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移動(dòng)adhoc網(wǎng)絡(luò)中的智能通信節(jié)點(diǎn)對(duì)象信標(biāo)框架的制作方法

文檔序號(hào):7868055閱讀:155來(lái)源:國(guó)知局
專利名稱:移動(dòng)ad hoc網(wǎng)絡(luò)中的智能通信節(jié)點(diǎn)對(duì)象信標(biāo)框架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及通信網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域,更特別地涉及移動(dòng)ad hoc無(wú)線網(wǎng)絡(luò)及相關(guān)方法。
背景技術(shù)
無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)快速發(fā)展的領(lǐng)域是移動(dòng)ad hoc網(wǎng)絡(luò)。物理上講,移動(dòng)ad hoc網(wǎng)絡(luò)包括多個(gè)由一條或多條射頻信道無(wú)線連接的地理上分布的可能移動(dòng)的節(jié)點(diǎn)。與其它類型的網(wǎng)絡(luò),如蜂窩網(wǎng)絡(luò)或衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)相比,移動(dòng)ad hoc網(wǎng)絡(luò)最明顯的特點(diǎn)是缺少任何固定的基礎(chǔ)設(shè)施。純移動(dòng)ad hoc網(wǎng)絡(luò)僅僅是由移動(dòng)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的,而且網(wǎng)絡(luò)是作為向其它節(jié)點(diǎn)發(fā)送或從其它節(jié)點(diǎn)接收的節(jié)點(diǎn)在空中創(chuàng)建的。節(jié)點(diǎn)移動(dòng)模式可以是從連續(xù)到起-停類型模式的任何模式。網(wǎng)絡(luò)通常不依賴特定節(jié)點(diǎn),而且當(dāng)有些節(jié)點(diǎn)加入或其它一些離開(kāi)網(wǎng)絡(luò)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整。
Ad hoc網(wǎng)絡(luò)可以快速部署并提供許多必需的通信。例如,ad hoc網(wǎng)絡(luò)將允許人們通過(guò)簡(jiǎn)單地打開(kāi)他們的計(jì)算機(jī)或PDA在操場(chǎng)或教室交換數(shù)據(jù),除了他們創(chuàng)建的那個(gè)以外不需要使用任何網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
移動(dòng)ad hoc網(wǎng)絡(luò)的新應(yīng)用將繼續(xù)出現(xiàn)并成為通信結(jié)構(gòu)重要的一部分。由于缺少固定的基礎(chǔ)設(shè)施,因此節(jié)點(diǎn)必須在它們移動(dòng)、加入或離開(kāi)網(wǎng)絡(luò)時(shí)自我組織并重新配置。所有節(jié)點(diǎn)潛在地都可以是功能完全相同的,因此網(wǎng)絡(luò)中可以沒(méi)有任何自然的層次或中央控制器。許多網(wǎng)絡(luò)控制功能都分布在節(jié)點(diǎn)間。節(jié)點(diǎn)常常是由電池供電的,并具有有限的通信和計(jì)算能力。系統(tǒng)的帶寬通常是有限的。兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的距離常常超出無(wú)線電發(fā)送范圍,而且在到達(dá)其目的地之前發(fā)送必須被其它節(jié)點(diǎn)中繼。因此,網(wǎng)絡(luò)具有多跳拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),而且這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)隨節(jié)點(diǎn)的到處移動(dòng)而改變。
互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)小組(IETF)的移動(dòng)Ad-Hoc網(wǎng)絡(luò)(MANET)工作組已積極地評(píng)價(jià)并標(biāo)準(zhǔn)化了包括多播的路由協(xié)議。因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)隨節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)任意改變,所以信息易于變成過(guò)時(shí)的,而且在時(shí)間(信息在有些節(jié)點(diǎn)可能已經(jīng)是過(guò)時(shí)的,但在別的節(jié)點(diǎn)還是當(dāng)前的)和空間(一個(gè)節(jié)點(diǎn)可以只知道通常離其不遠(yuǎn)的附近的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu))上,不同的節(jié)點(diǎn)常對(duì)網(wǎng)絡(luò)有不同的觀點(diǎn)。
路由協(xié)議需要適應(yīng)頻繁的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化并具有較少的精確信息。由于這些獨(dú)特的需求,這些網(wǎng)絡(luò)中的路由是與其它網(wǎng)絡(luò)非常不同的。收集關(guān)于整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的新信息通常是昂貴和不切實(shí)際的。許多路由協(xié)議是響應(yīng)式(按需)協(xié)議它們只有當(dāng)必要時(shí)才收集向著它們需要路由到的目的地路由信息,而且通常在某個(gè)時(shí)間段后不維護(hù)不用的路由。這樣,與以周期性時(shí)間間隔維護(hù)到所有目的地的路由的預(yù)應(yīng)式協(xié)議相比,其路由開(kāi)銷大大降低了。對(duì)于協(xié)議,自適應(yīng)是很重要的。Ad Hoc按需距離向量(AODV)、動(dòng)態(tài)源路由(DSR)和臨時(shí)排序路由算法(TORA)代表了MANET工作組提出的按需路由協(xié)議。
其它各種路由協(xié)議的例子包括在授予Perkins的美國(guó)專利5,412,654號(hào)中公開(kāi)的目的地排序距離向量(DSDV)路由和在授予Haas的美國(guó)專利6,304,556號(hào)中公開(kāi)的區(qū)域路由協(xié)議(ZRP)。ZRP是基于從源節(jié)點(diǎn)的距離、利用預(yù)應(yīng)式和響應(yīng)式方法的混合協(xié)議。
這些傳統(tǒng)路由協(xié)議在選擇從源節(jié)點(diǎn)到目的地節(jié)點(diǎn)的路由時(shí)利用盡力方法。一般來(lái)說(shuō),在這種盡力方法中,跳的個(gè)數(shù)是最主要的標(biāo)準(zhǔn)(度量)。換句話說(shuō),具有最少跳數(shù)量的路由被選為發(fā)送路由。
包括用于ad hoc網(wǎng)絡(luò)的那些方法的現(xiàn)有通信節(jié)點(diǎn)廣告及通信節(jié)點(diǎn)鄰居發(fā)現(xiàn)方法只使用如來(lái)自節(jié)點(diǎn)恒定發(fā)送速率或隨機(jī)發(fā)送速率的“你好”消息的獨(dú)立于網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的機(jī)制來(lái)聲明或廣告它們的存在。這些發(fā)送的聲明稱為“信標(biāo)”,傳統(tǒng)方法不賦予這些信標(biāo)任何程度的智能。其它節(jié)點(diǎn)可以檢測(cè)這些信標(biāo),或者從頭構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)、向現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)增加新檢測(cè)到的節(jié)點(diǎn),或者不允許向該新檢測(cè)到的節(jié)點(diǎn)的進(jìn)一步通信。

發(fā)明內(nèi)容
因此,鑒于上述背景,本發(fā)明的一個(gè)目的是為由任何通信節(jié)點(diǎn)對(duì)象智能地、自適應(yīng)地廣告其存在和/或由其它節(jié)點(diǎn)對(duì)象或發(fā)送這種信標(biāo)的那些節(jié)點(diǎn)對(duì)象的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行相應(yīng)檢測(cè)(鄰居發(fā)現(xiàn))提供稱為“智能通信節(jié)點(diǎn)對(duì)象信標(biāo)框架”(ICBF)的通用框架。
根據(jù)本發(fā)明的這個(gè)和其它目的、特征及優(yōu)點(diǎn)是由移動(dòng)ad hoc網(wǎng)絡(luò)中由一個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)或一組移動(dòng)節(jié)點(diǎn)廣告存在的方法提供的。該移動(dòng)ad hoc網(wǎng)絡(luò)包括多個(gè)無(wú)線移動(dòng)節(jié)點(diǎn)和將這些節(jié)點(diǎn)連在一起的多條無(wú)線通信鏈路。移動(dòng)節(jié)點(diǎn)組包括多個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)中兩個(gè)或多個(gè)節(jié)點(diǎn)的臨時(shí)或永久性關(guān)聯(lián)。該方法包括利用信標(biāo)信號(hào)發(fā)送節(jié)點(diǎn)/組信息、確定對(duì)應(yīng)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)或節(jié)點(diǎn)組的節(jié)點(diǎn)/組狀態(tài)或狀態(tài)集并基于所確定的狀態(tài)或狀態(tài)集改變信標(biāo)信號(hào)。信標(biāo)信號(hào)包括關(guān)于對(duì)應(yīng)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)或節(jié)點(diǎn)組狀態(tài)的信息。
改變信標(biāo)信號(hào)優(yōu)選地包括改變發(fā)送速率、發(fā)送頻率及發(fā)送模式。而且,狀態(tài)優(yōu)選地包括節(jié)點(diǎn)/組移動(dòng),如對(duì)應(yīng)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)速度、節(jié)點(diǎn)加速度和/或節(jié)點(diǎn)移動(dòng)模式。在這里,改變信標(biāo)信號(hào)包括基于增加的節(jié)點(diǎn)移動(dòng)增加發(fā)送速率。節(jié)點(diǎn)移動(dòng)可以利用全球定位衛(wèi)星(GPS)、本地地標(biāo)、三角測(cè)量法和/或通過(guò)測(cè)量移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的慣性來(lái)確定。
狀態(tài)還可以或可選地包括服務(wù)質(zhì)量(QoS),如錯(cuò)誤率和/或可用帶寬。在這里,改變信標(biāo)信號(hào)可以包括基于降低的QoS提高發(fā)送速率和/或改變發(fā)送頻率。信標(biāo)信號(hào)的發(fā)送速率不應(yīng)當(dāng)超過(guò)基于可用帶寬的速率閾值。組信標(biāo)信號(hào)是由移動(dòng)節(jié)點(diǎn)組的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)子集發(fā)送的。這種子集包括從該組的一個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)到全部移動(dòng)節(jié)點(diǎn)范圍。而且,信標(biāo)信號(hào)可以包括關(guān)于移動(dòng)ad hoc網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的信息,如關(guān)于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間鏈路的信息。
根據(jù)本發(fā)明的目的、特征及優(yōu)點(diǎn)還由包括多個(gè)無(wú)線移動(dòng)節(jié)點(diǎn)及將這些節(jié)點(diǎn)連在一起的多條無(wú)線通信鏈路的移動(dòng)ad hoc網(wǎng)絡(luò)提供。每個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)都包括通過(guò)無(wú)線通信鏈路與多個(gè)節(jié)點(diǎn)中其它節(jié)點(diǎn)無(wú)線通信的通信設(shè)備及路由通過(guò)該通信設(shè)備的通信的控制器??刂破髦辽侔óa(chǎn)生并發(fā)送狀態(tài)信號(hào)的信標(biāo)信號(hào)發(fā)生器及確定移動(dòng)節(jié)點(diǎn)狀態(tài)的狀態(tài)確定單元。信標(biāo)信號(hào)發(fā)生器基于所確定的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)狀態(tài)改變信標(biāo)信號(hào)。同樣,該信標(biāo)信號(hào)包括關(guān)于移動(dòng)節(jié)點(diǎn)狀態(tài)的信息。
信標(biāo)信號(hào)還可以包括關(guān)于一組移動(dòng)節(jié)點(diǎn)狀態(tài)的信息,這組節(jié)點(diǎn)是多個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)中至少兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的臨時(shí)或永久性關(guān)聯(lián)。在這里,狀態(tài)確定單元還確定移動(dòng)節(jié)點(diǎn)組的狀態(tài),而信標(biāo)信號(hào)發(fā)生器基于所確定的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)組狀態(tài)改變信標(biāo)信號(hào)。信標(biāo)信號(hào)發(fā)生器可以改變信標(biāo)信號(hào)的發(fā)送速率、發(fā)送頻率和/或發(fā)送模式。
節(jié)點(diǎn)狀態(tài)可以包括節(jié)點(diǎn)移動(dòng),而信標(biāo)信號(hào)發(fā)生器可以通過(guò)基于增加的節(jié)點(diǎn)移動(dòng)增加發(fā)送速率而基于減少的節(jié)點(diǎn)移動(dòng)減少發(fā)送速率來(lái)改變信標(biāo)信號(hào)。節(jié)點(diǎn)移動(dòng)包括對(duì)應(yīng)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)或節(jié)點(diǎn)組的節(jié)點(diǎn)速度、節(jié)點(diǎn)加速度和/或節(jié)點(diǎn)移動(dòng)模式。狀態(tài)確定單元可以包括用于確定節(jié)點(diǎn)移動(dòng)的全球定位衛(wèi)星(GPS)設(shè)備,和/或可以利用本地地標(biāo)并通過(guò)利用三角測(cè)量法跟蹤相對(duì)速度和/或通過(guò)測(cè)量移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的慣性確定節(jié)點(diǎn)移動(dòng)。
此外,節(jié)點(diǎn)狀態(tài)可以包括服務(wù)質(zhì)量(QoS),而信標(biāo)信號(hào)發(fā)生器通過(guò)基于降低的QoS提高發(fā)送速率和/或改變發(fā)送頻率來(lái)改變信標(biāo)信號(hào)。信標(biāo)信號(hào)發(fā)生器不應(yīng)當(dāng)提高信標(biāo)狀態(tài)信號(hào)的發(fā)送速率使之超出基于可用帶寬的速率閾值。同樣,該信標(biāo)信號(hào)也可以包括關(guān)于移動(dòng)ad hoc網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的信息,如關(guān)于連接網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的鏈路的信息。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的移動(dòng)ad hoc網(wǎng)絡(luò)的示意圖。
圖2是說(shuō)明在根據(jù)本發(fā)明的移動(dòng)ad hoc網(wǎng)絡(luò)中,由移動(dòng)節(jié)點(diǎn)或移動(dòng)節(jié)點(diǎn)組進(jìn)行節(jié)點(diǎn)廣告的方法步驟的流程圖。
圖3是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)路由器的示意圖。
圖4是說(shuō)明圖3中路由器控制器細(xì)節(jié)的示意圖。
具體實(shí)施例方式
下文參考附圖更完全地描述本發(fā)明,圖中示出了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。但是,本發(fā)明還可用體現(xiàn)為許多不同的形式,而不應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是限定到在此所闡述的實(shí)施方式。而且,提供這些實(shí)施方式是為了使本公開(kāi)內(nèi)容透徹與完整,并向本領(lǐng)域技術(shù)人員完全傳達(dá)本發(fā)明的范圍。貫穿全文相同的標(biāo)號(hào)指相同的元件,而撇號(hào)用于指示可選實(shí)施方式中的類似元件。
如本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的,本發(fā)明的部分可以體現(xiàn)為方法、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)或計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。因此,本發(fā)明的這些部分可以采取完全硬件實(shí)施方式、完全軟件實(shí)施方式或結(jié)合軟件與硬件方面的實(shí)施方式的形式。此外,本發(fā)明的部分可以是計(jì)算機(jī)可用存儲(chǔ)介質(zhì)上具有該介質(zhì)上計(jì)算機(jī)可讀程序代碼的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。任何適合的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)都可以使用,包括但不限于靜態(tài)或動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)設(shè)備、硬盤、光學(xué)存儲(chǔ)設(shè)備及磁存儲(chǔ)設(shè)備。
以下參考根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方式的方法、系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的流程圖說(shuō)明描述本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)理解,說(shuō)明中的塊及說(shuō)明中塊的組合可以由計(jì)算機(jī)程序指令來(lái)實(shí)現(xiàn)。這些計(jì)算機(jī)程序指令可以提供給通用計(jì)算機(jī)、專用計(jì)算機(jī)或其它可編程數(shù)據(jù)處理裝置的處理器,以產(chǎn)生機(jī)器,從而使通過(guò)計(jì)算機(jī)或其它可編程數(shù)據(jù)處理裝置的處理器執(zhí)行的指令實(shí)現(xiàn)塊中指定的功能。
這些計(jì)算機(jī)程序指令還可以存儲(chǔ)在能夠指引計(jì)算機(jī)或其它可編程數(shù)據(jù)處理裝置以特定方式起作用的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器中,從而使存儲(chǔ)在該計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器中的指令產(chǎn)生包括實(shí)現(xiàn)流程圖塊中所指定功能的指令的制品。計(jì)算機(jī)程序指令還可以裝載到計(jì)算機(jī)或其它可編程數(shù)據(jù)處理裝置上,使一系列操作步驟在計(jì)算機(jī)或其它可編程裝置上執(zhí)行,產(chǎn)生計(jì)算機(jī)或其它可編程裝置實(shí)現(xiàn)的處理,從而使計(jì)算機(jī)或其它可編程裝置上執(zhí)行的指令提供用于實(shí)現(xiàn)流程圖塊中所指定功能的步驟。
開(kāi)始先參考圖1和2,現(xiàn)在描述移動(dòng)ad hoc網(wǎng)絡(luò)10中進(jìn)行節(jié)點(diǎn)廣告的方法。網(wǎng)絡(luò)10包括多個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)12,這多個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)12包括之間有中間節(jié)點(diǎn)的源節(jié)點(diǎn)S和目的地節(jié)點(diǎn)D。如本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的,如膝上型計(jì)算機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)或移動(dòng)電話的節(jié)點(diǎn)12是由無(wú)線通信鏈路14連接的。
下面是對(duì)問(wèn)題的描述。在圖1中示出了移動(dòng)ad hoc網(wǎng)絡(luò)10的快照。通過(guò)路由發(fā)現(xiàn),從源節(jié)點(diǎn)S到目的地節(jié)點(diǎn)D識(shí)別出了兩條路由R1和R2。第二路由R2被源節(jié)點(diǎn)S識(shí)別為其到目的地節(jié)點(diǎn)D的主路由。第一路由R1將只在第二路由R2無(wú)效時(shí)使用。
傳統(tǒng)上,兩條路由R1和R2中包括源節(jié)點(diǎn)S和目的地節(jié)點(diǎn)D的每個(gè)節(jié)點(diǎn)12都以某恒定的周期性速率發(fā)送鄰居發(fā)現(xiàn)信標(biāo)。如果路由R2中有些節(jié)點(diǎn)12移動(dòng)太快并最終在來(lái)自這些節(jié)點(diǎn)的下一信標(biāo)發(fā)送之前超出該路由中相鄰節(jié)點(diǎn)12的范圍,那么因此信標(biāo)發(fā)送速率(也稱為信標(biāo)速率)將跟不上源節(jié)點(diǎn)S更新其路由表或路由高速緩存所需的速率。
由于源節(jié)點(diǎn)S錯(cuò)誤地相信路由R2是有效的,因此它將試圖利用這條路由R2向目的地節(jié)點(diǎn)D發(fā)送信息。因此,有些鏈路14和節(jié)點(diǎn)12會(huì)由于執(zhí)行不能完成的任務(wù)而變得受阻。這會(huì)導(dǎo)致?lián)p失時(shí)間和網(wǎng)絡(luò)10帶寬的無(wú)效使用。沿路由R1重新發(fā)送將是必要的,或者如果偏離的節(jié)點(diǎn)12對(duì)路由R1和R2是公共的,則需要發(fā)現(xiàn)全新的路由。在發(fā)現(xiàn)從源節(jié)點(diǎn)S到目的地節(jié)點(diǎn)D的有效路由時(shí),這導(dǎo)致?lián)p失時(shí)間-一個(gè)潛在的關(guān)鍵問(wèn)題。
如所提到的,本發(fā)明的一個(gè)目的是為由任何通信節(jié)點(diǎn)對(duì)象進(jìn)行的智能地、自適應(yīng)地廣告其存在和/或由其它節(jié)點(diǎn)對(duì)象或發(fā)送這種信標(biāo)的那些節(jié)點(diǎn)對(duì)象的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行相應(yīng)檢測(cè)(鄰居發(fā)現(xiàn))提供稱為“智能通信節(jié)點(diǎn)對(duì)象信標(biāo)框架”(ICBF)的通用框架。而且,傳統(tǒng)信標(biāo)方案沒(méi)有將節(jié)點(diǎn)信標(biāo)和節(jié)點(diǎn)鄰居發(fā)現(xiàn)的概念擴(kuò)展到潛在地能夠與其它節(jié)點(diǎn)的臨時(shí)或永久性關(guān)聯(lián)通信的節(jié)點(diǎn)的臨時(shí)或永久性關(guān)聯(lián)。ICBF將任何這種推廣的節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)定義為“節(jié)點(diǎn)通信對(duì)象關(guān)聯(lián)”(NCOA),將用于這種關(guān)聯(lián)的對(duì)應(yīng)信標(biāo)定義為“NCOA信標(biāo)”。在圖1所示的網(wǎng)絡(luò)10中,移動(dòng)節(jié)點(diǎn)12的組G(NCOA)包括多個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)中多于一個(gè)的臨時(shí)或永久性關(guān)聯(lián)。
本發(fā)明的方法(圖2)開(kāi)始(塊100),包括確定對(duì)應(yīng)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)12、節(jié)點(diǎn)組G或網(wǎng)絡(luò)10的節(jié)點(diǎn)/組/網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)(決102)、基于所確定的狀態(tài)改變信標(biāo)信號(hào)波形(塊104)及在塊108結(jié)束之前利用信標(biāo)信號(hào)發(fā)送節(jié)點(diǎn)/組/網(wǎng)絡(luò)信息(塊106)。信標(biāo)信號(hào)包括關(guān)于對(duì)應(yīng)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)、節(jié)點(diǎn)組狀態(tài)的信息。而且,信標(biāo)信號(hào)可以包括關(guān)于移動(dòng)ad hoc網(wǎng)絡(luò)10的狀態(tài)的信息,如關(guān)于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)12之間鏈路14狀態(tài)的信息。發(fā)送信標(biāo)信號(hào)還可以包括利用信標(biāo)屬性信號(hào)發(fā)送信標(biāo)信號(hào)信息,以便向移動(dòng)ad hoc網(wǎng)絡(luò)10的多個(gè)節(jié)點(diǎn)12廣告要發(fā)送的信標(biāo)信號(hào)的類型。
信標(biāo)信號(hào)優(yōu)選地是由共同定義信標(biāo)波形的發(fā)送速率、發(fā)送頻率和發(fā)送模式組成的。而且,狀態(tài)優(yōu)選地包括節(jié)點(diǎn)/組移動(dòng),如對(duì)應(yīng)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)12或移動(dòng)節(jié)點(diǎn)組(NCOA)G的速度、加速度和/或移動(dòng)模式。在這里,改變信標(biāo)信號(hào)包括基于增加的節(jié)點(diǎn)移動(dòng)提高發(fā)送速率。節(jié)點(diǎn)移動(dòng)可以利用全球定位衛(wèi)星(GPS)、本地地標(biāo)、三角測(cè)量法和/或通過(guò)測(cè)量移動(dòng)節(jié)點(diǎn)12的慣性來(lái)確定。
狀態(tài)還可以或可選地包括信息的優(yōu)先級(jí)和/或服務(wù)質(zhì)量測(cè)量值(QoS),如位/分組錯(cuò)誤率和/或有用的可用帶寬。在這里,改變信標(biāo)信號(hào)可用包括基于降低的QoS或提高的信息優(yōu)先級(jí)提高發(fā)送速率和/或改變發(fā)送頻率或模式。同樣,改變信標(biāo)信號(hào)可以包括基于提高的QoS或降低的信息優(yōu)先級(jí)降低發(fā)送速率和/或改變發(fā)送頻率或模式。信標(biāo)信號(hào)的發(fā)送速率不應(yīng)當(dāng)超過(guò)基于可用帶寬的速率閾值。組信標(biāo)信號(hào)是由移動(dòng)節(jié)點(diǎn)12的組G的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)12子集發(fā)送的。這種子集包括從組G的一個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)12到全部移動(dòng)節(jié)點(diǎn)12的范圍。最大值是組G的全部移動(dòng)節(jié)點(diǎn)12,而最小值是發(fā)送信標(biāo)的組G的僅一個(gè)節(jié)點(diǎn)12。
用于鄰居發(fā)現(xiàn)的方法(圖3)在塊200開(kāi)始,包括定義初始檢測(cè)速率、初始檢測(cè)頻率和最大檢測(cè)頻率(塊202)。在塊204,方法繼續(xù)利用初始檢測(cè)速率并以初始檢測(cè)頻率在給定的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)12搜索可變的信標(biāo)信號(hào),并(在塊206)將檢測(cè)速率從初始檢測(cè)速率提高到最大檢測(cè)速率,同時(shí)以初始檢測(cè)頻率搜索可變信標(biāo)信號(hào)。
最大檢測(cè)速率可以預(yù)定義或根據(jù)接收到的由鄰居移動(dòng)節(jié)點(diǎn)12發(fā)送的最大檢測(cè)速率設(shè)置。而且,檢測(cè)速率可以根據(jù)定義鄰居移動(dòng)節(jié)點(diǎn)12的可變信標(biāo)信號(hào)時(shí)變屬性的功能提高??勺冃艠?biāo)信號(hào)可以在如上討論的發(fā)送速率、發(fā)送頻率和發(fā)送模式中的至少一個(gè)方面變化,而該方法可以包括(塊208)從初始檢測(cè)頻率改變檢測(cè)頻率,同時(shí)搜索可變信標(biāo)信號(hào)。該方法還可以包括(塊210)在塊212結(jié)束之前通過(guò)處理從鄰居移動(dòng)節(jié)點(diǎn)經(jīng)由信標(biāo)屬性信號(hào)接收到的信標(biāo)信號(hào)信息確定從鄰居移動(dòng)節(jié)點(diǎn)12發(fā)送來(lái)的可變信標(biāo)信號(hào)的類型。
現(xiàn)在進(jìn)一步參考圖3和4描述本發(fā)明的系統(tǒng)方面。如所討論的,移動(dòng)ad hoc網(wǎng)絡(luò)10具有多個(gè)無(wú)線移動(dòng)節(jié)點(diǎn)12及將這些節(jié)點(diǎn)連在一起的多條無(wú)線通信鏈路14。每個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)12都包括具有用于通過(guò)無(wú)線通信鏈路14與多個(gè)節(jié)點(diǎn)中其它節(jié)點(diǎn)無(wú)線通信的通信設(shè)備42的路由器40。而且,路由器40包括用于路由通過(guò)通信設(shè)備42的通信的控制器44。而且,存儲(chǔ)器46可以作為控制器44的一部分包括進(jìn)來(lái)或與控制器連接包括進(jìn)來(lái)。
控制器44包括至少一個(gè)產(chǎn)生并發(fā)送信標(biāo)信號(hào)的信標(biāo)信號(hào)發(fā)生器50及確定移動(dòng)節(jié)點(diǎn)12狀態(tài)的狀態(tài)確定單元52。信標(biāo)信號(hào)發(fā)生器50基于所確定的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)12的狀態(tài)改變信標(biāo)信號(hào)。同樣,信標(biāo)信號(hào)包括關(guān)于移動(dòng)節(jié)點(diǎn)12狀態(tài)的信息。信標(biāo)信號(hào)還可以包括關(guān)于移動(dòng)節(jié)點(diǎn)12的組G狀態(tài)的信息,如上面所討論的,組G是多個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)12中至少兩個(gè)的臨時(shí)或永久性關(guān)聯(lián)。
在這里,狀態(tài)確定單元52還確定移動(dòng)節(jié)點(diǎn)12的組G的狀態(tài),而信標(biāo)信號(hào)發(fā)生器50基于所確定的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)12的組G的狀態(tài)改變信標(biāo)信號(hào)。同樣,信標(biāo)信號(hào)是由發(fā)送速率、發(fā)送頻率和發(fā)送模式組成的。
節(jié)點(diǎn)/組狀態(tài)可以包括節(jié)點(diǎn)/組移動(dòng),而信標(biāo)信號(hào)發(fā)生器50可以通過(guò)基于增加的節(jié)點(diǎn)/組移動(dòng)提高發(fā)送速率或改變發(fā)送頻率或模式并基于減少的節(jié)點(diǎn)/組移動(dòng)降低發(fā)送速率或改變發(fā)送頻率或模式來(lái)改變信標(biāo)信號(hào)。節(jié)點(diǎn)/組移動(dòng)包括對(duì)應(yīng)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)12或節(jié)點(diǎn)組G的節(jié)點(diǎn)/組速度、節(jié)點(diǎn)/組加速度和/或節(jié)點(diǎn)/組移動(dòng)模式。狀態(tài)確定單元52可以包括用于確定節(jié)點(diǎn)/組移動(dòng)的全球定位衛(wèi)星(GPS)和/或利用本地地標(biāo)、通過(guò)利用三角測(cè)量法跟蹤相對(duì)速度和/或通過(guò)測(cè)量移動(dòng)節(jié)點(diǎn)12或節(jié)點(diǎn)組G的慣性確定節(jié)點(diǎn)/組移動(dòng)。
此外,節(jié)點(diǎn)/組狀態(tài)還可以包括服務(wù)質(zhì)量(QoS)和/或信息的優(yōu)先級(jí),而信標(biāo)信號(hào)發(fā)生器50通過(guò)基于降低的QoS或提高的信息優(yōu)先級(jí)提高發(fā)送速率和/或改變發(fā)送頻率或模式而基于提高的QoS和/或降低的信息優(yōu)先級(jí)降低發(fā)送速率或改變發(fā)送頻率或模式。信標(biāo)信號(hào)發(fā)生器50不應(yīng)當(dāng)提高信標(biāo)信號(hào)的發(fā)送速率使之超出基于可用帶寬的速率閾值。同樣,信標(biāo)信號(hào)還可用包括關(guān)于移動(dòng)ad hoc網(wǎng)絡(luò)10狀態(tài)的信息,如關(guān)于連接網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)12的鏈路14的信息。此外,信標(biāo)信號(hào)發(fā)生器50可以利用信標(biāo)屬性信號(hào)發(fā)送信標(biāo)信號(hào)信息,以便向移動(dòng)ad hoc網(wǎng)絡(luò)10的多個(gè)節(jié)點(diǎn)12廣告要發(fā)送的信標(biāo)信號(hào)的類型。
包括信標(biāo)信號(hào)檢測(cè)器54以從初始檢測(cè)速率提高到最大檢測(cè)速率的檢測(cè)速率并以初始檢測(cè)速率搜索可變信標(biāo)信號(hào)。最大檢測(cè)速率可以預(yù)定義或基于所接收的由鄰居移動(dòng)節(jié)點(diǎn)12發(fā)送的最大檢測(cè)速率。信標(biāo)信號(hào)檢測(cè)器54可以根據(jù)定義鄰居移動(dòng)節(jié)點(diǎn)12的可變信標(biāo)信號(hào)時(shí)變屬性的功能提高檢測(cè)速率,并可以通過(guò)處理從鄰居移動(dòng)節(jié)點(diǎn)經(jīng)由信標(biāo)屬性信號(hào)接收的信標(biāo)信號(hào)來(lái)確定從鄰居移動(dòng)節(jié)點(diǎn)12發(fā)送的可變信標(biāo)信號(hào)的類型。
同樣,應(yīng)當(dāng)理解說(shuō)明的塊及說(shuō)明的塊組合可以由計(jì)算機(jī)程序指令來(lái)實(shí)現(xiàn),其中指令可以提供給處理器來(lái)實(shí)現(xiàn)塊中所指定的功能。
總地來(lái)說(shuō),ICBF定義了用于開(kāi)發(fā)多種類型的信標(biāo)及對(duì)應(yīng)信標(biāo)檢測(cè)機(jī)制的基礎(chǔ)框架。這樣一種賦予信標(biāo)以說(shuō)明節(jié)點(diǎn)移動(dòng)的通用能力是接收并智能處理節(jié)點(diǎn)12的NCOA或組G的速度和加速度的機(jī)制。當(dāng)速度和加速度有一個(gè)或都提高時(shí),NCOA信標(biāo)速率也提高,因此監(jiān)聽(tīng)節(jié)點(diǎn)12能及時(shí)調(diào)整它們的路由表(高速緩存),以便將受影響的路由在被用于試圖發(fā)送信息之前標(biāo)記為舊的。ICBF不應(yīng)當(dāng)允許信標(biāo)速率提高到降低必需鏈路14有用帶寬的點(diǎn),因此當(dāng)觸發(fā)時(shí)用于適當(dāng)?shù)貙?duì)此進(jìn)行限制的規(guī)則將生效。
ICBF為其它定義并鏈接到用于調(diào)節(jié)NCOA信標(biāo)波形的系統(tǒng)的“內(nèi)建”網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)參數(shù)檢測(cè)機(jī)制定義了框架。例子是信道上位錯(cuò)誤的變化率、有效帶寬的變化率、S附近NCOA/單獨(dú)節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)的變化率等。
ICBF包括向網(wǎng)絡(luò)的當(dāng)前路由算法發(fā)送信息的接口機(jī)制,激勵(lì)創(chuàng)建比傳統(tǒng)鄰居發(fā)現(xiàn)信標(biāo)所允許的優(yōu)化更多倍的新路由。這種機(jī)制還提高了路由在到整個(gè)路由被確定下來(lái)的創(chuàng)建過(guò)程中有效的可能性。
ICBF將“寬帶信標(biāo)速率斜坡”(B2R2)搜索定義為使網(wǎng)絡(luò)或非網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)12或節(jié)點(diǎn)組G能檢測(cè)這些可變信標(biāo)的缺省機(jī)制。B2R2以某初始搜索速率值在某初始信標(biāo)頻率開(kāi)始。從那個(gè)時(shí)間點(diǎn)開(kāi)始,B2R2利用幾種可能策略中的一種搜索信標(biāo)。由ICBF指定的這種策略的例子包括預(yù)定義、固定的最大檢測(cè)器速率;在方便的時(shí)間由發(fā)送節(jié)點(diǎn)傳遞到其它節(jié)點(diǎn)的最大檢測(cè)器速率;指定給定節(jié)點(diǎn)信標(biāo)速率的時(shí)變屬性的功能;及“信標(biāo)信道沖浪”,其中如果網(wǎng)絡(luò)的NCOA/節(jié)點(diǎn)信標(biāo)發(fā)送策略是在多條通信信道上分布每個(gè)NCOA/節(jié)點(diǎn)信標(biāo)(這對(duì)安全性和避免噪聲信道是有用的),則信標(biāo)檢測(cè)器可以為一個(gè)信標(biāo)在多條通信信道上“沖浪”。
ICBF提供了NCOA/節(jié)點(diǎn)與預(yù)定信標(biāo)的關(guān)聯(lián),并且為了向網(wǎng)絡(luò)廣告該信標(biāo)的類型可以選擇適當(dāng)?shù)男艠?biāo)檢測(cè)器。對(duì)于每種類型的NCOA/節(jié)點(diǎn)信標(biāo)波形,可以定義于能適應(yīng)該NCOA/節(jié)點(diǎn)信標(biāo)潛在變化性的對(duì)應(yīng)信標(biāo)檢測(cè)器。信標(biāo)對(duì)影響其鄰居知道的對(duì)象能力的狀態(tài)是智能或非智能適應(yīng)的。節(jié)點(diǎn)移動(dòng)(速度、加速度、模式)和QoS是可能影響信標(biāo)發(fā)送速率、發(fā)送頻率及模式(這三個(gè)特征共同組成信標(biāo)的波形)的這些狀態(tài)類的例子。
ICBF分布路由負(fù)擔(dān),以便包括能夠攜帶智能與關(guān)于網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的知識(shí)、能夠利用關(guān)于網(wǎng)絡(luò)的知識(shí)并能夠與NCOA和獨(dú)立節(jié)點(diǎn)智能交互的鄰居發(fā)現(xiàn)信標(biāo)。ICBF可支持增強(qiáng)的3G、4G、5G及更高通信。
本發(fā)明的許多修改及其它實(shí)施方式將是本領(lǐng)域技術(shù)人員利用上述描述及相關(guān)附圖中提出的教導(dǎo)能夠想到的。因此,應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明不是限定到所公開(kāi)的特定實(shí)施方式,且修改及實(shí)施方式也將要包括在所附權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種方法,用于在包括多個(gè)無(wú)線移動(dòng)節(jié)點(diǎn)和將這些節(jié)點(diǎn)連在一起的多條無(wú)線通信鏈路的移動(dòng)ad hoc網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行節(jié)點(diǎn)廣告,該方法包括利用信標(biāo)信號(hào)從給定的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)發(fā)送節(jié)點(diǎn)狀態(tài)信息;確定給定移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)狀態(tài);及基于所確定的節(jié)點(diǎn)狀態(tài)改變信標(biāo)信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法,其中改變信標(biāo)信號(hào)包括改變發(fā)送速率、發(fā)送頻率和發(fā)送模式中的至少一個(gè)。
3.如權(quán)利要求2所述的方法,其中節(jié)點(diǎn)狀態(tài)包括節(jié)點(diǎn)移動(dòng),而改變信標(biāo)信號(hào)包括基于增加的節(jié)點(diǎn)移動(dòng)增加發(fā)送速率并基于減少的節(jié)點(diǎn)移動(dòng)減少發(fā)送速率。
4.如權(quán)利要求2所述的方法,其中節(jié)點(diǎn)狀態(tài)包括服務(wù)質(zhì)量(QoS),而改變信標(biāo)信號(hào)包括基于QoS中的變化改變發(fā)送速率、發(fā)送頻率和發(fā)送模式中的至少一個(gè)。
5.如權(quán)利要求2所述的方法,其中節(jié)點(diǎn)狀態(tài)包括信息優(yōu)先級(jí),而改變信標(biāo)信號(hào)包括基于信息優(yōu)先級(jí)中的變化改變發(fā)送速率、發(fā)送頻率和發(fā)送模式中的至少一個(gè)。
6.如權(quán)利要求1所述的方法,其中信標(biāo)信號(hào)還包括關(guān)于移動(dòng)adhoc網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)的信息。
7.一種方法,用于在包括多個(gè)無(wú)線移動(dòng)節(jié)點(diǎn)和將這些節(jié)點(diǎn)連在一起的多條無(wú)線通信鏈路的移動(dòng)ad hoc網(wǎng)絡(luò)中由一組移動(dòng)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行節(jié)點(diǎn)廣告,該移動(dòng)節(jié)點(diǎn)組包括多個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)中至少兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的臨時(shí)或永久性關(guān)聯(lián),該方法包括利用信標(biāo)信號(hào)從該組的至少一個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)發(fā)送組狀態(tài)信息;確定該移動(dòng)節(jié)點(diǎn)組的組狀態(tài);及基于所確定的組狀態(tài)改變信標(biāo)信號(hào)。
8.如權(quán)利要求7所述的方法,其中改變信標(biāo)信號(hào)包括改變發(fā)送速率、發(fā)送頻率和發(fā)送模式中的至少一個(gè)。
9.如權(quán)利要求8所述的方法,其中組狀態(tài)包括服務(wù)質(zhì)量(QoS),而改變信標(biāo)信號(hào)包括基于QoS中的變化改變發(fā)送速率、發(fā)送頻率和發(fā)送模式中的至少一個(gè)。
10.如權(quán)利要求8所述的方法,其中組狀態(tài)包括信息優(yōu)先級(jí),而改變信標(biāo)信號(hào)包括基于信息優(yōu)先級(jí)中的變化改變發(fā)送速率、發(fā)送頻率和發(fā)送模式中的至少一個(gè)。
11.如權(quán)利要求7所述的方法,其中信標(biāo)信號(hào)是由移動(dòng)節(jié)點(diǎn)組的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)子集發(fā)送的,該子集包括從該組的一個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)到全部移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的范圍。
12.一種移動(dòng)ad hoc網(wǎng)絡(luò),包括多個(gè)無(wú)線移動(dòng)節(jié)點(diǎn);將這些節(jié)點(diǎn)連在一起的多條無(wú)線通信鏈路;每個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)包括通信設(shè)備,通過(guò)無(wú)線通信鏈路與多個(gè)節(jié)點(diǎn)中的其它節(jié)點(diǎn)無(wú)線通信,及控制器,路由通過(guò)該通信設(shè)備的通信,包括信標(biāo)信號(hào)發(fā)生器,利用信標(biāo)信號(hào)產(chǎn)生并發(fā)送狀態(tài)信息;及狀態(tài)確定單元,確定移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的狀態(tài);該信標(biāo)信號(hào)發(fā)生器基于所確定的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)狀態(tài)改變信標(biāo)信號(hào)。
13.如權(quán)利要求12所述的網(wǎng)絡(luò),其中信標(biāo)信號(hào)還包括關(guān)于移動(dòng)節(jié)點(diǎn)組的狀態(tài)的信息,該移動(dòng)節(jié)點(diǎn)組包括多個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)中至少兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的臨時(shí)或永久性關(guān)聯(lián);其中狀態(tài)確定單元還確定移動(dòng)節(jié)點(diǎn)組的狀態(tài);而且其中信標(biāo)信號(hào)發(fā)生器基于所確定的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)組的狀態(tài)改變信標(biāo)信號(hào)。
14.如權(quán)利要求12所述的網(wǎng)絡(luò),其中信標(biāo)信號(hào)發(fā)生器通過(guò)改變發(fā)送速率、發(fā)送頻率和發(fā)送模式中的至少一個(gè)改變信標(biāo)信號(hào)。
15.如權(quán)利要求14所述的網(wǎng)絡(luò),其中節(jié)點(diǎn)狀態(tài)包括服務(wù)質(zhì)量(QoS),而信標(biāo)信號(hào)發(fā)生器通過(guò)基于QoS中的變化改變發(fā)送速率、發(fā)送頻率和發(fā)送模式中的至少一個(gè)來(lái)改變信標(biāo)信號(hào)。
16.如權(quán)利要求14所述的網(wǎng)絡(luò),其中節(jié)點(diǎn)狀態(tài)包括信息優(yōu)先級(jí),而信標(biāo)信號(hào)發(fā)生器通過(guò)基于信息優(yōu)先級(jí)中的變化改變發(fā)送速率、發(fā)送頻率和發(fā)送模式中的至少一個(gè)來(lái)改變信標(biāo)信號(hào)。
全文摘要
移動(dòng)ad hoc網(wǎng)絡(luò)(圖2)包括多個(gè)無(wú)線移動(dòng)節(jié)點(diǎn)和將這些節(jié)點(diǎn)連在一起的多條無(wú)線通信鏈路。該方法包括移動(dòng)ad hoc網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)或移動(dòng)節(jié)點(diǎn)組廣告。移動(dòng)節(jié)點(diǎn)組包括多個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)中兩個(gè)或多個(gè)節(jié)點(diǎn)的臨時(shí)或永久性關(guān)聯(lián)。該方法包括利用信標(biāo)信號(hào)發(fā)送節(jié)點(diǎn)/組信息、確定對(duì)應(yīng)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)或節(jié)點(diǎn)組的節(jié)點(diǎn)/組狀態(tài)(102)并基于所確定的狀態(tài)改變信標(biāo)信號(hào)(104)。
文檔編號(hào)H04L29/08GK1679348SQ03821086
公開(kāi)日2005年10月5日 申請(qǐng)日期2003年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月4日
發(fā)明者羅伯特·A.·肯尼迪 申請(qǐng)人:哈里公司
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