[发明专利]时隙分配方法、装置和时分多址树形网络

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种时隙分配方法、装置和时分多址树形网络。

背景技术

MAC（(Medium Access Control，介质访问控制）层协议被设计以保证网络中特定发射器的无线资源，例如时隙、频率信道、扩频编码等。对于ad hoc网络，由于缺乏中央管理，这样的保证通过握手或协商来提供。

载波侦听多址接入（CSMA，Carrier Sense Multiple Access）是MAC层协议最常用的。每个潜在的发送节点必须在实际向网络发包之前感应信道的状态。当该感应未能反应信道的实际状态时，即发生了冲突，这在文献中被称为隐藏终端问题。对于大规模网络，当大量节点试图在同一时间发送数据包时，该问题变得更加严重。最后，服务质量急剧下降，不能满足应用的需求。

时分多址（TDMA，Time Division Multiple Access）为MAC层协议提供了另外一种选择。预留独占时隙以用于传输，由此保证了较高的服务质量。在IEEE802.15.4规范中，超帧的一部分，称为无碰撞周期（CFP，Collision-Free Period）被用于TDMA传输。在这样的周期内最小的支配单元被称为保证时隙（GTS，Guaranteed Time Slot）。

应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本发明的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本发明的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

发明内容

发明人在实现本发明的过程中发现，IEEE802.15.4规范只提供了星形拓扑结构的网络中的基本的GTS调度机制。不能支持其他复杂类型的网络中的时隙分配，尤其是大规模和ad hoc模式下。

本发明实施例提供了一种时隙分配方法、装置和时分多址树形网络，以支持各种复杂类型的网络中的时隙分配。

根据本发明实施例的第一方面，提供了一种时分多址（TDMA）树形网络中的节点，其中，所述节点包括：

确定单元，其根据所述节点的跳数确定用于发送数据包的时隙范围或用于重传数据包的时隙范围或用于转发数据包的时隙范围；

发送单元，其在用于发送数据包的时隙范围内选择时隙发送数据，或者在用于重传数据包的时隙范围内选择时隙重传未被成功接收的数据，或者在用于转发数据包的时隙范围内选择时隙转发数据；

其中，根据时分多址（TDMA）树型网络中可复用相同时隙的节点的跳数差和最大跳数，所有时隙被等分为多行，每行的时隙被分为多段，其中，每一行上的时隙供预定跳数的节点使用，每一段上的时隙供对应该行的预定跳数的节点发送或转发或重传数据包。

根据本发明实施例的第二方面，提供了一种时隙分配方法，其中，所述方法包括：

每个节点根据自己的跳数确定用于发送数据包的时隙范围或用于重传数据包的时隙范围或用于转发数据包的时隙范围；

所述节点在用于发送数据包的时隙范围内选择时隙发送数据，或者在用于重传数据包的时隙范围内选择时隙重传未被成功接收的数据，或者在用于转发数据包的时隙范围内选择时隙转发数据；

其中，根据时分多址（TDMA）树型网络中可复用相同时隙的节点的跳数差和最大跳数，所有时隙被等分为多行，每行的时隙被分为多段，其中，每一行上的时隙供预定跳数的节点使用，每一段上的时隙供对应该行的预定跳数的节点发送或转发或重传数据包。

根据本发明实施例的第三方面，提供了一种时分多址（TDMA）树形网络，其中，所述网络包括sink节点以及至少一个前述的节点。

本发明的有益效果在于：通过本发明实施例的方法、装置和网络，可以支持各种复杂类型的网络中的时隙分配，保证所有数据包在一定时间内到达汇聚节点（sink），由此减少了数据包的传输时延。

参照后文的说明和附图，详细公开了本发明的特定实施方式，指明了本发明的原理可以被采用的方式。应该理解，本发明的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本发明的实施方式包括许多改变、修改和等同。

针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

附图说明