本发明涉及通信技术领域，具体而言，涉及一种节点双模感知方法及通信系统。
背景技术：
无线MESH网络(无线网格网络)是多跳(multi-hop)网络，由Ad-Hoc(点对点模式)网络发展而来。多跳网络由多个节点(比如，一个中心节点+多个普通节点的节点组合方式)组成。
在组网完成时，中心节点需要对普通节点的上线情况进行感知，以便于对整个通信系统中的普通节点进行管控。在现有技术中，中心节点通常采用发送无线感知帧的方式对通信系统中的普通节点进行感知。采用无线通信感知的缺点在于：由于无线通信状态不理想、基站位置设置不合理、天线倾角设置不合理等多种因素的影响，无线网络会出现无线孤岛的情况，处于无线孤岛覆盖区域内的普通节点无法接收到其它节点发送的无线信号。由此，中心节点无法对处于无线孤岛区域内的普通节点进行感知。
技术实现要素：
本发明实施例提供一种节点双模感知方法及通信系统。
第一方面，本发明实施例提供一种节点双模感知方法，应用于通信系统，所述通信系统包括中心节点及包围在所述中心节点外的至少一层节点层，所述方法包括：
所述中心节点通过双模通信向节点层中的目标节点发送感知信息；
所述目标节点接收感知信息，并对接收的感知信息进行逻辑运算处理，将经过逻辑运算处理的感知信息转发给下一层目标节点重复进行感知信息的逻辑运算处理及转发，直到转发的目标节点为预先已知的外层节点；
所述外层节点将经过逻辑运算处理后的感知信息逐层回传给所述中心节点，由所述中心节点对回传的所述感知信息进行分析，以确定通信系统的节点在网状态。
第二方面，本发明实施例提供一种通信系统，所述通信系统包括中心节点及包围在所述中心节点外的至少一层节点层，其中：
所述中心节点，用于通过双模通信向节点层中的目标节点发送感知信息；
所述目标节点，用于接收感知信息，并对接收的感知信息进行逻辑运算处理，将经过逻辑运算处理的感知信息转发给下一层目标节点重复进行感知信息的逻辑运算处理及转发，直到转发的目标节点为预先已知的外层节点；
所述外层节点，用于将经过逻辑运算处理后的感知信息逐层回传给所述中心节点，由所述中心节点对回传的所述感知信息进行分析，以确定通信系统的节点在网状态。
相对于现有技术而言，本发明具有以下有益效果：
本发明实施例提供一种节点双模感知方法及通信系统，所述方法应用于所述通信系统，所述通信系统包括中心节点及包围在所述中心节点外的至少一层节点层，所述方法包括：所述中心节点通过双模通信向节点层中的目标节点发送感知信息。所述目标节点接收感知信息，并对接收的感知信息进行逻辑运算处理，将经过逻辑运算处理的感知信息转发给下一层目标节点重复进行感知信息的逻辑运算处理及转发，直到转发的目标节点为预先已知的外层节点。所述外层节点将经过逻辑运算处理后的感知信息逐层回传给所述中心节点，由所述中心节点对回传的所述感知信息进行分析，以确定通信系统的节点在网状态。由此，通过双模通信进行节点感知，可让处于无线孤岛区域内的普通节点也被感知到，可有效提升中心节点对普通节点的感知能力，全面掌握网内节点的工作状态。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它相关的附图。
图1是本发明实施例提供的通信系统的示意图。
图2是本发明实施例提供的节点双模感知方法的步骤流程图之一。
图3是本发明实施例提供的图2所示的步骤S110的子步骤流程图。
图4是本发明实施例提供的图2所示的步骤S120的子步骤流程图。
图5是本发明实施例提供的图2所示的步骤S130的子步骤流程图。
图6是本发明实施例提供的节点双模感知方法的步骤流程图之二。
图标：100-通信系统；110-中心节点；120-节点层；122-普通节点；124-外层节点。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
本发明实施例提供一种通信系统100。请参照图1，图1是本发明实施例提供的通信系统100的示意图。所述通信系统100包括中心节点110、及包围在所述中心节点110外的至少一层节点层120。每层节点层120包括至少一个普通节点122。
在本实施例中，所述通信系统100可以是，但不限于，基于CFDA(Cellular Fixed-wireless Digital Access，微蜂窝式固定节点无线数据接入系统)的无线数据采集系统，CFDA无线数据采集系统广泛应用于生产线监控，水、电、气采集检测等工业及民用领域。
在本实施例中，所述中心节点110可以是CAC(Cellular Access Center，微蜂窝接入中心)，所述普通节点122可以是DAU(Distributed Access Unit，分布接入单元)。CAC安装于数据处理设备上，作为一定地理区域范围内的数据中心接入点，负责接收该地理区域内所有DAU发送的用户数据。DAU安装于每个用户的数据采集点上，与用户的数据采集设备相连，构成CFDA中的分布式数据采集接入的基础设备，负责将采集到的用户数据以多跳的方式发送给指定的CAC。
本发明实施例提供一种节点双模感知方法，所述方法应用于上述的通信系统100。所述通信系统100包括中心节点110及包围在所述中心节点110外的至少一层节点层120。下面对所述节点双模感知方法的步骤流程进行详细阐述。
请参照图2，图2是本发明实施例提供的节点双模感知方法的步骤流程图之一。所述方法包括：步骤S110、步骤S120及步骤S130。
步骤S110，所述中心节点110通过双模通信向节点层120中的目标节点发送感知信息。
在本实施例中，所述目标节点是指所述通信系统100中接收感知信息的普通节点122。
在本实施例中，所述中心节点110在进行节点感知之前，需要完成通信组网，通过通信组网完成所述通信系统100中所有节点之间通信通道的构建。在进行通信组网时，所述中心节点110可获知每个普通节点122的信号强度，设置每个普通节点122的通信时隙，并将通信时隙发送给对应的普通节点122。例如，所述通信系统100中有255个普通节点122，所述中心节点110可参考每个普通节点122到所述中心节点110的距离远近、每个普通节点122的信号强度等因素设置255个通信时隙，并将每个通信时隙发送给对应的普通节点122。
在本实施例中，每个普通节点122接收通信时隙后，即可获知自己距离中心节点110的远近。最外层节点层120上的普通节点122根据接收到的通信时隙可获知自己属于外层节点124，以便于在接收到感知信息后进行信息回传。
在本实施例中，所述双模通信包括载波通信及无线通信。本方案通过双模通信进行节点感知，可让处于无线孤岛区域内的普通节点122也被感知到，可有效提升中心节点110对普通节点122的感知能力，全面掌握网内节点的工作状态。
请参照图3，图3是本发明实施例提供的图2所示的步骤S110的子步骤流程图。所述步骤S110包括子步骤S111及子步骤S112。
子步骤S111，所述中心节点110将感知信息初始化配置到载波起始感知帧中，并将所述载波起始感知帧以载波通信方式广播发送给每层节点层120中的目标节点。
在本实施例中，由于载波具有较强的穿透能力，所述中心节点110可将感知信息初始化配置到载波起始感知帧中，并将所述载波起始感知帧以载波通信方式广播发送给每层节点层120中的目标节点。其中，所述中心节点110可在同一时刻或分时在三相载波上发送。
子步骤S112，当所述载波起始感知帧发送完毕时，所述中心节点110将初始化配置有所述感知信息的无线起始感知帧以无线通信方式广播发送给与所述中心节点110相邻的节点层120中的目标节点。
在本实施例中，由于无线的穿透能力较弱，对于距离中心节点110较远的节点，无线传输的信息需要借助中间节点进行转发。
在本实施例中，当所述载波起始感知帧发送完毕时，所述中心节点110立即将携带有所述感知信息的无线起始感知帧以无线通信方式广播发送给与所述中心节点110相邻的第一层节点层120中的目标节点。该第一层节点层120中的目标节点再向外发送给相邻的第二层节点层120中的目标节点。以此类推，直至发送给所述通信系统100中最外层节点层120上的外层节点124。
在本实施例中，由于载波传输速度较慢，无线传输速度较快，为了消除两种通信介质到达目标节点的时差，所述中心节点110可先发送载波起始感知帧。其中，所述载波起始感知帧发送完毕的时间点即为无线起始感知帧开始发送的时间点。
步骤S120，所述目标节点接收感知信息，并对接收的感知信息进行逻辑运算处理，将经过逻辑运算处理的感知信息转发给下一层目标节点重复进行感知信息的逻辑运算处理及转发，直到转发的目标节点为预先已知的外层节点124。
请参照图4，图4是本发明实施例提供的图2所示的步骤S120的子步骤流程图。所述步骤S120包括子步骤S121、子步骤S122、子步骤S123、子步骤S124及子步骤S125。
子步骤S121，所述目标节点在所述目标节点的通信时隙到来之前接收携带有感知信息的感知帧，并对所述感知帧进行解析，得到所述感知信息。
在本实施例中，所述感知帧包括：所述中心节点110发送的起始感知帧(载波起始感知帧和/或无线起始感知帧)和/或其它目标节点发送的转发感知帧(载波转发感知帧和/或无线转发感知帧)。
在本实施例中，所述通信时隙是所述目标节点自身对应的通信时隙。所述通信时隙规定了所述目标节点转发感知信息的时间。
子步骤S122，所述目标节点对所述感知信息进行逻辑运算处理，并保存逻辑运算结果。
在本实施例中，所述感知信息包括用于记录每个普通节点122的上线状态信息及整个通信系统100节点规模的节点上线状态表。在所述节点上线状态表中，为了便于记录每个普通节点122的上线状态，可用1表示节点在线，用0表示节点不在线。每个普通节点122的上线状态在所述节点上线状态表中均有对应的记录位置。
在本实施例中，所述目标节点获取通信时隙到来之前接收的所述感知信息中的节点上线状态表，并将获取的所述节点上线状态表与所述目标节点自身的节点上线状态表进行逻辑加(或运算)运算处理，并保存逻辑运算结果。
例如，假设通信系统100包括普通节点1、普通节点2、普通节点3及普通节点4，四个节点在节点上线状态表中上线状态的记录位置依次为t1、t2、t3、t4。若普通节点2接收的节点上线状态表为t1-1、t2-0、t3-0、t4-1(即，普通节点1、普通节点4在线，普通节点2、普通节点3不在线)，普通节点2处于在线状态，普通节点2自身的节点上线状态表为t1-0、t2-1、t3-0、t4-0。普通节点2将两个节点上线状态表按位进行逻辑加(或运算)运算处理，可得到结果为t1-1、t2-1、t3-0、t4-1的节点上线状态表。
子步骤S123，所述目标节点对所述感知帧的通信类型进行检测，检测是否只接收到载波感知帧。
在本实施例中，所述目标节点通信时隙到来之前对接收的所述感知帧的通信类型(无线或载波)进行检测，检测是否只接收到载波感知帧。
若为是，执行子步骤S124。
若为否，执行子步骤S125。
子步骤S124，所述目标节点在所述目标节点的通信时隙到来时，将所述逻辑运算结果携带到无线转发感知帧中以无线通信方式转发，并在下一个通信时隙到来时，将所述逻辑运算结果携带到载波转发感知帧中以载波通信方式转发，以使所述下一层目标节点重复进行感知信息的逻辑运算处理及转发，直到转发的目标节点为预先已知的外层节点124。
在本实施例中，若所述目标节点只接收到载波感知帧，说明所述目标节点可能处于无线孤岛覆盖区域内。所述目标节点在所述通信时隙到来时，将经过逻辑运算得到的节点上线状态表携带到无线转发感知帧中以无线通信方式转发，并在下一个通信时隙到来时，将所述节点上线状态表携带到载波转发感知帧中以载波通信方式转发。所述下一层目标节点重复进行感知信息的逻辑运算处理及转发处理，直到最外层节点层120的外层节点124。
在本实施例中，所述下一个通信时隙是指所述目标节点后一个节点的通信时隙。比如，所述目标节点为第10节点，则所述下一个通信时隙为第11节点的通信时隙。
在本实施例中，由于载波和无线通信速率可能不同，为了便于计算处理，所述目标节点发送的载波转发感知帧的长度与无线转发感知帧的长度可具有固定关系，比如，可按照2:1、1.5:1等长度关系发送感知帧。
子步骤S125，所述目标节点在所述目标节点的通信时隙到来时，将所述逻辑运算结果携带到无线转发感知帧中以无线通信方式转发，以使所述下一层目标节点重复进行感知信息的逻辑运算处理及转发，直到转发的目标节点为预先已知的外层节点124。
在本实施例中，若所述目标节点收到两种通信类型的感知帧或只收到无线感知帧，所述目标节点在所述通信时隙到来时，只以无线通信方式将无线转发感知帧转发。
在本实施例中，目标节点进行感知信息转发时，采用无线为主，载波为辅的通信策略，并且，各个节点之间优先按照无线通信的时间实现时间同步。
步骤S130，所述外层节点124将经过逻辑运算处理后的感知信息逐层回传给所述中心节点110，由所述中心节点110对回传的所述感知信息进行分析，以确定所述通信系统100的节点在网状态。
请参照图5，图5是本发明实施例提供的图2所示的步骤S130的子步骤流程图。所述步骤S130包括子步骤S131及子步骤S132。
子步骤S131，所述外层节点124对在所述外层节点124对应的通信时隙前接收的感知信息进行逻辑运算处理。
在本实施例中，所述外层节点124进行逻辑运算处理的操作可参照上述对子步骤S122的描述。
子步骤S132，所述外层节点124将经过逻辑运算处理的感知信息通过双模通信逐层回传给所述中心节点110。
在本实施例中，所述外层节点124将经过逻辑运算处理的感知信息通过双模通信逐层回传给所述中心节点110的方式与所述中心节点110向外发送感知信息的方式类似。所述外层节点124逐层回传的无线感知帧需要经由中间的节点层120上的普通节点122一层一层向内回传给中心节点110。
在本实施例中，所述中心节点110接收到回传的感知信息后，可对回传的感知信息进行分析，确定所述通信系统100的节点状态信息，获知每个普通节点122的上线状态。
请参照图6，图6是本发明实施例提供的节点双模感知方法的步骤流程图之二。所述方法还包括：步骤S140。
步骤S140，所述目标节点基于侦听规避机制对预设范围内的其它目标节点的感知帧转发情况进行监听。
在本实施例中，所述目标节点在通信时隙到来时，可基于侦听规避机制对自己通信范围内其它目标节点的感知帧转发情况进行监听，以防止两个以上的目标节点同时发送感知帧而产生通信冲突。
在本实施例中，所述目标节点在监听到冲突(即存在其他节点正在发送感知帧信息)时，所述目标节点可延后一个通信时隙或延迟一预设时间(可根据实际需求设定)再进行感知帧转发处理。
综上所述，本发明实施例提供一种节点双模感知方法及通信系统，所述方法应用于所述通信系统，所述通信系统包括中心节点及包围在所述中心节点外的至少一层节点层，所述方法包括：所述中心节点通过双模通信向节点层中的目标节点发送感知信息。所述目标节点接收感知信息，并对接收的感知信息进行逻辑运算处理，将经过逻辑运算处理的感知信息转发给下一层目标节点重复进行感知信息的逻辑运算处理及转发，直到转发的目标节点为预先已知的外层节点。所述外层节点将经过逻辑运算处理后的感知信息逐层回传给所述中心节点，由所述中心节点对回传的所述感知信息进行分析，以确定通信系统的节点在网状态。
由此，通过双模通信进行节点感知，可让处于无线孤岛区域内的普通节点也被感知到，可有效提升中心节点对普通节点的感知能力，全面掌握网内节点的工作状态。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。