CN1820465A - 在具有分布式媒体访问控制的无线网络中进行资源预留 - Google Patents

Abstract

一种具有分布式媒体访问控制的无线网络允许在源节点和目的节点之间通过至少一个中间节点建立虚拟信道。该虚拟信道可以在源节点和目的节点之间通信的整个持续过程中建立，并且为了建立虚拟信道，请求处理器可以发送虚拟信道请求，以请求分配用于该虚拟信道的传输资源。根据该虚拟信道请求，可由目标节点生成虚拟信道确认，并可将其返回给源节点，表示用于该虚拟信道的资源分配。随后，通信处理器可以使用所述可用的传输资源从源节点向目标节点发送数据。

Description

在具有分布式媒体访问控制 的无线网络中进行资源预留

技术领域

本发明涉及在具有分布式媒体访问控制的无线网络内进行虚拟信道的资源预留(reservation)。

背景技术

无线通信网络在逐渐地普及，与传统的有线通信网络共存，或者甚至可能将其取代。无线通信网络支持用户无线地将信息发送给其它用户，例如用于在电话终端用户之间的电话会话或者在计算设备之间的数据通信。移动电话是一种在语音和/或数据通信中广泛使用的无线通信设备。类似地，移动计算机也可以用作无线通信设备，并可以支持连接到无线通信网络以进行数据传输和/或协助语音通信。

无线通信网络包括移动通信网络，例如根据诸如GSM(全球移动通信系统)标准和UMTS(通用移动电话系统)等的网络。移动设备通常至少可以在移动通信网络的覆盖区域内自由地移动，甚至在正进行通信的过程中。另一种无线通信网络是用于固定无线设备的通信网络，即所述固定无线设备无线地连接到网络，但是在正进行通信的过程中仅允许在该无线网络的覆盖区域的某个固定本地区域内移动。

无线通信网络的另一种类型是使用分布式媒体访问的无线网络，即没有用于管理资源等的中央控制设备的网络。虽然许多种无线通信网络使用中央控制设备，但是使用分布式媒体访问控制的无线网络使用分散地访问通信资源，基本上允许网络的各个参与者相互协商访问资源。

自组织(ad-hoc)通信网络可以配置为使用分布式媒体访问控制的无线网络，构成具有动态行为和组成的网络，其中资源和诸如覆盖区域等的可用性取决于参与的网络单元或节点。

与技术、商业、管理问题和社会行为有关的各种因素已经驱动了无线自组织网络的发展。自组织网络可以包括使用用于交换数据的接口的多个无线设备，所述数据例如分组数据或连续数据流。每个无线设备可以用作通信节点，负责代表其它通信设备转发数据，同时可以代表通信设备用户运行用户应用程序，例如通信服务。存在多种自组织网络，包括包含移动节点和/或固定无线节点的网络，依靠分组化数据传输或者直接通信链路或任一种无连接链路的网络。

在使用分布式访问控制的典型通信网络中，为了在双方之间建立通信链路，通过参与在两个通信方之间中继数据的多个通信设备或网络节点，即代表其它节点中继信息或数据分组的节点，建立通信路径。该方法称作多跳(multi-hopping)，带有很多优点，例如更好地重复使用网络资源，和降低系统的发射功率，因为在节点之间的各个“跳”涉及可以覆盖的短距离，而不需要很大的发射功率。

一种用于具有分布式媒体访问控制的无线通信网络的标准是IEEE 802.11标准“Wireless LAN and medium access control(MAC)and physical layer PHY)specification”，1999。根据IEEE 802.11的网络或另一种无线通信网络可以提供分布式访问控制以使用通信资源，其中如果通信设备希望在覆盖多个网络节点的传输路径上发送大量信息或数据分组，它首先竞争访问。通常，在每个参与节点上进行所述竞争。

然而，如果将通过传输路径发送其它数据分组，则由每个参与节点为数据分组流的每个数据分组执行访问程序，即为每个数据分组分别执行，即使数据分组属于同一数据流。这引入了大量的开销，因为要协商每个分组的传输。

而且，每个分组的各自传输很可能导致各个分组的不同传输路径，这又可能导致分组的不同传输延迟，并且可能以相反的顺序接收一个数据流的顺序分组。这在诸如语音或实时传输等对延迟敏感的应用中产生问题，导致降低终端用户感觉到的质量。

发明内容

因此，本发明的目的是降低在具有分布式媒体访问控制的无线网络内传输信息的开销和提高用户可察觉的服务质量。

本发明的目的通过一种用于在具有分布式媒体访问控制的无线网络内进行虚拟信道预留的方法来实现，该方法包括：从源节点在包括至少一个中间节点的传输路径上向目的节点发送虚拟信道请求，该虚拟信道请求为从源节点通过至少一个中间节点到目的节点的虚拟信道请求分配传输资源；从目的节点接收虚拟信道确认，该虚拟信道确认表示用于虚拟信道的资源分配；和使用所分配的传输资源从源节点向目的节点传送数据。

因而，本发明支持建立用于在源节点和目的节点之间传输数据的虚拟信道，不再需要重复地发送各个数据部分的通信资源的协商。此外，因为将要从源节点向目的节点发送的数据通过同一虚拟信道传输，因而避免了数据部分的原始顺序的颠倒。这允许改进用户接收质量，尤其在具有服务质量要求的应用中，例如实时语音通信等。

虚拟信道的传输资源可以包括用于传输的重复时段(timeperiod)和传输频率中的至少之一。因而，可结合涉及使用所分配的时段访问传输媒体的访问方案来实现本发明，并允许使用传输频率分配和组合处理来访问传输媒体。

虚拟信道请求可以包括关于时段持续时间、时段的重复和时间基准中至少之一的预留信息。因此，该请求可以包括在传输路径上的节点需要的所有信息。

可以根据通信协议，特别根据IEEE 802.11标准，与消息或数据分组相关联地发送预留信息。

根据有利的实施例，源节点可以收听(listen)在无线网络的其它节点之间的信令，从而确定在无线网络内未预留的传输资源。因而，在发送虚拟信道请求之前，源节点可能已经包含与资源可用性有关的信息，并可以在生成虚拟请求时予以考虑。

因此，虚拟信道请求可以请求使用所确定的未预留传输资源建立虚拟信道。

而且，源节点或另一个节点可以分析包括其它节点的预留信息的数据分组或虚拟信道请求，或者分析释放信息，从而确定未预留时段、传输频率和传输代码中的至少之一。

根据另一种替代方式，虚拟信道请求可以请求至少一个中间节点和目的节点以确定用于虚拟信道的传输资源，并且如果可用的话，预留该传输资源。因而，确定传输资源的工作也可以由中间节点和/或目的节点来执行。

如果在重复的时段内可用的传输容量不可用，则至少一个中间节点和目的节点中的每个均可以确定替代的(alternate)重复时段内替代的可用传输容量。

更进一步地，至少一个中间节点和目的节点中的每个节点可以计算与使用替代的可用传输容量的传输相关的各个时间延迟，并可以将其报告给源节点，例如使用虚拟信道确认。源节点随后可以根据各个时间延迟确定虚拟信道的总时间延迟，并且如果总时间延迟不超过预定的最大延迟，则可以接受该虚拟信道。

根据另一种替代方式，在无线网络内存在或移动到无线网络内的其它节点可以确定未预留的传输资源，并可以在未预留的传输资源期间开始数据传输。此外，在无线网络内存在或移动到其中的其它节点可以分析包括预留信息的数据分组或虚拟信道请求，或者分析其它节点的释放信息，以确定未预留的传输资源。

根据另一种替代方式，可以监视在源节点和目的节点之间的传输路径以确定是否至少一个中间节点离开该无线网络或者连接是否被干扰(disturb)或中断。如果至少一个中间节点离开该无线网络或者如果连接被干扰或中断，则该源节点可以发送附加虚拟信道请求以通过替代路径重新建立该虚拟信道。此外，如果至少一个中间节点之一离开该无线网络，则位于离开的中间节点之前的中间节点可以确定到该离开的中间节点之后的中间节点的虚拟信道替代路径。

可替代地，如果节点之间的连接被干扰或断开(即沿着通信路径的节点)，则可以在位于所述被干扰或断开的连接之前的中间节点上确定到在所述被干扰或断开的连接之后的中间节点的虚拟信道替代路径。

根据另一种实施例，源节点、至少一个中间节点和目的节点可以使用虚拟信道的定期传输来同步时钟。

此外，该无线网络可以是多跳无线自组织网络和/或形成蜂窝网络的一部分。

程序可以包含适合于执行上述操作的指令。此外，可以提供计算机可读介质，其中嵌入程序，该程序使数据处理设备执行上述任一操作。计算机程序产品可以包括该计算机可读介质。

本发明的目的通过在使用分布式媒体访问控制的无线网络内的源节点来进一步解决，该源节点包括：请求处理器，用于在包括至少一个中间节点的传输路径上向目的节点发送虚拟信道请求，该虚拟信道请求为从源节点通过至少一个中间节点到目的节点的虚拟信道请求分配传输资源，并且用于从目的节点接收虚拟信道确认，该虚拟信道确认表示用于虚拟信道的资源分配；和通信处理器，用于使用所分配的传输资源将数据从源节点传送到目的节点。

本发明的进一步有利的实施例在权利要求书中公开。

附图说明

图1图示根据本发明实施例的用于建立虚拟信道的用于分布式媒体访问控制的无线网络的单元；

图2图示根据本发明实施例的用于无线系统内的分布式媒体访问控制以建立虚拟信道的操作；

图3图示根据本发明实施例的用于建立虚拟信道的用于无线系统内的分布式媒体访问控制的操作，具体图示在源节点、中间节点和目的节点上的操作；

图4图示根据本发明实施例的用于建立虚拟信道的用于无线系统内的分布式媒体访问控制的操作，具体图示如果所请求的资源不可用，则源节点和中间节点或目的节点的操作；

图5a和图5b图示根据本发明其它实施例的分配用于虚拟信道的资源的例子；

图6图示根据本发明实施例的用于建立虚拟信道的使用分布式媒体访问控制的无线网络的单元；

图7图示根据本发明实施例的用于建立虚拟信道的在无线系统内用于分布式媒体访问控制的操作，具体图示用于确定未预留传输资源的步骤；

图8图示根据本发明实施例的用于建立虚拟信道的在无线系统内分布式媒体访问控制的操作，具体图示用于预留虚拟信道资源的操作；和

图9图示根据本发明实施例的用于建立虚拟信道的在无线系统内分布式媒体访问控制的操作，具体图示用于准备或重新建立虚拟信道或其一部分的操作。

具体实施方式

图1图示根据本发明实施例的用于建立虚拟信道的使用分布式媒体访问控制的无线系统的单元；

图1图示无线系统的一部分，包括在源节点和目的节点之间建立虚拟信道涉及的源节点100、中间节点110、目的节点120。在实际情况下，该无线系统可以包括更多的通信节点，它们可以用作或者也可以不用作源节点和目的节点之间的其它中间节点。

源节点100包括请求处理器101，用于通过至少一个中间节点在传输路径上向目的节点120发送虚拟信道请求，其中将中间节点110图示为例子1。由请求处理器101发送的虚拟信道请求请求为从源节点通过中间节点到目的节点的虚拟信道分配传输资源。响应于该虚拟信道请求，请求处理器101从目的节点接收虚拟信道确认，例如通过包括中间节点110的传输路径，该虚拟信道确认表示该虚拟信道的资源分配。

此外，源节点100包括通信处理器102，用于使用所分配的传输资源从源节点通过中间节点到目的节点发送用户数据。该用户数据可以与在源节点上或者在无线系统的任何其它单元或者连接到源节点的单元上执行的应用程序相关。

通信处理器102可以被配置以在通信过程中发送属于从源节点到目的节点的信息流的数据，例如包括负载信息的数据流或数据分组序列。在源节点和目的节点之间的整个通信过程中，可以有利地使用该虚拟信道，在结束通信之后，可以释放该虚拟信道，例如使用在每个参与节点上的超时或者使用由源节点向目的节点发送的释放消息。

根据本发明，在通过任意数目的中间节点在源节点和目的节点之间的整个通信过程中可以在使用分布式媒体访问控制的网络内建立虚拟信道。可以省去协商与通信相关的数据部分的传输资源需要的通信开销，因而能够提高用户信息的传输容量。此外，因为在源节点和目的节点之间的虚拟信道在整个传输过程中通常是相同的，因而将按照传输的顺序接收与通信相关的数据部分。在分组化数据传输的情况下，这尤其有利，避免了以相反的顺序接收分组，即在先前发送的另一个分组之前在目的节点上接收到一个数据分组。这提高了用户感觉到的服务质量，对于实时应用和任何其它对数据延迟敏感的应用而言尤其如此。

因而，本发明降低了在使用分布式媒体访问控制的无线系统中用于建立和维持通信的通信开销和处理要求，所述无线系统例如是使用分布式媒体访问控制的无线自组织网络，包括根据IEEE 802.11标准的无线网络。在根据802.11标准的无线网络内，可以在现有的消息和/或数据消息上添加用于虚拟信道预留的预留消息，因而仅要求对根据IEEE 802.11标准操作的无线系统进行最小的修改。

然而，用于在使用分布式媒体访问控制的网络内建立虚拟信道的上述方案可以应用于任何其它的无线通信网络，如果允许或支持每个网络节点向任一个网络节点请求虚拟信道以在其间传输数据的话。这包括任何类型的网络环境，包括使用CSMA(载波检测多址)或CSMA/CA结构、基于时间的访问方案、基于频率的访问方案、码分多址方案或其组合方法的网络。

因此，根据一个例子，虚拟信道请求可以包括请求重复的时段用于从源节点到目的节点的传输，该重复的时段规定将由源节点和类似地由一个或多个中间节点用于在传输载体上传输数据的时段。该重复的时段可以包括使用基于时间的访问方案的网络的多个时隙，或者可以规定用于虚拟信道的任何其它类型的时段。请求用于虚拟信道分配的时段可以定期地重复，例如以1ms为持续时间的每20ms或者任何其它的重复速率和持续时间。可选择地，该重复时段可以在无规律的时间间隔内重复，例如如果该虚拟信道在一个时间点上要求较高的数据速率，而在另一个时间点上要求较低的数据速率。

在重复时段分配的情况下，虚拟信道请求可以有利地包括与所请求时段的持续时间、时段和/或时间基准的重复频率或周期中的至少之一相关的预留信息。该时间基准可能便于在无线网络的各个节点之间传输的同步。具体而言，如果该无线网络没有中央控制设备，例如使用分布式媒体访问控制的无线网络，则在该网络内可能没有完全正确的时间基准。因此，可以由所有的参与节点，即图1所示的中间节点和目的节点，使用在虚拟信道内包括的时间基准来同步或调度所请求的虚拟信道和/或任何其它的虚拟信道的资源分配。该时间基准例如可能涉及从源节点的虚拟信道请求传输的开始，或者可能涉及在源节点或者该无线网络的其它单元上的任何其它事件。可以使用该时间基准来同步在网络节点，尤其参与该虚拟信道的节点上的内部时钟。

此外，可以使用虚拟信道的定期传输同步参与节点或任何其它网络节点的时钟。如上所述，用于同步时钟的虚拟信道可以由将要建立的虚拟信道构成，或者可能涉及任何其它的虚拟信道，包括仅用于同步无线网络节点的时钟的虚拟信道的定期传输。

根据另一个例子，请求虚拟信道的传输资源包括传输频率，例如在基于频率的访问方法中。此频率可以是在使用分布式访问控制的网络内可用的多个传输频率之一或者在使用分布式媒体访问控制的网络内通信可用的一部分带宽。

根据另一个例子，在虚拟信道请求内所请求的传输资源可能涉及网络内的访问代码，例如在CDMA网络(码分多址网络)内。在这种情况下，该虚拟信道请求可以请求分配一个或多个编码或扩频码用于在源节点和目的节点之间的数据传输。

组合上述三种方案的组合方法也是可行的，即所请求的传输资源可以包括请求时段、传输频率和传输代码的组合。

如上面指出的，该无线网络可以是多跳无线网络，例如自组织网络，或者可以构成蜂窝网络的一部分。因此，虽然所请求的虚拟信道可以使用沿着从源节点到目的节点的整个通信路径的同一传输资源，但是也可以请求将不同的资源用于传输路径的不同部分，例如第一类型的传输资源可以在从源节点100到中间节点110的传输路径部分上可用，第二类型的传输资源可以在从中间节点110到目的节点120的传输路径部分上可用。

为了使用现有的无线网络资源，源节点可以根据在无线网络内使用的通信协议，例如根据IEEE 802.11标准，与任一消息或数据分组相关地发送虚拟信道请求的预留信息。该预留信息可以包括在用户数据字段内或者在网络内传输的数据帧的专用字段，在这种情况下，交换或预留信息可以简化，和使用现有的网络资源。

而且，可以使用独立地或者与网络内的现有消息相关地在无线网络内发送的预留信息将与所分配的网络资源相关的预留信息传播给网络的所有参与节点。

因此，每个网络节点可以保存与网络或一部分网络的占用或可用资源相关的信息，因此，能够避免从不同节点发送的干扰传输。

此外，在发送节点附近的节点可以收听其它节点的预留消息，它们可以记录这些消息以避免发送/预留已经由其它节点使用的时间间隔。

类似地，可以将与结束虚拟信道相关的信息，即与可以释放的资源相关的信息，传播给其它的网络节点。例如，在发送释放消息的节点附近的节点可以收听释放消息，并被相应地通知现在可以重新使用虚拟信道资源进行其它的传输活动，例如与另一个虚拟信道相关地。

在下文中，将描述图1所示的无线系统的示例性操作。

一开始，在源节点100上的请求处理器101生成虚拟信道请求，请求分配传输资源，并将该预留请求沿着传输路径发送给目的节点120，如图1中的箭头151所示。在中间节点110上接收该虚拟信道请求，该中间节点110响应于此将尝试确定和/或分配所请求的传输资源。此后，中间节点110将该虚拟信道请求转发给目的节点120，如箭头150所示。在目的节点120上接收该虚拟信道请求，该目的节点将接着确定和/或分配所请求的传输资源。

此后，目的节点120将虚拟信道响应返回给源节点100，如图在图1中用箭头153图示的。在中间节点110上接收虚拟信道确认，和例如在适当的处理之后，将其转发给源节点100，如图1中用箭头154图示的。

可选择地，每个参与节点可以将确认或虚拟信道确认返回给其它的中间节点、目的节点和/或源节点，表示在相应节点上所请求资源的可用性和/或预留。

此外，如果在节点之一上不能获得所要求的通信资源，该节点可以通知沿着通信路径的所有其它节点，例如使用否定确认，因此，可以结束进一步的预留操作，并再次释放所预留的资源。

虚拟信道确认可以表示用于虚拟信道的传输资源的可用性和/或分配，最好是所请求的通信资源。在接收到虚拟信道确认之后，在源节点上的通信处理器102可以使用所分配的资源进行从源节点沿着虚拟信道到目的节点的数据传输，用155和156表示。

应当指出使用上述方案，在参与将要传输的每一数据部分的传输的各个节点之间的各个信号交换是不必要的，一旦建立，就可以通过虚拟信道发送数据，直接地而不需要任何其它信号交换程序的开销。此外，众所周知，至少沿着整个传输路径为所请求的虚拟信道分配资源，为数据的每一部分竞争传输容量是没有必要的，避免了诸如数据分组等数据部分竞争程序的开销。

在使用分布式媒体访问控制的无线网络内，通常将存在在源节点和目的节点之间经过多个中间节点的多条可能的通信路径。哪条路径将是最佳的或者选择用于该虚拟信道，即哪些中间节点应当参与建立虚拟信道，可以在多个候选中间节点之间协商，并可以考虑在各个中间节点上的处理负载和处理容量、所需要的传输功率、路径的长度和延迟、等等。使用分布式媒体访问控制的无线通信网络通常提供用于将与通信相关的一部分数据从源节点路由到目的节点的方式，例如IEEE 802.11标准，在源节点和目的节点之间建立虚拟信道时，可以由本发明使用这些机制，例如，而不是用于单个分组的连接，可以将该连接用于虚拟信道。

此外，可以通过完全相同的路径发送虚拟信道请求、虚拟信道确认和虚拟信道的相关数据，然而，还可以例如通过另一条路径从目的节点向源节点发送虚拟信道确认。

只要需要从源节点向目的节点发送数据，则最好保持该虚拟信道，此后释放。根据另一种替代方式，通过沿着虚拟信道发送专用释放消息，即沿着从源节点通过一个或多个中间节点到目的节点的通信路径，向每个参与节点通知可以释放与该虚拟信道相关的所有资源，能够释放为虚拟信道分配的资源。此外，为了信息目的和传输规划，该释放信息也可以传播给其它的网络节点，即使它们并未参与该虚拟信道。可选择地或者附加地，可以在每个参与节点内执行超时功能，监视通过虚拟信道的传输活动，即使用所分配的传输资源，例如时段、传输频率或代码，和释放为该虚拟信道分配的资源，如果在超过预定的时间持续周期内未检测到传输活动。

在下文中，将进一步地详细描述图1所示的单元的其它例子。应当指出下文仅是说明性的例子，不应当视为限制本发明。

用于图1所示的分布式媒体访问控制的无线系统可以是任一种无线网络，例如使用基于时间的访问方案、基于频率的访问方案或基于编码的访问方案或者其组合的无线网络。例如，该无线网络可以根据IEEE 802.11标准操作，并可以构成使用分布式媒体访问控制的无线自组织网络。例如，可以将虚拟信道的相关信息包括在并非虚拟信道流的一部分的分组首部内。这可以包括由IEEE 802.11标准使用的一些或所有的消息类型，包括RTS、CTS、DATA和ACK。通过以这种方式扩充IEEE 802.11MAC方案，可以轻易地修改根据IEEE802.11标准操作的网络以支持根据本发明的信号传输。

此外，可以将图1所示的无线系统集成到任一个现有的无线通信网络内，包括移动通信网络，例如根据GSM标准或UMTS标准操作的网络。

此外，虽然图1仅图示了无线网络的三个节点，通常将存在更多的节点，在源节点和目的节点之间可能存在多个中间节点。无线网络的规模和形状可以根据该网络的参与节点而改变，节点可以动态地进入该操作网络或离开该操作网络。而且，在源节点和目的节点之间的传输路径可以部分地使用其它网络的传输设备，例如有线通信网络、其它的无线或移动通信网络、等等。例如，如果在两个地理上分离的区域内建立该无线网络，则在该分离的区域之间的数据传输可以使用任何其它的通信系统。

源节点100可以是适合于在无线网络内发送、接收和/或中继信息的任一种设备，例如无线电话、无线计算设备、等等。源节点100最好可以包括处理单元、存储器和用于通过无线接口向其它的网络节点发送信息和从其接收信息的合适的通信资源。在一种例子中，源节点可以包括用于存储指令序列的存储器，当将所述指令序列装载到处理器中时，它使处理器执行请求处理器101和通信处理器102的功能，如上文详细描述的。而且，可以将请求处理器和/或通信处理器的至少一部分实施为专用硬件或软件和硬件方法的组合。可以由请求处理器通过空中接口发送虚拟信道请求，类似地，将通过空中接口接收虚拟信道确认。此外，可以通过源节点的空中接口执行通过所分配的虚拟信道的所有数据传输。

源节点可以发送与在源节点上执行的应用相关的信息，例如通信应用、诸如文本处理应用等任何计算机应用、图像应用和类似应用，或者可以转发从连接到源节点的另一个单元(在图1中未图示)接收到的数据。因此，源节点可以代表它自己发送数据，或者可以代表另一个设备转发信息。而且，源节点可以建立或请求到多个目的节点的多个虚拟信道。

中间节点110通常可能具有类似的组成，源节点，即也可以是任一种无线设备，包括无线电话或计算设备。此外，中间节点最好包括装置，用于从源节点接收虚拟信道请求，以确定所请求资源的可用性和将虚拟信道请求转发给目的节点，例如通过其它的中间节点。此外，中间节点包括装置，用于接收虚拟信道确认，向中间节点通知可以建立使用该资源的虚拟信道。而且，中间节点包括装置，用于将虚拟信道确认转发给源节点，随后接收和将与虚拟信道相关的数据从源节点转发给目的节点。如上面指出的，用于诸如数据分组等数据传输的单独信号交换和竞争操作是不必要的，因为已经很好地定义和分配了传输资源。中间节点自身可以是其它虚拟信道的源节点或目的节点，源节点也是如此。

目的节点120也可以具有与源节点和中间节点类似的组成，即，是包括无线电话和无线计算设备的任一种无线设备。目的节点包括装置，用于从源节点接收虚拟信道，和分析该虚拟信道请求，并分配所请求的资源。此外，目的节点包括装置，用于生成虚拟信道确认，表示虚拟信道的分配，和将其发送给中间节点。此外，目的节点包括装置，用于通过虚拟信道从中间节点接收数据。目的节点，与中间节点和源节点相同，也可以是其它虚拟信道的源节点或目的节点。

应当指出，即使图1图示从源节点到目的节点的通过虚拟信道的数据流方向，如155和156表示的，该虚拟信道可以是双向的，例如在某个实时或语音通信应用中。在这种情况下，资源分配可以包括预留用于将数据从源节点发送给目的节点和从目的节点发送给源节点的资源。该双向虚拟信道可以由源节点请求，规定用于该虚拟信道的前向和后向的资源。此外，可以使用来自源节点的虚拟信道请求请求从源节点到目的节点的虚拟信道部分，和可以在由目的节点发出的虚拟信道请求中请求从目的节点到源节点的虚拟信道部分。在后一情况下，目的节点可以将虚拟信道请求包括在发送给源节点的虚拟信道确认消息内。中间节点可以分析该虚拟信道确认，和相应地分配用于反向的资源。

在下文中，将参考图2描述本发明的另一个实施例。

图2图示在使用分布式媒体访问控制的无线系统中用于建立虚拟信道的方法的操作。可以使用图1所示的系统执行图2所示的操作，然而，图2的实施例并不限制于此。

在第一操作201中，源节点在包括至少一个中间节点的传输路径上向目的节点发送虚拟信道请求。通过至少一个中间节点向目的节点转发虚拟信道请求，例如通过图1所示的中间节点110向图1所示的目的节点120，例如如先前所述的。

可以根据任一合适的方案选择从源节点到目的节点的传输路径，并可以使用现有的识别方案，例如根据无线网络的资源访问协议，包括任一种已知的标准，例如IEEE 802.11。

在操作202中，根据从源节点接收到的虚拟信道请求，中间节点分配用于虚拟信道的传输资源。例如，所请求的资源可以是用于发送数据的重复时段、频率、编码或者其组合，如先前详细描述的。而且，在操作202中，目的节点分配用于使用该虚拟信道请求所请求的虚拟信道的传输资源，如先前详细描述的。中间节点或者多个中间节点可以包括向目的节点转发的到虚拟信道请求内的指示，表示可以获得或者已经成功地分配或预留请求用于该虚拟信道的传输资源。

此后，在操作203中，目的节点通过至少一个中间节点向源节点返回清除消息。最好通过与虚拟信道请求相同的传输路径发送该清除消息，所述路径将建立用于虚拟信道，然而，虚拟信道确认的另一个传输路径也是可以想到的。

当通过分配用于虚拟信道的传输路径向源节点发送虚拟信道确认时，可以向每个中间节点通知所有的参与节点已经成功地分配所请求的传输资源，一旦接收到虚拟信道确认，则向源节点通知已经建立虚拟信道。虚拟信道确认还可以包括已经或者可以建立所请求的虚拟信道的简单指示，即在每个参与节点上，可以获得或者已经预留所要求的通信资源，或者可以包括可用或分配资源的准确描述。例如，虚拟信道确认可以包括不同于所请求传输资源的传输资源的描述，如将参考其它实施例进行详细描述的。

在接收到虚拟信道确认之后，源节点可以继续从源节点通过虚拟信道向目的节点发送数据分组或数据资料，即使用所分配的资源。通常，这将包括通过空中接口向中间节点的数据传输，中间节点将信息转发给目的节点。当已经分配和定义传输资源时，可以开始传输，而不需要在各个参与节点之间的任何进一步的协商或者竞争处理。

因此，能够节省传输资源的重复协商所需要的时间，因而可以降低通信延迟。而且，与现有技术相比，可以降低在源节点和目的节点之间的数据传输需要的开销。此外，因为以其发送的顺序在目的节点上接收将要发送的数据部分或数据分组，所以不需要耗费时间地重新建立所发送的数据部分的原始顺序。因此，能够在降低时间延迟、传输要求和处理要求的情况下实现数据传输。

此外，因为在用于虚拟信道的传输路径内中间节点数量的增加并不导致发送数据通信的开销的显著增加，所以可以设计大量的中间节点，可以进一步地降低沿着虚拟信道从一个节点到另一个节点发送数据需要的传输功率，进而提高效率。而且，降低传输功率导致提高在无线系统内可用于传输的带宽的重复使用选择。

在下文中，将参考图3描述本发明的另一个实施例。

图3图示在用于通过一个中间节点或多个中间节点在源节点和目的节点之间预留虚拟信道的分布式媒体访问控制的无线系统内的操作。可以使用图1所示的系统执行图3所示的操作，然而，图3的实施例并不限制于此。

图示诸如图1所示的源节点100等源节点、诸如图1所示的中间节点110等的示例性中间节点和诸如图1所示的目的节点120等的目的节点的操作。

在第一操作301中，在诸如图1的源节点100等的源节点上，将虚拟信道请求通过传输路径发送给中间节点，例如图1所示的中间节点110。该虚拟信道请求最好包括传输路径所需要的资源，例如所需要的数据吞吐量等相关信息，并可以包括所需要的传输资源的详细描述，如前所述。此外，该虚拟信道请求可以包括所需要服务的特性的相关信息，例如服务质量指示符，规定最大可允许的时间延迟，规定实时要求或类似的要求。

根据一个示例，一旦接收到相应的指令，例如从在源节点上执行的服务应用或者从另一个外部设备接收到，源节点可以生成虚拟信道请求。

源节点可以直接发送虚拟信道请求，即并不监视通信网络，因而有冲突的危险，该方法可能适合于通信负载低的无线网络。然而，根据另一种替代方式，源节点可以监视在无线网络内的传输动作，并可以使用当前未占用的传输资源，例如未占用的时段、频率或编码。在这种情况下，能够大大降低冲突的风险，仅当在传输虚拟信道请求的过程中开始另一个传输时才出现冲突。此外，根据另一种替代方式，源节点可以详细地收听传输消息，并分析无线网络的传输消息，从而确定所分配的传输资源的相关信息，例如在其它的虚拟信道请求内分配的资源，或者使用现有数据消息通过网络传播的已分配资源的相关信息。

在操作302中，在中间节点上接收并适当地处理虚拟信道请求，在操作303中，分配所需要的资源。例如，中间节点可以分配在虚拟信道请求内所请求的资源，例如准确规定的重复时段、频率或编码。此外，如果虚拟信道请求规定传输要求，则中间节点确定用于符合该虚拟信道请求的传输要求的合适资源，和分配这些资源。该处理可以考虑该虚拟信道所需要的任一特性，例如服务质量指示符等。

此后，在操作304中，在中间节点上，将虚拟信道请求转发给目的节点，其中它在操作305中予以接收。在操作306中，在目的节点上，分配适当的资源。这一分配操作可以包括确定用于接收和进一步处理通过虚拟信道发送的数据的合适资源。此外，如果需要在中间节点上进一步发送数据，则该分配也可以类似于在操作303中详细描述的资源分配。

此后，在操作307中，目的节点生成清除消息，该清除消息同样发送给中间节点。该清除消息可以包括所请求的资源可用或者已经在目的节点和/或一个或多个中间节点上成功地分配的指示。可选择地，或者附加地，该清除消息可以包括特征在于可用或已分配资源的信息，例如在虚拟信道请求并未明确规定需要哪些资源，而仅规定普通传输要求，例如数据速率等的情况下。

在操作308中，在中间节点上接收该清除消息。中间节点可以将另外的清除信息包括在该清除消息内，例如资源成功预留的指示或预留资源的进一步说明，在操作309中，中间节点将该清除消息发送给源节点，其中它在操作301中被接收。源节点分析该清除消息，现在可以使用所请求的虚拟信道的通信资源来发送数据。

所有的参与节点可以在资源预留表格内记录所分配的资源，此外，也可以将该资源预留信息传播给其它未直接参与的网络节点。

在操作311中，随后，源节点可以使用所请求的资源或者在清除消息内表示的已分配资源通过虚拟信道发送数据分组。可选择地，现在可以使用这些资源通过虚拟信道发送数据流。

数据分组或数据流可以包括任一种信息，例如与诸如通信应用或数据处理应用等服务应用相关的信息。如果在连续流内出现数据，则源节点可以将该数据分组化以发送数据分组，例如通过所分配的时段。

在操作312中，中间节点接收数据分组或数据流部分，并使用已分配的资源转发数据分组或数据流。不需要在中间节点和源节点之间用于发送数据分组或数据流部分的信号交换，因为预先已经完全规定将要用于虚拟信道的传输资源。

在操作313中，中间节点使用已分配的资源将数据分组转发给目的节点(其中在操作314中接收)。类似地，不需要在目的节点和中间节点之间的信号交换，因为已经完全规定传输资源。而且，也避免了数据竞争处理，因为避免了冲突。

在操作315中，随后，源节点可以使用所分配的资源，例如使用所分配重复时段的其它时段，发送其它数据，例如数据分组或数据流部分。在操作316中在中间节点上接收该其它数据，在操作317中转发给目的节点，此后，在操作318予以接收。操作316-318可以类似于上述的操作312-314。

只要需要，现在可以重复或继续通过虚拟信道发送数据的操作，直到不再需要从源节点向目的节点发送其它数据。随后，为了结束该虚拟信道，可以从该源节点通过中间节点向目的节点发送释放消息，表示可以释放该虚拟信道资源。

可选择地，如前文指出的，可以使用超时功能，监视在虚拟信道上的传输活动，和如果在确定的时段内未检测到传输活动，则释放该虚拟信道。

而且，可选择地或附加地，可以设置通过虚拟信道的通信的最大持续时间，和在此持续时间结束时，可以强制地释放该虚拟信道即资源，不予处理任何依然正在进行的通信，以使该资源可用于其它方。该持续时间可以根据在系统内的通信负载、过载条件、在系统内未成功虚拟信道请求的数量等而设置或改变。

虽然图3图示从源节点到目的节点的数据流，应当指出该虚拟信道也可以是双向的，在这种情况下，目的节点也可以将数据发送给源节点，如前所述。

在下文中，现在将参考图4描述本发明的另一实施例。

图4图示在使用分布式媒体访问控制的无线系统内的虚拟信道预留的操作，具体图示在所需要的传输资源不可周或者未完全可用的情况下在源节点和中间或目的节点上的操作。可以使用图1所示的系统执行图4所示的操作，然而，图4并不限制于此。

在第一操作401中，源节点生成资源请求，并通过至少一个中间节点将其发送给目的节点。因为根据本发明在一个或多个中间节点和目的节点上执行的操作实质上相同，因而该一个或多个中间节点和目的节点在图4中都可见。

虚拟信道请求的传输和内容可以与在先前的实施例中详细描述的相同。具体而言，资源请求可以包括所需资源的说明，例如重复时段和时间基准的说明或者传输频率或传输代码的说明。

在操作402中在中间节点和目的节点上接收虚拟信道请求，在操作403中予以分析，例如确定请求和随后将要分配哪些资源。此外，在操作403中，中间节点或目的节点确定未预留的传输资源，例如当前未由任一虚拟信道使用的资源。

在每个中间节点或目的节点上，分配可以包括将资源与虚拟信道相关联，并封闭这些资源，以便任何其它通信操作都不能预留该资源。在特定节点上分配的资源可以包括在这个特定节点上该虚拟信道需要的资源，但是也可以包括在其它节点上，例如在前或在后节点上所请求虚拟信道需要的资源。例如，如果虚拟信道在第一中间节点上需要第一时隙和在第二中间节点上需要第二时隙，则需要同时在第一和第二节点上预留该第一时隙和第二时隙。

然而，如果诸如第一和第二时隙等的资源将要在并不相互干扰的不同网络部分内预留，例如因为在两个网络部分，例如第一和第二中间节点，之间足够长的距离和通信信号的相关衰减，不需要在所有的网络部分内预留所有的资源，例如第一时隙可以不必在第二中间节点上预留，反之亦然，第二时隙可以不必在第一中间节点上预留。

而且，未主动参与虚拟信道的任一节点都可以收听预留消息或预留信息，相应地指出，例如在资源预留列表内，所请求的资源被占用，例如第一和第二时隙。

在操作404中，随后，中间或目的节点确定使用虚拟信道请求所请求的资源是否可用，即确定所请求的资源是否已经被预留。

如果在操作404中确定为“是”，表示所请求的资源可用，则在操作405中，中间或目的节点预留所请求的传输资源。通过将相应通知包括在资源登记表内可以执行传输资源的预留，还可以包括将该信息广播或传播给该通信网络的其它节点，从而使该预留信息可用于无线网络的其它单元。

此后，在操作406中，从中间或目的节点向源节点发送清除消息。

如果在操作404中确定结果为“否”，表示所请求的资源不可用或未完全可用，则在操作407中，中间或目的节点确定替代的传输资源，例如另一个重复时段、传输频率、传输代码、等等。该替代的传输资源可以通过在中间或目的节点上调查由其它虚拟信道或该网络或其它网络的其它传输单元对传输资源的使用来确定。

替代传输资源的确定可以包括确定虚拟信道的替代传输资源和替代资源的预留，如果它们可用的话。例如，如果在所请求的重复时段内可用的传输容量对该虚拟信道不可用，则可以确定在替代的重复时段内可用的替代传输容量，并可以将其分配或提供给源节点。

此外，在操作407中，中间或目的节点可以确定与替代传输资源相关的时间延迟，并可以将其报告给源节点。因此，每个中间节点和/或目的节点可以计算与使用该替代可用传输容量的传输相关的各个时间延迟，并可以将其报告给源节点。

此后，在操作408中，目的节点通过一个或多个中间节点将资源报告发送给源节点。

在操作409中，源节点接收在操作406和408中分别生成的清除消息或资源报告。响应于此，源节点在操作410中确定可用于该虚拟信道的资源是否可以接受。如果它们所请求的资源可用，即在操作405和406的情况下，通常就是这种情况。然而，如果所请求的资源不可用或未完全可用，如在操作407和408中表示的，则所提供的资源可能不够或不适合于虚拟信道的要求。该确定操作410可以包括在源节点上确定所提供的资源是否满足虚拟信道的最低要求，例如最低要求的服务质量、实时要求、等等。此外，在操作410中，源节点可以根据在中间节点和目的节点上的各个时间延迟计算虚拟信道的总时间延迟，如果该总时间延迟并未超过预定的最大延迟，则可以接受该虚拟信道资源。而且，沿着通信路径的中间节点可能增加延迟，和将累加的延迟转发给源节点。

如果在操作410中，确定结果为“是”，表示所提供或可用的资源是可以接受的，则在操作411中，源节点开始通过该虚拟信道向中间和目的节点发送数据或数据分组，其中在操作412中予以接收。操作411和412使用可用于该虚拟信道的通信资源。

然而，如果在操作410中，确定结果为“否”，表示所提供的资源对于建立虚拟信道是不可接受的，则在操作413中生成服务不可能消息，操作流程返回操作401，触发源节点例如生成和发送另一个资源请求，例如请求不同的资源，或者在随后的时间点上发送资源请求。而且，在操作413中，源节点可以至少向中间和目的节点发送消息，表示该资源不可接受和可以再次释放任何已分配的资源。

参考图4描述的实施例支持源节点、中间节点和目的节点协商用于虚拟信道的传输资源，如果可用资源是可以接受的，则允许建立虚拟信道。

在下文中，将参考图5a和图5b描述本发明的另一实施例。

图5a和图5b图示在无线网络内建立的虚拟信道的例子，图5a图示在使用基于时间的分布式访问方案的无线网络内的虚拟信道的例子，和图5b图示使用基于频率的分布式访问方案的无线网络的例子。

图5a图示将相继建立的三个虚拟信道VC1、VC2和VC3，开始于VC1，然后是VC2，最后是VC3。可以将图5a视为图示每个虚拟信道数据字段，例如从相应源节点到目的节点的一部分或所有数据流的数据分组。此外，可以将该图视为图示从源节点到目的节点的全部虚拟信道，或者可以将其视为图示从源节点到目的节点的传输路径的一部分，例如从中间节点到目的节点。

在图5a中，假设源节点请求在定期重复时间间隔内请求建立第一虚拟信道VC1，如用数据字段411、412、413和414表示的。此时，假设在无线网络内不存在其它正在进行的传输，因此，中间和/或目的节点将不存在分配所请求的重复时段的问题。这些数据字段可以包括与通信相关的数据分组或连续数据流的多个部分。

此后，将同一或另一个源节点视为在第二重复时段内使用传输向同一或另一个目的节点请求建立第二虚拟信道VC2，如用字段421、422和423所表示的。因为所请求的重复时段使用在虚拟信道VC1尚未占用的时间帧内的传输，所以中间节点和/或目的节点可能已经分配所请求的资源，可以建立该虚拟信道VC2。

现在，假设在虚拟信道VC1和虚拟信道VC2的正在进行的传输过程中，通过第三重复时段使用传输请求第三虚拟信道VC3。虽然可以看到一开始可以分配两个重复时段，即用于虚拟信道VC3的字段431和432，但是不能使用用虚字段433表示的用于传输的第三时段，因为该时段已经被第一虚拟信道VC1占用。因此，将确定用于传输的替代时间帧，例如通过延迟的替代字段433a的传输。而且，不可能通过用虚字段434表示的用于第三虚拟信道的第四重复时段进行传输，因为该时段被第二虚拟信道VC2部分占用，即传输字段423。因此，将延迟与数据字段434有关的传输，直到传输载体未被占用，如用传输字段434a表示的。使用该方案，可以接纳第三虚拟信道VC3，然而，并不使用原先请求的资源，而是通过施加某个时间延迟。

可替代地，可以根据偏移的数据字段433a计算在数据字段433、433a之后的数据字段，在其中情况下，将使用数据字段433a作为参考分配或试图分配用于所有后续数据字段的定期时段。

可以将如图所示的用于虚拟信道VC3的在诸如中间节点上施加的各个时间延迟或相关的降低数据速率报告给源节点，源节点可以收集在虚拟信道上施加的总时间延迟的相关信息。随后，可以决定所提供的传输资源是可以接受的，如参考图4描述的。

应当指出图5a示意性地图示虚拟信道分配的一个可能的例子，任一种资源分配，例如时间延迟，以及虚拟信道的传输块的再次划分等都是可行的。

图5b图示在使用基于频率的分布式访问控制的系统内建立虚拟信道的例子。在图5b中假设将在无线通信网络内传输可用的频带再次划分成各个子频带451、452、453和454。此外，将子频带阴影部分视为由正在进行的通信业务占用，例如用于已经建立的虚拟信道。可以将图5b进一步视为图示从源节点到目的节点的整个虚拟信道，或者可以将其视为图示从源节点到目的节点的传输路径的一部分，例如在中间节点到目的节点之间。

可以看出第一子频带451和453被正在进行的通信业务完全占用，而子频带452未被占用。在这种情况下，因此，虚拟信道请求可以请求使用子频带452的至少一部分。

此外，在图5b中图示第四子频带454被正在进行的通信业务部分占用，如用阴影部分图示的。这可能涉及在子频带454内在重复的时段内与虚拟信道相关的传输。

因此，可以在第四子频带454的未占用部分或者在子频带452和子频带454的未占用部分的组合内建立另一个虚拟信道。

应当指出图5b仅图示了基于频率的媒体访问的一种可能的例子，用于虚拟信道分配的基于时间和频率的组合的访问以及任何其它的访问方案或其组合也是可行的。

在下文中，将参考图6描述本发明的另一种实施例。

图6图示使用分布式媒体访问控制的无线系统的单元，用于根据本发明的另一种实施例建立虚拟信道。

图6示意性地图示无线系统600的四个示例性节点610、620、630和640。此外，在图6的实施例中，假设在节点610和节点630之间建立虚拟信道，节点610用作源节点和节点630用作目的节点。假设通信路径包括节点620作为中间节点，通信路径655的第一部分在节点610和节点620之间建立，通信路径的第二部分在节点620和节点630之间建立。可以建立用于承载虚拟信道的通信路径，如参考任一先前实施例描述的，该通信路径可以适合于在节点610和630之间的单向传输或双向传输。

此外，图6图示箭头650、651、652和653，表示节点610-640适合于收听在无线系统内的传输活动，从而获得关于系统通信资源使用的相关信息。例如，在沿着通信路径655建立虚拟信道之前，节点610可以收听在无线网络的其它节点之间的信号传输，从而确定无线网络的预留或未预留的传输资源。随后，虚拟信道请求可以请求使用所确定的未预留传输资源建立沿着路径655的虚拟信道。此外，节点610可以分析虚拟信道请求或数据分组，其它节点包括其它节点的预留信息以确定未预留的时段和未预留的传输频率或编码中的至少之一。

类似地，在请求分配它们自己的传输资源之前，例如用于另一个虚拟信道，其它的节点可以收听在无线系统内的正在进行的通信，从而确定预留和/或未预留的传输资源以调度通信活动。

在每个收听节点上，确定可以包括阻断用于由其它节点承载的虚拟信道的请求资源，以便没有其它的通信操作将请求或预留所述资源。在收听节点上阻断的资源可以包括在虚拟信道的特定节点上虚拟信道所需要的资源，所述节点例如是发送包括与在该特定节点上的资源相关的预留信息的消息的节点，并可以进一步包括在其它节点上的所请求虚拟信道需要的资源，所述节点例如是在前或在后节点。该信息可以直接包括在预留信息消息内，或者可以由收听节点从与该虚拟信道相关的其它信息推导得出。例如，如果虚拟信道需要在第一中间节点上的第一时隙和在第二中间节点上的第二时隙，则可以需要在收听节点上同时预留第一时隙和第二时隙。

所有或一些节点可以有利地存储预留表格，该预留表格表示资源的分配，例如用于规划在随后的时间点上的虚拟信道请求。

此外，节点610-640可以将预留信息传播给无线系统的其它节点，从而使预留信息可用于所有感兴趣的各方。

类似地，可以将与拆除虚拟信道相关的信息，即与可以释放的资源相关的信息，传播给该网络的任一参与节点。例如，在网络内的节点可以收听由源节点或任一其它节点发送的虚拟信道释放消息，并被相应地通知可以将该释放的资源重新用于其它的传输活动，例如与另一个虚拟信道相关地。因而，参与虚拟信道的节点和未参与的节点可以更新为调度传输活动而保存的预留表格。

通过收听正在进行的通信业务和/或通过分析虚拟信道请求、与预留信息相关的数据分组或其它消息，该系统的节点可以获取与所建立的虚拟信道相关的信息，例如在节点610和节点630之间的虚拟信道655。

该信息也可以用于规划用于虚拟信道的可能路径，例如避免已经具有很高的通信负载的中间节点。此外，在无线系统内如此可用的预留信息可用于统计目的，从而适当地补偿所提供的传输容量和/或所使用的传输容量。例如，可以使节点620中继在节点610和节点630之间的通信信息，类似地，可以使用在中间节点620上的资源负责节点610和/或630。

此外，在具有可变数量的参与节点的动态网络内，节点可能进入该无线网络，而且节点也可能离开无线系统。通常，进入无线系统的节点可以通知它的可用性或者使其自身作为参与节点为其它节点所知，例如通过在请求时提供通信业务，并且一旦进入网络则可以收听正在进行的通信活动。这允许进入的节点确定例如用于随后由该进入节点发出的虚拟信道请求的可用资源。

根据另一种替代方式，并不收听和分析在无线系统内发送的消息的信息，节点可以简单地检测传输活动的存在与否，并根据该检测结果调度它自己的传输。因此，节点可以简单地使用没有任何正在进行的传输的时段以发送虚拟信道请求，类似地，可以使用没有传输活动的传输频率以发送虚拟信道请求。

根据另一种替代方式，节点也可以直接开始传输，例如直接发送虚拟信道请求，而不收听传输活动和/或分析在无线系统内发送的消息。一旦传输失败，例如如果在另一个正在进行的传输过程中发送该虚拟信道请求，则该虚拟信道请求可以在某个时段之后再次发送。

根据另一种替代方式，在无线网络内出现或移动到其中和不知道现有预留的附加节点可能试图建立虚拟信道，或者直接地或在某个收听周期之后，与知道现有预留的其它节点交换其它信息，如在先前的替代方式中阐述的。

在这种情况下，如果该虚拟信道或其它传输应当在现有的预留过程中发生，则知道现有预留的节点可以向该“不知道的”节点通知现有的预留，例如使用特定消息。因此，在无线网络内存在或移动到其中的附加节点将被通知相关的现有预留，并可以据此调度传输。

现有的预留例如可以通过增强或修改媒体访问控制协议消息的方式发送，允许避免用于交换预留信息的附加媒体访问的需要。

此外，一旦移动到网络内，可以由其它的节点，例如临近的节点向移动到该无线网络内的附加节点通知相关的现有预留。

在下文中，将参考图7描述本发明的另一个实施例。

图7图示在使用分布式媒体访问控制的无线系统内的方法的操作，具体图示了确定未预留传输容量的操作。图7的操作可以使用图1或图6所示的系统执行，然而，图7的实施例并不限制于此。

图7的操作可以由在无线系统内存在的无线系统节点或者移动到该无线系统内作为新的参与节点来执行。在第一操作701中，该节点收听在无线网络的其它节点之间的信号传输，例如通过接收和分析消息、数据段或在网络内请求的其它虚拟信道。如前所述，预留信息可以包括在所接收和分析的传输内，因此，在操作702中，该节点可以确定该无线系统的未预留传输资源。例如，该未预留传输资源可以涉及重复的时段、传输频率和/或传输代码。

此后，在操作703中，该节点可以使用未预留的传输资源用于生成虚拟信道请求，请求分配该未预留的传输资源。该请求将被转发给目的节点，响应于此，目的节点将向始发节点返回虚拟信道清除，其中该清除将在操作704被接收。此后，该节点可以使用未预留的传输资源开始传输。

图7的实施例图示在发送虚拟信道请求之前，节点可以如何分析在无线系统内的传输活动，该虚拟信道请求最好在时段内发送，或者使用尚未被占用的传输资源，并请求尚未预留的传输资源用于虚拟信道。

在下文中，将参考图8描述本发明的另一个实施例。

图8图示根据本发明另一个实施例的用于建立虚拟信道的操作，具体而言在所请求资源不可用的情况下的操作。

可以使用图6或图1所示的系统执行图8的操作，然而，图8的

实施例并不限制于此。

在第一操作801中，源节点发送虚拟信道请求，如前所述。可以在一旦确定虚拟信道的必要性时直接发送该请求，即在竞争的基础上发送。可选择地，可以在收听和/或分析网络内的传输活动之后发送该虚拟信道请求。

此后，在操作802中，源节点接收在虚拟信道确认内与为其它虚拟信道预留的资源相关的信息，或者可以接收与在操作802中在虚拟信道确认中的可用或所提供的资源相关的信息，如参考先前的实施例所描述的。该信息可以表示沿着虚拟信道的传输路径的中间节点和/或目的节点可以使用哪些资源，如参考先前的实施例所描述的。该虚拟信道确认可以表示所请求的资源不可用，然而替代的实施例可用，并可以预留或者已经预留。

在操作803中，一旦接收到虚拟信道确认，则源节点可以确定所提供的资源或可用的资源是否是可接受的。在服务质量要求的情况下，该确定可以基于该虚拟信道的最低要求，例如数据吞吐率、实时要求等。

如果在操作803中，确定结果为“是”，表示所提供或可用的资源是不可接受的，则在操作804中，源节点可以更新内部资源预留表格，表示已经预留了该无线系统的哪些资源。也可以将该预留信息传播给该无线系统的其它节点，如前所述。

此后，在操作805中，源节点可以使用传输资源通过虚拟信道发送数据分组。在操作805之前，如果尚未预留资源，则源节点可以发送附加预留消息，向中间节点和目的节点通知所提供的传输资源的接受。

可替代地，如果在操作803中确定结果为“否”，表示所提供的资源是不可接受的，则在操作806中，源节点可以修改虚拟信道请求并重新发送该虚拟信道请求。该修改可以基于与可用传输资源和/或将要建立的虚拟信道的已修改特性相关的信息。在操作806之后，该流程返回操作801，以发送虚拟信道请求。

在下文中，将参考图9描述本发明的另一个实施例。

图9图示根据本发明另一个实施例的在使用直接媒体访问控制的无线系统内的方法的操作，具体图示在虚拟信道被干扰或中断的情况下的操作。可以使用图1或图6所示的系统执行图9所示的操作，然而，图9的实施例并不限制于此。

如前所述，为在源节点和目的节点之间的通信的整个持续时间建立虚拟信道。因此，因为该虚拟信道可以具有很长的持续时间，它可能在某一时间点上被干扰或中断，例如因为无线系统的动态修改，例如如果特定节点进入该网络，或者如果由于在该网络或其它网络内的其它传输导致的干扰增加。

因此，提供用于建立或修改中断或恶化的虚拟信道的方式以避免服务的中断，例如在正在传输的过程中，将是有利的。

为了检测虚拟信道的恶化或中断连接，在第一操作901中，监视在源节点和目的节点之间的传输路径。源节点或者该网络的任一其它实体或该网络的多个实体可以控制该监视操作。例如，源节点可以向沿着传输路径的中间节点询问虚拟信道的状态，或者沿着传输路径的节点可以将虚拟信道的状态报告给源节点或该网络的其它实体，例如在定期的间隔内。

根据此信息，在操作902中，随后可以确定节点是否将离开该无线网络。例如，如果节点离开该无线网络，则可以将相应的消息发送给任一感兴趣的一方，例如使用该离开的节点作为中间节点的该网络的其它节点。反之，可以简单地检测节点不再主动地发送。

如果在操作902中确定结果为“是”，表示节点离开该网络，在操作903中，作为第一替代方式，源节点可以生成附加虚拟信道请求，以通过替代的路径重新建立该虚拟信道。如参考先前的实施例描述的，可以建立该替代路径，避免通过正在离开或将要离开该网络的节点建立该替代路径。

作为一种替代方式，在正在离开节点之前的中间节点可以建立用于该虚拟信道到在该正在离开的节点之后的节点的替代路径。因此，通过旁路该正在离开的节点的替代路径，可以本地地修复该虚拟信道。可以使用由在正在离开的节点之前的节点向在正在离开的节点之后的节点发出虚拟信道请求，导致在正在离开节点之前的节点到正在离开节点之后的节点的“修复”虚拟信道的建立，随后可以将其合并到从源节点到目的节点的虚拟信道，从而建立旁路。

如果在操作902中确定结果为“否”，表示没有一个参与维持虚拟信道的节点已经离开，则在操作905中，确定该虚拟信道的连接是否被干扰或中断。连接可以是在源节点和目的节点之间的通信路径的子部分，连接可能被中断或干扰，如果网络特性改变，例如如果网络负载增加、与其它网络的干扰、中间节点之一的重新定位、拓扑结构改变或改变地形状态、等等。如果传输质量低于某个阈值，例如如果错误率在某个阈值之上，则也可以将连接视为被干扰或中断。

如果在操作905中确定结果为“是”，表示连接被干扰或中断，则在第一替代方式中，该流程可以前进到操作903，导致通过替代路径的虚拟信道的重新建立，如前所述。

根据另一种替代方式，在操作906中，可以在中间节点上确定察觉到被干扰或中断的连接，用于该虚拟信道到在被干扰或中断的连接之后的中间节点的替代路径。因而，类似于操作904，可以执行虚拟信道的本地修复。

如果在操作905中确定结果为“否”，表示没有连接被干扰或中断，则该流程可以返回操作901，继续虚拟信道的监视。

在操作903、904和906之后，在操作907中，可以执行根据所选择的替代方式的传输资源的分配，可以重新建立或本地修复该虚拟信道。

虽然已经参考流程图描述了上述的一些实施例，但是也可以修改如图1和图6所示的无线系统的单元以执行上述功能。

更具体地，图1所示的请求处理器可以被修改以收听在无线网络的其它节点之间的信号传输，从而确定无线网络的未预留传输资源。而且，该请求处理器可以使用虚拟信道请求使用所确定的未预留传输资源建立虚拟信道。在这一点上，请求处理器可以分析包括其它节点的预留信息的数据分组或虚拟信道请求以确定未预留时段、未预留传输频率和/或未预留传输代码中的至少之一。

根据替代方式，请求处理器可以被修改以使用虚拟信道请求在至少一个中间节点和目的节点上请求确定用于该虚拟信道的传输资源和预留该传输资源，如果可用的话。

如果所请求的传输资源并不可用，则请求处理器还可以使用虚拟信道请求向所述至少一个中间节点和目的节点中的每个节点请求确定在替代重复时段、替代频率或使用替代传输代码过程中的替代可用传输容量。因此，请求处理器可以使用虚拟信道请求向一个或多个中间节点和目的节点请求计算与使用替代可用传输容量的传输相关的各个时间延迟，并将其报告给源节点，例如使用虚拟信道确认。请求处理器随后可以根据所报告的各个时间延迟确定该虚拟信道的总时间延迟，如果该总时间延迟并未超过预定的最大延迟，则可以接受该虚拟信道。

类似地，源节点可以获得与替代传输频率和/或传输代码相关的信息，并可以确定替代提供的资源是否可以被接受。

为了处理恶化或中断的连接，请求处理器可以监视在源节点和目的节点之间的传输路径，从而确定至少一个中间节点是否离开该无线网络，或者连接是否被干扰或中断。此外，为了修改该虚拟信道，该请求处理器可以发送附加虚拟信道请求以通过替代路径重新建立虚拟信道，如果至少一个中间节点之一离开该无线网络，或者如果连接被干扰或中断，如前所述。

通信处理器还可以使用虚拟信道的定期传输执行与至少一个中间节点和目的节点的时钟的时钟同步。因而，即使没有整体时钟基准可用，但是源节点、中间节点和目的节点也可以根据实际的传输与时钟同步。

此外，请求处理器还可以被修改以根据通信协议，具体而言根据IEEE 802.11标准，与消息或数据分组或消息或分组首部相关地发送预留信息。最后，该无线网络可以是多跳无线网络和/或可以构成蜂窝网络的一部分。

应当指出可以提供一个或多个程序，它包含指令适合于使数据处理设备或数据处理设备网络实现上述实施例的单元和执行上述操作的至少之一的方法。

而且，可以提供一种计算机可读介质，它具有在其上嵌入的程序，其中该程序可以使计算机或数据处理设备系统执行上述例子的特征和单元的功能或操作。计算机可读介质可以是在其上可以记录程序的磁、光或其它实体介质，但是也可以是信号，例如模拟或数字、电、磁或光信号，其中可以嵌入程序以传输。

此外，可以提供一种数据结构或数据流，包括指令以使数据处理装置执行上述操作。该数据流或数据结构可以构成计算机可读介质。另外，可以提供一种包括该计算机可读介质的计算机程序产品。

Claims (37)

1.用于在具有分布式媒体访问控制的无线网络内进行虚拟信道预留的方法，包括：

从源节点在包括至少一个中间节点的传输路径上向目的节点发送虚拟信道请求，该虚拟信道请求为从源节点通过至少一个中间节点到目的节点的虚拟信道请求分配传输资源；

从目的节点接收虚拟信道确认，该虚拟信道确认表示用于虚拟信道的资源分配；和

使用所分配的传输资源从源节点向目的节点传送数据。

2.权利要求1的方法，其中传输资源包括用于传输的重复时段、传输频率和传输代码的至少之一。

3.前述任一权利要求的方法，其中虚拟信道请求包括关于时段持续时间、时段的重复和时间基准中的至少之一的预留信息。

4.前述任一权利要求的方法，其中根据通信协议，特别根据IEEE802.11标准，与消息或数据分组相关联地传送预留信息。

5.前述任一权利要求的方法，其中源节点或中间节点收听在无线网络的其它节点之间的信令，以确定在无线网络内的未预留传输资源。

6.权利要求5的方法，其中虚拟信道请求请求使用所确定的未预留传输资源建立虚拟信道。

7.前述任一权利要求的方法，其中源节点或中间节点分析包括其它节点的预留信息的数据分组或虚拟信道请求，或者分析释放信息，以确定未预留时段、传输频率和传输代码中的至少之一。

8.前述任一权利要求的方法，其中虚拟信道请求请求至少一个中间节点和目的节点确定虚拟信道的传输资源，并且如果可用的话，预留传输资源。

9.权利要求8的方法，其中如果在重复时段内可用的传输容量不可用，则至少一个中间节点和目的节点中的每个确定替代的重复时段内的替代的可用传输容量。

10.权利要求8的方法，其中至少一个中间节点和目的节点中的每个计算与使用替代的可用传输容量的传输相关的各个时间延迟，并将其报告给源节点。

11.前述任一权利要求的方法，其中源节点根据各个时间延迟确定虚拟信道的总时间延迟，并且如果总时间延迟并不超过预定的最大延迟，则接受该虚拟信道。

12.前述任一权利要求的方法，其中在无线网络内存在或移动到无线网络内的附加节点确定未预留的传输资源，并在未预留的传输资源期间开始数据传输。

13.前述任一权利要求的方法，其中在无线网络内存在或移动到其中的附加节点分析包括其它节点的预留信息的数据分组或虚拟信道请求，或者分析释放消息，以确定未预留的传输资源。

14.前述任一权利要求的方法，包括监视在源节点和目的节点之间的传输路径，以确定是否至少一个中间节点离开无线网络或者连接是否被干扰或中断。

15.前述任一权利要求的方法，其中，如果至少一个中间节点之一离开无线网络或者如果连接被干扰或中断，则源节点发送附加虚拟信道请求，以通过替代路径重新建立该虚拟信道。

16.前述任一权利要求的方法，其中，如果至少一个中间节点之一离开无线网络，则位于离开的中间节点之前的中间节点确定用于虚拟信道的到位于离开的中间节点之后的中间节点的替代路径。

17.前述任一权利要求的方法，包括如果节点之间的连接被干扰或断开，则在位于所述被干扰或断开的连接之前的中间节点确定用于虚拟信道的到在所述被干扰或断开的连接之后的中间节点的替代路径。

18.前述任一权利要求的方法，其中源节点、至少一个中间节点和目的节点使用虚拟信道的定期传输来同步时钟。

19.前述任一权利要求的方法，其中该无线网络是多跳无线自组织网络和/或形成蜂窝网络的一部分。

20.一种程序，包括适合于执行权利要求1至19中的任一权利要求的方法的指令。

21.一种计算机可读机制，其中嵌入程序，其中该程序使数据处理设备执行权利要求1至19中的任一权利要求的方法。

22.一种计算机程序产品，包括权利要求21的计算机可读介质。

23.一种在具有分布式媒体访问控制的无线网络内的源节点，包括：

请求处理器，用于在包括至少一个中间节点的传输路径上向目的节点发送虚拟信道请求，该虚拟信道请求为从源节点通过至少一个中间节点到目的节点的虚拟信道请求分配传输资源，并且用于从目的节点接收虚拟信道确认，该虚拟信道确认表示用于虚拟信道的资源分配；和

通信处理器，用于使用所分配的传输资源将数据从源节点传送到目的节点。

24.权利要求23的源节点，其中传输资源包括用于传输的重复时段、传输频率和传输代码的至少之一。

25.权利要求23和24之一的源节点，其中虚拟信道请求包括关于时段持续时间、时段的重复和时间基准中的至少之一的预留信息。

26.权利要求23至25之一的源节点，其中请求处理器适合于根据通信协议，特别根据IEEE 802.11标准，与消息或数据分组相关联地发送预留信息。

27.权利要求23和26之一的源节点，其中请求处理器适合于收听在无线网络的其它节点之间的信令，以确定在无线网络内的未预留传输资源。

28.权利要求5的源节点，其中请求处理器适合于借助虚拟信道请求来请求使用所确定的未预留传输资源建立虚拟信道。

29.权利要求23和28之一的源节点，其中请求处理器适合于分析包括其它节点的预留信息的数据分组或虚拟信道请求，或者分析释放信息，以确定未预留时段、传输频率和传输代码中的至少之一。

30.权利要求23和29之一的源节点，其中请求处理器适合于借助虚拟信道请求来请求至少一个中间节点和目的节点确定虚拟信道的传输资源，并且如果可用的话，预留传输资源。

31.权利要求30的源节点，其中请求处理器适合于如果在重复的时段内可用的传输容量不可用，则借助虚拟信道请求来请求至少一个中间节点和目的节点中的每个确定在替代的重复时段内替代的可用传输容量。

32.权利要求30的源节点，其中请求处理器适合于借助虚拟信道请求来请求至少一个中间节点和目的节点中的每个计算与使用替代的可用传输容量的传输相关的各个时间延迟，并将其报告给源节点。

33.权利要求23和32之一的源节点，其中请求处理器适合于根据各个时间延迟确定虚拟信道的总时间延迟，并且如果总时间延迟不超过预定的最大延迟，则接受虚拟信道。

34.权利要求23和33之一的源节点，其中请求处理器适合于监视在源节点和目的节点之间的传输路径，以确定是否至少一个中间节点离开无线网络或者连接是否被干扰或中断。

35.权利要求23和34之一的源节点，其中请求处理器适合于如果至少一个中间节点之一离开无线网络或者如果连接被干扰或中断，则发送附加虚拟信道请求，以通过替代路径重新建立虚拟信道。

36.权利要求23和35之一的源节点，其中通信处理器适合于源节点、至少一个中间节点和目的节点使用虚拟信道的定期传输来同步时钟。

37.权利要求23和36之一的源节点，其中该无线网络是多跳无线自组织网络和/或形成蜂窝网络的一部分。

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