一種用戶終端及信道接入方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無線通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用戶終端及信道接入方法。
【背景技術(shù)】
[0002]RR-ALOHA (Reliable Reservat1n AL0HA，可靠預(yù)留 ALOHA)是基于 TDMA (TimeDivis1n Multiple Access,時分復(fù)用接入)的接入和資源分配機制。當節(jié)點占用一個時隙后，將通過周期性發(fā)送以固定信息組織結(jié)構(gòu)的巾貞信息FI (Frame Informat1n)指示從本節(jié)點的角度認為的時隙分配占用情況，并根據(jù)鄰節(jié)點的FI和自己的信道使用情況及時更新時隙占用狀態(tài)，并將更新后的時隙占用狀態(tài)在自己發(fā)送的FI中體現(xiàn)。
[0003]整個過程可以分為信道占用過程和信道維護過程。
[0004]一、信道占用過程
[0005]下面的描述中，假設(shè)的場景是節(jié)點申請第一個時隙資源。
[0006]節(jié)點的行為分為5個步驟:監(jiān)聽、選擇空閑時隙、等待空閑時隙、發(fā)送、監(jiān)聽反饋。大體流程如圖1所示，各個步驟詳細描述如下:
[0007]步驟I，按照規(guī)則I監(jiān)聽一幀
[0008]規(guī)則1，在監(jiān)聽時間從時隙(K-N)到時隙(K-1)中，發(fā)送節(jié)點j至少接收到一個節(jié)點反饋的FI將時隙(K-1) (i的取值為I?N)被標記為忙，則第K-1+N個時隙被標記為已占用(RESERVED)，否則標記為可用(AVAILABLE)。
[0009]節(jié)點根據(jù)規(guī)則I監(jiān)聽一幀中的所有時隙，將接收到的FI信息進行解析處理，節(jié)點內(nèi)部記錄根據(jù)規(guī)則I判斷的各時隙的占用情況。
[0010]步驟2,選擇一個空閑時隙(available時隙)
[0011]對于某個時隙，當該時隙在節(jié)點內(nèi)部記錄的時隙狀態(tài)為(AVAILABLE)，該時隙為空閑時隙。如果空閑時隙多于一個，從中隨機選一個；如果沒有空閑時隙，那么將比自己當前優(yōu)先級低的節(jié)點占用的時隙作為空閑進行選擇。選擇空閑時隙后，執(zhí)行步驟3 ;如果沒有一個空閑時隙可供選擇接入，則轉(zhuǎn)步驟I。
[0012]步驟3，等待選定的時隙到達
[0013]假設(shè)步驟2中，選擇空閑時隙P。那么在時隙P到達前，持續(xù)監(jiān)聽各個時隙，算法未明確持續(xù)做時隙P是否仍空閑的判斷，暫且按照不做處理。
[0014]到達時隙P時,執(zhí)行步驟4。
[0015]步驟4,在時隙P發(fā)送子巾貞subframe
[0016]此時在subframe的FI中，按照如下規(guī)則填寫各個域field:
[0017]對于當前發(fā)送時隙，填寫B(tài)USY狀態(tài)(I)，且填寫自己的STI (Stat1n ID，設(shè)備標識)、優(yōu)先級信息和PTP標志；對于其他時隙，根據(jù)是否成功接收解析FI及FI內(nèi)容確定填寫B(tài)USY狀態(tài)⑴時，還填寫ST1、優(yōu)先級信息和PTP標志；否則填寫FREE狀態(tài)(0)，其它標志位填默認初始值。
[0018]節(jié)點在時隙P發(fā)送FI后，執(zhí)行步驟5。
[0019]步驟5，按照規(guī)則2監(jiān)聽反饋，確認是否發(fā)送成功
[0020]規(guī)則2，如果發(fā)送節(jié)點接收到的所有FI中，發(fā)送節(jié)點用于發(fā)送FI的時隙都被標記為忙，且填寫的STI為本節(jié)點的STI，則認為接收到了正反饋，即發(fā)送成功，否則認為接收到了負反饋，即發(fā)送失敗。
[0021]節(jié)點根據(jù)規(guī)則2，從時隙p+1開始監(jiān)聽，如果所有其它節(jié)點反饋的FI中指示時隙P為該發(fā)送節(jié)點占用，則發(fā)送節(jié)點在下一幀對應(yīng)的發(fā)送時隙繼續(xù)發(fā)送FI ;只要有一個節(jié)點反饋的FI指示時隙P的時隙占用狀態(tài)為FREE (O)，或者STI不同，認為節(jié)點在時隙P的發(fā)送失敗，轉(zhuǎn)步驟2。
[0022]當步驟5在一幀中監(jiān)聽時隙P發(fā)送狀態(tài)判斷成功時，節(jié)點BC信道占用過程成功，進入BC信道維護過程。
[0023]二、信道維護過程
[0024]RR-ALOHA中，節(jié)點需要在自己占用的時隙上周期性地持續(xù)發(fā)送FI，以通過節(jié)點間的FI交互對信道的時隙占用狀況進行維護。節(jié)點占用的時隙資源如不主動放棄，可一直使用占用的時隙進行數(shù)據(jù)傳輸。然而，由于拓撲動態(tài)變化，節(jié)點還需要持續(xù)根據(jù)規(guī)則2檢查自己占用的時隙是否與其他節(jié)點占用的時隙發(fā)生碰撞。當碰撞被檢測到時，占用該時隙的所有節(jié)點都要釋放占用的對應(yīng)時隙，重新發(fā)起接入過程預(yù)約信道。
[0025]圖2給出信道接入過程的簡圖，可以看出，信道維護過程流程是信道接入過程的一部分，無MAC(Medium Access Control,媒體接入控制)處理延時下的信道接入過程如下:
[0026]監(jiān)聽窗口:監(jiān)聽窗口長度為I幀，目的是為了了解完整的信道狀態(tài)信息，此窗口結(jié)束后就可以選擇時隙資源。
[0027]反饋窗口:發(fā)送FI后就開始了監(jiān)聽，根據(jù)反饋窗口內(nèi)接收到的信息進行節(jié)點接入\維護信道是否成功的判斷，節(jié)點在確定所有接收時隙上即反饋窗口內(nèi)接收到的信息都給予所述節(jié)點正反饋時，節(jié)點才認為本時隙申請成功，節(jié)點開始占用此時隙。包含此發(fā)送時隙則反饋窗口長度為I幀，如不包含的話，反饋窗口長度為(N-1)個時隙，N為一幀內(nèi)時隙的總個數(shù)。
[0028]節(jié)點在接收時隙維護內(nèi)部時隙狀態(tài)表。
[0029]現(xiàn)有機制中沒有考慮處理時延遲，在實際系統(tǒng)中，處理時延是肯定存在的。且處理時延主要是接收時延(發(fā)送時延和收發(fā)機轉(zhuǎn)化的時間都可以忽略)。
[0030]對于在本時隙內(nèi)可以完成解碼的處理時延認為完全等效于無處理時延，不在此次討論范圍內(nèi)。即本申請考慮時隙級別的處理時延。假定處理時延為2毫秒，則接收節(jié)點的解碼時間點如圖3所示。
[0031]RR-ALOHA算法僅僅給出了 FI理論的處理方法和流程，沒有解決實際中的時延問題，在時隙級處理時延存在的情況下，現(xiàn)有機制會存在以下一些問題:
[0032]I)監(jiān)聽窗口:現(xiàn)有機制中此窗口長度為I幀，理論上窗口結(jié)束就可以了解完整的信道狀態(tài)信息，就可以立即依據(jù)信道狀態(tài)信息選擇時隙資源。考慮到處理時延后，存在以下問題:在I幀的時間內(nèi)，節(jié)點無法解碼出從監(jiān)聽I幀內(nèi)所有時隙接收到的信息，即可能無法獲取完整的I幀的信道狀態(tài)信息，無法依據(jù)此信息進行正確的時隙選擇。
[0033]2)反饋窗口:現(xiàn)有機制中發(fā)送FI后就開始了監(jiān)聽，根據(jù)反饋窗口內(nèi)接收到的信息進行節(jié)點接入\維護信道是否成功的判斷，節(jié)點在確定所有接收時隙上即反饋窗口內(nèi)接收到的信息都給予所述節(jié)點正反饋時，節(jié)點才認為本時隙申請成功，節(jié)點開始占用此時隙。包含此發(fā)送時隙則反饋窗口長度為I幀，如不包含的話，監(jiān)聽反饋窗口長度為(N-1)個時隙，N為一幀內(nèi)時隙的總個數(shù)?？紤]處理時延后，存在以下問題:1)接收節(jié)點無法實時進行正反饋；假定節(jié)點A選擇了時隙2，并在時隙2到達時發(fā)送了 FI，則占用時隙3的節(jié)點B，即使在時隙2正確接收了節(jié)點A的FI，但并不能完成FI消息的處理，即節(jié)點B在時隙3中發(fā)送的FI中并不能給予節(jié)點A在時隙2上的正反饋；2)本節(jié)點無法在I幀內(nèi)獲知所有接收時隙對其發(fā)送時隙的反饋信息。
[0034]3 ) MAC時隙編號與PHY時隙編號；
[0035]PHY層與MAC層是保持同步的，即同一時刻對應(yīng)的時隙是相同的。
[0036]如果沒有處理時延的話，接收節(jié)點接收到的同時就完成解碼處理，則PHY層接收時隙和解碼完成時隙是同一時隙。
[0037]存在處理時延之后，接收節(jié)點在接收時隙內(nèi)不能完成解碼處理，即PHY接收時隙不等于PHY解碼時隙。這個時候，MAC層在解碼時隙才接收到PHY遞交的解碼結(jié)果，例如發(fā)送節(jié)點在時隙I發(fā)送FI，接收節(jié)點在時隙3才解碼出來。
[0038]節(jié)點維護信道狀態(tài)時，MAC層是按照PHY接收時隙來處理此解碼結(jié)果，還是按照PHY解碼時隙來處理此結(jié)果。目前的算法中并不存在解決這個問題的方案，當考慮處理時延時，需要對此問題進行說明。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0039]本發(fā)明提供一種用戶終端及信道接入方法，可以保證在考慮處理延時的情況獲得完整的信道占用情況及獲得所有節(jié)點的反饋信息，從而可以保證信道接入的效率。
[0040]本發(fā)明提供一種信道接入方法，包括:
[0041]初時接入或信道接入失敗或信道維護失敗時，在監(jiān)聽窗口內(nèi)連續(xù)監(jiān)聽幀信息FI，所述監(jiān)聽窗口的時長為I幀或者大于I幀；
[0042]監(jiān)聽結(jié)束后選擇發(fā)送時隙，到達該發(fā)送時隙之前未確定出信道接入失敗，則到達該發(fā)送時隙時發(fā)送FI ；
[0043]在該發(fā)送時隙發(fā)送FI之后，在反饋窗口內(nèi)除發(fā)送時隙之外的接收時隙監(jiān)聽，所述反饋窗口的時長大于I幀；
[0044]反饋窗口結(jié)束時，根據(jù)監(jiān)聽結(jié)果確定信道接入成功，則之后對于除發(fā)送時隙之外的每一個接收時隙進行監(jiān)聽，到達發(fā)送時隙之前未確定信道維護失敗，則在到達發(fā)送時隙時發(fā)送FI。
[0045]優(yōu)選地，監(jiān)聽結(jié)束后在到達該發(fā)送時隙之前，確定信道接入失敗，具體包括:
[0046]監(jiān)聽結(jié)束后在到達該發(fā)送時隙之前，對接收到的FI進行解碼；
[0047]到達該發(fā)送時隙之前，根據(jù)解碼結(jié)果確定收到負反饋，則確定信道接入失敗。
[0048]在反饋窗口內(nèi)除發(fā)送時隙之外的接收時隙監(jiān)聽時，通過如下方式確定信道接入失敗或成功:
[0049]對于在反饋窗口內(nèi)除發(fā)送時隙之外的接收時隙接收到的FI進行解碼；
[0050]反饋窗口結(jié)束之前，根據(jù)解碼結(jié)果確定收到負反饋，確定信道接入失??；
[0051]反饋窗口結(jié)束時，根據(jù)解碼結(jié)果確定未收到負反饋，則確定信道接入成功。
[0052]優(yōu)選地，確定信道接入成功，對于之后除發(fā)送時隙之外的每一個接收時隙進行監(jiān)聽時，通過如下方式確定信道維護失敗或成功:
[0053]對于除發(fā)送時隙之外的每一個接收時隙接收到的FI進行解碼；
[0054]再次到達發(fā)送時隙前，根據(jù)解碼結(jié)果確定收到負反饋，確定信道維護失??；
[0055]再次到達發(fā)送時隙時，根據(jù)解碼結(jié)果確定未收到負反饋，則確定信道接入成功。
[0056]優(yōu)選地，每次確定信道接入失敗或信道維護失敗時，進一步包括:
[0057]若監(jiān)聽窗口的時長為I幀，則對緩存的未解碼的FI繼續(xù)進行解碼處理，若監(jiān)聽窗口的時長大于I幀，則忽略或清空緩存的未解碼的FI。
[0058]優(yōu)選地，根據(jù)監(jiān)聽結(jié)果確定信道維護失敗時，若監(jiān)聽窗口的時長大于I幀，則忽略或清空緩存的未解碼的FI，包括:
[0059]媒體接入控制MAC層確定信道維護失敗時通知物理PHY層，PHY層確定監(jiān)聽窗口的時長大于I幀時，清空緩存的未解碼的FI ;或者
[0060]MAC層確定信道維護失敗且監(jiān)聽窗口的時長大于I幀時，忽略PHY層對緩存的FI的解碼結(jié)果。
[0061]優(yōu)選地，在反饋窗口內(nèi)除發(fā)送時隙之外的接收時隙監(jiān)聽時，還包括:
[0062]在反饋窗口內(nèi)的發(fā)送時隙到達時，根據(jù)監(jiān)聽結(jié)果確定未接收到負反饋，則在反饋窗口內(nèi)的發(fā)送時隙到達時，在該發(fā)送時隙發(fā)送FI。
[0063]優(yōu)選地，所述監(jiān)聽窗口的時長大于I幀時，通過如下方式確定監(jiān)聽窗口的時長:
[0064]對總時延/時隙時長的取值向下取整得到N,所述總時延為傳播時延、傳輸時延與處理時延之和；
[0065]確定監(jiān)聽窗口的時長為I幀+N個時隙。
[0066]采用該方式，在延長監(jiān)聽窗口時充分考慮了處理時延且不會獲得不需要的冗余信肩、O
[0067]優(yōu)選地，通過如下方式確定反饋窗口的時長:
[0068]對總時延/時隙時長的取值向下取整得到N,所述總時延為傳播時延、傳輸時延與處理時延之和；
[0069]所述反饋窗口的時長=2XN個時隙+1幀。
[0070]采用該方式，在延長反饋窗口時充分考慮了處理時延且不會獲得不需要的冗余信