CN111226474B - 时隙化Aloha冲突改进的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

提供了用于在通信网络中的端点处确定传输时隙的方法。该方法包括在端点处接收具有接收下行链路强度的消息；基于所接收的消息中的信息来确定用于端点的上行链路强度；以及基于所确定的上行链路强度来分配用于来自端点的上行链路传输的时隙。提供了相关的端点和计算机程序产品。

Description

时隙化Aloha冲突改进的方法和系统
优先权要求
本申请要求在2017年10月16提交的名称为"Methods,Systems and ComputerProgram Products for Slotted-Aloha Collision Improvement by PopulationDensity Timeslot Selection Per Radio Frequency Propagation Pathloss"的美国临时申请号62/572,698的优先权，其公开内容通过引用如同其整体被阐述一样并入本文。
技术领域
本发明构思一般涉及网络，并且更具体地涉及提供改进的冲突避免的通信协议。
背景技术
ALOHA协议(Aloha)使得能够实现作为有线或无线分组数据网络的计算机通信。在纯Aloha系统中，用户可以在任何时间发送，但是存在与其他用户的消息发生冲突的风险。Aloha系统的修改版本(时隙化Aloha)通过将通信信道划分为时隙并且通常要求用户仅在时隙的开始处发送而提供了减少的冲突机会。
时隙化ALOHA比纯ALOHA执行得更好，因为与纯ALOHA相比，在时隙化ALOHA中，冲突概率更小，这是因为基站等待下一时隙开始，这让帧在前一时隙中通过并避免了帧之间的冲突。时隙化ALOHA是对纯ALOHA的改进。时隙化ALOHA要求将时间分段成确切地等于分组传输时间的固定长度的时隙。到达以准备在任何给定基站处发送的分组被延迟，直到下一个时隙开始。
由于ALOHA目前已经存在，所以任何强度在同一时刻可以与任何其他强度竞争，因此增加冲突的可能性。换句话说，ALOHA用作最适合协议的幸存，其中较弱端点在强度上被竞争者充分超过，使得较强端点被解调和解码。解调通常要求足够的载波干扰比，以胜过竞争的射频信号。如果所有端点的上行链路尝试都在彼此的载波干扰比要求内，则没有一个会成功。因此，需要降低冲突的可能性的改进的管理通信网络的方法。
发明内容
本发明构思的一些实施例提供了用于在通信网络中的端点处确定传输时隙的方法。该方法包括在端点处接收具有接收下行链路强度的消息；基于所接收的消息中的信息针对所述端点而确定上行链路强度；以及基于所确定的上行链路强度从所述端点分配用于上行链路传输的时隙。
在另外的实施例中，分配时隙还可以包括确定消息具有大于传输时隙的阈值长度的长度；定位具有用于长度大于阈值长度的消息的容量的信道；以及在所定位的信道上传送消息。
在另外的实施例中，分配时隙还可以包括确定消息具有大于传输时隙的阈值长度的长度；响应于确定消息具有大于阈值长度的长度，请求aloha消息传送的暂停；以及在暂停期间发送消息。
在一些实施例中，确定上行链路强度可以包括接收在端点处接收的消息中的上行链路强度和从接收下行链路强度导出上行链路强度中的一个。
在进一步的实施例中，分配用于上行链路传输的时隙可以进一步包括在查找表上定位所确定的上行链路强度以标识用于上行链路传输的时隙、以及将所确定的上行链路强度除以时隙的数量以标识用于上行链路传输的时隙中的一个。
在本发明构思的另外的实施例中，可以周期性地重复接收、确定和分配的步骤，以重新评估用于上行链路传输的时隙。
在一些实施例中，多个时隙中的每一个之间的间隔大于Aloha尝试所需的载波干扰比，例如，从约5dB到约30dB分离。
本发明构思的另外的实施例提供了一种通信网络中的端点，该端点包括处理器，该处理器被配置为在端点处接收具有接收下行链路强度的消息；自确定通过测量下行链路强度而导出的上行链路强度；以及基于自确定的上行链路强度从所述端点分配用于上行链路传输的时隙。
在另外的实施例中，该处理器可以被进一步配置为确定消息具有大于所分配的Aloha信道的传输时隙的阈值长度的长度；向基站发送重定向到非Aloha信道的请求；以及在非Aloha信道上发送具有大于阈值长度的长度的所述消息。
本发明构思的另外的实施例提供了一种用于在通信网络中的端点处确定传输时隙的计算机程序产品，该计算机程序产品包括非暂时性计算机可读存储介质，该非暂时性计算机可读存储介质具有在该介质中实现的计算机可读程序代码。该计算机可读程序代码包括用于在端点处接收具有接收下行链路强度的消息的计算机可读程序代码；用于基于所接收的消息中的信息针对所述端点而确定上行链路强度的计算机可读程序代码；以及用于基于所确定的上行链路强度从所述端点分配用于上行链路传输的时隙的计算机可读程序代码。
附图说明
图1A是示出根据本发明构思的一些实施例的包括端点和基站的通信系统的示意图；
图1B是示出根据本发明构思的一些实施例的图1A的系统的操作的流程图；
图2是示出根据本发明构思的一些实施例的使用下行链路强度的时隙分配的示意图；
图3是示出根据本发明构思的一些实施例的系统的示意图，该系统包括基站和端点，其发送对于时隙化Aloha信道太长的消息并且请求Aloha暂停；
图4是示出根据本发明构思的一些实施例的系统的示意图，该系统包括基站和端点，其发送对于时隙化Aloha信道太长的消息并且重定向到可用于较长消息的信道；
图5是根据本发明构思的一些实施例使用的数据处理系统的框图；以及
图6是示出根据本发明构思的一些实施例的用于在实现修改时隙化ALOHA协议的通信网络中的端点处确定传输时隙的操作的流程图。
具体实施方式
以下将参照附图更全面地描述本发明构思，在附图中示出了本发明构思的实施例。然而，本发明构思可以以许多替换形式来实施，并且不应被解释为仅限于这里阐述的实施例。
因此，尽管本发明构思易于进行各种修改和替换形式，但是其具体实施例在附图中以示例的方式示出并且将在此详细描述。然而，应当理解，不意图将本发明构思限制为所公开的特定形式，相反，本发明构思覆盖落入由权利要求限定的本发明构思的精神和范围内的所有修改、等同物和替换物。在附图的整个描述中，相同的标号表示相同的元素。
本文所用的术语仅是为了描述特定实施例的目的，而不意图限制本发明构思。如本文所用，单数形式"一"、"一个"和"该"也意图包括复数形式，除非上下文另有明确指示。还将理解，术语"包括"、"包括有"、"包含"和/或"包含有"在本说明书中使用时指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但也不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其群组的存在或加入。此外，当元素被称为"响应"或"连接"于另一元素时，它可以是直接响应或连接于另一元素，或者可以还存在中间元素。相反，当元素被称为"直接响应"或"直接连接"于另一元素时，则不存在中间元素。如本文所用，术语"和/或"包括一个或多个相关联的所列项目的任何和所有组合，并且可以缩写为"/"。
除非另有限定，否则本文所用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本发明构思所属的领域的普通技术人员通常理解的相同含义。还应当理解，这里使用的术语应当被解释为具有与它们在本说明书的上下文和相关技术中的含义一致的含义，并且不应当被解释为理想化的或过于正式的意义，除非这里明确地这样限定。
应当理解，尽管术语第一、第二等可以在这里用来描述各种元素，但是这些元素不应当受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元素与另一个元素区分开。例如，在不脱离本公开的教导的情况下，第一元素可以被称为第二元素，并且类似地，第二元素可以被称为第一元素。尽管一些图包括通信路径上的箭头以示出通信的主要方向，但是应当理解，通信可以在与所描绘的箭头相反的方向上发生。
如上所述，由于ALOHA目前已经存在，所以任何强度在同一时刻可以与任何其他强度竞争，因此增加冲突的可能性。换句话说，ALOHA用作最适合协议的幸存，其中较弱端点在强度上被竞争者充分超过，使得较强端点被解调和解码。解调要求足够的载波干扰比，以胜过竞争的射频信号。如果所有端点的上行链路尝试都在彼此的载波干扰比要求内，则没有一个会成功。因此，需要降低冲突的可能性的改进的管理通信网络的方法。
特别地，如果上行链路尝试要求例如10分贝(dB)的载波干扰(C/I)比，则应当针对尽可能多的竞争端点群体去除上行链路尝试。因此，根据本发明构思的实施例，端点使用对其相对上行链路强度的感知来允许编排以减少竞争。例如，在10dB C/I比要求的情况下，使用端点处的上行链路强度感知的本发明构思的实施例有助于限制那些竞争端点中的约90％在它们将引起冲突的时刻期间尝试上行链路，如将在下面关于图1A至图6进一步讨论的。
此外，时分复用有线和无线通信方法包括同步和异步架构两者。在架构可以针对时钟依赖于全球定位系统作为导体来消除时间的绝对增量的歧义之前，无线基站独立地引导最好地听到它们的端点，因此在时域中协调干扰可能已经限制了架构发展。全球定位系统的提供使得蜂窝和其他通信系统能够高效地同步基站，以准确地对准用于端点设备的计时。然后，可以对时间段进行消除歧义(disambiguate)，并将其细分为时隙。
考虑到对应的广播时间要求，当每个时隙的端点数量较小时，预留Aloha和优先级预留Aloha是有效的。当Aloha实现具有每时隙数千个端点时，传统的预留Aloha方法可能不可行。因此，本发明构思的一些实施例提供了用于改进超过伪随机尝试以避免由于冲突而导致的无价值的(unproductive)时隙的方法和系统，如将在此进一步讨论的。
首先参考图1A，将讨论根据本发明构思的一些实施例的包括端点和基站的通信系统100的示意图。如图1A所示，系统100包括多个基站130和多个端点140A、140B、140C和140D。应当理解，尽管在图1A中示出了三个基站130和四个端点140A-140D，但是本发明构思的实施例并不限于这种配置。例如，在不背离本发明构思的情况下，在系统中可以包括多于或少于三个基站130或四个端点140A-140D。此外，如本文所使用的，"端点"是指通信系统中的任何输入或输出节点，其由感知输入或意图以命令、或控制、或传送信息的算法或学习代码激励。例如，根据本文讨论的实施例的端点可以是公用事业计量表或开关或阀门，诸如水、煤气或电控制或测量节点；安全系统、环境测量换能器、或用于致动器或开关的控制器，诸如灯或马达或信令系统。
现在参考图1A和1B，将讨论用于测量下行链路强度和将端点动态编排到时隙的系综(ensemble)/协作群组中的操作。如这里所讨论的，根据本发明构思的实施例的端点使用来自基站130的下行链路强度来估计它们自己的上行链路强度。然后，这些估计被用于将上行链路(Aloha)尝试编排到端点的动态系综中，以降低由于冲突而导致的浪费时隙的风险。系综是一起工作以降低冲突的可能性的端点组。这些系综是动态的，因为它们不断地重新评估它们应当在其中进行发送的时隙。
再次参考图1A和1B，每个基站130足够频繁地连续发送(下行链路——从基站到端点140A-140D)其标识符，使得在返回休眠之前仅唤醒很短时间段的端点可以接收该标识符(框105)。因此，端点140A-140D从基站130接收信息，并且每个端点基于针对较小的一组基站130的滚动平均下行链路强度而标识发送最强信号的基站130(框115)。
如上所述，本发明构思的实施例认识到，上行链路和下行链路的路径损耗近似互相起作用(reciprocal)，从而接近相同的频率。这使得能够通过知道下行链路强度来近似上行链路强度的变化(shift)。端点140A-140D具有测量它们的下行链路强度(它们的接收信号电平)的能力，但是不直接知道它们的上行链路强度(在基站处接收的)。然而，端点140A-140D的相对上行链路强度可以从在端点140A-140D处测量/导出的下行链路强度来推断出。换句话说，下行链路强度和上行链路强度可以大致相同。
特别地，端点140A-140D可以通过从基站130接收消息或通过从它们自己的下行链路强度中导出上行链路强度来获知它们的上行链路强度。环境因素可能引起约几个dB的上下漂移，因此，在本发明构思的一些实施例中，端点140A到140D重新计算上行链路强度到最后一分钟内，因此，不需要由基站的更新方向。
现在参考图2，将讨论示出根据本发明构思的一些实施例的时隙分配的示意图。如上所述，本发明构思的实施例使用在端点处测量/导出的下行链路强度来将上行链路尝试编排到端点的动态系综/协作组中，以降低由于冲突而导致的浪费时隙的风险。图2中所示的数字0-100描绘了时隙螺旋的场强。在该示例中，时隙之间的间隔是20dB。具体地，围绕图2中的螺旋时钟，该示例示出了20个时隙，在这些时隙期间，允许下行链路场强与圆形网格线中所描绘的值相对应的端点的系综(组)尝试上行链路传输(Aloha上行链路)。
每个端点140A-140D使用最强基站130的滚动平均下行链路强度来确定哪个时隙用于它们下一次ALOHA上行链路尝试(图1B-框125)。例如，在一些实施例中，可以使用查找表，使得基于上行链路强度来选择时隙。在进一步的实施例中，可以使用公式(formula)来确定端点应当在其中进行发送的时隙。例如，上行链路强度可以除以时隙的数量，并且模数(绝对值)可以被用于标识端点应当在其中进行发送的时隙。在本发明构思的一些实施例中，商可以四舍五入到最接近的dB。这种计算时隙的方法在下面在等式1中示出：
Tslot＝UStrength/N 等式(1)
其中Tslot是分配的上行链路时隙；Ustrength是在端点处导出的或者由基站提供的上行链路强度；而N是可用的时隙数量。如上所述，由等式1提供的商然后可以四舍五入到最接近的dB以确定端点应当在其中进行发送的时隙。等式(1)仅作为示例提供，并且应当理解，本发明构思的实施例并不限于此。
在实现本发明构思的实施例之前，具有任何强度ALOHA上行链路的端点可以尝试发送并且最终干扰来自不同端点的尝试。通过根据本文讨论的实施例如图2中所示那样编排Aloha上行链路尝试，可以降低冲突风险，从而提供在该时隙中成功传输的增加的可能性。
在图2所示的示例中，每个端点可以每秒尝试一次上行链路上的传输。如果相同强度的两个端点具有在同一秒内通信的动机，则它们将会发生冲突；但是减少这种无价值的时隙的可能性是用于避开上行链路尝试也会引起冲突的其他端点的编排。
图2的图中的间隔描绘表示利用每个下行链路强度的四舍五入到最接近的1.0dB的20dB保护载波干扰比(C/I)，然而，本发明构思的实施例并不限于此。在不脱离本发明构思的范围的情况下，20dB C/I可以被减小或扩展。此外，在不脱离本发明构思的范围的情况下，图2的50mS时隙持续时间也可以被减少或扩展。这些都是实现折衷，其可以在需要动态编排的情况下是远程可编程的、或者在端点代码中固定。
使用Aloha的点到多点网络架构可能在可用的Aloha信道的数量上具有限制。如果仅存在一个Aloha上行链路信道(从端点到基站或路由器)，则Aloha无价值传输限定了系统中的等待时间(latency)。这种Aloha上行链路信道压缩可能使所有端点发起的消息遭受冲突和不可靠等待时间的风险。如果在多个Aloha传输之间细分有效载荷，则数据长度超过时隙广播时间时，这尤其成问题。
将无价值尝试从约百分之八十二(82)减少到百分之六十四(64)使得时隙化Aloha关于预限定消息长度的折衷更有利。例如，如果选择100mS广播时间，则短于100mS的消息浪费带宽，而长于100mS的消息需要用多个Aloha消息来将有效载荷数据分段。因此，较长的数据不能被重新装配，直到两个分段都被发送足以超过(平均)百分之六十四(64)无价值率。
例如，在一个实施例中，大多数消息适应在50mS广播时间内，而大多数剩余消息适应在100mS广播时间内，则这些持续时间被选择用于两个Aloha信道上的时隙。如下面将参考图3和4进一步讨论的，本发明构思的一些实施例提供了用于处理不适应在一个时隙中的消息(即，当消息广播时间对于时隙化Aloha信道来说太长时)的方法。特别地，本发明构思的一些实施例提供了下面将参考图3讨论的抑制信号Aloha暂停方法，其中所有端点在它们发言之前都要监听基站，以确保没有代表另一端点的抑制消息。本发明构思的进一步实施例提供了下面将参考图4讨论的长消息信道重定向方法，其中如果存在可用于更长消息的另一个信道，则基站或路由器将端点重定向到用于该特定消息的信道。
现在参考图3，将讨论用于实现抑制Aloha暂停的方法。图3示出了系统中的一种场景，其中从端点140A-140D发送持续时间方面大于单个时隙的上行链路ALOHA消息。如图3所示，在框350，操作开始于端点140A-140D，这是通过使用来自基站130的下行链路数据由此在端点140A-140D处导出时隙。如上所述，上行链路时隙可以使用查找表和来自基站的下行链路强度来定位，或者可以使用来自基站的下行链路强度来计算。当来自端点140A-140D的消息长度(消息广播时间)超过时隙持续时间时(框355)，端点在Aloha上行链路上发送针对"Aloha暂停"的请求(框365)。确定用于该端点的基站是否发送了抑制信号(框380)。如果确定基站发送了抑制信号(框380)，则经由下行链路Aloha暂停的通信发送太长的消息(框375)。基站在非Aloha上行链路上监听消息(框385)并确认(ACK)非Aloha消息(框390)。端点监听ACK(框395)并确定是否接收到消息(框373)。如果确定没有接收到消息(框373)，则端点重新评估用于时隙的下行链路强度(框370)，返回到框355，并重复直到成功接收到消息。
如果确定没有接收到抑制信号(框380)，则端点重新评估用于时隙的下行链路强度(框370)，返回到框355，并重复直到成功接收到消息。
因此，在使用抑制信号aloha暂停的方法中，需要比最长持续时间时隙更长的广播时间的端点发起的消息开始于使用最短持续时间时隙的来自该端点的请求发送消息。请求端点针对抑制信号监听基站，该抑制信号包括允许进行发送的一个端点的标识符。所标识的端点重新调谐到信道最长持续时间时隙，并且发送对于时隙太长的消息。在该时间期间只允许由抑制信号标识的端点进行发送。抑制信号有助于确保基站成功地接收长消息。
应当理解，抑制信号的最大持续时间通常是最大的，并且必须使用方法来避免在它们的干扰潜力内呼叫不同端点的基站之间的争用。例如，使用下行链路时隙(n)的基站被允许每分钟最大60/n。如果n＝6，并且为该基站分配的下行链路时隙是2，则在每分钟内可以在2、8、14、20、26、32、38、44、50、56秒命令抑制信号。
抑制信号使得能够暂停所有Aloha尝试，以确保一个端点在一个会话中成功地发送其消息，该消息太长而不适应到时隙化Aloha或标准时隙化Aloha的时隙中。当抑制信号的第二或其他系统限定的持续时间结束时，可以恢复Aloha或时隙化Aloha或时间间隙化Aloha。
现在参考图4，将讨论根据本发明构思的一些实施例的实现长消息信道重定向的方法。如所示的，将讨论根据本发明构思的各种实施例的包括基站130和端点140A-140D的图4的系统。特别地，图4示出了根据本发明构思的各种实施例的系统中的场景，其包括对于时隙太长的消息的上行链路传输。如图4所示，在框461，操作开始于端点140A-140D，这是通过使用来自基站130的下行链路数据由此在端点140A-140D处导出时隙。在图4的示例中，来自端点140A-140D的消息长度大于Aloha时隙(框466)，并且端点140A-140D发送针对比Aloha时隙更长的消息的信道分配的请求(框471)。确定基站是否分配了信道(框476)。如果基站分配了信道(框476)，则端点将上行链路重新调谐到分配的非Aloha信道(框491)，并使用非ALOHA上行链路将消息发送到基站。基站在分配的非ALOHA信道上监听大的消息(框481)。基站确认非ALOHA消息(框486)，并且端点从其正在监听的基站接收确认(框496)。确定是否接收到消息(框453)。如果确定接收到消息(框453)，则操作停止。然而，如果确定没有接收到消息(框453)，则操作返回到框451，并且重复，直到正确地接收到消息。
另一方面，如果信道没有被分配(框476)，则操作进行到框451，其中端点等待重传，并重新评估下行链路强度以用于时隙选择。然后，重复框466-476的操作，直到成功接收到消息(框453)。
现在参考图5，将讨论适于根据本发明构思的一些实施例使用的数据处理系统500的示例性实施例。例如，在不脱离本发明构思的范围的情况下，数据处理系统500可以设置在基站处、在端点之一中、或在两者中。如图5所示，数据处理系统500包括诸如显示器、键盘、小键盘、触摸板等之类的用户接口544、I/O数据端口546、以及与处理器538通信的存储器536。I/O数据端口546可以用于在数据处理系统500和另一计算机系统或网络之间传送信息。这些组件可以是常规组件，诸如在许多常规数据处理系统中使用的那些组件，其可以被配置成如本文所述那样操作。该数据处理系统500可以包括任何类型的计算设备，而不脱离本发明构思的范围。
现在参考图6，将讨论示出根据本发明构思的各种实施例的操作的流程图。如图所示，在实现修改时隙化ALOHA协议的通信网络中的端点处确定传输时隙的操作通过在端点处接收具有接收下行链路强度的ALOHA消息而在框601处开始。基于所接收的ALOHA消息中的信息针对端点而确定上行链路强度(框611)。基于所确定的上行链路强度从端点分配用于上行链路传输的时隙(框621)。
如上简述，理想地，将为每个基站每个信道的每个端点指定单独的时隙，从而消除所有冲突风险。然而，这是不切实际的。因此，为了平衡所有选项的优点和缺点，本发明构思的实施例将时隙分配给端点，以降低端点违反彼此的C/I要求的风险。如上所述，基站频繁地发送，并且最终所有端点以特定的下行链路强度接收发送。端点标识最强基站的下行链路强度。该下行链路强度用于在端点处确定下一次端点在上行链路上进行发送时应当使用哪个时隙。端点在上行链路上发送之前不断地重新评估它们应当在哪个端点中发送。因此，端点将到处变化，但是该变化与下行链路强度相关。尽管听到相同强度的端点将在相同时隙中进行发送，但是可以使用根据本发明构思的实施例的分配时隙的方法来显著地减少冲突。
上文参考方法、装置、系统和/或计算机程序产品的框图和/或流程图图示描述了示例性实施例。应当理解，框图和/或流程图图示的框、以及框图和/或流程图图示中的框的组合可以由计算机程序指令来实现。这些计算机程序指令可以被提供给通用计算机、专用计算机和/或其他可编程数据处理装置的处理器以产生机器，使得经由计算机和/或其他可编程数据处理装置的处理器执行的指令创建用于实现框图和/或流程图的一个或多个框中指定的功能/动作的装置(功能化)和/或结构。
这些计算机程序指令还可以存储在计算机可读存储器中，其可以引导计算机或其他可编程数据处理装置以特定方式工作，使得存储在计算机可读存储器中的指令产生制品，其包括实现框图和/或流程图的一个或多个框中指定的功能/动作的指令。
计算机程序指令还可以被加载到计算机或其他可编程数据处理装置上，以使得在计算机或其他可编程装置上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，使得在计算机或其他可编程装置上执行的指令提供用于实现框图和/或流程图的一个或多个框中指定的功能/动作的步骤。
因此，示例性实施例可以以硬件和/或软件(包括固件、驻留软件、微代码等)来实现。此外，示例性实施例可以采取计算机可用或计算机可读存储介质上的计算机程序产品的形式，该计算机可用或计算机可读存储介质具有在该介质中体现的计算机可用或计算机可读程序代码，以供指令执行系统使用或与指令执行系统结合使用。在本文档的上下文中，计算机可用或计算机可读介质可以是能够包含、存储、传送、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合使用的任何介质。
计算机可用或计算机可读介质可以是但不限于例如电、磁、光、电磁、红外或半导体系统、装置、设备或传播介质。计算机可读介质的更具体的示例(非穷举列表)将包括以下：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪速存储器)、光纤和便携式压缩盘只读存储器(CD-ROM)。注意，计算机可用或计算机可读介质甚至可以是其上打印有程序的纸张或另一合适的介质，因为程序可以经由例如对纸张或其他介质的光学扫描而被电子地捕获，然后被编译、解释、或以合适的方式进行其他处理，如果必要的话，然后被存储在计算机存储器中。
为了开发方便，可以用诸如Java、AJAX(异步JavaScript)、C和/或C++之类的高级编程语言来编写用于执行这里所讨论的数据处理系统的操作的计算机程序代码。此外，用于执行示例性实施例的操作的计算机程序代码也可以用其他编程语言来编写，诸如但不限于解释语言。一些模块或例程可以用汇编语言或甚至微代码来编写，以增强性能和/或存储器使用。然而，实施例不限于特定编程语言。还应当理解，任何或所有程序模块的功能还可以使用分立的硬件组件、一个或多个专用集成电路(ASIC)、或现场可编程门阵列(FPGA)、或编程的数字信号处理器、编程的逻辑控制器(PLC)、微控制器或图形处理单元来实现。
还应当注意，在一些替选实现中，框中所提到的功能/动作可以不按流程图中所提到的次序来进行。例如，取决于所涉及的功能/动作，连续示出的两个框实际上可以基本上同时执行，或者这些框有时可以以相反的次序执行。此外，流程图和/或框图的给定框的功能可以被分成多个框，和/或流程图和/或框图的两个或更多个框的功能可以至少部分地被整合。
在说明书中，已经公开了本发明构思的实施例，并且尽管使用了特定术语，但是它们仅以一般和描述性的意义来使用，而不是为了限制的目的。提供以下权利要求以确保本申请在所有司法权中满足作为优先权申请的所有法定要求，并且应当被解释为阐述本发明构思的范围。

Claims (18)

1.一种用于在实现修改时隙化ALOHA协议的通信网络中的端点处确定传输时隙的方法，所述方法包括：
在端点处接收具有接收下行链路强度的ALOHA消息；
基于所接收的ALOHA消息中的信息针对所述端点而确定上行链路强度；以及
基于所确定的上行链路强度从所述端点分配用于上行链路传输的时隙，
其中实现修改时隙化ALOHA协议的通信网络包括多个时隙；并且
其中多个时隙之间的上行链路强度的间隔从5dB到30dB，并且其中，多个时隙中的每一个时隙具有30秒到1分钟的持续时间。
2.根据权利要求1所述的方法，其中分配时隙进一步包括：
确定ALOHA消息具有大于传输时隙的阈值长度的长度；
定位具有用于长度大于阈值长度的ALOHA消息的容量的ALOHA信道；以及
在所定位的信道上传送所述ALOHA消息。
3.根据权利要求1所述的方法，其中分配时隙进一步包括：
确定ALOHA消息具有大于传输时隙的阈值长度的长度；
响应于确定ALOHA消息具有大于阈值长度的长度，请求消息传送的暂停；以及
在暂停期间发送所述ALOHA消息。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，确定上行链路强度包括如下中的一个：接收在端点处接收的ALOHA消息中的上行链路强度、以及从接收下行链路强度导出上行链路强度。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，分配用于上行链路传输的时隙包括如下中的一个：在查找表上定位所确定的上行链路强度以标识用于上行链路传输的时隙、以及将所确定的上行链路强度除以时隙的数量以标识用于上行链路传输的时隙。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，周期性地重复接收、确定和分配的步骤。
7.一种实现修改时隙化ALOHA协议的通信网络中的端点，所述端点包括处理器，所述处理器被配置为：
在端点处接收具有接收下行链路强度的ALOHA消息；
自确定通过测量下行链路强度而导出的上行链路强度；以及
基于自确定的上行链路强度从所述端点分配用于上行链路传输的时隙，
其中实现修改时隙化ALOHA协议的通信网络包括多个时隙；并且
其中多个时隙之间的上行链路强度的间隔从5dB到30dB，并且其中，多个时隙中的每一个时隙具有30秒到1分钟的持续时间。
8.根据权利要求7所述的端点，其中，所述处理器还被配置为：
确定ALOHA消息具有大于所分配的Aloha信道的传输时隙的阈值长度的长度；
向基站发送重定向到非Aloha信道的请求；以及
在非Aloha信道上发送具有大于阈值长度的长度的所述消息。
9.根据权利要求7所述的端点，其中，所述处理器还被配置为：
确定所述ALOHA消息具有大于传输时隙的阈值长度的长度；
响应于确定ALOHA消息具有大于阈值长度的长度，请求消息传送的暂停；以及
在暂停期间发送所述ALOHA消息。
10.根据权利要求7所述的端点，其中，所述处理器还被配置为通过如下中的一个来确定上行链路强度：接收在端点处接收的消息中的上行链路强度、以及从接收下行链路强度导出上行链路强度。
11.根据权利要求7所述的端点，其中所述处理器还被配置为通过如下中的一个来分配用于上行链路传输的时隙：在查找表上定位所确定的上行链路强度以标识用于上行链路传输的时隙、以及将所确定的上行链路强度除以时隙的数量以标识用于上行链路传输的时隙。
12.根据权利要求7所述的端点，其中，所述处理器被配置为周期性地接收、确定和分配。
13.根据权利要求7所述的端点，其中，所述端点包括计量表、开关、阀门、电控制或测量节点；安全系统、环境测量换能器和/或用于致动器或开关的控制器。
14.一种非暂时性计算机可读存储介质，具有在所述介质中体现的计算机可读程序代码，所述计算机可读程序代码在被处理器执行时使得所述处理器进行如下步骤：
在端点处接收具有接收下行链路强度的ALOHA消息；
基于所接收的消息中的信息针对所述端点而确定上行链路强度；以及
基于所确定的上行链路强度从所述端点分配用于上行链路传输的时隙，
其中实现修改时隙化ALOHA协议的通信网络包括多个时隙；并且
其中多个时隙之间的上行链路强度的间隔从5dB到30dB，并且其中，多个时隙中的每一个时隙具有30秒到1分钟的持续时间。
15.根据权利要求14所述的非暂时性计算机可读存储介质，所述计算机可读程序代码还使得所述处理器：
确定ALOHA消息具有大于传输时隙的阈值长度的长度；
定位具有用于长度大于阈值长度的消息的容量的信道；以及
在所定位的信道上传送所述消息。
16.根据权利要求14所述的非暂时性计算机可读存储介质，所述计算机可读程序代码还使得所述处理器：
确定ALOHA消息具有大于传输时隙的阈值长度的长度；
响应于确定ALOHA消息具有大于阈值长度的长度而请求ALOHA消息传送的暂停；以及
在暂停期间发送所述ALOHA消息。
17.根据权利要求14所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中，确定上行链路强度包括以下之一：接收在端点处接收的消息中的上行链路强度、以及从接收下行链路强度导出上行链路强度。
18.根据权利要求14所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中分配用于上行链路传输的时隙包括以下之一：在查找表上定位所确定的上行链路强度以标识用于上行链路传输的时隙、以及将所确定的上行链路强度除以时隙的数量以标识用于上行链路传输的时隙。
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