一种时隙资源占用处理方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及通信领域，公开了一种时隙资源占用处理方法及装置。该方法为：当重置时隙到达时，先将对应重置时隙维护的时隙状态向量中记录的信息拷贝至对应重置时隙维护的历史时隙状态向量中，再重置时隙状态向量，以及在下一个重置时隙到达前，根据接收到的帧信息FI实时更新所述时隙状态向量和历史时隙状态向量；并且在任意时刻，当确定需要申请新的时隙资源时，根据当前维护的历史时隙状态向量中记录的时隙状态信息进行时隙申请。这样，能够保证发送的FI的实时性和准确性，避免引入错误的历史信息及不必要的负反馈，同时也保证了选择的空闲时隙的可行性和可靠性，避免了时隙资源的碰撞，减少FI发送前的处理量，从而有效减少了处理时延。

Method and device for processing time slot resource occupation

The invention relates to the communication field, and discloses a time slot resource occupation processing method and device. The method is as follows: when the reset slot arrives, the first corresponding slot slot in the maintenance of the state vector reset information recorded copy to the corresponding time slot history state vector resetting the time slot in the maintenance, and then reset the time slot state vector, and arrive at the next reset slot before, according to the frame information FI real-time updates received slot slot historical state vector and state vector; and at any time, when determining the need to apply for a new time slot, according to the records of the time slot state information history slots state vector current maintenance in slot application. So, to ensure the accuracy and real-time of the transmitted FI, introduced the error history information and avoid unnecessary negative feedback, but also to ensure the feasibility and reliability of the idle time slot selection, avoid collision timeslots, decreasing the amount of processing FI before sending, and effectively reduce the processing delay from.

【技术实现步骤摘要】
一种时隙资源占用处理方法及装置
本专利技术涉及通信领域，特别涉及一种时隙资源占用处理方法及装置。
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,国际上专门开发了针对车联网的DSRC(DedicatedShortRangeCommunications，专用短程通信)协议。DSRC通过信息的双向传输,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,支持点对点、点对多点通信。移动分时隙ALOHA(MobileSlottedAloha，MS-ALOHA)机制是一种基于分时方式的DSRCMAC(MediumAccessControl；媒体接入控制)层接入和资源分配机制，资源分配基于帧结构以slot(时隙)为单位。参阅图1所示，每N个slot构成一个帧(记为Frame)，每个帧中的slot的编号为0～N-1，在帧之间循环往复。每个slot中只允许一个车辆进行发送，即车辆之间为TDMA(TimeDivisionMultipleAccess，时分复用接入)模式。车辆在所占用的时隙上中不仅发送应用层的数据，而且还需要发送FI(FrameInformation，帧信息)，在FI中会指示一个帧中各个slot的占用状态。MS-ALOHA机制的基本思想是：任意一节点(如，车辆)加入网络时，需要通过监听时隙状态信息占用一个时隙，如果节点不主动放弃该所占用的时隙资源，则可一直使用占用的时隙传输数据，在这期间其他节点不能使用该时隙。在占用的时隙上，节点需要周期性发送FI，FI中携带节点获得的与该节点相距两跳范围内的其他节点占用时隙的情况以及自身的时隙状态信息，指示节点感知到的每个时隙的占用状况信息(也称时隙状态信息、时隙信息)，对每个时隙给出该时隙的：时隙占用状态信息，占用时隙的节点对应的STI(SourceTemporaryIdentifier，节点临时标识)或可称为节点标识，占用时隙的节点的优先级状态(也可认为是占用时隙节点在该时隙发送的数据对应的优先级状态)；其中，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(简称为一跳邻节点占用)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(简称为两跳邻节点占用)，(01)表示时隙已被其他两个以上的节点占用，即为碰撞状态；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资源发生碰撞时，重新预约新的空闲时隙。为方便后续描述，本专利技术中对FI及其内部信息内容统一采用如下描述方式：节点发送帧信息(FI)称为：FI消息，也可简称为FI；FI中指示的每个时隙对应的占用状况信息称为：FI消息中每个时隙对应的时隙信息域；FI中每个时隙对应的占用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；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。在MS-ALOHA机制下，在对占用时隙的维护过程中，节点需要维护(N-1)*N时隙状态缓存表，用来存储对应时隙上接收到的相邻节点发送的FI消息中携带的各时隙的时隙信息域。例如，参阅图3所示，图3中展示的时隙状态缓存表的维数为N*N维，由于节点本身在所占时隙发送的FI消息不需要存储，因此节点实际维护的时隙状态缓存表为N-1行(假设每个节点只占用一个时隙)，本专利技术后续内容中描述的(N-1)*N时隙状态缓存表均是指不保存节点本身占用时隙发送FI的时隙信息；其中，时隙对应的检测域是指占用该时隙发送的FI消息中该时隙对应的时隙信息域称为该时隙的“检测域”，“非检测域”是指非占用该时隙发送的FI中该时隙对应的时隙信息域称为该时隙的非“检测域”。其中default值为缺省值。节点在一个时隙上接收到FI消息时，总是用新接收到的FI消息中携带的时隙信息内容覆盖时隙状态缓存表中对应时隙所在行的信息内容(即覆盖一个帧周期前记录的内容)。具体过程如下：节点在自身占用的时隙(也称使用时隙)生成并发送FI消息，需要按照一定规则填写各个field(域)，包括时隙占用状态子域、STI子域以及优先级子域。发送完毕后，节点会清空所发送的FI信息。发送完毕后，清空时隙状态缓存表中slotp对应的行。只是此时不需要清空时隙状态缓存表中slotp对应的行(因为根本没有维护该行)。节点在非自身占用的时隙(也称接收时隙)上，需要接收周围节点发送的FI，并根据接收到的FI更新时隙状态缓存表，在到达本节点自身占用的时隙前判断自身占用的时隙是否维护成功及非自身占用时隙各时隙的占用状态，其中，当在非自身占用的时隙上没有接收到FI，节点会将时隙状态缓存表中该时隙对应的行的各域填default值。Default值当前按空闲状态(00)处理，当然也可以定义其他处理方式。例如，节点维护(N-1)*N时隙状态缓存表并且在自占的slot(p+X*N)到达前判断是否维护成功，从slot(p+1)开始，监听N-1个slot，生成(N-1)*N时隙状态缓存表，在slot(p+N–1)的结尾〔也就是slot(p+N)的开头〕，判断slotp对应的列的N-1个元素：确认是否能继续维护此时隙资源。然而，现有技术下，采用MS-ALOHA机制却会存在以下问题：MS-ALOHA机制下，节点要保存一帧内收到的每一个FI，在自占时隙统一处理，节点等待到使用时隙(即自占时隙)处理完才能获取完整的信道占用信息，进而才能进行时隙资源的申请，但是，此时申请的时隙资源可能不能保证业务数据包的时延需求。例如，高层数据包(时延需求为100ms即1帧)在帧N中的时隙1到达，而节点当前的使用时隙只有时隙99，即节点只有到达了时隙99时，才能获取了完整一帧的信道占用信息并进行申请时隙选择，假定节点选择了时隙50为申请时隙用于发送高层业务包，即帧(N+1)中的时隙50，但是，当帧N+1中的时隙1到达时，在帧N中的时隙1便已接收到的高层数据包此时已经超时丢包了；显然，这样会造成系统不必要的丢包，严重时会影响系统的传输性能。另一方面，在MS-ALOHA机制下，节点需要维护N*N或者(N-1)*N大小的二维时隙状态缓存表，此种维护操作对存储的要求过高，容易给节点造成运行负荷。并且，在MS-ALOHA机制下，节点是在发送FI之前才对缓存的时隙状态缓存表进行处理，这样也会给处理器的处理能力带来一定的负荷。针对上述种种问题，需要在不影响系统性能的前提下，重新设计一种时隙占用状态处理机制，能克服上述技术缺陷。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种时隙资源占用处理方法及装置，用以在降低处理复杂度、保证系统性能的前提下，有效满足高层数据包的传输时延要求。本专利技术实施例提供的具体技术方案如下：一种时隙资源占用处理方法，包括：第一节点按照预设的与自身关联的重置时隙，在每个帧周期中的重置时隙到达时，先将对应所述重置时隙维护的时隙状态向量中记录的信息拷贝至对应重置时隙维护的历史时隙状态向量中，再重置所述时隙状态向量，以及本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种时隙资源占用处理方法，其特征在于，包括：第一节点按照预设的与自身关联的重置时隙，在每个帧周期中的重置时隙到达时，先将对应所述重置时隙维护的时隙状态向量中记录的信息拷贝至对应重置时隙维护的历史时隙状态向量中，再重置所述时隙状态向量，以及在下一个重置时隙到达前，根据接收到的帧信息FI实时更新所述时隙状态向量和历史时隙状态向量；在任意时刻，第一节点确定需要申请新的时隙资源时，根据当前维护的历史时隙状态向量中记录的时隙状态信息进行时隙申请。

【技术特征摘要】
1.一种时隙资源占用处理方法，其特征在于，包括：第一节点按照预设的与自身关联的重置时隙，在每个帧周期中的重置时隙到达时，先将对应所述重置时隙维护的时隙状态向量中记录的信息拷贝至对应重置时隙维护的历史时隙状态向量中，再重置所述时隙状态向量，以及在下一个重置时隙到达前，根据接收到的帧信息FI实时更新所述时隙状态向量和历史时隙状态向量；在任意时刻，第一节点确定需要申请新的时隙资源时，根据当前维护的历史时隙状态向量中记录的时隙状态信息进行时隙申请。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，第一节点设置与自身关联的重置时隙，包括：若第一节点当前维护有使用时隙，则选取任意一个本节点维护的使用时隙作为重置时隙，其中，使用时隙是节点占用的时隙(也称自占时隙)和节点正在申请的时隙(也称申请时隙)的统称；或者，第一节点将开机所在时隙之后的第(N-1)个时隙设置为重置时隙，其中，N表示一帧内的时隙数目；或者，若第一节点当前未维护使用时隙，则选取任意一个时间点作为重置时隙。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在任意时刻，第一节点确定需要申请新的时隙资源时，根据当前维护的历史时隙状态向量中记录的时隙状态信息进行时隙申请，包括：第一节点根据在非节点使用时隙接收到的FI确定自身使用的时隙发生碰撞时，根据当前维护的历史时隙状态向量中记录的时隙状态信息进行时隙申请，其中，非节点使用时隙，是指帧中所有时隙中除使用时隙以外的所有其他时隙；或/和第一节点接收到新的高层业务包后，确定用于承载高层业务包的时隙数目不能满足发送需求时，根据当前维护的历史时隙状态向量中记录的时隙状态信息进行时隙申请。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，第一节点在接收到高层业务包之后，立即根据当前维护的历史时隙状态向量选择申请时隙；或者，在确定本节点的第一个重置时隙已经到达之后，再根据当前维护的历史时隙状态向量选择申请时隙；其中，若第一节点针对自身使用的各个时隙分别维护相应的时隙状态向量，则选择申请时隙后，第一节点对应该申请时隙关联相应的时隙状态向量。5.如权利要求2、3或4所述的方法，其特征在于，若第一节点选取任意一个使用时隙作为重置时隙，且第一节点针对自身使用的各个时隙在重置时隙维护统一的时隙状态向量，则第一节点在重置时隙到达时根据当前维护的时隙状态向量发送FI并重置所述时隙状态向量，以及在下一个重置时隙到达前，在每一个非节点使用时隙接收其他节点发送的FI，并根据收到的FI实时更新所述时隙状态向量和历史时隙状态向量。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一节点在重置时隙发送FI并重置时隙状态向量后，在下一个重置时隙到达前，在每一个节点使用时隙根据当前统一维护的时隙状态向量生成并发送FI。7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，若第一节点判定自身使用的时隙发生碰撞，则按照以下方式进行处理：若确定发生碰撞的时隙为重置时隙所在的自占时隙或申请时隙，则第一节点判断是否需要申请新的时隙资源，若是，则按照当前维护的历史时隙状态向量中记录的空闲时隙申请新的时隙资源，并重新选择重置时隙；否则，直接重新选择重置时隙，并在选择完重置时隙之后，对重新选择的重置时隙关联相应的时隙状态向量和历史时隙状态向量；若确定发生碰撞的时隙为非重置时隙所在的自占时隙或申请时隙，则第一节点判断是否需要申请新的时隙资源，若是，则按照当前维护的历史时隙状态向量中记录的空闲时隙申请新的时隙资源；否则，不执行任何操作。8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，第一节点重新选择重置时隙，并对重新选择的重置时隙关联相应的时隙状态向量和历史时隙状态向量，包括：将未来时隙里距离执行资源碰撞判定的时隙最近的自占时隙或申请时隙确定为新的重置时隙，将原有重置时隙关联的历史时隙状态向量关联至重新选择的重置时隙上并继续维护，以及清除原有重置时隙关联的时隙状态向量，并对应重新选择的重置时隙关联一个初始化为零向量的时隙状态向量或者将原有重置时隙关联的时隙状态向量进行部分回退后关联到新的重置时隙上。9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，在确定时隙发生碰撞，并完成申请新的时隙资源，选择新的重置时隙、以及对新的重置时隙关联相应的时隙状态向量和历史时隙状态向量之后，在下一个重置时隙到达之前，第一节点根据接收到的FI实时更新所述时隙状态向量和历史时隙状态向量，并在下一个重置时隙到达后，根据当前维护的时隙状态向量发送FI，以及在FI发送后，对当前维护的时隙状态向量进行重置处理。10.如权利要求2、3或4所述的方法，其特征在于，若第一节点选取任意一个使用时隙作为重置时隙，且第一节点针对自身使用的各个时隙分别维护相应的时隙状态向量，则第一节点在重置时隙到达时根据当前对应该重置时隙维护的时隙状态向量发送FI，并在发送FI之后重置所述时隙状态向量，以及在下一个重置时隙到达前，在每一个非节点使用时隙接收其他节点发送的FI，并根据收到的FI实时更新对应所述重置时隙设置的时隙状态向量和历史时隙状态向量，以及实时更新对应每一个非重置时隙分别设置的时隙状态向量。11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述第一节点在重置时隙发送FI并重置时隙状态向量后，在下一个重置时隙到达前，在每一个节点使用时隙根据当前对应该时隙维护的时隙状态向量生成并发送FI，并在发送FI之后重置相应的时隙状态向量。12.如权利要求10所述的方法，其特征在于，若第一节点判定自身使用的时隙发生碰撞，则按照以下方式进行处理：若确定发生碰撞的时隙为重置时隙所在的自占时隙或申请时隙，则第一节点判断是否需要申请新的时隙资源，若是，则按照当前维护的历史时隙状态向量中记录的空闲时隙申请新的时隙资源，并对应新申请的时隙设置关联的时隙状态向量，以及重新选择重置时隙；否则，直接重新选择重置时隙，以及对应重新选择的重置时隙关联设置相应的时隙状态向量和历史时隙状态向量；若确定发生碰撞的时隙为非重置时隙所在的自占时隙或申请时隙，则第一节点判断是否需要申请新的时隙资源，若是，则按照当前维护的历史时隙状态向量中记录的空闲时隙申请新的时隙资源，并对应新申请的时隙设置关联的时隙状态向量；否则，不执行任何操作。13.如权利要求4或12所述的方法，其特征在于，第一节点对应新申请的时隙设置关联的时隙状态向量，包括：在选择新的时隙资源后，第一节点选择未来时隙里距离新申请的时隙最近的原自占时隙，将其关联的时隙状态向量重新关联至新申请的时隙。14.如权利要求12所述的方法，其特征在于，第一节点重新选择重置时隙，并对应重新选择的重置时隙关联设置相应的时隙状态向量和历史时隙状态向量，包括：将在未来时隙里面距离执行资源碰撞判定的时隙最近的自占时隙或申请时隙确定为新的重置时隙，将原有重置时隙关联的历史时隙状态向量关联至重新选择的重置时隙上并继续维护，以及清除原有重置时隙关联的时隙状态向量，并对重新选择的重置时隙关联一个初始化为零向量的时隙状态向量。15.如权利要求12所述的方法，其特征在于，若确定发生碰撞的时隙为非重置时隙所在的自占时隙或申请时隙，则第一节点根据当前的历史时隙状态向量申请新的时隙资源后，选择未来时隙里距离新申请的时隙最近的原自占时隙，将其关联的时隙状态向量进行拷贝，得到新申请的时隙相关联的时隙状态向量。16.如权利要求12所述的方法，其特征在于，在确定时隙发生碰撞，并完成申请新的时隙资源，选择新的重置时隙、以及对新的重置时隙关联相应的时隙状态向量和历史时隙状态向量之后，在下一个重置时隙到达之前，第一节点根据接收到的FI实时更新对应重置时隙维护的时隙状态向量和历史时隙状态向量，以及实时更新对应并在下一个重置时隙到达后，根据当前维护的时隙状态向量发送FI，以及在FI发送后，对当前维护的时隙状态向量进行重置处理。17.如权利要求2、3或4所述的方法，其特征在于，若第一节点选取开机所在时隙之后的第(N-1)个时隙作为重置时隙且尚未接收到高层业务包，则第一节点在重置时隙到达时重置对应所述重置时隙维护的时隙状态向量，以及在下一个重置时隙到达前，在每一个非节点使用时隙接收其他节点发送的FI，并根据收到的FI实时更新对应所述重置时隙设置的时隙状态向量和历史时隙状态向量。18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，当高层业务包到达时，若第一节点判定需要申请新的时隙资源，则第一节点根据当前对应重置时隙维护的历史时隙状态向量中记录的时隙状态信息申请新的时隙资源，并将选择的新的申请时隙设置为新的重置时隙，以及将原有重置时隙关联的历史时隙状态向量关联到新的重置时隙上继续维护，同时清除原有重置时隙关联的时隙状态向量，并为新的重置时隙关联一个初始化为零向量的时隙状态向量。19.如权利要求2、3或4所述的方法，其特征在于，若第一节点选取开机所在时隙之后的第(N-1)个时隙作为重置时隙且已接收到高层业务包并申请了新的时隙资源，则第一节点将新申请的时隙设置为新的重置时隙，并在新的重置时隙到达时，根据当前对应重置时隙维护的时隙状态向量发送FI并重置所述时隙状态向量，以及在下一个重置时隙到达前，在每一个非节点使用时隙接收其他节点发送的FI，并根据收到的FI实时更新对应所述重置时隙设置的时隙状态向量和历史时隙状态向量。20.一种时隙资源占用处理装置，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯媛，赵毅，房家奕，赵丽，李凤，
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