CN105162568B

CN105162568B - 一种全双工无线网络中的节点配对与资源竞争方法

Info

Publication number: CN105162568B
Application number: CN201510339051.1A
Authority: CN
Inventors: 周斌; 俞凯; 卜智勇
Original assignee: Shanghai Institute of Microsystem and Information Technology of CAS
Current assignee: Shanghai Institute of Microsystem and Information Technology of CAS
Priority date: 2015-06-17
Filing date: 2015-06-17
Publication date: 2018-04-03
Anticipated expiration: 2035-06-17
Also published as: CN105162568A

Abstract

本发明涉及一种全双工无线网络中的节点配对与资源竞争方法，通过综合运用流量平衡性评估、上行参数适配、轮询分片传输、反馈间隙检测、竞争配对尝试等技术手段，有效解决了现有全双工网络中的资源竞争与流量匹配、同信道干扰与节点匹配、上行多终端竞争接入等关键问题，在多用户环境下实现了可靠高效的同信道双向传输。

Description

一种全双工无线网络中的节点配对与资源竞争方法

技术领域

本发明涉及信息技术领域中的无线通信网络同时同频全双工双向传输技术，特别是涉及一种全双工无线网络中的节点配对与资源竞争方法。

背景技术

长期以来，无线通信网络中的信息双向传输一直是通过“半双工方式”实现的，即通信节点的信号发射和接收必须占用两个不同的无线信道。根据收发信道的不同配置方法，无线通信网络可相应地分为时分双工(TDD)和频分双工(FDD)两类。TDD系统的收发信道分别位于同一载波的不同时隙，而FDD系统的收发信道则被分离在两段不连续的对称频谱上。尽管传统的半双工双向通信方式，可以有效隔离收发信号间的自干扰，易于工程实现；但是从信息论的角度而言，上述方法并不是最优的，很可能没有充分逼近双向信道(Two-Way Channel)的理论容量上限(Shannon,1961)。此外，由于受到半双工的限制，当前移动通信网络中始终存在着一些难以克服的缺陷。例如：在TDD系统中，上行定时提前与收发状态转换降低了资源利用率，固定的上下行时隙配置必然引入较长的传输时延；对于FDD系统，隔离上下行传输的对称频段需求，随着频谱资源的日益稀缺与宽带无线应用的发展，将愈发难以满足。

全双工无线通信(即同时同频全双工)，是一项综合运用多重干扰抑制方法而实现节点间同时同频双向信息传输的新兴物理层技术。由于该技术有望成倍地提升现有的半双工双向传输效率，近年来备受关注，逐渐成为当前信息领域的研究热点和重要发展方向。为了使无线信号能在相同的时频资源上进行收发，全双工无线通信面临的主要技术难点是“自干扰问题”，即：本地发射信号对本地接收信号所形成的大功率干扰。解决自干扰问题的两种关键技术手段分别为“主动干扰消除”和“被动干扰抑制”。前者通过在接收端重建发射信号副本，对自干扰信号(即接收到的本地发射信号)进行主动消除，方法包括：空域信号处理，射频回波抵消、基带干扰消除等。后者主要采用交叉极化、波束调整、吸收屏蔽等措施对收发天线进行隔离，实现自干扰信号的被动衰减。典型的点对点全双工无线通信系统如图1所示，经过在空间域、射频域和基带域的分阶段多步骤干扰消除和抑制，现有主流全双工试验系统通常可将自干扰信号强度有效衰减70-120dB，从而实现在特定功率范围与通信距离内可靠的点对点同信道双向传输。

全双工无线通信技术，解决了无线信号无法同时同频收发的难题，突破了长期制约通信系统容量提升的瓶颈，预计将实现无线网络吞吐量和频谱效率的成倍提升；同时成本可控、后向兼容性强。目前物理层传输技术经历了半个多世纪的快速发展，已进入了一个平台期或瓶颈期，较难取得新的重大突破；全双工无线通信技术另辟蹊径，转变了通信系统容量的增长方式，很可能会给未来的无线通信网络带来革命性的变化。例如：当蜂窝网节点具备了同时同频全双工能力后，FDD和TDD模式将逐步合二为一；双向中继传输可以得到更高效的应用，有限信道反馈不再是技术瓶颈。鉴于上述诸多优点，全双工无线通信已成为第五代移动通信(5G)的重要候选技术之一。

现阶段，全双工无线通信网络的主要技术缺陷和不足可以归纳为：1)资源竞争与流量匹配问题；2)同信道干扰与节点配对问题；3)上行多终端竞争接入问题。具体如下所述：

首先，资源竞争与流量匹配问题。当前的全双工无线通信，由于受到节点自干扰消除能力的制约，通常只能在“短距离和低功率”的场景下表现出明显的性能增益。因此，各种小规模的无线自组网、无线网状网与无线局域网预计将会成为同时同频全双工技术的主要应用场合。值得注意的是，上述网络环境中的主流媒介访问控制机制是以CSMA、MACA、IEEE802.11DCF为代表的资源竞争型MAC；虽然此类协议可以通过“节点自主竞争”实现多路并发通信对系统资源的共享，但绝大多数是针对TDD半双工通信而设计的，本质上无法有效地支持全双工通信。

原因在于：1)资源竞争行为是由当前网络中有数据发送需求的节点“单方面”自主触发的，即：发送节点在开始竞争资源的时刻并不知道自己是否同时将有数据要接收。因此，在不增加额外控制信道(用来交互各节点的实时通信需求)的情况下，网络中任何一个节点都无法预判自己是否可以进行全双工通信，从而很难通过现有MAC机制为全双工通信竞争资源。2)在星状拓扑的网络(如WLAN)中，下行通信流量通常会远大于上行通信流量。当网络中的终端节点都没有数据包需要发送时，即使中心控制节点具备自干扰消除能力，也无法形成高效的全双工通信。换言之，上下行流量的不平衡性会显著地降低全双工通信的成功建立概率。因此，从提高网络频谱效率的角度而言，需要尽可能多地使每一次上行传输都能复用下行传输的资源，提高全双工通信的成功建立概率。现有的竞争类MAC协议显然无法提供合适的机制满足上述需求。

其次，同信道干扰与节点配对问题。在星状拓扑的非对等全双工网络中，具有自干扰消除能力的中心控制节点，可以在相同的频率资源(或信道)上同时与两个半双工终端节点(一收一发)进行单向通信。此时，全双工通信的双向和速率(sum-rate)很大程度上取决于两个终端节点之间的同信道干扰强度。

全双工网络中的最优化节点配对问题，是指如何在无线网络中选出一对具有较弱同信道干扰的发送终端节点和接收终端节点，使它们与中心控制节点所形成的全双工通信具有最大的双向和速率。解决上述问题，不仅需要测量各对可能的收发终端节点之间的无线信道状况，评估相应的同信道干扰强度，还必须确保在节点配对过程中不会产生过多的信令开销。

节点配对问题是在全双工无线网络环境下出现的新课题，无法通过任何现有的算法和协议来解决。主要困难来自于两个方面：1)在理想情况下，与中心控制节点一起建立全双工通信的两个终端节点应该是互相隐藏(hidden)的，彼此之间无法直接交互信息。因此，如果采用分布式的节点自主配对方式，当发送终端节点进行资源竞争和上行传输时，接收终端节点通常很难及时地获得相关信息，从而无法实施有效的信道测量和干扰评估。2)如果采用基于中心控制节点调度的集中式节点配对方式，则需要在全双工通信建立之前，对网络中可能的节点配对组合分别进行信道测量，并通过上行信道反馈相应的干扰评估结果；此时，反馈信息量会随着网络中节点数的增加而指数增长，信令开销过大，难以支持网络拓扑快速变化的应用场景。

最后，上行多终端竞争接入问题。在资源竞争型半双工无线网络中，如果存在多个终端节点同时需要向中心控制节点发送数据包，终端节点通常会采用Listen-Before-Talk的机制实现上行多址接入，即：多个终端节点首先监听当前信道是否空闲，然后再以某种特定的方式进行协商或退避，从而达到尽量避免发生数据包碰撞的目的。

然而在全双工无线网络中，虽然上行传输和下行传输可以被复用在相同的信道(即时频资源)上；但是当中心控制节点正在连续发送下行数据包时，其所占据的信道将会始终处于忙碌状态，多个终端节点无法通过现有的任何Listen-Before-Talk机制实现在该信道上的上行竞争接入。原因在于：任何终端节点的上行传输信号或传输请求信令都会被“淹没”在中心控制节点发送的下行传输信号中，无法被其他的终端节点所识别，从而无法实现多个终端节点间的信道竞争接入和随机退避。

鉴于上述问题均无法通过现有的MAC协议而解决，有必要设计一套适用于全双工无线网络的节点配对和资源竞争方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种全双工无线网络中的节点配对与资源竞争方法，能够在多用户环境下实现了可靠高效的同信道双向传输。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种全双工无线网络中的节点配对与资源竞争方法，工作场景为非对等全双工无线网络，包括以下步骤：

(1)工作在半双工通信模式下的中心控制节点对上下行流量的平衡性进行评估，根据评估结果，判断是否需要启动全双工通信模式，从而进入下一步；

(2)中心控制节点通过下行信令，通知网络中的所有终端节点立即调整上行传输参数，以形成有利于全双工通信的网络拓扑；

(3)中心控制节点开始以轮询分片传输的方式向网络中各个需要接收下行数据的终端节点依次发送或重传数据分片；终端节点在接收到每个数据分片后，根据译码成功与否，向中心控制节点反馈相应的下行确认信号；

(4)网络中需要上行传输的各个终端节点开始对信道进行监听，检测在当前用户周期内是否存在反馈间隙；如果存在，则该终端节点属于当前用户周期的候选节点集，允许在当前用户周期内执行竞争配对尝试；如果不存在，饥饿终端在当前用户周期内发送全双工退出请求信息，非饥饿终端则等待至当前用户周期结束，如果存在下一个用户周期，非饥饿终端重复步骤(4)；

(5)属于候选节点集的终端节点在完成反馈间隙检测后立即开始竞争配对尝试流程，配对成功的终端节点，允许在当前用户周期后续时段进行上行传输；对于配对失败的终端节点，其中的饥饿终端在当前用户周期内发送全双工退出请求，非饥饿终端则等待至当前用户周期结束，如果存在下一个用户周期，非饥饿终端重复步骤(4)；

(6)竞争配对尝试流程结束后，中心控制节点、配对成功的终端节点与当前用户周期中接收下行数据的终端节点，开始非对等全双工双向传输，直至当前用户周期结束；其中，非对等全双工双向传输是指：中心控制节点使用同一个无线信道或频率同时向下行节点发送数据分片并且接收来自上行节点的数据分片；下行节点与中心控制节点使用同一个无线信道或频率同时发送下行确认信号与上行确认信号。

有益效果

由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本发明通过综合运用流量平衡性评估、上行参数适配、轮询分片传输、反馈间隙检测、竞争配对尝试等技术手段，有效解决了现有全双工网络中的资源竞争与流量匹配、同信道干扰与节点匹配、上行多终端竞争接入等关键问题，在多用户环境下实现了可靠高效的同信道双向传输。

附图说明

图1是现有技术中点对点全双工无线通信原理示意图；

图2是本发明中非对等全双工无线网络示意图；

图3是本发明的流程图

图4是用户周期、退出请求与轮询分片传输机制示意图；

图5是终端A与终端B相互隐藏示意图；

图6是终端A与终端B相互暴露示意图；

图7是终端A与终端C同时同频上下行传输示意图；

图8是“竞争配对尝试”与“竞争交互”流程示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

本发明的实施方式涉及一种全双工无线网络中的节点配对与资源竞争方法，工作场景为非对等全双工无线网络，如图2所示，所谓非对等全双工无线网络，特指由一个全双工中心控制节点(或接入点)和多个半双工终端节点所组成的多用户通信系统；它是全双工蜂窝小区、全双工局域网、全双工自组网等诸多星状拓扑无线网络的抽象模型。基本假设如下：1)全双工中心控制节点(如：蜂窝基站、无线接入点、网络簇头等)具备自干扰消除能力，可以在相同的频率上同时进行无线信号的发送和接收(即：工作在全双工模式下)；2)半双工终端节点不具备(或不使用)自干扰消除能力，在同一时间和频率上只能进行无线信号的发送或者接收；3)中心控制节点，可以根据网络运行状况而自适应选择其双工模式(全双工模式或半双工模式)；4)非对等全双工无线网络具有星状拓扑结构，中心控制节点能与所有终端节点直接通信，而终端节点之间则可能相互隐藏(即无法直接通信)。如图3所示，具体包括以下步骤：

第1步(流量平衡性评估)：工作在半双工通信模式下的中心控制节点，周期性地统计当前网络的上下行流量，并对上下行流量的平衡性进行评估。根据评估结果，中心控制节点判断是否需要启动全双工通信模式。如果需要，进入第2步；否则，继续停留在第1步。

上述“流量平衡性评估和双工模式选择“的具体方法可以是：当网络下行流量统计值与上行流量统计值的差值超过预设门限，启动全双工通信模式；否则，保持半双工通信模式。

第2步(上行参数适配)：中心控制节点通过下行信令，通知网络中的所有终端节点立即调整上行传输参数，以形成有利于全双工通信的网络拓扑。

上述的“调整上行传输参数”的具体方法可以是：降低终端节点发射功率或者调节终端节点波束方向，在确保终端节点能与中心控制节点直接通信的前提下，尽可能多的形成“相互隐藏”(即：无法直接通信)的终端节点对。

第3步(轮询分片传输)：中心控制节点开始以“轮询分片传输”的方式，向网络中各个需要接收下行数据的终端节点依次发送(或重传)数据分片；终端节点在接收到每个数据分片后，根据译码成功与否，向中心控制节点反馈相应的下行确认信号(ACK/NACK信号)。

上述“轮询分片传输”的具体方法可以是：如图4所示，当中心控制节点切换至全双工通信模式后，整个数据传输时段被划分为多个连续的“用户周期”。中心控制节点基于轮询策略在每个用户周期内选择一个终端节点进行下行传输。上述轮询策略，可以是简单的轮询方法，也可以是基于优先级的轮询方法。在各个用户周期内的下行传输，采用分片传输和确认的机制，即：中心控制节点将待传输的MAC帧切分为一连串较小的数据分片后按顺序发送；每个分片被单独编号和确认(ACK或NACK)，具有独立的数据校验。此外，为确保上行资源竞争的公平性，每个用户周期内可以预留一段特定时隙，供“有上行传输需求但长期配对不成功”的终端节点发送“全双工退出请求”信息。

第4步(反馈间隔检测)：当中心控制节点切换至全双工通信模式并开始“轮询分片”下行传输后，网络中需要上行传输的各个终端节点开始对信道进行监听，检测在当前用户周期内是否存在“反馈间隙”。如果存在，则该终端节点属于当前用户周期的“候选节点集”，允许在当前用户周期内执行“竞争配对尝试”；如果不存在，“饥饿终端”在当前用户周期内发送“全双工退出请求”信息，而“非饥饿终端”则等待至当前用户周期结束，如果存在下一个用户周期，非饥饿终端重复第4步。

上述“饥饿终端”是指网络中有上行传输需求但长期无法实现上行传输的终端节点。上述的“非饥饿终端”是指网络中有上行传输需求但不是“饥饿终端”的终端节点。

上述“反馈间隙”是指：终端节点在信道监听过程中，由于只能检测到周期性的下行数据分片信号而无法检测到相应的确认信号(或者下行数据分片信号能量较强而相应的确认信号能量非常微弱)，导致信道监听结果中出现的明显“功率凹陷窗口”，如图5-图7所示。

上述“反馈间隙是否存在”的判决方法可以是：当终端节点i检测出的下行数据分片功率P_i与确认信号功率p_i的差值大于预设门限δ(即：P_i-p_i>δ)，则该终端节点判定“存在反馈间隙”；否则，该终端节点判定“不存在反馈间隙”。

第5步(竞争配对尝试)：属于“候选节点集”的终端节点，在完成“反馈间隙”检测后立即开始“竞争配对尝试”流程。配对成功的终端节点，允许在当前用户周期后续时段进行上行传输；对于配对失败的终端节点，其中的“饥饿终端”可以在当前用户周期内发送“全双工退出请求”，而其中的“非饥饿终端”则等待至当前用户周期结束，如果存在下一个用户周期，非饥饿终端重复第4步。

上述“竞争配对尝试”流程可以包括连续多次的“上行请求”与“请求应答”信令交互过程(简称为“竞争交互”)。每一次的“竞争交互”分为三个步骤：1)“候选节点集”内的终端节点在“上行请求窗口”中自主选择一个时隙发送“上行请求”；2)中心控制节点在完成对“上行请求窗口”中所有时隙的检测后，计算出“优胜候选节点”，并向终端节点广播“请求应答”；3)各终端节点根据“请求应答”重新判断自己是否属于“候选节点集”。

上述“竞争配对尝试”流程最多包括k次“竞争交互”。一旦在某一次“竞争交互”中出现了配对成功的终端节点，则“竞争配对尝试”流程立即结束。

上述“上行请求窗口”的起始位置与持续时长与“反馈间隙”检测后的第一个下行数据分片相同。每一个“上行请求窗口”都被划分为固定个数(记作：N_max)的连续时隙，时隙长度大于等于“上行请求”持续时间，如图8所示。

上述“请求应答”的起始位置与持续时长与“上行请求窗口”后的第一个下行确认信号相同。每个“请求应答”需至少包含“预约碰撞”信息与“中标时隙”信息两个部分。其中：“中标时隙”信息指示“优胜候选节点”在本次“竞争交互”中发送“上行请求”的时隙；“预约碰撞”信息指示在上述“中标时隙”是否存在多个终端同时发送“上行请求”，即本次“竞争交互”中是否存在多个“优胜候选节点”。

上述终端节点自主选择“上行请求”发送时隙的算法可以是：终端节点i在第k次“竞争交互”中发送“上行请求”的起始时间由式(1)计算所得。

其中：t₀(k)为第k次“竞争交互”起始时间；T_slot为“上行请求窗口”时隙长度；p_i为终端节点i在“反馈间隙”内检测出的下行确认信号功率；f(·)为功率时隙映射函数，可以根据部署环境设置成路径损耗模型的反函数，以通用路径损耗模型P_r＝P_tK(d₀/d)^γ为例，则

P_ref(k)为第k次“竞争交互”的接收功率参考值，可根据式(3)计算所得。

上述终端节点自主选择“上行请求”发送时隙的算法也可以是：终端节点在“上行请求窗口”中随机选择一个时隙发送“上行请求”。

上述中心控制节点选择“优胜候选节点”的算法可以是：假设中心控制节点对“上行请求窗口”中所有时隙逐一检测后，可判断出如下信息：1)任意一个时隙上是否有终端节点发送“上行请求”；2)任意一个时隙上是否有超过一个的终端节点发送“上行请求”；3)在任意一个时隙上，如果只有一个终端节点发送“上行请求”，终端控制节点可以识别出该节点的序号。基于上述假设，第k次“竞争交互”的“优胜候选节点”是在起始时间为t_opt(k)的时隙(即：中标时隙)上发送“上行请求”的终端节点，其中：

如果直至第k次“竞争交互”，由式(4)计算出的“中标时隙”上仍然存在多个终端节点同时发送“上行请求”，则中心控制节点在当前的“候选节点集”中随机指定一个终端节点作为配对成功终端节点。

上述终端节点根据“请求应答”重新判断自己是否属于“候选节点集”的算法可以是：如果终端节点不是本次“竞争交互”的“优胜获选节点”，则在下一次“竞争交互”中该节点不再属于“候选节点集”。

第6步(全双工双向传输)：“竞争配对尝试”流程结束后，中心控制节点、配对成功的终端节点(简称为“上行节点”)与当前用户周期中接收下行数据的终端节点(简称为“下行节点”)，开始“非对等全双工”双向传输，直至当前用户周期结束。

上述“非对等全双工”双向传输是指：1)中心控制节点使用同一个无线信道(或频率)同时向下行节点发送数据分片并且接收来自上行节点的数据分片，如图2所示。2)下行节点与中心控制节点使用同一个无线信道(或频率)同时发送下行确认信号与上行确认信号，如图8所示。

不难发现，本发明通过综合运用流量平衡性评估、上行参数适配、轮询分片传输、反馈间隙检测、竞争配对尝试等技术手段，本发明有效解决了现有全双工网络中的资源竞争与流量匹配、同信道干扰与节点匹配、上行多终端竞争接入等关键问题，在多用户环境下实现了可靠高效的同信道双向传输。

Claims

1.一种全双工无线网络中的节点配对与资源竞争方法，其特征在于，工作场景为非对等全双工无线网络，包括以下步骤：

(1)工作在半双工通信模式下的中心控制节点对上下行流量的平衡性进行评估，根据评估结果，判断是否需要启动全双工通信模式，从而进入下一步；其中，当网络下行流量统计值与上行流量统计值的差值超过预设门限时，启动全双工通信模式；否则，保持半双工通信模式；

(2)中心控制节点通过下行信令，通知网络中的所有终端节点立即调整上行传输参数，以形成有利于全双工通信的网络拓扑；其中，调整上行传输参数的方法为：降低终端节点发射功率或者调节终端节点波束方向，在确保终端节点能与中心控制节点直接通信的前提下，尽可能多的形成相互隐藏的终端节点对；

(5)属于候选节点集的终端节点在完成反馈间隙检测后立即开始竞争配对尝试流程，配对成功的终端节点，允许在当前用户周期后续时段进行上行传输；对于配对失败的终端节点，其中的饥饿终端在当前用户周期内发送全双工退出请求，非饥饿终端则等待至当前用户周期结束，如果存在下一个用户周期，非饥饿终端返回步骤(4)；

2.根据权利要求1所述的全双工无线网络中的节点配对与资源竞争方法，其特征在于，所述步骤(3)中轮询分片传输的方法为：当中心控制节点切换至全双工通信模式后，整个数据传输时段被划分为多个连续的用户周期；中心控制节点基于轮询策略在每个用户周期内选择一个终端节点进行下行传输；所述轮询策略为简单的轮询方法，或是基于优先级的轮询方法；在各个用户周期内的下行传输，采用分片传输和确认的机制，即中心控制节点将待传输的MAC帧切分为一连串较小的数据分片后按顺序发送；每个分片被单独编号和确认；每个用户周期内预留一段特定时隙，供有上行传输需求但长期配对不成功的终端节点发送全双工退出请求信息。

3.根据权利要求1所述的全双工无线网络中的节点配对与资源竞争方法，其特征在于，所述步骤(4)中的饥饿终端是指网络中有上行传输需求但长期无法实现上行传输的终端节点；所述非饥饿终端是指网络中有上行传输需求但不是饥饿终端的终端节点。

4.根据权利要求1所述的全双工无线网络中的节点配对与资源竞争方法，其特征在于，所述步骤(4)中反馈间隙是指：终端节点在信道监听过程中，由于只能检测到周期性的下行数据分片信号而无法检测到相应的确认信号，或者下行数据分片信号能量较强而相应的确认信号能量非常微弱，导致信道监听结果中出现的明显功率凹陷窗口；所述反馈间隙是否存在的判决方法为：当终端节点检测出的下行数据分片功率与确认信号功率的差值大于预设门限时，则该终端节点判定存在反馈间隙；否则，该终端节点判定不存在反馈间隙。

5.根据权利要求1所述的全双工无线网络中的节点配对与资源竞争方法，其特征在于，所述竞争配对尝试流程包括连续多次的上行请求与请求应答信令交互过程；每一次的上行请求与请求应答信令交互过程分为三个步骤：a)候选节点集内的终端节点在上行请求窗口中自主选择一个时隙发送上行请求；b)中心控制节点在完成对上行请求窗口中所有时隙的检测后，计算出优胜候选节点，并向终端节点广播请求应答；c)各终端节点根据请求应答重新判断自己是否属于候选节点集；所述上行请求窗口的起始位置与持续时长与反馈间隙检测后的第一个下行数据分片相同；每一个上行请求窗口都被划分为固定个数的连续时隙，时隙长度大于或等于上行请求持续时间；所述请求应答的起始位置与持续时长和上行请求窗口后的第一个下行确认信号相同；每个请求应答需至少包含预约碰撞信息与中标时隙信息两个部分；其中：中标时隙信息指示优胜候选节点在本次竞争交互中发送上行请求的时隙；预约碰撞信息指示在上述中标时隙是否存在多个终端同时发送上行请求，即本次竞争交互中是否存在多个优胜候选节点。

6.根据权利要求5所述的全双工无线网络中的节点配对与资源竞争方法，其特征在于，所述终端节点自主选择上行请求发送时隙的算法为：终端节点i在第k次竞争交互中发送上行请求的起始时间其中，t₀(k)为第k次竞争交互起始时间；T_slot为上行请求窗口时隙长度；p_i为终端节点i在反馈间隙内检测出的下行确认信号功率；f(·)为功率时隙映射函数；N_max为上行请求窗口被划分的连续时隙的个数；P_ref(k)为第k次竞争交互的接收功率参考值；或终端节点在上行请求窗口中随机选择一个时隙发送上行请求。

7.根据权利要求5所述的全双工无线网络中的节点配对与资源竞争方法，其特征在于，所述中心控制节点选择优胜候选节点的算法为：假设中心控制节点对上行请求窗口中所有时隙逐一检测后，判断出如下信息：A)任意一个时隙上是否有终端节点发送上行请求；B)任意一个时隙上是否有超过一个的终端节点发送上行请求；C)在任意一个时隙上，如果只有一个终端节点发送上行请求，且终端控制节点能够识别出该节点的序号；第k次竞争交互的优胜候选节点是在起始时间为t_opt(k)的时隙上发送上行请求的终端节点；其中，t_opt(k)＝m_iin t_i(k)；如果直至第k次竞争交互，t_opt(k)的时隙上仍然存在多个终端节点同时发送上行请求，则中心控制节点在当前的候选节点集中随机指定一个终端节点作为配对成功终端节点。

8.根据权利要求5所述的全双工无线网络中的节点配对与资源竞争方法，其特征在于，所述终端节点根据请求应答重新判断自己是否属于候选节点集的方法为：如果终端节点不是本次竞争交互的优胜获选节点，则在下一次竞争交互中该节点不再属于候选节点集。