在節(jié)點(diǎn)i從網(wǎng)絡(luò)中的任何其它節(jié)點(diǎn)k接收的通信量的該ocA 量中，通信量的(XiUj量的目的地為節(jié)點(diǎn)j。在笫二階段中必須從節(jié)點(diǎn)i 路由到節(jié)點(diǎn)j的通信量的最大量為Zkuaitk產(chǎn)oCiCj。換言之，0CiCj是第 二階段期間從節(jié)點(diǎn)i到節(jié)點(diǎn)j的要求。
在二階段路由算法中，作為第一階段和第二階段中路由結(jié)果的從節(jié) 點(diǎn)i到節(jié)點(diǎn)j的最大要求是(0CjRi + 0CiCj),這獨(dú)立于矩陣T 6 T(R, C)。 二階段路由算法確保源-目的地通信量的路由是沿著具有預(yù)定的分配比 的固定路徑進(jìn)行的。換言之，二階段路由算法導(dǎo)致不關(guān)注通信量變化的 通信量路由。二階段路由算法確保作為第一階段和第二階段中路由結(jié)果 的節(jié)點(diǎn)i和j之間的總要求為ti/= ( 0CjRi+ 0CiCj),從而確保網(wǎng)絡(luò)中每 個(gè)網(wǎng)絡(luò)鏈路上的固定通信量容量(并使得總要求僅取決于限制T的行和 及列和范圍(即，T6T(R, C)))。換言之，二階段路由方案通過(guò)有效 地路由僅取決于行和及列和范圍以及通信量分流比a的經(jīng)過(guò)變換的矩 陣丁'=[ tij，],處理通信量矩陣T6T(R, C)中的變化性。
在二階段路由算法中，第一階段中每個(gè)源節(jié)點(diǎn)處的分配決定包括本 地決定(即，不需要網(wǎng)絡(luò)范圍的狀態(tài)信息)，每個(gè)中間節(jié)點(diǎn)處的路由決 定基于分組目的地(即，不需要網(wǎng)絡(luò)范圍的狀態(tài)信息)。二階段路由算 法確保通信量流，提供與實(shí)際通信量矩陣無(wú)關(guān)的在無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的每個(gè) 鏈路上流動(dòng)的通信量的量(即，與相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)鏈路關(guān)聯(lián)的固定通信量容
量)。如這里所描述的，通過(guò)確定通信量分流比OCj,并考慮鏈路傳輸調(diào)
度限制，可以確定鏈路傳輸調(diào)度以便調(diào)度通信量流。二階段路由算法不 關(guān)注通信量分配中的任何變化并且對(duì)該變化是魯棒的，提供端到端帶寬 保證，并且不需要網(wǎng)絡(luò)的任何實(shí)時(shí)重新配置。
在本發(fā)明的線性規(guī)劃公式表述中，給定節(jié)點(diǎn)利用約定矢量P以及數(shù) 據(jù)率保證矢量(R，C),可以確定使得數(shù)據(jù)率保證矢量(R,C)可達(dá)到的 最大標(biāo)量入。對(duì)于可達(dá)到的數(shù)據(jù)率保證矢量(R,C),節(jié)點(diǎn)i被保證入 Ri的流入數(shù)據(jù)率和入Ci的流出數(shù)據(jù)率。通過(guò)讓入.T(R, C)表示各元乘以 入的T(R, C)中的所有通信量矩陣的集合，線性規(guī)劃公式表述變得等價(jià) 于找到最大乘數(shù)人(即，吞吐量)，使得人.T(R, C)中的所有矩陣可 以滿足鏈路調(diào)度限制的方式被路由。在一個(gè)實(shí)施例中，可以求解基于鏈 3各流的公式。在一個(gè)實(shí)施例中，可以求解基于路徑流的公式。
在一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)于基于鏈路流的7>式，源和目的地之間的流可以#:4爾為商品(commodity),可以用k來(lái)索引這些商品。商品k的源 和目的地節(jié)點(diǎn)可以分別用s(k)和d(k)表示。鏈路e上的商品k的流量 可以表示為xk(e)。在此實(shí)施例中，有兩組決定變量(l)分配比cci 和(2 )鏈路e上對(duì)于商品k的流xk (e)。在此實(shí)施例中，對(duì)于商品k的 要求可由0^0001 0+ otd(k,Rsw給出。在一個(gè)這種實(shí)施例中，基于鏈路流 的公式可以被表示為在以下方程(公式5-公式7)的條件下，對(duì)于所有 節(jié)點(diǎn)i6N最大化E(Xi:
<formula>formula see original document page 18</formula>公式5
<formula>formula see original document page 18</formula>公式6
<formula>formula see original document page 18</formula>公式7
在此實(shí)施例中，令a 、包括基于鏈路流的公式的最優(yōu)解中的a i值， 吞吐量入'是最優(yōu)目標(biāo)函數(shù)值，即入、E;a'i。在此實(shí)施例中，可以用因 子入'減小CC'i的值以便確定實(shí)際分配比OCi,從而沿著它們路由這些要求 的顯式路徑可以從鏈路流的公式的解中確定。在又一個(gè)實(shí)施例中，可以 用鏈路調(diào)度算法(例如邊著色)來(lái)確定吞吐量是否可實(shí)現(xiàn)。
在一個(gè)實(shí)施例中，可以求解基于鏈路流的公式來(lái)確定本發(fā)明各實(shí)施 例中的路由和鏈路調(diào)度。盡管基于鏈路流的公式是多項(xiàng)式大小的并且服 從使用線性規(guī)劃求解器的求解，熟知的是對(duì)于網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題的基于一般線性 規(guī)劃的算法不能很好地隨大于幾十個(gè)節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)?？s放。由此，在一 個(gè)實(shí)施例中，可以用全多項(xiàng)式時(shí)間近似方案(FPTAS)來(lái)求解基于鏈路 流的公式。 一般，F(xiàn)PTAS提供下面的性能保證對(duì)于任何5>0,解具有 在最優(yōu)的(1+5 )-倍(factor)內(nèi)的目標(biāo)函數(shù)值，并且運(yùn)行時(shí)間最多是 網(wǎng)絡(luò)規(guī)模、通信量要求的數(shù)目，以及l(fā)/s的多項(xiàng)式函數(shù)。
在一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)于基于路徑流的公式，Pij可以表示從節(jié)點(diǎn)i到 節(jié)點(diǎn)j的所有路徑的集合。在一個(gè)這種實(shí)施例中，x(P)表示路徑P上的 通信量。 一般，網(wǎng)絡(luò)可以包括與網(wǎng)絡(luò)規(guī)模成指數(shù)關(guān)系的數(shù)量的路徑。由 此，基于路徑流的公式的線性規(guī)劃(即，原始的)實(shí)施可能包括指數(shù)數(shù) 量的變量，并且關(guān)聯(lián)的對(duì)偶可以包括指數(shù)數(shù)量的限制，致使兩種規(guī)劃都 不適合在中等到大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)行。然而，或一個(gè)實(shí)施例中，基于路徑
18流的公式的原始的和對(duì)偶形式可以;波用來(lái)設(shè)計(jì)求解基于路徑流的公式 的快速組合算法?；诼窂搅鞯墓娇梢员槐硎緸樵谝韵路匠?公式8-
公式9)的條件下，對(duì)于所有節(jié)點(diǎn)i 6N最大化i: a"
<formula>formula see original document page 19</formula>公式9
由此，可以用路徑索引的線性規(guī)劃公式來(lái)發(fā)展求解基于路徑流的公 式的快速組合算法。在一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)于s〉0,用于計(jì)算通信量分配 比oc;的近似算法可以計(jì)算高至最優(yōu)目標(biāo)函數(shù)值的(1+ ￡ )倍(factor ) (即最大吞吐量)的通信量分配比OCi。在一個(gè)這種實(shí)施例中，可以選擇 s的值來(lái)提供期望的解的最優(yōu)性程度。在一個(gè)實(shí)施例中，由于算法保存 每個(gè)步驟的原始和對(duì)偶解，可以通過(guò)計(jì)算原始和對(duì)偶目標(biāo)函數(shù)值的比值 來(lái)估計(jì)最優(yōu)性差距。
在一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)于基于路徑流的公式的對(duì)偶公式，可以將變量 (Oi與每個(gè)節(jié)點(diǎn)i6N關(guān)聯(lián)，并且可以將變量TTij與公式8中的每個(gè)要求 限制關(guān)聯(lián)。在一個(gè)這種實(shí)施例中，SP(i， j)表示在鏈路成本c(e)- ￡i:。
eN(i) W (i)/u。下的最短路徑P6Pij。在一個(gè)實(shí)施例中，在簡(jiǎn)化對(duì)偶線性 規(guī)劃以去除對(duì)偶變量TTij之后，對(duì)偶公式可以表示為在下面的條件(公 式10和公式11)下，對(duì)所有節(jié)點(diǎn)i最小化Pi(o (i)的和
<formula>formula see original document page 19</formula>公式10
<formula>formula see original document page 19</formula> 公式ll
在一個(gè)實(shí)施例中，V(k)可以表示以下之和(1 ) Ri . SP(i,k)在所 有節(jié)點(diǎn)i(對(duì)于i-k)以及k(對(duì)于keN)上的和，以及(2)Cj .SP(k， j) 在所有節(jié)點(diǎn)j (對(duì)于j^k)以及k (對(duì)于k€N)上的和。在一個(gè)這種實(shí) 施例中，給定權(quán)重co(i),可以用兩個(gè)最短路徑計(jì)算在多項(xiàng)式時(shí)間內(nèi)計(jì) 算V(k): U )節(jié)點(diǎn)k作為根的最短路徑樹(shù)的最短路徑計(jì)算，以及(2) 從所有其它節(jié)點(diǎn)到達(dá)節(jié)點(diǎn)k的反向最短路徑樹(shù)的最短路徑計(jì)算。由此， 給定一組權(quán)重w(i),對(duì)偶規(guī)劃的解當(dāng)且僅當(dāng)滿足下列不等式時(shí)對(duì)于 所有節(jié)點(diǎn)k6N, min{V(k)}>l,才是可行的。這里參照?qǐng)D4描繪并描述 用于求解基于路徑流的公式的示例性快速組合算法。圖4示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的方法。具體來(lái)說(shuō)，圖4的方法 400包括用于確定用來(lái)確保相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)鏈路上的固定通信量容量的通信量 分流比的方法。盡管參照為特定的二階段路由算法確定通信量分流比進(jìn) 行描述，方法400可以;故用來(lái)確定用來(lái)確保相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)鏈路上的固定通信 量容量的各種其它參數(shù)。盡管被示出和描述為順序執(zhí)行，本領(lǐng)域技術(shù)人 員將理解方法400的至少一部分步驟可以同時(shí)執(zhí)行，或者以不同于圖4 所示的順序執(zhí)行。方法400在步驟402開(kāi)始并前進(jìn)到步驟404。
在步驟402，初始化變量。對(duì)于每個(gè)節(jié)點(diǎn)k 6 N將與每個(gè)節(jié)點(diǎn)k關(guān)聯(lián) 的通信量分流比(Xk初始化為0 (即，對(duì)于所有k《N, ock=0)。將與每 個(gè)節(jié)點(diǎn)/關(guān)聯(lián)的權(quán)重w(力初始化為量5 (即，wW= 5)。在一個(gè)實(shí)施 例中，量5依賴于誤差參數(shù)s。保存與每個(gè)節(jié)點(diǎn)/(對(duì)于與節(jié)點(diǎn)/關(guān)聯(lián)的 鏈路子集E,)關(guān)聯(lián)的鏈路子集利用值的鏈路子集利用陣列util (力被初始 化為0 (即，util (力=0)。限制監(jiān)一見(jiàn)變量G凈皮初始化為0 (即，G=0)。
只要對(duì)偶限制被指定，限制監(jiān)視變量G保持小于1。
在步驟406,對(duì)于每個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)i， j 6N,計(jì)算具有關(guān)聯(lián)成本SP(i， j) 的從節(jié)點(diǎn)i到節(jié)點(diǎn)j的最短路徑。在步驟408,對(duì)于每個(gè)鏈路e6E,計(jì) 算可實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)率c (e)?？蓪?shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)率c (e)被計(jì)算為 c(e) = l/MeZ/:ee￡,6>(/)。在步驟410,計(jì)算V(k)。在一個(gè)實(shí)施例中，V(k)
被計(jì)算為以下之和(1) Ri . SP(i,k)在所有節(jié)點(diǎn)i (對(duì)于i^k)以及 k (對(duì)于k仨N)上的和，以及(2) Cj . SP(k， j)在所有節(jié)點(diǎn)j (對(duì)于j-
k )以及k (對(duì)于k 6 N )上的和(即ZC/尸(^),如這里
h' ^ 力A
參照公式10所描繪和描述的)。
在步驟412,確定使V(k)最小的節(jié)點(diǎn)5，從而找出節(jié)點(diǎn)L以及以下 路徑(1 )對(duì)于所有節(jié)點(diǎn)i從節(jié)點(diǎn)i到節(jié)點(diǎn)；的路徑Pi,以及(2)對(duì) 于所有節(jié)點(diǎn)j從節(jié)點(diǎn)^到節(jié)點(diǎn)j的路徑Qj。在步驟414，令Pi為對(duì)于所 有節(jié)點(diǎn)i從節(jié)點(diǎn)i到節(jié)點(diǎn)5的最短路徑，并且令Qj為對(duì)于所有節(jié)點(diǎn)j從 節(jié)點(diǎn)I從節(jié)點(diǎn)j的最短路徑。在步驟416，對(duì)于每個(gè)節(jié)點(diǎn)/,令Ep(i，力為 最短路徑Pi上屬于N(力的鏈路的集合(即，對(duì)于所有i,/, EF(i，/) = {e6 PiHN(力))。在步驟418,對(duì)于每個(gè)節(jié)點(diǎn)/，令Ejj，力為最短路徑Qj上 屬于N(力的鏈路的集合(即，對(duì)于所有i，/, EQ(j,^ = {e 6 Qjf!N(力))。 在步驟420,對(duì)于每個(gè)節(jié)點(diǎn)/,如下計(jì)算U，(力(公式12)。<formula>formula see original document page 21</formula>
公式12
在步驟422，設(shè)定通信量分流比。在一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)a-min,(p U，W)來(lái)設(shè)定通信量分流比。在步驟424,使用通信量分流比a,對(duì) 于所有節(jié)點(diǎn)i在路徑Pi上發(fā)送流的量aRi,對(duì)于所有節(jié)點(diǎn)j在路徑Qj上 發(fā)送流的量ocCj。在步驟426,對(duì)于N中的所有節(jié)點(diǎn)/計(jì)算鏈路子集N(力 由于路徑Pi上的流和路徑Qj上的流的總利用(標(biāo)注為U(力)。在一個(gè)實(shí) 施例中，總利用U(力被計(jì)算為UW = aU，W。在步驟428,用總利用U(力 增加對(duì)于所有節(jié)點(diǎn)/的鏈路子集N(力的總利用(標(biāo)記為uUl(力)(即，<formula>formula see original document page 21</formula>。
在步驟430,對(duì)于N中的所有節(jié)點(diǎn)/更新鏈路權(quán)重co (力。在一個(gè)實(shí) 施例中，鏈路權(quán)重co (力被更新為co (力=co (力(l+sU(力/P》。在步驟 432,將與節(jié)點(diǎn)；關(guān)聯(lián)的通信量分流比^增加a (即，s=^+a )。在步 驟434,判斷限制(或者，在多個(gè)限制的情況下，示例地，多個(gè)對(duì)偶可 行性限制，每個(gè)限制)是否被滿足。如果限制沒(méi)有被滿足，方法400回 到步驟406，在此點(diǎn)重復(fù)方法400的;f艮大一部分，以嘗試滿足該限制。
如果限制被滿足，方法400前進(jìn)到步驟436。
在步驟436,計(jì)算縮放因子。在一個(gè)實(shí)施例中，由于可能違背每個(gè) 鏈路上的容量限制(因?yàn)樗惴ㄊ鞘褂迷嫉逆溌啡萘?，而不是剩余的?路容量)，計(jì)算縮放因子。在此實(shí)施例中，為了校正每個(gè)鏈路上對(duì)容量 限制的違背，可以一致地縮小通信量分流比a,使得服從這些鏈路容量 限制。在 一 個(gè)實(shí)施例中，縮放因子可以被計(jì)算為 SCALE-FACT=/wox/m"7(7 j / / , 7 。
在步驟438，對(duì)于所有節(jié)點(diǎn)kGN計(jì)算最佳通信量分流比otk。在一 個(gè)實(shí)施例中，最佳通信量分流比ou被計(jì)算為ak=^/SCALE-FACT。在其 中通信量分流比or:不違反鏈路容量限制的一個(gè)實(shí)施例中，可以省'略步驟 436和438。在步驟440,方法400結(jié)束。如這里所述的，在一個(gè)實(shí)施例 中，最佳通信量分流比a k可以與關(guān)聯(lián)于每個(gè)節(jié)點(diǎn)k的流入通信量容量和
流出通信量容量一起使用，以為已經(jīng)確定了通信量分流比CXk的特定路
由協(xié)議，確定與相應(yīng)鏈路e關(guān)聯(lián)的固定通信量容量。在此實(shí)施例中，路 由協(xié)議和關(guān)聯(lián)的固定通信量容量可以被用于生成鏈路傳輸調(diào)度。
在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明提供節(jié)點(diǎn)級(jí)的不關(guān)注目的地的吞吐量約定，由更高層用于在各種不同的服務(wù)模型中提供應(yīng)用級(jí)的服務(wù)質(zhì)量保 證。在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明提供帶寬保證，從而使得利用基本服務(wù)類 的應(yīng)用可以利用帶寬保證來(lái)對(duì)這些應(yīng)用提供端到端服務(wù)質(zhì)量保證?；?服務(wù)類可以包括(1)保證端到端帶寬的服務(wù)，其中通信量目的地在通 信量源處是已知的以及(2)保證帶寬的基于聚集的服務(wù)，其中通信量 目的地在通信量源處是未知的。本發(fā)明允許在無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中獨(dú)立或者 同時(shí)實(shí)施保證端到端帶寬的服務(wù)以及保證帶寬的基于聚集的服務(wù)。
一般而言，保證端到端帶寬的服務(wù)提供基本的原語(yǔ)(primitive)， 在其上可以實(shí)施更復(fù)雜的應(yīng)用。在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)處 的緩存器大小做出假設(shè)，帶寬要求可以被轉(zhuǎn)換成延遲或者損失要求。在 一個(gè)實(shí)施例中，可以使用本發(fā)明提供保證帶寬的單播服務(wù)，使得無(wú)線網(wǎng) 狀網(wǎng)絡(luò)能夠支持保證帶寬的點(diǎn)到點(diǎn)通信量。在一個(gè)實(shí)施例中，可以使用 本發(fā)明提供保證帶寬的多播服務(wù)，使得無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)能夠支持保證帶寬 的點(diǎn)到多點(diǎn)通信量。在一個(gè)實(shí)施例中，無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中可能在節(jié)點(diǎn)上發(fā) 起或者終止的保證帶寬的連接的總數(shù)量上可能存在自然限制。盡管這里 主要參照單向連接進(jìn)行描述，本發(fā)明也可以用于處理雙向連接。
一般而言，保證帶寬的聚集服務(wù)利用基于聚集的通信，其中通信量 源和通信量目的地是去耦的。在一個(gè)實(shí)施例中，在基于聚集的通信(例 如，從因特網(wǎng)間接訪問(wèn)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)(i3))中，源節(jié)點(diǎn)使用邏輯標(biāo)識(shí)符發(fā) 送分組到聚集節(jié)點(diǎn)(即，中間節(jié)點(diǎn))，而目的地節(jié)點(diǎn)對(duì)發(fā)送到邏輯標(biāo)識(shí) 符的分組表示興趣。在此實(shí)施例中，源節(jié)點(diǎn)和目的地節(jié)點(diǎn)在無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng) 絡(luò)上的通信是通過(guò)聚集節(jié)點(diǎn)。在一個(gè)實(shí)施例中，在單個(gè)無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中， 不需要對(duì)等路由協(xié)議(例如Chord)來(lái)在源節(jié)點(diǎn)和聚集節(jié)點(diǎn)之間和聚集 節(jié)點(diǎn)和目的地節(jié)點(diǎn)之間路由分組。
在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明確定無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中聚集節(jié)點(diǎn)的最佳位 置，以及無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)和無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中所有聚集節(jié)點(diǎn)之間 的通信路徑，以便最大化網(wǎng)絡(luò)吞吐量。在一個(gè)這種實(shí)施例中，本發(fā)明用 帶寬保證支持基于聚集的通信服務(wù)(與盡力而為服務(wù)的i3不同)。在 一個(gè)實(shí)施例中，多播，任播，移動(dòng)性以及類似的功能，以及這些功能的 不同組合，可以在利用本發(fā)明的基于聚集的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)上得到支持。
在一個(gè)實(shí)施例中，為了支持基于聚集的通信，從源節(jié)點(diǎn)到聚集節(jié)點(diǎn) 的通信量不能依賴于目的地節(jié)點(diǎn)(因?yàn)榕c分組關(guān)聯(lián)的目的地節(jié)點(diǎn)在源節(jié)點(diǎn)處是未知的)。在一個(gè)實(shí)施例中，為了支持基于聚集的通信，從源節(jié) 點(diǎn)到聚集節(jié)點(diǎn)的通信量，以及從聚集節(jié)點(diǎn)到目的地節(jié)點(diǎn)的通信量，必須 沿著保證帶寬的路徑路由。在一個(gè)這種實(shí)施例中，為了避免重新配置， 保證帶寬的路徑不能響應(yīng)于通信量模式的變化而被重新路由，并且必須
具有足夠的帶寬來(lái)處理服從關(guān)聯(lián)的節(jié)點(diǎn)保證限制的所有可能的通信量 模式。
盡管這里主要關(guān)于特定的限制(利用約定矢量P )進(jìn)行描述，在一 個(gè)實(shí)施例中，可以擴(kuò)展本發(fā)明以計(jì)入復(fù)雜的鏈路干擾限制，多信道，多 天線，具有多樣性要求的路由等，以及這些的不同組合。在這種實(shí)施例 中，盡管確定產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)鏈路上的固定通信量容量的最佳通信量分流比所 需要的相應(yīng)算法可能根據(jù)這些限制而變化，各網(wǎng)絡(luò)鏈路仍然傳送固定通 信量容量，從而避免對(duì)動(dòng)態(tài)鏈路傳輸調(diào)度的需要。在一個(gè)實(shí)施例中，本 發(fā)明可以擴(kuò)展到其中通信量目的地在通信量源處可能未知的配置中，諸 如用于通過(guò)無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)提供具有吞吐量保證的覆蓋服務(wù)。
圖5示出適于執(zhí)行這里描述的功能的通用計(jì)算機(jī)的高級(jí)框圖。如圖
5中所示的，系統(tǒng)500包括處理器元件502 (例如CPU),存儲(chǔ)器504, 例如隨機(jī)訪問(wèn)存儲(chǔ)器(RAM)和/或只讀存儲(chǔ)器(ROM)，鏈路傳輸調(diào)度 器模塊505，以及各種輸入/輸出設(shè)備906 (例如存儲(chǔ)設(shè)備，包括但不限 于磁帶驅(qū)動(dòng)器，軟盤驅(qū)動(dòng)器，硬盤驅(qū)動(dòng)器或者光盤驅(qū)動(dòng)器，接收器，發(fā) 送器，揚(yáng)聲器，顯示器，輸出端口，以及用戶輸入設(shè)備(諸如鍵盤，小 鍵盤，鼠標(biāo)等))。
應(yīng)當(dāng)注意，本發(fā)明可以軟件和/或軟件和硬件的組合來(lái)實(shí)施，例如 使用專用集成電路(ASIC),通用計(jì)算機(jī)或者任何其它硬件等價(jià)物。在 一個(gè)實(shí)施例中，本鏈路傳輸調(diào)度器過(guò)程505可以被加載到存儲(chǔ)器504中， 并且由處理器502執(zhí)行來(lái)實(shí)施如上所述的功能。這樣，本發(fā)明的鏈路傳 輸調(diào)度器過(guò)程505 (包括關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu))可以被存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介 質(zhì)或者載體上，例如RAM存儲(chǔ)器，磁或者光驅(qū)動(dòng)器或者磁盤等。
盡管這里已經(jīng)詳細(xì)示出和描述了包含本發(fā)明教導(dǎo)的各種實(shí)施例，本 領(lǐng)域技術(shù)人員可以容易地設(shè)計(jì)仍然包含這些教導(dǎo)的艮多其它變化的實(shí) 施例。
權(quán)利要求
1. 一種生成鏈路傳輸調(diào)度的方法，包括根據(jù)路由算法確定與相應(yīng)多個(gè)無(wú)線鏈路中的每一個(gè)關(guān)聯(lián)的固定通信量容量；以及使用該路由算法以及確定的固定通信量容量生成鏈路傳輸調(diào)度，該鏈路傳輸調(diào)度包括使用這些無(wú)線鏈路中的每一個(gè)傳輸通信量所根據(jù)的至少一個(gè)條件，其中該鏈路傳輸調(diào)度適于在動(dòng)態(tài)通信量變化期間保持基本固定。
2. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中確定固定通信量容量包括確定適于配置該路由算法以建立相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)鏈路上的固定通信量容 量的至少一個(gè)路由參數(shù)。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述至少一個(gè)路由參數(shù)以滿足 至少 一個(gè)調(diào)度限制的方式來(lái)確定。
4. 如權(quán)利要求2所述的方法，其中該路由算法是二階段路由算法， 包括第 一階段，在該第 一階段中多個(gè)節(jié)點(diǎn)中的每一個(gè)根據(jù)相應(yīng)多個(gè)通信 量分流比將通信量分配到這些節(jié)點(diǎn)中的每一個(gè)；以及第二階段，在該第二階段中這些節(jié)點(diǎn)中的每一個(gè)將在第一階段中接 收到的通信量路由到包括通信量的目的地節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)中所選擇的 一些節(jié)點(diǎn)；其中確定所述至少一個(gè)路由參數(shù)包括確定與這些節(jié)點(diǎn)中的每一個(gè) 關(guān)聯(lián)的相應(yīng)通信量分流比。
5. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中確定固定通信量容量包括確定與每個(gè)節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)的流入通信量容量； 確定與每個(gè)節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)的流出通信量容量； 確定與每個(gè)節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)的多個(gè)通信量分流比；以及 使用所述流入通信量容量，所述流出通信量容量和所述通信量分流 比，確定所述固定通信量容量。
6. —種生成鏈路傳輸調(diào)度的裝置，包括根據(jù)路由算法確定與相應(yīng)多個(gè)無(wú)線鏈路中的每一個(gè)關(guān)聯(lián)的固定通信量容量的裝置；以及使用該路由算法以及確定的固定通信量容量，生成鏈路傳輸調(diào)度的裝置，該鏈路傳輸調(diào)度包括使用這些無(wú)線鏈路中的每一個(gè)傳輸通信量所 根據(jù)的至少 一個(gè)條件，其中該鏈路傳輸調(diào)度適于在動(dòng)態(tài)通信量變化期間 保持基本固定。
7. 如權(quán)利要求6所述的裝置，其中用于確定固定通信量容量的裝 置包括確定適于配置該3各由算法以建立相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)鏈^各上的固定通信量容 量的至少一個(gè)路由參數(shù)的裝置。
8. 如權(quán)利要求7所述的裝置，其中所述至少一個(gè)路由參數(shù)以滿足 至少 一個(gè)調(diào)度限制的方式來(lái)確定。
9. 如權(quán)利要求6所述的裝置，其中確定固定通信量容量的裝置包括確定與每個(gè)節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)的流入通信量容量的裝置； 確定與每個(gè)節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)的流出通信量容量的裝置； 確定與每個(gè)節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)的多個(gè)通信量分流比的裝置；以及 使用所述流入通信量容量，所述流出通信量容量和所述通信量分流 比，確定所述固定通信量容量的裝置。
10. —種方法，包括接收鏈路傳輸調(diào)度，該鏈路傳輸調(diào)度是使用路由算法以及與相應(yīng)多 個(gè)網(wǎng)絡(luò)鏈路關(guān)聯(lián)的多個(gè)固定通信量容量確定的，其中該鏈路傳輸調(diào)度定 義通過(guò)這些無(wú)線鏈路中的每一個(gè)傳輸通信量所根據(jù)的至少一個(gè)條件，其 中該鏈路傳輸調(diào)度適于在動(dòng)態(tài)通信量變化期間保持基本固定；以及使用該路由算法和該鏈路傳輸調(diào)度通過(guò)這些網(wǎng)絡(luò)鏈路傳輸通信量。
全文摘要
本發(fā)明包括用于生成鏈路傳輸調(diào)度的方法和裝置，所述鏈路傳輸調(diào)度用于處理無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的通信量變化而不需要?jiǎng)討B(tài)調(diào)度或者路由。該方法包括根據(jù)路由算法確定與無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中相應(yīng)無(wú)線鏈路關(guān)聯(lián)的固定通信量容量；以及使用該路由算法以及固定通信量容量，生成鏈路傳輸調(diào)度，該鏈路傳輸調(diào)度包括使用這些無(wú)線鏈路中的每一個(gè)傳輸通信量所根據(jù)的至少一個(gè)條件。該鏈路傳輸調(diào)度適于在動(dòng)態(tài)通信量變化中保持基本固定。路由算法可以是二階段路由算法，其中通信量由無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)使用通信量分流比分配到無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)。對(duì)于二階段路由，可以使用與無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中相應(yīng)節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)的流入和流出通信量容量以及通信量分流比確定固定通信量容量。
文檔編號(hào)H04W40/12GK101416451SQ200780011681
公開(kāi)日2009年4月22日 申請(qǐng)日期2007年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月30日
發(fā)明者M·S·科迪亞拉姆, S·森古普塔, T·拉克什曼 申請(qǐng)人:盧森特技術(shù)有限公司