[發明專利]一種TDMA自組網擴展方法及節點網關

在審

• 申請號: 201710223637.0
• 申請日: 2017-04-07
• 公開（公告）號: CN107027192A
• 公開（公告）日: 2017-08-08
• 發明（設計）人: 毛偉;孫方濤;李宗正
• 申請（專利權）人: 上海復旦通訊股份有限公司
• 主分類號: H04W84/18
• 分類號: H04W84/18;H04W88/16
• 代理公司: 上海唯智贏專利代理事務所(普通合伙)31293
• 代理人: 劉朵朵

技術領域

本發明屬于無線自組網絡技術領域，特別涉及一種TDMA自組網擴展方法。

背景技術

在鐵路，勘探，電力，林業，石化等行業中，自組網的應用有以下特點，網絡規模比較小，通訊卻異常的頻繁。報文多種多樣(語音，數據，GPS，命令，診斷等)，數據有在網絡內部有橫向流動，有的時候有組播，單播甚至全網廣播，數據可靠性要求很高，不能有錯數據，重數據，或者漏數據，報文長度變化不定，有的時候幾十個字節，有的時候幾百個字節甚至上千個字節，有的時候則是持續不斷的數據流。

在采用TDMA的窄帶自組網協議中，一個子網最多含有節點數是固定的，同時有效通信帶寬極為有限。如何增大自組網的節點數和有效通信帶寬，是一個非常值得研究的課題。

為了增大自組網的規模，勢必需要對節點的個數進行擴展。現有的網絡擴展方法一般都是采用分級拓撲結構，這種方法缺點在于，

1)協議實現復雜，需要實現簇頭選舉算法和簇維護機制；

2)子網間的數據需要通過簇頭進行分級轉發，簇頭會成為整個自組網的瓶頸。

為了增大自組網的有效通信帶寬，現有的方式一般是采用更高級的數據壓縮方式，或者直接改用看待自組網。這些實現方式都具有一定的行業和設備局限性。

例如，申請號為CN201110256511.6的專利文件公開了“一種基于分布式時分多址無線自組網的節點入網方法。節點入網方法的步驟是：1、新節點在無線自組網內發送“入網請求消息”；2、現有節點評估自身的網絡負載情況，判斷是否向新節點發送“入網允許消息”；3、新節點接收到“入網允許消息”后，記錄到達該消息的源地址的路由信息；4、新節點分析接收到的“入網允許消息”，選擇可接受的微時隙，并發送“時隙接受消息”予以確認；5、網絡中收到“時隙接受消息”的節點判斷是否釋放自己的富余時隙，并增加到達新節點的路由信息；6、入網過程結束“。該文件公開的技術方案就是一種傳統的TDMA自組網技術。

發明內容

本發明針對現有的技術中的缺陷，提供一種TDMA自組網擴展方法及節點網關。

一種TDMA自組網擴展方法，用于包括鐵路、勘探、電力、林業或石化專用網，所述自組網是采用TDMA的窄帶自組網，子網含有的節點數最大值是預設固定值，在所述TDMA自組網內第一子網和第二子網之間，通過第一節點網關進行數據交換，該第一節點網關既注冊在第一子網內成為第一子網的一個節點，同時又注冊在第二子網內成為第二子網的一個節點。

進一步的，除了第一節點網關，還采用第二節點網關在第一子網和第二子網之間進行數據交換，該第二節點網關既注冊在第一子網內成為第一子網的一個節點，同時又注冊在第二子網內成為第二子網的一個節點。

一種TDMA自組網節點網關，該節點網關用于在所述TDMA自組網內第一子網和第二子網之間的數據交換，該節點網關既注冊在第一子網內成為第一子網的一個節點，同時又注冊在第二子網內成為第二子網的一個節點，所述的數據交換是通過在所述節點網關的內部數據通道完成。

采用本發明進行網絡擴展，網絡中的所有節點是對等的，只需要對原有的平面網絡協議進行修改，不需要簇頭相關協議集的支持。本發明網關設備有兩套電臺，可以同時工作在兩個子網中，每一個同時處于兩個子網中的設備都是子網的網關，子網間的數據可以通過多個網關并發進行，不需要統一由簇頭轉發。

由于自組網終端設備通常兼有主機和路由器兩種功能,實現起來具有相當的復雜度。本發明能比較低的成本的對已有的平面網絡協議進行升級改造,避免了實現多層自組網協議實開發周期過長的問題。子網間數據傳輸采用多網關的方式，數據傳輸效率也有比較大的提升。

附圖說明

圖1是本發明一個實施例中的兩個子網的網絡融合示意圖。

圖2是本發明實施例中節點間跨網傳輸數據流程圖。

具體實施方式

圖1為本發明的一個實施例，是兩個子網的網絡融合結果示意圖。A6-B5節點和A5-B4節點是該網絡的網關，在子網1中，看到網關是A5和A6；在子網2中，看到網關是B4和B5。這種組網方式擁有良好的健壯性。兩個網關中如果有一個損壞，不需要網絡拓撲重新刷新，鏈路依然是暢通的。兩個網絡中的網關數量越多。融合后的健壯性就越強。

圖2是利用圖1拓撲進行跨網傳輸數據的示意圖，以從A1傳輸數據到B2為例，最短路徑是A1-A2-A6-B5-B1-B2，子網1和子網2的數據交換是通過網管A6-B5進行的。A6和B5是同一設備在不同子網的不同編號，數據交換是在同一個設備通過物理通道(USB/串口)進行的，不需要進行射頻的調制解調，這樣能夠充分利用TDMA的每一個時間片，不需要在協議中專門給簇頭留出數據轉發的時間。如果A6-B5損壞，可以選擇A1-A3-A4-A5-B4-B3-B2這條路徑，雖然路徑遠了一些，數據依然可以順利傳輸。