CN110113820A

CN110113820A - 多轮排序和请求拆分的太赫兹无线个域网时隙分配方法

Info

Publication number: CN110113820A
Application number: CN201910290051.5A
Authority: CN
Inventors: 任智; 徐兆坤; 李栋; 李其超; 康健; 姚玉坤
Original assignee: Chongqing University of Post and Telecommunications
Current assignee: Chongqing University of Post and Telecommunications
Priority date: 2019-04-11
Filing date: 2019-04-11
Publication date: 2019-08-09
Anticipated expiration: 2039-04-11
Also published as: CN110113820B

Abstract

本发明提出一种多轮排序和请求拆分的太赫兹无线个域网时隙分配方法，它在PNC节点上运行，运行时间位于超帧的CTAP时段，在CTAP时段开始时运行；具体操作分为“常规时隙分配”和“空闲时隙分配”两个阶段；常规时隙分配阶段的主要操作是使用现有常规方法为DEV节点分配时隙；空闲时隙分配阶段的主要操作是寻找可用的空闲时隙并分配给DEV节点。通过将多轮排序比选、随机指定未申请时隙节点和有条件拆分时隙请求的新思路整合到一起加以运用，本发明所述新方法能够从整体上使CTA承载更多的数据流，从而更加充分地利用CTA的时隙资源，达到提升时隙利用率、提高网络吞吐量和降低数据分组平均时延的效果。

Description

多轮排序和请求拆分的太赫兹无线个域网时隙分配方法

技术领域

本发明属于使用太赫兹无线个域网(Terahertz Wireless Personal AreaNetworks,THz-WPANs)并行传输技术的领域，特别是在网络的MAC(Medium AccessControl,媒介接入控制)层采用了“TDMA(Time Division Multiple Access,时分多址接入)+CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance,载波侦听多址接入/冲突避免)”混合接入方式以及并行传输技术的太赫兹无线个域网。

背景技术

太赫兹(TeraHertz,THz)波是一种频率位于0.1THz～10THz而波长位于毫米波和红外光波之间的电磁波，与毫米波通信所采用的60GHz频段相比，太赫兹频段拥有更高的可用带宽且尚未得到开发，具有极大的研究和应用潜力，因此太赫兹通信技术正成为人们所研究的热点技术之一。太赫兹频段存在超高可用带宽，可以提供10Gbps及以上的数据传输速率，满足新型业务的需求。但在实际通信中，太赫兹波存在严重的大气衰减(尤其是水汽吸收)，会影响它的传播距离。因此，太赫兹通信目前更多地被考虑用于室内短距离无线通信，其中一种典型的组网应用形式是无线个域网。

太赫兹无线个域网(网络结构参见说明书附图1)是一种利用太赫兹频段传输数据且数据速率可以达到10Gbps及以上的新型自组织网络。该网络是一种由一个微网协调器(Piconet Coordinator,PNC)和多个普通节点(Device,DEV)构成的集中式网络，其中，PNC通过周期性广播Beacon消息实现全网的时钟同步以及信道接入控制，网络中的任意两个节点均可以直接进行双向数据传输。与传统的无线个域网不同，太赫兹无线个域网可以提供超高的数据传输速率，从而为如今不断出现的新型业务提供实时保障。作为一种无线自组织网络，其应用场景比较广泛，如家用的各种智能家居可以构建为高速通信网络；会议现场的PAD、手机以及笔记本电脑等终端设备组网形成高速个域网。太赫兹无线个域网是一种能够自我组织、自我管理的大带宽无线网络，作为未来近距离超高速无线通信的一种重要应用形式，具有重要的研究和应用价值。

为了避免高传播衰减和路径损耗，提高无线个域网的覆盖范围，波束赋形技术得到广泛的应用，这同样适用于太赫兹无线个域网。通过波束赋形，网络中业务的源目的节点可以实现数据的定向发送和接收，从而可以增大传输距离并且减小数据间的相互干扰，这给数据的并行传输带来巨大潜力。并行传输技术本质上是一种空分复用，它的目标是实现尽可能多相互无干扰的数据流在相同的时隙传输，与传统的时隙分配算法相比，它可以显著提高信道空间复用度、信道时隙利用率以及网络的吞吐量。

现有的并行传输技术应用场景主要是基于IEEE 802.15.3c标准(参见文献[1]:IEEE Standard802.15.3c-2009-Part15.3:Wireless Medium Access Control(MAC)andPhysical Layer(PHY)Specifications for High Rate Wireless Personal AreaNetworks(WPANs)Amendment2:Millimeter-wave-based Alternative Physical LayerExtension[S].IEEE Computer Society,2009:3-57.)的毫米波无线个域网，IEEE802.15.3c将网络称为微微网，网络时间资源被划分为一个个定向超帧(参见说明书附图2)，每个超帧由下面三个时段组成：1)信标(Beacon)；2)竞争接入(Contention AccessPeriod，CAP)；3)信道时间分配(Channel Time Allocation Period,CTAP)。在Beacon时段，PNC首先向各个方向广播携带网络基本信息的Beacon帧，微网中的节点循环旋转接收Beacon帧。未入网的节点会在对应的Association S-CAP时段进行关联入网操作，加入该微微网(Piconet)。已入网且有数据需要发送的节点会在Regular S-CAP时段向PNC请求时隙，Regular CAP可以用于节点间数据帧传输，CAP各时期均采用CSMA/CA接入方式。CTAP由多个CTAs(Channel Time Allocations)组成，CTAs主要用于网络中节点之间发送同步/异步数据流、命令帧等信息，采用TDMA的接入方式，提供具有Qos保证的数据传输服务。目前不少太赫兹无线个域网的并行MAC协议在原理设计方面借鉴和参考了IEEE802.15.3c标准。

An X,Hekmat R等人首先提出了邻居信息的定向传输调度算法——DTS(Directional Transmission Scheduling,参见文献[2]:An X,Hekmat R.DirectionalMAC protocol for millimeter wave based wireless personal area networks[C]//Vehicular Technology Conference,2008.VTC Spring 2008,IEEE.IEEE,2008:1636-1640.)。该算法可以分为链路共存检验、新CTAs调度、时隙分配通知以及接入表更新四个步骤。每个节点会维护一个邻居信息表，其中记录邻居节点的ID以及方向信息。当节点需要发送数据时，它会给PNC发送携带着自身邻居信息的传输请求，PNC根据收到的传输请求与邻居信息完成时隙的分配。为了避免同一CTA中链路之间的相互干扰，位于潜在发送端相邻扇区的节点禁止同时发送数据。虽然DTS算法实现了多链路同时传输数据，但是它并没有考虑坐标轴对齐的问题，然而坐标轴存在的误差会显著降低节点相对位置信息的准确性，这会导致调度效率变差。

为了避免上述缺陷，Hsu M P等人提出了一种位置信息感知的网内调度算法——LIPS(A Location-Aware Intra-Piconet Scheduling Algorithm,参见文献[3]:Hsu M P,Chao H L.Scheduling with reusability improvement for millimeter wave basedwireless personal area networks[C]//Communications(ICC),2010 IEEEInternational Conference on.IEEE,2010:1-5.)。LIPS将轴对齐和定位融入到时隙分配机制。在坐标轴对齐过程中，DEV通过关联请求帧的发送以及关联应答的正确接收来实现其坐标轴与PNC的对齐，当DEV没有收到关联应答时会将坐标轴沿逆时针方向旋转一个扇区的角度，然后重发关联请求，每次如此直到收到关联应答，此时则认为坐标轴已经对齐。当节点在CAP时段完成关联入网时，PNC会将下一个超帧的第一个CTA指定为LD-CTA(LocationDetermination CTA)，在该时隙中所有的节点会广播各自的Hello消息，从而新节点可以获得邻居的坐标信息并且计算自己的坐标报告给PNC。在PNC收到时隙请求后，它会根据节点的位置信息检验数据流的共存关系，并且按照FIFO(first-in first-out)的顺序给相互无干扰的源目的节点对分配同一CTA。LIPS算法实现了轴对齐、定位以及时隙分配的联合设计，基于收集的拓扑信息显著提高了信道的空间复用度，但是在时隙分配过程中它并没有考虑数据流之间的时隙请求量的关系，这影响了网络的时隙利用率以及吞吐量等性能的提升。

Chao H L等人提出了一种适用于毫米波无线个域网的CTAP最小化调度算法(参见文献[4]:Chao H L,Hsu M P,CTAP-Minimized Scheduling Algorithm for Millimeter-Wave-Based Wireless Personal Area Networks[J].IEEE Transact-ions on VehicularTechnology,2011,60(8):3840-3852.)。该协议的时隙分配过程由下面三个阶段组成：1)调度顺序的构建；2)干扰关系的构建；3)时隙分配。在阶段一，PNC会根据时隙请求量对数据流排序，请求量大的排在前面，小的则排在后面。在阶段二，PNC利用收集到的DEV坐标信息检验数据流之间的干扰关系，由此判断多条数据流能否在同一个CTA中并行传输。在阶段三，PNC会根据排序结果以及干扰关系按序给数据流分配CTA。通过深入研究，我们发现协议存在如下两个不足：1)在相同CTA的分配过程中没有考虑数据流发生碰撞的情况；2)如果在CTAP剩余长度不足的情况下沿用时隙请求量大的先分配CTA的机制，这会影响时隙利用率与空间复用度性能。

Cheng M X提出了一种基于IEEE 802.15.3c网络模型的自适应数据速率并行传输调度算法(参见文献[5]:Cheng M X,Ye Q,Cai L.Concurrent transmission schedulingfor WPANs with adaptive data rate[C]//Global Communications Conference.IEEE,2015:4814-4819.)。在该算法中节点可以根据信干噪比(SINR)调整调制编码方案，从而实现数据速率的自适应。控制时隙分配的节点通过计算新增数据流后总数据速率的变化情况判断是否将此流调度在当前时隙，如果总速率变大，则同意；否则，拒绝。算法虽然实现了多数据流的并行传输，提高了网络吞吐量，但是其需要维护一个较大的数据库来保存干扰信息，并且它并没有具体的定位方案来确定节点的位置信息，而该信息是计算SINR值的关键参数。

Sebastian Priebe详细分析了太赫兹通信的各种用途模型(参见文献[6]:Sebastian Priebe.MAC Layer Concepts for THz Communications[EB/OL].https://mentor.ieee.org/802.15/dcn/13/15-13-0119-00-0thz-mac-layer-co ncepts-for-thz-communications.pdf,March 2013.)，指出太赫兹通信的MAC层设计应该与其用途模型相结合，并建议太赫兹无线个域网接入方法应以IEEE 802.15.3c或IEEE 802.11ad标准定义的接入方法为基准，结合现有的数据帧聚合、波束赋形以及并行传输等技术，对其进行修改形成与实际应用符合的太赫兹无线个域网接入方法。文中比较重要的一点是表明：IEEE802.15.3c标准在通信过程中的控制开销少于IEEE 802.11ad定义的接入方法。

从以上的研究背景和现状可知，人们对基于IEEE 802.15.3c的毫米波无线个域网以及太赫兹无线个域网并行传输接入方法已经开展了一些研究，在坐标轴对齐、节点位置信息的确定以及时隙分配等方面取得了一定进展。但通过更加深入的研究发现，现有太赫兹无线个域网并行传输时隙分配算法仍然存在时隙利用不足的问题，这在一定程度上限制了网络吞吐量，增加了节点间的数据时延。而与传统的无线个域网络相比，太赫兹无线个域网络应用场景具有更大的业务量，这对网络吞吐量性能提出了更高的要求，因此，有必要提出新的适用于太赫兹无线个域网并行传输的时隙分配方法对该问题加以解决。

发明内容

针对现有并行传输时隙分配方法存在的“PNC将多条数据流调度在同一CTA并行传输时未从整体上反复持续地考虑数据流并发情况下时隙利用率的最大化，导致时隙利用不足”的问题，本发明提出一种新的多轮排序和请求拆分的太赫兹无线个域网时隙分配方法，该方法具有对可分配时隙进行多轮排序、时隙请求拆分、多阶段操作等特点，尽可能地将可用时隙分配给节点，从而能够提高时隙利用率、增加网络吞吐量，并且有利于降低数据时延。

(一)本发明提出的新方法的基本思路

根据现有的并行传输时隙分配机制，PNC在CAP时段收到所有DEV的时隙请求帧后，按照时隙请求量由高到低的顺序依次给数据流分配时隙，并且将相互不会发生干扰的数据流调度在同一CTA并行传输，即占用相同CTA的数据流必须满足任意之间都不会干扰的条件，这在一定程度上限制了该CTA的利用率。

为了解决上述问题，本发明提出了一种多轮排序和请求拆分的太赫兹无线个域网时隙分配方法，它的基本思路如下：

(1)将时隙分配过程分为常规时隙分配和空闲时隙分配两个阶段。

(2)在常规时隙分配阶段，PNC首先给时隙请求量最大的数据流分配CTA且长度为该数据流的时隙请求量，然后按照时隙请求量由高到低的顺序依次将与当前CTA已有数据流(即：被分配了当前CTA时隙的数据流)都不会产生干扰的数据流调度(即：分配时隙)在该CTA。

(3)在空闲时隙分配阶段，PNC对当前并行CTA空闲时隙分配采用多个轮次的操作。在本发明所述方法中，空闲时隙是指与已分配时隙的数据流不冲突的、起始位置不是CTA时隙起始位置的时隙。

(4)在每一轮的操作中，PNC首先对未获得时隙的数据流按时隙请求量从大到小排序；接着依从大到小的顺序挨个判断未分配时隙数据流能够获得的空闲时隙(即：与当前已分配数据流都不冲突的、起始位置不是CTA时隙起始位置的时隙)；计算出未分配时隙的数据流的空闲时隙的长度(如果空闲时隙长度小于传送一个最长数据帧所需时隙长度，则空闲时隙长度等于0；在空闲时隙长度大于传送一个最长数据帧所需时隙长度的情况下，如果空闲时隙长度大于未分配时隙数据流请求时隙的长度，那么将空闲时隙的长度设为请求时隙的长度；如果空闲时隙长度小于未分配时隙数据流请求时隙的长度，那么空闲时隙长度保持不变)；接下来，比较出最长的空闲时隙；最后，将最长的空闲时隙分配给其对应的数据流，并更新时隙分配结果。

(5)在新的一轮操作中，如果还有数据流的时隙请求未满足，则按照上面第(4)步的方法去继续寻找最大空闲时隙和分配时隙；如果最大空闲时隙为0或者数据流的时隙请求都得到了满足，则随机指定一个未申请时隙的节点，由该节点根据需要和条件自主决定是否在当前CTA发送数据：如果有数据流待发送，则判断自己的数据流与对应CTA中已有数据流是否冲突，如果不冲突则发送，冲突则不发送。

(二)本发明提出的新方法的主要操作

本发明提出的“多轮排序和请求拆分的太赫兹无线个域网时隙分配方法”在PNC上运行，主要操作分为两个阶段：常规时隙分配阶段和空闲时隙分配阶段。PNC运行时先进入常规时隙分配阶段，该阶段结束后进入空闲时隙分配阶段。

1.常规时隙分配阶段主要操作如下：

假设当前网络中有n条数据流还未分配时隙，分别为f₁,f₂,f₃,...,f_n，其中t_i表示f_i的信道时间请求。

(1)初始化集合R、S和N为空集；转第(2)步。

(2)根据时隙请求量由高到低的顺序对未分配时隙数据流排序，若排序结果为则PNC用集合R存放排序结果，则表示未考察、待分配时隙的数据流索引的集合；然后转第(3)步。

(3)根据源目的节点的位置信息建立集合R中数据流之间的干扰关系表Table，Table记录任意两条数据流同时传输是否会发生干扰，其中“1”表示会发生干扰，“0”表示无干扰；转第(4)步。

(4)PNC分配一个新的CTA(称为当前CTA)给R中时隙请求量最大的数据流CTA的长度设置为并且将从集合R移除，加入到集合S，即此时转第(5)步。

(5)在R中搜索是否还有数据流；如果有，则转第(6)步；如果没有，则本阶段(常规时隙分配阶段)操作结束。

(6)找出R中时隙请求量最大的数据流，用符号f表示；判断f是否与S中所有数据流都互不干扰？若是，则将f从R移除并加入集合S，转第(5)步；若否，则将f从R移除并按从大到小的顺序加到集合N的末尾，然后转第(5)步。

2.空闲时隙分配阶段主要操作如下：

(1)初始化集合M、T，转第(2)步。

(2)判断集合N中是否还有数据流；如果没有，转第(8)步；如果有，则在集合N中根据时隙请求量由高到低的顺序对未分配时隙的数据流排序，如果之前已做排序则不做操作，转第(3)步。

(3)判断集合N中是否有在本轮中未考察的数据流，若有，则转第(4)步；若没有，则转第(6)步。

(4)选取N中时隙请求量最大的、未考察的数据流，用符号m表示，然后计算出m的空闲时隙的长度，用符号l_m来表示；如果找不到空闲时隙，则令l_m＝0，转第(3)步；否则(即有空闲时隙)，判断l_m的长度是否小于传送一个最长数据帧所需时隙长度？若是，令l_m＝0，转第(3)步；否则，转第(5)步。

(5)判断l_m的长度是否大于m请求时隙的长度，若是，则将l_m的值设为m请求时隙的长度，将l_m加入集合M中，转第(3)步；否则，l_m的值保持不变，将l_m加入集合M中，转第(3)步。

(6)比较集合M中l_m的大小，将l_m从大到小排序；如果所有l_m都等于0，则转第(8)步；否则，转第(7)步。

(7)将集合中最大的l_m分配给集合N中其对应的数据流(如果数据流时隙请求量大于空闲时隙长度，则需将数据流的时隙请求进行拆分，数据流只能使用空闲时隙提供的时隙量)，将该数据流的索引从集合N中转存入集合S，并且更新时隙分配结果，然后转第(2)步，进行新一轮的考察。

(8)判断是否有未申请时隙的节点；如果有，则随机指定一个节点，由该节点根据需要和条件自主决定是否在当前CTA发送数据，然后结束本阶段操作；如果没有，则直接结束本阶段操作。

(三)本发明的有益效果

本发明的有益效果如下：

本发明所述的新时隙分配方法通过将多轮排序比选、随机指定未申请时隙节点和有条件拆分时隙请求的新思路整合到一起加以运用，能够从整体上使CTA承载更多的数据流，从而更加充分地利用CTA的时隙资源，达到提升时隙利用率、提高网络吞吐量和降低数据分组平均时延的效果。

附图说明

附图1为太赫兹无线个域网网络示意图。

太赫兹无线个域网由一个PNC和多个DEV组成，PNC周期性广播携带网络基本信息的Beacon帧以实现全网的时钟同步和信道接入控制，网络中任意两个节点之间均可进行双向数据传输；最高数据传输速率可达到10Gbps级别。

附图2为IEEE 802.15.3c标准定义的定向超帧结构示意图。

IEEE 802.15.3c标准将网络运行时间划分为多个定向超帧，每个超帧由三个时段组成，分别为Beacon时段、CAP时段和CTAP时段。PNC在Beacon时段向各个方向广播超帧结构、节点入网以及当前超帧时隙分配结果等信息；各DEV在CAP相应时段向PNC发送入网或时隙请求，采用CSMA/CA接入方式；在CTAP时段，获得时隙的节点在对应时隙发送数据，采用TDMA接入方式。

附图3为“多轮排序和请求拆分的太赫兹无线个域网时隙分配方法”在“常规时隙分配阶段”的核心操作流程，由PNC执行。

附图4为“基于多轮排序和请求拆分的太赫兹无线个域网时隙分配方法”在“空闲时隙分配阶段”的核心操作流程，由PNC执行。

附图5为本发明提出的“多轮排序和请求拆分的太赫兹无线个域网时隙分配方法”运行时在超帧中的位置。

附图6为本发明提出的“多轮排序和请求拆分的太赫兹无线个域网时隙分配方法”的组成示意图。

具体实施方式

在节点采用太赫兹频段通信的无线个域网中，所有节点处于静止状态；网络中的任意两个节点均可以直接进行双向数据传输，每个节点既可以是数据业务的发送节点，也可以是数据业务的接收节点；一个节点被选为PNC，其余节点作为DEV；网络中的PNC运行本发明提出的并行传输的太赫兹无线个域网高时隙利用率接入方法；在运行该接入方法的过程中，关键参数均可以按照缺省设置取值。

本发明提出的并行传输的太赫兹无线个域网高时隙利用率接入方法由PNC和DEV在超帧的三个时段的操作组成，具体实施方式如下：

1.Beacon时段实施方式

(1)PNC的主要操作

E_BeaPNC_1：PNC将当前超帧CTAP时段的CTA分配结果信息写入Beacon帧，然后向太赫兹无线个域网中的所有节点广播该Beacon帧。

(2)DEV的主要操作

E_BeaDEV_1：DEV在收到PNC广播的Beacon帧后，从中提取出时隙分配信息，判断当前超帧是否有自己占用的时隙？如果是，则记录时隙的起始时间和持续时间；如果否，不作处理。

2.CAP时段实施方式

(1)PNC的主要操作

E_CAPPNC_1：PNC收集时隙请求，根据DEV的位置信息建立数据流之间的干扰关系表。

(2)DEV的主要操作

E_CAPDEV_1：有数据需要传输的DEV向PNC发送时隙请求。

3.CTAP时段实施方式

(1)PNC的主要操作

E_CTAPNC_1：在CTAP时段开始时，PNC依序进行如下两阶段的操作：

1)常规时隙分配阶段

i)初始化集合R、S和N为空集；转第ii)步。

ii)根据时隙请求量由高到低的顺序对未分配时隙数据流排序，若排序结果为则PNC用集合R存放排序结果，则表示未考察、待分配时隙的数据流索引的集合；然后转第iii)步。

iii)根据源目的节点的位置信息建立集合R中数据流之间的干扰关系表Table，Table记录任意两条数据流同时传输是否会发生干扰，其中“1”表示会发生干扰，“0”表示无干扰；转第iv)步。

iv)PNC分配一个新的CTA(称为当前CTA)给R中时隙请求量最大的数据流CTA的长度设置为并且将从集合R移除，加入到集合S，即此时转第v)步。

v)在R中搜索是否还有数据流；如果有，则转第vi)步；如果没有，则本阶段(常规时隙分配阶段)操作结束。

vi)找出R中时隙请求量最大的数据流，用符号f表示；判断f是否与S中所有数据流都相互不干扰？若是，则将f从R移除并加入集合S，转第v)步；若否，则将f从R移除并按照从大到小的顺序加入集合N的末尾，然后转第v)步。

2.空闲时隙分配阶段

i)初始化集合M、T，转第ii)步。

ii)判断集合N中是否还有数据流；如果没有，转第viii)步；如果有，则在集合N中根据时隙请求量由高到低的顺序对未分配时隙的数据流排序，如果之前已做排序则不做操作，转第iii)步。

iii)判断集合N中是否有在本轮中未考察的数据流，若有，转第iv)步；若没有，则转第vi)步。

iv)选取N中时隙请求量最大的、未考察的数据流，用符号m表示，然后计算出m的空闲时隙的长度，用符号l_m来表示；如果找不到空闲时隙，则令l_m＝0，转第iii)步；否则(即有空闲时隙)，判断l_m的长度是否小于传送一个最长数据帧所需时隙长度？若是，令l_m＝0，转第iii)步；否则，转第v)步。

v)判断l_m的长度是否大于m请求时隙的长度，若是，则l_m的值等于m请求时隙的长度，将l_m加入集合M中，转第iii)步；否则，l_m的值就等于m的空闲时隙的长度，将l_m加入集合M中，转第iii)步。

vi)比较集合M中l_m的大小，将l_m从大到小排序；如果所有l_m都等于0，则转第viii)步；否则，转第vii)步。

vii)将集合中最大的l_m分配给集合N中其对应的数据流，将该数据流的索引从集合N中转存入集合S，并且更新时隙分配结果，然后转第ii)步，进行新一轮的考察。

viii)判断是否有未申请时隙的节点；如果有，则随机指定一个节点，由该节点根据需要和条件自主决定是否在当前CTA发送数据，然后结束本阶段操作；如果没有，则直接结束本阶段操作。

E_CTAPNC_2：如果PNC有数据需要发送且在当前CTA获得了时隙，则在分配给自己的时隙内发送数据。

(2)DEV的主要操作

E_CTADEV_1：如果DEV有数据需要发送且在当前超帧获得了时隙，则在分配给自己的时隙内发送数据。

Claims

1.一种多轮排序和请求拆分的太赫兹无线个域网时隙分配方法，其特征是：它工作在太赫兹无线个域网接入协议定义的超帧的CTAP时段，从CTAP时段的起始时刻开始，在PNC节点上运行；它的运行过程分为“常规时隙分配”和“空闲时隙分配”两个阶段，具体如下：

S1：所述常规时隙分配阶段，执行下述操作：

S11：首先给时隙请求量最大的数据流分配时隙，时隙长度不大于CTA中的可用时隙长度；

S12：按照时隙请求量由高到低的顺序，在上述CTA中，依次为与上述CTA已有数据流都不会产生干扰的数据流分配时隙；

S2：所述空闲时隙分配阶段，执行下述操作：

S21：判断是否还有未分配时隙且与上述CTA已有数据流产生干扰的数据流；若无，转S27；若有，则根据时隙请求量将这些数据流由高到低进行排序，如果之前已做排序则不作此排序操作，转S22；

S22：判断已排序的数据流中是否有在本轮中未考察的数据流，若有，则转S23；若无，则转S25；

S23：选取时隙请求量最大的、未考察的数据流，并计算出该数据流能够利用的空闲时隙的长度，即与上述CTA已有数据流都不冲突的、起始位置不是CTA时隙起始位置的时隙的长度；如果找不到空闲时隙，则令空闲时隙长度为0，转S22；如果找到了空闲时隙，则判断空闲时隙长度是否小于传送一个最长数据帧所需时隙长度；若是，令空闲时隙长度的长度为0，转S22；否则，转S24；

S24:判断空闲时隙长度是否大于数据流请求时隙的长度；若是，则将空闲时隙长度设为数据流请求时隙的长度，转S22；若不是，则保持空闲时隙长度不变，转S22；

S25：比较已经标记的所有数据流所对应的空闲时隙长度，将空闲时隙长度从大到小排序；如果所有空闲时隙长度都为0，则转S27；否则，转S26；

S26：将长度最大的空闲时隙分配给其对应的数据流，并将该数据流调度在对应的CTA内已有数据流的后面，将该数据流标记为“已分配时隙”，更新时隙分配结果，然后转S21；

S27：判断是否有未申请时隙的节点；如果有，则随机指定一个节点，然后结束本阶段操作；如果没有，则直接结束本阶段操作。