CN105337637A - 节点和通信系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种节点和通信系统，其中，所述节点包括：第一选择单元，所述第一选择单元用于选择第一信道；第一发送单元，所述第一发送单元用于通过所述第一选择单元选择的第一信道上向接入点发送数据；第一接收单元，所述第一接收单元用于接收所述接入点返回的第一确认消息；第一处理单元，所述第一处理单元用于在所述第一接收单元接收到所述接入点返回的第一确认消息且接收到所述第一确认消息与发送数据的传输时延超过第一阈值、或者在所述第一接收单元未收到所述接入点返回的第一确认消息时，选择可用的第二信道并跳频到所述第二信道，以通过所述第二信道传输数据，由此降低数据间冲突的发生，提高网络吞吐量。

Description

节点和通信系统

技术领域

本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种节点和通信系统。

背景技术

随着无线技术的广泛应用，工作于无线通信系统，如无线保真(WiFi，WirelessFidelity)系统的设备越来越多。802.11协议族是电气和电子工程师协会(InstituteofElectricalandElectronicsEngineers,IEEE)最初制定的一个无线局域网标准，主要用于解决用户与用户终端的无线接入，业务主要限于数据存取，802.11定义了两种类型的设备，一种是无线站，也称作节点，通常通过一台主机加一块无线网络接口卡构成，另一个成为无线接入点(AccessPoint,AP)，它的作用是提供无线和有线网络之间的桥接。一个无线接入点通常由一个无线输出口和一个有线的网络接口构成，接入点就像是无线网络的一个无线基站，将多个无线的接入站聚合到有线的网络上，图1是现有技术中无线通信系统构成示意图，如图1所示，该无线系统包括至少一个接入点(TargetAP)和多个无线终端站(未示出)。

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

随着无线通信技术及其业务需求的急速增长，IEEE802.11系统工作的频段越发拥挤。来自不同网络系统的节点经常互相干扰，造成大量的碰撞(collision)，使得数据到达率，网络吞吐量等网络性能急剧下降，如图1所示，图中的五个干扰接入点(InterferenceAP)对目标接入点(TargetAP)的通信造成干扰。

本发明实施例提出了一种节点和通信系统，降低数据间冲突的发生，提高网络吞吐量和容量。

根据本发明实施例的第一个方面，提供一种节点，其中，该节点包括：

第一选择单元，该第一选择单元用于选择第一信道；

第一发送单元，该第一发送单元用于通过该第一选择单元选择的第一信道上向接入点发送数据；

第一接收单元，该第一接收单元用于接收该接入点返回的第一确认消息；

第一处理单元，该第一处理单元用于在该第一接收单元接收到该接入点返回的第一确认消息且接收到该第一确认消息与发送数据的传输时延超过第一阈值、或者在该第一接收单元未收到该接入点返回的第一确认消息时，选择可用的第二信道并跳频到该第二信道，以通过该第二信道传输数据。

根据本发明实施例的第二个方面，提供一种接入点，其中，该接入点包括：

第二接收单元，该第二接收单元用于通过配置在该接入点上的接口接收节点发送的数据，其中，该接口为多个，不同接口对应的可用信道不同；

第二存储单元，该第二存储单元用于将该第二接收单元接收该节点发送数据使用的信道存储至第二列表中；

第二发送单元，该第二发送单元用于通过该接口在该第二存储单元存储的该节点发送数据使用的信道上向该节点传输数据。

根据本发明实施例的第三个方面，提供一种通信系统，其中，该通信系统包括：第一节点和第二节点；

该第一节点通过选择的第一信道向该第二节点发送数据，在接收到该第二节点返回的第一确认消息且接收到该第一确认消息与发送数据的传输时延超过第一阈值、或者在未收到该第二节点返回的第一确认消息时，选择可用的第二信道并跳频到该第二信道，以通过该第二信道传输数据；

该第二节点在接收到该第一节点发送的数据时，将该第一节点发送数据使用的信道存储至第二列表中，以便该第二节点通过该信道向该第一节点传输数据。

本发明实施例的有益效果在于，通过本发明实施例的节点和通信系统，在接收到接入点返回的第一确认消息且接收到该第一确认消息与发送数据的传输时延超过第一阈值、或者在未收到接入点返回的第一确认消息时，通过跳频通信可有效抑制干扰，能够降低数据间冲突的发生，提高网络吞吐量和容量。

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他实施方式中使用，与其他实施方式中的特征相组合，或替代其他实施方式中的特征。

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他特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

附图说明

参照以下的附图可以更好地理解本发明的很多方面。附图中的部件不是成比例绘制的，而只是为了示出本发明的原理。为了便于示出和描述本发明的一些部分，附图中对应部分可能被放大或缩小。在本发明的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其他附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。此外，在附图中，类似的标号表示几个附图中对应的部件，并可用于指示多于一种实施方式中使用的对应部件。

在附图中：

图1是现有技术中无线通信系统构成示意图；

图2是本发明实施例1的数据传输方法流程图；

图3是本发明实施例2的数据传输方法流程图；

图4是本发明实施例3的数据传输方法流程图；

图5是本发明实施例4的数据传输方法流程图；

图6是本发明实施例5的节点一种实施方式构成示意图；

图7是本发明实施例5的节点另一种实施方式构成示意图；

图8是本发明实施例6的节点一种实施方式构成示意图；

图9是本发明实施例6的节点的另一种实施方式构成示意图；

图10是本发明实施例7的接入点一种实施方式构成示意图；

图11是本发明实施例7的接入点一种实施方式构成示意图；

图12是本发明实施例8的通信系统构成示意图；

图13是本发明实施例8的通信系统数据收包率仿真示意图；

图14是本发明实施例8的通信系统网络吞吐量仿真示意图。

具体实施方式

参照附图，通过下面的说明书，本发明实施例的前述以及其他特征将变得明显。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，本发明实施例以WIFI系统为应用场景为例进行说明。

在本申请中，考虑到IEEE802.11在2.4GHz频段提供了16个可用信道，其中最多可有三个有效信道，为跳频通信提供了可能。因此，本发明实施例提供一种数据传输方法、及其节点、通信系统，通过该方法可降低数据间冲突的发生，提高网络吞吐量。

下面参照附图对本发明的优选实施方式进行说明。

实施例1

图2是本发明实施例1的数据传输方法流程图，该方法应用于上行通信(从节点到AP)传输中，在本实施例中，在节点侧，请参照图2，该方法包括：

步骤201，节点通过选择的第一信道向接入点发送数据；

步骤202，该节点在接收到该接入点返回的第一确认消息且接收到该第一确认消息与发送数据的传输时延超过第一阈值时，选择可用的第二信道并跳频到该第二信道，以通过该第二信道传输数据。

由上述实施例可知，在接收到该第一确认消息与发送数据的传输时延超过第一阈值时，节点选择可用的第二信道并跳频到该第二信道，从而提高了网络的吞吐量。

在本实施例中，在步骤201前，该方法还可包括：选择该第一信道。

在本实施例中，该第一信道可以是该节点进行信道初始化的操作时选择的初始信道。在初始化选择信道时，该节点根据节点ID取余可用信道数所得的信道号选择初始信道，将该初始信息作为第一信道，然后在该初始信道向该接入点(AP)发送数据。

例如，在现有技术中，IEEE802.11在2.4GHz提供了3个有效信道channel1，channel6，channel11，如果节点ID为1或4等，则取余可用信道数3，得到的余数为1，这里，可设定选择余数为1的节点选择channel1信道；如果节点ID为2或5等，则取余可用信道数3，得到的余数为2，这里，可设定选择余数为2的节点选择channel6信道；如果节点ID为3或6等，则取余可用信道数3，得到的余数为0，这里，可设定选择余数为0的节点选择channel11信道。

在本实施例中，该第一信道还可以是从该初始信道跳频之后的信道，本实施例并不以此作为限制。

在本实施例中，在步骤202中，该节点在接收到该接入点返回的第一确认消息且接收到该第一确认消息与发送数据的传输时延超过第一阈值时，选择可用的第二信道并跳频到该第二信道。其中，该第一确认消息可以是来自接入点的ACK消息，如果该节点接收到该ACK消息，表示该数据成功传输，此时，该节点计算接收到ACK和发送该数据的时间差，当该时间差大于第一阈值时，该节点选择可用的第二信道并跳频到该第二信道。由此提高网络的吞吐量。

在本实施例中，该第一阈值可以根据需要预先设定，例如可以考虑将该第一阈值设置为10ms，本实施例并不以此作为限制。

在本实施例中，该节点可采用如下方式选择该第二信道：

按照跳频序列顺序选择该第二信道；例如，跳频序列为channel1，channel6，channel11，节点可以按照上述跳频顺序依次选择第二信道，或者，

从可用信道中随机选择该第二信道；例如，从上述例举的3个可用信道中随机选择第二信道。

在本实施例中，在步骤202中，该节点在接收到该接入点返回的第一确认消息且接收到该第一确认消息与发送数据的传输时延超过第一阈值时，该方法还可以包括：将该第一信道置为非可用信道。

在本实施例中，在选择可用的第二信道之前，该方法还可包括：判断是否存在可用信道。

并且在判断结果为存在可用信道时，该节点从该可用信道中选择该第二信道；

当判断结果为不存在可用信道，即可用信道数为0时，该方法还包括：该节点将所有非可用信道重置为可用信道；在这种情况下，该节点从重置的可用信道中选择该第二信道。可选的，该节点可以周期性的跳回至初始信道，以防止过多节点集中在同一信道造成的信道资源浪费。

在本实施例中，该方法还可以包括：该节点在接收到该接入点返回的第一确认消息时，该节点将该第一信道存储在第一列表中。其中，该第一列表是该节点的接收信道列表，用于存储该节点成功向该接入点发送该数据的信道。

在这种情况下，该节点在接收接入点传输的数据时，该节点可查找第一列表，找到该接入点对应的第一信道，并跳频到该第一信道，以接收该接入点传输的数据。例如，当该节点在第一信道向该接入点(AP)发送了一个数据后，如果该数据成功传输，即接收到来自该AP的ACK消息，则该节点将该第一信道存储在该节点的接收信道列表中，以便该节点需要接收来自AP的数据时，直接跳频到合适的信道，即第一信道上接收AP传输的数据。

通过本实施例的上述数据传输方法，在接收到该接入点返回的确认消息且接收到该确认消息与发送数据的传输时延超过第一阈值时，选择可用的第二信道并跳频到该第二信道，以通过该第二信道传输数据，由此提高了网络的吞吐量。

实施例2

图3是本发明实施例2的数据传输方法流程图，该方法应用于上行通信(从节点到AP)传输中，在本实施例中，在节点侧，请参照图3，该方法包括：

步骤301，节点通过选择的第一信道向接入点发送数据；

步骤302，该节点在未收到该接入点返回的第一确认消息时，选择可用的第二信道并跳频到该第二信道，以通过该第二信道传输数据。

在本实施例中，在步骤301前，还可包括：选择该第一信道。其中选择该第一信道的方法与实施例1相同，此处不再赘述。

在本实施例中，该第一信道可以是该初始信道，或者该第一信道可以是从该初始信道跳频之后的信道，本实施例并不以此作为限制。

在本实施例中，在步骤302中，在该节点没有接收到该接入点返回的第一确认消息时，可确定该数据传输失败，这种情况下，该节点可选择该第二信道。

此外，为了避免频繁的切换信道，在该节点判定数据传输失败，选择该第二信道之前，该方法还可包括：该节点判定该数据传输失败次数是否达到第二阈值，在这种情况下，在该节点判定传输失败次数达到第二阈值时，该节点选择该第二信道。例如，该节点在第一信道向该AP发送数据，在达到重传次数上限且仍未收到来自该AP的确认(ACK)消息时，判定该数据传输失败，该节点记录数据传输失败的次数，在该数据传输失败的次数没有达到该第二阈值时，该节点通过该第一信道向该接入点发送下一个数据；在该数据传输失败的次数达到该第二阈值时，该节点选择该第二信道，并跳频到选定的该第二信道。由此进一步提高了数据收包率，降低数据间冲突的发生。

在本实施例中，该第二阈值可以根据需要预先设定，例如可以考虑将该第二阈值设置为3，本实施例并不以此作为限制。

在本实施例中，在该节点选择第二信道后，该方法还包括：将记录的数据传输失败的次数重置为零。以便该节点跳频到新的信道后，重新判定是否需要跳频至其他信道。

在本实施例中，该节点按照跳频序列顺序或者从可用信道中随机选择该第二信道，其具体实施方式与实施例1相同，此处不再赘述。

在本实施例中，该方法还可以包括：该节点在接收到该接入点返回的第一确认消息时，该节点将该第一信道存储在第一列表中。

在这种情况下，该节点在接收接入点传输的数据时，该节点可查找第一列表，找到该接入点对应的第一信道，并跳频到该第一信道，以接收该接入点传输的数据。例如，当该节点在第一信道向该AP发送数据后，如果该数据成功传输到该AP，即该节点接收到来自该AP的ACK消息，则该节点将该第一信道存储在该节点的接收信道列表中，以便该节点需要接收来自该AP的数据时，直接跳频到合适的信道，即第一信道上接收该AP传输的数据。

通过本实施例的上述数据传输方法，在未收到该接入点返回的第一确认消息时，选择可用的第二信道并跳频到该第二信道，以通过该第二信道传输数据，由此提高了数据收包率，降低数据间冲突的发生。

实施例3

图4是本发明实施例3的数据传输方法流程图，该方法应用于上行通信(从节点到AP)传输中，在本实施例中，在节点侧，请参照图4，该方法包括：

步骤401，节点初始化，选择初始信道；

在本实施例中，在初始化时，可将选择的该初始信道作为第一信道，其中，选择该初始信道的方法与实施例1相同，此处不再赘述。

步骤402，该节点通过选择的信道向接入点(AP)发送数据；

在本实施例中，该节点通过选择的该第一信道发送数据。

步骤403，该节点判断是否接收到来自该AP的ACK消息；在判断结果为是时，执行步骤404，否则执行步骤411；

在本实施例中，可预设重传次数上限，如果重传次数达到预设的重传次数上限仍未收到来自该AP的确认(ACK)消息时，可判断为未接收到来自该AP的ACK消息。

步骤404，该节点计算接收到该ACK消息与发送该数据的传输时延；

在本实施例中，该传输时延是指接收到ACK的时刻和发送该数据的时刻之间的时间差。

步骤405，该节点将计算得到的传输时延与预先设置的最大时延(MAX_DELAY)比较，在大于该最大时延的情况下，执行步骤406，否则返回至步骤402；

步骤406，该节点将当前信道置为非可用信道；

在本实施例中，该当前信道为上述第一信道，这样，该节点将该第一信道设置为非可用信道。

步骤407，该节点判断当前是否存在可用信道，在判断结果为否时，执行步骤408，否则执行步骤409。

步骤408，该节点将所有的非可用信道重置为可用信道，并执行步骤409’；

步骤409’，该节点从重置的可用信道中选择第二信道。

步骤409，在步骤407的判断结果为是时，该节点从该可用信道中选择第二信道。

在步骤409和步骤409’中，可以按照跳频序列选择下一可用信道或从可用信道中随机选择第二信道，具体实施方式与实施例1类似，此处不再重复。

步骤410，在步骤409或409’选择该第二信道后，该节点跳频至选择的第二信道，并返回步骤402，通过选择的信道，即通过该第二信道向该AP发送数据。

步骤411，在步骤403中，判断结果为否时，该节点确定数据传输失败。

步骤412，记录该数据传输失败的次数。

由上述可知，在步骤411中，在该数据达到重传次数上限且仍未收到来自该AP的ACK时，可确定数据传输失败，则在步骤412中，数据该节点将该数据传输失败的次数进行累计，即将当前的次数加预设值，如该预设值取1，但不限于该值，还可取其他数值。

步骤413，该节点判断该数据传输失败的次数是否超过第二阈值，在判断结果为是时，执行步骤414，否则返回步骤402，通过该第一信道传输其他数据；

步骤414，将该数据传输失败的次数重置为0，并执行步骤409。在本实施例中，在步骤411确定数据传输失败后，可以省略步骤412～414，直接执行步骤409，即在确定数据传输失败后，直接选择该第二信道，然后跳频至该第二信道。

通过本实施例的上述数据传输方法，节点选择可用的第二信道并跳频到该第二信道，以通过该第二信道传输数据，由此提高了数据收包率，降低数据间冲突的发生，提高网络吞吐量。

实施例4

上述实施例1至3的数据传输方法主要应用在上行通信传输中，即从节点到AP，考虑到IEEE802.11系统的业务场景，下行(即从AP到节点)通信传输也普遍存在，为了支持下行传输，本发明实施例4还提出了一种数据传输方法。

图5是本发明实施例4的数据传输方法流程图，该方法应用于下行通信(从AP到节点)传输中，在本实施例中，在AP侧，该AP配置有多个接口，每一个接口对应一个有效信道。请参照图5，该方法包括：

步骤501，AP接收到节点发送的数据；

步骤502，将该节点发送数据使用的信道存储至该AP的第二列表中，以便该AP通过该信道向该节点传输数据。其中，该第二列表可称为下行信道列表。

在本实施例中，该AP具有下行信道表，当节点在某个信道向该AP发送数据时，该AP可通过与该信道相对应的接口接收，并存储该节点对应的信道。每个节点对应的信道存储在该AP上的下行信道表中。

在本实施例中，在步骤502中，在该AP接收到节点通过当前信道发送的数据时，可先查找自身的下行信道表，检查该下行信道表中是否存储有该节点数据对应的信道，如果有存储，则进一步检查存储的信道是否与该当前信道一致，若不一致，即可确定该节点发生过跳频，并跳频到该当前信道，则该AP更新其自身的下行信道表，即将该当前信道替换存储的该节点对应的信道。当该AP产生向该节点发送的下行数据时，通过查询该下行信道表确定向该节点传输所用信道，以通过该信道向该节点传输下行数据。

通过本实施例的上述数据传输方法，在AP接收到节点发送的数据时，将该节点发送数据使用的信道存储至该AP的下行信道列表中，以便该接入点通过该信道向该节点传输数据，降低数据间冲突的发生。

实施例5

本发明实施例5还提供了一种网络中的节点，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，重复之处不再赘述。

图6是一种节点构成示意图，该节点600上配置有一个接口，节点600包括：

第一选择单元601，其用于选择第一信道；

第一发送单元602，其用于通过该第一选择单元601选择的第一信道上向接入点发送数据；

第一接收单元603，其用于接收该接入点返回的第一确认消息；

第一处理单元604，其用于在该第一接收单元603接收到该接入点返回的第一确认消息且接收到该第一确认消息与发送数据的传输时延超过第一阈值时，选择可用的第二信道并跳频到该第二信道，以通过该第二信道传输数据。

在本实施例中，第一处理单元604在选择该第二信道时，按照跳频序列顺序或者从可用信道中随机选择该第二信道，其具体实施方式可参考实施例1，此处不再赘述。

在本实施例中，为了进一步提高系统吞吐量，节点600还可以包括：

第一重置单元605，其用于在该第一接收单元603接收到该接入点返回的第一确认消息且接收到该第一确认消息与发送数据的传输时延超过第一阈值时，将该第一信道置为非可用信道，其中，该第一阈值的确定方式与实施例1相同，此处不再赘述。

在本实施例中，为了进一步提高系统吞吐量，节点600还可以包括：

第一确定单元606，用于在第一接收单元603接收到该接入点返回的第一确认消息且接收到该第一确认消息与发送数据的传输时延超过第一阈值时，确定是否存在可用信道；

第二重置单元607，用于在第一确定单元606的确定结果为不存在可用信道时，将所有非可用信道重置为可用信道；并且该第一处理单元604从重置的可用信道中选择该第二信道；在该第一确定单元606的确定结果为存在可用信道时，从该可用信道中选择该第二信道。

在本实施例中，第一选择单元601选择该第一信道的方法与实施例1相同，此处不再赘述。

在本实施例中，该第一信道可以是该初始信道，或者该第一信道可以是从该初始信道跳频之后的信道，本实施例并不以此作为限制。

在本实施例中，为了支持下行数据传输，提高系统的吞吐量，降低数据间冲突的发生，该节点600还包括：

第一存储单元608，其用于在该第一接收单元603接收到该接入点返回的第一确认消息时，将该第一信道存储在第一列表中。其中，该第一列表是该节点的接收信道列表，用于存储该节点成功发送该数据的信道。其具体实施方式可参考实施例1，此处不再重复。

在本实施例中，第一接收单元603还用于从该第一存储单元608存储的该第一信道接收接入点传输的数据。

图7是本发明实施例的节点构成示意图之二，如图7所示，节点700可以包括：一个接口(图中未示出)，中央处理器(CPU)720和存储器710；存储器710耦合到中央处理器720。其中该存储器710可存储各种数据；此外还存储数据传输的程序，并且在中央处理器7620的控制下执行该程序，并存储确认消息和传输信道等。

在一个实施方式中，数据传输的功能可以被集成到中央处理器720中。其中，中央处理器720可以被配置为：

在一个实施方式中，中央处理器720可以被配置为通过选择的第一信道向接入点发送数据；在接收到该接入点返回的第一确认消息且接收到该第一确认消息与发送数据的传输时延超过第一阈值时，选择可用的第二信道并跳频到该第二信道，以通过该第二信道传输数据。

在一个实施方式中，中央处理器720可以被配置为：按照跳频序列顺序或者从可用信道中随机选择该第二信道。

在一个实施方式中，中央处理器720可以被配置为：将该第一信道置为非可用信道。

在一个实施方式中，中央处理器720可以被配置为：在存在可用信道时，从该可用信道中选择该第二信道；或者，在不存在可用信道时，将所有非可用信道重置为可用信道，从重置的可用信道中选择该第二信道。

在一个实施方式中，中央处理器720可以被配置为：在初始化选择信道时，该节点根据节点ID取余可用信道数所得的信道号选择初始信道。

在一个实施方式中，中央处理器720可以被配置为：在接收到该接入点返回的第一确认消息时，将该第一信道存储在第一列表中。

在一个实施方式中，中央处理器720可以被配置为：在接收接入点传输的数据时，跳频到该第一列表中存储的该第一信道，以接收该接入点传输的数据。

在另一个实施方式中，也可以将上述数据传输功能配置在与中央处理器720连接的芯片(图中未示出)上，通过中央处理器720的控制来实现数据传输功能。

如图7所示，节点700还可以包括：传感器701，其用于检测该节点与其他节点是否正常通信，收发器704和电源模块705等；其中，上述部件的功能与现有技术类似，此处不再赘述。值得注意的是，节点700也并不是必须要包括图7中所示的所有部件；此外，节点700还可以包括图7中没有示出的部件，可以参考现有技术。

通过本实施例的上述节点，其选择可用的第二信道并跳频到该第二信道，以通过该第二信道传输数据，由此提高了数据收包率，降低数据间冲突的发生，提高网络吞吐量。

实施例6

本发明实施例6还提供了一种网络中的节点，由于该节点解决问题的原理与实施例2的方法类似，因此其具体的实施可以参照实施例2的方法的实施，重复之处不再赘述。

图8是一种节点构成示意图，该节点800上配置有一个接口，节点800包括：

第一选择单元801，其用于选择第一信道；

第一发送单元802，其用于通过该第一选择单元801选择的第一信道上向接入点发送数据；

第一接收单元803，其用于接收该接入点返回的第一确认消息；

第一处理单元804，其用于在第一接收单元803未收到该接入点返回的第一确认消息时，选择可用的第二信道并跳频到该第二信道，以通过该第二信道传输数据。

在本实施例中，该第一选择单元801，第一发送单元802，第一接收单元803的具体实施方式与实施例5中的第一选择单元601，第一发送单元602，第一接收单元603类似，此处不再赘述。

在本实施例中，第一处理单元804在选择该第二信道时，按照跳频序列顺序或者从可用信道中随机选择该第二信道，其具体实施方式与实施例1类似，此处不再赘述。

在本实施例中，为了避免频繁的切换信道，该节点800还可以包括：

第二确定单元805，其用于在该第一接收单元803没有接收到该接入点返回的第一确认消息时，确定该数据传输失败，并确定数据传输失败次数是否达到第二阈值，其中，该第二阈值的确定方式与实施例2相同，此处不再赘述；

该第一处理单元804还用于在该第二确定单元805的确定结果为传输失败次数达到第二阈值时，选择该第二信道。

在本实施例中，为了支持下行数据传输，提高系统的吞吐量，降低数据间冲突的发生，该节点800还包括：

第一存储单元806，其用于在该第一接收单元803接收到该接入点返回的第一确认消息时，将该第一信道存储在第一列表中。

在本实施例中，该第一接收单元803还用于从该第一存储单元806存储的该第一信道接收接入点传输的数据。

图9是本发明实施例的节点构成示意图之二，如图9所示，节点900可以包括：一个接口(图中未示出)，中央处理器(CPU)920和存储器910；存储器910耦合到中央处理器920。其中该存储器910可存储各种数据；此外还存储数据传输的程序，并且在中央处理器920的控制下执行该程序，并存储确认消息和传输信道等。

在一个实施方式中，数据传输的功能可以被集成到中央处理器920中。其中，中央处理器920可以被配置为：

在一个实施方式中，中央处理器920可以被配置为通过选择的第一信道向接入点发送数据；在未收到该接入点返回的第一确认消息时，选择可用的第二信道并跳频到该第二信道，以通过该第二信道传输数据。

在一个实施方式中，中央处理器920可以被配置为：按照跳频序列顺序或者从可用信道中随机选择该第二信道。

在一个实施方式中，中央处理器920可以被配置为：判定该数据传输失败，在传输失败次数达到该第二阈值时，该节点选择该第二信道。

在一个实施方式中，中央处理器920可以被配置为：在初始化选择信道时，该节点根据节点ID取余可用信道数所得的信道号选择初始信道。

在一个实施方式中，中央处理器920可以被配置为：在接收到该接入点返回的第一确认消息时，将该第一信道存储在第一列表中。

在一个实施方式中，中央处理器920可以被配置为：在接收接入点传输的数据时，跳频到该第一列表中存储的该第一信道，以接收该接入点传输的数据。

在另一个实施方式中，也可以将上述数据传输功能配置在与中央处理器920连接的芯片(图中未示出)上，通过中央处理器920的控制来实现数据传输功能。

如图9所示，节点900还可以包括：传感器901，其用于检测该节点与其他节点是否正常通信，收发器904和电源模块905等；其中，上述部件的功能与现有技术类似，此处不再赘述。值得注意的是，节点900也并不是必须要包括图9中所示的所有部件；此外，节点900还可以包括图9中没有示出的部件，可以参考现有技术。

通过本实施例的上述节点，其选择可用的第二信道并跳频到该第二信道，以通过该第二信道传输数据，由此提高了数据收包率，降低数据间冲突的发生，提高网络吞吐量。

在本发明实施例中，上述实施例5～6可以单独实施，也可以通过组合合并实施，例如实施例5与实施例6组合实施时，该节点既可以在未接收到确认消息时进行跳频，又可以在接收到确认消息但延迟太大时进行跳频。

实施例7

本发明实施例7还提供了一种网络中的接入点，由于该接入点解决问题的原理与实施例4的方法类似，因此其具体的实施可以参照实施例4的方法的实施，重复之处不再赘述。

图10是一种接入点构成示意图，该接入点1000配置有多个接口，每个接口对应的可用信道不同，则该节点1000包括：

第二接收单元1001，其用于通过配置在该接入点上的接口接收节点发送的数据，其中，该接口为多个，不同接口对应的可用信道不同；

第二存储单元1002，其用于将该第二接收单元1001接收该节点发送数据使用的信道存储至第二列表中；其中，该第二列表的具体实施方式可参考实施例4，此处不再重复。

第二发送单元1003，其用于通过该接口在该第二存储单元1002存储的该节点发送数据使用的信道上向该节点传输数据。

图11是本发明实施例的节点构成示意图之二，如图11所示，节点1100可以包括：多个接口(图中未示出)，中央处理器(CPU)1120和存储器1110；存储器1110耦合到中央处理器1120。其中该存储器1110可存储各种数据；此外还存储数据传输的程序，并且在中央处理器11620的控制下执行该程序，并存储确认消息和传输信道等。

在一个实施方式中，数据传输的功能可以被集成到中央处理器1120中。其中，中央处理器1120可以被配置为：

在一个实施方式中，中央处理器1120可以被配置为在接收到节点发送的数据时，将该节点发送数据使用的信道存储至第二列表中，以便通过该信道向该节点传输数据。

在另一个实施方式中，也可以将上述数据传输功能配置在与中央处理器1120连接的芯片(图中未示出)上，通过中央处理器1120的控制来实现数据传输功能。

如图11所示，节点1100还可以包括：传感器1101，其用于检测该节点与其他节点是否正常通信，收发器1104和电源模块1105等；其中，上述部件的功能与现有技术类似，此处不再赘述。值得注意的是，节点1100也并不是必须要包括图11中所示的所有部件；此外，节点1100还可以包括图11中没有示出的部件，可以参考现有技术。

通过本实施例的上述接入点，在AP接收到节点发送的数据时，将该节点发送数据使用的信道存储至该AP的下行信道列表中，以便该接入点通过该信道向该节点传输数据，降低数据间冲突的发生。

实施例8

本发明实施例7还提供一种通信系统。图12是该通信系统构成示意图，如图12所示，在该通信系统的一个实施方式中，该系统1200包括：第一节点1201和第二节点1202；

该系统1200可以包括1个第二节点1202和多个第一节点1201，第二节点1202上配备多个接口，每一个接口固定在一个信道上收/发数据。接口与接口间选择不同的信道，即第二节点1202共可在与多个接口数量对应的多个信道上同时收/发数据且相互间没有干扰。其他每个第一节点1201仅配备一个接口，即同一时间只能在一个信道上发送/接收数据。但可以理解，本发明实施例并不限制于此。

该第一节点1201通过选择的第一信道向该第二节点发送数据，在接收到该第二节点1202返回的第一确认消息且接收到该第一确认消息与发送数据的传输时延超过第一阈值、或者在未收到该接入点返回的第一确认消息时，选择可用的第二信道并跳频到该第二信道，以通过该第二信道传输数据；

该第二节点1202在接收到该第一节点1201发送的数据时，将该第一节点1201发送数据使用的信道存储至该第一节点的第二列表中，以便该第二节点1202通过该信道向该第一节点1201传输数据。

在该实施方式中，第一节点1201的具体结构如实施例5或6所述的节点，第二节点1202的具体结构如实施例7所述的接入点，第一节点的具体实施方式可参考实施例1～3中的方法实施，第二节点的具体实施方式可参考实施例4中的方法实施，其内容被合并于此，此处不再重复。

本实施例中的通信系统可以很好的抵抗来自其他IEEE802.11系统的干扰。图13和图14是分别为数据收包率和网络吞吐量的仿真示意图，在该仿真环境中，通信系统中包含一个目标AP(第二节点)，另外作为其他干扰源的AP数量从1到8递增，干扰AP到目标AP的距离为0.1倍的通信半径，所有的AP包含有50个一跳节点(第一节点)，这些节点向其所属AP共发送10个数据，如图13所示，在使用了信道跳频之后，数据的收包率明显改善，接近100％；如图14所示，在使用了信道跳频之后，网络的吞吐量也得到了明显改善。

通过本实施例的上述系统，其选择可用的第二信道并跳频到该第二信道，以通过该第二信道传输数据，由此提高了数据收包率，降低数据间冲突的发生，提高网络吞吐量。

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1至3所述的数据传输方法。

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1至3所述的数据传输方法。

本发明实施例还提供一种计算机可读程序，其中当在接入点中执行所述程序时，所述程序使得计算机在所述接入点中执行如上面实施例4所述的数据传输方法。

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接入点中执行上面实施例4所述的数据传输方法。

以上参照附图描述了本发明的优选实施方式。这些实施方式的许多特征和优点根据该详细的说明书是清楚的，因此所附权利要求旨在覆盖这些实施方式的落入其真实精神和范围内的所有这些特征和优点。此外，由于本领域的技术人员容易想到很多修改和改变，因此不是要将本发明的实施方式限于所例示和描述的精确结构和操作，而是可以涵盖落入其范围内的所有合适修改和等同物。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或者它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可以用本领域共知的下列技术中的任一项或者他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

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、一种节点，其中，所述节点包括：

第一选择单元，所述第一选择单元用于选择第一信道；

第一发送单元，所述第一发送单元用于通过所述第一选择单元选择的第一信道上向接入点发送数据；

第一接收单元，所述第一接收单元用于接收所述接入点返回的第一确认消息；

第一处理单元，所述第一处理单元用于在所述第一接收单元接收到所述接入点返回的第一确认消息且接收到所述第一确认消息与发送数据的传输时延超过第一阈值、或者在所述第一接收单元未收到所述接入点返回的第一确认消息时，选择可用的第二信道并跳频到所述第二信道，以通过所述第二信道传输数据。

附记2、根据附记1所述节点，其中，所述第一处理单元在选择所述第二信道时，按照跳频序列顺序或者从可用信道中随机选择所述第二信道。

附记3、根据附记1所述节点，所述节点还包括：

第一重置单元，所述第一重置单元用于在所述第一接收单元接收到所述接入点返回的第一确认消息且接收到所述第一确认消息与发送数据的传输时延超过第一阈值时，将所述第一信道置为非可用信道。

附记4、根据附记1所述节点，其中，所述节点还包括：

第一确定单元，用于在所述第一接收单元接收到所述接入点返回的第一确认消息且接收到所述第一确认消息与发送数据的传输时延超过第一阈值时，确定是否存在可用信道；

第二重置单元，所述第二重置单元用于在第一确定单元的确定结果为不存在可用信道时，将所有非可用信道重置为可用信道；并且所述第一处理单元从重置的可用信道中选择所述第二信道；

并且所述第一处理单元在所述第一确定单元的确定结果为存在可用信道时，从所述可用信道中选择所述第二信道。

附记5、根据附记1所述节点，其中，所述节点还包括：

第二确定单元，所述第二确定单元用于在所述第一接收单元没有接收到所述接入点返回的第一确认消息时，确定所述数据传输失败，并确定数据传输失败次数是否达到第二阈值；

所述第一处理单元还用于在所述第二确定单元的确定结果为传输失败次数达到第二阈值时，选择所述第二信道。

附记6、根据附记1所述节点，其中，所述第一选择单元在初始化选择信道时，根据节点ID取余可用信道数所得的信道号选择初始信道。

附记7、根据附记1所述节点，其中，所述节点还包括：

第一存储单元，所述第一存储单元用于在所述第一接收单元接收到所述接入点返回的第一确认消息时，将所述第一信道存储在第一列表中。

附记8、根据附记7所述节点，其中，所述第一接收单元还用于从所述第一存储单元存储的所述第一信道接收接入点传输的数据。

附记9、一种接入点，其中，所述接入点包括：

第二接收单元，所述第二接收单元用于通过配置在所述接入点上的接口接收节点发送的数据，其中，所述接口为多个，不同接口对应的可用信道不同；

第二存储单元，所述第二存储单元用于将所述第二接收单元接收所述节点发送数据使用的信道存储至第二列表中；

第二发送单元，所述第二发送单元用于通过所述接口在所述第二存储单元存储的所述节点发送数据使用的信道上向所述节点传输数据。

附记10、一种通信系统，其中，所述通信系统包括：第一节点和第二节点；

所述第一节点通过选择的第一信道向所述第二节点发送数据，在接收到所述第二节点返回的第一确认消息且接收到所述第一确认消息与发送数据的传输时延超过第一阈值、或者在未收到所述第二节点返回的第一确认消息时，选择可用的第二信道并跳频到所述第二信道，以通过所述第二信道传输数据；

所述第二节点在接收到所述第一节点发送的数据时，将所述第一节点发送数据使用的信道存储至第二列表中，以便所述第二节点通过所述信道向所述第一节点传输数据。

附记11、一种数据传输方法，其中，所述方法包括：

节点通过选择的第一信道向接入点发送数据；

所述节点在接收到所述接入点返回的第一确认消息且接收到所述第一确认消息与发送数据的传输时延超过第一阈值、或者在未收到所述接入点返回的第一确认消息时，选择可用的第二信道并跳频到所述第二信道，以通过所述第二信道传输数据。

附记12、根据附记11所述的方法，所述节点选择可用的第二信道，包括：

所述节点按照跳频序列顺序或者从可用信道中随机选择所述第二信道。

附记13、根据附记11所述的方法，其中，在接收到所述接入点返回的第一确认消息且接收到所述第一确认消息与发送数据的传输时延超过第一阈值时，所述方法还包括：

所述节点将所述第一信道置为非可用信道。

附记14、根据附记11所述的方法，其中，在接收到所述接入点返回的第一确认消息且接收到所述第一确认消息与发送数据的传输时延超过第一阈值时，选择可用的第二信道包括：

在存在可用信道时，从所述可用信道中选择所述第二信道；或者，

在不存在可用信道时，所述节点将所有非可用信道重置为可用信道，从重置的可用信道中选择所述第二信道。

附记15、根据附记11所述的方法，其中，在所述节点没有接收到所述接入点返回的第一确认消息时，所述方法还包括：

所述节点判定所述数据传输失败，在传输失败次数达到所述第二阈值时，所述节点选择所述第二信道。

附记16、根据附记11所述的方法，其中，在初始化选择信道时，所述节点根据节点ID取余可用信道数所得的信道号选择初始信道。

附记17、根据附记11所述的方法，其中，所述方法还包括：

所述节点在接收到所述接入点返回的第一确认消息时，所述节点将所述第一信道存储在第一列表中。

附记18、根据附记17所述的方法，其中，所述节点在接收接入点传输的数据时，跳频到所述接收信道列表中存储的所述第一信道，以接收所述接入点传输的数据。

附记19、一种数据传输方法，其中，所述方法包括：

在接入点接收到节点发送的数据时，将所述节点发送数据使用的信道存储至所述接入点的第二列表中，以便所述接入点通过所述信道向所述节点传输数据。

Claims (10)

1.一种节点，其中，所述节点包括：

第一选择单元，所述第一选择单元用于选择第一信道；

第一发送单元，所述第一发送单元用于通过所述第一选择单元选择的第一信道上向接入点发送数据；

第一接收单元，所述第一接收单元用于接收所述接入点返回的第一确认消息；

第一处理单元，所述第一处理单元用于在所述第一接收单元接收到所述接入点返回的第一确认消息且接收到所述第一确认消息与发送数据的传输时延超过第一阈值、或者在所述第一接收单元未收到所述接入点返回的第一确认消息时，选择可用的第二信道并跳频到所述第二信道，以通过所述第二信道传输数据。

2.根据权利要求1所述节点，其中，所述第一处理单元在选择所述第二信道时，按照跳频序列顺序或者从可用信道中随机选择所述第二信道。

3.根据权利要求1所述节点，所述节点还包括：

第一重置单元，所述第一重置单元用于在所述第一接收单元接收到所述接入点返回的第一确认消息且接收到所述第一确认消息与发送数据的传输时延超过第一阈值时，将所述第一信道置为非可用信道。

4.根据权利要求1所述节点，其中，所述节点还包括：

第一确定单元，用于在所述第一接收单元接收到所述接入点返回的第一确认消息且接收到所述第一确认消息与发送数据的传输时延超过第一阈值时，确定是否存在可用信道；

第二重置单元，所述第二重置单元用于在第一确定单元的确定结果为不存在可用信道时，将所有非可用信道重置为可用信道；并且所述第一处理单元从重置的可用信道中选择所述第二信道；

并且所述第一处理单元在所述第一确定单元的确定结果为存在可用信道时，从所述可用信道中选择所述第二信道。

5.根据权利要求1所述节点，其中，所述节点还包括：

第二确定单元，所述第二确定单元用于在所述第一接收单元没有接收到所述接入点返回的第一确认消息时，确定所述数据传输失败，并确定数据传输失败次数是否达到第二阈值；

所述第一处理单元还用于在所述第二确定单元的确定结果为传输失败次数达到第二阈值时，选择所述第二信道。

6.根据权利要求1所述节点，其中，所述第一选择单元在初始化选择信道时，根据节点ID取余可用信道数所得的信道号选择初始信道。

7.根据权利要求1所述节点，其中，所述节点还包括：

第一存储单元，所述第一存储单元用于在所述第一接收单元接收到所述接入点返回的第一确认消息时，将所述第一信道存储在第一列表中。

8.根据权利要求7所述节点，其中，所述第一接收单元还用于从所述第一存储单元存储的所述第一信道接收所述接入点传输的数据。

9.一种接入点，其中，所述接入点包括：

第二接收单元，所述第二接收单元用于通过配置在所述接入点上的接口接收节点发送的数据，其中，所述接口为多个，不同接口对应的可用信道不同；

第二存储单元，所述第二存储单元用于将所述第二接收单元接收所述节点发送数据使用的信道存储至第二列表中；

第二发送单元，所述第二发送单元用于通过所述接口在所述第二存储单元存储的所述节点发送数据使用的信道上向所述节点传输数据。

10.一种通信系统，其中，所述通信系统包括：第一节点和第二节点；

所述第一节点通过选择的第一信道向所述第二节点发送数据，在接收到所述第二节点返回的第一确认消息且接收到所述第一确认消息与发送数据的传输时延超过第一阈值、或者在未收到所述第二节点返回的第一确认消息时，选择可用的第二信道并跳频到所述第二信道，以通过所述第二信道传输数据；

所述第二节点在接收到所述第一节点发送的数据时，将所述第一节点发送数据使用的信道存储至第二列表中，以便所述第二节点通过所述信道向所述第一节点传输数据。