CN110446272B - 一种多时隙csma通信方法、装置、设备、系统及存储介质 - Google Patents
一种多时隙csma通信方法、装置、设备、系统及存储介质 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种多时隙CSMA通信方法、装置、设备、系统和计算机存储介质，方法包括：搜索由中间设备下发的信标；当搜索到信标时，对信标周期进行轮询；其中，所述信标周期包括上行时隙以及下行时隙；当轮询到所述信标周期上的上行时隙时，检测当前缓存中是否存在待发送的数据包；当判断当前缓存有待发送的数据包时，提取所述数据包，并在下一个上行时隙的起始时间节点进行频点空闲检测；当检测到所述下一个上行时隙存在空闲频点时，则将提取的所述数据包基于所述空闲频点发送给中间设备。本发明实现了多时隙CSMA通信设备不需要入网操作并且不需要分配指定的时隙，就能实现在一个网络中对设备进行无限扩容。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种多时隙CSMA通信方法、装置、设备、系统及存储介质。
背景技术
时分多址，是一种为实现共享传输介质(一般是无线电领域)或者网络的通信技术。它允许多个用户在不同的时间片(时隙)来使用相同的频率。它把时间分割成周期性的帧，每一个帧再分割成若干个时隙向基站发送信号，在满足定时和同步的条件下，基站可以分别在各时隙中接收到各移动终端的信号而不混扰。
但是，传统的基于LoRa的时分多址协议存在一个很明显的缺陷，即在同一个网络中，每一个设备占有一个时隙，而时隙的数量是固定的，因此设备的数量也是固定的，若要实现设备数量的扩容，则需要增加网络的数量，从而增加部署基站所带来的额外成本。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种多时隙CSMA通信方法、装置、设备、系统及存储介质，实现了多时隙CSMA通信设备不需要入网操作并且不需要分配指定的时隙，就能实现在一个网络中对设备进行无限扩容。
第一方面，本发明实施例提供了一种多时隙CSMA通信方法，包括：
搜索由中间设备下发的信标；
当搜索到信标时，对信标周期进行轮询；其中，所述信标周期包括上行时隙以及下行时隙；
当轮询到所述信标周期上的上行时隙时，检测当前缓存中是否存在待发送的数据包；
当判断当前缓存有待发送的数据包时，提取所述数据包，并在下一个上行时隙的起始时间节点进行频点空闲检测；
当检测到所述下一个上行时隙存在空闲频点时，则将提取的所述数据包基于所述空闲频点发送给中间设备。
优选地，当判断当前缓存有待发送的数据包时，提取所述数据包，并在下一个上行时隙的起始时间节点进行频点空闲检测，具体为：
当判断当前缓存有待发送的数据包时，提取所述数据包，并在下一个上行时隙的起始时间节点随机获取下一个上行时隙的N个跳频频点；
依次对N个跳频频点进行空闲频点检测，以判断这N个跳频频点是否存在空闲频点。
优选地，还包括：
当检测到N个跳频频点都不是空闲频点时，判断所述下一个上行时隙不存在空闲频点，并对再下一个上行时隙进行频点空闲检测；
当检测连续M个上行时隙都不存在空闲频点时，则在连续M个上行时隙的下一个上行时隙启用预先设置的第一预留频点；
当继续检测连续S个上行时隙的第一空闲频点都不存在空闲时，则在连续S个上行时隙的下一个上行时隙启用预先设置的第二预留频点，直至数据包发送成功；其中，所述第一预留频点和所述第二预留频点为用于信道拥堵时，为数据包的传输预先设置的预留频点。
优选地，还包括：
搜索由中间设备下发的信标；
当搜索到信标时，对信标周期进行轮询；其中，所述信标周期包括上行时隙以及下行时隙；
当轮询到所述信标周期上的下行时隙时，对每个下行时隙的起始时间节点进行频点空闲检测；
当检测所述频点不存在空闲时，则打开接收窗口接收所述中间设备发送的数据包。
第二方面，本发明实施例提供了一种多时隙CSMA通信装置，包括：
信标搜索单元，用于搜索由中间设备下发的信标；
信标轮询单元，用于当搜索到信标时，对信标周期进行轮询；其中，所述信标周期包括上行时隙以及下行时隙；
数据包检测单元，用于当轮询到所述信标周期上的上行时隙时，检测当前缓存中是否存在待发送的数据包；
频点空闲检测单元，用于当判断当前缓存有待发送的数据包时，提取所述数据包，并在下一个上行时隙的起始时间节点进行频点空闲检测；
数据包发送单元，用于当检测到所述下一个上行时隙存在空闲频点时，则将提取的所述数据包基于所述空闲频点发送给中间设备。
优选地，频点空闲检测单元，具体用于：
数据包提取模块，用于当判断当前缓存有待发送的数据包时，提取所述数据包，并在下一个上行时隙的起始时间节点随机获取下一个上行时隙的N个跳频频点；
空闲频点检测模块，用于依次对N个跳频频点进行空闲频点检测，以判断这N个跳频频点是否存在空闲频点。
优选地，还包括：
N个跳频频点检测单元，用于当检测到N个跳频频点都不是空闲频点时，判断所述下一个上行时隙不存在空闲频点，并对再下一个上行时隙进行频点空闲检测；
第一预留频点启用单元，用于当检测连续M个上行时隙都不存在空闲频点时，则在连续M个上行时隙的下一个上行时隙启用预先设置的第一预留频点；
第二预留频点启用单元，用于当继续检测连续S个上行时隙的第一空闲频点都不存在空闲时，则在连续S个上行时隙的下一个上行时隙启用预先设置的第二预留频点，直至数据包发送成功；其中，所述第一预留频点和所述第二预留频点为用于信道拥堵时，为数据包的传输预先设置的预留频点。
优选地，还包括：
搜索单元，用于搜索由中间设备下发的信标；
轮询单元，用于当搜索到信标时，对信标周期进行轮询；其中，所述信标周期包括上行时隙以及下行时隙；
下行时隙的频点空闲检测单元，用于当轮询到所述信标周期上的下行时隙时，对每个下行时隙的起始时间节点进行频点空闲检测；
窗口打开单元，用于当检测所述频点不存在空闲时，则打开接收窗口接收所述中间设备发送的数据包。
第三方面，本发明实施例还提供了一种多时隙CSMA通信设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器内的计算机程序，所述计算机程序能够被所述处理器执行以实现上述的多时隙CSMA通信方法。
第四方面，本发明实施例还提供了一种多时隙CSMA通信系统，包括平台、中间设备以及如权利要求6所述的多时隙CSMA通信设备；其中，
所述多时隙CSMA通信设备，用于搜索由中间设备下发的信标；当搜索到信标时，对信标周期进行轮询；其中，所述信标周期包括上行时隙以及下行时隙；当轮询到所述信标周期上的上行时隙时，检测当前缓存中是否存在待发送的数据包；当判断当前缓存有待发送的数据包时，提取所述数据包，并在下一个上行时隙的起始时间节点进行频点空闲检测；当检测到所述下一个上行时隙存在空闲频点时，则将提取的所述数据包基于所述空闲频点发送给中间设备；
所述中间设备，用于下发信标，并对所述信标进行转发以及接收所述多时隙CSMA通信设备基于所述空闲频点发送的数据包。
优选地，所述中间设备包括中继以及基站；其中，
所述基站，用于下发信标；
所述中继，用于搜索由所述基站下发的信标，并在搜索到信标后，将所述信标转发给所述多时隙CSMA通信设备，以使得所述基站与所述多时隙CSMA通信设备的时间同步；在每个时隙的上行时隙持续预设时间内开启接收窗口，以接收所述多时隙CSMA通信设备发送的数据包；计算接收所述数据包空中耗时，并当判断当前时隙的上行时隙能完成数据包传输时，则直接进行发送；当判断当前时隙的上行时隙不能完成数据包传输时，则对下一个时隙的上行时隙的起始时间点进行频点空闲检测；当检测下一个时隙的上行时隙的所述频点空闲时，则将接收的所述数据包发送给基站；当检测下一个时隙的上行时隙的所述频点不为空闲时，则继续检测再下一个上行时隙。
优选地，所述中继，还用于搜索由所述基站下发的信标，并在搜索到信标后，将所述信标转发给所述多时隙CSMA通信设备，以使得所述基站与所述多时隙CSMA通信设备的时间同步；在每个下行时隙的起始时间节点进行频点空闲检测；当检测所述频点不为空闲时，打开接收窗口以接收下行数据包，并在接收完所述下行数据包后，在下一个时隙的下行时隙的起始时间点将所述数据包发送至所述多时隙CSMA通信设备，并在检测下一个时隙的下行时隙的所述频点空闲时，完成数据包传输。
第五方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如上述的多时隙CSMA通信方法。
上述一个实施例中，通过搜索由中间设备下发的信标，并在搜索到信标时，对信标周期进行轮询；当轮询到所述信标周期上的上行时隙时，以及检测到有数据包发送时，在下一个上行时隙的起始时间节点进行频点空闲检测，当检测到所述下一个上行时隙存在空闲频点时，则将提取的所述数据包基于所述空闲频点发送给中间设备。从而实现所述多时隙CSMA通信设备不需要入网操作并且不需要分配指定的时隙，就能实现在一个网络中对设备进行无限扩容。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，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的附图。
图1是本发明第一实施例提供的多时隙CSMA通信方法的流程示意图。
图2是本发明第一实施例提供的多时隙CSMA通信设备上行工作原理的流程示意图。
图3是本发明第一实施例提供的信标周期的时序图。
图4是本发明第一实施例提供的信标周期的时间分布图。
图5是本发明第一实施例提供的多时隙CSMA通信设备下行工作原理的流程示意图。
图6是本发明第二实施例提供的多时隙CSMA通信装置的结构示意图。
图7是本发明第三实施例提供的多时隙CSMA通信设备的结构示意图。
图8是本发明第二实施例提供的中继的上行工作原理的流程示意图。
图9是本发明第二实施例提供的中继的下行工作原理的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。
应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。
实施例中提及的“第一\第二”仅仅是是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，“第一\第二”在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序。应该理解“第一\第二”区分的对象在适当情况下可以互换，以使这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
实施例一：
请参阅图1至图5，本发明第一实施例提供了一种多时隙CSMA通信方法，其可由多时隙CSMA通信设备来执行，特别的，由多时隙CSMA通信设备内的一个或多个处理器来执行，并至少包括如下步骤：
S101，搜索由中间设备下发的信标。
在本实施例中，所述中间设备包括基站以及中继；所述基站可使用任意具有稳定不漂移特性的时钟，使得所述多时隙CSMA通信设备与所述基站之间的时间同步，具体地，所述基站下发信标至所述多时隙CSMA通信设备，使得所述多时隙CSMA通信设备根据所述信标发送时间矫正自身系统时钟。
具体地，所述基站使用信标频点对所有所述多时隙CSMA通信设备群广播信标。所述中继，用于在所述多时隙CSMA通信设备接收不到所述基站下发的信标时，通过所述中继进行信标转发。其中，所述多时隙CSMA通信设备与所述基站通过lora协议进行通信；所述中继通过lora协议与所述多时隙CSMA通信设备进行通信；所述中继通过lora协议与所述基站进行通信。
在本实施例中，所述多时隙CSMA通信设备搜索信标方式为：通过打开一个持续的接收窗口，等待所述中间设备下发的信标，直至接收所述中间设备下发的信标，并在接收到信标后矫正系统时钟，然后，在矫正系统时钟之后便可在指定的时间节点打开接收窗口进行信标的接收。具体地，由于初始时，所述多时隙CSMA通信设备和所述中间设备之间时间没有进行同步，所以不可能在指定的时间点去接收信标，只能通过打开持续的接收窗口去接收所述中间设备下发的信标，当接收到信标之后，所述多时隙CSMA通信设备和所述中间设备之间时间就进行了同步，所以就可以在所述中间设备下发信标的时候再打开接收窗口，能够节省搜索信标带来的功耗。
S102，当搜索到信标时，对信标周期进行轮询；其中，所述信标周期包括上行时隙以及下行时隙。
参见图3，所述基站会选定其中一个时间节点作为信标的发起时间点，从发起时间点开始间隔每个信标周期进行发送，并将所述一个信标周期划分为信标传输时间、信标保护时间、n个上行时隙以及n个下行时隙，其中，各个信标传输时间、信标保护时间、n个上行时隙以及n个下行时隙的时间说明如图4所示。
S103，当轮询到所述信标周期上的上行时隙时，检测当前缓存中是否存在待发送的数据包。
S104，当判断当前缓存有待发送的数据包时，提取所述数据包，并在下一个上行时隙的起始时间节点进行频点空闲检测。
在本实施例中，当多时隙CSMA通信设备轮询到上行时隙时会检测自身的环形缓存中是否有数据包，当判断当前缓存有待发送的数据包时，则会从环形缓存中进行提取所述数据包，并在下一个上行时隙的起始时间节点随机获取下一个上行时隙的N个跳频频点；依次对N个跳频频点进行空闲频点检测，以判断这N个跳频频点是否存在空闲频点。例如，假设一个上行时隙包括6个跳频频点，则在下一个时隙的上行时隙起始时间点在6个随机跳频频点中选取一个频点进行空闲频点检测(CAD检测)，若此时该频点繁忙则会在其余5个随机跳频频点中继续进行CAD检测，直至检测到空闲频点为止，若6个随机跳频频点均繁忙，则等待下一个时隙再进行频点空闲检测。
S105，当检测到所述下一个上行时隙存在空闲频点时，则将提取的所述数据包基于所述空闲频点发送给中间设备。
综上，通过搜索由中间设备下发的信标，并在搜索到信标时，对信标周期进行轮询；当轮询到所述信标周期上的上行时隙时，以及检测到有数据包发送时，在下一个上行时隙的起始时间节点进行频点空闲检测，当检测到所述下一个上行时隙存在空闲频点时，则将提取的所述数据包基于所述空闲频点发送给中间设备。从而实现所述多时隙CSMA通信设备不需要入网操作并且不需要分配指定的时隙，就能实现在一个网络中对设备进行无限扩容。
在上述实施例的基础上，在一个优选实施例中，还包括：当检测到N个跳频频点都不是空闲频点时，判断所述下一个上行时隙不存在空闲频点，并对再下一个上行时隙进行频点空闲检测；当检测连续M个上行时隙都不存在空闲频点时，则在连续M个上行时隙的下一个上行时隙启用预先设置的第一预留频点；当继续检测连续S个上行时隙的第一空闲频点都不存在空闲时，则在连续S个上行时隙的下一个上行时隙启用预先设置的第二预留频点，直至数据包发送成功；其中，所述第一预留频点和所述第二预留频点为用于信道拥堵时，为数据包的传输预先设置的预留频点。通过预留另外的跳频频点，使无法发送数据包的多时隙CSMA通信设备可以有频点将数据包发送出去，从而降低网络信道的拥堵程度，保证在网络极度拥堵的情况下所述多时隙CSMA通信设备都有频点可以发送。
在本实施例中，所述频点用于传输数据包使用，若跳频频点一直都被其中一个所述多时隙CSMA通信设备占用，那么有一部分的多时隙CSMA通信设备的数据包就发不出去了，此时，通过预留另外的跳频频点，使无法发送数据包的多时隙CSMA通信设备可以有频点将数据包发送出去，从而降低网络信道的拥堵程度，保证在网络极度拥堵的情况下所述多时隙CSMA通信设备都有频点可以发送。例如，假设一个上行时隙的频点为8个，那么设置其中6个为跳频频点，1个为第一预留频点，1个为第二预留频点，若出现连续3个上行时隙的6个跳频频点的CAD检测均繁忙，则会在连续3个上行时隙的下一个上行时隙启用第一预留频点的作为优先通道把数据包发送出去，可以理解的是，也会出现第一预留频点的CAD检测均繁忙情况，此时若假设存在连续2个上行时隙的第一预留频点的CAD检测也处于繁忙状态，则会在连续2个时隙的第一预留频点下一个上行时隙启用第二预留频点，并一直启用第二预留频点到数据包发送成功为止。当然，需要说明的是，假设第一预留频点都已被占空，且启用的所有第二预留频点也都已同时被设备占用，则等待下一个时隙再进行频点空闲检测。
在上述实施例的基础上，在一个优选实施例中，还包括：搜索由中间设备下发的信标；当搜索到信标时，对信标周期进行轮询；其中，所述信标周期包括上行时隙以及下行时隙；当轮询到所述信标周期上的下行时隙时，对每个下行时隙的起始时间节点进行频点空闲检测；当检测所述频点不存在空闲时，则打开接收窗口接收所述中间设备发送的数据包。
参见图5，在本实施例中，所述多时隙CSMA通信设备开机之后会进入信标搜索状态，持续地打开接收窗口，等待所述基站下发的信标，直至接收到为止。当设备成功接收到信标之后就会打开下行时隙。当多时隙CSMA通信设备轮询到每个下行时隙时都会在下行时隙的起始时间点进行一次唤醒并进行CAD检测，若此时信道中有前导码，则会打开接收窗口直至数据全部接收完成；若CAD检测空闲则会继续休眠，等待下一个下行时隙继续唤醒进行CAD检测。其中，因为跳频频点不空闲才说明基站有下发了数据，此时说明该跳频频点正在传输所述基站下发的数据包。
本发明第二实施例：
参见图6，本发明第二实施例提供了第二方面，本发明实施例提供了一种多时隙CSMA通信装置，包括：
信标搜索单元100，用于搜索由中间设备下发的信标；
信标轮询单元200，用于当搜索到信标时，对信标周期进行轮询；其中，所述信标周期包括上行时隙以及下行时隙；
数据包检测单元300，用于当轮询到所述信标周期上的上行时隙时，检测当前缓存中是否存在待发送的数据包；
频点空闲检测单元400，用于当判断当前缓存有待发送的数据包时，提取所述数据包，并在下一个上行时隙的起始时间节点进行频点空闲检测；
数据包发送单元500，用于当检测到所述下一个上行时隙存在空闲频点时，则将提取的所述数据包基于所述空闲频点发送给中间设备。
在上述实施例的基础上，在一个优选实施例中，频点空闲检测单元400，具体用于：
数据包提取模块，用于当判断当前缓存有待发送的数据包时，提取所述数据包，并在下一个上行时隙的起始时间节点随机获取下一个上行时隙的N个跳频频点；
空闲频点检测模块，用于依次对N个跳频频点进行空闲频点检测，以判断这N个跳频频点是否存在空闲频点。
在上述实施例的基础上，在一个优选实施例中，还包括：
N个跳频频点检测单元，用于当检测到N个跳频频点都不是空闲频点时，判断所述下一个上行时隙不存在空闲频点，并对再下一个上行时隙进行频点空闲检测；
第一预留频点启用单元，用于当检测连续M个上行时隙都不存在空闲频点时，则在连续M个上行时隙的下一个上行时隙启用预先设置的第一预留频点；
第二预留频点启用单元，用于当继续检测连续S个上行时隙的第一空闲频点都不存在空闲时，则在连续S个上行时隙的下一个上行时隙启用预先设置的第二预留频点，直至数据包发送成功；其中，所述第一预留频点和所述第二预留频点为用于信道拥堵时，为数据包的传输预先设置的预留频点。
在上述实施例的基础上，在一个优选实施例中，还包括：
搜索单元，用于搜索由中间设备下发的信标；
轮询单元，用于当搜索到信标时，对信标周期进行轮询；其中，所述信标周期包括上行时隙以及下行时隙；
下行时隙的频点空闲检测单元，用于当轮询到所述信标周期上的下行时隙时，对每个下行时隙的起始时间节点进行频点空闲检测；
窗口打开单元，用于当检测所述频点不存在空闲时，则打开接收窗口接收所述中间设备发送的数据包。
本发明第三实施例：
参见图7至图9，本发明第三实施例还提供了一种多时隙CSMA通信系统，包括平台4、中间设备以及多时隙CSMA通信设备1；其中，
所述多时隙CSMA通信设备1，用于搜索由中间设备下发的信标；当搜索到信标时，对信标周期进行轮询；其中，所述信标周期包括上行时隙以及下行时隙；当轮询到所述信标周期上的上行时隙时，检测当前缓存中是否存在待发送的数据包；当判断当前缓存有待发送的数据包时，提取所述数据包，并在下一个上行时隙的起始时间节点进行频点空闲检测；当检测到所述下一个上行时隙存在空闲频点时，则将提取的所述数据包基于所述空闲频点发送给中间设备；
所述中间设备，用于下发信标，并对所述信标进行转发以及接收所述多时隙CSMA通信设备1基于所述空闲频点发送的数据包。
在本实施例中，所述中间设备包括中继2以及基站3；其中，
所述基站3，用于下发信标；
参见图8，所述中继2，用于搜索由所述基站3下发的信标，并在搜索到信标后，将所述信标转发给所述多时隙CSMA通信设备1，以使得所述基站3与所述多时隙CSMA通信设备1的时间同步；在每个时隙的上行时隙持续预设时间内开启接收窗口，以接收所述多时隙CSMA通信设备1发送的数据包；计算接收所述数据包空中耗时，并当判断当前时隙的上行时隙能完成数据包传输时，则直接进行发送；当判断当前时隙的上行时隙不能完成数据包传输时，则对下一个时隙的上行时隙的起始时间点进行频点空闲检测；当检测下一个时隙的上行时隙的所述频点空闲时，则将接收的所述数据包发送给基站3；当检测下一个时隙的上行时隙的所述频点为空闲时，则继续检测再下一个上行时隙。
参见图9，所述中继2，还用于搜索由所述基站3下发的信标，并在搜索到信标后，将所述信标转发给所述多时隙CSMA通信设备，以使得所述基站2与所述多时隙CSMA通信设备的时间同步；在每个下行时隙的起始时间节点进行频点空闲检测；当检测所述频点不为空闲时，打开接收窗口以接收下行数据包，并在接收完所述下行数据包后，在下一个时隙的下行时隙的起始时间点将所述数据包发送至所述多时隙CSMA通信设备1，并在检测下一个时隙的下行时隙的所述频点不空闲时，完成数据包传输。
综上，本发明实现了中继不需要入网操作并且不需要分配指定的时隙，因此在一个网络中中继可无限扩充。另外，通过中继对基站下发的信标的转发，从而实现最大范围的网络时间同步。
本发明第四实施例提供了一种多时隙CSMA通信设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器内的计算机程序，所述计算机程序能够被所述处理器执行以实现如上述的多时隙CSMA通信方法。
本发明第五实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如上述的多时隙CSMA通信方法。
示例性的，所述计算机程序可以被分割成一个或多个单元，所述一个或者多个单元被存储在所述存储器中，并由所述处理器执行，以完成本发明。所述一个或多个单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序在多时隙CSMA通信设备中的执行过程。
所述多时隙CSMA通信设备可包括但不仅限于处理器、存储器。本领域技术人员可以理解，所述示意图仅仅是多时隙CSMA通信设备的示例，并不构成对多时隙CSMA通信设备的限定，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，例如所述多时隙CSMA通信设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。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，所述多时隙CSMA通信设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个多时隙CSMA通信设备的各个部分。
所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现所述多时隙CSMA通信设备的各种功能。所述存储器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(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器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，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)、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。
其中，所述多时隙CSMA通信设备集成的单元如果以软件功能单元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，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
需说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外，本发明提供的装置实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种多时隙CSMA通信方法，其特征在于，包括：
搜索由中间设备下发的信标；
当搜索到信标时，对信标周期进行轮询；其中，所述信标周期包括上行时隙以及下行时隙；
当轮询到所述信标周期上的上行时隙时，检测当前缓存中是否存在待发送的数据包；
当判断当前缓存有待发送的数据包时，提取所述数据包，并在下一个上行时隙的起始时间节点进行频点空闲检测；其具体为：当判断当前缓存有待发送的数据包时，提取所述数据包，并在下一个上行时隙的起始时间节点随机获取下一个上行时隙的N个跳频频点；依次对N个跳频频点进行空闲频点检测，以判断这N个跳频频点是否存在空闲频点；
当检测到所述下一个上行时隙存在空闲频点时，则将提取的所述数据包基于所述空闲频点发送给中间设备；
当检测到N个跳频频点都不是空闲频点时，判断所述下一个上行时隙不存在空闲频点，并对再下一个上行时隙进行频点空闲检测；
当检测连续M个上行时隙都不存在空闲频点时，则在连续M个上行时隙的下一个上行时隙启用预先设置的第一预留频点；
当继续检测连续S个上行时隙的第一空闲频点都不存在空闲时，则在连续S个上行时隙的下一个上行时隙启用预先设置的第二预留频点，直至数据包发送成功；其中，所述第一预留频点和所述第二预留频点为用于信道拥堵时，为数据包的传输预先设置的预留频点。
2.根据权利要求1所述的多时隙CSMA通信方法，其特征在于，还包括：
搜索由中间设备下发的信标；
当搜索到信标时，对信标周期进行轮询；其中，所述信标周期包括上行时隙以及下行时隙；
当轮询到所述信标周期上的下行时隙时，对每个下行时隙的起始时间节点进行频点空闲检测；
当检测所述频点不存在空闲时，则打开接收窗口接收所述中间设备发送的数据包。
3.一种多时隙CSMA通信装置，其特征在于，包括：
信标搜索单元，用于搜索由中间设备下发的信标；
信标轮询单元，用于当搜索到信标时，对信标周期进行轮询；其中，所述信标周期包括上行时隙以及下行时隙；
数据包检测单元，用于当轮询到所述信标周期上的上行时隙时，检测当前缓存中是否存在待发送的数据包；
频点空闲检测单元，用于当判断当前缓存有待发送的数据包时，提取所述数据包，并在下一个上行时隙的起始时间节点进行频点空闲检测；其中，所述频点空闲检测单元具有包括：数据包提取模块，用于当判断当前缓存有待发送的数据包时，提取所述数据包，并在下一个上行时隙的起始时间节点随机获取下一个上行时隙的N个跳频频点；空闲频点检测模块，用于依次对N个跳频频点进行空闲频点检测，以判断这N个跳频频点是否存在空闲频点；
数据包发送单元，用于当检测到所述下一个上行时隙存在空闲频点时，则将提取的所述数据包基于所述空闲频点发送给中间设备；
N个跳频频点检测单元，用于当检测到N个跳频频点都不是空闲频点时，判断所述下一个上行时隙不存在空闲频点，并对再下一个上行时隙进行频点空闲检测；
第一预留频点启用单元，用于当检测连续M个上行时隙都不存在空闲频点时，则在连续M个上行时隙的下一个上行时隙启用预先设置的第一预留频点；
第二预留频点启用单元，用于当继续检测连续S个上行时隙的第一空闲频点都不存在空闲时，则在连续S个上行时隙的下一个上行时隙启用预先设置的第二预留频点，直至数据包发送成功；其中，所述第一预留频点和所述第二预留频点为用于信道拥堵时，为数据包的传输预先设置的预留频点。
4.一种多时隙CSMA通信设备，其特征在于，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器内的计算机程序，所述计算机程序能够被所述处理器执行以实现如权利要求1至2任意一项所述的多时隙CSMA通信方法。
5.一种多时隙CSMA通信系统，其特征在于，包括平台、中间设备以及如权利要求4所述的多时隙CSMA通信设备；其中，
所述多时隙CSMA通信设备，用于搜索由中间设备下发的信标；当搜索到信标时，对信标周期进行轮询；其中，所述信标周期包括上行时隙以及下行时隙；当轮询到所述信标周期上的上行时隙时，检测当前缓存中是否存在待发送的数据包；当判断当前缓存有待发送的数据包时，提取所述数据包，并在下一个上行时隙的起始时间节点进行频点空闲检测；当检测到所述下一个上行时隙存在空闲频点时，则将提取的所述数据包基于所述空闲频点发送给中间设备；
所述中间设备，用于下发信标，并对所述信标进行转发以及接收所述多时隙CSMA通信设备基于所述空闲频点发送的数据包。
6.根据权利要求5所述的多时隙CSMA通信系统，其特征在于，所述中间设备包括中继以及基站；其中，
所述基站，用于下发信标；
所述中继，用于搜索由所述基站下发的信标，并在搜索到信标后，将所述信标转发给所述多时隙CSMA通信设备，以使得所述基站与所述多时隙CSMA通信设备的时间同步；在每个时隙的上行时隙持续预设时间内开启接收窗口，以接收所述多时隙CSMA通信设备发送的数据包；计算接收所述数据包空中耗时，并当判断当前时隙的上行时隙能完成数据包传输时，则直接进行发送；当判断当前时隙的上行时隙不能完成数据包传输时，则对下一个时隙的上行时隙的起始时间点进行频点空闲检测；当检测下一个时隙的上行时隙的所述频点空闲时，则将接收的所述数据包发送给基站；当检测下一个时隙的上行时隙的所述频点不为空闲时，则继续检测再下一个上行时隙。
7.根据权利要求6所述的多时隙CSMA通信系统，其特征在于，所述中继，还用于搜索由所述基站下发的信标，并在搜索到信标后，将所述信标转发给所述多时隙CSMA通信设备，以使得所述基站与所述多时隙CSMA通信设备的时间同步；在每个下行时隙的起始时间节点进行频点空闲检测；当检测所述频点不为空闲时，打开接收窗口以接收下行数据包，并在接收完所述下行数据包后，在下一个时隙的下行时隙的起始时间点将所述数据包发送至所述多时隙CSMA通信设备，并在检测下一个时隙的下行时隙的所述频点空闲时，完成数据包传输。
8.一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包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如权利要求1至2任意一项所述的多时隙CSMA通信方法。
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