CN103313310B - 自组织网络中的帧信息发送及资源处理方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种自组织网络中的帧信息发送及资源处理方法和设备，涉及无线通信技术领域，用于提高处于执行紧急任务状态的高优先级通信节点成功占用时隙资源的可靠性。本发明中，第一通信节点选择自身需要占用的普通时隙，在高优先级节点接入时隙上发送占用请求消息，以通知其他通信节点该第一通信节点需要占用该普通时隙，并在该普通时隙上发送FI。采用本发明可以提高该高优先级通信节点成功占用时隙资源的可靠性。

Description

自组织网络中的帧信息发送及资源处理方法和设备

技术领域

本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种自组织网络中的帧信息发送及资源处理方法和设备。

背景技术

车辆自组织网络(VehicleAdhocNetwork，VANET)是近年来研究的热点，可以提供道路安全、交通效率、信息娱乐等服务。在VANET系统设计中，媒体资源控制(MAC)资源的分配可以采用可靠预留ALOHA(ReliableReservationALOHA，RR-ALOHA)算法。

RR-ALOHA算法是基于时分复用(TimeDivisionMultipleAccess，TDMA)的接入和资源分配机制。当通信节点占有一个时隙后，将在该时隙周期性发送帧信息(FrameInformation，FI)，FI中携带该通信节点直接感知到的时隙占用情况(即检测到的一跳范围内的前一帧中的时隙的使用情况)。每个通信节点通过监听周围通信节点发送的FI，能够判断相邻两跳簇内每个时隙的占用情况，从而实现覆盖范围不相交的一跳(OneHop，OH)簇间的时隙资源重用。图1给出了通信节点间FI交换的一个示例。

图1中1-7表示通信节点，椭圆区域A、B、C分别表示OH簇，在每个OH簇内的所有通信节点在簇内享有全连通，在不同簇内的通信节点如果不属于所有簇的共同子集将不能直接通信，属于A、B、C簇共同子集的通信节点可以和其他簇内所有通信节点进行通信，具有公共通信节点的OH簇构成一个相邻两跳(TwoHop，TH)簇。从FI-4(通信节点4的FI)和FI-5可以知道3个簇中所有通信节点的时隙占用情况：以FI-3为例，如果通信节点3所在OH簇内的所有通信节点(即2，3，4，5，6)的k-N时隙都是可用(AVAILABLE)状态，则k时隙为AVAILABLE；如果其OH簇内有至少一个通信节点的时隙被标识为忙(BUSY)，则通信节点3将k时隙标识为已预留(RESERVED)。

RR-ALOHA算法中，新的通信节点加入网络时，必须获得一个时隙资源。图2给出了获取时隙资源的基本流程。数据传输过程中，如果通信节点不主动放弃已经占用的时隙资源，则可一直使用占用的时隙传输数据，在这期间其他通信节点不能使用该时隙。

每个激活的通信节点通过周期性发送FI来指示从本通信节点的角度认为的时隙占用情况。在每一帧中，通信节点都必须在自己占用的时隙资源上发送FI，并根据接收到的其他通信节点发送的FI和自己的信道使用情况及时更新时隙的占用状态，并将更新后的时隙的占用状态在自己发送的FI中体现。

RR-ALOHA算法中，每N个时隙构成一个帧，FI是一个由N个时隙的占用状态指示信息组成的向量，由通信节点自己对前N个时隙中其他通信节点发送的FI监听获得。通信节点发送的FI中每个时隙的占用状态指示信息由12bit构成，分别为：

时隙的占用状态指示信息(1bit)：表示时隙的占用状态，当有通信节点占用该时隙时，该时隙被标记为忙(BUSY)，否则被标记为空闲(FREE)。

占用对应时隙的通信节点的临时标识(SourceTemporaryIdentifier，STI)(8bit)；

发送数据的优先级指示(2bit)；

点到点(pointtopoint，PTP)业务指示(1bit)；

因此，每个时隙内需要传输的FI共需12×N个比特。

当通信节点监听到其他通信节点发送的FI时，需要根据接收的FI的内容更新各时隙的占用状态。时隙的占用状态有两种：RESERVED状态或AVAILABLE状态。时隙占用状态的判断规则如下：

规则1：在从时隙(K-N)到时隙(K-1)中，通信节点j至少接收到OH簇内一个通信节点反馈的FI将时隙(K-N)标记为忙，则第K个时隙被标记为RESERVED，否则K个时隙被标记为AVAILABLE。

通信节点根据前一帧长度内接收到的FI，确定该帧中各时隙的占用状态，并生成对应的FI。由于通信节点所处位置的不同，因此每个通信节点感知的时隙的占用状况是不同的，每个通信节点发送的FI只反映自己感知到的时隙的占用状况，因此每个通信节点发送的FI中只根据自己直接在对应时隙监听的FI来确定发送FI中的时隙的占用状态，而不根据接收到的FI中指示的第三方时隙的占用状态来在FI中指示第三方时隙的占用状态。例如，通信节点A在一个帧周期中只在时隙5监听到通信节点B发送的FI，通信节点B的FI中指示时隙3被通信节点C占用，这时，A通信节点发送的FI只指示时隙5被B占用，而不指示时隙3被C通信节点占用。

FI使得通信节点能够掌握两跳范围内(两跳以外的无线资源可以复用)时隙的分配情况，维护自己占有的时隙资源，减少冲突，提高资源利用率。

高优先级通信节点是指消防车、救护车、警车等具有特殊用途的通信节点。当不执行紧急任务时，高优先级通信节点等效于普通通信节点，可以不做特殊处理。但高优先级通信节点一旦开始执行紧急任务，为了使其发送的告警消息能够可靠告知普通通信节点，以便进行提前避让，处于执行紧急任务状态的高优先级通信节点的发射功率都远远大于普通通信节点的发射功率，一般而言，处于执行紧急任务状态的高优先级通信节点的信号覆盖范围为1000米左右，远大于普通通信节点的300米的信号覆盖范围。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中存在以下技术问题：

第一，RR-ALOHA算法中FI反映的是发送该FI的通信节点的一跳范围内的资源占用情况，即FI可以使得其他通信节点能够掌握两跳范围内时隙的占用情况，处于两跳以外的通信节点可以复用无线资源。如果高优先级通信节点也采用与普通通信节点相同的资源预留和FI发送机制，由于处于执行紧急任务状态的高优先级通信节点的覆盖范围比普通通信节点的覆盖范围大，相当于把二跳簇的范围扩大，即等效于使得高优先级通信节点监听到的一跳簇内的普通通信节点也虚拟占用了多个簇内的资源，将会影响超出二跳距离以外的其他通信节点的资源占用，降低了资源复用因子，整个系统性能随之恶化；

第二，虽然处于执行紧急任务状态的高优先级通信节点的发射功率高、覆盖范围大，但由于无线信道的时变性，如果处于执行紧急任务状态的高优先级通信节点采用与普通通信节点相同的资源预留和FI发送机制，当高优先级通信节点选择的时隙资源与多个簇中的普通通信节点的时隙资源发生碰撞时，其他通信节点不一定可以检测解码出高优先级通信节点发送的FI，即并不能保证高优先级通信节点在多个簇中实现成功的资源占用；

第三，在系统受限的情况下，若全部时隙已被占用，处于执行紧急任务状态的高优先级通信节点将无法接入系统。

发明内容

本发明实施例提供一种自组织网络中的帧信息发送及资源处理方法，用于提高处于执行紧急任务状态的高优先级通信节点成功占用时隙资源的可靠性。

一种自组织网络中的FI发送方法，帧中配置有普通时隙和高优先级节点接入时隙，该方法包括：

第一通信节点选择自身需要占用的普通时隙；

所述第一通信节点在高优先级节点接入时隙上发送占用请求消息，以通知其他通信节点所述第一通信节点需要占用所述普通时隙；

所述第一通信节点在所述普通时隙上发送FI。

一种自组织网络中的FI发送方法，帧中配置有普通时隙和高优先级节点接入时隙，该方法包括：

第二通信节点接收第一通信节点在高优先级节点接入时隙上发送的占用请求消息，该占用请求消息通知所述第一通信节点需要占用的普通时隙；确定所述普通时隙是否为自身占用的时隙，在确定为是时，释放所述普通时隙，并重新进行接入过程；

所述第二通信节点在所述普通时隙接收所述第一通信节点发送的FI，并对接收到的FI进行处理。

一种自组织网络中的帧信息FI接收处理方法，帧中配置有普通时隙和高优先级节点接入时隙，该方法包括：

第一通信节点接收其他第一通信节点在高优先级节点接入时隙上发送的占用请求消息，该占用请求消息通知所述其他第一通信节点需要占用的普通时隙；

所述第一通信节点确定所述普通时隙是否为自身占用的时隙，若是，则在自身占用的时隙上发送第一FI；否则，在自身占用的时隙上发送第二FI；其中，第一FI中包含所述普通时隙处于的状态为忙并且占用该普通时隙的通信节点为所述第一通信节点的信息；第二FI中包含所述普通时隙处于的状态为忙并且占用该普通时隙的通信节点为所述其他第一通信节点的信息；

所述第一通信节点在所述普通时隙接收所述其他第一通信节点发送的FI，并对接收到的FI进行处理。

一种通信节点设备，该通信节点设备包括：

时隙选择单元，用于在帧中配置有普通时隙和高优先级节点接入时隙时，选择本通信节点设备需要占用的普通时隙；

占用请求单元，用于在高优先级节点接入时隙上发送占用请求消息，以通知其他通信节点设备本通信节点设备需要占用所述普通时隙；

帧信息发送单元，用于在所述普通时隙上发送FI。

一种通信节点设备，该通信节点设备包括：

请求接收单元，用于在帧中配置有普通时隙和高优先级节点接入时隙时，接收第一通信节点设备在高优先级节点接入时隙上发送的占用请求消息，该占用请求消息通知所述第一通信节点设备需要占用的普通时隙；

请求处理单元，用于确定所述普通时隙是否为本通信节点设备占用的时隙，在确定为是时，释放所述普通时隙，并重新进行接入过程；

FI接收处理单元，用于在所述普通时隙接收所述第一通信节点发送的FI，并对接收到的FI进行处理。

一种通信节点设备，该设备包括：

请求接收单元，用于接收其他处于执行紧急任务状态的高优先级通信节点设备在高优先级节点接入时隙上发送的占用请求消息，该占用请求消息通知该其他通信节点设备需要占用的普通时隙；

请求处理单元，用于确定所述普通时隙是否为自身占用的时隙，若是，则在自身占用的时隙上发送第一FI；否则，在自身占用的时隙上发送第二FI；其中，第一FI中包含所述普通时隙处于的状态为忙并且占用该普通时隙的通信节点为本通信节点设备的信息；第二FI中包含所述普通时隙处于的状态为忙并且占用该普通时隙的通信节点为所述其他通信节点设备的信息；

FI接收处理单元，用于在所述普通时隙接收所述其他通信节点设备发送的FI，并对接收到的FI进行处理。

本方案中，第一通信节点选择自身需要占用的普通时隙，在高优先级节点接入时隙上发送占用请求消息，以通知其他通信节点该第一通信节点需要占用该普通时隙，在该普通时隙上发送FI。本方案中，第一通信节点在选择自身需要占用的普通时隙后，需要在高优先级节点接入时隙上发送占用请求消息，以使其他通信节点可以获知该高优先级通信节点需要占用的普通时隙，以使其他通信节点可以采取释放该普通时隙等操作，使得第一通信节点能够优先占用其选择的普通时隙，从而提高了该高优先级通信节点成功占用时隙资源的可靠性。

附图说明

图1为现有技术中的通信节点在单跳簇A、B和C中传播FI信息的示意图；

图2为现有技术中的申请时隙资源基本流程示意图；

图3为本发明实施例提供的方法流程示意图；

图4A为本发明实施例提供的另一方法流程示意图；

图4B为本发明实施例提供的又一方法流程示意图；

图5A为本发明实施例中的一种时隙结构的示意图；

图5B为本发明实施例中的另一种时隙结构的示意图；

图5C为本发明实施例中的帧结构示意图；

图5D为本发明实施例中的二跳簇节点示意图；

图5E为本发明实施例中的已有节点时隙占用列表示意图；

图6为本发明实施例提供的设备结构示意图；

图7为本发明实施例提供的另一设备结构示意图；

图8为本发明实施例提供的又一设备结构示意图。

具体实施方式

为了提高处于执行紧急任务状态的高优先级通信节点成功占用时隙资源的可靠性，本发明实施例提供一种自组织网络中的FI发送方法，本方法中，处于执行紧急任务状态的高优先级通信节点在选择自身需要占用的普通时隙后，需要在高优先级节点接入时隙上发送占用请求消息，以使其他通信节点可以获知该高优先级通信节点需要占用的普通时隙，并在占用的普通时隙上发送FI。

本方法中，需要预先在帧中配置普通时隙和高优先级节点接入时隙，其中，普通时隙为帧中用于发送FI及业务数据的时隙，高优先级节点接入时隙为用于处于执行紧急任务状态的高优先级通信节点发送占用请求消息的时隙，不允许在高优先级节点接入时隙上发送FI及业务数据。

参见图3，本发明实施例提供的自组织网络中的FI发送方法，包括以下步骤：

步骤30：第一通信节点选择自身需要占用的普通时隙；该第一通信节点可以为处于执行紧急任务状态的高优先级通信节点；

步骤31：第一通信节点在高优先级节点接入时隙上发送占用请求消息，以通知其他通信节点该第一通信节点需要占用该普通时隙；

步骤32：第一通信节点在该普通时隙上发送FI。

较佳的，步骤30中，第一通信节点选择自身需要占用的普通时隙，具体实现可以如下：

在该第一通信节点还未占有普通时隙时，监听一帧时间长度内的其他通信节点发送的FI，根据监听到的FI，选择处于空闲状态或在无空闲状态的时隙情况下选择被第二通信节点占有的普通时隙作为自身需要占用的普通时隙，第二通信节点为非高优先级通信节点或处于非执行紧急任务状态的高优先级通信节点；或者，

在该第一通信节点已占有普通时隙时，释放已占有的普通时隙，并监听一帧时间长度内的其他通信节点发送的FI，根据监听到的FI，选择处于空闲状态或在无空闲状态的时隙情况下选择已被第二通信节点占有的普通时隙作为自身需要占用的普通时隙；或者，

在该第一通信节点已占有普通时隙时，将已占有的普通时隙选择为自身需要占用的普通时隙。

由于第一通信节点可以选择已被第二通信节点占有的普通时隙作为自身占用的普通时隙，因此，可以保证在系统受限的情况下，第一通信节点同样可以接入系统。

第一通信节点在选择自身需要占用的普通时隙后，可以等待离此时最近的高优先级接入时隙到达；并在此高优先级接入时隙上发送占用请求消息，

进一步的，在该第一通信节点在高优先级节点接入时隙上发送占用请求消息之后、并且该第一通信节点在该普通时隙上发送FI之前，该第一通信节点在从发送完该占用请求消息的下一个时隙到所需要占用的普通时隙第一次出现的前一个时隙或者到所需要占用的普通时隙第二次出现的前一个时隙，进行信道监听，根据监听到的其他通信节点发送的FI，确定是否成功接入；相应的，步骤32中，该第一通信节点在确定成功接入时，在该普通时隙上发送FI。

上述根据监听到的FI，确定是否成功接入，具体实现可以如下：

若监听到的所有FI中均指示该普通时隙的状态为忙并且占用该普通时隙的节点为该第一通信节点，则确定成功接入，否则，确定接入失败。

进一步的，在确定接入失败时，该第一通信节点可以在退避一段时间后，重新执行步骤30到步骤32。

较佳的，该第一通信节点在该第一通信节点普通时隙上发送的FI中仅包含该第一通信节点的时隙占用信息、以及获知的其他第一通信节点的时隙占用信息。

由于第一通信节点发送的FI中仅包含自身以及其他第一通信节点的时隙占用信息，不包含第二通信节点的时隙占用信息，因此可以避免由于第一通信节点的信号覆盖范围比第二通信节点的信号覆盖范围大，第一通信节点监听到的一跳簇内的第二通信节点虚拟占用了多个簇内的资源，影响超出一跳距离以外的其他通信节点的资源占用，造成资源复用因子降低、整个系统性能随之恶化的问题。

进一步的，在该第一通信节点在该普通时隙上发送FI之后，该第一通信节点接收其他通信节点发送的FI，从接收到的FI中筛选出其他第一通信节点发送的FI，根据筛选出的FI确定是否出现该普通时隙的碰撞情况，在确定为是时，释放该普通时隙，并重新执行步30到步骤32。

上述根据接收到的FI确定是否出现该普通时隙的碰撞情况，具体实现可以如下：

若接收到的FI中有至少一个FI指示该普通时隙的状态为空闲，或者接收到的FI中有至少一个FI指示该普通时隙的状态为忙且占用该普通时隙的节点为除该第一通信节点外的其他第一通信节点，则确定出现该普通时隙的碰撞情况；否则，确定该普通时隙未出现碰撞情况。

具体的，本方法中第一通信节点发送的占用请求消息中包含：该第一通信节点对应的STI以及该第一通信节点选择占用的普通时隙的指示信息。

较佳的，本方法中第一通信节点可以周期性的在高优先级节点接入时隙上发送占用请求消息。

参见图4A，本发明实施例还提供一种自组织网络中的FI接收处理方法，包括以下步骤：

步骤40：第二通信节点接收第一通信节点在高优先级节点接入时隙上发送的占用请求消息，该占用请求消息通知该第一通信节点需要占用的普通时隙；其中，第一通信节点为处于执行紧急任务状态的高优先级通信节点，第二通信节点为非高优先级通信节点或处于非执行紧急任务状态的高优先级通信节点；

步骤41：该第二通信节点确定该普通时隙是否为自身占用的时隙，在确定为是时，释放该普通时隙，并重新进行接入过程；

步骤42：该第二通信节点在该普通时隙接收该第一通信节点发送的FI，并对接收到的FI进行处理。

进一步的，步骤41中，在确定为否时，该第二通信节点在自身占用的时隙上发送FI，该FI中包含该普通时隙的状态为忙、且占用该普通时隙的通信节点为该第一通信节点的信息。

进一步的，步骤42中，第二通信节点对该FI进行处理，具体实现可以如下；

若接收到的FI中对该第二通信节点占用的时隙的状态指示为空，则第二通信节点继续占用已占用的时隙；若接收到的FI中对该第二通信节点占用的时隙的状态指示为忙，则该第二通信节点释放已占用的时隙，并重新进行接入过程。

参见图4B，本发明实施例还提供一种自组织网络中的FI接收处理方法，包括以下步骤：

步骤50：第一通信节点接收其他第一通信节点在高优先级节点接入时隙上发送的占用请求消息，该占用请求消息通知该其他第一通信节点需要占用的普通时隙；其中，第一通信节点为处于执行紧急任务状态的高优先级通信节点；

步骤51：该第一通信节点确定该普通时隙是否为自身占用的时隙，若是，则在自身占用的时隙上发送第一FI；否则，在自身占用的时隙上发送第二FI；其中，第一FI中包含该普通时隙处于的状态为忙并且占用该普通时隙的通信节点为该第一通信节点的信息；第二FI中包含该普通时隙处于的状态为忙并且占用该普通时隙的通信节点为该其他第一通信节点的信息；

步骤52：该第一通信节点在所述普通时隙接收该其他第一通信节点发送的FI，并对接收到的FI进行处理。

步骤52中，第一通信节点对接收到的FI进行处理，具体实现可以如下：

该第一通信节点根据接收到的FI确定是否出现自身占用的时隙的碰撞情况，在确定为是时，释放自身占用的时隙，并按照步骤30-步骤32的方法重新进行接入。这里，该第一通信节点确定是否出现自身占用的时隙的碰撞情况，具体实现可以如下：若接收到的FI中有至少一个FI指示自身占用的时隙的状态为空闲，或者接收到的FI中有至少一个FI指示自身占用的时隙的状态为忙且占用该时隙的节点为除该第一通信节点外的其他第一通信节点，则确定出现自身占用的时隙的碰撞情况；否则，确定自身占用的时隙未出现碰撞情况。

本发明中的占用请求消息的格式可以采用类似FI的格式，也可以是其他的信令格式或消息格式，该占用请求消息中可以包含第一通信节点的标识(比如STI)、选择的占用的时隙的标识，还可以包含用于验证第一通信节点的身份的安全验证等信息。

为了与第二通信节点区分，以及为了避免第一通信节点抢占其他第一通信节点的信道资源，发生碰撞，系统可以为第一通信节点分配专门的STI集，第一通信节点从STI集中随机选择自身的STI。也可以在第二通信节点发送的FI、第一通信节点发送的FI以及占用请求消息中增加一个或者多个标识节点类型(以及状态)的比特位，从而以显示方式标识。

高优先级节点接入时隙为系统配置的专用预留时隙资源，专门用于第一通信节点发送占用请求消息，不能用于任何类型的通信节点发送FI。考虑到第一通信节点的数目特征、同时尽可能提高系统频谱效率，在每一帧内，系统中可以只配置一个或者少数时隙为高优先级节点接入时隙。高优先级接入时隙的具体配置可以根据占用请求消息的内容大小以及系统的物理层帧结构进行选择。如果系统中存在长度较小的时隙，且可以承载该占用请求消息，则将该时隙配置为高优先级接入时隙，如图5A所示；反之，高优先级节点接入时隙的长度和普通时隙相同，如图5B所示。

下面结合具体实施例对本发明进行说明：

实施例一：

本实施例为系统容量不受限情况下，一个刚启动时就是处于执行紧急任务状态的高优先级车辆，申请普通时隙资源以加入网络的实施例。

本实施例中，以时分同步码分多址(TD-SCDMA)系统为例，假定每个无线帧中的TS0为高优先级节点接入时隙，如图5C所示。

假定每N个时隙(slot)构成一个帧(Frame)，这里N取值为7，对于图5D所示二跳簇节点示意图，节点A和B稳定存在于簇1中，节点A和节点D稳定存在于簇2中。节点C是处于执行紧急任务状态的高优先级车辆，其余节点都是普通车辆，节点A、以及节点B都是节点C的一跳节点。本实施例中节点C刚刚开机启动，需要请求时隙资源，其他节点的占用时隙信息如图5E所示，节点C在监听窗口内监听到了节点A和节点B发送的FI，监听结束后，选择了时隙3发送FI，后续节点C又在监听反馈窗口内监听到了节点A和节点B发送的FI。

一个具体的实施过程如下：

步骤1：处于执行紧急任务状态的高优先级车辆C启动之后，首先监听信道，监听时间持续一帧。

当前稳定的节点，包括节点A、B以及D者需要在自己占用的时隙上发送FI。接收到FI的节点利用接收到的FI更新时隙状态表。

步骤2：高优先级车辆C根据在监听窗口内监听到的FI，更新时隙状态表，并获知时隙1，时隙2以及时隙6目前已被占用。

步骤3：高优先级车辆C根据时隙状态表，随机选择一个空闲时隙作为自己占用的普通时隙。

具体而言，监听窗口结束后，高优先级车辆C在空闲时隙{时隙3，时隙4，时隙5}中随机选择一个时隙作为自己占用的时隙。

步骤4：高优先级车辆C在距离最近的高优先级节点接入时隙上发送占用请求消息，以广播高优先级车辆C选择占用的普通时隙。占用请求消息中需要包含高优先级车辆C的STI以及选择占用的普通时隙信息。假定系统中为高优先级车辆分配的专门的STI集为“00000000-00001111”，高优先级车辆C从STI集中间随机选择一个作为自己的STI。

步骤5：高优先级车辆C在发送完占用请求消息后的下一个时隙就开始监听信道，处理其他节点的发送的FI，以确定自己是否接入成功。需要连续监听N-1即6个时隙。

当前网络中的其他节点，利用接收到的FI以及占用请求消息进行相应的处理，包括判断是否需要为高优先级车辆C退让自己当前占用的时隙以及更新时隙状态表等。

具体而言，高优先级车辆C在高优先级节点接入时隙发送占用请求消息之后，其一跳节点(包括节点A和节点B)在接收到高优先级车辆C发送的占用请求消息后，需要进行相应的处理。

仍然以节点A为例，正确接收高优先级车辆C发送的占用请求消息后，在帧X+1的时隙6时，节点A需要发送自己的FI。此时，节点A的FI中除了包含对节点B、节点D以及节点A的时隙占用信息外，还包含对车辆C的反馈，即包含时隙3的状态为忙且占用时隙3的节点即车辆C的STI。

步骤6：当高优先级车辆C确定侦听到到其他节点发送的FI中均包含时隙3的状态为忙且占用时隙3的节点即车辆C的STI、并且在时隙3未接收到FI之后，就认为自己接入成功，并等待下一个时隙3的到来，以继续在时隙3上发送FI。反之，高优先级车辆C认为自己接入失败，需要随机退避一段时间，重新开始接入过程。

高优先级车辆C可以在选择的时隙3发送只包含其获知的其他处于执行紧急任务状态的高优先级车辆和自身的时隙占用信息、以及具体的业务信息。高优先级车辆C也可以不监听一帧的时间长度，而是直接在时隙3上发送FI。

上面给出的是还未占有普通时隙的处于执行紧急任务状态的高优先级车辆的处理，对于之前已占有普通时隙、但是之前是处于非紧急任务状态的高优先级车辆，该车辆在进入执行紧急任务状态后，可以选择放弃已占有的普通时隙，并重新申请普通时隙，即执行上述步骤1-6。也可以将已占有的普通时隙作为其选择的普通时隙。其他过程完全一致，这里不再赘述。

实施例二：

本实施例为系统容量受限情况下，一个刚启动时就为处于执行紧急任务状态的高优先级车辆请普通时隙资源以加入网络申的实施例。

本实施例的思路与实施例1相同，但处于执行紧急任务状态的高优先级车辆在监听一帧后，获知此时系统容量受限，即系统中并不存在空闲时隙，此时该高优先级车辆需要先排除处于执行紧急任务状态的高优先级车辆已经占用的普通时隙，在剩余的已被占用的时隙中随机选择一个时隙作为自己的普通时隙，即需要抢占一个普通车辆占用的时隙作为自己的普通时隙。当处于执行紧急任务状态的高优先级车辆在高优先级节点接入时隙上通知其占用的普通时隙之后，普通车辆需要释放占用的该普通时隙，并重新开始接入过程。其他的过程同实施例一，这里不再赘述。

同实施例一，对于之前已占有普通时隙、但是之前是处于非紧急任务状态的高优先级车辆，在该车辆在进入执行紧急任务状态后，其行为与上述描述一致，这里不再赘述。

参见图6，本发明实施例提供一种通信节点设备，该通信节点设备包括：

时隙选择单元60，用于在本通信节点设备为处于执行紧急任务状态的高优先级通信节点设备且帧中配置有普通时隙和高优先级节点接入时隙时，选择本通信节点设备需要占用的普通时隙；

占用请求单元61，用于在高优先级节点接入时隙上发送占用请求消息，以通知其他通信节点设备本通信节点设备需要占用所述普通时隙；

FI发送单元62，用于在所述普通时隙上发送FI。

进一步的，所述时隙选择单元60用于：

在本通信节点设备还未占有普通时隙时，监听一帧时间长度内的其他通信节点设备发送的FI，根据监听到的FI，选择处于空闲状态或在无空闲状态的时隙情况下选择被第二通信节点占有的普通时隙作为自身需要占用的普通时隙，第二通信节点设备为非高优先级通信节点设备或处于非执行紧急任务状态的高优先级通信节点设备；或者，

在本通信节点设备已占有普通时隙时，释放已占有的普通时隙，并监听一帧时间长度内的其他通信节点设备发送的FI，根据监听到的FI，选择处于空闲状态或在无空闲状态的时隙情况下选择已被第二通信节点占有的普通时隙作为自身需要占用的普通时隙；或者，

在本通信节点设备已占有普通时隙时，将已占有的普通时隙选择为自身占用的普通时隙。

进一步的，该通信节点设备还包括：

接入判定单元63，用于在从发送完所述占用请求消息的下一个时隙到所需要占用的普通时隙第一次出现的前一个时隙或者到所需要占用的普通时隙第二次出现的前一个时隙，进行信道监听，根据监听到的其他通信节点发送的FI，确定是否成功接入；

所述FI发送单元62，用于在确定成功接入后，在所述普通时隙上发送FI。

进一步的，所述接入判定单元63用于：

若监听到的所有FI中均指示所述普通时隙的状态为忙并且占用该普通时隙的节点为本通信节点设备，则确定成功接入，否则，确定接入失败。

进一步的，该通信节点设备还包括：

失败处理单元64，用于在确定接入失败时，退避一段时间后，重新触发所述时隙选择单元、所述占用请求单元、所述FI发送单元执行相应操作。

进一步的，所述FI发送单元62在所述普通时隙上发送的FI中仅包含本通信节点设备的时隙占用信息、以及获知的其他处于执行紧急任务状态的高优先级通信节点设备的时隙占用信息。

进一步的，该通信节点设备还包括：

FI处理单元65，用于在所述普通时隙上发送FI之后，接收其他通信节点设备发送的FI，从接收到的FI中筛选出其他处于执行紧急任务状态的高优先级通信节点设备发送的FI，根据筛选出的FI确定是否出现所述普通时隙的碰撞情况，在确定为是时，释放所述普通时隙，并重新触发所述时隙选择单元、所述占用请求单元、所述FI发送单元执行相应操作。

进一步的，所述FI处理单元65用于：

若接收到的FI中有至少一个FI指示所述普通时隙的状态为空闲，或者接收到的FI中有至少一个FI指示所述普通时隙的状态为忙且占用该普通时隙的节点为除本通信节点设备外的其他处于执行紧急任务状态的高优先级通信节点设备，则确定出现所述普通时隙的碰撞情况；否则，确定所述普通时隙未出现碰撞情况。

进一步的，所述占用请求单元61发送的占用请求消息中包含：本通信节点设备对应的STI以及所述普通时隙的指示信息。

进一步的，所述占用请求单元61用于：周期性的在高优先级节点接入时隙上发送占用请求消息。

参见图7，本发明实施例还提供一种通信节点设备，该通信节点设备包括：

请求接收单元70，用于在本通信节点设备为非高优先级通信节点设备或处于非执行紧急任务状态的高优先级通信节点设备、且帧中配置有普通时隙和高优先级节点接入时隙时，接收第一通信节点设备在高优先级节点接入时隙上发送的占用请求消息，该占用请求消息通知所述第一通信节点设备需要占用的普通时隙；其中，第一通信节点设备为处于执行紧急任务状态的高优先级通信节点设备；

请求处理单元71，用于确定所述普通时隙是否为本通信节点设备占用的时隙，在确定为是时，释放所述普通时隙，并重新进行接入过程；

FI接收处理单元72，用于在所述普通时隙接收所述第一通信节点发送的FI，并对接收到的FI进行处理。

所述请求处理单元71还用于：

在确定为否时，在本通信节点设备占用的时隙上发送FI，该FI中包含所述普通时隙的状态为忙、且占用该普通时隙的通信节点设备为所述第一通信节点设备的信息。

进一步的，所述FI接收处理单元72用于：

若接收到的FI中对本通信节点设备占用的时隙的状态指示为空，则继续占用已占用的时隙；若接收到的FI中对本通信节点设备占用的时隙的状态指示为忙，则释放已占用的时隙，并重新进行接入过程。

参见图8，本发明实施例还提供一种通信节点设备，该设备包括：

请求接收单元80，用于在本通信节点设备为处于执行紧急任务状态的高优先级通信节点设备时，接收其他处于执行紧急任务状态的高优先级通信节点设备在高优先级节点接入时隙上发送的占用请求消息，该占用请求消息通知该其他通信节点设备需要占用的普通时隙；

请求处理单元81，用于确定所述普通时隙是否为自身占用的时隙，若是，则在自身占用的时隙上发送第一FI；否则，在自身占用的时隙上发送第二FI；其中，第一FI中包含所述普通时隙处于的状态为忙并且占用该普通时隙的通信节点为本通信节点设备的信息；第二FI中包含所述普通时隙处于的状态为忙并且占用该普通时隙的通信节点为所述其他通信节点设备的信息；

FI接收处理单元82，用于在所述普通时隙接收所述其他通信节点设备发送的FI，并对接收到的FI进行处理。

进一步的，所述FI接收处理单元82用于：

根据接收到的FI确定是否出现自身占用的时隙的碰撞情况，在确定为是时，释放自身占用的时隙，并重新进行接入。

综上，本发明的有益效果包括：

本发明实施例提供的方案中，第一通信节点选择自身需要占用的普通时隙，在高优先级节点接入时隙上发送占用请求消息，以通知其他通信节点该第一通信节点需要占用该普通时隙，在该普通时隙上发送FI。本方案中，处于执行紧急任务状态的高优先级通信节点即第一通信节点在选择自身需要占用的普通时隙后，需要在高优先级节点接入时隙上发送占用请求消息，以使其他通信节点可以获知该高优先级通信节点需要占用普通时隙，以使其他通信节点可以采取释放该普通时隙等操作，使得该高优先级通信节点能够优先占用其选择的普通时隙，从而提高了该高优先级通信节点成功占用时隙资源的可靠性。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (28)

1.一种自组织网络中的帧信息FI发送方法，其特征在于，帧中配置有普通时隙和高优先级节点接入时隙，该方法包括：

第一通信节点选择自身需要占用的普通时隙，所述第一通信节点是处于执行紧急任务状态的高优先级通信节点；

所述第一通信节点在高优先级节点接入时隙上发送占用请求消息，以通知其他通信节点所述第一通信节点需要占用所述普通时隙；

所述第一通信节点在所述普通时隙上发送FI。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一通信节点选择自身需要占用的普通时隙，包括：

在所述第一通信节点还未占有普通时隙时，监听一帧时间长度内的其他通信节点发送的FI，根据监听到的FI，选择处于空闲状态或在无空闲状态的时隙情况下选择被第二通信节点占有的普通时隙作为自身需要占用的普通时隙，第二通信节点为非高优先级通信节点或处于非执行紧急任务状态的高优先级通信节点；或者，

在所述第一通信节点已占有普通时隙时，释放已占有的普通时隙，并监听一帧时间长度内的其他通信节点发送的FI，根据监听到的FI，选择处于空闲状态或在无空闲状态的时隙情况下选择已被第二通信节点占有的普通时隙作为自身需要占用的普通时隙；或者，

在所述第一通信节点已占有普通时隙时，将已占有的普通时隙选择为自身需要占用的普通时隙。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一通信节点在高优先级节点接入时隙上发送占用请求消息之后、并且所述第一通信节点在所述普通时隙上发送FI之前，进一步包括：

所述第一通信节点在从发送完所述占用请求消息的下一个时隙到所需要占用的普通时隙第一次出现的前一个时隙或者到所需要占用的普通时隙第二次出现的前一个时隙，进行信道监听，根据监听到的其他通信节点发送的FI，确定是否成功接入；

所述第一通信节点在所述普通时隙上发送FI，包括：

所述第一通信节点在确定成功接入后，在所述普通时隙上发送FI。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据监听到的其他通信节点发送的FI，确定是否成功接入，包括：

若监听到的所有FI中均指示所述普通时隙的状态为忙并且占用该普通时隙的节点为所述第一通信节点，则确定成功接入，否则，确定接入失败。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，在确定接入失败时，进一步包括：

退避一段时间后，重新选择自身需要占用的普通时隙，在高优先级节点接入时隙上发送占用请求消息，以通知其他通信节点需要占用重新选择的普通时隙；在重新选择的普通时隙上发送FI。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一通信节点在所述普通时隙上发送的FI中仅包含所述第一通信节点的时隙占用信息、以及获知的其他第一通信节点的时隙占用信息。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述第一通信节点在所述普通时隙上发送FI之后，进一步包括：

所述第一通信节点接收其他通信节点发送的FI，从接收到的FI中筛选出其他第一通信节点发送的FI，根据筛选出的FI确定是否出现所述普通时隙的碰撞情况，在确定为是时，释放所述普通时隙，并重新选择自身需要占用的普通时隙，在高优先级节点接入时隙上发送占用请求消息，以通知其他通信节点需要占用重新选择的普通时隙；在重新选择的普通时隙上发送FI。

8.如权利要求1-7中任一所述的方法，其特征在于，所述第一通信节点发送的占用请求消息中包含：所述第一通信节点对应的临时标识STI以及所述普通时隙的指示信息。

9.如权利要求1-7中任一所述的方法，其特征在于，所述第一通信节点周期性的在高优先级节点接入时隙上发送占用请求消息。

10.一种自组织网络中的帧信息FI接收处理方法，其特征在于，帧中配置有普通时隙和高优先级节点接入时隙，该方法包括：

第二通信节点接收第一通信节点在高优先级节点接入时隙上发送的占用请求消息，该占用请求消息通知所述第一通信节点需要占用的普通时隙；确定所述普通时隙是否为自身占用的时隙，在确定为是时，释放所述普通时隙，并重新进行接入过程，所述第一通信节点是处于执行紧急任务状态的高优先级通信节点，所述第二通信节点是非高优先级通信节点或处于非执行紧急任务状态的高优先级通信节点；

所述第二通信节点在所述普通时隙接收所述第一通信节点发送的FI，并对接收到的FI进行处理。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，在确定为否时，进一步包括：

所述第二通信节点在自身占用的时隙上发送FI，该FI中包含所述普通时隙的状态为忙、且占用该普通时隙的通信节点为所述第一通信节点的信息。

12.如权利要求10或11所述的方法，其特征在于，所述第二通信节点对所述第一通信节点发送的FI进行处理，包括：

若接收到的FI中对所述第二通信节点占用的时隙的状态指示为空，则第二通信节点继续占用已占用的时隙；若接收到的FI中对所述第二通信节点占用的时隙的状态指示为忙，则第二通信节点释放已占用的时隙，并重新进行接入过程。

13.一种自组织网络中的帧信息FI接收处理方法，其特征在于，帧中配置有普通时隙和高优先级节点接入时隙，该方法包括：

第一通信节点接收其他第一通信节点在高优先级节点接入时隙上发送的占用请求消息，该占用请求消息通知所述其他第一通信节点需要占用的普通时隙，所述第一通信节点是处于执行紧急任务状态的高优先级通信节点；

所述第一通信节点确定所述普通时隙是否为自身占用的时隙，若是，则在自身占用的时隙上发送第一FI；否则，在自身占用的时隙上发送第二FI；其中，第一FI中包含所述普通时隙处于的状态为忙并且占用该普通时隙的通信节点为所述第一通信节点的信息；第二FI中包含所述普通时隙处于的状态为忙并且占用该普通时隙的通信节点为所述其他第一通信节点的信息；

所述第一通信节点在所述普通时隙接收所述其他第一通信节点发送的FI，并对接收到的FI进行处理。

14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述第一通信节点对接收到的FI进行处理，包括：

所述第一通信节点根据接收到的FI确定是否出现自身占用的时隙的碰撞情况，在确定为是时，释放自身占用的时隙，并重新进行接入。

15.一种通信节点设备，其特征在于，该通信节点设备包括：

时隙选择单元，用于在帧中配置有普通时隙和高优先级节点接入时隙时，选择本通信节点设备需要占用的普通时隙，本通信节点是处于执行紧急任务状态的高优先级通信节点；

占用请求单元，用于在高优先级节点接入时隙上发送占用请求消息，以通知其他通信节点设备本通信节点设备需要占用所述普通时隙；

FI发送单元，用于在所述普通时隙上发送FI。

16.如权利要求15所述的设备，其特征在于，所述时隙选择单元用于：

在本通信节点设备还未占有普通时隙时，监听一帧时间长度内的其他通信节点设备发送的FI，根据监听到的FI，选择处于空闲状态或在无空闲状态的时隙情况下选择被第二通信节点占有的普通时隙作为自身需要占用的普通时隙，第二通信节点设备为非高优先级通信节点设备或处于非执行紧急任务状态的高优先级通信节点设备；或者，

在本通信节点设备已占有普通时隙时，释放已占有的普通时隙，并监听一帧时间长度内的其他通信节点设备发送的FI，根据监听到的FI，选择处于空闲状态或在无空闲状态的时隙情况下选择已被第二通信节点占有的普通时隙作为自身需要占用的普通时隙；或者，

在本通信节点设备已占有普通时隙时，将已占有的普通时隙选择为自身需要占用的普通时隙。

17.如权利要求15所述的设备，其特征在于，该通信节点设备还包括：

接入判定单元，用于在从发送完所述占用请求消息的下一个时隙到所需要占用的普通时隙第一次出现的前一个时隙或者到所需要占用的普通时隙第二次出现的前一个时隙，进行信道监听，根据监听到的其他通信节点发送的FI，确定是否成功接入；

所述FI发送单元，用于在确定成功接入后，在所述普通时隙上发送FI。

18.如权利要求17所述的设备，其特征在于，所述接入判定单元用于：

若监听到的所有FI中均指示所述普通时隙的状态为忙并且占用该普通时隙的节点为本通信节点设备，则确定成功接入，否则，确定接入失败。

19.如权利要求17所述的设备，其特征在于，该通信节点设备还包括：

失败处理单元，用于在确定接入失败时，退避一段时间后，重新触发所述时隙选择单元、所述占用请求单元、所述FI发送单元执行相应操作。

20.如权利要求15所述的设备，其特征在于，所述FI发送单元在所述普通时隙上发送的FI中仅包含本通信节点设备的时隙占用信息、以及获知的其他处于执行紧急任务状态的高优先级通信节点设备的时隙占用信息。

21.如权利要求15所述的设备，其特征在于，该通信节点设备还包括：

FI处理单元，用于在所述普通时隙上发送FI之后，接收其他通信节点设备发送的FI，从接收到的FI中筛选出其他处于执行紧急任务状态的高优先级通信节点设备发送的FI，根据筛选出的FI确定是否出现所述普通时隙的碰撞情况，在确定为是时，释放所述普通时隙，并重新触发所述时隙选择单元、所述占用请求单元、所述FI发送单元执行相应操作。

22.如权利要求15-21中任一所述的设备，其特征在于，所述占用请求单元发送的占用请求消息中包含：本通信节点设备对应的临时标识STI以及所述普通时隙的指示信息。

23.如权利要求15-21中任一所述的设备，其特征在于，所述占用请求单元用于：周期性的在高优先级节点接入时隙上发送占用请求消息。

24.一种通信节点设备，其特征在于，该通信节点设备包括：

请求接收单元，用于在帧中配置有普通时隙和高优先级节点接入时隙时，接收第一通信节点设备在高优先级节点接入时隙上发送的占用请求消息，该占用请求消息通知所述第一通信节点设备需要占用的普通时隙，所述第一通信节点是处于执行紧急任务状态的高优先级通信节点；

请求处理单元，用于确定所述普通时隙是否为本通信节点设备占用的时隙，在确定为是时，释放所述普通时隙，并重新进行接入过程，本通信节点是非高优先级通信节点或处于非执行紧急任务状态的高优先级通信节点；

FI接收处理单元，用于在所述普通时隙接收所述第一通信节点发送的FI，并对接收到的FI进行处理。

25.如权利要求24所述的设备，其特征在于，所述请求处理单元还用于：

在确定为否时，在本通信节点设备占用的时隙上发送FI，该FI中包含所述普通时隙的状态为忙、且占用该普通时隙的通信节点设备为所述第一通信节点设备的信息。

26.如权利要求24或25所述的设备，其特征在于，所述FI接收处理单元用于：

若接收到的FI中对本通信节点设备占用的时隙的状态指示为空，则继续占用已占用的时隙；若接收到的FI中对本通信节点设备占用的时隙的状态指示为忙，则释放已占用的时隙，并重新进行接入过程。

27.一种通信节点设备，其特征在于，该设备包括：

请求接收单元，用于接收其他处于执行紧急任务状态的高优先级通信节点设备在高优先级节点接入时隙上发送的占用请求消息，该占用请求消息通知其他通信节点设备需要占用的普通时隙；

请求处理单元，用于确定所述普通时隙是否为自身占用的时隙，若是，则在自身占用的时隙上发送第一FI；否则，在自身占用的时隙上发送第二FI；其中，第一FI中包含所述普通时隙处于的状态为忙并且占用该普通时隙的通信节点为本通信节点设备的信息；第二FI中包含所述普通时隙处于的状态为忙并且占用该普通时隙的通信节点为所述其他通信节点设备的信息，本通信节点是处于执行紧急任务状态的高优先级通信节点；

FI接收处理单元，用于在所述普通时隙接收所述其他通信节点设备发送的FI，并对接收到的FI进行处理。

28.如权利要求27所述的设备，其特征在于，所述FI接收处理单元用于：

根据接收到的FI确定是否出现自身占用的时隙的碰撞情况，在确定为是时，释放自身占用的时隙，并重新进行接入。