低功耗的网络多址接入方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及无线物联网领域。更具体地说，本发明涉及一种低功耗的网络多址接入方法。
【背景技术】
[0002]网络多址接入方法，用于服务器通过网关设备与若干个终端设备之间进行通信的网络多址数据传输，其中网关设备给终端设备传输信息称为下行传输，而终端设备为网关设备传输信息称为上行传输。网关设备与终端设备之间间歇性地通讯。因此可以将时间分成通讯时间和非通讯时间。在通讯时间中，既可能存在上行传输，也可能存在下行传输。而只要是在通讯时间，所有终端设备和网关设备都是处于唤醒状态，以免耽误信息收发，但这样会消耗大量的电能。
[0003]因此为了解决终端设备进行上、下行传输时消耗大量电能的问题，终端设备必须能够在没有数据传输时进行休眠。现有的低功耗的网络多址接入方法主要包括：基于时分多址（TDMA)的时间同步方案和时间异步方案：
[0004]基于时分多址的时间同步方案中，网关设备给接入同一网络的每一个终端设备分配固定的时间段，终端设备只能在固定时间段内进行上、下行传输，其它时间则休眠，因此同一网络中设备数量越多，单个设备两次传输信息的时间间隔越长，会带来很大的传输延迟。
[0005]时间异步方案目前具有两种不同的处理方式，其中一种时间异步方案允许终端设备按自己的需求实时发送上行信息，但无法在低功耗情况下实时接收下行信息，因此主要适用于终端设备主动上传数据的网络；而另一种时间异步方案则允许终端设备实时接收下行信息，但网关设备必须长时间占用信道，以至于终端设备没有足够的信道发送上行信息，导致带宽严重浪费，通信效率低下，主要适用于终端设备接收下行指令的网络，因此时间异步方案不能实现既需要上传信息又需要接收下行信息的网络情况。
[0006]因此，发明一种既不消耗太多电能，又能保证终端设备及时、快速地进行数据传输，同时终端设备能够及时接收网关发送的应答消息的网络多址接入方法显得十分必要。
【发明内容】
[0007]本发明的一个目的是解决至少上述问题和缺陷，并提供后面将说明的优点。
[0008]本发明还有一个目的是通过给一个信标周期设定出多个时段，网关和终端设备在不同的时段内进行上、下行信息传输，满足不同的传输需求，在不进行信息传输时保持休目民，实现了低功耗传输信息的目的。
[0009]本发明还有一个目的是根据每个信标周期中预约消息中上行消息和下行消息的数量，为每个信标周期划分不同时长的预约上行时段和预约下行时段动态调节一个信标周期内的上、下行网络带宽资源分配。
[0010]本发明还有一个目的是网关在发送一个应答信息中包含了对终端设备多个信标周期的上行信息的应答，以减少通信量，避免浪费带宽。
[0011]本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
[0012]本发明提供了一种低功耗的网络多址接入方法，用于服务器通过网关设备与若干个终端设备之间进行通信的网络多址数据传输，包括:
[0013]将数据传输的时间轴划分为多个信标周期；
[0014]在当前信标周期开始的第一个时段内，所有终端设备加电后进入唤醒状态，以侦听所述网关设备向终端设备发送的预约消息的传输时间的通知，所述预约消息的传输时间的通知由所述服务器设置；
[0015]在当前信标周期的第一个时段之后的时段内，所有终端设备进入休眠状态，但是与预约消息的传输相应的终端设备会根据所述预约消息的传输时间的通知而彼此独立地被按时唤醒，以实现预约消息的传输。
[0016]优选地，所述多个信标周期的划分方法为划分为连续的、固定时长的信标周期，其中所述固定时长的设置时段长度与网络传输速度成负相关。
[0017]优选地，所述第一个时段为信标时段，其后还包括有以下时段:
[0018]预约上行时段，在该时段内传送预约消息中的、从终端设备发送至服务器的上行消息；
[0019]预约下行时段，在该时段内传送预约消息中的、从服务器发送至终端设备的下行消息。
[0020]优选地，所述第一个时段之后还包括有以下时段:
[0021]自由竞争时段，在该时段内传送非预约消息中的、从终端设备发送至服务器的上行消息；并且
[0022]在该时段内，进入休眠状态的终端设备中要发送上行消息的终端设备被加电后进入唤醒状态，以实现上行消息的传输。
[0023]优选地，由所述服务器根据重要程度确定从终端设备发送至服务器的所有上行消息的级别，级别高的上行消息设置在预约消息中，而级别低的上行消息设置在非预约消息中，且所有下行消息均设置在预约消息中。
[0024]优选地，所述服务器根据每个信标周期中预约消息中上行消息和下行消息的数量，为每个信标周期划分不同时长的预约上行时段和预约下行时段，并在信标时段将划分信息发送给终端设备。
[0025]优选地，每个信标周期被划分为η个等时长的时间小节，时间小节的时长大于在信标时段起始消息从网关设备发出到终端设备侦听到所需要的时长；并且
[0026]信标时段、预约上行时段、预约下行时段和自由竞争时段是时长均为时间小节的整数倍。
[0027]优选地，在自由竞争时段，与所有非预约消息中的上行消息的传输相应的终端设备自由确定上行消息的具体发送时间小节，但在发送前需侦听其它终端设备的发送信号，若不能够侦听到发送信号，则立即进行上行消息的发送，若能够侦听到发送信号，则自由向后推迟发送的时间小节，然后再进行侦听以确定是否可以发送，直到当前信标周期结束。
[0028]优选地，所述服务器根据一信标周期内上行消息的性质，对待应答的上行消息进行应答，并且在该信标周期之后的第X个信标周期内的信标时段，对该信标周期内的所有应当发送捆绑应答消息给终端设备，其中X为整数。
[0029]优选地，在信标时段内，还发送标记网关设备当前时间的时间戳，终端设备接收到该时间戳后，调整终端设备的时间与网管设备的时间同步。
[0030]本发明提供了一种低功耗的网络多址接入方法，将数据传输的时间轴划分为多个信标周期，在当前信标周期开始的第一个时段内，所有终端设备加电后进入唤醒状态，以侦听所述网关设备向终端设备发送的预约消息的传输时间的通知，所述预约消息的传输时间的通知由所述服务器设置，在当前信标周期的第一个时段之后的时段内，所有终端设备进入休眠状态，但是与预约消息的传输相应的终端设备会根据所述预约消息的传输时间的通知而彼此独立地被按时唤醒，由此能够构建低成本、低功耗、低延迟、大规模、高效率的网络。
【附图说明】
[0031]图1 :本发明中终端设备接受信息和发送信息的时序示意图；
[0032]图2 :本发明中终端设备的工作流程框图。
【具体实施方式】
[0033]下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
[0034]应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添