CN104469855B - 一种时隙资源的选择方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种时隙资源的选择方法及装置，用以在车载通信系统中，降低业务数据包发送延迟。该方法为：节点对时隙状态的更新采用“周期性时间触发+事件触发”的更新操作机制，这样，在新的业务包数据到达且需要申请新的时隙资源和时隙资源发生碰撞且需要申请资源时，节点可以得到实时的时隙状态信息，以可以灵活地进行时隙资源的选择，从而降低了业务数据包的缓存等待时延，即降低了业务数据包的发送等待时延，进而降低了节点超时丢包的概率，有效保证了系统服务性能及安全性。

Description

一种时隙资源的选择方法及装置

技术领域

本发明涉及通信领域，特别涉及一种时隙资源的选择方法及装置。

背景技术

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专用短程通信（Dedicated ShortRange Communications，DSRC）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（Mobile Slotted Aloha，MS-ALOHA）机制是一种基于分时方式的DSRC媒体接入控制（Medium Access Control，MAC）层接入和资源分配机制，资源分配基于帧结构以时隙（slot）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（Time Division Multiple Access，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，而且还需要发送帧信息（Frame Information，FI），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节点临时标识（Source Temporary Identifier，STI）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，本发明中对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（参阅图2所示）；

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），本发明后续内容中描述的（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（也称发送时隙）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。

下面再从流程的角度，对节点的行为做一个描述，节点的行为可以划分为信道占用和信道维护两个过程。

第一种行为：信道占用过程。

信道占用过程以FI连续发送为前提。下面描述的场景中，假设节点申请第一个时隙资源（BC），当申请额外的时隙资源（如SC）时，可以忽略步骤1（监听）过程。

节点行为分为5个步骤：监听、选择空闲时隙、等待并确认该时隙空闲、发送、监听反馈。大体流程如图1所示。

各个步骤详细定义如下：

步骤1：监听一帧。

节点监听一帧中的所有时隙，并将信息填入如图3所示的N*N时隙状态缓存表中。具体而言：

如果节点在时隙n（0<=n<=N-1）上收到了FI，则将该FI中的N个field填入N*N时隙状态缓存表中时隙n对应的行中（每个field有4种取值，图中表示为XX）；如果在时隙n上节点没有收到任何内容时，则将N列“default状态”填入N*N时隙状态缓存表中时隙n对应的行中。

通过上述方式，在一帧结束后，节点获得了N*N矩阵形式维护的时隙状态信息，并执行步骤2。

步骤2：选择一个空闲时隙。

对于某个时隙，仅当该时隙在N*N时隙状态缓存表中的列满足以下条件时，认为该时隙是空闲可用（available）的：列中各个元素，或者为空闲状态（00），或者为default状态。

如果有空闲时隙，选择该时隙；如果空闲时隙多于一个，从中随机选一个；如果没有空闲时隙，那么节点将当前比自身优先级低的节点占用的时隙看做为空闲时隙进行选择。

选择空闲时隙后，执行步骤3。

步骤3：等待选定的时隙到达，再次确认是否空闲。

假设步骤2中，选择的空闲时隙为时隙p。那么在时隙p到达前，节点持续监听各个时隙，用新的时隙状态信息覆盖N*N时隙状态缓存表中的旧的时隙状态信息（即窗口中始终保持最近N个时隙的时隙状态信息）。等到时隙p-1的结尾，利用N*N时隙状态缓存表，检查时隙p是否仍然满足步骤2中的条件（包括无空闲时隙时的优先级考虑的方式）：如满足，则执行步骤4；如不满足，此刻立即执行步骤2。

步骤4：在时隙p发送子帧（subframe）。

此时，在subframe携带的FI中，节点按照如下规则填写各个field：

对于当前时隙（即时隙P），填写占用状态（10），且填写自己的STI和优先级信息。

对于其他时隙，考察（N-1）*N时隙状态缓存表中对应的列：

如果其他时隙对应的列中的N-1个元素都是空闲状态（00）、default状态或两跳占用状态（11），则将其他该时隙的状态填写为空闲状态（00），此时不填写STI和优先级信息;

如果其他时隙的检测域为占用状态（10），而且其他N-1个元素都是空闲状态（00）、default状态、两跳占用状态（11），或与检测域STI相同的占用状态（10），则将该其他时隙的状态填写为占用状态（10），且填写对应的STI和优先级信息）；

如果其他时隙对应的N-1个元素中，出现了2个及其以上的占用状态（10），且STI不同，则将该其他时隙的状态填写为冲突状态（01），同时填写优先级最高的STI，当优先级相同时，随机选一个填写，填写最高的优先级）。

如果其他时隙对应的检测域为default状态，而且在剩下的N-1个元素中，一个或多个为占用状态（10），且它们的STI都相同，则将该其他时隙的状态填写为两跳占用状态（11），同时填写STI和优先级信息。

在发送完毕后，节点清空N*N时隙状态缓存表中时隙p对应的行。执行步骤5。

步骤5：监听反馈，确认是否成功。

从时隙p+1开始，节点监听N-1个时隙，生成（N-1）*N时隙状态缓存表，在时隙p+N-1的结尾（也就是时隙p+N的开头），判断时隙p对应的列中的N-1个元素：

如果N-1个元素为default状态、空闲状态（00），或者为占用状态（10）且记录的STI与节点自身的STI相同，则认为接入成功；

如果N-1个元素中，出现了一个或多个STI，则判断优先级：如果节点自身STI的优先级比其他STI的优先级都高，则认为接入成功，可以使用时隙p+N继续发送数据；如果节点自己STI的优先级不是其中最高的，则认为接入失败，立即重新选择空闲时隙（从上面的步骤2开始）；如果其他STI中存在一个STI的优先级和节点自身STI的优先级一致（即均为最高的优先级），则节点可以在时隙p+N发送数据，然后如果再次出现这种情况，则以概率p再次在时隙p+2*N发送，以概率（1-p）认为发送失败，立即重新选择空闲时隙，即执行步骤2。

当上面判断成功时，自然进入后续的信道维护过程。

第二种行为：信道维护过程。

信道维护过程也以FI连续发送为前提。信道维护过程中，分为2类情况：

维护发送时隙：此时，节点填写FI的方式与信道占用过程中的步骤4完全一致。只是此时不需要清空时隙状态缓存表中时隙p对应的行（因为根本没有维护该行）。

维护接收时隙：维护（N-1）*N时隙状态缓存表并且在自身占用的时隙p+X*N到达前判断是否接入成功，方法与信道占用过程中的步骤5也完全一致。

其中，时隙默认设置为接收状态，当节点在某个时隙需要发送数据时，将该时隙设置为发送时隙。发送时隙分为2类：

自占时隙：节点已在该时隙发送FI和数据等信息，并得到其它节点反馈的FI时，再确认该时隙的状态为自占状态。

申请时隙：节点选择在该时隙发送数据，但还未到达该时隙，节点还未在该时隙上发送FI和数据等信息；

在某个时间点上，节点可能不存在任何发送时隙，此时全部时隙都为接收时隙。

现有技术下，车联网业务是与安全相关的业务，因此对时延尤为敏感，其最主要需求就是时延需求，然而，采用现有的信道占用流程和信道维护流程却会存在以下问题：

1）时隙资源碰撞可能发生在任意一个接收时隙，然而节点却需要等到发送时隙到达前，才能根据已保存的FI做更新判定，这将会造成严重的业务时延。

很显然，采用现有的MS-ALOHA算法不能实时发现时隙资源的碰撞，节点要判定自身的发送时隙是否发生碰撞，需要对接收到的FI进行处理后才能做决定，而MS-ALOHA算法是在发送FI之前才对缓存的（N-1）*N时隙状态缓存表进行处理，这样的话，节点对发送时隙（包括自占时隙和申请时隙）发生碰撞的判定会存在一定的时延，这将会严重影响业务性能。

2）当新业务包到达且判定需要申请新的时隙资源的时候，节点需要实时地了解时隙状态信息，然而新业务包的到达也可能发生在任意一个时隙，而节点同时需要等到发送时隙到达前，才能根据已保存的FI做更新判定，这同时将会造成严重的业务时延。

很显然，新业务包到达之后，节点不能实时地申请新的时隙资源，节点不做立即对当前缓存的（N-1）*N时隙状态缓存表进行处理，因而就无法获取实时的时隙状态信息，这样也就无法实时地申请新的时隙资源，那么新业务包的发送也将会被延迟。

发明内容

本发明实施例提供一种时隙状态信息的选择方法及装置，用以在车载通信系统中，令节点能够实时掌握各个时隙的状态，从而避免业务处理延迟。

本发明实施例提供的具体技术方案如下：

第一方面，一种时隙资源的选择方法，包括：

第一节点在接收到新的业务数据包时，若确定需要申请新的时隙资源，则根据保存的时隙状态缓存表中当前记录的FI对帧周期中各个时隙的时隙状态信息进行更新，得到第一更新结果，再根据第一更新结果选择新的发送时隙；和/或，

第一节点按照设定的更新周期，根据保存的时隙状态缓存表中当前记录的FI，判断所述第一节点使用的发送时隙是否发生碰撞，并在确定所述第一节点使用的发送时隙发生碰撞且需要申请新的时隙资源时，继续根据保存的时隙状态缓存表中当前记录的FI，对帧周期中各个时隙的时隙状态信息进行更新，得到第二更新结果，再根据第二更新结果选择新的发送时隙。

这样，节点可以得到实时的时隙状态信息，以便可以灵活地进行时隙资源的选择，从而降低了业务数据包的缓存等待时延，即降低了业务数据包的发送等待时延，进而降低了节点超时丢包的概率，有效保证了系统服务性能及安全性。

结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，第一节点接收到新的业务数据包时，若确定需要申请新的时隙资源，则根据保存的时隙状态缓存表中当前记录的FI对帧周期中各个时隙的时隙状态信息进行更新，包括：

第一节点根据保存的时隙状态缓存表中当前记录的所有FI，对帧周期中各个时隙的时隙状态信息进行更新。

这样，可以实时获得最全面准确的更新结果。

结合第一方面，在第二种可能的实现方式中，第一节点按照设定的更新周期，根据保存的时隙状态缓存表中当前记录的FI，判断所述第一节点使用的发送时隙是否发生碰撞，包括：

第一节点根据保存的时隙状态缓存表中当前记录的，在上一次更新操作和本次更新操作之间接收的各个FI中包含的第一节点的发送时隙的时隙状态信息，判断所述第一节点使用的发送时隙是否发生碰撞。

这样，可以有效避免重复操作，提高处理效率。

结合第一方面的第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，第一节点继续根据保存的时隙状态缓存表中当前记录的FI，对帧周期中各个时隙的时隙状态信息进行更新，包括：

第一节点根据保存的时隙状态缓存表中当前记录的所有FI，对帧周期中各个时隙的时隙状态信息进行更新。

这样，可以实时获得最全面准确的更新结果。

结合第一方面上述任意一种实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述第一节点将采用的更新周期的时长为设置为M，M的取值为1，或者，M的取值为X-1的公约数，X为帧周期中时隙的总数目，或者，M的取值为小于X的任意自然数；其中，M的取值令执行更新操作的时隙不为发送时隙。

结合第一方面上述任意一种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，第一节点在根据第一更新结果选择新的发送时隙后，将所述第一更新结果删除，且不采用所述第一更新结果对所述时隙状态缓存表进行更新；以及

第一节点根据第二更新结果选择新的发送时隙后，将所述第二更新结果删除，且不采用所述第二更新结果对所述时隙状态缓存表进行更新。

这样，不会对发送时隙状态缓存表产生影响，从而对在发送时隙触发的正常流程不会产生影响。

第二方面，一种时隙资源的选择装置，包括：

第一处理单元，用于在接收到新的业务数据包时，若确定需要申请新的时隙资源，则根据保存的时隙状态缓存表中当前记录的FI对帧周期中各个时隙的时隙状态信息进行更新，得到第一更新结果，再根据第一更新结果选择新的发送时隙；和/或，

第二处理单元，用于按照设定的更新周期，根据保存的时隙状态缓存表中当前记录的FI，判断所述第一节点使用的发送时隙是否发生碰撞，并在确定所述第一节点使用的发送时隙发生碰撞且需要申请新的时隙资源时，继续根据保存的时隙状态缓存表中当前记录的FI，对帧周期中各个时隙的时隙状态信息进行更新，得到第二更新结果，再根据第二更新结果选择新的发送时隙。

这样，节点可以得到实时的时隙状态信息，以便可以灵活地进行时隙资源的选择，从而降低了业务数据包的缓存等待时延，即降低了业务数据包的发送等待时延，进而降低了节点超时丢包的概率，有效保证了系统服务性能及安全性。

结合第二方面，在第一种可能的实现方式中，第一处理单元接收到新的业务数据包时，若确定需要申请新的时隙资源，则根据保存的时隙状态缓存表中当前记录的FI对帧周期中各个时隙的时隙状态信息进行更新，包括：

所述第一处理单元根据保存的时隙状态缓存表中当前记录的所有FI，对帧周期中各个时隙的时隙状态信息进行更新。

这样，可以实时获得最全面准确的更新结果。

结合第二方面，在第二种可能的实现方式中，第二处理单元按照设定的更新周期，根据保存的时隙状态缓存表中当前记录的FI，判断所述第一节点使用的发送时隙是否发生碰撞，包括：

所述第二处理单元根据保存的时隙状态缓存表中当前记录的，在上一次更新操作和本次更新操作之间接收的各个FI中包含的第一节点的发送时隙的时隙状态信息，判断所述第一节点使用的发送时隙是否发生碰撞。

这样，可以有效避免重复操作，提高处理效率。

结合第二方面的第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，第二处理单元继续根据保存的时隙状态缓存表中当前记录的FI，对帧周期中各个时隙的时隙状态信息进行更新，包括：

所述第二处理单元根据保存的时隙状态缓存表中当前记录的所有FI，对帧周期中各个时隙的时隙状态信息进行更新。

这样，可以实时获得最全面准确的更新结果。

结合第二方面上述任意一种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，第二处理单元将采用的更新周期的时长为设置为M，M的取值为1，或者，M的取值为X-1的公约数，X为帧周期中时隙的总数目，或者，M的取值为小于X的任意自然数；其中，M的取值令执行更新操作的时隙不为发送时隙。

结合第二方面上述任意一种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，所述第一处理单元在根据第一更新结果选择新的发送时隙后，将所述第一更新结果删除，且不采用所述第一更新结果对所述时隙状态缓存表进行更新；以及

所述第二处理单元根据第二更新结果选择新的发送时隙后，将所述第二更新结果删除，且不采用所述第二更新结果对所述时隙状态缓存表进行更新。

这样，不会对发送时隙状态缓存表产生影响，从而对在发送时隙触发的正常流程不会产生影响。

第三方面，一种时隙资源的选择装置，包括：

第一处理器，用于在接收到新的业务数据包时，若确定需要申请新的时隙资源，则根据保存的时隙状态缓存表中当前记录的FI对帧周期中各个时隙的时隙状态信息进行更新，得到第一更新结果，再根据第一更新结果选择新的发送时隙；和/或，

第三处理器，用于按照设定的更新周期，根据保存的时隙状态缓存表中当前记录的FI，判断所述第一节点使用的发送时隙是否发生碰撞，并在确定所述第一节点使用的发送时隙发生碰撞且需要申请新的时隙资源时，继续根据保存的时隙状态缓存表中当前记录的FI，对帧周期中各个时隙的时隙状态信息进行更新，得到第二更新结果，再根据第三更新结果选择新的发送时隙。

这样，节点可以得到实时的时隙状态信息，以便可以灵活地进行时隙资源的选择，从而降低了业务数据包的缓存等待时延，即降低了业务数据包的发送等待时延，进而降低了节点超时丢包的概率，有效保证了系统服务性能及安全性。

结合第三方面，在第一种可能的实现方式中，第一处理器接收到新的业务数据包时，若确定需要申请新的时隙资源，则根据保存的时隙状态缓存表中当前记录的FI对帧周期中各个时隙的时隙状态信息进行更新，包括：

所述第一处理器根据保存的时隙状态缓存表中当前记录的所有FI，对帧周期中各个时隙的时隙状态信息进行更新。

这样，可以实时获得最全面准确的更新结果。

结合第三方面，在第三种可能的实现方式中，第三处理器按照设定的更新周期，根据保存的时隙状态缓存表中当前记录的FI，判断所述第一节点使用的发送时隙是否发生碰撞，包括：

所述第三处理器根据保存的时隙状态缓存表中当前记录的，在上一次更新操作和本次更新操作之间接收的各个FI中包含的第一节点的发送时隙的时隙状态信息，判断所述第一节点使用的发送时隙是否发生碰撞。

这样，可以有效避免重复操作，提高处理效率。

结合第三方面的第三种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，第三处理器继续根据保存的时隙状态缓存表中当前记录的FI，对帧周期中各个时隙的时隙状态信息进行更新，包括：

所述第三处理器根据保存的时隙状态缓存表中当前记录的所有FI，对帧周期中各个时隙的时隙状态信息进行更新。

这样，可以实时获得最全面准确的更新结果。

结合第三方面上述任意一种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，第三处理器将采用的更新周期的时长为设置为M，M的取值为1，或者，M的取值为X-1的公约数，X为帧周期中时隙的总数目，或者，M的取值为小于X的任意自然数；其中，M的取值令执行更新操作的时隙不为发送时隙。

结合第三方面上述任意一种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，所述第一处理器在根据第一更新结果选择新的发送时隙后，将所述第一更新结果删除，且不采用所述第一更新结果对所述时隙状态缓存表进行更新；以及

所述第三处理器根据第三更新结果选择新的发送时隙后，将所述第三更新结果删除，且不采用所述第三更新结果对所述时隙状态缓存表进行更新。

这样，不会对发送时隙状态缓存表产生影响，从而对在发送时隙触发的正常流程不会产生影响。

附图说明

图1为现有技术下超帧结构示意图；

图2为现有技术下一种FI结构常见示意图;

图3为现有技术及本发明实施例中时隙状态缓存表示意图；

图4为现有技术下MS-ALOHA算法信道占用过程示意图；

图5为本发明实施例中时隙资源选择流程图；

图6和图7为本发明实施例中第一节点示意图。

具体实施方式

在车载通信系统中，为了令节点能够实时掌握各个时隙的状态，从而避免业务处理延迟，本发明实施例中在不过度增加系统复杂度的前提下，提出了以下方案：除了按照现有方案中需要在发送时隙到达前对所有时隙的状态进行更新处理之外，还需要在其他接收时隙对全部或者部分时隙的状态进行更新处理，简单来说：新的更新机制为：周期性时间触发+事件触发的更新时隙状态操作机制。

下面结合附图对本发明优选的实施方式进行详细说明。

参阅图5所示，本发明实施例中，各个节点对时隙资源进行选择的详细流程如下：

步骤500：第一节点在接收到新的业务数据包时，若确定需要申请新的时隙资源，则根据保存的时隙状态缓存表中当前记录的FI对帧周期中各个时隙的时隙状态信息进行更新，得到第一更新结果，再根据第一更新结果选择新的发送时隙。

具体的，第一节点在接收到新的业务数据包时，若之前申请的发送时隙可用于发送新的业务数据包，则第一节点可以在到达该发送时隙时直接将新的业务数据包进行发送，若之前申请的发送时隙不可用于发送新的业务数据包（即确定需要申请新的时隙资源），则第一节点会继续根据保存的时隙状态缓存表中当前记录的FI，对帧周期中各个时隙的时隙状态信息进行更新，并根据第一更新结果选择新的空闲时隙作为新的发送时隙用于发送新的业务数据包。

较佳的，本发明实施例中，第一节点不会根据第一更新结果对时隙状态缓存表进行更新，第一更新结果仅仅用于选择新的发送时隙，选择完毕后，第一节点会将缓存的第一更新结果进行删除。

实际应用中，第一节点可以是系统中的任意一车辆，后续实施例均采用如此定义，将不再赘述。

步骤510：第一节点按照设定的更新周期，根据保存的时隙状态缓存表中记录的FI，判断第一节点使用的发送时隙是否发生碰撞，并在确定所述第一节点使用的发送时隙发生碰撞且需要申请新的时隙资源时，继续根据保存的时隙状态缓存表中记录的FI，对帧周期中各个时隙的时隙状态信息进行更新，得到第二更新结果，再根据第二更新结果选择新的发送时隙。

本实施例中，步骤500和步骤510之间采用“和/或”方式执行，即既可以择一执行，也可以相结合执行，本实施例中以相结合执行为例进行说明。

具体的，第一节点在未接收到新的业务数据包时，会按照设定的更新周期根据保存的时隙状态缓存表中当前记录的FI（如，时隙状态缓存表中当前记录的在上一次更新操作和本次更新操作之间接收到的各个FI），判断第一节点的发送时隙（包含自占时隙和申请时隙）是否发生碰撞，若第一节点的发送时隙发生碰撞且第一节点的占用优先级不是最高，则第一节点需要申请新的时隙资源，此时，第一节点可以继续根据保存的时隙状态缓存表中记录的FI（如，时隙状态缓存表中当前记录的所有FI，对帧周期中各个时隙的时隙状态信息进行更新，并根据第二更新结果选择新的空闲时隙作为新的发送时隙。

较佳的，本发明实施例中，第一节点不会根据第二更新结果对时隙状态缓存表进行更新，第二更新结果仅仅用于选择新的发送时隙，选择完毕后，第一节点会将缓存的第二更新结果进行删除。

另一方面，若第一节点判定第一节点的发送时隙发生碰撞但第一节点的占用优先级最高时，可以不必申请新的时隙资源，此时，第一节点无需对各个时隙的时隙状态信息进行更新。

在上述实施例中，第一节点采用的更新周期的时长（也称更新处理粒度）可以设置为M，M的取值为1，或者，M的取值为X-1的公约数，X为帧周期中时隙的总数目，或者，M的取值为小于X的任意自然数；其中，较佳的，在设置M取值时需要考虑到，执行更新操作时隙最好不是发送时隙，因为在发送时隙上，第一节点不接收数据，因此，能参考的FI会变少。

换言之，上述步骤500－步骤510记载的技术方案，其原理可以归结为：第一节点在发送FI之后在时隙状态缓存表中，将发送时隙所在的行中的各个元素均设置为Default（只针对于信道接入过程，信道维护过程中不维护此行），在一个接收时隙，第一节点总是用新接收的FI包含的信息内容覆盖时隙状态缓存表中该接收时隙对应的行中的各个元素。同时，在每一次周期性触发更新操作时，为了避免重复性操作，较佳的，第一节点只针对自身的发送时隙所在的列中，位于此次更新操作与上一次更新操作之间的多个时隙（除了第一节点的发送时隙）对应的该发送时隙的时隙状态信息进行遍历处理，以判断第一节点的发送时隙是否发生碰撞，即仅针对更新周期内做判定，且只根据在此次更新操作和上一次更新操作之间接收到的各个FI中包含的第一节点的发送时隙的时隙状态信息，对第一节点的发送时隙做状态判定，以判断第一节点的发送时隙是否发生碰撞。

进一步地，无论是有新的业务包数据到达时判定需要申请时隙资源，还是在每一次周期性触发更新操作时判定发送时隙发生碰撞且需要申请新的时隙资源，第一节点均可以触发对帧周期内所有时隙的时隙状态信息的更新，这需要参考时隙状态缓存表中所有的FI，即第一节点需要分别对时隙状态缓存表中每一列内的（N-1）个元素做综合处理，得到各个时隙实时更新的时隙状态信息，并根据更新后的各个时隙的时隙状态信息选择新的发送时隙。

但是，更新后的各个时隙的时隙状态信息不会缓存在时隙状态列表中，仅仅缓存在另一处，用于选择新的发送时隙，一旦新的发送时隙选择完毕，第一节点会将更新的各个时隙的时隙状态信息进行删除。

下面通过两个具体的应用场景对上述实施例作出进一步详细说明。

第一种应用场景为：有新的业务数据包到达且第一节点需要申请新的时隙资源。

假设帧长度为6，第一节点只有一个发送时隙为时隙2，第一节点稳定维护时隙2，即时隙2为第一节点的自占时隙。在时隙3，第一节点有新的业务数据包到达。

在时隙3，新的业务数据包到达后，此时，第一节点判断是否需要申请新的时隙资源，当第一节点判定需要申请新的时隙资源时，就触发第一节点对当前所有时隙的时隙状态的更新，并根据获得的第一更新结果实时得到所有时隙的时隙状态信息，第一节点再参考实时获得的所有时隙的时隙状态信息，选择其中的空闲时隙做为新的发送时隙。

第二种应用场景为：在更新时间点，第一节点判定发送时隙发生碰撞。

假设帧长度为6，第一节点只有一个发送时隙为时隙2，第一节点稳定维护时隙2，即时隙2为第一节点的自占时隙。第一节点确定更新周期的时长是3，即每3个时隙做1次更新操作，假定节点在时隙0和时隙3做更新操作。

参阅图4所示，当时隙0到达，触发更新操作，第一节点接收完FI之后，根据在上一帧中的时隙4接收的FI中时隙2的时隙状态信息、在上一帧中的时隙5接收的FI中包含的时隙2的时隙状态信息，以及在本帧中的时隙0接收的FI中包含的时隙2的时隙状态信息（如果时隙0没有接收到FI，相当于接收到一个default），判定时隙2是否发生了碰撞。

若此时判定时隙2没有发生碰撞，则第一节点继续维护此发送时隙。

当时隙1到达，节点接收FI，暂时放在时隙状态缓存表中，不做处理；

当时隙2到达，节点发送FI；

当时隙3到达，触发更新操作，第一节点接收完FI之后，根据在时隙1接收的FI中时隙2的时隙状态信息和在时隙3接收的FI中时隙2时隙状态信息，判断时隙2是否发生了碰撞。

若此时判定时隙2发生了碰撞，则第一节点不需要再维护此时隙2。

进一步，第一节点判断是否需要申请新的时隙资源，假定此时第一节点判定不需要申请新的时隙资源，则不做任何其他处理。

基于上述实施例，参阅图6所示，本发明实施例中，第一节点包括第一处理单元60和第二处理单元61，其中，

第一处理单元60，用于在接收到新的业务数据包时，若确定需要申请新的时隙资源，则根据保存的时隙状态缓存表中当前记录的FI对帧周期中各个时隙的时隙状态信息进行更新，得到第一更新结果，再根据第一更新结果选择新的发送时隙；和/或，

第二处理单元61，用于按照设定的更新周期，根据保存的时隙状态缓存表中当前记录的FI，判断第一节点使用的发送时隙是否发生碰撞，并在确定第一节点使用的发送时隙发生碰撞且需要申请新的时隙资源时，继续根据保存的时隙状态缓存表中当前记录的FI，对帧周期中各个时隙的时隙状态信息进行更新，得到第二更新结果，再根据第二更新结果选择新的发送时隙。

第一处理单元60接收到新的业务数据包时，若确定需要申请新的时隙资源，则根据保存的时隙状态缓存表中当前记录的FI对帧周期中各个时隙的时隙状态信息进行更新，包括：

第一处理单元60根据保存的时隙状态缓存表中当前记录的所有FI，对帧周期中各个时隙的时隙状态信息进行更新。

第二处理单元61按照设定的更新周期，根据保存的时隙状态缓存表中当前记录的FI，判断第一节点使用的发送时隙是否发生碰撞，包括：

第二处理单元61根据保存的时隙状态缓存表中当前记录的，在上一次更新操作和本次更新操作之间接收的各个FI中包含的第一节点的发送时隙的时隙状态信息，判断第一节点使用的发送时隙是否发生碰撞。

第二处理单元61继续根据保存的时隙状态缓存表中当前记录的FI，对帧周期中各个时隙的时隙状态信息进行更新，包括：

第二处理单元61根据保存的时隙状态缓存表中当前记录的所有FI，对帧周期中各个时隙的时隙状态信息进行更新。

第二处理单元61将采用的更新周期的时长为设置为M，M的取值为1，或者，M的取值为X-1的公约数，X为帧周期中时隙的总数目，或者，M的取值为小于X的任意自然数；其中，M的取值令执行更新操作的时隙不为发送时隙。

第一处理单元60在根据第一更新结果选择新的发送时隙后，将第一更新结果删除，且不采用第一更新结果对时隙状态缓存表进行更新；以及

第二处理单元61根据第二更新结果选择新的发送时隙后，将第二更新结果删除，且不采用第二更新结果对时隙状态缓存表进行更新。

基于上述实施例，参阅图7所示，本发明实施例中，第一节点包括第一处理器70和第二处理器71，其中，

第一处理器70，用于在接收到新的业务数据包时，若确定需要申请新的时隙资源，则根据保存的时隙状态缓存表中当前记录的FI对帧周期中各个时隙的时隙状态信息进行更新，得到第一更新结果，再根据第一更新结果选择新的发送时隙；和/或，

第二处理器71，用于按照设定的更新周期，根据保存的时隙状态缓存表中当前记录的FI，判断第一节点使用的发送时隙是否发生碰撞，并在确定第一节点使用的发送时隙发生碰撞且需要申请新的时隙资源时，继续根据保存的时隙状态缓存表中当前记录的FI，对帧周期中各个时隙的时隙状态信息进行更新，得到第二更新结果，再根据第二更新结果选择新的发送时隙。

第一处理器70接收到新的业务数据包时，若确定需要申请新的时隙资源，则根据保存的时隙状态缓存表中当前记录的FI对帧周期中各个时隙的时隙状态信息进行更新，包括：

第一处理器70根据保存的时隙状态缓存表中当前记录的所有FI，对帧周期中各个时隙的时隙状态信息进行更新。

第二处理器71按照设定的更新周期，根据保存的时隙状态缓存表中当前记录的FI，判断第一节点使用的发送时隙是否发生碰撞，包括：

第二处理器71根据保存的时隙状态缓存表中当前记录的，在上一次更新操作和本次更新操作之间接收的各个FI中包含的第一节点的发送时隙的时隙状态信息，判断第一节点使用的发送时隙是否发生碰撞。

第二处理器71继续根据保存的时隙状态缓存表中当前记录的FI，对帧周期中各个时隙的时隙状态信息进行更新，包括：

第二处理器71根据保存的时隙状态缓存表中当前记录的所有FI，对帧周期中各个时隙的时隙状态信息进行更新。

第二处理器71将采用的更新周期的时长为设置为M，M的取值为1，或者，M的取值为X-1的公约数，X为帧周期中时隙的总数目，或者，M的取值为小于X的任意自然数；其中，M的取值令执行更新操作的时隙不为发送时隙。

第一处理器70在根据第一更新结果选择新的发送时隙后，将第一更新结果删除，且不采用第一更新结果对时隙状态缓存表进行更新；以及

第二处理器71根据第二更新结果选择新的发送时隙后，将第二更新结果删除，且不采用第二更新结果对时隙状态缓存表进行更新。

综上所述，本发明实施例中，节点对时隙状态的更新采用“周期性时间触发+事件触发”的更新操作机制，这样，在新的业务包数据到达且需要申请新的时隙资源和时隙资源发生碰撞且需要申请资源时，节点可以得到实时的时隙状态信息，以便可以灵活地进行时隙资源的选择，从而降低了业务数据包的缓存等待时延，即降低了业务数据包的发送等待时延，进而降低了节点超时丢包的概率，有效保证了系统服务性能及安全性。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。

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实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明实施例的精神和范围。这样，倘若本发明实施例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 (12)

1.一种时隙资源的选择方法，所述方法应用在移动分时隙ALOHA机制下，其特征在于，包括：

第一节点在接收到新的业务数据包时，若确定需要申请新的时隙资源，则根据保存的时隙状态缓存表中当前记录的帧信息FI对帧周期中各个时隙的时隙状态信息进行更新，得到第一更新结果，再根据第一更新结果选择新的发送时隙；和/或，

第一节点按照设定的更新周期，根据保存的时隙状态缓存表中当前记录的FI，判断所述第一节点使用的发送时隙是否发生碰撞，并在确定所述第一节点使用的发送时隙发生碰撞且需要申请新的时隙资源时，继续根据保存的时隙状态缓存表中当前记录的FI，对帧周期中各个时隙的时隙状态信息进行更新，得到第二更新结果，再根据第二更新结果选择新的发送时隙。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，第一节点接收到新的业务数据包时，若确定需要申请新的时隙资源，则根据保存的时隙状态缓存表中当前记录的FI对帧周期中各个时隙的时隙状态信息进行更新，包括：

第一节点根据保存的时隙状态缓存表中当前记录的所有FI，对帧周期中各个时隙的时隙状态信息进行更新。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，第一节点按照设定的更新周期，根据保存的时隙状态缓存表中当前记录的FI，判断所述第一节点使用的发送时隙是否发生碰撞，包括：

第一节点根据保存的时隙状态缓存表中当前记录的，在上一次更新操作和本次更新操作之间接收的各个FI中包含的第一节点的发送时隙的时隙状态信息，判断所述第一节点使用的发送时隙是否发生碰撞。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，第一节点继续根据保存的时隙状态缓存表中当前记录的FI，对帧周期中各个时隙的时隙状态信息进行更新，包括：

第一节点根据保存的时隙状态缓存表中当前记录的所有FI，对帧周期中各个时隙的时隙状态信息进行更新。

5.如权利要求1－4任一项所述的方法，其特征在于，所述第一节点将采用的更新周期的时长设置为M，M的取值为小于X的任意自然数，X为帧周期中时隙的总数目；其中，M的取值令执行更新操作的时隙不为发送时隙。

6.如权利要求1－4任一项所述的方法，其特征在于，第一节点在根据第一更新结果选择新的发送时隙后，将所述第一更新结果删除，且不采用所述第一更新结果对所述时隙状态缓存表进行更新；以及

第一节点根据第二更新结果选择新的发送时隙后，将所述第二更新结果删除，且不采用所述第二更新结果对所述时隙状态缓存表进行更新。

7.一种时隙资源的选择装置，所述装置应用在移动分时隙ALOHA机制下，其特征在于，包括：

第一处理单元，用于在接收到新的业务数据包时，若确定需要申请新的时隙资源，则根据保存的时隙状态缓存表中当前记录的帧信息FI对帧周期中各个时隙的时隙状态信息进行更新，得到第一更新结果，再根据第一更新结果选择新的发送时隙；和/或，

第二处理单元，用于按照设定的更新周期，根据保存的时隙状态缓存表中当前记录的FI，判断第一节点使用的发送时隙是否发生碰撞，并在确定所述第一节点使用的发送时隙发生碰撞且需要申请新的时隙资源时，继续根据保存的时隙状态缓存表中当前记录的FI，对帧周期中各个时隙的时隙状态信息进行更新，得到第二更新结果，再根据第二更新结果选择新的发送时隙。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，第一处理单元接收到新的业务数据包时，若确定需要申请新的时隙资源，则根据保存的时隙状态缓存表中当前记录的FI对帧周期中各个时隙的时隙状态信息进行更新，包括：

所述第一处理单元根据保存的时隙状态缓存表中当前记录的所有FI，对帧周期中各个时隙的时隙状态信息进行更新。

9.如权利要求7所述的装置，其特征在于，第二处理单元按照设定的更新周期，根据保存的时隙状态缓存表中当前记录的FI，判断所述第一节点使用的发送时隙是否发生碰撞，包括：

所述第二处理单元根据保存的时隙状态缓存表中当前记录的，在上一次更新操作和本次更新操作之间接收的各个FI中包含的第一节点的发送时隙的时隙状态信息，判断所述第一节点使用的发送时隙是否发生碰撞。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，第二处理单元继续根据保存的时隙状态缓存表中当前记录的FI，对帧周期中各个时隙的时隙状态信息进行更新，包括：

所述第二处理单元根据保存的时隙状态缓存表中当前记录的所有FI，对帧周期中各个时隙的时隙状态信息进行更新。

11.如权利要求7－10任一项所述的装置，其特征在于，第二处理单元将采用的更新周期的时长设置为M，M的取值为小于X的任意自然数，X为帧周期中时隙的总数目；其中，M的取值令执行更新操作的时隙不为发送时隙。

12.如权利要求7－10任一项所述的装置，其特征在于，所述第一处理单元在根据第一更新结果选择新的发送时隙后，将所述第一更新结果删除，且不采用所述第一更新结果对所述时隙状态缓存表进行更新；以及

所述第二处理单元根据第二更新结果选择新的发送时隙后，将所述第二更新结果删除，且不采用所述第二更新结果对所述时隙状态缓存表进行更新。