專利名稱：在ad hoc網(wǎng)絡(luò)設(shè)置包傳輸路徑的方法及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
以下的描述涉及在無線通信網(wǎng)絡(luò)中設(shè)置包傳輸路徑，更具體地說，涉及 一種在ad hoc網(wǎng)絡(luò)中使得包傳輸路徑最佳化的方法以及使用該方法的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。
背景技術(shù)：
ad hoc網(wǎng)絡(luò)可通過在節(jié)點(diǎn)之間使用多跳路由來彼此通信，而不需要借助 于特定的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)。在無線通信網(wǎng)絡(luò)中，帶寬會(huì)受到限制，而且會(huì)要求較低 的能量使用。
無線通信網(wǎng)絡(luò)(更具體地說，adhoc網(wǎng)絡(luò))中的路由協(xié)議可確定從源節(jié) 點(diǎn)到目的地節(jié)點(diǎn)的有效包傳輸路徑。
根據(jù)adhoc網(wǎng)絡(luò)中的傳統(tǒng)路由方法，在已經(jīng)從源節(jié)點(diǎn)或中繼節(jié)點(diǎn)接收到 傳輸包的節(jié)點(diǎn)中，最靠近目的地節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)可在隨后的一跳中成為傳輸節(jié)點(diǎn)， 從而將傳輸包轉(zhuǎn)發(fā)到目的地節(jié)點(diǎn)。所述路由方法可減少為了將傳輸包從源節(jié) 點(diǎn)發(fā)送到目的地節(jié)點(diǎn)而產(chǎn)生的跳的總數(shù)。
然而，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中存在多個(gè)源節(jié)點(diǎn)-目的地節(jié)點(diǎn)對(S-D對)時(shí)，傳統(tǒng)路 由方法將引起包傳輸路徑之間的沖突的可能性較高。
此外，源節(jié)點(diǎn)會(huì)需要較高的傳輸功率以將傳輸包發(fā)送到靠近目的地節(jié)點(diǎn) 的節(jié)點(diǎn)。因此，傳統(tǒng)路由方法無法應(yīng)用于功率受限的adhoc網(wǎng)絡(luò)。

發(fā)明內(nèi)容
在一總體方面中，提供一種設(shè)置包傳輸路徑的方法以及使用該方法的網(wǎng) 絡(luò)設(shè)備，所述方法在諸如基于多跳的ad hoc網(wǎng)絡(luò)的無線通信網(wǎng)絡(luò)中確定在源 節(jié)點(diǎn)與目的地節(jié)點(diǎn)之間發(fā)送包的中繼節(jié)點(diǎn)。在另 一總體方面中，提供一種基于信道增益來設(shè)置包傳輸路徑的機(jī)會(huì)方 法以及使用該方法的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。
在另 一總體方面中，提供一種設(shè)置包傳輸路徑的方法以及使用該方法的 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，其基于包延遲來設(shè)置跳數(shù)并基于所設(shè)置的跳數(shù)來設(shè)置路由區(qū)域。
在另 一總體方面中，提供一種設(shè)置包傳輸路徑的方法以及使用該方法的 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，其提供包延遲與傳輸功率之間的有效折衷。
在另一總體方面中， 一種設(shè)置包傳輸路徑的方法包括基于預(yù)定的跳數(shù)
N來設(shè)置N-l個(gè)路由區(qū)域，所述路由區(qū)域包括源節(jié)點(diǎn)與目的地節(jié)點(diǎn)之間的至 少一個(gè)節(jié)點(diǎn)，其中，N指示大于或等于2的整數(shù)，基于信道增益將所述路由 區(qū)域中的節(jié)點(diǎn)確定為中繼節(jié)點(diǎn)。無線通信網(wǎng)絡(luò)可以是基于多跳的ad hoc網(wǎng)絡(luò)。
可基于針對將被發(fā)送的包所允許的延遲時(shí)間來確定預(yù)定的跳數(shù)N。
可將從所述N-l個(gè)路由區(qū)域中的每一個(gè)的中心到邊界的距離與針對將被 發(fā)送的包的跳距的比率設(shè)置為大于0且小于0.5的隨機(jī)值。
源節(jié)點(diǎn)和中繼節(jié)點(diǎn)可基于預(yù)定的跳數(shù)N、跳距以及從N-1個(gè)路由區(qū)域中 的每一個(gè)的中心到邊界的距離來確定傳輸功率。
源節(jié)點(diǎn)或已經(jīng)接收到從源節(jié)點(diǎn)發(fā)送的包的中繼節(jié)點(diǎn)可將包括目的地節(jié)點(diǎn) 的坐標(biāo)信息的控制信號發(fā)送到鄰近路由區(qū)域中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)，已經(jīng)接收到所述 控制信號的節(jié)點(diǎn)可估計(jì)信道增益，在其中估計(jì)的信道增益大于預(yù)定值的節(jié)點(diǎn) 可被確定為隨后的中繼節(jié)點(diǎn)。
確定中繼節(jié)點(diǎn)的步驟可包括由目的地節(jié)點(diǎn)將請求發(fā)送(RTS)功能消 息發(fā)送到鄰近目的地節(jié)點(diǎn)的路由區(qū)域中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)，由已經(jīng)接收到RTS功能 消息的每個(gè)節(jié)點(diǎn)估計(jì)信道增益，以及將在其中估計(jì)的信道增益大于預(yù)定值的 節(jié)點(diǎn)確定為中繼節(jié)點(diǎn)。
在另 一總體方面中， 一種在無線通信中設(shè)置包傳輸路徑以確定在源節(jié)點(diǎn) 與目的地節(jié)點(diǎn)之間發(fā)送包的中繼節(jié)點(diǎn)的方法，包括由源節(jié)點(diǎn)或發(fā)送從源節(jié) 點(diǎn)接收的包的第一中繼節(jié)點(diǎn)將RTS消息發(fā)送到位于預(yù)定區(qū)域中的節(jié)點(diǎn)，并將 已經(jīng)發(fā)送CTS消息的節(jié)點(diǎn)確定為第二中繼節(jié)點(diǎn)，其中，CTS消息包括估計(jì)的 大于預(yù)定值的信道增益，信道增益由已經(jīng)接收到RTS消息的每個(gè)節(jié)點(diǎn)來估計(jì)。 確定第二中繼節(jié)點(diǎn)的步驟可包括響應(yīng)于由單個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送CTS消息的情況， 將已經(jīng)發(fā)送CTS消息的節(jié)點(diǎn)確定為第二中繼節(jié)點(diǎn)。
響應(yīng)于沒有節(jié)點(diǎn)發(fā)送CTS消息的情況，可改變預(yù)定值，從而將正在估計(jì)的信道增益與改變的預(yù)定值進(jìn)行比較。
所述方法還可包括響應(yīng)于至少兩個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送CTS消息的情況，從已經(jīng) 發(fā)送CTS消息的每個(gè)節(jié)點(diǎn)接收基于與信道增益相應(yīng)的概率值而重新發(fā)送的 CTS消息。
當(dāng)預(yù)定區(qū)域中的節(jié)點(diǎn)從至少兩個(gè)源節(jié)點(diǎn)或所述第一中繼節(jié)點(diǎn)接收RTS消 息時(shí)，可由從所述至少兩個(gè)源節(jié)點(diǎn)或所述第一中繼節(jié)點(diǎn)接收RTS消息的節(jié)點(diǎn) 來估計(jì)針對每個(gè)RTS消息的信道增益，當(dāng)估計(jì)的信道增益大于預(yù)定值時(shí)，正 被發(fā)送的CTS消息可包括已經(jīng)發(fā)送RTS消息的源節(jié)點(diǎn)或所述第 一 中繼節(jié)點(diǎn)的
標(biāo)識(shí)信息。
在另 一總體方面中， 一種在無線通信中設(shè)置包傳輸路徑以確定在源節(jié)點(diǎn) 與目的地節(jié)點(diǎn)之間發(fā)送包的中繼節(jié)點(diǎn)的方法，包括由源節(jié)點(diǎn)或發(fā)送從源節(jié) 點(diǎn)接收的包的第一中繼節(jié)點(diǎn)將RTS消息發(fā)送到位于預(yù)定區(qū)域中的節(jié)點(diǎn)，并將 已經(jīng)基于與估計(jì)的信道增益相應(yīng)的回退時(shí)間而首先發(fā)送CTS消息的節(jié)點(diǎn)確定 為第二中繼節(jié)點(diǎn)，其中，CTS消息包括估計(jì)的信道增益，信道增益由已經(jīng)接 收到RTS消息的每個(gè)節(jié)點(diǎn)來估計(jì)。
當(dāng)預(yù)定區(qū)域中的節(jié)點(diǎn)從至少兩個(gè)源節(jié)點(diǎn)或所述第一中繼節(jié)點(diǎn)接收RTS消 息時(shí)，可由從所述至少兩個(gè)源節(jié)點(diǎn)或所述第 一 中繼節(jié)點(diǎn)接收RTS消息的節(jié)點(diǎn) 來估計(jì)針對每個(gè)RTS消息的信道增益，可基于與估計(jì)的信道增益相應(yīng)的回退 時(shí)間來發(fā)送包括已經(jīng)發(fā)送RTS消息的源節(jié)點(diǎn)或所述第 一 中繼節(jié)點(diǎn)的標(biāo)識(shí)信息 的CTS消息。
在另一總體方面中， 一種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，包括源節(jié)點(diǎn)，基于傳輸包中允許 的延遲時(shí)間來確定跳數(shù)；第一中繼節(jié)點(diǎn)，從源節(jié)點(diǎn)接收包括目的地節(jié)點(diǎn)的坐 標(biāo)信息的控制信號，估計(jì)信道增益并當(dāng)估計(jì)的信道增益大于預(yù)定值時(shí)將響應(yīng) 消息發(fā)送到源節(jié)點(diǎn)；以及第二中繼節(jié)點(diǎn)，從目的地節(jié)點(diǎn)接收消息，估計(jì)信道 增益，以及當(dāng)估計(jì)的信道增益大于預(yù)定值時(shí)將響應(yīng)消息發(fā)送到目的地節(jié)點(diǎn)。
第一中繼節(jié)點(diǎn)和第二中繼節(jié)點(diǎn)可基于跳數(shù)而分別位于不同的預(yù)定路由區(qū) 域中。
第 一 中繼節(jié)點(diǎn)可基于與估計(jì)的信道增益相應(yīng)的回退時(shí)間來發(fā)送響應(yīng)消
自
通過以下對結(jié)合附圖公開本發(fā)明的示例性實(shí)施例的詳細(xì)描述，本領(lǐng)域的 技術(shù)人員將清楚其它特征。


圖1是示出根據(jù)示例性實(shí)施例的ad hoc網(wǎng)絡(luò)的配置示圖。
圖2是示出根據(jù)示例性實(shí)施例的設(shè)置包傳輸路徑的方法的流程圖。
圖3是示出根據(jù)示例性實(shí)施例的設(shè)置路由區(qū)域的方法的示圖。
圖4是示出根據(jù)示例性實(shí)施例的確定路由區(qū)域的方法的示圖。
圖5是示出根據(jù)另一示例性實(shí)施例的設(shè)置包傳輸路徑的方法的流程圖。
圖6是示出根據(jù)示例性實(shí)施例的選擇中繼節(jié)點(diǎn)的方法的示圖。
圖7是示出當(dāng)圖5中沒有節(jié)點(diǎn)發(fā)送允許發(fā)送(CTS)消息時(shí)設(shè)置包傳輸
路徑的方法的流程圖。
圖8是示出根據(jù)示例性實(shí)施例的當(dāng)至少兩個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送CTS消息時(shí)設(shè)置包
傳輸路徑的方法的流程圖。
圖9是示出根據(jù)示例性實(shí)施例的具有多個(gè)傳輸節(jié)點(diǎn)的ad hoc網(wǎng)絡(luò)的示圖。
圖10是示出根據(jù)另 一示例性實(shí)施例的設(shè)置包傳輸路徑的方法的流程圖。 圖11是示出根據(jù)示例性實(shí)施例的相對于回退時(shí)間的效用函數(shù)的示圖。 在整個(gè)附圖以及詳細(xì)的描述中，除非特別說明，否則，將相同的附圖標(biāo)
號理解為指示相同的部件、特征和結(jié)構(gòu)。為了清楚和簡明起見，可將部件的
厚度夸大。
具體實(shí)施例方式
提供以下詳細(xì)的描述，以幫助讀者全面理解這里所描述的介質(zhì)、設(shè)備、 方法和/或系統(tǒng)。因此，將向本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員建議這里所述的系統(tǒng)、方 法、設(shè)備和/或介質(zhì)的各種改變、改進(jìn)和等同物。此外，為了增加清楚性和簡 明性，將省略對已知功能和構(gòu)造的描述。
圖1示出根據(jù)示例性實(shí)施例的adhoc網(wǎng)絡(luò)。如圖1所示，在adhoc網(wǎng)絡(luò) 中隨機(jī)分布n個(gè)節(jié)點(diǎn)。在ad hoc網(wǎng)絡(luò)中可存在n個(gè)隨機(jī)S-D對或者更少的S-D 對。參照圖1,源節(jié)點(diǎn)1到目的地節(jié)點(diǎn)1以及源節(jié)點(diǎn)2到目的地節(jié)點(diǎn)2示出 通過多跳通信產(chǎn)生的路由的示例。
在以下的描述中，可根據(jù)等式1來限定adhoc網(wǎng)絡(luò)的信道模型，但不限 于此。[等式1]
其中， <formula>formula see original document page 9</formula>其中，&指示符合^^|1=1的瑞利衰減信道，y指示路徑損耗指數(shù)，假
設(shè)其大于2。假設(shè)包括源節(jié)點(diǎn)的發(fā)送方會(huì)無法知曉信道狀態(tài)信息，并且接收
方可測量信道狀態(tài)信息。
圖2示出根據(jù)示例性實(shí)施例的設(shè)置包傳輸路徑的方法。
參照圖2，所述方法包括在操作S201，基于預(yù)定的跳數(shù)N設(shè)置N-1個(gè)
路由區(qū)域，所述路由區(qū)域包括源節(jié)點(diǎn)與目的地節(jié)點(diǎn)之間的至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)，其
中，N指示大于或等于2的整數(shù)，基于信道增益將路由區(qū)域中的節(jié)點(diǎn)確定為
包中繼節(jié)點(diǎn)。
在操作S201，可由源節(jié)點(diǎn)基于針對將被發(fā)送的包所允許的延遲時(shí)間來確 定跳數(shù)N?？苫谙到y(tǒng)總量、每個(gè)源節(jié)點(diǎn)-目的地節(jié)點(diǎn)對(S-D對)的平均傳 輸功率等來設(shè)置針對將被發(fā)送的包所允許的延遲時(shí)間。因此，隨著針對將被 發(fā)送的包所允許的延遲時(shí)間的下降，跳數(shù)會(huì)下降。
圖3示出根據(jù)示例性實(shí)施例的設(shè)置路由區(qū)域的方法。
如圖3所示，在源節(jié)點(diǎn)301與目的地節(jié)點(diǎn)309之間設(shè)置路由區(qū)域303、 305和307。路由區(qū)域303、 305和307中的每一個(gè)包括至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)。
源節(jié)點(diǎn)301可將鄰近路由區(qū)域303中的節(jié)點(diǎn)確定為第一跳中的包接收節(jié) 點(diǎn)，其中，確定的節(jié)點(diǎn)可以是具有大于預(yù)定值的信道增益的鄰近路由區(qū)域303 中的節(jié)點(diǎn)之一。第一跳中的包接收節(jié)點(diǎn)成為隨后的跳(第二跳)中的中繼節(jié) 點(diǎn)。在第二跳中確定的中繼節(jié)點(diǎn)可將鄰近路由區(qū)域305中的節(jié)點(diǎn)確定為隨后 的跳(第三跳)中的中繼節(jié)點(diǎn)，其中，第三跳中的中繼節(jié)點(diǎn)可以是具有大于 預(yù)定值的信道增益的鄰近路由區(qū)域305中的節(jié)點(diǎn)之一。
如上所述，在路由區(qū)域中具有較高的信道增益(例如，大于預(yù)定值的信 道增益)的節(jié)點(diǎn)可被選為中繼節(jié)點(diǎn)，由此獲取多用戶分級(MUD)增益。 MUD增益可以等于路由區(qū)域303中的節(jié)點(diǎn)數(shù)的對數(shù)。
當(dāng)路由區(qū)域303、 305和307中存在足夠數(shù)量的節(jié)點(diǎn)時(shí)，可選擇具有較高 的信道增益的節(jié)點(diǎn)。
因此，傳輸節(jié)點(diǎn)可減少與信道增益相應(yīng)的傳輸功率。傳輸功率的減少可 容許更多的S-D對，并增加整個(gè)系統(tǒng)的總量。鄰近目的地節(jié)點(diǎn)309的路由區(qū)域307可將在其中從目的地節(jié)點(diǎn)309接收 的信號的信道增益大于預(yù)定值的節(jié)點(diǎn)確定為中繼節(jié)點(diǎn)。
因此，在目的地節(jié)點(diǎn)309之前兩跳的中繼節(jié)點(diǎn)將包發(fā)送到路由區(qū)域307 中的中繼節(jié)點(diǎn)。
圖4示出確定路由區(qū)域(例如，圖3所示的路由區(qū)域中的每一個(gè))的示 例'性方法。
應(yīng)理解盡管以方形的形式來設(shè)置圖4中的路由區(qū)域403,但這并不是 限制性的。路由區(qū)域403的大小可與等式2相關(guān) [等式2]
r = ad ,
其中，a處于0"<1/2的范圍中，r指示/人5^由區(qū)域403的中心("y,)到邊 界的距離，d指示跳距?？苫谝蟮木W(wǎng)絡(luò)條件來預(yù)定d和r。
d指示從包傳輸節(jié)點(diǎn)(源節(jié)點(diǎn)或中繼節(jié)點(diǎn))到鄰近路由區(qū)域403中的中 繼節(jié)點(diǎn)的距離，或從先前路由區(qū)域的中心(x。， y。)到隨后的路由區(qū)域的中心(&, y,) 的距離。
由于跳到鄰近節(jié)點(diǎn)會(huì)造成干擾，所以可將r設(shè)置為甚至短于d。由于跳距 d甚至長于r,所以可假設(shè)d對于每一跳具有等同的值。
ad hoc網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)可使用全球定位系統(tǒng)(GPS)裝置來知曉每個(gè) 節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)信息。因此，每個(gè)節(jié)點(diǎn)可知曉關(guān)于哪個(gè)路由區(qū)域包括每個(gè)節(jié)點(diǎn)的 信息以及關(guān)于d和r的信息。
參照圖3，源節(jié)點(diǎn)301和每個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)可基于預(yù)定的跳數(shù)N、跳距d以 及從路由區(qū)域的中心到邊界的距離r來設(shè)置傳輸功率。當(dāng)跳距被設(shè)置得較長 時(shí)，相應(yīng)于所述跳距，將傳輸功率設(shè)置得較高，當(dāng)跳距被設(shè)置得較短時(shí)，相 應(yīng)于所述跳距，跳數(shù)N可被設(shè)置得較高，而傳輸功率可被設(shè)置得較低。
圖5示出根據(jù)另一示例性實(shí)施例的設(shè)置包傳輸路徑的方法。
參照圖5，在操作505,由源節(jié)點(diǎn)或發(fā)送從源節(jié)點(diǎn)接收的包的第一中繼節(jié) 點(diǎn)501將請求發(fā)送(RTS)消息發(fā)送到位于預(yù)定區(qū)域中的候選節(jié)點(diǎn)503,在操 作507，由已經(jīng)接收到RTS消息的每個(gè)候選節(jié)點(diǎn)估計(jì)信道增益，在操作511, 由操作509中得到的在其中估計(jì)的信道增益大于預(yù)定值的候選節(jié)點(diǎn)來發(fā)送包 括估計(jì)的信道增益的允許發(fā)送(CTS)消息，當(dāng)存在發(fā)送CTS消息的單個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí)，將已經(jīng)發(fā)送所述CTS消息的候選節(jié)點(diǎn)確定為第二中繼節(jié)點(diǎn)，在操作513 ， 發(fā)送包，在操作515,由已經(jīng)發(fā)送CTS消息的單個(gè)節(jié)點(diǎn)來發(fā)送確認(rèn)(ACK)消息。
在操作505,源節(jié)點(diǎn)(或第一中繼節(jié)點(diǎn))501可將包括目的地節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo) 信息的RTS消息發(fā)送到鄰近路由區(qū)域中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)(每個(gè)候選節(jié)點(diǎn))503。
在操作507,路由區(qū)域中的每個(gè)候選節(jié)點(diǎn)503可使用RTS消息來估計(jì)信 道增益。
可使用與用于發(fā)送包的頻率不同的隨機(jī)頻率來發(fā)送RTS消息和CTS消
自
在操作509,每個(gè)節(jié)點(diǎn)可確定估計(jì)的信道增益是否大于閾值。在操作511, 在其中信道增益大于閾值的節(jié)點(diǎn)將包括估計(jì)的信道增益的CTS消息發(fā)送到源
節(jié)點(diǎn)(或第一中繼節(jié)點(diǎn))501。 所述閾值可根據(jù)等式3: [等式3]
其中，m指示存在于路由區(qū)域中的節(jié)點(diǎn)數(shù)量。在假設(shè)m足夠的情況下， 最高的信道增益理論上等于log(m)。
然而，當(dāng)考慮實(shí)際m時(shí)，會(huì)出現(xiàn)針對信道增益的誤差s,(s,刈)?？稍O(shè)置閾 值的總數(shù)TTH,針對信道增益的誤差5,可符合0<￡1 <'''<￡^。
在操作513,源節(jié)點(diǎn)(或第一中繼節(jié)點(diǎn))501可將已經(jīng)發(fā)送CTS消息的 節(jié)點(diǎn)確定為隨后的跳中的中繼節(jié)點(diǎn)，并發(fā)送包。
在操作515,已經(jīng)發(fā)送CTS消息的節(jié)點(diǎn)在包被接收的情況下發(fā)送ACK 消息。
在預(yù)定時(shí)隙期間沒有節(jié)點(diǎn)發(fā)送CTS消息的情況下，閾值可改變?yōu)?br> 圖6示出根據(jù)示例性實(shí)施例的選擇用于將包發(fā)送到目的地節(jié)點(diǎn)609的中 繼節(jié)點(diǎn)的方法。
參照圖6,由于目的地節(jié)點(diǎn)609可被預(yù)定，所以可基于接收分級增益來 確定對鄰近目的地節(jié)點(diǎn)609的if各由區(qū)域605中的中繼節(jié)點(diǎn)的選4奪。
在目的地節(jié)點(diǎn)609之前兩跳的中繼節(jié)點(diǎn)603將中繼節(jié)點(diǎn)確定請求消息發(fā) 送到鄰近目的地節(jié)點(diǎn)609的路由區(qū)域605中的代表節(jié)點(diǎn)607。在目的地節(jié)點(diǎn)609之前兩跳的中繼節(jié)點(diǎn)603存在于第N-2個(gè)路由區(qū)域601 中。這里，N指示預(yù)定的跳數(shù)。鄰近目的地節(jié)點(diǎn)609的路由區(qū)域605指示第 N-l個(gè)路由區(qū)域。
已經(jīng)接收到中繼節(jié)點(diǎn)確定請求消息的代表節(jié)點(diǎn)607將中繼節(jié)點(diǎn)確定請求 消息發(fā)送到目的地節(jié)點(diǎn)609。
當(dāng)目的地節(jié)點(diǎn)609接收中繼節(jié)點(diǎn)確定請求消息時(shí)，目的地節(jié)點(diǎn)609將RTS 功能消息發(fā)送到鄰近路由區(qū)域605中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)。
RTS功能消息由目的地節(jié)點(diǎn)發(fā)送以進(jìn)行路徑設(shè)置。通常，RTS消息是由 發(fā)送數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)發(fā)送的消息。除了目的地節(jié)點(diǎn)發(fā)送RTS功能消息以進(jìn)行路徑 設(shè)置之外，RTS功能消息具有與RTS消息相同的功能。
已經(jīng)接收到RTS功能消息的每個(gè)節(jié)點(diǎn)基于接收的RTS功能消息來估計(jì)信 道增益。在其中估計(jì)的信道增益大于預(yù)定值的節(jié)點(diǎn)可將包括估計(jì)的信道增益 的CTS功能消息發(fā)送到目的地節(jié)點(diǎn)609。
CTS功能消息可對應(yīng)于RTS功能消息。因此，除了用于發(fā)送數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn) 將CTS功能消息發(fā)送到目的地節(jié)點(diǎn)之外，CTS功能消息具有與CTS消息相 同的功能。
代表節(jié)點(diǎn)607隨后將已經(jīng)將CTS功能消息發(fā)送到目的地節(jié)點(diǎn)609的節(jié)點(diǎn) (最后一跳中的中繼節(jié)點(diǎn))通知給在目的地節(jié)點(diǎn)609之前兩跳的中繼節(jié)點(diǎn) 603。
在目的地節(jié)點(diǎn)609之前兩跳的中繼節(jié)點(diǎn)603將包發(fā)送到最后一跳中的中 繼節(jié)點(diǎn)。
閾值的改變處理以及CTS功能消息的沖突防止處理可^f皮類似地應(yīng)用于 確定最后一跳中的中繼節(jié)點(diǎn)的處理。
圖7示出當(dāng)圖5中沒有節(jié)點(diǎn)發(fā)送CTS消息時(shí)設(shè)置包傳輸路徑的示例性方法。
參照圖5和圖7,在操作S701，當(dāng)在預(yù)定時(shí)隙期間發(fā)送CTS消息的節(jié)點(diǎn) 不存在時(shí)，閾值被改變。當(dāng)在預(yù)定時(shí)隙之內(nèi)沒有接收到CTS消息時(shí)，源節(jié)點(diǎn) (或第一中繼節(jié)點(diǎn))501將閾值改變?yōu)閊ra，w,并發(fā)送包括改變的閾值^m川 的RTS消息。
在操作S703，鄰近路由區(qū)域中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)(每個(gè)候選節(jié)點(diǎn))503將改變 的閾值7m,!+i與估計(jì)的信道增益進(jìn)行比較。在操作S705,在其中估計(jì)的信道增益大于改變的闊值7m,'+i的節(jié)點(diǎn)發(fā)送CTS消息。在操作S707,當(dāng)即使閾值 第T-l次被改變也沒有發(fā)送CTS消息時(shí)，發(fā)生節(jié)點(diǎn)確定失敗(中斷)。在操作 S709,當(dāng)出現(xiàn)節(jié)點(diǎn)確定失敗(中斷)時(shí)，路由區(qū)域中的代表節(jié)點(diǎn)發(fā)送非確認(rèn) (NACK)消息。路由區(qū)域中的代表節(jié)點(diǎn)可以是位于路由區(qū)域的中心的節(jié)點(diǎn) 或預(yù)定的協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)。
當(dāng)至少兩個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送CTS消息時(shí)，會(huì)發(fā)生沖突。
圖8示出根據(jù)示例性實(shí)施例的當(dāng)至少兩個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送CTS消息時(shí)設(shè)置包傳 輸路徑的方法。
參照圖5和圖8，在操作S801，路由區(qū)域中的每個(gè)候選節(jié)點(diǎn)503使用RTS 消息來估計(jì)信道增益。
在其中估計(jì)的信道增益大于閾值的節(jié)點(diǎn)可將CTS消息發(fā)送到源節(jié)點(diǎn)(或
第一中繼節(jié)點(diǎn))501。
在操作S803，已經(jīng)發(fā)送CTS消息的節(jié)點(diǎn)確定CTS消息是否由路由區(qū)域 中的至少兩個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送。路由區(qū)域中的代表節(jié)點(diǎn)可確定CTS消息是否由所述 至少兩個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送，并將這一情況報(bào)告給已經(jīng)發(fā)送CTS消息的每個(gè)節(jié)點(diǎn)。
在操作S805，當(dāng)單個(gè)節(jié)點(diǎn)將CTS消息發(fā)送到源節(jié)點(diǎn)(或第一中繼節(jié)點(diǎn)) 501時(shí)，ACK消息被發(fā)送，并且中繼節(jié)點(diǎn)(或第二中繼節(jié)點(diǎn))可被確定。
在操作S807,當(dāng)至少兩個(gè)節(jié)點(diǎn)將CTS消息發(fā)送到源節(jié)點(diǎn)(或第一中繼 節(jié)點(diǎn))501時(shí)，已經(jīng)發(fā)送CTS消息的每個(gè)節(jié)點(diǎn)基于與信道增益相應(yīng)的概率值 來重新發(fā)送CTS消息。
與信道增益相應(yīng)的概率值可以是預(yù)定值，隨著信道增益的增加，所述概 率值可被設(shè)置為接近1。
由于已經(jīng)發(fā)送CTS消息的每個(gè)節(jié)點(diǎn)使用隨著信道增益的增加而增加的 概率值來重新發(fā)送CTS消息，所以可防止CTS消息的沖突。
圖9示出根據(jù)示例性實(shí)施例的存在多個(gè)傳輸節(jié)點(diǎn)的情況。
參照圖9, ^各由區(qū)域909中的節(jié)點(diǎn)905和卯7 乂人至少兩個(gè)傳輸節(jié)點(diǎn)901 和903接收RTS消息。
路由區(qū)域909中的節(jié)點(diǎn)905和907可估計(jì)針對每個(gè)RTS消息的信道增益。
當(dāng)估計(jì)的信道增益大于預(yù)定值時(shí)，將包括已經(jīng)發(fā)送RTS消息的源節(jié)點(diǎn)或 第一中繼節(jié)點(diǎn)的標(biāo)識(shí)信息(ID)和估計(jì)的信道增益的CTS消息發(fā)送到傳輸節(jié) 點(diǎn)901和903中的每一個(gè)。傳輸節(jié)點(diǎn)901和903中的每一個(gè)可通過使用ID而知曉已經(jīng)發(fā)送CTS消 息的節(jié)點(diǎn)。由于任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)均可被選為具有最高信道增益的候選節(jié)點(diǎn)，并 且另一節(jié)點(diǎn)可被選為具有第二高節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)，所以傳輸節(jié)點(diǎn)901和903中的 每一個(gè)可防止鏈路之間的沖突。
當(dāng)存在多個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí)，可按照類似于存在單個(gè)傳輸節(jié)點(diǎn)情況的方式來執(zhí)行 解決閾值與CTS消息的沖突的處理。
圖10示出根據(jù)另一示例性實(shí)施例的設(shè)置包傳輸路徑的方法。
參照圖10,所述方法包括在操作1005,由源節(jié)點(diǎn)或發(fā)送從源節(jié)點(diǎn)接收 的包的第一中繼節(jié)點(diǎn)1001將RTS消息發(fā)送到位于預(yù)定區(qū)域中的候選節(jié)點(diǎn) 1003，在操作1007,由已經(jīng)接收到RTS消息的每個(gè)候選節(jié)點(diǎn)來估計(jì)信道增益， 在操作1009和1011,基于與估計(jì)的信道增益相應(yīng)的回退時(shí)間來發(fā)送包括估 計(jì)的信道增益的CTS消息，在操作1013和1015,將已經(jīng)首先發(fā)送CTS消息 的節(jié)點(diǎn)確定為中繼節(jié)點(diǎn)或第二中繼節(jié)點(diǎn)。
在操作1005,源節(jié)點(diǎn)(或第一中繼節(jié)點(diǎn))IOOI將包括目的地節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo) 信息的RTS消息發(fā)送到鄰近路由區(qū)域中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)(每個(gè)候選節(jié)點(diǎn))1003。
在操作1007,鄰近路由區(qū)域中的每個(gè)候選節(jié)點(diǎn)1003使用RTS消息來估 計(jì)信道增益。
可使用與用于發(fā)送包的頻率不同的隨機(jī)頻率來發(fā)送RTS消息和CTS消
在操作1009,鄰近路由區(qū)域中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)基于預(yù)定的回退時(shí)間來操作定 時(shí)器(未示出)。
圖11示出回退時(shí)間U是基于信道增益的效用函數(shù)?？赏ㄟ^將隨機(jī)函數(shù) 建模為具有針對信道增益的單調(diào)下降特征來產(chǎn)生效用函數(shù)。
參照圖10,在操作1007,當(dāng)從至少兩個(gè)源節(jié)點(diǎn)或所述第一中繼節(jié)點(diǎn)接收 到RTS消息時(shí)，鄰近路由區(qū)域中的每個(gè)候選節(jié)點(diǎn)1003估計(jì)針對每個(gè)RTS消
息的信道增益。
在操作1011,基于回退時(shí)間操作的定時(shí)器相應(yīng)于0的節(jié)點(diǎn)將包括估計(jì)的 信道增益的CTS消息發(fā)送到源節(jié)點(diǎn)(或第一中繼節(jié)點(diǎn))1001。
在操作1013,源節(jié)點(diǎn)(或第一中繼節(jié)點(diǎn))1001將包發(fā)送到已經(jīng)發(fā)送CTS 消息的節(jié)點(diǎn)。在操作1015,已經(jīng)接收包的節(jié)點(diǎn)將ACK消息發(fā)送到源節(jié)點(diǎn)(或 第一中繼節(jié)點(diǎn))1001?？稍谝粋€(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中記錄、存儲(chǔ)或固定上述方法，所述計(jì) 算機(jī)可讀介質(zhì)包括將由計(jì)算機(jī)執(zhí)行的程序指令，以促使處理器實(shí)行或執(zhí)行所 述程序指令。所述介質(zhì)還可單獨(dú)包括(或與程序指令相結(jié)合地包括)數(shù)據(jù)文
件、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的示例包括磁介質(zhì)(諸如硬盤、軟盤和 磁帶)、光學(xué)介質(zhì)(諸如CD ROM盤和DVD )、磁-光介質(zhì)(諸如光盤)、以及 被專門配置為存儲(chǔ)并執(zhí)行程序指令的硬件裝置(諸如只讀存儲(chǔ)器(ROM)、 隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、閃存等)。程序指令的示例包括(諸如由編譯器 產(chǎn)生的)機(jī)器代碼和文件(包含可由計(jì)算機(jī)使用解釋器而執(zhí)行的更高級別的 代碼)。所述硬件裝置可被配置為用作一個(gè)或多個(gè)軟件模塊，以便執(zhí)行上述操 作和方法。
以上已經(jīng)描述了若千示例性實(shí)施例。然而，應(yīng)理解，可對其進(jìn)行各種修 改。例如，如果按照不同的順序來執(zhí)行所述技術(shù)并且/或者如果按照不同的方 式來組合所述系統(tǒng)、體系結(jié)構(gòu)、裝置或電路中的部件以及/或者由其它部件或 它們的等同物來替代或補(bǔ)充所述部件，則會(huì)實(shí)現(xiàn)適合的結(jié)果。因此，其它實(shí) 現(xiàn)也落入權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種在無線通信網(wǎng)絡(luò)中設(shè)置包傳輸路徑的方法，所述方法包括基于預(yù)定的跳數(shù)N來設(shè)置N-1個(gè)路由區(qū)域，所述路由區(qū)域包括源節(jié)點(diǎn)與目的地節(jié)點(diǎn)之間的至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)，其中，N指示大于或等于2的整數(shù)；基于信道增益將所述路由區(qū)域中的節(jié)點(diǎn)確定為中繼節(jié)點(diǎn)。
2、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，基于針對將被發(fā)送的包所允許的延 遲時(shí)間來確定預(yù)定的跳數(shù)N。
3、 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，從所述N-1個(gè)路由區(qū)域中的每一個(gè) 的中心到邊界的距離與針對將被發(fā)送的包的跳距的比率為大于0且小于0.5 的值。
4、 如權(quán)利要求3所述的方法，其中，源節(jié)點(diǎn)和中繼節(jié)點(diǎn)基于預(yù)定的跳數(shù) N、跳距以及從N-l個(gè)路由區(qū)域中的每一個(gè)的中心到邊界的距離來設(shè)置傳輸 功率。
5、 如權(quán)利要求l所述的方法，還包括由源節(jié)點(diǎn)或已經(jīng)接收到從源節(jié)點(diǎn)發(fā)送的包的中繼節(jié)點(diǎn)將包括目的地節(jié)點(diǎn) 的坐標(biāo)信息的控制信號發(fā)送到鄰近路由區(qū)域中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)； 由已經(jīng)接收到所述控制信號的節(jié)點(diǎn)估計(jì)信道增益；以及 將在其中估計(jì)的信道增益大于預(yù)定值的已經(jīng)接收到所述控制信號的節(jié)點(diǎn) 確定為隨后的中繼節(jié)點(diǎn)。
6、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，確定中繼節(jié)點(diǎn)的步驟包括 由目的地節(jié)點(diǎn)將請求發(fā)送(RTS)功能消息發(fā)送到鄰近目的地節(jié)點(diǎn)的路由區(qū)域中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)；由已經(jīng)接收到RTS功能消息的每個(gè)節(jié)點(diǎn)估計(jì)信道增益；以及 將在其中估計(jì)的信道增益大于預(yù)定值的節(jié)點(diǎn)確定為中繼節(jié)點(diǎn)。
7、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，無線通信網(wǎng)絡(luò)是基于多跳的adhoc 網(wǎng)絡(luò)。
8、 一種在無線通信中設(shè)置包傳輸路徑以確定在源節(jié)點(diǎn)與目的地節(jié)點(diǎn)之間 發(fā)送包的中繼節(jié)點(diǎn)的方法，所述方法包括由源節(jié)點(diǎn)或發(fā)送從源節(jié)點(diǎn)接收的包的第 一 中繼節(jié)點(diǎn)將請求發(fā)送(RTS ) 消息發(fā)送到位于預(yù)定區(qū)域中的節(jié)點(diǎn)；以及將已經(jīng)發(fā)送允許發(fā)送(CTS)消息的節(jié)點(diǎn)確定為第二中繼節(jié)點(diǎn)，其中，CTS消息包括估計(jì)的大于預(yù)定值的信道增益，信道增益由已經(jīng)接收到RTS消 息的每個(gè)節(jié)點(diǎn)來估計(jì)。
9、 如權(quán)利要求8所述的方法，其中，確定第二中繼節(jié)點(diǎn)的步驟包括響 應(yīng)于由單個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送CTS消息的情況，將已經(jīng)發(fā)送CTS消息的節(jié)點(diǎn)確定為第 二中繼節(jié)點(diǎn)。
10、 如權(quán)利要求8所述的方法，其中，響應(yīng)于沒有節(jié)點(diǎn)發(fā)送CTS消息的 情況，改變預(yù)定值，從而將正在估計(jì)的信道增益與改變的預(yù)定值進(jìn)行比較。
11、 如權(quán)利要求8所述的方法，還包括響應(yīng)于至少兩個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送CTS 消息的情況，從.已經(jīng)發(fā)送CTS消息的每個(gè)節(jié)點(diǎn)接收基于與信道增益相應(yīng)的概 率值而重新發(fā)送的CTS消息。
12、 如權(quán)利要求8所述的方法，其中，當(dāng)預(yù)定區(qū)域中的節(jié)點(diǎn)從至少兩個(gè) 源節(jié)點(diǎn)或所述第一中繼節(jié)點(diǎn)接收RTS消息時(shí)，由從所述至少兩個(gè)源節(jié)點(diǎn)或所 述第一中繼節(jié)點(diǎn)接收RTS消息的節(jié)點(diǎn)來估計(jì)針對每個(gè)RTS消息的信道增益， 以及當(dāng)估計(jì)的信道增益大于預(yù)定值時(shí)，正被發(fā)送的CTS消息包括已經(jīng)發(fā)送 RTS消息的源節(jié)點(diǎn)或所述第 一 中繼節(jié)點(diǎn)的標(biāo)識(shí)信息。
13、 一種在無線通信中設(shè)置包傳輸路徑以確定在源節(jié)點(diǎn)與目的地節(jié)點(diǎn)之 間發(fā)送包的中繼節(jié)點(diǎn)的方法，所述方法包括由源節(jié)點(diǎn)或發(fā)送從源節(jié)點(diǎn)接收的包的第 一中繼節(jié)點(diǎn)將請求發(fā)送(RTS ) 消息發(fā)送到位于預(yù)定區(qū)域中的節(jié)點(diǎn)；以及將已經(jīng)基于與估計(jì)的信道增益相應(yīng)的回退時(shí)間而首先發(fā)送允許發(fā)送 (CTS)消息的節(jié)點(diǎn)確定為第二中繼節(jié)點(diǎn)，其中，CTS消息包括估計(jì)的信道 增益，信道增益由已經(jīng)接收到RTS消息的每個(gè)節(jié)點(diǎn)來估計(jì)。
14、 如權(quán)利要求13所述的方法，其中，當(dāng)預(yù)定區(qū)域中的節(jié)點(diǎn)從至少兩個(gè) 源節(jié)點(diǎn)或所述第一中繼節(jié)點(diǎn)接收RTS消息時(shí)，由從所述至少兩個(gè)源節(jié)點(diǎn)或所 述第一中繼節(jié)點(diǎn)接收RTS消息的節(jié)點(diǎn)來估計(jì)針對每個(gè)RTS消息的信道增益， 以及基于與估計(jì)的信道增益相應(yīng)的回退時(shí)間來發(fā)送包括已經(jīng)發(fā)送RTS消息的 源節(jié)點(diǎn)或所述第一中繼節(jié)點(diǎn)的標(biāo)識(shí)信息的CTS消息。
15、 一種無線通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，包括源節(jié)點(diǎn)，基于傳輸包中允許的延遲時(shí)間來確定跳數(shù)；第一中繼節(jié)點(diǎn)，從源節(jié)點(diǎn)接收目的地節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)信息，估計(jì)信道增益，當(dāng)估計(jì)的信道增益大于預(yù)定值時(shí)將響應(yīng)消息發(fā)送到源節(jié)點(diǎn)；以及第二中繼節(jié)點(diǎn)，從目的地節(jié)點(diǎn)接收消息，估計(jì)信道增益，當(dāng)估計(jì)的信道 增益大于預(yù)定值時(shí)將響應(yīng)消息發(fā)送到目的地節(jié)點(diǎn)。
16、 如權(quán)利要求15所述的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，其中，第一中繼節(jié)點(diǎn)和第二中繼節(jié) 點(diǎn)基于跳數(shù)而分別位于不同的預(yù)定路由區(qū)域中。
17、 如權(quán)利要求15所述的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，其中，第一中繼節(jié)點(diǎn)基于與估計(jì)的 信道增益相應(yīng)的回退時(shí)間來發(fā)送響應(yīng)消息。
全文摘要
提供一種在AD HOC網(wǎng)絡(luò)設(shè)置包傳輸路徑的方法及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。設(shè)置包傳輸路徑的方法包括基于預(yù)定的跳數(shù)N來設(shè)置N-1個(gè)路由區(qū)域，所述路由區(qū)域包括源節(jié)點(diǎn)與目的地節(jié)點(diǎn)之間的至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)，其中，N指示大于或等于2的整數(shù)；以及基于信道增益將所述路由區(qū)域中的每一個(gè)中的節(jié)點(diǎn)確定為中繼節(jié)點(diǎn)。
文檔編號H04L29/06GK101409678SQ20081021277
公開日2009年4月15日 申請日期2008年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月12日
發(fā)明者權(quán)泰首, 李勇勛, 柳希政, 申沅容, 鄭世泳, 金應(yīng)善, 金泳斗 申請人:三星電子株式會(huì)社;韓國科學(xué)技術(shù)院