TWI621367B - 用於基於競爭的通訊方法和裝置以及相應的通訊系統 - Google Patents

Abstract

本發明的各個實施例提供了基於競爭的通訊方法和裝置以及相應的通訊系統。在一種基於競爭的通訊方法中，在第一競爭層的第一競爭框中向網路節點傳輸消息。該方法還包括從網路節點接收針對第一競爭框的第一反饋訊息。反饋訊息包括框數目，框數目指示網路節點在第一競爭框處確定的、將為第一競爭層之後的第二競爭層分配的框的累計數目。該方法還包括響應於未成功傳輸消息，至少基於第一反饋訊息來確定在第二競爭層中的第二競爭框和末尾框的位置。該方法進一步包括基於第二競爭框和末尾框的位置，在第二競爭層中除了第二競爭框和末尾框之外的框的持續時間內切換到睡眠模式。

Description

用於基於競爭的通訊方法和裝置以及相應的通訊系統

本發明的實施例主要涉及通訊領域，並且更具體地，涉及用於基於競爭的通訊方法和裝置以及相應的通訊系統。

在最近的通訊發展中，正在研究對於機器到機器(M2M)網路的部署。M2M網路的一個目標在於將大量終端設備進行互連。這些設備可以自主地長期工作(例如，數年或者數十年)，以便執行訊息採集、訊息處理、訊息上報等任務。這就要求這些設備對能量的消耗較小。M2M網路的特點在於大量終端設備可能同時向上層網路節點發送資料，並且通常每個設備發送的資料量都較小。然而，這一特點會導致M2M網路中的設備由於資料傳輸的衝突和信令開銷等而消耗大量的能量。

在通訊系統中，通常採用兩種方式來讓終端設備獲得用於資料傳輸的資源。在諸如第三代合作夥伴計劃(3GPP)長期演進(LTE)網路之類的當前通訊系統中，採用基於預留的方案。基於預留的方案需要網路節點、諸 如基地台預先獲知網路拓撲，以便建立一套調度機制來允許服務的每個設備在沒有衝突的情況下進行資料傳輸。然而，因為可調度資源的有限性，基於預留的方案對於以高密度方式進行設備部署的M2M網路而言不適用。此外，M2M網路在短時間內以高頻率發生小資料傳輸，如果以預留方式調度資源，將產生大量的信令開銷。

另一種方式是基於競爭的方案。基於競爭的方案不需要對網路拓撲的先驗知識。在該方案中，終端設備被允許直接發送資料而不是浪費時間和能量在額外的調度信令上。具體地，多個設備在每個競爭時段中直接傳輸資料，如果在該競爭時段中沒有衝突(即僅一個設備競爭該時段)，則可以成功傳輸資料。否則的話，未成功傳輸資料的設備繼續在下一競爭時段中進行競爭。

然而，由於大量設備的競爭而導致的衝突，會使得終端設備花費較長的時間才能成功傳輸資料，使得設備的能量效率較低，嚴重影響系統性能，特別是對於服務低功耗小資料傳輸的設備的網路而言。

注意到，以上討論的問題不限於任何特定的通訊環境和設備，而是可能出現在任何適當的系統中。

本發明的實施例的目的在於提供一種基於競爭的通訊的解決方案。

根據本發明的第一方面，提供了一種基於競爭的通訊 方法。該方法可以在終端設備處被執行。該方法包括在第一競爭層的第一競爭框中向網路節點傳輸消息。該方法還包括從網路節點接收針對第一競爭框的第一反饋訊息。反饋訊息包括框數目，框數目指示網路節點在第一競爭框處確定的、將為第一競爭層之後的第二競爭層分配的框的累計數目。該方法還包括響應於未成功傳輸消息，至少基於第一反饋訊息來確定在第二競爭層中的第二競爭框和末尾框的位置。該方法進一步包括基於第二競爭框和末尾框的位置，在第二競爭層中除了第二競爭框和末尾框之外的框的持續時間內切換到睡眠模式。

根據本發明的第二方面，提供了一種基於競爭的通訊方法。該方法可以在網路節點處被執行。該方法包括確定針對第一競爭層的第一競爭框的競爭狀態，其中至少一個終端設備在第一競爭框中傳輸消息。該方法還包括基於競爭狀態，確定針對第一競爭框的框數目，其中框數目指示在第一競爭框處確定的、將為第一競爭層之後的第二競爭層分配的框的累計數目。該方法進一步包括傳輸針對第一競爭框的反饋訊息，其中反饋訊息包括所確定的框數目。

根據本發明的第三方面，提供了一種基於競爭的通訊裝置。該裝置包括消息發射器，被配置為在第一競爭層的第一競爭框中向網路節點傳輸消息。該裝置還包括反饋接收器，被配置為從網路節點接收針對第一競爭框的第一反饋訊息，其中第一反饋訊息包括框數目，框數目指示網路節點在第一競爭框處確定的、將為第一競爭層之後的第二 競爭層分配的框的累計數目。該裝置還包括競爭確定器，被配置為響應於未成功傳輸消息，至少基於第一反饋訊息來確定在第二競爭層中的第二競爭框和末尾框的位置。該裝置進一步包括模式切換器，被配置為基於第二競爭框和末尾框的位置，在第二競爭層中除了第二競爭框和末尾框之外的框的持續時間內切換到睡眠模式。

根據本發明的第四方面，提供了一種基於競爭的通訊裝置。該裝置包括競爭狀態確定器，被配置為確定針對第一競爭層的第一競爭框的競爭狀態，其中至少一個終端設備在第一競爭框中傳輸消息。該裝置還包括框數目確定器，被配置為基於競爭狀態，確定針對第一競爭框的框數目，其中框數目指示在第一競爭框處確定的、將為第一競爭層之後的第二競爭層分配的框的累計數目。該裝置進一步包括反饋發射器，被配置為傳輸針對第一競爭框的反饋訊息，其中反饋訊息包括所確定的框數目。

根據本發明的第五方面，提供了一種通訊系統。該通訊系統包括至少一個終端設備，每個終端設備根據以上第三方面所述的裝置。該通訊系統還包括網路節點，其包括根據以上第四方面所述的裝置。

通過下文描述將會理解，根據本發明的範例實施例，網路節點在確定競爭層的競爭框的反饋訊息時，不僅確定該框的競爭狀態，還確定在當前框處將為下一競爭層分配的框的累計數目。由於該累計數目的增加，網路設備僅監聽較少數目的框的反饋訊息就可以確定出在下一層中的競 爭框位置。在下一層中除了競爭框(以及為了確定競爭框位置而需要監聽的末尾框)之外的其他框中，終端設備可以切換到睡眠模式。根據本發明的實施例，終端設備僅需要在較少的框中耗費能量用於資料傳輸和對反饋訊息的監聽，而在其他框中可以切換到節約能量的睡眠模式。因此，終端設備的能量效率得到顯著提高，並且整個系統的性能得到改進。本發明的範例實施例所帶來的其他益處將通過下文描述而清楚。

100‧‧‧環境

110‧‧‧網路節點

121、122、123、124‧‧‧終端設備

210、510‧‧‧框1

211、221、223、225、231、233、235、237、239、241、511、521、523、525、531、533、535、537、539、541、835、857‧‧‧反饋訊息

220、520‧‧‧框2

222、522‧‧‧框3

224、524‧‧‧框4

230、530‧‧‧框5

232、532‧‧‧框6

234、534‧‧‧框7

236、536‧‧‧框8

238、538‧‧‧框9

240‧‧‧框10

310、320、710、720、910、920‧‧‧曲線

400、1000‧‧‧方法

410、420、430、440、1010、1020、1030‧‧‧步驟

540‧‧‧框18

830-832、840-856、860-862‧‧‧資料框

834‧‧‧框12

856‧‧‧框22

1100、1200‧‧‧裝置

1110‧‧‧消息發射器

1120‧‧‧反饋接收器

1130‧‧‧競爭確定器

1140‧‧‧模式切換器

1210‧‧‧競爭狀態確定器

1220‧‧‧框數目確定器

1230‧‧‧反饋發射器

12‧‧‧計算機系統/伺服器

14‧‧‧外部設備

16‧‧‧處理單元

18‧‧‧匯流排

20‧‧‧網路適配器

22‧‧‧輸入/輸出(I/O)介面

24‧‧‧顯示設備

28‧‧‧系統記憶體

30‧‧‧記憶體

32‧‧‧暫存器

40‧‧‧實用工具

42‧‧‧程序模組

通過參考附圖閱讀下文的詳細描述，本發明實施例的上述以及其他目的、特徵和優點將變得易於理解。在附圖中，以範例性而非限制性的方式示出了本發明的若干實施例，其中：圖1是本文中描述的裝置和/或方法可以在其中被實施的範例環境的示意圖；圖2示出了根據當前的基於競爭樹的方案的範例競爭傳輸的示意圖；圖3示出了根據當前的基於競爭樹的方案的競爭框和監聽框的比較的示意圖；圖4示出了根據本發明的一個實施例的在終端設備中的基於競爭的通訊方法的示意圖；圖5示出了根據本發明的一個實施例的基於競爭的過程的範例競爭通訊的示意圖； 圖6示出了根據本發明的一個實施例的反饋訊息的結構的示意圖；圖7示出了當前的基於競爭樹的方案與根據本發明的實施例的基於競爭的通訊方案之間的比較的示意圖；圖8示出了根據本發明的另一個實施例的基於競爭的過程的範例競爭通訊的示意圖；圖9示出了根據本發明的一個實施例的使用資料的競爭和使用請求消息的競爭的比較的示意圖；圖10示出了根據本發明的一個實施例的在網路節點中的基於競爭的通訊方法的示意圖；圖11示出了根據本發明的一個實施例的在終端設備中的通訊裝置的框圖；圖12示出了根據本發明的一個實施例的在網路節點中的通訊裝置的框圖；以及圖13是示出了適於用來實現本發明的實施例的範例性計算機系統/伺服器的框圖。

下面將參考附圖中示出的若干範例性實施例來描述本發明的原理和精神。應當理解，描述這些實施例僅僅是為了使本領域技術人員能夠更好地理解進而實現本發明，而並非以任何方式限制本發明的範圍。

在對本發明的實施例的描述中，術語“包括”及其類似用語應當理解為開放性包含，即“包括但不限於”。術語 “基於”應當理解為“至少部分地基於”。術語“一個實施例”或“該實施例”應當理解為“至少一個實施例”。術語“第一”、“第二”等等可以指代不同的或相同的對象。下文還可能包括其他明確的和隱含的定義。

在對本發明的實施例的描述中，終端設備可以指代移動終端(MT)、訂戶站(SS)、便攜式訂戶站(PSS)、行動站(MS)、或存取終端(AT)，並且UE、終端、MT、SS、PSS、MS或AT的一些或全部功能可以被包括在內。終端設備可以是任意類型的行動終端、固定終端或便攜式終端，包括行動手機、站點、單元、設備、多媒體計算機、多媒體平板、網際網路節點、通訊器、臺式計算機、膝上型計算機、筆記本計算機、上網本計算機、平板計算機、個人通訊系統(PCS)設備、個人導航設備、個人數位助理(PDA)、音頻/視頻播放器、數位相機/攝影機、定位設備、電視接收器、無線電廣播接收器、電子書設備、遊戲設備、智能電錶、計量儀或機器到機器(M2M)網路中連接的其他智能電器、或者上述的任意組合，包括這些設備的配件和外設或者其任意組合。

在對本發明的實施例的描述中，術語“網路節點”有時被稱為“基地台(BS)”、“BS/點”、“無線存取節點”、或者“傳輸點”，以與3GPP術語一致。應該注意，術語“BS/點”、“節點”、“傳輸點”和“BS”在本發明內容中具有同樣的含義，並且它們中的每一個可以表示，例如節點B(NodeB或者NB)、演進型NodeB(eNodeB或者 eNB)、無線電頭端(RH)、遠端無線電頭端(RRH)、中繼、諸如毫微微基地台、微微基地台的低功率節點等。基地台的覆蓋範圍、即能夠提供服務的地理區域被稱為小區。

在密集網路中、諸如機器到機器(M2M)網路中，通常在一個地理範圍內部署有大量的設備。多個設備經常會在同時或者幾乎同時向該範圍內的服務網路節點傳輸資料。圖1描述了這樣的網路環境100。在該環境100中，終端設備121至124均由網路節點110服務。終端設備121至124可能同時向網路節點110傳輸資料。如先前討論的，為了節約設備的能量，可以採用基於競爭的資料傳輸方式。終端設備121至124可以直接向網路節點110傳輸資料。網路節點110可以根據某個資源的競爭狀況來確定資料是否被成功傳輸。

應當知道的是，雖然圖1中示出了四個終端設備，但是網路節點110可以服務更多或更少的終端設備。所服務的終端設備的類型可以相同或者不同。

一種基於競爭的簡單方案是基於框-時隙的競爭方案。網路節點分配一系列的框用於多個終端設備的競爭。每個框被劃分為多個時隙。在每個框中，每個終端設備從該框的多個時隙中隨機選擇一個時隙用於嘗試傳輸資料。網路節點根據競爭狀況來確定該框的反饋訊息，該反饋訊息包括每個時隙的競爭狀態。競爭狀態可以分為三種類型：(1)無傳輸狀態，即該時隙中沒有設備競爭；(2) 成功狀態，即僅一個終端設備在該時隙中嘗試傳輸資料，並且該資料被網路節點成功接收；以及(3)衝突狀態，即存在兩個或更多終端設備在該時隙中嘗試傳輸資料，從而導致衝突。

網路節點反饋每個框的所有時隙的競爭狀態。每個終端設備接收每個框對應的競爭狀態，並且基於競爭狀態來確定是否成功傳輸資料。如果一個終端設備競爭的時隙對應的競爭狀態是成功狀態，則該終端設備確定資料已經被成功傳輸，並且可以停止競爭過程。如果確定對應的競爭狀態是衝突狀態，則該終端設備在下一個框中繼續競爭過程，直至成功傳輸資料。也就是說，只要終端設備未成功傳輸資料，隨後的框仍是該終端設備的競爭框。

上述基於競爭的方案會導致終端設備在多輪競爭之後才可能成功傳輸資料。競爭的時間還會隨著在每個時刻同時競爭的設備的數目的增加而不斷增加。因此，每個設備將會浪費大量的時間和能量在失敗的傳輸上。

另外一種基於競爭的方案是基於競爭樹的方案。在這個方案中，每個框也被劃分成多個時隙。期望傳輸資料的設備可以首先在網路節點分配的一個框的多個時隙中同時競爭。如果某個時隙中存在衝突，即多個設備同時競爭該時隙，則網路節點針對該時隙產生下一個競爭框，以供這些設備再次競爭。該競爭方案在圖2中被示意性示出。

在圖2的範例中，用於資料傳輸的每個框被劃分為3個時隙，並且假設在某個時刻有14個終端設備期望同時 向網路設備傳輸資料。在競爭過程開始的第一個框1 210中，14個終端設備隨機選擇框1 210的時隙用於嘗試資料傳輸。如所示出的，在每個時隙中競爭的設備的數目由該時隙中的數字表示。網路節點發現框1 210的三個時隙中均存在衝突，因此在反饋訊息211中指示每個時隙均處於衝突狀態。同時，基於競爭狀態，網路節點將為框1 210的三個時隙中的每個時隙分配一個新的框，即框2 220、框3 222和框4 224，使得在相應時隙中競爭的設備可以繼續在新的框中競爭資料傳輸。框1 210可以被稱為第一競爭層，即層1。新的框2 220、框3 222和框4 224將會組成第二個競爭層，即層2。

框1 210的反饋訊息211被廣播並且由所有14個終端設備接收。這些終端設備根據反饋訊息211確定資料傳輸是否成功，並且確定如果未成功的話，下一次應該在哪個框中繼續競爭。假設14個終端設備中的某個設備A在框210中的第二個時隙中競爭。由於衝突，設備A在接收到的反饋訊息211中確定出與第二個時隙對應衝突狀態，從而判斷應該繼續競爭資料傳輸。設備A根據反饋訊息211還可以判斷出框211的三個時隙均對應衝突狀態，並且由此確定它應當在層2的三個框之間的框3 222中繼續進行競爭。也就是說，框3 222是設備A在層2的競爭框。

接下來，設備A在它的競爭框3 222中隨機選擇第三個時隙來嘗試資料傳輸，並且監聽框3的反饋訊息223以 便確定針對框3分配的新的框。對於不是設備A的競爭框的框，設備A不會嘗試傳輸資料。然而，為了防止在層2中由於仍不能成功傳輸資料而需要繼續在層2的下一層、也即層3中競爭，設備A也需要監聽這些框的反饋訊息，以確定網路節點分別針對每個框再次分配多少新的框。監聽到的反饋訊息用於設備A確定下一個競爭框的位置。只有當在競爭框對應的反饋訊息中、例如圖2中的框10 240對應的反饋訊息241中確定出資料被成功發送，設備A才會結束競爭過程。

由上述過程可以看出，雖然基於競爭樹的方法相較於簡單的基於框-時隙的競爭方法而言可能可以降低競爭時間，但是終端設備仍然需要在競爭過程中的每個框中保持活躍狀態，以便監聽每個框對應的反饋訊息，從而確定下一個競爭框的位置。從圖2的範例可以看出，對於一個設備而言，在競爭過程中被分配的框可以劃分為競爭框集合和監聽框集合。競爭框指的是該設備實際用於競爭資料傳輸的框，而監聽框指的是該設備為了確定下一個競爭框的位置而需要監聽反饋訊息的框。

例如，對於上述範例中的設備A而言，圖2中的框1、3、7和10是它的競爭框，而其餘的框2、4、5-6和8-9是監聽框。如果存在更多的終端設備同時競爭資源的話，監聽框的數目將會比競爭框的數目大更多。也就是說，終端設備需要花費更多能量用於檢測監聽框的反饋訊息。例如，圖3示出了在每個框被劃分為m=20個時隙的 情況中，在不同數量的設備同時傳輸資料時，每個設備對應的競爭框和監聽框的平均累計數目。在該範例中，假設設備直至最後一個競爭層才成功傳輸資料。可以看出，隨著同時傳輸資料的設備的數目不斷增加，曲線320示出了每個設備的監聽框的累計數目顯著增長，而曲線310示出了每個設備的競爭框的累計數目並不大幅增長。這是由於每個設備在一個競爭層中通常僅存在一個競爭框，競爭框的數目僅與競爭層的層數有關。因此，隨著競爭設備數目的增加，每個設備的能量效率降低並且影響整個系統的性能。

下面將詳細描述本發明的實施例。本發明的實施例提供了一種基於競爭的通訊的解決方案。在該解決方案中，網路節點在確定競爭層的競爭框的反饋訊息時，不僅確定該框的競爭狀態，還確定在當前框處將為下一競爭層分配的框的累計數目。由於該累計數目的增加，網路設備僅監聽較少數目的框的反饋訊息就可以確定出在下一層中的競爭框位置。在下一層中除了競爭框(以及為了確定競爭框位置而需要監聽的末尾框)之外的其他框中，終端設備可以切換到睡眠模式。根據本發明的實施例，終端設備僅需要在較少的框中耗費能量用於資料傳輸和對反饋訊息的監聽，而在其他框中可以切換到節約能量的睡眠模式。因此，終端設備的能量效率得到顯著提高，並且整個系統的性能得到改進。

圖4示出了在終端設備中用於基於競爭的通訊方法 400的流程圖。儘管圖4示出了方法400的範例框，在一些實施例中，方法400可以包括另外的框、更少的框、不同的框、或者與圖4中描繪的這些框不同地被佈置的框。附加地或備選地，方法400的兩個或更多框可以並行地被執行。在一些實施例中，方法400可以由例如圖1中的終端設備121至124中的任一終端設備來執行。

在步驟410中，終端設備在第一競爭層的第一競爭框中向網路節點傳輸消息。通常，網路節點分配用於多個終端設備的傳輸的框。每個終端設備在其中競爭消息傳輸的框可以被稱為該設備的競爭框。每個框可以被劃分為預定數目的時隙。該預定數目可以例如是3個、10個、20個、或者其他任意的數目，並且每個時隙大小可以相等或不相等。在一些實施例中，終端設備可以隨機從競爭框的這些時隙中選擇一個時隙用以嘗試傳輸。在其他實施例中，終端設備可以選擇某個固定的時隙。例如，終端設備每次均選擇競爭框的第一個時隙用於嘗試傳輸。另外，終端設備還可以選擇兩個或更多時隙用於傳輸不同的消息。本發明的範圍在此方面不受限制。

可能存在多個設備同時期望傳輸資料。根據本發明的實施例，網路節點採用基於競爭樹的方式為同時傳輸消息的多個終端設備分配框。在基於競爭樹的方式中，每當網路節點檢測到競爭層的框的某個時隙中存在衝突，則為在該時隙中競爭的多個設備分配一個新的框。新分配的框一起組成下一個競爭層。這些設備可以在下一個競爭層的框 中繼續競爭，直至它們成功傳輸消息或者放棄傳輸為止。

圖5示出了根據本發明的一個實施例的基於競爭樹的範例競爭過程的示意圖。在圖5的範例中，每個框被劃分為3個時隙。假設在框1 510的時間處，存在14個終端設備同時期望傳輸資料。在層1中，框510是這些設備中的每個設備的競爭框。在圖5的範例中，在框的每個時隙中競爭的設備的數目由該時隙中的數字表示。

通常，競爭過程開始時，包括多個終端設備的設備集合被分配有一個框用於競爭。在這種情況下，第一個競爭層僅包括一個框，如圖5所示的層1及其框510。如果兩組不同的設備在兩個框中進行競爭，網路節點還可以將這兩組設備合併到一個競爭過程中。也就是說，對於這兩組設備而言，第一競爭層可以包括兩個框。對於更多組的設備，也是同樣的情況。

在進行傳輸的嘗試之後，在步驟420中，終端設備從網路節點接收針對第一競爭框的反饋訊息。可以理解的是，終端設備的競爭框的傳輸屬於上行鏈路傳輸、即從終端設備到網路節點的傳輸，而反饋訊息屬於下行鏈路傳輸，即從網路節點到終端設備的傳輸。在每個競爭框之後，網路節點根據該框中的競爭狀況來確定反饋訊息，並且將該反饋訊息廣播給終端設備。

在一些實施例中，該反饋訊息包括第一競爭框的每個時隙的競爭狀態。在一個範例中，競爭狀態可以包括：(1)無傳輸狀態，即該時隙中沒有設備競爭；(2)成功 狀態，即僅一個終端設備在該時隙中嘗試傳輸資料，並且該資料被網路節點成功接收；以及(3)衝突狀態，即存在兩個或更多終端設備在該時隙中嘗試傳輸資料，從而導致衝突。在一個實施例中，可以採用2個位元來表示一個時隙的競爭狀態。例如，可以用“00”表示無傳輸狀態，“01”表示成功狀態，並且“11”表示衝突狀態。在其他實施例中，可以確定其他競爭狀態，並且因此可以用更多位元來區分這些競爭狀態。

根據本發明的實施例，為了減少終端設備監聽反饋訊息的時間並且使得終端設備仍然能夠確定下一個競爭框的位置，除了競爭狀態之外，網路節點還確定框數目並將框數目包括在反饋訊息中。該框數目指示網路節點在第一競爭框處確定的將為第一競爭層之後的第二競爭層分配的框的累計數目。框數目可以基於第一競爭框的競爭狀態來確定。

繼續參考圖5的範例，在框510之後，網路節點確定並且廣播反饋訊息511。反饋訊息511可以包括框510的每個時隙的競爭狀態以及對應的框數目。由於框510的每個時隙均存在衝突，反饋訊息511中的競爭狀態可以是例如“11”、“11”和“11”。此外，由於衝突，網路節點將會為每個時隙在下一競爭層2中分配一個新的框用於競爭傳輸。因此，網路節點基於競爭狀態確定反饋訊息511中的框數目確定為3。

圖6示出了根據本發明的一個範例實施例的反饋訊息 的結構的示意圖。如所示出的，反饋訊息包括每個時隙的競爭狀態。如果每個框被劃分為m個時隙並且每個時隙的競爭狀態用2個位元表示，那麽反饋訊息的競爭狀態將占用m×2個位元。反饋訊息還包括額外的字段用於傳輸框數目。在一個實施例中，用於表示框數自的字段的長度可以取決於網路中可能同時競爭傳輸的設備的數目。因此，取決於不同的系統，可以在反饋訊息中增加不同長度的字段用於攜帶框數目。本發明的範圍在此方面不受限制。應當理解的是，圖6僅給出了反饋訊息的結構的一個範例。在其他範例中，框數目的字段和競爭狀態的字段之間的相對位置可以改變。例如，框數目的字段可以放置在競爭狀態的字段之前，或者可以插入在競爭狀態的字段之間。

獲取第一競爭框的反饋訊息之後，在方法400的步驟430中，響應於未成功傳輸消息，終端設備至少基於反饋訊息來確定在第二競爭層中用於再次傳輸消息的第二競爭框和第二競爭層的末尾框的位置。在一些實施例中，可以基於反饋訊息中的競爭狀態來確定是否成功傳輸消息。具體地，可以參考終端設備在其中嘗試傳輸消息的時隙對應的競爭狀態。例如，在圖5的範例中，設備A在框510的第二個時隙中嘗試傳輸消息。基於反饋訊息511中與第二個時隙對應的競爭狀態是被表示為“11”的衝突狀態，設備A可以確定前次的消息傳輸未成功。

如果消息未被成功傳輸，終端設備可以確定下一個競 爭框的位置，以便在所確定的競爭框處繼續嘗試傳輸消息。根據本發明的實施例，可以至少基於反饋訊息來確定在下一競爭層中的競爭框的位置。根據第一競爭框的不同情況，確定下一個競爭框的位置的方法可能不同。此外，根據本發明的實施例，為了使得終端設備在隨後的競爭過程中能夠繼續確定競爭框，還需要基於反饋訊息來確定在下一競爭層中的末尾框。競爭框和末尾框的確定將在以下詳細討論。

在步驟440中，基於所確定的第二競爭框和末尾框的位置，在第二競爭層中除了第二競爭框和末尾框之外的框的持續時間內切換到睡眠模式。

在第一競爭層完成之後，例如第一競爭層的末尾框之後，終端設備的競爭過程進入第二競爭層。在第二競爭層中，終端設備不需要監聽每個框的反饋訊息。因此，除了第二競爭框和末尾框之外，終端設備其他框中可以被切換到睡眠模式。在睡眠模式中，終端設備通常以低功率運行，以便節省能量。在第二競爭框中，終端設備可以切換回到喚醒模式，以便選擇該框中的某個時隙用於再次傳輸之前未被成功傳輸的消息並且監聽對應的反饋訊息。在末尾框中，終端設備也可以切換回到喚醒模式，以便監聽該框的反饋訊息。第二競爭層中的第二競爭框和末尾框的反饋訊息可以用於繼續確定下一層的競爭位置，如果該終端設備未成功傳輸消息的話。

由此可見，根據本發明的實施例，由於在反饋訊息中 增加了框數目的訊息，使得終端設備可以僅在每個競爭層的較少數目的框中保持活躍狀態，而在其他框中切換到節省能量的睡眠模式。例如，終端設備可以在每個競爭層的最多競爭框和末尾框中保持活躍，而在其他框中均處於睡眠。特別地，如果所確定的競爭框也是該競爭層的末尾框，終端設備可以僅在一個框中保持活躍模式。這對於電量有限且需要以能量有效方式運行的終端設備、例如M2M網路中的終端設備而言是特別有利的。進一步地，由於在每個競爭層中最多需要保持競爭框和末尾框的反饋訊息即可確定下一競爭層的競爭位置，終端設備的儲存空間得以節約。

接下來詳細討論如何基於第一競爭框的反饋訊息來確定第二競爭層的第二競爭框和末尾框的位置。

在一些實施例中，根據第一競爭框在第一競爭層中的位置的不同，在確定第二競爭層的第二競爭框和末尾框是要考慮的訊息也可能不同。在一個實施例中，如果第一競爭框是末尾框(末尾框的確定稍後討論)，可以基於第一競爭框的位置(例如，第一競爭框的框號)和反饋訊息來確定在隨後的第二競爭層中的第二競爭框。反饋訊息中的框數目可以指示在第一競爭框處(即第一競爭層的末尾處)網路節點將確定為第二競爭層分配多少個框。因此，基於第一競爭框的框號和第二競爭層的框的累計數目，可以確定第二競爭層的末尾框的位置。

進一步地，可以基於反饋訊息中的競爭狀態來確定一 個調整量，用於從末尾框的位置起進行調整。例如，基於每個時隙的競爭狀態可以確定針對第一競爭框將會在第二競爭層產生多少個新的框。如以上所討論的，當一個時隙的競爭狀態是衝突狀態時，網路節點將會為在該時隙中競爭的多個設備分配一個新的框。如果競爭狀態是成功狀態或者無傳輸狀態，則不分配新的框。因此，可以基於競爭狀態分辨出已經確定被分配的框中哪個框是屬針對該終端設備在其中傳輸消息的時隙而產生的框，即第二競爭框。具體地，可以基於在其中傳輸消息的時隙之後的時隙的競爭狀態，來確定應當在當前末尾框的位置處起往前調整多大的值。

舉例而言，假設在圖5的範例中，設備A在框510的第二個時隙中競爭消息的傳輸。由於框510是層1的末尾框，設備A可以基於框510的框號和反饋訊息511中的框數目來確定層2的末尾框的位置。具體地，設備A根據框510的框號1和反饋訊息511的框數目3，確定層2的末尾框的框號等於1+3=4，即框4524。基於反饋訊息511中的競爭狀態，設備A可以確定針對框510將產生3個新的框。此外，基於設備A傳輸消息的第二個時隙之後的第三個時隙的競爭狀態是衝突狀態，設備A確定針對它在其中進行競爭的時隙2而產生的框(即它的下一個競爭框)位於層2的末尾框4之前的1個框(即調整量為1)。因此，設備A可以確定它在層2的競爭框的框號為層2的末尾框的框號4減去基於競爭狀態確定的調整量1，即框3 522。

以上討論了在第一競爭框處於第一競爭層的末尾框的情況下如何確定終端設備在第二競爭層的競爭框和末尾框。可以理解，在這種情況中，終端設備在第一競爭層中僅需要在第一競爭框中保持活躍狀態，以便競爭消息和監聽隨後的反饋訊息。在第一競爭層的其他框中，終端設備也可以被切換到睡眠模式。

在一些實施例中，如果第一競爭框不是第一競爭層的末尾框，終端設備還可以接收第一競爭層的末尾框的反饋訊息，並且然後基於第一競爭框的反饋訊息和末尾框的反饋訊息來確定第二競爭層的第二競爭框和末尾框。如以上所示，當第一競爭層是競爭過程的第一個層時，終端設備的末尾框也屬它的競爭框。這種情況可以根據以上討論的實施例進行操作。如果第一競爭層是競爭過程的其他層，則通常已經在第一競爭層之前的競爭層中確定出第一競爭層的末尾框的位置。因此，終端設備可以根據先前確定的末尾框的位置來監聽末尾框的反饋訊息。末尾框的反饋訊息包括框數目，其中框數目可以指示網路節點在末尾框處確定的將為第二競爭層分配的框的累計數目。末尾框的反饋訊息還可以與競爭框的反饋訊息一樣，還包括競爭狀態，指示末尾框中每個時隙的競爭狀況。

在一些實施例中，與以上討論的情況類似，終端設備可以基於第一競爭層的末尾框的位置和末尾框的反饋訊息中的框數目，確定第二競爭層的末尾框的位置。在一些實 施例中，終端設備可以基於第一競爭層的末尾框的位置，第一競爭框的反饋訊息中的框數目和競爭狀態來確定第二競爭框的位置。具體地，根據第一競爭框的反饋訊息中的框數目，終端設備可以確定出到第一競爭框為止網路節點在第二競爭層中累計分配了多少框。如以上所討論的，根據競爭狀態，終端設備可以確定在當前累計的框數目基礎上進行調整的調整量，以便區分出所分配的框中哪個框是針對終端設備在其中競爭傳輸的時隙而產生的框。基於這些訊息，終端設備可以最終確定出第二競爭框的位置。

在圖5的範例中，假設第一競爭層為層2，並且設備A的第一競爭框為框3。設備A在框3中選擇第一個時隙用於傳輸消息。設備A期望確定在隨後的層3中的競爭框的位置和層3的末尾框的位置。由於框3不是層2的末尾框，設備A將繼續監聽層2的末尾框4的反饋訊息525。在此需理解的是，層2的末尾框4的位置由設備A在上一層1的末尾框1之後基於反饋訊息511確定。設備A可以基於層2的末尾框4的框號和末尾框4的反饋訊息525中的框數目5，確定出層3的末尾框的框號是4+5=9，即框9 538。設備A基於框3的反饋訊息523中的框數目4可以確定到框3為止，層3將會被分配4個新的框。基於層2的末尾框的框號4和反饋訊息中的框數目4，設備A確定到框3為止在層3中分配的框的最大框號為4+4=8。進一步地，設備A還參考反饋訊息523中的競爭狀態確定框3的第二個時隙之後的第三個時隙對應衝突狀態，因而確 定出層3中8個框中最後一個框是針對第三個時隙而產生的。設備A據此可以確定框8之前的框7是它的競爭框。

在一些實施例中，當確定出下一個競爭層的競爭框和末尾框之後，如以上所討論的，終端設備在下一個競爭層中可以在除了競爭框和末尾框之外的框中切換到睡眠模式。此外，終端設備可以在競爭框中切換到活躍模式以便選擇其中的一個時隙用於嘗試傳輸消息，並且監聽該競爭框的反饋訊息。終端設備還在末尾框中切換回到活躍模式，並且監聽末尾框的反饋訊息。這些反饋訊息可以用於下一層的競爭框和末尾框的位置的確定。

以上描述的競爭過程可以繼續執行，直至終端設備根據競爭框的反饋訊息中的競爭狀態確定出消息已經被成功傳輸為止。例如，如果終端設備確定出在其中嘗試傳輸消息的時隙的競爭狀態是成功狀態，則確定該消息已經被成功傳輸至網路節點。此時，終端設備可以停止競爭過程。

在圖5的範例中，設備A可以在層3的競爭框7的第二個時隙中繼續嘗試發送消息，並且監聽框7的反饋訊息535和層3的末尾框9的反饋訊息539。設備A確定出在下一競爭層4中的競爭框是框10並且末尾框也是框10。然後，設備A在框10處繼續選擇一個時隙、例如第二個時隙嘗試傳輸資料。根據隨後接收到的反饋訊息541，設備A確定出框10的第二個時隙的競爭狀態是成功狀態，從而知道消息已經被成功傳輸。

在一些實施例中，終端設備在每個競爭框的時隙中嘗 試傳輸的消息可以承載終端設備待傳輸的資料。如果該消息被成功傳輸，則意味著終端設備完成了本次的資料傳輸。例如，以上關於圖5描述的範例中，終端設備均直接競爭資料的傳輸。

相對於當前的基於競爭樹的競爭方案而言，根據本發明的實施例的競爭方案可以節約終端設備更多的能量，因為終端設備在大多數框中可以處於節能的睡眠模式。圖7示出了基於如圖2所示的當前基於競爭樹的方案與根據本發明的實施例的基於競爭的通訊方案之間的比較。如所示出的，曲線710示出了根據當前的基於競爭樹的方案，每個設備平均消耗的能量，而曲線720示出了根據本發明的實施例的方案，每個設備平均消耗的能量。可以看出，隨著設備數量的增減，曲線710示出每個設備的平均能量消耗不斷增加。如先前所討論的，這是因為使用者設備將會消耗更多能量用於接收更多的監聽框的反饋訊息(如圖3所示)。然而，曲線720示出隨著設備數量的增減，每個設備的平均能量消耗在較低水平並且幾乎保持不變。這是因為根據本發明的實施例，設備在每個競爭層中可以在少量框(競爭框和末尾框)中處於活躍模式，而在其他框中可以切換到睡眠模式。

資料的傳輸通常需要消耗較多的能量，因為資料的有效載荷較大。因此，在本發明的另外一些實施例中，終端設備在競爭過程中不是在競爭框中嘗試直接傳輸資料，而是嘗試傳輸請求消息。該請求消息用於向網路節點請求分 配一個或多個框用於資料的傳輸。因此，請求消息的有效載荷可以小於待傳輸的資料的有效載荷。例如，在一些範例中，終端設備每次要傳輸的資料的載荷可以是200字節，而請求消息可以僅占用10字節。由於在每一輪的競爭中僅需要傳輸有效載荷較小的請求消息，終端設備的能量消耗可以進一步減少。在這些實施例中，請求消息的傳輸可以採用如以上結合圖4所描述的競爭過程。

在一些實施例中，如果終端設備的請求消息被成功傳輸，例如用於傳輸請求消息的時隙對應的競爭狀態是成功狀態，那麽網路節點將在下一競爭層中為終端設備分配資料框用於傳輸資料。例如，如果終端設備在第一競爭層的第一競爭框中嘗試傳輸請求消息並且成功傳輸，那麽可以在第二競爭層中針對該請求消息所分配的資料框中傳輸資料。資料框可以或者可以不被劃分為時隙。終端設備可以將要傳輸的訊息承載在資料框中，以便傳輸給網路節點。由於資料框是專用於該設備的傳輸的，該終端設備將不需要在資料框中與其他設備競爭。

在一些實施例中，終端設備還可以至少基於競爭框的反饋訊息來確定資料框的位置，然後基於資料框的位置，在該資料框中傳輸資料。對於下一競爭層中的資料框的位置的確定與以上關於下一競爭層中的競爭框的位置的確定類似。這是因為資料框的分配與競爭框的分配類似，也是針對某個時隙的競爭狀態而執行的。為了簡潔性，在此不再贅述資料框的位置的確定過程。應當認識到，由於在基 於請求消息的競爭過程中針對競爭狀態為成功狀態的時隙，將會分配資料框。因此，在基於競爭狀態確定調整至以便確定資料框的位置時，需要把這種情況考慮在內。

在基於請求消息進行競爭的實施例中，可以理解到，網路節點不僅基於競爭狀態來在下一競爭層中為沒有成功傳輸請求消息的終端設備分配競爭框用於再次傳輸請求消息，而且還在下一層中為成功傳輸請求消息的終端設備分配資料框用於資料傳輸。無論是分配競爭框還是分配資料框，對於以上所討論的反饋訊息而言，網路節點為下一層分配的框的數目均被考慮在所統計的框數目中。

在一些實施例中，在累計框數目時，針對時隙的競爭狀態是成功狀態，網路節點也將增加框數目的值，因為針對這個狀態也將會在下一層產生新的框用於資料傳輸。應當認識到，網路節點可以每次為終端設備分配多於一個資料框。這種情況也可以在累計框數目時被考慮。

在另外一些實施例中，由於用於資料傳輸的框和用於請求消息的框均被排布在下一競爭層中，資料框可能位於該競爭層的末尾框。在這種情況下，網路節點還為資料框確定反饋訊息，該反饋訊息中可以包括到該資料框為止確定要為下一個競爭層分配的框的數目。終端設備可以檢測競爭層的末尾框的反饋訊息，從而確定出在接下來的競爭層中它的競爭框和末尾框的位置。在一些實施例中，資料框的反饋訊息和競爭框的反饋訊息的尺寸可以相同，即使資料框的反饋訊息不攜帶競爭狀態。以這種方式，可以便 於實現網路節點與終端設備之間的同步，使得終端設備能夠在正確的時間點進行接收和發送。

圖8示出了根據本發明的另一個實施例的基於請求消息的競爭過程的範例競爭通訊的示意圖。與圖5的範例不同，14個終端設備在各自的競爭框中傳輸請求消息。每當請求消息被成功傳輸之後，終端設備可以在下一次的相應位置中傳輸資料。

假設終端設備A經過所要求的操作，開始在競爭層2的競爭框3 522的第一個時隙中嘗試傳輸請求消息，並且然後接收反饋訊息523。由於在框2 520中，針對第一個時隙和第二個時隙，網路節點將會在下一層3中分別產生兩個新的框用於在這兩個時隙中競爭的設備；並且針對第三個時隙的成功狀態，網路節點將會在層3中分配一個資料框用於該時隙中的設備的資料傳輸。此外，由於框3 522中，兩個時隙的競爭狀態均為衝突狀態，因此網路節點將會在層3中分別產生兩個新的框用於在這兩個時隙中競爭的設備。因此，到層2的框3為止，網路節點可以確定出在層3中要累計產生5個新的框，其中包括4個競爭框和1個資料框。類似地，設備A在層2的末尾框4 524中監聽反饋訊息525，並且反饋訊息中指示在框4處網路節點要為層3分配8個框。

基於它在層2的競爭框的反饋訊息523，設備A可以確定它在層3中的競爭框的位置，該位置等於層2的末尾框的框號4加上反饋訊息523中的框數目5以及基於競爭 狀態的調整量1(在競爭傳輸的第一時隙之外第二和第三時隙對應的競爭狀態是衝突狀態和無傳輸狀態，因而只需往前調整一個框)，得到層3的競爭框的位置，即框8。基於層2的末尾框的反饋訊息525，設備A可以確定層3的末尾框的位置，該位置等於層2的末尾框的框號4加上反饋訊息525的框數目8，得到層3的末尾框的位置，即框12 834。

可以看到，在層3中，設備A除了在競爭框8中傳輸請求消息並且監聽對應的反饋訊息535之外，還在層3的末尾框12 834處監聽反饋訊息。可以看出，框12 834是針對在上一層2中的第三個時隙中成功競爭的設備而分配的資料框，但是網路節點在該資料框之後也廣播反饋訊息835，其中包括網路節點在框12處已經決定為下一層4分配的框的數目為10。基於反饋訊息835和535，以及層3的末尾框的框號，設備A可以確定出它在層4的競爭框的位置(即框18 540)以及層4的末尾框的位置(即框22 856)。

在層4中，設備A在競爭框18 540中選擇第二個時隙再次嘗試傳輸請求消息，並且然後監聽框18的反饋訊息541和末尾框22的反饋訊息857。基於反饋訊息541中的競爭狀態，設備A可以確定請求消息被成功傳輸，因此它將要確定在下一層中用於資料傳輸的資料框。設備A可以基於反饋訊息541和之前已經確定的層4的末尾框的位置來確定它在下一層5中資料框的位置。具體地，基於 層4的末尾框的框號22和反饋訊息541中的框數目2，以及基於競爭狀態的調整量0，可以確定資料框的位置，即框24。設備A可以在框24中傳輸資料並且結束競爭過程。

雖然在圖8的範例中示出了網路節點在每個資料框(例如資料框830-832、840-856和860-862)之後均廣播反饋訊息，網路節點在一些情況中也可以不廣播所有資料框的反饋訊息。根據本發明的實施例，終端設備僅在資料框處於競爭層的末尾框時才會監聽資料框的反饋訊息。因此，網路節點可以根據整體競爭情況確定出所分配的資料框是否將位於某個競爭層的末尾框，如果不是的話，則不會確定和廣播該資料的反饋訊息。當確定出資料框處於競爭層的末尾時，才會確定它的反饋訊息(即框數目)，以便終端設備監聽。

圖9示出了先前描述的基於資料的直接競爭和基於請求消息的競爭中每個終端設備消耗的平均能量(分別由曲線910和920指示)。可以看出，如果利用小負荷的請求消息去競爭資源，並且在競爭成功之後在專用的資料框中傳輸資料，終端設備的能量消耗可以進一步降低。

圖10示出了根據本發明的一個實施例的在網路節點中的基於競爭的通訊方法1000的示意圖。方法1000體現了網路節點在如圖4所示的終端設備中的通訊方法400過程中的一些範例操作。儘管圖10示出了方法1000的範例框，在一些實施例中，方法1000可以包括另外的框、更 少的框、不同的框、或者與圖10中描繪的這些框不同地被佈置的框。附加地或備選地，方法1000的兩個或更多框可以並行地被執行。在一些實施例中，方法1000可以由例如圖1中的網路節點110來執行。

在步驟1010處，網路節點確定針對第一競爭層的第一競爭框的競爭狀態，其中至少一個終端設備在第一競爭框中傳輸消息。在步驟1020處，網路節點基於競爭狀態，確定針對第一競爭框的框數目，其中框數目指示在第一競爭框處確定的、將為第一競爭層之後的第二競爭層分配的框的累計數目。接下來，在步驟1030處，網路節點傳輸針對第一競爭框的反饋訊息，該反饋訊息包括所確定的競爭狀態和框數目。對該反饋訊息感興趣的終端設備(例如，在第一競爭框中傳輸消息的終端設備)可以接收該反饋訊息。

在一些實施例中，響應於終端設備在第一競爭框中未成功傳輸消息，為第二競爭層分配至少一個競爭框用於終端設備再次傳輸消息。

在一些實施例中，所傳輸的消息可以是請求消息。因此，響應於終端設備在第一競爭框中成功傳輸請求消息，為第二競爭層分配至少一個資料框用於終端設備傳輸待傳輸的資料。

在一些實施例中，可以在所分配的資料框中從終端設備接收資料，並且然後確定針對資料框的包括框數目的反饋訊息。在此，框數目指示在資料框處確定的將為第二競 爭層分配的框的累計數目。該反饋訊息可以被傳輸給終端設備。

圖11示出了根據本發明的一個實施例的在終端設備中的通訊裝置1100的框圖。該裝置1100例如可以是如圖1所示的終端設備121至124中任一終端設備，或者可以被包括在其中。

如圖11所示，裝置1100包括消息發射器1110，被配置為在第一競爭層的第一競爭框中向網路節點傳輸消息。裝置1100還包括反饋接收器1120，被配置為從網路節點接收針對第一競爭框的第一反饋訊息。第一反饋訊息包括框數目，框數目指示網路節點在第一競爭框處確定的、將為第一競爭層之後的第二競爭層分配的框的累計數目。裝置1100還包括競爭確定器1130，被配置為響應於未成功傳輸消息，至少基於第一反饋訊息來確定在第二競爭層中的第二競爭框和末尾框的位置。裝置1100進一步包括模式切換器1140，被配置為基於第二競爭框和末尾框的位置，在第二競爭層中除了第二競爭框和末尾框之外的框的持續時間內切換到睡眠模式。

在一些實施例中，競爭確定器1130被配置為：響應於第一競爭框是第一競爭層中的末尾框，基於第一競爭框的位置和第一反饋訊息中的框數目，確定第二競爭層中的末尾框的位置；以及基於第一競爭層中的末尾框的位置和第一反饋訊息中的競爭狀態，確定第二競爭層中的第二競爭框的位置。

在一些實施例中，反饋接收器1120進一步被配置為：響應於第一競爭框不是第一競爭層中的末尾框，接收針對第一競爭層中的末尾框的第二反饋訊息，其中第二反饋訊息包括框數目，第二反饋訊息的框數目指示網路節點在末尾框處確定的、將為第二競爭層分配的框的累計數目。在這些實施例中，競爭確定器1130被配置為：基於第一反饋訊息和第二反饋訊息來確定第二競爭層中的第二競爭框和末尾框的位置。

在一些實施例中，競爭確定器1130被配置為：基於第一競爭層中的末尾框的位置以及第一反饋訊息的框數目和競爭狀態，確定第二競爭層中的第二競爭框的位置；以及基於第一競爭層中的末尾框的位置以及第二反饋訊息，確定第二競爭層中的末尾框的位置。

在一些實施例中，消息發射器1110進一步被配置為：在第二競爭框中向網路節點再次傳輸消息。在這些實施例中，反饋接收器1120進一步被配置為：從網路節點接收針對第二競爭框的反饋訊息和針對末尾框的反饋訊息。

在一些實施例中，第一競爭框包括多個時隙。在這些實施例中，消息發射器1110被配置為：從第一競爭框的多個時隙中選擇至少一個時隙用於傳輸消息。

在一些實施例中，第一反饋訊息還包括競爭狀態，並且競爭狀態包括針對每個時隙的成功狀態、衝突狀態、或無傳輸狀態。裝置1100可以進一步包括傳輸確定器，被 配置為基於在其中傳輸消息的時隙的競爭狀態，確定是否成功傳輸消息。

在一些實施例中，消息是請求消息。在這些實施例中，裝置1100進一步包括：資料框確定器，被配置為響應於成功傳輸請求消息，至少基於第一反饋訊息來確定在第二競爭層中為請求消息分配的資料框的位置；以及資料發射器，被配置為基於所確定的資料框的位置，在資料框中傳輸待傳輸的資料。

在一些實施例中，反饋接收器1120進一步被配置為：響應於資料框是第二競爭層的末尾框，接收針對資料框的反饋訊息，其中資料框的反饋訊息包括指示網路節點在資料框處確定的、將為第二競爭層分配的框的累計數目。

圖12示出了根據本發明的一個實施例的在網路節點中的通訊裝置1200的框圖。該裝置1200例如可以是如圖1所示的網路節點110，或者可以被包括在其中。

如圖12所示，裝置1200包括競爭狀態確定器1210，被配置為確定針對第一競爭層的第一競爭框的競爭狀態，其中至少一個終端設備在第一競爭框中傳輸消息。裝置1200還包括框數目確定器1220，被配置為基於競爭狀態，確定針對第一競爭框的框數目，其中框數目指示在第一競爭框處確定的、將為第一競爭層之後的第二競爭層分配的框的累計數目。裝置1200進一步包括反饋發射器1230，被配置為傳輸針對第一競爭框的反饋訊息，其中反 饋訊息包括所確定的框數目。

在一些實施例中，裝置1200進一步包括框分配器，被配置為響應於終端設備在第一競爭框中未成功傳輸消息，為第二競爭層分配至少一個競爭框用於終端設備再次傳輸消息。

在一些實施例中，消息是請求消息。裝置1200進一步包括：框分配器，被配置為響應於終端設備在第一競爭框中成功傳輸請求消息，為第二競爭層分配至少一個資料框用於終端設備傳輸待傳輸的資料。

在一些實施例中，裝置1200進一步包括：資料接收器，被配置為在所分配的資料框中從終端設備接收資料；資料反饋確定器，被配置為確定針對資料框的反饋訊息，資料框的反饋訊息包括指示網路節點在資料框處確定的將為第二競爭層分配的框的累計數目；以及資料反饋發射器，被配置為傳輸針對資料框的反饋訊息。

可以看出，圖11的裝置1100可以實現以上關於如圖4至9中任一附圖所示的過程中關於終端設備所描述的操作，並且圖12的裝置1200可以實現以上關於如圖4至10中任一附圖所示的過程中關於網路節點所描述的操作。儘管未進一步示出，裝置1100或1200可以包括更多的功能單元以實現結合圖4至10的所描述的多個實施例。

本發明的實施例還可以提供一種通訊系統。該通訊系統可以包括中至少一個終端設備，每個終端設備包括以上 關於圖11所描述的裝置1100。該通訊系統還可以包括網路節點，該網路節點包括以上關於圖12所描述的裝置1200。

圖13示出了適於用來實現本發明實施例的範例性計算機系統/伺服器12的框圖。在一些實施例中，終端設備121至124中的任一終端設備或者網路節點110可以包括一個或多個計算機系統/伺服器12、和/或計算機系統/伺服器12中的一個或多個組件。圖13顯示的計算機系統/伺服器12僅僅是一個範例，不應對本發明的實施例的功能和使用範圍帶來任何限制。

如圖13所示，計算機系統/伺服器12以通用計算設備的形式表現。計算機系統/伺服器12的組件可以包括但不限於：一個或者多個處理器或者處理單元16，系統記憶體28，連接不同系統組件(包括系統記憶體28和處理單元16)的匯流排18。

匯流排18表示幾類匯流排結構中的一種或多種，包括記憶體匯流排或者記憶體控制器，外圍匯流排，圖形加速端口，處理器或者使用多種匯流排結構中的任意匯流排結構的局域匯流排。舉例來說，這些體系結構包括但不限於工業標准體系結構(ISA)匯流排，微通道體系結構(MAC)匯流排，增強型ISA匯流排、視頻電子標準協會(VESA)局域匯流排以及外圍組件互連(PCI)匯流排。

計算機系統/伺服器12典型地包括多種計算機系統可讀媒體。這些媒體可以是任何能夠被計算機系統/伺服器 12訪問的可用媒體，包括揮發性和非揮發性媒體，可移動的和不可移動的媒體。

系統記憶體28可以包括揮發性記憶體形式的計算機系統可讀媒體，例如記憶體30和/或暫存器32。計算機系統/伺服器12可以進一步包括其他可移動/不可移動的、揮發性/非揮發性計算機系統儲存媒體。儘管圖13中未示出，可以提供用於對可移動非揮發性磁碟(例如“軟碟”)讀寫的磁碟驅動器，以及對可移動非揮發性光盤(例如CD-ROM,DVD-ROM或者其他光媒體)讀寫的光盤驅動器。在這些情況下，每個驅動器可以通過一個或者多個資料媒體介面與匯流排18相連。記憶體28可以包括至少一個程序產品，該程序產品具有一組(例如至少一個)程序模組，這些程序模組被配置以執行本發明的各實施例的功能。

具有一組(至少一個)程序模組42的程序/實用工具40，可以儲存在例如記憶體28中，這樣的程序模組42包括一一但不限於一一操作系統、一個或者多個應用程序、其他程序模組以及程序資料，這些範例中的每一個或某種組合中可能包括網路環境的實現。程序模組42通常執行本發明的所描述的實施例中的功能和/或方法。

根據需要，計算機系統/伺服器12也可以與一個或多個外部設備(例如顯示設備24、儲存設備14等)通訊，還可與一個或者多個使得使用者能與該計算機系統/伺服器12交互的設備通訊，和/或與使得該計算機系統/伺服器 12能與一個或多個其他計算設備進行通訊的任何設備(例如網卡，調制解調器等等)通訊。這種通訊可以通過輸入/輸出(I/O)介面22進行。並且，計算機系統/伺服器12還可以通過網路適配器20與一個或者多個網路(例如區域網路(LAN)，廣域網路(WAN)和/或公共網路，例如因特網)通訊。如圖所示，網路適配器20通過匯流排18與計算機系統/伺服器12的其他模組通訊。應當明白，儘管圖中未示出，可以結合計算機系統/伺服器12使用其他硬體和/或軟體模組，包括但不限於：微代碼、設備驅動器、冗餘處理單元、外部磁碟驅動陣列、RAID系統、磁帶驅動器以及資料備份儲存系統等。

應當注意的是，本發明的實施例可以通過硬體、軟體或者軟體和硬體的結合來實現。硬體部分可以利用專用邏輯來實現；軟體部分可以儲存在記憶體中，由適當的指令執行系統，例如微處理器或者專用設計硬體來執行。本領域的普通技術人員可以理解上述的設備和方法可以使用計算機可執行指令和/或包含在處理器控制代碼中來實現，例如在諸如磁碟、CD或DVD-ROM的載體媒體、諸如唯讀記憶體(固體)的可程式化的記憶體或者諸如光學或電子信號載體的資料載體上提供了這樣的代碼。本發明的設備及其裝置可以由諸如超大規模積體電路或門陣列、諸如邏輯晶片、電晶體等的半導體、或者諸如現場可程式化閘陣列、可程式化邏輯設備等的可程式化硬體設備的硬體電路實現，也可以用由各種類型的處理器執行的軟體實現， 也可以由上述硬體電路和軟體的結合例如固體來實現。

應當注意的是，儘管在上文詳細描述中提及了裝置的若干單元或子單元，但是這種劃分僅僅並非強制性的。實際上，根據本發明的實施例，上文描述的兩個或更多裝置的特徵和功能可以在一個裝置中具體化。反之，上文描述的一個裝置的特徵和功能可以進一步劃分為由多個裝置來具體化。

此外，儘管在附圖中以特定順序描述了本發明方法的操作，但是，這並非要求或者暗示必須按照該特定順序來執行這些操作，或是必須執行全部所示的操作才能實現期望的結果。相反，流程圖中描繪的步驟可以改變執行順序。附加地或備選地，可以省略某些步驟，將多個步驟規約為一個步驟執行，和/或將一個步驟分解為多個步驟執行。

雖然已經參考若干具體實施例描述本發明，但是應該理解，本發明並不限於所公開的具體實施例。本發明旨在涵蓋所附申請專利範圍的精神和範圍內所包括的各種修改和等同佈置。所附申請專利範圍的範圍符合最寬泛的解釋，從而包含所有這樣的修改及等同結構和功能。

Claims (11)

1. 一種基於競爭的通訊方法，包括：在第一競爭層的第一競爭框中向網路節點傳輸消息；從該網路節點接收針對該第一競爭框的第一反饋訊息，其中該第一反饋訊息包括框數目，該框數目指示該網路節點在該第一競爭框處確定的、將為該第一競爭層之後的第二競爭層分配的框的累計數目；響應於未成功傳輸該消息，至少基於該第一反饋訊息來確定在該第二競爭層中的第二競爭框和末尾框的位置；基於該第二競爭框和該末尾框的位置，在該第二競爭層中除了該第二競爭框和該末尾框之外的框的持續時間內切換到睡眠模式；以及響應於該第一競爭框不是該第一競爭層中的末尾框，接收針對該第一競爭層中的末尾框的第二反饋訊息，其中該第二反饋訊息包括框數目，該第二反饋訊息的框數目指示該網路節點在該末尾框處確定的、將為該第二競爭層分配的框的累計數目。
2. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中該第一反饋訊息還包括競爭狀態，並且其中確定該第二競爭層中的第二競爭框和末尾框的位置包括：響應於該第一競爭框是該第一競爭層中的末尾框，基於該第一競爭框的位置和該第一反饋訊息中的該框數目，確定該第二競爭層中的末尾框的位置；以及基於該第一競爭層中的該末尾框的位置和該第一反饋訊息中的競爭狀態，確定該第二競爭層中的第二競爭框的位置。
3. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中確定該第二競爭層中的第二競爭框和末尾框的位置包括：基於該第一反饋訊息和該第二反饋訊息來確定該第二競爭層中的第二競爭框和末尾框的位置。
4. 如申請專利範圍第3項所述的方法，其中該第一反饋訊息還包括競爭狀態，並且其中基於該第一反饋訊息和該第二反饋訊息來確定該第二競爭層中的第二競爭框和末尾框的位置包括：基於該第一競爭層中的末尾框的位置以及該第一反饋訊息的框數目和競爭狀態，確定該第二競爭層中的第二競爭框的位置；以及基於該第一競爭層中的末尾框的位置以及該第二反饋訊息，確定該第二競爭層中的末尾框的位置。
5. 如申請專利範圍第1項所述的方法，進一步包括：在該第二競爭框中向該網路節點再次傳輸該消息；以及從該網路節點接收針對該第二競爭框的反饋訊息和針對該末尾框的反饋訊息。
6. 如申請專利範圍第1至5項中任一項所述的方法，其中該消息是請求消息，該方法進一步包括：響應於成功傳輸該請求消息，至少基於該第一反饋訊息來確定在該第二競爭層中為該請求消息分配的資料框的位置；以及基於所確定的資料框的位置，在該資料框中傳輸待傳輸的資料。
7. 一種基於競爭的通訊裝置，包括：消息發射器，被配置為在第一競爭層的第一競爭框中向網路節點傳輸消息；反饋接收器，被配置為從該網路節點接收針對該第一競爭框的第一反饋訊息，其中該第一反饋訊息包括框數目，該框數目指示該網路節點在該第一競爭框處確定的、將為該第一競爭層之後的第二競爭層分配的框的累計數目；競爭確定器，被配置為響應於未成功傳輸該消息，至少基於該第一反饋訊息來確定在該第二競爭層中的第二競爭框和末尾框的位置；以及模式切換器，被配置為基於該第二競爭框和該末尾框的位置，在該第二競爭層中除了該第二競爭框和該末尾框之外的框的持續時間內切換到睡眠模式；其中該反饋接收器進一步被配置為響應於該第一競爭框不是該第一競爭層中的末尾框，接收針對該第一競爭層中的末尾框的第二反饋訊息，其中該第二反饋訊息包括框數目，該第二反饋訊息的框數目指示該網路節點在該末尾框處確定的、將為該第二競爭層分配的框的累計數目。
8. 如申請專利範圍第7項所述的裝置，其中該競爭確定器被配置為：響應於該第一競爭框是該第一競爭層中的末尾框，基於該第一競爭框的位置和該第一反饋訊息中的該框數目，確定該第二競爭層中的末尾框的位置；以及基於該第一競爭層中的該末尾框的位置和該第一反饋訊息中的競爭狀態，確定該第二競爭層中的第二競爭框的位置。
9. 如申請專利範圍第7項所述的裝置，其中該競爭確定器被配置為：基於該第一反饋訊息和該第二反饋訊息來確定該第二競爭層中的第二競爭框和末尾框的位置。
10. 如申請專利範圍第9項所述的裝置，其中該第一反饋訊息還包括競爭狀態，並且其中該競爭確定器被配置為：基於該第一競爭層中的末尾框的位置以及該第一反饋訊息的框數目和競爭狀態，確定該第二競爭層中的第二競爭框的位置；以及基於該第一競爭層中的末尾框的位置以及該第二反饋訊息，確定該第二競爭層中的末尾框的位置。
11. 如申請專利範圍第7項所述的裝置，其中該消息發射器進一步被配置為：在該第二競爭框中向該網路節點再次傳輸該消息，並且其中該反饋接收器進一步被配置為：從該網路節點接收針對該第二競爭框的反饋訊息和針對該末尾框的反饋訊息。