CN111343687B - 基于多中继协作的网络数据传输方法、装置及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种基于多中继协作的网络数据传输方法、装置及电子设备，方法适用于通信网络中的任一节点，节点具有一条多中继协作转发控制信道和多条多中继协作转发业务信道，方法包括：利用当前节点的多中继协作转发控制信道向通信网络中的每个其他节点传输第一控制数据，以使得每个其他节点分别根据各自接收到的第一控制数据建立其他节点的梯度表；接收每个其他节点利用其他节点的多中继协作转发控制信道传输的第二控制数据，并根据第二控制数据建立当前节点的梯度表；当前节点的梯度表用于当前节点在接收到的第二控制数据中包含有业务申请的情况下，确定是否转发所接收到的业务请求对应的业务数据。

Description

基于多中继协作的网络数据传输方法、装置及电子设备

技术领域

本申请涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种基于多中继协作的网络数据传输方法、装置及电子设备。

背景技术

在移动自组网中，路由协议按照转发模式可以分为单播路由和多播路由。其中，单播路由是自组网最主要的一类路由协议。按照路由触发原理，又可以将单播路由分为先验式路由协议、反应式路由协议和混合式路由协议3种。

在移动自组网的多跳单播、组播传输过程中，不管是哪种路由协议，均需要通过路由信息确定参与传输的节点，调度相应的资源。

但是，移动自组网的路由建立和维护均会产生不可忽略的***开销，造成网络中的数据传输效率较低。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种基于多中继协作的网络数据传输方法、装置及电子设备，如下：

一种基于多中继协作的网络数据传输方法，适用于通信网络中的任一节点，所述节点具有一条多中继协作转发控制信道和多条多中继协作转发业务信道，所述方法包括：

利用当前节点的多中继协作转发控制信道向所述通信网络中的每个其他节点传输第一控制数据，以使得每个所述其他节点分别根据各自接收到的第一控制数据建立所述其他节点的梯度表，其中，所述其他节点的梯度表中所述其他节点与所述当前节点之间的梯度被记录为所述第一控制数据中的当前传输跳数；

接收每个所述其他节点利用所述其他节点的多中继协作转发控制信道传输的第二控制数据，并根据所述第二控制数据建立所述当前节点的梯度表，其中，所述当前节点的梯度表中所述当前节点与所述其他节点之间的梯度被记录为所述第二控制数据中的当前传输跳数；

所述当前节点的梯度表用于所述当前节点在接收到的第二控制数据中包含有业务申请的情况下，确定是否转发所接收到的所述业务请求对应的业务数据；

其中，所述当前节点在第一梯度与第二梯度的和小于或等于所述业务申请中的第三梯度的情况下向下一跳节点传输所述业务申请对应的业务数据；

所述第一梯度表征所述当前节点与所述业务申请的源节点之间的跳数，所述第二梯度表征所述当前节点与目的节点之间的跳数，所述第三梯度表征所述源节点与所述目的节点之间的跳数。

上述方法，优选的，根据所述第二控制数据建立所述当前节点的梯度表，包括：

获得所述第二控制数据中的源节点标识和当前传输跳数，所述当前传输跳数为所述第二控制数据从所述源节点标识对应的节点传输到所述当前节点所经历的节点数量，所述当前传输跳数大于或等于1；

在所述当前节点的梯度表中，记录所述源节点标识对应的节点与所述当前节点之间的梯度为所述当前传输跳数。

上述方法，优选的，如果所述当前节点不是所述源节点标识对应的节点的目的节点，所述方法还包括：

对所述第二控制数据中的当前传输跳数加1；

利用当前的多中继协作转发控制信道，将所述第二控制数据向所述当前节点在所述通信网络中的下一跳节点传输，以使得所述下一跳节点根据接收到的第二控制数据建立梯度表。

上述方法，优选的，所述当前节点向下一跳节点传输所述业务申请对应的业务数据，包括：

配置所述当前节点的所述业务申请中的信道标识对应的多中继协作转发业务信道的时频传输参数；

利用配置完成的多中继协作转发业务信道，向所述当前节点的下一跳节点传输所述业务申请对应的业务数据。

上述方法，优选的，所述当前节点在利用所述多中继协作转发业务信道接收所述业务数据时的第一时隙和所述当前节点在利用所述多中继协作转发业务信道传输所述业务数据的第二时隙不同。

上述方法，优选的，在所述当前节点向下一跳节点传输所述业务申请对应的业务数据之后，所述方法还包括：

获得业务资源释放请求；所述业务资源释放请求为所述业务申请的源节点所生成的请求；

对所述业务资源释放请求进行响应，以释放所述当前节点的所述信道标识对应的多中继协作转发业务信道。

上述方法，优选的，如果所述业务申请对应的业务数据为广播的业务类型，所述方法还包括：

在所述第二控制数据中的所述业务申请对应的业务数据的数据量小于或等于预设阈值的情况下，利用所述当前节点的多中继协作转发控制信道广播到所述通信网络中的其他节点；

在所述第二控制数据中的所述业务申请对应的业务数据的数据量大于预设阈值的情况下，执行所述：配置所述当前节点的所述业务申请中的信道标识对应的多中继协作转发业务信道的时频传输参数。

上述方法，优选的，利用所述当前节点的多中继协作转发控制信道向所述通信网络中的每个其他节点传输第一控制数据，包括：

获得所述当前节点的多中继协作转发控制信道的信道使用权；

利用所述多中继协作转发控制信道的信道使用权向所述通信网络中的每个其他节点传输第一控制数据。

一种基于多中继协作的网络数据传输装置，适用于通信网络中的任一节点，所述节点具有一条多中继协作转发控制信道和多条多中继协作转发业务信道，所述装置包括：

发送单元，用于利用当前节点的多中继协作转发控制信道向所述通信网络中的每个其他节点传输第一控制数据，以使得每个所述其他节点分别根据各自接收到的第一控制数据建立所述其他节点的梯度表，其中，所述其他节点的梯度表中所述其他节点与所述当前节点之间的梯度被记录为所述第一控制数据中的当前传输跳数；

接收单元，用于接收每个所述其他节点利用所述其他节点的多中继协作转发控制信道传输的第二控制数据；

建立单元，用于根据所述第二控制数据建立所述当前节点的梯度表，其中，所述当前节点的梯度表中所述当前节点与所述其他节点之间的梯度被记录为所述第二控制数据中的当前传输跳数；

处理单元，用于在接收到的第二控制数据中包含有业务申请的情况下，根据所述当前节点的梯度表确定是否转发所接收到的所述业务请求对应的业务数据；

其中，所述发送单元还用于：在第一梯度与第二梯度的和小于或等于所述业务申请中的第三梯度的情况下，向所述当前节点的下一跳节点传输所述业务申请对应的业务数据；

所述第一梯度表征所述当前节点与所述业务申请的源节点之间的跳数，所述第二梯度表征所述当前节点与目的节点之间的跳数，所述第三梯度表征所述源节点与所述目的节点之间的跳数。

一种电子设备，为通信网络中的节点，所述节点具有一条多中继协作转发控制信道和多条多中继协作转发业务信道，所述电子设备包括：

传输接口，用于利用当前节点的多中继协作转发控制信道向所述通信网络中的每个其他节点传输第一控制数据，以使得每个所述其他节点分别根据各自接收到的第一控制数据建立所述其他节点的梯度表，其中，所述其他节点的梯度表中所述其他节点与所述当前节点之间的梯度被记录为所述第一控制数据中的当前传输跳数；

所述传输接口，还用于接收每个所述其他节点利用所述其他节点的多中继协作转发控制信道传输的第二控制数据；

处理器，用于根据所述第二控制数据建立所述当前节点的梯度表，其中，所述当前节点的梯度表中所述当前节点与所述其他节点之间的梯度被记录为所述第二控制数据中的当前传输跳数；

所述处理器，还用于：在接收到的第二控制数据中包含有业务申请的情况下，根据所述当前节点的梯度表确定是否转发所接收到的所述业务请求对应的业务数据，

其中，在第一梯度与第二梯度的和小于或等于所述业务申请中的第三梯度的情况下，利用所述传输接口向所述当前节点的下一跳节点传输所述业务申请对应的业务数据；

所述第一梯度表征所述当前节点与所述业务申请的源节点之间的跳数，所述第二梯度表征所述当前节点与目的节点之间的跳数，所述第三梯度表征所述源节点与所述目的节点之间的跳数。

由上述方案可知，本申请提供的一种基于多中继协作的网络数据传输方法、装置及电子设备中，通过在通信网络中的各个节点上建立梯度表，该梯度表中包含每个节点到其他任意一个节点之间的跳数，进而在节点需要进行业务数据传输时，通过跳数之间的判断来确定是否由该节点进行业务数据的转发，例如，节点只需要在分别到源节点和目的节点的梯度之和小于或等于源节点到目的节点之间的梯度时转发业务数据，进而能够在实现业务数据转发的过程中，避免在节点之间建立路由而造成的***开销，从而提高网络中的数据传输效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，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的附图。

图1为本申请实施例一提供的一种基于多中继协作的网络数据传输方法的流程图；

图2为本申请实施例在通信网络中的节点数据传输示意图；

图3为本申请实施例二提供的一种基于多中继协作的网络数据传输装置的结构示意图；

图4为本申请实施例三提供的一种电子设备的结构示意图；

图5-图12分别为本申请实施例在各种组网中的示例图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

参考图1，为本申请实施例一提供的一种基于多中继协作的网络数据传输方法的实现流程图，本实施例中的方法适用于通信网络中的任意一个节点，在通信网络中的每个节点具有一条多中继协作转发控制信道和多条多中继协作转发业务信道。本实施例中的方法主要用于减少通信网络中的节点之间传输数据时所造成的***开销，以提高数据传输的效率。

具体的，本实施例中的方法可以包括以下步骤：

步骤101：利用当前节点的多中继协作转发控制信道向通信网络中的每个其他节点传输第一控制数据，以使得每个其他节点分别根据各自接收到的第一控制数据建立其他节点的梯度表。

具体的，本实施例中当前节点作为源节点利用自己的多中继协作转发控制信道向通信网络中广播一个控制分组，即第一控制数据，以使得每个接收到该第一控制数据的其他节点均能够根据各自收到的第一控制数据建立自己的梯度表，即在梯度表中记录自己与当前节点之间的跳数。例如，通信网络中的每个接收到第一控制数据的其他节点在自己的梯度表中将第一控制数据中的当前传输跳数记录为该其他节点与当前节点之间的梯度，也就是说，在每个接收到第一控制数据的其他节点将自己的梯度表中该其他节点与当前节点之间的梯度记录为第一控制数据中的当前传输跳数。

需要说明的是，在当前节点所广播的第一控制数据中不仅包含有记录当前传输跳数的传输跳数字段如HOP字段，还包含有该第一控制数据对应的发送节点的身份信息，即第一控制数据所属的源节点的标识，也就是当前节点的节点标识，其中的当前传输跳数是指其所属第一控制数据的源节点即当前节点到接收到第一控制数据的其他节点之间所经历的节点数量，该记录当前传输跳数的传输跳数字段初始设置为1。

例如，第一个接收到该第一控制数据的节点与第一控制数据所属的源节点之间的当前传输跳数为1，相应的第一个接收到该第一控制数据的节点的梯度表中接收到该第一控制数据的节点与第一控制数据所属的源节点之间的梯度为1，第二个接收到该第一控制数据的节点与第一控制数据所属的源节点之间的当前传输跳数为2，相应的第二个接收到该第一控制数据的节点的梯度表中接收到该第一控制数据的节点与第一控制数据所属的源节点之间的梯度为2，以此类推，每个接收到第一控制数据的节点均在各自的梯度表中将第一控制数据中的当前传输跳数记录为该接收到第一控制数据的节点与当前节点之间的梯度。

步骤102：接收每个其他节点利用其他节点的多中继协作转发控制信道传输的第二控制数据。

其中，在通信网络中的每个其他节点与当前节点一样，也利用自己的多中继协作转发控制信道向通信网络中的每个节点广播自己的控制分组，即第二控制数据，由此在第二控制数据广播到当前节点时，当前节点接收到每个其他节点所广播的第二控制数据。

需要说明的是，步骤101和步骤102的执行顺序不受附图中的箭头顺序限制，也可以先执行步骤102及其后续步骤，执行顺序不同所实现的不同方案同样在本申请的保护范围内。

步骤103：根据第二控制数据建立当前节点的梯度表。

其中，当前节点的梯度表中所述当前节点与所述其他节点之间的梯度被记录为所述第二控制数据中的当前传输跳数。

具体的，本实施例中在当前节点作为目的节点或中继节点接收到通信网络中的其他节点利用自己的多中继协作转发控制信道广播的第二控制数据之后，当前节点能够根据所接收到的每个其他节点的第二控制数据建立自己的梯度表，即在梯度表中记录自己与每个其他节点之间的跳数。例如，通信网络中当前节点在自己的梯度表中将第二控制数据中的当前传输跳数记录为当前节点与接收到的第二控制数据所属的其他节点之间的梯度，也就是说，在当前节点在自己的梯度表中将当前节点与每个第二控制数据所属的其他节点之间的梯度记录为第二控制数据中的当前传输跳数。

需要说明的是，在其他节点所广播的第二控制数据中不仅包含有记录当前传输跳数的传输跳数字段，还包含有该第二控制数据对应的发送节点的身份信息，即第二控制数据所属的源节点的标识，也就是其他节点的节点标识，其中的当前传输跳数是指其所属第二控制数据的源节点即其他节点到接收到第二控制数据的当前节点之间所经历的节点数量，该记录当前传输跳数的传输跳数字段初始设置为1。

例如，当前节点作为第一个接收到该第二控制数据的节点与第二控制数据所属的源节点之间的当前传输跳数为1，相应的当前节点的梯度表中当前节点与第二控制数据所属的源节点之间的梯度为1，而当前节点作为第二个接收到该第二控制数据的节点与第二控制数据所属的源节点之间的当前传输跳数为2，相应的当前节点的梯度表中当前节点与第二控制数据所属的源节点之间的梯度为2，以此类推，当前节点在自己的梯度表中将第二控制数据中的当前传输跳数记录为第二控制数据所属的节点与当前节点之间的梯度。

基于以上实现，通信网络中的每个节点均广播自己的控制分组，进而每个节点根据接收到的其他节点发送或转发来的控制分组完善自己的梯度表，在梯度表中记录该节点与其他节点之间的跳数作为梯度。

相应的，当前节点的梯度表用于当前节点在接收到的第二控制数据中包含有业务申请的情况下，确定是否转发所接收到的业务请求对应的业务数据。

也就是说，通信网络中的每个节点在接收到其他节点发送或转发的第二控制数据时，如果第二控制数据中包含有业务申请，而该业务申请是表征其他节点相应进行业务数据传输的，此时，接收到第二控制数据的节点可以根据自己的梯度表中所记录的各梯度决定是否转发业务申请对应的业务数据。

具体的，当前节点在第一梯度与第二梯度的和小于或等于业务申请中的第三梯度的情况下向下一跳节点传输业务申请对应的业务数据；其中的第一梯度表征当前节点与业务申请的源节点之间的跳数，第二梯度表征当前节点与目的节点之间的跳数，第三梯度表征源节点与目的节点之间的跳数。

其中，业务申请是在第二控制数据中所携带的内容，在第二控制数据所属的源节点在需要进行业务数据发送时，在其传输的第二控制数据中携带业务申请，在业务申请中可以包含有第二控制数据所属的源节点的节点标识，如源节点号s，还可以包括有参与业务的目的节点的节点号di，还可以包括业务使用的多中继协作转发业务信道的信道标识c，当然，肯定包含有该源节点到目的节点di的梯度信息，这里的梯度信息中在通信方式为单播时，目的节点为单个，相应梯度信息中只包含一个梯度，在通信方式为组播时，目的节点为多个，相应梯度信息中包含有多个梯度，由此，在梯度信息中，到达目的节点的源节点与具有达到目的节点同一梯度的节点形成等梯度线，如图2中所示，目的节点d1与源节点s之间的等梯度线2。

基于此，当前节点可以在自己的梯度表中获得第一梯度和第二梯度，并在第二控制数据的业务申请中获得第三梯度，由此，当前节点可以在第一梯度与第二梯度的和小于或等于第三梯度的情况下向下一跳节点传输业务申请对应的业务数据。

由上述方案可知，本申请实施例一提供的一种基于多中继协作的网络数据传输方法，通过在通信网络中的各个节点上建立梯度表，该梯度表中包含每个节点到其他任意一个节点之间的跳数，进而在节点需要进行业务数据传输时，通过跳数之间的判断来确定是否由该节点进行业务数据的转发，例如，节点只需要在分别到源节点和目的节点的梯度之和小于或等于源节点到目的节点之间的梯度时转发业务数据，进而能够在实现业务数据转发的过程中，避免在节点之间建立路由而造成的***开销，从而提高网络中的数据传输效率。

在一种实现方式中，当前节点在根据所述第二控制数据建立所述当前节点的梯度表时，具体可以通过以下方式实现：

首先，获得第二控制数据中的源节点标识和当前传输跳数，其中，当前传输跳数为第二控制数据从源节点标识对应的节点传输到当前节点所经历的节点数量，而当前传输跳数是大于或等于1的；

之后，在当前节点的梯度表中，记录源节点标识对应的节点与当前节点之间的梯度为所述当前传输跳数。

在此之后，如果当前节点不是源节点标识对应的节点的目的节点，那么在记录梯度之后，当前节点还可以对第二控制数据中的当前传输跳数加1，再利用多中继协作转发控制信道，将第二控制数据向当前节点在通信网络中的下一跳节点传输，以使得当前节点的下一跳节点根据接收到的第二控制数据建立梯度表，而当前节点的下一跳节点可以采用以上当前节点建立梯度表的相同方案建立自己的梯度表，具体可以参考前文中具体实现方案。

在具体实现中，当前节点向下一跳节点传输业务申请对应的业务数据时，具体可以通过以下方式实现：

首先，当前节点配置当前节点的业务申请中的信道标识对应的多中继协作转发业务信道的时频传输参数，具体的，当前节点可以根据第二控制数据中的业务申请所包含的信道标识，配置相应的多中继协作转发业务信道，例如，配置业务信道的时隙传输参数和频域传输参数等等。其中，当前节点所配置的时频传输参数中，当前节点在利用多中继协作转发业务信道接收业务数据时的第一时隙和当前节点在利用多中继协作转发业务信道传输业务数据的第二时隙不同，也就是说，通信网络中的节点在接收业务数据时的业务信道时隙与转发业务数据时的业务信道时隙不同。

之后，当前节点利用配置完成的多中继协作转发业务信道，向当前节点的下一跳节点传输业务申请对应的业务数据。

基于此，在业务数据对应的业务完毕，即业务数据传输结束之后，通信网络中的节点还需要释放相应的多中继协作转发业务信道，具体的，以当前节点为例，在当前节点向下一跳节点传输业务申请对应的业务数据之后，当前节点首先获得业务资源释放请求，这里的业务资源释放请求为业务申请的源节点所生成的请求，即业务申请的源节点在完成业务数据发送之后，在其配置的多中继协作转发业务信道中生成并发送一个业务资源释放请求，并立刻释放源节点所配置的多中继协作转发业务信道，而其他参与业务数据传输的节点，如当前节点在通过自己的多中继协作转发业务信道完成业务数据转发并接收到业务资源释放请求之后，对业务资源释放请求进行响应，以释放当前节点的信道标识对应的多中继协作转发业务信道。

另外，当前节点在对业务资源释放请求进行响应并释放自己配置的业多中继协作转发业务信道之前，还需要先利用自己配置的业多中继协作转发业务信道将业务资源释放请求转发到下一跳节点，再释放自己配置的业多中继协作转发业务信道。

在一种实现方式中，如果业务申请对应的业务数据为广播的业务类型，那么在当前节点在第二控制数据中的业务申请对应的业务数据的数据量小于或等于预设阈值的情况下，可以利用当前节点的多中继协作转发控制信道广播到通信网络中的其他节点，具体可以使用第二控制数据携带业务数据进而通过多中继协作转发控制信道广播到通信网络中的其他节点；

而当前节点在第二控制数据中的业务申请对应的业务数据的数据量大于预设阈值的情况下，再配置当前节点的所述业务申请中的信道标识对应的多中继协作转发业务信道的时频传输参数，进而再利用配置完成的多中继协作转发业务信道，向当前节点的下一跳节点传输业务申请对应的业务数据。

在一种实现方式中，当前节点在利用自己的多中继协作转发控制信道向通信网络中的每个其他节点传输第一控制数据时，可以首先获得当前节点的多中继协作转发控制信道的信道使用权，例如基于轮询和令牌环的多中继协作转发信道访问机制，来获得多中继协作转发控制信道的信道使用权，之后，再利用多中继协作转发控制信道的信道使用权向通信网络中的每个其他节点传输第一控制数据。

以图2中为例，其示出了节点s进行组播传输的示意图，其中参与组播的目的节点为节点d1、d2和d3，源节点s建立的到达目的节点的等梯度线信息分别为2、2和1。图2中示出有目的节点d1的等梯度线情况，其中tnpmhl的箭头表示节点在第n个时隙发送第m个令牌，且该令牌正在进行第l跳传输；相应的tnpmhl的曲线表示第n个时隙发送的第m个令牌经过l跳后可覆盖的范围。图2中带箭头的虚线给出了参与源节点s到目的节点d1、d2和d3的组播传输的节点和传输路径。具体如下：

1)源节点s通过接收目的节点发送的控制分组，提取到达各个目的节点的梯度信息，以建立梯度表，并确定到达目的节点d1、d2和d3的等梯度线信息分别为2、2和1。

2)在源节点s获得控制信道使用权后，将该梯度信息写入控制分组的业务申请中，同时该控制分组还包含使用的业务信道等信息，之后再广播该控制分组。

3)源节点s的一跳邻居收到业务申请后，提取相关信息，判断自己是否需要参与数据的转发。例如节点3收到业务申请后，发现其到目的节点d1的梯度为1、到源节点s的梯度为1，而业务申请携带的到d1的梯度为2，正好等于自己到s和目的节点d1的梯度之和，所以需要参与组播数据的转发。类似的，节点4发现自己需要参与到目的节点d1和d2的数据转发，节点5发现自己需要参与到目的节点d2的数据转发。

4)最终节点3、4、5确定自己需要参与组播数据的转发。

可见，在本实施例的通信网络中，发送数据分组的源节点不需要知道下一跳节点的信息，也就是不需要路由信息，而只需要给出自己到目的节点的梯度。而且，通信网络中通过网络节点的行为分布式的确定数据传输的方向，使得数据包流向梯度最低的节点(目的节点)。同时，在一次数据传输过程中，同一梯度上可能存在多个中继节点，能够通过多中继转发获得分集增益，提高数据传输的可靠性。进一步的，当通信网络中的节点快速移动或者拓扑快速变化时，只要同一梯度上存在一个可用的中继节点，就能够保证数据成功传输。

综上，本实施例中基于多中继协作的资源调度算法的核心思想，使用多中继协作转发控制信道调度后续的多中继协作转发业务信道支持数据分组发送；同时，通过一种基于梯度的算法分布式的确定参与数据传输的节点，进而建立数据传输链路，完成多跳的数据传输。由此，本实施例中充分利用多中继协作转发的快速全网广播特性，进行快速、低开销、高效的全网资源调度，支持网络的广播、组播和单播业务的传输，实现网络中任意节点之间的快速互联互通。

参考图3，为本申请实施例二提供的一种基于多中继协作的网络数据传输装置的结构示意图，本实施例中的装置适用于通信网络中的任意一个节点，在通信网络中的每个节点具有一条多中继协作转发控制信道和多条多中继协作转发业务信道。本实施例中的装置主要用于减少通信网络中的节点之间传输数据时所造成的***开销，以提高数据传输的效率。

具体的，本实施例中的装置可以包括以下单元：

发送单元301，用于利用所述当前节点的多中继协作转发控制信道向所述通信网络中的每个其他节点传输第一控制数据，以使得每个所述其他节点分别根据各自接收到的第一控制数据建立所述其他节点的梯度表，其中，所述其他节点的梯度表中所述其他节点与所述当前节点之间的梯度被记录为所述第一控制数据中的当前传输跳数；

接收单元302，用于接收每个所述其他节点利用所述其他节点的多中继协作转发控制信道传输的第二控制数据；

建立单元303，用于根据所述第二控制数据建立所述当前节点的梯度表，其中，所述当前节点的梯度表中所述当前节点与所述其他节点之间的梯度被记录为所述第二控制数据中的当前传输跳数；

处理单元304，用于在接收到的第二控制数据中包含有业务申请的情况下，根据所述当前节点的梯度表确定是否转发所接收到的所述业务请求对应的业务数据；

其中，所述发送单元301还用于：在第一梯度与第二梯度的和小于或等于所述业务申请中的第三梯度的情况下，向所述当前节点的下一跳节点传输所述业务申请对应的业务数据；

所述第一梯度表征所述当前节点与所述业务申请的源节点之间的跳数，所述第二梯度表征所述当前节点与目的节点之间的跳数，所述第三梯度表征所述源节点与所述目的节点之间的跳数。

由上述方案可知，本申请实施例二提供的一种基于多中继协作的网络数据传输装置，通过在通信网络中的各个节点上建立梯度表，该梯度表中包含每个节点到其他任意一个节点之间的跳数，进而在节点需要进行业务数据传输时，通过跳数之间的判断来确定是否由该节点进行业务数据的转发，例如，节点只需要在分别到源节点和目的节点的梯度之和小于或等于源节点到目的节点之间的梯度时转发业务数据，进而能够在实现业务数据转发的过程中，避免在节点之间建立路由而造成的***开销，从而提高网络中的数据传输效率。

在一种实现方式中，建立单元303在根据所述第二控制数据建立所述当前节点的梯度表时，具体用于：

获得所述第二控制数据中的源节点标识和当前传输跳数，所述当前传输跳数为所述第二控制数据从所述源节点标识对应的节点传输到所述当前节点所经历的节点数量，所述当前传输跳数大于或等于1；在所述当前节点的梯度表中，记录所述源节点标识对应的节点与所述当前节点之间的梯度为所述当前传输跳数。

可选的，如果所述当前节点不是所述源节点标识对应的节点的目的节点，建立单元303还用于：对所述第二控制数据中的当前传输跳数加1；利用当前的多中继协作转发控制信道，将所述第二控制数据向所述当前节点在所述通信网络中的下一跳节点传输，以使得所述下一跳节点根据接收到的第二控制数据建立梯度表。

在一种实现方式中，发送单元301向下一跳节点传输所述业务申请对应的业务数据时，具体用于：

配置所述当前节点的所述业务申请中的信道标识对应的多中继协作转发业务信道的时频传输参数；利用配置完成的多中继协作转发业务信道，向所述当前节点的下一跳节点传输所述业务申请对应的业务数据。

可选的，所述当前节点在利用所述多中继协作转发业务信道接收所述业务数据时的第一时隙和所述当前节点在利用所述多中继协作转发业务信道传输所述业务数据的第二时隙不同。

在一种实现方式中，在所述当前节点向下一跳节点传输所述业务申请对应的业务数据之后，处理单元304还用于：获得业务资源释放请求；所述业务资源释放请求为所述业务申请的源节点所生成的请求；对所述业务资源释放请求进行响应，以释放所述当前节点的所述信道标识对应的多中继协作转发业务信道。

在一种实现方式中，如果所述业务申请对应的业务数据为广播的业务类型，发送单元301还用于：

在所述第二控制数据中的所述业务申请对应的业务数据的数据量小于或等于预设阈值的情况下，利用所述当前节点的多中继协作转发控制信道广播到所述通信网络中的其他节点；在所述第二控制数据中的所述业务申请对应的业务数据的数据量大于预设阈值的情况下，再由处理单元304配置所述当前节点的所述业务申请中的信道标识对应的多中继协作转发业务信道的时频传输参数。

在一种实现方式中，发送单元301在利用所述当前节点的多中继协作转发控制信道向所述通信网络中的每个其他节点传输第一控制数据时，具体用于：获得所述当前节点的多中继协作转发控制信道的信道使用权；利用所述多中继协作转发控制信道的信道使用权向所述通信网络中的每个其他节点传输第一控制数据。

需要说明的是，本实施例中各单元的具体实现可以参考前文中相应内容，此处不再详述。

参考图4，为本申请实施例三提供的一种电子设备的结构示意图，该电子设备可以作为通信网络中的任一节点，在通信网络中的每个节点具有一条多中继协作转发控制信道和多条多中继协作转发业务信道。本实施例中的技术方案主要用于减少通信网络中的节点之间传输数据时所造成的***开销，以提高数据传输的效率。

具体的，本实施例中的电子设备可以包括以下结构：

传输接口401，可以由天线等能够进行数据传输的部件实现，用于利用所述当前节点的多中继协作转发控制信道向所述通信网络中的每个其他节点传输第一控制数据，以使得每个所述其他节点分别根据各自接收到的第一控制数据建立所述其他节点的梯度表，其中，所述其他节点的梯度表中所述其他节点与所述当前节点之间的梯度被记录为所述第一控制数据中的当前传输跳数；

所述传输接口401，还用于接收每个所述其他节点利用所述其他节点的多中继协作转发控制信道传输的第二控制数据；

处理器402，用于根据所述第二控制数据建立所述当前节点的梯度表，其中，所述当前节点的梯度表中所述当前节点与所述其他节点之间的梯度被记录为所述第二控制数据中的当前传输跳数；

所述处理器402，还用于：在接收到的第二控制数据中包含有业务申请的情况下，根据所述当前节点的梯度表确定是否转发所接收到的所述业务请求对应的业务数据，

其中，在第一梯度与第二梯度的和小于或等于所述业务申请中的第三梯度的情况下，利用所述传输接口401向所述当前节点的下一跳节点传输所述业务申请对应的业务数据；

所述第一梯度表征所述当前节点与所述业务申请的源节点之间的跳数，所述第二梯度表征所述当前节点与目的节点之间的跳数，所述第三梯度表征所述源节点与所述目的节点之间的跳数。

由上述方案可知，本申请实施例三提供的一种电子设备，通过在通信网络中的各个节点上建立梯度表，该梯度表中包含每个节点到其他任意一个节点之间的跳数，进而在节点需要进行业务数据传输时，通过跳数之间的判断来确定是否由该节点进行业务数据的转发，例如，节点只需要在分别到源节点和目的节点的梯度之和小于或等于源节点到目的节点之间的梯度时转发业务数据，进而能够在实现业务数据转发的过程中，避免在节点之间建立路由而造成的***开销，从而提高网络中的数据传输效率。

需要说明的是，本实施例中处理器402的具体实现可以参考前文中相应内容，此处不再详述。

本申请的技术方案可以适用于各种类型的通信网络中，如移动自组织网络、分层组网等，而通信网络可以是前文中基于协作分集技术的网络，也可以是一般的移动自组织网络，即不适用协作分集技术的网络。以下以协作分集类型的多中继协作转发网络为例，对本申请的技术方案进行说明：

本申请中的技术方案主要涉及协作分集类多中继协作转发，并重点利用协作分集技术实现数据的快速广播。以下通过简单示例阐述多中继协作转发的概念，其中多中继协作转发网络需要具备许多网络功能，这些功能将在示例之后详细说明。示例有两个关键的假设，一是时分多址(TDMA)，二是自主协作通信。所有节点都使用共同的TDMA帧格式，并可实现时隙级粗同步，粗同步可通过低开销的导频信号实现，有条件时也可利用GPS的辅助实现粗同步。自主协作通信用于保证在传输覆盖范围内为同一分组提供并发传输的节点不但不会发生冲突，而且可以实现协作分集。这种自主协作除了需要TDMA级的同步之外，无需额外的协调。

通信网络中的广播机制如图5所示，为一个3时隙(M＝3)TDMA帧(frame1或frame2)的多中继协作转发网络广播协议，图5中包含源节点、中继节点，并且中继节点用数字标出其与源节点的距离(跳数)。一般地，假定M时隙的TDMA帧中M≥3，图5所示通信网络***中M＝3，且对应的时隙标记为A、B和C。假设源节点在第一个TDMA帧的时隙A上发送一个分组。根据定义，成功接收此数据包的所有节点与源节点的距离为1跳。距离源节点1跳的节点接着在时隙B上转发相同的信息，并被距离源节点2跳的节点接收。距离源节点2跳的节点接着在时隙C上转发相同的信息。距离源节点3跳的中继节点在第2个TDMA帧的时隙A上继续进行中继。通过这种方式，分组通过译码和转发的方式从源节点向外传播扩散。为了防止向信息源反向传播，每个节点仅将给定的分组中继一次。例如，距离源节点1跳的节点会在时隙A上和时隙C上接收到同一个广播分组，但只在时隙B上转发。

如图5所示，多个2跳节点在同一时隙上可接收到的来自多个1跳节点转发的相同分组。根据自主协作通信方案，这些分组既不会发生冲突也不会造成破坏性干扰。因此，在除了TDMA时隙粗同步之外的没有其它协调下的情况下，任意个中继信号可以协作地发送到一个或多个节点。此外，任一节点也可以参与多个这样的协作传输组，而不需要知道关于其同组协作节点的信息。

通过时隙的空间复用，能够实现分组的流水线传输，每隔M个时隙为源节点提供一次传输时隙。例如，在图5中，距离源节点1跳的节点将不接收在第2个TDMA帧的时隙A由距离源节点2跳的节点发送的分组。因此，源节点可以在该时隙期间安全可靠地发送第2分组。很容易证明M必须至少为3才能进行这种空间流水线型操作。选择较大的M数，可以用吞吐量的牺牲换取对拓扑变化的鲁棒性。

基于以上通信网络，路由协议(RIP、OSPF)可以为有线固定网络而设计的，它们的拓扑结构固定，不会出现大的网络结构的变化。无线移动网络结构则是动态变化的，那么常规路由协议在拓扑结构变化时，就会花很大的代价重新路由，而且协议状态将始终处于不收敛的状态。因此，需要有专门的应用于无线移动网络的路由协议，根据无线移动网络结构和特点，设计的路由协议必须满足以下的条件：

(1)对网络拓扑结构动态变化具有快速应变的能力；

(2)尽量避免路由环路的发生；

(3)提供方便简单的网络节点定位法；

(4)高效地利用有限的带宽资源，尽可能压缩不必要的开销；

(5)具有安全性措施，降低遭受攻击的可能性，并具有一定的抗毁性；

(6)支持单信道。

其中，移动自组网的路由协议按照转发模式可以分为单播路由和多播路由。其中，单播路由是自组网最主要的一类路由协议。按照路由触发原理，又可以将单播路由分为先验式路由协议、反应式路由协议和混合式路由协议3种。通过对移动自组网的各类路由协议进行了长期深入的研究，提出了多种适应于不同网络、不同场景、不同条件下的新的或者改进的协议。但是，从本质上讲不同的路由协议适应不同的应用场景，没有一种路由协议是普适的：

1、先验式路由寻路时延短，拓扑维护比较及时，适用于拓扑结构变化不大的场景；

2、反应式路由按需获取路由信息，更适用于拓扑变化剧烈的场景，并且只有少数节点之间需要通信；

3、而混合路由协议在小范围局部区域内使用先应式路由协议，对局部区域外节点的路由查找则采用按需路由协议，实现了按需路由协议和先应式路由协议的优势互补，具有相对低的带宽消耗和路由发现延迟，能够在各种场景下表现良好。

可见，移动自组织网络的多跳单播、组播传输过程中，通过路由信息确定参与传输的节点，调度相应的资源。而路由的建立和维护会产生不可忽略的***开销，特别是对于网络拓扑变动快速、频繁的网络，必须增加开销提升性能。而且移动自组织网络的多跳单播、组播传输过程中，不管采用表驱动路由还是按需路由策略，源节点和中继节点需要在发送数据的过程中根据路由信息明确指明下一跳节点信息，如果该信息不可靠(因为节点移动、无线信道恶化等原因造成拓扑变动，使得下一跳节点不可达)，则会造成数据分组传输失败，产生丢包或者不必要的延时。

以下对本申请的技术方案进行具体说明：

本申请中，基于多中继协作转发的资源调度适应于具有如下特性的网络：

假设移动自组织网络中的节点具备多中继协作转发的能力，可以利用协作分集技术实现快速数据广播。为了表述方便，以下称这样的网络具备一条多中继协作转发控制信道和多条多中继协作转发业务信道，专门用于控制分组和业务分组的快速全网转发，如图6中的控制信道、业务信道、时隙time和频率frequency(f1-f4)所示，本申请的通信网络中的节点具有以下特性：

1、假设一条多中继协作转发信道由帧结构中预先指定的N个时隙组成，根据使用多中继协作转发信道的节点身份的不同，可以将使用该信道的节点分为源节点、中继转发节点和目的节点。数据分组的发送由源节点发起，其他节点实时的检测多中继协作转发信道的每一个时隙，当中继转发节点首次接收的某一数据分组后，在该信道的下一个时隙转发该分组。

2、假设节点可以根据一定的规则顺序的或者随机的使用多中继协作转发控制信道发送自己的控制分组，且分组能够无冲突的被网络中所有的节点接收。例如，采用轮询和令牌机制，网络中的节点通过分布式轮询过程周期性的获得令牌的使用权，并根据需求发送自己的控制分组，每个令牌和相应的分组都会经过其他节点的多中继转发到达全网。

3、假设网络中的节点通过专门的分组或者令牌携带“节点的身份信息和分组传输的跳数，节点通过参与该分组的多中继协作转发，获取到分组发送节点(源节点)”的梯度，这里的梯度定义为节点到分组发送节点(源节点)之间的跳数。

4、到达同一节点相同梯度的节点构成了一条等梯度线，等梯度线上的节点采用多中继协作的方式转发单播或者组播数据，将数据递交给梯度比自己小的等梯度线上的节点，进而将数据传递给目的节点。

需要说明的是，通信按照通信方式的不同，可以将移动自组织网络中的数据通信分为广播、组播和单播三大类。由于移动自组织网络无中心、分布式、拓扑动态变化以及多跳传输的特点，完成以上三类数据传输的一个关键问题是如何将参与通信的节点调度到同一可用业务资源块(多中继协作转发信道)上，低开销、高效、无冲突的完成多跳数据传输，即如何进行移动自组织网络的分布式的资源协调、调度和分配。

具体的，本申请的技术方案中算法设计如下：

基于多中继协作的资源调度算法的核心思想是使用多中继协作转发控制信道调度后续的多中继协作转发业务信道支持分组发送；同时，通过一种基于梯度的算法分布式的确定参与数据传输的节点，建立数据传输链路，完成多跳数据传输。该算法充分利用多中继协作转发的快速全网广播特性，进行快速、低开销、高效的全网资源调度，支持网络的广播、组播和单播业务的传输，实现网络中任意节点之间的快速互联互通。

如图7中所示，给出了本申请的技术方案所实现的基于多中继协作的传输资源调度算法的流程图，该算法可以分为一下几个阶段：

(1)梯度建立阶段

网络初始化后，网络中的节点通过一定的规则(如基于轮询和令牌环的多中继协作转发信道访问机制)使用多中继协作转发控制信道发送控制分组，该控制分组会经过其他节点的多中继转发到达全网。

其中，控制分组中包含发送节点的身份信息、控制分组的传输跳数字段(HOP字段)，HOP字段初始设置为1。而中继转发节点在收到发送节点或者其他中继转发节点发送的控制分组后，提取跳数信息，记录并维护到达相应发送节点的梯度列表。之后，中继转发处理完收到的控制分组后，将控制分组的HOP字段的跳数信息加一，然后在其后的多中继协作信道转发该分组。

当网络中所有的节点使用多中继转发协作控制信道完成控制分组全网广播后，网络中任意节点均建立并维护了自己到其他节点的梯度列表。

(2)资源配置阶段

网络中的节点s有业务需求后，首先查询自己维护的梯度列表，获取到达目的节点di(i≥1)的梯度g(s,di)，即节点所处的到达目的节点的等梯度线，然后通过一定规则(如基于轮询和令牌环的方式)获取多中继协作转发控制信道的使用权，并在多中继协作转发控制信道广播业务申请。

其中，业务申请携带源节点号s、参与业务的目的节点号di、业务使用的多中继协作转发业务信道c、自己到目的节点di的等梯度线信息g(s,di)(单播为单个目的节点i＝1，组播为多个目的节点i>1，而广播则约定一个统一的等梯度线信息)，同时配置自己的多中继协作转发业务信道c，发送业务数据。

之后，网络中的其他节点r收到多中继协作转发控制信道的业务申请后，提取相应信息，按照多中继协作转发规则转发业务申请，然后比较自己到各个业务目的节点的等梯度线g(r,di)和到源节点s的等梯度线g(r,s)之和是否小于等于业务申请分组携带的到相应业务目的节点di的等梯度线g(s,di)。

接以上所述，如果对任意目的节点i，存在g(r,di)+g(r,s)≤g(s,di)，则配置自己的多中继协作转发业务信道c，并在该信道参与业务数据转发；反之，则不需要配置相应的多中继协作转发业务信道c，即不参与业务数据转发。

另外，如果业务请求为广播业务，则网络中的所有节点需要参与业务申请传输，进而根据控制信道携带的参数配置自己的多中继协作转发业务信道c，参与后续的广播业务。

(3)业务发送阶段

当业务源节点在多中继协作转发控制信道发送业务申请后，立刻配置自己的多中继协作转发业务信道c，发送业务数据。网络中的其他需要参与业务转发的节点r在配置的多中继协作转发业务信道c参与业务数据转发。

(4)资源释放阶段

当业务源节点完成业务分组发送后，在配置的多中继协作转发业务信道c发送一个业务资源释放请求，并立刻释放配置的多中继协作转发业务信道。

其他参与业务传输的节点在收到相应的业务资源释放请求后，在业务信道转发资源释放请求后，立刻释放配置的多中继协作转发业务信道。

通过上述基于多中继协作转发的资源调度算法，通信网络中的节点可以动态、灵活的调度和使用多中继协作转发业务信道，完成网络的单播、组播和广播业务。此外，***可以使用多个多中继协作转发业务信道建立多个业务信道，同时支持多路单播、组播和广播业务。

而对于全网广播，根据需要发送的数据分组的大小可以分为多中继协作转发控制信道携带和多中继协作转发业务信道调度两种广播方式：

1、多中继协作转发控制信道携带方式比较简单，节点有广播分组要发送时，该节点根据一定的规则顺序获得控制信道使用权(例如使用基于轮询和令牌环的网间协作机制)，然后使用控制信道将部分突发的小包快速广播到全网。

2、多中继协作转发业务信道调度方式则用来传输相对较大或者连续的数据分组，该传输的核心思想是使用多中继协作转发控制信道协调、调度和分配资源，将网络中的所有节点快速调度到同一个多中继协作转发业务信道，然后通过该信道完成数据分组的广播。

对于单播和组播，发送节点通过在多中继协作转发控制信道携带单播或者组播需求，申请资源调度，而转发节点通过一种基于梯度的算法判断自己是否需要参与单播或者组播业务，然后在相同帧的多中继协作转发业务信道快速配置组播信道，具体示例如前文中图2相关内容所述。

进一步的，基于以上实现，本申请可以用于组网节点之间的资源调度和数据传输，网络节点采用多中继协作转发的方式发送和接收数据；也可以用于分层组网***中控制节点之间的网间资源调度和数据传输，以及普通节点和控制节点之间的资源调度和数据传输。

以下给出一种分层组网的实例说明算法的一种应用背景、一种多中继协作转发的实例说明使用协作分集技术实现分组传输的一种方式、一种令牌设计和网间协作机制，以说明本算法的梯度建立机制可以和其他组网机制相结合，快速低开销的实现。

更一般的，本申请给出的算法可以应用于一般的移动自组织网络，即不使用协作分集技术的网络。不同之处在于，网络中的节点通过非多中继协作转发的方式广播控制分组，建立梯度列表，进而通过非中继转发的方式基于梯度的算法调度资源，发送业务分组。

1、一种分层组网实例

假设一个低速率(用户物理层速率20kbps)窄带(25kHz)***采用分层组网的方式，使用多个频点(信道)构成一个整体的、连通的网络，同时将整个网络分为多个相互之间可以通信的子网(群/簇)。每个子网(群/簇)有一个控制节点(群首/簇首)和多个普通节点构成，控制节点由网络中的节点根据一定的策略动态选举产生，负责网间资源协调和通信，以及网内资源管理和调度；普通节点同一时间只属于一个子网，接受网内控制节点的管理和调度，参与网间或者网内数据传输，并且参与网内控制节点的选举和维护。如图8所示，给出了一个窄带组网的例子，整个网络由四个子网组成，每个子网由1个控制节点(SubN-i)和15个普通节点组成，子网内的通信采用分布式***的通信模式，而网间通信由控制节点负责协调和管理。

窄带***的帧结构如图9中所示，将节点***可用的资源在时间维度和频率维度划分为多个资源块，每个资源块的时间长度为10ms，频域宽度为25kHz。资源块是***可调度资源的最小单位，网络中的所有节点在同一时间只能使用一个资源块接收或者发送数据。如图9所示，根据功能的不同将一个帧中的时隙划分为同步信道、多中继协作信道、适时多中继协作信道和子网/适时子网业务信道等多个虚拟信道。其中：

同步信道用于进行全网同步，只周期性分布在频点f0上，全网所有节点需要在该信道进行同步数据发送或者侦听；

多中继协作信道用于网间资源协调和调度以及部分全网广播数据的发送和接收，周期性分布在频点f0上，全网节点需要在该信道参与全网数据的发送和接收；

适时多中继协作信道用于全网或者网间的语音广播或者数据广播，周期性分布在所有的频点上，通过网间资源协调和调度，允许网络中的部分子网或者全部子网使用其中某个频点上的适时多中继协作信道，完成网间或者全网语音、数据的传输；

子网/适时子网业务信道用于子网内业务传输，每个子网的子网业务信道周期性的分布在一个独立的频点上，接收控制节点的管理和调度。

可见，各个子网使用不同的频点组网，相互之间通过频域分开，但是同时使用公共的同步信道、多中继协作信道、适时多中继协作信道，进行网络同步和同步维护、网间资源协调和调度、网间语音与数据通信。此外，适时多中继协作信道在不使用的时候，可以作为子网内的子网业务信道使用，即该部分资源块在时间上复用为适时多中继协作信道和适时子网业务信道，在其他使用作为各个子网的普通业务时隙使用，支持单播、广播业务。

2、一种多中继协作转发实例基础实现

一种可选的多中继协作通信方式为Barrage RelayNetwork(BRN)。BRN基于两个关键假设，一个是TDMA，另一个是自主协作通信。所有节点都使用共同的TDMA成帧格式，并要求可实现时隙级粗同步。自主协作用于保证在传输覆盖范围内为同一分组提供并发传输的节点不但不会发生冲突，而且可以实现协作分集；这种自主协作除了需要TDMA级的同步之外，无需额外的协调。自主协作通信的实现基础是相位抖动和先进的类turbo纠错码。各发送节点对载波初相加入伪随机抖动，为接收节点接收的叠加信号引入时变信道特性，先进的纠错码可从该等效的时变衰落信道中获取时间分集增益。抖动则可以避免某些情况下接收机收到的组合信号呈现出对消性叠加。具体地，将各码块可分成多个突发，并采用逐突发添加相位抖动的方案。在各发送节点使用相同的训练序列情况下，接收机可以基于该已知序列估计每个突发上的复合信道参数。因此，接收机无需知道参与发送节点数，便可以采用与非协作发送相同的方式处理接收信号。各发射机也无需事先知道其信道状态信息，甚至也不需要知道是否有其他发射机参与协作。

如上所述，BRN通过在发送端对信号进行预处理，使得多个中继相同时间发送的相同的信息在接收端叠加后获得分集增益，但是这种多个中继协作转发的方式要求同一时间所有中继节点发送的数据分组是相同的。

3、一种令牌设计的实例

轮询(Polling)最初起源于CPU决策如何提供周边设备服务的方式，又称为“程控输入输出”(Programming I/O)，后来发展为基站为终端分配带宽的一种处理流程。在令牌环网中有一种专门的帧成为“令牌”，在环路上持续的传输来确定一个节点何时可以发送数据分组。

为了支持反向单播数据传输，将令牌与多中继协作通信相结合，如图10所示，给出了令牌帧结构，其具体字段含义如下：

SD(Start Delimiter)和ED(End Delimiter)是令牌控制部分的定界符，便于进行令牌的检测；

OwnerID表示网络中节点的ID号，指示当前令牌的主人，由令牌的上一个主人确定被配置；

HOP表示分组转发节点距离源节点的跳数，用于标识参与多中继协作转发的节点距离中心节点(源节点)的距离，源节点将该值设置为0；

DATA表示令牌携带的数据，可以是控制指令，也可以是业务数据，且一个令牌可以携带多个数据分组；

Others表示其他字段，可以根据需要进行扩充，例如增加序号字段防止产生回环等。

在多中继协作过程中，同一时间多个中继节点转发的令牌中SD、Owner ID、DATA字段的信息完全相同，便于获得分集增益；而HOP字段根据中继转发节点参与转发的位置不同而不同，中继转发节点收到数据分组后，将HOP字段的值加一后转发数据分组。

4、一种基于轮询和令牌环的网间协作实例

假设将整个网络分为多个子网(群/簇)，每一个子网选举一个控制节点(群首/簇首)，并通过指定或者分布式协商的方式确定一个全网的虚拟中心子网和虚拟中心节点(虚拟中心子网的控制节点)。网络初始化完成后，每个子网使用一个频点或者一组频点进行组网，负责网内数据传输；同时每个子网使用多中继协作信道进行网间数据传输和资源调度，并使用该时隙完成子网控制节点之间的传输路径信息的建立。

如图11中所示，给出了基于轮询和令牌环的网间协作流程实例，其中由控制节点SubN-0发起轮询过程，发送令牌并指定下一个获得令牌的控制节点SubN-1。图中tnpmhl的箭头表示节点在第n个时隙发送第m个令牌，且该令牌正在进行第l跳传输，如t4p1h4表示节点在第4个时隙发送第1个令牌，且该令牌正在进行第4跳传输；相应的tnpmhl的曲线表示第n个时隙发送的第m个令牌经过l跳后可覆盖的范围。可见，控制节点在获得令牌后，保持一个安全的间隔后即可发送自己的令牌，因此如果网络足够大，网络中同一时间可能有多个令牌在不同的位置陆续传输。在实例中，网络同步后，网间协作机制的具体过程如下：

网络虚拟中心节点SubN-0根据一定的轮询规则确定下一个使用网间协作时隙的控制节点SubN-1，并使用网间协作时隙广播整个网络的网间控制信息和控制节点SubN-1的信息；

网络中其他所有节点根据网间协作信息的类型确定自己是否需要参与数据发送，并根据收到的信息建立和维护到数据发送节点(源节点)的梯度列表。通过这个梯度列表，节点可以将数据发送给广播数据的发起节点(源节点)；

控制节点SubN-1收到网络控制节点SubN-0发送的广播信息后，建立到网络虚拟中心节点SubN-0的梯度列表，根据一定的轮询规则确定下一个使用网间协作时隙的控制节点SubN-2，并使用网间协作时隙发送网间控制信息和控制节点SubN-2的信息；

控制节点SubN-i收到控制节点SubN-j发送的广播信息后，建立到控制节点SubN-j的梯度列表，根据一定的轮询规则确定下一个使用网间协作时隙的控制节点SubN-0，并使用网间协作时隙发送网间控制信息和控制节点SubN-0的信息。

上述协作机制能够动态的适应每个子网的规模，支持子网规模的变化和扩展，充分利用网间协作时隙。同时，上述协作机制工作的基础是网络同步和多中继协作通信，网络中的节点通过网络同步获得***中各个虚拟信道的具***置，通过多中继协作通信免调度的快速发送全网广播信息。

5、一种网间组播资源调度实例

对于非全网的网间数据广播(多子网数据组播业务)，因为源子网和目的子网之间可能不是直接相连的，如图12中所示，移动自组织网络由四个子网组成，使用相应子网的控制节点分别为SubN-0、SubN-1、SubN-2、SubN-3表示，子网SubN-0中的节点s有数据分组需要在子网SubN-0和SubN-2中广播，但是子网SubN-0和SubN-2不直接相连，需要在数据组播业务调度过程中建立两个子网之间的连接。

因此，多中继协作转发业务信道的调度要复杂的多，比较适合于多子网间时延要求不高的数据组播业务，其详细流程如下：

(1)节点s有网间组播数据分组要发送时，将数据发送请求通过网内单播的方式发送给本子网的控制节点SubN-i，随后根据多中继协作信道接收的信息更新数据组播业务信息。

(2)控制节点SubN-i收到本子网其他节点的多子网数据组播业务请求或者自己有多子网数据组播业务请求时，在多中继协作信道等待令牌帧。

(3)当控制节点SubN-i获得令牌后，将需要通信的子网列表、自己到需要通信的子网控制节点的跳数、工作的适时多中继协作信道写入令牌帧，并通过多中继协作信道广播该令牌和相关信息，随后根据多中继协作信道接收的信息更新网间数据发送信息。

(4)网络中的普通节点在多中继协作信道参与令牌的转发，同时提取令牌携带的信息，更新和维护数据组播业务信息，并判断自己是否为数据组播业务的目的子网。如果是，则根据工作的适时多中继协作信道信息配置自己的适时多中继协作信道，并在该信道等待和参与网间数据组播业务；如果不是，则在多中继协作信道转发需要通信的子网列表、源节点到参与组播的子网控制节点的跳数、工作的适时多中继协作信道等信息，并根据该信息和自己距离参与组播的子网控制节点的跳数判断自己是否需要参与适时多中继协作信道的单播数据传输。

(5)基于以上实现，如果非目的子网的节点需要参与适时多中继协作信道的组播数据传输，则根据工作的适时多中继协作信道配置自己的适时多中继协作信道，并在该信道等待和参与网间数据组播业务。

(6)当节点s发现网间组播数据发送所涉及的子网均已经通知到时，预留一个安全的间隔后，在工作的适时多中继协作信道发起网间数据广播。

(7)网络中参与组播业务的子网和参与组播业务转发的非目的子网的节点，使用SubN-i所在子网的频点作为自己的适时多中继信道，并在该信道参与组播业务的接收和发送。

(8)当节点s完成网间组播数据后，在适时多中继信道发送一个组播结束分组。

(9)参与组播业务的所有节点在适时多中继信道收到一个广播结束分组后，释放适时多中继信道，相应的适时多中继信道变为适时子网业务信道。

综上，本申请通过多中继协作转发进行控制分组的快速转发，接收和转发节点建立到发送节点的梯度。而且通过发送多跳单播、组播或者广播业务时，通过等梯度线信息确定参与数据转发的节点，调度多中继协作转发业务信道，分布式的指示分组转发的方向。同时，本申请利用等梯度线上的多个转发节点转发分组，提高***对网络拓扑变动的适应性，提高单播数据传输的可靠性。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种基于多中继协作的网络数据传输方法，其特征在于，适用于通信网络中的任一节点，所述节点具有一条多中继协作转发控制信道和多条多中继协作转发业务信道，所述方法包括：

利用当前节点的多中继协作转发控制信道向所述通信网络中的每个其他节点传输第一控制数据，以使得每个所述其他节点分别根据各自接收到的第一控制数据建立所述其他节点的梯度表，其中，所述其他节点的梯度表中所述其他节点与所述当前节点之间的梯度被记录为所述第一控制数据中的当前传输跳数；

接收每个所述其他节点利用所述其他节点的多中继协作转发控制信道传输的第二控制数据，并根据所述第二控制数据建立所述当前节点的梯度表，其中，所述当前节点的梯度表中所述当前节点与所述其他节点之间的梯度被记录为所述第二控制数据中的当前传输跳数；

所述当前节点的梯度表用于所述当前节点在接收到的第二控制数据中包含有业务申请的情况下，确定是否转发所接收到的所述业务请求对应的业务数据；

其中，所述当前节点在第一梯度与第二梯度的和小于或等于所述业务申请中的第三梯度的情况下向下一跳节点传输所述业务申请对应的业务数据；

所述第一梯度表征所述当前节点与所述业务申请的源节点之间的跳数，所述第二梯度表征所述当前节点与目的节点之间的跳数，所述第三梯度表征所述源节点与所述目的节点之间的跳数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述第二控制数据建立所述当前节点的梯度表，包括：

获得所述第二控制数据中的源节点标识和当前传输跳数，所述当前传输跳数为所述第二控制数据从所述源节点标识对应的节点传输到所述当前节点所经历的节点数量，所述当前传输跳数大于或等于1；

在所述当前节点的梯度表中，记录所述源节点标识对应的节点与所述当前节点之间的梯度为所述当前传输跳数。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，如果所述当前节点不是所述源节点标识对应的节点的目的节点，所述方法还包括：

对所述第二控制数据中的当前传输跳数加1；

利用当前的多中继协作转发控制信道，将所述第二控制数据向所述当前节点在所述通信网络中的下一跳节点传输，以使得所述下一跳节点根据接收到的第二控制数据建立梯度表。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当前节点向下一跳节点传输所述业务申请对应的业务数据，包括：

配置所述当前节点的所述业务申请中的信道标识对应的多中继协作转发业务信道的时频传输参数；

利用配置完成的多中继协作转发业务信道，向所述当前节点的下一跳节点传输所述业务申请对应的业务数据。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述当前节点在利用所述多中继协作转发业务信道接收所述业务数据时的第一时隙和所述当前节点在利用所述多中继协作转发业务信道传输所述业务数据的第二时隙不同。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述当前节点向下一跳节点传输所述业务申请对应的业务数据之后，所述方法还包括：

获得业务资源释放请求；所述业务资源释放请求为所述业务申请的源节点所生成的请求；

对所述业务资源释放请求进行响应，以释放所述当前节点的所述信道标识对应的多中继协作转发业务信道。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，如果所述业务申请对应的业务数据为广播的业务类型，所述方法还包括：

在所述第二控制数据中的所述业务申请对应的业务数据的数据量小于或等于预设阈值的情况下，利用所述当前节点的多中继协作转发控制信道广播到所述通信网络中的其他节点；

在所述第二控制数据中的所述业务申请对应的业务数据的数据量大于预设阈值的情况下，执行所述：配置所述当前节点的所述业务申请中的信道标识对应的多中继协作转发业务信道的时频传输参数。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用所述当前节点的多中继协作转发控制信道向所述通信网络中的每个其他节点传输第一控制数据，包括：

获得所述当前节点的多中继协作转发控制信道的信道使用权；

利用所述多中继协作转发控制信道的信道使用权向所述通信网络中的每个其他节点传输第一控制数据。

9.一种基于多中继协作的网络数据传输装置，其特征在于，适用于通信网络中的任一节点，所述节点具有一条多中继协作转发控制信道和多条多中继协作转发业务信道，所述装置包括：

发送单元，用于利用当前节点的多中继协作转发控制信道向所述通信网络中的每个其他节点传输第一控制数据，以使得每个所述其他节点分别根据各自接收到的第一控制数据建立所述其他节点的梯度表，其中，所述其他节点的梯度表中所述其他节点与所述当前节点之间的梯度被记录为所述第一控制数据中的当前传输跳数；

接收单元，用于接收每个所述其他节点利用所述其他节点的多中继协作转发控制信道传输的第二控制数据；

建立单元，用于根据所述第二控制数据建立所述当前节点的梯度表，其中，所述当前节点的梯度表中所述当前节点与所述其他节点之间的梯度被记录为所述第二控制数据中的当前传输跳数；

处理单元，用于在接收到的第二控制数据中包含有业务申请的情况下，根据所述当前节点的梯度表确定是否转发所接收到的所述业务请求对应的业务数据；

其中，所述发送单元还用于：在第一梯度与第二梯度的和小于或等于所述业务申请中的第三梯度的情况下，向所述当前节点的下一跳节点传输所述业务申请对应的业务数据；

所述第一梯度表征所述当前节点与所述业务申请的源节点之间的跳数，所述第二梯度表征所述当前节点与目的节点之间的跳数，所述第三梯度表征所述源节点与所述目的节点之间的跳数。

10.一种电子设备，其特征在于，为通信网络中的节点，所述节点具有一条多中继协作转发控制信道和多条多中继协作转发业务信道，所述电子设备包括：

传输接口，用于利用当前节点的多中继协作转发控制信道向所述通信网络中的每个其他节点传输第一控制数据，以使得每个所述其他节点分别根据各自接收到的第一控制数据建立所述其他节点的梯度表，其中，所述其他节点的梯度表中所述其他节点与所述当前节点之间的梯度被记录为所述第一控制数据中的当前传输跳数；

所述传输接口，还用于接收每个所述其他节点利用所述其他节点的多中继协作转发控制信道传输的第二控制数据；

处理器，用于根据所述第二控制数据建立所述当前节点的梯度表，其中，所述当前节点的梯度表中所述当前节点与所述其他节点之间的梯度被记录为所述第二控制数据中的当前传输跳数；

所述处理器，还用于：在接收到的第二控制数据中包含有业务申请的情况下，根据所述当前节点的梯度表确定是否转发所接收到的所述业务请求对应的业务数据，

其中，在第一梯度与第二梯度的和小于或等于所述业务申请中的第三梯度的情况下，利用所述传输接口向所述当前节点的下一跳节点传输所述业务申请对应的业务数据；

所述第一梯度表征所述当前节点与所述业务申请的源节点之间的跳数，所述第二梯度表征所述当前节点与目的节点之间的跳数，所述第三梯度表征所述源节点与所述目的节点之间的跳数。

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