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专利号: 2022103580713
申请人: 深圳泓越信息科技有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2024-10-09
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于空分复用的太赫兹无线网络高时隙利用率接入方法,其特征是:把网络运行时间划分为多个连续的超帧,每个超帧内包含三个有序的时段:Beacon、竞争接入时段CAP和时隙分配时段CTAP,CAP时段又分为关联CAP和常规CAP两个有序的子时段,对每个时段内微网控制节点PNC和普通节点DEV的操作进行定义,具体如下:S1:所述Beacon时段,用于PNC向整个网络内的所有DEV广播包含定时和时隙分配等信息的Beacon帧;本时段运行“基于机会性空分复用的波束赋形”新机制;本时段运行过程和上述新机制具体实现过程如下:S11:节点判断:自己的类型是否是PNC?如果是,执行下一步;否则,转S13;

S12:PNC切换为发送模式,从0号扇区开始,在每个扇区广播n个Beacon帧,n为扇区数量;设每个基本时隙的时长为t,PNC在每个基本时隙内广播一个Beacon帧;Beacon帧内包含有每个已分配时隙的节点的ID、CTA分配情况、所有节点对的CTA顺序等信息;PNC循环一周遍历完n个扇区,保证每个节点都可以收到Beacon帧;PNC发送完Beacon帧之后,转S24;

S13:DEV切换为接收模式,旋转天线接收Beacon帧,在每个扇区停留时间为t,这样就可以保证能够接收到PNC发来的Beacon帧;DEV如果收到Beacon帧,执行下一步;如果未收到,返回执行本步骤;

S14:DEV判断:自己是否已入网?如果是,解析出Beacon帧中的内容并存储备用,并且开始超帧计时等操作,然后执行下一步;如果否,转S21;

S15:DEV运行“基于机会性空分复用的波束赋形”新机制,判断出自己在CTAP时段的哪些CTA中是“提前扫描发送源节点”、在哪些CTA中是“正常扫描发送源节点”、在哪些CTA中是“提前旋转接收目的节点”、在哪些CTA中是“正常旋转接收目的节点”,并记录这些信息以备后用;判断依据是:节点在自己获得的CTA里是“正常扫描发送源节点”或“正常旋转接收目的节点”,在自己获得的CTA的前一个CTA里是“提前扫描发送节点”或者“正常旋转接收目的节点”;然后,转S31;

S2:所述关联CAP子时段,主要用于DEV入网;本时段运行“按需融合入网和时隙申请”新机制;本子时段运行过程和上述新机制具体实现过程如下:S21:DEV判断:自己是否需要申请入网?如果需要申请入网,运行“按需融合入网和时隙申请”新机制,判断是否需要为待发送的数据包申请时隙;如果需要为待发数据包申请时隙,则生成一个包含时隙申请信息的入网时隙申请帧,并装入相关信息;如果需要申请入网但不需要为待发数据包申请时隙,则生成一个原有类型的入网申请帧并装入相关信息;如果不需要申请入网,转S31;

S22:DEV在PNC接收天线对准自己的基本时隙里,将上述入网申请帧或入网时隙申请帧发送给PNC;

S23:DEV将接收天线对准PNC所在扇区,在长度为基本时隙的时间里,判断:是否收到入网申请回复帧或入网时隙申请回复帧?如果是,取出该帧中的相关内容存储备用,然后,转S31;如果否,等到本超帧结束后,返回S13;

S24:PNC切换为接收模式,旋转天线依次在每个扇区接收帧;如果收到入网申请帧,则判断是否接纳DEV入网并进行回复;如果收到入网时隙申请帧,则运行“按需融合入网和时隙申请”新机制,判断是否接纳DEV入网并为其分配时隙;然后,PNC对DEV进行回复;PNC在每个扇区停留时间为2倍基本时隙,依序在每个扇区停留;然后,转S33;

S3:所述常规CAP子时段,主要用于DEV申请数据发送时隙;本子时段运行过程如下:

S31:DEV判断:自己是否有未获得时隙的待发数据包、且在本超帧内未申请时隙?如果是,则生成一个时隙申请帧,在PNC接收天线对准自己的基本时隙里,将该时隙申请帧发送给PNC;如果否,转S47;

S32:DEV在一个长度为基本时隙的时间里判断:是否收到PNC发给自己的时隙申请回复帧?如果是,则取出该帧中的内容,存储备用,然后,转S47;如果否,直接转S47;

S33:PNC切换为接收模式,旋转天线依次在每个扇区接收时隙申请帧;PNC如果收到时隙申请帧,则判断是否为申请时隙的DEV分配时隙并对DEV进行回复;PNC在每个扇区停留时间为2倍基本时隙,依序在每个扇区停留;然后,转S41;

S4:所述CTAP时段,用于网内节点间的波束赋形和数据传送;本时段运行“基于机会性空分复用的波束赋形”新机制,本时段运行过程和上述新机制具体实现过程如下:S41:PNC为申请时隙的DEV分配时隙,即分配CTA;CTA分配完之后,运行“基于机会性空分复用的波束赋形”新机制,对CTA进行排序;

S42:PNC运行“基于机会性空分复用的波束赋形”新机制,判断:在当前CTA,自己是否为“提前扫描发送源节点”?如果是,监听前一对节点之间的波束赋形帧;如果监听到波束赋形帧后首先分析帧里面的源、目的ID是否为自己的前一对节点;如果为前一对节点,则等待一个扇区发送时间以后进行机会性波束赋形,起始扇区为接收到波束赋形帧的扇区的下一个扇区;在当前CTA结束后转S48;如果否,直接执行下一步;

S43:PNC判断:在当前CTA,自己是否为“正常扫描发送源节点”?如果是,则根据记录的起始扇区,完成完整或剩余扇区的第一轮波束赋形训练,在每个扇区发送n个波束赋形帧,每个扇区停留时间为nt;然后切换为接收模式,旋转天线在每个扇区停留一个时隙t,接收来自目的节点的波束赋形帧;然后转S46;如果否,直接执行下一步;

S44:PNC判断:在当前CTA,自己是否为“提前旋转接收目的节点”?如果是,旋转接收波束赋形帧,时长为前一对节点剩下的第一轮波束赋形时间,与前一对节点同时停止波束赋形;在当前CTA结束后转S48;如果否,直接执行下一步;

S45:PNC判断:在当前CTA,自己是否为“正常旋转接收目的节点”?如果是,切换为接收模式,旋转天线接收来自源节点的波束赋形帧,接收到该帧之后等待第一阶段扫描结束;接下来向源节点方向发送n个波束赋形帧,然后转S47;如果否,等到当前CTA结束,然后转S48;

S46:PNC如果收到来自目的节点的波束赋形帧,获取扇区信息之后,采用“数据‑确认”模式向目的节点发送数据帧;如果已申请到时隙的数据包发送完但仍处于自身的CTA中,则继续发送数据帧直到当前CTA结束;然后转S48;

S47:PNC将天线对准源节点扇区,等待接收数据帧;如果收到数据帧,则向源节点回复一个ACK帧并进行数据帧的相应处理;直至当前CTA结束;

S48:PNC判断:当前超帧的CTA是否全部结束?如果是,返回S12;如果否,返回S42;

S49:DEV判断:在当前CTA,自己是否为“提前扫描发送源节点”?如果是,监听前一对节点之间的波束赋形帧;如果监听到波束赋形帧后首先分析帧里面的源、目的ID是否为自己的前一对节点;如果为前一对节点,则等待一个扇区发送时间以后进行机会性波束赋形,起始扇区为接收到波束赋形帧的扇区的下一个扇区;在当前CTA结束后转S415;如果否,直接执行下一步;

S410:DEV判断:在当前CTA,自己是否为“正常扫描发送源节点”?如果是,则根据记录的起始扇区,完成完整或剩余扇区的第一轮波束赋形训练,在每个扇区发送n个波束赋形帧,每个扇区停留时间为nt;然后切换为接收模式,旋转天线在每个扇区停留一个时隙t,接收来自目的节点的波束赋形帧;然后转S413;如果否,直接执行下一步;

S411:DEV判断:在当前CTA,自己是否为“提前旋转接收目的节点”?如果是,旋转接收波束赋形帧,时长为前一对节点剩下的第一轮波束赋形时间,与前一对节点同时停止波束赋形;在当前CTA结束后转S415;如果否,直接执行下一步;

S412:DEV判断:是否为“正常旋转接收目的节点”?如果是,切换为接收模式,旋转天线接收来自源节点的波束赋形帧,接收到该帧之后等待第一阶段扫描结束;然后向源节点方向发送n个波束赋形帧,然后转S414;如果否,转S415;

S413:DEV如果收到来自目的节点的波束赋形帧,获取扇区信息之后,采用“数据‑确认”模式向目的节点发送数据帧;如果已申请到时隙的数据包发送完但仍处于自身的CTA中,则继续发送数据帧直到当前CTA结束;然后转S415;

S414:DEV将天线对准源节点扇区,等待接收数据帧;如果收到数据帧,则向源节点回复一个ACK帧并进行数据帧的相应处理,直至当前CTA结束;

S415:DEV判断:当前超帧的CTA是否全部结束?如果是,返回S13;如果否,返回S49。