CN104813621A - 用于无线网状网络中的多跳路由的链路自适应 - Google Patents

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Abstract

公开用于无线网状网络(10)中的多跳路由的链路自适应的系统和方法。在一个实施例中，无线网状网络(10)包括经过无线网状网络(10)的路由中的网络节点(12，14)。网络节点(12，14)基于指示经过一个或多个中间网络节点(12)从结束网络节点(12)到起始网络节点(14)的路由的试探瓶颈信息流动速率的信息的向后传播来确定路由的瓶颈信息流动速率。确定小于或等于路由的瓶颈信息流动速率的路由的目标信息流动速率。基于指示路由的目标信息流动速率的信息的向前传播，为路由中除了结束网络节点(12)之外的每个网络节点(12，14)确定调制和编码方案(MCS)，以及在一些实施例中，确定传输模式。

Description

用于无线网状网络中的多跳路由的链路自适应
相关申请
本申请要求2012年9月28日提交的临时专利申请序号61/707366的权益，通过引用将其公开完整地结合到本文中。
技术领域
本公开涉及无线网状网络，以及更具体地，涉及用于无线网状网络中的多跳路由的链路自适应。
背景技术
智能电话的普及的爆发性增长暴露了当前蜂窝通信网络的容量限制。移动装置上的带宽需求多媒体和社交网络应用的增加使用进一步加剧此问题。为了应对无线数据通信量的指数增长，可预计地，将来会需要接入节点的大体上更密集的部署。这种密集部署可通过采用具有降低的信号占用面积的“较小”或低功率基站的更为密集的混合逐渐扩增现有基站来实现。
显然，接入节点的极密集部署的可行性是基于能够为网络中的每个单独接入节点提供高数据速率传输的回程网络的存在来预测。从最大化容量的观点来看，基于光纤的回程解决方案可能是最合意的方案并且最适合于新的构造。但是，在现有大楼和基础设施中，新光纤到极密集网络中的每个接入节点的安装的成本能够高得惊人。
对基于光纤的回程解决方案的备选方案是无线自回程解决方案，其中相同接入频谱用来提供传输。预期大量带宽在有可能部署未来无线系统的高频带(例如毫米波(MMW)频带)中是可用的。另外，这些未来无线系统因关联的降低的无线电波长而具有高程度的空间再使用的潜力。大量可用带宽和高程度的空间再使用都激发自回程方法。无线自回程方法的简洁性以及大体上降低部署成本的潜力也使无线自回程方法极具吸引力。
如图1所例示，在无线自回程方法中，接入节点(AN)向指配给该接入节点的在其附近的用户设备装置(UE)提供网络访问以及对相邻接入节点的传输。对于传输，接入节点作为中继节点进行操作，以便向和/或从聚合节点路由数据。一组自回程接入节点能够形成无线网状网络，其中接入节点可能经过多“跳”向以及从聚合节点协作地路由彼此的通信量。聚合节点将无线网状网络连接到较大网络(例如关联蜂窝通信网络的核心网络)。
自回程不仅消除了安装附加导线/光纤的需要以及因此大体上降低部署成本，自回程还向用户或网络运营商提供极大的灵活性以在存在未满足的通信量需求的任何位置部署接入节点。甚至在有线(基于光纤或铜的)回程是可用的情况下，自回程仍然能够用作退路或多样化解决方案，以增强网络的可靠性。然而，为了使自回程解决方案能够成为有线回程的可接受替代品，必须设计用于通过多跳路由将信息从无线网状网络中的一个网络节点传递到无线网状网络中的另一个网络节点的有效机制，以确保数据吞吐量和等待时间方面的充分端对端性能。
通过由自回程接入节点所形成的无线网状网络无线地传输信息要求路由算法与路由度量的结合使用，以选择应当使用具有一跳或多跳的所有可能路由之中的哪一个路由。这些候选路由的每个由任意但有限数量的无线链路或跳组成。常见路由算法包括Bellman-Ford算法和Dijkstra算法，如D.P.Bertsekas和R.G.Gallager的“DataNetworks”(2nd Edition，Prentice Hall，1992)中所述。在产生最佳路由度量值的意义上，这些算法典型地在从源节点到目标节点的所有可能路径之中查找最短路径(或路由)。一旦识别到合意的路由，在入口节点(例如聚合节点或者用于无线网状回程网络的UE)处的适当数据传输速率能够从而被设置。
为了应对无线信道的动态变化性质，各接入节点典型地支持从调制和编码方案(MCS)的不同可能的组合的集合所导出的大范围的数据传输速率。为了实现高吞吐量性能，适当的MCS需要由各接入节点根据其信道条件来为各链路自适应地选择。这种自适应MCS选择过程通常称作链路自适应。
传统链路自适应技术聚焦于单个通信链路及其关联链路质量度量。在E.Yang等人的“An Enhanced Link Adaptation Strategy for IEEE 802.11Wireless A.dHoc Networks”(Proc.International Conference on Wireless Communications，Networking and Mobile Computing(WiCom)，第1672-1676页，2007年9月)、S.Narayanan等人的“On the advantages ofmulti-hop extensions to the IEEE 802.111infrastructure mode”(Proc.WCNC 2005，第132-138页，2005)、W.S.Conner等人的“IEEE 802.11s Tutorial-Overview of the Amendment for Wireless Local AreaMesh Networking”(2006年11月)、G.R.Hiettz等人的“IEEE 802.11s:The WLANMesh Standard”(IEEE Wireless Communications，第104-111页，2010年2月)以及G.Holland等人的“A Rate-Adaptive Protocol for Multi-hop Wireless Networks”(Proc.ACM MOBICOM 01，2001)中描述为多跳无线网络所提出的一些现有链路自适应技术。诸如上面提到的那些、为多跳无线网络所提出的现有链路自适应策略，基本上再使用设计用于单个通信链路的相同技术。具体来说，路由上的各接入节点选择最大化接入节点所涉及的单独无线链路的数据吞吐量的MCS。因此，由于这些链路之间的信道和干扰条件的差异而可为给定路由的不同无线链路来选择支持不同数据速率的MCS，如S.Narayanan等人的“On the advantages of multi-hopextensions to the IEEE 802.111 infrastructure mode”(Proc.WCNC 2005，第132-138页，2005)以及G.Holland等人的“A Rate-Adaptive Protocol for Multi-hop WirelessNetworks”(Proc.ACM MOBICOM 01，2001)中所述。这因在那些传出数据速率小于其相应传入数据速率的接入节点处的缓冲器溢出而会导致信息包丢失。对这个问题的当前解决方案依靠上层(例如传输控制协议(TCP))的流量控制和拥塞控制，以便在接收网络节点的缓冲器装满时使传输速率退避，如W.S.Conner等人的“IEEE 802.11s Tutorial–Overview of the Amendment for Wireless Local Area MeshNetworking”(2006年11月)和G.R.Hiertx等人的“IEEE 802.11s:The WLAN MeshStandard”(IEEE Wireless Communications，第104-111页，2010年2月)中所述。这对多跳自回程解决方案而言尤其昂贵，因为任何丢失信息包可能已经越过数跳，并且因而能够导致无线网络中的高等待时间和不必要的信令开销。
除了跨不同跳的潜在传输速率失配之外，多跳设定中的单跳链路自适应技术的使用极少地计及来自链路自适应的路由的相邻链路的潜在跳间干扰。这能够引起不正确MCS选择，其过度估计每跳中的可行传输速率，其反过来导致通过上层协议的传输速率再调整中的附加延迟。此外，导致在链路的一些中的过高吞吐量的、无线电资源的不谨慎利用(在例如发射功率、带宽等方面)，也能够造成对无线网络中的其他链路或路由的不必要的高干扰。
根据以上论述，期望用于无线网状网络中的多跳路由的链路自适应技术。另外，存在对计及干扰的、用于无线网状网络中的多跳路由的链路自适应技术的需要。
发明内容
公开用于无线网状网络中的多跳路由的链路自适应的系统和方法。在一个实施例中，无线网状网络包括经过无线网状网络的路由中的许多网络节点，其中路由中的网络节点包括起始网络节点、结束网络节点和一个或多个中间网络节点。网络节点配置成基于指示经过一个或多个中间网络节点的、从结束网络节点到起始网络节点的路由的试探瓶颈信息流动速率的信息的向后传播，来确定路由的瓶颈信息流动速率。确定小于或等于路由的瓶颈信息流动速率的、路由的目标信息流动速率。基于指示来自起始网络节点的路由的目标信息流动速率的信息的向前传播，对于路由中除了结束网络节点之外的网络节点的每个来确定调制和编码方案(MCS)以及，在一些实施例中，确定传输模式。
在一个实施例中，经过无线网状网络的路由中的中间网络节点包括：无线电子系统，其中包括发射器和接收器；以及处理子系统。处理子系统配置成经由无线电子系统从经过无线网状网络的路由中的网络节点的下游网络节点接收指示由路由的下游网络节点所确定的一个或多个试探瓶颈信息流动速率的信息。处理子系统还配置成基于由路由的下游网络节点所确定的一个或多个试探瓶颈信息流动速率来确定路由的一个或多个新试探瓶颈信息流动速率。处理子系统还配置成经由无线电子系统向经过无线网状网络的路由中的网络节点的上游网络节点传送指示路由的一个或多个新试探瓶颈信息流动速率的信息。此后，处理子系统配置成经由无线电子系统从上游网络节点接收指示从上游网络节点的发射器到网络节点的接收器的无线链路的目标信息流动速率的信息。处理子系统还配置成为网络节点的无线电子系统的发射器选择MCS以及，在一些实施例中，选择传输模式，以供在无线网状网络中的路由上传送信息时使用，其产生大于或等于从上游网络节点所接收的目标信息流动速率的最低信息流动速率。
在一个实施例中，处理子系统还配置成经由无线电子系统向下游网络节点传送指示从网络节点的发射器到下游网络节点的接收器的无线链路的目标信息流动速率的信息。在一个实施例中，从网络节点的发射器到下游网络节点的接收器的无线链路的目标信息流动速率小于或等于从自上游网络节点的发射器到网络节点的接收器的无线链路的上游网络节点所接收的目标信息流动速率。
在阅读以下结合附图对优选实施例的详细描述之后，本领域的技术人员将将领会本公开的范围并了解其附加方面。
附图说明
结合在本说明书中并构成其组成部分的附图例示本公开的若干方面，并且连同描述一起用于说明本公开的原理。
图1例示蜂窝通信网络中的一组接入节点的无线网状回程网络；
图2例示依照本公开一个实施例的、使用为经过无线网状回程网络的路由中的无线链路选择的传输模式以及调制和编码方案(MCS)的、蜂窝通信网络中的一组接入节点的无线网状回程网络；
图3例示依照本公开一个实施例的、用于利用试探瓶颈信息流动速率(BIFR)的反向传播和目标信息到达速率(IAR)的向前传播来为诸如图2的无线网状回程网络的无线网状网络中的网络节点选择传输模式和MCS的过程；
图4是例示依照本公开一个实施例的、更详细的图3的过程的流程图；
图5A和图5B例示依照本公开一个实施例的、经过无线网状网络的路由中的网络节点来执行图3和图4的过程的操作；
图6例示依照照本公开另一个实施例的、表示用于利用不同干扰情形的多个BIFR的反向传播和目标IAR的向前传播来为诸如图2的无线网状回程网络的无线网状网络中的网络节点联合优化传输模式和MCS的过程的格子；
图7A至图7C例示依照本公开一个实施例的、经过无线网状网络的路由中的网络节点来执行图6的格子所表示的过程的操作；
图8是依照本公开一个实施例的、图2的无线网状回程网络的聚合节点的框图；以及
图9是依照本公开一个实施例的、图2的无线网状回程网络的接入节点其中之一的框图。
具体实施方式
下面提出的实施例表示使本领域的技术人员能够实施这些实施例的必要信息，并且例示实践实施例的最佳模式。通过根据附图阅读以下描述，本领域的技术人员将会理解本公开的概念，并且将会知道本文中没有特别提出的这些概念的应用。应该理解，这些概念和应用落入本公开和所附权利要求书的范围之内。
公开用于无线网状网络中的多跳路由的链路自适应的系统和方法。一般来说，用于选择并且保持跨无线网状网络(例如无线网状回程网络)的特定多跳路由的多个无线链路的调制和编码方案(MCS)的系统和方法，其确保路由中的不同无线链路的单独信息流动速率与经过路由的最大可实现端对端信息流动速率完全匹配。在详细描述本公开的实施例之前，本文所使用的无线网状网络的模型的论述是有益的。
无线网状网络能够建模为有向图其中V表示图顶点的集合，以及E表示各连接V中的两个顶点的边的集合。无线网状网络中的各网络节点则由图顶点v∈V表示，以及两个网络节点之间的各(潜在)无线链路由边e∈E表示。从起始或源网络节点(例如蜂窝通信网络中的一组接入节点的无线网状回程网络的聚合节点)到结束或目标网络节点(例如用户终端或远程接入节点)的路由能够由无线网状网络中的路径P表示。路径P是有序(K+1)元组使得对于所有i，vj∈V以及对于所有i＝1,2,…,K，其中K表示路径P上的边的数量，vi是起始(或者源)顶点，以及是结束(或者末端)顶点。假定信息从起始顶点流动到结束顶点。对于路径上的任何非起始和非结束顶点vj，将和分别表示为上游(或者先前)和下游(或者下一个)顶点vj。为了简洁起见，顶点、边和路径此后常常(略微非正式地)分别称作“网络节点”、“链路”和“路由”。
对于具有K个链路(或边)的给定路由(或路径)设∏i表示第i链路(或者链路i)的传送网络节点vi的不同传输模式的集合，即第i链路的传输模式在这里可表示，例如为无线链路所分配的不同无线电资源(在频带和/或时隙方面)，其典型地为传送网络节点vi以及接收网络节点所知的。另外，传输模式也可表示例如发射功率级、前导矩阵、波束形成权重或者它们的任何组合。
设表示第i无线链路的传输模式m∈∏i的MCS的所有可能组合的集合。对于为传输模式所选择的任何设Ri(s，m)表示通过第i无线链路的对应真实信息流动速率。这里，不管是否使用任何重传方案，信息流动速率通过接收网络节点成功接收的信息位(不包括编码位)的平均速率来确定。传统MCS选择方法典型地查找用于第i链路的MCS si(m)，其仅最大化与路由上的所有其他链路独立的那个无线链路的信息流动速率，即，对于给定传输模式对第i链路计算：
      
本文公开用于为经过无线网状网络的多跳路由的所有单独无线链路来选择MCS以及在本文所公开的优选实施例中的传输模式以确保单独无线链路的信息流动速率与最大端对端信息吞吐量兼容的系统和方法。虽然本文所公开的概念并不局限于任何特定类型的无线网状网络，但是在一个实施例中，本文所公开的概念在用于许多接入节点12-1至12-7(本文中一般统称为接入节点12或者单独称作接入节点12)的无线网状回程网络10中使用，来提供对蜂窝通信网络的接入，如图2所例示。各接入节点12具有在无线网状回程网络10中的接入节点12的发射器与一个或多个相邻接入节点12的接收器之间的、无线链路(l)或者潜在无线链路。在这个上下文中，相邻接入节点12是接入节点12能够与其建立无线链路(l)的另一个接入节点12。无线链路在本文中又简单地称作链路。接入节点12经由聚合节点14连接到外部网络(例如蜂窝通信网络的核心网络)。如以下详细论述，对于经过无线网状回程网络10的期望路由，针对路由中的无线链路的每个的
MCS以及优选地传输模式(或者换言之，路由中的每个无线链路的发射器的MCS以及优选地传输模式)按照这样的方式来选择：单独无线链路的信息流动速率与路由的最大化的端对端信息吞吐量兼容。
图3图形化地例示按照本公开一个实施例的、用于为经过无线网状网络(诸如例如图2的无线网状回程网络10)的路由中的无线链路的每个选择MCS和传输模式的过程。如所例示的，路由P包括多个网络节点vi，i＝1,2,…,K+1(即，P＝(v1，v2，…，vK+1))。路由P是多跳路由，其中K≥2。在这个过程中，为路由P中的非结束或传送网络节点的无线链路来选择MCSs si和传输模式mi(即，网络节点vi，i＝1,2,…K)。
在继续进行之前，本文所使用的几个术语的描述是有益的。如本文所使用的“瓶颈信息流动速率(BIFR)”是给定路由的瓶颈链路上可取得的数据速率或数据吞吐量。相比之下，试探BIFR是临时变量，其经过给定路由中的网络节点来传播，以便使路由的起始、或源网络节点确定整个路由的瓶颈信息流动速率。如本文所使用的，在给定网络节点处的“信息到达速率(IAR)”是网络节点与其上游网络节点之间的链路的数据速率或数据吞吐量。换言之，IAR是到达网络节点的数据速率。最后，如本文所使用的在网络节点的“目标信息流动速率(TIFR)”是网络节点与其下游网络节点之间的链路的实际数据速率或数据吞吐量。换言之，TIFR是离开网络节点的数据速率。
该过程包括向后传播阶段和向前传播阶段。在向后传播阶段，试探瓶颈信息流动速率(BIFR)从路由P的结束网络节点传播到路由P的起始网络节点其中试探BIFR通过沿途的中间网络节点vK，…，v2来更新。因此，如所例示的，结束网络节点vK+1确定路由P的试探BIFR BK。如以下详细论述，在一个实施例中，结束网络节点vK+1基于经由从网络节点vK到结束网络节点的链路(vK，vK+1)的、在结束网络节点处的估计信息到达速率(IAR)来确定试探BIFR BK。结束网络节点向网络节点vK传送指示试探BIFR BK(例如试探BIFR BK或者对应MCS索引)的信息。网络节点vK随后基于试探BIFR BK，以及在一个实施例中，基于经由从网络节点vK-1到网络节点vK的链路(vK-1，vK)的、在网络节点vK处的估计IAR来确定新试探BIFR BK-1。换言之，网络节点vK更新结束网络节点vK+1所确定的试探BIFR BK，由此提供新试探BIFR BK-1。网络节点vK随后向网络节点vK-1传送指示试探BIFR BK-1(例如试探BIFR BK-1或者对应MCS索引)的信息。向后传播按照这种方式继续进行，直到起始网络节点v1从网络节点v2接收指示试探BIFR B1的信息。
在那一点上，由起始网络节点v1所接收的试探BIFR B1是路由P的BIFR。起始网络节点v1将产生小于或等于试探BIFR B1(即，路由P的BIFR)的链路(v1,v2)上的最大信息流动速率的、从起始网络节点v1到网络节点v2的链路(v1,v2)的MCS和传输模式，选择为链路(v1,v2)的MCS和传输模式(即，链路(v1,v2)的起始网络节点v1的发射器的MCS和传输模式)。路由P的目标信息流动速率(TIFR)随后定义为小于或等于由链路(v1,v2)的所选MCS和传输模式所产生的试探BIFR B1(即，路由P的BIFR)的、链路(v1,v2)上的最大信息流动速率。由起始网络节点v1所确定的路由P的TIFR表示为D1。
随后，在向前传播阶段期间，指示TIFR的信息经过从起始网络节点v1到结束网络节点vK+1(或者如以下所述的结束网络节点vK+1的上游网络节点vK)的路由P沿向前方向传播。由于指示TIFR的信息被传播，网络节点vi(i＝2,…,K)基于TIFR为其对应无线链路(vi,vi+1)选择MCS和传输模式，以及，在一些实施例中，更新TIFR。更具体来说，如所例示的，起始网络节点v1向网络节点v2传送指示由起始网络节点v1所确定的TIFR D1(例如TIFR D1或者对应MCS索引)的信息。网络节点v2随后基于从起始网络节点v1所接收的TIFR D1来为链路(v2,v3)选择MCS和传输模式。如以下所述，由网络节点v2为链路(v2,v3)所选择的MCS和传输模式是产生大于或等于从起始网络节点v1所接收的TIFR D1的、链路(v2,v3)上的最低信息流动速率的MCS和传输模式。网络节点v2随后确定TIFR D2，并且向其下游网络节点传送指示TIFR D2的信息。网络节点v2所确定的TIFR D2优选地是TIFR D1的函数，并且更具体来说可能小于或等于TIFR D1。
向前传播按照这种方式继续进行，直到网络节点vK从网络节点vK-1接收指示TIFR DK-1的信息。网络节点vK随后基于从网络节点vK-1所接收的TIFR DK-1来为链路(vK,vK+1)选择MCS和传输模式。如以下所述，由网络节点vK为链路(vK,vK+1)所选择的MCS和传输模式是产生大于或等于从起始网络节点vK-1所接收的TIFR DK-1的、链路(vK,vK+1)上的最低信息流动速率的MCS和传输模式。可选地，网络节点vK随后确定TIFR DK，并且将指示TIFR DK的信息传送给其下游网络节点，其是结束网络节点vK+1。由网络节点vK所确定的TIFR DK优选地是TIFR DK-1的函数，以及更具体来说，可小于或等于TIFR DK-1。应注意，在这个实施例中，结束网络节点vK+1能够使用TIFR DK来导出哪一个MCS被网络节点vK选择。在一备选实施例中，网络节点vK没有确定TIFR DK，它也没有将指示TIFR DK的信息传送给其下游网络节点，其是结束网络节点VK+1。在这个备选实施例中，将网络节点vK所选择的MCS传送给结束网络节点vK+1，使得结束网络节点vK+1知道哪一个MCS要用于链路(vK,vK+1)。在这点上，路由P中的所有无线链路的MCS和传输模式已被选择，照这样，该过程完成。
图4是例示依照本公开一个实施例的、更详细的图3的过程的流程图。在这个实施例中，在开始该过程之前，给定路由P＝(v1，v2，…，vK+1)的每个非起始网络节点vj(j＝2,3,…,K+1)依照例如等式(1)为其传入链路(vj-1,vj)独立确定初始传输模式和对应初始例如，每个网络节点(除了结束网络节点vK+1)可确定或者以其他方式得到那个网络节点的初始传输模式。网络节点的初始MCS随后可依照等式(1)、基于它们的初始传输模式来确定。各网络节点可知道或了解那个网络节点的上游网络节点的初始MCS和初始传输模式。因此，每个非起始网络节点vj(j＝2,3,…,K+1)知道或了解网络节点vj的上游网络节点vj-1的初始传输模式和初始
路由P的每个非起始网络节点vj(j＝2,3,…,K+1)估计从非起始网络节点vj的上游节点vj-1到非起始网络节点vj的无线链路(vj-1，vj)的、在非起始网络节点vj处的IAR Aj(步骤100)。更具体来说，在一个实施例中，非起始网络节点vj按照下式确定在非起始网络节点vj处的IAR Aj：
      
其中，Rj-1(·)是预定义函数，其基于无线链路的MCS和传输模式来定义无线链路的信息流动速率。函数能够是用于为用于无线链路的特定无线通信技术定义无线链路的信息流动速率的任何适当函数。作为一个非限制性示例，设表示由特定传输模式(其可提出发射功率、发射束方向或者传送信号的频率时隙)的使用所产生的、无线链路(vj-1,vj)上的估计信号对干扰加噪声比(SINR)，表示所使用的信号星座(例如正交相移键控(QPSK)或16正交幅度调制(16QAM)等)，函数Rj-1(·)可选择为具有有限星座的无线链路(vj-1,vj)的信息理论容量，由下式给出
      
其中，表示信号星座中的点数。
应注意，等式(2)没有考虑相邻网络节点沿路由P所进行的传输模式选择所引起的潜在互干扰。在这个上下文中，非起始网络节点vj(j＝2,…,K+1)的相邻网络节点是另一个网络节点，其可以在或者可以不在路由P(其传输干扰或者潜在地干扰经由无线链路(vj-1,vj)从其上游网络节点vj-1的、在网络节点vj处的接收)中。照这样，在另一个实施例中，每个非起始网络节点vj按照计及来自其相邻网络节点的最坏情况干扰的方式来确定在非起始网络节点vj处的对应IAR Aj。
具体来说，在任何给定链路(vj-1,vj)上的IAR Aj可以不仅取决于为对应链路(vj-1,vj)的网络节点vj-1所选择的传输模式mj-1和关联MCS sj-1，而且还取决于其相邻网络节点所使用的传输模式。更准确来说，设
      
其中
      
是这样的向量，其元素是不包括vj-1(其影响无线链路(vj-1,vj)的链路质量)的、网络节点vj的(pj-1+qj-1)个相邻网络节点的传输模式，其中pj-1和qj-1是表示在前相邻网络节点的数量和后继相邻网络节点的数量的非负整数。无线链路(vj-1,vj)的适当MCS sj-1一般不仅取决于为网络节点vj-1的发射器所选择的MCS mj-1，而且还取决于σj-1，而无线链路(vj-1,vj)的最大可获得信息流动速率取决于mj-1、σj-1和sj-1。
通过假定对相邻网络节点的MCS和传输模式进行最坏选择，计算通过无线链路(vj-1,vj)的网络节点vj的IAR Aj。更准确来说，对于每个非起始网络节点vj(j＝2,…,K+1)，非起始网络节点vj将自非起始网络节点vj的上游网络节点vj-1的传入无线链路(vj-1,vj)的IAR Aj计算为
      
其中，表示，在传输模式mj-1和MCS sj-1在网络节点vj-1处选择以及所指定的传输模式由vj的相邻网络节点选择的情况下，无线链路(vj-1,vj)的信息流动速率。此外，表示在最坏情况干扰情形下的最大信息流动速率。更具体来说，传输节点是无线链路(vj-1,vj)的独立确定的初始传输模式，是产生考虑初始传输模式的最坏情况传输模式向量的最大信息流动速率Rj-1的MCS，以及是初始传输模式的最坏情况传输模式向量。在一个具体实施例中，和定义为：
      
以及
      
针对初始传输模式
如上所述，不管如何计算网络节点vj(j＝K+1至j＝2)确定并且沿向后传播路由P的试探BIFR，使得起始网络节点v1所接收的试探BIFR B1是路由P的BIFR(步骤102)。更具体地，为了开始向后传播过程，结束网络节点vK+1首先依照例如在结束网络节点vK+1的信息处理或消耗的速率来确定试探BIFRBK+1。当不存在对网络节点vK+1的信息处理或消耗速率的限定时，试探BIFR BK+1可设置成极大的预定数。网络节点vK+1则依照下式来计算新试探BIFR BK
      
并且经过无线链路(vK+1,vK)将指示新试探BIFR BK的信息传送或发送给其上游网络节点vK。对于从j＝K回到j＝2的每一中间网络节点vj，根据自其下游网络节点vj+1的试探BIFR Bj的接收，网络节点vj基于在网络节点vj处的试探BIFR Bj和IARAj来计算新试探BIFR Bj-1，并且经由无线链路(vj,vj-1)将指示新试探BIFR Bj-1的信息传送或发送给其上游网络节点vj-1。在一个实施例中，中间网络节点vj依照下式来计算新试探BIFR Bj-1
      
其中，εj∈[0，1]是本文中称作网络节点vj的信息丢弃概率的值，其表示由网络节点vj从上游网络节点vj-1所接收的信息位因将所接收信息位传递到下游网络节点vj+1的失败而被丢弃的目标概率。例如，如果自动重传请求(ARQ)或混合ARQ(HARQ)重传方案用于链路(vj,vj+1)中，则信息位可因预定重传次数之后在下游网络节点vj+1的通过循环冗余校验(CRC)码的重复失败而被丢弃。如果使用未确认模式，则信息位可在对应编码块首次未能通过CRC时考虑由网络节点vj丢弃。信息位也可因在网络节点vj的缓冲器溢出而被丢弃。可需要上层重传协议以传送被丢弃信息位。在大多数情况下，εj可设置为零或接近零。在另一个实施例中，中间网络节点vj依照下式来计算新试探BIFR Bj-1
      
其中，等式(10)是其中εj＝0的等式(9)的特殊情况。
应注意，指示从结束网络节点vK+1传送给其上游网络节点vK的试探BIFR BK的信息可以是试探BIFR BK或者是表示试探BIFR BK的信息，诸如，例如取得小于或等于试探BIFR BK的最高速率RK(s′K，mK)的的索引。同样，指示从中间网络节点vj传送给其上游网络节点vj-1的试探BIFR Bj-1的信息可以是试探BIFR Bj-1或者是表示试探BIFR Bj-1的信息，诸如，例如取得小于或等于试探BIFR Bj-1的最高速率的MCS 的索引。向后传播过程继续进行，直到起始网络节点v1从网络节点v2接收试探BIFR B1。
一旦向后传播完成，起始网络节点v1确定在起始网络节点v1处的路由P的TIFR(步骤104)。更具体来说，起始网络节点v1将无线链路(v1,v2)的最终传输模式和对应最终选择为产生最高信息流动速率的那些
      
其小于或等于试探BIFR B1。信息流动速率D1是在起始网络节点v1的路由P的TIFR(即，D1称作在起始网络节点v1处的路由P的TIFR D1)。
在起始网络节点v1确定TIFR D1之后，TIFR D1经过在结束网络节点vk+1或者可能网络节点vK(这取决于特定实现)停止的路由P，从起始网络节点v1，经由向前传播过程进行传播(步骤106)。更具体来说，当向前传播阶段开始时，起始网络节点v1将指示TIFR D1的信息传送给其下游网络节点v2。然后，对于从j＝2至j＝K的每一中间网络节点vj，基于Dj-1的接收，中间网络节点vj确定链路(vj,vj+1)的最终传输模式和对应最终为产生大于或等于在其上游网络节点vj-1处的TIFR Dj-1的最低速率的那些。选择最终传输模式和最终为无线链路(vj,vj+1)的传输模式和MCS。在一个实施例中，中间网络节点vj则将新的或者已更新TIFR Dj计算为
Dj＝(1-εj)Dj-1           (12)
其中，εj∈[0，1]再次表示因将其传送给下游网络节点vj+1的失败而引起的、接收信息位被vj丢弃的的目标概率。如上所述，在大多数情况下，εj可设置为零或接近零。在另一个实施例中，新TIFR Dj设置成等于在上游网络节点vj-1的TIFR Dj-1。
中间网络节点vj将指示新TIFR Dj的信息传送给其下游网络节点vj+1。指示传送给其下游网络节点vj+1的新TIFR Dj的信息要么是新TIFR Dj要么是表示新TIFR Dj的信息，诸如，例如和的索引。向前传播过程重复进行，直到最终节点vK+1接收TIFR DK，或者备选地，直到网络节点vK接收TIFR DK-1并且处理TIFR DK-1来选择链路(vK,vK+1)的最终传输模式和对应最终为产生大于或等于TIFR DK-1的最低速率的那些。应注意，假定下游网络节点vj+1本应该对所有m∈∏j已知Πj和mj(m)，最终传输模式和对应最终MCS 能够在下游网络节点vj+1从TIFR Dj来导出。从等式(12)，易于通过归纳来表明Dj≤Bj(对于所有j＝1,2,…,K)，其从等式(12)暗示
Dj≤Aj+1 for all j＝1，2，…，K              (13)
其确保信息位能够流经路由P的各无线链路，而没有在非起始网络节点的任一个不断积聚。.
如上所述，依照一个优选实施例，指示从网络节点vj传送给其下游网络节点vj+1(j＝1,2,…,K)的TIFR DJ的信息是和的索引，其中下游网络节点对于所有m∈∏j已知∏j和Mj(m)。在这种情况下，对于j＝2,3,…,K，网络节点vj计算其可以被看作是D1的近似，并且确定链路(vj,vj+1)的和为产生大于或等于Dj-1的最低速率的那些。能够表明，如果在向后传播期间，指示在网络节点vj的试探BIFR Bj-1的信息的传送也通过传送(其取得小于或等于Bj-1的最高速率)的索引来实现，如上所述，则按照这种方式传送TIFR还将实现
Dj-1≤Aj for all j＝2，3，…，K+1             (14)
其确保信息位能够流经路由P的各无线链路，而没有在非起始网络节点的任一个不断积聚。
图5A和图5B例示依照本公开一个实施例的、路由中的网络节点执行图3和图4的过程的操作。路由P再次是多跳路由(即，K≥2)。如所例示，非起始网络节点如上述关于图4的步骤100来估计IAR(步骤200-204)。更具体来说，在一个实施例中，每个非起始网络节点vj依照等式(2)确定在非起始网络节点vj的IAR Aj。在另一个实施例中，每个非起始网络节点vj依照如上述关于等式(3)至(7)所述的最坏情况干扰情形来确定在非起始网络节点vj处的IAR Aj。
使用估计IAR AK+1，结束网络节点vK+1确定路由P的试探BIFR BK+1(步骤206)。如上所述，结束网络节点vK+1依照例如在结束网络节点vK+1的信息处理或消耗的速率来确定试探BIFR BK+1。当不存在对结束网络节点vK+1的信息处理或消耗速率的限定时，试探BIFR BK+1可设置成极大的预定数。结束网络节点vK+1随后基于试探BIFR BK+1以及在结束网络节点vK+1的估计IAR AK+1来确定路由P的新试探BIFR BK(步骤208)。更具体来说，如上所述，结束网络节点vK+1依照等式(8)确定路由P的新试探BIFR BK，使得新试探BIFR BK是试探BIFR BK+1和IARAK+1中的最小数。结束网络节点vK+1随后将指示试探BIFR BK的信息传送给其上游网络节点vK(步骤210)。
网络节点vK随后基于从结束网络节点vK+1所接收的试探BIFR BK以及在网络节点vK的估计IAR AK来确定路由P的新BIFR BK-1(步骤212)。更具体来说，如上所述，网络节点vK依照等式(9)或等式(10)来确定试探BIFR BK-1，使得试探BIFR BK-1小于或等于试探BIFR BK以及在网络节点vK的估计IAR AK中的最小数。网络节点vK随后将指示试探BIFR BK-1的信息传送给其上游网络节点vK-2(步骤214)。该过程按照这种方式继续进行，使得路由P的试探BIFR经过路由P中的零个或多个附加中间网络节点vj的向后传播之后，网络节点v2从其下游网络节点v3接收试探BIFR B2(步骤216)。网络节点v2基于试探BIFR B2以及在网络节点v2的估计IAR A2来确定试探BIFR B1(步骤218)。网络节点v2再次依照等式(9)或等式(10)来确定试探BIFR B1，使得试探BIFR B1小于或等于试探BIFR B2以及在网络节点v2的估计IAR A2中的最小数。网络节点v2随后将指示试探BIFR B1的信息传送给其上游网络节点，其是起始网络节点v1(步骤220)。
在这点上，向后传播完成，以及试探BIFR B1是路由P的最终BIFR。起始网络节点v1随后确定在起始网络节点v1处的路由P的TIFR(步骤222)。更具体来说，起始网络节点v1将无线链路(v1,v2)的最终传输模式和对应最终选择为产生小于或等于试探BIFR B1(即，路由P的BIFR)的最高信息流动速率的那些。小于或等于试探BIFR B1的这个最高信息流动速率是在起始网络节点v1的路由P的TIFR，其表示为TIFR D1。当向前传播阶段开始时，起始网络节点v1随后将指示TIFR D1的信息传送给其下游网络节点v2(步骤224)。
网络节点v2随后将链路(v2,v3)的最终传输模式和对应最终选择为产生大于或等于TIFR D1的最低信息流动速率的那些(步骤226)。网络节点v2随后确定TIFR D2(步骤228)。如上所述，TIFR D2等于或小于TIFR D1。网络节点v2随后将指示TIFR D2的信息传送给其下游网络节点v3(步骤230)。这个过程继续进行，使得网络节点vK从其上游网络节点vK-1接收TIFR DK-1(步骤232)。网络节点vK随后将链路(vK,vK+1)的最终传输模式和对应最终选择为产生大于或等于TIFR DK-1的最低信息流动速率的那些(步骤234)。在这个实施例中，网络节点vK随后确定TIFR DK，并且将指示TIFR DK的信息传送给其下游网络节点，其是结束网络节点vK+1(步骤236和238)。如上所述，TIFR DK等于或小于TIFR DK-1。由于结束网络节点vK+1是路由P中的最后一个网络节点，所以步骤236和238是可选的。
在上面的实施例中，没有考虑干扰或者仅考虑最坏情况干扰情形。然而，在另一个实施例中，路由P上的所有传输模式和关联联合优化来考虑相邻节点之间的互干扰，以便最大化端对端信息流动速率。在这个实施例中，在向后传播期间，每个非起始网络节点vj(j＝2,…,K+1)确定并且发送网络节点vj本身和其相邻网络节点所选择的传输模式的组合的不同假设的多个试探BIFR(而不只是单个试探BIFR)。由网络节点vj所确定的各试探BIFR用于网络节点vj本身和其相邻网络节点所选择的传输模式的组合的不同假设。额外试探BIFR的传播使起始网络节点v1能够进行关于传输模式的哪一个组合会产生通过路由P的最大端对端信息流动速率的最佳判定。
为了符号的简洁性，对于从其上游网络节点vj-1到非起始网络节点vj的传入无线链路(vj-1,vj)，设
      
是这样的向量，其元素是网络节点vj的(pj+qj+1)个连续相邻网络节点(包括vj-1)的传输模式，其影响传入无线链路(vj-1,vj)的链路质量，其中pj和qj是非负整数。换言之，简单地将σj-1和mj-1组合为单个向量。因此，设表示，在所指定的传输模式由网络节点vj-1和网络节点vj的相邻网络节点所选择的情况下，传入无线链路(vj-1,vj)的信息流动速率。
这个实施例通过状态的格子(其中每阶段具有可能不同数量的状态)来最优地描述，如图6所示，其中格子的第(j-1)阶段对应于网络节点vj-1，以及第(j-1)阶段的各状态对应于其表示网络节点vj-1以及网络节点vj(j＝1,2,…,K)的相邻网络节点所选择的传输模式的假定组合。当且仅当两种状态和在和共同的那些网络节点的传输模式由和同样地指定的意义上为一致时，边存在于两个不同格子阶段中的两种状态和之间。
在这个实施例中，该过程包括向后传播过程或阶段以及向前传播过程或阶段。更具体来说，按照与上述相似的方式，给定路由P＝(v1，v2，…，vK+1)的每个非起始网络节点vj(j＝2,3,…,K+1)为其传入无线链路(vj-1,vj)独立地计算或以其他方式确定在网络节点vj的估计IAR的表表的各条目对应于传输模式向量的不同假设，其中
      
      
并且其中mj-1由中的组分之一来指定。
为了开始向后传播过程，结束网络节点vK+1首先依照例如在结束网络节点vK+1的信息处理或消耗的速率来确定试探BIFR BK+1。当不存在对结束网络节点vK+1的信息处理或消耗速率的限定时，试探BIFR BK+1可设置成极大的预定数。然后，对于的各假设，结束网络节点vK+1依照下式来计算或以其他方式确定新试探
      
针对在格子的阶段K的的每一假设。结束网络节点vK+1随后将指示所有假设的试探BIFR的表的信息传送给其上游网络节点vK。
对于从j＝K回到j＝2的每一后续网络节点vj，基于试探BIFR的表的接收，网络节点vj基于试探BIFR的表来计算或以其他方式确定在阶段j-1的的每一假设的新试探来由此提供所有假设传输模式向量的试探BIFR的新表在一个实施例中，网络节点vj依照下式计算或以其他方式确定在阶段j-1的的各假设的新试探
      
对于在阶段j-1的的每一假设，从而提供所有假设传输模式向量的新表按等式(19)，对于的各假设，对应试探基于的假设来确定，其中表示在阶段j的所有状态的集合(即，所有的集合)，其与一致，并且其中计算为
      
在一个实施例中，实现为网络节点索引表，并且储存在网络节点vj。因而，依照等式(19)和(20)，对于的各假设，对应试探是跨与除以1-εj一致的所有的最大以及在网络节点vj的估计中的较小数。因此，对于各假设传输模式向量网络节点vj查找那个假设传输模式向量的最好情况试探BIFR。应注意，等式(19)和(20)只是一个示例。在另一个实施例中，网络节点vj依照下式计算或以其他方式确定在阶段j-1的的每一假设的新试探
      
对于在阶段j-1的的每一假设，从而提供所有假设传输模式向量的新表等式(21)是其中εj＝0的等式(19)的特殊情况。
一旦确定试探BIFR的表网络节点vj将指示试探BIFR的表的信息传送给其上游网络节点vj-1。应注意，指示试探BIFR的表的信息可以要么是试探值要么是表示试探值的信息。例如，各试探BIFR可经由取得小于或等于的最高速率的对应的索引来发信号。向前传播过程继续进行，直到起始网络节点v1从其下游网络节点v2接收试探BIFR的表
在这点上，起始网络节点v1对于在阶段1的每一状态确定产生小于的最高速率的即
      
其中m1由中的组分之一来指定。起始网络节点v1随后将第一无线链路(v1,v2)的最终传输模式向量和对应确定或选择为产生最高信息流动速率的那些
      
在阶段1的所有可能状态之中，其中
      
信息流动速率D1是在起始网络节点v1处的路由P的TIFR。
在TIFR D1和最终传输模式向量在起始网络节点v1处确定之后，当向前传播阶段开始时，起始网络节点v1将指示TIFR D1的信息以及指示最终传输模式的信息传送给其下游网络节点v2。从j＝2到j＝K的每一个后续网络节点vj，基于从其上游网络节点vj-1的TIFR Dj-1和最终传输模式向量的接收，使用在网络节点vj所储存的节点索引表以及产生大于或等于Dj-1的最低信息流动速率的对应来确定无线链路(vj,vj+1)的最终传输模式向量(并且因而确定)的组分之一所指定的最终传输模式)。在一个实施例中，网络节点vj随后将新的或者已更新TIFR Dj计算为
Dj＝(1-εj)Dj-1         (25)
然而，在另一个实施例中，新TIFR Dj等于TIFR Dj-1。更一般地，新TIFR等于或小于TIFR Dj-1。网络节点vj随后将新TIFR Dj和最终传输模式向量传送给其下游网络节点vj+1。该过程重复进行，直到要么结束网络节点vK+1接收TIFR DK要么网络节点vK从其上游网络节点vK-1接收TIFR DK-1和最终传输模式向量并且处理TIFR DK-1和最终传输模式向量来确定传输模式和对应应注意，对于各网络节点vj，最终传输模式和对应MCS能够在其下游网络节点vj+1从TIFR Dj来得出，其中下游网络节点vj+1对所有m∈∏j已知∏j和Mj(m)。
从等式(19)(以及类似地从等式(21)，易于通过归纳来表明，对于所有j＝1,2,…,K，其从等式(19)(以及类似地从等式(21))暗示：
      
其确保信息位能够流经路由P的各无线链路，而没有在非起始网络节点的任一个不断积聚。
如上所述，在一个优选实施例中，指示从网络节点vj传送给其下游网络节点vj+1(j＝1,2,…,K)的TIFR Dj和的信息可以是和的索引。在这种情况下，对于j＝2,3,…,K，网络节点vj计算或者确定其能够被看作是D1的近似，并且确定链路(vj,vj+1)的和为产生大于或等于Dj-1的最低信息流动速率的那些。能够表明，如果在向后传播期间，指示从网络节点vj传送给其上游网络节点vj+1的试探BIFR的表中的各试探的信息也是取得小于或等于Bj-1的最高速率的的索引，随后按照这种方式发送TIFR还将实现
      
其确保信息位能够流经路由P的各链路，而没有在非起始网络节点的任一个不断积聚。图7A至图7C例示依照本公开一个实施例的、路由P＝(v1，v2，…，vK+1)中的网络节点执行上述过程的操作。如所例示，每个非起始网络节点vj依照等式(16)和(17)来估计其传入无线链路(vj-1,vj)的IAR的表(步骤300-304)。对于每个非起始网络节点vj，IAR的对应表的各条目对应于传输模式向量的不同假设。结束网络节点vK+1确定路由P的试探BIFR BK+1(步骤306)。如上所述，结束网络节点vK+1依照例如在结束网络节点vK+1的信息处理或消耗的速率来确定试探BIFR BK+1。当不存在对结束网络节点vK+1的信息处理或消耗速率的限定时，试探BIFR BK+1可设置成极大的预定数。
结束网络节点vK+1随后基于试探BIFR BK+1以及在结束网络节点vK+1估计IAR的表来确定路由P的新试探BIFR的表(步骤308)。更具体来说，如上所述，结束网络节点vK+1依照等式(18)确定路由P的新试探BIFR的表使得每个新试探是试探BIFR BK+1和对应估计中的最小数。结束网络节点vK+1随后将指示新试探BIFR的表的信息传送给其上游网络节点vK(步骤310)。
网络节点vK随后基于从结束网络节点vK+1所接收的试探BIFR的表以及在网络节点vK的估计IAR的表来确定路由P的新试探BIFR的表(步骤312)。更具体来说，如上所述，网络节点vK依照等式(19)或者等式(21)来确定试探BIFR的表网络节点vK随后将指示新试探BIFR的表的信息传送给其上游网络节点vK-2(步骤314)。该过程按照这种方式继续进行，使得在路由P的试探BIFR经过路由P中的零个或多个附加中间网络节点vj的向后传播之后，网络节点v2从其下游网络节点v3接收试探BIFR的表(步骤316)。网络节点v2基于试探BIFR的表以及在网络节点v2的估计IAR的表来确定新试探BIFR的表(步骤318)。网络节点v2再次依照等式(19)或者等式(21)来确定试探BIFR的表网络节点v2随后将指示试探BIFR的表的信息传送给其上游网络节点，其是起始网络节点v1(步骤320)。
在这点上，向后传播完成，并且起始网络节点v1随后确定在起始网络v1的路由P的TIFR(步骤322)。更具体来说，如上所述，起始网络节点v1对于传输模式向量的各假设依照等式(22)来确定产生小于的最高速率的起始网络节点v1随后依照等式(23)和(24)将第一无线链路(v1,v2)的最终传输模式向量和对应确定或选择为在传输模式向量的所有可能假设之中产生最高信息流动速率的那些。如上所述，信息流动速率D1是在起始网络节点v1的路由P的TIFR。当向前传播阶段开始时，起始网络节点v1随后将指示TIFR D1的信息以及指示最终传输模式向量的信息传送给其下游网络节点v2(步骤324)。
网络节点v2随后使用储存在网络节点v2的节点索引表以及产生大于或等于D1的最低信息流动速率的对应来确定或者选择无线链路(v2,v3)的最终传输模式向量(并且因而确定由的组分之一所指定的最终传输模式)(步骤326)。网络节点v2随后确定TIFR D2(步骤328)。如上所述，TIFR D2等于或小于TIFR D1。网络节点v2随后将指示TIFRD2的信息以及指示最终传输模式向量的信息传送给其下游网络节点v3(步骤330)。这个过程继续进行，使得网络节点vK从其上游网络节点vK-1接TIFR DK-1和收最终传输模式向量(步骤332)。
网络节点vK随后使用储存在网络节点vK的节点索引表以及产生大于或等于DK-1的最低信息流动速率的对应MCS来确定或者选择无线链路(vK,vK+1)的最终传输模式向量(并且因而确定由的组分之一所指定的最终传输模式)(步骤334)。在这个实施例中，网络节点vK随后确定TIFR DK，并且将指示TIFR DK的信息以及指示最终传输模式向量的信息传送给其下游网络节点，其是结束网络节点vK+1(步骤336和338)。如上所述，TIFR DK等于或小于TIFR DK-1。由于结束网络节点vK+1是路由P中的最后一个网络节点，所以步骤336和338是可选的。
可对本文所公开的实施例进行各种扩展。作为示例，在向前传播期间，作为端对端信息流动速率的瓶颈的那些无线链路可通过比较TIFR和链路的最大信息流动速率来识别和加标记。更准确来说，依照图3、图4、图5A和图5B的实施例，当且仅当对于某个预定小正数δj，Dj-1≥Aj-δj(换言之，Dj-1接近δj中的Aj)时，网络节点vj是瓶颈链路的接收网络节点。类似地，依照图6和图7A至图7C的实施例，当且仅当对于某个预定小正数δj，时，网络节点vj是瓶颈链路的接收网络节点。对路由P中的瓶颈链路的这些接收网络节点进行识别和加标记在保持路由P上的所有其他网络节点的传输模式和MCS的选择中会是有用的。具体来说，当估计IAR Aj增加或减小时，向后和向前传播可从瓶颈链路的接收网络节点触发，以便更新路由P上的所有传输模式和MCS。在一个实施例中，对于非瓶颈网络节点(即，不是瓶颈链路的接收网络节点的网络节点)，向后和向前传播仅当估计IAR Aj减小到低于目标信息流动速率Dj时才被触发。
图8是依照本公开一个实施例的聚合节点14的框图。如所例示，聚合节点14包括无线电子系统16、处理子系统18和网络接口20。无线电子系统16一般包括模拟以及在一些实施例中的数字组件，以用于向/从相邻接入节点12无线发送/接收数据。在特定实施例中，无线电子系统16包括发射器(TX)22和接收器(RX)24，其能够向其他网络节点无线传送适当信息以及从其他网络节点无线接收适当信息。从无线通信协议观点来看，无线电子系统16实现第1层(即，物理或“PHY”层)的至少一部分。
处理子系统18一般实现没有在无线电子系统16中实现的第1层的任何其余部分以及无线通信协议中的高层(例如，第2层(数据链路层)、第3层(网络层)等)的功能。在特定实施例中，处理子系统18可包括，例如，以适当软件和/或固件来编程以执行本文所述聚合节点14的功能性的一些或全部的、一个或数个通用或专用微处理器或者其他微控制器。作为附加或备选地，处理子系统18可包括各种数字硬件块(例如，一个或多个专用集成电路(ASIC)、一个或多个现货供应的数字和模拟硬件组件、或者它们的组合)，其配置成执行本文所述聚合节点14的功能性的部分或全部。另外，在特定实施例中，聚合节点14的上述功能性可完全或者部分地通过处理子系统18运行非暂时计算机可读介质(诸如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、磁存储装置、光存储装置或者任何其他适当类型的数据存储组件)上储存的软件或者其他指令来实现。
最后，聚合节点14包括提供到网络的连接(其优选地为有线的)的网络接口20。这个网络可以是关联蜂窝通信网络的核心网络或者公共或私人网络，经过其，聚合节点14能够连接到关联蜂窝通信网络。
图9是依照本公开一个实施例的、接入节点12之一的框图。如所例示，接入节点12包括无线电子系统26和处理子系统28。无线电子系统26一般包括模拟，以及在一些实施例中，包括数字组件，以用于向以及从无线装置(由接入节点12以及相邻接入节点12(例如用于无线自回程)所供给)无线地发送以及接收数据。在特定实施例中，无线电子系统26包括接入节点12发射器30和接收器32，其能够向其他网络节点无线传送适当信息以及从其他网络节点无线接收适当信息。从无线通信协议来看，无线电子系统26实现第1层(即，物理或“PHY”层)的至少一部分。
处理子系统28一般实现没有在无线电子系统26中实现的第1层的任何其余部分以及用于无线通信协议中的高层(例如，第2层(数据链路层)、第3层(网络层)等)的功能。在特定实施例中，处理子系统28可包括，例如以适当软件和/或固件来编程以执行本文所述接入节点12的功能性的一些或全部的、一个或数个通用或专用微处理器或者其它微控制器。作为附加或备选地，处理子系统28可包括各种数字硬件块(例如，一个或多个ASIC、一个或多个现货供应的数字和模拟硬件组件、或者它们的组合)，其配置成执行本文所述接入节点12的功能性的一些或全部。另外，在具体实施例中，接入节点12的上述功能性可完全或者部分地通过处理子系统28运行非暂时计算机可读介质(诸如RAM、ROM、磁存储装置、光存储装置或者任何其它适当类型的数据存储组件)上存储的软件或者其它指令来实现。
本文所公开的系统和方法提供许多优点。虽然不受任何特定优点限制，但如下是本文所公开系统和方法的实施例所导致的优点的一些示例。本文所公开的系统和方法提供用于选择并且保持跨无线网状网络(例如无线网状回程网络)的给定多跳路由的多个无线链路的传输模式和关联MCS的机制，其确保路由的不同无线链路的单独信息流动速率与经过路由的最大可实现端对端信息流动速率完全匹配。这最小化因拥塞引起的数据丢失的概率，并且因而降低常常引起高等待时间和充分信令开销的、经过上层协议的数据重传的概率。
作为另一个示例，一些实施例提供虑及在链路自适应期间来自路由的相邻链路的潜在跳间干扰的机制。这降低过度估计每跳中的可行传输速率的概率。在一个实施例中，所有接入节点的相互兼容传输模式和MCS按照分布式方式联合确定，使得最大端对端信息吞吐量能够沿所选路由来实现，而没有对宝贵无线电资源的浪费利用。
在本公开中通篇使用下列首字母缩写词。
16QAM 16正交幅度调制
AN    接入节点
ARQ   自动重传请求
ASIC  专用集成电路
BIFR  瓶颈信息流动速率
CRC   循环冗余校验
HARQ  混合自动重传请求
IAR 信息到达速率
MCS   调制和编码方案
MMW   毫米波
QPSK  正交相移键控
RAM   随机存取存储器
ROM   只读存储器
RX    接收器
SINR  信号对干扰加噪声比
TCP   传输控制协议
TIFR  目标信息流动速率
TX    发射器
UE    用户设备
本领域的技术人员将会认识到对本公开的优选实施例的改进和修改。所有这类改进和修改均被认为落入本文所公开的概念和所附权利要求的范围之内。

Claims (25)

1.一种在无线网状网络(10)中的网络节点(12)，包括：
无线电子系统(26)，包括发射器(30)和接收器(32)；以及
处理子系统(28)，与所述无线电子系统(26)关联，并且配置成：
经由所述无线电子系统(26)从经过所述无线网状网络(10)的路由中的所述网络节点(12)的下游网络节点(12)来接收指示由所述路由的所述下游网络节点(12)所确定的一个或多个试探瓶颈信息流动速率的信息；
基于由所述路由的所述下游网络节点(12)所确定的所述一个或多个试探瓶颈信息流动速率来确定所述路由的一个或多个新试探瓶颈信息流动速率；
经由所述无线电子系统(26)向经过所述无线网状网络(10)的所述路由中的所述网络节点(12)的上游网络节点(12，14)传送指示所述路由的所述一个或多个新试探瓶颈信息流动速率的信息；
经由所述无线电子系统(26)从所述上游网络节点(12，14)接收指示从所述上游网络节点(12，14)的发射器(22，30)到所述网络节点(12)的所述接收器(32)的无线链路的目标信息流动速率的信息；以及
为所述网络节点(12)的所述无线电子系统(26)的所述发射器(30)选择调制和编码方案MCS，供在所述无线网状网络(10)中的所述路由上传送信息时使用，其产生大于或等于从所述上游网络节点(12，14)所接收的所述目标信息流动速率的最低信息流动速率。
2.如权利要求1所述的网络节点(12)，其中，所述处理子系统(28)还配置成经由所述无线电子系统(26)向所述下游网络节点(12)传送指示从所述网络节点(12)的所述发射器(30)到所述下游网络节点(12)的接收器(32)的无线链路的目标信息流动速率的信息。
3.如权利要求2所述的网络节点(12)，其中从所述网络节点(12)的所述发射器(32)到所述下游网络节点(12)的所述接收器(32)的所述无线链路的所述目标信息流动速率小于或等于从所述上游网络节点(12，14)的所述发射器(30)到所述网络节点(12)的所述接收器(32)的所述无线链路的所述目标信息流动速率。
4.如权利要求3所述的网络节点(12)，其中从所述上游网络节点(12，14)的所述发射器(30)到所述网络节点(12)的所述接收器(32)的所述无线链路的所述目标信息流动速率是经过所述无线网状网络(10)的所述路由的起始网络节点(14)的最终传输模式和最终MCS的函数，其中所述起始网络节点(14)的所述最终传输模式和所述最终MCS是产生小于或等于由所述起始网络节点(14)的下游网络节点(12)所确定并且传送给所述起始网络节点(14)的所述路由的瓶颈信息流动速率Bj的那些。
5.如权利要求2所述的网络节点(12)，其中从所述网络节点(12)的所述发射器(30)到所述下游网络节点(12)的所述接收器(32)的所述无线链路的所述目标信息流动速率等于从所述上游网络节点(12，14)的所述发射器(22，30)到所述网络节点(12)的所述接收器(32)的所述无线链路的所述目标信息流动速率。
6.如权利要求2所述的网络节点(12)，其中从所述网络节点(12)的所述发射器(30)到所述下游网络节点(12)的所述接收器(32)的所述无线链路的所述目标信息流动速率等于从所述上游网络节点(12，14)的所述发射器(22，30)到所述网络节点(12)的所述接收器(32)的所述无线链路的所述目标信息流动速率的分数，其中所述分数是所述网络节点(12)的信息丢弃概率的函数。
7.如权利要求6所述的网络节点(12)，其中所述分数等于(1-εj)，其中εj是所述网络节点(12)的所述信息丢弃概率。
8.如权利要求2所述的网络节点(12)，其中由所述下游网络节点(12)所确定的所述路由的所述一个或多个试探瓶颈信息流动速率以及由所述处理子系统(28)所确定的所述路由的所述一个或多个新试探瓶颈信息流动速率包括针对不同干扰情形的不同值。
9.如权利要求8所述的网络节点(12)，其中针对所述不同干扰情形的所述不同值使能针对所述路由中所有无线链路的MCS和传输模式的联合优化，其中考虑在所述路由中的多个网络节点(12，14)中的每个非起始网络节点(12)处的所述不同干扰情形。
10.如权利要求1所述的网络节点(12)，其中所述处理子系统(28)还配置成：
为所述上游网络节点(12，14)的所述发射器(22，30)与所述网络节点(12)的所述接收器(32)之间的所述无线链路估计在所述网络节点(12)处的一个或多个信息到达速率；以及
基于所述上游网络节点(12，14)的所述发射器(22，30)与所述网络节点(12)的所述接收器(32)之间的所述无线链路的所述一个或多个信息到达速率以及由所述下游网络节点(12)所确定的所述一个或多个试探瓶颈信息流动速率来确定所述路由的所述一个或多个新试探瓶颈信息流动速率。
11.如权利要求10所述的网络节点(12)，其中：
由所述处理子系统(28)所估计的所述一个或多个信息到达速率是所述上游网络节点(12，14)的所述发射器(22，30)与所述网络节点(12)的所述接收器(32)之间的所述无线链路的在所述网络节点(12)处的信息到达速率Aj；
由所述路由的所述下游网络节点(12)所确定的所述一个或多个试探瓶颈信息流动速率是由所述路由的所述下游网络节点(12)所确定的试探瓶颈信息流动速率Bj；
由所述路由的所述处理子系统(28)所确定的所述一个或多个新试探瓶颈信息流动速率是由所述处理子系统(28)基于所述信息到达速率Aj和所述试探瓶颈信息流动速率Bj所确定的所述路由的新试探瓶颈信息流动速率Bj-1；以及
指示传送给所述上游网络节点(12，14)的所述路由的所述一个或多个新试探瓶颈信息流动速率的所述信息是指示所述路由的所述新试探瓶颈信息流动速率Bj-1的信息。
12.如权利要求11所述的网络节点(12)，其中，为了估计所述信息到达速率Aj，所述处理子系统(28)还配置成：
基于所述上游网络节点(12，14)的所述发射器(22，30)的初始传输模式和初始MCS来估计所述信息到达速率Aj。
13.如权利要求11所述的网络节点(12)，其中，为了估计所述信息到达速率Aj，所述处理子系统(28)还配置成：
基于所述上游网络节点(12，14)的所述发射器(22，30)的初始传输模式和初始MCS来估计所述信息到达速率Aj，所述初始传输模式和初始MCS提供在考虑来自所述无线网状网络(10)中的其他网络节点(12，14)的干扰时最大的最坏情况信息流动速率。
14.如权利要求11所述的网络节点(12)，其中，为了估计所述信息到达速率Aj，所述处理子系统(28)还配置成：
获得从所述上游网络节点(12，14)的所述发射器(22、30)到所述网络节点(12)的所述接收器(32)的所述无线链路的所述上游网络节点(12，14)的所述发射器(22，30)的初始传输模式和初始MCS以及干扰从所述上游网络节点(12，14)的所述发射器(22，30)到所述网络节点(12)的所述接收器(32)的所述无线链路的许多其他网络节点(12，14)的初始传输模式向量，其中：
所述初始传输模式向量是所述其他网络节点(12，14)的传输模式的向量，其为所述网络节点(12)的所述发射器(30)的所述初始传输模式产生从所述上游网络节点(12，14)的所述发射器(22，30)到所述网络节点(12)的所述接收器(32)的所述无线链路的最坏情况信息流动速率；以及
所述初始MCS是来自所述初始传输模式的MCS的集合的MCS，其产生针对所述初始传输模式向量的最大信息流动速率；以及
基于所述初始传输模式、所述初始MCS和所述初始传输模式向量来估计所述信息到达速率Aj。
15.如权利要求11所述的网络节点(12)，其中所述路由的所述新试探瓶颈信息流动速率Bj-1是所述上游网络节点(12，14)的所述发射器(22，30)与所述网络节点(12)的所述接收器(32)之间的所述无线链路的所述信息到达速率Aj以及由所述下游网络节点(12)所确定的所述路由的所述试探瓶颈信息流动速率Bj中的最小值。
16.如权利要求11所述的网络节点(12)，其中所述路由的所述新试探瓶颈信息流动速率Bj-1是Aj和中的最小值，其中εj是包括0到1的范围中的值，其表示所述网络节点(12)的信息丢弃概率。
17.如权利要求10所述的网络节点(12)，其中：
在所述处理子系统(28)所估计的所述一个或多个信息到达速率中存在针对两个或多个假设传输模式向量的、在所述上游网络节点(12，14)的所述发射器(22，30)与所述网络节点(12)的所述接收器(32)之间的所述无线链路的在所述网络节点(12)处的两个或多个信息到达速率其中所述两个或多个假设传输模式向量的每一假设传输模式向量是所述上游网络节点(12，14)以及干扰从所述上游网络节点(12，14)的所述发射器(22，30)到所述网络节点(12)的所述接收器(32)的所述无线链路的一个或多个其他网络节点(12，14)的传输模式的不同组合；
由所述下游网络节点(12)所确定的所述路由的所述一个或多个试探瓶颈信息流动速率是针对两个或多个假设传输模式向量的、由所述下游网络节点(12)所确定的所述路由的两个或多个试探瓶颈信息流动速率其中所述两个或多个假设传输模式向量的每一假设传输模式向量是所述网络节点(12)以及干扰从所述网络节点(12)的所述发射器(30)到所述下游节点(12)的所述接收器(32)的所述无线链路的一个或多个其他网络节点(12，14)的传输模式的不同组合；
由所述处理子系统(28)所确定的所述路由的所述一个或多个新试探瓶颈信息流动速率是所述处理子系统(28)基于所述两个或多个信息到达速率以及所述两个或多个试探瓶颈信息流动速率针对所述两个或多个假设传输模式向量所确定的、所述路由的两个或多个新试探瓶颈信息流动速率以及
指示所述路由的所述一个或多个新试探瓶颈信息流动速率的所述信息是指示针对所述两个或多个假设传输模式向量的、所述路由的所述两个或多个新试探瓶颈信息流动速率的信息。
18.如权利要求17所述的网络节点(12)，其中对于所述两个或多个假设传输模式向量的每一假设传输模式向量所述处理子系统(28)基于针对所述假设传输模式向量的所述两个或多个信息到达速率中对应的一个以及由所述下游网络节点(12)针对与所述假设传输模式向量一致的所述两个或多个假设传输模式向量中的一个或多个所确定的、所述路由的所述两个或多个试探瓶颈信息流动速率中的一个或多个，来确定所述两个或多个新试探瓶颈信息流动速率的对应新试探瓶颈信息流动速率Bj-1。
19.如权利要求17所述的网络节点(12)，其中针对所述两个或多个假设传输模式向量的每一假设传输模式向量所述处理子系统(28)依照下式确定所述两个或多个新试探瓶颈信息流动速率的对应新试探瓶颈信息流动速率Bj-1：
其中，是针对所述假设传输模式向量的所述新试探瓶颈信息流动速率Bj-1，是与所述假设传输模式向量一致的所有所述两个或多个假设传输模式向量的集合，是由所述下游网络节点(12)针对所述假设传输模式向量所确定的所述路由的所述试探瓶颈信息流动速率Bj，以及是针对所述假设传输模式向量的所述信息流动速率Aj。
20.如权利要求17所述的网络节点(12)，其中针对所述两个或多个假设传输模式向量的每一假设传输模式向量所述处理子系统(28)依照下式确定所述两个或多个新试探瓶颈信息流动速率的对应新试探瓶颈信息流动速率Bj-1：
其中是针对所述假设传输模式向量的所述新试探瓶颈信息流动速率Bj-1，是与所述假设传输模式向量一致的所有所述两个或多个假设传输模式向量的集合，是由所述下游网络节点(12)针对所述假设传输模式向量所确定的所述路由的所述试探瓶颈信息流动速率Bj，是针对所述假设传输模式向量的所述信息流动速率Aj，以及εj是包括0到1的范围中的值，其表示所述网络节点(12)的信息丢弃概率。
21.如权利要求17所述的网络节点(12)，其中所述处理子系统(28)还配置成：
经由所述无线电子系统(26)从所述上游网络节点(12，14)接收指示由所述上游网络节点(12，14)所选择的最终传输模式向量的信息；
基于从所述上游网络节点(12，14)所接收的所述目标信息流动速率以及从所述上游网络节点(12，14)所接收的所述最终传输模式向量来为所述网络节点(12)的所述无线电子系统(26)的所述发射器(30)选择最终传输模式向量以及所述MCS，供在所述无线网状网络(10)中的所述路由上传送信息时使用；以及
经由所述无线子系统(26)向所述下游网络节点(12)传送指示所述最终传输模式向量的信息以及指示从所述网络节点(12)的所述发射器(30)到所述下游网络节点(12)的所述接收器(32)的所述无线链路的所述目标信息流动速率的信息。
22.如权利要求21所述的网络节点(12)，其中从所述网络节点(12)的所述发射器(30)到所述下游网络节点(12)的所述接收器(32)的所述无线链路的所述目标信息流动速率小于或等于从所述上游网络节点(12，14)的所述发射器(22，30)到所述网络节点(12)的所述接收器(32)的所述无线链路的所述目标信息流动速率。
23.如权利要求1所述的网络节点(12)，其中所述处理子系统(28)还配置成：
为所述网络节点(12)的所述无线电子系统(26)的所述发射器(30)选择传输模式和MCS，供在所述无线网状网络(10)中的所述路由上传送信息时使用，其产生大于或等于从所述上游网络节点(12，14)所接收的所述目标信息流动速率的所述最低信息流动速率。
24.一种无线网状网络(10)中的网络节点(12)的操作方法，包括：
从经过所述无线网状网络(10)的路由中的所述网络节点(12)的下游网络节点(12)接收指示由所述路由的所述下游网络节点(12)所确定的一个或多个试探瓶颈信息流动速率的信息；
基于由所述路由的所述下游网络节点(12)所确定的所述一个或多个试探瓶颈信息流动速率来确定所述路由的一个或多个新试探瓶颈信息流动速率；
向经过所述无线网状网络(10)的所述路由中的所述网络节点(12)的上游网络节点(12，14)传送指示所述路由的所述一个或多个新试探瓶颈信息流动速率的信息；
从所述上游网络节点(12，14)接收指示从所述上游网络节点(12，14)的发射器(22，30)到所述网络节点(12)的接收器(32)的无线链路的目标信息流动速率的信息；以及
为所述网络节点(12)的所述发射器(30)选择调制和编码方案MCS，供在所述无线网状网络(10)中的所述路由上传送信息时使用，其产生大于或等于从所述上游网络节点(12，14)所接收的所述目标信息流动速率的最低信息流动速率。
25.一种无线网状网络(10)，包括：
在经过所述无线网状网络(10)的路由中的多个网络节点(12，14)，所述多个网络节点(12，14)包括所述路由的起始网络节点(14)、所述路由的结束网络节点(12)，以及所述路由中的所述起始网络节点(14)与所述结束网络节点(12)之间的一个或多个中间网络节点(12)，其中所述路由中的所述多个网络节点(12，14)配置成：
基于指示经过所述一个或多个中间网络节点(12)从所述结束网络节点(12)到所述起始网络节点(14)的所述路由的试探瓶颈信息流动速率的信息的向后传播来确定所述路由的瓶颈信息流动速率；
确定小于或等于所述路由的所述瓶颈信息流动速率的、所述路由的目标信息流动速率；以及
基于指示来自所述起始网络节点(14)的所述目标信息流动速率的信息的向前传播来为除了所述结束网络节点(12)之外的所述多个网络节点(12，14)的每一网络节点(12，14)确定调制和编码方案MCS。
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