CN108064044A - 一种信道分配及帧传输控制器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种信道分配及帧传输控制器，属于无线通信技术领域，该控制器包括控制单元(1)、计数转换单元(2)和置数单元(3)；其中，计数转换单元(2)包括：计数器(21)、信道切换置数模块(22)、相对延迟置数模块(23)和独立延迟置数模块(24)；控制单元(1)和置数单元(3)分别用于向计数转换单元(2)提供控制信号和数据；信道切换置数模块(22)用于获取信道切换置数值；相对延迟置数模块(23)用于获取相对延迟置数值；独立延迟置数模块(24)用于获取独立延迟置数值；计数器(21)用于获得信道切换控制时钟信号、相对延迟控制时钟信号和独立延迟控制时钟信号。该控制器支持实现混合通信机制的信道切换和帧传输控制。

Description

一种信道分配及帧传输控制器

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种信道分配及帧传输控制器。

背景技术

目前，用于移动网络的无线通信芯片一般只使用同步时分复用机制(TDM，TimeDivision Multiplexing)或者统计时分复用机制(STDM，Statistical Time DivisionMultiplexing)。

TDM是通过控制中心为每个用户分配确定的信道，每个用户的信道使用顺序确定且不冲突。当某个信道被分配给一用户且无论该信道是否有信息传送，该信道都不能被其他用户使用。

TDM包括以下特点：1)用户的使用时间由控制中心分配；2)通信使用时间与等待时间已知；3)有顺序且互不干扰；4)使用速率固定；5)适用于实时通信。TDM的优点为：时隙分配固定，便于调节控制，适于数字信息的传输；其缺点为：信道与设备利用率低。TDM广泛应用在实时性要求较高的电信电话网络、物联网IOT等领域。

STDM是一种异步时分复用机制，当用户有数据要传输时直接抢用线路资源，当用户暂停发送数据时，线路的传输能力可以被其他用户使用。STDM包括以下特点：1)没有控制中心，抢到者有权；2)通信长度与等待时间未知；3)无固定使用顺序；4)使用速率不平均，最高可以达到线路总的传输能力；5)适用于非实时通信。STDM的优点为：提高了信道和设备利用率；STDM的缺点为：技术复杂(需使用保存输入排队信息的缓冲数据存储器和比较复杂的寻址、控制技术)。STDM主要应用于实时性要求不高的IP互联网。

不难看出，TDM与STDM各有特点，根据各自的优点，其适用的领域不尽相同。然而，单个芯片中两种机制无法并存使用一直是技术上无法攻克的难题。当前本申请人发明了一种混合时分复用机制，能够在单一无线通信芯片中兼容TDM和STDM两种通信机制，进而可满足用户对通信实时性和信道高利用率的要求的技术效果。对此，迫切需要一种信道分配及帧传输控制方案来支持该混合时分复用机制的正常工作。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的，缺乏支持混合通信机制的信道切换及帧传输控制方案的技术问题，提供了一种信道分配及帧传输控制器，可支持实现混合时分复用机制(兼容同步时分复用机制和统计时分复用机制)的正常工作运行。

本发明提供了一种信道分配及帧传输控制器，包括：控制单元、计数转换单元和置数单元；其中，所述计数转换单元包括：计数器、信道切换置数模块、相对延迟置数模块和独立延迟置数模块；

所述控制单元，用于向所述计数转换单元提供时钟信号、时钟使能信号、信道切换使能信号、相对延迟使能信号和独立延迟使能信号；

所述置数单元，用于向所述计数转换单元提供计数器置数地址集合，以及与各置数地址对应的置数值集合；

所述信道切换置数模块，用于在所述信道切换使能信号的控制下，基于所述计数器置数地址集合和所述置数值集合，获取信道切换置数值，并将所述信道切换置数值发送给所述计数器；

所述相对延迟置数模块，用于在所述相对延迟使能信号的控制下，基于所述计数器置数地址集合和所述置数值集合，获取相对延迟置数值，并将所述相对延迟置数值发送给所述计数器；

所述独立延迟置数模块，用于在所述独立延迟使能信号的控制下，基于所述计数器置数地址集合和所述置数值集合，获取独立延迟置数值，并将所述独立延迟置数值发送给所述计数器；

所述计数器，用于基于所述时钟使能信号和所述时钟信号：

对所述信道切换置数值进行计时转换，以获得信道切换控制时钟信号；

对所述相对延迟置数值进行计时转换，以获得相对延迟控制时钟信号；

对所述独立延时置数值进行计时转换，以获得独立延迟控制时钟信号；

其中，所述信道切换控制时钟信号用作信道切换控制时序，所述相对延迟控制时钟信号用作帧发送控制时序，所述独立延迟控制时钟信号用作帧接收控制时序。

可选的，所述控制单元包括：

时钟信号产生模块，用于产生并输出所述时钟信号；

时钟使能信号产生模块，用于产生并输出所述时钟使能信号；

信道切换使能信号产生模块，用于产生并输出信道切换使能信号；

延时使能信号产生模块，用于产生并输出所述相对延迟使能信号和所述独立延迟使能信号。

可选的，所述信道切换使能信号产生模块包括：

第一切换使能信号产生子模块，用于产生并输出同步时分复用信道切换使能信号；

第二切换使能信号产生子模块，用于产生并输出统计时分复用信道切换使能信号；

其中，所述同步时分复用信道切换使能信号用于控制同步时分复用机制的信道切换，所述统计时分复用信道切换使能信号用于控制统计时分复用机制的信道切换。

可选的，所述信道切换置数模块包括：

第一切换控制子模块，用于在所述同步时分复用信道切换使能信号的控制下，基于所述计数器置数地址集合和所述置数值集合，获取同步时分复用信道切换置数值，并将所述同步时分复用信道切换置数值发送给所述计数器，以使所述计数器对所述同步时分复用信道切换置数值进行计时转换，以获得同步时分复用信道切换控制时钟信号；

第二切换控制子模块，用于在所述统计时分复用信道切换使能信号的控制下，基于所述计数器置数地址集合和所述置数值集合，获取统计时分复用信道切换置数值，并将所述统计时分复用信道切换置数值发送给所述计数器，以使所述计数器对所述统计时分复用信道切换置数值进行计时转换，以获得统计时分复用信道切换控制时钟信号。

可选的，所述计数器包括：

第一计时转换模块，用于对所述信道切换置数值进行计时转换，以获得信道切换控制时钟信号；

第二计时转换模块，用于对所述相对延迟置数值进行计时转换，以获得相对延迟控制时钟信号；

第三计时转换模块，用于对所述独立延时置数值进行计时转换，以获得独立延迟控制时钟信号。

可选的，所述相对延迟置数模块包括：

帧发送延时置数子模块，用于在所述相对延迟使能信号的控制下，基于所述计数器置数地址集合和所述置数值集合，获取帧发送延迟置数值，并将所述帧发送延迟置数值发送给所述计数器，以使所述计数器对所述帧发送延迟置数值进行计时转换，以获得帧发送延迟控制时钟信号；

帧保护延时置数子模块，用于在所述相对延迟使能信号的控制下，基于所述计数器置数地址集合和所述置数值集合，获取帧保护延迟置数值，并将所述帧保护延迟置数值发送给所述计数器，以使所述计数器对所述帧保护延迟置数值进行计时转换，以获得帧保护延迟控制时钟信号；

帧发前延时置数子模块，用于在所述相对延迟使能信号的控制下，基于所述计数器置数地址集合和所述置数值集合，获取帧发前延迟置数值，并将所述帧发前延迟置数值发送给所述计数器，以使所述计数器对所述帧发前延迟置数值进行计时转换，以获得帧发前延迟控制时钟信号；

帧接收延时置数子模块，用于在所述相对延迟使能信号的控制下，基于所述计数器置数地址集合和所述置数值集合，获取帧接收延迟置数值，并将所述帧接收延迟置数值发送给所述计数器，以使所述计数器对所述帧接收延迟置数值进行计时转换，以获得帧接收延迟控制时钟信号。

可选的，所述置数单元包括：用户置数模块和随机置数模块；

其中，所述用户置数单元用于获取并存储用户设定的置数值，所述随机置数模块用于获取并存储随机置数值；

所述控制单元包括：

与所述用户置数模块和随机置数模块连接的置数选择模块，用于控制选择所述用户置数模块和/或随机置数模块向所述计数转换单元输出计数器置数地址集合及与各置数地址对应的置数值集合。

可选的，所述计数转换单元还包括：与所述随机置数模块相连的随机延迟置数模块，与所述随机延迟置数模块相连的随机计数单元；

所述随机延迟置数模块，用于在所述置数选择模块控制选择所述随机置数模块向所述计数转换单元输出计数器置数地址集合及与各置数地址对应的置数值集合时，基于计数器置数地址集合及与各置数地址对应的置数值集合获取随机延迟置数值，并将所述随机延迟置数值发送给所述计数器，以使所述计数器对所述随机延迟置数值进行计时转换，以获得第一触发信号；其中，在产生所述第一触发信号的同时，统计时分复用信道开始发送当前帧数据；

所述随机计数单元，用于在所述第一触发信号的控制下开始计数，并在所述当前帧数据发送完毕时，停止计数，以获得帧发送计数值，并对所述帧发送计数值进行计时转换，以获得第二触发信号。

可选的，所述帧传输控制器还包括：与所述随机置数模块和所述随机延迟置数模块相连的第一随机使能信号产生单元，与所述随机计数单元相连的第二随机使能信号产生单元；

所述第一随机使能信号产生单元，用于在所述置数选择模块控制选择所述随机置数模块向所述计数转换单元输出计数器置数地址集合及与各置数地址对应的置数值集合时，生成第一随机使能信号，以用于控制所述随机延迟置数模块基于所述计数器置数地址集合及与各置数地址对应的置数值集合获取随机延迟置数值；

所述第二随机使能信号产生单元，用于在所述当前帧数据发送完毕时，生成第二随机使能信号，以用于控制所述随机计数单元停止计数。

可选的，所述计数器包括多个计时转换模块；

所述控制单元还用于控制所述多个计时转换模块串行工作或并行工作。

本发明中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

由于在本发明中，信道分配及帧传输控制器包括控制单元、计数转换单元和置数单元；所述计数转换单元进一步包括计数器、信道切换置数模块、相对延迟置数模块和独立延迟置数模块；通过控制单元分别向所述信道切换置数模块、所述相对延迟置数模块和独立延迟置数模块，输出信道切换使能信号、相对延迟使能信号和独立延迟使能信号，以分别获取信道切换置数值、相对延迟置数值和独立延迟置数值；进一步，计数器基于所述时钟使能信号和所述时钟信号，对所述信道切换置数值、所述相对延迟置数值和所述独立延时置数值进行计时转换，以获得信道切换控制时钟信号、相对延迟控制时钟信号和独立延迟控制时钟信号，以分别用作信道切换控制时序、帧发送控制时序和帧接收控制时序。解决了现有技术中缺乏支持混合通信机制的信道切换和帧传输控制方案的技术问题，能够支持实现混合时分复用机制(兼容同步时分复用机制和统计时分复用机制)的正常工作运行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例提供的第一种信道分配及帧传输控制器结构框图；

图2为本发明实施例提供的第二种信道分配及帧传输控制器结构框图；

图3为本发明实施例提供的单个时间周期被划分为多个同步时分复用时段和一个统计时分复用时段时与MAC协议用户的对应关系示意图；

图4为本发明实施例提供的单个时间周期被划分为多个同步时分复用时段和一个统计时分复用时段时与工作状态的对应关系示意图；

图5为本发明实施例提供的状态机计数器的计数值与信道访问时段在二维坐标中的对应关系示意图；

图6为本发明实施例提供的单个时间周期被划分为三个同步时分复用时段和一个统计时分复用时段的链表结构示意图；

图7为本发明实施例提供的一种计数转换单元结构框图。

具体实施方式

本发明实施例通过提供一种信道分配及帧传输控制器，解决了现有技术中存在的，缺乏支持混合通信机制的信道切换和帧传输控制方案的技术问题，该帧传输控制器能够支持兼容同步时分复用机制和统计时分复用机制的混合时分复用机制的正常工作运行。

本发明实施例的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：

本发明实施例提供了一种信道分配及帧传输控制器，包括：控制单元、计数转换单元和置数单元；其中，所述计数转换单元包括：计数器、信道切换置数模块、相对延迟置数模块和独立延迟置数模块；所述控制单元，用于向所述计数转换单元提供时钟信号、时钟使能信号、信道切换使能信号、相对延迟使能信号和独立延迟使能信号；所述置数单元，用于向所述计数转换单元提供计数器置数地址集合，以及与各置数地址对应的置数值集合；所述信道切换置数模块，用于在所述信道切换使能信号的控制下，基于所述计数器置数地址集合和所述置数值集合，获取信道切换置数值，并将所述信道切换置数值发送给所述计数器；所述相对延迟置数模块，用于在所述相对延迟使能信号的控制下，基于所述计数器置数地址集合和所述置数值集合，获取相对延迟置数值，并将所述相对延迟置数值发送给所述计数器；所述独立延迟置数模块，用于在所述独立延迟使能信号的控制下，基于所述计数器置数地址集合和所述置数值集合，获取独立延迟置数值，并将所述独立延迟置数值发送给所述计数器；所述计数器，用于基于所述时钟使能信号和所述时钟信号：对所述信道切换置数值进行计时转换，以获得信道切换控制时钟信号；对所述相对延迟置数值进行计时转换，以获得相对延迟控制时钟信号；对所述独立延时置数值进行计时转换，以获得独立延迟控制时钟信号；其中，所述信道切换控制时钟信号用作信道切换控制时序，所述相对延迟控制时钟信号用作帧发送控制时序，所述独立延迟控制时钟信号用作帧接收控制时序。

可见，在本发明方案中，通过控制单元分别向所述信道切换置数模块、所述相对延迟置数模块和独立延迟置数模块，输出信道切换使能信号、相对延迟使能信号和独立延迟使能信号，以分别获取信道切换置数值、相对延迟置数值和独立延迟置数值；进一步，计数器基于所述时钟使能信号和所述时钟信号，对所述信道切换置数值、所述相对延迟置数值和所述独立延时置数值进行计时转换，以获得信道切换控制时钟信号、相对延迟控制时钟信号和独立延迟控制时钟信号，以分别用作信道切换控制时序、帧发送控制时序和帧接收控制时序。解决了现有技术中缺乏支持混合通信机制的信道切换和帧传输控制方案的技术问题，能够支持实现混合时分复用机制(兼容同步时分复用机制和统计时分复用机制)的正常工作运行。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明，应当理解本发明实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本发明实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

实施例一

请参考图1，本发明实施例提供了一种信道分配及帧传输控制器，包括：控制单元1、计数转换单元2和置数单元3；其中，计数转换单元2包括：计数器21、信道切换置数模块22、相对延迟置数模块23和独立延迟置数模块24；

控制单元1，用于向计数转换单元2提供时钟信号、时钟使能信号、信道切换使能信号、相对延迟使能信号和独立延迟使能信号；

置数单元3，用于向计数转换单元2提供计数器置数地址集合，以及与各置数地址对应的置数值集合；

信道切换置数模块22，用于在所述信道切换使能信号的控制下，基于所述计数器置数地址集合和所述置数值集合，获取信道切换置数值，并将所述信道切换置数值发送给计数器21；

相对延迟置数模块23，用于在所述相对延迟使能信号的控制下，基于所述计数器置数地址集合和所述置数值集合，获取相对延迟置数值，并将所述相对延迟置数值发送给计数器21；

独立延迟置数模块24，用于在所述独立延迟使能信号的控制下，基于所述计数器置数地址集合和所述置数值集合，获取独立延迟置数值，并将所述独立延迟置数值发送给计数器21；

计数器21，用于基于所述时钟使能信号和所述时钟信号：

对所述信道切换置数值进行计时转换，以获得信道切换控制时钟信号；

对所述相对延迟置数值进行计时转换，以获得相对延迟控制时钟信号；

对所述独立延时置数值进行计时转换，以获得独立延迟控制时钟信号；

具体的，请参考图2，计数器21包括：

第一计时转换模块211，用于对所述信道切换置数值进行计时转换，以获得信道切换控制时钟信号；

第二计时转换模块212，用于对所述相对延迟置数值进行计时转换，以获得相对延迟控制时钟信号；

第三计时转换模块213，用于对所述独立延时置数值进行计时转换，以获得独立延迟控制时钟信号。

其中，所述信道切换控制时钟信号用作信道切换控制时序，所述相对延迟控制时钟信号用作帧发送控制时序，所述独立延迟控制时钟信号用作帧接收控制时序。

在具体实施过程中，仍请参考图2，控制单元1包括：

时钟信号产生模块11，用于产生并输出所述时钟信号；

时钟使能信号产生模块12，用于产生并输出所述时钟使能信号；

信道切换使能信号产生模块13，用于产生并输出信道切换使能信号；

延时使能信号产生模块14，用于产生并输出所述相对延迟使能信号和所述独立延迟使能信号。

计数转换单元2是本信道分配及帧传输控制器的核心模块，根据计数转换单元2的上述功能描述可知，本信道分配及帧传输控制器主要包括三个方面：1)信道切换控制；2)相对延迟切换控制；3)独立延迟切换控制。下面对这三个方面作具体介绍：

(一)信道切换控制

在具体实施过程中，本申请信道分配及帧传输控制器可设置在通讯芯片内部，在通讯芯片内部设置有控制中心Master，与控制中心Master连接的MAC协议用户，通常包括遵循同步时分复用机制(TDM，Time Division Multiplexing)的MAC协议用户和遵循统计时分复用机制(STDM，Statistical Time Division Multiplexing)的MAC协议用户。控制中心Master可估算与其相连的所有MAC协议用户所要发送的数据帧的长度，并基于所获取的数据帧的长度确定单个时间周期长度T。进一步，控制中心Master基于单个时间周期长度T和TDM的MAC协议用户所需传输数据帧的长度制定与单个时间周期长度T对应的混合时分复用机制(HTDM，Hybrid Time Division Multiplexing)工作状态表，该工作状态表所包含的状态信息如下表1所示：

表1一种HTDM工作状态表

其中，表1仅列出所述工作状态表的部分参数类别，可对应设置参数值形成完整的工作状态表。同步时分复用时段Ttd占用单个时间周期长度T的比例值(K＝Ttd/T)在0～1之间可调。

如图3所示，TDM的MAC协议用户数量为n(为大于1的整数)，对应地，将同步时分复用时段Ttd划分为n个同步时分复用子时段Ttd1～Ttdn。其中，n个同步时分复用子时段Ttd1～Ttdn可一一对应n个TDM的MAC协议用户U1～Un，当然，在具体实施过程中，一个TDM的MAC协议用户也可对应多个同步时分复用子时段，这里不作具体限定。另外，所述多个同步时分复用子时段的长度依据对应的MAC协议用户待传输数据帧的长度而定。

以一个TDM的MAC协议用户对应一种协议类型为例，n个TDM的MAC协议用户(U1～Un)中任意两个MAC协议用户的协议类型可相同也可不同，例如：用户U1对应的协议类型为TD-SCDMA、用户U2对应的协议类型为WCDMA、用户U3对应的协议类型为802.16、...、用户Un对应的协议类型为TD-SCDMA等。

对于统计时分复用时段Tstd而言，该时段的用户访问情况无法事先约定，只能在用户使用完信道之后，才能知道访问信道的用户和用户访问时长等用户使用信息，如图3所示，定义统计时分复用时段Tstd对应的MAC协议用户为Ux。

在具体实施过程中，HTDM通过状态机模型来实现所述多个同步时分复用子时段Ttd1～Ttdn的工作状态切换。HTDM通过状态机模型来实现同步时分复用时段Ttd和统计时分复用时段Tstd的工作状态切换。具体的，请参考图4，单个时间周期T划分为同步时分复用时段Ttd和统计时分复用时段Tstd，且同步时分复用时段Ttd划分为n个同步时分复用子时段Ttd1～Ttdn，一一对应n+1个状态S1～Sn+1，其中，状态S1～Sn一一对应n个同步时分复用子时段Ttd1～Ttdn，状态Sn+1对应统计时分复用时段Tstd。

从上述的内容可知，状态机的各工作状态与单个时间周期所划分的各时段相对应。在具体实施过程中，控制单元1中设置有状态机控制模块，通过将每个时段(即每个工作状态)与计数器的计数值进行对应，在计数器的计数值逐步累加或逐步递减的过程中，在特定的时刻向状态机控制器发送中断请求，以实现各工作状态的切换。

请参考图5，为计数器的计数值Count与信道访问时段t在二维坐标中的对应关系示意图，以计数器的计数值逐步累加、同步时分复用时段Ttd划分为3个同步时分复用子时段Ttd1～Ttd3为例，状态机包括四个工作状态S1～S4：

当Count大于等于0且小于C1时，状态机工作在时段Ttd1，对应工作状态S1；

当Count大于等于C1且小于C2时，状态机工作在时段Ttd2，对应工作状态S2；

当Count大于等于C2且小于C3时，状态机工作在时段Ttd3，对应工作状态S3；

当Count大于等于C3且小于C4时，状态机工作在时段Tstd，对应工作状态S4。

其中，时段Ttd1～Ttd3共同构成完整的同步时分复用时段Ttd，计数器在计数值Count＝0(即开始计数时)，向状态机控制器发送第一中断请求，以进入状态S1；计数器在计数值Count＝C1，向状态机控制器发送第二中断请求，以进入状态S2；计数器在计数值Count＝C2，向状态机控制器发送第三中断请求，以进入状态S3；计数器在计数值Count＝C3，向状态机控制器发送第四中断请求，以进入状态S4；计数器在计数值Count＝C4，向状态机控制器发送第五中断请求，指示已完成一个时间周期的工作，同时对计数器进行归零，以用于在下一个周期重新开始计数。

在具体实施过程中，状态机还可结合链表来实现，链表是一种常见的重要的数据结构。它是动态地进行存储分配的一种结构。它可以根据需要开辟内存单元。链表有一个“头指针”变量，它存放一个地址。该地址指向一个元素。链表中每一个元素称为“结点”，每个结点都应包括两个部分：一为用户需要用的实际数据，二为下一个结点的地址。因此，“头指针”变量指向第一个元素；第一个元素又指向第二个元素；……，直到最后一个元素，该元素不再指向其它元素，它称为“表尾”，它的地址部分放一个“NULL”(表示“空地址”)，链表到此结束；当然，根据具体应用需要，最后一个元素还可指向第一个元素，以形成一个循环工作模式。

请参考图6，仍以同步时分复用时段Ttd划分为3个同步时分复用子时段Ttd1～Ttd3为例，As为表头地址，LEN为存在地址集合的寄存器长度，Atd1为同步时分复用子时段Ttd1所对应的工作状态参数存储地址，Atd2为同步时分复用子时段Ttd2所对应的工作状态参数存储地址，Atd3为同步时分复用子时段Ttd3所对应的工作状态参数存储地址，Astd为统计时分复用时段Tstd所对应的工作状态参数存储地址。

在对状态机进行控制时，状态机控制器首先获取对应该事件周期的链表的表头地址As(即状态机指针P首先指向表头地址As)，并根据表头地址As所指向的结点(即寄存器)，获取下一个结点的地址，如Atd1，进一步，根据地址Atd1所指向的结点(即寄存器)，一方面获取同步时分复用子时段Ttd1所对应的工作参数(包括其对应置数单元获取的置数值)，包括：子时段Ttd1所对应的计数器的计数值、在时段Ttd1工作的MAC协议用户名称和MAC协议类型等，另一方面，获取下一个结点的地址，如Atd2，并在子时段Ttd1所对应的计数值结束时，跳转到下一个结点地址，进入到下一个时段所对应的工作状态。其它情况依此类推，这里不再一一赘述。图6中虚线箭头示出了指针P的依次地址指向。

为实现上述状态转换(即信道切换)，控制单元1根据通信需求产生信道切换使能信号，以控制信道切换置数模块22基于所述计数器置数地址集合和所述置数值集合(原理同上述状态机链表)，获取信道切换置数值(通常为多个)，并将所述信道切换置数值发送给计数器21，以使计数器21基于图5所示状态切换原理对多个信道切换置数值进行计时转换，即在某一信道切换置数值进入一设定区间、且使能信号有效时，产生一个时钟上升沿(如图5中时钟信号CLKx所示)，并在计数器基于该信道切换置数值做递增或递减运算而跳出该设定区间时，产生一个时钟下降沿。也就是说，基于该信道切换控制时钟信号，在其上升沿到来时，进入一状态，并在下降沿到来时，结束当前状态，并在又一上升沿到来时进入下一状态，...，其它情况以此类推，这里不再一一赘述。

基于上述信道切换原理，在本申请实施例中，为实现TDM信道与STDM信道之间的切换以及TDM子信道之间的切换，请参考图2，所述信道切换使能信号产生模块13包括：

第一切换使能信号产生子模块131，用于产生并输出同步时分复用信道切换使能信号；

第二切换使能信号产生子模块132，用于产生并输出统计时分复用信道切换使能信号；

其中，所述同步时分复用信道切换使能信号用于控制同步时分复用机制的信道切换，所述统计时分复用信道切换使能信号用于控制统计时分复用机制的信道切换。

进一步，所述信道切换置数模块22包括：

第一切换控制子模块221，用于在所述同步时分复用信道切换使能信号的控制下，基于所述计数器置数地址集合和所述置数值集合，获取同步时分复用信道切换置数值，并将所述同步时分复用信道切换置数值发送给所述计数器21，以使计数器21对所述同步时分复用信道切换置数值进行计时转换，以获得同步时分复用信道切换控制时钟信号；

第二切换控制子模块222，用于在所述统计时分复用信道切换使能信号的控制下，基于所述计数器置数地址集合和所述置数值集合，获取统计时分复用信道切换置数值，并将所述统计时分复用信道切换置数值发送给所述计数器21，以使计数器21对所述统计时分复用信道切换置数值进行计时转换，以获得统计时分复用信道切换控制时钟信号。

(二)相对延迟切换控制(即TDM子信道帧传输控制)

针对基于TDM进行信息传输，不同的子时段Ttd1～Ttdn分别对应不同的TDM子信道，用于分配给不同的TDM协议用户使用，为适应各TDM协议，可预先设定帧传输规则，即设定帧传输过程中发送延时、帧保护时间、发前延时和帧接收时间，即根据切换进入的TDM子时段所对应的协议用户，通过使能信号的控制，从计数器置数地址集合和与各置数地址对应的置数值集合中获取与发送延时、帧保护时间、发前延时和帧接收时间对应的置数值，进一步，通过计数器对这些置数值一一对应进行计时转换，以获得与发送延时、帧保护时间、发前延时和帧接收时间对应的控制时钟信号。

在具体实施过程中，还请参考图2，相对延迟置数模块23包括：

帧发送延时置数子模块231，用于在所述相对延迟使能信号的控制下，基于所述计数器置数地址集合和所述置数值集合，获取帧发送延迟置数值，并将所述帧发送延迟置数值发送给计数器21，以使计数器21对所述帧发送延迟置数值进行计时转换，以获得帧发送延迟控制时钟信号；

帧保护延时置数子模块232，用于在所述相对延迟使能信号的控制下，基于所述计数器置数地址集合和所述置数值集合，获取帧保护延迟置数值，并将所述帧保护延迟置数值发送给计数器21，以使计数器21对所述帧保护延迟置数值进行计时转换，以获得帧保护延迟控制时钟信号；

帧发前延时置数子模块233，用于在所述相对延迟使能信号的控制下，基于所述计数器置数地址集合和所述置数值集合，获取帧发前延迟置数值，并将所述帧发前延迟置数值发送给计数器21，以使计数器21对所述帧发前延迟置数值进行计时转换，以获得帧发前延迟控制时钟信号；

帧接收延时置数子模块234，用于在所述相对延迟使能信号的控制下，基于所述计数器置数地址集合和所述置数值集合，获取帧接收延迟置数值，并将所述帧接收延迟置数值发送给计数器21，以使计数器21对所述帧接收延迟置数值进行计时转换，以获得帧接收延迟控制时钟信号。在具体实施过程中，仍请参考图2，置数单元3包括：用户置数模块31和随机置数模块32；其中，用户置数单元31用于获取并存储用户设定的置数值，随机置数模块32用于获取并存储随机置数值；控制单元1包括：与用户置数模块31和随机置数模块32连接的置数选择模块15，用于控制选择用户置数模块31和/或随机置数模块32向计数转换单元2输出计数器置数地址集合及与各置数地址对应的置数值集合。

上述实现信道切换控制和相对延迟切换控制的过程中，可通过控制单元1的置数选择模块15控制选择用户置数模块31向计数转换单元2输出计数器置数地址集合及与各置数地址对应的置数值集合。

另外，针对基于STDM进行信息传输，统计时分复用时段Tstd的用户访问情况无法事先约定，只能在用户使用完信道之后，才能知道访问信道的用户和用户访问时长等用户使用信息。为了能够在某一用户STDM协议用户使用完信道之后，统计出剩余信道宽度，以用于STDM协议用户又一轮的竞争使用。在具体实施过程中，通过置数选择模块15控制选择随机置数模块32向计数转换单元2输出计数器置数地址集合及与各置数地址对应的置数值集合。

仍请参考图2，计数转换单元2还包括：与随机置数模块32相连的随机延迟置数模块25，与随机延迟置数模块25相连的随机计数单元26；

随机延迟置数模块25，用于在置数选择模块15控制选择随机置数模块32向计数转换单元2输出计数器置数地址集合及与各置数地址对应的置数值集合时，基于计数器置数地址集合及与各置数地址对应的置数值集合获取随机延迟置数值，并将所述随机延迟置数值发送给计数器21，以使计数器21对所述随机延迟置数值进行计时转换，以获得第一触发信号；其中，在产生所述第一触发信号的同时，统计时分复用信道开始发送当前帧数据(即通过竞争获得信道使用权的STDM的协议用户开始发送帧数据)；

随机计数单元26，用于在所述第一触发信号的控制下开始计数，并在所述当前帧数据发送完毕时，停止计数，以获得帧发送计数值，并对所述帧发送计数值进行计时转换，以获得第二触发信号。

在具体实施过程中，所述帧传输控制器还包括：与随机置数模块32和随机延迟置数模块25相连的第一随机使能信号产生单元4，与随机计数单元26相连的第二随机使能信号产生单元5；

第一随机使能信号产生单元4，用于在置数选择模块15控制选择随机置数模块32向计数转换单元2输出计数器置数地址集合及与各置数地址对应的置数值集合时，生成第一随机使能信号，以用于控制随机延迟置数模块25基于所述计数器置数地址集合及与各置数地址对应的置数值集合获取随机延迟置数值；

第二随机使能信号产生单元5，用于在所述当前帧数据发送完毕时，生成第二随机使能信号，以用于控制随机计数单元26停止计数。

其中，可通过第二触发信号确定当前STDM协议用户使用STDM信道的时间，并统计出STDM剩余信道宽度。

(三)独立延迟切换控制

在具体实施过程中，在独立延迟置数模块24中可设置至少一个置数单元，用于在独立延迟使能信号的控制下，从所述计数器置数地址集合和所述置数值集合获取至少一个独立延迟置数值，以使计数器21将至少一个独立延迟置数值计时转换为独立延迟控制时钟信号，以提供数据接收时序或用作其它通信需求。

上述实现独立延迟切换控制的过程中，可根据实际需要通过控制单元1的置数选择模块15控制选择用户置数模块31或随机置数模块32向计数转换单元2输出计数器置数地址集合及与各置数地址对应的置数值集合。

在具体实施过程中，计数器21包括多个计时转换模块；控制单元1还用于控制所述多个计时转换模块串行工作或并行工作。具体的，通过控制单元1向多个计时转换模块输出使能控制信号，以实现控制其串行工作或并行工作。总而言之，在本发明方案中，通过控制单元分别向所述信道切换置数模块、所述相对延迟置数模块和独立延迟置数模块，输出信道切换使能信号、相对延迟使能信号和独立延迟使能信号，以分别获取信道切换置数值、相对延迟置数值和独立延迟置数值；进一步，计数器基于所述时钟使能信号和所述时钟信号，对所述信道切换置数值、所述相对延迟置数值和所述独立延时置数值进行计时转换，以获得信道切换控制时钟信号、相对延迟控制时钟信号和独立延迟控制时钟信号，以分别用作信道切换控制时序、帧发送控制时序和帧接收控制时序。解决了现有技术中缺乏支持混合通信机制的信道切换和帧传输控制方案的技术问题，能够支持实现混合时分复用机制(兼容同步时分复用机制和统计时分复用机制)的正常工作运行。

实施例二

基于同一发明构思，本申请实施例还提供了一种计数转换单元，应用于如实施例一所述的信道分配及帧传输控制器中，所述控制器还包括与计数转换单元连接的控制单元和置数单元，其中，所述控制单元用于控制所述计数转换单元工作运行。

请参考图7，所述计数转换单元包括主计数器Counter_M(对应实施例一中的计数器21)、m+1个信道切换置数单元(NTD1～NTDm、NSTD)(对应实施例一中的信道切换置数模块22)、四个相对延迟置数单元(NTe、NTp、NTs、NTch)(对应实施例一中的相对延迟置数模块23)，n个独立延迟置数单元(NT1～NTn)(对应实施例一中的独立延迟置数模块24)；其中，m、n为大于等于1的整数。

结合图7，所述控制单元用于向所述计数转换单元输出时钟信号CLK、时钟使能信号CLKen、与m+1个信道切换置数单元(NTD1～NTDm、NSTD)一一对应的信道切换使能信号(En_td1～En_tdm、En_std)、与四个相对延迟置数单元(NTe、NTp、NTs、NTch)一一对应的相对延迟使能信号(En_te、En_tp、En_ts、En_tch)、与n个独立延迟置数单元(NT1～NTn)一一对应的独立延迟使能信号(En_1～En_n)；所述置数单元用于向所述计数转换单元提供计数器置数地址集合Ato，以及与各置数地址对应的置数值集合Dto。

(1)信道切换控制

m+1个信道切换置数单元(NTD1～NTDm、NSTD)分别一一对应在信道切换使能信号(En_td1～En_tdm、En_std)的控制下，从计数器置数地址集合Ato和置数值集合Dto获取对应的置数值，并通过主计数器Counter_M将对应的置数值进行计时转换，以获得信道切换控制时钟信号(Dtd1～Dtdm、Dstd)。信道切换原理同实施例一，这里不再赘述。

(2)相对延迟切换控制

四个相对延迟置数单元(NTe、NTp、NTs、NTch)分别一一对应在相对延迟使能信号(En_te、En_tp、En_ts、En_tch)的控制下，从计数器置数地址集合Ato和置数值集合Dto获取对应的置数值，并通过主计数器Counter_M将对应的置数值进行计时转换，以获得信道切换控制时钟信号(DTe、DTp、DTs、DTch)。

(3)独立延迟切换控制

n个独立延迟置数单元(NT1～NTn)分别一一对应在独立延迟使能信号(En_1～En_n)的控制下，从计数器置数地址集合Ato和置数值集合Dto获取对应的置数值，并通过主计数器Counter_M将对应的置数值进行计时转换，以获得信道切换控制时钟信号(DT1～DTn)。

在具体实施过程中，仍请参考图7，所述置数单元包括：用户置数模块Memory1和随机置数模块Memory2；其中，用户置数单元Memory1用于获取并存储用户设定的置数值，随机置数模块Memory2用于获取并存储随机置数值；所述控制单元用于控制选择用户置数模块Memory1和/或随机置数模块Memory2向所述计数转换单元输出计数器置数地址集合Ato及与各置数地址对应的置数值集合Dto。

上述实现信道切换控制和相对延迟切换控制的过程中，可通过所述控制单元控制选择用户置数模块Memory1向所述计数转换单元输出计数器置数地址集合Ato及与各置数地址对应的置数值集合Dto。

另外，在具体实施过程中，所述计数转换单元还包括：与随机置数模块Memory2相连的随机延迟置数模块NR，与随机延迟置数模块NR相连的随机计数单元Counter_S；

随机延迟置数模块NR，用于从在所述控制单元控制选择随机置数模块Memory2向所述计数转换单元输出计数器置数地址集合Ato及与各置数地址对应的置数值集合Dto时，基于计数器置数地址集合Ato及与各置数地址对应的置数值集合Dto获取随机延迟置数值，并将所述随机延迟置数值发送给主计数器Counter_M，以使所述主计数器Counter_M基于所述随机延迟置数值进行计时转换，以获得第一触发信号En_s；其中，在产生所述第一触发信号En_s的同时，统计时分复用信道开始发送当前帧数据；

随机计数单元Counter_S，用于在所述第一触发信号En_s的控制下开始计数，并在所述当前帧数据发送完毕时，停止计数，以获得帧发送计数值，并对所述帧发送计数值进行计时转换，以获得第二触发信号Tcs。

在具体实施过程中，所述计数转换单元还包括：与随机置数模块Memory2和随机延迟置数模块NR的第一随机使能信号产生单元ENS1，与随机计数单元Counter_S相连的第二随机使能信号产生单元ENS2；

第一随机使能信号产生单元ENS1，用于在随机置数模块Memory2向所述计数转换单元输出计数器置数地址集合及与各置数地址对应的置数值集合时，生成第一随机使能信号En_r1，以用于控制随机延迟置数模块NR基于所述计数器置数地址集合及与各置数地址对应的置数值集合获取随机延迟置数值；

第二随机使能信号产生单元ENS2，用于在所述当前帧数据发送完毕时，生成第二随机使能信号En_r2，以用于控制随机计数单元Counter_S停止计数。

在具体实施过程中，主计数器Counter_M包括多个计时转换模块；所述控制单元还用于控制所述多个计时转换模块串行工作或并行工作。具体的，通过所述控制单元向多个计时转换模块输出使能控制信号，以实现控制其串行工作或并行工作。

根据上面的描述，本实施例二中计数转换单元应用于实施例一的信道分配及帧传输控制器中，所以，该计数转换单元与上述信道分配及帧传输控制器的一个或多个实施例一致，在此就不再一一赘述了。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种信道分配及帧传输控制器，其特征在于，包括：控制单元(1)、计数转换单元(2)和置数单元(3)；其中，所述计数转换单元(2)包括：计数器(21)、信道切换置数模块(22)、相对延迟置数模块(23)和独立延迟置数模块(24)；

所述控制单元(1)，用于向所述计数转换单元(2)提供时钟信号、时钟使能信号、信道切换使能信号、相对延迟使能信号和独立延迟使能信号；

所述置数单元(3)，用于向所述计数转换单元(2)提供计数器置数地址集合，以及与各置数地址对应的置数值集合；

所述信道切换置数模块(22)，用于在所述信道切换使能信号的控制下，基于所述计数器置数地址集合和所述置数值集合，获取信道切换置数值，并将所述信道切换置数值发送给所述计数器(21)；

所述相对延迟置数模块(23)，用于在所述相对延迟使能信号的控制下，基于所述计数器置数地址集合和所述置数值集合，获取相对延迟置数值，并将所述相对延迟置数值发送给所述计数器(21)；

所述独立延迟置数模块(24)，用于在所述独立延迟使能信号的控制下，基于所述计数器置数地址集合和所述置数值集合，获取独立延迟置数值，并将所述独立延迟置数值发送给所述计数器(21)；

所述计数器(21)，用于基于所述时钟使能信号和所述时钟信号：

对所述信道切换置数值进行计时转换，以获得信道切换控制时钟信号；

对所述相对延迟置数值进行计时转换，以获得相对延迟控制时钟信号；

对所述独立延时置数值进行计时转换，以获得独立延迟控制时钟信号；

其中，所述信道切换控制时钟信号用作信道切换控制时序，所述相对延迟控制时钟信号用作帧发送控制时序，所述独立延迟控制时钟信号用作帧接收控制时序。

2.如权利要求1所述的信道分配及帧传输控制器，其特征在于，所述控制单元(1)包括：

时钟信号产生模块(11)，用于产生并输出所述时钟信号；

时钟使能信号产生模块(12)，用于产生并输出所述时钟使能信号；

信道切换使能信号产生模块(13)，用于产生并输出信道切换使能信号；

延时使能信号产生模块(14)，用于产生并输出所述相对延迟使能信号和所述独立延迟使能信号。

3.如权利要求2所述的信道分配及帧传输控制器，其特征在于，所述信道切换使能信号产生模块(13)包括：

第一切换使能信号产生子模块(131)，用于产生并输出同步时分复用信道切换使能信号；

第二切换使能信号产生子模块(132)，用于产生并输出统计时分复用信道切换使能信号；

其中，所述同步时分复用信道切换使能信号用于控制同步时分复用机制的信道切换，所述统计时分复用信道切换使能信号用于控制统计时分复用机制的信道切换。

4.如权利要求3所述的信道分配及帧传输控制器，其特征在于，所述信道切换置数模块(22)包括：

第一切换控制子模块(221)，用于在所述同步时分复用信道切换使能信号的控制下，基于所述计数器置数地址集合和所述置数值集合，获取同步时分复用信道切换置数值，并将所述同步时分复用信道切换置数值发送给所述计数器(21)，以使所述计数器(21)对所述同步时分复用信道切换置数值进行计时转换，以获得同步时分复用信道切换控制时钟信号；

第二切换控制子模块(222)，用于在所述统计时分复用信道切换使能信号的控制下，基于所述计数器置数地址集合和所述置数值集合，获取统计时分复用信道切换置数值，并将所述统计时分复用信道切换置数值发送给所述计数器(21)，以使所述计数器(21)对所述统计时分复用信道切换置数值进行计时转换，以获得统计时分复用信道切换控制时钟信号。

5.如权利要求1所述的信道分配及帧传输控制器，其特征在于，所述计数器(21)包括：

第一计时转换模块(211)，用于对所述信道切换置数值进行计时转换，以获得信道切换控制时钟信号；

第二计时转换模块(212)，用于对所述相对延迟置数值进行计时转换，以获得相对延迟控制时钟信号；

第三计时转换模块(213)，用于对所述独立延时置数值进行计时转换，以获得独立延迟控制时钟信号。

6.如权利要求1所述的信道分配及帧传输控制器，其特征在于，所述相对延迟置数模块(23)包括：

帧发送延时置数子模块(231)，用于在所述相对延迟使能信号的控制下，基于所述计数器置数地址集合和所述置数值集合，获取帧发送延迟置数值，并将所述帧发送延迟置数值发送给所述计数器(21)，以使所述计数器(21)对所述帧发送延迟置数值进行计时转换，以获得帧发送延迟控制时钟信号；

帧保护延时置数子模块(232)，用于在所述相对延迟使能信号的控制下，基于所述计数器置数地址集合和所述置数值集合，获取帧保护延迟置数值，并将所述帧保护延迟置数值发送给所述计数器(21)，以使所述计数器(21)对所述帧保护延迟置数值进行计时转换，以获得帧保护延迟控制时钟信号；

帧发前延时置数子模块(233)，用于在所述相对延迟使能信号的控制下，基于所述计数器置数地址集合和所述置数值集合，获取帧发前延迟置数值，并将所述帧发前延迟置数值发送给所述计数器(21)，以使所述计数器(21)对所述帧发前延迟置数值进行计时转换，以获得帧发前延迟控制时钟信号；

帧接收延时置数子模块(234)，用于在所述相对延迟使能信号的控制下，基于所述计数器置数地址集合和所述置数值集合，获取帧接收延迟置数值，并将所述帧接收延迟置数值发送给所述计数器(21)，以使所述计数器(21)对所述帧接收延迟置数值进行计时转换，以获得帧接收延迟控制时钟信号。

7.如权利要求1所述的信道分配及帧传输控制器，其特征在于，所述置数单元(3)包括：用户置数模块(31)和随机置数模块(32)；

其中，所述用户置数单元(31)用于获取并存储用户设定的置数值，所述随机置数模块(32)用于获取并存储随机置数值；

所述控制单元(1)包括：

与所述用户置数模块(31)和随机置数模块(32)连接的置数选择模块(15)，用于控制选择所述用户置数模块(31)和/或随机置数模块(32)向所述计数转换单元(2)输出计数器置数地址集合及与各置数地址对应的置数值集合。

8.如权利要求7所述的信道分配及帧传输控制器，其特征在于，所述计数转换单元(2)还包括：与所述随机置数模块(32)相连的随机延迟置数模块(25)，与所述随机延迟置数模块(25)相连的随机计数单元(26)；

所述随机延迟置数模块(25)，用于在所述置数选择模块(15)控制选择所述随机置数模块(32)向所述计数转换单元(2)输出计数器置数地址集合及与各置数地址对应的置数值集合时，基于计数器置数地址集合及与各置数地址对应的置数值集合获取随机延迟置数值，并将所述随机延迟置数值发送给所述计数器(21)，以使所述计数器(21)对所述随机延迟置数值进行计时转换，以获得第一触发信号；其中，在产生所述第一触发信号的同时，统计时分复用信道开始发送当前帧数据；

所述随机计数单元(26)，用于在所述第一触发信号的控制下开始计数，并在所述当前帧数据发送完毕时，停止计数，以获得帧发送计数值，并对所述帧发送计数值进行计时转换，以获得第二触发信号。

9.如权利要求8所述的信道分配及帧传输控制器，其特征在于，所述帧传输控制器还包括：与所述随机置数模块(32)和所述随机延迟置数模块(25)相连的第一随机使能信号产生单元(4)，与所述随机计数单元(26)相连的第二随机使能信号产生单元(5)；

所述第一随机使能信号产生单元(4)，用于在所述置数选择模块(15)控制选择所述随机置数模块(32)向所述计数转换单元(2)输出计数器置数地址集合及与各置数地址对应的置数值集合时，生成第一随机使能信号，以用于控制所述随机延迟置数模块(25)基于所述计数器置数地址集合及与各置数地址对应的置数值集合获取随机延迟置数值；

所述第二随机使能信号产生单元(5)，用于在所述当前帧数据发送完毕时，生成第二随机使能信号，以用于控制所述随机计数单元(26)停止计数。

10.如权利要求1～9任一权项所述的信道分配及帧传输控制器，其特征在于，所述计数器(21)包括多个计时转换模块；

所述控制单元(1)还用于控制所述多个计时转换模块串行工作或并行工作。