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CN109842868B - 一种帧聚合、网络设置帧发送方法及设备 - Google Patents

一种帧聚合、网络设置帧发送方法及设备 Download PDF

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CN109842868B CN201711221134.6A CN201711221134A CN109842868B CN 109842868 B CN109842868 B CN 109842868B CN 201711221134 A CN201711221134 A CN 201711221134A CN 109842868 B CN109842868 B CN 109842868B
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Abstract

本申请公开了一种帧聚合、网络设置帧发送方法及设备。其中，第一转发节点设备接收第一数据帧和第二数据帧，第一数据帧包括第一MAC头和第一MSDU，第二数据帧包括第二MAC头和第二MSDU，第一MAC头与第二MAC头中的目的MAC地址相同；生成第一聚合帧，第一聚合帧包括聚合MAC头和聚合MSDU，聚合MAC头中的目的MAC地址与上述目的MAC地址相同，聚合MSDU包括第一子MSDU和第二子MSDU，第一子MSDU包括第一MSDU和第一数据帧的源MAC地址，第二子MSDU包括第二MSDU和第二数据帧的源MAC地址；第二转发节点设备发送第一聚合帧。上述方法有助于实现减少报文开销、减少信道竞争次数。

Description

一种帧聚合、网络设置帧发送方法及设备
技术领域
本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种帧聚合、网络设置帧发送方法及设备。
背景技术
无线智能泛在网络(wireless smart ubiquitous network，Wi-SUN)联盟提出了一种可应用于智能抄表、智慧城市、智能电网、智慧农业和资产管理等领域的低功耗广域无线通信技术，即场域网(field area network，FAN)技术。
在智能抄表、环境监控等数据采集等应用场景下，Wi-SUN FAN可以采用树状簇(cluster tree)的拓扑结构进行组网。其中，满足预设条件的节点(例如，距离相近的节点)可以形成一个簇(cluster)，一个簇中的节点具有相同的地址前缀。Wi-SUN FAN中的节点可以分为：叶节点设备、中间转发节点设备和簇头转发节点设备。其中，所述簇头转发节点设备也可以被称为聚合节点。具体地，叶节点设备可以收发报文，但不具有转发报文的能力，例如，智能电表、环境监测设备等。中间转发节点设备，可以提供双向的报文转发功能，同时还可以具备叶节点设备的所有功能。簇头转发节点设备在一个簇内有且仅有一个，是该簇内唯一的数据上行通道，同时还可以具备中间转发节点设备的所有功能。
叶节点设备在采集数据后形成数据帧，并上报给簇头转发节点设备或通过中间转发节点设备上报给簇头转发节点设备，簇头转发节点设备通过与路由器的通道，将数据帧上报给路由器。当然，中间转发节点设备或簇头转发节点设备也可以上报数据帧。上报的数据帧除了包括采集数据，还需要添加物理层(physical layer，PHY)头、介质访问控制(media access control，MAC)头、帧校验序列(frame check sequence，FCS)等，协议开销较大，资源利用率较低；此外，由于采用带有冲突避免的载波侦听多路访问(carrier sensemultiple access with collision avoidance，CSMA/CA)的发送方式，在每次发送数据帧前都需要进行信道的竞争，因此，在较多的节点需要上报数据帧时，信道竞争次数较多，可能导致信道资源利用率较低，降低系统的吞吐量。
发明内容
本申请提供一种帧聚合、网络设置帧发送方法及设备，用以实现对数据帧进行聚合，有助于增加信道资源利用率、提高系统性能。
第一方面，本申请实施例提供了一种帧聚合方法，可以应用于Wi-SUN FAN中，具体地，该方法包括：
第一转发节点设备接收第一节点设备发送的第一数据帧和第二节点设备发送的第二数据帧；其中，第一数据帧包括第一MAC头和第一MSDU，第二数据帧包括第二MAC头和第二MSDU。第一转发节点设备确定第一MAC头中的目的MAC地址与第二MAC头中的目的MAC地址相同，则根据第一数据帧和第二数据帧生成第一聚合帧；其中，第一聚合帧包括第一聚合MAC头和第一聚合MSDU，第一聚合MAC中的目的MAC地址与第一MAC头中的目的MAC地址或第二MAC头中的目的MAC地址相同，第一聚合MSDU包括第一子MSDU和第二子MSDU，第一子MSDU包括第一MSDU和第一MAC头中的源MAC地址，第二子MSDU包括第二MSDU和第二MAC头中的源MAC地址。第一转发节点设备向第二转发节点设备发送第一聚合帧。
在上述方法中，第一转发节点设备可以对接收到的具有相同目的MAC地址的数据帧进行聚合，有助于实现减少报文开销、减少信道竞争次数。
在一种可能的实现方式中，第一节点设备、第二节点设备和第一转发节点设备可以同属于第一簇，第一簇包含于该Wi-SUN FAN中。其中，第一节点设备可以为叶节点设备或中间转发节点设备，若第一节点设备为中间转发节点设备，第一数据帧可以为未经过聚合的数据帧，或者也可以为聚合帧；第二节点设备也可以为叶节点设备或中间转发节点设备，若第二节点设备为中间转发节点设备，第二数据帧可以为未经过聚合的数据帧，或者也可以为聚合帧。
在上述方法中，第一转发节点设备可以对同一簇中的叶节点设备或中间转发节点设备发送的未经过聚合的数据帧或聚合帧进行聚合，例如，第一转发节点设备可以对两个叶节点设备发送的数据帧进行聚合，也可以对两个中间转发节点设备发送的帧进行聚合，还可以对叶节点设备和中间转发节点设备发送的帧进行聚合。具体地，第一转发节点设备可以对两个未经过聚合的数据帧进行聚合，也可以对两个聚合帧再次进行聚合，还可以将未经过聚合的数据帧和聚合帧进行聚合。
在一种可能的实现方式中，第一转发节点设备可以与第二节点设备同属于第一簇，而第一节点设备为第二簇中的簇头节点设备，相应的第一数据帧为聚合帧，第一簇和第二簇不同但均包含于Wi-SUN FAN中。
在上述方法中，第一转发节点设备可以对同属于一簇的节点设备发送的数据帧和其它簇中的簇头节点发送的聚合帧进行聚合。可选地，第二节点设备可以为叶节点设备或中间转发节点设备。
在一种可能的实现方式中，第一转发节点设备为中间转发节点设备，第二转发节点设备为簇头转发节点设备或中间转发节点设备，第一转发节点设备和第二转发节点设备属于相同的簇。
在一种可能的实现方式中，第一转发节点设备和第二转发节点设备分属于不同簇，第一转发节点设备为簇头转发节点设备，第二转发节点设备为中间转发节点设备或簇头转发节点设备，而第一转发节点设备和第二转发节点设备均属于该Wi-SUN FAN中。
在上述方法中，第一转发节点设备可以为簇头节点设备，将生成的聚合帧发送给上一跳中的中间转发节点设备或簇头转发节点设备。可选地，第二转发节点设备还可以对第一转发节点设备发送的第一聚合帧以及第二转发节点设备所在簇中其它节点设备发送的数据帧进一步聚合。
在一种可能的实现方式中，第一转发节点设备为簇头转发节点设备，第二转发节点设备为边缘路由器，而边缘路由器不包含于该Wi-SUN FAN中。
在一种可能的实现方式中，第一转发节点设备为簇头转发节点设备，第一转发节点设备还可以接收来自边缘路由器的网络设置帧，该网络设置帧用于指示第一转发节点设备上报第一聚合帧的时间和第一节点设备和第二节点设备的数据采集时间。第一转发节点设备根据网络设置帧确定上报第一聚合帧的截止时间，并根据该截止时间想第二转发节点设备发送第一聚合帧。
应当理解，上述来自边缘路由器的网络设置帧是边缘路由器生成的，但未必是由边缘路由器直接发送给第一转发节点设备的，例如，边缘路由器将网络设置帧发送给与边缘路由器连接的簇头转发节点设备，簇头转发节点设备将网络设置帧发送给与该簇头转发节点连接的叶节点设备、中间转发节点设备或其他簇中的簇头转发节点设备。
在上述方法中，第一转发节点设备根据网络设置帧确定发送第一聚合帧的截止时间，有助于保证数据的时效性，避免第一转发节点设备由于长时间等待接收数据帧而导致各节点设备采集的数据不能及时上传至上层应用。
在一种可能的实现方式中，上述网络设置帧可以包括网络设置时间戳、簇跳数、和采样周期，其中，网络设置时间戳为用于确定采样周期的基准时间，簇跳数表示发送网络设置帧的边缘路由器到目的节点设备所在簇的跳数，采样周期用于指示第一节点设备和第二节点设备按照采样周期采集数据。具体地，第一转发节点设备可以根据网络设置时间戳和采样周期获得第一时间，在第一时间中去除簇跳数个截止时间梯度，从而获得截止时间，其中，截止时间梯度用于指示第一转发节点设备将第一聚合帧发送到第一转发节点设备所在簇之外的转发节点设备的时间，然后将网络设置帧中的簇跳数加1。
在另外一种可能的实现方式中，第一转发节点设备也可以先将簇跳加1，再按照上述方法获得截止时间。
可选地，截止时间梯度可以携带在网络设置帧中发送给第一转发节点设备，或者，截止时间梯度也可以是预先为第一转发节点设备配置的。
在一种可能的实现方式中，第一子MSDU和第二子MSDU均包括长度字段，用于指示子MSDU的长度。由于第一聚合帧中的第一聚合MSDU中可以包括多个子MSDU，通过长度字段指示每个子MSDU的长度，以方便其它设备在解析该聚合帧时能够区分上一个子MSDU和下一个子MSDU。
第二方面，本申请实施例提供了一种网络设置帧发送方法，包括：
边缘路由器获取网络设置参数，网络设置参数包括采样周期，采样周期用于指示节点设备按照该采样周期采集数据；边缘路由器根据网络设置参数生成网络设置帧，网络设置帧中包括网络设置时间戳、簇跳数和采样周期，其中，网络设置时间戳用于确定采样周期的基准时间，簇跳数表示发送网络设置帧的边缘路由器到目的节点设备所在簇的跳数；边缘路由器向簇头转发节点设备发送上述网络设置帧，簇头转发节点设备位于Wi-SUN FAN中的第一簇中，第一簇经由该簇头转发节点设备与边缘路由器通信。
在上述方法中，边缘路由器根据获取到网络设置参数生成网络设置帧，并经由与其连接的簇头转发节点设备发送给Wi-SUN FAN中的各节点设备，以使各节点设备确定采样周期并按照采样周期采集数据。进一步地，各转发节点设备还可以根据截止时间梯度和网络设置帧确定出发送聚合帧的截止时间，以保证采集数据的时效性。
在一种可能的实现方式中，网络设置参数还包括采样时间提前量，用于指示节点设备在一个采样周期中的采样时间；相应地，边缘路由器生成的网络设置帧中还可以包括采样时间提前量。通过设置采样时间提前量，可以使得各节点设备根据采样时间提前量以及采样周期确定出采样时间，进而使得各节点设备具有统一的采样时间。
在一种可能的实现方式中，边缘路由器接收簇头转发节点设备发送的聚合帧，该聚合帧是通过对第一节点设备发送的第一数据帧和第二节点设备发送的第二数据帧仅聚合得到的，其中，第一节点设备和第二节点设备均属于Wi-SUN FAN，第一数据帧包括第一MAC头和第一MSDU，第二数据帧包括第二MAC头和第二MSDU，第一MAC头中的目的MAC地址与第二MAC头中的目的MAC地址相同，第一聚合帧包括第一聚合MAC头和第一聚合MSDU，第一聚合MAC头中的目的MAC地址与第一MAC头中的目的MAC地址或第二MAC头中的目的MAC地址相同，第一聚合MSDU包括第一子MSDU和第二子MSDU，第一子MSDU包括第一MSDU和第一MAC头中的源MAC地址，第二子MSDU包括所述第二MSDU和第二MAC头中的源MAC地址。
在上述方法中，边缘路由器可以接收簇头转发节点设备发送的第一聚合帧，由于第一聚合帧是对具有相同目的MAC地址的数据帧进行聚合得到的，有助于实现减少报文开销、减少信道竞争次数。
第三方面，本申请实施例提供了一种第一转发节点设备，所述第一转发节点设备应用于无线智能泛在网络Wi-SUN场域网FAN中，所述Wi-SUN FAN包括所述第一转发节点设备、第一节点设备和第二节点设备，所述第一转发节点设备具有实现上述帧聚合方法中第一转发节点设备行为的功能。所述功能可以基于硬件实现，也可以基于硬件执行相应的软件实现。所述硬件或软件包括一个或多个与上述功能相对应的模块。
在一种可能的实现方式中，第一转发节点设备的结构中包括处理器和接口，所述处理器被配置为支持第一转发节点设备执行上述方法中相应的功能。所述接口用于支持第一转发节点设备与第一节点设备、第二节点设备、第二转发节点设备之间的通信。所述第一转发节点设备还可以包括存储器，所述存储器用于与处理器耦合，其保存第一转发节点设备必要的程序指令和数据。
在另一个可能的设计中，所述第一转发节点设备包括：处理器、接收器、发送器、随机存取存储器、只读存储器以及总线。其中，处理器通过总线分别耦接接收器、发送器、随机存取存储器以及只读存储器。其中，当需要运行第一转发节点设备时，通过固化在只读存储器中的基本输入/输出系统或者嵌入式系统中的bootloader引导系统进行启动，引导第一转发节点设备进入正常运行状态。在第一转发节点设备进入正常运行状态后，在随机存取存储器中运行应用程序和操作系统，使得该处理器执行第一方面或第一方面的任意可能的实现方式中的方法。
第四方面，提供一种第一转发节点设备，所述第一转发节点设备包括：主控板和接口板，进一步，还可以包括交换网板。所述第一转发节点设备用于执行第一方面或第一方面的任意可能的实现方式中的方法。具体地，所述第一转发节点设备包括用于执行第一方面或第一方面的任意可能的实现方式中的方法的模块。
第五方面，提供一种第一转发节点设备，所述第一转发节点设备包括控制器和第一转发子设备。所述第一转发子设备包括：接口板，进一步，还可以包括交换网板。所述第一转发子设备用于执行第四方面中的接口板的功能，进一步，还可以执行第四方面中交换网板的功能。所述控制器包括接收器、处理器、发送器、随机存取存储器、只读存储器以及总线。其中，处理器通过总线分别耦接接收器、发送器、随机存取存储器以及只读存储器。其中，当需要运行控制器时，通过固化在只读存储器中的基本输入/输出系统或者嵌入式系统中的bootloader引导系统进行启动，引导控制器进入正常运行状态。在控制器进入正常运行状态后，在随机存取存储器中运行应用程序和操作系统，使得该处理器执行第四方面中主控板的功能。
第六方面，本申请实施例提供了一种边缘路由器，具有实现上述网络设置帧发送方法中边缘路由器行为的功能。所述功能可以基于硬件实现，也可以基于硬件执行相应的软件实现。所述硬件或软件包括一个或多个与上述功能相对应的模块。
在一种可能的实现方式中，边缘路由器的结构中包括处理器和接口，所述处理器被配置为支持边缘路由器执行上述方法中相应的功能。所述接口用于支持边缘路由器与簇头转发节点设备之间的通信。所述边缘路由器还可以包括存储器，所述存储器用于与处理器耦合，其保存边缘路由器必要的程序指令和数据。
在另一个可能的设计中，所述边缘路由器包括：处理器、接收器、发送器、随机存取存储器、只读存储器以及总线。其中，处理器通过总线分别耦接接收器、发送器、随机存取存储器以及只读存储器。其中，当需要运行边缘路由器时，通过固化在只读存储器中的基本输入/输出系统或者嵌入式系统中的bootloader引导系统进行启动，引导边缘路由器进入正常运行状态。在边缘路由器进入正常运行状态后，在随机存取存储器中运行应用程序和操作系统，使得该处理器执行第二方面或第二方面的任意可能的实现方式中的方法。
第七方面，提供一种边缘路由器，所述边缘路由器包括：主控板和接口板，进一步，还可以包括交换网板。所述边缘路由器用于执行第二方面或第二方面的任意可能的实现方式中的方法。具体地，所述边缘路由器包括用于执行第二方面或第二方面的任意可能的实现方式中的方法的模块。
第八方面，提供一种边缘路由器，所述边缘路由器包括控制器和第一转发子设备。所述第一转发子设备包括：接口板，进一步，还可以包括交换网板。所述第一转发子设备用于执行第七方面中的接口板的功能，进一步，还可以执行第七方面中交换网板的功能。所述控制器包括接收器、处理器、发送器、随机存取存储器、只读存储器以及总线。其中，处理器通过总线分别耦接接收器、发送器、随机存取存储器以及只读存储器。其中，当需要运行控制器时，通过固化在只读存储器中的基本输入/输出系统或者嵌入式系统中的bootloader引导系统进行启动，引导控制器进入正常运行状态。在控制器进入正常运行状态后，在随机存取存储器中运行应用程序和操作系统，使得该处理器执行第七方面中主控板的功能。
第九方面，提供一种Wi-SUN FAN，所述Wi-SUN FAN包括如前所述的任一实施例中的第一转发节点设备。
第十方面，提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行如第一方面或第二方面所述的方法。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种Wi-SUN FAN应用场景示意图；
图2为本申请实施例提供的数据帧的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的数据帧中的负载信息元的结构示意图；
图4为本申请实施例提供的数据帧中的采样时间信息元的结构示意图；
图5为本申请实施例提供的帧聚合方法的流程示意图；
图6为本申请实施例提供的聚合帧的结构示意图之一；
图7为本申请实施例提供的子MSDU的结构示意图之一；
图8为本申请实施例提供的聚合帧的结构示意图之二；
图9为本申请实施例提供的子MSDU的结构示意图之二；
图10为本申请实施例提供的子MSDU的结构示意图之三；
图11为本申请实施例提供的聚合帧的结构示意图之三；
图12为本申请实施例提供的聚合帧的结构示意图之四；
图13为本申请实施例提供的聚合帧的结构示意图之五；
图14为本申请实施例提供的网络设置帧的结构示意图；
图15为本申请实施例提供的网络设置帧中的负载信息元的结构示意图；
图16为本申请实施例提供的网络设置帧中的版本号信息元的结构示意图；
图17为本申请实施例提供的网络设置帧中的帧聚合信息元的结构示意图；
图18为本申请实施例提供的网络设置帧发送方法的流程示意图；
图19为本申请实施例提供的第一转发节点设备的结构示意图之一；
图20为本申请实施例提供的第一转发节点设备的结构示意图之二；
图21为本申请实施例提供的第一转发节点设备的结构示意图之三；
图22为本申请实施例提供的第一转发节点设备的结构示意图之四；
图23为本申请实施例提供的边缘路由器的结构示意图之一；
图24为本申请实施例提供的边缘路由器的结构示意图之二；
图25为本申请实施例提供的边缘路由器的结构示意图之三；
图26为本申请实施例提供的边缘路由器的结构示意图之四。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述。
图1示例性的给出了一种Wi-SUN FAN的应用场景。如图所示，Wi-SUN FAN包括簇1、簇2、簇3以及簇4中的节点设备，虽然图1中示出了边缘路由器以及路由器，但边缘路由器以及路由器并不属于本申请实施例中的Wi-SUN FAN。其中，簇2中的簇头转发节点设备与簇1中的中间转发节点设备连接，即簇1为簇2的上一跳；簇3中的簇头转发节点设备与簇2中的中间转发节点设备连接，即簇2为簇3的上一跳；簇1和簇4中的簇头转发节点设备直接与边缘路由器连接，簇1和簇4的簇跳数可以设为1，簇2的簇跳数可以设为2，簇3的簇跳数可以设为3，或者，簇1和簇4的簇跳数也可以设为0，则簇2的簇跳数可以设为1，簇3的簇跳数可以设为2。
以图1所示的为智能抄表或环境监控的数据采集场景为例，智能水表、电表或环境监控设备(可以是叶节点设备、中间转发节点设备或簇头转发节点设备)通常需要周期性地将采集到的数据上报给网络，以方便用户能够通过网络对采集数据进行监控、管理。
各节点将采集到的数据可以封装在如图2所示的数据帧(即聚合前的数据帧)中，发送给上一节点。
具体地，如图2所示，MAC层头中包括帧控制字段、序列号字段、目的MAC地址字段、源MAC地址字段、辅助安全头(auxiliary security header，AUX security header)、头信息元(header information elements，header IEs)。其中，帧控制用于提供解析帧的信息索引；序列号字段表示发送该数据帧的节点对该数据帧设置的编号；目的MAC地址表示该数据帧的目的设备的MAC地址；辅助安全头表示用于指示对数据帧进行解密时所需的密钥，例如，密钥的索引值；头信息元用于指示该数据帧的类型和该数据帧在本地单播时隙中发出的时间点。
MAC层服务数据单元(MAC service data unit，MSDU)包括负载信息元和帧负载数据，其中，负载信息元用于指示MSDU的长度、类型等信息，帧负载数据中包括节点采集的数据。
进一步地，负载信息元可以如图3所示，包括MSDU的长度、组标识、负载信息类型、采样时间信息元、其它负载信息元以及终止负载信息元。采样时间信息元可以如图4所示，包括长度、ID、类型以及采样时间。
FCS字段用于对数据帧进行校验，具体地，发送方根据预设算法对数据帧进行计算得到的计算结果，接收方收到该数据帧后，对该数据帧应用相同算法进行计算，如果计算结果与接收的FCS字段相同则认为接收的数据帧正确，否则，接收方认为数据帧发生错误，并丢弃该数据帧。
因此，每个节点在发送数据帧时均需要通过大量字节发送上述信息，而在发送数据帧的节点较多的情况下，需要进行多次信道竞争，影响信道资源利用率及系统吞吐量。
为了解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种帧聚合方法，应用于Wi-SUNFAN中，用以实现对数据帧进行聚合，有助于增加信道资源利用率、减少竞争次数、提高系统性能。
本申请实施例提供的帧聚合方法可以应用于如图1所示的Wi-SUN FAN中，但图1所示的网络结构并不对本申请构成限定。应当理解，本申请实施例能够适用的场景中可以包括比图1所示更多或更少数量的簇，此外，下一跳中的簇头转发节点设备还可以与上一跳中的簇头转发节点设备连接，例如，簇头转发节点设备2可以与簇头转发节点设备1连接，簇头转发节点设备3可以与簇头转发节点设备2连接，本申请实施例对此不做限制。
参见图5，为本申请实施例提供的帧聚合方法的流程示意图，如图所示，该方法可以包括以下步骤：
步骤501、第一转发节点设备接收第一节点设备发送的第一数据帧和第二节点设备发送的第二数据帧。
其中，第一数据帧包括第一MAC头和第一MSDU，第二数据帧包括第二MAC头和第二MSDU。第一MAC头和第二MAC头的格式可以如图2所示，但不限于图2所示的MAC头可以包括，可以包括比图2所示的MAC更多或更少的信息。而数据帧中的MSDU包括上报的数据，例如，若第一节点设备为智能电表，则智能电表采集的当前用电量包含于MSDU中。
可选地，第一转发节点设备可以是簇头转发节点设备，也可以是中间转发节点设备，即簇头转发节点设备和中间转发节点设备均可以应用本申请实施例提供的帧聚合方法对接收到的数据帧进行聚合。
如图1所示，由于簇头转发节点设备可以与本簇中的叶节点设备、中间转发节点设备连接，即可以接收本簇中的叶节点设备、中间转发节点设备发送的数据帧，因此，在上述步骤中，第一转发节点设备接收到的第一数据帧可以是本簇中的叶节点设备发送的数据帧，也可以是本簇中的中间转发节点设备发送的数据帧；第二数据帧可以是本簇中的叶节点设备发送的数据帧，也可以是本簇中的中间转发节点设备发送的数据帧。
例如，如图1所示，若簇头转发节点设备C1作为第一转发节点设备，簇头转发节点设备C1可以接收簇1中的中间转发节点设备Z1和中间转发节点设备Z2发送的数据帧并对其进行聚合；若中间转发节点设备Z1作为第一转发节点设备，中间转发节点设备Z1可以接收叶节点设备Y1和叶节点设备Y2发送的数据帧并对其进行聚合；若簇头转发节点设备C4作为第一转发节点设备，簇头转发节点设备C4可以接收叶节点设备Y10和中间转发节点设备Z6发送的数据帧并对其进行聚合；若中间转发节点设备Z6作为第一转发节点设备，中间转发节点设备Z6可以接收叶节点设备Y11和中间转发节点设备Z7发送的数据帧并对其进行聚合。此外，虽然图1中未示出，但簇头转发节点设备也可以与多个叶节点设备连接，接收多个叶节点设备发送的数据帧并对其进行聚合；中间转发节点设备也可以与多个中间转发节点设备连接，接收多个中间转发节点设备发送的数据帧并对其进行聚合。
进一步地，若第一节点设备为叶节点设备，第一节点设备发送的第一数据帧通常为未经过聚合的数据帧。若第一节点设备为中间转发节点设备，例如与第一转发节点设备归属于相同簇的中间转发节点设备，第一节点设备发送的第一数据帧可以为未经过聚合的数据帧，也可以为聚合帧。
例如，若中间转发节点设备不具备对数据帧进行聚合的能力，可以将其自身生成的数据帧或接收到的其他节点设备发送的数据帧转发给第一转发节点设备；若中间转发节点设备不具备聚合能力，但其接收到的其它节点设备发送的聚合帧，该中间转发节点设备也可以将聚合帧发送给第一转发节点设备；若中间转发节点设备具有聚合能力，那么中间转发节点设备可以对接收到的多个数据帧进行聚合并发送给第一转发节点设备。
同样地，第二节点设备可以为叶节点设备，也可以为中间转发节点设备。相应地，第二数据帧可以为未经过聚合的数据帧，也可以为聚合帧，此处不再赘述。
在一些实施例中，第一节点设备，或第二节点设备，或第一节点设备和第二节点设备也可以与第一转发节点设备分属于不同的簇。例如，若图1中的中间转发节点设备Z2作为第一转发节点设备，与其连接的叶节点设备Y3与中间转发节点设备Z2属于相同的簇，但与其连接的簇头转发节点设备C2与中间转发节点设备Z2属于不同的簇。
当第一节点设备与第一转发节点设备属于不同的簇时，第一节点设备通常为下一跳中的簇头转发节点设备，例如图1中的中间转发节点设备Z2和簇头转发节点设备C2，因此，第一节点设备发送的第一数据帧可以为聚合帧。当然，即使第一节点设备为簇头转发节点设备，也可能不具有聚合功能，或者具备聚合功能但某时刻没有多个能够参与聚合的数据帧时，第一节点设备也可以将未经过聚合的数据帧发送给第一转发节点设备。
相应地，第二节点设备与第一转发节点设备属于不同簇时，第二节点设备发送的第二数据帧可以为聚合帧，也可以为未经过聚合的数据帧。
步骤502、第一转发节点设备确定第一MAC头中的目的MAC地址与第二MAC头中的目的MAC地址相同，第一转发节点设备根据第一数据帧和第二数据帧生成第一聚合帧。
具体地，生成的第一聚合帧包括第一聚合MAC头和第一聚合MSDU，聚合帧的结构可以如图6所示。应当理解，本申请实施例虽然以对两个数据帧进行聚合为例，但本申请提供的帧聚合方法还可以对更多数据量的数据帧进行聚合，生成的聚合帧中的MSDU中还可以包括更多数量的子MSDU。
其中，第一聚合MAC头中的目的MAC地址与第一MAC头中的目的MAC地址或第二MAC头中的目的MAC地址相同。由于第一数据帧中的第一MAC头中的目的MAC地址与第二数据帧中的第二MAC头中的目的MAC地址相同，因此，第一转发节点设备在生成第一聚合帧时，可以从第一MAC头中获取目的MAC地址用于生成聚合帧中的第一聚合MAC头中的目的MAC地址，或者，也可以从第二MAC头中获取目的MAC地址用于生成聚合帧。或者，在一种应用场景中，各节点均将采集到的数据发送给边缘路由器，再由边缘路由器将数据发送至上层应用，则具有聚合功能的转发节点设备可以预先存储有目的MAC地址，或者预先存储有聚合帧的模板，模板中包括目的MAC地址。由于在聚合帧的聚合MAC报头中包含有目的MAC地址，每个子MSDU中无需再包含目的MAC地址，以减少多个相同目的MAC地址占用大量字节，起到减少报文开销的作用。
此外，第一聚合MSDU包括第一子MSDU和第二子MSDU，其中，第一子MSDU包括第一数据帧中的第一MSDU以及第一MAC头中的源MAC地址，如图7所示；第二子MSDU包括第二数据帧中的第二MSDU和第二MAC头中的源MAC地址，与图7所示的结构类似。
聚合帧中的每个子MSDU中保留有源MAC地址以及聚合前的数据帧中包括的MSDU，使接收该聚合帧的上层应用在获取各节点上报的数据时，能够将数据与节点对应起来，方便进行数据统计、分析及管理。
如前所述，第一数据帧可以是未经过聚合的数据帧，也可以是聚合帧，第二数据帧也可以为未经过聚合的数据帧或者为聚合帧。在一个具体实施例中，若第一转发节点设备接收到的第一数据帧为聚合帧，接收到的第二数据帧为未经过聚合的数据帧，第一转发节点设备可以将根据第二数据帧生成的子MSDU添加到第一数据帧中，或者也可以重新生成聚合MAC头，并根据第一数据帧和第二数据帧生成子MSDU并聚合封装到新的聚合帧中。
举例说明，如图8所示，第一数据帧为聚合帧，包括第一MAC头和第一MSDU，其中，第一MSDU中进一步包括第一子MSDU和第二子MSDU。第二数据帧为未经过聚合的数据帧，包括第二MAC头和第二MSDU。第一转发节点设备根据第一数据帧和第二数据帧生成的第一聚合帧可以如图所示，包括第一聚合MAC头和第一聚合MSDU。其中，第一聚合MAC头可以与第一数据帧中的第一MAC头一致，当然也可以不一致。例如，聚合MAC头中若包括帧序列号，则第一转发节点设备根据自身发送数据帧的情况确定第一聚合帧中的序列号；又例如，第一聚合MAC头中若包括辅助安全头，则第一转发节点设备可以根据自身对数据帧进行加密的密钥确定辅助安全头。第一聚合MSDU中包括第一子MSDU、第二子MSDU和第三子MSDU，其中，第三子MSDU包括第二MAC头中的源MAC地址以及第二MSDU。
在本申请实施例中，第一转发节点设备对具有相同目的MAC地址的数据帧进行聚合，有助于实现减少报文开销、减少信道竞争次数。尤其是在各节点设备需要周期性地上报数据帧时，对各节点设置相同的采样周期，则同一时刻或一段较短时间内，存在多个节点设备上报数据帧且目的MAC地址相同，即第一转发节点设备可以对多个数据帧应用本申请实施例提供的帧聚合方法对数据帧进行聚合，以起到减少报文开销及减少信道竞争次数的作用。
在一种可能的实现方式中，聚合帧中的每个子MSDU中还包括长度字段，如图9所示。长度字段用于指示每个子MSDU的长度。由于每个节点上报的数据信息不同，因此每个子MSDU的长度可能不同，因此，在每个子MSDU中增加长度字段，可以方便接收聚合帧的设备区分上一个子MSDU和下一个子MSDU。
应当理解，长度字段能够方便其它设备在解析该聚合帧时能够区分上一个子MSDU和下一个子MSDU，但也可以通过其它方式进行区分，例如，在两个子MSDU之间插入分隔符，或者根据其他信息识别一个子MSDU的起始位置或结束位置。
此外，每个子MSDU中还可以包括数据的采样时间，如图10所示，以方便上层应用根据采样时间、采样数据进行统计、管理。
图10所示的第一子MSDU中包括保留比特位，用于对子MSDU进行区分，如前所述，每个子MSDU中也可以没有保留比特位，根据子MSDU信息等其他信息区分上一个子MSDU和下一个子MSDU。
在一种可能的实现方式中，聚合帧中的聚合MAC头中还可以包括以下信息之一或任意组合：帧控制信息，序列号，辅助安全头，以及头信息元。相应地，聚合MAC头中若包括上述信息，则聚合帧中的子MSDU中可以不再包括上述信息，以进一步减少报文开销。在一个具体实施例中，聚合帧的结构可以如图11所示。
可选地，为了方便了第一转发节点设备对接收到的数据帧进行解密从而将数据帧中的信息聚合封装到聚合帧中，Wi-SUN FAN中的各节点可以采用相同的加密方法，即辅助安全头所指示的密钥相同，以简化第一转发节点设备的解密过程。第一转发节点设备在根据接收到的各数据帧生成聚合帧时，也采用与各节点设备相同的加密方法对聚合帧进行加密。
进一步地，还可以为聚合帧添加物理层头(PHY header)和/或FCS，如图12所示，相应地，每个子MSDU中可以不再保留源数据帧中的物理层头以及FCS，以实现在对N个数据帧进行聚合时，能够减少N-1个物理层头以及FCS的字节开销。其中，FCS字段中包含的信息，可以是对聚合帧按照预设方法计算生成的聚合帧的校验信息。
可选地，第一转发节点设备还可以仅对同一采样周期内采集数据并发送的数据帧进行聚合，此时，还可以将采样时间信息元添加到聚合帧中，如图13所示，相应地，每个子MSDU中可以不再保留采样时间信息元，以进一步减少字节开销。如图13所示，聚合帧中还可以包括其他负载信息元意见终止负载信息元，则每个子MSDU中可以不再保留其他负载信息元以及终止负载信息元，以进一步减少字节开销。
可选地，第一转发节点设备在接收到第一数据帧和第二数据帧之后即开始生成第一聚合帧，也可以在约定的第一转发节点设备上报数据帧的时间之前，再根据第一数据帧和第二数据帧生成第一聚合帧。在一些场景中，例如多个环境监测设备都要周期性上报监测数据，且这些数据帧的目的MAC地址为边缘路由器或其他预设地址，则第一转发节点设备也可以在接收到第一数据帧后，则开始将第一数据帧进行聚合封装。
虽然在上述实施例中，以第一转发节点设备根据第一数据帧和第二数据帧生成聚合帧为例，但本申请提供的帧聚合方法还可以对更多数据量的数据帧进行聚合，且参与聚合的数据帧的数量越多，减少的报文开销越多，减少的信道竞争次数越多。但是，参与聚合的数据帧的数量越多，形成的聚合帧的长度越长，若聚合帧的长度过长，可能会发生传输错误。为了避免传输错误，可以对聚合帧的长度设置上限，例如，在Wi-SUN FAN中的物理层最大载荷所能支持的帧长度为2047个字节，则可以将2047字节作为聚合帧长度的上限。
第一转发节点设备在根据多个数据帧生成聚合数据帧时，通常按照接收的时间顺序，依次根据每个参与聚合的数据帧生成一个子MSDU。可选地，第一转发节点设备在根据一个数据帧生成一个子MSDU之前，可以先判断若根据该数据帧生成子MSDU并聚合封装到聚合帧中，是否会使得聚合帧的长度超过预先设置的上限，若未超过，则继续聚合封装，否则，不继续在该聚合帧中聚合封装新的子MSDU，并根据还未参与聚合封装的数据帧生成新的聚合帧。
在一些实施例中，第一转发节点设备也可能需要上报数据，此时，第一转发节点设备可以生成数据帧，再根据生成的数据帧生成子MSDU并聚合封装到聚合帧中，或者，第一转发节点设备也可以根据需要上报的数据生成子MSDU并聚合封装到聚合帧中。
步骤503、第一转发节点设备向第二转发节点设备发送第一聚合帧。
在一种可能的实现方式中，第一转发节点设备为中间转发节点设备(如中间转发节点设备)，第二转发接收设备可以为第一转发节点设备所在簇中的簇头转发节点设备，或者，第二转发节点设备也可以为第一转发节点设备所在簇中的中间转发设备。例如，若图1所示的中间转发节点设备Z1为第一转发节点设备，则第二转发节点设备为簇头转发节点设备C1；若图1所示的中间转发节点设备Z7为第一转发节点设备，第二转发节点设备为中间转发节点设备Z6。
在另外一种可能的实现方式中，第一转发节点设备为簇头转发节点设备，第二转发节点设备为中间转发节点设备或簇头转发节点设备，而第一转发节点设备和第二转发节点设备分属于不同的簇。例如，若图1所示的簇2中的簇头转发节点设备C2为第一转发节点设备，则第二转发节点设备为簇1中的中间转发节点设备Z2；此外，虽然图1中未示出，但簇2中的簇头转发节点设备C2也可以与簇1中的簇头转发节点设备C1连接，此时，若簇头转发节点设备C2为第一转发节点设备，则第二转发节点设备为簇头转发节点设备C1。
还有一种可能的实现方式，第一转发节点设备为簇头转发节点设备，第二转发节点设备为边缘路由器，但边缘路由器位于Wi-SUN FAN之外。例如，若如图1所示的簇头转发节点设备C1为第一转发节点设备，则第二转发节点设备为边缘路由器。
由于第一转发节点设备在根据接收到的多个数据帧生成聚合帧时，为了较大限度地减少报文开销、减少信道竞争次数、充分利用信道资源，可能需要等待一段时间，以接收更多的、能够参与聚合的数据帧并对其进行聚合。然而，为了保证数据的时效性，可以对第一转发节点设备设置发送聚合帧的截止时间，以使第一转发节点设备不会因为长时间等待而导致各节点设备采集的数据不能及时上传至上层应用。
在一些实施例中，第一转发节点设备还可以接收来自边缘路由器的网络设置帧，该网络设置帧用于指示第一转发节点设备上报第一聚合帧的时间，以及第一节点设备和第二节点设备采集数据的时间。其中，该网络设置帧由边缘路由器生成，并通过各节点设备逐层向下发送。仍以图1为例，边缘路由器将网络设置帧发送给簇头转发节点设备C1和簇头转发节点设备C4，簇头转发节点设备C1将网络设置帧发送给路由转发节点设备Z1和路由转发节点设备Z2，路由转发节点设备Z1将网络设置帧转发给叶节点设备Y1和叶节点设备Y2，路由转发节点设备Z2将网络设置帧转发给叶节点设备Y3和簇头转发节点设备C2，以此类推。
第一转发节点设备根据接收到的网络设置帧确定上报第一聚合帧的截止时间，并根据该截止时间想第二转发节点设备发送第一聚合帧。
进一步地，可以仅对簇头转发节点设备设置截止时间，而不对路由转发节点设备设置截止时间，当然，也可以对簇头转发节点设备和路由转发节点设备设置截止时间。
下面以仅对簇头转发节点设备设置截止时间为例，进一步说明。
在一个具体的实现方式中，网络设置帧中包括：网络设置时间戳tc、簇跳数i、采样周期P。
其中，采样周期P用于指示各节点设备(可以包括叶节点设备、中间转发节点设备以及簇头转发节点设备)按照采样周期采集数据并上报。在智能抄表、环境监测等应用场景中，各节点设备每个采样周期采集一次数据并上报，簇头转发节点设备和/或中间转发节点设备在每个采样周期内对数据帧进行聚合并向上发送聚合后的数据帧。通常情况下，一种应用控制下的节点设备的采样周期相同，例如，各智能电表上报用电量的周期相同，各环境监测设备上报环境参数的周期相同。
网络设置时间戳tc用于确定采样周期的基准时间，例如，采样周期为60s，那么tc～tc+60s即为第一个采样周期，tc+60s～tc+120s即为第二个采样周期，以此类推。可选地，边缘路由器在发送网络设置帧时，可以将发送时间作为网络设置时间戳tc，以使各节点设备根据该网络设置时间戳确定采样周期，各簇头转发节点设备在向中间转发节点设备或叶节点设备转发网络设置帧时，或者，中间转发节点设备向叶节点设备或下一跳簇头转发节点设备转发网络设置帧时，不改变网络设置时间戳tc，以使各节点设备具有统一的采样周期及采样时间。
簇跳数i表示发送网络设置帧的边缘路由器到目的节点设备所在簇的跳数。例如，以图1所示的网络架构图为例，簇1和簇4中的各节点设备的簇跳数可以设置为1，簇2中的各节点设备的簇跳数可以设置为2，簇3中的各节点设备的簇跳数可以设置为3；或者，簇1和簇4中的各节点设备的簇跳数可以设置为0，簇2中的各节点设备的簇跳数可以设置为1，簇3中的各节点设备的簇跳数可以设置为2。
簇头转发节点设备可以根据网络设置时间戳tc和采样周期P获得第一时间，并在第一时间中去i个截止时间梯度ΔD得到截止时间。其中，截止时间梯度ΔD用于指示簇头转发节点设备将聚合帧发送到该簇头转发节点设备所在簇之外的转发节点设备的时间。仍以图1所示的网络架构图为例，若簇头转发节点设备C1发送聚合帧的截止时间为T1，簇头转发节点设备C2发送聚合帧的截止时间为T2＝T1-ΔD，簇头转发节点设备C3发送聚合帧的截止时间为T3＝T1-2×ΔD。
可选地，截止时间梯度ΔD可以包含于网络设置帧中，也可以预先配置在第一转发节点设备中。
在一个具体实施例中，簇头转发节点设备可以根据公式(1)确定出该簇头转发节点设备发送聚合帧的截止时间D(i)。
D(i)＝tc+n×P-i×ΔD (1)
其中，n表示采样周期的序号。
可选地，上述n可以由簇头转发节点设备自行计算。具体地，簇头转发节点设备可以根据公式(2)确定出当前的采样周期序号n。
Figure BDA0001486421180000131
其中，符号
Figure BDA0001486421180000132
表示向上取整，t表示当前时间，tc表示网络设置时间戳，P表示采样周期。
当然，簇头转发节点设备也可以通过其它方式确定采样周期序号，例如，簇头转发节点设备可以用以表示存储采样次数的参数，每经过一个采样周期，该参数的值+1。本申请对如何确定采样周期序号n不做限制。
进一步地，网络设置帧中还可以包括采样时间提前量，用于指示各节点设备在一个采样周期中的采样时间。在一个具体实现方式中，各节点设备在接收到网络设置帧后，可以根据公式(3)确定采样时间。
ts＝tc+n×P-ΔT (3)
其中，ts表示节点设备的采样时间，n表示采样周期的序号，P表示采样周期，ΔT表示采样时间提前量。tc表示网络设置时间戳。例如，若采样周期为60s，采样时间提前量为1s，网络设置时间戳为0，相应地，各节点在(0+1*60-1)s处进行第一次采样，在(0+2*60-1)s处进行第二次采样，以此类推。
其中，各节点确定n的取值的方法，与前述簇头转发节点设备确定n的取值方法类似，此处不再赘述。
在一个具体实施例中，网络设置帧的结构可以如图14所示，包括MAC层头、MAC层负载以及FCS。其中，MAC层头可以进一步包括帧控制字段、个域网标识、源MAC地址、负载安全头、头信息元。进一步地，图14中的负载信息元字段具体可以包括如图15所示的信息，其中，版本号信息元(PAN version IE)字段和帧聚合信息元(FAGG IE)字段可以分别如图16和图17所示。
在一种可能的实现方式中，簇1和簇4中各节点设备的簇跳数为1、簇2中各节点设备的簇跳数为2、簇3中各节点设备的簇跳数为3时，边缘路由器发送的网络设置帧中的簇跳数的初始值可以为1，簇头转发节点设备C1在根据边缘路由器发送的网络设置帧确定出自身的截止时间，在将网络设置帧转发给其它节点设备时，将网络设置帧中的簇跳数+1，以使簇头转发节点设备C2能够根据修改后的网络设置帧计算出其相应的截止时间，而对于簇1中的各节点设备，来说，由于可以仅计算采样时间而不需要计算截止时间，因此其它各节点设备不受簇跳数改变的影响。簇头转发节点设备C2在转发网络设置帧时，再将簇跳数+1，以使簇头转发节点设备C3能够根据修改后的网络设置帧计算出其相应的截止时间。
在另外一种可能的实现方式中，簇1和簇4中各节点设备的簇跳数为1、簇2中各节点设备的簇跳数为2、簇3中各节点设备的簇跳数为3时，边缘路由器发送的网络设置帧中的簇跳数的初始值可以为0，簇头转发节点设备C1先将网络设置帧中的簇跳数+1，然后再计算截止时间，并将网络设置帧转发给中间转发节点设备Z1和中间转发节点设备Z2，中间转发节点设备Z2将网络设置帧转发给簇头转发节点设备C2；簇头转发节点设备C2先将网络设置帧中的簇跳数+1，然后再计算截止时间，以此类推。
此外，在上述两种实现方式中，还可以将簇1和簇4中各节点设备的簇跳数为0、簇2中各节点设备的簇跳数为1、簇3中各节点设备的簇跳数为2。
为了更清楚地理解本申请实施例提供的帧聚合方法，下面通过具体实施例并结合图1进一步说明。
用户通过上层应用对网络设置参数进行设置：采样周期为60s，截止时间梯度为0.1s，采样时间提前量为1s。上层应用通过网络将上述网络设置参数发送给边缘路由器，边缘路由器生成网络设置帧，该网络设置帧中包括以下信息：网络设置时间戳0s，采样周期为60s、截止时间梯度为0.1s、采样时间提前量为1s，簇跳数为1。
各节点设备的采样时间为60-1＝59s，簇头转发节点设备1和簇头转发节点设备4根据网络设置帧计算出发送聚合帧的截止时间为60-0.1＝59.9s；簇转发节点设备C1将簇跳数修改为2并转发给路由转发节点设备Z1和Z2，路由转发节点设备Z2将网络设置帧转发给簇头转发节点设备C2，簇头转发节点设备C2根据网络设置帧计算出发送聚合帧的截止时间为60-2*0.1＝59.8s；簇转发节点设备C2将簇跳数修改为3并转发给路由转发节点设备Z4，路由转发节点设备Z4将网络设置帧转发给簇头转发节点设备C3，簇头转发节点设备C3根据网络设置帧确定出发送聚合帧的截止时间为60-3*0.1＝59.7s。
本申请实施例还提供了一种网络设置帧发送方法，用于实现为同一网络中的各节点设备设置统一的采样周期，为同一网络中的转发节点设备设置发送聚合帧截止时间。参见图18，为本申请实施例提供的网络设置帧发送方法的流程示意图，如图所示，该方法可以包括以下步骤：
步骤1801、边缘路由器获取网络设置参数。
在一种可能的实现方式中，边缘路由器获取的网络设置参数可以是网络发送的。例如，管理者可以在上层应用中配置网络设置参数，并通过网络发送给边缘路由器。
其中，网络设置参数可以包括采样周期P，用于指示节点设备按照所述采样周期采集数据并上报。
可选地，网络设置参数中还可以包括截止时间梯度ΔD。通常情况下，为了便于管理，在同一Wi-SUN FAN中的截止时间梯度均相同。仍以图1所示的网络架构图为例，若簇1中的簇头转发节点设备C1发送聚合帧的截止时间为T1，簇2中的簇头转发节点设备C2发送聚合帧的截止时间为T2＝T1-ΔD，簇3中的簇头转发节点设备C3发送聚合帧的截止时间为T3＝T2-ΔD。
在一种具体实现方式中，管理者可以在上层应用中设置采样周期和截止时间梯度，并通过网络发送给边缘路由器。管理者可以根据不同的应用场景设置不同的采样周期以及截至时间梯度，例如，可以设置智能电表的采样周期为1个月，以方便统计用户的用电量及电费；又例如，可以设置环境监测设备的采样周期为1小时，以方便对环境状况进行监控。
进一步地，网络设置参数还可以包括采样时间提前量，用于指示节点设备在一个采样周期中的采样时间。例如，若采样周期为60s，采样时间提前量为1s，则表示各节点设备在每个周期中的第(60-1)s采集数据并上报。
步骤1802、边缘路由器根据网络设置参数生成网络设置帧。
具体地，该网络设置帧中包括网络设置时间戳tc、簇跳数i、采样周期。其中，网络设置时间戳tc、簇跳数的含义与前述方法类似，此处不再赘述。
如前所述，网络设置参数中还可以包括截止时间梯度ΔD和/或采样时间提前量，相应地，边缘路由器生成的网络设置帧中可以还可以包括截止时间梯度ΔD和/或采样时间提前量。
步骤1803、边缘路由器向簇头转发节点设备发送网络设置帧。
边缘路由器可以与一个或多个簇头转发节点设备连接，相应的，边缘路由器可以将网络设置帧发送给与该边缘路由器连接的簇头转发节点设备，而簇头转发节点设备进一步将网络设置帧发送给与其连接的叶节点设备、中间转发节点设备或其他簇中的簇头转发节点设备，从而实现将网络设置帧发送给Wi-SUN FAN中的各节点设备。
在一种可能的实现方式中，边缘路由器设置的初始簇跳数为1，边缘路由器将网络设置帧发送给如图1所示的簇头转发节点设备C1和簇4中的簇头转发节点设备C4；簇头转发节点设备C1将网络设置帧中的簇跳数修改为2并转发给中间转发节点设备Z1和中间转发节点设备Z2；中间转发节点设备Z2将网络设置帧转发给叶节点设备Y1和叶节点设备Y2。中间转发节点设备Z2将网络设置帧发送给簇头转发节点设备C2，簇头转发节点设备C2将网络设置帧中的簇跳数修改为3并转发给中间转发节点设备Z3、中间转发节点设备Z4和叶节点设备Y4，中间转发节点设备Z4将网络设置帧发送给簇头转发节点设备C3。
在另外一种可能的实现方式中，边缘路由器设置的初始簇跳数为0，边缘路由器将网络设置帧发送给如图1所示的簇头转发节点设备C1和簇4中的簇头转发节点设备C4；簇头转发节点设备C1将簇跳数修改为+1将修改后的网络设置帧转发给中间转发节点设备Z1和中间转发节点设备Z2；中间转发节点设备Z2将网络设置帧转发给叶节点设备Y1和叶节点设备Y2，中间转发节点设备Z2将网络设置帧发送给簇头转发节点设备C2。簇头转发节点设备C2将簇跳数修改为+1将修改后的网络设置帧转发给中间转发节点设备Z3、中间转发节点设备Z4和叶节点设备Y4，中间转发节点设备Z4将网络设置帧发送给簇头转发节点设备C3。簇头转发节点设备C3将簇跳数修改为+1将修改后的网络设置帧转发给中间转发节点设备Z5和叶节点设备Y7。
在一种可能的实现方式中，边缘路由器在生成网络设置帧时，可以在网络设置帧中添加版本号，以方便各节点确定更新后的网络设置帧。例如，边缘路由器每次接收到新的网络设置参数时，则根据新的网络设置参数重新生成网络设置帧，并将网络设置帧中的版本号+1；各节点根据版本号最大的网络设置帧确定采样周期、发送聚合帧的截止时间等，或者，各节点可以将版本号较小的网络设置帧删除，仅保留版本号最大的网络设置帧。又例如，边缘路由器也可以根据生成网络设置帧的时间生成版本号，各节点则将时间最近的网络设置帧确定为最新版本的网络设置帧。
具体地，网络设置帧的格式可以如图14至图17所示，此处不再赘述。
基于相同的技术构思，本申请实施例还提供了一种第一转发节点设备，用于实现上述帧聚合方法实施例。该第一转发节点设备可以应用于Wi-SUN FAN中，Wi-SUN FAN包括第一转发节点设备、第一节点设备和第二节点设备。
参见图19，该第一转发节点设备可以包括接收单元1901、确定单元1902、生成单元1903以及发送单元1904。
具体地，接收单元1901用于接收第一节点设备发送的第一数据帧和第二节点设备发送的第二数据帧，第一数据帧包括第一MAC头和第一MSDU，第二数据帧包括第二MAC头和第二MSDU。
确定单元1902用于确定第一MAC头中的目的MAC地址与第二MAC头中的目的MAC地址是否相同。
当确定单元1902确定第一MAC头中的目的MAC地址与第二MAC头中的目的MAC地址相同时，生成单元1903用于设备根据第一数据帧和第二数据帧生成第一聚合帧，第一聚合帧包括第一聚合MAC头和第一聚合MSDU，第一聚合MAC头中的目的MAC地址与第一MAC头中的目的MAC地址或第二MAC头中的目的MAC地址相同，第一聚合MSDU包括第一子MSDU和第二子MSDU，第一子MSDU包括第一MSDU和第一MAC头中的源MAC地址，第二子MSDU包括第二MSDU和第二MAC头中的源MAC地址；
发送单元1904用于向第二转发节点设备发送第一聚合帧。
在一种可能的实现方式中，第一节点设备是叶节点设备或中间转发节点设备，第二节点设备是叶节点设备或中间转发节点设备，第一节点设备、第二节点设备和第一转发节点设备属于第一簇，Wi-SUN FAN包括该第一簇。
当第一节点设备是中间转发节点设备时，第一数据帧是数据帧或聚合帧。
当第二节点设备是中间转发节点设备时，第二数据帧是数据帧或聚合帧。
在一种可能的实现方式中，第一节点设备是簇头转发节点设备，第一数据帧是聚合帧，第二节点设备和第一转发节点设备属于第一簇，第一节点设备属于第二簇，Wi-SUNFAN包括第一簇和第二簇，第一簇与第二簇不是同一个簇。
在一种可能的实现方式中，第一转发节点设备是中间转发节点设备，第二转发节点设备是簇头转发节点设备或中间转发节点设备，第一转发节点设备与第二转发节点设备在同一个簇中，Wi-SUN FAN包括该第二转发节点设备。
在一种可能的实现方式中，第一转发节点设备是簇头转发节点设备，第二转发节点设备是中间转发节点设备或簇头转发节点设备，第一转发节点设备和第二转发节点设备在不同的簇中，Wi-SUN FAN包括该第二转发节点设备。
在一种可能的实现方式中，第一转发节点设备是簇头转发节点设备，第二转发节点设备是边缘路由器，边缘路由器位于上述Wi-SUN FAN之外。
在一种可能的实现方式中，第一转发节点设备是簇头转发节点设备，接收单元1901还用于接收来自边缘路由器的网络设置帧，网络设置帧用于指示第一转发节点设备上报第一聚合帧的时间、第一节点设备和第二节点设备的数据采集时间。
确定单元1902还用于根据所述网络设置帧确定上报所述第一聚合帧的截止时间。
发送单元1904具体用于：根据所述截止时间时向所述第二转发节点设备发送所述第一聚合帧。
在一种可能的实现方式中，所述网络设置帧包括网络设置时间戳、簇跳数和采样周期，所述网络设置时间戳用于确定采样周期的基准时间，所述簇跳数表示发送所述网络设置帧的所述边缘路由器到目的节点设备所在簇的跳数，所述采样周期用于指示所述第一节点设备和所述第二节点设备按照所述采样周期采集数据。
确定单元1902在根据所述网络设置帧确定上报所述第一聚合帧的截止时间时，具体用于：根据所述网络设置时间戳和采样周期获得第一时间；在所述第一时间中去除所述簇跳数个截止时间梯度，获得所述截止时间，其中，所述截止时间梯度用于指示所述第一转发节点设备将所述第一聚合帧发送到所述第一转发节点设备所在的簇之外的转发节点设备的时间；将所述网络设置帧中的所述簇跳数加1。
在一种可能的实现方式中，所述第一子MSDU和所述第二子MSDU均包括长度字段，所述长度字段用于指示子MSDU的长度。
基于相同的技术构思，本申请实施例还提供了一种第一转发节点设备，用于实现上述帧聚合方法实施例。该第一转发节点设备可以应用于Wi-SUN FAN中，Wi-SUN FAN包括第一转发节点设备、第一节点设备和第二节点设备。
图20为本申请实施例提供的第一转发节点设备的硬件结构示意图，该第一转发节点设备可以包括处理器2001，存储器2002、接口2003和总线2004；其中接口2003可以通过无线或有线的方式实现，具体来讲可以是网卡。上述处理器2001、存储器2002和接口2003通过总线2004连接。
所述接口2003具体可以包括发送器和接收器，用于第一转发节点设备与上述实施例中的第一节点设备、第二节点设备、第二转发节点设备之间收发信息。作为举例，所述接口2003用于支持图5中的步骤501和503。所述处理器2001用于执行上述实施例中由第一转发节点设备进行的处理。作为举例，所述处理器2001用于支持图5中的步骤502。存储器2002包括操作系统20021和应用程序20022，用于存储程序、代码或指令，当处理器或硬件设备执行这些程序、代码或指令时可以完成方法实施例中涉及第一转发节点设备的处理过程。可选的，所述存储器2002可以包括只读存储器(read-only memory，ROM)和随机存取存储器(random access memory，RAM)。其中，所述ROM包括基本输入/输出系统(basic input/output system，BIOS)或嵌入式系统；所述RAM包括应用程序和操作系统。当需要运行第一转发节点设备时，通过固化在ROM中的BIOS或者嵌入式系统中的bootloader引导系统进行启动，引导第一转发节点设备进入正常运行状态。在第一转发节点设备进入正常运行状态后，运行在RAM中的应用程序和操作系统，从而，完成方法实施例中涉及第一转发节点设备的处理过程。
可以理解的是，图20仅仅示出了第一转发节点设备的简化设计。在实际应用中，第一转发节点设备可以包含任意数量的接口，处理器或者存储器。
图21为本申请实施例的另一种第一转发节点设备的硬件结构示意图。图21所示的第一转发节点设备可以执行上述帧聚合方法实施例中第一转发节点设备执行的相应步骤。
如图21所述，第一转发节点设备包括：主控板2110、接口板2130、交换网板2120和接口板2140。主控板2110、接口板2130和2140，以及交换网板2120之间通过系统总线与系统背板相连实现互通。其中，主控板2110用于完成系统管理、设备维护、协议处理等功能。交换网板2120用于完成各接口板(接口板也称为线卡或业务板)之间的数据交换。接口板2130和2140用于提供各种业务接口，并实现数据包的转发。
接口板2130可以包括中央处理器2131、转发表项存储器2134、物理接口卡2133和网络处理器2132。其中，中央处理器2131用于对接口板进行控制管理并与主控板上的中央处理器进行通信。转发表项存储器2134用于保存转发表项。物理接口卡2133用于完成数据帧的接收和发送。网络存储器2132用于根据所述转发表项控制物理接口卡2133收发数据帧。
具体的，物理接口卡2133接收第一数据帧和第二数据帧，并且经由中央处理器2131向主控板2110上的中央处理器2111发送所述第一数据帧和第二数据帧。中央处理器2111用于获取所述第一数据帧和第二数据帧并生成第一聚合帧。物理接口卡2133还用于向所述第二转发节点设备发送第一聚合帧。
中央处理器2131还用于控制网络存储器2132获取转发表项存储器2134中的转发表项，并且，中央处理器2131还用于控制网络存储器2132经由物理接口卡2133完成数据帧的接收和发送。
应理解，本发明实施例中接口板2140上的操作与所述接口板2130的操作一致，为了简洁，不再赘述。应理解，本实施例的第一转发节点设备可对应于上述帧聚合方法实施例所具有的功能和/或所实施的各种步骤，在此不再赘述。
此外，需要说明的是，主控板可能有一块或多块，有多块的时候可以包括主用主控板和备用主控板。接口板可能有一块或多块，第一转发节点设备的数据处理能力越强，提供的接口板越多。接口板上的物理接口卡也可以有一块或多块。交换网板可能没有，也可能有一块或多块，有多块的时候可以共同实现负荷分担冗余备份。在集中式转发架构下，第一转发节点设备可以不需要交换网板，接口板承担整个系统的业务数据的处理功能。在分布式转发架构下，第一转发节点设备可以有至少一块交换网板，通过交换网板实现多块接口板之间的数据交换，提供大容量的数据交换和处理能力。所以，分布式架构的第一转发节点设备的数据接入和处理能力要大于集中式架构的设备。具体采用哪种架构，取决于具体的组网部署场景，此处不做任何限定。
图22为本申请实施例提供的又一第一转发节点设备的硬件结构示意图。图22所示的第一转发节点设备可以执行上述实施例的方法中第一转发节点设备执行的相应步骤。
第一转发节点设备的这种产品形态适用于基于控制与转发分离的网络架构(例如，软件定义网络(software defined network，SDN))。在SDN中，如图21所示的第一转发节点设备的主控板2110从设备中分离出来，形成新的独立的物理设备(即如图22所示的控制器2110A)，剩下的形成另一独立的物理设备(即如图22所示的第一转发子设备2100A)。控制器2110A与第一转发子设备2100A通过控制通道协议实现交互。控制通道协议可以是开放流(open flow)协议、路径计算通信协议(path computation element communicationprotocol，PCEP)、边界网关协议(border gateway protocol，BGP)、路由系统接口(interface to the routing system，I2RS)等。也就是说，与上述图21所对应的实施例相比，本实施中的第一转发节点设备包括分离出去的控制器2110A和第一转发子设备2100A。
控制器2110A可以是基于通用的物理服务器实现或者是专用的硬件结构实现，在一个设计示例中，所述控制器包括接收器、处理器、发送器、RAM、ROM以及总线(图中未示出)。其中，处理器通过总线分别耦接接收器、发送器、RAM以及ROM。其中，当需要运行控制器时，通过固化在ROM中的BIOS或者嵌入式系统中的bootloader引导系统进行启动，引导控制器进入正常运行状态。在控制器进入正常运行状态后，在RAM中运行应用程序和操作系统，使得该处理器执行上述图21中主控板2110的所有功能和步骤。
第一转发子设备2100A可以是基于专用的硬件结构实现，其功能和结构与上述图21中的接口板2130、接口板2140和交换网板2120的功能和结构保持一致，执行相应的功能和步骤。也可以是基于通用的物理服务器和网络功能虚拟化(network functionvirtualization，NFV)技术实现的虚拟第一转发子设备，所述虚拟第一转发子设备为虚拟路由器。在虚拟第一转发子设备的场景下，上述实体第一转发子设备实施例中提到的该第一转发子设备包括接口板、交换网板以及处理器在虚拟环境下可以认为是其所基于通用的物理服务器分配给该虚拟第一转发子设备所使用的接口资源、网络资源以及处理资源。采用通用物理服务器实施该第一转发子设备的功能或步骤，或者采用通用物理服务器并利用NFV技术实施该第一转发子设备的功能或步骤具体可以参考图20的实施例。
应理解，本实施例中第一转发节点设备中的控制器2110A和该第一转发子设备2100A可以实现方法实施例中的第一转发节点设备所实施的各种功能、步骤，为了简洁，在此不再赘述。
基于相同的技术构思，本申请实施例还提供了一种边缘路由器，用于实现上述网络设置帧发送方法实施例。参见图23，本申请实施例提供的边缘路由器可以包括获取单元2301、生成单元2302和发送单元2303。
具体地，获取单元2301用于获取网络设置参数，所述网络设置参数包括采样周期，所述采样周期用于指示节点设备按照所述采样周期采集数据。
生成单元2302用于根据所述网络设置参数生成网络设置帧，所述网络设置帧中包括网络设置时间戳、簇跳数和所述采样周期，所述网络设置时间戳用于确定采样周期的基准时间，所述簇跳数表示发送所述网络设置帧的所述边缘路由器到目的节点设备所在簇的跳数。
发送单元2303用于向簇头转发节点设备发送所述网络设置帧，所述簇头转发节点设备位于Wi-SUN FAN中的第一簇中，所述第一簇经由所述簇头转发节点设备与所述边缘路由器通信。
在一种可能的实现方式中，所述网络设置参数还包括采样时间提前量，所述采样时间提前量用于指示节点设备在一个采样周期中的采样时间；所述网络设置帧中还包括所述采样时间提前量。
在一种可能的实现方式中，所述获取单元2301还用于：所述边缘路由器接收所述簇头转发节点设备发送的聚合帧。所述聚合帧是通过对第一节点设备发送的第一数据帧和第二节点设备发送的第二数据帧进行聚合得到的，其中，所述第一节点设备和所述第二节点设备属于Wi-SUN FAN，所述第一数据帧包括第一介质访问控制MAC头和第一MAC业务数据单元MSDU，所述第二数据帧包括第二MAC头和第二MSDU，所述第一MAC头中的目的MAC地址与所述第二MAC头中的目的MAC地址相同，所述第一聚合帧包括第一聚合MAC头和第一聚合MSDU，所述第一聚合MAC头中的目的MAC地址与所述第一MAC头中的目的MAC地址或所述第二MAC头中的目的MAC地址相同，所述第一聚合MSDU包括第一子MSDU和第二子MSDU，所述第一子MSDU包括所述第一MSDU和所述第一MAC头中的源MAC地址，所述第二子MSDU包括所述第二MSDU和所述第二MAC头中的源MAC地址。
基于相同的技术构思，本申请实施例还提供了一种边缘路由器，用于实现上述网络设置帧发送方法实施例。
图24为本申请实施例提供的边缘路由器的硬件结构示意图，该边缘路由器可以包括处理器2401，存储器2402、接口2403和总线2404；其中接口2403可以通过无线或有线的方式实现，具体来讲可以是网卡。上述处理器2401、存储器2402和接口2403通过总线2404连接。
所述接口2403具体可以包括发送器和接收器，用于边缘路由器与上述实施例中的簇头转发节点设备之间收发信息。所述处理器2401用于执行上述实施例中由边缘路由器进行的处理。存储器2402包括操作系统24021和应用程序24022，用于存储程序、代码或指令，当处理器或硬件设备执行这些程序、代码或指令时可以完成方法实施例中涉及边缘路由器的处理过程。可选的，所述存储器2402可以包括ROM和RAM。其中，所述ROM包括BIOS或嵌入式系统；所述RAM包括应用程序和操作系统。当需要运行边缘路由器时，通过固化在ROM中的BIOS或者嵌入式系统中的bootloader引导系统进行启动，引导边缘路由器进入正常运行状态。在边缘路由器进入正常运行状态后，运行在RAM中的应用程序和操作系统，从而，完成方法实施例中涉及边缘路由器的处理过程。
可以理解的是，图24仅仅示出了边缘路由器的简化设计。在实际应用中，边缘路由器可以包含任意数量的接口，处理器或者存储器。
图25为本申请实施例的另一种边缘路由器的硬件结构示意图。图25所示的边缘路由器可以执行上述网络设置帧发送方法实施例中边缘路由器执行的相应步骤。
如图25所述，边缘路由器包括：主控板2510、接口板2530、交换网板2520和接口板2540。主控板2510、接口板2530和2540，以及交换网板2520之间通过系统总线与系统背板相连实现互通。其中，主控板2510用于完成系统管理、设备维护、协议处理等功能。交换网板2520用于完成各接口板(接口板也称为线卡或业务板)之间的数据交换。接口板2530和2540用于提供各种业务接口，并实现数据包的转发。
接口板2530可以包括中央处理器2531、转发表项存储器2534、物理接口卡2533和网络处理器2532。其中，中央处理器2531用于对接口板进行控制管理并与主控板上的中央处理器进行通信。转发表项存储器2534用于保存转发表项。物理接口卡2533用于完成网络设置帧发送以及聚合帧的接收。网络存储器2532用于根据所述转发表项控制物理接口卡2133收发网络设置帧或聚合帧。
具体的，物理接口卡2533可以接收来自上层应用的网络设置参数，并且经由中央处理器2531向主控板2510上的中央处理器2511发送所述网络设置参数。中央处理器2511用于获取网络设置参数并生成网络设置帧。物理接口卡2533还用于向所述簇头转发节点设备发送网络设置帧。
中央处理器2531还用于控制网络存储器2532获取转发表项存储器2534中的转发表项，并且，中央处理器2531还用于控制网络存储器2532经由物理接口卡2533完成数据帧的接收和发送。
应理解，本发明实施例中接口板2540上的操作与所述接口板2530的操作一致，为了简洁，不再赘述。应理解，本实施例的边缘路由器可对应于上述网络设置发送方法实施例所具有的功能和/或所实施的各种步骤，在此不再赘述。
此外，需要说明的是，主控板可能有一块或多块，有多块的时候可以包括主用主控板和备用主控板。接口板可能有一块或多块，边缘路由器的数据处理能力越强，提供的接口板越多。接口板上的物理接口卡也可以有一块或多块。交换网板可能没有，也可能有一块或多块，有多块的时候可以共同实现负荷分担冗余备份。在集中式转发架构下，边缘路由器可以不需要交换网板，接口板承担整个系统的业务数据的处理功能。在分布式转发架构下，边缘路由器可以有至少一块交换网板，通过交换网板实现多块接口板之间的数据交换，提供大容量的数据交换和处理能力。所以，分布式架构的边缘路由器的数据接入和处理能力要大于集中式架构的设备。具体采用哪种架构，取决于具体的组网部署场景，此处不做任何限定。
图26为本申请实施例提供的又一边缘路由器的硬件结构示意图。图26所示的边缘路由器可以执行上述实施例的方法中边缘路由器执行的相应步骤。
边缘路由器的这种产品形态适用于基于控制与转发分离的网络架构(例如，软件定义网络(software defined network，SDN))。在SDN中，如图25所示的边缘路由器的主控板2510从设备中分离出来，形成新的独立的物理设备(即如图26所示的控制器2510A)，剩下的形成另一独立的物理设备(即如图26所示的第一转发子设备2500A)。控制器2510A与边缘路由器2500A通过控制通道协议实现交互。控制通道协议可以是开放流协议、PCEP、BGP、I2RS等。也就是说，与上述图25所对应的实施例相比，本实施中的边缘路由器包括分离出去的控制器2510A和第一转发子设备2500A。
控制器2510A可以是基于通用的物理服务器实现或者是专用的硬件结构实现，在一个设计示例中，所述控制器包括接收器、处理器、发送器、RAM、ROM以及总线(图中未示出)。其中，处理器通过总线分别耦接接收器、发送器、RAM以及ROM。其中，当需要运行控制器时，通过固化在ROM中的BIOS或者嵌入式系统中的bootloader引导系统进行启动，引导控制器进入正常运行状态。在控制器进入正常运行状态后，在RAM中运行应用程序和操作系统，使得该处理器执行上述图25中主控板2510的所有功能和步骤。
第一转发子设备2500A可以是基于专用的硬件结构实现，其功能和结构与上述图25中的接口板2530、接口板2540和交换网板2520的功能和结构保持一致，执行相应的功能和步骤。也可以是基于通用的物理服务器和NFV技术实现的虚拟第一转发子设备，所述虚拟第一转发子设备为虚拟路由器。在虚拟第一转发子设备的场景下，上述实体边缘路由器实施例中提到的该第一转发子设备包括接口板、交换网板以及处理器在虚拟环境下可以认为是其所基于通用的物理服务器分配给该虚拟第一转发子设备所使用的接口资源、网络资源以及处理资源。采用通用物理服务器实施该第一转发子设备的功能或步骤，或者采用通用物理服务器并利用NFV技术实施该第一转发子设备的功能或步骤具体可以参考图24的实施例。
应理解，本实施例中边缘路由器中的控制器2510A和该第一转发子设备2500A可以实现方法实施例中的边缘路由器所实施的各种功能、步骤，为了简洁，在此不再赘述。
基于相同的技术构思，本申请实施例还提供了一种Wi-SUN FAN，该Wi-SUN FAN包括至少一个第一转发节点设备。其中第一转发节点设备可以为上述任一实施例中的第一转发节点设备。
基于相同的技术构思，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行上述帧聚合、网络设置帧发送方法中的任一实施例。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (23)

1.一种帧聚合方法，其特征在于，所述方法应用于无线智能泛在网络Wi-SUN场域网FAN中，所述Wi-SUN FAN包括第一转发节点设备、第一节点设备和第二节点设备，所述方法包括：
所述第一转发节点设备接收所述第一节点设备发送的第一数据帧和所述第二节点设备发送的第二数据帧，所述第一数据帧包括第一介质访问控制MAC头和第一MAC业务数据单元MSDU，所述第二数据帧包括第二MAC头和第二MSDU；
所述第一转发节点设备确定所述第一MAC头中的目的MAC地址与所述第二MAC头中的目的MAC地址相同，所述第一转发节点设备根据所述第一数据帧和所述第二数据帧生成第一聚合帧，所述第一聚合帧包括第一聚合MAC头和第一聚合MSDU，所述第一聚合MAC头中的目的MAC地址与所述第一MAC头中的目的MAC地址或所述第二MAC头中的目的MAC地址相同，所述第一聚合MSDU包括第一子MSDU和第二子MSDU，所述第一子MSDU包括所述第一MSDU和所述第一MAC头中的源MAC地址，所述第二子MSDU包括所述第二MSDU和所述第二MAC头中的源MAC地址，所述第一子MSDU不包括所述第一MAC头中的目的MAC地址，所述第二子MSDU不包括所述第二MAC头中的目的MAC地址；
所述第一转发节点设备向第二转发节点设备发送所述第一聚合帧，所述Wi-SUN FAN包括所述第二转发节点设备，所述第二转发节点设备是所述第一转发节点设备的上一跳转发节点设备，所述第一聚合帧用于被所述第二转发设备聚合到第二聚合帧。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一节点设备是叶节点设备或中间转发节点设备，所述第二节点设备是叶节点设备或中间转发节点设备，所述第一节点设备、所述第二节点设备和所述第一转发节点设备属于第一簇，所述Wi-SUN FAN包括所述第一簇；
当所述第一节点设备是中间转发节点设备时，所述第一数据帧是数据帧或聚合帧；
当所述第二节点设备是中间转发节点设备时，所述第二数据帧是数据帧或聚合帧。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一节点设备是簇头转发节点设备，所述第一数据帧是聚合帧，所述第二节点设备和所述第一转发节点设备属于第一簇，所述第一节点设备属于第二簇，所述Wi-SUN FAN包括所述第一簇和所述第二簇，所述第一簇与所述第二簇不是同一个簇。
4.如权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述第一转发节点设备是中间转发节点设备，所述第二转发节点设备是簇头转发节点设备或中间转发节点设备，所述第一转发节点设备与所述第二转发节点设备在同一个簇中，所述Wi-SUN FAN包括所述第二转发节点设备。
5.如权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述第一转发节点设备是簇头转发节点设备，所述第二转发节点设备是中间转发节点设备或簇头转发节点设备，所述第一转发节点设备和所述第二转发节点设备在不同的簇中，所述Wi-SUN FAN包括所述第二转发节点设备。
6.如权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述第一转发节点设备是簇头转发节点设备，所述第二转发节点设备是边缘路由器，所述边缘路由器位于所述Wi-SUN FAN之外。
7.如权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述第一转发节点设备是簇头转发节点设备，所述方法还包括：
所述第一转发节点设备接收来自边缘路由器的网络设置帧，所述网络设置帧用于指示所述第一转发节点设备上报所述第一聚合帧的时间和所述第一节点设备和所述第二节点设备的数据采集时间；
所述第一转发节点设备根据所述网络设置帧确定上报所述第一聚合帧的截止时间；
所述第一转发节点设备向第二转发节点设备发送所述第一聚合帧包括：所述第一转发节点设备根据所述截止时间时向所述第二转发节点设备发送所述第一聚合帧。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述网络设置帧包括网络设置时间戳、簇跳数和采样周期，所述网络设置时间戳用于确定采样周期的基准时间，所述簇跳数表示发送所述网络设置帧的所述边缘路由器到目的节点设备所在簇的跳数，所述采样周期用于指示所述第一节点设备和所述第二节点设备按照所述采样周期采集数据；
所述第一转发节点设备根据所述网络设置帧确定上报所述第一聚合帧的截止时间，包括：
所述第一转发节点设备根据所述网络设置时间戳和采样周期获得第一时间；
所述第一转发节点设备在所述第一时间中去除所述簇跳数个截止时间梯度，获得所述截止时间，其中，所述截止时间梯度用于指示所述第一转发节点设备将所述第一聚合帧发送到所述第一转发节点设备所在的簇之外的转发节点设备的时间；
所述第一转发节点设备将所述网络设置帧中的所述簇跳数加1。
9.如权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述第一子MSDU和所述第二子MSDU均包括长度字段，所述长度字段用于指示子MSDU的长度。
10.一种网络设置帧发送方法，其特征在于，包括：
边缘路由器获取网络设置参数，所述网络设置参数包括采样周期，所述采样周期用于指示节点设备按照所述采样周期采集数据；
所述边缘路由器根据所述网络设置参数生成网络设置帧，所述网络设置帧中包括网络设置时间戳、簇跳数和所述采样周期，所述网络设置时间戳用于确定采样周期的基准时间，所述簇跳数表示发送所述网络设置帧的所述边缘路由器到目的节点设备所在簇的跳数；
所述边缘路由器向簇头转发节点设备发送所述网络设置帧，所述簇头转发节点设备位于无线智能泛在网络Wi-SUN场域网FAN中的第一簇中，所述第一簇经由所述簇头转发节点设备与所述边缘路由器通信；
所述方法还包括：
所述边缘路由器接收所述簇头转发节点设备发送的聚合帧，所述聚合帧是通过对第一聚合帧和第二聚合帧进行聚合得到的，所述第一聚合帧是通过对第一节点设备发送的第一数据帧和第二节点设备发送的第二数据帧进行聚合得到的，其中，所述第一节点设备和所述第二节点设备属于所述Wi-SUN FAN，所述第一数据帧包括第一介质访问控制MAC头和第一MAC业务数据单元MSDU，所述第二数据帧包括第二MAC头和第二MSDU，所述第一MAC头中的目的MAC地址与所述第二MAC头中的目的MAC地址相同，所述第一聚合帧包括第一聚合MAC头和第一聚合MSDU，所述第一聚合MAC头中的目的MAC地址与所述第一MAC头中的目的MAC地址或所述第二MAC头中的目的MAC地址相同，所述第一聚合MSDU包括第一子MSDU和第二子MSDU，所述第一子MSDU包括所述第一MSDU和所述第一MAC头中的源MAC地址，所述第二子MSDU包括所述第二MSDU和所述第二MAC头中的源MAC地址，所述第二聚合帧来自中间转发节点设备或另一个簇头转发节点设备，所述第一子MSDU不包括所述第一MAC头中的目的MAC地址，所述第二子MSDU不包括所述第二MAC头中的目的MAC地址。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述网络设置参数还包括采样时间提前量，所述采样时间提前量用于指示节点设备在一个采样周期中的采样时间；
所述网络设置帧中还包括所述采样时间提前量。
12.一种第一转发节点设备，其特征在于，所述第一转发节点设备应用于无线智能泛在网络Wi-SUN场域网FAN中，所述Wi-SUN FAN包括所述第一转发节点设备、第一节点设备和第二节点设备，所述第一转发节点设备包括：
接收器，用于接收所述第一节点设备发送的第一数据帧和所述第二节点设备发送的第二数据帧，所述第一数据帧包括第一介质访问控制MAC头和第一MAC业务数据单元MSDU，所述第二数据帧包括第二MAC头和第二MSDU；
处理器，用于确定所述第一MAC头中的目的MAC地址与所述第二MAC头中的目的MAC地址相同，根据所述第一数据帧和所述第二数据帧生成第一聚合帧，所述第一聚合帧包括第一聚合MAC头和第一聚合MSDU，所述第一聚合MAC头中的目的MAC地址与所述第一MAC头中的目的MAC地址或所述第二MAC头中的目的MAC地址相同，所述第一聚合MSDU包括第一子MSDU和第二子MSDU，所述第一子MSDU包括所述第一MSDU和所述第一MAC头中的源MAC地址，所述第二子MSDU包括所述第二MSDU和所述第二MAC头中的源MAC地址，所述第一子MSDU不包括所述第一MAC头中的目的MAC地址，所述第二子MSDU不包括所述第二MAC头中的目的MAC地址；
发送器，用于向第二转发节点设备发送所述第一聚合帧，所述Wi-SUN FAN包括所述第二转发节点设备，所述第二转发节点设备是所述第一转发节点设备的上一跳转发节点设备，所述第一聚合帧用于被所述第二转发设备聚合到第二聚合帧。
13.如权利要求12所述的第一转发节点设备，其特征在于，所述第一节点设备是叶节点设备或中间转发节点设备，所述第二节点设备是叶节点设备或中间转发节点设备，所述第一节点设备、所述第二节点设备和所述第一转发节点设备属于第一簇，所述Wi-SUN FAN包括所述第一簇；
当所述第一节点设备是中间转发节点设备时，所述第一数据帧是数据帧或聚合帧；
当所述第二节点设备是中间转发节点设备时，所述第二数据帧是数据帧或聚合帧。
14.如权利要求12所述的第一转发节点设备，其特征在于，所述第一节点设备是簇头转发节点设备，所述第一数据帧是聚合帧，所述第二节点设备和所述第一转发节点设备属于第一簇，所述第一节点设备属于第二簇，所述Wi-SUN FAN包括所述第一簇和所述第二簇，所述第一簇与所述第二簇不是同一个簇。
15.如权利要求12-14任一项所述的第一转发节点设备，其特征在于，所述第一转发节点设备是中间转发节点设备，所述第二转发节点设备是簇头转发节点设备或中间转发节点设备，所述第一转发节点设备与所述第二转发节点设备在同一个簇中，所述Wi-SUN FAN包括所述第二转发节点设备。
16.如权利要求12-14任一项所述的第一转发节点设备，其特征在于，所述第一转发节点设备是簇头转发节点设备，所述第二转发节点设备是中间转发节点设备或簇头转发节点设备，所述第一转发节点设备和所述第二转发节点设备在不同的簇中，所述Wi-SUN FAN包括所述第二转发节点设备。
17.如权利要求12-14任一项所述的第一转发节点设备，其特征在于，所述第一转发节点设备是簇头转发节点设备，所述第二转发节点设备是边缘路由器，所述边缘路由器位于所述Wi-SUN FAN之外。
18.如权利要求12-14任一项所述的第一转发节点设备，其特征在于，所述第一转发节点设备是簇头转发节点设备；
所述接收器还用于：接收来自边缘路由器的网络设置帧，所述网络设置帧用于指示所述第一转发节点设备上报所述第一聚合帧的时间和所述第一节点设备和所述第二节点设备的数据采集时间；
所述处理器还用于：根据所述网络设置帧确定上报所述第一聚合帧的截止时间；
所述发送器具体用于：根据所述截止时间时，向所述第二转发节点设备发送所述第一聚合帧。
19.如权利要求18所述的第一转发节点设备，其特征在于，所述网络设置帧包括网络设置时间戳、簇跳数和采样周期，所述网络设置时间戳用于确定采样周期的基准时间，所述簇跳数表示发送所述网络设置帧的所述边缘路由器到目的节点设备所在簇的跳数，所述采样周期用于指示所述第一节点设备和所述第二节点设备按照所述采样周期采集数据；
所述处理器在根据所述网络设置帧确定上报所述第一聚合帧的截止时间时，具体用于：
根据所述网络设置时间戳和采样周期获得第一时间；
在所述第一时间中去除所述簇跳数个截止时间梯度，获得所述截止时间，其中，所述截止时间梯度用于指示所述第一转发节点设备将所述第一聚合帧发送到所述第一转发节点设备所在的簇之外的转发节点设备的时间；
将所述网络设置帧中的所述簇跳数加1。
20.如权利要求12-14任一项所述的第一转发节点设备，其特征在于，所述第一子MSDU和所述第二子MSDU均包括长度字段，所述长度字段用于指示子MSDU的长度。
21.一种边缘路由器，其特征在于，包括：
处理器，用于根据获取到的网络设置参数生成网络设置帧，所述网络设置参数包括采样周期，所述采样周期用于指示节点设备按照所述采样周期采集数据，所述网络设置帧中包括网络设置时间戳、簇跳数和所述采样周期，所述网络设置时间戳用于确定采样周期的基准时间，所述簇跳数表示发送所述网络设置帧的所述边缘路由器到目的节点设备所在簇的跳数；
发送器，用于向簇头转发节点设备发送所述网络设置帧，所述簇头转发节点设备位于无线智能泛在网络Wi-SUN场域网FAN中的第一簇中，所述第一簇经由所述簇头转发节点设备与所述边缘路由器通信；
所述处理器还包括接收器，用于接收所述簇头转发节点设备发送的聚合帧，所述聚合帧是通过对第一聚合帧和第二聚合帧进行聚合得到的，所述第一聚合帧是通过对第一节点设备发送的第一数据帧和第二节点设备发送的第二数据帧进行聚合得到的，其中，所述第一节点设备和所述第二节点设备属于所述Wi-SUN FAN，所述第一数据帧包括第一介质访问控制MAC头和第一MAC业务数据单元MSDU，所述第二数据帧包括第二MAC头和第二MSDU，所述第一MAC头中的目的MAC地址与所述第二MAC头中的目的MAC地址相同，所述第一聚合帧包括第一聚合MAC头和第一聚合MSDU，所述第一聚合MAC头中的目的MAC地址与所述第一MAC头中的目的MAC地址或所述第二MAC头中的目的MAC地址相同，所述第一聚合MSDU包括第一子MSDU和第二子MSDU，所述第一子MSDU包括所述第一MSDU和所述第一MAC头中的源MAC地址，所述第二子MSDU包括所述第二MSDU和所述第二MAC头中的源MAC地址，所述第二聚合帧来自中间转发节点设备或另一个簇头转发节点设备，所述第一子MSDU不包括所述第一MAC头中的目的MAC地址，所述第二子MSDU不包括所述第二MAC头中的目的MAC地址。
22.如权利要求21所述的边缘路由器，其特征在于，所述网络设置参数还包括采样时间提前量，所述采样时间提前量用于指示节点设备在一个采样周期中的采样时间；
所述网络设置帧中还包括所述采样时间提前量。
23.一种无线智能泛在网络Wi-SUN场域网FAN，其特征在于，所述Wi-SUN FAN包括第一转发节点设备，所述第一转发节点设备为权利要求12-20中任一项所述的第一转发节点设备。
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