CN1723643A - 在通信系统中建立通信链路并处理不平衡业务负荷的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

一种无线通信网络，包括多个移动节点(12)，每个移动节点包括收发信机(14)、连接到收发信机(14)的诸如相控阵列天线的定向天线(16)、和连接到收发信机(14)的控制器(18)。该控制器(18)为每个时帧调度各自的半永久时隙(18a)以建立与每个相邻移动节点的通信链路并在每个时帧中留下至少一个可用时隙。该控制器(18)还基于链路通信需求调度至少一个可用时隙也服务于与相邻移动节点的通信链路。该定向天线(16)在与每个相邻移动节点通信的过程中由控制器(18)指向每个相邻移动节点。该控制器(18)还基于链路通信需求通过分配时隙协调与每个相邻移动节点的通信。

Description

在通信系统中建立通信链路并 处理不平衡业务负荷的方法和装置
相关申请
本申请是2002年1月10日提交的申请序号为10/043,457的共同未决申请的部分继续申请，其全部公开内容在这里引入作为参考。
技术领域
本发明涉及通信领域，更具体而言，涉及工作于定向天线的移动通信系统网络。
背景技术
时分多址(TDMA)是在无线移动通信系统之间建立通信链路的接入方案的一个例子。无线移动通信系统之间的通信链路建立在一系列时帧中。每个时帧被分为时隙，每个无线移动通信系统被分配至少一个时隙。
全向天线一般被无线移动通信系统使用，这样被一个移动通信系统发送的信息被其他所有移动通信系统接收。当移动通信系统运行在固定频率时，它们必须在它们各自的时隙中依次发送以避免信道干扰。
为了改进两个无线通信系统之间的通信链路的质量，可以使用定向天线。该定向天线在覆盖范围限制的期望区域中提供增强的天线增益，而减少对剩下区域的天线增益。
Pritchett的美国专利号5,767,807公开了相控阵列天线，用来在无线通信系统网络中建立通信链路。该相控阵列天线包括寄生元件，用于选择性地控制天线方向图。当所有寄生元件处于高阻抗状态时，该相控阵列天线发射全向信号；当响应切换电路被选择的一些寄生元件被放置在较低阻抗状态时，该相控阵列天线发射定向信号。
更具体而言，Pritchett的’807专利公开了由固定启动无线通信系统从固定接收无线通信系统获得在网络中运行的无线通信系统的列表和每个无线通信系统相应的各时隙列表。然后基于该列表建立表格以在无线通信系统间调度时隙。
为工作于定向天线的无线通信系统调度时隙，尤其当无线通信系统是移动的时，是复杂的。在这样的动态网络中，移动通信系统不断地加入和退出网络。另外，还需要改进处理不平衡业务负荷。
发明内容
本发明目的是调度时隙和改进处理无线移动ad hoc网络的通信链路需求中的不平衡业务负荷。
按照本发明的各个目的、优点和特征是由一种无线通信网络提供的，该无线通信网络包括多个移动节点，每个移动节点都具有收发信机、连接到收发信机的诸如相控阵列天线的定向天线、和连接到收发信机的控制器。该控制器包括：时隙调度单元，用于调度时隙以建立与每个相邻移动节点的通信链路；天线瞄准单元，用于在与每个移动节点通信中将定向天线向每个相邻移动节点瞄准；业务协调单元，基于链路通信需求，通过分配时隙到时隙单元来协调与每个相邻移动节点的通信。该控制器基于分配的时隙协调时隙的调度。该时隙调度单元可以包括第一时隙单元，为每个时帧调度各自的半永久时隙以建立与每个相邻移动节点的通信链路并在每个时帧中留下至少一个可用时隙；和第二时隙单元，基于链路通信需求调度该至少一个可用时隙也服务于与相邻移动节点的通信链路。
该业务协调单元可以基于增长的链路通信需求分配成批的时隙，和/或可以基于增长的链路通信需求从相邻移动节点请求成批的时隙。另外，该业务协调单元可以基于增长的链路通信需求增加时隙的最大数量、重新分配时隙，和/或分配半时隙。该增长的链路通信需求可以包括视频流和/或高速率传感器数据。
本发明的目的、优点和特征也可以由一种为多个移动节点建立通信链路的方法提供。该方法包括为每个时帧调度各自的半永久时隙以建立与相邻移动节点的通信链路并在每个时帧中留下至少一个可用时隙；和基于链路通信需求调度该至少一个可用时隙也服务于与相邻移动节点的通信链路。该定向天线在与每个移动节点通信中向每个相邻移动节点瞄准，并且基于链路通信需求，通过分配用于调度的时隙来协调与每个相邻移动节点的通信。
附图说明
图1的框图显示了根据本发明的无线移动ad hoc网络。
图2是更详细的框图，显示了根据本发明的无线移动节点。
图3的框图显示了根据本发明的一帧时隙。
图4显示了根据本发明向图2所示的网络图调度可用时隙。
图5是根据本发明的半永久时隙和可用时隙的调度的高级状态图。
图6的框图显示了根据本发明的半永久时隙调度过程。
图7的框图显示了根据本发明为新的通信链路而正被调度的半永久时隙。
图8的框图显示了根据本发明的可用时隙调度过程。
图9的框图显示了根据本发明被加到通信链路的可用时隙。
图10和图11的框图显示了根据本发明的基于来自相控阵列天线的若干同时天线波束，正被调度以用于新的通信链路的半永久时隙。
具体实施方式
现在参考显示了本发明优选实施例的附图来在下面更加全面地描述本发明。但是，本发明可以用许多不同的形式实现，并且不应该认为限制于这里提出的实施例。更确切地说，提供这些实施例是为了使本公开内容对于本领域技术人员来说是全面完整的并完全地传达本发明的范围。相似标号自始自终表示相似元件，并且主要的符号用在替换实施例中。为了更清楚起见，在附图中，层和区域的尺寸被放大。
首先参考图1-2，无线移动通信网络10包括若干无线通信节点12a-12h。每个移动节点12a-12h包括一个收发信机14、连接到收发信机的一个定向天线16，和连接到收发信机的控制器18。
控制器18包括一个半永久时隙单元18a，用来为每个时帧调度各自的半永久时隙，以建立与每个相邻移动节点的通信链路，而在每个时帧中留下至少一个可用时隙。可用时隙单元18b基于链路通信需求调度该至少一个可用时隙也服务于与每个相邻移动节点的通信链路。另外，该控制器18还包括天线瞄准单元18c，用来在与每个相邻移动节点通信中将定向天线向每个相邻移动节点瞄准。
并行操作能够减少时隙分配延迟。因此，当处理从相邻移动节点接收到的多个半永久时隙请求时，该半永久时隙单元18a可以为各自的时帧启动一个或更多半永久时隙请求，以建立与每个相邻移动节点的通信链路，并在每个时帧中留下至少一个可用时隙。当处理从相邻移动节点接收到的多个可用时隙请求时，该可用时隙单元18b基于链路通信需求可以启动一个或更多可用时隙请求，也服务于与每个相邻移动节点的通信链路。
换句话说，当处理多个接收到的请求时，节点能够具有其启动的一个或更多未决需求可用请求和半永久请求。这有时会导致向不止一个相邻节点临时分配给定时隙。然而，该矛盾可以通过确认消息来消除，该确认消息显示为该时隙选择一个相邻节点，以下将详细描述。
可以用两种不同方法提供可靠确认消息。启动移动节点发送时隙请求到接收移动节点，该接收移动节点发送应答到启动移动节点。该启动移动节点发送确认到该接收移动节点，如果该接收移动节点没有收到确认就再一次发送应答。替换地，该接收移动节点会发送肯定应答到启动移动节点，如果该启动移动节点没有接收到该肯定应答就再次发送确认。
如果两个节点同时向对方启动时隙请求，那么就应该可靠地处理时隙请求冲突。控制器18在同时发送请求到另一个移动节点并从该另一个移动节点接收请求而没有接收到相应应答时，就等待一段时间重发另一个请求。在这段时间中，可以处理输入的时隙请求。在这段时间结束后，如果还没有从另一个节点接收到请求或者如果没有对该另一个节点进行时隙分配，就可以发送新的请求到该另一个节点。如果延迟的请求到达队列的前面，那么控制器18检查看是否已经对该另一个节点作出时隙分配。如果已经作出，那么丢弃该延迟请求。另外，如果该请求到达队列前面为止，该请求去往的节点不再是相邻节点的话，那么丢弃该延迟请求。
干扰检测单元18d被包括来为与相邻移动节点的通信检测时隙中的干扰。控制器18基于检测的干扰协调时隙的调度。该干扰检测单元18d可以测量信号干扰比和/或分组错误率。该分组错误率可以基于循环冗余校验(CRC)故障。另外，干扰检测单元18d可以将检测的干扰与阈值比较。优选地，控制器基于检测的干扰为给定时隙内切换节点之间的通信顺序，也可以在切换通信顺序后基于检测的干扰协调新时隙的调度。
业务协调单元18e基于链路通信需求，通过分配时隙到时隙单元来协调与每个相邻移动节点的通信。控制器18基于分配的时隙协调时隙的调度。业务协调单元18e可以基于增加的链路通信需求分配成批的时隙，和/或可以基于增加的链路通信需求从相邻移动节点请求成批的时隙。另外，业务协调单元18e可以基于增加的链路通信需求增加时隙的最大数量，重新分配时隙，和/或分配半时隙。该增加的链路通信需求可以包括视频流和/或高速率传感器数据。
无线移动节点12a-12h工作于移动环境。这些系统可以是基于地面和/或通过无线电传播，由此它们不断地加入和退出网络10。定向天线16例如可以是相控阵列、碟形或喇叭形天线。经由定向天线16的传输能够使RF信号聚集在期望的方向上。
通过选择性地控制一对无线移动通信系统之间的天线方向图的方向，以建立它们之间的通信链路，在同一被调度的半永久时隙中附加的通信链路可以被建立于其他无线通信系统之间。这显示为移动节点12c和12e之间运行于时隙1的通信链路27，和在移动节点12a和12b之间也运行于时隙1的通信链路29，如图1所示。本发明的这一特征有利地允许无线移动通信网络10的资源被更有效的利用。
控制器18基于每一帧的时隙总数，在每个时帧中为每个无线移动节点12a-12h限制通信链路的数量。将通信链路的数量限制成为时帧中时隙总数的一部分，其优点在于显著简化了与相邻节点的时隙调度。
每个时帧中每个无线移动节点12a-12h的通信链路的数量小于或等于N，每个时帧的时隙总量大于或等于2N-1。除了简化时隙调度，这种分布式调度还避免了冲突。
分布式调度允许任何两对无线移动节点，诸如例如12a和12b，不必与其他任何无线移动节点通信就能调度半永久时隙。换句话说，与所有无线移动节点12a-12h，没有集中的主/从类型的协调来调度半永久时隙。由于无线移动节点12a-12h间的时隙是以分布式方法来调度的，因此在无线移动通信网络10中没有单一故障点。
控制器18可以将通信链路以优先次序排列，并基于优先化丢弃其中一个通信链路，以便使半永久时隙可用于与新的相邻移动节点建立通信链路。通信链路的优先化将在下面更加详细的介绍。另外，控制器18还可以将通信链路以优先次序考虑，并基于该优先化调度至少一个可用时隙。
如果通信链路的数量小于N的话，控制器18还可以调度一个半永久时隙作为可用时隙。这对于现有通信链路来说作为所需的基础有利地支持了通信链路的需求。然而，如果通信链路的数量再一次等于N，控制器18可以重新调度需求的分配时隙回到半永久时隙，以下将详细介绍。
每一条通信链路由诸如节点12a的启动移动节点和诸如节点12b的接收移动节点形成，并且该启动移动节点发送一列可用半永久时隙到接收移动节点。该接收移动节点12b然后发送对该半永久时隙其中一个的选择到启动移动节点。该启动移动节点12a然后向该接收移动节点确认被选择半永久时隙的选择。
每个移动节点还包括连接到收发信机14的全向天线20，用于与其他相邻移动节点交换位置信息。可以被交换的其他信息包括资源请求和潜在新相邻节点存在的检测。另外，相控阵列天线16可以同时地产生多个天线束，其中控制器18在被调度半永久时隙中将该相控阵列天线向多个相邻移动节点瞄准。
该干扰检测单元18d为波束宽度内并被分配了相同时隙的共线节点对检测和避免干扰。例如，参考图1，节点12a和12e分别在它们相同分配的时隙1的一半中向节点12b和12c发送。利用足够宽的天线波束宽度，两个节点12b和12c可以同时听到来自两个节点12a和12e的传送。该干扰检测单元18d可以在时隙使用期间测量物理层的信号干扰比(SINR)。替换地，可以基于CRC校验故障在链路层测量分组错误率。如果这些测量违反了规定的阈值，那么时隙被宣布为坏的。
然而，因为衰落会使单个时隙让试验失败，所以如果该时隙的n次试验中有m个受到衰落的影响，就宣布时隙中有过多干扰。此时，控制器18尝试避免该干扰。在链路两端的Tx/Rx的顺序可以为时隙切换。如果这样的切换失败，新的时隙可以被协调。当然，这些改变应当概率地作出，以减少两个节点对都试图同时作出相同改变的似然度，从而在冲突中保持不变。
业务协调单元18e管理或许由视频流或高速传感器数据产生的不平衡的业务负荷。协调机制被提供来许可每个半双工链路在任何业务的Tx/Rx分裂中分配一个时隙。另外，时隙的最大数量可以增加到大于最小值的数字，以建立更多需求时隙。子时隙将允许时隙最大数量的有效的增长和减少，正如节点可以从半永久分配时隙“偷走”子时隙以重新分配到需求时隙。此外，预定协议可以连同链路调度过程一起用来通过在沿着源节点到目的节点路径的每个节点请求和分配成批时隙和/或子时隙，显示沿着路径的每个节点的高速流的资源分配，以提供高速流。对于预定的资源，需要独立的队列和队列业务规则确保提供流所需的容量。
本发明还涉及一种为多个移动节点12a-12h建立通信链路的方法，每个移动节点12a-12h包括一个收发信机14、连接到收发信机的一个相控阵列天线16，和连接到收发信机的控制器18。该方法包括：对于每个移动节点12a-12h，为每个时帧调度相应的半永久时隙，以便建立与相邻移动节点的通信链路，并在每个时帧中留下至少一个可用时隙。
基于链路通信需求，该至少一个可用时隙优选地被调度来服务于与相邻移动节点的通信链路。该相控阵列天线16在与每个相邻移动节点12a-12h通信期间向每个相邻移动节点12a-12h瞄准。每个时帧具有多至N个半永久时隙和至少2N-1可用时隙。
本方法还可以包括：当处理从相邻移动节点接收到的多个半永久时隙请求时，向对应的时帧启动一个或更多半永久时隙请求，以建立与相邻移动节点的通信链路，并在每个时帧中留下至少一个可用时隙；并且当处理从相邻移动节点接收到的多个可用时隙请求时，基于链路通信需求，启动至少一个可用时帧请求，也服务于与相邻移动节点的通信链路。
定向/相控阵列天线16在与每个相邻移动节点12a-12h通信期间向每个相邻移动节点12a-12h瞄准，在用于与相邻移动节点通信的时隙中检测干扰，并且基于检测的干扰协调新时隙的调度。干扰检测单元18d可以测量信号干扰比和/或分组错误率。该分组错误率可以基于循环冗余校验(CRC)故障。另外，干扰检测单元18d可以将检测的干扰与阈值进行比较。优选地，控制器18基于检测的干扰，为给定时隙切换节点之间通信的顺序，并且还可以在切换通信顺序之后基于检测干扰协调新时隙的调度。另外，基于链路通信需求，通过分配用于调度的时隙，可以协调与每个相邻移动节点12a-12h的通信。
本方法还包括让每个节点以优先顺序排列通信链路，并基于优先化丢弃其中一条通信链路，使得半永久时隙能够用来建立与新的相邻移动节点的通信链路。另外，目前被调度来服务于特殊通信链路的可用时隙可以基于链路需求被重新分配到另一个通信链路。这有利于允许任何移动节点在通信链路需求提供变化。
现在将更详细介绍半永久时隙和可用时隙的调度。操纵定向天线16使其面向接收移动节点12a-12h的详细介绍将被省略，因为本领域技术人员将很容易理解本发明的这一特征。
为了论述的目的，假设定向天线16是相控阵列天线。正如本领域技术人员很容易理解，相控阵列天线16包括多个天线元件和相应的移相器，该移相器能够被调整来产生在期望方向上的可操纵的天线波束。该相控阵列天线16不用物理地移动该天线就能操纵或扫描天线方向图。
同样为了论述的目的，作出关于无线移动通信网络10的一些假设。首先，只有一个频带，即被所有无线移动节点12a-12h共享的高速率信道。这种传输信道在所有无线移动节点12a-12h之间是时间共享的，用于发送和接收。所有的传输时隙已经预先被调度。
还假设，提供一个独立低数据速率开销信道。该开销信道可以用于节点发现，网络登陆，和包括资源请求的各种其他数据链路控制开销信息的交换。该开销信道是由全向天线20提供的。好的全局定时参考对于所有节点来说是已知的。在以下整个讨论中，术语无线移动节点和无线移动通信系统12a-12h是可交换的。
无线移动通信网络10还包括定位和跟踪移动节点的能力，这样当调度时隙可用时，相控阵列天线16可以被精确地定向。如上所述，这里不再提供定向/跟踪的详细介绍。
另外一个假设就是：相控阵列天线16具有零波束宽度。该假设将在下面介绍。因此，我们可以假设经由移动节点的传输将只被其打算发送到的相邻移动节点接收。这允许对于时隙调度有较少的限制性设置。每条通信链路将用数字标注，该数字表示用来发送和接收链路中的数据的调度时隙。
约束如下。没有节点可以具有大于一条的被标注了相同时隙数字的通信链路。一个给定时隙分配将被用于移动节点之间的半双工链路，并替换地被该两个节点用来发送和接收。这两个约束意味着，移动节点将时隙分配到它的一个相邻节点，这是由该节点分配到其他链路的前一个时隙所约束。
用于相控阵列天线16的时隙调度如图1所示，图1显示了网络10，其基于被调度时隙具有链路连接性。时隙被调度以便让无线移动节点12a-12h知道何时将它们相应的相控阵列天线16指向相邻无线移动节点。
假设通信链路是双向的，并用于半双工模式，其中每个时隙号码代表一个时隙和发生在该时隙中的每个方向上的传输机会。术语Nframe用来表示一帧中时隙的最大链路索引或最大数量。在本例中，Nframe＝6。
图3显示了代表性帧的时隙。在最简单表示法中，每个信号出现时间或帧具有n个时隙，而n的值设为Nframe。在该图中，我们还显示了时隙如何被用于连接到被标注为节点A和节点B的节点之间的链路的。每个时隙被分为2个小时隙22a，22b。第一个小时隙22a(例如，时隙的一半)被用于节点A到B的传输。然后反转链路的方向，第二小时隙22b用于节点B到A的传输。
在传输期间，多个分组可以被发送。正如所显示的，每个小型时帧22a，22b还包含根据以下考虑而选择的保护时间24a，24b。任何对节点之间的最大范围确定了必须提供的最大传播延迟。最大范围100英里对应于大约0.5毫秒的传播延迟。保护时间被分配给每个小时隙22a，22b，以提供传播延迟的不确定性和所有节点对之间不相等的传播延迟。
在最大范围100英里处，需要0.5毫秒的传播延迟。对于最大范围100英里，保护时间的分配意味着需要让大约为2到4毫秒的小时隙22a，22b来最小化信道的效率损耗。例如，如果我们假设通信链路上的50Mb/s的数据速率和100英里的最大范围，那么4毫秒的小时隙意味着每个小时隙200,000bits(每秒250个小时隙)。那么该小时隙将包括25,000比特的保护时间和175,000比特的任务数据。
当调度可用时隙时，控制器18还可以偏置每个建立的链路以分配优先权。正如以下将详细介绍，半永久(SP)时隙和可用或需求分配(DA)时隙在每一帧中被提供。规定的目标是在同一时刻增加几个节点中的时隙的重复可用。虽然图1的移动网络10被限制于节点和通信链路的总数，但是有许多并行使用时隙的情况。例如，时隙1和2每一个同时使用在3个不同通信链路上，时隙6只用于一条链路。其他所有时隙被分配到2条通信链路。我们可以定义重复使用因子，其显示重复使用的平均级别，作为网络中时隙分配总数(Nframe)和被分配时隙数量(Num_Slots_Assigned)的比值：
R = Num _ Slots _ Assighed N frame · · · ( 1 )
例如图1的网络10，重复使用方法提供了重复使用因子R＝14/6＝2.333，显示了在网络调度中每个时隙平均有略大于2个的同时使用者。很明显，为任何特殊调度算法计算的重复使用因子将非常依赖于网络的大小和拓扑结构。一个相当全面的估计应当考虑到各种网络大小和拓扑结构。
对于任何图的Nframe的值的下限可以通过记录每个节点需要至少等于该节点具有的相邻节点的数量的时隙来确定，即，节点需要的时隙数量至少等于它的度。那么Nframe必须至少是整个图的最大节点度那么大。因此，将节点i的度表示为di，Nframe的下限为：
Nframe≥maxi{di}                          (2)
例如图2所示的网络10，重复使用部分被分配调度，Nframe等于根据等式(2)必须被使用的时隙的最小数量。应当注意，一些节点，即除了节点1的所有节点，被分配小于全套的时帧。因此，加强的调度算法能够分配附加的时隙到一些链路，而不会在调度中引入冲突。
下面的讨论主要集中在时隙调度以产生链路调度。最终要解决的整个相控阵列网络问题的其他部分包括：1)节点和相邻节点发现，2)网络登陆，3)开销信道格式和用于调度更新的包括协议交换的协议，和4)相邻节点的跟踪和定位(可以包括相控阵列天线16的辅助设备)，和5)用于动态网络拓扑结构的路由算法。
根据本发明的调度时隙的方法基于以下原理。首先，指定数量的时隙被分配为半永久(SP)时隙，被调度用于给定链路。其余可用时隙(DA)可以基于需求分配被分配给那些最需要它们的节点/链路。这允许根据所需的基础灵活地转换调度。第二，如上所述，建立半永久分配时隙的最大数量的限制。该限制是个参数，基于特定网络被选择。该限制也是许可的相邻节点数量的上限，每个节点一个SP时隙。
第三，也如上所述，建立每帧时隙最大数量的限制。该限制是参数，也是基于特定网络被选择。该限制对于建立等待时间的限制是非常重要的，因为它为一个链路传输机会确定最大重访时间。
第四，选择每帧总时隙数Nframe和每帧半永久分配时隙的最大数量的限制之间的关系，这样半永久分配的时隙的调度能够被大大的简化，并且即使使用分布式调度也可以显著地避免调度冲突。
通过将每个节点的半永久分配时隙的最大数量限制为每帧时隙总数的某一部分，半永久分配时隙的分布地分配过程被大大地简化了。半永久分配时隙数量的上限(和，因此，许可的相邻节点的最大数量)将由N表示。我们将认为Nframe的值为：
Nframe≥2N-1                  (3)
假设网络10中的所有节点12a-12h由定向链路连接，其中每个节点具有单个的波束相控阵列天线16，其波束由跳时共享并指向它的相邻节点。另外，假设相邻节点的数量等于N，并且半永久时隙的许可数量(每个相邻节点分配一个SP时隙)的限制是固定的。
如果Nframe的固定值满足等式(3)，那么所有的节点通过该链路与相邻节点相互的协定，都能够为这些链路的每一个选择不同的半永久时隙，而不考虑其他节点正选择远远大于一跳的链路。这允许每个节点通过仅仅与那个相邻节点通信的非常直接的方式，为到相邻节点的链路选择它的半永久时隙。该过程可以被大到N的相邻节点使用。
关键是要认识到，随着Nframe值的增长为固定值N，那么在节点选择与相邻节点选择的时隙没有冲突的时隙的能力上就有较少的约束。为新链路选择时隙的节点必须选择一个目前没有被使用的也没有被相邻节点使用的时隙。
]如果一个节点目前有m个相邻节点，并向连接到这些相邻节点的每条链路分配仅仅一个时隙，并向新的相邻节点增加一条链路，那么该相邻节点可以在最多(N-1)个时隙上使用。因此，如果Nframe大于(M+N-1)，那么就至少还有一个时隙可被节点用于分配给新的链路。该分配过程最坏的情况就是当节点已经具有(N-1)个相邻节点并且正在分配时隙给第N个相邻节点。在这种情况下，Nframe必须满足等式(3)，以保证附加时隙能够用来分配给至第N个相邻节点的链路。
现在将作出附加的观察，关于在该公开的时隙调度方法中如何使用该特征。首先，节点只需要协调要分配给至相邻的相邻节点的定向链路的半永久时隙的选择。例如，请求链路的该节点可以发送一列用于链路的建议时隙到相邻节点。这基于那些没有被用于SP分配的时隙。基于以下讨论的其他因素，该列可能有某种顺序，但并不必须。然后相邻节点可以从该列中选择它喜欢的时隙，并返回带有该选择的应答。这让我们能够定义一个简单的、完全分布式的算法，以调用半永久时隙。
如果节点有小于N的相邻节点，那么不止一个它的N个允许的半永久时隙将分配到单独的链路中。然而，在这种情况下，不能保证通过相邻-相邻节点调整能够作出所有N个分配，而不产生一些冲突。例如，如果N＝6，而节点只有3个相邻节点，但每个相邻节点具有6个相邻节点，那么该节点将只能分配一个时隙到它的3相邻节点的每条链路中。为了简化我们的算法，我们将不允许在每条链路上调度大于一个SP时隙。然而，所有未使用时隙可以作为可用时隙被分配。
对于某些具有大量节点的网络，其中潜在相邻节点的数量将大大超过限制N，也将要处理拓扑结构控制问题。该节点将面临从潜在相邻节点中选择建立最佳网络拓扑结构的相邻节点。该拓扑结构控制问题还涉及优化能量效率网络的概念。在潜在相邻节点的数量大大超过限制N的情况下，拓扑结构控制功能能够用来选择要连接的相邻节点。
如果我们将等式(3)允许的最小值分配给Nframe，那么每个节点将被允许具有最大数量为N的半永久时隙和总共为(2N-1)的时隙分配。需求分配时隙将基于最佳协调业务负荷而被分配。当然，分配更大的Nframe值也是一种选择。在这种情况下，将有更多时隙可用于需求分配。对于一些应用，这是配置网络所期望的方式。
就半永久时隙而言，节点只需要协调要分配给至相邻节点的定向链路的可用时隙的选择。这意味着相邻节点将发送定向链路上分配时隙的请求到该相邻节点，并在同一条链路上接收分配许可或请求拒绝。
从相邻节点请求可用时隙DA分配的节点将基于该条链路对附加容量感觉到的需求而完成。这可以被基于短时和长时测量的高链路利用率(队列建立)所促使。该请求将包括请求的时隙数量，和显示请求所附的优先权的指标。该指标可以显示队列长度作为时隙分配的测量需要。
接收请求的节点也从其他争取分配相同时隙的相邻节点接收请求。为了简化该协议，节点必须在考虑下一个分配之前完全处理可用时隙DA分配的线程。这些分配可以不用坚持长的时间，因为它们不断地被预设成为重新分配为半永久时隙，作为拓扑结构改变的结果，或者由于变化的业务需求而被重新分配。
现在将讨论发现相邻节点和链路。该分布式链路调度程序需要来自全向开销信道对于必须在与该节点建立定向链路之前与潜在相邻节点发生某些协议交换的支持。这样的消息包括REQ_SPTS，其请求在连向该节点的定向链路上的半永久时隙的分配。
除了支持直接支持这里定义的协议的协议消息交换，全向开销信道必须支持相邻节点和链路的发现功能。这通常通过每个节点经由全向天线20警告任何其他在范围内运动的节点两个节点可以是相邻节点的周期性的全向传输来完成。几个ad hoc路由协议(包括OLSR)已经定义了这样的支持协议。这些之前定义的协议可以被用来支持分布式链路调度算法。该协议执行的主要功能是发现新的潜在相邻节点并向拓扑结构控制功能报告这些节点。
节点和链路发现的一个方法包括：每个节点周期性地在控制信道上发送信标消息以通知相邻节点它的存在和它的位置。另外，链路状态消息被周期性地发送以通知相邻节点它的信标相邻节点(BN列表)和它的PA相邻节点(PAN列表)的身份以及分配给这些节点的时隙。
算法的链路发现部分不断比较双向信标相邻节点(BBN)列表和PAN列表，以便看出是否有在BBN列表上而不在PAN列表上的任何节点。任何这种相邻节点变成了链路测试的候选者以便确定PA链路是否可能。根据该方法，在控制消息交换之后，定向链路被测试来确定可靠通信是否可能。如果通信是可靠的，那么该新的相邻节点被加到PAN列表。
这使得在测试时隙中的通信有效，但在分配给基于半永久的链路的时隙中并不是必要的。一种方法是以这样的方式完成，而另一种方法是等待直到SP时隙被分配并在该时帧中测试它。
如果不进行拓扑结构优化的话，拓扑结构控制功能可以是非常简单的功能。该功能的目的是获取PAN列表中的节点列表、与这些链路可靠性有关的信息，和与网络拓扑结构有关的信息，并使用该信息来确定PAN列表上的哪个节点应当变成PA相邻节点。如果有诸如不允许PAN列表中所有节点成为PA相邻节点的PA相邻节点数量的这样限制，该功能会优化网络拓扑结构。
根据提出的Nframe固定值和N固定值(每个节点半永久时隙的最大数量)的限制，对于网络拓扑结构利用的关心潜在存在着。如果这些值被选择是非常小的数字，一定会发生这种情况。例如，如果选择N＝3，而Nframe＝5，那么当任何节点具有不超过3个相邻节点时将很难期望一个很好连接的网络拓扑结构，除非在加上新的PA相邻节点之前智能拓扑结构控制功能谨慎地使用拓扑结构。这对于大型网络来说尤其如此。
因此，拓扑结构控制功能应当建立相邻节点优先权(NP)列表，这就是以潜在PA相邻节点所希望的顺序排列的PAN列表。该列表将指导潜在PA相邻节点被调度时隙的优先权顺序。然而，我们的最初问题是具有大概15个节点的小网络。在这种情况下，我们能够指定N的值在5-8范围内，并仍然具有低的等待时间。将很上发生任何拓扑结构使用问题，因为考虑到5到8个相邻节点将允许几乎所有可能的相邻节点成为PA相邻节点。
拓扑结构控制功能的另一个目的是产生拓扑结构改变事件，使链路调度过程改变状态并为SP时隙执行重新分配过程。
现在将讨论高级调度算法结构。用最小化过程复杂度的目的来阐述该调度过程，同时利用上述的整个方法。控制该调度的关键在于在每个节点处维持精确的数据结构，为分配到与每个相邻节点的链路上的未来时隙反映时隙调度的状态。
建议两种数据结构：时隙分配DB和链路消息DB。对于一段时间中给定时隙的数据结构中链路的可能状态被列在表1中。该表描述了每个可能的状态，并对这个状态用标记表示。表2显示了对于Nframe＝9(N＝5)的一个示例时隙分配DA和显示时隙的内容，每个状态的状态分配，和每个时隙的示例分配的相邻节点ID。
在该例中，4个相邻节点已经被分配了SP时隙，因此一个附加的相邻节点可以与这些约束有关。如果新的相邻节点是可能的，就有一个可以被分配为DB时隙或由DB时隙提供来被分配为SP时隙的自由时隙。链路消息DB的使用将在随后的详细协议解释中讨论。该例也显示了子时隙的使用，例如每个时隙两个子时隙。
DA分配使用了一个概念来允许更精细粒度。在这种情况下这表示时隙k的分配，子时隙1分配给奇数帧的时隙k的链路。相反地，子时隙2将显示偶数帧的时隙分配。
                  表1
  DB中的时隙状态   标记
  ·自由的·SP分配时隙·DP分配时隙(可以被SP分配过程或DA重新分配预占)·SP分配请求消息发送·SP分配应答消息发送·DA分配请求消息发送(可以被SP分配过程或DA重新分配预占)·DA分配应答消息发送(可以被SP分配过程或DA重新分配预占)   freeSP_AllocDA_AllocSP_ReqSP_ReplyDA_ReqDA_Reply
                         表2
  时隙   子时隙   状态   分配的相邻节点ID
  1   --   Free   --
  2   --   SP_Alloc   3
  3   SP_Req   4
  4   1   DA_Alloc   3
  4   2   DA_Alloc   4
  5   1   DA_Alloc   5
  5   2   DA_Alloc   3
  6   --   SP_Alloc   5
  7   1，2   DA_Alloc   8
  8   2   DA_Alloc   4
  9   --   SP_Alloc   8
图5显示了链路调度协议的高级状态图。该图显示了两个独立的过程30和32，负责维持和修改时隙分配数据库。左侧是维持和分配半永久(SP)时隙过程的状态图，即过程30。该过程对右侧的过程32所作的分配具有优先权，过程32负责分配可用(DA)时隙。在处理路径31中，能够被得到的时隙如下：自由的、DA分配的，和正被DA分配的过程。相似地，在处理路径33中，能够被得到的时隙如下：自由的、DA分配的，和需要被重新分配的。
该数据库必须被控制为锁定的数据库，这样对于任何给定时隙分配状态，两个调度过程中只有一个可以及时修改该状态。一旦其中一个过程开始修改特殊时隙分配的状态，该状态就被锁定，另一个过程就不可以修改它，直到它被释放。
任何时候，DB中的每个时隙是表1中的7种状态中的一个。可用时隙处在自由状态，即，它们没有被分配到至它的相邻节点之一的链路中，因为调度冲突已经阻止分配，或者是因为该时隙最近已经成为自由的并还没有被调度。
如上所述，处在自由状态的时隙可以被调度为SP时隙或DA时隙。已经被分配为SP分配的时隙可以只被维持SP时隙的过程修改。如果网络拓扑结构变化或者如果更合适的拓扑结构是可能的，该时隙可以被该过程解除分配。直到该时隙返回到自由状态，该维持和分配DA时隙的过程不能修改它的状态。
另外，任何具有显示其处于SP分配过程的DB状态的时隙不能被DA分配过程分配。这包括显示已经发送SP请求和应答消息的状态。然而，如果时隙的状态是DA分配的，那么可以由DA分配过程重新分配。如果网络上的负荷显示需要DA时隙的重新分配，那么能够完成。
相反，分配SP时隙的过程具有优先权。除了分配自由时隙，可以得到和重新分配所有被DA分配的或处在被DA分配过程的时隙。这样以提供简单的过程来确保至少一个单独的SP时隙在Nframe时隙的一帧中被分配到每个相邻节点。只有在链路丢失或拓扑结构控制功能确定特殊链路不应当再存在于一列与相邻节点建立的顶层N链路时，SP分配时隙被返回到自由状态。
图5显示了该过程如何工作于顶层。该SP时隙分配过程在分配时隙方面具有更大的灵活性。它能够比DA过程得到更多的用于分配的时隙，并且它能够得到已经被DA分配的或者处于DA分配过程的时隙。该SP过程可以接收各种事件来处理，包括来自拓扑结构控制功能和协议消息的拓扑结构变化事件。
这样的事件包括丢失连接到相邻节点的链路、发现新的相邻节点、从相邻节点接收SP分配请求消息、和发现拓扑结构变化应当发生来增加一条至相邻节点的链路、断开一条链路，或两者都发生。该拓扑结构变化事件通知将传送描述需要发生的拓扑结构的数据。
如果该事件描述的是链路丢失，那么唯一必须要采取的措施就是在分配时隙DB中改变合适的时隙状态为“自由的”。如果是增加一条链路，那么过程将更复杂些。在这种情况下，SP时隙分配过程启动与新的相邻节点的协议消息交换并修改时隙分配DB。这最终为了分配到该条链路的SP时隙在两个节点之间产生关于时隙分配的协定。只有单个SP时隙被分配到与相邻节点的每条链路以简化协议。该协议的附加信息如下所述。
分配DA时隙的过程依照以下相似程序进行。DA时隙分配过程必须计算DA时隙需求并将它们与分配的时隙相比较以确定是否需要新的时隙重新分配。如果DA时隙的重新分配被启动，那么也将导致与相邻节点的一系列协议消息交换，以在重新分配的时隙上达成一致。该DA时隙分配过程可以重新分配那些只是在自由状态或非SP分配的时隙。关于该协议的更多的细节和确定何时需要DA时隙重新分配的过程将在下面讨论。
现在将讨论分配半永久时隙到定向链路。在该分配N半永久时隙的方法的讨论中，假设N是固定值并根据网络大小和环境被智能的选择。还假设Nframe＝2N-1。Nframe也可以被设置为大于该值的任何值，以提供附加的需求时隙，如果认为这有助于特殊网络和业务环境的话。
拓扑结构控制功能提供几种重要的功能。相邻节点优先权(NP)列表由拓扑结构控制功能产生，并用于显示用于时隙分配的优选的PA相邻节点。
如果NP列表的长度是N或小于N，那么拓扑结构控制功能将产生拓扑结构变化事件到SP时隙分配过程以使其尝试获得时隙分配到所有这些相邻节点。如果NP列表的长度大于N，那么它将产生拓扑结构变化事件到SP时隙分配过程以获得时隙分配到NP列表的N个最大优先权节点的每一个。
由于网络是动态的，所以NP列表不断地变化。当PA链路被破坏，那么该节点从NP列表中删除并且该链路的时隙被重新分配。这由发送SP时隙分配过程链路删除事件的拓扑结构控制功能启动。因此，SP时隙和任何分配到该链路的DA时隙变得可以用来重新分配到PA列表的其他节点。
当时隙变得可用时，第一选择是分配该时隙到附加的PA相邻节点，如果其在NP列表的目前状态下可能的话。如果没有附加的相邻节点能够加入，那么可以基于DA重新分配时隙。
图6显示了SP时隙分配过程的状态图。为了管理协议消息处理过程，链路调度消息DB被建立，如表3所示。这保持了当下一个SP消息到来处理时要使用的协议交换所需的状态。空闲过程进行事件管理，其中在允许一个状态变化成其他一个状态之前，它检查接收到的事件。
这些操作过程包括检查接收到的消息，以确定它们是否与DB的目前状态一致。如果该消息与DB一致，它就被丢弃。某些超时可以显示需要重启DB状态。该过程执行该功能。
                                    表3
  Nbr_ID   链路状态   超时   时隙列表   选择的时隙   选择的子时隙  Num_tries
  1112   SP_AllocSP_AllocDA_AllocSP_Alloc   --------   --------   2254   1211  --------
  22344   SP_AllocDA_AllocSP_ReqSP_AllocSP_Alloc   ----T2----   ----Ls----   45--66   2212  ----1---
在SP时隙分配协议中需要4基本消息类型，如表4所列。这些消息的使用无须解释，并且与之前的讨论一致。
                      表4
  消息类别   消息功能
  REQ_SPTSREPLY_SPTSCONFIRMDELETE_TS   请求新的SP时隙分配应答接收到的REQ_SPTS响应接收到的REPLY_SPTS指示删除的时隙分配的消息
图7显示了SP时隙分配的例子。节点1和节点2都具有3个相邻节点，对于每条链路显示了SP时隙分配。因此，它们能够在它们之间加入一条附加的链路。该链路调度协议将发现用于SP分配的可接收时隙。相应的协议消息交换如表5所示。
节点1通过发送一列具有至少N个候选时隙的REQ_SPTS(L＝(4，5，6，7))启动交换。该列表可以包括所有自由的和DA时隙。节点1正使用时隙1，2和3，用于到它的相邻节点的SP分配，这样它的列表L包括其他时隙4，5，6和7。当发送请求消息时，就对时隙和链路调度消息数据结构做出合适的变化。节点2使用时隙4，5和6作为到它的3个相邻节点的链路的SP分配，这样它选择时隙7作为唯一一个工作于新链路的时隙。它在应答消息中发送该选择。
当发送一条应答消息时，也为时隙和链路调度消息数据结构作出合适的变化。最后，当确认被发送和接收时，合适时隙的状态被变成“分配到链路(1，2)的SP”。
也应该注意到，如果节点1和2已经选择了4个相邻节点，它们仍然可能发现共同的时隙，通过该时隙来建立它们之间的链路，如果它们与至少它们的两个相邻节点使用该相同的时隙话。
                    表5
节点1                        节点2
为从节点1到节点2的链路A从它的拓扑结构控制接收链路增加事件
发送                         Msg LostREQ_SPTS(L＝(4，5，6，7))  →超时和重试重新发送                   →RcvdREQ_SPTS(L＝(4，5，6，7))  ←REQ_SPTS(L＝(4，5，6，7))Rcvd REPLY_SPTS(时隙7)     →发送REPLY_SPTS(时隙7)发送CONFIRM(时隙7)           Rcvd CONFIRM(时隙7)分配时隙7到链路(1，2)        分配时隙7到链路(1，2)
图6中描述过程所需的一些初始伪代码被改进了。会发生必须由SP时隙分配过程34处理的各种事件。事件管理在空闲过程中完成，如表6所示。显示了4种事件：接收消息、检查超时、来自拓扑结构控制的链路增加通知，和链路故障或链路删除。
相对于链路调度消息DB，首先检查接收到的消息来确保该消息与DB目前的状态一致。例如，如果我们发送请求到相邻节点，期望的下一个消息就是应答。为了简化该分布式协议，每次只允许一个SP协议消息交换线程。这在程序中被强制执行，通过检查DB来看在启动链路增加转变或在处理REQ_SPTS消息之前是否正在进行其他SP消息交换。
如果因为另一个SP协议线程正在处理而不能启动链路增加，那么将通过后退和重新调度来推迟处理链路增加稍后时间，当其他处理过程被期望完成时。允许完成多个尝试以便解决同时尝试增加链路的几个节点之间的潜在冲突。这并不意味着处理非可靠RF链路的问题。后面的问题应当通过在开销信道上使用链路协议来解决，使用ARQ和重新传送来回复丢失/错误的消息。
因此，该分布式调度协议能假设该消息将不会丢失。这能够简化该协议。当拓扑结构控制从NP列表中选择相邻节点作为新的相邻节点来连接，这造成了拓扑结构改变(链路增加)事件，其(空闲过程中的一致性检测之后)在SP时隙分配过程中引起变换成链路增加状态。
                                    表6
  用于空闲状态的程序(SP事件管理)
Case Event TypeReceived Message：If received message is not consistent with the state of the Link SchedulingMessageDB for that Nbr_IDDiscard MessageElseif message type＝REQ_SPTSIf no pending SP message activity in the LinkScheduling Message DB for link additions other than receiving a previousREQ_SPTS message from Nbr_IDTransition to Process REQ_SPTS state to process messageElseReject new link and send negative REPLY_SPTS message to Nbr_IDEndElseif message type＝REPLY_SPTSTransition to Process REPLY_SPTS state to process messageElseif message type＝CONFIRMTransition to Process CONFIRM state to process messageElseif message type＝DELETE_TSTransition to Process DELETE_TS state to process messageEndCheck Timeouts：Check all timeoutsIf Timeout expired for a link in the SP_Req stateTransition to Link Add StateIf Timeout expired for a link in the SP_Reply stateReset Slot Assignment DB for time slot Ns and in the Link Message state inLink Scheduling Message DB for index Nbr_IDEndLink Addition Notification from Topology Control：If no pending SP message activity in the Link Scheduling Message DBTransition to Link Add state to add Nbr_IDElseBackoff and reschedule Link AdditionEndLink Failure or Link Deletion：Transition to Link Delete state to delete link to Nbr_IDEndEnd
用于链路增加过程的伪代码如表7所示。这在仅仅两个相邻节点之间启动了需要协调SP时隙分配和协议消息交换的过程。请求链路的节点向候选相邻节点发送REQ_SPTS消息，其带有一列用于该链路的可接收时隙。
该列候选时隙必须包括至少N个时隙，其包括至少一个半永久时隙SP。该列表也可以包括所有可能的N-1个可用DA时隙。该可用或需求时隙通常可以被暂时地分配给请求业务。该列表将被定了优选顺序来显示在目前可用时隙分配中引起最小扰动的时隙优先权。换句话说，正在使用的符号是一个时隙不是SP时隙除非已经被分配到通信链路。任何一个2N-1个时隙可以是SP时隙。因此，发送的N个时隙的列表全部是自由时隙或者是可用DA时隙。这些可以是N-1个SP时隙，但是它们已经被分配了并且不在列表上。
REQ_SEPTS消息能够以多至MAX_TRIES的次数被发出，以考虑非可靠的链路和潜在地同时发生的与其他分配的冲突。如果没有从相邻节点发出响应REQ_SPTS消息的REPLY_SPTS消息，链路调度消息DB中的超时触发了重试。一旦REQ_SPTS消息被发送，该过程返回到空闲状态，这样其他事件可以被处理。
                                              表7
用于向节点Nbr_ID增加链路的程序(产生REQ_SPTS消息)
If Num_tries＝MAX_TRIES(No more tries)Reset state of Link Scheduling Message DB for indexNbr_ID(Link State＝Free and no timeout for retry)Return to Idle stateElseIf initial try to node Nbr_IDSet Num_tries＝1 in Link Scheduling Message DB for index Nbr_IDElseSet Num_tries＝Num_tries+1 in Link Scheduling Message DB for index Nbr_IDEndConstruct list Ls of time slots to offer to Nbr_IDAppend list Ls to REQ_SPTS message and send to Nbr_IDSetup timeout and Link Message state in Link Scheduling Message DB for indexNbr_ID and in Slot Assignment DReturn to Idle stateEnd
接收REQ_SPTS消息的相邻节点将使其SP时隙分配过程过渡到REQ_SPTS状态过程。处理该消息的程序如表8所示。该程序使用所提供的时隙列表，Ls，并选择它喜欢的时隙，Ns。
如果至相邻节点的链路数量Num_links小于限定N的话，那么程序就从表中选择它喜欢的时隙。然后，具有该选择的REPLY_SPTS应答消息被发送。如果该链路不能被接收，或如果在过程中有另一个正在进行的SP时隙分配，就发送一个否定REPLY_SPTS应答消息。
所选择的时隙将从它的N个可用时隙中的一个选择出来，或从它的自由时隙中的一个选择出来。可用时隙或者是“自由”时隙或者是可用DA时隙。如果我们能够增加另一条链路，就至少有N条链路。每个节点通常管理自己的时隙，这样有N个时隙可用于分配为半永久时隙(如果许多相邻节点是可用的，N个相邻节点的每一个分配一个时隙)。如果它接受了该链路，那么它将最多具有N-1个其他相邻节点，每个节点分配一个半永久时隙。该程序还对链路调度消息DB和时隙分配DB中的状态作了适当修改。
                                              表8
用于处理(来自Nbr_ID的)REQ_SPTS消息的程序
If Num_links＜NExamine list Ls of the available time slots received from potential neighbor nodeNbr_ID，compare with the current allocations in the Slot Assignment DB，andselect the best assign ment＝NsMake appropriate modification to the Slot Assignment DB(mark it as SP_Reply)fortime slot NsIf time slot Ns was DA allocatedSend DELETE_TS to the neighbor node allocated the DA time slotEndAppend time slot choice，Ns，to REPLY_SPTS message and send to Nbr_IDSetup timeout and Link Message state(to SP_Reply with time slot Ns)in LinkSeheduling Message DB for index Nbr_IDReturn to Idle stateElseReject new link and send negative REPLY_SPTS message to Nbr_IDReturn to Idle stateEnd
一个接收到的REPLY_SPTS消息如表9那样被处理。从相邻节点接收的时隙的选择Ns从该消息中提取。我们也需要该节点来确认该应答具有肯定的或否定的COMFIRM消息，该COMFIRM消息显示其将同意使用该分配的时隙。该3种方式的握手消除了调度过程结果的不确定性。
如果REPLY_SPTS消息是肯定的应答，那么检查时隙的选择Ns以了解其对于新链路的新SP时隙来说是否仍然是许可的分配。如果是许可的，那么对时隙分配和链路调度消息数据库的状态作出适当的修改。然后返回肯定的CONFIRM消息。
如果接收到的REPLY_SPTS消息是否定的，那么为该Nbr_ID重启时隙分配和链路调度消息数据库。否则，如果Ns的选择不再许可，那么为该Nbr_ID重启链路调度消息数据库。然后否定的CONFIRM消息被发送到相邻节点，拒绝该链路。
                                     表9
用于处理来自Nbr_ID的REPLY_SPTS消息的程序
Extract time slot choice Ns from the REPLY_SPTS message from Nbr_IDIf(positive REPLY_SPTS message)and(choice of Ns is still allowable from Slot AssignmentDB)Make appropriate modification to the Slot Assignment DB(mark it as SP_Reply)for time slot Ns and in the Link Message state in Link Scheduling Message DBfor index Nbr_IDIf time slot Ns was DA allocatedSend DELETE_TS to the neighbor node allocated the DA time slotEndCreate CONFIRM message for Ns and send to Nbr_IDIncrement Num_linksReturn to Idle stateElseif negative REPLY_SPTS messageReset Slot Assignment DB for time slot Ns and in the Link Message state inLink Scheduling Message DB for index Nbr_IDReturn to Idle stateElseReset Link Message state in Link Scheduling Message DB for index Nbr_IDSend negative CONFIRM message to Nbr_IDReturn to Idle stateEnd
表10显示了处理CONFIRM消息的程序。如果CONFIRM是肯定的，那么考虑将链路加到一组相邻节点。对于该节点的链路的数量，Num_links是增加的。该分配时隙Ns，在时隙分配DB中被标记为SP_Alloc，并且在链路调度消息DB中的链路消息状态被重启以用于索引Nbr_ID。如果该消息是否定CONFIRM，那么为了该Nbr_ID重启时隙分配和链路调度消息数据库。
                                             表10
用于处理来自Nbr_ID的COMFIRM消息的程序
If positive CONFIRM messageMake appropriate modifieation to the Slot Assignment DB(mark it as SP_Alloc)for time slot NsReset Link Message state in Link Scheduling Message DB for index Nbr_IDIncrement Num_linksReturn to Idle stateElseReset the Slot Assignment DB(mark it as Free)for time slot NsReset Link Message state in Link Scheduling Message DB for index Nbr_IDReturn to Idle stateEnd
被分配的时隙因为几个原因之一需要被解除分配。如果在正常操作过程中，一条链路断开或者变得非可靠，那么拓扑结构控制功能就来解决该非可靠链路问题。最终，其可以产生拓扑结构变化(例如，链路删除)事件，指导SP时隙分配过程来删除所有分配给链路的时隙。
在该程序中涉及的步骤如表11所示。通过从节点发送DELETE_TS消息来解除分配该链路，请求被其他节点共享的所有时隙的解除分配。另外，对链路调度消息DB和时隙分配DB的恰当的登陆被重启。
                                          表11
用于删除到节点Nbr_ID的链路的程序(产生DELETE_TS消息)
Extract list of all SP and DA time slots，Ls，from the Slot Assignment DB assigned to thelink to Nbr_IDConstruct message，DELETE_TS，with the list，Ls，and send to Nbr_IDReset Link Scheduling Message DB for index Nbr_ID and SlotAssignment DB for all time slots in LsDecrement Num_linksReturn to Idle state
表12显示了处理接收到的DELETE_TS消息的程序。从消息中提取被解除分配的时隙的列表Ls。然后在时隙分配DB和链路调度消息DB中的合适状态被重启。
                                             表12
用于处理来自Nbr_ID的DELETE_TS消息的程序
Extract list of time slots，Ls，from the DELETE_TS message from Nbr_IDReset the Slot Assignment DB(mark it as Free)for all time slots in list LsReset Link Message state in Link Scheduling Message DB for all time slots in list Ls forindex Nbr_ID Decrement Num_linksReturn to Idle state
总之，分配半永久时隙功能的目的就是连接尽可能多的达到N个相邻节点。如果获得N个相邻节点，那么每个被分配一个半永久时隙。一旦新的链路通过该协议被建立，那么两个节点将开始运行于新分配的SP时隙。
该操作将测试新的链路以确定使用该被分配的时隙是否能维持可靠的通信。这确保了在该特殊时隙内不会发生不寻常的干扰。如果该链路被测试是非可靠的，那么将通知拓扑结构控制功能，这样该时隙可以被解除分配并用作其他目的。
现在讨论可用(需要)时隙的分配。可用时隙将以响应于网络业务变动的需求的方式被分配。此外，假设N是固定的并且考虑到网络的大小和环境而明智地选择。还假设Nframe＝2N-1。
为了允许可用容量分配的精细粒度，时隙将被分为ms个子时隙。对于以下讨论假设，ms＝2。这通过定义一个子时隙为每第ms个(或第二个)帧重复的特定时隙分配来完成。
只有当至少一个半永久时隙被分配于该两个节点之间的链路时，才从一个节点到相邻节点的可用时隙的请求。当一个链路被分配了至少一个半永久时隙后，节点可以请求每第ms个(或第二个)帧周期地分配一个单一时隙。用于调度可用时隙的消息能够在PA链路上发送，在需要它们之前来调度几个帧的时隙，因为链路具有每帧至少一个半永久时隙的分配。
对可用时隙有效分配的关键需求是在每条链路上的业务需求的测量。将需要两个测量值。首先，测量的在链路(i，k)上发送的平均业务(以每帧的时隙数为单位)被表示为Tikse。该测量值将包括在每帧的一个或更多半永久时隙和可用时隙上发送的所有业务。
另外，我们还需要保持对于链路(i，k)的序列状态Qik的当前测量值。较大的Qik值显示了需要立即分配一个或更多可用时隙。需求量偶尔的激增会导致Qik增加，这然后会触发对需求容量的附加时隙的请求，直到该队列大小下降。
在链路(i，k)上分配的时隙总量(使用ms＝2量化到1/2时隙)将被表示为Nik tot。时隙需求量被定义如下：
T ik dem = f ( T ik se , Q ik ) · · · ( 4 )
这是测量的业务加上由队列大小表示的所需的估计的附加容量的函数。然后该条链路上所需的时隙数量Tik need，如下表示：
T ik need = max ( T ik dem , T ki dem ) · · · ( 5 )
分配给该链路的指标如下：
M ik DA = T ik need - N ik tol + B · · · ( 6 )
这是应该通过DA时隙分配机制被分配到该链路的附加时隙的估计量的测量值。B是偏项，通常被设置为大约时隙的1/4到1/2，以分配足够的额外容量到每条链路以避免相当大的排队。虽然我们显示了使用式(4)定义的指标的方法，但是各种其他形式的指标都可以被用作分配DA时隙的基础。
图8显示了DA时隙分配过程36的状态图。状态图和协议交换与SP时隙分配过程相似。为了简化该协议消息处理，任何时间仅能处理一个DA时隙分配线程。空闲过程进行事件管理，即它检查接收到的事件，然后才允许状态改变成另一个状态。
这些操作包括以下步骤。检查接收到的消息以确定它们是否与DB的目前状态一致。如果该消息与DB一致，它将被丢弃。某些超时将显示DB状态需要被重启。该过程执行该功能。它还确定是否DA时隙分配在给定的节点的业务负荷需要的条件下是最优化的。如果它确定新的DA时隙必须被加到特殊链路中，这会引起过渡到增加DA时隙状态。
DA时隙分配协议需要4种基础消息类型，如表13列出。这与SP时隙分配所使用的非常相似。这些消息的使用是不需解释的，并且与前面讨论的SP时隙分配过程一致。
                   表13
  消息类别   消息功能
  REQ_DATSREPLY_DATSCONFIRMDELETE_TSLINK_METRIC   请求新的DA时隙分配应答接收到的REQ_DATS响应接收到的REPLY_DATS指示删除的时隙分配的消息广播消息到相邻节点，该消息具有至相邻节点的每一个链路的链路指标
一个DA时隙分配的例子如图9所示。节点1希望为它的链路(1，2)增加一个附加的DA时隙分配。相应的协议消息交换如表5所示。节点1通过发送显示其支持所有时隙5和6和子时隙4.2的分配的REQ_DATS(L＝(4.2，5，6))来启动交换。该列表包括所有的自由的和DA时隙，后者较少需要。
当发送了请求消息，对时隙和链路调度消息数据结构作出适当的变化。节点2使用时隙1，3和6作为其到它的3个相邻节点的链路的SP分配，并使用子时隙2.1和3.2作为DA分配。其能够选择子时隙4.2或者时隙5的两个子时隙。它选择并在应答消息中发送该选择。
当应答消息被发送，对时隙和链路调度消息数据结构作出适当的变化。最后，当确认消息被发送和接收，适当时隙的状态被改变成“子时隙4.2DA分配到链路(1，2)”。
                           表14
节点1                            节点2
确定节点1到节点2的链路需要附加的DA时隙
发送                             MsgLostREQ_SPTS(L＝(4，2，5，6))     →超时和重试重新发送                      → RcvdREQ_SPTS(L＝(4，2，5，6))     ← REQ_SPTS(L＝(4，2，5，6))Rcvd REPLY_SPTS(时隙4.2)      → 发送REPLY_SPTS(时隙4.2)发送CONFIRM(时隙4.2)             Rcvd CONFIRM(时隙4.2)时隙4.2DA分配到链路(1，2)        时隙4.2DA分配到链路(1，2)
以下方法用在每个网络节点中，以为到相邻节点的定向链路分配该(N-1)个可用时隙。使用这些测量值，对于它的每个分配了半永久时隙的链路，每个节点将不断地保持链路指标，Mik DA。每个节点将使用该链路指标来显示对每个相邻节点的附加传输时隙的需求。Mik DA的最大值显示了对附加需求时隙分配具有最大需求的链路。Mik DA的正值显示了需要的附加时隙的数量，Mik DA的负值显示了为重新分配而放弃的时隙数量。
如果最大链路指标显示了附加子时隙分配的需求并且如果有可用子时隙作为自由时隙或作为至其他链路的额外DA分配(再一次由小指标显示)，作为指标的Mik DA被保持，然后该过程变成增加DA时隙状态并启动寻找DA子时隙分配的过程。
因为使用半永久时隙，该节点只需要协调要被分配给至相邻节点的定向链路的DA时隙的选择。这意味着一个相邻节点将向该相邻节点发送请求在定向链路上的时隙分配，并接收同一链路上的许可分配或请求拒绝。
一些描述了图8所需过程的初始伪代码已经被提出。会发生各种必须由DA时隙分配过程处理的事件。事件管理在如表6所示的空闲过程中完成。
显示了4种事件：1)接收的消息，2)检查超时，3)链路指标的重计算，和4)DA时隙需求和DA时隙删除。相对于链路调度消息DB，首先检查接受到的消息，来确保该消息与DB目前的状态一致。例如，如果我们发送一个请求到相邻节点，那么希望下个消息就是应答。
为了简化该分布式协议，每次只允许一个DA协议消息交换线程。这在程序中强制执行，通过检查DB来看在启动增加DA时隙转换或处理REQ_DATS消息之前是否正在处理其他DA时隙交换。如果因为另一个DA协议线程正在处理而附加时隙不能被启动，那么附加时隙将不会完成。
下一次重新计算链路指标和DA时隙需求的机会将自然地被重新调度。根据预置的调度，将周期地重新计算链路指标。具有比某一阈值Max_metric高的链路指标的链路是获得新DA子时隙的候选者。
具有超过该阈值的最大链路指标的链路将被选为要分配新DA的下个链路。当新的DA子时隙需求被分配时，并且如果它满足上述条件，那么转换成增加DA时隙状态的就发生在DA时隙分配过程中。
                                                表15
用于空闲状态的程序(DA事件管理)
Case Event TypeReceived Message：If received message is not consistent with the state of the Link SchedulingMessageDB for that Nbr_IDDiscard MessageElseif message type＝REQ_DATSIf no pending SP message activity in the LinkScheduling Message DB for link additions other than receiving a previousREQ_DATS message from Nbr_ID Transition to Process REQ_DATS state to processmessageElseReject new link and send negative REPLY_DATS message to Nbr_IDEndElseif message type＝REPLY_DATSTransition to Process REPLY_DATS state to process messageElseif message type＝CONFIRMTransition to Process CONFIRM state to process messageElseif message type＝DELETE_TSTransition to Process DELETE_TS state to process messageEndCheck Timeouts：Check all timeoutsIf Timeout expired for a link in the DA_Req stateTransition to Add DA Slot StateIf Timeout expired for a link in the DA_Reply stateReset Slot Assignment DB for time slot Ns and in the Link Message state inLink Scheduling Message DB for index Nbr_IDEndRecalculate Link Metrics and DA Time Slot Needs：Recalculate link metricsSend new link metrics to all neighbor nodes in a LINK_METRIC messageSort link metrics and select Largest_link_metricIf(no pending DA message activity in the Link Scheduling Message DB)and(Largest_link_metric＞Max_metric_threshold)Transition to Add DA Slot state to add new DA slot assignment to Nbr_IDEndDA Time Slot Delete：Transition to DA TS Delete state to delete Time Slot to Nbr_IDEnd
用于附加DA时隙过程的伪代码如表16所示。这启动一个过程，其需要仅仅两个相邻节点之间的时隙分配和协议消息交换的协调。请求该链路的节点发送具有一列可用于该链路的可接收的时隙的REQ_DATS消息到候选相邻节点。
该候选时隙的列表必须包括所有的自由子时隙和所有的DA子时隙，其具有低于某一阈值的指标，Min_metric_threadhold。该DA时隙通常可以被暂时地分配给其他DA业务。该列表将以优先权顺序排列(priority-ordered)，以显示在目前请求时隙分配中引起最小干扰的子时隙参考。该优先权顺序将首先是自由时隙，接着是具有最小指标发展到小于Min_metric_threadhold的最大指标的子时隙。
为了简化该分布式时隙，同时只允许一个DA协议消息交换线程。这在空闲程序中被强制执行。该REQ_DATS消息只发送一次，但是如果该相邻节点目前正在处理另一个DA协议交换，那么这将不成功。在这种情况下，该节点将最终接收一个否定的REPLY_DATS消息。在这种情况下如果下一次评价该链路指标时该链路具有最大指标，就再一次尝试增加DA时隙。一旦REQ_DATS消息被发送，该过程返回到能够处理其他事件的空闲状态。
                               表16
用于向至节点Nbr_ID的链路增加新DA子时隙的程序(产生REQ_DATS消息)
Construct list Ls of time slots(subslots)to offer to Nbr_ID from Free time slots andDA subslots with excess capacity(Link_metric＜Min_metric_threshold)Append list Ls to REQ_SPTS message and send to Nbr_IDSetup timeout and Link Message state in Link Scheduling Message DB for indexNbr_ID and in Slot Assignment DB
接收REQ_DATS的相邻节点将使它的DA时隙分配过程转变为REQ_SPTS状态。处理该消息的程序如表17所示。该程序利用提供的子时隙列表Ls，并选择它喜欢的子时隙Ns。该接收的子时隙是列表的第一子时隙，ls，其在时隙分配DB中被标记为自由的或者使用小于Min_metric_threadhold的链路指标DA分配。然后带有该选择的REPLY_DATS应答消息被发送。如果该链路不能被接收或者如果在过程中有另一个正在处理的DA时隙分配，那么否定REPLY_DATS应答消息被发送。该程序也对链路调度消息DB和时隙分配DB中的状态做适当的修改。
                                      表17
用于处理(来自Nbr_ID的)REQ_DATS消息的程序
      Examine prioritized list Ls of the available subslots received from Nbr_IDand compare with the current allocations in the Slot Assignment DBSelect the best assignment＝Ns as the subslot on the list that is either marked Free inthe Slot Assignment DB or is DA allocated with Link_metric＜Min_metric_thresholdIf no subslot satisfies conditions for acceptanceReject new link and send negative REPLY_DATS message to Nbr_IDReturn to Idle stateElseMake appropriate modification to the Slot Assignment DB(mark it as DA_Reply)for time slot NsIf time slot Ns was DA allocatedSend DELETE_TS to the neighbor node allocated the DA time slotEndAppend time slot choice，Ns，to REPLY_DATS message and send to Nbr_IDSetup timeout and Link Message state(to DA_Reply with time slot Ns)in LinkScheduling Message DB for index Nbr_IDReturn to Idle stateEnd
接收到的REPLY_DATS消息如表18所示处理。从消息中提取从相邻节点接收的子时隙的选择，Ns。我们需要该节点来确定该具有肯定或者否定的CONFIRM消息的应答，CONFIRM消息显示它将同意使用该分配的时隙。如SP分配过程所示，该3种握手消除了调度过程结果的不确定性。
如果REPLY_DATS消息是确认，那么检查子时隙的选择Ns来看其是否仍然是允许的用于新链路新DA子时隙的分配。如果是允许的，那么对时隙分配和链路调度数据库的状态做适当的修改。然后返回肯定的CONFIRM消息。
如果接收到的REPLY_SPTS消息是否定的，那么对于Nbr_ID，时隙分配和链路调度消息数据库被复位。否则，如果Ns的选择不再允许，那么对于该Nbr_ID，链路调度消息数据库被复位。然后否定的CONFIRM消息被发送到相邻节点，拒绝该链路。
                                表18
用于处理来自Nbr_ID的REPLY_DATS消息的程序
Extract time slot choice Ns from the REPLY_DATS message from Nbr_IDIf(positive REPLY_DATS message)and(choice of Ns is still allowable from SlotAssignment DB)Make appropriate modification to the Slot Assignment DB(mark it as DA_Reply)for time slot Ns and in the Link Message state in Link Scheduling Message DBfor index Nbr_IDIf time slot Ns was DA allocatedSend DELETE_TS to the neighbor node allocated the DA time slotEndCreate CONFIRM message for Ns and send to Nbr_IDReturn to Idle stateElseif negative REPLY_DATS messageReset Slot Assignment DB for time slot Ns and in the Link Message state inLink Scheduling Message DB for index Nbr_IDReturn to Idle stateElseReset Link Message state in Link Scheduling Message DB for index Nbr_IDSend negative CONFIRM message to Nbr_IDReturn to Idle state
  End
表19显示了处理CONFIRM消息的程序。如果CONFIRM是肯定的，那么选择的子时隙将被加到至Nbr_ID的链路的分配中。该分配的时隙，Ns，在时隙分配DB中被标记为DA_ALLOC，并且对于Nbr_ID，链路调度消息DB中的链路消息状态被复位。如果该消息是否定CONFIRM，那么对于该子时隙，时隙分配和链路调度消息数据库被复位。
                                 表19
用于处理来自Nbr_ID的COMFIRM消息的程序
If positive CONFIRM messageMake appropriate modification to the Slot Assignment DB(mark it as DA_Alloc)for time slot NsReset Link Message state in Link Scheduling Message DB for index Nbr_IDReturn to Idle stateElseReset the Slot Assignment DB(mark it as Free)for time slot NsReset Link Message state in Link Scheduling Message DB for index Nbr_IDReturn to Idle stateEnd
由于几个原因之一，分配的时隙会需要被解除分配。如果在正常操作的过程中，链路断开或者变得不可靠，那么拓扑结构控制功能就用来解决非可靠链路问题。最后，可以产生拓扑结构改变(例如，链路删除)事件，指导SP时隙分配过程来删除所有分配给链路的时隙。
在该程序中涉及的步骤如表11所示。通过从请求解除分配所有被其他节点共享的时隙的节点发送DELETE_TS消息，该链路被解除分配。另外，在链路调度消息DB和时隙分配DB中的合适登陆被复位。
                                                      表20
为节点Nbr_ID删除DA_TS的程序(产生DELETE_TS消息)
Construct message，DELETE_TS，containing the DA subslot，Ns，thatis to be deletedand send to Nbr_IDReset Link Seheduling Message DB for index Nbr_ID and Slot Assignment DB for subslotNsReturn to Idle state
表21显示了处理接收到的DELETE_TS消息的程序。从该消息中提取要被解除分配的子时隙，Ls。然后，在时隙分配DB和链路调度消息DB中的适当状态被复位。
                               表21
处理来自Nbr_ID的DELETE_TS消息的程序
Extract DA subslot，Ns，from the DELETE_TS message from Nbr_IDReset the Slot Assignment DB(mark it as Free)for subslot NsReset Link Message state in Link Scheduling Message DB for subslot NsReturn to Idle state
链路调度算法还应用于多个有相控阵列天线16发出的同时波束中。假设延伸到这样的范围：一个系统其每个节点使用具有诸如多波束相控阵列的独立接收器的多个天线波束(或者其他类型的多样定向天线)。另外，假设所有的节点并不必须具有相同数量的波束，即，节点k具有Bk个波束。这等于在任何时隙中的可能的Bk平行链路。
我们将上述讨论(假设单个受控波束)延伸到允许Bk波束成为被一组大于Bk的相邻节点时间共享的。尽管这些节点每个可以具有不同数量的波束，但是所有的节点必须使用共同的时隙格式和帧，其对于每个波束而言，每帧的时隙数量等于Nframe。
考虑到任何节点k上分配到任何一个它的Bk波束的半永久(SP)分配时隙的数量的上限(即每个波束允许的相邻节点的最大数量)被表示为Nbeam。Nbeam的值只依赖于每个帧的时隙的数量而不是波束的数量。如在(3)中我们将指定Nbeam必须满足下列等式：
Nframe≥2·Nbeam-1            (7)
假设网络所有的节点都经由定向链路连接，其中节点k具有Bk波束，其波束被时间跳变共享并指向它的相邻节点。另外，假设每个波束允许的相邻节点的数量等于Nbeam，即每个波束的半永久时隙的允许数量的固定限制(每个相邻节点分配一个SP时隙)。
如果对于每个相邻节点的每个波束，Nbeam的固定值满足(7)，那么所有的节点能够为这些链路的每一个和它的波束的每一个选择一个不同的半永久时隙，通过与该相邻节点达成的关于该链路的相互协议，而不考虑到底其他节点正在选择多于一个的跳变。这允许每个节点以只与它的相邻节点通信的非常直接的方式为每一个波束选择它的Nbeam半永久时隙。通过以下策略，每个节点能够支持至少
Nk＝Bk·Nbeam                (8)
个节点，并且每一个仅仅被分配一个SP时隙，每个波束不分配大于Nbeam个这样的时隙。
核实每个波束的Nbeam相邻节点能够被支持，只要满足(7)的条件，这个动作直接地跟在对于单个波束的情况的观察的核实后面。然后，如果所有的Bk波束具有它们的以相同方式调度的SP时隙，那么明显地，支持的相邻节点的数量就是(8)式中波束数量和每个波束的相邻节点数量的乘积。
具有不相等波束数量的节点之间的SP时隙分配的例子如图10所示。在该例中，节点1具有2个波束，节点2具有3个波束。虽然这两个节点具有不同数量的波束，但是节点必须使用相同的帧结构。在这个例子中，每帧是Nframe＝5时隙。从(7)到(8)，这允许节点1具有最大6个相邻节点，节点2具有最大9个相邻节点。
初始地，在(7)和(8)的限制下，两个节点具有比允许的最大数量的相邻节点少一个节点。对每个链路的SP波束/时隙分配如图所示。这些节点在它们之间能够加上一个附加链路，同时仍然满足(7)和(8)的限制。链路调度协议将为每个节点的SP分配发现一个可接受的波束/时隙，并且它以与单个波束情况下本质上一样的方法操作。
相应的协议消息交换如表22所示。节点1通过发送具有一列至少Nbeam个候选时隙的REQ_SPTS(L＝(1，2，3))开始交换。注意到3个波束的ID显示为a，b和c，并且时隙数由波束ID的下标标识。节点1必须确定其已经在波束a上使用了所有的3个允许的SP时隙，但是它已经在它的波束b上只分配了3个允许SP时隙的2个。
因此，它发送一列(波束b上可用的)3个SP时隙到节点2。该列表可以包括这个波束上的所有自由的和DA时隙。当请求消息被发送，必须对这个时隙和链路调度消息数据结构作出恰当的改变。节点2对于它到其8个相邻节点的链路在波束a和b上具有之前分配的SP所有可用的SP时隙。
因此，波束c是唯一一个接收新SP分配的波束。当它从节点1接收REQ_SPTS(L＝(1，2，3))时，它选择波束/时隙C3作为唯一一个为新链路工作的时隙(具有之前分配的C1和C2作为SP时隙)。它在应答消息中发送这个选择。当应答消息被发送，也对波束/时隙和链路调度数据结构作出合适的改变。最后，当确认被发送或接收，合适时序的状态被变成“分配到链路(1，2)的SP”。
                              表22
节点1                                节点2
为节点1到节点2的A链路接收来自其拓扑结构控制的链路增加事件
发送REQ_SPTS(L＝1，2，3))          →Rcvd SendREQ_SPTS＝(1，2，3)Rcvd REPLY_SPTS(时隙3)             ←发送REPLY_SPTS(时隙3)发送CONFIRM(时隙3)                 →Rcvd CONFIRM(时隙3)
分配到链路(1，2)的波束/时隙b3分配    分配到链路(1，2)的波束/时隙b3分配
实现多个波束调度算法/协议所需要的变化是简单的，并如下所述。将波束ID作为变量加到时隙DB和链路调度消息DB的状态中。使用(7)和(8)作为确定是否可能调度新SP时隙的标准。我们为网络指定参数Nbeam和Nframe的值。
为了向潜在相邻节点提供新的SP时隙，算法必须首先发现相邻节点的数量小于Nbeam的波束。该波束可以用来加上新的相邻节点。节点发送给它相邻节点的REQ_SPTS消息将为目前没有被SP分配的波束指定Nbeam可用时隙。
已经接收了REQ_SPTS消息，节点必须发现它的波束之一，其相邻节点的数量小于Nbeam。然后该波束能够被用来加上新的相邻节点。比较接收到的REQ_SPTS消息中的Nbeam时隙列表和在选择的波束中目前没有被分配的Nbeam时隙，至少一个时隙能被发现是两个列表共有的。该时隙可以被选择为在REPLY_SPTS消息中发送的。一旦发信节点接收到了REPLY_SPTS消息，两个节点将选择它们的波束和共同时隙分配。
该例子隐含地假设单个频带被用于每个波束。在这种情况下，节点可能在同一个频带上通信的同时具有几个波束，而没有干扰。该无干扰操作在实际中可能很难支持。该问题的相似阐述可以通过每个波束运行在不同频带来阐述，即，图10中的波束a，b和c每一个使用不同的频带。在调度算法方面，我们在SP时隙分配上将应用相同的限制。然而，在实际地分配时隙/波束结合中，我们需要发现一种分配，其中两个节点使用相同的波束(等于使用相同的频带)和相同的时隙。该等式使得每个波束/时隙结合不同于调度观点。因此，可用时隙的数量是波束数量乘以帧大小。在这种情况下，向潜在相邻节点分配SP时隙的限制由下式给出：
B·Nframe≥2·N-1                (9)
其中B显示了波束数量。该相邻节点数量的限制比(7)和(8)稍微的严格，因为共享SP时隙的节点的需要必须使用相同的波束/频道和相同的时隙。例如，Nframe和B＝3，那么(9)的约束允许每个节点8个相邻节点，而(7)和(8)的限制是每个节点允许9个相邻节点。
图10的典型问题在于2个节点，每个具有3个波束，每个波束运行在不同的频带，即，波束a，b和c每个使用不同的频带。也假设帧大小是5。两个节点已经将7个SP时隙分配给相邻节点，因此从(9)中，它们每一个可以使用SP时隙加上一个附加的相邻节点，允许它们在它们之间建立一条链路。被分配的SP时隙被显是在图上，需要建立SP时隙分配和新链路的消息交换如表23所示。消息交换由节点1通过发送REQ_SPTS(L＝(a4，a5，b3，b4，b5，c3，c4，c5))消息到节点2来启动，其必须包括之前没有被分配为SP时隙的8个波束/时隙组合。在本例中，节点2已经分配了节点1没有使用的7个波束/时隙组合(其曾经在REQ_SPTS消息中接收的8个波束/时隙组合列表中)。因此，通过(9)，至少具有一个剩余的波束/时隙组合，其能够选择用于分配(c5)。这是如图11和表23所示的分配给节点1和节点2之间的链路的SP波束/时隙组合。
                          表23
节点1                                             节点2
为节点1到节点2的A链路接收来自其拓扑结构控制的链路增加事件
发送REQ_SPTS(L＝(a4，a5，b3，b4，b5，c3，c4，c5)) →Rcvd SendREQ_SPTS＝(L＝(a4，a5，b3，b4，b5，c3，c4，c5))Rcvd REPLY_SPTS(Beam/时隙c5)                      ←发送REPLY_SPTS(Beam/时隙c5)发送CONFIRM(Beam/时隙c5)                          →Rcvd CONFIRM(Beam/时隙c5)分配到链路(1，2)的Beam/时隙c5                       分配到链路(1，2)的Beam/时隙c5
本发明因此提供一种用于相控阵列网络的全分布式的链路调度算法和协议。该算法/协议细节的描述假设了每个节点单定向波束的情况，其在对于用于该接入的分配的时隙过程中是时间共享的并指向相邻节点。然而，该方法能被用于每个节点的任意数量的受控波束中。

Claims (12)

1、一种无线通信网络，包括：
多个移动节点，每个移动节点都包括收发信机、连接到所述收发信机的定向天线、和连接到所述收发信机的控制器，并包括
时隙调度单元，该时隙调度单元用于调度时隙以建立与每个相邻移动节点的通信链路，
天线瞄准单元，该天线瞄准单元用来在与每个相邻移动节点通信过程中将所述定向天线向每个相邻移动节点瞄准，
业务协调单元，该业务协调单元基于链路通信需求，通过分配时隙到所述时隙单元来协调与每个相邻移动节点的通信，
所述控制器基于分配的时隙协调时隙的调度。
2、如权利要求1所述的无线通信网络，其中所述业务协调单元基于增长的链路通信需求分配成批时隙。
3、如权利要求1所述的无线通信网络，其中所述业务协调单元基于增长的链路通信需求从相邻移动节点请求成批时隙。
4、如权利要求1所述的无线通信网络，其中所述业务协调单元基于增长的链路通信需求增加时隙的最大数量。
5、如权利要求1所述的无线通信网络，其中所述业务协调单元基于增长的链路通信需求重新分配时隙。
6、一种为多个移动节点建立通信链路的方法，每个移动节点都包括收发信机、连接到所述收发信机的定向天线、和连接到所述收发信机的控制器，该方法为每个移动节点包括：
为每个时帧调度各自的半永久时隙以建立与相邻移动节点的通信链路并在每个时帧中留下至少一个可用时隙；
基于链路通信需求，调度该至少一个可用时隙也服务于与相邻移动节点的通信链路；
在与每个相邻移动节点通信的过程中将所述定向天线向每个相邻移动节点瞄准；
基于链路通信需求，通过分配用于调度的时隙来协调与每个相邻移动节点的通信。
7、如权利要求6所述的方法，其中所述协调通信包括基于增长的链路通信需求分配成批时隙。
8、如权利要求6所述的方法，其中所述协调通信包括基于增长的链路通信需求从相邻移动节点请求成批时隙。
9、如权利要求6所述的方法，其中所述协调通信包括基于增长的链路通信需求增加时隙的最大数量。
10、如权利要求6所述的方法，其中所述协调通信包括基于增长的链路通信需求重新分配时隙。
11、如权利要求6所述的方法，其中多个通信链路建立在调度的半永久时隙中，每条通信链路包括不同的相邻移动节点对。
12、如权利要求6所述的方法，其中所述的定向天线包括相控阵列天线。
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