[发明专利]一种应用于UWB的TDMA时隙分配算法

权利要求书

1.一种应用于UWB的TDMA时隙分配算法，包括基站和标签，其特征在于，所述基站以P帧为小周期，由多个P帧组成一个G帧大周期，所述标签以G帧的周期为工作周期，P帧的时长决定了TDMA中时隙的个数以及G帧的周期值，所述P帧包含两个部分，第一部分是Alloc时隙分配部分，第二部分是Work工作部分，所述Alloc时隙分配部分由一个Beacon周期、L个Join周期以及一个Idle周期组成，L的大小根据实际的情况调整，所述Work工作部分由M个Work时隙，Work时隙是基站分配时隙后，标签正常工作的时隙，组成Beacon、Join和Work的时隙数根据UWB的工作速率110Kbps，850Kpbs和6.8Mbps和PHY的前导码长度以及Work工作所需要的时间来决定，需要包括UWB无线空中传输时间及基站和标签各自CPU处理所需时间，Idle周期占有至少2个T_s时间单位为2ms，Alloc和Work部分各有一个Idle周期，所述Idle周期调整P帧的时间长度。

2.根据权利要求1所述的一种应用于UWB的TDMA时隙分配算法，其特征在于，所述基站通过定时器周期性的发送P帧来广播其存在，在一个P帧的开始处发送一个Beacon数据帧，Beacon帧含有基站信息，所述基站和所述标签通过以下步骤进行时隙的申请和分配：S1、基站以T_P为周期，周期性的在P帧开始处，携带其自身ID及是否有空闲时隙信息的Beacon帧。

3.根据权利要求2所述的一种应用于UWB的TDMA时隙分配算法，其特征在于，还包括S2、标签监听Beacon帧，检查其中的available标志，当没有空闲时隙则返回步骤1继续监听，否则转入步骤3；S3、标签使用改进的载波侦听多路访问/冲突避免(CSMA/CA)算法，检测UWB信道是否空闲，同时启动定时器Timerjoin，其超时时间为L*T_join0–2*T_s。

4.根据权利要求1所述的一种应用于UWB的TDMA时隙分配算法，其特征在于，还包括S4、运行CSMA/CA算法检测，直到检测到信道空闲转入下一步，否则定时器Timer join超时则终止本次监听，返回步骤S1；S5、标签向收到Beacon帧的基站发送Join帧，向基站申请时隙，Join帧包含标签ID及类型信息，标签启动一个定时器Timer ack，超时时间为T_join0。

5.根据权利要求1所述的一种应用于UWB的TDMA时隙分配算法，其特征在于，还包括S6、基站在S个时隙中选择一个时隙，并将分配的时隙ID、基站ID、延迟Work时间以及T_g时间信息通过ack帧发送给标签；S7、标签接收到ack帧后，将根据ack的信息在指定的时间进行工作。

6.根据权利要求1所述的一种应用于UWB的TDMA时隙分配算法，其特征在于，还包括S8、若定时器Timer ack超时，标签依然没有收到ack帧，返回步骤S3；S9、若定时器Timer join超时则返回步骤S1。

7.根据权利要求5所述的一种应用于UWB的TDMA时隙分配算法，其特征在于，所述S6中基站的时隙ID范围是1到S，时隙选择的时候会将整个时隙分成两个部分，即时隙数ID为奇数和偶数两部分，先分配奇数部分，再分配偶数部分，这样适当的将接入标签离散化，避免基站和标签之间由于时钟漂移，而导致相邻时隙标签发送数据的时候发生干扰。