CN105392188A - 无线通信装置、无线通信***、以及时隙分配方法 - Google Patents

无线通信装置、无线通信***、以及时隙分配方法 Download PDF

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CN105392188A CN201510459828.8A CN201510459828A CN105392188A CN 105392188 A CN105392188 A CN 105392188A CN 201510459828 A CN201510459828 A CN 201510459828A CN 105392188 A CN105392188 A CN 105392188A
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Abstract

根据一个实施方式的无线通信***包括收发机和传输时隙确定器。所述收发机传输/接收信息。传输时隙确定器被配置为基于自身节点的等级值从时间分割为多个时隙的帧中确定传输时隙，所述等级值对应于到根节点的跳数，在所述传输时隙中，所述收发机传输所述信息。帧中设置有多个时隙组，所述多个时隙组包括多个连续时隙。所述时隙组被分配有不同的等级值。传输时隙确定器选择分配有自身节点的等级值的时隙组，并从选择的所述时隙组包括的时隙中确定传输时隙。

Description

无线通信装置、无线通信***、以及时隙分配方法
相关申请的交叉引用
本申请基于2014年9月2日提交的在先日本专利申请2014-178463，并要求其优先权，该日本专利申请的全部内容通过引用结合至此。
技术领域
这里描述的实施方式大体上涉及一种无线通信装置、无线通信***、以及时隙分配方法。
背景技术
网状网络已经为人们所使用，在网状网络中，多个无线节点以网的形式连接。作为针对无线网状网络的通信方案，已经提出了-举例来说-一种时分通信方案。时分通信方案能够帮助控制时机，引起每个无线节点睡眠，因此实现无线网状网络的节能。
但是，无线网状网络的问题是每个无线节点传输的信息要通过多个无线节点中继才能传输至根节点，因此将信息传输至根节点要花费时间。
附图说明
图1显示了根据第一实施方式的无线通信***的配置实施例；
图2以网络拓扑图的形式显示了图1；
图3对时分通信方案进行了解释；
图4显示了无线网状网络的实施例；
图5显示了无线网状网络的实施例；
图6解释了根据第一实施方式的时隙分配方法；
图7显示了根据第一实施方式的无线通信***的配置；
图8是显示了无线通信器的硬件配置的框图；
图9是显示了根据第一实施方式的无线通信器的初始运行的流程图；
图10是显示了根据第一实施方式的无线通信器的正常运行的流程图；
图11显示了根据第二实施方式的无线通信***的配置实施例；
图12显示了根据第二实施方式的无线通信***的配置；
图13是显示了根据第二实施方式的无线通信器的运行的流程图；
图14显示了根据第三实施方式的无线通信***的配置实施例；
图15显示了根据第三实施方式的无线通信***的配置实施例；
图16显示了根据第三实施方式的无线通信***的配置实施例；
图17显示了根据第三实施方式的无线通信***的配置实施例；
图18显示了根据第四实施方式的无线通信***的配置实施例；以及
图19显示了根据第四实施方式的无线通信***的配置实施例；
具体实施方式
现在参考附图对实施方式进行解释。本发明不受实施方式的限制。
根据实施方式的无线通信***包括收发机和传输时隙确定器。所述收发机传输/接收信息。传输时隙确定器被配置为基于自身节点的等级值从时间分割为多个时隙的帧中确定传输时隙，所述等级值对应于到根节点的跳数，在所述传输时隙中，所述收发机传输所述信息。帧中设置有多个时隙组，所述多个时隙组包括多个连续时隙。所述时隙组分配有不同的等级值。传输时隙确定器选择分配有自身节点的等级值的时隙组，并从选择的所述时隙组包括的时隙中确定传输时隙。
(第一实施方式)
首先，参考图1至6描述根据第一实施方式的无线通信***。图1显示了根据第一实施方式的无线通信***的配置实施例。如图1所示，无线通信***包括多个无线通信装置1和收集装置2。无线通信***建立无线网状网络，无线通信装置1作为无线节点，收集装置2作为根节点，其中使用时分通信方案进行通信。
在该无线通信***中，设置在预定区域中的无线通信装置1和收集装置2可以互相通信。无线通信装置1配备有所需传感器，例如温度传感器和加速度传感器，并无线传输传感器测量的信息。每个无线通信装置1传输的信息通过其他无线通信装置1传输，或者直接传输给收集装置2。收集装置2收集从无线通信装置1传输的信息。举例来说，收集装置是配备有无线通信功能的服务器。
图2以网络拓扑图的形式显示了图1所示无线通信***。在图2中，字母表示无线节点(无线通信装置1)，ROOT指代根节点(收集装置2)，箭头表示信息传输路径。箭头的源头是传输源，箭头的尖端表示信息传输目的。
在下面的描述中，每个无线通信装置1被称为无线节点X，收集装置2被称为根节点。X对应于图中的字母。距离根节点比距离无线节点X更近的一侧(在这一侧上，到根节点的跳数较低)被称为上游侧，距离根节点较远的一侧(在这一侧上，到根节点的跳数较高)被称为下游侧。上游侧上向无线节点X传输信息和/或从无线节点X接收信息的无线节点或根节点被称为父节点，下游侧上的无线节点被称为子节点。例如，在图2中，无线节点B的父节点是根节点，它的子节点是无线节点E，F和G。
此外，将从子节点(父节点)接收的信息通过无线节点X传输给父节点(子节点)这一过程被称为中继。中继还包括传输无线节点X的信息，例如传感器信息，该传感器信息添加到接收到的信息上。在该实施方式中，将对上行链路进行描述，在上行链路中，信息从下游侧传输至上游侧。
图3对时分通信方案进行了解释。在时分通信方案中，预先确定无线通信***的一个周期中的运行时间。运行时间被称为帧。无线通信***通过重复所述帧而运行。
每个帧时间分割为多个时隙。每个时隙被分配为一个或多个无线节点的运行时间。无线节点在分配的时隙期间传输信息。例如，在图3中，第一时隙分配给无线节点C，第三时隙分配给无线节点A，第五时隙分配给无线节点B。在这种情况下，无线节点C在每个帧中的第一时隙期间传输信息。帧可以包括不分配为任意无线节点的运行时间的时隙。
图4和图5显示了采用时分通信方案的无线网状网络的实施例。在图4所示的无线网状网络中，帧中时间上较早的时隙被分配给位置在信息传输路径中更靠后的无线节点。具体而言，当从无线节点V开始的信息传输路径由无线节点V、R、N、L、I、E、B和根节点形成时，时隙是按照根节点、无线节点B、E、I、L、N、R和V的顺序分配的。
当时隙像这样分配时，从无线节点V传输的信息被无线节点R中继之前的等待时间t1为大约一个帧。随后的无线节点也花费相似的等待时间。因此，在图4所示的无线网状网络中，从无线节点V传输的信息被传输到根节点之前花费的信息传输时间为若干帧。
相比之下，在图5所示的无线网状网络中，帧中时间上较早的时隙被分配给位置在信息传输路径中更靠前的无线节点。具体而言，当从无线节点V开始的信息传输路径由无线节点V、R、N、L、I、E、B和根节点形成时，时隙是按照无线节点V、R、N、L、I、E、B和根节点的顺序分配的。
当时隙像这样分配时，从无线节点V传输的信息被无线节点R中继之前的等待时间t1为大约一个时隙组的时间。随后的无线节点也花费大约一个时隙组的等待时间。因此，在图5所示的无线网状网络中，从无线节点V传输的信息被传输到根节点之前花费的信息传输时间为一帧以内。
在根据该实施方式的无线通信***中，时隙被分配给无线节点，从而组建如图5所示的无线网状网络。也就是说，帧中时间上较早的时隙被分配给位置在传输路径中更靠前的无线节点。在上行链路中，位置在传输路径中更靠前的无线节点是下游侧上的无线节点。下面将描述时隙分配方法。
图6解释了在根据该实施方式的无线通信***中使用的时隙分配方法。在该实施方式中，为每个无线节点设置等级值R。等级值R是从每个无线节点到根节点的跳数。例如，在图6中，对于无线节点A，设置的等级值为1，因为它的跳数为1，对于无线节点D，它的等级值为2，因为它的跳数是2。因为在图6所示的无线通信***中最大跳数为N，因此为每个无线节点设置的等级值R为从1到N。
在该实施方式中，在帧中设置多个时隙组。时隙组是包括多个连续时隙的一段时间。为防止时隙组重叠，时隙组设置成大于或等于无线通信***中的最大跳数N。例如，当帧时间分割为300个时隙并且最大跳数N＝10时，可以设置10个时隙组，每个时隙组包括连续的30个时隙。时隙组中包括的时隙的数量可以相同，或者可以不同。帧可以包括其中未设置时隙组的一段时间。
此外，上述等级值R被分配给设置的时隙组。此时，较高的等级值R被分配给帧中时间上较早的时隙组，较低的等级值R被分配给时间上较晚的时隙组。例如，在图6中，等级值N被分配给帧中的第一时隙组，等级值1被分配给最后时隙组。
每个时隙被分配给等级值与分配给时隙组的等级值R相同的无线节点，所述时隙组包括时隙。例如，在图6中，第一时隙组(针对R＝N的时隙组)中包括的时隙被分别分配给无线节点K、L和M，所述无线节点K、L和M设置有等级值N。同样，在图6中，最后时隙组(针对R＝1的时隙组)中包括的时隙被分别分配给无线节点A、B和C，所述无线节点A、B和C设置有等级值1。
通过像这样分配时隙，帧中时间上较早的时隙被配给位置更靠下游的无线节点。例如，当我们聚焦于图6中的无线节点I时，它的信息传输路径的顺序从下游开始是无线节点I、E、B和根节点，它们的时隙从前面开始按照无线节点I、E和B的顺序分配。也就是说，时间上较早的时隙被分配给位置上更靠近下游的无线节点。当我们聚焦于其他无线节点时，同样如此。
因此，根据该实施方式的时隙分配方法和无线通信***允许从每个无线节点到根节点的信息传输时间减少到一帧之内。
接下来，参考图7描述无线通信装置1的配置，无线通信装置1组成根据该实施方式的无线通信***。根据该实施方式的无线通信装置1自动执行上述时隙分配。图7显示了无线通信装置1的配置。如图7所示，无线通信装置1具有发射/接收天线11和无线通信器12。
在下文中，无线通信装置1被称为自身节点，向自身节点传输信息的无线节点被称为传输源节点，自身节点向其传输信息的无线节点被称为传输目标节点。被分配等级值R的时隙组被称为时隙组R。
发射/接收天线11发射/接收无线信号。发射/接收天线11将接收到的无线信号转换为电信号并将电信号输入到无线通信器12中，并将来自无线通信器12的电信号输出转换成无线信号并发射该无线信号。
无线通信器12包括收发机13、目的确定器14、中继信息存储器15、传输信息生成器16、传输目的节点确定器17、传输时隙确定器18、以及帧信息存储器19。
收发机13对来自发射/接收天线11的电信号输入执行预定的信号处理，从而从接收到的无线信号中提取接收信息。因此，收发机13接收的是接收信息。接收信息包括传输源节点的等级值，传感器信息节点ID和中继信息，以及传输目的节点的节点ID。节点ID是组成无线通信***的每个无线通信装置1的标识。中继信息是来自另一个无线节点的信息，传输节点向所述另一个无线节点转发。接收信息中包括的传输目的节点是传输源节点向其传输信息的无线节点，不一定是自身节点的传输目的节点。信号处理包括进行A/D转换和根据预定通信协议进行解码。
收发机13还对传输信息生成器16生成的传输信息执行预定信号处理，从而将其转换为电信号，并将电信号输入到发射/接收天线11中。因此，收发机13传输的是传输信息。传输信息包括自身节点的等级值、传感器信息、节点ID和中继信息、以及传输目的节点的节点ID。信号处理包括进行D/A转换和根据预定通信协议进行编码。
目的确定器14从收发机13获得接收信息，并确定接收信息的传输目的是否是自身节点。当接收信息的传输目的节点的节点ID是自身节点的节点ID时，目的确定器14确定接收信息的目的是自身节点。
中继信息存储器15将目的确定器14确定的目的是自身节点的接收信息作为中继信息临时存储。
传输信息生成器16基于中继信息存储器15中存储的中继信息生成传输信息。通过向中继信息中增加例如等级值，传感器信息，节点ID，以及自身节点的传输目的节点的节点ID这样的信息而生成传输信息。传输信息生成器16生成的传输信息通过收发机13传输。
传输目的节点确定器17基于收发机13接收的接收信息确定传输信息的传输目的节点。在上行链路中，传输目的节点是父节点。例如，传输目的节点确定器17确定接收信息中等级值比自身节点的等级值低1的无线节点中无线信号具有最高信号强度的无线节点是传输目的节点。
传输目的节点确定器17还基于已确定的目的节点确定自身节点的等级值。例如，传输目的节点确定器17在上述方法中确定传输目的节点，并确定比传输目的节点的等级值高1的等级值是自身节点的等级值。
传输时隙确定器18基于帧信息确定传输时隙，在该传输时隙中，自身节点传输传输信息。帧信息是上述无线通信***中帧，时隙，时隙组等的设置信息。帧信息可以预先寄存在无线通信装置1中，或者可以通过无线通信而寄存和更新。帧信息存储在帧信息存储器19中。
传输时隙确定器18首先基于传输目的节点确定器17所确定的自身节点的等级值R，以及帧信息存储器19中存储的帧信息选择时隙组R。接下来，传输时隙确定器18从时隙组R包括的时隙中确定传输时隙。
例如，通过使用自身节点的节点ID，从时隙组R中确定传输时隙。在这种情况下，组成无线通信***的无线节点的节点ID可以分配给时隙组中包括的时隙。例如，当无线通信***包括节点ID为1到20的20个无线节点时，时隙组被设置为包括20个时隙，节点ID1至20被分配给所述20个时隙。传输时隙确定器18可以确定时隙组R中分配有自身节点的节点ID的时隙是传输时隙。从时隙组R中确定传输时隙的方法不限于此。
传输时隙确定器18可以在确定传输时隙之前执行同步处理。同步处理是将自身节点计数的时间和另一个无线节点同步。
例如，传输时隙确定器18基于收发机13接收到的接收信息中包括的传输源节点的等级值和节点ID、以及帧信息获得传输源节点的传输时间(传输时隙)。通过比较自身节点所计数的时间和通过将自身节点所花费的收发机13信号处理时间加上传输时间所获得的时间，传输时隙确定器18可以执行同步处理。此时，可以加上无线信号从传输源节点传播所需的时间，从而执行同步处理。
接下来，参考图8描述无线通信器12的硬件配置。无线通信器12由图8所示的计算机100组成。计算机100具有通过总线107互相连接的CPU101，输入接口102，图形处理器103，通信接口104，主存储器105，以及外部存储器106。
CPU(中央处理单元)101执行主存储器105上的无线通信程序。无线通信程序是用于实施无线通信装置1的上述功能组件的程序。通过CPU101执行无线通信程序，无线通信器112的功能组件得以实施。
输入接口102是用于将输入设备(例如键盘或鼠标)的操作信号输入到无线通信装置1中的设备。计算机100可以不配置有输入接口102。
图形处理器103是基于CPU101生成的视频信号或图像信号在显示器上显示视频或图像的设备，举例来说，显示器时液晶显示器(LCD)，阴极射线管(CRT)，或等离子显示器(PDP)。计算机100可以不配置有图形处理器103。
通信接口104是用于使无线通信装置1和另一个无线节点进行无线通信的设备。收发机13的功能组件通过无线通信接口104实施。
在执行无线通信程序的过程中，主存储器105存储无线通信程序，执行无线通信程序所必需的数据，通过执行无线通信程序而生成的数据等。无线通信程序基于将实施的主存储器105开发。主存储器105是-举例来说-RAM，DRAM或SRAM，但是不限于此。主存储器105可以存储信息，例如无线通信程序，中继信息，帧信息，节点ID，等级值R，父节点，子节点等。主存储器105可以存储计算机100的OS，BIOS和各种中间件。
外部存储器106存储无线通信程序，执行无线通信程序所必需的数据，通过执行无线通信程序而生成的数据等。程序和数据被读取到主存储器105中以执行无线通信程序。外部存储器106是-举例来说-硬盘，光盘，闪存，或磁带，但是不限于此。外部存储器106可以存储无线通信程序，信息，例如中继信息，帧信息，节点ID，等级值R，父节点，子节点等。
无线通信程序可以预先安装在计算机100中，或者可以通过无线通信传输至无线通信装置1并安装在计算机100中。
接下来描述根据本实施方式的无线通信装置1的运行。图9是流程图，显示了无线通信装置1的初始运行，即打开电源时的运行。在接下来的描述中，假定无线通信装置1预先存储有帧信息和节点ID。
在步骤S1中，收发机13开始接收处理，并确定自从接通电源后是否已经过去了一个帧。收发机13继续接收处理，直到一个帧已经逝去。收发机13所做的确定不限于一个帧。当收发机13在逝去一个帧之前(步骤S1中“否”)接收到处理信息(步骤S2中“是”)时，处理继续前进至步骤S3。
在步骤S3中，传输目的确定器17获得收发机13接收到的接收信息，并存储接收信息的传输源节点的节点ID，等级值，以及无线信号强度(RSSI)(步骤S3)。
无线通信装置1重复上述步骤S1至S3，直到接通电源后逝去了一个帧。当一个帧逝去时(步骤S1中“是”)，处理继续前进至步骤S4。
在步骤S4中，传输目的节点确定器17基于存储的传输源节点的节点ID，等级值，以及无线信号强度确定传输目的节点(父节点)(步骤S4)。如上所述，传输目的节点确定器17确定具有最高等级值和最高信号强度的传输源节点作为传输目的节点(父节点)。它还确定比传输目的节点(父节点)的等级值高1的等级值作为自身节点的等级值。
图10是显示了无线通信装置1的正常运行的流程图。在下文中，假定自身节点的等级值在上述步骤S4中确定为R。还假定传输时隙确定器18基于自身节点的等级值和节点ID确定了传输时隙。
在步骤S5中，无线通信装置1确定时隙组R+1是否结束了，所述时隙组R+1分配的等级值R+1比自身节点的等级值R高1。收发机13继续接收处理，直到时隙组R+1结束。
当收发机13在时隙组R+1结束之前(步骤中S5中“否”)接收到定址到自身节点的接收信息(步骤S6中“是”)时，处理继续前进至步骤S7。目的确定器14确定接收信息是否是定址到自身节点，即接收信息的传输目的节点是自身节点。
在步骤S7中，中继信息存储器15将定址到自身节点的接收信息存储为中继信息。无线通信装置1重复上述步骤S5至S7，直到时隙组R+1结束，从而接收传输源节点(子节点)的传输信息(中继信息)。当时隙组R+1结束(步骤S5中“是”)时，处理继续前进至步骤S8。在这里，在以下假定基础上进行描述：时隙组R在时隙组R+1结束时开始，但是在时隙组R+1和时隙组R之间可能存在未分配等级值的一段时间。
在步骤S8中，传输信息生成器16将信息，例如自身节点的节点ID，传感器信息以及等级值R添加至中继信息存储器15中存储的中继信息，从而生成传输信息。中继信息存储器15中存储的信息在传输信息生成器16生成传输信息之后被删除。
在步骤S9中，无线通信装置1在传输时隙确定器18确定的传输时隙开始之前等待。在等待期间，收发机13可以继续接收处理，或者可以停止接收处理。当传输时隙开始时，处理继续前进至步骤S10。当传输时隙和时隙组R同时开始时，省略步骤S9。
在步骤S10中，收发机13将传输信息生成器16生成的传输信息传输至由传输目的节点确定器17确定的传输目的节点(父节点)。收发机13传输的传输信息被转换为无线信号，并通过发射/接收天线11传输至传输目的节点。通过上述步骤S5到S10，从传输源节点(子节点)接收的信息可以中继至传输目的节点(父节点)。当传输时隙结束时，处理继续前进至步骤S11。
在步骤S11中，无线通信装置1在时隙组R结束之前等待。在等待期间，收发机13可以执行接收处理，或者可以停止接收处理。当时隙组R结束时，过程继续进行至步骤S12。当传输时隙和时隙组R同时结束时，省略步骤S11。
在步骤S12中，无线通信装置1确定时隙组R-1是否结束了，所述时隙组R-1分配的等级值R-1比自身节点的等级值R低1。收发机13继续接收处理，直到时隙组R-1结束。
当收发机13在时隙组R-1结束之前(步骤中S12中“否”)接收到等级值为R-1的接收信息(步骤S13中“是”)时，处理继续前进至步骤S14。传输时隙确定器18确定接收信息的等级值是否为R-1。
在步骤S14中，传输时隙确定器18存储接收信息的传输源节点的等级值R-1，节点ID，以及无线信号强度。无线通信装置1重复上述步骤S12至S14，直到时隙组R-1结束，从而接收传输目的节点(父节点)的传输信息。当时隙组R-1结束(步骤S12中“是”)时，处理继续前进至步骤S15。
在步骤S15中，传输目的节点确定器17基于存储的节点ID、等级值、以及信号强度确定传输目的节点(父节点)。例如，传输目的节点确定器17确定具有最高信号强度的无线节点为传输目的节点。
通过上述步骤S12至S15，传输目的节点(父节点)可以更新为针对每个帧具有最高信号强度的无线节点。因此，即使当新的无线节点被添加到无线通信***中时，无线通信装置1也可以将传输信息传输到最佳的父节点。当传输目的节点未更新时，可以省略步骤S12到S15。
如上所述，根据本实施方式的无线通信装置可以基于自身节点的等级值和帧信息自动确定传输时隙，从而实施上述时隙分配方法。因此，无线通信装置1可以在一个帧内将信息传输至根节点。
(第二实施方式)
接下来，参考图11描述根据第二实施方式的无线通信***。图11显示了无线通信***的配置实施例。在该无线通信***中，组成无线通信***的无线节点在预定时间周期内处于睡眠状态。其他的配置与第一实施方式中的配置类似。
在睡眠状态中，无线通信器12停止算法处理和通信功能，只执行计时。在睡眠状态中，不执行信息的传输/接收，因此降低无线通信装置1的功率消耗。在下文中，无线节点能够传输/接收信息的状态被称为唤醒状态。无线通信器12从唤醒状态改变到睡眠状态被称为“睡眠”，从睡眠状态改变到唤醒状态被称为“唤醒”。
如上所述，等级值为R的无线节点在时隙组R+1和时隙组R-1期间执行接收处理，并在时隙组R包括的传输时隙期间执行传输处理。在该实施方式中，除了在执行传输/接收处理期间，无线节点处于睡眠状态。具体而言，在从帧开始到时隙组R+1开始的这段时间内，在从时隙组R+1结束到传输时隙开始的这段时间内，在从传输时隙结束到时隙组R-1开始的这段时间内，以及在从时隙组R-1结束到帧结束的这段时间内，无线节点处于睡眠状态。
例如，等级值为3的无线节点I从时隙组N到时隙组5处于睡眠状态，在时隙组4期间执行接收处理，从时隙组3开始到传输时隙开始之间处于睡眠状态，在传输时隙期间执行接收处理，从传输时隙结束到时隙组2开始之间处于睡眠状态，在时隙组2期间处于接收处理，并且在时隙组1期间处于睡眠状态。
当传输目的节点(父节点)未更新时，无线节点可以在时隙组R-1期间处于睡眠状态，因为不需要在时隙组R-1中执行接收处理。
接下来，参考图12描述根据本实施方式的无线通信装置1。图12显示了根据本实施方式的无线通信装置1的配置。如图12所示，无线通信装置1的无线通信器12还包括睡眠控制器20。其他组件与第一实施方式中的组件类似。
不管当电源接通时无线通信器12的运行状态如何，睡眠控制器20都将运作。睡眠控制器20对时间进行计数，并基于所计数的时间，传输目的节点控制器17确定的自身节点的等级值，以及帧信息存储器19中存储的帧信息控制无线通信器12的运行状态在睡眠状态和唤醒状态之间。
具体而言，睡眠控制器20在时隙组R+1开始时，传输时隙开始时，以及时隙组R-1开始时唤醒无线通信器12，并在时隙组R+1结束时，传输时隙结束时，以及时隙组R-1结束时使无线通信器12睡眠。
接下来，参考图13描述根据本实施方式的无线通信装置1的运行。图13是流程图，显示了根据本实施方式的无线通信装置1在一个帧中的正常运行。在图13中，无线通信器12在运行开始时处于睡眠状态。
在步骤S16中，睡眠控制器20基于计数的时间，自身节点的等级值以及帧信息确定时隙组R+1是否已经开始。睡眠控制器20重复确定，直到时隙组R+1开始(步骤S16中“否”)。当时隙组R+1开始时，处理继续前进至步骤S17。
在步骤S17中，睡眠控制器20唤醒无线通信器12。通过这种方式，收发机13开始接收处理。随后的步骤S5至S8与图10所示流程图中的步骤类似。
当传输信息生成器16在步骤S8中生成传输信息时，处理前进至步骤S18。
在步骤S18中，睡眠控制器20引起无线通信器12睡眠。此后，当传输时隙开始时，睡眠控制器20唤醒无线通信器12。当无线通信器12改变为唤醒状态时，收发机13将传输信息传输至传输目的节点(父节点)。当传输时隙结束时，处理继续前进至步骤S19。
在步骤S19中，睡眠控制器20引起无线通信器12睡眠。此后，当时隙组R和时隙组R-1开始时，睡眠控制器20唤醒无线通信器12。通过这种方式，收发机13开始接收处理。随后的步骤S12至S15与图10所示流程图中的步骤类似。
当传输目的节点(父节点)在步骤S15中更新时，睡眠控制器20引起无线通信器12睡眠。通过这种方式，无线通信装置1在一个帧中的正常运行完成。
如上所述，根据本实施方式的无线通信装置1在未接收/传输信息的时候处于睡眠状态。因此，可以降低无线通信装置1的功率消耗。此外，通过组成无线通信***的无线通信装置1，可以降低整个无线通信***的功率消耗。
(第三实施方式)
接下来，参考图14至17描述根据第三实施方式的无线通信***。图14至17显示了根据该实施方式的无线通信***的配置实施例。在第一和第二实施方式中，只执行了信息从下游侧到上游侧(上行链路)的传输，但是在本实施方式中，还同时执行信息从上游侧到下游侧(下行链路)的传输。在该实施方式中，无线通信装置1与第一实施方式中的类似。
对于下行链路，通过上述上行链路分配方法进行时隙分配是低效率的，因为它花费数帧的信息传输时间。因此，在该实施方式中，独立设置针对上行链路的时隙分配和针对下行链路的时隙分配。
在针对上行链路的时隙分配中，如同第一实施方式中一样，较高的等级值被分配给帧中时间上较早的时隙组，较低的等级值被分配给时间上较晚的时隙组。因此，帧中时间上较早的时隙被配给位置更靠下游的无线节点。
与之相比，在针对下行链路的时隙分配中，较低的等级值被分配给帧中时间上较早的时隙组，较高的等级值被分配给时间上较晚的时隙组。因此，帧中时间上较早的时隙被配给位置更靠上游的无线节点。
因此，在上行链路以及下行链路中，帧中时间上较早的时隙被配给信息传输路径中位置更靠前的无线节点。因此，根据本实施方式的无线通信***能够将信息传输时间在上行链路以及下行链路中减少到一帧以内。
此外，在该实施方式中，等级值被分配给时隙组，由此，就任何等级值R而言，上行链路中的等级值R+1和下行链路中的等级值R-1不分配给相同的时隙组。同样，等级值被分配给时隙组，由此，就任何等级值R而言，上行链路中的等级值R-1和下行链路中的等级值R+1不分配给相同的时隙组。通过这种方式，位于帧中心部分中的时隙组各自上行链路中只分配有等级值R+1或R-1中的一者，在下行链路中只分配有等级值R+1或R-1中的一者。
因此，图14中的第三时隙组在上行链路中只分配有等级值5，第四时隙组在下行链路中只分配有等级值3。图14中的第七时隙组在上行链路中只分配有等级值3，第五时隙组在下行链路中只分配有等级值5。这可以防止等级值隔开两个单位的无线节点之间出现无线信号干扰。
例如，在帧中的第一时隙组中，等级值为7的无线节点和等级值为1的无线节点同时传输无线信号。但是，等级值为7的无线节点和等级值为1的无线节点分开，因此它们的无线信号不干扰。
相比之下，如果等级值为5的无线节点和等级值为3的无线节点在帧中的第三时隙组中同时传输无线信号，则担忧这些无线信号的干扰，因为等级值为5的无线节点和等级值为3的无线节点靠近彼此。
但是，如该实施方式中一样将等级值分配给时隙组可以防止无线信号的干扰，因为等级值为5的无线节点和等级值为3的无线节点交替传输无线信号。
当等级值的数量如图15所示为偶数(八)时，以及当等级值的数量如图14所示为奇数(七)时，这样的等级值分配同样也是可能的。
当担忧即使在无线信号的等级值隔开三个单位而依然出现干扰时，可以将等级值分配给时隙组，由此，就任意等级值R而言，上行链路中的等级值R+1(R–1)和下行链路中的等级值R–2(R+2)不分配给相同的时隙组。例如，图15所示无线通信***的第三时隙组在上行链路中只分配有等级值6，第四时隙组在下行链路中只分配有等级值3。因此，可以防止等级值隔开三个单位的无线节点之间出现无线信号干扰。
此外，在图14和15中，将等级值分配给时隙组，由此，上行链路中的等级值R和下行链路中的等级值R不分配给相同的时隙组。但是，如图16和17所示，可以将等级值分配给时隙组，由此，上行链路中的等级值R和下行链路中的等级值R被分配给相同的时隙组。
在这种情况下，在在上行链路和下行链路中分配有等级值R的时隙组中，同时执行上行链路传输和下行链路传输。例如，在图16所示情况中，等级值为4的无线节点在传输时隙中在向无线节点I进行上行链路传输的同时向无线节点N和O进行下行链路传输。因此，通过价格上行链路和下行链路等级值R分配给相同的时隙组，可以减少时隙组的数量从而使帧缩短。
如上所述，根据本实施方式的无线通信***能够将上行链路以及下行链路信息传输时间减少到1帧以内。此外，可以防止无线信号的干扰，从而提高信息传输准确性。
(第四实施方式)
接下来，参考图18和19描述根据第四实施方式的无线通信***。图18和19显示了根据该实施方式的无线通信***的配置实施例。无线通信***是根据第三实施方式的无线通信***，该无线通信***包括根据第二实施方式的无线通信装置1。也就是说，无线通信装置1执行上行链路和下行链路传输，并在预定时间周期内处于睡眠状态。
具体而言，等级值为R的无线节点在上行链路中在时隙组R+1和R-1期间以及传输时隙中执行传输/接收，并在下行链路中在时隙组R+1和R-1期间以及传输时隙中执行传输/接收。
例如，在图18中，当我们聚焦于等级值为7的无线节点U时，无线节点U在第一时隙组中接收上行链路中继信息，在第二时隙组的传输时隙中转发该中继信息，基于在第三时隙组中接收的无线信号确定上行链路传输目的节点(父节点)，在第九时隙组中接收下行链路中继信息，在第十时隙组中转发中继信息，并基于在第十一时隙组中接收的无线信号确定下行链路传输目的节点(子节点)。在其他周期中，即除了传输时隙之外的第四到第八时隙组，以及第二和第十时隙组，无线节点U处于睡眠状态。
因此，上行链路以及下行链路信息传输时间可以减少到一帧以内，可以减少无线特征装置1和无线通信***的功率消耗。
图19是图18所示无线通信***的修改。在图19中，等级值为R的无线节点在上行链路中在时隙组R+1和传输时隙期间执行传输/接收，并在下行链路中在时隙组R-1和传输时隙期间执行传输/接收。也就是说，与图18所述的无线通信装置不同，无线节点在分配有上行链路和下行链路等级值R-1的时隙组中处于睡眠状态。
例如，在图19中，当我们聚焦于等级值为7的无线节点U时，无线节点U在第一时隙组中接收上行链路中继信息，在第二时隙组的传输时隙中转发该中继信息，在第九时隙组中接收下行链路中继信息，并且在第十时隙组的传输时隙中转发中继信息。无线节点U基于在第一时隙组中接收的无线信号确定下行链路传输目的节点(子节点)，并基于在第九时隙组中接收的无线信号确定上行链路传输目的节点(父节点)。在其他周期中，即除了传输时隙之外的第三到第八时隙组和第十一时隙组，以及第二和第十时隙组，无线节点U处于睡眠状态。
通过这种方式，无线通信装置1处于睡眠状态的周期比图18所示无线通信***中的周期长两个时隙组，因此可以进一步降低无线通信装置1和无线通信***的功率消耗。
尽管描述了某些实施方式，这些实施方式仅以示例方式给出，不对本发明的保护范围构成限制。事实上，在此描述的新方法和***可以通过多种其它形式实现，此外，在不偏离本发明精神的情况下，可以对此处描述的方法和***做出省略，替换和改动。所附权利要求和其等价物应涵盖落入本发明精神范围的这些形式或修改。

Claims (10)

1.一种无线通信装置，该无线通信装置包括：
收发机，该收发机被配置为传输/接收信息；以及
传输时隙确定器，该传输时隙确定器被配置为基于自身节点的等级值从时间分割为多个时隙的帧中确定传输时隙，所述等级值对应于到根节点的跳数，在所述传输时隙中，所述收发机传输所述信息，其中
所述帧中设置有多个时隙组，所述多个时隙组包括多个连续时隙；
所述时隙组分配有不同的等级值；并且
所述传输时隙确定器选择分配有所述自身节点的等级值的时隙组，并从选择的所述时隙组包括的时隙中确定所述传输时隙。
2.如权利要求1所述的装置，其中所述帧中时间上较早的时隙组被分配有较高的等级值。
3.如权利要求1所述的装置，其中所述收发机在被分配的等级值比自身节点的等级值高1的时隙组中接收所述信息。
4.如权利要求1所述的装置，该装置还包括睡眠控制器，该睡眠控制器被配置为停止所述收发机的信息传输/接收处理。
5.如权利要求1所述的装置，其中所述帧中时间上较晚的时隙组被分配有较低的等级值。
6.如权利要求5所述的装置，其中所述收发机在被分配的等级值比自身节点的等级值低1的时隙组中接收所述信息。
7.如权利要求5所述的装置，其中所述时隙组被独立分配有针对上行链路的等级值和针对下行链路的等级值，所述针对上行链路的等级值R+1和所述针对下行链路的等级值R-1被分配给不同的时隙组。
8.如权利要求7所述的装置，其中所述收发机在被分配有针对上行链路的等级值R+1的时隙组以及被分配有针对下行链路的等级值R-1的时隙组中接收所述信息。
9.一种无线通信***，该无线通信***包括：
根据权利要求1所述的无线通信装置；以及
收集装置，该收集装置被配置为从所述无线通信装置收集信息。
10.一种时隙分配发方法，该方法包括：
在包括根节点和多个无线节点的无线通信***中，
将帧时间分割为多个时隙；
在所述帧中设置多个时隙组，所述多个时隙组包括多个连续时隙；
分配与从所述无线节点到所述根节点的跳数对应的等级值，从而使得所述帧中时间上较早的时隙组具有较高的等级值；以及
将所述时隙组中包括的时隙分配给等级值与分配给所述时隙组的等级值相等的无线节点。
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