网状网络系统的配对切换方法技术方案

本申请公开一种网状网络系统的配对切换方法，包括：网络节点选取新父节点；当新父节点不是接入点时，网络节点生成并发送配对变更请求数据包给新父节点，并启动定时器，其中，配对变更请求数据包的发送地址是网络节点的MAC地址且接收地址是新父节点的MAC地址，旧根节点为旧父节点对应的根节点，配对变更请求数据包选择性携带新父节点的MAC地址；新父节点判断可提供中继服务时，将网络节点及其后代节点的MAC地址加到自身的协助表中；当新父节点为根节点时，回传第一配对同意数据包给网络节点；当新父节点不是根节点时，上行转发配对变更请求数据包；若定时器未超时，网络节点接收到第一配对同意数据包，代表配对切换成功。代表配对切换成功。代表配对切换成功。

【技术实现步骤摘要】
网状网络系统的配对切换方法


[0001]本申请涉及通信领域，尤其涉及一种网状网络系统的配对切换方法。

技术介绍

[0002]近几年，随着网络技术的快速发展，网状网络(Mesh Network)在物联网、路由器等领域得到了广泛应用。
[0003]在现有的网状网络中，当任一个节点发生切换动作时，通常先与当前的父节点断开连接，接着，选择新的父节点重新连接，然后，由于网络拓扑结构发生变化，再进行路由表更新操作。
[0004]然而，目前有很多不同的网状网络的组网技术，不同组网技术可能有不同的切换方法，让网络中相关的节点同时获取并更新节点切换的信息，以满足网状网络的数据传输需求。

技术实现思路

[0005]本申请实施例提供一种网状网络系统的配对切换方法，可让任一个网络节点快速、高效地进行父节点的切换，并让网状网络中相关的节点同时获取并更新所述节点进行切换的信息。
[0006]为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：
[0007]本申请提供了一种网状网络系统的配对切换方法，包括：网络节点执行扫描程序选取新父节点，使当前父节点变为旧父节点；当新父节点不是接入点时，网络节点生成并发送携带其后代节点的MAC地址、旧根节点的MAC地址、旧父节点的MAC地址与新父节点的MAC地址的配对变更请求数据包给新父节点，并启动定时器，其中，配对变更请求数据包的发送地址是网络节点的MAC地址且接收地址是新父节点的MAC地址，旧根节点为旧父节点对应的根节点；接收配对变更请求数据包的新父节点判断可为网络节点及其后代节点提供中继服务时，将网络节点及其后代节点的MAC地址添加到自身存储的协助表中，其中，协助表包括自身提供中继服务的所有下级节点的MAC地址；当新父节点为根节点时，生成并回传第一配对同意数据包给网络节点，其中，第一配对同意数据包的发送地址是新父节点的MAC地址且接收地址是网络节点的MAC地址；当新父节点不是根节点时，修改接收地址为自身父节点的MAC地址后上行转发配对变更请求数据包；以及若定时器未超时，网络节点接收到第一配对同意数据包，则代表配对切换成功。
[0008]本申请提供了另一种网状网络系统的配对切换方法，包括：网络节点执行扫描程序选取新父节点，使当前父节点变为旧父节点；当新父节点是接入点时，网络节点生成并发送携带配对切换标识、网络节点及其后代节点的MAC地址与旧父节点的MAC地址的配对切换数据包给接入点，使接入点将配对切换数据包转发给旧根节点，其中，配对切换数据包的接收地址为接入点的MAC地址、发送地址为网络节点的MAC地址且目标地址为旧根节点的MAC地址；旧根节点接收配对切换数据包后，从自身存储的协助表中删除网络节点及其后代节
点的MAC地址，并生成且下行转发携带网络节点及其后代节点的MAC地址与新父节点的MAC地址的第二配对取消数据包，其中，第二配对取消数据包的接收地址为旧父节点的MAC地址且发送地址为旧根节点的MAC地址，协助表包括自身提供中继服务的所有下级节点的MAC地址；接收到第二配对取消数据包的中继节点将网络节点及其后代节点的MAC地址从自身存储的协助表中删除，并修改发送地址为自身的MAC地址后下行转发第二配对取消数据包，直至旧父节点收到第二配对取消数据包；以及旧父节点接收第二配对取消数据包后，将网络节点及其后代节点的MAC地址从自身存储的协助表中删除。
[0009]本申请提供了又一种网状网络系统的配对切换方法，包括：网络节点执行扫描程序选取新父节点，使当前父节点变为旧父节点；当新父节点不是接入点时，网络节点生成并发送携带其后代节点的MAC地址、旧根节点的MAC地址与旧父节点的MAC地址的配对变更请求数据包给新父节点，并启动定时器，其中，配对变更请求数据包的发送地址是网络节点的MAC地址且接收地址是新父节点的MAC地址，旧根节点为旧父节点对应的根节点；接收配对变更请求数据包的新父节点判断网络节点及其后代节点的MAC地址存在于自身存储的协助表中，生成并回传第一配对同意数据包给网络节点，及生成并下行发送携带网络节点及其后代节点的MAC地址的第二配对取消数据包，其中，协助表包括自身提供中继服务的所有下级节点的MAC地址，第一配对同意数据包的发送地址是新父节点的MAC地址且接收地址是网络节点的MAC地址，第二配对取消数据包的接收地址为旧父节点的MAC地址且发送地址为新父节点的MAC地址；若网络节点接收到第一配对同意数据包，则代表配对切换成功；接收到第二配对取消数据包的中继节点将网络节点及其后代节点的MAC地址从自身存储的协助表中删除，并修改发送地址为自身的MAC地址后下行转发第二配对取消数据包，直至旧父节点收到第二配对取消数据包；以及旧父节点接收第二配对取消数据包后，将网络节点及其后代节点的MAC地址从自身存储的协助表中删除。
[0010]在本申请实施例中，所述网状网络系统的配对切换方法可应用于基于MAC地址进行数据包转发的网状网络，利用配对切换的过程同时完成网状网络中相关节点的协助表更新，可以实现快速、稳定、高效的配对切换。
附图说明
[0011]此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0012]图1为依据本申请的节点配对方法的第一实施例流程图；
[0013]图2为依据本申请的配对请求数据包的一实施例格式示意图；
[0014]图3为依据本申请的配对同意数据包的一实施例格式示意图；
[0015]图4为本申请的网状网络系统的第一实施例示意图；
[0016]图5为本申请的中继节点的一实施例示意图；
[0017]图6为本申请的待配对节点的一实施例示意图；
[0018]图7为图6的待配对节点加入图4的网状网络系统的第一实施例节点配对方法流程图；
[0019]图8为依据本申请的节点配对方法的第二实施例流程图；
[0020]图9为依据本申请的配对拒绝数据包的一实施例格式示意图；
[0021]图10为图6的待配对节点加入图4的网状网络系统的第二实施例节点配对方法流程图；
[0022]图11为依据本申请的节点配对方法的第三实施例流程图；
[0023]图12为依据本申请的节点配对方法的第四实施例流程图；
[0024]图13为依据本申请的数据传输方法的第一实施例流程图；
[0025]图14为依据本申请的站点所生成的数据包的一实施例格式示意图；
[0026]图15为依据本申请的数据传输方法的第二实施例流程图；
[0027]图16与图17为依据本申请的网状网络系统的配对切换方法的第一实施例流程图；
[0028]图18与图19分别为网状网络系统在应用图16与图17的配对切换方法前后的一实施例示意图；
[0029]图20为依据本申请的网状网络系统的配对切换方法的第二实施例流程图；
[0030]图21与图22分别为网状网络系统在应用图20的配本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种网状网络系统的配对切换方法，其特征在于，包括：网络节点执行扫描程序选取新父节点，使当前父节点变为旧父节点；当所述新父节点不是接入点时，所述网络节点生成并发送携带其后代节点的MAC地址、旧根节点的MAC地址与所述旧父节点的MAC地址的配对变更请求数据包给所述新父节点，并启动定时器，其中，所述配对变更请求数据包的发送地址是所述网络节点的MAC地址且接收地址是所述新父节点的MAC地址，所述旧根节点为所述旧父节点对应的根节点，所述配对变更请求数据包选择性携带所述新父节点的MAC地址；接收所述配对变更请求数据包的所述新父节点判断可为所述网络节点及其后代节点提供中继服务时，将所述网络节点及其后代节点的MAC地址添加到自身存储的协助表中，其中，所述协助表包括自身提供中继服务的所有下级节点的MAC地址；当所述新父节点为根节点时，生成并回传第一配对同意数据包给所述网络节点，其中，所述第一配对同意数据包的发送地址是所述新父节点的MAC地址且接收地址是所述网络节点的MAC地址；当所述新父节点不是所述根节点时，修改接收地址为自身父节点的MAC地址后上行转发所述配对变更请求数据包；以及若所述定时器未超时，所述网络节点接收到所述第一配对同意数据包，则代表配对切换成功。2.根据权利要求1所述的网状网络系统的配对切换方法，其特征在于，所述网络节点生成并发送携带其后代节点的MAC地址、旧根节点的MAC地址与所述旧父节点的MAC地址的配对变更请求数据包给所述新父节点的步骤，还包括：所述网络节点将空数据帧中的地址1字段填充所述新父节点的MAC地址，地址2字段填充所述网络节点的MAC地址，地址3字段的第一预设比特位设为第一预设取值以定义所述空数据帧为握手帧，所述地址3字段的多个第二预设比特位设为第三预设取值以定义所述握手帧的类型为配对请求，扩充的有效载荷字段填充所述网络节点的后代节点的MAC地址、所述旧根节点的MAC地址与所述旧父节点的MAC地址，以生成并发送所述配对变更请求数据包给所述新父节点。3.根据权利要求1所述的网状网络系统的配对切换方法，其特征在于，所述新父节点为根节点时，生成并回传第一配对同意数据包给所述网络节点的步骤，还包括：所述新父节点将空数据帧中的地址1字段填充所述网络节点的MAC地址，地址2字段填充所述新父节点的MAC地址，地址3字段的第一预设比特位设为第一预设取值以定义所述空数据帧为握手帧，所述地址3字段的多个第二预设比特位设为第四预设取值以定义所述握手帧的类型为配对同意，以生成并回传所述第一配对同意数据包。4.根据权利要求1所述的网状网络系统的配对切换方法，其特征在于，还包括：接收所述配对变更请求数据包的所述新父节点判断不可为所述网络节点及其后代节点提供中继服务时，生成并回传配对拒绝数据包给所述网络节点，其中，所述配对拒绝数据包的发送地址是自身的MAC地址且接收地址是所述网络节点的MAC地址；以及所述网络节点收到所述配对拒绝数据包，则代表配对切换失败。5.根据权利要求1所述的网状网络系统的配对切换方法，其特征在于，所述网络节点执行扫描程序选取新父节点，使当前父节点变为旧父节点的步骤之后，所述网状网络系统的
配对切换方法还包括：设置所述网络节点仅接收符合过滤条件的各类型数据包，其中，所述过滤条件为接收地址为所述网络节点的MAC地址的上行数据包，或者发送地址为所述新父节点的MAC地址且接收地址为所述网络节点的MAC地址的数据包。6.根据权利要求1所述的网状网络系统的配对切换方法，其特征在于，所述网络节点执行扫描程序选取新父节点，使当前父节点变为旧父节点的步骤，还包括：所述网络节点基于通过所述扫描程序所获取的多个信标数据包或多个探测响应数据包，获取网状网络系统中各中继节点的通信信息，所述各中继节点的通信信息包括：所述各中继节点与所述接入点间的信号强度、所述网络节点与所述各中继节点间的信号强度、所述各中继节点在所述网状网络系统中的层级、所述各中继节点的中继服务能力与/或所述各中继节点的MAC地址；以及所述网络节点基于所述各中继节点的通信信息选取一个中继节点作为所述新父节点。7.根据权利要求1所述的网状网络系统的配对切换方法，其特征在于，所述网络节点统计到发送的上行数据包的失败率达到第一阈值、接收到所述当前父节点的数据包的能量低于第二阈值或信标连续丢失一段时间时，代表所述网络节点检测到其与所述当前父节点之间的通信质量不佳，从而执行所述扫描程序选取所述新父节点；以及所述当前父节点检测到与所述网络节点之间的通信质量变差或接收到更换连接指令时，输出第一配对取消数据包给所述网络节点，使得所述网络节点执行所述扫描程序选取所述新父节点。8.根据权利要求1所述的网状网络系统的配对切换方法，其特征在于，还包括：接收到所述配对变更请求数据包的中继节点判断可为所述网络节点及其后代节点提供中继服务后，将所述网络节点及其后代节点的MAC地址添加到自身存储的协助表中，并修改接收地址为自身父节点的MAC地址后上行转发所述配对变更请求数据包，直至所述新父节点对应的根节点收到所述配对变更请求数据包，使所述新父节点对应的根节点在判断可为所述网络节点及其后代节点提供中继服务后，将所述网络节点及其后代节点的MAC地址添加到自身存储的协助表中，并生成且下行转发第二配对同意数据包，其中，所述第二配对同意数据包的发送地址是所述新父节点对应的根节点的MAC地址且接收地址是所述网络节点的MAC地址；接收到所述第二配对同意数据包的中继节点判断所述第二配对同意数据包的发送地址是自身的父节点的MAC地址且接收地址是自身存储的协助表中的MAC地址时，修改发送地址为自身的MAC地址后下行转发所述第二配对同意数据包，直至所述网络节点收到所述第二配对同意数据包；以及若所述定时器未超时，所述网络节点接收到所述第二配对同意数据包，则代表配对切换成功。9.根据权利要求8所述的网状网络系统的配对切换方法，其特征在于，还包括：当所述新父节点对应的根节点与所述旧父节点对应的根节点不相同时，所述新父节点对应的根节点还生成并发送携带配对切换标识、所述网络节点及其后代节点的MAC地址与所述旧父节点的MAC地址的配对切换数据包给所述接入点，使所述接入点将所述配对切换数据转发给所述旧根节点，其中，所述配对切换数据包的接收地址为所述接入点的MAC地址、发送地址为所述新父节点对应的根节点的MAC地址且目标地址为所述旧根节点的MAC地
址；所述旧根节点接收所述配对切换数据包后，从自身存储的协助表中删除所述网络节点及其后代节点的MAC地址，并生成且下行转发携带所述网络节点及其后代节点的MAC地址的第二配对取消数据包，其中，所述第二配对取消数据包的接收地址为所述旧父节点的MAC地址且发送地址为所述旧根节点的MAC地址；接收到所述第二配对取消数据包的中继节点将所述网络节点及其后代节点的MAC地址从自身存储的协助表中删除，并修改发送地址为自身的MAC地址后下行转发所述第二配对取消数据包，直至所述旧父节点收到所述第二配对取消数据包；以及所述旧父节点接收所述第二配对取消数据包后，将所述网络节点及其后代节点的MAC地址从自身存储的协助表中删除。10.根据权利要求9所述的网状网络系统的配对切换方法，其特征在于，所述旧根节点生成且下行转发携带所述网络节点及其后代节点的MAC地址的第二配对取消数据包的步骤，还包括：所述旧根节点将空数据帧中的地址1字段填充所述旧父节点的MAC地址，地址2字段填充所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李朝明，彭作辉，
申请(专利权)人：苏州磐联集成电路科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：