CN107707326B - 一种面向终端的tdma两级时隙管理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种面向终端的TDMA两级时隙管理方法，根据客户终端类型进行时隙管理，包括：将客户终端实际应用需求按延迟敏感程度、带宽需求和优先级分别按高、中、低三级细化分类；将每个客户终端的时隙分配按照带宽需求分别按高、中、低三级划分；将每个客户终端的时隙调度按照延迟敏感度和优先级分别按高、中、低三级划分；按照优先级和延迟敏感度将所有的接入客户终端分成第一级和第二级轮询队列；采用两层轮询制度分别轮询上述两级客户终端轮询队列；当轮询结束时，将满足预定条件的客户终端移动到或移出非活跃队列。提高时隙利用率、优化低延迟需求客户终端的等待时间，解决了时隙数量和轮询频率之间的矛盾，提高了任务适应性。

Description

一种面向终端的TDMA两级时隙管理方法

技术领域

本发明属于通信技术领域，具体涉及一种面向终端的TDMA两级时隙管理方法。

背景技术

可靠的互联互通是保证部队战斗力的重要因素，特别是在野外行军状态下的动中通是部队/车队通信保障的重要课题。

近年来随着部队信息化水平的不断提高，通信需求从传统的语音业务不断的向数据业务扩展；同时，随着各种信息化设备的快速增加，通信节点的数量也呈现出指数级增加的趋势。在这种背景下主要针对语音业务设计的传统通信系统已经越来越不适应任务的需求。

有线网络具有可靠、高速、稳定的优势，但是在覆盖范围和拓扑上受到部署节点位置和多少的限制，如果每个通信保障对象都进行有线部署，会造成部署周期长，线路资源易造成闲置，成本代价高昂等不利因素。相对应的，无线信号易受到干扰、带宽受频谱资源约束，但具有部署迅速，不受用户数量限制，拓扑灵活等优点。

TDMA(时分多址)是实现多用户共享信道接入网络的重要方法，允许多个用户的信号分割成不同的时隙共享同一信道，将数据按预定的时隙依次传送。TDMA的时隙管理算法是TDMA的核心，决定了整个系统的通信效率和系统适应性。其时隙管理算法主要包含时隙调度和时隙分配策略，但是这两个方面算法存在如下不足和问题：

常规TDMA时隙管理算法的出发点是面向CPE(客户终端)的，根据CPE 的优先级和活跃程度来管理时隙的调度和分配。这种算法有效避免了 802.11b/g协议在多用户时的隐藏终端和无效竞争，但是没有考虑接入终端的应用需求，这一特性导致某些对延迟非常敏感的终端设备无法正常工作。为了克服这一矛盾，可通过在IP或UDP的附加包头信息来处理这一问题。但这种方法必然存在封包、解包和等待等无效耗时。以G.729编码的 VoIP为例，IP打包加编解码造成的时延超过45ms，因此，对于VOIP和实时控制类应用必须在时隙管理算法层级加以优化和改进。

发明内容

本发明的目的正是为了提供一种根据终端类型来进行时隙管理的改进型方法，在时隙管理算法层级加以优化和改进，有效克服了现有技术存在的问题。

本发明提供了一种面向终端的TDMA两级时隙管理方法，面向终端的 TDMA两级时隙管理方法，根据客户终端类型进行时隙管理，主要包括如下步骤：1)将客户终端实际应用需求按延迟敏感程度、带宽需求和优先级分别按高、中、低三级细化分类；2)将每个客户终端的时隙分配按照带宽需求分别按高、中、低三级划分；3)将每个客户终端的时隙调度按照延迟敏感度和优先级分别按高、中、低三级划分；4)按照优先级和延迟敏感度将所有的接入客户终端分成第一级和第二级轮询队列；5)采用两层轮询制度分别轮询上述两级客户终端轮询队列；6)当轮询结束时，将满足预定条件的客户终端移动到或移出非活跃队列。

进一步地，所述第一级轮询队列和所述第二级轮询队列中，以低优先度低延迟敏感度客户终端的轮询频度为基准的轮询频度。

进一步地，所述第一级轮询队列按照优先级划分。

进一步地，所述第二级轮询队列为每个优先级下属的敏感队列。

进一步地，所述两层轮询制度包括外层轮询和内层轮询；外层轮询分别轮询第一级轮询队列；内层轮询分别轮询第二级轮询队列。

本发明具有如下优点：

1)按客户终端的实际带宽需求分配时隙数量，提高了时隙利用率。

2)按延迟敏感度分配方法轮询频率，优化了低延迟需求客户终端的等待时间。

3)通过优先级和敏感延迟度二级队列机制，解决了时隙数量和轮询频率之间的矛盾，提高了任务适应性。

附图说明

图1是本发明的终端队列轮询频度表优选图例；

图2是基于活跃站点A和懒惰站点B的TDMA调度过程流程图。

具体实施方式

下面将对本发明作进一步详细描述：

众所周知，按照统计特性可以将轮询的间隔或工作时隙设计得较为合理，每个时隙分为基站(AP)下行和客户终端(CPE，即移动站点)上行两个阶段。

基站(AP)扮演了网络轮询“控制器”的角色。为了更加有效地处理移动站点的通信需求，基站将客户终端(CPE)分为两种类型。第一种类型(A类)是活跃站点，通常是一直发送数据或者持续保持通信的站点，通常置于“热”的活跃队列来对待；第二类(B类)是休眠站点或低频率工作的“懒惰”站点，通常是没有轮询响应或者响应次数较低的站点，按照非活跃队列对待。

多数网络的优先级是针对客户终端(CPE)模式设计的。这个优先级参数确定了分配给每个客户终端的时隙数量。默认情况下，基站(AP)分配给所有活跃(A类)的客户终端(CPE)相同的时隙数量。但是，如果客户终端(CPE)按照军事需求或信息传输的紧急要求配置成不同的优先级，基站(AP)将根据优先级给予客户终端更多或更少的时隙分配。

本发明的一种面向终端的TDMA两级时隙管理方法，是根据客户终端类型来进行时隙管理的一种改进型方法。按照终端的实际应用场合类型分类、时隙分配策略和时隙调度策略具体介绍如下。

1)客户终端分类

将客户终端终端设备实际应用需求按延迟敏感程度、带宽需求和优先级分别按高、中、低三级细化分类如下：

2)面向客户终端的时隙分配策略

将每个客户终端的时隙分配按照带宽需求分别按高、中、低三级来划分，即：

①高带宽需求，5个时隙(5：1相对比例)；

②中带宽需求，2个时隙(2：1相对比例)；

③低带宽需求，1个时隙(1：1相对比例)。

需要说明的是，上述时隙分配策略的相对比例可以根据实际应用需要进行调整和优化。

3)面向客户终端的轮询频度分配策略

将每个客户终端的时隙调度按照延迟敏感度和优先级分别按高、中、低三级来划分，即：

①高敏感延迟和高优先级，5次轮询(5：1相对比例)；

②中敏感延迟和中优先级，2次轮询(2：1相对比例)；

③低敏感延迟和低优先级，1次轮询(1：1相对比例)。

需要说明的是，上述轮询频度分配策略的相对比例可以根据实际应用需要进行调整和优化。

4)面向客户终端的时隙管理策略

①轮询队列规划

按照优先级和延迟敏感度将所有的接入客户终端分成两级共12个轮询队列，即：

第一级队列按照优先级划分为：

高优先队列；

中优先级队列；

低优先级队列；

非活跃队列。

第二级队列，即每个优先级下属3个敏感队列：

高延迟敏感队列；

中延迟敏感队列；

低延迟敏感队列。

这12个队列的轮询频度如图1中的表格所示，数字表示以低优先度低延迟敏感度的轮询频度为基准的轮询频度。如图1所示，高优先度高延迟敏感度队列的轮询频度可达非活跃队列的125倍。

②队列调度规则

本方法采用图2所示流程以两层轮询制度分别轮询上述两级客户终端队列。外层轮询按照5：2：1：0.2的频度分别轮询第一级高、中、低和非活跃客户终端队列；内层按照5：2：1的频度轮询第二级高、中、低延迟敏感客户终端队列。

当轮询结束时，将满足预定条件的客户终端移动到或移出非活跃队列。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

本发明不限于以上对实施例的描述，本领域技术人员根据本发明揭示的内容，在本发明基础上不必经过创造性劳动所进行的改进和修改，都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种面向终端的TDMA两级时隙管理方法，根据客户终端类型进行时隙管理，其特征在于，主要包括如下步骤：

1)将客户终端实际应用需求按延迟敏感程度、带宽需求和客户终端优先级分别按高、中、低三级细化分类；

2)将每个客户终端的时隙分配按照带宽需求分别按高、中、低三级划分为：

高带宽需求，5个时隙；

中带宽需求，2个时隙；

低带宽需求，1个时隙；

3)将每个客户终端的时隙调度按照延迟敏感度和客户终端优先级分别按高、中、低三级划分为：

高敏感延迟或高优先级，5次轮询；

中敏感延迟或中优先级，2次轮询；

低敏感延迟或低优先级，1次轮询；

4)按照客户终端的优先级和延迟敏感度将所有的接入客户终端分成第一级轮询队列和第二级轮询队列；

其中，第一级轮询队列按照队列优先级划分为：

高优先级队列；

中优先级队列；

低优先级队列；

非活跃队列；

第二级轮询队列为第一级轮询队列中每个队列优先级下属的3个敏感队列：

高延迟敏感队列；

中延迟敏感队列；

低延迟敏感队列；

5)采用两层轮询制度分别轮询上述两级客户终端轮询队列；

6)当轮询结束时，将满足预定条件的客户终端移动到或移出非活跃队列。

2.根据权利要求1所述的一种面向终端的TDMA两级时隙管理方法，其特征在于：

所述第一级轮询队列和所述第二级轮询队列中，以低优先级并且低延迟敏感度的客户终端的轮询频度为基准的轮询频度。

3.根据权利要求1所述的一种面向终端的TDMA两级时隙管理方法，其特征在于：

所述两层轮询制度包括外层轮询和内层轮询；外层轮询分别轮询第一级轮询队列；内层轮询分别轮询第二级轮询队列。