CN101690037B - 在无线网络的第一站点的通信方法及第一站点 - Google Patents

Abstract

一种媒体访问控制(MAC)调度器，根据一个实施例，无线网络的站点评估与三个不同的用于在该站点的无线链路的第一条上传输分组的传输配置对应的数据吞吐量。这些传输配置中的第一和第二传输配置使分组分别编码在双层信号的第一和第二层中。第三传输配置使分组编码为传统的单层信号。对于第一和第二传输配置中的每一个，站点选择该站点的无线链路的第二条以传输至少一个第二分组，其中第一和第二分组被分别编码在双层信号的不同层。站点改变在第一和第二层之间的功率分配，以优化第一和第二传输配置的每一个的数据吞吐量，并从第一、第二和第三传输配置中选择产生最大数据吞吐量的传输配置。

Description

在无线网络的第一站点的通信方法及第一站点

相关申请的交叉引用 

本申请要求2007年7月6日提交的名称为“Superposition Coding forWireless Mesh Networks”的美国临时专利申请No.60/958,622的优先权，其整个内容在此被包含以作为参考。本申请的主题与美国专利申请号为No.12/124,332、律师案卷标记为Li 13-33-55的申请相关，该申请在与本申请相同的日期提交，名称为“Routing Protocol for a Network EmployingMulti-User Wireless Channels”，其整个内容在此也被包含以作为参考。 

技术领域

本发明涉及无线网络，更具体地，涉及用于从单个发射器到多个接收机和/或从多个发射机到单个接收机的时间重叠的独立单播传输的通信协议。 

背景技术

这部分介绍可有助于更好理解本发明的方面。因此，该部分的说明应当从这个方面来阅读，而不应被理解为承认什么是现有技术和什么不是现有技术。 

传统的无线网络通常将无线信道当作单播传输的点到点链路，其中单播传输即是通信分组从单个发射机发送到单个特定接收机的传输。这种方式是不利的，因为其倾向于低估或完全不考虑多用户无线信道的好处。多用户无线信道能够实现从单个发射机到多个接收机和/或从多个发射机到单个接收机的时间重叠的单播传输。使用多用户无线信道能够有利地增加网络的传输能力，而无需显著地增加硬件成本。然而，可用于实现多用户 无线信道的好处的各种通信协议还没有被充分地开发。 

发明内容

现有技术中的问题可以通过媒体访问控制(MAC)调度器解决，根据一个实施例，无线网络的站点评估与三个不同的用于在该站点的无线链路的第一条链路上传输第一分组的传输配置对应的数据吞吐量。第一传输配置使第一分组编码在双层信号的第一层。第二传输配置使第一分组编码在双层信号的第二层。第三传输配置使第一分组编码为传统的单层信号。对于第一和第二传输配置的每一个，站点选择该站点的无线链路的第二条链路以传输至少一个第二分组，其中第一和第二分组被编码在双层信号的各个不同的层。站点改变在第一和第二层之间的功率分配以优化第一和第二传输配置的每一个的数据吞吐量，并从第一、第二和第三传输配置中选择导致最大数据吞吐量的传输配置。所选择的传输配置可以使站点作为发射机，在这种情况下，重叠编码可被站点使用以生成双层信号。可选地，所选择的传输配置可以使基站作为接收机，在这种情况下，串行干扰消除处理可被站点使用以解码所接收的双层信号。 

根据一个实施例，在无线网络的第一站点，一种通信方法包括以下步骤：(A)比较与至少两个不同的用于在具有第一站点作为终端的第一无线链路上传输第一通信信号的传输配置对应的数据吞吐量，这些传输配置的至少一个对应于具有第一通信信号作为多层信号的一层的传输，这些传输配置的另一个对应于第一通信信号作为单层信号的传输；以及(B)基于所述比较，选择用于传输第一通信信号的传输配置。 

根据另一个实施例，一种无线网络包括：经由一个或多个对应的无线链路连接的多个站点，其中所述多个站点的至少一个站点用于：(A)比较与至少两个不同的用于在具有该站点作为终端的第一无线链路上传输第一通信信号的传输配置对应的数据吞吐量，所述传输配置的至少一个对应于具有第一通信信号作为多层信号的一层的传输，所述传输配置的另一个对应于第一通信信号的单层传输；以及(B)基于所述比较，选择用于传 输第一通信信号的传输配置。 

附图说明

根据下面详细的说明、所附的权利要求以及附图，本发明的其它方面、特征和优点将会变得更明显，其中： 

图1示出可以实现本发明的各种实施例的代表性的无线网络； 

图2A-C图示了可根据本发明的一个实施例用于在图1的网络中实现重叠编码(SPC)的代表性的通信信号； 

图3示出可根据本发明的一个实施例在图1的网络中使用的物理层帧； 

图4A-B示出可根据本发明的一个实施例在图1的网络的MAC(媒体访问控制)层中使用的DATA(数据)和ACK(确认)分组的代表性格式； 

图5A-B示出可根据本发明的一个实施例在图1的网络的MAC层中使用的RTS(请求发送)和CTS(清除发送)分组的代表性格式； 

图6示出可根据本发明的一个实施例的在图1的网络的站点处使用的MAC调度器的流程图； 

图7示出可根据本发明的另一个实施例的在图1的网络的站点处使用的MAC调度器的流程图； 

图8示出图1的网络的一部分，其中路由协议可根据本发明的一个实施例应用； 

图9示出可根据本发明的一个实施例在图1的网络的站点处使用的路由协议的流程图。 

具体实施方式

图1示出可以实现本发明的各种实施例的代表性的无线网络100。网络100是具有多个网状节点110的网状网络。每个节点110用于执行若干功能。例如，节点可以作为用于出现在区域中的一个或多个移动终端(MT)，诸如MT 120₁-120₃的接入点(AP)。每个MT 120可通过建立与对应的(通常，提供最强接收的)一个节点110的无线链路115接入网 络100。节点还可以作为使网络100能够经由无线链路105从节点到节点中继通信信号的回程路由器。某些节点110，例如节点110_i和节点110_p，还可以作为经由各自的有线或无线链路125将网络100连接到例如因特网或专用有线网络的外部有线网络130的网关。网络100的网状拓扑实际上向任何进行通信的节点110对提供传播路径多样性，这意味着在这些节点之间存在至少两个不同的信号传播路径。 

如果根据本发明的实施例进行配置，则网络100能够支持多用户无线信道。例如，在一个实施例中，网络100的物理(PHY)层能够使多用户信道经过重叠编码(SPC)和串行干扰消除(SIC)。网络100的媒体访问控制(MAC)层通过对网络的不同站点(例如，节点110和MT 120)在动态设置和仲裁对无线媒体的访问中识别合适的传输机会来平衡这些PHY层的能力。网络100的路由层通过标识使用多用户无线信道增加(例如，最大化)传输机会的数量的信号传播路径并引导业务流经过这些路径来增强多用户无线信道的效用。每个PHY、MAC和路由层在下面详细地描述。 

物理层

该部分提供重叠编码(SPC)和串行干扰消除(SIC)的简要概述。这个概述旨在帮助理解在随后的部分中描述的MAC和路由协议的某些特征。有关SPC编码和SIC处理的更多细节可以参见例如剑桥大学出版社2005年出版的由D.Tse和P.Vswanath撰写的“Fundamentals of WirelessCommunication”的第6章的内容，这本书的整个内容在这里被结合以作为参考。 

SPC编码是可被发射机用于向两个或多个接收机同时传输独立的消息的技术。为简单起见，在此限定为两个接收机的情况。发射机例如可以是节点110_a，两个接收机例如可以是(i)MT 120₁和120₂或(ii)节点110_b和MT 120₁或(iii)节点110_b和110_c。也可以是其它发射机/接收机组合。SPC编码使用在与两个接收机对应的通信链路中信号衰减量上通常存在的差异。发射机的功率在两个不同的信号之间被分割，以致遭受较低衰减的 信号被分配比遭受更大衰减的信号更低的功率。发射机选择每个信号的传输速率，分别以所选择的速率编码和调制每个消息，并叠加所产生的传输到两个接收机的各个信号。 

图2A-C图示出可根据本发明的一个实施例用于在网络100中实现SPC编码的代表性的通信信号。更具体地，图2A-C分别图示了用于第一接收机的信号(第一层信号)、用于第二接收机的信号(第二层信号)和相应的叠加信号。第一和第二层信号都是使用正交相移键控(QPSK)调制生成的，图2A-B绘出了在各自的复平面中的这些信号。通过在图2A中的QPSK星座点之间的间隙比图2B中的更大来表示第一层信号的幅度相对于第二层信号更大。这两个信号的叠加导致具有16个星座点的新的星座图(参见图2C)。这16个星座点由4个四组构成，每一组都具有第一层信号的对应QPSK星座点，其由于存在第二层信号而被分离成四个。本领域的普通技术人员将知道，图2A-C所示的技术可以进一步扩展到三层或更多层信号。 

在一个配置中，两个预期接收机可以使用两种不同信号处理机制解码所接收的信号。更具体地，第一层信号的预期接收机解码第一层信号，将所叠加的第二层信号当作噪音或干扰。第二层信号的预期接收机使用SIC处理解码后者，在此期间，接收机首先解码第一层信号，对其进行再编码，从原始叠加信号中减去所得到的信号，然后解码剩余信号。例如，在接收机训练期间，在第一层信号的星座点的复平面上的位置通过将每个对应的四组的点聚集在一起而确定。接着，基于所确定的位置设置分割阈值。在常规操作期间，分割阈值用于做出分割决策并恢复由第一层信号承载的数据。基于所恢复的数据，计算第一层信号在叠加信号中的估计贡献。然后，从叠加信号中减去该估计贡献以获得估计的第二层信号。最后，以传统的方式处理后者以恢复被编码的数据。 

尽管第一层信号的预期接收机通常将第二层信号当作噪音或干扰，但在某些情况下，该接收机可能事先知道第二层消息的内容。这种知识在此后称为“边信息”。利用该边信息，接收机可以在解码处理之前减去第二 层信号。使用边信息是有益的，因为其改善了第一层信号的有效信噪比(SNR)，这使得对应的发射机能够使用第一和第二层信号之间不同的更有利的功率分配和/或第一层信号的更高的数据速率。 

在可选择的配置中，接收机可使用此后称为“联合检测”的检测方法来解码叠加信号(参见图2C)，并恢复由第一和/或第二层信号成分(图2A-B)承载的数据。联合检测方法检测叠加信号(图2C)，如同它是使用16进制正交幅度调制(16-QAM)生成的。在每个时隙中，叠加信号被适当地分割以确定它对应于哪个16-QAM符号。然后，由第一和第二层信号成分承载的数据从该16-QAM符号中推断。接收机可以丢弃与不想要的信号成分对应的数据，并保留与想要的信号成分对应的数据。 

图3示出了可根据本发明的一个实施例在网络100中使用的物理层帧(分组)300。帧300的格式通常类似于IEEE标准802.11的可互操作PLCP(物理层会聚协议)协议数据单元(PPDU)，该标准的整个内容在此被包含以作为参考。然而，帧300的某些字段与PPDU的对应字段不同。 

帧300包含PLCP前导、PLCP报头和PLCP服务数据单元(PSDU)。PLCP前导包含以下字段：同步(SYNC)和帧起始定界符(SFD)。PLCP报头包含以下字段：信令(SIGNAL)、业务(SERVICE)、长度(LENGTH)和循环冗余码(CRC)。这些字段的每一个在IEEE标准802.11b中被详细地描述。PSDU的格式类似于在传统IEEE标准802.11中描述的格式。 

帧300可用于启动SPC编码和SIC处理，例如如下所述。SFD字段用作估计链路中的SNR和信号衰减的导频信号。该信道估计信息在接收机处获得，然后例如使用MAC层分组(参见下一个子部分)反馈给发射机。优选地，信道估计信息源自例如单个接收机发起的传输，因为对于从多个发射机发起的时间重叠的传输，将合成SNR分解成对应于单独的通信链路的单独SNR成分可能相对在计算上复杂。 

帧300的SIGNAL字段与传统的802.11PLCP报头的不同在于它具有可变的长度，可容纳额外的参数，诸如用于多个层的信号的速率和功率。例如，子字段CNT表示分组中层的数量(例如，对于双层信号，CNT＝2)。 子字段SGNL1和SGNL2分别表示第一和第二层信号的速率。同样，子字段PWR1和PWR2分别表示分配给第一和第二层信号的功率。SIGNAL字段还可以具有可选子字段PKTID1，其标识对应的第一层分组并使接收机能够利用对应的边信息(如果可用)。对于第二层信号，可添加类似的可选子字段(未明示)。对于任何更多层信号，可添加类似于子字段SGNL1、PWR1和PKTID1的其它子字段。在优选的配置中，PLCP前导和PLCP报头不进行SPC编码，其使用基础速率和全传输功率进行传输。 

在一个实施例中，PSDU使用纠错码生成。该码使接收机能够准确地重构第一层信号而不管是否存在传输差错，从而也提高了减去第一层信号后重构第二层信号的准确性。例如，里德-所罗门(Reed-Solomon)编码能够提供这种纠错功能。使用在IEEE标准802.11b中描述的分组进行加扰可以选择性地实施，以进一步地降低分组差错率(PER)。 

网络100的站点(例如，节点110或MT 120)被配置为在SNR表中存储其每一个链路的估计SNR。对于每个链路，优选地，SNR表包含：(1)最新SNR和(2)平均SNR，其中进行平均的间隔是例如持续期间中的几秒。SNR表可以使用对应表项的时间戳周期性地更新。例如，比信道相干时间早的表项可被删除。信道相干时间取决于网络环境，并可属于几百毫秒到几秒。SNR表中的每个表项具有表示所存储的值是否已被反馈给对应的发射机的标志。SNR表由PHY层、MAC层和路由层维护和共享。 

对于在SNR表中没有对应表项的链路上的传输，网络100中的发射机(例如，节点110或MT 120)被配置为还原成传统的传输模式，例如基础速率、全传输功率和无SPC编码。对于在SNR表中有对应表项的链路上的传输，发射机被配置为使用SPC编码，例如如下所述。发射机从SNR表中取回相应的表项，并使用这些表项以确定用于每一层信号的速率和功率分配。接着，发射机使用各个速率生成每个层各自的信号，并基于所确定的功率分配衡量每个信号。这样生成的单独的信号被加起来以生成对应的叠加PSDU(参见图3)。然后，发射机将对应的PLCP前导和PLCP报头添加到PSDU上以生成帧300。最后，帧300被传输到预期接收机。 

在预期接收机(例如，节点110或MT 120)处，帧300被处理，例如如下所述。通过处理帧300的PLCP报头并解析其SIGNAL字段，接收机将该帧识别为包含SPC编码信号。接着，接收机应用上述的SIC处理以递归地解调和解码PSDU中不同层的信号。接收机可以在该SIC处理中使用边信息(如果可用)。相关的边信息分组可以例如将来自SIGNAL字段的对应分组ID用作关键词来从分组缓存器中取回。 

SIC处理也可以用在几个发射机被接收机触发以在接收机处生成时间重叠的传输的情况中。发射机执行传统的(未经SPC编码的)传输，其中链路不对称性(即，各个链路中适当不同的信号衰减)用于在接收机处创建可解码的层信号。接收机可以首先在缓冲器中存储所接收的叠加信号。接着，使用类似于用于SPC编码信号的第一层信号的处理，处理所存储的信号以提取、解调和解码具有最高相对功率的信号成分。请注意，在多发射机的情况下，不同层的信号可能不能被完美地暂时对准。因此，在减法操作之前，接收机适当地将重构的第一层信号与存储在缓冲器中的原始信号对准，然后仅仅执行减法操作。在减法操作之后，接收机发现第二层信号的PLCP前导，然后处理对应的PLCP报头和PSDU。该过程被递归地重复，直到所有层的信号都被处理。 

总之，PHY层通过使用多层通信信号实现多用户无线信道。多层信号代表两个或多个独立可解码的信号成分的叠加，其中信号成分可被称为该多层信号的层。多层信号通常可具有M层，其中M是大于1的任意整数。这些层通常按信号强度降低的顺序编号，其中第一层信号具有最高的强度，第二层信号具有次高的强度等。多层信号可以采用至少两种不同的方式生成：(1)由发射机使用SPC编码生成输出信号；以及(2)由无线媒体中的链路非对称性，其使得由两个或多个发射机分别生成的两个或多个传统的单层信号以创建可解码的(例如，使用SIC处理)层的信号的方式在接收机处重叠。术语“单层信号”在这里是指传统的具有用于特定的点对点单播传输的单个信号成分的通信信号。 

媒体访问控制层

网络100的MAC层被设计为：(1)使信道估计信息，例如来自站点的SNR表的SNR值，能够反馈到各个相邻站点；(2)实现例如在从多个发射机到单个接收机的时间重叠的独立传输和从单个发射机到多个接收机的SPC编码传输中使用多层信号；以及(3)维持与网络中其它竞争站点的长期公平。对应的MAC协议通常被当作是IEEE标准802.11中规定的MAC协议的扩展。802.11MAC协议按照如下所述的进行修改，以达到这些设计目标。 

图4A-B示出可根据本发明的一个实施例在网络100的MAC层中使用的DATA(数据)和ACK(确认)分组的代表性格式。DATA分组(图4A)包含以下字段：帧控制、持续时间、地址1、地址2、地址3、序列控制、地址4、CHA(信道估计)、TRG(触发)、帧体和FCS(帧校验序列)。ACK分组(图4B)包含以下字段：帧控制、持续时间、RA(接收机地址)、CHA、CNT(挂起分组数量)和FCS(帧校验序列)。除了CHA、TRG和CNT字段以外的所有字段通常类似于在IEEE标准802.11中描述的对应字段。ACK或DATA帧的帧控制的类型和子类型可表示正在使用的是新的格式(例如，类型01和子类型0101)还是旧的格式(例如，类型01和子类型1101)。下面将更详细地描述新格式的CHA、TRG和CNT字段。 

字段CHA包含信道估计信息。如上所述，信道估计信息使用PHY层分组的SFD在PHY层获得，该PHY层分组由网络100的站点接收，并还没有被临时与来自一个或多个其它的发射机的一个或多个其它的分组叠加。所接收的PHY层分组可对应于MAC层的DATA或ACK分组。该站点可使用打算用于所接收的分组的发起者的下一个ACK或DATA分组的CHA字段，将所获得的信道估计信息反馈回该发起者。用于多个接收机的分组可包含与多个链路各自对应的信道估计信息。 

字段CHA具有以下子字段。子字段Num.Links表示信道估计信息被反馈给多少条链路。子字段LINK-1提供第一条链路的ID。子字段EST-1提供该链路的估计SNR。子字段Timestamp-1具有表示信道估计何时被获 得的时间戳。字段CHA可包含用于任何其它链路(图示为第k条链路)的其它子字段Link-k、EST-k、Timestamp-k。 

ACK分组的字段CNT用于表示站点是否具有用于该ACK分组的预期接收机(RA)的任何未决分组。每个站点被配置为维持未决通信量表，其具有未决分组数量(即，在对应的相邻站点处未决的用于传输到该站点的分组的数量)。每个这样的表项基于在所接收的ACK分组的各个字段中包含的信息不时地更新，或者由于时间届满(例如，当表项的时间超过某个指定时间时)而清除。当从对应的相邻站点接收每个DATA分组时，未决分组数量减1。 

字段TRG可用于实现从多个单独的发射机到单个接收机的分组的时间重叠的传输。字段TRG具有以下子字段。子字段Num.Senders表示将被触发的发射机的数量。子字段Sender-1提供第一个发射机的ID。子字段Rate-1表示第一个发射机的速率。子字段Power-1表示用于第一个发射机的功率。字段TRG可包含用于任何其它发射机(图示为k)的一个或多个其它子字段Sender-k、Rate-k和Power-k。 

在一个配置中，字段TRG例如如下使用。为了清楚地说明并不失一般性，提供双发射机的例子。本领域的普通技术人员将知道，从三个或更多发射机到单个接收机的时间重叠的传输可以类似地实现。用于双发射机例子的三个站点被称为站点A、B和C，其中，站点B和C分别对应于对应的多层信号的第一和第二层信号。 

在调度DATA分组进行传输之前，站点A参考其未决通信量表和SNR表，以确定是否有可以从到站点A的时间重叠的传输中受益的相邻基站。如果未决通信量表表明有这种情形，那么站点A将对应的触发字段插入其DATA分组内。在该例子中，触发字段将列出站点B、C以及它们的建议传输功率和速率，而后者基于SNR表获得。触发字段向站点B和C表明它们可以进行它们各自的到站点A的传输，每个站点使用各自的建议速率和功率。在SIFS(短帧间间隔)间隔后，每个站点B和C传输ACK分组和一个或多个DATA分组。请注意，这些传输通常不同步，因为站点A可 应用分组重对准和SIC处理以解码所接收的分组。如果没有DATA分组从站点B和C传输到站点A，那么在触发字段中表示的速率和功率仍然可用于从站点B和C发送时间重叠的ACK分组。每个站点A、B和C被配置为在已发送分组缓存器中存储最近发送的分组，用于在未来可能用作边信息。如果触发字段不存在，那么站点B和C不对其ACK传输进行时间重叠，而是用另一个SIFS间隔分离它们，其中，站点B在第一个SIFS间隔之后首先传输其ACK分组，站点C在另一个SIFS间隔后传输其ACK分组。 

图5A-B示出可根据本发明的一个实施例在网络100的MAC层中使用的RTS(请求发送)和CTS(清除发送)分组的代表性格式。尽管上述的DATA和ACK分组完全能够使信道估计信息反馈给推定的发射机，但是，RTS/CTS分组可用作提供这种反馈的附加机会。这些机会可有助于使信道估计信息更加新，从而更加准确。 

RTS分组510(参见图5A)包含以下字段：帧控制、持续时间、RA1(接收机地址1)、RA2(接收机地址2)等、TA(发射机地址)、PORA(功率和速率分配)和FCS(帧校验序列)。帧控制、持续时间TA和FCS字段的每一个都在IEEE标准802.11b中作了详尽的描述。RA1和RA2字段的每一个通常类似于IEEE标准802.11的RTS帧的RA字段。RA1表示第一层信号的接收机的地址。RA2表示第二层信号的接收机的地址。可以增加一个或多个额外的RA字段以表示任何其它层信号的接收机。 

字段PORA具有以下子字段。子字段Num.Receivers表示站点TA想要通信的接收机的数量。子字段Power-1表示分配给接收机RA1的功率。子字段Rate-1表示分配给接收机RA1的速率。字段PORA可以包含用于任何其它接收机(图示为k)的一个或多个附加子字段Power-k、Rate-k。 

如果传输RTS分组的站点具有在字段RA1和RA2中指示的站点的有效信道估计信息，那么该RTS分组的字段PORA表示用于从这些站点传输两个各自的CTS分组520(参见图5B)的速率和功率，这两个CTS分组都在单个SIFS间隔之后传输并因此在时间上重叠，并且在预期接收机 (即TA站点)处产生对应的多层信号。预期接收机将应用上述的分组重对准和SIC处理以解码这些时间重叠的CTS分组520。如果没有信道估计信息可用于RA1和RA2站点中的至少一个，那么这些站点不对其CTS传输进行时间重叠，而是通过另一个SIFS间隔将其分离，其中站点RA1在第一个SIFS间隔之后首先传输它的CTS分组520，站点RA2在另一个SIFS间隔之后传输它的CTS分组520。 

CTS分组520(图5B)包含以下字段：帧控制、持续时间、RA(接收机地址)、CHA(信道估计)和FCS。帧控制、持续时间、RA和FCS字段的每一个在IEEE标准802.11中作了详尽的描述。CTS分组520的RA字段是来自该CTS数据包是其响应的前一个RTS分组510的TA字段的副本。CTS分组520的字段CHA中的子字段“估计”表示对应链路的估计SNR，其中SNR已使用与前一个RTS分组510对应的PHY层分组的SFD计算。字段CHA中的子字段“时间戳”具有表示何时获得SNR的时间戳。当接收到CTS分组520时，RA站点将在其SNR表中存储该SNR。 

图6示出可根据本发明的一个实施例在网络100的站点处使用的MAC调度器600的流程图。更具体地，MAC调度器600可用于调度从单个发射机到多个接收机的SPC编码传输。MAC调度器600被设计为提供对“基本”MAC调度器的扩展，其适合于在网络被配置为使用传统的单层信号运行时在网络100中使用，而无需使用多层信号。基本MAC调度器可以是现有技术的MAC调度器，诸如FIFO(先进先出)、轮询、比例公平调度器或任何其它(例如在未来开发的)适合的MAC调度器的一个。 

在调度器600的处理框610中，运行基本MAC调度器以确定来自站点的下一个假定传输。基本MAC调度器的结果被馈送到处理框620，其表示对基本MAC调度器的添加。处理框620用于通过利用多用户无线信道提高站点的数据吞吐量。 

以下术语用于描述处理框620。假定站点具有n个相邻站点，用索引i表示，其中1≤i≤n。h_i表示对应第i条链路中的信号衰减(也经常称为信 道增益)。Q_i表示等待通过第i条链路传输的分组队列，其中|Q_i|表示队列Q_i的总长度。除非明确地说明，假定每个(SPC编码或非SPC编码)传输的总功率被固定为P；所有分组具有相同的大小(s)；存在两层信号。N₀表示背景噪音。R⁽¹⁾(i，p)和R⁽²⁾(i，p)分别表示返回第i条链路的第一和第二层信号的传输速率的函数，其中p是表示分配给对应信号的传输功率的变量。t_j表示在第j个分组到达站点的到达时间(到达时间用在第j个分组之前到达的分组的数量表示，因此，不同于在ACK、DATA和CTS的CHA字段中的时间戳)。D是表示站点寻找将要使用SPC编码传输的分组的最大深度(到队列顶端的时间标志)。对于SPC编码，不考虑该深度之外的分组，直到这些分组在队列中上升以处于深度D之内。如果D足够大，那么对于所有实际的作用，整个队列变得适合于SPC编码。 

假定处理框610的基本MAC调度器已经确定下一个将要传输的分组是pkt_i1，其中i₁是标识对应的传输链路的索引，t₁是分组pkt_i1的到达时间。基本MAC调度器向处理框620提供该确定。处理框620具有两个平行分支621₁和621₂，它们由基本类似的步骤组成。分支621₁将pkt_i1当作对应的多层信号的第一层信号，并具有用下标“1”标记的处理步骤。类似地，分支621₂将pkt_i1当作第二层信号，并具有用下标“2”标记的处理步骤。本领域的普通技术人员知道，在另一个MAC调度器600的实施例中，与一个或多个附加层的信号对应的一个或多个附加的平行分支同样可以包含在处理框620中。 

在步骤622₁，分析每个队列Q_i，其中i≠i₁，以确定在分组pkt_i1的传输期间可使用SPC编码传输的分组的最大总数量(N_i)。N_i例如可以使用等式(1)确定： 

$N_i=1+\min (\frac{R^{\left(2\right)}(i,P-p)}{R^{\left(1\right)}(i_1,p)},{\left|Q_i\right|}_{\left(D\right)})---\left(1\right)$

在等式(1)中，第一项(即1)视为将要作为第一层信号传输的分组pkt_i1，第二项(即min函数)视为队列Q_i中将要作为第二层信号传输的可能的额外分组，其中|Q_i|_(D)是到达时间与t₁只差D的储备分组的数量。 

在等式(1)中使用的函数R⁽¹⁾和R⁽²⁾使用已知的IEEE标准802.11中规定的速率、信号与干扰加噪声比(SINR)与(可选的)分组差错率(PER)之间的关系返回各个速率。在一个实施方式中，函数R⁽¹⁾和R⁽²⁾如下表示： 

$R^{\left(1\right)}(i,p)={\log }_2(1+\frac{p{\left|h_i\right|}^2}{(P-p){\left|h_i\right|}^2+N_0})\mathrm{bits}/\sec /\mathrm{Hz}---\left(2a\right)$

$R^{\left(2\right)}(i,p)={\log }_2(1+\frac{p{\left|h_i\right|}^2}{N_0})\mathrm{bits}/\sec /\mathrm{Hz}---\left(2b\right)$

在另一个实施方式中，等式(2a)-(2b)被适当地修正以考虑PER的影响。提供速率、SINR和PER之间的关系的适当的数值函数例如在K.-Y.Doo，J.Young Song和D.-H.Cho撰写的“Enhanced TransmissionMode Selection in IEEE 802.11a WLAN system”(Proceedings of VehicularTechnology Conference，洛杉矶，2004年9月，第5059-5062页)中列出，其整个内容在此被包含以作为参考。 

站点的PER是在对应的配置文件中规定的可选参数。配置文件可以列出不同层的信号的不同的PER值。第一层信号的SINR使用等式(3a)计算： 

${\mathrm{SINR}}^{\left(1\right)}(i,p)=\frac{p{\left|h_i\right|}^2}{(P-p){\left|h_i\right|}^2+N_0}---\left(3a\right)$

第二层信号的SINR使用等式(3b)计算： 

${\mathrm{SINR}}^{\left(2\right)}(i,p)=\frac{p{\left|h_i\right|}^2}{N_0}---\left(3b\right)$

PER和SINR的值明确地确定修正PER函数R⁽¹⁾和R⁽²⁾所返回的速率值。 

在步骤624₁，与每个N_i(参见公式(1))对应的各个有效数据吞吐量(T_i)使用等式(4)计算： 

$T_i=\frac{1}{s}{N}_i{R}^{\left(1\right)}(i,p)---\left(4\right)$

注意，在等式(4)中，项s/R⁽¹⁾(i，p)代表分组pkt_i1的传输时间。因此，T_i可以通过获得所传输的分组的总数量(即N_i)并除以传输时间来计算。 

在步骤626₁，识别最佳链路。更具体地，首先，通过改变p确定每个T_i的最大可能值。接着，确定这些最大可能吞吐量值(T^*)的最大值。与T^*对应的链路是最佳链路，此后用索引i₂表示。与T^*对应的p的值表示为p^＊。 

在步骤628₁，可用对应的SPC配置(即，分组pkt_i1作为第一层信号以功率p^＊传输，来自队列Q_i2的分组作为第二层信号以功率P-p^＊传输)达到的可能数据吞吐量被量化，并与在这些同样的数据包不使用SPC编码传输的情况下获得的数据吞吐量进行比较。首先，确定该SPC配置是否会实际提供任何的吞吐量增加。等式(5)为该确定提供适当的标准： 

$1+\min (\frac{R^{\left(2\right)}(i_2,P-p^{*})}{R^{\left(1\right)}(i_1,p^{*})},{\left|Q_{i2}\right|}_{\left(D\right)})>1+\min ((\frac{1}{R^{\left(1\right)}(i_1,p^{*})}-\frac{1}{R^{\left(1\right)}(i_1,P)})R^{\left(2\right)}(i_2,P),{\left|Q_{i2}\right|}_{\left(D\right)})---\left(5\right)$

等式(5)可如下理解。它的左侧是可使用SPC配置传输的分组的总数量(还参见等式(1))的表达式。等式(5)的右侧是可在相同的传输时间期间不使用SPC编码传输的分组的总数量。在右侧，第一项视为分组pkt_i1，其可使用全传输功率(P)传输。对应的传输时间是s/R⁽¹⁾(i₁，P)。使用和不使用SPC编码传输分组pkt_i1的时间差(Δt)由等式(6)给出： 

$\mathrm{\Δt}=\frac{s}{R^{\left(1\right)}(i_1,p^{*})}-\frac{s}{R^{\left(1\right)}(i_1,P)}---\left(6\right)$

不使用SPC编码时，该时间差可用于以全传输功率传输来自队列Q_i2的分组。对应的每分组传输时间是s/R⁽²⁾(i₂，P)。通过计算等式(6)的Δt与每分组传输时间的比率，发现可在Δt内传输的分组的数量。该比率是等式(5)的右侧中的min函数的第一个自变量。该min函数的第二个自变量是已经在上面参照等式(1)说明的队列深度极限。 

如果等式(5)所给定的标准被满足，那么，与使用传统单层信号传输获得的吞吐量相比，所识别的SPC配置能够增加吞吐量。在步骤628₁，该增加通过计算额外分组的数量(ΔN₁)来量化，这些额外分组的传输通过使用SPC编码来实现，例如，使用等式(7)： 

$\mathrm{\Δ}{N}_1=\min (\frac{R^{\left(2\right)}(i_2,P-p^{*})}{R^{\left(1\right)}(i_1,p^{*})},{\left|Q_{i2}\right|}_{\left(D\right)})-\min ((\frac{1}{R^{\left(1\right)}(i_1,p^{*})}-\frac{1}{R^{\left(1\right)}(i_1,P)})R^{\left(2\right)}(i_2,P),{\left|Q_{i2}\right|}_{\left(D\right)})---\left(7\right)$

如果等式(5)所给定的标准不满足，那么，使用SPC编码不是有效益的，在步骤628₁，ΔN₁被赋予0值。 

分支621₂具有步骤622₂-628₂，这些步骤的执行产生额外分组的数量(ΔN₂)，这些额外分组的传输通过使用SPC编码实现，其中分组pkt_i1是第二层信号。更具体地，在步骤622₂，使用等式(8)确定分组的最大总数量(N_i)，等式(8)通过适当地修正等式(1)而获得。 

$N_i=1+\min (\frac{R^{\left(1\right)}(i,p)}{R^{\left(2\right)}(i_1,P-p)},{\left|Q_i\right|}_{\left(D\right)})---\left(8\right)$

在步骤624₂，每个N_i(等式(8))各自的有效吞吐量T_i使用等式(9)计算。 

$T_i=\frac{1}{s}{N}_i{R}^{\left(2\right)}(i,P-p)---\left(9\right)$

在步骤626₂，通过优化和对有效吞吐量排序识别最佳链路。最后，在步骤628₂，使用等式(10)计算ΔN₂。 

$\mathrm{\Δ}{N}_2=\min (\frac{R^{\left(1\right)}(i_2,p^{*})}{R^{\left(2\right)}(i_1,P-p^{*})},{\left|Q_{i2}\right|}_{\left(D\right)})-\min ((\frac{1}{R^{\left(2\right)}(i_1,P-p^{*})}-\frac{1}{R^{\left(1\right)}(i_1,P)})R^{\left(i\right)}(i_2,P),{\left|Q_{i2}\right|}_{\left(D\right)})---\left(10\right)$

如果所计算的ΔN₂不是正的，则被赋予0值。 

在步骤630，将ΔN₁和ΔN₂的值相互比较并与0比较，以确定最有效益传输配置。更具体地，如果ΔN₁和/或ΔN₂大于0，则最有效益传输配置是与这两个值中的较大值对应的SPC配置。另一方面，如果ΔN₁和ΔN₂都等于0，则最有效益传输配置是不使用SPC编码的配置。 

在步骤632，MAC调度器600使用在处理框620中确定的最有效益传输配置来配置站点以传输输出信号。例如，如果ΔN₁、ΔN₂和0的最大值是0，则MAC调度器600配置站点以全传输功率和非SPC编码方式传输pkt_i1。如果最大值是ΔN₁，则MAC调度器600配置站点以第一层信号传输pkt_i1，同时还以第二层信号传输与在分支621₁中确定的最佳链路对应的分组。第一和第二层信号之间的功率分配是p^＊/P-p^＊，传输速率分别是R⁽¹⁾(i₁，p^＊)和R⁽²⁾(i₂，P-p^＊)。如果最大值是ΔN₂，则MAC调度器600配置站点以第二层信号传输pkt_i1，同时还以第一层信号传输与在分支621₂中确定的最 佳链路对应的分组。第一和第二层信号之间的功率分配是p^＊/P-p^＊，传输速率分别是R⁽¹⁾(i₂，p^＊)和R⁽²⁾(i₁，P-p^＊)。 

下面的例子进一步说明MAC调度器600的处理。假定只有两条链路，i＝1和i＝2。假定在这些链路上可达到的最大单独速率分别是9和36。换句话说，R⁽¹⁾(1，P)＝9，R⁽¹⁾(2，P)＝36。假定步骤622₁-626₁的处理已确定R⁽¹⁾(1，P)＝6，R⁽²⁾(2，P-p^＊)＝24。假定有足够数量的储备分组，步骤628₁的执行产生ΔN₁＝2[＝24/6-(1/6-1/9)36]。另外，假定分支621₂的处理产生ΔN₂＝0，MAC调度器600将配置站点以使用SPC编码，其中与第一链路和第二链路对应的分组分别以第一层和第二层信号传输。使用SPC编码将导致与从队列号码2开始两个额外分组的传输对应的吞吐量增加。 

本领域的普通技术人员将知道，在一个实施例中，处理框620可被修改以包括与分支621₁和621₂并行执行的额外分支，以评估可用的边信息的可能效益。该额外分支具有基本上类似于处理步骤622-628的处理步骤。然而，该额外分支的处理使用修正SINR值，因为减去已知的干扰信号以已知的可量化方式降低了有效SINR。修正的MAC调度器600将在考虑了这三个处理分支的确定结果之后选择最好的传输配置并配置站点以使用该配置。 

图7示出了可根据本发明的另一个实施例在网络100的站点处使用的MAC调度器700的处理框。与MAC调度器600类似地，MAC调度器700被设计成对基本MAC调度器的扩展。MAC调度器700可用于调度从多个发射机到单个接收机的时间重叠的传输，其中接收机是运行该调度器的站点。 

在处理框710，运行基本MAC调度器程序以预测该站点的下一个传输。处理框710基本上类似于处理框610(图6)，除了站点使用未决通信量表，而不是使用其队列缓冲器的内容的知识。基本MAC调度器的结果被馈送到处理框720。 

在一个实施例中，MAC调度器700被设计为将时间重叠的传输的总传输功率限定为特定值(P)。在这种情况下，MAC调度器600的处理框620 可以基本上无需修改地用作MAC调度器700的处理框720。例如，在双发射机的情况下，与具有较高衰减的信道对应的发射机的信号被当作第一层信号，而与具有较低衰减的信道对应的发射机的信号被当作第二层信号。 

在另一个实施例中，MAC调度器700被设计为不限定时间重叠的传输的总传输功率。例如，每个发射站点可被配置为使用最大为最大单独可达到传输功率(P)的任何传输功率，单独传输功率的总和不限定于P。在这种情况下，MAC调度器600的处理框620仍然可用作MAC调度器700的处理框720，但有一些修改。更具体地，不使用步骤622中用于对应的SINR计算的等式(3a)-(3b)，处理框720被配置为使用等式(11)-(12)： 

${\mathrm{SINR}}^{\left(1\right)}(i,p)=\frac{p{\left|h_i\right|}^2}{p_j{\left|h_j\right|}^2+N_0}---\left(11\right)$

${\mathrm{SINR}}^{\left(2\right)}(j,p)=\frac{p|{h_j|}^2}{N_0}---\left(12\right)$

其中i和j分别表示与第一和第二层信号对应的链路。等式(12)用于确定最小可能p_j，使用该最小可能，第j条链路可达到传输速率R⁽¹⁾(j，P)。所确定的p_j被代入等式(11)，然后，等式(11)用于确定第i条链路的速率和功率。 

根据处理框720的结果，MAC调度器700可在步骤732配置站点以传输具有触发字段的输出分组。该触发字段列出了与在处理框720中识别的最有效益传输配置对应的站点。在接收到该分组并解码触发字段后，所识别的站点将处理它们各自的传输，其中每一个使用各自的在触发字段中指示的速率和功率。这些传输将重叠以在当前站点产生对应的多层信号，该站点将应用分组重对准和SIC处理以解码该信号。 

网络100的不同站点可从使用MAC调度器600和/或700中得到不同程度的好处，因为所实现的吞吐量增加取决于实际的网络环境和流量模式。因此，一些站点在有效的媒体访问方面相对于其它一些基站可能获得“不公平的”好处。如果对不同站点的媒体访问公平性是所期望的网络属性， 那么，媒体访问参数的某些修改是适宜的。 

一般地，对于信道访问公平性有两个主要方法：(1)相等的访问概率和(2)相等的分时访问。应当指出，IEEE标准802.11采用相等的访问概率的方法。已知相等的访问概率对所有竞争站点导致实质上相等的长期吞吐量。为了在多用户无线信道环境中维持该属性，网络100中站点所使用的竞争窗口可以修改为如等式(13)所规定的： 

${\mathrm{CW}}^{\′}=\mathrm{CW}\×\frac{R}{R^{\′}}---\left(13\right)$

其中CW′是修改后的竞争窗口；CW和R分别是当网络100被配置为不使用SPC编码和/或时间重叠的传输运行时该网络100中的站点的竞争窗口和平均数据传输速率；R′是当网络被配置为使用SPC编码和/或时间重叠的传输时该站点的平均数据传输速率。可以看出，以这种方式缩短竞争窗口对所有竞争站点导致了实质上相等的长期数据吞吐量，这扩展了在不同站点之间均匀地使用多用户无线信道的好处，而不管特定的网络环境和/或流量模式。 

路由层

图8示出网络100的一部分800，其中路由协议可根据本发明的一个实施例应用。该部分800具有通过标记为i＝1，2，...，6的六条无线链路相互连接的5个站点S1-S5。注意，图8仅示出站点S1-S5之间的一些无线链路，即，与以下路由协议的讨论直接相关的链路。例如，站点(i)S1和S2之间的直接无线链路以及(ii)S1和S4之间的直接无线链路被省略。 

下面的例子说明了积极寻求利用多用户无线信道的通信流量路由的潜在好处。假定现有技术中的路由协议已经将(i)通信流量f1从站点S1通过站点S3路由到站点S5，其中站点S3用作中继；以及将(ii)通信流量f2从站点S2通过站点S5路由到站点S4，其中站点S5用作中继。进一步假定两个通信流量都被储备到相对大的程度。 

使用传统的对所有站点提供相等的媒体访问并独立地调度传输的802.11MAC协议，通信流量f1和f2都将实质上获得相等的数据吞吐量。 然而，根据本发明的一个实施例的路由协议可认识到通信流量f2可被重路由通过站点S3(变成通信流量f2′，参见图8)，于是站点S3可试图通过使用多用户无线信道增加整个数据吞吐量。更具体地，用作第一跳接收机，站点S3可以触发来自站点S1和S2的时间重叠的传输，这些传输可使用分组重对准和SIC处理在站点S3被解码。然后，用作第二跳发射机，站点S3可使用SPC编码以同时向站点S4和S5传输各自的信号。假定用于该部分800中各种链路的代表性的实际SNR值，可以看出结合使用多用户无线信道的通信流量f2的重路由能够对通信流量f1或通信流量f2或者这两者产生相当大(例如，达到大约200％)的吞吐量增加。 

图9示出可根据本发明的一个实施例在网络100的站点处使用的路由协议900的流程图。为了清楚而不失一般性，路由协议900的某些方面在下面参照部分800(图8)描述。本领域的普通技术人员将知道，路由协议900可同样用于路由通过具有不同于图8所示的链路拓扑和/或通信流量的网络部分的通信量。 

路由协议900被设计为通过平衡多用户无线信道的使用来管理本地两跳通信流量。在通信协议900的上下文中，两跳通信流量是在两个相邻链路上的通信流量，其中至少一条链路具有作为终端的运行该协议的站点。例如，在部分800中，每个通信流量f1和f2是两跳通信流量。对于通信流量f1，第一和第二跳分别是链路i＝1和i＝2。对于通信流量f2，第一和第二跳分别是链路i＝3和i＝4。 

路由协议900可通过寻找和评估以下多用户无线信道所使用的单独机会和/或其各种组合而有机会利用多用户无线信道：(i)站点用作SPC编码信号或适合于SIC处理的时间重叠的信号的第一跳接收机；(ii)站点用作SPC编码信号或适合于SIC处理的时间重叠的信号的第二跳接收机；以及(iii)站点用作SPC编码信号的第二跳发射机。路由协议900利用一组约束，其确保通信流量的重路由仅在这种重路由增加该通信流量的有效单独数据吞吐量而不降低可能受这种重路由影响的其它本地通信流量的有效单独数据吞吐量时才执行。为了避免短期路由波动和相关的开销，路由 协议900使用已在相对的长的时期(例如大约30秒)上平均了的SNR值来估计可能的吞吐量变化。应当指出，路由协议的该特征不同于通常使用最新SNR值的每个MAC调度器600和700的对应特征。 

路由协议900具有处理框910和930，其中每个站点被配置为并行地运行这些处理框。如果在网络100的第一站点执行，则处理框910导致该站点传输请求消息。网络100的第二站点对该请求消息的接收触发执行处理框930的某些步骤。根据环境的不同，网络100的每个站点可以随时扮演第一站点的角色或第二站点的角色。 

在处理框910的步骤912中，站点持续地监控其与每个通信流量对应的传输以确定这些传输是否生成多层信号，诸如SPC编码和/或时间重叠的信号。如果站点识别出没有使用多层信号进行处理的通信流量，则在步骤914，站点将与该通信流量对应的传输速率与指定的阈值进行比较。如果传输速率不低于阈值，则处理框910的执行循环回到步骤912。如果传输速率低于阈值，则处理框910的执行移动到步骤916。 

在步骤916中，站点发送请求消息，其中当前的传输速率被标示在该消息中。在一个配置中，请求消息被附着在该站点所传输的下一个分组上，例如使用特定比特序列以表示在分组的末尾存在请求消息。应当指出，请求消息通常可以被能够至少解码所传输的分组的报头的几个相邻站点获知，所传输的分组的有效载荷部分的预期接收机可能不是同一个对请求消息有反应的站点。 

在步骤918中，站点接收对请求消息的响应。由于多个站点可以获知请求消息，因此，该站点可能接收多个响应。所接收的响应包含重路由的提议，其提供适当的这种重路由的细节(例如，所建议的路由、速率、功率分配等)。提议站点已经通过执行路由协议900的副本的处理框930获得所述细节。 

在步骤920，站点分析所接收的响应以决定是否重路由。例如，站点可被配置为比较不同的提议以识别例如与最大数据吞吐量增加对应的“最佳”提议。站点还可以将可能的数据吞吐量增加与指定的阈值进行比较， 并仅在该增加超过该阈值时对提议作出反应。同样，可以使用其它适当的提议选择标准。如果站点决定重路由对应的通信流量，则在步骤922进行重路由。如果站点决定拒绝所有的重路由提议，则处理从步骤920返回到步骤912。 

在处理框930的步骤932中，站点连续地监控其附近各种通信流量所占据的信道时间的各个片段(τ_i)。在一个实施例中，监控基于侦听来自相邻站点的传输执行，那些传输承载并不必须用于该站点的数据分组。站点至少处理这些“偷听的”分组的报头以导出对应的信道时间片段，这些信道时间片段接着被存储在对应的表中。优选地，步骤932在后台运行，在从相邻站点接收到请求消息后，处理框930的执行转到步骤934。 

在处理框930的步骤934中，站点评估将在所接收的请求消息中标识的通信流量重路由成现在经过该站点的潜在好处。更具体地，该站点使用一组标准以确定这种重路由是否能够(i)增加被建议重路由的通信流量的有效数据吞吐量和(ii)降低当前被路由通过该站点的其它通信流量的有效数据吞吐量。如果重路由被认为有效益，则在步骤936，站点向请求基站发送包含以所建议的速率、功率分配和其它已在步骤934中确定的适当参数重路由的提议的响应。在步骤936之后，处理返回到步骤932。如果在步骤934中确定重路由没有效益，则处理也返回到步骤932。 

下面是在从站点S2接收到请求消息后可由部分800(图8)的站点S3在步骤934中执行的处理的例子。假定当前通信流量配置具有通信流量f1和f2，站点S3执行步骤934以决定具有通信流量f1和f2′的新的通信流量配置是否将会有效益。与当前通信流量配置对应的总数据吞吐量(T0)由等式(14)给出： 

T₀＝R⁽¹⁾(1，P)τ₁+R⁽¹⁾(3，P)τ₃              (14) 

等式(14)的右侧的第一项考虑了通信流量f1对整个数据吞吐量的贡献。通信流量f1在链路i＝1上占用信道时间片段τ₁，并以全传输功率P不使用SPC编码地传输。第一项假定在站点S3处通信流量f1的通信流量守恒，意味着进入数据的数量等于输出数据的数量，或者采用数学项 R⁽¹⁾(1，P)τ₁＝R⁽¹⁾(2，P)τ₂。同样，等式(14)的右侧的第二项考虑了通信流量f2对整个数据吞吐量的贡献。通信流量f2在链路i＝3上占用信道时间片段τ₃，并也以全传输功率不使用SPC编码地传输。第二项假定在站点S5处通信流量f2的通信流量守恒，或者采用数学项R⁽¹⁾(3，P)τ₃＝R⁽¹⁾(4，P)τ₄。 

与新的通信流量配置对应的总数据吞吐量(T_n)由等式(15)给出，其类似于等式(14)： 

T_n＝R⁽¹⁾(1，p₁)τ′₁+R⁽²⁾(5，p₅)τ′₁      (15) 

其中p₁和p₅分别表示在链路i＝1和i＝5上分配给通信流量f1和f2′的传输功率；τ₁′是链路i＝1上新的信道时间片段。新的通信流量配置的通信流量守恒由等式(16a)-(16b)表示： 

R⁽¹⁾(1，p₁)τ′₁＝R⁽²⁾(2，p₂)τ′₂         (16a) 

R⁽²⁾(5，p₅)τ′₁＝R⁽²⁾(6，P-p₂)τ′₂       (16b) 

其中p₂表示在链路i＝2分配给通信流量f1的传输功率；τ₂′是该链路上新的信道时间片段。 

等式(17a)-(17b)对各个通信流量提供在各自的单独数据吞吐量中的变化(相对于总数据吞吐量，是单独数据吞吐量的和)上的约束： 

R⁽¹⁾(1，p₁)τ′₁≥R⁽¹⁾(1，P)τ₁            (17a) 

R⁽²⁾(5，p₅)τ′₁≥R⁽¹⁾(3，P)τ₃            (17b) 

等式(17a)规定通信流量f1的单独数据吞吐量不允许在重路由时降低。同样，等式(17b)规定通信流量f2的单独数据吞吐量也不允许降低。 

等式(18)提供额外的约束条件，其表明在重路由时由通信流量f1和f2占据的组合信道时间片段不允许增加： 

$\underset{i=1}{\overset{4}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\τ}}_i\≥\underset{i=-1}{\overset{2}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\τ}}_i^{\′}---\left(18\right)$

该约束旨在防止可能由重路由在部分800附近引起的可能的有害连锁反应。 

站点S3(图8)将查找最大化总数据吞吐量T_n并同时还试图满足由等式(16)-(18)给出的约束的p₁、p₂和p₅的值。该数学问题可例如通过 试验在链路i＝1和i＝2上可用的802.11速率的各种可能的组合来解决。对于每个这样的速率对，p₁和p₂的对应值可使用对应的速率函数和本地SNR表明确地确定。对于这样确定的每对p₁和p₂，p₅的对应值可例如通过解答等式(15)和(16a)中的p₅找到。一旦已经确定了p₁、p₂和p₅的值，其余约束的有效性，例如等式(16b)-(18)的有效性，可被证实。与总数据吞吐量T_n的最大值对应的有效方案可以在步骤936中站点S3向站点S2发送的重路由提议中指定。 

尽管本发明已经参照说明性实施例进行了描述，但该描述并不意味着以限制的方式解释。虽然本发明的实施例已经参照符合IEEE标准802.11的通信系统进行了描述，但是本发明同样可用于其它合适的系统。所描述的实施例的各种修改以及本发明的其它实施例，对于本领域的普通技术人员是显而易见的，并且被认为落入如后附权利要求所表达的本发明的原理和范围内。 

虽然以下方法权利要求中的步骤记载在具有相应标记的特定序列中，但除非权利要求的表述另外暗示实现这些步骤的部分或全部的特定序列，这些步骤并不必须局限于以该特定序列实现。 

本发明可以采用实现这些方法的方法和装置的形式实现。本发明还可以采用体现在诸如软盘、CD-ROM、硬盘或任何其它计算机可读存储媒体的有形媒体中的程序代码的形式实现，其中当程序代码装载在诸如无线收发机的机器中并执行时，该机器变成用于实现本发明的装置。当以通用处理器实现时，程序代码片断与处理器相结合以提供类似于特定逻辑电路运行的唯一设备。 

除非明确地说明，否则每一个数字值和范围应当被解释为是近似的，如同在该值或范围的值前面的词“大约”或“将近”。 

还应当理解，在不脱离以下权利要求所表达的本发明的范围的情况下，本领域的普通技术人员可以对为了说明本发明的原理而已经描述和说明的部分的细节、材料以及安排作出各种变化。 

在此，“一个实施例”或“实施例”意味着结合实施例描述的特定特 性、结构或特征可以包括在本发明的至少一个实施例中。在说明书的不同地方出现的短语“在一个实施例中”并不必须都是指同一个实施例，也不是必须与其它实施例相互排除的单独或可选的实施例。这同样适用于术语“实施方式”。 

同样为了说明，术语“连接”指现有技术中已知的或者以后开发的任何允许能量在两个或多个单元之间传递的方式，虽然没有要求，但插入一个或多个其它单元也是可以的。相反，术语“直接连接”等暗示没有这样的其它单元。 

Claims (9)

1.一种在无线网络的第一站点的通信方法，包括以下步骤：

比较与至少两个不同的用于在具有第一站点作为终端的第一无线链路上传输第一通信信号的传输配置对应的数据吞吐量，其中，所述传输配置的至少一个对应于具有所述第一通信信号作为多层信号的一层的传输，所述传输配置的另一个对应于所述第一通信信号作为单层信号的传输；

基于所述比较，选择用于传输所述第一通信信号的传输配置；以及

当第一站点是所述第一通信信号的接收机时，执行以下步骤：

传输具有触发字段的输出分组，其中所述触发字段标识与所选择的传输配置对应的无线网络的一个或多个站点；

接收所述第一通信信号，其中，所述第一通信信号已从所标识的一个或多个具有所选择的传输配置的站点的传输中产生；以及

基于未决通信量表的内容预测下一个输入传输。

2.如权利要求1所述的方法，还包括：使用重叠编码生成所述多层信号，其中所述第一站点是所述第一通信信号的发射机。

3.如权利要求1所述的方法，其中，

所述无线网络的第二站点将所述第一通信信号作为在所述第一站点生成所述多层信号的重叠编码信号的一部分或者单层信号进行传输。

4.如权利要求3所述的方法，其中，

所述第二站点将所述第一通信信号作为单层信号传输；

所述选择的步骤包括：选择具有所述第一通信信号作为所述多层信号的一层的传输配置，其中在所述第一站点接收的所述多层信号由于所述第一通信信号和由所述无线网络的第三站点传输的第二通信信号的重叠而生成；

所述方法还包括：使用串行干扰消除处理来解码所述多层信号的步骤。

5.如权利要求1所述的方法，其中，

所述多层信号具有M层，其中M是大于1的整数；

所述比较的步骤包括：

确定与多个多层传输配置对应的数据吞吐量，其中每一个多层传输配置对应于在所述多层信号的各个不同的层中传输所述第一通信信号；以及

基于所确定的数据吞吐量的值，对所确定的数据吞吐量排序。

6.如权利要求1所述的方法，还包括：对于所述多层信号，选择用于传输第二通信信号的第二无线链路的步骤，其中，

所述第二无线链路具有所述第一站点作为终端；

所述第一和第二通信信号对应于所述多层信号的各个不同的层；

所述选择所述第二无线链路的步骤包括：改变在所述第一和第二通信信号之间的功率分配，以优化使用对应的多层信号获得的数据吞吐量。

7.如权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：

基于已知的干扰信号，确定用于所述比较的至少一个数据吞吐量；以及

基于分组缓存器的内容，识别将要由所述第一站点传输的使用与单层传输对应的传输配置的下一个输出传输，其中，所述选择所述传输配置的步骤包括：选择具有最高数据吞吐量的传输配置。

8.如权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：

获得与所述第一无线链路对应的信道估计信息；

基于所述信道估计信息，确定用于所述比较的数据吞吐量；以及

维持信道估计信息表，其具有一个或多个与一个或多个各自的无线链路对应的表项，其中每个无线链路具有所述第一站点作为终端。

9.一种无线网络的第一站点，包括：

用于比较与至少两个不同的用于在具有所述第一站点作为终端的第一无线链路上传输第一通信信号的传输配置对应的数据吞吐量的装置，其中，所述传输配置的至少一个对应于具有所述第一通信信号作为多层信号的一层的传输，所述传输配置的另一个对应于所述第一通信信号的单层传输；

用于基于所述比较，选择用于传输所述第一通信信号的传输配置的装置；

当所述第一站点是所述第一通信信号的接收机时，所述第一站点还包括：

用于传输具有触发字段的输出分组的装置，其中所述触发字段标识与所选择的传输配置对应的无线网络的一个或多个站点；

用于接收所述第一通信信号的装置，其中，所述第一通信信号已从所标识的一个或多个具有所选择的传输配置的站点的传输中产生；以及

用于基于未决通信量表的内容预测下一个输入传输的装置。

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