CN104684092A - 时隙分配方法、装置和时分多址树形网络 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种时隙分配方法、装置和时分多址树形网络，其中，该方法包括：每个节点根据自己的跳数确定用于发送数据包的时隙范围或用于重传数据包的时隙范围或用于转发数据包的时隙范围；所述节点在用于发送数据包的时隙范围内选择时隙发送数据，或者在用于重传数据包的时隙范围内选择时隙重传未被成功接收的数据，或者在用于转发数据包的时隙范围内选择时隙转发数据；其中，根据时分多址（TDMA）树型网络中可复用相同时隙的节点的跳数差和最大跳数，所有时隙被等分为多行，每行的时隙被分为多段，其中，每一行上的时隙供预定跳数的节点使用，每一段上的时隙供对应该行的预定跳数的节点发送或转发或重传数据包。由此减少了数据包的传输时延。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种时隙分配方法、装置和时分多址树形网络。
背景技术
MAC（(Medium Access Control，介质访问控制）层协议被设计以保证网络中特定发射器的无线资源，例如时隙、频率信道、扩频编码等。对于ad hoc网络，由于缺乏中央管理，这样的保证通过握手或协商来提供。
载波侦听多址接入（CSMA，Carrier Sense Multiple Access）是MAC层协议最常用的。每个潜在的发送节点必须在实际向网络发包之前感应信道的状态。当该感应未能反应信道的实际状态时，即发生了冲突，这在文献中被称为隐藏终端问题。对于大规模网络，当大量节点试图在同一时间发送数据包时，该问题变得更加严重。最后，服务质量急剧下降，不能满足应用的需求。
时分多址（TDMA，Time Division Multiple Access）为MAC层协议提供了另外一种选择。预留独占时隙以用于传输，由此保证了较高的服务质量。在IEEE802.15.4规范中，超帧的一部分，称为无碰撞周期（CFP，Collision-Free Period）被用于TDMA传输。在这样的周期内最小的支配单元被称为保证时隙（GTS，Guaranteed Time Slot）。
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
发明人在实现本发明的过程中发现，IEEE802.15.4规范只提供了星形拓扑结构的网络中的基本的GTS调度机制。不能支持其他复杂类型的网络中的时隙分配，尤其是大规模和ad hoc模式下。
本发明实施例提供了一种时隙分配方法、装置和时分多址树形网络，以支持各种复杂类型的网络中的时隙分配。
根据本发明实施例的第一方面，提供了一种时分多址（TDMA）树形网络中的节点，其中，所述节点包括：
确定单元，其根据所述节点的跳数确定用于发送数据包的时隙范围或用于重传数据包的时隙范围或用于转发数据包的时隙范围；
发送单元，其在用于发送数据包的时隙范围内选择时隙发送数据，或者在用于重传数据包的时隙范围内选择时隙重传未被成功接收的数据，或者在用于转发数据包的时隙范围内选择时隙转发数据；
其中，根据时分多址（TDMA）树型网络中可复用相同时隙的节点的跳数差和最大跳数，所有时隙被等分为多行，每行的时隙被分为多段，其中，每一行上的时隙供预定跳数的节点使用，每一段上的时隙供对应该行的预定跳数的节点发送或转发或重传数据包。
根据本发明实施例的第二方面，提供了一种时隙分配方法，其中，所述方法包括：
每个节点根据自己的跳数确定用于发送数据包的时隙范围或用于重传数据包的时隙范围或用于转发数据包的时隙范围；
所述节点在用于发送数据包的时隙范围内选择时隙发送数据，或者在用于重传数据包的时隙范围内选择时隙重传未被成功接收的数据，或者在用于转发数据包的时隙范围内选择时隙转发数据；
其中，根据时分多址（TDMA）树型网络中可复用相同时隙的节点的跳数差和最大跳数，所有时隙被等分为多行，每行的时隙被分为多段，其中，每一行上的时隙供预定跳数的节点使用，每一段上的时隙供对应该行的预定跳数的节点发送或转发或重传数据包。
根据本发明实施例的第三方面，提供了一种时分多址（TDMA）树形网络，其中，所述网络包括sink节点以及至少一个前述的节点。
本发明的有益效果在于：通过本发明实施例的方法、装置和网络，可以支持各种复杂类型的网络中的时隙分配，保证所有数据包在一定时间内到达汇聚节点（sink），由此减少了数据包的传输时延。
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TDMA网络的时隙预约示意图；
图2是本发明实施例的节点的组成示意图；
图3是时隙排列及各时隙用途的说明示意图；
图4是简化的时隙排列说明示意图；
图5是均匀分布的网络中各跳节点数量占比示意图；
图6是一种最大跳数为8的网络拓扑示意图；
图7是假设网络中的节点数为24的时隙排列示意图；
图8是另外一种时隙排列方式示意图；
图9是另外一种时隙排列方式示意图；
图10是另外一种时隙排列方式示意图；
图11是另外一种时隙排列方式示意图；
图12是本发明实施例的节点的构成示意图；
图13是本发明实施例的时隙分配方法的示意图；
图14是本发明实施例的网络的组成示意图；
具体实施方式
参照附图，通过下面的说明书，本发明的前述以及其它特征将变得明显。在说明书和附图中，具体公开了本发明的特定实施方式，其表明了其中可以采用本发明的原则的部分实施方式，应了解的是，本发明不限于所描述的实施方式，相反，本发明包括落入所附权利要求的范围内的全部修改、变型以及等同物。
在TDMA网络里，数据包的丢包率、传输时延等性能指标都取决于节点所预约的时隙（slot），路径上任意一跳的slot预约不合适都会影响整个时延，比如图1中，在场景1中，虽然节点A预约了足够多的slot，但是位置并不合适，致使节点B的数据包丢失，原因是，节点A预约的两个时隙在节点B预约的一个时隙的前面，节点B在将其产生的数据包发送给节点A后，节点A已经没有可用时隙来转发该数据包。在场景2中，由于时隙预约不合适，数据包的时延也可能很大，原因是，节点B预约的时隙在节点A预约的时隙的前面，节点B产生的数据包要经过一定的时延才能通过节点A预约的时隙转发出去。
为了克服了上述问题，本发明实施例提供了一种时隙分配方法、装置和时分多址树形网络，通过本发明实施例为以上场景中的时隙预约、分配以及冲突避免提供了一个完整的解决方案。以下结合附图对本发明实施例进行详细说明。
实施例1
本发明实施例提供了一种时分多址（TDMA）树形网络中的节点，图2是该节点的组成示意图，请参照图2，该节点除了包括其原有的组成和功能以外，还包括：确定单元21和发送单元22。其中，
确定单元21根据所述节点的跳数确定用于发送数据包的时隙范围或用于重传数据包的时隙范围或用于转发数据包的时隙范围；
发送单元22在用于发送数据包的时隙范围内选择时隙发送数据，或者在用于重传数据包的时隙范围内选择时隙重传未被成功接收的数据，或者在用于转发数据包的时隙范围内选择时隙转发数据。
在本实施例中，根据TDMA树型网络中可复用相同时隙的节点的跳数差和最大跳数，所有时隙被等分为多行，每行的时隙被分为多段，其中，每一行上的时隙供预定跳数的节点使用，每一段上的时隙供对应该行的预定跳数的节点发送或转发或重传数据包。其中，每一行上的时隙供哪些跳数的节点使用是预先设定的，每一段上的时隙供对应该行的哪些跳数的节点使用，以及供该节点用作什么目的（发送数据包还是转发数据包还是重传未被成功接收的数据包）也是预先设定的，由此，本实施例的该节点的确定单元21根据该节点的跳数即可确定用于发送数据或转发数据或重传数据的时隙范围，而发送单元22即可根据确定单元21确定的时隙发送数据包或转发数据包或重传未被成功接收的数据包。
在本实施例中，所有时隙被等分为多少行（行数），以及每行的时隙被分为多少段（段数）可以由该TDMA树形网络中可复用相同时隙的节点的跳数差和最大跳数来决定，也即，该行数和段数分别是上述跳数差和上述最大跳数的函数，具体的函数形式，本实施例并不加以限制。
在本实施例的一个实施方式中，发送单元22可以包括：
发送模块221，其从所述节点对应的用于发送数据包的时隙范围内选择在预定的冲突域内与跳数相同的其他节点无冲突的时隙发送数据包。
在该实施方式中，如前所述，该节点用于发送数据包的时隙范围是预先确定的，发送模块221可以在该范围内选择时隙来发送该节点生成的数据包。
在该实施方式中，本实施例并不限制具体的时隙选择方法，只要保证在该节点对应的用于发送数据包的时隙范围内选择时隙，并且保证选择的时隙与该节点的冲突域内与该节点跳数相同的其他节点的时隙无冲突即可。
在该实施方式中，不同跳数的节点所对应的用于发送数据包的时隙范围内的时隙数相同或者根据预定策略按比例分配。其中，将不同跳数的节点所对应的用于发送数据包的时隙数设为相同，保证了各个节点的发送资源的均衡，而根据预定策略，按比例分配不同跳数的节点所对应的用于发送数据包的时隙数，可以考虑各节点的位置分布的特点，提高时隙利用率。
在本实施例的一个实施方式中，该节点还可以包括：
存储单元23，其保存所述节点对应的用于发送数据包的时隙范围内的时隙的预约信息。
在该实施方式中，通过存储单元23保存的该预约信息，可以确认那些时隙被约出去了，哪些时隙没有被约出去，由此，在后续的时隙预约过程中或者冲突检测过程中，可以参考该预约信息，以利于时隙预约和避免冲突。
在本实施例的一个实施方式中，该发送单元22可以包括：
转发模块222，其从所述节点对应的用于转发数据包的时隙范围内选择任意的空闲时隙转发数据包，或者根据预定规则选择空闲的时隙转发数据包。
在该实施方式中，如前所述，该节点用于转发数据包的时隙范围是预先设定的，转发模块222可以在该范围内选择时隙来转发该节点的子节点的数据包。其中，该转发模块222可以在该范围内选择任意的空闲时隙来转发该数据包，也可以根据预定规则选择空闲的时隙转发该数据包。
这里的预定规则可以是：转发数据包的时隙与发送该数据包的时隙的段内索引相同或者相差预定数量。例如，上述节点在发送该数据包时，用的是段内索引为m的时隙，则本实施例的转发模块222可以在该范围内选择段内索引为m的时隙来转发该数据包，也可以在该范围内选择段内索引为m+n的时隙来转发该数据包，其中，n为预先设定的值。上述预定规则只是举例说明，在具体实施时，也可以根据网络状态选择其他的预定规则，本发明实施例并不以此作为限制。
在该实施方式中，用于转发数据包的时隙范围内的时隙数与用于发送所述数据包的时隙范围内的时隙数相同。这样能使得所有需要转发的数据包都能分配到时隙。
在本实施例的一个实施方式中，该发送单元22可以包括：
重传模块223，其从所述节点对应的用于重传数据包的时隙范围内选择任意的空闲时隙重传未被成功接收的数据包，或者根据预定规则选择空闲的时隙重传未被成功接收的数据包。
在该实施方式中，如前所述，该节点用于重传未被成功接收的数据包的时隙范围是预先设定的，重传模块223可以在该范围内选择时隙来重传未被成功接收的数据包。其中，该重传模块223可以在该范围内选择任意的空闲时隙来重传未被成功接收的数据包，也可以根据预定规则选择空闲的时隙重传未被成功接收的数据包。
其中，与前述的实施方式类似，这里的预定规则可以是：重传未被成功接收的数据包的时隙与发送该数据包的时隙的段内索引相同或者相差预定数量。但并不以此作为限制。
本实施例的节点可以应用于TDMA树形拓扑的网络中，可以应用于例如智能电网等对于数据包传输具有高服务质量保证的网络中，本实施例并不以此作为限制。
通过本实施例的节点，可以在预先确定了用于发送数据包、转发数据包和重传未被成功接收的数据包的时隙范围的前提下，在相应的范围内选择时隙来发送数据包、转发数据包和重传未被成功接收的数据包，提高了时隙利用率，减少了数据包的传输时延。
为了使本实施例的节点的实现方式更加清楚易懂，下面以TDMA树形拓扑的网络为例，对本实施例的节点的实现方式进行说明。
在该示例中，该TDMA树形拓扑的网络的应用环境如下：
每个节点只产生一个数据包；
每个节点的跳数（hop count）已知；
节点总数为N；
最大跳数为K；
在一个固定的区域内布置了多个节点；
可复用相同时隙的节点的跳数差为4，也即，k跳的节点（hop(k)）与k+4跳的节点（hop(k+4)）可以复用相同的slot，彼此互不干扰；
在同一个slot内完成data-ack（数据及其确认信息）的发送。
在该示例中，根据该网络中可复用相同时隙的节点的跳数差4和最大跳数K（假设最大跳数为K=8跳），所有时隙（4N）被等分为4行（line），每行的时隙被分为12段(part)，图3是时隙排列及各时隙用途的说明示意图，图4是简化的时隙排列说明示意图。如图3和图4所示，每一行上的时隙供预定跳数的节点使用，例如，第一行（line-1）的时隙供4跳节点和8跳节点使用，第二行（line-2）的时隙供3跳节点和7跳节点使用，第三行（line-3）的时隙供2跳节点和6跳节点使用，第四行（line-4）的时隙供1跳节点和5跳节点使用。每一段上的时隙供对应该行的预定跳数的节点发送或转发或重传数据包，也即，各段时隙的用途有所不同，例如，第一行的第一段（part-1）的时隙用于发送8跳节点的数据包，在图4中记为“h8”；第一行的第二段（part-2）的时隙用于4跳节点转发8跳节点的数据包，在图4中记为“h8-h4”；第一行的第三段（part-3）的时隙用于4跳节点和8跳节点重传未被成功接收的数据包（失败的数据包），在图4中记为“re-transmission”。在本示例中，为了方便说明，用“hx”表示由“hop-x”的节点发送自身的数据包，“hx-hy”表示由hop-y的节点转发来自hop-x的数据包。
在本示例中，以节点i和j为例，到达sink的跳数分别为ki和kj，节点之间的距离（跳数）为kij。当节点i要发送自己产生的数据包时，可以通过确定单元21确定用于发送数据包的时隙范围，再通过发送模块221在用于发送数据包的时隙范围内选择时隙发送数据，例如，节点i根据自身的跳数ki=k，在k跳节点对应的时隙范围Sk内预约1个slot。
其中，要保证预约的slot在节点集合Gi,k′={j|ki,j≤k′}内与跳数相同的其他节点无冲突，上述节点集合Gi,k′为节点i的冲突域，由于缺乏节点的位置信息，所以用到达节点i距离为k′跳作为度量。
由此，预约成功后，节点i可以在该slot发送自己的数据包，并获得在时隙范围Sk的预约图样其中，表示时隙sl空闲，表示时隙sl被其他同跳节点占用。
其中，Sk为发送数据包的时隙范围，请参照图4，h1、h2、h3、h4、h5、h6、h7、h8的时隙范围都是用于发送数据包的时隙范围，可以根据节点i的跳数确定是在上述时隙范围中的哪个时隙范围内选择时隙发送数据包。
其中，Sk包含的时隙个数表示为|Sk|，可以根据均匀分配原则，平均划分，|S1|=|S2|=|S3|=…|SK|，也可以根据节点位置分布的特点进行分配。
图5给出了不同节点密度的条件下，各跳节点数的比例，从图5可以看出，随节点密度的增加，各跳节点比例大致保持不变，由此可按表1中的比例进行分配。
表1
| 跳数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| |Sk|/N | 6% | 13% | 20% | 28% | 25% | 6% | 1% | 1% |
在本示例中，当节点i在某个时隙成功接收到一个数据包，可以通过确定单元21确定用于转发数据包的时隙范围，再通过转发模块222在用于转发数据包的时隙范围内选择时隙转发数据。由此，节点i可以在下一预定时隙进行转发，该预定时隙无需提前预约，这种无预约直接转发的操作定义为管道转发（pipeline forward）。
再请参照图4，hx-hy（x=2,3,…,8，y=1,2,…,7）的区域内的slot都可以用于管道转发。
其中，如前所述，为了保证有足够的slot用于转发数据包，part2的时隙数等于part1的时隙数，part4的时隙数等于part3的时隙数，以此类推。
其中，如前所述，hop4节点在line1内slot进行转发时，可以选择对应段内任意的slot，也可以选择与该数据包源节点具备相同的段内索引或段内索引相差预定值的slot。
在本示例中，如果节点在执行管道转发之后没有在该slot内获得ACK，或者节点在发送了自己的数据包之后没有在发送数据包的slot内获得ACK，则可以通过确定单元21确定用于重传数据包的时隙范围，并通过重传模块223在用于重传数据包的时隙范围内选择时隙重传未被成功接收的数据。
再请参照图4，re-transmission的区域都可以用于重传，节点i可以根据自己的跳数在上述区域内选择空闲的slot重传，或者根据自己的跳数在上述区域内选择任意的slot进行重传，或者与转发的情况类似，可以根据预定规则，例如选择与该数据包源节点具备相同的段内索引或段内索引相差预定值的slot进行重传，如果根据预定规则选定的用于重传的时隙个数不足，可以在上述区域内任意选择slot进行重传。
图6为网络拓扑的一个示意图，如图6所示，假设在该网络中，共有24个节点，最大跳数为8，时隙总数为96，其中xy表示节点ID（标识）为x，该节点的跳数为y。则均匀分配各段之后的时隙排列如图7所示。
假设节点node9（hop8）选择slot0发送数据包，则该路由上的节点按照表2所示转发该数据包：
表2
| 节点ID | 8(hop7) | 17(hop6) | 1(hop5) | 24(hop4) | 22(hop3) | 2(hop2) | 15(hop1) |
| 时隙号 | 1 | 2 | 3 | 8 | 9 | 10 | 11 |
本示例是以图4所示的时隙排列形式为例，但本实施例并不以此作为限制，按照时隙可复用原则，时隙的排列也可以有多种形式，例如，可以将图4中part-1和part-9合并，part-3和part-10合并，part-5和part-11合并，part-7和part-12合并，得到新的时隙排列形式，如图8所示。
图4和图8的时隙排列形式都是举例说明，在具体实施过程中，也可以通过合并其他相应的时隙段，得到如图9、图10和图11所示的时隙排列形式，本实施例并不以此作为限制。
图12是本发明实施例的节点1200的构成示意框图，如图12所示，该节点1200包括处理器1203，其被配置为用于实现时隙分配，其具体的实现方式如上所述，此处不再重复。
此外，该节点还可以包括传感器1201、存储器1202、收发器1204、电源模块1205。
其中，存储器1202，例如可以是缓存器、闪存、硬驱、可移动介质、易失性存储器、非易失性存储器或其它合适装置中的一种或更多种。可储存上述预约信息（预约图样）的内容，此外还可存储执行上述时隙分配相关的程序。并且处理器1203可执行该存储器1202存储的该程序，以实现时隙分配。
另外，传感器1201可以用于数据的收集、收发器1204可以用于数据的传输，电源模块1205用于向其他模块提供电力。其他部件的功能与现有类似，此处不再赘述。
处理器1203可以是ARM处理器、或微控制器等其他处理器，其还用于实现对整个节点各功能模块的控制。
通过本发明实施例的节点，保证了所有数据包在一定时间内（例如4N时隙）到达sink，减少了数据包的传输时延。并且，由于争夺或者隐藏终端问题导致的数据冲突被解决，由此可以支持高服务质量的ad hoc应用。此外，本实施例的节点完全符合当前的路由协议和802.15.4规范。
本发明实施例还提供了一种时隙分配方法，如下面的实施例2所述，由于该时隙分配方法解决问题的原理与实施例1的节点类似，因此其具体的实施可以参照实施例1的节点的实施，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时隙分配方法，该方法应用于TDMA树形拓扑的网络，图13是该方法的流程图，请参照图13，该方法包括：
步骤1301：每个节点根据自己的跳数确定用于发送数据包的时隙范围或用于重传数据包的时隙范围或用于转发数据包的时隙范围；
步骤1302：所述节点在用于发送数据包的时隙范围内选择时隙发送数据，或者在用于重传数据包的时隙范围内选择时隙重传未被成功接收的数据，或者在用于转发数据包的时隙范围内选择时隙转发数据；
其中，根据时分多址（TDMA）树型网络中可复用相同时隙的节点的跳数差和最大跳数，所有时隙被等分为多行，每行的时隙被分为多段，其中，每一行上的时隙供预定跳数的节点使用，每一段上的时隙供对应该行的预定跳数的节点发送或转发或重传数据包。
在本实施例中，所述节点在发送数据包时，从其对应的用于发送数据包的时隙范围内选择在预定的冲突域内与跳数相同的其他节点无冲突的时隙发送所述数据包。在一个实施方式中，不同跳数的节点所对应的用于发送数据包的时隙范围内的时隙数相同或者根据预定策略按比例分配。在另一个实施方式中，该节点还可以保存其对应的用于发送数据包的时隙范围内的时隙的预约信息。
在本实施例中，所述节点在转发数据包时，从其对应的用于转发数据包的时隙范围内选择任意的空闲时隙转发所述数据包，或者根据预定规则选择空闲的时隙转发所述数据包。在一个实施方式中，所述预定规则为：转发数据包的时隙与发送该数据包的时隙的段内索引相同或者相差预定数量。在另一个实施方式中，用于转发数据包的时隙范围内的时隙数与用于发送所述数据包的时隙范围内的时隙数相同。
在本实施例中，所述节点在重传数据包时，从其对应的用于重传数据包的时隙范围内选择任意的空闲时隙重传未被成功接收的数据包，或者根据预定规则选择空闲的时隙重传未被成功接收的数据包。在一个实施方式中，所述预定规则为：重传未被成功接收的数据包的时隙与发送该数据包的时隙的段内索引相同或者相差预定数量。
通过本发明实施例的方法，保证了所有数据包在一定时间内（例如4N时隙）到达sink，减少了数据包的传输时延。并且，由于争夺或者隐藏终端问题导致的数据冲突被解决，由此可以支持高服务质量的ad hoc应用。
实施例3
本发明实施例还提供了一种时分多址（TDMA）树形网络，图14是该网络的组成示意图，如图14所示，该网络包括sink节点1401以及至少一个普通节点1402。
在本实施例中，sink节点可以通过其原有的组成和功能来实现，具体可以参照现有技术，在此不再赘述。
在本实施例中，普通节点1402可以通过实施例1的节点来实现，由于该节点的内容已经在实施例1做了详细说明，再次不再赘述。
本实施例的网络保证了所有数据包在一定时间内（例如4N时隙）到达sink，减少了数据包的传输时延。并且，由于争夺或者隐藏终端问题导致的数据冲突被解决，由此可以支持高服务质量的ad hoc应用。
本发明实施例还提供一种计算机可读程序，其中当在节点中执行所述程序时，所述程序使得计算机在所述节点中执行如上面实施例2所述的时隙分配方法。
本发明实施例还提供一种存储有计算机可读程序的存储介质，其中所述计算机可读程序使得计算机在节点中执行上面实施例2所述的时隙分配方法。
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。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。
关于包括以上实施例的实施方式，还公开下述的附记：
附记1、一种时分多址（TDMA）树形网络中的节点，其中，所述节点包括：
确定单元，其根据所述节点的跳数确定用于发送数据包的时隙范围或用于重传数据包的时隙范围或用于转发数据包的时隙范围；
发送单元，其在用于发送数据包的时隙范围内选择时隙发送数据，或者在用于重传数据包的时隙范围内选择时隙重传未被成功接收的数据，或者在用于转发数据包的时隙范围内选择时隙转发数据；
其中，根据时分多址（TDMA）树型网络中可复用相同时隙的节点的跳数差和最大跳数，所有时隙被等分为多行，每行的时隙被分为多段，其中，每一行上的时隙供预定跳数的节点使用，每一段上的时隙供对应该行的预定跳数的节点发送或转发或重传数据包。
附记2、根据附记1所述的节点，其中，所述发送单元包括：
发送模块，其从所述节点对应的用于发送数据包的时隙范围内选择在预定的冲突域内与跳数相同的其他节点无冲突的时隙发送数据包。
附记3、根据附记2所述的节点，其中，不同跳数的节点所对应的用于发送数据包的时隙范围内的时隙数相同或者根据预定策略按比例分配。
附记4、根据附记2所述的节点，其中，所述节点还包括：
存储单元，其保存所述节点对应的用于发送数据包的时隙范围内的时隙的预约信息。
附记5、根据附记1所述的节点，其中，所述发送单元包括：
转发模块，其从所述节点对应的用于转发数据包的时隙范围内选择任意的空闲时隙转发数据包，或者根据预定规则选择空闲的时隙转发数据包。
附记6、根据附记5所述的节点，其中，所述预定规则为：转发数据包的时隙与发送该数据包的时隙的段内索引相同或者相差预定数量。
附记7、根据附记5所述的节点，其中，用于转发数据包的时隙范围内的时隙数与用于发送所述数据包的时隙范围内的时隙数相同。
附记8、根据附记1所述的节点，其中，所述发送单元包括：
重传模块，其从所述节点对应的用于重传数据包的时隙范围内选择任意的空闲时隙重传未被成功接收的数据包，或者根据预定规则选择空闲的时隙重传未被成功接收的数据包。
附记9、根据附记8所述的节点，其中，所述预定规则为：重传未被成功接收的数据包的时隙与发送该数据包的时隙的段内索引相同或者相差预定数量。
附记10、一种时隙分配方法，其中，所述方法包括：
每个节点根据自己的跳数确定用于发送数据包的时隙范围或用于重传数据包的时隙范围或用于转发数据包的时隙范围；
所述节点在用于发送数据包的时隙范围内选择时隙发送数据，或者在用于重传数据包的时隙范围内选择时隙重传未被成功接收的数据，或者在用于转发数据包的时隙范围内选择时隙转发数据；
其中，根据时分多址（TDMA）树型网络中可复用相同时隙的节点的跳数差和最大跳数，所有时隙被等分为多行，每行的时隙被分为多段，其中，每一行上的时隙供预定跳数的节点使用，每一段上的时隙供对应该行的预定跳数的节点发送或转发或重传数据包。
附记11、根据附记10所述的方法，其中，所述节点在发送数据包时，从其对应的用于发送数据包的时隙范围内选择在预定的冲突域内与跳数相同的其他节点无冲突的时隙发送所述数据包。
附记12、根据附记11所述的方法，其中，不同跳数的节点所对应的用于发送数据包的时隙范围内的时隙数相同或者根据预定策略按比例分配。
附记13、根据附记11所述的方法，其中，所述方法还包括：
所述节点保存其对应的用于发送数据包的时隙范围内的时隙的预约信息。
附记14、根据附记10所述的方法，其中，所述节点在转发数据包时，从其对应的用于转发数据包的时隙范围内选择任意的空闲时隙转发所述数据包，或者根据预定规则选择空闲的时隙转发所述数据包。
附记15、根据附记14所述的方法，其中，所述预定规则为：转发数据包的时隙与发送该数据包的时隙的段内索引相同或者相差预定数量。
附记16、根据附记14所述的方法，其中，用于转发数据包的时隙范围内的时隙数与用于发送所述数据包的时隙范围内的时隙数相同。
附记17、根据附记10所述的方法，其中，所述节点在重传数据包时，从其对应的用于重传数据包的时隙范围内选择任意的空闲时隙重传未被成功接收的数据包，或者根据预定规则选择空闲的时隙重传未被成功接收的数据包。
附记18、根据附记17所述的方法，其中，所述预定规则为：重传未被成功接收的数据包的时隙与发送该数据包的时隙的段内索引相同或者相差预定数量。
附记19、一种时分多址（TDMA）树形网络，其中，所述网络包括sink节点以及至少一个附记1所述的节点。
Claims (10)
1.一种时分多址（TDMA）树形网络中的节点，其中，所述节点包括：
确定单元，其根据所述节点的跳数确定用于发送数据包的时隙范围或用于重传数据包的时隙范围或用于转发数据包的时隙范围；
发送单元，其在用于发送数据包的时隙范围内选择时隙发送数据，或者在用于重传数据包的时隙范围内选择时隙重传未被成功接收的数据，或者在用于转发数据包的时隙范围内选择时隙转发数据；
其中，根据时分多址（TDMA）树型网络中可复用相同时隙的节点的跳数差和最大跳数，所有时隙被等分为多行，每行的时隙被分为多段，其中，每一行上的时隙供预定跳数的节点使用，每一段上的时隙供对应该行的预定跳数的节点发送或转发或重传数据包。
2.根据权利要求1所述的节点，其中，所述发送单元包括：
发送模块，其从所述节点对应的用于发送数据包的时隙范围内选择在预定的冲突域内与跳数相同的其他节点无冲突的时隙发送数据包。
3.根据权利要求1所述的节点，其中，所述发送单元包括：
转发模块，其从所述节点对应的用于转发数据包的时隙范围内选择任意的空闲时隙转发数据包，或者根据预定规则选择空闲的时隙转发数据包。
4.根据权利要求1所述的节点，其中，所述发送单元包括：
重传模块，其从所述节点对应的用于重传数据包的时隙范围内选择任意的空闲时隙重传未被成功接收的数据包，或者根据预定规则选择空闲的时隙重传未被成功接收的数据包。
5.一种时隙分配方法，其中，所述方法包括：
每个节点根据自己的跳数确定用于发送数据包的时隙范围或用于重传数据包的时隙范围或用于转发数据包的时隙范围；
所述节点在用于发送数据包的时隙范围内选择时隙发送数据，或者在用于重传数据包的时隙范围内选择时隙重传未被成功接收的数据，或者在用于转发数据包的时隙范围内选择时隙转发数据；
其中，根据时分多址（TDMA）树型网络中可复用相同时隙的节点的跳数差和最大跳数，所有时隙被等分为多行，每行的时隙被分为多段，其中，每一行上的时隙供预定跳数的节点使用，每一段上的时隙供对应该行的预定跳数的节点发送或转发或重传数据包。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述节点在发送数据包时，从其对应的用于发送数据包的时隙范围内选择在预定的冲突域内与跳数相同的其他节点无冲突的时隙发送所述数据包。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，不同跳数的节点所对应的用于发送数据包的时隙范围内的时隙数相同或者根据预定策略按比例分配。
8.根据权利要求5所述的方法，其中，所述节点在转发数据包时，从其对应的用于转发数据包的时隙范围内选择任意的空闲时隙转发所述数据包，或者根据预定规则选择空闲的时隙转发所述数据包。
9.根据权利要求5所述的方法，其中，所述节点在重传数据包时，从其对应的用于重传数据包的时隙范围内选择任意的空闲时隙重传未被成功接收的数据包，或者根据预定规则选择空闲的时隙重传未被成功接收的数据包。
10.一种时分多址（TDMA）树形网络，其中，所述网络包括sink节点以及至少一个权利要求1所述的节点。
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