[发明专利]多信道无线网络中的信道间通信方法

说明书

技术领域

本发明涉及使用代理节点以用于多信道无线网络中的信道间通信 以及相关方法。

背景技术

在改进谱利用效率、改进性能以及低成本/复杂性的前景下，能够 动态管理多频率信道的新类型介质访问控制(MAC)协议(所谓的多信 道(MC)MAC协议)正日益受到关注。这种新一代的MAC协议也带来了 很多技术挑战。例如，这种类型的网络中的主要挑战是定义节点向其 所有邻居发送群组通信分组(例如多播或广播)(假定这些邻居可以 调谐到不同信道)的技术。

特别地，在频谱捷变无线电(也称为认知无线电)网络中，无线 节点能够有机会利用本应另外完全分配给较高优先级用户(称为“现 用用户(incumbent)”)的无线电频谱的时间和频率。这种技术为新 的无线网络应用使用宽范围无线电频谱开启了巨大机会，同时保留了 传统得到许可的频谱用户的特权。明显地，需要可以支持多信道的高 效MAC协议来开发对于频谱捷变无线电网络潜在可用的富余无线电频 谱空间。现有MC MAC协议一般依赖于单个公共交会信道来使得多信道 上的节点能够交换网络管理消息(在本发明中，术语“管理”可以指 数据、控制，或实际管理信息，或它们的任何组合)。然而，因为由 于现用用户检测而导致的信道的暂时不可用性和可扩展性问题，所以 这种交会信道方法不可应用于频谱捷变无线电网络。

在MC环境中，即使节点的邻居可能不在同一信道上，现有MC-MAC 协议也典型地通过使用某种缓存而保持跟踪它们。给定这种缓存，则 节点可以利用对于多信道的使用，同时享受否则仅对单个信道网络可 用的连通性。然而，需要对节点的缓存中所存储的关于其它信道的信 息进行管理，既防止其变为失效又保持其最新，即，MC环境中的两个 问题当前需要解决方案(即失效缓存问题和缓存更新问题)。

最后但并非最不重要的，需要一种高效通信机制，从而使得不同 信道上的节点可以保存并且交换网络管理信息，而不需要使用指定的 交会信道。

发明内容

本发明提供了一种不同信道上的多个节点在每一信道上将由“代 理”节点携带的网络控制和数据信息交换到其它信道的节点的机制。 本发明很好地适于多信道无线网络的大小及其信道数量，并且可以用 于多信道无线网络中的很多应用。

为了解决MC无线网络中的群组通信(GC)挑战，提供两种机制(即 基于源的和基于代理的)，其既不取决于固定公共信道也不取决于严 格时间同步。事实上，每一信道被同等地对待，而没有特殊状态。此 外，两种机制完全是分布式的，可以结合地应用，并且提供不同的折 衷。所有这些特性使得这些机制能够用单个收发器来操作，工作在频 谱捷变无线电网络中，并且是可扩展的。甚至当节点拥有单个无线电 收发器时，这两种机制可以成功地支持多信道无线网络中的群组通信。

对于关于其它节点的缓存信息的管理，本发明分别对于失效缓存 和缓存更新问题中的每一个提供采用超时和序列号的解决方案。

附图说明

图1示出根据本发明的多信道系统的示例，其具有Ni＝5个信道， 并且对于每一信道i，C(i)＝{(i+1)mod 5，(i+2)mod 5}；

图2示出根据本发明的多信道系统的示例，其具有N＝8个信道， 并且其中，b＝2，M＝2；

图3示出本发明的与基于源的方法相比的基于代理的方法的特性； 以及

图4示出根据本发明的节点装置。

具体实施方式

本领域技术人员通过参照仅为了示例性目的而示出的附图阅读以 下详细描述可以容易地理解本发明。在附图中，相同的标号表示相同 的组件，以消除其冗余的描述。

在无线网络中，一般在被称为“信标分组”的特殊管理分组中携 带关于网络状态的重要信息，典型地由网络节点周期性地广播该信标 分组。这些信标分组所包含的信息的示例包括网络标识符、邻居节点 列表、同步定时器、节点容量、以及信道预留状态。