一种无线MESH网络中快速服务流建立方法

摘要

本发明属于移动通信技术领域，是一种应用于无线MESH网络中的快速服务流建立方法。根据服务流的建立流程及建立速度将服务流的建立方法进行分类，其中包括：慢速服务流建立和快速服务流建立；对于快速服务流建立主要是指在构建服务流的过程中，源节点发送建立服务流的MSH_SF_ADD_REQ请求消息，中间节点接收到服务流的请求节点发送的MSH_SF_ADD_REQ请求消息后，立即生成MSH_SF_ADD_RSP消息和MSH_SF_ADD_REQ消息，并将MSH_SF_ADD_RSP消息和MSH_SF_ADD_REQ消息加入到DSCH消息中进行发送；当链路的下一跳节点收到中间节点发送的MSH_SF_ADD_REQ消息后，向中间节点回复MSH_SF_ADD_RSP消息；源节点收到中间节点回复的MSH_SF_ADD_RSP消息后，向中间节点回复MSH_SF_ADD_ACK消息；中间节点收到下一跳节点回复的MSH_SF_ADD_RSP消息后，向下一跳节点回复MSH_SF_ADD_ACK消息，从而实现整条服务流的快速建立。

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，具体地说，本发明涉及无线MESH网络媒体接入控制系统中的服务流建立方法。

背景技术

在无线MESH网络中，服务流管理是媒体接入控制协议中的重要组成部分，是在MESH网络中实现QoS保障机制的关键技术；服务流管理主要包括服务流的建立、服务流的修改、服务流的删除、业务带宽的刷新、业务带宽的请求；通常情况下，一条服务流与以下特性关联：1)Link ID：全局范围内唯一标示一条端到端服务流。2)QoS参数集：该参数集包括业务类型、最大最小业务速率、时延、抖动、传输策略等特性。

在服务流建立过程中，需要在多跳MESH网络中建立从源节点到目标节点的服务流，而源节点到目标节点建立服务流的速度将直接影响系统整体性能的提升，因此，需对服务流建立流程进行精简和优化。

发明内容

本发明的目的是提供一种无线MESH网络中快速服务流建立方法。具体包括以下步骤：

步骤A：源节点需要向目标节点发送数据时，源节点的上层应用程序需要与MAC层服务流管理模块进行交互；

步骤B：MAC层服务流管理模块收到上层应用程序发送的服务流建立请求后，需要对上层应用程序发送的DL_QoS_CREATE.request原语进行解析和处理，服务流管理模块进行服务流建立的MSH_SF_ADD_REQ消息生成；

步骤C：源节点MAC层服务流管理模块生成服务流控制消息后，源节点和目标节点之间进行交互，进行服务流建立；

步骤D：完成快速服务流建立过程。

所述步骤A中，源节点的上层应用程序与MAC层服务流管理模块之间的交互流程如下：

步骤A1：上层应用程序向MAC层服务流管理模块发送包含业务QoS参数的DL QoS CREATE.request原语(该原语主要包括目的节点IP地址、服务流类型及QoS参数等)；

步骤A2：当服务流的请求节点收到服务流接受节点回复的服务流建立回复信息MSH_SF_ADD_RSP后，服务流请求节点的MAC层需要向上层应用程序发送DL_QoS_CREATE.confirmation原语，将服务流已经建立成功通知上层。

所述步骤B中，源节点MAC层收到上层应用程序发送的DL_QoS_CREATE.request原语后，需要解析DL_QoS_CREATE.request原语中的QoS参数，如果源节点能够接受该QoS参数，则以该QoS参数构造MSH_SF_ADD_REQ消息，如果源节点不能够接受该QoS参数，则源节点MAC层向上层应用程序发送建立服务流失败信息，并告知上层修改QoS参数后重新发送DL_QoS_CREATE.request原语进行服务流的建立。

所述步骤C中，源节点和目标节点之间在建立服务流过程中的详细交互流程包括以下步骤(以整条通信链路包含A、B、C三个节点为例分析，其中，A为源节点，B为中间节点，C为目的节点)：

步骤C1：源节点A发送建立服务流的MSH_SF_ADD_REQ请求消息；

步骤C2：中间节点B接收到服务流的请求节点发送的MSH_SF_ADD_REQ请求消息后，立即生成MSH_SF_ADD_RSP消息和MSH_SF_ADD_REQ消息，

步骤C3：将MSH_SF_ADD_RSP消息和MSH_SF_ADD_REQ消息加入到DSCH消息中进行发送(其中，MSH_SF_ADD_RSP消息回复给服务流的请求节点A，MSH_SF_ADD_REQ消息发送给链路上的下一跳节点C)；

步骤C4：当链路的下一跳节点C收到中间节点B发送的MSH_SF_ADD_REQ消息后，向中间节点回复MSH_SF_ADD_RSP消息；

步骤C5：源节点A收到中间节点B回复的MSH_SF_ADD_RSP消息后，向中间节点回复MSH_SF_ADD_ACK消息；

步骤C6：中间节点B收到下一跳节点C回复的MSH_SF_ADD_RSP消息后，向下一跳节点回复MSH_SF_ADD_ACK消息。

另外，在服务流建立过程中，需要完成事务管理信息的维护和Link ID的管理，具体设计方法如下：

(1)在服务流的建立过程中需要对事务管理信息进行维护。源节点发起的每一次服务流操作都是一个事务(包括服务流的创建、删除、更改等)，其中，所有的事务组成一个链表，而同一个服务流上的事务也组成一个链表。TransactionID由发起事务的节点唯一分配，发起事务节点NodeID+transaction ID可以唯一标识一个事务；

(2)当动态建立服务流时，服务流的发起节点为服务流分配唯一的Link ID，该Link ID＝源节点NodeID+SeqNum，其中Node ID为源节点编号，SeqNum为随机数。

本发明的有益效果是：本发明是一种无线MESH网络中快速服务流建立方法，目的在提高整条服务流建立速度，提高系统整体性能。

附图说明

图1是服务流建立链路示意图；

图2是上层与MAC层原语交互流程图；

图3是多节点快速服务流建立示意图；

图4是多节点快速服务流建立流程图；

图5是源节点A服务流建立过程中的处理流程；

图6是中间节点B服务流建立过程中的处理流程；

图7是目的节点C服务流建立过程中的处理流程。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明的无线MESH网络中快速服务流建立方法进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面详细说明本发明的无线MESH网络中快速服务流建立方法。

对无线MESH网络中服务流建立之前，需要对整条通信链路进行定义，如图1所示，无线MESH网络中一条通信链路包含n+2个节点(n≥1)，其中一个节点为源节点，一个节点为目的节点，n个节点为中间节点。

源节点向目的节点发送数据前，源节点上层需要向源节点MAC层服务流管理模块进行交互，如图2所示，具体交互流程为：

步骤01：上层应用程序向MAC层服务流管理模块发送包含业务QoS参数的DL_QoS_CREATE.request原语(该原语主要包括目的节点IP地址、服务流类型及QoS参数等)；

步骤02：MAC层解析上层应用程序发送的DL_QoS_CREATE.request原语；

步骤03：MAC层通过步骤S2中解析的QoS参数，判断是否接收该服务流建立请求，如果能够接受该服务流请求，则进入步骤04，否则，转入步骤05；

步骤04：MAC层服务流管理模块生成MSH_SF_ADD_REQ请求消息，并发送给服务流建立的被请求方，然后进入步骤06；

步骤05：源节点MAC层向上层应用程序发送建立服务流失败信息，并告知上层修改QoS参数后重新发送DL_QoS_CREATE.request原语进行服务流的建立，结束；

步骤06：源节点收到服务流被请求节点回复的MSH_SF_ADD_RSP信息；

步骤07：服务流请求节点的MAC层需要向上层应用程序发送DL_QoS_CREATE.confirmation原语，将服务流已经建立成功通知上层，结束。

下面以一条通信链路有3个节点为例进行快速服务流建立流程介绍，如图3和图4所示，整条通信链路包含A、B、C三个节点，其中，A为源节点，B为中间节点，C为目的节点，整个通信链路服务流建立流程如下：

步骤S1：源节点A发送建立服务流的MSH_SF_ADD_REQ请求消息；

步骤S2：中间节点B接收到服务流的请求节点A发送的MSH_SF_ADD_REQ请求消息后，立即生成MSH_SF_ADD_RSP消息和MSH_SF_ADD_REQ消息；

步骤S3：中间节点B将MSH_SF_ADD_RSP消息和MSH_SF_ADD_REQ消息加入到DSCH消息中进行发送(其中，MSH_SF_ADD_RSP消息回复给服务流的请求节点A，MSH_SF_ADD_REQ消息发送给链路上的下一跳节点C)；

步骤S4：当链路的下一跳节点C收到中间节点B发送的MSH_SF_ADD_REQ消息后，向中间节点回复MSH_SF_ADD_RSP消息；

步骤S5：源节点A收到中间节点B回复的MSH_SF_ADD_RSP消息后，向中间节点回复MSH_SF_ADD_ACK消息；

步骤S6：中间节点B收到下一跳节点C回复的MSH_SF_ADD_RSP消息后，向下一跳节点回复MSH_SF_ADD_ACK消息；

步骤S7：完成快速服务流的建立流程。

另外，在图3中，图中t1表示目的节点向中间节点发送DSCH_SF_ADD_RSP消息的时间，t2表示源节点向中间节点发送DSCH_SF_ADD_ACK消息的时间，t3表示中间节点向目的节点发送DSCH_SF_ADD_ACK消息的时间，这些时间都是各个节点自己通过邻居节点广播的发送时机信息预约得到的。

服务流的建立是在MAC协议中的服务流管理子系统中实现，服务流的触发是由上层应用程序来完成。下面将对多个节点间服务流的建立实施步骤进行详细分析：

下面分别描述源节点A、中间节点B、目的节点C在服务流建立过程中的处理流程：

对于源节点A，其服务流建立流程中的执行流程如图5所示，具体步骤包括：

步骤SA1：源节点A的应用程序向MAC层发送DL_QoS_CREATE.request原语；

步骤SA2：MAC层对DL_QoS_CREATE.request原语进行解析并保存QoS参数；

步骤SA3：源节点A的MAC层判断本节点是否满足该服务流的QoS需求，如果满足，进入步骤SA4，否则，转入步骤SA5；

步骤SA4：MAC层协议中的服务流管理子系统根据保存的QoS参数生成DSCH_SF_ADD_REQ消息，转入执行步骤SA6；

步骤SA5：MAC层会将服务流建立不成功告知上层应用程序，并让上层应用程序修改QoS参数后重新进行服务流的建立，重新执行步骤SA1；

步骤SA6：源节点A的MAC层将生成的DSCH_SF_ADD_REQ信息加到DSCH消息中，等到下一次DSCH消息发送机会到来时，将DSCH消息广播出去，并同时开启T1定时器，等待中间节点B回复的DSCH_SF_ADD_RSP消息；

步骤SA7：源节点A判断是否收到中间节点B回复的DSCH_SF_ADD_RSP消息，如果收到，则进入步骤SA8，否则转入步骤SA11；

步骤SA8：本节点向上层发送DL_QoS_CREATE.confirm原语，将下一跳节点接受了该条服务流建立的信息报告上层；

步骤SA9：则生成DSCH_SF_ADD_ACK消息，然后预约下一次发送DSCH消息的机会，当发送时机到来时，将生成的DSCH_SF_ADD_ACK消息加入到DSCH消息中发送；服务流建立成功，结束；

步骤SA10：源节点A判断T1定时器是否到期，如果T1定时器到期，则执行步骤SA11，否则转入步骤SA7；

步骤SA11：源节点A启动T3定时器；

步骤SA12：源节点A判断T3定时器是否到期，如果未到期，则等待T3定时器到期，如果到期，则服务流建立失败，结束。

对于中间节点B：其服务流建立流程中的执行流程如图6所示，具体步骤包括：

步骤SB1：中间节点B收到源节点A发送的DSCH_SF_ADD_REQ信息；

步骤SB2：中间节点B对收到源节点A发送的DSCH_SF_ADD_REQ信息中的QoS参数进行解析和判断，中间节点B判断是否能够接受该QoS参数，如果接受，则执行步骤SB3，如果节点B不能够接受该QoS参数，则节点B不做任何处理；

步骤SB3：中间节点B同时生成DSCH_SF_ADD_RSP消息(该IE发送给源节点A)和DSCH_SF_ADD_REQ消息(该IE发送给目的节点C)；

步骤SB4：在节点B的下一次发送DSCH消息中发送步骤SB5中生成的两个消息，同时开启定时器T1和T2，其中，T1为中间节点B向目的节点C发送DSCH_SF_ADD_REQ消息后，等待目的节点C回复的DSCH_SF_ADD_RSP消息，T2为中间节点B向源节点A发送DSCH_SF_ADD_RSP消息后，等待接收源节点A回复DSCH_SF_ADD_ACK消息；

步骤SB5：判断T2定时器是否到期，如果未到期，则执行步骤SB6，否则，结束中间节点服务流建立流程；

步骤SB6：T2到期之前收到源节点A回复DSCH_SF_ADD_ACK消息，结束服务流处理流程；

步骤SB7：判断T1定时器是否到期，如果未到期，则执行步骤SB8，否则，结束中间节点服务流建立流程；

步骤SB8：在T1到期之前收到目的节点C回复DSCH_SF_ADD_RSP消息；

步骤SB9：收到目的节点C回复DSCH_SF_ADD_RSP消息后，则生成DSCH_SF_ADD_ACK消息，并在下一次发送的DSCH消息中将DSCH_SF_ADD_ACK消息发送给目的节点C，结束中间节点服务流处理流程。

对于目的节点C：其服务流建立流程中的执行流程如图7所示，具体步骤包括：

步骤SC1：目的节点C收到中间节点B发送的DSCH_SF_ADD_REQ消息；

步骤SC2：目的节点C对收到中间节点B发送的DSCH_SF_ADD_REQ信息中的QoS参数进行解析和判断，目的节点C判断是否能够接受该QoS参数，如果接受，则执行步骤SC3，否则，不做任何处理；

步骤SC3：目的节点C生成DSCH_SF_ADD_RSP消息，并在预约的下一次发送DSCH消息中将DSCH_SF_ADD_RSP消息发送给中间节点B；

步骤SC4：目的节点C开启定时器T2，等待中间节点B回复DSCH_SF_ADD_ACK消息；

步骤SC5：在T2到期之前收到中间节点B回复的DSCH_SF_ADD_ACK消息，则结束目的节点服务流建立流程，否则，执行步骤SC6；

步骤SC6：判断T2定时器是否到期，如果到期，则结束目的节点服务流建立流程，否则，执行步骤SC5。

通过以上结合附图对本发明具体实施例的描述，本发明的其它方面及特征对本领域的技术人员而言是显而易见的。

以上对本发明的具体实施例进行了描述和说明，这些实施例应被认为其只是示例性的，并不用于对本发明进行限制，本发明应根据所附的权利要求进行解释。