CN101541084B - Tdma模式下的信令过程传输方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种TDMA模式下的信令过程传输方法，该方法包括：根据主站和子站间上、下行数据的繁忙程度，动态安排信令信道的竞争逻辑帧的上、下行时隙。本发明的有益技术效果是：根据实际运行时上、下行数据的繁忙程度，实时地对帧结构进行调整，提高无线信道的利用率，避免了传输过程中因某一信令丢失而引起的长延迟或信令沟通过程失败。

Description

TDMA模式下的信令过程传输方法

技术领域

本发明涉及一种无线信道的信令包传输技术，尤其涉及一种TDMA模式下的信令过程传输方法。

背景技术

现有技术中对于信令传输中的上、下行问题，有的将帧结构设计为上、下行对称，对称设计的上、下行形式，无线信道利用率很低；有的针对上、下行存在的不对称性，将帧结构设计为上、下行非对称，这种非对称设计，帧结构固定不变，只能应付特定的或可预知上、下行分布的使用环境，其适用面很窄。

发明内容

本发明提出了一种TDMA模式下的信令过程传输方法，该方法包括：根据主站和子站间上、下行数据的繁忙程度，动态安排信令信道的逻辑帧的上、下行时隙。

根据下行数据队列和集群系统的竞争预测算法动态安排逻辑帧的上、下行时隙。

动态安排逻辑帧的上、下行时隙的方法为：1)初始帧安排为下、上行交错进行，初始帧长Init_len，2)根据集群系统的竞争预测算法预测下一帧的上行竞争情况，计算上行时隙数目，同时根据当前下行数据队列计算下行时隙数目，3)根据下行时隙数目满足的不同条件，实时动态安排后续帧的帧结构，4)重复步骤2)、3)，继续对后续帧结构进行安排；Init_len为正整数。

步骤3)中，根据如下方法安排帧结构：

若下行时隙数在区间{0，预测的上行数目+N1}内，则安排下一帧的帧结构为：下、上行交错进行，帧长取上行时隙数×2；

若下行时隙数在区间{预测的上行数目+N1，预测的上行数目+N2}内，则安排下一帧的帧结构为：下、上行交错进行，紧接着将多出的下行数安排为连续时隙；

若下行时隙数＞预测的上行数目+N2，则安排后续帧的帧结构为：(1)安排一下、上行交错进行的帧，帧长取上行时隙数×2；(2)再安排一个完整的连续下行帧，使剩下的下行队列数据量换算的下行时隙数≤N3

其中，N2＞N1，且N1，N2，N3均为正整数；

信令上行传输方式，包括：

子站接收逻辑帧指示后，子站从竞争逻辑帧内随机选择一个上行时隙，1)如果子站有业务申请，子站就通过前面随机选择出的上行时隙向主站发送该业务申请的上行信令；2)接收到明确的主站应答或隐含的应答，则完成上行竞争。如果子站没有接收到明确的主站应答或隐含的应答，则子站等待新的逻辑帧指示，重复步骤1)，2)直到最大竞争次数。

信令下行传输方式，包括：

主站向子站发出需要子站应答的下行信令时，将该下行信令的第2个时隙预留为应答上行时隙；在预留的应答上行时隙内，其它子站不应发送任何数据。

对于应应答的子站，该子站的应答信令不再进行竞争，应答信令直接通过预留的应答上行时隙进行应答；若应答上行时隙在逻辑帧中预先定义为下行，则被修改为上行。

本发明的有益技术效果是：根据实际运行时上、下行数据的繁忙程度，实时地对帧结构进行调整，提高无线信道的利用率，避免了传输过程中因某一信令丢失而引起的长延迟或信令沟通过程失败。

附图说明

图1、本发明的系统结构图；

图2、空中物理时隙结构；

图3、ALOHA逻辑帧；

图4、物理帧与逻辑帧的映射关系；

图5、预留前的信令；

图6、预留后的时隙使用；

具体实施方式

空中信令信道主要按竞争的方式接入，以变帧长时隙邀请ALOHA协议为基础，控制系统在信令信道传输一个逻辑同步信息(Aloha信息)表示了一个逻辑帧的开始，同时逻辑同步信息指示了接下来此帧内时隙的用法(使用为上行还是下行)，并隐含了上行竞争逻辑帧的长度；逻辑帧为Aloha指示逻辑帧内上行时隙的组合(参见图3)；其中主站安排逻辑帧时，竞争逻辑帧一定滞后于帧起始信息1个时隙，保证了处理时间(参见图4)，

由于上、下行的使用方式均由主站控制系统控制(参见图1)，那么主站可以根据数据传输的实际情况，来合理地安排物理时隙结构；参见图2，本系统无线信令信道除物理同步时隙外被划分一个个等长的时隙，同时并不规定时隙是上行还是下行，当下行数据多时，可以多安排为下行，如果上行数据多，应多安排为上行。主要根据下行数据队列和集群系统的竞争预测算法安排帧结构，这样的帧结构可变的方法可以灵活地适应于上层协议的设计，而且针对信令传输存在的不对称性，此设计可以充分利用无线信道资源，提高传输效率。

具体的帧结构安排方法如下：

1)初始帧安排为下、上行交错进行，初始帧长Init_len，2)根据集群系统的竞争预测算法预测下一帧的上行竞争情况，计算上行时隙数目，同时根据当前下行数据队列计算下行时隙数目，3)根据下行时隙数目满足的不同条件，实时动态安排后续帧的帧结构，4)重复步骤2)、3)，继续对后续帧结构进行安排；Init_len(变量名称)为正整数。

步骤3)中，根据如下方法安排帧结构：

若下行时隙数在区间{0，预测的上行数目+N1}内，则安排下一帧的帧结构为：下、上行交错进行，帧长取上行时隙数×2；

若下行时隙数在区间{预测的上行数目+N1，预测的上行数目+N2}内，则安排下一帧的帧结构为：下、上行交错进行，紧接着将多出的下行数安排为连续时隙；

若下行时隙数＞预测的上行数目+N2，则安排后续帧的帧结构为：(1)安排一下、上行交错进行的帧，帧长取上行时隙数×2；(2)再安排一个完整的连续下行帧，使剩下的下行队列数据量换算的下行时隙数≤N3。

其中，N2＞N1，且N1，N2，N3均为正整数；

信令上行传输方法：

子站上行信令通过竞争或预留的方式实现。子站接收逻辑帧指示后，在符合规定(例如：本地身份码符合ALOHA信息中的允许接入码)的竞争逻辑帧内随机选定一个上行时隙。如果子站有业务申请(例如：发起业务时，需要先上行信令)，那么在选择的时隙中向主站发送申请，并等待应答。若主站未有应答，那么子站就等待新的逻辑帧指示并进行重新接入(重发申请或新的业务申请)。

信令下行传输方法：

当主站向子站发送下行信令并需要该子站进行应答时，本系统定义的协议为：主站需要子站应答的下行信令，都隐含预留一个应答上行时隙(其他子站不应在此时隙发送任何数据)，此子站的应答信令不再需要进行竞争，而是通过预留的上行时隙进行应答。这保证了信令沟通过程的快速性。

具体预留应答上行时隙的方法为：修改应应答的下行信令第2个时隙为应答上行时隙(若本来为上行，则不用修改)，参见图5、6。

若被预留的时隙在Aloha中定义为上行，那么可能导致其他未接收到预留指令的子站在已被预留的上行时隙进行竞争发送，导致预留的失败。因此，主站在安排逻辑帧时和发送需应答信令时，应考虑被预留的时隙原先为下行(即将预留的应答上行时隙在ALOHA中定义为下行)，预留之后修改为上行，降低了预留失败的风险。(帧安排算法已经考虑此要求)

Claims (3)

1.一种TDMA模式下的信令过程传输方法，其特征在于：根据主站和子站间上、下行数据的繁忙程度，动态安排信令信道的逻辑帧的上、下行时隙；其中，根据下行数据队列和集群系统的竞争预测算法动态安排逻辑帧的上、下行时隙；

动态安排逻辑帧的上、下行时隙的方法为：1)初始帧安排为下、上行交错进行，初始帧长Init_len，2)根据集群系统的竞争预测算法预测下一帧的上行竞争情况，计算上行时隙数目，同时根据当前下行数据队列计算下行时隙数目，3)根据下行时隙数目满足的不同条件，实时动态安排后续帧的帧结构，4)重复步骤2)、3)，继续对后续帧结构进行安排；Init_len为正整数；

前述步骤3)中，根据如下方法安排帧结构：

若下行时隙数在区间{0，预测的上行数目+N1}内，则安排下一帧的帧结构为：下、上行交错进行，帧长取上行时隙数×2；

若下行时隙数在区间{预测的上行数目+N1，预测的上行数目+N2}内，则安排下一帧的帧结构为：下、上行交错进行，紧接着将多出的下行数安排为连续时隙；

若下行时隙数＞预测的上行数目+N2，则安排后续帧的帧结构为：(1)安排一下、上行交错进行的帧，帧长取上行时隙数×2；(2)再安排一个完整的连续下行帧，使剩下的下行队列数据量换算的下行时隙数≤N3，

其中，N2＞N1，且N1，N2，N3均为正整数。

2.根据权利要求1所述的TDMA模式下的信令过程传输方法，其特征在于：信令上行传输方式，包括：

子站接收逻辑帧指示后，子站从竞争逻辑帧内随机选择一个上行时隙，1)如果子站有业务申请，子站就通过前面随机选择出的上行时隙向主站发送该业务申请的上行信令；2)接收到明确的主站应答或隐含的应答，则完成上行竞争；如果子站没有接收到明确的主站应答或隐含的应答，则子站等待新的逻辑帧指示，重复步骤1)，2)直到最大竞争次数。

3.根据权利要求1所述的TDMA模式下的信令过程传输方法，其特征在于：信令下行传输方式，包括：

主站向子站发出需要子站应答的下行信令时，将该下行信令的第2个时隙预留为应答上行时隙；在预留的应答上行时隙内，其它子站不应发送任何数据；

对于应应答的子站，该子站的应答信令不再进行竞争，应答信令直接通过预留的应答上行时隙进行应答；若应答上行时隙在逻辑帧中预先定义为下行，则被修改为上行。 

Images