[发明专利]一种IEEE802.11s下分簇的多网关WMN中簇间通信优化方法

摘要

本发明公开了一种IEEE802.11s下分簇的多网关WMN中簇间通信优化方法，设计了以网关节点为簇头、网关MAC地址作为簇标识并添加在RANN帧和PREQ帧中实现普通节点的簇选择和簇分割；设计了是否收到邻簇网关的RANN帧区分边界节点的方法；以边界节点为中心，边界节点n跳范围内的所有节点共同构成簇间直接通信区域，该区域内节点可以跨簇建立无线Mesh路径直接通信而不需要通过网关节点。本发明实现了分簇的多网关无线Mesh网中以边界节点为中心的一定范围内的网络节点的直接通信而不需要通过网关节点转发，减轻网关负载和优化簇间通信路由从而提升整个网络的性能。

主权项

1.一种IEEE802.11s下分簇的多网关WMN中簇间通信优化方法，其特征在于，通信包括以下步骤：1)对多网关WMN进行分簇，并根据RANN帧内容修改普通节点簇标识，在RANN帧中加入簇跳数信息：网络将网关节点设置为簇头，以簇头MAC地址作为簇标识，并在簇头所发送的RANN帧中加入簇跳数信息，簇跳数值初始值为0，普通节点初始化并加入Mesh网络后，接收簇头发送的RANN帧，读取所述RANN帧中的根节点MAC地址即簇标识，当所述普通节点的簇标识无效、且所述RANN帧中包含的根节点地址即簇头MAC地址有效时，将所述普通节点的簇标识设置为所述RANN帧中的根节点地址，普通节点加入簇头代表的簇内；2)限制RANN帧广播范围识别和标记边界节点及其n跳范围内节点，以确定能够进行跨簇直接通信节点的范围：对多网关WMN分簇后，普通节点继续接收簇头周期性发送的RANN帧，并按照下述流程对所接收到的RANN帧进行处理和自身是否为跨簇直接通信节点的标记，处理、标记流程包括：a、所述节点若为簇头或接收到自身发送的RANN帧，则丢弃所述RANN帧，否则：b、若所述节点接收到自身所在簇的簇头发送的RANN帧，则根据所述RANN帧中包含的序列号、自身到网关路径的Metric延时信息维护和更新自身到网关节点的路径信息并转发所述RANN帧后结束RANN帧处理过程，否则：c、所述节点查看所述RANN帧中包含的簇跳数信息是否为0：若所述簇跳数为0，则将自身标记为边界节点，将簇跳数设置为n；若所述簇跳数不为0，则进一步查看所述簇跳数是否为1，若簇跳数为1，则将自身标记为边界节点的n跳范围内节点并丢弃所述RANN帧，结束标记过程，若簇跳数不为1，则将自身标记为边界节点的n跳范围内节点并将簇跳数减1后，转发所述RANN帧，结束标记过程；d、根据簇选择函数条件判断所述节点是否换簇：若应当换簇，则将所述节点自身的簇头更新为所述RANN帧中包含的网关节点，将簇标识更新为所述RANN帧中包含的根节点MAC地址，并转发所述RANN帧，结束RANN帧处理过程；若不应换簇，则直接转发所述RANN帧，不对所述节点自身进行任何标记，结束RANN帧处理过程；3)修改PREQ帧及其处理函数实现边界节点及其n跳邻居节点跨簇直接通信：当簇间节点需要进行通信时，源节点向目的节点发出PREQ广播帧，在PREQ帧中添加簇标识和跨簇通信标识位，若源节点为边界节点或所述边界节点n跳范围内节点，则将跨簇通信标识位置有效，否则置为无效，目的节点接收到PREQ帧后，按照PREQ/PREP流程进行通信，对所述接收到的PREQ帧进行处理，处理流程包括：a、所述目的节点比较自身簇标识和PREQ帧中包含的簇标识字段判断所述PREQ帧是否由本簇内源节点发出，若为本簇内源节点发送，则按照PREQ帧正常处理流程与源节点建立通信路径后结束PREQ帧处理流程，若源节点不在本簇内，则：b、所述目的节点查看PREQ帧中的跨簇通信标识位判断所述PREQ帧是否来自边界节点或所述边界节点n跳范围内节点，若否，则丢弃所述PREQ帧，结束PREQ帧处理流程，若所述源节点为边界节点或所述边界节点n跳范围内节点，则：c、所述目的节点查看自身是否为边界节点或所述边界节点n跳范围内节点，若否，则丢弃所述PREQ帧，结束PREQ帧处理流程，若是，则按照PREQ帧正常处理流程与源节点建立通信路径后结束PREQ帧处理流程。