CN106793114B - 动态时隙分配方法、所适用的媒介访问控制系统及节点 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种动态时隙分配方法、所适用的媒介访问控制系统及节点。其中，所述动态时隙分配方法，适用于包含上层装置、媒介访问控制系统和下层装置的节点，所述方法包括：监测所述媒介访问控制系统向所述下层装置发送第一数据的能力和容纳来自所述上层装置的第二数据的能力；评价所监测的发送第一数据的能力和容纳第二数据的能力；基于所得到的评价结果，占用空闲的动态时隙或释放已占用的动态时隙。本发明有效解决了自组网节点动态时隙利用率低的问题。

Description

动态时隙分配方法、所适用的媒介访问控制系统及节点
技术领域
本发明实施例涉及通信技术，尤其涉及一种动态时隙分配方法、所适用的媒介访问控制系统及节点。
背景技术
无线自组网是由一组无需固定基础设施辅助的可移动终端按需组建的网络，具有单独组网、分布式、自组织、多跳通信、抗毁性强等特点，常常用于军事战场环境、抢险救灾、偏远野外等没有固定设施支持的场合。
在实际应用中，由于环境不同场合不同，对于数据传输的速率以及环境干扰的要求也有所不同，人们已经不仅仅满足于数据消息的传输，语音、视频等多媒体业务的传输需求日益增加，这就对无线自组网的服务质量(Quality of Service，QoS)和大容量数据传输提出了更高的要求。
无线自组网媒体接入控制层(Medium Access Control，MAC)技术作为数据接入无线信道的直接控制者，主要负责无线信道的划分及分配，负责解决节点间高效共享无线资源的问题，直接影响数据的传输性能和业务的服务质量，以及网络层的路由选择，同时MAC层的调度能力也会对上层协议的设计造成较大影响，故对无线自组网MAC层新技术的研究具有重要意义。
目前，无线自组网节点中MAC大多采用无线通信标准的MAC协议。例如，基于竞争随机访问的MAC协议，节点在需要发送数据时，通过竞争方式使用无线信道。多数分布式MAC协议采用载波侦听或冲突避免机制并采用附加的信令控制消息来处理隐藏和暴露节点问题。IEEE 802.11MAC协议采用带冲突避免的载波侦听多路访问(CSMA/CA)是典型的基于竞争MAC协议。所谓CSMA/CA机制是指在信号传输之前，发射机先监听介质中是否有同信道载波，若不存在，将直接进入数据传输状态，若存在，则在随机退避一段时间后重新检测信道。
上述竞争方式使得节点在竞争信道资源时会发生冲突，导致资源浪费；另外传送信息时只能尽力而为，不能提供QOS保证。
发明内容
本发明提供一种动态时隙分配方法、所适用的媒介访问控制系统及节点，以解决动态时隙不能高效利用的问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种媒介访问控制系统的动态时隙分配方法，适用于包含上层装置、媒介访问控制系统和下层装置的节点，所述节点位于无线自组网络中，所述方法包括：监测所述媒介访问控制系统向所述下层装置发送第一数据的能力和容纳来自所述上层装置的第二数据的能力；评价所监测的发送第一数据的能力和容纳第二数据的能力；基于所得到的评价结果，占用空闲的动态时隙或释放已占用的动态时隙。
第二方面，本发明实施例还提供了一种媒介访问控制系统，包括：与下层装置相连的第一媒介控制装置和与上层装置相连的第二媒介控制装置；所述第一媒介控制装置用于监测向下层装置发送第一数据的能力，并将所监测的发送第一数据的能力上报给所述第二媒介控制装置；所述第二媒介控制装置用于监测容纳来自上层装置的第二数据的能力；以及用于评价所监测的发送第一数据的能力和容纳第二数据的能力，并基于所得到的评价结果，占用空闲的动态时隙或释放已占用的动态时隙。
第三方面，本发明实施例还提供了一种节点，用于组成无线自组网络，其特征在于，所述节点包括：如上所述的媒介访问控制系统，与所述媒介访问控制系统相连的上层装置，以及与所述媒介访问控制系统相连的下层装置；所述上层装置用于收集运行在所述节点中的应用程序所提供的第一数据；所述下层装置用于将基于所述第一数据封装而得的第二数据发送至所述无线自组网络中的其他节点。
本发明通过监测MAC系统的吞吐能力，调整动态时隙发送数据，有效解决了自组网节点动态时隙利用率低的问题。
附图说明
图1是本发明实施例一中的动态时隙分配方法的流程图；
图2是本发明实施例二中的节点的结构示意图；
图3是本发明实施例二中的多个节点所组成的无线自组网的网络示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的媒介访问控制系统(MAC系统)的动态时隙分配方法的流程图，本实施例可适用于自组网节点中的MAC系统动态分配时隙的情况，其中，所述自组网的无线传输方式包括但不限于：TDMA等。所述节点中还包括与所述MAC系统的输入端相连的上层装置，以及与所述MAC系统的输出端相连的下层装置，所述节点包括但不限于：移动设备、军用通讯设备等。所述上层装置基于网络层协议将节点中运行的应用程序所获取的第二数据传递给所述MAC系统；所述MAC系统按照无线自组网通信协议将所接收的第二数据封装成第一数据，并传递给所述下层装置；所述下层装置基于物理层的无线通信协议将所述MAC系统提供的第一数据发送给自组网的其他节点中。所述MAC系统可实时的按照如下方案为所发送的每个第一数据分配发送时隙，也可以与基于固定时隙分配机制一并配置各第一数据的发送时隙。由此实现自组网中的节点根据网络的实际传输能力及时调整数据传输。所述分配方法被配置在所述MAC系统中，并具体包括如下步骤：
步骤S110、监测所述媒介访问控制系统向所述下层装置发送第一数据的能力和容纳来自所述上层装置的第二数据的能力。
在此，所述MAC系统可以通过监测向下层装置发送第一数据的速度和/或缓存所述第一数据的数量等方式，来监测发送第一数据的能力。
在某些实施方式中，所述MAC系统通过监测单位时长内向下层装置发送第一数据的数量N1来监测其向所述下层装置发送第一数据的能力。
例如，所述MAC系统通过监测一个复帧时长内向所述下层装置发送第一数据的数量N1来监测其向所述下层装置发送第一数据的能力。
另外，所述MAC系统可以通过监测容纳来自所述上层装置的第二数据的速度和/或缓存所述第二数据的数量等方式，来监测容纳第二数据的能力。
在某些实施方式中，所述MAC系统通过监测单位时长内接收来自上层装置的第二数据的数量N2来监测其容纳第二数据的能力。例如，所述MAC系统通过监测一个复帧时长内接收所述上层装置的第二数据的数量N2来监测容纳所述第二数据的能力。其中，为了便于协调统计，所述MAC系统监测发出第一数据的数量N1的单位时长和监测接收第二数据数量N2的单位时长均为一个复帧时长。根据实际设计需要，在所述一个复帧时长中包含至少一个广播时隙、和至少一个动态时隙。在某些实施方式中，所述复帧时长中还包括至少一个固定时隙。
所述MAC系统监测容纳来自上层装置的第二数据的能力的方式还可以包括：采样自身缓存的第二数据的数量N3。例如，所述MAC系统每隔预设时隙时长采集缓存中第二数据的数量N3。其中，所述预设时隙时长可以是一个复帧的时长、或小于一个复帧的时长；所采集的数量N3可以是各缓存区间中第二数据的总和、或优先级最高的缓存区间中所缓存的数量。所述缓存区间举例为缓存队列。所述优先级最高的缓存区间是用来缓存预设类型的第二数据，其所缓存的第二数据将优先于其他缓存区间中的数据被发送。
在某些实施方式中，所述MAC系统监测容纳来自上层装置的第二数据的能力包括：监测数量N2和数量N3。当所述MAC系统监测到发送第一数据的能力和容纳第二数据的能力后，执行步骤S120。
步骤S120、评价所监测的发送第一数据的能力和容纳第二数据的能力。
在此，所述MAC系统通过预设的评价机制来评价所监测到的能够反映发送第一数据的能力和容纳第二数据的能力的数据，所得到的评价值可反映所述MAC系统执行步骤S130，以占用复帧中空闲动态时隙、维持当前时隙发送第一数据、或释放已占用的至少部分动态时隙。
在某些实施方式中，所述步骤S120包括步骤S121和S122。(均未予图示)
步骤S121、计算在预设时长内所采集的缓存第二数据数量N3的平均值，以及，比较所述数量N1和数量N2的大小。
在此，MAC系统可在一个复帧时长内多次采集数量N3，并求取平均值，同时将同步监测数量N1和N2进行比较。例如，MAC系统在一个复帧时长内采集三次数量N3，并计数数量N1和N2，确定N1和N2的比较结果以及三次采集的数量N3的平均值，并执行步骤S122。
在某些实施方式中，为了避免缓存数量N3突变对动态时隙分配的影响，所述MAC系统计算N3平均值的方式包括：利用迭代算法，计算所述数量N3的平均值。例如，采用随机早期检测(RED)算法来计算第二数据缓存队列的平均长度avgt＝(1-w)*avgt-1+w*q
其中，RED在计算平均队长avg时，采用了类似低通滤波器(low-pass filter)带权值的方法，w为权值，q为采样测量时实际队列长度，w的取值决定了当q变化时，avg改变的快慢。通常w的取值较小，这样数据突发或短暂拥塞导致的实际队列长度暂时的增长将不会使得平均队长有明显的变化，从而"过虑"掉短期的队长变化，尽量反映长期的拥塞变化。
步骤S122、将所述数量N3的平均值和所述数量N1和数量N2的比较结果均与预设释放时隙条件及占用时隙条件相匹配，并得到与至多一种条件相匹配的评价结果。
在此，所述占用时隙条件包括：所述数据N3的平均值大于等于预设的第一门限M1，且N1>N2。所述释放时隙条件包括：所述数据N3的平均值小于等于预设的第二门限M2，且N2>N1。其中，M1和M2可以相等，也可以不等，例如，M1>M2，以便尽量延长占用和释放动态时隙之间的时间间隔，避免过度的调度时隙资源。
步骤S130、基于所得到的评价结果，占用空闲的动态时隙或释放已占用的动态时隙。
在此，当所述数据N3的平均值不符合任一上述门限时，所述MAC系统得到的评价结果为不符合预设释放时隙条件及占用时隙条件。进一步的：若N1≤N2，则可按照当前时隙占用情况继续发送第一数据；若N1＞N2，则可优先选择复帧中空闲的固定时隙来发送第一数据，直至固定时隙被占满，且所得到的评价结果符合预设的占用时隙条件或释放时隙条件，则执行对应的步骤S131或S132。(均未予图示)
当所述数量N3的平均值和所述数量N1和数量N2的比较结果均符合预设占用时隙条件时，所述MAC系统执行步骤S131。
当所述数量N3的平均值和所述数量N1和数量N2的比较结果均符合预设释放时隙条件时，所述MAC系统执行步骤S132。
步骤S131、与同在所述无线自组网络中的其他节点协调占用动态时隙。
具体地，当所得到的评价结果为符合预设占用时隙条件时，可通过竞争方式占用复帧中的动态时隙。例如，当所得到的评价结果为符合预设占用时隙条件时，MAC系统通过下层装置周期性的反馈复帧中各时隙的信道占用情况，来确定空闲动态时隙，并在已确定空闲的动态时隙发送所缓存的第一数据。
步骤S132、将已占用的至少一个动态时隙予以释放。例如，当所得到的评价结果为符合预设释放时隙条件时，MAC系统可基于先占先释放原则，逐个释放所占用的动态时隙。
在某些实施方式中，为了确保节点正确选择动态时隙，无线自组网中各节点维护复帧中各时隙的节点占用信息列表。其中，所述节点占用信息列表包括：动态时隙及所占用的节点信息(如节点IP等)。所述节点占用信息列表中还可以包括固定时隙及所占用的节点信息。所维护的节点占用信息列表中的动态时隙及对应节点信息可以是相距本节点一跳、甚至两跳范围内的节点。
当确定占用时隙、释放时隙、或接收到占用时隙及接收到释放时隙的信息时，所述MAC系统更新所述节点占用信息列表。
在某些实施例中，当所得到的评价结果符合预设的占用时隙条件时，选择未占用的动态时隙，并利用广播与其他节点预约所选择的动态时隙。例如，当MAC系统所得到的评价结果符合预设的占用时隙条件时，选择所述节点占用信息列表中未占用的动态时隙，并在下一个复帧中的广播时隙与其他节点预约所选择的动态时隙，接收到所述通知的其他节点更新自身的节点占用信息列表，以防止同一时隙有多个节点冲突的发送数据。
其中，利用广播与其他节点预约所选择的动态时隙的预约过程可通过握手协议完成。例如，预约动态时隙的节点(简称请求节点)首先广播REQ帧，携带需要占用的动态时隙；邻节点收到后，将REQ中携带的预约时隙与本地可用时隙比较，将是否允许占用的结果写入REP帧并广播，这样预约节点两跳范围内的邻节点均能收到此消息；请求节点收到REP帧后回复ACK帧，ACK中同样携带已经选择的时隙信息。通过REQ/REP/ACK三步握手，请求节点完成动态时隙预约过程，两跳范围内的邻节点也获知同样的消息，采取相应的更新邻节点占用信息列表操作。
所述MAC系统可基于上述握手协议中反馈的REP确定是否能够成功占用所选择的动态时隙，若能，则更新自身节点占用信息列表，反之，则重新选择空闲的动态时隙。
类似的，当所得到的评价结果符合预设的释放时隙条件时，选择待释放的动态时隙，并广播通知其他节点。例如，当MAC系统所得到的评价结果符合预设的释放时隙条件时，选择所述节点占用信息列表中自身已占用的至少一个动态时隙，并在下一个复帧中的广播时隙将所选择释放的动态时隙广播通知相距其一跳的其他节点，接收到所述通知的其他节点更新自身的节点占用信息列表，以为自身提供更多动态时隙的选择。
在此，所述MAC系统可在下一个复帧中选择未占用或已占用的动态时隙，也可以在下一组复帧中选择未占用或已占用的动态时隙。
本实施例的技术方案，通过监测MAC系统的吞吐能力，调整动态时隙发送数据，有效解决了自组网节点动态时隙利用率低，以及数据发送不灵活等问题。
另外，利用迭代方式计算缓存上层装置所提供的第二数据的数量平均值，有效解决了数据突发性的快速挤压和快速释放所带来的时隙频繁调整。
实施例二
图2为本发明实施例二提供的节点的结构示意图，所述节点用于组成无线自组网络。所述节点1包括：上层装置11、媒介访问控制系统(MAC系统)和下层装置14。所述MAC系统为安装在节点中的软件和硬件。其中，所述MAC系统作为节点中的MAC层，连接节点中所述上层装置11和下层装置14的数据传输。所述上层装置11用于收集运行在所述节点中的应用程序所提供的第一数据。例如，所述上层装置11包括网络层装置。所述下层装置14用于将基于所述第一数据封装而得的第二数据发送至所述无线自组网络中的其他节点。例如，所述下层装置14包括无线通信芯片及天线。各所述节点1所组成的网络为所述自组网络，如图3所示。
所述MAC系统包括：第一媒介控制装置(以下简称LowMAC 13)和第二媒介控制装置(以下简称HighMAC 12)。其中，所述LowMAC 13连接下层装置14，所述HighMAC 12连接上层装置11。所述HighMAC 12和LowMAC 13之间可通过接口装置相连。所述LowMAC 13可以是FPGA。所述HighMAC 12可以是带有CPU的芯片。在此，所述HighMAC 12主要用于管理、分类所述上层装置11所提供的各第二数据，并按照预设的数据管理规则将各第二数据和所对应的发送时隙传递给LowMAC 13，由LowMAC 13在相应的发送时隙发送基于传输协议而将所述第二数据转换而成的第一数据。HighMAC 12协同LowMAC 13确定各第二数据的发送时隙的方案中可包含或仅包含如下方案：
所述LowMAC 13用于监测向下层装置14发送第一数据的能力，并将所监测的发送第一数据的能力上报给所述HighMAC 12。
其中，所述LowMAC 13可以通过监测向下层装置14发送第一数据的速度和/或缓存所述第一数据的数量等方式，来监测发送第一数据的能力。
在某些实施方式中，所述LowMAC 13通过监测单位时长内向下层装置14发送第一数据的数量N1来监测其向所述下层装置14发送第一数据的能力。
例如，所述LowMAC 13通过监测一个复帧时长内向所述下层装置14发送第一数据的数量N1来监测其向所述下层装置14发送第一数据的能力。
所述LowMAC 13将监测到的数量N1上报给HighMAC 12。其中，所述LowMAC 13可利用单独的流控帧将所述数量N1上报给HighMAC 12。所述LowMAC 13还可以借助将数据同步确认帧、和勤务帧等数据帧上报给HighMAC 12的机会，将所述数量N1携带给HighMAC 12。
所述HighMAC 12用于监测容纳来自上层装置11的第二数据的能力；以及用于评价所监测的发送第一数据的能力和容纳第二数据的能力，并基于所得到的评价结果，与同在所述无线自组网络中的其他节点协调占用或释放动态时隙。
在此，所述HighMAC 12可以通过监测容纳来自所述上层装置11的第二数据的速度和/或缓存所述第二数据的数量等方式，来监测容纳第二数据的能力。
在某些实施方式中，所述HighMAC 12通过监测单位时长内接收来自上层装置11的第二数据的数量N2来监测其容纳第二数据的能力。例如，所述HighMAC 12通过监测一个复帧时长内接收所述上层装置11的第二数据的数量N2来监测容纳所述第二数据的能力。其中，为了便于协调统计，所述HighMAC12监测发出第一数据的数量N1的单位时长和监测接收第二数据数量N2的单位时长均为一个复帧时长。根据实际设计需要，在所述一个复帧时长中包含至少一个广播时隙、和至少一个动态时隙。在某些实施方式中，所述复帧时长中还包括至少一个固定时隙。
所述HighMAC 12监测容纳来自上层装置11的第二数据的能力的方式还可以包括：采样自身缓存的第二数据的数量N3。例如，所述HighMAC 12每隔预设时隙时长采集缓存中第二数据的数量N3。其中，所述预设时隙时长可以是一个复帧的时长、或小于一个复帧的时长；所采集的数量N3可以是各缓存区间中第二数据的总和、或优先级最高的缓存区间中所缓存的数量。所述缓存区间举例为缓存队列。所述优先级最高的缓存区间是用来缓存预设类型的第二数据，其所缓存的第二数据将优先于其他缓存区间中的数据被发送。
在某些实施方式中，所述HighMAC 12监测容纳来自上层装置11的第二数据的能力包括：监测数量N2和采集数量N3。当所述HighMAC 12监测到发送第一数据的能力和容纳第二数据的能力后，评价所监测的发送第一数据的能力和容纳第二数据的能力，并基于所得到的评价结果，与同在所述无线自组网络中的其他节点协调占用或释放动态时隙。
首先，所述HighMAC 12评价所监测的发送第一数据的能力和容纳第二数据的能力。
在此，所述HighMAC 12通过预设的评价机制来评价所监测到的能够反映发送第一数据的能力和容纳第二数据的能力的数据，所得到的评价值可用于所述HighMAC 12确定占用复帧中空闲动态时隙、维持当前时隙发送第一数据、或释放已占用的至少部分动态时隙。
在某些实施方式中，所述HighMAC 12计算在预设时长内所采集的缓存第二数据数量N3的平均值，以及，比较所述数量N1和数量N2的大小。
在此，所述HighMAC 12可在一个复帧时长内多次采集数量N3，并求取平均值，同时将同步监测数量N1和N2进行比较。例如，HighMAC 12在一个复帧时长内采集三次数量N3，获取数量N1，以及计数数量N2，接着，确定N1和N2的比较结果以及三次采集的数量N3的平均值。
在某些实施方式中，为了避免缓存数量N3突变对动态时隙分配的影响，所述HighMAC 12计算N3平均值的方式包括：利用迭代算法，计算所述数量N3的平均值。例如，采用随机早期检测(RED)算法来计算第二数据缓存队列的平均长度avgt＝(1-w)*avgt-1+w*q
其中，RED在计算平均队长avg t时，采用了类似低通滤波器(low-pass filter)带权值的方法，w为权值，q为采样测量时实际队列长度，w的取值决定了当q变化时，avg改变的快慢。通常w的取值较小，这样数据突发或短暂拥塞导致的实际队列长度暂时的增长将不会使得平均队长有明显的变化，从而"过虑"掉短期的队长变化，尽量反映长期的拥塞变化。
接着，所述HighMAC 12将所述数量N3的平均值和所述数量N1和数量N2的比较结果均与预设释放时隙条件的及占用时隙条件相匹配，并得到与至多一种条件相匹配的评价结果。
在此，所述占用时隙条件包括：所述数据N3的平均值大于等于预设的第一门限M1，且N1>N2。所述释放时隙条件包括：所述数据N3的平均值小于等于预设的第二门限M2，且N2>N1。其中，M1和M2可以相等，也可以不等，例如，M1>M2，以便尽量延长占用和释放动态时隙之间的时间间隔，避免过度的调度时隙资源。
接着，所述HighMAC 12基于所得到的评价结果，与同在所述无线自组网络中的其他节点协调占用或释放动态时隙。
在此，当所述数据N3的平均值不符合任一上述门限时，所述HighMAC 12得到的评价结果为不符合预设释放时隙条件及占用时隙条件。进一步的：若N1≤N2，则可按照当前时隙占用情况继续发送第一数据；若N1＞N2，则可优先选择复帧中空闲的固定时隙来发送第一数据，直至固定时隙被占满，且所得到的评价结果符合预设的占用时隙条件或释放时隙条件，则执行对应的步骤S131或S132。
当所述数量N3的平均值和所述数量N1和数量N2的比较结果均符合预设占用时隙条件时，所述HighMAC 12执行步骤S131。
当所述数量N3的平均值和所述数量N1和数量N2的比较结果均符合预设释放时隙条件时，所述HighMAC 12执行步骤S132。
步骤S131、所述HighMAC 12与同在所述无线自组网络中的其他节点协调占用动态时隙。
具体地，当所得到的评价结果为符合预设占用时隙条件时，可通过竞争方式占用复帧中的动态时隙。例如，当所得到的评价结果为符合预设占用时隙条件时，所述HighMAC12通过下层装置14周期性的反馈复帧中各时隙的信道占用情况，来确定空闲动态时隙，并在已确定空闲的动态时隙发送所缓存的第一数据。
步骤S132、所述HighMAC 12将已占用的至少一个动态时隙予以释放。例如，当所得到的评价结果为符合预设释放时隙条件时，所述HighMAC 12可基于先占先释放原则，逐个释放所占用的动态时隙。
在某些实施方式中，为了确保节点正确选择动态时隙，无线自组网中各节点维护复帧中各时隙的节点占用信息列表。其中，所述节点占用信息列表包括：动态时隙及所占用的节点信息(如节点IP等)。所述节点占用信息列表中还可以包括固定时隙及所占用的节点信息。所维护的节点占用信息列表中的动态时隙及对应节点信息可以是相距本节点一跳、甚至两跳范围内的节点。
当确定占用时隙、释放时隙、或接收到占用时隙及接收到释放时隙的信息时，所述HighMAC 12更新所述节点占用信息列表。
在某些实施例中，当所得到的评价结果符合预设的占用时隙条件时，选择未占用的动态时隙，并利用广播与其他节点预约所选择的动态时隙。例如，当所述HighMAC 12所得到的评价结果符合预设的占用时隙条件时，选择所述节点占用信息列表中未占用的动态时隙，并在下一个复帧中的广播时隙将所选择占用的动态时隙广播通知相距其一跳的其他节点，接收到所述通知的其他节点更新自身的节点占用信息列表，以防止同一时隙有多个节点冲突的发送数据。
其中，利用广播与其他节点预约所选择的动态时隙的预约过程可通过握手协议完成。例如，预约动态时隙的节点(简称请求节点)首先广播REQ帧，携带需要占用的动态时隙；邻节点收到后，将REQ中携带的预约时隙与本地可用时隙比较，将是否允许占用的结果写入REP帧并广播，这样预约节点两跳范围内的邻节点均能收到此消息；请求节点收到REP帧后回复ACK帧，ACK中同样携带已经选择的时隙信息。通过REQ/REP/ACK三步握手，请求节点完成动态时隙预约过程，两跳范围内的邻节点也获知同样的消息，采取相应的更新邻节点占用信息列表操作。
所述HighMAC 12可基于上述握手协议中反馈的REP确定是否能够成功占用所选择的动态时隙，若能，则更新自身节点占用信息列表，反之，则重新选择空闲的动态时隙。
类似的，当所得到的评价结果符合预设的释放时隙条件时，选择待释放的动态时隙，并广播通知其他节点。例如，当所述HighMAC 12所得到的评价结果符合预设的释放时隙条件时，选择所述节点占用信息列表中自身已占用但准备释放的动态时隙，并在下一个复帧中的广播时隙将所选择释放的动态时隙广播通知相距其一跳的其他节点，接收到所述通知的其他节点更新自身的节点占用信息列表，以为自身提供更多动态时隙的选择。
在此，所述HighMAC 12可在下一个复帧中选择未占用或已占用的动态时隙，也可以在下一组复帧中选择未占用或已占用的动态时隙。
虽然本发明的各个方面在独立权利要求中给出，但是本发明的其它方面包括来自所描述实施方式的特征和/或具有独立权利要求的特征的从属权利要求的组合，而并非仅是权利要求中所明确给出的组合。
这里所要注意的是，虽然以上描述了本发明的示例实施方式，但是这些描述并不应当以限制的含义进行理解。相反，可以进行若干种变化和修改而并不背离如所附权利要求中所限定的本发明的范围。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (7)

1.一种媒介访问控制系统的动态时隙分配方法，适用于包含上层装置、媒介访问控制系统和下层装置的节点，所述节点位于无线自组网络中，其特征在于，包括：
监测所述媒介访问控制系统向所述下层装置发送第一数据的能力和容纳来自所述上层装置的第二数据的能力；
评价所监测的发送第一数据的能力和容纳第二数据的能力；
基于所得到的评价结果，占用空闲的动态时隙或释放已占用的动态时隙；
其中，发送第一数据的能力包括第一数据的发送速度，容纳第二数据的能力包括第二数据的接收速度以及第二数据的缓存数量；
基于所得到的评价结果，占用空闲的动态时隙或释放已占用的动态时隙，包括：
如果第二数据的缓存数量大于等于预设的第一门限，并且第一数据的发送速度大于第二数据的接收速度，则选择空闲的动态时隙进行占用，并利用广播与其他节点预约所选择的动态时隙；
如果第二数据的缓存数量小于等于预设的第二门限，并且第一数据的发送速度小于第二数据的接收速度，则选择已占用的动态时隙进行释放，并广播通知其他节点。
2.根据权利要求1所述的媒介访问控制系统的动态时隙分配方法，其特征在于，所述监测向下层装置发送第一数据的能力，包括：
计算单位时长内所述媒介访问控制系统向下层装置发出第一数据的数量N1；
所述监测容纳来自上层装置的第二数据的能力，包括：
计算单位时长内所述媒介访问控制系统接收来自上层装置的第二数据的数量N2；和/或，采样所述媒介访问控制系统缓存来自所述上层装置的第二数据的数量N3。
3.根据权利要求2所述的媒介访问控制系统的动态时隙分配方法，其特征在于，所述评价所监测的发送第一数据的能力和容纳第二数据的能力，包括：
计算在预设时长内所采集的缓存第二数据数量N3的平均值，以及，比较所述数量N1和数量N2的大小；
将所述数量N3的平均值和所述数量N1和数量N2的比较结果均与预设释放时隙条件及占用时隙条件相匹配，并得到与至多一种条件相匹配的评价结果。
4.一种媒介访问控制系统，其特征在于，包括：与下层装置相连的第一媒介控制装置和与上层装置相连的第二媒介控制装置；
所述第一媒介控制装置用于监测向下层装置发送第一数据的能力，并将所监测的发送第一数据的能力上报给所述第二媒介控制装置；
所述第二媒介控制装置用于监测容纳来自上层装置的第二数据的能力；以及用于评价所监测的发送第一数据的能力和容纳第二数据的能力，并基于所得到的评价结果，占用空闲的动态时隙或释放已占用的动态时隙；
其中，发送第一数据的能力包括第一数据的发送速度，容纳第二数据的能力包括第二数据的接收速度以及第二数据的缓存数量；
基于所得到的评价结果，占用空闲的动态时隙或释放已占用的动态时隙，包括：
如果第二数据的缓存数量大于等于预设的第一门限，并且第一数据的发送速度大于第二数据的接收速度，则选择空闲的动态时隙进行占用，并利用广播与其他节点预约所选择的动态时隙；
如果第二数据的缓存数量小于等于预设的第二门限，并且第一数据的发送速度小于第二数据的接收速度，则选择已占用的动态时隙进行释放，并广播通知其他节点。
5.根据权利要求4或所述的媒介访问控制系统，其特征在于，所述第一媒介控制装置用于计算单位时长内向下层装置发出第一数据的数量N1；
所述第二媒介控制装置用于计算单位时长内接收来自上层装置的第二数据的数量N2；和/或，用于采样缓存来自所述上层装置的第二数据的数量N3。
6.根据权利要求5所述的媒介访问控制系统，其特征在于，所述第二媒介控制装置评价所监测的发送第一数据的能力和容纳第二数据的能力，包括：
计算在预设时长内所采集的缓存第二数据数量N3的平均值；以及，比较所述数量N1和数量N2的大小；
将所述数量N3的平均值和所述数量N1和数量N2的比较结果均与预设释放时隙条件及占用时隙条件相匹配，并得到与至多一种条件相匹配的评价结果。
7.一种节点，用于组成无线自组网络，其特征在于，所述节点包括：如权利要求4-6中任一所述的媒介访问控制系统，与所述媒介访问控制系统相连的上层装置，以及与所述媒介访问控制系统相连的下层装置；
所述上层装置用于收集运行在所述节点中的应用程序所提供的第一数据；
所述下层装置用于将基于所述第一数据封装而得的第二数据发送至所述无线自组网络中的其他节点。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107864513B (zh) * 2017-11-06 2020-11-03 希诺麦田技术（深圳）有限公司 多址接入方法、节点及存储介质
CN108471640B (zh) * 2018-03-30 2022-03-01 北京润科通用技术有限公司 一种动态和静态混合的时隙分配方法及系统
CN113721574B (zh) * 2021-09-07 2023-07-18 中国联合网络通信集团有限公司 一种柔顺控制方法、mec、现场单元、柔顺控制系统及装置
CN113993219B (zh) * 2021-12-24 2022-03-08 北京国科天迅科技有限公司 基于时分多址的时隙分配方法、装置和计算机设备

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005086457A1 (en) * 2004-03-05 2005-09-15 Samsung Electronics Co., Ltd. Divided mac protocol structure, data transmission and reception method, and handover method and system using the structure in a wireless communication system
CN1297160C (zh) * 2003-10-10 2007-01-24 Lg电子株式会社 Gsm系统中的数据通信时隙的动态分配方法
CN1918859A (zh) * 2004-02-06 2007-02-21 皇家飞利浦电子股份有限公司 用于自组网的设置信标协议
US7995521B2 (en) * 2006-12-08 2011-08-09 Samsung Electronics Co., Ltd. Uplink framing method and apparatus in mobile communication system
CN105050186A (zh) * 2015-06-23 2015-11-11 闽南师范大学 一种基于tdma的宽带无线自组网mac层协议方法
CN105873170A (zh) * 2016-04-15 2016-08-17 北京航空航天大学 一种认知无线电移动自组织网络多信道介质访问控制方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1297160C (zh) * 2003-10-10 2007-01-24 Lg电子株式会社 Gsm系统中的数据通信时隙的动态分配方法
CN1918859A (zh) * 2004-02-06 2007-02-21 皇家飞利浦电子股份有限公司 用于自组网的设置信标协议
WO2005086457A1 (en) * 2004-03-05 2005-09-15 Samsung Electronics Co., Ltd. Divided mac protocol structure, data transmission and reception method, and handover method and system using the structure in a wireless communication system
US7995521B2 (en) * 2006-12-08 2011-08-09 Samsung Electronics Co., Ltd. Uplink framing method and apparatus in mobile communication system
CN105050186A (zh) * 2015-06-23 2015-11-11 闽南师范大学 一种基于tdma的宽带无线自组网mac层协议方法
CN105873170A (zh) * 2016-04-15 2016-08-17 北京航空航天大学 一种认知无线电移动自组织网络多信道介质访问控制方法

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