CN104581953B - 分段式时隙分配方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种分段式时隙分配方法和装置，其中，所述方法应用于无线网络中的节点，其中，所述方法包括：所述节点确定当前时隙分配阶段用于时隙分配的时隙的起始边界值；所述节点计算其在当前时隙分配阶段所需的时隙长度；所述节点从所述起始边界值开始选择当前时隙分配阶段所需的时隙索引。利用本实施例的方法进行时隙分配，在网络中时隙分配与业务量结合，每个节点的时隙索引更加合适。且保证了一个包对应一个时隙，不会发生预约了时隙又未使用的情况。进一步的，与绝大多数现有方法相比，在汇聚节点收集所有包的过程中完全使用的时隙的数量更少。

Description

分段式时隙分配方法和装置

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种分段式时隙分配方法和装置。

背景技术

在无线传感器网络中，如果邻居节点同时发送各自的数据包，会发生冲突，如图1所示，节点A和节点C占用相同的时隙发送各自的数据包，对于邻居节点B，由于在该时隙接收数据包，则产生了明显的冲突。

目前，为了解决这种冲突，使用时隙分配的方式被使用，以保证邻居节点在不同时隙发送各自的数据包，如图2所示，节点A在时隙n发送其数据包，而节点C在时隙m发送其数据包，对于邻居节点B，在不同的时隙接收到节点A和节点C发送的数据包，由此可避免传输冲突，丢的包越少，可实现越高的数据包传送率。

然而，发明人在实现本发明的过程中发现，对于一个节点的时隙分配，需要确定时隙长度和时隙序列号（时隙索引）。不适当的时隙索引可能导致较长的时延。如图3a和3b所示，节点A和B各有一个数据包，如图3a所示的时隙分配方案和图3b所示的时隙分配方案具有相同的时隙长度，也即，同样是将两个时隙分配给节点A，一个时隙分配给B，在图3a所示的时隙分配方案中，SINK（汇聚节点）可用3个时隙收集到所有的数据包，但在图3b所示的时隙分配方案中则不可能在3个时隙里完成收集，而需要多于3个时隙。

应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本发明的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本发明的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

发明内容

本发明实施例的主要目的在于提供一种分段式时隙分配方法和装置，以通过分布式的分段方法为每个节点调度适当的时隙索引，以解决背景技术指出的上述问题。

根据本发明实施例的第一方面，提供了一种分段式时隙分配方法，所述方法应用于无线网络中的节点，其中，所述方法包括：

所述节点确定当前时隙分配阶段用于时隙分配的时隙的起始边界值；

所述节点计算其在当前时隙分配阶段所需的时隙长度；

所述节点从所述起始边界值开始选择当前时隙分配阶段所需的时隙索引。

根据本发明实施例的第二方面，提供了一种无线网络中的节点，其中，所述节点包括：

确定单元，其确定当前时隙分配阶段用于时隙分配的时隙的起始边界值；

计算单元，其计算所述节点在当前时隙分配阶段所需的时隙长度；

选择单元，其从所述起始边界值开始选择当前时隙分配阶段所需的时隙索引。

根据本发明实施例的其他方面，提供了一种无线网络，其中，所述无线网络包含至少一个第二方面所述的节点，或者包含至少一个第二方面所述的节点的任意组合。

本发明实施例的有益效果在于，通过将整个时隙分配过程分为若干个阶段，通过在每个阶段中确定每个节点发送数据包所需的时隙长度和时隙索引来为每个节点进行适合的时隙分配，由此解决了背景技术指出的上述问题。

参照后文的说明和附图，详细公开了本发明的特定实施方式，指明了本发明的原理可以被采用的方式。应该理解，本发明的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本发明的实施方式包括许多改变、修改和等同。

针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

附图说明

所包括的附图用来提供对本发明实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本发明的实施方式，并与文字描述一起来阐释本发明的原理。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。在附图中：

图1是不进行时隙分配所产生的冲突的示意图；

图2是经过时隙分配避免了所产生的冲突的示意图；

图3a和图3b是时隙分配的两个示例的示意图；

图4是每个节点的各个N1T（Node-1hop-Transmission，节点一跳传输）的时隙分配示意图；

图5a至图5c是各节点的发包过程示意图；

图6是本发明实施例的时隙分配方法的流程图；

图7是本发明实施例的选择当前时隙分配阶段所需的时隙索引的方法的流程图；

图8是根据本发明实施例的方法在n+1阶段进行时隙分配的流程图；

图9是本发明实施例的节点的组成示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的各种实施方式进行说明。这些实施方式只是示例性的，不是对本发明的限制。为了使本领域的技术人员能够容易地理解本发明的原理和实施方式，本发明的实施方式以无线网络中的分段式时隙分配方法为例进行说明，但可以理解，本发明实施例并不限于上述网络，对于涉及分段式时隙分配的其他网络，例如ad hoc网络、智能电网等均适用。也即，本发明实施例的时隙分配方法可应用到具有全连接的树状拓扑结构的网络中，并由路由算法来决定在哪条路径上将数据包传送到SINK（“根”）。

为了使本发明实施例的方法更加清楚易懂，以下先对本发明实施例涉及到的一些概念进行简单说明。

在本发明实施例中，SINK（汇聚节点）是指所有路由的唯一目的节点。

在本发明实施例中，每个节点仅有一条路由到达SINK，对于在该路由中一个节点，在树状结构中此节点之下的那些节点（远离SINK的方向）称为子节点。在树状结构中具有零个子节点的节点称为叶子节点，在树状结构中具有至少一个子节点的节点称为父节点，这个父节点是相对于该子节点来说的。一个节点最多具有一个父节点。

在本发明实施例中，以一个节点为根的子树包括该节点和它的所有子节点。换言之，在树状结构中的每个节点都可看作一个子树的根节点。如果一些节点具有同一父节点和同一跳数，那么这些节点处于同一级上。

在本发明实施例中，子树的深度是从该子树的根节点向下路由到叶节点的最长路由的长度（在该路由中包含的节点数）。为了简化，以节点X为根的一个子树的深度称为节点X的深度。SINK节点的深度是整个树状结构的深度。叶子节点的深度为1。

在本发明实施例中，要使树状拓扑中的SINK接收到所有的数据包，每个节点需要依据已建立的路由，逐步地，向上发送自己的数据包或者转发其他节点的数据包。一个节点向它的一跳父节点发送由它自己或由它的处于同一级的子节点生成的数据包，该发送表示为“节点一跳传输（Node1-hop Transmission(N1T)）”。对于沿路径发送的一个数据包，在该路径中的每个节点至少需要一次N1T机会。假设每个节点配置为仅具有一个数据业务，如图4的拓扑结构所示，节点A需要至少5次N1T（第0次（0^th）到第4次（4^th））机会才能将所有的数据包发送完。一个节点所需的N1T的数量等于该节点的深度。在本发明实施例中，从图4中可以看出，这种时隙索引的调度方式更为合适，也即，一个时隙索引对应一个数据包，通过本发明实施例的时隙分配方法即可实现这种时隙索引的调度方式，由此不会出现图3b所示的情况。

以图5a到图5c所示的各节点的数据转发过程为例，在初始阶段，如图5a所示，每个节点自身都有一个数据包；在第0步，如图5b所示，每个节点向上发送自己的数据包；在第i（i＞0）步，如图5c所示，每个节点向上转发自己上一步收到的所有其他节点的数据包。在本发明实施例中，为了方便说明，将第i（i≥0）步称为第i个节点一跳传输，也称为第i阶段。

实施例1

本发明实施例提供了一种分段式时隙分配方法，所述方法应用于无线网络中的节点。图6是该方法的流程图，请参照图6，该方法包括：

步骤601：所述节点确定当前时隙分配阶段用于时隙分配的时隙的起始边界值；

步骤602：所述节点计算其在当前时隙分配阶段所需的时隙长度；

步骤603：所述节点从所述起始边界值开始选择当前时隙分配阶段所需的时隙索引。

在本实施例中，整个时隙分配过程可以逐步地完成。对于一个节点，在第n个N1T阶段的时隙分配已经完成后才开始第n+1个N1T阶段的时隙分配，这意味着第n+1个N1T阶段的时隙分配是基于第n个N1T阶段的时隙分配结果。对于在一个N1T阶段中的一个节点来说，根据本实施例的方法，利用来自此节点的附近节点的信息来完成时隙分配。其中，这里的附近节点可以是该节点的冲突域内的节点，也即不超过h跳的距离的节点，h是预先设定的，本实施例并不以此作为限制。其中，冲突域的概念在本领域是公知的，在此不再赘述。在一个实施方式中，整个时隙分配过程也可以同步完成，具体将在以下进行说明。

在本实施例中，为了完成在第n个N1T阶段的时隙分配完成之后的第n+1个N1T阶段的时隙分配，对于每个节点来说，需要确认何时开始第n+1个N1T阶段的时隙分配。在本实施例中，其基本原则是在第n+1个N1T阶段的时隙分配开始之前，对于本地节点（由“i”表示）的EndN1T(n)_i已经收敛不变。EndN1T(n)_i是在第n个N1T阶段的时隙分配中由节点i和它附近的邻居节点（不超过h跳的距离）所预约的最后一个时隙索引，也即最大的时隙索引。EndN1T(n)_i可以由节点i根据它自己的以及它附近的邻居节点（不超过h跳的距离）的时隙信息来计算。对于第n（n=0）个N1T阶段的时隙分配的时机，可以按照现有策略，根据实际调度情况确定，本实施例并不以此作为限制。

在本实施例中，对于每一个N1T阶段（为了方便说明，称之为时隙分配阶段或者阶段）的时隙分配，可以按照图6所示的方法进行。

在步骤601中，本地节点首先要确定当前时隙分配阶段用于时隙分配的时隙的起始边界值，也即当前时隙分配阶段的起始时隙的索引。

在本实施例的一个实施方式中，该起始边界值可以根据预先配置确定，例如，系统预先配置每个阶段的用于时隙分配的时隙的起始边界值，例如，第0个阶段的起始边界值为0，第1个阶段的起始边界值为1001，第2个阶段的起始边界值为2001，以此类推，由此，只要该节点能够确认其所处的时隙分配阶段，就可以根据该预先配置确定该起始边界值。由于该实施方式并不基于前一个N1T阶段的时隙信息，因此，如果在每个N1T阶段所需的时隙数已知，则可同时在每个N1T阶段预约时隙，所以在该实施方式下的时隙分配并不需要逐步进行。

在本实施例的另外一个实施方式中，该起始边界值也可以根据上一时隙分配阶段的结束时隙的索引来确定。如果当前阶段为起始阶段（第0个阶段），也即不存在上一时隙分配阶段，则该起始阶段的起始边界值可以预先设定，如前所述，预先设定为0或者其他值，本实施例并不以此作为限制。

在该实施方式中，该节点可以先确定上一时隙分配阶段的结束时隙的索引，再将上一时隙分配阶段的结束时隙的索引加上预定值作为当前时隙分配阶段用于时隙分配的时隙的起始边界值。其中，上一时隙分配阶段的结束时隙的索引是指该节点及其预定范围内的邻居节点在上一时隙分配阶段所预约的时隙中的最大时隙索引，该最大时隙索引可以由该节点在上一时隙分配阶段计算并保存，由此，该节点在当前时隙分配阶段可以直接确定该上一时隙分配阶段的结束时隙索引。

例如，将当前时隙分配阶段用于时隙分配的时隙的起始边界值表示为StartN1T(n+1)_i，将上一时隙分配阶段的结束时隙的索引表示为EndN1T(n)_i，则StartN1T(n+1)_i=EndN1T(n)_i+m，其中，m为预定值，可以为1。EndN1T(n)_i可以由节点i根据它自己的以及它附近的邻居节点（不超过h跳的距离）的时隙信息来计算，也即，EndN1T(n)_i=MaxN1T(n)_i，也即，该结束时隙为在第n个N1T阶段中由节点i以及它附近的邻居节点（不超过h跳的距离）所预约的时隙中最大的时隙。

在步骤602中，如果当前时隙分配阶段不是第一时隙分配阶段，则所述节点在计算其在当前时隙分配阶段所需的时隙长度时，可以先确定其1跳范围内的所有子节点分别在上一时隙分配阶段所预约的时隙的个数，再将其1跳范围内的所有子节点分别在上一时隙分配阶段所预约的时隙的个数之和作为其在当前时隙分配阶段所需的时隙长度。其中，其1跳范围内的所有子节点分别在上一时隙分配阶段所预约的时隙的个数可以通过计算确定，例如，该节点在上一时隙分配阶段的时隙分配完成之后，即计算其1跳范围内的所有子节点分别在上一时隙分配阶段所预约的时隙的个数。

例如，Len(n+1)_i=Rx_slot(n)_i。假设节点i在第n个N1T阶段中有k个需要预约时隙的子节点，并且在第n个N1T阶段中该k个子节点中的每一个预约了l_jn(j=1,2,...,k)个时隙，那么

在步骤602中，如果当前时隙分配阶段为第一时隙分配阶段，则所述节点在计算其在当前节点所需的时隙长度时，可以根据其需要发送的数据包的个数确定其在当前时隙分配阶段所需的时隙长度。也即，对于第一时隙分配阶段，不存在别的节点向本地节点发送数据包，也不需要为这些节点转发这些数据包，因此，该节点只需要根据其自己的数据包的个数确定需要的时隙长度即可，例如，其产生了三个数据包，则只需要预约三个时隙，由此确定其在当前时隙分配阶段所需的时隙长度为3。

在步骤603中，为了从起始边界值开始选择当前时隙分配阶段所需的时隙索引，要满足以下基本原则，也即，本地节点和与它距离h跳的邻居节点所预约的时隙不应存在冲突。

图7是所述节点从起始边界值开始选择当前时隙分配阶段所需的时隙索引的方法的流程图，请参照图7，该方法包括：

步骤701：所述节点从所述起始边界值开始为其所需的时隙选择起始时隙索引；

其中，所述节点可以从所述起始边界值开始，将第一个空闲时隙作为其起始时隙，也可以根据其他策略从起始边界值开始选择起始时隙，例如，确定结束边界值，在起始边界值和结束边界值的范围内选择起始时隙，等等，由此获得该起始时隙索引。

步骤702：所述节点根据所述起始时隙索引，确定其所需的时隙是否被拒绝或者其所需的时隙是否与其预定范围内的邻居节点所请求预约的时隙冲突；

其中，当选择了起始时隙，该节点可以根据前面确定的所需时隙长度确定所有所需时隙，由此确定所有所需时隙的索引，进而确定其所需的时隙是否被拒绝或者其所需的时隙是否与其预定范围内的邻居节点所请求预约的时隙冲突。当然，本实施例并不以此作为限制，在其他的实施例中，如果节点所预约的时隙是连续的，该节点也可以仅根据前面确定的所需时隙长度以及前面确定的起始时隙索引，来确定是否与其预定范围内的邻居节点所请求预约的时隙冲突。

其中，对于确定所述节点所需的时隙是否被拒绝的方式以及确定所述节点所需的时隙是否与其预定范围内的邻居节点所请求预约的时隙冲突的方式将在以下进行说明。

步骤703：如果其所需的时隙被拒绝或者其所需的时隙与其预定范围内的邻居节点所请求预约的时隙冲突，则所述节点更新其起始时隙索引。

其中，当所述节点所需的时隙被拒绝或者所述节点所需的时隙与其预定范围内的邻居节点所请求预约的时隙冲突，则说明所述节点不能使用其之前确定的所需的时隙发送数据，此时，需要从起始时隙开始更新其所需的时隙。

另一方面，如果所述节点所需的时隙没有被拒绝或者所述节点所需的时隙与其预定范围内的邻居节点所请求预约的时隙不冲突，则所述节点将之前确定的所需的时隙作为其预约到的时隙，从而确定了当前时隙分配阶段所需的时隙索引。

在步骤702中，所述节点可以通过向其预定范围内的邻居节点发送包含其所需的时隙的时隙请求确认信息来确定所述节点所需的时隙是否被拒绝。如果所述节点接收到所述邻居节点返回的时隙请求拒绝信息，则所述节点确定其所需的时隙被拒绝。反之，如果邻居节点同意，该邻居节点可以返回一个时隙请求确认信息，也可以不返回任何信息，此时，如果所述节点接收到所述邻居节点返回的时隙请求确认信息或者在预定时间内没有接收到任何信息，则所述节点确定其所需的时隙被接受。

在步骤702中，所述节点可以通过接收其预定范围内的邻居节点发送的包含所述邻居节点所需的时隙的时隙请求确认信息来确定所述节点所需的时隙是否与其预定范围内的邻居节点所请求预约的时隙冲突。如果所述节点所需的时隙的至少一个的时隙索引与其预定范围内的邻居节点请求预约的时隙的索引相同，则确定所述节点所需的时隙与其预定范围内的邻居节点请求预约的时隙冲突。

在本实施例中，当两个节点所预约的时隙发生冲突时，可以根据节点优先级确认哪个节点作出退避（back off），也可以随机退避。这里的节点优先级可以是节点ID，也可以是节点在当前时隙分配阶段所需的时隙长度，例如，节点ID小的节点做出退避，或者在当前时隙分配阶段所需的时隙长度小的节点做出退避。在该实施方式中，在确定所述节点所需的时隙与其预定范围内的邻居节点请求预约的时隙是否冲突时，不仅要看时隙索引是否相同，还要看优先级大小，例如，如果时隙索引相同，但所述节点的优先级大于所述邻居节点的优先级，则确定不冲突，否则，如果时隙索引相同，但所述节点的优先级小于所述邻居节点的优先级，则确定为冲突。这里的随机退避是指针对发生冲突的两个节点A和B，不依据A和B的既定优先级指定A或B退避，而是A和B各自进行独立的随机数量的时隙长度的退避。

在本实施例中，对需要作出退避的节点，可以基于冲突节点的时隙索引信息来退避，也可以随机退避。对于前者，是指当优先级较低的节点A对优先级较高的节点B的时隙造成冲突时，优先级较低的节点A退避至优先级较高的节点B的最大时隙索引之后；对于后者，随机退避是指，节点A可以退避随机数量的时隙长度，以最终完成对节点B的无干扰。

为了使本发明实施例确定起始时隙的方法更加清楚易懂，以下通过举例对此加以说明。

假设哪个节点退避取决于该节点的优先级，这里优先级由节点ID的值来表示，节点ID越小，则优先级越低。N1T阶段的索引为n，本地节点由i来表示，在第n个N1T阶段的时隙分配中节点i的开始时隙由StartSlot(n)_i表示。

计算StartSlot(n)_i的流程始终发生在hello包广播之前，如下所示：

temp=StartSlot(n)_i，也即临时文件夹为起始时隙；

StartSlot(n)_i=StartN1T(n)_i，也即起始时隙为本阶段的边界值的起始值；

j=1，也即对于第一个邻居；

While j<=the number of nearby neighbors(no more than h hops away)，也即当j小于等于邻居节点（h跳范围内的）的数量的时候；

check the jth neighbor，也即检查第j个邻居；

IF the ID of the jth neighbor is bigger than local node(i)ID，也即如果第j个邻居的ID大于本地节点ID；

StartSlot(n)_i=StartSlot(n)_i+slot length reserved by the jth neighbor(back off)，也即起始时隙为起始时隙与第j个邻居预约的时隙长度之和；

END，也即结束；

j=j+1，也即继续第j+1个邻居；

StartSlot(n)_i=max(temp,StartSlot(n)_i)，也即起始时隙为临时文件夹和起始时隙中的最大值。

以上实施例的结果可用表1来阐述，其是由节点N₂所收集的信息。假设ID值满足N₁<N₂<N₃<N₄<N₅<N₆，那么最后N₂的开始时隙StartSlot(n)₂将对StartN1T(n)₂+l₆+l₅+l₄+l₃作出退避。

表1

在本实施例中，如前所述，为了便于在下一时隙分配阶段确定起始边界值，在当前时隙分配阶段，该节点还可以计算当前时隙分配阶段的结束时隙，如前所述，该当前时隙分配阶段的结束时隙为该节点及其预定范围内的邻居节点在当前时隙分配阶段所预约的时隙中的最大时隙索引。

在本实施例中，如前所述，为了便于在下一时隙分配阶段确定所需的时隙长度（也即时隙个数），在当前时隙分配阶段，该节点还可以计算其在下一时隙分配阶段所需要预约的时隙的总数，如前所述，该节点在下一时隙分配阶段所需要预约的时隙的总数为该节点的1跳范围内的所有子节点分别在当前时隙分配阶段所预约的时隙的个数之和。

图8为根据本实施例的方法的时隙分配方法的优选实施方式的流程图，但本实施例并不以图8所示的实施方式的所有步骤作为限制，如前所述，在一些实施方式中，图8中某些步骤可以被省略或替换，在一些实施方式中，除了图8中的步骤以外，还可以增加某些其他步骤，因此，图8公开的步骤不构成对本发明实施例的限制。

如图8所示，该方法包括：

步骤801：开始n+1阶段的时隙分配；

步骤802：节点i计算n+1阶段的起始时隙（索引）：StartN1T(n+1)_i=EndN1T(n)_i+m；

其中，以n+1阶段的起始时隙（索引）为n阶段的结束时隙加上m为例，m可以等于1，但如前所述，本实施例并不以此作为限制。

步骤803：节点i计算n+1阶段所需的时隙长度：Len(n+1)_i=Rx_slot(n)_i；

其中，以n+1阶段所需的时隙长度为n阶段的收包个数为例，但如前所述，本实施例并不以此作为限制。

步骤804：节点i计算n+1阶段所需的起始时隙：start(n+1)_i；

其中，本实施例并不限制具体的确定方法，可以采用已有的方法，随着技术的发展，也可以采用其他方法，只要保证选择范围从步骤802所述的StartN1T(n+1)_i开始即可。

步骤805：判断是否存在冲突或者请求是否被拒绝，如果是，则回到步骤804，否则执行步骤806；

其中，本实施例并不限制具体的判断是否冲突以及是否被拒绝的方法，现有的判断手段经过合理变形都可以应用于步骤805的判断中，本实施例并不以此作为限制。

步骤806：节点i计算n+1阶段的结束时隙（EndN1T(n+1)_i）以及收包个数（Rx_slot(n+1)_i）；

其中，如前所述，为了使得后续n+2阶段合理的选择时隙，可以在n+1阶段计算结束时隙以及收包个数，结束时隙作为n+2阶段确定起始时隙（StartN1T(n+2)_i）使用，收包个数作为n+2阶段确定所需时隙长度（Len(n+2)_i）使用。当然，该步骤是可选的。

步骤807：n+1阶段的时隙分配结束。

通过本发明实施例的方法，在网络中时隙分配与业务量结合，每个节点的时隙索引更加合适。其保证了一个包对应一个时隙，不会发生预约了时隙又未使用的情况。与绝大多数现有方法相比，在sink节点收集所有包的过程中所使用的时隙总数更少。

本发明实施例还提供了一种节点，如下面的实施例2所述，由于该节点解决问题的原理与实施例1的方法类似，因此其具体的实施可以参照实施例1的方法的实施，内容相同之处不再重复说明。

实施例2

本发明实施例提供了一种节点，在一个实施方式中，该节点为无线网络中的节点，但本实施例并不以此作为限制。图9是该节点的组成示意图，请参照图9，该节点包括：

确定单元91，其确定当前时隙分配阶段用于时隙分配的时隙的起始边界值；

计算单元92，其计算所述节点在当前时隙分配阶段所需的时隙长度；

选择单元93，其从所述起始边界值开始选择当前时隙分配阶段所需的时隙索引。

在本实施例的一个实施方式中，所述确定单元91可以包括：

第一确定模块911，其根据预先配置确定当前时隙分配阶段用于时隙分配的时隙的起始边界值。

在本实施例的另外一个实施方式中，所述确定单元91可以包括：

第二确定模块912，其根据上一时隙分配阶段的结束时隙的索引确定当前时隙分配阶段用于时隙分配的时隙的起始边界值。

在该实施方式中，所述第二确定模块912可以包括：

第一确定子模块9121，其确定上一时隙分配阶段的结束时隙的索引；

第二确定子模块9122，其将上一时隙分配阶段的结束时隙的索引加上预定值作为当前时隙分配阶段用于时隙分配的时隙的起始边界值。

其中，所述上一时隙分配阶段的结束时隙的索引为所述节点及所述节点的预定范围内的邻居节点在所述上一时隙分配阶段所预约的时隙中的最大时隙索引。

在本实施例的一个实施方式中，所述计算单元92可以包括：

第三确定模块921，其在当前时隙分配阶段不是第一时隙分配阶段时，确定所述节点的1跳范围内的所有子节点分别在上一时隙分配阶段所预约的时隙的个数；以及

第四确定模块922，其将所述节点的1跳范围内的所有子节点分别在上一时隙分配阶段所预约的时隙的个数之和作为所述节点在当前时隙分配阶段所需的时隙长度。

在本实施例的一个实施方式中，所述计算单元92可以包括：

第五确定模块923，其在当前时隙分配阶段为第一时隙分配阶段时，根据所述节点需要发送的数据包的个数确定所述节点在当前时隙分配阶段所需的时隙长度。

在本实施例的一个实施方式中，所述选择单元93可以包括：

选择模块931，其从所述起始边界值开始为所述节点所需的时隙选择起始时隙索引；

第六确定模块932，其根据所述起始时隙索引，确定所述节点所需的时隙是否被拒绝或者所述节点所需的时隙是否与所述节点的预定范围内的邻居节点所请求预约的时隙冲突；

更新模块933，其在所述节点所需的时隙被拒绝或者所述节点所需的时隙与所述节点的预定范围内的邻居节点所请求预约的时隙冲突，更新所述节点的起始时隙索引。

在该实施方式中，所述第六确定模块932可以包括：发送子模块9321以及第三确定子模块9322，和/或接收子模块9323以及第四确定子模块9324。

发送子模块9321用于向所述节点的预定范围内的邻居节点发送包含所述节点所需的时隙的时隙请求确认信息；

第三确定子模块9322用于在所述节点接收到所述邻居节点返回的时隙请求拒绝信息时，确定所述节点所需的时隙被拒绝。

接收子模块9323用于接收所述节点的预定范围内的邻居节点发送的包含所述邻居节点所需的时隙的时隙请求确认信息；

第四确定子模块9324用于在所述节点所需的时隙的至少一个的时隙索引与所述节点的预定范围内的邻居节点请求预约的时隙的索引相同，且所述节点的优先级小于所述邻居节点的优先级时，确定所述节点所需的时隙与所述节点的预定范围内的邻居节点请求预约的时隙冲突。其中，所述优先级为节点ID或者在当前时隙分配阶段所需的时隙长度。

在本实施例的其他实施方式中，所述计算单元92还可以用于计算当前时隙分配阶段的结束时隙；和/或，计算所述节点在下一时隙分配阶段所需要预约的时隙的总数。其中，所述当前时隙分配阶段的结束时隙为所述节点及所述节点的预定范围内的邻居节点在当前时隙分配阶段所预约的时隙中的最大时隙索引。其中，所述节点在下一时隙分配阶段所需要预约的时隙的总数为所述节点的1跳范围内的所有子节点分别在当前时隙分配阶段所预约的时隙的个数之和。

通过本发明实施例的节点，在网络中时隙分配与业务量结合，每个节点的时隙索引更加合适。其保证了一个包对应一个时隙，不会发生预约了时隙又未使用的情况。与绝大多数现有方法相比，在sink节点收集所有包的过程中所使用的时隙总数更少。

本发明实施例还提供了一种无线网络，其中，所述无线网络包含至少一个实施例2所述的节点，或者包含至少一个实施例2所述的节点的任意组合。

本发明以上的装置和方法可以由硬件实现，也可以由硬件结合软件实现。本发明涉及这样的计算机可读程序，当该程序被逻辑部件所执行时，能够使该逻辑部件实现上文所述的装置或构成部件，或使该逻辑部件实现上文所述的各种方法或步骤。逻辑部件例如现场可编程逻辑部件、微处理器、计算机中使用的处理器等。本发明还涉及用于存储以上程序的存储介质，如硬盘、磁盘、光盘、DVD、flash存储器等。

以上结合具体的实施方式对本发明进行了描述，但本领域技术人员应该清楚，这些描述都是示例性的，并不是对本发明保护范围的限制。本领域技术人员可以根据本发明的精神和原理对本发明做出各种变型和修改，这些变型和修改也在本发明的范围内。

关于包括以上多个实施例的实施方式，还公开下述的附记。

附记1、一种分段式时隙分配方法，所述方法应用于无线网络中的节点，其中，所述方法包括：

所述节点确定当前时隙分配阶段用于时隙分配的时隙的起始边界值；

所述节点计算其在当前时隙分配阶段所需的时隙长度；

所述节点从所述起始边界值开始选择当前时隙分配阶段所需的时隙索引。

附记2、根据附记1所述的方法，其中，所述节点确定当前时隙分配阶段用于时隙分配的时隙的起始边界值的步骤包括：

所述节点根据预先配置确定当前时隙分配阶段用于时隙分配的时隙的起始边界值；或者

所述节点根据上一时隙分配阶段的结束时隙的索引确定当前时隙分配阶段用于时隙分配的时隙的起始边界值。

附记3、根据附记2所述的方法，其中，所述节点根据上一时隙分配阶段的结束时隙的索引确定当前时隙分配阶段用于时隙分配的时隙的起始边界值的步骤包括：

所述节点确定上一时隙分配阶段的结束时隙的索引；

所述节点将上一时隙分配阶段的结束时隙的索引加上预定值作为当前时隙分配阶段用于时隙分配的时隙的起始边界值。

附记4、根据附记3所述的方法，其中，所述上一时隙分配阶段的结束时隙的索引为所述节点及其预定范围内的邻居节点在所述上一时隙分配阶段所预约的时隙中的最大时隙索引。

附记5、根据附记1所述的方法，其中，如果当前时隙分配阶段不是第一时隙分配阶段，则所述节点计算其在当前时隙分配阶段所需的时隙长度的步骤包括：

所述节点确定其1跳范围内的所有子节点分别在上一时隙分配阶段所预约的时隙的个数；以及

所述节点将其1跳范围内的所有子节点分别在上一时隙分配阶段所预约的时隙的个数之和作为其在当前时隙分配阶段所需的时隙长度。

附记6、根据附记1所述的方法，其中，如果当前时隙分配阶段为第一时隙分配阶段，则所述节点计算其在当前节点所需的时隙长度的步骤包括：

所述节点根据其需要发送的数据包的个数确定其在当前时隙分配阶段所需的时隙长度。

附记7、根据附记1所述的方法，其中，所述节点从所述起始边界值开始选择当前时隙分配阶段所需的时隙索引的步骤包括：

所述节点从所述起始边界值开始为其所需的时隙选择起始时隙索引；

所述节点根据所述起始时隙索引，确定其所需的时隙是否被拒绝或者其所需的时隙是否与其预定范围内的邻居节点所请求预约的时隙冲突；

如果其所需的时隙被拒绝或者其所需的时隙与其预定范围内的邻居节点所请求预约的时隙冲突，则所述节点更新其起始时隙索引。

附记8、根据附记7所述的方法，其中，确定所述节点所需的时隙是否被拒绝的步骤包括：

所述节点向其预定范围内的邻居节点发送包含其所需的时隙的时隙请求确认信息；

如果所述节点接收到所述邻居节点返回的时隙请求拒绝信息，则所述节点确定其所需的时隙被拒绝。

附记9、根据附记7所述的方法，其中，确定所述节点所需的时隙是否与其预定范围内的邻居节点所请求预约的时隙冲突的步骤包括：

所述节点接收其预定范围内的邻居节点发送的包含所述邻居节点所需的时隙的时隙请求确认信息；

如果所述节点所需的时隙的至少一个的时隙索引与其预定范围内的邻居节点请求预约的时隙的索引相同，且所述节点的优先级小于所述邻居节点的优先级，则确定所述节点所需的时隙与其预定范围内的邻居节点请求预约的时隙冲突。

附记10、根据附记9所述的方法，其中，所述优先级为节点ID或者在当前时隙分配阶段所需的时隙长度。

附记11、根据附记1所述的方法，其中，所述方法还包括：

所述节点计算当前时隙分配阶段的结束时隙；和/或

所述节点计算其在下一时隙分配阶段所需要预约的时隙的总数。

附记12、根据附记11所述的方法，其中，所述当前时隙分配阶段的结束时隙为所述节点及其预定范围内的邻居节点在当前时隙分配阶段所预约的时隙中的最大时隙索引。

附记13、根据附记11所述的方法，其中，所述节点在下一时隙分配阶段所需要预约的时隙的总数为所述节点的1跳范围内的所有子节点分别在当前时隙分配阶段所预约的时隙的个数之和。

附记14、一种无线网络中的节点，其中，所述节点包括：

确定单元，其确定当前时隙分配阶段用于时隙分配的时隙的起始边界值；

计算单元，其计算所述节点在当前时隙分配阶段所需的时隙长度；

选择单元，其从所述起始边界值开始选择当前时隙分配阶段所需的时隙索引。

附记15、根据附记14所述的节点，其中，所述确定单元包括：

第一确定模块，其根据预先配置确定当前时隙分配阶段用于时隙分配的时隙的起始边界值；或者

第二确定模块，其根据上一时隙分配阶段的结束时隙的索引确定当前时隙分配阶段用于时隙分配的时隙的起始边界值。

附记16、根据附记15所述的节点，其中，所述第二确定模块包括：

第一确定子模块，其确定上一时隙分配阶段的结束时隙的索引；

第二确定子模块，其将上一时隙分配阶段的结束时隙的索引加上预定值作为当前时隙分配阶段用于时隙分配的时隙的起始边界值。

附记17、根据附记16所述的节点，其中，所述上一时隙分配阶段的结束时隙的索引为所述节点及所述节点的预定范围内的邻居节点在所述上一时隙分配阶段所预约的时隙中的最大时隙索引。

附记18、根据附记14所述的节点，其中，所述计算单元包括：

第三确定模块，其在当前时隙分配阶段不是第一时隙分配阶段时，确定所述节点的1跳范围内的所有子节点分别在上一时隙分配阶段所预约的时隙的个数；以及

第四确定模块，其将所述节点的1跳范围内的所有子节点分别在上一时隙分配阶段所预约的时隙的个数之和作为所述节点在当前时隙分配阶段所需的时隙长度。

附记19、根据附记14所述的节点，其中，所述计算单元包括：

第五确定模块，其在当前时隙分配阶段为第一时隙分配阶段时，根据所述节点需要发送的数据包的个数确定所述节点在当前时隙分配阶段所需的时隙长度。

附记20、根据附记14所述的节点，其中，所述选择单元包括：

选择模块，其从所述起始边界值开始为所述节点所需的时隙选择起始时隙索引；

第六确定模块，其根据所述起始时隙索引，确定所述节点所需的时隙是否被拒绝或者所述节点所需的时隙是否与所述节点的预定范围内的邻居节点所请求预约的时隙冲突；

更新模块，其在所述节点所需的时隙被拒绝或者所述节点所需的时隙与所述节点的预定范围内的邻居节点所请求预约的时隙冲突，更新所述节点的起始时隙索引。

附记21、根据附记20所述的节点，其中，所述第六确定模块包括：

发送子模块，其向所述节点的预定范围内的邻居节点发送包含所述节点所需的时隙的时隙请求确认信息；

第三确定子模块，其在所述节点接收到所述邻居节点返回的时隙请求拒绝信息时，确定所述节点所需的时隙被拒绝。

附记22、根据附记20所述的节点，其中，所述第六确定模块包括：

接收子模块，其接收所述节点的预定范围内的邻居节点发送的包含所述邻居节点所需的时隙的时隙请求确认信息；

第四确定子模块，其在所述节点所需的时隙的至少一个的时隙索引与所述节点的预定范围内的邻居节点请求预约的时隙的索引相同，且所述节点的优先级小于所述邻居节点的优先级时，确定所述节点所需的时隙与所述节点的预定范围内的邻居节点请求预约的时隙冲突。

附记23、根据附记22所述的节点，其中，所述优先级为节点ID或者在当前时隙分配阶段所需的时隙长度。

附记24、根据附记14所述的节点，其中，所述计算单元还用于：

计算当前时隙分配阶段的结束时隙；和/或，

计算所述节点在下一时隙分配阶段所需要预约的时隙的总数。

附记25、根据附记24所述的节点，其中，所述当前时隙分配阶段的结束时隙为所述节点及所述节点的预定范围内的邻居节点在当前时隙分配阶段所预约的时隙中的最大时隙索引。

附记26、根据附记24所述的节点，其中，所述节点在下一时隙分配阶段所需要预约的时隙的总数为所述节点的1跳范围内的所有子节点分别在当前时隙分配阶段所预约的时隙的个数之和。

附记27、一种无线网络，其中，所述无线网络包含至少一个附记14-26任一项所述的节点，或者包含至少一个附记14-26所述的节点的任意组合。

Claims (10)

1.一种无线网络中的节点，其中，在所述无线网络中，整个时隙分配过程分为若干个时隙分配阶段，所述节点包括：

确定单元，其确定当前时隙分配阶段用于时隙分配的时隙的起始边界值；

计算单元，其计算所述节点在当前时隙分配阶段所需的时隙长度；

选择单元，其从所述起始边界值开始选择当前时隙分配阶段所需的时隙索引。

2.根据权利要求1所述的节点，其中，所述确定单元包括：

第一确定模块，其根据预先配置确定当前时隙分配阶段用于时隙分配的时隙的起始边界值；或者

第二确定模块，其根据上一时隙分配阶段的结束时隙的索引确定当前时隙分配阶段用于时隙分配的时隙的起始边界值。

3.根据权利要求2所述的节点，其中，所述第二确定模块包括：

第一确定子模块，其确定上一时隙分配阶段的结束时隙的索引；

第二确定子模块，其将上一时隙分配阶段的结束时隙的索引加上预定值作为当前时隙分配阶段用于时隙分配的时隙的起始边界值。

4.根据权利要求3所述的节点，其中，所述上一时隙分配阶段的结束时隙的索引为所述节点及所述节点的预定范围内的邻居节点在所述上一时隙分配阶段所预约的时隙中的最大时隙索引。

5.根据权利要求1所述的节点，其中，所述计算单元包括：

第三确定模块，其在当前时隙分配阶段不是第一时隙分配阶段时，确定所述节点的1跳范围内的所有子节点分别在上一时隙分配阶段所预约的时隙的个数；以及

第四确定模块，其将所述节点的1跳范围内的所有子节点分别在上一时隙分配阶段所预约的时隙的个数之和作为所述节点在当前时隙分配阶段所需的时隙长度。

6.根据权利要求1所述的节点，其中，所述计算单元包括：

第五确定模块，其在当前时隙分配阶段为第一时隙分配阶段时，根据所述节点需要发送的数据包的个数确定所述节点在当前时隙分配阶段所需的时隙长度。

7.根据权利要求1所述的节点，其中，所述选择单元包括：

选择模块，其从所述起始边界值开始为所述节点所需的时隙选择起始时隙索引；

第六确定模块，其根据所述起始时隙索引，确定所述节点所需的时隙是否被拒绝或者所述节点所需的时隙是否与所述节点的预定范围内的邻居节点所请求预约的时隙冲突；

更新模块，其在所述节点所需的时隙被拒绝或者所述节点所需的时隙与所述节点的预定范围内的邻居节点所请求预约的时隙冲突，更新所述节点的起始时隙索引。

8.根据权利要求7所述的节点，其中，所述第六确定模块包括：

发送子模块，其向所述节点的预定范围内的邻居节点发送包含所述节点所需的时隙的时隙请求确认信息；

第三确定子模块，其在所述节点接收到所述邻居节点返回的时隙请求拒绝信息时，确定所述节点所需的时隙被拒绝。

9.根据权利要求7所述的节点，其中，所述第六确定模块包括：

接收子模块，其接收所述节点的预定范围内的邻居节点发送的包含所述邻居节点所需的时隙的时隙请求确认信息；

第四确定子模块，其在所述节点所需的时隙的至少一个的时隙索引与所述节点的预定范围内的邻居节点请求预约的时隙的索引相同，且所述节点的优先级小于所述邻居节点的优先级时，确定所述节点所需的时隙与所述节点的预定范围内的邻居节点请求预约的时隙冲突。

10.根据权利要求9所述的节点，其中，所述优先级为节点ID或者在当前时隙分配阶段所需的时隙长度。