[发明专利]一种基于信标网络的时隙预估方法

说明书

本发明涉及一种基于信标网络的时隙预估方法，属于通信技术领域。该方法包括以下步骤：S1：节点上电组网；S2：TDMA时隙分割；S3：当进入TDMA时隙内，分析上层结点的信标帧；S4：节点依据本周期的时隙信息预估下一周期的时隙划分；S5：判断一帧是否能够在CSMA时隙内发送完成。在系统实际的运行中，由于工作环境的限制，节点通常放在电井室中，无法保证网络时刻处于高质量通信的状态。当节点状态异常无法正确接收信标帧，为了保持正常通信过程，可使用时隙预估信息进行安全性处理。

技术领域

本发明属于通信技术领域，涉及一种基于信标网络的时隙预估方法。

背景技术

宽带微功率无线通信技术应用于智能电网用户用电信息的采集，是一种由多个无线节点自动组网进行通信的分布式无线网络。网络中的节点具有自组织、自管理和自维护的功能，每个节点可以以直接通信的方式与其通信范围内其他节点进行信息交互，并且可以利用一个或多个中继节点与通信范围外的节点进行通信，这样节点间形成了一个无线多跳网络。整个网络形成一个树状的拓扑，结构如图1所示。

与集中器相连的通信模块为主通信模块，称为中央协调器CCO(CentralCoordinator)，负责集中器和采集器或者集中器和电能表之间数据的收发，它还具有组网控制、网络维护管理等功能。采集器或者电能表连接的通信模块，按照在网络中的角色，分为代理协调器PCO(Proxy Coordinator)和站点STA(Station)。最外层的节点没有中继功能，称为站点STA(Station)，而充当中继功能的节点称为代理协调器PCO(ProxyCoordinator)。由于网络拓扑结构的变化，PCO和STA的角色可以互相转换。

宽带微功率通信网络使用了基于信标帧的信道访问机制，CCO周期性地发送信标帧，信标帧中包含了CCO分配的信标周期内的信标时隙，TDMA时隙，CSMA时隙，绑定CSMA时隙等时隙的规划信息。网络中的子节点，必须遵循CCO分配的时隙，进行信道访问。一般的，信标时隙和TDMA时隙等明确分配给CCO或具体STA使用的时隙，统称为非竞争时隙(TDMA时隙)；CSMA时隙和绑定CSMA时隙等未指明使用者的时隙，需要由有需求的STA竞争使用的时隙，统称为竞争时隙(CSMA时隙)。信标周期时隙划分如图2所示。

在实际的智能电网中用户用电信息数据采集应用中，时隙划分如图3所示。网络中的节点在TDMA时隙中，可能会因为上层节点或者自身状态异常，导致本节点没有收到任何信标帧。如果本节点是STA，两个路由周期内都无法获得时隙信息，将导致本节点发生代理变更，重新选择代理节点。如果本节点是PCO，两个路由周期内没有获得时隙信息将无法发送信标帧，本节点下层的节点将发起代理变更。当网络规模变大，异常出现时整个网络中将会出现大量的代理变更、代理确认报文，大量报文的发送争夺有限的时隙资源，增大了传输失败概率，又进一步导致更多的重传报文，严重影响其他正常业务的执行效率。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于信标网络的时隙预估方法，当节点入网后使用信标帧中的特定字段，在TDMA时隙接收信标帧同步时隙信息，在CSMA时隙根据本周期的时隙参数预估下一周期的时隙信息。当进入下一周期时，如果在TDMA时隙内接收到信标帧，则擦除上一周期预估时隙信息，使用信标帧中携带的时隙信息进行同步。如果在TDMA时隙因为网络异常未接收到信标帧，则使用上一周期的时隙预估信息，通过在预估的CSMA时隙内发送发现列表报文暂时维持网络，等待异常解除或者进入离线流程。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于信标网络的时隙预估方法，该方法包括以下步骤：

S1：节点上电组网；

S2：TDMA时隙分割；

S3：当进入TDMA时隙内，分析上层结点的信标帧；

S4：节点依据本周期的时隙信息预估下一周期的时隙划分；