CN102273308A - 网格网络中的预留方法以及执行这样的预留方法的传输方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于在包括至少一个邻居站的网格网络中为第一网格站与第二网格站之间的传输预留传输时间的方法，包括以下步骤：第一网格站向第二网格站请求与现有预留有关的信息；第二网格站发送包括它自己的预留信息以及涉及邻居站的预留信息的通告；第一网格站基于接收到的通告并且基于它自己的预留信息来确定新的预留。本发明还涉及执行在此前述的预留方法的传输方法。

Description

网格网络中的预留方法以及执行这样的预留方法的传输方法

技术领域

本发明涉及网格网络（mesh network）中的通信。更特别地，本发明涉及用于这样的通信的传输时间的预留。

例如，这个发明对于符合IEEE 802.11s网格标准的网格网络是相关的。

背景技术

常规的网格网络与集中式网络的不同之处在于：无线电站被链接到不同的网格接入点，这些不同的网格接入点彼此链接，而不是将客户站链接到充当主站的接入点并因而所有的客户站都在收听范围中。因此，网格网络可以包括许多无线电站，并不是所有的无线电站都在彼此的收听范围中。更确切地说，网格网络有时包括干扰节点之间正在进行的传输的隐藏终端。

为了解决这个问题，IEEE 802.11s标准引入用于实施简单的无线电接入机制的预留方法。这种预留方法利用预留限制，以致被预留的传输所占用的时间量在任何站上不得超出总的可用通话时间（air time）的某一分数（fraction）。在该标准中所描述的当前协议中，只在新的预留不会导致预留限制或预留阈值在所涉及站周围的一跳邻域（neighbourhood）中被超过时，才允许两个网格站在网格网络中建立预留。

但是，在这样的方法的现有实施方式中，发起新预留的站只能在预留建立处理期间为它自身及其邻居验证这个条件，而不为该通信的一个或多个预定接收机的邻居验证这个条件。因此，只要接收机接收到建立预留的请求，它就必须检查预留限制在其邻域中的任何站上是否将不被超出，并随后决定是否能够接受新的预留。

此外，在当前协议中，涉及预留的通话时间量的预留信息字段被编码为递送业务量指示消息（Delivery Traffic Indication Message）间隔的1/16分数，这对某些应用而言似乎是不足的粒度或精度。

因而，看来当前的预留机制导致在开始通信之前长的延迟，并且导致预留建立协议的复杂化。此外，当前的预留机制提供有时低于某些应用的要求的性能。

发明内容

本发明的目的是提议克服至少一些上述缺陷的预留方法。

更特别地，本发明的目的是提供允许在发起传输的站上验证网络的不同预留要求的预留方法。

本发明的目的也是提议允许信令的粒度或精度的更佳控制的方法。

本发明的目的也是提供符合IEEE 802.11s网格标准的方法，并且更特别地提供能够在诸如网格确定性接入方法之类的预留程序中实施的方法。

为此，本发明提议用于在包括至少一个邻居站的网格网络中为第一网格站与第二网格站之间的传输预留传输时间的方法，包括以下步骤：

－第一网格站向第二网格站请求有关现有预留的信息，

－第二网格站发送包括它自己的预留信息以及涉及邻居站的预留信息的通告，

－第一网格站基于接收到的通告并且基于它自己的预留信息来确定新的预留。

这种方法能够应用于任何类型的无线网络中，并且不限于其中只有一个邻居站的情形。

作为上述特征的结果，在根据本发明的方法中，网格中的每个无线电站在提供给其他站的预留通告中包括有关其邻域中的预留的信息。因而，起始站在向接收站请求信息时获得为了保证预定的预留在它本身周围以及在该预留所涉及的其他网格站周围的一跳邻域中考虑（遵守）预留阈值而必需的所有信息。该预留建立因而看来比现有的预留建立更为简单并且更不易出错。

根据一个实施例，分别地，用于第一网格站、第二网格站的预留信息包括预留分数和/或预留阈值，其中预留分数代表分别在第一、第二网格站上的预留时间的实际分数，而预留阈值代表分别在第一、第二网格站上的预留时间的最大允许的预留分数。以类似的方式，分别地，用于第一网格站、第二网格站的预留信息包括邻域预留分数和/或邻域预留阈值，其中邻域预留分数代表分别在第一、第二网格站周围的邻域中的预留时间的实际分数，而邻域预留阈值代表分别在第一、第二网格站周围的邻域中最大允许的预留分数。换句话说，邻域预留分数和邻域预留阈值代表在第二网格站的一跳邻域中的站的预留分数和预留阈值，其中预留阈值与预留分数之间的差是最小的。

在特定实施例中，与通告预留分数和预留阈值不同，网格站的预留通告包括与这两个数量之间的差相对应的剩余预留容量。此外，在一个示例中，这个数量以与能够借助于一个预留来保留的最大时间量相关的单位来表示。

以类似的方式，在特定实施例中，涉及邻居站的预留信息包括邻域剩余预留容量，其对应于在报告站的一跳邻域中的任何站的最小剩余预留容量。

这样的特征使之有可能在编码预留信息时达到更好的粒度或精度，这是因为必须编码单个信息片而不是两个。在此必须提到，与剩余预留容量有关的所有特征以及使用预留分数与预留阈值之间的差的事实可以独立于本发明的其他特征来使用。

本发明也涉及用于在包括至少一个邻居站的网格网络中在第一网格站与第二网格站之间传输的方法，包括以下步骤：

－第一网格站使用根据前述权利要求之一的方法来确定新的预留，

－第一网格站检查新的预留是否确实导致预留阈值被超过，以及

－如果预留阈值没有被超过，第一站使用这个预留开始传输。

本发明的这些和其他方面从以下描述的实施例中将是清楚的，并且本发明的这些和其他方面将参考以下描述的实施例来阐述。

具体实施方式

本发明涉及能够在网格网络中称为网格确定性接入方法（Mesh Deterministic Access Method）（MDA）的预留协议的框架内实施的预留方法。MDA方法基于两个主要组成部分：预留建立阶段和通告部分。

预留建立部分是这样一个部分，在该部分期间起始站向其他站请求信息，以验证这个预留是否不会导致在该网络中所确定的预留阈值被超过。

通告部分与通告其预留信息的网格站相对应。这个信息定期地经由例如信标或通告广播来发送。另外，这个信息在某些特定情况中例如在预留建立阶段的初始部分期间、在起始站请求有关现有预留的信息时经由单播来发送。

因此，本发明发生在MDA方法的两个组成部分中，这是因为本发明主要涉及在通告中包括的用于在预留建立阶段期间使用的信息。

当前，在现有方法中，通告包含如能够在下表1中看到的预留信息：

表1。

在这个信息元素中，MDA Access Fraction（MDA接入分数）和MDA Access fraction limit（MDA接入分数限制）字段包含限制用于网格邻域中的预留传输的时间量所需要的预留信息。MDA Access Fraction（MDA接入分数）字段包含Reservation Fraction（预留分数），并且代表在网格站周围的邻域中的预留时间的分数。MDA Access Fraction Limit（MDA接入分数限制）字段包含预留阈值，并且代表在这个网格站上允许的预留传输时间的最大分数。

但是，如前所解释的，这样的元素不包含有关位于发送该通告的站周围的邻居站的预留状态的信息。因而，当接收到这个（元素）时，起始站并没有获得足够的信息来完全确定新的预留是否考虑网络的占用需求。

因而，为了解决这个问题，在根据本发明的方法中，当接收网格站接收到来自起始站的请求时，由这个接收站返回的通告元素不仅包含与该接收站相关的预留信息，而且还包含与其邻居站相关的预留信息。

因而，在根据本发明的方法中发送的通告元素如在下表2中所示：

表2。

Reservation Fraction（预留分数）和Reservation Threshold（预留阈值）字段包含与以前的方法中相同的信息。

Neighborhood Reservation Fraction（邻域预留分数）和Neighborhood Reservation Threshold（邻域预留阈值）字段包含与发送该通告的站的邻居站相关的预留信息。

实际上，Neighborhood Reservation Fraction和Neighborhood Reservation Threshold代表在报告站的一跳邻域中的站的Reservation Fraction（预留分数）和Reservation Threshold（预留阈值），其中Reservation Threshold减去Reservation Fraction是最小的。对网格站而言，这个邻域预留阈值因而是其邻域的最关键信息。如果没有超出这个阈值，则这意味着：该预留阈值在邻域中的任何站上被考虑。

Neighborhood Reservation Fraction和Neighborhood Reservation Threshold字段的内容能够容易地在每一个网格站上、根据在邻居站的通告元素中接收的Reservation Threshold（预留阈值）和Reservation Fraction（预留分数）字段的内容来计算。

如果在网格网络中的所有网格站具有相同的Reservation Threshold（预留阈值），则看来没有必要报告这个阈值。在这样的情况下，网格站只报告Neighborhood Reservation Fraction（邻域预留分数），这意味着在表2中所示的Neighborhood Reservation Threshold字段不存在。仍然在这种情况中，Neighborhood Reservation Fraction被计算为由该网格中的任何邻居站报告的最大Reservation Fraction（预留分数）。

基于通告元素中的这些修改，在根据本发明的方法中，预留建立部分如下，这些序列的顺序是示例性的：

－起始站确定用于未来传输的可能的预留时间，

－起始站验证：对于它自身或对于其邻居，新的预留不会造成Reservation Threshold（预留阈值）被超过，

－起始站向接收网格站请求信息，并接收如在表2中所示的通告元素，

－起始站基于接收的元素来验证：对于预定的接收站以及对于这个站的邻居，新的预留不会造成Reservation Threshold（预留阈值）被超过。

因此，在这个方法中，起始站可以执行所有的检查而不必询问预定的接收机，这导致比现有协议更简单且更快速的协议。

如果由起始站确定的新的预留导致预留阈值在任一站上被超过，那么由起始站取消该建立处理。

在特定实施例中，不发送Reservation Fraction（预留分数）和Reservation Threshold（预留阈值），网格站在通告元素中包括这两个数量之间的差。这个差被称为备用预留容量或剩余预留容量。

通告元素因而如在下表3中所示：

表3。

在这种情况下，预留建立阶段如下：

－起始站确定用于未来传输的可能的预留时间，

－起始站验证：新的预留没有超出它自身或其任何邻居的Remaining Reservation Capacity（剩余预留容量），

－起始站向接收网格站请求信息，并且接收如在表3中所示的通告元素，

－起始站基于接收到的元素来验证：新的预留既没有超出预定接收机的Remaining Reservation Capacity（剩余预留容量），也没有超出Neighborhood Remaining Reservation Capacity（邻域剩余预留容量）。

使用Remaining Reservation Capacity（剩余预留容量）使之有可能改善用来表述为预留遗留下的剩余时间的粒度或精度。

在现有系统中，Reservation Threshold（预留阈值）和Reservation Fraction（预留分数）二者使用4个比特被表示为某个固定长度间隔的1/16分数。以这种方式编码这个预留信息导致利用2/16乘以这个间隔长度来表示该剩余预留容量，这是因为对于每一个编码的信息具有1/16的不确定性。

因而，通告和编码剩余预留容量降低不确定性，这是因为：

－如果使用4个比特，那么不确定性下降到1/16乘以该间隔长度，以及

－如果使用8个比特，即，与现有方法中相同数量的比特，那么不确定性进一步下降到1/256乘以该间隔长度。

为了甚至更好地适配用来表示Remaining Reservation Capacity（剩余预留容量）的粒度或精度，有可能借助于最大时间量来表示它，其中能够利用一个预留来保留最大时间量。这个Remaining Reservation Capacity（剩余预留容量）被表示为称为MESH-RESERVATION-LIMIT（网格预留限制）的参数的一小部分。

利用这样的特征，剩余预留容量字段和/或邻域剩余预留容量字段包含一个八位字节非负整数。

如以前所提到的，与Remaining Reservation Capacity（剩余预留容量）而非Reservation Fraction（预留分数）或Reservation Threshold（预留阈值）的使用相关的所有特征能够与本发明的其他特征无关地来使用。

在本说明书和权利要求书中，在元素之前的词“一”或“一个”并不排除多个这样的元素的存在。进一步，词“包括”并不排除除了那些所列之外的其他元素或步骤的存在。

在权利要求书的括号中包含参考符号旨在帮助理解，而非打算进行限制。

对本领域技术人员来说，通过阅读本公开内容，其他的修改将是显然的。这样的修改可以牵涉在网格网络的领域中已知的其他特征以及可以替代已在本文中描述的特征来使用的其他特征或除了已在本文中描述的之外附加使用的其他特征。

Claims (10)

1.一种用于在网格网络中为第一网格站与第二网格站之间的传输预留传输时间的方法，所述第二网格站具有至少一个邻居站，该方法包括以下步骤：

第一网格站向第二网格站请求有关现有预留的信息，

第二网格站发送包括它自己的预留信息以及涉及邻居站的预留信息的通告，

第一网格站基于接收到的通告并且基于它自己的预留信息来确定新的预留。

2.如权利要求1所述的方法，其中预留信息包括预留分数和/或预留阈值，其中预留分数代表预留时间的实际分数，而预留阈值代表预留时间的最大允许的分数。

3.如权利要求1所述的方法，其中涉及第二网格站的邻居站的预留信息包括至少以下之一：邻域预留分数，邻域预留阈值。

4.如权利要求3所述的方法，其中邻域预留分数和邻域预留阈值代表在第二网格站的一跳邻域中的站的预留分数和预留阈值，其中在预留阈值与预留分数之间的差是最小的。

5.如权利要求1所述的方法，其中分别地，第一、第二网格站的预留信息包括对应于预留阈值与预留分数之前的差的剩余预留容量。

6.如权利要求5所述的方法，其中剩余预留容量被表示为能够为一个预留而保留的最大时间量的分数。

7.如权利要求5或6所述的方法，其中涉及邻居站的预留信息包括邻域剩余预留容量，其对应于在报告站的一跳邻域中的任何站的最小剩余预留容量。

8.如权利要求1所述的方法，其中由第二网格站发送的通告包括一个或若干字段，所述字段被包括在组中，该组包括：邻域预留分数字段，邻域预留阈值字段，剩余预留容量字段，邻域剩余预留容量字段。

9.如权利要求7和8所述的方法，其中剩余预留容量字段和/或邻域剩余预留容量字段的长度是一个八位字节。

10.一种用于在包括至少一个邻居站的网格网络中在第一网格站与第二网格站之间传输的方法，包括以下步骤：

第一网格站使用根据前述权利要求之一的方法来确定新的预留，

第一网格站检查新的预留是否确实导致预留阈值被超过，以及

如果所述阈值没有被超过，则第一站使用这个预留开始传输。