本发明涉及通信，具体地涉及一种时隙同步方法、时隙分配方法、通信方法及其系统。
背景技术：
1、低功耗通信技术的基本思想是：当有数据发送需求时唤醒模块完成发送任务，当有接收数据需求时唤醒模块完成接收任务，其他时间模块均处于休眠或关机状态，以此实现降低功耗的目的。理论上，单位时间内休眠时间越长模块的功耗越低，节点模块在休眠状态下无法收发数据。要实现网关模块与低功耗工作模式下的节点通信，节点需要在约定的时隙内唤醒模块和打开接收窗。网关发送报文要精准落在节点接收窗内，首先要实现网关与节点之间的时间同步，其次需要保证网关与节点收发时隙精准对齐。
2、低功耗通信模块组建的网络使用网关的时间作为全网的基准时间。如图1所示，网关在信标时隙发送信标帧，携带网关当前的时间t0。节点收到网关的信标帧，获取信标帧携带的网关时间t0。网关时间t0加上一定延时tdelay1可认定为网络的当前时间，即t1≈t0+tdelay1。节点同步自身时间为网络当前时间，由此实现了节点时间与网关时间的同步对齐。现有网关和节点时间同步的工作原理如图1所示。然而，节点与网关信标帧收发之间存在一定的时间差，虽然现有方案在节点同步时间时考虑了一定延时，但受网络规模、网关待发报文数量和信道质量等因素的影响，收发信标帧的延时无法精准预测且具有较大波动，这会导致同步后的节点时间与网关时间偏差较大，影响后续的报文收发时隙对齐，进而导致网关发送的报文可能落在节点接收时隙外。另外，这必须要求节点模块支持时间配置和有较高的时钟精度，当节点模块不支持时间配置时，现有时间同步方案将不能解决节点与网关时间同步问题，进而不能实现节点低功耗工作模式的数据收发的时隙对齐。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供时隙同步方法、时隙分配方法、通信方法及其系统，其不要求节点与网关绝对时间对齐，利用了数据收发用时到参照时间的相对时间，完成了网关和节点的相对时间同步，充分解决了节点模块在不支持时钟和时间配置的情况无法进行时间同步的问题，另外，其中所有时间参数均通过实时计算获得，具有较小的延时误差，实现了网关和节点相对时间和收发时隙的精准同步，精准的时隙同步可以降低节点唤醒时长，进一步降低节点功耗。
2、为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种时隙同步方法，由从节点设备执行，所述时隙同步方法包括：在当前信标周期内的信标时隙内，从主节点设备接收所述当前信标周期内的信标帧并记录所述当前信标周期内的信标帧的接收开始时间；从所述当前信标周期内的信标帧中，获取所述当前信标周期的上一个信标周期内的信标帧的发送用时；根据所述当前信标周期、所述上一个信标周期内的信标帧的发送用时以及所述当前信标周期内的信标帧的接收开始时间，确定所述当前信标周期的下一个信标周期的开始时间；以及根据所述当前信标周期的下一个信标周期的开始时间对所述从节点设备进行时隙同步。
3、通过上述技术方案，本发明创造性地在不改变网关和节点时间的基础上，通过实时计算信标发送和信标接收的用时，并以网关信标周期开始时间为参照，求得入网确认报文的开始时间到信标周期开始的相对用时，由此推算出下个信标周期开始的精准时间，完成网关和节点时间的相对同步，精准的时隙同步可以降低节点唤醒时长，进一步降低节点功耗。本发明提供的时隙同步方法能够支持更多的类型的低功耗模块，具有更小的时隙同步偏差，节点具有更少的无线占空比和功耗。
4、本发明第二方面提供一种时隙分配方法，由从节点设备执行，所述时隙分配方法包括：根据所述的时隙同步方法进行时隙同步；在目标信标周期的信标时隙内，从主节点设备接收信标帧，其中，所述信标帧包括寻呼时隙数量指数和寻呼时隙周期，所述寻呼时隙数量指数根据网络情况被自适应地配置；以及根据所述从节点设备的编号、所述寻呼时隙数量指数以及所述寻呼时隙周期，确定所述从节点设备在所述目标信标周期占用的时隙编号。
5、通过上述技术方案，本发明创造性地通过节点使用上述的时隙同步方法与网关完成相对时间同步和信标时隙对齐，并以网关为主导的自适应动态分配节点寻呼时隙，通过信标帧将寻呼时隙数量指数与寻呼时隙周期传给节点，所述节点可根据接收的寻呼时隙数量指数与寻呼时隙周期以及其自身编号，确定该节点的时隙编号，与现有的节点主导自身时隙安排的策略相比，本发明可以实时根据节点时隙使用情况，调整时隙分配，提高时隙利用率，降低节点模块功耗。
6、本发明第三方面提供一种通信方法，由从节点设备执行，所述通信方法包括：根据所述的时隙分配方法进行时隙分配；以及根据已分配的时隙进行通信。
7、通过上述技术方案，本发明创造性地根据所述的时隙分配方法进行时隙分配；以及根据已分配的时隙进行通信，由于通信中减少了节点的唤醒次数，降低了节点的无线占空比，并且实时根据节点时隙使用情况，调整时隙分配，提高时隙利用率，降低了通信功耗。
8、本发明第四方面提供一种时隙同步系统，由从节点设备执行，所述时隙同步系统包括：接收装置，用于在当前信标周期内的信标时隙内，从主节点设备接收所述当前信标周期内的信标帧并记录所述当前信标周期内的信标帧的接收开始时间；获取装置，用于从所述当前信标周期内的信标帧中，获取所述当前信标周期的上一个信标周期内的信标帧的发送用时；确定装置，用于根据所述当前信标周期、所述上一个信标周期内的信标帧的发送用时以及所述当前信标周期内的信标帧的接收开始时间，确定所述当前信标周期的下一个信标周期的开始时间；以及同步装置，用于根据所述当前信标周期的下一个信标周期的开始时间对所述从节点设备进行时隙同步。
9、有关本发明实施例提供的适用于时隙同步系统的具体细节及益处可参阅上述针对时隙同步方法的描述，于此不再赘述。
10、本发明第五方面提供一种时隙分配系统，由从节点设备执行，所述时隙分配系统包括：所述的时隙同步系统，用于进行时隙同步；接收装置，用于在目标信标周期的信标时隙内，从主节点设备接收信标帧，其中，所述信标帧包括寻呼时隙数量指数和寻呼时隙周期；以及编号确定装置，用于根据所述从节点设备的编号、所述寻呼时隙数量指数以及所述寻呼时隙周期，确定所述从节点设备在所述目标信标周期占用的时隙编号。
11、有关本发明实施例提供的适用于时隙分配系统的具体细节及益处可参阅上述针对时隙分配方法的描述，于此不再赘述。
12、本发明第六方面提供一种通信系统，由从节点设备执行，所述通信系统包括：所述的时隙分配系统，用于进行时隙分配；通信装置，用于根据已分配的时隙进行通信。
13、有关本发明实施例提供的适用于通信系统的具体细节及益处可参阅上述针对通信方法的描述，于此不再赘述。
14、本发明第七方面提供一种从节点设备，所述从节点设备包括执行装置，用于执行所述的时隙同步方法、所述的时隙分配方法和/或所述的通信方法。
15、本发明第八方面提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现所述的时隙同步方法、所述的时隙分配方法和/或所述的通信方法。
16、本发明第九方面提供一种芯片，所述芯片包括：处理器；以及用于存储所述处理器执行的计算机程序的存储器，所述处理器，用于从所述存储器中读取所述计算机程序，并执行所述计算机程序以实现所述的时隙同步方法、所述的时隙分配方法和/或所述的通信方法。
17、本发明第十方面提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现所述的时隙同步方法、所述的时隙分配方法和/或所述的通信方法。
18、本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
1.一种时隙同步方法，其特征在于，由从节点设备执行，所述时隙同步方法包括：
2.根据权利要求1所述的时隙同步方法，其特征在于，所述上一个信标周期内的信标帧的发送用时根据所述上一个信标周期的开始时间与所述上一个信标周期内的信标帧的发送完成时间来确定。
3.根据权利要求1所述的时隙同步方法，其特征在于，所述时隙同步方法还包括：
4.一种时隙分配方法，其特征在于，由从节点设备执行，所述时隙分配方法包括：
5.根据权利要求4所述的时隙分配方法，其特征在于，所述寻呼时隙数量指数根据寻呼时隙总数、目标信标周期的广播时隙数量指数、支持寻呼时隙的从节点设备数量以及时隙分配系数来确定。
6.根据权利要求4所述的时隙分配方法，其特征在于，所述确定所述从节点设备在所述目标信标周期占用的时隙编号包括：
7.根据权利要求4所述的时隙分配方法，其特征在于，所述信标帧还包括广播时隙数量指数，
8.根据权利要求7所述的时隙分配方法，其特征在于，所述确定具有该编号的广播时隙占用的时隙编号包括：
9.一种通信方法，其特征在于，由从节点设备执行，所述通信方法包括：
10.根据权利要求9所述的通信方法，其特征在于，所述根据已分配的时隙进行通信包括：
11.根据权利要求10所述的通信方法，其特征在于，所述根据已分配的时隙进行通信还包括：
12.一种时隙同步系统，其特征在于，由从节点设备执行，所述时隙同步系统包括：
13.一种时隙分配系统，其特征在于，由从节点设备执行，所述时隙分配系统包括：
14.一种通信系统，其特征在于，由从节点设备执行，所述通信系统包括：
15.一种从节点设备，其特征在于，所述从节点设备包括执行装置，用于执行权利要求1-3中任一项所述的时隙同步方法、权利要求4-8中任一项所述的时隙分配方法和/或权利要求9-11中任一项所述的通信方法。
16.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-3中任一项所述的时隙同步方法、权利要求4-8中任一项所述的时隙分配方法和/或权利要求9-11中任一项所述的通信方法。
17.一种芯片，其特征在于，所述芯片包括：处理器；以及用于存储所述处理器执行的计算机程序的存储器，所述处理器，用于从所述存储器中读取所述计算机程序，并执行所述计算机程序以实现权利要求1-3中任一项所述的时隙同步方法、权利要求4-8中任一项所述的时隙分配方法和/或权利要求9-11中任一项所述的通信方法。
18.一种计算机程序产品，其特征在于，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-3中任一项所述的时隙同步方法、权利要求4-8中任一项所述的时隙分配方法和/或权利要求9-11中任一项所述的通信方法。
