约上行和预约下行时间，而在第n+1个信标周期发送的预约传输时间设置帧中则只包含预约下行时间。假设网关设备在第n个信标周期发送的预约传输时间设置帧中设置预约上行时间点为A :n :1，则终端设备A解析后知道自己应当在该信标周期的第11个小节开始发送预约上行信息，其中10 = 10(信标时段长度）+1 (预约上行时间点），其它终端设备则在整个预约上行时段中保持静默，因此不会产生上行冲突，避免了上行信息丢失。类似的，第n个信标周期发送的预约传输时间设置帧中设置预约下行时间点为B:1 A：5 C:10，则终端设备B解析后知道自己应当在当前信标周期的第15个小节开始接收预约下行信息，其中15 = 10 (信标时段长度）+4 (预约上行时段长度）+1 (预约下行时间点)，终端设备A解析后知道自己应当在第19个小节开始接收预约下行信息，其中19 = 10 (信标时段长度）+4 (预约上行时段长度）+5 (预约下行时间点），而终端设备C解析后知道自己应当在第24个小节开始接收预约下行信息，其中24 = 10(信标时段长度)+4 (预约上行时段长度)+10 (预约下行时间点)。网关设备采用相同的计算方法，在相应时间点开始发送相应下行信息。按照这种方式，终端设备一方面可以及时的接收下行信息，另一方面在预约下行时段中没有预约下行信息时可以休眠，从而降低了功耗。
[0059]自由竞争时段中，所有终端设备均可发送上行信息，为避免冲突，在发送需要进行冲突检测，先感知周边是否有正在发送上行信息的节点，如果可能产生冲突，则随机退避一段时间再次尝试发送。如图1所示，第n+1个信标周期内，终端设备C在尝试发送上行信息前进行冲突检测，发现与终端设备B正在发送上行信息Bn+1，因此随机退让一段时间后，再次进行冲突检测，结果发现没有冲突，才发送上行信息Cn+Ι。
[0060]图2是终端设备的一般工作流程。终端设备加电后即进入传输状态，侦听信标帧，如果没有接收到信标帧，则休眠一段时间，重新进入传输状态。终端设备获取信标帧后，解析其中的时间戳，根据时间戳同步自己的时间，并获取当前周期的传输模式设定。然后接收捆绑应答帧，以及预约传输时间设置帧，并根据传输时间设置，按照前文所述方式，在相应的时间点发送预约上行信息或接收预约下行信息，以及发送上行信息，其它时间进入休眠状态。当前信标周期结束后，如果需要同步，或者有上行信息待发送，或者需要进行预约信息传输，则进入传输状态，否则继续进行休眠。这种工作方式，可以有效降低终端设备功耗。
[0061]尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
【主权项】
1.一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，其特征在于，包括: 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，以实现预约消息的传输。2.如权利要求1所述的低功耗的网络多址接入方法，其特征在于，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。3.如权利要求1所述的低功耗的网络多址接入方法，其特征在于，所述第一个时段为信标时段，其后还包括有以下时段: 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; 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。4.如权利要求3所述的低功耗的网络多址接入方法，其特征在于，所述第一个时段之后还包括有以下时段: 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 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。5.如权利要求4所述的低功耗的网络多址接入方法，其特征在于，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。6.如权利要求3所述的低功耗的网络多址接入方法，其特征在于，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。7.如权利要求6所述的低功耗的网络多址接入方法，其特征在于，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 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。8.如权利要求7所述的低功耗的网络多址接入方法，其特征在于，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。9.如权利要求8所述的低功耗的网络多址接入方法，其特征在于，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。10.如权利要求1所述的低功耗的网络多址接入方法，其特征在于，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。
【专利摘要】本发明公开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：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；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。本发明能够有效解决多个终端设备多址接入同一网络的问题，具有功耗小、成本低、容量大、实时性高等优点，适用于基于低速远距传输技术构建的物联网。
【IPC分类】H04W74/00
【公开号】CN105025585
【申请号】CN201510445516
【发明人】杨广学
【申请人】武汉慧联无限科技有限公司
【公开日】2015年11月4日
【申请日】2015年7月24日