專(zhuān)利名稱(chēng)：利用路徑距離因數(shù)在網(wǎng)狀網(wǎng)中進(jìn)行射頻管理的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的領(lǐng)域總體上涉及無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，并且更具體地，涉及一種利用
路徑距離因數(shù)(PDF， path distance factor)在網(wǎng)狀網(wǎng)中進(jìn)行射頻管理(RFM， radio frequency management)的方法禾口系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著近來(lái)在計(jì)算機(jī)和無(wú)線通信方面的技術(shù)進(jìn)展，移動(dòng)無(wú)線計(jì)算已經(jīng) 被曰益廣泛地使用和應(yīng)用。由于不受線纜的限制，具有移動(dòng)計(jì)算設(shè)備的 用戶(hù)能夠自由地移動(dòng)并且能夠在沒(méi)有固定的基礎(chǔ)設(shè)施的環(huán)境中彼此進(jìn)行 通信。在這種情況下，用戶(hù)能夠形成一種移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)(MANet， mobile ad-hoc network)或移動(dòng)無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)。移動(dòng)無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)是多個(gè)無(wú)線移動(dòng)路 由器(以及相關(guān)聯(lián)的主機(jī))的自治系統(tǒng)，這些無(wú)線移動(dòng)路由器能夠隨機(jī) 地移動(dòng)并能夠?qū)⑵渥陨碇亟M為沒(méi)有任何基礎(chǔ)主干網(wǎng)和基礎(chǔ)設(shè)施的任意網(wǎng) 絡(luò)。
由于對(duì)有線因特網(wǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了鏡像，路由的無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)具有高度的 靈活性并且固有地具有容錯(cuò)性。這極大地簡(jiǎn)化了視線(line-of-sight)問(wèn) 題并以最少量的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施和互連成本擴(kuò)展了網(wǎng)絡(luò)的范圍和覆蓋。
隨著因特網(wǎng)的日益普及，對(duì)寬帶接入的需求在很多區(qū)域中己經(jīng)超過(guò) 了對(duì)有線基礎(chǔ)設(shè)施的需求。在有線基礎(chǔ)設(shè)施不存在、過(guò)時(shí)或不實(shí)用的情 況下，無(wú)線寬帶網(wǎng)絡(luò)使得高性能接入成為可能。然而，由于技術(shù)限制和 部署成本高的共同作用，先前的無(wú)線寬帶技術(shù)對(duì)于價(jià)格敏感的大規(guī)模市
場(chǎng)部署來(lái)說(shuō)是不實(shí)際的。
盡管無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)技術(shù)最初開(kāi)發(fā)用于軍事用途，但是無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)技術(shù) 同樣還在諸如城市、企業(yè)、校園及公共安全應(yīng)用等商業(yè)領(lǐng)域中顯示了巨 大的價(jià)值。全球數(shù)百個(gè)城市都已經(jīng)部署了或正計(jì)劃部署無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)以使
5這些城市無(wú)線化并為這些城市的市民、企業(yè)以及政府提供無(wú)線寬帶服務(wù)。 無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)技術(shù)正在獲得契機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容
公開(kāi)了一種使用路徑距離因數(shù)(PDF)在網(wǎng)狀網(wǎng)中進(jìn)行射頻管理 (RFM)的方法和系統(tǒng)。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式， 一種計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法包 括以下步驟計(jì)算第一網(wǎng)狀網(wǎng)路由器與門(mén)戶(hù)(portal)之間的路徑距離因 數(shù)(PDF)。向第二網(wǎng)狀網(wǎng)路由器發(fā)送一個(gè)幀，其中，該幀包括所述路徑 距離因數(shù)。
現(xiàn)在將參照附圖更具體地描述并在權(quán)利要求中指出包括實(shí)現(xiàn)的各 種新穎細(xì)節(jié)和要素的組合在內(nèi)的上述和其他優(yōu)選特征。將會(huì)理解的是， 這些具體的方法和裝置僅通過(guò)例示的方式示出而不是作為限制。本領(lǐng) 域技術(shù)人員將會(huì)理解的是，可以在各種大量的實(shí)施方式中采用此處說(shuō) 明的原理和特征。


附圖被包括進(jìn)來(lái)作為本說(shuō)明書(shū)的一部分，附圖例示了本發(fā)明的當(dāng)前 優(yōu)選的實(shí)施方式，并且與上文給出的總體描述和下文給出的優(yōu)選實(shí)施方 式的詳細(xì)描述一起用于對(duì)本發(fā)明的原理進(jìn)行說(shuō)明和講解。
圖1例示了根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的示例性的無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)拓?fù)洌?br> 圖2例示了根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的網(wǎng)狀網(wǎng)中的網(wǎng)狀網(wǎng)路由器的示例性 的路徑距離因數(shù)(PDF)更新處理；
圖3例示了根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的示例性的包含有PDF的信標(biāo)幀 (beacon frame );
圖4例示了根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的PDF的示例性的超時(shí)處理；
圖5例示了根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的示例性的使用PDF來(lái)構(gòu)建無(wú)回路的 樹(shù)(loop-freetree)的示例性的處理；
圖6例示了根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的示例性的路徑距離矢量(PDV， path distance vector)處理的流程圖；以及
6圖7例示了根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的使用PDV的用于冗余鏈路和快速恢 復(fù)的示例性的處理。
應(yīng)該注意，這些附圖不一定是按照比例繪制，并且出于例示的目的， 通常在所有附圖中以相同的標(biāo)號(hào)來(lái)表示具有相似結(jié)構(gòu)或功能的部件。還 應(yīng)注意，這些附圖僅僅旨在便于對(duì)這里所描述的各種實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。 附圖沒(méi)有對(duì)這里所描述的教導(dǎo)的各個(gè)方面進(jìn)行描述，并且這些附圖不對(duì) 權(quán)利要求的范圍加以限制。
具體實(shí)施例方式
公開(kāi)了一種使用路徑距離因數(shù)(PDF)在網(wǎng)狀網(wǎng)中進(jìn)行射頻管理 (RFM)的方法和系統(tǒng)。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式， 一種計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法包 括以下步驟計(jì)算第一網(wǎng)狀網(wǎng)路由器與門(mén)戶(hù)(portal)之間的路徑距離因 數(shù)(PDF)。將一個(gè)幀發(fā)送到第二網(wǎng)狀網(wǎng)路由器，其中，該幀包括該路徑 距離因數(shù)。
可以單獨(dú)使用或者與其它特征和教導(dǎo)相結(jié)合地使用這里所公開(kāi)的各 特征及教導(dǎo)，從而提供一種使用路徑距離因數(shù)(PDF)在網(wǎng)狀網(wǎng)中進(jìn)行射 頻管理(RFM)的方法和系統(tǒng)。參照附圖，對(duì)單獨(dú)地或組合地利用了這 些附加特征和教導(dǎo)中的一些的代表性示例進(jìn)行了更加詳細(xì)的描述。該詳 細(xì)的描述僅僅是出于為本領(lǐng)域中的技術(shù)人員講授對(duì)本教導(dǎo)的優(yōu)選方面進(jìn) 行實(shí)踐的進(jìn)一步的細(xì)節(jié)這一目的，并不是旨在限制權(quán)利要求的范圍。因 此，從廣義上看，以下詳細(xì)描述中所公開(kāi)的特征的組合可能不是對(duì)這些 教導(dǎo)進(jìn)行實(shí)踐所必需的，相反，對(duì)它們的教導(dǎo)僅僅是為了描述本教導(dǎo)的 特別具有代表性的示例。
在下文的描述中，出于說(shuō)明的目的，闡述了具體術(shù)語(yǔ)以便于理解在 此公開(kāi)的各種創(chuàng)造性概念。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，這些具 體細(xì)節(jié)并非是為了實(shí)踐在此公開(kāi)的所述各種創(chuàng)造性概念所必需的。
本發(fā)明還涉及用于執(zhí)行此處的操作的裝置。此裝置可根據(jù)所需目的 而具體構(gòu)造，或者此裝置可包括通用計(jì)算機(jī)，該通用計(jì)算機(jī)可有選擇地 啟動(dòng)或者通過(guò)存儲(chǔ)在該計(jì)算機(jī)中的計(jì)算機(jī)程序而重新進(jìn)行配置。這種計(jì)算機(jī)程序可存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)例
如是但不限于任意類(lèi)型的盤(pán)(包括軟盤(pán)、光盤(pán)、CD-ROM以及磁光盤(pán))、 只讀存儲(chǔ)器、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器、EPROM、 EEPROM、磁卡或者光卡，或 者適于存儲(chǔ)電子指令的任意類(lèi)型的介質(zhì)，并且這些介質(zhì)均連接到計(jì)算機(jī) 系統(tǒng)總線。
在此所提出的方法并非固有地與任何具體計(jì)算機(jī)或者其他裝置有 關(guān)。各種通用系統(tǒng)可根據(jù)此處的教導(dǎo)而與程序一起使用，或者可證實(shí)其 對(duì)于構(gòu)建更專(zhuān)用的裝置以執(zhí)行所要求的方法步驟來(lái)說(shuō)是便利的。根據(jù)以 下說(shuō)明，各種所述系統(tǒng)所要求的結(jié)構(gòu)將是顯而易見(jiàn)的。此外，未參照任 何具體編程語(yǔ)言對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述。應(yīng)當(dāng)理解的是，各種編程語(yǔ)言均可 用于實(shí)現(xiàn)在此描述的本發(fā)明的教導(dǎo)。
此外，為了提供本教導(dǎo)的額外有用的實(shí)施方式，可以按照沒(méi)有具體 地和明確地列舉出的方式來(lái)組合代表性示例的各種特征以及從屬權(quán)利要 求的各種特征。還應(yīng)特別注意，出于原始公開(kāi)的目的以及對(duì)所要求保護(hù) 的主題進(jìn)行限制的目的，所有值的范圍和實(shí)體組的表示都公開(kāi)了各自可 能的中間值或中間實(shí)體。還應(yīng)特別注意，附圖中所示出的組件的大小和 形狀被設(shè)計(jì)成幫助理解如何實(shí)踐本教導(dǎo)，而不是旨在限制示例中所示出 的大小和形狀。
公開(kāi)了一種用于使用PDF在網(wǎng)狀網(wǎng)中進(jìn)行射頻管理的方法和系統(tǒng)。 還公開(kāi)了一種路徑距離矢量(PDV， path distance vector)的增強(qiáng)版本。
無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)具有若干個(gè)網(wǎng)絡(luò)管理和控制屬性。在大多數(shù)情況下，沒(méi) 有提供單獨(dú)的帶外控制信道。網(wǎng)絡(luò)控制或管理消息是在與數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)相同 的信道內(nèi)傳送。然而，與數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)不同，由于對(duì)控制或管理消息進(jìn)行管 理的大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)(NMS)位于門(mén)戶(hù)節(jié)點(diǎn)上或位于門(mén)戶(hù)節(jié)點(diǎn)后面， 因此網(wǎng)絡(luò)控制或管理消息通常從門(mén)戶(hù)節(jié)點(diǎn)開(kāi)始。另外，經(jīng)常針對(duì)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn) 發(fā)而對(duì)通過(guò)網(wǎng)狀網(wǎng)的路由進(jìn)行優(yōu)化。結(jié)果，管理或控制路徑可能是次優(yōu) 的。
圖1例示了根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的示例性的無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)拓?fù)?00。網(wǎng) 狀網(wǎng)路由器110a是經(jīng)由有線網(wǎng)絡(luò)連接102連接到有線網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器101的門(mén)戶(hù)。鏈路105、 111、 112和113表示網(wǎng)狀網(wǎng)路由器110之間的無(wú)線連接。 在網(wǎng)狀網(wǎng)100中，數(shù)據(jù)可以從一個(gè)網(wǎng)狀網(wǎng)路由器110發(fā)送到任一其它的 網(wǎng)狀網(wǎng)路由器110。
以不同的方式將網(wǎng)絡(luò)管理消息傳送到網(wǎng)狀網(wǎng)路由器。與網(wǎng)絡(luò)管理系 統(tǒng)(例如，SNMP、基于XML的NMS、基于HTTP的Web管理、基于 SSH/Telnet命令行界面(CLI, command line interface)會(huì)話(huà))無(wú)關(guān)，網(wǎng) 絡(luò)管理消息通過(guò)鏈路105、 111、 112和113從有線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到網(wǎng)狀網(wǎng)中的 各網(wǎng)狀網(wǎng)路由器110。
為了傳送網(wǎng)絡(luò)管理消息，形成了生成樹(shù)(spanning tree)。生成樹(shù)是 為了產(chǎn)生用于網(wǎng)狀網(wǎng)的基于門(mén)戶(hù)的樹(shù)型結(jié)構(gòu)。管理消息從生成樹(shù)的根開(kāi) 始并且以分層形式(hierarchical fashion)擴(kuò)展到網(wǎng)狀網(wǎng)100。
如果使用了生成樹(shù)協(xié)議(STP， spanning tree protocol),則門(mén)戶(hù)110a 成為根。在網(wǎng)狀網(wǎng)節(jié)點(diǎn)之間交換網(wǎng)橋協(xié)議數(shù)據(jù)單元(BPDU， bridge protocol data unit)以形成生成樹(shù)。當(dāng)生成樹(shù)收斂時(shí)，形成了無(wú)回路的分層樹(shù)型拓 撲。網(wǎng)絡(luò)管理消息從根沿著生成樹(shù)抵達(dá)各網(wǎng)狀網(wǎng)節(jié)點(diǎn)。
從門(mén)戶(hù)110a開(kāi)始，管理消息首先經(jīng)由鏈路111抵達(dá)門(mén)戶(hù)110a的所 有直接鄰居110b-110d。如果管理消息的變化影響了兩個(gè)網(wǎng)狀網(wǎng)路由器 IIO之間的連接，則這種變化必須按照正確的次序出現(xiàn)，否則，會(huì)永久地 失去兩個(gè)網(wǎng)狀網(wǎng)路由器110之間的連接。例如，如果發(fā)出鏈路管理消息 以改變位于網(wǎng)狀網(wǎng)路由器110a與要發(fā)生改變的其直接相鄰的網(wǎng)狀網(wǎng)路由 器110b之間的鏈路111，則網(wǎng)狀網(wǎng)路由器110b的變化必須發(fā)生在網(wǎng)狀網(wǎng) 路由器110a的變化之前以避免鏈路故障。如果網(wǎng)狀網(wǎng)路由器110a首先發(fā) 生變化，則可能會(huì)失去網(wǎng)狀網(wǎng)路由器110a與110b之間的鏈路111。結(jié)果， 不能再向網(wǎng)狀網(wǎng)路由器110b傳送鏈路管理消息，且對(duì)網(wǎng)狀網(wǎng)路由器110b 的預(yù)定變化將從不會(huì)發(fā)生。
如果網(wǎng)狀網(wǎng)路由器110b首先發(fā)生變化，則即使后來(lái)失去了網(wǎng)狀網(wǎng)路 由器110a與110b之間的鏈路111，但鏈路管理消息仍然串行地傳送到網(wǎng) 狀網(wǎng)路由器110b和110a 二者。這是由于從有線網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器101發(fā)出的鏈 路管理消息是按照這樣的方式來(lái)傳送的，S卩，更加接近網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)器101的網(wǎng)狀網(wǎng)路由器110比更加遠(yuǎn)離網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)器101的網(wǎng)狀網(wǎng)路由器 100更早地接收到消息。
相同的情形適用于網(wǎng)狀網(wǎng)100中的其它網(wǎng)狀網(wǎng)路由器110。為了管理 網(wǎng)狀網(wǎng)路由器llOd與llOg之間的鏈路112，可以使用從網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)器 101到網(wǎng)狀網(wǎng)路由器llOg的若干個(gè)路徑，例如H0a—110d—110g和 110a—110b—110d—110h-—110g。由于路徑110a—110d—110g不經(jīng)過(guò)與 網(wǎng)狀網(wǎng)路由器110d相比更遠(yuǎn)離網(wǎng)狀網(wǎng)路由器110a的網(wǎng)狀網(wǎng)路由器llOh， 因此該路徑更加可靠。如果配置變化首先發(fā)生在網(wǎng)狀網(wǎng)路由器110d上， 則會(huì)影響包括110d—110h之間的鏈路與110d—110g之間的鏈路在內(nèi)的所 有鏈路。因此，在網(wǎng)狀網(wǎng)路由器110d發(fā)生變化之后，到網(wǎng)狀網(wǎng)路由器110g 的所有路徑都不可用。結(jié)果，網(wǎng)狀網(wǎng)路由器110g與其之后的網(wǎng)絡(luò)以后變 得不能到達(dá)。
盡管網(wǎng)狀網(wǎng)路由解決了網(wǎng)狀網(wǎng)100中各對(duì)節(jié)點(diǎn)IIO之間的最優(yōu)路徑 問(wèn)題，但是早先的網(wǎng)狀網(wǎng)存在網(wǎng)絡(luò)管理的固有問(wèn)題網(wǎng)狀網(wǎng)管理源位于 網(wǎng)狀網(wǎng)100之外并且沒(méi)有提供用于管理的單獨(dú)控制信道。另外，生成樹(shù) 協(xié)議具有以下缺點(diǎn)
1. STP無(wú)法擴(kuò)展至大型網(wǎng)狀網(wǎng)；
2. STP控制消息向網(wǎng)狀網(wǎng)回程容量增加了相當(dāng)大的負(fù)擔(dān)；
3. STP沒(méi)有為了可靠性而提供冗余路徑；以及
4. STP—般僅支持一個(gè)根。為了支持多個(gè)根，必須同時(shí)地運(yùn)行多個(gè) STP，這進(jìn)一步放慢了回程通信。
已經(jīng)提出了若干個(gè)早先的基于樹(shù)的網(wǎng)狀網(wǎng)路由協(xié)議來(lái)解決同時(shí)進(jìn)行 網(wǎng)狀網(wǎng)路由和網(wǎng)狀網(wǎng)管理的這些問(wèn)題?；跇?shù)的網(wǎng)狀網(wǎng)路由協(xié)議的基于 樹(shù)的拓?fù)浜?jiǎn)單且相對(duì)穩(wěn)定，并且其可以支持多個(gè)根。然而，由于對(duì)等業(yè) 務(wù)(peer-to-peertraffic)必須經(jīng)過(guò)共同的父節(jié)點(diǎn)，因此對(duì)于數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)而言 基于樹(shù)的拓?fù)洳皇亲顑?yōu)的?；跇?shù)的拓?fù)溥€在提供網(wǎng)絡(luò)范圍的冗余和負(fù) 荷平衡方面具有困難。
網(wǎng)狀網(wǎng)連網(wǎng)所面臨的另一個(gè)挑戰(zhàn)性問(wèn)題是收斂問(wèn)題。并不總是保證 所有的網(wǎng)狀網(wǎng)路由器都收斂到一個(gè)連接的網(wǎng)絡(luò)。例如，如果網(wǎng)狀網(wǎng)100
10的所有網(wǎng)狀網(wǎng)路由器110同時(shí)加電，則并不保證形成單一的網(wǎng)狀網(wǎng)。網(wǎng) 狀網(wǎng)路由器110a、 110b和110c可形成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)狀網(wǎng)路由器110d、 110g和110h可形成另一網(wǎng)絡(luò)，而網(wǎng)狀網(wǎng)路由器110e、 110f、和110i可形 成又一網(wǎng)絡(luò)。此外，由于信道分配的動(dòng)態(tài)特性，難以實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)狀網(wǎng)路由 器的最優(yōu)信道分配。
當(dāng)前的正EE 802.11草案提出了這樣一種計(jì)劃，即，通過(guò)迫使所有的 網(wǎng)狀網(wǎng)路由器都收斂到同一信道來(lái)解決網(wǎng)狀網(wǎng)的收斂問(wèn)題。然而，并不 希望如此，這是因?yàn)楣ぷ髟谕恍诺郎系乃芯W(wǎng)狀網(wǎng)路由器將相互干擾， 因而降低了轉(zhuǎn)發(fā)性能。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，網(wǎng)狀網(wǎng)100使用PDF處理以在802.11層次中解 決網(wǎng)狀網(wǎng)的管理問(wèn)題以及收斂問(wèn)題。PDF處理利用了 802.11信標(biāo)并且沒(méi) 有向網(wǎng)狀網(wǎng)100增加任何額外的負(fù)擔(dān)。PDF處理還提供網(wǎng)絡(luò)范圍的冗余 來(lái)確保在節(jié)點(diǎn)故障或鏈路故障的情況下的快速恢復(fù)。
PDF是網(wǎng)狀網(wǎng)路由器(例如，網(wǎng)狀網(wǎng)路由器110i)到最近的門(mén)戶(hù)(例 如，網(wǎng)狀網(wǎng)路由器110a)的距離?？梢允褂玫介T(mén)戶(hù)110a的總的跳數(shù)、向 門(mén)戶(hù)110a發(fā)送分組或從門(mén)戶(hù)110a接收分組的絕對(duì)時(shí)間(與跳數(shù)無(wú)關(guān))、 到門(mén)戶(hù)110a的物理距離、或類(lèi)似的距離計(jì)算來(lái)測(cè)量該距離。根據(jù)一個(gè)實(shí) 施方式，可以將門(mén)戶(hù)的PDF設(shè)置成零或大于零的任意值從而對(duì)不同的門(mén) 戶(hù)給出不同的權(quán)重。為了支持多個(gè)門(mén)戶(hù)，射頻管理(RFM)的信息單元 (IE)弓i入了額外的標(biāo)記以表示一個(gè)網(wǎng)狀網(wǎng)路由器是否是門(mén)戶(hù)。
圖3例示了根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的包含有PDF 313的示例性的信標(biāo)幀 150。可以由路由器IIO將一個(gè)正擴(kuò)展(諸如PDF 313)添加到802.11 信標(biāo)幀150中。從一個(gè)網(wǎng)狀網(wǎng)路由器110向相鄰的網(wǎng)狀網(wǎng)路由器110周 期性地廣播信標(biāo)幀150以建立并維持網(wǎng)狀網(wǎng)路由器110之間的通信。信 標(biāo)幀150包括信標(biāo)頭301、信標(biāo)幀310與CRC 320。信標(biāo)頭301含有源介 質(zhì)訪問(wèn)控制(MAC)地址和目標(biāo)介質(zhì)訪問(wèn)控制地址以及關(guān)于通信處理的 其它信息。信標(biāo)的幀主體310包括表示信標(biāo)幀之間的廣播時(shí)間的信標(biāo)間 隔、用于源與目標(biāo)之間的同步的時(shí)間戳、以及諸如服務(wù)集標(biāo)識(shí)符(SSID， service set identifier)、支持的數(shù)據(jù)速率以及加密密鑰等之類(lèi)的其它連接屬
ii性。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，在信標(biāo)幀150內(nèi)周期性地更新PDF313。諸如探 測(cè)響應(yīng)幀(probe response frame)之類(lèi)的其它管理幀也可含有PDF 313。 根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，PDF 313可存儲(chǔ)一個(gè)32位的整數(shù)值。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，網(wǎng)狀網(wǎng)路由器IIO并非僅包括PDF 313，而是 還將在ID 312中其自身的唯一標(biāo)識(shí)符插入信標(biāo)幀150，同時(shí)將位于到門(mén) 戶(hù)110a的路徑上的網(wǎng)狀網(wǎng)路由器110的一個(gè)或更多個(gè)標(biāo)識(shí)符插入信標(biāo)幀 150和/或探測(cè)響應(yīng)管理幀中。
由于信標(biāo)幀150和探測(cè)響應(yīng)管理幀是由覆蓋區(qū)域中的相鄰網(wǎng)狀網(wǎng)路 由器110接收，因此只對(duì)它們進(jìn)行本地廣播。向覆蓋區(qū)域中的鄰居110 通告各網(wǎng)狀網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的最新PDF313。相反，STP協(xié)議使用協(xié)議消息和定時(shí) 器，因此向有限的無(wú)線連接增加了更大的負(fù)擔(dān)。
當(dāng)加電時(shí)，各網(wǎng)狀網(wǎng)路由器110將其自身的PDF 313初始化為無(wú)窮 大，這隱含著其不具有到任何門(mén)戶(hù)的有效鏈路。如果從配置或從用戶(hù)CLI 獲知網(wǎng)狀網(wǎng)路由器110是門(mén)戶(hù)110a,則門(mén)戶(hù)110a將其自身的PDF313改 變成用戶(hù)指定的值或缺省的預(yù)先配置的門(mén)戶(hù)PDF (例如，在最簡(jiǎn)單的情 況下為零)。當(dāng)各網(wǎng)狀網(wǎng)路由器110經(jīng)由信標(biāo)150周期性地廣播其PDF 313 時(shí)，所有鄰居都接收到經(jīng)過(guò)更新的PDF值313。
圖2例示了根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的網(wǎng)狀網(wǎng)100中的網(wǎng)狀網(wǎng)路由器110 的示例性的PDF更新處理。網(wǎng)狀網(wǎng)路由器110通過(guò)接收信標(biāo)來(lái)執(zhí)行對(duì)PDF 的更新(201)。網(wǎng)狀網(wǎng)路由器的各載頻維持一個(gè)包含有所有掃描到的鄰 居的列表(稱(chēng)為候選列表)的拓?fù)鋽?shù)據(jù)庫(kù)。載頻從候選列表中選擇具有 有效鏈路的鄰居。具有與網(wǎng)狀網(wǎng)路由器的有效鏈路的鄰居形成鄰居列表。 在從一個(gè)鄰居接收到PDF更新時(shí)，網(wǎng)狀網(wǎng)路由器檢查該鄰居是否為一個(gè) 新的鄰居(202)。
如果該鄰居是網(wǎng)狀網(wǎng)路由器110的一個(gè)新的鄰居，則將該鄰居增加 到網(wǎng)狀網(wǎng)路由器的拓?fù)鋽?shù)據(jù)庫(kù)(205和206)。此時(shí)，針對(duì)到門(mén)戶(hù)的連接 性，檢查該鄰居的PDF和網(wǎng)狀網(wǎng)路由器110的PDF。當(dāng)連接到門(mén)戶(hù)時(shí)， 網(wǎng)狀網(wǎng)路由器110的PDF 313或該鄰居的PDF 313被設(shè)置成一個(gè)有限值。 如果網(wǎng)狀網(wǎng)路由器110的PDF313和該鄰居的PDF313不都是無(wú)窮大(即，或者該鄰居具有到門(mén)戶(hù)的有效鏈路，或者網(wǎng)狀網(wǎng)路由器110具有到門(mén)戶(hù) 的有效鏈路)，則將網(wǎng)狀網(wǎng)路由器110的經(jīng)由到鄰居的接口的PDF設(shè)置成 鄰居的PDF與到該鄰居的代價(jià)之和(205)。到鄰居的代價(jià)由各種因素決 定，例如，網(wǎng)狀網(wǎng)路由器與鄰居之間的物理距離、可用于鏈路的信道的 數(shù)量、信號(hào)強(qiáng)度和噪聲級(jí)。
如果該鄰居不是網(wǎng)狀網(wǎng)路由器110的一個(gè)新的鄰居，則網(wǎng)狀網(wǎng)路由 器檢査自己是否具有到該鄰居的現(xiàn)有鏈路(204)。如果網(wǎng)狀網(wǎng)路由器具 有到該鄰居的現(xiàn)有鏈路，則網(wǎng)狀網(wǎng)路由器檢査是否需要更新自己的PDF (207)。如果網(wǎng)狀網(wǎng)路由器不具有到該鄰居的有效鏈路，則該鄰居保留 在候選列表中并且相應(yīng)地更新拓?fù)鋽?shù)據(jù)庫(kù)(208)。
當(dāng)更新網(wǎng)狀網(wǎng)路由器的PDF313時(shí)，可能的是，網(wǎng)狀網(wǎng)自身的PDF 是一個(gè)有限值而鄰居的PDF是一個(gè)無(wú)窮大的值。在該情況下，網(wǎng)狀網(wǎng)路 由器仍然處于"孤島"狀態(tài)(例如，網(wǎng)狀網(wǎng)路由器不具有已建立的路徑 以抵達(dá)門(mén)戶(hù)，而鄰居己經(jīng)具有有效路徑)。在這種情況下，網(wǎng)狀網(wǎng)路由器 通過(guò)立即向鄰居發(fā)送出鏈路建立請(qǐng)求來(lái)退出"孤島"狀態(tài)。
到各鄰居的接口具有與其相關(guān)聯(lián)的PDF，而網(wǎng)狀網(wǎng)路由器的總PDF
由所有接口的PDF的最小值確定(209): iW= min {iW(z/)}，
其中，N是網(wǎng)狀網(wǎng)路由器的鄰居的總數(shù)。當(dāng)計(jì)算出PDF時(shí)，該P(yáng)DF被存 儲(chǔ)在網(wǎng)狀網(wǎng)路由器的拓?fù)鋽?shù)據(jù)庫(kù)中。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，可以通過(guò)向不同的門(mén)戶(hù)分配不同的PDF來(lái)支持 多個(gè)門(mén)戶(hù)。對(duì)多個(gè)門(mén)戶(hù)賦予不同的初始PDF值，因此到門(mén)戶(hù)的鏈路在數(shù) 量上由PDF表示，從而可以高效地監(jiān)控并平衡對(duì)門(mén)戶(hù)的負(fù)荷。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，各鄰居的PDF與超時(shí)定時(shí)器相關(guān)聯(lián)。如果網(wǎng)狀 網(wǎng)路由器在超時(shí)周期內(nèi)沒(méi)有從鄰居接收到信標(biāo)或探測(cè)響應(yīng)消息，則鄰居 的PDF被重新設(shè)置成無(wú)窮大以表示失去了到門(mén)戶(hù)的連接。相應(yīng)地在拓?fù)?數(shù)據(jù)庫(kù)中對(duì)新的PDF進(jìn)行更新。
圖4例示了根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的PDF 313的示例性的超時(shí)處理。當(dāng) 網(wǎng)狀網(wǎng)路由器上的PDF更新超時(shí)的時(shí)候，向鄰居報(bào)告該P(yáng)DF更新超時(shí)(401)。與PDF更新處理相似，網(wǎng)狀網(wǎng)路由器對(duì)到被報(bào)告了超時(shí)的鄰居 的鏈路的有效性進(jìn)行檢查(402)。如果沒(méi)有到該鄰居的有效鏈路，則簡(jiǎn) 單地更新網(wǎng)狀網(wǎng)路由器的拓?fù)鋽?shù)據(jù)庫(kù)(403)。如果檢測(cè)到了到該鄰居的 有效鏈路，則將該鄰居從鄰居列表移到候選列表或者將其設(shè)置成"停機(jī)
(down)"狀態(tài)(404)。當(dāng)把鄰居從候選列表移除時(shí)，在PDF發(fā)生了變 化的情況下更新網(wǎng)狀網(wǎng)路由器的PDF (405)并且將其設(shè)定成一個(gè)新的 PDF值(406)。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，PDF方法在網(wǎng)狀網(wǎng)中建立了一個(gè)無(wú)回路的樹(shù)型 拓?fù)?。這種沒(méi)有回路的樹(shù)型拓?fù)渲С宙溌啡哂?；?dāng)由于超時(shí)處理而移除 鏈路或出于某些原因鏈路斷開(kāi)時(shí)，基于網(wǎng)狀網(wǎng)路由器上可用的最小PDF 形成了到這些鄰居中的一個(gè)的另一鏈路。當(dāng)計(jì)算鏈路的PDF時(shí)，將各鏈 路的權(quán)重考慮在內(nèi)。通過(guò)賦予多個(gè)門(mén)戶(hù)不同的PDF權(quán)重以針對(duì)一個(gè)給定 的網(wǎng)狀網(wǎng)路由器來(lái)對(duì)到多個(gè)門(mén)戶(hù)的連接的順序區(qū)分優(yōu)先級(jí)，支持了多個(gè) 門(mén)戶(hù)。
為了確保無(wú)回路的樹(shù)，PDF方法使用了增強(qiáng)的擴(kuò)散更新算法 (DUAL, diffusing update algorithm)。 DUAL被設(shè)計(jì)成解決網(wǎng)狀網(wǎng)路由 拓?fù)浠芈返膯?wèn)題。不需要整套的DUAL。
各節(jié)點(diǎn)利用從所有鄰居接收到的PDF信息來(lái)建立其拓?fù)?。拓?fù)鋽?shù)據(jù) 庫(kù)存儲(chǔ)各鄰居的PDF以及到各鄰居的代價(jià)。鄰居的PDF是鄰居到最近的 門(mén)戶(hù)的代價(jià)。網(wǎng)狀網(wǎng)路由器的PDF是鄰居的PDF與該網(wǎng)狀網(wǎng)路由器到該 鄰居的代價(jià)之和。把提供最小PDF的鄰居稱(chēng)為網(wǎng)狀網(wǎng)路由器的后繼 (successor)。
圖5例示了根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的使用PDF來(lái)構(gòu)建無(wú)回路的樹(shù)的示例 性的處理。網(wǎng)狀網(wǎng)路由器B到目標(biāo)X的報(bào)告距離(RD， reported distance) 是90。網(wǎng)狀網(wǎng)路由器C也具有到目標(biāo)X的另選路由，該路由的RD也是 90。從網(wǎng)狀網(wǎng)路由器A到目標(biāo)X的PDF由后繼的RD與到該后繼的代價(jià) 之和確定。由于從網(wǎng)狀網(wǎng)路由器A到網(wǎng)狀網(wǎng)路由器C的代價(jià)(20)高于 從網(wǎng)狀網(wǎng)路由器A到網(wǎng)狀網(wǎng)路由器B的代價(jià)(IO)，因此網(wǎng)狀網(wǎng)路由器A 選擇網(wǎng)狀網(wǎng)路由器B作為后繼并且將其到目標(biāo)X的PDF設(shè)定成100。盡管網(wǎng)狀網(wǎng)路由器A沒(méi)有使用網(wǎng)狀網(wǎng)路由器C作為后繼，但是網(wǎng)狀 網(wǎng)路由器A仍然將網(wǎng)狀網(wǎng)路由器C的信息與網(wǎng)狀網(wǎng)路由器C到目標(biāo)X的 RD (即PDF) —起保存在其拓?fù)鋽?shù)據(jù)庫(kù)中。如果從網(wǎng)狀網(wǎng)路由器A到網(wǎng) 狀網(wǎng)路由器B的鏈路斷開(kāi)，則網(wǎng)狀網(wǎng)路由器A選擇網(wǎng)狀網(wǎng)路由器C作為 新的后繼并且通過(guò)把到網(wǎng)狀網(wǎng)路由器C的代價(jià)(20)與從網(wǎng)狀網(wǎng)路由器 C到目標(biāo)X的RD (90)相加以將網(wǎng)狀網(wǎng)路由器A到目標(biāo)X的PDF更新 為110。
通過(guò)將網(wǎng)狀網(wǎng)路由器C的RD (90)與網(wǎng)狀網(wǎng)路由器A的原始可行 距離(FD， feasible distance) (100)進(jìn)行比較，網(wǎng)狀網(wǎng)路由器A可靠地確 定到目標(biāo)X的路徑是否為無(wú)回路的。如果網(wǎng)狀網(wǎng)路由器C的RD小于網(wǎng) 狀網(wǎng)路由器A的原始FD，則網(wǎng)狀網(wǎng)路由器C滿(mǎn)足DUAL計(jì)算中的可行 性條件(FC， feasibility condition)并且成為網(wǎng)狀網(wǎng)路由器A的可行后繼 (FS， feasible successor)。根據(jù)圖5的示例，網(wǎng)狀網(wǎng)路由器C到目標(biāo)X 的RD (90)小于網(wǎng)狀網(wǎng)路由器A到目標(biāo)X的原始FD (100)。這表明網(wǎng) 狀網(wǎng)路由器C到目標(biāo)X的路徑不經(jīng)過(guò)網(wǎng)狀網(wǎng)路由器A，因此網(wǎng)狀網(wǎng)路由 器A可以可靠地選擇網(wǎng)狀網(wǎng)路由器C作為新的后繼。
如果網(wǎng)狀網(wǎng)路由器C的RD值大于網(wǎng)狀網(wǎng)路由器A的原始FD，則 網(wǎng)狀網(wǎng)路由器C到目標(biāo)X的路徑可能經(jīng)過(guò)網(wǎng)狀網(wǎng)路由器A，這會(huì)導(dǎo)致形 成回路。對(duì)原始FD與候選后繼的RD進(jìn)行比較的增強(qiáng)DUAL算法保證 了無(wú)回路的樹(shù)的構(gòu)建。
各網(wǎng)狀網(wǎng)路由器計(jì)算經(jīng)由所有候選FS到目標(biāo)的PDF,并且挑選最小 的PDF作為它的PDF。如果超過(guò)一個(gè)FS產(chǎn)生了相同的最小PDF，則所 有這些FS都可以成為網(wǎng)狀網(wǎng)路由器的后繼。當(dāng)網(wǎng)狀網(wǎng)的拓?fù)浒l(fā)生變化時(shí)， 在拓?fù)鋽?shù)據(jù)庫(kù)中本地可用的FS的存在有助于收斂。如果FS不是本地可 用的，則網(wǎng)狀網(wǎng)路由器向鄰居發(fā)出査詢(xún)。該査詢(xún)一直傳播(或"擴(kuò)散")， 直到網(wǎng)狀網(wǎng)路由器的FS接收到該査詢(xún)?yōu)橹?。根?jù)一個(gè)實(shí)施方式，響應(yīng)于 該查詢(xún)但沒(méi)有發(fā)現(xiàn)FS的鄰居返回消息，通知不能到達(dá)該FS。
在選擇了鄰居之后，其中具有較大PDF的一方向另一方發(fā)出鏈路建 立請(qǐng)求。如果網(wǎng)狀網(wǎng)路由器從具有較小PDF的鄰居接收到鏈路建立請(qǐng)求，
15則拒絕該請(qǐng)求。這使得只有來(lái)自具有較大的PDF的鄰居的請(qǐng)求才被接受， 從而保證形成無(wú)回路的樹(shù)。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，網(wǎng)狀網(wǎng)形成過(guò)程是有方向的。具有較大的PDF 的一方是鏈路建立發(fā)起方。與僅僅確保無(wú)回路的樹(shù)相比，這帶來(lái)了更多 的益處。當(dāng)接收方得到鏈路建立請(qǐng)求時(shí)，其對(duì)整體信道使用狀況進(jìn)行評(píng) 估并且規(guī)定允許在哪個(gè)信道上建立連接。
網(wǎng)狀網(wǎng)路由器的各載頻接口 (radio interface)都運(yùn)行獨(dú)立的狀態(tài)機(jī)。 根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，狀態(tài)機(jī)由四種狀態(tài)組成發(fā)現(xiàn)(DISCOVERING)、 掃描(SCANNING)、連接(CONNECTING)和已連接(CONNECTED)。 發(fā)現(xiàn)狀態(tài)是其中載頻(radio)進(jìn)行被動(dòng)掃描或者進(jìn)行主動(dòng)掃描的狀態(tài)。 該狀態(tài)是載頻被啟用為回程模式并且將其無(wú)線分布式系統(tǒng)(WDS， wireless distribution system)模式設(shè)定成自動(dòng)時(shí)的初始狀態(tài)。如果找到了 任一鄰居處于掃描狀態(tài)，則網(wǎng)狀網(wǎng)路由器的載頻進(jìn)入連接狀態(tài)并且試圖 建立到該鄰居的有效連接。如果建立了任一有效鏈路連接并且網(wǎng)狀網(wǎng)路 由器的PDF被設(shè)置成有限值，則載頻進(jìn)入已連接狀態(tài)。
在任一狀態(tài)中，如果載頻接口從具有較大PDF的鄰居接收到連接請(qǐng) 求，則該載頻接口對(duì)該連接請(qǐng)求進(jìn)行響應(yīng)。由于各載頻即使在建立了有 效鏈路后也周期性地進(jìn)入被動(dòng)掃描模式，因此載頻將最終找到所有可用 信道上的全部鄰居。
PDF傳播從根(即，門(mén)戶(hù))開(kāi)始并且抵達(dá)網(wǎng)狀網(wǎng)中的各個(gè)節(jié)點(diǎn)。在 收斂之后，無(wú)回路的樹(shù)被創(chuàng)建。由于門(mén)戶(hù)被賦予了有限值的PDF,因此 在找到了至其中一個(gè)門(mén)戶(hù)的有效路徑之后其它節(jié)點(diǎn)就將它們的缺省PDF (無(wú)窮大)改變成有限值。如果一個(gè)網(wǎng)狀網(wǎng)路由器仍然具有缺省的PDF， 則認(rèn)為該網(wǎng)狀網(wǎng)路由器處于孤島狀態(tài)。當(dāng)網(wǎng)狀網(wǎng)路由器處于孤島狀態(tài)期 間，其試圖建立到鄰居的連接以退出孤島狀態(tài)。
PDF處理確保了以門(mén)戶(hù)為根的網(wǎng)狀網(wǎng)的收斂。PDF處理還提供了在 網(wǎng)狀網(wǎng)形成過(guò)程中對(duì)信道選擇進(jìn)行優(yōu)化的機(jī)制。根網(wǎng)狀網(wǎng)路由器(即門(mén) 戶(hù))首先選擇最佳信道并且將其選擇傳播到子網(wǎng)狀網(wǎng)路由器。子網(wǎng)狀網(wǎng) 路由器隨后從剩余的信道池(channel pool)中選擇最佳信道，直到所有的子網(wǎng)狀網(wǎng)路由器都選擇了到它們的鄰居的信道為止。
在網(wǎng)狀網(wǎng)形成時(shí)，根網(wǎng)狀網(wǎng)路由器在選擇可用的最佳信道方面具有 比子網(wǎng)狀網(wǎng)路由器更高的優(yōu)先級(jí)。各個(gè)網(wǎng)狀網(wǎng)路由器(不論是根網(wǎng)狀網(wǎng) 路由器還是子網(wǎng)狀網(wǎng)路由器)都將諸如對(duì)鄰居的干擾、信號(hào)強(qiáng)度和噪聲 級(jí)等各種條件考慮在內(nèi)而做出選擇最佳信道的本地決策。這一過(guò)程為整
個(gè)網(wǎng)狀網(wǎng)提供了近優(yōu)(near-optimal)的信道選擇方案。
如果完全由信道規(guī)劃方(例如，第三設(shè)備的網(wǎng)狀網(wǎng)路由器)來(lái)執(zhí)行 信道選擇，則要求信道規(guī)劃方具有對(duì)整個(gè)網(wǎng)狀網(wǎng)的全局印象來(lái)進(jìn)行最優(yōu) 信道選擇。在現(xiàn)實(shí)中，對(duì)于網(wǎng)狀網(wǎng)中的任何單一網(wǎng)狀網(wǎng)路由器來(lái)說(shuō)，整 個(gè)網(wǎng)狀網(wǎng)的全局印象一般是無(wú)法得到的。近優(yōu)信道選擇方案遵循樹(shù)的構(gòu) 建過(guò)程并且使得門(mén)戶(hù)(即根網(wǎng)狀網(wǎng)路由器)能夠在子網(wǎng)狀網(wǎng)路由器有機(jī) 會(huì)選擇它們的最佳信道之前來(lái)選擇最佳信道。
各網(wǎng)狀網(wǎng)路由器在信標(biāo)幀和/或探測(cè)響應(yīng)幀中包括多個(gè)PDF和多個(gè) 唯一的ID (稱(chēng)為節(jié)點(diǎn)ID)。每一對(duì)〈節(jié)點(diǎn)ID， PDF〉形成一個(gè)PDF矢量， 稱(chēng)為路徑距離矢量(PDV)。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，該P(yáng)DV信息用于選擇 網(wǎng)狀網(wǎng)路由器的FS。網(wǎng)狀網(wǎng)路由器廣播它的PDV信息并且從它的所有鄰 居收集PDV信息。如果鄰居滿(mǎn)足可行性條件，則該鄰居成為該網(wǎng)狀網(wǎng)路 由器的FS?？尚行詶l件檢査該鄰居的PDV是否包括該網(wǎng)狀網(wǎng)路由器。為 了成為網(wǎng)狀網(wǎng)路由器的有效FS，該鄰居的PDV必須不包括該網(wǎng)狀網(wǎng)路由 器。如果該鄰居的PDV確實(shí)包括該網(wǎng)狀網(wǎng)路由器，則形成了有回路的樹(shù) (looptree)并且違犯了可行性條件。
PDV使得網(wǎng)狀網(wǎng)路由器能夠通告它到門(mén)戶(hù)的完整路徑或部分路徑， 這提供了更多的信息以幫助網(wǎng)狀網(wǎng)形成以及錯(cuò)誤恢復(fù)。在圖1中，網(wǎng)狀 網(wǎng)路由器110g在信標(biāo)幀中包括了到門(mén)戶(hù)110a的路徑，即， 110g—110d—110a。類(lèi)似地，網(wǎng)狀網(wǎng)路由器110i通告了到門(mén)戶(hù)110a的路 徑110i—110f—110c—110a。
PDV方法不要求網(wǎng)狀網(wǎng)路由器通告完整的路徑，也不要求通告所有 可能的路徑。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，PDV閾值用于對(duì)在管理幀中可以通告 的網(wǎng)狀網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的總數(shù)進(jìn)行限制。最小值是二并且根據(jù)網(wǎng)狀網(wǎng)的規(guī)模推薦該值為四到十之間。PDV閾值用于兩個(gè)目的它限制了信標(biāo)幀和域探測(cè) 響應(yīng)幀的大小，并且將網(wǎng)狀網(wǎng)劃分為多個(gè)層。
PDV閾值規(guī)定了各網(wǎng)狀網(wǎng)路由器可以在管理幀中通告的網(wǎng)狀網(wǎng)節(jié)點(diǎn) 的最大數(shù)量。參照?qǐng)Dl，如果把PDV閾值設(shè)置成二，則各網(wǎng)狀網(wǎng)路由器 可以通告最多兩個(gè)PDV。例如，門(mén)戶(hù)110a使用信標(biāo)來(lái)通告〈110a，0。網(wǎng) 狀網(wǎng)路由器110b通告〈110b, 1〉和〈110a，O。網(wǎng)狀網(wǎng)路由器110i通告〈110i: 6>和<110& 3>。 PDF閾值將網(wǎng)狀網(wǎng)劃分成不同的層，各層具有不同范圍 的PDF。例如，具有范圍[O， l]內(nèi)的PDF的所有網(wǎng)狀網(wǎng)路由器形成第一層； 具有范圍[2，3]內(nèi)的PDF的所有網(wǎng)狀網(wǎng)路由器形成第二層，等等。
圖6例示了根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的示例性的PDV處理的流程圖。當(dāng)網(wǎng) 狀網(wǎng)路由器從鄰居接收到信標(biāo)或探測(cè)響應(yīng)時(shí)，網(wǎng)狀網(wǎng)路由器執(zhí)行以下操 作來(lái)更新PDV。如果網(wǎng)狀網(wǎng)路由器已經(jīng)具有與該鄰居的鏈路(601)，則 檢查該鄰居的PDV是否自以前的值發(fā)生了改變(602)。如果PDV發(fā)生 了改變，則在該網(wǎng)狀網(wǎng)路由器的拓?fù)鋽?shù)據(jù)庫(kù)上更新該P(yáng)DV (604)，如果 PDV沒(méi)有發(fā)生改變，則不需要任何動(dòng)作(605)。如果沒(méi)有建立與該鄰居 的鏈路，則檢査該鄰居的PDV是否與該網(wǎng)狀網(wǎng)路由器處于同一層(603)。 如果是處在同一層，則該網(wǎng)狀網(wǎng)路由器進(jìn)一步檢査它的路徑是否包括該 鄰居(606)。如果該路徑包括該鄰居，則網(wǎng)狀網(wǎng)路由器進(jìn)一步檢査是否 可以對(duì)到該鄰居的路徑進(jìn)行優(yōu)化(607)，如果該路徑不包括該鄰居，網(wǎng) 狀網(wǎng)路由器接受該鄰居并且在拓?fù)鋽?shù)據(jù)庫(kù)上進(jìn)行更新(609)。如果該鄰 居與網(wǎng)狀網(wǎng)路由器不在同一層(603)，則進(jìn)一步檢查該鄰居的層是否屬 于上層(608)。如果其屬于上層，則接受該鄰居并且更新該網(wǎng)狀網(wǎng)路由 器的拓?fù)鋽?shù)據(jù)庫(kù)(609)，如果其不屬于上層，則返回而不采用任何動(dòng)作 (610)。結(jié)果，PDV處理只允許上層中的網(wǎng)狀網(wǎng)路由器連接到下層中的 網(wǎng)狀網(wǎng)路由器，因此防止了在網(wǎng)狀網(wǎng)中形成回路。
由于PDV處理在管理幀中需要更多的字段，因此PDV處理執(zhí)行很 多邏輯比較以防止出現(xiàn)回路。然而，PDV處理不需要運(yùn)行完整的DUAL 算法，因此沒(méi)有必要維持RD數(shù)據(jù)庫(kù)。由于可動(dòng)態(tài)地調(diào)整PDV閾值來(lái)適 應(yīng)不同的網(wǎng)狀網(wǎng)規(guī)模，因此PDV方法還提供了良好的擴(kuò)展性。借助于部分路徑信息，PDV處理實(shí)現(xiàn)了快速恢復(fù)。圖7例示了根據(jù) 一個(gè)實(shí)施方式的使用PDV而用于冗余鏈路和快速恢復(fù)的示例性處理。假 設(shè)網(wǎng)狀網(wǎng)路由器X與網(wǎng)狀網(wǎng)路由器Y能夠相互傾聽(tīng)。網(wǎng)狀網(wǎng)路由器A與 網(wǎng)狀網(wǎng)路由器B同樣能夠相互傾聽(tīng)。網(wǎng)狀網(wǎng)路由器X與網(wǎng)狀網(wǎng)路由器Y 都使用載頻接口 0來(lái)直接地連接到層邊界701。
根據(jù)本PDF處理，所有的鏈路710被建設(shè)成形成無(wú)回路的樹(shù)。鏈路 710和711開(kāi)始于鏈路建立發(fā)起方。如果使用PDV處理，則由于網(wǎng)狀網(wǎng) 路由器X與網(wǎng)狀網(wǎng)路由器Y具有相同的PDF，因此還建立了鏈路711。 由于網(wǎng)狀網(wǎng)路由器Y不滿(mǎn)足網(wǎng)狀網(wǎng)路由器X的可行性條件，因此網(wǎng)狀網(wǎng) 路由器X也不滿(mǎn)足網(wǎng)狀網(wǎng)路由器Y的可行性條件。然而，網(wǎng)狀網(wǎng)路由器 X還可以檢査網(wǎng)狀網(wǎng)路由器Y到層邊界701的路徑是否已經(jīng)包括了網(wǎng)狀 網(wǎng)路由器X自身。如果沒(méi)有包括網(wǎng)狀網(wǎng)路由器X，則網(wǎng)狀網(wǎng)路由器X選 擇網(wǎng)狀網(wǎng)路由器Y作為有效鄰居。出于相同的原因，網(wǎng)狀網(wǎng)路由器B選 擇網(wǎng)狀網(wǎng)路由器A作為有效鄰居。
盡管網(wǎng)狀網(wǎng)路由器B具有到達(dá)層邊界710的兩條路徑(例如，經(jīng)由 Y的路徑和經(jīng)由A-X的路徑)，但網(wǎng)狀網(wǎng)路由器B在信標(biāo)幀中寫(xiě)入最短 路徑。
如果節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障，則網(wǎng)狀網(wǎng)路由器由于冗余路徑而能夠使用PDV 方法更快速地進(jìn)行故障恢復(fù)。在使用PDF的情況下，如果網(wǎng)狀網(wǎng)路由器 X的載頻接口 O發(fā)生故障，則網(wǎng)狀網(wǎng)路由器X將其自身的PDF設(shè)置成無(wú) 窮大并且之后掃描所有的鄰居以尋找網(wǎng)狀網(wǎng)路由器A來(lái)作為新的父節(jié) 點(diǎn)。另一方面，在使用PDV的情況下，網(wǎng)狀網(wǎng)路由器X立即使用到網(wǎng)狀 網(wǎng)路由器Y的鏈路711而沒(méi)有丟失任何業(yè)務(wù)。由于當(dāng)網(wǎng)狀網(wǎng)路由器Y初 始化鏈路建立請(qǐng)求時(shí)其像網(wǎng)狀網(wǎng)路由器X那樣己經(jīng)完成了無(wú)回路檢查， 因此鏈路711是可信的無(wú)回路鏈路。由于雙方都己經(jīng)完成了無(wú)回路檢查， 因此可以立即使用鏈路711而無(wú)需額外的驗(yàn)證。
PDV方法不建立無(wú)回路的樹(shù)。PDV方法實(shí)際上建立了更經(jīng)典的網(wǎng)狀 網(wǎng)；實(shí)現(xiàn)了超時(shí)機(jī)制和最大PDF以防止回路。然而，PDV方法不存在任 何經(jīng)典的距離矢量問(wèn)題，諸如由于在信標(biāo)幀或其它管理幀中發(fā)布的部分路徑或完整路徑信息而造成的計(jì)數(shù)到無(wú)窮大(count-to-infmite)。 PDV方 法有效地防止了在同一層中的局部回路。PDV方法與任何經(jīng)典的距離矢 量方法的區(qū)別在于，網(wǎng)狀網(wǎng)路由器僅在如下情況下才接受新的鄰居，即 該鄰居位于上層中或位于同一層中但沒(méi)有包括在該路徑上。
借助于PDV方法，網(wǎng)狀網(wǎng)中的各節(jié)點(diǎn)向最近的門(mén)戶(hù)報(bào)告部分路徑信 息或完整路徑信息。各節(jié)點(diǎn)基于根據(jù)層的規(guī)則而接收的信息來(lái)構(gòu)建鄰居 列表。與此相比，PDF方法完全沒(méi)有層的概念。在PDF方法中，各節(jié)點(diǎn) 僅通告其到最近門(mén)戶(hù)的距離以建立無(wú)回路的樹(shù)。PDF方法確保了收斂的 網(wǎng)狀網(wǎng)并且向網(wǎng)狀網(wǎng)中的各網(wǎng)狀網(wǎng)路由器增加了深度信息。
參照?qǐng)D1，假設(shè)不存在活動(dòng)連接且除了門(mén)戶(hù)110a以外的所有的網(wǎng)狀 網(wǎng)路由器110b-110i都剛剛加電。
由于網(wǎng)狀網(wǎng)路由器110b-110i在門(mén)戶(hù)llOa不加電的情況下加電并且 它們所有的PDF都缺省地設(shè)置成無(wú)窮大，因此網(wǎng)狀網(wǎng)路由器110b-110i 進(jìn)入了發(fā)現(xiàn)狀態(tài)。在發(fā)現(xiàn)狀態(tài)期間，網(wǎng)狀網(wǎng)路由器110b-110i可以尋找要 連接的鄰居，但是它們的PDF保持無(wú)窮大。
在網(wǎng)狀網(wǎng)路由器110b-110i之間可以形成有效鏈路，諸如圖1中的鏈 路112和113。但是由于所有網(wǎng)狀網(wǎng)路由器都具有相同的無(wú)窮大的PDF, 這些鏈路不會(huì)造成這些網(wǎng)狀網(wǎng)路由器的PDF發(fā)生變化。當(dāng)門(mén)戶(hù)110a加電 時(shí)，門(mén)戶(hù)llOa開(kāi)始使用信標(biāo)幀向它的直接鄰居通告其呈有限值的PDF(例 如O)。
網(wǎng)狀網(wǎng)路由器110b、110c和110d在門(mén)戶(hù)110a加電后接收到門(mén)戶(hù)110a 的信標(biāo)。由于在接收到門(mén)戶(hù)110a的信標(biāo)時(shí)網(wǎng)狀網(wǎng)路由器110 b、 110c和 110d都具有無(wú)窮大的PDF，因此網(wǎng)狀網(wǎng)路由器110b、 110c和110d向門(mén) 戶(hù)llOa發(fā)出鏈路建立請(qǐng)求。
門(mén)戶(hù)llOa之后確定連接可使用哪個(gè)信道，接受那些鏈路建立請(qǐng)求， 并且通知用哪個(gè)信道建立鏈路。在建立了到門(mén)戶(hù)110a的有效鏈路后，網(wǎng) 狀網(wǎng)路由器110b、 110c和llOd恰當(dāng)?shù)卦O(shè)定它們的PDF并且在信標(biāo)幀中 通告新的PDF。其余的網(wǎng)狀網(wǎng)路由器110e-110i隨后接收到它們鄰居的更 新后的PDF，并且重復(fù)相同的鏈路請(qǐng)求和PDF更新處理。注意，在稍后
20的信道分配中可以去除先前建立的一些鏈路。例如，網(wǎng)狀網(wǎng)路由器110d
可能己經(jīng)具有了針對(duì)網(wǎng)狀網(wǎng)路由器110e、110g和110h而建立的一些鏈路。 當(dāng)門(mén)戶(hù)110a通知網(wǎng)狀網(wǎng)路由器110d在與現(xiàn)有鏈路的信道不同的特定信道 上建立到該門(mén)戶(hù)的鏈路之后，可以去除網(wǎng)狀網(wǎng)路由器110d上的現(xiàn)有鏈路。
將相同的網(wǎng)狀網(wǎng)構(gòu)建處理擴(kuò)展到網(wǎng)絡(luò)中的所有網(wǎng)狀網(wǎng)路由器。結(jié)果， 在網(wǎng)狀網(wǎng)中構(gòu)建了無(wú)回路的樹(shù)并且實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)狀網(wǎng)中從門(mén)戶(hù)到所有網(wǎng)狀網(wǎng) 路由器的近優(yōu)的信道分配方案。
為了說(shuō)明節(jié)點(diǎn)恢復(fù)處理，假設(shè)網(wǎng)狀網(wǎng)路由器110d停機(jī)。應(yīng)考慮兩種 情況；如果網(wǎng)狀網(wǎng)路由器110d正常地(graceflilly)停機(jī)，則網(wǎng)狀網(wǎng)路由 器110d向它的鄰居發(fā)送鏈路中斷通知，因此網(wǎng)狀網(wǎng)路由器110e、 110g 和110h將正常地處理停機(jī)事件。但是如果網(wǎng)狀網(wǎng)路由器UOd沒(méi)有任何 通知地突然停機(jī)，則網(wǎng)狀網(wǎng)路由器110e、 110g和110h不得不依賴(lài)于超時(shí) 機(jī)制來(lái)使得到網(wǎng)狀網(wǎng)路由器110d的連接超時(shí)。
在到網(wǎng)狀網(wǎng)路由器110d的鏈路中斷后，網(wǎng)狀網(wǎng)路由器110g的PDF 再次變成無(wú)窮大。這是由于到網(wǎng)狀網(wǎng)路由器llOd的鏈路是網(wǎng)狀網(wǎng)路由器 110g到門(mén)戶(hù)110a的唯一鏈路。在該鏈路中斷后，網(wǎng)狀網(wǎng)路由器110g的 其它鏈路(即，到網(wǎng)狀網(wǎng)路由器110h的鏈路)可能具有為有限值的PDF。 在該情況下，網(wǎng)狀網(wǎng)路由器110g進(jìn)入發(fā)現(xiàn)狀態(tài)以尋找到門(mén)戶(hù)110a的新的 路徑。假設(shè)發(fā)現(xiàn)了網(wǎng)狀網(wǎng)路由器110b禾卩110h。由于網(wǎng)狀網(wǎng)路由器110b 的PDF小于網(wǎng)狀網(wǎng)路由器llOh的PDF,因此網(wǎng)狀網(wǎng)路由器llOg發(fā)出鏈 路建立請(qǐng)求以選出(elect)網(wǎng)狀網(wǎng)路由器110b。如果網(wǎng)狀網(wǎng)路由器110b 仍然具有接受新鏈路的帶寬，則網(wǎng)狀網(wǎng)路由器110b接受網(wǎng)狀網(wǎng)路由器 110g的請(qǐng)求。否則，在與網(wǎng)狀網(wǎng)路由器110b重試若干次之后，網(wǎng)狀網(wǎng)路 由器110g將嘗試網(wǎng)狀網(wǎng)路由器110h。為了便于進(jìn)行處理，在第一次嘗試 后，網(wǎng)狀網(wǎng)路由器110b可以向網(wǎng)狀網(wǎng)路由器llOg發(fā)回拒絕，因此網(wǎng)狀 網(wǎng)路由器110b可以嘗試網(wǎng)狀網(wǎng)要求110h而不需重試網(wǎng)狀網(wǎng)路由器llOg。
當(dāng)網(wǎng)狀網(wǎng)路由器110b接受了網(wǎng)狀網(wǎng)路由器llOg的請(qǐng)求時(shí)，建立了 新的鏈路，并且網(wǎng)狀網(wǎng)路由器110g適當(dāng)?shù)馗滤腜DF。在網(wǎng)狀網(wǎng)路由 器110d停機(jī)后，由于網(wǎng)狀網(wǎng)路由器110e具有到網(wǎng)狀網(wǎng)路由器110c的后備鏈路，因此網(wǎng)狀網(wǎng)路由器110e不需要回到發(fā)現(xiàn)狀態(tài)。網(wǎng)狀網(wǎng)路由器llOe將相應(yīng)地更新它的PDF并且使用到網(wǎng)狀網(wǎng)路由器110c的鏈路來(lái)抵達(dá)門(mén)戶(hù)110a。如果使用PDV處理，則還更新路徑信息。網(wǎng)狀網(wǎng)路由器110h也具有到網(wǎng)狀網(wǎng)路由器110c的后備鏈路。網(wǎng)狀網(wǎng)路由器110h使用該鏈路并且相應(yīng)地更新它的PDF。
已經(jīng)公開(kāi)了一種使用路徑距離因數(shù)(PDF)在網(wǎng)狀網(wǎng)中進(jìn)行射頻管理(RFM)的方法和系統(tǒng)。盡管己經(jīng)詳細(xì)地例示和描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見(jiàn)的是，在不脫離本發(fā)明的精神或在不脫離所附權(quán)利要求書(shū)的范圍的情況下，可以在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中做出各種修改。
權(quán)利要求
1、一種計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法，該方法包括以下步驟計(jì)算第一網(wǎng)狀網(wǎng)路由器與門(mén)戶(hù)之間的路徑距離因數(shù)(PDF)；以及向第二網(wǎng)狀網(wǎng)路由器發(fā)送一個(gè)幀，其中該幀包括所述路徑距離因數(shù)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法，其中，所述幀是信標(biāo)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法，其中，所述幀是探測(cè) 響應(yīng)管理幀。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法，該方法進(jìn)一步包括以下步驟當(dāng)所述第一網(wǎng)狀網(wǎng)路由器加電時(shí)，將所述PDF初始化為表示無(wú)窮大距離的值。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法，該方法進(jìn)一步包括以下步驟當(dāng)所述第一網(wǎng)狀網(wǎng)路由器是所述門(mén)戶(hù)時(shí)，將所述PDF設(shè)定成預(yù)定值。
6、 一種計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法，該方法包括以下步驟 在第一網(wǎng)狀網(wǎng)路由器處接收一個(gè)信標(biāo)，該信標(biāo)包括第二網(wǎng)狀網(wǎng)路由器的第二PDF;以及使用所述第二 PDF來(lái)計(jì)算所述第一網(wǎng)狀網(wǎng)路由器的第一 PDF。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法，該方法進(jìn)一步包括以 下步驟-確定所述第二網(wǎng)狀網(wǎng)路由器是否存在于所述第一網(wǎng)狀網(wǎng)路由器的鄰 居列表上；以及如果所述第二網(wǎng)狀網(wǎng)路由器不在所述鄰居列表上，則更新所述第一 網(wǎng)狀網(wǎng)路由器的拓?fù)鋽?shù)據(jù)庫(kù)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法，該方法進(jìn)一步包括以 下步驟建立到所述第二網(wǎng)狀網(wǎng)路由器的鏈路。
9、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法，其中，所述第一PDF 是在包括所述第二PDF的多個(gè)PDF值中的最小PDF值。
10、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法，該方法進(jìn)一步包括以下步驟使用擴(kuò)散更新算法在所述拓?fù)鋽?shù)據(jù)庫(kù)中產(chǎn)生無(wú)回路拓?fù)洹?br> 11、 一種其上存儲(chǔ)有多條指令的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，當(dāng)所述多條指令 由計(jì)算機(jī)執(zhí)行時(shí)，使得所述計(jì)算機(jī)執(zhí)行以下步驟計(jì)算第一網(wǎng)狀網(wǎng)路由器與門(mén)戶(hù)之間的路徑距離因數(shù)(PDF);以及 向第二網(wǎng)狀網(wǎng)路由器發(fā)送一個(gè)幀，其中該幀包括所述路徑距離因數(shù)。
12、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其中，所述幀是信標(biāo)。
13、 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其中，所述幀是探測(cè) 響應(yīng)管理幀。
14、 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，在所述計(jì)算機(jī)可讀介 質(zhì)上存儲(chǔ)有附加指令，當(dāng)所述附加指令由計(jì)算機(jī)執(zhí)行時(shí)，使得所述計(jì)算 機(jī)進(jìn)一步執(zhí)行以下步驟當(dāng)所述第一網(wǎng)狀網(wǎng)路由器加電時(shí)，將所述PDF 初始化為表示無(wú)窮大距離的值。
15、 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，在所述計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上存儲(chǔ)有附加指令，當(dāng)所述附加指令由計(jì)算機(jī)執(zhí)行時(shí)，使得所述計(jì)算機(jī)進(jìn)一步執(zhí)行以下步驟當(dāng)所述第一網(wǎng)狀網(wǎng)路由器是所述門(mén)戶(hù)時(shí)，將所述PDF設(shè)定成預(yù)定值。
16、 一種其上存儲(chǔ)有多條指令的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，當(dāng)所述多條指令由計(jì)算機(jī)執(zhí)行時(shí)，使得所述計(jì)算機(jī)執(zhí)行以下步驟在第一網(wǎng)狀網(wǎng)路由器處接收一個(gè)信標(biāo)，該信標(biāo)包括第二網(wǎng)狀網(wǎng)路由 器的第二PDF;以及使用所述第二 PDF來(lái)計(jì)算所述第一網(wǎng)狀網(wǎng)路由器的第一PDF。
17、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，在所述計(jì)算機(jī)可讀介 質(zhì)上存儲(chǔ)有附加指令，當(dāng)所述附加指令由計(jì)算機(jī)執(zhí)行時(shí)，使得所述計(jì)算機(jī)進(jìn)一步執(zhí)行以下步驟確定所述第二網(wǎng)狀網(wǎng)路由器是否存在于所述第一網(wǎng)狀網(wǎng)路由器的鄰居列表上；以及如果所述第二網(wǎng)狀網(wǎng)路由器不在所述鄰居列表上，則更新所述第一 網(wǎng)狀網(wǎng)路由器的拓?fù)鋽?shù)據(jù)庫(kù)。
18、 根據(jù)權(quán)利要求17所述的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，在所述計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上存儲(chǔ)有附加指令，當(dāng)所述附加指令由計(jì)算機(jī)執(zhí)行時(shí)，使得所述計(jì)算 機(jī)進(jìn)一步執(zhí)行以下步驟建立到所述第二網(wǎng)狀網(wǎng)路由器的鏈路。
19、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其中，所述第一PDF 是在包括所述第二 PDF的多個(gè)PDF值中的最小PDF值。
20、 根據(jù)權(quán)利要求17所述的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，在所述計(jì)算機(jī)可讀介 質(zhì)上存儲(chǔ)有附加指令，當(dāng)所述附加指令由計(jì)算機(jī)執(zhí)行時(shí)，使得所述計(jì)算 機(jī)進(jìn)一步執(zhí)行以下步驟使用擴(kuò)散更新算法在所述拓?fù)鋽?shù)據(jù)庫(kù)中產(chǎn)生無(wú) 回路拓?fù)洹?br> 全文摘要
公開(kāi)了一種使用路徑距離因數(shù)(PDF)在網(wǎng)狀網(wǎng)中進(jìn)行射頻管理(RFM)的方法和系統(tǒng)。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，一種計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法包括以下步驟計(jì)算第一網(wǎng)狀網(wǎng)路由器與門(mén)戶(hù)之間的路徑距離因數(shù)(PDF)。向第二網(wǎng)狀網(wǎng)路由器發(fā)送一個(gè)幀，其中該幀包括所述路徑距離因數(shù)。
文檔編號(hào)H04L12/28GK101669326SQ200880006458
公開(kāi)日2010年3月10日 申請(qǐng)日期2008年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月27日
發(fā)明者敘 鄒, 黃康長(zhǎng) 申請(qǐng)人:阿德利亞網(wǎng)絡(luò)公司