TW202404321A - 網狀網路系統的配對切換方法 - Google Patents

Abstract

一種網狀網路系統的配對切換方法，包括：網路節點選取新父節點；當新父節點不是存取點時，網路節點生成並發送配對變更請求封包給新父節點，並啟動定時器，配對變更請求封包的接收位址是新父節點的媒體存取控制（MAC）位址，配對變更請求封包選擇性攜帶新父節點的MAC位址；新父節點判斷可提供中繼服務時，將網路節點及其後代節點的MAC位址加到自身的協助表中；當新父節點為根節點時，回傳第一配對同意封包給網路節點；當新父節點不是根節點時，上行轉發配對變更請求封包；若定時器未超時，網路節點接收到第一配對同意封包，代表配對切換成功。

Description

網狀網路系統的配對切換方法

本申請涉及通信領域，尤其涉及一種網狀網路系統的配對切換方法。

近幾年，隨著網路技術的快速發展，網狀網路（Mesh Network）在物聯網、路由器等領域得到了廣泛應用。

在現有的網狀網路中，當任一個節點發生切換動作時，通常先與當前的父節點斷開連接，接著，選擇新的父節點重新連接，然後，由於網路拓撲結構發生變化，再進行路由表更新操作。

然而，目前有很多不同的網狀網路的組網技術，不同組網技術可能有不同的切換方法，讓網路中相關的節點同時獲取並更新節點切換的資訊，以滿足網狀網路的數據傳輸需求。

本申請實施例提供一種網狀網路系統的配對切換方法，可讓任一個網路節點快速、高效地進行父節點的切換，並讓網狀網路中相關的節點同時獲取並更新所述節點進行切換的資訊。

為了解決上述技術問題，本申請是這樣實現的：

本申請提供了一種網狀網路系統的配對切換方法，包括：網路節點執行掃描程序選取新父節點，使當前父節點變為舊父節點；當新父節點不是存取點時，網路節點生成並發送攜帶其後代節點的媒體存取控制（media access control，MAC）位址、舊根節點的MAC位址、舊父節點的MAC位址與新父節點的MAC位址的配對變更請求封包給新父節點，並啟動定時器，其中，配對變更請求封包的發送位址是網路節點的MAC位址且接收位址是新父節點的MAC位址，舊根節點為舊父節點對應的根節點；接收配對變更請求封包的新父節點判斷可為網路節點及其後代節點提供中繼服務時，將網路節點及其後代節點的MAC位址添加到自身儲存的協助表中，其中，協助表包括自身提供中繼服務的所有下級節點的MAC位址；當新父節點為根節點時，生成並回傳第一配對同意封包給網路節點，其中，第一配對同意封包的發送位址是新父節點的MAC位址且接收位址是網路節點的MAC位址；當新父節點不是根節點時，修改接收位址為自身父節點的MAC位址後上行轉發配對變更請求封包；以及若定時器未超時，網路節點接收到第一配對同意封包，則代表配對切換成功。

本申請提供了另一種網狀網路系統的配對切換方法，包括：網路節點執行掃描程序選取新父節點，使當前父節點變為舊父節點；當新父節點是存取點時，網路節點生成並發送攜帶配對切換標識、網路節點及其後代節點的MAC位址與舊父節點的MAC位址的配對切換封包給存取點，使存取點將配對切換封包轉發給舊根節點，其中，配對切換封包的接收位址為存取點的MAC位址、發送位址為網路節點的MAC位址且目標位址為舊根節點的MAC位址；舊根節點接收配對切換封包後，從自身儲存的協助表中删除網路節點及其後代節點的MAC位址，並生成且下行轉發攜帶網路節點及其後代節點的MAC位址與新父節點的MAC位址的第二配對取消封包，其中，第二配對取消封包的接收位址為舊父節點的MAC位址且發送位址為舊根節點的MAC位址，協助表包括自身提供中繼服務的所有下級節點的MAC位址；接收到第二配對取消封包的中繼節點將網路節點及其後代節點的MAC位址從自身儲存的協助表中删除，並修改發送位址為自身的MAC位址後下行轉發第二配對取消封包，直至舊父節點收到第二配對取消封包；以及舊父節點接收第二配對取消封包後，將網路節點及其後代節點的MAC位址從自身儲存的協助表中删除。

本申請提供了又一種網狀網路系統的配對切換方法，包括：網路節點執行掃描程序選取新父節點，使當前父節點變為舊父節點；當新父節點不是存取點時，網路節點生成並發送攜帶其後代節點的MAC位址、舊根節點的MAC位址與舊父節點的MAC位址的配對變更請求封包給新父節點，並啟動定時器，其中，配對變更請求封包的發送位址是網路節點的MAC位址且接收位址是新父節點的MAC位址，舊根節點為舊父節點對應的根節點；接收配對變更請求封包的新父節點判斷網路節點及其後代節點的MAC位址存在於自身儲存的協助表中，生成並回傳第一配對同意封包給網路節點，及生成並下行發送攜帶網路節點及其後代節點的MAC位址的第二配對取消封包，其中，協助表包括自身提供中繼服務的所有下級節點的MAC位址，第一配對同意封包的發送位址是新父節點的MAC位址且接收位址是網路節點的MAC位址，第二配對取消封包的接收位址為舊父節點的MAC位址且發送位址為新父節點的MAC位址；若網路節點接收到第一配對同意封包，則代表配對切換成功；接收到第二配對取消封包的中繼節點將網路節點及其後代節點的MAC位址從自身儲存的協助表中删除，並修改發送位址為自身的MAC位址後下行轉發第二配對取消封包，直至舊父節點收到第二配對取消封包；以及舊父節點接收第二配對取消封包後，將網路節點及其後代節點的MAC位址從自身儲存的協助表中删除。

在本申請實施例中，所述網狀網路系統的配對切換方法可應用於基於MAC位址進行封包轉發的網狀網路，利用配對切換的過程同時完成網狀網路中相關節點的協助表更新，可以實現快速、穩定、高效的配對切換。

以下將配合相關圖式來說明本發明的實施例。在這些圖式中，相同的標號表示相同或類似的元件或方法流程。

必須瞭解的是，使用在本說明書中的「包括」、「包含」等詞，是用於表示存在特定的技術特徵、數值、方法步驟、作業處理和/或元件，但並不排除可加上更多的技術特徵、數值、方法步驟、作業處理、元件，或以上的任意組合。

必須瞭解的是，當元件描述為「連接」或「耦接」至另一元件時，可以是直接連結、或耦接至其他元件，可能出現中間元件。相反地，當元件描述為「直接連接」或「直接耦接」至另一元件時，其中不存在任何中間元件。

在說明本申請的網狀網路系統的配對切換方法之前，先對本申請的名詞作說明。本申請所述的｢網狀網路系統｣是指透過網路節點彼此間相互進行通信而形成的網狀的通信網路；｢網路節點｣是指與具有獨立位址、傳送或接收數據功能的網路相連的計算設備（例如：工作站、伺服器、終端設備、網路設備），其中，具備中繼功能的網路節點稱為中繼節點，不具備中繼功能的網路節點稱為站台（Station，STA），所有網路節點都可提供作為由802.11協定所定義的基礎架構模式中的站台進行工作的STA功能，因此，中繼節點可執行不同的程序而扮演成站台的角色，需注意的是，對於中繼節點而言，用於STA功能和中繼功能的MAC位址可以一樣，也可以不一樣。

與存取點（Access Point，AP）直接連接的網路節點/中繼節點稱為根節點；透過根節點與存取點相連的網路節點稱為第二級節點，透過第二級節點與存取點相連的網路節點稱為第三級節點，以此類推；直接相連的兩個網路節點，處於上級的網路節點稱為下級網路節點的父節點，處於下級的網路節點稱為上級網路節點的子節點；每個網路節點都有且僅有一個父節點，一個父節點可以有很多子節點，根節點與存取點直接相連，可以認為存取點是根節點的父節點；級數大於某一個網路節點的級數的網路節點稱為此網路節點的下級節點（例如：第三、四、五級節點都是第二級節點的下級節點）；與存取點的通信需經過某一個網路節點的所有下級節點稱為此網路節點的後代節點。

另外，本申請所述的｢協助表｣是指儲存於各中繼節點中紀錄其後代節點的相關資訊（例如：MAC位址及其或MAC位址的變體，所述MAC位址的變體為MAC位址進行雜湊計算後的結果，或者MAC位址進行循環冗餘檢查（CRC）計算後的結果），以下實施例以協助表儲存於各中繼節點中紀錄其後代節點的MAC位址進行說明。此外，所述的｢待配對節點｣是指欲加入網狀網路系統的新節點，可具備中繼能力，也可不具備中繼能力；當待配對節點具備中繼能力時，其與中繼節點可具有相同的模組與結構，因其執行不同的程序而扮演不同的角色。再者，本申請所述的｢存取點的MAC位址｣是指存取點的基本服務集標識（Basic Service Set Identifier，BSSID）。

由於網狀網路系統的建構過程中，各中繼節點可建構自身儲存的協助表的內容，各網路節點可確認自身父節點，因此，在說明本申請的網狀網路系統的配對切換方法之前，需先說明網狀網路系統的建構過程。

在所述網狀網路系統的建構過程中，作為根節點的網路節點可透過現有的配對連接方法建立其與存取點的連接，在此不加以描述；而作為非根節點的網路節點（以下稱為待配對節點）可透過下述的節點配對方法確認自身父節點且加入所述網狀網路系統，並使所述網狀網路系統的各中繼節點更新自身儲存的協助表的內容。

請參閱圖1，其為依據本申請的節點配對方法的第一實施例流程圖。所述節點配對方法包括：待配對節點發送配對請求封包給其父節點，並啟動定時器，其中，配對請求封包的發送位址為待配對節點的MAC位址且接收位址為待配對節點的父節點的MAC位址，待配對節點的父節點為網狀網路系統的中繼節點（步驟110）；收到配對請求封包的中繼節點判斷可為待配對節點提供中繼服務後，將待配對節點的MAC位址添加到自身儲存的協助表中，其中，協助表包括自身提供中繼服務的所有下級節點的MAC位址（步驟120）；若收到配對請求封包的中繼節點為非根節點時，將接收到的配對請求封包的接收位址修改為自身父節點的MAC位址後進行上行轉發（步驟130）；若收到配對請求封包的中繼節點為根節點時，回傳配對同意封包，其中，配對同意封包的接收位址為待配對節點的MAC位址且發送位址為自身的MAC位址（步驟140）；若待配對節點接收到配對同意封包，則代表配對成功（步驟160）。需注意的是，當待配對節點的父節點為根節點時，可省略步驟130。

在一實施例中，當待配對節點的父節點為非根節點時，所述節點配對方法在步驟140之後和步驟160之前還可包括：收到配對同意封包的中繼節點確認配對同意封包的發送位址為其父節點的MAC位址，接收位址存在於自身儲存的協助表中時，將配對同意封包的發送位址修改為自身的MAC位址後進行下行轉發，直至配對同意封包轉發至待配對節點（步驟150）。

其中，配對請求封包與配對同意封包的格式可為使用802.11協定定義的數據幀、管理幀、控制幀，或其他自定義類型的幀，且可使用表示多種含義的同一種封包或使用多種類型的封包。

在一實施例中，配對請求封包的格式可為使用802.11協定定義的空數據幀（Null data frame），所述空數據幀包括：幀控制欄位、持續欄位、位址1欄位、位址2欄位、位址3欄位、順序控制欄位與幀校驗序列欄位；具體地，步驟110所述待配對節點發送配對請求封包，包括：待配對節點將空數據幀中的位址1欄位填充待配對節點的父節點的MAC位址，位址2欄位填充待配對節點的MAC位址，位址3欄位的第一預設位元設為第一預設取值以定義所述空數據幀為交握幀，位址3欄位的複數個第二預設位元設為第三預設取值以定義所述交握幀的類型為配對請求，以生成並發送所述配對請求封包。在一示例中，位址3欄位的第一預設位元可為bit0，第一預設取值可為1（即bit0為1），位址3欄位的複數個第二預設位元可為bit1至bit4，第三預設取值可為0（即bit1至bit4都為0），位址3欄位的其他位元（即bit5至bit47）可被保留供編碼，以使所述交握幀攜帶配對相關資訊（如圖2所示，圖2為依據本申請的配對請求封包的一實施例格式示意圖）。需注意的是，雖然802.11協定定義的位址的bit0的取值為1時表示組播位址，但因空數據幀在實際使用時不會包括組播位址，所以利用此特性可以讓硬體和軟體都很方便的識別到這是本申請定義的封包。

另外，配對同意封包的格式也可為使用802.11協定定義的空數據幀；具體地，步驟140所述若收到配對請求封包的中繼節點為根節點時，回傳配對同意封包，還包括：根節點將空數據幀中的位址1欄位填充待配對節點的MAC位址，位址2欄位填充根節點的MAC位址，位址3欄位的第一預設位元設為第一預設取值以定義空數據幀為交握幀，位址3欄位的複數個第二預設位元設為第四預設取值以定義交握幀的類型為配對同意，以生成並回傳所述配對同意封包。在一示例中，位址3欄位的第一預設位元可為bit0，第一預設取值可為1（即bit0為1），位址3欄位的複數個第二預設位元可為bit1至bit4，第四預設取值可為1（即bit1至bit3都為0，bit4為1），位址3欄位的其他位元（即bit5至bit47）可被保留供編碼，以使所述交握幀攜帶配對相關資訊（如圖3所示，圖3為依據本申請的配對同意封包的一實施例格式示意圖）。

更具體地，以下搭配圖4至圖7以實施例的方式進行圖1所示的節點配對方法的說明。

請參閱圖4，其為本申請的網狀網路系統的第一實施例示意圖。如圖4所示，網狀網路系統100包括存取點200與複數個網路節點，所述複數個網路節點可透過網狀網路相互通信，所述複數個網路節點包括複數個中繼節點（即中繼節點300a、中繼節點300b與中繼節點300c），中繼節點300a作為與存取點200通信連接的根節點，中繼節點300c的父節點為中繼節點300b，中繼節點300b的父節點為中繼節點300a。

請參閱圖5，其為本申請的中繼節點的一實施例示意圖。中繼節點300a、中繼節點300b與中繼節點300c都可包括：儲存模組410、接收模組420、處理模組430、封包生成模組440、位址轉換模組450與發送模組460，接收模組420連接儲存模組410，處理模組430連接接收模組420與儲存模組410，封包生成模組440連接處理模組430，位址轉換模組450連接儲存模組410與處理模組430，發送模組460連接位址轉換模組450與封包生成模組440，儲存模組410用於儲存協助表。其中，接收模組420、處理模組430、封包生成模組440、位址轉換模組450與發送模組460可以被實施為軟體、硬體及其適當的組合；軟體模組可以位於本領域的儲存介質中，透過處理器完成其工作，舉例而言，若上述各個模組均為軟體模組時，可位於同一處理器中，或者以任意組合的形式分別位於不同的處理器中。

請參閱圖6，其為本申請的待配對節點的一實施例示意圖。待配對節點500為欲加入網狀網路系統100的節點，待配對節點500包括：封包生成模組510、發送模組520、接收模組530與處理模組540，發送模組520連接封包生成模組510，處理模組540連接發送模組520與接收模組530，處理模組540包括定時器542。其中，封包生成模組510、發送模組520、接收模組530與處理模組540可以被實施為軟體、硬體及其適當的組合；軟體模組可以位於本領域的儲存介質中，透過處理器完成其工作，舉例而言，若上述各個模組均為軟體模組時，可位於同一處理器中，或者以任意組合的形式分別位於不同的處理器中。

請參閱圖4至圖7，圖7為圖6的待配對節點加入圖4的網狀網路系統的第一實施例節點配對方法流程圖。當圖6的待配對節點500欲加入圖4的網狀網路系統100時，待配對節點500透過封包生成模組510生成配對請求封包（步驟610），發送模組520發送配對請求封包給中繼節點300c（步驟620），並啟動定時器542（步驟630），其中，待配對節點500的父節點為中繼節點300c，配對請求封包的發送位址為待配對節點500的MAC位址且接收位址為中繼節點300c的MAC位址。由於所述配對請求封包的接收位址為中繼節點300c的MAC位址，因此，中繼節點300c透過接收模組420收到所述配對請求封包。當中繼節點300c的處理模組430判斷可為待配對節點500提供中繼服務後，基於所述配對請求封包的發送位址為待配對節點500的MAC位址，將待配對節點500的MAC位址添加到儲存模組410儲存的協助表中（步驟640），並判斷中繼節點300c是否為根節點。當中繼節點300c的處理模組430判斷自己為非根節點時，中繼節點300c透過位址轉換模組450將接收到的所述配對請求封包的接收位址由中繼節點300c的MAC位址修改為中繼節點300b的MAC位址（步驟650），發送模組460發送經位址轉換模組450修改接收位址的配對請求封包給中繼節點300b（步驟660）。

由於所述配對請求封包的接收位址為中繼節點300b的MAC位址，因此，中繼節點300b透過接收模組420收到所述配對請求封包。當中繼節點300b的處理模組430判斷可為待配對節點500提供中繼服務後，基於所述配對請求封包的發送位址為待配對節點500的MAC位址，將待配對節點500的MAC位址添加到儲存模組410儲存的協助表中（步驟670）。當中繼節點300b的處理模組430判斷自己為非根節點時，中繼節點300b透過位址轉換模組450將接收到的所述配對請求封包的接收位址由中繼節點300b的MAC位址修改為中繼節點300a的MAC位址（步驟680），發送模組460發送經位址轉換模組450修改接收位址的配對請求封包給中繼節點300a（步驟690）。

由於所述配對請求封包的接收位址為中繼節點300a的MAC位址，因此，中繼節點300a透過接收模組420收到所述配對請求封包。當中繼節點300a的處理模組430判斷可為待配對節點500提供中繼服務後，基於所述配對請求封包的發送位址為待配對節點500的MAC位址，將待配對節點500的MAC位址添加到儲存模組410儲存的協助表中（步驟710）。當中繼節點300a的處理模組430判斷自己為根節點時，中繼節點300a透過封包生成模組440生成配對同意封包（步驟720），發送模組460發送封包生成模組440生成的配對同意封包給中繼節點300b（步驟730），其中，配對同意封包的接收位址為待配對節點500的MAC位址且發送位址為中繼節點300a的MAC位址。

由於所述配對同意封包的發送位址為中繼節點300a的MAC位址，接收位址存在於中繼節點300b的儲存模組410儲存的協助表中，因此，中繼節點300b透過接收模組420收到所述配對同意封包，並透過位址轉換模組450將所述配對同意封包的發送位址修改為中繼節點300b的MAC位址（步驟740），發送模組460發送經位址轉換模組450修改發送位址的配對同意封包給中繼節點300c（步驟750）。由於所述配對同意封包的發送位址為中繼節點300b的MAC位址，接收位址存在於中繼節點300c的儲存模組410儲存的協助表中，因此，中繼節點300c透過接收模組420收到所述配對同意封包，並透過位址轉換模組450將所述配對同意封包的發送位址修改為中繼節點300c的MAC位址（步驟760），發送模組460經位址轉換模組450修改發送位址的配對同意封包給待配對節點500（步驟770）。

由於所述配對同意封包的接收位址為待配對節點500的MAC位址，因此，待配對節點500透過接收模組530收到所述配對同意封包，若接收模組530收到所述配對同意封包時定時器542未超時，則代表配對成功（步驟780）（即待配對節點500成功加入網狀網路系統100）。

請參閱圖8，其為依據本申請的節點配對方法的第二實施例流程圖。所述節點配對方法除了包括上述步驟110至步驟160以外，還可包括：收到配對請求封包的中繼節點判斷不可為待配對節點提供中繼服務時，回傳配對拒絕封包，其中，配對拒絕封包的接收位址為待配對節點的MAC位址且發送位址為自身的MAC位址（步驟170）；以及若待配對節點接收到配對拒絕封包，則代表配對失敗（步驟190）。需注意的是，當判斷不可為待配對節點提供中繼服務且回傳配對拒絕封包的中繼節點不是待配對節點的父節點時，所述節點配對方法在步驟170之後和步驟190之前還可包括：收到配對拒絕封包的中繼節點確認配對拒絕封包的發送位址為其父節點的MAC位址，接收位址存在於自身儲存的協助表中時，將待配對節點的MAC位址從自身儲存的協助表中删除，並將接收到的配對拒絕封包的發送位址修改為自身的MAC位址後進行下行轉發，直至配對拒絕封包轉發至待配對節點（步驟180）。

其中，配對拒絕封包的格式可為使用802.11協定定義的數據幀、管理幀、控制幀，或其他自定義類型的幀。在一實施例中，配對拒絕封包的格式也可為使用802.11協定定義的空數據幀；具體地，步驟170所述收到所述配對請求封包的節點判斷不可為所述待配對節點提供中繼服務時，回傳配對拒絕封包，還包括：收到配對請求封包的中繼節點將空數據幀中的位址1欄位填充待配對節點的MAC位址，位址2欄位填充自身的MAC位址，位址3欄位的第一預設位元設為第一預設取值以定義空數據幀為交握幀，位址3欄位的複數個第二預設位元設為第二預設取值以定義所述交握幀的類型為配對拒絕，以生成並回傳配對拒絕封包。在一示例中，位址3欄位的第一預設位元可為bit0，第一預設取值可為1，位址3欄位的複數個第二預設位元可為bit1至bit4，第二預設取值可為2（即bit1、bit2與bit4都為0，bit3為1），位址3欄位的其他位元（即bit5至bit47）可被保留供編碼，以使所述交握幀攜帶配對相關資訊（如圖9所示，圖9為依據本申請的配對拒絕封包的一實施例格式示意圖）。

在一實施例中，中繼節點判斷不可為待配對節點提供中繼服務的情況可包括但不限於：（1）中繼節點的協助表的儲存容量已達上限，無法再為更多網路節點提供中繼服務；（2）中繼節點關閉中繼服務功能；（3）中繼節點正在嘗試切換連接到其他網路節點；（4）中繼節點已離開網狀網路系統。

需注意的是，步驟170所述判斷不可為待配對節點提供中繼服務的中繼節點可為作為根節點或非根節點的中繼節點。

更具體地，以下搭配圖4至圖6、圖10以實施例的方式進行圖8所示的節點配對方法的說明。

請參閱圖4至圖6、圖10，圖10為圖6的待配對節點加入圖4的網狀網路系統的第二實施例節點配對方法流程圖。由於圖10與圖7的差異在於中繼節點300b判斷不可為待配對節點500提供中繼服務之後的流程，因此，步驟610至步驟660的流程說明不再贅述。如圖10所示，中繼節點300b透過處理模組430判斷不可為待配對節點500提供中繼服務後，透過封包生成模組440生成配對拒絕封包（步驟790），並透過發送模組460發送所述配對拒絕封包給中繼節點300c（步驟810），其中，所述配對拒絕封包的接收位址為待配對節點500的MAC位址且發送位址為中繼節點300b的MAC位址。中繼節點300c透過處理模組430確認所述配對拒絕封包的發送位址為其父節點的MAC位址，接收位址存在於儲存模組410儲存的協助表後，將待配對節點500的MAC位址從儲存模組410儲存的協助表中删除（步驟820）；接著，中繼節點300c透過位址轉換模組450將接收到的配對拒絕封包的發送位址修改為中繼節點300c的MAC位址（步驟830）；之後，中繼節點300c透過發送模組460發送經位址轉換模組450修改發送位址的配對拒絕封包給待配對節點500（步驟840）。

由於所述配對拒絕封包的接收位址為待配對節點500的MAC位址，因此，待配對節點500透過接收模組530收到所述配對拒絕封包，若接收模組530收到所述配對拒絕封包時定時器542未超時，則代表配對失敗（步驟850）（即待配對節點500未成功加入網狀網路系統100）。

請參閱圖11，其為依據本申請的節點配對方法的第三實施例流程圖。所述節點配對方法除了包括上述步驟110至步驟190以外，還可包括：若定時器超時，則代表配對失敗（步驟192）。具體地，若定時器超時，待配對節點未收到配對拒絕封包或配對成功封包，則代表配對失敗。

在一實施例中，請參閱圖12，其為依據本申請的節點配對方法的第四實施例流程圖；在步驟110之前，所述節點配對方法還可包括：設置待配對節點僅接收符合過濾條件的各類型封包，其中，過濾條件為各類型封包的發送位址為待配對節點的父節點的MAC位址且接收位址為待配對節點的MAC位址（步驟102）。

在一實施例中，請參閱圖12，在步驟102之前，所述節點配對方法還可包括：待配對節點透過掃描程序所獲取的複數個信標封包或複數個探測響應封包，提取網狀網路系統中各中繼節點與存取點間的接收信號強度（Received Signal Strength Indication，RSSI）及獲取其與各中繼節點間的接收信號強度（步驟104）；以及待配對節點基於各中繼節點與存取點間的接收信號強度及其與各中繼節點間的接收信號強度選取一個中繼節點作為其父節點（步驟106）。

在一示例中，所述掃描程序為待配對節點主動探測搜索網狀網路系統的各中繼節點；具體地，待配對節點可以在其所支持的信道上依次發送探測請求幀（probe request），探測請求幀不攜帶SSID但可包括廠商自定義資訊元件（Vendor IE），例如：BSSID與請求協助的資訊，以探測周圍所有可用的中繼節點；接收到所述探測請求幀的中繼節點都會發送探測響應幀（probe response）給待配對節點，探測響應幀可包括BSSID、自身與存取點間的接收信號強度、自身連接的根節點的MAC位址、自身位於網狀網路系統中的級數、自身提供中繼服務的後級節點數量、可提供協助的資訊等廠商自定義資訊元件。因此，待配對節點透過上述掃描程序可接收到各中繼節點發送的探測響應幀，並獲取其與各中繼節點間的接收信號強度及各中繼節點與存取點間的接收信號強度，進而選取一個中繼節點作為其父節點。舉例而言，待配對節點先選擇與其之間接收信號強度最好的中繼節點作為其父節點，但若選擇的所述中繼節點與其父節點之間的接收信號強度較差/或其上行路徑上各節點之間的接收信號強度較差，則待配對節點改為選擇與其接收信號強度第二好的中繼節點作為其父節點，並以此類推，直到選取一個適合的中繼節點作為其父節點。

在另一示例中，所述掃描程序為待配對節點被動接收網狀網路系統的各中繼節點發送的信標幀；具體地，網狀網路系統的各中繼節點週期性廣播信標幀，待配對節點可以透過在其所支持的每個信道上偵聽信標幀，信標幀可包括BSSID、自身與存取點間的接收信號強度、自身連接的根節點的MAC位址、自身位於網狀網路系統中的級數、自身提供中繼服務的後級節點數量、可提供協助的資訊等廠商自定義資訊元件。因此，待配對節點透過上述掃描程序可接收到各中繼節點發送的探測響應幀，並獲取其與各中繼節點間的接收信號強度及各中繼節點與存取點間的接收信號強度，進而選取一個中繼節點作為其父節點。

透過圖1、圖8、圖11與圖12所述的節點配對方法，可使作為非根節點的網路節點（即待配對節點）確認自身父節點且加入所述網狀網路系統，並使所述網狀網路系統的各中繼節點更新自身儲存的協助表的內容，以建構網狀網路系統，並應用於下述的數據傳輸方法與本申請的配對切換方法。

請參閱圖13，其為依據本申請的數據傳輸方法的第一實施例流程圖。所述數據傳輸方法包括：站台生成封包，其中，封包的發送位址為站台的MAC位址且接收位址為存取點的MAC位址（步驟1010）；站台將封包的接收位址修改為自身父節點的MAC位址後進行發送（步驟1020）；收到封包的中繼節點回傳ACK幀，並將封包的接收位址修改為自身父節點的MAC位址後進行上行轉發，直到封包轉發至存取點（步驟1030）；以及存取點接收封包後，回傳ACK幀，解析封包，並基於封包的發送位址判斷接收來自站台的數據（步驟1040）。

一般網路IC主要是將第一層實體層及第二層資料鏈結層以硬體處理，第三層以上則以軟體處理。但隨著頻寬需求日增，對路由器傳輸速率的要求也大幅提高。因此，也可選擇以硬體處理第三層的資料。在本實施例中，站台可包括軟體層與硬體層；在步驟1010中，站台可透過軟體層生成封包；在步驟1020中，站台可透過硬體層將封包的接收位址修改為自身父節點的MAC位址後進行發送。在另一實施例中，站台可透過軟體層將封包的接收位址修改為自身父節點的MAC位址後進行發送 。

在一實施例中，站台的軟體層所生成的封包的格式可為使用802.11協定定義的數據幀、管理幀、控制幀，或其他自定義類型的幀。

在一實施例中，站台的軟體層所生成的封包的格式可為使用802.11協定定義的數據幀，所述數據幀包括：幀控制欄位、持續欄位、位址1欄位、位址2欄位、位址3欄位、順序控制欄位、位址4欄位、服務品質（Quality of Service，QoS）控制欄位、高通量（High Throughput，HT）控制欄位、幀體欄位與幀校驗序列欄位（如圖14所示，圖14為依據本申請的站台所生成的封包的一實施例格式示意圖）；具體地，站台的軟體層將所述數據幀中的位址1欄位填充存取點的MAC位址，位址2欄位填充自身的MAC位址，以生成所述封包，但本實施例並非用以限定本申請。

在一實施例中，考量數據傳輸的安全性，所述數據傳輸方法可在站台處對封包進行加密，在存取點處對封包進行解密。具體地，加解密方式採用暫時金鑰完整性協定（Temporal Key Integrity Protocol，TKIP）、計數器模式密碼塊鏈接訊息認證協定（Counter Mode Cipher Block Chaining Message Authentication Protocol，CCMP）或有線等效隱私協定（Wired Equivalent Privacy，WEP）時，步驟1010可包括：站台的軟體層生成封包，並對封包進行加密，或者步驟1020可包括：站台的硬體層對封包進行加密後，將封包的接收位址修改為所述自身父節點的MAC位址，再進行發送；步驟1040可包括：存取點對接收到的封包進行解密，並基於封包的發送位址為站台的MAC位址，判斷接收來自站台的所述數據。在一示例中，站台可透過軟體層或硬體層對封包進行加密後，將封包的接收位址修改為所述自身父節點的MAC位址，再進行發送。

在另一實施例中，加解密方式採用TKIP或WEP時，步驟1020可包括：站台將封包的接收位址修改為自身父節點的MAC位址後，對封包進行加密，再進行發送；步驟1040可包括：存取點對接收到的封包進行解密，並基於封包的發送位址為站台的MAC位址，判斷接收來自站台的所述數據。

在一實施例中，為保證數據傳輸的正確性和完整性，所述數據傳輸方法可採用循環冗餘檢查（Cyclic redundancy check，CRC）校驗算法對封包進行校驗。具體地，步驟1020可包括：站台將封包的接收位址修改為自身父節點的MAC位址後，先對封包進行CRC計算，再將計算所得出的CRC碼填充至封包，然後發送封包；步驟1030可包括：收到封包的中繼節點對封包進行CRC校驗，當封包通過CRC校驗時，中繼節點回傳確認（acknowledgment，ACK）幀，並將接收到的封包的接收位址修改為自身父節點的MAC位址，再對封包進行CRC計算，並將計算所得出的CRC碼填充至封包，然後進行上行轉發，直到封包轉發至存取點；步驟1040可包括：存取點收到封包後，先對封包進行CRC校驗，當封包通過CRC校驗時，存取點回傳ACK幀，並解析封包，以獲取來自站台的數據。

在另一採用CRC校驗算法對封包進行校驗的實施例中，步驟1020可包括：站台先對封包進行CRC計算，並將計算所得出的CRC碼填充至封包，再將封包的接收位址修改為自身父節點的MAC位址，然後發送封包；步驟1030可包括：收到封包的中繼節點將封包的接收位址修改為存取點的MAC位址，再對封包進行CRC校驗，當封包通過CRC校驗時，回傳ACK幀，並將封包的接收位址修改為所述自身父節點的MAC位址（封包保留原來的CRC碼）後進行上行轉發，直到封包轉發至存取點；步驟1040可包括：存取點收到封包後，先對封包進行CRC校驗，當封包通過CRC校驗時，回傳ACK幀，並解析封包，以獲取來自站台的數據。

在一實施例中，同時考量數據傳輸的安全性、正確性和完整性，所述數據傳輸方法可同時包括對封包的數據欄位的加解密處理與採用CRC校驗算法對封包進行校驗。

請參閱圖15，其為依據本申請的數據傳輸方法的第二實施例流程圖。所述數據傳輸方法包括：存取點發送封包，其中，封包的接收位址為站台的MAC位址且發送位址為所述存取點的MAC位址（步驟2010）；中繼節點基於自身儲存的協助表具有站台的MAC位址且封包的發送位址為自身父節點的MAC位址，接收所述封包，回傳ACK幀給自身父節點，並將封包的發送位址修改為自身的MAC位址後進行下行轉發，直到封包轉發至站台，其中，協助表包括自身提供中繼服務的所有下級節點的MAC位址（步驟2020）；以及站台基於封包的發送位址為自身父節點的MAC位址且接收位址為站台的MAC位址，接收封包，回傳ACK幀，並將收到的封包的發送位址修改為存取點的MAC位址後，基於封包的發送位址判斷接收來自存取點的數據（步驟2030）。

在一實施例中，存取點所發送的封包的格式可為使用802.11協定定義的數據幀、管理幀、控制幀，或其他自定義類型的幀。

在一實施例中，站台可包括硬體層與軟體層；在步驟2030中，站台可透過硬體層接收所述封包，回傳ACK幀，並將收到的封包的發送位址修改為存取點的MAC位址後傳輸給軟體層，軟體層基於封包的發送位址判斷接收來自存取點的數據。

在一實施例中，存取點所發送的封包的格式可為使用802.11協定定義的數據幀，可如圖14所示；具體地，存取點將所述數據幀中的位址1欄位填充站台的MAC位址，位址2欄位填充自身的MAC位址，以生成所述封包，但本實施例並非用以限定本申請。舉例而言，存取點將所述數據幀中的位址3欄位填充站台的MAC位址，位址4欄位填充自身的MAC位址，以生成所述封包（即位址3欄位填充接收位址，位址4欄位填充發送位址）。

在一實施例中，考量數據傳輸的安全性，所述數據傳輸方法可在存取點處對封包進行加密，在站台處對封包進行解密；具體地，步驟2010可包括：存取點將封包加密後進行發送；步驟2030可包括：站台對封包進行解密後，將封包的發送位址修改為存取點的MAC位址，再基於封包的發送位址判斷接收來自存取點的數據。在另一實施例中，步驟2010可包括：存取點將封包加密後進行發送；步驟2030可包括：站台將收到的封包的發送位址修改為存取點的MAC位址；以及站台對封包進行解密，並基於封包的發送位址判斷接收來自存取點的數據。

在一實施例中，為保證數據傳輸的正確性和完整性，所述數據傳輸方法可採用CRC校驗算法對封包進行校驗。具體地，步驟2010可包括：存取點對所述封包進行CRC計算後，將計算所得出的CRC碼填充至所述封包，再發送所述封包；步驟2020可包括：收到封包的中繼節點對封包進行CRC校驗，當封包通過CRC校驗時，中繼節點回傳ACK幀，並將接收到的封包的發送位址修改為自身的MAC位址，再對封包進行CRC計算，並將計算所得出的CRC碼填充至封包，然後進行下行轉發；步驟2030可包括：站台對封包進行CRC校驗，當封包通過CRC校驗時，回傳ACK幀，並將接收到的封包的發送位址修改為存取點的MAC位址，再基於封包的發送位址判斷接收來自存取點的數據。在步驟2030的一示例中，站台可透過硬體層對封包進行CRC校驗，當封包通過CRC校驗時，回傳ACK幀，並透過硬體層或軟體層將接收到的封包的發送位址修改為存取點的MAC位址，站台的軟體層基於封包的發送位址判斷接收來自存取點的數據。

在另一採用CRC校驗算法對封包進行校驗的實施例中，步驟2010可包括：存取點對封包進行CRC計算後，將計算所得出的CRC碼填充至封包，再發送封包；步驟2020可包括：收到封包的中繼節點對封包進行CRC校驗，當封包通過CRC校驗時，中繼節點回傳ACK幀，並將封包的發送位址修改為自身的MAC位址（封包保留原來的CRC碼）後進行下行轉發；步驟2030可包括：站台將封包的發送位址修改為存取點的MAC位址，再對封包進行CRC校驗，當封包通過CRC校驗時，站台回傳ACK幀，並基於通過CRC校驗的封包的發送位址判斷接收來自存取點的數據。

在一實施例中，同時考量數據傳輸的安全性、正確性和完整性，所述數據傳輸方法可同時包括對封包的數據欄位的加解密處理與採用CRC校驗算法對封包進行校驗。

請參閱圖16與圖17，其為依據本申請的網狀網路系統的配對切換方法的第一實施例流程圖。如圖16與圖17所示，所述網狀網路系統的配對切換方法包括：步驟201至步驟205和步驟208。

在步驟201中，網路節點執行掃描程序選取新父節點，使當前父節點變為舊父節點。

在一實施例中，網路節點檢測到其與當前父節點之間的通信品質不佳或接收到來自當前父節點的第一配對取消封包時，執行掃描程序選取新父節點，使當前父節點變為舊父節點。其中，第一配對取消封包的格式可為使用802.11協定定義的數據幀、管理幀、控制幀，或其他自定義類型的幀；在一示例中，當前父節點將空數據幀中的位址1欄位填充所述網路節點的MAC位址，位址2欄位填充所述當前父節點的MAC位址，位址3欄位的第一預設位元設為第一預設取值以定義所述空數據幀為交握幀，所述位址3欄位的複數個第二預設位元設為第五預設取值以定義所述交握幀的類型為配對取消，以生成所述第一配對取消封包。

在一示例中，網路節點統計到其發送上行封包的失敗率達到第一閾值、接收到當前父節點的封包的能量低於第二閾值或信標（Beacon）連續丟失一段時間時，代表網路節點檢測到其與當前父節點之間的通信品質不佳，從而執行所述掃描程序選取新父節點，其中，第一閾值與第二閾值的大小可依據實際需求進行設定。

在一示例中，當前父節點可能檢測到其與網路節點之間的通信品質不佳或收到應用層要求需要斷開當前網路連接或需要連接到其他網路時，發送第一配對取消封包給網路節點，使得網路節點執行所述掃描程序選取新父節點，但本示例並非用以限定本申請。

在一實施例中，網路節點執行掃描程序選取新父節點的方式可與圖12所述待配對節點透過掃描程序選取父節點的方式相同，於此不再贅述。在另一實施例中，步驟201所述網路節點執行掃描程序選取新父節點，使當前父節點變為舊父節點，還包括：網路節點基於透過掃描程序所獲取的複數個信標封包或複數個探測響應封包，獲取網狀網路系統中各中繼節點的通信資訊；以及網路節點基於各中繼節點的通信資訊選取一個中繼節點作為新父節點。其中，所述各中繼節點的通信資訊可包括但不限於：各中繼節點與存取點間的接收信號強度、網路節點與各中繼節點間的接收信號強度、各中繼節點在網狀網路系統中的層級、各中繼節點的中繼服務能力與/或各中繼節點的MAC位址；各中繼節點的中繼服務能力可讓網路節點判斷各中繼節點還能為多少下級節點提供中繼服務；各中繼節點的MAC位址可讓網路節點確認各中繼節點的MAC位址是否在自身的協助表中。

在步驟202中，當新父節點不是存取點時，網路節點生成並發送攜帶其後代節點的MAC位址、舊根節點的MAC位址與舊父節點的MAC位址的配對變更請求封包給新父節點，並啟動定時器。其中，配對變更請求封包選擇性攜帶新父節點的MAC位址。

其中，舊根節點為舊父節點對應的根節點；配對變更請求封包的發送位址是網路節點的MAC位址且接收位址是新父節點的MAC位址，配對變更請求封包的格式可為使用802.11協定定義的數據幀、管理幀、控制幀，或其他自定義類型的幀；在一實施例中，配對變更請求封包的格式可在配對請求封包的基礎上擴充有效負載（payload）欄位；具體地，步驟202所述網路節點生成並發送攜帶其後代節點的MAC位址、舊根節點的MAC位址與舊父節點的MAC位址的配對變更請求封包給新父節點，包括：網路節點將空數據幀中的位址1欄位填充新父節點的MAC位址，位址2欄位填充網路節點的MAC位址，位址3欄位的第一預設位元設為第一預設取值以定義空數據幀為交握幀，位址3欄位的複數個第二預設位元設為第三預設取值以定義交握幀的類型為配對請求，擴充的有效負載欄位填充網路節點的後代節點的MAC位址、舊根節點的MAC位址與舊父節點的MAC位址，以生成並發送配對變更請求封包給新父節點。其中，配對變更請求封包中擴充的有效負載欄位可攜帶新父節點的MAC位址。

在一示例中，位址3欄位的第一預設位元可為bit0，第一預設取值可為1（即bit0為1），位址3欄位的複數個第二預設位元可為bit1至bit4，第三預設取值可為0（即bit1至bit4都為0），位址3欄位的其他位元（即bit5至bit47）可被保留供編碼，擴充的有效負載欄位依序填充網路節點的後代節點的MAC位址、舊根節點的MAC位址與舊父節點的MAC位址。

在步驟203中，接收配對變更請求封包的新父節點判斷可為網路節點及其後代節點提供中繼服務時，將網路節點及其後代節點的MAC位址添加到自身儲存的協助表中。

在步驟204中，當新父節點為根節點時，生成並回傳第一配對同意封包給網路節點。其中，第一配對同意封包的發送位址是新父節點的MAC位址且接收位址是網路節點的MAC位址；第一配對同意封包的格式可為使用802.11協定定義的數據幀、管理幀、控制幀，或其他自定義類型的幀。在一實施例中，步驟204所述新父節點生成並回傳第一配對同意封包給網路節點，包括：新父節點將空數據幀中的位址1欄位填充網路節點的MAC位址，位址2欄位填充新父節點的MAC位址，位址3欄位的第一預設位元設為第一預設取值以定義空數據幀為交握幀，位址3欄位的複數個第二預設位元設為第四預設取值以定義交握幀的類型為配對同意，以生成並回傳所述第一配對同意封包。

在步驟205中，當新父節點不是根節點時，修改接收位址為自身父節點的MAC位址後上行轉發配對變更請求封包。

在步驟208中，若定時器未超時，網路節點接收到第一配對同意封包，則代表配對切換成功。

在一實施例中，當新父節點不是根節點時，網狀網路系統的配對切換方法在步驟205之後還可包括：步驟206、步驟207和步驟208a。

在步驟206中，接收到配對變更請求封包的中繼節點判斷可為網路節點及其後代節點提供中繼服務後，將網路節點及其後代節點的MAC位址添加到自身儲存的協助表中，並修改接收位址為自身父節點的MAC位址後上行轉發配對變更請求封包，直至新父節點對應的根節點收到配對變更請求封包，使新父節點對應的根節點在判斷可為網路節點及其後代節點提供中繼服務後，將網路節點及其後代節點的MAC位址添加到自身儲存的協助表中，並生成且下行轉發第二配對同意封包。其中，第二配對同意封包的發送位址是新父節點對應的根節點的MAC位址且接收位址是網路節點的MAC位址；第二配對同意封包的格式可為使用802.11協定定義的數據幀、管理幀、控制幀，或其他自定義類型的幀。在一實施例中，步驟206所述新父節點對應的根節點生成且下行轉發第二配對同意封包，包括：新父節點對應的根節點將空數據幀中的位址1欄位填充網路節點的MAC位址，位址2欄位填充新父節點對應的根節點的MAC位址，位址3欄位的第一預設位元設為第一預設取值以定義空數據幀為交握幀，位址3欄位的複數個第二預設位元設為第四預設取值以定義交握幀的類型為配對同意，以生成並下行轉發所述第二配對同意封包。

在步驟207中，接收到第二配對同意封包的中繼節點判斷第二配對同意封包的發送位址是自身的父節點的MAC位址且接收位址是自身儲存的協助表中的MAC位址時，修改發送位址為自身的MAC位址後下行轉發第二配對同意封包，直至網路節點收到第二配對同意封包。

在步驟208a中，若定時器未超時，網路節點接收到第二配對同意封包，則代表配對切換成功。

在一實施例中，在上述步驟201之後，網狀網路系統的配對切換方法還可包括：設置網路節點僅接收符合過濾條件的各類型封包，其中，過濾條件為接收位址為網路節點的MAC位址的上行封包，或者發送位址為新父節點的MAC位址且接收位址為網路節點的MAC位址的封包（步驟202a）。

在一實施例中，網狀網路系統的配對切換方法除了包括上述步驟201至步驟208和步驟208a以外，還可包括：若定時器超時，則代表配對切換失敗。具體地，若定時器超時，待配對節點未收到第一配對同意封包或第二配對同意封包，則代表配對切換失敗。

在一實施例中，網狀網路系統的配對切換方法除了包括上述步驟201至步驟208和步驟208a以外，還可包括：接收配對變更請求封包的新父節點判斷不可為網路節點及其後代節點提供中繼服務時，生成並回傳配對拒絕封包給網路節點，其中，配對拒絕封包的發送位址是自身的MAC位址且接收位址是網路節點的MAC位址；以及網路節點收到配對拒絕封包，則代表配對切換失敗。

在一實施例中，網狀網路系統的配對切換方法除了包括上述步驟201至步驟208和步驟208a以外，還可包括：接收到配對變更請求封包的任一個中繼節點或新父節點對應的根節點判斷不可為網路節點及其後代節點提供中繼服務時，生成且下行轉發配對拒絕封包；以及網路節點收到配對拒絕封包，則代表配對切換失敗。其中，配對拒絕封包的發送位址是自身的MAC位址且接收位址是網路節點的MAC位址，配對拒絕封包攜帶網路節點及其後代節點的MAC位址；接收到配對拒絕封包的中繼節點將網路節點及其後代節點的MAC位址從自身儲存的協助表中删除，並修改發送位址為自身的MAC位址後下行轉發配對拒絕封包，直至網路節點收到配對拒絕封包。

請參閱圖18與圖19，分別為網狀網路系統在應用圖16與圖17的配對切換方法前後的一實施例示意圖。網狀網路系統3100包括存取點3110與複數個網路節點，所述複數個網路節點可透過網狀網路相互通信，所述複數個網路節點包括複數個中繼節點（即中繼節點3122a、中繼節點3122b與中繼節點3130），中繼節點3122b與中繼節點3130作為與存取點3110通信連接的根節點，中繼節點3122a的父節點為中繼節點3122b；在基於上述的節點配對方法建構網狀網路系統3100的過程中，中繼節點3122a、中繼節點3122b與中繼節點3130 各自在自身的協助表中儲存其後代節點的MAC位址。

在圖18中，中繼節點3130的父節點為存取點3110。在圖19中，中繼節點3130的父節點變更為中繼節點3122a。中繼節點3130的父節點由存取點3110變更為中繼節點3122a的整個過程如下所述。

中繼節點3130檢測到其與存取點3110之間的通信質量不佳時，執行掃描程序選取中繼節點3122a，使存取點3110變為舊父節點。

中繼節點3130被設置為僅接收接收位址為自身的MAC位址的上行封包，或者發送位址為中繼節點3122a的MAC位址且接收位址為自身的MAC位址的封包。

由於中繼節點3122a（即新父節點）不是存取點時，中繼節點3130生成並發送攜帶其後代節點的MAC位址、自身的MAC位址與存取點3110的MAC位址的配對變更請求封包給中繼節點3122a，並啟動定時器，其中，配對變更請求封包的發送位址是中繼節點3130的MAC位址且接收位址是中繼節點3122a的MAC位址。需注意的是，由於中繼節點3130自身原為根節點，後來變更為非根節點，因此，中繼節點3130在配對切換時自身屬舊根節點。

中繼節點3122a接收配對變更請求封包後，先判斷是否可為中繼節點3130及其後代節點提供中繼服務；當中繼節點3122a判斷可為中繼節點3130及其後代節點提供中繼服務時，將中繼節點3130及其後代節點的MAC位址添加到自身儲存的協助表中；接著，中繼節點3122a判斷自己不是為根節點，因此，將接收到的配對變更請求封包的接收位址由自身的MAC位址修改為自身父節點的MAC位址，再上行轉發修改後的配對變更請求封包。

中繼節點3122b收到配對變更請求封包後，先判斷是否可為中繼節點3130及其後代節點提供中繼服務；當中繼節點3122b判斷可為中繼節點3130及其後代節點提供中繼服務時，將中繼節點3130及其後代節點的MAC位址添加到自身儲存的協助表中；接著，因中繼節點3122b是為根節點，因此，生成且下行轉發第二配對同意封包，其中，第二配對同意封包的發送位址是中繼節點3122b的MAC位址且接收位址是中繼節點3130的MAC位址。

中繼節點3122a接收到第二配對同意封包後，先確定第二配對同意封包的發送位址是自身的父節點的MAC位址且接收位址是自身儲存的協助表中的MAC位址，再將接收到的第二配對同意封包的發送位址由中繼節點3122b的MAC位址修改為中繼節點3122a的MAC位址，最後下行轉發修改後的第二配對同意封包至中繼節點3130。

當定時器未超時，中繼節點3130接收到第二配對同意封包，則代表中繼節點3130成功配對中繼節點3122a。

請參閱圖20，其為依據本申請的網狀網路系統的配對切換方法的第二實施例流程圖。所述網狀網路系統的配對切換方法除了包括圖16與圖17的步驟201至步驟208和步驟208a以外，還可包括：步驟210至步驟213。需注意的是，為避免圖20的圖面過於複雜，省略繪製步驟201至步驟208和步驟208a。

在步驟210中，當新父節點對應的根節點與舊父節點對應的根節點不相同時，新父節點對應的根節點還生成並發送攜帶配對切換標識、網路節點及其後代節點的MAC位址與舊父節點的MAC位址的配對切換封包給存取點，使存取點將所述配對切換數據轉發給舊根節點。其中，配對切換封包的接收位址為存取點的MAC位址、發送位址為自身的MAC位址且目標位址為舊根節點的MAC位址；配對切換封包可為但不限於使用802.11協定定義的普通封包或QoS封包；配對切換封包可包括：位址1欄位、位址2欄位、位址3欄位與有效負載（payload）欄位。

在一實施例中，步驟210所述新父節點對應的根節點生成並發送攜帶配對切換標識、網路節點及其後代節點的MAC位址與舊父節點的MAC位址的配對切換封包給存取點，包括：新父節點對應的根節點將數據幀中的位址1欄位填充存取點的MAC位址，位址2欄位填充新父節點對應的根節點的MAC位址（即自身MAC位址），位址3欄位填充舊根節點的MAC位址，有效負載欄位填充配對切換標識、網路節點及其後代節點的MAC位址與舊父節點的MAC位址，以生成並發送所述配對切換封包給存取點。

在一實施例中，網路節點確認配對切換成功（步驟208或步驟208a）後，額外通知新根節點執行步驟210。在另一實施例中，不管配對切換是否成功，新父節點對應的根節點可在生成且下行轉發第二配對同意封包的同時或之後，生成並發送所述配對切換封包給存取點。

在步驟211中，舊根節點接收配對切換封包後，從自身儲存的協助表中删除網路節點及其後代節點的MAC位址，並生成且下行轉發攜帶網路節點及其後代節點的MAC位址的第二配對取消封包。其中，第二配對取消封包的接收位址為舊父節點的MAC位址且發送位址為舊根節點的MAC位址；第二配對取消封包的格式可為使用802.11協定定義的數據幀、管理幀、控制幀，或其他自定義類型的幀。

在一實施例中，第二配對取消封包的格式可在空數據幀的基礎上擴充有效負載欄位，使得步驟211所述舊根節點生成且下行轉發攜帶網路節點及其後代節點的MAC位址的第二配對取消封包，包括：舊根節點將空數據幀中的位址1欄位填充舊父節點的MAC位址，位址2欄位填充舊根節點的MAC位址，位址3欄位的第一預設位元設為第一預設取值以定義空數據幀為交握幀，位址3欄位的複數個第二預設位元設為第五預設取值以定義交握幀的類型為配對取消，擴充的有效負載欄位填充網路節點及其後代節點的MAC位址，以生成且下行轉發第二配對取消封包。在一示例中，位址3欄位的第一預設位元可為bit0，第一預設取值可為1（即bit0為1），位址3欄位的複數個第二預設位元可為bit1至bit4，第五預設取值可為3（即bit1至bit4都為3）。

在步驟212中，接收到第二配對取消封包的中繼節點將網路節點及其後代節點的MAC位址從自身儲存的協助表中删除，並修改發送位址為自身的MAC位址後下行轉發第二配對取消封包，直至舊父節點收到第二配對取消封包。

在步驟213中，舊父節點接收第二配對取消封包後，將網路節點及其後代節點的MAC位址從自身儲存的協助表中删除。

因此，舊父節點及其上級節點均可在配對切換的過程中將網路節點及其後代節點的MAC位址從自身儲存的協助表中删除（即舊父節點及其上級節點均不對網路節點及其後代節點提供中繼服務）。

請參閱圖21與圖22分別為網狀網路系統在應用圖20的配對切換方法前後的一實施例示意圖。網狀網路系統3200包括存取點3210與複數個網路節點，所述複數個網路節點可透過網狀網路相互通信，所述複數個網路節點包括複數個中繼節點（即中繼節點3212a、中繼節點3212b、中繼節點3222a、中繼節點3222b與中繼節點3230），中繼節點3222b與中繼節點3212b作為與存取點3210通信連接的根節點，中繼節點3212a的父節點為中繼節點3212b，中繼節點3222a的父節點為中繼節點3222b；在基於上述的節點配對方法建構網狀網路系統3200的過程中，中繼節點3212a、中繼節點3212b、中繼節點3222a、中繼節點3222b與中繼節點3230各自在自身的協助表中儲存其後代節點的MAC位址。

在圖21中，中繼節點3230的父節點為中繼節點3212a。在圖22中，中繼節點3130的父節點變更為中繼節點3222a。中繼節點3230的父節點由中繼節點3212a變更為中繼節點3222a的整個過程如下所述。

中繼節點3230檢測到其與中繼節點3212a之間的通信質量不佳或接收到來自中繼節點3212a的第一配對取消封包時，執行掃描程序選取中繼節點3222a，使中繼節點3212a變為舊父節點。

中繼節點3230被設置為僅接收接收位址為自身的MAC位址的上行封包，或者發送位址為中繼節點3222a的MAC位址且接收位址為自身的MAC位址的封包。

由於中繼節點3222a不是存取點時，中繼節點3230生成並發送攜帶其後代節點的MAC位址、自身的MAC位址、中繼節點3212a的MAC位址與中繼節點3222a的MAC位址的配對變更請求封包給中繼節點3222a，並啟動定時器，其中，配對變更請求封包的發送位址是中繼節點3230的MAC位址且接收位址是中繼節點3222a的MAC位址。

中繼節點3222a接收配對變更請求封包後，先判斷是否可為中繼節點3230及其後代節點提供中繼服務；當中繼節點3222a判斷可為中繼節點3230及其後代節點提供中繼服務時，將中繼節點3230及其後代節點的MAC位址添加到自身儲存的協助表中；接著，中繼節點3222a判斷自己不是為根節點，因此，將接收到的配對變更請求封包的接收位址由自身的MAC位址修改為自身父節點的MAC位址，再上行轉發修改後的配對變更請求封包。

中繼節點3222b收到配對變更請求封包後，先判斷是否可為中繼節點3230及其後代節點提供中繼服務；當中繼節點3222b判斷可為中繼節點3230及其後代節點提供中繼服務時，將中繼節點3230及其後代節點的MAC位址添加到自身儲存的協助表中；接著，因中繼節點3222b是為根節點，因此，生成且下行轉發第二配對同意封包，其中，第二配對同意封包的發送位址是中繼節點3222b的MAC位址且接收位址是中繼節點3230的MAC位址。

中繼節點3222a接收到第二配對同意封包後，先確定第二配對同意封包的發送位址是自身的父節點的MAC位址且接收位址是自身儲存的協助表中的MAC位址，再將接收到的第二配對同意封包的發送位址由中繼節點3222b的MAC位址修改為中繼節點3222a的MAC位址，最後下行轉發修改後的第二配對同意封包至中繼節點3230。

當定時器未超時，中繼節點3230接收到第二配對同意封包，則代表中繼節點3230成功配對中繼節點3222a。

由於中繼節點3222a對應的根節點與中繼節點3212a對應的根節點不相同，因此，中繼節點3222b可在生成且下行轉發第二配對同意封包的同時或之後，生成並發送攜帶配對切換標識、中繼節點3230及其後代節點的MAC位址與中繼節點3212a的MAC位址的配對切換封包給存取點3210，使存取點3210將配對切換數據轉發給中繼節點3212b，其中，配對切換封包的接收位址為存取點3210的MAC位址、發送位址為自身的MAC位址且目標位址為中繼節點3212b的MAC位址。

中繼節點3212b接收配對切換封包後，從自身儲存的協助表中删除中繼節點3230及其後代節點的MAC位址，並生成且下行轉發攜帶中繼節點3230及其後代節點的MAC位址與中繼節點3222a的MAC位址的第二配對取消封包，其中，第二配對取消封包的接收位址為中繼節點3212a的MAC位址且發送位址為中繼節點3212b的MAC位址。

中繼節點3212a接收第二配對取消封包後，將中繼節點3230及其後代節點的MAC位址從自身儲存的協助表中删除。

請參閱圖23，其為依據本申請的網狀網路系統的配對切換方法的第三實施例流程圖。所述網狀網路系統的配對切換方法除了包括圖16與圖17的步驟201至步驟208和步驟208a以外，還可包括：步驟225至步驟228。需注意的是，為避免圖23的圖面過於複雜，省略繪製步驟201至步驟208和步驟208a。

在步驟225中，當新父節點對應的根節點與舊父節點對應的根節點不相同時，新父節點對應的根節點還生成並發送攜帶網路節點及其後代節點的MAC位址的第二配對取消封包給舊根節點，其中，第二配對取消封包的接收位址為舊父節點的MAC位址且發送位址為存取點的MAC位址。步驟225所述新父節點對應的根節點生成第二配對取消封包的方式與上述步驟211所述舊根節點生成第二配對取消封包的方式相同，於此不再贅述。

在一實施例中，網路節點確認配對切換成功（步驟208或步驟208a）後，額外通知新根節點執行步驟225。在另一實施例中，不管配對切換是否成功，新父節點對應的根節點可在生成且下行轉發第二配對同意封包的同時或之後，生成且發送第二配對取消封包。

步驟226中，接收到第二配對取消封包的舊根節點將網路節點及其後代節點的MAC位址從自身儲存的協助表中删除，並修改發送位址為自身的MAC位址後下行轉發第二配對取消封包。

步驟227中，接收到第二配對取消封包的中繼節點將網路節點及其後代節點的MAC位址從自身儲存的協助表中删除，並修改發送位址為自身的MAC位址後下行轉發第二配對取消封包，直至舊父節點收到第二配對取消封包。

步驟228中，舊父節點接收第二配對取消封包後，將網路節點及其後代節點的MAC位址從自身儲存的協助表中删除。

因此，透過步驟225的設置，新父節點直接生成並發送攜帶網路節點及其後代節點的MAC位址的第二配對取消封包給舊根節點，取代步驟210所述新父節點生成並發送配對切換封包給存取點，使存取點將所述配對切換數據轉發給舊根節點，及步驟211所述舊根節點生成且下行轉發第二配對取消封包。

請參閱圖24，其為依據本申請的網狀網路系統的配對切換方法的第四實施例流程圖。所述網狀網路系統的配對切換方法除了包括圖16與圖17的步驟201至步驟208和步驟208a以外，還可包括：步驟214至步驟216。需注意的是，為避免圖23的圖面過於複雜，省略繪製步驟201至步驟208和步驟208a。

在步驟214中，當新父節點對應的根節點與舊父節點對應的根節點相同時 ，新父節點對應的根節點生成且下行轉發攜帶網路節點及其後代節點的MAC位址的第二配對取消封包。其中，第二配對取消封包的接收位址為舊父節點的MAC位址且發送位址為自身的MAC位址；第二配對取消封包的格式可為使用802.11協定定義的數據幀、管理幀、控制幀，或其他自定義類型的幀；步驟214所述新父節點對應的根節點生成第二配對取消封包的方式與上述步驟211所述舊根節點生成第二配對取消封包的方式相同，於此不再贅述。

在一實施例中，網路節點確認配對切換成功（步驟208或步驟208a）後，額外通知新根節點執行步驟214。在另一實施例中，不管配對切換是否成功，新父節點對應的根節點可在生成且下行轉發第二配對同意封包的同時或之後，生成且下行轉發第二配對取消封包。

在步驟215中，接收到第二配對取消封包的中繼節點將網路節點及其後代節點的MAC位址從自身儲存的協助表中删除，並修改發送位址為自身的MAC位址後下行轉發第二配對取消封包，直至舊父節點收到第二配對取消封包。

在步驟216中，舊父節點接收第二配對取消封包後，將網路節點及其後代節點的MAC位址從自身儲存的協助表中删除。

因此，舊父節點及其上級節點均可在配對切換的過程中將網路節點及其後代節點的MAC位址從自身儲存的協助表中删除（即舊父節點及其上級節點均不對網路節點及其後代節點提供中繼服務）。此外，由於本實施例新父節點對應的根節點與舊父節點對應的根節點相同，因此，本實施例新父節點對應的根節點不需要生成配對切換封包給存取點。

請參閱圖25與圖26分別為網狀網路系統在應用圖24的配對切換方法前後的一實施例示意圖。網狀網路系統3300包括存取點3310與複數個網路節點，所述複數個網路節點可透過網狀網路相互通信，所述複數個網路節點包括複數個中繼節點（即中繼節點3312a、中繼節點3312b、中繼節點3312c、中繼節點3322a與中繼節點3330），中繼節點3312c作為與存取點3310通信連接的根節點，中繼節點3312a的父節點為中繼節點3312b，中繼節點3312b與中繼節點3322a的父節點為中繼節點3312c；在基於上述的節點配對方法建構網狀網路系統3300的過程中，中繼節點3312a、中繼節點3312b、中繼節點3312c、中繼節點3322a與中繼節點3330各自在自身的協助表中儲存其後代節點的MAC位址。

在圖25中，中繼節點3330的父節點為中繼節點3312a。在圖26中，中繼節點3330的父節點變更為中繼節點3322a。中繼節點3330的父節點由中繼節點3312a變更為中繼節點3322a的整個過程如下所述。

中繼節點3330檢測到其與中繼節點3312a之間的通信質量不佳或接收到來自中繼節點3312a的第一配對取消封包時，執行掃描程序選取中繼節點3322a，使中繼節點3312a變為舊父節點。

中繼節點3330被設置為僅接收接收位址為自身的MAC位址的上行封包，或者發送位址為中繼節點3322a的MAC位址且接收位址為自身的MAC位址的封包。

由於中繼節點3322a不是存取點時，中繼節點3330生成並發送攜帶其後代節點的MAC位址、自身的MAC位址與中繼節點3312a的MAC位址的配對變更請求封包給中繼節點3322a，並啟動定時器，其中，配對變更請求封包的發送位址是中繼節點3330的MAC位址且接收位址是中繼節點3322a的MAC位址。

中繼節點3322a接收配對變更請求封包後，先判斷是否可為中繼節點3330及其後代節點提供中繼服務；當中繼節點3322a判斷可為中繼節點3330及其後代節點提供中繼服務時，將中繼節點3330及其後代節點的MAC位址添加到自身儲存的協助表中；接著，中繼節點3322a判斷自己不是為根節點，因此，將接收到的配對變更請求封包的接收位址由自身的MAC位址修改為自身父節點的MAC位址，再上行轉發修改後的配對變更請求封包。

中繼節點3312c收到配對變更請求封包後，先判斷是否可為中繼節點3330及其後代節點提供中繼服務；當中繼節點3312c判斷可為中繼節點3330及其後代節點提供中繼服務時，將中繼節點3330及其後代節點的MAC位址添加到自身儲存的協助表中；接著，因中繼節點3312c是為根節點，因此，中繼節點3312c生成且下行轉發第二配對同意封包，其中，第二配對同意封包的發送位址是中繼節點3312c的MAC位址且接收位址是中繼節點3330的MAC位址。

中繼節點3322a接收到第二配對同意封包後，先確定第二配對同意封包的發送位址是自身的父節點的MAC位址且接收位址是自身儲存的協助表中的MAC位址，再將接收到的第二配對同意封包的發送位址由中繼節點3312c的MAC位址修改為中繼節點3322a的MAC位址，最後下行轉發修改後的第二配對同意封包至中繼節點3330。

當定時器未超時，中繼節點3330接收到第二配對同意封包，則代表中繼節點3330成功配對中繼節點3322a。

由於中繼節點3322a對應的根節點與中繼節點3312a對應的根節點相同，因此，中繼節點3312c在生成且下行轉發第二配對同意封包的同時或之後，生成且下行轉發攜帶中繼節點3330及其後代節點的MAC位址與中繼節點3322a的第二配對取消封包。其中，第二配對取消封包的接收位址為中繼節點3312a的MAC位址且發送位址為自身的MAC位址。

中繼節點3312b接收第二配對取消封包後，從自身儲存的協助表中删除中繼節點3330及其後代節點的MAC位址，並修改發送位址為自身的MAC位址後下行轉發第二配對取消封包至中繼節點3312a。

中繼節點3312a接收第二配對取消封包後，將中繼節點3330及其後代節點的MAC位址從自身儲存的協助表中删除。

請參閱圖27，其為依據本申請的網狀網路系統的配對切換方法的第五實施例流程圖。所述網狀網路系統的配對切換方法除了包括圖16與圖17的步驟201至步驟208和步驟208a以外，還可包括：步驟217至步驟219。需注意的是，為避免圖26的圖面過於複雜，省略繪製步驟201至步驟208和步驟208a；這個實施例中步驟202所述的配對變更請求封包攜帶網路節點的後代節點的MAC位址、舊根節點的MAC位址、舊父節點的MAC位址與新父節點的MAC位址，以利後續步驟的進行。

在步驟217中，當新父節點對應的根節點與舊父節點對應的根節點相同時，新父節點對應的根節點生成且下行轉發攜帶網路節點及其後代節點的MAC位址與新父節點的MAC位址的第三配對取消封包。其中，第三配對取消封包的接收位址為舊父節點的MAC位址且發送位址為自身的MAC位址；第三配對取消封包的格式可為使用802.11協定定義的數據幀、管理幀、控制幀，或其他自定義類型的幀；步驟217所述新父節點對應的根節點生成第三配對取消封包的方式與上述步驟211所述舊根節點生成第二配對取消封包的方式類似，差異在於擴充的有效負載欄位還填充有新父節點的MAC位址。

在一實施例中，網路節點確認配對切換成功（步驟208或步驟208a）後，額外通知新根節點執行步驟217。在另一實施例中，不管配對切換是否成功，新父節點對應的根節點可在生成且下行轉發第三配對同意封包的同時或之後，生成且下行轉發第三配對取消封包。

在步驟218中，接收到第三配對取消封包的中繼節點先判斷自身的MAC位址與新父節點的MAC位址是否相同或判斷新父節點的MAC位址是否存在自身儲存的協助表中，再下行轉發第三配對取消封包，直至舊父節點收到第三配對取消封包；其中，若判斷自身的MAC位址與新父節點的MAC位址相同或新父節點的MAC位址存在自身儲存的協助表中，所述中繼節點修改發送位址為自身的MAC位址後下行轉發所述第三配對取消封包；若判斷自身的MAC位址與新父節點的MAC位址不相同或新父節點的MAC位址不存在自身儲存的協助表中，所述中繼節點將網路節點及其後代節點的MAC位址從自身儲存的協助表中删除，並修改發送位址為自身的MAC位址後下行轉發第三配對取消封包。

在步驟219中，舊父節點接收所述第三配對取消封包後，將網路節點及其後代節點的MAC位址從自身儲存的協助表中删除。

因此，透過步驟218的設置，避免新父節點為舊父節點的上級節點時，新父節點與新父節點的上級節點誤將網路節點及其後代節點的MAC位址從自身儲存的協助表中删除的情況。

請參閱圖28與圖29分別為網狀網路系統在應用圖27的配對切換方法前後的一實施例示意圖。網狀網路系統3400包括存取點3410與複數個網路節點，所述複數個網路節點可透過網狀網路相互通信，所述複數個網路節點包括複數個中繼節點（即中繼節點3412a、中繼節點3412b、中繼節點3412c與中繼節點3430），中繼節點3412c作為與存取點3410通信連接的根節點，中繼節點3412a的父節點為中繼節點3412b，中繼節點3412b的父節點為中繼節點3412c；在基於上述的節點配對方法建構網狀網路系統3400的過程中，中繼節點3412a、中繼節點3412b、中繼節點3412c與中繼節點3430各自在自身的協助表中儲存其後代節點的MAC位址。

在圖28中，中繼節點3430的父節點為中繼節點3412a。在圖29中，中繼節點3430的父節點變更為中繼節點3412b。中繼節點3430的父節點由中繼節點3412a變更為中繼節點3412b的整個過程如下所述。

中繼節點3430檢測到其與中繼節點3412a之間的通信質量不佳或接收到來自中繼節點3412a的第一配對取消封包時，執行掃描程序選取中繼節點3412b，使中繼節點3412a變為舊父節點。

中繼節點3430被設置為僅接收接收位址為自身的MAC位址的上行封包，或者發送位址為中繼節點3412b的MAC位址且接收位址為自身的MAC位址的封包。

由於中繼節點3412b不是存取點時，中繼節點3430生成並發送攜帶其後代節點的MAC位址、自身的MAC位址、中繼節點3412a的MAC位址與中繼節點3412c的MAC位址的配對變更請求封包給中繼節點3412b，並啟動定時器，其中，配對變更請求封包的發送位址是中繼節點3430的MAC位址且接收位址是中繼節點3412b的MAC位址。

中繼節點3412b接收配對變更請求封包後，先判斷是否可為中繼節點3430及其後代節點提供中繼服務；當中繼節點3412b判斷可為中繼節點3430及其後代節點提供中繼服務時，將中繼節點3430及其後代節點的MAC位址添加到自身儲存的協助表中；接著，中繼節點3412b判斷自己不是為根節點，因此，將接收到的配對變更請求封包的接收位址由自身的MAC位址修改為自身父節點的MAC位址，再上行轉發修改後的配對變更請求封包。

中繼節點3412c收到配對變更請求封包後，先判斷是否可為中繼節點3430及其後代節點提供中繼服務；當中繼節點3312c判斷可為中繼節點3430及其後代節點提供中繼服務時，將中繼節點3430及其後代節點的MAC位址添加到自身儲存的協助表中；接著，因中繼節點3412c是為根節點，因此，中繼節點3412c生成且下行轉發第二配對同意封包，其中，第二配對同意封包的發送位址是中繼節點3412c的MAC位址且接收位址是中繼節點3430的MAC位址。

中繼節點3412b接收到第二配對同意封包後，先確定第二配對同意封包的發送位址是自身的父節點的MAC位址且接收位址是自身儲存的協助表中的MAC位址，再將接收到的第二配對同意封包的發送位址由中繼節點3412c的MAC位址修改為中繼節點3412b的MAC位址，最後下行轉發修改後的第二配對同意封包至中繼節點3430。

當定時器未超時，中繼節點3430接收到第二配對同意封包，則代表中繼節點3430成功配對中繼節點3412b。

由於中繼節點3412b對應的根節點與中繼節點3412a對應的根節點相同，因此，中繼節點3412c在生成且下行轉發第二配對同意封包的同時或之後，生成且下行轉發攜帶中繼節點3430及其後代節點的MAC位址與中繼節點3412b的MAC位址的第三配對取消封包。其中，第三配對取消封包的接收位址為中繼節點3412a的MAC位址且發送位址為自身的MAC位址。

中繼節點3412b接收第三配對取消封包後，判斷自身為新父節點（即判斷第三配對取消封包的新父節點（中繼節點3412b）的MAC位址為自身的MAC位址），修改發送位址為自身的MAC位址後下行轉發第三配對取消封包。

中繼節點3412a接收第三配對取消封包後，從自身儲存的協助表中删除中繼節點3430及其後代節點的MAC位址。

請參閱圖30，其為依據本申請的網狀網路系統的配對切換方法的第六實施例流程圖。如圖30所示，所述網狀網路系統的配對切換方法包括：步驟220至步驟224。

在步驟220中，網路節點執行掃描程序選取新父節點，使當前父節點變為舊父節點。步驟220與步驟201相同，於此不再贅述。

在步驟221中，當新父節點是存取點 時，網路節點生成並發送攜帶配對切換標識、網路節點及其後代節點的MAC位址與舊父節點的MAC位址的配對切換封包給存取點，使存取點將配對切換封包轉發給舊根節點。其中，配對切換封包的接收位址為存取點的MAC位址、發送位址為網路節點的MAC位址且目標位址為舊根節點的MAC位址；配對切換封包可為但不限於使用802.11協定定義的普通封包或QoS封包。步驟221所述網路節點生成配對切換封包的方式與步驟210所述新父節點對應的根節點生成配對切換封包的方式相同，於此不再贅述。

在步驟222中，舊根節點接收配對切換封包後，從自身儲存的協助表中删除網路節點及其後代節點的MAC位址，並生成且下行轉發攜帶網路節點及其後代節點的MAC位址的第二配對取消封包。其中，第二配對取消封包的接收位址為舊父節點的MAC位址且發送位址為舊根節點的MAC位址；第二配對取消封包的格式可為使用802.11協定定義的數據幀、管理幀、控制幀，或其他自定義類型的幀；步驟222所述舊根節點生成第二配對取消封包的方式與上述步驟211所述舊根節點生成第二配對取消封包的方式相同，於此不再贅述。

在步驟223中，接收到第二配對取消封包的中繼節點將網路節點及其後代節點的MAC位址從自身儲存的協助表中删除，並修改發送位址為自身的MAC位址後下行轉發第二配對取消封包，直至舊父節點收到第二配對取消封包。

在步驟224中，舊父節點接收第二配對取消封包後，將網路節點及其後代節點的MAC位址從自身儲存的協助表中删除。

在一實施例中，在上述步驟220之後，網狀網路系統的配對切換方法還可包括：設置網路節點僅接收符合過濾條件的各類型封包，其中，過濾條件為接收位址為網路節點的MAC位址的上行封包，或者發送位址為新父節點的MAC位址且接收位址為網路節點的MAC位址的封包（步驟221a）。

請參閱圖31與圖32分別為網狀網路系統在應用圖30的配對切換方法前後的一實施例示意圖。網狀網路系統3500包括存取點3510與複數個網路節點，所述複數個網路節點可透過網狀網路相互通信，所述複數個網路節點包括複數個中繼節點（即中繼節點3512a、中繼節點3512b與中繼節點3530），中繼節點3512b作為與存取點3510通信連接的根節點，中繼節點3512a的父節點為中繼節點3512b；在基於上述的節點配對方法建構網狀網路系統3500的過程中，中繼節點3512a、中繼節點3512b與中繼節點3530各自在自身的協助表中儲存其後代節點的MAC位址。

在圖31中，中繼節點3530的父節點為中繼節點3512a。在圖32中，中繼節點3530的父節點變更為存取點3510（中繼節點3530變更為新根節點）。中繼節點3530的父節點由中繼節點3512a變更為存取點3510的整個過程如下所述。

中繼節點3530檢測到其與中繼節點3512a之間的通信質量不佳或接收到來自中繼節點3512a的第一配對取消封包時，執行掃描程序選取存取點3510，使中繼節點3512a變為舊父節點。

中繼節點3530被設置為僅接收接收位址為自身的MAC位址的上行封包，或者發送位址為存取點3510的MAC位址且接收位址為自身的MAC位址的封包。

由於中繼節點3530的新父節點是存取點時，中繼節點3530生成並發送攜帶配對切換標識、中繼節點3530及其後代節點的MAC位址與中繼節點3512a的MAC位址的配對切換封包給存取點3510，使存取點3510將配對切換封包轉發給中繼節點3512a，其中，配對切換封包的接收位址為存取點3510的MAC位址、發送位址為中繼節點3530的MAC位址且目標位址為中繼節點3512b的MAC位址。

中繼節點3512b接收配對切換封包後，從自身儲存的協助表中删除網路節點及其後代節點的MAC位址，並生成且下行轉發攜帶中繼節點3530及其後代節點的MAC位址與存取點3510的MAC位址的第二配對取消封包。其中，第二配對取消封包的接收位址為中繼節點3512a的MAC位址且發送位址為中繼節點3512b的MAC位址。

接收到第二配對取消封包的中繼節點3512a將中繼節點3530及其後代節點的MAC位址從自身儲存的協助表中删除。

請參閱圖33，其為依據本申請的網狀網路系統的配對切換方法的第七實施例流程圖。如圖33所示，所述網狀網路系統的配對切換方法包括：步驟229至步驟234。

在步驟229中，網路節點執行掃描程序選取新父節點，使當前父節點變為舊父節點。步驟229與步驟201相同，於此不再贅述。

在步驟230中，當新父節點不是存取點時，網路節點生成並發送攜帶其後代節點的MAC位址、舊根節點的MAC位址與舊父節點的MAC位址的配對變更請求封包給新父節點，並啟動定時器。其中，配對變更請求封包的發送位址是網路節點的MAC位址且接收位址是新父節點的MAC位址，舊根節點為所述舊父節點對應的根節點。步驟220與步驟202相同，於此不再贅述。

在步驟231中，接收配對變更請求封包的新父節點判斷網路節點及其後代節點的MAC位址存在於自身儲存的協助表中，生成並回傳第一配對同意封包給網路節點，及生成並下行發送攜帶網路節點及其後代節點的MAC位址的第二配對取消封包。其中，協助表包括自身提供中繼服務的所有下級節點的MAC位址，第一配對同意封包的發送位址是新父節點的MAC位址且接收位址是網路節點的MAC位址，第二配對取消封包的接收位址為舊父節點的MAC位址且發送位址為新父節點的MAC位址。步驟231所述新父節點對應的根節點生成第二配對取消封包的方式與上述步驟211所述舊根節點生成第二配對取消封包的方式相同，於此不再贅述。

在這個實施例中，由於新父節點為舊父節點的上級節點，因此，新父節點可生成第一配對同意封包與第二配對取消封包，不需透過新父節點對應的根節點生成第一配對同意封包與第二配對取消封包。

步驟232中，若網路節點接收到第一配對同意封包，則代表配對切換成功。

步驟233中，接收到第二配對取消封包的中繼節點將網路節點及其後代節點的MAC位址從自身儲存的協助表中删除，並修改發送位址為自身的MAC位址後下行轉發第二配對取消封包，直至舊父節點收到第二配對取消封包。

步驟234中，舊父節點接收第二配對取消封包後，將網路節點及其後代節點的MAC位址從自身儲存的協助表中删除。

在一實施例中，在上述步驟229之後，網狀網路系統的配對切換方法還可包括：設置網路節點僅接收符合過濾條件的各類型封包，其中，過濾條件為接收位址為網路節點的MAC位址的上行封包，或者發送位址為新父節點的MAC位址且接收位址為網路節點的MAC位址的封包（步驟230a）。

需注意的是，上述各個步驟如果沒有因果關係，本申請並不限定其執行的先後順序。

綜上所述，本申請實施例中，所述網狀網路系統的配對切換方法可應用於基於MAC位址進行封包轉發的網狀網路，透過配對切換封包、配對變更請求封包、第一配對同意封包、第二配對同意封包、第一配對取消封包與第二配對取消封包的設計，對網狀網路系統中的節點提出對應的處理邏輯，以在配對切換的過程同時完成網狀網路中相關節點的協助表更新，可以實現快速、穩定、高效的配對切換。

雖然本發明使用以上實施例進行說明，但需要注意的是，這些描述並非用於限縮本發明。相反地，此發明涵蓋了所屬技術領域中的技術人員顯而易見的修改與相似設置。所以，申請專利範圍須以最寬廣的方式解釋來包含所有顯而易見的修改與相似設置。

102,104,106,110~190,192,201~208,208a,210~234,202a,221a,230a:步驟 610~690,710~790,810~850,1010~1040,2010~2030:步驟 100,3100,3200,3300,3400,3500:網狀網路系統 200,3110,3210,3310,3410,3510:存取點 300a~300c,3122a~3122b,3130:中繼節點 3212a,3212b,3222a,3222b,3230, 3312a~3312c,3322a,3330:中繼節點 3412a~3412c,3430,3512a,3512b,3530:中繼節點 410:儲存模組 420,530:接收模組 430,540:處理模組 440,510:封包生成模組 450:位址轉換模組 460,520:發送模組 500:待配對節點 542:定時器

此處所說明的圖式用來提供對本申請的進一步理解，構成本申請的一部分，本申請的示意性實施例及其說明用於解釋本申請，並不構成對本申請的不當限定。在圖式中： 圖1為依據本申請的節點配對方法的第一實施例流程圖； 圖2為依據本申請的配對請求封包的一實施例格式示意圖； 圖3為依據本申請的配對同意封包的一實施例格式示意圖； 圖4為本申請的網狀網路系統的第一實施例示意圖； 圖5為本申請的中繼節點的一實施例示意圖； 圖6為本申請的待配對節點的一實施例示意圖； 圖7為圖6的待配對節點加入圖4的網狀網路系統的第一實施例節點配對方法流程圖； 圖8為依據本申請的節點配對方法的第二實施例流程圖； 圖9為依據本申請的配對拒絕封包的一實施例格式示意圖； 圖10為圖6的待配對節點加入圖4的網狀網路系統的第二實施例節點配對方法流程圖； 圖11為依據本申請的節點配對方法的第三實施例流程圖； 圖12為依據本申請的節點配對方法的第四實施例流程圖； 圖13為依據本申請的數據傳輸方法的第一實施例流程圖； 圖14為依據本申請的站台所生成的封包的一實施例格式示意圖； 圖15為依據本申請的數據傳輸方法的第二實施例流程圖； 圖16與圖17為依據本申請的網狀網路系統的配對切換方法的第一實施例流程圖； 圖18與圖19分別為網狀網路系統在應用圖16與圖17的配對切換方法前後的一實施例示意圖； 圖20為依據本申請的網狀網路系統的配對切換方法的第二實施例流程圖； 圖21與圖22分別為網狀網路系統在應用圖20的配對切換方法前後的一實施例示意圖； 圖23為依據本申請的網狀網路系統的配對切換方法的第三實施例流程圖； 圖24為依據本申請的網狀網路系統的配對切換方法的第四實施例流程圖； 圖25與圖26分別為網狀網路系統在應用圖24的配對切換方法前後的一實施例示意圖； 圖27為依據本申請的網狀網路系統的配對切換方法的第五實施例流程圖； 圖28與圖29分別為網狀網路系統在應用圖27的配對切換方法前後的一實施例示意圖； 圖30為依據本申請的網狀網路系統的配對切換方法的第六實施例流程圖； 圖31與圖32分別為網狀網路系統在應用圖30的配對切換方法前後的一實施例示意圖；以及 圖33為依據本申請的網狀網路系統的配對切換方法的第七實施例流程圖。

201,202a,202,203,204,205,206,208:步驟

Claims (17)

1. 一種網狀網路系統的配對切換方法，其包括： 一網路節點執行一掃描程序選取一新父節點，使一當前父節點變為一舊父節點； 當該新父節點不是一存取點時，該網路節點生成並發送攜帶其後代節點的MAC位址、一舊根節點的一MAC位址與該舊父節點的一MAC位址的一配對變更請求封包給該新父節點，並啟動一定時器，其中，該配對變更請求封包的一發送位址是該網路節點的一MAC位址且一接收位址是該新父節點的一MAC位址，該舊根節點為該舊父節點對應的一根節點，該配對變更請求封包選擇性攜帶該新父節點的該MAC位址； 接收該配對變更請求封包的該新父節點判斷可為該網路節點及其後代節點提供一中繼服務時，將該網路節點及其後代節點的MAC位址添加到自身儲存的一協助表中，其中，該協助表包括自身提供該中繼服務的所有下級節點的MAC位址； 當該新父節點為一根節點時，生成並回傳一第一配對同意封包給該網路節點，其中，該第一配對同意封包的一發送位址是該新父節點的該MAC位址且一接收位址是該網路節點的該MAC位址； 當該新父節點不是該根節點時，修改該接收位址為自身父節點的MAC位址後上行轉發該配對變更請求封包；以及 若該定時器未超時，該網路節點接收到該第一配對同意封包，則代表配對切換成功。
2. 如請求項1所述的網狀網路系統的配對切換方法，其中，該網路節點生成並發送攜帶其後代節點的MAC位址、該舊根節點的該MAC位址與該舊父節點的該MAC位址的該配對變更請求封包給該新父節點的步驟，還包括： 該網路節點將一空數據幀中的一位址1欄位填充該新父節點的該MAC位址，一位址2欄位填充該網路節點的該MAC位址，一位址3欄位的一第一預設位元設為一第一預設取值以定義該空數據幀為一交握幀，該位址3欄位的複數個第二預設位元設為一第三預設取值以定義該交握幀的一類型為配對請求，擴充的一有效負載欄位填充該網路節點的後代節點的MAC位址、該舊根節點的該MAC位址與該舊父節點的該MAC位址，以生成並發送該配對變更請求封包給該新父節點。
3. 如請求項1所述的網狀網路系統的配對切換方法，其中，該新父節點為該根節點時，生成並回傳該第一配對同意封包給該網路節點的步驟，還包括： 該新父節點將一空數據幀中的一位址1欄位填充該網路節點的該MAC位址，一位址2欄位填充該新父節點的該MAC位址，一位址3欄位的一第一預設位元設為一第一預設取值以定義該空數據幀為一交握幀，該位址3欄位的複數個第二預設位元設為一第四預設取值以定義該交握幀的一類型為配對同意，以生成並回傳該第一配對同意封包。
4. 如請求項1所述的網狀網路系統的配對切換方法，還包括： 接收該配對變更請求封包的該新父節點判斷不可為該網路節點及其後代節點提供該中繼服務時，生成並回傳一配對拒絕封包給該網路節點，其中，該配對拒絕封包的一發送位址是自身的MAC位址且一接收位址是該網路節點的該MAC位址；以及 該網路節點收到該配對拒絕封包，則代表配對切換失敗。
5. 如請求項1所述的網狀網路系統的配對切換方法，其中，該網路節點執行該掃描程序選取該新父節點，使該當前父節點變為該舊父節點的步驟之後，該網狀網路系統的配對切換方法還包括： 設置該網路節點僅接收符合一過濾條件的各類型封包，其中，該過濾條件為一接收位址為該網路節點的該MAC位址的一上行封包，或者一發送位址為該新父節點的該MAC位址且一接收位址為該網路節點的該MAC位址的一封包。
6. 如請求項1所述的網狀網路系統的配對切換方法，其中，該網路節點執行該掃描程序選取該新父節點，使該當前父節點變為該舊父節點的步驟，還包括： 該網路節點基於透過該掃描程序所獲取的複數個信標封包或複數個探測響應封包，獲取該網狀網路系統中各中繼節點的通信資訊，該各中繼節點的通信資訊包括：該各中繼節點與該存取點間的一接收信號強度、該網路節點與該各中繼節點間的一接收信號強度、該各中繼節點在該網狀網路系統中的層級、該各中繼節點的中繼服務能力與/或該各中繼節點的MAC位址；以及 該網路節點基於該各中繼節點的一通信資訊選取一個中繼節點作為該新父節點。
7. 如請求項1所述的網狀網路系統的配對切換方法，其中，該網路節點統計到發送的一上行封包的一失敗率達到一第一閾值、接收到該當前父節點的一封包的能量低於一第二閾值或一信標連續丟失一段時間時，代表該網路節點檢測到其與該當前父節點之間的通信品質不佳，從而執行該掃描程序選取該新父節點；以及該當前父節點檢測到與該網路節點之間的通信品質變差或接收到一更換連接指令時，輸出一第一配對取消封包給該網路節點，使得該網路節點執行該掃描程序選取該新父節點。
8. 如請求項1所述的網狀網路系統的配對切換方法，還包括： 接收到該配對變更請求封包的一中繼節點判斷可為該網路節點及其後代節點提供該中繼服務後，將該網路節點及其後代節點的MAC位址添加到自身儲存的一協助表中，並修改該接收位址為自身父節點的MAC位址後上行轉發該配對變更請求封包，直至該新父節點對應的一根節點收到該配對變更請求封包，使該新父節點對應的該根節點在判斷可為該網路節點及其後代節點提供該中繼服務後，將該網路節點及其後代節點的MAC位址添加到自身儲存的該協助表中，並生成且下行轉發一第二配對同意封包，其中，該第二配對同意封包的一發送位址是該新父節點對應的該根節點的一MAC位址且一接收位址是該網路節點的該MAC位址； 接收到該第二配對同意封包的一中繼節點判斷該第二配對同意封包的該發送位址是自身的父節點的該MAC位址且該接收位址是自身儲存的一協助表中的一MAC位址時，修改該發送位址為自身的MAC位址後下行轉發該第二配對同意封包，直至該網路節點收到該第二配對同意封包；以及 若該定時器未超時，該網路節點接收到該第二配對同意封包，則代表配對切換成功。
9. 如請求項8所述的網狀網路系統的配對切換方法，還包括： 當該新父節點對應的該根節點與該舊父節點對應的該根節點不相同時，該新父節點對應的該根節點還生成並發送攜帶一配對切換標識、該網路節點及其後代節點的MAC位址與該舊父節點的該MAC位址的一配對切換封包給該存取點，使該存取點將該配對切換封包轉發給該舊根節點，其中，該配對切換封包的一接收位址為該存取點的一MAC位址、一發送位址為該新父節點對應的該根節點的該MAC位址且一目標位址為該舊根節點的該MAC位址； 該舊根節點接收該配對切換封包後，從自身儲存的一協助表中删除該網路節點及其後代節點的MAC位址，並生成且下行轉發攜帶該網路節點及其後代節點的MAC位址的一第二配對取消封包，其中，該第二配對取消封包的一接收位址為該舊父節點的該MAC位址且一發送位址為該舊根節點的該MAC位址； 接收到該第二配對取消封包的一中繼節點將該網路節點及其後代節點的MAC位址從自身儲存的一協助表中删除，並修改該發送位址為自身的MAC位址後下行轉發該第二配對取消封包，直至該舊父節點收到該第二配對取消封包；以及 該舊父節點接收該第二配對取消封包後，將該網路節點及其後代節點的MAC位址從自身儲存的一協助表中删除。
10. 如請求項9所述的網狀網路系統的配對切換方法，其中，該舊根節點生成且下行轉發攜帶該網路節點及其後代節點的MAC位址的該第二配對取消封包的步驟，還包括： 該舊根節點將一空數據幀中的一位址1欄位填充該舊父節點的該MAC位址，一位址2欄位填充該舊根節點的該MAC位址，一位址3欄位的一第一預設位元設為一第一預設取值以定義該空數據幀為一交握幀，該位址3欄位的複數個第二預設位元設為一第五預設取值以定義該交握幀的一類型為配對取消，擴充的一有效負載欄位填充該網路節點及其後代節點的MAC位址，以生成且下行轉發該第二配對取消封包。
11. 如請求項9所述的網狀網路系統的配對切換方法，其中，該新父節點對應的該根節點還生成並發送攜帶該配對切換標識、該網路節點及其後代節點的MAC位址與該舊父節點的該MAC位址的該配對切換封包給該存取點的步驟，還包括： 該新父節點對應的該根節點將一數據幀中的一位址1欄位填充該存取點的該MAC位址，一位址2欄位填充該新父節點對應的該根節點的該MAC位址，一位址3欄位填充該舊根節點的該MAC位址，該有效負載欄位填充該配對切換標識、該網路節點及其後代節點的MAC位址與該舊父節點的該MAC位址，以生成並發送該配對切換封包給該存取點。
12. 如請求項8所述的網狀網路系統的配對切換方法，還包括： 當該新父節點對應的該根節點與該舊父節點對應的該根節點相同時，該新父節點對應的該根節點生成且下行轉發攜帶該網路節點及其後代節點的MAC位址的一第二配對取消封包，其中，該第二配對取消封包的一接收位址為該舊父節點的該MAC位址且一發送位址為該新父節點對應的該根節點的該MAC位址； 接收到該第二配對取消封包的一中繼節點將該網路節點及其後代節點的MAC位址從自身儲存的一協助表中删除，並修改該發送位址為自身的MAC位址後下行轉發該第二配對取消封包，直至該舊父節點收到該第二配對取消封包；以及 該舊父節點接收該第二配對取消封包後，將該網路節點及其後代節點的MAC位址從自身儲存的一協助表中删除。
13. 如請求項8所述的網狀網路系統的配對切換方法，還包括： 當該新父節點對應的該根節點與該舊父節點對應的該根節點相同時，該新父節點對應的該根節點生成且下行轉發攜帶該網路節點及其後代節點的MAC位址與該新父節點的該MAC位址的一第三配對取消封包，其中，該第三配對取消封包的一接收位址為該舊父節點的該MAC位址且一發送位址為該新父節點對應的該根節點的該MAC位址； 接收到該第三配對取消封包的一中繼節點先判斷自身的MAC位址與該新父節點的該MAC位址是否相同或判斷該新父節點的該MAC位址是否存在自身儲存的一協助表中，再下行轉發該第三配對取消封包，直至該舊父節點收到該第三配對取消封包；其中，若判斷自身的MAC位址與該新父節點的該MAC位址相同或該新父節點的該MAC位址存在自身儲存的該協助表中，該中繼節點修改該發送位址為自身的MAC位址後下行轉發該第三配對取消封包；若判斷自身的MAC位址與該新父節點的該MAC位址不相同或該新父節點的該MAC位址不存在自身儲存的該協助表中，該中繼節點將該網路節點及其後代節點的MAC位址從自身儲存的該協助表中删除，並修改該發送位址為自身的MAC位址後下行轉發該第三配對取消封包；以及 該舊父節點接收該第三配對取消封包後，將該網路節點及其後代節點的MAC位址從自身儲存的一協助表中删除。
14. 如請求項8所述的網狀網路系統的配對切換方法，還包括： 當該新父節點對應的該根節點與該舊父節點對應的該根節點不相同時，該新父節點對應的該根節點還生成並發送攜帶該網路節點及其後代節點的MAC位址的一第二配對取消封包給該舊根節點，其中，該第二配對取消封包的一接收位址為該舊父節點的該MAC位址且一發送位址為該存取點的該MAC位址； 接收到該第二配對取消封包的該舊根節點將該網路節點及其後代節點的MAC位址從自身儲存的一協助表中删除，並修改該發送位址為自身的MAC位址後下行轉發該第二配對取消封包； 接收到該第二配對取消封包的一中繼節點將該網路節點及其後代節點的MAC位址從自身儲存的一協助表中删除，並修改該發送位址為自身的MAC位址後下行轉發該第二配對取消封包，直至該舊父節點收到該第二配對取消封包；以及 該舊父節點接收該第二配對取消封包後，將該網路節點及其後代節點的MAC位址從自身儲存的一協助表中删除。
15. 如請求項8所述的網狀網路系統的配對切換方法，還包括： 接收到該配對變更請求封包的任一個該中繼節點或該新父節點對應的該根節點判斷不可為該網路節點及其後代節點提供該中繼服務時，生成且下行轉發一配對拒絕封包；以及 該網路節點收到該配對拒絕封包，則代表配對切換失敗。
16. 一種網狀網路系統的配對切換方法，其包括： 一網路節點執行一掃描程序選取一新父節點，使一當前父節點變為一舊父節點； 當該新父節點是一存取點時，該網路節點生成並發送攜帶一配對切換標識、該網路節點及其後代節點的MAC位址與該舊父節點的一MAC位址的一配對切換封包給該存取點，使該存取點將該配對切換封包轉發給一舊根節點，其中，該配對切換封包的一接收位址為該存取點的一MAC位址、一發送位址為該網路節點的一MAC位址且一目標位址為該舊根節點的一MAC位址； 該舊根節點接收該配對切換封包後，從自身儲存的一協助表中删除該網路節點及其後代節點的MAC位址，並生成且下行轉發攜帶該網路節點及其後代節點的MAC位址的一第二配對取消封包，其中，該第二配對取消封包的一接收位址為該舊父節點的該MAC位址且一發送位址為該舊根節點的該MAC位址，該協助表包括自身提供一中繼服務的所有下級節點的MAC位址； 接收到該第二配對取消封包的一中繼節點將該網路節點及其後代節點的MAC位址從自身儲存的一協助表中删除，並修改該發送位址為自身的MAC位址後下行轉發該第二配對取消封包，直至該舊父節點收到該第二配對取消封包；以及 該舊父節點接收該第二配對取消封包後，將該網路節點及其後代節點的MAC位址從自身儲存的一協助表中删除。
17. 一種網狀網路系統的配對切換方法，其包括： 一網路節點執行一掃描程序選取一新父節點，使一當前父節點變為依舊父節點； 當該新父節點不是一存取點時，該網路節點生成並發送攜帶其後代節點的MAC位址、一舊根節點的一MAC位址與該舊父節點的一MAC位址的一配對變更請求封包給該新父節點，並啟動一定時器，其中，該配對變更請求封包的一發送位址是該網路節點的一MAC位址且一接收位址是該新父節點的一MAC位址，該舊根節點為該舊父節點對應的一根節點； 接收該配對變更請求封包的該新父節點判斷該網路節點及其後代節點的MAC位址存在於自身儲存的一協助表中，生成並回傳一第一配對同意封包給該網路節點，及生成並下行發送攜帶該網路節點及其後代節點的MAC位址的一第二配對取消封包，其中，該協助表包括自身提供中繼服務的所有下級節點的MAC位址，該第一配對同意封包的一發送位址是該新父節點的該MAC位址且一接收位址是該網路節點的該MAC位址，該第二配對取消封包的一接收位址為該舊父節點的該MAC位址且一發送位址為該新父節點的該MAC位址； 若該網路節點接收到該第一配對同意封包，則代表配對切換成功； 接收到該第二配對取消封包的一中繼節點將該網路節點及其後代節點的MAC位址從自身儲存的一協助表中删除，並修改該發送位址為自身的MAC位址後下行轉發該第二配對取消封包，直至該舊父節點收到該第二配對取消封包；以及 該舊父節點接收該第二配對取消封包後，將該網路節點及其後代節點的MAC位址從自身儲存的一協助表中删除。

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