CN109451583B - 基于超帧的自组网方法、装置、节点终端和存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于超帧的自组网方法，包括步骤：构建自组网的物理层帧结构，并通过所述物理层帧结构构建所述自组网的双向信道通信链路结构；基于所述物理层帧结构和所述双向信道通信链路结构，在超帧周期内通过采用分布式分配法或集中式分配法为自组网中的节点分配帧，从而在将分配到帧的节点作为主节点后，控制所述主节点通过分配到的帧与预设范围内的其他节点建立双向信道通信链路。本发明还公开了一种基于超帧的自组网装置、节点终端以及计算机可读存储介质。本发明解决了以时隙作为调度对象时，自组网存在组网过程繁琐的问题。

Description

基于超帧的自组网方法、装置、节点终端和存储介质

技术领域

本发明涉及自组网通信领域，尤其涉及基于超帧的自组网方法、装置、节点终端和计算机可读存储介质。

背景技术

自组网是一种有别于常见的蜂窝网的组网形态。它具有去中心化的特点，不需要配置或需要极少的配置通讯节点以外的的设备，比如基站就可以自行组网，从而能实现网络中任意两点之间的多跳通讯。

目前大多数基于时分多址TDMA的自组网协议中节点之间是平等的，组网过程一般是将无线帧划分为若干个时隙，采用时隙作为调度对象。当节点X需要向节点Y发送信息时，分配一个时隙给节点X，用于建立一条X至Y的单信道通信链路，而当节点Y需要向节点X发送信息时，又需要为节点Y分配一个时隙，建立一条Y至X的单信道通信链路。故采用时隙作为调度对象的现有技术，会存在组网过程繁琐的问题。

上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种基于超帧的自组网方法、装置、节点终端和计算机可读存储介质，旨在以一种简单、快速的方式完成自组网，解决采用以时隙作为调度对象的自组网存在组网过程繁琐的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于超帧的自组网方法，包括步骤：

构建自组网的物理层帧结构，并通过所述物理层帧结构构建所述自组网的双向信道通信链路结构；

基于所述物理层帧结构和所述双向信道通信链路结构，在超帧周期内通过采用分布式分配法或集中式分配法为自组网中的节点分配帧，从而在将分配到帧的节点作为主节点后，控制所述主节点通过分配到的帧与预设范围内的其他节点建立双向信道通信链路。

可选地，所述物理层帧结构包括根据时间的推进划分的多个超帧周期，每个超帧周期由多个帧组成，每个帧依次设置有一个前向时隙、一个保护时隙和一个反向时隙。

可选地，所述双向信道通信链路结构包括用于在帧的前向时隙进行信息传输的下行信道和用于在帧的反向时隙进行信息传输的上行信道，其中在保护时隙控制下行信道切换至上行信道。

可选地，所述在超帧周期内通过采用分布式分配法为自组网中的节点分配帧，从而在将分配到帧的节点作为主节点后，控制所述主节点通过分配到的帧与预设范围内的其他节点建立双向信道通信链路的步骤包括：

按照预设顺序依次在超帧周期内选择待分配的帧；

每次选择到待分配的帧后，采用竞争机制将选择的待分配的帧分配给任一节点；

当任一节点获得帧后，将获得帧的节点作为主节点并控制所述主节点与距该主节点预设范围内的其他节点建立所述待分配的帧对应的双向信道通信链路。

可选地，所述在超帧周期内通过采用集中式分配法为自组网中的节点分配帧，从而在将分配到帧的节点作为主节点后，控制所述主节点通过分配到的帧与预设范围内的其他节点建立双向信道通信链路的步骤包括：

设置自组网中任一节点为中心节点以及除所述中心节点外的其他节点为非中心节点；

在网络初始化后将超帧周期内所有帧分配给中心节点，使得该中心节点作为主节点，并控制所述主节点通过分配到的帧与距该主节点预设范围内的非中心节点建立所述分配到的帧对应的双向信道通信链路，并将距离所述主节点预设范围内的非中心节点作为从节点；

将从节点作为帧分配节点，并判断所述帧分配节点是否存在空闲帧；

当所述帧分配节点未存在空闲帧时，控制该帧分配节点向其对应的主节点发送帧请求信息；

当所述帧分配节点接收到帧时，控制该帧分配节点作为主节点并通过接收到的帧与距该帧分配节点预设范围内的其他非中心节点建立接收到的帧对应的双向信道通信链路；

返回执行判断所述帧分配节点是否存在空闲帧的步骤，和/或，将所述其他非中心节点作为帧分配节点，并返回执行判断所述帧分配节点是否存在空闲帧的步骤，直至任一节点与其预设范围的所有其他节点均建立双向信道通信链路为止。

可选地，所述判断所述帧分配节点是否存在空闲帧步骤之后还包括：

当所述帧分配节点存在空闲帧时，控制该帧分配节点作为主节点并通过空闲帧与距该帧分配节点预设范围内的其他非中心节点建立所述空闲帧对应的双向信道通信链路；

返回执行判断所述帧分配节点是否存在空闲帧的步骤，和/或，将所述其他非中心节点作为帧分配节点，并返回执行判断所述帧分配节点是否存在空闲帧的步骤，直至任一节点与其预设范围的所有其他节点均建立双向信道通信链路为止。

可选地，所述帧请求信息包括帧分配节点的物理地址。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种基于超帧的自组网装置，所述装置包括：

第一构建模块，用于构建自组网的物理层帧结构，其中所述物理层帧结构包括根据时间的推进划分的多个超帧周期，每个超帧周期由多个帧组成，每个帧包括一个前向时隙、一个保护时隙和一个反向时隙；

第二构建模块，用于通过所述物理层帧结构构建自组网的双向信道通信链路结构，其中所述双向信道通信链路结构由用于在帧的前向时隙进行信息传输的下行信道、用于在帧的反向时隙进行信息传输的上行信道以及用于控制下行信道切换至上行信道的保护时隙组成；

分配帧模块，用于在超帧周期内通过采用分布式分配法或集中式分配法为自组网中的节点分配帧；

建立通信链路模块，用于使分配到帧的节点作为主节点，并控制该主节点通过分配到的帧与距该主节点预设范围内的其他节点建立所述分配到的帧对应的双向信道通信链路。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种节点终端，所述节点终端包括：通信模块、存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上所述的基于超帧的自组网方法的步骤。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的基于超帧自组网的组网方法的步骤。

本发明实施例提出的一种基于超帧的自组网方法、装置、节点终端和计算机可读存储介质，通过构建自组网的物理层帧结构，并通过所述物理层帧结构构建所述自组网的双向信道通信链路结构；基于所述物理层帧结构和所述双向信道通信链路结构，在超帧周期内通过采用分布式分配法或集中式分配法为自组网中的节点分配帧，从而在将分配到帧的节点作为主节点后，控制所述主节点通过分配到的帧与预设范围内的其他节点建立双向信道通信链路。从而只需一次调度帧分配给节点X，使得节点X利用该帧和节点Y建立一条双向信道通信链路，便可完成节点X和节点Y相互间的信息传输；而相比现有技术，采用时隙为调度对象需要两次调度时隙才能完成节点X和节点Y相互间的信息传输，本发明的技术方案解决了组网繁琐的问题，组网过程简单快速。

附图说明

图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的结构示意图；

图2为本发明基于超帧的自组网方法第一实施例的流程示意图；

图3为本发明自组网的物理层帧结构的示意图；

图4为本发明基于超帧的自组网方法第二实施例中步骤S20的细化流程示意图；

图5为本发明基于超帧的自组网装置一实施例的功能模块示意图；

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参照图1，图1为本发明各个实施例中所提出的节点终端的硬件结构示意图，所述节点终端包括通信模块10、存储器20及处理器30等部件。本领域技术人员可以理解，图1中所示出的节点终端还可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。其中，所述处理器30分别与所述存储器20和所述通信模块10连接，所述存储器20上存储有计算机程序，所述计算机程序同时被处理器30执行。

通信模块10，可通过网络与外部设备连接。通信模块10可以接收外部通讯设备发出的请求，还可广播发送信息获取装置的事件、指令及信息至所述外部通讯设备。

存储器20，可用于存储软件程序以及各种数据。存储器20可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如广播连接信息)等；存储数据区可存储根据节点终端的使用所创建的数据或信息等。此外，存储器20可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。

处理器30，是节点终端的控制中心，利用各种接口和线路连接整个节点终端的各个部分，通过运行或执行存储在存储器20内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器20内的数据，执行节点终端的各种功能和处理数据，从而对基于超帧的自组网系统和/或节点终端进行整体监控。处理器30可包括一个或多个处理单元；优选的，处理器30可集成应用处理器和调制解调处理器，其中，应用处理器主要处理操作系统、用户界面和应用程序等，调制解调处理器主要处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调处理器也可以不集成到处理器30中。

尽管图1未示出，但上述节点终端还可以包括电路控制模块，实现电源控制，保证其他部件的正常工作。

本领域技术人员可以理解，图1中示出的节点终端结构并不构成对节点终端的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

基于上述硬件结构，提出本发明方法各个实施例。

参照图2，在本发明基于超帧的自组网方法的第一实施例中，所述基于超帧的自组网方法包括步骤：

步骤S10，构建自组网的物理层帧结构，并通过所述物理层帧结构构建所述自组网的双向信道通信链路结构；

请一并参看图3，图3为超帧的物理层帧结构示意图，在组网前构建有自组网的物理层帧结构，该物理层帧结构为三级结构，根据时间的推进划分为多个超帧周期，每个超帧周期有N个帧(即物理帧)组成，每个帧包括一个前向时隙、一个保护时隙(即保护间隔)和一个反向时隙。需要说明的是，一个超帧周期内帧的数目N是由自组网的节点数和自组网的拓扑结构复杂性决定，即自组网中节点数越多，N值越大；自组网拓扑结构越复杂，N值越大。

构建物理层帧结构后，基于该物理层帧结构构建了自组网的双向信道通信链路结构。所述双向信道通信链路结构包括用于在帧的前向时隙进行信息传输的下行信道和用于在帧的反向时隙进行信息传输的上行信道，而用于在双向信道通信链路结构进行信息传输的两节点，在保护间隙中完成下行信道和上行信道的切换。通过构建双向信道通信链路，从而为自组网中节点构建了信息传输的规则。

步骤S20，基于所述物理层帧结构和所述双向信道通信链路结构，在超帧周期内通过采用分布式分配法或集中式分配法为自组网中的节点分配帧，从而在将分配到帧的节点作为主节点后，控制所述主节点通过分配到的帧与预设范围内的其他节点建立双向信道通信链路。

通过采用分布式分配法或者集中式分配法，选择超帧周期内帧为自组网中的节点分配帧，需要说明的是，分配给自组网中每个节点的帧是不同的，分配给自组网中每个节点的帧数量可以相同也可以不同。可以根据自组网中节点承担的传输业务大小分配帧数量，节点承担的传输业务需要占用更多帧，那么在组网过程中给该节点分配更多的帧；也可以根据自组网中距节点预设范围内其他节点数目多少为节点分配帧数，在距该节点预设范围内的其他节点数越多，分配给该节点的帧数量也越多，反之越少。故组网完成后，各条双向信道通信链路的专用帧是不同的，在信息传输过程中不会存在冲突，但各条双向信道通信链路的专用帧的数目可以是相同的，也可以是不同的。

节点在分配到帧后，便被作为主节点，利用该帧与距该节点预设范围内的其他节点建立双向信道通信链路结构，并将该帧作为在信息传输过程中该双向信道通信链路的专用帧。在该帧时建立的所述双向信道通信链路中除主节点外的另一个节点作为该主节点对于的从节点。基于所述物理层帧结构和所述双向信道通信链路结构，主节点利用下行信道在该帧的前向时隙时向从节点传输信息，而从节点利用上行信道在该帧的反向时隙向主节点传输信息。当自组网中任一节点都与距其预设范围内的其他节点都建立了双向通信链路时，该自组网组网完成。

需要说明的是，在一条双向信道通信链路中作为主节点的节点可能在另一条双向信道通信链路中是作为从节点，而作为一条通信链路中从节点的节点也可能在另一条通信链路中是作为主节点；例如，有三个节点，分别是节点A、节点B和节点C，当节点A分配到帧后，利用该帧和节点B建立一条双向信道通信链路X，当节点B获得帧后，又与节点C建立另一条双向信道通信链路Y，那么在双向信道通信链路X中，节点B是作为节点A的从节点，而在双向信道通信链路Y中，节点B却是作为节点C的主节点。

另外主节点与距该主节点预设范围内的其他节点建立双向信道的通信链路的步骤包括：控制所述主节点在分配到帧的前向时隙广播连接信息，其中所述连接信息包括同步信息和主节点物理地址；控制距所述主节点预设范围内其他节点在所述分配到帧的前向时隙侦听所述连接信息，并根据侦听到的所述连接信息与所述主节点同步；控制所述距所述主节点预设范围内其他节点在所述分配到帧的反向时隙发送确认连接的信息至所述主节点，所述确认连接信息包括发送确认连接信息节点的物理地址；控制所述主节点接收到所述距所述主节点预设范围内其他节点发送的确认连接信息，使得所述主节点和与距该主节点预设范围内的其他节点建立所述分配到帧对应的双向信道的通信链路。通过主节点与从节点间多次握手，从而在主节点和从节点间建立起双向信道通信链路，并且在握手过程中主节点同时广播同步信息，而从节点接收该同步信息后，调整自身的时钟达到和主节点同步，随着自组网组网完成，该自组网中所有节点都达到同步。

本实施例通过构建自组网的物理层帧结构，并通过所述物理层帧结构构建所述自组网的双向信道通信链路结构；基于所述物理层帧结构和所述双向信道通信链路结构，在超帧周期内通过采用分布式分配法或集中式分配法为自组网中的节点分配帧，从而在将分配到帧的节点作为主节点后，控制所述主节点通过分配到的帧与预设范围内的其他节点建立双向信道通信链路。从而只需一次调度帧分配给节点X，使得节点X利用该帧和节点Y建立一条双向信道通信链路，便可完成节点X和节点Y相互间的信息传输；而相比现有技术需要两次调度时隙才能完成节点X和节点Y相互间的信息传输，组网过程简单快速，解决了现有技术自组网繁琐的问题。

进一步地，参照图4，基于本发明基于超帧的自组网方法第一实施例提出本发明基于超帧的自组网方法的第二实施例中，在本实施例中，所述步骤S20包括：

步骤S211，按照预设顺序依次在超帧周期内选择待分配的帧；

步骤S212，每次选择到待分配的帧后，采用竞争机制将选择的待分配的资源分配给任一节点。

步骤S213，当任一节点获得帧后，将获得帧的节点作为主节点并控制所述主节点与距该主节点预设范围内的其他节点建立所述待分配的帧对应的双向信道通信链路。

按照超帧周期内各帧的预设传输顺序或随机，选择一定数量的帧作为第一次待分配的帧，自组网中所有节点根据竞争机制来竞争获取待分配的帧。其竞争机制可以根据节点承担的业务的优先级来确定，承担高优先级业务的节点优先获取待分配的帧，当竞争的节点存在多个承担同等优先级业务的各节点竞争时，可以按比例分配待分配的帧给这些节点；或者竞争机制还可以根据距节点预设范围内其他节点数量来确定，预设范围内其他节点数量越多的节点可以优先获取待分配的帧。

本实施例通过按照预设顺序依次在超帧周期内选择待分配的帧后，采用竞争机制将选择的待分配的帧分配给任一节点。自组网中节点不断通过竞争获取分配的帧，并利用分配到的帧与距其预设范围内的其他节点建立分配到帧对应的双向信道通信链路，最终使得自组网中任一节点与其预设范围的所有其他节点均建立双向信道通信链路为止，从而自组网完成组网。通过采用竞争机制进行自组网帧资源的分配，分配方案简单，且能够全面考虑到节点的业务优先级。

进一步地，基于本发明基于超帧的自组网方法第一实施例提出本发明基于超帧的自组网方法的第三实施例中，在本实施例中，所述步骤S20包括：

步骤S221，设置自组网中任一节点为中心节点以及除所述中心节点外的其他节点为非中心节点；

步骤S222，在网络初始化后将超帧周期内所有帧分配给中心节点，使得该中心节点作为主节点，并控制所述主节点通过分配到的帧与距该主节点预设范围内的非中心节点建立所述分配到的帧对应的双向信道通信链路，并将距离所述主节点预设范围内的非中心节点作为从节点；

随机选择自组网中任一节点作为中心节点，除该中心节点外其他节点为非中心节点，在网络初始化时，超帧周期内所有的帧都先分配给中心节点。中心节点首先在分配到的所有帧中选择不同的帧与距该中心节点一定范围内的其他非中心节点分别建立双向信道通信链路，同时中心节点和与其预设范围的其他节点达到同步。此时，中心节点与距该中心节点一定范围内的其他节点关系是中心节点为主节点，其他非中心节点相对中心节点，是作为从节点，也可以称为中心节点的一跳节点。需要说明的是，中心节点在通信链路中只作为主节点，不会作为从节点。

步骤S223，将从节点作为帧分配节点，并判断所述帧分配节点是否存在空闲帧；若否，则执行步骤S224；若是，则执行步骤S226；

步骤S224，控制该帧分配节点向其对应的主节点发送帧请求信息；

步骤S225，当所述帧分配节点接收到帧时，控制该帧分配节点作为主节点并通过接收到的帧与距该帧分配节点预设范围内的其他非中心节点建立接收到的帧对应的双向信道通信链路；并继续执行步骤S227；

步骤S226，控制该帧分配节点作为主节点并通过空闲帧与距该帧分配节点预设范围内的其他非中心节点建立所述空闲帧对应的双向信道通信链路；并继续执行步骤S227；

步骤S227，返回执行判断所述帧分配节点是否存在空闲帧的步骤，和/或，将所述其他非中心节点作为帧分配节点，并返回执行判断所述帧分配节点是否存在空闲帧的步骤，直至任一节点与其预设范围的所有其他节点均建立双向信道通信链路为止。

若该从节点是中心节点对应的从节点(中心节点的一跳节点)，将该从节点作为帧分配节点，判断该从节点是否存在空闲帧，当该从节点存在空闲帧时，直接通过空闲帧与距该从节点预设范围内的其他非中心节点建立双向通信链路；当该从节点不存在空闲帧时，该从节点通过与中心节点建立的双向信道通信链路的上行信道发送帧请求信息给中心节点，中心节点接收到帧请求信息后，基于该帧请求信息中包含的帧分配节点物理地址以及需分配帧的数量，在中心节点所拥有的空闲帧中挑选相应数量的帧分配给该从节点。当该从节点接收到中心节点分配的帧后，通过接收到的帧与距该从节点预设范围内的其他非中心节点建立接收到的帧对应的双向信道通信链路，此时与该从节点建立双向信道通信链路的其他非中心节点是作为该从节点的一跳节点，也是作为中心节点的二跳节点。

需要说明的是，在复杂的网络拓扑自组网中，与该从节点建立的双向信道通信链路的其他非中心节点有可能也已经和中心节点建立了双向通信链路。例如，在自组网中，存在节点1、节点2、节点3和节点4，其中节点1为中心节点，节点2和节点3都处于距节点1预设范围内，节点3和节点4都处于距节点2预设范围内，节点1先分别和节点2与节点3建立双向信道通信链路，节点2从中心节点1获得空闲帧，节点2可以通过获得的空闲帧与节点3建立双向信道通信链路，此时，节点3既作为节点1的一跳节点，也作为节点2的一跳节点，节点2还可以与节点4建立双向信道通信链路，此时节点4作为节点2的一跳节点，作为节点1的二跳节点。

若从节点不是作为中心节点对应的从节点时，将该从节点作为帧分配节点，判断该从节点是否存在空闲帧，当该从节点存在空闲帧时，直接通过空闲帧与距该从节点预设范围内的其他非中心节点建立双向通信链路；当该从节点不存在空闲帧时，该从节点通过与其主节点建立的双向信道通信链路的上行信道发送帧请求信息给主节点，主节点接收到帧请求信息后，基于该帧请求信息中包含的帧分配节点物理地址以及需分配帧的数量，在主节点所拥有的空闲帧中挑选相应数量的帧分配给该从节点，若该主节点没有空闲帧或者空闲帧数量不足时，该主节点会发送帧请求信息发送向上一跳，或者说给该主节点作为从节点对应的主节点，直到获得足够空闲帧分配给该从节点。当该从节点接收到拥有空闲帧的节点分配的帧后，通过接收到的帧与距该从节点预设范围内的其他非中心节点建立接收到的帧对应的双向信道通信链路。

在该从节点与距该从节点预设范围内的其他非中心节点建立双向信道通信链路后，还可以再次将该从节点，或者与该从节点建立双向信道通信链路的其他非中心节点，或者同时将该从节点和对应的其他非中心节点一同作为帧分配节点，并重新执行判断帧分配节点本身是否存在空闲帧步骤。从而使得帧分配节点再次获得帧，利用再次获得的帧与距帧分配预设范围内其他非中心节点建立双向信道通信链路。通过这种不断的对帧分配节点执行判断该帧分配节点是否存在空闲帧步骤，使得自组网中节点不断分配到帧，直到自组网中任一节点与其预设范围的所有其他节点均建立双向信道通信链路为止。

本实施例通过在自组网的所有节点中设置一个唯一的中心节点，网络初始化时中心节点拥有全部的帧，而非中心节点不断向其对应的主节点请求分配帧，并接收主节点分配的帧，完成帧在全部节点间的合理分配，自组网中节点通过接收到的帧与距该节点预设范围内其他非中心节点建立接收到的帧对应的双向信道通信链路，使得自组网中任一节点与其预设范围的所有其他节点建立双向信道通信链路，从而自组网完成组网。自组网利用建立的双向信道通信链路进行节点间的信息传输。

需要说明的是，除了本实施例提出的采用从节点先申请，主节点再分配的一种集中式分配方法为自组网中各节点分配帧，还可以采用其他分配机制的集中式分配方法为自组网中各节点分配帧，例如采用以固定分配机制的集中式分配方法为自组网中各节点分配帧，节点利用分配到的帧与其他节点建立双向信道通信链路。该方法过程为：设置自组网中一节点为中心节点，网络初始化时该中心节点拥有超帧周期内所有帧；中心节点基于预设的帧分配表为其他非中心节点分配帧。

本发明还提供了一种基于超帧的自组网装置。

参照图5，图5为本发明多路视频实时传输装置一实施例的功能模块示意图。

在一实时例中，所述装置包括：第一构建模块100、第二构建模块200、分配帧模块300和建立通信链路模块400。

第一构建模块100，用于构建自组网的物理层帧结构，其中所述物理层帧结构包括根据时间的推进划分的多个超帧周期，每个超帧周期由多个帧组成，每个帧包括一个前向时隙、一个保护时隙和一个反向时隙；

第二构建模块200，用于通过所述物理层帧结构构建自组网的双向信道通信链路结构，其中所述双向信道通信链路结构由用于在帧的前向时隙进行信息传输的下行信道、用于在帧的反向时隙进行信息传输的上行信道以及控制下行信道切换至上行信道的保护时隙组成，其中在保护时隙控制下行信道切换至上行信道；

分配帧模块300，用于在超帧周期内通过采用分布式分配法或集中式分配法为自组网中的节点分配帧；

建立通信链路模块400，用于使分配到帧的节点作为主节点，并控制该主节点通过分配到的帧与距该主节点预设范围内的其他节点建立所述分配到的帧对应的双向信道通信链路。

进一步地，在另一实施例中，当采用分布式分配法时，所述分配帧模块包括：

选择帧单元，用于按照预设顺序依次在超帧周期内选择待分配的帧；

竞争分配单元，用于每次选择到待分配的帧后，采用竞争机制将选择的待分配的帧分配给任一节点；

所述建立通信链路模块还用于当任一节点获得帧后，将获得帧的节点作为主节点并控制所述主节点与距该主节点预设范围内的其他节点建立所述待分配的帧对应的双向信道通信链路。

进一步地，在又一实施例中，当采用集中式分配法时，所述分配帧模块包括：

设置单元，用于设置自组网中任一节点为中心节点以及除所述中心节点外的其他节点为非中心节点；

网络初始化单元，用于在网络初始化后将超帧周期内所有帧分配给中心节点，使得该中心节点作为主节点，并控制所述主节点通过分配到的帧与距该主节点预设范围内的非中心节点建立所述分配到的帧对应的双向信道通信链路，并将距离所述主节点预设范围内的非中心节点作为从节点；

判断单元，用于将从节点作为帧分配节点，并判断所述帧分配节点是否存在空闲帧；

第一确定单元，用于当所述帧分配节点未存在空闲帧时，控制该帧分配节点向其对应的主节点发送帧请求信息；并当所述帧分配节点接收到帧时，控制该帧分配节点作为主节点并通过接收到的帧与距该帧分配节点预设范围内的其他非中心节点建立接收到的帧对应的双向信道通信链路；

第二确定单元，用于当所述帧分配节点存在空闲帧时，控制该帧分配节点作为主节点并通过空闲帧与距该帧分配节点预设范围内的其他非中心节点建立所述空闲帧对应的双向信道通信链路；

返回执行单元，用于返回执行判断所述帧分配节点是否存在空闲帧的步骤，和/或，将所述其他非中心节点作为帧分配节点，并返回执行判断所述帧分配节点是否存在空闲帧的步骤，直至任一节点与其预设范围的所有其他节点均建立双向信道通信链路为止。

本发明还提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述实施例所述的基于超帧的自组网方法的全部步骤。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得节点终端(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种基于超帧的自组网方法，其特征在于，包括步骤：

构建自组网的物理层帧结构，其中，所述物理层帧结构包括根据时间的推进划分的多个超帧周期，每个超帧周期由多个帧组成，每个帧依次设置有一个前向时隙、一个保护时隙和一个反向时隙；

通过所述物理层帧结构构建所述自组网的双向信道通信链路结构，其中，所述双向信道通信链路结构包括用于在帧的前向时隙进行信息传输的下行信道和用于在帧的反向时隙进行信息传输的上行信道，所述自组网中节点数越多，超帧周期内帧的数目越大，所述自组网的拓扑结构越复杂，超帧周期内帧的数目越大；

基于所述物理层帧结构和所述双向信道通信链路结构，在超帧周期内通过采用分布式分配法为自组网中的节点分配帧，从而在将分配到帧的节点作为主节点后，控制所述主节点通过分配到的帧与预设范围内的其他节点建立双向信道通信链路，其中，所述在超帧周期内通过采用分布式分配法为自组网中的节点分配帧，从而在将分配到帧的节点作为主节点后，控制所述主节点通过分配到的帧与预设范围内的其他节点建立双向信道通信链路的步骤包括：

按照预设顺序依次在超帧周期内选择待分配的帧；

每次选择到待分配的帧后，采用竞争机制将选择的待分配的资源分配给任一节点；

当任一节点获得帧后，将获得帧的节点作为主节点并控制所述主节点与距该主节点预设范围内的其他节点建立所述待分配的帧对应的双向信道通信链路。

2.如权利要求1所述的基于超帧的自组网方法，其特征在于，在所述通过所述物理层帧结构构建所述自组网的双向信道通信链路结构的步骤之后，所述方法还包括：

基于所述物理层帧结构和所述双向信道通信链路结构，在超帧周期内通过采用集中式分配法为自组网中的节点分配帧，从而在将分配到帧的节点作为主节点后，控制所述主节点通过分配到的帧与预设范围内的其他节点建立双向信道通信链路，其中，所述在超帧周期内通过采用集中式分配法为自组网中的节点分配帧，从而在将分配到帧的节点作为主节点后，控制所述主节点通过分配到的帧与预设范围内的其他节点建立双向信道通信链路的步骤包括：

设置自组网中任一节点为中心节点以及除所述中心节点外的其他节点为非中心节点；

在网络初始化后将超帧周期内所有帧分配给中心节点，使得该中心节点作为主节点，并控制所述主节点通过分配到的帧与距该主节点预设范围内的非中心节点建立所述分配到的帧对应的双向信道通信链路，并将距离所述主节点预设范围内的非中心节点作为从节点；

将从节点作为帧分配节点，并判断所述帧分配节点是否存在空闲帧；

当所述帧分配节点未存在空闲帧时，控制该帧分配节点向其对应的主节点发送帧请求信息；

当所述帧分配节点接收到帧时，控制该帧分配节点作为主节点并通过接收到的帧与距该帧分配节点预设范围内的其他非中心节点建立接收到的帧对应的双向信道通信链路；

返回执行判断所述帧分配节点是否存在空闲帧的步骤，和/或，将所述其他非中心节点作为帧分配节点，并返回执行判断所述帧分配节点是否存在空闲帧的步骤，直至任一节点与其预设范围的所有其他节点均建立双向信道通信链路为止。

3.如权利要求2所述的基于超帧的自组网方法，其特征在于，所述判断所述帧分配节点是否存在空闲帧步骤后还包括：

当所述帧分配节点存在空闲帧时，控制该帧分配节点作为主节点并通过空闲帧与距该帧分配节点预设范围内的其他非中心节点建立所述空闲帧对应的双向信道通信链路；

返回执行判断所述帧分配节点是否存在空闲帧的步骤，和/或，将所述其他非中心节点作为帧分配节点，并返回执行判断所述帧分配节点是否存在空闲帧的步骤，直至任一节点与其预设范围的所有其他节点均建立双向信道通信链路为止。

4.如权利要求2所述的基于超帧的自组网方法，其特征在于，所述帧请求信息包括帧分配节点的物理地址。

5.一种基于超帧的自组网装置，其特征在于，包括：

第一构建模块，用于构建自组网的物理层帧结构，其中，所述物理层帧结构包括根据时间的推进划分的多个超帧周期，每个超帧周期由多个帧组成，每个帧依次设置有一个前向时隙、一个保护时隙和一个反向时隙；

第二构建模块，用于通过所述物理层帧结构构建所述自组网的双向信道通信链路结构，其中，所述双向信道通信链路结构包括用于在帧的前向时隙进行信息传输的下行信道和用于在帧的反向时隙进行信息传输的上行信道，所述自组网中节点数越多，超帧周期内帧的数目越大，所述自组网的拓扑结构越复杂，超帧周期内帧的数目越大；

分配帧模块，用于在超帧周期内通过采用分布式分配法为自组网中的节点分配帧；

建立通信链路模块，用于使分配到帧的节点作为主节点，并控制该主节点通过分配到的帧与距该主节点预设范围内的其他节点建立所述分配到的帧对应的双向信道通信链路，其中，所述在超帧周期内通过采用分布式分配法为自组网中的节点分配帧，从而在将分配到帧的节点作为主节点后，控制所述主节点通过分配到的帧与预设范围内的其他节点建立双向信道通信链路的步骤包括：

按照预设顺序依次在超帧周期内选择待分配的帧；

每次选择到待分配的帧后，采用竞争机制将选择的待分配的资源分配给任一节点；

当任一节点获得帧后，将获得帧的节点作为主节点并控制所述主节点与距该主节点预设范围内的其他节点建立所述待分配的帧对应的双向信道通信链路。

6.一种基于超帧的自组网节点终端，其特征在于，所述节点终端包括：通信模块、存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至4中任一项所述的基于超帧的自组网方法的步骤。

7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4中任一项所述的基于超帧的自组网方法的步骤。

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