一種網(wǎng)絡的組網(wǎng)方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種網(wǎng)絡組網(wǎng)方法，特別涉及一種由網(wǎng)關節(jié)點、雙模節(jié)點和多點接入從節(jié)點三種邏輯節(jié)點形成的混合網(wǎng)絡的組網(wǎng)方法。
【背景技術】
[0002]網(wǎng)狀網(wǎng)(Mesh Networks)是最常見的物聯(lián)網(wǎng)，或者感應器網(wǎng)絡，的組網(wǎng)方式。網(wǎng)狀網(wǎng)中每一個節(jié)點都可以作為報文轉發(fā)節(jié)點，每一個報文轉發(fā)節(jié)點稱為”一跳”。網(wǎng)狀網(wǎng)的覆蓋范圍通過節(jié)點或“跳數(shù)”的增加，理論上可以無限延伸，因為新增加的節(jié)點都可以通過相臨的”一跳”節(jié)點轉發(fā)數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)和網(wǎng)絡中額任意一個節(jié)點通信。但傳統(tǒng)網(wǎng)狀網(wǎng)結構在實際應用中很許多局限性。特別的，隨著節(jié)點的增多、網(wǎng)絡規(guī)模的擴大，以下問題會變得嚴重，實際上限制了網(wǎng)狀網(wǎng)的節(jié)點數(shù)或網(wǎng)絡規(guī)模:
[0003]首先，報文傳輸?shù)目煽啃燥@著降低，時延顯著提高。因為一個報文的成功傳輸要求傳輸路徑上的每” 一跳”或每一個報文轉發(fā)節(jié)點都不出問題。這意味著，每增加“一跳”，網(wǎng)狀網(wǎng)的平均端到端報文傳輸丟包率或時延都會相應提高；
[0004]其次，隨著網(wǎng)絡節(jié)點的增多，在一個有限的區(qū)域內，每單位面積的節(jié)點密度會相應提高。這意味著，在可用信道有限的情況下，不同節(jié)點進行報文傳輸時互相沖突的概率會顯者提尚；
[0005]再次，實際應用中，一個網(wǎng)狀網(wǎng)與外部網(wǎng)絡的通信一般只有固定的幾個路徑、網(wǎng)絡中所有節(jié)點將在幾個固定的網(wǎng)關節(jié)點匯聚并轉發(fā)到外部網(wǎng)絡。這意味著，隨著網(wǎng)絡節(jié)點的增多，網(wǎng)關節(jié)點及接近網(wǎng)關的節(jié)點的其他節(jié)點需要轉發(fā)的報文數(shù)量相對于網(wǎng)絡遠端的節(jié)點要多得多。這可能導致一個網(wǎng)狀網(wǎng)中報文流量的極端不平衡，在實際應用中可能導致一個物聯(lián)網(wǎng)或感應器網(wǎng)絡中的節(jié)點電量消耗的極端不平衡。最終網(wǎng)絡中的這些關鍵節(jié)點的電量快速耗盡導致整個網(wǎng)絡的壽命大為縮短。
【發(fā)明內容】
[0006]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術之不足，提供一種網(wǎng)絡的組網(wǎng)方法，針實現(xiàn)智能的切換組網(wǎng)方式，實現(xiàn)智能優(yōu)化的網(wǎng)絡調度。
[0007]本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是:提供一種網(wǎng)絡的組網(wǎng)方法，網(wǎng)絡中包括:網(wǎng)關節(jié)點和雙模節(jié)點兩種邏輯節(jié)點；
[0008]網(wǎng)關節(jié)點與網(wǎng)絡中的雙模節(jié)點建立直接連接或者間接連接；網(wǎng)絡中的這兩種邏輯節(jié)點采用一個周期性重復的，統(tǒng)一的時間幀，進行時分通信。
[0009]優(yōu)選的，所述網(wǎng)關節(jié)點在確保節(jié)點間的鏈路信號強度滿足一個或多個服務質量指標的前提下，平衡不同雙模節(jié)點的連接個數(shù)，使網(wǎng)絡中的節(jié)點不會集中與特定的幾個雙模節(jié)點建立連接。
[0010]優(yōu)選的，所述網(wǎng)關節(jié)點根據(jù)網(wǎng)絡拓撲生成一雙模節(jié)點流量調度圖傳輸至與網(wǎng)絡中的雙模節(jié)點；所述雙模節(jié)點根據(jù)接收到的雙模節(jié)點流量調度圖確定自己的喚醒時刻。
[0011]優(yōu)選的，所述雙模節(jié)點流量調度圖包括信道一個維度；
[0012]所述雙模節(jié)根據(jù)雙模節(jié)點流量調度圖確定自己的數(shù)據(jù)傳輸?shù)男诺馈?br>[0013]優(yōu)選的，所述雙模節(jié)點流量調度圖包括時隙一個維度；
[0014]所述雙模節(jié)根據(jù)雙模節(jié)點流量調度圖確定自己的喚醒時刻。
[0015]優(yōu)選的，所述雙模節(jié)點流量調度圖包括信道和時隙兩個維度；
[0016]所述雙模節(jié)點流量調度圖的時隙的個數(shù)大于等于網(wǎng)關節(jié)點和雙模節(jié)點的個數(shù)總和，網(wǎng)關節(jié)點和每一個雙模節(jié)點分別占一個時隙；網(wǎng)關節(jié)點和每一個雙模節(jié)點分配在一個或多個信道進行數(shù)據(jù)傳輸；
[0017]優(yōu)選的，網(wǎng)絡中還包括一個或多個多點接入從節(jié)點；網(wǎng)絡中雙模節(jié)點可以跟一個或多個多點接入從節(jié)點建立連接；網(wǎng)絡中的網(wǎng)關節(jié)點、雙模節(jié)點和多點接入從節(jié)點這三種邏輯節(jié)點采用一個周期性重復的，統(tǒng)一的時間幀，進行時分通信。
[0018]優(yōu)選的，所述網(wǎng)關節(jié)點在確保節(jié)點間的鏈路信號強度滿足一個或多個服務質量指標的前提下，平衡不同雙模節(jié)點的連接個數(shù)，使網(wǎng)絡中的節(jié)點不會集中與特定的幾個雙模節(jié)點建立連接。
[0019]優(yōu)選的，所述網(wǎng)關節(jié)點根據(jù)網(wǎng)絡拓撲生成一雙模節(jié)點流量調度圖傳輸至與網(wǎng)絡中的雙模節(jié)點；所述雙模節(jié)點根據(jù)接收到的雙模節(jié)點流量調度圖確定自己的喚醒時刻；其中連接有一個或多個多點接入從節(jié)點的雙模節(jié)點生成一多點接入從節(jié)點流量調度圖傳輸至與其連接的一個或多個多點接入從節(jié)點；所述一個或多個多點接入從節(jié)點根據(jù)接收到的多點接入從節(jié)點流量調度圖確定自己的喚醒時刻。
[0020]優(yōu)選的，所述雙模節(jié)點流量調度圖和多點接入從節(jié)點流量調度圖均包括信道一個維度；
[0021]所述雙模節(jié)根據(jù)雙模節(jié)點流量調度圖確定自己的數(shù)據(jù)傳輸?shù)男诺溃?br>[0022]所述多點接入從節(jié)點根據(jù)多點接入從節(jié)點流量調度圖確定自己的數(shù)據(jù)傳輸?shù)男诺馈?br>[0023]優(yōu)選的，所述雙模節(jié)點流量調度圖和多點接入從節(jié)點流量調度圖均包括時隙一個維度；
[0024]所述雙模節(jié)根據(jù)雙模節(jié)點流量調度圖確定自己的喚醒時刻；
[0025]所述多點接入從節(jié)點根據(jù)多點接入從節(jié)點流量調度圖確定自己的喚醒時刻。
[0026]優(yōu)選的，所述雙模節(jié)點流量調度圖和多點接入從節(jié)點流量調度圖均包括信道和時隙兩個維度；
[0027]所述雙模節(jié)點流量調度圖的時隙的個數(shù)大于等于網(wǎng)關節(jié)點和雙模節(jié)點的個數(shù)總和，網(wǎng)關節(jié)點和每一個雙模節(jié)點分別占一個時隙；所述雙模節(jié)點流量調度圖將網(wǎng)關節(jié)點和不同雙模節(jié)點分配在一個或多個信道進行數(shù)據(jù)傳輸；
[0028]所述多點接入從節(jié)點流量調度圖的時隙的個數(shù)大于等于多點接入從節(jié)點的個數(shù)；所述多點接入從節(jié)點流量調度圖將不同多點接入從節(jié)點分配在一個或者多個信道進行數(shù)據(jù)傳輸。
[0029]優(yōu)選的，所述網(wǎng)關節(jié)點根據(jù)網(wǎng)絡拓撲點生成一全網(wǎng)流量調度圖傳輸至網(wǎng)絡中的雙模節(jié)點；所述雙模節(jié)點將全網(wǎng)流量調度圖傳輸至與其連接的一個或多個多點接入從節(jié)點；網(wǎng)絡中的三種邏輯節(jié)點均根據(jù)全網(wǎng)流量調度圖確定自己的喚醒時刻和數(shù)據(jù)傳輸所使用的信道。
[0030]優(yōu)選的，所述全網(wǎng)流量調度圖包括信道或時隙一個維度，或者同時包括信道和時隙兩個維度。
[0031]一種多模無線通信設備，支持一種網(wǎng)絡的組網(wǎng)方法中的網(wǎng)關節(jié)點、雙模節(jié)點和多點接入從節(jié)點，包括兩個或兩個以上獨立的無線模塊；
[0032]每個獨立的無線模塊均包括無線收發(fā)器、中心處理器、存儲模塊和電池模塊；
[0033]所述無線收發(fā)器用于無線信號的發(fā)送和接收；
[0034]所述中心處理器用于實現(xiàn)網(wǎng)絡的組網(wǎng)的方法；所述中心處理器接收流量調度圖傳輸至存儲模塊進行存儲，并根據(jù)流量調度圖控制自身及無線收發(fā)器的喚醒或休眠時間。
[0035]優(yōu)選的，每一個無線模塊運行在不同的無線通信標準或頻段上。
[0036]優(yōu)選的，每一個無線模塊以單模單頻段或單模多頻段的形態(tài)獨立工作。
[0037]優(yōu)選的，所述無線模塊之間通過有線數(shù)據(jù)接口或控制信號接口進行交互。
[0038]優(yōu)選的，所述無線模塊之間通過時鐘信號接口或控制信號接口進行時鐘同步；所述時鐘同步包括時鐘頻率同步和時鐘相位同步。
[0039]優(yōu)選的，每一個無線模塊可以獨立休眠或喚醒，每一個無線模塊還可以使用外部控制信號通過控制信號接口來喚醒其他無線通信設備。
[0040]本發(fā)明的有益效果是:
[0041]實現(xiàn)在有限的信道(即頻率)資源下支持大規(guī)模組網(wǎng)，每一個雙模節(jié)點以若干個時隙，按照一定的周期規(guī)律喚醒，從而確保相鄰的節(jié)點，甚至整個網(wǎng)絡額所有雙