【技术实现步骤摘要】
一种可扩展的双信道协作网络通信系统和装置
[0001]本专利技术涉及网络通信领域，具体涉及一种可扩展的双信道协作网络通信系统和装置。
技术介绍
[0002]网络系统发送信息的通道被成为信道。信道形式多种多样，但从可接入性可以分为共享信道和私有信道。
[0003]共享信道即多个节点可共用的信道；私有信道即受限于低至两个节点使用、其他节点无法接入的信道。
[0004]一般而言，共享信道可以实现资源集中管理和复用，占有同样频域、时域和空间资源下的使用效率更高；私有信道如果能实现对外界的屏蔽，那么可以独占所有时域/频域资源，每个节点分配到的带宽更高、实时性更好。
[0005]对无线通信而言，由于通信的载体电磁波在空间中任意传播，通常只有实体的共享信道，私有信道必须通过虚拟技术产生；对于有线通信，由于通信在线路中传播、相互不干扰，则可以根据需求选择共享或私有信道。
[0006]在半分布式有线网络中，结合共享信道和私有信道可以实现更高的通信效率和灵活性。例如，一个中央节点承担大部分计算任务，其接入共享信道即可高效的接收各个边缘节点轮流迸发式发送大量的数据；边缘节点间使用私有信道，可以并发的相互通信，例如计算相互位置关系和探听新边缘节点的接入，并且可以采用比共享信道更低的设计带宽，降低功耗和成本。
[0007]但是，如何兼顾高效的共享信道和有线网络的可扩展性存在困难：如果预先铺设共享信道，则在添加新边缘节点时要为其配置接入；如果采用无线接入，延迟和长工作距离带来的衰减都限制系统性能。>
技术实现思路
[0008]对此,本专利技术提供一种可扩展的双信道协作网络通信系统和装置，其利用每对节点间通过私有信道建立网络拓扑并动态接入新的边缘节点，在节点内配置透传转发模块对所有节点接入的共享信道进行拓展，实现兼顾可扩展、高性能的所有节点间共享信道和高并发带宽、低延迟的边缘节点组内私有信道。
[0009]为了达成上述目的，本专利技术提供一种可扩展的双信道协作网络通信系统，包括由若干节点组成的网络，所述网络通信发生在所述节点间的私有信道和共享信道中；每个所述节点设有若干私有信道通信端口和共享信道通信端口；所述私有信道通信端口用于与其他所述节点的所述私有信道通信端口连接，建立与直接相连的所述节点的私有信道通信连接；所述共享信道通信端口用于与其他所述节点的所述共享信道通信端口连接，建立与直接相连以及间接连接的所述节点的共享信道通信连接；
所述直接相连的含义是：两个节点通过通信端口与通信端口的物理连接，实现通信连接；所述间接相连的含义是：一个节点与其所述直接相连的节点的所述直接相连的节点构成间接相连，并且与其所述间接相连的节点的所述直接相连的节点构成间接相连，以此类推。
[0010]在其中一个实施例中，一个所述节点接入所述网络时，先通过所述私有信道通信端口与所述直接相邻节点发起通信连接请求并建立通信连接；然后从所述直接相邻节点获知两者的相对物理空间位置关系；然后推算本节点和所述直接相邻节点间可以建立连接的所述共享信道通信端口组成的共享信道通信端口对；最后激活所述共享信道通信端口对并建立连接，使本节点接入所述相邻节点已接入的所述共享信道。
[0011]在其中一个实施例中，共享信道的实现方式为：所述节点内的共享信道通信端口间设有透传转发模块，能够自动将一个端口接收到的数据转发到其他所有激活的所述共享信道通信端口，以此实现虚拟的共享信道，即本所述节点在物理上插入并成为所述共享信道不可或缺的一部分，但其他所述节点对本所述节点接入所述共享信道并不感知，在逻辑上接入的是独立于所有节点运作的一条共享信道；所述透传的含义是：对数据不加解析的、全部予以转发。
[0012]在其中一个实施例中，网络中有一节点作为终端节点，主动向相邻节点发起通信连接请求；只有接到所述通信连接请求并完成连接的节点，才向其未建立所述通信连接的相邻节点发起通信连接请求；收到所述通信连接请求并进行双方确认后，节点间建立永久的所述私有信道通信连接，然后建立所述共享信道通信连接；每个节点只接受收到的第一个通信连接请求。
[0013]在其中一个实施例中，所述共享信道通信端口在所述节点未连入网络时处于休眠状态；在所述节点接入网络后，根据所述私有信道通信端口的连接状态激活预设与所述私有信道通信端口有配对关系的所述共享信道通信端口，使之能与所述直接相邻节点的所述共享信道通信端口建立连接。
[0014]一种可扩展的双信道协作网络通信装置，包括，网络中每个节点由控制模块、存储模块、通信模块、缓存模块、共享信道收发模块、共享信道透传模块、多个私有信道端口模块和多个共享信道端口模块组成；所述控制模块向通信模块发送通信指令和数据，并根据通信模块返回的数据进行物理空间坐标计算以及其他规划；所述存储模块为控制模块存储参数；所述通信模块从控制模块接收通信指令，根据指令区分私有信道通信和共享信道通信；将所述私有信道通信通过若干个所述私有信道端口模块向其他节点发出、并从同一端口接收返回数据；将所述共享信道通信通过所述共享信道收发模块向共享信道发出、并通过此所述共享信道收发模块接收返回数据；所述缓存模块缓存所述通信模块收发的数据和指令；所述私有信道端口模块与相邻节点的一个所述私有信道端口模块建立物理层通信连接，接收所述通信模块派发的通信指令后通过所述物理层通信连接发出，并从所述物理层通信连接接收数据后转发给所述通信模块；
所述共享信道收发模块接收所述通信模块的指令后，向所述共享信道透传模块发出共享信道通信数据，并监听所述共享信道透传模块透传的数据以获取返回数据；所述共享信道透传模块将其从一个所述共享信道端口模块接收的数据向其余共享信道端口模块和共享信道收发模块转发；将其从共享信道收发模块接收的数据向全部共享信道端口模块转发；所述共享信道端口模块与相邻节点的一个所述共享信道端口模块建立物理层通信连接，接收所述共享信道透传模块派发的通信指令后通过所述物理层通信连接发出，并从所述物理层通信连接接收数据后转发给所述共享信道透传模块。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他实施例的附图。
[0016]图1是一个网络节点的模块图。
[0017]图2是多个网络节点间与共享信道通信相关的模块的连接拓扑。
[0018]图3是多个网络节点间虚拟的共享信道的连接拓扑。
[0019]图4是一个网络内区分终端节点和边缘节点后多个节点间共享信道与私有信道同时连接的拓扑。
具体实施方式
[0020]现在详细参考附图并描述实施例。为了全面理解本专利技术，在以下详细描述中提到了众多具体细节。但是本领域技术人员应该理解，本专利技术可以无需这些具体细节而实现。在其他实例中，不详细描述公知的方法、过程、组件和电路，以本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种可扩展的双信道协作网络通信系统，其特征在于，所述网络由若干节点组成，所述网络通信发生在所述节点间的私有信道和共享信道中；每个所述节点设有若干私有信道通信端口和共享信道通信端口；所述私有信道通信端口用于与其他所述节点的所述私有信道通信端口连接，建立与直接相连的所述节点的私有信道通信连接；所述共享信道通信端口用于与其他所述节点的所述共享信道通信端口连接，建立与直接相连以及间接连接的所述节点的共享信道通信连接；所述直接相连的含义是：两个节点通过通信端口与通信端口的物理连接，实现通信连接；所述间接相连的含义是：一个节点与其所述直接相连的节点的所述直接相连的节点构成间接相连，并且与其所述间接相连的节点的所述直接相连的节点构成间接相连，以此类推。2.根据权利要求1所述系统，其特征在于：一个所述节点接入所述网络时，先通过所述私有信道通信端口与所述直接相邻节点发起通信连接请求并建立通信连接；然后从所述直接相邻节点获知两者的相对物理空间位置关系；然后推算本节点和所述直接相邻节点间可以建立连接的所述共享信道通信端口组成的共享信道通信端口对；最后激活所述共享信道通信端口对并建立连接，使本节点接入所述直接相邻节点已接入的所述共享信道。3.根据权利要求1所述系统，其特征在于：共享信道的实现方式为：所述节点内的共享信道通信端口间设有透传转发模块，能够自动将一个端口接收到的数据转发到其他所有激活的所述共享信道通信端口，以此实现虚拟的共享信道，即本所述节点在物理上插入并成为所述共享信道不可或缺的一部分，但其他所述节点对本所述节点接入所述共享信道并不感知，在逻辑上接入的是独立于所有节点运作的一条共享信道；所述透传转发的含义是：对数据不加解析的、全部予以转发。4.根据权利要求1所述系统，其特征在于，网络中有一节点作为终端节点，主动向相邻节点发起通信连接请求；只有接到所述通信连接请求并完成连接的节点，才向其未建立所述通信连接的相邻节点发起通信连接请求；收到所述通信连接请求并进行双方确认后，节点间建立永久的所述私有信道通信连接...
【专利技术属性】
技术研发人员：马朔昕，
申请(专利权)人：南京赤诚赛斯文化传播中心，
类型：发明
国别省市：
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