CN110167189B - 无线传输冲突避免方法以及装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种无线传输冲突避免方法以及装置，通过在无线传输网络中，中心节点在获取到子节点发送的报文后，计算出该子节点下一次接收数据的时刻以及下一次报文发送时刻，在中心节点获取到服务器发送的ACK时，在所述ACK中添加所述下一次报文发送时刻，得到新的ACK，并在该子节点下一次接收数据的时刻来临时，将新的ACK发送给子节点，使得子节点可以基于新的ACK中指出的该子节点下一次报文发送时刻调整自身的发送报文的时间，从而避免冲突。

Description

无线传输冲突避免方法以及装置

技术领域

本申请涉及无线传输领域，具体而言，涉及一种无线传输冲突避免方法以及装置。

背景技术

在无线传输网络中，中心节点和子节点共用一个信道，任意时刻只能一个节点处于发送状态，接收者才能正确接收报文。如果某一时刻有两个或以上的节点处于发送状态，期望的接收者并不能收到正确的报文，称为冲突。设计无线传输协议的一个重要的任务就是要尽量避免冲突。

在传统的无线传输网络中，冲突避免的方法是发送数据前先检测信道是否空闲，如果空闲就发送，然后立即接收ACK；如果信道忙，就等待一段时间再检测。但这种随机检测-发送的机制，会浪费一定的发送时间，导致一些时间没有任何节点在发送，而另外一些时间又有很多节点想发送，可是由于随机检测-发送的机制，会导致有些节点的发送时间晚于要求的发送时间。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例的目的在于提供一种无线传输冲突避免方法以及装置，以缓解随机检测-发送的机制引起的发送时间晚于要求的发送时间的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种无线传输冲突避免方法，应用于无线传输中的中心节点，所述方法包括：获取到子节点发送的报文后，记录获取的时刻并将所述报文转发给服务器，所述报文包括所述子节点下一次接收数据的时间间隔；基于所述时刻以及所述时间间隔计算得到所述子节点下一次接收数据的时刻；基于所述时刻以及预先保存的发送偏移量以及预先保存的发送周期计算得到所述子节点的下一次报文发送时刻；获取所述服务器反馈的ACK；在所述ACK中添加所述下一次报文发送时刻，得到新的ACK；在检测达到所述子节点的所述下一次接收数据的时刻时，将所述新的ACK发送给所述子节点。

第二方面，本申请实施例提供了一种无线传输冲突避免装置，应用于无线传输中的中心节点，所述装置包括：发送模块，用于获取到子节点发送的报文后，记录获取的时刻并转发给服务器，所述报文包括所述子节点下一次接收数据的时间间隔；计算模块，用于基于所述时刻以及所述时间间隔计算得到所述子节点下一次接收数据的时刻；所述计算模块，还用于基于所述时刻以及预先保存的发送偏移量以及预先保存的发送周期计算得到所述子节点的下一次报文发送时刻；获取模块，用于获取所述服务器反馈的ACK；添加模块，用于在所述ACK中添加所述下一次报文发送时刻，得到新的ACK；所述发送模块，还用于在检测达到所述子节点的所述下一次接收数据的时刻时，将所述新的ACK发送给所述子节点。

与现有技术相比，本申请各实施例提出的无线传输冲突避免方法以及装置的有益效果是：在无线传输网络中，中心节点在获取到子节点发送的报文后，计算出该子节点下一次接收数据的时刻以及下一次报文发送时刻，在中心节点获取到服务器发送的ACK时，在所述ACK中添加所述下一次报文发送时刻，得到新的ACK，并在该子节点下一次接收数据的时刻来临时，将新的ACK发送给子节点，使得子节点可以基于新的ACK中指出的该子节点下一次报文发送时刻调整自身的发送报文的时间，从而避免冲突。

为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的无线传输网络中各部件进行交互的示意图；

图2为本申请实施例提供的中心节点的结构框图；

图3为本申请第一实施例提供的一种无线传输冲突避免方法的流程图；

图4为本申请第一实施例提供的一种无线传输冲突避免方法的流程图；

图5为本申请第二实施例提供的一种无线传输冲突避免装置的结构框图；

图6为本申请第二实施例提供的一种无线传输冲突避免装置的结构框图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1所示，是本申请实施例提供的无线传输网络中的中心节点100、子节点200以及服务器300进行交互的示意图。所述服务器300通过网络与一个或多个中心节点100进行通信连接(例如通过移动运营商提供的3G或4G网络进行IP连接)，以进行数据通信或交互；所述中心节点100与多个子节点200进行无线通信连接(例如蓝牙、WIFI、ZigBee)，以进行数据通信或交互。所述服务器200可以是网络服务器、数据库服务器、云服务器等。所述子节点200可以是各类传感器。

数据传输过程为：子节点200将采集的数据，通过无线传输冲突避免方法传输到中心节点100，中心节点100通过运营商移动网络将传感器数据中转到服务器300，服务器300将数据处理后，通过运营商移动网络将ACK下发到中心节点100，中心节点100又使用无线传输冲突避免方法将ACK中转到子节点200。

如图2所示，是所述中心节点100的方框示意图。所述中心节点100包括：无线传输冲突避免装置、存储器110、存储控制器120、处理器130、外设接口140、输入输出单元150。

所述存储器110、存储控制器120、处理器130、外设接口140、输入输出单元150各元件相互之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。所述无线传输冲突避免装置包括至少一个可以软件或固件(firmware)的形式存储于所述存储器110中或固化在中心节点的操作系统(operating system，OS)中的软件功能模块。所述处理器130用于执行存储器110中存储的可执行模块，例如所述无线传输冲突避免装置包括的软件功能模块或计算机程序。

其中，存储器110可以是，但不限于，随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，只读存储器(Read Only Memory，ROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-OnlyMemory，PROM)，可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM)，电可擦除只读存储器(Electric Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)等。其中，存储器110用于存储程序，所述处理器130在接收到执行指令后，执行所述程序，前述本申请实施例任一实施例揭示的流程定义的中心节点100所执行的方法可以应用于处理器130中，或者由处理器130实现。

处理器130可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。上述的处理器130可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

所述外设接口140将各种输入/输出装置耦合至处理器130以及存储器110。在一些实施例中，外设接口140，处理器130以及存储控制器120可以在单个芯片中实现。在其他一些实例中，他们可以分别由独立的芯片实现。

输入输出单元150用于提供给用户输入数据实现用户与中心节点100的交互。所述输入输出单元150可以是，但不限于，鼠标和键盘等。

第一实施例

请参照图3，图3是本申请第一实施例提供的一种无线传输冲突避免方法的流程图，所述方法应用于中心节点。下面将对图3所示的流程进行详细阐述，所述方法包括：

步骤S110：获取到子节点发送的报文后，记录获取的时刻并将所述报文转发给服务器。

其中，本实施中的子节点在向中心节点发送报文后，需要等一段固定时间A才可以开始接受ACK。

因此，在中心节点获取到的所述报文中，包括发送该报文的子节点下一次接收数据的时间间隔A。

中心节点在获取到报文后，可以记录获取到报文的时刻B，并将报文转发给服务器。

可选的，获取到同一个子节点发送的报文的中心节点的数量可以为多个，每个获取到所述报文的中心节点均需要记录获取报文的时刻，并将所述报文转发给服务器。

步骤S120：基于所述时刻以及所述时间间隔计算得到所述子节点下一次接收数据的时刻。

可选的，中心节点可以将获取到报文的时刻B加上所述时间间隔A，计算得到所述子节点下一次接收数据的时刻A+B，该时刻为子节点可以获取到中心节点发送的ACK的时间。

步骤S130：基于所述时刻以及预先保存的发送偏移量以及预先保存的发送周期计算得到所述子节点的下一次报文发送时刻。

可选的，中心节点可以将获取到报文的时刻B加上预先保存的发送偏移量C以及预先保存的发送周期D，计算得到所述子节点的下一次报文发送时刻B+C+D。

下面将对中心节点如何决定子节点下一次数据发送偏移量C以及发送周期D进行介绍：

可选的，请参看图4，在步骤S110之前，所述方法还可以包括：

步骤S101：基于述预先保存的发送周期，为建立无线连接的多个子节点中的每一个子节点均匀分配数据发送时刻。

在每个由中心节点和多个子节点组成的无线网络中，中心节点可以预先确定一个周期D以及发送偏移量C。

在该周期内，每个子节点都需要向中心节点发送报文，且发送间隔相同。因此，针对每个子节点，中心节点需要为该子节点确定发送数据的时刻，以保证每个子节点的发送间隔是均等的。

比如，一个中心节点能收到周围1000个子节点的数据报文，该中心节点就按照一定的周期D，将这1000个子节点在D内的发送时刻分配出来。

针对某一个特定的子节点，假如在D内被分配的发送数据的时刻为T1，而中心节点实际收到该子节点的报文的时刻为T2，那么，中心节点可以根据T1和T2的差值大小，对子节点的发送时刻警醒调整。

可选的，当T1和T2相差很小，例如小于预设范围值时，属于子节点系统时钟误差带来的偏差范围内，此时，中心节点就通过修改子节点的发送周期D来实现子节点发送周期D的校准。可选的，校准的方式可以采用将D增加一个较小值，例如增加(T1-T2)/4。

可选的，当T1和T2相差很大，例如大于预设范围值时，中心节点通过修改子节点下次发送数据的发送偏移量C来实现对子节点起始发送偏C移量的修改。可选的，修改方式可以采用C＝T1-T2。

步骤S140：获取所述服务器反馈的ACK。

中心节点在向服务器发送报文后，可以生产ACK反馈给中心节点。

可选的，当获取到子节点发送的报文的中心节点的数量为多个，且每个获取到所述报文的中心节点均记录获取的时刻并将所述报文转发给服务器时，其中一个所述中心节点获取所述服务器反馈的ACK，此时，所述中心节点为所述服务器随机选择得到。

步骤S150：在所述ACK中添加所述下一次报文发送时刻，得到新的ACK。

中心节点在获取到ACK后，可以将计算得到的子节点的下一次报文发送时刻添加到ACK内，得到新的ACK。

步骤S160：在检测达到所述子节点的所述下一次接收数据的时刻时，将所述新的ACK发送给所述子节点。

中心节点在检测到当前时刻达到前文所描述的节点的所述下一次接收数据的时刻时(A+B)，将包括该子节点下一次报文发送时刻(B+C+D)的新的ACK发送给该子节点。

子节点在获取到新的ACK后，可以按照新的ACK中所包括的下一次报文发送时刻指示，将下一次发送数据的时刻调整为：上一次发送时刻加上C再加上D。

可选的，子节点可以在多个中心节点间移动，此时，可能存在中心节点的覆盖范围重叠的情况。在多个中心节点的覆盖范围重叠的情况下，可选的，相邻中心节点可采用不用的频率，此时，子节点通过扫描各个频率来尝试通信的方式，可以避免一个子节点被多个中心节点分配传输时隙。

本申请第一实施例所提供的一种无线传输冲突避免方法，在无线传输网络中，中心节点在获取到子节点发送的报文后，通过计算出该子节点下一次接收数据的时刻以及下一次报文发送时刻，在中心节点获取到服务器发送的ACK时，在所述ACK中添加所述下一次报文发送时刻，得到新的ACK，并在该子节点下一次接收数据的时刻来临时，将新的ACK发送给子节点，使得子节点可以基于新的ACK中指出的该子节点下一次报文发送时刻调整自身的发送报文的时间，从而避免冲突。由于子节点下一次接收数据的时间间隔是固定的，因此，子节点可在等待这段时间休眠，仍然可以省电。

第二实施例

请参照图5，图5是本申请第二实施例提供的一种无线传输冲突避免装置400的结构框图。下面将对图5所示的结构框图进行阐述，所示装置可以包括：

发送模块410，用于获取到子节点发送的报文后，记录获取的时刻并转发给服务器，所述报文包括所述子节点下一次接收数据的时间间隔；

计算模块420，用于基于所述时刻以及所述时间间隔计算得到所述子节点下一次接收数据的时刻；

所述计算模块420，还用于基于所述时刻以及预先保存的发送偏移量以及预先保存的发送周期计算得到所述子节点的下一次报文发送时刻；

获取模块430，用于获取所述服务器反馈的ACK；

添加模块440，用于在所述ACK中添加所述下一次报文发送时刻，得到新的ACK；

所述发送模块410，还用于在检测达到所述子节点的所述下一次接收数据的时刻时，将所述新的ACK发送给所述子节点。

可选的，所述计算模块420，用于将所述时刻加上所述时间间隔，计算得到所述子节点下一次接收数据的时刻。

可选的，所述计算模块420，还用于将所述时刻加上预先保存的发送偏移量以及预先保存的发送周期，计算得到所述子节点的下一次报文发送时刻。

可选的，请参看图6，所述装置还可以包括：

分配模块450，用于基于述预先保存的发送周期，为建立无线连接的多个子节点中的每一个子节点均匀分配数据发送时刻。

本实施例对无线传输冲突避免的装置400的各功能模块实现各自功能的过程，请参见上述图1至图4所示实施例中描述的内容，此处不再赘述。

综上所述，本申请实施例提出的一种无线传输冲突避免方法以及装置，通过在无线传输网络中，中心节点在获取到子节点发送的报文后，计算出该子节点下一次接收数据的时刻以及下一次报文发送时刻，在中心节点获取到服务器发送的ACK时，在所述ACK中添加所述下一次报文发送时刻，得到新的ACK，并在该子节点下一次接收数据的时刻来临时，将新的ACK发送给子节点，使得子节点可以基于新的ACK中指出的该子节点下一次报文发送时刻调整自身的发送报文的时间，从而避免冲突。由于子节点下一次接收数据的时间间隔是固定的，因此，子节点可在等待这段时间休眠，仍然可以省电。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案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一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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、物品或者设备不仅包括那些要素，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、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种无线传输冲突避免方法，其特征在于，应用于无线传输中的中心节点，所述方法包括：

获取到子节点发送的报文后，记录获取的时刻并将所述报文转发给服务器，所述报文包括所述子节点下一次接收数据的时间间隔；

基于所述时刻以及所述时间间隔计算得到所述子节点下一次接收数据的时刻；

基于所述获取的时刻以及预先保存的发送偏移量以及预先保存的发送周期计算得到所述子节点的下一次报文发送时刻；

获取所述服务器反馈的ACK；

在所述ACK中添加所述下一次报文发送时刻，得到新的ACK；

在检测达到所述子节点的所述下一次接收数据的时刻时，将所述新的ACK发送给所述子节点；

其中，在所述获取到子节点发送的报文之前，所述方法还包括：基于述预先保存的发送周期，为建立无线连接的多个子节点中的每一个子节点均匀分配数据发送时刻；其中，当其中一个子节点被分配的发送报文的时刻与所述中心节点实际接收到该节点发送的报文的时刻存在差异时；所述中心节点还用于通过修改该子节点的发送周期或该子节点的发送偏移量来进行时刻调整。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述时刻以及所述时间间隔计算得到所述子节点下一次接收数据的时刻，包括：

将所述时刻加上所述时间间隔，计算得到所述子节点下一次接收数据的时刻。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述获取的时刻以及预先保存的发送偏移量以及预先保存的发送周期计算得到所述子节点的下一次报文发送时刻，包括：

将所述获取的时刻加上预先保存的发送偏移量以及预先保存的发送周期，计算得到所述子节点的下一次报文发送时刻。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取到子节点发送的报文的中心节点的数量为多个，所述记录获取的时刻并转发给服务器，包括：

每个获取到所述报文的中心节点均记录获取的时刻并将所述报文转发给服务器；

相应的，所述获取所述服务器反馈的ACK，包括：

其中一个所述中心节点获取所述服务器反馈的ACK，所述中心节点为所述服务器随机选择。

5.一种无线传输冲突避免装置，其特征在于，应用于无线传输中的中心节点，所述装置包括：

发送模块，用于获取到子节点发送的报文后，记录获取的时刻并转发给服务器，所述报文包括所述子节点下一次接收数据的时间间隔；

计算模块，用于基于所述时刻以及所述时间间隔计算得到所述子节点下一次接收数据的时刻；

所述计算模块，还用于基于所述获取的时刻以及预先保存的发送偏移量以及预先保存的发送周期计算得到所述子节点的下一次报文发送时刻；

获取模块，用于获取所述服务器反馈的ACK；

添加模块，用于在所述ACK中添加所述下一次报文发送时刻，得到新的ACK；

所述发送模块，还用于在检测达到所述子节点的所述下一次接收数据的时刻时，将所述新的ACK发送给所述子节点；

其中，所述装置还包括：分配模块；用于在所述获取到子节点发送的报文之前，基于述预先保存的发送周期，为建立无线连接的多个子节点中的每一个子节点均匀分配数据发送时刻；其中，当其中一个子节点被分配的发送报文的时刻与所述中心节点实际接收到该节点发送的报文的时刻存在差异时；所述中心节点还用于通过修改该子节点的发送周期或该子节点的发送偏移量来进行时刻调整。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述计算模块，用于将所述时刻加上所述时间间隔，计算得到所述子节点下一次接收数据的时刻。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述计算模块，还用于将所述获取的时刻加上预先保存的发送偏移量以及预先保存的发送周期，计算得到所述子节点的下一次报文发送时刻。

8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，获取到子节点发送的报文的中心节点的数量为多个，

所述发送模块，用于将每个获取到所述报文的中心节点均记录获取的时刻并将所述报文转发给服务器；

相应的，其中一个所述中心节点基于所述获取模块，获取所述服务器反馈的ACK，所述中心节点为所述服务器随机选择。

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