CN102457935A - 路径通知 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了路径通知。一种服务器，基于由父设备和中继设备报告的连接信息来创建指示用于分组数据的通信路径的通信路径表，并且将创建的通信路径表分发给父设备、中继设备和子设备。子设备基于分发的通信路径表来将分组数据发送给通信路径表中所指示的中继设备。中继设备基于分发的通信路径表来将从子设备发送的分组数据转送给中继设备或父设备。

Description

路径通知
技术领域
本发明涉及一种包括通信设备的多跳网络系统、一种管理通信设备的服务器以及一种多跳网络系统中的路径通知方法。
背景技术
对于其中多跳通信系统经由基站被执行从而尝试扩大通信范围的网格协议技术，使用诸如IEEE 802.11之类的标准中的扩展字段或帧扩展方法的通信方案已经被论述(例如，参见Hidenori Aoki，Shinji Takeda，KengoYagyuu，Akira Yamada，″IEEE 802.11s Wireless LAN Mesh NetworkTechnology″，NTT DoCoMo Technical Journal，NTT DOCOMO，INC.，July 1，2006，Vol.14，No.2，p.14-22)。
此外，已经知道在通过在通信设备之间对分组数据进行多跳转(multi-hopping)以水桶传递队的方式使能分组传输的多跳通信方案中使用的一种多跳网络(或自组织网络或MANET(移动自组织网络))。对于该多跳网络中使用的路由选择协议(路径选择/控制协议)，路由选择方案已经在IEEE 802.11或IETF(互联网工程任务组)的MANET工作组中被提议/被发表，并且其标准化已经取得进展。
然而，上述技术包括如下问题。
作为第一个问题，在多跳网络中，网络的规模越大，则属于该网络的通信设备所需要的性能越高。通信流量随着整个网络中被发送和接收的用于路由选择控制等的控制分组的数目的增多以及通信设备的数目的增多而增大。因此，拥塞和传输延迟增多。此外，整个网络中的功耗也增大。这是由如下原因引起的。
在多跳网络中，必需创建指示分组数据达到最终目的地所经由的路由选择路径的通信路径表。为了创建此通信路径表，在一般路由选择协议中，通信设备首先发送用于路径搜索的广播分组。当接收到所发送的广播分组时，通信设备重传此广播分组以扩大路径搜索范围。以这种方式，目标分组转送目的地被找到并且通信路径表通过贯穿网络传播用于路径搜索的广播分组而被创建。
以这种方式，在大规模网络中，根据广播分组贯穿该网络的传播，为路径搜索而发送的分组的数量增多，并且随着被发送和被接收的分组的数目的增多，在网络中发生拥塞和传输延迟。
此外，由每个通信设备获取的路径信息需要被保留和更新。
此外，具有低计算能力的通信设备包括针对用于路径检索的广播分组的有限的中继能力或针对被发送的分组的有限的中继能力。因此，此有限的中继能力会引起传输延迟，或会减小整个网络的吞吐量。
由于这些原因，属于大规模多跳网络的通信设备需要高的计算性能和丰富的资源。如果每个通信设备执行依赖于该需求的处理，则每个通信设备中的功耗增大，这也令整个网络中的功耗增加。
此外，如今，所提议的路由选择协议包括诸如已经在MANET(移动自组织网络)-WG(工作站)中论述的AODV(按需距离矢量自组织)协议和OLSR(优化链路状态路由选择)之类的方案，作为适用于多跳网络的方案。作为第二个问题，所有这些方案都不得不通过周期性的路径检查来更新路径信息。这是由如下原因引起的。
在这些协议中，假定通信设备移动并且电源被接通/关断，并且因此对路径信息的周期性更新是必不可少的。这是因为，当通信设备移动时，相同的ID(标识)(例如，MAC(媒体访问控制)地址))存在于多个位置中，因此路由选择不能被执行。
作为第三个问题，在多跳网络中，当跳数增多时，即，当必须经过的通信设备的数目(中继节点的数目)增多时，通信质量劣化，并且诸如吞吐量的降低之类的质量劣化发生。
原因如下。因为分组的发送和接收的次数随着中继节点的数目的增多而增多，因此，分组丢弃的概率增大。此外，分组数据的转送延迟由于因中继节点的数目引起的处理延迟而增大。因此，在诸如TCP(传输控制协议)/IP(因特网协议)之类的协议中，响应确认时间增大从而降低吞吐量。
发明内容
本发明的一个目的是提供解决了上述问题的一种多跳网络系统、服务器和路径通知方法。
本发明的一种多跳网络系统，其是：
一种用于执行多跳通信的多跳网络系统，该系统包括：
父设备，所述父设备连接至所述多跳网络系统的最高层；
子设备，所述子设备连接至所述多跳网络系统的末端；
中继设备，所述中继设备将从所述子设备发送的分组数据转送至所述父设备；以及
服务器，所述服务器基于由所述父设备和所述中继设备报告的连接信息来创建指示用于所述分组数据的通信路径的通信路径表，并将创建的通信路径表分发给所述父设备、所述中继设备和所述子设备，
其中所述父设备向所述服务器报告连接信息，
所述子设备基于由所述服务器分发的所述通信路径表，来将所述分组数据发送给所述通信路径表中所指示的中继设备，并且
所述中继设备向所述服务器报告所述连接信息，并且基于由所述服务器分发的所述通信路径表，将从所述子设备发送的分组数据转送给所述通信路径表中所指示的中继设备或父设备。
此外，本发明的一种服务器包括：
路径表创建器，所述路径表创建器基于由执行多跳通信的多跳网络系统中所包括的通信设备所报告的连接信息来创建通信路径表，所述通信路径表指示用于将被所述通信设备发送和接收的分组数据的通信路径；和
路径表分发器，所述路径表分发器将由所述路径表创建器所创建的所述通信路径表分发给所述通信设备。
此外，本发明的一种路径通知方法是：
一种路径通知方法，用于通知分组被从连接至多跳网络系统的末端的子设备经由中继设备发送至连接至所述多跳网络系统的最高层的父设备所经由的通信路径，该方法包括以下处理：
由所述父设备向连接至所述父设备的服务器报告有关所述父设备的连接信息；
由所述中继设备向所述服务器报告有关所述中继设备的连接信息；
由所述服务器基于由所述父设备和所述子设备所报告的连接信息来创建指示用于所述分组数据的所述通信路径的通信路径表；
由所述服务器向所述父设备、所述中继设备和所述子设备分发创建的通信路径表，
由所述子设备基于由所述服务器分发的所述通信路径表来将所述分组数据发送给所述通信路径表中所指示的中继设备；以及
由所述中继设备基于由所述服务器分发的所述通信路径表来将从所述子设备发送的分组数据转送给所述通信路径表中所指示的中继设备或父设备。
如上所述，在本发明中，可以尝试减少由于通信路径通知处理引起的网络负荷。
本发明的以上和其它目的、特征及优势将从以下参考附图的描述中变得明显，附图图示出本发明的示例。
附图说明
图1是示出多跳网络系统的示例性实施例的示图；
图2是示出图1中示出的服务器的内部配置的示例的示图；
图3是示出图1中示出的中继设备的内部配置的示例的示图；
图4是示出图1中示出的子设备中所包括的路径表存储装置中所存储的通信路径表的示例的示图；
图5是示出图1中示出的中继设备中所包括的路径表存储装置中所存储的通信路径表的示例的示图；
图6是示出在其中如图4和图5中所示的通信路径表被存储在路径表存储装置中的情况中用于将被从子设备发送至父设备的分组数据的通信路径的示图；
图7是示出为了描述用于分发通信路径表的处理而通过简化图1中示出的形式提供的多跳网络连接的示例的示图；
图8是示出IEEE 802.11的标准中所使用的一般分组数据的格式的示图；
图9是示出包括将被图7中所示的服务器经由父设备分发给中继设备和子设备的通信路径表的的分组数据的配置的示例的示图；
图10是示出在中继设备中编辑的分组数据的配置的示例的示图；
图11是示出依赖于发送定时的分组数据的发送的情况的示图；
图12是用于以序列图形式描述路径通知方法的序列图；
图13是示出物理多跳网络的示例的示图；
图14是示出图13中所示的物理多跳网络上所配置的虚拟多跳网络的示例的示图；以及
图15是示出图13中示出的物理多跳网络上所配置的虚拟多跳网络的另一示例的示图。
具体实施方式
以下将参考附图来描述示例性实施例。注意，多跳网络的基本概念、基本操作和基本配置已经是本领域技术人员已知的，并且因此在此省略对它们的详细描述。
参考图1，公开了一种多跳网络系统，其包括服务器100、父设备200-1和200-2、中继设备300-1至300-10和子设备400-1至400-8。
父设备200-1和200-2、中继设备300-1至300-10和子设备400-1至400-8是发送和接收分组数据的通信设备。注意，无线通信或有线通信都可以用于其通信。
此外，中继设备300-1至300-10和子设备400-1至400-8包括相互等同的功能，并且区别仅在于中继(转送)操作是否被执行。注意，中继设备300-1至300-10和子设备400-1至400-8可以包括相互不同的功能。
此外，父设备200-1、中继设备300-1、300-2和300-5至300-10以及子设备400-1至400-5被包括在执行多跳通信的多跳网络500-1中。
此外，父设备200-2、中继设备300-3、300-4和300-8以及子设备400-2和400-6至400-8被包括在执行多跳通信的多跳网络500-2中。
此外，中继设备300-8和子设备400-2属于多跳网络500-1和多跳网络500-2两者。
此外，服务器100连接至父设备200-1和200-2。
此外，父设备200-1连接至中继设备300-1和300-2。
此外，父设备200-2连接至中继设备300-3和300-4。
此外，中继设备300-1连接至中继设备300-2、300-5和300-6以及父设备200-1。
此外，中继设备300-2连接至中继设备300-6至300-8以及父设备200-1和中继设备300-1。
此外，中继设备300-3连接至中继设备300-4和300-8、子设备400-6和400-7以及父设备200-2。
此外，中继设备300-4连接至子设备400-7和400-8以及父设备200-2和中继设备300-3。
此外，中继设备300-5连接至中继设备300-9和300-10以及中继设备300-1。
此外，中继设备300-6连接至中继设备300-10和子设备400-1以及中继设备300-1和300-2。
此外，中继设备300-7连接至子设备400-1和400-2以及中继设备300-2。
此外，中继设备300-8连接至子设备400-2和400-6以及中继设备300-2和300-3。
此外，中继设备300-9连接至子设备400-3和400-4以及中继设备300-5。
此外，中继设备300-10连接至子设备400-3至400-5以及中继设备300-5和300-6。
注意，图1示出一种网络，其中服务器100、父设备200-1和200-2、中继设备300-1至300-10以及子设备400-1至400-8以树结构连接。该网络只需要在逻辑上包括这样的网络拓扑，其中，父设备200-1和200-2位于顶部(最高层)，并且子设备400-1至400-8位于底部，并且中继设备300-1至300-10将从子设备400-1至400-8发送的分组数据转送(中继)到父设备200-1和200-2。因此，该网络不限于图1中所示的物理连接。
服务器100基于由父设备200-1和200-2和中继设备300-1至300-10所报告的连接信息，创建或更新指示用于分组数据的通信路径的通信路径表。此外，服务器100将已创建或已更新的通信路径表分发给父设备200-1和200-2、中继设备300-1至300-10和子设备400-1至400-8。
此外，在通信路径表的创建中，例如，当分组数据被从子设备400-3发送给父设备200-1时，如果存在诸如经由中继设备300-9、300-5和300-1的通信路径和经由中继设备300-10、300-6和300-2的通信路径之类的通信路径，则服务器100创建指示通信路径的通信路径表。
此外，在通信路径表的创建中，服务器100创建包括当父设备200-1和200-2、中继设备300-1至300-10和子设备400-1至400-8中的每一个设备发送分组数据时的发送定时在内的通信路径表。此发送定时将在稍后被更详细地描述。
此外，在通信路径表的创建中，如果指示每个设备中的分组数据的接收质量的接收质量信息从父设备200-1和200-2和中继设备300-1至300-10被发送时，服务器100基于接收质量信息所指示的接收质量来给通信路径指派优先级，并且创建包括指示优先级的优先级信息在内的通信路径表。具体而言，服务器100向具有较差接收质量的路径(例如，当其电场强度弱于预定阈值时等等)指派低优先级，并且此外，向具有较好接收质量的路径(例如，当其误差率低于预定阈值时等等)指派高优先级。
父设备200-1和200-2中的每个父设备向服务器100报告连接信息，此连接信息是指示连接至父设备200-1和200-2中的每个设备的中继设备的信息。
中继设备300-1至300-10中的每个中继设备向服务器100报告连接信息，此连接信息是指示连接至中继设备300-1至300-10中的每个设备的中继设备和子设备的信息。此外，中继设备300-1至300-10中的每个中继设备基于由服务器100分发的通信路径表，将从子设备发送的分组数据转送至通信路径表中所指示的中继设备或父设备。
此外，中继设备300-1至300-10中的每个中继设备在依赖于由服务器100分发的通信路径表中所指示的发送定时的定时转送分组数据。
此外，当存在中继设备或子设备的新连接时，不是连接至中继设备300-1至300-10中的每一个设备的中继设备和子设备，而是中继设备300-1至300-10中的每个中继设备向服务器100报告指示此连接的连接信息。
此外，如果经由通信路径表中所指示的所有通信路径的通信被禁用，则中继设备300-1至300-10中的每个中继设备使用自治路由选择功能来继续通信，并且将通过使用自治路由选择功能获得的连接信息报告给服务器100。
此外，中继设备300-1至300-10中的每一个中继设备基于由服务器100分发的通信路径表中所指示的优先级信息所指示的优先级来转送分组数据。
此外，子设备400-1至400-8中的每个子设备基于由服务器100分发的通信路径表来将分组数据发送给通信路径表中所指示的中继设备。
此外，子设备400-1至400-8中的每个子设备在依赖于由服务器100分发的通信路径表中所指示的发送定时的定时，发送分组数据。
此外，子设备400-1至400-8中的每个子设备基于由服务器100分发的通信路径表中所指示的优先级信息所指示的优先级来发送分组数据。
如图2中所示，图1中示出的服务器100包括发送器/接收器110、路径表创建器120和路径表分发器130。注意，图2仅示出图1中示出的服务器100中所包括的组件中的与本发明有关的组件。
发送器/接收器110向父设备200-1和200-2发送分组数据和接收来自父设备200-1和200-2的分组数据。
路径表创建器120基于由父设备200-1和200-2和由中继设备300-1至300-10报告的连接信息来创建指示用于从子设备400-1至400-8发送至父设备200-1和200-2的分组数据的通信路径的通信路径表。
路径表分发器130将由路径表创建器120创建的通信路径表经由发送器/接收器110分发给父设备200-1和200-2、中继设备300-1至300-10和子设备400-1至400-8。
图1中示出的中继设备300-1包括发送器/接收器310、路径表存储装置320、分组中继330、路由选择处理器340、定时控制器350、统计数据管理器360和统计数据存储装置370，如图3中所示。注意，图3仅示出图1中所示的中继设备300-1中所包括的组件中与本发明有关的组件。此外，中继设备300-1至300-10和子设备400-1至400-8的内部配置也与中继设备300-1的内部配置相同。
发送器/接收器310向连接至中继设备300-1的父设备200-1以及中继设备300-2、300-5和300-6发送分组数据和接收来自父设备200-1以及中继设备300-2、300-5和300-6的分组数据。
路径表存储装置320存储由服务器100经由父设备200-1分发的通信路径表。稍后将描述路径表存储装置320中所存储的具体通信路径表。
分组中继330经由发送器/接收器310中继(转送)已经从子设备发送经由该中继设备并且去往父设备200-1的分组数据。此时，分组中继330是指所发送的分组数据的目的地。随后，作为参考的结果，如果此分组数据不是去往中继设备300-1的分组数据，则分组中继330参考路径表存储装置320中所存储的通信路径表，将此分组数据转送给通信路径表中所指示的父设备或中继设备。
路由选择处理器340确定路径表存储装置320中所存储的通信路径表的有效性。如果通信路径被存储在路径表存储装置320中，则路由选择处理器340基于每个通信路径是有效的还是无效的以及基于每个通信路径的优先级，来确定将要使用的通信路径。此外，如果没有有效的通信路径被存储在路径表存储装置320中，则路由选择处理器340执行自治路由选择，检索有效的通信路径，并且将通过该检索找到(获得)的通信路径添加并存储到路径表存储装置320中。此外，路由选择处理器340将所获得的通信路径作为连接信息经由发送器/接收器310报告给服务器100。
此外，如果有效的通信路径被存储在路径表存储装置320中，则路由选择处理器340根据针对每个目的地存储的优先级来执行向具有最高优先级的转送目的地的分组转送。此外，如果向具有最高优先级的转送目的地的分组转送失败，则路由选择处理器340将路径表存储装置320中所存储的相应有效/无效标志设置为无效。从而，接收到的分组被转送给具有次高优先级的转送目的地。
定时控制器350基于路径表存储装置320中所存储的通信路径表中所包括的发送定时来控制分组数据被发送时的定时。
统计数据管理器360收集有关由发送器/接收器310接收的所有分组数据的接收信息。收集接收信息的目的是执行稳定的通信。所要收集的接收信息包括例如有关接收到的分组数据的发送器信息以及诸如接收到的分组数据的接收电场强度、接收到的分组数据的误差率和接收到的分组数据的传输路径延迟之类的接收质量信息。统计数据管理器360将针对每个发送器的来自所收集的接收信息的接收质量信息写入统计数据存储装置370中，此外，统计数据管理器360周期性地读取统计数据存储装置370中所存储的接收质量信息，并将接收质量信息报告(发送)给服务器100。
统计数据存储装置370将由统计数据管理器360写入的接收信息以表格格式存储。
以下，将描述路径表存储装置320中所存储的通信路径表的两个示例。
如图4中所示，在图1中示出的子设备400-1中所包括的路径表存储装置中，以下内容被相互关联地存储：将被发送的分组数据的目的地、此分组数据将被转送至的转送目的地(直接连接的设备中的发送目的地)、指示此分组数据的发送的优先级的优先级(这里，较高的优先级包括较小的数值)、指示通信路径是有效的还是无效的有效/无效标志以及指示该连接是否被许可的连接许可。此连接许可指示“许可”或“禁止”。在连接许可指示“禁止”的情况中，即使所有其它路径变得不可用，此连接也不能被使用。此外，有效/无效标志和连接许可可以用1比特数据表示。例如，有效/无效标志为“1”可以表示“有效”，并且有效/无效标志为“0”可以表示“无效”。
例如，如图4中所示，目的地“父设备200-1”、转送目的地“中继设备300-6”、优先级“1”、有效/无效标志“有效”以及连接许可“许可”被相互关联。这表明将被发送至父设备200-1的分组数据被转送到中继设备300-6所经由的通信路径是有效的并且包括高优先级，并且其连接被许可。此外，目的地“父设备200-1”、转送目的地“中继设备300-7”、优先级“2”、有效/无效标志“有效”以及连接许可“许可”被相互关联。这表明将被发送至父设备200-1的分组数据被转送到中继设备300-7所经由的通信路径是有效的并且包括低优先级，并且其连接被许可。此外，目的地“父设备200-2”、转送目的地“中继设备300-8”、优先级“1”、有效/无效标志“无效”以及连接许可“许可”被相互关联。这表明将被发送至父设备200-2的分组数据被转送到中继设备300-8所经由的通信路径包括高优先级并且其连接被许，但是此通信路径是无效的。
在图1中示出的中继设备300-6中所包括的路径表存储装置中，与图4中所示的子设备400-1中所包括的路径表格存储装置中所存储的通信路径表类似，如图5中所示，以下内容被相互关联地存储：将被发送的分组数据的目的地、此分组数据将被转送至的转送目的地(直接连接的设备中的发送目的地)、指示此分组数据的发送的优先级的优先级(这里，较高的优先级包括较小的数值)、指示通信路径是有效的还是无效的有效/无效标志以及指示该连接是否被许可的连接许可。
例如，如图5中所示，目的地“父设备200-1”、转送目的地“中继设备300-1”、优先级“1”、有效/无效标志“有效”以及连接许可“许可”被相互关联。这表明将被发送至父设备200-1的分组数据被转送到中继设备300-1所经由的通信路径是有效的并且包括高优先级，并且其连接被许可。
此外，目的地“父设备200-1”、转送目的地“中继设备300-2”、优先级“2”、有效/无效标志“有效”以及连接许可“许可”被相互关联。这表明将被发送至父设备200-1的分组数据被转送到中继设备300-2所经由的通信路径是有效的并且包括低优先级，并且其连接被许可。
此外，目的地“中继设备300-10”、转送目的地“中继设备300-10”、优先级“1”、有效/无效标志“有效”以及连接许可“许可”被相互关联。如果分组数据被发送给中继设备300-10，则因为中继设备300-10被直接连接至中继设备300-6，所以这表明其转送目的地是中继设备300-10，其通信路径是有效的，其优先级高，并且其连接被许可。
此外，目的地“子设备400-1”、转送目的地“子设备400-1”、优先级“1”、有效/无效标志“有效”以及连接许可“许可”被相互关联。如果分组数据被发送给子设备400-1，则因为子设备400-1被直接连接至中继设备300-6，所以这表明其转送目的地是子设备400-1，其通信路径是有效的，其优先级高，并且其连接被许可。
此外，目的地“子设备400-3”、转送目的地“中继设备300-10”、优先级“1”、有效/无效标志“有效”以及连接许可“许可”被相互关联。这表明将被发送至子设备400-3的分组数据被转送到中继设备300-10所经由的通信路径是有效的并且包括高优先级，并且其连接被许可。
此外，目的地“子设备400-4”、转送目的地“中继设备300-10”、优先级“1”、有效/无效标志“有效”以及连接许可“许可”被相互关联。这表明将被发送至子设备400-4的分组数据被转送到中继设备300-10所经由的通信路径是有效的并且包括高优先级，并且其连接被许可。
此外，目的地“子设备400-5”、转送目的地“中继设备300-10”、优先级“1”、有效/无效标志“有效”以及连接许可“许可”被相互关联。这表明将被发送至子设备400-5的分组数据被转送到中继设备300-10所经由的通信路径是有效的并且包括高优先级，并且其连接被许可。
以这种方式，不仅用于将被从子设备发送至父设备的分组数据的通信路径，还有用于将被从父设备发送至子设备的分组数据的通信路径都可以被事先存储。从而，从父设备到子设备的通信路径也可以被控制。
如果如图4和图5中所示的通信路径表被存储在路径表存储装置中，则用于将被从子设备400-1发送至父设备200-1的分组数据的通信路径600-1和600-2分别如下，如图6中所示：
(1)子设备400-1→中继设备300-6→中继设备300-1→父设备200-1；和
(2)子设备400-1→中继设备300-6→中继设备300-2→父设备200-1。
此外，如果其中将被从子设备400-1发送至父设备200-1的分组数据的转送目的地是中继设备300-2的通信路径被存储在中继设备300-7的路径表存储装置中，则
(3)子设备400-1→中继设备300-6→中继设备300-2→父设备200-1
也变成通信路径600-3。
注意，在上述示例中，已经描述了其中分组数据被从子设备400-1至400-8发送至父设备200-1和200-2的示例。不言自明，如果分组数据是被从父设备200-1和200-2发送至子设备400-1至400-8的，类似的处理也是可以的。
以下，将参考图7来描述通信路径表的分发。
在如图7中所示包括服务器100、父设备200-1、中继设备300-1和300-2以及子设备400-1至400-3的多跳网络中，将描述通信路径的分发的处理。
在IEEE 802.11标准中使用的一般分组数据包括如图8中所示的PLDP(物理层收敛协议)前导、PLCP报头、IEEE 802.11报头、数据部分和FCS(帧校验序列)部分这各个字段。这各个字段被一般地使用，并且因此在此省略对它们的描述。此外，在本发明中，PHY层和MAC层的方案是没有争议的。
在包括由图7中示出的服务器100经由父设备200-1分发给中继设备300-1和子设备400-1的通信路径的分组数据的配置中，通信路径(通信路径表)和发送定时被插入在IEEE 802.11报头和数据部分之间，如图9中所示。
在图9中所示的示例中，中继设备300-1和子设备400-1被指示作为通信路径。这表明用于将被从子设备400-1发送至父设备200-1的分组数据的通信路径是：
子设备400-1→中继设备300-1→父设备200-1。
此外，表明了子设备400-1发送分组数据的发送定时(发送时间)是“t1”。
当包括图9中所示的通信路径表的分组数据被从服务器100经由父设备200-1发送至中继设备300-1时，此分组数据在中继设备300-1中被编辑。
如图10中所示，当在中继设备300-1中编辑的分组数据被编辑时，指示中继设备300-1的信息作为指示已经过的节点的信息被设置在被发送至中继设备300-1的分组数据中所包括的通信路径表中。换而言之，如果在中继设备300-1中识别出中继设备300-1被设置为通信路径，则中继设备300-1可以在子设备400-1中被识别为已经过的节点。
此外，已编辑的分组数据被从中继设备300-1发送至子设备400-1。随后，子设备400-1确认子设备400-1未被包括在经过的节点中，并且发送分组数据。此时，子设备400-1保留发送定时t1，并且在时间变为t1时将去往父设备200-1的分组数据发送给中继设备300-1。
以下，将参考图11来描述分组数据的发送定时。
在图11中，“t0”是发送参考时间。此外，t1至t6已经被事先设置，并且被包括在将被分发的通信路径表中。
这里，将通过示例的方式来描述其中在将被分发的通信路径表中指示了以下发送定时的情况。
在将被分发给子设备400-1和中继设备300-1的通信路径表中，指示了将被从子设备400-1经由中继设备300-1发送至父设备200-1的分组数据从子设备400-1发送的发送定时是“t1”。此外，在将被分发给子设备400-2和中继设备300-1的通信路径表中，指示了将被从子设备400-2经由中继设备300-1发送至父设备200-1的分组数据从子设备400-2发送的定时是“t2”。此外，在将被分发给子设备400-3和中继设备300-2的通信路径表中，指示了将被从子设备400-3经由中继设备300-2发送至父设备200-1的分组数据从子设备400-3的发送定时是“t3”。然而，在将被分发给中继设备300-1的通信路径表中，指示了将被从中继设备300-1发送至父设备200-1的分组数据从中继设备300-1发送的发送定时是“t4”。此外，在将被分发给中继设备300-2的通信路径表中，指示了将被从中继设备300-2发送给父设备200-1的分组数据从中继设备300-2发送的发送定时是“t5”。此外，在将被分发给父设备200-1的通信路径表中，指示了将被从父设备200-1发送给服务器100的分组数据从父设备200-1发送的发送定时是“t6”。
如图11中所示，在时间“t1”，分组数据被从子设备400-1发送给中继设备300-1。随后，当接收到分组数据时，中继设备300-1将此分组数据发送给父设备200-1，而不等待。
此外，在时间“t2”，分组数据被从子设备400-2发送给中继设备300-1。随后，当接收到分组数据时，中继设备300-1将此分组数据发送给父设备200-1，而不等待。
此外，在时间“t3”，分组数据被从子设备400-3发送给中继设备300-2。随后，当接收到分组数据时，中继设备300-2将此分组数据发送给父设备200-1，而不等待。
此外，在时间“t4”，分组数据被从中继设备300-1发送给父设备200-1。
此外，在时间“t5”，分组数据被从中继设备300-2发送给父设备200-1。
此外，在时间“t6”，分组数据被从父设备200-1发送给服务器100。由父设备200-1发送的此分组数据是通过编辑从子设备400-1至400-3和中继设备300-1至300-10发送的分组数据来提供的。
以这种方式，因为相互不同的分组发送定时被分别指派给子设备、中继设备和父设备，所以避免了多跳网络中的分组碰撞。服务器100在创建通信路径表时，考虑网络拓扑来确定每个分组发送定时。
此外，因为发送定时信息不被指派给新属于该多跳网络的设备，所以可能出现分组碰撞。因此，同时使用一般在无线LAN(局域网)等中使用的具有载波侦听的碰撞避免手段。上述碰撞避免机制是在每个无线方案中的比MAC层和PHY层更高的层中的实现方法，并且可以与每个无线方案中的MAC层和PHY层中的碰撞避免机制同时被使用。
以下，将参考图12来描述该形式的路径通知方法。
在图12和以下描述中，设备200、300和400表示父设备200-1和200-2、中继设备300-1至300-10和子设备400-1至400-8。
首先，当连接信息在步骤1中被从设备200、300和400报告给服务器100时，服务器100的路径表创建器120在步骤2中基于此连接信息来创建通信路径表。
随后，在步骤3中，路径表创建器120中所创建的通信路径表被服务器100的路径表分发器130经由发送器/接收器110分发给设备200、300和400。
随后，在步骤4中，根据所分发的通信路径表，分组数据被从设备200、300和400发送。
接着，将描述物理多跳网络上所配置的虚拟多跳网络。
如图14中所示，对于图13中所示出的物理多跳网络，中继设备300-7和300-9以及子设备400-1至400-3未被包括在通信路径表中，因此，不包括这些阴影设备的虚拟多跳网络可以被配置。
如图15中所示，对于图13中所示出的物理多跳网络，中继设备300-5、300-9和300-10以及子设备400-3至400-5未被包括在通信路径表中，因此，不包括这些阴影设备的虚拟多跳网络可以被配置。
以这种方式，可以通过不在通信路径表中包括预定设备来在物理多跳网络上配置虚拟多跳网络。
如上所述，在本发明中，通信路径信息是在多跳网络中事先生成的并分发的。从而，可以降低路由选择处理的负担。此外，定时信息被包括在通信路径表中并被分发。从而，可以减少由于分组碰撞引起的分组碰撞和重传处理并且因此可以提供具有低功耗的多跳网络系统。
一般，如果自治路由选择处理被执行，则分组通信目的地通过向周围传播用于路径搜索的广播而被找到。从而，广播分组贯穿网络被扩散。本发明避免了此广播分组的扩散，并且不执行不必要的分组传输。因此，可以将消耗最多功率的分组通信降低为利用最少的必要量的功率的通信。
尽管已经参考本发明的示例性实施例具体地示出和描述了本发明，但是本发明不限于这些实施例。本领域技术人员将理解，在不偏离权利要求书所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上做出各种改变。
本申请基于并要求2010年10月26日提交的日本专利申请2010-239556的优先权，该申请的内容被通过引用结合于此。

Claims (8)

1.一种用于执行多跳通信的多跳网络系统，该系统包括：
父设备，所述父设备连接至所述多跳网络系统的最高层；
子设备，所述子设备连接至所述多跳网络系统的末端；
中继设备，所述中继设备将从所述子设备发送的分组数据转送至所述父设备；以及
服务器，所述服务器基于由所述父设备和所述中继设备报告的连接信息来创建指示用于所述分组数据的通信路径的通信路径表，并将创建的通信路径表分发给所述父设备、所述中继设备和所述子设备，
其中所述父设备向所述服务器报告所述连接信息，
所述子设备基于由所述服务器分发的所述通信路径表，将所述分组数据发送给在所述通信路径表中所指示的中继设备，并且
所述中继设备向所述服务器报告所述连接信息，并且基于由所述服务器分发的所述通信路径表，将从所述子设备发送的分组数据转送给在所述通信路径表中所指示的中继设备或父设备。
2.如权利要求1所述的多跳网络系统，其中
如果存在从所述子设备到所述父设备的通信路径，则所述服务器创建指示所述通信路径的通信路径表。
3.如权利要求1所述的多跳网络系统，其中
所述服务器通过将所述子设备和所述中继设备中的每个设备发送所述分组数据时的发送定时包括在所述通信路径表中来创建所述通信路径表，
所述子设备在依赖于在所述通信路径表中所指示的所述发送定时的定时发送所述分组数据，并且
所述中继设备在依赖于在所述通信路径表中所指示的所述发送定时的定时发送所述分组数据。
4.如权利要求1所述的多跳网络系统，其中
当存在中继设备或子设备的新连接时，不是连接至所述中继设备的中继设备和子设备，而是所述中继设备向所述服务器报告指示此连接的连接信息，并且
所述服务器基于报告的连接信息来更新所述通信路径表，并且将已更新的通信路径表分发给所述父设备、所述中继设备和所述子设备。
5.如权利要求1所述的多跳网络系统，其中
如果经由在所述通信路径表中所指示的所有通信路径的通信都被禁用，则所述中继设备使用自治路由选择功能来继续通信，并且向所述服务器报告通过使用所述自治路由选择功能所获得的连接信息，并且
所述服务器基于报告的连接信息来更新所述通信路径表，并且将已更新的通信路径表分发给所述父设备、所述中继设备和所述子设备。
6.如权利要求1所述的多跳网络系统，其中
如果指示所述父设备或所述中继设备中的所述分组数据的接收质量的接收质量信息被从所述父设备或所述中继设备发送，则所述服务器基于由所述接收质量信息所指示的接收质量来向所述通信路径指派优先级，并且创建包括指示所述优先级的优先级信息在内的通信路径表，
所述子设备基于由在所述通信路径表中所指示的所述优先级信息所指示的优先级来发送所述分组数据，并且
所述中继设备基于由所述通信路径表中所指示的所述优先级信息所指示的优先级来转送所述分组数据。
7.一种服务器，包括：
路径表创建器，所述路径表创建器基于由执行多跳通信的多跳网络系统中所包括的通信设备所报告的连接信息来创建通信路径表，所述通信路径表指示用于将被所述通信设备发送和接收的分组数据的通信路径；和
路径表分发器，所述路径表分发器将由所述路径表创建器所创建的所述通信路径表分发给所述通信设备。
8.一种路径通知方法，用于通知通信路径，通过该通信路径，分组数据被从连接至多跳网络系统的末端的子设备经由中继设备发送至连接至所述多跳网络系统的最高层的父设备，该方法包括以下处理：
由所述父设备向连接至所述父设备的服务器报告有关所述父设备的连接信息；
由所述中继设备向所述服务器报告有关所述中继设备的连接信息；
由所述服务器基于由所述父设备和所述子设备所报告的连接信息来创建指示用于所述分组数据的所述通信路径的通信路径表；
由所述服务器向所述父设备、所述中继设备和所述子设备分发所创建的通信路径表，
由所述子设备基于由所述服务器分发的所述通信路径表来将所述分组数据发送给在所述通信路径表中所指示的中继设备；以及
由所述中继设备基于由所述服务器分发的所述通信路径表来将从所述子设备发送的分组数据转送给在所述通信路径表中所指示的中继设备或父设备。
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