本發(fā)明屬于使用太赫茲無(wú)線個(gè)域網(wǎng)絡(luò)(terahertz wireless personal area networks)技術(shù)的領(lǐng)域，尤其涉及在網(wǎng)絡(luò)的MAC層采用了“TDMA+CSMA”混合接入方式的太赫茲無(wú)線個(gè)域網(wǎng)場(chǎng)合。

背景技術(shù)：

太赫茲波是指頻率范圍在0.1THz-10THz的電磁波，其波長(zhǎng)小于毫米波而大于紅外光波，因此兼具兩者優(yōu)勢(shì)，在維持通信鏈路穩(wěn)定的同時(shí)可提供較大的帶寬容量。但在實(shí)際通信中，大氣衰減(尤其是水汽吸收)會(huì)影響太赫茲波的傳播距離，因此，太赫茲頻段通信目前更多地被考慮用于較短距離的無(wú)線通信，其中一種典型的組網(wǎng)應(yīng)用形式是無(wú)線個(gè)域網(wǎng)。

太赫茲無(wú)線個(gè)域網(wǎng)是一種無(wú)需基礎(chǔ)設(shè)施的覆蓋范圍較小的中心式網(wǎng)絡(luò)，通常由多個(gè)具有太赫茲頻段無(wú)線通信功能的設(shè)備組成，適用于近距離內(nèi)多個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的高速數(shù)據(jù)交換。太赫茲無(wú)線個(gè)域網(wǎng)使用太赫茲頻段進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，與傳統(tǒng)無(wú)線個(gè)域網(wǎng)在工作頻段和網(wǎng)絡(luò)帶寬方面有所不同；它利用太赫茲頻段高帶寬的優(yōu)勢(shì)，可為不斷出現(xiàn)的新型業(yè)務(wù)提供10Gbps以上的數(shù)據(jù)傳輸速率保障。太赫茲無(wú)線個(gè)域網(wǎng)是一種能夠自我組織、自我管理的大帶寬無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，作為未來(lái)近距離超高速無(wú)線通信的一種重要應(yīng)用形式，具有明顯的研究和應(yīng)用價(jià)值。

接入方法工作在網(wǎng)絡(luò)的MAC層，承擔(dān)著節(jié)點(diǎn)信道接入控制等重要功能，在通信體系架構(gòu)中具有重要地位和作用。近年來(lái)，人們已開始對(duì)太赫茲無(wú)線個(gè)域網(wǎng)接入方法進(jìn)行研究，取得一些進(jìn)展，相關(guān)研究工作正在逐步推進(jìn)中。

較早開展太赫茲無(wú)線個(gè)域網(wǎng)接入方法研究的是Joan Capdevila Pujol等人，他們提出了一種基于物理層感知的、用于納米傳感網(wǎng)的太赫茲網(wǎng)絡(luò)接入方法——PHLAME(a PHysical Layer Aware MAC protocol for Electromagnetic nanonetworks，參見文獻(xiàn)：[1]Joan Capdevila Pujol,Josep Miquel Jornet,and Josep Sole Pareta.PHLAME:A Physical Layer Aware MAC Protocol for Electromagnetic Nanonetworks[C].2011IEEE Conference on Computer Communications Workshops(INFOCOM WKSHPS),2011:431-436.[2]Josep Miquel Jornet,Joan Capdevila Pujol,Josep Sole Pareta.PHLAME:A Physical Layer Aware MAC protocol for Electromagnetic nanonetworks in the Terahertz Band[J].Nano Communication Networks,January 2012,3(1):74-81.)。PHLAME的運(yùn)行包括握手和數(shù)據(jù)傳輸兩個(gè)過(guò)程，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)先進(jìn)行握手操作，成功后才傳輸數(shù)據(jù)。在握手過(guò)程中，需發(fā)送數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)(以下簡(jiǎn)稱“源節(jié)點(diǎn)”)向接收數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)(以下簡(jiǎn)稱“目的節(jié)點(diǎn)”)發(fā)送一個(gè)TR(Transmission Request，傳輸請(qǐng)求)消息，目的節(jié)點(diǎn)收到該TR消息后，回復(fù)一個(gè)TC(Transmission Confirmation，傳輸確認(rèn))消息；如果在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)，源節(jié)點(diǎn)未收到目的節(jié)點(diǎn)回復(fù)的TC消息，它會(huì)再次發(fā)送TR消息，直至達(dá)到TR消息重發(fā)次數(shù)閾值。如果源節(jié)點(diǎn)收到了目的節(jié)點(diǎn)回復(fù)的TC消息，便進(jìn)入數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程；在此過(guò)程中，源節(jié)點(diǎn)使用雙方協(xié)商好的數(shù)據(jù)符號(hào)率DSR(Data Symbol Rate)等參數(shù)向目的節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)。PHLAM結(jié)合物理層脈沖通信的特點(diǎn)，使節(jié)點(diǎn)可以在任意時(shí)刻發(fā)送數(shù)據(jù)，并通過(guò)采用低權(quán)重編碼和重復(fù)編碼機(jī)制在不影響節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸速率的前提下緩解數(shù)據(jù)幀的碰撞問(wèn)題，有利于提高吞吐量。但每次發(fā)送數(shù)據(jù)都需要在源、目的節(jié)點(diǎn)間進(jìn)行一對(duì)一的握手操作，不僅會(huì)增加控制開銷，還會(huì)降低時(shí)隙資源的利用率，對(duì)網(wǎng)絡(luò)吞吐量造成不利影響。

在后續(xù)研究中，PHLAME方法的設(shè)計(jì)者們仔細(xì)琢磨了包括握手請(qǐng)求和握手回復(fù)操作在內(nèi)的整個(gè)握手過(guò)程，認(rèn)為復(fù)雜的握手過(guò)程可能會(huì)限制太赫茲網(wǎng)絡(luò)整體的吞吐量，因而握手過(guò)程不太適用于太赫茲網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，于是在參考IEEE802.11ad標(biāo)準(zhǔn)定義的接入方法(參見文獻(xiàn)：Part 11:Wireless LAN Medium Access Control(MAC)and Physical Layer(PHY)Specifications,Amendment 3:Enhancements for Very High Throughput in the 60GHz Band,IEEE Std 802.11ad^TM-2012[S].IEEE Computer Society,New York,December 2012.)等現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，提出了一種能量和頻譜感知的接入方法——DSS-TDMA(a Dynamic Scheduling Scheme based on TDMA，參見文獻(xiàn)：Pu Wang,Josep Miquel Jornet,M.G.Abbas Malik,Nadine Akkari,Ian F.Akyildiz.Energy and spectrum-aware MAC protocol for perpetual wireless nanosensor networks in the Terahertz Band[J].Ad Hoc Networks,2013,11(8):2541-2555.)。DSS-TDMA將納米傳感器網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)分為兩種類型：邏輯地位更高、具有無(wú)線個(gè)域網(wǎng)控制功能的控制器節(jié)點(diǎn)controller和一般的納米傳感器節(jié)點(diǎn)nanosensor；它采用了一種基于TDMA的集中式動(dòng)態(tài)時(shí)隙調(diào)度機(jī)制，控制器節(jié)點(diǎn)會(huì)根據(jù)傳感器節(jié)點(diǎn)需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量為其分配相應(yīng)的時(shí)隙長(zhǎng)度。DSS-TDMA將網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行時(shí)間劃分為多個(gè)相對(duì)獨(dú)立的幀(frame)，每幀包含3個(gè)子幀(sub-frame)：DL(Down Link，下行鏈路)子幀、UL(Up Link，上行鏈路)子幀和RA(Random Access，隨機(jī)接入)子幀，如說(shuō)明書附圖1所示。在DL子幀中，控制器節(jié)點(diǎn)在無(wú)線個(gè)域網(wǎng)全網(wǎng)范圍內(nèi)廣播幀長(zhǎng)度和子幀定界等控制信息；在UL子幀中，基于TDMA的時(shí)隙分配方式，傳感器節(jié)點(diǎn)向控制器節(jié)點(diǎn)傳輸數(shù)據(jù)；在RA子幀中，基于隨機(jī)競(jìng)爭(zhēng)接入的方式，傳感器節(jié)點(diǎn)向控制器節(jié)點(diǎn)申請(qǐng)?jiān)谙乱粠袀鬏敂?shù)據(jù)的時(shí)隙，或者傳感器節(jié)點(diǎn)相互之間交換信息。雖然在功能設(shè)計(jì)和名稱確定等方面稍顯簡(jiǎn)單，但DSS-TDMA開創(chuàng)性地為太赫茲無(wú)線個(gè)域網(wǎng)提供了一種基于TDMA+RA(時(shí)分多址+隨機(jī)接入)的接入方法，對(duì)于引導(dǎo)后續(xù)太赫茲無(wú)線個(gè)域網(wǎng)接入方法的研究和設(shè)計(jì)，具有重要的指導(dǎo)意義。

Jian Lin等研究了在太赫茲微微網(wǎng)中具備能量控制的脈沖級(jí)別波束切換的接入方法(參見文獻(xiàn)：Jian Lin,Weitnauer,Mary Ann Weitnauer.Pulse-level beam-switching MAC with energy control in picocell Terahertz networks[C].2014IEEE Global Communications Conference,2014:4460-4465.)，他們認(rèn)為太赫茲波段的接入方法應(yīng)更多關(guān)注的是“傳輸調(diào)度”而不是“競(jìng)爭(zhēng)接入”，其中的主要原因就是因?yàn)樘掌澆ǘ文軌蛱峁O大的傳輸帶寬。一方面，為了克服太赫茲波段的高路徑衰減以及擴(kuò)大節(jié)點(diǎn)的傳輸范圍，波束賦形中的可控窄帶波束不可或缺；另一方面，在太赫茲波段產(chǎn)生的飛秒級(jí)別的脈沖無(wú)線電使得波束方向由傳統(tǒng)的包級(jí)別切換為脈沖級(jí)別。

Shahram Mohrehkesh等指出數(shù)據(jù)成功傳輸需要接收節(jié)點(diǎn)有足夠能量接收數(shù)據(jù)，為了提高能量利用率，提出了一種由接收節(jié)點(diǎn)發(fā)起的、集能感知的太赫茲無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入方法——RIH-MAC(Receiver-Initiated Harvesting-aware MAC，參見文獻(xiàn)：Shahram Mohrehkesh,Michele C.Weigle.RIH-MAC:Receiver-Initiated Harvesting-aware MAC for Nanonetworks[C].Proceedings of the First ACM Annual International Conference on Nanoscale Computing and Communication,2014:1-9.)。RIH-MAC要求數(shù)據(jù)發(fā)送節(jié)點(diǎn)和接收節(jié)點(diǎn)在時(shí)間上同步，它將網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行時(shí)間劃分為等長(zhǎng)的時(shí)隙，在每個(gè)時(shí)隙內(nèi)收發(fā)節(jié)點(diǎn)共交換兩個(gè)包；首先，接收節(jié)點(diǎn)發(fā)送一個(gè)RTR(Ready To Receive)包，發(fā)送節(jié)點(diǎn)收到RTR包后，將數(shù)據(jù)包發(fā)送給接收節(jié)點(diǎn)；如果需要，在下一個(gè)RTR包中，接收節(jié)點(diǎn)會(huì)向發(fā)送節(jié)點(diǎn)回復(fù)一個(gè)ACK消息。這種由接收節(jié)點(diǎn)主導(dǎo)的接入方法在多個(gè)發(fā)送節(jié)點(diǎn)向同一個(gè)接收節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)的情況下如何避免數(shù)據(jù)幀碰撞，是一個(gè)較難解決的問(wèn)題。

為了使RIH-MAC方法更加適應(yīng)分布式的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，Shahram Mohrehkesh等提出了一種改進(jìn)的RIH-MAC接入方法——DRIH-MAC(DistributedReceiver-Initiated Harvesting-aware MAC，參見文獻(xiàn)：S Shahram Mohrehkesh,Michele C.Weigle,Sajal K.Das.DRIH-MAC:A Distributed Receiver-Initiated Harvesting-Aware MAC for Nanonetworks[J].IEEE Transactions on Molecular,Biological,and Multi-Scale Communications,March 2015,1(1):97-110.)。DRIH-MAC同樣采用接收端發(fā)起數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃悸罚趫D著色問(wèn)題來(lái)設(shè)計(jì)分布式的媒介接入方案，并通過(guò)預(yù)估周圍鄰居節(jié)點(diǎn)的當(dāng)前能量級(jí)別和下一次通信的能量消耗來(lái)決定是否進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，從而有利于能夠提高能量利用率，延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生存時(shí)間，最大化網(wǎng)絡(luò)吞吐量；但它和RIH-MAC方法一樣存在較難從原理上避免數(shù)據(jù)幀碰撞的問(wèn)題。

Sebastian Priebe對(duì)太赫茲通信的MAC層技術(shù)進(jìn)行了理論探討(參見文獻(xiàn)：Sebastian P.MAC Layer Concepts for THz Communications[EB/OL].March2013[2016-04-01],https://mentor.ieee.org/802.15/dcn/13/15-13-0119-00-0thz-mac-layer-concepts-for-thz-communications.pdf.)，通過(guò)分析多種用途模型的MAC層需實(shí)現(xiàn)的功能，指出應(yīng)根據(jù)太赫茲通信用途模型設(shè)計(jì)相應(yīng)的MAC接入方案，并建議太赫茲無(wú)線個(gè)域網(wǎng)接入方法以IEEE 802.15.3c標(biāo)準(zhǔn)(參見文獻(xiàn)：IEEE 802.15.3c-2009Part 15.3:wireless medium access control(MAC)and physical layer(PHY)specifications for high rate wireless personal area networks(WPANs)amendment 2:millimeter-wave-based alternative physical layer extension[S].IEEE Computer Society,2009)或IEEE802.11ad標(biāo)準(zhǔn)定義的接入方法為基準(zhǔn)，在其上修改形成新的協(xié)議，現(xiàn)有相關(guān)接入方法的波束賦形、幀聚合等技術(shù)都可以考慮加以利用。他同時(shí)也在該文獻(xiàn)中指出：IEEE802.15.3c定義的接入方法的控制開銷少于IEEE802.11ad定義的接入方法。

在前期研究中，我們參考IEEE802.15.3c標(biāo)準(zhǔn)定義的接入方法，采用TDMA+CSMA/CA混合接入的思路，提出了一種新的太赫茲無(wú)線個(gè)域網(wǎng)接入方法——MAC-TUDWN(a MAC protocol for THz Ultra-high Data-rate Wireless Networks，參見文獻(xiàn)：Zhi Ren,Yanan Cao,Shuang Peng,Hongjiang Lei.A MAC Protocol for Terahertz Ultra-High Data-Rate Wireless Networks[J].Applied Mechanics and Materials,2013,427-429(2013):2864-2869.)。MAC-TUDWN將太赫茲無(wú)線個(gè)域網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)分為兩種類型：邏輯地位更高、具有無(wú)線個(gè)域網(wǎng)控制功能的PNC(piconet coordinator)節(jié)點(diǎn)和一般的DEV(device)節(jié)點(diǎn)；同時(shí)，它將網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行時(shí)間劃分為多個(gè)超幀(superframe),并提出了一種雙Beacon超幀結(jié)構(gòu)：每個(gè)超幀包括Beacon1、CAP(Contention Access Period)、Beacon2和CTAP(Channel Time Allocation Period)四個(gè)時(shí)段；在Beacon1時(shí)段，PNC廣播超幀結(jié)構(gòu)等信息；在CAP時(shí)段，有數(shù)據(jù)發(fā)送需求的DEV向PNC申請(qǐng)時(shí)隙；在Beacon2時(shí)段，PNC為DEV分配時(shí)隙并廣播分配結(jié)果；在CTAP時(shí)段，獲得時(shí)隙的DEV進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；此外，MAC-TUDWN還采用了免申請(qǐng)預(yù)分配機(jī)制避免冗余時(shí)隙請(qǐng)求。MAC-TUDWN的雙Beacon超幀結(jié)構(gòu)有利于在當(dāng)前超幀CAP時(shí)段發(fā)出的時(shí)隙請(qǐng)求及時(shí)得到分配，也能避免重復(fù)的時(shí)隙請(qǐng)求，但雙Beacon的相關(guān)操作增加了接入方法的復(fù)雜性。

劉文朋對(duì)太赫茲無(wú)線個(gè)域網(wǎng)的通信特點(diǎn)進(jìn)行了研究，在IEEE 802.15.3c協(xié)議的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一種高效公平的接入方法——HEF-MAC(High Efficiency Fairness MAC，參見文獻(xiàn)：劉文朋.太赫茲無(wú)線個(gè)域網(wǎng)接入方法研究[D].碩士學(xué)位論文，重慶：重慶郵電大學(xué),2015:21-47.)。HEF-MAC是較早考慮節(jié)點(diǎn)公平性的一種太赫茲無(wú)線個(gè)域網(wǎng)接入方法，在借鑒IEEE802.15.3c標(biāo)準(zhǔn)定義的接入方法的基礎(chǔ)上，它采用了“分配給節(jié)點(diǎn)的時(shí)隙量≤可分配給節(jié)點(diǎn)的平均時(shí)隙量”的思路，以提高時(shí)隙分配的公平性；同時(shí)，精簡(jiǎn)了Beacon幀以減少冗余控制開銷。HEF-MAC在效率和時(shí)隙分配公平性方面取得了進(jìn)步，但我們通過(guò)深入研究發(fā)現(xiàn)它的公平性時(shí)隙分配機(jī)制存在時(shí)隙可能難以完全分配的問(wèn)題，有待解決。

綜上所述，人們對(duì)太赫茲無(wú)線個(gè)域網(wǎng)接入方法、尤其是使用TDMA+RA混合接入機(jī)制的方法已開展了一段時(shí)間的研究，在超幀結(jié)構(gòu)、公平接入等方面取得一些進(jìn)展，但我們通過(guò)深入研究發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有基于TDMA+RA混合接入方式的太赫茲無(wú)線個(gè)域網(wǎng)接入方法存在以下影響時(shí)隙利用率的問(wèn)題：

1.當(dāng)待分配的時(shí)隙請(qǐng)求量大于兩個(gè)超幀能提供的時(shí)隙容量時(shí)，即使在當(dāng)前超幀的隨機(jī)接入時(shí)段申請(qǐng)了時(shí)隙，在下一超幀的數(shù)據(jù)傳輸時(shí)段也無(wú)法分配到時(shí)隙，從而導(dǎo)致當(dāng)前超幀的隨機(jī)接入時(shí)段成為冗余時(shí)段，時(shí)隙資源產(chǎn)生浪費(fèi)。

2.現(xiàn)有太赫茲無(wú)線個(gè)域網(wǎng)中考慮了公平性問(wèn)題的接入方法存在可分配時(shí)隙難以完全分配的問(wèn)題，有可能浪費(fèi)時(shí)隙資源。

3.在現(xiàn)有的低時(shí)延幀聚合機(jī)制中，子幀頭部和子幀體依次拼接在一起，子幀頭部包含子幀體的長(zhǎng)度信息。如果某個(gè)子幀頭部的子幀體長(zhǎng)度信息損壞，那么該子幀和后續(xù)的子幀都無(wú)法正確拆解，因此即使后續(xù)的子幀頭和子幀體都傳送正確，也不得不全部重傳，這樣就帶來(lái)了冗余的子幀重傳操作，導(dǎo)致時(shí)隙資源浪費(fèi)。

上述問(wèn)題的存在導(dǎo)致太赫茲無(wú)線個(gè)域網(wǎng)中的時(shí)隙資源產(chǎn)生浪費(fèi)，降低了時(shí)隙利用率，為了提高太赫茲無(wú)線個(gè)域網(wǎng)的吞吐量等性能，有必要提出新的接入方法對(duì)它們加以解決。本發(fā)明將針對(duì)這些問(wèn)題提出切實(shí)可行的解決方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上文所述的現(xiàn)有太赫茲無(wú)線個(gè)域網(wǎng)接入方法存在的浪費(fèi)時(shí)隙資源的3個(gè)問(wèn)題，本發(fā)明提出一種基于時(shí)段精簡(jiǎn)的太赫茲無(wú)線個(gè)域網(wǎng)新接入方法。

本發(fā)明提出的太赫茲無(wú)線個(gè)域網(wǎng)新接入方法包含“自適應(yīng)取消隨機(jī)接入時(shí)段”、“基于請(qǐng)求量的有序公平時(shí)隙分配”和“子幀逆向聚合”三種新機(jī)制，解決了時(shí)隙請(qǐng)求量大于兩個(gè)超幀時(shí)隙容量時(shí)RA時(shí)段出現(xiàn)冗余的問(wèn)題，在公平分配時(shí)隙的同時(shí)解決了時(shí)隙資源不能被全部分配的問(wèn)題，并且減少了子幀頭部出錯(cuò)時(shí)低時(shí)延幀聚合機(jī)制產(chǎn)生的時(shí)隙資源浪費(fèi)，從而在不影響太赫茲無(wú)線個(gè)域網(wǎng)正常接入并保障接入公平性的前提下提高了時(shí)隙利用率，有利于吞吐量和數(shù)據(jù)時(shí)延等性能的提升。

與現(xiàn)有太赫茲無(wú)線個(gè)域網(wǎng)接入方法類似，本發(fā)明提出的太赫茲無(wú)線個(gè)域網(wǎng)新接入方法將網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)從邏輯功能上分為PNC(PicoNet Controller，微微網(wǎng)控制器)和DEV(DEVice，設(shè)備)兩類，兩類節(jié)點(diǎn)的物理構(gòu)成可以相同，節(jié)點(diǎn)兩兩間均能直接通信，如說(shuō)明書附圖2所示；并且將網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行時(shí)間劃分為長(zhǎng)度可不等的多個(gè)超幀(superframe)，每個(gè)超幀通常由具有先后順序的BA(Beacon Advertisment，信標(biāo)廣播)、DT(Data Transmission，數(shù)據(jù)傳輸)和RA(Random Access，隨機(jī)接入)三個(gè)時(shí)段組成；但與現(xiàn)有相關(guān)方法不同的是：根據(jù)實(shí)際的情況和需求，RA或DT時(shí)段在部分超幀中可以不存在。

(一)本發(fā)明提出的新機(jī)制的基本原理

以下具體介紹本發(fā)明提出的“自適應(yīng)取消隨機(jī)接入時(shí)段”、“基于請(qǐng)求量的有序公平時(shí)隙分配”和“子幀逆向聚合”三種新機(jī)制的基本原理。

1.自適應(yīng)取消隨機(jī)接入時(shí)段

在現(xiàn)有太赫茲無(wú)線個(gè)域網(wǎng)接入方法中，當(dāng)終端節(jié)點(diǎn)需要發(fā)送的總數(shù)據(jù)量較大，使用連續(xù)兩個(gè)超幀的時(shí)隙資源都發(fā)送不完時(shí)，即使終端節(jié)點(diǎn)在當(dāng)前超幀的RA時(shí)段申請(qǐng)了時(shí)隙，由于之前待發(fā)的數(shù)據(jù)尚未發(fā)完，終端節(jié)點(diǎn)在下一超幀里也得不到時(shí)隙，無(wú)法發(fā)送數(shù)據(jù)；這樣，就導(dǎo)致當(dāng)前超幀的RA時(shí)段是冗余的，可以取消。

“自適應(yīng)取消隨機(jī)接入時(shí)段”新機(jī)制的基本思路是：在超幀的BA時(shí)段，PNC確定當(dāng)前超幀各時(shí)段的長(zhǎng)度時(shí)，判斷當(dāng)前待發(fā)數(shù)據(jù)總量所需時(shí)隙數(shù)是否大于兩個(gè)DT時(shí)段加上一個(gè)RA時(shí)段所包含的可用時(shí)隙數(shù)(如果DT時(shí)段和RA時(shí)段長(zhǎng)度可變，則用它們的最大值進(jìn)行判斷)；如果大于，則將當(dāng)前超幀的RA時(shí)段取消，BA時(shí)段后的時(shí)間都安排給DT時(shí)段；當(dāng)前超幀未能申請(qǐng)時(shí)隙的DEV可以在下一超幀的RA時(shí)段申請(qǐng)，數(shù)據(jù)同樣可以安排在下一超幀之后的超幀里傳送。這樣，便能在不影響DEV申請(qǐng)時(shí)隙的情況下增加可用于傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)隙數(shù)量，提高時(shí)隙利用率，促進(jìn)吞吐量的提高和數(shù)據(jù)時(shí)延的降低?！白赃m應(yīng)取消隨機(jī)接入時(shí)段”新機(jī)制的操作流程如說(shuō)明書附圖3所示。

2.基于請(qǐng)求量的有序公平時(shí)隙分配

根據(jù)現(xiàn)有使用“TDMA+RA”混合接入機(jī)制且考慮了公平性的太赫茲無(wú)線個(gè)域網(wǎng)接入方法，在PNC中，終端節(jié)點(diǎn)按請(qǐng)求時(shí)隙的先后順序被分配時(shí)隙；每次分配之前計(jì)算可分配的平均時(shí)隙數(shù)(＝剩余時(shí)隙總數(shù)/已申請(qǐng)但未被分配節(jié)點(diǎn)總數(shù))，按照，“分配給節(jié)點(diǎn)的時(shí)隙量≤可分配給節(jié)點(diǎn)的平均時(shí)隙量”的原則，每個(gè)節(jié)點(diǎn)被分配的時(shí)隙數(shù)不超過(guò)可分配的平均時(shí)隙數(shù)。根據(jù)該機(jī)制，當(dāng)時(shí)隙請(qǐng)求量小于可分配平均時(shí)隙數(shù)的節(jié)點(diǎn)排在后面分配時(shí)隙時(shí)，有可能出現(xiàn)時(shí)隙分不完的問(wèn)題，影響時(shí)隙利用率。

為解決該問(wèn)題，本發(fā)明提出一種“基于請(qǐng)求量的有序公平時(shí)隙分配”的新機(jī)制，它的基本原理如下：

PNC分配時(shí)隙時(shí)，先根據(jù)請(qǐng)求時(shí)隙量從小到大的順序?qū)φ?qǐng)求節(jié)點(diǎn)進(jìn)行排序，然后，按照此順序(請(qǐng)求時(shí)隙量從小到大)依次為終端節(jié)點(diǎn)分配時(shí)隙；在每次分配之前計(jì)算可分配的平均時(shí)隙數(shù)(＝剩余時(shí)隙總數(shù)/已申請(qǐng)但未被分配節(jié)點(diǎn)總數(shù))，每個(gè)節(jié)點(diǎn)被分配的時(shí)隙數(shù)不超過(guò)平均可分時(shí)隙數(shù)。這樣，在保障節(jié)點(diǎn)時(shí)隙分配公平性的同時(shí)，也解決了當(dāng)時(shí)隙請(qǐng)求量小于可分配平均時(shí)隙數(shù)的節(jié)點(diǎn)排在后面分配時(shí)隙時(shí)可能出現(xiàn)的時(shí)隙分不完的問(wèn)題?！盎谡?qǐng)求量的有序公平時(shí)隙分配”新機(jī)制的操作流程如說(shuō)明書附圖4所示。

3.子幀逆向聚合

在現(xiàn)有使用“TDMA+RA”混合接入機(jī)制的太赫茲無(wú)線個(gè)域網(wǎng)接入方法的低時(shí)延幀聚合機(jī)制中，子幀頭部、子幀體和子幀尾部(通常是幀校驗(yàn)序列FCS)依次拼接在一起(如說(shuō)明書附圖5所示)，子幀頭部包含子幀體的長(zhǎng)度信息。如果某個(gè)子幀頭部的子幀體長(zhǎng)度信息損壞，那么該子幀和后續(xù)的子幀都無(wú)法正確拆解，即使后續(xù)的子幀頭和子幀體都傳送正確，也不得不全部重傳，從而導(dǎo)致冗余的子幀重傳操作，浪費(fèi)時(shí)隙資源。為解決此問(wèn)題，我們提出了“子幀逆向聚合”的新機(jī)制，該新機(jī)制基本原理如下：

為了緩解位置在前的子幀頭部損壞時(shí)影響后續(xù)子幀的拆解，先從待聚合的子幀中選出長(zhǎng)度最大的子幀；然后將該子幀進(jìn)行“逆向變換”—將幀頭、幀體和幀尾的位置倒換，從幀頭在前變?yōu)閹苍谇埃蛔詈?，將該逆向子幀放到聚合幀的尾部作為最后一個(gè)子幀。這樣做的效果是：即使聚合幀前面有子幀頭部損壞，只要放置在聚合幀尾部的逆向子幀頭部沒有損壞，該逆向子幀也能被正常拆分解析出來(lái)，從而能夠在子幀頭部出錯(cuò)時(shí)解析出更多的子幀，減少需要重傳的子幀，節(jié)約時(shí)隙資源。“子幀逆向聚合”新機(jī)制的操作流程如說(shuō)明書附圖6所示，新的聚合幀結(jié)構(gòu)如說(shuō)明書附圖7所示。

(二)本發(fā)明提出的太赫茲無(wú)線個(gè)域網(wǎng)接入方法的主要操作

本發(fā)明提出的太赫茲無(wú)線個(gè)域網(wǎng)接入方法將網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)從邏輯功能上分為PNC和DEV兩類，并將網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行時(shí)間劃分為長(zhǎng)度可不等的多個(gè)超幀，每個(gè)超幀通常由具有先后順序的BA、DT和RA三個(gè)時(shí)段組成，根據(jù)實(shí)際情況和需求，RA或DT時(shí)段在部分超幀中可以不存在。

本發(fā)明提出的太赫茲無(wú)線個(gè)域網(wǎng)接入方法包含“自適應(yīng)取消隨機(jī)接入時(shí)段”、“基于請(qǐng)求量的有序公平時(shí)隙分配”和“子幀逆向聚合”三種新機(jī)制，其中，“自適應(yīng)取消隨機(jī)接入時(shí)段”和“基于請(qǐng)求量的有序公平時(shí)隙分配”兩種新機(jī)制工作在BA時(shí)段，“子幀逆向聚合”新機(jī)制工作在DT時(shí)段,如說(shuō)明書附圖8所示。下面按照BA、DT和RA時(shí)段的順序，具體介紹本發(fā)明提出的太赫茲無(wú)線個(gè)域網(wǎng)接入方法的主要操作。

1.BA時(shí)段

本發(fā)明提出的太赫茲無(wú)線個(gè)域網(wǎng)接入方法在BA時(shí)段的主要操作是廣播及接收信標(biāo)消息，由PNC和DEV執(zhí)行，具體步驟如下：

步驟1：PNC根據(jù)DEV的時(shí)隙請(qǐng)求量確定當(dāng)前超幀的長(zhǎng)度和所含時(shí)段。主要操作如下：

(1)PNC判斷DEV有無(wú)時(shí)隙請(qǐng)求。

(2)如果DEV沒有時(shí)隙請(qǐng)求，則將當(dāng)前超幀長(zhǎng)度定為最小值，只設(shè)BA和RA兩個(gè)時(shí)段，不設(shè)DT時(shí)段；然后，轉(zhuǎn)步驟3。

(3)如果DEV有時(shí)隙請(qǐng)求，PNC則采用本發(fā)明提出的“自適應(yīng)取消隨機(jī)接入時(shí)段”新機(jī)制，判斷時(shí)隙請(qǐng)求量是否大于兩個(gè)DT時(shí)段加上一個(gè)RA時(shí)段(即兩個(gè)超幀)所包含的最大可用時(shí)隙數(shù)；如果大于，將當(dāng)前超幀長(zhǎng)度設(shè)為最大值，同時(shí)只設(shè)BA和DT兩個(gè)時(shí)段，不設(shè)RA時(shí)段以更充分地利用時(shí)隙資源；如果不大于，則根據(jù)時(shí)隙請(qǐng)求量設(shè)置當(dāng)前超幀長(zhǎng)度(如果當(dāng)前超幀不能滿足時(shí)隙請(qǐng)求則將當(dāng)前超幀的長(zhǎng)度設(shè)置為最大)，并且設(shè)置BA、DT和RA三個(gè)時(shí)段。

步驟2：PNC根據(jù)DEV時(shí)隙請(qǐng)求量有序公平分配時(shí)隙，在該過(guò)程中采用本發(fā)明提出的“基于請(qǐng)求量的有序公平時(shí)隙分配”新機(jī)制，主要操作如下：

(1)PNC根據(jù)時(shí)隙請(qǐng)求量從小到大的順序?qū)EV進(jìn)行排序。

(2)PNC按照排序結(jié)果依次為DEV分配時(shí)隙，時(shí)隙請(qǐng)求量小的節(jié)點(diǎn)先分配。具體如下：

設(shè)待分配DEV數(shù)量為N，可分配時(shí)隙數(shù)為S，排序后第i個(gè)節(jié)點(diǎn)的時(shí)隙請(qǐng)求量為A_i(i＝1,2,…，N),PNC為第i個(gè)DEV分配的時(shí)隙數(shù)為D_i(i＝1,2,…，N)。

1)PNC首先為第1個(gè)DEV分配時(shí)隙(即計(jì)算D₁)，它判斷A₁<N/S是否成立，如果成立，則令D₁＝A₁，否則，令D₁＝[N/S](向下取整)。

2)接下來(lái)，PNC為第2個(gè)DEV分配時(shí)隙，它判斷A₂<(N-D₁)/(S-1)是否成立；如果成立，則令D₂＝A₂，否則，令D₂＝[(N-D₁)/(S-1)](向下取整)。

3)當(dāng)PNC為第i個(gè)DEV分配時(shí)隙時(shí)，它判斷A_i<(N-)/(S-(i-1))是否成立；如果成立，則令D_i＝A_i，否則，令D_i＝[(N-)/(S-(i-1))](向下取整)。

4)PNC按照上述方法反復(fù)操作，直至為所有N個(gè)DEV全部分配時(shí)隙。

步驟3：PNC生成一個(gè)Beacon幀，將超幀長(zhǎng)度及構(gòu)成、DEV時(shí)隙分配結(jié)果等信息裝入其中，然后，向太赫茲無(wú)線個(gè)域網(wǎng)中的所有DEV廣播該Beacon幀。

步驟4：DEV收到Beacon幀后，取出超幀長(zhǎng)度及構(gòu)成、DEV時(shí)隙分配結(jié)果等信息并存儲(chǔ)，以備后續(xù)操作之用。

2.DT時(shí)段

DT時(shí)段的核心操作是收發(fā)數(shù)據(jù)。如果在超幀中設(shè)有DT時(shí)段，則PNC和DEV執(zhí)行如下操作步驟：

步驟1：分到了時(shí)隙的DEV根據(jù)時(shí)隙分配結(jié)果，在對(duì)應(yīng)的時(shí)隙向PNC或者其它DEV發(fā)送數(shù)據(jù)幀。DEV在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)如果使用了低時(shí)延幀聚合機(jī)制，則采用本發(fā)明提出的“子幀逆向聚合”新機(jī)制，具體操作如下：

(1)DEV從待聚合的子幀中選出最長(zhǎng)子幀——長(zhǎng)度最大的子幀。

(2)DEV對(duì)最長(zhǎng)子幀進(jìn)行“逆向變換”——將幀頭、幀體和幀尾的位置倒換。

(3)將該逆向子幀放到聚合幀的尾部作為最后一個(gè)子幀。

(4)按現(xiàn)有方式對(duì)其余待聚合的子幀進(jìn)行聚合。

步驟2：作為目的節(jié)點(diǎn)的PNC或者DEV接收數(shù)據(jù)并做處理(如存儲(chǔ))。如果設(shè)置了回復(fù)ACK操作，則向發(fā)送數(shù)據(jù)的DEV回復(fù)ACK消息。

3.RA時(shí)段

RA時(shí)段的核心操作是DEV請(qǐng)求時(shí)隙。如果在超幀中設(shè)有RA時(shí)段，則DEV和PNC執(zhí)行如下操作步驟：

步驟1：DEV檢查自己的數(shù)據(jù)發(fā)送緩沖區(qū)，看是否有數(shù)據(jù)需要發(fā)送；如果沒有則不做后續(xù)操作；如果有，DEV則計(jì)算發(fā)送數(shù)據(jù)需要的時(shí)隙量；接著，生成一個(gè)時(shí)隙請(qǐng)求消息，將需要的時(shí)隙量裝入其中；然后，DEV使用隨機(jī)接入方式向PNC單播該時(shí)隙請(qǐng)求消息。

步驟2：PNC收到DEV發(fā)來(lái)的時(shí)隙請(qǐng)求消息后，從中提取出DEV的時(shí)隙請(qǐng)求量；接著，計(jì)算可以分配多少時(shí)隙給該DEV：可分配的時(shí)隙量＝min{申請(qǐng)時(shí)隙量，剩余可分配時(shí)隙量}；然后，生成一個(gè)請(qǐng)求回復(fù)消息，將可分配給DEV的時(shí)隙量裝入其中(如果沒有時(shí)隙可分配給DEV，則令可分配給DEV的時(shí)隙量＝0)；最后，用隨機(jī)接入方式將該請(qǐng)求回復(fù)消息單播給DEV。

步驟3：DEV接收回復(fù)請(qǐng)求消息，從中提取出已分配的時(shí)隙量，并據(jù)此計(jì)算出在下一超幀中可以發(fā)送的數(shù)據(jù)量以及還需申請(qǐng)的時(shí)隙量(＝申請(qǐng)的時(shí)隙量-已分配的時(shí)隙量)以備后用。

(三)本發(fā)明的有益效果

本發(fā)明的有益效果主要是：在不影響太赫茲無(wú)線個(gè)域網(wǎng)正常接入和保障節(jié)點(diǎn)接入公平性的前提下，提高時(shí)隙利用率，從而提升網(wǎng)絡(luò)吞吐量和數(shù)據(jù)時(shí)延等性能。

本發(fā)明提高時(shí)隙利用率的有益效果主要來(lái)自以下三個(gè)方面：

(1)采用“自適應(yīng)取消隨機(jī)接入時(shí)段”新機(jī)制，在DEV時(shí)隙請(qǐng)求量大于兩個(gè)超幀能提供的時(shí)隙量時(shí)取消隨機(jī)接入(RA)時(shí)段，從而能夠避免出現(xiàn)冗余的隨機(jī)接入時(shí)段，增加可用時(shí)隙量，提高時(shí)隙利用率。

(2)采用“基于請(qǐng)求量的有序公平時(shí)隙分配”新機(jī)制，在公平分配時(shí)隙的同時(shí)能夠?qū)⒖捎脮r(shí)隙全部分配，避免了時(shí)隙資源的浪費(fèi)，提高了時(shí)隙利用率。

(3)采用“子幀逆向聚合”新機(jī)制，在使用低時(shí)延幀聚合機(jī)制的過(guò)程中遇到子幀頭部出錯(cuò)時(shí)，能夠在子幀頭部出錯(cuò)時(shí)解析出更多的子幀，從而減少需要重傳的子幀，降低時(shí)隙資源的浪費(fèi)，提高時(shí)隙利用率。

附圖說(shuō)明

附圖1為DSS-TDMA接入方法的幀結(jié)構(gòu)示意圖。

DSS-TDMA將網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行時(shí)間劃分為多個(gè)相對(duì)獨(dú)立的幀(frame)，每幀包含3個(gè)子幀(sub-frame)：DL(Down Link，下行鏈路)子幀、UL(Up Link，上行鏈路)子幀和RA(Random Access，隨機(jī)接入)子幀。

附圖2為太赫茲無(wú)線個(gè)域網(wǎng)節(jié)點(diǎn)類型和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫疽鈭D。

太赫茲無(wú)線個(gè)域網(wǎng)絡(luò)PNC和DEV兩種類型的節(jié)點(diǎn)組成，它們的物理構(gòu)成通常相同；網(wǎng)絡(luò)中任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間均可進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)傳輸，最高數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)到10Gbps級(jí)別。

附圖3為“自適應(yīng)取消隨機(jī)接入時(shí)段”新機(jī)制操作流程圖。

“自適應(yīng)取消隨機(jī)接入時(shí)段”新機(jī)制的主要操作步驟包括在超幀的BA時(shí)段PNC判斷當(dāng)前待發(fā)數(shù)據(jù)總量所需時(shí)隙數(shù)是否大于兩個(gè)DT時(shí)段加上一個(gè)RA時(shí)段所包含的可用時(shí)隙數(shù)，以及根據(jù)上述判斷結(jié)果確定是否在當(dāng)前超幀中設(shè)置RA時(shí)段。

附圖4為“基于請(qǐng)求量的有序公平時(shí)隙分配”新機(jī)制的操作流程圖。

基于請(qǐng)求量的有序公平時(shí)隙分配”新機(jī)制的主要操作包括對(duì)請(qǐng)求量進(jìn)行排序和依序分配時(shí)隙兩個(gè)部分。

附圖5為現(xiàn)有相關(guān)接入方法采用的低時(shí)延聚合幀結(jié)構(gòu)。

現(xiàn)有低時(shí)延聚合幀結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)是參與聚合的子幀首尾相連，每個(gè)子幀的幀頭在前、幀體在中、幀尾在后；子幀頭部含有子幀長(zhǎng)度的信息。

附圖6為“子幀逆向聚合”新機(jī)制的操作流程圖?！白訋嫦蚓酆稀毙聶C(jī)制的主要思想是將最長(zhǎng)的子幀放在聚合幀的末尾且?guī)^、幀體和幀尾倒換位置，從而能夠在前面的子幀頭部損壞時(shí)仍然正確地解析出最后一個(gè)子幀。

附圖7為含逆向子幀的聚合幀結(jié)構(gòu)。

含逆向子幀的聚合幀在結(jié)構(gòu)上的主要特點(diǎn)是最后一個(gè)子幀最長(zhǎng)而且?guī)^、幀體和幀尾倒換位置，即幀體在前，幀頭在后，而幀尾FCS部分則在幀體前面。

附圖8為本發(fā)明提出的基于時(shí)段精簡(jiǎn)的太赫茲無(wú)線個(gè)域網(wǎng)公平接入方法組成示意圖。

本發(fā)明提出的太赫茲無(wú)線個(gè)域網(wǎng)接入方法由BA、DT和RA三個(gè)時(shí)段的操作組成，包含“自適應(yīng)取消隨機(jī)接入時(shí)段”、“基于請(qǐng)求量的有序公平時(shí)隙分配”和“子幀逆向聚合”三種新機(jī)制，其中，“自適應(yīng)取消隨機(jī)接入時(shí)段”和“基于請(qǐng)求量的有序公平時(shí)隙分配”兩種新機(jī)制工作在BA時(shí)段，“子幀逆向聚合”新機(jī)制工作在DT時(shí)段。

具體實(shí)施方式

在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)不小于3的太赫茲無(wú)線個(gè)域網(wǎng)絡(luò)中，一個(gè)節(jié)點(diǎn)被選為PNC，其余節(jié)點(diǎn)作為DEV，所有節(jié)點(diǎn)處于靜止或緩慢移動(dòng)狀態(tài)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)既可以是業(yè)務(wù)的源節(jié)點(diǎn)，也可以是業(yè)務(wù)的目的節(jié)點(diǎn)；任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間均可以直接進(jìn)行雙向通信。網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都運(yùn)行本發(fā)明提出的高信道利用率的太赫茲無(wú)線個(gè)域網(wǎng)接入方法，在操作上通?？煞譃锽A、DT和RA三個(gè)時(shí)段，或者根據(jù)實(shí)際情況和需求分為BA、DT或BA、RA兩個(gè)時(shí)段。具體實(shí)施方式如下：

1.BA時(shí)段

本發(fā)明提出的太赫茲無(wú)線個(gè)域網(wǎng)接入方法在BA時(shí)段的主要操作具體如下：

P1-S1：PNC根據(jù)DEV的時(shí)隙請(qǐng)求量確定當(dāng)前超幀的長(zhǎng)度和所含時(shí)段。主要操作如下：

P1-S11：PNC判斷DEV有無(wú)時(shí)隙請(qǐng)求。

P1-S12：如果DEV沒有時(shí)隙請(qǐng)求，則將當(dāng)前超幀長(zhǎng)度定為最小值，只設(shè)BA和RA兩個(gè)時(shí)段，不設(shè)DT時(shí)段；然后，轉(zhuǎn)步驟3。

P1-S13：如果DEV有時(shí)隙請(qǐng)求，PNC則采用本發(fā)明提出的“自適應(yīng)取消隨機(jī)接入時(shí)段”新機(jī)制，判斷時(shí)隙請(qǐng)求量是否大于兩個(gè)DT時(shí)段加上一個(gè)RA時(shí)段所包含的最大可用時(shí)隙數(shù)；如果大于，將當(dāng)前超幀長(zhǎng)度設(shè)為最大值，同時(shí)只設(shè)BA和DT兩個(gè)時(shí)段，不設(shè)RA時(shí)段以更充分地利用時(shí)隙資源；如果不大于，則根據(jù)時(shí)隙請(qǐng)求量設(shè)置當(dāng)前超幀長(zhǎng)度(如果當(dāng)前超幀不能滿足時(shí)隙請(qǐng)求則將當(dāng)前超幀的長(zhǎng)度設(shè)置為最大)，并且設(shè)置BA、DT和RA三個(gè)時(shí)段。

P1-S2：PNC根據(jù)DEV時(shí)隙請(qǐng)求量有序公平分配時(shí)隙，在該過(guò)程中采用本發(fā)明提出的“基于請(qǐng)求量的有序公平時(shí)隙分配”新機(jī)制，主要操作如下：

P1-S21：PNC根據(jù)時(shí)隙請(qǐng)求量從小到大的順序?qū)EV進(jìn)行排序。

P1-S22：PNC按照排序結(jié)果依次為DEV分配時(shí)隙，時(shí)隙請(qǐng)求量小的節(jié)點(diǎn)先分配。具體如下：

設(shè)待分配DEV數(shù)量為N，可分配時(shí)隙數(shù)為S，排序后第i個(gè)節(jié)點(diǎn)的時(shí)隙請(qǐng)求量為A_i(i＝1,2,…，N),PNC為第i個(gè)DEV分配的時(shí)隙數(shù)為D_i(i＝1,2,…，N)。

P1-S221：PNC首先為第1個(gè)DEV分配時(shí)隙(即計(jì)算D₁)，它判斷A₁<N/S是否成立，如果成立，則令D₁＝A₁，否則，令D₁＝[N/S](向下取整)。

P1-S222：接下來(lái)，PNC為第2個(gè)DEV分配時(shí)隙，它判斷A₂<(N-D₁)/(S-1)是否成立；如果成立，則令D₂＝A₂，否則，令D₂＝[(N-D₁)/(S-1)](向下取整)。

P1-S223：當(dāng)PNC為第i個(gè)DEV分配時(shí)隙時(shí)，它判斷A_i<(N-)/(S-(i-1))是否成立；如果成立，則令D_i＝A_i，否則，令D_i＝[(N-)/(S-(i-1))](向下取整)。

P1-S224：PNC按照上述方法反復(fù)操作，直至為所有N個(gè)DEV全部分配時(shí)隙。

P1-S3：PNC生成一個(gè)Beacon幀，將超幀長(zhǎng)度及構(gòu)成、DEV時(shí)隙分配結(jié)果等信息裝入其中，然后，向太赫茲無(wú)線個(gè)域網(wǎng)中的所有DEV廣播該Beacon幀。

P1-S4：DEV收到Beacon幀后，取出超幀長(zhǎng)度及構(gòu)成、DEV時(shí)隙分配結(jié)果等信息并存儲(chǔ)，以備后續(xù)操作之用。

2.DT時(shí)段

如果在超幀中設(shè)有DT時(shí)段，則PNC和DEV執(zhí)行如下操作步驟：

P2-S1：分到了時(shí)隙的DEV根據(jù)時(shí)隙分配結(jié)果，在對(duì)應(yīng)的時(shí)隙向PNC或者其它DEV發(fā)送數(shù)據(jù)幀。DEV在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)如果使用了低時(shí)延幀聚合機(jī)制，則采用本發(fā)明提出的“子幀逆向聚合”新機(jī)制，具體操作如下：

P2-S11：DEV從待聚合的子幀中選出最長(zhǎng)子幀——長(zhǎng)度最大的子幀。

P2-S12：DEV對(duì)最長(zhǎng)子幀進(jìn)行“逆向變換”——將幀頭、幀體和幀尾的位置倒換。

P2-S13：將該逆向子幀放到聚合幀的尾部作為最后一個(gè)子幀。

P2-S14：按現(xiàn)有方式對(duì)其余待聚合的子幀進(jìn)行聚合。

P2-S2：作為目的節(jié)點(diǎn)的PNC或者DEV接收數(shù)據(jù)并做處理(如存儲(chǔ))。如果設(shè)置了回復(fù)ACK操作，則向發(fā)送數(shù)據(jù)的DEV回復(fù)一個(gè)ACK消息。

3.RA時(shí)段

如果在超幀中設(shè)有RA時(shí)段，則DEV和PNC執(zhí)行如下操作步驟：

P3-S1：DEV檢查自己的數(shù)據(jù)發(fā)送緩沖區(qū)，看是否有數(shù)據(jù)需要發(fā)送；如果沒有則不做后續(xù)操作；如果有，DEV則計(jì)算發(fā)送數(shù)據(jù)需要的時(shí)隙量；接著，生成一個(gè)時(shí)隙請(qǐng)求消息，將需要的時(shí)隙量裝入其中；然后，DEV使用隨機(jī)接入方式向PNC單播該時(shí)隙請(qǐng)求消息。

P3-S2：PNC收到DEV發(fā)來(lái)的時(shí)隙請(qǐng)求消息后，從中提取出DEV的時(shí)隙請(qǐng)求量；接著，計(jì)算可以分配多少時(shí)隙給該DEV：可分配的時(shí)隙量＝min{申請(qǐng)時(shí)隙量，剩余可分配時(shí)隙量}；然后，生成一個(gè)請(qǐng)求回復(fù)消息，將可分配給DEV的時(shí)隙量裝入其中(如果沒有時(shí)隙可分配給DEV，則令可分配給DEV的時(shí)隙量＝0)；最后，用隨機(jī)接入方式將該請(qǐng)求回復(fù)消息單播給DEV。

P3-S3：DEV接收回復(fù)請(qǐng)求消息，從中提取出已分配的時(shí)隙量，并據(jù)此計(jì)算出在下一超幀中可以發(fā)送的數(shù)據(jù)量以及還需要申請(qǐng)的時(shí)隙量(＝申請(qǐng)的時(shí)隙量-已分配的時(shí)隙量)以備后用。