[发明专利]为多跳网络数据流提供满足通信约束的资源分配的系统和方法

说明书

要求优先权

本专利申请要求享有2009年7月15日提交的名称为“Slot Allocation at Nodes for Meeting Quality of Service Constraints in Multihop Ultra Wideband Networks and Resource Allocation and Scheduling with Quality of Service and Fairness Requirements in TDMA Based Multihop Wireless Networks”的美国临时专利申请No.61/225,599的权益，并且该临时专利申请被转让给本申请的受让人，故在此通过引用并入该临时申请的公开内容。

技术领域

本公开一般涉及网络通信，并且更具体地涉及用于网络通信的资源分配。

背景技术

在当今世界，通过各种网络形式提供的信息通信已经变得几乎无处不在。由使用无线和有线链路进行通信的多个节点构成的网络被用于例如携带数据分组，其中这些数据分组可以传递许多类型的数据净荷，比如语音数据、多媒体数据、文字数据、图形数据等。因此，这种网络的节点可以包括计算机、个人数字助理(PDA)、电话、服务器、路由器、交换机、复用器、调制解调器、无线电、接入点、基站等。在网络节点之间建立数据分组流，以提供期望的网络通信，其中，用于任意特定通信会话的端到端数据通信可以利用多跳(即，通过一个或多个中间网络节点来路由)。在任意特定时间点，多个网络节点可能争用网络通信资源以用于提供这种流。

一对网络节点(例如，无线网络节点)之间的传输可能对一个或多个其它网络节点的通信造成干扰(例如，干扰不同的一对网络节点之间的另一传输)，如果这些传输在时间、频率和空间域中重叠的话。所以，只有这些传输在前述域的至少一个域中是分离的，才可能确保这些传输的成功。为了促进网络通信，可以实现许多用于提供资源分配以供共享接入到网络通信链路的技术，例如，频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、空间分离/隔离等。例如，在没有采用频域来提供通信正交性的TDMA系统中，为了避免通信争用，可以在提供资源分配时关于不同的传输探测(explore)时间和空间域(例如，为了避免干扰，探测TDMA操作和空间重用选项)。

提供资源分配(例如，在前述TDMA系统实例中对时隙和/或数据路径路由的分配)以助于网络通信通常不像在任意一个网络链路中确定是否有足够的数据容量可用于传送特定节点的数据那样简单。为其提供数据通信的应用(例如，基于WiMedia的超宽带(UWB)网络中的流和/或高清晰度多媒体服务，参见通过引用并入本文的ECMA-368，“High Rate Ultra Wideband PHY and MAC Standard”，第二版，2007年12月)可能是带宽敏感的和延迟敏感的，从而具有严格的服务质量(QoS)要求。因此，需要在沿着数据路径的每个节点上具有足够可用资源的数据路径，以便支持通过网络的多跳的数据流的QoS要求，从而保证端到端数据路径上的QoS。

先前的方案已经提出了集中式实现的TDMA调度方案，其不适用于分布式媒体接入控制(MAC)协议，例如，基于WiMedia的UWB网络的那些协议。一些这种先前的解决方案是支持QoS的路由协议的变体，而其它的这种先前的解决方案已经使用了整数线性编程，以试图解决支持期望的流的问题。

发明内容

本公开涉及识别多跳网络数据路径的系统和方法，该多跳网络数据路径在沿着该数据路径的每个节点上具有足够的可用资源，以助于期望的端到端通信(端到端数据流)。实施例用于识别在多跳数据路径的每个节点处满足QoS或其它通信要求的资源约束。因此，本公开的实施例确定在端到端数据路径的每个节点处的资源可用性是否能够满足端到端数据流的通信要求。例如，在TDMA系统配置中，通信要求(例如QoS要求)可以规定最小吞吐量度量，从而导致对特定多跳数据路径中使用的每个节点施加了时隙(资源)约束。根据本公开的实施例的操作识别多跳数据路径，该多跳数据路径在沿着该数据路径的每个节点处具有足够的可用时隙，以适应端到端数据流。

本公开的实施例以分布式方式进行操作，以确定在端到端数据路径的每个节点处的资源可用性是否能够满足端到端数据流的通信要求。因此，实施例在网络内传播资源约束信息，例如QoS信息，以供在识别适于支持期望的端到端数据流的数据路径时使用。这样的实施例适于用于分布式MAC协议，例如，基于WiMedia的UWB网络的那些协议。