分段式時隙分配方法和裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及通信領域，尤其涉及一種分段式時隙分配方法和裝置。
【背景技術】
[0002] 在無線傳感器網絡中，如果鄰居節點同時發送各自的數據包，會發生沖突，如圖1 所示，節點A和節點C占用相同的時隙發送各自的數據包，對于鄰居節點B，由于在該時隙接 收數據包，則產生了明顯的沖突。
[0003] 目前，為了解決這種沖突，使用時隙分配的方式被使用，以保證鄰居節點在不同時 隙發送各自的數據包，如圖2所示，節點A在時隙η發送其數據包，而節點C在時隙m發送 其數據包，對于鄰居節點B，在不同的時隙接收到節點A和節點C發送的數據包，由此可避免 傳輸沖突，丟的包越少，可實現越高的數據包傳送率。
[0004] 然而，發明人在實現本發明的過程中發現，對于一個節點的時隙分配，需要確定時 隙長度和時隙序列號（時隙索引）。不適當的時隙索引可能導致較長的時延。如圖3a和3b 所示，節點A和B各有一個數據包，如圖3a所示的時隙分配方案和圖3b所示的時隙分配方 案具有相同的時隙長度，也即，同樣是將兩個時隙分配給節點A，一個時隙分配給B，在圖3a 所示的時隙分配方案中，SINK (匯聚節點)可用3個時隙收集到所有的數據包，但在圖3b所 示的時隙分配方案中則不可能在3個時隙里完成收集，而需要多于3個時隙。
[0005] 應該注意，上面對技術背景的介紹只是為了方便對本發明的技術方案進行清楚、 完整的說明，并方便本領域技術人員的理解而闡述的。不能僅僅因為這些方案在本發明的
【背景技術】部分進行了闡述而認為上述技術方案為本領域技術人員所公知。
【發明內容】
[0006] 本發明實施例的主要目的在于提供一種分段式時隙分配方法和裝置，以通過分布 式的分段方法為每個節點調度適當的時隙索引，以解決【背景技術】指出的上述問題。
[0007] 根據本發明實施例的第一方面，提供了一種分段式時隙分配方法，所述方法應用 于無線網絡中的節點，其中，所述方法包括：
[0008] 所述節點確定當前時隙分配階段用于時隙分配的時隙的起始邊界值；
[0009] 所述節點計算其在當前時隙分配階段所需的時隙長度；
[0010] 所述節點從所述起始邊界值開始選擇當前時隙分配階段所需的時隙索引。
[0011] 根據本發明實施例的第二方面，提供了一種無線網絡中的節點，其中，所述節點包 括：
[0012] 確定單元，其確定當前時隙分配階段用于時隙分配的時隙的起始邊界值；
[0013] 計算單元，其計算所述節點在當前時隙分配階段所需的時隙長度；
[0014] 選擇單元，其從所述起始邊界值開始選擇當前時隙分配階段所需的時隙索引。
[0015] 根據本發明實施例的其他方面，提供了一種無線網絡，其中，所述無線網絡包含至 少一個第二方面所述的節點，或者包含至少一個第二方面所述的節點的任意組合。
[0016] 本發明實施例的有益效果在于，通過將整個時隙分配過程分為若干個階段，通過 在每個階段中確定每個節點發送數據包所需的時隙長度和時隙索引來為每個節點進行適 合的時隙分配，由此解決了【背景技術】指出的上述問題。
[0017] 參照后文的說明和附圖，詳細公開了本發明的特定實施方式，指明了本發明的原 理可以被采用的方式。應該理解，本發明的實施方式在范圍上并不因而受到限制。在所附 權利要求的精神和條款的范圍內，本發明的實施方式包括許多改變、修改和等同。
[0018] 針對一種實施方式描述和/或示出的特征可以以相同或類似的方式在一個或更 多個其它實施方式中使用，與其它實施方式中的特征相組合，或替代其它實施方式中的特 征。
[0019] 應該強調，術語"包括/包含"在本文使用時指特征、整件、步驟或組件的存在，但 并不排除一個或更多個其它特征、整件、步驟或組件的存在或附加。
【附圖說明】
[0020] 所包括的附圖用來提供對本發明實施例的進一步的理解，其構成了說明書的一部 分，用于例示本發明的實施方式，并與文字描述一起來闡釋本發明的原理。顯而易見地，下 面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創 造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。在附圖中：
[0021] 圖1是不進行時隙分配所產生的沖突的示意圖；
[0022] 圖2是經過時隙分配避免了所產生的沖突的示意圖；
[0023] 圖3a和圖3b是時隙分配的兩個示例的示意圖；
[0024] 圖4是每個節點的各個NlT (Node-lhop-Transmission，節點一跳傳輸)的時隙分 配示意圖；
[0025] 圖5a至圖5c是各節點的發包過程示意圖；
[0026] 圖6是本發明實施例的時隙分配方法的流程圖；
[0027] 圖7是本發明實施例的選擇當前時隙分配階段所需的時隙索引的方法的流程圖；
[0028] 圖8是根據本發明實施例的方法在n+1階段進行時隙分配的流程圖；
[0029] 圖9是本發明實施例的節點的組成示意圖。
【具體實施方式】
[0030] 以下結合附圖對本發明的各種實施方式進行說明。這些實施方式只是示例性的， 不是對本發明的限制。為了使本領域的技術人員能夠容易地理解本發明的原理和實施方 式，本發明的實施方式以無線網絡中的分段式時隙分配方法為例進行說明，但可以理解，本 發明實施例并不限于上述網絡，對于涉及分段式時隙分配的其他網絡，例如ad hoc網絡、智 能電網等均適用。也即，本發明實施例的時隙分配方法可應用到具有全連接的樹狀拓撲結 構的網絡中，并由路由算法來決定在哪條路徑上將數據包傳送到SINK ("根")。
[0031] 為了使本發明實施例的方法更加清楚易懂，以下先對本發明實施例涉及到的一些 概念進行簡單說明。
[0032] 在本發明實施例中，SINK (匯聚節點）是指所有路由的唯一目的節點。
[0033] 在本發明實施例中，每個節點僅有一條路由到達SINK，對于在該路由中一個節點， 在樹狀結構中此節點之下的那些節點(遠離SINK的方向）稱為子節點。在樹狀結構中具有 零個子節點的節點稱為葉子節點，在樹狀結構中具有至少一個子節點的節點稱為父節點， 這個父節點是相對于該子節點來說的。一個節點最多具有一個父節點。
[0034] 在本發明實施例中，以一個節點為根的子樹包括該節點和它的所有子節點。換言 之，在樹狀結構中的每個節點都可看作一個子樹的根節點。如果一些節點具有同一父節點 和同一跳數，那么這些節點處于同一級上。
[0035] 在本發明實施例中，子樹的深度是從該子樹的根節點向下路由到葉節點的最長路 由的長度(在該路由中包含的節點數)。為了簡化，以節點X為根的一個子樹的深度稱為節 點X的深度。SINK節點的深度是整個樹狀結構的深度。葉子節點的深度為1。
[0036] 在本發明實施例中，要使樹狀拓撲中的SINK接收到所有的數據包，每個節點需要 依據已建立的路由，逐步地，向上發送自己的數據包或者轉發其他節點的數據包。一個節點 向它的一跳父節點發送由它自己或由它的處于同一級的子節點生成的數據包，該發送表示 為"節點一跳傳輸（Nodel-hop Transmission(NlT))"。對于沿路徑發送的一個數據包，在該 路徑中的每個節點至少需要一次NlT機會。假設每個節點配置為僅具有一個數據業務，如 圖4的拓撲結構所示，節點A需要至少5次NlT (第0次（Oth)到第4次（4th))機會才能將 所有的數據包發送完。一個節點所需的NlT的數量等于該節點的深度。在本發明實施例中， 從圖4中可以看出，這種時隙索引的調度方式更為合適，也即，一個時隙索引對應一個數據 包，通過本發明實施例的時隙分配方法即可實現這種時隙索引的調度方式，由此不會出現 圖3b所示的情況。
[0037] 以圖5a到圖5c所示的各節點的數據轉發過程為例，在初始階段，如圖5a所示，每 個節點自身都有一個數據包；在第〇步，如圖5b所示，每個節點向上發送自己的數據包；在 第i (i > 0)步，如圖5c所示，每個節點向上轉發自己上一步收到的所有其他節點的數據 包。在本發明實施例中，為了方便說明，將第i (i>〇)步稱為第i個節點一跳傳輸，也稱 為第i階段。
[0038] 實施例1
[0039] 本發明實施例提供了一種分段式時隙分配方法，所述方法應用于無線網絡中的節 點。圖6是該方法的流程圖，請參照圖6,該方法包括：
[0040] 步驟601 :所述節點確定當前時隙分配階段用于時隙分配的時隙的起始邊界值；
[0041] 步驟602 :所述節點計算其在當前時隙分配階段所需的時隙長度；
[0042] 步驟603 :所述節點從所述起始邊界值開始選擇當前時隙分配階段所需的時隙索 引。
[0043] 在本實施例中，整個時隙分配過程可以逐步地完成。對于一個節點，在第η個NlT 階段的時隙分配已經完成后才開始第η+1個