CN1197309C - 用于在多跳网络中转发的方法 - Google Patents

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Abstract

为了在多跳环境中发送数据消息，第一个站向附近的其他站或接收机广播或者组播一个发送。在一个或多个站应答第一个站之后，第一个站选择应答的站之一并且向选定的站发送命令消息来承担转发该数据消息的责任。除此之外，对第一个站的应答可以包括关于将该数据消息发送到其目的地的开销。在另一个变体中，第一个发送可以包括该数据消息和指定附近的站之一的命令消息两者，因此当指定的站接收第一个发送时，其可以立即转发该数据消息并且然后稍后应答第一个站。这个变体还包括备用机制，以便如果指定的站没有接收第一个发送可以应答第一个站，其然后可以评估该应答，选择应答的站之一，并且向选定的站发送命令消息。

Description

用于在多跳网络中转发的方法
                      技术领域
本发明一般涉及通过多跳网络转发信息的领域。
                      背景技术
在多跳通信通路中，信息以源和目的地之间的多个跳或段而不是直接(例如，1跳)被发送。这个方案可以提供如较低的功率消耗和较高的信息吞吐量的优点。
贝尔曼弗德和相关现有技术的选路技术逐步建立和定义了从源到目的地的多跳路由。通过分发选路开销信息来形成路由表实现了这一点。开销信息可包括，例如，消息延迟、累积功率消耗以及跳数。这个信息可以被输入或者概括在路由表中。在本系统中，每个节点或者站使用该路由表来进行独立决策。基于贝尔曼弗德(Bellman Ford)(也被称为“距离向量”)的选路导致对于每个源-目的地对的单一路由的存在。但是，随着因移动性的拓扑改变，这个单一路由(每个源-目的地对)将随着时间过去通过不同的节点。
系统中的改变或者波动意味着优化选路可基于系统中当前的情况来改变。换句话说，系统特性或特征随时间的波动，可以创建机会的窗口或峰值使得信号传输比在其他时间和条件下更成功。易受改变的系统特性可包括，例如，路径质量、噪声、干扰以及消息流量负荷。如贝尔曼弗德的现有技术选路技术没有认识到这些机会窗口，因为系统中的站不是每个都存储相关信息。
相反，及时选路技术使用波动提供的机会。特别是在无线选路环境中，当系统里链路的质量随时间快速变化时(例如，因瑞利衰落)，系统整体性能变坏。但是，及时选路利用这种变化也提供的机会的窗口或峰值部分地弥补了这一性能损失。当采用及时选路时，对于每个源-目的地对不是单一路由。代替的，数据分组沿着从源到目的地的有些随机的路由而行。结果，当使用贝尔曼弗德时，贝尔曼弗德中连续的分组将在相同的路由上被发送(假设网络的拓扑在此期间不改变)，
而当使用及时选路时，连续分组可以在相同方向上的不同的路径上被发送。
于1998年12月10日出版的美国专利6,097,703，并且也是国际公开号为WO 98/56140的PCT国际申请PCT/GB98/01651，描述了一种及时选路系统，其中网络中每个站，监视网络中其他站的活动。每个站独立并且机会地决定，在传输时，其将使用其他站的哪个来转播消息。例如，第一个站选择几个候选站之一，并且然后将消息转发到选定的候选站。如果这个发送成功，则选定的候选站进而又选择几个候选站之一，并且该循环重复。如果从第一个站到第一个选定的候选站的发送失败，则第一个站将消息发送到另一个候选站。如果所有的候选站都不能成功地接收该消息，则第一个站告诉前一个站其不能转发该数据。在这种情况下前一个站将试图通过另一个其自己的候选站来转发数据。因此该循环重复，并且该消息依赖候选站如何响应或者前进或者后退。
总之，公开的及时选路技术看上去是在其自身固有的慢的传统的、主动型选路信息协议上放置的更快的转发算法。例如，在1995年Prentice Hall版权的Martha E.Stenstrup编辑的文本Routing inCommunication Networks(通信网中的选路)中，在388页陈述“避免这个问题的方法使用在不同的时间表工作的多个选路算法：与本地信息一起作用但是生成次优路由的快速算法，以及使用更多的全局信息来生成更好的路由的较慢算法。”以及第353页，“快速响应的需要意味着需要在不同的时标起作用的多个算法(与本地信息一起作用的快速算法，以及使用更多全局信息的更长期算法)”。
作为进一步的例子，在美国专利第6,097,703号以及国际出版物号WO 98/56140是慢处理。监视通过监听经过的消息，或者通过积极地发送探测帧被处理。当探测帧被发送时，希望返回包括，例如关于路径损耗的信息的响应。当在探测帧的返回和数据发送之间有延迟时，则由返回的探测帧提供的信息到数据被发送时变得过时了。一个不希望的结果是已有的及时选路技术，还有基于贝尔曼弗德的选路技术，不能适度地处理可能的分集效应。因此，需要更好的技术适度有效地快速执行和处理分集效应。
                      发明内容
根据本发明的示例实施方案，为了在多跳环境中发送数据消息，第一个站向其他站或者附近的接收者广播或者组播传送。在一个或者多个站应答第一个站之后，第一个站选择应答的站之一并且向选定的站发送命令消息来承担转发该数据消息的责任。数据消息可以伴随来自第一个站的第一个传送，或者可以伴随命令消息。除此之外，对第一个站的应答可包括关于将数据消息发送到其目的地的成本的信息。
在另一个变化中，第一个传送可包括数据消息和指明附近的站之一的命令消息两者，因此当指明的站接收第一个传送时，其可以立即转发该数据消息并且后来应答第一个站。如果指明的站在一定时间间隔里不应答第一个站，则也接收该数据消息的其他站可应答第一个站，并且第一个站可以选择并且命令其中之一来转发该数据消息。
分支分集和捕获效应可被用于增强数据转发处理。特别的，由广播/组播提供的分支分集减少了与编码一起使用的交织数据来抗击衰落信道，并且这进而意味着更少的延迟并且因此更高的数据吞吐量。捕获效应指一种现象，其中在或者接近相同频率的两个信号中的较强的一个被解调，并且较弱的信号作为噪声被完全抑制并且丢弃。与多个接收节点或者站一起，当通过使至少一个节点成功地接收想要的发送的可能性最大化数据发送冲突时，捕获效应提供高度的健壮性。当数据消息或数据信息比信令数据大时，本发明的示例实施方案特别有效。
根据本发明，提供了一种用于在包含多个节点的多跳网络中转发信息的方法，所述方法包括步骤：指定网络中一个节点作为发起节点；在所述信息被转发的通常方向上将消息从网络中的发起节点发送到网络中的多个候选中继节点；从成功地接收消息的候选中继节点的每个向发起节点发送所述消息的确认；选择确认接收到所述消息的候选中继节点之一；将转发命令从发起节点发送到选定的候选中继节点，所述命令指示选定的节点来向下一节点转发以前接收的消息；由选定的中继节点将所述消息转发到下一节点；以及将转发命令的确认从选定的候选中继节点发送到发起节点。
根据本发明，提供了一种用于转发消息的系统，包括组成网络的多个互连节点，其中：发起节点被配置为在消息被转发的通常方向上将消息转发到网络中多个候选中继节点；接收消息的那些多个候选中继节点被配置为向发起节点发送一个确认；发起节点被配置为基于所述确认来选择候选中继节点之一，并且向选定的候选中继节点发送转发命令，该命令指示选定的候选中继节点来向下一节点转发前面接收的消息；以及选定的候选中继节点被配置为向下一节点转发消息，并且向发起节点发送转发命令的确认。
根据本发明，提供了一种通信节点，其中该通信节点被配置为：当所述通信节点是网络中的发起节点时，所述节点a)在信息将被转发的通常方向上，将消息转发到网络中的多个候选中继节点，b)接收由接收消息的那些多个候选中继节点发送的确认，c)基于所述确认来选择确认接收消息的候选中继节点之一，以及d)向选定的候选中继节点发送转发命令，该转发命令指示选定的节点把先前接收的消息转发到下一个节点；当所述通信节点是网络中的候选中继节点并且接收来自网络中发起节点的消息时，所述通信节点向发起节点发送确认；以及当在所述通信节点接收来自发起节点的消息之后，通信节点接收选择通信节点的转发命令时，所述通信节点向发起节点发送转发命令的确认，并且转发所述消息。
                      附图说明
当与附图一起阅读时，从优选实施方案的下列详细描述中本发明的其他目的和优点对于本领域的技术人员变得显而易见。附图中相同的元件由相同的参考编号指明。
图1显示根据本发明的示例实施方案的信令过程。
图2A显示收发信机和它们之间的通信链路的方案。
图2B显示在图2A中所示的收发信机之间使用根据本发明的示例实施方案的信令过程的信令。
图3说明路径损耗如何影响消息传播。
图4说明在消息传播中分集效应的益处。
图5说明捕获效应如何可以有益于消息传播。
图6说明根据本发明的示例实施方案的数据流分离。
图7说明根据本发明的示例实施方案的快速分组转发方法。
图8说明根据本发明的示例实施方案的快速分组转发方法。
图9说明根据本发明的示例实施方案，数据负载如何自然地被分配。
图10说明根据本发明的示例实施方案的信令过程。
                    具体实施方式
根据本发明的示例实施方案，为了在多跳环境中发送数据消息，第一个站向其他站或者附近的接收机广播或者组播一个传送。这可以通过，例如没有侦听信道的直接发送，或者通过利用本技术领域已知的技术，如CSMA(载波侦听多路存取)或者CSMA/CD(带有冲突检测的载波侦听多路存取)等来实现。在一个或多个站应答第一个站之后，第一个站选择应答的站之一并且向选定的站发送命令消息来承担转发该消息的责任。数据消息可以伴随来自第一个站的第一个传送，或者可以伴随命令消息。除此之外，对第一个站的应答可包括关于将数据消息发送到其目的地的成本的信息。
分支分集和捕获效应可被用于增强数据转发处理。特别的，由广播/组播提供的分支分集减少了与编码一起使用的交织数据来抗击衰落信道，并且这进而意味着更少的延迟并且因此更高的数据吞吐量。捕获效应指一种现象，其中在或者接近相同频率的两个信号中的较强的一个被解调，并且较弱的信号作为噪声被完全抑制并且丢弃。与多个接收节点或者站一起，当通过使至少一个节点成功地接收想要的发送的可能性最大化数据发送冲突时，捕获效应提供高度的健壮性。当数据消息或数据信息比信令数据大时，本发明的示例实施方案特别有效。
图1显示根据本发明的示例实施方案的信令过程。当数据消息从第一个节点或站O的更高层被生成时，或者当第一个节点O接收来自另一个节点的数据消息时，通过节点或站的网络转发消息的过程从网络中第一个发起节点O开始。该过程确保数据消息仅在该过程结束处被另一个节点接收。
特别的，如图1所示，在可选的步骤1，候选的中间目的地节点和发送参数可以被预先选择。预先选择可基于，例如，由较慢的选路协议提供的信息，和/或系统开销信息。如步骤2所示，发起节点O向地址无限数量的节点发送数据消息，也就是，广播该数据消息。替代的，发起节点O可向地址有限数量的节点发送该消息，也就是组播该数据消息。发送参数和/或其他控制信息可以伴随数据消息。例如，可与数据头一起发送的一组发送参数包括发送功率PTX以及最小接收功率PRX_min。利用这个信息，接收候选节点可执行基本的链路预算计算来计算其各自的发送功率因此最小接收功率PRX_min在发起节点被接收。PRX_min的等级依赖于接收机中的噪声等级、使用的调制和编码以及由天线接收的干扰。
其他控制消息也可以为功率控制目的传送链路预算信息。不涉及数据和控制消息交换，但是偶而听到这样的通信的节点如果确定发送数据或控制消息会干扰当前交换或后续交换，则其自己可以制止发送数据或控制消息。从提供用于简单的链路预算信息以及指示a)哪些节点将接收或发送，以及b)何时的信息的偶而听到的头信息确定节点的行为。
作为进一步的例子，其中数据消息被组播，控制信息可指明该数据消息被打算给哪些中间节点。控制信息还可以规定或者否则影响由成功地接收该数据消息和控制信息的节点生成的确认。除此之外，虽然图1中仅显示4个中间节点A、B、C、D，但是任何合适数量的中间节点可以被使用或指定。
如图1的步骤2中所示，节点A、B和D成功地接收来自发起节点的消息，并且在应答中发送确认消息。如所示，来自节点B和D的确认消息成功地到达发起节点O，而来自节点A的确认消息没有被成功地接收(例如，因干扰效应)。在没有确认消息成功地到达发起节点O的情况下，或者如果成功地被在发起节点O接收的确认消息的数量低于预定阈值，则发起节点O可以以相同或者不同的发送参数或者参数值重新发送数据消息，直到获得满意的确认结果为止。发送参数可包括，例如，发送功率、数据速率以及转发纠错率。除此之外，重新发送可以在随机的补偿时间之后被执行，并且可以使用载波检测，这在本领域是熟知的并且在许多媒体接入协议、非持久CSMA、持久CSMA等中实现。
当接收到足够的确认时，在步骤3发起节点评估接收的确认并且选择确认节点之一来转发数据消息并且因此开始另一个传播周期。在步骤4发起节点O向选定的中间节点(在这种情况下是节点D)发送转发命令并且然后在从节点D接收到节点D成功地接收到转发命令的确认之后放弃对数据消息的责任(例如，停止关于该数据消息的活动)。如果节点D没有成功转发该数据消息，则节点D可以向节点O发送状态消息指示D不能转发该数据消息并且然后节点O可以，例如利用除节点D之外的其他中间节点再次尝试转发该数据消息。
如果数据消息以不可接受的情况到达最终目的地节点，则最终目的地节点可以通过网络以该数据消息被通过该网络转发的相同的形式送回ARQ(自动重复请求)消息。
图2A显示节点或收发信机O和A-G的特定排列以及它们之间的通信链路。图2B显示节点之间的信令，并且还显示在信令序列期间在D和C的每个处的载波干扰比率(CIR)。CIR测量反映例如瑞利衰落的衰落的影响。CIR还反映来自其他用户的干扰等级。在图2B和6中所示的CIR曲线中，来自其他用户的干扰的影响很低，并且基本上是噪声最低限度。由图2B和6中的曲线所示的变化CIR值主要是因为衰落信道。
图2B中所示的信令序列类似于图1中所示的，并且上述关于图1的原理和选项也可应用于图2A、2B。
如图2A中一般所示，节点O向节点A、B、C、D发送消息，并且后来节点D向更远离节点O的节点E、F、G发送消息。在图2A中，标记从O到C，从D到E，以及从D到F的发送的“X”记号指示这些发送是不成功的。在图2B所示的第一步(或时隙)TS1，节点O向节点A、B、C、D的每个发送数据发送。节点C不能成功地接收该发送。在第一步TS1，节点D的CIR很大或者接近最大值。相反，在节点C的CIR接近最小值，指示这个低的CIR值是节点C未能成功地接收来自节点O的数据发送的原因。在步骤TS2，节点A、B和D将确认信号送回节点O。节点D处的CIR下降在确认信号发送之后出现，并且因此不阻止节点O成功地接收确认信号。注意在节点O的CIR与在节点D相比不同，因为经历的干扰是基于位置的。在步骤TS3，节点O确定其将向哪个确认节点发送转发命令。在步骤TS4，节点O向节点D发送转发命令，并且在步骤TS5，节点D向节点O发送确认消息以便确认转发命令的接收。其后，节点D进一步沿网络向节点E、F、G发送数据消息，如图2A所示，以便继续通过网络传播该数据消息。在步骤TS6，在节点D确认接收来自节点O的转发命令之后，节点A、B丢弃其在步骤TS1从节点O接收的数据消息。丢弃接收的数据消息可以是想要的，例如，以便在节点A、B节约资源。
一般的，当节点接收数据消息但是没有接收指示其转发该数据消息的转发命令时，该节点可以在接收数据消息之后预定的时间段一到期就简单地丢弃该数据消息。替代的，该节点可以当其接收或者“偶而听到”针对或者寻址到不同的节点的对于该数据消息的转发命令时丢弃该数据消息。这些替代技术也可以一起使用。
根据本发明的示例实施方案，图1、2A、2B所示的数据转发过程可以用额外的步骤被增加。例如，在转发过程激活之前，或者在转发过程没有被使用的时间期间，关于网络的拓扑和连通性的数据可以在相对慢的基础上被采集和维护。这个数据采集可以是，例如连续的过程。然后，当转发过程被激活时，拓扑和连通性数据可以被用来帮助发起节点(例如，节点O)确定哪些节点是候选中间目的地(例如，图1-2的节点A、B、C、D)。拓扑和连通性数据的采集速率理想地是a)足够高以便为每个节点提供哪些节点会是数据在特定方向传播或者到最终目的地的合适的中间目的地，同时b)足够低以避免维护系统开销信息的浪费能量以及其他系统资源(如拓扑和连通性数据)。
拓扑和连通性数据的采集可以通过一个制造好的“传统”选路信息协议(RIP)被提供，其目的是为每个节点提供从该节点向某个目的地发送数据消息的估计(最低)开销。传统的RIP可以，例如，利用具有跳度量、速率度量或总平均路径损耗度量的异步分布式贝尔曼弗德算法可以实现这个目的。
与传统的RIP一起，网络中的每个节点采集和存储连通性信息。连通性信息可以，例如，采用节点之间的路径损耗矩阵的形式。该信息可以基于该节点和其邻居之间的通信，或者可以是由其邻居中继到该节点的连通性信息。典型地在节点处第N层连通性信息可用，其中N表示连接的数量。例如，串行链接的4个节点有N＝3个连接将它们链接在一起。N值可被设置以便在合理的等级维护开销。例如，N可以在1和3之间被设置。
在例如以上关于图1的可选的步骤1所述的中间目的地候选者预选择期间，当确定中间目的地，也就是中继站、候选站时，通过慢的传统RIP过程收集的信息被估计。在这个预选择过程中的一个步骤是选择一组合适的发送数据，如编码、速率、功率等。这影响有多少中继候选站可用，并且还有哪些中继候选站可用于选择。一种更简单但是可能低效的方法是使用缺省值作为发送参数和中继候选站的数量。总之，可以使用各种技术来识别候选中继站，包括但是不限于这里讨论的那些。
本发明的一个重要的方面是对于一个节点一般有多个中继站可用于中继候选站。对于有数据消息要转发的节点有多个中继候选站节点可用，提供了一定程度的分支分集。因为寻址多个节点确保至少其中一些将保持可到达，并且提供向数据消息的最终目的地的很好的连通性，所以连通性或节点可用性的完全的知识一般不必要。根据本发明的示例实施方案，当发送数据消息时节点使用的发送参数，和/或参数和控制信息是可修改的。因此如果发起节点(例如，有数据消息并且有转发该数据消息的责任的任何节点)发现候选中继节点不响应其通信，则发起节点可以改变发送参数以便增加在发起节点和至少一个候选中继节点之间成功通信的机会。发送参数还可以例如通过减少不必要的高传输功率等级以便减少能量消耗以及其他不想要的副作用被调整以便使整体效率最大化。发送参数还可以被调整以便提供适合于现有的情况和系统的成本和性能之间的平衡。发送参数当然可以被动态，或者预先，或者动态和预先地调整。例如，当节点接收到数据消息并且有责任转发该数据消息时，发送参数可以被设置为初始或者缺省值。然后，如果该节点不能成功地与候选中继节点通信，则其可以调整发送参数并且再次尝试。
根据本发明的实施方案，发送参数可以被设置因此有很高的可能性该发送将到达最近的候选中继节点，并且有可能该发送将到达在传播方向外的更多的一个或多个候选中继节点。如果更多的节点之一可以被成功地到达，则在数据消息通过网络的多跳路程中将有更少的跳，这可以节省在转发，多跳过程中每个数据位的整体能量支出。例如，当到更多节点的路径有衰落峰值(例如，瑞利、Rician、或者对数正态)时，则发送可以成功地到达更多的节点。图3显示了这样的一个例子。如图3所示，从节点O到节点K的路径有40分贝的平均路径损耗，并且在这个特定时间瞬时路径损耗是45分贝。从节点O到节点L的路径有45分贝的平均路径损耗，并且瞬时路径损耗是55分贝。因此从节点O到节点K以及从节点O到节点L的两个路径在这个时刻都比其在平均起来有点差。但是从节点O到节点M的路径有更好的情况，因为瞬时路径损耗是40分贝，比50分贝的平均路径损耗少很多。如图3所示，从节点O到节点K上的路径损耗太大并且阻碍了信号成功地到达节点L，但是来自节点O的消息将安全地到达节点K和更远的节点M。在路径损耗可以在某种程度被预测的情况下，根据本发明的示例实施方案，节点O的发送参数可以被优化以便利用周期性的路径损耗。例如，对于更远的候选中继节点，来自节点O的发送可以被定时来符合路径损耗最小值。其中广播功率是有限制的，这个技术还可通过仅利用足够的广播功率来成功地联系较近的候选中继节点来被用于最小化发送功率。
根据本发明的实施方案，如节点O的发起节点可以向大致位于相同的场所的多个候选中继节点发送消息。这种情况下的策略是用足够的功率发送该消息因此在候选中继节点经历每位合理量的平均能量。当每个候选中继节点经历关于发起节点O的不同的衰落信道(例如，瑞利衰落信道)时，实现了分集效率。这是因为由于衰落峰值，很可能候选中继节点的至少一个将成功地接收来自发起节点O的消息。
图4A和4B提供这些原理的说明。如图4A所示，节点O向候选中继节点Q、R、S、T的每个发送消息。该消息被节点Q和T成功地接收，但是在节点R、S没有被成功地接收，如沿O-R和O-S路径的“X”标签所指示。图4B指示为什么会这样。特别的，图4B显示功率域中的瑞利PDF(概率密度函数)。如图4B中所示，在消息从节点O发送的时刻，路径O-T、O-S经历平均值之上的一定程度的衰落，而路径O-T、O-Q经历平均值之下的一定程度的衰落。特别如图4A所示，路径O-Q有10分贝的SNR(信号噪声比)，路径O-R有20分贝的SNR，路径O-S有-5分贝的SNR，并且路径O-T有5分贝的SNR。
除此之外，对于给定的字错误率(WER)，由于由这种技术提供的高度的分集增益，来自节点O的传输功率可以被显著地减少。即使当快速衰落不存在时，分集增益仍有效地增强了该系统的性能。
根据本发明的实施方案，捕获效应还使得本系统和本发明的技术健壮。捕获效应指一种现象，其中在或者接近相同频率的两个信号中的只有较强的一个被解调，并且较弱的信号作为噪声被完全抑制并且丢弃。与多个接收节点或者站一起，当通过使至少一个节点成功地接收想要的发送的可能性最大化，数据发送冲突时，捕获效应提供高度的健壮性。例如，瑞利衰落峰值和下降能够进行同时的空间一致发送，或者甚至并行发送。这增加了至少一个候选中继节点将经历合适的捕获比的可能性。捕获比由信号强度的分贝表示，并且是接收节点可以在相同频率上的两个单独的进入信号之间进行区分的数量。如果两个信号之一比另一个强到超过捕获率的量，则较强的信号将被接收节点“捕获”或者接收并且较弱的信号被作为噪声完全抑制。
图5说明捕获效应。如图5所示，第一个发起站O1和第二个发起站O2每个发送一个消息信号。在候选中继节点A，信号强度比PO1/PO2＝10分贝，并且因此来自O1的消息信号被捕获。在候选中继节点B，信号强度比PO1/PO2＝-20分贝，并且因此来自O2的消息信号被捕获。在候选中继节点C，信号强度比PO1/PO2＝-5分贝，其低于这个特定说明中的捕获率，并且因此没有一个消息信号被成功接收。
在本发明的上下文中，还有捕获效应赋予的第二个益处。也就是，复杂网络考虑周到的调度以及可能还有载波侦听的需要被减弱。当然，这不排除这些技术。例如，在数据发送确认被接收之后向前转发的确认，可被用于这里(也就是载波侦听和调度)以及其他类似的情况。
如上述进一步所述，在候选中继节点成功地接收一个消息之后，其向发起节点送回证实或确认消息以便指示成功地接收。证实消息可不仅包括来自发起节点的消息成功接收的确认，还可包括关于选路开销、连通性、队列长度、剩余电池能量等(例如，候选中继节点的)的最近的信息。但是，增加证实消息的强度还增加了能量消耗，因为其需要更多的时间来发送。因此，额外信息的益处可以基于特定情况和可用的系统资源来与增加能量消耗的缺点进行均衡。
除此之外，来自候选中继节点的确认消息的访问或发送顺序可以被管理。例如，确认顺序或序列可依赖来自发起节点的消息中的寻址顺序(例如，候选中继节点被在消息中指定的顺序)。例如，在CDMA/TDD(码分多址/时分双工)中，代码可以有序的形式给出，因此在相同的时隙中可能有多个响应。
证实/确认消息和技术可以用不同的方式优化。例如，为了优化功率效率，想要“最合适”的候选中继节点来在不太合适的候选中继节点之前响应。这可以减少能量消耗，例如，在其中不太合适的候选中继节点在从发起节点接收到消息之后保持安静的方案中，如果它们偶而听到最合适的候选中继节点在预定的时间周期里发送确认消息。换句话说，不太合适的候选中继节点在响应之前等待一会儿，给最合适的候选中继节点时间来响应。但是，在该方案中延迟可以与到达目的地的开销成反比。例如，风险是合适远的候选中继不存在，或者未能成功地接收该消息，在这种情况下直到发起节点接收确认消息为止的延迟将相当长。在另一个例子中，为使延迟最小化，可以使所有的候选延迟节点尽可能快地响应以便使延迟最小化。但是，这会消耗额外的能量。在这些折衷之间的合适的平衡点可基于特定的优化目标、情况和系统中可用的资源来选择。
在没有或很少候选延迟节点响应的情况下，发起节点可以a)为确认消息进行轮询，b)重新发送数据消息，或者c)两者都做。作为进一步选择，发起节点可寻址不同的候选中继节点。
当发起节点重新发送数据消息时，发送参数可以被修改和调整以便改善重新发送成为可接受的可能性，如上述所示。例如，发起节点可以在从候选中继节点没有检测到响应的每个发送时刻连续地增加发送功率。可选的，发起节点可发送“短”的高功率(但是低能量，因为短的持续时间)轮询消息来找到相邻节点，而不是消耗能量发送数据消息(其更长/大并且需要更多时间，并且因此更多能量来发送)。
在发起节点接收确认之后，其用补充信息评估确认并且然后确定其将指示哪个确认候选中继节点来转发该数据消息。图2B说明了一个这样的例子，其中在步骤TS3发起节点O确定节点D是转发数据消息的节点，并且然后在步骤TS4向节点D发送转发命令。发起节点可以使用各种不同的选择算法来决定其将指示哪个节点来转发该数据消息，如本领域的技术人员所认识到的。本领域的技术人员还应该理解选择算法可基于特定情况、目的和现有的系统资源来选择。根据本发明的实施方案，选择算法可包括，例如，哪些候选中继节点成功地确认数据消息的发送，以及成功地确认数据消息发送的那些候选中继节点经历的平均开销的估算。候选中继节点之前的连通性程度、队列的状态、电池公平(例如，在不同节点之间散布工作因此没有单个节点比其他节点消耗大得多的电池能量而终止)，以及不同节点的电池电荷等级都可以是作为选择算法一部分要考虑的因素。当然，其他合适的因素也可以被考虑。
而且，可以使用不同的选择算法，和/或特定的选择算法可以被调节或优化，来获得不同的目的。例如，一个目的可能是能量效率，而另一个目的可能是吞吐量效率。但是，所有的算法都应该确保数据消息平均起来在正确的方向上朝着最终目的地移动。
在发起节点发送转发命令之后，其等待来接收转发命令被成功接收的确认。这在例如，图2B中的步骤TS5说明。传统的ARQ(自动重复请求)方法可被用于确保发起节点以及选定的节点(发起节点向其发送转发命令的节点)中的状态例如通过使用定时器和强制应答被很好地定义。
如上述所述和图2B中步骤TS6所示，转发命令被确认之后，成功地接收数据消息的其他候选中继节点，丢弃该数据消息以及不再需要的任何相关信息。如前面提到的，这个丢弃过程可以被当数据消息第一次被接收时设置或触发的丢弃定时器管理。如果当丢弃定时器到期时，该节点还没有接收到转发命令，则接收的数据可以被认为不再需要。丢弃定时器的时间周期可以是预定或缺省值。作为替代或附加，时间周期可以利用数据消息中包括的信息被设置。换句话说，丢弃定时器的时间周期可以是发起节点可响应当前情况或新目标来适应的发送参数之一。
作为替代或附加的丢弃过程，候选中继节点当其偶而听到关于该信息的指向另一个节点的转发命令时可以丢弃该信息。
根据本发明的实施方案，多分组传输和数据流分离传输还可以被有利地使用。多分组传输指在确认在应答中被发送之前，几个分组或消息被发送。这改善了能量比，这个能量比是a)发送数据需要的能量与b)发送该发送数据已经被接收的确认所需的能量之间的比。
数据流分离指在多个分组事务中，几个候选中继节点可以得到发送的分组或消息的不同子集的转发命令。图6说明这个的简单例子。图6显示每个节点O、A、B和C的时间线，其中发送直接在时间线上并且接收直接在时间线下。对于信道O-A、O-B和O-C的每个还显示随着时间的CIR值。
图6说明多分组传输和数据流分离传输。如图6所示，发起节点O顺序地发送分组1-9。节点A接收分组1-4和8-9，但是不能成功地接收分组5-7。节点B仅接收分组1-5，并且节点C仅接收分组3和8-9。在发起节点O发送该簇中最后一个分组9之后，节点A、B、C的每个发送一个确认信号(分别为A1、B1、C1)，从而指示哪些分组被成功地接收。如图6所示，发起节点O成功地接收来自节点A和B的确认信号A1和B1，但是没有接收来自节点C的确认信号C1。
在接收和评估确认信号之后，发起节点O(尽其所知，基于接收的确认信号)确定哪些分组没有被接收并且重新发送那些分组。因此，在图6中所说明的情况中，发起节点O重新发送分组6-7。节点A成功地接收重新发送的分组6-7，并且用确认信号A2应答。节点B仅接收重新发送的分组7，并且用确认信号B2应答。节点C不接收重新发送分组6-7的任何一个，并且不发送确认。在评估确认A2、B2之后，发起节点O发送指示节点A应该转发分组6-9的转发命令，并且节点B应该转发分组1-5。节点A、B、C的每个成功地接收转发命令，并且节点A、B在响应中发送确认(并且然后进行执行该转发命令)，并且节点C丢弃其接收的信息。如果发起节点没有接收到来自节点A的关于重发的分组6-7的确认，则发起节点可以继续重新发送过程(适当地调整传输参数)直到接收到所有分组的确认为止。
这个过程可以很容易地被改造来实现各种目的。例如，如果需要一定程度的冗余，因此每个分组由至少J个候选中继节点(其中J是冗余的程度，例如，J＝2)接收，发起节点可以一直重新发送分组直到确认指示每个分组被至少J个候选中继节点成功地接收为止。在图6中，J＝1，将J设置为大于1可以，例如，为发起节点在选择将转发命令发送给哪些候选中继节点时提供更多选择。
在图6中，发起节点在其接收所有分组的肯定的确认之后发送转发命令。替代的，分组转发可以按时间以及路径被分离，因此当某些但不是全部分组被成功地接收和确认时，发起节点命令其被转发并且然后努力重新发送剩余的分组。时间分离的速率和幅度可以通过，例如仅当多个成功地接收和确认的分组等于或者超过预定的或动态确定的阈值时发布转发命令来控制。因此，阈值可以是合适的传输参数之一。阈值可以在，例如从1到簇中分组数的范围内变化。(在图6中，阈值等于簇中分组数，因此没有时间分离)。
分组还可以被合并在簇中。例如，候选中继节点可以延迟发送确认(并且发起节点可以延迟重新发送分组或轮询)，因此候选中继节点有机会从不同的发起节点采集分组。来自候选中继节点的后续确认可以指示发起节点候选中继节点有来自其他发起节点的其他分组。发起节点可以使用这种信息来生成转发命令，使各个分组和分组的子簇能够在分组的单个簇中被合并并且然后被转发。
例如，来自第一个发起节点的转发命令可以指示候选中继节点其应该转发来自该发起节点的数据分组，但是优选地与来自第二个发起节点的几个接收的分组一起。因此候选中继节点应该等待一会，并且监听来自第二个发起节点的转发命令。如果来自第二个发起节点的转发命令在时间周期内被接收，则候选中继节点，例如在单个簇中顺序地将所有的各个分组一起转发。但是，如果，在时间周期末尾，没有从第二个转发节点接收到转发命令，则候选中继节点可以放弃进行这个组合的努力并且简单地转发其从第一个发起节点接收的分组。本领域的技术人员将认识到在本发明的概念框架内可以使用其他合适的组合技术。
根据本发明的其他实施方案，代替首先发送数据消息并且在接收证实该数据消息接收的确认之后随后发送转发命令，发起节点将转发命令与全部或部分数据消息一起发送。转发命令指定候选中继节点，并且指示该指定节点立即转发该数据消息。当指定节点成功地一起接收该数据消息和转发命令时，因为指定节点不需要用确认应答并且然后等待单独的转发命令，所以该数据消息更快地通过网络移动。根据本发明，如果指定节点没有成功地接收该消息，则备用过程被调用来继续将该信息朝其目的地移动。这些备用过程与上述过程类似或相同。图7-8说明这个技术的特定方面。
如图7所示，情况1：数据被发送到明确指定或寻址的候选中继节点，以及其他候选中继节点。如果明确寻址的节点成功地接收该数据，则其立即转发该数据并且然后用确认响应发起节点。特别的，发起节点R(N+1，A)将数据发送到每个候选中继节点R(N，A...C)。该数据包括候选中继节点R(N，A)是指定节点的指示。每个节点R(N，A...C)成功地接收该数据，并且节点R(N，A)立即向每个节点R(N-1，A...D)转发该数据(但是此时包括R(N-1，A)是指定节点的指示)。在节点R(N，A)转发该数据之后，所有的节点R(N，A...C)用确认响应发起节点R(N+1，A)。每个节点R(N-1，A...D)成功地接收该数据并且该模式以类似的方式重复，除了当节点R(N-1，A)转发该数据时，只有一个节点，即指定节点R(N-2，A)在范围内。
当指定节点没有肯定地确认该数据的接收时，则发起节点选择其他(非指定)候选中继节点之一并且发送转发命令。这在图7的中部，情况2中说明，其显示发起节点R(N，A)将该数据转发到候选中继节点R(N-1，A...D)，但是指定节点R(N-1，A)没有接收该数据并且因此没有用确认进行响应。因此，在评估来自非指定节点R(N-1，B...D)之后，发起节点R(N，A)选择节点R(N-1，C)，并且发送转发命令指示其转发该数据。
图7的第一部分，情况2，与图7的情况1的部分稍有不同。情况2的第一部分显示一种情况，其中仅有指定节点R(N，A)接收来自发起节点R(N+1，A)的数据，并且因此其是在向节点R(N-1，A)转发数据之后用确认应答的唯一节点。
图8说明与图7所示类似的过程，但是有额外的改进。特别的，非指定节点在从发起节点接收数据之后等待一段时间。如果指定的节点在时间周期到期之前应答，则非指定节点保持沉默，并且可以丢弃该数据。如果在时间周期结束时，指定节点仍没有向发起节点发送确认应答，则非指定节点发送确认应答。
这个技术趋于减少能量花费，但是会增加数据消息通过网络的转接时间。例如，当指定候选中继节点成功地接收并且确认该数据时，因为也接收到该数据的非指定候选中继节点保持沉默而不是生成向发起节点的确认应答，所以节省了能量。但是，当指定候选中继节点对发起节点不可用时，则因为非指定候选中继节点在应答之前将等待一段时间，所以通过网络的转接时间增加。除此之外，因为接收该数据的所有非指定候选中继节点将应答，所以能量没有被节省。
如图8所示，从发起节点R(N+1，A)发送的数据在所有候选中继节点R(N，A...C)被成功地接收。发送的数据包括节点R(N，A)是指定节点的指示。指定节点R(N，A)用确认应答发起节点R(N+1，A)，并且接收发送数据的非指定节点，也就是，节点R(N，B...C)，听到指定节点的确认或数据数据发送并且因此不应答发起节点R(N+1，A)。
在发送确认应答之前，指定的节点R(N，A)向节点R(N-1，A...D)转发该数据(此时带有候选中继节点R(N-1，A)是指定节点的指示)。但是，指定节点R(N-1，A)没有成功地接收该数据，并且因此没有用确认进行应答。非指定节点R(N-1，B...D)等待一段时间，并且听来自指定节点R(N-1，A)向发起节点R(N，A)的应答。当时间周期到期没有来自指定节点的应答时，每个非指定节点R(N-1，B...D)用确认应答发起节点R(N，A)，因此发起节点R(N，A)可以安排非指定节点之一来转发该数据。发起节点R(N，A)接收这些确认，选择节点R(N-1，C)，并且然后向节点R(N-1，C)发送转发命令。节点R(N-1，C)成功地接收该转发命令，并且然后通过将该数据转发到单个候选节点R(N-2，A)，并且然后用转发命令的确认来应答发起节点R(N-1，C)来履行该转发命令。
图8的技术实际上将候选中继节点划分成两组，第一组仅包括指定节点，并且第二组包括非指定节点，其等待来自发起节点的确认发送。这个技术可以被改变，因此候选中继节点被划分成超过2组。最后一组可包括所有的非指定节点，在应答之前等待最长的时间周期。前面的组每个包括一个指定节点，以及不同的时间周期来有效地排列指定节点。第一组是与图8相同，仅包括指定节点，并且没有时间周期。但是，中间的组每个包括一个指定节点，有比前面组的时间周期更长并且比在其后的下一个组的时间周期更短的时间周期。这里，转发命令指示哪些节点在哪些组里，以及每个组的时间周期。如果在第一个组里指定的节点在第二个组的时间周期里没有确认，则在第二个组里的节点如果成功地接收该转发命令，则将转发数据消息和确认。如果其没有成功地接收该转发命令，则其将沉默。如果在下一组中的指定节点到其(更长的)时间周期到期时没有听到确认，则其将转发数据消息和确认，假设其成功地接收转发命令和数据消息。因此，转发命令指定多个节点并且将其排列，因此如果一个失败，则下一个下级指定节点将有机会执行转发命令并且履行该转发命令。如果所有的指定节点未能成功地接收转发命令和数据消息，则最后，接收到数据消息的在最后一组中的非指定节点，以图8中描述的形式确认。
如图7-8中的例子所示，确认应答可以被排序，因此其在发起节点处不冲突。传输参数与从发起节点发送的数据一起可以指示例如候选中继节点应该用确认应答的顺序。在CDMA系统中，传输参数与从发起节点发送的数据一起，可以通过指示候选中继节点应该使用哪些正交码应答来阻止冲突。
在上述实施方案中，数据消息一般被作为从发起节点到候选中继节点之间的第一个通信(在转发命令之前，或者与其一起)发送。替代的，主要功能是到达候选中继节点并且引起应答的较短的消息，可以被首先发送。然后，在与一个或多个候选中继节点的通信被成功建立之后，该数据消息可以被发送到响应的一个或多个这些候选中继节点。在这种情况下，数据消息可以与合适的转发命令一起，或者在该转发命令之前被发送。
值得指出，本发明的示例实施方案自然地在应答节点之中分配数据负载。这个原理在图9中被说明。如图9所示，第一个分组从点A发送，同时第二个不同的分组从点B发送。点A、B是最近的。在图9中每个圆指示从该圆中心点的发送的外面的范围。图9中的点表示候选中继节点。TSu-TSy表示顺序的时隙。因此，用相同的时隙符号标记的发送(圆)在相同的时间发生。当第一个和第二个分组最初从点A、B发出时，以足够高的CIR接收分组之一的那些候选中继节点将应答在A、B之一的各个发起节点。因此，因捕获效应和如分集效应的上述其他因素，接近节点A、B的某些候选节点将接收第一个分组，并且其他将接收第二个分组。两个分组实际上关于候选中继节点彼此抵制，直到其不互相打扰通过网络的彼此的传播。如图9中的例子所示，传播路径SA、SB开始从节点A、B彼此接近，并且然后快速分离，直到每个不再被另一个的传输不利地影响。注意例如，SA的发送圆没有到达SB的中继节点，并且反之亦然。还要注意，假设候选中继节点有足够的数量可用，并且有合适的分布，以便能够进行负载分布。
根据本发明的另一个示例实施方案，发起节点可以将转发决定控制送给另一个节点。送出转发决定控制的一个优点是控制业务量被限于较小的地理区域。这节省了一些控制业务量能量，并且还减少了干扰。
在发起节点将转发决定控制送给另一个节点的情况下，一个转发确认仍必须被返回发起节点，因此发起节点将放弃责任，而不是继续额外的措施来转发数据。转发确认可以来自发起节点给予转发决定控制的节点。替代的，当发起(第一个)节点将转发决定控制给另一个(第二个)节点并且该(第二个)节点向第三个节点发送转发命令时，第三个节点可以向第一个，发起节点发送转发确认。这些原理在图10中被说明，其中发起节点A10在还向节点C10发送转发决定控制的第一个发送101中向临近节点B10、C10和D10发送数据。节点B10、D10每个发送确认102，它指示状态信息以及数据发送101的成功接收。控制器节点C10接收确认102，选择节点B10并且向节点B10发送转发命令103。节点B10可以向发起节点A10发送转发确认104a。替代的，控制器节点C10可以向发起节点A10发送转发确认104b。本领域的技术人员应该理解这些技术可以和上述以及，例如在前面的图中所示的本发明的其他示例实施方案合适地组合或者由其修改。
除此之外，所述技术和过程增强了多跳数据发送抵抗如高延迟扩展和快速衰落信道等事情的有害影响的健壮性。因为可能至少一个候选中继将看到没有太多延迟扩展和快速衰落的一个好的候选中继节点，所以健壮性被改善。
总之，上述本发明的示例实施方案提供了有意义的优点。例如，因为因衰落信道(例如，瑞利、瑞肯(Rician)、对数正态，以及没有干扰信号)而使好的信道峰值或机会峰值的利用被概率地确保，所以成功地发送信息所需的能量被最小化。通过进行有低能量/距离比的传输，能量需求也被最小化。这是可能的，因为当使用多个候选中继节点时，所有都经历了低C/I比并且因此高误码率，其中至少一个可能正确地接收数据发送。因为在各个跳的短延迟和高吞吐量，所以通过网络的数据的快速转接成为可能因为为抗击衰落下降使用编码交错是不必要的，并且因为需要相当少的控制消息，所以使得所述在各个跳的短延迟和高吞量成为可能。另一个优点是支持同时、空间重叠的发送的能力，其是因为概率地确保与衰落信道的出现一起的捕获能力以及多个接收机或候选中继节点的可用性。在响应移动性或信道特性的改变而改变的情况下，可靠性也被增强。这是因为，与电路交换情况或传统的贝尔曼弗德选路过程对比，在本发明的实施方案中，冗余节点以及因此替代节点总是可用。本发明的实施方案还自动提供负载分配作为有益的副作用。这是因为干扰或竞争传输将自动彼此抵制，直到其随着以多跳形式通过网络传播导致没有相互干扰为止。而且，值得指出，建议的方法和过程基于关于数据接收和网络特征的事实，而不是基于如现有技术方法中关于成功的数据接收的推测来做出转发决定。
本领域的普通技术人员还将认识到，本发明的原理有除了无线网络之外的广泛的应用，并且可以应用于通过包括其中节点之间的链路在质量和可用性方面随时间变化的网络节点的任何系统的信息或资料的传输。
本领域的技术人员应该理解本发明可以在不背离其精神和基本特性的情况下以其他特定形式来实现，并且本发明不限于这里所述的特定实施方案。因此目前公开的实施方案在所有方面被认为是说明性而不是限制性的。本发明的范围由所附权利要求指示而不是前述描述，并且在其意义和范围和等价物之内的所有改变被打算包括在其中。

Claims (31)

1.一种用于在包含多个节点的多跳网络中转发信息的方法，所述方法包括步骤：
指定网络中一个节点作为发起节点(O)；
在所述信息被转发的通常方向上将消息从网络中的发起节点发送(TS1)到网络中的多个候选中继节点(A，B，C，D)；
从成功地接收消息的候选中继节点的每个向发起节点(O)发送(TS2)所述消息的确认；
选择(TS3)确认接收到所述消息的候选中继节点之一；
将转发命令从发起节点(O)发送(TS4)到选定的候选中继节点(D)，所述命令指示选定的节点(D)来向下一节点转发以前接收的消息；
由选定的中继节点(D)将所述消息转发到下一节点；以及
将转发命令的确认从选定的候选中继节点(D)发送(TS5)到发起节点(O)。
2.如权利要求1的方法，其中发送消息、发送消息的确认、选择候选中继节点之一、发送转发命令、转发消息以及发送转发命令的确认的步骤被重复，直到消息经过多跳网络为止。
3.如权利要求1的方法，还包括步骤：当发起节点没有接收消息的确认时，改变传输参数以及重复从发起节点发送消息的步骤。
4.如权利要求1的方法，还包括步骤：当发起节点接收少于消息的预定数量的确认时，改变传输参数，以及重复从发起节点发送消息的步骤。
5.如权利要求1的方法，其中发送(TS2)消息的步骤被在没有侦听信道的情况下直接执行。
6.如权利要求1的方法，其中发送(TS2)消息的步骤被作为广播执行。
7.如权利要求1的方法，其中发送(TS2)消息的步骤被作为组播执行。
8.如权利要求1的方法，其中发送(TS2)消息的步骤被利用载波侦听执行。
9.如权利要求1的方法，还包括在发送转发命令的确认的步骤之后丢弃(TS6)来自非选定候选中继节点的消息的步骤。
10.如权利要求1的方法，还包括在发送(TS1)消息之前选择传输参数的步骤。
11.如权利要求1的方法，其中每个消息确认包括节点特定信息。
12.如权利要求11的方法，其中所述节点特定信息涉及选路开销、连通性、队列长度、剩余电池能量中的至少一个。
13.如权利要求11的方法，其中所述选择步骤是基于确认中的节点特定信息。
14.如权利要求1的方法，包括步骤：
最初选择网络中的一个候选中继节点(D)；
在所述信息被转发的通常方向上，将消息从网络中的发起节点(O)发送(TS1)到网络中的多个其他节点(A，B，C，D)，其中多个其他节点包括选定的候选中继节点(D)，并且其中所述消息包括针对选定的候选中继节点(D)的转发命令，所述命令指示选定的节点(D)把消息转发到下一个节点；
如果选定的候选中继节点(D)接收所述消息，则执行将消息的确认从选定的候选中继节点发送(TS2)到发起节点的步骤，指定选定的候选中继节点作为发起节点的步骤，并且重复选择候选中继节点以及发送所述消息的步骤；
如果发起节点没有接收来自选定的候选中继节点的消息的确认，则执行步骤a)从成功地接收来自发起节点的消息的至少一个候选中继节点的每个向发起节点发送消息的确认，b)选择确认接收消息的至少一个候选中继节点之一，c)将转发命令从发起节点发送到新选定的候选中继节点，d)将转发命令的确认从新选定的候选中继节点发送到发起节点，以及e)指定新选定的候选中继节点作为发起节点。
15.如权利要求14的方法，其中如果发起节点没有接收来自选定的候选中继节点的消息的确认则执行的步骤，还包括重复选择候选中继节点以及在指定新选定的候选中继节点之后发送消息的步骤。
16.如权利要求14的方法，还包括如果选定的候选中继节点接收消息，则从成功地接收来自发起节点的消息的至少一个候选中继节点的每个向发起节点发送消息的确认的步骤。
17.如权利要求1的方法，该方法包括步骤：
由网络中的发起节点选择网络中第一个候选中继节点；
在所述信息被转发的通常方向上，将消息从网络中的发起节点发送到网络中的多个候选中继节点，其中多个候选中继节点包括选定的第一个候选中继节点，并且其中所述消息包括指示选定的第一个候选中继节点选择多个候选中继节点中的第二个来转发消息的命令；
将来自接收所述消息的多个候选中继节点的每个的消息的确认发送到第一个选定的候选中继节点；
由第一个选定的候选中继节点来选择候选中继节点中的第二个转发所述消息；
将转发命令从选定的第一个候选中继节点发送到选定的第二个候选中继节点，所述命令指示选定的第二个候选中继节点来向下一节点转发前面接收的消息；以及
响应转发命令，将来自选定的第二个候选中继节点的消息转发到下一个节点。
18.如权利要求17的方法，其中转发来自选定的第二个候选中继节点的消息的步骤包括：
指定选定的第二个候选中继节点作为发起节点；以及
重复以下步骤：选择第一个候选中继节点、发送消息、发送来自接收所述消息的多个候选中继节点的每个的消息的确认、选择候选中继节点中的第二个来转发消息、以及将来自选定的第一个候选中继节点的转发命令发送到选定的第二个候选中继节点。
19.如权利要求17的方法，还包括将来自第一个和第二个选定的候选中继节点中的至少一个的转发命令的确认发送到发起节点的步骤。
20.如权利要求19的方法，还包括在转发来自选定的第二个候选中继节点之后丢弃来自发起节点和多个候选中继节点的非选定的那些节点的消息的步骤。
21.如权利要求19的方法，其中在选择候选中继节点中的第二个的步骤中，选定的第一个候选中继节点被选择作为选定的第二个候选中继节点。
22.如权利要求21的方法，还包括步骤：
如果发起节点没有接收到转发命令的确认，则重复选择网络中第一个候选中继节点，以及将来自网络中发起节点的消息发送到多个候选中继节点的步骤。
23.如权利要求1的方法，其中：
要发送的消息包括多个分组，并且
将来自接收多个分组的至少一个的多个候选中继节点的每个的确认发送到第一个选定的候选中继节点；
基于在发起节点接收的多个分组的确认，重新发送至少预定数量的候选中继节点没有接收的分组，直到每个分组被所述至少预定数量的候选中继节点接收为止；
选择多个候选中继节点的至少一个；
将转发命令从发起节点发送到选定的至少一个候选中继节点的每个，所述命令指示所述选定节点把接收的分组转发到下一个节点；
响应转发命令，从选定的至少一个候选中继节点的每个转发接收的分组。
24.一种用于转发消息的系统，包括组成网络的多个互连节点(O，A，B，C，D)，其中：
发起节点(O)被配置为在消息被转发的通常方向上将消息转发到网络中多个候选中继节点(A，B，C，D)；
接收消息的那些多个候选中继节点被配置为向发起节点(O)发送一个确认；
发起节点(O)被配置为基于所述确认来选择候选中继节点(A，B，C，D)之一，并且向选定的候选中继节点(D)发送转发命令，该命令指示选定的候选中继节点(D)来向下一节点转发前面接收的消息；以及
选定的候选中继节点(D)被配置为向下一节点转发消息，并且向发起节点(O)发送转发命令的确认。
25.如权利要求24的系统，其中：
网络中的一个节点被指定为发起节点(O)；
发起节点(O)被配置为最初选择网络中的候选中继节点(D)；
发起节点(O)被配置为在信息被转发的通常方向上将消息发送到网络中多个候选中继节点(A，B，C，D)，其中多个候选中继节点包括选定的候选中继节点(D)，并且其中所述消息包括针对选定的候选中继节点(D)的转发命令，该转发命令指示选定节点(D)把接收的消息转发到下一个节点；
选定的候选中继节点(D)被配置为如果接收到所述消息，则选定的候选中继节点(D)向发起节点(O)发送消息的确认，并且转发所述消息；以及
如果发起节点(O)没有接收来自选定的候选中继节点(D)的消息的确认，则a)成功地接收来自发起节点的消息的至少一个候选中继节点的每个被配置为向发起节点(O)发送消息的确认，b)发起节点(O)被配置为选择被确认接收所述消息的至少一个候选中继节点之一并且向新选择的候选中继节点发送转发命令，以及d)新选择的候选中继节点被配置为向发起节点发送转发命令的确认并且转发所述消息。
26.如权利要求24的系统，其中：
网络中的一个节点被指定为发起节点(O)；
发起节点(O)被配置为选择网络中的第一个候选中继节点；
发起节点(O)还被配置为在信息被转发的通常方向上将消息发送到网络中多个候选中继节点(A，B，C，D)，其中多个候选中继节点包括选定的第一个候选中继节点，并且其中所述消息包括指示选定的第一个候选中继节点选择多个候选中继节点的第二个来转发所述消息的命令；
接收所述消息的多个候选中继节点的每个被配置为向第一个选定的候选中继节点发送消息的确认；
第一个选定的候选中继节点被配置为基于接收的消息的确认来选择候选中继节点中的第二个来转发所述消息；
第一个选定的候选中继节点被配置为向选定的第二个候选中继节点发送转发命令；以及
选定的第二个候选中继节点被配置为响应转发命令而转发所述消息。
27.如权利要求24的系统，其中：
网络中的一个节点被指定为发起节点(O)；
所述消息包括多个分组，并且
发起节点(O)被配置为在信息被转发的通常方向上将所述多个分组发送到网络中多个候选中继节点(A；B；C；D)；
接收多个分组的至少一个的多个候选中继节点的每个被配置为向发起节点(O)发送确认；
发起节点(O)被配置为基于接收的多个分组的确认来确定哪些分组没有被至少预定数量的候选中继节点接收，并且重新发送没有被至少预定数量的候选中继节点接收的分组，直到每个分组已经被所述至少预定数量的候选中继节点接收为止；
发起节点(O)被配置为基于接收的确认来选择多个候选中继节点的至少一个；
发起节点(O)被配置为向选定的至少一个候选中继节点的每个发送转发命令，该命令指示选定的节点把接收的分组转发到下一个节点；并且
选定的至少一个候选中继节点的每个被配置为响应所述转发命令来转发其接收的分组。
28.一种通信节点，其中该通信节点被配置为：
当所述通信节点是网络中的发起节点(O)时，所述节点a)在信息将被转发的通常方向上，将消息转发到网络中的多个候选中继节点(A；B；C；D)，b)接收由接收消息的那些多个候选中继节点发送的确认，c)基于所述确认来选择确认接收消息的候选中继节点(D)之一，以及d)向选定的候选中继节点(D)发送转发命令，该转发命令指示选定的节点(D)把先前接收的消息转发到下一个节点；
当所述通信节点是网络中的候选中继节点(A；B；C；D)并且接收来自网络中发起节点(O)的消息时，所述通信节点向发起节点(O)发送确认；以及
当在所述通信节点接收来自发起节点的消息之后，通信节点接收选择通信节点的转发命令时，所述通信节点向发起节点发送转发命令的确认，并且转发所述消息。
29.如权利要求28的通信节点，其中该通信节点被配置为：
当所述通信节点是网络中的发起节点(O)时，所述通信节点a)选择网络中的候选中继节点(D)，b)在信息将被转发的通常方向上将消息发送到网络中的多个候选中继节点(A；B；C；D)，其中多个候选中继节点包括选定的候选中继节点(D)，并且其中所述消息包括针对选定的候选中继节点(D)的转发命令，该命令指示选定的节点(D)把消息转发到下一个节点，以及c)如果所述通信节点没有接收来自选定的候选中继节点的消息的确认，则选择确认接收消息的所述至少一个候选中继节点之一，并且向新选定的候选中继节点发送转发命令；
当所述通信节点是网络中的候选中继节点(A；B；C；D)并且接收来自网络中发起节点的消息，并且消息中的转发命令选择所述通信节点时，所述通信节点向发起节点(O)发送消息的确认并且转发所述消息；
当所述通信节点接收来自网络中发起节点(O)的消息，并且所述通信节点在预定时间周期内没有听到网络中的候选中继节点向发起节点发送消息的确认时，所述通信节点向发起节点发送消息的确认；
当所述通信节点接收选择通信节点的转发命令时，所述通信节点向发起节点发送转发命令的确认并且转发所述消息。
30.如权利要求28的通信节点，其中该通信节点被配置为：
当所述通信节点是网络中的发起节点(O)时，所述通信节点a)选择网络中的第一个候选中继节点，以及b)在信息将被转发的通常方向上将消息发送到网络中的多个候选中继节点，其中多个候选中继节点(A；B；C；D)包括选定的第一个候选中继节点，并且其中所述消息包括指示所选定的第一个候选中继节点选择多个候选中继节点中的第二个来转发所述消息的命令；
当所述通信节点是网络中的候选中继节点并且接收所述消息，并且消息中的命令不选择所述通信节点作为第一个选定的候选中继节点时，所述通信节点向第一个选定的候选中继节点发送消息的确认；
当所述通信节点是网络中的候选中继节点并且接收所述消息，并且消息中的命令选择所述通信节点作为第一个选定的候选中继节点时，所述通信节点基于接收的来自网络中候选中继节点的消息的确认来选择候选中继节点中的第二个来转发消息，并且向选定的第二个候选中继节点发送转发命令；
当所述通信节点是网络中的候选中继节点并且接收来自选定的第一个候选中继节点的转发命令时，在接收并且确认所述消息之后，所述通信节点响应转发命令来转发所述消息。
31.如权利要求28的通信节点，其中：
所述消息包括多个分组；并且该通信节点被配置为
当所述通信节点是网络中的发起节点时，所述通信节点a)在信息将被转发的通常方向上将所述多个分组发送到网络中的多个候选中继节点，b)接收来自多个候选中继节点的发送的分组的任何确认，c)基于接收的多个分组的确认，来确定哪些分组没有被至少预定数量的候选中继节点接收，d)重新发送没有被至少预定数量的候选中继节点接收的分组，直到每个分组被所述至少预定数量的候选中继节点接收为止；e)基于接收的确认来选择多个候选中继节点的至少一个；以及f)向选定的至少一个候选中继节点中的每个发送转发命令，该命令指示选定的节点把接收的分组转发到下一个节点；
当所述通信节点接收来自网络中发起节点的一个或多个分组时，所述通信节点向发起节点发送确认来证实接收的分组的接收；以及
当所述通信节点接收指示其转发它已经接收的分组的转发命令时，所述通信节点转发所接收的分组。
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