專利名稱：用于無線接入的分層網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開總體上涉及一種通信系統(tǒng)，更具體地，涉及一種無線寬帶通信網(wǎng)絡(luò)和一種用于數(shù)據(jù)-語音發(fā)送和接收的方法。
背景技術(shù)：
通常使用的一種形式的通信系統(tǒng)是所謂“網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)(mesh network) 網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)是典型對于每個節(jié)點存在至少兩個路徑的網(wǎng)格通信網(wǎng)絡(luò)。完全網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)表示每個節(jié)點具有與每個其它節(jié)點的直接連接，這通常是精細和昂貴的結(jié)構(gòu)。大多數(shù)網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)部分形成網(wǎng)格， 并需要經(jīng)過一個或多個節(jié)點以從網(wǎng)絡(luò)中的任何給定節(jié)點到每個其它節(jié)點。網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)可以實現(xiàn)為有線和/或無線網(wǎng)絡(luò)。當以無線形式實現(xiàn)時，網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)可以用于向還不具有有線通信基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的地理區(qū)域提供語音、數(shù)據(jù)和視頻服務。盡管現(xiàn)有的蜂窩電話系統(tǒng)可以在這種區(qū)域內(nèi)提供有限的無線服務，但是蜂窩系統(tǒng)并不適于傳遞寬帶服務。無線網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)在不具有發(fā)達的傳統(tǒng)通信基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的發(fā)展中國家中尤其有價值。然而，現(xiàn)有的無線網(wǎng)格解決方案通常設(shè)計用于發(fā)達的市場，從而對于發(fā)展中國家來說過于昂貴。此外，現(xiàn)有的無線網(wǎng)格產(chǎn)品典型地關(guān)注于室內(nèi)應用，并不適于室外和漫游應用。網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)還可以用于向人口密集區(qū)域提供寬帶服務。這種區(qū)域的示例可以包括諸如住宅和公寓開發(fā)、大學校園、以及研究和發(fā)展及工業(yè)園之類的城市和郊區(qū)位置。網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)通常用于通過網(wǎng)絡(luò)來為例如消費者的家或公寓中的無線設(shè)備提供至與更大(典型地，有線)網(wǎng)絡(luò)(如，因特網(wǎng))相連的網(wǎng)關(guān)的連接。隨著在這種網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)、尤其在人口密集的網(wǎng)格中的節(jié)點數(shù)的增加，來自任何給定節(jié)點的傳輸可以到達多個其它節(jié)點上的接收機，從而對于這種節(jié)點之間的干擾和路由的管理變得日益復雜。有時，與無線網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)中的不良路由管理相關(guān)聯(lián)的一個問題在于通信時延的引入，通信時延在語音通信中不期望地產(chǎn)生了所謂“抖動”。有時，與路由管理相關(guān)的另一問題是系數(shù)帶寬利用的保持，這對于與硬線網(wǎng)絡(luò)形成對比的無線網(wǎng)絡(luò)中的性能更加關(guān)鍵。管理干擾和路由的復雜度的進一步增加在于每個節(jié)點的操作可能不完全在中央操作中心的控制下，以及優(yōu)選應答確保網(wǎng)絡(luò)中的所有業(yè)務。因此，將會期望具有改進的安全無線網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和方法，所述系統(tǒng)和方法適于在人口密集的區(qū)域中使用，減少了路由時延和抖動，并且對于在發(fā)達和發(fā)展中國家中的企業(yè)和消費者來說都更加消費得起。


為了更加完整地理解本公開，現(xiàn)在對以下附圖作出參考，其中，在所有附圖中，類似的參考數(shù)字指示類似的項圖1示出了根據(jù)本公開典型實施例的兩級網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)；圖2示出了根據(jù)本公開典型實施例的網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，適用于圖1的網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)；以及圖3示出了根據(jù)本公開典型實施例的三級網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)。這里所示的示例示出了特定實施例，以及這些示例并不意在以任何方式作為限制。
具體實施例方式以下的描述和附圖示出了足以使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵺`這里所描述的系統(tǒng)和方法的特定實施例。其它實施例可以結(jié)合結(jié)構(gòu)、邏輯、過程和其它改變。示例僅代表了可能的變體。除非明確需要，否則單獨的組件和功能是可選的，以及操作的順序可以改變。一些實施例的部分和特征可以包括在其它實施例的部分和特征中，或者作為其它實施例的部分和特征的替代。以下在架構(gòu)層面上，對在一些情況下實現(xiàn)本系統(tǒng)和方法的各種實施例的元件進行描述。可以使用公知的結(jié)構(gòu)來配置多個元件。以使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)這里所描述的功能和過程的方式來對這里的功能和過程進行描述。以下所描述的過程可以通過由通用或網(wǎng)絡(luò)或其它專用處理器運行的專用硬件形式和/或?qū)Ｓ密浖蚬碳问絹韺崿F(xiàn)。可以將在這種過程中處理的數(shù)據(jù)或作為這種處理的結(jié)果而創(chuàng)建的數(shù)據(jù)存儲在任何類型的存儲器或現(xiàn)有技術(shù)中傳統(tǒng)的其它計算機可讀介質(zhì)中，如在給定計算機系統(tǒng)或子系統(tǒng)的RAM中。附加或者擇一地，可以將這種數(shù)據(jù)存儲在較長期存儲設(shè)備中，例如磁盤、可重寫光盤等。為了這里的公開目的，計算機可讀介質(zhì)可以包括任何形式的數(shù)據(jù)存儲機制，包括現(xiàn)有的存儲技術(shù)以及這種結(jié)構(gòu)和這種數(shù)據(jù)的硬件或電路表
7J\ ο還應當理解，可以使用各種技術(shù)來實現(xiàn)本系統(tǒng)和方法的技術(shù)。例如，可以以在可編程微處理器上運行的軟件、或者以采用了微處理器或其它特別設(shè)計的應用特定集成電路、 可編程邏輯設(shè)備的組合的硬件、或各種組合來實現(xiàn)這里所描述的方法。具體地，可以通過存在于諸如載波、盤驅(qū)動之類的存儲介質(zhì)或其它計算機可讀介質(zhì)上的一系列計算機可執(zhí)行指令來實現(xiàn)這里所描述的方法。如這里所使用的，“接入點節(jié)點”表示網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點，其中，所述網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)可以提供對至少一個端用戶設(shè)備的無線接入、以及提供與網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)中的至少一個其它接入點節(jié)點的無線通信。“網(wǎng)關(guān)節(jié)點”表示在提供了網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)中至少兩級之間的通信路徑的網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點。本公開提供了一種在諸如無線寬帶通信之類的通信中有用的無線網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)，以及還提供了一種用于配置和操作用于數(shù)據(jù)和語音傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)的方法。典型地，將網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)配置為多級分層網(wǎng)絡(luò)，分層的每級具有多個節(jié)點。例如，可以在多個第一級網(wǎng)格中組織用作接入點的多個集群的節(jié)點，每個第一級網(wǎng)格與具有用作第一級網(wǎng)格的網(wǎng)關(guān)的多個節(jié)點的第二級網(wǎng)格連接。可以將第一級和第二級網(wǎng)格中的每個中的節(jié)點個數(shù)限制在預定節(jié)點個數(shù)，以改進網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)的性能。圖1示出了包括第一級網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)102、104、106和108的兩級網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)100。有時為了易于討論，將特定分層上的網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)簡單地稱為“網(wǎng)格”。第一級網(wǎng)格中的每個包括配置用于彼此通信的多個節(jié)點。例如，每個第一級網(wǎng)格可以是如在網(wǎng)格104中的完全網(wǎng)格化網(wǎng)絡(luò)、或者如在網(wǎng)格102中的部分網(wǎng)格化網(wǎng)絡(luò)。此外，一些節(jié)點可以僅與第一級網(wǎng)格中的另一節(jié)點相連。典型地，第一級網(wǎng)格中的節(jié)點用作提供從端用戶110至網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)100的無線通信的接入點。網(wǎng)絡(luò)100的一個可能的通信用途是將端用戶設(shè)備110與外部網(wǎng)絡(luò)112連接，例如，外部網(wǎng)絡(luò)112可以是因特網(wǎng)或任何有線或無線網(wǎng)絡(luò)。例如，外部網(wǎng)絡(luò)112可以是商用局域網(wǎng)(LAN)的擴展，并共享網(wǎng)絡(luò)設(shè)施的安全和其它屬性。典型地，外部網(wǎng)絡(luò)112將具有比網(wǎng)絡(luò)100內(nèi)的可用帶寬高得多的帶寬，所以期望從端用戶設(shè)備110至外部網(wǎng)絡(luò)112的通信路由盡可能的直接。網(wǎng)格104可以包括多個接入點，如節(jié)點APl和AP2。例如，可以使用以下所討論的接入點設(shè)備來實現(xiàn)每個接入點節(jié)點。可選地，接入點節(jié)點使用例如多個SSID和支持例如如通過使用有線等效加密(WEP)或虛擬專用網(wǎng)絡(luò)(VPN)的無線安全，來提供多個虛擬安全接入點。例如，可以使用在2003年7月公開的因特網(wǎng)工程任務組(IETF)的網(wǎng)絡(luò)工作站的請求注解(RFC) 3561中描述的Ad hoc按需距離矢量(AODV)路由協(xié)議來實現(xiàn)網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)100 內(nèi)的數(shù)據(jù)和語音通信的配置和路由，在此將RFC—并引入作為參考?？梢允褂肁0DV，將每個第一級和第二級網(wǎng)格配置為例如單個平面網(wǎng)格。每個第一級和第二級網(wǎng)格還可以被稱為子網(wǎng)格或集群。每個子網(wǎng)格/集群優(yōu)選被配置為子網(wǎng)。在一種方式中，這有助于確保不在所謂“超級網(wǎng)格”中傳播AODV發(fā)現(xiàn)分組。這有助于減小整個路由開銷，以及對于從分層網(wǎng)格拓撲中產(chǎn)生的一些實施例會是有利的。以下將進一步描述對于網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)100會有用的AODV 的特定修改。第二級網(wǎng)格包括節(jié)點G1、G2、G3、G4和G5，可以將每個節(jié)點配置為以下所描述的網(wǎng)關(guān)設(shè)備，以作為第一級網(wǎng)格的網(wǎng)關(guān)節(jié)點。通常，第二級網(wǎng)格中的網(wǎng)關(guān)節(jié)點將與第一級網(wǎng)格中的至少一個接入點進行通信。例如，節(jié)點Gl有規(guī)律地與節(jié)點APl通信。網(wǎng)關(guān)節(jié)點可以與外部網(wǎng)絡(luò)112連接。附加網(wǎng)關(guān)節(jié)點可以與網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)100之外的其它外部網(wǎng)絡(luò)連接。例如，應當注意，節(jié)點Gl是第一級網(wǎng)格104和包括節(jié)點G2、G3、G4和G5的第二級網(wǎng)格的成員，其中， 節(jié)點Gl具有至少兩個無線電設(shè)備一個無線電設(shè)備與第一級網(wǎng)格104進行無線電通信，以及另一個無線電設(shè)備與第二級網(wǎng)格進行其它無線電通信(這些無線電設(shè)備將在以下進一步討論)。通常配置每個第一級網(wǎng)格，從而它的節(jié)點之一被指定為連接第二級網(wǎng)格的引導節(jié)點。還通常配置第一級網(wǎng)格中的備份節(jié)點，以在引導節(jié)點停止與第二級網(wǎng)格的通信的情況下，提供從第一級網(wǎng)格至第二級網(wǎng)格的可選路由。例如，在網(wǎng)格104中，節(jié)點APl可以是引導節(jié)點，以及節(jié)點AP2可以是備份節(jié)點。網(wǎng)格104中的其它節(jié)點也可以用作引導或備份節(jié)
點ο
例如，端用戶設(shè)備110可以是個人計算機、電話、個人數(shù)字助理(PDA)或支持無線通信的其它設(shè)備，以及例如可以支持網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)100上的數(shù)據(jù)或語音通信。這種通信的示例包括數(shù)據(jù)和因特網(wǎng)協(xié)議語音(VoIP)通信。例如，可以用于實現(xiàn)網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)100內(nèi)的無線通信的無線標準包括由IEEE公開的各種802. 11標準，如802. Ilb標準，在此將所有的這種標準一并引入作為參考。典型地，可以為期望使用網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)100的每個端用戶配置接入點節(jié)點。 例如，可以在端用戶的所在地或企業(yè)位置中配置每個接入點節(jié)點。特定示例可以包括位于公寓建筑物或房屋開發(fā)或大學校園內(nèi)的住所，以及位于研究和開發(fā)、辦公室或工商業(yè)園中的企業(yè)。如在以下更加詳細的討論的，控制第一級網(wǎng)格中的每個節(jié)點的無線電信號功率輸出，從而節(jié)點能夠與靠近的其它節(jié)點(例如，相同第一級網(wǎng)格中的至少一個或兩個其它接入點節(jié)點)進行通信，但是將不會與較遠離的節(jié)點(例如，在較遠離的第一級網(wǎng)格)進行有效地通信。在圖1中為第一級網(wǎng)格102、104、106和108的每個所示出的不規(guī)則電路區(qū)域意在圖示性地示出來自每個這種網(wǎng)格中的接入點節(jié)點的無線電信號輸出的近似有效物理到達。網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)100可以用于在小或大區(qū)域上，以及對于可以使用一個或多個端用戶設(shè)備，一次又一次地訪問網(wǎng)絡(luò)100的少量或大量端用戶來提供無線、多業(yè)務(例如，語音、數(shù)據(jù)和/或視頻)接入。服務區(qū)域的大小隨每次安裝而改變。例如，一些區(qū)域覆蓋了若干平方千米，并包括上千個節(jié)點，而其它安裝可以服務于單個辦公樓。盡管圖1中將網(wǎng)絡(luò)100示為兩級網(wǎng)絡(luò)，但是基本概念可以擴展為三個、四個或多個分層。對于較大區(qū)域，典型地，將使用三級或四級網(wǎng)絡(luò)。圖2示出了適用于圖1的網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)設(shè)備200。設(shè)備200通常是在軟件/ 固件控制之下進行操作的無線電設(shè)備。例如，可以將設(shè)備配置用作接入點節(jié)點或網(wǎng)關(guān)節(jié)點。 該配置在設(shè)備200中可以是軟件可選的。在典型的安裝中，每個設(shè)備200在設(shè)備200上執(zhí)行的軟件的控制下，在網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)100或其它網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)中執(zhí)行網(wǎng)格化或路由。設(shè)備200的使用可以通過每次添加若干這種設(shè)備來允許大網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)的增加的建筑物。每個所添加的設(shè)備可以自動地自我配置以加入以下詳細描述的網(wǎng)絡(luò)。典型地，設(shè)備200將無線電設(shè)備范圍內(nèi)的一個或多個端用戶設(shè)備與網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)連接，以及可以與位于網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)其它節(jié)點處的其它網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)無線電設(shè)備進行通信。在一些實施例中，網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)絡(luò)的一個或多個單獨的網(wǎng)格中的所有節(jié)點、或者用于網(wǎng)絡(luò)中的所有接入點節(jié)點、或者網(wǎng)絡(luò)中的所有網(wǎng)關(guān)節(jié)點可以使用相同或?qū)嵸|(zhì)上相同的設(shè)備200的硬件。 典型地，諸如接入點節(jié)點或網(wǎng)關(guān)節(jié)點之類的設(shè)備200的不同操作角色是軟件控制并且可編程的。此外，可以隨著無線通信標準的改變和演進來更新軟件。典型地，對設(shè)備200進行編程以與靠近設(shè)備200的其它節(jié)點進行通信，其中，這種靠近基于節(jié)點之間物理距離的靠近、或者基于設(shè)備200所接收的來自其它節(jié)點的無線電信號強度。該靠近還可以基于與其它節(jié)點相關(guān)的給定節(jié)點的分層關(guān)系。更具體地，設(shè)備200包括無線電設(shè)備204。通常，設(shè)備200包括至少兩個無線電設(shè)備Radiol和Radio2。附加的無線電設(shè)備可以包括在其它實施例中。無線電設(shè)備204可以與處理器206連接，處理器206可以與易失性存儲器208和非易失性存儲器210連接。無線電設(shè)備204可以同時操作以支持與兩個或多個無線網(wǎng)格和/或端用戶設(shè)備的連接。例如，處理器206可以是基于ARM的網(wǎng)絡(luò)處理器或來自htel Corporation的XSCALE處理器。例如，運行在處理器206上的軟件可以是Linux操作系統(tǒng)，并包括附加的軟件層，該軟件層可以針對不同的實施方式而改變，所有均上至應用層。非易失性存儲器210(例如，32MB閃存)可以用于存儲用于操作處理器206的軟件/固件。例如，易失性存儲器208(例如，128MB SDRAM)可以用于存儲在與網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)100 通信和交互期間由設(shè)備200所使用的路由表。典型地，通過處理器206來控制無線電設(shè)備 204。然而，在一些實施例中，可以將軟件存儲在無線電設(shè)備204的一個或多個上，和/或無線電設(shè)備204配置用于執(zhí)行與處理器206相獨立的一些操作。應當注意，通常無線電設(shè)備204能夠在多個不同的頻譜中進行操作。例如，接入點設(shè)備中的Radiol可以與2. 4GHz (WiFi“b/g波段”)信道之一上與端用戶設(shè)備進行通信。例如，相同的第一級網(wǎng)格中的每個接入點節(jié)點的Radiol可以包括用于選擇與端用戶設(shè)備通信的不同信道的自動選擇特征。例如，可以通過IEEE 802. 11標準中的媒體訪問控制(MAC) 層來提供該自動選擇特征。其它算法可以用于選擇與端用戶的設(shè)備通信的信道。例如，在一個實施例中，算法可以使用節(jié)點與具有同因特網(wǎng)的有線連接的最近網(wǎng)關(guān)設(shè)備的距離作為選擇參數(shù)，每個接入點設(shè)備基于與因特網(wǎng)的距離排序的節(jié)點，來使用不同的信道(例如，最近節(jié)點使用第一信道，次近節(jié)點使用第二信道，...)。接入點設(shè)備中的Radio2可以在5. 8GHz (WiFi “波段”)信道之一上與第一級網(wǎng)格中的其它節(jié)點進行通信。典型地，相同網(wǎng)格中的每個訪問點節(jié)點的Radio2在相同信道上彼此通信。如上所述的兩個無線電設(shè)備的使用典型地有助于減小無線電干擾，并允許節(jié)點與端用戶設(shè)備、以及與網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)中的另一節(jié)點的同步通信，這典型地減小了時延。對于網(wǎng)關(guān)節(jié)點，可以通過使用網(wǎng)關(guān)節(jié)點與相同等級網(wǎng)格中最近的其它網(wǎng)關(guān)節(jié)點的距離作為選擇參數(shù)的算法來自動地選擇由每個網(wǎng)關(guān)設(shè)備所選擇的、與第一級網(wǎng)格通信的信道，其中，所述其它網(wǎng)關(guān)節(jié)點具有與因特網(wǎng)的有線連接，每個網(wǎng)關(guān)設(shè)備基于網(wǎng)關(guān)節(jié)點與因特網(wǎng)的距離排序來使用不同的信道(例如，最近節(jié)點使用第一信道，次近節(jié)點使用第二信每個無線電設(shè)備204可以作為兩個或多個虛擬無線電設(shè)備進行操作，從而可以將網(wǎng)關(guān)節(jié)點和接入節(jié)點有效地并入相同的節(jié)點硬件。此外，可以將無線電設(shè)備204中的一個或多個并入作為與處理器206相同的芯片上的一部分。處理器206可以與網(wǎng)絡(luò)接口 212連接，例如，網(wǎng)絡(luò)接口 212是以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)接口。設(shè)備200可以通過網(wǎng)絡(luò)接口 212來獲得一些或所有操作的功率。也可以使用諸如電池之類的其它功率源。典型地，網(wǎng)絡(luò)接口 212與以太網(wǎng)或端用戶位置處的其它接口連接，例如用于提供與端用戶所在地或商業(yè)房屋中的LAN之類的有線網(wǎng)絡(luò)的連接。例如，以太網(wǎng)供電(PoE) 標準可以用于提供接口 212上的功率。例如，可以將設(shè)備200包裝在抵抗天氣變化的外殼中，并放在諸如居住房屋之類的建筑物側(cè)的門外。可選地，可以針對內(nèi)部的使用來設(shè)計網(wǎng)絡(luò)中的特定設(shè)備200。三級和更高級網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)圖3示出了三級網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)300。例如，除了將附加的第三層級包括在網(wǎng)絡(luò)300中之外，可以以與以上圖1所描述的類似方式來實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)300的結(jié)構(gòu)。更具體地，網(wǎng)格302、304、 306和308是第一級網(wǎng)格，以及網(wǎng)格310和312是第二級網(wǎng)格。將網(wǎng)關(guān)節(jié)點G10、G11、G12、G13、G14和G15配置為第三級網(wǎng)格318，使用網(wǎng)關(guān)節(jié)點G12和G13將第三級網(wǎng)格318分別連接至外部網(wǎng)絡(luò)314和316。外部網(wǎng)絡(luò)314和316可以與以上所討論的外部網(wǎng)絡(luò)類似。與以上所描述的網(wǎng)絡(luò)100中的每個第一級網(wǎng)格相類似，通常，每個第二級網(wǎng)格310 和312具有指定為用于與次高級通信的引導節(jié)點的一個節(jié)點、以及指定為備份節(jié)點的另一節(jié)點。例如，對于網(wǎng)格310，節(jié)點G15可以是第二級網(wǎng)格310的引導節(jié)點，以及節(jié)點GlO可以是備份節(jié)點，節(jié)點G15和GlO中的每個均能夠與節(jié)點G12通信。與針對以上的節(jié)點Gl所討論的類似，應當注意例如，節(jié)點G15是第二級網(wǎng)格310的成員并且是第二級網(wǎng)格310的引導節(jié)點，并且還是第三級網(wǎng)格318的成員。如上所討論，在相靠近的節(jié)點之間出現(xiàn)每個第一級網(wǎng)格內(nèi)的通信。此外，在優(yōu)選操作模式中，第一級網(wǎng)格內(nèi)的所有節(jié)點在相同的信道或頻率上操作。例如，在第一級網(wǎng)格306 內(nèi)，所有節(jié)點在無線電信道“A”上通信，例如，在802. 11標準的MAC功能中實現(xiàn)時，節(jié)點依次使用信道A以對信道接入作出仲裁。此外，可以配置網(wǎng)絡(luò)300，從而相鄰的第一級網(wǎng)格中的所有節(jié)點在不同的信道或頻率上操作。例如，網(wǎng)格304中的節(jié)點可以在信道“B”上通信，期望降低對網(wǎng)格306中通信的干擾。典型地，相鄰網(wǎng)格是與給定網(wǎng)格最靠近的那些網(wǎng)格(并且通常這種相鄰網(wǎng)格是公共父網(wǎng)格之下的網(wǎng)絡(luò)中相同分層上的子網(wǎng)格)。當將網(wǎng)格進一步從第一網(wǎng)格中去除時(即，不是相鄰網(wǎng)格)，這種進一步去除的網(wǎng)格可以在與第一網(wǎng)格相同的信道上操作。例如，將網(wǎng)格302進一步從網(wǎng)格306中去除，并且可以在相同的無線電信道上操作。由于與網(wǎng)格304和306之間較為靠近的距離相比，網(wǎng)格 302與306之間的較大距離而可能使干擾小得多。此外，可以如以下所討論的，對網(wǎng)格302 和306中每個節(jié)點的無線電信號功率輸出進行控制，從而網(wǎng)格302和306中的每個的有效無線電信號范圍將不會重疊。典型地，網(wǎng)格302和306將在物理上足夠遠，從而利用這里所討論的限制于每個子網(wǎng)格/集群內(nèi)的輸出傳輸功率，來自每個網(wǎng)格的無線電信號不應彼此干擾?？梢酝ㄟ^應用以上所討論的原理，來創(chuàng)建甚至諸如四級網(wǎng)絡(luò)之類的更高級網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)。如這里所討論而構(gòu)建的大的、多級分層網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)可以具有例如在大約二十平方千米的區(qū)域內(nèi)具有40，000個節(jié)點的大小。在一個實施例中，優(yōu)選地，可以將這種大量的節(jié)點分為若干個大約二至四千個節(jié)點的組，每組使用三級網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)，以及使用每個第三級網(wǎng)格的因特網(wǎng)網(wǎng)關(guān)之間的有線通信(例如，因特網(wǎng))實現(xiàn)四級網(wǎng)格。典型地，對分層網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)的每級處的節(jié)點進行配置，從而這些節(jié)點將會彼此類似地相互作用，而不考慮這些節(jié)點所位于的特定網(wǎng)格層級。例如，如果第二級網(wǎng)格310和312 如上所討論相對于第一級網(wǎng)格而相鄰，則它們可以在不同的信道上操作(圖3中所示的“B” 和“C”)。經(jīng)常在第二和更高級網(wǎng)格之間存在較大距離，從而用于操作的操作信道不太可能產(chǎn)生對相同級的另一網(wǎng)格的干擾。此外，應當注意，即使已經(jīng)參照了接入點和網(wǎng)關(guān)節(jié)點、以及用于這些節(jié)點中的每個的設(shè)備200的典型使用來描述了網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)300，但是在其它實施例中，不需要第一或其它級中的每個節(jié)點是接入點設(shè)備、或者第二或更高級中的每個節(jié)點是網(wǎng)關(guān)設(shè)備。例如，在一些實施例中，接入點節(jié)點和網(wǎng)關(guān)節(jié)點可以出現(xiàn)在第二或第三級網(wǎng)格上。此外，網(wǎng)關(guān)節(jié)點中的一些或所有可以另外用作接入點節(jié)點。
對無線電信道和信號功率的控制如上所述，可以通過設(shè)備200來控制第一或其它級網(wǎng)格中每個節(jié)點的無線電信號功率輸出，從而給定網(wǎng)格內(nèi)的節(jié)點能夠有效地進行通信，而不會產(chǎn)生與其它網(wǎng)格中通信的干擾，特別是相靠近的其它網(wǎng)格。運行在設(shè)備200上的軟件可以用于控制功率輸出，以及例如，可以在非易失性存儲器210中存儲該軟件。例如，在作為網(wǎng)關(guān)設(shè)備操作時，由設(shè)備200執(zhí)行的軟件可以包括通過對在Radiol 的相鄰處操作的其它無線電設(shè)備的第一次掃描來控制Radiol的無線電信號功率輸出的指令，然后基于從該掃描中獲得的信息來將Radiol的無線電信號功率輸出調(diào)整為設(shè)備200足以與更高級網(wǎng)格上的至少一個節(jié)點和/或同級網(wǎng)格中的另一節(jié)點進行通信(例如，具有足夠的可靠性和/或帶寬)的等級。也如上所述，設(shè)備200可以控制對要使用的無線電信道的選擇。在一種方式中，每個節(jié)點能夠掃描它的相鄰節(jié)點(即，網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)中的其它附近節(jié)點)以在使用不同的通信速度時確定/定位相鄰節(jié)點。首先，基于最初收集的信息，形成集群，以及選擇導引節(jié)點。所收集的信息還可以傳送至中心節(jié)點(例如，位于網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)外部的網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng))以增強配置。中心節(jié)點可以基于若干所選的標準(例如，針對不同通信速度、節(jié)點個數(shù)、集群內(nèi)的跳數(shù)、和/或引導和備份節(jié)點(初級和次級)對網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)中次高層級的可接入性的接收信號強度指示符(RSSI))來改進/重新配置每個集群。從前述鄰近掃描中，典型存在兩組節(jié)點第一組節(jié)點具有甚至最高通信速度的高 RSSI,以及第二組節(jié)點具有甚至最低通信速度的相對低/中RSSI?？梢哉{(diào)整第一組節(jié)點的輸出功率，從而使第一組節(jié)點在它們的相應集群中被很好地監(jiān)聽到。第二組節(jié)點中的每個可以配置為以最低通信速度、優(yōu)選以足夠高的輸出功率運行，從而第二組中的每個節(jié)點可以被附近集群中的兩個或多個節(jié)點所監(jiān)聽到。無線電和無線標準為了提供對于語音和數(shù)據(jù)的無線寬帶接入，優(yōu)選的RF標準是802. 11標準，這是非常經(jīng)濟并且成熟的技術(shù)。實質(zhì)上很好地定義了 802. 11標準的協(xié)議、安全、QoS、網(wǎng)格路由協(xié)議和其它方面。802. 11標準的一個缺點在于它的到達范圍和噪聲(例如，由于使用了未授權(quán)的RF波段)。對于特定應用(例如，密集的居住地)，到達范圍不是顯著問題。然而，累積的業(yè)務(例如，骨干節(jié)點)會需要更大的覆蓋，在這種情況下，例如，可以使用具有更高增益的方向性天線和/或PA (功率放大器)。此外，還可以使用其它專利技術(shù)。可選地，為了對抗覆蓋和噪聲的缺點，可以使用其它標準(例如，WiMax)來承載骨干業(yè)務。優(yōu)選地，實現(xiàn)WiMax 標準的所選硬件(如果使用)是成熟且可承擔的。此外，這里所描述的網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)優(yōu)選是RF 不可知的(agnostic)，從而以減小的努力，可以利用其它RF標準和解決方案來實現(xiàn)網(wǎng)格網(wǎng)自我配置節(jié)點用于控制設(shè)備200的軟件可以提供自我配置能力，從而設(shè)備感知到現(xiàn)有網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)中的其它設(shè)備，并對其路由、安全和其它特性進行配置，從而可以與網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)相連，并開始網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的操作，而不需要設(shè)備200與現(xiàn)有網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)之外的個人或計算機之間的初始外部相互作用。典型地，節(jié)點僅需要一條鏈路來成功地加入網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)，但是通常優(yōu)選兩條或多條鏈路。此外，通?？梢栽诂F(xiàn)有網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)的邊緣或中間添加節(jié)點。更特別地，已經(jīng)處于、或被添加至網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)中的接入點設(shè)備可以使用網(wǎng)格加入算法來形成第一級網(wǎng)格。在啟動處的每個接入點設(shè)備可以探測用于與其它接入點設(shè)備通信的每個信道，并例如在易失性存儲器208中的表格中記錄針對每個信道和所識別的相鄰節(jié)點的信號強度接收。然后，算法可以指示接入點設(shè)備與所識別的多個最靠近的節(jié)點一起加入或聚集至第一級網(wǎng)格(但是如以下要討論的，典型地，限制于單個第一級網(wǎng)格內(nèi)所允許的節(jié)點的最大總數(shù))。此外，優(yōu)選地，在每個設(shè)備200將用于網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)300中時，對于該設(shè)備將作為接入點節(jié)點還是作為網(wǎng)關(guān)節(jié)點進行操作而作出配置(例如，在加入網(wǎng)絡(luò)之前)。優(yōu)選地，網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)中的每個集群將具有引導節(jié)點和備份節(jié)點。引導節(jié)點是有效的， 而備份節(jié)點通常處于待機模式中。將引導和備份節(jié)點(這里也稱為初級和次級節(jié)點)認為是次高級層級的成員(例如，將第一級網(wǎng)格中的引導和備份節(jié)點認為是且配置用于實際通信，或者用于備份節(jié)點情況下的潛在通信，作為與第一級網(wǎng)格相連的第二級網(wǎng)格內(nèi)的節(jié)點)。在典型的操作中，備份節(jié)點將是更高層網(wǎng)格可見的，但是將不會與更高層網(wǎng)格主動 (actively)通信。備份節(jié)點通常應自己對存儲在導引節(jié)點中的同一組路由以及其它有效的連接信息進行存儲，從而在引導節(jié)點故障的情況下，備份節(jié)點可以充當故障的引導節(jié)點的角色。應當注意，故障的引導節(jié)點在再次恢復其功能時，可以充當備份節(jié)點的角色并保持在待機模式中。分層網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點的聚集當構(gòu)建這里所描述的網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)時，在優(yōu)選實施例中，可以將任何給定第一或其它等級網(wǎng)格中所允許的最大節(jié)點數(shù)限制為節(jié)點的預定總個數(shù)。例如，可以通過對于特定網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)安裝所進行的性能仿真來建立該預定個數(shù)。通常發(fā)現(xiàn)，預定總個數(shù)優(yōu)選不多于大約50個節(jié)點，以及甚至更優(yōu)選地，對于每個等級不多于32個節(jié)點。此外，發(fā)現(xiàn)了對于網(wǎng)格中的更高等級，優(yōu)選地，節(jié)點的最大總個數(shù)小于第一級網(wǎng)格中的個數(shù)。例如，可以對網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)中的每個節(jié)點進行編程(例如，通過運行在每個節(jié)點上的軟件)，從而網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)進行自我配置(如上所述)，每個第一級網(wǎng)格具有32或更少的節(jié)點，每個第二級網(wǎng)格具有十六或更少的節(jié)點，以及每個第三級網(wǎng)格具有八個或更少的節(jié)點。通常，可以通過對與給定節(jié)點最近或最靠近的其它節(jié)點進行掃描，來將節(jié)點自我配置為分層網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)，給定節(jié)點將會把信息存儲在它的路由表中，以記錄最近節(jié)點的標識符以及所接收到的相對信號強度。然后，逐次對該組節(jié)點進行對分，直至節(jié)點總數(shù)小于給定等級的集群中所允許的節(jié)點的預定總個數(shù)(例如，總共32個節(jié)點)。網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議例如，可以在存儲于非易失性存儲器210中并通過網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)設(shè)備200的處理器206 所執(zhí)行的軟件中實現(xiàn)用于管理來自網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)中每個節(jié)點的通信(例如，數(shù)據(jù)分組)路由的路由協(xié)議。例如，可以使用以上提及的AODV路由協(xié)議。其它實施例可以使用其它路由協(xié)議。 應當注意，所使用的路由協(xié)議可以與用于節(jié)點和端用戶設(shè)備之間的無線通信的無線電標準相獨立。網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)中的每個節(jié)點可以典型地訪問路由表，以確定從節(jié)點至網(wǎng)關(guān)至外部網(wǎng)絡(luò) (例如，因特網(wǎng)網(wǎng)關(guān))的通信的路由。例如，可以將該路由表存儲在易失性存儲器208中和/或非易失性存儲器210中。表條目包括分組必須經(jīng)過以到達該目的地的路徑(節(jié)點)。設(shè)備200可以基于一個或多個標準來選擇節(jié)點的路由，所述一個或多個標準例如，將導致從節(jié)點至外部網(wǎng)絡(luò)112(例如，因特網(wǎng))的最小跳數(shù)的路由、與外部網(wǎng)絡(luò)112的路由連接的質(zhì)量、沿路由的帶寬可用性、和/或接入節(jié)點的端用戶設(shè)備的優(yōu)先級。在一種方式中，每個源節(jié)點最初將直接子網(wǎng)格中的發(fā)現(xiàn)分組發(fā)送至與該源節(jié)點相連的直接節(jié)點(即，相鄰節(jié)點)。直接節(jié)點將發(fā)現(xiàn)分組轉(zhuǎn)發(fā)至它們相應的直接節(jié)點。每個節(jié)點保持與發(fā)現(xiàn)分組相關(guān)的信息。如果節(jié)點再次接收到發(fā)現(xiàn)分組，則將不再轉(zhuǎn)發(fā)該分組。最后，典型地，發(fā)現(xiàn)分組的多個拷貝將經(jīng)由不同的路由到達網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)中的給定目的地節(jié)點。發(fā)現(xiàn)分組的每個拷貝攜帶諸如從源節(jié)點至目的地節(jié)點的跳數(shù)、以及每條鏈路上的負載和RSSI之類的信息。通過使用以上的“洪泛(flooding)”方法，典型地，目的地節(jié)點獲悉與從源節(jié)點至目的地節(jié)點的多個路由相關(guān)的信息。目的地節(jié)點使用該信息來選擇路由中的兩個(初級和次級路由)，并將所選路由傳送回源節(jié)點。將所選路由存儲在源節(jié)點的路由表中。優(yōu)選地，網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)中的每個節(jié)點將知道默認網(wǎng)關(guān)對于外部網(wǎng)絡(luò)的位置。以上所使用的路由協(xié)議還可以包括公平算法，從而端用戶設(shè)備的用戶將具有對于可用帶寬的平衡接入。接入點節(jié)點可以實現(xiàn)在無線電設(shè)備之一上的網(wǎng)格路由，以及其它無線電設(shè)備可以是端用戶設(shè)備的接口，其中，無線電設(shè)備可以檢查分組信息以實現(xiàn)沿路上至應用層的服務 (例如，對于安全應用的分組信息的檢查)。網(wǎng)關(guān)節(jié)點可以實現(xiàn)在兩個接口上的網(wǎng)格路由。 典型地，網(wǎng)關(guān)節(jié)點將僅在確定路由信息所必需的程度上檢查分組。應當注意，在一些實施例中，這里所描述的網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)可以實現(xiàn)多播技術(shù)。更詳細地，可以在與作為相同多播組一部分的端節(jié)點最靠近的節(jié)點處，對網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)中的業(yè)務進行分流。網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)路由基于流的高速緩存在這里所描述的網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)的操作中，網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點可以配置用于通過使用相同的路由指示語音業(yè)務離開節(jié)點。典型地，這是在引導語音業(yè)務時所期望的，從而將時延和時延抖動以及對于給定用戶會話的語音質(zhì)量和連接的任何其它問題最小化。每個通信會話典型包括會話標識符或ID。每個節(jié)點可以配置用于使它在路由表內(nèi)存儲這些會話標識符和相應的路由，以及使用公共路由來從節(jié)點弓丨導與會話標識符相關(guān)聯(lián)的分組。例如，路由表可以存儲在易失性存儲器208中。此外，可以可選地配置每個節(jié)點，從而將成熟(aging)的機制應用于路由表中的路由。例如，如果在預定時段內(nèi)無效，則運行在設(shè)備200中的軟件可以使路由無效。該成熟的機制通常配置使得在會話有效時路由不會無效。網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)路由節(jié)點故障的檢測在一些實施例中，可以對網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)中的一個或多個節(jié)點進行配置，以感知在網(wǎng)絡(luò)另一部分中的故障節(jié)點的出現(xiàn)(例如，在相同的第一或其它級網(wǎng)格中或在不同的網(wǎng)格中)。 在第一方式中，如通過將活躍(alive)分組或信號(稱為所謂“保持活躍”)發(fā)送至其它節(jié)點并等待響應來主動實現(xiàn)以上感知。例如，保持活躍可以被發(fā)送至節(jié)點的直接近鄰，或者發(fā)送至默認節(jié)點或所定義的節(jié)點的外部網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)。在另一方式中，如在節(jié)點將數(shù)據(jù)分組發(fā)送至另一節(jié)點并等待肯定應答時，可以主動地進行保持有效的發(fā)送。如果在可配置的時段內(nèi)沒有接收到肯定應答，則重傳分組。這可以嘗試多次。如果在特定次數(shù)的嘗試之后沒有接收到肯定應答，則考慮節(jié)點故障。使用以上的任一方法，每個節(jié)點可以編程以周期地檢查產(chǎn)生故障的其它節(jié)點。在檢測到故障節(jié)點時，檢測節(jié)點可以將與故障相關(guān)的信息傳送至位于網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)中別處的源節(jié)點。典型地，由將故障節(jié)點包括在由源節(jié)點所使用的路由表存儲的至少一個路由的該源節(jié)點來接收該信息。在接收到故障節(jié)點的通知時，每個源節(jié)點可以更新它的路由表來選擇備選路由。 備選路由可以已經(jīng)存儲在路由表中，或者源節(jié)點可以采用新路由的網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)(例如，使用 A0DV)。該方式還可以用于在實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)拓撲中的改變時處理節(jié)點設(shè)備中的改變，作為重新配置網(wǎng)絡(luò)的一部分，或者響應其它鏈路中斷。此外，如以上所提及的，在給定網(wǎng)格的引導節(jié)點故障的情況下，在優(yōu)選方式中，在該網(wǎng)格中的任何其它節(jié)點可以充當引導節(jié)點的角色。負載平衡隨著網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)上業(yè)務量的增加，典型地，期望將附加的連接點添加至外部網(wǎng)絡(luò)，如圖3中的外部網(wǎng)絡(luò)314和316。通過網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務可以平衡地被加載于這些外部網(wǎng)關(guān)上。 此外，可以配置網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(例如，使用包括在設(shè)備200中的軟件)，從而存在自動故障修復機制以防止由于功率丟失、網(wǎng)關(guān)故障等而引起的外部網(wǎng)關(guān)(例如，因特網(wǎng)網(wǎng)關(guān))的故障。此外，在連接了新外部網(wǎng)關(guān)時，網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點可以對它們的配置進行調(diào)整，從而重新分布業(yè)務量負載，并將從每個節(jié)點至外部網(wǎng)關(guān)的跳數(shù)最小化。此外，可以實現(xiàn)靜態(tài)負載平衡。例如，每個節(jié)點可以存儲外部網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)(例如，到有線網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān))表。通過使用網(wǎng)絡(luò)管理/配置，網(wǎng)關(guān)地址可以被傳送給每個第一級節(jié)點和用作接入點的其它節(jié)點(統(tǒng)稱為“端節(jié)點”)。該表條目可以具有與之相關(guān)的順序。例如， 端節(jié)點可以總是使用指定的初級網(wǎng)關(guān)號以與外部世界通信。還可以使用以上所描述的保持有效方式來感知初級網(wǎng)關(guān)是否故障。如果初級網(wǎng)關(guān)故障，則節(jié)點可以切換至存儲在表中的次級網(wǎng)關(guān)。例如，可以通過離線算法來進行表條目的順序分配。業(yè)務管理可以在以上所描述的網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)多個業(yè)務管理特征。例如，這可以包括其中每個端用戶具有預定服務等級(例如，256Kbps)的控制(policing)特征?？梢员O(jiān)視用戶的業(yè)務以確保不違反限制。該控制還可以確保用戶總是獲得任何服務的有保證的最小等級。業(yè)務管理還可以包括優(yōu)先級路由，其中，將業(yè)務分為四個優(yōu)先級類別(例如，語音、保證數(shù)據(jù)、盡力而為數(shù)據(jù)及其它)。例如，每個節(jié)點在與排隊為相應輸出隊列的每個業(yè)務類別的每個接口處具有四個優(yōu)先級隊列?？梢曰诳膳渲玫恼{(diào)度機制(例如，循環(huán)法、加權(quán)循環(huán)法、優(yōu)先級、非優(yōu)先級)來服務于隊列(即，發(fā)送的分組)。業(yè)務管理的其它方面可以包括擁塞避免，其中，通過節(jié)點對網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)部分中負載的感知，僅在例如存在足夠的帶寬來確保有質(zhì)量的連接時，由節(jié)點創(chuàng)建連接。例如，可以通過檢查節(jié)點處的隊列長度來感知負載。此外，每個節(jié)點可以配置用于感知網(wǎng)絡(luò)負載，并抑制盡力而為業(yè)務，從而可以通過較高優(yōu)先級的業(yè)務。對于每個集群內(nèi)的語音業(yè)務，業(yè)務管理可以附加地包括節(jié)點將以有序方式(例如，語音業(yè)務的發(fā)送優(yōu)先于數(shù)據(jù)業(yè)務)傳輸語音的操作方式。其一個益處可以是抖動的減少。此外，為了進一步減少抖動，可以使用對一個或多個節(jié)點處的語音業(yè)務的緩沖來平滑至端用戶的語音傳遞。閉環(huán)優(yōu)化當對于可以引入網(wǎng)絡(luò)的新網(wǎng)絡(luò)或新節(jié)點/元件(例如，路由器、語音網(wǎng)關(guān)等)而啟動計劃時，可以期望模擬并預測改變的效果。當處理網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)中的多個變量(例如，從環(huán)境中的無線電頻率問題至人類行為問題的范圍)時，閉環(huán)優(yōu)化和計劃可以提供顯著的優(yōu)點。 閉環(huán)優(yōu)化方式向網(wǎng)絡(luò)運營商/管理者提供了對于網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)作出智能判決的能力。通過這種分析的對網(wǎng)絡(luò)的可見性可以有助于網(wǎng)絡(luò)運營商節(jié)約時間和監(jiān)視和管理網(wǎng)絡(luò)中的花費?？梢栽诙鄠€基本步驟(例如，跟蹤、分析、建模、判決和行動)中實現(xiàn)閉環(huán)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化。跟蹤即是收集現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵。通過離線模擬，將這些關(guān)鍵饋入網(wǎng)絡(luò)模型以查看現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)/拓撲的缺點。一旦識別出這些缺點，則生成可以建議作出改進的新模型。然后， 作出是否實現(xiàn)該改進的決策，并如此作用。例如，通過因特網(wǎng)服務提供商(ISP)管理者作出是否實現(xiàn)改進的決策。通常，典型基于就性能和改進性能和穩(wěn)健性的可選解決方案的成本而言的問題的嚴重性來作出該決策。通過使用上述方式重新配置網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)，可以不會存在對于附加新設(shè)備的需要，將將會降低成本。由于大網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)典型是動態(tài)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境(例如，從網(wǎng)絡(luò)中添加和去除用戶，每個用戶均具有不同的行為，以及該行為典型地隨時間而改變)，優(yōu)選地，存在調(diào)諧網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)/ 自動方式。典型地，持續(xù)監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)并通過動態(tài)行為進行分析。以上描述的分析工具的使用有助于網(wǎng)絡(luò)運營商作出智能操作的決策。漫游可以通過網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)支持漫游(例如，低速漫游)。例如，用戶可以攜帶無線設(shè)備(例如，WiFi電話或PDA)四處移動，并保持與網(wǎng)絡(luò)的連接。當他們從第一接入點離開(例如， 通過檢查可用RSSI來確定)時，可以檢測到新的接入點，以及可以將連接(例如，目的地IP 地址)和安全(例如，新密鑰的分配)和其它內(nèi)容轉(zhuǎn)發(fā)至下一接入點或與新的接入點進行協(xié)商。結(jié)論通過以上討論，描述了用于構(gòu)建和操作無線通信網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)的改進系統(tǒng)和方法。盡管以上描述了特定典型系統(tǒng)和方法，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將會認識到，在其它實施例中，還可以重新設(shè)置和/或省略以上步驟中的多個。特定實施例的以上描述充分揭示了公開的一般屬性，通過應用目前的知識，其他人將在不偏離一般概念的情況下易于修改和/或使公開適于各種應用。例如，在其它實施例中，可以利用蜂窩電話系統(tǒng)以及公共事業(yè)儀表監(jiān)視系統(tǒng)來修改所公開的系統(tǒng)和方法。因此，這些調(diào)整和修改在所公開的實施例等同物的意義和范圍內(nèi)。這里所使用的措詞或術(shù)語是用于描述目的而非限制目的。
權(quán)利要求
1.一種網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)，包括第一多個節(jié)點，第一多個節(jié)點中的每個節(jié)點包括第一無線電設(shè)備、第二無線電設(shè)備、至少一個處理器以及存儲器，存儲器用于存儲計算機可執(zhí)行指令以便針對從相應的節(jié)點發(fā)出的通信而選擇路由，第一多個節(jié)點中的每個節(jié)點被設(shè)置為通過掃描其它節(jié)點的存在并作為響應更新存儲在相應存儲器中的路由信息，來組織成第一級網(wǎng)格，其中，第一多個節(jié)點的每個第一無線電設(shè)備被設(shè)置為與第一多個節(jié)點中的另一個節(jié)點通信，并限制第一無線電設(shè)備的信號功率輸出，以便減小對第一級網(wǎng)格外的其它節(jié)點的無線電干擾，第一多個節(jié)點中的至少一個節(jié)點還被設(shè)置為網(wǎng)關(guān)節(jié)點，以使用所述至少一個節(jié)點的相應的第二無線電設(shè)備與第二級網(wǎng)格通信；第二多個節(jié)點，第二多個節(jié)點中的每個節(jié)點包括第一無線電設(shè)備、第二無線電設(shè)備、至少一個處理器以及存儲器，存儲器存儲計算機可執(zhí)行指令以便針對從相應的節(jié)點發(fā)出的通信而選擇路由，第二多個節(jié)點中的每個節(jié)點被設(shè)置為通過掃描其它節(jié)點的存在并作為響應更新存儲在相應存儲器中的路由信息，來組織成第二網(wǎng)格，其中，第二多個節(jié)點的每個第一無線電設(shè)備被設(shè)置為與第二多個節(jié)點中的另一個節(jié)點通信。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)，其中，第一多個節(jié)點中的每個節(jié)點還被設(shè)置為更新相應存儲器中的路由信息，以便記錄掃描期間檢測到的最靠近節(jié)點的識別符以及從最靠近節(jié)點接收的各個相對信號強度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)，其中，第一多個節(jié)點中的每個節(jié)點還包括第三無線電設(shè)備，所述第三無線電設(shè)備被設(shè)置為與終端用戶設(shè)備通信，第二多個節(jié)點中的每個節(jié)點的第二無線電設(shè)備被設(shè)置為與第三級網(wǎng)格或外部網(wǎng)絡(luò)通信。
4.一種網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)，包括組織成第一級網(wǎng)格的第一多個節(jié)點，第一多個節(jié)點中的每個節(jié)點存儲計算機可執(zhí)行的指令，以便選擇一個或多個用于相應節(jié)點進行通信的路由；組織成第二級網(wǎng)格的第二多個節(jié)點，所述第二多個節(jié)點包括多個網(wǎng)關(guān)節(jié)點，每個網(wǎng)關(guān)節(jié)點向外部網(wǎng)絡(luò)提供通信路徑，其中，第二級網(wǎng)格耦合用于通過一個或多個網(wǎng)關(guān)節(jié)點與第一多個節(jié)點中的至少一個節(jié)點通信，網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)被配置為當在第二級網(wǎng)格中的網(wǎng)關(guān)節(jié)點的數(shù)量改變時，通過多個網(wǎng)關(guān)節(jié)點進行通信量的負載平衡；其中，第一多個節(jié)點中的每個節(jié)點包括第一和第二無線電設(shè)備，每個第一無線電設(shè)備被設(shè)置為與第一級網(wǎng)格中的一個或多個節(jié)點通信，每個第二無線電設(shè)備被設(shè)置為與第二級網(wǎng)格中的一個或多個節(jié)點通信。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)，其中，由于將網(wǎng)關(guān)節(jié)點增加到第二級網(wǎng)格，致使網(wǎng)關(guān)節(jié)點的數(shù)量改變。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)，其中，由于網(wǎng)關(guān)節(jié)點之一的故障，致使網(wǎng)關(guān)節(jié)點的數(shù)量改變。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)，其中，每個第一無線電設(shè)備還被設(shè)置為限制本身的信號功率輸出，以便減小對其它節(jié)點的無線電干擾。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)，其中，第一多個節(jié)點中的每個節(jié)點的計算機可執(zhí)行指令還通過相應的節(jié)點控制自我組裝，使得第一級網(wǎng)格具有不超過節(jié)點的預定總數(shù)的大
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)，其中，第一多個節(jié)點中的每個節(jié)點還包括第三無線電設(shè)備，所述第三無線電設(shè)備被設(shè)置為與終端用戶設(shè)備通信，第二多個節(jié)點中的每個節(jié)點的第二無線電設(shè)備被設(shè)置為與第三級網(wǎng)格或外部網(wǎng)絡(luò)通信。
全文摘要
將無線網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)配置作為多級分層網(wǎng)絡(luò)，分層中的每級具有多個節(jié)點?？梢栽诙鄠€第一級網(wǎng)格中組織各用作接入點的節(jié)點的多個集群，第一級網(wǎng)格中的每個與具有用作第一級網(wǎng)格網(wǎng)關(guān)的第二級網(wǎng)關(guān)連接。貫穿網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)整個拓撲，可以將第一級和第二級網(wǎng)格中的每個的節(jié)點個數(shù)限制于預定節(jié)點個數(shù)，以改進網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)的性能。
文檔編號H04W74/00GK102348293SQ201110276789
公開日2012年2月8日 申請日期2006年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月1日
發(fā)明者斯里尼瓦斯·武突庫里, 法爾哈德·米格哈尼, 阿西馬科斯·F·察馬盧卡斯 申請人:Exs有限公司