CN107771404A - 无线网状网络中的路径选择 - Google Patents

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Abstract

所提出的技术涉及无线网状网络中的路径选择。具体地，本公开涉及无线网状网络中的方法，用于对从起始节点到目标节点的一个或多个传输路径进行选择，其中在起始节点与目标节点之间存在至少两个可能的传输路径。更具体地，本公开提出了一种在包括彼此无线连接的多个节点在内的无线网络中的起始节点中执行的方法，用于实现对从起始节点到目标节点的传输路径的选择，其中在起始节点与目标节点之间存在至少两个可能的传输路径。该方法包括以下步骤：从至少两个可能的传输路径中的节点接收S1发现信号；以及基于接收到的发现信号来估计S2针对从起始节点到发送发现信号的节点的传输的无线电信道H。该方法还包括：针对不同的传输模式，基于所估计的无线电信道计算S3从起始节点到发送发现信号的节点的链路的度量，其中，传输模式中的至少一个传输模式涉及从起始节点到发送发现信号的节点中的至少两个节点的同时传输；以及向相邻节点发送S4计算出的度量。本公开还涉及相应的装置和计算机程序。

Description

无线网状网络中的路径选择
技术领域
所提出的技术涉及无线网状网络中的路径选择。具体地，本公开涉及用于在无线网状网络中对从起始节点到目标节点的一个或多个传输路径进行选择的方法，其中在起始节点与目标节点之间存在至少两个可能的传输路径。本公开还涉及相应的装置和计算机程序。
背景技术
3GPP长期演进LTE是在第三代合作伙伴计划3GPP下开发的用于改善通用移动电信系统UMTS标准以应对关于改善的服务(例如较高的数据速率、提高的效率和降低的成本)的未来需求的第四代移动通信技术标准。在典型的蜂窝无线电系统中，无线设备或终端(也称为移动台和/或用户设备单元UE)经由无线电接入网RAN与一个或多个核心网进行通信。通用陆地无线电接入网UTRAN是UMTS的无线电接入网，并且演进UTRAN E-UTRAN是LTE系统的无线电接入网。在UTRAN和E-UTRAN中，UE与无线电基站(RBS)无线连接，无线基站(RBS)通常在UMTS中被称为NodeB(NB)并且在LTE中被称为演进NodeB、eNB或eNodeB。RBS是针对能够向UE发送无线电信号并且接收由UE发送的信号的无线电网络节点的通用术语。
未来的通信系统在许多情况下预期将基于无线自组织网络，而不是当今的具有中央节点的蜂窝通信方法或者与当今的具有中央节点的蜂窝通信方法相结合，其中在中央节点附近的每个设备都应当向中央节点发送数据。术语自组织(ad hoc)或设备到设备D2D联网通常是指具有相互通信的网络元件的系统，所述网络元件一起形成需要很少规划或不需要规划的网络。
网状网络根据定义是网络拓扑，其中每个节点为网络中继数据，并且其中所有节点协作以在网络中分发数据。网状网络可以被认为是一种自组织网络。因此，网状网络与移动自组织网络MANET密切相关，但是MANET还必须处理由节点的移动性引起的问题。
在网状网络中，使用路由以便经由充当源和目标之间的中继的互连节点将数据分组从源节点发送到目标节点。通常，路由可以被定义为经由通信网络中的一个或多个中间节点将信息从源节点移动到目标节点的动作。在有线系统(其中通常误比特率可以忽略不计并且在传输时立即检测到任何冲突，从而导致固定的针对每个链路的路由成本)中，在互联网协议IP级别使用IP地址执行路由。
另一方面，无线路由与有线路由的不同之处在于无线电信道明显更不可靠并且更可变。通过特定链路路由分组的成本不再是恒定的，而是取决于链路节点之间的信道。为了优化关于稀疏无线电频谱资源和/或分组等待时间的性能，优选地在存在对无线电信道属性的了解的较低层上执行路由。在其最简单的形式中，通过接收机向发射机发回确认ACK消息，获知沿路线成功地传输了分组。
图1a示出了与本公开相关的示例性场景。在图1a中，接入点或节点10a-10f可以是自组织或网状网络中的多个节点的子集。可以从节点10a向节点10b传送分组，并且节点10a需要选择经由10c、10d或10e或10c-e的子集到10b的路由(即，选择用于同时传输的两个或三个路线)。
在例如根据标准IEEE 802.11s的现有无线网状网络中，通过自组织按需距离矢量AODV使用作为对针对分组的总传输“播送时间(air time)”的估计的播送时间链路度量ATLM来执行路径建立。
针对给定度量的调制和编码方案例如基于先前的确认/否定确认ACK/NACK消息的接收或者来自独立于网状信令的探测请求。因此，从系统容量的角度来看，这是一个非常麻烦且不准确的过程，特别是在网状网络中。此外，发送节点通过从接收节点接收ACK/NACK：s将获得的关于链路质量的信息非常粗略。此外，根据ACK/NACK：s构建相关统计数据可能需要一些时间，并且在建立阶段期间，有很大的风险存在IP级别的不必要的分组延迟，这可能降低延迟敏感应用中的服务质量。另外，在动态网络中，统计数据很快就过时了，这也意味着性能不是最理想的。
在无线网状网络中，一种可能性是基于要使用的相应可能的路线的信道质量来选择路由。例如在美国专利US7881206B2中描述了这样的方法，美国专利US7881206B2公开了网络上的健康感知路由协议，其在计算作为整个路线的一部分的节点和节点之间的链路的合意性时考虑了链路质量和节点健康/剩余寿命度量的组合。此外，在一些情况下，例如，在国际专利申请WO2010083661A1中，还确定针对所选择的路线的调制和编码方案MCS的调整。
此外，美国专利申请US2010329134A1描述了一种方法，该方法包括：针对多个无线子信道中的每一个无线子信道确定信道质量指示(CQI)值，丢弃比阈值时间更早的CQI值中的任何一个CQI值，留下当前CQI值的集合，基于当前CQI值的集合来确定百分位数CQI值，以及向基础设施节点发送该百分位数CQI值。
然而，在一些应用中，例如由于可能的路线(例如，10a-10c或10a-10d)的相应链路质量，从10f接收的分组可能不适合单个路线传输，并且分段意味着分组的时间延迟。
这样，可以如WO2010/053347中所建议的，备选方式可以是通过不同的节点发送分组。当通过不同的节点发送分组时，调度器按以下方式通过多个不同的路线路由接收到的分组：将接收到的数据分组作为分组的副本，或者将接收到的数据分组分成子分组并以FDM方式或以多输入多输出MIMO方式(即将数据分组分为两半，并且将其作为子流在相同的时频资源上通过两个不同的路线发送)发送子分组。
然而，无线网状网络中用于路径选择的现有方法并没有充分利用多径路由的优点。
发明内容
本公开的目的是提供寻求单独地或以任何组合减轻、缓解或消除本领域中的一个或多个上述缺陷以及缺点的方法和节点，并提供增加网状网络中的吞吐量和系统容量的解决方案。本公开提出了用于在无线网络中的两个节点之间传输数据分组的方法和节点。
本公开描述了网状网络中的用于建立从源节点经由一个或多个中间节点到目标节点的优化路径的方法，其中可以在所述路径上并行传输数据以便利用通过利用两个或更多个路径产生的分集增益。
更具体地，本公开提出了一种在包括彼此无线连接的多个节点在内的无线网络中的起始节点中执行的方法，用于实现对从起始节点到目标节的传输路径的选择，其中在所述起始节点与所述目标节点之间存在至少两个可能的传输路径。所述方法包括以下步骤：从所述至少两个可能的传输路径中的节点接收发现信号，以及基于接收到的发现信号来估计针对从所述起始节点到发送所述发现信号的节点的传输的无线电信道。所述方法还包括：针对不同的传输模式，基于所估计的无线电信道来计算从所述起始节点到发送所述发现信号的节点的链路的度量，其中所述传输模式中的至少一个传输模式涉及从所述起始节点到发送所述发现信号的节点中的至少两个节点的同时传输，以及向相邻节点发送计算出的度量。所提出的方法的一个优点是通过给出多链路传输备选方式，提供了对无线网状网络中的无线电资源的更好利用，从而允许更高的吞吐量和/或更低的分组差错率和/或更低的端到端等待时间等。
根据一些方面，所述度量和/或所述传输属性被包括在路径请求PREQ中。根据一些方面，所述发送包括：针对所述不同的传输模式，发送与计算出的度量相对应的传输属性。通过采用针对不同的链路涉及单独传输属性的传输模式，可以以链路为基础优化传输属性。
根据一些方面，所述传输模式意味着到至少两个节点的双工传输，其中数据在不同的时间/频率资源上被划分到相应的节点，并且其中所述传输模式定义了针对每一个相应的链路要使用哪些时间/频率资源。因此，所述方法考虑了这样事实：一些时间/频率资源对于一个节点更好，而其他时间/频率资源对于另一节点更好。
根据一些方面，所述方法包括：响应于路径请求，从发送发现信号的节点中的至少一个节点接收指示要用于从所述起始节点向所述目标节点发送数据的至少一个传输路径的信息。
根据一些方面，本公开涉及一种包括彼此无线连接的多个节点在内的无线网络中的起始节点，其中所述起始节点实现对从所述起始节点到目标节点的传输路径的选择，其中在所述起始节点与所述目标节点之间存在至少两个可能的传输路径。所述起始节点被配置为使所述起始节点执行以下操作：从所述至少两个可能的传输路径中的节点接收发现信号，基于接收到的发现信号来估计针对从所述起始节点到发送所述发现信号的节点的传输的无线电信道H，针对不同的传输模式，基于所估计的无线电信道来计算从所述起始节点到发送所述发现信号的节点的链路的度量，其中所述传输模式中的至少一个传输模式涉及从所述起始节点到发送所述发现信号的节点中的至少两个节点的同时传输，以及向相邻节点发送计算出的度量。本公开还涉及起始节点中的相应计算机程序。
根据一些方面，本公开涉及一种在包括彼此无线连接的多个节点在内的无线网络中的目标节点中执行的方法，用于对从起始节点到所述目标节点的传输的路径进行选择，其中在所述起始节点与所述目标节点之间存在至少两个可能的传输路径。所述方法包括以下步骤：针对不同的传输模式，从所述至少两个可能的传输路径中的节点接收从所述起始节点到所述节点的传输路径中的链路的度量，所述节点发送所述度量，其中所述传输模式中的至少一个传输模式涉及从所述起始节点到所述节点中的至少两个节点的同时传输，以及估计针对从发送所述度量的节点到所述目标节点的传输的无线电信道H。所述方法还包括：基于所估计的无线电信道H来计算从发送所述度量的节点到所述目标节点的链路的度量，以及针对所述不同的传输模式，通过基于接收到的和计算出的度量计算和比较所述不同的传输模式的从所述起始节点到所述目标节点的累积路径度量，选择要用于从所述起始节点到所述目标节点的传输的至少一个传输路径。
根据一些方面，所述估计包括：使用路径请求PREQ来估计所述无线电信道。根据一些方面，所述方法包括：选择与所述至少一个选择的传输路径相对应的传输属性。例如，如果一些时间/频率资源对于一个节点更好，而其他时间/频率资源对于另一个节点更好，则当选择特定路径时，起始节点可以利用这个事实。因此，根据一些方面，所提出的技术使得能够选择链路以利用环境。
根据一些方面，所述方法还包括：发送指示所选择的传输路径的路径答复PREP。根据一些方面，所述方法还包括：从所述至少两个可能的传输路径中的节点接收发现信号，并且然后所述估计基于所接收的发现信号。
根据一些方面，本公开涉及一种包括彼此无线连接的多个节点在内的无线网络中的目标节点，其中所述目标节点被配置为选择从起始节点到目标节点的传输路径，其中在所述起始节点与所述目标节点之间存在至少两个可能的传输路径。所述目标节点被配置为使所述目标节点执行以下操作：针对不同的传输模式，从所述至少两个可能的传输路径中的节点接收从所述起始节点到所述节点的传输路径中的链路的度量，所述节点发送所述度量，其中所述传输模式中的至少一个传输模式涉及从所述起始节点到所述节点中的至少两个节点的同时传输，估计针对从发送所述度量的相应节点到所述目标节点的传输的无线电信道，基于所估计的无线电信道来计算从发送所述度量的节点到所述目标节点的链路的度量，以及针对所述不同的传输模式，通过基于接收到的和计算出的度量计算和比较所述不同的传输模式的从所述起始节点到所述目标节点的累积路径度量，选择要用于从所述起始节点到所述目标节点的传输的至少一个传输路径。
根据本公开的一些方面，其提供了一种计算机程序，包括计算机可读代码，所述计算机可读代码当在目标节点上运行时，使所述节点执行根据上述内容的方法。
考虑到以上描述，本公开的目的是克服如前所述的已知技术的至少一些缺点。
附图说明
通过结合附图来研究实施例/方案的以下具体实施方式，将更容易理解本技术，在附图中：
图1a示出了无线网状网络。
图1b示出了具有四个节点的网状网络。
图2a示出了与在相同的传输路径上发送分组相比，在不同的传输路径上发送分成子分组的分组的时间消耗。
图2b示出了与在相同的传输路径上发送划分后的分组相比，在不同的传输路径上发送复制的分组的时间消耗。
图3a示出了在时域和频域中使用不同的物理资源发送子分组。
图3b示出了在空间域中使用不同的物理资源发送子分组。
图4是示出了在起始节点中执行的所提出的方法的流程图。
图5是示出了在目标节点中执行的所提出的方法的流程图。
图6a是示出了起始节点的示意图。
图6b是示出了目标节点的示意图。
图7a是示出了在源节点处发送PREQ的流程图。
图7b是示出了在所有节点处接收信标或发现信号的流程图。
图7c是示出了在中间节点处接收PREQ和发送PREQ的流程图。
图8a是示出了在目的地节点处接收PREQ和发送PREP的流程图。
图8b是示出了在中间节点处接收PREP和发送PREP的流程图。
图8c是示出了在源节点处接收PREP和发送数据的流程图。
具体实施方式
以下将参考附图更全面地描述本公开的方面。然而，本文公开的设备和方法可以按多种不同形式来实现，并且不应当被理解为限于本文阐述的方面。贯穿附图，附图中类似的附图标记表示类似的元件。
定义
本文中使用的术语仅用于描述本公开的特定方面的目的，而不是为了限制本公开。如本文中使用的，单数形式“一”、“一个”和“所述”意在还包括复数形式，除非上下文明确地另外指示。
通常，路由可以被定义为经由通信网络中的一个或多个中间节点将信息从源节点移动到目标节点的动作。在多跳网络中，无法靠近彼此的节点可以从位于中间的节点获益，位于中间的节点可以将它们的消息从源向目标转发。
路径或路线将网络中的两个节点相连。在多跳网络中，路径包括一系列链路和节点。路径由链路的属性(例如，比特率或等待时间)定义。路径也可能受到节点的属性的影响。路径中的起始源通常被称为源节点。路径中的最终目标是目标节点。对于网状网络中的每个链路，发送节点是发送方节点，并且接收节点是接收方节点。
本公开有时提及起始节点。起始节点可以是源节点，但是在一些实施例中，所提出的方法可以在网络中的路径内实现。那么起始节点是中继节点。
本公开有时提及目标节点。目标节点可以是目的地节点，但是在一些实施例中，所提出的方法可以在网络中的路径内实现。那么目标节点是中继节点。
路由一般涉及两个基本任务；确定或选择合适的路由路径并通过网络传输信息。在路由过程的上下文中，这些任务中的第一个任务通常被称为路由确定，而这些任务中的后一个任务通常被称为分组转发。
在有线系统(其中通常误比特率可以忽略不计并且在传输时立即检测到任何冲突，从而导致针对每个链路的固定的路由成本)中，在IP级别使用IP地址执行路由。另一方面，无线路由与有线路由的不同之处在于，无线电信道明显更不可靠并且更可变。通过特定链路路由分组的成本不再是恒定的，而是取决于链路节点之间的信道。为了优化关于稀疏无线电频谱资源和/或分组等待时间的性能，优选地在存在对无线电信道属性的了解的较低层上执行路由。在其最简单的形式中，通过接收机向发射机发回确认ACK消息，获知沿路线成功地传输了分组。
针对单路径路由的路径建立
针对无线网状网络中的单路径路由的路径建立在本领域中是公知的。现在将描述针对单路径路由的路径建立的一般示例。
网状网络中的路由意味着消息通过在节点之间跳跃或者传输或中继直到到达目标节点为止而沿着路径从源节点传播到目标节点。每个节点都拥有路径表或路由表，该路径表或路由表包括与到无线网络中的其他节点的路径度量相关的信息。度量定义了在链路上传输数据所需的时间和/或频率和/或代码资源方面的成本。播送时间链路度量ATLM是无线网状网络中使用的链路度量的一个示例。这里的代码是指扩频系统。
当源S想要与目标D进行通信时，它在其路径表中进行查找。在S没有找到期望的目标D的情况下，它可以向其邻居节点发出标识期望的目标的路径请求PREQ。PREQ通常广播给网络中的所有节点，但是当然只有最接近的节点才能直接监听到PREQ。PREQ可以要求路径答复PREP。与PREQ相反，PREP在网络中不会被淹没，而是针对PREQ的发起方。换句话说，每个PREP都针对S与D之间的所选路径中的节点。
当源接收到PREQ时，它将以建立到源S的一个或多个反向路径的PREP和关于源的相应对等节点(即，PREQ的发送方)的信息进行响应。PREQ可以规定获知到PREQ的目标的路径的每个中间节点也可以以PREP进行响应。
如上所述，可以按需发送PREQ，但是也可以在网络建立时主动发送PREQ，以更新所有节点的路径表。在这样的PREQ中，目标可以被设置为未规定的值，这意味着接收到PREQ的任何节点都将以自己的节点为目标进行响应。
针对多径路由的路径建立
本公开提出了一种用于建立从源节点经由一个或多个中间节点到目标节点的路径的方法，其中可以在所述路径上并行传输数据。因此，本公开涉及建立路径以便利用通过利用两个或更多个路径产生的分集增益。主要原则涉及在路径请求中包括与不同传输备选方式的路径度量相关的信息。例如，路径请求可以包括针对使用某种多径传输经由第一中间节点、经由第二中间节点以及经由第一中间节点和第二中间节点二者的传输的度量。
为了更好地理解所提出的技术，现在将简要介绍双路径概念。
图2示出了当要发送数据分组A+B时的场景。然而，为了达到所要求的质量，编码是必需的，这意味着编码的分组大小将高于所支持的分组大小。如果使用单径，那么可能必须将分组重新传输或分段成更小的分组，这些分组随后将被传输，这将导致延迟。然而，如上所述，可以通过使用多个路径来避免这个问题。
在图2a中，数据分组A+B被分成两个分段或子分组A、B，在不同的传输路径上传输所述两个分段或子分组A、B。在图2b中，原始数据分组A+B在不同路径上传输两次，即使信道质量较低也是如此。然而，在接收机侧，可以将来自两个传输的数据组合在一起以维持质量。
为了能够近似同时发送子分组，不同的传输(即不同子分组的传输)需要被分离，使得信号不会干扰(太多)。可以在时域中、在频域中或在空间域中完成分离。在时域中使用不同的物理资源意味着例如时分复用TDM。这里的时间分离是指通过将信道分成不同的时隙以使得不同的发射机能够在相同的频率上发送，来在时间上复用频率信道上的数据。通过在不同的时隙上发送属于不同传输路径的数据，可以将分组发送到不同的接收节点。例如如果可以分配给一个发射机的时隙的数目有限，则这可以提高效率。例如，起始节点选择在不同的时隙中向不同的中间节点发送源自相同数据分组的子分组。然后，中间节点可以以同步方式将数据分组转发到目标节点。在频域中使用不同的物理资源意味着例如频分复用FDM。例如，如果网络的不同部分具有不同的信道质量，则使用TDM和/或FDM。例如，如果第一资源块RB集合(这里称为X)相对于一个中间节点具有良好的信号质量，而其他RB(这里称为Y)相对于另一个中间节点具有更好的质量。然后，数据在X上被调度到第一中间节点，并且在Y上被调度到另一中间节点。中间节点可能会受到这种情况的不同程度的影响。因此，不同的资源可能对一个节点有用，而对另一个节点没有用处或不太有用。
与在TDM情况中类似，当使用FDM时，起始节点可以在不同的频率上将源自相同数据分组的子分组发送到不同的中间节点。然后，中间节点可以以同步的方式并且可能甚至在相同的频率上转发子分组，这取决于如何设计子分组。
LTE在下行链路中使用正交频分复用OFDM，并且在上行链路中使用离散傅立叶变换DFT；-扩展OFDM(也称为单载波FDMA“SC-FDMA”)。因此，基本LTE下行链路物理资源可以被视为如图3a所示的时频网格，其中每个资源单元31在时域中的一个OFDM符号间隔期间与频域中的一个OFDM子载波32相对应。此外，通常围绕资源块RB来描述LTE中的资源分配，其中资源块对应于时域中的一个时隙(0.5ms)和频域中的12个连续的子载波。在频域中在系统带宽的一端从0开始对资源块进行编号。
为了在空间域中分离，节点利用例如预编码矩阵来进行波束成形和/或MIMO。这在发射机和接收机节点处需要多个天线，否则信号或并行流的空间分离是不可能的。当可以针对不同路径上的传输使用基本相同的编码和调制时，这种替代方式是有用的。
图3b示出了由无线设备10a执行的MIMO传输。在这种情况下，无线设备包括多输入多输出MIMO天线配置。通过使用不同的预编码矩阵或天线，在相同的频率信道上并行传输数据分组。在传统的MIMO中，发射机和接收机都具有多个天线，并且信号在发射机中被划分并通过多个天线发送，并且在接收机中使用多个天线接收。在MIMO系统中，信道层例如与发射机天线端口之一相对应。天线端口是通常在相同信道条件下用作针对信号传输的通用术语的逻辑术语。在LTE标准中为每个天线端口定义适于估计相应信道的分离的参考信号(导频信号)。
在图3b所示的情况下，在发射机10a中使用空间分离来将分组发送到两个不同的接收节点10c、10d。然而，如果接收节点然后以同步的方式将信号发送到第四节点，则第四接收节点可以将该信号视为MIMO传输。换句话说，从发射机和接收机的角度进行MIMO传输，但是存在传递信号的中间节点。中间节点还与其自己的预编码矩阵进行某种乘法。这是因为起始节点和中间节点之间的波束成形和/或MIMO信道不同于中间节点和第二节点之间的波束成形和/或MIMO信道。
因此，通过在物理层(即无线电层)上使用多径传输，可以实现从源节点到目标节点的有效传输。然而，针对单径的现有路径建立与多径情况不完全兼容，这是因为一个路径中的节点不拥有与其他路径中的传输相关的信息。因此，本公开提出了一种改进的针对路径建立的协议，其中针对传输(具体地对应于多径传输)的链路估计的度量不由接收机节点计算，而是被包括在PREQ中。一个主要区别是针对来自源节点的链路的度量不是由接收机节点估计的，而是由发射机节点估计的。
所提出的技术通常适用于独立于实现的任何无线路由协议，包括分布式和集中式路由算法、逐跳路由以及源路由、链路状态路由和距离矢量路由、主动或被动路由、平级或分层路由和多径路由以及其变型和组合。作为本文呈现的示例性实施例的开发的一部分，首先将阐述并讨论问题。
现在将参考图1b给出所提出的技术的介绍。假定起始节点或源节点N_s具有将数据发送到目标节点或目的地节点N_d的数据。在节点N_s和N_d之间存在两个中间节点N_i1和N_i2。N_s通过接收到相应节点发送的发现信号，提前获知分别到节点N_i1和N_i2的信道估计H_si1、H_si2。通过执行穷举搜索或者通过某种其他方法，N_s然后分别针对到节点N_i1和节点N_i2的信道层的所有可能组合(其中其他信道充当干扰源)来计算互信息MI，以便导出最高MI，最高MI意味着最适合于多径信令的信道。互信息是测量一个随机变量(即，所发送的信号)与另一个随机变量(即，接收机信号)共享多少信息的很多量中的一个量。基本上，信道的MI指示可以通过所述信道发送多少信息。
在已经识别出产生最佳传输条件(在诸如互信息的信道质量度量或诸如信号与干扰加噪声比SINR的任何信道质量度量方面)的H_si1和H_si2的信道组合的情况下，节点N_s将信道组合与其相应的路径度量一起包括在它正在构建以用于传输的PREQ中。因此，PREQ可以例如包括针对两个单径和一个或多个多径的路径度量和相关的传输信息。
当接收到节点N_s针对N_d的PREQ时，节点N_i1在其路径表中查找节点N_d。假设不存在任何条目，则节点N_i1在通过节点N_s和N_i1之间的链路更新其成本度量之后转发PREQ。在节点N_i2中发生相应的活动。
进而，当节点N_d从节点N_i1和节点N_i2二者接收到PREQ时，节点N_d将比较节点N_i1和节点N_i2二者的单个SINR或MI以及路径度量，并且还分别计算信道H_i1d和H_i2d的所有组合(即，多径传输)的SINR和MI以及针对所有组合的相应路径度量，以识别具有最佳链路度量的路径。在该示例中，这次的最佳路径度量是通过以节点N_i1和N_i2二者充当中继的MU-MIMO传输的路径度量。然后，节点N_d基于接收到的先验和计算出的SINR、MI和链路量度，分别向节点N_i1和节点N_i2二者发送PREP，PREP分别标识针对N_i1和N_i2二者的最优MCS、秩等。
在接收到PREP之后，节点N_i1记录所需的设置，然后将PREP中继到节点N_s。在节点N_i2中发生相应的活动。
最后，节点N_s接收PREP并且可以根据指定的方案开始发送数据。因此，该路径建立方法将实现路径选择，其也包括选择用于将起始节点与目标节点相连的多个路径。多径备选方式可以提供比单径更好的路由备选方式，从而允许更高的吞吐量和/或更低的分组差错率和/或更低的端到端延迟等。
MIMO信道特性描述
现在将进一步解释上述示例中的信道计算，以便更好地理解本发明的效果。对于MU-MIMO情况，可以使用奇异值分解将分别在节点N_s与N_i1和N_i2之间的信道矩阵Hsi1和Hsi2均表示为：
H＝UΛVH
其中Λ是对角线矩阵，其中对角线元素中的奇异值表示每个并行MIMO子信道的幂，并且U和V分别是表示在本领域中公知的最佳后编码矩阵和预编码矩阵的酉矩阵。从Λ1和Λ2中选择K个和L个最大奇异值，使得K+L≤Rmax，其中Rmax表示最大秩(即，接收机天线的数量)，并且从Λ1和Λ2中选择其相应的预编码矩阵和后编码矩阵。对于MU-MIMO情况，信道矩阵H例如是由分别从节点N_s到节点N_i1和节点N_i2二者的信道的组合构成的，
A＝diag([λ1，1…λ1，Kλ2，1…λ2，L])
U＝[u1，1…u1，K u2，1…u2，L]
其中λi，j是第i个中继节点的第j个奇异值，并且ui，j和vi，j分别是针对矩阵U和V的第i个中继节点的第j个行向量和第j个列向量。
在已经分别识别出最佳子信道1，K和1，L(导致最大秩)的情况下，根据下式针对H中的每个子信道h计算信号与干扰加噪声比SINR：
SINR＝h(C+HHH-hhH)-1h
其中h是针对期望的子信道的有效信道响应，C是噪声协方差矩阵，并且H是所有信道的信道响应。在已经导出SINR的情况下，在假定固定的分组大小和分组差错率的情况下计算链路以及总信道的ATLM是公知的过程。
此外，在获知SINR的情况下，导出互信息MI和容量C在本领域是公知的。例如，在使用B作为信道带宽的情况下，容量可以表示为：
C＝B log2(1+SINR)
并且，其中T代表一段时间，
MI＝CT。
通过使用MI或C，可以从MIMO传输的不同层计算聚合MI或C，然后反向计算等效单输入单输出-信噪比SISO-SINR和SISO-ATLM。
起始节点中的示例性操作
现在将使用图1a的网状无线网络作为无线网络的示例，其中可以实现所提出的方法。网状网络包括彼此无线连接的多个无线节点10a至10e，它们是自组织或网状网络中的所有节点的子集。在这个示例中，节点是用户设备UE，但是相同的原理可以应用于包括无线连接的节点的任何无线网络。
在网络中，可以从起始节点10a向目标节点10b传送分组。起始节点10a可以是源节点。然而，分组也可以从另一个节点10f到达，然后该另一节点10f将是源节点。在图1a中，起始节点10a需要选择经由中间节点10c、10d或10e到目标节点10b的路线。根据示出了所提出的技术的这个示例，起始节点10a选择两个或三个路线的组合来向目标节点10b同时传输子分组。
图4是示出了可以在包括彼此无线连接的多个节点10a-e在内的无线网络中的起始节点10a中执行的示例性操作的流程图，该示例性操作用于实现对从起始节点10a到目标节点10b的传输路径的选择，其中在起始节点与目标节点之间存在至少两个可能的传输路径。可以在期望路径建立的任何时间点执行所提出的方法。因此，可以主动或按需执行所提出的方法。
应当清楚的是，图4包括用实线边框示出的一些操作和用虚线边框示出的一些操作。包括在实线边框中的操作是包括在最宽的示例性实施例中的操作。包括在虚线中的操作是可以包括在更宽的示例性实施例中或者其一部分中的示例性实施例、或者是除更宽的示例性实施例的操作之外还可以采取的附加操作。应当清楚的是，不需要按顺序执行这些操作。此外，应当清楚的是，不需要执行所有操作。可以用任何顺序和以任何组合来执行示例性操作。
在使用按需路径建立的反应性网状网络中，在10a具有要通过10a向其邻居发送路径请求PREQ来发送的数据时完成路径建立。
为了使节点10a向10b发送数据，假设在10a与10b之间没有直接链路，或者节点之间的直接链路太弱，则10a需要识别要使用哪个(哪些)路径来进行传输。如果10a已经在先前向10b进行了发送或者反之亦然，则它可以在其路径表中具有当前的传输建立，否则10a必须找到经由中间节点10c、10d和10e到10b的一个或多个路径，并且还决定它应当使用10c、10d和10e中的哪一个作为中间节点，或者它是否应当使用这些节点中的更多节点作为中间节点。基本上它可以是使用的两个或全部三个节点。节点极限是min(N_tx，N_rx)，即发射机天线和接收机天线的最小值。
无线网络中想要与其他节点通信或者甚至仅仅发现其他节点的节点通常需要发送各种形式的控制信令。这种控制信令的一个示例是所谓的发现消息或信标，其至少携带某种形式的标识，并且由任何希望能够被其他节点发现的任何节点发送。其他节点可以扫描具有该消息的发现信号。一旦邻居节点检测到发现消息，它们就可以采取适当的行动，以例如尝试发起与发送发现消息的节点的连接建立。这些发现消息也可以由接收信号的节点使用以估计信道。这样，在假设在具有相似节点环境的TDD系统中合理的互易性的情况下，网络可以同时对到多个节点的下行信道进行估计。
返回图4，所提出的方法包括：从至少两个可能的传输路径中的节点10c、10d、10e接收S1发现信号。通常，起始节点从其附近的其他节点接收信标，这些其他节点被认为是针对来自起始节点10a的传输的可能的中继节点。原则上，来自相应发射机的任何信号都可以用作发现信号，只要该信号包括导频(即，已知的符号)即可。发现信号是最合适的信号，这是因为它们通常是周期性的。发现信号还可以包含与节点的信道质量相关的信息，即与所述节点处的资源污染相关的时间-频率信息。该数据将用于划分与时间或频率资源相关的数据的选项。
起始节点10a可以从邻居节点接收发现信号，但是也可以从距离较远的节点接收发现信号。原则上，源节点10a可以从目标节点10b接收发现信号。发现信号通常很短，这意味着它们相对于通常远远更长的数据分组具有增加的范围。
所提出的方法包括：基于接收到的发现信号来估计S2针对从起始节点到发送发现信号的节点10c、10d、10e的传输的无线电信道H。因此，通过对发现信号或信标进行测量，起始节点10a可以计算发送端10a与联合接收端10c和10d之间的先验MU-MIMO链路度量，例如ATLM。通常使用冲激响应模型来表示信道。在信号处理时，当使用被称为冲激信号的简短的输入信号来表示时，动态系统的冲激响应或冲激响应函数(IRF)是其输出。更一般地说，冲激响应指的是任何动态系统响应于某个外部变化的反应。在MIMO系统中，可以通过信道矩阵H对所有层的信道进行建模。H是由各个发射机和接收机天线元件的所有组合之间的信道组成的信道矩阵。对于假设的互易性来说，由于在“反向”方向测量信道，所以实际上在某个点对信道进行转置(transposed)。
该方法还包括：针对不同的传输模式，基于所估计的无线电信道计算S3从起始节点到发送发现信号的节点10c、10d、10e的链路的度量。度量定义了在传输模式的链路上传输数据所需的时间和/或频率和/或代码资源方面的成本。传输模式是指物理层级上的传输类型。例如，来自10a的传输是到一个节点的单播还是到多个节点的多播传输，以及使用什么类型的传输属性(例如调制和编码方案)。
根据所提出的技术，如关于图2和图3所讨论的，传输模式中的至少一个传输模式涉及从起始节点到发送发现信号的节点10c、10d、10e中的至少两个节点的同时传输。用于MU-MIMO的可能的接收机节点组合由到相应的接收机节点的信道属性决定以便优化传输秩。
该方法还包括：向相邻节点发送S4计算出的度量。通常，接收方是相关联的可能的传输路径中最近的节点。这可以通过将计算出的路径度量包括在路径请求PREQ中来实现。换句话说，包括在PREQ中的信息标识不同的传输备选方式以及相应的链路度量。一个这样的备选方式将是经由节点10c的单径传输以及使用四个并行流(即，信道层)的节点10a和10c之间的链路的链路度量。另一个备选方式将是经由节点10c和节点10d二者的多径传输以及使用两个并行流的节点10a和10c之间的链路的链路度量，所述两个并行流与还正在使用两个并行流的来自节点10a和10d的联合传输相对应，反之亦然。
PREQ可以包括针对与10a中的层数一样多的节点以及中继节点和层组合的多个组合的联合MU-MIMO链路度量。PREQ还可以包括关于针对即将到来的业务量优选哪种网络优化的信息(例如，吞吐量、等待时间或分组差错率)。
根据一些方面，发送S4的步骤包括：针对不同的传输模式或与计算出的度量相对应的传输属性进行发送。传输属性是例如时间/频率资源、调制和编码方案、多输入多输出MIMO方案、秩和/或预编码矩阵。传输属性通常涉及无线电(即层1或物理层)的属性。换言之，通过在PREQ中包括进一步的传输信息，使得网络能够针对例如吞吐量、等待时间、分组差错率、系统负载和/或资源利用率进行适当的优化。
根据一些方面，传输模式意味着到至少两个节点的双工传输，其中数据在不同的时间/频率资源上被划分到相应的节点，并且其中传输模式定义了针对每个相应的链路要使用哪些时间/频率资源。因此，如果一些时间/频率资源对于一个节点更好，而其他时间/频率资源对于另一个节点更好，则当选择路径时，起始节点可以利用这个事实。因此，根据一些方面，所提出的技术使得能够选择路径或链路以利用环境。
当节点10a发送PREQ时，它将由节点10c和节点10d二者接收，节点10c和节点10d进而将尝试在其路径表中查找当前路径建立，或重新广播PREQ以便找到到节点10b的路径。包括在节点10c和节点10d的PREQ中的内容现在是多个累积路径量度；一个累积路径量度用于单径10a-10j-10b(对于j＝c、d)中的每一个，并且一个累积路径量度用于多径10a-10c、10d-10b。
当节点10b接收到PREQ集时，其将基于例如包括先验路径度量的PREQ的先前路径度量以及诸如链路信号强度、延迟次数或者分别来自节点10c和10d的信道特性以及相对于其他节点(节点10b也已经从其接收到PREQ)的估计的SINR增益，来计算累积路径度量(例如，ATLM)或另一路径度量。根据所提出的技术，该计算还分别涉及一方面节点10b和另一方面节点10c和10d之间的信道矩阵估计，以评估分离节点10b和10c之间以及节点10b和10d之间的两个信道的能力。
度量还可以在子带级别上计算，以便考虑频率选择性衰落的影响。基于针对不同传输备选方式计算出的度量，节点10b然后选择与最佳度量相对应的传输备选方式。这种不同的传输备选方式在本公开中被称为不同的传输模式。
因此，节点10b中可能的传输模式的示例是：
a)来自节点10c和10d二者的MU-MIMO传输，其中不同的数据流分别被分配给10c和10d。
b)双工传输，使用不同的时间和或频率资源在节点10c和10d上划分数据。
c)分集传输，其中节点10c和10d以CoMP(协同多点)方式共享相同的数据和资源。
d)来自节点10c或10d的SU-MIMO传输。
当目标节点10b接收到PREQ时，它将根据所选择的传输备选方式将包括选择的传输模式的响应发送到目标节点10b已经从其接收到PREQ的节点10c和10d中的一个或这二者。在收到响应之后，节点10c记录所需的设置，然后将响应中继到节点10a。相应的活动在节点10d中发生。因此，在该示例中，节点10c和10d充当中继节点。最后，节点10a接收响应并且可以根据响应中指定的方案开始发送数据。
因此，根据一些方面，该方法还包括：响应于路径请求，从正在发送发现信号的节点10c、10d、10e中的至少一个接收S5指示要用于从起始节点向目标节点发送数据的至少一个传输路径的信息。根据一些方面，所接收的信息被包括在路径答复PREP中。当呈现目标节点中的所提出的方法时，将在下面更详细地讨论PREP。
现在将参考图5描述在目标节点中执行的方法。图5示出了在包括彼此无线连接的多个节点10a-e在内的无线网络中的目标节点10b中执行的方法，用于选择从起始节点10a到目标节点10b的传输路径，其中在起始节点与目标节点之间存在至少两个可能的传输路径。
应当清楚的是，图5包括用实线边框示出的一些操作和用虚线边框示出的一些操作。包括在实线边框中的操作是包括在最宽的示例性实施例中的操作。包括在虚线中的操作是可以包括在更宽的示例性实施例中或者其一部分中的示例性实施例、或者是除更宽的示例性实施例的操作之外还可以采取的附加操作。应当清楚的是，不需要按顺序执行这些操作。此外，应当清楚的是，不需要执行所有操作。可以用任何顺序和以任何组合来执行示例性操作。
当接收到针对来自目标节点10b所连接到的无线网络中的起始节点的路径的请求时，在目标节点10b中执行该方法。换句话说，该方法包括：针对不同的传输模式，从至少两个可能的传输路径中的节点10c、10d、10e接收S11从起始节点到节点10c、10d、10e的传输路径中的链路的度量，其中节点10c、10d、10e发送所述度量。接收的度量可以是多个链路的累积路径度量。根据所提出的技术，传输模式中的至少一个传输模式涉及从起始节点到节点10c、10d、10e中的至少两个节点的同时传输。
根据一些方面，所接收的度量被包括在路径请求PREQ中。该PREQ基本上是转发的PREQ。换句话说，中继节点10c、10d已经从10a接收到PREQ：s(其中目标节点是10b)，并且现在将PREQ：s转发到目标节点10b。
为了计算来自起始节点10a的完整路径，目标节点还需要对来自发送转发的PREQ：s的节点的路径进行估计。因此，该方法还包括：估计S12针对从发送度量的节点10c、10d、10e到目标节点的传输的无线电信道H。可以使用实际的PREQ消息来估计信道。
备选地，可以使用由中继节点10c、10d发送的发现信号或信标来完成信道估计。因此，根据一些方面，所述方法还包括：从至少两个可能的传输路径中的节点接收S10发现信号。然后，估计S12基于接收到的发现信号。
当估计信道时，可以计算目标节点10b与转发PREQ的节点之间的链路的度量。因此，该方法还包括：基于所估计的无线电信道(H)来计算S13从节点10c、10d、10e到目标节点的链路的度量，其中节点10c、10d、10e发送该度量。
目标节点现在已经获知到中间节点或中继节点10c、10d的链路以及来自中继节点10c和10d的链路。换句话说，从源节点到中继节点和从中继节点到目标节点。通过添加度量，可以计算针对不同传输备选方式的总路径。因此，该方法还包括：针对不同的传输模式，通过基于接收到的和计算出的度量计算和比较不同传输模式的从起始节点到目标节点的累积路径度量，选择S14要用于从起始节点到目标节点的传输的至少一个传输路径。
当选择路径时，需要向起始节点通知所选择的传输路径。根据一些方面，该方法还包括：发送S15指示所选择的传输路径的响应。根据一些方面，响应是路径答复PREP。换句话说，PREP还包括定义使用多径传输的传输模式中的同时传输的设置的信息。
对于本公开的所有方面，关于MCS、秩和预编码的信道状态信息CSI也可以被包括在PREP中以便向节点10c和10d指示哪些CSI设置用于节点10b处的最佳接收。
假设选择多径传输，则起始节点10a将从节点10c和节点10d二者接收路径答复(PREP)，并因此能够并行地或冗余地开始在节点10c和节点10d二者上传输数据，如在PREP中所定义的。来自节点10a的这种传输的示例是：节点10c和10d将共享可用资源的MU-MIMO传输、节点10c和10d将划分可用资源的双工传输或到节点10c或10d的单播SU-MIMO传输。
由于10a最初是唯一的发射机节点，并且PREP最初仅在该节点中可用，所以此时不可能发起上面的发射分集传输(备选方式c)，在发射分集传输中相同的数据和资源以CoMP方式共享。然而，通过向中间节点或中继节点10c和10d发送相同的数据，发射分集仍然可以在接收机侧完成。
重要的是要认识到，以上被描述为不同节点10a、10b、10c和10d的节点实际上可以是不同操作模式下的相同节点N。有时，节点N可以充当起始节点10a，在其他时候，节点N可以充当中间节点10c或10d，而在其他时候，节点N可以充当目标节点10b。此外，以上描述不限于任意数量的中间节点，或路径中的任意数量的链路。
示例性节点配置
图6a示出了包括彼此无线连接的多个节点10a-e的无线网络中的起始节点10a的示例性节点配置，其中起始节点能够实现对从起始节点10a到目标节点10b的传输路径的选择，其中在起始节点与目标节点之间存在至少两个可能的传输路径。
根据一些方面，起始节点是无线设备或网络节点。在一些实施例中，无线节点是数据分组的源(例如源自无线节点中的应用级)。在其它实施例中，无线节点是可能已经经由有线回程接收到数据分组的网络节点。反之亦然，目标节点被连接，或者实际上两个节点连接到外部有线或无线网络。所提出的方法可以例如在信息流从一个或多个传感器到互联网上的服务器的传感器网络中实现。在另一个实施例中，无线节点从另一无线节点10f接收数据分组。起始节点通常通过读取与目标目的地/节点相关联的分组首部中的地址来确定数据分组的目标。
如图6a所示，起始节点10a包括通信接口或包括天线的无线电电路11a，其被配置为在网络内接收和发送任何形式的通信或控制信号。换句话说，起始节点包括通信接口11a，其被配置为与无线网络中的其他节点10b-e进行无线通信。应当清楚的是，根据一些方面的无线电电路11a包括任意数量的收发、接收和/或发送单元或电路。应当进一步清楚的是，无线电电路11a可以具有本领域中已知的任何输入/输出通信端口的形式。根据一些方面的无线电电路11a包括RF电路和基带处理电路(未示出)。
根据一些方面，起始节点10a还包括可以与无线电电路11a通信的至少一个存储单元或电路13a。存储器13a可以被配置为存储接收或发送的数据和/或可执行的程序指令。存储器13a可以是任何合适类型的计算机可读存储器，并且可以具有易失性和/或非易失性类型。
根据一些方面，起始节点10a还包括处理电路12a，处理电路12a是任何合适类型的计算单元，例如，微处理器、数字信号处理器DSP、现场可编程门阵列FPGA或专用集成电路ASIC或任何其他形式的电路。应当清楚的是，处理电路不需要被提供为单个单元，而是可以被提供为任意数量的单元或电路。处理电路12a被配置为：从至少两个可能的传输路径中的节点接收发现信号，并且基于接收到的发现信号来估计针对从起始节点到发送发现信号的节点的传输的无线电信道H。
处理电路12a还被配置为：针对不同的传输模式，基于所估计的无线电信道来计算从起始节点到发送发现信号的节点的链路的度量，其中传输模式中的至少一个传输模式涉及从起始节点到发送发现信号的节点中的至少两个节点的同时传输；以及向相邻节点发送计算出的度量。
根据一些方面，处理电路12a被配置为：使起始节点10a针对不同的传输模式发送与计算出的度量相对应的传输属性。
根据一些方面，起始节点10a包括被配置为执行上述方法的模块。这些模块以硬件或软件或其组合来实现。根据一个方面，这些模块作为存储在存储器13a中的计算机程序实现，计算机程序在作为CPU的处理电路12a上运行。根据一些方面，模块是处理电路12a中的逻辑电路。
根据一些方面，起始节点10a包括第一接收机模块121a，其被配置为从至少两个可能的传输路径中的节点10c、10d、10e接收发现信号。
根据一些方面，起始节点10a包括估计器122a，其被配置为基于接收到的发现信号来估计针对从起始节点到发送发现信号的节点10c、10d、10e的传输的无线电信道(H)。
根据一些方面，起始节点10a包括计算器123a，其被配置为针对不同的传输模式，基于所估计的无线电信道来计算从起始节点到发送发现信号的节点10c、10d、10e的链路的度量，其中传输模式中的至少一个传输模式涉及从起始节点到发送发现信号的节点10c、10d、10e中的至少两个节点的同时传输。
根据一些方面，起始节点10a包括第一发射机模块124a，其被配置为向相邻节点发送计算出的度量。
根据一些方面，起始节点10a包括第二接收机模块125a，其被配置为响应于该路径请求从发送发现信号的节点10c、10d、10e中的至少一个节点接收指示要用于从起始节点向目标节点发送数据的至少一个传输路径。
图6b示出了包括彼此无线连接的多个节点10a-e在内的无线网络中的目标节点10b的示例性节点配置，其中目标节点被配置为选择从起始节点10a到目标节点10b的传输路径，其中在起始节点与目标节点之间存在至少两个可能的传输路径。
根据一些方面，目标节点是无线设备或网络节点。在一些实施例中，无线节点是数据分组的源(例如源自无线节点中的应用级)。在其它实施例中，无线节点是可能已经经由有线回程接收到数据分组的网络节点。反之亦然，目标节点被连接，或者实际上两个节点连接到外部有线或无线网络。所提出的方法可以例如在信息流从一个或多个传感器到互联网上的服务器的传感器网络中实现。在另一个实施例中，无线节点从另一个无线节点10f接收数据分组。起始节点通常通过读取与目标或目的地节点相关联的分组首部中的地址来确定数据分组的目标节点。
如图6b所示，目标节点10b包括通信接口或无线电电路11b，其包括配置为在网络内接收和发送任何形式的通信或控制信号的天线。换句话说，目标节点包括通信接口11b，其被配置为与无线网络中的其他节点10a、c-e进行无线通信。应当清楚的是，根据一些方面的无线电电路11b包括任意数量的收发、接收和/或发送单元或电路。应当进一步清楚的是，无线电电路11b可以具有本领域中已知的任何输入/输出通信端口的形式。根据一些方面的无线电电路11b包括RF电路和基带处理电路(未示出)。
根据一些方面，目标节点10b还包括可以与无线电电路11b通信的至少一个存储单元或电路13b。存储器13b可以被配置为存储接收或发送的数据和/或可执行的程序指令。存储器13b可以是任何合适类型的计算机可读存储器，并且可以具有易失性和/或非易失性类型。
根据一些方面，目标节点10b还包括处理电路12b，处理电路12b是任何合适类型的计算单元，例如微处理器、数字信号处理器DSP、现场可编程门阵列FPGA或专用集成电路ASIC或任何其他形式的电路。应当清楚的是，处理电路不需要被提供为单个单元，而是可以被提供为任意数量的单元或电路。处理电路12b被配置为：针对不同的传输模式，从至少两个可能的传输路径中的节点10c、10d、10e接收从起始节点到节点10c、10d、10e的传输路径中的链路的度量，其中节点10c、10d、10e发送该度量，其中传输模式中的至少一个传输模式涉及从起始节点到节点10c、10d、10e中的至少两个节点的同时传输；以及估计针对从发送度量的相应节点10c、10d、10e到目标节点的传输的无线电信道(H)。处理电路12b还被配置为：基于所估计的无线电信道H来计算从节点10c、10d、10e到目标节点的链路的度量，其中节点10c、10d、10e发送该度量，并且针对不同的传输模式，通过基于接收到的和计算出的度量计算和比较不同传输模式的从起始节点到目标节点的累积路径度量，选择要用于从起始节点到目标节点的传输的至少一个传输路径。
根据一些方面，目标节点10b包括被配置为执行上述方法的模块。这些模块以硬件或软件或其组合来实现。根据一个方面，模块被实现为存储在存储器13b中的计算机程序，计算机程序在作为CPU的处理电路12b上运行。根据一些方面，模块是处理电路12b中的逻辑电路。
根据一些方面，目标节点10b包括第一接收机模块120b，其被配置为从至少两个可能的传输路径中的节点接收发现信号。
根据一些方面，目标节点10b包括第二接收机模块121b，其被配置为针对不同的传输模式，从至少两个可能的传输路径中的节点10c、10d、10e接收从起始节点到节点10c、10d、10e的传输路径中的链路的度量，其中节点10c、10d、10e发送该度量。
根据一些方面，目标节点10b包括估计器122b，其被配置为估计针对从发送度量的节点10c、10d、10e到目标节点的传输的无线电信道H。
根据一些方面，目标节点10b包括计算器123b，其被配置为基于所估计的无线电信道H来计算从节点10c、10d、10e到目标节点的链路的度量，其中节点10c、10d、10e发送该度量。
根据一些方面，目标节点10b包括选择器124b，其被配置为针对不同的传输模式，通过基于接收到的和计算出的度量计算和比较不同传输模式的从起始节点到目标节点的累积路径度量，选择要用于从起始节点到目标节点的传输的至少一个传输路径。
根据一些方面，目标节点10b包括发射机模块125b，其被配置为发送指示所选择的传输路径的响应。
图7和图8是当建立在路径分集网状网络中使用的从源到目标的路径时节点可以操作的不同模式的流程图。
图7a是示出了根据一个示例实施方式的在源节点处发送PREQ的方法的流程图。在网状网络中，所有节点侦听来自其相邻节点的发现信号或信标以便识别相邻节点并估计到相应的相邻节点的信道H。当源节点具有要发送的数据时，源节点从适合于路径分集的N_N节点中选择711子集N_T，并计算712针对N_T的组合的MU-MIMO链路度量和CSI。这里N_N是从其接收到(或者以其他方式获知)信标的所有邻居节点的集合。据此来选择传输节点的子集N_T。然后，该节点作为源节点发送713PREQ，PREQ可能包括关于即将到来的业务优选什么样的网络优化的信息(例如，吞吐量、等待时间或分组差错率)。
图7b是示出了接收发现信号或信标的原理的流程图，其可以是网状网络中的所有节点中的连续过程。该过程通常涉及节点从邻居节点接收721信标。当发现新的邻居节点时，节点将该节点添加722到邻居集合N_N，并且估计723到节点N_n的信道H_n，并再次从N_N中选择724适合于路径分集的子集N_T。注意，这些步骤是所提出的方法的一部分，但是也可以在实际路径选择之前执行。
图7c是示出了在中间节点处发送PREQ的方法的流程图。该节点作为中间节点从节点N_s接收731 PREQ，并且将发送节点添加732到集合N_R，其中从集合N_R接收到具有相同的唯一PREQ标识PREQ-ID的PREQ。这里，N_R表示从其接收到PREQ的节点集合。然后，该节点计算733N_s的CSI和SU-MIMO路径度量。当PREQ时间窗口仍然打开时，节点等待734以获得更多的PREQ，并且如果接收到更多的PREQ，则采取相同的措施。PREQ时间窗口可以是这样的时间窗口，即，在该时间窗口之后，节点选择要包括在PREQ中的最佳度量，或者节点可以发送多个PREQ，在每个接收到的PREQ之后发送一个PREQ导致比先前发送的PREQ更好的度量。然后，节点为N_R中包括的各个数量的节点选择735最佳MU-MIMO路径度量，并最终将PREQ转发736到路径中的下一个节点。
图8a是示出了在目标节点处发送PREP的示例性过程的流程图。首先，节点通过从N_i接收811PREQ、将节点N_i添加812到接收的集合N_R、计算813针对N_i的CSI和SU-MIMO路径度量并且等待814以获得更多PREQ，在给定间隔内收集PREQ。
该节点作为目标节点分析来自多个中间节点的PREQ，并决定哪个(哪些)节点包括在传输路径中。这可以包括以下步骤：计算815针对到N_d的链路的MU-MIMO链路度量和CSI，使用先前的链路来更新816MU-MIMO路径度量，选择817SU-MIMO和MU-MIMO度量的最佳路径度量，以及将针对所选择的路径的CSI信息包括818在PREP中。然后，节点向包括在路径中的节点发送819PREP，PREP包括用于10b处的适当的MU-MIMO接收的CSI信息。
图8b是示出了在中间节点处发送PREP的方法的流程图。作为中间节点，更新PREP并将PREP转发到源节点。该过程可以包括以下步骤：中间节点从节点N_d接收821PREP并且用自己的节点ID更新822PREP节点列表，并且将信道状态信息(CSI信息)包括在去往N_T中的相应节点的PREP中。CSI告诉发射机节点它应当使用什么MCS、秩和PMI等，以使接收机能够对其进行正确接收。中间节点进一步查找823要向其转发PREP的节点集合N_T，并且最终根据相应的CSI向节点集合N_T中的所选择的节点转发824PREP。
图8c是示出了在源节点处接收PREP的方法的流程图。该节点作为源节点接收831不同的PREP，并根据PREP中定义的数据和CSI开始发送832数据。
应当注意的是，尽管已经在本文中使用了来自3GPP LTE或IEEE802.11s的术语来解释示例性实施例，但是这不应当视为将示例性实施例的范围仅限于以上所提到的系统。其他无线系统(包括蓝牙、WiFi(IEEE 802.11)、WCDMA、WiMax、超移动宽带UMB和GSM同样可以从本文公开的示例性实施例受益。
已经给出了本文提供的示例性实施例的描述以用于说明的目的。该描述并不旨在是详尽的或者将示例性实施例限制于所公开的精确形式，并且考虑到上面的教导，修改和变型是可能的，并且可以通过实现对所提供的实施例的多个备选方式来获取这些修改和变型。选择和描述本文讨论的示例以便解释多个示例性实施例的原理和属性及其实际应用，从而使本领域技术人员能够以多种方式并且使用适合于所设想的特定使用的多个修改来使用示例性实施例。可以用方法、装置、模块、系统和计算机程序产品的所有可能的组合来组合本文所描述的实施例的特征。应当清楚的是，本文呈现的示例性实施例可以彼此以任何组合来实践。
应当注意，词语“包括”不必要排除所列出的那些之外存在其他元件或步骤，并且元件之前的词语“一”或“一个”不排除存在多个这种元件。还应当注意的是，任何附图标记不限制权利要求的范围，可以至少部分地通过硬件和软件的方式来实现示例性实施例，并且可以通过相同的硬件项来表示多个“装置”、“单元”或“设备”。
在本公开的上下文中，术语“无线终端”或“无线设备”涵盖能够通过发送和/或接收无线信号与另一设备以及可选地与无线网络的接入节点无线通信的任何设备。因此，术语“无线设备”涵盖但不限于：用户设备(例如LTE UE)、移动终端、用于机器到机器通信的固定或移动无线终端、集成或嵌入式无线卡、外部插入无线卡、电子狗等。在本公开中，术语“用户设备”有时用于例示各种实施例。然而，这不应被解释为限制，这是因为本文所示的概念同样适用于其他无线设备。因此，每当在本公开中引用“用户设备”或“UE”时，应将其理解为涵盖以上限定的任何无线设备。
本文描述的各种示例性实施例在方法步骤或过程的一般上下文中描述，这些方法步骤或过程可以根据一些方面由计算机程序实现，该计算机程序包括计算机可读代码，当在基于竞争的通信系统中的节点上运行时，计算机可读代码使节点执行根据上述内容的方法。具体实现在计算机可读介质中的计算机程序包括由联网环境中的计算机执行的计算机可执行指令，诸如程序代码。计算机可读介质可以包括可移除和不可移除存储设备，包括但不限于只读存储器ROM，随机存取存储器RAM，紧凑盘CD，数字通用盘DVD等。一般地，程序模块可以包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等。计算机可执行指令、相关联的数据结构和程序模块表示用于执行本文公开的方法的步骤的程序代码的示例。这些可执行指令或相关联的数据结构的特定序列表示用于执行这些步骤或过程中描述的功能的相应动作的示例。
在附图和说明书中，已经公开了示例性实施例。然而，可以对这些实施例做出许多变化和修改。因此，虽然使用了特定术语，但是在一般性或描述性意义上使用这些特定术语，而不用于限制目的，实施例的范围由所附权利要求定义。

Claims (21)

1.一种在包括彼此无线连接的多个节点(10a-e)在内的无线网络中的起始节点(10a)中执行的方法，用于实现对从起始节点(10a)到目标节点(10b)的传输路径的选择，其中在所述起始节点与所述目标节点之间存在至少两个可能的传输路径，所述方法包括以下步骤：
-从所述至少两个可能的传输路径中的节点(10c、10d、10e)接收(S1)发现信号，
-基于接收到的发现信号，估计(S2)针对从所述起始节点到发送所述发现信号的节点(10c、10d、10e)的传输的无线电信道(H)，
-针对不同的传输模式，基于所估计的无线电信道来计算(S3)从所述起始节点到发送所述发现信号的节点(10c、10d、10e)的链路的度量，其中所述传输模式中的至少一个传输模式涉及从所述起始节点到发送所述发现信号的节点(10c、10d、10e)中的至少两个节点的同时传输，以及
-向相邻节点发送(S4)计算出的度量。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述发送(S4)包括：针对所述不同的传输模式，发送与计算出的度量相对应的传输属性。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述度量和/或所述传输属性被包括在路径请求“PREQ”中。
4.根据权利要求3所述的方法，包括：
-响应于所述路径请求，从发送所述发现信号的节点(10c、10d、10e)中的至少一个节点接收(S5)指示要用于从所述起始节点向所述目标节点发送数据的至少一个传输路径的信息。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所接收的信息被包括在路径答复“PREP”中。
6.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，所述传输属性包括以下任意一项或多项：时间/频率资源、调制和编码方案、多输入多输出“MIMO”方案、秩和/或预编码矩阵。
7.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，所述传输模式包括以下任意一项：
-到至少两个节点的多用户MIMO“MU MIMO”传输，其中不同的数据流被分配给相应的节点，
-到至少两个节点的双工传输，其中数据在不同的时间/频率资源上被划分到相应的节点，
-分集传输，其中相同的数据被发送到多个节点，或者
-到一个节点的单播传输。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述传输模式意味着到至少两个节点的双工传输，其中数据在不同的时间/频率资源上被划分到相应的节点，并且所述传输模式定义了针对每一个相应的链路要使用哪些时间/频率资源。
9.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，所述度量定义了针对所述链路上的数据传输所需的时间和/或频率和/或代码资源方面的成本。
10.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，所述度量是播送时间链路度量ATLM。
11.一种计算机程序，包括计算机程序代码，所述计算机程序代码在被执行时使起始节点执行根据权利要求1至10中任一项所述的方法。
12.一种包括彼此无线连接的多个节点(10a-e)在内的无线网络中的起始节点(10a)，其中所述起始节点被配置为实现对从所述起始节点(10a)到目标节点(10b)的传输路径的选择，其中在所述起始节点与所述目标节点之间存在至少两个可能的传输路径，所述起始节点(10a)包括：
-通信接口(11a)，被配置为与所述无线网络中的其他节点(10b-e)进行无线通信，以及
-处理电路(12a)，被配置为使所述起始节点(10a)：
o从所述至少两个可能的传输路径中的节点(10c、10d、10e)接收发现信号，
o基于接收到的发现信号，估计针对从所述起始节点到发送所述发现信号的节点(10c、10d、10e)的传输的无线电信道(H)，
o针对不同的传输模式，基于所估计的无线电信道来计算从所述起始节点到发送所述发现信号的节点(10c、10d、10e)的链路的度量，其中所述传输模式中的至少一个传输模式涉及从所述起始节点到发送所述发现信号的节点(10c、10d、10e)中的至少两个节点的同时传输，以及
o向相邻节点发送计算出的度量。
13.根据权利要求12所述的起始节点(10a)，其中，所述处理电路(12a)被配置为使所述起始节点(10a)针对所述不同的传输模式发送与计算出的度量相对应的传输属性。
14.一种在包括彼此无线连接的多个节点(10a-e)在内的无线网络中的目标节点(10b)中执行的方法，用于对从起始节点(10a)到所述目标节点(10b)的传输的路径进行选择，其中在所述起始节点与所述目标节点之间存在至少两个可能的传输路径，所述方法包括以下步骤：
-针对不同的传输模式，从所述至少两个可能的传输路径中的节点(10c、10d、10e)接收(S11)从所述起始节点到所述节点(10c、10d、10e)的传输路径中的链路的度量，所述节点(10c、10d、10e)发送所述度量，其中所述传输模式中的至少一个传输模式涉及从所述起始节点到所述节点(10c、10d、10e)中的至少两个节点的同时传输，
-估计(S12)针对从发送所述度量的节点(10c、10d、10e)到所述目标节点的传输的无线电信道(H)，
-基于所估计的无线电信道(H)，计算(S13)从发送所述度量的节点(10c、10d、10e)到所述目标节点的链路的度量，以及
-针对所述不同的传输模式，通过基于接收到的和计算出的度量计算和比较所述不同的传输模式的从所述起始节点到所述目标节点的累积路径度量来选择(S14)要用于从所述起始节点到所述目标节点的传输的至少一个传输路径。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所接收的度量被包括在路径请求“PREQ”中。
16.根据权利要求15中任一项所述的方法，其中，所述估计(S12)包括：使用所述路径请求“PREQ”来估计所述无线电信道。
17.根据权利要求14至16中任一项所述的方法，包括：选择与所述至少一个选择的传输路径相对应的传输属性。
18.根据权利要求14至17中任一项所述的方法，其中，所述方法还包括：
-发送(S15)指示所选择的传输路径的响应。
19.根据权利要求14至18中任一项所述的方法，其中，所述方法还包括：
-从所述至少两个可能的传输路径中的节点接收(S10)发现信号，
-并且其中所述估计(S12)基于所接收的发现信号。
20.一种计算机程序，包括计算机程序代码，所述计算机程序代码在被执行时使起始节点执行根据权利要求14至19中任一项所述的方法。
21.一种包括彼此无线连接的多个节点(10a-e)在内的无线网络中的目标节点(10b)，其中所述目标节点被配置为选择从起始节点(10a)到目标节点(10b)的传输路径，其中在所述起始节点与所述目标节点之间存在至少两个可能的传输路径，所述目标节点(10b)包括：
-通信接口(11b)，被配置为与所述无线网络中的其他节点(10c-e)进行无线通信，以及
-处理电路(12b)，被配置为使所述目标节点(10b)：
o针对不同的传输模式，从所述至少两个可能的传输路径中的节点(10c、10d、10e)接收从所述起始节点到所述节点(10c、10d、10e)的传输路径中的链路的度量，所述节点(10c、10d、10e)发送所述度量，其中所述传输模式中的至少一个传输模式涉及从所述起始节点到所述节点(10c、10d、10e)中的至少两个节点的同时传输，
o估计针对从发送所述度量的相应节点(10c、10d、10e)到所述目标节点的传输的无线电信道(H)，
o基于所估计的无线电信道(H)，计算从发送所述度量的节点(10c、10d、10e)到所述目标节点的链路的度量，以及
o针对所述不同的传输模式，通过基于接收到的和计算出的度量计算和比较所述不同的传输模式的从所述起始节点到所述目标节点的累积路径度量来选择要用于从所述起始节点到所述目标节点的传输的至少一个传输路径。
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