CN112751703B - 通信网络的组建方法、装置、电子设备与存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种通信网络的组建方法、装置、电子设备与存储介质，该方法包括：第一终端节点接收来自N个第一节点的第一时间同步帧，根据各第一节点的路由深度和接收到的各第一时间同步帧的信号强度，从N个第一节点中确定父节点，并通过父节点向网关发送第一入网登记帧；网关获取各第一级节点的入网登记帧，并根据各第一级节点所包括的子节点的节点信息，为各第一级节点分配时隙信息，将分配的各第一级节点的时隙信息发送给各第一级节点，最后终端节点接收来自父节点的第一时隙信息。即第一终端节点根据节点的路由深度和信号强度，确定父节点，进而构建出最优的通信路径，且可以随时动态调整通信路径，进而增加通信可靠性，灵活性强。

Description

通信网络的组建方法、装置、电子设备与存储介质

技术领域

本申请实施例涉及通信技术领域，尤其涉及一种通信网络的组建方法、装置、电子设备与存储介质。

背景技术

通信是人与人之间通过某种媒体进行的信息交流与传递。网络是用物理链路将各个孤立的工作站或主机相连在一起，组成的数据链路。通信网络是指将各个孤立的设备进行物理连接，实现人与人，人与计算机，计算机与计算机之间进行信息交换的链路，从而达到资源共享和通信的目的。

通信网络通常包括终端节点、网关和主站，其中终端节点和网关之间的组网方式目前较常用的是星型组网，具体是，网关与终端节点之间点对点连接，终端节点之间没有连接。

但是，星型组网方式不具有动态调整通信路径的功能，其通信路径单一，灵活性差。

发明内容

本申请实施例提供一种通信网络的组建方法、装置、电子设备与存储介质，实现动态调整通信路径。

第一方面，本申请实施例提供一种通信网络的组建方法，应用于第一终端节点，所述方法包括：

接收来自N个第一节点的第一时间同步帧，所述第一节点为通信网络中的网关或第二终端节点，所述第二终端节点为所述通信网络中除所述第一终端节点外的终端节点，所述N为正整数；

根据各所述第一节点的路由深度和接收到的来自各所述第一节点的第一时间同步帧的信号强度，从所述N个第一节点中确定所述第一终端节点的父节点；

通过所述父节点向所述网关发送第一入网登记帧，所述第一入网登记帧包括所述第一终端节点的节点信息；

接收来自所述父节点的第一时隙信息，所述第一时隙信息与所述网关为第一级节点分配的时域信息相关，所述第一级节点为与所述网关连接的终端节点。

在第一方面的一种可能的实现方式中，所述根据各所述第一节点的路由深度和接收到的来自各所述第一节点的第一时间同步帧的信号强度，从所述N个第一节点中确定所述第一终端节点的父节点，包括：

从所述N个第一节点中获取所述第一时间同步帧的信号强度最大的前M个第一节点，所述M为小于或等于所述N的正整数；

将所述M个第一节点中路由深度最小的第一节点作为所述第一终端节点的父节点。

在第一方面的一种可能的实现方式中，所述根据各所述第一节点的路由深度和接收到的来自各所述第一节点的第一时间同步帧的信号强度，从所述N个第一节点中确定所述第一终端节点的父节点，包括：

从所述N个第一节点中获取路由深度最小的前P个第一节点，所述P为小于或等于所述N的正整数；

将所述P个第一节点中第一时间同步帧的信号强度最大的第一节点作为所述第一终端节点的父节点。

在第一方面的一种可能的实现方式中，在所述父节点为所述网关时，所述第一时隙信息为第一级节点的时隙信息，所述第一级节点为与所述网关连接的终端节点；在所述父节点为所述第一级节点时，所述第一时隙信息为所述父节点基于所述父节点所包括的子节点的节点信息以及所述第一终端节点所包括的子节点的数量，对所述父节点的时隙信息进行划分后得到的。

在第一方面的一种可能的实现方式中，所述第一终端节点的第一时隙信息包括如下至少一种：所述第一终端节点发送第二时间同步帧的第一时隙、所述第一终端节点发送第二入网登记帧的第二时隙和所述第一终端节点发送数据的第三时隙。

在第一方面的一种可能的实现方式中，所述第一终端节点包括Q个第一子节点，所述Q为正整数。

在第一方面的一种可能的实现方式中，所述方法还包括：

将所述第一时隙划分为Q+1个第一子时隙，并将所述Q+1个第一子时隙中的一个第一子时隙分配给所述第一终端节点，将剩余的Q个第一子时隙分配给所述Q个第一子节点；

将所述第二时隙划分为Q+1个第二子时隙，并将所述Q+1个第二子时隙中的一个第二子时隙分配给所述第一终端节点，将剩余的Q个第二子时隙分配给所述Q个第一子节点；

将所述第三时隙划分为Q+1个第三子时隙，并将所述Q+1个第三子时隙中的一个第三子时隙分配给所述第一终端节点，将剩余的Q个第三子时隙分配给所述Q个第一子节点；

向所述第一子节点发送第二时隙信息，所述第二时隙信息包括各所述第一子节点的第一子时隙、第二子时隙和第三子时隙。

在第一方面的一种可能的实现方式中，所述方法还包括：

根据所述第一终端节点的地址信息，确定第一初始时隙；

通过所述第一初始时隙，向所述Q个第一子节点发送所述第一时间同步帧。

在第一方面的一种可能的实现方式中，所述通过所述父节点向所述网关发送第一入网登记帧，包括：

根据所述第一终端节点的地址信息，确定第二初始时隙；

通过所述第二初始时隙，向所述父节点发送所述第一入网登记帧。

在第一方面的一种可能的实现方式中，所述在向所述父节点发送所述第一入网登记帧后，所述方法还包括：

接收来自所述父节点的第一应答信息。

在第一方面的一种可能的实现方式中，所述方法还包括：

在预设时间段内未收到所述父节点发送的所述第一应答信息时，重新向所述父节点发送所述第一入网登记帧。

在第一方面的一种可能的实现方式中，所述第一入网登记帧包括所述至少一个第一子节点的入网登记帧，所述方法还包括：

在接收到所述第一子节点的入网登记帧时，向所述第一子节点发送第二应答信息。

在第一方面的一种可能的实现方式中，所述方法还包括：

接收来自各所述第一子节点的第一数据；

根据各所述第一数据生成第二数据，并通过所述第三时隙将所述第二数据发送给所述父节点。

在第一方面的一种可能的实现方式中，所述第二数据包括每个所述第一子节点的第一数据和所述第一终端节点待发送的第三数据。

在第一方面的一种可能的实现方式中，所述通过所述第三时隙将所述第二数据发送给所述父节点后，所述方法还包括：

接收来自所述父节点的第三应答信息。

在第一方面的一种可能的实现方式中，所述方法还包括：

在预设时间段内未收到所述父节点发送的所述第三应答信息时，重新向所述父节点发送所述第二数据。

在第一方面的一种可能的实现方式中，所述第一终端节点和/或所述网关包括LoRa通信模块。

在第一方面的一种可能的实现方式中，所述第一时隙信息包括时间同步时隙，所述第一时隙属于所述时间同步时隙，所述方法还包括：

在所述时间同步时隙到达时唤醒，将所述LoRa通信模块配置为CAD检测模式，检测来自所述父节点的第二时间同步帧；

在检测到所述第二时间同步帧时，通过所述第一时隙，将所述第二时间同步帧发送给所述第一子节点后休眠。

在第一方面的一种可能的实现方式中，所述第一时隙信息包括入网登记时隙，所述第二时隙属于所述入网登记时隙，所述方法还包括：

在所述入网登记时隙达到时唤醒，将所述LoRa通信模块配置为CAD检测模式，检测来自各所述第一子节点的入网登记帧；

根据各所述第一子节点的入网登记帧，生成所述第二入网登记帧；

通过所述第二时隙，将所述第二入网登记帧发送给所述父节点。

在第一方面的一种可能的实现方式中，所述方法还包括：

在接收到来自所述父节点的第一应答信息后休眠，所述第一应答信息用于指示所述父节点成功接收到所述第二入网登记帧；

或者，在向所述父节点发送第一预设数量次所述第二入网登记帧后休眠。

在第一方面的一种可能的实现方式中，所述接收来自各所述第一子节点的第一数据，包括：

在所述第三时隙的前Q个第三时隙时唤醒，将所述LoRa通信模块配置为CAD检测模式，检测来自各所述第一子节点的第一数据。

在第一方面的一种可能的实现方式中，所述方法还包括：

接收来自所述父节点的第三应答信息后休眠，所述第三应答信息用于指示所述父节点接收到所述第二数据；

或者，在向所述父节点发送第二预设数量次所述第二数据后休眠。

第二方面，本申请实施例提供一种通信网络的组建方法，应用于网关，所述方法包括：

获取各第一级节点的入网登记帧，所述第一级节点为与所述网关连接的终端节点，所述第一级节点的入网登记帧包括所述第一级节点所包括的子节点的节点信息；

根据各所述第一级节点所包括的子节点的节点信息，为各所述第一级节点分配时隙信息；

将各所述第一级节点的时隙信息发送给各所述第一级节点。

在第二方面的一种可能的实现方式中，所述根据各所述第一级节点所包括的子节点的节点信息，为各所述第一级节点分配时隙信息，包括：

将物理信道的时域资源划分为时间同步时隙、入网登记时隙和数据发送时隙；

根据各所述第一级节点发送所述入网登记帧的顺序，以及各所述第一级节点所包括的子节点的节点信息，对所述时间同步时隙、所述入网登记时隙和所述数据发送时隙进行划分，获得每个所述第一级节点的时隙信息。

在第二方面的一种可能的实现方式中，所述将各所述第一级节点的时隙信息发送给各所述第一级节点，包括：

向各所述第一级节点发送第二时间同步帧，所述第二时间同步帧包括各所述第一级节点的时隙信息。

在第二方面的一种可能的实现方式中，在所述第一终端节点的父节点为所述网关时，所述第一时隙信息为第一级节点的时隙信息。

在第二方面的一种可能的实现方式中，所述第一级节点的时隙信息包括所述第一级节点发送第二时间同步帧的第四时隙、所述第一级节点发送第二入网登记帧的第五时隙和所述第一级节点发送数据的第六时隙。

第三方面，本申请实施例提供一种通信网络的组建装置，应用于第一终端节点，所述装置包括：

接收单元，用于接收来自N个第一节点的第一时间同步帧，所述第一节点为通信网络中的网关或第二终端节点，所述第二终端节点为所述通信网络中除所述第一终端节点外的终端节点，所述N为正整数；

处理单元，用于根据各所述第一节点的路由深度和接收到的来自各所述第一节点的第一时间同步帧的信号强度，从所述N个第一节点中确定所述第一终端节点的父节点；

发送单元，用于通过所述父节点向所述网关发送第一入网登记帧，所述第一入网登记帧包括所述第一终端节点的节点信息；

接收单元，还用于接收来自所述父节点的第一时隙信息，所述第一时隙信息与所述网关为第一级节点分配的时域信息相关，所述第一级节点为与所述网关连接的终端节点。

在第三方面的一种可能的实现方式中，所述处理单元，具体用于从所述N个第一节点中获取所述第一时间同步帧的信号强度最大的前M个第一节点，所述M为小于或等于所述N的正整数；将所述M个第一节点中路由深度最小的第一节点作为所述第一终端节点的父节点。

在第三方面的一种可能的实现方式中，所述处理单元，具体用于从所述N个第一节点中获取路由深度最小的前P个第一节点，所述P为小于或等于所述N的正整数；将所述P个第一节点中第一时间同步帧的信号强度最大的第一节点作为所述第一终端节点的父节点。

在第三方面的一种可能的实现方式中，在所述父节点为所述网关时，所述第一时隙信息为第一级节点的时隙信息，所述第一级节点为与所述网关连接的终端节点；在所述父节点为所述第一级节点时，所述第一时隙信息为所述父节点基于所述父节点所包括的子节点的节点信息以及所述第一终端节点所包括的子节点的数量，对所述父节点的时隙信息进行划分后得到的。

在第三方面的一种可能的实现方式中，所述第一终端节点的第一时隙信息包括如下至少一种：所述第一终端节点发送第二时间同步帧的第一时隙、所述第一终端节点发送第二入网登记帧的第二时隙和所述第一终端节点发送数据的第三时隙。

在第三方面的一种可能的实现方式中，所述第一终端节点包括Q个第一子节点，所述Q为正整数。

在第三方面的一种可能的实现方式中，所述处理单元，还用于将所述第一时隙划分为Q+1个第一子时隙，并将所述Q+1个第一子时隙中的一个第一子时隙分配给所述第一终端节点，将剩余的Q个第一子时隙分配给所述Q个第一子节点；

将所述第二时隙划分为Q+1个第二子时隙，并将所述Q+1个第二子时隙中的一个第二子时隙分配给所述第一终端节点，将剩余的Q个第二子时隙分配给所述Q个第一子节点；

将所述第三时隙划分为Q+1个第三子时隙，并将所述Q+1个第三子时隙中的一个第三子时隙分配给所述第一终端节点，将剩余的Q个第三子时隙分配给所述Q个第一子节点；

所述发送单元，还用于向所述第一子节点发送第二时隙信息，所述第二时隙信息包括各所述第一子节点的第一子时隙、第二子时隙和第三子时隙。

在第三方面的一种可能的实现方式中，所述处理单元，还用于根据所述第一终端节点的地址信息，确定第一初始时隙；

所述发送单元，还用于通过所述第一初始时隙，向所述Q个第一子节点发送所述第一时间同步帧。

在第三方面的一种可能的实现方式中，所述处理单元，还用于根据所述第一终端节点的地址信息，确定第二初始时隙；

所述发送单元，具体用于通过所述第二初始时隙，向所述父节点发送所述第一入网登记帧。

在第三方面的一种可能的实现方式中，所述接收单元还用于接收来自所述父节点的第一应答信息。

在第三方面的一种可能的实现方式中，所述发送单元，还用于在预设时间段内未收到所述父节点发送的所述第一应答信息时，重新向所述父节点发送所述第一入网登记帧。

在第三方面的一种可能的实现方式中，所述发送单元还用于在接收到所述第一子节点的入网登记帧时，向所述第一子节点发送第二应答信息。

在第三方面的一种可能的实现方式中，接收单元，还用于接收来自各所述第一子节点的第一数据；

所述处理单元，还用于根据各所述第一数据生成第二数据；

所述发送单元，还用于通过所述第三时隙将所述第二数据发送给所述父节点。

在第三方面的一种可能的实现方式中，所述第二数据包括每个所述第一子节点的第一数据和所述第一终端节点待发送的第三数据。

在第三方面的一种可能的实现方式中，所述接收单元，还用于接收来自所述父节点的第三应答信息。

在第三方面的一种可能的实现方式中，所述发送单元，还用于在预设时间段内未收到所述父节点发送的所述第三应答信息时，重新向所述父节点发送所述第二数据。

在第三方面的一种可能的实现方式中，所述第一终端节点和/或所述网关包括LoRa通信模块。

在第三方面的一种可能的实现方式中，所述第一时隙信息包括时间同步时隙，所述第一时隙属于所述时间同步时隙，

所述处理单元，还用于在所述时间同步时隙到达时唤醒，将所述LoRa通信模块配置为CAD检测模式，检测来自所述父节点的第二时间同步帧；并在检测到所述第二时间同步帧时，通过所述第一时隙，将所述第二时间同步帧发送给所述第一子节点后休眠。

在第三方面的一种可能的实现方式中，所述第一时隙信息包括入网登记时隙，所述第二时隙属于所述入网登记时隙，

所述处理单元，还用于在所述入网登记时隙达到时唤醒，将所述LoRa通信模块配置为CAD检测模式，检测来自各所述第一子节点的入网登记帧；并根据各所述第一子节点的入网登记帧，生成所述第二入网登记帧；

所述发送单元，还用于通过所述第二时隙，将所述第二入网登记帧发送给所述父节点。

在第三方面的一种可能的实现方式中，所述处理单元，还用于在所述接收单元接收到来自所述父节点的第一应答信息后休眠，所述第一应答信息用于指示所述父节点成功接收到所述第二入网登记帧；

或者，所述处理单元，还用于在所述发送单元向所述父节点发送第一预设数量次所述第二入网登记帧后休眠。

在第三方面的一种可能的实现方式中，所述接收单元，具体用于在所述第三时隙的前Q个第三时隙时唤醒，将所述LoRa通信模块配置为CAD检测模式，检测来自各所述第一子节点的第一数据。

在第三方面的一种可能的实现方式中，所述处理单元，还用于在所述接收单元接收来自所述父节点的第三应答信息后休眠，所述第三应答信息用于指示所述父节点接收到所述第二数据；

或者，所述处理单元，还用于在所述发送单元向所述父节点发送第二预设数量次所述第二数据后休眠。

第四方面，本申请实施例提供一种通信网络的组建装置，应用于网关，所述装置包括：

处理单元，用于获取各第一级节点的入网登记帧，所述第一级节点为与所述网关连接的终端节点，所述第一级节点的入网登记帧包括所述第一级节点所包括的子节点的节点信息；并根据各所述第一级节点所包括的子节点的节点信息，为各所述第一级节点分配时隙信息；

发送单元，用于将各所述第一级节点的时隙信息发送给各所述第一级节点。

在第四方面的一种可能的实现方式中，所述网关根据各所述第一级节点所包括的子节点的节点信息，为各所述第一级节点分配时隙信息，包括：

所述处理单元，具体用于将物理信道的时域资源划分为时间同步时隙、网登记时隙和数据发送时隙；根据各所述第一级节点发送所述入网登记帧的顺序，以及各所述第一级节点所包括的子节点的节点信息，对所述时间同步时隙、所述入网登记时隙和所述数据发送时隙进行划分，获得每个所述第一级节点的时隙信息。

在第四方面的一种可能的实现方式中，所述发送单元，具体用于向各所述第一级节点发送第二时间同步帧，所述第二时间同步帧包括各所述第一级节点的时隙信息。

在第四方面的一种可能的实现方式中，在所述第一终端节点的父节点为所述网关时，所述第一时隙信息为第一级节点的时隙信息。

在第四方面的一种可能的实现方式中，所述第一级节点的时隙信息包括所述第一级节点发送第二时间同步帧的第四时隙、所述第一级节点发送第二入网登记帧的第五时隙和所述第一级节点发送数据的第六时隙。

第五方面，本申请实施例还提供一种第一终端节点，所述第一终端节点包括存储器和处理器；

所述存储器用于存储计算机程序；

所述处理器用于执行所述计算机程序，以实现上述第一方面任一项所述的通信网络的组建方法。

第六方面，本申请实施例还提供一种网关，所述网关包括存储器和处理器；

所述存储器用于存储计算机程序；

所述处理器用于执行所述计算机程序，以实现上述第二方面任一项所述的通信网络的组建方法。

第七方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质包括计算机指令，当所述指令被计算机执行时，使得所述计算机实现如第一方面和/或第二方面任一项所述的通信网络的组建方法。

第八方面，本申请实施例提供一种计算机程序产品，所述程序产品包括计算机程序，所述计算机程序存储在可读存储介质中，计算机的至少一个处理器可以从所述可读存储介质读取所述计算机程序，所述至少一个处理器执行所述计算机程序使得计算机实施第一方面和/或第二方面任一项所述的通信网络的组建方法。

本申请实施例提供的通信网络的组建方法、装置、电子设备与存储介质，第一终端节点接收来自N个第一节点的第一时间同步帧，根据各第一节点的路由深度和接收到的各第一时间同步帧的信号强度，从N个第一节点中确定父节点，并通过父节点向网关发送第一入网登记帧；网关获取各第一级节点的入网登记帧，并根据各第一级节点所包括的子节点的节点信息，为各第一级节点分配时隙信息，将分配的各第一级节点的时隙信息发送给各第一级节点，最后终端节点接收来自父节点的第一时隙信息。即本申请实施例，第一终端节点根据各第一节点的路由深度和各第一时间同步帧的信号强度，从N个第一节点中确定父节点，进而构建出最优的通信路径，使得第一终端节点可以随时加入网络，且可以随时动态调整通信路径，进而增加通信可靠性，灵活性强。另外，为网络中的每个终端节点分配时隙，使得每个终端节点在各自的时隙上发送信息，进而避免信息碰撞，保证信息传输有序进行，在保证可靠性的前提下，让时间更紧凑，减少发送信息的时间。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1为本申请实施例涉及的通信系统示意图；

图2为本申请实施例提供的通信网络的组建方法的一种流程示意图；

图3为本申请实施例涉及的一种网络示意图；

图4为本申请实施例涉及的一种时隙划分示意图；

图5为本申请实施例涉及的又一种时隙划分示意图；

图6为本申请实施例涉及的另一种网络示意图；

图7为本申请实施例涉及的另一种时隙划分示意图；

图8为本申请实施例涉及的又一种时隙划分示意图；

图9为本申请实施例涉及的另一种时隙划分示意图；

图10为本申请实施例提供的通信网络的组建方法的一种流程示意图；

图11为本申请实施例提供的通信网络的组建方法的一种流程示意图；

图12为本申请实施例提供的一种通信网络的组建装置的结构示意图；

图13为本申请实施例提供的一种通信网络的组建装置的结构示意图；

图14为本申请实施例涉及的电子设备的框图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

应理解，在本发明实施例中，“与A对应的B”表示B与A相关联。在一种实现方式中，可以根据A确定B。但还应理解，根据A确定B并不意味着仅仅根据A确定B，还可以根据A和/或其它信息确定B。

在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”是指两个或多于两个。

另外，为了便于清楚描述本申请实施例的技术方案，在本申请的实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定，并且“第一”、“第二”等字样也并不限定一定不同。

为了便于理解本申请的实施例，首先对本申请实施例涉及到的相关概念进行如下简单介绍：

自组网是一种移动通信和计算机网络相结合的网络，网络的信息交换采用计算机网络中的分组交换机制，用户终端是可以移动的便携式终端，自组网中每个用户终端都兼有路由器和主机两种功能。作为主机，终端需要运行各种面向用户的应用程序，如编辑器、浏览器等；作为路由器，终端需要运行相应的路由协议，根据路由策略和路由表完成数据分组的转发和路由维护工作，故要求节点实现合适的路由协议。自组网路由协议的目标是快速、准确和高效，要求在尽可能短的时间内查找到准确可用的路由信息，并能适应网络拓扑的快速变化，同时减小引入的额外时延和维护路由的控制信息，降低路由协议的开销，以满足移动终端计算能力、储存空间以及电源等方面的限制。

LoRa是一种新兴的Sub-1G无线通信技术。与普通的小无线相比，它功耗更低，通信距离更远，通信可靠性更好。与GSM，CDMA等长距离的无线通信技术相比，其通信网络的复杂度和成本都极低，缺点就是通信速率比较低，故其非常适合低速率低功耗的物联网领域。

LoRa组网系统通常包括终端节点、网关、主站，一般一个网关可以连接多个终端节点，一个主站连接多个网关。网关与终端节点之间采用无线通信，主站与网关之间采用有线通信，通常意义上的系统组网一般指无线部分的组网，也就是网关与终端节点之间的组网。

目前终端节点与网关之间一般采用星型组网方式，网关与终端节点之间是点对点的连接，终端节点之间没有连接关系。如果通信距离较远的情况下，一般会采用在终端节点与网关之间增加一级或多级中继节点，中继节点作为终端节点与网关之间的中转站，双向逐级转发终端节点与网关之间的通信数据。网关与终端节点之间的拓扑路径，在最初布点规划时就设定好，不可在应用中改变，灵活性差。

为了解决该技术问题，本申请实施例提出一种通信网络的组建技术，终端节点根据通信质量和节点的路由深度，确定父节点，进而构建出最优的通信路径，使得终端节点可以随时加入网络，且可以随时动态调整通信路径，进而增加通信可靠性，灵活性强。

图1为本申请实施例涉及的通信系统示意图，如图1所示，该通信系统包括多个终端节点和网关。

其中，终端节点可以与网关连接，同时，终端节点之间也可以相互连接，即终端节点即可以作为接入点，也可以作为中继。

终端节点指的是连接其他数据采集设备的节点，例如为连接终端设备的节点。其中，终端设备可以是无线终端设备也可以是有线终端设备，无线终端设备可以是指一种具有无线收发功能的设备，可以部署在陆地上，包括室内或室外、手持或车载；也可以部署在水面上(如轮船等)；还可以部署在空中(例如飞机、气球和卫星上等)。所述终端设备可以是手机(mobile phone)、平板电脑(Pad)、带无线收发功能的电脑、虚拟现实(VirtualReality，VR)终端设备、增强现实(Augmented Reality，AR)终端设备、工业控制(industrial control)中的无线终端设备、无人驾驶(self driving)中的无线终端设备、远程医疗(remote medical)中的无线终端设备、智能电网(smart grid)中的无线终端设备、运输安全(transportation safety)中的无线终端设备、智慧城市(smart city)中的无线终端设备、智慧家庭(smart home)中的无线终端设备等等，在此不作限定。可以理解的是，本申请实施例中，终端设备也可以称为用户设备(user equipment，UE)。

中继指可以在网关与终端节点间转发数据功能的节点。

下面通过一些实施例对本申请实施例的技术方案进行详细说明。下面这几个实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

图2为本申请实施例提供的通信网络的组建方法的一种流程示意图，如图2所示，本申请实施例的方法包括：

S201、第一终端节点接收来自N个第一节点的第一时间同步帧。

其中，第一终端节点可以理解为通信网络中的任意一个终端节点，也就是说，图1所示的通信网络中的每个终端节点均可以执行本申请实施例的方法流程，来确定自己的父节点以及时隙信息，以便在后续的通信过程中在对应的时隙上向自己的父节点发送信息。

第一节点可以为网关，也可以为第二终端节点，该第二终端节点为通信网络中除第一终端节点外的终端节点，也就是说，第一终端节点即可以接收到网关发送的第一时间同步帧，和/或可以接收到第二终端节点发送的第二时间同步帧。其中，N为正整数，可以理解为第一终端节点可以接到至少一个第一节点发送的第一时间同步帧。

该第一时间同步帧包括相对时间数据，作为整个通信系统的时间同步。

在一些实施例中，当第一终端节点具有Q个子节点时，为了使得第一终端节点的子节点与整个通信系统在时间上同步，则第一终端节点将接收到的第一时间同步帧发送给Q个子节点。具体是，第一终端节点根据第一终端节点的地址信息，确定第一初始时隙，并通过该第一初始时隙，向Q个第一子节点发送该第一时间同步帧。

S202、第一终端节点根据各第一节点的路由深度和接收到的来自各第一节点的第一时间同步帧的信号强度，从N个第一节点中确定第一终端节点的父节点。

路由深度可以理解为第一节点向网关发送信息时所要经过的节点数，例如，网关的路由深度为0，以网关为父节点的节点的路由深度为1，以路由深度为1的节点为父节点的节点的路由深度为2，以此类推。

本申请实施例中，上述S202中第一终端节点根据各第一节点的路由深度和接收到的来自各第一节点的第一时间同步帧的信号强度，确定第一终端节点的父节点的方法包括但不限于如下几种：

方式一，第一终端节点从N个第一节点中获取第一时间同步帧的信号强度最大的前M个第一节点，其中M为小于或等于N的正整数；接着，将M个第一节点中路由深度最小的第一节点作为第一终端节点的父节点。

方式二，第一终端节点从N个第一节点中获取路由深度最小的前P个第一节点，其中，P为小于或等于N的正整数；将P个第一节点中第一时间同步帧的信号强度最大的第一节点作为第一终端节点的父节点。

本步骤中第一终端节点基于各第一节点的路由深度和信号强度，可以确定出最佳的父节点，基于该最佳的父节点可以构建出最优的通信路径。

S203、第一终端节点通过父节点向网关发送第一入网登记帧。

第一终端节点根据上述S202的方法确定出自己的父节点后，通过父节点向第一入网登记帧。

该第一入网登记帧包括第一终端节点的节点信息，其中第一终端节点的节点信息包括第一终端节点自己的节点信息，例如第一终端节点的地址信息等。可选的，第一终端节点的节点信息还包括第一终端节点的子节点的节点信息，子节点的节点信息可以包括该子节点的子节点的节点信息，以此类推。

可选的，第一终端节点接收来自子节点的入网登记帧，该入网登记帧中携带该子节点的地址信息，第一终端节点将自身的地址信息和子节点的地址信息携带在第一入网登记帧中发送给父节点。

可选的，第一终端节点在接收到第一子节点的入网登记帧时，向第一子节点发送第二应答信息，该第二应答信息用于指示第一终端节点接收到第一子节点发送的入网登记帧。

若第一终端节点的父节点为网关时，则第一终端节点直接将第一入网登记帧发送给网关。

若第一终端节点的父节点不是网关时，则第一终端节点将第一入网登记帧发送给第一终端节点的父节点后，第一终端节点的父节点再将该第一入网登记帧发送给自己的父节点，逐级上传，直到将第一终端节点的节点信息发送给网关为止。

在一些实施例中，第一终端节点向父节点发送第一入网登记帧具体可以包括：第一终端节点根据第一终端节点的地址信息，确定第二初始时隙，并通过第二初始时隙，向父节点发送第一入网登记帧。需要说明的是，本申请实施例对第一终端节点根据第一终端节点的地址信息确定第二初始时隙的方式不做限制，可以采用已有的任一方式。另外，需要说明的是，第二初始时隙与第一初始时隙不同。

在一些实施例中，当父节点接收到第一终端节点发送的第一入网登记帧后，向第一终端节点发送第一应答信息，该第一应答信息用于指示父节点接收到第一终端节点发送的第一入网登记帧。

可选的，第一终端节点在预设时间段内未收到父节点发送的第一应答信息时，重新向父节点发送第一入网登记帧，其中第一终端节点向父节点发送第一入网登记帧的次数为预设次数(例如3次)，若预设次数后第一终端节点依然没有接收到父节点发送的第一应答信息，则停止重发。

S204、网关获取各第一级节点的入网登记帧。

第一级节点为与网关连接的终端节点，第一级节点的入网登记帧包括第一级节点所包括的子节点的节点信息。

S205、网关根据各第一级节点所包括的子节点的节点信息，为各第一级节点分配时隙信息。

举例说明，如图3所示，假设通信网络包括3个第一级节点，分别记为第一级节点1、第一级节点2和第一级节点3。其中，第一级节点1包括5个子节点，第一级节点2包括4个子节点，第一级节点3包括6个子节点。这样，网关可以根据各第一级节点所包括的子节点的数量，将物理信道的时域资源分配给这3个第一级节点，首先网关根据网络中所包括的终端节点的数量(例如18)，将物理信道的时域资源划分成18份，根据各第一级节点所包括的子节点的数量，将这18份时域资源分配给这3个第一级节点。例如，如图4所示，将序号1至6的时隙分配给第一级节点1，将序号7至11的时隙分配给第一级节点2，将序号12至18的时隙分配给第一级节点3。需要说明的是，该示例示出了网关根据第一级节点1、第一级节点2和第一级节点3的顺序分配时隙，可选的，网关还可以根据第一节点1、第一级节点3和第一级节点2的顺序，或者，第一节点2、第一级节点1和第一级节点3的顺序，或第一节点2、第一级节点3和第一级节点1的顺序，或第一节点3、第一级节点1和第一级节点2的顺序，或第一节点3、第一级节点2和第一级节点1的顺序分配时隙，本申请实施例对此不做限制。

在一些实施例中，网关根据各第一级节点发送第一入网登记帧的顺序，以及各第一级节点所包括的子节点的节点信息，为各第一级节点分配时隙信息。

举例说明，继续参照上述示例，假设网关接收3个第一级节点的入网登记帧的顺序为第一级节点2、第一级节点1和第一级节点3，这样，如图5所示，网关首先将序号1至5的时隙分配给第一级节点2，将序号为6至11的时隙分配给第一级节点1，将序号为12至18的时隙分配给第一级节点3。

S206、网关将各第一级节点的时隙信息发送给各第一级节点。

S207、终端节点接收来自父节点的第一时隙信息。

该第一时隙信息与所述网关为第一级节点分配的时域信息相关。

参照图1所示，终端设备的父节点包括如下几种情况：

情况1，第一终端节点的父节点为网关，此时，第一终端节点相当于第一级节点，第一终端节点的第一时隙信息即为第一级节点的时隙信息。

情况2，第一终端节点的父节点为第一级节点，此时，第一终端节点的第一时隙信息为第一终端节点的父节点基于父节点所包括的子节点的节点信息以及第一终端节点所包括的子节点的数量，对父节点的时隙信息进行划分后得到的。

在一种示例中，继续参照上述图3所示的网络，假设第一终端节点的父节点为第一级节点1，例如第一终端节点为终端节点2，且第一终端节点不包括子节点，如图5所示，第一级节点1对应序号为6至11的时隙，这样，第一级节点1将序号为6至11的时隙中的一个时隙分配给第一终端节点。可选的，第一级节点1根据接收到各子节点发送的第一入网登记帧的顺序为各子节点分配时隙。

在另一种示例中，如图6所示，假设第一终端节点包括2个第一子节点，该网络中包括20个终端节点，网关将物理信道的时域资源划分成20份，根据各第一级节点所包括的子节点的数量，将这20份时域资源分配给这3个第一级节点。假设如图7所示，将序号1至8的时隙分配给第一级节点1，该第一级节点1从序号1至8的时隙中确定一个自己发送信息的时隙，例如第一级节点1将序号1的时隙确定为自身的时隙，将剩余的序号2至8的时隙分配给第一级节点1的子节点。具体是，第一级节点1根据各子节点所包括的子节点的数量，将剩余的序号2至8的时隙分配给第一级节点1的子节点，例如，第一终端节点为第一级节点的一个子节点，第一终端节点包括两个子节点，这样，第一级节点1根据自身所包括的各子节点的节点信息和第一终端节点所包括的子节点数量，将剩余的序号2至8的时隙中的3个时隙分配给第一终端节点，例如将序号5至8的时隙分配给第一终端节点。

参照上述方法，第一终端节点的父节点为第一终端节点分配好第一时隙信息后，通过父节点的时隙将第一终端节点的第一时隙信息发送给第一终端节点。

在一些实施例中，第一终端节点的父节点还包括其他的子节点，例如图6所示，还包括终端节点2、终端节点3、终端节点4和终端节点5。第一级节点1参照上述方式为每个子节点分配好时隙信息后，在第一级节点1的时隙到达时，向自身的各子节点发送第二时间同步帧，该第二时间同步帧中包括第一级节点1的每个子节点的时隙信息，例如包括第一终端节点、终端节点2、终端节点3、终端节点4和终端节点5的时隙信息。第一级节点1的各子节点接收到该第二时间同步帧后，从该第二时间同步帧中解析出属于自己的时隙信息，例如，第一终端节点从第二时间同步帧所携带的各子节点的时隙信息中解析出自身的第一时隙信息。

第一终端节点获得第一时隙信息后，根据第一时隙信息发送信息，例如，第一时隙信息包括上行时隙，这样，第一终端节点可以在上行时隙到达时，向自己的父节点发送信息。可选的，该第一时隙信息包括下行时隙，这样，第一终端节点可以在下行时隙到达时，向自己的子节点发送信息，进而实现通信的可靠性。

本申请实施例提出一种通信网络的组建方法，第一终端节点接收来自N个第一节点的第一时间同步帧，根据各第一节点的路由深度和接收到的各第一时间同步帧的信号强度，从N个第一节点中确定父节点，并通过父节点向网关发送第一入网登记帧；网关获取各第一级节点的入网登记帧，并根据各第一级节点所包括的子节点的节点信息，为各第一级节点分配时隙信息，将分配的各第一级节点的时隙信息发送给各第一级节点，最后终端节点接收来自父节点的第一时隙信息。即本申请实施例，第一终端节点根据各第一节点的路由深度和各第一时间同步帧的信号强度，从N个第一节点中确定父节点，进而构建出最优的通信路径，使得第一终端节点可以随时加入网络，且可以随时动态调整通信路径，进而增加通信可靠性，灵活性强。另外，为网络中的每个终端节点分配时隙，使得每个终端节点在各自的时隙上发送信息，进而避免信息碰撞，保证信息传输有序进行，在保证可靠性的前提下，让时间更紧凑，减少发送信息的时间。

在本申请实施例的一些实施例中，网关在进行时隙划分时，首先将物理信道的时域资源划分成3份，分别为时间同步时隙、入网登记时隙和数据发送时隙。再根据各各节点发送入网登记帧的顺序，以及各节点所包括的子节点的节点信息，分别对时间同步时隙、网登记时隙和数据发送时隙进行划分，获得每个节点的时隙信息。

举例说明，以图3所示的网络结构为例，如图9所示，网关将物理信道的时域资源划分成时间同步时隙、入网登记时隙和数据发送时隙，其中时间同步时隙、入网登记时隙和数据发送时隙的时间长度可以相同也可以不同，本申请实施例对此不做限制。根据各第一级节点发送入网登记帧的顺序，以及各第一级节点所包括的子节点的节点信息，将时间同步时隙、网登记时隙和数据发送时隙分别划分为3份，分别分配给第一级节点1、第一级节点2和第一级节点3。

此时，第一级节点的时隙信息包括第一级节点发送第二时间同步帧的第四时隙、第一级节点发送第二入网登记帧的第五时隙和第一级节点发送数据的第六时隙。其中，第四时隙属于时间同步时隙，第五时隙属于入网登记时隙，第六时隙属于数据发送时隙。例如图9所示，第一级节点1的第四时隙为序号为2的时隙，第五时隙为序号为5的时隙，第六时隙为序号为8的时隙。

对应的，第一终端节点的第一时隙信息包括如下至少一种：第一终端节点发送第二时间同步帧的第一时隙、第一终端节点发送第二入网登记帧的第二时隙和第一终端节点发送数据的第三时隙。

可选的，当第一终端节点的父节点为网关时，则上述第一时隙可以理解为上述的第四时隙，第二时隙可以理解为上述的第五时隙，第三时隙可以理解为第六时隙。

可选的，当第一终端节点的父节点为第一级节点时，上述第一时隙为第一级节点根据自身子节点的数量对第四时隙进行划分后得到的，第二时隙为第一级节点根据自身子节点的数量对第五时隙进行划分后得到的，第三时隙为第一级节点根据自身子节点的数量对第六时隙进行划分后得到的。举例说明，继续参照图6所示的网络结构，假设第一终端节点的父节点为第一级节点1，该第一级节点1包括5个子节点，如图9所示，第一级节点1将第四时隙划分成6份，将其中的一个时隙作为自身发送时间同步帧的时隙，将另外5个时隙分配给5个子节点，其中，分配给第一终端节点的第一时隙(例如时隙42)属于第一级节点1的第四时隙。同理，第一级节点1将第五时隙划分成6份，将其中的一个时隙作为自身发送入网登记帧的时隙，将另外5个时隙分配给5个子节点，其中，分配给第一终端节点的第二时隙(例如时隙52)属于第一级节点1的第五时隙。第一级节点1将第六时隙划分成6份，将其中的一个时隙作为自身的数据发送帧的时隙，将另外5个时隙分配给5个子节点，其中，分配给第一终端节点的第三时隙(例如时隙62)属于第一级节点1的第六时隙。

在一些实施例中，在第一终端节点包括Q个第一子节点时，第一终端节点对接收到第一时隙信息中的第一时隙、第二时隙和第三时隙进行分配。具体的，如图10所示：

S301、第一终端节点将第一时隙划分为Q+1个第一子时隙，并将Q+1个第一子时隙中的一个第一子时隙分配给第一终端节点，将剩余的Q个第一子时隙分配给Q个第一子节点。

S302、第一终端节点将第二时隙划分为Q+1个第二子时隙，并将Q+1个第二子时隙中的一个第二子时隙分配给第一终端节点，将剩余的Q个第二子时隙分配给Q个第一子节点。

S303、第一终端节点将第三时隙划分为Q+1个第三子时隙，并将Q+1个第三子时隙中的一个第三子时隙分配给第一终端节点，将剩余的Q个第三子时隙分配给Q个第一子节点。

S304、第一终端节点向第一子节点发送第二时隙信息。

该第二时隙信息包括Q个第一子节点的第一子时隙、第二子时隙和第三子时隙。

举例说明，如图6所示，假设第一终端节点包括两个子节点，分别记为终端节点16和终端节点17，第一终端节点接收到第一时域信息时，将第一时隙信息携带的第一时隙划分成3个第一子时隙，并将其中的一个第一子时隙分配给第一终端节点，用于发送时间同步帧，将剩余的其他2个第一子时隙分配给终端节点16和终端节点17。可选的，第一终端节点根据第一终端节点可以根据终端节点16和终端节点17发送第一时间同步帧的顺序来分配2个第一子时隙。同理，第一终端节点将第一时隙信息携带的第二时隙划分成3个第二子时隙，并将其中的一个第二子时隙分配给第一终端节点，用于发送入网登记帧，将剩余的其他2个第二子时隙分配给终端节点16和终端节点17，可选的，第一终端节点根据第一终端节点可以根据终端节点16和终端节点17发送第一时间同步帧的顺序来分配2个第二子时隙。第一终端节点将第一时隙信息携带的第三时隙划分成3个第三子时隙，并将其中的一个第三子时隙分配给第一终端节点，用于发送入网登记帧，将剩余的其他2个第三子时隙分配给终端节点16和终端节点17，可选的，第一终端节点根据第一终端节点可以根据终端节点16和终端节点17发送第一时间同步帧的顺序来分配2个第三子时隙。

第一终端节点根据上述方法为各子节点分配好时隙后，将分配好的时隙携带在第二时隙信息中，并在第一终端节点的第二子时隙到达时，将该第二时隙信息发送给各子节点。

本申请实施例，第一终端节点可以为自己的子节点分配时隙，使得每个终端节点具有属于自己的3个时隙，并在对应的时隙到达时发送数据，避免数据碰撞，进一步提升了通信系统的可靠性。

本申请实施例，根据上述201至207的步骤，以及上述S301至S304的步骤，实现通信网络的组建。

下面对数据传输阶段进行介绍：

S305、第一终端节点接收来自各第一子节点的第一数据。

第一终端节点为各第一子节点分配时隙后，在数据传输阶段，各第一子节点在各自时隙到达时，向第一终端节点发送第一数据。

其中，第一数据为第一子节点连接的终端设备所采集的数据。

S306、第一终端节点根据各第一数据生成第二数据，并通过第三时隙将第二数据发送给父节点。

第一终端节点接收到来自各第一子节点的第一数据后，对各第一子节点的第一数据进行汇总，形成第二数据，并在第一终端节点的第三时隙到达时，将第二数据发送给第一终端节点的父节点，使得父节点逐级上传给网关。

可选的，上述第二数据不仅包括每个第一子节点的第一数据，还可以包括第一终端节点待发送的第三数据。其中第三数据为第一终端节点连接的终端设备采集的数据。

在一些实施例中，第一终端节点将第二数据发送给父节点后，父节点在成功接收到该第二数据后向第一终端节点发送第三应答信息。

在一些实施例中，第一终端节点在预设时间段内未收到父节点发送的第三应答信息时，重新向父节点发送第二数据。其中第一终端节点向父节点发送第二数据的次数为预设次数(例如3次)，若预设次数后第一终端节点依然没有接收到父节点发送的第三应答信息，则停止重发第二数据。

本申请实施例，每个节点都有属于自己的时隙，每个节点只在属于自己的时隙发送信息，保证信息传输有序进行，保证可靠性的前提下，让时间更紧凑，减少发送信息的时间。

在一种可能的实现方式中，本申请实施例的第一终端节点和/或网关包括LoRa通信模块。基于此，本申请实施还提出了低功耗的处理方案，具体参照如下实施例的描述。

第一终端节点每隔时间周期T唤醒，并记录相对时间，如无其他事件发生，则立即休眠。在对应的时隙到达时唤醒，例如在时间同步时隙到达时唤醒，执行S401至S402的步骤，在入网登记时隙到达时唤醒，执行S403至S405的步骤，在数据传输时隙到达时唤醒，执行S406至S407的步骤，

S401、第一终端节点在时间同步时隙到达时唤醒，将第一终端节点的LoRa通信模块配置为CAD检测模式，检测是否有来自父节点的第二时间同步帧。

第一终端节点在时间同步时隙到达时唤醒，将LoRa通信模块配置为CAD检测模式，检测是否存在有效无线信号，如果有，则接收无线信号并解析，并检测解析后的信息是否为来自父节点的第二时间同步帧，若检测是来自父节点的第二时间同步帧，则执行S402。

S402、第一终端节点在检测到第二时间同步帧时，通过第一时隙，将第二时间同步帧发送给第一子节点。

具体的，第一终端节点在检测到第二时间同步帧时，通过第一时隙，将第二时间同步帧发送给第一子节点后，执行S408的步骤立即休眠。

S403、第一终端节点在入网登记时隙达到时唤醒，将LoRa通信模块配置为CAD检测模式，检测来自各第一子节点的子入网登记帧。

可选的，第一终端节点检测到第一子节点发送的入网登记帧，并向第一子节点发送第二应答信息。

S404、第一终端节点根据各第一子节点的入网登记帧，生成第二入网登记帧。

具体的，第一终端节点对接收到的各第一子节点的入网登记帧进行汇总，形成第二入网登记帧。该第二入网登记帧包括各第一子节点的节点信息，例如包括各第一子节点的地址信息等。

可选的，该第二入网登记帧还包括第一终端节点的节点信息。

S405、第一终端节点通过第二时隙，将第二入网登记帧发送给父节点。

在一种示例中，第一终端节点将第二入网登记帧发生给父节点后，在接收到来自父节点的第一应答信息后休眠，该第一应答信息用于指示父节点成功接收到第二入网登记帧。

在另一种示例中，第一终端节点将第二入网登记帧发送给父节点后，在预设时间内没有接收到第一应答信息，则第一终端节点重新向父节点发送第二入网登记帧，在向父节点发送第一预设数量次第二入网登记帧后，无论第一终端节点是否接收到第一应答信息，则第一终端节点休眠。

S406、第一终端节点在第三时隙的前Q个第三时隙时唤醒，将LoRa通信模块配置为CAD检测模式，检测来自各第一子节点的第一数据。

S407、第一终端节点根据各第一数据生成第二数据，并向父节点发送第二数据。

在一种示例中，第一终端节点接收来自父节点的第三应答信息后执行S408，即第一终端节点休眠，该第三应答信息用于指示父节点接收到第二数据。

在另一些实施例中，第一终端节点将第二数据发送给父节点后，在预设时间内没有接收到第三应答信息，则第一终端节点重新向父节点发送第二数据，在向父节点发送第二预设数量次第二数据后，无论第一终端节点是否接收到第三应答信息，则第一终端节点休眠。

S408、第一终端节点休眠。

本申请实施例，第一终端节点在对应的时隙上唤醒，在属于自己的时隙发送信息，在信息发送结束后休眠，减少发送信息的时间，可以降低第一终端节点的功耗。

图12为本申请实施例提供的一种通信网络的组建装置的结构示意图。该通信网络的组建装置应用于第一终端节点，用于执行上述方式实施例中第一终端节点对应的步骤。该通信网络的组建装置可以为第一终端节点的部件(例如芯片)或者为第一终端节点。如图12所示，该通信网络的组建装置100可以包括：接收单元110、处理单元120和发送单元130。

接收单元110，用于接收来自N个第一节点的第一时间同步帧，所述第一节点为通信网络中的网关或第二终端节点，所述第二终端节点为所述通信网络中除所述第一终端节点外的终端节点，所述N为正整数；

处理单元120，用于根据各所述第一节点的路由深度和接收到的来自各所述第一节点的第一时间同步帧的信号强度，从所述N个第一节点中确定所述第一终端节点的父节点；

发送单元130，用于通过所述父节点向所述网关发送第一入网登记帧，所述第一入网登记帧包括所述第一终端节点的节点信息；

接收单元110，还用于接收来自所述父节点的第一时隙信息，所述第一时隙信息与所述网关为第一级节点分配的时域信息相关，所述第一级节点为与所述网关连接的终端节点。

在一些实施例中，所述处理单元120，具体用于从所述N个第一节点中获取所述第一时间同步帧的信号强度最大的前M个第一节点，所述M为小于或等于所述N的正整数；将所述M个第一节点中路由深度最小的第一节点作为所述第一终端节点的父节点。

在一些实施例中，所述处理单元120，具体用于从所述N个第一节点中获取路由深度最小的前P个第一节点，所述P为小于或等于所述N的正整数；将所述P个第一节点中第一时间同步帧的信号强度最大的第一节点作为所述第一终端节点的父节点。

在一些实施例中，在所述父节点为所述网关时，所述第一时隙信息为第一级节点的时隙信息，所述第一级节点为与所述网关连接的终端节点；

在所述父节点为所述第一级节点时，所述第一时隙信息为所述父节点基于所述父节点所包括的子节点的节点信息以及所述第一终端节点所包括的子节点的数量，对所述父节点的时隙信息进行划分后得到的。

在一些实施例中，所述第一终端节点的第一时隙信息包括如下至少一种：所述第一终端节点发送第二时间同步帧的第一时隙、所述第一终端节点发送第二入网登记帧的第二时隙和所述第一终端节点发送数据的第三时隙。

在一些实施例中，所述第一终端节点包括Q个第一子节点，所述Q为正整数。

在一些实施例中，所述处理单元120，还用于将所述第一时隙划分为Q+1个第一子时隙，并将所述Q+1个第一子时隙中的一个第一子时隙分配给所述第一终端节点，将剩余的Q个第一子时隙分配给所述Q个第一子节点；

将所述第二时隙划分为Q+1个第二子时隙，并将所述Q+1个第二子时隙中的一个第二子时隙分配给所述第一终端节点，将剩余的Q个第二子时隙分配给所述Q个第一子节点；

将所述第三时隙划分为Q+1个第三子时隙，并将所述Q+1个第三子时隙中的一个第三子时隙分配给所述第一终端节点，将剩余的Q个第三子时隙分配给所述Q个第一子节点；

所述发送单元130，还用于向所述第一子节点发送第二时隙信息，所述第二时隙信息包括各所述第一子节点的第一子时隙、第二子时隙和第三子时隙。

在一些实施例中，所述处理单元120，还用于根据所述第一终端节点的地址信息，确定第一初始时隙；

所述发送单元130，还用于通过所述第一初始时隙，向所述Q个第一子节点发送所述第一时间同步帧。

在一些实施例中，所述处理单元120，还用于根据所述第一终端节点的地址信息，确定第二初始时隙；

所述发送单元130，具体用于通过所述第二初始时隙，向所述父节点发送所述第一入网登记帧。

在一些实施例中，所述接收单元110还用于接收来自所述父节点的第一应答信息。

在一些实施例中，所述发送单元130，还用于在预设时间段内未收到所述父节点发送的所述第一应答信息时，重新向所述父节点发送所述第一入网登记帧。

在一些实施例中，所述发送单元130还用于在接收到所述第一子节点的入网登记帧时，向所述第一子节点发送第二应答信息。

在一些实施例中，接收单元110，还用于接收来自各所述第一子节点的第一数据；

所述处理单元120，还用于根据各所述第一数据生成第二数据；

所述发送单元130，还用于通过所述第三时隙将所述第二数据发送给所述父节点。

在一些实施例中，所述第二数据包括每个所述第一子节点的第一数据和所述第一终端节点待发送的第三数据。

在一些实施例中，所述接收单元110，还用于接收来自所述父节点的第三应答信息。

在一些实施例中，所述发送单元130，还用于在预设时间段内未收到所述父节点发送的所述第三应答信息时，重新向所述父节点发送所述第二数据。

在一些实施例中，所述第一终端节点和/或所述网关包括LoRa通信模块。

在一些实施例中，所述第一时隙信息包括时间同步时隙，所述第一时隙属于所述时间同步时隙，

所述处理单元120，还用于在所述时间同步时隙到达时唤醒，将所述LoRa通信模块配置为CAD检测模式，检测来自所述父节点的第二时间同步帧；并在检测到所述第二时间同步帧时，通过所述第一时隙，将所述第二时间同步帧发送给所述第一子节点后休眠。

在一些实施例中，所述第一时隙信息包括入网登记时隙，所述第二时隙属于所述入网登记时隙，

所述处理单元120，还用于在所述入网登记时隙达到时唤醒，将所述LoRa通信模块配置为CAD检测模式，检测来自各所述第一子节点的入网登记帧；并根据各所述第一子节点的入网登记帧，生成所述第二入网登记帧；

所述发送单元130，还用于通过所述第二时隙，将所述第二入网登记帧发送给所述父节点。

在一些实施例中，所述处理单元120，还用于在所述接收单元110接收到来自所述父节点的第一应答信息后休眠，所述第一应答信息用于指示所述父节点成功接收到所述第二入网登记帧；

或者，所述处理单元120，还用于在所述发送单元130向所述父节点发送第一预设数量次所述第二入网登记帧后休眠。

在一些实施例中，所述接收单元110，具体用于在所述第三时隙的前Q个第三时隙时唤醒，将所述LoRa通信模块配置为CAD检测模式，检测来自各所述第一子节点的第一数据。

在一些实施例中，所述处理单元120，还用于在所述接收单元110接收来自所述父节点的第三应答信息后休眠，所述第三应答信息用于指示所述父节点接收到所述第二数据；

或者，所述处理单元120，还用于在所述发送单元130向所述父节点发送第二预设数量次所述第二数据后休眠。

本申请实施例的通信网络的组建装置，可以用于执行上述第一终端节点对应各方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。

图13为本申请实施例提供的一种通信网络的组建装置的结构示意图。该通信网络的组建装置应用于网关，用于执行上述方式实施例中网关对应的步骤。该通信网络的组建装置可以为网关的部件(例如芯片)或者为网关。如图13所示，该通信网络的组建装置200可以包括：处理单元210和发送单元220。

处理单元210，用于获取各第一级节点的入网登记帧，所述第一级节点为与所述网关连接的终端节点，所述第一级节点的入网登记帧包括所述第一级节点所包括的子节点的节点信息；并根据各所述第一级节点所包括的子节点的节点信息，为各所述第一级节点分配时隙信息；

发送单元220，用于将各所述第一级节点的时隙信息发送给各所述第一级节点。

在一些实施例中，所述网关根据各所述第一级节点所包括的子节点的节点信息，为各所述第一级节点分配时隙信息，所述处理单元210，具体用于将物理信道的时域资源划分为时间同步时隙、网登记时隙和数据发送时隙；根据各所述第一级节点发送所述入网登记帧的顺序，以及各所述第一级节点所包括的子节点的节点信息，对所述时间同步时隙、所述入网登记时隙和所述数据发送时隙进行划分，获得每个所述第一级节点的时隙信息。

在一些实施例中，所述发送单元220，具体用于向各所述第一级节点发送第二时间同步帧，所述第二时间同步帧包括各所述第一级节点的时隙信息。

在一些实施例中，在所述第一终端节点的父节点为所述网关时，所述第一时隙信息为第一级节点的时隙信息。

在一些实施例中，所述第一级节点的时隙信息包括所述第一级节点发送第二时间同步帧的第四时隙、所述第一级节点发送第二入网登记帧的第五时隙和所述第一级节点发送数据的第六时隙。

本申请实施例的通信网络的组建装置，可以用于执行上述网关对应各方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。

图14为本申请实施例涉及的电子设备的框图，该电子设备可以为上述的第一终端设备或网关，用于执行上述实施例所述的通信网络的组建方法，具体参见上述方法实施例中的说明。

图14所示的电子设备400包括存储器401、处理器402、通信接口403。存储器401、处理器402、通信接口403之间彼此通信连接。例如，存储器401、处理器402、通信接口403之间可以采用网络连接的方式，实现通信连接。或者，上述区块链节点400还可以包括总线404。存储器401、处理器402、通信接口403通过总线404实现彼此之间的通信连接。图13是以存储器401、处理器402、通信接口403通过总线404实现彼此之间的通信连接。

存储器401可以是只读存储器(Read Only Memory，ROM)，静态存储设备，动态存储设备或者随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)。存储器401可以存储程序，当存储器401中存储的程序被处理器402执行时，处理器402和通信接口403用于执行上述额度评估方法。

处理器402可以采用通用的中央处理器(Central Processing Unit，CPU)，微处理器，应用专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)，图形处理器(graphics processing unit，GPU)或者一个或多个集成电路。

处理器402还可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，本申请的额度评估方法可以通过处理器402中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器402还可以是通用处理器、数字信号处理器(digital signalprocessing，DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(field programmable gatearray，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。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。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器401，处理器402读取存储器401中的信息，结合其硬件完成本申请实施例的方法。

通信接口403使用例如但不限于收发器一类的收发模块，来实现电子设备400与其他设备或通信网络之间的通信。

当上述电子设备400包括总线404时，总线404可包括在电子设备400各个部件(例如，存储器401、处理器402、通信接口403)之间传送信息的通路。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘Solid State Disk(SSD))等。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。另外，各个方法实施例之间、各个装置实施例之间也可以互相参考，在不同实施例中的相同或对应内容可以互相引用，不做赘述。

Claims (26)

1.一种通信网络的组建方法，其特征在于，应用于第一终端节点，所述方法包括：

接收来自N个第一节点的第一时间同步帧，所述第一节点为通信网络中的网关或第二终端节点，所述第二终端节点为所述通信网络中除所述第一终端节点外的终端节点，所述N为正整数；

根据各所述第一节点的路由深度和接收到的来自各所述第一节点的第一时间同步帧的信号强度，从所述N个第一节点中确定所述第一终端节点的父节点；

通过所述父节点向所述网关发送第一入网登记帧，所述第一入网登记帧包括所述第一终端节点的节点信息；

接收来自所述父节点的第一时隙信息，所述第一时隙信息与所述网关为第一级节点分配的时域信息相关，在所述父节点为所述网关时，所述第一时隙信息为第一级节点的时隙信息；在所述父节点为所述第一级节点时，所述第一时隙信息为所述父节点基于所述父节点所包括的子节点的节点信息以及所述第一终端节点所包括的子节点的数量，对所述父节点的时隙信息进行划分后得到的，所述第一级节点为与所述网关连接的终端节点。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据各所述第一节点的路由深度和接收到的来自各所述第一节点的第一时间同步帧的信号强度，从所述N个第一节点中确定所述第一终端节点的父节点，包括：

从所述N个第一节点中获取所述第一时间同步帧的信号强度最大的前M个第一节点，所述M为小于或等于所述N的正整数；

将所述M个第一节点中路由深度最小的第一节点作为所述第一终端节点的父节点。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据各所述第一节点的路由深度和接收到的来自各所述第一节点的第一时间同步帧的信号强度，从所述N个第一节点中确定所述第一终端节点的父节点，包括：

从所述N个第一节点中获取路由深度最小的前P个第一节点，所述P为小于或等于所述N的正整数；

将所述P个第一节点中第一时间同步帧的信号强度最大的第一节点作为所述第一终端节点的父节点。

4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述第一终端节点的第一时隙信息包括如下至少一种：所述第一终端节点发送第二时间同步帧的第一时隙、所述第一终端节点发送第二入网登记帧的第二时隙和所述第一终端节点发送数据的第三时隙。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一终端节点包括Q个第一子节点，所述Q为正整数。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

将所述第一时隙划分为Q+1个第一子时隙，并将所述Q+1个第一子时隙中的一个第一子时隙分配给所述第一终端节点，将剩余的Q个第一子时隙分配给所述Q个第一子节点；

将所述第二时隙划分为Q+1个第二子时隙，并将所述Q+1个第二子时隙中的一个第二子时隙分配给所述第一终端节点，将剩余的Q个第二子时隙分配给所述Q个第一子节点；

将所述第三时隙划分为Q+1个第三子时隙，并将所述Q+1个第三子时隙中的一个第三子时隙分配给所述第一终端节点，将剩余的Q个第三子时隙分配给所述Q个第一子节点；

向所述第一子节点发送第二时隙信息，所述第二时隙信息包括各所述第一子节点的第一子时隙、第二子时隙和第三子时隙。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据所述第一终端节点的地址信息，确定第一初始时隙；

通过所述第一初始时隙，向所述Q个第一子节点发送所述第一时间同步帧。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述通过所述父节点向所述网关发送第一入网登记帧，包括：

根据所述第一终端节点的地址信息，确定第二初始时隙；

通过所述第二初始时隙，向所述父节点发送所述第一入网登记帧。

9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

接收来自各所述第一子节点的第一数据；

根据各所述第一数据生成第二数据，并通过所述第三时隙将所述第二数据发送给所述父节点。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述第二数据包括每个所述第一子节点的第一数据和所述第一终端节点待发送的第三数据。

11.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一终端节点和/或所述网关包括LoRa通信模块。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述第一时隙信息包括时间同步时隙，所述第一时隙属于所述时间同步时隙，所述方法还包括：

在所述时间同步时隙到达时唤醒，将所述LoRa通信模块配置为CAD检测模式，检测来自所述父节点的第二时间同步帧；

在检测到所述第二时间同步帧时，通过所述第一时隙，将所述第二时间同步帧发送给所述第一子节点后休眠。

13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述第一时隙信息包括入网登记时隙，所述第二时隙属于所述入网登记时隙，所述方法还包括：

在所述入网登记时隙达到时唤醒，将所述LoRa通信模块配置为CAD检测模式，检测来自各所述第一子节点的入网登记帧；

根据各所述第一子节点的入网登记帧，生成所述第二入网登记帧；

通过所述第二时隙，将所述第二入网登记帧发送给所述父节点。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在接收到来自所述父节点的第一应答信息后休眠，所述第一应答信息用于指示所述父节点成功接收到所述第二入网登记帧；

或者，在向所述父节点发送第一预设数量次所述第二入网登记帧后休眠。

15.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述接收来自各所述第一子节点的第一数据，包括：

在所述第三时隙的前Q个第三时隙时唤醒，将所述LoRa通信模块配置为CAD检测模式，检测来自各所述第一子节点的第一数据。

16.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

接收来自所述父节点的第三应答信息后休眠，所述第三应答信息用于指示所述父节点接收到所述第二数据；

或者，在向所述父节点发送第二预设数量次所述第二数据后休眠。

17.一种通信网络的组建方法，其特征在于，应用于网关，所述方法包括：

获取各第一级节点的入网登记帧，所述各第一级节点的入网登记帧包括第一终端节点通过所述第一终端节点的父节点向所述网关发送的第一入网登记帧，所述第一入网登记帧包括所述第一终端节点的节点信息，所述第一终端节点的父节点是根据N个第一节点的路由深度和接收到的来自所述N个第一节点的第一时间同步帧的信号强度，从所述N个第一节点中确定得到的，所述第一节点为通信网络中的网关或第二终端节点，所述第二终端节点为所述通信网络中除所述第一终端节点外的终端节点，所述N为正整数，所述第一级节点为与所述网关连接的终端节点，所述第一级节点的入网登记帧包括所述第一级节点所包括的子节点的节点信息；

根据各所述第一级节点所包括的子节点的节点信息，为各所述第一级节点分配时隙信息；

将各所述第一级节点的时隙信息发送给各所述第一级节点。

18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述根据各所述第一级节点所包括的子节点的节点信息，为各所述第一级节点分配时隙信息，包括：

将物理信道的时域资源划分为时间同步时隙、入网登记时隙和数据发送时隙；

根据各所述第一级节点发送所述入网登记帧的顺序，以及各所述第一级节点所包括的子节点的节点信息，对所述时间同步时隙、所述入网登记时隙和所述数据发送时隙进行划分，获得每个所述第一级节点的时隙信息。

19.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述将各所述第一级节点的时隙信息发送给各所述第一级节点，包括：

向各所述第一级节点发送第二时间同步帧，所述第二时间同步帧包括各所述第一级节点的时隙信息。

20.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，在第一终端节点的父节点为所述网关时，第一时隙信息为第一级节点的时隙信息。

21.根据权利要求17-20任一项所述的方法，其特征在于，所述第一级节点的时隙信息包括所述第一级节点发送第二时间同步帧的第四时隙、所述第一级节点发送第二入网登记帧的第五时隙和所述第一级节点发送数据的第六时隙。

22.一种通信网络的组建装置，其特征在于，应用于第一终端节点，所述装置包括：

接收单元，用于接收来自N个第一节点的第一时间同步帧，所述第一节点为通信网络中的网关或第二终端节点，所述第二终端节点为所述通信网络中除所述第一终端节点外的终端节点，所述N为正整数；

处理单元，用于根据各所述第一节点的路由深度和接收到的来自各所述第一节点的第一时间同步帧的信号强度，从所述N个第一节点中确定所述第一终端节点的父节点；

发送单元，用于通过所述父节点向所述网关发送第一入网登记帧，所述第一入网登记帧包括所述第一终端节点的节点信息；

接收单元，还用于接收来自所述父节点的第一时隙信息，所述第一时隙信息与所述网关为第一级节点分配的时域信息相关，在所述父节点为所述网关时，所述第一时隙信息为第一级节点的时隙信息；在所述父节点为所述第一级节点时，所述第一时隙信息为所述父节点基于所述父节点所包括的子节点的节点信息以及所述第一终端节点所包括的子节点的数量，对所述父节点的时隙信息进行划分后得到的，所述第一级节点为与所述网关连接的终端节点。

23.一种通信网络的组建装置，其特征在于，应用于网关，所述装置包括：

处理单元，用于获取各第一级节点的入网登记帧，所述各第一级节点的入网登记帧包括第一终端节点通过所述第一终端节点的父节点向所述网关发送的第一入网登记帧，所述第一入网登记帧包括所述第一终端节点的节点信息，所述第一终端节点的父节点是根据N个第一节点的路由深度和接收到的来自所述N个第一节点的第一时间同步帧的信号强度，从所述N个第一节点中确定得到的，所述第一节点为通信网络中的网关或第二终端节点，所述第二终端节点为所述通信网络中除所述第一终端节点外的终端节点，所述N为正整数，所述第一级节点为与所述网关连接的终端节点，所述第一级节点的入网登记帧包括所述第一级节点所包括的子节点的节点信息；并根据各所述第一级节点所包括的子节点的节点信息，为各所述第一级节点分配时隙信息；

发送单元，用于将各所述第一级节点的时隙信息发送给各所述第一级节点。

24.一种第一终端节点，其特征在于，包括存储器和处理器；

所述存储器用于存储计算机程序；

所述处理器用于执行所述计算机程序，以实现上述权利要求1至16任一项所述的通信网络的组建方法。

25.一种网关，其特征在于，包括存储器和处理器；

所述存储器用于存储计算机程序；

所述处理器用于执行所述计算机程序，以实现上述权利要求18至21任一项所述的通信网络的组建方法。

26.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质包括计算机指令，当所述指令被计算机执行时，使得所述计算机实现如上述权利要求1至21任一项所述的通信网络的组建方法。

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