[發明專利]一種基于多接入點的TDMA接入裝置及其接入方法

有效

• 申請號: 201210345480.6
• 申請日: 2012-09-17
• 公開（公告）號: CN103686756A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 梁煒;劉帥;張曉玲;楊雨沱;于海斌
• 申請（專利權）人: 中國科學院沈陽自動化研究所
• 主分類號: H04W16/18
• 分類號: H04W16/18;H04W56/00
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 周秀梅;許宗富

1.一種基于多接入點的TDMA接入裝置，包括站點STA、接入點AP、網關和控制器，其中STA在工業現場連接現場設備，負責采集現場數據以及控制生產過程，其特征在于，STA與多AP接入裝置中的多個接入點AP無線連接；所述多個接入點AP與多AP接入裝置中的一個網關有線連接；所述多AP接入裝置用于將STA采集的現場設備的傳感器數據轉發到控制器，將控制器的控制信息轉發給現場設備上的執行器。

2.根據權利要求1所述的一種基于多接入點的TDMA接入裝置，其特征在于，所述多個AP共用一個地址，并行工作。

3.根據權利要求1所述的一種基于多接入點的TDMA接入裝置，其特征在于，所述多AP接入裝置包括：TDMA模塊、用戶數據報協議通信模塊、濾包模塊、緩存區管理模塊以及網絡管理模塊；其中，用戶數據報協議通信模塊采用UDP通信協議，用于轉發來自于多個AP的數據包；濾包模塊連接用戶數據報協議通信模塊，用于過濾多余的重復包；緩存區管理模塊連接用戶數據報協議通信模塊和濾包模塊，用于管理存取緩存區；網絡管理模塊連接緩存區管理模塊，用于將數據包發送給網關；TDMA模塊連接用戶數據報協議通信模塊和網絡管理模塊，用于組織TDMA超幀通信，包括ACK回復子模塊。

4.一種根據權利要求1-3任一項所述的一種基于多接入點的TDMA接入裝置的接入方法，其特征在于，包括

令多AP接入裝置作為整個網絡的時間源，STA利用多AP接入裝置廣播的信標幀進行時間同步；

將包含n個AP的多AP接入裝置分成k組，k為自然數，且1≤k≤n；

根據任意組B_i={AP_i1,AP_i2，...AP_ij}內AP的數量j，將長度為m的超幀劃分成k個子超幀，其中，第i個子超幀對應組B_i；

任意組B_i在其對應的第i個子超幀內，從第i個子超幀開始預留時隙，預留時隙的數量等于組B_i內AP的數量j；

對于任意組B_i（1≤i≤k）內的AP_ij，如果ASN%m=(m/k)*(i-1)+j為真，則AP_ij在時隙ASN內廣播信標幀，否則不作任何響應，其中ASN為當前的絕對時隙號并從1開始計數。

5.根據權利要求4所述的一種基于多接入點的TDMA接入裝置的接入方法，其特征在于，所述信標幀是由AP發出的廣播幀，包括網絡編號、時隙戳和網絡資源管理。

6.根據權利要求4所述的一種基于多接入點的TDMA接入裝置的接入方法，其特征在于，所述將包含n個AP的多AP接入裝置分成k組的分組原則為：

（1）組內各個AP傳輸范圍的重疊部分最小；

（2）組內所有AP的傳輸范圍的并集能夠覆蓋整個網絡。

7.根據權利要求4所述的一種基于多接入點的TDMA接入裝置的接入方法，其特征在于，所述任意組B_i={AP_i1,AP_i2，...AP_ij}內AP的數量j的計算方法為：如果n%k＝=0，則j=n/k；否則，1≤i≤k-1時，i=k時，（n%k）。

8.根據權利要求4所述的一種基于多接入點的TDMA接入裝置的接入方法，其特征在于，當多AP接入裝置收到STA的數據包后，網絡管理模塊給STA回復ACK的方法為：如果只有一個AP收到STA的數據包，則該AP直接回復ACK；如果多個AP收到STA的數據包，則各個AP根據包接收成功率以及接受信號強度RSSI回復ACK。

9.根據權利要求4所述的一種基于多接入點的TDMA接入裝置的接入方法，其特征在于，所述各個AP根據包接收成功率以及接受信號強度RSSI回復ACK的原則為：當多個AP收到STA的數據包時，搜索通信鏈路質量映射表，找到對應STA中包接收成功率最大的AP，由該AP在對應的時隙發送ACK；對于包接收成功率相同的多個AP，則在這些AP中進一步搜索RSSI值最大的AP，由該AP在對應的時隙發送ACK；對于包接收成功率相同且RSSI值相等的多個AP，隨機選擇一個AP回復ACK。

10.根據權利要求9所述的一種基于多接入點的TDMA接入裝置的接入方法，其特征在于，所述通信鏈路質量映射表是網關中維護的一個關于網絡中每個STA與所有AP通信鏈路質量的映射表，包括包接收成功率以及RSSI指標值，隨著通信過程不斷更新。