[發明專利]基于定向多波束天線的TDMA幀結構的時隙預約方法

有效

• 申請號: 201710134808.2
• 申請日: 2017-03-07
• 公開（公告）號: CN107018551B
• 公開（公告）日: 2021-08-17
• 發明（設計）人: 貢佩君;耿軍平;梁仙靈;朱衛仁;賀沖;金榮洪
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H04W40/24
• 分類號: H04W40/24;H04W48/16;H04J3/06;H04B7/0408
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

1.一種基于定向多波束天線的TDMA幀結構的時隙預約方法，其特征在于，其包括下列步驟：

步驟一，設置定向多波束天線形式的網絡節點，定向多波束天線同時生成多個發送波束和多個接收波束，定向多波束天線的雙工工作模式為全雙工模式；

步驟二，將TDMA幀結構的時幀分為鄰居節點發現段、時隙預約段、數據傳輸段三段；

步驟三，對網絡中每個節點均維護建立兩張表，兩張表包括鄰居節點表和資源狀態表，分別記錄鄰居節點的方向和每個波束在每個時隙資源上的發送狀態、接收狀態和功率；

所述TDMA幀結構采用時間同步的方式，將時間劃分為連續的超幀，每個超幀由多個時幀構成，每個時幀包括鄰居節點發現段、時隙預約段和數據段三部分，鄰居節點發現段由多個鄰居節點發現時隙組成，時隙預約段由多個預約時隙組成，每個預約時隙分為RTS/CTS/CONF三個子時隙，數據段由多個數據時隙組成，每個數據時隙分為DATA/ACK兩個子時隙；

所述發送節點在DATA子時隙根據資源狀態表，為各個業務進行功率分配，然后以對應的功率發送DATA分組，接收節點成功接收到DATA分組后，會在ACK子時隙發送ACK分組進行確認；

所述鄰居節點各自占據一個鄰居節點發現時隙，并在自己的鄰居節點發現時隙向各個方向依次發送鄰居節點發送分組，其他節點接收到鄰居節點發現分組后更新鄰居節點表；

所述時隙預約段根據節點自身的通信需求，節點選擇是否接入預約時隙并選擇待預約的業務，節點選擇預約時隙的策略為支持接入優先級機制的p堅持策略，選擇待預約業務的策略為隊列優先級機制，時隙預約過程為RTS/CTS/CONF三步握手。

2.如權利要求1所述的基于定向多波束天線的TDMA幀結構的時隙預約方法，其特征在于，所述選擇預約時隙的策略將時隙預約段的時隙進行劃分，只有優先級高于一定級別的業務被允許以一定的概率接入。

3.如權利要求1所述的基于定向多波束天線的TDMA幀結構的時隙預約方法，其特征在于，所述待預約業務的策略包括下列步驟：

步驟四，為每一個業務定義一個計數器W，為每個優先級定義一個增量d；

步驟五，增量d的大小與優先級有關，優先級越高，增量d越大；

步驟六，可預約業務為資源狀態表中有可用資源且符合接入優先級機制的業務，每次預約，選擇計數器值最大的可預約業務預約；

步驟七，預約時隙結束時，當前嘗試預約的業務的W＝0，其余業務的W＝W+d。

4.如權利要求1所述的基于定向多波束天線的TDMA幀結構的時隙預約方法，其特征在于，所述時隙預約過程包括下列步驟：

步驟八，預約請求階段，節點為查看鄰居節點表和資源狀態表，檢查待預約業務是否有可預約資源，如果有，則以最大功率Pmax發送預約請求分組，分組攜帶自身節點信息、待預約業務的信息、發送功率和可用時隙列表；

步驟九，預約應答階段，當節點接收到預約請求分組之后，首先判斷自己是不是目的節點，如果是，則計算自身應該使用的發送功率，然后對比預約請求分組中的可用時隙列表和自身的資源狀態表，如果有可用資源，則以此功率發送預約應答分組確認，并更新資源狀態表，預約應答分組攜帶自身節點信息、待預約業務的信息、發送功率和已預約時隙列表；如果自己不是目的節點，且預約請求分組中可用時隙會造成沖突，則發送預約應答分組否認，阻止預約；

步驟十，預約確認階段，當節點接收到預約應答分組，如果自己是目的節點，則計算自身應該使用的發送功率，然后以此功率發送預約確認分組，并更新資源狀態表，預約確認分組攜帶自身節點信息、待預約業務的信息、發送功率和確認預約時隙列表；如果自己不是目的節點，保持靜默，并更新資源狀態表；當節點接收到預約應答分組否認，如果自己是目的節點，修正資源狀態表。