本发明涉及mesh网络通信技术领域，尤其涉及一种mesh网络中资源调度方法及mesh网络节点。
背景技术：
集中式调度是mesh(网状网)网络中常用的一种资源调度方法。通常，所有的节点都将业务需求上报给主节点，主节点根据一定的算法将可用的网路资源分配给各节点，同时指定各节点的发送参数，如调制和编码方式等，可以看出，在这种方法中，要求主节点维护全网节点的大量信息，如节点之间的信道质量等。当网络规模较大时，主节点的负载较大，容易成为网络性能的瓶颈，而且各节点上报各自信息所需的信令开销也较大，而且一旦主节点不能正常工作时，网络恢复的时间比较长，不符合自组织网络的特点。
技术实现要素：
本发明主要解决的技术问题是，提供一种mesh网络中资源调度方法及mesh网络节点，有效解决主节点的网络负载过大问题，提高网络性能的稳定性。
为解决上述技术问题，本发明的第一方面是：一种mesh网络中资源调度方法，所述mesh网络包括主节点和多个从节点；所述方法包括：所述主节点获取自身以及所述多个从节点的业务需求信息；根据所述业务需求信息为所述多个从节点分配时域资源；以及将每个从节点的时域资源分配信息分别发送给对应的从节点，以使每个从节点确定各自分配得到的时域资源，并在所述各自的时域资源上进行频域资源分配。
为解决上述技术问题，本发明的第二方面是：一种mesh网络节点，应用于mesh网络，包括：处理模块，用于获取自身以及多个不同于所述mesh网络节点的从节点的业务需求信息，并根据所述业务需求信息为多个从节点分配时域资源；发送模块，用于将每个从节点的时域资源分配信息分别发送给对应的从节点，以使每个从节点确定各自分配得到的时域资源，并在所述各自的时域资源上进行频域资源分配。
为解决上述技术问题，本发明的第三方面是：一种mesh网络节点，应用于mesh网络，包括发送器、存储器和处理器，其中：所述存储器用于存储被配置为被所述处理器执行的程序指令；所述处理器执行所述程序指令，用于：获取自身以及所述多个从节点的业务需求信息；根据所述业务需求信息为所述多个从节点分配时域资源；以及通过所述发送器将每个从节点的时域资源分配信息分别发送给对应的从节点，以使每个从节点确定各自分配得到的时域资源，并在所述各自的时域资源上进行频域资源分配。
为解决上述技术问题，本发明的第四方面是：一种mesh网络中资源调度方法，所述mesh网络包括主节点和多个从节点；所述方法包括：所述从节点获取业务需求信息；所述主节点上报业务需求信息，以使所述主节点根据自身以及所述多个从节点的业务需求信息为所述多个从节点分配时域资源；接收对应的时域资源分配信息，并在分配得到的时域资源上进行频域资源分配。
为解决上述技术问题，本发明的第五方面是：一种mesh网络节点，应用于mesh网络，包括发送模块、接收模块和处理模块，其中：所述处理模块用于获取业务需求信息，并通过所述发送模块向mesh网络中的主节点上报业务需求信息，以使所述主节点根据自身以及所述多个从节点的业务需求信息为所述多个从节点分配时域资源；以及通过所述接收模块接收对应的时域资源分配信息，并在分配得到的时域资源上进行频域资源分配。
为解决上述技术问题，本发明的第六方面是：一种mesh网络节点，应用于mesh网络，包括发送器、接收器、存储器和处理器，其中：所述存储器用于存储被配置为被所述处理器执行的程序指令；所述处理器执行所述程序指令，用于：获取业务需求信息；通过所述发送器向mesh网络中的主节点上报业务需求信息，以使所述主节点根据自身以及所述多个从节点的业务需求信息为所述多个从节点分配时域资源；以及通过所述接收器接收对应的时域资源分配信息，并在分配得到的时域资源上进行频域资源分配。
本发明的有益效果有：在mesh网络中，主节点通过从节点上报的业务需求信息为从节点分配时域资源，并将从节点的时域资源分配信息发送给对应的从节点，实现资源的第一级调度，进而从节点在各自的动态时域资源上进行频域资源分配，以实现资源的第二级调度，从而，相对现有技术中主节点的集中式调度，有效解决主节点的负载过大的问题，提高网络性能的稳定性。
附图说明
下面将结合附图及实施方式对本发明作进一步说明，附图中：
图1是一种mesh网络的系统示意图；
图2是上述mesh网络中每帧的示意图；
图3是上述mesh网络中每帧内静态时域资源的一种分配示意图；
图4是本发明的mesh网络中资源调度方法第一实施例的流程示意图；
图5是上述实施例中步骤s42的具体流程示意图；
图6是使用图4中的方法后下一帧内的时域资源分配信息；
图7是本发明的mesh网络中资源调度方法第二实施例的流程示意图；
图8是本发明在图6的基础上进行频域资源分配的示意图；
图9是本发明的mesh网络节点第一实施例的结构示意图；
图10是本发明的mesh网络节点第二实施例的结构示意图；
图11是本发明的mesh网络节点第三实施例的结构示意图；
图12是本发明的mesh网络节点第四实施例的结构示意图。
具体实施方式
为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案做进一步详细描述。
如图1所示，是一种mesh网络的系统示意图，mesh网络包括一个主节点11和从节点12-14。主节点11和从节点12-14均可以进行无线的数据转发，并且可以通过多跳的无线链路连接到外部网络(externalnetwork)，例如internet。此外，mesh网络也可以包括具有无线转发功能的用户终端设备，例如手机、移动电脑等各种可移动设备。
mesh网络中的每帧包括静态时域资源和动态时域资源，每帧的静态时域资源固定分配给主节点11和多个从节点12-14。在本实施例中，如图2所示，每帧包括20个子帧，每个子帧的长度为1ms，在每帧内，t0-t9为静态子帧，用于配置静态时域资源，t10-t19为动态子帧，用于配置动态时域资源。以图1中的mesh网络系统为例，每帧内的静态时域资源固定分配给主节点11和从节点12-14，如图3所示，主节点11固定占用静态子帧t0，从节点12-14占用静态子帧t1-t9的1个子帧，其中，从节点12固定占用静态子帧t1，从节点13固定占用静态子帧t2，从节点14固定占用静态子帧t3。
下面以图1中的mesh网络系统为例，并结合图3对本发明进行详细的说明。
如图4所示，是本发明的mesh网络中资源调度方法第一实施例的流程示意图，该方法由上述主节点11执行。该方法包括以下步骤：
步骤s41：主节点获取自身以及多个从节点的业务需求信息。
具体地，在步骤s41中，主节点11获取多个从节点12-14的业务需求信息，包括：主节点11分别接收多个从节点12-14通过当前帧中各自的静态时域资源上报的各自在当前帧内的业务需求信息。业务需求信息通过bsr(bufferstatereport，缓冲区状态报告)表示，包括所有lc缓存的字节数总和。在当前帧内，从节点12(或者13或者14)通过各自的静态时域资源，即在一个静态子帧内，以广播的形式向主节点11上报bsr，例如，从节点12在静态子帧t1内以广播的形式向主节点11上报其bsr，在一帧内，从节点12还在静态子帧t1内以广播的形式向主节点11上报其bsr，即从节点12以一个帧的帧长为周期向主节点11上报其bsr。
具体地，在步骤s41中，主节点11获取自身的业务需求信息包括：主节点维护当前帧内自身的业务对象信息，并根据业务对象信息在当前帧的帧长内生成当前帧内的业务需求信息。
在mesh网络中，主节点11的bo(businessobject，业务对象)由其自身来维护，主节点11维护当前帧内自身的业务对象信息，并根据业务对象信息在当前帧的帧长内生成当前帧内的业务需求信息，具体地包括：维护当前传输时间间隔内各个逻辑信道的缓存状态，并利用下述公式计算当前帧内的业务需求信息；
bsr＝bsrinit-bsrstatic-bsrdyn
其中，bsr表示当前帧内的业务需求信息，bsrinit为主节点在当前帧的起始时刻的缓存量，bsrstatic为静态区域在逻辑信道上传输的tbsize的预估值，bsrdyn为动态区域在逻辑信道上传输的tbsize的预估值。
逻辑信道上传输的tbsize的预估值是将调度的调度信息，由上式可知，主节点11需要预估当前帧内所有子帧的调度信息，以进行维护。tbsize(transportblocksize，传输块大小)的预估值由相应的预估方法来获取，其中，在tbsize的预估方法中，根据宽带cqi(channelqualityinformation，信道质量状况)，采用合适的mcs(modulationandcodingscheme，调制编码方案)，查表得到itbs(表示tbsize索引)，再根据prb(physicalresouceblock，物理资源块)个数，查表得到tbsize，在此过程中确保码率不超过预定的上限值，在本领域技术人员的理解范围之内，不作详细说明。
步骤s42：根据业务需求信息为多个从节点分配时域资源。
主节点11根据业务需求信息为多个从节点12-14分配时域资源，在mesh网络中，当前帧内的业务需求信息用作主节点11分配动态时域资源的决策，具体地，步骤s42包括：根据当前帧内的业务需求信息为多个从节点分配下n帧内的动态时域资源，其中，n为至少取1的整数。当前帧内的业务需求信息为多个从节点分配下n帧内的动态时域资源，即当前帧内的业务需求信息对下n帧有效，当n取1时，当前帧内的业务需求信息对下一帧有效。
具体地，以n取1为例进行说明，在下一帧内，如图5所示，该步骤s42包括以下步骤：
步骤s421：根据主节点的业务需求信息和多个从节点的业务需求信息，获取主节点以及每个从节点的业务需求量；
步骤s422：计算主节点以及每个从节点的业务需求量比例；
步骤s423：根据业务需求量比例分配下n帧内的动态时域资源给主节点以及每个从节点。
主节点11接收到从节点12-14的业务需求信息(即bsr)，根据各个业务需求信息以及自身的业务需求信息获取各自的业务需求量(即bsr值)，进而执行步骤s422和步骤s423，主节点11分配下n帧内的动态时域资源给主节点11以及从节点12-14，此时，主节点得到下n帧内的时域资源分配信息。举例说明，主节点11的bsr值为20，从节点12的bsr值为30，从节点13的bsr值为50，从节点14的bsr值为60，则各个节点的业务需求量比例为2:3:5:6，此时，以图3中的动态时域资源为例，请同时参考图3，每帧内，动态时域资源的总数为16，进而，分配给主节点11自身的动态时域资源的数量为16*(2/(2+3+5+6))即2，同理，分配给从节点12的动态时域资源的数量为3，分配给从节点13的动态时域资源的数量为5，分配给从节点14的动态时域资源的数量为6，如图6所示的下一帧内的时域资源分配信息。
步骤s43：将每个从节点的时域资源分配信息分别发送给对应的从节点，以使每个从节点确定各自分配得到的时域资源，并在各自的时域资源上进行频域资源分配。
经过上述步骤，主节点11可得到下一帧内的动态时域资源分配信息，每个从节点所分配到的动态时域资源的数量，对应地，将每个从节点的时域资源分配信息分别发送给从节点12-14，进而从节点12-14分别在各自的动态时域资源上进行频域资源分配。
具体地，步骤s43包括：主节点在下n帧的起始时刻将每个从节点在下n帧内的时域资源分配信息分别发送给对应的从节点。
如图7示，是本发明的mesh网络中资源调度方法第二实施例的流程示意图，该方法由上述从节点12或者13或者14执行，下面以该方法由从节点12执行为例进行说明，该方法包括以下步骤：
步骤s71：获取业务需求信息。
具体地，该步骤s71包括：从节点维护当前帧内自身的业务对象信息，并根据业务对象信息在当前帧的帧长内生成当前帧内的业务需求信息。
在mesh网络中，各个从节点的bo由其自身来维护，从节点12维护当前帧内自身的业务对象信息，并根据业务对象信息在当前帧的帧长内生成当前帧内的业务需求信息，具体地包括：维护当前传输时间间隔内各个逻辑信道的缓存状态，并计算当前帧内的业务需求信息，当前帧内的业务需求信息的计算公式为：
bsr＝bsrinit-bsrstatic-bsrdyn
其中，bsr表示当前帧内的业务需求信息，bsrinit为从节点在当前帧的起始时刻的缓存量，bsrstatic为静态区域在逻辑信道上传输的tbsize的预估值，bsrdyn为动态区域在逻辑信道上传输的tbsize的预估值。
逻辑信道上传输的tbsize的预估值是将调度的调度信息，由上式可知，从节点12需要预估当前帧内所有子帧的调度信息，以进行维护。tbsize的预估值由相应的预估方法来获取，其中，tbsize的预估方法在上述实施例中已说明，在此不作说明。
步骤s72：向主节点上报业务需求信息，以使主节点根据自身以及多个从节点的业务需求信息为多个从节点分配时域资源。
具体地，该步骤s72包括：从节点通过当前帧中分配到的静态资源向主节点上报自身在当前帧内的业务需求信息，其中，当前帧内的业务需求信息用于主节点为多个从节点分配下n帧内的动态时域资源。当前帧内的业务需求信息包括所有lc缓存的字节数总和。在当前帧内，从节点12通过自身的静态时域资源，即在静态子帧t1内以广播的形式向主节点11上报其bsr。
主节点根据自身以及多个从节点的业务需求信息为多个从节点分配时域资源。具体地内容在上述实施例中已作说明，在本领域技术人员理解的范围内，不再说明。
步骤s73：接收对应的时域资源分配信息，并在分配得到的时域资源上进行频域资源分配。
具体地，该步骤s73包括：从节点在下n帧的起始时刻接收对应在下n帧内的时域资源分配信息。
从节点12在分配得到的时域资源上，即图6中的子帧t6-t8上进行频域资源分配，具体地，从节点12根据与自身相邻的相邻节点以及发送业务量，其中，相邻节点为从节点12需要向其发送业务的目的节点，在其动态时域资源上为其相邻节点分配频域资源，请同时参考图1，即为主节点11和从节点13分配频域资源，同理，此时，从节点13和从节点14也在其动态时域资源上为其相邻节点分配频域资源，当然，主节点11也可在其动态时域资源上为其相邻节点分配频域资源。如图8所示，从节点13在子帧t19-t13上为主节点11、从节点12和从节点13分配频域资源，从节点13在子帧t14-t19上为主节点11和从节点13分配频域资源。当然，此时，主节点11也在子帧t4-t5上为从节点12-14分配频域资源。
如图9所示，是本发明的mesh网络节点第一实施例的结构示意图，该mesh网络节点应用于mesh网络中，可用作上述图1中的主节点11。该mesh网络节点900包括处理模块910和发送模块920。
处理模块910用于获取自身以及多个不同于mesh网络节点的从节点的业务需求信息，并根据业务需求信息为多个从节点分配时域资源。
发送模块920用于将每个从节点的时域资源分配信息分别发送给对应的从节点，以使每个从节点确定各自分配得到的时域资源，并在各自的时域资源上进行频域资源分配。
上述mesh网络节点的模块可对应用于执行上述方法第一实施例中的各个步骤，具体说明请参阅上述方法第一实施例的描述。
如图10所示，是本发明的mesh网络节点第二实施例的结构示意图，该mesh网络节点应用于mesh网络中，可用作上述图1中的从节点12或者13或者14，下面以用作从节点12为例进行说明，该mesh网络节点1000包括处理模块1010、发送模块1020和接收模块1030。
发送模块1020用于向主节点11上报业务需求信息。
接收模块1030用于接收对应的时域资源分配信息。
处理模块1010用于获取业务需求信息，并通过发送模块1020向主节点上报业务需求信息，以使主节点根据自身以及多个从节点的业务需求信息为多个从节点分配时域资源；以及通过接收模块1030接收对应的时域资源分配信息，并在分配得到的时域资源上进行频域资源分配。
上述mesh网络节点的模块可对应用于执行上述方法第二实施例中的各个步骤，具体说明请参阅上述方法第二实施例的描述。
如图11所示，是本发明的mesh网络节点第三实施例的结构示意图，该mesh网络节点应用于mesh网络中，可用作上述图1中的主节点11。该mesh网络节点1100包括发送器1110、存储器1120、处理器1130以及总线1140。
发送器1110用于将将每个从节点的时域资源分配信息分别发送给对应的从节点。
存储器1120用于存储被配置为被处理器1130执行的程序指令以及在处理器1130工作过程中所需保存或缓存的数据。
在本实施例中，处理器1130通过调用存储器1120内存储的程序指令，用于执行：
获取自身以及多个从节点的业务需求信息；
根据业务需求信息为多个从节点分配时域资源；以及
通过发送器1110将每个从节点的时域资源分配信息分别发送给对应的从节点，以使每个从节点确定各自分配得到的时域资源，并在各自的时域资源上进行频域资源分配。
处理器1130可对应用于执行上述方法第一实施例中的各个步骤，具体说明请参阅上述方法第一实施例的描述。
上述处理器1130还可以称为cpu(centralprocessingunit，中央处理单元)。存储器1120可以包括只读存储器和随机存取存储器，并向处理器1130提供指令和数据。存储器1120的一部分还可以包括非易失性随机存取存储器(nvram)。具体的应用中，mesh网络节点的上述各个组件通过总线1140耦合在一起，其中总线1140除包括数据总线之外，还可以包括电源总线、控制总线和状态信号总线等。但是为了清楚说明起见，在图中将各种总线都标为总线1140。
如图12所示，是本发明的mesh网络节点第四实施例的结构示意图，该mesh网络节点应用于mesh网络中，可用作上述图1中的从节点12或者13或者14，下面以用作从节点12为例进行说明，该mesh网络节点1200包括发送器1210、存储器1220、处理器1230、总线1240以及接收器1250。
发送器1210用于向主节点11上报业务需求信息。
接收器1250用于接收对应的时域资源分配信息。
存储器1220用于存储被配置为被处理器1230执行的程序指令以及在处理器1230工作过程中所需保存或缓存的数据。
在本实施例中，处理器1230通过调用存储器1220内存储的程序指令，用于执行：
获取业务需求信息；
通过发送器1210向mesh网络中的主节点上报业务需求信息，以使主节点根据自身以及多个从节点的业务需求信息为多个从节点分配时域资源；以及
通过接收器1250接收对应的时域资源分配信息，并在分配得到的时域资源上进行频域资源分配。
处理器1230可对应用于执行上述方法实施例中的各个步骤，具体说明请参阅上述方法实施例的描述。
上述处理器1230还可以称为cpu(centralprocessingunit，中央处理单元)。存储器1220可以包括只读存储器和随机存取存储器，并向处理器1230提供指令和数据。存储器1220的一部分还可以包括非易失性随机存取存储器(nvram)。具体的应用中，mesh网络节点的上述各个组件通过总线1240耦合在一起，其中总线1240除包括数据总线之外，还可以包括电源总线、控制总线和状态信号总线等。但是为了清楚说明起见，在图中将各种总线都标为总线1240。
结合上述实施例的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于如图8所示的存储器1120或者如图12所示的存储器1220，处理器读取存储器1120或者1220中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
为此，本发明还提供了一个计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质具体可用作如图8所示的存储器1120或者如图12所示的存储器1220，其存储有可在处理器上运行的程序指令，具体地，在本实施例中，程序指令用于执行如上述第一实施例或者第二实施例中的mesh网络中资源调度方法。
综述，本发明中，主节点通过从节点上报的业务需求信息为从节点分配时域资源，并将从节点的时域资源分配信息发送给对应的从节点，实现资源的第一级调度，进而从节点在各自的动态时域资源上进行频域资源分配，以实现资源的第二级调度，从而，相对现有技术中的主节点的集中式调度，有效解决主节点的负载过大的问题，提高网络性能的稳定性。
以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围。