專利名稱：用于在多跳網絡中轉發的方法
背景技術：
1.發明領域本發明一般涉及通過多跳網絡轉發信息的領域。
2.相關技術描述在多跳通信通路中，信息以源和目的地之間的多個跳或段而不是直接(例如，1跳)被發送。這個方案可以提供如較低的功率消耗和較高的信息吞吐量的優點。
貝爾曼弗德和相關現有技術的選路技術逐步建立和定義了從源到目的地的多跳路由。通過分發選路開銷信息來形成路由表實現了這一點。開銷信息可包括，例如，消息延遲、累積功率消耗以及跳數。這個信息可以被輸入或者概括在路由表中。在本系統中，每個節點或者站使用該路由表來進行獨立決策。基于貝爾曼弗德(Bellman Ford)(也被稱為“距離向量”)的選路導致對于每個源-目的地對的單一路由的存在。但是，隨著因移動性的拓撲改變，這個單一路由(每個源-目的地對)將隨著時間過去通過不同的節點。
系統中的改變或者波動意味著優化選路可基于系統中當前的情況來改變。換句話說，系統特性或特征隨時間的波動，可以創建機會的窗口或峰值使得信號傳輸比在其他時間和條件下更成功。易受改變的系統特性可包括，例如，路徑質量、噪聲、干擾以及消息流量負荷。如貝爾曼弗德的現有技術選路技術沒有認識到這些機會窗口，因為系統中的站不是每個都存儲相關信息。
相反，及時選路技術使用波動提供的機會。特別是在無線選路環境中，當系統里鏈路的質量隨時間快速變化時(例如，因瑞利衰落)，系統整體性能變壞。但是，及時選路利用這種變化也提供的機會的窗口或峰值部分地彌補了這一性能損失。當采用及時選路時，對于每個源-目的地對不是單一路由。代替的，數據分組沿著從源到目的地的有些隨機的路由而行。結果，當使用貝爾曼弗德時，貝爾曼弗德中連續的分組將在相同的路由上被發送(假設網絡的拓撲在此期間不改變)，而當使用及時選路時，連續分組可以在相同方向上的不同的路徑上被發送。
于1998年12月10日出版的美國專利6,097,703，并且也是國際公開號為WO 98/56140的PCT國際申請PCT/GB98/01651，描述了一種及時選路系統，其中網絡中每個站，監視網絡中其他站的活動。每個站獨立并且機會地決定，在傳輸時，其將使用其他站的哪個來轉播消息。例如，第一個站選擇幾個候選站之一，并且然后將消息轉發到選定的候選站。如果這個發送成功，則選定的候選站進而又選擇幾個候選站之一，并且該循環重復。如果從第一個站到第一個選定的候選站的發送失敗，則第一個站將消息發送到另一個候選站。如果所有的候選站都不能成功地接收該消息，則第一個站告訴前一個站其不能轉發該數據。在這種情況下前一個站將試圖通過另一個其自己的候選站來轉發數據。因此該循環重復，并且該消息依賴候選站如何響應或者前進或者后退。
總之，公開的及時選路技術看上去是在其自身固有的慢的傳統的、主動型選路信息協議上放置的更快的轉發算法。例如，在1995年Prentice Hall版權的Martha E.Stenstrup編輯的文本Routing inCommunication Networks(通信網中的選路)中，在388頁陳述“避免這個問題的方法使用在不同的時間表工作的多個選路算法與本地信息一起作用但是生成次優路由的快速算法，以及使用更多的全局信息來生成更好的路由的較慢算法。”以及第353頁，“快速響應的需要意味著需要在不同的時標起作用的多個算法(與本地信息一起作用的快速算法，以及使用更多全局信息的更長期算法)”。
作為進一步的例子，在美國專利第6,097,703號以及國際出版物號WO 98/56140是慢處理。監視通過監聽經過的消息，或者通過積極地發送探測幀被處理。當探測幀被發送時，希望返回包括，例如關于路徑損耗的信息的響應。當在探測幀的返回和數據發送之間有延遲時，則由返回的探測幀提供的信息到數據被發送時變得過時了。一個不希望的結果是已有的及時選路技術，還有基于貝爾曼弗德的選路技術，不能適度地處理可能的分集效應。因此，需要更好的技術適度有效地快速執行和處理分集效應。
發明概述根據本發明的示例實施方案，為了在多跳環境中發送數據消息，第一個站向其他站或者附近的接收者廣播或者組播傳送。在一個或者多個站應答第一個站之后，第一個站選擇應答的站之一并且向選定的站發送命令消息來承擔轉發該數據消息的責任。數據消息可以伴隨來自第一個站的第一個傳送，或者可以伴隨命令消息。除此之外，對第一個站的應答可包括關于將數據消息發送到其目的地的成本的信息。
在另一個變化中，第一個傳送可包括數據消息和指明附近的站之一的命令消息兩者，因此當指明的站接收第一個傳送時，其可以立即轉發該數據消息并且后來應答第一個站。如果指明的站在一定時間間隔里不應答第一個站，則也接收該數據消息的其他站可應答第一個站，并且第一個站可以選擇并且命令其中之一來轉發該數據消息。
分支分集和捕獲效應可被用于增強數據轉發處理。特別的，由廣播/組播提供的分支分集減少了與編碼一起使用的交織數據來抗擊衰落信道，并且這進而意味著更少的延遲并且因此更高的數據吞吐量。捕獲效應指一種現象，其中在或者接近相同頻率的兩個信號中的較強的一個被解調，并且較弱的信號作為噪聲被完全抑制并且丟棄。與多個接收節點或者站一起，當通過使至少一個節點成功地想要的發送的可能性最大化數據發送沖突時，捕獲效應提供高度的健壯性。當數據消息或數據信息比信令數據大時，本發明的示例實施方案特別有效。
附圖簡述當與附圖一起閱讀時，從優選實施方案的下列詳細描述中本發明的其他目的和優點對于本領域的技術人員變得顯而易見。附圖中相同的元件由相同的參考編號指明。
圖1顯示根據本發明的示例實施方案的信令過程。
圖2A顯示收發信機和它們之間的通信鏈路的方案。
圖2B顯示在圖2A中所示的收發信機之間使用根據本發明的示例實施方案的信令過程的信令。
圖3說明路徑損耗如何影響消息傳播。
圖4說明在消息傳播中分集效應的益處。
圖5說明捕獲效應如何可以有益于消息傳播。
圖6說明根據本發明的示例實施方案的數據流分離。
圖7說明根據本發明的示例實施方案的快速分組轉發方法。
圖8說明根據本發明的示例實施方案的快速分組轉發方法。
圖9說明根據本發明的示例實施方案，數據負載如何自然地被分配。
圖10說明根據本發明的示例實施方案的信令過程。
發明詳述根據本發明的示例實施方案，為了在多跳環境中發送數據消息，第一個站向其他站或者附近的接收機廣播或者組播一個傳送。這可以通過，例如沒有偵聽信道的直接發送，或者通過利用本技術領域已知的技術，如CSMA(載波偵聽多路存取)或者CSMA/CD(帶有沖突檢測的載波偵聽多路存取)等來實現。在一個或多個站應答第一個站之后，第一個站選擇應答的站之一并且向選定的站發送命令消息來承擔轉發該消息的責任。數據消息可以伴隨來自第一個站的第一個傳送，或者可以伴隨命令消息。除此之外，對第一個站的應答可包括關于將數據消息發送到其目的地的成本的信息。
分支分集和捕獲效應可被用于增強數據轉發處理。特別的，由廣播/組播提供的分支分集減少了與編碼一起使用的交織數據來抗擊衰落信道，并且這進而意味著更少的延遲并且因此更高的數據吞吐量。捕獲效應指一種現象，其中在或者接近相同頻率的兩個信號中的較強的一個被解調，并且較弱的信號作為噪聲被完全抑制并且丟棄。與多個接收節點或者站一起，當通過使至少一個節點成功地想要的發送的可能性最大化數據發送沖突時，捕獲效應提供高度的健壯性。當數據消息或數據信息比信令數據大時，本發明的示例實施方案特別有效。
圖1顯示根據本發明的示例實施方案的信令過程。當數據消息從第一個節點或站O的更高層被生成時，或者當第一個節點O接收來自另一個節點的數據消息時，通過節點或站的網絡轉發消息的過程從網絡中第一個發起節點O開始。該過程確保數據消息僅在該過程結束處被另一個節點接收。
特別的，如圖1所示，在可選的步驟1，候選的中間目的地節點和發送參數可以被預先選擇。預先選擇可基于，例如，由較慢的選路協議提供的信息，和/或系統開銷信息。如步驟2所示，發起節點O向地址無限數量的節點發送數據消息，也就是，廣播該數據消息。替代的，發起節點O可向地址有限數量的節點發送該消息，也就是組播該數據消息。發送參數和/或其他控制信息可以伴隨數據消息。例如，可與數據頭一起發送的一組發送參數包括發送功率PTX以及最小接收功率PRX_min。利用這個信息，接收候選節點可執行基本的鏈路預算計算來計算其各自的發送功率因此最小接收功率PRX_min在發起節點被接收。PRX_min的等級依賴于接收機中的噪聲等級、使用的調制和編碼以及由天線接收的干擾。
其他控制消息也可以為功率控制目的傳送鏈路預算信息。不涉及數據和控制消息交換，但是偶而聽到這樣的通信的節點如果確定發送數據或控制消息會干擾當前交換或后續交換，則其自己可以制止發送數據或控制消息。從提供用于簡單的鏈路預算信息以及指示a)哪些節點將接收或發送，以及b)何時的信息的偶而聽到的頭信息確定節點的行為。
作為進一步的例子，其中數據消息被組播，控制信息可指明該數據消息被打算給哪些中間節點。控制信息還可以規定或者否則影響由成功地接收該數據消息和控制信息的節點生成的確認。除此之外，雖然圖1中僅顯示4個中間節點A、B、C、D，但是任何合適數量的中間節點可以被使用或指定。
如圖1的步驟2中所示，節點A、B和D成功地接收來自發起節點的消息，并且在應答中發送確認消息。如所示，來自節點B和D的確認消息成功地到達發起節點O，而來自節點A的確認消息沒有被成功地接收(例如，因干擾效應)。在沒有確認消息成功地到達發起節點O的情況下，或者如果成功地被在發起節點O接收的確認消息的數量低于預定閾值，則發起節點O可以以相同或者不同的發送參數或者參數值重新發送數據消息，直到獲得滿意的確認結果為止。發送參數可包括，例如，發送功率、數據速率以及轉發糾錯率。除此之外，重新發送可以在隨機的補償時間之后被執行，并且可以使用載波檢測，這在本領域是熟知的并且在許多媒體接入協議、非持久CSMA、持久CSMA等中實現。
當接收到足夠的確認時，在步驟3發起節點評估接收的確認并且選擇確認節點之一來轉發數據消息并且因此開始另一個傳播周期。在步驟4發起節點O向選定的中間節點(在這種情況下是節點D)發送轉發命令并且然后在從節點D接收到節點D成功地接收到轉發命令的確認之后放棄對數據消息的責任(例如，停止關于該數據消息的活動)。如果節點D沒有成功轉發該數據消息，則節點D可以向節點O發送狀態消息指示D不能轉發該數據消息并且然后節點O可以，例如利用除節點D之外的其他中間節點再次嘗試轉發該數據消息。
如果數據消息以不可接受的情況到達最終目的地節點，則最終目的地節點可以通過網絡以該數據消息被通過該網絡轉發的相同的形式送 ARQ(自動重復請求)消息。
圖2A顯示節點或收發信機O和A-G的特定排列以及它們之間的通信鏈路。圖2B顯示節點之間的信令，并且還顯示在信令序列期間在D和C的每個處的載波干擾比率(CIR)。CIR測量反映例如瑞利衰落的衰落的影響。CIR還反映來自其他用戶的干擾等級。在圖2B和6中所示的CIR曲線中，來自其他用戶的干擾的影響很低，并且基本上是噪聲最低限度。由圖2B和6中的曲線所示的變化CIR值主要是因為衰落信道。
圖2B中所示的信令序列類似于圖1中所示的，并且上述關于圖1的原理和選項也可應用于圖2A、2B。
如圖2A中一般所示，節點O向節點A、B、C、D發送消息，并且后來節點D向更遠離節點O的節點E、F、G發送消息。在圖2A中，標記從O到C，從D到E，以及從D到F的發送的“X”記號指示這些發送是不成功的。在圖2B所示的第一步(或時隙)TS1，節點O向節點A、B、C、D的每個發送數據發送。節點C不能成功地接收該發送。在第一步TS1，節點D的CIR很大或者接近最大值。相反，在節點C的CIR接近最小值，指示這個低的CIR值是節點C未能成功地接收來自節點O的數據發送的原因。在步驟TS2，節點A、B和D將確認信號送回節點O。節點D處的CIR下降在確認信號發送之后出現，并且因此不阻止節點O成功地接收確認信號。注意在節點O的CIR與在節點D相比不同，因為經歷的干擾是基于位置的。在步驟TS3，節點O確定其將向哪個確認節點發送轉發命令。在步驟TS4，節點O向節點D發送轉發命令，并且在步驟TS5，節點D向節點O發送確認消息以便確認轉發命令的接收。其后，節點D進一步沿網絡向節點E、F、G發送數據消息，如圖2A所示，以便繼續通過網絡傳播該數據消息。在步驟TS6，在節點D確認接收來自節點O的轉發命令之后，節點A、B丟棄其在步驟TS1從節點O接收的數據消息。丟棄接收的數據消息可以是想要的，例如，以便在節點A、B節約資源。
一般的，當節點接收數據消息但是沒有接收指示其轉發該數據消息的轉發命令時，該節點可以在接收數據消息之后預定的時間段一到期就簡單地丟棄該數據消息。替代的，該節點可以當其接收或者“偶而聽到”針對或者尋址到不同的節點的對于該數據消息的轉發命令時丟棄該數據消息。這些替代技術也可以一起使用。
根據本發明的示例實施方案，圖1、2A、2B所示的數據轉發過程可以用額外的步驟被增加。例如，在轉發過程激活之前，或者在轉發過程沒有被使用的時間期間，關于網絡的拓撲和連通性的數據可以在相對慢的基礎上被采集和維護。這個數據采集可以是，例如連續的過程。然后，當轉發過程被激活時，拓撲和連通性數據可以被用來幫助發起節點(例如，節點O)確定哪些節點是候選中間目的地(例如，圖1-2的節點A、B、C、D)。拓撲和連通性數據的采集速率理想地是a)足夠高以便為每個節點提供哪些節點會是數據在特定方向傳播或者到最終目的地的合適的中間目的地，同時b)足夠低以避免維護系統開銷信息的浪費能量以及其他系統資源(如拓撲和連通性數據)。
拓撲和連通性數據的采集可以通過一個制造好的“傳統”選路信息協議(RIP)被提供，其目的是為每個節點提供從該節點向某個目的地發送數據消息的估計(最低)開銷。傳統的RIP可以，例如，利用具有跳度量、速率度量或總平均路徑損耗度量的異步分布式貝爾曼弗德算法可以實現這個目的。
與傳統的RIP一起，網絡中的每個節點采集和存儲連通性信息。連通性信息可以，例如，采用節點之間的路徑損耗矩陣的形式。該信息可以基于該節點和其鄰居之間的通信，或者可以是由其鄰居中繼到該節點的連通性信息。典型地在節點處第N層連通性信息可用，其中N表示連接的數量。例如，串行鏈接的4個節點有N＝3個連接將它們鏈接在一起。N值可被設置以便在合理的等級維護開銷。例如，N可以在1和3之間被設置。
在例如以上關于圖1的可選的步驟1所述的中間目的地候選者預選擇期間，當確定中間目的地，也就是中繼站、候選站時，通過慢的傳統RIP過程收集的信息被估計。在這個預選擇過程中的一個步驟是選擇一組合適的發送數據，如編碼、速率、功率等。這影響有多少中繼候選站可用，并且還有哪些中繼候選站可用于選擇。一種更簡單但是可能低效的方法是使用缺省值作為發送參數和中繼候選站的數量。總之，可以使用各種技術來識別候選中繼站，包括但是不限于這里討論的那些。
本發明的一個重要的方面是對于一個節點一般有多個中繼站可用于中繼候選站。對于有數據消息要轉發的節點有多個中繼候選站節點可用，提供了一定程度的分支分集。因為尋址多個節點確保至少其中一些將保持可到達，并且提供向數據消息的最終目的地的很好的連通性，所以連通性或節點可用性的完全的知識一般不必要。根據本發明的示例實施方案，當發送數據消息時節點使用的發送參數，和/或參數和控制信息是可修改的。因此如果發起節點(例如，有數據消息并且有轉發該數據消息的責任的任何節點)發現候選中繼節點不響應其通信，則發起節點可以改變發送參數以便增加在發起節點和至少一個候選中繼節點之間成功通信的機會。發送參數還可以例如通過減少不必要的高傳輸功率等級以便減少能量消耗以及其他不想要的副作用被調整以便使整體效率最大化。發送參數還可以被調整以便提供適合于現有的情況和系統的成本和性能之間的平衡。發送參數當然可以被動態，或者預先，或者動態和預先地調整。例如，當節點接收到數據消息并且有責任轉發該數據消息時，發送參數可以被設置為初始或者缺省值。然后，如果該節點不能成功地與候選中繼節點通信，則其可以調整發送參數并且再次嘗試。
根據本發明的實施方案，發送參數可以被設置因此有很高的可能性該發送將到達最近的候選中繼節點，并且有可能該發送將到達在傳播方向外的更多的一個或多個候選中繼節點。如果更多的節點之一可以被成功地到達，則在數據消息通過網絡的多跳路程中將有更少的跳，這可以節省在轉發，多跳過程中每個數據位的整體能量支出。例如，當到更多節點的路徑有衰落峰值(例如，瑞利、Rician、或者對數正態)時，則發送可以成功地到達更多的節點。圖3顯示了這樣的一個例子。如圖3所示，從節點O到節點K的路徑有40分貝的平均路徑損耗，并且在這個特定時間瞬時路徑損耗是45分貝。從節點O到節點L的路徑有45分貝的平均路徑損耗，并且瞬時路徑損耗是55分貝。因此從節點O到節點K以及從節點O到節點L的兩個路徑在這個時刻都比其在平均起來有點差。但是從節點O到節點M的路徑有更好的情況，因為瞬時路徑損耗是40分貝，比50分貝的平均路徑損耗少很多。如圖3所示，從節點O到節點K上的路徑損耗太大并且阻礙了信號成功地到達節點L，但是來自節點O的消息將安全地到達節點K和更遠的節點M。在路徑損耗可以在某種程度被預測的情況下，根據本發明的示例實施方案，節點O的發送參數可以被優化以便利用周期性的路徑損耗。例如，對于更遠的候選中繼節點，來自節點O的發送可以被定時來符合路徑損耗最小值。其中廣播功率是有限制的，這個技術還可通過僅利用足夠的廣播功率來成功地聯系較近的候選中繼節點來被用于最小化發送功率。
根據本發明的實施方案，如節點O的發起節點可以向大致位于相同的場所的多個候選中繼節點發送消息。這種情況下的策略是用足夠的功率發送該消息因此在候選中繼節點經歷每位合理量的平均能量。當每個候選中繼節點經歷關于發起節點O的不同的衰落信道(例如，瑞利衰落信道)時，實現了分集效率。這是因為由于衰落峰值，很可能候選中繼節點的至少一個將成功地接收來自發起節點O的消息。
圖4A和4B提供這些原理的說明。如圖4A所示，節點O向候選中繼節點Q、R、S、T的每個發送消息。該消息被節點Q和T成功地接收，但是在節點R、S沒有被成功地接收，如沿O-R和O-S路徑的“X”標簽所指示。圖4B指示為什么會這樣。特別的，圖4B顯示功率域中的瑞利PDF(概率密度函數)。如圖4B中所示，在消息從節點O發送的時刻，路徑O-T、O-S經歷平均值之上的一定程度的衰落，而路徑O-T、O-Q經歷平均值之下的一定程度的衰落。特別如圖4A所示，路徑O-Q有10分貝的SNR(信號噪聲比)，路徑O-R有20分貝的SNR，路徑O-S有-5分貝的SNR，并且路徑O-T有5分貝的SNR。
除此之外，對于給定的字錯誤率(WER)，由于由這種技術提供的高度的分集增益，來自節點O的傳輸功率可以被顯著地減少。即使當快速衰落不存在時，分集增益仍有效地增強了該系統的性能。
根據本發明的實施方案，捕獲效應還使得本系統和本發明的技術健壯。捕獲效應指一種現象，其中在或者接近相同頻率的兩個信號中的只有較強的一個被解調，并且較弱的信號作為噪聲被完全抑制并且丟棄。與多個接收節點或者站一起，當通過使至少一個節點成功地接收想要的發送的可能性最大化，數據發送沖突時，捕獲效應提供高度的健壯性。例如，瑞利衰落峰值和下降能夠進行同時的空間一致發送，或者甚至并行發送。這增加了至少一個候選中繼節點將經歷合適的捕獲比的可能性。捕獲比由信號強度的分貝表示，并且是接收節點可以在相同頻率上的兩個單獨的進入信號之間進行區分的數量。如果兩個信號之一比另一個強到超過捕獲率的量，則較強的信號將被接收節點“捕獲”或者接收并且較弱的信號被作為噪聲完全抑制。
圖5說明捕獲效應。如圖5所示，第一個發起站O1和第二個發起站O2每個發送一個消息信號。在候選中繼節點A，信號強度比PO1/PO2＝10分貝，并且因此來自O1的消息信號被捕獲。在候選中繼節點B，信號強度比PO1/PO2＝-20分貝，并且因此來自O2的消息信號被捕獲。在候選中繼節點C，信號強度比PO1/PO2＝-5分貝，其低于這個特定說明中的捕獲率，并且因此沒有一個消息信號被成功接收。
在本發明的上下文中，還有捕獲效應賦予的第二個益處。也就是，復雜網絡考慮周到的調度以及可能還有載波偵聽的需要被減弱。當然，這不排除這些技術。例如，在數據發送確認被接收之后向前轉發的確認，可被用于這里(也就是載波偵聽和調度)以及其他類似的情況。
如上述進一步所述，在候選中繼節點成功地接收一個消息之后，其向發起節點送回證實或確認消息以便指示成功地接收。證實消息可不僅包括來自發起節點的消息成功接收的確認，還可包括關于選路開銷、連通性、隊列長度、剩余電池能量等(例如，候選中繼節點的)的最近的信息。但是，增加證實消息的強度還增加了能量消耗，因為其需要更多的時間來發送。因此，額外信息的益處可以基于特定情況和可用的系統資源來與增加能量消耗的缺點進行均衡。
除此之外，來自候選中繼節點的確認消息的訪問或發送順序可以被管理。例如，確認順序或序列可依賴來自發起節點的消息中的尋址順序(例如，候選中繼節點被在消息中指定的順序)。例如，在CDMA/TDD(碼分多址/時分雙工)中，代碼可以有序的形式給出，因此在相同的時隙中可能有多個響應。
證實/確認消息和技術可以用不同的方式優化。例如，為了優化功率效率，想要“最合適”的候選中繼節點來在不太合適的候選中繼節點之前響應。這可以減少能量消耗，例如，在其中不太合適的候選中繼節點在從發起節點接收到消息之后保持安靜的方案中，如果它們偶而聽到最合適的候選中繼節點在預定的時間周期里發送確認消息。換句話說，不太合適的候選中繼節點在響應之前等待一會兒，給最合適的候選中繼節點時間來響應。但是，在該方案中延遲可以與到達目的地的開銷成反比。例如，風險是合適遠的候選中繼不存在，或者未能成功地接收該消息，在這種情況下直到發起節點接收確認消息為止的延遲將相當長。在另一個例子中，為使延遲最小化，可以使所有的候選延遲節點盡可能快地響應以便使延遲最小化。但是，這會消耗額外的能量。在這些折衷之間的合適的平衡點可基于特定的優化目標、情況和系統中可用的資源來選擇。
在沒有或很少候選延遲節點響應的情況下，發起節點可以a)為確認消息進行輪詢，b)重新發送數據消息，或者c)兩者都做。作為進一步選擇，發起節點可尋址不同的候選中繼節點。
當發起節點重新發送數據消息時，發送參數可以被修改和調整以便改善重新發送成為可接受的可能性，如上述所示。例如，發起節點可以在從候選中繼節點沒有檢測到響應的每個發送時刻連續地增加發送功率。可選的，發起節點可發送“短”的高功率(但是低能量，因為短的持續時間)輪詢消息來找到相鄰節點，而不是消耗能量發送數據消息(其更長/大并且需要更多時間，并且因此更多能量來發送)。
在發起節點接收確認之后，其用補充信息評估確認并且然后確定其將指示哪個確認候選中繼節點來轉發該數據消息。圖2B說明了一個這樣的例子，其中在步驟TS3發起節點O確定節點D是轉發數據消息的節點，并且然后在步驟TS4向節點D發送轉發命令。發起節點可以使用各種不同的選擇算法來決定其將指示哪個節點來轉發該數據消息，如本領域的技術人員所認識到的。本領域的技術人員還應該理解選擇算法可基于特定情況、目的和現有的系統資源來選擇。根據本發明的實施方案，選擇算法可包括，例如，哪些候選中繼節點成功地確認數據消息的發送，以及成功地確認數據消息發送的那些候選中繼節點經歷的平均開銷的估算。候選中繼節點之前的連通性程度、隊列的狀態、電池公平(例如，在不同節點之間散布工作因此沒有單個節點比其他節點消耗大得多的電池能量而終止)，以及不同節點的電池電荷等級都可以是作為選擇算法一部分要考慮的因素。當然，其他合適的因素也可以被考慮。
而且，可以使用不同的選擇算法，和/或特定的選擇算法可以被調節或優化，來獲得不同的目的。例如，一個目的可能是能量效率，而另一個目的可能是吞吐量效率。但是，所有的算法都應該確保數據消息平均起來在正確的方向上朝著最終目的地移動。
在發起節點發送轉發命令之后，其等待來接收轉發命令被成功接收的確認。這在例如，圖2B中的步驟TS5說明。傳統的ARQ(自動重復請求)方法可被用于確保發起節點以及選定的節點(發起節點向其發送轉發命令的節點)中的狀態例如通過使用定時器和強制應答被很好地定義。
如上述所述和圖2B中步驟TS6所示，轉發命令被確認之后，成功地接收數據消息的其他候選中繼節點，丟棄該數據消息以及不再需要的任何相關信息。如前面提到的，這個丟棄過程可以被當數據消息第一次被接收時設置或觸發的丟棄定時器管理。如果當丟棄定時器到期時，該節點還沒有接收到轉發命令，則接收的數據可以被認為不再需要。丟棄定時器的時間周期可以是預定或缺省值。作為替代或附加，時間周期可以利用數據消息中包括的信息被設置。換句話說，丟棄定時器的時間周期可以是發起節點可響應當前情況或新目標來適應的發送參數之一。
作為替代或附加的丟棄過程，候選中繼節點當其偶而聽到關于該信息的指向另一個節點的轉發命令時可以丟棄該信息。
根據本發明的實施方案，多分組傳輸和數據流分離傳輸還可以被有利地使用。多分組傳輸指在確認在應答中被發送之前，幾個分組或消息被發送。這改善了能量比，這個能量比是a)發送數據需要的能量與b)發送該發送數據已經被接收的確認所需的能量之間的比。
數據流分離指在多個分組事務中，幾個候選中繼節點可以得到發送的分組或消息的不同子集的轉發命令。圖6說明這個的簡單例子。圖6顯示每個節點O、A、B和C的時間線，其中發送直接在時間線上并且接收直接在時間線下。對于信道O-A、O-B和O-C的每個還顯示隨著時間的CIR值。
圖6說明多分組傳輸和數據流分離傳輸。如圖6所示，發起節點O順序地發送分組1-9。節點A接收分組1-4和8-9，但是不能成功地接收分組5-7。節點B僅接收分組1-5，并且節點C僅接收分組3和8-9。在發起節點0發送該簇中最后一個分組9之后，節點A、B、C的每個發送一個確認信號(分別為A1、B1、C1)，從而指示哪些分組被成功地接收。如圖6所示，發起節點O成功地接收來自節點A和B的確認信號A1和B1，但是沒有接收來自節點C的確認信號C1。
在接收和評估確認信號之后，發起節點O(盡其所知，基于接收的確認信號)確定哪些分組沒有被接收并且重新發送那些分組。因此，在圖6中所說明的情況中，發起節點O重新發送分組6-7。節點A成功地接收重新發送的分組6-7，并且用確認信號A2應答。節點B僅接收重新發送的分組7，并且用確認信號B2應答。節點C不接收重新發送分組6-7的任何一個，并且不發送確認。在評估確認A2、B2之后，發起節點O發送指示節點A應該轉發分組6-9的轉發命令，并且節點B應該轉發分組1-5。節點A、B、C的每個成功地接收轉發命令，并且節點A、B在響應中發送確認(并且然后進行執行該轉發命令)，并且節點C丟棄其接收的信息。如果發起節點沒有接收到來自節點A的關于重發的分組6-7的確認，則發起節點可以繼續重新發送過程(適當地調整傳輸參數)直到接收到所有分組的確認為止。
這個過程可以很容易地被改造來實現各種目的。例如，如果需要一定程度的冗余，因此每個分組由至少J個候選中繼節點(其中J是冗余的程度，例如，J＝2)接收，發起節點可以一直重新發送分組直到確認指示每個分組被至少J個候選中繼節點成功地接收為止。在圖6中，J＝1，將J設置為大于1可以，例如，為發起節點在選擇將轉發命令發送給哪些候選中繼節點時提供更多選擇。
在圖6中，發起節點在其接收所有分組的肯定的確認之后發送轉發命令。替代的，分組轉發可以按時間以及路徑被分離，因此當某些但不是全部分組被成功地接收和確認時，發起節點命令其被轉發并且然后努力重新發送剩余的分組。時間分離的速率和幅度可以通過，例如僅當多個成功地接收和確認的分組等于或者超過預定的或動態確定的閾值時發布轉發命令來控制。因此，閾值可以是合適的傳輸參數之一。閾值可以在，例如從1到簇中分組數的范圍內變化。(在圖6中，閾值等于簇中分組數，因此沒有時間分離)。
分組還可以被合并在簇中。例如，候選中繼節點可以延遲發送確認(并且發起節點可以延遲重新發送分組或輪詢)，因此候選中繼節點有機會從不同的發起節點采集分組。來自候選中繼節點的后續確認可以指示發起節點候選中繼節點有來自其他發起節點的其他分組。發起節點可以使用這種信息來生成轉發命令，使各個分組和分組的子簇能夠在分組的單個簇中被合并并且然后被轉發。
例如，來自第一個發起節點的轉發命令可以指示候選中繼節點其應該轉發來自該發起節點的數據分組，但是優選地與來自第二個發起節點的幾個接收的分組一起。因此候選中繼節點應該等待一會， 并且監聽來自第二個發起節點的轉發命令。如果來自第二個發起節點的轉發命令在時間周期內被接收，則候選中繼節點，例如在單個簇中順序地將所有的各個分組一起轉發。但是，如果，在時間周期末尾，沒有從第二個轉發節點接收到轉發命令，則候選中繼節點可以放棄進行這個組合的努力并且簡單地轉發其從第一個發起節點接收的分組。本領域的技術人員將認識到在本發明的概念框架內可以使用其他合適的組合技術。
根據本發明的其他實施方案，代替首先發送數據消息并且在接收證實該數據消息接收的確認之后隨后發送轉發命令，發起節點將轉發命令與全部或部分數據消息一起發送。轉發命令指定候選中繼節點，并且指示該指定節點立即轉發該數據消息。當指定節點成功地一起接收該數據消息和轉發命令時，因為指定節點不需要用確認應答并且然后等待單獨的轉發命令，所以該數據消息更快地通過網絡移動。根據本發明，如果指定節點沒有成功地接收該消息，則備用過程被調用來繼續將該信息朝其目的地移動。這些備用過程與上述過程類似或相同。圖7-8說明這個技術的特定方面。
如圖7所示，情況1數據被發送到明確指定或尋址的候選中繼節點，以及其他候選中繼節點。如果明確尋址的節點成功地接收該數據，則其立即轉發該數據并且然后用確認響應發起節點。特別的，發起節點R(N+1，A)將數據發送到每個候選中繼節點R(N，A…C)。該數據包括候選中繼節點R(N，A)是指定節點的指示。每個節點R(N，A…C)成功地接收該數據，并且節點R(N，A)立即向每個節點R(N-1，A…D)轉發該數據(但是此時包括R(N-1，A)是指定節點的指示)。在節點R(N，A)轉發該數據之后，所有的節點R(N，A…C)用確認響應發起節點R(N+1，A)。每個節點R(N-1，A…D)成功地接收該數據并且該模式以類似的方式重復，除了當節點R(N-1，A)轉發該數據時，只有一個節點，即指定節點R(N-2，A)在范圍內。
當指定節點沒有肯定地確認該數據的接收時，則發起節點選擇其他(非指定)候選中繼節點之一并且發送轉發命令。這在圖7的中部，情況2中說明，其顯示發起節點R(N，A)將該數據轉發到候選中繼節點R(N-1，A…D)，但是指定節點R(N-1，A)沒有接收該數據并且因此沒有用確認進行響應。因此，在評估來自非指定節點R(N-1，B…D)之后，發起節點R(N，A)選擇節點R(N-1，C)，并且發送轉發命令指示其轉發該數據。
圖7的第一部分，情況2，與圖7的情況1的部分稍有不同。情況2的第一部分顯示一種情況，其中僅有指定節點R(N，A)接收來自發起節點R(N+1，A)的數據，并且因此其是在向節點R(N-1，A)轉發數據之后用確認應答的唯一節點。
圖8說明與圖7所示類似的過程，但是有額外的改進。特別的，非指定節點在從發起節點接收數據之后等待一段時間。如果指定的節點在時間周期到期之前應答，則非指定節點保持沉默，并且可以丟棄該數據。如果在時間周期結束時，指定節點仍沒有向發起節點發送確認應答，則非指定節點發送確認應答。
這個技術趨于減少能量花費，但是會增加數據消息通過網絡的轉接時間。例如，當指定候選中繼節點成功地接收并且確認該數據時，因為也接收到該數據的非指定候選中繼節點保持沉默而不是生成向發起節點的確認應答，所以節省了能量。但是，當指定候選中繼節點對發起節點不可用時，則因為非指定候選中繼節點在應答之前將等待一段時間，所以通過網絡的轉接時間增加。除此之外，因為接收該數據的所有非指定候選中繼節點將應答，所以能量沒有被節省。
如圖8所示，從發起節點R(N+1，A)發送的數據在所有候選中繼節點R(N，A…C)被成功地接收。發送的數據包括節點R(N，A)是指定節點的指示。指定節點R(N，A)用確認應答發起節點R(N+1，A)，并且接收發送數據的非指定節點，也就是，節點R(N，B…C)，聽到指定節點的確認或數據數據發送并且因此不應答發起節點R(N+1，A)。
在發送確認應答之前，指定的節點R(N，A)向節點R(N-1，A…D)轉發該數據(此時帶有候選中繼節點R(N-1，A)是指定節點的指示)。但是，指定節點R(N-1，A)沒有成功地接收該數據，并且因此沒有用確認進行應答。非指定節點R(N-1，B…D)等待一段時間，并且聽來自指定節點R(N-1，A)向發起節點R(N，A)的應答。當時間周期到期沒有來自指定節點的應答時，每個非指定節點R(N-1，B…D)用確認應答發起節點R(N，A)，因此發起節點R(N，A)可以安排非指定節點之一來轉發該數據。發起節點R(N，A)接收這些確認，選擇節點R(N-1，C)，并且然后向節點R(N-1，C)發送轉發命令。節點R(N-1，C)成功地接收該轉發命令，并且然后通過將該數據轉發到單個候選節點R(N-2，A)，并且然后用轉發命令的確認來應答發起節點R(N-1，C)來履行該轉發命令。
圖8的技術實際上將候選中繼節點劃分成兩組，第一組僅包括指定節點，并且第二組包括非指定節點，其等待來自發起節點的確認發送。這個技術可以被改變，因此候選中繼節點被劃分成超過2組。最后一組可包括所有的非指定節點，在應答之前等待最長的時間周期。前面的組每個包括一個指定節點，以及不同的時間周期來有效地排列指定節點。第一組是與圖8相同，僅包括指定節點，并且沒有時間周期。但是，中間的組每個包括一個指定節點，有比前面組的時間周期更長并且比在其后的下一個組的時間周期更短的時間周期。這里，轉發命令指示哪些節點在哪些組里，以及每個組的時間周期。如果在第一個組里指定的節點在第二個組的時間周期里沒有確認，則在第二個組里的節點如果成功地接收該轉發命令，則將轉發數據消息和確認。如果其沒有成功地接收該轉發命令，則其將沉默。如果在下一組中的指定節點到其(更長的)時間周期到期時沒有聽到確認，則其將轉發數據消息和確認，假設其成功地接收轉發命令和數據消息。因此，轉發命令指定多個節點并且將其排列，因此如果一個失敗，則下一個下級指定節點將有機會執行轉發命令并且履行該轉發命令。如果所有的指定節點未能成功地接收轉發命令和數據消息，則最后，接收到數據消息的在最后一組中的非指定節點，以圖8中描述的形式確認。
如圖7-8中的例子所示，確認應答可以被排序，因此其在發起節點處不沖突。傳輸參數與從發起節點發送的數據一起可以指示例如候選中繼節點應該用確認應答的順序。在CDMA系統中，傳輸參數與從發起節點發送的數據一起，可以通過指示候選中繼節點應該使用哪些正交碼應答來阻止沖突。
在上述實施方案中，數據消息一般被作為從發起節點到候選中繼節點之間的第一個通信(在轉發命令之前，或者與其一起)發送。替代的，主要功能是到達候選中繼節點并且引起應答的較短的消息，可以被首先發送。然后，在與一個或多個候選中繼節點的通信被成功建立之后，該數據消息可以被發送到響應的一個或多個這些候選中繼節點。在這種情況下，數據消息可以與合適的轉發命令一起，或者在該轉發命令之前被發送。
值得指出，本發明的示例實施方案自然地在應答節點之中分配數據負載。這個原理在圖9中被說明。如圖9所示，第一個分組從點A發送，同時第二個不同的分組從點B發送。點A、B是最近的。在圖9中每個圓指示從該圓中心點的發送的外面的范圍。圖9中的點表示候選中繼節點。TSu-TSy表示順序的時隙。因此，用相同的時隙符號標記的發送(圓)在相同的時間發生。當第一個和第二個分組最初從點A、B發出時，以足夠高的CIR接收分組之一的那些候選中繼節點將應答在A、B之一的各個發起節點。因此，因捕獲效應和如分集效應的上述其他因素，接近節點A、B的某些候選節點將接收第一個分組，并且其他將接收第二個分組。兩個分組實際上關于候選中繼節點彼此抵制，直到其不互相打擾通過網絡的彼此的傳播。如圖9中的例子所示，傳播路徑SA、SB開始從節點A、B彼此接近，并且然后快速分離，直到每個不再被另一個的傳輸不利地影響。注意例如，SA的發送圓沒有到達SB的中繼節點，并且反之亦然。還要注意，假設候選中繼節點有足夠的數量可用，并且有合適的分布，以便能夠進行負載分布。
根據本發明的另一個示例實施方案，發起節點可以將轉發決定控制送給另一個節點。送出轉發決定控制的一個優點是控制業務量被限于較小的地理區域。這節省了一些控制業務量能量，并且還減少了干擾。
在發起節點將轉發決定控制送給另一個節點的情況下，一個轉發確認仍必須被返回發起節點，因此發起節點將放棄責任，而不是繼續額外的措施來轉發數據。轉發確認可以來自發起節點給予轉發決定控制的節點。替代的，當發起(第一個)節點將轉發決定控制給另一個(第二個)節點并且該(第二個)節點向第三個節點發送轉發命令時，第三個節點可以向第一個，發起節點發送轉發確認。這些原理在圖10中被說明，其中發起節點A10在還向節點C10發送轉發決定控制的第一個發送101中向臨近節點B10、C10和D10發送數據。節點B10、D10每個發送確認102，它指示狀態信息以及數據發送101的成功接收。控制器節點C10接收確認102，選擇節點B10并且向節點B10發送轉發命令103。節點B10可以向發起節點A10發送轉發確認104a。替代的，控制器節點C10可以向發起節點A10發送轉發確認104b。本領域的技術人員應該理解這些技術可以和上述以及，例如在前面的圖中所示的本發明的其他示例實施方案合適地組合或者由其修改。
除此之外，所述技術和過程增強了多跳數據發送抵抗如高延遲擴展和快速衰落信道等事情的有害影響的健壯性。因為可能至少一個候選中繼將看到沒有太多延遲擴展和快速衰落的一個好的候選中繼節點，所以健壯性被改善。
總之，上述本發明的示例實施方案提供了有意義的優點。例如，因為因衰落信道(例如，瑞利、瑞肯(Rician)、對數正態，以及沒有干擾信號)而使好的信道峰值或機會峰值的利用被概率地確保，所以成功地發送信息所需的能量被最小化。通過進行有低能量/距離比的傳輸，能量需求也被最小化。這是可能的，因為當使用多個候選中繼節點時，所有都經歷了低C/I比并且因此高誤碼率，其中至少一個可能正確地接收數據發送。因為在各個跳的短延遲和高吞吐量，所以通過網絡的數據的快速轉接成為可能因為為抗擊衰落下降使用編碼交錯是不必要的，并且因為需要相當少的控制消息，所以使得所述在各個跳的短延遲和高吞量成為可能。另一個優點是支持同時、空間重疊的發送的能力，其是因為概率地確保與衰落信道的出現一起的捕獲能力以及多個接收機或候選中繼節點的可用性。在響應移動性或信道特性的改變而改變的情況下，可靠性也被增強。這是因為，與電路交換情況或傳統的貝爾曼弗德選路過程對比，在本發明的實施方案中，冗余節點以及因此替代節點總是可用。本發明的實施方案還自動提供負載分配作為有益的副作用。這是因為干擾或競爭傳輸將自動彼此抵制，直到其隨著以多跳形式通過網絡傳播導致沒有相互干擾為止。而且，值得指出，建議的方法和過程基于關于數據接收和網絡特征的事實，而不是基于如現有技術方法中關于成功的數據接收的推測來做出轉發決定。
本領域的普通技術人員還將認識到，本發明的原理有除了無線網絡之外的廣泛的應用，并且可以應用于通過包括其中節點之間的鏈路在質量和可用性方面隨時間變化的網絡節點的任何系統的信息或資料的傳輸。
本領域的技術人員應該理解本發明可以在不背離其精神和基本特性的情況下以其他特定形式來實現，并且本發明不限于這里所述的特定實施方案。因此目前公開的實施方案在所有方面被認為是說明性而不是限制性的。本發明的范圍由所附權利要求指示而不是前述描述，并且在其意義和范圍和等價物之內的所有改變被打算包括在其中。
權利要求
1.一種用于在包含多個節點的多跳網絡中轉發信息的方法，包括步驟指定網絡中一個節點作為發起節點；在所述信息被轉發的通常方向上將消息從網絡中的發起節點發送到網絡中的多個其他節點，其中多個其他節點包括至少一個候選中繼節點；從成功地接收來自發起節點的消息的所述至少一個候選中繼節點的每個向發起節點發送所述消息的確認；選擇被確認接收消息的所述至少一個候選中繼節點的一個；將轉發命令從發起節點發送到選定的候選中繼節點；將轉發命令的確認從選定的候選中繼節點發送到發起節點；以及指定選定的候選中繼節點作為發起節點。
2.如權利要求1的方法，其中發送消息、發送消息的確認、選擇、發送轉發命令、發送轉發命令的確認、以及指定選定的候選中繼節點的步驟被重復，直到消息經過多跳網絡為止。
3.如權利要求1的方法，其中發送轉發命令的確認的步驟在選定的中繼節點作為發起節點發送所述消息之后被執行。
4.如權利要求1的方法，還包括步驟當發起節點沒有接收消息的確認時，改變傳輸參數以及重復從發起節點發送消息的步驟。
5.如權利要求1的方法，還包括步驟當發起節點接收消息的少于預定數量的確認時，改變傳輸參數以及重復從發起節點發送消息的步驟。
6.如權利要求1的方法，其中發送消息的步驟被在沒有偵聽信道的情況下直接執行。
7.如權利要求1的方法，其中發送消息的步驟被作為廣播執行。
8.如權利要求1的方法，其中發送消息的步驟被作為組播執行。
9.如權利要求1的方法，其中發送消息的步驟被利用載波偵聽執行。
10.如權利要求1的方法，還包括在發送轉發命令的確認的步驟之后丟棄來自非選定候選中繼節點的消息的步驟。
11.如權利要求1的方法，其中每個消息確認包括節點特定信息。
12.如權利要求1的方法，還包括在發送消息之前選擇傳輸參數的步驟。
13.一種用于在包含多個節點的多跳網絡中轉發信息的方法，包括步驟指定網絡中一個節點作為發起節點；選擇網絡中的候選中繼節點；在所述信息被轉發的通常方向上將消息從網絡中的發起節點發送到網絡中的多個其他節點，其中多個其他節點包括選定的候選中繼節點，并且其中所述消息包括針對選定的候選中繼節點的轉發命令；如果選定的候選中繼節點接收所述消息，則執行將消息的確認從選定的候選中繼節點發送到發起節點的步驟，指定選定的候選中繼節點作為發起節點的步驟，并且重復選擇候選中繼節點以及發送所述消息的步驟；如果發起節點沒有接收來自選定的候選中繼節點的消息的確認，則執行步驟a)從成功地接收來自發起節點的消息的至少一個候選中繼節點的每個向發起節點發送消息的確認，b)選擇被確認接收消息的至少一個候選中繼節點之一，c)將轉發命令從發起節點發送到新選定的候選中繼節點，d)將轉發命令的確認從新選定的候選中繼節點發送到發起節點，以及e)指定新選定的候選中繼節點作為發起節點。
14.如權利要求13的方法，其中如果發起節點沒有接收來自選定的候選中繼節點的消息的確認則執行的步驟，還包括重復選擇候選中繼節點以及在指定新選定的候選中繼節點之后發送消息的步驟。
15.如權利要求13的方法，還包括如果選定的候選中繼節點接收消息，則從成功地接收來自發起節點的消息的至少一個候選中繼節點的每個向發起節點發送消息的確認的步驟。
16.一種用于在包含多個節點的多跳網絡中轉發信息的方法，包括步驟指定網絡中一個節點作為發起節點；選擇網絡中的第一個候選中繼節點；在所述信息被轉發的通常方向上將消息從網絡中的發起節點發送到網絡中的多個候選中繼節點，其中多個候選中繼節點包括選定的第一個候選中繼節點，并且其中所述消息包括命令選定的第一個候選中繼節點選擇多個候選中繼節點的第二個來轉發消息的命令；將來自接收所述消息的多個候選中繼節點的每個的消息的確認發送到第一個選定的候選中繼節點；基于消息的被發送的確認，來選擇候選中繼節點中的第二個轉發消息；將轉發命令從選定的第一個候選中繼節點發送到選定的第二個候選中繼節點；響應轉發命令，轉發來自選定的第二個候選中繼節點的消息。
17.如權利要求16的方法，其中轉發來自選定的第二個候選中繼節點的消息的步驟包括指定選定的第二個候選中繼節點作為發起節點；以及重復以下步驟選擇第一個候選中繼節點、發送消息、發送來自接收所述消息的多個候選中繼節點的每個的消息的確認、選擇候選中繼節點中的第二個來轉發消息、以及將來自選定的第一個候選中繼節點的轉發命令發送到選定的第二個候選中繼節點。
18.如權利要求16的方法，還包括將來自第一個和第二個選定的候選中繼節點中的至少一個的轉發命令的確認發送到發起節點的步驟。
19.如權利要求18的方法，還包括在轉發來自選定的第二個候選中繼節點之后丟棄來自發起節點和多個候選中繼節點的非選定的那些節點的消息的步驟。
20.如權利要求18的方法，其中在選擇候選中繼節點中的第二個的步驟中，選定的第一個候選中繼節點被選擇作為選定的第二個候選中繼節點。
21.如權利要求18的方法，還包括步驟如果發起節點沒有接收到轉發命令的確認，則重復選擇網絡中第一個候選中繼節點，以及將來自網絡中發起節點的消息發送到多個候選中繼節點的步驟。
22.一種用于在包含多個節點的多跳網絡中轉發信息的方法，包括步驟指定網絡中一個節點作為發起節點；在信息被轉發的通常方向上將來自網絡中發起節點的多個分組發送到網絡中多個候選中繼節點；將來自接收多個分組的至少一個的多個候選中繼節點的每個的確認發送到第一個選定的候選中繼節點；基于在發起節點接收的多個分組的確認，重新發送至少預定數量的候選中繼節點沒有接收的分組，直到每個分組被所述至少預定數量的候選中繼節點接收為止；選擇多個候選中繼節點的至少一個；將轉發命令從發起節點發送到選定的至少一個候選中繼節點的每個；響應轉發命令，轉發從選定的至少一個候選中繼節點的每個接收的分組。
23.一種用于轉發信息的系統，包括組成網絡的多個節點，其中網絡中的一個節點被指定為發起節點；在信息被轉發的通常方向上，發起節點將消息轉發到網絡中多個候選中繼節點；接收消息的那些多個候選中繼節點，向發起節點發送確認；基于確認，發起節點選擇被確認接收所述消息的候選中繼節點之一，并且向選定的候選中繼節點發送轉發命令；以及選定的候選中繼節點向發起節點發送轉發命令的確認，并且轉發所述消息。
24.一種用于轉發信息的系統，包括組成網絡的多個節點，其中網絡中的一個節點被指定為發起節點；發起節點選擇網絡中的候選中繼節點；在信息被轉發的通常方向上，發起節點將消息轉發到網絡中多個候選中繼節點，其中多個候選中繼節點包括選定的候選中繼節點，并且其中所述消息包括包括針對選定的候選中繼節點的轉發命令；如果選定的候選中繼節點接收到所述消息，則選定的候選中繼節點向發起節點發送消息的確認，并且發送所述消息；以及如果發起節點沒有接收來自選定的候選中繼節點的消息的確認，則a)成功地接收來自發起節點的消息的至少一個候選中繼節點的每個，向發起節點發送消息的確認，b)發起節點選擇被確認接收所述消息的至少一個候選中繼節點之一并且向新選擇的候選中繼節點發送轉發命令，以及d)新選擇的候選中繼節點向發起節點發送轉發命令的確認并且轉發所述消息。
25.一種用于轉發信息的系統，包括組成網絡的多個節點，其中網絡中的一個節點被指定為發起節點；發起節點選擇網絡中的第一個候選中繼節點；在信息被轉發的通常方向上發起節點將消息轉發到網絡中多個候選中繼節點，其中多個候選中繼節點包括選定的第一個候選中繼節點，并且其中所述消息包括命令選定的第一個候選中繼節點選擇多個候選中繼節點的第二個來轉發所述消息的命令；接收所述消息的多個候選中繼節點的每個，向第一個選定的候選中繼節點發送消息的確認；第一個選定的候選中繼節點基于接收的消息的確認來選擇候選中繼節點中的第二個來轉發所述消息；第一個選定的候選中繼節點向選定的第二個候選中繼節點發送轉發命令；以及選定的第二個候選中繼節點響應轉發命令轉發所述消息。
26.一種用于轉發信息的系統，包括組成網絡的多個節點，其中網絡中的一個節點被指定為發起節點；在信息被轉發的通常方向上，發起節點將多個分組發送到網絡中多個候選中繼節點；接收多個分組的至少一個的多個候選中繼節點的每個向發起節點發送確認；發起節點基于接收的多個分組的確認來確定哪些分組沒有被至少預定數量的候選中繼節點接收，并且重新發送沒有被至少預定數量的候選中繼節點接收的分組，直到每個分組已經被至少預定數量的候選中繼節點接收為止；發起節點基于接收的確認來選擇多個候選中繼節點的至少一個；發起節點向選定的至少一個候選中繼節點的每個發送轉發命令；并且選定的至少一個候選中繼節點的每個響應所述轉發命令來轉發其已經接收的分組。
27.一種通信節點，其中當所述通信節點是網絡中的發起節點時，所述節點a)在信息將被轉發的通常方向上將消息轉發到網絡中的多個候選中繼節點，b)接收由接收消息的那些多個候選中繼節點發送的確認，c)基于所述確認來選擇被確認接收消息的候選中繼節點之一，以及d)向選定的候選中繼節點發送轉發命令；當所述通信節點是網絡中的候選中繼節點并且接收來自網絡中發起節點的消息時，所述通信節點向發起節點發送確認；以及當在所述通信節點接收來自發起節點的消息之后，通信節點接收選擇通信節點的轉發命令時，所述通信節點向發起節點發送轉發命令的確認，并且轉發所述消息。
28.一種通信節點，其中當所述通信節點是網絡中的發起節點時，所述通信節點a)選擇網絡中的候選中繼節點，b)在信息將被轉發的通常方向上將消息發送到網絡中的多個候選中繼節點，其中多個候選中繼節點包括選定的候選中繼節點，并且其中所述消息包括針對選定的候選中繼節點的轉發命令，以及c)如果所述通信節點沒有接收來自選定候選中繼節點的消息的確認，則選擇被確認接收消息的所述至少一個候選中繼節點之一，并且向新選定的候選中繼節點發送轉發命令；當所述通信節點是網絡中的候選中繼節點并且接收來自網絡中發起節點的消息，并且消息中的轉發命令選擇所述通信節點時，所述通信節點向發起節點發送消息的確認并且轉發所述消息；當所述通信節點接收來自網絡中發起節點的消息，并且所述通信節點在預定時間周期內沒有聽到網絡中的候選中繼節點向發起節點發送消息的確認時，則所述通信節點向發起節點發送消息的確認；當所述通信節點接收選擇通信節點的轉發命令時，所述通信節點向發起節點發送轉發命令的確認并且轉發所述消息。
29.一種通信節點，其中當所述通信節點是網絡中的發起節點時，所述通信節點a)選擇網絡中的第一個候選中繼節點，以及b)在信息將被轉發的通常方向上將消息發送到網絡中的多個候選中繼節點，其中多個候選中繼節點包括選定的第一個候選中繼節點，其中所述消息包括命令所述被選擇的第一個候選中繼節點選擇多個候選中繼節點的第二個來轉發所述消息的命令；當所述通信節點是網絡中的候選中繼節點并且接收所述消息，并且消息中的命令不選擇所述通信節點作為第一個選定的候選中繼節點時，所述通信節點向第一個選定的候選中繼節點發送消息的確認；當所述通信節點是網絡中的候選中繼節點并且接收所述消息，并且消息中的命令選擇所述通信節點作為第一個選定的候選中繼節點時，所述通信節點基于接收的來自網絡中候選中繼節點的消息的確認來選擇候選中繼節點中的第二個來轉發消息，并且向選定的第二個候選中繼節點發送轉發命令；在接收并且確認所述消息之后，當所述通信節點是網絡中的候選中繼節點并且接收來自選定的第一個候選中繼節點的轉發命令時，所述通信節點響應轉發命令來轉發所述消息。
30.一種通信節點，其中當所述通信節點是網絡中的發起節點時，所述通信節點a)在信息將被轉發的通常方向上將多個分組發送到網絡中的多個候選中繼節點，b)接收來自多個候選中繼節點的發送的分組的任何確認，c)基于接收的多個分組的確認，來確定哪些分組沒有被至少預定數量的候選中繼節點接收，d)重新發送沒有被至少預定數量的候選中繼節點接收的分組，直到每個分組被至少預定數量的候選中繼節點接收為止；e)基于接收的確認來選擇多個候選中繼節點的至少一個；以及f)向選定的至少一個候選中繼節點中的每個發送轉發命令；當所述通信節點接收來自網絡中發起節點的一個或多個分組時，所述通信節點向發起節點發送確認來證實接收的分組的接收；以及當所述通信節點接收指示其轉發它已經接收的分組的轉發命令時，所述通信節點轉發所接收的分組。
全文摘要
為了在多跳環境中發送數據消息，第一個站向附近的其他站或接收機廣播或者組播一個發送。在一個或多個站應答第一個站之后，第一個站選擇應答的站之一并且向選定的站發送命令消息來承擔轉發該數據消息的責任。除此之外，對第一個站的應答可以包括關于將該數據消息發送到其目的地的開銷。在另一個變體中，第一個發送可以包括該數據消息和指定附近的站之一的命令消息兩者，因此當指定的站接收第一個發送時，其可以立即轉發該數據消息并且然后稍后應答第一個站。這個變體還包括備用機制，以便如果指定的站沒有接收第一個發送可以應答第一個站，其然后可以評估該應答，選擇應答的站之一，并且向選定的站發送命令消息。
文檔編號H04B7/005GK1471776SQ01817950
公開日2004年1月28日 申請日期2001年10月25日 優先權日2000年10月27日
發明者P·拉松, P 拉松 申請人:艾利森電話股份有限公司