一种用户终端及信道接入方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种用户终端及信道接入方法。
【背景技术】
[0002]RR-ALOHA (Reliable Reservat1n AL0HA，可靠预留 ALOHA)是基于 TDMA (TimeDivis1n Multiple Access,时分复用接入)的接入和资源分配机制。当节点占用一个时隙后，将通过周期性发送以固定信息组织结构的巾贞信息FI (Frame Informat1n)指示从本节点的角度认为的时隙分配占用情况，并根据邻节点的FI和自己的信道使用情况及时更新时隙占用状态，并将更新后的时隙占用状态在自己发送的FI中体现。
[0003]整个过程可以分为信道占用过程和信道维护过程。
[0004]一、信道占用过程
[0005]下面的描述中，假设的场景是节点申请第一个时隙资源。
[0006]节点的行为分为5个步骤:监听、选择空闲时隙、等待空闲时隙、发送、监听反馈。大体流程如图1所示，各个步骤详细描述如下:
[0007]步骤I，按照规则I监听一帧
[0008]规则1，在监听时间从时隙(K-N)到时隙(K-1)中，发送节点j至少接收到一个节点反馈的FI将时隙(K-1) (i的取值为I?N)被标记为忙，则第K-1+N个时隙被标记为已占用(RESERVED)，否则标记为可用(AVAILABLE)。
[0009]节点根据规则I监听一帧中的所有时隙，将接收到的FI信息进行解析处理，节点内部记录根据规则I判断的各时隙的占用情况。
[0010]步骤2,选择一个空闲时隙(available时隙)
[0011]对于某个时隙，当该时隙在节点内部记录的时隙状态为(AVAILABLE)，该时隙为空闲时隙。如果空闲时隙多于一个，从中随机选一个；如果没有空闲时隙，那么将比自己当前优先级低的节点占用的时隙作为空闲进行选择。选择空闲时隙后，执行步骤3 ;如果没有一个空闲时隙可供选择接入，则转步骤I。
[0012]步骤3，等待选定的时隙到达
[0013]假设步骤2中，选择空闲时隙P。那么在时隙P到达前，持续监听各个时隙，算法未明确持续做时隙P是否仍空闲的判断，暂且按照不做处理。
[0014]到达时隙P时,执行步骤4。
[0015]步骤4,在时隙P发送子巾贞subframe
[0016]此时在subframe的FI中，按照如下规则填写各个域field:
[0017]对于当前发送时隙，填写BUSY状态(I)，且填写自己的STI (Stat1n ID，设备标识)、优先级信息和PTP标志；对于其他时隙，根据是否成功接收解析FI及FI内容确定填写BUSY状态⑴时，还填写ST1、优先级信息和PTP标志；否则填写FREE状态(0)，其它标志位填默认初始值。
[0018]节点在时隙P发送FI后，执行步骤5。
[0019]步骤5，按照规则2监听反馈，确认是否发送成功
[0020]规则2，如果发送节点接收到的所有FI中，发送节点用于发送FI的时隙都被标记为忙，且填写的STI为本节点的STI，则认为接收到了正反馈，即发送成功，否则认为接收到了负反馈，即发送失败。
[0021]节点根据规则2，从时隙p+1开始监听，如果所有其它节点反馈的FI中指示时隙P为该发送节点占用，则发送节点在下一帧对应的发送时隙继续发送FI ;只要有一个节点反馈的FI指示时隙P的时隙占用状态为FREE (O)，或者STI不同，认为节点在时隙P的发送失败，转步骤2。
[0022]当步骤5在一帧中监听时隙P发送状态判断成功时，节点BC信道占用过程成功，进入BC信道维护过程。
[0023]二、信道维护过程
[0024]RR-ALOHA中，节点需要在自己占用的时隙上周期性地持续发送FI，以通过节点间的FI交互对信道的时隙占用状况进行维护。节点占用的时隙资源如不主动放弃，可一直使用占用的时隙进行数据传输。然而，由于拓扑动态变化，节点还需要持续根据规则2检查自己占用的时隙是否与其他节点占用的时隙发生碰撞。当碰撞被检测到时，占用该时隙的所有节点都要释放占用的对应时隙，重新发起接入过程预约信道。
[0025]图2给出信道接入过程的简图，可以看出，信道维护过程流程是信道接入过程的一部分，无MAC(Medium Access Control,媒体接入控制)处理延时下的信道接入过程如下:
[0026]监听窗口:监听窗口长度为I帧，目的是为了了解完整的信道状态信息，此窗口结束后就可以选择时隙资源。
[0027]反馈窗口:发送FI后就开始了监听，根据反馈窗口内接收到的信息进行节点接入\维护信道是否成功的判断，节点在确定所有接收时隙上即反馈窗口内接收到的信息都给予所述节点正反馈时，节点才认为本时隙申请成功，节点开始占用此时隙。包含此发送时隙则反馈窗口长度为I帧，如不包含的话，反馈窗口长度为(N-1)个时隙，N为一帧内时隙的总个数。
[0028]节点在接收时隙维护内部时隙状态表。
[0029]现有机制中没有考虑处理时延迟，在实际系统中，处理时延是肯定存在的。且处理时延主要是接收时延(发送时延和收发机转化的时间都可以忽略)。
[0030]对于在本时隙内可以完成解码的处理时延认为完全等效于无处理时延，不在此次讨论范围内。即本申请考虑时隙级别的处理时延。假定处理时延为2毫秒，则接收节点的解码时间点如图3所示。
[0031]RR-ALOHA算法仅仅给出了 FI理论的处理方法和流程，没有解决实际中的时延问题，在时隙级处理时延存在的情况下，现有机制会存在以下一些问题:
[0032]I)监听窗口:现有机制中此窗口长度为I帧，理论上窗口结束就可以了解完整的信道状态信息，就可以立即依据信道状态信息选择时隙资源。考虑到处理时延后，存在以下问题:在I帧的时间内，节点无法解码出从监听I帧内所有时隙接收到的信息，即可能无法获取完整的I帧的信道状态信息，无法依据此信息进行正确的时隙选择。
[0033]2)反馈窗口:现有机制中发送FI后就开始了监听，根据反馈窗口内接收到的信息进行节点接入\维护信道是否成功的判断，节点在确定所有接收时隙上即反馈窗口内接收到的信息都给予所述节点正反馈时，节点才认为本时隙申请成功，节点开始占用此时隙。包含此发送时隙则反馈窗口长度为I帧，如不包含的话，监听反馈窗口长度为(N-1)个时隙，N为一帧内时隙的总个数。考虑处理时延后，存在以下问题:1)接收节点无法实时进行正反馈；假定节点A选择了时隙2，并在时隙2到达时发送了 FI，则占用时隙3的节点B，即使在时隙2正确接收了节点A的FI，但并不能完成FI消息的处理，即节点B在时隙3中发送的FI中并不能给予节点A在时隙2上的正反馈；2)本节点无法在I帧内获知所有接收时隙对其发送时隙的反馈信息。
[0034]3 ) MAC时隙编号与PHY时隙编号；
[0035]PHY层与MAC层是保持同步的，即同一时刻对应的时隙是相同的。
[0036]如果没有处理时延的话，接收节点接收到的同时就完成解码处理，则PHY层接收时隙和解码完成时隙是同一时隙。
[0037]存在处理时延之后，接收节点在接收时隙内不能完成解码处理，即PHY接收时隙不等于PHY解码时隙。这个时候，MAC层在解码时隙才接收到PHY递交的解码结果，例如发送节点在时隙I发送FI，接收节点在时隙3才解码出来。
[0038]节点维护信道状态时，MAC层是按照PHY接收时隙来处理此解码结果，还是按照PHY解码时隙来处理此结果。目前的算法中并不存在解决这个问题的方案，当考虑处理时延时，需要对此问题进行说明。
【发明内容】
[0039]本发明提供一种用户终端及信道接入方法，可以保证在考虑处理延时的情况获得完整的信道占用情况及获得所有节点的反馈信息，从而可以保证信道接入的效率。
[0040]本发明提供一种信道接入方法，包括:
[0041]初时接入或信道接入失败或信道维护失败时，在监听窗口内连续监听帧信息FI，所述监听窗口的时长为I帧或者大于I帧；
[0042]监听结束后选择发送时隙，到达该发送时隙之前未确定出信道接入失败，则到达该发送时隙时发送FI ；
[0043]在该发送时隙发送FI之后，在反馈窗口内除发送时隙之外的接收时隙监听，所述反馈窗口的时长大于I帧；
[0044]反馈窗口结束时，根据监听结果确定信道接入成功，则之后对于除发送时隙之外的每一个接收时隙进行监听，到达发送时隙之前未确定信道维护失败，则在到达发送时隙时发送FI。
[0045]优选地，监听结束后在到达该发送时隙之前，确定信道接入失败，具体包括:
[0046]监听结束后在到达该发送时隙之前，对接收到的FI进行解码；
[0047]到达该发送时隙之前，根据解码结果确定收到负反馈，则确定信道接入失败。
[0048]在反馈窗口内除发送时隙之外的接收时隙监听时，通过如下方式确定信道接入失败或成功:
[0049]对于在反馈窗口内除发送时隙之外的接收时隙接收到的FI进行解码；
[0050]反馈窗口结束之前，根据解码结果确定收到负反馈，确定信道接入失败；
[0051]反馈窗口结束时，根据解码结果确定未收到负反馈，则确定信道接入成功。
[0052]优选地，确定信道接入成功，对于之后除发送时隙之外的每一个接收时隙进行监听时，通过如下方式确定信道维护失败或成功:
[0053]对于除发送时隙之外的每一个接收时隙接收到的FI进行解码；
[0054]再次到达发送时隙前，根据解码结果确定收到负反馈，确定信道维护失败；
[0055]再次到达发送时隙时，根据解码结果确定未收到负反馈，则确定信道接入成功。
[0056]优选地，每次确定信道接入失败或信道维护失败时，进一步包括:
[0057]若监听窗口的时长为I帧，则对缓存的未解码的FI继续进行解码处理，若监听窗口的时长大于I帧，则忽略或清空缓存的未解码的FI。
[0058]优选地，根据监听结果确定信道维护失败时，若监听窗口的时长大于I帧，则忽略或清空缓存的未解码的FI，包括:
[0059]媒体接入控制MAC层确定信道维护失败时通知物理PHY层，PHY层确定监听窗口的时长大于I帧时，清空缓存的未解码的FI ;或者
[0060]MAC层确定信道维护失败且监听窗口的时长大于I帧时，忽略PHY层对缓存的FI的解码结果。
[0061]优选地，在反馈窗口内除发送时隙之外的接收时隙监听时，还包括:
[0062]在反馈窗口内的发送时隙到达时，根据监听结果确定未接收到负反馈，则在反馈窗口内的发送时隙到达时，在该发送时隙发送FI。
[0063]优选地，所述监听窗口的时长大于I帧时，通过如下方式确定监听窗口的时长:
[0064]对总时延/时隙时长的取值向下取整得到N,所述总时延为传播时延、传输时延与处理时延之和；
[0065]确定监听窗口的时长为I帧+N个时隙。
[0066]采用该方式，在延长监听窗口时充分考虑了处理时延且不会获得不需要的冗余信肩、O
[0067]优选地，通过如下方式确定反馈窗口的时长:
[0068]对总时延/时隙时长的取值向下取整得到N,所述总时延为传播时延、传输时延与处理时延之和；
[0069]所述反馈窗口的时长=2XN个时隙+1帧。
[0070]采用该方式，在延长反馈窗口时充分考虑了处理时延且不会获得不需要的冗余信