一种分布式资源分配方法和节点设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种分布式资源分配方法和节点设备。
【背景技术】
[0002] 目前，国际上已经开展了许多面向车联网V2X(Vehicle to X，车与车及车与路边 设施的通信称为V2X)应用的自组网车载通信系统相关的研发项目，产出了很多研究成果， 一种较有代表性的是移动分时隙ALOHA (Mobile Slotted Aloha，MS-AL0HA)协议。该协议 是一种基于动态时分多址（Time Division Multiple Access, TDMA)的分布式媒体接入控 制（Media Access Control, MAC)协议。该MS-AL0HA协议的资源分配基于帧结构，以子中贞 为单位，每N个子帧构成一个帧（Frame)，每个帧中的子帧的编号为1~N，在帧之间循环往 复。通常认为，自组网车载通信系统中的任一节点（如车载设备等）在一个子帧上发送了 中贞信息（Frame Information, FI)消息之后，就认为该子帧是该节点自己占用的子帧，节点 在自己占用的子帧上会广播FI消息。
[0003] FI消息是一个由N个子帧的域（即子帧信息域）组成的向量，由节点自己对前N 个子帧中其他节点发送的FI消息监听获得。每个子帧信息域对应于一个子帧的状态，具体 包括：
[0004] STI (Source Temporary Identier，即临时资源标识，也称节点标识）子域：一般 占用8bit (比特），为节省开销而引入的一个短临时标识，该子域代表占用子帧的节点的身 份；
[0005] PSF(Priority Status field,即优先级状态）子域：一般占用2bit，该子域代表占 用子帧的节点的优先级；
[0006] 子帧占用状态子域：该子域用于标识信道状态，一般占用2bit。
[0007] 例如，一个帧中有N个子帧，节点在自己维护的子帧上发送FI消息，在非自己维护 的子帧上接收其他节点发送的FI消息。每个FI消息包括N个子帧的内容。节点每收到一个 FI消息便将其内容存储到自己维护的子帧状态表中，因此子帧状态表的大小为（N-l) XN。 节点在自己的维护子帧上发送FI消息之前，需要对子帧状态表进行处理，依据处理结果生 成FI消息并发送。
[0008] FI消息通常是基于自身的占用情况及其他节点发来的FI消息进行逻辑判断而生 成的，处理复杂，有时还会导致不必要的误判，从而引起资源碰撞。例如，当某个子帧的资源 已经被某个节点占用，但是由于周围其他节点在接收到该节点的FI消息后，无法解出该FI 消息，并且信道的信噪比（Signal to Noise Ratio, SNR)又比较高，此时，其他节点可能会 误判该子帧为空闲态，从而容易引起资源碰撞。
【发明内容】
[0009] 本发明实施例提供了一种分布式资源分配方法和节点设备，用于解决现有基于节 点设备自身的占用情况及其他节点发来的FI消息进行逻辑判断而生成的自身所需发送的 FI消息，可能造成其他节点对子帧的空闲态的误判，而引起资源碰撞的问题。
[0010] 本发明提供的一种分布式资源分配方法，该方法包括：
[0011] 第一节点设备根据当前子帧内接收到的第一 FI消息确定出一组帧周期内各子帧 的状态信息，或者，第一节点设备根据当前子帧的接收功率确定出当前子帧的状态信息；
[0012] 所述第一节点设备根据确定出的一组帧周期内各子帧的状态信息或当前子帧的 状态信息，更新当前维护的一组所述帧周期内各子帧的状态信息；
[0013] 所述第一节点设备根据当前维护的一组所述帧周期内各子帧的状态信息，生成第 二FI消息，并在自身占用的子帧上发送所述第二FI消息；以及
[0014] 所述第一节点设备在判断出自身占用的子帧与其他节点设备占用的子帧发生碰 撞后，确定出所述帧周期内空闲态的子帧，并从空闲态的子帧中，选择自身占用的子帧。
[0015] 在实施中，所述第一节点设备根据当前子帧内接收到的第一 FI消息确定出一组 所述帧周期内各子帧的状态信息，或者，根据当前子帧的接收功率确定出当前子帧的状态 信息，包括：
[0016] 若所述第一节点设备在当前子帧内接收到第一 FI消息，且能够正确解析接收到 的第一 FI消息，所述第一节点设备根据当前子帧内接收到的第一 FI消息确定出一组所述 帧周期内各子帧的状态信息；
[0017] 若所述第一节点设备在当前子帧内未接收到第一 FI消息，或者接收到第一 FI消 息且不能正确解析接收到的第一 FI消息，所述第一节点设备根据当前子帧的接收功率确 定出当前子帧的状态信息。
[0018] 在实施中，所述第一节点设备根据当前子帧内接收到的第一 FI消息确定出一组 所述帧周期内各子帧的状态信息，包括：
[0019] 所述第一节点设备根据当前子帧内接收到的第一 FI消息，确定出当前子帧的状 态信息中表示子帧占用状态的子域信息为一跳占用状态，以及表示子帧其他状态的子域信 息为所述第一 FI消息中该当前子帧的子域信息。
[0020] 较佳地，所述第一节点设备根据当前子帧内接收到的第一 FI消息确定出一组所 述帧周期内各子帧的状态信息，包括：
[0021] 若当前子帧内接收到的第一 FI消息包含的其他子帧中的任一子帧的表示子帧占 用状态的子域信息为一跳占用状态或一跳模糊占用状态，且该任一子帧当前状态为空闲状 态或三跳占用状态，所述第一节点设备确定出该任一子帧的表示子帧占用状态的子域信息 为二跳占用状态，以及表示子帧其他状态的子域信息为所述第一 FI消息中该任一子帧的 子域信息；或者，
[0022] 若当前子帧内接收到的第一 FI消息包含的其他子帧中的任一子帧的表示子帧占 用状态的子域信息为二跳占用状态，且该任一子帧当前状态为空闲状态或三跳占用状态， 所述第一节点设备确定出该任一子帧的表示子帧占用状态的子域信息为三跳占用状态，以 及表示子帧其他状态的子域信息为所述第一 FI消息中该任一子帧的子域信息。
[0023] 在实施中，所述第一节点设备根据当前子帧的接收功率确定出当前子帧的状态信 息，包括：
[0024]当检测到当前子帧内的接收功率小于或等于设定的功率阈值时，所述第一节点设 备确定出当前子帧的表示子帧占用状态的子域信息为空闲状态，且表示子帧其他状态的子 域信息均为初始值；或者
[0025] 当检测到当前子帧内的接收功率大于设定的功率阈值，且接收SNR小于设定的 SNR阈值时，所述第一节点设备确定出当前子帧的表示子帧占用状态的子域信息为碰撞状 态，且表示子帧其他状态的子域信息均为初始值；
[0026] 或者，当检测到当前子帧内的接收功率大于设定的功率阈值，且接收SNR不小于 设定的SNR阈值，所述第一节点设备确定出当前子帧的状态信息中表示子帧占用状态的子 域信息为一跳模糊占用状态，且表示子帧其他状态的子域信息均为初始值。
[0027] 基于上述任一实施例，所述第一节点设备更新当前维护的一组所述帧周期内各子 帧的状态信息，包括：
[0028] 所述第一节点设备将根据当前子帧内接收到的第一 FI消息确定出的一组帧周期 内各子帧的状态信息，替换当前维护的一组所述帧周期内各子帧的状态信息；或者
[0029] 所述第一节点设备将根据当前子帧的接收功率确定出的当前子帧的状态信息，替 换当前维护的一组所述帧周期内各子帧的状态信息中与当前子帧对应的子帧的状态信息。
[0030] 在实施中，所述第一节点设备根据当前维护的一组所述帧周期内各子帧的状态信 息，生成第二FI消息，包括：
[0031] 对于自占用子帧，所述第一节点设备将所述第二FI消息中该子帧的状态信息中 表示子帧占用状态的子域信息置为一跳占用状态，将该子帧的表示业务优先级的子域信息 置为发送所述第二FI消息的优先级，以及将该子帧的STI子域信息置为自身的临时ID ;
[0032] 对于除自占用子帧之外的其他子帧，所述第一节点设备将当前维护的一组所述帧 周期内各子帧的状态信息中与所述其他子帧对应的状态信息，作为所述第二FI消息中所 述其他子帧的状态信息。
[0033] 基于上述任一实施例，所述第一节点设备判断出自身占用的子帧与其他节点设备 占用的子帧发生碰撞之前，还包括：
[0034] 所述第一节点设备根据采集到的一个帧周期内接收到的第一 FI消息和自身生成 的第二FI消息，确定出的Μ组所采集的帧周期内各子帧的表示子帧占用状态的子域信息， 以形成子帧占用状态表；其中，所述子帧占用状态表包括Μ*Μ个子域信息，Μ为所采集的帧 周期内的子帧的个数，且Μ为正整数，所述子帧占用状态表的每一行的内容为所述第一节 点设备确定出的一组所采集的帧周期内各子帧的表示子帧占用状态的子域信息；
[0035] 针对所述子帧占用状态表中每列包含的子域信息，所述第一节点设备将该列的子 域信息的值进行求和，若求和得到的结果为设定值，所述第一节点设备确定该列对应的子 帧为空闲子帧。
[0036] 较佳地，所述第一节点设备根据所采集的帧周期内接收到的第一 FI消息和自身 生成的第二FI消息，确定出的Μ组所采集的帧周期内各子帧的表示子帧占用状态的子域信 息，包括：
[0037] 针对所采集的帧周期内的每个子帧，若在该子帧接收到第一 FI消息，所述第一节 点设备根据接收到的第一 FI消息，确定出一组所采集的帧周期内各子帧的表示子帧占用 状态的子域信息；或者
[0038] 针对所采集的帧周期内的每个子帧，若该子帧为自身发送第二FI消息的子帧，所 述第一节点设备根据自身生成的第二FI消息，确定出一组所采集的帧周期内各子帧的表 示子帧占用状态的子域信息；或者
[0039] 针对所采集的帧周期内的每个子帧，若在该子帧未接收到任何第一 FI消息，且该 子帧为除自身发送第二FI消息之外的其他子帧，所述第一节点设备确定出的一组所采集 的帧周期内各子帧的表示子帧占用状态的子域信息的值均为初始值。
[0040] 本发明实施例提供的一种节点设备，该节点设备包括：
[0041] 第一处理模块，用于根据当前子帧内接收到的第一 FI消息确定出一组帧周期内 各子帧的状态信息，或者，根据当前子帧的接收功率确定出当前子帧的状态信息；
[0042] 第二处理模块，用于根据确定出的一组帧周期内各子帧的状态信息或当前子帧的 状态信息，更新当前维护的一组所述帧周期内各子帧的状态信息；
[0043] 第三处理模块，用于根据当前维护的一组所述帧周期内各子帧的状态信息，生成 第二FI消息，并在自身所属的节点设备占用的子帧上发送所述第二FI消息；
[0044] 第四处理模块，用于在判断出自身所属的节点设备占用的子帧与其他节点设备占 用的子帧发生碰撞后，确定出所述帧周期内空闲态的子帧，并从空闲态的子帧中，选择自身 所属的节点设备占用的子帧。
[0045] 在实施中，所述第一处理模块具体用于：
[0046] 若在当前子帧内接收到第一 FI消息，且能够正确解析接收到的第一 FI消息，则根 据当前子帧内接收到的第一 FI消息确定出一组所述帧周期内各子帧的状态信息；
[0047] 若在当前子帧内未接收到第一 FI消息，或者接收到第一 FI消息且不能正确解析 接收到的第一 FI消息，则根据当前子帧的接收功率确定出当前子帧的状态信息。
[0048] 较佳地，所述第一处理模块根据当前子帧内接收到的第一 FI消息确定出一组所 述帧周