用于基于竞争的通信方法和装置以及相应的通信系统制造方法及图纸

本公开的各个实施例提供了基于竞争的通信方法和装置以及相应的通信系统。在一种基于竞争的通信方法中，在第一竞争层的第一竞争帧中向网络节点传输消息。该方法还包括从网络节点接收针对第一竞争帧的第一反馈信息。反馈信息包括帧数目，帧数目指示网络节点在第一竞争帧处确定的、将为第一竞争层之后的第二竞争层分配的帧的累计数目。该方法还包括响应于未成功传输消息，至少基于第一反馈信息来确定在第二竞争层中的第二竞争帧和末尾帧的位置。该方法进一步包括基于第二竞争帧和末尾帧的位置，在第二竞争层中除了第二竞争帧和末尾帧之外的帧的持续时间内切换到睡眠模式。

Method and apparatus for contention based communication and corresponding communication system

Various embodiments of the present disclosure provide a competitive communication method and apparatus, and a corresponding communication system. In a contention based communication method, messages are transmitted to a network node in the first competition frame of the first contention layer. The method also includes receiving the first feedback information for the first contention frame from the network node. The feedback information includes the number of frames, the number of frames indicating the cumulative number of frames that the network node determines at the first competition frame and will be allocated for the second contention layer after the first contention layer. The method also includes determining the position of the second competing frame and the end frame in the second competition layer, based on at least the first feedback information in response to the unsuccessful transmission message. The method further includes switching to sleep mode in the second competition layer, in addition to the second competing frames and the end frames, in the second competition layer based on the position of the competing frame and the end frame.

【技术实现步骤摘要】
用于基于竞争的通信方法和装置以及相应的通信系统
本公开的实施例主要涉及通信领域，并且更具体地，涉及用于基于竞争的通信方法和装置以及相应的通信系统。
技术介绍
在最近的通信发展中，正在研究对于机器到机器(M2M)网络的部署。M2M网络的一个目标在于将大量终端设备进行互连。这些设备可以自主地长期工作(例如，数年或者数十年)，以便执行信息采集、信息处理、信息上报等任务。这就要求这些设备对能量的消耗较小。M2M网络的特点在于大量终端设备可能同时向上层网络节点发送数据，并且通常每个设备发送的数据量都较小。然而，这一特点会导致M2M网络中的设备由于数据传输的冲突和信令开销等而消耗大量的能量。在通信系统中，通常采用两种方式来让终端设备获得用于数据传输的资源。在诸如第三代合作伙伴计划(3GPP)长期演进(LTE)网络之类的当前通信系统中，采用基于预留的方案。基于预留的方案需要网络节点、诸如基站预先获知网络拓扑，以便建立一套调度机制来允许服务的每个设备在没有冲突的情况下进行数据传输。然而，因为可调度资源的有限性，基于预留的方案对于以高密度方式进行设备部署的M2M网络而言不适用。此外，M2M网络在短时间内以高频率发生小数据传输，如果以预留方式调度资源，将产生大量的信令开销。另一种方式是基于竞争的方案。基于竞争的方案不需要对网络拓扑的先验知识。在该方案中，终端设备被允许直接发送数据而不是浪费时间和能量在额外的调度信令上。具体地，多个设备在每个竞争时段中直接传输数据，如果在该竞争时段中没有冲突(即仅一个设备竞争该时段)，则可以成功传输数据。否则的话，未成功传输数据的设备继续在下一竞争时段中进行竞争。然而，由于大量设备的竞争而导致的冲突，会使得终端设备花费较长的时间才能成功传输数据，使得设备的能量效率较低，严重影响系统性能，特别是对于服务低功耗小数据传输的设备的网络而言。注意到，以上讨论的问题不限于任何特定的通信环境和设备，而是可能出现在任何适当的系统中。
技术实现思路
本公开的实施例的目的在于提供一种基于竞争的通信的解决方案。根据本公开的第一方面，提供了一种基于竞争的通信方法。该方法可以在终端设备处被执行。该方法包括在第一竞争层的第一竞争帧中向网络节点传输消息。该方法还包括从网络节点接收针对第一竞争帧的第一反馈信息。反馈信息包括帧数目，帧数目指示网络节点在第一竞争帧处确定的、将为第一竞争层之后的第二竞争层分配的帧的累计数目。该方法还包括响应于未成功传输消息，至少基于第一反馈信息来确定在第二竞争层中的第二竞争帧和末尾帧的位置。该方法进一步包括基于第二竞争帧和末尾帧的位置，在第二竞争层中除了第二竞争帧和末尾帧之外的帧的持续时间内切换到睡眠模式。根据本公开的第二方面，提供了一种基于竞争的通信方法。该方法可以在网络节点处被执行。该方法包括确定针对第一竞争层的第一竞争帧的竞争状态，其中至少一个终端设备在第一竞争帧中传输消息。该方法还包括基于竞争状态，确定针对第一竞争帧的帧数目，其中帧数目指示在第一竞争帧处确定的、将为第一竞争层之后的第二竞争层分配的帧的累计数目。该方法进一步包括传输针对第一竞争帧的反馈信息，其中反馈信息包括所确定的帧数目。根据本公开的第三方面，提供了一种基于竞争的通信装置。该装置包括消息发射器，被配置为在第一竞争层的第一竞争帧中向网络节点传输消息。该装置还包括反馈接收器，被配置为从网络节点接收针对第一竞争帧的第一反馈信息，其中第一反馈信息包括帧数目，帧数目指示网络节点在第一竞争帧处确定的、将为第一竞争层之后的第二竞争层分配的帧的累计数目。该装置还包括竞争确定器，被配置为响应于未成功传输消息，至少基于第一反馈信息来确定在第二竞争层中的第二竞争帧和末尾帧的位置。该装置进一步包括模式切换器，被配置为基于第二竞争帧和末尾帧的位置，在第二竞争层中除了第二竞争帧和末尾帧之外的帧的持续时间内切换到睡眠模式。根据本公开的第四方面，提供了一种基于竞争的通信装置。该装置包括竞争状态确定器，被配置为确定针对第一竞争层的第一竞争帧的竞争状态，其中至少一个终端设备在第一竞争帧中传输消息。该装置还包括帧数目确定器，被配置为基于竞争状态，确定针对第一竞争帧的帧数目，其中帧数目指示在第一竞争帧处确定的、将为第一竞争层之后的第二竞争层分配的帧的累计数目。该装置进一步包括反馈发射器，被配置为传输针对第一竞争帧的反馈信息，其中反馈信息包括所确定的帧数目。根据本公开的第五方面，提供了一种通信系统。该通信系统包括至少一个终端设备，每个终端设备根据以上第三方面所述的装置。该通信系统还包括网络节点，其包括根据以上第四方面所述的装置。通过下文描述将会理解，根据本公开的示例实施例，网络节点在确定竞争层的竞争帧的反馈信息时，不仅确定该帧的竞争状态，还确定在当前帧处将为下一竞争层分配的帧的累计数目。由于该累计数目的增加，网络设备仅监听较少数目的帧的反馈信息就可以确定出在下一层中的竞争帧位置。在下一层中除了竞争帧(以及为了确定竞争帧位置而需要监听的末尾帧)之外的其他帧中，终端设备可以切换到睡眠模式。根据本公开的实施例，终端设备仅需要在较少的帧中耗费能量用于数据传输和对反馈信息的监听，而在其他帧中可以切换到节约能量的睡眠模式。因此，终端设备的能量效率得到显著提高，并且整个系统的性能得到改进。本公开的示例实施例所带来的其他益处将通过下文描述而清楚。附图说明通过参考附图阅读下文的详细描述，本公开实施例的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本公开的若干实施例，其中：图1是本文中描述的装置和/或方法可以在其中被实施的示例环境的示意图；图2示出了根据当前的基于竞争树的方案的示例竞争传输的示意图；图3示出了根据当前的基于竞争树的方案的竞争帧和监听帧的比较的示意图；图4示出了根据本公开的一个实施例的在终端设备中的基于竞争的通信方法的示意图；图5示出了根据本公开的一个实施例的基于竞争的过程的示例竞争通信的示意图；图6示出了根据本公开的一个实施例的反馈信息的结构的示意图；图7示出了当前的基于竞争树的方案与根据本公开的实施例的基于竞争的通信方案之间的比较的示意图；图8示出了根据本公开的另一个实施例的基于竞争的过程的示例竞争通信的示意图；图9示出了根据本公开的一个实施例的使用数据的竞争和使用请求消息的竞争的比较的示意图；图10示出了根据本公开的一个实施例的在网络节点中的基于竞争的通信方法的示意图；图11示出了根据本公开的一个实施例的在终端设备中的通信装置的框图；图12示出了根据本公开的一个实施例的在网络节点中的通信装置的框图；以及图13是示出了适于用来实现本公开的实施例的示例性计算机系统/服务器的框图。具体实施例下面将参考附图中示出的若干示例性实施例来描述本公开的原理和精神。应当理解，描述这些实施例仅仅是为了使本领域技术人员能够更好地理解进而实现本公开，而并非以任何方式限制本公开的范围。在对本公开的实施例的描述中，术语“包括”及其类似用语应当理解为开放性包含，即“包括但不限于”。术语“基于”应当理解为“至少部分地基于”。术语“一个实施例”或“该实施例”应当理解为“至少一个实施例”。术语“第一”、“第二”等等可以指代不本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于竞争的通信方法，包括：在第一竞争层的第一竞争帧中向网络节点传输消息；从所述网络节点接收针对所述第一竞争帧的第一反馈信息，其中所述第一反馈信息包括帧数目，所述帧数目指示所述网络节点在所述第一竞争帧处确定的、将为所述第一竞争层之后的第二竞争层分配的帧的累计数目；响应于未成功传输所述消息，至少基于所述第一反馈信息来确定在所述第二竞争层中的第二竞争帧和末尾帧的位置；以及基于所述第二竞争帧和所述末尾帧的位置，在所述第二竞争层中除了所述第二竞争帧和所述末尾帧之外的帧的持续时间内切换到睡眠模式。

【技术特征摘要】
1.一种基于竞争的通信方法，包括：在第一竞争层的第一竞争帧中向网络节点传输消息；从所述网络节点接收针对所述第一竞争帧的第一反馈信息，其中所述第一反馈信息包括帧数目，所述帧数目指示所述网络节点在所述第一竞争帧处确定的、将为所述第一竞争层之后的第二竞争层分配的帧的累计数目；响应于未成功传输所述消息，至少基于所述第一反馈信息来确定在所述第二竞争层中的第二竞争帧和末尾帧的位置；以及基于所述第二竞争帧和所述末尾帧的位置，在所述第二竞争层中除了所述第二竞争帧和所述末尾帧之外的帧的持续时间内切换到睡眠模式。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一反馈信息还包括竞争状态，并且其中确定所述第二竞争层中的第二竞争帧和末尾帧的位置包括：响应于所述第一竞争帧是所述第一竞争层中的末尾帧，基于所述第一竞争帧的位置和所述第一反馈信息中的所述帧数目，确定所述第二竞争层中的末尾帧的位置；以及基于所述第一竞争层中的所述末尾帧的位置和所述第一反馈信息中的竞争状态，确定所述第二竞争层中的第二竞争帧的位置。3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：响应于所述第一竞争帧不是所述第一竞争层中的末尾帧，接收针对所述第一竞争层中的末尾帧的第二反馈信息，其中所述第二反馈信息包括帧数目，所述第二反馈信息的帧数目指示所述网络节点在所述末尾帧处确定的、将为所述第二竞争层分配的帧的累计数目，并且其中确定所述第二竞争层中的第二竞争帧和末尾帧的位置包括：基于所述第一反馈信息和所述第二反馈信息来确定所述第二竞争层中的第二竞争帧和末尾帧的位置。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述第一反馈信息还包括竞争状态，并且其中基于所述第一反馈信息和所述第二反馈信息来确定所述第二竞争层中的第二竞争帧和末尾帧的位置包括：基于所述第一竞争层中的末尾帧的位置以及所述第一反馈信息的帧数目和竞争状态，确定所述第二竞争层中的第二竞争帧的位置；以及基于所述第一竞争层中的末尾帧的位置以及所述第二反馈信息，确定所述第二竞争层中的末尾帧的位置。5.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：在所述第二竞争帧中向所述网络节点再次传输所述消息；以及从所述网络节点接收针对所述第二竞争帧的反馈信息和针对所述末尾帧的反馈信息。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一竞争帧包括多个时隙，并且其中在第一竞争帧中向网络节点传输消息包括：从所述第一竞争帧的多个时隙中选择至少一个时隙用于传输所述消息。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述第一反馈信息还包括竞争状态，并且所述竞争状态包括针对每个时隙的成功状态、冲突状态、或无传输状态，所述方法进一步包括：基于在其中传输所述消息的所述时隙的竞争状态，确定是否成功传输所述消息。8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中所述消息是请求消息，所述方法进一步包括：响应于成功传输所述请求消息，至少基于所述第一反馈信息来确定在所述第二竞争层中为所述请求消息分配的数据帧的位置；以及基于所确定的数据帧的位置，在所述数据帧中传输待传输的数据。9.根据权利要求8所述的方法，进一步包括：响应于所述数据帧是所述第二竞争层的末尾帧，接收针对所述数据帧的反馈信息，其中所述数据帧的所述反馈信息包括指示所述网络节点在所述数据帧处确定的、将为所述第二竞争层分配的帧的累计数目。10.一种用于基于竞争的通信方法，包括：确定针对第一竞争层的第一竞争帧的竞争状态，其中至少一个终端设备在所述第一竞争帧中传输消息；基于所述竞争状态，确定针对所述第一竞争帧的帧数目，其中所述帧数目指示在所述第一竞争帧处确定的、将为所述第一竞争层之后的第二竞争层分配的帧的累计数目；以及传输针对所述第一竞争帧的反馈信息，其中所述反馈信息包括所确定的帧数目。11.根据权利要求10所述的方法，进一步包括：响应于所述终端设备在所述第一竞争帧中未成功传输所述消息，为所述第二竞争层分配至少一个竞争帧用于所述终端设备再次传输所述消息。12.根据权利要求10所述的方法，其中所述消息是请求消息，所述方法进一步包括：响应于所述终端设备在所述第一竞争帧中成功传输所述请求消息，为所述第二竞争层分配至少一个数据帧用于所述终端设备传输待传输的数据。13.根据权利要求12所述的方法，进一步包括：在所分配的数据帧中从所述终端设备接收所述数据；确定针对所述数据帧的反馈信息，其中针对所述数据帧的所述反馈信息包括在所述数据帧处确定的、将为所述第二竞争层分配的帧的累计数目；以及传输针对所述数据帧的所述反馈信息。14.一种基于竞争的通信装置，包括：消息发射器，被配置为在第一竞争层的第一竞争帧中向网络节点传输消息；反馈接收器，被配置为从所述网络节点接收针对所述第一竞争帧的第一反馈信息，其中所述第一反馈信息包括帧数目，所述帧数目...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨莉，王河，
申请(专利权)人：上海贝尔股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31