一种适用于星型无线自组网的报警数据低时延传输方法

技术领域

本发明属于无线通信领域，具体涉及一种适用于星型无线自组网的报警数据低时延传输方法。

背景技术

无线自组网是一种节点对等的点对点通信网络，每个节点都可以与一个或者多个对等节点进行通信。相比传统的蜂窝网络结构，无线自组网具有部署简便、非视距传输效果好、强稳健性以及结构灵活等特点，可以根据应用场景形成链型、星型以及混合型网络拓扑。通过不同节点的中继传输，无线自组网可以实现多跳传输，从而实现更远距离的覆盖。适用于不需要事先部署但需要临时开通一个专用网络的场景，如电力通信、应急通信、消防救援、森林消防、海上船队通信、车队通信、无人区通信、地下通信、活动安保等。但是随着各行业数字化、智能化建设的推进，各场景对无线通信的要求越来越高，尤其是多业务混合传输条件下报警数据的低时延传输需求非常迫切，现有的技术手段大多通过资源的调度和分配降低通信时延，方法不够灵活且没有从节点到网关的全链路考虑低时延通信的问题，因此无法满足在目前的通信需求。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中的上述不足，提供了一种适用于星型无线自组网的报警数据低时延传输方法，从通信节点的快速接入和通信网关的低时延转发两个方面设计全链路低时延通信方法，保证多业务混合传输条件下报警数据的低时延传输。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：

一种适用于星型无线自组网的报警数据低时延传输方法，包括以下步骤：

1)网关和节点组建星型自组织网络，网关为每个节点分配固定通信时隙，用于无报警时传输数据；2)网关在固定时隙的间隔内插入动态时隙，节点通过竞争动态时隙发送报警数据至网关；3)网关采用多关键级数据调度策略对数据进行调度，保证报警数据的低时延传输。

节点采用时分多址的方式接入网关，网关为每个节点划分固定的上行与下行时隙ΔT1、ΔT2。

是根据节点数量N划分N个上行时隙，用于各节点分别向网关传输数据使用；每隔1个上行时隙设立1个下行时隙，用于网关向节点传输数据。

所述竞争动态时隙发送数据为在要求的时延范围内插入一个供突发报警数据使用的动态时隙。

每隔M个节点的固定时隙插入一个动态时隙ΔT3，使得满足报警数据时延条件：

M(ΔT

所述多关键级数据调度为：

网关对其接收数据按级别划分为关键级数据和优先级数据；

网关根据数据类型和不同级别，转发数据。

突发报警数据划分为不同等级的关键级数据；普通的业务数据划分为不同等级的优先级数据。

所述转发数据的方法为：

关键级数据直接转发；

优先级数据排队转发。

本发明与现有技术相比具有以下优点及有益效果：

本发明针对多业务混合传输条件下报警数据的低时延需求，从节点接入和网关数据转发两个方面进行全链路低时延通信设计，在固定时隙的基础上设计了可抢占的动态时隙，同时网关根据不同的报警数据和不同的业务数据设计了不同的转发优先级别，保证了突发性的关键业务数据的低时延传输。

附图说明

图1为本发明具体实施方式中一种适用于星型无线自组网的报警数据低时延传输方法流程图；

图2为本发明具体实施方式中节点时隙分配原理图；

图3为本发明具体实施方式中网关数据转发原理图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方法做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但本发明能够以很多不同于在此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

除非另有定义，本文所使用的所有技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

图1为本发明具体实施方式中一种适用于星型无线自组网的报警数据低时延传输方法流程图，如图1所示，所述方法步骤包括：

(1)网关和节点通过时分多址接入的方式组建星型自组织网络，网关为节点分配固定通信时隙；

(2)网关在固定时隙的间隔内插入动态时隙，当节点有报警数据产生时，通过竞争动态时隙发送数据至网关；

(3)网关采用多关键级数据调度策略对数据进行调度，保证报警数据的低时延传输。

步骤1中，节点采用时分多址的方式接入网关，网关为每个节点划分固定时隙，如图2所示，一个节点的固定时隙又包括上行时隙和下行时隙。

进一步地，假设节点数量为N，则上行时隙划分为N个，为编号1～N节点分别向网关传输数据使用；下行时隙每隔1个上行时隙设立1个下行时隙，用于网关向节点传输数据。

更进一步地，节点上行时隙和下行时隙的划分是为了保证节点通信时延的同时还能兼顾节点间同步接收网关下发的命令。各个节点通过各自的时隙，采用轮询的方式，一个一个的向网关周期性的发送数据；但是网关在下发总体指令的时候，采用广播的方式同时发给各个节点。

步骤2中，为了保证突发报警数据的低时延传输，在步骤1的基础上，每隔M个节点的固定时隙插入一个动态时隙，如图2所示，M个固定时隙和一个动态时隙组成一个时隙周期。其中，动态时隙的插入原则如下：

假设每个节点的上行时隙时间为ΔT

M(ΔT

即在要求的时延范围内必须插入一个可供突发报警数据使用的动态时隙。

进一步地，在无报警产生的情况下，节点按照分配的固定时隙周期性的传输数据，当节点有突发报警数据产生时，通过竞争的方式寻找最近的动态时隙发送数据至网关。

更进一步地，当节点有突发报警数据产生时，竞争动态时隙的规则如下：

(1)在本节点所在的时隙周期内搜索动态时隙；

(2)判断本时隙周期内的动态时隙是否被占用；

(3)如果本时隙周期内动态时隙被占用，则等待一个随机的时间，直到该动态时隙被释放。步骤3中，网关对接收到数据按照轻重缓急进行类型的划分，如图3所示，共分为关键级数据和优先级数据。

进一步地，突发报警数据划分为关键级数据；普通的业务数据划分为优先级数据。

更近一步地，根据报警情况的不同，再将报警数据划分为关键级1，关键级2，…，以此类推；根据普通业务数据的紧急性再将普通业务数据划分为优先级1，优先级2，…，以此类推。不同级别的数据在通信帧格式中有相对应的标识位，例如，关键级1，定义为01，关键级2定位02，以此类推；优先级1，定位11，优先级2定义为12，以此类推。

网关根据不同级别的判定，制定转发数据的原则如下：

(1)关键级数据直接转发；

(2)优先级数据排队转发。

进一步地，通常报警数据帧很短，可以将多个关键级数据组合发送，进一步降低转发时延。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。