专利名称：无线系统、无线节点设备和路径控制设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种无线系统、无线节点设备和路径控制设备，该无线系统构成在执行点对点无线通信的多个无线节点设备中多跳的无线LAN。
背景技术：
在利用高频带的传统无线通信中，由降雨和无线干扰引起的衰减在长距离通信中已成问题。构建包括只包括无线节点(此后称作为无线节点设备)的网络，可以采用如下方案通过在以全网状(full-mesh)模式的无线节点当中建立无线链路而避免通信连接断开，并且根据无线链路的状态改变路径。以点对点方式在各个无线节点之间由定向无线传输建立无线链路。在各个无线节点之间通过多跳形成各路径。对于从一点到另一点的通信，通过一个或多个无线链路。当在两个任意点之间可以建立多个路径时，根据策略确定在通信中要使用的路径。该策略包括，例如，具有少量跳的简单路由选择、诸如确保频带或均衡负载之类的QoS(服务质量)控制、以及降雨区域的避免。可以执行满足全部策略的控制，或者可以选择性地执行控制。在下面描述的专利文件1中公开了基于策略确定路径的传统技术。
在专利文件1中公开的传统技术逐个路径地比较空间相关值，并且当使用中的路径具有差的传输特性时，将路由改变到具有小的空间相关的路径。该方案通过对无线链路确保稳定的调制方法，并且找出具有较少的诸如降雨和无线干扰之类的外部因素的路径，从而避免通信连接断开。尽管外部因素影响无线链路的传输速率，但是如果传输环境好，则在专利文件1中公开的技术使得能够以高传输率稳定通信。当具有大的多值数的调制方法的传输即使传输环境变差也被保持时，差错率增加，以致传输路径可能变得无用。即，保持传输的调制方法稳定相对于传输环境变化导致连续的低效率传输。目前，存在一种称作为“自适应调制”的技术，其根据传输环境的变化改变调制方法。当传输环境变差时，因为执行慢调制，所以使用该技术可以抑制错误率的增加，由此避免通信质量快速恶化。当传输环境好时，通过执行快速调制使传输率更快。该技术对于使能使用依赖于外部因素的无线传输的宽频带和稳定的通信是必要的。
专利文件1日本专利申请公开No.2003-69620(段0015、0016)。
然而，在公共网络中，因为无线链路由多个用户共享，当执行慢调制时，每个用户所占用的频带自然减少。在正常的IP网络中，通过比较从无线链路的带宽计算的成本，执行选择最短路由的路由控制。然而，因为该方案考虑了有线网络的使用，所以存在的问题是，虽然该方案可以动态地处理线路的断开以及如拓扑变化的网络变化，但它不能最优地处理由无线链路固有的传输环境变化产生的带宽波动。
发明内容
为了克服前面提到的问题，已经做出了本发明，并且本发明的一个目的是提供一种无线系统、无线节点设备和路径控制设备，其能够对应于由无线链路的传输环境的变化产生的带宽波动重新配置路径。
为了实现所述目的，按照本发明，提供了一种无线系统，其包括多个无线节点设备和一路径控制设备，并且在所述多个无线节点设备中执行多跳通信，所述路径控制设备用于在多个无线节点设备中基于无线链路的传输状态控制路径构建，其中在所述多个无线节点设备中的任意无线节点设备，检测与该任意无线节点设备链接的无线链路的传输状态，基于无线链路的检测的传输状态改变无线链路的调制方法，并且发送信息到路径控制设备，所述信息指示被改变的调制方法和使用其调制方法被改变的无线链路的路径的数量，并且路径控制设备，基于所发送的指示调制方法和使用其调制方法被改变的无线链路的路径的数量的信息，检测要求路由改变的路径，并且根据全部无线链路的状态决定新的路径。这种结构能够对应于由无线链路的传输环境的变化产生的带宽波动而重新配置路径。
按照本发明，提供了一种无线系统，其包括多个无线节点设备和一路径控制设备，并且在所述多个无线节点设备中执行多跳通信，所述路径控制设备用于在多个无线节点设备中基于无线链路的传输状态控制路径构建，其中在所述多个无线节点设备中的任意无线节点设备，检测与该任意无线节点设备链接的无线链路的传输状态，并且向路径控制设备发送信息，所述信息有关被检测的无线链路的传输状态、和使用其传输状态被检测的无线链路的路径的数量，并且路径控制设备，基于所发送的有关无线链路的传输状态和使用其传输状态被检测的无线链路的路径的数量的信息，检测要求路由改变的路径，并且根据全部无线链路的状态决定新的路径。这种结构能够对应于由无线链路的传输环境的变化产生的带宽波动而重新配置路径。
按照本发明，提供了一种在无线系统中的多个无线节点设备中的任意无线节点设备，所述无线系统包括多个无线节点设备和一路径控制设备，并且在所述多个无线节点设备中执行多跳通信，所述路径控制设备用于在多个无线节点设备中基于无线链路的传输状态控制路径构建，所述任意无线节点设备包括检测装置，用于检测与该任意无线节点设备链接的无线链路的传输状态；改变装置，用于基于由检测装置所检测的无线链路的传输状态，改变无线链路的调制方法；以及发送装置，用于发送信息到路径控制设备，所述信息指示由所述改变装置改变的调制方法、和使用其调制方法被改变的无线链路的路径的数量。这种结构能够对应于由无线链路的传输环境的变化产生的带宽波动而重新配置路径。
按照本发明，提供了一种在无线系统中的多个无线节点设备中的任意无线节点设备，所述无线系统包括多个无线节点设备和一路径控制设备，并且在所述多个无线节点设备中执行多跳通信，所述路径控制设备用于在多个无线节点设备中基于无线链路的传输状态控制路径构建，所述任意无线节点设备包括检测装置，用于检测与该任意无线节点设备链接的无线链路的传输状态；以及发送装置，用于发送信息到路径控制设备，所述信息有关由所述检测装置检测的无线链路的传输状态、和使用其传输状态被检测的无线链路的路径的数量。这种结构能够对应于由无线链路的传输环境的变化产生的带宽波动而重新配置路径。
按照本发明，提供了一种无线系统中的路径控制设备，所述无线系统包括多个无线节点设备和一路径控制设备，并且在所述多个无线节点设备中执行多跳通信，所述路径控制设备用于在多个无线节点设备中基于无线链路的传输状态控制路径构建，所述路径控制设备包括接收装置，用于从所述无线节点设备接收信息，所述信息指示基于与所述无线节点设备链接的无线链路的传输状态改变的无线链路的调制方法、和使用其调制方法被改变的无线链路的路径的数量；以及控制装置，用于基于所接收的指示所述调制方法和使用其调制方法被改变的无线链路的路径的数量的信息，检测要求路由改变的路径，并且根据全部无线链路的状态决定新的路径。这种结构能够对应于由无线链路的传输环境的变化产生的带宽波动而重新配置路径。
按照本发明，提供了一种无线系统中的路径控制设备，所述无线系统包括多个无线节点设备和一路径控制设备，并且在所述多个无线节点设备中执行多跳通信，所述路径控制设备用于在多个无线节点设备中基于无线链路的传输状态控制路径构建，所述路径控制设备包括接收装置，用于从所述无线节点设备接收信息，所述信息有关与所述无线节点设备链接并且由所述无线节点设备检测的无线链路的传输状态、和使用其传输状态被检测的无线链路的路径的数量；以及控制装置，用于基于由所述接收装置所接收的、有关无线链路的传输状态和使用其传输状态被检测的无线链路的路径的数量的信息，检测要求路由改变的路径，并且根据全部无线链路的状态决定新的路径。这种结构能够确定地改变按照连接改变的状态信息。
本发明的无线系统、无线节点设备和路径控制设备具有前面的结构，并且能够对应于由无线链路的传输环境的变化产生的带宽波动而重新配置路径。
图1是用于解释按照本发明的实施例的无线系统的结构的图。
图2是用于解释在本发明的实施例的无线系统中构成的路径流的例子的序列图。
图3是用于解释按照本发明的实施例的无线节点的结构的图。
图4是用于解释本发明的实施例的改变无线节点的调制方法的过程的流程的例子的流程图。
图5是解释按照本发明的实施例的路径控制设备的结构的图。
图6是用于解释在按照本发明的实施例的路径控制设备中与路径变化相关联的处理流程的例子的流程图。
具体实施例方式
将参照图1至图6解释按照本发明的实施例的无线系统、无线节点设备和路径控制设备。图1是用于解释按照本发明的实施例的无线系统的结构的图。图2是用于解释在本发明的实施例的无线系统中构成的路径流的例子的序列图。图3是用于解释按照本发明的实施例的无线节点的结构的图。图4是用于解释本发明的实施例的改变无线节点的调制方法的过程的流程的例子的流程图。图5是解释按照本发明的实施例的路径控制设备的结构的图。图6是用于解释在本发明的实施例的路径控制设备中与路径变化相关联的处理流程的例子的流程图。
首先，参照图1给出对本发明的实施例的无线系统的解释。如图1所示，无线系统100包括发送节点101、接收节点102a、102b、路径控制设备103、路径构建设备104和无线节点200a至200f。这些组件的数量不局限于前面的数量。无线系统100通过多跳无线链路形成路径来执行通信。在无线节点200a至200f之间以点对点方式执行定向无线传输。因为无线传输是单向通信，所以在无线节点200a至200f之间的无线链路使用彼此相反的两个无线通信实现双向通信。对于在从无线节点200a到无线节点200b的方向和从无线节点200b到无线节点200a的方向，通过例如使用不同频率带宽上的无线传输实现无线链路1。用相同方法配置所有无线链路允许无线系统100具有如下结构其可以被作为如层2的以太网(注册商标)对待。
路径1或路径2被构建在发送节点101和接收节点102a或102b之间，用来建立连接性。路径1被构建在发送节点101和接收节点102a之间，路径2被构建在发送节点101和接收节点102b之间，并且两路径彼此独立。从利用MPLS(多协议标记交换)的层3使用如标记(label)和标签(tag)的独立信息，或者在配置路径中使用被标记的VLAN(虚拟LAN)。标签和标记的使用使得分组能够按照预定的策略在IP网络中传递，在该IP网络中要传递的分组最初彼此无关。策略意味着网络运行策略，像如延迟最小化或确保频带的QoS和均衡负载。不可能仅仅通过用来通过选择最短路由确定分组传递的正常路由执行策略控制。
路径控制设备103用来实现基于策略的网络操作。路径控制设备103在启动通信之前配置路径时，以及在无线链路的状态变化时改变路由时，执行策略控制，并且当路径变化已经发生时，发送路径变化的通知到路径构建设备104。当从路径控制设备103接收路径改变通知时，路径构建设备104基于该通知改变所述路径。注意，当无线系统100没有路径构建设备104时，路径控制设备103本身可执行路径构建设备104的处理。
接着，参照图2对按照本发明的实施例的无线系统中的路径构建的流程的例子给出说明。首先，任意的无线节点200检测与其链接的无线链路的传输状态，基于无线链路被检测的传输状态改变无线链路的调制方法，并且发送给路径控制设备103信息，指示被改变的调制方法和使用其调制方法被改变的无线链路的路径数(步骤S201)。无线节点200表示在前面提到的无线节点200a至200f中的一个无线节点。此后，将给出表示无线节点200a至200f的无线节点200的说明。随后将讨论无线节点200的处理。路径控制设备103基于所发送的指示被改变的调制方法和使用其调制方法被改变的无线链路的路径的数量的信息，检测要求路由改变的路径(步骤S202)，根据网络的所有无线链路的状态决定新路径(步骤S203)，并且将路径变化通知发送到路径构建设备104(步骤204)。随后将讨论路径控制设备103的处理。路径构建设备104基于从路径控制设备103发送的路径变化通知配置路径。
接着，参照图3对按照本发明的实施例的无线节点的结构给出说明。如图3所示，无线节点200包括检测单元301、改变单元302和发送单元303。这些部件等价于例如CPU。这些部件由总线304连接在一起。用于控制无线节点200的操作的控制程序被存储在未图示的存储器区域，并且基于控制程序控制所述操作。无线节点200具有用于外部通信的未图示的接口。检测单元301检测链接到无线节点200的无线链路的传输状态。具体来说，检测单元301检测例如要被发送和接收的分组的错误率。改变单元302基于由检测单元301检测的无线链路的传输状态，改变无线链路的调制方法。改变单元302被这样设置以致当例如分组的错误率超过预定参考时改变无线链路的调制方法。
存在一些调制方法；例如，存在当电波的接收状态差时所使用的慢QPSK(正交相移键控)，以及当接收状态良好时所使用的快16QAM(16正交幅度调制)。发送单元303向路径控制设备103发送信息，指示由改变单元302改变的调制方法和使用其调制方法被改变的无线链路的路径的数量。指示调制方法的信息是指关于所述调制方法被改变为诸如前述的QPSK和16QAM之类的调制方法的信息。发送单元303发送指示由改变单元302改变的调制方法的信息，但是在改变单元302不存在的情形下，发送单元302可以向路径控制设备103发送有关无线链路的传输状态和使用该无线链路的路径的数量的信息。也就是说，发送单元303发送例如有关分组的错误率的信息，作为所述无线链路的传输信息的信息。在此情形中，无线节点200可以从路径控制设备103接收信息，指示由路径控制设备103基于无线链路的传输状态计算的调制方法、和使用该无线链路的路径的数量，并且基于所接收的指示调制方法的信息改变所述调制方法，所述路径控制设备103在后面讨论。
接着，参照图4对按照本发明的实施例的无线节点的调制方法改变处理的流程的例子给出说明。如图4所示，检测单元301检测链接到无线节点200的无线链路的传输状态(步骤S401)。改变单元302基于由检测单元301所检测的无线链路的传输状态，改变所述无线链路的调制方法(步骤S402)。发送单元303向路径控制设备103发送信息，指示由改变单元302改变的调制方法和使用其调制方法被改变的无线链路的路径的数量(步骤S403)。如上所述，当改变单元302不存在，并且发送单元303发送有关无线链路的传输状态和使用该无线链路的路径的数量的信息到路径控制设备103时，发送单元303在步骤401之后发送有关无线链路的传输状态和使用该无线链路的路径的数量的信息到路径控制设备103。
接着，参照图5给出按照本发明的实施例的路径控制设备的结构的说明。如图5所示，路径控制设备103包括接收单元500和控制单元501。这些组件等价于例如CPU。这些组件由总线502连接在一起。用于控制路径控制设备103的操作的控制程序被存储在未图示的存储器区域，并且基于控制程序控制所述操作。路径控制设备103具有用于外部通信的未图示的接口。接收单元500从无线节点200接收信息，有关基于链接到该无线节点200的无线链路的传输状态改变的无线链路的调制方法和使用该无线链路的路径的数量。
控制单元501基于有关调制方法和使用其调制方法被改变的无线链路的路径的数量(均由接收单元500接收)的信息，检测要求路由改变的路径，根据网络的全部无线链路的状态决定新的路径，并且发送有关路径改变的通知到路径构建设备104。如上所述，当接收单元500从无线节点200接收到有关与其链接的无线链路的传输状态和使用该无线链路的路径的数量的信息时，控制单元501可以基于所接收的信息计算调制方法。此时，控制单元501可以将指示所计算的调制方法的信息返回到无线节点200。这允许无线节点200将调制方法改变为新的调制方法。当无线系统100没有路径构建设备104时，控制单元501可以代替路径构建设备104重新配置路径。
接着，将参照图6说明与按照本发明的实施例的路径控制设备的路径改变相关联的处理流程的例子。如图6所示，接收单元500从无线节点200接收信息，指示基于链接到无线节点200的无线链路的传输状态改变的无线链路的调制方法、和使用该无线链路的路径的数量(步骤S601)。控制单元501基于有关调制方法和使用其调制方法被改变的无线链路的路径的数量(均由接收单元500接收)的信息，检测要求路由改变的路径，根据网络的全部无线链路的状态决定新的路径，并且发送路径改变通知到路径构建设备104(步骤S602)。
当接收单元500在步骤S601从无线节点200接收到有关与无线节点200链接的无线链路的传输状态和使用该无线链路的路径的数量的信息时，控制单元501在步骤S602，基于有关无线链路的传输状态和使用该无线链路的路径的数量的信息计算调制方法，检测基于所计算的调制方法要求路由改变的路径，根据网络的全部无线链路的状态决定新的路径，并且发送路径改变通知到路径构建设备104。此时，控制单元501可以将指示所计算的调制方法的信息返回到对应的无线节点200。
在实施例的说明中使用的每个功能块典型地由作为集成电路的LSI实现。这些功能块可以以这样的方式分别集成为单个芯片，以致包括某些或全部的功能块。这里，LSI可以依赖于集成密度不同，被称作为IC、系统LSI、超LSI或极端(ultra)LSI。集成方案不局限于LSI，而是可以通过专用电路或通用处理器实现。可以使用在制造LSI之后可编程的FPGA(现场可编程门阵列)，或使得能够在LSI中重新配置电路单元的连接和设置的可重配置处理器。而且，如果出现由于半导体技术发展出现替代LSI的集成技术，或从半导体技术衍生的另一种技术，则不用说可以使用该技术集成所述功能块。例如，生物技术的应用是可能的。
工业适用性因为按照本发明的无线系统、无线节点设备和路径控制设备，可以对应于由无线链路的传输环境变化产生的带宽的波动而重新配置路径，所以本发明有益于无线系统、无线节点设备、路径控制设备等，所述无线系统构建在执行点对点无线通信的多个无线节点设备之间多跳的无线LAN。
权利要求
1.一种无线系统，其包括多个无线节点设备和一路径控制设备，并且在所述多个无线节点设备中执行多跳通信，所述路径控制设备用于在多个无线节点设备中基于无线链路的传输状态控制路径构建，其中在所述多个无线节点设备中的任意无线节点设备，检测与该任意无线节点设备链接的无线链路的传输状态，基于无线链路的检测的传输状态改变无线链路的调制方法，并且发送信息到路径控制设备，所述信息指示被改变的调制方法和使用其调制方法被改变的无线链路的路径的数量，并且路径控制设备，基于所发送的指示调制方法和使用其调制方法被改变的无线链路的路径的数量的信息，检测要求路由改变的路径，并且根据全部无线链路的状态决定新的路径。
2.一种无线系统，其包括多个无线节点设备和一路径控制设备，并且在所述多个无线节点设备中执行多跳通信，所述路径控制设备用于在多个无线节点设备中基于无线链路的传输状态控制路径构建，其中在所述多个无线节点设备中的任意无线节点设备，检测与该任意无线节点设备链接的无线链路的传输状态，并且向路径控制设备发送信息，所述信息有关被检测的无线链路的传输状态、和使用其传输状态被检测的无线链路的路径的数量，并且路径控制设备，基于所发送的有关无线链路的传输状态和使用其传输状态被检测的无线链路的路径的数量的信息，检测要求路由改变的路径，并且根据全部无线链路的状态决定新的路径。
3.一种在无线系统中的多个无线节点设备中的任意无线节点设备，所述无线系统包括多个无线节点设备和一路径控制设备，并且在所述多个无线节点设备中执行多跳通信，所述路径控制设备用于在多个无线节点设备中基于无线链路的传输状态控制路径构建，所述任意无线节点设备包括检测装置，用于检测与该任意无线节点设备链接的无线链路的传输状态；改变装置，用于基于由检测装置所检测的无线链路的传输状态，改变无线链路的调制方法；以及发送装置，用于发送信息到路径控制设备，所述信息指示由所述改变装置改变的调制方法、和使用其调制方法被改变的无线链路的路径的数量。
4.一种在无线系统中的多个无线节点设备中的任意无线节点设备，所述无线系统包括多个无线节点设备和一路径控制设备，并且在所述多个无线节点设备中执行多跳通信，所述路径控制设备用于在多个无线节点设备中基于无线链路的传输状态控制路径构建，所述任意无线节点设备包括检测装置，用于检测与该任意无线节点设备链接的无线链路的传输状态；以及发送装置，用于发送信息到路径控制设备，所述信息有关由所述检测装置检测的无线链路的传输状态、和使用其传输状态被检测的无线链路的路径的数量。
5.一种无线系统中的路径控制设备，所述无线系统包括多个无线节点设备和一路径控制设备，并且在所述多个无线节点设备中执行多跳通信，所述路径控制设备用于在多个无线节点设备中基于无线链路的传输状态控制路径构建，所述路径控制设备包括接收装置，用于从所述无线节点设备接收信息，所述信息指示基于与所述无线节点设备链接的无线链路的传输状态改变的无线链路的调制方法、和使用其调制方法被改变的无线链路的路径的数量；以及控制装置，用于基于所接收的指示所述调制方法和使用其调制方法被改变的无线链路的路径的数量的信息，检测要求路由改变的路径，并且根据全部无线链路的状态决定新的路径。
6.一种无线系统中的路径控制设备，所述无线系统包括多个无线节点设备和一路径控制设备，并且在所述多个无线节点设备中执行多跳通信，所述路径控制设备用于在多个无线节点设备中基于无线链路的传输状态控制路径构建，所述路径控制设备包括接收装置，用于从所述无线节点设备接收信息，所述信息有关与所述无线节点设备链接并且由所述无线节点设备检测的无线链路的传输状态、和使用其传输状态被检测的无线链路的路径的数量；以及控制装置，用于基于由所述接收装置所接收的、有关无线链路的传输状态和使用其传输状态被检测的无线链路的路径的数量的信息，检测要求路由改变的路径，并且根据全部无线链路的状态决定新的路径。
全文摘要
公开了一种无线系统、无线节点和路径控制设备的技术，其能够按照由无线链路的传播环境的变化产生的带宽的波动，重新配置路径。按照该技术，在多个无线节点设备中的任意无线节点设备(200a至200f)检测其自身建立的无线链路的传输状态，按照所检测的无线链路传输状态修改无线链路调制方法，并且向路径控制设备(103)发送信息，指示被修改的调制方法和使用其调制方法已被修改的无线链路的路径的数量。按照指示发送的调制方法和使用其调制方法已被修改的无线链路的路径的数量的信息，路径控制设备检测要求路由修改的路径，并且根据全部无线链路的状态决定新的路径。
文档编号H04L12/56GK1973460SQ20058002100
公开日2007年5月30日 申请日期2005年6月22日 优先权日2004年6月24日
发明者横堀充, 川上哲也 申请人:松下电器产业株式会社