CN1878120A - 用于无线网状网路的分散式媒体存取协定 - Google Patents

用于无线网状网路的分散式媒体存取协定 Download PDF

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Abstract

本发明披露一种用于在无线网状网路中进行数据通信的方法，其包括：提供多个彼此相对静止的节点；将该多个节点置放在包括至少一个路径的图案中，该多个节点中的每一节点是位于该至少一个路径内且具有传输范围，此传输范围与毗邻节点的传输范围重叠；在该至少一个路径的第一节点与第二节点之间实行第一交握，该第二节点是位于毗邻该第一节点下游；使该第一节点进入第一状态，在该第一状态中第一节点准备发送数据讯框；使该第二节点进入第二状态，在该第二状态中第二节点准备接收数据讯框；从该第一节点向该第二节点发送第一数据讯框；在该第二节点与位于毗邻该第二节点下游的第三节点之间实行第二交握；将该第一节点切换为第三状态，在该第三状态中第一节点受阻止而不能发送或接收数据讯框；将该第二节点切换为该第一状态；使该第三节点进入该第二状态；以及从该第二节点向该第三节点发送第二数据讯框。

Description

用于无线网状网路的分散式媒体存取协定
相关申请案交叉参照
本专利申请案主张于2005年5月9日提出申请的美国临时专利申请案号第60/679,199号的权利，本文以引用的方式将其完整并入。
技术领域
本发明一般涉及无线通信，且特别是涉及一种用于无线网状网路的分散式媒体存取协定。
背景技术
近来，一类称为“网状网路”的网路已成为多跳跃无线网路及专属商业系统的重点。与移动自组网路(mobile ad hoc network；MANET)不同，一般并非通过若干行动中继节点而在任一对节点之间发生通信，而由无线网状网路(wireless mesh network；WMN)充当存取网路，利用非行动中继节点来提供无线骨干服务，让散布的使用者存取有线网际网路。在此环境中，关键是要让所有节点在高负载情况下支援多跳跃操作中的服务质量(quality-of-service；QoS)传输。但是也发现标准的802.11分散式协调功能(distributed coordination function；DCF)难以满足上述要求。同时还发现，准备传送/允许传送(ready-to-send/clear-to-send；RTS/CTS)不能对传输进行高效率的排程，而因此无法在多跳跃链中获得较佳的排程。尽管通过诸如多通道、空间重用、切入直通或增强型实体载波感测之类技术，可改善802.11DCF的性能，但上述这些技术仍依赖于基于随机存取的载波感测多重存取碰撞避免(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance；CSMA/CA)机制，而因此在高负载环境下同样面临公平问题、退让效率低及无法避免的高碰撞率问题。以下对上述这些问题作示意性的图解及说明。
图1是说明网路中的隐藏及曝露节点的示意图。隐藏节点问题表示由于在不同节点处同时进行传输而引起接收器节点处讯包的碰撞，上述这些节点并不在传送器的直接传输范围内，但在该接收器的传输范围内。参照图1，第一传送器节点S1(具有传输范围TR1)与第二传送器节点S2(具有传输范围TR2)在其同时尝试向第一接收器节点R1(位于上述这些传输范围TR1与TR2内)传送讯包时，会彼此隐藏起来。当两个传送器节点S1与S2皆同时进行发送而并不知道彼此所作传输时，发生碰撞。传送器节点难以监测到存在的隐藏节点，因为该传送器节点不能够感测来自上述这些隐藏节点的传输。
曝露节点问题表示传送器节点因附近的传送器节点而受阻以致无法向接收器节点发送讯包。再次参照图1，第三传送器节点S3是曝露于第一节点S1的传输范围TR1，当第一节点S1正在向第接收器节点R1发送讯包时，该第三传送器节点S3受阻止而不能向第二接收器节点R2发送讯包。但是，当第一传送器节点S1正在向第一接收器节点R1发送讯包时，第三传送器节点S3应当能够向第二接收器节点R2发送讯包而不引起任何碰撞。传送器节点亦难以监测到曝露节点，因为该传送器节点不能够感测来自上述这些曝露节点的传输。
图2A及2B是说明网状网路中的隐藏及曝露节点的示意图。图2A说明该网状网路中的隐藏节点问题。参照图2A，该网状网路包括节点A、B、C及D，上述这些节点在同一无线通道中发送及接收信号。当欲从节点A向节点B传送数据讯包时，节点A在其传输范围内广播准备传送(ready-to-send；RTS)讯框。位于节点A传输范围内的节点B接收该RTS讯框，并向节点A发送允许传送(clear-to-send；CTS)讯框，该节点A在未接收到从节点B传送的CTS讯框前不会传送上述这些数据讯包。当节点B广播该CTS讯框时，节点D向节点C广播另一RTS讯框(表示为RTS1)。位于节点B及节点D传输范围内的节点C同时接收上述这些CTS与RTS1讯框，从而引起碰撞。经过一个时间周期仍未从节点C接收到任何CTS讯框的节点D广播另一个RTS讯框(表示为RTS2)。但是，当节点C回应该RTS2讯框而在该无线通道内发送CTS讯框时，在节点B发生碰撞，因为节点B在窥听从节点C传送的CTS讯框的同时从节点A接收数据讯包。
图2B说明该网状网路中的曝露节点问题。参照图2B，节点B回应从节点A传送的RTS讯框而发送CTS讯框。窥听该CTS讯框的节点C受阻止而不能发送RTS讯框。节点C必须等待一个时间周期过后(即，退让)才能发送RTS讯框。退让并不符合需要，而常常可能对该网状网路的整体系统性能造成不利影响。
图3A是说明在网路系统中使用802.11DCF的多跳跃讯包转递的示意图，在Gambiroza等人所著的名称为“使用802.11的多跳跃连接”的文献中已披露此举。参照图3A，沿多节点长链转递单向多跳跃讯包。在此链模式中，所有讯包皆发起于第一节点且以一步步跳跃的方式转递到该链中的最后一个节点。该多跳跃讯包转递使用802.11DCF，此是基于IEEE802.11媒体存取控制(medium access control；MAC)标准所采用的CSMA/CA机制。在该范例中，节点n+1所转递的讯包2受到节点n+3所转递的讯包1的影响。在配合RTS/CTS使用802.11标准的条件下该链的最大利用率，据发现仅能接近1/7。但是，若采用理想的MAC协定，则多个隔离节点的长链的所需能力应为无线电原始通道频宽的1/4甚或1/3，其取决于空间重用距离。
图3B是说明网路系统中使用理想的MAC协定的多跳跃讯包转递的示意图。参照图3B，在使用理想的MAC协定的情况下，相距空间重用距离的两个节点能够同时传送而互不影响。在此理想条件下，以一步步跳跃的方式转递数据讯包，如同水涟波一般移动离开中心位置。为启动此“涟波现象”，每一节点需要知道每两个连续讯包传输之间的最佳持续时间。例如，节点n+1(而非节点n本身)能通过窥听由节点n+2发送的RTS讯框来决定对于节点n的最佳持续时间。因此，该节点n+1可通知该节点n在该节点n+2的传输结束时传送下一讯包。
针对上述这些隐藏及曝露问题的全面的解决方式需要在所有网状节点间形成集中式的整体认知。但是，此解决方式需要庞大的监控与管理成本。因此，需要有分散式解决方式，其接近基于节点间有限资讯交换的全面解决方式，来改善WMN的输出及服务质量(QoS)并提高WMN的无线媒体存取的公平度。
发明内容
本发明是关于一种消除因已有技术的限制及缺点而产生的一或多个问题的系统及方法。
依据本发明的项具体实施例，提供一种用于在无线网状网路中进行数据通信的方法，其包含：提供多个彼此相对静止的节点；将该多个节点置放在包括至少一个路径的图案中，该多个节点中的每一节点是位于该至少一个路径内且具有传输范围，此传输范围与毗邻节点的传输范围重叠；在该至少一个路径的第一节点与第二节点之间实行第一交握，该第二节点是位于毗邻该第一节点下游；使该第一节点进入第一状态，在该第一状态中第一节点准备发送数据讯框；使该第二节点进入第二状态，在该第二状态中第二节点准备接收数据讯框；从该第一节点向该第二节点发送第一数据讯框；在该第二节点与位于毗邻该第二节点下游的第三节点之间实行第二交握；将该第一节点切换为第三状态，在该第三状态中第一节点受阻止而不能发送或接收数据讯框；将该第二节点切换为该第一状态；使该第三节点进入该第二状态；以及从该第二节点向该第三节点发送第二数据讯框。
依据本发明还提供一种用于在无线网状网路中进行数据通信的方法，其包括：提供多个彼此相对静止的节点；将该多个节点置放在包括至少一个路径的图案中，该多个节点中的每一节点是位于该至少一个路径内且具有传输范围，此传输范围与毗邻节点的传输范围重叠；在该至少一个路径的第(3N-2)节点与第(3N-1)节点之间实行第一交握，该第(3N-1)节点是位于毗邻该第(3N-2)节点下游，N是大于零的整数；使该第(3N-2)节点进入第一状态，在该第一状态中第(3N-2)节点准备发送数据讯框；使该第(3N-1)节点进入第二状态，在该第二状态中第(3N-1)节点准备接收数据讯框；从该第(3N-2)节点向该第(3N-1)节点发送第一数据讯框；在该第(3N-1)节点与第3N节点之间实行第二交握，在该至少一个路径内该第3N节点是位于毗邻该第(3N-1)节点下游；将该第(3N-2)节点切换为第三状态，在该第三状态中第(3N-2)节点受阻止而不能发送或接收数据讯框；将该第(3N-1)节点切换为该第一状态；使该第3N节点进入该第二状态；以及从该第(3N-1)节点向第3N节点发送第二数据讯框。
进一步依据本发明，提供一种用于在无线网状网路中进行数据通信的方法，其包含：提供多个彼此相对静止的节点；将该多个节点置放在包括至少一个路径的图案中，该多个节点中的每一节点是位于该至少一个路径内且具有传输范围，此传输范围与位于该至少一个路径内的毗邻节点的传输范围重叠；在该至少一个路径内，通过从第一节点向位于毗邻该第一节点下游的第二节点发送第一数据讯框，以从该第一节点向该第二节点传递权杖；使该第一节点进入第三状态，在该第三状态中第一节点受阻止而不能传送或接收数据讯框；使该第二节点进入第一状态，在该第一状态中第二节点准备发送数据讯框；在该至少一个路径内，通过从该第二节点向位于毗邻该第二节点下游的第三节点发送第二数据讯框，以从该第二节点向该第三节点传递该权杖；将该第一节点切换为第二状态，在该第二状态中第一节点准备接收数据讯框；将该第二节点切换为该第三状态；以及使该第三节点进入该第一状态。
依据本发明，提供一种用于在无线网状网路中进行数据通信的方法，其包括：提供多个彼此相对静止的节点；将该多个节点置放在包括至少一个路径的图案中，该多个节点中的每一节点位于该至少一个路径内且具有传输范围，此传输范围与位于该至少一个路径的该每一路径内的毗邻节点的传输范围重叠；在该多个节点的第一节点与第二节点之间实行第一交握，在该至少一个路径内该第二节点是位于毗邻该第一节点上游；使该第一节点进入第一状态，在该第一状态中第一节点准备发送数据讯框；使该第二节点进入第二状态，在该第二状态中第二节点准备接收数据讯框；从该第二节点发送确认讯框；因应于该确认讯框，在该至少一个路径内的第三节点与第四节点之间实行第二交握，第三节点与第四节点分别位于毗邻该第二节点与该第三节点上游；将该第一节点切换为该第二状态；将该第二节点切换为第三状态，在该第三状态中第二节点受阻止而不能发送或接收数据讯框；使该第三节点进入该第一状态；以及使该第四节点进入该第二状态。
依据本发明，提供一种用于在无线网状网路中进行数据通信的方法，其包含：提供多个彼此相对静止的节点；将该多个节点置放在包括至少一个路径的图案中，该多个节点中的每一节点位于该至少一个路径内且具有传输范围，此传输范围与位于该至少一个路径的毗邻节点的传输范围重叠；在该至少一个路径的第(3N-2)节点与第(3N-1)节点之间实行第一交握，该第(3N-1)节点是位于毗邻该第(3N-2)节点上游，N是大于零的整数；使该第(3N-2)节点进入第一状态，在该第一状态中第(3N-2)节点准备发送数据讯框；使该第(3N-1)节点进入第二状态，在该第二状态中第(3N-1)节点准备接收数据讯框；从该第(3N-1)节点发送确认讯框；因应于该确认讯框，在该第3N节点与第(3N+1)节点之间实行第二交握，第3N节点与该第(3N+1)节点是分别位于毗邻第(3N-1)节点与该第3N节点上游；将第(3N-2)节点切换为该第二状态；将第(3N-1)节点切换为第三状态，在该第三状态中第(3N-1)节点受阻止而不能发送或接收数据讯框；使第3N节点进入该第一状态；以及使第(3N+1)节点进入该第二状态。
依据本发明，还提供一种用于在无线网状网路中进行数据通信的方法，其包括：提供多个彼此相对静止的节点；将该多个节点置放在包括至少一个路径的图案中，该多个节点中的每一节点位于该至少一个路径内且具有传输范围，此传输范围与位于该至少一个路径内的毗邻节点的传输范围重叠；在该多个节点的第一节点与第二节点之间实行第一交握，在该至少一个路径内该第二节点是位于毗邻该第一节点上游；使该第一节点进入第一状态，在该第一状态中第一节点准备发送数据讯框；使该第二节点进入第二状态，在该第二状态中第二节点准备接收数据讯框；从该第二节点发送确认讯框；因应于该确认讯框，在该至少一个路径内分别位于毗邻该第二节点与该第三节点上游的第三节点与第四节点之间实行第二交握；将该第一节点切换为该第二状态；将该第二节点切换为第三状态，在该第三状态中第二节点受阻止而不能发送或接收数据讯框；使该第三节点进入该第一状态；以及使该第四节点进入该第二状态。
依据本发明，提供一种用于在无线网状网路中进行数据通信的系统，其包含：有线闸道器；以及多个节点，其是彼此相对静止而置放在包括至少一个路径的图案中，该多个节点中的每一节点是位于该至少一个路径内且具有传输范围，此传输范围与位于该至少一个路径的毗邻节点的传输范围重叠，该多个节点进一步包含：节点，其是连接至该有线闸道器；以及末端节点，其是位于该至少一个路径的一端而远离与该闸道器连接的该节点，其中该多个节点的子集中的每一个节点，该子集不包含该闸道器连接的该节点及该末端节点，皆在以下状态中操作：第一状态，其中子集中的第一节点准备发送数据讯框；第二状态，其中子集中的第二节点准备接收数据讯框；以及第三状态，其中子集中的第三节点受阻止而不能发送或接收数据讯框。
依据本发明，提供一种用于在无线网状网路中进行数据  通信的系统，其包含：有线闸道器；以及多个节点，其是彼此相对静止而置放在包括至少一个路径的图案中，该多个节点中的每一节点是位于该至少一个路径内且具有传输范围，此传输范围与位于该至少一个路径内的毗邻节点的传输范围重叠，该多个节点进一步包含：第一节点，其在以下状态之间依次操作：第一状态，其中第一节点准备发送数据讯框；第三状态，其中第一节点受阻止而不能发送或接收数据讯框；以及第二状态，其中第一节点准备接收数据讯框；第二节点，其在该至少一个路径内是位于毗邻该第一节点下游，而在该第二状态、该第一状态及该第三状态之间依次操作；以及第三节点，其在该至少一个路径内是位于毗邻该第二节点下游，而在该第三状态、该第二状态及该第一状态之间依次操作。
依据本发明，提供一种用于在无线网状网路中进行数据通信的系统，其包含：有线闸道器；以及多个节点，其是彼此相对静止而置放在包括至少一个路径的图案中，该多个节点中的每一节点是位于该至少一个路径内且具有传输范围，此传输范围与位于该至少一个路径内的毗邻节点的传输范围重叠，该多个节点进一步包含：第一节点，其在以下状态之间依次操作：第一状态，其中第一节点准备接收数据讯框；第二状态，其中第一节点受阻止而不能发送或接收数据讯框；以及第三状态，其中第一节点准备发送数据讯框；第二节点，其在该至少一个路径内是位于毗邻该第一节点上游，而在该第二状态、该第三状态及该第一状态之间依次操作；以及第三节点，其在该至少一个路径内是位于毗邻该第二节点上游，而在该第三状态、该第一状态及该第二状态之间依次操作。
当并同各随附附图而阅览时，即可更佳了解本发明的较佳具体实施例之前揭摘要以及上文详细说明。为达本发明的说明目的，各附图里图绘有现属较佳的各具体实施例。然而应了解本发明并不限于所披露的精确排置方式及设备装置。
附图说明
图1是说明网路中的隐藏及曝露节点的示意图；
图2A及2B是说明网状网路中的隐藏及曝露节点的示意图；
图3A是说明网路系统中使用802.11 DCF(分散式协调功能)的多跳跃讯包转递的示意图；
图3B是说明网路系统中使用理想的MAC(媒体存取控制)协定的多跳跃讯包转递的示意图；
图4是依据本发明的一项具体实施例用于在无线网状网路中进行数据通信的系统的示意图；
图5A是依据本发明的一项具体实施例用于下行链路传输的状态机的附图；
图5B是依据本发明的一项具体实施例的下行链路传输的时序图；
图5C是依据本发明的一项具体实施例用于下行链路传输的信息序列的曲线图；
图6A是依据本发明的一项具体实施例用于上行链路传输的状态机的附图；以及
图6B是依据本发明的一项具体实施例用于上行链路传输的时序规格的附图。
主要元件标记说明
12                        ESD监测电路
10                        系统
A、B、C及D                节点
A1至Ai                    节点
B1与D1                    交叉节点的子节点
B2与D2                    节点
Bj、Dk及Em                树叶节点
Bs                        节点
C1                        交叉节点
Cs                        节点
R1                        第一接收器节点
R2                        第二接收器节点
S1                        第一传送器节点
S2                        第二传送器节点
S3                        第三传送器节点
TR1                       传输范围
TR2                       传输范围
具体实施方式
披露一种分散式媒体存取协定(涟波)，其可针对WMN而同时达到公平、较高的利用率及最佳的空间重用。与现有的基于随机存取的协定不同，该涟波协定采用受控制的存取机制，其中节点在未获得其他节点授权之前不能进行传送。通过受控制的存取，所提议的涟波协定防止节点发生无意的讯包碰撞及退让，并因此提高网路利用率。该涟波协定确保每一节点皆公平地利用共享的无线频谱，并确保能够在该涟波协定基础上建立QoS流量管理机制。
图4是依据本发明的一项具体实施例用于在无线网状网路(WMN)中进行数据通信的系统10的示意图。参照图4，系统10包括多个设置成树形布局的节点(例如，A1至Ai)，其充当网际网路的无线骨干。其中每一节点皆包括无线路由器，该无线路由器本身能产生流量并为其他节点转递流量。为便于参考，将该WMN连接至有线网际网路闸道器的节点称为树根节点(即，本范例中的节点A1)，具有多个子节点的节点称为交叉节点(即，节点C1)，而不具有子节点的节点称为树叶节点(即，节点Bj、Dk及Em)。系统10包括树根节点、至少一个交叉节点及至少一个树叶节点。在该树形布局中，下行链路传输表示沿从母节点至其子节点方向的讯包传输。相反，上行链路传输表示沿从子节点至其母节点方向的讯包传输。为简化说明，假定上述这些节点是静止的。即，其中每一节点的位置是固定的。不相邻节点相互间不存在无线电干扰。进一步假定分配两个单独的无线通道分别用于下行链陆与上行链路传输。此外，发送数据讯包所需要的时间是固定的。
在该涟波协定中，六类讯框及四类操作状态是定义如下。
(1)讯框格式：
该涟波协定中所使用的讯框格式包括：
(i)数据(DATA)讯框：数据讯框载送使用者资讯。发送该数据讯包所需要的时间是常数。
(ii)空(NULL)讯框：空讯框是不载送任何资讯的数据讯框。
(iii)RTS讯框：有权传送数据讯框的节点在传送该数据讯框的前传送的讯框。
(iv)CTS讯框：接收RTS讯框的节点回应的讯框。
(v)准备接收(Ready-to-Receive；RTR)讯框：有权接收数据讯框的节点在未接收到预期的RTS讯框情况下向传送器传送的讯框。
(vi)ACK讯框：正确接收到数据讯框的节点回应的讯框。
RTS、CTS、DATA及ACK讯框的讯框格式与802.11MAC中所定义者相同。该RTR讯框的讯框格式与CTS讯框的讯框格式相似，不同的处是将MAC标头中的“接收器位址”替换为“发射器位置”以指示该RTR讯框的目的地。DATA、RTS、CTS及ACK讯框的讯框间隔(inter-frame-spaces；IFS)皆是设定为如802.11所定义的短讯框间隔(short-IFS；SIFS)。后面将定义RTR讯框的IFS，即IFSRTR。该涟波协定修改802.11DCF的数据传输程序并采用RTS及RTR讯框作为“权杖”。仅当节点掌握权杖时，才允许其传送数据讯框。产生并传播RTS及RTR权杖的方式取决于该节点的状态。
(2)操作状态：
在该涟波协定中，让每一节点在以下四状态之一状态中操作：
(i)发送(Transmit；TX)状态：准备传送数据讯框的节点将进入之一状态。
(ii)接收(Receive；RX)状态：准备接收数据讯框的节点将进入之一状态。
(iii)聆听状态：在节点是隐藏节点(例如，该节点窥听CTS讯框)或曝露节点(例如，该节点窥听RTS讯框)或同为二者的情况下，该节点将进入之一状态。即，节点在窥听CTS(即，隐藏节点)及/或RTS讯框(即，曝露节点)的情况下进入此状态。处于聆听状态之一节点在网路分配向量(network-allocation-vector；NAV)期间必须保持沉默，而且在NAV到期后若感测到该通道已清除达IFSRTR之久，则可向其上游节点发送RTR权杖。
(iv)闲置状态：在该TX(transmit；发送)、RX(receive；接收)及聆听(Listen)期间由于发生非预期情形而已中断之一节点将返回之一状态。而且，该闲置状态还是所有节点的初始状态，且可用于初始化及容错。
在这些状态中，TX、RX及聆听状态是节点的常规状态，而闲置状态是在发生错误时节点将进入之一状态。
以下，首先将说明所提议的用于下行链路讯包传输的涟波协定。然后，延伸所得结果以适应上行链路讯包传输。图5A是依据本发明的一项具体实施例用于下行链路传输的状态机的附图。该涟波协定是分散式协定，其中每一节点的操作仅取决于其状态机。每一节点的状态转换是通过传输或接收讯框而触发。该涟波协定采用受控制的存取机制来消除退让效率低的问题。与权杖传递协定类似，该涟波协定使用特殊讯框作为“权杖”来授权节点传送数据讯框。在该涟波协定中，掌握具有权杖的带标签节点有资格与下转递节点实行RTS/CTS交握。在该涟波协定中，将该RTR讯框设计成在该RTS讯框遗失的情况下重新产生权杖。因此，RTR讯框的IFS(表示为IFSRTR)是设定为
IFSRTR＝SIFS+TRTS+SIFS＝2SIFS+TRTS，
其中TRTS是节点发送RTS讯框所需要的时间。
在该下行链路传输中，接收CTS或RTR讯框的节点有权向其下一转递节点(即，带标签节点的毗邻子节点)发送数据讯包。应注意，交叉节点可使用任何预定义的排程演算法来选择一子节点作为下一转递节点。参照图5A，除上述这些树根节点及树叶节点外，每一节点一般在上述这些TX、聆听及RX状态之间依次传播。因此，每一节点将有平等的机会在该下行链路数据传输中使用共享的无线媒体。但是，一般让该树根节点在上述这些TX、聆听及闲置状态之间循环，因为其通过电缆接收来自该网际网路闸道器的下行链路讯包。同样，一般让上述这些树叶节点在上述这些闲置、聆听、RX状态之间循环，因为其不具有用于转递下行链路讯包的子节点。
考量运行于TX状态的带标签节点，该带标签节点向下一转递节点传送数据讯框(或者空讯框)，并期望接收ACK(acknowledge；确认)讯框。应注意，该带标签节点可能无须将从其母节点接收到的同数据讯框转递给下一转递节点。即，每一节点可依据储存于其伫列中的讯包的QoS要求来对其讯包传输进行排程。通过窥听由其相邻节点广播之一RTS/CTS交握或RTR讯框，该带标签节点将移动至该聆听状态。在该聆听状态中，该带标签节点必须在网路分配向量(NAV)期间保持沉默，该网路分配向量是指定于窥听到的讯框标头的持续时间栏位。该带标签节点将期望在该NAV到期后从其母节点接收RTS讯框。若该RTS讯框遗失，则在该NAV到期后该通道已闲置经过IFSRTR的情况下，该带标签节点将向其母节点传送RTR讯框。即，该涟波协定使用RTR讯框以顺利渡过RTS传输故障。为了发挥空间重用的功能，该涟波协定进一步使用RTR讯框来针对处于闲置状态的节点触发新涟波。应注意，为防止在该交叉节点处发生RTR讯框的碰撞，不允许交叉节点的子节点向该交叉节点发送RTR讯框。该带标签节点接收到数据或空讯框，便移动到RX状态。在RX状态中，该带标签节点在正确接收到该数据讯框的情况下回应ACK讯框，并接着在经过IFSRTS后向其子节点发送RTS讯框。若该带标签节点从其母节点接收权杖，则该带标签节点等待SIFS并移动到该TX状态。应注意，在任何状态中，无论何时，只要发生非预期错误，该带标签节点便被迫进入闲置状态。
尽管该涟波协定采用与直接切入式媒体存取(Direct Cut-ThroughMedium Access；DCMA)及伫列驱动式媒体存取(Quene Driven Cut-ThroughMedium Access；QCMA)所使用的切入直通类似的方法，在此方法中带标签节点在将ACK讯框回复给传送器节点后立即与下一转递节点实行RTS/CTS交握，但RTS/CTS的目的完全不同。本涟波协定使用RTS/CTS来触发相邻节点的状态转换，而DCMA及QCMA则使用RTS/CTS自下一转递节点起保留无线通道。此外，本涟波协定使用与DCMA/QCMA所用机制不同的机制来处置传输错误。明确言之，本涟波协定将强迫带标签节点进入闲置状态，而DCMA与QCMA则采用指数退让演算法来重新发送讯包。在所提议的涟波协定中，每一节点采取与分时多工存取(timedivision multiple access；TDMA)类似的方式来存取共享的无线媒体。与蜂巢式网路所使用的TDMA技术相反，本涟波协定并不要求所有行动台皆与中央基地台完全同步，而是以分散式方式运行而仅要求相邻节点之间的区域同步。通过控制讯包所载送的NAV，与节点之一跳跃半径内的节点共享时序资讯，从而达到区域同步。因此，所提议的涟波协定可通过防止发生无意的讯包碰撞，来提高802.11的网路利用率，在重负载环境中，尤其明显。
图5B是依据本发明的一项具体实施例之一下行链路传输的时序图。参照图5B且还参照图4，开始将所有节点(除超级节点外)置于该闲置状态。此项具体实施例中的超级节点(即，节点A4)表示WMN中的负责启动与其子节点的RTS/CTS交握的节点。在该RTS/CTS交握后，完成该网路启动程序，而因此节点A4及A5分别移动至上述这些TX及RX状态。在该TX状态期间，节点A4向节点A5传送数据讯框(或空讯框)，接收ACK讯框，并因窥听由节点A5启动的RTS/CTS交握而移动至该聆听状态。该程序继续进行，而使得如涟波般一步步跳跃地转递数据讯框，并因此启动该「涟波」现象。应注意，在启动期间，节点A3还会在窥听由该超级节点广播的RTS讯框时进入该聆听状态。节点A3不会从节点A2接收RTS讯框，因为节点A2开始处于闲置状态。因此，当节点A3感测到在该NAV到期后该通道已闲置经过IFSRTS(即，其由于窥听到由节点A4启动的RTS讯框而处于某一状态)时，节点A3向节点A2传送RTR讯框。在掌握该RTR讯框(即，该权杖)的条件下，节点A2向节点A3发送数据讯框，并因此触发新涟波。可应用类似的所得结果来恢复由于该杂讯无线通道而中断的涟波。
图5C是说明依据本发明的一项具体实施例用于下行链路传输之一信息序列的曲线图。在此项具体实施例中，采用图4所示网状布局，其中假定i＝3、j＝3、k＝5而m＝0。交叉节点C1在选择下一转递节点时使用但并不限于简单循环(Round-Robin)方法。此外，对两个相邻节点之间的传播延迟忽略不计。由于每一节点的位置是固定的，因此该涟波协定的操作将不会受不同传播延迟值或不同排程演算法的影响。参照图5C，使用RTR讯框(例如，由节点A2使用)来产生新涟波(例如，由节点C1产生)或用以顺利渡过RTS传输故障。该树形布局的两个分支(即，用于节点Cs的分支与用于节点Bs的另一分支)是独立操作，因为该交叉节点的子节点(即，节点B1与D1)受阻止而不能传送RTR讯框。因此，二节点B2与D2在经过IFSRTS后皆可自行自动触发新涟波。此外，可同时发送路径(A1，C1)、(A2，B1)或(A2，D1，D4)、(A3，B2)及(A3，D2)中的讯包。即，由于空间重用，因此可达到1/3的最佳通道利用率。
图6A是依据本发明的一项具体实施例用于上行链路传输的状态机的附图。在上行链路传输中，传送器与接收器的角色互换。预设的下一转递节点是带标签节点的母节点。窥听任何权杖传输的带标签节点将移动至该聆听状态，其在所窥听的NAV到期时有资格向下转递节点传送RTS讯框。在该上行链路传输中，带标签节点始终向其母节点转递讯包。由于交叉节点可具有多个子节点，因此该交叉节点使用该RTR讯框来授权子节点在该上行链路方向上进行发送。
参照图6A，一般在上行链路传输中，让其中每一节点(除上述这些树根节点及树叶节点外)在上述这些TX、RX及聆听状态之间依次传播。因此，每一节点将有平等的机会在该上行链路数据传输中使用共享的无线媒体。考量处于TX状态的带标签节点，该带标签节点向其母节点发送数据讯框(或者空讯框)，并期望从该母节点接收ACK(acknowledge；确认)讯框。在接收该ACK讯框后，该带标签节点期望从其子节点接收RTS讯框、回应CTS讯框、等待SIFS并移动至该RX状态。若未接收到该RTS讯框，则在回应该ACK讯框后感测到该通道闲置经过IFSRTR的情况下，该带标签节点可向其子节点主动传送RTR讯框以请求传输。此外，交叉节点应采用预定义的排程演算法来选择子节点作为RTR讯框的目的地，因为每交叉节点皆具有多个子节点。该带标签节点在其开始接收来自其子节点的数据讯框(或空讯框)时，移动到RX状态。在RX状态中，若正确接收到该数据讯框(或空讯框)，则该带标签节点以ACK讯框作出回应。然后，该带标签节点在窥听到由其相邻节点实行的RTS/CTS交握时，移动至该聆听状态并于NAV期间保持沉默。在该聆听状态期间，该带标签节点在从NAV到期开始经过IFSRTS后发送RTS讯框，并接着期望接收CTS讯框。或者该带标签节点可接收RTR讯框，此讯框是在该RTS讯框遗失的情况下由下转递节点主动传送。例外情形是，为防止在该交叉节点处发生RTR讯框碰撞，禁止交叉节点的子节点发送该RTS讯框。在接收CTS或RTR讯框时，该带标签节点应等待SIFS并再次移动至该TX状态。在任何状态期间，无论何时，只要发生非预期错误，该带标签节点便被迫进入闲置状态。
图6B是依据本发明的一项具体实施例用于上行链路传输的时序规格的附图。参照图6B，开始将所有节点(除超级节点外)置于该闲置状态。该超级节点(即节点A4)负责通过向下转递节点(即节点A3)传送RTS讯框来触发该第一涟波。节点A5在其窥听由该超级节点广播的RTS讯框时进入该聆听状态。在该RTS/CTS交握后，完成该网路启动程序，而节点A4及A3由此分别移动至上述这些TX及RX状态。在该TX状态期间，节点A4向节点A3传送数据讯框(或者空讯框)，并期望接收ACK讯框。由于节点A4获得该权杖(即，其窥听该RTS/CTS交握)，则其有资格向下转递节点(即节点A1)传送RTS讯框。该程序继续进行，而使得如涟波般步步跳跃地向节点A1转递数据讯框。因此，启动该「涟波现象」。应注意，在启动期间，节点A5亦会在其窥听由该节点A4广播的RTS讯框时进入该聆听状态。因此，在节点A5及A4传送该RTS/CTS交握后，节点A5向节点A4传送数据讯框，从而触发新涟波。在上行链路传输中，该RTR讯框还用于产生新涟波或用于顺利渡过任何RTS传输故障。
如以上所提到，该涟波协定的开发是基于假定条件，即非相邻节点的无线电或传输范围不会互相干扰。即，间隔开至少三个跳跃的节点与另一节点(例如，图5B所示节点A1与A4)将不会互相干扰。在此假定条件下，该涟波协定可达到1/3的最佳通道利用率。用pi，j表示从状态i至状态j的状态转换机率，而用P表示为带标签节点的状态机率，其中分别来看i，j∈{TX，RX，聆听，闲置}。在无错误通道中，pTX，Idle＝pRX，Idle＝pListen，Idle＝0而pTX，Listen＝pListen，RX＝pRX，TX＝1。可显示出PTX＝PRX＝PListen＝1/3，因为每一节点皆有平等的机会获得该权杖。换言之，节点由于空间重用而获得1/3的最佳利用率。若上述这些无线电在其能顺利通信的范围以外可能互相干扰，则该利用率更低。然而，可修改所提议的涟波协定，以适应此情况。该涟波协定的主要修改是每一节点在其从TX状态向RX状态转变的周期期间必须在聆听状态驻留N次，其中N是取决于每一节点的无线电干扰范围的整数。
在说明本发明的代表性具体实施例时，本说明书可将本发明的方法及/或工艺表示为特定的步骤次序；不过，由于该方法或工艺的范围并不是于本文所提出的特定的步骤次序，故该方法或工艺不应受限于所述的特定步骤次序。身为所属技术领域的技术人员当会了解其它步骤次序也是可行的。所以，不应将本说明书所提出的特定步骤次序视为对权利要求的限制。此外，亦不应将有关本发明的方法及/或工艺的权利要求仅限制在以书面所载的步骤次序的实施，所属技术领域的技术人员易于了解，上述这些次序亦可加以改变，并且仍涵盖于本发明的精神与范畴的内。
所属技术领域的技术人员应即了解可对上述各项较佳具体实施例进行变化，而不致悖离其广义的发明性概念。因此，应了解本发明并不限于本揭的特定具体实施例，而是为涵盖归属如权利要求所定义的本发明精神及范围内的改进。

Claims (46)

1.一种用于在无线网状网路中进行数据通信的方法，其特征是其包含：
提供多个彼此相对静止的节点；
将该多个节点置放在包括至少一个路径的图案中，该多个节点中的每一节点是位于该至少一个路径内且具有传输范围，此传输范围与毗邻节点的传输范围重叠；
在该至少一个路径的第一节点与第二节点之间实行第一交握，该第二节点是位于毗邻该第一节点下游；
使该第一节点进入第一状态，在该第一状态中第一节点准备发送数据讯框；
使该第二节点进入第二状态，在该第二状态中第二节点准备接收数据讯框；
从该第一节点向该第二节点发送第一数据讯框；
在该第二节点与位于毗邻该第二节点下游的第三节点之间实行第二交握；
将该第一节点切换为第三状态，在该第三状态中第一节点受阻止而不能发送或接收数据讯框；
将该第二节点切换为该第一状态；
使该第三节点进入该第二状态；以及
从该第二节点向该第三节点发送第二数据讯框。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是其进一步包含：
将该至少一个路径中的多个节点的一个节点连接至有线闸道器；以及
向一个远离闸道器的方向发送该第一数据讯框。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征是其进一步包含：回应该第一交握，在该至少一个路径内使位于毗邻该第一节点上游的第四节点进入该第三状态。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征是于实行该第一交握时，其进一步包含：
从该第一节点发送准备传送讯框；以及
因应于该RTS讯框，从该第二节点发送允许传送讯框。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征是其进一步包含：因回应于该RTS讯框的传输故障，从该第二节点发送准备接收讯框，以请求该第一节点直接传送数据讯框。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征是其进一步包含：
在该至少一个路径内从该第四节点向位于毗邻该第四节点上游的第五节点发送RTR讯框；
使该第四节点进入该第二状态；以及
使该第五节点进入该第一状态。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征是其进一步包含依次在初始状态、该第一状态及该第三状态之间切换与闸道器连接的该节点。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征是其进一步包含依次在初始状态、该第三状态及该第二状态之间切换位于该至少一个路径内最下游的节点。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征是其进一步包含：阻止位于交叉节点下游的节点通过发送一个RTR讯框来请求该交叉节点传送数据讯框，该交叉节点是位于该至少一个路径与相异于该至少一个路径的第二路径的交点处。
10.一种用于在无线网状网路中进行数据通信的方法，其特征是其包含：
提供多个彼此相对静止的节点；
将该多个节点置放在包括至少一个路径的图案中，该多个节点中的每一节点是位于该至少一个路径内且具有传输范围，此传输范围与毗邻节点的传输范围重叠；
在该至少一个路径的第(3N-2)节点与第(3N-1)节点之间实行第一交握，该第(3N-1)节点是位于毗邻该第(3N-2)节点下游，N是大于零的整数；
使该第(3N-2)节点进入第一状态，在该第一状态中第(3N-2)节点准备发送数据讯框；
使该第(3N-1)节点进入第二状态，在该第二状态中第(3N-1)节点准备接收数据讯框；
从该第(3N-2)节点向该第(3N-1)节点发送第一数据讯框；
在该第(3N-1)节点与第3N节点之间实行第二交握，在该至少一个路径内该第3N节点是位于毗邻该第(3N-1)节点下游；
将该第(3N-2)节点切换为第三状态，在该第三状态中第(3N-2)节点受阻止而不能发送或接收数据讯框；
将该第(3N-1)节点切换为该第一状态；
使该第3N节点进入该第二状态；以及
从该第(3N-1)节点向第3N节点发送第二数据讯框。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征是其进一步包含：
在发送数据讯框前，从第一节点向第二节点发送准备传送(RTS)讯框；以及
因回应于该RTS讯框的传输故障，从该第二节点发送准备接收(RTR)讯框以请求该第一节点直接传送数据讯框。
12.根据权利要求10所述的方法，其特征是其进一步包含：
从处于该第三状态的第一节点向处于初始状态的第二节点发送RTR讯框；
将该第一节点切换为该第二状态；以及
因应于该RTR讯框将该第二节点切换为该第一状态。
13.一种用于在无线网状网路中进行数据通信的方法，其特征是其包含：
提供多个彼此相对静止的节点；
将该多个节点置放在包括至少一个路径的图案中，该多个节点中的每一节点是位于该至少一个路径内且具有传输范围，此传输范围与位于该至少一个路径内的毗邻节点的传输范围重叠；
在该至少一个路径内，通过从第一节点向位于毗邻该第一节点下游的第二节点发送第一数据讯框，以从该第一节点向该第二节点传递权杖；
使该第一节点进入第三状态，在该第三状态中第一节点受阻止而不能传送或接收数据讯框；
使该第二节点进入第一状态，在该第一状态中第二节点准备发送数据讯框；
在该至少一个路径内，通过从该第二节点向位于毗邻该第二节点下游的第三节点发送第二数据讯框，以从该第二节点向该第三节点传递该权杖；
将该第一节点切换为第二状态，在该第二状态中第一节点准备接收数据讯框；
将该第二节点切换为该第三状态；以及
使该第三节点进入该第一状态。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征是其进一步包含依次在该第一状态、该第三状态及该第二状态之间切换上述这些第一、第二及第三节点中的每一节点。
15.根据权利要求13所述的方法，其特征是其进步包含：因应于错误，使该第一、第二或第三节点中的节点返回该初始状态。
16.根据权利要求13所述的方法，其特征是其进一步包含：
在发送第一数据讯框前，从该第一节点向该第二节点发送准备传送(RTS)讯框；以及
因应于该RTS讯框的传输故障，从该第二节点发送准备接收(RTR)讯框，以请求该第一节点直接传送数据讯框。
17.根据权利要求13所述的方法，其特征是其进一步包含：
从处于该第三状态的第四节点向位于毗邻该第四节点上游而处于初始状态的第五节点发送RTR讯框；
将该第四节点切换为该第二状态；以及
因应于该RTR讯框，将该第五节点切换为该第一状态。
18.一种用于在无线网状网路中进行数据通信的方法，其特征是其包含：
提供多个彼此相对静止的节点；
将该多个节点置放在包括至少一个路径的图案中，该多个节点中的每一节点位于该至少一个路径内且具有传输范围，此传输范围与位于该至少一个路径内的毗邻节点的传输范围重叠；
在该多个节点的第一节点与第二节点之间实行第一交握，在该至少一个路径内该第二节点是位于毗邻该第一节点上游；
使该第一节点进入第一状态，在该第一状态中第一节点准备发送数据讯框；
使该第二节点进入第二状态，在该第二状态中第二节点准备接收数据讯框；
从该第二节点发送确认讯框；
因应于该确认讯框，在该至少一个路径内的第三节点与第四节点之间实行第二交握，第三节点与第四节点分别位于毗邻该第二节点与该第三节点上游；
将该第一节点切换为该第二状态；
将该第二节点切换为第三状态，在该第三状态中第二节点受阻止而不能发送或接收数据讯框；
使该第三节点进入该第一状态；以及
使该第四节点进入该第二状态。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征是其进一步包含：
将该多个节点的节点连接至有线闸道器；以及
在该至少一个路径内朝与闸道器连接的该节点的方向发送数据讯框。
20.根据权利要求18所述的方法，其特征是其进一步包含：因应于该第一交握，在该至少一个路径内使位于毗邻该第一节点下游的第五节点进入该第三状态。
21.根据权利要求18所述的方法，其特征是在实行该第一交握时，其进一步包含：
从该第一节点发送准备传送(RTS)讯框；以及
因应于该RTS讯框，从该第二节点发送允许传送(CTS)讯框。
22.根据权利要求21所述的方法，其特征是其进一步包含：因应于该RTS讯框的传输故障，从该第二节点发送准备接收(RTR)讯框，以请求该第一节点直接传送数据讯框。
23.根据权利要求20所述的方法，其特征是其进一步包含：
从该第一节点向该第五节点发送RTR讯框，以请求该第五节点直接传送数据讯框；
使该第一节点进入该第二状态；以及
使该第五节点进入该第一状态。
24.根据权利要求18所述的方法，其特征是其进一步包含：阻止位于交叉节点上游的节点通过发送RTR讯框来请求该交叉节点传送数据讯框，该交叉节点是位于该至少一个路径与相异于该至少一个路径的第二路径的交点处。
25.一种用于在无线网状网路中进行数据通信的方法，其特征是其包含：
提供多个彼此相对静止的节点；
将该多个节点置放在包括至少一个路径的图案中，该多个节点中的每一节点位于该至少一个路径内且具有传输范围，此传输范围与位于该至少一个路径的毗邻节点的传输范围重叠；
在该至少一个路径的第(3N-2)节点与第(3N-1)节点之间实行第一交握，该第(3N-1)节点是位于毗邻该第(3N-2)节点上游，N是大于零的整数；
使该第(3N-2)节点进入第一状态，在该第一状态中第(3N-2)节点准备发送数据讯框；
使该第(3N-1)节点进入第二状态，在该第二状态中第(3N-1)节点准备接收数据讯框；
从该第(3N-1)节点发送确认讯框；
因应于该确认讯框，在该第3N节点与第(3N+1)节点之间实行第二交握，第3N节点与该第(3N+1)节点是分别位于毗邻第(3N-1)节点与该第3N节点上游；
将第(3N-2)节点切换为该第二状态；
将第(3N-1)节点切换为第三状态，在该第三状态中第(3N-1)节点受阻止而不能发送或接收数据讯框；
使第3N节点进入该第一状态；以及
使第(3N+1)节点进入该第二状态。
26.根据权利要求25所述的方法，其特征是其进一步包含：
在发送数据讯框前，从第一节点向第二节点发送准备传送(RTS)讯框；以及
因应于该RTS讯框的传输故障，从该第二节点发送准备接收(RTR)讯框，以请求该第一节点直接传送数据讯框。
27.根据权利要求25所述的方法，其特征是其进一步包含：
从处于该第一状态的第一节点向处于该第三状态的第二节点发送RTR讯框；
将该第一节点切换为该第二状态；以及
因应于该RTR讯框将该第二节点切换为该第一状态。
28.根据权利要求25所述的方法，其特征是其进一步包含：
将该至少一个路径中多个节点的节点连接至有线闸道器；以及
依次在初始状态、该第二状态及该第三状态之间切换与闸道器连接的该节点。
29.一种用于在无线网状网路中进行数据通信的方法，其特征是其包含：
提供多个彼此相对静止的节点；
将该多个节点置放在包括至少一个路径的图案中，该多个节点中的每一节点是位于该至少一个路径内且具有传输范围，此传输范围与毗邻节点的传输范围重叠；
从第一节点发送第一确认讯框；
因应于该第一确认讯框，在该至少一个路径内将权杖传递给位于毗邻该第一节点上游的第二节点；
使该第一节点进入第三状态，在第三该状态中第一节点受阻止而不能发送或接收数据讯框；
使该第二节点进入第一状态，在该第一状态中第二节点准备发送数据讯框；
在该至少一个路径内从位于毗邻该第二节点上游的第三节点发送第二确认讯框；
因应于该第二确认讯框，在该至少一个路径内从该第三节点向位于毗邻该第三节点上游的第四节点传递该权杖；
将该第一节点切换为该第一状态；
将该第二节点切换为第二状态，在该第二状态中第二节点准备接收数据讯框；
使该第三节点进入该第三状态；以及
使该第四节点进入该第一状态。
30.根据权利要求29所述的方法，其特征是其进一步包含依次在该第二状态、该第三状态及该第一状态之间切换上述这些第一、第二及第三节点中的每一节点。
31.根据权利要求29所述的方法，其特征是其进一步包含：因应于错误，使该第一、第二或第三节点中的至少一个节点返回初始状态。
32.根据权利要求29所述的方法，其特征是其进一步包含：
在发送第一数据讯框前，从该第二节点向该第三节点发送准备传送讯框；以及
因应于该RTS讯框的传输故障，从该第三节点发送准备接收讯框，以请求该第二节点直接传送数据讯框。
33.根据权利要求29所述的方法，其特征是其进一步包含：
从位于毗邻该第一节点下游而处于该第一状态的第四节点向处于该第三状态的第五节点发送RTR讯框；
将该第四节点切换为该第三状态；以及
因应于该RTR讯框，将该第五节点切换为该第一状态。
34.一种用于在无线网状网路中进行数据通信的系统，其特征是其包含：
有线闸道器；以及
多个节点，其是彼此相对静止而置放在包括至少一个路径的图案中，该多个节点中的每一节点是位于该至少一个路径内且具有传输范围，此传输范围与位于该至少一个路径的毗邻节点的传输范围重叠，该多个节点进一步包含：
节点，其是连接至该有线闸道器；以及
末端节点，其是位于该至少一个路径的端而远离与该闸道器连接的该节点，
其中该多个节点的子集中的每一个节点，该子集不包含该闸道器连接的该节点及该末端节点，皆在以下状态中操作：第一状态，其中子集中的第一节点准备发送数据讯框；第二状态，其中子集中的第二节点准备接收数据讯框；以及第三状态，其中子集中的第三节点受阻止而不能发送或接收数据讯框。
35.根据权利要求34所述的系统，其特征是朝远离与闸道器连接的该节点而沿该至少一个路径发送该数据讯框，且该多个节点中除与该闸道器连接的该节点及该末端节点外，每一节点皆依次在该第一状态、该第三状态及该第二状态之间操作。
36.根据权利要求35所述的系统，其特征是与闸道器连接的该节点依次在初始状态、该第一状态及该第三状态之间操作。
37.根据权利要求35所述的系统，其特征是该末端节点依次在初始状态、该第三状态及该第二状态之间操作。
38.根据权利要求34所述的系统，其特征是朝与闸道器连接的该节点而沿该至少一个路径发送该数据讯框，且该多个节点中除与闸道器连接的该节点及该末端节点外，每一节点皆依次在该第二状态、该第三状态及该第一状态之间操作。
39.根据权利要求38所述的系统，其特征是与闸道器连接的该节点依次在初始状态、该第二状态及该第三状态之间操作。
40.根据权利要求38所述的系统，其特征是该端节点依次在初始状态、该第三状态及该第一状态之间操作。
41.一种用于在无线网状网路中进行数据通信的系统，其特征是其包含：
有线闸道器；以及
多个节点，其是彼此相对静止而置放在包括至少一个路径的图案中，该多个节点中的每一节点是位于该至少一个路径内且具有传输范围，此传输范围与位于该至少一个路径内的毗邻节点的传输范围重叠，该多个节点进一步包含：
第一节点，其在以下状态之间依次操作：第一状态，其中第一节点准备发送数据讯框；第三状态，其中第一节点受阻止而不能发送或接收数据讯框；以及第二状态，其中第一节点准备接收数据讯框；
第二节点，其在该至少一个路径内是位于毗邻该第一节点下游，而在该第二状态、该第一状态及该第三状态之间依次操作；以及
第三节点，其在该至少一个路径内是位于毗邻该第二节点下游，而在该第三状态、该第二状态及该第一状态之间依次操作。
42.根据权利要求41所述的系统，其特征是其进一步包含连接至该有线闸道器的节点，其中与闸道器连接的该节点在初始状态、该第一状态及该第三状态之间依次操作。
43.根据权利要求41所述的系统，其特征是其进一步包含位于该至少一个路径的一端的末端节点，其中该末端节点在初始状态、该第三状态及该第二状态之间依次操作。
44.一种用于在无线网状网路中进行数据通信的系统，其特征是其包含：
有线闸道器；以及
多个节点，其是彼此相对静止而置放在包括至少一个路径的图案中，该多个节点中的每一节点是位于该至少一个路径内且具有传输范围，此传输范围与位于该至少一个路径内的毗邻节点的传输范围重叠，该多个节点进一步包含：
第一节点，其在以下状态之间依次操作：第二状态，其中第一节点准备接收数据讯框；第三状态，其中第一节点受阻止而不能发送或接收数据讯框；以及第一状态，其中第一节点准备发送数据讯框；
第二节点，其在该至少一个路径内是位于毗邻该第一节点上游，而在该第三状态、该第一状态及该第二状态之间依次操作；以及
第三节点，其在该至少一个路径内是位于毗邻该第二节点上游，而在该第一状态、该第二状态及该第三状态之间依次操作。
45.根据权利要求第44所述的系统，其特征是其进一步包含连接至该有线闸道器的节点，其中与闸道器连接的该节点在初始状态、该第二状态及该第三状态之间依次操作。
46.根据权利要求第44所述的系统，其特征是其进一步包含位于该至少一个路径的一端的末端节点，其中该末端节点在初始状态、该第三状态及该第一状态之间依次操作。
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