本發(fā)明涉及無線通信領(lǐng)域，特別是涉及一種單發(fā)多收空口資源分配方法。

背景技術(shù)：

無線自組織網(wǎng)絡(luò)相比較傳統(tǒng)的無線通信網(wǎng)絡(luò)，具有可快速組網(wǎng)、對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施要求低和抗毀滅性強(qiáng)的特征，被廣泛應(yīng)用于軍事通信、救援抗災(zāi)、智能交通等領(lǐng)域。

類似與TCP/IP協(xié)議棧的OSI模型，無線自組織網(wǎng)絡(luò)的底層協(xié)議棧也可以分為物理層(PHY)、介質(zhì)訪問控制層(MAC)和網(wǎng)絡(luò)層(NET)，其中網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)節(jié)點(diǎn)的路由維護(hù)及報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)，物理層實(shí)現(xiàn)空口數(shù)據(jù)的收發(fā)。MAC層負(fù)責(zé)空口資源的分配，包括信道資源及時(shí)隙資源。MAC層的協(xié)議會(huì)直接影響著網(wǎng)絡(luò)的時(shí)延、吞吐量、信道利用率等性能指標(biāo)，因此設(shè)計(jì)高效可靠的MAC協(xié)議對(duì)網(wǎng)絡(luò)的整體性能至關(guān)重要。

目前MAC層協(xié)議主要有以下幾種分類方式：

1)基于系統(tǒng)能同時(shí)使用的邏輯信道數(shù)量，分為單信道和多信道協(xié)議。

2)基于通信節(jié)點(diǎn)采用的收發(fā)通道數(shù)量，分為單通道(只有一個(gè)收發(fā)通道)或多通道協(xié)議(擁有多個(gè)收發(fā)通道)。

3)基于調(diào)度方式，分為集中式和分布式調(diào)度方式。

4)基于信道接入方式，分為隨即競爭、固定分配和混合方式。

現(xiàn)有的無線通信節(jié)點(diǎn)大多受限于天線數(shù)量、發(fā)送能力和成本，采用基于單通道模式，網(wǎng)絡(luò)容量有限。隨著智能天線技術(shù)的發(fā)展，多發(fā)多收的多通道方式對(duì)提高網(wǎng)絡(luò)容量，改善通信質(zhì)量有巨大的提升。節(jié)點(diǎn)對(duì)資源的調(diào)度上，分布式調(diào)度相對(duì)于集中式調(diào)度，適合節(jié)點(diǎn)規(guī)模更大，節(jié)點(diǎn)間通信更加靈活的場景。在信道接入方式上，競爭機(jī)制采用傳統(tǒng)的載波監(jiān)聽方式，數(shù)據(jù)分組容易產(chǎn)生較大的碰撞沖突，節(jié)點(diǎn)公平性考慮不足，大量的空閑偵聽和重傳機(jī)制導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)功耗增加，通信效率降低?；诜峙涞姆绞娇紤]到資源使用的公平性，減少了不必要的偵聽和沖突，但是資源分配復(fù)雜，并且網(wǎng)絡(luò)同步維護(hù)困難。

現(xiàn)有一些基于CSMA的分布式多信道MAC層資源分配協(xié)議，如McMAC、MMAC等。這些協(xié)議信道分配方式分別采用了并行跳頻、分階段跳頻的方式，而信道訪問方式均采用CSMA機(jī)制。

McMAC協(xié)議實(shí)現(xiàn)方式是：將時(shí)間劃分成小段和大段，小段用于檢測信道空閑，大段負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)傳輸，大段的邊界進(jìn)行跳頻。所有的節(jié)點(diǎn)根據(jù)自身的物理地址和本地時(shí)鐘，使用相同的隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生器來計(jì)算下一個(gè)跳頻的頻點(diǎn)。如果節(jié)點(diǎn)知道周圍節(jié)點(diǎn)的物理地址和時(shí)鐘，就可以得出其下一次跳頻的頻點(diǎn)。當(dāng)使用頻點(diǎn)一致時(shí)，可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的競爭傳輸?？梢姡琈cMAC協(xié)議采用并行跳頻方式，確定數(shù)據(jù)信道的頻率，但是其需要隨時(shí)知道周圍鄰居節(jié)點(diǎn)的物理地址和時(shí)鐘，必須不斷的進(jìn)行廣播消息的收發(fā)。過多的廣播消息要占用較多的空口資源，且網(wǎng)絡(luò)環(huán)境復(fù)雜時(shí)，節(jié)點(diǎn)很難準(zhǔn)確獲取鄰居節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)。

MMAC協(xié)議實(shí)現(xiàn)方式是：使用專用控制信道協(xié)商確定數(shù)據(jù)信道的頻點(diǎn)。發(fā)送源節(jié)點(diǎn)先向目標(biāo)節(jié)點(diǎn)發(fā)送ATIM數(shù)據(jù)包，目標(biāo)節(jié)點(diǎn)收到之后根據(jù)自身信道使用情況，回應(yīng)ATIM-ACK消息，最后源端節(jié)點(diǎn)發(fā)送ATIM-RES給目的節(jié)點(diǎn)。MMAC協(xié)議有一個(gè)PCL(Preferable Channel List，最優(yōu)信道列表)，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)的PCL都記錄了鄰居范圍內(nèi)信道的使用情況，并且把信道分為三個(gè)狀態(tài)：高優(yōu)先級(jí)、中優(yōu)先級(jí)和低優(yōu)先級(jí)。在協(xié)商的過程中所有的鄰居節(jié)點(diǎn)都可以接收到協(xié)商消息，并根據(jù)這些消息更新本地的PCL。之后源端節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)根據(jù)自身的PCL使用業(yè)務(wù)負(fù)載小的數(shù)據(jù)信道進(jìn)行數(shù)據(jù)的競爭發(fā)送?？梢?，MMAC協(xié)議采用專用控制信道進(jìn)行協(xié)商，協(xié)商更新PCL，通過選擇業(yè)務(wù)量小的信道，來平衡信道負(fù)載，減小競爭和退避所帶來的帶寬資源浪費(fèi)。但是不可避免的是，它在數(shù)據(jù)傳輸中仍然使用CSMA的接入方式，數(shù)據(jù)信息存在沖突和碰撞，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)吞吐量降低。

現(xiàn)有技術(shù)中還有基于TDMA的MAC層資源分配協(xié)議，如TMMAC協(xié)議。TMMAC協(xié)議與MMAC協(xié)議類似，同樣采用分階段跳頻的方式，它為了解決數(shù)據(jù)信道上信息競爭碰撞的問題，采用TDMA的信道訪問方式。將數(shù)據(jù)信道上的時(shí)間劃分成一個(gè)個(gè)的時(shí)隙。節(jié)點(diǎn)間數(shù)據(jù)通信之前，需要協(xié)商好發(fā)送使用的頻點(diǎn)和時(shí)隙，以此來規(guī)避業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信息的碰撞。TMMAC協(xié)議將一個(gè)節(jié)點(diǎn)的可用信道和可用時(shí)隙設(shè)置為一個(gè)比特矢量，此時(shí)PCL中維護(hù)的不再是可用信道，而是比特矢量。節(jié)點(diǎn)間通過在控制信道上交互比特矢量信息確定最優(yōu)的通信具體頻點(diǎn)和時(shí)隙。可見，TMMAC協(xié)議對(duì)數(shù)據(jù)信道使用TDMA方式進(jìn)行劃分，在業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸中實(shí)現(xiàn)無沖突傳輸。但是如果網(wǎng)絡(luò)環(huán)境復(fù)雜，節(jié)點(diǎn)數(shù)目較多時(shí)，很容易導(dǎo)致控制信息的沖突，如果控制信道受到干擾，將會(huì)影響到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：本發(fā)明的目的是提供一種能夠解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷的單發(fā)多收空口資源分配方法。

技術(shù)方案：本發(fā)明所述的單發(fā)多收空口資源分配方法，包括控制信道分配過程和數(shù)據(jù)信道分配過程，其中：

控制信道分配過程：將控制信道在時(shí)域上劃分成預(yù)留時(shí)隙和競爭時(shí)隙，在某一時(shí)刻，如果節(jié)點(diǎn)需要使用控制信道，如果發(fā)現(xiàn)有本節(jié)點(diǎn)可用的預(yù)留時(shí)隙，則直接使用此預(yù)留時(shí)隙；如果發(fā)現(xiàn)無本節(jié)點(diǎn)可用的預(yù)留時(shí)隙，則與其他節(jié)點(diǎn)競爭使用競爭時(shí)隙；

數(shù)據(jù)信道分配過程：使用控制信道協(xié)商出可以使用的數(shù)據(jù)信道。

進(jìn)一步，所述控制信道分配過程中，本節(jié)點(diǎn)與其他節(jié)點(diǎn)競爭使用競爭時(shí)隙的方法為：本節(jié)點(diǎn)按照爭用概率爭用可用的競爭時(shí)隙：如果爭用成功，則使用此競爭時(shí)隙；否則，則更新爭用概率，并選擇下一個(gè)可用的競爭時(shí)隙進(jìn)行爭用。

進(jìn)一步，所述爭用概率通過業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)、系統(tǒng)支持的節(jié)點(diǎn)數(shù)以及本節(jié)點(diǎn)的鄰居節(jié)點(diǎn)數(shù)確定。

進(jìn)一步，如果爭用不成功，則將爭用概率降低一半，并選擇下一個(gè)可用的競爭時(shí)隙進(jìn)行爭用。

進(jìn)一步，所述控制信道分配過程中，本節(jié)點(diǎn)與其他節(jié)點(diǎn)競爭使用競爭時(shí)隙的方法包括以下步驟：

S1.1：本節(jié)點(diǎn)選擇一個(gè)倒計(jì)時(shí)窗，在倒計(jì)時(shí)窗中隨機(jī)選擇一個(gè)值作為倒計(jì)時(shí)數(shù)，倒計(jì)時(shí)數(shù)為倒計(jì)時(shí)過程中本節(jié)點(diǎn)可跳過時(shí)隙的最大數(shù)量；

S2.1：本節(jié)點(diǎn)根據(jù)倒計(jì)時(shí)數(shù)逐一跳過競爭時(shí)隙，如果跳過過程中發(fā)現(xiàn)本節(jié)點(diǎn)可用的預(yù)留時(shí)隙，則停止倒計(jì)時(shí)，直接使用此預(yù)留時(shí)隙；如果本節(jié)點(diǎn)根據(jù)倒計(jì)時(shí)數(shù)跳過所有可跳過時(shí)隙后仍未發(fā)現(xiàn)可用的預(yù)留時(shí)隙，則使用當(dāng)前可用的競爭時(shí)隙進(jìn)行協(xié)商，如果協(xié)商失敗，則調(diào)整倒計(jì)時(shí)窗的大小，然后重新協(xié)商，直到協(xié)商成功為止。

進(jìn)一步，所述步驟S2.1中，調(diào)整倒計(jì)時(shí)窗的大小為將倒計(jì)時(shí)窗擴(kuò)大一倍。

進(jìn)一步，所述預(yù)留時(shí)隙通過將可用的固定時(shí)隙分配給相應(yīng)節(jié)點(diǎn)得到，可用的固定時(shí)隙通過式(1)分配給相應(yīng)節(jié)點(diǎn)：

F(x,y)＝(x+y)％K (1)

式(1)中，F(xiàn)(x,y)為固定時(shí)隙分配給的節(jié)點(diǎn)的編號(hào)，x為固定時(shí)隙編號(hào)，y為固定時(shí)隙映射周期或者0，固定時(shí)隙映射周期為x整除以K得到的值，K為節(jié)點(diǎn)總數(shù)。

進(jìn)一步，所述數(shù)據(jù)信道分配過程包括以下步驟：

S1.2：發(fā)送節(jié)點(diǎn)通過控制信道分配過程選擇控制信道及相應(yīng)時(shí)隙后，將發(fā)送節(jié)點(diǎn)的發(fā)送通道切換到所選的控制信道上，并在相應(yīng)的時(shí)隙上發(fā)送RTS信息；所述RTS信息至少攜帶發(fā)送節(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)、接收節(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)、請求發(fā)送的數(shù)據(jù)長度和選擇的數(shù)據(jù)信道信息；

S2.2：接收節(jié)點(diǎn)如果接收到RTS信息，則將接收節(jié)點(diǎn)的發(fā)送通道切換到發(fā)送節(jié)點(diǎn)所選的控制信道上，然后向發(fā)送節(jié)點(diǎn)發(fā)送CTS信息；所述CTS信息至少攜帶發(fā)送節(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)、接收節(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)、允許發(fā)送的數(shù)據(jù)長度和確認(rèn)后的數(shù)據(jù)信道信息；

S3.2：接收節(jié)點(diǎn)將它的發(fā)送通道和一個(gè)接收通道切換到選定的數(shù)據(jù)信道上；

S4.2：發(fā)送節(jié)點(diǎn)接收到CTS信息后，將它的發(fā)送通道和一個(gè)接收通道切換到選定的數(shù)據(jù)信道上進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；如果發(fā)送節(jié)點(diǎn)未成功接收到CTS信息，則更換控制信道和時(shí)隙，然后返回步驟S1.2；

S5.2：接收節(jié)點(diǎn)接收到數(shù)據(jù)后，在選定的數(shù)據(jù)信道上向發(fā)送節(jié)點(diǎn)發(fā)送ACK信息；所述ACK信息至少攜帶數(shù)據(jù)是否正確、接收的應(yīng)答以及本次傳輸?shù)男诺蕾|(zhì)量信息；

S6.2：發(fā)送節(jié)點(diǎn)接收到ACK信息后，如果發(fā)現(xiàn)本次傳輸?shù)臄?shù)據(jù)被正確接收，則本次傳輸完成；否則，重新選擇數(shù)據(jù)信道，并返回步驟S1.2。

有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：

(1)本發(fā)明使用多通道方式實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的并行傳輸，有效提高了網(wǎng)絡(luò)容量；

(2)本發(fā)明采用多信道頻分復(fù)用技術(shù)，有效降低了鄰居節(jié)點(diǎn)的相互干擾，提高了無線傳輸效率；

(3)本發(fā)明采用TDMA混合信道接入方式，有效降低了數(shù)據(jù)分組的碰撞概率，實(shí)現(xiàn)了分組的高效傳輸。

附圖說明

圖1為本發(fā)明具體實(shí)施方式的8個(gè)節(jié)點(diǎn)的拓?fù)淠Ｐ停?/p>

圖2為本發(fā)明具體實(shí)施方式的8個(gè)節(jié)點(diǎn)的時(shí)域隔離方案控制信道分配圖；

圖3為本發(fā)明具體實(shí)施方式的8個(gè)節(jié)點(diǎn)的時(shí)域交疊方案控制信道分配圖；

圖4為本發(fā)明具體實(shí)施方式的一個(gè)最終系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)對(duì)時(shí)頻資源的占用情況；

圖5為本發(fā)明具體實(shí)施方式的另一個(gè)最終系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)對(duì)時(shí)頻資源的占用情況。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的介紹。

本具體實(shí)施方式公開了一種單發(fā)多收空口資源分配方法，包括控制信道分配過程和數(shù)據(jù)信道分配過程，其中：

控制信道分配過程：將控制信道在時(shí)域上劃分成預(yù)留時(shí)隙和競爭時(shí)隙，預(yù)留時(shí)隙長度和競爭時(shí)隙長度均滿足能夠完成至少一次完整的數(shù)據(jù)信道分配協(xié)商過程；在某一時(shí)刻，如果節(jié)點(diǎn)需要使用控制信道，如果發(fā)現(xiàn)有本節(jié)點(diǎn)可用的預(yù)留時(shí)隙，則直接使用此預(yù)留時(shí)隙；如果發(fā)現(xiàn)無本節(jié)點(diǎn)可用的預(yù)留時(shí)隙，則與其他節(jié)點(diǎn)競爭使用競爭時(shí)隙；

數(shù)據(jù)信道分配過程：使用控制信道協(xié)商出可以使用的數(shù)據(jù)信道。

控制信道分配過程中，本節(jié)點(diǎn)與其他節(jié)點(diǎn)競爭使用競爭時(shí)隙的方法有兩種，第一種是基于概率的競爭方法，第二種是基于倒計(jì)時(shí)窗的競爭方法。

基于概率的競爭方法為：本節(jié)點(diǎn)按照爭用概率爭用可用的競爭時(shí)隙：如果爭用成功，則使用此競爭時(shí)隙；否則，則將爭用概率降低一半，并選擇下一個(gè)可用的競爭時(shí)隙進(jìn)行爭用。爭用概率通過業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)、系統(tǒng)支持的節(jié)點(diǎn)數(shù)以及本節(jié)點(diǎn)的鄰居節(jié)點(diǎn)數(shù)確定。爭用概率的變化范圍在Pmin和Pmax之間，Pmin和Pmax由配置決定，當(dāng)Pmin＝Pmax時(shí)表征等概率。節(jié)點(diǎn)初始概率為Pmax。

基于倒計(jì)時(shí)窗的競爭方法包括以下步驟：

S1.1：本節(jié)點(diǎn)選擇一個(gè)倒計(jì)時(shí)窗，在倒計(jì)時(shí)窗中隨機(jī)選擇一個(gè)值作為倒計(jì)時(shí)數(shù)，倒計(jì)時(shí)數(shù)為倒計(jì)時(shí)過程中本節(jié)點(diǎn)可跳過時(shí)隙的最大數(shù)量；

S2.1：本節(jié)點(diǎn)根據(jù)倒計(jì)時(shí)數(shù)逐一跳過競爭時(shí)隙，如果跳過過程中發(fā)現(xiàn)本節(jié)點(diǎn)可用的預(yù)留時(shí)隙，則停止倒計(jì)時(shí)，直接使用此預(yù)留時(shí)隙；如果本節(jié)點(diǎn)根據(jù)倒計(jì)時(shí)數(shù)跳過所有可跳過時(shí)隙后仍未發(fā)現(xiàn)可用的預(yù)留時(shí)隙，則使用當(dāng)前可用的競爭時(shí)隙進(jìn)行協(xié)商，如果協(xié)商失敗，則將倒計(jì)時(shí)窗擴(kuò)大一倍，然后重新協(xié)商，直到協(xié)商成功為止。倒計(jì)時(shí)窗的變化范圍在CWmin和CWMax之間，當(dāng)一次成功協(xié)商后，倒計(jì)時(shí)窗恢復(fù)成CWin；CWmin和CWMax的取值由配置產(chǎn)生，當(dāng)CWmin＝CWmax時(shí)表示倒計(jì)數(shù)窗不發(fā)生變化。倒計(jì)時(shí)窗的初值為CWmin。

其中，預(yù)留時(shí)隙通過將可用的固定時(shí)隙分配給相應(yīng)節(jié)點(diǎn)得到，可用的固定時(shí)隙通過式(1)分配給相應(yīng)節(jié)點(diǎn)：

F(x,y)＝(x+y)％K (1)

式(1)中，F(xiàn)(x,y)為固定時(shí)隙分配給的節(jié)點(diǎn)的編號(hào)，x為固定時(shí)隙編號(hào)，y為固定時(shí)隙映射周期或者0，固定時(shí)隙映射周期為x整除以K得到的值，K為節(jié)點(diǎn)總數(shù)。

數(shù)據(jù)信道分配過程包括以下步驟：

S1.2：發(fā)送節(jié)點(diǎn)通過控制信道分配過程選擇控制信道及相應(yīng)時(shí)隙后，將發(fā)送節(jié)點(diǎn)的發(fā)送通道切換到所選的控制信道上，并在相應(yīng)的時(shí)隙上發(fā)送RTS信息；所述RTS信息至少攜帶發(fā)送節(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)、接收節(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)、請求發(fā)送的數(shù)據(jù)長度和選擇的數(shù)據(jù)信道信息；

S2.2：接收節(jié)點(diǎn)如果接收到RTS信息，則將接收節(jié)點(diǎn)的發(fā)送通道切換到發(fā)送節(jié)點(diǎn)所選的控制信道上，然后向發(fā)送節(jié)點(diǎn)發(fā)送CTS信息；所述CTS信息至少攜帶發(fā)送節(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)、接收節(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)、允許發(fā)送的數(shù)據(jù)長度和確認(rèn)后的數(shù)據(jù)信道信息；

S3.2：接收節(jié)點(diǎn)將它的發(fā)送通道和一個(gè)接收通道切換到選定的數(shù)據(jù)信道上；

S4.2：發(fā)送節(jié)點(diǎn)接收到CTS信息后，將它的發(fā)送通道和一個(gè)接收通道切換到選定的數(shù)據(jù)信道上進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；如果發(fā)送節(jié)點(diǎn)未成功接收到CTS信息，則更換控制信道和時(shí)隙，然后返回步驟S1.2；

S5.2：接收節(jié)點(diǎn)接收到數(shù)據(jù)后，在選定的數(shù)據(jù)信道上向發(fā)送節(jié)點(diǎn)發(fā)送ACK信息；所述ACK信息至少攜帶數(shù)據(jù)是否正確、接收的應(yīng)答以及本次傳輸?shù)男诺蕾|(zhì)量信息；

S6.2：發(fā)送節(jié)點(diǎn)接收到ACK信息后，如果發(fā)現(xiàn)本次傳輸?shù)臄?shù)據(jù)被正確接收，則本次傳輸完成；否則，重新選擇數(shù)據(jù)信道，并返回步驟S1.2。

本具體實(shí)施方式中有一個(gè)默認(rèn)假設(shè)，即控制信道數(shù)量小于等于數(shù)據(jù)信道數(shù)，且控制信道數(shù)小于等于接收通道數(shù)。當(dāng)控制信道數(shù)大于系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)數(shù)的二分之一時(shí)，多個(gè)控制信道的優(yōu)勢體現(xiàn)不明顯。由此，系統(tǒng)的信道數(shù)、通道數(shù)及節(jié)點(diǎn)數(shù)之間應(yīng)該滿足如下規(guī)則：

1)控制信道數(shù)W滿足式(2)：

W＝MIN(Roundown(M/2),Roundown(K/2)) (2)

式(2)中，M為信道總數(shù)，N為接收通道總數(shù)；

2)所需的接收通道總數(shù)N’滿足式(3)：

N’＝MIN((N-1),W)+1 (3)

3)數(shù)據(jù)信道數(shù)為(M–W)

由上述約束可知，當(dāng)可用信道數(shù)少于2*(N-1)或者系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)數(shù)少于2*(N-1)時(shí)，N’<N，即所需的接收通道數(shù)小于實(shí)際提供的接收通道數(shù)，此時(shí)只要關(guān)閉N-N’個(gè)接收通道，則原則上本具體實(shí)施方式前面描述的方案可以不加修改完全適用。

圖1中節(jié)點(diǎn)總數(shù)K為8，接收通道總數(shù)N為4，信道總數(shù)M為6?？刂菩诺李A(yù)留時(shí)隙的具體分配方案可采用時(shí)域隔離方案，如圖2所示。數(shù)據(jù)信道數(shù)量＝M-N+1＝3，分別用FD1-FD3表示。選擇接收通道Rx1-Rx3用于接收控制信道FC1-FC3。接收通道Rx4基于協(xié)商結(jié)果在數(shù)據(jù)信道FD1-FD3之間進(jìn)行切換。

假設(shè)在t0時(shí)隙邊界，節(jié)點(diǎn)1有數(shù)據(jù)想發(fā)往節(jié)點(diǎn)0，則控制信道分配過程為：節(jié)點(diǎn)1根據(jù)圖2查詢到t0時(shí)隙控制信道FC2為自身預(yù)留時(shí)隙。數(shù)據(jù)信道分配過程包括以下步驟：

S1.21：，則節(jié)點(diǎn)1將發(fā)送通道Tx切換到控制信道FC2，然后向節(jié)點(diǎn)0發(fā)送RTS信息；RTS信息至少攜帶節(jié)點(diǎn)1的標(biāo)識(shí)、節(jié)點(diǎn)0的標(biāo)識(shí)、選擇的數(shù)據(jù)信道號(hào)FD1和占用的時(shí)長10ms；

S2.21：節(jié)點(diǎn)0如果接收到RTS信息，則將節(jié)點(diǎn)0的發(fā)送通道Tx切換到控制信道FC2上，然后向節(jié)點(diǎn)1發(fā)送CTS信息；CTS信息至少攜帶節(jié)點(diǎn)1的標(biāo)識(shí)、節(jié)點(diǎn)0的標(biāo)識(shí)、確認(rèn)的數(shù)據(jù)信道號(hào)FD1和占用的時(shí)長10ms；

S3.21：節(jié)點(diǎn)0將它的發(fā)送通道Tx和接收通道Rx4切換到數(shù)據(jù)信道FD1上；

S4.21：節(jié)點(diǎn)1接收到CTS信息后，將它的發(fā)送通道Rx4和接收通道Tx切換到數(shù)據(jù)信道FD1上進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；如果節(jié)點(diǎn)1未成功接收到CTS信息，則更換控制信道和時(shí)隙，然后返回步驟S1.21；

S5.21：節(jié)點(diǎn)0接收到數(shù)據(jù)后，在數(shù)據(jù)信道FD1上向節(jié)點(diǎn)1發(fā)送ACK信息，否則發(fā)送NACK信息；ACK信息至少攜帶數(shù)據(jù)是否正確、接收的應(yīng)答以及本次傳輸?shù)男诺蕾|(zhì)量信息；

S6.21：節(jié)點(diǎn)1接收到ACK信息后，如果發(fā)現(xiàn)本次傳輸?shù)臄?shù)據(jù)被正確接收，則本次傳輸完成；節(jié)點(diǎn)1接收到NACK信息后，重新選擇數(shù)據(jù)信道，并返回步驟S1.21。

假設(shè)在t1時(shí)隙邊界，節(jié)點(diǎn)1有數(shù)據(jù)想發(fā)往節(jié)點(diǎn)0，則控制信道分配過程為：如果配置為概率模式，則節(jié)點(diǎn)1按照自身的發(fā)送概率，分別在t1時(shí)隙的FC1/FC2/FC3進(jìn)行發(fā)送嘗試，如果節(jié)點(diǎn)1的發(fā)送概率大于發(fā)送門限，則競爭時(shí)隙成功，否則進(jìn)入下一個(gè)資源進(jìn)行競爭；如果配置為倒計(jì)時(shí)窗模式，則節(jié)點(diǎn)1隨機(jī)產(chǎn)生一個(gè)倒計(jì)數(shù)，假設(shè)為2，則節(jié)點(diǎn)1選擇了t1時(shí)隙的FC2進(jìn)行發(fā)送；如果倒計(jì)數(shù)為4，則節(jié)點(diǎn)1選擇t3時(shí)隙的FC1進(jìn)行發(fā)送；如果倒計(jì)數(shù)為7，則節(jié)點(diǎn)1使用t4時(shí)刻預(yù)留給自己的控制信道資源進(jìn)行發(fā)送。數(shù)據(jù)信道分配過程同之前的描述，此處不再贅述。

此外，控制信道預(yù)留時(shí)隙的具體分配方案還可采用時(shí)域隔離方案，如圖3所示。

假設(shè)在t0時(shí)隙邊界，節(jié)點(diǎn)1有數(shù)據(jù)想發(fā)往節(jié)點(diǎn)0。因?yàn)樵趖0時(shí)刻存在分配給節(jié)點(diǎn)1的預(yù)留時(shí)隙，因此節(jié)點(diǎn)1可以直接使用t0/FC3資源。

假設(shè)在t1時(shí)隙邊界，節(jié)點(diǎn)1有數(shù)據(jù)想發(fā)往節(jié)點(diǎn)0。因?yàn)閠1時(shí)隙到t4時(shí)隙都沒有節(jié)點(diǎn)1的預(yù)留時(shí)隙，因此節(jié)點(diǎn)1需要進(jìn)行時(shí)隙爭用，爭用次序?yàn)椋簍1/FC1、t1/FC3、t2/FC2、t3/FC1、t3/FC3、t4/FC2；其他處理過程與時(shí)域隔離方案相同。

圖4和圖5給出了兩個(gè)最終系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)對(duì)時(shí)頻資源的占用情況，其中y的取值都按照固定時(shí)隙映射周期算。圖中控制時(shí)隙中的a->b表示節(jié)點(diǎn)a向節(jié)點(diǎn)b發(fā)起資源協(xié)商，數(shù)據(jù)時(shí)隙中的a->b表示節(jié)點(diǎn)a向節(jié)點(diǎn)b發(fā)送數(shù)據(jù)以及節(jié)點(diǎn)b向節(jié)點(diǎn)a的應(yīng)答。