CN101755425B - 管理无线通信网络内的传输的方法 - Google Patents

Abstract

方法包括由无线网络中的每个准备节点发送传输许可的请求。每个准备节点是无线网络中准备传输的节点，每个请求识别网络中是目的地的节点，每个请求在控制信道上发送。然后基于针对准备节点确定的优先级来执行迭代过程，以确定哪些准备节点阻止传输以及哪些准备节点无阻传输。从处于无阻传输状态的准备节点在有效载荷信道上发送传输。

Description

管理无线通信网络内的传输的方法

技术领域

本发明的示例实施方式一般地涉及调度无线通信网络内的数据传输的方法。

背景技术

传统的无线网络(例如WLAN、WAN等等)包括多个相互连接的节点，其中每个节点共享共同的宽带传输信道。如果彼此极接近的多个节点同时传输数据，则各自的数据传输可能彼此干扰，这可能减少吞吐量并使系统性能降级。

可以使用介质访问控制(MAC)协议来减少网络中的相互干扰节点处的并发数据传输的数目。为了减少“冲突”(例如，干扰数据传输)的数目，传统的MAC协议仅允许节点的子集在任何给定的时间传输。

一般地，MAC算法旨在调度数据传输以在没有高延迟的情况下最大化无线网络的数据吞吐量，并维持特定公平性等级。然而，对较大网络执行MAC协议是困难的而且效率低。

发明内容

本发明涉及管理无线网络中的传输的方法。

在一个实施方式中，该方法包括：由无线网络中的每个准备节点发送传输许可的请求。每个准备节点是无线网络中准备传输的节点，每个请求识别网络中是目的地的节点，并且每个请求在控制信道上发送。在每个目的地节点处执行阻止操作，从而每个目的地节点基于与目的地节点相邻的准备节点的各自的传输优先级选择性地向邻居节点发送阻止消息。阻止消息命令邻居节点不传输。在每个准备节点执行通告操作，以通告准备节点的传输状态。传输状态是阻止传输状态和无阻传输状态其中之一。阻止传输状态是在其中准备节点接收到至少一个未清除的阻止消息的状态，以及无阻状态是其中准备节点没有接收到未清除的阻止消息的状态。在每个目的地节点处执行阻止/清除操作，从而每个目的地节点基于每个邻居节点的传输状态选择性地向邻居节点发送阻止消息和清除消息。清除消息清除由目的地节点先前发送的任何阻止消息。通告和阻止/清除操作重复多个迭代，并且从处于无阻传输状态的准备节点在有效载荷信道上发送传输。

附图说明

根据以下提供的详细描述和附图，将更加全面的理解示例的实施方式，其中在附图中相同的元件通过相同的参考标号表示，该参考标号仅通过示意的方式给出，从而不是对本发明的限制，并且其中：

图1示出了根据一个示例实施方式的无线网络。

图2示出了根据一个示例实施方式的传输调度方法。

图3示出了图2的方法所采用的时分结构的一个示例实施方式。

图4示出了根据一个示例实施方式的在图2的过程期间所执行的阻止操作。

图5示出了根据一个示例实施方式的在图2的过程期间所执行的通告操作。

图6示出了根据一个示例实施方式的在图2的过程期间执行的阻止/清除操作。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，将描述示例无线网络，随后描述在该无线网络内执行的传输调度过程。然后，将描述控制信道上的负载，其用于支持传输调度过程。

示例的无线网络

图1示出了根据一个示例实施方式的无线网络200。

在图1的示例实施方式中，无线网络200可以是WLAN、WAN等等，并包括多个节点(例如移动电话、膝上型计算机、具有无线连接的掌上游戏机操纵台，等等)。邻居节点，或能够彼此直接通信的节点，示出为以虚线连接。

在图1的示例实施方式中，节点205表示为R₁，因为节点205是“准备节点”(例如，试图向另一节点传输数据的节点)。在该示例中，假设节点205打算向节点210传输数据。因此，节点210是“目的地节点”(例如，另一节点打算向其发送数据的节点)，表示为D₁。

网络假设

现在将更加详细地描述关于无线网络200的假设。

对于给定的代表性的节点对i和j(例如，节点205和210)，节点i和j可以归类为邻居或“单跳”邻居(如果节点i和j能够直接通信)，或可以归类为非邻居。

在一个示例中，如果节点i向节点i的邻居节点j传输，并且节点j的邻居的第三节点(例如图2中的节点215)也在相同的时隙传输，“冲突”发生了。在该示例中，如果冲突发生，则假设节点j将不接收来自任一个相互干扰节点的任何传输。相反，不是节点j的邻居的节点可以在相同的时隙传输，不会造成与节点i向节点j的传输的冲突。

可以理解的是，在“现实世界(real world)”，不一定总是这种情况，即分类节点j的非邻居不能干扰节点j处的接收。然而，此后将假设，在以下描述的示例实施方式的情景中，给定节点(例如，节点k)的非邻居不能干扰给定节点。该假设在以下进行详细讨论。

可以进一步假设，节点在相同的时隙期间不能同时接收和发送，并且无线网络200内的每个节点为“同步的”，从而无线网络中每个节点处的时隙和/或帧是对准的。

另外，以下描述的示例实施方式没有处理消息的“路由”(即，选择从产生消息的节点到目的地节点的完整多跳路径)，相反地，其限制于无线网络200内的邻居节点之间的单跳数据传输。然而，可以很容易理解的是，在根据高层路由协议可以执行多“跳”(例如，在连续的时隙中)的意义上，高层路由协议可以在示例实施方式中实现。

另外，如果在给定时隙中请求传输许可的节点数目表示为N₁，并且在给定时隙中被授权传输许可的节点数目表示为N₂，则N₂/N₁是可以用于评估示例的传输调度过程的利用率或效率的度量，以下将更加详细的讨论。

示例传输调度过程

图2示出了根据示例实施方式的传输调度方法。

在图2的示例实施方式中，假设通信(例如数据传输)仅发生在节点和这些节点的邻居之间。因此，假设每个节点忽略来自任何非邻居节点所有数据传输(例如，如上所述，假设非邻居不能彼此干扰)。进一步假设，每个节点知道对于给定时隙(例如，下一个时隙，用于被调度传输许可的时隙，等等)的其各个邻居节点中的每一个的优先号(PN)。PN在以下进行更加详细的讨论。

图3示出了图2的方法采用的时分结构的示例实施方式。特别地，图3示出了图1的网络200中采用的有效载荷信道和控制信道。在图3的示例实施方式中，“有效载荷信道”(例如，可替换地称为“数据信道”)对应于分配用于数据信道的时间间隔或频带，以及“控制信道”对应于在网络200内的各节点之间在其上传输控制消息的时间间隔或频带。在一个示例中，有效载荷信道和控制信道彼此正交，从而控制信道传输不干扰有效载荷信道传输。

如图3的示例实施方式所示，对于有效载荷信道中的每个时隙或数据帧(例如，可能传输一个固定长度的数据分组)，控制信道包括多个小时隙(minislot)。每个小时隙包括多个微时隙(microslot)。控制信道及其相关联的小时隙和微时隙将在以下进行更加详细的描述。

返回图2的示例实施方式，假设给定数据帧或时隙内的第一小时隙保留用于节点通告其在未来时隙期间(例如，下一个时隙或数据帧)传输数据的许可请求，以及识别与所请求的数据传输相关联的目的地节点。在一个示例中，如以下将更加详细讨论的，数据传输请求可以在保留的或第一小时隙内的单独指定的微时隙上发布。

在示例实施方式中，R可以用于表示一组全部准备的节点(即，请求向目的地节点传输的节点)，D可以用于表示一组相关联的目的地节点，“传输节点”表示作为考虑中的目的地节点的邻居的准备节点，“接收节点”表示作为考虑中的准备节点的邻居的目的地节点，“阻止”命令对应于向准备节点发送的(例如，在控制信道上，以下进行详细讨论)命令准备节点不传输的消息或指令，以及，“清除”命令取消由发布“清除”命令的节点先前发送的阻止消息。因此，如果多于一个节点阻止准备节点传输，可以理解的是，来自单个节点的清除命令不可以授权准备节点传输的许可(例如，除非先前发送阻止命令的每个节点都发布随后的清除命令)。另外，可以理解的是，R和D可能交迭，而使得节点可以同时具有准备节点和目的地节点的资格。

在图2的示例实施方式中，在步骤S300，网络设计者选择用于图2的传输调度方法的迭代次数M。一般地，网络设计者选择正整数作为M的初始值。如以下将更加详细描述的，M的更高值对应于网络200的更高利用率(例如，因为更多准备节点可以被授权许可以没有冲突地传输)。然而，M的更高值也关联于更高的处理负荷(例如，更高的开销)，从而网络设计者可以基于使用率和处理负荷之间的权衡来选择M的值。

在图2的示例实施方式中，在步骤S305，每个准备节点在给定时隙(例如，下一个时隙、未来时隙等等)向选定目的地节点请求传输数据的许可。如上所述，在一个示例中，在步骤S305中，每个准备节点可以在控制信道上保留的小时隙内指定的微时隙(例如，微时隙指定过程在以下进行更加详细的描述)请求传输数据的许可。

在图2的示例实施方式中，在步骤S310，每个目的地节点执行阻止操作。阻止操作步骤S310将在以下参考图4进行更加详细的描述。

图4示出了根据一个示例实施方式的阻止操作步骤S310。在图4的示例实施方式中，在步骤S500，D目的地节点中的每个目的地节点确定与目的地节点关联的传输节点组的优先号。如果目的地节点也是准备节点，目的地节点也可以确定其自身的优先号。用于计算优先号的示例方法将在以下进行更加详细的描述。

在图4的示例实施方式中，在步骤S505，每个目的地节点基于步骤S500所确定的优先号，确定哪个(些)节点要阻止。然后，在步骤S510，每个目的地节点阻止步骤S505中确定的节点。

更具体地，如果目的地节点是准备节点，目的地节点在包含与目的地节点相邻的准备节点以及目的地节点的组中确定具有最高优先号的准备节点。如果目的地节点被确定为在组中具有最高优先号，则目的地节点确定阻止请求向目的地节点传输的许可的准备节点；如果被确定为在组中具有最高优先号的准备节点已经请求向目的地节点之外的节点传输的许可，则确定阻止与目的地节点相邻的已经请求向目的地节点传输的许可的准备节点；以及，如果被确定为在组中具有最高优先号的准备节点请求向目的地节点传输的许可，则除了该在组中具有最高优先号的准备节点之外，确定阻止与目的地节点相邻的准备节点。然后目的地节点向确定被阻止的节点发送阻止消息。

返回图2的示例实施方式，在阻止操作步骤S310之后，过程进行到步骤S315，在步骤S315，网络200内的每个节点确定迭代计数器M是否等于0。如果M确定等于0，过程进行到步骤S335；否则，过程进行到步骤S320。

在步骤S320，网络200内的每个准备节点进行通告操作。步骤S320的通告操作将在以下参考图5进行更加详细的描述。

图5示出了根据一个示例实施方式的图2的通告操作步骤S320。

在图5的示例实施方式中，在步骤S600，每个准备节点确定其是否被阻止。如果准备节点接收到一个或多个“阻止”消息(例如，在步骤S310，在以下讨论的步骤S325的经过迭代期间内，等等)，并且没有接收到相关联的“清除”消息，则准备节点被阻止。如果准备节点接收到与每个阻止消息相关联的清除消息，或其没有接收到任何阻止消息，则准备节点没有被阻止。在步骤S605，如果准备节点是无阻的，则该节点向其邻居节点“通告”(例如，经由控制信道消息传送)其处于传输数据无阻状态。否则，如果准备节点确定其被阻止，在步骤610，则该准备节点向其邻居节点通告(例如，经由控制信道消息传送)该准备节点处于传输阻止状态(例如，对传输数据不是无阻的)。

返回图2的示例实施方式，在步骤S325，每个目的地节点执行阻止/清除操作。步骤S325的阻止/清除操作将在以下参考图6进行更加详细的描述。

图6示出了根据一个示例实施方式的步骤S325的阻止/清除操作。在图6的示例实施方式中，在步骤S700，D目的地节点中的每个目的地节点确定其每个相邻传输节点的优先号。如果目的地节点也是准备节点，则目的地节点也确定其自身的优先号。计算优先号的示例方法将在以下进行更加详细的描述。

在图6的示例实施方式中，在步骤S705，每个目的地节点基于步骤S700中确定的节点组的优先号，确定是否阻止或清除特定节点。如果步骤S705确定阻止一个或多个准备节点，则过程进行到步骤S710，并且这个或这些节点被阻止(例如，经由控制信道上的消息传送)。否则，如果步骤S705确定清除一个或多个准备节点，则过程进行到步骤S715，并且这个或这些节点被清除(例如，经由控制信道上的消息传送)。

更具体地，如果目的地节点是准备节点，目的地节点在包括与目的地节点相邻的准备节点以及目的地节点的组中确定具有最高优先号的准备节点；如果目的地节点被确定在组中具有最高优先号，则确定阻止请求向目的地节点传输的许可的准备节点；如果被确定为在组中具有最高优先号的准备节点已经请求向目的地节点以外的节点传输的许可，则确定阻止与目的地节点相邻的、已经请求向目的地节点传输的许可的准备节点；如果被确定为在组中具有最高优先号的准备节点请求向目的地节点传输的许可，则除了该在组中具有最高优先号的准备节点之外，确定阻止与目的地节点相邻的准备节点；如果没有与目的地节点相邻的节点处于无阻传输状态，并且具有最高优先号的准备节点请求向目的地节点之外的节点传输的许可，则确定清除与目的地节点相邻的、已经请求向目的地节点之外的节点传输的许可的准备节点；以及，如果没有与目的地节点相邻的节点处于无阻传输状态，并且识别的邻居节点请求向目的地节点传输的许可，所述识别的邻居节点是与具有最高优先号的目的地节点相邻的节点，则确定清除与目的地节点相邻的识别的节点。

返回图2的示例实施方式，在步骤S325的阻止/清除操作之后，迭代计数器M的值减值(例如，为1)。过程返回步骤S315，并且上述的过程进行重复直到步骤S315确定M等于0。

如上所述，在M在步骤S315中确定等于0之后，过程进行到步骤S335。在步骤S335，再次执行通告操作(例如，参见步骤S320)，随后进行阻止操作(例如，参见步骤S305)，并且图2的过程结束，直到对于另一时隙再次执行数据传输调度。如果M足够大，则该方法收敛。在该方法收敛之后，增加另外的节点将会导致冲突。另外，用具有较高优先级的节点替换许可传输的节点也将导致冲突。

执行图2的过程之后，已经“清除的”准备节点，在给定时隙(例如，下一个时隙)中在数据信道上传输数据。可以理解的是，根据上述图2的过程，“清除的”准备节点可能是从来没有被阻止，或者可能是曾被阻止并随后被先前阻止其的每个节点清除。节点组ψ可以表示图2的过程之后最终“清除的”节点组。

在执行图2的过程期间，假设每个需要交换控制消息的步骤消耗或花费一个“小时隙”的时间(例如，参见以上图3的讨论)。在一个示例中，步骤S305、S310、S320、S325、S335和S340中每个步骤消耗或花费分配给每个时隙中控制信道的时间间隔内的一个小时隙。

根据回顾图2的过程，可以理解的是，如果需要来自目的地节点的确认(ACK)，可以分配时间间隔用于该目的(例如，在每个时隙的结尾)。ACK消息传送可以在有效载荷信道上在数据本身之后执行，但是以相反的方向。很容易验证，因为数据分组没有冲突，对于ACK消息也将是如此。

另外，在执行该方法之后添加到组ψ(即，无阻传输的节点组)的任何节点将导致冲突的意义下，图2的方法是有效的。

优先级管理

良好的总体吞吐量性能可能不一定与公平性相关。例如，具有相对较小的邻居数目的节点可以比具有很多邻居的节点期望更频繁的传输许可。虽然获取节点间相同的公平性等级可能是不可能的，但是通过优先号的优先级管理的使用可以增加网络内的公平性等级并降低延迟抖动。

以上基于节点优先级(即，优先号)的确定对图2到图6的示例方法进行了描述。现在将对计算节点的优先号的示例进行更加详细的描述。

最初，假设网络200内的每个节点包括相同最大长度二进制反馈移位寄存器(FSR)，其当以时隙率定时的时候，产生除了“0”多项式的多项式GF(2^m)的域的每个元素，其中m是正整数。FSR的反馈网络实现m级的不可约多项式(其中m大于1)，其为域元素a＝t的最小多项式。因此多项式t是域的初始元素，并且域的每个非零元素可以表示为t特定幂：1，t，t²，......，

。可以按照传统的多项式乘法模反馈多项式的方式进行乘法运算。由不同节点的FSR产生的周期二进制序列是相同的，但是每个节点具有不同的相位(例如，相关于第一节点偏移)。为了描述简单，假设每个节点的FSR共同(例如，同时地)初始化，每个节点具有不同的初始相位(“种子”)，其是节点的“序列号”。另外假设每个节点具有唯一的序列号(例如，2^m-1＞N)。

在当前时隙期间存储在每个节点的m级FSR中的二进制号是节点的当前优先号(PN)。然后每个节点可以基于任何给定时隙的相应的邻居的序列号确定其邻居的PN。节点i(例如，具有序列号i)可以通过将其自身的当前PN与t^j-i相乘(注意，

)来计算节点j的当前PN。在一个示例中，多项式模f(D)的域中的两个这样的元素相乘可以在硬件中执行。

因此，节点可以基于其自身的序列号、其邻居的序列号及其当前PN，计算在即将到来的时隙中其邻居的PN。然而，由于移动性，任何节点的邻居组可以随时间变化，并因此可以周期地(例如，每隔特定数目的时隙，等等)执行“刷新”优先级信息(例如，在节点之间发送序列号和/或当前FSR值)。

为了向网络增加新的节点，新节点被分配唯一的序列号，并然后“向前定时”直到新节点与第一节点同步(例如，从网络或优先级管理过程的开始的“时钟”数目)。“时钟向前”或同步操作可以通过与t增加相应幂的多项式相乘而执行。

因此，每个节点的PN可以循环通过有限域的所有2^m-1值。另外，使PN_n(T)是节点n在时隙T的PN。然后，对于节点的任何子集Φ，集的势C_Φ≤N，以及对于任何节点i∈Φ，任意的t，以及m较大(例如，m＞15)，以下高概率正确： $\frac{1}{2^m-1}\underset{T=t+1}{\overset{t+2^m-1}{\mathrm{\Σ}}}{1}_{i,\mathrm{\Φ}}\left(T\right)\≈\frac{1}{C_{\mathrm{\Φ}}}$ 公式1

其中，

$1_{i,\mathrm{\&Phi;}}\left(T\right)\&equiv;\left\{\begin{array}{cc}1,& {\mathrm{PN}}_i\left(T\right)>\underset{j\&NotEqual;i}{\underset{j\&Element;\mathrm{\&Phi;}}{\max }}\left(P{N}_j\left(T\right)\right)\\ 0,& {\mathrm{PN}}_i\left(T\right)<\underset{j\&NotEqual;i}{\underset{j\&Element;\mathrm{\&Phi;}}{\max }}\left({\mathrm{PN}}_j\left(T\right)\right)\end{array}\right.$

因此，在2^m-1时隙的整个周期中，任何节点的PN可以大于Φ中的任何节点的PN近似1/C_Φ倍。可以理解的是，以这种方式确定优先号可以增加执行图2的方法期间的公平性等级。

另外，虽然以上已经描述了用于计算节点的优先号的特定过程，但是可以理解的是，其他示例实施方式可以以任何公知的方式计算优先号。

控制信道管理

以上已经参考控制信道上的消息描述了图2的示例方法。现在将更加详细地描述控制信道及其相关联的消息传送。

控制信道

我们假设，控制信道与有效载荷信道正交，以使得控制消息能够在控制信道上传输，同时数据能够在相同的时隙中在数据信道上传输，而不发生相互干扰。这能够以很多公知的方式实现，例如，通过TDMA，即将每个时隙分为两个无重叠的时间间隔，通过FDM，即将频谱的不同部分指定给两个信道，或甚至通过OFDM，其中指定不同的子载波以支持控制信道的一个小时隙，并且每个微时隙(参见以下所述)实现为子载波其中之一上的不同的时间间隔。无论如何实现，为了方便起见，我们将小时隙和微时隙作为时间间隔来讨论。

图2的示例方法的描述做出了隐含的假设，即节点(例如，节点j)的非邻居不能干扰节点处的数据接收。在“现实世界”中，这样的假设并不必定是真的。例如，在节点j的邻居组之外，其他节点也可能干扰节点j处的接收。如果与有效载荷或数据信道相比，控制信道配置为比有效载荷或数据信道具有更长的通信范围时(例如，通过减少数据率，使用更加鲁棒的调制方案和/或减少控制信道上的编码率)，该类型的非邻居干扰可以减少。

如上参考图3所述，控制信道被分为时隙，为简单起见，其可以假设为与图3示出的有效载荷信道的时隙重叠。

在一个示例中，参考图3的示例实施方式，在时隙n-1期间，图2的方法可以在控制信道上执行，并且可以产生准许在时隙n期间在有效载荷信道上传输数据分组的节点组。控制信道的每个时隙包含2M+4(对于M＞0，或如果M＝0为2)个小时隙，并且每个小时隙被分为J＞L+1个微时隙，其中L是网络中任何节点的两跳邻居(即，可以通过最多两跳到达的节点)的最大数目。每个节点被指定一个微时隙用于在每个小时隙期间传输，不被其任何两跳邻居共享。因此每个节点可以不冲突地向其单跳邻居传输。

辅助竞争信道

现在将根据示例实施方式对控制信道的分布式管理进行描述。在一个示例中，因为例如两跳邻居的组由于节点移动而变化，所以以下描述的微时隙指定不时地进行重复。

如上所解释的，一些小时隙由准备节点使用以向目的地节点传输控制消息，同时其他的由目的地节点使用以向准备节点传输控制消息。为了避免这样的传输之间的冲突，每个小时隙被细分为微时隙，并且不同的微时隙被指定给每个节点的所有单跳或两跳邻居。在该示例实施方式中，提供了竞争信道用于该目的。竞争信道是另外的正交信道(例如，与其他信道是不同的时间段，不同的频率等等)。使用竞争信道，每个节点公布其自身的微时隙，以及由其单跳邻居所使用的微时隙。消息或公告由每个节点在随机时间，与时隙的持续时间相比相对较少地传输。节点通过监听其邻居的公告，可以检测与其单跳和/或两跳邻居的指定的冲突。如果检测到冲突，可以从还没有指定到其单跳或两跳邻居之一的微时隙的组之间随机选择替换的微时隙。

接下来，节点公告新的指定。因为相同的冲突被所有相关的节点检测到，并且这些节点可能试图同时进行对相同微时隙的重新指定，所以在一个步骤中不能保证成功。然而，当每个小时隙中的微时隙的数目足够大于网络中的任何节点的两跳邻居的最大数目时，可以在几次尝试中几乎保证成功。还需要注意的是，两跳邻居的平均数一般低于最大数目。指定过程可以在具有小局部化以及时间效应的网络中的不同部分同时进行。假设网络缓慢变化，竞争信道不应当占用网络可用的整体容量的相当大的一部分。

控制信道上的负载

如上所解释的，图2的迭代方法使用一系列节点间的消息交换以建立网络200的节点间的传输调度。为了正确处理消息，接收消息的节点必须确定传输节点的标识。

如上所讨论的，节点在其指定的微时隙中在控制信道上传输，并且假设每个邻居节点知道微时隙的指定(例如，如上所讨论的通过竞争信道上的周期性的公告)，以使得识别消息的发送者只是基于接收消息的微时隙。

在以上的假设下，阻止消息包括识别一个邻居节点的空间，以及指出所需要的动作的另一个比特。“通告”消息包括单个比特(例如，因为基于微时隙源标识符是隐式的)以指示发送节点是否被阻止。“阻止/清除”消息包括足够空间来识别一个邻居节点加两个比特。需要该两个比特来区分以上关于步骤S325和图6所讨论的可能的情况。

因此，可以理解的是，第一小时隙包含足够的空间用于J个节点以识别其目的地节点。假设识别给定节点需要A比特，这意味着第一小时隙可以包括至少AJ个比特。第二小时隙(M＝0)需要至少J(A+1)比特，M³1需要至少JA+(A+1)J+MJ+MJ(A+2)+J+(A+1)J＝3J(A+M+1)+JAM比特。在一个示例中，如果M＝1，A＝8，J＝20，则每个时隙可能需要760比特。

关于用于识别给定节点(例如，目的地节点)的地址域的空间(例如，比特数目)，可以理解的是，如上所述，因为通信限制于单跳和/或两跳邻居，所以网络200的每个节点的唯一标识实际上是不需要的。因此，用于地址域的空间仅需要对于“本地”唯一标识是足够的。例如，地址域可以配置为包括log₂J个比特。在该示例中，存储在地址域内的地址可以是指定给确定节点(例如，其为其相应的邻居节点所知)的微时隙的索引。

另外，可以理解的是，上述关于控制信道上的负载的比特长度的示例仅用于示例的目的，并且控制信道上的“现实世界”数据负载可以包括附加的比特，例如，有关前导、同步等等。图2的方法也考虑到传播时延以及切换时间(例如，将节点从发送模式切换到接收模式)的固定时间间隔。因此，在现实世界场景中，控制信道的开销可能高于上述给出的示例。从而，基于具体情况的网络参数，在一些情况下，更高的负载可能导致过度的开销。

在一个示例中，节点等级(即，网络中任何节点的邻居的最高数目)可以通过本地拓扑控制来进行限制。拓扑控制是试图进行路由之前执行的准备过程。拓扑控制由无线分组网络的设计者所使用以降低节点等级，简化路由以及降低节点的能量损耗，同时保持强大的连通性。拓扑控制可以通过将较长的分支替换为一系列短跳来减少或缩短路由路径的较长的分支。然后进入或离开每个节点的业务量经由减少的邻居组来路由。从而也减少了两跳邻居的数目。拓扑控制也可以以分布式方式实现，从而每个节点可以独立地执行其各自的拓扑控制过程。拓扑控制在本领域是公知的，从而为简便起见，将不再进行讨论。

在另一个示例中，可以通过将数个时隙组合为单个的、较长的帧来减少控制信道上的负载或业务量。然后图2的方法可以每帧执行一次。每个组合帧的控制信道消息发送可以携带与较长帧的整体的数据传输调度相关联的信息。每个控制信道消息的信息量随每帧的时隙数目变化，但是其他参数(例如同步比特、没有数据在其期间传输的“死”时间间隔，等等)不一定受到影响，从而每时隙的控制信道负载降低。然而，以这种方式组合帧可能增加延迟。

已经描述了本发明的示例实施方式，明显的是，其可以以任何方式变化。例如，虽然上述的示例实施方式针对无线网络，但是可以理解的是，本发明的其他示例实施方式可以针对具有至少一部分为无线兼容的任何无线网络。例如，虽然图2中没有明确示出，但是上述示例无线网络200中的任何给定节点可以另外连接到互联网源、电信源等等。

这样的变型不视为偏离了本发明的示例性实施方式的精神和范围，对于本领域技术人员是明显的是所有这样的改进旨在包括在本发明的范围之内。

Claims (20)

1.一种管理无线网络中的传输的方法，包括：

由所述无线网络中的每个准备节点发送(S305)传输许可的请求，每个准备节点是无线网络中准备传输的节点，每个请求识别所述网络中是目的地的节点，并且每个请求通过控制信道发送；

在每个目的地节点处执行(S310)阻止操作，从而每个目的地节点基于与所述目的地节点相邻的准备节点的相应的传输优先级选择性地向邻居节点发送阻止消息，所述阻止消息命令所述邻居节点不传输；

重复以下操作预定次数：

在每个准备节点处执行(S320)(S335)通告操作，以通告所述准备节点的传输状态，所述传输状态是阻止传输状态和无阻传输状态其中之一，所述阻止传输状态是在其中所述准备节点已经接收至少一个未清除的阻止消息的状态，以及所述无阻传输状态是在其中所述准备节点没有接收未清除的阻止消息的状态；

在每个目的地节点处执行(S325)阻止/清除操作，从而每个目的地节点基于每个邻居节点的所述传输状态向邻居节点选择性地发送阻止消息和清除消息，所述清除消息清除所述目的地节点先前发送的任何阻止消息；以及

从处于所述无阻传输状态的准备节点在有效载荷信道上发送传输。

2.如权利要求1的方法，其中每个目的地节点的所述阻止操作包括：

确定与所述目的地节点相邻的每个准备节点的优先号；

如果所述目的地节点也是准备节点，则确定所述目的地节点的优先号；

基于所述确定的优先号确定要阻止的节点；以及

向每个所述确定要阻止的节点发送阻止消息。

3.如权利要求2的方法，其中所述确定要阻止的节点的步骤包括，对于每个目的地节点：

如果所述目的地节点是准备节点，在包含与所述目的地节点相邻的准备节点和所述目的地节点的组中确定具有最高优先号的准备节点；

如果所述目的地节点被确定为在所述组中具有最高优先号，则确定阻止请求向目的地节点的传输许可的准备节点；

如果被确定为在所述组中具有最高优先号的准备节点已经请求向所述目的地节点之外的节点的传输许可，则确定阻止与所述目的地节点相邻的、已经请求向所述目的地节点的传输许可的准备节点；以及

如果被确定为在所述组中具有最高优先号的准备节点请求向目的地节点传输的许可，则除了该在组中具有最高优先号的准备节点之外，确定阻止与目的地节点相邻的准备节点。

4.如权利要求1的方法，其中所述每个准备节点处的通告操作包括：

如果所述准备节点已经接收了至少一个未清除的阻止消息，则发送指示所述准备节点处于阻止传输状态的通告消息；以及

如果所述准备节点没有接收至少一个未清除的阻止消息，则发送指示所述准备节点处于无阻传输状态的通告消息。

5.如权利要求1的方法，其中所述阻止/清除操作在每个目的地节点处执行，从而每个目的地节点基于每个邻居节点的传输状态和每个邻居节点的传输优先级，向邻居节点选择性地发送阻止消息或清除消息。

6.如权利要求1的方法，其中所执行的所述阻止/清除操作包括，对于每个目的地节点：

确定与所述目的地节点相邻的每个准备节点的优先号；

如果所述目的地节点也是准备节点，则确定所述目的地节点的优先号；

如果所述目的地节点是准备节点，从包含与所述目的地节点相邻的准备节点和所述目的地节点的组中确定具有最高优先号的准备节点；

如果所述目的地节点被确定为在所述组中具有最高优先号，则确定阻止请求向所述目的地节点的传输许可的准备节点；

如果被确定为在组中具有最高优先号的准备节点已经请求向所述目的地节点之外的节点的传输许可，确定阻止与所述目的地节点相邻的、请求向所述目的地节点的传输许可的所述准备节点；

如果被确定为在组中具有最高优先号的准备节点请求向目的地节点传输的许可，则除了该具有最高优先号的准备节点之外，确定阻止与目的地节点相邻的准备节点；

如果没有与所述目的地节点相邻的节点处于无阻传输状态，并且具有最高优先号的准备节点请求向所述目的地节点之外的节点的传输许可，则确定清除与所述目的地节点相邻的、已经请求向所述目的地节点之外的节点的传输许可的准备节点；以及

如果没有与所述目的地节点相邻的节点处于无阻传输状态，并且识别的邻居节点请求向所述目的地节点的传输许可，则确定清除与所述目的地节点相邻的所述识别节点，所述识别的邻居节点是与具有最高优先号的目的地节点相邻的节点。

7.如权利要求1的方法，还包括：

从在有效载荷信道上接收传输的每个目的地节点，在所述有效载荷信道上发送确认。

8.如权利要求2的方法，其中确定所述目的地节点的优先号的步骤基于所述目的地节点的序列号来确定所述优先号。

9.如权利要求2的方法，其中确定每个准备节点的优先号的步骤使用每个准备节点处的反馈移位寄存器为每个准备节点产生不同的优先号。

10.如权利要求9的方法，其中所述反馈移位寄存器以时隙率定时。

11.一种在目的地节点处管理无线网络中的传输的方法，包括：

在目的地节点接收来自至少一个准备节点的针对传输许可的请求，该请求通过控制信道发送；

通过基于所述至少一个准备节点的传输优先级，选择性地向至少一个邻居节点发送阻止消息，来执行阻止操作，其中该阻止消息命令所述至少一个邻居节点不传输；

从至少一个准备节点接收传输状态的通告，该传输状态是如下的一个：阻止传输状态和无阻传输状态，其中阻止传输状态是在其中准备节点已经接收至少一个未清除阻止消息的状态，以及无阻传输状态是在其中准备节点处还没有接收到未清除阻止消息的状态；

通过基于至少一个邻居节点的每一个的传输状态，向至少一个邻居节点选择性地发送如下的至少一个：进一步的阻止消息和清除消息，来执行阻止/清除操作预定的次数，清除消息清除先前发送的阻止消息；以及

在无阻传输状态，通过有效载荷信道，接收传输。

12.如权利要求11的方法，该阻止操作包括：

确定与目的地节点相邻的每个准备节点的优先号；

如果目的地节点也是准备节点，确定目的地节点的优先号；

基于确定的优先号，确定要阻止的节点；以及

向需要被阻止的每个节点发送阻止消息。

13.如权利要求12的方法，确定要阻止的节点的步骤包括：

如果所述目的地节点是准备节点，从包含与所述目的地节点相邻的每个准备节点和所述目的地节点的优先号的组中确定具有最高优先号的节点；

如果所述目的地节点被确定为具有所述组中的最高优先号，则确定阻止请求向所述目的地节点的传输许可的准备节点；

如果具有组中最高优先号的节点已经请求向所述目的地节点之外的节点的传输许可，确定阻止与所述目的地节点相邻的、请求向所述目的地节点的传输许可的准备节点；

如果一个特定准备节点被确定为具有组中最高优先号，并且如果该特定准备节点请求向目的地节点传输的许可，则除了该特定准备节点之外，确定阻止与目的地节点相邻的准备节点。

14.如权利要求11的方法，其中执行阻止/清除操作步骤还包括：

基于每个邻居节点的传输状态和每个邻居节点的传输优先级，向邻居节点选择性地发送如下的至少一个：阻止消息和清除消息。

15.如权利要求11的方法，其中执行阻止/清除操作步骤包括：

确定与所述目的地节点相邻的每个准备节点的优先号；

如果所述目的地节点也是准备节点，则确定所述目的地节点的优先号；

如果所述目的地节点是准备节点，从包含与所述目的地节点相邻的每个准备节点和所述目的地节点的优先号的组中确定具有最高优先号的节点；

如果所述目的地节点被确定为具有所述组中的最高优先号，则确定阻止请求向所述目的地节点的传输许可的准备节点；

如果具有组中最高优先号的节点已经请求向所述目的地节点之外的节点的传输许可，确定阻止与所述目的地节点相邻的、请求向所述目的地节点的传输许可的所述准备节点；

如果一个特定准备节点被确定为具有组中最高优先号，并且该特定准备节点请求向目的地节点传输的许可，则除了该特定准备节点之外，确定阻止与目的地节点相邻的准备节点；

如果没有与所述目的地节点相邻的节点处于无阻传输状态，并且具有最高优先号的节点请求向所述目的地节点之外的节点的传输许可，则确定清除与所述目的地节点相邻的、已经请求向所述目的地节点之外的节点的传输许可的准备节点；以及

如果没有与所述目的地节点相邻的节点处于无阻传输状态，并且识别的邻居节点请求向所述目的地节点的传输许可，则确定清除与所述目的地节点相邻的所述识别节点，所述识别的邻居节点是与具有最高优先号的目的地节点相邻的节点。

16.如权利要求11的方法，还包括：

从目的地节点通过有效载荷信道发送确认。

17.如权利要求12的方法，其中确定优先号步骤基于所述准备节点的序列号和目的地节点的额外序列号确定优先号。

18.如权利要求12的方法，其中确定优先号步骤使用至少一个准备节点的每一个处的反馈移位寄存器产生不同的优先号。

19.如权利要求18的方法，其中所述反馈移位寄存器以时隙率定时。

20.一种在准备节点管理在无线网络中的传输的方法，包括：

从一个准备节点发送针对传输许可的请求，该准备节点是准备发送的节点，并且请求识别至少一个目的地节点，以及通过控制信道发送；

通过如下执行通告操作预定的次数：1)如果准备节点已经接收至少一个未清除阻止消息，发送第一通告消息，指示准备节点处于阻止传输状态；2)如果准备节点没有接收至少一个未清除阻止消息，发送第二通过消息，指示准备节点处于无阻传输状态，传输状态是如下的一个：阻止传输状态和无阻传输状态，其中阻止传输状态是在其中准备节点已经接收至少一个未清除阻止消息的状态，以及无阻传输状态是在其中准备节点处还没有接收到未清除阻止消息的状态；以及

在无阻传输状态，通过有效载荷信道，发送传输。

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