CN101933289A - 无线网络的管理 - Google Patents

Abstract

本发明描述了一种用于无线网络中的活动信道管理的系统。该系统可包括频谱监视以确定无线网络中的信道使用和/或为每一个可用信道提供预计传输质量。该系统的另一方面涉及允许无线网络中的节点交换频谱使用数据。该系统可包括信道和/或不同的无线技术之间的数据传输的重新协商和移交。

Description

无线网络的管理

背景

术语‘无线网络’通常指包括‘节点’(即，收发信息的设备)的电信网络，这些节点由使用电磁波(最常见的是无线电波)来用于载波的无线远程信息传输系统来连接。

已经为节点之间的‘空中’接口开发了各种规范，其中由电气和电子工程师协会(IEEE)开发的802.11系列或许是最众所周知的。

无线网络经常遭受低效载波使用并具有有限的抗干扰能力。通常，无线网络只使用分配到的频谱的一小部分来进行数据交换。例如，在802.11b和802.11g中，三个非重叠信道(在802.11a中是十三个非重叠信道)在分配到的频谱中可用，但只有一个信道通常用于数据传输，因为该信道在给定网络中是固定的。该信道和其他传输参数可由接入点来固定或可由用户来静态地配置。如此处所使用的，术语‘信道’指的是由中心频率和带宽表征的频谱的一部分。在某些网络中，节点可以直接彼此通信而不是经由接入点，但这些网络也是静态地配置的(即，传输信道和其他传输参数在网络设置期间固定)。多个通信节点相互争用同一信道而其他信道却利用不足。

概述

下面提供本发明的简要概述以便向读者提供基本的理解。本概述不是本发明的详尽概观，并且既不标识本发明的关键/重要元素，也不描绘本发明的范围。其唯一目的是以简化形式提供在此公开一些概念作为稍后提供的更详细描述的序言。

本发明描述了一种用于无线网络中的活动信道管理的系统。该系统可包括频谱监视以确定无线网络中的信道使用和/或为每一个可用信道提供预计传输质量。该系统的另一方面涉及允许无线网络中的节点交换频谱使用数据。该系统可包括信道和/或不同的无线技术之间的数据传输的重新协商和移交。

许多附带特征将随着参考下面的详细描述并结合附图进行理解而得到更好的认识。

附图说明

根据附图阅读以下详细描述，将更好地理解本发明，在附图中：

图1示意性地示出了无线网络；

图2示意性地示出了网络的节点的组件；

图3示意性地示出了用于启动节点的系统处理流程图；以及

图4示意性地示出了用于响应节点的系统处理流程图。

附图中使用相同的附图标记来指代相同的部分。

详细描述

下面结合附图提供的详细描述旨在作为对本发明各示例的描述，而非表示用于解释或利用本发明各示例的唯一形式。本说明书阐述本示例的功能以及用于构造和操作本示例的步骤序列。然而，相同或等效的功能与序列可由不同的示例来实现。

在本发明中，参考OSI模型中的各层。如对于技术人员熟悉的，开放系统互连(OSI)是用于全世界通信的ISO标准，其定义用于在七层中实现数据传输协议的联网框架。控制从一层传递至下一层，开始于发送节点中的应用层，继续至底层，然后数据通过网络发送到接收节点并且控制沿着各层回头向上传递。尽管该七层模型被技术人员很好地理解，但现在为方便起见简要地讨论该模型。

应用层(层7)支持应用程序和最终用户进程。标识通信节点，并且考虑服务质量、用户认证和隐私。表示层(层6)将数据从应用程序转换成网络格式，反之，将数据转换成应用程能接受的形式或者格式化将要跨网络发送的数据。会话层(层5)设置，协调并终止每一个通信节点处的应用程序之间的交换。传输层(层4)提供最终节点之间的数据传输，并且负责差错恢复和流量控制。

网络层(层3)提供创建用于在节点之间传送数据的虚拟电路的切换和路由技术。该层处理路由、转发、寻址、联网、差错处理、拥塞控制和分组排序。

在数据链路层(层2)处，数据分组根据所使用的特定传输协议来编码和解码成各个位。数据链路层被分成两个子层：媒体访问控制(MAC)层和逻辑链路控制(LLC)层。MAC子层控制网络上的节点如何获取对数据的访问以及传送该数据的许可。LLC层控制帧同步、流量控制和差错校验。

物理层(层1)通过电子和机械层处的网络，例如用电脉冲、光或无线电信号来传送比特流。诸如节点等硬件以及电缆和网络接口卡是该层的一部分。

虽然在本文中将本发明的示例描述并示出为在家庭环境中实现，但是所描述的系统是作为示例而非限制来提供的。本领域的技术人员将理解，本示例适于在各种不同的环境中应用。

图1示意性地示出了家庭环境中的无线网络100。网络100包括多个节点，具体而言是台式计算机102、电视机104、数码相机106、MP3音乐播放器108、游戏计算机110、个人数字助理(PDA)112和膝上型计算机114。所有这些节点都与接入点116进行无线通信。接入点116通过有线连接来连接到因特网118。

按照当前已知实践，节点102-114将在由接入点116确定的单个无线信道上发送和接收数据。这些通信节点无法动态地协商传输参数以达到更好的吞吐量，它们也无法对信道上由其他节点在传输期间造成的干扰作出反应。如技术人员可以理解的，传输参数包括(但不限于)：传输标准(所使用的技术，如802.11b或802.11a)、RF信道(即，传输频率范围)、传输比特率、调制方法、以及传输功率。节点102-114必须相互争用同一信道而其他信道却利用不足。

在示例网络100(其包括无线节点)中，来自发送节点的所有数据通信都被发送到接入点116并且然后使用相同的无线信道来从接入点116发送到接收节点。这导致消耗两倍的无线容量。高数据率网络通信，例如流传输高清晰度视频，能够占用所选信道的整个带宽。该网络中的节点之间的任何附加数据传输或该信道上的由其他类型的设备造成的干扰将使用户体验降级，例如使视频冻结或中断或以其他方式减缓下载/数据交换速率。使用静态地配置无线电传输参数的单个信道限制了使用可用频谱的方式并由此限制了可达到的吞吐量以及网络100处理干扰和争用的能力。其他已知网络允许自组织连接，即允许节点直接通信而不是经由接入点116。在这些网络中，将要使用的信道由用户在不具有操作无线电环境的知识或体验的情况下在连接设置期间手动配置，并且无法在连接期间改变。

本发明建议向节点102-114中的每一个和接入点116提供活动信道分配装置200，其在图2中示意性地示出。节点102-114彼此直接通信，即通信无需经由接入点116。

如将在下文中更详细地解释的，活动信道分配装置200被安排成收集分配到的频谱空间(对于802.11b/g，该频谱空间是2.2GHz-2.4GHz)中的无线电使用信息。如果两个节点想要交换数据(例如，从数码相机106流传输视频以便显示在电视机104上)，则这两个节点将通过已定义的信令机制来启动协商过程，并且基于诸如平均带宽、等待时间等传输要求以及彼时的可用频谱资源，这两个节点将对一组传输参数达成一致并启动传输。在该示例中，参数包括传输标准、传输信道、传输比特率、以及传输功率。在传输期间，无线介质由活动信道分配装置200来持续监视并且所分配的参数可以在必要时动态地重新协商。

本发明因此提供自管理频谱知晓网络管理系统，该系统高效地利用可用频谱资源并且有效地缓解发送节点之间的干扰和争用。与已知的基于接入点的解决方案相比，本发明消除了经由接入点116的传输，并由此通过节省广播时间和网络流量来提供更好的网络吞吐量。

与自组织无线网络中的当前实践相比，此处所描述的系统能够智能地选择和配置最适当的信道，并且在没有任何手动用户干预的情况下自动适应无线介质的动态改变。如技术人员熟悉的，与无线网络相关的表达‘自组织’指的是其中设备或站在不使用接入点116的情况下彼此直接通信的802.11联网框架，并且也被称为对等模式。

另外，本发明通过允许在不止一个信道上进行数据传输来提供多个同时数据流，以增加总网络容量。如将在下文中更详细地陈述的，此处所描述的系统不限于使用单个无线技术；该系统支持不同的无线通信技术之间的动态选择和切换(移交)，以使得例如如果两个通信节点都配备多个无线电(例如，802.11a和802.11b/g、或802.11a和蓝牙)，则数据流可以在不中断连接的情况下从使用802.11b/g切换到使用802.11a，或从802.11a切换到蓝牙。

如在图2中示意性地示出的，活动信道分配装置200包括硬件部分202、软件部分204和数据存储部分205。

硬件部分202包括频谱扫描仪206、计时器207和网络接口卡208。软件部分204包括会话管理器210、频谱传感子系统212、信道评级引擎214、传输参数协商引擎216、频谱移动性子系统218以及链路监视引擎220。这些组件的功能在下文中更详细地解释。

如技术人员熟悉的，如此处所使用的术语‘引擎’指的是软件引擎，即产生变成对另一计算机进程的输入的代码的计算机程序。

数据存储部分205专用于存储数据并且包括预约存储部分222和历史数据存储部分224。

频谱扫描仪206被安排成实时扫描所选频谱范围并且将测得的能量返回给频谱传感子系统212。如技术人员熟悉的，无线网络中的能量通常以‘dBm’计，其是所测得的功率的分贝(dB)相对于一毫瓦(mW)的功率比。在该实施例中，扫描仪能够传递覆盖较广的频谱范围的无线电快照，但指示其扫描在2.2-2.4GHz范围内，这集中扫描以估计不同的802.11b或802.11g信道上的无线电活动。在该示例中，扫描仪206扫描其中容纳该扫描仪的节点102-114周围的RF频谱，这提供足够的信息以执行信道评级。然而，在其他实施例中，可以扫描更广部分的频谱或实际上节点周围的整个频谱。

如技术人员熟悉的，已知扫描仪在其覆盖的频谱范围、其传感分辨率及其扫描速度方面有所不同。例如，取决于硬件能力，某些扫描仪只可检测到WLAN设备引起的干扰，而其他扫描仪可检测到来自WLAN设备以及诸如无绳电话等非WLAN设备的干扰。所有这些扫描仪都可结合此处所公开的系统来使用，但该系统的性能可能由于低能量扫描仪而受到损害。

如技术人员熟悉的，网络接口卡208是提供节点102-114之间的双向通信的适配器卡。

频谱传感子系统212负责利用频谱扫描仪206来收集本地频谱资源使用信息。

信道评级引擎214被安排成基于收集到的本地频谱数据来对信道进行评级，并且确定所监视的频谱的一特定部分是否应用于所请求的传输。考虑即时频谱数据和历史数据两者以便作出对将来信道使用的正确预测。信道评级引擎214被安排成基于反映信道上的当前现有信/噪强度的测得的能量来评估信道状态(忙碌/空闲)。用于对信道进行评级的规则在下文中更详细地讨论。

传输参数协商引擎216被安排成允许通信节点交换本地收集的频谱数据并且在交换该数据时控制信令协议。

频谱移动性子系统218被安排成允许在不同的无线信道和不同的无线技术之间进行透明移交并且确保在层3及以上各层建立的连接(例如，TCP/IP连接)不受该移交的影响。

如上所述，信道评级引擎214被安排成对信道进行评级以确定哪一个信道可用于特定通信。评级算法考虑节点将何时发送数据(‘发送节点’)以及节点将何时接收数据(‘接收节点’)的情况，因为测得的能量对发送节点和接收节点造成不同的影响。

在发送节点侧，评级算法基于测得的能量在预定义的阈值水平之下的时间百分比来为信道打分。对于该能量水平的阈值取决于扫描仪206和网络接口卡208。该阈值是可配置参数并且可以在网络100的设置期间设置。在该示例中，阈值是-115dbm。这是因为按照802.11标准，在节点能够发送数据之前，它首先需要确定信道是空闲的(如果测得的能量在阈值之下，则信道是空闲的)。如果信道被占用，则传输将延迟如由IEEE 802.11MAC协议定义的特定补偿时间段。性能以及因此的信道评级主要由信道空闲的时间百分比来确定。

在接收节点侧，施加不同的约束并因此评级算法由一组不同的规则构成。为了正确地接收分组，接收节点不仅需要检测分组传输，而且需要正确地解码分组传输。现有信号或噪声的强度(其反映在信道上所测得的能量中)对于接收节点评估信道状态是重要因素。由此，接收节点处的信道评级引擎214所执行的评级算法主要按照测得的能量水平值来对信道进行排序。为了更好地预测将来的无线电条件，考虑实时数据和在过去测得的历史数据(存储在历史数据存储部分224中)。信道评级引擎214的输出是两个经排序的信道列表，其中首先给出具有最佳质量的信道。一个列表提供信道最适用于发送数据的次序，而另一个列表提供信道最适用于接收数据的次序。每一个列表都为每一个信道提供以下信息：测得的能量在特定范围内的时间百分比(在该示例中，针对三个不同的能量范围收集数据)。协商引擎216将使用这两个列表来选择最佳信道，这取决于将要接收的数据与将由节点上的作出请求的应用程序发送的数据之比。

传输参数协商引擎216用于交换频谱数据并协商用于数据传输的信道。发送和接收节点处的传输参数协商引擎216通过控制信道来进行通信，该控制信道可以是通常可用的信道或是动态建立的。在该实施例中，公共控制信道由诸如家里的可用无线网络等现有网络基础结构来提供，但在其他实施例中，该控制信道可以例如使用分槽撒播信道跳频(Slotted Seeded Channel Hopping，SSCH)来动态建立。

在现在描述的示例中，节点经由通常可用的控制信道来协商。节点102-114的传输参数协商引擎216如下使用预约系统来协同工作。首先，两个节点的传输参数协商引擎216通过公共控制信道来协商包括所选传输信道、传输标准、传输比特率和传输功率的传输参数，并且然后通过该控制信道向所有其他节点广播包含信道信息、所请求的带宽和持续时间的预约消息。每一个节点在预约存储装置222中维护关于各个信道的预约表，该预约表由传输参数协商引擎216用来确定最佳信道。

链路监视引擎220被安排成检查所使用的无线介质(在该示例中是无线电)的质量在数据传输期间是否足够好。链路监视引擎220被安排成从网络接口208接收数据，从中收集统计链路质量数据并将该数据存储在历史数据存储部分224中。在该实施例中，该数据包括失败计数、重传计数和传输数据率。然而，在其他实施例中，可以收集这些和/或其他链路质量指示符中的仅仅一个或其任意组合。

如果观察到链路质量降级(例如，出错率增加超过可配置阈值(在该示例中是30％))，则链路监视引擎220被安排成通知会话管理器210触发重新协商过程。链路监视引擎220还被安排成监视上层的传输行为。在该示例中，节点102-114使用用户数据报协议(UDP)来通信。如技术人员熟悉的，UDP是在没有送达保证的情况下协调分组数据网络连接中的数据传输的高级通信协议。链路监视引擎220持续监视发送节点处的期望传输速度以及接收节点处的达到的数据率，并确定是否将出现传输瓶颈。例如，如果看到期望数据率和达到的速率之间的预定的、可配置的阈值差异，则链路监视引擎220向会话管理器210发送信号，该会话管理器210然后启动重新协商过程。为了避免短期性能变化所引起的不必要的切换，使用计时器207来确定未满足传输标准有多久。如果尚未改进传输标准，则立即触发重新协商过程或者可将重新协商过程延迟一可配置时间段。

频谱移动性支持子系统218被安排成实现移动性支持层以确保技术或/和信道移交在不影响在OSI层3及以上层建立的连接(例如，TCP/IP连接)的情况下发生。在技术或/和信道移交由于链路质量降级而在传输期间进行时，网络接口卡208被重新配置成在新信道上进行操作(对于技术转移，可配置不同的网络)。在某些网络中，该操作还导致网络断开，之后是网络重新连接。然而，这一断开/重新连接事件将通过网络栈向上传播至层7，即应用层，并且因此可导致应用程序的非预期动作，诸如停止或重启数据传输。为了克服这一点，频谱移动性支持层引入对应用程序有效地隐藏网络配置改变的虚拟网络层。该虚拟网络层在层2实现虚拟网络接口，该接口将来自上层的分组路由至由协商引擎216选择的物理网络接口，反之亦然。如果物理网络接口由于技术/信道切换而断开，则虚拟网络接口将来自上层的分组保存在其本地缓冲器中并在物理网络接口再次连接时将这些分组转发至该物理网络接口。然而，不向上层展示由技术/信道切换引起的断开/重新连接通知。有了频谱移动性支持子系统218，活动信道分配装置200能够不仅支持相同无线技术中的信道移交，而且支持不同无线技术之间的移交，同时确保应用程序保持不受这些移交的影响。

会话管理器210被安排成接受来自应用程序的连接请求并协调活动信道分配装置200的各个组件的行为以确保选择、配置并正确地监视最佳信道。

在使用时，该系统如现在参考图3和4的信号处理流程图所描述的那样操作。在建立一对节点之间的连接时，一个节点担当启动节点，即启动协商过程的节点，而另一节点担当响应节点，即响应来自启动节点的请求的节点。在协商过程后，建立连接并且通信节点可以自由地发送或接收数据。在现在描述的示例中，将要从数码相机106流传送视频以便显示在电视机104上。数码相机106因此担当启动节点而电视机104担当响应节点。图3描述了接受来自用户/应用程序的请求并启动信令过程的数码相机106上的过程，而图4示出了处理来自其他远程节点(即，该示例中的数码相机106)的请求的电视机104上的过程。应当注意，在其他示例中，每一个节点都可能包括图3和图4所描述的过程。

在没有任何数据传输的情况下，网络100中的每一个节点(分别在图3和图4中示出的数码相机106和电视机104)上的会话管理器210指示(302)频谱传感子系统212利用频谱扫描仪206来基于该节点所支持的技术扫描RF频谱的一部分。由该扫描产生的数据被发送(304)到信道评级引擎214。

该数据被存储在历史数据存储部分224中。扫描频率，即扫描RF频谱有多频繁，是可配置参数，该参数取决于将要扫描的带宽、扫描仪206的能力、系统性能和准确度要求。在该示例中，每10秒扫描802.11b中的3个非重叠信道。这提供令人满意的结果，但将不会导致节点102-114上的显著处理开销。

会话管理器210还启动监听来自其他节点的协商请求的过程(306)。

在某一时间点，在启动节点，即该示例中的数码相机106上运行的应用程序将想要发送数据。在数码相机106上运行的应用程序向会话管理器210发送(308)连接请求。会话管理器210启动(310)协商引擎216上的协商过程，该协商过程向信道评级引擎214查询(312)本地信道的可用性。信道评级引擎214将该信息返回(314)至协商引擎216。然后，协商引擎216经由专用信令信道将查询远程信道状态的消息发送(316)到启动节点想要与其通信的远程响应节点，即该示例中的电视机104。

当电视机104上的协商引擎216接收到(416，参见图4)该查询消息时，该协商引擎开始查询可用信道(312)并从其信道评级引擎214接收(314)结果，并且然后将查询结果消息发送(418，参见图4)回到数码相机106。

当接收到(318)来自电视机104的结果消息时，数码相机106上的协商引擎216确定在给定可用信道及其各自的评级的情况下的要使用的最佳信道。一旦对此达成一致，协商引擎216就再次经由专用控制信道将达成一致的信道传递(320)给电视机104。

电视机104上的协商引擎216在接收到(420)信道设置请求后，将达成一致的信道通知(324)给频谱移动性子系统218，并且电视机104上的网络接口卡208然后被配置成在达成一致的信道上进行操作。电视机104上的协商引擎216然后向数码相机106发送(422)确认。

在数码相机106上的协商引擎216接收到(322)该确认消息后，该协商引擎请求(324)频谱移动性子系统218将本地信道设置成达成一致的信道。作为结果，数码相机106上的网络接口卡208被配置成在达成一致的信道上进行操作，并且建立启动和响应节点(在该示例中是数码相机106和电视机104)之间的自组织连接。协商引擎216然后通知(326)会话管理器210协商完成，并且会话管理器210进而通知(328)应用程序。

在节点之间的整个传输期间，两个节点上的会话管理器210经由链路监视器220来监视(330)传输。会话管理器210向链路监视器220查询(332)链路质量。同时，链路监视器220跟踪发送和接收节点侧的数据率(以及其他链路质量参数)。如果检测到发送和接收节点之间的数据率的显著差异并持续由计时器207度量的预定观察时间段，则识别出链路质量降级。阈值差异和观察时间段是可配置参数。在相同的时间段期间，频谱移动性子系统周期性地向链路监视器220报告(334)从网络接口卡208中检索到的链路质量数据。

当在网络接口卡208上检测到显著的链路降级或出错/重传率的显著增加(其中‘显著’意味着超过预定阈值)，则链路监视器220通知(336)会话管理器210。作为响应，会话管理器210向协商引擎216发送(338)重新协商请求。协商引擎216再次经由专用信令信道与连接的节点进行通信，并且确定在给定可用信道及其各自的评级的情况下的要使用的最佳信道。一旦对此达成一致，协商引擎216就将达成一致的新信道传达(342)给频谱管理子系统218以使得可执行移交，并且然后通知(340)会话管理器210重新协商完成。该过程如上所述地继续。

在其他示例中，作为对信道的补充或替换，也可以重新协商其他传输参数。例如，可以重新协商传输技术(例如，802.11a、802.11g、蓝牙等)。

图2示出了示例性的基于计算的设备的各个组件，该设备可被实现为任何形式的计算和/或电子设备，例如，图1的节点中的任一个或接入点116，并且其中可实现信道管理系统的各实施例。

基于计算的设备102-116包括用于接收媒体内容的任何合适类型的一个或多个输入、网际协议(IP)输入等。

基于计算的设备102-116还包括一个或多个处理器，这些处理器可以是微处理器、控制器或用于处理计算可执行指令以控制设备操作的任何其他合适类型的处理器。可以在基于计算的设备处提供包括操作系统或任何其他合适的平台软件的平台软件以使得能够在该设备上执行应用软件。

计算机可执行指令可使用诸如存储器等任何计算机可读介质来提供。存储器具有任何合适的类型，诸如随机存取存储器(RAM)、诸如磁或光存储设备等任何类型的盘存储设备、硬盘驱动器、或CD、DVD或其他盘驱动器。也可使用闪存、EPROM或EEPROM。

此处使用的术语‘计算机’表示具有处理能力以使其能够执行指令的任何设备。本领域技术人员将认识到这些处理能力被结合到许多不同设备中，并且因此术语‘计算机’包括PC、服务器、移动电话、个人数字助理和许多其他设备。

术语‘节点’用来指能够在无线网络中发送和/或接收数据的任何计算机或基于计算的设备。因此，接入点116可被认为是节点。

在此描述的各方法可由有形存储介质上的机器可读形式的软件执行。软件可适于在并行处理器或串行处理器上执行以使得各方法步骤可以按任何合适的次序或同时执行。

这确认了软件可以是有价值的、可单独交易的商品。它旨在包含运行于或者控制“哑”或标准硬件以实现所需功能的软件。它还旨在包含例如用于设计硅芯片，或者用于配置通用可编程芯片的HDL(硬件描述语言)软件等“描述”或者定义硬件配置以实现期望功能的软件。

本领域技术人员将认识到用于存储程序指令的存储设备可分布在网络上。例如，远程计算机可存储描述为软件的该过程的示例。本地或终端计算机可访问远程计算机并下载该软件的一部分或全部以运行该程序。或者，本地计算机可按需下载软件的片断，或可以在本地终端处执行一些软件指令而在远程计算机(或计算机网络)处执行一些软件指令。本领域技术人员将认识到，通过使用本领域技术人员已知的常规技术，软件指令的全部或部分可由诸如DSP、可编程逻辑阵列等专用电路来执行。

如本领域技术人员将清楚的，此处给出的任何范围或者设备值都可以被扩展或者改变而不失去所寻求的效果。

可以理解，上述各好处和优点可涉及一个实施例或者可涉及若干实施例。各实施例不限于解决所述问题中的任一个或全部的实施例或具有所述好处和优点中的任一个或全部的实施例。还可以理解，对‘一个’项目的引用指的是这些项目中的一个或多个。

本文中描述的各方法步骤可以在适当时按任何合适的次序或同时执行。另外，可从任一种方法中删除各个框，而不背离此处所述的主题的精神和范围。上述示例中的任一个的各方面可以与所述其他示例中的任一个的各方面组合以形成其他示例而不失去所寻求的效果。

术语‘包括’此处用来指包括所标识的方法框或元素，但这些框或元素不构成排他列表，并且方法或装置可包含附加框或元素。

可以理解，上面对一较佳实施例的描述只是作为示例给出并且本领域的技术人员可以做出各种修改。以上说明、示例和数据提供了对本发明的各示例性实施例的结构和使用的全面描述。尽管以上带着一定程度的特殊性或对一个或多个单独实施例的参考描述了本发明的各实施例，但是本领域的技术人员能够对所公开的实施例做出多种更改而不背离本发明的精神或范围。

Claims (20)

1.一种管理包括能够通过至少两个信道进行通信的至少两个节点(102-114)的无线网络的方法，包括：

(i)扫描所述网络(100)的节点(102-114)周围的频谱的至少一部分；

(ii)基于频谱使用来对可用信道进行评级；

(iii)存储与所述信道相关的数据以使得其在建立所述网络(100)的节点(102-114)之间的连接时可用。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括发送(308)在两个节点之间建立通信的请求；在接收到所述请求后扫描(312)所述节点周围的频谱的至少一部分；以及基于所述扫描的结果和所存储的数据来选择(324)将要用于建立通信的传输参数。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述扫描(312)所述频谱的至少一部分的步骤包括扫描其间将要建立通信的节点上的频谱。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括用信号来发送(316、418)作为其间将要建立通信的节点之间的两个或更多节点上的扫描的结果而收集的数据。

5.如权利要求2到4中的任一项所述的方法，其特征在于，还包括按照所选传输参数来在所述通信节点之间建立(328)连接；监视(330)所述连接以确定是否满足预定准则；以及如果否，则确定(338)替换传输参数是否可用。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括如果确定另一信道和/或技术更能够承载传输，则执行用于传输数据的信道和/或技术的移交(342)。

7.一种无线网络(100)的节点(102-114)，包括：

(i)频谱扫描仪(206)

(ii)频谱传感子系统(212)

(iii)信道评级引擎(214)

其中所述频谱传感子系统(212)被安排成利用所述频谱扫描仪(206)来扫描所述频谱的至少一部分以确定频谱使用信息，并且所述信道评级引擎(214)被安排成根据所述频谱使用信息按照信道对于数据传输的适用性次序来对信道进行评级。

8.如权利要求7所述的节点(102-114)，其特征在于，还包括协商引擎(216)，所述协商引擎被安排成与请求与其连接的节点(102-114)就频谱使用信息进行通信以使得所述信道评级引擎(214)可以在对信道进行评级时利用在两个节点处收集到的频谱使用信息。

9.如权利要求7或权利要求8所述的节点(102-114)，其特征在于，所述信道评级引擎(214)被安排成根据取决于所述节点(102-114)是发送节点还是接收节点的规则按照所述网络(100)中的信道的适用性次序来对所述信道进行评级。

10.如权利要求7到9中的任一项所述的节点(102-114)，其特征在于，还包括可配置网络接口卡(208)，并且所述节点(102-114)被安排成将所述网络接口卡(208)配置成使用最适合的信道和/或技术来发送和/或接收数据。

11.如权利要求7到10中的任一项所述的节点(102-114)，其特征在于，还包括链路监视器(222)，其被安排成监视链路质量并确定所述链路质量是否满足预定标准。

12.如权利要求11所述的节点(102-114)，其特征在于，还包括频谱移动性子系统(218)，其被安排成将所述网络(100)重新配置成如果所述链路监视器(222)确定所述链路质量已落到所述预定标准之下，则利用用于进行数据传输的不同传输参数。

13.如权利要求12所述的节点(102-114)，其特征在于，所述频谱移动性子系统(218)被安排成在传输协议中构造虚拟网络层。

14.如权利要求7到13中的任一项所述的节点(102-114)，其特征在于，所述频谱扫描仪(206)被安排成扫描所述频谱中的对于所述节点(102-114)是本地的部分。

15.一种改进无线网络中的频谱使用的方法，包括：

监视(330)链路以确定链路质量是否满足预定标准；以及

如果确定所述链路质量落到所述预定标准之下，则执行用于进行数据传输的传输参数的移交(342)。

16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，还包括对所有可用技术和/或信道进行评级以提供预计传输质量并且切换到具有最高预计传输质量的信道。

17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，包括基于用于发送节点的每一个信道上的能量低于阈值水平的时间百分比来对该信道的预计传输质量进行评级。

18.如权利要求16或17所述的方法，其特征在于，包括基于用于接收节点的每一个信道上的现有信号和/或噪声的强度来对该信道的预计传输质量进行评级。

19.如权利要求16到18中的任一项所述的方法，其特征在于，包括基于每一个信道上的历史和即时能量水平来对该信道的预计传输质量进行评级。

20.如权利要求15到19中的任一项所述的方法，其特征在于，还包括在传输协议中实现移动性支持层。

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