一种时隙资源选择方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种时隙资源选择方法和装置，以满足在不同车辆节点密度下可靠的时隙资源选择，支持灵活的消息发送速率变化。该方法包括：第一节点接收除自身之外的其他节点发送的帧信息，所述帧信息携带有用于表示时隙被占用时间的指示信息；根据所述帧信息中携带的用于表示时隙被占用时间的指示信息，确定可用时隙资源；从确定的可用时隙资源中选择至少一个时隙作为发送时隙。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通信
，特别涉及一种时隙资源选择方法和装置。
技术介绍
随着车载通信系统的发展和移动自组网技术的逐渐成熟，为了实现对车辆的实时、动态、智能化管理，开发了针对车联网短程通信(Dedicated Short Range Communications，DSRC)技术。车辆节点间及车辆节点与路侧节点间通过DSRC，采用点对多点、点对点方式进行位置、速度、道路环境及设备状态等信息的双向交互，将车辆与车辆、车辆和路侧的信息采集设备有机的连接起来，当感知到危险道路状况发生时，及时向车辆告警，从而可以避免道路安全事故的发生。基于时隙预约的时隙资源分配算法是一类采用分时复用方式且可以支持车联网DSRC通信的资源分配方法，包括可靠预留ALOHA(Reliable Reserved ALOHA，RR-ALOHA)、移动分时隙ALOHA(Mobile Slotted Aloha，MS-ALOHA)等。资源分配基于帧结构，以slot(时隙)为单位。如图1所示，每N个slot构成一个帧(Frame)，每个帧中的slot的编号为0～N-1，在帧之间循环往复。在同一时间每个slot只允许一个车辆发送数据，即车辆之间采用时分复用(Time Division Multiplex，TDM)。其基本思想如下：当节点(如车载终端)加入网络时，需要先监听一帧时间长度内的空闲时隙资源，然后选择一个空闲时隙作为自己占用的时隙(即自占时隙)，如果节点不主动放弃所占用的时隙资源，则可一直使用所占用的时隙传输数据，在这期间其他节点不能使用该时隙。在所占用的时隙上，节点需要周期性发送帧信息(Frame Information，FI)，FI中携带该节点获得的与该节点相距约定跳数(如
RR-ALOHA算法的FI中指示与发送节点相距一跳范围内的其他节点占用时隙的情况，又如MS-ALOHA算法指示与发送节点相距两跳范围内的其他节点占用时隙的情况)范围内的其他节点占用时隙的情况，指示该节点感知到的每个时隙的占用状况信息，每个时隙的占用状况信息包括：时隙占用状态、占用时隙的节点对应的临时资源标识(Source Temporary Identifier，STI；也称节点标识)、占用时隙的节点的优先级状态(也可以认为是占用时隙的节点在该时隙发送的数据对应的优先级)等信息，如图2所示。对于MS-ALOHA算法，时隙占用状态信息可以表达时隙的四种占用状态：00表示时隙为空闲状态，10表示时隙已被与本节点相距一跳的其他节点占用(简称为一跳节点占用)或本节点占用，11表示时隙已被与本节点相距两跳的其他节点占用(简称为两跳节点占用)，01表示时隙已被其他两个以上的节点占用，即为碰撞状态；对于RR-ALOHA算法，虽然也可以指示4种时隙占用状态信息，但对每个状态的定义与MS-ALOHA算法不同。在非自身占用的时隙，每个节点通过监听相邻一跳的节点发送的FI，能够判断相邻一定跳数范围内(如对于RR-ALOHA算法是相邻两跳范围内，对于MS-ALOHA算法是相邻三跳范围内)每个节点占用时隙的情况，当发现本节点占用的时隙资源与其他节点使用的时隙资源发生碰撞时，释放自身所占用的时隙资源，重新预约新的空闲时隙作为自己的占用时隙。为方便后续描述，对FI及其内部信息内容统一采用如下描述方式：节点发送的帧信息(FI)称为：FI消息，也可简称为FI；FI中指示的每个时隙对应的状况信息称为：FI消息中每个时隙对应的时隙信息域；FI中每个时隙对应的状况信息中给出的三类信息(即：时隙占用状态、STI、优先级信息)分别称为：每个时隙的时隙信息域中包含的时隙占用状态子域、STI子域、优先级子域；FI发送时，通常当系统不确定绝对时间参考点情况下，FI中的第一个时隙
信息域指示FI的发送时隙的时隙对应的时隙信息，第二个时隙信息域指示FI发送时隙的前一个时隙对应的时隙信息，依次类推；当系统确定绝对时间参考点的情况下，FI中各时隙信息域可以按约定方式排列，如FI中第一个时隙信息域对应时隙0。需要说明的是，上述描述方式只是为了后续描述方便而规定，当然也可以采用其他的描述方式。基于时隙预约的时隙资源分配算法中，车辆节点通过时隙状态表(或称为时隙状态向量)来维护一帧长度内每个时隙的状态，当车辆节点的发送时隙(包括自占时隙和申请时隙)到达时，车辆节点根据时隙状态表中记录的各个时隙的状态信息生成FI并发送，此外，车辆需要监听周围节点周期性发送的FI，并根据周围车辆发送的FI来更新自己维护的时隙状态表，如图3所示，从而获得当前相邻一定跳数范围内每个时隙占用情况。为了通过FI更精确地掌握发送时隙状态信息和更加准确地掌握时隙资源的占用状态，车辆节点可能会维护多个时隙状态表，如每个时隙状态表对应不同的发送时隙。采用基于时隙预约的时隙资源分配方式，每个节点可以可靠地周期性获得所需要的时隙资源，同时可以保证各节点接入信道的公平性。当车辆节点接收到其他车辆节点发送的FI时，根据接收到的FI中的各时隙对应的时隙信息域的内容对自身维护的时隙状态表中各时隙对应的时隙信息单元的内容进行更新。目前，在车联网系统拥塞场景中，希望通过降低节点发送消息的速率，拉长节点使用时隙资源的周期，通过多个节点复用同一时隙来让系统能够容纳更多的节点，节点对时隙资源的使用周期需要能够变化，而现有的基于时隙状态表的时隙资源选择方法仅适用于系统中所有节点的发送速率相同且与时隙状态表维护周期相匹配情况下(即节点占用时隙的周期等于时隙状态表的维护周期)的时隙资源分配，需要发送数据包时节点只需要根据时隙状态表确定哪些时隙尚未被其他节点占用(即空闲时隙)，便可以选择这些空闲时隙中的一个
或多个来发送自己的数据包，然而当系统中允许节点采用不同的发送速率发送数据包时，各时隙资源可以会被不同的节点以不同的周期占用，在这种情况，节点发送数据包时，如何选择时隙资源尚未有较好的方法。
技术实现思路
本专利技术实施例公开了一种时隙资源选择方法和装置，以满足在不同车辆节点密度下可靠的时隙资源选择，支持灵活的消息发送速率变化。本专利技术实施例提供的一种时隙资源选择方法，该方法包括：第一节点接收除自身之外的其他节点发送的帧信息，所述帧信息携带有用于表示时隙被占用时间的指示信息；根据所述帧信息中携带的用于表示时隙被占用时间的指示信息，确定可用时隙资源；从确定的可用时隙资源中选择至少一个时隙作为发送时隙。较佳的，所述方法还包括：接收所述其它节点发送的位置信息；对承载帧信息和/或所述位置信息的信号的质量进行测量，得到信号质量测量结果；根据所述帧信息中携带的用于表示时隙被占用时间的指示信息，确定可用时隙资源，包括：根据所述帧信息中携带的用于表示时隙被占用时间的指示信息和所述信号质量测量结果，确定可用时隙资源。较佳的，所述时隙被占用时间指示信息包括以下信息中的一种或多种：信息1：指示时隙在约定时间是否被占用的信息；信息2：指示时隙被占用的周期信息；信息3：指示时隙被占用的频率信息。较佳的，所述可用时隙资源包括空闲时隙和/或第一节点的各可复用时隙对
应的可选时隙；其中，在以帧为单位进行时隙资源划分的系统中，针对任一时隙，若第一节点确定该时隙在至少一个帧中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种时隙资源选择方法，其特征在于，该方法包括：第一节点接收除自身之外的其他节点发送的帧信息，所述帧信息携带有用于表示时隙被占用时间的指示信息；根据所述帧信息中携带的用于表示时隙被占用时间的指示信息，确定可用时隙资源；从确定的可用时隙资源中选择至少一个时隙作为发送时隙。

【技术特征摘要】
1.一种时隙资源选择方法，其特征在于，该方法包括：第一节点接收除自身之外的其他节点发送的帧信息，所述帧信息携带有用于表示时隙被占用时间的指示信息；根据所述帧信息中携带的用于表示时隙被占用时间的指示信息，确定可用时隙资源；从确定的可用时隙资源中选择至少一个时隙作为发送时隙。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：接收所述其它节点发送的位置信息；对承载帧信息和/或所述位置信息的信号的质量进行测量，得到信号质量测量结果；根据所述帧信息中携带的用于表示时隙被占用时间的指示信息，确定可用时隙资源，包括：根据所述帧信息中携带的用于表示时隙被占用时间的指示信息和所述信号质量测量结果，确定可用时隙资源。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述时隙被占用时间指示信息包括以下信息中的一种或多种：信息1：指示时隙在约定时间是否被占用的信息；信息2：指示时隙被占用的周期信息；信息3：指示时隙被占用的频率信息。4.如权利要求1-3任一所述的方法，其特征在于，所述可用时隙资源包括空闲时隙和/或第一节点的各可复用时隙对应的可选时隙；其中，在以帧为单位进行时隙资源划分的系统中，针对任一时隙，若第一节点确定该时隙在至少一个帧中已被所述其它节点和/或第一节点复用，但在除所述至少一个帧之外的其它帧中未被所述其它节点或第一节点复用，则该时隙称为第一节点的可复用时隙，该时隙在除所述至少一个帧之外的其它帧中称为
\t第一节点的可复用时隙对应的可选时隙；若第一节点确定该时隙在任一帧中均未被任何节点复用，则该时隙称为空闲时隙。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，从确定的可用时隙资源中选择至少一个时隙作为发送时隙，包括：当所述可用时隙资源包括空闲时隙和第一节点的各可复用时隙对应的可选时隙时，优先从第一节点的各可复用时隙对应的可选时隙中选择至少一个时隙作为发送时隙；当所述可用时隙资源包括第一节点的各可复用时隙对应的可选时隙时，从第一节点的各可复用时隙对应的可选时隙中选择至少一个时隙作为发送时隙。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，从第一节点的各可复用时隙对应的可选时隙中选择至少一个时隙作为发送时隙，包括：判断第一节点的各可复用时隙中是否存在满足第一设定条件的可复用时隙；若存在满足第一设定条件的可复用时隙，则从满足第一设定条件的可复用时隙对应的可选时隙中选择至少一个时隙作为发送时隙；其中，所述第一设定条件为以下条件的一项或两项：时隙已被复用的时间与第一节点需求复用的时间满足设定关系；第二节点与第一节点之间的距离在设定距离范围内，所述第二节点为复用第一节点的可复用时隙的节点。7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：接收所述其它节点发送的位置信息；对承载帧信息和/或所述位置信息的信号的质量进行测量，得到信号质量测量结果；通过以下方式确定第一节点与各第二节点之间的距离：根据所述帧信息和/或所述信号质量测量结果，确定第一节点与各第二节点之间的距离。8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，从满足第一设定条件的可复用时隙对应的可选时隙中选择至少一个时隙作为发送时隙，包括：判断满足第一设定条件的可复用时隙中是否存在对应的可选时隙数目满足第二设定条件的可复用时隙；若存在，则从对应的可选时隙数目满足第二设定条件的各可复用时隙对应的可选时隙中选择至少一个时隙作为发送时隙。9.如权利要求6所述的方法，其特征在于，从满足第一设定条件的可复用时隙对应的可选时隙中选择至少一个时隙作为发送时隙，包括：按预设的距离区间顺序，依次针对满足第一设定条件的可复用时隙执行以下操作，直至选择出第一节点的发送时隙：将按照预设的距离区间顺序排列的距离区间中排在第一位的距离区间作为当前距离区间；判断在满足第一设定条件的可复用时隙中是否存在第一可复用时隙，其中复用该第一可复用时隙的第二节点与第一节点之间的距离落在当前距离区间；若存在，则从第一可复用时隙对应的可选时隙中，选择至少一个时隙作为发送时隙；若不存在，则将下一距离区间作为当前距离区间，执行上述判断在满足第一设定条件的可复用时隙中是否存在第一可复用时隙步骤；其中，所述距离区间是对长度为设定距离的线段进行划分得到的，所述距离区间的个数大于等于2，任两个距离区间互不重叠。10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，通过以下方式确定复用该第一可复用时隙的第二节点与第一节点之间的距离落在当前距离区间：在复用该第一可复用时隙的各第二节点与第一节点之间的距离均落在当前距离区间时，确定复用该第一可复用时隙的第二节点与第一节点之间的距离落在当前距离区间；或者在复用该第一可复用时隙的各第二节点与第一节点之间的距离中的最小距
\t离落在当前距离区间时，确定复用该第一可复用时隙的第二节点与第一节点之间的距离落在当前距离区间；或者在复用该第一可复用时隙的各第二节点中与第一节点之间的距离的最大距离落在当前距离区间时，确定复用该第一可复用时隙的第二节点与第一节点之间的距离落在当前距离区间；或者在复用该第一可复用时隙的各第二节点与第一节点之间距离的统计值落在当前距离区间时，确定复用该第一可复用时隙的第二节点与第一节点之间的距离落在当前距离区间。11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，从第一可复用时隙对应的可选时隙中，选择至少一个时隙作为发送时隙，包括：从第一可复用时隙对应的可选时隙中，随机选择至少一个时隙作为发送时隙；或者确定距离第一节点最近的第二节点复用的第一可复用时隙，从确定的所述第一可复用时隙对应的可选时隙中选择至少一个时隙作为发送时隙；或者确定各第一可复用时隙中，被数目最多个第二节点和/或第一节点复用的第一可复用时隙，从该确定的被数目最多个第二节点和/或第一节点复用的第一可复用时隙对应的可选时隙中选择至少一个时隙作为发送时隙。12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，在确定的距离第一节点最近的第二节点复用的第一可复用时隙的个数大于本次操作需要选择的时隙个数时，从第二可复用时隙对应的可选时隙中选择至少一个时隙作为发送时隙；其中，所述第二可复用时隙为确定的所述第一可复用时隙中被数目最多个第二节点复用的第一可复用时隙。13.如权利要求11所述的方法，其特征在于，在确定的被数目最多个第二节点和/或第一节点复用的第一可复用时隙的个数大于本次操作需要选择的时隙
\t个数时，从第三可复用时隙对应的可选时隙中选择至少一个时隙作为发送时隙；其中，所述第三可复用时隙为被数目最多个第二节点和/或第一节点复用的第一可复用时隙中，被距离第一节点最近的第二节点和/或第一节点复用的第一可复用时隙。14.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：第一节点在出现以下情况中的一种或几种时，执行所述第一节点接收除第一节点之外的其他节点发送的帧信息的步骤：情况1：初始接入系统；情况2：当前复用的时隙发生碰撞；情况3：与复用第一节点当前复用的时隙的其它节点间的距离大于第一设定值；情况4：第一节点独自复用其它节点的可复用时隙的时长大于设定时长。15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，利用以下方式确定与复用第一节点当前复用的时隙的其它节点间的距离：将第一节点与各复用其当前复用的时隙的其它节点之间的距离中的最小距离作为与复用其当前复用的时隙的其它节点间的距离；或者将第一节点与各复用其当前复用的时隙的其它节点之间的距离中的最大距离作为与复用其当前复用的时隙的其它节点间的距离；或者将第一节点与各复用其当前复用的时隙的其它节点之间的距离的统计值作为与复用其当前复用的时隙的其它节点间的距离。16.如权利要求14所述的方法，其特征在于，若第一节点因出现所述情况3执行所述接收除第一节点外的其他节点发送的帧信息的步骤；则从确定的可用时隙资源中选择至少一个时隙作为发送时隙后，所述方法还包括：在选择出的发送时隙不为空闲时隙时，判断第一节点与选择出的发送时隙所对应的第一节点的复用时隙上其它节点间的距离，是否大于第一节点与其当
\t前复用的时隙上其它节点间的距离；若是，则仍使用当前复用的时隙进行数据的发送；若否，则使用选择出的发送时隙进行数据的发送；若第一节点因出现所述情况4执行所述接收除第一节点外的其他节点发送的帧信息的步骤；则从确定的可用时隙资源中选择至少一个时隙作为发送时隙后，所述方法还包括：在选择出的发送时隙不为空闲时隙时，判断第一节点与选择出的发送时隙所对应的第一节点的复用时隙上其它节点间的距离，是否大于第二设定值；若是，则仍使用当前复用的时隙进行数据的发送；若否，则使用选择出的发送时隙进行数据的发送。17.一种时隙资源选择装置，其特征在于，该时隙资源选择装置包括：接收模块，用于接收除自身之外的其他节点发送的帧信息，所述帧信息携带有用于表示时隙被占用时间的指示信息；确定模块，用于根据所述帧信息中携带的用于表示时隙被占用时间的指示信息，确定可用时隙资源；选择模块，用于从确定的可用时隙资源中选择至少一个时隙作为发送时隙。18.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵毅，房家奕，赵丽，周海军，
申请(专利权)人：电信科学技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11