CN113747584A - 链式网络拓扑下节点融合方法、端节点、系统及介质 - Google Patents

Abstract

在发明公开了一种链式网络拓扑下节点融合方法，所述第一子网处于静默状态时，通过第一子网内端节点接收接收邻近节点发送的广播信息，并基于所述广播信息确定所述邻近节点的发文时隙；将时隙表中当前时隙所属的节点从原分配节点调整为所述邻近节点，以将所述邻近节点与所述第一子网融合，此外，本发明还公开了一种链式网络拓扑下节点融合端节点、系统及介质，实现了本子网内的节点处于静默状态时即可侦听到另外一个子网的节点的广播信息，以此获取对应的另一个子网的节点的发文时隙，将所述发文时隙加入本子网的时隙表，从而进行子网融合，降低了子网融合过程网络丢包概率，提高了子网融合效率。

Description

链式网络拓扑下节点融合方法、端节点、系统及介质

技术领域

本发明涉及网络融合领域，尤其涉及链式网络拓扑下节点融合方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

无线自组织网络通常采用基于竞争接入的多址方式，或者基于时分的多址方式，竞争接入方式无需全网时间同步，节点需要发射数据时需要先监听无线信道然后竞争获取无线信道。但随着节点数的变多，竞争无线信道发生碰撞的概率会越来越大，无线信道真正用于数据传输的时间会减少，频谱效率降低。基于时分的多址方式将无线帧划分为若干个时隙，每个节点分配一个发射时隙，各节点在自己的发射时隙中发送数据，当每个节点都有持续的数据需要发射时，时分多址方式的频谱利用率高。

在自组网链式组网的场景中，两个链状子网缓慢靠近时，由于两个子网已经各自组网成功，当节点同时接收到同一子网内的节点发送的数据及另一子网内的节点发送的数据，将会出解调数据异常，从而造成无线误码，造成网络丢包，最终两个子网互相干扰而引发网络异常。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种链式网络拓扑下节点融合方法、装置、设备及存储介质，旨在解决当节点同时接收到同一子网内的节点发送的数据及另一子网内的节点发送的数据，将会出解调数据异常，从而造成无线误码，造成网络丢包，最终两个子网互相干扰而引发网络异常的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种链式网络拓扑下节点融合方法，所述方法使用于MESH网络下第一子网中的任一端节点，其中，所述MESH网络还包括第二子网，所述第一子网和所述第二子网彼此错开进入静默状态，所述方法包括：

在所述第一子网处于静默状态时，接收邻近节点发送的广播信息，并基于所述广播信息确定所述邻近节点的发文时隙，其中，所述邻近节点属于所述第二子网；

将时隙表中当前时隙分配给所述邻近节点，以将所述邻近节点与所述第一子网融合；其中，所述原分配节点为所述第一子网内所述端节点的相邻节点。

可选地，所述在所述第一子网处于静默状态时，接收邻近节点发送的广播信息，并基于所述广播信息确定所述邻近节点的发文时隙步骤之前，还包括：

判断第一子网内节点发文帧是否在所述预设静默帧周期内；

若在所述第一帧周期内，则判定所述第一子网处于静默状态。

可选地，所述判断第一子网内节点发文帧是否在所述预设静默帧周期内步骤之前，还包括获取所述邻近节点到参考节点的帧差值、帧周期长度、帧同步值以及第一子网的服务集标识；

基于所述帧周期长度、所述帧同步值及所述帧差值，获取所述MESH网络的帧起始位置；

基于所述第一子网的服务集标识，获取所述第一子网静默值；

基于所述帧周期长度、所述第一子网静默值及所述MESH的帧起始位置，获取所述第一帧周期；

可选地，所述将时隙表中当前时隙分配给所述邻近节点，以将所述邻近节点与所述第一子网融合步骤之前还包括：

判断所述当前时隙是否分配有原分配节点；

若有，则将时隙表中当前时隙所属的节点从原分配节点调整为所述邻近节点。

可选地，其特征在于，所述若有，则执行所述将时隙表中当前时隙所属的节点从原分配节点调整为所述邻近节点的步骤之后，还包括：

在所述第一子网不处于静默状态时，向所述原分配节点发送提醒信息，以使所述原分配节点重新申请新的发文时隙。

可选地，所述判断所述当前时隙是否具有原分配节点步骤之后还包括：

若没有，则执行所述将时隙表中当前时隙分配给所述邻近节点，以将所述邻近节点与所述第一子网融合。

可选地，所述将时隙表中当前时隙所属的节点从原分配节点调整为所述邻近节点，以将所述邻近节点与所述第一子网融合的步骤之后，所述方法还包括：

将所述邻近节点的时隙表替换为所述端节点的时隙表，并将所述邻近节点的服务集标识更新为所述端节点的服务集标识。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种端节点，所述端节点包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的链式网络拓扑下节点融合程序，所述链式网络拓扑下节点融合程序被所述处理器执行时实现如前述的链式网络拓扑下节点融合方法的步骤。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种链式网络系统，包括：

第一子网，所述第一子网包括如权8所述的端节点；以及

第二子网，所述第一子网和所述第二子网彼此错开进入静默状态。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质上存储有链式网络拓扑下节点融合程序，所述链式网络拓扑下节点融合程序被处理器执行时实现如前述的链式网络拓扑下节点融合方法的步骤。

本发明实施例提出的一种链式网络拓扑下节点融合方法、装置、设备及存储介质，通过在所述第一子网处于静默状态时，接收邻近节点发送的广播信息，并基于所述广播信息确定所述邻近节点的发文时隙；将时隙表中当前时隙所属的节点从原分配节点调整为所述邻近节点，以将所述邻近节点与所述第一子网融合，实现了本子网内的节点处于静默状态时即可侦听到另外一个子网的节点的广播信息，以此获取对应的另一个子网的节点的发文时隙，将所述发文时隙加入本子网的时隙表，从而进行子网融合，降低了子网融合过程网络丢包概率，提高了子网融合效率。

附图说明

图1为本发明链式网络系统的第一实施例结构示意图；

图2为本发明链式网络拓扑下节点融合设备的第一实施例流程示意图；

图3为本发明链式网络拓扑下节点融合方法的第一实施例流程示意图；

图4为本发明链式网络拓扑下节点融合方法的第二实施例流程示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例的主要解决方案是：通过在所述第一子网处于静默状态时，接收邻近节点发送的广播信息，并基于所述广播信息确定所述邻近节点的发文时隙；将时隙表中当前时隙所属的节点从原分配节点调整为所述邻近节点，以将所述邻近节点与所述第一子网融合。

由于现有技术在进行发射静默时，同时需要保证已有子网内的节点不能接收数据。否则将会出解调数据异常，从而造成无线误码，影响网络丢包。

本发明提供一种解决方案，使子网错开静默，以使对应节点在同一时刻仅能接收到一个子网内节点发送的信息，降低了网络融合过程网络丢包几率，提高了子网融合效率。

参照图1，图1为本发明实施例方案涉及的链式网络系统示意图。

如图1所述，该链式网络系统包括1节点、2节点、3节点、4节点、5节点以及6节点。

需要说明的是，该链式网络系统可以包括更多或者更少数量的节点，本发明不做具体限制。

进一步地，所述1节点以及2节点组成第一子网，3节点、4节点、5节点以及6节点组成第二子网。

更进一步地，链式网络系统为信息依单线、顺序传递的网络系统，如，信息通过1节点传输给2节点，2节点传输给3节点，但是1节点无法直接传输给3节点。

基于上述参照图2，图2为本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的端节点的结构示意图。

本发明实施例端节点设备是链式网络下端节点设备。

如图2所示，该通信设备可以包括：处理器1001，例如中央处理器(CentralProcessing Unit，CPU)，通信总线1002、用户接口1003，网络接口1004，存储器1005。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如无线保真(WIreless-FIdelity，WI-FI)接口)。存储器1005可以是高速的随机存取存储器(RandomAccess Memory，RAM)存储器，也可以是稳定的非易失性存储器(Non-Volatile Memory，NVM)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。

本领域技术人员可以理解，图1中示出的结构并不构成对通信设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

如图1所示，作为一种存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、数据存储模块、网络通信模块、用户接口模块以及电子程序。

在图1所示的通信设备中，网络接口1004主要用于与网络服务器进行数据通信；用户接口1003主要用于与用户进行数据交互；本发明通信设备中的处理器1001、存储器1005可以设置在通信设备中，所述通信设备通过处理器1001调用存储器1005中存储的链式网络拓扑下节点融合系统，并执行本申请实施例提供的链式网络拓扑下节点融合方法。

本领域技术人员可以理解，图2中示出的结构并不构成对网络设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

基于上述网络设备，参照图3，图3为本发明链式网络拓扑下节点融合方法第一实施例流程示意图，所述方法应用于MESH网络下第一子网中的任一端节点，其中，所述MESH网络还包括第二子网，所述第一子网和所述第二子网彼此错开进入静默状态，需要说明的是，所述MESH网络为无线mesh网络，由mesh routers(路由器)和mesh clients(客户端)组成，其中mesh routers构成骨干网络，并和有线的internet网线连接，负责为mesh clients提供多跳的无线internet连接，其中，多跳为当两个节点相距较远，此时信道质量比较差，远端节点可以寻找一个中继点，中继点将远端节点的发射时隙位置转发出去，当近端点收到之后也可以知道远端点的时隙位置，从而达到全网同步通信的要求。

可以理解，所述MESH网络分为包括多个子网络的链式网络，本方法适用于其中一个子网内节点，即第一子网节点，剩余子网络即为所述第二子网，进一步地，所述链式网络为节点依次传输，例如，一节点发送数据至二节点，二节点发送数据至三节点，一节点无法直接发送数据至三节点。

本实施例中，链式网络拓扑下节点融合方法包括以下步骤：

步骤S20，在所述第一子网处于静默状态时，接收邻近节点发送的广播信息，并基于所述广播信息确定所述邻近节点的发文时隙，其中，所述邻近节点属于所述第二子网；

在TDMA系统中，传输单元以时间维度进行划分，帧是Mesh网络中数据传输的基本单元，每一帧又包含多个子帧，也可称为时隙(slot)。例如，每个时隙持续1ms，1帧为40ms，可以理解，不同的帧长(40ms)可能有所不同(节点数增多，帧长可以拉长)。更进一步地，对于任一节点，均会在1帧中分配自己的发射时隙，1个节点至少占用1个时隙，也可以占用多个不连续时隙或者连续的时隙。不同节点分配的时隙之间需要一定的保护时隙，以防止传输延时带来的数据收发影响，例如，保护时隙为1ms，1帧长为40ms，时隙持续1ms，将所述1帧按照时隙持续时间，划分为40个时隙，第一子网包括一节点、二节点、三节点以及四节点，一节点占用第一时隙作为发文时隙，由于具有保护时隙，所以，二节点占用第三时隙至第五时隙以及第十时隙作为发文时隙，三节点占用第六时隙作为发文时隙，四节点占用第八时隙作为发文时隙。

需要说明的是，静默状态，即处于静默状态的子网内所有节点不进行数据发送。同时，当处于静默状态时，该子网内的节点也不根据时隙表进行报文的接收。如以三节点为例，此时处于当前一帧内的第八时隙，根据时隙表，三节点此时需要接收四节点发送的报文。但是此时处于静默状态，四节点不发文，三节点也不接收四节点发送的报文信息。

更进一步地，可与端节点互相解调广播信息的另一节点，定义为端节点的邻近节点。可以理解，所述端节点为第一子网的端部的节点，当第二子网靠近第一子网时，所述端节点可接收到第一子网内的邻近节点的广播信息，还可接收到第二子网内的邻近节点的广播信息。当第一子网处于静默状态时，端节点仅可接收的第二子网的邻近节点广播的信息。

步骤S30，将时隙表中当前时隙分配给所述邻近节点，以将所述邻近节点与所述第一子网融合；其中，所述原分配节点为所述第一子网内所述端节点的相邻节点。

需要说明的是，时隙表中存储有本子网内一帧中任一时隙所分配的节点的信息。

将时隙表中当前时隙分配给所述邻近节点，以将所述邻近节点与所述第一子网融合；

可以理解，在将时隙表中当前时隙分配给所述邻近节点过程中，会出现当前时隙分配有其他第一子网内的节点。

作为第二实施例，在步骤S30之前，还需进行步骤：判断所述当前时隙是否分配有原分配节点；

若有，则将时隙表中所述当前时隙所属的节点从原分配节点调整为所述邻近节点。

需要说明的是，如果当前时隙分配有原分配节点，则将原有节点更新为所述邻近节点。

可以理解，所述当前时隙分配给邻近节点后需要在时隙表内重新分配时隙给所述原分配节点，作为一种优选实施例：

在所述第一子网不处于静默状态时，向所述原分配节点发送提醒信息，以使所述原分配节点重新申请新的发文时隙。

需要说明的是，第一子网内节点正常收发数据的状态即为不处于静默状态，由于此时原分配节点的时隙被所述邻近节点占用，所以，端节点在达到属于其的发文时隙时发送提醒信息至所述原分配节点。所述提醒信息包括hello包，hello包用于告知所述原分配节点，其时隙已被占用，此时原分配节点重新申请新的发文时隙。

作为另一种实施例：

若没有，将时隙表中当前时隙分配给所述邻近节点，以将所述邻近节点与所述第一子网融合。

需要说明的是，在没有邻近节点的发文时隙在第一子网内不具有对应的原分配节点时，可以直接将所述邻近节点加入第一子网，以使所述邻近节点与所述第一子网融合。

进一步地，为了使所述邻近节点与所述第一子网融合，作为另一种实施例，

将所述邻近节点的时隙表替换为所述端节点的时隙表，并将所述邻近节点的服务集标识更新为所述端节点的服务集标识。

可以理解，由于一个子网具有一个唯一的服务集标识，子网内节点需要统一所述服务集标识，此时将所述邻近节点的服务集标识更新为所述端节点所在子网的服务集标识，以使所述第一子网判断所述邻近节点属于第一子网，则实现所述邻近节点与所述第一子网融合。

可以理解，由于第二子网内包括多个节点，为了将第一子网与第二子网完全融合，只需将重复步骤S20-S30直至将第二子网内所有节点发文时隙加入所述第一子网的时隙表。

在本实施例中所述第一子网处于静默状态时，通过第一子网内端节点接收邻近节点发送的广播信息，并基于所述广播信息确定所述邻近节点的发文时隙；将时隙表中当前时隙分配给所述邻近节点，以将所述邻近节点与所述第一子网融合，实现了本子网内的节点处于静默状态时即可侦听到另外一个子网的节点的广播信息，以此获取对应的另一个子网的节点的发文时隙，将所述发文时隙加入本子网的时隙表，从而进行子网融合，降低了子网融合过程丢包概率，提高了子网融合效率。

进一步的，基于上述实施例，提供本发明链式网络拓扑下节点融合方法的第三实施例，参照图4，图4为本发明第三实施例流程示意图。所述第三实施例与所述第一实施例区别在于：在步骤S20之前，还需要获取所述第一子网的静默周期，以使所述第一子网内的所有节点在静默周期内达到静默状态，所述实施例，包括以下步骤

步骤S101，获取所述邻近节点到参考节点的帧差值、帧周期长度、帧同步值以及第一子网的服务集标识；

需要说明的是，由于不同子网内节点的帧号不同，因此为了实现全网统一静默，需要对不同子网内所有节点的帧头起始时间进行统一，获取所述邻近任一节点到第一子网内第一个节点的帧差值，所述帧差值为第一个节点帧号与所述邻近节点的帧号的差值，进一步地，由于第一子网内节点已经进行了同步，同时第二子网内节点也进行了同步，所述帧号差值实际为所述第一子网的帧号与所述第二子网帧号的差值，记作diff_f，例如，第一子网帧号为1，第二子网的帧号为2，则帧号的差值为1。

步骤S102，基于所述帧周期长度、所述帧同步值及所述帧差值，获取所述MESH网络的帧起始位置；；

需要说明的是，所述帧周期长度为一个帧长度，帧长度记作frameLen，例如，帧长度为40ms。所述帧同步值为所述参考节点根据邻近节点的绝对发文时隙位置计算出的邻近节点的发文时间相对于参考节点的偏移，记作TxTimeBias。

所述MESH网络的帧起始位置记作fstart，基于所述帧周期长度值，帧同步值，帧差值计算，具体计算公式为：

fstart＝diff_f*frameLen–TxTimeBias

步骤S103，基于所述第一子网的服务集标识，获取所述第一子网静默值；

需要理解的是，所述子网为一个网络，每个网络都具有自己专属的服务集标识(SSID)，基于所述服务集标识，获取对应的子网静默值，记作m。由于不同的子网，其服务集标识是不同的，所以不同子网对应的m值也会有所不同，例如，第一子网SSID为0001，其对应的m值为2，第二子网SSID为0002，其对应的m值为1。

步骤S104，基于所述帧周期长度、所述第一子网静默值及所述MESH的帧起始位置，获取所述第一帧周期；

需要说明的是，所述第一帧周期即为第一子网的静默周期，第一帧周期的起始时刻记作f1，第一帧周期的结束时刻记作f2计算公式为：

f1＝fstart+m*frameLen

f2＝f1+frameLen

步骤S105，判断第一子网内节点发文帧是否在所述第一帧周期内；

需要说明的是，由于帧周期为一个连续的时间段，所以只需判断第一子网内节点的发文帧是否在第一帧周期的起始时刻至结束时刻的时间段内，如果在所述时间段内，则说明进入静默周期，所述第一子网进入静默状态。

步骤S106，若在所述第一帧周期内，则判定所述第一子网处于静默状态。

在本实施例中所述第一子网处于静默状态时，通过第一子网内端节点接收邻近节点发送的广播信息，并基于所述广播信息确定所述邻近节点的发文时隙；将时隙表中当前时隙分配给所述邻近节点，以将所述邻近节点与所述第一子网融合，实现了本子网内的节点处于静默状态时即可侦听到另外一个子网的节点的广播信息，以此获取对应的另一个子网的节点的发文时隙，将所述发文时隙加入本子网的时隙表，从而进行子网融合，降低了子网融合过程丢包概率，提高了子网融合效率。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有链式网络拓扑下节点融合程序，所述链式网络拓扑下节点融合程序被处理器执行时实现如前方法实施例所述的蓝牙通信方法的步骤。因此，这里将不再进行赘述。另外，对采用相同方法的有益效果描述，也不再进行赘述。对于本申请所涉及的计算机可读存储介质实施例中未披露的技术细节，请参照本申请方法实施例的描述。确定为示例，程序指令可被部署为在一个计算设备上执行，或者在位于一个地点的多个计算设备上执行，又或者，在分布在多个地点且通过通信网络互连的多个计算设备上执行。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，上述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，上述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(RandomAccessMemory，RAM)等。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种链式网络拓扑下节点融合方法，其特征在于，所述方法使用于MESH网络下第一子网中的任一端节点，其中，所述MESH网络还包括第二子网，所述第一子网和所述第二子网彼此错开进入静默状态，所述方法包括：

在所述第一子网处于静默状态时，接收邻近节点发送的广播信息，并基于所述广播信息确定所述邻近节点的发文时隙，其中，所述邻近节点属于所述第二子网；

将时隙表中当前时隙分配给所述邻近节点，以将所述邻近节点与所述第一子网融合；其中，所述原分配节点为所述第一子网内所述端节点的相邻节点。

2.如权利要求1所述的链式网络拓扑下节点融合方法，其特征在于，所述在所述第一子网处于静默状态时，接收邻近节点发送的广播信息，并基于所述广播信息确定所述邻近节点的发文时隙步骤之前，还包括：

判断第一子网内节点发文帧是否在所述预设静默帧周期内；

若在所述第一帧周期内，则判定所述第一子网处于静默状态。

3.如权利要求2所述的链式网络拓扑下节点融合方法，其特征在于，所述判断第一子网内节点发文帧是否在所述预设静默帧周期内步骤之前，还包括获取所述邻近节点到参考节点的帧差值、帧周期长度、帧同步值以及第一子网的服务集标识；

基于所述帧周期长度、所述帧同步值及所述帧差值，获取所述MESH网络的帧起始位置；

基于所述第一子网的服务集标识，获取所述第一子网静默值；

基于所述帧周期长度、所述第一子网静默值及所述MESH的帧起始位置，获取所述第一帧周期。

4.如权利要求3所述的链式网络拓扑下节点融合方法，其特征在于，所述将时隙表中当前时隙分配给所述邻近节点，以将所述邻近节点与所述第一子网融合步骤之前还包括：

判断所述当前时隙是否分配有原分配节点；

若有，则将时隙表中当前时隙所属的节点从原分配节点调整为所述邻近节点。

5.如权利要求4所述的所述的链式网络拓扑下节点融合方法，其特征在于，所述若有，则执行所述将时隙表中当前时隙所属的节点从原分配节点调整为所述邻近节点的步骤之后，还包括：

在所述第一子网不处于静默状态时，向所述原分配节点发送提醒信息，以使所述原分配节点重新申请新的发文时隙。

6.如权利要求4所述的所述的链式网络拓扑下节点融合方法，其特征在于，所述判断所述当前时隙是否具有原分配节点步骤之后还包括：

若没有，则执行所述将时隙表中当前时隙分配给所述邻近节点，以将所述邻近节点与所述第一子网融合。

7.如权利要求6所述的链式网络拓扑下节点融合方法，其特征在于，所述将时隙表中当前时隙所属的节点从原分配节点调整为所述邻近节点，以将所述邻近节点与所述第一子网融合的步骤之后，所述方法还包括：

将所述邻近节点的时隙表替换为所述端节点的时隙表，并将所述邻近节点的服务集标识更新为所述端节点的服务集标识。

8.一种端节点，其特征在于，所述端节点包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的链式网络拓扑下节点融合程序，所述链式网络拓扑下节点融合程序被所述处理器执行时实现如权利要求1-6中任一项的链式网络拓扑下节点融合方法的步骤。

9.一种链式网络系统，其特征在于，包括：

第一子网，所述第一子网包括如权8所述的端节点；以及

第二子网，所述第一子网和所述第二子网彼此错开进入静默状态。

10.一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上存储有链式网络拓扑下节点融合程序，所述链式网络拓扑下节点融合程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的链式网络拓扑下节点融合方法的步骤。

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