[发明专利]处理无线网状网络中通信量变化的链路传输调度的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及通信网络领域，更具体地涉及无线网络中的路由和调度(scheduling)。

背景技术

将无线网状网络(WMN)用于新的应用(诸如社区无线网络和要求快速部署的网络)以及用于增加传统无线网络的覆盖和容量的兴趣正在增加。对WMN增加的兴趣主要是由于对有线基础设施支持降低的需求，以及无线部件降低的价格。然而，不利的是，尽管操作上类似于有线骨干网，在WMN中使用无线链路(wireless link)存在几个特有的挑战，诸如从系统生成足够的吞吐量，保证对于最终用户的服务质量，以及将网络扩大到很多节点。已经尝试了各种不同方案来处理这种挑战。

在一种方案中，实施物理层改进(例如使用多个信道，具有空时编码的多个天线，以及使用定向天线来最小化干扰)来改进WMN的吞吐量。在另一种现有方案中，由于标准单跳介质访问控制(MAC)在多跳网络中不能很好工作，重新设计了现有的MAC层并提出了新的MAC层(例如，调谐到底下的物理层的MAC层)。在另一种现有方案中，为Ad hoc移动网络开发的协议(例如，诸如基于链路质量的路由协议之类的路由协议，以及诸如新的TCP变体的网络协议)被减少，以力图提供适合用于WMN的协议。

尽管现有方案在实现物理层处增加的数据率方面有一些进步，由于MAC层和路由协议的其他限制，多跳无线网络中增加的物理层数据率还没有导致在应用层的增加的吞吐量。此外，这种MAC层和路由协议的低效率可能在中等大小的网络中恶化，在这种网络中通信量(traffic)必须跨过源和目的地之间的多跳。从而，尽管现有的利用动态路由和调度的过程可能获得WMN的网络吞吐量方面的一些微小改进，这种吞吐量提高不足以支持WMN的普遍采用。

发明内容

通过本发明的用于生成链路传输调度(link transmissionschedule)的方法和装置，解决了现有技术中的各种缺陷。该方法包括根据路由算法确定与无线网络的相应多个网络链路相关联的固定通信量容量(traffic capacity)；以及使用该路由算法和固定通信量容量，生成链路传输调度，所述链路传输调度包括至少一个条件，根据该条件使用每一个网络链路传输通信量。该链路传输调度适于在通信量变化期间保持基本固定。该路由算法可以包括二阶段路由(two-phase routing)算法，其中通信量由无线网络中的每一个节点依照通信量分流比(traffic split ratio)分配到无线网络中的每个节点。对于使用二阶段路由算法的无线网络，可以使用与无线网络中的每个节点关联的流入和流出通信量容量以及通信量分流比确定固定通信量容量。

附图说明

通过结合附图考虑下列详细描述，可以容易理解本发明的教导，附图中：

图1示出了通信网络的高级框图；

图2示出了根据本发明一个实施例的方法；

图3示出了根据本发明一个实施例的方法；

图4示出了根据本发明一个实施例的方法；以及

图5示出了适于执行这里描述的功能的通用计算机的高级框图。

为了便于理解，在可能的地方使用相同的附图标记来指示这些附图共有的元件。

具体实施方式

本发明通过避免固定的动态资源分配，简化了网络控制并提高了无线网状网络的网络吞吐量。本发明使用固定链路传输调度实现了静态路由，以便有效地支持无线网状网络中变化的通信量。使用固定的链路传输调度的静态路由消除了对复杂的动态网络控制的需要(例如动态路由，动态链路传输调度，动态介质访问控制等)，从而简化了无线网状网络中的网络控制。使用固定的链路传输调度的静态路由保证了每个无线节点独立于通信量矩阵(traffic matrix)变化的、固定的、长期的吞吐量。

本发明确定固定的链路传输调度，无线网络中的无线节点通过该固定的链路传输调度使用路由算法发送通信量。该路由算法被配置为在无线网络的相应网络链路上建立固定的通信量容量。由于网络中实际的通信量流可能变化，固定的通信量容量是平均的固定通信量容量(即，每个网络链路上的平均通信量容量是固定的)。固定的链路传输调度是使用该路由算法和相关的固定通信量容量确定的。可以处理该路由算法来确定决定链路传输调度所需的固定通信量容量。通过确保与相应网络链路关联的固定通信量容量，本发明使得能够在无线网络中使用静态路由和链路传输调度，从而简化了网络控制并提高了网络吞吐量。