CN107873126B - 用于小小区回程的自组织网络概念 - Google Patents

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Abstract

网状网络包括通过链路互连的多个节点的（多个）域，并且其中存在将域连接到另一个网络的（多个）网关。（多个）域、其多个节点及其链路是拓扑的部分。访问或确定用于（多个）网关中的所选一个的一组主要和备用路由路径，每个包括ST，ST包括所选网关和用于域中的节点的到该所选网关的路由。访问或确定在一个或多个调度周期内要由网状网络中的（多个）节点使用的（多个）调度。基于节点之间的（多个）链路的状态并且基于（多个）调度，执行到用于所选网关的主要或备用路由路径中的所选一个的切换。引起网状网络中的路由基于所选路由路径而修改。将用于路径和调度的信息发送到节点。

Description

用于小小区回程的自组织网络概念
技术领域
本发明大体上涉及无线通信，并且更具体地，涉及无线通信中的自组织网络。
背景技术
本部分旨在为下面公开的发明提供背景或上下文。本文的描述可以包括可以追求的概念，但不一定是先前已经构思、实现或描述的概念。因此，除非本文另外明确指示，否则本部分中描述的内容不是针对本申请中的描述的现有技术，并且不被承认通过包括在本部分中而是现有技术。在说明书和/或附图中可以找到的缩写在下面在具体实施方式部分的主要部分之后限定。
移动宽带业务预期到2020年增长千倍。下一代无所不在的超高带宽通信系统（也被称为5G）将涉及网络致密化以满足可能在2020年及以后出现的吞吐量和延时需求。到2020年，预期小小区承载大多数的业务，其中预期总体数据量增长到1,000倍（与2010年相比），并且到2030年将为10,000倍。
因此，小小区部署将成为对于移动运营商的最大挑战之一，这是由于比在传统的宏小区部署中数量级更多的站点。针对户外部署尤其如此。用于5G小小区的最后一跳回程必须使得能够以灵活的、有机的方式实现经济高效的部署，其中可以根据需要注入附加的容量。回程必须满足所有关键的5G回程要求，诸如提供数千兆位吞吐量、具有毫秒级别的最大延时、具有高可用性和可靠性、具有成本高效的可伸缩性、易于部署、易于管理、具有基于业务的动态可扩展性和优化、具有小外形因素、并且具有低TCO（总拥有成本）。
这些种类的要求需要用于5G最后一英里回程的特殊解决方案。此外，增加数量的小区增加了网络复杂性。这继而增加了以成本高效的方式为运营商规划、控制和优化网络操作的困难。事实上，预期未来的5G小小区网络将在没有详细的网络规划的情况下递增地部署。自组织网络（SON）的概念被运营商视为通过自动化网络设计、部署和操作阶段来最小化操作成本和工作的可行技术。
另一方面，在5G小小区之间使用网状网络进行连接将提供经由网状拓扑中的替代路由的本质上增加的可靠性和灵活性。然而，目前还不清楚将网状网络和其他技术用于5G小小区可以满足5G运营商的高预期的程度。
发明内容
本部分旨在包括示例，而不旨在是限制性的。
在示例性实施例中，一种方法包括在包括通过链路互连的多个节点的一个或多个域并且其中存在将所选域连接到另一个网络的所选域中的至少一个网关的网状网络中，其中所述一个或多个域及其多个节点及其链路是拓扑的部分，访问用于至少一个网关中的所选一个的一组主要和备用路由路径。用于所选网关的每个主要和备用路由路径包括生成树，所述生成树包括所选网关和用于所选域中的节点的到该所选网关的路由。该方法包括访问在一个或多个调度周期内要由所述网状网络中的一个或多个节点使用的一个或多个调度。该方法还包括基于节点之间的一个或多个链路的状态以及基于所述一个或多个调度切换到用于所选网关的主要或备用路由路径中的所选一个。该方法包括引起所述网状网络的至少部分中的路由基于所选路由路径而修改。
实施例的附加示例包括一种计算机程序，该计算机程序包括用于在计算机程序在处理器上运行时执行前一段落的方法的代码。根据该段落的计算机程序，其中计算机程序是包括计算机可读介质的计算机程序产品，该计算机可读介质承载体现在其中以供计算机使用的计算机程序代码。
实施例的另一示例是一种装置，包括：在包括通过链路互连的多个节点的一个或多个域并且其中存在将所选域连接到另一个网络的所选域中的至少一个网关的网状网络中用于访问用于至少一个网关中的所选一个的一组主要和备用路由路径的部件，其中所述一个或多个域及其多个节点及其链路是拓扑的部分，其中用于所选网关的每个主要和备用路由路径包括生成树，所述生成树包括所选网关和用于所选域中的节点的到该所选网关的路由；用于访问在一个或多个调度周期内要由所述网状网络中的一个或多个节点使用的一个或多个调度的部件；用于基于节点之间的一个或多个链路的状态以及基于所述一个或多个调度切换到用于所选网关的主要或备用路由路径中的所选一个的部件；和用于引起所述网状网络的至少部分中的路由基于所选路由路径而修改的部件。
装置的示例包括一个或多个处理器以及包括计算机程序代码的一个或多个存储器。一个或多个存储器和计算机程序代码被配置为利用一个或多个处理器使得该装置执行至少以下操作：在包括通过链路互连的多个节点的一个或多个域并且其中存在将所选域连接到另一个网络的所选域中的至少一个网关的网状网络中，其中所述一个或多个域及其多个节点及其链路是拓扑的部分，访问用于至少一个网关中的所选一个的一组主要和备用路由路径，其中用于所选网关的每个主要和备用路由路径包括生成树，所述生成树包括所选网关和用于所选域中的节点的到该所选网关的路由；访问在一个或多个调度周期内要由所述网状网络中的一个或多个节点使用的一个或多个调度；基于节点之间的一个或多个链路的状态以及基于所述一个或多个调度切换到用于所选网关的主要或备用路由路径中的所选一个；和引起所述网状网络的至少部分中的路由基于所选路由路径而修改。
计算机程序产品的示例包括计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质承载体现在其中以供计算机使用的计算机程序代码。计算机程序代码包括：在包括通过链路互连的多个节点的一个或多个域并且其中存在将所选域连接到另一个网络的所选域中的至少一个网关的网状网络中用于访问用于至少一个网关中的所选一个的一组主要和备用路由路径的代码，其中所述一个或多个域及其多个节点及其链路是拓扑的部分，其中用于所选网关的每个主要和备用路由路径包括生成树，所述生成树包括所选网关和用于所选域中的节点的到该所选网关的路由；用于访问在一个或多个调度周期内要由所述网状网络中的一个或多个节点使用的一个或多个调度的代码；用于基于节点之间的一个或多个链路的状态以及基于所述一个或多个调度切换到用于所选网关的主要或备用路由路径中的所选一个的代码；和用于引起所述网状网络的至少部分中的路由基于所选路由路径而修改的代码。
方法的另一示例包括：在包括通过链路互连的多个节点的一个或多个域的网状网络中，其中所述一个或多个域及其多个节点及其链路是拓扑的部分，并且其中存在将所选域连接到另一个网络的用于所选域的至少一个网关，确定用于至少一个网关中的所选一个的一组主要和备用路由路径，其中用于所选网关的每个主要和备用路由路径包括生成树，所述生成树包括所选网关和用于所选域中的节点的到该所选网关的路由；执行针对所选域中的任何其他网关确定该组主要和备用路由路径；确定在一个或多个调度周期内要由所述网状网络中的节点使用的一个或多个调度；和向所述网状网络中的节点发送信息，其中用于节点的信息至少描述用于节点的主要和备用路由路径以及用于所选域的节点的一个或多个调度。
附加的实施例包括一种计算机程序，该计算机程序包括用于当计算机程序在处理器上运行时执行前一段落的方法的代码。根据该段落的计算机程序，其中计算机程序是包括计算机可读介质的计算机程序产品，该计算机可读介质承载体现在其中以供计算机使用的计算机程序代码。
另一示例是一种装置，包括：在包括通过链路互连的多个节点的一个或多个域的网状网络中用于确定用于至少一个网关中的所选一个的一组主要和备用路由路径的部件，其中所述一个或多个域及其多个节点及其链路是拓扑的部分，并且其中存在将所选域连接到另一个网络的用于所选域的至少一个网关，其中用于所选网关的每个主要和备用路由路径包括生成树，所述生成树包括所选网关和用于所选域中的节点的到该所选网关的路由；用于执行针对所选域中的任何其他网关确定该组主要和备用路由路径的部件；用于确定在一个或多个调度周期内要由所述网状网络中的节点使用的一个或多个调度的部件；和用于向所述网状网络中的节点发送信息的部件，其中用于节点的信息至少描述用于节点的主要和备用路由路径以及用于所选域的节点的一个或多个调度。
装置的示例包括一个或多个处理器以及包括计算机程序代码的一个或多个存储器。一个或多个存储器和计算机程序代码被配置为利用一个或多个处理器使得该装置至少执行以下操作：在包括通过链路互连的多个节点的一个或多个域的网状网络中，其中所述一个或多个域及其多个节点及其链路是拓扑的部分，并且其中存在将所选域连接到另一个网络的用于所选域的至少一个网关，确定用于至少一个网关中的所选一个的一组主要和备用路由路径，其中用于所选网关的每个主要和备用路由路径包括生成树，所述生成树包括所选网关和用于所选域中的节点的到该所选网关的路由；执行针对所选域中的任何其他网关确定该组主要和备用路由路径；确定在一个或多个调度周期内要由所述网状网络中的节点使用的一个或多个调度；和向所述网状网络中的节点发送信息，其中用于节点的信息至少描述用于节点的主要和备用路由路径以及用于所选域的节点的一个或多个调度。
计算机程序产品的示例包括计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质承载体现在其中以供计算机使用的计算机程序代码。计算机程序代码包括：在包括通过链路互连的多个节点的一个或多个域的网状网络中用于确定用于至少一个网关中的所选一个的一组主要和备用路由路径的代码，其中所述一个或多个域及其多个节点及其链路是拓扑的部分，并且其中存在将所选域连接到另一个网络的用于所选域的至少一个网关，其中用于所选网关的每个主要和备用路由路径包括生成树，所述生成树包括所选网关和用于所选域中的节点的到该所选网关的路由；用于执行针对所选域中的任何其他网关确定该组主要和备用路由路径的代码；用于确定在一个或多个调度周期内要由所述网状网络中的节点使用的一个或多个调度的代码；和用于向所述网状网络中的节点发送信息的代码，其中用于节点的信息至少描述用于节点的主要和备用路由路径以及用于所选域的节点的一个或多个调度。
附图说明
在附图中：
图1是其中可以实施某些实施例的系统的一个可能的且非限制性的示例的框图；
图2是WMN传输集合图示，其图示了针对八个传输集合T1至T8中的每个可以以TDD方式活动的一组同时不相交链路；
图3是某些实施例中的拓扑管理功能架构的示例；
图4是拓扑管理处理流程的示例，并且图示了根据实施例的某些示例的方法的示例的操作、在计算机可读存储器上体现的计算机程序指令的执行的结果、由以硬件实现的逻辑执行的功能、和/或用于执行功能的互连部件；
图5A是用于5G小小区网络20-节点拓扑的路由方案的示例的树干、分支和生成树的图示；
图5B表示图5A中的树干、分支和生成树的树结构视图；
图5C是图5A中的树干、分支和生成树的表格表示；
图6是WMN帧头字段的表；
图7是多阶段故障管理方案的图示；
图8是动态路由优化用例的示例；
图9是8×8网格SWMN的示例；
图10图示了来自图9的8×8网格SWMN中的GW 18的主要路径；
图11是图示主要路径路径长度的图表；
图12是图示链路权重分布的图表；
图13是经定制的传输集合的可视化；和
图14是传输集合链路重叠计数的矩阵。
图15图示了包含经由网关节点（GW）连接到固定网络的WMN路由域的WMN系统架构的示例，其中小小区通常与WMN节点（WN）共置一处并且GW与宏小区站点共置一处；
图16是MDST计算过程的示例，并且图示了根据实施例的某些示例的方法的示例的操作、在计算机可读存储器上体现的计算机程序指令的执行的结果、由以硬件实现的逻辑执行的功能、和/或用于执行功能的互连部件；
图17是初始化堆积（heap）的GENSTEMS初始化算法的示例；
图18是GROW过程的示例；
图19是使用图18的GROW过程的、针对具有一个GW的节点的5×4规则网格网络所生成的树干的示例；
图20是使树干成长为完整生成树的GENTREE过程的示例；
图21是图19的树干使用图20的GENTREE过程成长为完整生成树的示例；
图22是TAILOPT过程，其将叶节点移动到更好的父节点，如果这样的更好的父节点是可用的话；
图23图示了在动作中的本地ST修复的示例，其中在左侧，IN也可以是RN，并且在右侧，IN必须要求另一个节点修复ST；和
图24和图25是用于执行用于小小区回程的自组织网络概念的逻辑流程图，并且图示了根据实施例的示例的示例性方法的操作、在计算机可读存储器上体现的计算机程序指令的执行的结果、由以硬件实现的逻辑执行的功能、和/或用于执行功能的互连部件。
具体实施方式
本文使用词语“示例性”来意指“用作示例、实例或说明”。在本文中被描述为“示例性”的任何实施例不一定被解释为比其他实施例优选或有利。在本具体实施方式中描述的所有实施例是被提供以使得本领域技术人员能够制造或使用本发明的示例性实施例，而不限制由权利要求限定的本发明的范围。
如上所述，在5G小小区之间使用网状网络进行连接将提供经由网状拓扑中的替代路由的本质上增加的可靠性和灵活性，但是不清楚这种实现可能发生以满足用于5G运营商的准则的程度。在本文，我们公开了可以满足5G运营商的高预期的用于例如5G小小区的创新无线回程解决方案。本文公开了被称为自我优化无线网状网络的自组织和自我优化小小区无线网状回程解决方案的概念，例如，其中具有表征其创新性质的特定内置特征。这些技术的附加描述在描述了实施例的某些示例可以可能地用于其中的系统之后呈现。
图1图示了其中可以实施本发明的实施例的某些示例的示例系统。在图1中，用户设备（UE）110与无线电网络100进行无线通信。用户设备110包括通过一个或多个总线127互连的一个或多个处理器120、一个或多个存储器125以及一个或多个收发器130。一个或多个收发器130连接到一个或多个天线128。一个或多个存储器125包括计算机程序代码123。一个或多个存储器125和计算机程序代码123被配置为利用一个或多个处理器120使得用户设备110执行如本文描述的操作中的一个或多个。
无线电网络100包括n个eNodeB（eNB）220-1、220-2和220-n，并且可以包括SON（自组织网络）节点210。eNodeB 220-1的内部元件将在本文描述，并且假设eNodeB 220-2和220-n是类似的。eNodeB 220-1包括通过一个或多个总线157-1互连的一个或多个处理器150-1、一个或多个存储器155-1、一个或多个网络接口（（多个）N/W I/F）161-1以及一个或多个收发器160-1。一个或多个收发器160-1连接到一个或多个天线158-1。一个或多个存储器155-1包括计算机程序代码153-1。在实施例的示例中，一个或多个存储器155-1和计算机程序代码153-1被配置为利用一个或多个处理器150-1使得eNodeB 220-1执行如本文描述的操作中的一个或多个。在示例中，例如，SON模块230-1可以被实现（例如，作为用于执行功能的部件）以执行本文描述的功能中的一些、许多或全部，并且可以采用硬件（例如作为（多个）处理器150-1的部分，诸如在门阵列或半导体电路中）或作为计算机程序代码153-1的部分、或者硬件或计算机程序代码153-1的某个组合来实现。一个或多个网络接口161-1通过诸如网络173、175的网络进行通信。在示例中，网络173、175中的一个或两个被认为是回程链路182。
SON节点210包括通过一个或多个总线187互连的一个或多个处理器180、一个或多个存储器195和一个或多个网络接口（（多个）N/W I/F）190。一个或多个存储器195包括计算机程序代码197。在示例中，一个或多个存储器195和计算机程序代码197被配置为利用一个或多个处理器180使得SON节点210执行如本文描述的操作中的一个或多个。在示例中，例如，SON模块230-2可以被实现（例如，作为用于执行功能的部件）以执行本文（例如，并且在展示中）描述的功能中的一些、许多或全部，并且可以采用硬件（例如作为（多个）处理器180的部分，诸如在门阵列或半导体电路中）或作为计算机程序代码180的部分、或者硬件或计算机程序代码180的某个组合来实现。SON节点210是可选的，但是可以在用于本文描述的一个或多个动作的集中实现中使用。一个或多个网络接口190通过诸如网络173、175的网络进行通信。
eNodeB 220使用例如作为（多个）回程链路182的部分的网络173进行通信。网络173可以是有线的或无线的或两者，并且可以实现例如X2接口。SON节点210使用网络175来与eNodeB 220进行通信。网络175可以是有线的或无线的或两者。
eNB 220-1可以是提供到其他（例如小小区）eNB 220-2到220-n的网关（GW）服务的宏eNB。如下所述，可能存在多个eNB 220，其向其他（例如，从属）eNB 220的集合提供GW服务，使得网络100被划分成子网络。注意，通常存在eNB 220和/或（多个）SON节点210将例如经由一个或多个链路216连接到的核心网络（CN）215。CN 215可以包含许多不同的元件，其中MME、SGW和/或OAM是示例。CN 215也可以连接到诸如互联网的网络225。
计算机可读存储器155和195可以是适于本地技术环境的任何类型，并且可以使用任何合适的数据存储技术来实现，诸如基于半导体的存储器设备、闪速存储器、磁存储器设备和系统、光存储器设备和系统、固定存储器和可移动存储器。处理器150和180可以是适于本地技术环境的任何类型，并且可以包括通用计算机、专用计算机、微处理器、数字信号处理器（DSP）和基于多核处理器架构的处理器中的一个或多个，作为非限制性的示例。
已经由此介绍了用于实施本发明的实施例的某些示例的一个合适但非限制性的技术上下文，现在将更具体地描述实施例的附加的介绍和描述。为了便于参考，将本公开分成多个部分。
部分1.介绍
在5G网络中，假设在例如广告牌、灯柱和其他电线杆中的小小区接入点及其传输解决方案的街道级别部署。mmW无线电技术提供用于回程的所需的容量、带宽和延时性能，但需要视线连接。因此，链路性能可能受暂时障碍物、天气状况和桅杆摇摆的影响。电波束转向用于应对灯柱的桅杆摇摆等，但是另外需要动态网络级别路径恢复以提供到替代路由的快速重新连接。5G小小区回程解决方案应提供针对网络故障和链路降级的快速还原。为了达到网络恢复力和可靠性的目标级别，假设微秒级别的保护切换和故障恢复。也针对负载平衡和业务优化预期相同级别的响应时间，以有效地应对用户业务中的动态改变和波动。由于考虑从源到目的地（例如，从移动用户到核心网络中的应用服务器以及返回）的端到端性能，所以针对用于网络故障和业务拥塞的快速和动态反应的全网支持是重要的。
由于连接节点的数量之多，5G小小区回程网络应易于部署、管理和扩展。应最小化由操作人员在网络构建和操作阶段期间的人力管理动作，以使OPEX和IMPEX成本保持为低。
基于高容量笔形束（例如，与其他波长相比相当窄）毫米波（mmW）链路的无线网状网络（WMN）提供了用于5G网络中的小小区回程的有吸引力的解决方案。通过利用空间TDMA，可以高效地利用网络容量。然而，开发可以满足5G延迟目标的链路调度和路由机制是具有挑战性的。此外，路由和链路调度强烈互连，但同时非常难以优化。网状路由技术还应包含负载平衡能力，以提供对无线链路降级和网络业务负载波动（其在小小区上下文中可能很明显）的快速适配。
在其中所有小小区节点都被网状互连并且每个节点都配备有部区化窄波束、一次只能指向每个天线部区（sector）一个邻居节点的波束转向无线回程无线电装置的5G小小区网络中，存在标识和优化一组同时传输链路的需要，其可以是活动的以便最大化网络吞吐量。参考图2，该图图示了WMN传输集合图示，其图示了针对八个传输集合T1至T8中的每个可以以TDD方式活动的一组同时不相交链路。节点280-1是宏小区（例如，具有eNB 220-1），并且节点280-2至280-7是小小区（例如，各自具有eNB 220-2至220-7）。在节点280之间存在11个可能的链路280。图2图示了当节点可以以TDD方式在给定时间处仅与一个邻居进行通信（即，仅存在一个部区）时的无线回程网状连接的5G小小区网络的问题空间。这是为了最小化每个节点的无线回程成本，因为每个节点配备有可以一次转向一个邻居的窄波束波束转向无线回程无线电装置。宏小区280-1用作用于所有从属5G小小区280-2至280-7的网关（GW）。
如图2所示，我们将每组同时不相交无线回程链路称为传输集合。作为示例，图1中图示了八个传输集合（T1到T8）。示例调度周期可以是（T1、T6、T8、T3、T2、M），其中M是针对新邻居进行扫描的监视时隙。针对每个传输集合，以下链路是活动的：针对T1，链路290-2、290-3、290-8和290-11；针对T2，链路290-1、290-4、290-6和290-9；针对T3，链路290-2、290-4、290-7和290-9；针对T4，链路290-3、290-5、290-7和290-9；针对T5，链路290-1、290-3和290-11；针对T6，链路290-6、290-8和290-10；针对T7，链路290-3、290-8和290-10；并且针对T8，链路290-3、290-7和290-10。
在本公开中，我们提出了一种针对5G小小区回程优化的创新联网概念，其中具有紧密耦合的路由和调度解决方案，其最大化如例如在图2中所图示的这样的5G小小区网络的无线传输的性能和效率。所提出的概念可以提供针对网络故障的快速自主保护、应对用户业务波动的动态负载平衡，并且易于部署、管理和扩展。
部分2.附加的介绍
基于TDM的传输技术提供了用于传统移动通信系统的基站站点和核心网络之间的基本且能复原的传输服务。然而，这些系统在动态容量分配和访问容量方面极不灵活，并且无法处理大异步业务量。回程部分中的基于分组的技术然后是不可避免的，这是由于其容量灵活性、低成本和高可管理性特征。目前最常见的基于分组的回程技术是承载商以太网传输、普通IP传输和IP/MPLS传输。
承载商以太网实质上是对普通以太网的一组修改，以便使以太网传输更适于大的、复杂的和要求高的运营商网络环境。最常见的承载商以太网技术是提供商桥接（PB）、提供商骨干桥接（PBB）和提供商骨干桥接-业务设计（PBB-TE）。通常，承载商以太网协议需要生成树协议运行在旁，以防止循环和不必要的广播风暴。此外，在承载商以太网中服务质量（QoS）可能是有问题的，但该解决方案关于PBB和PBB-TE变好。承载商以太网解决方案中的恢复力很大地取决于所使用的生成树协议的错误的检测延迟和收敛时间。在快速生成树协议和以太网OAM的情况下，针对组合的检测和收敛的典型值约为1秒。这比前一部分中提到的针对未来5G网络的固有要求差几十年。
从3G起，移动通信系统一直支持用于固定传输的IP。IP可以与传输层协议TCP（传输控制协议）、UDP（用户数据报协议）或SCTP（流控制传输协议）结合使用。IP自然需要路由协议来分发路由信息。OSPF（开放最短路径优先）、IS-IS（中间系统到中间系统）和BGP（边界网关协议）都可以在不同的回程网络中找到。针对服务质量，IP使用DiffServ（差分服务）和IntServ（综合服务）方案，其根据某些每跳或每域目标值来控制分组调度。IP还通过其控制协议（诸如默认路由和链路加权）提供一些业务设计能力。IP网络中的恢复力很大地取决于所使用的路由协议的错误检测延迟和收敛时间。用于目前的路由协议的典型值是IGP（内部网关协议）情况下的几秒和BGP情况下的几十秒，这再次对于5G回程是不可接受的。
IP/MPLS可能是最常用的运营商核心传输技术。MPLS实际上是2.5层协议，用特殊的Shim头标记传入分组，随后跨MPLS云切换在这些Shim头中的标签以形成MPLS隧道。MPLS隧道可以通过使用LDP（标签分发协议）（其继而需要针对拓扑的路由协议知识）完全手动地创建，或者利用PCE（路径计算元件）使用RVSP-TE（资源预留协议业务设计）来创建。针对回程网络，IP/MPLS提供许多连接服务，诸如第3层和第2层VPN（虚拟专用网络），其可以用于例如通过聚合网络将基站的集群与对应的控制器连接。在隧道创建和传入业务处理方面，MPLS还提供广泛的业务设计能力。MPLS（DS-TE）网络中的服务质量利用DiffServ处理。MPLS网络中的恢复力可能极好，并且收敛很快，但可能需要手动配置以得到最佳性能。典型值在MPLS路径保护的情况下是几百毫秒，并且在MPLS FRR（快速重新路由）的情况下约为50毫秒，而下面的示例可以具有以微秒的值，而没有分组丢失且不需要重传。两种MPLS方法都需要保护路径或链路的预先配置。另一种可能性是使用更自动化的LDP，但是只有在控制平面路由协议在链路中断后收敛后才收敛，而在我们的创新中，保护路径的选择可以是动态的、按需的且自动发生，而不需要分配额外的用于保护的容量。此外，在MPLS-TP中，可以使用基于GMPLS的控制平面，其依赖于RSVP-TE以用于LSP信令。
总之，具有针对有线网络设计的业务设计特征的路由解决方案不可直接应用于静态无线网状网络（SWMN）。用于SWMN路由的参考标准之一是在IEEE 802.11s中限定的混合无线网状协议（HWMP）（参见IEEE信息技术标准——系统局域网和城域网之间的电信和信息交换——特定要求，第11部分：无线LAN媒体访问控制（MAC）和物理层（PHY）规范，IEEE标准802.11-2012，第13.10章节，第1382-1413页），其将主动拓扑树构建与按需路由发现相组合。我们共享部署预先计算的树的想法。在S.Avallone和G.D.Stasi，“A new MPLS-basedforwarding paradigm for multi-radio wireless mesh networks”IEEE Transactionson Wireless Communications，第12卷，第8号，第3968-3979页，2013年，“能复原有向非循环子图”方法与负载平衡方案相组合，其即使在中间转发节点中也允许分割业务。该方案假设在边缘节点中具有预知的最大业务强度的软管业务模型。此外，网络拓扑被认为是相对固定的，并且只有在添加或移除（包括暂时地）节点时才改变。相反，在下面提供的技术中，根据实际业务负载和当前网络容量来分割业务。此外，如下所述，这些技术寻址未被移除但具有波动的业务峰值速率（例如在早上和下午之间）的节点。朝向根据实际负载分割业务的方向，G.Capdehourat、F.Larroca和P.Belzarena，“Optimal multipath forwarding inplanned wireless mesh networks”，Computer Communications，第38卷，第0号，第36-49页，2014年提出了“最小队列长度负载平衡”，其依赖于表示用于每个网络链路的平均队列长度的函数的基于初始测量的学习。我们还监视队列长度以估计拥塞。然而，在本文呈现的技术中，如果需要，则队列长度阈值的上跨交叉（overcross）被实时明确地信令以触发业务转移。此外反压力路由（参见J.
Figure DEST_PATH_IMAGE001
、J.Baranda和J.Mangues，“A self-organizedbackpressure routing scheme for dynamic small cell deployment，”Ad HocNetworks，第25卷部分A，第130-140页，2015年2月）使用队列积压用于路由决定，但是没有给出性能保证。
在空间TDMA（STDMA）SWMN中，必须连同链路调度一起考虑路由，如W.J.Jung、J.Y.Lee和B.C.Kim，“Joint link scheduling and routing for load balancing inSTDMA wireless mesh networks”，International Journal of Communication Networksand Information Security（IJCNIS），第6卷，第3号，2014年中所述，其呈现了通过在路由和调度计算之间进行迭代的负载平衡方案。旨在最大化最小保持链路容量的这种方法在链路调度中假设静态链路容量并忽略时隙排序。在本文呈现的某些技术中，路由预先计算做出关于链路容量的最少假设。作为代替，我们尝试通过路由分集来准备容量降级。我们的链路调度旨在最小化预先计算的主要路径上的最大端到端延迟。我们的路由预先计算阶段产生路由树的“树干”，这与I. Amdouni、C. Adjih和P. Minet的“Joint routing and STDMA-based scheduling to minimize delays in grid wireless sensor networks”，CoRR，卷.abs/1402.7017，2014年中的“主导树”类似，但是在我们的情况下，与链路调度的集成产生了双向快速的网关路径，而在传感器网络中，兴趣在于优化仅上游方向。
在下文中考虑mmW链路脆弱性对网状拓扑中的服务可用性的影响：A.Jabbar、J.P.Rohrer、V.S.Frost和J.P.Sterbenz，“Survivable millimeter-wave meshnetworks”，Computer Communications，第34卷，第16号，第1942-1955页，2011年；和N.Javed、E. Lyons、M. Zink和T. Wolf，“Adaptive wireless mesh networks: Survivingweather without sensing it”Computer Communications，第54卷，第0号，第120-130页，2014年。为了克服链路不稳定性，已经提出了主动的和预测性的路由协议，除其他事物之外，其尤其将误比特率（BER）添加到链路度量中。类似地，我们假设链路状态信息的可用性，但是随着在整个网络中散播该信息，该信息在破坏点处立即被使用，例如以经由保护路径绕过故障的链路。本文，可以采用彩色树（参见故障，”IEEE/ACM Trans.Netw，第17卷，第1号，第346-359页，2009年2月）来提供最大不相交的路径，但是然后许多其他期望的路径属性将被牺牲。
针对SWMN的链路调度问题的本文提出的技术的动机可以从以下中找到：Tassiulas, L., Ephremides, A., Jointly Optimal Routing and Scheduling inPacket Radio Networks, IEEE Transactions on Information Theory，第38卷，第1号，1992年1月。这篇IEEE论文不使用循环调度，但它限定了最小疏散时间-度量。处理路由和调度的联合优化的研究论文通常尝试证明他们在他们的上下文中达到最佳的调度。在本文的某些示例中，允许满足用于给定路径集合的先前的端到端（E2E）延迟准则的任何调度，并且如果存在足够的计算资源，则可以几乎始终实现可行的调度。这些类型的问题早前已被制定为其中任务是提供节点对之间的一些预限定的传输能力（例如根据业务估计）的情况。使用一些公知的优化算法来分配链路调度，例如链路着色以找到可实现的调度和线性规划（LP）以调整彩色时隙的持续时间，并且以计算路由（例如整数LP（ILP））。该过程可以是迭代的，例如，首先分配链路调度，然后进行路由，并且如果解决方案不可接受，则使用关于路由瓶颈、重新路由等的信息来重新分配链路调度。关于这种类型的链路调度和路由方法的缺点在于它们在计算上是昂贵的，并且包括更多的优化要求使得它们更复杂。此外，结果所得的容量共享是相当严格的，并且不能对业务需求的改变作出反应。此外，容错需要特别小心，例如具有资源预留的预先配置的保护路径。
总体而言，现有的路由和调度技术似乎提供了针对如何给出延迟保证并且最高效地利用网络资源的问题的部分答案，同时考虑高度波动的业务负载、各种业务优先级和不稳定的链路容量。本方法的示例是针对可以应用于小小区回程中的更全面实用mmW WMN解决方案的尝试。由于所有资源消耗计算（生成树、路由表和链路调度）都可以预先执行，所以示例路由和链路调度的实现可以是相当轻量级的。此外，这种计算可以在专用和集中计算资源中的网络之外执行。留给网络节点实时进行的所有事情就是做出转发决定和监视可达性和拥塞信息。即使对于高速链路，这也应允许低成本和功率高效的实现。
此外，针对由当前在传输网络中使用的技术所支持的网络异常（诸如连接中断和拥塞情况）的最快还原和反应时间通常在几毫秒或几秒的级别上，其起源于在传统的SDH网络中的50ms还原时间要求，并且在典型的IP协议的情况下甚至更长。
部分3.实施例的示例
为了改善反应时间（例如），本文公开了自组织小小区无线网状回程（WMN）解决方案的概念框架，例如，具有一组特殊内置业务设计特征，其可以将主动路由预先计算与快速反应自我修复和自我优化机制相组合。自我修复可以包括极快速且灵活的网络级别自主故障管理。自我优化可以包括具有认证的自主回程节点部署和配置、动态和可扩展的网络拓扑优化、灵活服务质量（QoS）、拥塞管理和业务负载平衡。这些机制允许对网状网络内的业务流的高度灵活的控制和转向，由此使得能够实现在任何给定时间处的业务的自动化QoS感知优化，使得可以最优地利用网状网络的整体传输容量。
在示例中假设基于笔形波束mmW链路和快速波束转向的WMN。mmW天线实现可以是全覆盖的或基于部区的。电波束转向使得许多链路能够利用相同的装备来支持，以得到网络的增加的成本降低、可靠性和简单扩展。
回程网络被划分为被称为域的独立的子网络，例如包括最多200个节点。在现实生活示例中，一个域可以覆盖部署有小小区（例如，微基站或微微基站）的城市的某个部分。每个域具有被称为网关（GW）的一个或多个特殊元件，其提供对其他传输网络的接入。若干个域可以组合在一起以形成大的区域。
更具体而言，可以在示例中如下那样创建网状网络的分级限定：
- 区域是由中央控制器控制的一组域；
- 域是具有用于创建路由路径的共同链路调度和生成树覆盖的一组节点。域必须包含至少一个网关，其可以是域中的仅有的节点。
- 物理拓扑是由发现的物理链路形成的拓扑（例如，向集中控制器报告并且由集中控制器知道，但不一定被调度）。
- 活动拓扑包括物理拓扑中的调度链路。
对于快速无错保护切换和动态负载平衡，创新的一个示例是使用从一个域内的任何源到任何目的地的预先计算的一组替代路由路径，即，回程节点的有限子网络形成部分网状拓扑。这些路由事先针对某个拓扑被计算，并基于动态和本地业务情况而分布到域内的所有节点，以用于本地转发和负载平衡决定。在本说明书中，后台预先计算在中央实体中执行，但是本文的技术不限于集中方法。
在某些实施例中，提出了一种可以针对每个源-目的地对产生主要路径和一组备用路径的路由方法。此外，描述了分级故障恢复系统，其包括各种保护和还原方法，其可以在不同的时间尺度上动作以确保对故障的快速直接反应，然后对改变的情况的最优适配。路由方法后的一个原理是基于多个生成树，所述生成树被构建为使得树提供接近最大数量节点不相交路由，这提供恢复力并且使得能够实现负载平衡。
方法的示例可以包括以下组成部分中的一个或多个。下面讨论了13个组成部分，并且每个由数字指示。
1）对于该组成部分，网络被划分为其中执行独立路由和调度的更小的有限尺寸的子网络（称为域）。通过从替代和本地状态信息的预先计算的列表中选择最佳可用路由路径来保证对链路/节点故障的快速响应。
一个提出的但非限制性的最大尺寸是200个节点。通过将解空间限制到该节点数量，我们能够构建方法，所述方法快速计算（例如，提供实时响应）、将快速收敛以及提供针对微秒级别快速切换的所需性能和减少延时（例如，在多个无线电跳之上在源和目的地之间的毫秒往返延迟）。
2）对于该组成部分，例如在图3中公开了一种拓扑管理系统/模块，该拓扑管理系统/模块使得能够最优地使用和共享可用的传输资源。图3是某些实施例中的拓扑管理功能架构的示例。
拓扑管理功能310可以优化节点到域的划分，例如，基于它们在节点之间的交互和业务。多个域可以组合成具有共同拓扑管理的区域。
拓扑管理器310中的拓扑管理包括对于支持WMN的自主递增部署和WMN的自组织和自我优化所需的功能以及对于网络管理所需的其他功能。主要功能包括访问控制、拓扑优化、路由和链路调度计算、虚拟连接的供应、节能控制和配置管理。
拓扑优化器320可以执行以下：
o 决定活动拓扑：哪些链路包括在活动网络中以及哪些不是；
o 通过在必要时分割和合并WMN域来优化网络拓扑；
o 针对新节点分配节点标识符；和
o 指示是否以及在哪里可能需要新的GW。
路由计算325（也参见下面的组成部分（4）的讨论）可以执行以下：
o 当物理WMN拓扑改变时计算新的生成树（ST）；
o 使用链路调度和ST结构来针对网络中的每个源-目的地对分配ST偏好；
当WMN拓扑和/或ST改变时（参见下面的5），链路调度计算330计算新的链路调度。
节能控制335管理节能功能（也参见下面的组成部分（12）的讨论）。
VC供应340管理WMN中的虚拟连接覆盖。
WMN配置器350从新的WMN链路拓扑、路由和链路调度信息来构成WMN配置。
（多个）网络状态监视器370可以执行以下：
o 基于从WMN接收到的消息来构成最新的状态视图；
o 确定哪些状态信息要转发到其他模块以及何时（例如，网络状态监视功能的部分可以驻留在GW中，其聚合状态信息以用于进一步集中处理）；
o 经由性能监视（PM）数据库365将性能监视信息报告给外部网络管理系统。
访问控制345包括用于认证新的WMN节点的AAA（认证、授权和计费）基础结构。术语“访问控制”是指连接到外部AAA和其他类似的网络管理功能。
拓扑数据库355包括网络拓扑的表示：节点、它们的位置（物理的或相对的）以及它们如何连接在一起，即经由哪些链路。
拓扑管理系统/模块并且尤其是VC供应可以由外部网络管理系统（NMS）经由NMS代理360来控制。
针对实现，假设集中实体（本文称为WCC，WMN集中控制器）（例如，作为SON节点210中的SON模块230-2）。通过具有处理所有后台计算和控制任务的集中控制实体，可以放宽对WMN节点硬件的要求，因为所有CPU（中央处理单元）和存储器密集计算均在专用服务器中执行。此外，由于WCC可以与多个WMN域共享，因此可以更高效地利用CPU资源。集中控制器也可以更好地控制WMN域间优化，因为所有需要的信息都在一个地方。
分布式实现（例如，在eNB 220中使用SoN模块230-1）也是可能的，但是需要以一致的方式向所有节点收集所需信息。所有节点必须具有相同的信息；否则系统可能无法收敛到稳定的状态。
转向图4，示出了拓扑管理处理流程的示例。该图图示了根据实施例的某些示例的方法的示例的操作、在计算机可读存储器上体现的计算机程序指令的执行的结果、由以硬件实现的逻辑执行的功能、和/或用于执行功能的互连部件。图4中的块可以例如由SON节点210的SON模块230-2执行，这使得SON节点210执行块。SON模块230-2和SON节点210因此可以在示例中充当WCC，并且在下面使用该假设。
在图4中，块405、415、425、435、445、455和470图示了数据，并且其他块是功能性的。在块410中，WCC（使用区域数据405中的物理链路）执行区域分区并在域数据415中创建物理链路。在块420中，WCC执行链路修剪420（使用数据415）以在域数据425中创建活动链路。在块430中的WCC执行路由计算（使用数据425）以在域数据435中创建生成树。在块440中WCC调度（使用数据435）计算，其在域数据445中创建链路调度。在块450中，WCC执行VC供应450，即如何使用不同ST在WMN域之上传输客户端业务，以在域数据455中创建虚拟连接。在块460中，WCC使用数据435、445和455执行配置以向域数据470创建配置消息。这些配置消息被发送到域以使得域重新配置。
3）针对方法的该组成部分公开了示例，其中路由和调度问题（在域内）被分成两部分——首先在域中找到第一组合适的所谓的主要路由路径，然后优化针对这些路径的链路调度。
4）该组成部分涉及标识用于每个5G小小区节点的多个路由路径的路由方案。该路由方案可以如下实现。
路由方案产生用于所有源-目的地对的主要和备用路由路径以用于快速故障恢复和负载平衡。构建多个生成树，使得树提供接近最大数量节点不相交路由，其提供恢复力并使得能够实现负载平衡。
紧邻于网关（GW）的链路是最重要的链路，并且这些链路中的每个被称为连接到根（其是GW）的“树干”。每个树干同时成长为分支，直到网络中的所有节点都被覆盖。所有分支的联合包括拓扑中的所有节点。
每个分支成长为覆盖整个拓扑并优化叶节点的完整生成树。作为示例，如果将叶节点移动到另一个父节点（应当存在到可用的父的直接跳链路）可能导致到GW的更小的跳计数，则移动叶节点。生成树的数量等于树干的数量，其等于每个节点到GW的路由的数量。
对于每个节点，通过执行以下来标识到GW的多个路由或路径的优先级：
o 首先通过到GW的跳计数（例如，最高优先级是最少跳计数）；
o 在相等的跳计数情况下通过使用节点权重打破平局；和
o 具有最高优先级的路径被称为主要路径。
图5A图示了用于5G小小区网络20-节点拓扑的所提出的路由方案的一个示例中的树干、分支和树概念。也就是说，存在20个节点280，其网关节点是280-1。存在三个网关（GW）链路1、2和3，并且因此存在三个树干230-1（树干1）、230-2（树干2）和230-3（树干3）。链路290的总数是32。示出了分别对应于树干290-1、290-2和290-3的三个分支530-1、530-2和530-3。
图5B表示图5A中的树干、分支和生成树的树结构视图。三个树干530-1、530-2和530-3被看作树590中的分支。图5C是图5A中的树干、分支和生成树的表格表示。图5C示出了主要路径上的19个链路。主要路径的想法是针对延迟敏感的业务。目标是针对延迟（或延迟变化）敏感业务，本文中的实施例可以提供可预测的QoS（几乎通过链路调度、主要路径和优先级队列保证）。
可以在链路590和节点580两者上使用权重以进一步针对用例和现实生活部署优化和定制路由计算。在默认情况下，所有链路相等，并且所有节点相等。链路权重可以例如用于区分低和高（例如，最大）容量链路（例如，10-100Mbit/s对1-10Gbit/s）。可以使用节点权重来分开不同尺寸/容量的小区，例如基于它们的假设的组合业务吞吐量。
在具有多个GW的域中，针对每个GW应用上述过程。这有效地导致其中存在从每个节点到所有网关的多个路径替代的情况，由此针对GW故障提供保护方案。
5）针对该组成部分，公开了SWMN调度器，其首先构建传输集合，然后将它们排序到循环调度中以确保优化的E2E延迟。
在每个调度周期中，每个链路应被给予至少一次用于由SWMN调度器传输的机会。
一些链路比其他链路更重要，并且应当在每个调度周期中被给予更多的机会，例如GW链路和（多个）主要路径上的那些链路，如下所述：
o 承载至少一个主要路径的链路比不承载任何主要路径的链路更重要；
o 根据链路承载的主要路径的数量给予链路权重，并且具有更高权重的链路更重要；和
o 重要链路每个调度周期被调度至少两次。
SWMN调度器标识并构建具有最大数量的不相交链路（其中不相交链路在相同时刻可以是活动的）的每个时隙中的传输集合。作为示例，我们提出了Greedy[参数]和GreedyTwice[参数]方法来定做传输集合（也可以应用其他类似的方法），如下所述。
下面给出始终产生传输集合的Greedy[]方法。
首先从最高权重链路以递减次序通过所有链路。
针对每个链路，决定是否可以采取该链路：
o 该链路是否与迄今包括的那些链路不相交
Figure DEST_PATH_IMAGE003
o 添加该链路是否将干扰先前所选链路，这通过干扰矩阵[Ii，j]协助
Figure DEST_PATH_IMAGE003A
例如，Ii，j是指示链路i（Li）的传输是否将干扰链路j（Lj）的二进制数：Ii，j = 1，如果是，并且Ii，j = 0，如果否。
如下所述，利用Greedy[]方法的GreedyTwice[]方法执行两次（以两个阶段）。
在第一阶段中，不要选择在Greedy[参数]函数调用的参数中指定的链路。
因为不保证第一阶段的结果是最大的，所以Greedy[]方法被重复，现在包括所有链路。
T1 = GreedyTwice [
Figure 903851DEST_PATH_IMAGE004
]，标识第一传输集合。
T2 = GreedyTwice [T1]，尝试避免T1中的链路，标识第二传输集合。
T3 = GreedyTwice [T1
Figure DEST_PATH_IMAGE005
T2]，标识第三传输集合。
并且通过附加的传输集合继续该过程。
SWMN调度器标识可以覆盖WMN中的所有链路的每个周期的时隙的最小数量。
SWMN调度器通过在调度周期中标识传输集合的次序来将传输集合分配给调度周期的每个时隙，以确保优化的E2E延迟。例如，优化目标可以是最小化E2E延迟或者最小化平均E2E延迟。
6）整个方法的另一个可能的组成部分是将拓扑配置信息分布到一个域中的节点并从一个拓扑配置到另一个同步传送的方法。该转变不会影响数据平面操作（例如，不会引起分组丢失）。拓扑配置信息包含以下内容：
a）以生成树（即ST结构的规范）和WMN节点（WN）特定ST偏好的形式的预先计算的路由替代。每个ST都具有其自身的标识符（STID）。每个WMN节点具有唯一WMN节点地址（WNID）。
b）调度信息。
c）一般配置和认证信息。
7）另一个可能的组成部分涉及使用虚拟连接（VC）和业务流来在WMN之上传送客户端数据。
例如，入口节点将传入业务映射到由VC标识符（VCID）标识的VC中。映射基于业务入口端口和L2和/或L3头来执行，例如，以太网MAC地址连同VLAN ID和PCP（优先级代码点）或者IP地址和DSCP（差分服务代码点）字段。
用户数据被封装到包含所需转发信息的WMN帧（概念的内部）中。出口节点从帧中移除WMN头，并将用户数据报转发到客户端端口。图6是WMN帧头字段的表。
为了按次序递送用户数据报，出口节点处理重新排序帧。
8）整体方法的组成部分的另一个示例是业务处理。业务作为流来处理。流由QoS优先级（PRIO）和虚拟连接ID分开。使用预先计算的路由替代并基于本地负载和拥塞状态信息来本地转发业务。
以粗略级别，入口WN通过使用预先计算的路径偏好和每个路径中的瓶颈链路的状态来选择路径。转发是QoS感知的，即针对每个优先级等级做出不同的转发决定。
WN中的转发决定使用本地转发表来进行。最佳可用路径基于由路由计算设置的偏好。如果第一偏好路由不可用，或者太拥塞或者没有足够的空闲容量来转发业务，则选择第二路径等等。
每个WMN节点基于拓扑配置信息和网络状态信息来形成并维持本地转发表。每当接收到新的拓扑配置时，以及每当从网络接收到指示例如链路故障、链路拥塞或其他异常的新的状态信息时，更新表。
入口WN估计替代路由路径针对其每个业务流的适用性。估计基于关于链路的操作和拥塞状态以及关于可用链路/路径容量、名义路径延迟以及关于流的容量要求的信息。链路状态信息分布在整个WMN中。链路的操作状态基于从无线物理层所接收的状态指示和WMN内部控制消息传送。拥塞主要是通过输出队列长度来估计的。
分配/保持优先权被分配给流，以便为特定优先级的新流选择路径，并且决定现有流是否应当移动到另一个路径。用于路径选择的次要准则包括之前的流选择历史和网络中的整体负载平衡。
最高优先级业务将始终得到最佳可能路径。中间节点在做出转发决定时只检查STID和WNID。也就是说，入口处的原始选择路由在中间节点中不改变，除非路径中存在故障（参见下面的组成部分（10）的讨论）。
优先级信息（PRIO）被用于在输出端口处将帧分配到正确的队列中。严格优先级队列被用作目标以强制低优先级业务到替代路径，而不是以公平的方式在瓶颈链路中共享容量。在较低优先级流之间，业务仍然根据加权公平队列（WFQ）进行调度。
9）该组成部分涉及按需动态负载平衡方法。这些方法包括以下中的一个或多个。
路径重新选择负载平衡仅在入口节点处应用。中间节点不会改变原始选择路径（故障情况下除外，参见下面的组成部分（10）的描述）。使用与针对初始路径选择相同的方法：基于路径状态信息，从优先级列表中选择替代的预先计算的路径。
路径重新选择负载平衡是基于流的。完整的流被重新引导到替代路径。路径重新选择负载平衡也是基于优先级的。最高优先级流首先得到最优的路由路径，第二高优先级得到下一最佳的可用路由等等。在路径重新选择负载平衡中，（较）高优先级业务可以优先于并预先制止（较）低优先级业务流（或者仅优先于（较）低优先级业务流）。预先制止意味着（较）高优先级业务流基本上替换（较）低优先级业务流。这当然可能发生在路由中存在太多拥塞时。否则（针对优先于），当最高优先级业务使用最优的、最快的路由时，较低优先级业务被重新引导到较不是最优的路径（其可能面临更多的延迟）。
基于反向复用的负载平衡（IMLB）被应用以在基于分组的方式上平衡低优先级批量或尽力而为业务。IMLB仅应用于较低优先级业务（因为完整的低优先级（尽力而为）流可能对于负载平衡太大，因而不必要地阻塞较高优先级业务）。
在IMLB中，使用所有可用的路径。IMLB是基于分组的（不是流）：每个传入分组被引导到最不拥塞的路径。分组是顺序编号的。重新排序在域出口节点处执行。
10）该组成部分包括分级故障恢复系统，其包括各种保护和还原方法，这些方法以不同的时间尺度进行动作，以确保对故障的快速直接反应，然后对改变的情况的最优适配。与预先计算的保护路径相组合的快速故障检测和每个分组链路质量监视导致几乎无中断的保护和恢复方案。主要动作是将业务重新路由到替代的预先计算的路由路径，并且次要是还原中断的ST。
故障检测是基于事件的。故障（例如mmW无线电链路上的弱接收信号）应当触发链路状态更新消息，该消息从故障点广播到网络中的所有节点。这样，节点将知道哪个路由路径受到故障的影响，并且不应当在后续的分组转发中使用。
在检测到故障时，应用图7中所示的分级故障恢复方案。取决于故障情况，触发恢复机制中的一个。由各种机制所采用的时间尺度从几微秒变化到几十秒。
图7示出了正常状态705。如果存在链路故障/降级710，则可以执行本地重新路由725（在约几微秒的时间尺度730中）或路径重新选择750（在约几毫秒的时间尺度740中）。如果存在多个故障/持续或严重降级745，则执行本地ST修复770（以几秒的时间尺度775）。如果链路被还原755，则流程进行到750。这发生在约几秒的时间尺度775上。如果存在持续多个故障780，则执行MDST重新生成760，其发生在大于几十秒的时间尺度785上。
快速本地重新路由（FLRR）（例如，附图标记725）涉及沿着替代的预先计算的路由路径重新引导要在中断的链路上传输的业务：在故障点处的节点开始朝向期望的目的地沿着临时的、旁路路径段重新路由分组。不需要明确配置的旁路保护，因为路由计算提供了所有需要的拓扑信息。本地重新路由旨在防止在流入口节点处的路径重新选择之前的在故障的路径上的任何剩余运送中的分组的丢失。FLRR可以包括两种替代方法：重新选择ST和投掷到邻居。
关于重新选择ST（RST），每个节点维持针对WMN路由域中的每个目的地节点的路径偏好。GW和WN之间的主要路径的偏好由集中控制器（诸如SON模块230）分配和配置。WN之间的路径偏好由节点本身根据经由ST的跳计数计算。每当节点接收到新的路由配置或链路质量改变报告时，更新这些偏好。如果分组的当前路径被中断的链路阻塞，则检查路径偏好以得到经由节点上的操作链路到分组目的地的替代ST。如果找到一个，则经由该ST重新路由分组。
对于投掷到邻居（T2N），如果没有到分组目的地的替代ST，或者如果替代ST将导致具有非常次优的延迟、跳计数或容量的路径，则可以使用投掷到邻居过程。然后，通过不必要属于任何预先计算的路径的操作链路将分组发送到可以经由分组的原始ST将分组路由到目的地的邻居。
针对每个中断的链路和受影响的ST-目的地节点对的合格的T2N邻居由每个节点在配置或链路状态改变时计算。在示例中，选择规则如下：
a）T2N节点和该节点之间的链路不属于故障的ST；和
b）T2N节点和目的地节点之间的路径不包含该节点。
为了防止路由循环，在帧创建时设置依赖于分组优先级的重新路由计数器值。在每次重新路由时，该值递减。如果该值变为零，则分组被丢弃。
在路径重新选择750中，基于本地转发表通过来自优先级列表的下一个可用路径选择校正路由。
对于本地ST修复（LSTR）770，如果路径故障是持续的或在网络中存在多个并发故障（例如，附图标记745），则将做出对路由路径的本地校正。ST中的中断链路被替换为原始不属于ST的操作链路。所涉及的节点之间的信令导致路由结构的本地重新布置。每个WN维持关于潜在替换链路的信息，以防其到GW的路径上的上游链路中的一个将中断。如在路径选择和T2N邻居的预先计算中，WN更新关于路由拓扑改变的该信息。对于每个中断的ST，合适的替换候选是从中断点沿着ST直接连接WN到上游并且另一个WN到下游的链路。LSTR过程由具有朝向GW的中断链路的节点（发起节点IN）发起。IN发送信号以激活到链路的下游端点节点（修复节点RN）的修复链路。RN更新其转发偏好和路由以使用新的链路并通知修复的ST的其他节点。
图23图示了动作中的本地ST修复的示例。在左侧2300中，节点20-1图示IN也可以是RN。在左侧2300上，链路10-1处于当前ST，但是到节点20-2的链路10-2不是。链路10-1上的“X”指示链路10-1在某一点处中断，并且节点20-1充当IN和RN两者以切换ST以启用链路10-2（如附图标记30所指示的）。RN（节点20-1）更新其转发偏好和路由以使用新链路并通知修复的ST的其他节点。
在右侧上，IN（节点20-1）必须要求另一节点（节点20-5）修复ST。链路10-2上的“X”指示链路10-2（当前ST的一部分）在某一点处中断，并且IN（节点20-1）经由链路10-3、10-4和节点20-3向RN（节点20-5）发送“修复
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”消息50。一旦链路10-5变成当前ST的部分，则RN返回“修复OK（好）”消息60。因此，如附图标记40所指示的，链路10-2被切换到链路10-5。RN（节点20-5）更新其转发偏好和路由以使用新的链路并通知修复的ST的其他节点。
最后，如果故障情况持续很长时间（即被认为是永久的），则重新计算所有路由路径，并重新配置整个网络。这发生在MDST 760中。如果链路保持中断足够长时间，则端节点认为该链路已被移除，并且向集中控制器（诸如SON模块230）发送拓扑改变报告。在接收到一个或多个报告后，集中控制器使用从其可以省略所报告的故障链路和节点的新拓扑来计算路由。经更新的配置被发送到节点。
切换到保护路径也可以使用链路质量预测机制和智能业务设计在出现故障状况之前主动地执行。（较）高优先级业务可以预先制止（较）低优先级业务。
11）该组成部分包括在网络域内分发本地故障标识和链路状态信息的方法。
监视链路和路径状态两者，并且链路的操作状态基于从无线物理层接收到的状态指示。周期性的“Hello（你好）”消息传送被用于验证通过到所有邻居的所有链路的到邻居WN的可达性。拥塞主要是由优先级特定的输出队列长度来估计的。
链路状态信息使用链路状态更新（LSU）消息在整个WMN中分发。当WN检测到显著的链路状态改变（即，意味着链路容量的改变的链路故障或降级）或链路上的业务负载的改变时，WN发送LSU。LSU可以沿着LSU消息中指定的ST在控制平面中传播。除了从其接收到LSU的邻居之外，每个WN将接收到的LSU转发给其自身的邻居（即ST中的父和孩子）。因此，LSU将被“树状化”到驻留在植根于LSU的原始发送者WN处（并且由其可达）的ST的子树中的所有WN。
对于每个链路状态事件，WN沿穿过所关注的链路的所有ST发送LSU。这意味着所有其他WN将通过许多ST来接收LSU，这提供了针对由于负载或由于ST连接中的中断（由于网络中的链路故障）而导致的LSU消息丢失的鲁棒性。
12）该组成部分提供针对单向和双向客户端业务两者（例如，在任何节点或网关中被馈送到WMN系统的业务）以及通过相同的路由路径或通过不同的路由路径对双向业务的上游和下游方向的路由的支持。后一选项提供了针对负载平衡的更好机会。
13）该组成部分包括能量优化模块，其使得能够实现传输资源的能量高效的使用和优化。
例如，节能控制模块（ECM）处理WMN节点和链路级别处的节能。其操作应当与客户端层协调，例如管理层指示哪些客户端节点是潜在的休眠者。替代地，ECM独自地学习这一点（例如，节点大部分时间处于空闲），并且还可以向客户端层提出潜在的休眠者。WN节点也可以基于其内部的自我诊断请求关闭。
当指示潜在的休眠节点时，它们将被强制成为所有生成树处的叶节点，以允许将WMN节点置于休眠而不影响正在进行的业务。新的拓扑配置信息被分发，并且在激活之后，WMN节点进入休眠。
ECM包括唤醒过程。此外，在拓扑优化中考虑链路级别节能。ECM将基于来自客户端层的信息来指导优化器（例如，拓扑优化器320）。ECM过程也被采用于维护目的，从而提供节点的适度（graceful）关闭，而不需要激活保护方案。
调度方案的一个示例在附录A中更详细地描述。路由和故障恢复方案的示例在附录B中更详细地描述。
部分4.示例可能的实现和示例可能的优点
一种可能的技术是纯基于SW的（例如，使用图1中的计算机程序代码153和/或197），而没有任何特定的HW要求。对于GW和普通的非GW节点，SWMN节点SW是相同的。它可以驻留在基站中、站点路由器中或无线回程无线电装备中。负责后台路由计算、链路调度、拓扑优化和能量效率优化的集中实体（即WMN集中控制器（WCC）（例如，实现为SON模块230的一部分）可以驻留在网关节点中或者网络中的任何地方（例如，云实现）。
所提出的路由和链路调度的实现可以是相当轻量级的，因为可以预先执行所有资源消耗计算（生成树、路由表和链路调度）。此外，这样的计算可以在网络之外执行，例如在专用和集中的计算资源中。留给WMN节点实时进行的所有事情就是做出转发决定和监视可达性和拥塞信息。即使对于高链路速度，这也应当允许低成本和功率高效的实现。
如下描述适用于本文的实施例的非限制性用例的示例。
用例1.高可用性回程连接
预期小小区将被大量部署，并且诸如树、菊花链等的传统回程拓扑将不可伸缩或不提供运营商期望的可用性和可靠性级别。为了允许小小区无线回程有更高的可用性和可靠性，每个节点应具有到网关或聚合节点的至少一个替代路由，如果可能的话。换句话说，焦点应当在利用（部分）网状连接网络来提高可用性和可靠性上，而不是聚焦于诸如1+1或2+0热待用配置（其是相对昂贵的供应）之类的链路冗余。众所周知，热待用是主要和辅助无线电链路同时操作的冗余方法。通常，无线电装置共享相同的天线。数据被复制到两个链路，使得两个都实时传送相同的信息。在1+1配置中，链路之一是活动的，并且另一个处于待用模式（通常主动接收，但发送器关闭）。当活动链路故障时，待用单元被激活。在2+0配置中，从点A到点B存在两个独立的主要链路而没有任何冗余。
要求在99.5-99.99％（百分比）级别上的单独回程连接的合理可用性和可靠性，但是在回程网络级别上，更高的可靠性级别（诸如“五个九”）通常是强制性的（包括可能的宏覆盖的影响）。这些要求应包括针对高优先级业务的路由分集保护、保护免于环境状况（天气）、无线电路径上的任何暂时物体、以及不同级别的装备故障。
用例2.低延迟回程
延迟也是针对未来移动系统的关键参数以及针对未来回程网络的关键挑战之一。低端到端延迟由许多服务所需要。针对高优先级业务的单向总分组传输延迟预期高达20ms，包括访问、聚合和骨干延迟一起的固定部分。上图中不包括队列延迟：低优先级业务可能面临相当长的延迟。提出的LTE（-A）目标是1-10ms。在5G中，端到端延时应当甚至更短，在1ms的范围内。因此，必须假设在最后一跳回程网络连接之上的在几ms（毫秒）范围内的延时的相对严格的要求。单独的回程链路连接应当支持几百μs的最大延时。
用例3.小小区部署
移动运营商正在部署小小区基站来扩展其增长的无线网络的容量。在给定的地理区域中部署的小小区的数量将显著高于宏小区的数量。传统的基于宏小区的网络规划和拓扑管理将不足以解决运营商对快速和成本高效的部署模型的需要。例如，如果增加新的节点，则运营商需要提前预先规划所有的网络连接，并且设计业务来手动适应负载波动，其将对于以大量部署小小区不是足够有效或高效的。此外，在许多情况下，小小区被部署在诸如灯柱和电线杆之类的具有对有线回程传输解决方案的有限接入的地方，无线回程供应将是普遍的（正常的）。如果部署需要劳动密集型无线回程链路对准和邻居发现，则具有良好的商业案例以快速和成本高效地部署大量的小小区将是非常具有挑战性的（如果不是不可能的话）。其中小小区数量通常比宏小区的数量高一个数量级的HetNet拓扑管理起来也更复杂。传统的简单轴辐式、树型或环形拓扑难以满足具有高可靠性和可用性的能复原回程网络的需要。运营商需要易于部署并具有自我优化的拓扑管理能力从而使得能够实现网络恢复力的小小区回程解决方案。
小小区部署的重要特性是由于大量的节点和链路，期望回程链路的较少的规划和优化，包括天线的对准，这与典型的宏蜂窝部署相反。此外，从回程的角度出发的节点的最优安置更加困难。在小小区无线回程网络中，最期望的特征之一是自动链路对准，从而使得能够在向站点现场安装回程元件之后实现自主网络构建和系统启动。针对预先规划用于节点的确切站点位置、装备的定位和到其他节点的连接的要求可以在一定程度上放宽。
当安装的节点的数量将大量增加时，针对小小区部署需要简单且快速的“放下并离开式（Drop-and-Leave）”现场安装。新节点需要在没有手动链路对准和向现有网络的配置的情况下自主地添加。在通电之后，预期节点自主地发现并建立到其无线链路的范围内的其他节点的连接，认证其自身，并形成临时无线网状网络。手动配置应当仅限于节点和站点标识（例如，GNSS坐标、节点ID）。节点将向安装人员指示其准备就绪。在指示之后，安装者可以移动到下一个站点位置。
用于自我部署网状回程的重要自动化部署特征可以包括以下：
o 自动化无线链路对准（例如，无手动工作）；
o 自主邻居发现和连接建立；
o 网络参数的认证和自我配置；
o 不影响回程网络中的实时业务的节点插入/删除；和
o 管理和优化临时网络拓扑。
在任何蜂窝部署中（特别是在户外）引入小小区带来与实际部署工作相关联的新挑战。预期许多但不是所有的小小区节点被安装在屋顶下方，通常在灯杆或电线杆和建筑物的侧面上。访问到这些位置通常需要暂时阻塞街道和行人行走路径（诸如人行道），以便于安全安装和配置新的小小区节点及其相关联的回程或传输。如果传输使用无线技术，则小小区节点的安装时间可能显著增加，因为人们必须部署接入层无线电装置以及传输无线电装置两者并对准用于这两者的天线。对准用于传输层无线电装置的天线可能是耗时的，特别是如果使用具有较高方向性天线的较高频率无线电装置，对于高容量和低延时连接通常是这种情况。对准传输无线电装置天线所花费的额外时间通常可能比接入层无线电装置天线的时间更多，因为它们的对准对于变得确切正确以便确保高质量传输链路通常是关键的。传输无线电装置天线的对准通常还需要两个安装者，在链路的每一端处一个，以便尽可能快地并且正确地执行对准。这种额外的努力导致针对运营商的更高的部署成本。随着网络中的小小区节点的数量增加，这些成本将上升。
用例4.在操作期间的网络改变
一旦建立初始部署，则也必须计及网络中的改变。示例包括用于扩大覆盖或增加容量的新节点的增加、由于给定位置处的覆盖或容量需求的改变而导致的节点的删除、或由于故障、维护或节能活动而导致的节点的删除。针对这些类型的改变的重新配置应当在很大程度上是自动的。新节点需要在没有手动配置的情况下自主地添加到现有网络。因此，向现有网络包括新节点应当遵循与当其来到邻居发现、认证、初始对准、配置、供应和优化时初始部署网络时相同的过程。对于要从现有网络中删除或移除的节点，删除或移除可以是规划事件或非规划事件。例如，规划事件可以是当节点进入休眠模式以节省能量或由于调度的维护事件而从拓扑中移除时，作为示例。非规划事件可能是断电、链路堵塞或节点故障等。
用例5.回程网络拓扑优化
具有自我优化无线网状回程模块的小小区使得运营商能够在其HetNet部署内容易地添加新的小小区。每次安装新的小小区时，最优的回程连接和网络拓扑将自主地重新配置。网络拓扑优化机制应当就位以处理各种拓扑相关的事件，诸如节点插入或删除、暂时或永久链路中断、网络拥塞、节点故障或维护、域分割或合并、比如使某些节点进入休眠的节能动作等等。
当小小区网络仅具有几个节点时，很容易将它们分组到一个单个域中，并针对每个节点配置延迟/延时优化的通信路径。随着越来越多（几十个）小小区被添加到网络，具有单个域的网络拓扑将难以获得优化的通信路径。在一个点处，域需要被分割为两个以维持每个域中的最优尺寸。在某些情况下，当存在每个具有相对少数量的节点的多个域时，合并域可以获得针对网络拓扑优化的更好效率。
为了满足运营商针对以自我优化的方式快速且成本高效地部署小小区的预期，我们将需要能够进行以下内容的广域拓扑优化机制：
具有认证的自主节点插入和移除；
将在其之间具有大量业务的节点一起放入一个域中；
维持延迟/延时优化的通信路径；
自动维持最优域尺寸；
维持最优活动拓扑、邻居可达性维持（不是每个可达的邻居都需要连接）；
多域网络拓扑优化，例如，取决于（改变的）业务需要将某些节点从一个域移动到另一个；
回程网络拥塞业务负载平衡和重新路由优化；
节点和链路故障切换业务重新路由优化；
用于满足所提供的负载需要的网络负载适配优化回程容量分配；
针对规划的事件（例如，节点维护、节能休眠模式等）的预防性网络拓扑适配；和/或
由于诸如断电、天气等的环境因素而导致的网络中断恢复。
用例6.业务转向和负载优化
在小小区网络中，业务或提供的负载可能以事件驱动的方式波动。例如，在高峰时间期间，业务移入和移出办公楼。但是，在午餐时间期间，业务移向具有许多餐厅和商店的区域。图8示出了动态路由优化能力的示例，其中一个小小区节点（eNB）在上午经历较高的业务峰值速率，而另一个节点在下午经历较高的业务峰值速率。回程网络应当能够相应地移动业务，以适当地平衡链路负载。
如图8所示，附图标记830示出了节点280-1（例如，宏eNB）与两个节点280-2和280-3（每个是小小区eNB）之间的正常业务流。附图标记820-1指示链路（例如，回程链路），并且箭头的尺寸指示业务的量。正常业务低830在到节点280-2的链路820-2（例如，回程链路）和到节点280-3的链路820-3（例如，另一个回程链路）之间均匀分割。还示出了业务峰值速率810，其图示了上午业务峰值速率810-1和下午业务峰值速率810-2。如可以看出的，繁忙的eNB是用于上午业务峰值速率810-1（参见附图标记840）的节点280-2的eNB，并且与经由链路820-3从宏节点280-1向小小区节点280-3发送的业务流相比，经由链路820-2从宏节点280-1向小小区节点280-2发送更多的业务流。还要注意，存在从小小区节点280-3（具有较小峰值业务速率）朝向小小区节点280-2处的繁忙eNB的另一个链路820-4。相比之下，繁忙的eNB是用于下午业务峰值速率810-2（参见附图标记850）的节点280-3的eNB，并且与经由链路820-2从宏节点280-1向小小区节点280-2发送的业务流相比，经由链路820-3从宏节点280-1向小小区节点280-3发送更多的业务流。这种情况下的链路820-4是从小小区节点280-2（具有较少峰值业务速率）朝向小小区节点280-3处的繁忙eNB。注意，该示例假设下行链路是业务峰值速率的主要驱动者，但类似的技术也可以应用于上行链路。
所需动态性的另一个示例涉及业务的临时改变。例如，在体育比赛期间，业务集中在体育场内。然而，在比赛结束后，大部分业务将移动到酒吧、停车场、公共交通等。包括回程的小小区网络需要能够经济地应对这些改变。
利用一天中时间和事件驱动的动态路由优化示例，我们可以列出对于小小区回程网络的一些重要的系统级别要求：
小小区回程网络应当被设计成利用业务重新路由和负载平衡算法来动态地应对业务波动；
网络中的未使用的传输容量通过根据其时间变化的业务需要动态地在节点之间共享网络的总吞吐量容量而被释放以使用；
单个网络域的总吞吐量基于例如链路负载状况和客户端业务简档而被优化；
拥塞和恶化的链路应当利用一个或多个替代路径而被绕过；
在当所有路径都变得拥塞的极限情况下，网络可以向小小区节点和服务器网关信令以暂时减少进入回程的业务。
用例7.中断和降级保护
当连接不可用时的时间是中断，并且本文的重要度量是中断与平均中断持续时间之间的平均时间。中断可能是由于装备或电力故障、或无线链路上的障碍（诸如大雨、树木或车辆）引起的。与小小区回程相关的另一潜在原因是“杆摇摆”，其中回程单元的小移动可能导致无线解决方案的高增益天线的不对准。恢复力是从中断快速恢复或完全避免中断的连接的能力。技术包括电池备用、设备冗余或具有多个路由选项的拓扑。实现这样的技术通常确实会增加成本，因此必须在高可用性和低成本之间达成平衡。小小区传输网络需要应当对各种网络元件的故障以及对节点之间的链路中的降级是鲁棒的。
小小区不被设计成与具有内置在节点或连接到该节点的链路内的冗余的成本较高的宏小区同等水平。具有替代路径的网络拓扑将是实现对故障的更高恢复力的方式。在针对小小区的初始部署期间，简单拓扑（比如点到多点、菊花链或树和在节点或链路故障期间不具有（多个）替代路径来重新路由业务的拓扑）可能是好的。在部署了更多的小小区之后，并且当运营商需要对其部署的网络的更多保护和恢复力时，我们预期网络拓扑将演进为具有替代路径的那些，诸如环和网状。
预期无线传输将被用于小小区传输层。更高频率的无线电装置最有可能被使用，这是由于在更高的频率处更多的频谱的可用性所提供的更高的容量。由于环境因素而导致的潜在RF链路降级或中断可能是这些频率处的担忧。这些降级的示例包括由于大雨或大雪造成的导致中断的可变的和潜在高的衰减、可以随着树木随时间增长而出现并且开始阻碍街道（例如电线杆）级别处的RF链路的叶子的存在、以及在依赖于来自建筑物或其他物体的反射的RF链路被建立的情况下的结构的反射和吸收损失。链路降级也可能由于来自区域中的其他无线链路的RF干扰而发生。
预期的是，如果无线链路降级但尚未变得完全中断，则运营商将需要使用重新路由和负载平衡。例如，由于暂时的大雨衰减，链路上的可用容量可能变得受限。这可能导致传输层中的拥塞，并可能导致业务递送中的增加的延时。在这种情况下，应当检测到这种状况，并且可以重新路由一部分的业务，同时仍然维持通过降级链路的一些业务。关于重新路由多少业务以及重新路由哪些业务的决定将取决于各种业务优先级或QoS分类。重新路由和负载平衡机制的组合将处理这些情况。
多个链路可能受到具有小小区部署的较大规模天气事件的影响，其中典型的小区半径可能仅大约为几百米或更小。如上所述，相同的机制应用于单个链路，但是可能需要针对负载平衡的附加考虑，以便不会将针对多个链路的所有业务路由到相同路径，这可能导致拥塞。
当足够的业务通过复杂网状拓扑中的特定节点时，即使没有可能引起性能方面的降级的环境因素，也会发生针对重新路由或负载平衡的最后一种用例。网状结构需要业务的仔细的负载平衡，以确保没有单个节点或网状的分支变得拥塞。
用例8.节能用例
运营商的典型关键成本是能源费用。尽管业务增长而使总能量消耗变平是非常重要的。削减能源费用不仅是关于遏制运营成本，而也是社会责任。
针对SON的3GPP TR 36.902具有节能（ES）用例：
如果由网络提供的容量将在任何时间点尽可能接近地匹配所需的业务需求，则可以实现对能源费用的削减。（3GPP TR 36.902）；和
通过节能来削减运营费用（3GPP TR36.902）。
小小区是低功率、低成本的无线电基站，其主要设计目标是提供附加的容量注入和优越的蜂窝覆盖。然而，如果未加抑制，大规模的小小区部署可能大大增加网络能量消耗，并具有显著的生态和经济影响。
由于小小区和无线回程两者消耗大量的功率，所以我们需要对用于整个小小区集群的能量消耗具有整体和创新的观点。网络需要智能地决定哪个节点和链路要休眠、唤醒、优化小小区拓扑，并相应地路由和调度业务。节点也可以处于低能量消耗模式，其中具有支持较低的吞吐量的较低的调制和编码速率，并且需要较低的发射功率并且可以减少基带处理。在这种情况下，预期低访问业务，并且其他业务应当远离以低能耗模式操作的节点进行转向。
部分5.可能的商业影响、益处和技术效果
本文的示例SWMN实施例可以提供宽组合的自我优化特征、灵活的QoS（服务质量）、拥塞控制和管理、广泛的负载平衡以及业务管理特征。这些机制允许对网状网络内部的业务流的高度灵活的控制和转向，因而使得能够在任何给定时间实现业务的自动化QoS感知优化，使得可以最优地利用网状网络的整体传输容量。针对运营商的一些益处以及因此在此描述的实现的示例的高商业价值包括以下中的一个或多个：
1）SWMN可以减少通常与无线传输网络相关联的细节链路配置工作的量。
2）SWMN使得能够实现将更多的安装位置用于其中光纤接入不可用的每个节点的灵活性。
3）SWMN经由自主地部署用于5G小小区的无线传输层并且优化节点之间的连接来减少由部署工作人员的优化工作。
4）可以改变网络拓扑而不影响现有业务，例如添加新节点、移除现有节点或进入节能状态。这是很重要的，因为小小区网络通常通过从热点开始有机地增长，根据业务增加而缓慢地增加小区密度。
5）SWMN使得能够实现实时网络优化，其中基于QoS、网络负载和环境状况来重新布置业务流的拥塞和故障情况。
附录A：调度方案的一个示例
本部分涉及SWMN调度器的示例。为了说明SWMN调度器想法，考虑如图9所示的8×8SWMN的示例。让节点18、31和53用作网关（GW）节点，并且GW链路（GW节点周围的较大线，例如针对GW节点31为从23到31、从31到39、从31到32、以及从31到30；针对GW节点18为从10到18、从18到26、从18到19、以及从17到18；以及针对GW节点53为从45到53、从53到61、从54到54以及从52到53）是用于调度的最重要的链路。
每个节点将具有到最优GW的唯一主要路径。参见图10，其图示了来自图9的8×8网格SWMN中的GW 18的主要路径。结束于GW节点18处的主要路径在图9中以黑线示出，并且包括以下跳：1至9、9至17、17至18、17至25、25至33、42至34、34至35、34至26、26至27、26至18、18至10、10至11、10至2、2至3、18至19、19至20、20至21、20至12、和12至4。主要路径由主要生成树确定。图10中的黑线结构不是生成树；代之以，它由源自GW节点18的四个不同的生成树的片段形成。承载至少一个主要路径（较黑、较粗的线）的链路比不承载任何主要路径的那些链路更重要。
如由附图标记1010所示，节点5离最近的GW五跳：到节点18处的GW的跳5-13、13-21、21-20、20-19和19-18；到节点31处的GW的跳5-6、6-7、7-15、15-23和23-31。注意，还存在具有5跳的两个更多的路径（使用缩短的结构）：从节点5通过节点13、21、29、30并且到节点31；并且从节点5通过节点4、3、2、10并且到节点18。如由附图标记1020所示，节点57离最近的GW五跳，节点53：从节点57通过节点58、59、60、61并且到节点53；以及从节点57通过节点49、50、51、52并且到节点53。
在该示例中，存在64个节点，其中三个是GW，因此存在61个主要路径。主要路径的集合形成所有路径的小子集。如图11所示，这些路径具有各种长度（以跳测量）。附图标记1110指示节点5到最近的GW（18或31）是五跳远。
该网络图具有112个链路。链路根据它们所承载的主要路径的数量被给予权重。具有较大权重的链路更重要。链路始终按根据其权重的次序被处理。图12示出了链路权重的分布。前67个链路承载至少一个主要路径，并且剩余45个链路不承载任何主要路径（67+45=112）。
运行GreedyTwice []方法（如上所述）以针对该示例8×8网格小小区网络定做5个传输集合：
T1 = GreedyTwice [
Figure 883308DEST_PATH_IMAGE007
]；
T2 = GreedyTwice [T1]，尝试避免T1中的链路；
T3 = GreedyTwice [T1
Figure 663045DEST_PATH_IMAGE005
T2]；
并且该过程通过附加的传输集合继续。特别地，当T1
Figure 58254DEST_PATH_IMAGE005
T2
Figure 200523DEST_PATH_IMAGE005
T3……包含每个链路时该过程结束，并且在本示例中，其结束于T5处。
这些传输集合尽可能是不相交的，并且它们的联合是整个图形，并且这意味着它们形成用于调度周期的良好构建块。图13示出了经定制的传输集合的可视化：T1 1310-1，具有31个链路；T2 1310-2，具有30个链路；T3 1310-3，具有30个链路；T4 1310-4，具有29个链路；T5 1310-5，具有30个链路；T6 1310-6，具有所有链路。构成对应传输集合的链路采用较暗的线。注意，具有所有链路的传输集合T6 1310-6以所有较暗的线标记。
现在我们想要说明关于如何从经定制的传输集合到达调度周期的示例。如图14所示的矩阵的aij-条目包含Ti和Tj所共同的链路的数量。传输集合T1、T2、T3和T4几乎不相交，而T5与T1类似，这在它们具有23个共同链路的意义上。
在该示例8×8网格小小区网络中，我们已经确定我们需要8个传输集合的调度周期（GW的最大度的两倍）。因此，现在我们需要定做另外三个传输集合。例如，T6、T7和T8可以如下那样定做：
Figure DEST_PATH_IMAGE008
注意，Z是其权重为零的那些链路的集合。最后，简单的穷尽搜索通过对所有这8个传输集合进行混洗（shuffle）来确定调度周期中的次序，其可以产生针对该示例8×8小小区网格网络中的每个节点的最优E2E延迟。
附录B.路由和故障恢复方案的示例
本附录包含用于路由方案的附加信息，并且为了便于参考也被划分成许多部分。
关于基于多个不相交生成树的路由，我们首先描述WMN系统架构，并且在小小区最后一英里回程的上下文中检查针对WMN的路由要求。然后我们指定可能的多个不相交生成树（MDST）路由计算算法。
A.小小区回程中的WMN路由
转到图15，该图图示了包含经由网关节点（GW）280-1和280-2连接到固定网络225的WMN路由域1520的WMN系统架构的示例，其中小小区280-3到280-11通常与WMN节点（WN）共置一处并且GW与宏小区站点共置一处。注意，节点280可以被认为是eNB 220。GW节点280-1和280-2通过链路216-1和216-2连接到网络节点1515-1和1515-2（例如，SGW）。网络节点1515连接到固定网络1525（例如，核心网络）。WCC 1510也处于或连接到固定网络1525。就WCC 1510的实现而言，这可以被实现为图1的SON模块210。
普通WMN节点（WN）经由点到点mmW链路290彼此连接，并且由于仅最佳链路用于通信，所以拓扑被限于具有相当低的节点度的部分网状。在该示例中，WCC 1510处理路径计算、链路调度和WMN拓扑管理。WCC 1510可以驻留在固定网络1525中的更深的某处，或者WCC1510可以与GW 280-1或280-2中的一个共置一处。
如先前所描述的，在小小区回程情况下，单个WMN域中的节点的最大数量可能大约是几十，并且因此仅需要有限的可伸缩性。出于该原因，我们已经能够进行设计选择，其使得能够实现例如对故障的更快的反应，但同时将可伸缩性限制到几百个节点。在这种情况下，我们并不认为该限制是严重的缺点，因为单个GW的容量只能支持有限数量的小小区，并且大的多GW WMN可以划分成更小的域，其中每个域只有几个GW。我们针对此目的而使用特定的WMN拓扑管理算法。这些算法的描述在本文档的范围之外。
GW链路的利用率是WMN性能中的决定性因素之一。当大部分业务经由GW 280-1和280-2流入或流出WMN时，有必要尝试最大化GW链路吞吐量。此外，GW链路（连接到GW 280-1、280-2的链路290）是拥塞的最可能位置，并且因此负载平衡和其他拥塞减轻方法应当能够将业务从GW链路移动到另一个。因此，我们决定使用基于GW链路特定生成树（ST）的路由机制。每个这样的ST都植根于GW处，并且根始终只有一个孩子，其是与GW相邻的WN之一。以这种方式，从拥塞的GW链路移动业务意味着仅将业务分配给另一个ST。此外，如果这些ST充分不相交，则它们应当针对任何WN提供到GW的最大数量的不相交路径。
5G小小区回程中的最重要的性能度量之一是往返延迟，其不仅取决于路由，而且还在很大程度上取决于链路调度。针对该问题的一个方法是将路由和链路调度任务分开，并通过仅针对称为主要路径的一组特定路径优化边到边延迟来使后一者更容易。这些主要路径是由MDST计算产生的最佳路径，并且它们被给定为针对链路调度优化过程的输入。链路调度算法的描述在本文档的范围之外。
B.MDST计算
本文，我们呈现了通过使用集中计算来生成不相交生成树的方法的示例。因为在我们的情况下，链路调度是由集中元件（WCC）计算的，所以使用分布式路由计算将没有多少意义。然而，将本文例示的算法变换成分布式版本将不重要，并且因此本文省略了对这种转换的描述。集中MDST路由计算算法的主要过程在图16中描绘。该图图示了根据实施例的某些示例的方法的示例的操作、在计算机可读存储器上体现的计算机程序指令的执行的结果、由以硬件实现的逻辑执行的功能、和/或用于执行功能的互连部件。注意，该流程由WCC1510例如使用SON节点210的SON模块230-2来执行。
使用所提供的网络拓扑1610并通过生成用于一个网关的每个ST的树干来开始MDST计算（块1615）。树干是ST的一部分，其与其他树干不共享任何节点（除了由所有ST共享的根之外）或链路。注意，无向图G的生成树T是包括G的所有顶点的树的子图。网络中除了其他根节点以外的所有节点都应当属于某个树干。通过同时并行地逐跳使树干成长，我们可以确保MDST计算的最终结果包含提供不相交路径的ST。
通过创建用于每个GW链路的ST并且初始化（步骤1620）作为ST计算算法中的关键组成部分的堆积来开始树干成长步骤1620。初始化算法（GENSTEMS（））在图17中示出。本文我们假设我们具有用于ST（mdst，图17中的第7行）和heapitem的数据结构。每个heapitem具有三个参数id、parent和tree，其在处理堆积项时需要。
在初始化之后，调用GROW（）过程（参见图16的块1625）以进行实际的树干成长。GROW过程在图18中示出。来自堆积的顶部项被逐个处理，直到堆积为空。针对每个项，检查节点是否仍然未分配，并且如果节点是，则将该节点添加到ST作为由heapitem指示的父的孩子。最后，除非我们认为新节点应当只是叶节点（由continue（）检查），否则将新树成员的未分配邻居添加到堆积。该算法的智能在于具有用于heapitem类的合适的比较方法，例如，针对根节点的跳计数或路径成本可以用作主要比较关键字和作为次要关键字的树的基数（cardinality）。这意味着，如果例如使用跳计数，则将节点按照最短路径跳计数的次序添加到树干。
图19是使用图18的GROW过程针对具有一个GW 820-6的节点820的5×4规则网格网络所生成的树干的示例。存在四个树干1910-1、1910-2、1910-3、和1910-4。
作为最后一步，通过利用相同的GROW（）过程，每个树干成长为完整ST。这是通过利用树干的邻居节点初始化堆积结构来完成的（图20中所示的GENTREE（）过程）。在图21中示出了用于5×4规则网格网络的GENTREE（）过程的结果。生成树2110-1、2110-2、2110-3和2110-4由Gentree（）过程产生并且分别对应于树干1910-1、1910-2、1910-3和1910-4。注意，从网关820-6到节点820-20，在针对生成树2110-1和2110-3的那些节点之间存在5跳，并且在针对生成树2110-2和2110-4的那些节点之间存在7跳。因此，将选择生成树2110-1或2110-3中的一个作为用于节点820-20的主要路径，并且其他三个生成树将被选择为节点820-20的备用路径。在平局的情况下存在选择主要路径的多种可能性。作为示例，以下每个单独或组合是可能的：
1.使用节点权重：选择具有最高权重的节点，并且节点权重可以是例如默认的或由业务统计确定的；
2.预期的业务需求在ST之间尽可能相等地共享；
3.Stetson-Harrison方法（即通过随机分配）。
在ST之间平衡业务需求的工作之后的原理是基于如下的假设：在小小区回程系统中，WMN中的大部分业务将通过GW节点。在这种情况下，GW链路是业务拥塞的最可能位置，并且因此尝试在它们之间散布业务是有意义的。由于每个GW链路属于仅一个ST，所以可以通过在ST之间平衡业务容易地进行散布。
在使用GENTREE（）的那些运行中，跳计数被用作主要排序关键字，并且次要关键字是GW链路中的业务负载的估计。对于估计，假设业务流通过最短路径行进，并且每个WN产生相同的需求。使用业务负载作为次要关键字允许具有较轻负载估计的树干比其他成长得更大。然而，在大多数情况下，对最终MDST结构的影响并不一定是显著的。
因为GROW（）过程在没有全局视图的情况下操作，所以它可能分叉得太强，尤其是当从GENTREE（）调用时。因此，结果所得的树可以包含主要在从根节点的最远端部分的一些次优路径。这可以利用简单的优化过程TAILOPT（）来解决（参见图22），所述过程将叶节点移动到更好的父（如果这样的更好的父可用的话）。
C.主要路径分配
路由计算的最后阶段是主要路径分配，其中针对每个节点分配优选的GW和到该GW的路由。这是在两个步骤中完成的。首先，将仅具有到一个GW的一个明确最佳路径的节点分配给这些路径和GW。实际上，路径分配是通过针对每个节点限定主要ST来完成的。其次，分配具有两个或更多个相等成本路径的节点，使得预期的业务需求在ST之间尽可能相等地划分。可以使用每个节点的默认值或通过业务统计确定的值。
在ST之间平衡业务需求的工作之后的原理基于如下假设：在小小区回程系统中，WMN中的大部分业务将通过GW节点。在这种情况下，GW链路是业务拥塞的最可能位置，并且因此尝试在它们之间散布业务是有意义的。由于每个GW链路属于仅一个ST，所以可以通过在ST之间平衡业务容易地实现散布。这也使得主动负载平衡变得相当容易：将业务从一个拥塞的ST移动到另一个应当自动地缓解GW链路拥塞。
附录C.附加的示例和评论
关于元件的预先计算，可以通过WCC针对每个域预先计算ST和链路调度，但是当网络活动时可以重新计算它们。针对拓扑的计算出的路由和调度信息在信息用于决定做出之前被分发给该域中的所有节点：节点将使用该预先计算的（例如，半静态的）信息和关于链路状态的所收集的（例如，动态的）状态信息（诸如“好”、“拥塞”、“中断”）来本地地进行转发、保护和负载平衡动作。
当拓扑改变（例如，新节点被部署或移除或者一个链路在长时间段内中断（参见如上所述的多级保护方案的最后阶段））时，WCC将重新计算用于该新改变的拓扑的路由路径以及链路调度。然后，业务仍然在旧的拓扑上使用旧的路由和调度信息。在（例如由WCC命令的）给定的时间处，所有节点从旧的路由和调度同步地移动以使用新的路由和调度，其现在针对该新的拓扑而优化。
因此，预先计算意味着在将路由选项用于重新路由决定做出之前计算路由选项：当在任何节点中执行转发/重新路由/负载平衡决定时，路由选项已经可用。
利用用于路由计算的“业务统计”，意味着存在一些一般信息，诸如关于例如网络运营商在长时间段内收集的给定区域中的业务行为（和/或业务简档）的长期统计。例如，某个热点区域（例如，城市街区）将在高峰时间期间面临大量的业务或者至少比其他区域等多。参见图8作为示例。该（例如，历史的）信息可以被馈送到系统中以指导路由和/或链路计算。原则上，该信息可以在操作期间通过NMS更新并且还由WCC收集，至少在一定程度上。
这种业务统计可以给出比其中所有节点相等的默认值更好的一组初始路由和调度，并且具有相同的优先级和权重。
当执行本地转发和负载平衡决定时，动态的现场业务信息仅由节点使用。节点监视入口链路中的传入数据以及其每个出口链路中已经使用了多少容量，并基于以下做出转发决定：如果主要路径是可操作的、具有足够的容量并且不拥塞，则将使用主要路由路径。如果否，则选择第二备用路由路径，等等。（记住，所有路径可以在路由计算过程中在主要路径选择期间被放入到优先级次序中）。
图24是用于执行针对小小区回程的自组织网络概念的逻辑流程图。图24进一步图示了根据实施例的示例的示例性方法的操作、在计算机可读存储器上体现的计算机程序指令的执行的结果、由以硬件实现的逻辑执行的功能、和/或用于执行功能的互连部件。图24通常由诸如eNB 220的节点执行，但是也可以由分布（例如，作为图1的eNB 220中的SON模块230-1）的WCC执行。为了便于参考，假设图24的块由网络节点执行。在下面的示例中注意，图24中的流程被称为示例1。
在块2410中，节点执行以下操作：在包括通过链路互连的多个节点的一个或多个域并且其中存在将所选域连接到另一个网络的所选域中的至少一个网关的网状网络中，其中所述一个或多个域及其多个节点及其链路是拓扑的部分，访问用于至少一个网关中的所选一个的一组主要和备用路由路径，其中用于所选网关的每个主要和备用路由路径包括生成树，所述生成树包括所选网关和用于所选域中的节点的到该所选网关的路由。在块2420中，节点执行访问在一个或多个调度周期内要由所述网状网络中的一个或多个节点使用的一个或多个调度。块2430中的节点执行基于节点之间的一个或多个链路的状态以及基于所述一个或多个调度切换到用于所选网关的主要或备用路由路径中的所选一个。在块2440中，节点执行引起所述网状网络的至少部分中的路由基于所选路由路径而修改。
图25是用于执行针对小小区回程的自组织网络概念的逻辑流程图。图25进一步图示了根据实施例的示例的示例性方法的操作、在计算机可读存储器上体现的计算机程序指令的执行的结果、由以硬件实现的逻辑执行的功能、和/或用于执行功能的互连部件。图25通常由诸如WCC（例如，SON节点210）或其他网络控制器之类的控制器执行。在下面的示例中注意，图25中的流程被称为示例2。
在块2510中，控制器执行以下操作：在包括通过链路互连的多个节点的一个或多个域的网状网络中，其中所述一个或多个域及其多个节点及其链路是拓扑的部分，并且其中存在将所选域连接到另一个网络的用于所选域的至少一个网关，确定用于至少一个网关中的所选一个的一组主要和备用路由路径，其中用于所选网关的每个主要和备用路由路径包括生成树，所述生成树包括所选网关和用于所选域中的节点的到该所选网关的路由。在块2520中，控制器执行以下操作：执行针对所选域中的任何其他网关确定该组主要和备用路由路径。在块2530中，控制器执行确定在一个或多个调度周期内要由所述网状网络中的节点使用的一个或多个调度。在块2540中，控制器执行向所述网状网络中的节点发送信息，其中用于节点的信息至少描述用于节点的主要和备用路由路径以及用于所选域的节点的一个或多个调度。
附加示例如下。
示例3。示例1的方法，其中所述方法还包括针对所选网关确定该组主要和备用路由路径，或者示例2的方法，其中针对所选网关确定该组主要和备用路由路径通过至少执行以下操作来执行：
将紧邻所选网关的链路分配为树的树干，其连接到树的根，并且根是所选网关；
使每个树干成长为分支，直到所有分支的联合包括所选域中的节点；和
使每个分支成长，直到产生覆盖所选域的完整生成树。
示例4。示例3的方法，还包括至少通过将叶节点移动到另一个父节点来优化分支中的叶节点，如果经由到所述父节点的直接跳链路将所述叶节点移动到所述另一个父节点导致更少的跳计数的话。
示例5。示例3或4中任一项的方法，其中生成树的数量等于树干的数量，其等于到所选网关的每个节点的路由的数量。
示例6。示例3至5中任一项的方法，还包括：针对所选域中的每个节点，至少通过以下操作来标识到所选网关的所述生成树中的多个路径的优先级：
将最高优先级设置到在到所选网关的跳计数的数量方面最少的路径；
在相等跳计数情况下打破平局以将该情况下的一个路径设置为较高优先级路径；和
将具有最高优先级的路径称为主要路径。
示例7。示例6的方法，其中打破平局还包括通过使用以下中的一个或多个来打破平局：节点的权重；预期的业务需求在生成树之间尽可能相等地共享；和随机分配。
示例8。示例1至7中任一项的方法，还包括针对所述主要和备用路由路径优化链路调度。
示例9。示例1至8中任一项的方法，其中：
针对包括多个网关的一个或多个域中的每个：
针对该域中的多个网关中的每个执行所述访问一组主要和备用路由路径、所述访问一个或多个调度、所述切换和所述引起路由；和
用于多个网关中的每个的生成树跨越对应域中的节点。
示例10。示例1至9中任一项的方法，其中所述一个或多个调度包括被排序到循环调度中的所构建的传输集合。
示例11。示例1至10中任一项的方法，还包括：至少通过构建传输集合并将所构建的传输集合排序到循环调度中来确定在一个或多个调度周期内要由所述网状网络中的一个或多个节点使用的一个或多个调度。
示例12。示例10的方法，其中构建和排序传输集合包括以下中的一个或多个：
在每个调度周期中，每个链路应被给予至少一次用于传输的机会；
一些链路被认为比其他链路更重要，并且应在每个调度周期中被给予更多的机会；
在调度周期的每个时隙中标识和构建传输集合，其中传输集合利用在相同时刻处可活动的最大数量的不相交链路构建；
标识可覆盖所述网状网络中的所有链路的每个周期的最小时隙数量；和/或
通过标识传输集合在调度周期中的次序来将传输集合分配给调度周期的每个时隙以确保端到端延迟。
示例13。示例1至12中任一项的方法，由所述网状网络中的某个节点执行，并且其中所述方法还包括所述某个节点使用虚拟连接和业务流来通过所述网状网络中的链路传送所接收的客户端数据。
示例14。示例13的方法，其中使用虚拟连接包括将用于所述客户端数据的传入业务映射到由虚拟连接标识符所标识的虚拟连接中。
示例15。示例13或14中任一项的方法，其中使用虚拟连接和业务流还包括封装用户数据被封装到包括包含以下字段的头部的帧中：
字段 目的
WNID 目的地网状网络ID
STID 生成树ID
VCID 流ID
PRIO 流优先级
RRCTR 重新路由计数器
SEQ 序列号（可选）
其中ID=标识。
示例16。示例1至15中任一项的方法，由某个节点执行，其中所述某个节点将业务处理为流，其中所述流通过服务质量优先级标识和虚拟连接标识分开，并且所述切换引起使用来自主要和备用路由路径的预先计算的路由替代并基于本地负载和拥塞状态信息的业务的本地转发。
示例17。示例16的方法，其中所述本地转发还包括以下中的一个或多个：
由作为所述某个节点的入口节点通过使用预先计算的路径偏好和每个路径中的瓶颈链路的状态从所述主要和备用路由路径中选择路径；
基于每个优先级等级做出不同的转发决定；
使用包括最佳可用路径的本地转发表基于通过路由计算所设置的偏好来做出转发决定；
基于拓扑配置信息和网络状态信息来形成并维持本地转发表，包括每当接收到新的拓扑配置时以及每当从网络接收到指示一个或多个链路故障、链路拥塞和/或其他异常的新的状态信息时，更新所述表；
由作为所述某个节点的入口节点估计替代路由路径针对通过所述入口节点的每个业务流的适用性；
在做出转发决定时，由作为所述某个节点的中间节点仅检查生成树标识符和网状网络标识符；
基于优先级信息将帧分配到输出端口处的正确队列中；和/或
使用严格的优先级队列作为目标，以强制较低优先级业务去向替代路径而不是在瓶颈链路中共享容量，其中所述使用发生使得以公平的方式执行所述共享。
示例18。示例1至17中任一项的方法，其中所述切换执行一个或多个按需动态负载平衡方法，包括以下中的一个或多个：
路径重新选择负载平衡仅应用在入口节点处，并且中间节点不改变原始选择的路径；
基于路径状态信息，从优先级列表中选择替代的预先计算的路径；
路径重新选择负载平衡是基于流的，并且将完整的流重新引导到替代路径；
路径重新选择负载平衡是基于优先级的，并且最高优先级流首先得到最优路由路径，第二高优先级流得到下一最佳可用路由，其中该过程继续通过剩余的流；
在路径重新选择负载平衡中，较高优先级业务流优先于较低优先级业务流或较高优先级业务流优先于并预先制止较低优先级业务流；
应用基于反向复用的负载平衡来在基于分组的方式上平衡低优先级批量和尽力而为业务；
基于反向复用的负载平衡仅应用于较低优先级业务；
在基于反向复用的负载平衡中，使用所有可用的路径；
基于反向复用的负载平衡是基于分组的，其中每个传入分组被引导到最不拥塞路径；和/或
分组被顺序编号，并且重新排序在域出口节点处执行。
示例19。示例1至18中任一项的方法，其中所述切换和引起路由还包括实现分级故障恢复系统，其中主要动作是在一个或多个生成树中的故障的情况下将业务重新路由到替代的预先计算的路由路径，并且次要动作是还原中断的生成树。
示例20。示例19的方法，其中故障检测是基于事件的，并且故障触发从故障点向所述网状网络中的所有节点广播的链路状态更新消息。
示例21。示例19或20中任一项的方法，其中实现分级故障恢复系统还包括执行快速本地重新路由，其中要在中断的链路上传输的业务沿着替代的预先计算的路由路径被重新引导，由此在故障点处的节点开始沿着临时旁路路径段朝向期望的目的地重新路由分组。
示例22。示例21的方法，其中执行快速本地重新路由还包括执行重新选择生成树方法，包括以下中的一个或多个：
每个节点维持针对网状网络路由域中的每个目的地节点的路径偏好；
网关和节点之间的主要路由路径的偏好已经由集中控制器分配和配置；
节点之间的路径偏好由节点本身根据经由生成树的跳计数来计算；
每当节点接收到新的路由配置或链路质量改变报告时，更新所述路径偏好；
如果分组的当前路径被中断的链路阻塞，则检查路径偏好以得到经由节点上的操作链路到分组目的地的替代生成树，并且如果找到替代生成树，则经由该替代生成树重新路由所述分组。
示例23。示例22的方法，其中如果不存在到所述分组目的地的替代生成树，或者如果替代生成树将导致具有非常次优的延迟、跳计数或容量的路径，则使用投掷到邻居过程，其中所述分组在不一定属于所述预先计算的路径中的任何一个的操作链路之上发送到邻居，所述邻居可以使用以下内容经由所述分组的原始生成树将所述分组路由到所述目的地：
用于每个中断的链路和受影响的生成树-目的地节点对的合格邻居由每个节点在配置或链路状态改变时计算，并且选择规则为：
投掷到邻居节点和该节点之间的链路不属于故障的生成树；和
投掷到邻居节点和目的地节点之间的路径不包含该节点。
示例24。示例21至23中任一项的方法，其中执行快速本地重新路由还包括路径重新选择，其中通过来自优先级列表的下一可用路径基于本地转发表来选择校正路由。
示例25。示例24的方法，其中执行快速本地重新路由还包括响应于路径故障是持续的或者在所述网络中存在多个并发的故障而执行本地生成树修复，其中将进行对路由路径的本地校正，包括以下中的一个或多个：
生成树中的中断的链路被替换为原始不属于所述生成树的操作链路；
所涉及的节点之间的信令导致路由结构的本地重新布置；
每个节点维持关于潜在替换链路的信息，以防其在到网关的路径上的上游链路中的一个将会中断，并且节点在路由拓扑改变时更新该信息；
针对每个中断的生成树，合适的替换候选是沿着生成树从中断点直接将节点连接到上游并将另一个节点连接到下游的链路；
本地生成树修复过程由具有朝向网关的中断链路的发起节点发起，并且所述发起节点向链路的下游端点修复节点发送激活修复链路的信号；和/或
修复节点更新其转发偏好和路由以使用新的链路，并通知修复的生成树的其他节点。
示例26。示例25的方法，其中执行快速本地重新路由还包括响应于被认为是永久的持续长时间的故障情况，而重新计算所有路由路径，计算一个或多个新的调度，并且基于重新计算的路由路径和计算的一个或多个新的调度来重新配置整个网络。
示例27。示例1至26中任一项的方法，还包括在所述网络内分发本地故障标识和链路状态信息。
示例28。示例27的方法，其中在所述网络内分发本地故障标识和链路状态信息还包括以下中的一个或多个：
监视链路和路径状态两者；
链路的操作状态是基于从无线物理层所接收的状态指示；
周期性的Hello消息传送被用于验证通过到所有邻居的所有链路的到邻居节点的可达性；
拥塞主要通过优先级特定的输出队列长度来估计；
使用链路状态更新消息在整个网状网络中分发链路状态信息，其中当节点检测到显著的链路状态改变或链路上的业务负载的改变时，节点发送链路状态更新消息；
链路状态更新消息沿着在链路状态更新消息中指定的生成树在控制平面中传播，并且其中除了从其接收到链路状态更新消息的邻居之外，每个节点还将接收到的链路状态更新消息转发到其自身的邻居；和/或
针对每个链路状态事件，节点沿着穿过所关注的链路的所有生成树发送链路状态更新消息。
示例29。示例1至28中任一项的方法，其中所述方法支持单向和双向客户端业务两者。
示例30。示例1至29中任一项的方法，其中所述方法支持通过相同路由路径或通过不同路由路径来路由双向业务的上游和下游方向。
示例31。示例1至30中任一项的方法，其中所述方法还包括至少执行部分地基于能量优化来执行所述切换和引起路由。
示例32。示例31的方法，其中所述能量优化包括以下中的一个或多个：
执行节能控制模块，其处理节点和链路级别处的节能；
节能控制模块的操作与客户端层协调，包括指示哪些客户端节点是潜在的休眠者；
节能控制模块独自地学习哪些客户端节点是潜在的休眠者；
节能控制模块向客户端层提出潜在的休眠者；
节点可以基于其内部的自我诊断来请求关闭；
当潜在的休眠节点被指示时，节点将被强制成为所有生成树处的叶节点，以允许节点进入休眠而不影响正在进行的业务；
新的拓扑配置信息被分发，并且在激活之后，节点进入休眠；
基于某个准则执行唤醒过程；
在拓扑优化中考虑链路级别节能；和/或
节能控制模块过程也被采用于维护目的，并提供节点的适度关闭，而不需要激活保护方案。
示例33。示例2的方法，其中：
所述拓扑是第一拓扑，并且其中在所述网状网络中发生一个或多个改变以创建第二拓扑；
所述方法还包括重新执行针对所选域中的所有网关确定该组主要和备用路由路径，并且重新执行确定一个或多个调度；和
以从第一拓扑配置到第二拓扑配置同步传送的这样的方式执行发送信息。
示例34。前述示例中任一项的方法，其中所述网状网络是无线网状网络。
示例35。前述示例中任一项的方法，其中所述网状网络是无线网状网络，并且所述多个节点使用毫米波链路彼此通信。
示例36。示例1至33中任一项的方法，在光网状网络中执行。
示例37。一种装置，包括：
在包括通过链路互连的多个节点的一个或多个域并且其中存在将所选域连接到另一个网络的所选域中的至少一个网关的网状网络中访问用于至少一个网关中的所选一个的一组主要和备用路由路径的部件，其中所述一个或多个域及其多个节点及其链路是拓扑的部分，其中用于所选网关的每个主要和备用路由路径包括生成树，所述生成树包括所选网关和用于所选域中的节点的到该所选网关的路由；
用于访问在一个或多个调度周期内要由所述网状网络中的一个或多个节点使用的一个或多个调度的部件；
用于基于节点之间的一个或多个链路的状态以及基于所述一个或多个调度切换到用于所选网关的主要或备用路由路径中的所选一个的部件；和
用于引起所述网状网络的至少部分中的路由基于所选路由路径而修改的部件。
示例38。一种装置，包括：
在包括通过链路互连的多个节点的一个或多个域的网状网络中确定用于至少一个网关中的所选一个的一组主要和备用路由路径的部件，其中所述一个或多个域及其多个节点及其链路是拓扑的部分，并且其中存在将所选域连接到另一个网络的用于所选域的至少一个网关，其中用于所选网关的每个主要和备用路由路径包括生成树，所述生成树包括所选网关和用于所选域中的节点的到该所选网关的路由；
用于执行针对所选域中的任何其他网关确定该组主要和备用路由路径的部件；
用于确定在一个或多个调度周期内要由所述网状网络中的节点使用的一个或多个调度的部件；和
用于向所述网状网络中的节点发送信息的部件，其中用于节点的信息至少描述用于节点的主要和备用路由路径以及用于所选域的节点的一个或多个调度。
示例39。示例37或38中任一项的装置，还包括用于执行示例3至36的方法中的任何一个的部件。
示例40。一种基站，包括示例37至39中任一项的装置。
示例41。一种网状网络集中控制器，包括示例37至39中任一项的装置。
示例42。一种通信网络，包括示例37至39中任一项的装置中的一个或多个。
示例43。一种包括用于执行根据示例1至36中任一项的方法的程序代码的计算机程序。
示例44。根据示例43的计算机程序，其中所述计算机程序是包括计算机可读介质的计算机程序产品，所述计算机可读介质承载体现在其中以供计算机使用的计算机程序代码。
本文的实施例可以采用软件（由一个或多个处理器执行）、硬件（例如，专用集成电路）或软件和硬件的组合来实现。在示例实施例中，软件（例如，应用逻辑、指令集）被维持在各种常规计算机可读介质中的任何一个上。在本文档的上下文中，“计算机可读介质”可以是可以包含、存储、传送、传播或传输供指令执行系统、装置或设备（诸如计算机，其中计算机的一个示例例如在图1中描述和描绘）使用或与其结合使用的指令的任何介质或部件。计算机可读介质可以包括计算机可读存储介质（例如，存储器125、155、171或其他设备），其可以是可以包含、存储和/或传输供指令执行系统，装置或设备（诸如计算机）使用或与其结合使用的指令的任何介质或部件。计算机可读存储介质不包括传播信号。
如果期望，可以采用不同的次序和/或彼此同时地执行本文讨论的不同功能。此外，如果期望，上述功能中的一个或多个可以是可选的或者可以被组合。
尽管在独立权利要求中阐述了本发明的各个方面，但是本发明的其他方面包括来自所描述的实施例和/或从属权利要求的特征与独立权利要求的特征的其他组合，而不仅仅是在权利要求中明确阐述的组合。
本文，还要注意的是，虽然以上描述了本发明的示例实施例，但是这些描述不应在限制性意义上查看。更确切地说，存在可以在不脱离如所附权利要求中限定的本发明的范围的情况下做出的若干种变型和修改。
可以说明书和/或附图中找到的以下缩写被限定如下：
5G 第五代
AAA 认证、授权和计费
BER 误比特率
BGP 边界网关协议
BTS 基站收发台
CAPEX 资本支出
CCS 剑桥通信系统
CPU 中央处理单元
CN 核心网络
DiffServ 区分服务
DSCP 区分服务代码点
DS-TE DiffServ感知业务设计（例如，MPLS）
E2E 端到端
ECM 节能控制模块
eNB（或eNodeB） 演进节点B（例如，LTE基站）
ES 节能
FRR 快速重新路由（例如，MPLS）
FLRR 快速本地重新路由
Gbit/s 每秒千兆位
GiMMiC Gbit/s MWR微网云概念
GMPLS 广义MPLS
GNSS 全球导航卫星系统
GW 网关（例如，节点）
HetNet 异构网络
HW 硬件
HWMP 混合无线网状协议
ID 标识
I/F 接口
IGP 内部网关协议
ILP 整数线性规划
IMLB 反向复用负载平衡
IMPEX 实现支出
IN 发起节点
IntServ 综合服务
IP 网际协议
IS-IS 中间系统到中间系统
LDP 标签分发协议
LP 线性规划
LSP 标签交换路径
LSTR 本地生成树修复
LSU 链路状态更新
LTE 长期演进
LTE-A 长期演进-高级
MAC 媒体访问控制
max 最大
MBit/s 每秒兆位
MME 移动性管理实体
mmW 毫米波
MPLS 多协议标签交换
ms 毫秒
NMS 网络管理系统
N/W 网络
OAM 操作、管理和维护
OPEX 运营支出
OSPF 开放式最短路径优先
PB 提供商桥接
PBB 提供商骨干桥接
PBB-TE 提供商骨干桥接业务设计
PCE 路径计算元件
PCP 优先级代码点
PM 性能监视
PRIO 流优先级字段
L2 第2层（例如，数据链路层）
L3 第3层（例如，网络层）
QoS 服务质量
RF 射频
RN 修复节点
RRCTR 重新路由计数器字段
RST 重新选择生成树
RVSP-TE 资源预留协议业务设计
Rx 接收器
SCTP 流控制传输协议
SDH 同步数字体系
SEQ 序列号字段
SGW 服务网关
SON 自组织网络
ST 生成树
STDMA 空间时分多址
STID 生成树标识符
SW 软件
SWMN 静态无线网状网络，也是自组织无线网状网络
T2N 投掷到邻居
TCO 总拥有成本
TCP 传输控制协议
TCR 拓扑改变报告
TDD 时分双工
TDMA 时分多址
TE 业务设计
UDP 用户数据报协议
Tx 发送器
UDP 用户数据报协议
UE 用户设备（例如，无线通常是移动设备）
VC 虚拟连接
VCID 虚拟连接（流）标识符
VPN 虚拟专用网络
VTT 芬兰技术研究中心
WCC WMN集中控制器
MDST 多个不相交生成树
WFQ 加权公平队列
WMN 无线网状网络
WN WMN节点
WNID WMN节点ID。

Claims (46)

1.一种方法，包括：
在包括通过链路互连的多个节点的一个或多个域并且其中存在将所选域连接到另一个网络的所选域中的至少一个网关的网状网络中，其中所述一个或多个域及其多个节点及其链路是拓扑的部分，访问用于至少一个网关中的所选一个的一组主要和备用路由路径，其中用于所选网关的每个主要和备用路由路径包括生成树，所述生成树包括所选网关和用于所选域中的节点的到该所选网关的路由；
访问在一个或多个调度周期内要由所述网状网络中的一个或多个节点使用的一个或多个调度；
基于节点之间的一个或多个链路的状态以及基于所述一个或多个调度切换到用于所选网关的主要或备用路由路径中的所选一个；和
引起所述网状网络的至少部分中的路由基于所选路由路径而修改。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法还包括针对所选网关确定该组主要和备用路由路径，其中针对所选网关确定该组主要和备用路由路径通过至少执行以下操作来执行：
将紧邻所选网关的链路分配为树的树干，其连接到树的根，并且根是所选网关；
使每个树干成长为分支，直到所有分支的联合包括所选域中的节点；和
使每个分支成长，直到产生覆盖所选域的完整生成树。
3.根据权利要求2所述的方法，还包括至少通过将叶节点移动到另一个父节点来优化分支中的叶节点，如果经由到所述父节点的直接跳链路将所述叶节点移动到所述另一个父节点导致更少的跳计数的话。
4.根据权利要求2所述的方法，其中生成树的数量等于树干的数量，其等于到所选网关的每个节点的路由的数量。
5.根据权利要求2所述的方法，还包括：针对所选域中的每个节点，至少通过以下操作来标识到所选网关的所述生成树中的多个路径的优先级：
将最高优先级设置到在到所选网关的跳计数的数量方面最少的路径；
在相等跳计数情况下打破平局以将该情况下的一个路径设置为较高优先级路径；和
将具有最高优先级的路径称为主要路径。
6.根据权利要求5所述的方法，其中打破平局还包括通过使用以下中的一个或多个来打破平局：节点的权重；预期的业务需求在生成树之间尽可能相等地共享；和随机分配。
7.根据权利要求1所述的方法，还包括针对所述主要和备用路由路径优化链路调度。
8.根据权利要求1所述的方法，其中：
针对包括多个网关的一个或多个域中的每个：
针对该域中的多个网关中的每个执行所述访问一组主要和备用路由路径、所述访问一个或多个调度、所述切换和所述引起路由；和
用于多个网关中的每个的生成树跨越对应域中的节点。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述一个或多个调度包括被排序到循环调度中的所构建的传输集合。
10.根据权利要求1所述的方法，还包括：至少通过构建传输集合并将所构建的传输集合排序到循环调度中来确定在一个或多个调度周期内要由所述网状网络中的一个或多个节点使用的一个或多个调度。
11.根据权利要求9所述的方法，其中构建和排序传输集合包括以下中的一个或多个：
在每个调度周期中，每个链路应被给予至少一次用于传输的机会；
一些链路被认为比其他链路更重要，并且应在每个调度周期中被给予更多的机会；
在调度周期的每个时隙中标识和构建传输集合，其中传输集合利用在相同时刻处可活动的最大数量的不相交链路构建；
标识可覆盖所述网状网络中的所有链路的每个周期的最小时隙数量；和/或
通过标识传输集合在调度周期中的次序来将传输集合分配给调度周期的每个时隙以确保端到端延迟。
12.根据权利要求1所述的方法，由所述网状网络中的某个节点执行，并且其中所述方法还包括所述某个节点使用虚拟连接和业务流来通过所述网状网络中的链路传送所接收的客户端数据。
13.根据权利要求12所述的方法，其中使用虚拟连接包括将用于所述客户端数据的传入业务映射到由虚拟连接标识符所标识的虚拟连接中。
14.根据权利要求12所述的方法，其中使用虚拟连接和业务流还包括封装用户数据被封装到包括包含以下字段的头部的帧中：
字段 目的 WNID 目的地网状网络ID STID 生成树ID VCID 流ID PRIO 流优先级 RRCTR 重新路由计数器 SEQ 序列号（可选）
其中ID=标识。
15.根据权利要求1所述的方法，由某个节点执行，其中所述某个节点将业务处理为流，其中所述流通过服务质量优先级标识和虚拟连接标识分开，并且所述切换引起使用来自主要和备用路由路径的预先计算的路由替代并基于本地负载和拥塞状态信息的业务的本地转发。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述本地转发还包括以下中的一个或多个：
由作为所述某个节点的入口节点通过使用预先计算的路径偏好和每个路径中的瓶颈链路的状态从所述主要和备用路由路径中选择路径；
基于每个优先级等级做出不同的转发决定；
使用包括最佳可用路径的本地转发表基于通过路由计算所设置的偏好来做出转发决定；
基于拓扑配置信息和网络状态信息来形成并维持本地转发表，包括每当接收到新的拓扑配置时以及每当从网络接收到指示一个或多个链路故障、链路拥塞和/或其他异常的新的状态信息时，更新所述表；
由作为所述某个节点的入口节点估计替代路由路径针对通过所述入口节点的每个业务流的适用性；
在做出转发决定时，由作为所述某个节点的中间节点仅检查生成树标识符和网状网络标识符；
基于优先级信息将帧分配到输出端口处的正确队列中；和/或
使用严格的优先级队列作为目标，以强制较低优先级业务去向替代路径而不是在瓶颈链路中共享容量，其中所述使用发生使得以公平的方式执行所述共享。
17.根据权利要求1所述的方法，其中所述切换执行一个或多个按需动态负载平衡方法，包括以下中的一个或多个：
路径重新选择负载平衡仅应用在入口节点处，并且中间节点不改变原始选择的路径；
基于路径状态信息，从优先级列表中选择替代的预先计算的路径；
路径重新选择负载平衡是基于流的，并且将完整的流重新引导到替代路径；
路径重新选择负载平衡是基于优先级的，并且最高优先级流首先得到最优路由路径，第二高优先级流得到下一最佳可用路由，其中该过程继续通过剩余的流；
在路径重新选择负载平衡中，较高优先级业务流优先于较低优先级业务流或较高优先级业务流优先于并预先制止较低优先级业务流；
应用基于反向复用的负载平衡来在基于分组的方式上平衡低优先级批量和尽力而为业务；
基于反向复用的负载平衡仅应用于较低优先级业务；
在基于反向复用的负载平衡中，使用所有可用的路径；
基于反向复用的负载平衡是基于分组的，其中每个传入分组被引导到最不拥塞路径；和/或
分组被顺序编号，并且重新排序在域出口节点处执行。
18.根据权利要求1所述的方法，其中所述切换和引起路由还包括实现分级故障恢复系统，其中主要动作是在一个或多个生成树中的故障的情况下将业务重新路由到替代的预先计算的路由路径，并且次要动作是还原中断的生成树。
19.根据权利要求18所述的方法，其中故障检测是基于事件的，并且故障触发从故障点向所述网状网络中的所有节点广播的链路状态更新消息。
20.根据权利要求18所述的方法，其中实现分级故障恢复系统还包括执行快速本地重新路由，其中要在中断的链路上传输的业务沿着替代的预先计算的路由路径被重新引导，由此在故障点处的节点开始沿着临时旁路路径段朝向期望的目的地重新路由分组。
21.根据权利要求20所述的方法，其中执行快速本地重新路由还包括执行重新选择生成树方法，包括以下中的一个或多个：
每个节点维持针对网状网络路由域中的每个目的地节点的路径偏好；
网关和节点之间的主要路由路径的偏好已经由集中控制器分配和配置；
节点之间的路径偏好由节点本身根据经由生成树的跳计数来计算；
每当节点接收到新的路由配置或链路质量改变报告时，更新所述路径偏好；
如果分组的当前路径被中断的链路阻塞，则检查路径偏好以得到经由节点上的操作链路到分组目的地的替代生成树，并且如果找到替代生成树，则经由该替代生成树重新路由所述分组。
22.根据权利要求21所述的方法，其中如果不存在到所述分组目的地的替代生成树，或者如果替代生成树将导致具有非常次优的延迟、跳计数或容量的路径，则使用投掷到邻居过程，其中所述分组在不一定属于所述预先计算的路径中的任何一个的操作链路之上发送到邻居，所述邻居可使用以下内容经由所述分组的原始生成树将所述分组路由到所述目的地：
用于每个中断的链路和受影响的生成树-目的地节点对的合格邻居由每个节点在配置或链路状态改变时计算，并且选择规则为：
投掷到邻居节点和该节点之间的链路不属于故障的生成树；和
投掷到邻居节点和目的地节点之间的路径不包含该节点。
23.根据权利要求20所述的方法，其中执行快速本地重新路由还包括路径重新选择，其中通过来自优先级列表的下一可用路径基于本地转发表来选择校正路由。
24.根据权利要求23所述的方法，其中执行快速本地重新路由还包括响应于路径故障是持续的或者在所述网络中存在多个并发的故障而执行本地生成树修复，其中将进行对路由路径的本地校正，包括以下中的一个或多个：
将生成树中的中断的链路替换为原始不属于所述生成树的操作链路；
所涉及的节点之间的信令导致路由结构的本地重新布置；
每个节点维持关于潜在替换链路的信息，以防其在到网关的路径上的上游链路中的一个将会中断，并且节点在路由拓扑改变时更新该信息；
针对每个中断的生成树，合适的替换候选是沿着生成树从中断点直接将节点连接到上游并将另一个节点连接到下游的链路；
本地生成树修复过程由具有朝向网关的中断链路的发起节点发起，并且所述发起节点向链路的下游端点修复节点发送激活修复链路的信号；和/或
修复节点更新其转发偏好和路由以使用新的链路，并通知修复的生成树的其他节点。
25.根据权利要求24所述的方法，其中执行快速本地重新路由还包括响应于被认为是永久的持续长时间的故障情况，而重新计算所有路由路径，计算一个或多个新的调度，并且基于重新计算的路由路径和计算的一个或多个新的调度来重新配置整个网络。
26.根据权利要求1所述的方法，还包括在所述网络内分发本地故障标识和链路状态信息。
27.根据权利要求26所述的方法，其中在所述网络内分发本地故障标识和链路状态信息还包括以下中的一个或多个：
监视链路和路径状态两者；
链路的操作状态是基于从无线物理层所接收的状态指示；
周期性的Hello消息传送被用于验证通过到所有邻居的所有链路的到邻居节点的可达性；
拥塞主要通过优先级特定的输出队列长度来估计；
使用链路状态更新消息在整个网状网络中分发链路状态信息，其中当节点检测到显著的链路状态改变或链路上的业务负载的改变时，节点发送链路状态更新消息；
链路状态更新消息沿着在链路状态更新消息中指定的生成树在控制平面中传播，并且其中除了从其接收到链路状态更新消息的邻居之外，每个节点还将接收到的链路状态更新消息转发到其自身的邻居；和/或
针对每个链路状态事件，节点沿着穿过所关注的链路的所有生成树发送链路状态更新消息。
28.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法支持单向和双向客户端业务两者。
29.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法支持通过相同路由路径或通过不同路由路径来路由双向业务的上游和下游方向。
30.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法还包括至少执行部分地基于能量优化来执行所述切换和引起路由。
31.根据权利要求30所述的方法，其中所述能量优化包括以下中的一个或多个：
执行节能控制模块，其处理节点和链路级别处的节能；
节能控制模块的操作与客户端层协调，包括指示哪些客户端节点是潜在的休眠者；
节能控制模块独自地学习哪些客户端节点是潜在的休眠者；
节能控制模块向客户端层提出潜在的休眠者；
节点可基于其内部的自我诊断来请求关闭；
当潜在的休眠节点被指示时，节点将被强制成为所有生成树处的叶节点，以允许节点进入休眠而不影响正在进行的业务；
新的拓扑配置信息被分发，并且在激活之后，节点进入休眠；
基于某个准则执行唤醒过程；
在拓扑优化中考虑链路级别节能；和/或
节能控制模块过程也被采用于维护目的，并提供节点的适度关闭，而不需要激活保护方案。
32.根据权利要求1至31中任一项所述的方法，其中所述网状网络是无线网状网络。
33.根据权利要求1至31中任一项所述的方法，其中所述网状网络是无线网状网络，并且所述多个节点使用毫米波链路彼此通信。
34.根据权利要求1所述的方法，在光网状网络中执行。
35.一种方法，包括：
在包括通过链路互连的多个节点的一个或多个域的网状网络中，其中所述一个或多个域及其多个节点及其链路是拓扑的部分，并且其中存在将所选域连接到另一个网络的用于所选域的至少一个网关，确定用于至少一个网关中的所选一个的一组主要和备用路由路径，其中用于所选网关的每个主要和备用路由路径包括生成树，所述生成树包括所选网关和用于所选域中的节点的到该所选网关的路由；
执行针对所选域中的任何其他网关确定该组主要和备用路由路径；
确定在一个或多个调度周期内要由所述网状网络中的节点使用的一个或多个调度；和
向所述网状网络中的节点发送信息，其中所述信息至少描述用于节点的主要和备用路由路径以及用于所选域的节点的一个或多个调度。
36.根据权利要求35所述的方法，其中：
所述拓扑是第一拓扑，并且其中在所述网状网络中发生一个或多个改变以创建第二拓扑；
所述方法还包括重新执行针对所选域中的所有网关确定该组主要和备用路由路径，并且重新执行确定一个或多个调度；和
以从第一拓扑配置到第二拓扑配置同步传送的这样的方式执行发送信息。
37.根据权利要求35至36中任一项所述的方法，其中所述网状网络是无线网状网络。
38.根据权利要求35至36中任一项所述的方法，其中所述网状网络是无线网状网络，并且所述多个节点使用毫米波链路彼此通信。
39.一种装置，包括：
在包括通过链路互连的多个节点的一个或多个域并且其中存在将所选域连接到另一个网络的所选域中的至少一个网关的网状网络中访问用于至少一个网关中的所选一个的一组主要和备用路由路径的部件，其中所述一个或多个域及其多个节点及其链路是拓扑的部分，其中用于所选网关的每个主要和备用路由路径包括生成树，所述生成树包括所选网关和用于所选域中的节点的到该所选网关的路由；
用于访问在一个或多个调度周期内要由所述网状网络中的一个或多个节点使用的一个或多个调度的部件；
用于基于节点之间的一个或多个链路的状态以及基于所述一个或多个调度切换到用于所选网关的主要或备用路由路径中的所选一个的部件；和
用于引起所述网状网络的至少部分中的路由基于所选路由路径而修改的部件。
40.根据权利要求39所述的装置，还包括用于执行权利要求3的方法的部件。
41.一种装置，包括：
在包括通过链路互连的多个节点的一个或多个域的网状网络中确定用于至少一个网关中的所选一个的一组主要和备用路由路径的部件，其中所述一个或多个域及其多个节点及其链路是拓扑的部分，并且其中存在将所选域连接到另一个网络的用于所选域的至少一个网关，其中用于所选网关的每个主要和备用路由路径包括生成树，所述生成树包括所选网关和用于所选域中的节点的到该所选网关的路由；
用于执行针对所选域中的任何其他网关确定该组主要和备用路由路径的部件；
用于确定在一个或多个调度周期内要由所述网状网络中的节点使用的一个或多个调度的部件；和
用于向所述网状网络中的节点发送信息的部件，其中所述信息至少描述用于节点的主要和备用路由路径以及用于所选域的节点的一个或多个调度。
42.一种基站，包括权利要求39的装置。
43.一种网状网络集中控制器，包括权利要求39的装置。
44.一种通信网络，包括权利要求39的装置中的一个或多个。
45.一种包括程序代码的计算机程序，所述程序代码用于执行根据权利要求1的方法。
46.根据权利要求45所述的计算机程序，其中所述计算机程序是包括计算机可读介质的计算机程序产品，所述计算机可读介质承载体现在其中以供计算机使用的计算机程序代码。
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