CN107864513A - 多址接入方法、节点及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多址接入方法、节点及存储介质，本发明通过第一节点获取当前网络负载，根据所述当前网络负载动态设置目标超帧，根据所述目标超帧对目标时间段进行划分，获取所述目标超帧中各帧对应的时隙，获取第一节点的第一类时隙占据信息和第二节点的第二类时隙占据信息，根据所述第一类时隙占据信息和所述第二类时隙占据信息从各时隙中获取空闲时隙，从所述空闲时隙中选取目标时隙，将待发送数据在所述目标时隙中发送，各节点工作在自己的时钟下，不需要依赖全网同步，避免了信令或协议过多造成传输效率低的问题，提升了数据传输的速度和效率，节省了发送数据的时间，使网络控制更加简单，并且使网络更加健壮。
Description
技术领域
本发明涉及时分多址自组网通讯领域，尤其涉及一种多址接入方法、节点及存储介质。
背景技术
自组织网络是由若干个移动终端组成的多跳自治***，自组织网络由若干个节点构成，每个节点工作在自己的定时下，即每个节点的超帧边界、帧边界、时隙边界是可以不同的，是异步的，自组织网络无需基站，每个节点既是终端又可以是无线访问接入点(Wireless Access Point，AP)，也可以是路由器。灵活的组网性能使它在军事、应急通信领域有着广泛的应用前景。无线自组织网络通常采用基于竞争接入的多址方式，或者基于时分、频分、码分的多址方式。竞争接入方式无需全网时间同步，节点需要发射数据时需要先监听无线信道然后竞争获取无线信道。但随着节点数的变多，竞争无线信道发生碰撞的概率会越来越大，无线信道真正用于数据传输的时间会减少，频谱效率降低。基于时分的多址方式将无线帧划分为若干个时隙，每个节点分配一个发射时隙，各节点在自己的发射时隙中发送数据。频分多址接入则为不同节点分配不同的频点，码分多址则分配不同扩频码。无论是时分还是频分，码分，对于突发数据而言，这种预分配时频资源的方式都会导致响应速度不够，分配的时频资源浪费等问题。所以，进一步的提出了动态时分多址(Dynamic TimeDivision Multiple Access，DTDMA)，时隙分配不再是固定的，而是通过申请、分配、使用的过程动态使用时隙。但动态时分多址这种方式同样存在信令开销大，发送突发数据效率不高的问题；
现有技术中有通过两种拓扑下的多址接入方式，基于交叉链路网络的CDMA/FDMA组合多址，每个节点分配一个频道一个扩频码；或者基于树形拓扑网络的分级递阶多址，采用二叉树模型，双频点码分多址接入；或者自组织网络下多个接收节点向一个发射节点时隙对齐的方法；或者将帧分为下行，上行，下行三段，中心节点根据上行反馈来分配下行时隙；因为时序来不及分配的在第三段下行中发射；或者接入阶段使用CSMA，只获取邻节点列表，邻节点表稳定后选取中心节点，中心节点分配时隙后进入TDMA阶段，CSMA，TDMA结合的多址接入方法；
但是，对于一个不稳定的***而言，握手信号越少越好，预分配的内容越少越好，现有的多址方法在面对很多移动节点构成的自组网***时，都存在信令交互复杂，特别是分簇、分层的协议过多，依赖全网同步，传输效率低的缺点。
发明内容
本发明的主要目的在于一种多址接入方法、节点及存储介质，旨在解决现有技术中面对自组网***时存在因为信令交互复杂，依赖全网同步，造成传输效率低的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供一种多址接入方法，所述多址接入方法包括以下步骤：
第一节点获取当前网络负载，根据所述当前网络负载动态设置目标超帧；
根据所述目标超帧对目标时间段进行划分，获取所述目标超帧中各帧对应的时隙；
获取第一节点的第一类时隙占据信息和第二节点的第二类时隙占据信息，根据所述第一类时隙占据信息和所述第二类时隙占据信息从各时隙中获取空闲时隙，所述第一节点与所述第二节点的时钟不同步；
从所述空闲时隙中选取目标时隙，将待发送数据在所述目标时隙中发送。
优选地，所述获取第一节点的第一类时隙占据信息和第二节点的第二类时隙占据信息，根据所述第一类时隙占据信息和所述第二类时隙占据信息从各时隙中获取空闲时隙，具体包括：
从所述第一节点的第一报文中获取所述第一类时隙占据信息，或者从所述第二节点的第二报文中获取所述第二类时隙占据信息，其中，所述第一报文为根据所述第一类时隙占据信息确定的报文，所述第二报文为所述第二节点根据所述第一报文和所述第一报文的位置信息确定的报文，所述位置信息为所述第二节点接收到所述第一报文的起始位置和结束位置的信息。
优选地，所述从所述第一节点的第一报文中获取所述第一类时隙占据信息，或者从所述第二节点的第二报文中获取所述第二类时隙占据信息，具体包括：
根据时间先后顺序将所述目标超帧中各帧对应的时隙划分为前向时隙和后向时隙，通过所述前向时隙和所述后向时隙从所述第一节点的第一报文中获取所述第一类时隙占据信息，或者从所述第二节点的第二报文中获取所述第二类时隙占据信息。
优选地，所述从所述空闲时隙中选取目标时隙，将待发送数据在所述目标时隙中发送之后，所述多址接入方法还包括：
通过所述后向时隙中的确认字符信息获取所述待发送数据的错误率；
当所述错误率超过预设阈值时更换所述目标时隙，从所述空闲时隙中选取新的目标时隙，将所述待发送数据在所述新的目标时隙中发送。
优选地，所述待发送数据包含多个数据包；
相应地，所述从所述空闲时隙中选取目标时隙，将待发送数据在所述目标时隙中发送，具体包括：
获取预设门限值及所述待发送数据中各数据包对应的优先级和信道质量服务参数；
根据所述预设门限值、所述优先级和所述信道质量服务参数确定各数据包的预设发送条件，根据所述预设发送条件从所述空闲时隙中选取所述目标时隙；
获取所述目标时隙的重复周期，当所述重复周期大于第一阈值时，将各数据包在准静态时隙中发送，所述准静态时隙为以所述重复周期持续发送的时隙；当所述重复周期小于所述第一阈值时，将各数据包在突发时隙中发送，所述突发时隙为以所述重复周期发送一次的时隙。
优选地，所述根据所述预设门限值、所述优先级和所述信道质量服务参数确定各数据包的预设发送条件，根据所述预设发送条件从所述空闲时隙中选取所述目标时隙，具体包括：
将所述空闲时隙的总数量与所述预设门限值进行比对，获取比对结果；
根据所述第一节点与周边节点分别对应的所述信道质量服务参数和所述优先级，以及所述比对结果确定各数据包的预设发送条件；
根据所述预设发送条件从所述空闲时隙中选取所述目标时隙。
优选地，所述根据所述第一节点与周边节点分别对应的所述信道质量服务参数和所述优先级，以及所述比对结果确定各数据包的预设发送条件，具体包括：
比较所述第一节点对应的信道质量服务参数与所述周边节点对应的信道质量服务参数；
当所述比对结果为所述空闲时隙总数量大于或等于所述预设门限值时，若所述第一节点对应的高优先级数据包信道质量服务参数低于所述周边节点对应的高优先级数据包信道质量服务参数，则所述预设发送条件为允许发射所述第一节点的高优先级数据包；
当所述比对结果为所述空闲时隙总数量小于所述预设门限值时，若所述第一节点对应的低优先级数据包信道质量服务参数高于所述周边节点对应的低优先级数据包信道质量服务参数，则所述预设发送条件为禁止发射所述第一节点的低优先级数据包。
优选地，所述第一节点获取当前网络负载，根据所述当前网络负载动态设置目标超帧，具体包括：
获取当前网络负载，根据所述当前网络负载获取待发送的数据包数量；
根据所述当前网络负载确定所述目标超帧的尺寸，根据所述数据包数量确定所述目标超帧的发射重复周期，根据所述目标超帧尺寸和所述发射重复周期设置所述目标超帧。
此外，为实现上述目的，本发明还提出一种节点，所述节点包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的多址接入程序，所述多址接入程序配置为实现如上文所述的多址接入方法的步骤。
此外，为实现上述目的，本发明还提出一种存储介质，所述存储介质上存储有多址接入程序，所述多址接入程序被处理器执行时实现如上文所述的多址接入方法的步骤。
本发明提出的多址接入方法，本发明通过第一节点获取当前网络负载，根据所述当前网络负载动态设置目标超帧，根据所述目标超帧对目标时间段进行划分，获取所述目标超帧中各帧对应的时隙，获取第一节点的第一类时隙占据信息和第二节点的第二类时隙占据信息，根据所述第一类时隙占据信息和所述第二类时隙占据信息从各时隙中获取空闲时隙，所述第一节点与所述第二节点的时钟不同步，从所述空闲时隙中选取目标时隙，将待发送数据在所述目标时隙中发送，各节点工作在自己的时钟下，不需要依赖全网同步，避免了信令或协议过多造成传输效率低的问题，在空闲时隙发送数据，提升了数据传输的速度和效率，节省了发送数据的时间，使网络控制更加简单，并且使网络更加健壮。
附图说明
图1为本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的节点结构示意图；
图2为本发明多址接入方法第一实施例的流程示意图；
图3为本发明多址接入方法中三节点自组织网络示意图；
图4为本发明多址接入方法第二实施例的流程示意图；
图5为本发明多址接入方法中非空闲时隙监听示意图；
图6为本发明多址接入方法第三实施例的流程示意图；
图7为本发明多址接入方法中准静态时隙和突发时隙示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例的解决方案主要是：本发明通过第一节点获取当前网络负载，根据所述当前网络负载动态设置目标超帧，根据所述目标超帧对目标时间段进行划分，获取所述目标超帧中各帧对应的时隙，获取第一节点的第一类时隙占据信息和第二节点的第二类时隙占据信息，根据所述第一类时隙占据信息和所述第二类时隙占据信息从各时隙中获取空闲时隙，所述第一节点与所述第二节点的时钟不同步，从所述空闲时隙中选取目标时隙，将待发送数据在所述目标时隙中发送，各节点工作在自己的时钟下，不需要依赖全网同步，避免了信令或协议过多造成传输效率低的问题，在空闲时隙发送数据，提升了数据传输的速度和效率，节省了发送数据的时间，使网络控制更加简单，并且使网络更加健壮，解决了现有技术中面对自组网***时存在因为信令交互复杂，依赖全网同步，造成传输效率低的技术问题。
参照图1，图1为本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的节点结构示意图。
如图1所示，该节点可以包括：处理器1001，例如CPU，通信总线1002、用户端接口1003，网络接口1004，存储器1005。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户端接口1003可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)，可选用户端接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如WI-FI接口)。存储器1005可以是高速RAM存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatile memory)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。
本领域技术人员可以理解，图1中示出的节点结构并不构成对该节点的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
如图1所示，作为一种计算机存储介质的存储器1005中可以包括操作***、网络通信模块、用户端接口模块以及多址接入程序。
本发明节点通过处理器1001调用存储器1005中存储的多址接入程序，并执行以下操作：
第一节点获取当前网络负载，根据所述当前网络负载动态设置目标超帧；
根据所述目标超帧对目标时间段进行划分，获取所述目标超帧中各帧对应的时隙；
获取第一节点的第一类时隙占据信息和第二节点的第二类时隙占据信息，根据所述第一类时隙占据信息和所述第二类时隙占据信息从各时隙中获取空闲时隙，所述第一节点与所述第二节点的时钟不同步；
从所述空闲时隙中选取目标时隙，将待发送数据在所述目标时隙中发送。
进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的多址接入程序，还执行以下操作：
从所述第一节点的第一报文中获取所述第一类时隙占据信息，或者从所述第二节点的第二报文中获取所述第二类时隙占据信息，其中，所述第一报文为根据所述第一类时隙占据信息确定的报文，所述第二报文为所述第二节点根据所述第一报文和所述第一报文的位置信息确定的报文，所述位置信息为所述第二节点接收到所述第一报文的起始位置和结束位置的信息。
进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的多址接入程序，还执行以下操作：
根据时间先后顺序将所述目标超帧中各帧对应的时隙划分为前向时隙和后向时隙，通过所述前向时隙和所述后向时隙从所述第一节点的第一报文中获取所述第一类时隙占据信息，或者从所述第二节点的第二报文中获取所述第二类时隙占据信息。
进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的多址接入程序，还执行以下操作：
通过所述后向时隙中的确认字符信息获取所述待发送数据的错误率；
当所述错误率超过预设阈值时更换所述目标时隙，从所述空闲时隙中选取新的目标时隙，将所述待发送数据在所述新的目标时隙中发送。
进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的多址接入程序，还执行以下操作：
获取预设门限值及所述待发送数据中各数据包对应的优先级和信道质量服务参数；
根据所述预设门限值、所述优先级和所述信道质量服务参数确定各数据包的预设发送条件，根据所述预设发送条件从所述空闲时隙中选取所述目标时隙；
获取所述目标时隙的重复周期，当所述重复周期大于第一阈值时，将各数据包在准静态时隙中发送，所述准静态时隙为以所述重复周期持续发送的时隙；当所述重复周期小于所述第一阈值时，将各数据包在突发时隙中发送，所述突发时隙为以所述重复周期发送一次的时隙。
进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的多址接入程序，还执行以下操作：
将所述空闲时隙的总数量与所述预设门限值进行比对，获取比对结果；
根据所述第一节点与周边节点分别对应的所述信道质量服务参数和所述优先级，以及所述比对结果确定各数据包的预设发送条件；
根据所述预设发送条件从所述空闲时隙中选取所述目标时隙。
进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的多址接入程序，还执行以下操作：
比较所述第一节点对应的信道质量服务参数与所述周边节点对应的信道质量服务参数；
当所述比对结果为所述空闲时隙总数量大于或等于所述预设门限值时，若所述第一节点对应的高优先级数据包信道质量服务参数低于所述周边节点对应的高优先级数据包信道质量服务参数，则所述预设发送条件为允许发射所述第一节点的高优先级数据包；
当所述比对结果为所述空闲时隙总数量小于所述预设门限值时，若所述第一节点对应的低优先级数据包信道质量服务参数高于所述周边节点对应的低优先级数据包信道质量服务参数，则所述预设发送条件为禁止发射所述第一节点的低优先级数据包。
进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的多址接入程序，还执行以下操作：
获取当前网络负载，根据所述当前网络负载获取待发送的数据包数量；
根据所述当前网络负载确定所述目标超帧的尺寸，根据所述数据包数量确定所述目标超帧的发射重复周期，根据所述目标超帧尺寸和所述发射重复周期设置所述目标超帧。
本实施例通过上述方案，通过第一节点获取当前网络负载，根据所述当前网络负载动态设置目标超帧，根据所述目标超帧对目标时间段进行划分，获取所述目标超帧中各帧对应的时隙，获取第一节点的第一类时隙占据信息和第二节点的第二类时隙占据信息，根据所述第一类时隙占据信息和所述第二类时隙占据信息从各时隙中获取空闲时隙，所述第一节点与所述第二节点的时钟不同步，从所述空闲时隙中选取目标时隙，将待发送数据在所述目标时隙中发送，各节点工作在自己的时钟下，不需要依赖全网同步，避免了信令或协议过多造成传输效率低的问题，在空闲时隙发送数据，提升了数据传输的速度和效率，节省了发送数据的时间，使网络控制更加简单，并且使网络更加健壮。
基于上述硬件结构，提出本发明多址接入方法实施例。
参照图2，图2为本发明多址接入方法第一实施例的流程示意图。
在第一实施例中，所述多址接入方法包括以下步骤：
步骤S10、第一节点获取当前网络负载，根据所述当前网络负载动态设置目标超帧；
需要说明的是，所述第一节点为自组织网络中的节点，所述自组织网络为若干个移动终端组成的多跳自治***，自组织网络由若干个节点构成，每个节点工作在自己的定时下，即每个节点的超帧边界、帧边界、时隙边界是可以不同的，是异步的，自组织网络无需基站，所述第一节点可以是终端，也可以是无线访问接入点(Wireless Access Point，AP)，还可以是路由器，当然还可以是其他网络连接设备例如工作站、个人计算机、服务器和打印机等，本实施例对此不加以限制。
应当理解的是，所述当前网络负载为当前网络的负载情况，不同的网络负载情况对应不同的网络规模，为了适应不同的网络规模，需要动态设置目标超帧，可以设置目标超帧的目标超帧尺寸和发送重复周期，发射时隙可以是每帧都发射，或者每隔几帧发射一次，发射时隙的最大发送重复周期是超帧，即每隔超帧发射一次；
进一步地，所述步骤S10具体包括：
获取当前网络负载，根据所述当前网络负载获取待发送的数据包数量；
根据所述当前网络负载确定所述目标超帧的尺寸，根据所述数据包数量确定所述目标超帧的发射重复周期，根据所述目标超帧尺寸和所述发射重复周期设置所述目标超帧。
需要说明的是，当网络规模较小时，即所述当前网络负载较小时，待发送的数据包少，节点数少，超帧包含较少的帧，发射时隙的发送重复周期短，时延短；当网络规模较大时，即所述当前网络负载较大时，待发送的数据包多，节点数多，超帧包含较多的帧，优先级高的数据包可以以较短的发送重复周期发射，优先级低的数据包可以以较长的发送重复周期发射。
应当理解的是，根据所述当前网络负载确定所述目标超帧的尺寸，根据所述数据包数量确定所述目标超帧的发射重复周期，因为所述当前网络负载会不断的变化，为适应不同的网络负载，及时通过调整所述目标超帧尺寸和所述发射重复周期可以动态地灵活地设置所述目标超帧。
步骤S20、根据所述目标超帧对目标时间段进行划分，获取所述目标超帧中各帧对应的时隙；
可以理解的是，所述目标超帧为根据所述当前网络负载动态设置的超帧，用于对时间轴进行划分，即对目标时间段进行划分，一个目标超帧包含若干个帧，一帧包含若干时隙，一个时隙是节点发射或接收数据的最小单元，所述第一节点根据目标超帧对目标时间段进行划分，即按照目标超帧的尺寸将所述目标时间段划分为多个以超帧为单位的片段，所述目标时间段为需要进行数据传输任务的时间段，所述目标时间段可以是根据数据传输任务预先设定的时间段，也可以是根据当前网络规模预先设定的时间段，还可以是根据查找符合当前数据传输状况的时间段作为数据传输任务的时间段，当然还可以是通过其他方式确定的时间段作为所述目标时间段，本实施例对此不加以限制。
应当理解的是，所述第一节点根据目标超帧对目标时间段进行划分，获取所述目标超帧中各帧对应的时隙，即获取了所述第一节点广播的所述第一节点自己所占据的时隙，即所述第一节点本身占据的时隙，通过所述目标超帧能够灵活的根据当前网络规模进行相应调整，使时隙的持续时间随着变化，避免发射时隙的时间碎片化造成时间浪费的问题。
步骤S30、获取第一节点的第一类时隙占据信息和第二节点的第二类时隙占据信息，根据所述第一类时隙占据信息和所述第二类时隙占据信息从各时隙中获取空闲时隙，所述第一节点与所述第二节点的时钟不同步；
需要说明的是，所述第二节点为区别所述第一节点的节点，所述第一节点和所述第二节点存在于自组织网络中，所述第一节点与所述第二节点的时钟不同步，所述第二节点用于区别所述第一节点，所述自组织网络当然还可以是包括除所述第一节点和所述第二节点之外的其他节点，本实施例对此不加以限制；所述自组织网络为若干个移动终端组成的多跳自治***，自组织网络由若干个节点构成，每个节点工作在自己的定时下，即每个节点的超帧边界、帧边界、时隙边界是可以不同的，是异步的，自组织网络无需基站，所述第一节点可以是终端，也可以是无线访问接入点，还可以是路由器，当然还可以是其他网络连接设备例如工作站、个人计算机、服务器和打印机等，本实施例对此不加以限制。
可以理解的是，所述第一节点可以对周边传输信道的时隙占据情况进行统计，可以包括对持续传输链路的占用时隙统计以及突发传输链路的占据时隙统计，通过对周边传输信道的时隙占据情况进行统计能够生成所述第一类时隙占据信息和所述第二类时隙占据信息，所述第一类时隙占据信息和所述第二类时隙占据信息用于表明当前节点的时隙占据情况和监听到周边节点时隙占据情况。
应当理解的是，获取所述第二节点的第二类时隙占据信息后，可以根据所述第二类时隙占据信息确定所述第二节点的当前时隙占据情况，结合所述第一节点的第一类时隙占据信息对各时隙进行标注，确定各时隙中哪些时隙是空闲时隙，可以是将被部分占据或全部占据的时隙标注为非空闲时隙，将未被占据的时隙标注为空闲时隙，当然还可以是通过其他方式根据所述第一类时隙占据信息和所述第二类时隙占据信息从各时隙中获取空闲时隙，本实施例对此不加以限制。
步骤S40、从所述空闲时隙中选取目标时隙，将待发送数据在所述目标时隙中发送。
需要说明的是，所述待发送数据为需要进行发送的数据，将所述待发送数据分配于不同的时隙中进行发送，从所述空闲时隙中选取目标时隙，即当有数据需要发送时，从所述空闲时隙中挑选时隙进行发送，一般是将所述待发送数据拆分为多个数据包或者多个数据片段，为各数据包挑选出各自对应的时隙完成数据的发送。
相应地，所述第一节点和所述第二节点都为自组织网络中的节点，所述第一节点与所述第二节点的时钟并不相同，图3为本发明多址接入方法中三节点自组织网络示意图，如图3所示的一种三节点构成的自组织网络，令一帧Z分为五个时隙，节点J1、节点J2和节点J3的帧头的起始位置都不相同，假设节点J1、节点J2和节点J3链式排列，节点J1和节点J3互不可见，因为节点J1和J2的时隙边界不对齐，节点1的发射信号落在节点J2时隙划分中的第一、二个时隙，所以节点J2将第一、二个时隙标注为非空闲时隙，然后节点J2占据第三个时隙作为自己的发射时隙，节点J3接收到节点J2的广播信号后，通过广播信号的起始位置t也就获得了节点J2的时隙边界，并从广播中获知第一、二个时隙已经被占用，节点J3根据节点J2的时隙边界，推算出节点J3自己的时隙划分中第一至四个时隙全部被占用，节点J3如果有数据需要发射的话就只能使用第五个时隙了；虽然节点间的帧边界和时隙边界是不对齐的，但从时间轴上看三个节点的发射时间是没有重叠的，即时分多址，异步时分多址(TimeDivision Multiple Address，TDMA)的缺点在于发射时隙的中间会造成时间碎片化，形成小于发射时隙长度的时间碎片，这些碎片无法用于数据发射，造成发射时间的浪费，图3中的T为发射浪费的时间，但是，随着时隙持续时间越来越短，这些碎片也会越来越短，最终发射浪费的时间T会越来越短，并限制在可以接受的范围内，由于在空闲时隙内发送待发送数据，无需依赖全网同步，能够使网络控制更加简单，且网络环境更加健壮。
本实施例通过上述方案，通过第一节点获取当前网络负载，根据所述当前网络负载动态设置目标超帧，根据所述目标超帧对目标时间段进行划分，获取所述目标超帧中各帧对应的时隙，获取第一节点的第一类时隙占据信息和第二节点的第二类时隙占据信息，根据所述第一类时隙占据信息和所述第二类时隙占据信息从各时隙中获取空闲时隙，所述第一节点与所述第二节点的时钟不同步，从所述空闲时隙中选取目标时隙，将待发送数据在所述目标时隙中发送，各节点工作在自己的时钟下，不需要依赖全网同步，避免了信令或协议过多造成传输效率低的问题，在空闲时隙发送数据，提升了数据传输的速度和效率，节省了发送数据的时间，使网络控制更加简单，并且使网络更加健壮。
进一步地，图4为本发明多址接入方法第二实施例的流程示意图，如图4所示，基于第一实施例提出本发明多址接入方法第二实施例，在本实施例中，所述步骤S30之前，所述多址接入方法还包括以下步骤：
步骤S301、从所述第一节点的第一报文中获取所述第一类时隙占据信息，或者从所述第二节点的第二报文中获取所述第二类时隙占据信息；
需要说明的是，所述第一报文为根据所述第一类时隙占据信息确定的报文，所述第二报文为所述第二节点根据所述第一报文和所述第一报文的位置信息确定的报文，所述位置信息为包含所述第一节点中已被占用的时隙的起始位置和结束位置的信息；生成所述第一报文后可以将该报文通过广播的方式发送至所述第二节点，可以是通过广播的方式向周边节点进行广播，也可以是通过广播的方式向定向的节点进行广播，当然也可以是通过其他方式发送报文至其他节点，本实施例对此不加以限制。
相应地，所述步骤S301具体包括：
根据时间先后顺序将所述目标超帧中各帧对应的时隙划分为前向时隙和后向时隙，通过所述前向时隙和所述后向时隙从所述第一节点的第一报文中获取所述第一类时隙占据信息，或者从所述第二节点的第二报文中获取所述第二类时隙占据信息。
应当理解的是，所述目标超帧中各帧对应的时隙从时间上能够进一步划分为所述前向时隙和所述后向时隙，所述前向时隙用于传输所述第一类时隙占据信息，还以用于传输数据和第一节点传输信令，所述后向时隙用于传输反馈信息，所述反馈信息包括确认字符(Acknowledgement，ACK)信息或否认字符(Negative Acknowledgment，NACK)信息，信道传输质量信息、第二类时隙占据信息和第二节点传输信令，当然还可以包括其他类型的信息，本实施例对此不加以限制，所述第二报文包括所述第二类时隙占据信息、所述确认字符信息和所述信道传输质量信息生成的信息，所述第二类时隙占据信息为所述第二节点转发所述第一节点的第一类时隙占据信息的信息，通过获取所述第二类时隙占据信息即获取了所述第一类时隙占据信息。
应当理解的是，当所述第一节点到所述第二节点之间的链路是多跳传输时，与单跳传输相比，反馈内容有所不同，不同之处在于，若为多跳传输中间节点除了要反馈当前链路的确认字符或否认字符之外，还需要反馈整条链路的确认字符或否认字符，即需要确认所述第二节点是否正确的将反馈内容反馈给所述第一节点。
可以理解的是，通过所述第一类时隙占据信息和所述第二类时隙占据信息能够获取当前链路的时隙占据情况，通过从所述第一节点的前向时隙中承载的第一报文中获取所述第一类时隙占据信息，或者从所述第二节点的后向时隙中承载的第二报文中获取所述第一类时隙占据信息并监听周边节点的时隙占据情况，能够解决隐藏节点的问题，图5为本发明多址接入方法中非空闲时隙监听示意图，如图5所示，虚线框是节点1的一跳范围，实线箭头为前向链路，虚线箭头为反向链路，节点1监听到节点3发射数据，占据时隙ST1，节点1监听到节点6接收数据，占据时隙ST2，另外，节点7有数据发送给节点2，因为不需要反馈，所以没有反向链路，但是，节点2还是会周期对外广播自己监听到的时隙占用情况。所以，节点1也获知时隙3被占用，以上三种情况使得节点1可以获知周边传输信道的时隙占据情况。
进一步地，所述步骤S40之后，所述多址接入方法还包括以下步骤：
步骤S50、通过所述后向时隙中的确认字符信息获取所述待发送数据的错误率；
步骤S60、当所述错误率超过预设阈值时更换所述目标时隙，从所述空闲时隙中选取新的目标时隙，将所述待发送数据在所述新的目标时隙中发送。
需要说明的是，所述预设阈值为预先设定的一个错误率比较值，可以是技术人员通过大量训练和实验数据确认的值，也可以是根据日常工作经验自行拟定的值，本实施例对此不加以限制，所述错误率为所述待发送数据在传输过程中产生错误的概率，通过所述后向时隙中的确认字符信息能够获取所述待发送数据的错误率，当所述错误率超过预设阈值时，即表明当前的目标时隙已经满足不了传输要求，达不到传输条件，需要进行更换，此时从所述空闲时隙中选取新的目标时隙，将所述待发送数据在所述新的目标时隙中发送。
本实施例通过上述方案，通过根据时间先后顺序将所述目标超帧中各帧对应的时隙划分为所述前向时隙和所述后向时隙，所述前向时隙用于传输所述第一类时隙占据信息，所述后向时隙用于传输反馈信息，从所述第一节点的前向时隙中承载的第一报文中获取所述第一类时隙占据信息，或者从所述第二节点的后向时隙中承载的第二报文中获取所述第一类时隙占据信息，通过所述后向时隙中的确认字符信息获取所述待发送数据的错误率，当所述错误率超过预设阈值时更换所述目标时隙，从所述空闲时隙中选取新的目标时隙，将所述待发送数据在所述新的目标时隙中发送，各节点工作在自己的时钟下，不需要依赖全网同步，避免了信令或协议过多造成传输效率低的问题，通过前向时隙和后向时隙能够快速获取当前链路的时隙占据情况，通过后向时隙获取所述待发送数据的错误率，能够实时监控当前时隙的传输情况，在所述目标时隙不满足当前网络负载的传输要求时，及时进行更换时隙，进一步提升了数据传输的速度和效率，节省了发送数据的时间，使网络控制更加简单，并且使网络更加健壮。
进一步地，图6为本发明多址接入方法第三实施例的流程示意图，如图6所示，基于第二实施例提出本发明多址接入方法第三实施例，在本实施例中，所述待发送数据包含多个数据包，所述步骤S40具体包括步骤：
步骤S41、获取预设门限值及所述待发送数据中各数据包对应的优先级和信道质量服务参数；
需要说明的是，所述预设门限值为预先设定的门限值，可以是用于比较当前空闲时隙的总数量是否满足要求设定对应的门限值，也可以是技术人员通过大量训练和学习获取的比较合适的门限值，还可以默认的门限值，当然还可以是通过其他方式确定的门限值，本实施例对此不加以限制；所述各数据包对应的优先级可以是根据各数据包的数据内容，通过比对分析获取各数据包的重要程度，从而确定的发送优先级顺序，也可以是通过查找优先级与数据包的映射关系表获取各数据包对应的优先级，从而确定的发送优先级顺序，还可以是通过其他方式确定的各数据包发送优先级顺序，本实施例对此不加以限制；所述信道质量服务参数为当前时隙的传输信道的质量动态信息，根据所述信道质量服务参数能够确定当前时隙的传输信道质量是否满足传输要求，并且能够根据所述信道质量服务参数动态的调整调制方式和发射的码率。
步骤S42、根据所述预设门限值、所述优先级和所述信道质量服务参数确定各数据包的预设发送条件，根据所述预设发送条件从所述空闲时隙中选取所述目标时隙。
需要说明的是，根据所述预设门限值、所述优先级和所述信道质量服务参数确定各数据包的预设发送条件，所述预设发送条件即为将数据包进行发送的发送方式，即确定各数据包是否进行发送，如何发送，在哪个时隙发送，根据所述预设发送条件从所述空闲时隙中选取所述目标时隙。
进一步地，所述步骤S42具体包括以下步骤：
将所述空闲时隙的总数量与所述预设门限值进行比对，获取比对结果；
根据所述第一节点与周边节点分别对应的所述信道质量服务参数和所述优先级，以及所述比对结果确定各数据包的预设发送条件；
根据所述预设发送条件从所述空闲时隙中选取所述目标时隙。
可以理解的是，为了控制网络负载，需要对传输业务即待发送数据进行优先级划分，所述待发送数据包括多个数据包，根据所述优先级将各数据包划分为高优先级数据包和低优先级数据包；同时每个节点会向外广播自己各数据包对应的时隙的信道质量服务参数的达标情况，各节点监听到的周围传输信道时隙占据情况，以及周边节点的各数据包对应的时隙的信道质量服务参数的达标情况，都会影响待发射数据的时隙申请，也会影响已经在发射数据包的发射暂停与时隙释放，
进一步地，所述根据所述第一节点与周边节点分别对应的所述信道质量服务参数和所述优先级，以及所述比对结果确定各数据包的预设发送条件，具体包括：
比较所述第一节点对应的信道质量服务参数与所述周边节点对应的信道质量服务参数；
当所述比对结果为所述空闲时隙总数量大于或等于所述预设门限值时，若所述第一节点对应的高优先级数据包信道质量服务参数低于所述周边节点对应的高优先级数据包信道质量服务参数，则所述预设发送条件为允许发射所述第一节点的高优先级数据包；
当所述比对结果为所述空闲时隙总数量小于所述预设门限值时，若所述第一节点对应的低优先级数据包信道质量服务参数高于所述周边节点对应的低优先级数据包信道质量服务参数，则所述预设发送条件为禁止发射所述第一节点的低优先级数据包。
应当理解的是，所述第一节点可以根据所述第一节点与所述周边节点分别对应的所述信道质量服务参数和所述优先级，以及所述比对结果确定各数据包的预设发送条件；当所述比对结果为所述空闲时隙总数量大于或等于所述预设门限值时，若所述第一节点对应的高优先级数据包信道质量服务参数低于所述周边节点对应的高优先级数据包信道质量服务参数，则所述预设发送条件为允许发射所述第一节点的高优先级数据包；当所述比对结果为所述空闲时隙总数量小于所述预设门限值时，若所述第一节点对应的低优先级数据包信道质量服务参数高于所述周边节点对应的低优先级数据包信道质量服务参数，则所述预设发送条件为禁止发射所述第一节点的低优先级数据包；
在具体实现中，为了兼顾不同网络规模，一帧中包含的时隙个数是固定的，而信号可以每一帧都发射或者每隔几帧发射一次，通过这种方式，可以保证帧结构不变的情况下适应自组织网络不同的节点数规模，当节点数较少时，所述目标超帧包含较少的帧，这样可以加快信号发射的频率，减少时延。当节点数较多时，所述目标超帧包含较多的帧，这样高优先级业务即高优先级数据包可以以较密的频率发射，低优先级业务即低优先级数据包可以以较疏的频率发射，即保证了高优先级业务的发射，又保证了低优先级业务获得调度资源。
步骤S43、获取所述目标时隙的重复周期，当所述重复周期大于第一阈值时，将各数据包在准静态时隙中发送，所述准静态时隙为以所述重复周期持续发送的时隙；当所述重复周期小于所述第一阈值时，将各数据包在突发时隙中发送，所述突发时隙为以所述重复周期发送一次的时隙。
需要说明的是，所述第一阈值一般设置为一次，当然也可以根据实际情况进行调整，本实施例对此不加以限制；根据所述目标时隙的重复周期可以将所述目标时隙分为两类，一类是周期重复的准静态时隙，另一类是突发时隙，周期重复的准静态时隙会以一定的重复周期持续多次发射；突发时隙则只发射一次，下次需要发射时需要重新获取时隙。当所述重复周期为大于一次时，将各数据包在准静态时隙中发送，所述准静态时隙为以所述重复周期持续发送的时隙；当所述重复周期为一次时，将各数据包在突发时隙中发送，所述突发时隙为以所述重复周期发送一次的时隙。
在具体实现中，对于具有固定吞吐率要求的业务，以及需要多个时隙才能发送完毕的大块数据业务都可以在周期重复的准静态时隙中发射；而对于突发的小块数据业务则在突发时隙中发射，如图7所示，图7为本发明多址接入方法中准静态时隙和突发时隙示意图；N为第N帧，N+1为第N帧后面的一帧，周边节点侦听到准静态时隙M1后便可获知当前时隙，以及未来以一定时间间隔出现的时隙都会被占用，从而提前避开以减少时隙冲突。图7中，通过准静态时隙M1可以检测到时隙1被占用后也获知时隙6也会被占用。周边节点侦听到突发时隙M2只能代表当前时隙3被占用，对未来的时隙占用是无法获知的。
本实施例通过上述方案，通过获取预设门限值及所述待发送数据中各数据包对应的优先级和信道质量服务参数，根据所述预设门限值、所述优先级和所述信道质量服务参数确定各数据包的预设发送条件，根据所述预设发送条件从所述空闲时隙中选取所述目标时隙，获取所述目标时隙的重复周期，当所述重复周期为大于一次时，将各数据包在准静态时隙中发送；当所述重复周期为一次时，将各数据包在突发时隙中发送，通过对待发送数据进行优先级划分，合理高效的利用信道资源，即保证了高优先级业务的发射，又保证了低优先级业务获得调度资源，通过将各数据包根据所述目标时隙的重复周期选择在准静态时隙或突发时隙中发射，避免了时隙冲突，进一步提升了数据传输的速度和效率，节省了发送数据的时间，使网络控制更加简单高效。
此外，本发明实施例还提出一种存储介质，所述存储介质上存储有多址接入程序，所述多址接入程序被处理器执行时实现如下操作：
第一节点获取当前网络负载，根据所述当前网络负载动态设置目标超帧；
根据所述目标超帧对目标时间段进行划分，获取所述目标超帧中各帧对应的时隙；
获取第一节点的第一类时隙占据信息和第二节点的第二类时隙占据信息，根据所述第一类时隙占据信息和所述第二类时隙占据信息从各时隙中获取空闲时隙，所述第一节点与所述第二节点的时钟不同步；
从所述空闲时隙中选取目标时隙，将待发送数据在所述目标时隙中发送。
进一步地，所述多址接入程序被处理器执行时还实现如下操作：
从所述第一节点的第一报文中获取所述第一类时隙占据信息，或者从所述第二节点的第二报文中获取所述第二类时隙占据信息，其中，所述第一报文为根据所述第一类时隙占据信息确定的报文，所述第二报文为所述第二节点根据所述第一报文和所述第一报文的位置信息确定的报文，所述位置信息为所述第二节点接收到所述第一报文的起始位置和结束位置的信息。
进一步地，所述多址接入程序被处理器执行时还实现如下操作：
根据时间先后顺序将所述目标超帧中各帧对应的时隙划分为前向时隙和后向时隙，通过所述前向时隙和所述后向时隙从所述第一节点的第一报文中获取所述第一类时隙占据信息，或者从所述第二节点的第二报文中获取所述第二类时隙占据信息。
进一步地，所述多址接入程序被处理器执行时还实现如下操作：
通过所述后向时隙中的确认字符信息获取所述待发送数据的错误率；
当所述错误率超过预设阈值时更换所述目标时隙，从所述空闲时隙中选取新的目标时隙，将所述待发送数据在所述新的目标时隙中发送。
进一步地，所述多址接入程序被处理器执行时还实现如下操作：
获取预设门限值及所述待发送数据中各数据包对应的优先级和信道质量服务参数；
根据所述预设门限值、所述优先级和所述信道质量服务参数确定各数据包的预设发送条件，根据所述预设发送条件从所述空闲时隙中选取所述目标时隙；
获取所述目标时隙的重复周期，当所述重复周期大于第一阈值时，将各数据包在准静态时隙中发送，所述准静态时隙为以所述重复周期持续发送的时隙；当所述重复周期小于所述第一阈值时，将各数据包在突发时隙中发送，所述突发时隙为以所述重复周期发送一次的时隙。
进一步地，所述多址接入程序被处理器执行时还实现如下操作：
将所述空闲时隙的总数量与所述预设门限值进行比对，获取比对结果；
根据所述第一节点与周边节点分别对应的所述信道质量服务参数和所述优先级，以及所述比对结果确定各数据包的预设发送条件；
根据所述预设发送条件从所述空闲时隙中选取所述目标时隙。
进一步地，所述多址接入程序被处理器执行时还实现如下操作：
比较所述第一节点对应的信道质量服务参数与所述周边节点对应的信道质量服务参数；
当所述比对结果为所述空闲时隙总数量大于或等于所述预设门限值时，若所述第一节点对应的高优先级数据包信道质量服务参数低于所述周边节点对应的高优先级数据包信道质量服务参数，则所述预设发送条件为允许发射所述第一节点的高优先级数据包；
当所述比对结果为所述空闲时隙总数量小于所述预设门限值时，若所述第一节点对应的低优先级数据包信道质量服务参数高于所述周边节点对应的低优先级数据包信道质量服务参数，则所述预设发送条件为禁止发射所述第一节点的低优先级数据包。
进一步地，所述多址接入程序被处理器执行时还实现如下操作：
获取当前网络负载，根据所述当前网络负载获取待发送的数据包数量；
根据所述当前网络负载确定所述目标超帧的尺寸，根据所述数据包数量确定所述目标超帧的发射重复周期，根据所述目标超帧尺寸和所述发射重复周期设置所述目标超帧。
本实施例通过上述方案，本实施例通过上述方案，通过第一节点获取当前网络负载，根据所述当前网络负载动态设置目标超帧，根据所述目标超帧对目标时间段进行划分，获取所述目标超帧中各帧对应的时隙，获取第一节点的第一类时隙占据信息和第二节点的第二类时隙占据信息，根据所述第一类时隙占据信息和所述第二类时隙占据信息从各时隙中获取空闲时隙，所述第一节点与所述第二节点的时钟不同步，从所述空闲时隙中选取目标时隙，将待发送数据在所述目标时隙中发送，各节点工作在自己的时钟下，不需要依赖全网同步，避免了信令或协议过多造成传输效率低的问题，在空闲时隙发送数据，提升了数据传输的速度和效率，节省了发送数据的时间，使网络控制更加简单，并且使网络更加健壮。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者***不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者***所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者***中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种多址接入方法，其特征在于，所述多址接入方法包括：
第一节点获取当前网络负载，根据所述当前网络负载动态设置目标超帧；
根据所述目标超帧对目标时间段进行划分，获取所述目标超帧中各帧对应的时隙；
获取第一节点的第一类时隙占据信息和第二节点的第二类时隙占据信息，根据所述第一类时隙占据信息和所述第二类时隙占据信息从各时隙中获取空闲时隙，所述第一节点与所述第二节点的时钟不同步；
从所述空闲时隙中选取目标时隙，将待发送数据在所述目标时隙中发送。
2.如权利要求1所述的多址接入方法，其特征在于，所述获取第一节点的第一类时隙占据信息和第二节点的第二类时隙占据信息，根据所述第一类时隙占据信息和所述第二类时隙占据信息从各时隙中获取空闲时隙，具体包括：
从所述第一节点的第一报文中获取所述第一类时隙占据信息，或者从所述第二节点的第二报文中获取所述第二类时隙占据信息，其中，所述第一报文为根据所述第一类时隙占据信息确定的报文，所述第二报文为所述第二节点根据所述第一报文和所述第一报文的位置信息确定的报文，所述位置信息为所述第二节点接收到所述第一报文的起始位置和结束位置的信息。
3.如权利要求2所述的多址接入方法，其特征在于，所述从所述第一节点的第一报文中获取所述第一类时隙占据信息，或者从所述第二节点的第二报文中获取所述第二类时隙占据信息，具体包括：
根据时间先后顺序将所述目标超帧中各帧对应的时隙划分为前向时隙和后向时隙，通过所述前向时隙和所述后向时隙从所述第一节点的第一报文中获取所述第一类时隙占据信息，或者从所述第二节点的第二报文中获取所述第二类时隙占据信息。
4.如权利要求3所述的多址接入方法，其特征在于，所述从所述空闲时隙中选取目标时隙，将待发送数据在所述目标时隙中发送之后，所述多址接入方法还包括：
通过所述后向时隙中的确认字符信息获取所述待发送数据的错误率；
当所述错误率超过预设阈值时更换所述目标时隙，从所述空闲时隙中选取新的目标时隙，将所述待发送数据在所述新的目标时隙中发送。
5.如权利要求1-4中任一项所述的多址接入方法，其特征在于，所述待发送数据包含多个数据包；
相应地，所述从所述空闲时隙中选取目标时隙，将待发送数据在所述目标时隙中发送，具体包括：
获取预设门限值及所述待发送数据中各数据包对应的优先级和信道质量服务参数；
根据所述预设门限值、所述优先级和所述信道质量服务参数确定各数据包的预设发送条件，根据所述预设发送条件从所述空闲时隙中选取所述目标时隙；
获取所述目标时隙的重复周期，当所述重复周期大于第一阈值时，将各数据包在准静态时隙中发送，所述准静态时隙为以所述重复周期持续发送的时隙；当所述重复周期小于所述第一阈值时，将各数据包在突发时隙中发送，所述突发时隙为以所述重复周期发送一次的时隙。
6.如权利要求5所述的多址接入方法，其特征在于，所述根据所述预设门限值、所述优先级和所述信道质量服务参数确定各数据包的预设发送条件，根据所述预设发送条件从所述空闲时隙中选取所述目标时隙，具体包括：
将所述空闲时隙的总数量与所述预设门限值进行比对，获取比对结果；
根据所述第一节点与周边节点分别对应的所述信道质量服务参数和所述优先级，以及所述比对结果确定各数据包的预设发送条件；
根据所述预设发送条件从所述空闲时隙中选取所述目标时隙。
7.如权利要求6所述的多址接入方法，其特征在于，所述根据所述第一节点与周边节点分别对应的所述信道质量服务参数和所述优先级，以及所述比对结果确定各数据包的预设发送条件，具体包括：
比较所述第一节点对应的信道质量服务参数与所述周边节点对应的信道质量服务参数；
当所述比对结果为所述空闲时隙总数量大于或等于所述预设门限值时，若所述第一节点对应的高优先级数据包信道质量服务参数低于所述周边节点对应的高优先级数据包信道质量服务参数，则所述预设发送条件为允许发射所述第一节点的高优先级数据包；
当所述比对结果为所述空闲时隙总数量小于所述预设门限值时，若所述第一节点对应的低优先级数据包信道质量服务参数高于所述周边节点对应的低优先级数据包信道质量服务参数，则所述预设发送条件为禁止发射所述第一节点的低优先级数据包。
8.如权利要求1-4中任一项所述的多址接入方法，其特征在于，所述第一节点获取当前网络负载，根据所述当前网络负载动态设置目标超帧，具体包括：
获取当前网络负载，根据所述当前网络负载获取待发送的数据包数量；
根据所述当前网络负载确定所述目标超帧的尺寸，根据所述数据包数量确定所述目标超帧的发射重复周期，根据所述目标超帧尺寸和所述发射重复周期设置所述目标超帧。
9.一种节点，其特征在于，所述节点包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的多址接入程序，所述多址接入程序配置为实现如权利要求1至8中任一项所述的多址接入方法的步骤。
10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有多址接入程序，所述多址接入程序被处理器执行时实现如权利要求1至8中任一项所述的多址接入方法的步骤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711081877.8A CN107864513B (zh) | 2017-11-06 | 2017-11-06 | 多址接入方法、节点及存储介质 |
Applications Claiming Priority (1)
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