一種網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方法，特別涉及一種由網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)、雙模節(jié)點(diǎn)和多點(diǎn)接入從節(jié)點(diǎn)三種邏輯節(jié)點(diǎn)形成的混合網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]網(wǎng)狀網(wǎng)(Mesh Networks)是最常見的物聯(lián)網(wǎng)，或者感應(yīng)器網(wǎng)絡(luò)，的組網(wǎng)方式。網(wǎng)狀網(wǎng)中每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以作為報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)，每一個(gè)報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)稱為”一跳”。網(wǎng)狀網(wǎng)的覆蓋范圍通過節(jié)點(diǎn)或“跳數(shù)”的增加，理論上可以無限延伸，因?yàn)樾略黾拥墓?jié)點(diǎn)都可以通過相臨的”一跳”節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)和網(wǎng)絡(luò)中額任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)通信。但傳統(tǒng)網(wǎng)狀網(wǎng)結(jié)構(gòu)在實(shí)際應(yīng)用中很許多局限性。特別的，隨著節(jié)點(diǎn)的增多、網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)大，以下問題會(huì)變得嚴(yán)重，實(shí)際上限制了網(wǎng)狀網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)數(shù)或網(wǎng)絡(luò)規(guī)模:
[0003]首先，報(bào)文傳輸?shù)目煽啃燥@著降低，時(shí)延顯著提高。因?yàn)橐粋€(gè)報(bào)文的成功傳輸要求傳輸路徑上的每” 一跳”或每一個(gè)報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)都不出問題。這意味著，每增加“一跳”，網(wǎng)狀網(wǎng)的平均端到端報(bào)文傳輸丟包率或時(shí)延都會(huì)相應(yīng)提高；
[0004]其次，隨著網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的增多，在一個(gè)有限的區(qū)域內(nèi)，每單位面積的節(jié)點(diǎn)密度會(huì)相應(yīng)提高。這意味著，在可用信道有限的情況下，不同節(jié)點(diǎn)進(jìn)行報(bào)文傳輸時(shí)互相沖突的概率會(huì)顯者提尚；
[0005]再次，實(shí)際應(yīng)用中，一個(gè)網(wǎng)狀網(wǎng)與外部網(wǎng)絡(luò)的通信一般只有固定的幾個(gè)路徑、網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)將在幾個(gè)固定的網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)匯聚并轉(zhuǎn)發(fā)到外部網(wǎng)絡(luò)。這意味著，隨著網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的增多，網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)及接近網(wǎng)關(guān)的節(jié)點(diǎn)的其他節(jié)點(diǎn)需要轉(zhuǎn)發(fā)的報(bào)文數(shù)量相對于網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)端的節(jié)點(diǎn)要多得多。這可能導(dǎo)致一個(gè)網(wǎng)狀網(wǎng)中報(bào)文流量的極端不平衡，在實(shí)際應(yīng)用中可能導(dǎo)致一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)或感應(yīng)器網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)電量消耗的極端不平衡。最終網(wǎng)絡(luò)中的這些關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的電量快速耗盡導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的壽命大為縮短。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供一種網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)方法，針實(shí)現(xiàn)智能的切換組網(wǎng)方式，實(shí)現(xiàn)智能優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)調(diào)度。
[0007]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:提供一種網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)方法，網(wǎng)絡(luò)中包括:網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)和雙模節(jié)點(diǎn)兩種邏輯節(jié)點(diǎn)；
[0008]網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)與網(wǎng)絡(luò)中的雙模節(jié)點(diǎn)建立直接連接或者間接連接；網(wǎng)絡(luò)中的這兩種邏輯節(jié)點(diǎn)采用一個(gè)周期性重復(fù)的，統(tǒng)一的時(shí)間幀，進(jìn)行時(shí)分通信。
[0009]優(yōu)選的，所述網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)在確保節(jié)點(diǎn)間的鏈路信號(hào)強(qiáng)度滿足一個(gè)或多個(gè)服務(wù)質(zhì)量指標(biāo)的前提下，平衡不同雙模節(jié)點(diǎn)的連接個(gè)數(shù)，使網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)不會(huì)集中與特定的幾個(gè)雙模節(jié)點(diǎn)建立連接。
[0010]優(yōu)選的，所述網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渖梢浑p模節(jié)點(diǎn)流量調(diào)度圖傳輸至與網(wǎng)絡(luò)中的雙模節(jié)點(diǎn)；所述雙模節(jié)點(diǎn)根據(jù)接收到的雙模節(jié)點(diǎn)流量調(diào)度圖確定自己的喚醒時(shí)刻。
[0011]優(yōu)選的，所述雙模節(jié)點(diǎn)流量調(diào)度圖包括信道一個(gè)維度；
[0012]所述雙模節(jié)根據(jù)雙模節(jié)點(diǎn)流量調(diào)度圖確定自己的數(shù)據(jù)傳輸?shù)男诺馈?br>[0013]優(yōu)選的，所述雙模節(jié)點(diǎn)流量調(diào)度圖包括時(shí)隙一個(gè)維度；
[0014]所述雙模節(jié)根據(jù)雙模節(jié)點(diǎn)流量調(diào)度圖確定自己的喚醒時(shí)刻。
[0015]優(yōu)選的，所述雙模節(jié)點(diǎn)流量調(diào)度圖包括信道和時(shí)隙兩個(gè)維度；
[0016]所述雙模節(jié)點(diǎn)流量調(diào)度圖的時(shí)隙的個(gè)數(shù)大于等于網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)和雙模節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)總和，網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)和每一個(gè)雙模節(jié)點(diǎn)分別占一個(gè)時(shí)隙；網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)和每一個(gè)雙模節(jié)點(diǎn)分配在一個(gè)或多個(gè)信道進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；
[0017]優(yōu)選的，網(wǎng)絡(luò)中還包括一個(gè)或多個(gè)多點(diǎn)接入從節(jié)點(diǎn)；網(wǎng)絡(luò)中雙模節(jié)點(diǎn)可以跟一個(gè)或多個(gè)多點(diǎn)接入從節(jié)點(diǎn)建立連接；網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)、雙模節(jié)點(diǎn)和多點(diǎn)接入從節(jié)點(diǎn)這三種邏輯節(jié)點(diǎn)采用一個(gè)周期性重復(fù)的，統(tǒng)一的時(shí)間幀，進(jìn)行時(shí)分通信。
[0018]優(yōu)選的，所述網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)在確保節(jié)點(diǎn)間的鏈路信號(hào)強(qiáng)度滿足一個(gè)或多個(gè)服務(wù)質(zhì)量指標(biāo)的前提下，平衡不同雙模節(jié)點(diǎn)的連接個(gè)數(shù)，使網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)不會(huì)集中與特定的幾個(gè)雙模節(jié)點(diǎn)建立連接。
[0019]優(yōu)選的，所述網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渖梢浑p模節(jié)點(diǎn)流量調(diào)度圖傳輸至與網(wǎng)絡(luò)中的雙模節(jié)點(diǎn)；所述雙模節(jié)點(diǎn)根據(jù)接收到的雙模節(jié)點(diǎn)流量調(diào)度圖確定自己的喚醒時(shí)刻；其中連接有一個(gè)或多個(gè)多點(diǎn)接入從節(jié)點(diǎn)的雙模節(jié)點(diǎn)生成一多點(diǎn)接入從節(jié)點(diǎn)流量調(diào)度圖傳輸至與其連接的一個(gè)或多個(gè)多點(diǎn)接入從節(jié)點(diǎn)；所述一個(gè)或多個(gè)多點(diǎn)接入從節(jié)點(diǎn)根據(jù)接收到的多點(diǎn)接入從節(jié)點(diǎn)流量調(diào)度圖確定自己的喚醒時(shí)刻。
[0020]優(yōu)選的，所述雙模節(jié)點(diǎn)流量調(diào)度圖和多點(diǎn)接入從節(jié)點(diǎn)流量調(diào)度圖均包括信道一個(gè)維度；
[0021]所述雙模節(jié)根據(jù)雙模節(jié)點(diǎn)流量調(diào)度圖確定自己的數(shù)據(jù)傳輸?shù)男诺溃?br>[0022]所述多點(diǎn)接入從節(jié)點(diǎn)根據(jù)多點(diǎn)接入從節(jié)點(diǎn)流量調(diào)度圖確定自己的數(shù)據(jù)傳輸?shù)男诺馈?br>[0023]優(yōu)選的，所述雙模節(jié)點(diǎn)流量調(diào)度圖和多點(diǎn)接入從節(jié)點(diǎn)流量調(diào)度圖均包括時(shí)隙一個(gè)維度；
[0024]所述雙模節(jié)根據(jù)雙模節(jié)點(diǎn)流量調(diào)度圖確定自己的喚醒時(shí)刻；
[0025]所述多點(diǎn)接入從節(jié)點(diǎn)根據(jù)多點(diǎn)接入從節(jié)點(diǎn)流量調(diào)度圖確定自己的喚醒時(shí)刻。
[0026]優(yōu)選的，所述雙模節(jié)點(diǎn)流量調(diào)度圖和多點(diǎn)接入從節(jié)點(diǎn)流量調(diào)度圖均包括信道和時(shí)隙兩個(gè)維度；
[0027]所述雙模節(jié)點(diǎn)流量調(diào)度圖的時(shí)隙的個(gè)數(shù)大于等于網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)和雙模節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)總和，網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)和每一個(gè)雙模節(jié)點(diǎn)分別占一個(gè)時(shí)隙；所述雙模節(jié)點(diǎn)流量調(diào)度圖將網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)和不同雙模節(jié)點(diǎn)分配在一個(gè)或多個(gè)信道進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；
[0028]所述多點(diǎn)接入從節(jié)點(diǎn)流量調(diào)度圖的時(shí)隙的個(gè)數(shù)大于等于多點(diǎn)接入從節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)；所述多點(diǎn)接入從節(jié)點(diǎn)流量調(diào)度圖將不同多點(diǎn)接入從節(jié)點(diǎn)分配在一個(gè)或者多個(gè)信道進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
[0029]優(yōu)選的，所述網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潼c(diǎn)生成一全網(wǎng)流量調(diào)度圖傳輸至網(wǎng)絡(luò)中的雙模節(jié)點(diǎn)；所述雙模節(jié)點(diǎn)將全網(wǎng)流量調(diào)度圖傳輸至與其連接的一個(gè)或多個(gè)多點(diǎn)接入從節(jié)點(diǎn)；網(wǎng)絡(luò)中的三種邏輯節(jié)點(diǎn)均根據(jù)全網(wǎng)流量調(diào)度圖確定自己的喚醒時(shí)刻和數(shù)據(jù)傳輸所使用的信道。
[0030]優(yōu)選的，所述全網(wǎng)流量調(diào)度圖包括信道或時(shí)隙一個(gè)維度，或者同時(shí)包括信道和時(shí)隙兩個(gè)維度。
[0031]一種多模無線通信設(shè)備，支持一種網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)方法中的網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)、雙模節(jié)點(diǎn)和多點(diǎn)接入從節(jié)點(diǎn)，包括兩個(gè)或兩個(gè)以上獨(dú)立的無線模塊；
[0032]每個(gè)獨(dú)立的無線模塊均包括無線收發(fā)器、中心處理器、存儲(chǔ)模塊和電池模塊；
[0033]所述無線收發(fā)器用于無線信號(hào)的發(fā)送和接收；
[0034]所述中心處理器用于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)的方法；所述中心處理器接收流量調(diào)度圖傳輸至存儲(chǔ)模塊進(jìn)行存儲(chǔ)，并根據(jù)流量調(diào)度圖控制自身及無線收發(fā)器的喚醒或休眠時(shí)間。
[0035]優(yōu)選的，每一個(gè)無線模塊運(yùn)行在不同的無線通信標(biāo)準(zhǔn)或頻段上。
[0036]優(yōu)選的，每一個(gè)無線模塊以單模單頻段或單模多頻段的形態(tài)獨(dú)立工作。
[0037]優(yōu)選的，所述無線模塊之間通過有線數(shù)據(jù)接口或控制信號(hào)接口進(jìn)行交互。
[0038]優(yōu)選的，所述無線模塊之間通過時(shí)鐘信號(hào)接口或控制信號(hào)接口進(jìn)行時(shí)鐘同步；所述時(shí)鐘同步包括時(shí)鐘頻率同步和時(shí)鐘相位同步。
[0039]優(yōu)選的，每一個(gè)無線模塊可以獨(dú)立休眠或喚醒，每一個(gè)無線模塊還可以使用外部控制信號(hào)通過控制信號(hào)接口來喚醒其他無線通信設(shè)備。
[0040]本發(fā)明的有益效果是:
[0041]實(shí)現(xiàn)在有限的信道(即頻率)資源下支持大規(guī)模組網(wǎng)，每一個(gè)雙模節(jié)點(diǎn)以若干個(gè)時(shí)隙，按照一定的周期規(guī)律喚醒，從而確保相鄰的節(jié)點(diǎn)，甚至整個(gè)網(wǎng)絡(luò)額所有雙