天临空地车网络中带冲突避免的分级多址接入方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种天临空地车网络中带冲突避免的分级多址接入方法和装置，其中方法包括：发送节点在第一信道上确定第一RS；判断第一RS之前的预设时间段内是否接收到冲突信息，冲突信息包括：第二CTS分组和第一接收节点的冲突RTS分组，其中，第二CTS分组为发送节点的通信范围内的其他发送节点对应的接收节点发送至第一信道上的用于允许数据传送的信息；若第一RS之前的预设时间段内接收到冲突信息，则获取退避时间，重新确定向第一接收节点发送第一RTS分组的RS，通过第二信道向第一接收节点发送第一数据。本发明专利技术提供的天临空地车网络中带冲突避免的分级多址接入方法和装置，可以解决利用现有技术实现多址接入的过程中信道的利用率有待提高的问题。

Hierarchical multiple access method with collision avoidance in weather bound vehicle network and device

The invention provides a provisional classification with collision avoidance space vehicle network multiple access method and device, wherein the method comprises: transmitting node to determine the first RS in the first channel; judging a preset period of time before the first RS is received or not conflict information, conflict information includes: conflict RTS packet, CTS packet second the first and the second receiving node, CTS packet sending node communication range corresponding to other nodes within the receiving node is sent to the first channel for data transmission of information; if the preset period of time before the first RS received conflicting information, obtaining the backoff time to determine the first sent to the receiving node the first RTS of the RS packet, the first data sent to the receiving node through the first channel second. The present invention provides a method and device for collision avoidance hierarchical multiple access in the sky to ground vehicle network, which can solve the problem that the utilization ratio of the channel needs to be improved in the process of realizing the multiple access by using the existing technology.

【技术实现步骤摘要】
天临空地车网络中带冲突避免的分级多址接入方法和装置
本专利技术实施例涉及通信
，尤其涉及一种天临空地车网络中带冲突避免的分级多址接入方法和装置。
技术介绍
多址接入是指多个节点或用户实现快速、高效、公平和可靠地共享信道资源。多址接入可以有效提高信道资源的利用率。现有技术中实现多址接入的过程中可参考图1，图1中包括节点A、节点B、节点C和节点D，其中，各个节点在通过载波侦听技术判断其对应的通信范围内的其他节点是否正在发送数据。节点A向节点B发送数据时，以节点A为圆心的阴影区域为节点A的通信范围，以节点B为圆心的圆形区域为接收节点B的通信范围。一方面，节点C处于发送节点A的通信范围之内，同时处于接收节点B的通信范围之外，此时，节点C为暴露终端，节点C因可以侦听到节点A的数据发送，为了避免与节点A所发送的数据产生数据碰撞而发生不必要的延迟发送，造成信道利用率低。另一方面，节点D处于发送节点A的通信范围之外，同时处于接收节点B的通信范围之内，此时，节点D为隐藏终端，节点D也有可能向节点B发送数据，从而可能会发生数据碰撞，致使接收节点B不能正常接收数据，发送失败的数据需重新发送，进而造成信道利用率低。然而，利用现有技术实现多址接入的过程中信道的利用率有待提高。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种天临空地车网络中带冲突避免的分级多址接入方法和装置，以解决利用现有技术实现多址接入的过程中信道的利用率有待提高的问题。本专利技术的实施例一方面提供了一种天临空地车网络中带冲突避免的分级多址接入方法，包括：第一发送节点在第一信道上确定第一预约时隙(ReservationSlot，简称：RS)，上述第一信道包括至少一个RS，上述第一RS用于上述第一发送节点发送第一数据的请求信息；上述第一发送节点判断上述第一RS之前的预设时间段内是否接收到冲突信息，上述冲突信息包括：第二清除发送(ClearToSend，简称：CTS)分组和第一接收节点的冲突请求发送(RequestToSend，简称：RTS)分组，其中，上述第二CTS分组为上述第一发送节点的通信范围内的第二发送节点对应的接收节点发送至上述第一信道上的用于允许数据传送的信息；若上述第一RS之前的预设时间段内未接收到上述冲突信息，则上述第一发送节点在上述第一RS内向接收节点发送第一RTS分组),上述第一RTS分组用于确认上述第一接收节点是否接收上述第一数据；或，若上述第一RS之前的预设时间段内接收到上述冲突信息，则上述第一发送节点获取退避时间，确定第二RS；上述第一发送节点在上述第二RS内向第一接收节点发送第一RTS分组；上述第一发送节点接收上述第一接收节点的第一CTS分组，上述第一CTS分组为上述第一RTS分组的应答；上述第一发送节点通过第二信道向上述第一接收节点发送上述第一数据。本专利技术实施例第二方面还提供一种天临空地车网络中带冲突避免的分级多址接入装置，包括：确定模块、判断模块、第一发送模块、第一接收模块、第二发送模块和第二接收模块；上述确定模块用于：在第一信道上确定第一预约时隙RS，上述第一信道包括至少一个RS，上述第一RS用于上述第一发送节点发送第一数据的请求信息；上述判断模块用于：判断上述第一RS之前的预设时间段内是否接收到第二清除发送CTS分组，其中，上述冲突信息为上述第一发送节点的通信范围内的第二发送节点对应的接收节点发送至上述第一信道上的用于允许数据传送的信息；若上述第一RS之前的预设时间段内未接收到上述冲突信息，则上述第一发送模块用于：在上述第一RS内向接收节点发送第一请求发送RTS分组,上述第一RTS分组用于确认上述第一接收节点是否接收上述第一数据；或，若上述第一RS之前的预设时间段内接收到上述冲突信息，则上述第一发送模块用于：获取退避时间，确定第二RS；上述第一发送节点在上述第二RS内向第一接收节点发送第一RTS分组；上述第一接收模块用于：接收上述第一接收节点的第一CTS分组，上述第一CTS分组为上述第一RTS分组的应答；上述第二发送模块用于：通过第二信道向上述第一接收节点发送上述第一数据；上述第二接收模块用于：接收上述第一接收节点的确认字符ACK分组，上述ACK分组为上述第一接收节点成功接收上述第一数据后发送；或，上述第二接收模块用于：接收上述第一接收节点的否定回答NACK分组，上述NACK分组为上述第一接收节点接收上述第一数据失败后发送。本专利技术的实施例提供的天临空地车网络中带冲突避免的分级多址接入方法和装置，通过第一发送节点在第一信道上确定第一RS预约时隙时，判断所述第一RS前的预设时间段内是否存在冲突信息，一方面，若不存在冲突信息，则预约第一信道成功，向其接收节点发送RTS分组，进而传输数据，解决了现有技术中暴露终端问题中不必要延时造成的信道浪费的问题；另一方面，若存在冲突信息，则确定退避时间候预约第一信道，再向其接收节点发送RTS分组，进而传输数据，解决了现有技术中隐藏终端问题中数据碰撞造成的信道利用率低的问题。进一步地，本实施例提供的天临空地车网络中带冲突避免的分级多址接入方法中，在发送节点判断需要退避时，考虑了发送节点的通信范围内的其他节点的业务量是否繁忙、发送节点的业务优先级高低以及其队列排队长度等情况下，确定退避时间，从而，解决现有技术中隐藏终端问题和暴露终端问题的同时，具有高优先级业务的发送节点退避时间较短，并且，通过分级方法划分优先级竞争区域保证以高优先级业务的快速接入，从而提高了发送节点发送业务的公平性，保障了服务质量。更进一步地，为了进一步保障高优先级业务的快速接入，在当前阶段预约结束后，节点可以根据CCH上当前预约时隙中预约情况，例如RTS分组、CTS分组发送和接收情况等，在下一预约时隙中进行动态时隙调整和安排，调整竞争微时隙中不同优先级竞争区域的划分比例，使得每个竞争区域的大小可以根据上一时隙的预约冲突情况进行动态调整。附图说明图1为本专利技术天临空地车网络中带冲突避免的分级多址接入方法和装置的现有技术示意图；图2为本专利技术天临空地车网络中带冲突避免的分级多址接入方法和装置实施例一的流程示意图；图3为本专利技术天临空地车网络中带冲突避免的分级多址接入方法和装置的使用场景图；图4为本专利技术天临空地车网络中带冲突避免的分级多址接入方法和装置实施例二的流程示意图；图5为本专利技术实施例二中天临空地车网络中带冲突避免的分级多址接入方法中信道划分示意图；图6为本专利技术实施例二中天临空地车网络中带冲突避免的分级多址接入方法中确定退避时间流程示意图；图7a为本专利技术实施例二中一种天临空地车网络拓扑情景示意图；图7b为针对图7a所示的网络拓扑情景下本专利技术提供的带冲突避免的多址接入方法中的信道状态示意图；图8为本专利技术实施例三提供的临空地车网络中带冲突避免的多址接入方法中具有不同优先级业务的发送节点在CCH上预约的RS中竞争区域的分布图；图9a为本专利技术实施例五天临空地车网络中存在暴露发方与隐藏收方问题的拓扑示意图；图9b为本专利技术实施例五天临空地车网络中存在暴露收方与隐藏发方问题的拓扑示意图；图10a为解决图9a中存在暴露发方问题的信道示意图；图10b为解决图9a存在隐藏收方问题的信道示意图；图10c为解决图9b中存在隐藏发方问题的信道示意图；图10d为解决图9本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种天临空地车网络中带冲突避免的分级多址接入方法，其特征在于，包括：第一发送节点在第一信道上确定第一预约时隙RS，所述第一信道包括至少一个RS，所述第一RS用于所述第一发送节点发送第一数据的请求信息；所述第一发送节点判断所述第一RS之前的预设时间段内是否接收到冲突信息，所述冲突信息包括：第二清除发送CTS分组和第一接收节点的冲突RTS分组，其中，所述第二CTS分组为所述第一发送节点的通信范围内的第二发送节点对应的接收节点发送至所述第一信道上的用于允许数据传送的信息；若所述第一RS之前的预设时间段内未接收到所述冲突信息，则所述第一发送节点在所述第一RS内向所述第一接收节点发送第一请求发送RTS分组,所述第一RTS分组用于确认所述第一接收节点是否接收所述第一数据；或，若所述第一RS之前的预设时间段内接收到所述冲突信息，则所述第一发送节点获取退避时间，确定第二RS；所述第一发送节点在所述第二RS内向第一接收节点发送第一RTS分组；所述第一发送节点接收所述第一接收节点的第一CTS分组，所述第一CTS分组为所述第一RTS分组的应答；所述第一发送节点通过第二信道向所述第一接收节点发送所述第一数据。

【技术特征摘要】
1.一种天临空地车网络中带冲突避免的分级多址接入方法，其特征在于，包括：第一发送节点在第一信道上确定第一预约时隙RS，所述第一信道包括至少一个RS，所述第一RS用于所述第一发送节点发送第一数据的请求信息；所述第一发送节点判断所述第一RS之前的预设时间段内是否接收到冲突信息，所述冲突信息包括：第二清除发送CTS分组和第一接收节点的冲突RTS分组，其中，所述第二CTS分组为所述第一发送节点的通信范围内的第二发送节点对应的接收节点发送至所述第一信道上的用于允许数据传送的信息；若所述第一RS之前的预设时间段内未接收到所述冲突信息，则所述第一发送节点在所述第一RS内向所述第一接收节点发送第一请求发送RTS分组,所述第一RTS分组用于确认所述第一接收节点是否接收所述第一数据；或，若所述第一RS之前的预设时间段内接收到所述冲突信息，则所述第一发送节点获取退避时间，确定第二RS；所述第一发送节点在所述第二RS内向第一接收节点发送第一RTS分组；所述第一发送节点接收所述第一接收节点的第一CTS分组，所述第一CTS分组为所述第一RTS分组的应答；所述第一发送节点通过第二信道向所述第一接收节点发送所述第一数据。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二信道包括至少一个传输时隙TS，所述第一数据在所述第二信道上的传输时间为一个TTS，所述TTS＝NRSTRS，其中，TTS为一个TS的时间，TRS为一个RS的时间，NRS为正整数，表示在所述第二信道上一个TS所占时间为所述第一信道上RS所占时间的倍数，所述第一发送节点判断所述第一RS之前的预设时间段内是否接收到冲突信息，包括：所述第一发送节点在所述第一信道上所述第一RS前(NRS-1)个RS中是否接收到所述冲突信息，以避免所述第一数据与所述第二发送节点发送的数据发生数据碰撞。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第一发送节点获取退避时间，确定第二RS，包括：所述第一发送节点获取所述冲突信息距离所述第一RS的退避RS的个数，并根据所述退避RS的个数获取退避时间，确定第二RS。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一发送节点获取所述冲突信息距离所述第一RS的退避RS的个数，并根据所述退避RS的个数获取退避时间，包括：所述第一发送节点获取所述第一发送节点的当前队列长度为Lcurrent、所述预设时间段内所述冲突信息的发生次数k以及k个所述冲突信息中与所述第一RS的最近距离nRS；若所述冲突信息的发生次数k小于预设阈值K，则所述退避RS的个数为Nb_1＝(NRS-nRS)，所述退避时间为TRB_1＝Nb_1TRS；若所述冲突信息的发生次数k大于或等于所述预设阈值K，且所述第一发送节点的当前队列长度为Lcurrent小于或等于所述第一发送节点的队列长度的预设阈值Lt，则所述退避RS的个数所述退避时间TRB_2＝Nb_2TRS；若所述冲突信息的发生次数k大于或等于所述预设阈值K，且所述第一发送节点的当前队列长度为Lcurrent大于所述第一发送节点的队列长度的预设阈值Lt，则所述退避RS的个数所述退避时间TRB_3＝Nb_3TRS；其中，Nb_1、Nb_2和Nb_3分别为不同情况下的退避RS的个数，TRB_3、TRB_3和TRB_3分别为Nb_1、Nb_2和Nb_3对应的退避时间，NRS为正整数，表示在所述第二信道上一个TS所占时间为所述第一信道上RS所占时间的倍数，PMax为所述第一发送节点的所发送数据的最高优先级，Pi为所述第一数据的优先级，Pi的取值范围为大于等于1并且小于等于PMax的整数。5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第一发送节点通过第二信道向所述第一接收节点发送所述第一数据之后，还包括：所述第一发送节点接收所述第一接收节点的确认字符ACK分组，所述ACK分组为所述第一接收节点成功接收所述第一数据后发送；或，所述第一发送节点接收所述第一接收节点的否定回答NACK分组，所述NACK分组为所述第一接收节点接收所述第一数据失败后发送。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一信道上的每个所述RS包括：NCMS个长度为TCMS的竞争微时隙CMS，NCMS个所述CMS包括Q个竞争区域，Q为大于1的整数，所述第一发送节点向所述第一接收节点发送第一RTS分组，包括：所述第一发送节点根据所述第一数据的优先级，确定所述第一RTS分组在每个所述竞争区域发送的概率其中，ptj为所述第一RTS分组在第j个竞争区域发送的概率，NCMS-j为第j个竞争区域中所述CMS的个数，j为大于等于1且小于等于Q的整数；所述第一发送节点根据每个所述竞争区域发送的概率在对应的竞争区域向所述第一接收节点所述第一RTS分组；其中，第j个竞争区域的优先级阈值为Pj和P(j-1)，若所述第一发送节点的第一数据优先级Pi符合Pj≥Pi＞P(j-1)，则第j个竞争区域以及优先级小于所述第j个竞争区域的优先级的竞争区域，均为所述第一发送节点可用于发送所述第一RTS分组的区域。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：所述第一发送节点根据所述第一RS中每个所述竞争区域占所述NCMS的比例以及每个所述竞争区域中发生所述冲突信息的概率，确定所述第一发送节点发送第二数据时对应的RS中每个所述竞争区域的比例；其中，所述每个...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘凯，张涛，曹先彬，谢晋东，肖振宇，蔡梦鸽，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京,11