專利名稱：：無線自組網絡上的傳輸功率控制的制作方法
技術領域：
：本發明通常涉及無線通信，特別涉及無線自組網絡(ad-hocnetwork)上的傳輸功率控制。
背景技術：
：在移動節點之間的無線通信已經變得日益流行。本質上，有兩種技術用于連接無線網絡內的節點。第一種技術使用現有的蜂窩網絡，其實際是轉發器系統，其中發射或始發節點接通一個轉發器，然后轉發器再次傳輸信號以便于在目標節點上接收。蜂窩系統的明顯缺點包括龐大的基礎設施成本和地理限制。由于龐大的基礎設施成本，在所有區域布置蜂窩網絡是不切實際的。而且，在緊急情況下，如地震、火災或電力中斷，蜂窩網絡可能在最需要的地區不能正常工作。第二種連接節點的技術是在有限地理區域范圍內的所有用戶中形成一個無線自組網絡。無線自組網絡通常包括一群移動節點，它們使用射頻鏈接相互進行通信。這些節點通過共享頻譜進行通信，并以分布方式訪問媒體。每個參加自組網絡的用戶應該能夠并且愿意轉發數據信息包，并參與確定信息包是否從始發源發送到最終目的地。無線自組網絡相比蜂窩.網絡有許多優點。首先，無線自組網絡更穩健，因為它不依賴于單個節點，而且有許多重復的容錯節點，其中每個節點可以替換或擴充其最鄰近的節點。另外，自組網絡可以實時改變位置和形狀。許多無線自組網絡系統支持分布式基于競爭的信道訪問協議(在此協議中，每個節點競爭訪問信道以執行數據傳輸)和分布式基于預約的信道訪問協議(在此協議中，每個節點預約時隙訪問信道以執行數據傳輸)。例如，在多頻帶正交頻分復用(OFDM)聯盟(MBOA)的MAC(媒體訪問控制)規范里，使用一個優先信道訪問(PCA)作為基于競爭的信道訪問協議。在PCA內，節點利用請求發送(RTS)和消除發送(CTS)控制信號來訪問媒體。不同于PCA，一種被稱為分布式預留協議(DRP)的分布式時隙預留MAC機制，被使用作為基于預約的信道訪問協議。使用DRP，最初時間被分割成超幀(Superframe)。超幀再被分割成許多時隙。頭幾個時隙被用作為一個信標周期(beaconperiod),而其它時隙被用作為一個數據周期(dataperiod)。結果，在分布式基于預約的信道訪問協議里，網絡內的每個節點在信標周期內發出一個信標，宣布時隙預留。從而可以避免沖突。由于自組節點在有限電池功率上運作，能量效率是主要問題之一。傳輸功率控制(TPC)是節省能量的一種重要途徑。如在此使用的，術語"TPC"是指節點之間傳輸信息包的功率控制。另外，如果許多節點擁擠在一個小區域內，它們的通信范圍相互重疊。由于范圍重疊，在給定時間上僅有小部分節點可以通信。結果，導致網絡堵塞。所以，需要開發一種TPC機制，其可以通過群集網絡縮小一些節點的通信范圍，從而減少相互間的干擾，并提高空間再利用，進而提高頻譜效率和網絡吞吐量。盡管許多TPC群集機制已經被提議用于無線自組網絡，但許多機制主要關注基于競爭的信道訪問協議，而不是基于預約的信道訪問協議。所以，有需要開發一種TPC群集機制，其能夠支持這兩種信道訪問協議，即基于競爭的信道訪問協議和基于預約的信道訪問協議。發明概述本發明提供一種新的分布式功率控制機制，其支持分布式競爭信道訪問協議和分布式預留信道訪問協議。為了提高空間再例用，在整個網絡里形成虛擬群集(virtualcluster)。如在此使用的，術語"虛擬(virtual)"表示沒有限定的群集。如在此使用的，術語"虛擬群集(virtualcluster)"意味著當在一個組內的所有節點不在另一個組內任何節點的傳輸范圍內時動態形成群集。由于分布式機制比集中式機制更穩健，且更容易安裝，每個群集都沒有中央控制單元。相反，基于某些條件，所有節點保留不同的有效傳輸功率(ETP)。如在此使用的，術語"ETP"是指一個發送方節點的約束傳輸功率級別。通過降低ETP的強度，可以減少在節點之間的干擾。結果，當兩個節點在ETP上發送信號或數據而不能接收到對方信息時，它們可以同時傳輸或接收數據。—方面，本發明提供一種控制無線自組網絡上的節點傳輸功率的方法，網絡包括多個發送方節點、中間節點和接收方節點。最初，設置節點的傳輸功率級別。然后，通過發出一個全局信號(globalsignal),節點與其鄰近節點交換信息。在交換信息之后，節點識別傳輸功率級別的節點覆蓋范圍。然后，節點確定一個ETP。最后，ETP被用來形成一個虛擬群集。圖l顯示在無線自組網絡上控制傳輸功率的主要步驟的流程圖；圖2顯示所有節點使用最大傳輸功率時的傳輸范圍。圖3a-3c顯示所有節點降低傳輸功率到ETP時的傳輸范圍。圖4顯示傳輸功率級別設置步驟的流程圖，即圖1的步驟102。圖5顯示在鄰近節點之間交換信息步驟的流程圖，即圖1的步驟104。圖6顯示確定每個傳輸功率級別的節點覆蓋范圍的步驟流程圖，即圖1的步驟106。圖7顯示一個節點的每個傳輸功率級別的典型節點覆蓋范圍。圖8顯示確定ETP的步驟的流程圖，即圖1的步驟108。圖9和10顯示使用分布式競爭信道訪問協議利用ETP形成虛擬群集的步驟流程圖，即圖1的步驟110。圖ll和12顯示使用分布式預留信道訪問協議利用ETP形成虛擬群集的步驟流程圖，即圖1的步驟110。具體實施例詳述現詳細參考本發明的某些實施例，在以下描述里也將提供其中的一些例子。本發明的典型實施例將被詳細描述，盡管對相關領域那些有經驗的技術人員是顯而易見的，有些特征對理解實施例并不是特別重要的，為了脈絡清晰可以不作顯示。而且，應該理解，本發明不限于以下描述的實施例，本領域技術人員可以在不偏移本發明的精神和范圍內對其作出各種變化和修改。例如，不同所示實施例的要素和/或特征在本披露和附加權利要求的范圍內可以被相互結合和/或相互替換。以下描述的傳輸功率控制方法意在用于一個無線自組網絡，其中每個節點可以傳輸信號到其它節點或從其它節點接收信號。每個節點可以周期性地發出一個信標或全局信號(globalsignal)以交換信號和控制信息。應該理解，本申請也適合于支持一個類似周期性的信標和全局信號的任何移動自組網絡。如在此使用的，術語"全局信號"是指一個將在其傳輸范圍內的所有節點作為目標的信號。優選地，節點使用最大傳輸功率級別發出全局信號。術語"傳輸功率級別"是指發送方節點發出信號或數據的功率強度。術語"最大傳輸功率"是指發送方節點發出信號或數據的最大功率強度。現參照圖1，圖解說明在無線自組網絡上控制傳輸功率的步驟。第一個步驟102是一個在傳輸功率級別上的自設置階段。在此步驟里，最初，網絡上的每個節點可以將傳輸功率分成一個或多個級別(如n個級別)。參數n可以是任何數字，取決于系統選擇傳輸功率每個級別的步長改變的偏好。級別越高，功率強度將會越大。在最高傳輸功率級別上的節點可以使用最大功率傳輸，而在最低傳輸功率級別上的節點可以使用最小傳輸功率。除了將傳輸功率分成n個級別，每個節點也可以定義在接收方節點上的期望接收功率級別。在設置n個級別傳輸功率之后，每個節點可以通過發出一個全局信號與其鄰近節點交換信息，如步驟104所示。如在此使用的，'術語"鄰近節點"是指發送方節點使用當前傳輸功率級別可以到達的一個節點。在此階段，每個接收方節點可以記錄下全局信號的接收功率。當那些接收方節點發出其全局信號時，它們也可以顯示之前獲得的全局信號的接收功率或之前檢測到的每個全局信號發送方節點的目標傳輸功率。因此，通過檢查其它節點上的全局信號，節點可以知道其全局信號在何種級別上正在到達其每個鄰近節點。除了在接收功率或目標傳輸功率上交換信息，每個節點也可以保留每個k跳鄰近節點的節點覆蓋信息。如在此使用的，"k跳"是指一條從源節點到目標節點的路徑，其間有(k-l)個中間節點。k代表中間節點數目加1或總節點(包括源節點和目標節點)數目減1。"屮間節點"是指傳遞通信流量并參與從源節點到目標節點的通信路徑的一個節點。被包含在ETP之下的節點被看作1跳鄰近節點。如在此使用的，"1跳"代表一條從源節點到目標節點而不需要中間節點的路徑。通過此1跳鄰近節點，一個節點可以獲得2跳到k跳的鄰近節點信息。所以，為每個節點保留更新的節點覆蓋信息的方法是每個節點傳遞其每個(k-l)跳鄰近節點的信息到鄰近節點。結果，所有節點獲得k跳鄰近節點上的信息。在初始階段，每個節點僅可以有少于(k-l)跳的鄰近節點信息傳遞到其它節點。但是，隨著更多節點傳送它們的節點覆蓋信息到其周圍節點，每個節點可以迅速形成其k跳鄰近節點的圖像。然后它可以發送其(k-l)跳的鄰近節點信息到其周圍節點。參照步驟106，在交換信息之后，每個節點可以確定每個傳輸功率級別的節點范圍。使用交換的信息，-"個節點能夠確定其每個鄰近節點的目標傳輸功率。然后該節點可以將其每個鄰近節點映射到一個傳輸功率級別內。結果，對每個傳輸功率級別可以確定一個節點范圍。參照步驟108，在確定每個傳輸功率級別的節點范圍之后，每個節點能夠內部確定其可以到達其在k跳距離內的所有初始連接節點的傳輸功率級別。如在此使用的，術語"初始連接節點"是指在最大傳輸功率下被覆蓋的節點。因此，在開頭，一個節點可以開始確定在傳輸功率級別l上的拓撲。然后該節點可以在當前傳輸功率級別內形成在其所有l跳鄰近節點的圖像。接著該節點能夠確定其是否能夠通過這些1跳鄰近節點到達其在k跳距離范圍內的所有初始連接節點。如果不可以，它可以上升封下一個更高傳輸功率級別以包括更多1跳鄰近節點。一旦該節點發現它能夠通過這些1跳鄰近節點到達其k跳距離范圍內的所有初始連接節點，并不與其它節點形成任何不對稱連接，它就可以在當前傳輸功率級別上停止。如在此使用的，術語"不對稱連接"是指在兩個節點之間的一個通信連接，其中第一節點的信息包可以到達第二節點，但是第二節點的信息包不能到達第一節點。當前傳輸功率級別就是指節點的ETP。然后節點可以使用ETP作為其約束傳輸(boundedtransmission)。因此，每個節點可以使用最大傳輸功率以發出全局信號，并使用ETP發出控制信號和數據。所以，通過降低每個節點的傳輸功率到ETP，可以降低在兩個節點之間的千擾。能夠相互傳輸和接收信息包的節點可以形成一個組。結果，當一組內的所有節點不在另一組內任何節點的傳輸范圍之內時，這兩組的節點可以同時訪問信道。由于每組虛擬地形成各自的通信網絡，該組被看成是一個虛擬群集。這個階段如步驟110所示。隨后，節點可以等待下一個周期與鄰近節點交換信息，并重復在步驟104到110內詳細說明的過程。參照圖2，其中所有節點擠在一起，如果所有節點使用最大傳輸功率傳輸信號或數據，在一對節點之間的單個信號或數據傳輸將已經影響到所有的周圍節點。所以，每次僅有一對節點可以進行通信。但是，如果所有節點降低其傳輸功率到ETP，如圖3a-3c所示，一個節點的傳輸范圍將不再覆蓋所有的周圍節點。因此，不只一對節點同時進行通信是有可能的。當所有節點降低其傳輸功率到ETP時，三個虛擬群集組合如圖3a-3c所示。在圖3a，在降低傳輸功率之后，節點A和節點B的傳輸范圍將不再覆蓋節點D和節點E。另一方面，節點D和節點E的傳輸范圍將不再覆蓋節點A和節點B。所以，在節點A和節點B之間的通信和在節點D和節點E之間的通信可以同時發生。然后形成一個虛擬群集{(A,B)和(D,E)}。類似地，在圖3b，形成一個虛擬群集{(B,C)和(E,F)}，并在圖3c，形成一個虛擬群集{(C,D)和(A,F)}。設置傳輸功率級別在傳輸功率級別上的設置(圖1的歩驟102)是無線自組網絡上控制傳輸功率過程的初始階段。這個階段的詳細細節如圖4所示。在此階段，對于一個參考傳輸功率級別，每個節點可以設置所有n個級別的傳輸功率，如步驟120所示。另外，如步驟122所示，每個節點也可以設置期望的接收功率用來接收信息包。用戶定義的期望接收功率可以用于以后的階段，映射傳輸功率級別和鄰近節點上的相應接收功率。而且，如步驟124所示，節點可以選擇性地將ETP初設為默認初始值，即所述實施例中的1。鄰近節點之間的信息交換鄰近節點之間的信息交換(圖1的步驟104)是在設置傳輸功率級別之后(圖1的步驟102)、無線自組網絡上控制傳輸功率過程的下一個階段。這個階段的詳細細節如圖5所示。在定期的全局信號周期間(其是指第一節點發出全局信號到最后節點之間的周期)，當節點接收一個來自鄰近節點的全局信號時，它可以記錄下全局信號的接收功率，如步驟134所示。該節點可以存儲鄰近節點的身份(如設備號)和鄰近節點的每(k-l)跳的當前節點覆蓋范圍在其存儲器內。另外，節點也可以存儲到另一個節點的全局信號的反饋接收功率，或另一個節點建議的目標傳輸功率，如果鄰近節點已經包含了這些信息在全局信號里。在每個可能的發出全局信號的時間上(步驟130)，當輪到節點發送全局信號時，如步驟131所示，然后節點發送全局信號，如步驟132所示。優選地，可以使用最大傳輸功率。該節點可以包含接收到的全局信號發送方節點的身份(如設備號)，以及它們的全局信號記錄的接收功率或全局信號發送方節點的建議目標傳輸功率。而且，該節點也可以包括其在當前ETP下的1跳節點覆蓋范圍信息。最初，ETP可以被設置成1，可以按照圖8所示的過程由節點修改，這些將在以下描述。如果k值大于或等于2，節點可以包括每1到(k-l)跳的節點覆蓋。可以重復以上步驟，直到全局信號周期結束，如步驟136和138所示。l.確定每個傳輸功率級別的節點覆蓋確定每個傳輸功率級別的節點覆蓋(圖1的步驟106)是在鄰近節點之間的信息交換之后(圖1的步驟104)、無線自組網絡上控制傳輸功率過程的下一個階段。這個階段的詳細細節如圖6所示。—個全局信號發送方節點對其鄰近節點的目標傳輸功率可以由全局信號發送方節點或全局信號接收方節點計算。'如果目標傳輸功率是由全局信號發送方節點確定，如步驟140所示，優選地，在全局信號周期結束時(步驟141)，每個全局信號發送方節點可以利用期望接收功率和其對每個鄰近節點的全局信號的反饋接收功率之間的關系，來確定對每個鄰近節點的目標傳輸功率級別。所以，在識別所有檢測出的全局信號接收方節點之后，如步驟142所示，每個全局信號發送方節點可以為每個全局信號接收方節點確定映射比率(映射比例=期望接收功率/接收功率或反饋接收功率)，如步驟144所示。通過使用映射比例，每個全局信號發送方節點還可以確定每個全局信號發送方節點的目標傳輸功率級別(目標傳輸功率級別=最大傳輸功率><映射比率)，如步驟145所示。最后，如果目標傳輸功率是由全局信號發送方節點確定，如步驟146所示，該節點可以將每個鄰近節點集合到n個傳輸功率級別中的一個級別內，如步驟148所示。確定在發送方上的目標傳輸功率級別的另一種選項是，全局信號接收方節點在接收到全局信號之后，確定全局信號發送方節點的目標傳輸功率，如步驟140和143所示。然后，接收方節點通過使用檢測到的接收功率而不是反饋接收功率，執行步驟144和145內的相同過程，以確定全局信號發送方節點的目標傳輸功率。由于目標傳輸功率是由全局信號接收方節點確定，如步驟146所示，接收方節點在圖1內的步驟104的信息交換周期期間，返回該值到全局信號發送方節點，如步驟147所示。一旦全局信號發送方節點接收到該信息，節點可以將每個鄰近節點集合到n個傳輸功率級別中的一個級別內，如步驟148所示。例如，當傳輸功率被分成三個級別時，每個功率級別代表一個傳輸范圍，如圖7所示，節點A、節點B被覆蓋在功率級別一502之下；節點C、D和E被覆蓋在功率級別二504之下；以及節點F、G和H被覆蓋在J]率級別三506之下。以下表格1到表格3分別顯示在傳輸功率級別一到級別三下每個節點的所有節點覆蓋。在每個表格里，第一列顯示參考節點，第二列顯示該參考節點的當前傳輸功率級別。剩下的其他列顯示在當前傳輸功率級別下哪些節點將被該參考節點覆蓋。<table>Complextalbeseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>表格l<table>Complextalbeseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>表格2<table>Complextalbeseeoriginaldocumentpage15</column></row><table><table><row><column>E</column><column>3</column><column>A</column><column>B</column><column></column><column></column><column></column><column></column><column></column><column></column><column>H</column></row><row><column>F</column></row><row><column>3</column><column>A</column><column></column><column>C</column><column></column><column></column><column></column><column></column><column>G</column><column></column></row><row><column>G</column></row><row><column>3</column><column>A</column><column></column><column></column><column></column><column></column><column></column><column>F</column><column></column><column>H</column></row><row><column>H</column></row><row><column>3</column><column>A</column><column></column><column></column><column></column><column>E</column><column></column><column></column><column>G</column><column></column></row><table>表格3確定ETP確定ETP(圖1的步驟108)是在確定每個傳輸功率的節點覆蓋之后(圖1的步驟106)、無線自組網絡上控制傳輸功率過程的下一個階段。在確定ETP值之后，每個節點可以在ETP上發出控制信號或數據，并在最大傳輸功率級別上發出全局信號。此階段的詳細細節如圖8所示。在分組集合鄰近節點之后，節點可以識別被當前ETP覆蓋的所有1跳鄰近節點，以形成一個節點覆蓋列表(步驟151)。然后該節點可以識別每個檢測出的全局信號發送方節點，其已經包括節點本身作為1-跳鄰近節點，以形成一個鄰近節點列表，如步驟152所示。如果該節點發現節點覆蓋列表沒有包括在鄰近節點列表里的所有節點(步驟154)，它可以嘗試提高它的傳輸功率級別，以避免不對稱的連接。如果該節點已經使用最大傳輸功率級別進行傳輸(步驟162)，那么該節點可以繼續限制傳輸功率到ETP(步驟169)。否則，如步驟166和169所示，節點可以在ETP上增加一步。隨后，它可以等待下一個全局信號周期。但是，如果當前節點覆蓋列表覆蓋了鄰近節點列表里的所有節點(步驟154)，那么該節點可以進一步識別每個l跳鄰近節點的(k-l)跳鄰近節點。在搜集所有信息之后，節點可以確定當前ETP是否足夠大到能覆蓋所有初始連接節點，其被覆蓋在最大傳輸范圍之下。這個決定可以基于該節點是否能夠通過其1跳鄰近節點而到達在k跳距離范圍內的所有初始連接節點(步驟158)。如果通過所有1跳鄰近節點的當前節點覆蓋并沒有覆蓋所有初始連接節點，那么該節點可以嘗試在傳輸功率級別上增加一步，如步驟162和166的詳細說明。否貝U，該節點可以檢查其是否能夠降低ETP。特別地，該節點可以檢查是否有任何節點仍然被覆蓋在當前傳輸功率級別之下(歩驟160)。如果有一個節點被覆蓋在當前傳輸功率級別之下，該節點就可以保持使用當前的ETP(步驟169)。如果沒有節點被覆蓋在當前傳輸功率級別之下，該節點就可以進行檢査當前傳輸功率級別是否最小(步驟164)。如果傳輸功率處于最小級別，該節點將不修改ETP(步驟169)。否則，該節點可以在ETP上降低一個級別以節省電力(步驟168)。然后該節點可以限制傳輸功率到ETP(步驟169)。最后，節點可以回到步驟150，并等待下一個全局信號周期。參照圖7和以下表格4，級別數目(如n級別)可以被設置為3，而跳(k)的數目可以被設置為2。通過2跳可以到達的節點被標記有星號(*)。在每個表格里，第一列顯示參考節點，第二列顯示參考節點的當前傳輸功率級別。第三列組顯示在當前傳輸功率級別下哪些節點將被參考節點覆蓋。最后列顯示在參考節點上的狀態，當前傳輸功率級別是否足夠大到能覆蓋k跳內的所有初始連接節點。以節點A作為例子，在傳輸功率級別1上，節點A僅能夠到達節點B。所以，節點A必須重復過程將ETP設置成級別2。在級別2的ETP上，如表格5所示，現在節點A能夠直接到達節點B、C、D和E。而且，節點A可以通過節點C在2跳上到達節點F，并通過節點E在2跳上到達節點H。但是，節點A使用當前ETP仍然不能到達節點G。另一方面，節點B、C、D和E已經能夠在2跳內到達所有初始連接節點。因此，節點B、C、D和E可以限制傳輸功率到當前ETP。最后，在級別3的ETP上，節點A可以在2跳上到達所有初始連接節點，如表格6所示。<table>complextableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table><table>complextableseeoriginaldocumentpage</column></row><table>表格5<table>complextableseeoriginaldocumentpage</column></row><table>表格6利用ETP形成虛擬群集利用ETP形成虛擬群集(圖1的步驟110)是在確定有效傳輸功率(圖1的步驟108)之后、無線自組網絡上控制傳輸功率過程的下一個階段。以下是一個優選實施例，描述怎樣利用ETP形成具有分布式基于競爭的信道訪問協議和分布式基于預約的信道訪問協議的虛擬群集。這個階段的詳細細節如圖9-12所示。a.分布式基于競爭的信道訪問協議的虛擬群集ETP用來提高在分布式競爭信道訪問協議的空間利用。現參照圖9，發送方節點最初可以確定信道是否繁忙。當信道不繁忙時(步驟170)，發送方節點可以使用一個典型的請求發送(RTS)消息以獲得訪問信道的權利。RTS消息的目的是讓在發送方節點傳輸范圍內的鄰近節點保持沉默。為了提高空間利用，發送方節點可以使用ETP而不是最大傳輸功率來發出RTS消息，如步驟172所示。由于降低了RTS消息的傳輸范圍，那些最初可以相互接到信息的節點對不再會從另一節點獲得RTS消息。盡管不同節點可以在不同功率級別上發送RTS消息，但不會產生網絡的不對稱連接。理由是一旦節點發現在當前ETP下全局信號發送方節點不在其1跳鄰近節點覆蓋內時(圖8的步驟154)，它會提高ETP直到發現全局信號發送方節點在其1跳鄰近節點覆蓋之下。結果，可以影響發送方節點的所有其它節點可以處于使用ETP的發送方節點的傳輸范圍內。所以，當節點想清除信道時，在ETP上發送RTS消息通知所有潛在的干擾源是足夠的。可以從發送方節點獲得RTS消息的節點能夠成為發送方節點虛擬群集的成員。否則，該節點可以形成另一個有其它節點的虛擬群集。所以，一對節點同時發出RTS消息是有可能的。一旦發送方節點從接收方節點接收到一個典型的消除發送(CTS)消息，該發送方節點可以開始傳輸數據，如圖9的步驟176所示。表格3顯示如果所有節點使用最大傳輸功率發送RTS消息，節點B和節點C不能同時訪問信道，因為它們能夠從對方獲悉RTS消息。在表格6內，節點B和節點C使用功率級別2發出RTS消息，它們不會相互干擾。在另一方面，如圖IO所示的在接收方一側，在接收RTS消息之后(步驟180)，節點可以確定信道是否空閑(步驟182)。如果信道空閑，接收方節點可以在ETP上回復一個CTS消息給發送方節點，如步驟184所示。否則，接收方節點可以忽視RTS消息，如步驟186所示。接收方節點可以在ETP上而不是最大傳輸功率級別上發出一個CTS消息。那些最初可以相互接到信息的節點對不再會從另一節點獲得CTS消息。所以，一對節點同時使用CTS消息以清除該區域用來傳輸是有可能的。例如，在表格6內，因為節點D不干擾節點C和F，節點D可以回復一個CTS消息給節點B。同時由于節點F不干擾節點B和D，它也可以回復一個CTS消息給節點C。結果，可以形成兩個虛擬群集。第一虛擬群集可以包括節點B和D，而第二虛擬群集可以包括節點C和F。b.分布式基于預約的信道訪問協議的虛擬群集節點覆蓋信息也被用來提高在分布式預留信道訪問協議上的空間利用。周期性全局信號可以被用來顯示一個節點的預留節點覆蓋。參照圖11，在發送方節點上，它不僅可以包括時隙預留信息，而且包括在全局信號內的當前ETP下的1跳節點覆蓋信息(步驟190)。由于全局信號是在最大傳輸功率級別上發送，那些處于ETP的傳輸范圍之外的、但在發送方節點的最大傳輸范圍之內的節點仍然可以接收到信標。一旦發送方節點從接收方節點接收到一個回復消息(步驟194)，它可以檢査預留是否成功，并更新預留狀態(步驟196)。在接收方一側，如圖12所示，在從發送方節點接收一個具有時隙預留的全局信號之后(步驟202)，接收方節點最初檢査全局信號是否以自己為發送目標(步驟204)。如果全局信號以自己為發送目標，它可以檢查時隙預留的可用性，如步驟206的詳細描述。在檢査可用性之后，接收方節點可以回復結果給發送方節點，如步驟208的詳細描述。另一方面，如果全局信號不以自己為發送目標，它可以檢查其本身ID是否包含在全局信號內的1跳節點覆蓋列表內(步驟210)。如果接收方節點ID在列表內，它可以記住發送方節點的時隙預留(步驟212)。否則，它可以忽略該全局信號消息，如步驟214所示。因為忽略該消息，接收方節點將不在發送方節點ETP的傳輸范圍內。所以，接收方節點根據發送方節點的請求不會封閉時隙。0052如果沒有本系統，接收方節點將不知道發送方節點已經縮小了傳輸范圍大小。然后，接收方節點會記住當前的時隙預留，如果不采用本系統它會封閉未來預留的指定時隙。增加和刪除節點當一個新節點增加到網絡時，新節點能夠重復在圖4-6和圖8內的過程以確定其ETP。當一個節點離開網絡時，所有節點可以嘗試降低它們的ETP，如圖8的步驟160里的詳細描述。如果離開的節點是在一個節點當前傳輸功率級別上的最后節點，該節點可以在傳輸功率級別上減少一步。節點之間的干擾為了進一步降低節點之間的干擾效應，可以有差別地設置ETP值。為了保持一確定值的信噪比(SNR)，發送方節點和接收方節點之間的距離必須比干擾節點和接收方節點之間的距離更近。經驗法則是首先要明白系統的信道模型。從信道模型，找出距離功率X和接收方功率之間的關系。通過使用預定的SNR值和X，可以設置ETP等于(S層廣乘以初始ETP。在這種情況，能夠確保節點可以通過ETP清除范圍覆蓋內的信道。另外，當干擾節點處于ETP范圍覆蓋之外時，也可以確保當前ETP足夠大到能夠保持一確定值信噪比。盡管參照優選實施例已經描述了本發明，但本領域有經驗的工作人員將認識到在不偏移本發明的精神和范圍內可以在格式和細節上做出適當修改。另外，這些實施例并不是被用來限制其中的所有細節，在不偏移本發明的精神和范圍內可以對其作出修改以及變化。權利要求1.一種控制無線自組網絡上的節點傳輸功率的方法，該網絡包括多個發送方節點、中間節點和接收方節點，本方法包括(A)設置節點的傳輸功率級別；(B)通過發出一個全局信號與鄰近節點交換信息；(C)識別確定每個傳輸功率級別的節點覆蓋；(D)確定有效傳輸功率(ETP)；和(E)使用ETP形成一個虛擬群集。2.根據權利要求1所述的方法，其中步驟(A)包括(a)設置節點的傳輸功率級別為一個參考傳輸功率級別；和(b)設置接收信號的期望接收功率。3.根據權利要求1所述的方法，其中步驟(B)包括(a)在每個可能的全局信號時間上確定是否輪到節點發送全局信號；(b)如果沒有輪到節點發送全局信號，記錄下全局信號的接收功率作為記錄的接收功率;(c)如果輪到節點發送全局信號，發送全局信號；(d)確定全局信號周期是否結束；禾口(e)如果全局信號周期沒有結束，重復(a)-(d)步驟。4.根據權利要求3所述的方法，其中步驟(b)包括存儲其中一個鄰近節點身份和該鄰近節點的每(k-1)跳的當前節點覆蓋。5.根據權利要求4所述的方法，其中步驟(b)包括存儲另一節點全局信號的反饋接收功率、或另一節點建議的目標傳輸功率，如果這些信息包含在鄰近節點的全局信號里。6.根據權利要求3所述的方法，其中步驟(c)包括使用最大傳輸功率發送全局信號。7.根據權利要求3所述的方法，其中步驟(c)包括存儲一個接收到的全局信號發送方節點的身份，以及記錄的全局信號接收功率、或在全局信號里建議的目標傳輸功率。8.根據權利要求7所述的方法，其中步驟(c)包括存儲在ETP下的1跳節點覆蓋，或如果在全局信號里k大于或等于2時存儲每個1到(k-l)跳的節點覆蓋。9.根據權利要求1所述的方法，其中步驟(C)包括將每個鄰近節點映射到一個傳輸功率級別內。、10.根據權利要求9所述的方法，其中將每個鄰近節點映射到一個傳輸功率級別內是基于每個鄰近節點上的接收功率級別和期望接收功率級別之間的關系。11.根據權利要求9所述的方法，其中將每個鄰近節點映射到一個傳輸功率級別內，包括(a)確定全局信號發送方節點或全局信號接收方節點是否負責確定目標傳輸功率；(b)如果目標傳輸功率是由全局信號發送方節點確定，識別確認檢測到的全局信號接收方節點；(c)對每個檢測到的全局信號接收方節點確定一個映射比率；(d)使用映射比率，獲得每個檢測到的全局信號接收方節點的目標傳輸功率級別；禾n(e)依照目標傳輸功率級別，將每個鄰近節點集合到該傳輸功率級別內。12.根據權利要求9所述的方法，其中將每個鄰近節點映射到一個傳輸功率級別內，包括(a)確定全局信號發送方節點或全局信號接收方節點是否負責確定目標傳輸功率；(b)如果目標傳輸功率是由全局信號接收方節點確定，在接收全局信號之后確定每個檢測到的全局信號發送方節點的映射比率；(c)使用映射比率，獲得檢測到的全局信號發送方節點的目標傳輸功率級別；(d)反饋目標傳輸功率到檢測到的全局信號發送方節點；和(e)依照目標傳輸功率級別，將每個鄰近節點集合到該傳輸功率級別內。13.根據權利要求1所述的方法，其中步驟(D)包括(a)識別由ETP覆蓋的所有節點，以形成一個節點覆蓋列表；(b)識別檢測到的全局信號發送方節點，其包括節點本身作為1-跳鄰近節點以形成一個鄰近節點列表；(c)確定節點覆蓋列表是否覆蓋鄰近節點列表內的所有節點;(d)如果節點覆蓋列表覆蓋鄰近節點列表內的所有節點，識別每個1跳鄰近節點的(k-l)跳鄰近節點；禾B(e)確定通過1跳鄰近節點在k跳距離內，是否能到達所有初始連接節點。14.根據權利要求13所述的方法，其中步驟(D)包括(a)如果通過1跳鄰近節點k跳距離內不能到達所有初始連接節點，確定是否使用最大傳輸功率級別；(b)如果不是使用最大傳輸功率級別，在ETP上增加一個級別；和(c)限制傳輸功率為ETP。15.根據權利要求13所述的方法，其中步驟(D)包括(a)如果通過1跳鄰近節點在k跳距離內能夠到達所有初始連接節點，確定其中一個初始連接節點是否被覆蓋在該傳輸功率級別之下；(b)如果該初始連接節點沒有被覆蓋在該傳輸功率級別之下，確定該傳輸功率級別是否達到最小值；(c)如果傳輸功率級別沒有達到最小值，在ETP上降低一個級別；和(d)限制傳輸功率到ETP。16.根據權利要求1所述的方法，其中步驟(D)包括(a)識別由ETP覆蓋的所有節點，以形成一個節點覆蓋列表；(b)識別檢測到的全局信號發送方節點，其包括節點本身作為1-跳鄰近節點，以形成一個鄰近節點列表；(c)確定節點覆蓋列表是否覆蓋鄰近列表內的所有節點；(d)如果節點覆蓋列表不覆蓋鄰近節點列表里的所有節點，確定是否使用最大傳輸功率級別；(e)如果不使用最大傳輸功率級別，在ETP上增加一個級別；和(f)限制傳輸功率到ETP。17.根據權利要求1所述的方法，其中虛擬群集使用一個分布式競爭信道訪問協議，其中在發送方節點上，步驟(E)包括(a)確定信道是否繁忙；(b)在ETP上發送一個請求發送(RTS)消息；(c)從接收方節點接收一個消除發送(CTS)消息；和(d)在ETP上傳輸數據。18.根據權利要求17所述的方法，其中在接收方節點上，步驟(E)包括(b)確定信道是否空閑；(c)如果信道空閑，在ETP上回復一個CTS消息到發送方節點；和(d)如果信道不是空閑的，忽略該RTS消息。19.根據權利要求1所述的方法，其中虛擬群集使用一個分布式預留信道訪問協議，其中在發送方節點上，步驟(E)包括(a)使用全局信號發送一個預留時隙請求，該全局信號包括在ETP下的節點覆蓋；(b)從接收方節點接收一個回復信號；(c)檢査時隙預留是否成功；和(d)更新時隙預留的狀態。20.根據權利要求19所述的方法，其中在接收方節點上，步驟(E)包括(a)從發送方節點接收預留時隙的全局信號；(b)檢査該全局信號是否以該接收方節點為目標；(C)如果該全局信號不以該接收方節點為目標，檢查該接收方節點的身份是否包含在全局信號里的節點覆蓋列表內；(d)如果該接收方節點的身份在節點覆蓋列表內，記住發送方節點的預留時隙；(e)如果該接收方節點的身份不在節點覆蓋列表內，忽略該全局信號；和(f)如果該全局信號以該接收方節點為目標，檢查預留時隙的可用性并回復發送方節點。全文摘要本發明提供一種控制無線自組網絡上節點傳輸功率的方法，該網絡包括多個發送方節點、中間節點和接收方節點。最初，設置節點的傳輸功率級別(102)。然后，通過發出一個全局信號，該節點與其鄰近節點交換信息(104)。在交換信息之后，該節點識別傳輸功率級別的節點覆蓋(106)。接著，該節點確定一個有效傳輸功率(ETP)(108)。最后，使用ETP來形成一個虛擬群集(110)。文檔編號H04L12/28GK101208909SQ200680023161公開日2008年6月25日申請日期2006年12月7日優先權日2005年12月9日發明者曾銳明,李欣霖,軍陳申請人:香港應用科技研究院有限公司