CN108495371B - 通信方法及系统、应用其的主设备和从设备以及无人机 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种通信方法及系统、应用其的主设备和从设备以及无人机，方法包括以下步骤：确定多个从设备之间的下行通信时间比例；根据多个从设备之间的下行通信时间比例确定N个下行时隙中每个下行时隙对应的从设备，以及在每个下行时隙，接收相应的从设备发送的下行数据，从而能够调整多个从设备之间的下行通信时间，从而灵活、动态的对从设备发送数据的时隙进行调整，有效节约通信成本，大大减少通信过程中的等待时间，具有较高的空口利用效率，使得一个主设备可以控制更多的从设备，提高经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种通信方法、另一种通信方法、一种主设备、一种从设备、一种通信系统、一种无人机、一种非临时性可读存储介质、另一种非临时性可读存储介质以及一种地面站。
背景技术
相关技术中的点对多点无人机通信系统，无人机与地面之间通常采用如下三种通信方法：第一，采用移动通信网络，无人机设备与地面通过移动通信基站进行通信；第二，采用专用无线网络，地面与无人机设备之间以逐机轮询的方式进行通信；第三，采用专用无线网络，地面在同一个帧周期中给各个无人机分配固定通信时隙，然后各个无人机在各自的固定时隙发送数据。
但是，相关技术存在的问题是，若采用第一种通信方法，则对移动网络依赖较强，在没有网络或网络质量较差的地方无法正常使用；若采用第二种通信方法，则由于需要等待对端接收、内部传输、处理、返回等时间利用率低，时延较大；若采用第三种通信方法，则帧周期会随无人机设备数量增加而增加，通信时延也随之增加，通信量小的无人机设备在每一帧也占用固定的时间，利用率不够充分。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明实施例的第一个目的在于提出一种通信方法，能够使点对多点系统进行灵活高效的通信。
本发明的第二个目的在于提出另一种通信系统。
本发明的第三个目的在于提出一种主设备。
本发明的第四个目的在于提出一种从设备。
本发明的第五个目的在于提出一种通信系统。
本发明的第六个目的在于提出一种无人机。
本发明的第七个目的在于提出一种非临时性可读存储介质。
本发明的第八个目的在于提出另一种非临时性可读存储介质。
本发明的第九个目的在于提出一种地面站。
应当理解，所述上行/下行的定义不局限于设备的位置关系，上行是指主设备向从设备发送信息的方向；下行是指从设备向主设备发送信息的方向。
为达上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种通信方法，应用于主设备，所述主设备与多个从设备进行通信，所述方法包括以下步骤：确定所述多个从设备之间的下行通信时间比例；根据所述多个从设备之间的下行通信时间比例确定N个下行时隙中每个下行时隙对应的从设备，其中，N为大于1的整数；以及在所述每个下行时隙，接收相应的从设备发送的下行数据。
根据本发明实施例提出的通信方法，通过确定多个从设备之间的下行通信时间比例，根据多个从设备之间的下行通信时间比例确定N个下行时隙中每个下行时隙对应的从设备，在每个下行时隙，接收相应的从设备发送的下行数据。由此，本发明实施例的通信方法能够调整多个从设备之间的下行通信时间，从而灵活、动态的对从设备发送数据的时隙进行调整，有效节约通信成本，大大减少通信过程中的等待时间，具有较高的空口利用效率，使得一个主设备可以控制更多的从设备，提高经济效益。
根据本发明的一个实施例，通信方法还包括：确定所述多个从设备之间的上行通信时间比例；根据所述多个从设备之间的上行通信时间比例确定M个上行时隙中每个上行时隙对应的从设备，其中，M为大于1的整数；在所述每个上行时隙，向相应的从设备发送上行数据。
根据本发明的一个实施例，所述M个上行时隙和所述N个下行时隙通过帧结构配置表进行配置。
根据本发明的一个实施例，所述帧结构配置表按照业务数据包的近似平均包长度设计单个时隙长度。
根据本发明的一个实施例，在确定所述M个上行时隙和所述N个下行时隙之前，还包括：根据每个下行时隙对应的从设备和所述每个上行时隙对应的从设备生成调度信息，或者，根据每个下行时隙对应的从设备生成调度信息；根据所述调度信息生成广播包；广播所述广播包，以使所述每个从设备接收所述广播包。
根据本发明的一个实施例，所述广播包包括广播包标志、主设备ID、定时信息、频道信息、帧结构索引、调度信息中的一个或多个。
根据本发明的一个实施例，在所述M个上行时隙和所述N个下行时隙之前具有公共广播信道以发送广播包。
根据本发明的一个实施例，所述M个上行时隙与所述N个下行时隙之间以及所述N个下行时隙之间分别有保护时隙。
根据本发明的一个实施例，所述主设备在所述N个下行时隙期间均处于接收状态，或者所述主设备在被调度的下行时隙处于接收状态；所述每个从设备在所述M个上行时隙期间隙均处于接收状态，或者所述每个从设备在对应的上行时隙处于接收状态。
为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出的一种通信方法，应用于从设备，所述从设备与所述主设备进行通信，所述方法包括以下步骤：判断所述从设备自身是否处于允许发送数据的下行时隙，其中，所述允许发送数据的下行时隙根据多个所述从设备之间的下行通信时间比例确定；当所述从设备自身处于允许发送数据的下行时隙时，获取待发送的下行数据，并向所述主设备发送下行数据。
根据本发明实施例的通信方法，通过判断从设备自身是否处于允许发送数据的下行时隙，当从设备自身处于允许发送数据的下行时隙时，获取待发送的下行数据，并相主设备发送下行数据。由此，本发明实施例的通信方法能够调整多个从设备之间的下行通信时间，从而灵活、动态的对从设备发送数据的时隙进行调整，有效节约通信成本，大大减少通信过程中的等待时间，具有较高的空口利用效率，使得一个主设备可以控制更多的从设备，提高经济效益。
根据本发明的一个实施例，在判断所述从设备自身是否处于允许发送数据的下行时隙之前，还包括：接收主设备广播的广播包；根据所述广播包确定所述从设备自身的允许发送数据的下行时隙。
根据本发明的一个实施例，通信方法还包括：当所述从设备自身处于允许接收数据的上行时隙时，接收所述主设备发送的上行数据；其中，所述从设备在M个上行时隙期间均处于接收状态，或者所述从设备在对应的允许接收数据的上行时隙处于接收状态。
为达到上述目的，本发明第三方面实施例提出的一种主设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的通信程序，所述处理器执行所述程序时，实现所述的通信方法。
根据本发明实施例的主设备，通过实现通信方法，能够调整多个从设备之间的下行通信时间，从而灵活、动态的对从设备发送数据的时隙进行调整，有效节约通信成本，大大减少通信过程中的等待时间，具有较高的空口利用效率，使得一个主设备可以控制更多的从设备，提高经济效益。
为达到上述目的，本发明第四方面实施例提出的一种从设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的通信程序，所述处理器执行所述程序时，实现所述的通信方法。
根据本发明实施例的从设备，通过实现通信方法，能够调整多个从设备之间的下行通信时间，从而灵活、动态的对从设备发送数据的时隙进行调整，有效节约通信成本，大大减少通信过程中的等待时间，具有较高的空口利用效率，使得一个主设备可以控制更多的从设备，提高经济效益。
为达到上述目的，本发明第五方面实施例提出的一种通信系统，包括主设备和多个从设备，所述主设备与所述多个从设备进行通信，其中，所述主设备确定所述多个从设备之间的下行通信时间比例；所述主设备根据所述多个从设备之间的下行通信时间比例确定N个下行时隙中每个下行时隙对应的从设备；以及所述主设备在所述每个下行时隙接收相应的从设备发送的数据。
根据本发明实施例的通信系统，能够调整多个从设备之间的下行及上行通信时间，从而灵活、动态的对从设备发送数据和接收数据的时隙进行调整，有效节约通信成本，大大减少通信过程中的等待时间，具有较高的空口利用效率，使得一个主设备可以控制更多的从设备，提高经济效益。
为达到上述目的，本发明第六方面实施例提出的一种无人机，所述无人机与所述通信系统中的任一从设备连接。
根据本发明实施例的无人机，通过无人机与从设备连接，能够调整多个从设备之间的下行及上行通信时间，从而灵活、动态的对从设备发送数据和接收数据的时隙进行调整，有效节约通信成本，大大减少通信过程中的等待时间，具有较高的空口利用效率，使得一个主设备可以控制更多的从设备，提高经济效益。
为达到上述目的，本发明第七方面实施例提出的一种非临时性可读存储介质，其上存储有通信程序，该程序被处理器执行时实现所述的通信方法。
根据本发明实施例提出的非临时性可读存储介质，通过处理器执行通信方法，能够调整多个从设备之间的下行及上行通信时间，从而灵活、动态的对从设备发送数据和接收数据的时隙进行调整，有效节约通信成本，大大减少通信过程中的等待时间，具有较高的空口利用效率，使得一个主设备可以控制更多的从设备，提高经济效益。
为达到上述目的，本发明第八方面实施例提出的另一种非临时性可读存储介质，其上存储有通信程序，该程序被处理器执行时实现所述的通信方法。
根据本发明实施例提出的非临时性可读存储介质，通过处理器执行通信方法，能够调整多个从设备之间的下行及上行通信时间，从而灵活、动态的对从设备发送数据和接收数据的时隙进行调整，有效节约通信成本，大大减少通信过程中的等待时间，具有较高的空口利用效率，使得一个主设备可以控制更多的从设备，提高经济效益。
为达到上述目的，本发明第九方面实施例提出的一种地面站，所述地面站与所述通信系统中的主设备连接。
根据本发明实施例的地面站，通过主设备与从设备之间上行及下行通信方法，实现与无人机进行上行及下行通信，主设备可以管理和分配上行及下行时隙，实现灵活高效的一对多通信，因而地面站也能实现对多个无人机的一对多通信，并能灵活管理和分配与不同无人机的通信时间，大大减少通信过程中的等待时间，具有较高的空口利用效率，使得一个地面站可以控制更多的无人机，提高经济效益。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为根据本发明实施例的通信方法的流程图，其中，通信方法应用于主设备；
图2为根据本发明一个实施例的通信方法的流程图，其中，通信方法应用于主设备；
图3为根据本发明一个实施例的帧结构定义示意图；
图4为根据本发明一个实施例的调度信息示意图；
图5为根据本发明一个实施例的时隙调度方法的流程图；
图6为根据本发明一个实施例的时隙配置列表示意图；
图7为根据本发明另一个实施例的通信方法的流程图，其中，通信方法应用于从设备；
图8为根据本发明实施例的主设备的方框示意图；
图9为根据本发明实施例的从设备的方框示意图；
图10为根据本发明实施例的通信系统的方框示意图；
图11为根据本发明实施例的无人机的方框示意图；
图12为根据本发明实施例的地面站的方框示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参考附图描述本发明实施例的通信方法、通信系统、主设备和从设备。
图1为根据本发明实施例的通信方法的流程图。本发明实施例的通信方法应用于主设备，主设备与多个从设备进行通信。具体地，主设备和从设备都具有双向通信能力，分别具备无线信号发射机和接收机。
如图1所示，本发明实施例的通信方法包括以下步骤：
S1：确定多个从设备之间的下行通信时间比例。
需要说明的是，每个从设备向主设备发送下行数据进行下行通信，可通过每个从设备的优先级计算分配时间的比例或通过每个从设备需要发送的数据量确定每个从设备的通信时间，以形成多个从设备之间的下行通信时间比例。
S2：根据多个从设备之间的下行通信时间比例确定N个下行时隙中每个下行时隙对应的从设备，其中，N为大于1的整数。
也就是说，根据多个从设备之间的下行通信时间比例，能够确定N个下行时隙中每个下行时隙对应的从设备，其中，不同的下行时隙可对应相同的从设备也可对应不同的从设备。
S3：在每个下行时隙，接收相应的从设备发送的下行数据。
具体而言，主设备首先确定多个从设备之间下行通信时间比例，然后根据多个从设备之间的下行通信时间比例确定N个下行时隙中每个下行时隙对应的从设备，再在每个下行时隙接收该下行时隙对应的从设备发送的下行数据。
由此，本发明实施例的通信方法，能够根据从设备的下行通信时间比例调整各个从设备的下行通信时间，从而对下行时隙进行灵活分配，提高空口利用效率，减少无用的通信等待时间。
根据本发明的一个实施例，如图2所示，通信方法还包括：
S101：确定多个从设备之间的上行通信时间比例。
需要说明的是，每个主设备向从设备发送上行数据进行上行通信，可通过每个从设备的优先级计算分配时间的比例或通过每个从设备需要接收的数据量确定每个从设备的通信时间，以形成多个从设备之间的上行通信时间比例。
S102：根据多个从设备之间的上行通信时间比例确定M个上行时隙中每个上行时隙对应的从设备，其中，M为大于1的整数。
也就是说，根据多个从设备之间的上行通信时间比例，能够确定M个上行时隙中每个上行时隙对应的从设备，其中，不同的上行时隙可对应相同的从设备也可对应不同的从设备。
S103：在每个上行时隙，向相应的从设备发送上行数据。
具体地，主设备首先确定多个从设备之间的上行通信时间比例，然后根据多个从设备之间的上行通信时间比例，确定M个上行时隙中每个上行时隙对应的从设备，再在每个上行时隙，向相应的从设备发送上行数据。
由此，本发明实施例的通信方法，能够根据从设备的上行通信时间比例调整各个从设备的上行通信时间，从而对上行时隙进行灵活分配，提高空口利用效率，减少无用的通信等待时间。
根据本发明的一个实施例，如图3所示，在确定M个上行时隙和N个下行时隙之前，还包括：根据每个下行时隙对应的从设备和每个上行时隙对应的从设备生成调度信息，或者，根据每个下行时隙对应的从设备生成调度信息；根据调度信息生成广播包；广播广播包，以使每个从设备接收广播包。
也就是说，主设备在确定多个从设备之间的下行通信时间比例之后，根据多个从设备之间的下行通信时间比例确定N个下行时隙中每个下行时隙对应的从设备，主设备根据每个下行时隙对应的从设备生成调度信息，然后根据调度信息生成广播包并进行广播，以使每个从设备接收广播包，进而从设备能够通过广播包判断自身是否被分配下行时隙，并在分配的下行时隙向主设备发送下行数据；另一方面，主设备在确定多个从设备之间的上行通信时间比例之后，根据多个从设备之间的上行通信时间比例确定M个上行时隙中每个上行时隙对应的从设备，然后根据每个上行时隙对应的从设备生成调度信息，主设备根据调度信息生成广播包并进行广播，以使每个从设备接收广播包，进而从设备能够通过广播包判断自身是否被分配上行时隙，并在分配的上行时隙接收主设备发送的上行数据。
应当理解的是，主设备可以只根据多个从设备的下行通信时间比例确定N个下行时隙中每个下行时隙对应的从设备，然后生成调度信息，无需根据多个从设备的上行通信时间比例确定M个上行时隙中每个上行时隙对应的从设备，此时，在上行时隙所有的从设备均处于接收状态，以监听是否有属于自己的数据包。
需要说明的是，如图3所示，U0～Um为上行时隙，U1～Um为上行信道用于主设备向从设备发送上行数据，U0为广播信道，广播信道用于广播广播包，每个从设备通过接收广播信道广播的广播包以确定自己分配的上行时隙和下行时隙；其中，广播包可包括广播包标志，以及主设备ID、定时信息、频道信息、帧结构索引和调度信息中的一个或多个，并由广播包标志进行区分，例如，广播包可包括广播包标志和帧结构索引，又如，广播包还可包括广播包标志、主设备ID、定时信息、频道信息、帧结构索引和调度信息，由此可减小广播包的长度，节省开销。
还需要说明的是，主设备根据多个从设备的上行通信时间比例和下行通信时间比例生成调度信息，如图4所示，每个上行时隙或每个下行时隙分别对应一个从设备，多个上行时隙或多个下行时隙对应的从设备可以相同，即言同一个从设备可以被调度到多个不同时隙，以使一个从设备可具有多个通信时间。其中，静态调度标志可用于节省调度信息开销，如果静态调度标志为1，则表明后面的无线帧不需出现调度信息的情况下，依然按照之前的调度规律进行时隙分配，以节约用电。
根据发明的一个实施例，主设备可包括处理器，主设备通过处理器对从设备进行时隙调度。
具体地，如图5所示，根据每个下行时隙对应的从设备生成调度信息并对从设备进行时隙调度的过程为：
S201：根据从设备的优先级计算分配时间的比例。
S202：对从设备ID进行排列，生成反应时间比例的调度样式。
S203：在下行时隙，依次从调度样式取出一个从设备ID。
S204：判断被选出的从设备是否有数据要发送。
如果有，则执行步骤S205；如果没有数据要发送，则返回步骤S204。
S205：生成调度信息，以使从设备在该时隙进行数据传输，即从设备在被调度的时隙向主设备发送下行数据，并返回步骤S204。
如此往复，如果取到调度样式的末尾，则下一次从调度样式的开头重新开始从设备ID的选取。
举例来说，当4个从设备的时间比例时3：1：1：1时，调度样式可以是{1，2，1，3，1，4}，即第一个下行时隙对应第一个从设备，第二个下行时隙对应第二个从设备，第三个下行时隙对应第一个从设备，第四个下行时隙对应第三个从设备，第五个下行时隙对应第一个从设备，第六个下行时隙对应第四个从设备，从而使第一个从设备对应三个下行时隙，第二、第三和第四个从设备分别对应一个下行时隙，在下行时隙，主设备可在第一个下行时隙接收第一从设备发送的下行数据，在第二下行时隙接收第二从设备发送的下行数据，在第三下行时隙接收第一从设备发送的下行数据，在第四下行时隙接收第三从设备发送的下行数据，在第五下行时隙接收第一从设备发送的下行数据，在第六下行时隙接收第四从设备发送的下行数据。
由此，本发明实施例的通信方法，能够根据从设备的上行通信时间比例和下行通信时间比例对从设备生成调度信息，以通过时分复用的方式分配通信时间，有效提高空口利用率，提高通信时效。
根据本发明的一个实施例，M个上行时隙与N个下行时隙之间和N个下行时隙之间分别有保护时隙，具体地，如图3所示，G0、G1…Gn为保护时隙，其中，G0为M个上行时隙与N个下行时隙之间的保护时隙，G1为第一个下行时隙和第二个下行时隙之间的保护时隙，G2为第二个下行时隙和第三个下行时隙之间的保护时隙，Gn为第N个下行时隙与下一个无线帧之间的保护时隙，保护时隙用于给收发状态留有转换的时间，同时能够减少同步精度的要求，降低实现难度。
应当理解的是，Gn为第N个下行时隙与下一个无线帧之间的保护时隙，即言一个无线帧与下一无线帧之间具有保护时隙。
根据本发明的一个实施例，主设备在N个下行时隙期间均处于接收状态，或者主设备在被调度的下行时隙处于接收状态；每个从设备在M个上行时隙期间隙均处于接收状态，或者每个从设备在对应的上行时隙处于接收状态。
也就是说，在下行时隙，主设备在N个下行时隙期间可均处于接受状态以接收从设备发送的下行数据，或者主设备可只在被调度的下行时隙处于接收状态，以节省功耗；每个从设备在在M个上行时隙期间隙均处于接收状态，以在主设备发送上行数据时检测是否有与自己相匹配的数据包，或者每个从设备在对应的上行时隙处于接收状态，以减少功耗。
根据本发明的一个实施例，M个上行时隙和N个下行时隙通过帧结构配置表进行配置，其中，帧结构配置表可按照业务数据包的近似平均包长度设计单个时隙长度。
具体地，如图6所示，帧结构可根据业务场景提前预设帧结构配置表，主设备可从帧结构配置表中选择一种配置进行广播。其中，主设备通过广播帧结构配置索引来向从设备广播具体的帧结构配置方式。
需要说明的是，帧结构配置表可根据无线传输速率、时延要求以及业务的近似平均包大小设计单个时隙的时间长度，根据业务特征确定上行发送总时间和下行发送总时间的比例，例如，正常工作过程中从设备发送的状态监控数据较多时可选择线性发送总时间大于上行发送总时间的帧配置如时隙配置0；又如，在主设备需要给从机发送较大文件时可选择上行发送总时间大于下行发送总时间的帧配置如时隙配置1，其中，主设备通过广播将时隙配置索引发送至各个从设备。
进一步地，帧结构配置表中包括至少一个帧索引，每个帧索引用于确定其对应的上行时隙的个数和各上行时隙的时长、下行时隙的个数和各下行时隙的时长、广播帧的时长、以及多个保护时隙的时长，其中，在每个帧索引对应的信息中各个上行时隙的长度均相同、各个下行时隙的长度均相同，例如，如图6所示，时隙配置0和时隙配置1均为帧索引，其中，帧索引时隙配置0对应的上行时隙的个数为2，下行时隙的个数为4，每个上行时隙的时长为3，每个下行时隙的时长为5，广播帧的时长为2，保护时隙的时长为0.25，其中，在本发明实施例中的时长为时间长度的比例，即帧结构配置表可按照业务数据包的近似平均包长度设计单个时隙长度，再以时隙配置0为例，即每个上行时隙的时长为3个时隙长度，每个下行时隙的时长为5个时隙长度，广播帧的时长为2个时隙长度，保护时隙的时长为0.25个时隙长度。
应当理解的是，业务数据包的大小时动态变化的，单个时隙长度可按照近似平均包长度进行设计，而不是按照传输一个最大包所需的时间设计，以提高通信时间利用率。当一个业务数据包在第一帧中不能完全传输时，则可在后面的第二帧甚至第三帧中继续传输，直至传输完毕。
具体地，业务层还可以根据业务特征通过一定的方式通知主设备进行时隙配置切换，以达到最优的空口利用率。
综上所述，根据本发明实施例提出的通信方法，通过确定多个从设备之间的下行通信时间比例，根据多个从设备之间的下行通信时间比例确定N个下行时隙中每个下行时隙对应的从设备，在每个下行时隙，接收相应的从设备发送的下行数据。由此，本发明实施例的通信方法能够调整多个从设备之间的下行及上行通信时间，从而灵活、动态的对从设备发送数据和接收数据的时隙进行调整，有效节约通信成本，大大减少通信过程中的等待时间，具有较高的空口利用效率，使得一个主设备可以控制更多的从设备，提高经济效益。
图7为根据本发明另一个实施例的通信方法。其中，本发明实施例的通信方法应用于从设备，从设备与主设备进行通信。
如图7所示，本发明实施例的通信方法包括以下步骤：
S301：判断从设备自身是否处于允许发送数据的下行时隙，其中，允许发送数据的下行时隙根据多个从设备之间的下行通信时间比例确定。
S302：当从设备自身处于允许发送数据的下行时隙时，获取待发送的下行数据，并向主设备发送下行数据。
需要说明的是，从设备可通过主设备发送的广播包确定允许自身发送下行数据的下行时隙，并在判断从设备自身处于允许发送数据的下行时隙时，获取待发送的下行时隙，并向主设备发送下行数据。
根据本发明的一个实施例，本发明实施例的通信方法在判断从设备自身是否处于允许发送数据的下行时隙之前，还包括：接收主设备广播的广播包；根据广播包确定从设备自身的允许发送数据的下行时隙。
需要说明的是，从设备还可根据广播包确定从设备自身允许接收数据的上行时隙。
根据本发明的一个实施例，当从设备自身处于允许接收数据的上行时隙时，接收主设备发送的上行数据；其中，从设备在M个上行时隙期间均处于接收状态，或者从设备在对应的允许接收数据的上行时隙处于接收状态。
也就是说，在一个无线帧，从设备首先接收主设备广播的广播包，并根据广播包确定从设备自身的允许发送数据的下行时隙和允许接收数据上行时隙，在上行时隙判断自身是否处于允许接收数据上行时隙，并在从设备自身处于允许接收数据的上行时隙时接收主设备发送的上行数据，在下行时隙判断自身是否处于允许发送下行数据的下行时隙，并在从设备自身处于允许发送数据的下行时隙时向主设备发送下行数据。
在上行时隙，从设备还可在M个上行时隙期间均处于接收状态，检测是否有允许自身接收的上行数据，并在检测到允许自身接收的上行数据时接收主设备发送的上行数据。
根据本发明的一个实施例，所有从设备的空口帧头需要同步到主设备的空口帧头，主设备在无线帧的帧头位置发送广播帧，从设备接收广播帧并计算接收到广播消息的准确时刻，并以此为基础校准本设备的帧头位置，使得从设备的空口帧头与主设备的空口帧头在时间上基本对齐，误差不能超出有效范围，以防止互相干扰。
综上所述，根据本发明实施例的通信方法，通过判断从设备自身是否处于允许发送数据的下行时隙，当从设备自身处于允许发送数据的下行时隙时，获取待发送的下行数据，并向主设备发送下行数据。由此，本发明实施例的通信方法能够调整多个从设备之间的下行及上行通信时间，从而灵活、动态的对从设备发送数据和接收数据的时隙进行调整，有效节约通信成本，大大减少通信过程中的等待时间，具有较高的空口利用效率，使得一个主设备可以控制更多的从设备，提高经济效益。
本发明实施例还提出了一种主设备。
图8为根据本发明实施例的主设备的方框示意图。如图8所示，本发明实施例的主设备100包括存储器11、处理器12及存储在存储器上并可在处理器12上运行的通信程序，处理器12执行程序时，实现本发明实施例中对应于所述主设备100而提出的通信方法。
根据本发明实施例提出的主设备，通过实现通信方法，能够调整多个从设备之间的下行及上行通信时间，从而灵活、动态的对从设备发送数据和接收数据的时隙进行调整，有效节约通信成本，大大减少通信过程中的等待时间，具有较高的空口利用效率，使得一个主设备可以控制更多的从设备，提高经济效益。
本发明实施例还提出了一种从设备。
图9为根据本发明实施例的从设备的方框示意图。如图9所示，本发明实施例的从设备200包括存储器21、处理器22及存储在存储器22上并可在处理器22上运行的通信程序，处理器22执行程序时，实现本发明实施例中对应于所述从设备200而提出的另一种通信方法。
根据本发明实施例提出的从设备，通过实现通信方法，能够调整多个从设备之间的下行及上行通信时间，从而灵活、动态的对从设备发送数据和接收数据的时隙进行调整，有效节约通信成本，大大减少通信过程中的等待时间，具有较高的空口利用效率，使得一个主设备可以控制更多的从设备，提高经济效益。
图10为根据本发明实施例的通信系统的方框示意图。如图10所示，通信系统1000包括主设备100和多个从设备200，主设备100与多个从设备200进行通信，其中，主设备100确定多个从设备200之间的下行通信时间比例；主设备100根据多个从设备200之间的下行通信时间比例确定N个下行时隙中每个下行时隙对应的从设备200；以及主设备100在每个下行时隙接收相应的从设备200发送的数据。
应当理解的是，主设备100还确定多个从设备200之间的上行通信时间比例，主设备100根据多个从设备200之间的上行通信时间比例确定M个上行时隙中每个上行时隙对应的从设备200，从设备在上行时隙接收主设备发送的数据。
由此，本发明实施例的通信系统，能够实现一个主设备与多个从设备之间的灵活通信，适用于多种无人作业系统，例如无人机作业系统或无人车作业系统。
根据本发明实施例提出的通信系统，能够调整多个从设备之间的下行及上行通信时间，从而灵活、动态的对从设备发送数据和接收数据的时隙进行调整，有效节约通信成本，大大减少通信过程中的等待时间，具有较高的空口利用效率，使得一个主设备可以控制更多的从设备，提高经济效益。
本发明实施例还提出了一种无人机。
图11为根据本发明实施例的无人机的方框示意图。如图11所示，本发明实施例的无人机300与通信系统中的任意从设备200连接。
根据本发明实施例的无人机，通过无人机与从设备连接，能够调整多个从设备之间的下行及上行通信时间，从而灵活、动态的对从设备发送数据和接收数据的时隙进行调整，有效节约通信成本，大大减少通信过程中的等待时间，具有较高的空口利用效率，使得一个主设备可以控制更多的从设备，提高经济效益。
本发明实施例还提出了一种非临时性可读存储介质，其上存储有通信程序，该程序被处理器执行时实现所述主设备所对应的通信方法。
根据本发明实施例提出的非临时性可读存储介质，通过处理器执行通信方法，能够调整多个从设备之间的下行及上行通信时间，从而灵活、动态的对从设备发送数据和接收数据的时隙进行调整，有效节约通信成本，大大减少通信过程中的等待时间，具有较高的空口利用效率，使得一个主设备可以控制更多的从设备，提高经济效益。
本发明实施例还提出了另一种非临时性可读存储介质，其上存储有通信程序，该程序被处理器执行时实现所述从设备所对应的通信方法。
根据本发明实施例提出的非临时性可读存储介质，通过处理器执行通信方法，能够调整多个从设备之间的下行及上行通信时间，从而灵活、动态的对从设备发送数据和接收数据的时隙进行调整，有效节约通信成本，大大减少通信过程中的等待时间，具有较高的空口利用效率，使得一个主设备可以控制更多的从设备，提高经济效益。
本发明实施例还提出了一种地面站。
图12为根据本发明实施例的地面站的方框示意图。如图12所示，本发明实施例的地面站400与通信系统中的主设备100连接。
根据本发明实施例的地面站，通过主设备与从设备之间上行及下行通信方法，实现与无人机进行上行及下行通信，主设备可以管理和分配上行及下行时隙，实现灵活高效的一对多通信，因而地面站也能实现对多个无人机的一对多通信，并能灵活管理和分配与不同无人机的通信时间，大大减少通信过程中的等待时间，具有较高的空口利用效率，使得一个地面站可以控制更多的无人机，提高经济效益。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (19)
1.一种通信方法，其特征在于，应用于无人机通信系统的主设备，所述主设备与多个从设备进行通信，所述方法包括以下步骤：
确定所述多个从设备之间的下行通信时间比例；
根据所述多个从设备之间的下行通信时间比例确定N个下行时隙中每个下行时隙对应的从设备，其中，N为大于1的整数；以及
在所述每个下行时隙，接收相应的从设备发送的下行数据。
2.根据权利要求1所述的通信方法，其特征在于，还包括：
确定所述多个从设备之间的上行通信时间比例；
根据所述多个从设备之间的上行通信时间比例确定M个上行时隙中每个上行时隙对应的从设备，其中，M为大于1的整数；
在所述每个上行时隙，向相应的从设备发送上行数据。
3.根据权利要求2所述的通信方法，其特征在于，所述M个上行时隙和所述N个下行时隙通过帧结构配置表进行配置。
4.根据权利要求3所述的通信方法，其特征在于，所述帧结构配置表按照业务数据包的平均包长度设计单个时隙长度。
5.根据权利要求2所述的通信方法，其特征在于，在确定所述M个上行时隙和所述N个下行时隙之前，还包括：
根据每个下行时隙对应的从设备和所述每个上行时隙对应的从设备生成调度信息，或者，根据每个下行时隙对应的从设备生成调度信息；
根据所述调度信息生成广播包；
广播所述广播包，以使所述每个从设备接收所述广播包。
6.根据权利要求5所述的通信方法，其特征在于，所述广播包包括广播包标志，以及主设备ID、定时信息、频道信息、帧结构索引和调度信息中的一个或多个。
7.根据权利要求5所述的通信方法，其特征在于，在所述M个上行时隙和所述N个下行时隙之前具有公共广播信道以发送广播包。
8.根据权利要求2所述的通信方法，其特征在于，其中，所述M个上行时隙与所述N个下行时隙之间以及所述N个下行时隙之间分别有保护时隙。
9.根据权利要求2所述的通信方法，其特征在于，其中，
所述主设备在所述N个下行时隙期间均处于接收状态，或者所述主设备在被调度的下行时隙处于接收状态；
所述每个从设备在所述M个上行时隙期间隙均处于接收状态，或者所述每个从设备在对应的上行时隙处于接收状态。
10.一种通信方法，其特征在于，应用于无人机通信系统的从设备，所述从设备与主设备进行通信，所述方法包括以下步骤：
判断所述从设备自身是否处于允许发送数据的下行时隙，其中，所述允许发送数据的下行时隙根据多个所述从设备之间的下行通信时间比例确定；
当所述从设备自身处于允许发送数据的下行时隙时，获取待发送的下行数据，并向所述主设备发送下行数据。
11.根据权利要求10所述的通信方法，其特征在于，在判断所述从设备自身是否处于允许发送数据的下行时隙之前，还包括：
接收主设备广播的广播包；
根据所述广播包确定所述从设备自身的允许发送数据的下行时隙。
12.根据权利要求10所述的通信方法，其特征在于，还包括：
当所述从设备自身处于允许接收数据的上行时隙时，接收所述主设备发送的上行数据；其中，所述从设备在所有上行时隙期间均处于接收状态，或者所述从设备在对应的允许接收数据的上行时隙处于接收状态。
13.一种主设备，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的通信程序，所述处理器执行所述程序时，实现如权利要求1-9中任一所述的通信方法。
14.一种从设备，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的通信程序，所述处理器执行所述程序时，实现如权利要求10-12中任一所述的通信方法。
15.一种通信系统，其特征在于，应用于无人机，包括主设备和多个从设备，所述主设备与所述多个从设备进行通信，其中，
所述主设备确定所述多个从设备之间的下行通信时间比例；
所述主设备根据所述多个从设备之间的下行通信时间比例确定N个下行时隙中每个下行时隙对应的从设备；以及
所述主设备在所述每个下行时隙接收相应的从设备发送的数据。
16.一种无人机，其特征在于，所述无人机与权利要求15所述通信系统中的任一从设备连接。
17.一种非临时性可读存储介质，其特征在于，其上存储有通信程序，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-9中任一所述的通信方法。
18.一种非临时性可读存储介质，其特征在于，其上存储有通信程序，该程序被处理器执行时实现如权利要求10-12中任一所述的通信方法。
19.一种地面站，其特征在于，所述地面站与权利要求15所述通信系统中的主设备连接。
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