МАРШРУТИЗАЦИЯ В САМООРГАНИЗУЮЩЕЙСЯ ОДНОРАНГОВОЙ СЕТИ Российский патент 2009 года по МПК H04L12/56 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Данное описание относится, в основном, к беспроводной связи и, более конкретно, к различным системам и способам для маршрутизации в самоорганизующейся одноранговой сети.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В стандартных беспроводных системах связи сеть доступа обычно используется для поддержки связи для любого числа мобильных устройств. Эти сети доступа обычно реализованы с множественными базовыми станциями фиксированного местоположения, разбросанными по географическому региону. Географический регион обычно подразделяется на меньшие регионы, известные как соты. Каждая базовая станция может быть выполнена с возможностью обслуживания всех мобильных устройств в ее соответствующей соте. В результате сеть доступа не может быть легко реконфигурирована для того, чтобы отвечать на изменяющиеся запросы трафика в различных сотовых регионах.

В отличие от стандартных сетей доступа самоорганизующиеся одноранговые сети являются динамическими. Самоорганизующаяся одноранговая сеть может быть образована, когда множество устройств беспроводной связи, часто называемые терминалами, решают объединиться для образования сети. Поскольку терминалы в самоорганизующихся одноранговых сетях работают и как хосты, и как маршрутизаторы, сеть может быть легко реконфигурирована для удовлетворения существующих запросов трафика более эффективным образом. Кроме того, самоорганизующиеся одноранговые сети не требуют инфраструктуры, требуемой стандартными сетями доступа, что делает самоорганизующиеся одноранговые сети привлекательным выбором для будущего.

Полностью самоорганизующаяся одноранговая топология, состоящая из соединений равноправных узлов в пределах сети, обычно приводит к очень неэффективным коммуникациям. Соответственно эффективная и надежная топология необходима для координации коммуникаций в пределах самоорганизующейся одноранговой сети для максимизации производительности.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В одном аспекте данного изобретения терминал-сервер выполнен с возможностью работы в группе на магистральной линии сети. Терминал-сервер включает в себя пользовательский интерфейс, выполненный с возможностью передачи и приема во время вызова с первым терминалом, подключенным к магистральной линии сети, и процессор, выполненный с возможностью поддержки вызова между группами между вторым и третьим терминалами посредством установления маршрута на магистральной линии сети для каждого пакета связи, переданного от второго терминала к третьему терминалу.

В другом аспекте данного изобретения способ связи выполняется терминалом-сервером, выполненным с возможностью работы в группе на магистральной линии сети. Терминал-сервер передает и принимает информацию во время вызова с первым терминалом, подключенным к магистральной линии сети, и поддерживает вызов между группами между вторым и третьим терминалами посредством установления маршрута на магистральной линии сети для каждого пакета связи, переданного от второго терминала к третьему терминалу.

В еще одном аспекте данного изобретения терминал-сервер выполнен с возможностью работы в группе на магистральной линии сети. Терминал-сервер включает в себя средство для абонента для участия в вызове в первым терминалом, подключенным к магистральной линии сети, и средство для установления маршрута на магистральной линии сети для каждого пакета связи, переданного от второго терминала к третьему терминалу во время вызова между группами.

В другом аспекте данного изобретения способ связи включает в себя основной терминал-сервер, выполненный с возможностью обслуживания множества терминалов в группе на магистральной линии сети. Основной терминал-сервер используется для поддержки множества вызовов между группами для множества терминалов в группе посредством установления маршрута на магистральной линии сети для каждого пакета связи, переданного каждым из терминалов, вовлеченных в один из вызовов между группами. Способ также включает в себя детектирование отказа терминала-сервера, обозначение одного терминала в группе как резервного терминала-сервера и обработку сообщения, принятого от магистральной линии сети в резервном терминале-сервере, причем это сообщение адресовано основному терминалу-серверу.

Ясно, что другие варианты осуществления данного изобретения явствуют для специалистов в данной области техники из следующего подробного описания, в котором различные варианты осуществления изобретения показаны и описаны посредством иллюстрации. Как будет реализовано, изобретение способно к осуществлению других и различных вариантов осуществления, и его несколько подробностей способны к модификации в различных других аспектах, не выходя за рамки сущности и объема данного изобретения. Соответственно чертежи и подробное описание должны рассматриваться как иллюстративные по природе, а не ограничительные.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Аспекты данного изобретения иллюстрированы посредством примера, а не посредством ограничения, в сопутствующих чертежах, в которых:

Фиг.1 является концептуальной схемой, иллюстрирующей пример пикосети;

Фиг.2 является концептуальной схемой, иллюстрирующей пример двух пикосетей, образующих группу пикосетей;

Фиг.3 является концептуальной схемой, иллюстрирующей пример пикосети, имеющей соединение равноправных узлов с изолированным терминалом;

Фиг.4 является концептуальной схемой, иллюстрирующей пример двух пикосетей, имеющих соединение равноправных узлов;

Фиг.5 является концептуальной блок-схемой, иллюстрирующей пример множественных групп, работающих в сети связи;

Фиг.6 является графическим представлением, иллюстрирующим пример топологической схемы магистральной линии сети для сети связи фиг.5; и

Фиг.7 является концептуальной блок-схемой терминала, способного работать как ALR сервер в сети связи.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Подробное описание, изложенное ниже в сочетании с прилагаемыми чертежами, мыслится как описание различных вариантов осуществления данного изобретения и не предназначено для представления единственных вариантов осуществления, в которых может реализовываться данное изобретение. Каждый вариант осуществления, описанный в этом описании, представлен просто как пример или иллюстрация данного изобретения и не должен рассматриваться как предпочтительный или преимущественный перед другими вариантами осуществления. Подробное описание включает в себя специфические подробности с целью обеспечения глубокого понимания данного изобретения. Однако для специалистов в данной области техники будет ясно, что данное изобретение может практиковаться без этих специфических подробностей. В некоторых случаях хорошо известные структуры и устройства показаны в форме блок-схемы для того, чтобы избежать затемнения концепций данного изобретения. Акронимы и другая описательная терминология может использоваться просто для удобства и ясности и не предназначена ограничивать объем изобретения.

В следующем подробном описании различные аспекты данного изобретения могут быть описаны в контексте системы беспроводной связи сверхширокого диапазона (UWB). UWB технология поддерживает высокоскоростную связь на исключительно широком диапазоне рабочих частот при очень низкой мощности. Хотя эти изобретательские аспекты могут хорошо подходить для использования с этим приложением, специалисты в данной области техники легко оценят, что эти изобретательские аспекты подобным же образом применимы для использования в различных других средах связи. Соответственно любая ссылка на систему UWB связи предназначена только для иллюстрации изобретательских аспектов с пониманием того, что такие изобретательские аспекты имеют широкий диапазон применений.

Фиг.1 иллюстрирует пример сетевой топологии для пикосети в системе беспроводной связи. «Пикосеть» является коллекцией устройств связи или терминалов, подключенных с использованием беспроводной технологии в специальной форме. По меньшей мере в одном варианте осуществления каждая пикосеть имеет один главный терминал и любое число терминалов-членов, подчиненных главному терминалу. На фиг.1 пикосеть 102 показана с главным терминалом 104, поддерживающим связь между несколькими терминалами-членами 106. Главный терминал 104 может быть способен связываться с каждым из терминалов-членов 106 в пикосети. Терминалы-члены 106 могут также быть способными непосредственно связываться друг с другом. Главный терминал 104 может отвечать за установление и поддержание всех соединений между терминалами в пределах пикосети 102, так же как и планирование связи по этим соединениям. Связь между терминалами в пределах пикосети будет называться «связь внутри пикосети».

Пикосеть может быть образована разнообразием способов. Посредством примера при первоначальном включении питания терминала он может искать пилот-сигналы от различных главных терминалов пикосети. Если терминал способен детектировать пилот-сигнал от главного терминала и определяет, что пилот-сигнал принят с достаточным уровнем, то терминал может попытаться вступить в пикосеть посредством приобретения пилот-сигнала и синхронизации с главным терминалом. Обнаружение пилот-сигнала хорошо известно в данной области техники.

Терминал-член, который способен детектировать пилот-сигнал достаточного уровня от двух (или нескольких) главных терминалов, может попытаться вступить в обе пикосети. Терминал становится «внутригрупповым терминалом-мостом» между двумя пикосетями, и две сети становятся членами того же самого кластера (группы). «Кластер» относится к группе из одного или нескольких пикосетей, где каждая пикосеть в кластере имеет общий внутригрупповой терминал-мост по меньшей мере с одним терминалом в кластере.

Фиг.2 является примером сетевой топологии, иллюстрирующей группу 202, образованную двумя пикосетями 102 и 204. Первая пикосеть 102 группы 202 является той же самой пикосетью, описанной в сочетании с фиг.1 с ее главным терминалом 104, поддерживающим несколько терминалов-членов 106. Вторая пикосеть 204 группы 202 включает в себя главный терминал 206, также поддерживающий несколько терминалов-членов 208. Терминал-член 106а является членом обеих первой и второй пикосетей 102 и 204 и, следовательно, является внутригрупповым терминалом-мостом. Если имеется несколько внутригрупповых мостов между двумя пикосетями, то один из них выбирается как основной внутригрупповой мост, а другие являются вторичными мостами. Связь между двумя пикосетями будут называться «внутригрупповой связью».

Способом, который будет более подробно описан далее, может быть установлено соединение между терминалом-членом 106b в первой пикосети 102 и терминалом членом 208а во второй пикосети 204. Два главных терминала 104 и 206 могут сотрудничать для планирования связи между двумя терминалами 106b и 208а способом, который минимизирует помехи другим терминалам в окрестности. Этот процесс маршрутизации через одну или несколько пикосетей будет называться «внутригрупповым планированием и прохождением». Терминал в группе может быть способен связываться с любым другим терминалом в группе с использованием некоторой формы внутригруппового планирования и прохождения.

В некоторых случаях терминал может быть неспособным найти пилот-сигнал достаточного уровня от главного терминала при включении питания. Это может последовать по любому числу причин. Посредством примера терминал может быть слишком удален от главного терминала. Альтернативно, среда распространения может быть плохой. В любом случае терминал может быть неспособным вступить в существующую пикосеть и, следовательно, может начать работать как изолированный терминал посредством передачи его собственного пилот-сигнала.

Со ссылкой на фиг.3 главный терминал 104 может обозначать любое число терминалов-членов 106 как «краевые терминалы пикосети», такие как терминал-член 106с. Обозначение краевых терминалов пикосети может быть основано на обратной связи от различных терминалов-членов 106. Обратная связь может быть использована для обеспечения приближенного указания терминалов-членов, расположенных на краю пикосети 102. Краевому терминалу 106с пикосети может быть назначено задание поиска пилот-сигналов от изолированных терминалов. Когда краевой терминал 106с пикосети детектирует пилот-сигнал от изолированного терминала, который не может поддерживать минимальную требуемую скорость передачи данных, такой как изолированный терминал 302, краевой терминал 106с пикосети может установить соединение равноправных узлов с изолированным терминалом 302. Краевой терминал 106а пикосети становится «терминалом-мостом между пикосетями» для поддержки связи между изолированным терминалом 302 и любым терминалом-членом 106 в пикосети 102. Главный терминал 104 может отвечать за установление и поддержание соединения между терминалами-мостами между пикосетями и изолированными терминалами, так же как и планирование связи по этим соединениям.

Изолированный терминал 302 может стать главным терминалом для новой пикосети. Другие терминалы, которые способны принять вещание пилот-сигнала от изолированного терминала 302 с достаточным уровнем, могут попытаться обнаружить этот пилот-сигнал и вступить в пикосеть этого изолированного терминала. Фиг. 4 иллюстрирует пример сетевой топологии этого типа. Первая пикосеть 102 является той же самой пикосетью, описанной в сочетании с фиг.1 с ее главным терминалом 104, поддерживающим несколько терминалов-членов 106. Изолированный терминал 302, описанный в сочетании с фиг.3, стал главным терминалом для второй пикосети 402. Главный терминал 302 во второй пикосети 402 может использоваться для поддержки множественных терминалов-членов 406.

С использованием обратной связи от различных терминалов-членов 406 главный терминал 302 во второй пикосети 402 может обозначать один или несколько терминалов-членов 406 как краевые терминалы пикосети, такие как терминал-член 406а. Как описано более подробно выше, главный терминал 104 в первой пикосети 102 может также обозначать один или несколько терминалов-членов 106 как краевые терминалы пикосети, такие как терминал-член 106d. Каждый краевой терминал пикосети может искать пилот-сигналы от главных терминалов пикосетей, которые не находятся в пределах той же группы. Посредством примера, когда краевой терминал 106d пикосети от первой пикосети 102 детектирует вещание пилот-сигнала от главного терминала 302 во второй пикосети 402, он может установить соединение с главным терминалом 302. Главный терминал 302 может поддерживать это соединение или альтернативно назначить краевой терминал 406а пикосети во второй пикосети 402 для поддержания этого соединения. Краевые терминалы 106d и 406а пикосети могут называться «шлюзами». Связь между терминалом в первой пикосети 102 и терминалом во второй пикосети 402 может поддерживаться через шлюзы 106d и 406а. Связь между двумя пикосетями, которые не входят в одну и ту же группу, будут называться «связь между группами».

Фиг.5 иллюстрирует пример сетевой топологии, содержащей множественные группы в системе беспроводной связи. Каждая группа сделана из одной или нескольких пикосетей. Первая группа 502 образована тремя пикосетями 504, 506 и 508. Каждая пикосеть 504, 506 и 508 в первой группе 502 имеет главный терминал 510, 512 и 514 соответственно. Главные терминалы 510, 512 и 514 могут использоваться для поддержки связи внутри пикосети. Главные терминалы 510, 512 и 514 могут также сотрудничать друг с другом для обеспечения функций внутригруппового планирования и прохождения. Внутригрупповое планирование и прохождение может быть поддержано первым внутригрупповым терминалом-мостом 516 для маршрутизации между пикосетями 504 и 506, вторым внутригрупповым терминалом-мостом 518 для маршрутизации между пикосетями 502 и 506 и третьим внутригрупповым терминалом-мостом 520 для маршрутизации между пикосетями 502 и 504.

Система беспроводной связи, показанная на фиг.5, также включает в себя три дополнительные группы: вторая группа 522, третья группа 524 и четвертая группа 525. Каждая из этих групп 522, 524 и 525 для простоты показана с одной пикосетью. Каждая из этих групп может включать в себя главный терминал 526, 528 и 529 соответственно, отвечающий за установление всех соединений терминала и планирование всей связи в пределах его соответствующей пикосети.

Каждая группа может также включать в себя один или несколько шлюзов. Шлюзы могут использоваться для связывания смежных групп. Две группы являются «смежными», если шлюз в одной из них связан со шлюзом в другой. На фиг.5 первая группа 502 показана с тремя шлюзами. Первый шлюз 530 связан с первым шлюзом 532 во второй группе 522, второй шлюз 534 связан с первым шлюзом 536 в третьей группе 524, и третий шлюз 538 связан с подсетью 541 равноправных узлов. Вторая группа 522 показана со вторым шлюзом 543, связанным с первым шлюзом 545 в четвертой группе 525. Третья группа 524 показана со вторым шлюзом 535, связанным со вторым шлюзом 537 в четвертой группе 525. Каждая из этих линий связи шлюзов может использоваться для поддержки связи между их соответствующими группами и/или подсетями равноправных узлов.

В пределах каждой группы один из терминалов может использоваться как сервер Адреса, Местоположения и Маршрута (ALR). На фиг.5 внутригрупповой терминал-мост 516 обозначен как ALR сервер для первой группы 502, терминал 538 обозначен как ALR сервер для второй группы 522, первый шлюз 536 обозначен как ALR сервер для третьей группы 524 и терминал 547 обозначен как ALR сервер для четвертой группы 525. Подсеть 541 равноправных узлов может использовать ALR сервер 516 в первой группе 502. Альтернативно подсеть 541 равноправных узлов может обозначать ее собственный ALR сервер.

ALR сервер может использовать одну или несколько таблиц конфигурации для обеспечения различных услуг. Посредством примера ALR сервер может поддерживать таблицу принадлежности группе, которая включает в себя все зарегистрированные терминалы в пределах группы. Любой терминал может зарегистрироваться с ALR сервером посредством посылки запроса регистрации вместе с идентификатором терминала, таким как уникальный Идентификатор Управления Доступом к Среде (MAC ID). Этот запрос регистрации может быть послан во время, когда энергия впервые приложена к терминалу, или в любое время после этого. В ответ на запрос регистрации ALR сервер может назначить и отправить сетевой адрес к терминалу. Сетевой адрес может включать в себя идентификатор ALR сервера (ALR ID), приложенный к МАС ID терминала. Процесс регистрации может быть выполнен с использованием внутригруппового планирования и прохождения.

Как описано более подробно ранее, главный терминал отвечает за установление, поддержание и планирование связи в пределах его пикосети. Главный терминал также отвечает за поддержку связи через пикосети в пределах его группы через один или несколько внутригрупповых терминалов-мостов в пределах его пикосети. Соответственно ALR сервер связывается через внутригрупповой терминал-мост с соответствующим главным терминалом для маршрутизации коммуникаций в пределах группы. Таблица принадлежности группе может использоваться для отображения каждого зарегистрированного терминала на его главный терминал. Кроме того, терминал-мост для зарегистрированного терминала может быть также включен. Пример таблицы принадлежности группе для трех терминалов 549, 551 и 533 в первой группе 502 показан ниже.

ТАБЛИЦА 1 Член группы «Хозяин» пикосети Мост Терминал 549 Терминал 514 Терминал 520 Терминал 551 Терминал 510   Терминал 553 Терминал 512  

Таблица принадлежности группе может также включать в себя зарегистрированные терминалы в подсети равноправных узлов. Зарегистрированные терминалы могут отображаться на шлюз и главный терминал для шлюза. Пример таблицы принадлежности группе для первой группы 502 с тремя терминалами 555, 557 и 559 подсети равноправных узлов показан ниже.

ТАБЛИЦА 2 Член группы «Хозяин» пикосети Мост Терминал 549 Терминал 514 Терминал 518
Терминал 520 Терминал 551 Терминал 510 Терминал 516
Терминал 520 Терминал 553 Терминал 512 Терминал 516
Терминал 518 Терминал 555 Терминал 514 Терминал 538 Терминал 557 Терминал 514 Терминал 538 Терминал 559 Терминал 514 Терминал 538

Связь между терминалами в различных группах могут быть осуществлена по магистральной линии сети. Магистральная линия сети может быть представлена топологической схемой магистральной линии сети, показывающей все логические линии связи, соединяющие ALR серверы. Логическая линия связи существует между двумя ALR серверами, если две группы непосредственно соединены через шлюзы, один в каждой группе. Фиг.6 является примером топологической схемы для магистральной линии сети, показанной на фиг.5. Топологическая карта магистральной линии сети включает в себя четыре линии связи: первая линия связи 602 между ALR серверами 516 и 538 в первой и второй группах, вторая линия связи 604 между ALR серверами 538 и 547 во второй и четвертой группах, третья линия связи 606 между ALR серверами 547 и 536 в четвертой и третьей группах и четвертая линия связи между ALR серверами 536 и 516 в четвертой и первой группах.

Сообщения, распространяемые на магистральной линии сети посредством ALR серверов, могут также включать в себя топологическую информацию магистральной линии сети. ALR сервер может использовать эту информацию для создания и поддержания топологической схемы магистральной линии связи. Топологическая схема магистральной линии сети может использоваться для создания одной или нескольких таблиц конфигурации, таких как таблица связности локальных магистральных линий. «Локальная магистральная линия» включает в себя линии связи для всех смежных групп. Пример таблицы связности локальных магистральных линий для ALR сервера 538 во второй группе 522 показан в Таблице 3 ниже.

ТАБЛИЦА 3 Смежный ALR Шлюз «Хозяин» пикосети шлюза Терминал 516 Терминал 532 Терминал 526 Терминал 547 Терминал 543 Терминал 526

Таблица связности локальных магистральных линий отображает каждую смежную группу на шлюз, который обеспечивает линию связи для этой группы и главный терминал для шлюза. Включение главного терминала позволяет ALR серверу связываться с главным терминалом для запроса установления линии связи от терминала в группе к шлюзу с использованием способов внутригруппового планирования и прохождения.

ALR сервер может также использовать топологическую карту магистральных линий сети для создания и поддержания таблицы маршрутизации магистральных линий сети. Таблица маршрутизации магистральных линий сети может быть использована для выбора одной из смежных групп из таблицы связности локальных магистральных линий в качестве следующего скачка на основном маршруте к терминалу-получателю сообщения в другой группе. Основной маршрут между двумя смежными группами может быть выбран с использованием модифицированной схемы маршрутизации кратчайшего пути, основанной на текущей топологической карте магистральных линий сети. Веса линий связи могут быть вычислены ALR сервером на основе стоимости использования множественных скачков на магистральной линии сети по пути к терминалу-получателю сообщения в другой группе. Эта стоимость может быть вычислена как функция счетчика скачков, так же как и энергия, требующаяся для связывания на каждом скачке. Дополнительные смежные группы могут быть перечислены как вторичные маршруты к терминалу-получателю сообщения. Таким образом, между любыми двумя смежными группами может быть уникальный основной маршрут и возможно много различных вторичных маршрутов.

Пример таблицы маршрутизации магистральных линий сети в ALR терминале 538 для второй группы 522 показан в Таблице 4 ниже.

Смежный ALR Следующий скачок
(Основной Маршрут) Следующий скачок
(Вторичный Маршрут) Терминал 516 Терминал 516   Терминал 547 Терминал 547   Терминал 536 Терминал 516 Терминал 547

Со ссылкой на Таблицу 4. ALR сервер 538 может выбрать ALR сервер 516 в первой группе 502 из таблицы связности локальных магистральных линий как следующий скачок на основном маршруте к терминалу-получателю сообщения в третьей группе 524. ALR сервер 538 может выбрать ALR сервер 547 в четвертой группе 525 как следующий скачок на вторичном маршруте к терминалу-получателю сообщения.

С возвратом к фиг.5, ALR серверы могут использовать любой протокол для распространения сообщений на магистральной линии сети. Сообщения могут включать в себя запросы и ответы местоположения. Запрос местоположения может быть основан на МАС ID, имени абонента или любом другом типе информации, который идентифицирует терминал, который должен быть расположен в пределах сети. Посредством примера, когда порождающий терминал во второй группе 522 порождает вызов к терминалу-получателю сообщения в третьей группе 524, он подсказывает своему ALR серверу 538 сетевой адрес терминала-получателя сообщения. Если этот терминал не может быть найден в таблице принадлежности группе, ALR сервер 538 может переслать запрос местоположения к ALR серверам на магистральной линии сети. Когда ALR сервер 536 в третьей группе 524 принимает запрос местоположения, он может ответить посредством обеспечения сетевого адреса для терминала-получателя сообщения из его таблицы принадлежности группе к ALR серверу 538 во второй группе 522.

ALR сервер может быть выполнен с возможностью поддержки связи без соединений и связи на основе соединений. Связь «без соединений» относится к пакетам связи, которые могут быть переданы по различным путям на магистральной линии сети в зависимости от текущей конфигурации таблицы связности локальных магистральных линий и таблицы маршрутизации магистральной линии сети. В этих типах соединений пакеты могут быть переданы к каждой группе на основном маршруте к терминалу-получателю сообщения.

Связь «на основе соединений», с другой стороны, может использовать выделенный путь для поддержки вызова. Это может быть выгодно для поддержки, посредством примера, долговременного соединения. В этих типах соединений ALR сервер может выбрать наилучший маршрут среди основного и множества вторичных маршрутов на основе соображений использования ресурсов, стабильности маршрута и потока информации.

В различных вариантах осуществления, описанных до сих пор, сообщения, которые обходят одну или несколько пикосетей и/или групп, проходят через внутригрупповые терминалы-мосты и/или шлюзы. Эти сообщения могут включать в себя запросы и ответы местоположения, так же как и топологическую информацию магистральной линии сети. Во время прохождения этих сообщений внутригрупповые терминалы-мосты и шлюзы могут также поддерживать и обновлять их собственные копии топологической схемы магистральной линии сети, таблицу маршрутизации локальных магистральных линий, таблицу связности локальных магистральных линий, так же как и поддерживать кэш сетевых адресов. Кэширование сетевых адресов может помочь уменьшить потери на магистральной линии сети из-за запросов и ответов местоположения. Порождающий терминал может также кэшировать сетевой адрес терминала-получателя сообщения, и наоборот, для того чтобы избежать последующие запросы и, таким образом, уменьшить нагрузку на ALR сервер.

Каждая группа может обозначать один или несколько терминалов как резервные ALR серверы. В случае отказа ALR сервера один из резервных ALR серверов может быть продвинут до основного ALR сервера для группы. Эта процедура может быть реализована полностью в группе без воздействия на другие группы в сети. Новый ALR сервер может затем начать передачу топологических обновлений на магистральной линии сети, объявляя отказ предыдущего ALR сервера и идентичность и местоположение нового ALR сервера. Для некоторого периода времени, идентификатор для любого отказавшего ALR сервера и нового ALR сервера может быть распознан как сетевой идентификатор для группы. А именно, пока информация восстановления после отказа ALR сервера не распространится через сеть, оба идентификатора ALR серверов остаются действительными. Связь с любым идентификатором ALR сервера передается к группе. В конечном счете, идентификатор отказавшего ALR сервера устареет. Этот подход обеспечивает то, что отказ ALR сервера в любой группе не влияет на продолжающуюся связь. Кроме того, не требуется существенного действия по восстановлению всей сети.

Фиг.7 является концептуальной блок-схемой, иллюстрирующей одну возможную конфигурацию терминала, способного работать как ALR сервер. Как оценят специалисты в данной области техники, точная конфигурация терминала может варьироваться в зависимости от конкретного приложения и ограничений всей конструкции. С целями ясности и завершенности, различные изобретательские концепции будут описаны в контексте UWB терминала со способностью расширенного спектра, однако такие изобретательские концепции подобным же образом подходят для использования в различных других устройствах связи. Соответственно любая ссылка на UWB терминал с расширенным спектром предназначена только для иллюстрации различных аспектов данного изобретения, с пониманием того, что такие аспекты имеют широкий диапазон применений.

Терминал может быть реализован с приемопередатчиком 702, связанным с антенной 704. Процессор 706 может быть связан с приемопередатчиком 702. Процессор 706 может быть реализован с архитектурой, основанной на программном обеспечении, или с другим типом архитектуры. Основанная на программном обеспечении архитектура может быть выполнена с микропроцессором (не показан), который служит как платформа для прогона программ программного обеспечения, которая, среди прочих аспектов, обеспечивает функции исполнительного управления и общее управление системой, которые позволяют терминалу работать как ALR сервер. Процессор 706 может также включать в себя процессор цифровых сигналов (DSP) (не показан) со встроенным уровнем программного обеспечения связи, который прогоняет конкретные алгоритмы приложений для уменьшения требований обработки на микропроцессоре.

Терминал может также включать различные пользовательские интерфейсы 708, связанные с процессором 706. Пользовательский интерфейс 708 может включать в себя различные устройства, такие как клавиатура, мышь, сенсорный экран, дисплей, звонок, вибратор, аудиогромкоговоритель, микрофон, камера и т.п. Эти устройства позволяют абоненту на терминале помещать и принимать вызовы с другими терминалами, подключенными к магистральной линии сети.

Процессор 706 может обеспечивать различные функции обработки сигналов, такие как обнаружение пилот-сигнала, временная синхронизация, отслеживание частоты, обработка расширенного спектра, функции модуляции и демодуляции, прямое исправление ошибок, пакетирования и депакетирования и/или другие функции процессора сигналов, подходящие для поддержки вызовов с другими терминалами, подключенными к магистральной линии сети. Эти функции обработки сигналов могут быть реализованы со встроенным уровнем программного обеспечения в DSP или, альтернативно, другими средствами.

Процессор 706 может быть выполнен с возможностью работы в качестве ALR сервера. В основанной на программном обеспечении реализации процессора 706 функцией ALR сервера может быть прогон программы программного обеспечения на микропроцессоре. Однако, как легко оценят специалисты в данной области техники, функция ALR сервера не ограничена этим вариантом осуществления и может быть реализована другими средствами, включающими конфигурацию аппаратного обеспечения, конфигурацию программно-аппаратных средств, конфигурацию программного обеспечения или любую их комбинацию, которая способна выполнять различные функции, описанные здесь.

Процессор 706 может создавать и поддерживать одну или несколько таблиц конфигураций для обеспечения различных функций ALR сервера. Посредством примера, ALR сервер может поддерживать таблицу принадлежности группе, которая включает в себя все зарегистрированные терминалы в пределах группы. Любой терминал может регистрироваться с этим терминалом через обмен сообщениями регистрации, которые подсказывают процессору 706 назначить сетевой адрес этому терминалу и добавить его в таблицу принадлежности группе.

Процессор 706 может быть дополнительно выполнен с возможностью передавать и принимать сообщения на магистральной линии сети. Сообщения могут включать в себя топологическую информацию магистральной линии сети. Процессор 706 может использовать топологическую информацию магистральной линии сети для построения топологической схемы магистральной линии сети. Топологическая схема магистральной линии сети может использоваться для создания и поддержания таблицы связности локальных магистральных линий и таблицы маршрутизации магистральной линии сети. Эти таблицы конфигурации могут использоваться процессором 706 для установления маршрутов на магистральной линии сети для каждого пакета связи, переданного терминалом в пределах группы к терминалу вне группы.

Сообщения, передаваемые или принимаемые на магистральной линии сети процессором 706, могут также включать в себя запросы и ответы местоположения. Запросы местоположения могут передаваться на магистральной линии сети процессором 706 в ответ на запрос порождения вызова от терминала в пределах группы. Процессор 706 может передавать запрос местоположения для локализации и получения сетевого адреса для терминала-получателя сообщения или обеспечения сетевого адреса из хранимого содержимого в кэше 708. Если запрос местоположения передается на магистральной линии сети, сетевой адрес терминала-получателя сообщения, принятый в ответ местоположения, может быть сохранен в кэше 708.

Различные иллюстративные логические блоки, модули и схемы, описанные в соединении с вариантами осуществления, раскрытыми здесь, могут быть реализованы или выполнены с универсальным процессором, процессором цифровых сигналов (DSP), интегральной схемой прикладной ориентации (ASIC), матрицей логических элементов с эксплуатационным программированием (FPGA) или другим программируемым логическим устройством, схемой на дискретных компонентах или транзисторными логическими схемами, дискретными компонентами аппаратного обеспечения или любой их комбинации, спроектированной для выполнения функций, описанных здесь. Универсальным процессором может быть микропроцессор, но, в альтернативе, этим процессором может быть стандартный процессор, контроллер, микроконтроллер или конечный автомат. Процессор может быть также реализован как комбинация вычислительных устройств, например комбинация DSP и микропроцессора, множество микропроцессоров, один или несколько микропроцессоров в сопряжении с ядром DSP или любая другая такая конфигурация.

Способы и алгоритмы, описанные в сочетании с вариантами осуществления, раскрытыми здесь, могут быть воплощены непосредственно в аппаратном обеспечении, в модуле программного обеспечения, исполняемом процессором, или в комбинации этих двух способов. Модуль программного обеспечения может оставаться в ЗУПВ, флэш-памяти, ПЗУ, стираемом программируемом ПЗУ, ЭСППЗУ, регистрах, жестком диске, сменном диске, CD-ROM или другой форме запоминающей среды, известной в данной области техники. Запоминающая среда может быть связана с процессором таким образом, что процессор может считывать информацию с запоминающей среди или записывать информацию в запоминающую среду. В альтернативе, запоминающая среда может интегральным целым с процессором. Процессор и запоминающая среда могут находиться в ASIC. ASIC может находиться в терминале или где-либо еще. В альтернативе, процессор и запоминающая среда могут находиться как дискретные компоненты в терминале или где-либо еще.

Предыдущее описание вариантов осуществления изобретения обеспечено для того, чтобы дать возможность любому специалисту в данной области техники сделать или использовать данное изобретение. Различные модификации этих вариантов осуществления явствуют специалистам в данной области техники, и общие принципы, заданные здесь, могут быть применены к другим вариантам осуществления, не выходя за рамки сущности и объема изобретения. Таким образом, данное изобретение не предназначено быть ограниченным вариантами осуществления, показанными здесь, а должно соответствовать широчайшему объему, соответствующему принципам и новым признакам, раскрытым здесь.

Изобретение относится к области беспроводных систем связи. Технический результат заключается в повышении эффективности координации коммуникаций в пределах самоорганизующейся одноранговой сети. Сущность изобретения заключается в том, что терминал-сервер беспроводной системы связи выполнен с возможностью работы в группе на магистральной линии сети. Терминал-сервер включает в себя пользовательский интерфейс, выполненный с возможностью передачи и приема информации во время вызова с первым терминалом, подключенным к магистральной линии сети, и процессор, выполненный с возможностью поддержки вызова между группами между вторым и третьим терминалами посредством установления маршрута на магистральной линии сети для каждого пакета связи, переданного от второго терминала к третьему терминалу. 4 н. и 22 з.п. ф-лы, 7 ил., 4 табл.

1. Терминал-сервер маршрутизации в одноранговой сети, сконфигурированный с возможностью работы в группе на магистральной линии одноранговой сети, содержащий: пользовательский интерфейс, сконфигурированный с возможностью передачи и приема информации во время вызова с первым терминалом, подключенным к магистральной линии одноранговой сети; и
процессор, выполненный с возможностью поддержки вызова между вторым и третьим терминалами посредством установления маршрута на магистральной линии одноранговой сети для каждого пакета связи, переданного от второго терминала к третьему терминалу,
при этом одноранговая сеть содержит две группы, каждая из которых содержит по меньшей мере один терминал-член, подчиненный главному терминалу, и связь между группами, образованную внутригрупповым терминалом-мостом, который является элементом обеих групп.

2. Терминал-сервер по п.1, в котором процессор также сконфигурирован с возможностью установления одного и того же маршрута для каждого из пакетов связи, переданных от второго терминала к третьему терминалу во время вызова между группами для первого типа вызова, и установления иного маршрута по меньшей мере для двух из пакетов связи, переданных от второго терминала к третьему терминалу во время вызова между группами для второго типа вызова.

3. Терминал-сервер по п.1, в котором процессор также сконфигурирован с возможностью установления маршрута для каждого из пакетов связи, переданных от второго терминала к третьему терминалу во время вызова между группами посредством построения топологической схемы магистральных линий сети и выбора установленного маршрута на основе информации в топологической схеме магистральных линий сети.

4. Терминал-сервер по п.3, в котором процессор также выполнен с возможностью выбора установленного маршрута для каждого из пакетов связи, переданных от второго терминала к третьему терминалу во время вызова между группами как функции числа промежуточных групп между вторым и третьим терминалами по выбранному установленному маршруту для такой передачи.

5. Терминал-сервер по п.4, в котором процессор также выполнен с возможностью выбора установленного маршрута для каждого из пакетов связи, переданных от второго терминала к третьему терминалу во время вызова между группами как функции энергии такой передачи.

6. Терминал-сервер по п.1, в котором процессор также выполнен с возможностью установления маршрута для каждого из пакетов связи, переданных от второго терминала к третьему терминалу во время вызова между группами посредством отображения третьего терминала на основной маршрут на магистральной линии одноранговой сети к первой смежной группе и вторичный маршрут на магистральной линии одноранговой сети ко второй смежной группе, и выбора основного маршрута или вторичного маршрута.

7. Терминал-сервер по п.6, в котором процессор также выполнен с возможностью выбора основного маршрута во время первого типа вызова между группами, и выбора либо основного, либо вторичного маршрута во время второго типа вызова, причем выбор основного или вторичного маршрута основан на загрузке магистральной линии одноранговой сети.

8. Терминал-сервер по п.6, в котором процессор также выполнен с возможностью установления маршрута для каждого из пакетов связи, переданных от второго терминала к третьему терминалу во время вызова между группами посредством отображения первой смежной группы на первый передающий шлюз и главный терминал для первого передающего шлюза, и отображения вторичного маршрута на второй передающий шлюз и главный терминал для второго передающего шлюза.

9. Терминал-сервер по п.8, в котором процессор также выполнен с возможностью установления маршрута для каждого из пакетов связи, переданных от второго терминала к третьему терминалу во время вызова между группами посредством связывания с главным терминалом, отображенным на смежную группу, соответствующую выбранному одному из основного и вторичного маршрутов для поддержки внутригруппового планирования и прохождения такого пакета связи от второго терминала к передающему шлюзу, отображенному на такую соответствующую смежную группу.

10. Терминал-сервер по п.1, в котором процессор также выполнен с возможностью установления маршрута для каждого из пакетов связи, переданных от второго терминала к третьему терминалу во время вызова между группами с использованием сетевого адреса, назначенного третьему терминалу, и принятого от магистральной линии сети в ответ на запрос местоположения.

11. Терминал-сервер по п.10, который также содержит кэш, и в котором процессор также выполнен с возможностью установления маршрута для каждого из пакетов связи, переданных от второго терминала к третьему терминалу во время вызова между группами с использованием сетевого адреса, назначенного третьему терминалу, и сохраненного в кэше.

12. Способ связи на терминале-сервере, сконфигурированном с возможностью работы в группе на магистральной линии одноранговой сети, включающий в себя:
передачу и прием информации на терминале-сервере во время вызова с первым терминалом, подключенным к магистральной линии одноранговой сети; и
поддержку вызова между вторым и третьим терминалами посредством установления маршрута на магистральной линии одноранговой сети для каждого пакета связи, переданного от второго терминала к третьему терминалу,
при этом одноранговая сеть содержит две группы, каждая из которых содержит по меньшей мере один терминал-член, подчиненный главному терминалу, и связь между группами, образованную внутригрупповым терминалом-мостом, который является элементом обеих групп.

13. Способ по п.12, в котором один и тот же маршрут устанавливается для каждого из пакетов связи, переданных от второго терминала к третьему терминалу во время вызова между группами.

14. Способ по п.12, в котором различный маршрут устанавливается по меньшей мере для двух из пакетов связи, переданных от второго терминала к третьему терминалу во время вызова между группами.

15. Способ по п.12, в котором маршрут устанавливается для каждого из пакетов связи, переданных от второго терминала к третьему терминалу во время вызова между группами посредством построения топологической схемы магистральных линий сети и выбора установленного маршрута на основе информации в топологической схеме магистральных линий сети.

16. Способ по п.15, в котором установленный маршрут выбирается для каждого из пакетов связи, переданных от второго терминала к третьему терминалу во время вызова между группами как функция числа промежуточных групп между вторым и третьим терминалами по выбранному установленному маршруту для такой передачи.

17. Способ по п.16, в котором установленный маршрут выбирается для каждого из пакетов связи, переданных от второго терминала к третьему терминалу во время вызова между группами как функция энергии такой передачи.

18. Способ по п.12, в котором маршрут устанавливается для каждого из пакетов связи, переданных от второго терминала к третьему терминалу во время вызова между группами посредством отображения третьего терминала на основной маршрут на магистральной линии одноранговой сети к первой смежной группе и вторичный маршрут на магистральной линии одноранговой сети ко второй смежной группе, и выбора основного маршрута или вторичного маршрута.

19. Способ по п.18, в котором основной маршрут выбирается для каждого из пакетов связи, переданных от второго терминала к третьему терминалу во время вызова между группами.

20. Способ по п.18, в котором выбор основного или вторичного маршрута для каждого из пакетов связи, переданных от второго терминала к третьему терминалу во время вызова между группами, основан на загрузке магистральной линии одноранговой сети.

21. Способ по п.18, в котором маршрут устанавливается для каждого из пакетов связи, переданных от второго терминала к третьему терминалу во время вызова между группами посредством отображения первой смежной группы на первый передающий шлюз и главный терминал для первого передающего шлюза, и отображения вторичного маршрута на второй передающий шлюз и главный терминал для второго передающего шлюза.

22. Способ по п.18, в котором маршрут устанавливается для каждого из пакетов связи, переданных от второго терминала к третьему терминалу во время вызова между группами посредством связывания с главным терминалом, отображенным на смежную группу, соответствующую выбранному одному из основного и вторичного маршрутов для поддержки внутригруппового планирования и прохождения такого пакета связи от второго терминала к передающему шлюзу, отображенному на такую соответствующую смежную группу.

23. Способ по п.12, в котором маршрут устанавливается для каждого из пакетов связи, переданных от второго терминала к третьему терминалу во время вызова между группами с использованием сетевого адреса, назначенного третьему терминалу, причем способ также включает в себя прием сетевого адреса от магистральной линии одноранговой сети в ответ на запрос местоположения.

24. Способ по п.23, в котором маршрут устанавливается для каждого из пакетов связи, переданных от второго терминала к третьему терминалу во время вызова между группами с использованием сетевого адреса, назначенного третьему терминалу, причем способ также включает в себя поиск сетевого адреса, хранимого в кэше в терминале-сервере.

25. Терминал-сервер, выполненный с возможностью работы в группе на магистральной линии одноранговой сети, содержащий:
средство для абонента для участия в вызове с первым терминалом, подключенным к
магистральной линии одноранговой сети; и
средство для установления маршрута на магистральной линии одноранговой сети для каждого пакета связи, переданного от второго терминала к третьему терминалу во время вызова между группами,
при этом одноранговая сеть содержит две группы, каждая из которых содержит по меньшей мере один терминал-член, подчиненный главному терминалу, и связь между группами, образованную внутригрупповым терминалом-мостом, который является элементом обеих групп.

26. Способ связи на основном терминале-сервере, выполненном с возможностью обслуживать множество терминалов в группе на магистральной линии одноранговой сети, способ включает в себя:
использование основного терминала-сервера для поддержки множества вызовов между группами для множества терминалов в группе посредством установления маршрута на магистральной линии одноранговой сети для каждого из пакетов связи, переданных каждым из терминалов, вовлеченных в один из вызовов между группами;
динамическое обозначение одного из терминалов в группе как резервного терминала-сервера в соответствии с одноранговым протоколом;
детектирование отказа терминала-сервера; и
обработку сообщения, принятого от магистральной линии одноранговой сети в резервном терминале-сервере, причем это сообщение адресовано основному терминалу-серверу,
при этом одноранговая сеть содержит две группы, каждая из которых содержит по меньшей мере один терминал-член, подчиненный главному терминалу, и связь между группами, образованную внутригрупповым терминалом-мостом, который является элементом обеих групп.