选择网络节点加入网络的方法及其通信设备

摘要

本发明实施例提供一种选择网络节点加入网络的方法。该方法包括：获取与网关的相对距离最小的网络节点；获取所述相对距离最小的网络节点对应的最大冲突负载值；将获取的所述最大冲突负载值与其它网关的相对距离最小的网络节点对应的最大冲突负载值进行比较；若确定所述获取的最大冲突负载值最小时，将所述相对距离最小的网络节点加入所述网关的路由树。本发明实施例还提供一种通信设备，可实现合理的网络拓扑和构建出较优的网络拓扑。

说明书

技术领域

本发明涉及网络技术，特别涉及一种选择网络节点加入网络的方法及其通信设备。

背景技术

目前，无线网状网络(WMN，Wireless Mesh Networks)因为其潜在的应用越来越多地被业界所关注，其应用包括：因特网终端接入、实时多媒体应用、网上游戏等。无线网状网由Mesh节点和网关组成，其中，网关与Internet有直接的有线连接，Mesh节点则需通过无线链路经过多跳通过网关节点将数据传送到因特网。

在无线网状网中的主要性能指标是每个节点的端到端的吞吐量，该吞吐量与网络的最大冲突负载成反比。最大冲突负载是网络中与任一条链路相干扰的所有链路的负载之和的最大值，因此最大化网络的吞吐量的问题可通过最小化网络中的最大冲突负载来解决。

常见的无线网状网的拓扑是以各个网关为根的路由树的集合。通过网络的拓扑控制，即构造特定连接关系的路由树，可以有效地改善网络的吞吐量。现有的可用于无线网状网的拓扑控制方法有最小化冲突负载的贪心法。

但是在实现本发明的过程中发明人发现现有技术的缺陷在于：采用最小化冲突负载的贪心方法时，若网关在网络中的位置分布不是很均匀，网络的性能很大程度上取决于节点加入网络的顺序，在这类场景下，采用该方法形成的网络拓扑不合理，网络的整体性能不高。

发明内容

本发明实施例提供一种选择网络节点加入网络的方法及其通信设备，以实现合理的网络拓扑和构建出较优的网络拓扑。

根据本发明的一方面，提供一种选择网络节点加入网络的方法，所述方法包括：

获取与第一网关的相对距离最小的网络节点；

获取所述相对距离最小的网络节点对应的最大冲突负载值；

将获取的所述最大冲突负载值与其它网关的相对距离最小的网络节点对应的最大冲突负载值进行比较；

若确定所述获取的最大冲突负载值最小时，将所述相对距离最小的网络节点加入所述第一网关的路由树，以加入所述网络。

根据本发明的另一方面，还提供一种应用于选择网络节点加入网络的通信设备，所述通信设备包括：

获取单元，用于获取与第一网关的相对距离最小的网络节点，并获取所述相对距离最小的网络节点对应的最大冲突负载值；

确定单元，用于将获取的所述最大冲突负载值与其它网关的相对距离最小的网络节点对应的最大冲突负载值进行比较，若确定所述获取的最大冲突负载值最小时，将所述相对距离最小的网络节点加入所述第一网关的路由树，以加入所述网络。

本发明实施例提供的技术方案，通过获取与网关的相对距离最小并且加入网络所产生的最大冲突负载值最小的网络节点，并将该网络节点加入至该网关的路由树，从而可实现可按照合理的顺序选择网络节点加入网络，从而实现合理的网络拓扑和构建出较优的网络拓扑。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例1的选择网络节点加入网络的方法的流程图；

图2是本发明实施例2的选择网络节点加入网络的方法的流程图；

图3是本发明实施例2的获取最大冲突负载值的流程图；

图4是本发明实施例2的节点加入网络的流程图；

图5是本发明实施例3的通信设备的构成图；

图6是本发明实施例4的获取单元的构成图；

图7是本发明实施例4的确定单元的构成图；

图8是本发明实施例5的网络拓扑的示意图；

图9是本发明实施例5的链路干扰的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本发明实施例提供一种选择网络节点加入网络的方法，如图1所示，该方法包括：由于网络会存在多个网关，因此，在本实施例中，以多个网关中的其中一个网关作为例子，即第一网关，当然，在本实施例中，网关之间没有次序之分，第一网关可以指多个网关的任何一个网关。

步骤101，获取与第一网关的相对距离最小的网络节点。

在本实施例中，网关可以根据预先获取的与该第一网关相邻的网络节点到所有网关的跳数信息以及该第一网关到其他网关的跳数信息，计算与该第一网关相邻的网络节点到该第一网关的相对距离；从与所述第一网关相邻的网络节点中选择所述相对距离最小的网络节点。在本实施例中，由于网络中有多个网关，因此，可以获取与每个网关的相对距离最小的网络节点，即网络中的每个网关可对应一个相对距离最小的网络节点。

步骤102，获取相对距离最小的网络节点加入网络所带来的最大冲突负载值；在本实施例中，也可以理解为，获取多个相对距离最小的网络节点加入网络所带来的最大冲突负载值。在本实施例中，可以每个网关可获取其对应的该相对距离最小的网络节点加入网络所带来的最大冲突负载值。在本实施例中，可以包括获取本地网关的相对距离最小的网络节点加入网络所带来的最大冲突负载值，还包括获取其它网关的相对距离最小的网络节点加入网络所带来的最大冲突负载值。

步骤103，将获取的该最大冲突负载值与其它网关的相对距离最小的网络节点对应的最大冲突负载值进行比较。在本实施例中，也可以理解为，将每个网关获取的其对应的该相对距离最小的网络节点加入网络所带来的最大冲突负载值进行比较，以获取多个最大冲突负载值中值最小的最大冲突负载值。在本实施例中，其它网关为多个网关中除第一网关以外的网关。

步骤104，若确定该获取的最大冲突负载值最小，将该相对距离最小的网络节点加入该第一网关的路由树，以加入所述网络。在本实施例中，也可以理解为，将多个最大冲突负载值中值最小的最大冲突负载值对应的网络节点，加入到其对应的网关的路由树，以加入所述网络。

在本实施例中，该网络可为无线网状网络WMN，该网络节点可为无线网状网络中的Mesh节点。但不限于此，该网络也可为其他任何需要拓扑控制的网络。

在本实施例中，该跳数信息可预先获得，可由该网络中的各个网关广播通告帧来获得各个网络节点到相邻网关的跳数信息、以及每个网关到其他网关的跳数信息。这样，每个网络节点可保存到各个网关的跳数信息，每个网关也可保存到其他网关的跳数信息。但不限于此，还可采用其他方法来获得该跳数信息。

在本实施例中，可由预先获得的该跳数信息计算与网关相邻的网络节点到该网关的相对距离。这样，该网络中的每个网关可对应一个相对距离最小的网络节点。

在本实施例中，网关可与对应的相对距离最小的网络节点进行交互，获得该相对距离最小的网络节点加入该网络后所带来的最大冲突负载值。该网关可将获取的该最大冲突负载值与其它网关的相对距离最小的网络节点对应的最大冲突负载值进行比较，若确定该网关获取的最大冲突负载值最小，则该网关通知该相对距离最小的网络节点加入该网关的路由树。

在本实施例中，可在开始网络拓扑构建后，根据上述方法依次选择网络节点加入网络，直到该网络中所有网络节点加入网络为止，这样，可构建较优的网络拓扑。

由上述实施例可知，通过综合考虑网络节点与网关的相对距离以及网络的最大冲突负载信息，确定与网关的相对距离最小并且加入网络所产生的最大冲突负载值最小的网络节点，并将该网络节点加入至该网关，从而可实现按照合理的顺序选择网络节点加入网络，从而实现合理的网络拓扑和构建出较优的网络拓扑。

实施例2

本发明实施例提供一种选择网络节点加入网络的方法，如图2所示，该方法包括：

步骤201，获取跳数信息。

在本实施例中，在网络拓扑构建之前，可通过广播通告帧预先收集网络中每个网络节点到所有网关的跳数信息、以及每个网关到其他网关的跳数信息。这样，每个网络节点可保存到各个网关的跳数信息，每个网关也可保存到其他网关的跳数信息。

步骤202，根据该跳数信息计算相对距离。

在本实施例中，对于每个网关，可计算与该网关相邻的各个网络节点到该网关的相对距离。

例如，假设无线网状网络中有M个网关，网关的集合W＝{g₁，g₂，...，g_M}，并且将网络中某个节点u到节点v的跳数记为h_u，v。对于某个Mesh节点u，可定义在节点u与网关集合的跳数矢量H_u为对于某个网关g_i，该网关与网关集合的跳数矢量为

节点u和网关g_i之间的相对距离，实际上可以通过矢量H_u与之间的夹角来衡量。如果矢量H_u与之间的夹角越小，则表示节点u和网关g_i越“靠近”。因此，可定义节点u和网关g_i之间的相对距离d(u，g_i)为

$d(u,g_i)={\cos }^{-1}\left(\frac{H_u·H_{g_i}}{\left|H_u\right|·\left|H_{g_i}\right|}\right)={\cos }^{-1}\left(\frac{\underset{g_j\in W}{\Sigma }{h}_{u,g_j}{h}_{g_i,g_j}}{\sqrt{\underset{g_j\in W}{\Sigma }{h}_{u,g_j}^2}·\sqrt{\underset{g_j\in W}{\Sigma }{h}_{g_i,g_j}^2}}\right)$

其中，cos^-1()是反余弦函数。

步骤203，选择相对距离最小的网络节点。

在本实施例中，网关可从相邻的网络节点中选择相对距离最小的网络节点作为该网关的候选节点。在本实施例中，每个网关可选择与其相对距离最小的网络节点。以第一网关为例，本步骤可以为第一网关选择与其相对距离最小的网络节点。

步骤204，获取该相对距离最小的网络节点对应的最大冲突负载值。

在本实施例中，网关可与该相对距离最小的网络节点进行交互，来获得该相对距离最小的网络节点加入网络后所带来的最大冲突负载值。在本实施例中，每个网关可以与其相对距离最小的网络节点进行交互。

步骤205，比较该最大冲突负载值。

在本实施例中，网关可将获取的该最大冲突负载值与其它网关的相对距离最小的网络节点对应的最大冲突负载值进行比较，若该获取的最大冲突负载值最小，则转步骤206；否则，该过程结束。在本实施例中，以第一网关为例，第一网关将获取的最大冲突负载值与其它网关的相对距离最小的网络节点对应的最大冲突负载值进行比较，即每个网关可以将其获取的最大冲突负载值与其它网关的相对距离最小的网络节点对应的最大冲突负载值进行比较。

在本实施例中，该每个网关可通过发送消息获得其他网关的相对距离最小的网络节点对应的最大冲突负载值，但不限于此，可根据实际情况确定。

步骤206，通知该相对距离最小的网络节点加入该网关的路由树，以加入所述网络。在本实施例是，以第一网关为例，通知该相对距离最小的网络节点加入第一网关的路由树，以加入所述网络。

在本实施例中，若由步骤205的结果得到该获取的最大冲突负载值最小，则该网关通知该相对距离最小的网络节点加入该网关的路由树，以加入所述网络；若由步骤205的结果得到该获取的最大冲突负载值不为最小，则该网关不做任何处理，由最小的最大冲突负载值对应的网关进行处理。

例如，网络节点u为网关g_i对应的相对距离最小的网络节点，网关g_i将网络节点u对应的最大冲突负载值与其它网关的相对距离最小的网络节点对应的最大冲突负载值进行比较。若网络节点u对应的最大冲突负载值最小，则网关g_i通知网络节点u加入网关g_i的路由树；若网络节点u对应的最大冲突负载值不为最小，而是网络节点v对应的最大冲突负载值最小，网络节点v对应网关g_k，则由网关g_k通知网络节点v加入网关g_k的路由树，网关g_i不做处理。

在本实施例中，如图3所示，步骤204中获取相对距离最小的网络节点对应的最大冲突负载值的步骤，包括：

步骤301，网关向该相对距离最小的网络节点发送邀请报文。

在本实施例中，该邀请报文可为Invite包。当该网关与该相对距离最小的网络节点之间的路径不存在中间节点时，该网关直接向该相对距离最小的网络节点发送邀请报文；当该网关与该相对距离最小的网络节点之间的路径存在至少一个中间节点时，该网关可通过该路径向该相对距离最小的网络节点发送邀请报文，该路径可为最短路径，即该网关与该相对距离最小的网络节点之间跳数最小，从而可以使报文转发的开销最小。

步骤302，网关接收该相对距离最小的网络节点发送的加入报文。

在本实施例中，该相对距离最小的网络节点接收到该网关发送的邀请报文后，向该网关发送加入报文，该加入报文可为Join包。

在本实施例中，当该网关与该相对距离最小的网络节点之间的路径不存在中间节点时，该网关直接接收该加入报文，该加入报文包括该相对距离最小的网络节点的业务负载；

在本实施例中，当该网关与该相对距离最小的网络节点之间的路径存在至少一个中间节点时，该加入报文通过该路径上的中间节点逐跳转发，该加入报文包括相对距离最小的网络节点的业务负载。

例如，当网关g_i与该相对距离最小的网络节点u之间的路径存在中间节点f时，网络节点u沿该路径发送Join包，该Join包包括该网络节点u的业务负载l(u)；该中间节点f接收到该Join包后，更新自身的冲突负载C′(f)＝C(f)+2l(u)，其中，C′(f)为该中间节点f更新后的冲突负载，C(f)为该中间节点f更新前的冲突负载，l(u)为接收到的该Join包所包括的网络节点u的业务负载；之后，该中间节点f沿该路径发送Join包，该Join包包括网络节点u的业务负载。

在本实施例中，不在该路径上的网络节点也可侦听到该Join包。当该不在该路径上的网络节点侦听到该Join包时，该不在该路径上的网络节点受到干扰，可称其为干扰节点。干扰节点更新自身的冲突负载，并获取发送该加入报文的网络节点信息。

在本实施例中，干扰节点可在第一次侦听到Join包时启动定时器，预定时间T2，在预定时间T2内，该干扰节点可侦听到多个Join包。当预定时间到期时，该干扰节点可向最后一次发送Join包的源节点发送冲突负载包，该冲突负载包携带该干扰节点更新后的冲突负载，该冲突负载包可为Collision_load包。

例如，不在该路径上的网络节点v侦听到Join包后，更新自身的冲突负载C′(v)＝C′(v)+l(u)；其中，C′(v)为估算的该干扰节点v的冲突负载(C′(v)的初始值为C(v))。当T2到期时，向最后一次发送Join包的源节点发送Collision_load包，该Collision_load包携带C′(v)。

在本实施例中，当该路径上的网络节点收到一个或多个干扰节点发送的冲突负载包时，该路径上的网络节点从该一个或多个冲突负载包中的冲突负载、以及自身的冲突负载中选择最大值，将该最大值保存为该路径上的网络节点的最大冲突负载值，该最大冲突负载值可为max_collision_load，初始值可为自身的冲突负载。

例如，该路径上的网络节点f收到干扰节点v发送的Collision_load包时，比较C′(v)和C′(f)，将最大值保存为该网络节点f的max_collision_load值。

步骤303，网关接收该相对距离最小的网络节点发送的冲突负载包。

在本实施例中，该相对距离最小的网络节点发送加入报文后，在预定时间T1后，可向该网关发送冲突负载包，该预定时间T1＞T2。

在本实施例中，当该网关与该相对距离最小的网络节点之间的路径不存在中间节点时，该网关直接接收该冲突负载包，以得到该相对距离最小的网络节点加入网络所带来的最大冲突负载值。其中，该冲突负载包包括该最大冲突负载值，该最大冲突负载值为该相对距离最小的网络节点的冲突负载与干扰节点的冲突负载中的最大的冲突负载。

例如，在该相对距离最小的网络节点u发送加入报文后，接收到干扰节点v发送的冲突负载包。在预定时间T1到期时，该网络节点u将本身的冲突负载C(u)、干扰节点的冲突负载C′(v)中的最大值包括在Collision_load包中，发送给该网关。该网关直接接收该冲突负载包，以得到该网络节点u加入网络所带来的最大冲突负载值。

在本实施例中，当该网关与该相对距离最小的网络节点之间的路径存在至少一个中间节点时，该冲突负载包通过该路径上的中间节点逐跳转发，该冲突负载包包括最大冲突负载值，该最大冲突负载值根据该路径上的网络节点的冲突负载、或者该路径上的网络节点的冲突负载和干扰节点的冲突负载逐跳计算。

例如，当网关g_i与该相对距离最小的网络节点u之间的路径存在中间节点f时，网络节点u沿该路径发送Collision_load包，该Collision_load包包括max_collision_load值；该中间节点f接收到该Collision_load包后，比较该Collision_load包中的max_collision_load值是否大于该中间节点f保存的max_collision_load值。若大于，则将自身保存的max_collision_load值更新为该Collision_load包包括的max_collision_load值，然后沿该路径继续发送该Collision_load包。若小于或等于，不进行任何操作。

在本实施例中，如图4所示，步骤206中通知该相对距离最小的网络节点加入该网关的路由树的步骤，包括：

步骤401，网关向该相对距离最小的网络节点发送接受报文；以第一网关为例，第一网关向该相对距离最小的网络节点发送接受报文。

在本实施例中，该接受报文可为Accept包。

步骤402，接收该相对距离最小的网络节点发送的确认报文，确定该相对距离最小的网络节点加入该网关的路由树。以第一网关为例，确定该相对距离最小的网络节点加入该第一网关的路由树

在本实施例中，该确认报文可为Confirm包，该相对距离最小的网络节点接收到该Accept报文，发送Confirm包。该Confirm包沿路径逐跳转发，直到该网关接收到该Confirm包。该网关接收到该Confirm包后，确定将该相对距离最小的网络节点加入路由树中。

由上述实施例可知，通过综合考虑网络节点与网关的相对距离以及网络的最大冲突负载信息，确定与网关的相对距离最小并且加入网络所产生的最大冲突负载值最小的网络节点，并将该网络节点加入至该网关，从而可实现按照合理的顺序选择网络节点加入网络，从而实现合理的网络拓扑和构建出较优的网络拓扑；并且，在构建网络拓扑的过程中，通过网关与网络节点的交互，使得每个网络节点及时更新并反馈自身链路的冲突负载信息，从而为网关的决策提供准确的依据。

实施例3

本发明实施例提供一种应用于选择网络节点加入网络的通信设备，如图5所示，该通信设备包括：计算单元501、获取单元502和确定单元503。由于网络会存在多个网关，因此，在本实施例中，以多个网关中的其中一个网关作为例子，即第一网关，当然，在本实施例中，网关之间没有次序之分，第一网关可以指多个网关的任何一个网关。

其中，该计算单元501用于获取与第一网关的相对距离最小的网络节点。在本实施例中，计算单元501可以根据预先获取的与第一网关相邻的网络节点到所有网关的跳数信息以及该第一网关到其他网关的跳数信息计算该网络节点到该第一网关的相对距离；该获取单元502与该计算单元501连接，用于获取该相对距离最小的网络节点加入网络所带来的最大冲突负载值，在本实施例中，由于网络有多个网关，可以每个网关可有与其对应的该相对距离最小的网络节点加入网络所带来的最大冲突负载值。在本实施例中，获取单元502可以获取第一网关的相对距离最小的网络节点加入网络所带来的最大冲突负载值，还可以获取其它网关的相对距离最小的网络节点加入网络所带来的最大冲突负载值；该确定单元503与该获取单元502连接，用于将获取的最大冲突负载值与其它网关的相对距离最小的网络节点对应的最大冲突负载值进行比较。在本实施例中，确定单元503可以将每个网关获取的其对应的该相对距离最小的网络节点加入网络所带来的最大冲突负载值进行比较，以获取多个最大冲突负载值中值最小的最大冲突负载值。若确定该获取的最大冲突负载值最小，确定单元503通知该相对距离最小的网络节点加入该第一网关的路由树。

在本实施例中，该网络可为无线网状网络WMN，该网络节点可为无线网状网络中的Mesh节点。但不限于此，该网络也可为其他任何需要拓扑控制的网络。

在本实施例中，该通信设备可与网关集成起来使用。该通信设备的工作流程可如实施例1所述，此处不再赘述。

由上述实施例可知，通过综合考虑网络节点与网关的相对距离以及网络的最大冲突负载信息，确定与网关的相对距离最小并且加入网络所产生的最大冲突负载值最小的网络节点，并将该网络节点加入至该网关，从而可实现按照合理的顺序选择网络节点加入网络，从而构建出较优的网络拓扑。

实施例4

为更好的描述网络拓扑的具体实现，本发明实施例提供一种通信设备，该通信设备包括：计算单元501、获取单元502和确定单元503。

在本实施例中，该计算单元501计算相对距离时，可采用如下公式：

$d(u,g_i)={\cos }^{-1}\left(\frac{H_u·H_{g_i}}{\left|H_u\right|·\left|H_{g_i}\right|}\right)={\cos }^{-1}\left(\frac{\underset{g_j\in W}{\Sigma }{h}_{u,g_j}{h}_{g_i,g_j}}{\sqrt{\underset{g_j\in W}{\Sigma }{h}_{u,g_j}^2}·\sqrt{\underset{g_j\in W}{\Sigma }{h}_{g_i,g_j}^2}}\right);$

其中，g_i为网关，u为与该网关相邻的网络节点，d(u，g_i)为该网络节点u和该网关g_i的相对距离，为该网络节点u到该网关g_i的跳数，为该网关g_i到网关g_j的跳数，W为网关集合{g₁，g₂，...，g_M}，为该网络节点u与网关集合{g₁，g₂，...，g_M}的跳数矢量，为该网关g_i与网关集合{g₁，g₂，...，g_M}的跳数矢量。

在本实施例中，如图6所示，当相对距离最小的网络节点与第一网关之间的路径不存在中间节点时，该获取单元502可包括：第一发送单元601、第一接收单元602和第二接收单元603。

其中，该第一发送单元601用于向该相对距离最小的网络节点发送邀请报文；该第一接收单元602用于接收该相对距离最小的网络节点发送的加入报文，该加入报文包括相对距离最小的网络节点的业务负载；该第二接收单元603与该第一接收单元602连接，用于当第一接收单元602接收该相对距离最小的网络节点发送的加入报文后，接收该相对距离最小的网络节点发送的冲突负载包，以得到该相对距离最小的网络节点加入网络所带来的最大冲突负载值；其中，该相对距离最小的网络节点在达到预设时间时发送该冲突负载包，该冲突负载包包括该最大冲突负载值，该最大冲突负载值为该相对距离最小的网络节点的冲突负载与干扰节点的冲突负载中的最大的冲突负载。

在本实施例中，如图6所示，当相对距离最小的网络节点与第一网关之间的路径存在至少一个中间节点时，该获取单元502还可包括：第二发送单元604、第三接收单元605和第四接收单元606。

其中，该第二发送单元604用于网关通过该路径向该相对距离最小的网络节点发送邀请报文；该第三接收单元605用于接收该相对距离最小的网络节点通过该路径的中间节点转发的加入报文；其中，该加入报文包括该相对距离最小的网络节点的业务负载；该第四接收单元606与该第三接收单元605连接，用于当第三接收单元605接收该相对距离最小的网络节点通过该路径的中间节点转发的加入报文后，接收该相对距离最小的网络节点通过该路径的中间节点转发的冲突负载包，以得到该相对距离最小的网络节点加入网络所带来的最大冲突负载值；其中，该相对距离最小的网络节点发送加入报文后，该相对距离最小的网络节点在达到预设时间时发送该冲突负载包，该冲突负载包包括该最大冲突负载值，该最大冲突负载值根据该路径上的网络节点的冲突负载、或者该路径上的网络节点的冲突负载和干扰节点的冲突负载逐跳计算。

在本实施例中，如图7所示，该确定单元503还包括：第三发送单元701和加入单元702；其中，该第三发送单元701用于网关向该相对距离最小的网络节点发送接受报文；该加入单元702用于接收该相对距离最小的网络节点发送的确认报文，确定该相对距离最小的网络节点加入该网关的路由树。

在本实施例中，该通信设备可与网关集成起来使用。该通信设备的工作流程可如实施例2所述，此处不再赘述。

由上述实施例可知，通过综合考虑网络节点与网关的相对距离以及网络的最大冲突负载信息，可按照合理的顺序选择网络节点加入网络，从而构建出较优的网络拓扑；并且，在构建网络拓扑的过程中，通过网关与网络节点的交互，使得每个网络节点及时更新并反馈自身链路的冲突负载信息，从而为网关的决策提供准确的依据。

实施例5

本发明实施例提供一种选择网络节点加入网络的方法，以下结合图8、图9，通过实例对该选择网络节点加入网络的方法进行详细说明。

如图8所示，该无线网状网络中有两个网关G1、G2和多个网络节点A、B、...。当开始构建网络拓扑时，可预先获得跳数信息。例如，A节点保存了到网关G1、G2的跳数；网关G1、G2也保存了到对方的跳数。

首先，网关G1可根据跳数信息计算相邻的网络节点到该网关G1的相对距离；同时，网关G2也可根据跳数信息计算相邻网络节点到该网关G2的相对距离。可采用反余弦函数计算，如实施例2、4所述，此处不再赘述。

例如，网关G1对应的相对距离最小的网络节点为A，网关G2对应的相对距离最小的网络节点为B。

其次，对于网关G1、G2分别获取网络节点A、B加入网络后所带来的最大负载值。

现以G1与A之间的交互为例进行说明：

如图9所示，G1与A之间的路径存在E、H两个中间节点。G1首先沿G1->H->E->A发送邀请报文；A收到该邀请报文后，启动定时器，预定时间为T1，并发送加入报文，其中，该加入报文包括A的业务负载l(A)，E收到该加入报文后，更新自身冲突负载C′(E)＝C′(E)+2l(A)，并向H转发该加入报文，此时该加入报文包括C′(E)，H收到该加入报文后，更新自身冲突负载C′(H)＝C′(H)+2l(A)，并向G1转发该加入报文，此时该加入报文包括l(A)。

在路径G1->H->E->A以外的网络节点有可能侦听到该加入报文，例如，网络节点F侦听到A发送的加入报文，此时，F更新自身冲突负载C′(F)＝C′(F)+l(A)，并同时启动定时器，预定时间为T2，T2＜T1，在T2还没有到期时，F又侦听到了E发送的加入报文，F再次更新自身冲突负载C′(F)＝C′(F)+l(A)。当T2到期时，F向E发送冲突负载包，该冲突负载包包括C′(F)，E接收到该冲突负载包后，比较C′(E)和C′(F)，将其中最大值保存为max_collision_load值。

A在T1到期时，沿A->E->H->G1发送冲突负载包，该冲突负载包包括最大冲突负载值M(A)；该中间节点E接收到该冲突负载包后，比较该M(A)是否大于该中间节点E保存的max_collision_load值。若大于，则将C保存的max_collision_load值更新为M(A)；若小于或等于，则将该M(A)更新为E保存的max_collision_load值。然后将冲突负载包发送给H，继续同样的操作，直到发送给G1。这样，网关G1可获取网络节点A加入网络后所带来的最大负载值M′(A)。

再次，网关G1将M′(A)和网关G2所获得的网络节点B所对应的最大冲突负载值M′(B)比较。若M′(A)＜M′(B)，则网关G1将A加入G1的路由树；若M′(A)＞M′(B)，则网关G1不做任何操作，由网关G2将B加入G2的路由树。

这样，根据上述方法依次选择网络节点加入网络，直到该网络中所有网络节点加入网络为止，可构建较优的网络拓扑。

由上述实施例可知，通过综合考虑网络节点与网关的相对距离以及网络的最大冲突负载信息，获取与网关的相对距离最小并且加入网络所产生的最大冲突负载值最小的网络节点，并将该网络节点加入至该网关的路由树，可按照合理的顺序选择网络节点加入网络，从而实现合理的网络拓扑和构建出较优的网络拓扑；并且，在构建网络拓扑的过程中，通过网关与网络节点的交互，使得每个网络节点及时更新并反馈自身链路的冲突负载信息，从而为网关的决策提供准确的依据。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。