對于使用指向型波束成形的網(wǎng)狀路由協(xié)議的優(yōu)化通信的制作方法
【技術領域】
[0001] 本文中一般地設及計算機網(wǎng)絡，并且更特別地，設及對于使用指向型波束成形的 網(wǎng)狀路由協(xié)議的優(yōu)化通信。
【背景技術】
[0002] 低功率和失真網(wǎng)絡化LN)，例如傳感器網(wǎng)絡，具有大量的應用，比如智能網(wǎng)格和智 能城市。關于LLN存在各種挑戰(zhàn)，比如失真鏈路、低帶寬、電池管理、低存儲和/或處理能力 等。對LLN挑戰(zhàn)的一個示例性路由解決方案是被稱為針對LLN的路由協(xié)議或"RPL"的網(wǎng) 狀路由協(xié)議，該網(wǎng)狀路由協(xié)議為基于距離向量的路由協(xié)議，該路由協(xié)議在限定控制流量、支 持本地（并且慢）修復等一組特性W外，建立了目標導向的有向無環(huán)圖值0DAG，或簡稱為 DAG)。RPL架構提供了柔性方法，通過該方法，每一個節(jié)點執(zhí)行DODAG發(fā)現(xiàn)、構建、和維持。
[0003] 在W上環(huán)境中，低功率無線電技術，例如比如在IE邸802. 15.4中所描述的，為網(wǎng) 絡設備之間通常使用的通信方法。運種通信技術對于與分組傳送相關的區(qū)域和能量水平非 常敏感。尤其是，指向型波束成形已被用于優(yōu)化能量使用和增加無線電傳送的區(qū)域。因此， 波束成形技術可W在使用網(wǎng)狀路由協(xié)議（例如RPL)的網(wǎng)絡中使用，W優(yōu)化設備之間的通 信，并進一步優(yōu)化網(wǎng)絡DAG的形成。
[0004] 附圖簡要描沐 陽〇化]通過參考W下描述連同附圖，本文中的實施例可W被更好地理解，在附圖中，相同 的參考數(shù)字指示相同的或功能上類似的元件，附圖中：
[0006] 從參考附圖的實施例的W下描述，本發(fā)明的實施例的方面、特征和優(yōu)勢將變得明 顯，在附圖中，相同的數(shù)字代表相同的元件，并且在附圖中：
[0007] 圖1表述了示例性的通信網(wǎng)絡；
[0008] 圖2表述了網(wǎng)絡設備/節(jié)點的示例性概略視圖；
[0009] 圖3表述了示例性簡化的控制消息格式，當建立有向無環(huán)圖值AG)時，該控制消息 格式可W用于發(fā)現(xiàn)和路由分發(fā)；
[0010] 圖4表述了通信網(wǎng)絡中的示例性簡化的DAG;
[0011] 圖5表述了接收第一通信的示例；
[0012] 圖6A和她表述了使用波束成形技術傳送第二通信的示例；
[0013] 圖7A和7B根據(jù)渭流算法，表述了使用波束成形技術傳送第二通信的示例；
[0014] 圖8表述了在應用網(wǎng)狀路由協(xié)議的通信網(wǎng)絡中，用于使用波束成形技術傳送通信 的示例性的簡化過程；
[0015] 應當理解，W上的參考附圖不必然按照比例，它們提及了表述本公開的基本原則 的各種優(yōu)選特性的某種程度上的簡化表述。本公開的具體設計特性，包括例如具體維度、朝 向、位置和形狀，將部分地通過特定意圖的應用和使用環(huán)境而被確定。 示例忡連施例描沐[0017]避述
[0018] 根據(jù)本公開的一個或多個實施例，從使用網(wǎng)狀路由協(xié)議的網(wǎng)絡中的第一節(jié)點，第 一通信在第一方向上被傳送。在使用波束成形技術的網(wǎng)絡中的第二節(jié)點，第一通信被接收。 基于該第一通信，方向型屬性被計算?；谠摲较蛐蛯傩?，第二方向被計算。然后，從使用 該波束成形技術的第二節(jié)點，第二通信在第二方向上被傳送。
[0019]靈
[0020] 計算機網(wǎng)絡為被用于在端節(jié)點之間傳送數(shù)據(jù)的通信鏈路和分區(qū)互相連接的節(jié)點 在地理上分布的集合，運些端節(jié)點比如個人計算機和工作站，或其它設備，比如傳感器等。 從局域網(wǎng)（LAN)到廣域網(wǎng)（WAN),許多類型的網(wǎng)絡是可用的。LAN通常連接位于同一個一般 物理位置（比如建筑物或校園）的指定私人通信鏈路上的節(jié)點。在另一方面，WAN通常連 接在長距離通信鏈路上（比如公共載波電話線、光纖路徑、同步光網(wǎng)絡（SONET)、同步數(shù)字 分級（S畑）鏈路、或電力線通信（PLC)，比如IE邸61334、IE邸P1901. 2等）的地理上分散 的節(jié)點。另外，移動Ad-Hoc網(wǎng)絡（MNET)為一種無線ad-hoc網(wǎng)絡，該網(wǎng)絡通常被認為是通 過無線鏈路連接的移動路由器（和相關的主機）的自配置網(wǎng)絡，它們的聯(lián)合構成了任意的 拓撲結構。
[0021] 特別地，智能目標網(wǎng)絡（比如傳感器網(wǎng)絡）為具有空間上分布的自治型設備（比 如傳感器、驅動器等）的網(wǎng)絡，運些設備合作地監(jiān)控在不同位置的物理或環(huán)境條件，比如能 量/功率消耗、資源消耗（例如，對于高級的計量基礎設施或"AMT"應用的水/電/等）、 溫度、壓力、振動、聲音、福射、運動、污染物等。其它類型的智能目標包括驅動器，例如，響應 于打開/關閉引擎或執(zhí)行任何其他行為。傳感器網(wǎng)絡，一種類型的智能目標網(wǎng)絡，通常為共 享介質網(wǎng)絡，比如無線或化C網(wǎng)絡。也就是說，除一個或多個傳感器W外，傳感器網(wǎng)絡中的 每一個傳感器設備（節(jié)點）可W通常被裝備有無線電收發(fā)機或其它類型的通信端口，比如 化C、微控制器、和電源（比如電池）。通常，智能目標網(wǎng)絡被認為現(xiàn)場網(wǎng)絡（FAN)、鄰域網(wǎng) (NAN)等。一般地，智能目標節(jié)點（例如傳感器）的大小和開銷限制導致資源上的相應限 審IJ，運些資源比如能量、存儲器、計算速度和帶寬。
[0022] 圖1為示例性計算機網(wǎng)絡100的概略性框圖，該框圖表述性地包括被各種通信方 法互相連接的節(jié)點/設備200 (例如，如所示地被標記為"根"、"11"、" 12"…"44"并且在W 下的圖2中被描述）。例如，鏈路105可W為有線鏈路或共享介質（例如，無線鏈路、PLC鏈 路等），運里某些節(jié)點200,比如路由器、傳感器、計算機等，可W例如基于距離、信號強度、 當前操作狀態(tài)、位置等，與其他節(jié)點200通信。本領域的技術人員將可理解，任何數(shù)目的節(jié) 點、設備、鏈路等，可W在計算機網(wǎng)絡中使用，并且本文所示的視圖是為了簡化。為了本公開 的目的，計算機網(wǎng)絡100可W為任何適當類型的網(wǎng)絡，包括但不限于LLN。此外，設備200可 W可互換地被稱為"設備"或"節(jié)點"
[0023] 本領域的技術人員將進一步理解，雖然網(wǎng)絡W某個方向被示出，尤其是通過"根" 節(jié)點的方向，但是網(wǎng)絡100僅為示例性表述，不意圖限定本公開。網(wǎng)絡管理服務器（醒巧130 可W與網(wǎng)絡100通信，比如經(jīng)由根節(jié)點（例如現(xiàn)場路由器（FAR))在WAN或蜂窩網(wǎng)絡上。
[0024] 數(shù)據(jù)分組140 (例如，在設備/節(jié)點之間被發(fā)送的流量和/或消息）可W在使用預 定的網(wǎng)絡通信協(xié)議的計算機網(wǎng)絡100的節(jié)點/設備之間被交換，運些網(wǎng)絡通信協(xié)議比如某 些已知的有線協(xié)議、無線協(xié)議（例如，re邸標準802. 15. 4、WiFi、藍牙j?等）、PLC協(xié)議、或 其它適當?shù)墓蚕斫橘|協(xié)議。在運一環(huán)境中，協(xié)議由一組定義節(jié)點如何彼此交互的規(guī)則組成。
[00巧]圖2為示例性節(jié)點/設備200的概略性框圖，該節(jié)點/設備200可W在本文所描 述的一個或多個實施例（比如，如圖1中所示的實施例）中使用。設備可W包含被系統(tǒng)總 線250互聯(lián)的一個或多個網(wǎng)絡接口 210 (例如，無線/信道-跳）、至少一個處理器220、和 存儲器240、W及電源260 (例如，插入式、電池等），所有運些組件可W通過系統(tǒng)總線250互 聯(lián)。
[00%] 網(wǎng)絡接口（一個或多個）210(例如收發(fā)機）包含用于在禪接至網(wǎng)絡100的無線鏈 路105上傳遞數(shù)據(jù)的機械的、電的、和信令電路。網(wǎng)絡接口可W被配置為使用如上所提到的 各種不同的通信協(xié)議來傳送和/或接收數(shù)據(jù)，并且如被本領域的技術人員所理解的，尤其 是本文中關于根據(jù)各種波束成形技術的傳送和/或接收。設備200可W具有多個不同類型 的網(wǎng)絡接口 210,比如無線和有線/物理連接，并且本文中的視圖僅用于表述。
[0027] 存儲器240包括多個可W被處理器220和網(wǎng)絡接口 210尋址的、用于存儲與本文 所描述的實施例相關的軟件程序和數(shù)據(jù)結構的存儲位置，。注意到某些設備可W具有有限 的存儲器或沒有存儲器（例如，除了存儲在設備上運行的程序/過程W外，沒有用于存儲 的存儲器）。處理器（一個或多個）220可W包括適于執(zhí)行軟件程序和操作數(shù)據(jù)結構245 的必要元件或邏輯。操作系統(tǒng)242的一部分通常駐留在內存240中并且被處理器執(zhí)行，除 此之外，通過受在設備上執(zhí)行的軟件過程和/或服務支持的喚醒操作，在功能上管理該設 備。運些軟件過程和/或服務可W包括如本文中所討論的路由過程/服務244、有向無環(huán)圖 值AG) 246、W及表述性的"通信優(yōu)化"過程248。注意到雖然通信優(yōu)化過程248被示出在集 中式的存儲器240中，替代性的實施例提供了該過程、或其中的部分在網(wǎng)絡接口 210)內被 操作，比如作為MC層的組件（過程"248a")。
[0028] 對本領域的技術人員而言，顯然其它處理器和存儲器類型，包括各種計算機可讀 介質，可W用于存儲和執(zhí)行屬于本文中所討論的技術的程序指令。同樣，雖然描述表述了各 種過程，各種過程可W被實現(xiàn)為被配置為根據(jù)本文中所討論的技術來操作的模塊也是明顯 被考慮的。此外，雖然過程已被分離地示出，但是本領域的技術人員可W理解，過程可W為 其它過程內的例程或模塊。
[0029] 路由過程（服務）244包含計算機可執(zhí)行指令，運些指令被處理器（一個或多 個）220執(zhí)行W施行被一個或多個路由協(xié)議所提供的功能，比如將被本領域的技術人員理 解的主動性或反應式的路由協(xié)議。在有能力的設備上，運些功能可W被配置為管理包括用 于進行路由/轉發(fā)決定的數(shù)據(jù)的路由/轉發(fā)表（例如數(shù)據(jù)結構245)。特別地，在主動性路 由中，在計算到網(wǎng)絡中的任何目的地的路徑之前，連接性被發(fā)現(xiàn)和了解，例如，比如開放式 最短路徑優(yōu)先（0SP巧、或中間系統(tǒng)到中間系統(tǒng)（ISI巧、或最優(yōu)鏈路狀態(tài)路由（OLSR)的鏈路 狀態(tài)路由。
[0030] 在另一方面，反應式