一种多波束定向自组网的时隙收发状态分配方法组成比例

本发明专利技术公开了一种多波束定向自组网的时隙收发状态分配方法，两个通信节点之间距离D＜d1时，时隙收发状态采用帧保护间隔匹配机制，通信节点之间距离D＞d2时，时隙收发状态采用传播时延匹配机制；帧保护间隔匹配机制：两个通信节点的时隙状态均为接收、发送相互交替，且状态相反，帧保护间隔GI设置于时隙末端，GI的长度即传播时延delay；传播时延匹配机制：两个通信节点的时隙状态均为接收、发送相互交替，且状态相同，帧保护间隔GI设置于时隙前端，GI的长度为X－delay，其中X为时隙长度。本发明专利技术通过节点间不同距离设置不同的收发状态匹配机制，提高了整个通信过程的时隙利用率。提高了整个通信过程的时隙利用率。提高了整个通信过程的时隙利用率。

【技术实现步骤摘要】
一种多波束定向自组网的时隙收发状态分配方法


[0001]本专利技术属于无线自组织网络通信
，具体涉及一种多波束定向自组网的时隙收发状态分配方法。

技术介绍

[0002]毫米波多波束相控阵天线用于时分体制组网时，多个波束由于共用天线，同一天线上的多个波束在同一时刻处于同时接收或者同时发送的状态。当一个节点与多个节点通过多波束建立多条通信链路时，由于每个节点分配的时隙状态序列不同，因此，在同一个发送时隙会给不同数量的邻居节点发送信息，需要对发送功率在各链路间按照时隙进行优化分配，使得各链路均能达到最优速率。为了确保多波束定向自组网中通信的两个节点的时隙收发状态不冲突，需要合理分配时隙的收发状态。
[0003]2019年10月1日公告授权的专利技术专利CN107124384B公开了 一种保护间隔设置的方法，该方法中基站根据与终端的传播时延、时间提前量或距离，对终端进行分簇处理，从而实现对保护间隔长度的灵活配置，有效降低系统开销以及系统内站间干扰风险，同时降低往返时延，提高用户体验。2021年8月13日授权公告的专利技术专利CN110248416B公开了一种远距离TDMA移动自组织网络中的分布式动态时隙分配方法，该专利技术利用智能天线交换节点状态实现TDMA移动自组织网络中的分布式动态时隙分配，具有无冲突、可利用空间复用、可自规避干扰等优点。
[0004]然而，在要求低等待时延和及时回复确认的场景下，时隙长度不能过长，此时传统帧保护间隔方式的时隙利用率较低，若同时受同阵面波束同时接收/发送的约束，在切换阵面时还会导致冲突问题。

技术实现思路

[0005]针对多波束定向自组网中要求数据低等待时延且同阵面波束同时接收/发送的新场景，本专利技术提供一种时隙收发状态分配方法，在保证数据低等待时延的同时，能够有较高的时隙利用率。
[0006]一种多波束定向自组网的时隙收发状态分配方法，两个通信节点之间距离D＜d1时，时隙收发状态采用帧保护间隔匹配机制，通信节点之间距离D＞d2时，时隙收发状态采用传播时延匹配机制，其中d1≤d2；帧保护间隔匹配机制：两个通信节点的时隙状态均为接收、发送相互交替，且状态相反，帧保护间隔GI设置于时隙末端，GI的长度即传播时延delay；传播时延匹配机制：两个通信节点的时隙状态均为接收、发送相互交替，且状态相同，帧保护间隔GI设置于时隙前端，GI的长度为X－delay，其中X为时隙长度。
[0007]进一步的，在两种收发状态匹配机制之间设置缓冲距离，即d1＜d2。
[0008]进一步的，当两个通信节点之间的距离变化导致匹配机制发生变化时，由当前时隙的发送节点向接收节点发送时序切换请求，接收节点对于该时序切换请求予以应答回
复，从下一时隙开始更改收发状态匹配机制，包括收发状态和保护间隔的位置与长度。
[0009]进一步的，假定通信的两个节点分别为节点A和节点B，当节点A运动导致其波束切换到节点B的其他阵面且该阵面与原阵面收发状态匹配机制相反，通过紧急时序切换调整维持节点间的正常通信；具体流程：若当前节点A正好处于发送时隙且还有发送完整帧的机会，则节点A在当前时隙向节点B发送紧急时序切换请求；若当前节点A处于接受时隙或处于发送时隙但无发送完整帧的机会，则等到下一发送时隙再发送紧急时序切换请求；当节点B收到节点A的紧急时序切换请求后，调整其发送时隙保护间隔GI的位置与长度并向节点A回复应答消息。
[0010]进一步的，时隙长度X＝delay
max
，其中delay
max
为最大传播时延，delay
max
＝[(d
max
×
103)/c]×
103，d
max
为节点间的最远通信距离，c为光速。
[0011]本专利技术有益效果：1.依据节点间最大传播时延设置时隙长度，能够保证数据低等待时延的同时保护间隔的开销不至于过大；2.针对距离远的时隙收发状态情况引入传播时延匹配机制，在距离较远时时延较大，对于传播时延匹配机制有较高的时隙利用率；通过节点间不同距离设置不同的收发状态匹配机制，提高了整个通信过程的时隙利用率；3.当波束切换到另一阵面，能够通过紧急时序切换调整收发状态匹配，使得收发双方能够继续进行信息交互而不冲突。
附图说明
[0012]图1 为两种收发状态匹配机制设定原则及缓冲距离示意图；图2 为当两个通信节点之间的距离增加到超出d2后的时序切换请求及应答回复示意图；图3 为当两个通信节点之间的距离缩小到d1以内后的时序切换请求及应答回复示意图；图4为波束阵面切换导致的帧保护间隔匹配机制向传播时延匹配机制紧急切换示意图；图5为波束阵面切换导致的传播时延匹配机制向帧保护间隔匹配机制紧急切换示意图。
具体实施方式
[0013]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。本专利技术的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本专利技术限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本专利技术的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本专利技术从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
[0014]多波束定向自组网的网络节点采用多波束相控阵天线，每个天线同时形成的多个高增益波束与不同邻居节点建立通信链路，定向自组网采用时分通信体制，同一天线的多个波束同时处于发送状态或同时处于接收状态。
[0015]下面结合具体步骤对本专利技术公开的多波束定向自组网的时隙收发状态分配方法进行阐述。
[0016]一、确定时隙长度由于场景要求数据低等待时延，以及消息的及时回复，因此时隙长度不宜过长。节点间最远通信距离为d
max
，对应的最大传播时延为delay
max
＝[(d
max
×
103)/c]×
103。为满足场景要求和高时隙利用率，设置时隙长度X＝delay
max
。
[0017]二、节点收发状态分配1、节点入网后会生成其位置坐标(X
i
,Y
i
,Z
i
)，假定通信节点双方为节点A和节点B，已通过邻居发现时隙建链，并通过信息交互得知对方的位置坐标。
[0018]2、通过位置坐标计算当前节点A和节点B的距离D，再计算当前传播时延delay＝[(D
×
103)/c]×
103。
[0019]3、设置两种收发状态匹配机制对应的距离阈值d1、d2，为避免收发状态匹配机制在二者之间过于频繁地来回切换，可以设置一定的缓冲距离，如图1所示。
[0020]两个通信节点之间距离D＜d1时，时隙收发状态采用帧保护间隔匹配机制，通信节点之间距离D＞d2时，时隙收发状态采用传播时延匹配机制，其中d1≤d2。
[0021]帧保护间隔匹配机制：两个通信节点的时隙状态均为接收、发送相互本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多波束定向自组网的时隙收发状态分配方法，其特征在于，两个通信节点之间距离D＜d1时，时隙收发状态采用帧保护间隔匹配机制，通信节点之间距离D＞d2时，时隙收发状态采用传播时延匹配机制，其中d1≤d2；帧保护间隔匹配机制：两个通信节点的时隙状态均为接收、发送相互交替，且状态相反，帧保护间隔GI设置于时隙末端，GI的长度即传播时延delay；传播时延匹配机制：两个通信节点的时隙状态均为接收、发送相互交替，且状态相同，帧保护间隔GI设置于时隙前端，GI的长度为X－delay，其中X为时隙长度。2.根据权利要求1所述的多波束定向自组网的时隙收发状态分配方法，其特征在于，在两种收发状态匹配机制之间设置缓冲距离，即d1＜d2。3.根据权利要求1或2所述的多波束定向自组网的时隙收发状态分配方法，其特征在于，当两个通信节点之间的距离变化导致匹配机制发生变化时，由当前时隙的发送节点向接收节点发送时序切换请求，接收节点对于该时序切换请求予以应答回复，从下一时隙开始更改收发状态匹配机制，包括收发状态和保护间隔的位置与长度。4.根据权利要求1或2所述的多波束定...

【专利技术属性】
技术研发人员：张靖，赵靓，阮思婷，周家喜，何家皓，许小东，
申请(专利权)人：天地信息网络研究院安徽有限公司，
类型：发明
国别省市：