一种基于动态预约受控接入协议的时隙分配方法

一种基于动态预约受控接入协议的时隙分配方法

技术领域

本发明涉及一种无线数字通信网络中的时隙分配方法，尤其是涉及一种在无线数字通信网络中基于动态预约受控接入协议的时隙分配方法。

背景技术

无线数字通信网络协议是影响无线通信网络性能的关键技术，其中信道接入方法是无线网络协议的核心，用于协调信道资源以使网内用户能够合理、无冲突的交互信息，从而使网内用户能够以有序、高效的共享信道资源，从而为多个用户之间进行信息交互、协同操作等提供了一种便捷的途径。

从信道接入的角度来看，无线信道接入方法主要包括三种类型：固定接入方法、受控接入方法和随机接入方法。相对于固定接入方法来说，受控接入方法可根据用户发送信息的需求动态分配信道资源，信道资源分配具有一定灵活性；相对于随机接入方法来说，受控接入方法避免了用户竞争信道资源带来的冲突，提高了用户发送信息的成功概率。

预约是典型的受控接入方法，是采用时分复用的方式进行信道资源划分，实现多用户之间进行信息交互。在预约信道接入方法中，网控站在预约周期内接收网内从站的业务信道预约申请信息，并根据接收到的预约信息的时间顺序，依次为预约业务信道的从站分配业务信道，预约成功后的从站按照分配的业务信道发送业务信息。然而，这种按预约时间先后顺序为从站分配业务信道的方式存在较大的弊端。按信道申请时间顺序分配业务信道的方式，无法体现网内从站角、平台类型、信息类型等参数的差异性，而是把网内从站视为功能、作用完全等同的成员。而在实际应用场景中，基于无线通信网络进行信息交互、协同操作，不同成员在任务完成过程中扮演的角、作用是不同的，不同信息类型的作用及其交互信息的要求也是不同的。例如，指挥控制类成员的信息如果不能够及时发送出去，则其指挥、协同其它成员完成某项操作就不能够及时完成，从而可能影响整体任务的完成。进一步，命令类业务信息传输的实时性要求远远高于状态描述类信息。而在现有的预约方法中，并没有考虑平台类型、信息类型等因素的差异性，从而无法保障高等级用户发送信息的实时性；尤其是，随着网内从站成员数量的增加，该问题所导致的弊端对无线通信网络的信息传输影响就越严重。

因此，如何为网内用户合理分配信道资源，以提高网内用户发送业务信息的实时性，尤其是高等级用户发送业务信息的实时性，是无线数字通信网络信息传输需要研究的难点问题。

发明内容

本发明的目的是为网内用户合理分配信道资源，以提高网内用户发送业务信息的实时性，尤其是高等级用户发送业务信息的实时性。

为了实现本发明的目的，本发明提供了一种基于动态预约受控接入协议的时隙分配方法，网内成员包括网控站和多个从站，所述网控站和多个从站之间用于信息交互的时隙包括：预约时隙、网控站业务时隙、从站业务信道分配时隙和从站业务时隙；

预约时隙，用于所述从站根据自身发送业务信息需求，经预约帧发送业务信道预约信息，所述业务信道预约信息包括从站平台类型、待发送业务数据长度、业务数据更新率、从站地址；

网控站业务时隙，用于网控站通过网控站业务帧发送业务数据信息；

从站业务信道分配时隙，用于网控站通过信道分配帧向预约业务信道的从站发送业务信道分配信息；所述网控站接收当前预约周期内所述从站发送的业务信道预约信息，并按照指挥控制类平台优于非指挥控制类平台、待发送业务数据更新率高的优于更新率低的、待发送业务数据长度短的优于待发送业务数据长度长的原则，比较所述从站的预约等级，按预约等级顺序建立当前预约周期的预约申请列表；所述网控站按照预约申请列表顺序向所述从站分配业务信道；

从站业务时隙，用于预约业务信道的从站按所分配的业务时隙经从站业务帧发送业务数据信息。

进一步，在本发明所公开的技术方案中，网控站根据所述从站预约等级顺序建立预约申请列表，所述预约等级由高至低的判定方法为：

所述网控站接收所述从站发送的业务信道预约信息，并对所述业务信道预约信息内容进行比较；首先，比较所述从站的平台类型，指挥控制类从站的预约等级高于非指挥控制类从站；其次，比较所述从站待发送业务数据的更新率，更新率高的从站预约等级高于更新率低的从站；最后比较所述从站待发送业务数据长度，业务数据长度短的从站预约等级高于业务数据长度长的从站。

进一步，在本发明所公开的技术方案中，所述网控站在当前预约周期内接收从站的业务信道预约信息时，先将所述从站与前一个预约周期内预约申请列表中预约等级最高的从站进行预约等级比较；

若当前预约周期从站的预约等级高，则将所述从站插入到前一个预约周期的预约申请列表中；否则，不插入。

进一步，在本发明所公开的技术方案中，待发送业务信息的从站在预约时隙内经预约帧发送业务信道预约信息，所述预约帧是网内从站采用时分方式共用一个频率所发送的；所述预约帧包括多个预约子帧，所述预约子帧的数量与网内从站的数量相等；网络启动前，所述网控站预先为网内从站分配所对应的预约子帧；网络启动后，若网内从站有发送业务数据信息需求，则所述从站在其预先分配的预约子帧内发送业务信道预约信息；否则，不发送。

进一步，在本发明所公开的技术方案中，网控站按照前一预约周期所建立的预约申请列表顺序向从站分配业务信道，并通过信道分配帧广播业务信道分配信息；所述业务信道分配信息包括待发送业务数据从站的地址及其业务时隙参数。

进一步，在本发明所公开的技术方案中，从站按照分配的业务时隙通过从站业务帧发送业务数据，所述业务时隙采用时分方式共用一个频率发送业务数据；所述业务时隙划分为多个等长的微时隙，所述微时隙设置有微时隙编号；所述网控站根据所述从站待发送业务数据长度为所述从站分配相对应数量的微时隙；所述网控站在从站业务信道分配时隙内通过信道分配帧广播的从站业务信道分配信息，所述从站业务信道分配信息包括所述从站分配的微时隙编号参数。

进一步，在本发明所公开的技术方案中，所述预约帧的发送频率与所述信道分配帧的发送频率相同；所述网控站业务帧的发送频率与所述从站业务帧的发送频率相同；所述预约帧和信道分配帧的发送频率与所述网控站业务帧和从站业务帧的发送频率不同。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

①本发明提高了网内用户发送信息的实时性。在现有预约信道接入方法中，网控站采用按预约时间顺序的方式，为网内从站分配业务信道。所述按时间顺序分配业务信道的方式，无法体现网内从站角、平台类型、信息类型等参数的差异性，而是把网内从站视为功能、作用完全等同的成员，更是与网内成员的信息传输等级无关，难以保证网内从站发送信息的实时性。在本发明所公开的技术方案中，设置有预约时隙和从站业务信道分配时隙，网控站按照指挥控制类平台优于非指挥控制类平台、待发送业务数据更新率高的优于更新率低的、待发送业务数据长度短的优于待发送业务数据长度长的原则，比较所述从站的预约等级，并按照预约等级由高至低的顺序依次向所述从站分配业务信道资源，区分网内成员发送信息的轻重缓急。因此，相对于现有技术来说，本发明有效提高了网内从站发送信息的实时性。

②本发明进一步保障了网内高预约等级从站发送信息的优先性。在现有预约信道接入方法中，网控站采用按预约时间顺序的方式为网内从站分配业务信道，无法体现网内从站发送信息的差异性，更是与从站发送信息的等级不一致，从而难以保障高等级从站实时发送信息，会导致网内用户之间的协同操作无法完成。而在本发明所公开的技术方案中，采用比较从站预约等级的方式，按预约等级依次为从站分配业务信道。不仅如此，当前申请周期从站的预约等级若高于前一个预约周期内预约等级最高的从站时，则插入到前一个预约申请列表中，缩短了该从站等待业务信道的时间，从而保障了高等级从站能够实时发送业务信息。

③本发明采用双信道设置，提高了网内用户信息传输的有效性。在现有预约信道接入方法中，网内从站发送预约申请和业务信息，通常采用单信道方式，通过时分复用方式实现信道资源共享，而预约信道资源的占用时间会增加网内用户等待业务信道资源的时间，降低了网内用户发送信息的有效性。而在本发明中，采用预约信道与业务信道双信道设置的方式，预约帧和信道分配帧的发送频率与网控站业务帧和从站业务帧的发送频率不同，使得发送预约申请和发送业务数据信息可同时进行，从而显著提高了网内用户发送信息的有效性。

本发明的其它优点和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

具体实施方式

下面结合具体实施例，对本发明作进一步的详细叙述，让本领域技术人员参照本发明说明书文字能够开展实施。

在现有在预约信道接入方法中，网控站在预约周期内接收网内从站的业务信道预约申请信息，并根据接收到的预约信息的时间顺序，依次为预约业务信道的从站分配业务信道，预约成功后的从站按照分配的业务信道发送业务信息。在现有技术中，所述网控站按时间顺序为从站分配业务信道的方式，无法体现网内从站角、平台类型、信息类型等参数的差异性，而是把网内从站视为功能、作用完全等同的成员，更是与网内成员的等级无关，难以保证网内从站发送信息的实时性。

而在无线网络通信实际应用场景中，不同成员在信息交互、协同操作等任务完成过程中所担任的角、发挥的作用是不同的；而且网内交互信息的种类也是不同的，不同类型信息的作用及其交互信息的要求也是不同的。例如，命令类业务信息传输的实时性要求要远远高于状态描述类信息。如果高等级成员，例如指挥控制类成员，若其信息不能够及时发送出去，即发送信息的实时性无法满足，则其指挥、协同其它成员完成某项操作就不能够顺利完成，从而可能影响整体任务的完成。因此，网控站在向从站分配业务信道时，应充分考虑网内从站的平台类型、待发送业务信息的更新率、信道资源需求量等差异性参数，以区分网内成员发送信息的轻重缓急。

为了解决现有技术中存在的问题，本发明实施例公开了一种基于动态预约受控接入协议的时隙分配方法，网内成员包括网控站和多个从站，所述网控站和多个从站之间用于信息交互的时隙包括：预约时隙、网控站业务时隙、从站业务信道分配时隙和从站业务时隙；

预约时隙，用于所述从站根据自身发送业务信息需求，经预约帧发送业务信道预约信息，所述业务信道预约信息包括从站平台类型、待发送业务数据长度、业务数据更新率、从站地址；

网控站业务时隙，用于网控站通过网控站业务帧发送业务数据信息；

从站业务信道分配时隙，用于网控站通过信道分配帧向预约业务信道的从站发送业务信道分配信息；所述网控站接收当前预约周期内所述从站发送的业务信道预约信息，并按照指挥控制类平台优于非指挥控制类平台、待发送业务数据更新率高的优于更新率低的、待发送业务数据长度短的优于待发送业务数据长度长的原则，比较所述从站的预约等级，按预约等级顺序建立当前预约周期的预约申请列表；所述网控站按照预约申请列表顺序向所述从站分配业务信道；

从站业务时隙，用于预约业务信道的从站按所分配的业务时隙经从站业务帧发送业务数据信息。

进一步，在本发明实施例所公开的技术方案中，网控站根据所述从站预约等级顺序建立预约申请列表，所述预约等级由高至低的判定方法为：

所述网控站接收所述从站发送的业务信道预约信息，并对所述业务信道预约信息内容进行比较；首先，比较所述从站的平台类型，指挥控制类从站的预约等级高于非指挥控制类从站；其次，比较所述从站待发送业务数据的更新率，更新率高的从站预约等级高于更新率低的从站；最后比较所述从站待发送业务数据长度，业务数据长度短的从站预约等级高于业务数据长度长的从站。

在本发明实施例所公开的技术方案中，网控站通过比较网内从站的平台类型、待发送业务信息的更新率、待发送业务数据长度，进行从站预约等级比较，并按照预约等级由高至低的顺序依次向所述从站分配业务时隙资源，能够区分网内成员发送信息的轻重缓急。因此，相对于现有技术来说，本发明有效提高了网内从站发送信息的实时性。

在无线网络通信的实际应用场景中，网内用户交互信息具有一定的突发性，这种突发性信息可能是高等级平台需要实时传输的信息，对信息传输的更新率、响应时间等要求非常高，如果仍按照常规预约申请列表顺序为其分配业务信道，其业务信道的等待时间会导致其无法满足信息传输要求，从而无法将高预约等级平台的突发信息及时发送出去，导致网内用户之间的协同操作任务无法完成。因此，必须采取技术措施，进一步保障网内高预约等级从站发送信息的优先性。

进一步，为了解决现有技术中存在的问题，在本发明实施例所公开的技术方案中，网络启动前，所述网控站按照网内从站的地址顺序设置有初始预约申请列表；网络启动后，所述网控站在当前预约周期内接收从站的业务信道预约信息时，先将所述从站与前一个预约周期内预约申请列表中预约等级最高的从站进行预约等级比较；

若当前预约周期从站的预约等级高，则将所述从站插入到前一个预约周期的预约申请列表中；否则，不插入。

所述网控站按照前一预约周期所建立的预约申请列表顺序向所述从站分配业务信道。典型情况下，所述预约周期的时间长度为12秒。

进一步，为了避免网内从站发送业务信道预约信息时竞争预约时隙资源产生冲突，在本发明实施例所公开的技术方案中，待发送业务信息的从站在预约时隙内经预约帧发送业务信道预约信息，所述预约帧是网内从站采用时分方式共用一个频率所发送的；所述预约帧包括多个预约子帧，所述预约子帧的数量与网内从站的数量相等；网络启动前，所述网控站预先为网内从站分配所对应的预约子帧；网络启动后，若网内从站有发送业务数据信息需求，则所述从站在其预先分配的预约子帧内发送业务信道预约信息；否则，不发送。

进一步，在本发明实施例所公开的技术方案中，网控站按照前一预约周期所建立的预约申请列表顺序向从站分配业务信道，并通过信道分配帧广播业务信道分配信息；所述业务信道分配信息包括待发送业务数据从站的地址及其业务时隙参数。

进一步，为了避免网内从站在发送业务数据信息时竞争业务时隙产生冲突，在本发明实施例所公开的技术方案中，从站按照分配的业务时隙通过从站业务帧发送业务数据，所述业务时隙采用时分方式共用一个频率发送业务数据；所述业务时隙划分为多个等长的微时隙，所述微时隙设置有微时隙编号；所述网控站根据所述从站待发送业务数据长度为所述从站分配相对应数量的微时隙；所述网控站根据所述从站待发送的业务数据长度分配相对应个数的微时隙，用于从站发送业务数据；所述网控站在从站业务信道分配时隙内通过信道分配帧广播的从站业务信道分配信息，所述从站业务信道分配信息包括所述从站分配的微时隙编号参数。

在现有预约受控信道接入方法中，网内从站发送业务信道预约信息和业务信息，通常采用单信道方式，通过时分复用方式实现信道资源共享，而预约信道资源的占用时间会增加网内从站等待业务信道资源的时间，降低了网内用户发送信息的有效性。为了提高网内用户发送信息的有效性，在本发明中，采用预约信道与业务信道双信道设置的方式，以使发送业务信道预约信息和发送业务数据信息同时进行。

进一步，在本发明实施例所公开的技术方案中，所述预约帧的发送频率与所述信道分配帧的发送频率相同；所述网控站业务帧的发送频率与所述从站业务帧的发送频率相同；所述预约帧和信道分配帧的发送频率与所述网控站业务帧和从站业务帧的发送频率不同。

尽管本发明的实施方案已公开如上所述，但其并不仅仅限于说明书和实施例中所列的 运用方式。它完全可以被应用于本发明的各种适合情况。对于熟悉本领域的人员而言，可 轻易地实现其它的修改。因此在不违背权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明 并不限于特定的细节。