CSMA时隙提供和获取以及组网方法、设备及系统

摘要

本发明提供一种CSMA时隙提供和获取以及组网方法、设备及系统。该CSMA时隙提供方法包括：生成信标帧，所述信标帧携带有CSMA时隙，以及用于标识所述CSMA时隙的适用设备的属性信息；发送所述信标帧，将所述CSMA时隙提供给所述CSMA时隙的适用设备，以使所述CSMA时隙的适用设备使用所述CSMA时隙发送报文。本发明提供的CSMA时隙提供和获取以及组网方法、设备及系统能够指定CSMA时隙的适用设备。

说明书

技术领域

本发明涉及一种网络资源分配方法，尤其涉及一种CSMA时隙提供和获 取以及组网方法、设备及系统，属于通信技术领域。

背景技术

载波监听多路访问（Carrier Sense Multiple Access，CSMA）是一种分布 式介质访问控制协议。网中的各个站点（节点）竞争使用CSMA时隙来发送 数据帧。图1为一种典型通信网络的网络架构图。如图1所示，包括集中器、 一级站点和二级站点以及请求接入二级站点的三级站点。在自组网阶段，集 中器分配CSMA时隙，即在信标帧中携带一个用于全部站点上传数据所共用 的CSMA时隙，并将信标帧下发至二级站点。所有三级站点获得该CSMA时 隙，并进行载波监听，只有当CSMA时隙空闲时，才能向请求接入的二级站 点发送接入请求报文。

可以看出，集中器采用上述方式向网络站点提供CSMA时隙时，所有三 级站点共用CSMA时隙，当存在多个请求接入的三级站点时，哪个（哪些） 三级站点能够成功发送接入请求报文以优先接入网络集中器是无法预先获知 及管理的。但在一些实际应用场景中，集中器希望能够按照一定的规则，指 定不同周期内由具有不同发信的三级站点接入，例如接入某一指定二级站点 的三级站点，因此需在提供CSMA时隙时指定CSMA时隙的适用站点。但是 目前的CSMA时隙提供方法无法指定CSMA时隙的适用站点。

发明内容

本发明实施例提供CSMA时隙提供和获取以及组网方法、设备及系统， 用以实现提供仅指定设备可用的CSMA时隙。

根据本发明实施例的第一方面，提供一种CSMA时隙提供方法，包括：

生成信标帧，所述信标帧携带有CSMA时隙，以及用于标识所述CSMA 时隙的适用设备的属性信息；

发送所述信标帧，将所述CSMA时隙提供给所述CSMA时隙的适用设备， 以使所述CSMA时隙的适用设备使用所述CSMA时隙发送报文。

根据本发明实施例的第二方面，提供一种CSMA时隙获取方法，包括：

接收信标帧，所述信标帧携带有CSMA时隙，以及用于标识所述CSMA 时隙的适用设备的属性信息；

解析所述信标帧，根据所述属性信息判断自身是否属于所述CSMA时隙 的适用设备，若是，则获取所述CSMA时隙，以使用所述CSMA时隙发送报 文。

根据本发明实施例的第三方面，提供一种CSMA时隙提供设备，包括：

第一生成模块，用于生成信标帧，所述信标帧携带有CSMA时隙，以及 用于标识所述CSMA时隙的适用设备的属性信息；

第一发送模块，用于发送所述信标帧，将所述CSMA时隙提供给所述 CSMA时隙的适用设备，以使所述CSMA时隙的适用设备使用所述CSMA 时隙发送报文。

根据本发明实施例的第四方面，提供一种CSMA时隙获取设备，包括：

接收模块，用于接收信标帧，所述信标帧携带有CSMA时隙，以及用于 标识所述CSMA时隙的适用设备的属性信息；

解析获取模块，用于根据所述属性信息判断自身是否属于所述CSMA时 隙的适用设备，若是，则获取所述CSMA时隙，以使用所述CSMA时隙发送 报文。

根据本发明实施例的第五方面，提供一种组网方法，包括：

根据预设周期，为当前周期探测的至少两个末稍站点分别配置CSMA时 隙；

生成信标帧，所述信标帧携带有所述CSMA时隙，以及所述CSMA时隙 的属性信息，所述属性信息用于指示所述CSMA时隙适用于请求加入相应的 末稍站点的待加入设备；

发送所述信标帧，以使待加入相应的末稍站点的设备根据所述属性信息， 使用对应的CSMA时隙加入所述末稍站点；

接收当前周期探测的至少两个末稍站点上报的用于指示是否存在新加入 设备的通知报文，并将存在新加入设备的末稍站点设置为下一周期探测的末 稍站点。

根据本发明实施例的第六方面，提供一种组网设备，包括：

时隙配置模块，用于根据预设周期，为当前周期探测的至少两个末稍站 点分别配置CSMA时隙；

第二生成模块，用于生成信标帧，所述信标帧携带有所述CSMA时隙， 以及所述CSMA时隙的属性信息，所述属性信息用于指示所述CSMA时隙适 用于请求加入相应的末稍站点的待加入设备；

第二发送模块，用于发送所述信标帧，以使待加入相应的末稍站点的设 备根据所述属性信息，使用对应的CSMA时隙加入所述末稍站点；

站点配置模块，用于接收当前周期探测的至少两个末稍站点上报的用于 指示是否存在新加入设备的通知报文，并将存在新加入设备的末稍站点设置 为下一周期探测的末稍站点。

根据本发明实施例的第七方面，提供一种通信系统，包括本发明实施例 的CSMA时隙提供设备，以及本发明实施例的CSMA时隙获取设备。

本发明实施例提供的CSMA时隙提供和获取以及组网方法、设备及系 统，由于在信标帧中携带CSMA时隙，以及用于标识CSMA时隙的适用 设备的属性信息，使得只有该属性信息所指定的CSMA时隙的适用设备能 够使用该CSMA时隙发送报文，实现了在分配CSMA时隙时指定CSMA 时隙的适用范围。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实 施例或现有技术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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一种典型通信网络的网络架构图；

图2为本发明一个实施例的CSMA时隙提供方法的流程示意图；

图3为本发明一个实施例的CSMA时隙获取方法的流程示意图；

图4为本发明一个实施例的组网方法的流程示意图；

图5为电力信息采集系统的网络架构图；

图6为本发明一个实施例的CSMA时隙提供设备的结构示意图；

图7为本发明一个实施例的CSMA时隙获取设备的结构示意图；

图8为本发明一个实施例的组网设备的结构示意图；

图9为本发明一个实施例的通信系统的系统架构图。

具体实施方式

实施例一

图2为本发明一个实施例的CSMA时隙提供方法的流程示意图。如图 2所示，该CSMA时隙提供方法包括：

201，生成信标帧，所述信标帧携带有CSMA时隙，以及用于标识所述 CSMA时隙的适用设备的属性信息；

202，发送所述信标帧，将所述CSMA时隙提供给所述CSMA时隙的适 用设备，以使所述CSMA时隙的适用设备使用所述CSMA时隙发送报文。

具体地，以基于图1所示的网络架构，在自组网阶段，由集中器执行本 实施例的CSMA时隙提供方法为例，对本实施例的技术方案进行详细说明。

在自组网阶段，集中器在每个信标周期内，分配集中器信标帧时隙和一 级站点信标帧时隙，并安排至少一个二级站点信标帧时隙，以发现请求接入 的三级站点，而且需安排用于请求接入的三级站点向二级站点发送请求报文、 二级站点向一级站点以及一级站点向集中器上报接入报文所需的CSMA时 隙。例如，在当前信标周期内，集中器探测二级站点中的4站点和5站点下 是否有新的三级站点请求接入，则为4站点和5站点分配信标帧时隙，并分 配请求接入4站点的三级站点（包括6站点、7站点、8站点和9站点）使用 的第一CSMA时隙，以及请求接入4站点的三级站点（包括10站点）使用 的第二CSMA时隙。具体地，第一CSMA时隙与6站点、7站点、8站点和 9站点之间的映射关系，以及第二CSMA时隙与10站点之间的映射关系是通 过由集中器在信标帧中携带与第一CSMA时隙对应的属性信息，以及与第二 CSMA时隙对应的属性信息来实现的。

更为具体地，在信标帧中携带与CSMA时隙对应的属性信息的方式例如 包括如下两种形式，表1为本发明实施例中信标帧的一个示例。

表1

如表1中所示，与第一CSMA时隙对应的属性信息例如为“使用该CSMA 时隙发送报文的报文接收方标识为4站点的标识”，与第二CSMA时隙对 应的属性信息例如为“使用该CSMA时隙发送报文的报文接收方标识为5 站点的标识”。

集中器生成如表1所示的信标帧后，按照集中器信标帧时隙，将集中器 信标帧发送至1站点和2站点；1站点接收到信标帧后，对其进行解析，获 取1站点信标帧时隙，将解析后的信标帧重新封装，并按照1站点信标帧时 隙下发至4站点；类似地，2站点接收到信标帧后，对其进行解析，获取2 站点信标帧时隙，将解析后的信标帧重新封装，并按照2站点信标帧时隙下 发至5站点。4站点和5站点在公共信道内广播所获得的信标帧。

6站点、7站点、8站点、9站点和10站点通过监听信道，获取信标帧， 并通过解析获取第一CSMA时隙和与其对应的属性信息，以及第二CSMA时 隙和与其对应的属性信息。6站点、7站点、8站点、9站点由于请求接入4 站点，即发送请求接入报文时，报文的接收方标识为4站点的标识，因此判 断获知可使用第一CSMA时隙来上传请求接入报文；10站点由于请求接入5 站点，即发送请求接入报文时，报文的接收方标识为5站点的标识，因此判 断获知可使用第二CSMA时隙来上传请求接入报文。

根据上述实施例的CSMA时隙提供方法，由于在信标帧中携带CSMA 时隙，以及用于标识CSMA时隙的适用设备的属性信息，使得只有该属性 信息所指定的CSMA时隙的适用设备能够使用该CSMA时隙发送报文， 实现了在分配CSMA时隙时指定CSMA时隙的适用范围。

通过在分配CSMA时隙时指定CSMA时隙的适用范围，实现了CSMA 时隙的灵活分配，提高了网络控制和管理的灵活性及集中性。例如，在本 实施例的如上所述应用场景中，通过标识CSMA时隙的属性信息，使得当4 站点和5站点下均存在请求接入的新站点时，在每个信标周期内，均存在一 个通过4站点成功接入网络的新站点、以及一个通过5站点成功接入网络的 新站点，从而使得集中器在各信标周期内均能够准确控制各二级站点下是否 有新站点请求接入，避免了当所有待接入站点共用一个CSMA时隙时，集中 器仅能探测到一个存在请求接入的新站点的二级站点。

进一步地，在上述实施例的CSMA时隙提供方法中，虽然在表1中以 信标帧中携带两个CSMA时隙，以及分别用于标识各CSMA时隙的适用 设备的属性信息为例进行说明，但根据实际需求，信标帧中所携带的 CSMA时隙及其属性信息的个数也可以为一个，或任意多个。

此外，在上述实施例的CSMA时隙提供方法中，以在自组网阶段、且 属性信息为使用所述CSMA时隙发送报文的报文接收方标识为例，对本实 施例的CSMA时隙提供方法进行说明，但其并非用作对本实施例技术方案 的限制。但本领域的技术人员能够理解，对于任意其它应用场景，均可利 用本实施例的CSMA时隙提供方法，实现为指定范围内（符合指定属性） 的设备分配相应的CSMA时隙。例如，属性信息还可以是所述CSMA时 隙的适用设备的标识或组标识等，以使得只有与该标识或组标识对应的设 备可使用相应的CSMA时隙发送报文。

实施例二

图3为本发明一个实施例的CSMA时隙获取方法的流程示意图。如图 3所示，该CSMA时隙获取方法包括：

301，接收信标帧，所述信标帧携带有CSMA时隙，以及用于标识所述 CSMA时隙的适用设备的属性信息；

302，解析所述信标帧，根据所述属性信息判断自身是否属于所述CSMA 时隙的适用设备，若是，则获取所述CSMA时隙，以使用所述CSMA时隙发 送报文。

其中，接收信标帧的方法例如为有线接收、无线接收或通过监听获取 等，本发明实施例中不作限制。

接收到信标帧的设备（例如为图1中所示的6站点、7站点、8站点、 9站点和10站点），通过解析获取信标帧所携带的CSMA时隙和对应的属性 信息，并根据属性信息判断自身能否使用该CSMA时隙。具体地，例如，6 站点、7站点、8站点、9站点由于请求接入4站点，即发送请求接入报文时， 报文的接收方标识为4站点的标识，因此判断获知可使用第一CSMA时隙来 上传请求接入报文；10站点由于请求接入5站点，即发送请求接入报文时， 报文的接收方标识为5站点的标识，因此判断获知可使用第二CSMA时隙来 上传请求接入报文。

根据上述实施例的CSMA时隙获取方法，由于信标帧中携带有CSMA 时隙，以及用于标识CSMA时隙的适用设备的属性信息，当设备接收到该 信标帧时，根据属性信息判断自身能否使用该CSMA时隙来发送报文，从 而实现了在分配CSMA时隙时指定CSMA时隙的适用范围。

通过在分配CSMA时隙时指定CSMA时隙的适用范围，实现了CSMA 时隙的灵活分配，提高了网络控制和管理的灵活性及集中性。例如，在本 实施例的结合图1的示例中，通过标识CSMA时隙的属性信息，使得当4站 点和5站点下均存在请求接入的新站点时，在每个信标周期内，均存在一个 通过4站点成功接入网络的新站点、以及一个通过5站点成功接入网络的新 站点，从而使得集中器在各信标周期内均能够准确控制各二级站点下是否有 新站点请求接入，避免了当所有待接入站点共用一个CSMA时隙时，集中器 仅能探测到一个存在请求接入的新站点的二级站点。

进一步地，在上述实施例的CSMA时隙获取方法中，虽然以信标帧中 携带两个CSMA时隙，以及分别用于标识各CSMA时隙的适用设备的属 性信息时，接收信标帧的设备分别根据两个属性信息，判断自身是否属于 两个CSMA时隙中任一CSMA时隙的适用设备，若是，则获取对应的 CSMA时隙，以使用对应的CSMA时隙发送报文为例进行说明，但根据 实际需求，信标帧中所携带的CSMA时隙及其属性信息的个数也可以为一 个，或任意多个。

此外，在上述实施例的CSMA时隙获取方法中，以在自组网阶段、且 属性信息为使用所述CSMA时隙发送报文的报文接收方标识为例，对本实 施例的CSMA时隙提供方法进行说明，但其并非用作对本实施例技术方案 的限制。但本领域的技术人员能够理解，对于任意其它应用场景，均可利 用本实施例的CSMA时隙获取方法，实现为指定范围内（符合指定属性） 的设备分配相应的CSMA时隙。例如，属性信息还可以是所述CSMA时 隙的适用设备的标识或组标识等，以使得只有与该标识或组标识对应的设 备可使用相应的CSMA时隙发送报文。

实施例三

图4为本发明一个实施例的组网方法的流程示意图。如图4所示，该 组网方法包括：

401，根据预设周期，为当前周期探测的至少两个末稍站点分别配置 CSMA时隙；

402，生成信标帧，所述信标帧携带有所述CSMA时隙，以及所述CSMA 时隙的属性信息，所述属性信息用于指示所述CSMA时隙适用于请求加入相 应的末稍站点的待加入设备；

403，发送所述信标帧，以使待加入相应的末稍站点的设备根据所述属性 信息，使用对应的CSMA时隙加入所述末稍站点；

404，接收当前周期探测的至少两个末稍站点上报的用于指示是否存在新 加入设备的通知报文，并将存在新加入设备的末稍站点设置为下一周期探测 的末稍站点。

具体地，以一个电力信息采集系统的组网过程为例。图5为电力信息采 集系统的网络架构图。如图5所示，包括集中器、中继器、采集器和电表。 其中，集中器位于小区变压器附近，通过电力线与中继器和采集器通信；中 继器负责数据转发；采集器位于电表箱，通过RS-485线与电表通信，采集电 表数据。该电力信息采集系统中的集中器对应于图1中的集中器，中继器对 应于图1中的一级站点（即代理站点），采集器对应于图1中的二级站点（即 末稍站点），电表对应于图1中的三级站点。

在目前的组网过程中，集中器在每个信标周期里，通过信标帧安排集中 器信标帧时隙、全部代理站点信标帧时隙和至少一个末稍站点信标帧时隙， 并安排一个全网共用的CSMA时隙，使得未加入站点接收到信标帧后，在共 用的CSMA时隙中，通过电力线向末稍站点发送相应的请求信息，由各级站 点将请求信息逐级转发至集中器，使得集中器获知请求加入的新站点并实现 站点加入。在下一信标周期里，按照预定顺序对末稍站点进行轮换。由于各 末稍站点下未加入站点的数量通常不是均衡分布的，例如图1中所示，在3 站点下没有未加入站点，在4站点下有四个未加入站点，在5站点下有一个 未加入站点。因此当采取这种方式时，使得组网效率较低。

在本实施例的组网方法中，集中器通过在每个信标周期里，通过信标 帧安排集中器信标帧时隙、全部代理站点信标帧时隙（代理站点数量较多时， 也可以采用轮换的方式，在每周期内仅安排部分代理站点信标帧时隙）和至 少一个末稍站点信标帧时隙（下文中以两个为例进行说明），并分别为该两 个末稍站点分配对应的CSMA时隙，以使得当两个末稍站点下均存在未加入 站点时，该两个末稍站点下的未加入站点中分别有一个能够使用对应的 CSMA时隙成功发送请求信息，从而集中器能够准确获知哪个末稍站点下存 在未加入站点以及哪个末稍站点下不存在未加入站点，并在下一信标周期内， 继续为存在未加入站点的末稍站点安排信标帧时隙及对应的CSMA时隙。

其中，集中器为不同末稍站点下的未加入站点提供不同的CSMA时隙， 是通过在信标帧中携带CSMA时隙以及与CSMA时隙对应的属性关系来实现 的，与前述实施例的CSMA时隙提供方法及CSMA时隙获取方法相同，故此 处不再赘述。其中，所述属性信息例如为报文接收方标识与对应的末稍站 点的标识相匹配。

根据本实施例的组网方法，由于集中器在为末稍站点分配CSMA时隙 时通过在信标帧中携带CSMA时隙的属性信息，实现了为不同末稍站点下 的未加入站点分配不同的CSMA时隙，从而避免同同末稍站点下的未加入 站点因竞争使用同一共用CSMA时隙而发生碰撞，导致集中器无法准确探测 各末稍站点下是否存在未加入站点。并且，通过对探测获知存在未加入站点 的末稍站点继续分配相应时隙，实现了未加入站点的快速接入，提高了组网 效率。

图6为本发明一个实施例的CSMA时隙提供设备的结构示意图。如图6 所示，包括：

第一生成模块61，用于生成信标帧，所述信标帧携带有CSMA时隙，以 及用于标识所述CSMA时隙的适用设备的属性信息；

第一发送模块62，用于发送所述信标帧，将所述CSMA时隙提供给所述 CSMA时隙的适用设备，以使所述CSMA时隙的适用设备使用所述CSMA 时隙发送报文。

本实施例的CSMA时隙提供设备例如为图1中的集中器，其提供 CSMA时隙的流程与上述实施例的CSMA时隙提供方法相同，故此处不 再赘述。

根据上述实施例的CSMA时隙提供设备，由于在信标帧中携带CSMA 时隙，以及用于标识CSMA时隙的适用设备的属性信息，使得只有该属性 信息所指定的CSMA时隙的适用设备能够使用该CSMA时隙发送报文， 实现了在分配CSMA时隙时指定CSMA时隙的适用范围。

进一步地，在上述实施例的CSMA时隙提供设备中，所述信标帧携带有 至少两个CSMA时隙，以及分别用于标识各CSMA时隙的适用设备的属性信 息。

进一步地，在上述实施例的CSMA时隙提供设备中，所述属性信息为所 述CSMA时隙的适用设备的标识或组标识，或者使用所述CSMA时隙发送报 文的报文接收方标识。

实施例五

图7为本发明一个实施例的CSMA时隙获取设备的结构示意图。如图7 所示，包括：

接收模块71，用于接收信标帧，所述信标帧携带有CSMA时隙，以及用 于标识所述CSMA时隙的适用设备的属性信息；

解析获取模块72，用于根据所述属性信息判断自身是否属于所述CSMA 时隙的适用设备，若是，则获取所述CSMA时隙，以使用所述CSMA时隙发 送报文。

本实施例的CSMA时隙获取设备例如为图1中的6-10站点，其提供 CSMA时隙的流程与上述实施例的CSMA时隙提供方法相同，故此处不 再赘述。

根据上述实施例的CSMA时隙获取设备，由于信标帧中携带有CSMA 时隙，以及用于标识CSMA时隙的适用设备的属性信息，当设备接收到该 信标帧时，根据属性信息判断自身能否使用该CSMA时隙来发送报文，从 而实现了在分配CSMA时隙时指定CSMA时隙的适用范围。

进一步地，在上述实施例的CSMA时隙获取设备中，所述信标帧携带有 至少两个CSMA时隙，以及分别用于标识各CSMA时隙的适用设备的至少两 个属性信息；

相应地，所述解析获取模块具体用于分别根据所述至少两个属性信息， 判断自身是否属于所述至少两个CSMA时隙中任一CSMA时隙的适用设备， 若是，则获取对应的CSMA时隙，以使用所述对应的CSMA时隙发送报文。

进一步地，在上述实施例的CSMA时隙获取设备中，所述属性信息包括 所述CSMA时隙的适用设备的标识或组标识，或者使用所述CSMA时隙发送 报文的报文接收方标识。

实施例六

图8为本发明一个实施例的组网设备的结构示意图。如图8所示，包 括：

时隙配置模块81，用于根据预设周期，为当前周期探测的至少两个末稍 站点分别配置CSMA时隙；

第二生成模块82，用于生成信标帧，所述信标帧携带有所述CSMA时隙， 以及所述CSMA时隙的属性信息，所述属性信息用于指示所述CSMA时隙适 用于请求加入相应的末稍站点的待加入设备；

第二发送模块83，用于发送所述信标帧，以使待加入相应的末稍站点的 设备根据所述属性信息，使用对应的CSMA时隙加入所述末稍站点；

站点配置模块84，用于接收当前周期探测的至少两个末稍站点上报的用 于指示是否存在新加入设备的通知报文，并将存在新加入设备的末稍站点设 置为下一周期探测的末稍站点。

本实施例的组网设备执行组网的流程与上述实施例的组网方法相同， 故此处不再赘述。

根据本实施例的组网设备，由于集中器在为末稍站点分配CSMA时隙 时通过在信标帧中携带CSMA时隙的属性信息，实现了为不同末稍站点下 的未加入站点分配不同的CSMA时隙，从而避免同同末稍站点下的未加入 站点因竞争使用同一共用CSMA时隙而发生碰撞，导致集中器无法准确探测 各末稍站点下是否存在未加入站点。并且，通过对探测获知存在未加入站点 的末稍站点继续分配相应时隙，实现了未加入站点的快速接入，提高了组网 效率。

进一步地，在上述实施例的组网设备中，所述属性信息包括报文接收方 标识与对应的末稍站点的标识相匹配。

实施例七

图9为本发明一个实施例的通信系统的系统架构图。如图9所示，该 通信系统包括上述实施例的CSMA时隙提供设备91，以及上述实施例的 CSMA时隙获取设备92。

本实施例的通信系统中，执行CSMA时隙提供及CSMA时隙获取的 流程与上述实施例的CSMA时隙提供设备及CSMA时隙获取设备的工作 流程相同，故此处不再赘述。

根据本实施例的通信系统，由于在信标帧中携带CSMA时隙，以及用 于标识CSMA时隙的适用设备的属性信息，使得只有该属性信息所指定的 CSMA时隙的适用设备能够使用该CSMA时隙发送报文，实现了在分配 CSMA时隙时指定CSMA时隙的适用范围。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其 限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术 人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或 者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技 术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。