[发明专利]无线Mesh网络域内切换方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种无线Mesh网络域内切换方法。

背景技术

无线Mesh网络技术是面向基于IP接入的新型无线移动通信技术，适合于区域环境覆盖和宽带高速无线接入。无线Mesh网络基于呈网状分布的众多无线接入点间的相互合作和协同，具有动态自组织、自配置、自维护等突出特点。因此，无线Mesh技术和网络的研究开发与实际应用成为当前无线移动通信的热门课题之一。

无线Mesh网络中，切换机制保证了用户在切换时，通信不中断。现有技术构建了一个异构Mesh网络（“异构无线Mesh网络层次化平滑切换方案”，谢丽华，杨寿保，胡云等，计算机工程第36卷第4期，2010年2月），支持用户终端域内切换和域间切换。该异构Mesh网络具有四类节点：网状网节点（Mesh Point，MP）、网状网接入点（Mesh Access Point，MAP）、带入口的网状网节点（Mesh Point with a Portal，MPP）和用户终端（Station，STA）。802.11s中定义的无线Mesh网络架构如图1所示，基本服务集（BSS）不需要直接连接到有线局域网，而是通过无线多跳最终连接到有线局域网。MP是支持无线Mesh网络服务的802.11实体，通过与相邻的MP建立通信链路，组成了无线Mesh网络的骨干网；MPP是MAC协议数据单元进入或者离开无线Mesh网络的桥接，是连接Mesh网络与有线网络的网关；MAP拥有MP的所有功能，并且提供接入功能；STA是通过MAP与Mesh网络通信的站点。各节点的协议栈如图2所示。

在异构Mesh网络中，STA的移动是基于周期性地检测接入MAP的接收信号强度，当接收信号强度低于某个特定的值时，进行网络扫描，从扫描应答中选择接收信号强度最大的MAP，作为目标MAP。STA通过网络扫描可获知目标MAP的MAC地址与IP地址，当STA从一个MAP切换到另外一个MAP时， STA所属的MPP不改变，在这样的情况下，STA的IP地址不变，但是STA所属的MAP变化了，故相应的绑定要进行更新。MAP需要维护STA列表，该STA列表存储着由MAP提供服务的所有STA的MAC地址和IP地址的绑定。MPP中存有地址转换表和代理表，其中，地址转换表存储着STA的IP地址与通信对端的IP地址绑定，同时也存储着STA的MPP的IP地址与通信对端的MPP的IP地址绑定；代理表中存储着各STA的MAC地址与接入MAP的MAC地址的绑定。

如图3所示，现有的异构Mesh网络的域内切换方法如下：

（1）、STA向MAP1发送切换请求消息，该切换请求消息中包含MAP2的MAC地址和IP地址；

（2）、MAP1向MAP2发送切换请求消息；

（3）、MAP2为STA预留资源，返回切换请求响应给MAP1；

（4）、MAP1向STA发送切换请求响应；

（5）、STA断开与MAP1的连接，与MAP2建立连接；

（6）、新连接建立后，由MAP2向MPP发送代理更新消息，消息中包含STA的新旧MAC地址和MAP2的MAC地址；

（7）、MPP更新代理表，向MAP2返回MAC地址；

（8）、MPP向MAP1发送切换完成通告；

（9）、当MAP1的转发队列没有MAP2的数据包时，向MAP2发送资源释放请求；

（10）、MAP2释放为STA预留的资源，返回资源释放请求响应。

现有的异构Mesh网络的域内切换方法存在以下缺点：

当STA是因为政策或物理移动的原因，需要从当前的MAP移动到另外一个MAP时，STA只知道目标MAP的IP地址，而不能搜索到目标MAP的信号，无法通过所检测到的信号强弱来选择切换后的MAP；

若MAP1的信号覆盖不到MAP2，则MAP1不能直接与MAP2进行通信。在MAP1搜索不到MAP2信号时，从STA开始切换到切换完成这段时间内，MPP和MAP1都没有更新它们的绑定表，此时发给STA的数据包到达MPP中，MPP查找自己的代理表，获知STA的MAC地址与MAP1的MAC地址绑定，则将该数据包发送给MAP1。在MAP1的转发队列中，还有之前为STA接收的数据，但是一旦STA与MAP1断开连接，MAP1就将该STA列表信息删除，而且MAP1也不会存储STA将来接入的MAP2的相关信息，因此当发给STA的数据包到达MAP1时，MAP1直接丢弃数据包，从而造成丢包现象；