[发明专利]一种全双工无线网络中的节点配对与资源竞争方法

权利要求书

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；

(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，非饥饿终端返回步骤(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。

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。