CN110996392B - 一种信道访问控制方法、装置和电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种信道访问控制方法、装置和电子设备,通过管理节点对网络中的节点集合进行分组,得到组集合,并确定组集合的每个组对应的时隙;管理节点基于网络中每个节点的负载值从节点集合中确定优先节点集合;管理节点基于每个组中每个节点的负载值确定每个组对应的负载总值,得到负载总值集合,并基于负载总值集合确定可接入组,将可接入组对应的时隙确定为可接入时隙;优先节点集合的节点在可接入时隙中访问信道;如此,优先节点集合的节点具有跨时隙功能,可以提高节点的灵活性,从而提升网络的吞吐量。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域,特别涉及一种信道访问控制方法、装置和电子设备。
背景技术
介质访问控制(Medium Access Control,MAC)协议决定了无线信道的访问方式,是保证无线网络通信的关键网络协议。MAC协议按照固定分配信道方式和随机竞争信道方式可分为:基于竞争的MAC协议、基于调度的MAC协议和混合协议。其中,基于竞争的MAC协议以带冲突避免的载波侦听多路访问协议(Carrier Sense Multiple Access/CollisionAvoidance,CSMA/CA)为代表;基于调度的MAC协议以时分多址协议(Time DivisionMultiple Address,TDMA)和频分多址(Frequence Division Multiple Access,FDMA)为代表。
CSMA/CA协议具有资源能够复用、灵活性高的优点;但是随着节点部署密集,以及网络中节点总数量的增大,会导致各个节点之间互相干扰大幅度增加,包的重传概率大大增加,如此系统吞吐量将受到限制。TDMA协议节点互相之间没有干扰,性能稳定;但其缺点在于可扩展性不足,不能实现资源的复用,同一时间只有一个节点可以传输。因此,结合二者的优缺点,当前一种基于CSMA/CA和TDMA的混合协议产生。首先将节点按照一定的分组方案分组,每一组对应不同的时隙进行传输,同组的节点在同一时隙按照CSMA/CA的机制进行竞争,在802.11ah协议中,节点的分组是按照编号均匀地分至各个时隙中。即组内使用CSMA/CA的竞争机制,组间采用TDMA的接入方式。这种混合协议一方面将节点竞争分散至各个小组,可以缓解CSMA/CA协议在密集部署环境中,重传概率高的缺点;另一方面相对于TDMA也能够实现资源复用,提高信道利用率。
但是基于CSMA/CA和TDMA的混合协议的存在的不足之处是,一方面每一个节点都只能在其给定的时隙中传输,节点没有跨时隙的功能,灵活性不佳;另一方面,组内节点竞争窗的大小待优化,在分组后重传概率降低的情况下,退避等待时间过长会限制网络吞吐量。
发明内容
本发明实施例提供了一种信道访问控制方法和装置,可以提升网络中节点的灵活性和网络的吞吐量。
一方面,本发明实施例提供了一种信道访问控制方法,包括:
管理节点对网络中的节点集合进行分组,得到组集合;组集合中每个组包括至少一个节点;
管理节点确定组集合的每个组对应的时隙;每个组的节点在对应的时隙中访问信道;
管理节点基于网络中每个节点的负载值从节点集合中确定优先节点集合;
管理节点基于每个组中每个节点的负载值确定每个组对应的负载总值,得到负载总值集合;负载总值集合的负载总值和组集合的组一一对应;
管理节点基于负载总值集合确定可接入组,将可接入组对应的时隙确定为可接入时隙;优先节点集合的节点在可接入时隙中访问信道;
管理节点向节点集合中每个节点发送控制帧,控制帧包括组集合、组集合的每个组对应的时隙、优先节点集合和可接入时隙。
另一方面,本发明实施例提供了一种信道访问控制方法,包括:
当前节点接收控制帧,控制帧包括组集合、组集合的每个组对应的时隙、优先节点集合和可接入时隙;优先节点集合包括当前节点;
当确定当前时刻属于可接入时隙或当前节点所属组对应的时隙时,当前节点基于带有冲突避免的载波侦听多路访问机制进行竞争以访问信道;
当前节点向管理节点发送负载值和位置信息。
另一方面,本发明实施例提供了一种信道访问控制装置,包括:
分组模块,用于管理节点对网络中的节点集合进行分组,得到组集合;组集合中每个组包括至少一个节点;
第一确定模块,用于管理节点确定组集合的每个组对应的时隙;每个组的节点在对应的时隙中访问信道;
第二确定模块,用于管理节点基于网络中每个节点的负载值从节点集合中确定优先节点集合;
第三确定模块,用于管理节点基于每个组中每个节点的负载值确定每个组对应的负载总值,得到负载总值集合;负载总值集合的负载总值和组集合的组一一对应;
第四确定模块,用于管理节点基于负载总值集合确定可接入组,将可接入组对应的时隙确定为可接入时隙;优先节点集合的节点在可接入时隙中访问信道;
发送模块,用于管理节点向节点集合中每个节点发送控制帧,控制帧包括组集合、组集合的每个组对应的时隙、优先节点集合和可接入时隙。
另一方面,本发明实施例提供了一种信道访问控制装置,包括:
接收模块,用于当前节点接收控制帧,控制帧包括组集合、组集合的每个组对应的时隙、优先节点集合和可接入时隙;优先节点集合包括当前节点;
确定模块,用于当确定当前时刻属于可接入时隙或当前节点所属组对应的时隙时,当前节点基于带有冲突避免的载波侦听多路访问机制进行竞争以访问信道;
发送模块,用于当前节点向管理节点发送负载值和位置信息。
另一方面,本发明实施例提供了一种电子设备,设备包括处理器和存储器,存储器中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集,至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集由处理器加载并执行上述的信道访问控制方法。
本发明实施例提供的一种信道访问控制方法、装置和电子设备具有如下有益效果:
通过管理节点对网络中的节点集合进行分组,得到组集合,并确定组集合的每个组对应的时隙;管理节点基于网络中每个节点的负载值从节点集合中确定优先节点集合;管理节点基于每个组中每个节点的负载值确定每个组对应的负载总值,得到负载总值集合,并基于负载总值集合确定可接入组,将可接入组对应的时隙确定为可接入时隙;优先节点集合的节点在可接入时隙中访问信道;如此,优先节点集合的节点具有跨时隙功能,可以提高节点的灵活性,从而提升网络的吞吐量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种网络体系的结构示意图;
图2是本发明实施例提供的一种信道访问控制方法的流程示意图;
图3是本发明实施例提供的一种信道访问控制方法的流程示意图;
图4是本发明实施例提供的一种以CSMA/CA竞争机制访问信道的示意图;
图5是本发明实施例提供的一种信道访问控制方法中帧结构的示意图;
图6是本发明实施例提供的一种不同协议下网络吞吐量的对比图;
图7是本发明实施例提供的一种不同协议下平均时延对比图;
图8是本发明实施例提供的一种信道访问控制装置的结构示意图;
图9是本发明实施例提供的一种信道访问控制装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
需要说明的是,本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或服务器不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
请参阅图1,图1是本发明实施例提供的一种网络体系的结构示意图,包括一个管理节点101和多个节点102,多个节点102之间可以进行无线通信。多个节点102基于MAC协议访问无线信道。
本发明中,管理节点101对网络中的节点集合进行分组,得到组集合;组集合中每个组包括至少一个节点102;管理节点101确定组集合的每个组对应的时隙,每个组的节点102在对应的时隙中访问信道。管理节点101基于网络中每个节点102的负载值从节点集合中确定优先节点集合,优先节点集合的节点102具备跨时隙功能。管理节点101基于每个组中每个节点102的负载值确定每个组对应的负载总值,得到负载总值集合,负载总值集合的负载总值和组集合的组一一对应。管理节点101基于负载总值集合确定可接入组,将可接入组对应的时隙确定为可接入时隙。如此,优先节点集合的节点102除了能够在所属组对应的时隙中访问信道之外,还能够在可接入时隙中访问信道。管理节点101向节点集合中每个节点102发送控制帧,控制帧包括组集合、组集合的每个组对应的时隙、优先节点集合和可接入时隙。若节点102根据接收到的控制帧,确定优先节点集合包括当前节点102,则当确定当前时刻属于可接入时隙或当前节点102所属组对应的时隙时,当前节点102基于带有冲突避免的载波侦听多路访问机制(CSMA/CA)进行竞争以访问信道。当前节点102还向管理节点101发送负载值和位置信息。
可选的,网络可以是无线传感器网络,节点102可以是该无线传感器网络中的无线传感器节点,无线传感器节点用于在该网络覆盖范围内采集环境信息,将采集的环境信息上传至管理节点102供用户使用。
以下介绍本发明一种信道访问控制方法的具体实施例,图2是本发明实施例提供的一种信道访问控制方法的流程示意图,本说明书提供了如实施例或流程图的方法操作步骤,但基于常规或者无创造性的劳动可以包括更多或者更少的操作步骤。实施例中列举的步骤顺序仅仅为众多步骤执行顺序中的一种方式,不代表唯一的执行顺序。在实际中的系统或服务器产品执行时,可以按照实施例或者附图所示的方法顺序执行或者并行执行(例如并行处理器或者多线程处理的环境)。具体的如图2所示,该方法可以包括:
S201:管理节点对网络中的节点集合进行分组,得到组集合;组集合中每个组包括至少一个节点。
S203:管理节点确定组集合的每个组对应的时隙;每个组的节点在对应的时隙中访问信道。
本发明实施例中,管理节点对网络中的节点集合进行分组,将网络中的所有节点分配至相应的小组中,管理节点给定每个小组对应的时隙,该小组的节点能够在对应的时隙中访问网络信道。
S205:管理节点基于网络中每个节点的负载值从节点集合中确定优先节点集合。
本发明实施例中,管理节点根据网络中每个节点的负载值确定出数值最大的负载值,管理节点将大于数值最大的负载值预设倍数的负载值对应的节点确定为优先节点,得到优先节点集合;其中,预设倍数为小于1的正数。举个例子,假设网络中节点集合一共有15个节点,管理节点将15个节点按照编号序列均分为3组:第一组中节点编号序列为1、2、3、4、5;第二组中节点编号序列为6、7、8、9、10;第三组中节点编号序列为11、12、13、14、15。每个组中5个节点在对应的时隙中访问信道。管理节点从15个节点中确定出优先节点集合。假设管理节点确定编号序列为11的节点对应的负载值最大,假设该最大负载值的数值为100,预设倍数是0.8。那么管理节点将数值大于80的负载值对应的节点确定为优先节点,得到的优先节点集合。
S207:管理节点基于每个组中每个节点的负载值确定每个组对应的负载总值,得到负载总值集合;负载总值集合的负载总值和组集合的组一一对应。
本发明实施例中,管理节点对每个组中每个节点的负载值进行求和,从而确定每个组对应的负载总值,得到负载总值集合。组集合的组对应一个负载总值集合的负载总值。例如上述例子中第一组对应的负载总值为节点编号序列为1、2、3、4、5各自对应的负载值之和。
S209:管理节点基于负载总值集合确定可接入组,将可接入组对应的时隙确定为可接入时隙;优先节点集合的节点在可接入时隙中访问信道。
本发明实施例中,管理节点将负载总值集合的每个负载总值转换为处理时长;管理节点确定组集合的每个组对应的处理时长,处理时长为该组的负载总值对应需要的总传输时间。若存在有组对应的处理时长小于该组对应的时隙,则管理节点将该组确定为可接入组,将该组的时隙确定为可接入时隙。
例如,对于某一个分组G(k),管理节点首先确定该组的负载总值,并转换为对应的处理时长,处理时长用表示,其中,i表示节点的编号序列。若该组对应的处理时长与该组对应的时隙满足公式(1),则管理节点将G(k)确定为可接入组,将该组的时隙确定为可接入时隙。
其中,表示组G(k)的处理时长;β表示常数;TD(k)表示组G(k)对应的时隙长度。
S211:管理节点向节点集合中每个节点发送控制帧,控制帧包括组集合、组集合的每个组对应的时隙、优先节点集合和可接入时隙。
本发明实施例中,管理节点每经过一段时间向网络中所有节点发送控制帧,该控制帧包括管理节点确定的上述组集合、组集合的每个组对应的时隙、优先节点集合和可接入时隙。
S213:当前节点接收控制帧,优先节点集合包括当前节点。
S215:当前节点确定当前时刻是否属于可接入时隙或当前节点所属组对应的时隙。若当前节点确定当前时刻属于可接入时隙或当前节点所属组对应的时隙,则转至步骤S217;否则,当前节点进入等待状态等待可接入时隙或当前节点所属组对应的时隙。
其中,当前节点进入等待状态等待可接入时隙或当前节点所属组对应的时隙请参阅图3。
本发明实施例中,以当前节点为管理节点确定的优先节点为前提进行说明。因此,当前节点可以在可接入时隙和所属组对应的时隙中访问信道。若当前节点确定当前时刻不属于可接入时隙,同时也不属于当前节点所属组对应的时隙,则当前节点进入等待状态,避免干扰其他节点。
S217:当前节点基于带有冲突避免的载波侦听多路访问机制进行竞争以访问信道。
本发明实施例中,若当前节点确定当前时刻属于可接入时隙,则当前节点、优先节点集合中的其他节点和可接入组的节点基于CSMA/CA机制进行竞争;若当前节点确定当前时刻属于所属组对应的时隙,则当前节点和所属组中的其他节点基于CSMA/CA机制进行竞争。
一种可选的当前节点基于带有冲突避免的载波侦听多路访问机制进行竞争以访问信道的实施方式中,请参阅图4,图4是本发明实施例提供的一种以CSMA/CA竞争机制访问信道的示意图。当前节点侦听信道的状态,信道的状态包括空闲和忙碌;若当前节点在第一预设时间内侦听信道的状态为空闲,则当前节点在初始退避时间之后,竞争成功。当前节点向接收节点发送请求帧(Request To Send,RTS),并占用信道,更新信道的状态为忙碌。当前节点在接收到接收节点发送的允许帧(Clear To Send,CTS)之后,经短帧间间隔(Shortinterframe space,SIFS)向接收节点发送数据。其中,第一预设时间可以是分布式帧间间隙(Distributed Inter-frame Spacing,DIFS)。
可选的,初始退避时间可以根据竞争窗函数确定。
本发明实施例中,当前节点在向接收节点发送数据之后,根据接收节点返回的确认帧(Acknowledge,ACK)确定数据发送成功。否则,当前节点确定发送失败,将该数据确定为待重发数据。
本发明实施中,接收节点根据信噪比值来确定是否向当前节点发送确认帧。具体的,接收节点根据接收节点的噪声值、环境噪声值和接收节点与当前节点之间的噪声值确定信噪比值,用SNRNj表示,Nj表示接收节点。其中,接收节点与当前节点之间的噪声值是基于接收节点的位置信息和当前节点的位置信息确定的。若信噪比值SNRNj与预设信噪比值Eth3满足公式(2),则接收节点向当前节点发送确认帧。
SNRNj>Eth3……(2)
一种可选的接收节点根据接收节点的噪声值、环境噪声值和接收节点与当前节点之间的噪声值确定信噪比值可以根据公式(3)确定:
其中,Ei,j表示接收节点与当前节点之间的噪声值;ET表示环境噪声值;EH表示接收节点的噪声值。
本发明实施例中,若当前节点在第二预设时间内未接收到确认帧,则当前节点确定发送失败。当前节点更新初始退避时间,重新进行竞争。在更新的退避时间之后,竞争成功,当前节点再次向接收节点发送请求帧,并根据接收节点返回的允许帧发送待重发数据。
一种可选的当前节点更新初始退避时间中,将初始退避时间翻倍作为更新的退避时间。每次当前节点确定发送失败之后,基于上次更新的退避时间再进行翻倍,直至退避时间达到阈值则不再翻倍。
本发明实施例中,若当前节点确定当前时刻不属于可接入时隙,且不属于当前节点所属组对应的时隙,当前节点将更新的退避时间恢复为初始退避时间。如此,当前节点可以避免由于多次发送失败,导致退避时间过长带来时隙的浪费,可以提高网络吞吐量。
本发明实施例中,当前节点往往拥有多个数据包。在当前节点竞争成功后,需要选择当前剩余时延最小的数据包进行传输。剩余时延最小的数据包即最快过期的数据包。当前节点传输一个完整的数据包的时间可以表示为TACK+TL(i);其中,TL(i)表示当前节点传输数据包的时间;TACK表示冗余帧(ACK+SIFS+DIFS)的占据时间。
由于是分时隙的传输方式,所以当前节点要保证所属组剩余的时隙长度能够传输完一个数据包,即当前节点所属组剩余的时隙长度与当前节点传输完一个数据包的时间需要满足公式(4):
TACK+TL(i)<TRemaing……(4)
其中,TRemaing表示当前节点所属组剩余的时隙长度。
另外,数据包的剩余时延与当前节点传输该数据包的时间需要满足公式(5):
TACK+TL(i)<TDelayRemaing……(5)
若当前节点中不存在满足公式(4)和公式(5)的数据包,则当前节点重新开始竞争。
S219:当前节点向管理节点发送负载值和位置信息。
本发明实施例中,管理节点与当前节点传输的帧结构请参阅图5,图5是本发明实施例提供的一种信道访问控制方法中帧结构的示意图。在每一帧结束的部分留有一个上报时隙,在该时隙中,当前节点向管理节点上传负载量和位置信息。节点的上报传输用TDMA的方式,不会互相干扰。
本发明实施例中,对CSMA/CA、TDMA、CSMA/CA和TDMA混合(Hybrid),以及本发明提供的方法(P-hybrid)进行仿真验证。配置参数可以参考表1。
表1:参数配置
根据上表的配置参数,得到的试验结果请参阅图6和图7,图6是本发明实施例提供的一种不同协议下网络吞吐量的对比图,图7是本发明实施例提供的一种不同协议下平均时延对比图。可以看出,本发明实施例提供的方法网络吞吐量性能最好,平均时延相较于Hybrid也下降了很多。
本发明实施例还提供了一种信道访问控制装置,图8是本发明实施例提供的一种信道访问控制装置的结构示意图,如图8所示,该装置包括:
分组模块801,用于管理节点对网络中的节点集合进行分组,得到组集合;组集合中每个组包括至少一个节点;
第一确定模块802,用于管理节点确定组集合的每个组对应的时隙;每个组的节点在对应的时隙中访问信道;
第二确定模块803,用于管理节点基于网络中每个节点的负载值从节点集合中确定优先节点集合;
第三确定模块804,用于管理节点基于每个组中每个节点的负载值确定每个组对应的负载总值,得到负载总值集合;负载总值集合的负载总值和组集合的组一一对应;
第四确定模块805,用于管理节点基于负载总值集合确定可接入组,将可接入组对应的时隙确定为可接入时隙;优先节点集合的节点在可接入时隙中访问信道;
发送模块806,用于管理节点向节点集合中每个节点发送控制帧,控制帧包括组集合、组集合的每个组对应的时隙、优先节点集合和可接入时隙。
本发明实施例中的装置与方法实施例基于同样的发明构思。
本发明实施例还提供了一种信道访问控制装置,图9是本发明实施例提供的一种信道访问控制装置的结构示意图,如图9所示,该装置包括:
接收模块901,用于当前节点接收控制帧,控制帧包括组集合、组集合的每个组对应的时隙、优先节点集合和可接入时隙;优先节点集合包括当前节点;
确定模块902,用于当确定当前时刻属于可接入时隙或当前节点所属组对应的时隙时,当前节点基于带有冲突避免的载波侦听多路访问机制进行竞争以访问信道;
发送模块903,用于当前节点向管理节点发送负载值和位置信息。
本发明实施例中的装置与方法实施例基于同样的发明构思。
本发明实施例还提供了一种电子设备,设备包括处理器和存储器,存储器中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集,至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集由处理器加载并执行上述的信道访问控制方法。
由上述本发明提供的信道访问控制方法、装置和电子设备的实施例可见,本发明中通过管理节点对网络中的节点集合进行分组,得到组集合,并确定组集合的每个组对应的时隙;管理节点基于网络中每个节点的负载值从节点集合中确定优先节点集合;管理节点基于每个组中每个节点的负载值确定每个组对应的负载总值,得到负载总值集合,并基于负载总值集合确定可接入组,将可接入组对应的时隙确定为可接入时隙;优先节点集合的节点在可接入时隙中访问信道;如此,优先节点集合的节点具有跨时隙功能,可以提高节点的灵活性,从而提升网络的吞吐量。
需要说明的是:上述本发明实施例先后顺序仅仅为了描述,不代表实施例的优劣。且上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下,在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外,在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中,多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其,对于设备实施例而言,由于其基本相似于方法实施例,所以描述的比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成,也可以通过程序来指令相关的硬件完成,所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中,上述提到的存储介质可以是只读存储器,磁盘或光盘等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种信道访问控制方法,其特征在于,包括:
管理节点对网络中的节点集合进行分组,得到组集合;所述组集合中每个组包括至少一个节点;
所述管理节点确定所述组集合的每个组对应的时隙;所述每个组的节点在对应的时隙中访问信道;
所述管理节点基于所述网络中每个节点的负载值从所述节点集合中确定优先节点集合;
所述管理节点基于所述每个组中每个节点的负载值确定所述每个组对应的负载总值,得到负载总值集合;所述负载总值集合的负载总值和所述组集合的组一一对应;
所述管理节点将所述负载总值集合的每个负载总值转换为处理时长;
所述管理节点确定所述组集合的每个组对应的处理时长;
若存在有组对应的处理时长小于所述组对应的时隙长度,则所述管理节点将所述组确定为可接入组,将所述组的时隙确定为可接入时隙;所述优先节点集合的节点在所述可接入时隙中访问信道;所述优先节点集合的节点能够在所属组对应的时隙中访问信道,也能够在所述可接入时隙中访问信道;
所述管理节点向所述节点集合中每个节点发送控制帧,所述控制帧包括所述组集合、所述组集合的每个组对应的时隙、所述优先节点集合和所述可接入时隙。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述管理节点基于所述网络中每个节点的负载值从所述节点集合中确定优先节点集合,包括:
所述管理节点基于所述网络中每个节点的负载值确定出数值最大的负载值;
所述管理节点将大于所述数值最大的负载值预设倍数的负载值对应的节点确定为优先节点,得到所述优先节点集合;预设倍数为小于1的正数。
3.一种信道访问控制方法,其特征在于,包括:
当前节点接收控制帧,所述控制帧包括组集合、所述组集合的每个组对应的时隙、优先节点集合和可接入时隙;所述优先节点集合包括所述当前节点;
当确定当前时刻属于所述可接入时隙时,所述当前节点基于带有冲突避免的载波侦听多路访问机制进行竞争以访问信道;
所述当前节点向管理节点发送负载值和位置信息;
其中,所述管理节点对网络中的节点集合进行分组,得到组集合;所述组集合中每个组包括至少一个节点;所述管理节点确定所述组集合的每个组对应的时隙;所述每个组的节点在对应的时隙中访问信道;所述管理节点基于所述网络中每个节点的负载值从所述节点集合中确定优先节点集合;所述管理节点基于所述每个组中每个节点的负载值确定所述每个组对应的负载总值,得到负载总值集合;所述负载总值集合的负载总值和所述组集合的组一一对应;所述管理节点将所述负载总值集合的每个负载总值转换为处理时长;所述管理节点确定所述组集合的每个组对应的处理时长;若存在有组对应的处理时长小于所述组对应的时隙长度,则所述管理节点将所述组确定为可接入组,将所述组的时隙确定为可接入时隙;所述优先节点集合的节点在所述可接入时隙中访问信道;所述优先节点集合的节点能够在所属组对应的时隙中访问信道,也能够在所述可接入时隙中访问信道。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述当前节点基于带有冲突避免的载波侦听多路访问机制进行竞争以访问信道,包括:
所述当前节点侦听信道的状态;所述信道的状态包括空闲和忙碌;
若所述当前节点在第一预设时间内侦听所述信道的状态为空闲,则所述当前节点在初始退避时间之后,向接收节点发送请求帧,更新所述信道的状态为忙碌;
所述当前节点接收所述接收节点发送的允许帧;
所述当前节点根据所述允许帧向所述接收节点发送数据。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
若所述当前节点在第二预设时间内未接收到确认帧,所述当前节点将所述数据确定为待重发数据;
所述当前节点更新所述初始退避时间;
在更新的退避时间之后,所述当前节点向所述接收节点发送所述待重发数据。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述当前节点向所述接收节点发送所述待重发数据之后,还包括:
若所述当前节点确定当前时刻不属于所述可接入时隙或所述当前节点所属组对应的时隙,将所述更新的退避时间恢复为所述初始退避时间。
7.一种信道访问控制装置,其特征在于,包括:
分组模块,用于管理节点对网络中的节点集合进行分组,得到组集合;所述组集合中每个组包括至少一个节点;
第一确定模块,用于所述管理节点确定所述组集合的每个组对应的时隙;所述每个组的节点在对应的时隙中访问信道;
第二确定模块,用于所述管理节点基于所述网络中每个节点的负载值从所述节点集合中确定优先节点集合;
第三确定模块,用于所述管理节点基于所述每个组中每个节点的负载值确定所述每个组对应的负载总值,得到负载总值集合;所述负载总值集合的负载总值和所述组集合的组一一对应;
第四确定模块,用于所述管理节点将所述负载总值集合的每个负载总值转换为处理时长;所述管理节点确定所述组集合的每个组对应的处理时长;若存在有组对应的处理时长小于所述组对应的时隙长度,则所述管理节点将所述组确定为可接入组,将所述组的时隙确定为可接入时隙;所述优先节点集合的节点在所述可接入时隙中访问信道;所述优先节点集合的节点能够在所属组对应的时隙中访问信道,也能够在所述可接入时隙中访问信道;
发送模块,用于所述管理节点向所述节点集合中每个节点发送控制帧,所述控制帧包括所述组集合、所述组集合的每个组对应的时隙、所述优先节点集合和所述可接入时隙。
8.一种信道访问控制装置,其特征在于,包括:
接收模块,用于当前节点接收控制帧,所述控制帧包括组集合、所述组集合的每个组对应的时隙、优先节点集合和可接入时隙;所述优先节点集合包括所述当前节点;
确定模块,用于当确定当前时刻属于所述可接入时隙时,所述当前节点基于带有冲突避免的载波侦听多路访问机制进行竞争以访问信道;
发送模块,用于所述当前节点向管理节点发送负载值和位置信息;
其中,所述管理节点对网络中的节点集合进行分组,得到组集合;所述组集合中每个组包括至少一个节点;所述管理节点确定所述组集合的每个组对应的时隙;所述每个组的节点在对应的时隙中访问信道;所述管理节点基于所述网络中每个节点的负载值从所述节点集合中确定优先节点集合;所述管理节点基于所述每个组中每个节点的负载值确定所述每个组对应的负载总值,得到负载总值集合;所述负载总值集合的负载总值和所述组集合的组一一对应;所述管理节点将所述负载总值集合的每个负载总值转换为处理时长;所述管理节点确定所述组集合的每个组对应的处理时长;若存在有组对应的处理时长小于所述组对应的时隙长度,则所述管理节点将所述组确定为可接入组,将所述组的时隙确定为可接入时隙;所述优先节点集合的节点在所述可接入时隙中访问信道;所述优先节点集合的节点能够在所属组对应的时隙中访问信道,也能够在所述可接入时隙中访问信道。
9.一种电子设备,其特征在于,所述设备包括处理器和存储器,所述存储器中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集,所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由所述处理器加载并执行如权利要求1-6任一项所述的信道访问控制方法。
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