Способ и устройство управления допуском данных в ячеистой сети

Способ и устройство управления допуском данных в ячеистой сети

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Притязание на приоритет по разделу 35 §119 Кодекса законов США.

Настоящая заявка на патент претендует на приоритет предварительной заявки № 60/728 247, поданной 18 октября 2005 г., правопреемником которой является правопреемник данного документа, и которая полностью включена по ссылке в данный документ.

Уровень техники

Область техники, к которой относится изобретение

Описание относится к ячеистым сетям. Более конкретно, описание относится к способу и устройству управления допуском в ячеистой сети.

Уровень техники

В последние годы увеличилась потребность в широко распространенном доступе к высокоскоростным услугам передачи данных. Индустрия телекоммуникаций ответила на увеличение спроса предложением разнообразных беспроводных изделий и услуг. Пытаясь сделать эти изделия и услуги с возможностью взаимодействия с другими изделиями и сетями, Институт инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (ИИЭР) опубликовал ряд стандартов по беспроводным локальным сетям (БЛС), например, IEEE 802.11. Изделия и услуги, которые соответствуют этим стандартам, часто подключаются к сети в беспроводной конфигурации «точка-многоточка». В одной конфигурации индивидуальные беспроводные устройства (например, станции) могут обмениваться данными непосредственно с точкой доступа к Интернету, причем каждое из беспроводных устройств совместно использует доступную пропускную способность.

Другой конфигурацией может быть ячеистая сеть. Ячеистая сеть может представлять собой распределенную сеть, имеющую многочисленные беспроводные узлы. Каждый узел может служить в качестве повторителя, способного принимать трафик, передавать или транспортировать потоки (ПТ) и транслировать ПТ на следующий узел. ПТ может проходить с узла источника на узел назначения «скачками» с узла на узел. Алгоритмы маршрутизации ПТ могут гарантировать, что ПТ эффективно маршрутизируются с их узла источника на их узел назначения. Алгоритмы маршрутизации ПТ могут динамически адаптироваться к изменениям в ячеистой сети и могут сделать ячеистую сеть более эффективной и гибкой. Например, в случае если узел является очень занятым, чтобы манипулировать ПТ, или если узел выбыл из ячеистой сети, алгоритм маршрутизации ПТ может маршрутизировать ПТ на узел назначения через другие узлы в сети.

Ячеистые сети часто могут включать в себя иерархию узлов с различными рабочими характеристиками. В некоторых архитектурах ячеистой сети узлы в нижней части иерархии могут включать в себя станции. Станции могут включать в себя индивидуальные беспроводные устройства, такие как портативный компьютер или персональный цифровой помощник, наряду с многими другими. Ячеистые точки могут включать в себя узлы, которые могут рассматриваться как уровень над станциями. Ячеистые точки также могут формировать беспроводную магистраль. Ячеистые точки могут иметь возможность принимать ПТ от других ячеистых точек и передавать ПТ на них. Ячеистые точки доступа (ЯТД), специальный тип ячеистой точки, могут обеспечивать шлюз или путь соединения между станциями и ячеистыми точками. Ячеистые точки доступа могут давать возможность ПТ выполнять «скачок» между станцией и ячеистой точкой. Ячеистые порталы, другой специальный тип ячеистой точки, могут обеспечивать шлюз для устройств, которые соответствуют другим беспроводным стандартам, например, 802.11(a/b/g/n). Ячеистые порталы могут дать возможность ПТ из неячеистых сетей войти в ячеистую сеть и выйти из нее.

Устройства связи, соответствующие 802.11(s), могут иметь различные требования по качеству обслуживания (КО) для ПТ. КО может включать в себя ряд параметров, таких как количество отброшенных пакетов, времена задержки передачи пакета, искажения пакета, количество пакетов с измененным порядком доставки и количество пакетов, принятых с ошибкой, наряду с многими другими. Используя эти параметры, можно видеть, что различным устройствам передачи данных, пользователям и приложениям могут требоваться различные КО. Например, Интернет-телефонии может требоваться КО с малым временем задержки передачи пакета и небольшим искажением пакета, чтобы сделать двусторонний разговор понятным. Потоковая видеолекция также может потребовать небольшое искажение пакета, чтобы получить презентабельные видеоизображения, и согласованную одностороннюю звуковую дорожку, но большая задержка передачи пакета может быть допустимой. Требования к КО могут становиться даже более критичными и сложными, когда увеличивается разнообразие устройств передачи данных, пользователей и приложений. Например, опыт интерактивных игр в реальном времени между двумя людьми в двух различных географических областях могут иметь очень сложные и жесткие требования к КО.

Широкомасштабное использование беспроводных устройств в ячеистых сетях может накладывать сложные проблемы на конструкцию сети, включая управление допуском ПТ с различными требованиями к КО и приоритетами, наряду с многими другими.

Сущность изобретения

Информация о нагрузке по трафику вокруг ячеистых узлов может быть известна или относительно легко может быть определена. Ячеистые узлы могут использовать информацию о нагрузке по трафику для определения локальной беспроводной пропускной способности, доступной для размещения новых потоков трафика (ПТ) на каждом узле. Алгоритмы маршрутизации ПТ могут оценивать потенциальные маршруты для новых ПТ по ячеистой сети. Узел источника может инициировать запрос на допуск нового ПТ по потенциальному маршруту ПТ. Запрос на допуск может посылаться с узла на узел от узла источника на узел назначения. Каждый узел, принимающий запрос на допуск, может сравнивать запрос на допуск с информацией о локальной нагрузке по трафику и может определить, может ли быть размещен новый ПТ. Если ПТ может быть размещен, выделяется возможность передачи (ТХОР), и запрос на допуск может распространяться на следующий узел по потенциальному маршруту. Если ПТ не может быть размещен, запрос ПТ может быть отклонен, и запрос на допуск может распространяться по другим потенциальным маршрутам.

Способ управления потоком трафика в ячеистой сети содержит прием на втором узле запроса на допуск потока трафика для допуска потока трафика от первого узла, определение нагрузки по трафику для второго узла и определение, допустить ли или отклонить поток трафика от первого узла, используя нагрузку по трафику.

Краткое описание чертежей

Заявленный предмет особенно указывается и отчетливо заявляется в заключительной части описания изобретения. Однако этот предмет может быть понят посредством ссылки на последующее подробное описание, рассматриваемое с прилагаемыми чертежами, на которых:

Фиг.1 представляет собой схему примерной ячеистой сети согласно варианту осуществления.

Фиг.2 представляет собой схему части примерной ячеистой сети по фиг.1, изображающую потоки трафика (ПТ), передаваемые и принимаемые на примерной ячеистом узле, согласно варианту осуществления.

Фиг.3 представляет собой схему части ячеистой сети по фиг.1, изображающую информацию о потоке трафика для примерного узла и каждого из узлов вблизи примерного узла согласно варианту осуществления.

Фиг.4 представляет собой схему части ячеистой сети по фиг.1, изображающую информацию о потоке трафика для примерного узла и каждого из узлов вблизи примерного узла согласно варианту осуществления.

Фиг.5 представляет собой схему части ячеистой сети по фиг.1, изображающую информации о потоке трафика для примерного узла и каждого из узлов вблизи примерного узла согласно варианту осуществления.

Фиг.6 представляет собой схему протекания ПТ, иллюстрирующую управление допуском ПТ на первом узле по потенциальному маршруту ПТ согласно варианту осуществления.

Фиг.7 представляет собой схему протекания ПТ, иллюстрирующую управление допуском ПТ на примерном узле по потенциальному маршруту ПТ согласно варианту осуществления.

Фиг.8 представляет собой схему протекания, иллюстрирующую управление допуском ПТ на узле назначения по потенциальному маршруту ПТ согласно варианту осуществления.

Фиг.9 представляет собой блок-схему последовательности операций, иллюстрирующую способ управления допуском ПТ на примерном узле по потенциальному маршруту ПТ согласно варианту осуществления.

Фиг.10 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую примерные компоненты для устройства и средства для устройства для управления допуском согласно варианту осуществления.

Подробное описание

Способы и устройство, которые реализуют варианты осуществления различных признаков описания, ниже описываются с ссылкой на чертежи. Чертежи и связанное с ними описание предназначены для иллюстрации вариантов осуществления описания и не для ограничения объема описания. Ссылка в описании изобретения на «один вариант осуществления» или «вариант осуществления», как предполагается, указывает, что конкретный признак, конструкция или характеристика, описанная в связи с вариантом осуществления, включена по меньшей мере в вариант осуществления описания. Появления фразы «в одном варианте осуществления» или «вариант осуществления» в различных местах в описании изобретения, не обязательно все ссылаются на один и тот же вариант осуществления. На чертежах позиции используются повторно для указания соответствия между ссылаемыми элементами. Кроме того, первая цифра каждой позиции указывает фигуру, на которой элемент появляется в первый раз.

Фиг.1 представляет собой схему примерной ячеистой сети 100 согласно варианту осуществления. Ячеистая сеть 100 может быть иерархической сетью ячеистых узлов и может включать в себя, например, первый узел 101 по двадцать третий узел 123. Сеть 100 может включать в себя многие различные типы узлов и устройств, как указано в данном варианте осуществления легендой 130. Ячеистая сеть 100 может включать в себя множество станций (STA), таких как первый по четырнадцатый узел 101-114. В одном варианте осуществления одна станция (например, 101) может не связываться с другой станцией (например, 102). Станциями могут быть любые устройства, которые соответствуют беспроводному стандарту ячеистой сети 100. Станции, например, могут включать в себя компьютеры, персональные цифровые помощники, сетевые игровые устройства, телефоны, телевизоры или терминалы. Беспроводным стандартом ячеистой сети 100 может быть любой фирменный стандарт и/или стандарт открытой архитектуры, такой как, но не ограничиваясь им, стандарт IEEE 802.11(s).

Ячеистая сеть 100 может включать в себя один или несколько ЯТД, такие как узлы 115-117 и 119. Станции могут формировать базу иерархии ячеистой сети и могут обращаться к ячеистым узлам, расположенным выше в иерархии, через узлы шлюзов, такие как ячеистые точки доступа (ЯТД) и ячеистые порталы. Станция, такая как узел 102, может обращаться к ЯТД, такому как узел 115, по непосредственной линии 134 связи. Линия 134 связи может быть проводной, беспроводной и/или их комбинацией. Станция, такая как узел 101, может обращаться к ячеистой точке, такой как узел 122, посредством перемещения с узла 101 на узел 115 и на узел 122.

Ячеистые порталы могут включать в себя узлы, которые могут обмениваться данными с неячеистыми устройствами, как показано на фиг.1. Ячеистая сеть 100 может включать в себя один или несколько ячеистых порталов, например, узел 118. Ячеистый портал, такой как узел 118, может обмениваться данными с неячеистыми устройствами, такими как устройства 141-145. Неячеистые устройства могут быть объединены в локальную сеть, которая характеризуется неячеистыми соединениями 114, такими как соединения Эзернета, среди прочих. Например, неячеистые устройства 141-145 могут быть объединены проводным образом в звездообразную конфигурацию, используя медный провод витой пары. Каждый из неячеистых устройств 141-145 может быть выполнен с возможностью соответствия или может быть выполнен без возможности соответствия протоколам ячеистой сети 100.

В одном варианте осуществления узлом 118 может быть концентратор сети Эзернет и может соответствовать протоколу ячеистой сети. Узел 118 может предоставлять возможность ПТ, исходящим от каждого неячеистого устройства 141-145, распространяться в ячеистую сеть 100. Таким образом, ячеистый портал 118 может иметь возможность служить в качестве шлюзов ячеистой сети 100 для неячеистых устройств 141-145. Сети, характеризующиеся ячеистыми порталами 118 и не ячеистыми устройствами 141-145, могут не ограничиваться сетями Эзернета; другие сети могут конфигурироваться и могут работать аналогичным образом. Неячеистые устройства 141-145 могут конфигурироваться в многочисленных различных типах сетей, таких как, но не ограничиваясь ими, кольцевые сети с маркерным доступом и/или сети «точка-многоточка» 802.11(b) и/или их комбинации.

Ячеистый портал 118 также может иметь линию связи с Интернетом или с другой широкомасштабной сетью, например, через узел 119. Узел 119 может быть соединен с магистралью Интернета, делая узел 119 точкой доступа к Интернету, а также ячеистым порталом. Узел 119 может формировать мост между беспроводной ячеистой сетью 100 и Интернетом. Мост может служить в качестве соединения между любым из узлов в ячеистой сети 100 и любым устройством с возможностью подключения к Интернету.

Ячеистые точки могут включать в себя узлы, которые могут транслировать данные между другими ячеистыми точками, ЯТД и/или ячеистыми порталами. Ячеистая сеть 100 может включать в себя одну или несколько ячеистых точек, таких как узлы 120-123. Ячеистые точки, ЯТД и ячеистые порталы могут формировать верхний уровень ячеистых узлов в иерархии ячеистой сети 100. ПТ, исходящие с неячеистых устройств и станций, могут поступать на верхний уровень через ячеистые порталы и ЯТД. ПТ могут распространяться по узлам верхнего уровня ячеистой сети 100 до тех пор, пока они не выйдут через другой ячеистый портал и/или ЯТД.

Фиг.1 также изображает маршрутизацию примерного потока трафика (ПТ), показанного как Мо. В одном варианте осуществления ПТ Мо может исходить от узла 108 (например, станции 108) в ячеистой сети 100. ПТ Мо также может завершаться на узле 113 (например, станции 113) в ячеистой сети 100. Подходящий маршрут ПТ от узла 108 до узла 113 может определяться с использованием алгоритма маршрутизации. После того как будет определен подходящий маршрут ПТ, может согласовываться доступ и ТХОР на каждом узле по маршруту. ПТ Мо затем может передаваться по маршруту. Узел 108 может иметь возможность передачи ПТ Мо на узел 116 посредством первого скачка Н₁. Узел 116 может иметь возможность приема ПТ Мо и дополнительно может иметь возможность передачи ПТ Мо на узел 117 посредством второго скачка Н₂. Узел 117 может иметь возможность приема ПТ Мо и может иметь возможность передачи ПТ Мо на узел 120 посредством третьего скачка Н₃. Узел 120 может иметь возможность приема ПТ Мо и передачи ПТ Мо на узел 119 посредством четвертого скачка Н₄. Узел 119 может иметь возможность передачи ПТ Мо на узел 113 посредством пятого и конечного скачка Н₅ данного варианта осуществления.

Фиг.2 представляет собой схему части примерной ячеистой сети 100 по фиг.1, изображающую ПТ, переданные и принятые на примерном ячеистом узле 120. В данном варианте осуществления узел 120 может иметь возможность передачи и приема ПТ от четырех других узлов 117, 119, 121 и 122. Узел 120, как полагается, может быть в сети, соседней с этими четырьмя узлами. В данном варианте осуществления узел 120 может иметь возможность приема ПТ R₁₇, R₂₁ и R₂₂ от узлов 117, 121 и 122, соответственно. Также, узел 120 может иметь возможность передачи ПТ Т₁₇, Т₁₉ и Т₂₁ на узлы 117, 119 и 121, соответственно. Отметьте, что в данном примере узлы 117, 119 или 121 не являются «листовыми» узлами, ПТ R₁₇, R₂₁ и R₂₂ и Т₁₇, Т₁₉ и Т₂₁ сами могут представлять собой совокупности других ПТ на узлах 117, 119 или 121.

Трафик на узле 120 может представляться двумя векторами (т.е. вектором передачи и вектором приема). В одном варианте осуществления ПТ может представляться долей времени, занимаемой на канале для передачи данных, связанных с ПТ, по установленному периоду времени, например, планируемому интервалу обслуживания (ПИО). Нагрузка по трафику или средняя загруженность в этом контексте может представляться величинами, такими как t_busy, где значение указывает величину времени, занимаемую на канале в виде занятости по установленному периоду времени, например, планируемому интервалу обслуживания (ПИО). Таким образом, вектор T₂₀ передачи (показанный позицией 210) может иметь четыре элемента, причем первым элементом является время t_T17 передачи ПТ Т₁₇ от узла 120 на узел 117, вторым элементом является время t_T19 передачи ПТ Т₁₉ от узла 120 на узел 119, третьим элементом является время t_T21 передачи ПТ Т₂₁ от узла 120 на узел 121, и четвертым элементом является время t_T22 передачи ПТ от узла 120 на узел 122. В данном примере, четвертый элемент t_T22 вектора Т₂₀ 210 передачи будет равен нулю, так как узел 120 не передает никаких ПТ на узел 122. В данном случае, t_T17 представляет собой время, занимаемое на канале для передачи ПТ Т₁₇ по ПИО.

Аналогично, вектор R₂₀ (показанный позицией 212) приема может иметь четыре элемента, причем первым элементом является время t_R17 приема ПТ R₁₇ от узла 117, вторым элементом является время t_R19 приема ПТ R₁₉ от узла 119, третьим элементом является время t_R21 приема ПТ R₂₁ от узла 121, и четвертым элементом является время t_R22 приема ПТ от узла 122. В данном примере, второй элемент t_R19 вектора R₂₀ 212 приема будет равен нулю, так как узел 120 не принимает никакого ПТ от узла 119. Снова, в данном случае, t_R17 представляет собой время, занимаемое на канале для передачи ПТ R₁₇ по ПИО.

Нагрузка по трафику (t_load), т.е. величина времени, когда среда вокруг узла 120 может считаться загруженной, как часть ПИО, на узле 120 или любом другом узле может определяться различным образом, включая измерение. В одном варианте осуществления узел 120 может иметь возможность контролировать индикацию занятости оценки занятости канала (ОЗК), что обнаруживается физическим уровнем узла 120 для определения времени занятости (t_busy). Узел 120 также может иметь возможность контролировать время молчания (t_qnav) вектора назначения сети для учета доли времени, когда узел 120 не может передавать, даже если индикация занятости ОЗК может указывать, что канал не является занятым. Вектор распределения сети (ВРС) получается посредством обработки резервирования от соседних узлов. Время молчания (t_qnav) может представлять время, когда канал недоступен, так что узлы 117, 119, 121, 122, подсоединенные к узлу 120, могут иметь возможность приема передач данных от узлов, отличных от узла 120. Величина времени, когда канал является недоступным вследствие индикации занятости ОЗК и времени молчания (t_qnav), представляет собой нагрузку по трафику (t_load). Нагрузка по трафику (t_load) на любом узле в ячеистой сети 100 может быть представлена уравнением:

t_load=t_busy+t_qnav

Фиг.3 представляет собой схему части ячеистой сети 100 по фиг.1, изображающую информацию о потоке трафика для примерного узла 120 и каждого из узлов 117, 119, 121 и 122 в окружении примерного узла 120. В одном варианте осуществления соседние узлы могут определяться как узлы в пределах одной линии связи узла. Соседними узлами узла 120 являются узлы 117, 119, 121 и 122. Таким образом, фиг.3 изображает узлы, необходимые для определения Т и R, частей времени во время ОЗК, которые тратятся на передачу или прием для узла 120 и каждого из его соседних узлов 117, 119, 121 и 122. В одном варианте осуществления каждый узел может передавать Т и R как часть радиомаяка узла. Каждый узел также может контролировать радиомаяки других узлов для приема информации о нагрузке по трафику от соседних узлов. Например, узел 120 может передавать свою пару Т и R, Т₂₀ и R₂₀. Т₂₀ и R₂₀ могут контролироваться соседними узлами для узла 120. Соседние узлы 117, 119, 121 и 122 также могут передавать свои соответствующие пары Т и R, Т₁₇ и R₁₇, Т₁₉ и R₁₉, Т₂₁ и R₂₁ и Т₂₂ и R₂₂ на другие узлы, так что другие узлы могут контролировать эти параметры.

Каждый узел, посредством контролирования радиомаяков соседних узлов, может определять нагрузку по трафику локального ПТ и, следовательно, доступную пропускную способность. Нагрузка по трафику локального ПТ в окружении узла может определяться посредством формирования пары матриц передачи и приема Тх и Rx. Строки и столбцы пары Тх и Rx могут соответствовать параметрам передачи и приема узлов в ячеистой сети 100. Тх и Rx затем могут заполняться информацией из индивидуальных пар Т и R, принятых от каждого соседнего узла. Т, R, Тх и Rx каждый может представлять значение, вектор или матрицу.

Например, узел 120 может контролировать (отслеживать) радиомаяк каждого соседнего узла. Узел 120 может принимать пару Т₁₇ и R₁₇ от узла 117, пару Т₁₉ и R₁₉ от узла 119, пару Т₂₁ и R₂₁ от узла 121 и пару Т₂₂ и R₂₂ от узла 122. Узел 120 может проводить синтаксический анализ принятых пар Т и R для заполнения своих матриц Тх₂₀ и Rx₂₀. Каждая строка и столбец Тх₂₀ и Rx₂₀ может соответствовать, по меньшей мере частично, узлу ячеистой сети 100. Например, строка 17, столбец 16 Тх₂₀ может заполняться величиной времени, которая тратится на передачу ПТ от узла 117 на узел 116. Эта временная информация также может быть доступна в векторе Т₁₇ передачи узла 117 и векторе R₁₆ приема узла 116. Аналогично, строка 21, столбец 22 Rx₂₀ может заполняться величиной времени, которая тратится на прием узлом 121 ПТ от узла 122. Эта временная информация также может быть доступна в векторе R₂₁ приема узла 121 и векторе Т₂₂ передачи узла 122.

Нагрузка по трафику вокруг узла 120 может определяться из Тх₂₀ и Rx₂₀ посредством суммирования максимальных значений для каждой пары передачи и приема Тх₂₀ и Rx₂₀. Например, строка 21, столбец 22 Тх₂₀, которые представляют величину времени, которая тратится на передачу ПТ от узла 121 на узел 122, может сравниваться со строкой 22, столбцом 21 Rx₂₀, которые представляют величину времени, которая тратится на прием узлом 122 ПТ от узла 121. Максимальное значение каждой пары передачи и приема Тх₂₀ и Rx₂₀ может представлять величину недоступного времени для новых ПТ на узле 120, так как среда передачи недоступна. Например, максимальное значение строки 21, столбца 22 может представлять величину времени, в течение которого среда передачи недоступна для узла 120, так как ПТ передаются между узлом 121 и узлом 122. Сумма максимальных значений пар Тх₂₀ и Rx₂₀ может использоваться, по меньшей мере частично, для определения нагрузки по локальному трафику на узле 120. Нагрузка по трафику на любом узле в ячеистой сети 11 может определяться, по меньшей мере частично, посредством использования уравнения

Нагрузка по трафику затем может использоваться узлом 120 для определения, имеется ли соответствующая пропускная способность канала доступная вокруг узла 120 для допуска новых ПТ. Узел 120 может гарантировать, что новые ПТ могут быть размещены без создания помех другим ПТ, передающимся и принимаемым на узле 120 или соседних узлах. Когда узел 120 принимает запрос на допуск ПТ, узел 120 может сравнивать запрос на допуск с нагрузкой по трафику на узле 120 и определять, способен ли он принять ПТ и передать ПТ на следующий узел по маршруту без оказания помех другим ПТ на узле 120 или около него. Если узел 120 может разместить новый ПТ, узел 120 может допустить ПТ. Если узел 120 не может разместить новый ПТ, узел 120 может отклонить ПТ. Предыдущий узел тогда может вызвать алгоритм маршрутизации для определения следующего наиболее подходящего маршрута и/или другой подходящий маршрут на узел назначения, фактически обходя узел 120.

Фиг.4 представляет собой схему части ячеистой сети 100 по фиг.1, изображающую информацию о потоке трафика для примерного узла 120 и каждого из узлов 117, 119, 121 и 122 в окружении примерного узла 120. Также показаны соседние узлы узлов 117, 119, 121 и 122. Узел 120 может передавать суммарный вектор S₂₀ на каждый соседний узел. Каждый соседний узел также может передавать свои соответствующие суммарные векторы S, причем узел 117 передает S₁₇, узел 119 передает S₁₉, узел 121 передает S₂₁, и узел 122 передает S₂₂. Каждый элемент S может содержать общее время передачи и приема на узел и от него на каждый из его соседних узлов. В одном варианте осуществления вектор S₂₀ узла 120 может включать в себя четыре элемента, причем каждый элемент представляет сумму времени передачи и приема узла 120 для каждого из соседних узлов узла 120. Первым элементом может быть сумма времени передачи и приема узла 117, вторым элементом может быть сумма времени передачи и приема узла 119, третьим элементом может быть сумма времени передачи и приема узла 121, и четвертым элементом может быть сумма времени передачи и приема узла 122.

Одним преимуществом передачи S вместо Тх и Rx может быть то, что S может быть меньшей по размеру, примерно половина размера Тх и Rx в одном варианте осуществления. Это может уменьшить время и пропускную способность, требуемые для передачи информации о нагрузке по трафику. Служебные сигналы могут быть значительными, особенно для загруженных узлов с высокой степенью сетевого графа (т.е. узлов, имеющих много соседей).

Узел 120 может контролировать передачи соседних узлов узла 120 и хранить векторы S каждого соседнего узла. Нагрузка по трафику для узла 120 может определяться посредством построения матрицы ST нагрузки, причем каждая строка и столбец представляют ячеистые узлы в ячеистой сети 100. Матрица ST нагрузки может заполняться суммой времени передачи и приема для каждого из соседних узлов узла 120. В одном варианте осуществления строка 21 матрицы ST нагрузки может заполняться элементами S₂₁, представляющими вектор S от узла 121. Строка 21, столбец 22 матрицы ST нагрузки может заполняться элементом S₂₁, соответствующим сумме времени передачи и приема узла 121 от узла 122 на него. Нагрузка по трафику вокруг узла 120 тогда может определяться, по меньшей мере частично, посредством сравнения пар строк и столбцов передачи и приема и выбора значения относительного максимума. Например, строка 21, столбец 22 ST может сравниваться со строкой 22, столбцом 21 ST, и значение относительного максимума может использоваться для определения нагрузки. Сумма всех сравнений пар строк и столбцов тогда может использоваться, по меньшей мере частично, для определения нагрузки по трафику вокруг узла 120. Нагрузка по трафику вокруг любого узла в ячеистой сети 100 может определяться, по меньшей мере частично, по уравнению:

Информация о вычисленной нагрузке по трафику может использоваться узлом 120 для определения, могут ли быть допущены новые ПТ. Когда узел 120 принимает запрос на допуск ПТ, узел 120 может сравнивать запрос на допуск с нагрузкой по трафику и определять, способен ли узел 120 принять ПТ и может ли направить ПТ на следующий узел по маршруту без создания помех другим ПТ на узле 120 или других узлах в окружении. Если узел 120 имеет возможность принять и направить ПТ, узле 120 может допустить ПТ. Если узел 120 не имеет возможности принять и направить ПТ, узел 120 может отклонить ПТ, и предыдущий узел может вызвать алгоритмы маршрутизации для обхода узла 120. Поэтому, в одном варианте осуществления узел ячеистой сети 100 может измерять или вычислять нагрузку по трафику в своем окружении и использовать информацию о нагрузке по трафику для выполнения управления допуском.

Фиг.5 представляет собой схему части ячеистой сети 100 по фиг.1, изображающую информацию о потоке трафика для примерного узла 120 и каждого из узлов 117, 119, 121 и 122 в окружении примерного узла согласно варианту осуществления. Нагрузки по трафику вокруг каждого узла ячеистой сети 100 могут определяться посредством измерения и контролирования соседних узлов в отношении скалярного параметра. Соседние узлы узлов 117, 119, 121 и 122 также показаны на фиг.5. В одном варианте осуществления каждый узел может рассылать широковещательным образом параметр, такой как время занятости. Каждый из узлов может измерять время занятости канала, как определяется его соответствующим физическим уровнем. Время занятости канала тогда может рассылаться широковещательным образом каждому узлу.

Узел 120 может контролировать свой физический уровень в отношении индикаций занятости по одному или нескольким интервалам радиомаяка. Величина времени Т, которую физический уровень узла 120 сообщает, что канал занят Т₂₀, может рассылаться широковещательным образом. Аналогично, соседние узлы узла 120 могут контролировать свои физические уровни для определения величины времени, которую их соответствующий физический уровень указывает, что канал занят. Соседние узлы также могут рассылать широковещательным образом свои измеренные времена занятости. Т₂₀ может использоваться его соседними узлами 117, 119, 121 и 122. Узел 120 может принимать Т₁₇, Т₁₉, Т₂₁ и Т₂₂ от соответствующих соседних узлов. Узел 120 также может контролировать среднее время молчания вектора (t_qnav) доступа к сети. Узел 120 тогда может вычислить нагрузку по трафику вокруг узла 120, по меньшей мере частично, посредством суммирования Т₁, Т₂, Т₃ и Т₄ и времени t_qnav. Нагрузка по трафику на любом узле в ячеистой сети 100 может быть вычислена, по меньшей мере частично,, используя уравнение:

Нагрузка по трафику тогда может использоваться узлом 120 для определения возможности допуска новых ПТ. Узел 120 может гарантировать, что новые ПТ не создадут препятствий для ПТ, в данный момент передающихся и принимаемых на узлах в окружении. Когда узел 120 принимает запрос на допуск ПТ, узел 120 может сравнивать запрос на допуск с нагрузкой по трафику и может определить, имеет ли узел 120 возможность принять ПТ и направить ПТ на следующий узел без создания препятствий другим ПТ. Если определяется, что узел 120 может допустить новый ПТ, узел 120 может допустить ПТ. Если определяется, что узел 120 не может допустить новый ПТ, узел 120 может отклонить ПТ, и предыдущий узел может вызвать алгоритмы маршрутизации для обхода узла 120.

Фиг.6 представляет собой схему протекания ПТ, иллюстрирующую управление допуском ПТ на первом узле 116 по потенциальному маршруту ПТ согласно варианту осуществления. В одном варианте осуществления станция Мо источника, узел 108, может использовать алгоритмы маршрутизации для определения возможных маршрутов на станцию М_D назначения, узел 113. Узел 108 может оценивать или определять нагрузку на трафик (904) согласно одному из способов, описанных выше. Узел 108 может выбрать соответствующий маршрут, который может быть характерным для приложения. Например, маршрут может выбираться на основе расстояния до следующего скачка, нагрузки по трафику на следующем узле скачка, степени следующего узла скачка и/или других критериев, и/или их комбинаций.

В одном варианте осуществления может вычисляться среднее количество пакетов блока служебных данных управления доступом к среде (УДС) (БСДУ), подлежащих пересылке во время планируемого интервала обслуживания (ПИО) H₁. Среднее количество пакетов (N) может представлять собой произведение гарантированной скорости передачи данных (G) и ПИО (SSI), деленное на номинальный размер пакета (L). Среднее количество пакетов может вычисляться, по меньшей мере частично, посредством использования уравнения:

Также может вычисляться нисходящая ТХОР, часть времени, запланированная на ПИО для передачи данных, необходимых для H₁. В данном случае, изобретатели обозначают период времени t_TXOP сокращенным обозначением ТХОР. Вычисление может зависеть, по меньшей мере частично, от существующего трафика по Н₁. Если существующий трафик включает в себя ПТ того же класса, что и Мо, и не требует более короткого ПИО, тогда пакеты данных из Мо могут объединяться с существующим ПТ без необходимости в дополнительных служебных данных. В одном варианте осуществления ТХОР для Н₁ может представлять собой максимум из наибольшего допустимого БСДУ (2304 байта), деленного на скорость физической передачи (R), и произведения среднего количества пакетов данных (N) и номинального размера пакета, деленных на скорость физической передачи. ТХОР может быть вычислено, основываясь, по меньшей мере частично, на уравнении:

Если нет существующего ПТ между узлом 108 и узлом 116 одного и того же класса, или если новый поток данных требует меньший ПИО, ТХОР может включать в себя дополнительные служебные данные для обработки дополнительного класса или меньшего ПИО. Меньший ПИО означает увеличенные служебные данные на бит данных. Поэтому, желательно выбирать пути с меньшим количеством скачков. Это может повысить эффективность, а также улучшить комплексные транспортные возможности сети. В данном случае, ТХОР может определяться, по меньшей мере частично, по уравнению:

Общая прогнозируемая нагрузка по нисходящему трафику на узле 108 может вычисляться, по меньшей мере частично, посредством суммирования ТХОР для Н₁ и деления на ПИО для Н₁ и суммирования ТХОР всех других ПТ, планируемых для передачи, деленных на их соответствующий ПИО. Нагрузка по трафику вследствие Н₁ может суммироваться с другими существующими нагрузками по трафику вследствие ПТ, отходящих от узла 108. Нагрузка по нисходящему трафику может представляться, по меньшей мере частично, уравнением:

Нагрузка по восходящему трафику на узле 108 может оставаться неизменной. Вычисления восходящего потока для узлов не источника описывается ниже в данном документе.

Узел 108 может сравнивать сумму нагрузок по восходящему трафику и нагрузок по нисходящему трафику с предварительно определенным порогом нагрузки для определения, может ли быть размещено Мо. Если определяется, что Мо может быть размещено, узел 108 может резервировать ТХОР, обновить информацию о нагрузке в сигнале радиомаяка и послать запрос на допуск на узел 116. В противном случае допуск может быть отклонен.

В одном варианте осуществления вычисления ТХОР и пороги могут быть разделены по КО. Например, узел может выделять 30% своего трафика на КО типа речь по протоколу Интернета (ПИ) (РППИ), 10% КО типа интерактивных игр в реальном времени и 60% КО типа просмотра веб-страниц. Определения нагрузки по трафику и сравнение порогов тогда могут быть характерными для КО. Динамическое выделение КО также может выполняться, если нет достаточной пропускной способности для поддержки потока данных. Узел может повторно выделить часть пропускной способности, выделенной для другого КО, для нового потока данных.

Узел 108 может сохранять резервирование ТХОР до тех пор, пока он не примет отказ в допуске от нисходящего узла. При приеме отказа в допуске, станция источника может аннулировать резервирование ТХОР и может вызвать алгоритмы маршрутизации для определения альтернативных маршрутов на станцию 113 назначения. Если найден соответствующий маршрут, узел 108 может повторно запустить процесс допуска, описанный выше.

Фиг.7 изображает примерный скачок H_i ПТ, Мо, по потенциальному маршруту ПТ согласно варианту осуществления. Если узел 120 принимает запрос на допуск от узла 117, узел 120 может вычислить восходящую (четвертый скачок) и нисходящую (третий скачок) ТХОР и прогнозируемую нагрузку по трафику. Для простоты и общности при описании управления допуском на узле 120, восходящий скачок может описываться как H_i, и нисходящий скачок как H_i-1. Управление допуском для узла 120 может применяться к любому узлу или скачку любого ПТ в ячеистой сети 100.

В одном варианте осуществления может вычисляться среднее количество пакетов БСДУ, подлежащих пересылке во время ПИО для H_i. Среднее количество пакетов (N) мож