CN111836399B - 宽带载波通信网络的信道接入协议设计方法及时隙分配方法 - Google Patents

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CN111836399B CN202010575704.7A CN202010575704A CN111836399B CN 111836399 B CN111836399 B CN 111836399B CN 202010575704 A CN202010575704 A CN 202010575704A CN 111836399 B CN111836399 B CN 111836399B
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Abstract

一种宽带载波通信网络的信道接入协议设计方法，在原有信道接入协议的基础上，将信标信号时隙分配信息中的非中央信标信息字段的预留比特定义为：第k组预留比特表示第k个非信标时隙发送节点在TDMA时隙区获得对应数量的时隙使用权；如果时隙分配消息字段中的信标周期长度的数值为偶数采用顺序分配方式分配TDMA时隙，如果为奇数则采用逆序分配方式分配TDMA时隙。本发明方法在现有协议框架和体系下对信标载荷信号中的非中央信标信息字段中一些无定义的预留比特进行内容定义，实现了对信标时隙信令内容的复用，将单纯CSMA信道接入方式改进为TDMA+CSMA按需混合信道接入方式，提升了网络的信道接入效率和综合通信性能。

Description

宽带载波通信网络的信道接入协议设计方法及时隙分配方法
技术领域
本发明属于宽带载波通信技术领域，尤指涉及一种宽带载波通信网络的信道接入协议的改进方法。
背景技术
为更好的满足智能电表自动载波集抄系统的信息采集业务需要，中国的两大电网企业——中国电网公司(简称国网)和中国南方电网公司(简称南网)在2017年先后发布了针对低压电力线宽带高速载波技术的通信标准，文件名称分别为《低压电力线高速载波通信互联互通技术规范》和《低压电力用户集中抄表系统宽带载波通信技术要求》，标准对业务层、数据链路层和物理层进行了详细的协议规定，为相关通信设备的大规模生产和应用奠定了基础。在标准颁布后，相关通信产品和系统已经在国内各地的用电台区中获得大量部署和应用，且获得了比上一代窄带低速载波通信系统更好的运营性能，信息传输速率和可靠性等都有了明显提升。
数据链路层中信道接入协议的主要功能是用于制定网络节点对电力线共享载波通信信道的使用规则，整体目标是降低各节点发送信号之间的碰撞概率，实现信号的有序发送，提高信道资源的利用效率。以上两个标准对于数据链路层协议设计在一定程度上均借鉴了IEEE802.15.4标准的MAC协议，因此两者的设计思路和框架基本相同，只是在一些细节上存在一些微小差异。经分析发现，目前这两个标准的信道接入协议的设计都存在着一个明显的缺陷，即协议上虽然在超帧时隙划分上支持TDMA+CSMA的混合信道接入方式，但实际信令设计内容中却无法支持，仅支持信标信号TDAM无竞争接入，和其它业务信号的CSMA竞争接入，导致网络在业务信号的发送过程中，只能采用单一的竞争类的CSMA信道接入方式，从而造成信道利用效率较差，物理层的宽带高速传输能力未能得到充分利用，存在性能提升的空间。
发明内容
本发明的目的在于提供一种宽带载波通信网络的信道接入协议设计方法，在兼容现有协议内容，保持对旧产品的互联互通的前提下，提高网络综合通信性能。
为了实现上述目的，本发明采取如下的技术解决方案：
一种宽带载波通信网络的信道接入协议设计方法，包括以下步骤：在原有信道接入协议的基础上，
将信标周期中的中央信标、代理信标和发现信标的时隙分配信息中的非中央信标信息字段的预留比特定义为：第k组预留比特表示第k个非信标时隙发送节点在TDMA时隙区获得对应数量的时隙使用权，k＝1,2,……,(Y+Z)，Y为信标时隙区中代理信标时隙的数量，Z为信标时隙区中发现信标时隙的数量；
1个信标周期中TDMA时隙区的时隙划分和对应的节点分配规则如下：
TDMA时隙区的时隙总数量为
Figure BDA0002550894020000021
个，每个时隙的长度为
Figure BDA0002550894020000022
其中，X表示信标时隙区中中央信标时隙的数量，T表示TDMA时隙区的时间长度值，Nk表示第k个非信标时隙发送节点对应分配的时隙数量；
TDAM时隙的分配原则为：如果时隙分配消息字段中的信标周期长度的数值为偶数，则采用顺序分配方式，如果为奇数，则采用逆序分配方式。
进一步的，对TDMA时隙区进行分配后，节点在有业务数据发送需求时，先在其所分配的TDAM时隙上进行信号发送，如果其所分配的TDMA时隙资源不足或没有获得分配，则剩余的信号将继续使用CSMA竞争接入方式进行发送。
进一步的，所述预留比特的长度为3bit，取值范围为0-7。
本发明还提供了一种基于前述的宽带载波通信网络的信道接入协议设计方法的信道接入协议进行批抄表业务的时隙分配的方法，步骤如下：
对于批抄表的上报节点集合A，中央协调器根据路由信息从代理协调器集合P中挑选出一个子集B，子集B中的节点数量为N_B，；
在第1个超帧中，中央协调器将时隙分配消息字段中的信标周期长度的数值设为偶数，以顺序分配方式来分配TDAM时隙区的时隙，前X个时隙分配给中央协调器使用，剩余N_B个时隙依次分配给子集B的节点使用；中央协调器在属于自己的TDMA时隙上发送批抄表报文，子集B的节点在属于自己的TDMA时隙上依次进行中继；
中央协调器基于全网拓扑信息，计算出上报节点集合A中每个节点的业务数据报文的上行传输路由，完成路由计算后得到业务数据报文的上行中继节点集合R，并计算出要完成业务数据报文的全部上行传输过程以及上行中继节点集合R中每个节点所需的时隙数据值；在第2个超帧中，中央协调器将时隙分配消息字段中的信标周期长度的数值设为奇数，以逆序分配方式为上报节点集合A和上行中继节点集合R中的节点分配TDAM时隙区的时隙，上报节点集合A和上行中继节点集合R中的节点在属于自己的TDMA时隙进行业务数据报文的上行传输；
在第3个超帧中，中央协调器将时隙分配消息字段中的信标周期长度的数值设为偶数，以顺序分配方式来分配TDAM时隙区的时隙，前X个时隙分配给中央协调器使用，剩余N_B个时隙依次分配给子集B的节点使用，中央协调器在属于自己的TDMA时隙上发送批抄表报文的接收确认报文，子集B的节点在属于自己的TDMA时隙上依次进行中继。
进一步的，子集B的挑选原则是子集B和中央协调器的信号覆盖节点范围之和包含上报节点集合A，且子集B的节点数量最少。
由以上技术方案可知，本发明方法在现有协议框架和体系下，对信标载荷信号中的非中央信标信息字段中一些无定义的预留比特进行内容定义，巧妙的实现了对信标时隙信令内容的复用，可以将原协议的业务信号的单纯CSMA信道接入方式改进为TDMA+CSMA按需混合信道接入方式，在满足新设备和旧设备可以混合组网和互联互通要求的前提下，为网络的业务抄表报文的传输过程按需提供合适数量的无竞争信道资源，提升了网络的信道接入效率和综合通信性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为用电信息采集系统的宽带高速载波通信网络的树形网络拓扑示意图；
图2为《低压电力线高速载波通信互联互通技术规范》中超帧时隙结构示意图；
图3为信标信号的信号结构示意图；
图4为非中央信标信息的内容定义示意图；
图5a为TDMA时隙区顺序分配示意图；
图5b为TDMA时隙区逆序分配示意图；
图6为网络抄表流程示意图；
图7为网络拓扑和批抄表示意图；
图8为本发明实施例抄表过程的3个超帧的时隙结构和功能示意图。
具体实施方式
为了让本发明的上述和其它目的、特征及优点能更明显，下文特举本发明实施例，并配合所附图示，做详细说明如下。
如图1所示，用电信息采集系统的宽带高速载波通信网络一般会形成以中央协调器(CCO)为中心、以代理协调器(代理节点，PCO)为中继代理，连接所有从站点(STA)的多级关联树形网络。中央协调器作为网络运行的中心控制节点，使用一种基于信标周期的超帧时隙结构来进行网络通信过程，同时使用信标信号来维持整个网络的同步和有序运行。在国网的《低压电力线高速载波通信互联互通技术规范》中，对超帧的时隙划分情况如图2所示，一个信标周期包括4种时隙，依次分别为：信标时隙区、TDMA时隙区、CSMA时隙区和绑定CSMA时隙区。南网的《低压电力用户集中抄表系统宽带载波通信技术要求》对于超帧的时隙划分也采用了类似的结构，只是4种时隙的排序不同，但由于两个标准的协议中对于TDMA时隙区的相关信令内容只规定该时隙区的长度却没有对应的具体节点分配信息，TDMA时隙区‘名存实亡’，在实际应用中该类型的时隙无法利用，时隙长度被迫选择为0，所以两套协议的时隙排序事实上是一样的。
中央协调器通过使用信标信号来实现整个网络时隙结构的同步有序管理，信标信号有3种类型：中央信标、代理信标和发现信标，这三种信标都采用如图3所示的信号结构，均包括前导信号、帧控制信号和载荷信号。在每个信标周期的起始时间位置，中央协调器开始进行中央信标信号的发送，其信号信令内容中将携带本信标周期的时隙参数信息和其它一些网络管理信息。其中，时隙参数信息主要包括信标时隙的时间长度、三种类型信标时隙的数量(X、Y和Z的数值),Y个代理信标时隙和Z个发现信标时隙所一一对应的Y+Z个发送节点的网络短地址(TEI)，以及CSMA时隙区和绑定CSMA时隙区的相关参数。
一个网络节点收到另一个节点所发送的信标信号后，如果通过信令内容解析发现自己是上述Y+Z个发送节点中的一员，且自己所分配的信标时隙在时间轴上尚未来临，则在该信标时隙的时间到达后在属于自己的时隙上中继发送代理信标信号或发现信标信号。基于这种机制以及合适的代理中继节点的选择，中央协调器可以利用这X+Y+Z个信标时隙在一个信标周期内实现自己的信标信令信息的下行全网广播发送。
国网和南网标准中的信道接入协议均对信标信号的载荷字段做了定义，具体定义见表1，对载荷字段中的信标管理信息的定义见表2，对信标管理信息中管理信息类型的定义见表3，对管理信息类型中时隙分配消息的定义见表4。
表1信标信号载荷字段的定义
Figure BDA0002550894020000051
表2信标管理消息的字段定义
Figure BDA0002550894020000063
表3管理消息的类型定义和内容说明
Figure BDA0002550894020000061
表4时隙分配消息字段的内容定义
Figure BDA0002550894020000062
Figure BDA0002550894020000071
从表4可以看出，协议中虽然对TDMA时隙长度做了定义，即有TDMA时隙，但后续没有该时隙分配给哪个节点使用的信息，即TDMA时隙区只给出了时隙区的大小，却没有具体的节点分配信息，因此没有任何使用价值，长度只能设置为0，导致网络实际上仅支持信标信号使用TDAM的无竞争信道接入方式，和业务信号使用CSMA的竞争信道接入方式。
而协议中规定了非中央信标信息的长度为动态值，其携带的信息是用于指示Y+Z个非中央信标时隙的分配信息，非中央信标信息的内容定义如图4所示，其包括了时隙的分配节点短地址、该时隙的信标类型以及预留比特，预留比特没做任何内容的定义。
本发明利用信标信号的时隙分配信息中的非中央信标信息字段中无内容的预留比特，用其来承载TDMA时隙区的节点分配信息，从而在网络中实现对业务抄表报文传输过程的无竞争信道资源的按需调度，以提升网络的抄表性能和综合通信性能。
本发明的信道接入协议设计方法的步骤如下：
对3种信标信号的时隙分配信息中的非中央信标信息字段中的无内容的预留比特(共3×(Y+Z)个预留比特)增加定义，定义为：第k组预留比特表示第k个非信标时隙发送节点在TDMA时隙区获得对应数量的时隙使用权，k＝1,2,……(Y+Z)，Y为代理信标时隙的数量，Z为发现信标时隙的数量，预留比特的长度为3bit，取值范围为0-7，具体如表5所示。在增加了对预留比特的定义后，长度为8bit(16bit)的TDMA时隙长度的信令内容将不再默认为0，且其值将表示该时隙区的总长度。
表5非中央信标信息中的预留比特的新增定义
Figure BDA0002550894020000081
1个信标周期中TDMA时隙区的时隙划分和对应的节点分配规则如下：
TDMA时隙区的时隙总数量为
Figure BDA0002550894020000082
个，每个时隙的长度为
Figure BDA0002550894020000083
其中，X表示信标时隙区中中央信标时隙的数量，Y表示信标时隙区中代理信标时隙的数量，Z表示信标时隙区中发现信标时隙的数量，T表示TDMA时隙区的时间长度值；非中央信标时隙一一对应的Y+Z个分配节点的编号为S＝[S1,S2,...,SY+Z]，这些节点在原预留比特位置上所定义的一一对应分配的时隙数量为N＝[N1,N2,...,NY+Z]；
Nall个TDAM时隙的分配原则为：如果时隙分配消息字段中的‘信标周期长度’的数值为偶数，则采用顺序分配方式分配TDMA时隙，如图5a所示，如果为奇数，则采用逆序分配方式分配TDMA时隙，如图5b所示；基于网络的树形拓扑关系和代理协调器的选择机制可知，TDMA时隙的顺序分配方式可以实现下行数据的逐跳依次下行的最快传输，而逆序分配方式则可以实现上行数据的逐跳依次上行的最快传输，采用两种不同的顺序分配TDMA时隙，可以更好的实现的上行业务和下行业务的快速传输，从而在最短的时间内完成中央协调器对网络节点的批抄表通信任务。
节点在有业务数据发送需求时，先在其所分配的TDAM时隙上进行信号发送，如果其所分配的TDMA时隙资源不足或没有获得分配，则剩余的信号将继续使用CSMA竞争接入方式进行发送。
本发明在原有信道接入协议的基础上，对信标信号的时隙分配信息中的非中央信标信息字段中原先无内容的预留比特增加了定义，并结合信标周期长度数值的奇偶设置，利用和信标时隙相关信令内容的复用实现了对TDAM时隙区的节点分配信息的承载，不仅可以兼容当前协议，保持新旧设备互联互通，而且在网络中实现了对业务抄表报文传输过程的无竞争信道资源的按需调度，提升了网络的抄表性能和综合通信性能。
智能电表的自动集抄网络中，中央协调器根据用户的需求会周期性的或触发式的产生抄表需求。如图6所示，当客户希望获取网络中某些特定的节点或全部节点的数据时，中央协调器首先会向这些节点下发抄表报文，报文内容中携带这些节点的地址信息和要求其上报的数据类型及大小指示；网络节点收到抄表报文后，如果自己属于上报节点集合中的一员，则按要求向中央协调器上报对应的抄表数据报文；中央协调器收到某个节点的抄表数据报文后则会向其发送接收确认报文。
从抄表过程可以看出，抄表是由中央协调器主动发起，同时中央协调器还掌握着全网的拓扑信息，可以精确评估出整个抄表过程的信号传输路径和整个过程所涉及到的节点所需的信道资源(评估传输路径和信道资源为现有技术，不是本发明的创新点，此处不做赘述)，从而可以为整个过程的相同节点分配恰当数量的TDMA时隙资源，实现抄表业务信号的有序和无竞争发送，获得比旧协议的纯CSMA的竞争接入方式更好的传输性能。
基于以上的信道接入协议设计方法的信道接入协议，中央协调器进行批抄表业务时的时隙分配方法如下：
对于批抄表的上报节点集合A(抄表对象)，中央协调器根据路由信息从代理协调器集合P中挑选出一个子集B，上报节点集合A中的节点数量为N_A，子集B中的节点数量为N_B，挑选原则是子集B和中央协调器的信号覆盖节点范围之和包含上报节点集合A，且子集B的节点数量最少；
在第1个超帧中，中央协调器将时隙分配消息字段中的‘信标周期长度’的数值设为偶数，以顺序分配方式来分配TDAM时隙区的时隙，共X+N_B个时隙，时隙长度可以刚好满足本次批抄表报文的一次发送需求，前X个时隙分配给中央协调器使用，剩余N_B个时隙则依次分配给子集B的节点使用；在这些时隙上，中央协调器开始发送批抄表报文，子集B的节点再依次进行中继，这些超帧时隙结束后，批抄表报文上的节点(上报节点集合A中的节点)都已经接收到批抄表报文；
中央协调器基于全网拓扑信息，计算出上报节点集合A的每个节点的业务数据报文的上行传输路由，完成路由计算后得到N_A条业务数据报文的上行中继节点集合R(R也是代理协调器集合P的一个子集)，并计算出要完成N_A条业务数据报文的全部上行传输过程以及上行中继节点集合R中每个节点所需的时隙数据值；在第2个超帧中，中央协调器将时隙分配消息字段中的‘信标周期长度’的数值设为奇数，以逆序分配方式来分配TDAM时隙区的时隙，为上报节点集合A和上行中继节点集合R中的节点分配对应数量的时隙资源，集合A的节点被选择为发现信标发送节点，上报节点集合A和上行中继节点集合R中的节点利用这些时隙完成N_A条业务数据报文的全部上行传输过程，包括源节点的发送和路由中继节点的多跳中继；
在第3个超帧中，中央协调器将时隙分配消息字段中的‘信标周期长度’的数值设为偶数，以顺序分配方式来分配TDAM时隙区的时隙，共X+N_B个时隙，时隙长度可以刚好满足本次批抄表报文对应的接收确认报文的一次发送需求，前X个时隙分配给中央协调器使用，剩余N_B个时隙则依次分配给子集B的节点使用，在这些时隙上，中央协调器开始发送批抄表报文的接收确认报文，子集B的节点再依次进行中继，这些超帧时隙结束后，批抄表报文上的节点(上报节点集合A中的节点)都已经接收到自己上报的业务数据的接收确认报文。
下面以一个具体实施例对中央协调器进行批抄表业务时的时隙分配过程进行说明，如图7所示，中央协调器要尽快实现对节点1、2、7、11、13、16和18的批抄表，则业务需求产生后执行如下3个超帧结构来完成中央协调器和抄表节点之间的信令信号和业务数据信号交互流程(图8)：
对于批抄表的上报节点集合A(1,2,7,11,13,16,18)，中央协调器根据路由信息挑选出子集B(1,2,3,5,6,7,8,9,10)；
在第1个超帧中，以顺序分配方式来分配TDAM时隙区的时隙，共12个时隙，时隙长度可以刚好满足本次批抄表报文的一次发送需求，前3个时隙分配给中央协调器使用，剩余9个时隙则依次分配给子集B中的节点使用；在这些时隙上，中央协调器开始发送批抄表报文，子集B的节点再依次进行中继，这些超帧时隙结束后，批抄表报文上的节点都已经接收到批抄表报文；
中央协调器基于全网拓扑信息，计算出上报节点集合A的每个节点的业务数据报文的上行传输路由，完成路由计算后得到上行中继节点集合R(3,6,8,10)，并计算出要完成业务数据报文的全部上行传输过程以及上行中继节点集合R中每个节点所需的时隙数据值；在第2个超帧中，以逆序分配方式来分配TDAM时隙区的时隙，为上报节点集合A和上行中继节点集合R中的节点(1,2,3,6,7,8,10,11,13,16,18)分配对应数量的时隙资源，上报节点集合A和上行中继节点集合R中的节点利用这些时隙完成业务数据报文的全部上行传输过程；
在第3个超帧中，以顺序分配方式来分配TDAM时隙区的时隙，共12个时隙，时隙长度可以刚好满足本次批抄表报文对应的接收确认报文的一次发送需求，前3个时隙分配给中央协调器使用，剩余9个时隙则依次分配给子集B的节点使用，在这些时隙上，中央协调器开始发送批抄表报文的接收确认报文，子集B的节点再依次进行中继，这些超帧时隙结束后，批抄表报文上的节点都已经接收到自己上报的业务数据的接收确认报文。
本发明的信道接入协议设计方法可以在抄表业务这类由中央协调器发起和掌控的业务传输过程中引入无冲突的TDAM信道接入方式，将基于以上信道接入协议设计方法的信道接入协议应用于批抄表业务的时隙分配，基于中央协调器对全网拓扑信息的掌握和计算，由中央协调器根据当前网络实际的业务传输需求来自适应灵活决定TDMA时隙的长度和分配方式，包括数量和分配次序，信令信号和业务数据信号交互过程所涉及到的所有节点都可以按需获得合适数量的无冲突时隙资源，避免了出现CSMA类接入方式时可能出现的信号碰撞情况，在真正意义上实现针对业务信号多跳传输过程的TDMA+CSMA的混合信道接入方式，提升了信号多跳传输过程的可靠性，减低了信号重传概率，在网络抄表成功率和抄表时延等性能上可以获得较好的性能提升。
本发明方法是在原有协议上对信标信号的时隙分配信息中的非中央信标信息字段中原先无内容的预留比特增加定义，以下对根据本发明设计方法得到的信道接入协议在对旧产品的通信兼容和互联互通方面的分析，协议应用过程中有如下两种应用场景：场景1：中央协调器支持旧协议，而其它节点则含有旧协议节点和新协议节点；场景2：中央协调器支持新协议，而其它节点则含有旧协议节点和新协议节点。
场景1中，由于中央协调器仅支持旧协议，因此它所发送的信标信号中TDMA时隙区的数值为0，且那些预留比特的数值也为0，因此旧协议节点和新协议节点对该信号内容的理解保持一致，所以此场景下的网络组网效果和旧协议保持一致，新产品和旧产品混合组网时不会产生任何的互联互通问题。
场景2中，由于网络节点在入网过程中，其关联请求报文中在站点版本信息字段中将携带软件版本的时间信息，因此中央协调器收到该报文后，以新增协议内容生效时间为判定依据，则可以自动识别出该网络节点是否支持新协议。而在中央协调器支持新协议的情况下，可能会出现TDMA时隙区的数值为非0，且那些预留比特的数值也非0的情况，此时对新节点而言，其对信令内容将和中央协调器保持一致。而对旧节点而言，中央协调器不会对其进行TDMA时隙的分配，因此如果其是信标信号发送节点的一员，则其对应的预留比特的数值为0，而它在信令内容解析时会直接丢弃所有的预留比特部分，不会对其内容进行解析，且由于TDAM时隙区长度在旧协议中是有明确定义的，在其出现非零数值时，虽然无法知道该时隙分配给网络中的那些节点，但是仍然不会其对后续的CSMA时隙区和绑定CSMA时隙区的信息参数的内容解析产生误导，且其接收机在TDMA时隙区时间内会处于接收状态，因此旧节点的信号收发机制仍和旧协议保持一致，且新旧节点的信号发送不会产生任何额外的冲突。
下面对新协议所引入的混合信道接入技术对网络通信性能的影响进行分析，信道接入协议的功能就是定义信道资源的利用方式，因此很大程度决定了整个网络的综合通信性能。旧协议在应用中对业务信号的传输过程仅支持单一的CSMA竞争接入方式，导致所有的业务信号和网络管理报文都需要使用相同方式进行信道竞争发送，在网络节点较多和网络业务负荷较大的情况下，信号碰撞概率上升，整个网络的吞吐量会急剧下降。而新协议在旧协议的基础上，通过对非中央信标信息中的原无定义预留比特增加内容定义，从而将业务信号的信道接入方式从原来的单一CSMA接入方式改进为CSMA+TDMA的混合接入方式，协议灵活性高，可以更好的适应网络在不同时段的不同通信需求。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽范围。

Claims (5)

1.宽带载波通信网络的信道接入协议设计方法，其特征在于，包括以下步骤：在原有信道接入协议的基础上，
将信标周期中的中央信标、代理信标和发现信标的时隙分配信息中的非中央信标信息字段的预留比特定义为：第k组预留比特表示第k个非信标时隙发送节点在TDMA时隙区获得对应数量的时隙使用权，k＝1,2,……,(Y+Z)，Y为信标时隙区中代理信标时隙的数量，Z为信标时隙区中发现信标时隙的数量；
1个信标周期中TDMA时隙区的时隙划分和对应的节点分配规则如下：
TDMA时隙区的时隙总数量为
Figure FDA0002550894010000011
个，每个时隙的长度为
Figure FDA0002550894010000012
其中，X表示信标时隙区中中央信标时隙的数量，T表示TDMA时隙区的时间长度值，Nk表示第k个非信标时隙发送节点对应分配的时隙数量；
TDAM时隙的分配原则为：如果时隙分配消息字段中的信标周期长度的数值为偶数，则采用顺序分配方式，如果为奇数，则采用逆序分配方式。
2.如权利要求1所述的宽带载波通信网络的信道接入协议设计方法，其特征在于：对TDMA时隙区进行分配后，节点在有业务数据发送需求时，先在其所分配的TDAM时隙上进行信号发送，如果其所分配的TDMA时隙资源不足或没有获得分配，则剩余的信号将继续使用CSMA竞争接入方式进行发送。
3.如权利要求1所述的宽带载波通信网络的信道接入协议设计方法，其特征在于：所述预留比特的长度为3bit，取值范围为0-7。
4.基于权利要求1至3任一项所述的宽带载波通信网络的信道接入协议设计方法的信道接入协议进行批抄表业务的时隙分配的方法，其特征在于，步骤如下：
对于批抄表的上报节点集合A，中央协调器根据路由信息从代理协调器集合P中挑选出一个子集B，子集B中的节点数量为N_B；
在第1个超帧中，中央协调器将时隙分配消息字段中的信标周期长度的数值设为偶数，以顺序分配方式来分配TDAM时隙区的时隙，前X个时隙分配给中央协调器使用，剩余N_B个时隙依次分配给子集B的节点使用；中央协调器在属于自己的TDMA时隙上发送批抄表报文，子集B的节点在属于自己的TDMA时隙上依次进行中继；
中央协调器基于全网拓扑信息，计算出上报节点集合A中每个节点的业务数据报文的上行传输路由，完成路由计算后得到业务数据报文的上行中继节点集合R，并计算出要完成业务数据报文的全部上行传输过程以及上行中继节点集合R中每个节点所需的时隙数据值；在第2个超帧中，中央协调器将时隙分配消息字段中的信标周期长度的数值设为奇数，以逆序分配方式为上报节点集合A和上行中继节点集合R中的节点分配TDAM时隙区的时隙，上报节点集合A和上行中继节点集合R中的节点在属于自己的TDMA时隙进行业务数据报文的上行传输；
在第3个超帧中，中央协调器将时隙分配消息字段中的信标周期长度的数值设为偶数，以顺序分配方式来分配TDAM时隙区的时隙，前X个时隙分配给中央协调器使用，剩余N_B个时隙依次分配给子集B的节点使用，中央协调器在属于自己的TDMA时隙上发送批抄表报文的接收确认报文，子集B的节点在属于自己的TDMA时隙上依次进行中继。
5.如权利要求4所述的批抄表业务的时隙分配的方法，其特征在于：子集B的挑选原则是子集B和中央协调器的信号覆盖节点范围之和包含上报节点集合A，且子集B的节点数量最少。
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