时隙分配方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供一种时隙分配方法和装置，其中，所述方法包括：构建HELLO包，所述HELLO包包含本地节点请求预约的多个时隙的相关信息或者包含本地节点请求预约的多个时隙的相关信息和所述节点的至少一个邻居节点请求预约的多个时隙的相关信息；发送所述HELLO包，以便接收到该HELLO包的节点根据HELLO包中所包含的信息对所述节点请求预约的多个时隙进行认证。通过本发明专利技术实施例的方法和装置，提高了时隙利用率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无线通信、Ad hoc（点对点）网络、智能电网，尤其涉及一种时隙分配方法和装置。
技术介绍
MAC（Media Access Control，媒体接入控制）层协议被设计为确保网络中的特殊发射器的无线资源，例如时隙、频率信道、扩频码等等，对于ad hoc网络，由于缺少中心管理，一般通过握手或协商来保证资源分配。载波侦听多路访问（CSMA，Carrier sensing multiple access)是MAC层协议最通用的。每一个潜在的发射器节点在向网络实际发送包之前必须感应信道的状态。而当没有正确反映信道的实际状态时，会发生碰撞，这种碰撞被称之为隐藏终端问题。对于大量节点试图在同一时间发送包的大规模的网络来说，这个问题会变得非常严重。最后将导致服务质量（QoS，Quality of Service）的下降，以致无法满足应用需求。时分多址（TDMA，Time division multiple access）为MAC层协议提供了一种替代方案。唯一的时隙被预留给传输使用以保证高的服务质量。在IEEE（Institute of Electrical and Electronics Engineers，电气和电子工程师协会）802.15.4规范中，超帧的一部分，被称为无竞争周期（CFP，collision free period）被划分为TDMA传输。在该周期内最小的可用单元被称为保证时隙（GTS，Guaranteed Time Slot）。然而，IEEE802.15.4规范只为星形拓扑的网络提供了基本的GTS调度结构，无法支持其他复杂类型网络中的时隙分配，尤其是大规模网络和ad hoc模式。应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本专利技术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
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术实施例的主要目的在于提供一种时隙分配方法和装置，以解决
技术介绍
所指出的问题。根据本专利技术实施例的第一方面，提供了一种节点，其中，所述节点包括：构建单元，其用于构建HELLO包，所述HELLO包包含所述节点请求预约的多个时隙的相关信息或者包含所述节点请求预约的多个时隙的相关信息和所述节点的至少一个邻居节点请求预约的多个时隙的相关信息；发送单元，其发送构建单元构建的所述HELLO包，以便接收到该HELLO包的节点根据所述HELLO所包含的信息对所述节点请求预约的多个时隙进行认证；其中，所述节点请求预约的多个时隙的相关信息包括：所述节点的地址、上述节点要发送的数据包的接收节点地址、所述节点请求预约多个时隙的起始时隙索引和时隙长度；所述邻居节点请求预约的多个时隙的相关信息包括：邻居节点的地址、邻居节点要发送的数据包的接收节点地址、邻居节点请求预约多个时隙的起始时隙索引和时隙长度、邻居节点到达本地节点的距离、以及邻居节点请求预约的多个时隙的确认信息。根据本专利技术实施例的第二方面，提供了一种时隙分配方法，其中，所述方法包括：构建HELLO包，所述HELLO包包含本地节点请求预约的多个时隙的相关信息或者包含本地节点请求预约的多个时隙的相关信息和本地节点的至少一个邻居节点请求预约的多个时隙的相关信息；发送所述HELLO包，以便接收到该HELLO包的节点根据所述HELLO包中所包含的信息对所述本地节点请求预约的多个时隙进行认证。本专利技术实施例的有益效果在于：通过本专利技术实施例的方法和装置，根据业务量提高了时隙利用率。参照后文的说明和附图，详细公开了本专利技术的特定实施方式，指明了本专利技术的原理可以被采用的方式。应该理解，本专利技术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，本专利技术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。附图说明参照以下的附图可以更好地理解本专利技术的很多方面。附图中的部件不是成比例绘制的，而只是为了示出本专利技术的原理。为了便于示出和描述本专利技术的一些部分，附图中对应部分可能被放大或缩小。在本专利技术的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。此外，在附图中，类似的标号表示几个附图中对应的部件，并可用于指示多于一种实施方式中使用的对应部件。在附图中：图1是HELLO包和数据包在时域上分布式传输的示意图；图2是超帧被分为五组的帧结构的示意图；图3A是HELLO包的格式的一个实施方式的示意图；图3B是HELLO包的格式的另一个实施方式的示意图；图4是HELLO包发送和接收的整体流程图；图5是3跳冲突域的示意图；图6是本专利技术实施例的时隙分配方法的流程图；图7是构建HELLO包的一个实施方式的流程图；图8是确定请求预约的多个时隙的流程图；图9是选择空闲时隙的流程图；图10是选择空闲时隙的一个实施方式的示意图；图11是HELLO包的发送流程图；图12是HELLO包的接收流程图；图13是当周期为3时交织前和交织后的时隙示意图；图14是扩展预约的时隙的示意图；图15是本专利技术实施例的节点的组成示意图。具体实施方式参照附图，通过下面的说明书，本专利技术实施例的前述以及其它特征将变得明显。这些实施方式只是示例性的，不是对本专利技术的限制。为了使本领域的技术人员能够容易地理解本专利技术的原理和实施方式，本专利技术实施例以Ad-hoc网络为例进行说明，但可以理解，本专利技术实施例并不限于Ad-hoc网络，例如，本专利技术实施例提供的方法和装置也适用于无线通信、智能电网等其他多跳网络。在本专利技术实施例中，时隙分配以分布式的方式执行，由此更有助于ad hoc网络的实施。在时隙分配过程中涉及一种类型的控制包，也即HELLO包，其是一个广播包并且通常在路由协议中使用。为了为数据包传输预约有效的资源，该控制包被分开传输。换句话说，数据包和控制包在不同的频率或时隙或其他类型的信道中被传输。图1所示为IEEE802.15.4系统中在时间上分开传输的一个例子。该时隙分配流程通过控制包也即HELLO包的交互本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种节点，其中，所述节点包括：构建单元，其用于构建HELLO包，所述HELLO包包含所述节点请求预约的多个时隙的相关信息或者包含所述节点请求预约的多个时隙的相关信息和所述节点的至少一个邻居节点请求预约的多个时隙的相关信息；发送单元，其发送构建单元构建的所述HELLO包，以便接收到该HELLO包的节点根据所述HELLO所包含的信息对所述节点请求预约的多个时隙进行认证；其中，所述节点请求预约的多个时隙的相关信息包括：所述节点的地址、所述节点要发送的数据包的接收节点地址、所述节点请求预约多个时隙的起始时隙索引和时隙长度；所述邻居节点请求预约的多个时隙的相关信息包括：邻居节点的地址、邻居节点要发送的数据包的接收节点地址、邻居节点请求预约多个时隙的起始时隙索引和时隙长度、邻居节点到达本地节点的距离、以及邻居节点请求预约的多个时隙的确认信息。

【技术特征摘要】
1.一种节点，其中，所述节点包括：
构建单元，其用于构建HELLO包，所述HELLO包包含所述节点请求预约的多
个时隙的相关信息或者包含所述节点请求预约的多个时隙的相关信息和所述节点的
至少一个邻居节点请求预约的多个时隙的相关信息；
发送单元，其发送构建单元构建的所述HELLO包，以便接收到该HELLO包的
节点根据所述HELLO所包含的信息对所述节点请求预约的多个时隙进行认证；
其中，
所述节点请求预约的多个时隙的相关信息包括：所述节点的地址、所述节点要发
送的数据包的接收节点地址、所述节点请求预约多个时隙的起始时隙索引和时隙长
度；
所述邻居节点请求预约的多个时隙的相关信息包括：邻居节点的地址、邻居节点
要发送的数据包的接收节点地址、邻居节点请求预约多个时隙的起始时隙索引和时隙
长度、邻居节点到达本地节点的距离、以及邻居节点请求预约的多个时隙的确认信息。
2.根据权利要求1所述的节点，其中，所述构建单元包括：
第一取得模块，其从路由表中选择本地节点要发送的数据包的接收节点，得到所
述本地节点要发送的数据包的接收节点地址；
第二取得模块，其根据本地预约历史信息和/或本地请求表确定请求预约的多个
时隙，得到请求预约的多个时隙的起始时隙索引和时隙长度；
构建模块，其根据本地节点要发送的数据包的接收节点地址、请求预约的多个时
隙的起始时隙索引和时隙长度以及本地节点的地址，得到所述本地节点请求预约的多
个时隙的相关信息。
3.根据权利要求2所述的节点，其中，所述构建单元还包括：
第三取得模块，其根据预定策略，从本地请求表中选择至少一个邻居节点的信息
条目作为所述至少一个邻居节点请求预约的多个时隙的相关信息。
4.根据权利要求2所述的节点，其中，第二取得模块包括：
计算模块，其计算所需的时隙长度；
确定模块，其根据所述预约历史信息确定所需的时隙长度是否发生变化；
第一选择模块，其在所需的时隙长度发生变化时，根据计算出的所需的时隙长度
选择空闲时隙，并根据选择出的空闲时隙确定请求预约的多个时隙；
第二选择模块，其在所需的时隙长度没有发生变化，并且根据所述预约历史信息
确定之前选择的时隙有效时，根据所述预约历史信息确定请求预约的多个时隙；
第三选择模块，其在所需的时隙长度没有发生变化，但根据所述预约历史信息确
定之前选择的时隙无效时，根据计算出的所需的时隙长度选择空闲时隙，并根据选择
出的空闲时隙确定请求预约的多个时隙。
5.根据权利要求4所述的节点，其中，所述第一选择模块或所述第三选择模块
从预先配置的时隙集合中随机选择未被使用的时隙作为所述起始时隙；或者，从预先
配置的时隙集合中选择第一个未被使用的时隙作为所述起始时隙；或者，从预先配置
的时隙集合中选择具有最大未被使用的时隙间隔内中间位置的时隙作为所述起始时
隙；或者，从预先配置的时隙集合中选择时隙索引为本地节点的地址的函数的时隙作
为所述起始时隙；或者，根据本地节点的跳数，从该跳数对应的时隙集合中选择未被
使用的时隙作为所述起始时隙，并以所述起始时隙为起点，根据本地请求表的信息，
选择连续M个未被占用的时隙作为所述空闲时隙，其中，M小于等于计算出的所需
的时隙长度。
6.根据权利要求3所述的节点，其中，所述第三取得模块具体用于：从本地请
求表中选择本地节点的n跳冲突域内的1～（n-1）跳邻居节点的条目作为所述至少一
个邻居节点请求预约的多个时隙的相关信息；或者，从本地请求表中选择本地节点的
n跳冲突域内的所有一跳邻居节点的条目以及2～（n-1）跳邻居节点的条目中确认信
息为同意的条目作为所述至少一个邻居节点请求预约的多个时隙的相关信息。
7.根据权利要求1所述的节点，其中，所述节点还包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐怡，王昊，范小菁，衣龙腾，田军，近藤泰二，
申请(专利权)人：富士通株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP