CN100481794C - 用于自组织网格连网的方法和无线通信设备 - Google Patents

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Abstract

无线通信设备包括第一无线电装置和第二无线电装置。第一无线电装置从至少一个远程设备接收关于自组织无线网格网的信息。第二无线电装置与自组织无线网格网交换用户数据。无线通信设备还包括一个缓冲器和一个调度器。缓冲器保存用户数据，以便传输给自组织无线网格网中的一个或多个远程设备。调度器根据接收的信息安排第二无线电装置进行的用户数据的传输。从远程设备接收的信息可包括下面的一个或多个：与自组织无线网格网对应的配置信息(例如，拓扑信息)；路由信息；和关于自组织无线网格网内的一个或多个节点的通信能力的信息。

Description

用于自组织网格连网的方法和无线通信设备
技术领域
本发明涉及无线通信。更具体地说，本发明涉及网格网中的数据通信。
背景技术
自组织网络(ad-hoc network)包括交换无线信号的多个设备或节点。在操作中，节点可进入和离开其它节点的附近。从而，自组织网络的构成可随着时间而变化。此外，节点的移动性可导致各种网络特性，比如拓扑的变化。尽管缺少集中的管理机构或者现有基础结构，自组织网络一般能够响应这样的事件重新排列它们自己。
最近，自组织连网技术已被看作一种有吸引力的实现网格网的技术，所述网格网提供多点对多点网络拓扑。在这样的网络中，可跨越一个或多个中间或中继节点发生两个设备之间的通信。这样的通信被称为多跳通信。
自组织通信技术对多跳连网的应用被看作一种向移动设备用户提供新应用的途径。另外，该应用具有向终端制造，软件工程和网络基础设施的部署领域的通信行业提供互连自组织网络的新机会的潜能。此外，自组织通信技术对多跳连网的这种应用提供各种消费者使用。这种使用的例子包括与青少年和其它群体连网，因特网接入，验证应用和家庭连网相关的应用。
蓝牙和无线局域网(WLAN)是无线自组织连网技术的例子。蓝牙提供短程无线电网络，最初预定作为电缆替代物。它可被用于创建多达八个设备的自组织网络，其中的一个设备被称为主设备。其它设备被称为从设备。从设备可与主设备通信，并通过主设备相互通信。设备在专供工业、科研和医疗(ISM)应用的一般用途之用的2.4GHz无线电频带中工作。蓝牙设备被设计成查找在他们的通信范围内的其它蓝牙设备，并发现他们提供什么服务。
WLAN是采用高频无线电波而不是导线在设备之间交换信息的局域网。IEEE 802.11指的是由IEEE提出的一族WLAN标准。一般来说，通过利用跳频扩谱(FHSS)或者直接序列扩频(DSSS)传输技术，IEEE 802.11家族中的WLAN在2.4GHz频带中提供1或2Mbps传输。
IEEE 802.11家族内是IEEE 802.11b和IEEE 802.11g标准。IEEE802.11b(也称为802.11 High Rate或Wi-Fi)是对IEEE 802.11的扩展，并且在2.4GHz频带中提供高达11Mbps的数据率。这提供可与以太网匹敌的无线功能。IEEE 802.11b采用DSSS传输技术。IEEE 802.11g在2.4GHz频带中提供高达54Mbps的数据率。为了以20Mbps以上的速率传送数据，IEEE 802.11g采用正交频分多路复用(OFDM)传输技术。但是，为了以20Mbps以下的速率传送信息，IEEE 802.11g采用DSSS传输技术。IEEE 802.11b和IEEE 802.11g的DSSS传输技术涉及包含在一个23MHz宽的信道内的信号。这些23MHz信道中的几个信道在ISM频带内。
其它技术也适用于以较高的数据率交换信息。超宽带(UWB)是这样的高数据率技术的一个例子。由于在2002年获得联邦通信委员会的批准，UWB技术已成为一种有吸引力的短程无线通信解决方案。目前的FCC条令允许在3.1-10.6GHz频带中用于通信的UWB传输。但是，对于这样的传输，谱密度必须低于-41.3dBm/MHz，并且利用的带宽必须高于500MHz。
能够满足这些要求的UWB传输技术很多。一种常见并且实用的UWB技术被称为脉冲无线电(IR)。在IR中，通过采用时间上隔开一定间距的短基带脉冲传送数据。从而，IR不使用载波信号。这些间距使IR比传统的连续波无线电更不受多径传播问题的影响。RF选通是一种特殊的IR，其中脉冲是选通的RF脉冲。这种选通脉冲是在时域中用一定的脉冲形状掩蔽的正弦波。
为了加入自组织多跳网络，设备需要提供几个特征。这种特征的例子包括干扰避免，链路管理，和路由。此外，某些无线通信技术更适合于控制信息的交换，而其它无线通信技术更适合于用户数据的传送。例如，蓝牙独自并不很适合于许多形式的用户数据。但是，对于网络控制信息的传送来说，较高数据率技术(例如WLAN和UWB)通常并不高效。
于是，需要在多跳网络中有效利用自组织技术的技术。
发明内容
本发明提供涉及具有多个无线电装置(radio)的设备的技术，每个无线电装置可被用于不同的专门用途。这些技术有利地使移动自组织多跳连网的效率达到最大。
因此，本发明提供的无线通信设备包括第一无线电装置和第二无线电装置。第一无线电装置从至少一个远程设备接收关于自组织无线网格网的信息。第二无线电装置与自组织无线网格网交换用户数据。无线通信设备还包括一个缓冲器和一个调度器。缓冲器保存用户数据，以便传输给自组织无线网格网中的一个或多个远程设备。调度器根据接收的信息安排第二无线电装置进行的用户数据的传输。
第一和第二无线电装置可采用各种通信技术。这种技术的例子包括蓝牙、无线局域网(WLAN)和超宽带(UWB)。
从远程设备接收的信息可包括下面的一个或多个：与自组织无线网格网对应的配置信息(例如，拓扑信息)；路由信息；和关于自组织无线网格网内的一个或多个节点的通信能力的信息。无线通信设备可保存该信息。因此，该设备可包括用于保存该信息的一个存储器。
另外，本发明提供一种与远程设备建立短程无线通信链路的方法、设备和计算机程序产品。该链路采用控制无线电装置。通过该链路，交换与自组织无线网格网有关的控制信息。此外，所述方法、设备和计算机程序产品指定一个数据无线电装置，以便与自组织无线网格网中的一个或多个设备交换用户数据。
所述方法、设备和计算机程序产品可采用数据无线电装置传送用户数据。这可包括建立用户数据的传输时间表，通过短程无线通信链路把传输时间表发送给远程设备。另外，这可包括通过短程无线通信链路把请求传送给远程设备。该请求是当分配给数据无线电装置的通信容量不足以传送用户数据时寻求额外的通信容量的请求。响应该请求，可从远程设备接收对数据无线电装置的额外通信容量的准许。
本发明有利地为网格网(mesh network)中的通信创造条件。根据下面的说明和附图，本发明的其它特征和优点将变得明显。
附图说明
附图中，相同的附图标记一般表示相同、功能类似和/或结构类似的部件。其中部件首次出现的附图用附图标记中最左侧的数字表示。下面将参考附图说明本发明，其中：
图1A-1C是例证操作环境的图；
图2是根据本发明的一个实施例的例证通信设备体系结构的方框图；
图3是根据本发明的一个实施例的例证通信设备实现的方框图；
图4是图解说明网络容量的例证分配的图；
图5和6是图解说明根据本发明的实施例的终端设备的操作的流程图。
具体实施方式
I.操作环境
在详细说明本发明之前，说明可使用本发明的环境是有益的。因此，图1A-1C是涉及自组织多跳网络100的例证操作环境的图。网络100包括多个节点101。每个节点101可具有一个媒体访问控制(MAC)地址，例如因特网协议(IP)地址。因此，在网络中可用其地址表示每个节点101。
如图1A-1C中所示，通信路径120存在于各个节点101之间。这些路径被用于数据和控制信息的交换。每个通信路径120可包括多个链路，比如独立的控制和数据链路。数据链路可用于与用户应用相关的数据的传送。控制链路可用于交换关于网络100的控制信息以及建立数据链路。另外，控制链路可用于传送与例如用户应用相关的某些类型的用户数据。这些控制和数据链路可以是短程自组织连接(例如蓝牙和/或WLAN链路)。另外，这些数据链路可采用诸如UWB之类的技术。
节点101可以是固定的或移动的。例如，节点101可以是便携式通信设备，比如无线电话机或个人数字助手(PDA)。另一方面，节点101可以是固定设备，比如接入点。作为移动节点的一个例子，图1A表示一个移动终端设备102。终端设备102包括多个无线电装置。这些无线电装置中的至少一个可支持一个控制链路，而这些无线电装置中的至少另一个可支持一个数据链路。
如图1A中所示，终端设备102沿路径104移动。在沿着该路径移动的时候，终端设备102可与在通信范围内的各个远程节点101形成短程通信连接(这里称为遭遇)。图1B中表示了这种遭遇的一个例子。
具体地说，图1B表示在位置106(该位置在路径104中)遭遇节点101j的终端设备102。这种遭遇涉及控制链路130。控制链路130是终端设备102通过控制无线电装置支持的一种自组织无线连接(例如蓝牙或WLAN连接)。通过控制链路130，终端设备102与远程节点101j交换控制信息。该控制信息和网络100的特性有关，并且可以采取分组的形式。这样的分组这里被称为控制分组。例如，终端设备102可接收或收集关于网络100的当前状态的信息。这种信息的例子包括拓扑信息，节点能力信息，和关于存在于网络100的各个部分(例如各个链路)中的干扰水平的信息。另外，所述交换可包括终端设备102传送关于它自己的信息。远程节点101j使用这种传送的信息来编辑关于网络100的当前状态的信息。
终端设备102传送的这种信息可由节点101j转发给其它节点101。通过这种信息的传输，一个或多个节点101可知道终端设备102存在于网络100中，以及终端设备102可与设备101交换数据分组。因此，借助链路130的建立，终端设备102作为节点加入到网络100中。
另外，这种信息的交换可建立一个或多个另外的通信连接。例如，图1B表示了通过跨越控制链路130交换信息建立的数据链路132。数据链路132可采用诸如蓝牙、WLAN、UWB或者其它无线通信技术之类的技术。在本发明的实施例中，通过跨越控制链路130的通信，规定关于数据链路132的操作的细节(例如计时和/或频率分配)。如上所述，终端设备102包括支持链路130和132的独立无线电装置。
链路130和132一起形成终端设备102和节点101j之间的通信路径。该通信路径允许终端设备102与一个或多个远程节点101交换用户数据(例如与较高的协议层，比如应用层相关的数据)。
通过加入网络100，终端设备102能够与各个节点101通信。在图1B的例子中，与除节点101j之外的节点的通信涉及跨越多条路线的多跳。为了便于说明，图1C表示了终端设备102和节点101h之间的两条例证路线。
具体地说，图1C表示了路线134(标记为“路线A”)。路线134包括路径12014，路径12015，和节点101j与终端设备102之间的路径。另外，图1C表示了路线136(标记为“路线B”)。路线136包括路径12016，路径12017，和节点101j与终端设备102之间的路径。如上所述，节点101j与终端设备102之间的路径包括控制链路130和数据链路132。
就图1C的例证路线来说，当设备101j收到来自把节点101h指定为目的地的终端设备102的传输时，它可根据采用的路线把所述传输转发给不同的节点。例如，当采用路线134时，沿着路径12015转发传输。另一方面，当采用路线136时，沿着路径12017转发传输。
II.终端设备
图2是表示可用于终端设备102的无线通信设备体系结构的一个实施例的方框图。该体系结构包括主机202，主机控制器接口(HCI)204，控制器206，控制无线电装置208和数据无线电装置210。
主机202负责涉及用户应用和更高协议层的功能。主机202通过HCI 204与控制器206交换信息。该信息可包括从主机202接收的命令，和传送给主机202的信息。HCI 204定义一组消息，所述一组消息为信息的交换创造条件。
控制器206执行与链路建立、安全性和控制有关的功能。这些功能涉及发现远程设备，并按照一种或多种协议(例如蓝牙链路管理器协议)与它们通信。为了实现这些功能，这样的协议提供也被称为协议数据单元(PDU)的消息。控制器206与位于远程设备的对应控制器交换这些PDU。另外，控制器206缓冲和调度用于传输给其它网格网节点的数据。
图2表明控制器206与负责低层通信协议的控制无线电装置208和数据无线电装置210耦接。具体地说，控制无线电装置208负责与远程设备的控制信息的交换，数据无线电装置210负责与远程设备的用户数据的交换。
为了便于说明，图2把控制无线电装置208表示成具有蓝牙能力，把数据无线电装置210表示成具有UWB能力。但是，其它安排和通信技术在本发明的范围之内。例如，控制无线电装置208和/或数据无线电装置210可具有WLAN能力。
图2表示控制无线电装置208包括蓝牙链路控制器212，蓝牙收发器214和天线216。链路控制器212起控制器206和收发器214之间的媒介物的作用。链路控制器212还执行蓝牙传输的基带处理，例如纠错编码和解码。
另外，链路控制器212可按照物理层协议，在位于远程设备的对应链路控制器之间交换数据。这种物理层协议的例子包括重传协议，比如自动请求重发(ARQ)协议。蓝牙收发器214与天线216耦接。收发器214包括允许图2的设备体系结构(和天线216一起)与远程设备交换无线蓝牙信号的电子器件。这样的电子器件包括调制器、解调器、放大器和滤波器。
图2表示数据无线电装置210包括UWB链路控制器218，UWB收发器220和天线222。链路控制器218起控制器206和UWB收发器220之间的媒介物的作用。链路控制器218还执行UWB传输的基带处理，例如纠错编码和解码。另外，链路控制器218可按照物理层协议，在位于远程设备的对应链路控制器之间交换数据。这种物理层协议的例子包括重传协议，比如自动请求重发(ARQ)协议。
UWB收发器220与天线222耦接。UWB收发器220包括允许图2的设备和天线222一起与远程设备交换(即，发射和接收)无线UWB信号的电子器件。例如，UWB收发器220可采用脉冲无线电(IR)传输技术。IR传输便于相当简单的发射器设计，该发射器设计基本上只需要一个脉冲发生器和一个天线。该设计不必需要功率放大器，因为发射功率要求较低。另外，该设计通常不需要调制组件，比如压控振荡器(VCO)和混频器，因为脉冲是基带信号。因此，UWB收发器220可包括诸如脉冲发生电路之类的组件。对于信号的接收来说，UWB收发器220可包括诸如计时电路和滤波器之类的组件。
如上所述，图2的体系结构包括网络状态数据库224。数据库224保存关于网络100的当前状态的信息。该信息可包括下面的一个或多个：网络配置信息230，路由信息232，调度信息234，节点能力信息236和干扰信息237。
网络配置信息230可包括节点101的标识符和关于网络100的拓扑的描述信息。节点标识符可采取网络地址，比如蓝牙或IP地址的形式。
路由信息232向终端设备提供关于特定传输(例如分组)应被发给哪里的信息。该信息可以每个传输的最终目的地为基础。例如，根据在分组报头中识别的目的地节点，终端设备可采用路由信息来选择对应的相邻节点。终端设备随后可把分组传送给该相邻节点。因此，可以按照目的地索引的查寻表的形式保存路由信息232。
除了下一跳信息之外，路由信息232可识别端到端路线，所述端到端路线向设备提供识别各个路线所需的跳数的能力。例如，对于每个源节点/目的地节点配对，这样的端到端信息可包括跳标识符的一个或多个序列。该端到端信息(与例如节点能力信息236和/或干扰信息237一起)可被终端设备用于根据每跳的通信链路的强弱，确定各个路线的优点。
调度信息234可包括关于其它节点的传输模式(例如时间和频率)的信息。另外，调度信息234可包括关于分配给终端设备的通信容量(例如时隙和频率)的信息。
节点能力信息236向终端设备提供关于网络中的其它节点的通信能力的信息。例如，该信息可包括每个节点中的无线电装置的类型，以及每个节点支持的数据率。
干扰信息237可包括关于网络中的每个链路的干扰水平的信息。该信息可基于例如误码率，和由通过对应的链路发射和/或接收信号的设备确定的信号测量。如上所述，可通过控制链路借助通信分发这样的信息。
如上所述，控制器206缓存和调度传输用数据。因此，图2表示控制器206包括调度器238和缓冲器240。这些组件处理对网格网，比如网络100内的节点的用户数据的传输。具体地说，缓冲器240以无线传输用分组的形式保存用户数据。该数据可被保存在一个或多个缓冲项中。在实施例中，每个缓冲项包括单个分组。但是，在另外的实施例中，每个缓冲项可包括一个分组的一部分或者多个分组。
调度器238通过为缓冲器240中的项的传输分配时间，服务于缓冲器240中的各项。可按照各种方法，例如先进先出(FIFO)或者基于服务质量(QOS)的方法服务这些项。
虽然图2表示了蓝牙控制无线电装置和UWB数据无线电装置，不过本发明的实施例可采用其它技术。例如，例证的设备体系结构可采用蓝牙控制无线电装置和WLAN数据无线电装置。另外，相同的通信技术(例如WLAN或蓝牙)可既用于控制无线电装置又用于数据无线电装置。此外，根据本发明的实施例的无线设备体系结构可包括多个数据无线电装置和/或多个控制无线电装置。
如上所述，可通过数据或控制链路传送用户数据。在包括不同类型的控制和数据无线电装置的设备(例如图2的设备)中，可考虑到控制和数据无线电装置的特性来选择用于传输用户数据的适当无线电装置。也可在具有多个数据无线电装置和/或多个控制无线电装置的设备中实现这样的无线电装置选择技术。这种特性的例子包括例如位速率能力，干扰敏感度和干扰其它传输的潜能。
设备体系结构，比如图2的体系结构可用硬件、软件、固件或它们的任意组合来实现。图3中表示了具体体现本发明的一个这种实现。该实现包括处理器310、存储器312和用户接口314。另外，图3的实现包括蓝牙收发器214、天线216、UWB收发器220和天线222。这些组件可如上参考图2所述那样被实现。但是，如上所述，图3的实现可被修改成包括支持其它无线技术的不同收发器(例如，WLAN收发器)。另外，图3的实现可包括数目更多的收发器，以支持例如多个控制无线电装置和/或多个数据无线电装置。
处理器310控制设备操作。如图3中所示，处理器310与收发器214和220耦接。处理器310可用一个或多个微处理器来实现，所述一个或多个微处理器均能够执行保存在存储器312中的软件指令。
存储器312(也称为计算机可用介质)包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)和/或闪速存储器，并以数据和软件组件(这里也称为模块)的形式保存信息。这些软件组件包括可由处理器310执行的指令(也称为计算机程序逻辑)。各种软件组件可被保存在存储器312中。例如，存储器312可保存控制收发器214和220(和/或其它收发器)的操作的软件组件。另外，存储器312可保存提供主机202、HCI204、控制器206、链路控制器212和链路控制器218的功能的软件组件。
另外，存储器312可保存通过用户接口314控制信息的交换的软件组件。如图3中所示，用户接口314还与处理器310耦接。用户接口314便于与用户的信息交换。图3表示用户接口314包括用户输入部分316和用户输出部分318。用户输入部分316可包括允许用户输入信息的一个或多个设备。这种设备的例子包括小键盘、触摸屏和麦克风。用户输出部分318允许用户从设备接收信息。从而，用户输出部分318可包括各种设备，比如显示器以及一个或多个扬声器。例证的显示器包括液晶显示器(LCD)和视频显示器。
图3中所示的部件可按照各种技术被耦接。这样的一种技术包括通过一个或多个总线接口耦接收发器(比如收发器214和220)、处理器310、存储器312和用户接口314。另外，这些组件都与一个电源，比如可拆卸的和/或可充电的电池组(未示出)
III.容量分配
可按照各种技术，跨越频域和时域的各个部分分配自组织网格网(比如网络100)中的通信容量。图4根据本发明的一个实施例，图解说明网格网，比如网络100中带宽(即容量)的例证分配。图4的带宽包括多个频道402。每个频道402可以是控制通道或者数据通道。例如，频道402a和402b是控制通道，而频道402c-g是数据通道。
此外，每个频道402可被分成按照重复型式发生的多个时隙。这里，这些时隙被称为帧。图4表示控制通道402a-b被分成帧404。类似地，数据通道402c-g被分成帧406。特定频道402中的每一帧可被分配给特定的设备以便传送信息。例如，控制通道402a-b中的一个或多个时隙404和数据通道402c-g中的一个或多个时隙可被分配给终端设备102。
当建立链路时，可发生时隙的分配。例如，当终端设备102建立与远程节点101的控制链路时，通过短程(例如蓝牙或WLAN)连接建立过程，它可被分配一个或多个控制通道时隙404。另外，借助呈控制分组形式的请求和准许消息，在实施例中可处理时隙，比如数据通道时隙的分配。通过控制链路，比如控制链路130可与远程节点交换这些消息。
在本发明的实施例中，特定的通信量和控制分配可涉及多个频率。例如，当采用跳频时，分配可涉及变化频率下的特定时隙。此外，当采用诸如UWB和直接序列扩频之类的传输技术时，分配可散布在整个频率范围内。
IV.操作
图5是根据本发明的一个实施例，图解说明无线终端设备，比如终端设备102的操作的流程图。在该操作中，设备与自组织网格网，比如网络100交互作用。如图5中所示，该操作包括步骤501。在步骤501中，终端设备和远程设备，比如节点101之一进入短程通信距离中。
随后，在步骤502中，所述终端设备和远程设备知道彼此的身份(或者发现对方的存在)。该步骤可包括终端设备采用其它控制无线电装置(例如控制无线电装置208)。因此，当控制无线电装置采用蓝牙时，步骤502可包括所述设备参与查询进程。
在步骤504中，终端设备利用其控制无线电装置与远程设备建立自组织短程无线连接。该无线连接可采用各种技术，比如蓝牙和WLAN。当该无线连接是蓝牙链路时，步骤504可包含终端设备和另一设备执行寻呼进程。
在步骤506中，终端设备采用其控制无线电装置，并与远程设备交换网络控制信息(例如控制分组)。所述控制信息可包括网络配置信息，路由信息，调度信息，干扰信息和节点能力信息。
另外，所述网络控制信息可包括交换的用于建立和启动数据链路，比如UWB数据链路的信息。因此，在步骤507中，终端设备可指定一个或多个数据无线电装置。这种指示可基于一个或多个因素。这样的因素的例子包括终端设备的用户数据所需的数据率，干扰水平和远程设备的通信能力(无线电装置类型)。
在步骤508中，终端设备与网格网中的一个或多个节点通信。该步骤可包含所述设备利用一个或多个指定的数据无线电装置和/或其控制无线电装置。
V.蓝牙控制链路
如上所述，当控制无线电装置采用蓝牙时，步骤502可包含查询进程，步骤504可包含寻呼进程。
在该查询进程中，终端设备或者远程设备在查询状态下工作，而它们中的另一设备在查询扫描状态下工作。这里把在查询状态下工作的设备称为启动设备。
当在查询状态下工作时，启动设备传送查询分组，另一设备监听查询分组。当所述另一设备从启动设备收到查询分组时，它传送一个或多个跳频同步(FHS)分组，所述一个或多个FHS分组被启动设备接收。FHS分组使启动设备能够变得与所述另一设备的跳频序列同步。另外，FHS分组使启动设备能够得到产生与所述另一设备的蓝牙连接所必需的信息。该信息包括所述另一设备的本地时钟(CLKN)，所述另一设备的蓝牙地址(BD_ADDR)，和纠错编码信息。
当成功完成该查询进程时，步骤504可包含一个寻呼进程。蓝牙寻呼涉及启动设备(它处于寻呼状态)和所述另一设备(它处于寻呼扫描状态)之间各种信息的交换。信息的交换导致在终端设备和远程设备之间建立起不安全的连接。
在寻呼期间，启动设备进入寻呼状态，并传送一个或多个寻呼分组。这些寻呼分组均包括一个基于远程设备的地址的标识号。同时，所述另一设备(它处于寻呼扫描状态)通过传送包含其地址的分组响应寻呼分组。
启动设备从所述另一设备接收该分组。作为响应，启动设备传送跳频同步(FHS)分组。FHS分组被用于传递允许所述另一设备与启动设备的跳频序列的信息。当收到该FHS分组时，所述另一设备传送另一分组，以确认FHS分组的收到。
此时，在启动设备和所述另一设备之间形成蓝牙链路。因此，这两个设备都进入连接状态。在连接状态下，启动设备起主设备的作用，所述另一设备起从设备的作用。从而，所述另一设备采用启动设备的计时和跳频序列。另外，启动设备传送一个分组，证实链路已被建立。所述另一设备通过向启动设备发送一个分组确认该链路。
VI.数据通信
如上所述，在步骤508中，终端设备可与一个或多个网格网节点通信。图6是根据本发明的一个实施例的无线通信设备，比如终端设备102的例证操作的流程图。在该操作中，按照本发明的技术进行数据通信。该操作是参考图2的终端设备体系结构说明的。但是，该操作可和其它的设备体系结构一起采用。
图6表示该操作包括步骤602，在步骤602中，设备确定它是否具有供传输的任何数据。参考图2的实现，该步骤可包括确定缓冲器240是否包含任何数据分组。如果该设备具有供传输的数据，那么操作进入步骤604。在该步骤中，设备确定用于该数据的适当(所需)传输资源。
因此，步骤604可包括选择(或确定)借助其传送数据的一个或多个无线电装置。这种选择可在控制无线电装置(例如控制无线电装置208)和数据无线电装置(例如数据无线电装置210)之间。但是，在实施例中，这种选择可在一个或多个控制无线电装置和一个或多个数据无线电装置之间。
这种确定可基于各种因素。例如，选择用于传输的适当无线电装置可基于待发送的数据的数量。作为一个例子，当要发送大量的数据时，较高数据率的无线电装置(例如UWB无线电装置)优于较低数据率的无线电装置(例如，蓝牙无线电装置)。当数据具有传送(例如实时)要求时，较高数据率的无线电装置也是更可取的。
其它因素可包括无线电装置覆盖范围(即，通信范围)。例如，具有更大覆盖范围的无线电装置是可取的，因为它可为移动设备提供更稳固的通信。另外，较大的覆盖范围可减少通信量到达某些目的地的跳数。
另外，确定传输用的恰当无线电装置可基于环境因素，比如与特定无线电装置的链路相关的干扰水平。例如，具有干扰水平较低的链路的无线电装置可能优于具有干扰水平较高的链路的其它无线电装置。
对于多跳通信来说，步骤604中的无线电装置选择也可基于网格网的配置，例如节点能力和路由信息。例如，当考虑将跨越多跳发送的数据时，无线电装置选择可基于每个无线电装置可以采用的路线。
这可包括例如根据每个无线电装置的可用路线中的最不可取的跳，在无线电装置中进行选择的“最弱链路”分析。例如，当优选较高的数据率时，这样的分析可选择提供包含四条UWB路线的一条路线的无线电装置，而不是提供三条蓝牙或WLAN路线的无线电装置。但是，可以使用基于跳数的分析(例如更喜欢较小跳数的分析)，以及基于最弱链路分析与跳数的组合的分析。
在步骤604之后，执行步骤606。在步骤606中，设备确定目前是否为数据分组的传输分配了适当的资源。该步骤可包括确定先前是否与远程设备建立了数据链路，如果是，那么根据一个或多个规定的参数(例如，最小数据率)确定该数据链路的性质(例如分配给数据无线电装置的通信容量)是否足以传送数据。
如果分配了适当的资源，那么操作进入步骤616。否则，操作进入独立执行的步骤608和611。在步骤608中，设备产生关于另外的容量的请求消息(例如，另外的数据通道时隙)。如步骤609所示是，该请求可由控制无线电装置或数据无线电装置传送。这可基于各种因素，比如数据无线电装置的通信链路提供的资源分配能力，或者使用独立的链路来参与关于资源分配的通信的需要。
例如，在步骤610中，控制无线电装置208处理该请求，并把其传送给远程节点101。在步骤612中，响应在步骤610中传送的请求，控制无线电装置208接收准许消息。该准许消息包含关于分配的通信容量的信息。类似地，在步骤610′中，数据无线电装置210处理该请求，并把其传送给远程节点101。在步骤612′中，响应在步骤610′中传送的请求，数据无线电装置210接收包含分配信息的准许消息。
步骤611涉及期望数据链路，但是还未与远程设备建立该数据链路的情况。因此，如果设备确定需要建立数据无线电装置的链路，那么可执行步骤613。在步骤613中，控制无线电装置208执行与远程设备的数据链路(例如UWB链路)的链路启动通信。这种通信可包含预先为该设备安排多种容量分配(例如传输时间表)。另外，这种通信可包括通知接收设备(可能还有中间设备)按照某些通信参数激活它们对应的数据无线电装置。这种通信可包括响应，例如来自远程设备的确认。步骤613可用于某些类型的通信(例如UWB)，在所述这些类型的通信中，在传输可以开始之前，条令要求发送者和接收者之间进行关联。
图6表示步骤614可跟在步骤612、612′和613之后。在步骤614中，设备更新其可用资源信息。参考图2的实现，步骤614可包括更新网络状态数据库224。
根据更新的信息，操作返回步骤606，在步骤606中，设备确定目前是否为分组分配了适当的资源。如果是，那么设备在步骤616中为分组指定传输时间表。
如上所述，在步骤616中指定的传输时间表可包含采用一个或多个数据无线电装置传送分组。另一方面，该传输时间表可采用设备的控制无线电装置来传送分组。在另一种备选方案中，该传输时间表可采用设备的控制无线电装置和一个或多个数据无线电装置来传送分组。
如步骤618所示，当时间表涉及数据无线电装置时，在步骤620中，设备把安排好的传输通知其数据无线电装置。在该步骤之后，在步骤622中，数据无线电装置按照指定的时间表传送一个或多个分组。
类似地，步骤624表示当时间表涉及控制无线电装置时，在步骤626中，设备把安排好的传输通知其控制无线电装置。在该步骤之后，在步骤628中，控制无线电装置按照指定的时间表传送一个或多个分组。
图6表示其中设备确定是否把传输时间表通知其它节点的步骤630。如果是，那么操作进入步骤632，其中设备通过其控制链路传送调度信息。该信息可被分发给在该设备附近的远程节点。通知其它节点的决定可基于各种因素，比如采用的数据传输技术(例如，UWB、蓝牙、WLAN等)。
如上所述，关于干扰水平的信息可在网络节点之中分发，以便把它们保存在例如网络状态数据库224中。因此，图6表示其中控制器206编译终端设备的一个或多个链路的干扰信息的步骤634。该信息可接收自测量干扰的无线电装置，比如控制无线电装置208和/或数据无线电装置210。这样的测量可基于例如通过纠错编码技术确定的比特差错统计数字。在步骤636中，控制无线电装置208把编译信息传送给一个或多个远程节点，以便通过网络分发。
图6提供各个步骤到图2中所示的设备体系结构的例证映射。例如，图6的步骤被表示成由链路管理器206、控制无线电装置208和数据无线电装置210执行。但是，这些步骤的其它映射在本发明的范围之内。此外，可利用其它设备体系结构执行这些步骤。这样的体系结构可包括(但不限于)具有多个数据无线电装置和/或多个控制无线电装置的体系结构。
VII.结论
虽然上面说明了本发明的各个实施例，不过应明白只是作为例子给出了上述各个实施例，而不是对本发明的限制。例如，虽然涉及蓝牙、WLAN和UWB说明了例子，不过其它短程和长程通信技术在本发明的范围之内。
因此，对相关领域中的技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，显然可做出形式和细节方面的各种变化。从而，本发明的外延和范围不应由任意上述例证实施例限制，而只应根据下面的权利要求及其等同物来限定。

Claims (20)

1.一种方法，包括：
(a)与远程设备建立短程无线通信链路，其中短程无线通信链路采用控制无线电装置；
(b)通过短程无线通信链路，交换关于自组织无线网格网的控制信息；
(c)指定数据无线电装置，以便与自组织无线网格网中的一个或多个设备交换用户数据；和
(d)利用所述控制无线电装置为所述数据无线电装置启动无线数据链路并利用所述数据无线电装置通过所述数据链路传送所述用户数据。
2.按照权利要求1所述的方法，其中短程无线通信链路是蓝牙链路。
3.按照权利要求1所述的方法，其中短程无线通信链路是WLAN链路。
4.按照权利要求1所述的方法，其中无线数据链路是超宽带(UWB)链路。
5.按照权利要求1所述的方法，其中步骤(d)包括：
建立用户数据的传输时间表，和
通过短程无线通信链路把传输时间表发送给远程设备。
6.按照权利要求1所述的方法，其中步骤(d)包括：
当分配给数据无线电装置的通信容量不足以传送用户数据时，通过短程无线通信链路把对于额外的通信容量的请求传送给远程设备。
7.按照权利要求6所述的方法，其中步骤(d)还包括：
通过短程无线通信链路从远程设备接收对数据无线电装置的额外通信容量的准许。
8.按照权利要求1所述的方法，其中步骤(d)还包括：
当分配给数据无线电装置的通信容量不足以传送用户数据时，通过无线数据链路把对于额外的通信容量的请求传送给远程设备。
9.按照权利要求8所述的方法，其中步骤(d)还包括：
通过无线数据链路从远程设备接收对数据无线电装置的额外通信容量的准许。
10.按照权利要求1所述的方法，其中启动无线数据链路包括通过短程无线通信链路执行数据链路启动通信。
11.按照权利要求1所述的方法，其中步骤(c)包括根据其数据率能力指定数据无线电装置。
12.按照权利要求1所述的方法，其中步骤(c)包括根据其相关的干扰水平指定数据无线电装置。
13.按照权利要求1所述的方法，其中步骤(c)包括根据其一个或多个可用的通信路线指定数据无线电装置。
14.一种无线通信设备，包括：
控制无线电装置，它被配置成通过短程无线通信链路交换关于自组织无线网络的控制信息；
一个或多个数据无线电装置，它被配置成与自组织无线网格网中的一个或多个设备交换用户数据；和
控制器，它被配置成在所述控制无线电装置和所述一个或多个数据无线电装置中进行选择，以便把准备发送的数据传输给自组织无线网格网中的远程节点；
所述控制器被配置成利用所述控制无线电装置为所述数据无线电装置启动无线数据链路。
15.按照权利要求14所述的无线通信设备，其中控制无线电装置还被配置成按照蓝牙进行通信。
16.按照权利要求14所述的无线通信设备，其中控制无线电装置还被配置成按照WLAN进行通信。
17.按照权利要求14所述的无线通信设备，其中至少一个数据无线电装置还被配置成按照超宽带(UWB)进行通信。
18.按照权利要求14所述的无线通信设备，其中所述控制器还被配置成根据所述控制无线电装置和所述一个或多个数据无线电装置的数据率能力，在所述控制无线电装置和所述一个或多个数据无线电装置中进行选择。
19.按照权利要求14所述的无线通信设备，其中所述控制器还被配置成根据与所述控制无线电装置和所述一个或多个数据无线电装置相关的干扰水平，在所述控制无线电装置和所述一个或多个数据无线电装置中进行选择。
20.按照权利要求14所述的无线通信设备，其中所述控制器还被配置成根据与所述控制无线电装置和所述一个或多个数据无线电装置相关的可用通信路线，在所述控制无线电装置和所述一个或多个数据无线电装置中进行选择。
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