CN101867996B - 多射频网状网传输的方法、网络节点和系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及网络通信领域，尤其是一种多射频网状网传输的方法、多射频网状网节点和多射频网状网系统。本发明实施例提供的多射频网状网传输的方法，包括：利用多个射频接收多个携带相同网关设备标识的网关通告帧；根据接收的网关通告帧中的网关设备标识，更新本地的网关表；通过多个射频转发一次网关通告帧。由于网关表的更新和路由的确定转发都与mesh网关的射频地址无关，从而mesh节点针对mesh网关不同射频发送的多个网关通告帧，只根据设备标识进行一次转发，极大的减少了管理帧开销，提高网络的效率。

Description

多射频网状网传输的方法、网络节点和系统

技术领域

本发明实施例涉及网络通信领域，尤其是一种多射频网状网传输的方法、多射频网状网节点和多射频网状网系统。 

背景技术

针对Mesh网(网状网)，业界已经存在802.11s标准。该标准为支持网络传输，提供了三种协议：代理更新协议，网关通告协议和路由协议。其中，代理更新负责让WMR(wireless mesh router，无线Mesh路由器)了解Mesh网络中的STA(station，终端)关联WMR的信息，涉及到的管理帧有代理更新帧，涉及到的数据结构为代理表；网关通告负责让WMR了解Mesh网络中MPP(Mesh Portal，mesh网关)的信息，涉及到的管理帧有网关通告帧，涉及到的数据结构为网关表。 

图1是一个典型的多射频Mesh网络，包括三个mesh节点(mesh point，MP)WMR1、WMR2、WMR3，每个WMR都具有两根天线，每个天线连接分别到一个射频上。WMR1和WMR2为MAP(mesh access point，mesh接入点)，WMR3为MPP。其中，将每个WMR左边的射频作为射频1，右边的射频为射频2，则从STA到网关WMR3存在两条路径：路径1为STA-WMR1射频1-WMR2射频1-WMR3射频1，路径2为STA-WMR1射频2-WMR2射频2-WMR3射频2。现有技术中，多射频Mesh网络采用射频作为基本单位进行通讯，根据射频地址进行标识和路由，所以网关通告或者代理更新时同一mesh节点会使用不同的射频同时发送多个网关通告帧或代理更新帧。 

下面举例进行说明，网关通告时WMR3的射频1、射频2都广播网关通告，但是网关通告的内容不同，WMR3的射频1发送以WMR3射频1的地址为网关地址的第一网关通告帧，WMR3的射频2发送以WMR3射频2的地址为网关地址的第二网关通告帧；而WMR2的射频1接收第一网关通告帧后，在本地的网关表中添加/更新一项网关地址(WMR3射频1的地址)，之后通过WMR2的射频1、射频2分别将第一网关通告帧转发出去；同样的，WMR2的射频2接收第二网关通告帧后，在本地的网关表中添加/更新一项网关地址(WMR3射频2的地址)，之后通过WMR2的射频1、射频2分别将第二网关通告帧转发出去；WMR1的处理过程与WMR2类似，在此不再赘述。在代理更新时，STA接入WMR1，WMR1的射频1会发送以WMR1射频1的地址为代理地址的第一代理更新帧，WMR1的射频2会发送以WMR1射频2的地址为代理地址的第二代理更新帧，之后向所有网关发送第一代理更新帧和第二代理更新帧，由于WMR1的网关表中至少有两个网关地址(WMR3射频1的地址、WMR3射频2的地址)，所以第一代理更新帧和第二代理更新帧都会发送给WMR3的射频1和射频2。 

现有技术的多射频Mesh网络中，在网关通告、代理更新时，mesh节点无法识别是来自同一个节点的帧或者发往同一个节点的帧，从而带来了较大的管理帧开销。 

发明内容

本发明实施例一方面提供了一种多射频网状网传输的方法，另一方面提供了多射频网状网节点和系统，能够减少管理帧开销，提高网络的效率。 

本发明实施例提供的多射频网状网传输的方法，包括： 

本发明实施例提供的多射频网状网传输的方法，包括： 

利用多个射频接收携带网关设备标识的网关通告帧； 

根据接收的携带相同网关设备标识的多个网关通告帧中的网关设备标识，更新本地的网关表； 

根据所述网关设备标识，通过多个射频转发一次网关通告帧。 

本发明实施例提供的多射频网状网节点，包括： 

多个射频，用于接收携带网关设备标识的网关通告帧； 

网关管理模块，用于在射频接收的网关通告帧中，根据携带相同网关设备标识的多个网关通告帧中的网关设备标识，更新本地的网关表； 

路由模块，用于根据所述网关设备标识，通过多个射频转发一次网关通告帧。 

本发明实施例提供的多射频网状网系统，包括： 

至少一个上述的多射频网状网的节点。 

由以上技术方案可知，mesh网关在网关通告帧帧中携带设备标识，mesh节点接收多个网关通告帧后，根据携带相同网关设备标识的多个网关通告帧中的设备标识更新本地网关表，之后，针对接收的携带相同网关设备标识的多个网关通告帧只转发一次，由于网关表的更新和路由的确定都是基于设备标识的，因此，本发明实施例提供的方法、装置和系统中，网关表的更新和路由的确定转发都与mesh网关的射频地址无关，从而mesh节点针对mesh网关不同射频发送的多个网关通告帧，只根据设备标识进行一次转发，极大的减少了管理帧开销，提高网络的效率。 

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 

图1为现有技术中多射频网状网网络结构图； 

图2为本发明实施例一多射频网状网传输方法中网关通告流程图； 

图3为本发明实施例一多射频网状网传输方法中代理更新流程图； 

图4为本发明实施例二多射频网状网节点结构图。 

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 

实施例一 

本实施例中，网络中的mesh节点包括具有网关功能的mesh节点MPP、具有接入功能的mesh节点MAP、和一般的mesh节点MP，每个mesh节点对应唯一的设备标识，每个mesh节点可以具有多个射频。其中，设备标识是全网唯一的，一个mesh节点的设备标识可以是：从该mesh节点的多个射频中，选定的一个射频的地址；或者，利用该mesh节点选定的一个射频的地址与其他信息(例如系统的时间信息等)一起进行哈希，得到的哈希值；或者，配置的其他能够唯一标识mesh节点的地址。 

下面以网络中有一个网关节点MPP和多个mesh节点(MP、MAP)为例进行说明，多个MPP的情况与之类似不再赘述。基于上述多射频的网状网络，本发明实施例提供了一种多射频网状网传输的方法，如附图2所示，该方法包括： 

步骤201，MPP利用多射频发送携带MPP设备标识的网关通告帧； 

假设MPP具有两个射频(射频1和射频2)，MPP首先构造网关通告帧，该网关通告帧中以MPP的设备标识作为网关地址，然后，MPP分别在射频1和射频2上广播该网关通告帧，以便网络中的其他mesh节点(MP、MAP或其他MPP)可以接收该网关通告帧。 

步骤202，mesh节点利用多射频接收多个携带MPP设备标识的网关通告帧；其中，接收的网关通告帧中包括携带相同MPP设备标识的多个网关通告帧； 

由于MPP利用多个射频发送了网关通告帧，不同的射频通过不同的路由进行广播，所以mesh节点也可以通过自身的多个射频从不同的路径上分别接收携带MPP设备标识的网关通告帧，这样，在MPP的一个网关通告过程中，一个mesh节点就可以接收多个携带相同MPP设备标识的网关通告帧；当网络中只包括一个MPP时，mesh节点利用多射频接收的网关通告帧都携带相同MPP设备标识；当网络中包括多个MPP时，mesh节点利用多射频接收多个携带MPP设备标识的网关通告帧，这些网关通告帧中包括携带相同MPP设备标识的多个网关通告帧。 

步骤203，mesh节点利用接收的携带相同MPP设备标识的网关通告帧中的MPP设备标识，更新本地的网关表； 

更新本地网关表可以是：如果网关表中没有该MPP设备标识的项，则在网关表中增加一个以该MPP设备标识为网关地址的网关表项；如果网关表中已有该MPP设备标识的项，则更新以该MPP设备标识为网关地址的网关表项，例如，更新该网关表项的有效期等。 

在步骤203中，mesh节点接收了多个携带相同MPP设备标识的网关通告帧，在更新网关表时，可以采用不同的方式来进行处理，以便不针对MPP利用不同射频发送的多个携带相同MPP设备标识的网关通告帧进行重复更新，例如：利用最先收到的携带MPP设备标识的网关通告帧进行网关表的更新，丢弃之后接收的携带相同MPP设备标识的网关通告帧；或者，不区分网关通告帧，每收到一个网关通告帧，将该网关通告帧与网关表中的表项进行比较，当网关通告帧中携带的网关信息在网关表中已经存在对应的表项时，则不更新网关表，直接丢弃该网关通告帧，否则，当网关通告帧中携带的网关信息在网关表中未记录或者有变化时，则根据该网关通告帧更新网关表。 

步骤204，mesh节点通过多射频转发一次网关通告帧； 

mesh节点通过多射频转发一次网关通告帧可以是：当步骤303中，更新了网关表时，将更新网关表所使用的一个网关通告帧通过mesh节点的每 个射频进行一次转发，对于其他丢弃的携带相同MPP设备标识的网关通告帧不转发；或者，从接收的多个携带相同MPP设备标识的网关通告帧中，选取一个通过mesh节点的每个射频进行一次转发，这里可以是随机选取一个或选取最早接收的一个。 

通过上述步骤201至204，实现了多射频网状网中的网关通告过程，网络中的mesh节点更新了本地网关表，之后，本发明实施例提供的一种多射频网状网传输的方法还可以进一步包括代理更新过程。如附图3所示，多射频网状网中的代理更新过程包括： 

步骤301，MAP利用多射频发送携带MAP设备标识的代理更新帧； 

假设MAP具有三个射频(射频1、射频2和射频3)，当终端STA接入MAP时，MAP构造代理更新帧，该代理更新帧中以MAP的设备标识作为终端STA的代理地址；然后，MAP根据本地网关表获取网关地址(即MPP设备标识)，并确定MPP设备标识对应的路由，基于该对应的路由发送携带MAP设备标识的代理更新帧；其中，代理更新帧的目的地址(destination address)为MPP设备标识，源地址(source address)为MAP设备标识，代理更新帧中包括终端STA的标识。 

在步骤301中，MAP利用多射频发送携带MAP设备标识的代理更新帧可以是：MAP在路由转发表中根据MPP设备标识确定对应的路由，例如路由转发表指定的射频是MAP的射频1，通过路由转发表指定的射频1向MPP发送携带MAP设备标识的代理更新帧。 

步骤302，mesh节点利用多射频接收携带MAP设备标识的代理更新帧； 

当MAP只利用一个射频(例如前述的射频1)发送了代理更新帧时，mesh节点可以通过自身的多个射频中的一个接收到携带MAP设备标识的代理更新帧。 

步骤303，mesh节点利用接收的代理更新帧中的MAP设备标识，更新本地的代理表； 

更新本地代理表可以是：如果代理表中没有以该MAP设备标识为STA 的代理地址的项，则在代理表中增加一个以该MAP设备标识为STA的代理地址的代理表项；如果代理表中已有STA的项(例如以另一个MAP2设备地址作为STA的代理地址)，则更新STA的项为以该MAP设备标识为STA的代理地址的代理表项。 

步骤304，确定MPP设备标识对应的路由，基于该对应的路由转发一次代理更新帧；其中，mesh网络中的各个节点的路由基于设备标识建立和管理，路由转发表中包括Mesh目的地址，度量值(Metric)，下一跳射频地址和出射频地址等； 

确定MPP设备标识对应的路由，基于该对应的路由转发一次代理更新帧可以是：mesh节点在路由转发表中根据MPP设备标识确定对应的路由，例如路由转发表指定的射频是本mesh节点的射频2，通过路由转发表指定的射频2向MPP发送携带MAP设备标识的代理更新帧。 

本实施例中，MPP可以周期性的发送网关通告帧，MAP可以周期性的向所有MPP发送代理更新帧；上面示例性的给出了MAP向一个MPP发送代理更新帧的过程，MAP向多个MPP发送代理更新帧的过程与之类似，只是MAP分别以多个MPP的设备地址构造代理更新帧，并分别向各个MPP发送对应的代理更新帧。其中，网关通告帧和代理更新帧都是管理帧的一种。 

本发明实施例的技术方案，MPP在网关通告帧帧中携带MPP设备标识，mesh节点接收MPP发送的多个网关通告帧后，根据MPP设备标识更新本地网关表，之后，针对接收的携带相同网关设备标识的多个网关通告帧只转发一次，由于网关表的更新和路由的确定都是基于设备标识的，因此，网关表的更新和路由的确定转发都与MPP的射频地址无关，从而mesh节点针对MPP不同射频发送的多个网关通告帧，只根据MPP设备标识进行一次转发，极大的减少了管理帧开销。另外，MAP在代理更新帧中携带MAP和MPP设备标识，并且只通过多个射频中的一个发送一次代理更新帧，而mesh节点接收MAP发送的代理更新帧后，根据MAP设备标识更新本地代理表，之后，利用MPP设备标识获取路由信息，并根据路由信息将接收的代理更 新帧只转发一次，由于代理表的更新和路由的确定都是基于设备标识的，因此，代理表的更新和路由的确定转发都与射频地址无关，从而在代理更新过程中，极大的减少了管理帧开销。 

实施例二 

如附图4所示，本发明实施例提供了一种多射频网状网的节点，包括： 

多个射频41，用于接收多个携带相同MPP设备标识的网关通告帧； 

网关管理模块42，用于在射频41接收的网关通告帧中，根据携带相同MPP设备标识的多个网关通告帧中的MPP设备标识，更新本地的网关表； 

路由模块43，用于通过多个射频41转发一次网关通告帧。 

可选择的，网关管理模块42可以进一步包括：第一网关管理单元421和/或第二网关管理单元422；第一网关管理单元421，用于利用最先收到的携带MPP设备标识的网关通告帧进行网关表的更新，丢弃之后接收的携带相同MPP设备标识的网关通告帧；第二网关管理单元422，用于每收到一个网关通告帧，将该网关通告帧与网关表中的表项进行比较，当该网关通告帧中携带的网关信息在网关表中未记录或者有变化时，则根据该网关通告帧更新网关表，否则丢弃该网关通告帧。 

可选择的，路由模块43可以进一步包括：第一路由单元431和/或第二路由单元432；第一路由单元431，用于将更新网关表所使用的一个网关通告帧通过每个射频41进行一次转发，对于其他携带相同MPP设备标识的网关通告帧不转发；第二路由单元432，用于从接收的多个携带相同MPP设备标识的网关通告帧中选取一个，并将该选取的一个网关通告帧通过每个射频41进行一次转发。 

在代理更新过程中，多个射频41还用于接收携带MAP设备标识的代理更新帧；路由模块43还包括第三路由单元433，第三路由单元433用于确定代理更新帧中MPP设备标识对应的路由，基于该对应的路由转发一次代理更新帧。此时，上述多射频网状网的节点，还可以包括：代理管理模块44，用于利用射频41接收的代理更新帧中的MAP设备标识，更新本地的代 理表。 

当上述多射频网状网的节点作为MPP节点时，则网关管理模块42还可以包括：第一网关管理单元421和第二网关管理单元422的任一个或两者，以及网关通告单元423；网关通告单元423，用于构造网关通告帧，该网关通告帧中以MPP的设备标识作为网关地址。之后，多个射频41，用于在每个射频41上广播网关通告单元423构造的网关通告帧。 

当上述多射频网状网的节点作为MAP节点时，则代理管理模块44还可以包括：第一代理管理单元441，以及代理更新单元442；第一代理管理单元441，用于利用射频41接收的代理更新帧中的MAP设备标识，更新本地的代理表；代理更新单元442，用于构造代理更新帧，该代理更新帧中以MPP的设备标识作为目的地址、以MAP的设备标识作为源地址。之后，多个射频41中的一个，用于发送代理更新单元442构造的代理更新帧。 

在多射频网状网系统中，可以同时包括多个MPP、多个MAP、多个MP。其中，MP可以包括上述的多个射频41、网关管理模块42、路由模块43，或者进一步包括其他的模块；MPP可以包括上述的多个射频41、网关管理模块42、路由模块43，或者进一步包括其他的模块；MAP可以包括上述的多个射频41、代理管理模块44、路由模块43，或者进一步包括其他的模块。系统中各个mesh节点的协作可以参考上述的方法、装置实施例，在此不再赘述。 

其中，设备标识是全网唯一的，一个mesh节点的设备标识可以是：从该mesh节点的多个射频中，选定的一个射频的地址；或者，利用该mesh节点选定的一个射频的地址与其他信息(例如系统的时间信息等)一起进行哈希，得到的哈希值；或者，配置的其他能够唯一标识mesh节点的地址。 

本发明实施例的技术方案，MPP在网关通告帧帧中携带MPP设备标识，mesh节点接收MPP发送的多个网关通告帧后，根据MPP设备标识更新本地网关表，之后，针对接收的携带相同网关设备标识的多个网关通告帧只转发一次，由于网关表的更新和路由的确定都是基于设备标识的，因此，网关 表的更新和路由的确定转发都与MPP的射频地址无关，从而mesh节点针对MPP不同射频发送的多个网关通告帧，只根据MPP设备标识进行一次转发，极大的减少了管理帧开销。另外，MAP在代理更新帧中携带MAP和MPP设备标识，并且只通过多个射频中的一个发送一次代理更新帧，而mesh节点接收MAP发送的代理更新帧后，根据MAP设备标识更新本地代理表，之后，利用MPP设备标识获取路由信息，并根据路由信息将接收的代理更新帧只转发一次，由于代理表的更新和路由的确定都是基于设备标识的，因此，代理表的更新和路由的确定转发都与射频地址无关，从而在代理更新过程中，极大的减少了管理帧开销。 

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。 

总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 

Claims (14)

1.一种多射频网状网传输的方法，其特征在于，所述方法包括：

利用多个射频接收携带网关设备标识的网关通告帧；

根据接收的携带相同网关设备标识的多个网关通告帧中的网关设备标识，更新本地的网关表；

根据所述网关设备标识，通过多个射频转发一次网关通告帧。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据接收的携带相同网关设备标识的多个网关通告帧中的网关设备标识，更新本地的网关表包括：

利用最先收到的携带相同网关设备标识的网关通告帧进行网关表的更新，丢弃之后接收的携带相同网关设备标识的网关通告帧；或者

每收到一个携带相同网关设备标识的网关通告帧，将该网关通告帧与网关表中的表项进行比较，当该网关通告帧中携带的网关信息在网关表中未记录或者有变化时，则根据该网关通告帧更新网关表，否则丢弃该网关通告帧。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述通过多个射频转发一次网关通告帧包括：

将更新网关表所使用的一个网关通告帧通过每个射频进行一次转发；或者

从接收的多个携带相同网关设备标识的网关通告帧中选取一个，将选择的一个网关通告帧通过每个射频进行一次转发。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

利用多个射频接收携带接入点设备标识和网关设备标识的代理更新帧；

根据接收的代理更新帧中的接入点设备标识，更新本地的代理表；

确定网关设备标识对应的路由，基于该对应的路由转发一次代理更新帧。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：构造代理更新帧，该代理更新帧中以网关设备标识作为目的地址、以构造代理更新帧的接入点设备标识作为源地址，包括终端的设备标识。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

构造网关通告帧，该网关通告帧中以构造网关通告帧的网关设备标识作为网关地址。

7.如权利要求1至6任一项所述的方法，其特征在于，一个节点的设备标识是：从该节点的多个射频中，选定的一个射频的地址；或者，利用该节点选定的一个射频的地址与其他信息一起进行哈希，得到的哈希值；或者，配置的其他能够标识该节点的全网唯一的地址。

8.一种多射频网状网的节点，其特征在于，所述节点包括：

多个射频，用于接收携带网关设备标识的网关通告帧；

网关管理模块，用于在射频接收的网关通告帧中，根据携带相同网关设备标识的多个网关通告帧中的网关设备标识，更新本地的网关表；

路由模块，用于根据所述网关设备标识，通过多个射频转发一次网关通告帧。

9.如权利要求8所述的节点，其特征在于，所述网关管理模块包括：

第一网关管理单元，用于利用最先收到的携带相同网关设备标识的网关通告帧进行网关表的更新，丢弃之后接收的携带相同网关设备标识的网关通告帧；和/或

第二网关管理单元，用于每收到一个携带相同网关设备标识的网关通告帧，将该网关通告帧与网关表中的表项进行比较，当该网关通告帧中携带的网关信息在网关表中未记录或者有变化时，则根据该网关通告帧更新网关表，否则丢弃该网关通告帧。

10.如权利要求9所述的节点，其特征在于，

所述网关管理模块还包括：网关通告单元，用于构造网关通告帧，该网关通告帧中以构造网关通告帧的网关设备标识作为网关地址；

所述多个射频，还用于在每个射频上广播网关通告单元构造的网关通告帧。

11.如权利要求9所述的节点，其特征在于，所述路由模块包括：

第一路由单元，用于将更新网关表所使用的一个网关通告帧通过每个射频进行一次转发；和/或

第二路由单元，用于从接收的多个携带相同网关设备标识的网关通告帧中选取一个，将选取的一个网关通告帧通过每个射频进行一次转发。

12.如权利要求8所述的节点，其特征在于，

所述节点还包括：代理管理模块，用于根据射频接收的代理更新帧中的接入点设备标识，更新本地的代理表；

所述多个射频，还用于接收携带接入点设备标识和网关设备标识的代理更新帧；

所述路由模块，还用于确定网关设备标识对应的路由，基于该对应的路由转发一次代理更新帧。

13.如权利要求12所述的节点，其特征在于，所述代理管理模块包括：

第一代理管理单元，用于利用射频接收的代理更新帧中的接入点设备标识，更新本地的代理表；

代理更新单元，用于构造代理更新帧，该代理更新帧中以网关设备标识作为目的地址、以构造代理更新帧的接入点设备标识作为源地址，包括终端的设备标识。

14.一种多射频网状网系统，其特征在于，所述系统包括至少一个权利要求8至13任一项所述多射频网状网的节点。

Images