[发明专利]用于网状混合网络中的高吞吐量通信的系统和方法

说明书

背景技术

在网状网络中，源节点和目的节点之间的路由流经转发节点。这些转发节点参与从源节点发送到目的节点的消息转发。当通过单个物理介质在标准网状网络中发送消息时，每个网络节点都需要停止传输并释放物理介质以允许其他单元通过同一物理介质进行传输。该限制可以防止从同时进行传输的不同节点发送的消息之间的冲突。因此，网状网络中的一个限制因素是：在网络中，消息需要在从源节点到目的节点的路由上转发（重复）的次数。单个转发延迟是消息长度以及网络节点的处理时间和其他参数的因素。由于必须在开始重新发送消息之前完成消息的接收，因此路由中的转发节点可以引起延迟。该限制引起的延迟基本上是转发持续时间乘以转发节点的数量。

结果，根据转发数，网状网络中的不同节点可能具有不同接入次数。因此，网状网络中的两个节点之间的平均传输延迟可能随着网络节点的数量按系数LOG_x(N)增加，其中，N是网络中的节点数量，X是每个节点的相邻节点（具有直接链接的节点）的平均数。

发明内容

根据本发明实施方式，提供了一种混合网状网络，该网络可以包括多个物理介质以及通过该物理介质链接的多个节点，以形成至少一个最终吞吐量网状混合（UTMH）路由，该最终吞吐量网状混合路由包括多个转发节点，该转发节点通过第一物理介质与第一节点链接，并通过第二物理介质与第二节点链接，其中，在所述物理介质上都没有在第一节点与第二节点之间的链路，并且其中，UTMH路由中在物理介质中之一上链接的两个节点可能在同一物理介质上没有与UTMH路由中的任何其他节点的任何链路。

此外，根据本发明实施方式，转发节点可被配置为在完成消息的接收之前，开始通过第二物理介质向第二节点转发通过第一物理介质从第一节点接收的消息。

此外，根据本发明实施方式，节点可以基于网络的拓扑以及物理介质中的节点之间的可用链路，建立网络中的UTMH路由的树。可选地，主装置可以基于网络的拓扑和物理介质中的节点之间的可用链路，建立网络中的UTMH路由的树，并且将指示树的数据通信到节点。

此外，根据本发明实施方式，通过以下方式来计算路由：为UTMH路由中的每个链路分配权重1；为网络中的所有其他链路分配等于平均消息长度的权重；以及利用非负边缘路由成本来解决图（graph）的单个源最短路由问题。

此外，根据本发明实施方式，提供了一种混合网状网络中的节点，该节点可以包括：连接至多个物理介质的物理层；以及连接至该物理层的数据链路层，其中，物理层和数据链路层可被配置为在完成消息接收之前开始通过其他物理介质转发通过物理介质之一接收的消息。

此外，根据本发明实施方式，提供了一种用于网状混合网络中的高吞吐量通信的方法。该方法可以包括：将多个转发节点通过第一物理介质链接至对应第一节点，并通过第二物理介质链接至第二节点，以形成最终吞吐量网状混合（UTMH）路由；其中，在所述物理介质上都没有第一节点与第二节点之间的链路，并且其中，UTMH路由中在所述物理介质之一上具有链路的两个节点在同一物理介质上可能没有与UTMH路由中的任何其他节点的任何链路。

此外，根据本发明实施方式，该方法可以包括：在完成消息接收之前，开始通过第二物理介质向第二节点转发通过第一物理介质从第一节点接收的消息。

此外，根据本发明实施方式，该方法可以包括：基于网络的拓扑和物理介质中的节点之间的可用链路，建立在网络中的UTMH路由的树，并且将指示树的数据通信到节点。

此外，根据本发明实施方式，该方法可以包括：为UTMH路由中的每个链路分配权重1；为网络中的所有其他链路分配等于平均消息长度的权重；以及用非负边缘路由成本来解决图形的单个源最短路由问题。

附图说明

在说明书的结论部分中特别指出并明确地要求保护了本发明的主题。然而，通过结合附图参照以下的详细说明书，将最好地理解本发明的组织和操作方法以及其对象、特征和优点，在附图中：

图1是示出根据本发明实施方式的网状混合网络的示例性拓扑的示意图；

图2是涉及根据本发明实施方式的网状混合网络的三个节点的示意说明，该网状混合网络能够利用网状混合通信网络的改善的吞吐量模式（ITMH模式）或网状混合通信网络的最终吞吐量模式（UTMH模式）；

图3是示出根据本发明实施方式的网状混合网络中的示例性路由的示意图；

图4是示出根据本发明实施方式的支持UTMH模式的网状混合网络的示例性拓扑的示意图；