用于传输资源的分布式调度的系统和方法技术方案

本申请涉及用于传输资源的分布式调度的系统和方法。根据各种实施例，公开了无线网络(200)中的分布式传输资源管理的系统和方法。传输资源分配通过网络分布至所有节点。在分布式资源管理中，资源分配可以由子节点和/或远程节点(230，240，250)执行，并且子节点和/或远程节点(230，240，250)在无线网络(200)中主动管理传输资源分配。

【技术实现步骤摘要】
相关申请的交叉引用本申请要求提交于2015年3月9日的美国临时专利申请序号62/130,203的优先权，出于各种目的在此通过引用将其全部内容并入本文。
本公开大体上涉及网络资源管理领域，并且更具体地，涉及用于数据传输的时隙管理。
技术介绍
电气与电子工程师协会(IEEE)已提出时隙跳频(TSCH)协议(802.15.4e)，其定义了跳频介质接入控制方案。图1说明了传统的TSCH协议的示例性操作100。使用绝对时隙数(ASN)为在网络中的各种节点指派不同时隙-帧内的时隙。根据跳频算法，每个节点在给定时隙-帧中其被分配的时隙期间“跳变”到不同的信道以传输数据。IEEE针对TSCH定义的标准允许低电力装置支持广泛的应用。在TSCH中，时隙同步影响电力消耗并且保护电力；但是，时隙由网络的较高层指派。例如，如果网络包括中心节点，其连接子节点并且子节点连接另外的节点-“孙”节点，然后针对孙节点的时隙分配将由中心节点完成。资源的中心化分配是一种容易且较不复杂的解决方案；但是，其在消息传输和能效方面引入了高开销。此外，没有配合路由协议所作的资源分配决策影响路由协议的有效运行。例如，如果由中心节点而不是RPL确定时隙分配，TSCH和低电力有耗网络(RPL)的路由协议的结合将会引起问题，因为在这样的情况下，RPL不参与父选择，而这是RPL协议的核心功能，并且因此引起冲突。类似地，TSCH与在资源管理中要求远程节点有效参与的其他协议的结合将会引起效率(低下)，并且有时会引起各种网络元件的功能不匹配。
技术实现思路
根据一个实施例，公开了一种网络元件。网络元件包括收发器和耦合到收发器的处理器。处理器被配置为：识别用于在无线通信网络中通信的至少
一个传输资源；在无线通信网络中选择父网络节点；使用所识别的传输资源，传输与所选父网络节点建立通信的请求；以及使用所识别的传输资源与父网络节点建立通信。根据另一个实施例，公开了一种方法。该方法包括：通过低层网络元件识别用于在无线通信网络中通信的至少一个传输资源；在无线通信网络中选择网络节点；使用所识别的传输资源，传输与所选网络节点建立通信的请求；以及使用所识别的传输资源，与所述网络节点建立通信。根据另一个实施例，公开了一种装置。该装置包括收发器和处理器。处理器被配置为：识别用于在无线通信网络中通信的至少一个传输资源；在无线通信网络中选择高层网络节点；使用所识别的传输资源，传输与所选高层网络节点建立通信的请求；以及使用所识别的传输资源，与高层网络节点建立通信，其中该装置是无线通信网络中的低层网络节点。附图说明图1说明了常规TSCH协议的示例性操作。图2说明了根据一个实施例的示例性无线网络。图3说明了根据一个实施例的使用分布式资源管理的2-跳变网络中的资源冲突/碰撞的示例性概率图表。图4说明了根据一个实施例的无线网络中用于传输资源的分布式调度的过程的示例性流程图。图5说明了根据一个实施例的无线网络中的网络节点的示例性结构。具体实施方式下面的描述提供了用于实施主题的不同特征的许多不同的实施例或示例。这些描述仅仅是出于说明性目的，而不限制本专利技术的范围。根据各种实施例，公开了网络中的分布式资源管理系统和方法。在分布式资源管理中，子节点和/或远程节点主动参与传输资源的分配和管理。参考图2，根据一个实施例，说明了示例性无线网络200。网络200能够是任何形式的网络，例如分级网络、网状网络等等。网络200包括中心节点220。中心节点220能够是任何无线通信网络元件，例如，接入点、网络继电器、网络扩展器、无线路由器或任何其他能够连接到网络并且提供和管理到
各种装置的无线通信连接的装置。中心节点220也能够称为网络200的根节点。网络200还包括子节点230(1)-(N)，孙节点GC 240(1)-(N)以及曾孙节点GGC 250(1)-(n)。然而出于解释的目的，只示出一个曾孙节点GGC 250(N)，网络能够包括许多其他曾孙节点250(1)-(N)。另外，网络层不局限于所说明的网络层。网络200能够包括许多相对于中心节点220的其他层，并且每个子节点在其自身层之下能够有多层网络，例如，如所说明的子节点230(3)具有多个GC节点GC240(3a)-(3n)。类似地，根据网络布局，能够创建更复杂的网络结构以执行本文中所述的实施例。子节点，GC节点以及GCC节点也能够被称为网络中的低层网络节点，其中，中心节点控制所有传输资源。尽管出于示例性和简化的目的，只有一个曾孙节点GGC 250(N)以及少数几个其他节点被示出；但是，网络200能够包括许多子、GC以及GGC节点，并且在GGC节点之上也能够有很多网络节点层。能够基于距离中心节点220的连接距离识别各种节点之间的网络层关系。例如，中心节点220能够被看作是根节点或第一层节点。子节点230能够被识别为第二网络层节点，并且中心节点220能够是子节点230的父节点。类似地，GC节点能够被识别为第三网络层节点，以及GGC节点能够被识别为第四网络层节点等等。每个父节点能够被识别为子节点或孙节点的高网络层节点，例如，GC节点240能够是GGC节点250的父节点，子节点230能够是GC节点240的父节点，中心节点220能够是子节点230的父节点等等。每个父节点能够被看做是子节点或孙节点的高网络层节点等等。按照惯例，当新节点进入网络时，接着该节点请求与中心节点220握手以直接或通过中间节点(诸如，例如，子节点230，GC节点240，GGC节点250等等，这取决于新节点进入网络200的网络层)建立通信。如本文所述，按照惯例，中心节点控制并且分配网络中的传输资源以及所有其他网络节点/元件，所述其他网络节点/元件为低层节点/元件，取决于用于资源分配的中心节点。常规网络中的传输资源由中心或根节点指派，并且子节点或更低层的节点不能控制传输资源分配。根据一个实施例，当新节点希望加入网络200时，接着该新节点在向更高网络层传输任何更高级别消息之前“侦听”传输资源(例如传输信道和网络通信量)以用于父节点选择协商。一旦新节点获得信道信息，即信道繁忙或不繁忙，噪声和其他信道条件等等，那么该新节点选择合适的父节点用于
通信，并且接着随机地从可用参数集中针对所选父节点选择可用的传输资源，例如，时隙、信道偏移和其他需要的相关参数。选择参数之后，新节点发送用于与父节点通信、指示时隙/信道偏移对以及其他需要的参数的关联请求。如果父节点没有信道冲突，它发送肯定响应到新节点，并且两个节点都开始使用所协商的资源。根据一个实施例，子节点或更低网络层节点能够识别用于通信的传输资源，并且传输资源分配被分布到更低网络层节点。因此，子节点或较低网络层节点不必依赖于中心节点进行传输资源分配。根据另外的实施例，在通信操作期间，如果接收信号强度指示器(RSSI)或所选传输资源(例如，时隙、信道等等)内的数据包的重新传输增加，那么网络200中的节点能够进入探测状态(probing state)达预定或随机时间量，以确定所选传输资源的条件是否改善。如果所选传输资源的条件在预定或随机时间段内有改善，那么节点恢复到正常操作。如果传输资源条件在预定或随机时间段内没有改善，那么节点本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种网络元件，其包括：收发器；以及处理器，其耦合于收发器，所述处理器被配置为：识别用于在无线通信网络中通信的至少一个传输资源，在所述无线通信网络中选择父网络节点，使用所识别的传输资源，传输与所选的父网络节点建立通信的请求，以及使用所识别的传输资源，与所述父网络节点建立通信。

【技术特征摘要】
2015.03.09 US 62/130,203;2016.02.26 US 15/054,5081.一种网络元件，其包括：收发器；以及处理器，其耦合于收发器，所述处理器被配置为：识别用于在无线通信网络中通信的至少一个传输资源，在所述无线通信网络中选择父网络节点，使用所识别的传输资源，传输与所选的父网络节点建立通信的请求，以及使用所识别的传输资源，与所述父网络节点建立通信。2.根据权利要求1所述的网络元件，其中所述网络元件是所述无线通信网络中的较低层网络节点，以及所述父网络节点是所述无线通信网络中的较高层网络节点。3.根据权利要求1所述的网络元件，其中所述处理器进一步被配置为：在所述无线网络中广播传输资源的使用，其中所述广播指示所述至少一个传输资源作为分配到所述网络元件的资源以用于在所述无线通信网络中通信。4.根据权利要求3所述的网络元件，其中所述处理器被配置为在信标传输中广播所述传输资源的使用。5.根据权利要求3所述的网络元件，其中所述广播识别分配给所述网络元件以用于在所述无线通信网络中通信的多个传输资源。6.根据权利要求1所述的网络元件，其中所述传输资源包括通信时隙和信道偏移中的一个或更多个。7.根据权利要求1所述的网络元件，其中所述处理器进一步被配置为：确定接收信号强度指示器即RSSI或在所识别的传输资源上的重新传输数中的一个或更多个是否在预定范围内，以及如果在预定的时间段内，所述RSSI或在所识别的传输资源上的重新传输数不在预定范围内，则释放所述传输资源。8.根据权利要求1所述的网络元件，其中所述父节点是所述无线通信网络中的中心节点。9.一种方法，其包括：通过较低层网络元件，识别用于在无线通信网络中通信的至少一个传输资源；在所述无线通信网络中选择网络节点；使用所识别的传输资源，传输与所选网络节点建立通信的请求；以及使用所识别的传输资源，与所述网络节点建立通信。10.根据权利要求9所述的方法，其中所述网络节点是所述无线通信网络中的较高层网络节...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·S·阿卡乌尔科，A·E·扎法，J·周，R·维丹萨姆，
申请(专利权)人：德克萨斯仪器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US