CN111757452A - 一种网络状态维护方法及节点 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种网络状态维护方法及节点，涉及通信技术领域。该网络状态维护方法，应用于第一节点，包括：在所述第一节点需要进行状态转换的情况下，根据同步信道映射表按照两跳内无冲突的原则，将节点状态由第一状态转换为第二状态。上述方案，通过在所述第一节点需要进行状态转换的情况下，根据同步信道映射表并按照两跳内无冲突的原则，将节点状态由第一状态转换为第二状态，以此可以实现自组网中低时延接入和系统软容量两方面的性能要求。

Description

一种网络状态维护方法及节点

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种网络状态维护方法及节点。

背景技术

在无中心的同步自组网中，基于分布式的网络同步机制要求网络中的所有节点都要参与自组网的同步维护，通过周期性地广播网络同步参考信号，供在网节点的同步更新以及新节点入网时的同步信号搜索使用。同步自组网的全节点同步维护所需的信道资源分配通常面临时延、容量、可靠性等方面的性能要求。

现有的同步自组网技术方案中，同步信道的分配和获取机制要么是静态分配的、要么是持续占用的、要么是完全竞争式的，前二者接入时延较低、但是网络容量受限，后者容量不受限、但无法保证接入时延，且无法保证可靠接入。上述三种技术方案均无法同时满足低时延接入和系统软容量两方面要求。

发明内容

本发明实施例提供一种网络状态维护方法及节点，以解决现有的同步自组网技术中，同步信道的分配和获取机制无法同时满足低时延接入和系统软容量两方面的性能要求的问题。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供一种网络状态维护方法，应用于第一节点，包括：

在所述第一节点需要进行状态转换的情况下，根据同步信道映射表按照两跳内无冲突的原则，将节点状态由第一状态转换为第二状态。

可选地，所述第一状态为迁移状态，所述第二状态为在网状态，所述根据同步信道映射表按照两跳内无冲突的原则，将节点状态由第一状态转换为第二状态，包括：

根据最新的同步信道映射表，根据两跳内无冲突原则，占用空闲的第一目标同步信道，转入在网状态。

进一步地，所述占用空闲的第一目标同步信道，转入在网状态，包括：

在空闲的第一目标同步信道中发出占用申请，并在同一时帧内等待第二节点的冲突检测结果和冲突指示；

在没有接收到冲突指示时，占用所述第一目标同步信道，转入在网状态。

可选地，所述第一状态为冲突状态，所述第二状态为在网状态，所述根据同步信道映射表按照两跳内无冲突的原则，将节点状态由第一状态转换为第二状态，包括：

根据冲突指示退出当前同步信道，并根据最新的同步信道映射表按照两跳内无冲突的原则，重新选择空闲的第二目标同步信道，切换到所述第二目标同步信道转换到在网状态，在所述第二目标同步信道上发送占用通知。

可选地，在所述第一节点需要进行状态转换的情况下，根据同步信道映射表按照两跳内无冲突的原则，将节点状态由第一状态转换为第二状态之前，还包括：

在所述第一节点开机准备入网时，依据网络软容量参数生成同步信道映射表。

可选地，在所述第一节点开机准备入网时，依据网络软容量参数生成同步信道映射表之后，还包括：

根据所述同步信道映射表，生成第一同步信息承载；

以超帧为周期，将所述第一同步信息承载发送给第三节点；

其中，所述超帧包含预设个数的时帧。

进一步地，所述根据所述同步信道映射表，生成第一同步信息承载，包括：

根据所述同步信道映射表，提取同步信道状态信息；

根据所述同步信道状态信息，生成第一同步信息承载；

其中，所述第一同步信道状态信息用于指示：所述第一节点的一跳邻节点所占用的同步信道信息。

可选地，在所述第一节点开机准备入网时，依据网络软容量参数生成同步信道映射表之后，还包括：

接收第四节点发送的第二同步信息承载；

根据所述第二同步信息承载，更新同步信道映射表；

其中，所述第二同步信息承载中包括：同步信道状态信息。

具体地，所述同步信道状态信息用于指示：所述第四节点的一跳邻节点所占用的同步信道信息。

具体地，所述根据所述第二同步信息承载，更新同步信道映射表，包括以下实现方式中的至少一项：

若第一同步信道被邻节点占用，则将所述同步信道映射表中的所述第一同步信道的信道状态置为占用状态，记录占用所述第一同步信道的节点标识和占用所述第一同步信道的节点的跳数；

若第二同步信道未被邻节点占用，保持所述同步信道映射表中的所述第二同步信道的信道状态为空闲状态；

若第三同步信道的占用状态未更新，则将所述同步信道映射表中的所述第三同步信道的生存期的取值以预设步进递减；

若第四同步信道的生存期的取值到达阈值后仍未更新，将所述同步信道映射表中的所述第四同步信道的信道状态置为空闲状态；

若第五同步信道之前被第一目标节点占用，在当前时刻所述第五同步信道被第二目标节点占用，则将所述同步信道映射表中的所述第五同步信道的信道状态置为冲突状态。

可选地，所述接收第四节点发送的第二同步信息承载，包括：

处于初始状态的第一节点，采用预定义的同步码序列进行同步信号搜索，若搜索到第四节点发送的同步信号，则获取第四节点发送的第二同步信息承载。

具体地，所述同步信号的搜索持续时长为预设个数的同步信号搜索周期所占用的时长；

根据公式：P_search＝m×L_frame×N_Syn_CH，获取同步信号搜索周期；

其中，P_search为同步信号搜索周期；L_frame为时帧长度；N_Syn_CH为同步信道的预留资源，且N_Syn_CH≥Max_neighbor_2hop，Max_neighbor_2hop为网内最大两跳邻居数；m为正整数。

具体地，所述第二同步信息承载中还包括：同步码序列、所述第四节点的节点标识、同步等级和传输信道状态信息中的至少一项。

具体地，所述同步信道映射表中包含：信道标识、信道状态、占用同步信道的节点标识、占用同步信道的节点的跳数和当前时间到上一次更新时间的同步信道的生存期。

具体地，所述第一节点为同步自组网中的节点，所述同步自组网的链路帧结构为：

采用超帧、时帧和时隙的三级时间划分结构进行时分多址信道划分；

其中，时帧的结构包括：同步信道、控制信道和业务信道。

本发明实施例还提供一种节点，所述节点为第一节点，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序；其中，所述处理器执行所述程序时实现以下步骤：

在所述第一节点需要进行状态转换的情况下，根据同步信道映射表按照两跳内无冲突的原则，将节点状态由第一状态转换为第二状态。

可选地，所述第一状态为迁移状态，所述第二状态为在网状态，所述处理器执行所述根据同步信道映射表按照两跳内无冲突的原则，将节点状态由第一状态转换为第二状态的程序时实现以下步骤：

根据最新的同步信道映射表，根据两跳内无冲突原则，占用空闲的第一目标同步信道，转入在网状态。

进一步地，所述处理器执行所述占用空闲的第一目标同步信道，转入在网状态的程序时实现以下步骤：

在空闲的第一目标同步信道中发出占用申请，并在同一时帧内等待第二节点的冲突检测结果和冲突指示；

在没有接收到冲突指示时，占用所述第一目标同步信道，转入在网状态。

可选地，所述第一状态为冲突状态，所述第二状态为在网状态，所述处理器执行所述根据同步信道映射表按照两跳内无冲突的原则，将节点状态由第一状态转换为第二状态的程序时实现以下步骤：

根据冲突指示退出当前同步信道，并根据最新的同步信道映射表按照两跳内无冲突的原则，重新选择空闲的第二目标同步信道，切换到所述第二目标同步信道转换到在网状态，在所述第二目标同步信道上发送占用通知。

可选地，所述处理器执行所述程序时还实现以下步骤：

在所述第一节点开机准备入网时，依据网络软容量参数生成同步信道映射表。

可选地，所述处理器执行所述程序时还实现以下步骤：

根据所述同步信道映射表，生成第一同步信息承载；

以超帧为周期，将所述第一同步信息承载发送给第三节点；

其中，所述超帧包含预设个数的时帧。

进一步地，所述处理器执行所述根据所述同步信道映射表，生成第一同步信息承载的程序时实现以下步骤：

根据所述同步信道映射表，提取同步信道状态信息；

根据所述同步信道状态信息，生成第一同步信息承载；

其中，所述第一同步信道状态信息用于指示：所述第一节点的一跳邻节点所占用的同步信道信息。

可选地，所述处理器执行所述程序时还实现以下步骤：

接收第四节点发送的第二同步信息承载；

根据所述第二同步信息承载，更新同步信道映射表；

其中，所述第二同步信息承载中包括：同步信道状态信息。

具体地，所述同步信道状态信息用于指示：所述第四节点的一跳邻节点所占用的同步信道信息。

具体地，所述处理器执行所述根据所述第二同步信息承载，更新同步信道映射表的程序时实现以下实现方式中的至少一项：

若第一同步信道被邻节点占用，则将所述同步信道映射表中的所述第一同步信道的信道状态置为占用状态，记录占用所述第一同步信道的节点标识和占用所述第一同步信道的节点的跳数；

若第二同步信道未被邻节点占用，保持所述同步信道映射表中的所述第二同步信道的信道状态为空闲状态；

若第三同步信道的占用状态未更新，则将所述同步信道映射表中的所述第三同步信道的生存期的取值以预设步进递减；

若第四同步信道的生存期的取值到达阈值后仍未更新，将所述同步信道映射表中的所述第四同步信道的信道状态置为空闲状态；

若第五同步信道之前被第一目标节点占用，在当前时刻所述第五同步信道被第二目标节点占用，则将所述同步信道映射表中的所述第五同步信道的信道状态置为冲突状态。

可选地，所述处理器执行所述接收第四节点发送的第二同步信息承载的程序时实现以下步骤：

处于初始状态的第一节点，采用预定义的同步码序列进行同步信号搜索，若搜索到第四节点发送的同步信号，则获取第四节点发送的第二同步信息承载。

具体地，所述同步信号的搜索持续时长为预设个数的同步信号搜索周期所占用的时长；

根据公式：P_search＝m×L_frame×N_Syn_CH，获取同步信号搜索周期；

其中，P_search为同步信号搜索周期；L_frame为时帧长度；N_Syn_CH为同步信道的预留资源，且N_Syn_CH≥Max_neighbor_2hop，Max_neighbor_2hop为网内最大两跳邻居数；m为正整数。

具体地，所述第二同步信息承载中还包括：同步码序列、所述第四节点的节点标识、同步等级和传输信道状态信息中的至少一项。

具体地，所述同步信道映射表中包含：信道标识、信道状态、占用同步信道的节点标识、占用同步信道的节点的跳数和当前时间到上一次更新时间的同步信道的生存期。

具体地，所述第一节点为同步自组网中的节点，所述同步自组网的链路帧结构为：

采用超帧、时帧和时隙的三级时间划分结构进行时分多址信道划分；

其中，时帧的结构包括：同步信道、控制信道和业务信道。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的网络状态维护方法。

本发明实施例还提供一种节点，所述节点为第一节点，包括：

转换模块，用于在所述第一节点需要进行状态转换的情况下，根据同步信道映射表按照两跳内无冲突的原则，将节点状态由第一状态转换为第二状态。

本发明的有益效果是：

上述方案，通过在所述第一节点需要进行状态转换的情况下，根据同步信道映射表并按照两跳内无冲突的原则，将节点状态由第一状态转换为第二状态，以此可以实现自组网中低时延接入和系统软容量两方面的性能要求。

附图说明

图1表示本发明实施例的网络状态维护方法的流程示意图；

图2表示同步信道映射表的组成格式示意图；

图3表示信道状态转换示意图；

图4表示第一节点的同步信道映射表的更新方式示意图；

图5表示同步信息承载的组成格式示意图；

图6表示同步自组网的链路帧结构示意图；

图7表示网络状态维护过程中节点的状态转换示意图；

图8表示本发明实施例的节点的模块示意图；

图9表示本发明实施例的节点的结构图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明进行详细描述。

首先对本发明实施例中所提到的一些概念进行说明如下。

无线自组网综合了移动无线通信和计算机网络等技术，无须依赖预设的通信基础设施就可以快速自动组网，具有自组织、自愈合、无中心、多跳路由和高抗毁性等特点，适合于突发、临时性的应急通信场合。利用Ad hoc网络的多跳转发和自组织特性可以提高网络组织的维护灵活性和健壮性。

现有的同步自组网技术方案中，同步信道的分配和获取机制要么是静态分配的、要么是持续占用的、要么是完全竞争式的。典型的同步自组网接入协议包括动态时分多址(D-TDMA)、混合预约时分多址(HR-TDMA)和跳频预约(HRMA)协议。

动态时分多址(D-TDMA)协议的信道划分通常包括同步信道和业务传输信道两部分。业务传输信道可以按照用户或业务需求动态分配，用于匹配用户或业务的传输需求；同步信道的分配则是预先规划好的静态分配方案，即同步信道号与用户ID是一一对应的关系。该技术方案的网络容量受限，入网时延也不可约减。

混合预约时分多址(HR-TDMA)协议的信道划分包括超帧、时帧和时隙三级时间单位划分结构。时帧包含同步信道、控制信道和业务传输信道三类信道，是业务传输的基本调度周期，其业务传输信道的时隙安排由控制信道的时隙状态表来定义。每时帧的头部定义一个同步信道，并分配给在网用户。每时帧单一同步信道的设计最大程度地减少了同步开销，并减少了业务面的传输时延。HR-TDMA协议的同步信道采取了持续占用的分配策略，即节点入网时选取空闲的同步信道并持续占用，直至节点退网。这样的同步信道分配策略，使得同步信道的资源预留与网络容量相对应，网络规模仍然受限，不支持规模扩展。同时，在动态的拓扑变化情形下，同步信道的持续占用策略，也存在潜在的冲突隐患，两个原本不相邻的节点有可能选择同一同步信道，当它们相遇时，会产生同步信道冲突。针对这种情况，HR-TDMA协议没有有效的冲突消解措施。

与上述二者的静态或准静态同步信道映射机制不同，跳频预约(HRMA)协议则采取完全竞争的使用模式。它的每个时帧中的信道资源包括同步信道、预约信道及数据信道都是完全竞争式的使用，并通过载波侦听/退避(CSMA/CA)机制进行竞争协调。这种完全竞争式的同步方案使得同步自组网的可靠性和接入时延变得不可控。

现有的同步自组网技术方案中，同步信道的静态分配机制使得网络容量受限，同步信道的持续占用机制同样使得网络容量受限、并使同步信道的使用存在冲突隐患问题，完全竞争式的同步信道接入机制容量不受限，但无法保证接入时延及新节点的可靠接入。本发明针对上述的问题，提供一种网络状态维护方法及节点。

如图1所示，本发明实施例的网络状态维护方法，应用于第一节点，包括：

步骤11，在所述第一节点需要进行状态转换的情况下，根据同步信道映射表按照两跳内无冲突的原则，将节点状态由第一状态转换为第二状态。

需要说明的是，两跳内无冲突的原则指的是：第一节点所占用的同步信道不能与位于该第一节点两跳范围内的邻节点所占用的同步信道相同；需要说明的是，为了保障同步或控制信息的可靠广播，自组网采用该两跳内无冲突的原则进行静态或动态的信道资源分配，使得各节点在2跳范围内不使用同一信道，从而最大程度地避免信道占用冲突，也能避免在其他接收节点造成干扰的可能性。

需要说明的是，本发明实施例中所说的第一节点需要进行状态转换主要指的是第一节点处于迁移状态时，其需要转入在网状态；以及第一节点处于冲突状态时，其需要转入在网状态，在此状态转换过程中，需要参考本地的同步信道映射表，并按照两跳内无冲突的原则，进行转换，以此选择合适的空闲信道进行占用，避免对其他节点造成干扰。

需要说明的是，该迁移状态用于表征第一节点初始同步后的接入过程，涉及的执行动作为查询本地的同步信道映射表及进行可用同步信道的选择；该冲突状态指的是：第一节点所占用的同步信道与其他节点占用的同步信道相同，此时，称第一节点处于冲突状态。

下面分别对上述两种不同的状态转换过程进行具体说明如下。

一、所述第一状态为迁移状态，所述第二状态为在网状态

具体地，在此种情况下，步骤11的具体实现方式为：

根据最新的同步信道映射表，根据两跳内无冲突原则，占用空闲的第一目标同步信道，转入在网状态。

进一步地，所述占用空闲的第一目标同步信道，转入在网状态，的实现方式为：在空闲的第一目标同步信道中发出占用申请，并在同一时帧内等待第二节点的冲突检测结果和冲突指示；在没有接收到冲突指示时，占用所述第一目标同步信道，转入在网状态。

二、所述第一状态为冲突状态，所述第二状态为在网状态

具体地，在此种情况下，步骤11的具体实现方式为：

根据冲突指示退出当前同步信道，并根据最新的同步信道映射表按照两跳内无冲突的原则，重新选择空闲的第二目标同步信道，切换到所述第二目标同步信道转换到在网状态，在所述第二目标同步信道上发送占用通知。

还需要说明的是，因第一节点是按照本地的同步信道映射表进行的状态转换，在此之前，第一节点中需要保存有该同步信道映射表，因此，在步骤11之前，本发明实施例的具体实现方式为：

在所述第一节点开机准备入网时，依据网络软容量参数生成同步信道映射表。

需要说明的是，在本发明实施例中，网络局部拓扑限定局部容量，网络总容量不受限制。进一步需要说明的是，同步信道映射表的表项数目与网络软容量参数(N_Sync_CH)对应，体现了对应于2跳邻接密度(Max_neighbor_2hop)的网络接纳能力。具体地，如图2所示，所述同步信道映射表中包含5个字段，分别为：信道标识(CH_ID)、信道状态(CH_State)、占用同步信道的节点标识(Node_ID)、占用同步信道的节点的跳数(Hop_Count)和当前时间到上一次更新时间的同步信道的生存期(Time To Live，TTL)。

需要说明的是，初始化时节点将所有表项的信道状态置为空闲(Idle)。

信道状态包括：空闲(Idle)、占用(Occupy)、冲突(Collide)3种状态，具体地状态转换如图3所示，处于空闲状态的同步信道根据节点占用声明转入占用状态；处于占用状态的同步信道在节点退网或节点占用超时时，转为空闲状态；处于占用状态的同步信道在检测到有两个节点占用该同步信道时，该同步信道由占用状态转为冲突状态；处于冲突状态的同步信道在获知节点发生在线信道切换后，由冲突状态转为空闲状态。

当信道处于占用状态(Occupy)时，节点标识(Node_ID)字段标明当前占用信道的节点ID；

当信道处于空闲状态时，节点标识(Node_ID)字段为空；

当信道处于冲突状态时，节点标识(Node_ID)字段置为高阻态(X)。

跳数(Hop_Count)字段标识占用当前同步信道的邻节点跳数，取值为1跳或2跳。其中，2跳内邻节点用于本地节点的同步信道接入判定；1跳邻节点用于同步信息承载。

生存期(TTL)字段记录当前时间到上一次更新时间的生存期，用于节点远离至2跳外时的同步信道资源回收。

需要说明的是，当第一节点中存在同步信道映射表时，该第一节点还需要以特定的周期进行同步信息承载的发送，以使得邻节点维护其自身的同步信道映射表，具体地实现方式为：

根据所述同步信道映射表，生成第一同步信息承载；

以超帧为周期，将所述第一同步信息承载发送给第三节点；

其中，所述超帧包含预设个数的时帧。

具体地，所述根据所述同步信道映射表，生成第一同步信息承载的实现方式为：

根据所述同步信道映射表，提取同步信道状态信息；

根据所述同步信道状态信息，生成第一同步信息承载；

其中，所述第一同步信道状态信息用于指示：所述第一节点的一跳邻节点所占用的同步信道信息。

需要说明的是，第一节点在向邻节点广播同步信道占用状态时，仅需广播1跳邻节点的同步信道占用状态。通过查询本地的同步信道映射表的跳数字段(Hop_Count＝1)，即可提取出1跳邻节点的同步信道状态信息。第一节点在属于自己的同步信道中，以超帧为周期进行同步信道和业务信道的状态维护，将上述同步信道状态信息及其它同步信息打包组成同步信息承载进行发送。

在一般的同步自组网应用场景中，由于同步信道状态更新周期(几十～几百毫秒)远小于网络拓扑变化周期(几十秒～几十分钟)，可以认为上述同步信道的状态更新是及时准确的。

还需要说明的是，第一节点也需要定期的维护与更新自身的同步信道映射表，具体地实现方式为：

接收第四节点发送的第二同步信息承载；

根据所述第二同步信息承载，更新同步信道映射表；

其中，所述第二同步信息承载中包括：同步信道状态信息。

具体地，所述同步信道状态信息用于指示：所述第四节点的一跳邻节点所占用的同步信道信息；进一步地，所述第二同步信息承载中还包括：同步码序列、所述第四节点的节点标识、同步等级和传输信道状态信息中的至少一项。

需要说明的是，第一节点的同步信道映射表的更新方式如图4所示，首先第一节点初始化本地的同步信道映射表，然后第一节点以时帧为周期接收邻节点发送的同步信息承载，根据接收的同步信息承载更新本地的同步信道映射表；处于在网状态的第一节点，根据本地的同步信道映射表，提取同步信道状态信息，并以超帧为周期，周期性地广播发送该同步信道状态信息，需要说明的是，该同步信道状态信息通常组装在同步信息承载向邻节点发送，在接收端，节点的1跳邻节点进行同步信息承载的接收处理，并解析出同步信息承载中的同步信道状态信息，用于更新本地的同步信道映射表。

需要说明的是，在同步信道状态更新过程中，第一节点既可以作为接收端也可以作为发送端。

具体地，接收端通过解析同步信道状态信息字段，更新本节点的1跳邻节点及2跳邻节点的同步信道占用状态，动态维护所有2跳邻节点的同步信道占用状态表，从而完成整个同步信道状态更新过程。同步信道状态更新规则如下：

A11、若第一同步信道被邻节点占用，则将所述同步信道映射表中的所述第一同步信道的信道状态置为占用状态，记录占用所述第一同步信道的节点标识和占用所述第一同步信道的节点的跳数；

需要说明的是，在此种情况下，需要更新该第一同步信道所对应的生存期为最大值。

A12、若第二同步信道未被邻节点占用，保持所述同步信道映射表中的所述第二同步信道的信道状态为空闲状态；

A13、若第三同步信道的占用状态未更新，则将所述同步信道映射表中的所述第三同步信道的生存期的取值以预设步进递减；

例如，以预设步进为1为例，若第三同步信道之前被邻节点占用，则在本次更新前第三同步信道的信道状态为占用状态，且在本次更新时，第三同步信道的占用状态未改变，则将所述第三同步信道的生存期的取值以步进1递减。

A14、若第四同步信道的生存期的取值到达阈值后仍未更新，将所述同步信道映射表中的所述第四同步信道的信道状态置为空闲状态；

需要说明的是，若第四同步信道的生存期的取值到达阈值后仍未更新，则认为占用该第四同步信道的节点已经远离本节点两跳范围之外，则将第四同步信道的信道状态置为空闲状态。

A15、若第五同步信道之前被第一目标节点占用，在当前时刻所述第五同步信道被第二目标节点占用，则将所述同步信道映射表中的所述第五同步信道的信道状态置为冲突状态。

需要说明的是，本地的同步信道映射表包含2跳内所有邻节点的同步信道占用信息，用于新节点在2跳范围内无冲突的同步信道使用决策。

本地的同步信道映射表通过生存期(TTL)限定了同步信道的使用权限。当生存期超期，说明使用该同步信道的节点已远离至本节点范围之外，本节点可以将该信道资源回收，并重复利用。

需要说明的是，同步信息承载中还可以包括同步码序列、节点ID号及同步等级、同步信道状态信息、业务信道状态信息等内容，具体地，所述同步信息承载的组成格式如图5所示。

其中，同步码序列推荐采用具有良好自相关性和很低互相关性的ZC(Zadoff-Chu)序列，作为同步检测的基础；节点ID号及同步等级，用于网络同步的拓扑结构参考和信道动态映射关系的标识；同步信道状态信息由本地维护的同步信道映射表生成，包含当前节点的所有1跳邻节点的同步信道占用状态，是本发明所述同步信道动态映射机制的特有字段；业务信道状态信息包含当前节点的所有1跳邻节点的业务信道使用状态。

需要说明的是，本发明实施例所述的同步信息承载增加了同步信道状态信息，由于节点的1跳邻居节点数目有限，所以新增的同步信道状态信息字段所带来的同步开销很小。

还需要说明的是，当第一节点处于初始状态、在网状态时都会执行上述的进行同步信道映射表更新的过程，当第一节点处于在网状态时，第一节点直接接收邻节点发送的同步信息承载，进行同步信道映射表更新即可；而当第一节点处于初始状态时，同步信道映射表更新的具体地实现过程为：采用预定义的同步码序列进行同步信号搜索，若搜索到第四节点发送的同步信号，则获取第四节点发送的第二同步信息承载；然后根据所述第二同步信息承载，更新同步信道映射表。

这里需要说明的是，所述同步信号的搜索持续时长为预设个数的同步信号搜索周期所占用的时长；

根据公式：P_search＝m×L_frame×N_Syn_CH，获取同步信号搜索周期；

其中，P_search为同步信号搜索周期；L_frame为时帧长度；N_Syn_CH为同步信道的预留资源，且N_Syn_CH≥Max_neighbor_2hop，Max_neighbor_2hop为网内最大两跳邻居数；m为正整数。

下面对本发明实施例的具体实现过程进行说明如下。

一种典型的自组网场景由若干移动节点组成，每个节点的通信覆盖有限，互相之间提供中继转发能力，从而形成拓扑可变的多跳(2跳及以上)自组网。为了保证节点之间的通信传输质量不受竞争式接入协议的影响，通常采用如图6所示的链路帧结构的同步通信体制划分信道资源，来充分保证业务传输过程的无冲突，称为同步自组网；所述同步自组网的链路帧结构如图6所示，具体为：

采用超帧、时帧和时隙的三级时间划分结构进行时分多址信道划分；

进一步地，N个时帧构成超帧；时帧的结构包括：同步信道、控制信道和业务信道。

其中，同步信道分配给所有的在网节点，使全网节点都参与无中心网络的同步维护；控制信道根据某种调度机制进行传输时隙安排，业务信道进行数据面的业务传输。

由于时帧结构是同步自组网的基本调度周期，所以基于时帧结构的同步自组网可以实现面向低时延的业务接入，使得每帧内的业务传输无需等待太长的接入等待时间。

在无中心的同步自组网体制下，所有在网节点都需要专有的同步信道来广播发布同步信息承载，共同维护同步自组网的有效运行。

为了保证业务面时延和通信传输效率，在网节点进行同步维护所需的同步信道资源应尽可能少。当前存在的同步信道预先分配和长时占用机制考虑的都是将同步信道资源池与网络容量的静态映射关系，其优点是网络同步稳定。但是这种同步信道静态映射机制存在网络容量小、入网时延大的缺点，并在网络拓扑动态变化时存在冲突隐患。

因此，本发明实施例可以在现有同步自组网框架下集中解决同步信道资源的2跳外空分复用问题，通过同步信道的动态映射和同步信道资源的动态回收方法实现同步信道资源池的动态维护和充分利用，并最终实现同步自组网的低时延、软容量设计。不失一般性，本发明实施例的网络状态维护方法的一种具体实施例如下所述：

网络状态维护方法由网络状态机驱动，根据初始状态、迁移状态、在网状态和冲突状态等不同的网络状态进行同步信道的动态调整，使在网或入网节点可以在2跳范围内灵活地接入空闲同步信道，并在2跳范围外复用同步信道资源。

节点的不同状态的转换过程如图7所示，下面分别对节点的不同状态进行具体说明如下：

1、初始状态

初始入网的节点处于初始状态，采用预定义的同步码序列进行同步信号搜索，持续若干个超帧(P_search)。若搜索到同步信号，则解析同步信息承载，进行本地的同步信道映射表的更新，并进入迁移状态；若搜索超时，则以自己为首节点建立新的网络，并进入在网状态。

2、迁移状态

处于迁移状态的节点，首先调整定时基准，与上一级在网节点取得同步；然后依据最新的同步信道映射表，根据两跳内无冲突原则，申请或直接占用空闲的同步信道，并转入在网状态。

可选地，采用申请模式的入网节点，可以在空闲的同步信道中发出占用申请，并在同一时帧内等待其它节点的冲突检测结果和冲突指示。若无冲突指示，则可以可靠地占用该同步信道，并转入在网状态。

3、在网状态

处于在网状态的节点，需要在自己所占用的同步信道中，以超帧为周期发送同步信号及其它同步信息承载，接收节点接收到上述同步信息承载后，进行同步信道映射表的更新和业务信道的状态更新，用于网络状态维护。对于同步信道映射表更新，采用上述记载的同步信道状态更新规则，进行2跳内邻节点的同步信道状态更新；对于业务信道的状态维护，根据接收到的业务信道状态表，更新2跳内邻节点的业务信道状态表。

在网状态的接收处理中，本地的同步信道映射表按照上述记载的同步信道状态更新规则进行同步信道状态的动态更新，支持同步信道资源的动态回收，使得有限的同步信道资源可以根据网络拓扑的变化进行灵活的空分复用，从而减少对网络最大用户数的依赖：

1)本地的同步信道映射表包含所有1跳及2跳邻节点的同步信道占用信息。依据2跳内无冲突原则，新节点申请同步信道或在网节点进行同步信道切换决策时，可以从本地的同步信道映射表中选择空闲的同步信道，该同步信道的空闲状态仅限定了2跳内无其它节点占用，2跳外的空分复用对本节点的信道占用决策无影响。

2)本地的同步信道映射表通过生存期(TTL)限定了同步信道的使用时间。当生存期超期未更新，说明使用该同步信道的节点已远离至本节点的2跳范围之外，本节点可以将该信道资源回收，置为空闲状态，并通过同步信道动态映射机制通知其他邻节点进行资源回收，从而使得同步信道资源可以动态回收和动态复用。

此外，同步信息承载中的节点ID号和同步等级用于新节点的入网同步参考，当网络拓扑发生动态变化时，在网节点的上一级节点可能会发生改变。此时可选地，做同步信道状态更新时，可以选取1跳邻居节点中同步等级最小的节点作为本节点的上一级同步节点，用于优化自组网的层次化同步结构。

4、冲突状态

处于冲突状态的节点，将根据冲突指示退出当前同步信道，并根据最新的两跳内同步信道映射表重新选择空闲的同步信道，在线切换到该同步信道，并在该同步信道发送占用通知。为了保证同步自组网的鲁棒性，若冲突次数超过一定阈值，则节点退网，重新启动入网过程。

在上述的网络状态维护过程中，为了保证2跳内节点有足够的同步信道资源，要求同步信道的预留资源(N_Syn_CH)与网内最大两跳邻居数(Max_neighbor_2hop)相对应，即N_Sync_CH≥Max_neighbor_2hop。由于同步信道数与节点的2跳邻居密度对应，而不是整网的节点数量，同步信道的空间复用度得到了很大程度的提高。

同时，同步信号搜索周期(P_search)与时帧长度(L_frame)及同步信道的资源预留(N_Syn_CH)成正比，即：P_search＝m×L_frame×N_Syn_CH(m为正整数)。当同步信道资源预留减少的同时，也有效缩短了新节点的入网时延。

需要说明的是，本发明实施例可以具有如下优点：

A、本发明实施例能够在拓扑动态变化的自组网场景中有效回收同步信道资源，维护同步信道资源池的有效性，并实现同步资源池的空分复用；

B、本发明实施例能够保证同步信道资源可以在2跳外的有效重复利用，使得同步信道资源池的容量与网内2跳邻接密度对应，而不是全网的节点数量，实现了同步自组网的软容量设计，有效增强了自组网的可扩展性；

C、本发明实施例中由于同步信号搜索周期与同步信道的资源预留数量成正比，能够通过控制网络邻接密度来减少同步资源预留数量，并有效缩短新节点的入网时延。

如图8所示，本发明实施例提供一种节点80，所述节点80为第一节点，包括：

转换模块81，用于在所述第一节点需要进行状态转换的情况下，根据同步信道映射表按照两跳内无冲突的原则，将节点状态由第一状态转换为第二状态。

可选地，所述第一状态为迁移状态，所述第二状态为在网状态，所述转换模块81，用于：

根据最新的同步信道映射表，根据两跳内无冲突原则，占用空闲的第一目标同步信道，转入在网状态。

进一步地，所述占用空闲的第一目标同步信道，转入在网状态的实现方式为：

在空闲的第一目标同步信道中发出占用申请，并在同一时帧内等待第二节点的冲突检测结果和冲突指示；

在没有接收到冲突指示时，占用所述第一目标同步信道，转入在网状态。

可选地，所述第一状态为冲突状态，所述第二状态为在网状态，所述转换模块81，用于：

根据冲突指示退出当前同步信道，并根据最新的同步信道映射表按照两跳内无冲突的原则，重新选择空闲的第二目标同步信道，切换到所述第二目标同步信道转换到在网状态，在所述第二目标同步信道上发送占用通知。

可选地，转换模块81在所述第一节点需要进行状态转换的情况下，根据同步信道映射表按照两跳内无冲突的原则，将节点状态由第一状态转换为第二状态之前，还包括：

第一生成模块，用于在所述第一节点开机准备入网时，依据网络软容量参数生成同步信道映射表。

可选地，转换模块81在所述第一节点开机准备入网时，依据网络软容量参数生成同步信道映射表之后，还包括：

第二生成模块，用于根据所述同步信道映射表，生成第一同步信息承载；

第一发送模块，用于以超帧为周期，将所述第一同步信息承载发送给第三节点；

其中，所述超帧包含预设个数的时帧。

进一步地，所述第二生成模块，包括：

提取单元，用于根据所述同步信道映射表，提取同步信道状态信息；

生成单元，用于根据所述同步信道状态信息，生成第一同步信息承载；

其中，所述第一同步信道状态信息用于指示：所述第一节点的一跳邻节点所占用的同步信道信息。

进一步地，第一生成模块在所述第一节点开机准备入网时，依据网络软容量参数生成同步信道映射表之后，还包括：

第一接收模块，用于接收第四节点发送的第二同步信息承载；

更新模块，用于根据所述第二同步信息承载，更新同步信道映射表；

其中，所述第二同步信息承载中包括：同步信道状态信息。

具体地，所述同步信道状态信息用于指示：所述第四节点的一跳邻节点所占用的同步信道信息。

进一步地，所述更新模块，用于实现以下实现方式中的至少一项：

若第一同步信道被邻节点占用，则将所述同步信道映射表中的所述第一同步信道的信道状态置为占用状态，记录占用所述第一同步信道的节点标识和占用所述第一同步信道的节点的跳数；

若第二同步信道未被邻节点占用，保持所述同步信道映射表中的所述第二同步信道的信道状态为空闲状态；

若第三同步信道的占用状态未更新，则将所述同步信道映射表中的所述第三同步信道的生存期的取值以预设步进递减；

若第四同步信道的生存期的取值到达阈值后仍未更新，将所述同步信道映射表中的所述第四同步信道的信道状态置为空闲状态；

若第五同步信道之前被第一目标节点占用，在当前时刻所述第五同步信道被第二目标节点占用，则将所述同步信道映射表中的所述第五同步信道的信道状态置为冲突状态。

进一步地，所述第一接收模块，用于：

处于初始状态的第一节点，采用预定义的同步码序列进行同步信号搜索，若搜索到第四节点发送的同步信号，则获取第四节点发送的第二同步信息承载。

具体地，所述同步信号的搜索持续时长为预设个数的同步信号搜索周期所占用的时长；

根据公式：P_search＝m×L_frame×N_Syn_CH，获取同步信号搜索周期；

其中，P_search为同步信号搜索周期；L_frame为时帧长度；N_Syn_CH为同步信道的预留资源，且N_Syn_CH≥Max_neighbor_2hop，Max_neighbor_2hop为网内最大两跳邻居数；m为正整数。

具体地，所述第二同步信息承载中还包括：同步码序列、所述第四节点的节点标识、同步等级和传输信道状态信息中的至少一项。

具体地，所述同步信道映射表中包含：信道标识、信道状态、占用同步信道的节点标识、占用同步信道的节点的跳数和当前时间到上一次更新时间的同步信道的生存期。

具体地，所述第一节点为同步自组网中的节点，所述同步自组网的链路帧结构为：

采用超帧、时帧和时隙的三级时间划分结构进行时分多址信道划分；

其中，时帧的结构包括：同步信道、控制信道和业务信道。

需要说明的是，该节点实施例是与上述方法实施例一一对应的节点，上述方法实施例中所有实现方式均适用于该节点的实施例中，也能达到相同的技术效果。

如图9所示，本发明实施例还提供一种节点90，所述节点为第一节点，包括处理器91、收发机92、存储器93及存储在所述存储器93上并可在所述处理器91上运行的程序；其中，收发机92通过总线接口与处理器91和存储器93连接，其中，所述处理器91用于读取存储器中的程序，执行下列过程：

在所述第一节点需要进行状态转换的情况下，根据同步信道映射表按照两跳内无冲突的原则，将节点状态由第一状态转换为第二状态。

需要说明的是，在图9中，总线架构可以包括任意数量的互联的总线和桥，具体由处理器91代表的一个或多个处理器和存储器93代表的存储器的各种电路链接在一起。总线架构还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路链接在一起，这些都是本领域所公知的，因此，本文不再对其进行进一步描述。总线接口提供接口。收发机92可以是多个元件，即包括发送机和收发机，提供用于在传输介质上与各种其他装置通信的单元。针对不同的节点，用户接口94还可以是能够外接内接需要设备的接口，连接的设备包括但不限于小键盘、显示器、扬声器、麦克风、操纵杆等。处理器91负责管理总线架构和通常的处理，存储器93可以存储处理器91在执行操作时所使用的数据。

可选地，所述第一状态为迁移状态，所述第二状态为在网状态，所述处理器执行所述根据同步信道映射表按照两跳内无冲突的原则，将节点状态由第一状态转换为第二状态的程序时实现以下步骤：

根据最新的同步信道映射表，根据两跳内无冲突原则，占用空闲的第一目标同步信道，转入在网状态。

具体地，所述处理器执行所述占用空闲的第一目标同步信道，转入在网状态的程序时实现以下步骤：

在空闲的第一目标同步信道中发出占用申请，并在同一时帧内等待第二节点的冲突检测结果和冲突指示；

在没有接收到冲突指示时，占用所述第一目标同步信道，转入在网状态。

可选地，所述第一状态为冲突状态，所述第二状态为在网状态，所述处理器执行所述根据同步信道映射表按照两跳内无冲突的原则，将节点状态由第一状态转换为第二状态的程序时实现以下步骤：

根据冲突指示退出当前同步信道，并根据最新的同步信道映射表按照两跳内无冲突的原则，重新选择空闲的第二目标同步信道，切换到所述第二目标同步信道转换到在网状态，在所述第二目标同步信道上发送占用通知。

可选地，所述处理器执行所述程序时还实现以下步骤：

在所述第一节点开机准备入网时，依据网络软容量参数生成同步信道映射表。

可选地，所述处理器执行所述程序时还实现以下步骤：

根据所述同步信道映射表，生成第一同步信息承载；

以超帧为周期，将所述第一同步信息承载发送给第三节点；

其中，所述超帧包含预设个数的时帧。

进一步地，所述处理器执行所述根据所述同步信道映射表，生成第一同步信息承载的程序时实现以下步骤：

根据所述同步信道映射表，提取同步信道状态信息；

根据所述同步信道状态信息，生成第一同步信息承载；

其中，所述第一同步信道状态信息用于指示：所述第一节点的一跳邻节点所占用的同步信道信息。

可选地，所述处理器执行所述程序时还实现以下步骤：

接收第四节点发送的第二同步信息承载；

根据所述第二同步信息承载，更新同步信道映射表；

其中，所述第二同步信息承载中包括：同步信道状态信息。

具体地，所述同步信道状态信息用于指示：所述第四节点的一跳邻节点所占用的同步信道信息。

具体地，所述处理器执行所述根据所述第二同步信息承载，更新同步信道映射表的程序时实现以下实现方式中的至少一项：

若第一同步信道被邻节点占用，则将所述同步信道映射表中的所述第一同步信道的信道状态置为占用状态，记录占用所述第一同步信道的节点标识和占用所述第一同步信道的节点的跳数；

若第二同步信道未被邻节点占用，保持所述同步信道映射表中的所述第二同步信道的信道状态为空闲状态；

若第三同步信道的占用状态未更新，则将所述同步信道映射表中的所述第三同步信道的生存期的取值以预设步进递减；

若第四同步信道的生存期的取值到达阈值后仍未更新，将所述同步信道映射表中的所述第四同步信道的信道状态置为空闲状态；

若第五同步信道之前被第一目标节点占用，在当前时刻所述第五同步信道被第二目标节点占用，则将所述同步信道映射表中的所述第五同步信道的信道状态置为冲突状态。

可选地，所述处理器执行所述接收第四节点发送的第二同步信息承载的程序时实现以下步骤：

处于初始状态的第一节点，采用预定义的同步码序列进行同步信号搜索，若搜索到第四节点发送的同步信号，则获取第四节点发送的第二同步信息承载。

具体地，所述同步信号的搜索持续时长为预设个数的同步信号搜索周期所占用的时长；

根据公式：P_search＝m×L_frame×N_Syn_CH，获取同步信号搜索周期；

其中，P_search为同步信号搜索周期；L_frame为时帧长度；N_Syn_CH为同步信道的预留资源，且N_Syn_CH≥Max_neighbor_2hop，Max_neighbor_2hop为网内最大两跳邻居数；m为正整数。

具体地，所述第二同步信息承载中还包括：同步码序列、所述第四节点的节点标识、同步等级和传输信道状态信息中的至少一项。

具体地，所述同步信道映射表中包含：信道标识、信道状态、占用同步信道的节点标识、占用同步信道的节点的跳数和当前时间到上一次更新时间的同步信道的生存期。

具体地，所述第一节点为同步自组网中的节点，所述同步自组网的链路帧结构为：

采用超帧、时帧和时隙的三级时间划分结构进行时分多址信道划分；

其中，时帧的结构包括：同步信道、控制信道和业务信道。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现应用于第一节点的网络状态维护方法的步骤。

以上所述的是本发明的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本发明的保护范围内。

Claims (32)

1.一种网络状态维护方法，应用于第一节点，其特征在于，包括：

在所述第一节点需要进行状态转换的情况下，根据同步信道映射表按照两跳内无冲突的原则，将节点状态由第一状态转换为第二状态。

2.根据权利要求1所述的网络状态维护方法，其特征在于，所述第一状态为迁移状态，所述第二状态为在网状态，所述根据同步信道映射表按照两跳内无冲突的原则，将节点状态由第一状态转换为第二状态，包括：

根据最新的同步信道映射表，根据两跳内无冲突原则，占用空闲的第一目标同步信道，转入在网状态。

3.根据权利要求2所述的网络状态维护方法，其特征在于，所述占用空闲的第一目标同步信道，转入在网状态，包括：

在空闲的第一目标同步信道中发出占用申请，并在同一时帧内等待第二节点的冲突检测结果和冲突指示；

在没有接收到冲突指示时，占用所述第一目标同步信道，转入在网状态。

4.根据权利要求1所述的网络状态维护方法，其特征在于，所述第一状态为冲突状态，所述第二状态为在网状态，所述根据同步信道映射表按照两跳内无冲突的原则，将节点状态由第一状态转换为第二状态，包括：

根据冲突指示退出当前同步信道，并根据最新的同步信道映射表按照两跳内无冲突的原则，重新选择空闲的第二目标同步信道，切换到所述第二目标同步信道转换到在网状态，在所述第二目标同步信道上发送占用通知。

5.根据权利要求1所述的网络状态维护方法，其特征在于，在所述第一节点需要进行状态转换的情况下，根据同步信道映射表按照两跳内无冲突的原则，将节点状态由第一状态转换为第二状态之前，还包括：

在所述第一节点开机准备入网时，依据网络软容量参数生成同步信道映射表。

6.根据权利要求5所述的网络状态维护方法，其特征在于，在所述第一节点开机准备入网时，依据网络软容量参数生成同步信道映射表之后，还包括：

根据所述同步信道映射表，生成第一同步信息承载；

以超帧为周期，将所述第一同步信息承载发送给第三节点；

其中，所述超帧包含预设个数的时帧。

7.根据权利要求6所述的网络状态维护方法，其特征在于，所述根据所述同步信道映射表，生成第一同步信息承载，包括：

根据所述同步信道映射表，提取同步信道状态信息；

根据所述同步信道状态信息，生成第一同步信息承载；

其中，所述第一同步信道状态信息用于指示：所述第一节点的一跳邻节点所占用的同步信道信息。

8.根据权利要求5所述的网络状态维护方法，其特征在于，在所述第一节点开机准备入网时，依据网络软容量参数生成同步信道映射表之后，还包括：

接收第四节点发送的第二同步信息承载；

根据所述第二同步信息承载，更新同步信道映射表；

其中，所述第二同步信息承载中包括：同步信道状态信息。

9.根据权利要求8所述的网络状态维护方法，其特征在于，所述同步信道状态信息用于指示：所述第四节点的一跳邻节点所占用的同步信道信息。

10.根据权利要求8所述的网络状态维护方法，其特征在于，所述根据所述第二同步信息承载，更新同步信道映射表，包括以下实现方式中的至少一项：

若第一同步信道被邻节点占用，则将所述同步信道映射表中的所述第一同步信道的信道状态置为占用状态，记录占用所述第一同步信道的节点标识和占用所述第一同步信道的节点的跳数；

若第二同步信道未被邻节点占用，保持所述同步信道映射表中的所述第二同步信道的信道状态为空闲状态；

若第三同步信道的占用状态未更新，则将所述同步信道映射表中的所述第三同步信道的生存期的取值以预设步进递减；

若第四同步信道的生存期的取值到达阈值后仍未更新，将所述同步信道映射表中的所述第四同步信道的信道状态置为空闲状态；

若第五同步信道之前被第一目标节点占用，在当前时刻所述第五同步信道被第二目标节点占用，则将所述同步信道映射表中的所述第五同步信道的信道状态置为冲突状态。

11.根据权利要求8所述的网络状态维护方法，其特征在于，所述接收第四节点发送的第二同步信息承载，包括：

处于初始状态的第一节点，采用预定义的同步码序列进行同步信号搜索，若搜索到第四节点发送的同步信号，则获取第四节点发送的第二同步信息承载。

12.根据权利要求11所述的网络状态维护方法，其特征在于，所述同步信号的搜索持续时长为预设个数的同步信号搜索周期所占用的时长；

根据公式：P_search＝m×L_frame×N_Syn_CH，获取同步信号搜索周期；

其中，P_search为同步信号搜索周期；L_frame为时帧长度；N_Syn_CH为同步信道的预留资源，且N_Syn_CH≥Max_neighbor_2hop，Max_neighbor_2hop为网内最大两跳邻居数；m为正整数。

13.根据权利要求8所述的网络状态维护方法，其特征在于，所述第二同步信息承载中还包括：同步码序列、所述第四节点的节点标识、同步等级和传输信道状态信息中的至少一项。

14.根据权利要求1-13任一项所述的网络状态维护方法，其特征在于，所述同步信道映射表中包含：信道标识、信道状态、占用同步信道的节点标识、占用同步信道的节点的跳数和当前时间到上一次更新时间的同步信道的生存期。

15.根据权利要求1-13任一项所述的网络状态维护方法，其特征在于，所述第一节点为同步自组网中的节点，所述同步自组网的链路帧结构为：

采用超帧、时帧和时隙的三级时间划分结构进行时分多址信道划分；

其中，时帧的结构包括：同步信道、控制信道和业务信道。

16.一种节点，所述节点为第一节点，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序；其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现以下步骤：

在所述第一节点需要进行状态转换的情况下，根据同步信道映射表按照两跳内无冲突的原则，将节点状态由第一状态转换为第二状态。

17.根据权利要求16所述的节点，其特征在于，所述第一状态为迁移状态，所述第二状态为在网状态，所述处理器执行所述根据同步信道映射表按照两跳内无冲突的原则，将节点状态由第一状态转换为第二状态的程序时实现以下步骤：

根据最新的同步信道映射表，根据两跳内无冲突原则，占用空闲的第一目标同步信道，转入在网状态。

18.根据权利要求17所述的节点，其特征在于，所述处理器执行所述占用空闲的第一目标同步信道，转入在网状态的程序时实现以下步骤：

在空闲的第一目标同步信道中发出占用申请，并在同一时帧内等待第二节点的冲突检测结果和冲突指示；

在没有接收到冲突指示时，占用所述第一目标同步信道，转入在网状态。

19.根据权利要求16所述的节点，其特征在于，所述第一状态为冲突状态，所述第二状态为在网状态，所述处理器执行所述根据同步信道映射表按照两跳内无冲突的原则，将节点状态由第一状态转换为第二状态的程序时实现以下步骤：

根据冲突指示退出当前同步信道，并根据最新的同步信道映射表按照两跳内无冲突的原则，重新选择空闲的第二目标同步信道，切换到所述第二目标同步信道转换到在网状态，在所述第二目标同步信道上发送占用通知。

20.根据权利要求16所述的节点，其特征在于，所述处理器执行所述程序时还实现以下步骤：

在所述第一节点开机准备入网时，依据网络软容量参数生成同步信道映射表。

21.根据权利要求20所述的节点，其特征在于，所述处理器执行所述程序时还实现以下步骤：

根据所述同步信道映射表，生成第一同步信息承载；

以超帧为周期，将所述第一同步信息承载发送给第三节点；

其中，所述超帧包含预设个数的时帧。

22.根据权利要求21所述的节点，其特征在于，所述处理器执行所述根据所述同步信道映射表，生成第一同步信息承载的程序时实现以下步骤：

根据所述同步信道映射表，提取同步信道状态信息；

根据所述同步信道状态信息，生成第一同步信息承载；

其中，所述第一同步信道状态信息用于指示：所述第一节点的一跳邻节点所占用的同步信道信息。

23.根据权利要求20所述的节点，其特征在于，所述处理器执行所述程序时还实现以下步骤：

接收第四节点发送的第二同步信息承载；

根据所述第二同步信息承载，更新同步信道映射表；

其中，所述第二同步信息承载中包括：同步信道状态信息。

24.根据权利要求23所述的节点，其特征在于，所述同步信道状态信息用于指示：所述第四节点的一跳邻节点所占用的同步信道信息。

25.根据权利要求23所述的节点，其特征在于，所述处理器执行所述根据所述第二同步信息承载，更新同步信道映射表的程序时实现以下实现方式中的至少一项：

若第一同步信道被邻节点占用，则将所述同步信道映射表中的所述第一同步信道的信道状态置为占用状态，记录占用所述第一同步信道的节点标识和占用所述第一同步信道的节点的跳数；

若第二同步信道未被邻节点占用，保持所述同步信道映射表中的所述第二同步信道的信道状态为空闲状态；

若第三同步信道的占用状态未更新，则将所述同步信道映射表中的所述第三同步信道的生存期的取值以预设步进递减；

若第四同步信道的生存期的取值到达阈值后仍未更新，将所述同步信道映射表中的所述第四同步信道的信道状态置为空闲状态；

若第五同步信道之前被第一目标节点占用，在当前时刻所述第五同步信道被第二目标节点占用，则将所述同步信道映射表中的所述第五同步信道的信道状态置为冲突状态。

26.根据权利要求23所述的节点，其特征在于，所述处理器执行所述接收第四节点发送的第二同步信息承载的程序时实现以下步骤：

处于初始状态的第一节点，采用预定义的同步码序列进行同步信号搜索，若搜索到第四节点发送的同步信号，则获取第四节点发送的第二同步信息承载。

27.根据权利要求26所述的节点，其特征在于，所述同步信号的搜索持续时长为预设个数的同步信号搜索周期所占用的时长；

根据公式：P_search＝m×L_frame×N_Syn_CH，获取同步信号搜索周期；

其中，P_search为同步信号搜索周期；L_frame为时帧长度；N_Syn_CH为同步信道的预留资源，且N_Syn_CH≥Max_neighbor_2hop，Max_neighbor_2hop为网内最大两跳邻居数；m为正整数。

28.根据权利要求23所述的节点，其特征在于，所述第二同步信息承载中还包括：同步码序列、所述第四节点的节点标识、同步等级和传输信道状态信息中的至少一项。

29.根据权利要求16-28任一项所述的节点，其特征在于，所述同步信道映射表中包含：信道标识、信道状态、占用同步信道的节点标识、占用同步信道的节点的跳数和当前时间到上一次更新时间的同步信道的生存期。

30.根据权利要求16-28任一项所述的节点，其特征在于，所述第一节点为同步自组网中的节点，所述同步自组网的链路帧结构为：

采用超帧、时帧和时隙的三级时间划分结构进行时分多址信道划分；

其中，时帧的结构包括：同步信道、控制信道和业务信道。

31.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至15任一项所述的网络状态维护方法。

32.一种节点，所述节点为第一节点，其特征在于，包括：

转换模块，用于在所述第一节点需要进行状态转换的情况下，根据同步信道映射表按照两跳内无冲突的原则，将节点状态由第一状态转换为第二状态。

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