[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

说明书

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。

技术领域

本发明涉及一种IEEE802.11s下分簇的多网关WMN中簇间通信优化方法，属于无线Mesh网通信技术。

背景技术

无线Mesh网(WMN)在世界范围内的应用越来越广泛，而较好的网络性能是大规模应用的重要条件。

目前基于IEEE802.11s协议的WMN大部分只有一个网关节点，而网关节点作为连接WMN与外部网络的关键节点，网络中大量向外网传输的业务都在此汇聚，因此网关节点很容易成为WMN与外界网络通信的瓶颈节点。通过分簇的方式实现多网关WMN可以提升网络容量和减小网络开销，但分簇后的网络不同簇中的节点必须通过网关节点进行通信，造成网关负载加重，同时不同簇中的节点通过网关通信的路径质量一般比节点间直接建立通信路径的质量差，因此在部分特定区域内实现跨出节点间的直接通信可以在有效减轻网关负载和优化簇间通信路由的同时不会影响网络分簇带来的优势。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种IEEE802.11s下分簇的多网关WMN中簇间通信优化方法，基于IEEE802.11s实现动态分簇的多网关无线Mesh网和簇间部分节点直接通信，从而减轻网关负载和优化簇间通信路由。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

本发明提供一种IEEE802.11s下分簇的多网关WMN中簇间通信优化方法，基于IEEE802.11s协议，以网关节点作为簇头、网关MAC地址作为簇标识划分簇，在RANN帧和PREQ帧中添加簇标识，实现普通节点的簇选择和簇之间的分割；在RANN帧中添加簇跳数字段限制RANN帧广播范围和区分边界节点及边界节点的邻居节点；在PREQ帧中添加跨簇通信标识位并修改PREQ帧的处理函数，实现以边界节点为中心的单跳范围的区域内不同簇间的节点可以建立无线Mesh路径直接通信。

上述方法具体包括如下步骤：

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，并对RANN帧进行修改：

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帧中加入簇跳数部分，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：