处理无线网状网络中通信量变化的链路传输调度的方法和设备技术

技术编号:3542953 阅读:185 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术包括用于生成链路传输调度的方法和装置,所述链路传输调度用于处理无线网络中的通信量变化而不需要动态调度或者路由。该方法包括根据路由算法确定与无线网络中相应无线链路关联的固定通信量容量;以及使用该路由算法以及固定通信量容量,生成链路传输调度,该链路传输调度包括使用这些无线链路中的每一个传输通信量所根据的至少一个条件。该链路传输调度适于在动态通信量变化中保持基本固定。路由算法可以是二阶段路由算法,其中通信量由无线网络中的每个节点使用通信量分流比分配到无线网络中的每个节点。对于二阶段路由,可以使用与无线网络中相应节点关联的流入和流出通信量容量以及通信量分流比确定固定通信量容量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及通信网络领域,更具体地涉及无线网络中的路由和调度(scheduling)。
技术介绍
将无线网状网络(WMN)用于新的应用(诸如社区无线网络和要求快速部署的网络)以及用于增加传统无线网络的覆盖和容量的兴趣正在增加。对WMN增加的兴趣主要是由于对有线基础设施支持降低的需求,以及无线部件降低的价格。然而,不利的是,尽管操作上类似于有线骨干网,在WMN中使用无线链路(wireless link)存在几个特有的挑战,诸如从系统生成足够的吞吐量,保证对于最终用户的服务质量,以及将网络扩大到很多节点。已经尝试了各种不同方案来处理这种挑战。在一种方案中,实施物理层改进(例如使用多个信道,具有空时编码的多个天线,以及使用定向天线来最小化干扰)来改进WMN的吞吐量。在另一种现有方案中,由于标准单跳介质访问控制(MAC)在多跳网络中不能很好工作,重新设计了现有的MAC层并提出了新的MAC层(例如,调谐到底下的物理层的MAC层)。在另一种现有方案中,为Ad hoc移动网络开发的协议(例如,诸如基于链路质量的路由协议之类的路由协议,以及诸如新的TCP变体的网络协议)被减少,以力图提供适合用于WMN的协议。尽管现有方案在实现物理层处增加的数据率方面有一些进步,由于MAC层和路由协议的其他限制,多跳无线网络中增加的物理层数据率还没有导致在应用层的增加的吞吐量。此外,这种MAC层和路由协议的低效率可能在中等大小的网络中恶化,在这种网络中通信量(traffic)必须跨过源和目的地之间的多跳。从而,尽管现有的利用动态路由和调度的过程可能获得WMN的网络吞吐量方面的一些微小改进,这种吞吐量提高不足以支持WMN的普遍采用。
技术实现思路
-->通过本专利技术的用于生成链路传输调度(link transmissionschedule)的方法和装置,解决了现有技术中的各种缺陷。该方法包括根据路由算法确定与无线网络的相应多个网络链路相关联的固定通信量容量(traffic capacity);以及使用该路由算法和固定通信量容量,生成链路传输调度,所述链路传输调度包括至少一个条件,根据该条件使用每一个网络链路传输通信量。该链路传输调度适于在通信量变化期间保持基本固定。该路由算法可以包括二阶段路由(two-phase routing)算法,其中通信量由无线网络中的每一个节点依照通信量分流比(traffic split ratio)分配到无线网络中的每个节点。对于使用二阶段路由算法的无线网络,可以使用与无线网络中的每个节点关联的流入和流出通信量容量以及通信量分流比确定固定通信量容量。附图说明通过结合附图考虑下列详细描述,可以容易理解本专利技术的教导,附图中:图1示出了通信网络的高级框图;图2示出了根据本专利技术一个实施例的方法;图3示出了根据本专利技术一个实施例的方法;图4示出了根据本专利技术一个实施例的方法;以及图5示出了适于执行这里描述的功能的通用计算机的高级框图。为了便于理解,在可能的地方使用相同的附图标记来指示这些附图共有的元件。具体实施方式本专利技术通过避免固定的动态资源分配,简化了网络控制并提高了无线网状网络的网络吞吐量。本专利技术使用固定链路传输调度实现了静态路由,以便有效地支持无线网状网络中变化的通信量。使用固定的链路传输调度的静态路由消除了对复杂的动态网络控制的需要(例如动态路由,动态链路传输调度,动态介质访问控制等),从而简化了无线网状网络中的网络控制。使用固定的链路传输调度的静态路由保证了每个无线节点独立于通信量矩阵(traffic matrix)变化的、固定的、长期的吞吐量。-->本专利技术确定固定的链路传输调度,无线网络中的无线节点通过该固定的链路传输调度使用路由算法发送通信量。该路由算法被配置为在无线网络的相应网络链路上建立固定的通信量容量。由于网络中实际的通信量流可能变化,固定的通信量容量是平均的固定通信量容量(即,每个网络链路上的平均通信量容量是固定的)。固定的链路传输调度是使用该路由算法和相关的固定通信量容量确定的。可以处理该路由算法来确定决定链路传输调度所需的固定通信量容量。通过确保与相应网络链路关联的固定通信量容量,本专利技术使得能够在无线网络中使用静态路由和链路传输调度,从而简化了网络控制并提高了网络吞吐量。在一个实施例中,无线网状网络中的通信量路由可以使用二阶段路由算法执行。在该实施例中,通信量是分布式的,在第一传输阶段,根据通信量分流比从源节点到中间节点,并且在第二传输阶段,通信量从中间节点路由到相关的目的地节点。在该实施例中,使用与每个无线节点关联的流入通信量和流出通信量,可以为第一传输阶段中的每个无线节点确定通信量分流比,当将这些通信量分流比应用到无线网状网络时,得到无线网状网络中每个网络链路上的固定的通信量容量。在一个实施例中,通信量分流比可以通过求解满足至少一个链路传输调度限制的路由算法公式来确定。固定的链路传输调度是根据路由算法和固定的通信量容量确定的。在一个实施例中,固定的链路传输调度可以用边着色算法确定。固定的链路传输调度被发送到各无线节点,以便与路由算法一起使用,来将通信量路由通过无线网状网络。该路由算法是静态的,从而消除了响应于网络状况执行动态路由变化的任何需要。该链路传输调度是静态的,从而消除了了响应于网络状况、链路传输调度限制等执行链路传输调度变化的任何需要。图1示出了通信网络的高级框图。具体来说,图1的通信网络100包括无线网状网络(WMN)102和管理系统120。如图1所示,WMN102包括多个节点110(集体地,节点110)以及多个终端112(集体地,终端112)。如图1所示,WMN102可以使用任何无线通信技术实施(例如时分多址(TDMA),码分多址(CDMA)等,以及它们的各种组合)。如图1所示,节点110使用多个网络链路(NL)111(集体地,NL111)通信。如图1所示,终端112使用相应的多个访问链路(AL)113(集-->体地,AL 113)与节点110通信。NL 111包括无线链路。AL 113可以包括有线线路链路或者无线链路。为了清楚,链路(示例性地,NL 111和AL 113)在这里被绘制为单连接;然而,每个链路可以被物理地实施为一对定向链路。例如,尽管这里被绘制为单连接,每个NL 111可以包括一对定向的无线链路(例如,到另一个无线节点的无线链路以及来自另一个无线节点的无线链路)。类似地,每个AL 113可以包括一对链路。节点110包括可操作来支持无线通信的无线节点。节点110可操作以支持基于分组的通信,以及执行路由,信道分配以及类似的功能,以及这些功能的各种组合。节点110实施用于确保NL 111上的固定通信量容量的路由算法。在一个实施例中,节点110包括固定节点。在一个实施例中,至少一部分节点110包括移动节点。节点110包括至少一个天线(为了清楚被略去)。这些天线可以包括窄波束形成天线,全向天线等。尽管为了清楚,每个节点110在这里被描述为具有一个相关联的天线,在一个实施例中,至少一部分节点110可以包括超过一个天线。终端112包括可操作以通过无线网状网络(示例性地,WMN 102)通信的装置。在一个实施例中,终端112包括无线通信装置。在一个实施例中,至少一部分终端1本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种生成链路传输调度的方法,包括: 根据路由算法确定与相应多个无线链路中的每一个关联的固定通信量容量;以及 使用该路由算法以及确定的固定通信量容量生成链路传输调度,该链路传输调度包括使用这些无线链路中的每一个传输通信量所根据的至 少一个条件,其中该链路传输调度适于在动态通信量变化期间保持基本固定。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2006-3-30 11/394,3721.一种生成链路传输调度的方法,包括:根据路由算法确定与相应多个无线链路中的每一个关联的固定通信量容量;以及使用该路由算法以及确定的固定通信量容量生成链路传输调度,该链路传输调度包括使用这些无线链路中的每一个传输通信量所根据的至少一个条件,其中该链路传输调度适于在动态通信量变化期间保持基本固定。2.如权利要求1所述的方法,其中确定固定通信量容量包括:确定适于配置该路由算法以建立相应网络链路上的固定通信量容量的至少一个路由参数。3.如权利要求2所述的方法,其中所述至少一个路由参数以满足至少一个调度限制的方式来确定。4.如权利要求2所述的方法,其中该路由算法是二阶段路由算法,包括:第一阶段,在该第一阶段中多个节点中的每一个根据相应多个通信量分流比将通信量分配到这些节点中的每一个;以及第二阶段,在该第二阶段中这些节点中的每一个将在第一阶段中接收到的通信量路由到包括通信量的目的地节点的节点中所选择的一些节点;其中确定所述至少一个路由参数包括确定与这些节点中的每一个关联的相应通信量分流比。5.如权利要求1所述的方法,其中确定固定通信量容量包括:确定与每个节点关联的流入通信量容量;确定与每个节点关联的流出通信量容量;确定与每个节点关联的多个通信量分流比;以及使用所述流入通信量容量,所述流出通信量容量...

【专利技术属性】
技术研发人员:MS科迪亚拉姆T拉克什曼S森古普塔
申请(专利权)人:卢森特技术有限公司
类型:发明
国别省市:US[美国]

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