ВЫСОКОСКОРОСТНАЯ СЕТЬ С МНОГОКРАТНЫМ ПЕРЕПРИЕМОМ И ФОРМИРОВАНИЕМ ДИАГРАММЫ НАПРАВЛЕННОСТИ АНТЕННЫ
HIGH-SPEED NETWORK WITH MULTIPLE RE-RECEPTION AND FORMATION OF ANTENNA PATTERN

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится в целом к сети беспроводной связи с многократным переприемом и формированием диаграммы направленности антенны. Более точно, настоящее изобретение относится к сети c уменьшенным необходимым числом базовых станций для обеспечения работы всех узлов на определенной территории, которая также обеспечивает высокоскоростную передачу данных и возможность устранения отказов соединения.
Предпосылки создания изобретения
Всегда существует потребность в обеспечении мобильной связи и Интернет-соединения для большого числа пользовательских терминалов (ПТ), рассредоточенных на большой территории, например, в сельских местностях. Хотя предпочтительным способом обеспечения многопользовательской связи на большой территории, как правило, считается спутниковая связь, создание системы спутниковой связи обычно недоступно по экономическим причинам. Экономически более доступной альтернативой является система наземной связи. Тем не менее, требуется сооружение значительного числа базовых станций (БС) для обеспечения работы ПТ на большой территории, при этом каждая БС обычно установлена на высокой мачте для покрытия  макросоты диаметром, например, 30 км. Сооружение такой БС является дорогостоящим. Желательно и целесообразно на практике создать такую технологию связи, позволяющую уменьшить или свести к минимуму требуемое число БС для обеспечения многопользовательской связи на такой же территории.
Краткое изложение сущности изобретения
В настоящем изобретении предложен способ управления работой сети беспроводной связи с многократным переприемом. Сеть содержит множество узлов, распределенных по определенной территории. Узлы состоят из одной или нескольких БС и множества пользовательских узлов. Одна или несколько БС соединены с базовой сетью связи (БСС). Каждый из узлов содержит антенную решетку для адаптивного формирования диаграммы направленности антенны. В следующих абзацах описаны подробности работы индивидуального пользовательского узла в соответствии с вариантами осуществления способа. В настоящем изобретении также предложена сеть связи, в которой каждый из пользовательских узлов сконфигурирован действовать в соответствии с любым из раскрытых вариантов осуществления, касающихся подробностей работы индивидуального пользовательского узла.
Индивидуальный пользовательский узел сканирует окружающую его область с помощью своей антенной решетки, чтобы идентифицировать подмножество узлов. Каждый узел в подмножестве является достижимым узлом, который способен поддерживать беспроводную связь с индивидуальным пользовательским узлом и способен устанавливать соединение с БСС посредством связи напрямую, по меньшей мере, с одной БС или опосредованно по маршруту, содержащему, по меньшей мере, один другой промежуточный пользовательский узел.
Индивидуальный пользовательский узел определяет множество информационных элементов, характерных для индивидуального достижимого узла в подмножестве. Характерные для узла информационные элементы включают значение отдаленности для указания степени отдаленности друг от друга местоположений индивидуального достижимого узла и индивидуального пользовательского узла.
Затем индивидуальный пользовательский узел выбирает целевой достижимый узел, чтобы обмен данными между индивидуальным пользовательским узлом и БСС осуществлялся через целевой достижимый узел. Целевой достижимый узел выбирается из подмножества узлов и имеет наименьшее значение отдаленности среди одного или нескольких достижимых узлов в подмножестве, в результате чего, когда одна или несколько БС не способны поддерживать связь напрямую с индивидуальным пользовательским узлом, индивидуальный пользовательский узел остается способным поддерживать связь с БСС посредством связи с многократным переприемом, по меньшей мере, с одной БС через целевой достижимый узел. За счет этого общее число из одной или нескольких БС для обеспечения обмена данными между БСС и всеми пользовательскими узлами может быть уменьшено по сравнению со сценарием без использования связи с многократным переприемом на той же территории.
Когда индивидуальный пользовательский узел имеет данные для пересылки БСС, индивидуальный пользовательский узел конфигурирует свою антенную решетку таким образом, чтобы она была наведена на целевой достижимый узел, и после этого передает данные целевому достижимому узлу.
Индивидуальный пользовательский узел предпочтительно периодически повторно сканирует окружающую область с целью обновления подмножества, определяет множество информационных элементов, характерных для каждого достижимого узла в подмножестве после обновления, и обновляет выбор целевого достижимого узла.
Когда целевому достижимому узлу не удается принять данные, переданные от индивидуального пользовательского узла из-за отказа соединения, индивидуальный пользовательский узел предпочтительно обновляет подмножество путем отбрасывания целевого достижимого узла с целью выбора следующего целевого достижимого узла, реконфигурирует свою антенную решетку, чтобы она была наведена на следующий целевой достижимый узел, и повторно передает данные следующему целевому достижимому узлу. В результате сеть становится отказоустойчивой и самовосстанавливающейся.
В одном из вариантов осуществления характерные для узла информационные элементы дополнительно включают значение доступной пропускной способности, которую обеспечивает индивидуальный достижимый узел. Когда в подмножество входит множество достижимых узлов с одинаковым наименьшим значением отдаленности, индивидуальный пользовательский узел выбирает целевой достижимый узел из упомянутого множества достижимых узлов с наибольшим значением доступной пропускной способности.
В другом варианте осуществления характерные для узла информационные элементы дополнительно включают значение подвижности для указания скорости перемещения индивидуального достижимого узла. Когда в подмножество входит множество достижимых узлов с одинаковым наименьшим значением отдаленности, индивидуальный пользовательский узел выбирает целевой достижимый узел из упомянутого множества достижимых узлов с наименьшим значением подвижности.
В одном из дополнительных вариантов осуществления характерные для узла информационные элементы дополнительно включают значение новизны соединения для указания того, насколько недавно индивидуальный достижимый узел установил связь с индивидуальным пользовательским узлом. Когда в подмножество входит множество достижимых узлов с одинаковым наименьшим значением отдаленности, индивидуальный пользовательский узел выбирает целевой достижимый узел из упомянутого множества достижимых узлов с наибольшим значением новизны соединения.
Из данных, передаваемых целевому достижимому узлу, предпочтительно формируются пакеты в виде дейтаграмм в соответствии с IP-протоколом, в результате чего во время обмена между целевым достижимым узлом и БСС обеспечивается прозрачность маршрутизации данных для индивидуального пользовательского узла. Это освобождает индивидуальный пользовательский узел от обработки событий отказа соединения во время обмена данными между целевым достижимым узлом и БСС. Дейтаграммами могут являться дейтаграммы IPv6.
Другие особенности настоящего изобретения раскрыты в приведенных далее вариантах.
Краткое описание чертежей
Прилагаемые чертежи, на которых одинаковыми ссылочными позициями обозначены идентичные или функционально сходные элементы на всех отдельных видах и которые вместе с приведенным далее подробным описанием включены в описание и составляют его часть, служат для иллюстрации различных вариантов осуществления и пояснения различных принципов и преимуществ одного из вариантов осуществления.
На фиг. 1 показана сеть беспроводной связи с многократным переприемом в соответствии с одним из примеров осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 2 показана блок-схема узла, который может являться БС или пользовательским узлом.
На фиг. 3 показана блок-схема работы индивидуального пользовательского узла в соответствии с одним из примеров осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 4 проиллюстрирован вариант осуществления перечня информационных элементов, характерных для каждого достижимого узла.
Специалисты учтут, что элементы на чертежах проиллюстрированы для простоты и ясности, и необязательно изображены в масштабе.
Подробное описание
Следующее подробное описание служит лишь примером и не предназначено для ограничения изобретения или его применения и использования. Кроме того, изобретение не ограничено какой-либо теорией, изложенной в предшествующем разделе "Предпосылки создания изобретения" или в следующем далее подробном описании.
При создании многопользовательской системы связи на обширной территории требуется установить несколько БС и обеспечить высокоскоростную оптоволоконную ретрансляционную сеть для соединения этих БС с БСС. БС обычно установлены на высоких мачтах с целью охвата в целом большой территории. Установка БС требует больших затрат времени и средств. Кроме того, с увеличением числа БС обычно повышается стоимость оптоволоконной ретрансляционной сети. При сокращении времени и затрат на организацию системы связи всегда желательно уменьшение числа БС в многопользовательской системе связи без ущерба для числа пользователей, которое может обслуживаться на определенной территории. Авторы изобретения обнаружили, что сочетание связи с многократным переприемом и формирования диаграммы направленности антенны позволяет следующим образом уменьшить число БС для обеспечения многопользовательской связи на такой же территории по сравнению с традиционными технологиями сотовой мобильной связи.
В описании и прилагаемой формуле изобретения используются следующие определения. "Узел" означает радиостанцию, способную передавать и принимать беспроводные сообщения. "Базовая станция" является узлом, способным устанавливать соединение с БСС (базовой сетью связи). Одним из примеров БСС является "ядро пакетной сети нового поколения" (от английского - Evolved Packet Core) системы мобильной связи. БСС обычно обеспечивает доступ к Интернету. Обычно БС управляется оператором мобильной связи. "Пользовательский узел" означает узел, который не является БС. Обычно пользовательским узлом является устройство связи, которое использует услуги, предоставляемые поставщиком услуг мобильной связи, посредством связи с БС, управляемой этим поставщиком. Пользовательский узел может являться стационарным, например, радиостанцией, установленной в жилом доме, или мобильным, например, смартфоном.
В настоящем изобретении предложена сеть беспроводной связи с многократным переприемом, преимущество которой заключается в уменьшении числа БС, используемых для обслуживания пользовательских узлов на определенной территории, по сравнению с системой связи без многократного переприема. В настоящем изобретении также предложен способ управления работой этой сети.
На фиг. 1 показана сеть 100 беспроводной связи с многократным переприемом в соответствии с одним из примеров осуществления сети согласно настоящему изобретению. Сеть 100 содержит множество узлов 111-113, 120-122, 131-149, распределенных по определенной территории 10. Все узлы 111-113, 120-122, 131-149 разделены на БС 111-113 и множество пользовательских узлов 120-122, 131-149. В частности, БС 111-113 соединены с БСС 20. Хотя на фиг. 1 в целях иллюстрации настоящего изобретения показаны три БС, настоящее изобретение не ограничено этим числом БС, при этом требуется, чтобы имелась, по меньшей мере, одна БС. В частности, каждый из узлов 111-113, 120-122, 131-149 имеет антенную решетку для адаптивного формирования диаграммы направленности антенны.
На фиг. 2 показана блок-схема, наглядно иллюстрирующая структуру индивидуального узла 400, которым является любой из узлов 111-113, 120-122, 131-149.
Антенная решетка 430 индивидуального узла 400 включает множество антенных элементов 440 для формирования диаграммы направленности антенны. Чтобы радиолуч был наведен в конкретном направлении или на желаемый узел, используется один или несколько процессоров 410 для вычисления усиления сигнала для каждого из элементов 440 антенны. Используется один или несколько приемопередатчиков 420, чтобы на основе вычисленных величин усиления сигнала генерировать радиосигнал, наведенный в конкретном направлении. За счет сильно сфокусированного радиолуча сводятся к минимуму помехи другим узлам, которые не находятся в указанном конкретном направлении. Из этого следует, что между всеми узлами 111-113, 120-122, 131-149 сети 100 легче устанавливаются канала связи. Это преимущество используется для обеспечения возможности формирования сети 100 и возможности ее управления работой. Кроме того, при фокусировке луча на желаемый узел лучше используется мощность радиосигнала и тем самым повышается скорость передачи данных при заданной вероятности ошибки. Может быть реализована сеть 100 для обеспечения высокоскоростной передачи данных.
Далее со ссылкой на фиг. 3, на которой показана блок-схема индивидуального пользовательского узла в соответствии с одним из примеров осуществления способа управления работой сети беспроводной связи с многократным переприемом согласно настоящему изобретению, описаны подробности работы индивидуального пользовательского узла, который является одним из пользовательских узлов 120-122, 131-149.
На шагах 510, 520 и 530 осуществляется обнаружение любого соседнего узла и выбор наиболее приемлемого узла индивидуальным пользовательским узлом.
На шаге 510 индивидуальный пользовательский узел сканирует окружающую его область с помощью своей антенной решетки, чтобы идентифицировать подмножество узлов (включая как БС, так и пользовательские узлы). Каждый узел в подмножестве является достижимым узлом, который способен поддерживать беспроводную связь с индивидуальным пользовательским узлом и способен устанавливать соединение с БСС посредством связи, по меньшей мере, с одной БС напрямую или опосредованно по маршруту, включающему, по меньшей мере, один другой промежуточный пользовательский узел. Далее приведено несколько примеров со ссылкой на Фиг. 1. Отмечаем, что при отсутствии канала связи в пределах прямой видимости между БС и индивидуальным пользовательским узлом часто невозможна прямая связь между БС и отдельным индивидуальным пользовательским узлом, в особенности, когда требуется высокоскоростная передача данных, но по-прежнему возможна непрямая связь через один или несколько других пользовательских узлов. За счет использования непрямой связи с многократным переприемом эффективно увеличивается зона покрытия БС для обеспечения обмена данными с пользовательскими узлами в ее пределах.
Рассмотрим пользовательский узел 137 в качестве первого примера. Пользовательский узел 137 имеет область 337 сканирования, которая доступна для поиска посредством антенной решетки пользовательского узла 137 и ясно показана на фиг. 1. В области 337 сканирования идентифицируются соседние узлы 136, 138. Соседние узлы 136, 138 способны поддерживать связь напрямую с пользовательским узлом 137 по каналам 241, 242 связи, соответственно. Поскольку пользовательский узел 136 не способен устанавливать соединение с какой-либо БС, а пользовательский узел 138 способен устанавливать соединение с БС 113 по маршруту, содержащему пользовательские узлы 121, 139, в подмножество, идентифицированное пользовательским узлом 137, входит только пользовательский узел 138, а не пользовательский узел 136.
Рассмотрим пользовательский узел 120 в качестве второго примера. Пользовательский узел 120 обнаруживает, что соседние узлы 131, 132, 111 достижимы посредством беспроводной связи по каналам 211, 212, 213 связи, соответственно. Соседние узлы 131, 132 способны устанавливать соединение с БС 112, 111, соответственно. Соседний узел 111 как таковой является БС 111. Следовательно, d подмножество, определенное пользовательским узлом 120, входят БС 111 и пользовательские узлы 131, 132.
В качестве третьего примера рассмотрим пользовательский узел 148. Пользовательский узел 148 способен устанавливать соединение только с БС 112 по каналу 251 связи. Следовательно, в подмножество, определенное пользовательским узлом 148, входит только БС 112.
На шаге 520 индивидуальный пользовательский узел определяет множество информационных элементов, характерных для индивидуального достижимого узла в подмножестве. Каждый из характерных для узла информационных элементов содержит данные, относящиеся к конкретной особенности индивидуального достижимого узла. Характерные для узла информационные элементы включают, по меньшей мере, значение отдаленности для указания расстояния или, в более общем случае, степени отдаленности друг от друга местоположений индивидуального достижимого узла и индивидуального пользовательского узла. В одном из вариантов осуществления значение отдаленности определяется на основании уровня радиосигнала, принимаемого индивидуальным пользовательским узлом и передаваемого от индивидуального достижимого узла, при условии, что индивидуальному пользовательскому узлу известен уровень мощности передачи радиосигнала. Оценка расстояния между индивидуальным пользовательским узлом и индивидуальным достижимым узлом на основании уровня принимаемого сигнала и уровня мощности передачи, позволяет использовать расчетное расстояние в качестве значения отдаленности. В качестве альтернативы, в качестве значения отдаленности также может использоваться отношение уровня мощности передачи к уровню принимаемого сигнала.
Рассмотрим вышеупомянутый второй пример. В обнаруженном подмножестве есть три достижимых узла 131, 132, 111 для пользовательского узла 120. На фиг. 1 показано, что достижимый узел 131 является ближайшим к пользовательскому узлу 120, достижимый узел 132 является вторым ближайшим, а достижимый узел 111 является наиболее отдаленным от пользовательского узла 120. Значения отдаленности присваиваются с целью ранжирования достижимых узлов 131, 132, 111 при их отделении от пользовательского узла 120. Следовательно, достижимым узлам 131, 132, 111 присваиваются значения отдаленности 1, 2 и 3, соответственно. Значение 1 отдаленности указывает, что достижимый узел 131 является ближайшим к пользовательскому узлу 120.
Физическое расстояние между индивидуальным пользовательским узлом и обнаруженным достижимым узлом может быть точно оценено, если оба узла оснащены устройствами определения местоположения глобальной системы определения местоположения (GPS), а идентифицированный достижимый узел предоставляет информацию о своем местоположении индивидуальному пользовательскому узлу. Если это не так, физическое расстояние обычно нелегко измерить точно, и измеренное расстояние в целом подвержено значительным колебаниям. Может случиться так, что существует несколько достижимых узлов, измеренные расстояния до которых слишком малы, в результат чего индивидуальный пользовательский узел не может решить с приемлемым уровнем достоверности, какой из достижимых узлов находится ближе к индивидуальному пользовательскому узлу. В таком случае индивидуальный пользовательский узел может присвоить этим достижимым узлам одинаковое значение отдаленности.
На шаге 530 индивидуальный пользовательский узел выбирает целевой достижимый узел таким образом, чтобы обмен данными между индивидуальным пользовательским узлом и БСС 20 осуществляется через целевой достижимый узел. Целевой достижимый узел выбирается из подмножества узлов и имеет наименьшее значение отдаленности среди одного или нескольких достижимых узлов в подмножестве. Отмечаем, что, когда все БС 111-113 в сети 100 неспособны поддерживать связь напрямую с индивидуальным пользовательским узлом, индивидуальный пользовательский узел по-прежнему способен поддерживать связь с БСС 20 посредством связи с многократным переприемом, по меньшей мере, с одним из БС 111-113 через целевой достижимый узел. За этот счет выгодно сокращается общее число БС для обеспечения обмена данными между БСС 20 и всеми пользовательскими узлами 120-122, 131-149 по сравнению со сценарием без использования связи с многократным переприемом на той же территории 10.
Рассмотрим второй пример еще раз. Достижимый узел 131 имеет наименьшее значение отдаленности среди трех достижимых узлов 131, 132, 111. Следовательно, достижимый узел 131 выбирается пользовательским узлом 120 в качестве целевого достижимого узла для осуществления обмена данными, когда пользовательский узел 120 имеет данные для передачи БСС 20.
Как упомянуто выше, возможно, что несколько достижимых узлов имеют одинаковое значение отдаленности. Выбор целевого достижимого узла на основе только значения отдаленности этих достижимых узлов невозможен. На шаге 530 индивидуальный пользовательский узел предпочтительно определяет целевой достижимый узел среди этих множества достижимых узлов, имеющих одинаковое значение отдаленности, на основе другого характерного для узла информационного элемента.
На фиг. 4 показан один из вариантов осуществления перечня 600 информационных элементов, характерных для достижимого узла, обнаруженного индивидуальным пользовательским узлом. В перечне 600 с целью выбора целевого достижимого узла не может использоваться идентификационные данные 610 достижимого узла и направление 620 наведения антенной решетки индивидуального пользовательского узла для определения местоположения достижимого узла. Помимо значения 630 отдаленности, другие характерные для узла информационные элементы, используемые для выбора целевого достижимого узла, включают значение 640 доступной пропускной способности, значение 650 подвижности узла и значение 660 новизны соединения.
Значение 640 доступной пропускной способности указывает доступную пропускную способность передачи данных, обеспечиваемую индивидуально достижимым узлом. Величина этой пропускной способности обычно передается от рассматриваемого достижимого узла индивидуальному пользовательскому узлу при первоначальной настройке. Эта пропускная способность используется индивидуальным пользовательским узлом для определения значения 640 доступной пропускной способности. Кроме того, значение 640 доступной пропускной способности может определяться с учетом дополнительных факторов, таких как состояние нагрузки, испытываемой достижимым узлом, условие трафика в части сети 100, участвующей в передаче данных от достижимого узла и БСС 20, и т.д. Большее значение доступной пропускной способности указывает, что этот достижимый узел имеет более высокую пропускную способность передачи данных или более широкую полосу пропускания, когда индивидуальный пользовательский узел передает данные к этому достижимому узлу, и поэтому его более предпочтительно выбрать в качестве целевого достижимого узла. В одном из вариантов осуществления, когда в подмножество узлов, определенное на шаге 510, входит множество достижимых узлов, имеющих одинаковое наименьшее значение отдаленности, на шаге 530 индивидуальный пользовательский узел выбирает целевой достижимый узел из упомянутого множества достижимых узлов с наибольшим значением доступной пропускной способности.
Рассмотрим пользовательский узел 121 согласно четвертому примеру. Пользовательский узел 121 обнаруживает, что соседние узлы 139, 138, 133 достижимы посредством беспроводной связи по каналам 221, 222, 223 связи, соответственно. Соседние узлы 133, 138 способны устанавливать соединение с БС 111. Соседний узел 139 способен устанавливать соединение с БС 113. Следовательно, в подмножество, определяемое пользовательским узлом 121, входят пользовательские узлы 139, 138, 133. На фиг. 1 показано, что два достижимых узла 138, 139 находятся на одинаковом расстоянии от пользовательского узла 121 и ближе к пользовательскому узлу 121, чем достижимый узел 133. Следовательно, пользовательский узел 121 присваивает двум достижимым узлам 138, 139 одинаковое значение отдаленности, равное 1, а достижимому узлу 133 присваивается большее значение отдаленности, равное 2. Кроме того, на фиг. 1 видно, что канал 221 связи имеет более высокую скорость передачи данных, чем два других канала 222, 223 связи. Следовательно, пользовательский узел 121 присваивает достижимым узлам 139, 138, 133 значения 2, 1, 1, соответственно, доступной пропускной способности. При выборе целевого достижимого узла на шаге 530 два достижимых узла 139, 138 сначала выбираются в качестве кандидатов, поскольку они имеют одинаковое наименьшее значение отдаленности, равное 1. В качестве целевого достижимого узла из двух кандидатов выбирается достижимый узел 139, поскольку он имеет большее значение доступной пропускной способности (2), чем соответствующее значение доступной пропускной способности (1) у достижимого узла 138.
Значение 650 подвижности узла является указанием скорости перемещения индивидуального достижимого узла. Индивидуальный пользовательский узел может определять это значение в зависимости от типа достижимого узла. Например, достижимым узлом может являться жилой дом, который является неподвижным, или смартфон, который является подвижным. Нетрудно понять, что достижимый узел, движущийся с меньшей скоростью, является более предпочтительным для индивидуального пользовательского узла при передаче данных. Значение 650 подвижности узла присваивается таким образом, чтобы меньшее значение указывало, что скорость перемещения достижимого узла является меньшей. В одном из вариантов осуществления, когда в подмножество узлов, определенное на шаге 510, входит множество достижимых узлов, имеющих одинаковое наименьшее значение отдаленности, на шаге 530 индивидуальный пользовательский узел выбирает целевой достижимый узел из упомянутого множества достижимых узлов с наименьшим значением подвижности узла.
Рассмотрим пользовательский узел 122 согласно пятому примеру. Пользовательский узел 122 обнаруживает, что соседние узлы 145, 146, 147, которые доступны посредством беспроводной связи по каналам 233, 232, 231 связи, соответственно, способны устанавливать соединение с БС 113 или БС 112. Следовательно, в подмножество, определенное пользовательским узлом 122, входят пользовательские узлы 145, 146, 147. Кроме того, все достижимые узлы 145, 146, 147 находятся на одинаковом расстоянии от пользовательского узла 122 (как видно на фиг. 1). Следовательно, всем трем достижимым узлам 145, 146, 147 присваивается одинаковое значение отдаленности, равное 1. На фиг. 1 также показано, что достижимый узел 147 является неподвижным, достижимый узел 146 движется медленно, а достижимый узел 145 движется быстро. Следовательно, достижимым узлам 147, 146, 145 присваиваются значения 1, 2, 3, соответственно, подвижности узлов. Поскольку достижимый узел 147 имеет наименьшее значение подвижности среди трех достижимых узлов 145, 146, 147, при выборе целевого достижимого узла на шаге 530 в качестве целевого достижимого узла выбирается достижимый узел 147.
Значение 660 новизны соединения является указанием того, насколько недавно рассматриваемый достижимый узел установил связь с индивидуальным пользовательским узлом. Обычно предполагается, что первый канал связи, который использовался более недавно, чем второй канал связи, продолжает использоваться с большей вероятностью, чем второй канал связи. Следовательно, значение 660 новизны соединения, присвоенное индивидуальным пользовательским узлом, может быть выше для первого достижимого узла, имеющего первый канал связи, чем для второго достижимого узла, имеющего второй канал связи. В одном из вариантов осуществления, когда в подмножество узлов, определенное на шаге 510, входит множество достижимых узлов, имеющих одинаковое наименьшее значение отдаленности, на шаге 530 индивидуальный пользовательский узел выбирает целевой достижимый узел с наибольшим значением новизны соединения из упомянутого множества достижимых узлов.
Рассмотрим пользовательский узел 143 согласно шестому примеру. Пользовательский узел 143 обнаруживает, что соседние узлы 142, 144, которые достижимы посредством беспроводной связи по каналам 251, 252 связи соответственно, способны устанавливать соединение с БС 113 или БС 112. Следовательно, в подмножество, определенное пользовательским узлом 143, входят пользовательские узлы 142, 144. Кроме того, два достижимых узла 142, 144 находятся на одинаковом расстоянии от пользовательского узла 143 (как показано на фиг. 1). Следовательно, двум достижимым узлам 143, 144 присваивается одинаковое значение отдаленности, равное 1. Предположим, что канал 251 является наиболее недавно используемым пользовательским узлом 143 для обмена данными. Следовательно, достижимому узлу 142 присваивается значение новизны соединения, скажем, 5, а достижимому узлу 144 присваивается меньшее значение новизны соединения, равное 1. Отмечаем, что значение новизны соединения обычно является изменяющимся с течением времени значением. Например, значение новизны соединения у достижимого узла 142 постепенно уменьшается до нуля с течением времени, если канал 251 связи снова не используется для обмена данными. Поскольку достижимый узел 142 имеет более высокое значение новизны соединения, чем достижимый узел 144, при выборе целевого достижимого узла на шаге 530 в качестве целевого достижимого узла выбирается достижимый узел 142.
Поскольку некоторые из пользовательских узлов 120-122, 131-149 могут перемещаться, делая сеть 100 динамически изменяющейся с течением времени, возможно, что ранее обнаруженный целевой достижимый узел больше не является ближайшим к индивидуальному пользовательскому узлу. Шаги 510, 520, 530 предпочтительно периодически повторяются с целью обновления выбора достижимого узла. На шаге 540, когда требуется обновить выбор целевого достижимого узла, например, по истечении определенного срока, снова выполняются шаги 510, 520, 530. Специалистам в данной области техники учтут, что истечение срока может определяться в зависимости от фактических ситуаций. Например, сеть 100 может осуществлять сбор событий отказа при установлении связи с целевым достижимым узлом. При каждом событии отказа регистрируется разность между временем выполнения шага 530 и временем фактического осуществления обмена данными с целевым достижимым узлом. Сеть может осуществлять статистический анализ регистрируемых разностей времен для всех событий отказа, чтобы определять приемлемое истечение срока.
Когда индивидуальный пользовательский узел имеет данные для пересылки БСС 20 (после проверки на шаге 540), индивидуальный пользовательский узел конфигурирует свою антенную решетку таким образом, чтобы она была наведена на целевой достижимый узел (шаг 550), после чего передает данные целевому достижимому узлу (шаг 560). Источником данные, передаваемых от индивидуального пользовательского узла, может являться сам индивидуальный узел, или они могут являться результатом ретрансляции данных другого пользовательского узла, принятых индивидуальным пользовательским узлом.
Из данных, передаваемых целевому достижимому узлу, предпочтительно формируются пакеты в виде дейтаграмм в соответствии с IP-протоколом. Из этого следует, что во время обмена между целевым достижимым узлом и БСС обеспечивается прозрачность маршрутизации данных для индивидуального пользовательского узла. Преимущество этого состоит в том, что индивидуальный пользовательский узел освобождается от обработки событий отказа соединения во время обмена данными между целевым достижимым узлом и БСС. В одном из вариантов осуществления дейтаграммами могут являться дейтаграммы IPv4 или IPv6.
Канал связи между индивидуальным пользовательским узлом и целевым достижимым узлом может фактически выйти из строя во время передачи данных от индивидуального пользовательского узла целевому достижимому узлу. Когда целевой достижимый узел не способен принять данные, переданные от индивидуального пользовательского узла, из-за отказа соединения (шаг 570), индивидуальный пользовательский узел выполняет шаг 580 с целью восстановления соединения с BSS 20. На шаге 580, индивидуальный пользовательский узел обновляет подмножество узлов, отбрасывая целевой достижимый узел. Затем идентифицируется следующий целевой достижимый узел методом, аналогичным шагу 530. После того, как идентифицирован следующий целевой достижимый узел, индивидуальный пользовательский узел реконфигурирует свою антенную решетку таким образом, чтобы она была наведена на следующий целевой достижимый узел (путем повторного выполнения шага 550). Данные повторно передаются следующему целевому достижимому узлу (путем повторного выполнения шага 560). В результате, в сети 100 реализуется преимущество отказоустойчивости и способности к самовосстановлению. Процедура повторного выбора целевого достижимого узла и повторной передачи данных повторяется до тех пор, пока данные не будут успешно переданы БСС 20.
Предположим, что в вышеупомянутом втором примере обнаружен отказ соединения при передаче данных от пользовательского узла 120 целевому достижимому узлу 131. Этот целевой достижимый узел 131 затем исключается пользовательским узлом 120 из идентифицированного подмножества, чтобы получить обновленное подмножество. Обновленное подмножество содержит два оставшихся достижимых узла 132, 111. Поскольку достижимый узел 132 имеет меньшее значение отдаленности (2), чем соответствующее значение отдаленности достижимого узла 111 (3), в качестве следующего целевого достижимого узла для передачи данных выбирается достижимый узел 132.
Следует отметить, что в сети 100 каждый из пользовательских узлов 120-122, 131-149 сконфигурирован выполнять способ в соответствии с любым из раскрытых выше вариантов осуществления, касающихся подробностей работы индивидуального пользовательского узла.
Вышеуказанные подробности работы индивидуального пользовательского узла связаны с передачей данных от индивидуального пользовательского узла БСС 20 через одну из БС 111-113. Когда БСС 20 или БС 111-113 принимают дейтаграммы от всех пользовательских узлов 120-122, 131-149,  главная БС, выбранная из БС 111-113, может составить карту сети 100, описывающую ее топологию. Карта регулярно обновляется и может регулярно передаваться пользовательским узлам 120-122, 131-149. Когда БСС 20 имеет данные для пересылки намеченному пользовательскому узлу, выбранному из пользовательских узлов 120-122, 131-149, все пользовательские узлы 120-122, 131-149 могут использовать карту для определения маршрута передачи данных от БСС 20 намеченному пользовательскому узлу способами, доступными из данной области техники, например, из патентов US 7664082 и US 7941149.
Хотя в предшествующем подробном описании изобретения представлены примеры его осуществления, следует учесть, что существует огромное количество разновидностей. Кроме того, следует учесть, что примеры осуществления являются лишь примерами и не имеют целью ограничить каким-либо образом объем, применимость, работу или конфигурацию изобретения. Напротив, вышеприведенное подробное описание обеспечит специалистов в данной области техники удобным планом действий по реализации примера осуществления изобретения, при этом подразумевается, что в функции и порядок шагов способа управления работой согласно примеру осуществления могут быть внесены различные изменения, не выходящие за пределы объема изобретения согласно прилагаемой формуле изобретения.