CN102572843B - 一种通信资源分配方法及相关设备 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了通信资源分配方法及相关设备，其中，基于本发明实施例提供的通信资源分配方法，网络节点在监听邻居节点发送的媒介访问控制消息时，根据该邻居节点的收发状态对监听到的媒介访问控制消息中携带的资源分配信息进行收发区分记录，使得当邻居节点在接收数据(或发送数据)时，其隐藏终端(或暴露终端)也可利用相同的通信资源进行数据的发送和接收。本发明提供的技术方案能够有效提高通信资源的利用率和无线网络的吞吐量。
Description
技术领域
本发明涉及无线传感器网络领域，尤其涉及一种通信资源分配方法及相关设备。
背景技术
无线传感网络(WSN，Wireless Sensor Networks)是由大量的低成本和低能耗的节点组成的，集分布式信息采集、信息传输和信息处理技术于一体的网络信息系统，它能实现感知、计算和通信等功能。WSN作为当今信息领域新的研究热点，涉及多学科交叉的研究领域，有非常多的关键技术有待发现和研究，其中，网络协议的设计就是关键技术之一，目前的研究重点是网络层协议和数据链路层协议，而数据链路层的媒介访问控制(MAC，MediumAccess Control)是使得WSN能够正常运作的重要技术。MAC协议处于协议栈的最底层，决定无线信道的使用方式，在传感器节点之间分配有限的无线通信资源，是传感器节点对无线信道的接入和占用的直接控制者。
目前，WSN中多使用的MAC协议为时分多信道介质访问控制(TMMAC，Time division multiple access Multichannel Medium Access Control)协议，TMMAC协议采用了分阶段的跳频模式和基于时分多址(TDMA，TimeDivision Multiple Access)的信道访问方法。节点之间通过控制信道，采用移动自组织网络交通指示信息(ATIM，AdHoc Traffic Indication Message)、移动自组织网络交通指示信息-答复(ATIM-ACK，AdHoc Traffic IndicationMessage-Acknowledge)、移动自组织网络交通指示信息-回复(ATIM-RES，AdHoc Traffic Indication Message-Response)三步握手机制来确定信道调频模式和预约通信时隙。当网络中某一节点(即源节点)向另一节点(即目标节点)请求发送数据或者接收数据时，则向目标节点发送ATIM消息，以触发三步握手过程。
同时源节点和目标节点各自的邻居节点通过监听源节点和目标节点在三步握手过程中交互的消息，获取源节点和目标节点即将占用的通信资源(包括信道资源和时隙资源)的信息，并将获取到的信息作为给新的通信任务分配通信资源的依据，以避免因分配相同的通信资源而使通信资源上交互的通信数据产生冲突。
但是，由于网络节点是根据其获取到的其它节点占用的通信资源的信息来分配通信资源的，因此，网络节点在获知某一通信资源已被其它节点占用时，其将不会再为该通信资源分配通信任务。然而，在实际应用中，假定网络节点为A节点的暴露终端(即处于数据发送节点覆盖范围内，而在数据接收节点覆盖范围外的网络节点)，当A节点在某一通信资源上向B节点发送数据时，该网络节点同样可以分配A节点占用的通信资源来发送数据而不产生数据冲突，同样的，假定网络节点为B节点的隐藏终端(即处于数据接收节点覆盖范围内，而在数据发送节点覆盖范围外的网络节点)，当A节点在某一通信资源上接收B节点发送的数据时，该网络节点同样可以分配A节点占用的通信资源来接收数据而不产生数据冲突。
因此，基于上述TMMAC协议下的通信资源方法使得通信资源被错误地预留，无法得到充分地利用。
发明内容
本发明实施例提供了一种通信资源分配方法及相关设备，用于提高通信资源的利用率和无线网络的吞吐量。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供以下技术方案：
一种通信资源分配方法，包括：
网络节点监听到邻居节点发送的第一媒介访问控制消息，获取上述第一媒介访问控制消息中携带的指示上述邻居节点为数据接收节点或数据发送节点的收发状态信息，及指示上述邻居节点预占用的通信资源的资源分配信息；
若上述收发状态信息指示上述邻居节点为数据发送节点，则上述网络节点将上述资源分配信息记录在本地存储的发送资源占用信息中；
若上述收发状态信息指示上述邻居节点为数据接收节点，则上述网络节点将上述资源分配信息记录在本地存储的接收资源占用信息中；
若上述网络节点接收到源节点发送的通信资源请求消息，则判断上述源节点是请求发送数据还是请求接收数据，
若是请求发送数据，则上述网络节点根据上述通信资源请求消息中携带的上述源节点存储的接收资源占用信息，及本地存储的发送资源占用信息判断是否有空闲的通信资源，若有，则为当前会话分配通信资源，并向上述源节点发送第二媒介访问控制消息，上述第二媒介访问控制消息携带指示上述网络节点为数据接收节点的收发状态信息，及指示当前分配的通信资源的资源分配信息；
若是请求接收数据，则上述网络节点根据上述通信资源请求消息中携带的上述源节点存储的发送资源占用信息，及本地存储的接收资源占用信息判断是否有空闲的通信资源，若有，则为当前会话分配通信资源，并向上述源节点发送第二媒介访问控制消息，上述第二媒介访问控制消息携带指示上述网络节点为数据发送节点的收发状态信息，及指示当前分配的通信资源的资源分配信息。
一种通信资源分配方法，包括：
网络节点监听到邻居节点发送的第一媒介访问控制消息，获取上述第一媒介访问控制消息中携带的指示上述邻居节点为数据接收节点或数据发送节点的收发状态信息，及指示上述邻居节点预占用的通信资源的资源分配信息；
若上述收发状态信息指示上述邻居节点为数据发送节点，则上述网络节点将上述资源分配信息记录在本地存储的发送资源占用信息中；
若上述收发状态信息指示上述邻居节点为数据接收节点，则上述网络节点将上述资源分配信息记录在本地存储的接收资源占用信息中；
若上述网络节点向目标节点请求发送数据，则向上述目标节点发送通信资源请求消息，并在上述通信资源请求消息中携带指示上述网络节点为数据发送节点的收发状态信息，及本地存储的接收资源占用信息；
若上述网络节点向目标节点请求接收数据，则向上述目标节点发送通信资源请求消息，并在上述通信资源请求消息中携带指示上述网络节点为数据接收节点的收发状态信息，及本地存储的发送资源占用信息。
一种网络节点，包括：
监听获取单元，用于当监听到邻居节点发送的第一媒介访问控制消息时，获取上述第一媒介访问控制消息中携带的指示上述邻居节点为数据接收节点或数据发送节点的收发状态信息，及指示上述邻居节点预占用的通信资源的资源分配信息；
存储单元，用于存储发送资源占用信息和接收资源占用信息；
记录单元，用于当上述收发状态信息指示上述邻居节点为数据发送节点，将上述资源分配信息记录在上述存储单元存储的发送资源占用信息中；当上述收发状态信息指示上述邻居节点为数据接收节点，将上述资源分配信息记录在上述存储单元存储的接收资源占用信息中；
第一判断单元，用于当接收到源节点发送的通信资源请求消息时，判断上述源节点是请求发送数据还是请求接收数据，若是请求发送数据，则触发第二判断单元，若是请求接收数据，则触发第三判断单元；
第二判断单元，用于当上述第一判断单元判断出上述源节点是请求发送数据时，根据上述通信资源请求消息中携带的上述源节点存储的接收资源占用信息，及上述存储单元存储的发送资源占用信息判断是否有空闲的通信资源，若有，则触发分配发送单元；
第三判断单元，用于当上述第一判断单元判断出上述源节点是请求接收数据时，根据上述通信资源请求消息中携带的上述源节点存储的发送资源占用信息，及上述存储单元存储的接收资源占用信息判断是否有空闲的通信资源，若有，则触发分配发送单元；
分配发送单元，用于为当前会话分配通信资源，并向上述源节点发送第二媒介访问控制消息，上述第二媒介访问控制消息携带指示本地节点为数据接收节点或数据发送节点的收发状态信息，及指示当前分配的通信资源的资源分配信息。
一种网络节点，包括：
监听获取单元，用于当监听到邻居节点发送的第一媒介访问控制消息时，获取上述第一媒介访问控制消息中携带的指示上述邻居节点为数据接收节点或数据发送节点的收发状态信息，及指示上述邻居节点预占用的通信资源的资源分配信息；
存储单元，用于存储发送资源占用信息或接收资源占用信息中；
记录单元，用于当上述收发状态信息指示上述邻居节点为数据发送节点，将上述资源分配信息记录在上述存储单元存储的发送资源占用信息中；当上述收发状态信息指示上述邻居节点为数据接收节点，将上述资源分配信息记录在上述存储单元存储的接收资源占用信息中；
发送单元，用于当上述网络节点向目标节点请求发送数据时，向上述目标节点发送携带指示上述源节点为数据发送节点的收发状态信息，及上述存储单元存储的接收资源占用信息的通信资源请求消息；当上述网络节点向目标节点请求发送数据时，向上述目标节点发送携带指示上述源节点为数据发送节点的收发状态信息，及上述存储单元存储的发送资源占用信息的通信资源请求消息。
由上可见，本发明实施例中，网络节点监听邻居节点发送的媒介访问控制消息，并根据该邻居节点的收发状态对监听到的媒介访问控制消息中携带的资源分配信息进行收发区分记录，使得当邻居节点在接收数据(或发送数据)时，其隐藏终端(或暴露终端)也可利用相同的通信资源进行数据的发送和接收，从而提高了通信资源的利用率和无线网络的吞吐量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中通信资源分配方法一个实施例流程示意图；
图2为本发明实施例中通信资源分配方法另一个实施例流程示意图；
图3为本发明实施例中通信资源分配方法另一个实施例流程示意图；
图4为本发明实施例中通信资源分配方法另一个实施例流程示意图；
图5为本发明实施例提供的应用场景例中的各个节点的关系示意图；
图6为本发明实施例提供的一种网络节点的结构示意图；
图7为本发明实施例提供的另一种网络节点的结构示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种通信资源分配方法及相关设备。
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而非全部实施例。
下面以目标节点为主体，对本发明实施例中通信资源分配方法进行描述，请参阅图1，本发明实施例中通信资源分配方法一个实施例包括：
101、目标节点获取监听到的邻居节点发送的第一媒介访问控制消息中携带的收发状态信息和资源分配信息；
当目标节点监听到邻居节点发送的第一媒介访问控制消息(如ATIM-ACK或ATIM-REC)时，获取监听到的第一媒介访问控制消息中携带的指示该邻居节点为数据接收节点或数据发送节点的收发状态信息，及指示该邻居节点预占用的通信资源的资源分配信息。
需要说明的是，当目标节点的邻居节点(为便于描述，下面用a节点指代)接收到网络中其它节点(即除上述目标节点和a节点以外的任一节点，为便于描述，下面用b节点指代)发送的通信资源请求消息(如ATIM消息)时，若a节点发现有可分配的通信资源，则向b节点回应第一媒介访问控制消息(如ATIM-ACK消息)，并在该媒介访问控制消息中携带指示a节点为数据接收节点或数据发送节点的收发状态信息，及指示a节点预占用的通信资源的资源分配信息，同时，a节点还可广播该第一媒介访问控制消息(如ATIM-ACK消息)，使得在a节点的覆盖范围内的所有节点监听到该媒介访问控制消息；而当a节点向b节点请求发送数据或接收数据时，a节点向b节点发送通信资源请求消息(如ATIM消息)，若能接收到b节点回应的媒介访问控制消息(如ATIM-ACK消息)，则向b节点答复第一媒介访问控制消息(如ATIM-REC消息)，并在答复的第一媒介访问控制消息中携带指示a节点为数据接收节点或数据发送节点的收发状态信息，及指示a节点预占用的通信资源的资源分配信息，同时，a节点还可广播答复的第一媒介访问控制消息(如ATIM-REC消息)，使得在a节点的覆盖范围内的所有节点监听到该媒介访问控制消息。在一种应用场景下，若上述目标节点同时为a节点和b节点的邻居节点时，则上述目标节点可监听到a节点发送的第一媒介访问控制消息(如ATIM-ACK消息或ATIM-REC消息)和b节点发送的第一媒介访问控制消息(如ATIM-REC消息或ATIM-ACK消息)。
当然，a节点和b节点也可不广播发送的第一媒介访问控制消息，则其各自的邻居节点同样可利用自动探测机制监听到a节点和/或b节点发送的第一媒介访问控制消息，此处不作限定。
102、目标节点将上述资源分配信息记录在本地存储的发送资源占用信息或接收资源占用信息中；
目标节点根据步骤101获取到的收发状态信息，可获知上述邻居节点在其即将建立的会话中为数据的接收方或数据的发送方，若上述收发状态信息指示该邻居节点为数据接收节点，则目标节点将上述资源分配信息记录在本地存储的接收资源占用信息中，若上述收发状态信息指示该邻居节点为数据发送节点，则目标节点将上述资源分配信息记录在本地存储的发送资源占用信息中。
103、若目标节点接收到源节点发送的通信资源请求消息，则判断该源节点是请求发送数据还是请求接收数据；
在实际应用中，当源节点要向目标节点请求发送数据或接收数据时，其向目标节点发送通信资源请求消息(如ATIM消息)，并在通信资源请求消息中携带标识符(如指示源节点为数据接收节点或数据发送节点的收发状态信息)，以使目标节点获知源节点是请求发送数据，或是请求接收数据。当目标节点接收到该通信资源请求消息时，其可根据通信资源请求消息判断出源节点是请求发送数据还是请求接收数据，若是请求发送数据，则执行步骤104，若是请求接收数据，则执行步骤105。
104、目标节点根据上述通信资源请求消息中携带的源节点存储的接收资源占用信息，及本地存储的发送资源占用信息判断是否有空闲的通信资源；
若有空闲的通信资源，则执行步骤106，若没有，则执行步骤107。
105、目标节点根据上述通信资源请求消息中携带的源节点存储的发送资源占用信息，及本地存储的接收资源占用信息判断是否有空闲的通信资源；
若有空闲的通信资源，则执行步骤106，若没有，则执行步骤107。
106、目标节点为当前会话分配通信资源；
当目标节点判断有空闲的通信资源可分配给上述源节点进数据传输时，则为其与源节点当前建立的会话分配通信资源。
在实际应用中，目标节点可依据接收到的通信资源请求消息(如可依据通信资源请求消息中定义的时隙长度)分配相应的通信资源，其过程可参照现有技术中的描述，此处不作详述。
当目标节点分配完通信资源后，向源节点发送第二媒介访问控制消息(如ATIM-ACK)作为响应，并在该第二媒介访问控制消息中携带指示该目标节点为数据接收节点或数据发送节点的收发状态信息，及指示当前分配的通信资源(即目标节点给当前会话分配的、预占用的通信资源)的资源分配信息发送给上述源节点，同时也可广播该第二媒介访问控制消息，以便其邻居节点监听到该第二媒介访问控制消息，当然，目标节点也可不广播该第二媒介访问控制消息，则其各自的邻居节点同样可利用自动探测机制监听到目标节点向源节点发送的第二媒介访问控制消息，此处不作限定。
在一种应用场景下，目标节点还可将指示当前分配的通信资源的资源分配信息分别记录在本地存储的发送资源占用信息和接收资源占用信息中，以避免当其与源节点进行数据通信时，利用相同的通信资源与其它节点进行数据通信。当然，目标节点也可不将该资源分配信息分别记录在本地存储的发送资源占用信息和接收资源占用信息中，而当其在与源节点进行数据通信，同时需要向其它节点发送通信资源请求消息(如ATIM)时，再将该资源分配信息通过该通信资源请求消息(如ATIM消息)发送给另一节点，此处不作限定，可理解，在媒介访问控制协议的机制下，当目标节点与源节点进行数据通信时，若收到其它节点发送的通信资源请求消息，其默认不分配本地节点正在占用的通信资源。
107、不响应接收到的通信资源请求消息。
可理解，上述通信资源可以包括信道资源和时隙资源，上述资源分配信息、发送资源占用信息及接收资源占用信息可以是列表的格式，也可以是其它数据格式，此处不作限定。
由上可见，本发明实施例中，目标节点监听邻居节点发送的媒介访问控制消息，并根据该邻居节点的收发状态对监听到的媒介访问控制消息中携带的资源分配信息进行收发区分记录，使得当邻居节点在接收数据(或发送数据)时，该邻居节点的隐藏终端(或暴露终端)也可利用相同的通信资源进行数据的发送和接收，从而提高了通信资源的利用率和无线网络的吞吐量。
下面以源节点为主体，对本发明实施例中通信资源分配方法进行描述，请参阅图2，本发明实施例中通信资源分配方法一个实施例包括：
201、源节点获取监听到的邻居节点发送的第一媒介访问控制消息中携带的收发状态信息和资源分配信息；
当源节点监听到邻居节点发送的第一媒介访问控制消息(如ATIM-ACK或ATIM-REC)时，获取监听到的第一媒介访问控制消息中携带的指示该邻居节点为数据接收节点或数据发送节点的收发状态信息，及指示该邻居节点预占用的通信资源的资源分配信息。
需要说明的是，当源节点的邻居节点(为便于描述，下面用a节点指代)接收到网络中其它节点(即除上述源节点和a节点以外的任一节点，为便于描述，下面用b节点指代)发送的通信资源请求消息(如ATIM消息)时，若a节点发现有可分配的通信资源，则向b节点回应第一媒介访问控制消息(如ATIM-ACK消息)，并在该第一媒介访问控制消息中携带指示a节点为数据接收节点或数据发送节点的收发状态信息，及指示a节点预占用的通信资源的资源分配信息，同时，a节点还可广播该第一媒介访问控制消息(如ATIM-ACK消息)，使得在a节点的覆盖范围内的所有节点监听到该媒介访问控制消息；而当a节点向b节点请求发送数据或接收数据时，a节点向b节点发送通信资源请求消息(如ATIM消息)，若能接收到b节点回应的第一媒介访问控制消息(如ATIM-ACK消息)，则向b节点答复第一媒介访问控制消息(如ATIM-REC消息)，并在答复的第一媒介访问控制消息中携带指示a节点为数据接收节点或数据发送节点的收发状态信息，及指示a节点预占用的通信资源的资源分配信息，同时，a节点还可广播答复的媒介访问控制消息(如ATIM-REC消息)，使得在a节点的覆盖范围内的所有节点监听到该媒介访问控制消息。在一种应用场景下，若上述源节点同时为a节点和b节点的邻居节点时，则上述源节点可监听到a节点发送的第一媒介访问控制消息(如ATIM-ACK消息或ATIM-REC消息)和b节点发送的第一媒介访问控制消息(如ATIM-REC消息或ATIM-ACK消息)。
当然，a节点和b节点也可不广播发送的第一媒介访问控制消息，则其各自的邻居节点同样可利用自动探测机制监听到a节点和/或b节点发送的第一媒介访问控制消息，此处不作限定。
202、源节点将上述资源分配信息记录在本地存储的发送资源占用信息或接收资源占用信息中；
源节点根据步骤201获取到的收发状态信息，可获知上述邻居节点在其即将建立的会话中为数据的接收方或数据发送方，若上述收发状态信息指示该邻居节点为数据接收节点，则源节点将上述资源分配信息记录在本地存储的接收资源占用信息中，若上述收发状态信息指示该邻居节点为数据发送节点，则源节点将上述资源分配信息记录在本地存储的发送资源占用信息中。
203、源节点向目标节点发送通信资源请求消息；
当源节点要向目标节点请求发送数据时，其向目标节点发送通信资源请求消息(如ATIM消息)，并在发送的通信资源请求消息中携带指示源节点为数据发送节点的收发状态信息及本地存储的接收资源占用信息；
当源节点要向目标节点请求接收数据时，则其向目标节点发送通信资源请求消息(如ATIM消息)，并在发送的通信资源请求消息中携带指示源节点为数据发送节点的收发状态信息，及本地存储的发送资源占用信息。
若源节点能接收到目标节点响应的第二媒介访问控制消息(如ATIM-ACK)时，则表示有空闲的通信资源与目标节点进行数据会话，源节点可从接收到的第二媒介访问控制消息(如ATIM-ACK)中获取指示目标节点为当前会话分配的通信资源的资源指示信息，利用该通信资源与目标节点进行数据会话，若源节点在预置时间内接收不到目标节点响应的第二媒介访问控制消息(如ATIM-ACK)，则表示当前没有空闲的通信资源可分配，或是目标节点没有接收到源节点发送的通信资源请求消息，源节点可隔一定时间重新向目标节点发送上述通信资源请求消息。
在一种应用场景下，源节点还可将上述接收到的来自目标节点的资源指示信息分别记录在本地存储的发送资源占用信息和接收资源占用信息中，以避免当其与目标节点进行数据通信时，在相同的通信资源与其它节点进行数据通信。当然，源节点也可不将该资源分配信息分别记录在本地存储的发送资源占用信息和接收资源占用信息中，而当其在与目标节点进行数据通信，同时需要向其它节点发送通信资源请求消息(如ATIM)时，再将该资源分配信息通过该通信资源请求消息(如ATIM消息)发送给另一节点，此处不作限定，可理解，在媒介访问控制协议的机制下，当源节点与目标节点进行数据通信时，若收到其它节点发送的通信资源请求消息，其默认不分配本地节点正在占用的通信资源。
可理解，上述通信资源可以包括信道资源和时隙资源，上述资源分配信息、发送资源占用信息及接收资源占用信息可以是列表形式，也可以是其它数据格式，此处不作限定。
由上可见，本发明实施例中，源节点监听邻居节点发送的媒介访问控制消息，并根据该邻居节点的收发状态对监听到的媒介访问控制消息中携带的资源分配信息进行收发区分记录，使得当邻居节点在接收数据(或发送数据)时，该邻居节点的隐藏终端(或暴露终端)也可利用相同的通信资源进行数据的发送和接收，从而提高了通信资源的利用率和无线网络的吞吐量。
为便于更好的理解本发明实施例的技术方案，下面以一具体应用场景，对基于本发明通信资源分配方法下，源节点与目标节点的交互过程进行详细描述，假设源节点向目标节点请求通信资源来发送数据，且有空闲的通信资源建立会话。请参阅图3，本发明实施例中的通信资源分配方法另一实施例包括：
301、源节点向目标节点发送ATIM消息；
源节点向目标节点发送ATIM消息，并在该ATIM消息中携带指示源节点为数据发送节点的收发状态信息，及本地存储的接收资源占用信息。
302、目标节点判断是否有空闲的通信资源；
目标节点根据接收到的ATIM消息中携带的收发状态信息获知源节点请求通信资源来发送数据，则根据ATIM消息中携带的源节点存储的接收资源占用信息及本地存储的发送资源占用信息判断是否有空闲的通信资源。
303、目标节点将指示当前分配的通信资源(及目标节点给当前会话分配、预占用的通信资源)的资源分配信息分别记录在本地存储的发送资源占用信息和接收资源占用信息中；
304、目标节点向源节点响应ATIM-ACK消息；
目标节点依据接收到的ATIM消息(如可依ATIM消息中定义的时隙长度)分配相应的通信资源，向源节点发送ATIM-ACK消息作为响应，并在该ATIM-ACK消息中携带指示目标节点为数据接收节点的收发状态信息，及指示当前分配的通信资源(及目标节点给当前会话分配、预占用的通信资源)的资源分配信息。
305、源节点将接收到的ATIM消息中携带的指示当前分配的通信资源(及目标节点给当前会话分配、预占用的通信资源)的资源分配信息分别记录在本地存储的发送资源占用信息和接收资源占用信息中；
306、源节点向目标节点发送ATIM-RES消息；
源节点向目标节点发送ATIM-RES消息作为接收到ATIM-ACK消息的答复，并在该ATIM-RES消息中携带指示源节点为数据发送节点的收发状态信息，及上述资源分配信息。
307、源节点利用分配的通信资源向目标节点传送数据；
可理解，上述通信资源可以包括信道资源和时隙资源，上述资源分配信息、发送资源占用信息及接收资源占用信息可以是列表形式，也可以是其它数据格式，此处不作限定。
由上可见，本发明实施例中，源节点和目标节点通过维护本地存储的发送资源占用信息和接收资源占用信息，使源节点向目标节点请求通信资源发送数据时，可充分利用可用的通信资源，从而提高了通信资源的利用率和无线网络的吞吐量。
为便于更好的理解本发明实施例的技术方案，下面以一具体应用场景，对基于本发明通信资源分配方法下，源节点与目标节点的交互过程进行详细描述，假设源节点向目标节点请求通信资源来接收数据，且有空闲的通信资源建立会话。请参阅图4，本发明实施例中的通信资源分配方法另一实施例包括：
401、源节点向目标节点发送ATIM消息；
源节点向目标节点发送ATIM消息，并在该ATIM消息中携带指示源节点为数据接收节点的收发状态信息，及本地存储的发送资源占用信息。
402、目标节点判断是否有空闲的通信资源；
目标节点根据接收到的ATIM消息中携带的收发状态信息获知源节点请求通信资源来接收数据，则根据ATIM消息中携带的源节点存储的发送资源占用信息及本地存储的接收资源占用信息判断是否有空闲的通信资源。
403、目标节点将指示当前分配的通信资源(及目标节点给当前会话分配、预占用的通信资源)的资源分配信息分别记录在本地存储的发送资源占用信息和接收资源占用信息中；
404、目标节点向源节点响应ATIM-ACK消息；
目标节点依据接收到的ATIM消息(如可依ATIM消息中定义的时隙长度)分配相应的通信资源，向源节点发送ATIM-ACK消息作为响应，并在该ATIM-ACK消息中携带指示目标节点为数据发送节点的收发状态信息，及指示当前分配的通信资源(及目标节点给当前会话分配、预占用的通信资源)的资源分配信息。
405、源节点将接收到的ATIM消息中携带的指示当前分配的通信资源(及目标节点给当前会话分配、预占用的通信资源)的资源分配信息分别记录在本地存储的发送资源占用信息和接收资源占用信息中；
406、源节点向目标节点发送ATIM-RES消息；
源节点向目标节点发送ATIM-RES消息作为接收到ATIM-ACK消息的答复，并在该ATIM-RES消息中携带指示源节点为数据接收节点的收发状态信息，及上述资源分配信息。
407、源节点利用分配的通信资源接收目标节点发送的数据；
可理解，上述通信资源可以包括信道资源和时隙资源，上述资源分配信息、发送资源占用信息及接收资源占用信息可以是列表形式，也可以是其它数据格式，此处不作限定。
由上可见，本发明实施例中，源节点和目标节点通过维护本地存储的发送资源占用信息和接收资源占用信息，使源节点向目标节点请求通信资源接收数据时，可充分利用可用的通信资源，从而提高了通信资源的利用率和无线网络的吞吐量。
为便于更好的理解本发明实施例的技术方案，下面以一具体应用场景例对本发明通信资源分配方法进行详细描述。
假设节点请求的通信资源包括信道资源及时隙资源，会话窗口被划分为2个信道和2个时隙(slot)，每个节点用列表的形式对指示预占用的通信资源的信息(资源分配信息)和指示被占用的通信资源的信息(发送资源占用信息和接收资源占用信息)进行存储，当处于初始化状态时，上述各信息可分别如表1、表2和表3所示：
表1
| 资源分配信息 | slot1 | slot2 |
| 信道1 | 0 | 0 |
| 信道2 | 0 | 0 |
表2
| 发送资源占用信息 | slot1 | slot 2 |
| 信道1 | 0 | 0 |
| 信道2 | 0 | 0 |
表3
| 接收资源占用信息 | slot1 | slot 2 |
| 信道1 | 0 | 0 |
| 信道2 | 0 | 0 |
其中，当上述各表中的相应位从0置为1时，则指示相应的信道资源和时隙资源被本节点或邻居节点占用。
如图5所示，节点B先向节点A请求发送数据，之后节点F向节点C请求发送数据，然后节点E向节点D请求接收数据，请求时刻分别记为T1、T2和T3，且节点D和节点F为节点A的邻居节点，节点C为节点B的邻居节点，假定均处于初始化状态，时隙请求数均为2，则各节点的数据请求过程可如下描述：
S1.当节点B请求向节点A发送数据时，向节点A发送ATIM，并在ATIM中携带收发状态信息及接收资源占用信息，节点A向节点B发送ATIM-ACK消息进行响应，假定节点A分配信道1用于通信，则携带在该ATIM-ACK消息中的资源分配信息如表4所示：
表4
| 资源分配信息(A) | slot1 | slot 2 |
| 信道1 | 1 | 1 |
| 信道2 | 0 | 0 |
节点A和节点B将该资源分配信息分别记录在本地存储的发送资源占用信息和接收资源占用信息中。
节点A的邻居节点D和F监听到ATIM-ACK消息后，根据ATIM-ACK消息中的收发状态信息获知节点A为数据接收节点，则将该资源分配信息记录在本地存储的接收资源占用信息中；节点B收到节点A响应的ATIM-ACK消息后，回复ATIM-RES消息，节点B的邻居节点C监听到ATIM-RES消息后，根据ATIM-RES消息中的收发状态信息获知节点B为数据发送节点，则将该资源分配信息记录在本地存储的发送资源占用信息中。此时，各节点本地存储的发送资源占用信息和接收资源占用信息的内容可如表5所示：
表5
S2.当节点F请求向节点C发送数据时，向节点C发送ATIM，并在ATIM中携带收发状态信息及接收资源占用信息，节点C向节点F发送ATIM-ACK消息进行响应，假定节点C分配信道2用于通信，则携带在该ATIM-ACK消息中的资源分配信息如表6所示：
表6
| 资源分配信息(C) | slot1 | slot 2 |
| 信道1 | 0 | 0 |
| 信道2 | 1 | 1 |
节点C和节点F将该资源分配信息分别记录在本地存储的发送资源占用信息和接收资源占用信息中。
节点C的邻居B监听到ATIM-ACK消息后，根据ATIM-ACK消息中的收发状态信息获知节点C为数据接收节点，则将该资源分配信息记录在本地存储的接收资源占用信息中；节点F收到节点C响应的ATIM-ACK消息后，回复ATIM-RES消息，节点F的邻居节点A和D监听到ATIM-RES消息后，根据ATIM-RES消息中的收发状态信息获知节点F为数据发送节点，则将该资源分配信息记录在本地存储的发送资源占用信息中。此时，各节点本地存储的发送资源占用信息和接收资源占用信息的内容可如表7所示：
表7
S3.当节点E请求向节点D接收数据时，向节点D发送ATIM，并在ATIM中携带收发状态信息及发送资源占用信息，节点D根据节点B存储的发送资源占用信息和本地存储的接收资源占用信息判断是否有空闲的通信资源，节点D发送可分配信道2的两个时隙进行通信，则向节点E发送ATIM-ACK消息进行响应，携带在该ATIM-ACK消息中的资源分配信息如表8所示：
表8
| 资源分配信息(D) | slot1 | slot 2 |
| 信道1 | 0 | 0 |
| 信道2 | 1 | 1 |
节点D和节点E将该资源分配信息分别记录在本地存储的发送资源占用信息和接收资源占用信息中。
节点D的邻居A和F监听到ATIM-ACK消息后，根据ATIM-ACK消息中的收发状态信息获知节点C为数据发送节点，则将该资源分配信息记录在本地存储的发送资源占用信息中；节点E收到节点C响应的ATIM-ACK消息后，回复ATIM-RES消息，由于节点E无邻居节点，故完成分配流程。此时，各节点本地存储的发送资源占用信息和接收资源占用信息的内容可如表9所示：
表9
至此，一个会话窗口分配了3个通信会话，节点D与其暴露终端F在相同的通信资源(信道和时隙)上发送数据。
由上可见，本发明实施例中，各节点通过维护本地存储的发送资源占用信息和接收资源占用信息，使得在请求通信资源接收数据时，某数据接收节点(数据发送节点)的隐终端(暴露终端)也可与该数据接收节点(数据发送节点)在相同的通信资源上接收数据(发送数据)，从而充分利用了可用的通信资源，提高了通信资源的利用率和无线网络的吞吐量。
下面对本发明实施例的一种网络节点进行描述，请参阅图6，本发明实施例中的网络节点600包括：
监听获取单元601，用于当监听到邻居节点发送的第一媒介访问控制消息时，获取该第一媒介访问控制消息中携带的指示该邻居节点为数据接收节点或数据发送节点的收发状态信息，及指示该邻居节点预占用的通信资源的资源分配信息；
存储单元602，用于存储发送资源占用信息和接收资源占用信息；
记录单元603，用于当监听获取单元601获取到的收发状态信息指示上述邻居节点为数据发送节点，将上述资源分配信息记录在存储单元602存储的发送资源占用信息中；当监听获取单元601获取到的收发状态信息指示上述邻居节点为数据接收节点，将上述资源分配信息记录在存储单元602存储的接收资源占用信息中；
记录单元603根据监听获取单元601获取到的收发状态信息，可获知上述邻居节点在其即将建立的会话中为数据的接收方或数据的发送方，若上述收发状态信息指示该邻居节点为数据接收节点，则记录单元603将上述资源分配信息记录在存储单元602存储的接收资源占用信息中，若上述收发状态信息指示该邻居节点为数据发送节点，则记录单元603将上述资源分配信息记录在存储单元602存储的发送资源占用信息中。
在一种应用场景下，记录单元603还可用于在分配单元607给当前会话分配完通信资源后，将指示当前分配的通信资源的资源分配信息分别记录在存储单元602存储的发送资源占用信息和接收资源占用信息中。
第一判断单元604，用于当接收到源节点发送的通信资源请求消息时，判断该源节点是请求发送数据还是请求接收数据，若是请求发送数据，则触发第二判断单元605，若是请求接收数据，则触发第三判断单元606；
在实际应用中，当网络中某个节点(源节点)要向网络节点600请求发送数据或接收数据时，其向网络节点600发送通信资源请求消息(如ATIM消息)，并在通信资源请求消息中携带标识符(如指示源节点为数据接收节点或数据发送节点的收发状态信息)，以使网络节点600获知源节点是请求发送数据，或是请求接收数据。当网络节点600接收到该通信资源请求消息时，其可根据通信资源请求消息判断出源节点是请求发送数据还是请求接收数据。
第二判断单元605，用于当第一判断单元604判断出上述源节点是请求发送数据时，根据接收到的通信资源请求消息中携带的上述源节点存储的接收资源占用信息，及存储单元602存储的发送资源占用信息判断是否有空闲的通信资源，若有，则触发分配发送单元607；
第三判断单元606，用于当第一判断单元604判断出上述源节点是请求接收数据时，根据接收到的通信资源请求消息中携带的该源节点存储的发送资源占用信息，及存储单元602存储的接收资源占用信息判断是否有空闲的通信资源，若有，则触发分配发送单元607；
分配发送单元607，用于为当前会话分配通信资源，并向上述源节点发送第二媒介访问控制消息，其中，上述第二媒介访问控制消息携带指示网络节点600为数据接收节点或数据发送节点的收发状态信息，及指示网络节点600当前分配的通信资源的资源分配信息；
在实际应用中，分配发送单元607可依据接收到的通信资源请求消息(如可依据通信资源请求消息中定义的时隙长度)分配相应的通信资源，其过程可参照现有技术中的描述，此处不作详述。当分配完成后，向源节点发送第二媒介访问控制消息(如ATIM-ACK)作为响应，在该第二媒介访问控制消息中携带指示网络节点600为数据接收节点或数据发送节点的收发状态信息，及指示当前分配的通信资源(即目标节点给当前会话分配的、预占用的通信资源)的资源分配信息发送给上述源节点。
在一种应用场景下，网络节点600还可广播上述第二媒介访问控制消息。
可理解，上述通信资源可包括信道资源和时隙资源，上述资源分配信息、发送资源占用信息和接收资源占用信息可以是列表的格式，也可以是其它数据格式，此处不作限定。
需要说明的是，本实施例的网络节点600可以如上述方法实施例中的目标节点，可以用于实现上述方法实施例中的全部技术方案，其各个功能模块的功能可以根据上述方法实施例中的方法具体实现，其具体实现过程可参照上述实施例中的相关描述，此处不再赘述。
由上可见，本发明实施例中，网络节点600监听邻居节点发送的媒介访问控制消息，并根据该邻居节点的收发状态对监听到的媒介访问控制消息中携带的资源分配信息进行收发区分记录，使得当邻居节点在接收数据(或发送数据)时，该邻居节点的隐藏终端(或暴露终端)也可利用相同的通信资源进行数据的发送和接收，从而提高了通信资源的利用率和无线网络的吞吐量。
下面对本发明实施例另一种网络节点进行描述，请参阅图7，本发明实施例种的网络节点700包括：
监听获取单元701，用于当监听到邻居节点发送的第一媒介访问控制消息时，获取上述第一媒介访问控制消息中携带的指示该邻居节点为数据接收节点或数据发送节点的收发状态信息，及指示该邻居节点预占用的通信资源的资源分配信息；
存储单元702，用于存储发送资源占用信息或接收资源占用信息中；
记录单元703，用于当监听获取单元701获取到的收发状态信息指示上述邻居节点为数据发送节点，将上述资源分配信息记录在存储单元702存储的发送资源占用信息中；当监听获取单元701获取到的收发状态信息指示上述邻居节点为数据接收节点，将上述资源分配信息记录在存储单元702存储的接收资源占用信息中；
记录单元703根据监听获取单元701获取到的收发状态信息，可获知上述邻居节点在其即将建立的会话中为数据的接收方或数据的发送方，若上述收发状态信息指示该邻居节点为数据接收节点，则记录单元703将上述资源分配信息记录在存储单元702存储的接收资源占用信息中，若上述收发状态信息指示该邻居节点为数据发送节点，则记录单元703将上述资源分配信息记录在存储单元702存储的发送资源占用信息中。
在一种应用场景下，记录单元703还可用于，当网络节点700接收到目标节点响应的第二媒介访问控制消息(如ATIM-ACK)时，将接收到的第二媒介访问控制消息中携带的指示该目标节点给当前会话分配的通信资源的资源指示信息分别记录在存储单元702存储的发送资源占用信息和接收资源占用信息中。
发送单元704，用于当网络节点700向目标节点请求发送数据时，向该目标节点发送携带指示网络节点600为数据发送节点的收发状态信息，及存储单元702存储的接收资源占用信息的通信资源请求消息；当网络节点700向目标节点请求发送数据时，向该目标节点发送携带指示网络节点700为数据发送节点的收发状态信息，及存储单元702存储的发送资源占用信息的通信资源请求消息；
可理解，上述通信资源可包括信道资源和时隙资源，上述资源分配信息、发送资源占用信息和接收资源占用信息可以是列表的格式，也可以是其它数据格式，此处不作限定。
需要说明的是，本实施例的网络节点700可以如上述方法实施例中的源节点，可以用于实现上述方法实施例中的全部技术方案，其各个功能模块的功能可以根据上述方法实施例中的方法具体实现，其具体实现过程可参照上述实施例中的相关描述，此处不再赘述。
由上可见，本发明实施例中，网络节点700监听邻居节点发送的媒介访问控制消息，并根据该邻居节点的收发状态对监听到的媒介访问控制消息中携带的资源分配信息进行收发区分记录，使得当邻居节点在接收数据(或发送数据)时，该邻居节点的隐藏终端(或暴露终端)也可利用相同的通信资源进行数据的发送和接收，从而提高了通信资源的利用率和无线网络的吞吐量。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，随机存储器、磁盘或光盘等。
以上对本发明所提供的一种通信资源分配方法及相关设备进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种通信资源分配方法，其特征在于，包括：
网络节点监听到邻居节点发送的第一媒介访问控制消息，获取所述第一媒介访问控制消息中携带的指示所述邻居节点为数据接收节点或数据发送节点的收发状态信息，及指示所述邻居节点预占用的通信资源的资源分配信息；
若所述收发状态信息指示所述邻居节点为数据发送节点，则所述网络节点将所述资源分配信息记录在本地存储的发送资源占用信息中；
若所述收发状态信息指示所述邻居节点为数据接收节点，则所述网络节点将所述资源分配信息记录在本地存储的接收资源占用信息中；
若所述网络节点接收到源节点发送的通信资源请求消息，则判断所述源节点是请求发送数据还是请求接收数据，
若是请求发送数据，则所述网络节点根据所述通信资源请求消息中携带的所述源节点存储的接收资源占用信息，及本地存储的发送资源占用信息判断是否有空闲的通信资源，若有，则为当前会话分配通信资源，并向所述源节点发送第二媒介访问控制消息，所述第二媒介访问控制消息携带指示所述网络节点为数据接收节点的收发状态信息，及指示当前分配的通信资源的资源分配信息；
若是请求接收数据，则所述网络节点根据所述通信资源请求消息中携带的所述源节点存储的发送资源占用信息，及本地存储的接收资源占用信息判断是否有空闲的通信资源，若有，则为当前会话分配通信资源，并向所述源节点发送第二媒介访问控制消息，所述第二媒介访问控制消息携带指示所述网络节点为数据发送节点的收发状态信息，及指示当前分配的通信资源的资源分配信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述通信资源请求消息具体为：
移动自组织网络交通指示信息ATIM消息；
所述第一媒介访问控制消息具体为：
移动自组织网络交通指示信息-答复ATIM-ACK消息，或，
移动自组织网络交通指示信息-回复ATIM-RES消息；
所述第二媒介访问控制消息具体为：ATIM-ACK消息。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，
所述为当前会话分配通信资源之后包括：
将指示当前分配的通信资源的资源分配信息分别记录在本地存储的发送资源占用信息和接收资源占用信息中。
4.一种通信资源分配方法，其特征在于，包括：
网络节点监听到邻居节点发送的第一媒介访问控制消息，获取所述第一媒介访问控制消息中携带的指示所述邻居节点为数据接收节点或数据发送节点的收发状态信息，及指示所述邻居节点预占用的通信资源的资源分配信息；
若所述收发状态信息指示所述邻居节点为数据发送节点，则所述网络节点将所述资源分配信息记录在本地存储的发送资源占用信息中；
若所述收发状态信息指示所述邻居节点为数据接收节点，则所述网络节点将所述资源分配信息记录在本地存储的接收资源占用信息中；
若所述网络节点向目标节点请求发送数据，则向所述目标节点发送通信资源请求消息，并在所述通信资源请求消息中携带指示所述网络节点为数据发送节点的收发状态信息，及本地存储的接收资源占用信息；
若所述网络节点向目标节点请求接收数据，则向所述目标节点发送通信资源请求消息，并在所述通信资源请求消息中携带指示所述网络节点为数据接收节点的收发状态信息，及本地存储的发送资源占用信息。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：
若所述网络节点接收到所述目标节点响应的第二媒介访问控制消息时，则将所述第二媒介访问控制消息中携带的指示所述目标节点给当前会话分配的通信资源的资源指示信息分别记录在本地存储的发送资源占用信息和接收资源占用信息中。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，
所述通信资源请求消息具体为：
移动自组织网络交通指示信息ATIM消息；
所述第一媒介访问控制消息具体为：
移动自组织网络交通指示信息-答复ATIM-ACK消息，或，
移动自组织网络交通指示信息-回复ATIM-RES消息；
所述第二媒介访问控制消息具体为：ATIM-ACK消息。
7.一种网络节点，其特征在于，包括：
监听获取单元，用于当监听到邻居节点发送的第一媒介访问控制消息时，获取所述第一媒介访问控制消息中携带的指示所述邻居节点为数据接收节点或数据发送节点的收发状态信息，及指示所述邻居节点预占用的通信资源的资源分配信息；
存储单元，用于存储发送资源占用信息和接收资源占用信息；
记录单元，用于当所述收发状态信息指示所述邻居节点为数据发送节点，将所述资源分配信息记录在所述存储单元存储的发送资源占用信息中；当所述收发状态信息指示所述邻居节点为数据接收节点，将所述资源分配信息记录在所述存储单元存储的接收资源占用信息中；
第一判断单元，用于当接收到源节点发送的通信资源请求消息时，判断所述源节点是请求发送数据还是请求接收数据，若是请求发送数据，则触发第二判断单元，若是请求接收数据，则触发第三判断单元；
第二判断单元，用于当所述第一判断单元判断出所述源节点是请求发送数据时，根据所述通信资源请求消息中携带的所述源节点存储的接收资源占用信息，及所述存储单元存储的发送资源占用信息判断是否有空闲的通信资源，若有，则触发分配发送单元；
第三判断单元，用于当所述第一判断单元判断出所述源节点是请求接收数据时，根据所述通信资源请求消息中携带的所述源节点存储的发送资源占用信息，及所述存储单元存储的接收资源占用信息判断是否有空闲的通信资源，若有，则触发分配发送单元；
分配发送单元，用于为当前会话分配通信资源，并向所述源节点发送第二媒介访问控制消息，所述第二媒介访问控制消息携带指示本地节点为数据接收节点或数据发送节点的收发状态信息，及指示当前分配的通信资源的资源分配信息。
8.根据权利要求7所述的网络节点，其特征在于，
所述记录单元还用于，在所述分配单元为当前会话分配完通信资源后，将指示当前分配的通信资源的资源分配信息分别记录在所述存储单元存储的发送资源占用信息和接收资源占用信息中。
9.一种网络节点，其特征在于，包括：
监听获取单元，用于当监听到邻居节点发送的第一媒介访问控制消息时，获取所述第一媒介访问控制消息中携带的指示所述邻居节点为数据接收节点或数据发送节点的收发状态信息，及指示所述邻居节点预占用的通信资源的资源分配信息；
存储单元，用于存储发送资源占用信息或接收资源占用信息中；
记录单元，用于当所述收发状态信息指示所述邻居节点为数据发送节点，将所述资源分配信息记录在所述存储单元存储的发送资源占用信息中；当所述收发状态信息指示所述邻居节点为数据接收节点，将所述资源分配信息记录在所述存储单元存储的接收资源占用信息中；
发送单元，用于当所述网络节点向目标节点请求发送数据时，向所述目标节点发送携带指示源节点为数据发送节点的收发状态信息，及所述存储单元存储的接收资源占用信息的通信资源请求消息；当所述网络节点向目标节点请求发送数据时，向所述目标节点发送携带指示所述源节点为数据发送节点的收发状态信息，及所述存储单元存储的发送资源占用信息的通信资源请求消息。
10.根据权利要求9所述的网络节点，其特征在于，
所述记录单元还用于，当所述源节点接收到所述目标节点响应的第二媒介访问控制消息时，则将所述第二媒介访问控制消息中携带的指示所述目标节点给当前会话分配的通信资源的资源指示信息分别记录在所述存储单元存储的发送资源占用信息和接收资源占用信息中。
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