CN101282256A - 在无线网状网中建立时隙的方法及节点 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种在无线网状网中建立广播时隙的方法及节点，所述方法包括：节点收集其一跳节点的时隙通告消息获悉其一跳及二跳节点的时隙占用信息，节点选择与所述时隙占用信息不冲突的时隙建立广播时隙；所述节点包括时隙占用信息接收模块及广播时隙建立模块，本发明解决了现有无线网状网中由于隐藏节点问题的存在而导致的广播消息冲突的问题。

Description

在无线网状网中建立时隙的方法及节点

技术领域

本发明涉及WLAN Mesh(无线网状网)网络，尤其涉及一种在无线网状网中建立时隙的方法及节点。

背景技术

请参阅图1，该图为隐藏节点产生原因的示意图，其中节点A的发送信号覆盖范围如顶上的圆，节点B的发送信号覆盖范围如中间的圆，节点C的发送信号覆盖范围如最底的圆。节点A采用载波监听机制监听到A至B的信道空闲时，节点A向节点B发送数据，由于节点C不在节点A的信号覆盖范围内，因此节点C监听不到节点A向节点B发送数据的消息，因此节点C认为此时节点C到节点B的信道空闲，节点C也可能在此时发送数据给节点B，那么此时节点B收到的是节点A和节点C的叠加信号，从而导致节点B即不能正确接收节点A的信号，又不能正确接收节点C的信号，这种情况下节点A和节点C就互为隐藏节点。不难发现当所有节点都在一跳范围内时隐藏节点问题是不会发生的。

传统的WLAN(Wireless LAN，无线局域网)包括两种网络形式，一种是基础架构的BSS(基本服务集)网络；另一种是Ad hoc(自组织)形式的IBSS网络。两种网络形式发送广播消息的形式完全不同。BSS网络中包含一个集中控制AP(Access Point，接入点)和一个或多个STA(Station，工作站)，BSS下STA和STA的消息交互或者STA的广播消息都要通过AP进行转发。AP和其BSS下的所有的STA之间是一跳关系，所以AP在向其BSS下的STA发送的广播帧时不存在隐藏节点问题，而在IBSS网络下，所有节点之间都是一跳邻居关系，所以在IBSS下，也不存在隐藏节点问题。

请参阅图2，该图为无线网状网的拓扑结构图，由图中可见，在无线网状网中，由于节点之间可能存在多跳关系，节点发送广播消息或时，其二跳节点对其来说都有可能成为隐藏节点，所以会导致广播消息的丢失。

现有协议802.11s_D1.0中定义了无线网状网的beacon(信标)冲突避免机制(MBCA机制)。

MBCA机制的主要原理如下：

MP(Mesh Point，Mesh节点)收集和报告本节点和邻居节点发送beacon的参数信息，其中包括beacon的传输时间和周期。MP根据从邻居节点获取到的发送的beacon的参数信息可得知邻居节点和二跳邻居节点的TBTT(TargetBeacon Transmission Time，目标beacon传输时间)，以此调整自身发送beacon的TBTT，以减少与其他节点同时发送beacon的几率。

其中，MP获取发送beacon的参数信息的过程如下：

MP通过beacon timing IE(信标定时信息元素)来收集和报告本节点和邻居节点发送beacon的参数信息。这个IE可选择在beacon中发送，也可通过BeaconTiming request(信标定时请求)/Beacon Timing response(信标定时响应)中的action管理帧来交互。

MBCA技术是通过收集邻居节点及二跳邻居节点的beacon(可以认为是特定的广播帧)传输时间确定自身传输beacon的时间，其收集的时间信息只是针对beacon的时间信息，对于其他类型的广播帧的传输方式并没有进行定义。

而在现有协议802.11s_D1.0定义的MDA(Mesh确定性接入)机制中，MP节点可以获取到邻居节点的MDAOP(Mesh确定性接入机会)消息，该消息中包含该节点发送和接收数据的时隙信息(TX-RX times report)，该节点受干扰的时隙信息(Interfering times report)，MP节点根据邻居节点的MDAOP消息来选择空闲时隙从而避开和邻居节点的相互干扰。

每个MP节点在某个特定大小的时间间隔内要发送MDAOP消息，其邻居节点收集该消息，记录该节点的时隙分布情况。

MP节点在申请和邻居节点建立MDAOP时隙时会携带自己想要分配到的MDAOP时隙规律。本节点和响应节点会收集邻居节点的MDAOP消息，判断申请的时隙是否会产生干扰，并计算当前的时隙占用比率，如果时隙占用比率在门限范围内，并且要分配的时隙不会和邻居节点互相干扰，那么该MDAOP时隙会成功建立。

现有的MDA技术是针对单播时隙设定的接入时隙，没有应用到广播机制上，另外MDA技术设定的单播接入时隙对信道的利用率不高，无法进行时隙复用。

发明内容

本发明实施例提供了一种在无线网状网中建立广播时隙的方法及节点，用以解决现有无线网状网中由于隐藏节点问题的存在而导致的广播消息冲突的问题；

本发明实施例还提供了一种在无线网状网中时隙复用的方法及节点，用以解决现有无线网状网中建立时隙时，信道利用率不高的问题。

本发明实施例提供了一种在无线网状网中建立广播时隙的方法，包括：

节点接收其一跳节点的时隙通告消息获悉其一跳及二跳节点的时隙占用信息；

所述节点选择与所述时隙占用信息不冲突的时隙建立广播时隙。

本发明实施例提供了一种无线网状网节点，包括：

时隙占用信息接收模块，用于接收一跳节点的时隙通告消息以此获悉一跳及二跳节点的时隙占用信息；和

广播时隙建立模块，用于根据接收到的时隙占用信息选择与其不冲突的时隙建立广播时隙。

本发明实施例提供了一种在无线网状网中时隙复用的方法，包括：

节点接收其一跳节点的时隙通告消息，获悉其一跳及二跳节点的时隙占用信息；

在一跳节点的时隙占用信息中记录的接收干扰时隙内，建立广播发送时隙，或

在本节点的时隙占用信息中记录的单播发送干扰时隙内、和/或一跳节点的时隙占用信息中记录的接收干扰时隙内，建立单播发送时隙，或

在本节点的时隙占用信息中记录的接收干扰时隙内、和/或一跳节点的时隙占用信息中记录的单播发送干扰时隙内，建立单播接收时隙。

本发明实施例提供了一种无线网状网节点，包括：

时隙占用信息接收模块，用于接收一跳节点的时隙通告消息以此获悉一跳及二跳节点的时隙占用信息；和

时隙建立模块，用于在一跳节点的时隙占用信息中记录的接收干扰时隙内建立广播发送时隙，或在本节点的时隙占用信息中记录的单播发送干扰时隙内和/或一跳节点的时隙占用信息中记录的接收干扰时隙内建立单播发送时隙，或在本节点的时隙占用信息中记录的接收干扰时隙内和/或一跳节点的时隙占用信息中记录的单播发送干扰时隙内建立单播接收时隙，并发送时隙建立通知消息。

本发明实施例在无线网状网中建立广播时隙的方案中，无线网状网络节点通过接收其一跳节点的时隙通告消息获悉其一跳及二跳节点的时隙占用信息，然后选择与所述时隙占用信息不冲突的时隙建立广播时隙，从而解决了现有无线网状网中由于隐藏节点问题的存在而导致的广播消息冲突的问题，避免了广播消息冲突现象的发生。

本发明实施例在无线网状网中进行时隙复用的方案中，节点在建立时隙时，选择在一跳节点的时隙占用信息中记录的接收干扰时隙内建立广播发送时隙，或选择在本节点的时隙占用信息中记录的单播发送干扰时隙和/或一跳节点的时隙占用信息中记录的接收干扰时隙内建立单播发送时隙，或选择在本节点的时隙占用信息中记录的接收干扰时隙和/或一跳节点的时隙占用信息中记录的单播发送干扰时隙内建立单播接收时隙，从而解决了现有技术在无线网状网中建立时隙时，信道利用率不高的问题，提高了信道利用率。

附图说明

图1为隐藏节点产生原因的示意图；

图2为无线网状网的拓扑结构图；

图3为本发明实施例中在无线网状网中建立广播时隙的方法的原理流程图；

图4为本发明实施例中第一种无线网状网的拓扑图；

图5为本发明实施例中第一种无线网状网节点占用时隙的示意图；

图6为本发明实施例中采用的第二种无线网状网的拓扑图；

图7为本发明实施例中第二种无线网状网节点占用时隙的示意图；

图8为本发明实施例中节点进行广播时隙拆除的流程图；

图9为本发明实施例中第一种无线网状网节点的结构框图；

图10为本发明实施例中在无线网状网中时隙复用的方法的原理流程图；

图11为本发明实施例中第三种无线网状网节点占用时隙的示意图；

图12为本发明实施例中第二种无线网状网节点的结构框图。

具体实施方式

本发明实施例中无线网状网节点根据接收到的时隙占用信息选择与其不冲突的时隙建立广播时隙，并广播该时隙信息，其一跳节点根据接收到的广播时隙信息更新自身的时隙占用信息，并将更新后的时隙占用信息发送给所述二跳节点，所述二跳节点根据接收到的时隙占用信息更新本节点的时隙占用信息，从而解决现有无线网状网中由于隐藏节点问题的存在而导致的广播消息冲突的问题。

请参阅图3，该图为本发明实施例中在无线网状网中建立广播时隙的方法的原理流程图，其主要实现过程为：

步骤10、节点接收其一跳节点的时隙通告消息，获悉其一跳及二跳节点的时隙占用信息，根据接收到的时隙占用信息选择与其不冲突的时隙建立广播时隙，并广播该时隙信息，同时更新本节点的时隙占用信息。

其中，所述节点将带有所述广播时隙信息的建立广播时隙通告消息广播，并将所述广播时隙信息添加到自身的时隙占用信息中，周期性或在预设时间间隔内通过时隙通告消息将更新后的时隙占用信息广播给本节点的一跳节点。所述建立广播时隙通告消息可以作为一个单独的管理帧发送，也可以携带在Beacon中发送；所述时隙通告消息可以作为一个单独的管理帧发送，也可以携带在Beacon中发送。

所述时隙占用信息中至少包括各占用时隙的起始时间、持续时长及发生周期信息，当占用时隙为多个时，所述时隙占用信息中还包括占用时隙数目信息，通过占用时隙数目信息来指示各占用时隙；

所述时隙占用信息中还包括各占用时隙的类型信息，该信息用于区分占用时隙为单播/多播时隙，还用于区分该占用时隙为本节点的发送时隙/接收时隙，还用于区分该占用时隙是否为干扰时隙。

所述广播时隙信息中至少包括各广播时隙的起始时间、持续时长及发生周期信息，当广播时隙为多个时，所述广播时隙信息中还包括时隙数目信息，用于指示各广播时隙。所述广播时隙信息中还可以进一步包括用于标识各广播时隙的时隙标识信息。

其中，所述节点建立广播时隙的具体过程为：

节点选择与所述时隙占用信息不冲突的时隙做为广播时隙，向其一跳节点发送建立广播时隙请求消息，请求消息中包含该广播时隙信息，所述一跳节点接收到该建立广播时隙请求消息后向所述节点发送响应消息，所述节点收到所有一跳节点的响应消息后，建立广播时隙，并向其一跳节点发送广播时隙建立成功消息。

上述节点在建立广播时隙时，可选择在一跳节点的时隙占用信息中记录的接收干扰时隙内建立广播发送时隙，以实现时隙复用。

步骤11、所述一跳节点根据接收到的广播时隙信息更新自身的时隙占用信息，并将更新后的时隙占用信息发送给所述二跳节点，所述二跳节点根据接收到的时隙占用信息更新本节点的时隙占用信息。

步骤12、所述节点在所述广播时隙内发送所述广播消息或者在广播时隙起始点采用高优先级参数竞争接入信道来发送消息，知悉所述广播时隙信息的所述节点的一跳或二跳节点错开所述广播时隙传送消息。

在上述流程中，节点更新本节点的时隙占用信息中的广播时隙信息的具体过程为：

节点收到的时隙信息标识该时隙为其一跳节点的广播发送时隙时，若该时隙不是本节点的已占用时隙，则节点将该时隙标记为广播接收时隙，并记录在时隙占用信息中，否则，在该时隙内部记录的当前状态标记中增加广播接收时隙状态，并按照发送高于接收，非干扰高于干扰的优先级原则在时隙占用信息中记录该时隙的状态；

节点收到的时隙信息标识该时隙为去一跳节点的广播接收时隙时，若该时隙不是本节点的已占用时隙，则节点将该时隙标记为广播接收干扰时隙，并记录在时隙占用信息中，否则，在该时隙内部记录当前的状态标记中增加广播接收干扰时隙状态，并按照发送高于接收，非干扰高于干扰的优先级原则在时隙占用信息中记录该时隙的状态。

在建立时隙过程中，当新建时隙与节点已占用时隙完全重叠时，则在该时隙内部记录的现有状态中增加新建时隙的状态；当新建时隙与节点已占用时隙部分重叠时，则在时隙占用信息中分别记录各个时隙的状态。

在上述流程中，节点更新本节点的时隙占用信息中的单播时隙信息的具体过程为：

节点收到的时隙信息标识该时隙为其一跳节点的单播发送时隙时，若该时隙不是本节点的已占用时隙，则节点将该时隙标记为单播发送干扰时隙，并记录在时隙占用信息中，否则，在该时隙内部记录当前的状态标记中增加单播发送干扰时隙状态，并按照发送高于接收，非干扰高于干扰的优先级原则在时隙占用信息中记录该时隙的状态；

节点收到的时隙信息标识该时隙为其一跳节点的单播接收时隙，若该时隙不是本节点的已占用时隙，则节点将该时隙标记为单播接收干扰时隙，并记录在时隙占用信息中，否则，在该时隙内部记录的当前的状态标记中增加单播接收干扰时隙状态，并按照发送高于接收，非干扰高于干扰的优先级原则在时隙占用信息中记录该时隙的状态。

在建立时隙过程中，当新建时隙与节点已占用时隙完全重叠时，则在该时隙内部记录的现有状态中增加新建时隙的状态；当新建时隙与节点已占用时隙部分重叠时，则在时隙占用信息中分别记录各个时隙的状态。

下面通过实施例一、实施例二和实施例三对本发明实施例中在无线网状网中建立广播时隙的方法的具体实现过程进行进一步说明。

实施例一

请参阅图4及图5，图4为本发明实施例中第一种无线网状网的拓扑图，图5为本发明实施例中第一种无线网状网节点占用时隙的示意图。

本实施例中各占用时隙的时隙类型表示方式采用bit表示，共用1Byte，bit意义如下表所示：

Bit 7	Bit 6	Bit 5	Bit 4-0
				广播/单播	发送/接收	干扰/非干扰	保留

本实施例中各占用时隙的时隙类型的意义如下表所示：

时隙类型(Bit7-5)	意义
		000	单播接收时隙
001	单播接收干扰时隙
		010	单播发送时隙
011	单播发送干扰时隙
		100	广播接收时隙
101	广播接收干扰时隙
		110	广播发送时隙
111	保留

本实施例描述了图4中的节点B建立广播时隙，通过建立的广播时隙进行广播消息发送的流程，其具体实现过程为：

步骤20、节点B欲建立广播时隙。

步骤21、节点B收集其邻居节点定期发送的时隙通告消息，即节点A、C、E的时隙通告消息。

从时隙图中可以知晓，节点A通告的占用时隙信息如下：

节点C通告的占用时隙信息如下：

节点E通告的占用时隙信息如下：

步骤22、节点B根据已占用时隙的分布情况，选择空闲时隙(T₀+300，30，900)作为本节点的广播时隙，节点B广播发送建立该广播时隙的通告消息。携带建立的时隙信息如下：

同时节点B将该广播时隙作为本节点拥有的时隙周期性地在时隙通告消息中发送给其他节点，该时隙通告消息如下：

步骤23、节点B的邻居节点A，C，E接收到该建立广播时隙的消息或者时隙通告消息后，在本节点的已知时隙内增加如下表项，并在周期性的时隙通告消息中携带该信息发出。

步骤24、当节点D接收到来自其邻居节点C(或E)的时隙通告消息后，根据邻居节点时隙信息更新本节点的占用时隙信息，增加表项如下：

步骤25、节点B在建立的广播时隙内发送其广播消息或者在建立的广播时隙起始点采用高优先级参数竞争接入信道来发送消息，其邻居节点A，C，E和知悉该时隙的节点D应错开该时隙发送消息。

实施例二

请参阅图4、图5，本实施例依然采用图4所示的无线网状网拓扑图，以及图5所示的无线网状网节点占用时隙的示意图，本实施例中广播时隙的建立过程通过一跳节点发送广播时隙建立响应消息来完成。

本实施例中各占用时隙的类型表示方式采用bit表示，共用1Byte，bit意义如下表所示：

Bit 7	Bit 6	Bit 5	Bit 4-3	Bit 2-0
					广播/单播	发送/接收	干扰/非干扰	状态	保留

除了新增的状态bit外，其他同实施例1

Bit 4-3	意义
		00	已建立的时隙
01	本节点接受的待建的时隙
		10	本节点不接受的待建时隙
11	保留

本实施例描述了图4中的节点B建立广播时隙，通过建立的广播时隙进行广播消息发送的流程，其具体实现过程为：

步骤30、与上述步骤20相同。

步骤31、与上述步骤21相同。

步骤32、节点B根据已占用时隙的分布情况，选择空闲时隙(T₀+300，30，900)作为本节点的广播时隙，节点B广播发送建立该广播时隙的通告消息。携带建立的时隙信息如下：

并在自己的时隙通告消息中增加该时隙信息：

步骤33、节点B的邻居节点A，C，E接收到该建立广播时隙的通告消息后，发现该新建的广播时隙与本节点知悉的占用时隙并不冲突，在其周期性的时隙通告消息中增加如下时隙信息来确认该时隙已被节点确认。

步骤34、节点B接收到A，C，E的时隙通告消息，从消息中知悉该广播时隙已得到节点A，C，E的成功响应，则发送广播时隙建立成功的确认通知消息，并在自己的时隙通告消息中将该时隙类型信息从11001000更新为11000000。

步骤35、节点A，C，E收到节点B的确认通知消息后，将对应时隙类型信息从10001000更新为10000000。

步骤36、节点B在建立的广播时隙内发送广播消息，或者在建立的广播时隙起始点采用高优先级参数竞争接入信道来发送消息，其他知悉该时隙被占用的节点应错开该时间发送消息。

上述实施例一和实施例二中，WLAN Mash网络节点通过收集其一跳节点的时隙通告消息获悉其一跳及二跳节点的时隙占用信息，然后选择与所述时隙占用信息不冲突的时隙建立广播时隙，并广播带有此广播时隙信息的广播时隙建立通知消息，从而解决了现有无线网状网中由于隐藏节点问题的存在而导致的广播消息冲突的问题。

实施例三

请参阅图6、图7，图6为本发明实施例中采用的第二种无线网状网的拓扑图，图7为本发明实施例中第二种无线网状网节点占用时隙的示意图，其中各占用时隙的时隙类型的意义与实施例一中相同。本实施例描述了图7中的节点B通过时隙复用的方式建立广播时隙，以及通过建立的广播时隙进行广播消息发送的流程，其具体实现过程为：

步骤40、节点B欲建立广播时隙，节点B收集其邻居节点A，C，E定期发送的时隙通告消息，从时隙图中可以知晓，A通告的占用时隙信息如下：

节点C通告的占用时隙信息如下：

节点E通告的占用时隙信息如下：

步骤41、节点B根据已占用时隙的分布情况，选择节点C和节点E的接收干扰时隙(T₀+240，30，900)作为本节点的广播时隙，节点B广播发送建立该广播时隙的通告消息。携带建立的时隙信息如下：

同时节点B将该广播时隙作为本节点拥有的时隙周期性地在时隙通告消息中发送给其他节点，该时隙通告消息如下：

步骤42、节点B的邻居节点A，C，E接收到该建立广播时隙的消息或者时隙通告消息，根据时隙通告消息是广播发送时隙，更新本节点的时隙记录表项，并会在周期性的时隙通告消息中携带该信息发出。

A节点在时隙记录表中增加下面的表项：

C节点将时隙记录表项修改为：

E节点将时隙记录表项修改为：

步骤43、节点D接收到来自其邻居节点C(或E)的时隙通告消息，判断自身的单播接收时隙与邻居节点的广播接收干扰时隙重叠，按照发送大于接收，干扰大于非干扰的原则不更新自身的时隙占用信息。

节点G接收到来自其邻居节点C的时隙通告消息，判断自身的单播发送干扰时隙与邻居节点的广播接收干扰时隙重叠，按照发送大于接收，干扰大于非干扰的原则不更新自身的时隙占用信息。

步骤44、节点B在建立的广播时隙内发送其广播消息或者在建立的广播时隙起始点采用高优先级参数竞争接入信道来发送消息，其邻居节点A，C，E和知悉该时隙的节点D应错开该时隙发送消息。

上述实施例三中，无线网状网节点通过收集其一跳节点的时隙通告消息获悉其一跳及二跳节点的时隙占用信息，然后选择与所述时隙占用信息不冲突的可复用时隙建立广播时隙，并广播带有此广播时隙信息的广播时隙建立通知消息，从而解决了现有无线网状网中由于隐藏节点问题的存在而导致的广播消息冲突的问题，同时提高了信道利用率。

上述已建立的广播时隙可被拆除，所述节点可自己发起时隙拆除，也可根据其邻居节点发出的广播/单播时隙拆除请求的单播消息发起时隙拆除，请参阅图8，该图为本发明实施例中节点进行广播时隙拆除的流程图，其主要实现过程为：

步骤50、所述节点广播拆除广播时隙通知消息，同时从本节点的时隙占用信息中去除该广播时隙信息，所述时隙占用信息通过时隙通告消息广播；

若节点拆除的时隙在内部记录多个状态，那么所述节点将删除内部记录的对应状态，同时时隙占用信息将按照发送高于接收，非干扰高于干扰的优先级原则通告剩余状态中最高优先级的时隙信息。

所述拆除广播时隙通知消息中包括各拆除时隙的起始时间、持续时间及周期信息，若需要拆除多个广播时隙，则还包含有拆除时隙的数目信息；或者

当所述广播时隙建立通知消息中包括用于标识各广播/单播时隙的时隙标识信息时，所述拆除广播时隙通知消息中可仅包括各欲拆除时隙的时隙标识信息。

步骤51、所述一跳节点收到拆除广播时隙通知消息或时隙占用信息后，将该广播时隙映射的时隙信息从本节点的时隙占用信息中剔除，并将更新后的时隙占用信息发送给所述二跳节点；

步骤52、所述二跳节点根据接收到的时隙占用信息更新本节点的时隙占用信息。

下面通过实施例四、实施例五和实施例六对本发明实施例中节点拆除已建立的广播时隙的过程进行进一步说明。

实施例四

本实施例描述的是拆除实施例一中建立的广播时隙的过程，其具体实现过程为：

步骤60、节点C请求节点B拆除广播时隙，节点C向节点B单播一个拆除广播时隙的请求消息，消息中携带相应的时隙信息。拆除的时隙信息如下：

步骤61、节点B接收该广播时隙拆除请求，接受该请求，并发送拆除广播时隙的通告消息，消息中包含上述时隙信息，并将对应的这部分时隙信息从周期性时隙通告消息中去除。

步骤62、节点B的邻居节点A，C，E接收到该拆除广播时隙的通告消息或周期性的时隙通告消息后，发现对应的时隙被拆除，则从本节点的接收时隙中去除对应的时隙信息。并以此更新自己的周期性时隙通告消息。

步骤63、节点D接收到C，E的时隙通告消息后，发现其中已经没有该广播时隙的信息，则从干扰时隙中将对应的时隙信息去除，并以此更新自己的周期性时隙通告消息。

实施例五

本实施例描述的是拆除实施例三中建立的广播时隙的过程，其具体实现过程为：

步骤70、节点C请求节点B拆除广播时隙，节点C单播一个拆除广播时隙的请求消息，消息中携带相应的时隙信息，请求拆除的时隙信息如下：

步骤71、节点B接收该广播时隙拆除请求，接受该请求，并发送拆除广播时隙的通告消息，消息中包含上述时隙信息，并将对应的这部分时隙信息从周期性时隙通告消息中去除。

步骤72、节点B的邻居节点A接收到该拆除广播时隙的通告消息或周期性的时隙通告消息后，发现对应的时隙被拆除，则从本节点的接收时隙中去除对应的时隙信息。并在自己的周期性时隙通告消息中更新时隙信息。

步骤73、节点C和E接收到该拆除广播时隙的通告消息或周期性的时隙通告消息后，发现对应的广播接收时隙被拆除，但本节点对应此时隙标记的另一个状态单播接收干扰时隙仍然有效，所以删除标记的广播接收时隙状态，并将自身时隙通告消息中此时隙对应的状态更新为单播接收干扰时隙。

步骤74、节点D和G接收到C，E的时隙通告消息，发现原有的广播接收时隙更新为单播接收干扰时隙，则删除自身标记的广播接收干扰时隙记录，自身的通告消息中时隙状态仍然不变，并周期发送。

实施例六

本实施例描述的是拆除实施例一中建立的广播时隙的过程，其具体实现过程为：

在实施例一中，节点B发送广播时隙通告消息时，可携带该时隙的标识信息，如下表所示，假设该时隙标识为12，节点B的邻居节点A，C，E接收到节点B发送来的广播发送时隙信息时，记录该广播时隙的时隙标识。

在进行时隙拆除时，邻居节点可通过时隙标识信息直接拆除该时隙，不需要携带相应的时隙信息即可进行时隙的拆除，其具体实现过程为：

步骤80、节点C请求节点B拆除广播时隙，节点C向节点B单播一个拆除广播时隙的请求消息，消息中携带该时隙的标识信息12。

步骤81、节点B接收该广播时隙拆除请求，接受该请求，并发送拆除广播时隙的通告消息，消息中包含上述时隙标识，并将对应的这部分时隙信息从周期性时隙通告消息中去除。

步骤82、节点B的邻居节点A，C，E接收到该拆除广播时隙的通告消息或周期性的时隙通告消息后，发现对应的时隙被拆除，则从本节点的接收时隙中去除对应的时隙信息。并以此更新自己的周期性时隙通告消息。

步骤83、节点D接收到C，E的时隙通告消息后，发现其中已经没有该广播时隙的信息，则从干扰时隙中将对应的时隙信息去除，并以此更新自己的周期性时隙通告消息。

相应与上述在无线网状网中建立广播时隙及拆除广播时隙的方法，本发明实施例进一步提出了一种无线网状网节点，请参阅图9，该图为本发明实施例中第一种无线网状网节点的结构框图，其主要包括：

时隙占用信息接收模块，用于收集一跳节点的时隙通告消息以此获悉一跳及二跳节点的时隙占用信息；

广播时隙建立模块，用于根据接收到的时隙占用信息选择与其不冲突的时隙建立广播时隙；

广播时隙建立通知模块，用于广播广播时隙建立通知消息，该消息中携带有所述广播时隙的信息。

广播时隙拆除模块，用于广播拆除广播时隙通知消息，同时从本节点的时隙占用信息中去除该广播时隙信息；

时隙占用信息发送模块，用于更新本节点的时隙占用信息，将其发送给一跳节点。

请参阅图10，该图为本发明实施例中在无线网状网中时隙复用的方法的原理流程图，其主要实现过程为：

步骤90、节点收集其一跳节点的时隙通告消息获悉其一跳及二跳节点的时隙占用信息；

步骤91、节点选择能够与本次建立的时隙进行时隙复用的时隙进行时隙建立，并进行时隙通知。

节点在建立时隙时，选择在一跳节点的时隙占用信息中记录的接收干扰时隙内建立广播发送时隙，或选择在本节点的时隙占用信息中记录的单播发送干扰时隙和/或一跳节点的时隙占用信息中记录的接收干扰时隙内建立单播发送时隙，或选择在本节点的时隙占用信息中记录的接收干扰时隙和/或一跳节点的时隙占用信息中记录的单播发送干扰时隙内建立单播接收时隙，并发送时隙建立通知消息。

节点占用时隙的时隙状态标记具有两种或两种以上的状态时，按照发送的优先级高于接收的优先级，非干扰的优先级高于干扰的优先级的原则在时隙占用信息中记录该时隙的状态。

若节点建立的是广播时隙，则广播带有此广播时隙信息的时隙建立通知消息；若节点建立的是单播时隙，则单播带有此单播时隙信息的时隙建立通知消息，对应的接收节点回复应答。

当节点建立单播时隙时，可同时建立单播发送时隙和单播接收时隙两个时隙。该单播发送时隙中只能传输数据，该单播接收时隙中只能回复应答。

下面通过实施例七至实施例十一对本发明实施例在无线网状网中时隙复用的方法进行进一步说明。

实施例七

请参阅图6、图11，本实施例依然采用图6所示的无线网状网拓扑图，图11为本发明实施例中第三种无线网状网节点占用时隙的示意图，其中节点A->节点B的单播发送时隙用于发送数据，节点B->节点A的单播发送时隙用于发送应答；节点B->节点C的单播发送时隙用于发送数据，节点C->节点B的单播发送时隙用于发送应答；节点D->节点F、C、E的广播时隙；节点F->节点D的单播发送时隙用于发送数据，节点D->节点F的单播发送时隙用于发送应答。

本实施例描述了图6中的节点B通过时隙复用的方式建立从节点B到节点E的单播时隙，以及通过建立的单播时隙进行单播消息发送的流程，其具体实现过程为：

步骤100、节点B欲建立B->E的单播时隙，节点B收集其邻居节点A，C，E定期发送的时隙通告消息，从时隙图中可以知晓，节点A通告的时隙占用信息如下：

节点C通告的占用时隙信息如下：

节点E通告的占用时隙信息如下：

步骤101、节点B根据已占用时隙的分布情况，选择节点C和节点E的单播接收干扰时隙(T₀+300，30，900)作为本节点的B->E单播时隙。

步骤102、节点B单播发送建立该单播时隙的通告消息给节点E，其中携带的建立时隙信息如下：

步骤103、节点E接收到建立单播发送时隙的消息后，判断此时隙的接收时隙与自身的单播接收干扰时隙完全重叠，响应消息发送时隙与自身的单播发送干扰时隙完全重叠，所以发送带有建立成功的响应消息给节点B，并更新自身的时隙记录。

节点E将时隙记录表项修改为：

步骤104、节点B接收到单播成功响应消息后，将该单播时隙作为本节点拥有的时隙周期性地在时隙通告消息中发送给其他节点，该时隙通告消息如下：

步骤105、节点B的邻居节点A，C接收到该建立单播时隙的消息或者时隙通告消息后，根据时隙通告消息是单播发送时隙，更新本节点的时隙记录表项：

A节点增加下面的表项：

C节点将时隙记录表项修改为下面的表项，并会在周期性的时隙通告消息中携带该时隙信息发出。

步骤106、节点D接收到来自其邻居节点E的时隙通告消息，判断自身的单播接收时隙与邻居节点的单播接收干扰时隙重叠，根据发送高于接收，非干扰高于干扰的优先级原则不更新自身的时隙记录。

步骤107、节点B在建立的单播发送时隙内发送其单播报文给节点E，节点E在节点B建立的单播接收时隙内发送应答给节点B。其邻居节点A，C和知悉该时隙的节点D应错开该时隙发送报文。

实施例八

请参阅图6、图11，本实施例依然采用图6所示的无线网状网拓扑图，以及图11所示的无线网状网节点占用时隙的示意图，本实施例描述了图6中的节点G通过时隙复用的方式建立从节点G到节点C的单播发送时隙的流程，其具体实现过程为：

步骤110、节点G欲与节点C建立单播发送时隙，节点G根据自身记录的时隙情况，选择自身的单播发送干扰时隙作为自身的单播发送时隙，向节点C发送建立单播发送时隙消息，如下：

步骤111、接收节点C接收到此建立单播发送消息，判断此时隙为自身的单播接收干扰时隙，根据时隙复用，节点C发送成功的建立单播消息给节点G。后续过程与实施例七中的实现过程相类似，这里不再予以过多赘述。

实施例九

请参阅图6、图11，本实施例依然采用图6所示的无线网状网拓扑图，以及图11所示的无线网状网节点占用时隙的示意图，本实施例描述了图6中的节点C通过时隙复用的方式建立从节点G到节点C的单播接收时隙的流程，其具体实现过程为：

步骤120、节点C欲与节点G建立单播接收时隙，其根据自身记录的时隙情况，选择自身的单播接收干扰时隙作为自身的单播接收时隙，其节点G发送建立单播接收时隙消息，如下：

步骤121、接收节点G接收到此建立单播接收时隙消息，判断此时隙为自身的单播发送干扰时隙，根据时隙复用，节点G发送成功的建立单播消息给节点C。后续过程与实施例七中的实现过程相类似，这里不再予以过多赘述。

实施例十

请参阅图6、图11，本实施例依然采用图6所示的无线网状网拓扑图，以及图11所示的无线网状网节点占用时隙的示意图，本实施例描述了图6中的节点C通过时隙复用的方式建立从节点C到节点G的单播发送时隙的流程，其具体实现过程为：

步骤130、节点C欲与节点G建立单播发送时隙，其根据自身记录的时隙情况，选择自身的单播发送干扰时隙作为自身的单播发送时隙，向节点G发送建立单播发送时隙消息，如下：

步骤131、接收节点G接收到此建立单播发送时隙消息，判断此时隙未被占用，则节点G发送成功的建立单播发送时隙消息给节点C。后续过程与实施例七中的实现过程相类似，这里不再予以过多赘述。

实施例十一

请参阅图6、图11，本实施例依然采用图6所示的无线网状网拓扑图，以及图11所示的无线网状网节点占用时隙的示意图，本实施例描述了图6中的节点G通过时隙复用的方式建立从节点C到节点G的单播接收时隙的流程，其具体实现过程为：

步骤140、节点G欲与节点C建立单播接收时隙，其根据自身记录的时隙情况，选择接收节点C的单播发送干扰时隙作为自身的单播接收时隙，其向节点C发送建立单播接收时隙消息，如下：

步骤141、接收节点C接收到此建立单播发送消息，判断此时隙为自身的单播发送干扰时隙，根据时隙复用，节点C发送成功的建立单播消息给节点G。后续过程与实施例七中的实现过程相类似，这里不再予以过多赘述。

上述实施例七至实施例十一中，节点在建立时隙时，选择在一跳节点的时隙占用信息中记录的接收干扰时隙内建立广播发送时隙，或选择在本节点的时隙占用信息中记录的单播发送干扰时隙和/或一跳节点的时隙占用信息中记录的接收干扰时隙内建立单播发送时隙，或选择在本节点的时隙占用信息中记录的接收干扰时隙和/或一跳节点的时隙占用信息中记录的单播发送干扰时隙内建立单播接收时隙，从而充分利用了信道资源，提高了信道利用率。

相应于上述在无线网状网中时隙复用的方法，本发明实施例进而提出了一种无线网状网节点，请参阅图12、该图本发明实施例中第二种无线网状网节点的结构框图，其主要包括：

时隙占用信息接收模块，用于收集一跳节点的时隙通告消息以此获悉一跳及二跳节点的时隙占用信息；

时隙建立模块，用于选择在一跳节点的时隙占用信息中记录的接收干扰时隙内建立广播发送时隙，或选择在本节点的时隙占用信息中记录的单播发送干扰时隙和/或一跳节点的时隙占用信息中记录的接收干扰时隙内建立单播发送时隙，或选择在本节点的时隙占用信息中记录的接收干扰时隙和/或一跳节点的时隙占用信息中记录的单播发送干扰时隙内建立单播接收时隙，并发送时隙建立通知消息。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (28)

1. 一种在无线网状网中建立广播时隙的方法，其特征在于，包括：

节点接收其一跳节点的时隙通告消息，获悉其一跳及二跳节点的时隙占用信息；

所述节点选择与所述时隙占用信息不冲突的时隙建立广播时隙。

2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述建立了广播时隙的节点的一跳或二跳节点错开所述广播时隙进行消息传送。

3. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述建立了广播时隙的节点在广播时隙起始点采用高优先级参数竞争接入信道来发送消息。

4. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述建立广播时隙后还包括：

所述节点广播广播时隙建立通知消息，该消息中携带所述广播时隙的信息。

5. 如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述广播时隙的信息中至少包括各广播时隙的起始时间、持续时长及发生周期信息；

当广播时隙为多个时，广播时隙信息中携带有多个时隙的信息，并通过时隙数目信息指示。

6. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述建立广播时隙后还包括：

所述节点根据接收到的时隙通告消息及所述广播时隙的信息更新本节点的时隙占用信息，并通过其自身的时隙通告消息向其一跳节点广播。

7. 如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述时隙通告消息被周期性广播或在预设时间间隔内广播。

8. 如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述时隙占用信息中包括各已占用时隙的类型信息，该信息用于区分已占用时隙为单播或多播时隙，还用于区分该已占用时隙为本节点的发送时隙或接收时隙，还用于区分该已占用时隙为干扰时隙或非干扰时隙。

9. 如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述节点更新本节点的时隙占用信息具体包括：

当所述节点收到的已占用时隙的类型信息标识该已占用时隙为其一跳节点的广播发送时隙时，若该时隙不是本节点的已记录时隙，则将该时隙标记为广播接收时隙，并记录在时隙占用信息中，若该时隙是本节点的已记录时隙，则在该时隙内部记录的当前状态标记中增加广播接收时隙状态，并按照发送高于接收、非干扰高于干扰的优先级原则在时隙占用信息中记录该时隙的状态；

当所述节点收到的已占用时隙的类型信息标识该已占用时隙为其一跳节点的广播接收时隙时，若该时隙不是本节点的已记录时隙，则节点将该时隙标记为广播接收干扰时隙，并记录在时隙占用信息中，若该时隙是本节点的已记录时隙，在该时隙内部记录的当前的状态标记中增加广播接收干扰时隙状态，并按照发送高于接收、非干扰高于干扰的优先级原则在时隙占用信息中记录该时隙的状态。

10. 如权利要求8所述的方法，其特征在于，节点更新本节点的时隙占用信息具体包括：

当所述节点收到的已占用时隙的类型信息标识该已占用时隙为其一跳节点的单播发送时隙时，若该时隙不是本节点的已占用时隙，则将该时隙标记为单播发送干扰时隙，并记录在时隙占用信息中，若该时隙是本节点的已占用时隙，则在该时隙内部记录的当前状态标记中增加单播发送干扰时隙状态，并按照发送高于接收、非干扰高于干扰的优先级原则在时隙占用信息中记录该时隙的状态；

当所述节点收到的已占用时隙的类型信息标识该已占用时隙为其一跳节点的单播接收时隙，若该时隙不是本节点的已占用时隙，则将该时隙标记为单播接收干扰时隙，并记录在时隙占用信息中，若该时隙是本节点的已占用时隙，则在该时隙内部记录的当前的状态标记中增加单播接收干扰时隙状态，并按照发送高于接收、非干扰高于干扰的优先级原则在时隙占用信息中记录该时隙的状态。

11. 如权利要求9或10所述的方法，其特征在于，所述新建广播时隙与本节点已占用时隙完全重叠时，在所述已占用时隙内部记录的当前状态标记中中增加新建广播时隙的状态。

12. 如权利要求9或10所述的方法，其特征在于，所述新建时隙与本节点已占用时隙部分重叠时，在时隙占用信息中分别记录各个时隙的状态。

13. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述节点建立广播时隙具体包括：

所述节点选择与所述时隙占用信息不冲突的时隙做为广播时隙，向其一跳节点发送建立广播时隙请求消息，所述请求消息中包含该广播时隙的信息；

所述一跳节点接收到该建立广播时隙请求消息后向所述节点发送响应消息；

所述节点收到所有一跳节点的响应消息后，建立广播时隙，并向其一跳节点发送广播时隙建立成功消息。

14. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述节点拆除所述广播时隙具体包括：

所述节点广播拆除广播时隙通知消息，并从本节点的时隙占用信息中去除所述广播时隙信息，所述时隙占用信息通过时隙通告消息广播；

所述节点的一跳节点收到所述拆除广播时隙通知消息或去除了广播时隙信息的时隙通告消息后，将该时隙的信息从本节点的时隙占用信息中剔除。

15. 如权利要求14所述的方法，其特征在于，若拆除的时隙在内部记录有多个状态，则所述节点将删除内部记录的对应状态，并且时隙占用信息将按照发送高于接收，非干扰高于干扰的优先级原则通告剩余状态中最高优先级的时隙信息。

16. 如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述节点广播拆除广播时隙通知消息前还包括：

所述节点接收一跳节点发出的广播时隙拆除请求的单播消息。

17. 如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述广播时隙拆除请求中包括各拆除时隙的起始时间、持续时间和周期信息；若需要拆除多个广播时隙，则还包含有拆除时隙的数目信息。

18. 如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述拆除广播时隙通知消息中包括各拆除时隙的起始时间、持续时间及周期信息，若需要拆除多个广播时隙，则还包含有拆除时隙的数目信息。

19. 如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述广播时隙建立通知消息中包括用于标识各广播时隙的时隙标识信息。

20. 如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述拆除广播时隙通知消息中包括各欲拆除时隙的时隙标识信息，若需要拆除多个广播时隙，则还包含有拆除时隙的数目信息。

21. 一种无线网状网节点，其特征在于，包括：

时隙占用信息接收模块，用于接收一跳节点的时隙通告消息以此获悉一跳及二跳节点的时隙占用信息；和

广播时隙建立模块，用于根据接收到的时隙占用信息选择与其不冲突的时隙建立广播时隙。

22. 如权利要求21所述的节点，其特征在于，还包括：

广播时隙建立通知模块，用于广播广播时隙建立通知消息，该消息中携带有所述广播时隙的信息。

23. 如权利要求21或22所述的节点，其特征在于，还包括：

广播时隙拆除模块，用于广播拆除广播时隙通知消息，并从本节点的时隙占用信息中去除该广播时隙的信息。

24. 一种在无线网状网中时隙复用的方法，其特征在于，包括：

节点接收其一跳节点的时隙通告消息，获悉其一跳及二跳节点的时隙占用信息；

在一跳节点的时隙占用信息中记录的接收干扰时隙内，建立广播发送时隙，或

在本节点的时隙占用信息中记录的单播发送干扰时隙内、和/或一跳节点的时隙占用信息中记录的接收干扰时隙内，建立单播发送时隙，或

在本节点的时隙占用信息中记录的接收干扰时隙内、和/或一跳节点的时隙占用信息中记录的单播发送干扰时隙内，建立单播接收时隙。

25. 如权利要求24所述的方法，其特征在于，

若建立广播时隙，则所述节点广播携带所述广播时隙信息的时隙建立通知消息；

若建立单播时隙，则所述节点单播携带所述单播时隙信息的时隙建立通知消息，对应的接收节点回复应答。

26. 如权利要求25所述的方法，其特征在于，建立单播时隙时，可同时建立单播发送时隙和单播接收时隙两个时隙，该单播发送时隙用于传输数据，该单播接收时隙用于回复应答。

27. 如权利要求26所述的方法，其特征在于，当所述节点已占用时隙的当前状态标记中记录有两种或两种以上的状态时，按照发送的优先级高于接收的优先级、非干扰的优先级高于干扰的优先级的原则在时隙占用信息中记录该时隙的状态。

28. 一种无线网状网节点，其特征在于，包括：

时隙占用信息接收模块，用于接收一跳节点的时隙通告消息以此获悉一跳及二跳节点的时隙占用信息；和

时隙建立模块，用于在一跳节点的时隙占用信息中记录的接收干扰时隙内建立广播发送时隙，或在本节点的时隙占用信息中记录的单播发送干扰时隙内和/或一跳节点的时隙占用信息中记录的接收干扰时隙内建立单播发送时隙，或在本节点的时隙占用信息中记录的接收干扰时隙内和/或一跳节点的时隙占用信息中记录的单播发送干扰时隙内建立单播接收时隙，并发送时隙建立通知消息。

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