[發明專利]用于多無線收發裝置多信道多跳無線網絡的無線收發裝置和帶寬感知路由度量

有效

• 申請號: 200780051004.0
• 申請日: 2007-02-07
• 公開（公告）號: CN101647238A
• 公開（公告）日: 2010-02-10
• 發明（設計）人: 劉航;羅琳
• 申請（專利權）人: 湯姆遜許可公司
• 主分類號: H04L12/56
• 分類號: H04L12/56
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 余 剛

技術領域

本發明涉及用于無線網絡的無線收發裝置和流量感知路由度量，特別 是涉及一種用于選擇數據遍歷無線網狀網絡的路由或路線的方法和裝置， 其中一個或多個節點具有多個無線收發裝置，每個無線收發裝置在一個或 多個不同的信道上運行，或者其中一個或多個節點具有在一個或多個信道 上運行的單個無線收發裝置。

技術背景

目前，大多數的網狀路由協議(mesh?routing?protocol)使用最小跳 躍數作為度量(metric)來決定選擇哪條路線(path)/路由(route)。這 里使用的“/”表示相同或相似成分的可替換的名稱。使用這種方式，不考 慮無線鏈路(radio?link)的質量、鏈路的流量負載和有效帶寬。選擇具 有最小跳躍數的路由來轉發數據包或幀形式的數據。然而，由于最小跳躍 數路由總是會包括遠程節點之間的無線鏈路，并且路由上的鏈路質量不好， 因此最小跳躍數路由可能具有不良的性能。具有長物理跨度的無線鏈路會 產生數據的丟失，導致大量重發和低的物理層數據速率。許多無線收發裝 置(radio)傳輸系統，例如IEEE?802.11和IEEE?802.16無線收發裝置， 根據鏈路質量來調節物理層的數據速率。與選擇具有較多跳躍但鏈路質量 更好的路由相比，這樣實際上導致吞吐量不良并且降低了網絡的利用效率。

在先有技術中，已經使用命名為“期望傳輸次數”(ETX)的度量作為 路由度量。ETX估算經由無線鏈路成功發送數據包所需的MAC層傳輸的期望 次數。選擇沿著路線的所有鏈路的ETX估算之和最小的路由(ETX代價最小 的路線)。ETX會捕捉到鏈路丟包率的影響，但不考慮鏈路的傳輸速率差異 和有效帶寬。

據另一個報導的先有技術方案，已經提出命名為“期望傳輸時間”(ETT) 的度量，通過考慮到鏈路傳輸速率的差異來改善ETX。鏈路的ETT被定義為 成功地在鏈路上發送數據包所需的期望的MAC層持續時間。路由的代價是 沿著路由的所有鏈路的ETT之總和。ETT考慮到鏈路傳輸速率的差異的影響。 然而，它不能完全捕捉到鏈路的流量負載和有效帶寬以及網絡中由于共享 介質產生的串擾的影響。在路由中可能選擇了重負載鏈路，使得這些重負 載鏈路的負載更多而發生擁塞。

在先前的相關申請中，描述了加權的無線收發裝置和流量負載感知 (weighted?radio?and?traffic?load?aware(WRALA))路由度量。所述度 量捕捉到網狀網絡中無線鏈路各個方面的影響，包括鏈路的無線傳輸速率、 丟包率、流量負載和有效寬帶以及由于網絡中共享介質產生的串擾的影響。

然而，上述任何一種路由度量都沒有考慮到多無線收發裝置 (multi-radio)多信道(multi-channel)對路由性能的影響。在網狀網絡 中，一個節點/網點可以配置有多個無線收發裝置，并且每個無線收發裝置 都能夠在不同的信道/頻率上運行，從而提高網絡容量。與具有單個無線收 發裝置的節點不同，多無線收發裝置多信道節點能夠在一個信道上接收數 據包的同時，在另一個信道上發送數據包。因此，優選的是選擇一個具有 多無線收發裝置的中繼節點，其中每個無線收發裝置在不同的信道上運行。 此外，即使一個節點具有單個無線收發裝置，具有一個能夠在多信道上運 行的無線收發裝置的節點可以在一個信道上接收數據，然后切換到另一個 信道上轉發/中繼/發送該數據。

有利的是有一個用于選擇數據遍歷網狀網絡的路由的系統，該系統使 用的度量不但感知流量和帶寬，而且捕捉到具有多個無線收發裝置的一個 或多個節點的影響，其中每個無線收發裝置在不同的信道上運行，或其中 一個或多個節點具有在多個信道上運行的單個無線收發裝置。

發明內容

在多無線收發裝置多信道無線網狀網絡中，需要選擇單跳躍或多跳躍 路線以數據包或幀的形式來轉發從源節點/網點的數據到目的節點/網點。 該路線/路由選擇是基于一種度量。這種路由度量對于優化網狀網絡中的路 由和轉發機制的設計是很重要的。本發明描述了捕捉到多無線收發裝置多 信道對路由性能影響的無線收發裝置和帶寬感知度量，以及使用所述度量 來選擇數據遍歷網狀網絡的路由的裝置和方法。盡管使用無線網狀網絡作 為一個例子來解釋本發明，應當指出本發明中的度量不限于無線網狀網絡。 本發明還能夠用于其他網絡拓撲，例如，用于選擇樹型多跳躍無線網絡中 節點和樹的根節點之間的路由。