[发明专利]用于在无线网状通信网络中实现双向数据传输路径的方法

说明书

技术领域

本发明处在消息技术的技术领域，并且涉及一种在无线网格状通信网络中实现双向数据传输路径的方法。本发明还涉及一种用于执行该方法的合适的无线网格状通信网络。

背景技术

对于无线WLAN通信网络(WLAN＝无线局域网)来说，从九十年代初以来就由电气和电子工程师协会(IEEE)在标准系列IEEE802.11的框架内公开了很多不同的标准，在这些标准中基于快速进步的技术研发而约束地规定了通信网络的确定的特性，如传输率、频率范围、调制方法、信道数量、加密等等。

在目前的标准中，WLAN通信系统的最小单位是无线小区，在无线小区中接入点可以与多个终端设备交换数据。多个无线小区相互之间的连接通过接入点之间的电缆连接进行。

一种在标准系列IEEE802.11内的最新进展，也就是称为IEEE802.11s并预计会在2009年成为生效标准而公开的进展，对网络节点之间的无线通信进行了标准化。在IEEE802.11s中，网络节点，即所谓的网格点(缩写为MP(Mesh Point))用作用于进行无线数据传输的路由器，由此形成无线的网格状Ad-hoc无线网络(网状网络)。

在通信网络中一般可以实施先应式的、反应式的或混合的路由协议。

在采用先应式路由协议的通信网络中，在源网络节点和目标网络节点之间准备好数据传输路径以用于传输数据，这使得可以进行快速的数据交换，但是尤其是存在资源被保留从而可能无法用于数据交换的缺点。在反应式路由协议中，源网络节点和目标网络节点之间的数据传输路径在需要时才建立，这虽然就资源来说更为有利，但是为建立数据传输路径带来了延迟时间。

为了利用先应式路由协议和反应式路由协议的优点，对于基于标准IEEE802.11s的无线通信网络来说，为了选择源网络节点和目标网络节点之间的数据传输路径而设置具有名称HWMP(Hybrid WirelessMesh Protocol，混合无线网格协议)的混合路由协议。在HWMP中，在网络的物理拓扑结构上建立一个或多个路由树形式的逻辑拓扑。为了建立和更新路由树，一个根MP以周期性的时间间隔将路由查询消息按照广播方法发送给其它MP，这些路由查询消息称为“先应式路径请求”，缩写为先应式PREQ(PREQ＝Path Request，路径请求)。MP接收PREQ，将相应的路径数据录入到它们的路由表中，并且通过这种方式建立从MP到发送方根MP的单向数据传输路径。为了将用于建立局部路由树的路由消息的数量保持得尽可能的少，可以在先应式PREQ中清除用于路由响应消息PREP(PREP＝Path Reply，路径响应)的所谓先应式PREP标志，也就是说，MP接收先应式PREQ，建立从MP到根MP的用于传输数据的正向路径，但是不将路由响应消息(PREP)发送给根MP，从而没有建立从根MP到MP的用于传输数据的反向路径。

由于路由树的根MP和MP之间的数据流通常是双向的，因此在HWMP中存在在数据通信的开始，也就是还在第一数据分组从一个MP发送给根MP之前，就从该MP向根MP发送路由响应消息(PREP)的可能，从而通过这种方式建立从根MP到发送该PREP的MP的单向反向路径。

通过从根MP周期性发送的PREQ，周期地更新从MP到根MP的单向数据传输路径(正向路径)，从而可以将路由树的单向正向路径与网状网络中不断变化的条件相匹配。尤其是向该网状网络新添加的MP可以结合到路由树中，或者例如更改由于数据链路的故障而不再能工作的数据传输路径。

但是，由于从根MP到MP的反向路径不能更新，并且保持为在发送数据通信的第一个数据分组之前通过从MP发送PREP所建立的那样，因此可能出现在连接性不变而链路度量(Link-Metriken)变化时根MP和MP之间的正向和反向路径不同的情况，从而数据分组在正向路径上采取(经过更新的)更为有利的路线，而在反向路径上采取(没有经过更新的)不太有利的路线。如果在根MP和MP之间的数据传输路径中的数据链路出现故障，则通过周期发送的PREQ建立根MP和该MP之间的替换正向路径，相反，无法再通过未经更新的反向路径进行数据传输。在这种情况下，在HWMP中访问基于AODV(Ad Hoc On DemandDistance Vector，Ad Hoc按需距离向量)的标准机制，这带来了在开始从根MP向该MP传输数据分组之前的比较长的延迟时间。

发明内容