专利名称：基于IEEE802.16 Mesh网络的三次握手方法
技术领域：
本发明涉及通信领域，具体来说，涉及基于IEEE802. 16的无线Mesh网络 的媒质访问控制层(以下简称"MAC层")技术。
背景技术：
目前，通用的两种无线Mesh网络分别基于IEEE802. 11技术和IEEE802. 16 技术，前者已有示范网络，而后者还处于研究开发阶段。已有的基于 IEEE802. 16的Mesh网络中，MAC层调度机制可分为集中式调度和分布式调 度。集中式调度是指由基站统一调度信道资源的分配；分布式调度是指用户 站与用户站之间可单独地组成自己的Mesh网络直接进行通信，并且它们的控
制信号由各节点间调用分布式调度算法或请求/发送机制来协调，不需要中心 控制基站的链接。分布式调度又可分为协同分布式调度和非协同分布式调度。 其中，协同分布式调度是指在控制子帧中使用无碰撞方式来调度传输数据包； 而非协同分布式调度是指部分的基于竞争的方式来传输调度数据包。二者的
主要区别在于，协同情况下调度是完全无碰撞的，而非协同方式可能发生碰
士血 里。
在Mesh分布式调度中，IEEE802. 16运用三次握手(threeiay handshaking)过程来建立发送数据前的连接，其过程包括请求、回复、确认
三个阶段。
(1) 请求阶段，待发送数据的请求节点使用MSH-DSCH消息的"请求信元 (Request IE)"说明链路标识(Link ID)、发送数据大小(Demand Level)和发 送数据持续帧个数(Demand Persistence)等信息；
(2) 回复阶段，授权节点根据接收的请求信元，寻找适合请求的微时隙 (minislot)，向请求节点发出"确认信元(Grant IE， direction二l)"，说 明授权的微时隙的位置；
(3) 确认阶段。请求节点收到Grant IE后，拷贝授权信息，发送确认信
4元Grant IE (direction二0，表明是发给授权方)作为确认信息完成三次握 手过程。通过三次握手过程实现数据子帧中微时隙的调度和分配。并且避免 冲突的产生。
在标准的IEEE802. 16协议中，避免冲突是按以下原理进行。为遵循 工EEE802. 16协议，当节点A有数据发送给节点B时，在其控制子帧发送时隙 内，首先发送REQ信息给节点B，并把自己的可用时隙包含在信息中，节点B 接收到此信息后，从中选择出合适的minislot分配给节点A以用于数据传输, 并回复Grant信息给节点A, C作为B的邻居节点，同样也会收到B发送给A 的Grant信息，为了防止冲突的产生，在收到此消息后把B分配给A的时隙 设为本节点的不可用时隙，防止冲突的产生。但是，在这种机制下，仍有可 能产生冲突导致网络性能的下降。例如节点A有数据发送给节点B，节点C 同时也有数据要发送给节点D，节点A和C的可用时隙是可以有重叠的部分的， 当节点B收到节点A发送的REQ消息后，会从节点A的可用时隙表中选择合 适的minislot分配给节点A，节点D收到节点C发送的REQ消息后，也会从 节点C的可用时隙表中选择合适的minislot分配给节点C用于发送数据。此 时，节点D分配给节点C的发送时隙就有可能和节点B分配给节点A的发送 时隙产生冲突。当节点A和节点C同时发送数据时，在节点B处产生冲突。 当节点A在某一确定的minislot接收数据时，如果节点B在此确定的minislot 发送数据，会在节点A处产生冲突，节点A无法正常接收数据包。造成网络 性能下降。
由上可知，在协同分布式调度中，当节点有数据包需要发送时，需要节 点采用三次握手机制建立连接并避免冲突的发生。但是，在目前通用的 IEEE802. 16协议中所定义的协同分布式调度机制和三次握手机制下，仍有可 能发生节点间数据发送时隙冲突的问题。本发明提出了一种基于IEEE802. 16 的Mesh网络的协同分布式调度机制和三次握手机制改进方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术中通用的IEEE802. 16协议中所定义的协同分布式调度机制和三次握手机制下，节点间数据发送时隙冲 突的问题，提出一种改进方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案是，提出一种基于IEEE802. 16协议 的Mesh网络中三次握手新方法。Mesh帧采用时分复用的帧结构，由控制子帧 和数据子帧两部分组成。其中数据子帧被分为256个minislot，当节点有数 据包需要发送时，源节点和目的节点就通过三次握手过程建立连接，并从数 据子帧中选择合适的ininislot来进行数据传输，当某一节点在发送或接收数 据时，其邻居节点就不可以接收或发送数据。本发明的三次握手新方法具体 包括，
在无线Mesh网络中存在两两相邻互为邻居节点的节点力、万、C、 A在每个 节点处建立一跳邻居节点列表、全体邻居列表，以及节点的可用发送时隙表、 发送时隙表，其中
全体邻居列表包括本节点一跳和两跳范围的邻居节点。节点的可用发送时 隙表中的时隙是节点可用于发送或接收数据的时隙；不在可用时隙表中的时 隙表示己经被用于发送数据或者接收数据，或者为了避免冲突不可用。发送 时隙表中的时隙是节点已经用于发送的时隙。
当某节点收到其邻居节点发送的GRANT信息后，读取邻居节点分配给自己 发送数据或其他节点用于接收数据的minislot;
请求阶段当节点有数据需要发送时，发送请求信息REQ;
待发送数据的请求节点使用MSH-DSCH消息的"请求信元(Request IE)"说 明链路标识(Link ID)、发送数据大小(Demand Level)和发送数据持续帧个数 (Demand Persistence)等信息；
接收回复阶段节点接收其邻居节点发送的GRANT消息，并根据自己是否 是GRANT消息的目的节点分两种情况对GRANT消息中的信息进行处理
(1)当节点收到其邻居节点(此邻居节点是目标节点)发送的GRANT信 息后，读取邻居节点分配给自己用于发送数据的minislot，节点对比更新后 的可用数据发送时隙表判断此minislot，是否已经标记为不可用发送数据时
6隙，如果节点的可用数据发送时隙被标记为不可用，放弃此时隙重新发起请
求，否则回复REGRANT消息完成三次握手过程。
(2)节点收到其邻居节点发送给其他节点的GRANT消息(此GRANT消息并
不是回复给本节点的，而是发送给其他节点的)，读取其分配给其他节点的 minislot，更新自己的可用数据发送时隙表将此minislot更新为不可用，并 将此minislot与自己的发送时隙表进行对比，判断是否发生冲突，如果发现 此minislot在自己的发送时隙表中，表示发生冲突，节点放弃上次请求获得 的minislot，而重新发起请求建立第三次握手，否则更新自己的可用数据发 送时隙表。
确认阶段若不存在冲突，则拷贝授权信息，发送确认信元Grant IE给 授权方作为确认信息完成三次握手过程。通过三次握手过程实现数据子帧中 微时隙的调度和分配，并且避免冲突的产生。如果存在冲突，节点放弃上次 请求获得的minislot，而重新发起请求建立第三次握手，转到请求阶段。
基于IEEE802. 16的无线Mesh网络技术是目前业界研究开发的热点之一， 本发明针对其中的三次握手机制所存在的问题，设计了一种改进的时隙分配 方法，该方法能有效避免在原机制下存在的时隙冲突问题，从而减小因冲突 导致的分组丢失，提高网络吞吐量，推动无线Mesh网络技术的发展和应用。
图l现有通用IEEE802. 16协议避免冲突原理示意图 图2 IEEE802. 16的Mesh帧结构示意图 图3网络拓扑结构 图4第一种冲突解决方案总体流程 图5第二种冲突解决方案总体流程
具体实施例方式
本发明针对基于IEEE802. 16的无线Mesh网络数据发送的协调调度问题， 以提升无线Mesh网络的性能，解决现有三次握手机制仍然存在的数据发送时 隙冲突的问题。IEEE802. 16协议的MAC层提供了一种新的网络拓扑结构——Mesh网状网结构， Mesh采用时分复用方式，没有严格的上下行之分。相应的，Mesh帧采用时分 复用的帧结构，由控制子帧和数据子帧两部分组成。 如图2所示为IEEE802. 16的Mesh帧结构示意图。
控制子帧被分为若干个时隙(slot)单元，每个时隙就是一个"传输机会 (transmission opportunity)"。 控制子帧的长度是固定的，等于 MSH-CTRL-LENX7个OFDM符号(symbol),其中参数MSH-CTRL-LEN表示时隙的 个数，由网络配置消息MSH-NCFG中的"网络描述符信息单元(Network Descriptor IE)"给出。控制子帧又分为网络控制子帧和调度控制子帧。网 络控制子帧用于进行网络控制，发送网络接入消息MSH-NENT和网络配置消息 MSH-NCFG，主要功能是创建和保持不同系统间的一致，包括管理网络节点的 连接、链路的选择、节点和链路的控制信息等。每个网络控制子帧中，只有 第一个slot用于传送MSH-NENT，其余的(MSH-CTRL-LEN—1)个slot都用于传 送MSH-NCFG 。网络控制子帧周期性发送，发送周期为 (scheduling-frameX4+1)，其中参数scheduling-frame由MSH-NCFG消息中 的Network Descriptor IE给出。调度控制子帧主要发送集中式调度消息 MSH-CSCH和分布式调度消息MSH-DSCH，用于对链路上资源数量的分配，完成 系统间数据发送的协调调度。通过节点之间使用调度控制子帧来决定无线链 路的带宽资源分配，即将具体的时隙分配给网络中的各个用户站(SS)或SS节 点通过获取该帧来获得发送和接收数据的时隙。
在Mesh分布式调度下，MSH-DSCH消息在于确定每个节点传输消息的时间，
然后形成一张邻居调度表广播给所有相邻节点，节点根据收到的调度表信息 竞争节点下一次传输时间(Next-Xmt-Time, q)，更新调度表，等待传输时间
到时将表广播出去。节点的下 一 次传输时间和传输等待时间 (Xmt-Holdof f-Time, ~J分别根据公式(1)和(2)计算。<formula>formula see original document page 8</formula>其中，^表示下一次传输时间系数(Next-Xmt-Mx)， exp为传输等待指数。 节点下 一 次传输MSH-DSCH消息的时间是通过IEEE802. 16协议中给出的 MeshElection()函数来实现的。
本发明主要针对IEEE802. 16 Mesh模式下的协同分布式调度中，节点对数 据发送时隙的调度方法中所存在的冲突，对原有协议的三次握手机制进行补 充和改进。下面以如图3所示的网络拓扑结构为例对本发明的实施进行具体说 明。网络中BS与BS之间是Mesh结构，其中节点A (BS)和节点B (BS)是邻居 节点，节点B (BS)和节点C (BS)是邻居节点，节点C (BS)和节点D (BS) 是邻居节点，节点A、 B、 C、 D相互间有数据要发送。
抓^微微多要麓绘乾叙贫叙微微多要发微获叙。 IEEE802. 16 Mesh采用时分复用方式，没有严格的上下行之分。相应的，Mesh 帧采用时分复用的帧结构，由控制子帧和数据子帧两部分组成。其中数据子 帧被分为256个minislot,当节点有数据包需要发送时，源节点和目的节点就 通过三次握手过程建立连接，并从数据子帧中选择合适的minislot来进行数 据传输，当某一节点在发送或接收数据时，其邻居节点就不可以接收或发送 数据，否则会产生冲突，导致节点无法正常发送和接收数据包。具体规则如 下
(1) 假设节点A和节点B是邻居节点，当节点A在某一确定的minislot发送数 据时，节点B在此确定的minislot就不能接收数据。否则会在节点B处产生冲 突，造成节点B无法正常接收数据包。
(2) 假设节点A和节点B是邻居节点，当节点A在某一确定的minislot接收数 据时，节点B在此确定的minislot就不能发送数据。否则会在节点A处产生冲 突，造成节点A无法正常接收数据包。
为了避免上述两种冲突的产生，我们首先需要在每个节点建立一跳邻居节 点列表和全体邻居列表，其中，全体邻居列表包括本节点一跳和两跳范围的 邻居节点，以及节点的发送时隙表。节点的可用发送时隙表中的时隙是节点 可用于发送或接收数据的时隙；不在可用时隙表中的时隙表示己经被用于发送数据或者接收数据，或者为了避免冲突不可用。发送时隙表中的时隙是节
点已经用于发送的时隙。当某节点收到其邻居节点发送的GRANT信息后，读取 邻居节点分配给自己发送数据或其他节点用于接收数据的minislot。
请求阶段当节点有数据需要发送时，发送请求信息REQ，待发送数据的 请求节点使用MSH-DSCH消息的"请求信元(Request IE)"说明链路标识(Link ID)、发送数据大小(Demand Level)和发送数据持续帧个数(Demand Persistence)等信息。
接收回复阶段节点接收其邻居节点发送的GRANT消息，并根据自己是否 是GRANT消息的目的节点分两种情况对GRANT消息中的信息进行处理。 (1)当节点收到其邻居节点(此邻居节点是目标节点)发送的GRANT信息后， 读取邻居节点分配给自己用于发送数据的minislot，节点对比更新后的可用 数据发送时隙表判断此minislot，是否已经标记为不可用发送数据时隙，如 果节点的可用数据发送时隙被标记为不可用，放弃此时隙重新发起请求，否 则回复REGRANT消息完成三次握手过程。
(2)节点收到其邻居节点发送给其他节点的GRANT消息(此GRANT消息并 不是回复给本节点的，而是发送给其他节点的)，读取其分配给其他节点的 minislot,更新自己的可用数据发送时隙表将此minislot更新为不可用，并 将此minislot与自己的发送时隙表进行对比，判断是否发生冲突，如果发现 此minislot在自己的发送时隙表中，表示发生冲突，节点放弃上次请求获得 的minislot，而重新发起请求建立第三次握手，否则更新自己的可用数据发 送时隙表。
确认阶段若不存在冲突，则拷贝授权信息，发送确认信元Grant IE给 授权方作为确认信息完成三次握手过程。通过三次握手过程实现数据子帧中 微时隙的调度和分配，并且避免冲突的产生。如果存在冲突，节点放弃上次 请求获得的minislot，而重新发起请求建立第三次握手，转到请求阶段。
以下针对上述两种冲突给出具体的解决方案。 2. 3. 2第一类冲突解决方案对于在节点B处产生冲突的情况，采用如下解决方案。如图4所示为该冲
突解决方案总体流程。具体包括，某节点收到其邻居节点发送的GRANT信息后， 读取邻居节点分配给自己用于发送数据的minislot，节点对比更新后的可用 数据发送时隙表判断此minislot，是否已经标记为不可用发送数据时隙，如 果节点的可用数据发送时隙被标记为不可用，放弃此时隙重新发起请求， 否则回复REGRANT消息完成三次握手过程。
以下针对如图3所示的网络拓扑结构，对上述解决方案进行具体说明。节 点A (BS)和节点B (BS)是邻居节点，节点B (BS)和节点C (BS)是邻居节 点，节点C (BS)和节点D (BS)是邻居节点，如节点A有数据业务要发送给节 点B，节点C有数据业务要发送给节点D。具体消息交互情况如下
(1) 请求节点A (BS)有数据包需要发送给授权节点B (BS)，则节点A 会在其MSH-DSCH消息中携带请求信息REQ和其可用数据发送时隙。这里我们假 定节点A的第100至150的minislot是节点可用数据发送时隙。
(2) 节点C(BS)有数据包需要发送给节点D(BS)，则节点C会在其MSH-DSCH 消息中携带请求信息REQ和其可用数据发送时隙。这里我们假定节点C的第llO 至160的minislot是节点可用数据发送时隙。
(3) 节点B收到节点A所发送的REQ请求后，发现节点A有数据包要发送给 自己，则节点B会读取节点A所发送的包含在其MSH-DSCH消息中的节点A的可用 数据发送时隙，发现节点A的可用数据发送时隙是第100至150的minislot，然 后节点B需要对比自己的可用数据接收时隙表，发现自己的可用数据接收时隙 中第120至150的minislot是可用的，而接收节点A的数据包需要20个 minislot，则节点B把第120至140的minislot分配给节点A。节点B首先更新自 己的可用数据接收时隙表，将第120至140的minislot标记为不可用，然后在 其MSH-DSCH消息中回复GRANT信息给节点A通知其已确认节点A的发送信息，并 通知节点A将第120至140的minislot设为发送数据时隙。
(4) 节点A收到节点B发送的GRANT信息后，发现节点B将第120至140的 minislot分配给自己用于发送数据，则节点A首先更新自己的可用数据发送时隙和可用数据接收时隙，都将第120至140的minislot标记为不可用，并在其 MSH-DSCH消息中回复REGRANT信息以及自己将用于发送数据的时隙(即第120 至140的minislot，此作用是为了通知节点A的其他邻居节点，节点A将在第120 至140的minislot发送数据，则其邻居节点需要将第120至140的minislot设置
为不可用数据接收时隙)。
(5) 节点C收到节点B发送给节点A的GRANT信息后，发现节点B将第120 至140的minislot分配给节点A用于发送数据，为了避免发生冲突，则节点C需 要更新自己的可用数据发送时隙，将第120至140的minislot标记为不可用。
(6) 节点D收到节点C所发送的REQ请求后，发现节点C有数据包要发送给 自己，则节点D会读取节点C所发送的包含在其MSH-DSCH消息中的节点A的可用 数据发送时隙，发现节点A的可用数据发送时隙是第110至160的minislot，然 后节点D需要对比自己的可用数据接收时隙表，发现自己的可用数据接收时隙 中第130至160的minislot是可用的，而接收节点C的数据包需要25个 minislot，则节点D把第130至155的minislot分配给节点C。节点D首先更新自 己的可用数据接收时隙表，将第130至155的minislot标记为不可用，然后在 其MSH-DSCH消息中回复GRANT信息给节点C通知其已确认节点C的发送信息，并 通知节点C将第130至155的minislot设为发送数据时隙。
(7) 节点C收到节点D发送的GRANT信息后，发现节点D将第130至155的 minislot分配给自己用于发送数据，则节点C首先需要对比自己的可用数据发 送时隙，(这是因为在节点C发送REQ消息和收到GRANT消息的这个之间，收到 来自其他邻居节点的MSH-DSCH消息，更新了节点的可用数据发送时隙表，) 此时发现本节点的第130至140的minislot已经标记为不可用发送数据时隙 了，如果仍在此minislot发送数据给节点D，则会造成冲突。为了避免造成节 点B接收数据时发送冲突，节点C需要放弃节点D分配给自己的minislot，而重 新发送REQ消息并附带更新后的可用数据发送时隙给节点D，重新进行三次握 手过程。
(8) 节点B收到节点A发送的REGRANT信息，三次握手过程结束，节点A将在第120至140的minislot发送数据给节点B。
(9)节点C重新发送REQ消息并附带更新后的可用数据发送时隙给节点D，
重新进行三次握手过程。
本方案的关键在于当节点接收到其他节点发送给自己的GRANT信息后，需
要将其他节点分配给自己的用于发送数据的minislot和自己更新后的可用数 据发送时隙表，如果其他节点分配给自己的发送时隙在自己的可用数据发送 时隙表中仍是可用时隙，则表示没有冲突，接下去需要更新自己的可用数据 发送时隙表和可用数据接收时隙表，将其他节点分配给自己的用于发送数据 的minislot在时隙表中更新为不可用。 2. 3. 2第二类冲突解决方案
对于在节点A处产生冲突的情况，采用如下方式解决冲突。某节点收到其 邻居节点发送给其他节点的GRANT消息，读取其分配给其他节点的minislot，
对比更新后的可用数据发送时隙表判断是否发生冲突，如发生冲突，对比自 己的发送时隙表判断是否发送冲突，放弃自己的minislot重新发起请求。否
则更新自己的可用数据发送时隙表。
以下以附图3的网络结构为例对解决第二类冲突的方法迸行描述。具体处 理流程如图5所示。
(1) 节点A(BS)有数据包需要发送给节点B(BS)，则节点A会在其MSH-DSCH
消息中携带请求信息REQ和其可用数据发送时隙。这里我们假定节点A的第IOO 至150的minislot是节点可用数据发送时隙。
(2) 节点C(BS)有数据包需要发送给节点D(BS)，则节点C会在其MSH-DSCH
消息中携带请求信息REQ和其可用数据发送时隙。这里我们假定节点C的第llO 至160的minislot是节点可用数据发送时隙。
(3) 节点D收到节点C所发送的REQ请求后，发现节点C有数据包要发送给 自己，则节点D会读取节点C所发送的包含在其MSH-DSCH消息中的节点A的可用 数据发送时隙，发现节点A的可用数据发送时隙是第110至160的minislot，然 后节点D需要对比自己的可用数据接收时隙表，发现自己的可用数据接收时隙中第130至160的minislot是可用的，而接收节点C的数据包需要25个 minislot，则节点D把第130至155的minislot分配给节点C。节点D首先更新自 己的可用数据接收时隙表，将第130至155的minislot标记为不可用。
(4) 节点B收到节点A所发送的REQ请求后，发现节点A有数据包要发送给 自己，则节点B会读取节点A所发送的包含在其MSH-DSCH消息中的节点A的可用 数据发送时隙，发现节点A的可用数据发送时隙是第100至150的minislot，然 后节点B需要对比自己的可用数据接收时隙表，发现自己的可用数据接收时隙 中第120至150的minislot是可用的，而接收节点A的数据包需要20个 minislot，则节点B把第120至140的minislot分配给节点A。节点B首先更新自 己的可用数据接收时隙表，将第120至140的minislot标记为不可用。
(5) 节点D在其MSH-DSCH消息中回复GRANT信息给节点C通知其已确认节 点C的发送信息，并通知节点C将第130至155的minislot设为发送数据时隙。
(6) 节点C收到节点D发送的GRANT信息后，发现节点D将第130至155的 minislot分配给自己用于发送数据，则节点C首先更新自己的可用数据发送时 隙和可用数据接收时隙，都将第130至155的minislot标记为不可用。并更新 自己的发送时隙表。(这是因为虽然可用数据发送时隙表中某时隙是不可用 的，但是有可能是因为本节点的某一邻居节点在此时隙要接收数据，而本节 点在此时隙并不发送数据。)
(7) 节点B在其MSH-DSCH消息中回复GRANT信息给节点A通知其已确认节 点A的发送请求信息，并通知节点A将第120至140的minislot设为发送数据时 隙。
(8) 节点C收到节点B发送给节点A的GRANT信息后，发现节点B将第120 至140的minislot分配给节点A用于发送数据，更新自己的可用数据发送时隙 表，将节点B分配给节点A的minislot更新为不可用，然后将节点B分配给节点 A的minislot与自己的发送时隙表进行对比，发现在自己的发送时隙表中，第 130至155的minislot将用于发送数据给节点D，如果根据原三次握手机制则会 发生冲突，导致在第130至140的minislot时节点B无法正常接收来自节点A的数据。为了避免造成节点B接收数据时发送冲突，节点C需要放弃节点D分配给
自己的minislot，而重新发送REQ消息并附带更新后的可用数据发送时隙给节 点D，重新进行三次握手过程。
(9) 节点A收到节点B发送的GRANT信息后，发现节点B将第120至140的 minislot分配给自己用于发送数据，则节点A首先更新自己的可用数据发送时 隙和可用数据接收时隙，都将第120至140的minislot标记为不可用，并在其 MSH-DSCH消息中回复REGRANT信息以及自己将用于发送数据的时隙(即第120 至140的minislot，此作用是为了通知节点A的其他邻居节点，节点A将在第120 至140的minislot发送数据，则其邻居节点需要将第120至140的minislot设置
为不可用数据接收时隙)。
(10) 节点C重新发送REQ消息并附带更新后的可用数据发送时隙给节点 D，重新进行三次握手过程。
(11) 节点B收到节点A发送的REGRANT信息，三次握手过程结束，节点A 将在第120至140的minislot发送数据给节点B。
本方案的关键在于当节点接收到其他节点发送给自己的GRANT信息后， 不但需要更新自己的可用数据发送时隙表和可用数据接收时隙表，还加入了 发送时隙表，发送时隙表记录的是本节点用于发送的时隙，当节点接收到其 他邻居节点发送的GR認T消息后，(此GRANT消息并不是回复给本节点的，而 是发送给其他节点的)，需要读取其他节点用于接收数据的minislot，更新自 己的可用数据发送时隙表将此minislot更新为不可用，并将此minislot与 自己的发送时隙表进行对比，如果发现此minislot在自己的发送时隙表中， 则表示仍然根据原三次握手机制将发生冲突。则本节点放弃上次请求获得的 minislot，而重新进行三次握手过程。本发明针对IEEE802. 16的三次握手机 制所存在的问题，设计了一种改进的时隙分配方法，该方法能有效避免在原 机制下存在的时隙冲突问题，从而减小因冲突导致的分组丢失，提高网络吞 吐量，推动无线Mesh网络技术的发展和应用。
以上所述，仅为本发明的较佳实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可以轻易想到的 变换和替换，都应包含在本发明的保护范畴内。因此，本发明的保护范围应 以权利要求的保护范围为准。
权利要求
1、基于IEEE802.16的Mesh网络中三次握手方法，其特征在于，在无线Mesh网络中的每个节点处建立一跳邻居节点列表、全体邻居列表，以及节点的发送时隙表，当某节点收到其邻居节点发送的GRANT信息后，读取邻居节点分配给自己用于发送数据或其他节点用于接收数据的微时隙minislot；请求阶段发送请求信息REQ，待发送数据的请求节点使用分布式调度消息MSH-DSCH的请求信元说明链路标识、发送数据大小和发送数据持续帧个数；接收回复阶段节点接收其邻居节点发送的GRANT消息，并根据自己是否是GRANT消息的目的节点对GRANT消息中的信息进行处理确认阶段若不存在冲突，则拷贝授权信息，发送确认信元，确认信息完成三次握手过程，如果存在冲突，节点放弃上次请求获得的minislot，而重新发起请求建立第三次握手，转到请求阶段。
2、 根据权利要求l所述的方法，其特征在于，如果节点是GRANT 消息的目的节点，当节点收到其邻居节点发送的GRANT信息后，读取 邻居节点分配给自己用于发送数据的minislot，节点对比更新后的可 用数据发送时隙表判断此niinislot，是否已经标记为不可用发送数据 时隙，如果被标记为不可用，放弃此时隙重新发起请求，否则回复 REGRANT消息。
3、 根据权利要求l所述的方法，其特征在于，如果节点不是GRANT 消息的目的节点，节点收到其邻居节点发送给其他节点的GRANT消息， 读取其分配给其他节点的minislot，更新自己的可用数据发送时隙表 将此minislot更新为不可用，并将此minislot与自己的发送时隙表进 行对比，如果发现此minislot在自己的发送时隙表中，表示发生冲突，节点放弃上次请求获得的minislot,而重新发起请求建立第三次握手，否则更新自己的可用数据发送时隙表。
4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述MSH-DSCH消息在于确定每个节点传输消息的时间，根据下一次传输时间系数G 、传输等待指数exp调用公式2呻./。"股^2呻1+1)和^=2(叫+4)确定节点的下一次传输时间W和传输等待时间,皿。
全文摘要
基于IEEE802.16的Mesh网络中三次握手改进方法，涉及通信领域。针对通用的IEEE802.16协议中三次握手机制下，节点间数据发送时隙冲突的问题，提出一种改进方法，具体包括，在每个节点处建立一跳邻居节点列表、全体邻居列表，以及节点的可用发送时隙表、发送时隙表，节点接收其邻居节点发送的GRANT消息，并根据自己是否是GRANT消息的目的节点分两种情况对GRANT消息中的信息进行处理，若是目的节点，则将GRANT消息中的minislot与可用数据发送时隙表进行对比；若不是目的节点，则将GRANT消息中的minislot与发送时隙表进行对比，如果发现冲突则重新进行三次握手。该方法能有效避免在原机制下存在的时隙冲突问题，从而减小因冲突导致的分组丢失，提高网络吞吐量。
文档编号H04W80/00GK101657030SQ20081023714
公开日2010年2月24日 申请日期2008年12月19日 优先权日2008年12月19日
发明者刘占军, 云 李, 亮 陈, 魏登宇 申请人:重庆邮电大学