CN111162874A - 自组网系统的数据传输方法及装置、存储介质、终端 - Google Patents

自组网系统的数据传输方法及装置、存储介质、终端 Download PDF

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Abstract

一种自组网系统的数据传输方法及装置、存储介质、终端，所述方法包括：获取信标帧，所述信标帧至少包含载波组的指示信息以及载波数量的指示信息；根据所述信标帧，确定用于进行数据传输的载波组以及所述载波组内的一个或多个载波；采用所述一个或多个载波进行数据传输。本发明方案可以实现多载波复用，从而增大传输带宽，提高传输效率。

Description

自组网系统的数据传输方法及装置、存储介质、终端
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种自组网系统的数据传输方法及装置、存储介质、终端。
背景技术
基于电气和电子工程师协会(Institute of Electrical and ElectronicsEngineers，IEEE)的802.15.4协议的紫峰(Zigbee)系统中，采用单个载波传输信息。具体地，Zigbee系统采用固定的一个载波进行传输，不支持多个载波的复用。
然而，Zigbee系统物理层采用一个载波，在单个节点上带宽低，传输速率低，在转发的过程中，抗干扰能力弱，网络效率低。
亟需一种自组网系统的数据传输方法，可以增大传输带宽，提高传输效率。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种自组网系统的数据传输方法及装置、存储介质、终端，可以实现多载波复用，从而增大传输带宽，提高传输效率。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种自组网系统的数据传输方法，包括以下步骤：获取信标帧，所述信标帧至少包含载波组的指示信息以及载波数量的指示信息；根据所述信标帧，确定用于进行数据传输的载波组以及所述载波组内的一个或多个载波；采用所述一个或多个载波进行数据传输。
可选的，所述载波组的指示信息采用
Figure BDA0002342480910000011
个比特指示；其中，M用于表示载波组的数量。
可选的，所述载波数量的指示信息采用
Figure BDA0002342480910000012
个比特指示；其中，每个载波组包含的载波的总数量相同，N用于表示用于数据传输的载波的数量。
可选的，所述信标帧还包含载波映射顺序指示信息，所述载波映射顺序指示信息用于指示当资源映射至载波组内的多个载波时，所述多个载波的映射顺序为连续载波映射或分布式载波映射；根据所述信标帧，确定用于进行数据传输的载波组以及所述载波组内的一个或多个载波包括：如果所述多个载波的映射顺序为连续载波映射，则确定所述用于数据传输的多个载波在频域上连续。
可选的，所述信标帧还包含载波映射顺序指示信息，所述载波映射顺序指示信息用于指示当资源映射至载波组内的多个载波时，所述多个载波的映射顺序为连续载波映射或分布式载波映射；根据所述信标帧，确定用于进行数据传输的载波组以及所述载波组内的一个或多个载波包括：如果所述多个载波的映射顺序为分布式载波映射，则确定所属的载波组中的预设序号的多个载波用于数据传输。
可选的，在根据所述信标帧，确定用于进行数据传输的载波组以及所述载波组内的一个或多个载波之前，所述自组网系统的数据传输方法还包括：确定所述资源映射至载波组内的多个载波的映射关系；其中，所述映射关系为预定义的或者从PAN协调器获取的。
可选的，在所述预设序号的多个载波中，相邻的载波之间均具有载波间隔，且不同的相邻载波之间的载波间隔相同或不同。
可选的，所述信标帧是由所述自组网系统的PAN协调器配置的。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种自组网系统的数据传输装置，包括：信标帧获取模块，适于获取信标帧，所述信标帧至少包含载波组的指示信息以及载波数量的指示信息；载波组及载波确定模块，适于根据所述信标帧，确定用于进行数据传输的载波组以及所述载波组内的一个或多个载波；数据传输模块，适于采用所述一个或多个载波进行数据传输。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种存储介质，其上存储有计算机指令，所述计算机指令运行时执行上述自组网系统的数据传输方法的步骤。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种终端，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有能够在所述处理器上运行的计算机指令，所述处理器运行所述计算机指令时执行上述自组网系统的数据传输方法的步骤。
与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：
在本发明实施例中，获取信标帧，所述信标帧至少包含载波组的指示信息以及载波数量的指示信息；根据所述信标帧，确定用于进行数据传输的载波组以及所述载波组内的一个或多个载波；采用所述一个或多个载波进行数据传输。采用上述方案，设置包含载波组的指示信息以及载波数量的指示信息的信标帧，从而终端可以根据信标帧，有机会确定多个载波，相比于现有技术中，在信标帧中没有对多个载波的选择进行指示，也就难以支持多载波复用的数据传输，采用本发明实施例的方案，可以实现多载波复用，从而增大传输带宽，提高传输效率。
进一步，所述信标帧还包含载波映射顺序指示信息，如果所述多个载波的映射顺序为分布式载波映射，则确定所属的载波组中的预设序号的多个载波用于数据传输，从而可以使得用于数据传输的多个载波之间可以均具有载波间隔，也即多个载波之间可以不连续，相比于采用连续的多个载波，容易受到谐波的影响导致载波之间存在着干扰，采用本发明实施例的方案，可以有效地增强抗干扰能力。
附图说明
图1是本发明实施例中一种自组网系统的数据传输方法的流程图；
图2是本发明实施例中一种跳频传输的工作方式示意图；
图3是本发明实施例中一种信标帧的部分帧结构的示意图；
图4是本发明实施例中另一种跳频传输的工作方式示意图；
图5是本发明实施例中一种自组网系统的数据传输装置的结构示意图；
图6是本发明实施例中一种自组网系统的示意图。
具体实施方式
在现有技术中，基于802.15.4的Zigbee系统采用一个载波传输信息，在单个节点上带宽低，传输速率低，在转发的过程中，抗干扰能力弱，网络效率低。
本发明的发明人经过研究发现，在现有技术中，由于采用固定的载波，在信标(Beacon)帧中无需进行载波的指示，导致系统没有多余的控制信息比特对多个载波的选择进行指示，也即难以支持多载波复用的数据传输。
在本发明实施例中，获取信标帧，所述信标帧至少包含载波组的指示信息以及载波数量的指示信息；根据所述信标帧，确定用于进行数据传输的载波组以及所述载波组内的一个或多个载波；采用所述一个或多个载波进行数据传输。采用上述方案，设置包含载波组的指示信息以及载波数量的指示信息的信标帧，从而终端可以根据信标帧，有机会确定多个载波，相比于现有技术中，在信标帧中没有对多个载波的选择进行指示，也就难以支持多载波复用的数据传输，采用本发明实施例的方案，可以实现多载波复用，从而增大传输带宽，提高传输效率。
为使本发明的上述目的、特征和有益效果能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
参照图1，图1是本发明实施例中一种自组网系统的数据传输方法的流程图。所述自组网系统的数据传输方法可以包括步骤S11至步骤S13：
步骤S11：获取信标帧，所述信标帧至少包含载波组的指示信息以及载波数量的指示信息；
步骤S12：根据所述信标帧，确定用于进行数据传输的载波组以及所述载波组内的一个或多个载波；
步骤S13：采用所述一个或多个载波进行数据传输。
在步骤S11的具体实施中，所述自组网系统可以包括个域网(Personal AreaNetwork，PAN)协调器以及一个或多个节点，其中，起始传输的节点可以称为起始节点，最终达到的节点可以称为目标节点。
具体地，所述节点可以分为中继节点以及终端节点，又可以被称为协调器子节点，可以采用层级结构，根据与PAN协调器或其相邻层节点的场强关系分为1～N层，其中，N的最大值可以为8。PAN协调器可以用于负责全网各个节点的邻区节点场强收集，路由管理，为其子节点提供路由查询功能，负责自组网内无线资源的管理等多种功能。
现有的自组网系统仅支持一个载波的传输方案，系统的传输效率较低，由于系统分配的频带资源中包含有多个载波可用，为了增加传输速率，可以采用多载波复用技术。
参照图2，图2是本发明实施例中一种跳频传输的工作方式示意图。
如图所示，在进行资源映射的时候，可以先按照时频域，对载波组中第一个载波进行映射，当该载波映射满之后，按照逻辑载波号的顺序对接下来的载波进行时频域映射，以实现多载波传输。相比于单载波传输，可以有效增加带宽，增强抗干扰能力。
以zigbee系统为例，系统可以使用的频段与载波间隔可以满足以下要求：
a)工作频段：223MHz-235MHz；
b)载波间隔：25kHz。
共480个载波。其按照从低到高排序为0-479，这是绝对载波序号。
系统支持两种映射方式，连续载波分配方式和分布式载波分配方式。载波序号分别用逻辑载波号l(i)和物理载波号p(i)来表示。物理载波号就是绝对载波序号。
a)连续载波分配方式:l(i)＝p(i)，i＝0-479；
b)分布式载波分配方式：l(i)＝mod(23×p(i),480)，i＝0-479。
每个节点可以选择最多16个载波进行复用，系统总共可以使用480个载波，分为30个载波组。
具体地，系统中信标(Beacon)帧的超帧描述部分可以预先设置比特位，指示采用的载波组的指示信息以及载波数量的指示信息。
进一步地，所述信标帧可以是由所述自组网系统的PAN协调器配置的。
在本发明实施例中，通过由所述自组网系统的PAN协调器配置信标帧，可以提高配置准确性以及一致性。
进一步地，所述载波组的指示信息可以采用
Figure BDA0002342480910000061
个比特指示；其中，M用于表示载波组的数量。
具体地，所述载波组的指示信息可以为载波组的序号，以M＝30个载波组为例，可以采用
Figure BDA0002342480910000062
个比特指示。
在本发明实施例的一种具体实施方式中，5个比特可以用于指示32种状态，可以设置第0～27种状态指示载波组的序号，设置第28～31种状态指示跳频，从而指示是否进行跳频、采用哪种方式跳频等。
进一步地，所述载波数量的指示信息可以采用
Figure BDA0002342480910000063
个比特指示；其中，每个载波组包含的载波的总数量可以相同，N用于表示用于数据传输的载波的数量。
具体地，所述载波数量的指示信息可以为载波组内载波的数量，以每个节点可以选择最多16个载波进行复用为例，可以采用
Figure BDA0002342480910000064
个比特指示。
需要指出的是，由于在本发明实施例中，可以采用多载波复用，因此可以根据载波数量的指示信息指示的数值，确定从载波1至该数值的载波的多个载波，用于传输数据。
以载波数量的指示信息为0011，并且多个载波的映射顺序为连续载波映射为例，则可以用于指示从载波0至载波3的4个载波均可用于传输；以载波数量的指示信息为1111，并且多个载波的映射顺序为连续载波映射为例，则可以用于指示从载波0至载波15的16个载波均可用于传输。
进一步地，所述信标帧还可以包含载波映射顺序指示信息，所述载波映射顺序指示信息可以用于指示当资源映射至载波组内的多个载波时，所述多个载波的映射顺序为连续载波映射或分布式载波映射。
可以理解的是，由于当资源映射至载波组内的多个载波时，所述多个载波的映射顺序为连续载波映射或分布式载波映射两种之一，因此可以采用1个比特指示所述载波映射顺序指示信息。
参照图3，图3是本发明实施例中一种信标帧的部分帧结构的示意图。
所述信标帧可以包括载波组指示信息、载波数量指示信息、载波映射顺序指示信息等子帧。
具体地，以30个载波组为例。所述载波组指示信息可以采用
Figure BDA0002342480910000071
个比特指示。在图3示出的一种具体实施方式中，可以采用bit22～bit18 5个比特指示。
具体地，以16个载波为例。所述载波数量指示信息可以采用
Figure BDA0002342480910000072
个比特指示。在图3示出的一种具体实施方式中，可以采用bit26～bit23 4个比特指示。
具体地，多个载波的映射顺序可以采用1个比特指示，分别为连续载波映射或分布式载波映射两种之一。在图3示出的一种具体实施方式中，可以采用bit45 1个比特指示。
继续参照图1，在步骤S12的具体实施中，根据所述信标帧，确定用于进行数据传输的载波组以及所述载波组内的一个或多个载波。
需要指出的是，所述载波组序号以及在所述载波组内使用的载波数量均可以根据信标帧直接确定，然而对于载波映射顺序指示信息，需要采用不同的方式确定。
进一步地，如果所述多个载波的映射顺序为连续载波映射，则确定所述用于数据传输的多个载波在频域上连续。
具体地，以载波数量的指示信息为0100，则可以用于指示从载波0至载波4的5个载波均可用于传输；以载波数量的指示信息为1110，并且多个载波的映射顺序为连续载波映射为例，则可以用于指示从载波0至载波14的15个载波均可用于传输。
在本发明实施例中，通过设置多个载波的映射顺序为连续载波映射，可以提高确定多个载波的便利性。
进一步地，如果所述多个载波的映射顺序为分布式载波映射，则确定所属的载波组中的预设序号的多个载波用于数据传输。
其中，确定所属的载波组中的预设序号的多个载波的步骤可以采用多种方式实现。
更进一步地，在根据所述信标帧，确定用于进行数据传输的载波组以及所述载波组内的一个或多个载波之前，所述的自组网系统的数据传输方法还可以包括：确定所述资源映射至载波组内的多个载波的映射关系；其中，所述映射关系为预定义的或者从PAN协调器获取的。
在本发明实施例中，同过设置所述映射关系为预定义的，可以提高确定所述预设关系的准确性，并且降低信令开销；通过设置所述映射关系为从PAN协调器获取的，可以提高设置的灵活性。
在本发明实施例中，所述信标帧还包含载波映射顺序指示信息，如果所述多个载波的映射顺序为分布式载波映射，则确定所属的载波组中的预设序号的多个载波用于数据传输，从而可以使得用于数据传输的多个载波之间可以均具有载波间隔，也即多个载波之间可以不连续，相比于采用连续的多个载波，容易受到谐波的影响导致载波之间存在着干扰，采用本发明实施例的方案，可以有效地增强抗干扰能力。
进一步地，在所述预设序号的多个载波中，相邻的载波之间均具有载波间隔，且不同的相邻载波之间的载波间隔相同或不同
参照图4，图4是本发明实施例中另一种跳频传输的工作方式示意图。
如图所示，在进行多载波传输时，相邻的载波之间可以均具有载波间隔，且不同的相邻载波之间的载波间隔相同或不同。
需要指出的是，相邻的载波之间可以均具有载波间隔，可以用于指示采用载波序号不连续的载波，还可以用于指示载波序号连续但是载波之间具有间隔，以及其他适当的载波间隔的设置形式。
在本发明实施例中，多个载波之间可以均具有载波间隔，也即多个载波之间可以不连续，相比于采用连续的多个载波，容易受到谐波的影响导致载波之间存在着干扰，采用本发明实施例的方案，可以有效地增强抗干扰能力。
继续参照图1，在步骤S13的具体实施中，可以采用所述一个或多个载波进行数据传输。
在本发明实施例中，设置包含载波组的指示信息以及载波数量的指示信息的信标帧，从而终端可以根据信标帧，有机会确定多个载波，相比于现有技术中，在信标帧中没有对多个载波的选择进行指示，也就难以支持多载波复用的数据传输，采用本发明实施例的方案，可以实现多载波复用，从而增大传输带宽，提高传输效率。
参照图5，图5是本发明实施例中一种自组网系统的数据传输装置的结构示意图。所述自组网系统的数据传输装置可以包括：
信标帧获取模块51，适于获取信标帧，所述信标帧至少包含载波组的指示信息以及载波数量的指示信息；
载波组及载波确定模块52，适于根据所述信标帧，确定用于进行数据传输的载波组以及所述载波组内的一个或多个载波；
数据传输模块53，适于采用所述一个或多个载波进行数据传输。
关于该自组网系统的数据传输装置的原理、具体实现和有益效果请参照前文及图1至图4示出的关于自组网系统的数据传输方法的相关描述，此处不再赘述。
参照图6，图6是本发明实施例中一种自组网系统的示意图。
如图6所示，所述自组网系统可以包括个域网(Personal Area Network，PAN)协调器，用于维护所述自组网系统中的所有节点的邻居路由信息；一个或多个中继节点，每一中继节点能直接或经由其他中继节点间接地与所述PAN协调器通信以获取所述邻居路由信息，每一中继节点具有一个或多个终端节点，属于同一中继节点的终端节点通过该同一中继节点进行通信，属于不同中继节点的终端节点通过所述不同中继节点进行通信。
具体而言，所述终端节点和所述PAN协调器通过建立直接连接或者间接连接进行通信；所述间接连接包括在所述终端节点和所述PAN协调器之间连接有一个或多个所述中继节点。具体的，所述中继节点可包括与所述PAN协调器直接连接的一级中继节点、与一级中继节点连接的二级中继节点…，与n-1级中继节点连接的n级中继节点，所述终端节点可以直接和所述PAN协调器连接，也可以根据需要和一级中继节点或其他任一级中继节点连接。
其中，所述中继节点可以采用时分、频分或随机接入的方式与所述PAN协调器以及终端节点通信。
在本发明实施例的一种自组网系统中，所述中继节点以及终端节点又可以被称为协调器子节点，可以采用层级结构，根据与PAN协调器或其相邻层节点的场强关系分为1～N层，其中，N的最大值可以为8。PAN协调器可以用于负责全网各个节点的邻区节点场强收集，路由管理，为其子节点提供路由查询功能，负责自组网内无线资源的管理。
需要指出的是，在本发明实施例中，并不限于图6示出的自组网系统，上述自组网系统的数据传输方法还可以适用于其他适当的自组网系统。
需要指出的是，本方明技术方案可适用于第五代移动通信技术(5th generationmobile networks，5G)通信系统，还可适用于4G、3G通信系统，还可适用于未来新的各种通信系统，例如6G、7G等。
本发明实施例还提供了一种存储介质，其上存储有计算机指令，所述计算机指令运行时执行上述自组网系统的数据传输方法的步骤。所述存储介质可以是计算机可读存储介质，例如可以包括非挥发性存储器(non-volatile)或者非瞬态(non-transitory)存储器，还可以包括光盘、机械硬盘、固态硬盘等。
具体地，在本发明实施例中，所述处理器可以为中央处理单元(centralprocessing unit，简称CPU)，该处理器还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，简称DSP)、专用集成电路(application specificintegrated circuit，简称ASIC)、现成可编程门阵列(field programmable gate array，简称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。
还应理解，本申请实施例中的存储器可以是易失性存储器或非易失性存储器，或可包括易失性和非易失性存储器两者。其中，非易失性存储器可以是只读存储器(read-only memory，简称ROM)、可编程只读存储器(programmable ROM，简称PROM)、可擦除可编程只读存储器(erasable PROM，简称EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(electricallyEPROM，简称EEPROM)或闪存。易失性存储器可以是随机存取存储器(random accessmemory，简称RAM)，其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的随机存取存储器(random access memory，简称RAM)可用，例如静态随机存取存储器(staticRAM，简称SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、同步动态随机存取存储器(synchronousDRAM，简称SDRAM)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(double data rate SDRAM，简称DDR SDRAM)、增强型同步动态随机存取存储器(enhanced SDRAM，简称ESDRAM)、同步连接动态随机存取存储器(synchlink DRAM，简称SLDRAM)和直接内存总线随机存取存储器(direct rambus RAM，简称DR RAM)。
本发明实施例还提供了一种终端，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有能够在所述处理器上运行的计算机指令，所述处理器运行所述计算机指令时执行上述自组网系统的数据传输方法的步骤。所述终端包括但不限于手机、计算机、平板电脑等终端设备。
具体地，本申请实施例中的终端可以指各种形式的用户设备(user equipment，简称UE)、接入终端、用户单元、用户站、移动站、移动台(mobile station，建成MS)、远方站、远程终端、移动设备、用户终端、终端设备(terminal equipment)、无线通信设备、用户代理或用户装置。终端设备还可以是蜂窝电话、无绳电话、会话启动协议(Session InitiationProtocol，简称SIP)电话、无线本地环路(Wireless Local Loop，简称WLL)站、个人数字处理(Personal Digital Assistant，简称PDA)、具有无线通信功能的手持设备、计算设备或连接到无线调制解调器的其它处理设备、车载设备、可穿戴设备，未来5G网络中的终端设备或者未来演进的公用陆地移动通信网络(Public Land Mobile Network，简称PLMN)中的终端设备等，本申请实施例对此并不限定。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (11)

1.一种自组网系统的数据传输方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取信标帧，所述信标帧至少包含载波组的指示信息以及载波数量的指示信息；
根据所述信标帧，确定用于进行数据传输的载波组以及所述载波组内的一个或多个载波；
采用所述一个或多个载波进行数据传输。
2.根据权利要求1所述的自组网系统的数据传输方法，其特征在于，所述载波组的指示信息采用
Figure FDA0002342480900000011
个比特指示；
其中，M用于表示载波组的数量。
3.根据权利要求1所述的自组网系统的数据传输方法，其特征在于，所述载波数量的指示信息采用
Figure FDA0002342480900000012
个比特指示；
其中，每个载波组包含的载波的总数量相同，N用于表示用于数据传输的载波的数量。
4.根据权利要求1所述的自组网系统的数据传输方法，其特征在于，所述信标帧还包含载波映射顺序指示信息，所述载波映射顺序指示信息用于指示当资源映射至载波组内的多个载波时，所述多个载波的映射顺序为连续载波映射或分布式载波映射；
根据所述信标帧，确定用于进行数据传输的载波组以及所述载波组内的一个或多个载波包括：
如果所述多个载波的映射顺序为连续载波映射，则确定用于数据传输的多个载波在频域上连续。
5.根据权利要求1所述的自组网系统的数据传输方法，其特征在于，所述信标帧还包含载波映射顺序指示信息，所述载波映射顺序指示信息用于指示当资源映射至载波组内的多个载波时，所述多个载波的映射顺序为连续载波映射或分布式载波映射；
根据所述信标帧，确定用于进行数据传输的载波组以及所述载波组内的一个或多个载波包括：
如果所述多个载波的映射顺序为分布式载波映射，则确定所属的载波组中的预设序号的多个载波用于数据传输。
6.根据权利要求5所述的自组网系统的数据传输方法，其特征在于，在根据所述信标帧，确定用于进行数据传输的载波组以及所述载波组内的一个或多个载波之前，还包括：
确定所述资源映射至载波组内的多个载波的映射关系；
其中，所述映射关系为预定义的或者从PAN协调器获取的。
7.根据权利要求5所述的自组网系统的数据传输方法，其特征在于，在所述预设序号的多个载波中，相邻的载波之间均具有载波间隔，且不同的相邻载波之间的载波间隔相同或不同。
8.根据权利要求1所述的自组网系统的数据传输方法，其特征在于，
所述信标帧是由所述自组网系统的PAN协调器配置的。
9.一种自组网系统的数据传输装置，其特征在于，包括：
信标帧获取模块，适于获取信标帧，所述信标帧至少包含载波组的指示信息以及载波数量的指示信息；
载波组及载波确定模块，适于根据所述信标帧，确定用于进行数据传输的载波组以及所述载波组内的一个或多个载波；
数据传输模块，适于采用所述一个或多个载波进行数据传输。
10.一种存储介质，其上存储有计算机指令，其特征在于，所述计算机指令运行时执行权利要求1至8任一项所述自组网系统的数据传输方法的步骤。
11.一种终端，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有能够在所述处理器上运行的计算机指令，其特征在于，所述处理器运行所述计算机指令时执行权利要求1至8任一项所述自组网系统的数据传输方法的步骤。
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