CN112469126A - 实时通信方法、装置、计算机设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种实时通信方法、装置、计算机设备及存储介质。所述方法包括：获取一个分配周期下的资源分配信息，资源分配信息包括：至少一个时域分组，每个时域分组包括至少一个时频域资源；根据所述资源分配信息以及当前系统时间，在所述资源分配信息中确定与本机设备匹配的一个待使用的目标时频域资源；根据所述目标时频域资源中定义的多个子载波，每个子载波发送信号的类型，以及待发送的数据信号，生成待发送的OFDM符号，并在与所述目标时频域资源匹配的时隙下，向所述高速工业控制总线发送所述OFDM符号。本发明实施例可以增加工业总线系统传输的工业数据的数据量，提高资源利用率，同时提高数据传输的实时性、准确性和可靠性。

Description

实时通信方法、装置、计算机设备及存储介质

技术领域

本发明实施例涉及工业领域，尤其涉及一种实时通信方法、装置、计算机设备及存储介质。

背景技术

在工业领域，工业总线上通常挂接多个工业设备(如测量仪表)，同时每个工业设备可以通过工业总线进行通信，如传输控制信号，用于控制工业设备进行工业生产活动。

通常工业总线是现场总线，通过有线方式进行通信。一般采用基带传输方式进行数据传输。基带传输是一种不搬移基带信号频谱的传输方式，实际上，待传信号为基带信号，省却对载波进行调制的步骤。基带传输的传输距离较短，并行传输的数据量少，而且抗干扰性差。

随着大数据的发展以及智能设备的普及，在工业总线中，需要传输的数据也越来越多，而且传输速率要求较高，同时，数据的复杂性和传输难度也大大增加。针对上述问题，基带传输已无法满足当前的数据传输需求。

发明内容

本发明实施例提供了一种实时通信方法、装置、计算机设备及存储介质，可以增加工业总线系统传输的工业数据的数据量，提高资源利用率，同时提高数据传输的实时性、准确性和可靠性。

第一方面，本发明实施例提供了一种实时通信方法，应用于挂接于高速工业控制总线上的设备，包括：

获取一个分配周期下的资源分配信息，所述资源分配信息包括：至少两个时域分组，每个所述时域分组包括至少一个时频域资源，每个所述时频域资源对应一个设备；

其中，所述时频域资源用于指定设备在一个时隙下能够使用的多个子载波，以及每个所述子载波发送信号的类型为数据信号或者导频信号；发送信号的类型为导频信号的子载波之间的导频间距满足时频域条件，时频域条件包括时域间隔小于相干时间，频域间隔小于相干带宽，和奈奎斯特抽样定理；

根据所述资源分配信息以及当前系统时间，在所述资源分配信息中确定与本机设备匹配的一个待使用的目标时频域资源；

根据所述目标时频域资源中定义的多个子载波，每个所述子载波发送信号的类型，以及待发送的数据信号，生成待发送的OFDM符号，并在与所述目标时频域资源匹配的时隙下，向所述高速工业控制总线发送所述OFDM符号。

第二方面，本发明实施例提供了一种实时通信装置，配置于挂接于高速工业控制总线上的设备中，包括：

资源分配信息获取模块，用于获取一个分配周期下的资源分配信息，所述资源分配信息包括：至少两个时域分组，每个所述时域分组包括至少一个时频域资源，每个所述时频域资源对应一个设备；其中，所述时频域资源用于指定设备在一个时隙下能够使用的多个子载波，以及每个所述子载波发送信号的类型为数据信号或者导频信号；发送信号的类型为导频信号的子载波之间的导频间距满足时频域条件，时频域条件包括时域间隔小于相干时间，频域间隔小于相干带宽，和奈奎斯特抽样定理；

目标时频域资源确定模块，用于根据所述资源分配信息以及当前系统时间，在所述资源分配信息中确定与本机设备匹配的一个待使用的目标时频域资源；

OFDM符号生成和发送模块，用于根据所述目标时频域资源中定义的多个子载波，每个所述子载波发送信号的类型，以及待发送的数据信号，生成待发送的OFDM符号，并在与所述目标时频域资源匹配的时隙下，向所述高速工业控制总线发送所述OFDM符号。

第三方面，本发明实施例还提供了一种设备，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计算机程序所述处理器执行所述程序时实现如本发明实施例中任一所述的实时通信方法。

第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本发明实施例中任一所述的实时通信方法。

本发明实施例通过挂接在总线上的设备获取分配周期的资源分配信息，并基于资源分配信息确定匹配的目标时频域资源，生成待发送的OFDM信号，并在与所述目标时频域资源匹配的时隙下，向总线发送所述OFDM符号，实现在总线上采用OFDM通信机制发送数据，解决了现有技术中基带传输无法满足当前庞大数据量以及高传输速率的数据传输需求的问题，通过多个子载波同时传输数据，增加工业总线系统传输的工业数据的数据量，通过正交的子载波进行数据传输，提高工业数据传输的准确性和可靠性。

附图说明

图1a是本发明实施例一中的一种实时通信方法的流程图；

图1b是本发明实施例一中的一种目标时频域资源的示意图；

图1c是本发明实施例一中的一种OFDM符号的示意图；

图2a是本发明实施例二中的一种实时通信方法的流程图；

图2b是本发明实施例二中的一种分配周期的示意图；

图2c是本发明实施例二中的一种分配周期的示意图；

图2d是本发明实施例二中的一种分配周期的示意图；

图2e是本发明实施例二中的一种分配周期的示意图；

图2f是本发明实施例二中的一种梳状型时间连续分布结构的示意图；

图2g是本发明实施例二中的一种块状型时间连续分布结构的示意图；

图2h是本发明实施例二中的一种混合型时间连续分布结构的示意图；

图3是本发明实施例三中的一种实时通信装置的结构示意图；

图4是本发明实施例四中的一种计算机设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

为了便于理解方案，首先将现有技术中的正交频分复用(Orthogonal FrequencyDivision Multiplexing，OFDM)进行简述。

OFDM技术将目标信道划分成多个子信道，这些子信道在频域内是正交的，而且，每个子信道上可以使用的不同的方式进行调制，实际上OFDM将数据信号转换成数据流并调制到每个子信道上进行传输。载波是在信道上传输的周期性震荡信号，用于被调制后传输有用信号。可以说，OFDM技术是为了提高载波的频谱利用率，或者是为了改进对多载波的调制而产生的，由于各子载波相互正交，使扩频调制后的频谱可以相互重叠，这样就减小了载波间的相互干扰。

OFDM符号是在时域中对该目标信道(也即划分的全部子载波在时域中叠加的结果)进行一次采样的结果。同时在频域中，OFDM符号包括划分的全部子载波。

其中，OFDM符号中包括导频信号和/或数据信号。其中，导频信号是传输双方的均已知的数据，而数据信号是待传输的有效的信号。导频信号用于信道估计和时间同步。可以根据一定规则将导频信号插入到OFDM符号的不同载波上，可以离散插入，也可以连续插入。

实施例一

图1a为本发明实施例一中的一种实时通信方法的流程图，本实施例可适用于挂接在高速工业控制总线上的任一设备向高速工业控制总线发送数据的情况，该方法可以由本发明实施例提供的实时通信装置来执行，该装置可采用软件和/或硬件的方式实现，并一般可集成电子设备中，例如，挂接在高速工业控制总线上的任一计算机设备等。如图1a所示，本实施例的方法具体包括：

S110，获取一个分配周期下的资源分配信息，所述资源分配信息包括：至少两个时域分组，每个所述时域分组包括至少一个时频域资源，每个所述时频域资源对应一个设备；其中，所述时频域资源用于指定设备在一个时隙下能够使用的多个子载波，以及每个所述子载波发送信号的类型为数据信号或者导频信号；发送信号的类型为导频信号的子载波之间的导频间距满足时频域条件，时频域条件包括时域间隔小于相干时间，频域间隔小于相干带宽，和奈奎斯特抽样定理。

分配周期用于指定高速工业控制总线上的各设备进行数据传输的时间片。实际上设备向高速工业控制总线发送数据是一个持续过程，为了使高速工业控制总线上各设备均可以向高速工业控制总线传输数据，可以预先配置分配周期，以指定哪些设备可以在哪些时间片下进行数据传输。具体的，分配周期可以是根据需要确定的时间段。资源分配信息用于为挂接在高速工业控制总线上的设备分配一个分配周期内的时频域资源。具体的，时频域资源包括时域资源分配和频域资源分配，示例性的，时域资源包括时隙，频域资源包括载波，其中，时隙是时间片。通常，设备根据数据信号对某个频率的载波或某几个频率下的载波进行调制，设备在被分配的时隙下将调制完成的通信信号发送到高速工业控制总线上，实现数据信号的传输。

在高速工业控制总线传输的过程中，一个时隙中，仅有一个设备具有发送数据的权限，也即一个时隙中仅存在一个设备向高速工业控制总线传输数据。而在无线通信领域中，在一个时隙中可以同时存在多个设备同时发送数据。

时域分组用于为挂接在高速工业控制总线上的设备分配时频域资源，可以是指在分配周期的基础上，更加具体的分配方式。

每个时频域资源对应一个设备可以是指每个时频域资源仅可以被一个设备使用，以保证在一个时隙下，高速工业控制总线上仅有一个设备可以向高速工业控制总线发送信号，此外，每个时频域资源可以仅被同一个设备使用。

具体的，可以在分配周期的时域分组中的每个时频域资源进行单独设置，各时频域资源可以相同，也可以全不相同，还可以不全相同。例如，各时频域资源分配的时隙的时长不同，示例性的，第一个时频域资源的时隙为1秒，第二个时频域资源的时隙为2秒；各时频域资源分配的时隙的时长相同，示例性的，时隙均为0.5秒。各时频域资源分配的子载波的数量和载波的频率不同，示例性的，第一个时频域资源包括5个子载波，第二个时频域资源包括2个子载波，且子载波的频率与第一个时频域资源的子载波的频率均不相同，又如，第一个时频域资源包括5个子载波，第二个时频域资源包括2个子载波，且子载波的频率与第一个时频域资源的子载波的频率部分重叠；各时频域资源分配的子载波的数量和载波的频率相同，示例性的，第一个时频域资源包括3个子载波，第二个时频域资源包括3个子载波，且子载波的频率与第一个时频域资源的子载波的频率相同。

指定子载波发送信号的类型，用于确定调制该子载波的信号的类型，以及确定通过该子载波进行传输的信号的类型。通常，类型可以包括数据信号或导频信号，数据信号可以是指待传输的有效信号，导频信号可以是指用于信道估计和同步的已知信号。

其中，发送信号的类型为导频信号的子载波之间的导频间距满足时频域条件，时频域条件包括时域间隔小于相干时间，频域间隔小于相干带宽，和奈奎斯特抽样定理。

通常，导频间距用于描述发送信号的类型为导频信号的子载波之间的距离，可以通过相隔的子载波的数目确定。如果相隔子载波太多，则在信道估计或频偏估计时候的性能会降低，但如果导频之间的子载波太少，则会降低数据传输的频带利用率。导频间距是用于信道估计的，信道估计的基本原则是某一段时间内信道条件不变以及某一段频谱内信道条件不变，相应的，要求导频间距在时域间隔方面是小于相干时间，在频域间隔方面是小于相干带宽。相干时间可以是指信道保持恒定的最大时间差范围；相干带宽可以是指信道保持恒定的最大频率差范围。

另外，为了得到足够的信道信息，导频的间隔在时间和频率轴上必须符合奈奎斯特抽样定理。

可选的，所述时频域资源包括一个OFDM符号资源。一个OFDM符号资源用于指定一个时隙，以及高速工业控制总线的带宽关联的全部子载波。也就是说，一个OFDM符号资源仅在时域上进行分配，在频域中并未进行分配。

具体的，如图1b所示，一个符号指定了一个时隙，以及全部子载波。

其中，一个分配周期可以配置多个时频域资源，一个时频域资源指定一个设备或多个设备。也即一个分配周期可以配置多个OFDM符号资源，一个OFDM符号资源指定一个设备或多个设备。通常，一个OFDM符号资源指定一个设备。同时，导频信号用于评估信道，从而针对每个设备中的每个频率段下的子载波均需要传输导频信号。可选的，一个分配周期中每个设备对应的发送信号的类型为导频信号的全部子载波的频率的合集等于整个带宽的频率范围。由此，保证每个设备在各频率下的子载波均传输导频信号，以实现一个设备在每个信道中均传输有导频信号，用于评估该设备的每个用于数据传输的信道，从而保证数据传输的质量。

可选的，所述分配周期下的资源分配信息根据挂接于所述高速工业控制总线上的在线设备的数量、各所述在线设备的待发送的数据量和设备发送OFDM符号的预设循环周期确定。

其中，高速工业控制总线上挂接的设备可以按照设备状态区分为在线设备和离线设备。示例性的，设备状态可以包括下述至少一项：设备的高速工业控制总线联网状态、设备的通信链路的通断状态和传输数据的需求状态等。

具体的，可以根据在线设备的数量确定一个时域分组中包括的时频域资源的数量，通常，一个时域分组中包括的时频域资源的数量大于等于在线设备的数量。示例性的，一个时域分组中包括的时频域资源的数量等于在线设备的数量。同时可以根据各在线设备的待发送的数据量为每个在线设备分配匹配数量的时频域资源，例如在线设备的待发送的数据量大，该在线设备被分配的时频域资源的数量多；在线设备的待发送的数据量小，该在线设备被分配的时频域资源的数量少。示例性的，在线设备的待发送的数据量分别为3和1，则被分配的时频域资源的数量分别为2和1。

此外，还可以根据在线设备的待发送的数据总量确定分配周期中导频信号的插入位置的分布结构，例如，在线设备的待发送的数据总量大，分布结构为时间离散分布结构；在线设备的待发送的数据总量小，分布结构为时间离散分布结构。需要说明的是，还可以根据线设备的数量和各在线设备的待发送的数据量确定资源分配信息中的其他内容，对此，本发明实施例不作具体限制。

其中，设备发送OFDM符号的预设循环周期，用于限定设备进行数据传输的周期。具体的，时域分组中包括的时隙数量，即包括的OFDM符号数量，可以小于等于设备发送OFDM符号的预设循环周期。可以理解的是，设备发送OFDM符号的预设循环周期越小，表明设备进行数据传输的周期越小，从而提高设备数据传输的实时性。

通过获取高速工业控制总线挂接的在线设备的数量、待发送的数据量以及设备发送OFDM符号的循环周期确定，确定资源分配信息，避免为离线设备分配资源，提高资源的利用率。

S120，根据所述资源分配信息以及当前系统时间，在所述资源分配信息中确定与本机设备匹配的一个待使用的目标时频域资源。

实际上，资源分配信息包括时域资源的分配，可以基于当前系统时间，确定与当前系统时间匹配的本机设备被分配的目标时频域资源。示例性的，在资源分配信息中，查询本机设备被分配的至少一个时频域资源。从至少一个时频域资源中，确定离当前系统时间最近的即将到来的时频域资源作为待使用的目标时频域资源；或者从至少一个时频域资源中，任选一个作为待使用的目标时频域资源。

S130，根据所述目标时频域资源中定义的多个子载波，每个所述子载波发送信号的类型，以及待发送的数据信号，生成待发送的OFDM符号，并在与所述目标时频域资源匹配的时隙下，向所述高速工业控制总线发送所述OFDM符号。

其中，OFDM符号可以是一个频域序列，频域序列是由含有不同成分的点和该频率点包含能量构成。OFDM符号中包括待发送的数据信号，本机设备通过向其他设备发送OFDM符号，其他设备接收OFDM符号并解析，提取出数据信号，从而实现数据信号的传输过程。

如图1b所示，目标时频域资源总共配置了8个时隙，一个时隙对应一个OFDM符号，一个OFDM符号包括4个子载波。也就是说，在一个时隙下，只有一个OFDM符号被发送。

可选的，所述生成待发送的OFDM符号，包括：从所述目标时频域资源定义的多个子载波中选择发送信号的类型为数据信号的子载波，并基于匹配的待发送的数据信号进行调制；从所述目标时频域资源定义的多个子载波中选择发送信号的类型为导频信号的子载波，并基于匹配的导频信号进行调制；将调制后的子载波进行叠加，形成所述目标时频域资源对应的OFMD符号。

目标时频域资源中分别指定了预先定义的各子载波的发送信号的类型。针对每个子载波分别获取匹配的数据类型的信号进行调制。针对待发送的数据信号，可以分割成多个部分数据信号，分别调制不同的发送信号的类型为数据信号的子载波。导频信号可以是预先约定好的信号，发送设备和接收设备均已知。将全部调制后的子载波进行叠加，形成频域序列，即OFDM符号。其中，一个OFDM符号可以是全部由导频信号调制的子载波形成，也可以是全部由数据信号调制的子载波形成，或者还可以是部分导频信号调制的子载波和数据信号调制的子载波形成。

如图1c所示，一个OFDM符号包括4个子载波，其中，2个子载波141是基于数据信号调制形成，2个子载波142是基于导频信号调制形成。

通过区分信号类型，并对应调制不同的子载波，生成一个OFDM符号，用于数据传输，保证传输的数据的完整性，提高数据传输质量和可靠性。

需要说明的是，本机设备可以对OFDM符号进行进一步加工处理，例如添加循环前缀和/或保护间隔等，形成最终要传输的目标信号，发送至高速工业控制总线上，以使接收设备进行接收，并滤掉循环前缀和/或保护间隔等，得到OFDM符号，并进行解析，提取有效的数据信号。此外，还可以对OFDM符号进行其他处理，本发明实施例不作具体限制。

本发明实施例通过挂接在高速工业控制总线上的设备获取分配周期的资源分配信息，并基于资源分配信息确定匹配的目标时频域资源，生成待发送的OFDM信号，并在与所述目标时频域资源匹配的时隙下，向高速工业控制总线发送所述OFDM符号，实现在高速工业控制总线上采用OFDM通信机制发送数据，解决了现有技术中基带传输无法满足当前庞大数据量以及高传输速率的数据传输需求的问题，通过多个子载波同时传输数据，增加工业高速工业控制总线系统传输的工业数据的数据量，通过正交的子载波进行数据传输，提高工业数据传输的准确性和可靠性。

实施例二

图2a为本发明实施例二中的一种实时通信方法的流程图，本实施例以上述实施例为基础进行优化，增加资源分配信息，具体是：在所述分配周期的所述至少一个时频域资源中关联的导频信号插入位置在时频域上的分布结构类型为时间连续分布结构。具体的，本实施例的方法具体包括：

S210，获取一个分配周期下的资源分配信息，所述资源分配信息包括：至少两个时域分组，每个所述时域分组包括至少一个时频域资源，每个所述时频域资源对应一个设备；其中，所述时频域资源用于指定设备在一个时隙下能够使用的多个子载波，以及每个所述子载波发送信号的类型为数据信号或者导频信号；发送信号的类型为导频信号的子载波之间的导频间距满足时频域条件，时频域条件包括时域间隔小于相干时间，频域间隔小于相干带宽，和奈奎斯特抽样定理；在所述分配周期的所述至少一个时频域资源中关联的导频信号插入位置在时频域上的分布结构类型为时间连续分布结构。

本实施例中的分配周期、资源分配信息、时域分组、时频域资源、时隙、子载波、数据信号、导频信号、目标时频域资源和OFDM符号等可以参考前述描述。

通常，一个分配周期可以配置多个时域分组，每个时域分组可以配置多个时频域资源，一个时频域资源为一个OFDM符号资源，一个OFDM符号资源指定一个设备。

可选的，同一设备对应的OFDM符号资源在不同时域分组中的相对时域位置相同。

具体的，同一设备对应的OFDM符号资源在不同时域分组中的相对时域位置相同，可以保证每个设备向高速工业控制总线发送数据的周期最短，也即保证，每个设备进行数据传输的实时性最高。

示例性的，如图2b所示，一个分配周期包括两个时域分组，一个时域分组包括两个OFDM符号资源，分别用于指定设备201和设备202。设备201在时域分组中的相对时域位置均为时域分组中的第一个时域位置，设备202在时域分组中的相对时域位置均为时域分组中的第二个时域位置。

又如，一个分配周期包括两个时域分组，一个时域分组包括三个OFDM符号资源，分别用于指定设备201、设备202和设备203。设备201在时域分组中的相对时域位置均为时域分组中的第一个时域位置，设备202在时域分组中的相对时域位置均为时域分组中的第二个时域位置，设备203在时域分组中的相对时域位置均为时域分组中的第三个时域位置。

通过在不同时域分组中同一设备的相对时域位置相同，保证每个设备的传输数据的周期相同且最小，实现每个设备的离线时间最短，等于一个时域分组的时长，从而提高高速工业控制总线中各设备的实时性。

其中，导频信号插入位置可以是指导频信号在OFDM符号的插入位置。在以时间为横轴、频率为纵轴的时频域坐标系中，根据一个分配周期的资源分配信息，将OFDM符号进行排序，导频信号在OFDM符号的插入位置具体可以是指基于导频信号调制的载波的频率位置。导频信号插入位置在时频域上的分布结构具体是指基于导频信号调制的载波所属的OFDM的符号在时间上的位置以及该载波的在频率上的位置。

时间连续分布结构可以是指导频信号插入位置随着时间连续变化。此外，分布结构类型还包括时间离散分布结构，可以是指导频信号插入位置随着时间离散变化。

在一个具体的例子中，图2d展示了一种时间连续分布结构，图2e展示了一种时间离散分布结构，其中，填充图案的方框代表在对应的时隙下，基于导频信号调制的子载波，未填充图案的方框代表在对应的时隙下，基于数据信号调制的子载波。其中，在时间连续分布结构中，如图2d所示，设备201生成的OFDM符号和设备202生成的OFDM符号的数据信号的占比为75％，该占比用于表征资源利用效率；在时间离散分布结构中，如图2e所示，设备201生成的OFDM符号和设备202生成的OFDM符号的数据信号的占比为50％。从而时间连续分布结构的资源利用效率高于时间离散分布结构的资源利用效率。需要说明的是，若设备发送的数据量庞大时，时间连续分布结构的资源利用效率无限接近50％，从而时间连续分布结构的资源利用效率与时间离散分布结构的资源利用效率几乎相同。

同时，时间连续分布结构可以缩短设备发送数据的周期，提高数据发送的实时性，例如，若挂接在高速工业控制总线上的在线设备仅包括设备201和设备202，如图2b所示，设备201每隔1个时隙发送一个OFDM符号，如图2c所示，设备201每隔2个时隙发送一个OFDM符合。

S220，根据所述资源分配信息以及当前系统时间，在所述资源分配信息中确定与本机设备匹配的一个待使用的目标时频域资源。

S230，根据所述目标时频域资源中定义的多个子载波，每个所述子载波发送信号的类型，以及待发送的数据信号，生成待发送的OFDM符号，并在与所述目标时频域资源匹配的时隙下，向所述高速工业控制总线发送所述OFDM符号。

其中，每个时域分组包括的时频域资源的数量大于等于挂接于所述高速工业控制总线上的在线设备的数量。

可选的，所述每个时域分组包括的时频域资源的数量为挂接于所述高速工业控制总线上的在线设备的数量。

具体的，每个时域分组包括的时频域资源的数量为挂接于高速工业控制总线上的在线设备的数量，表明在一个时域分组中，每个在线设备均只分配一个时频域资源，由此，每个在线设备的数据发送周期均为时域分组所占时长，从而，保证每个在线设备数据发送周期均最短，从而提高各在线设备的数据发送的实时性。

可选的，所述OFMD符号的发送信号的类型为导频信号的子载波的数量是可调整的。

其中，OFMD符号的发送信号的类型为导频信号的子载波的数量是可调整的，可以根据需要按照预设规则进行调整。可选的，所述OFMD符号的发送信号的类型为导频信号的子载波的数量为所述目标时频域资源中定义的子载波的数量与所述分配周期包括的时域分组的数量的比值。

通常，发送信号的类型为导频信号的子载波的数量是根据需要配置的，一般是根据历史经验确定。但实际上，历史经验确定的数值往往不准确。

实际上，导频信号用于信道估计和时间同步，必须保证在一个分配周期中一个设备基于导频信号调制全部子载波，其中，调制后的子载波分布的符号(即时隙)可以是不同的。由此，可以基于时域分组的数量以及子载波的数量确定各时频域资源中基于导频信号调制的子载波的数据量，也即各OFMD符号的发送信号的类型为导频信号的子载波的数量。

具体的，基于如下公式计算类型为导频信号的子载波的数量：

其中，Y为发送信号的类型为导频信号的子载波的数量，N_C为一个分配周期中，一个时频域资源中定义的子载波的数量，M为一个分配周期包括的时域分组的数量。

示例性的，如图2d所示，时频域资源包括16个子载波，分配周期包括4个时域分组，在每个时频域资源中对应的OFDM符号的发送信号的类型为导频信号的子载波的数量为16÷4＝4。

通过将定义的子载波的数量与分配周期包括的时域分组的数量的比值作为发送信号的类型为导频信号的子载波的数量，提高发送信号的类型为导频信号的子载波的数量的准确性和可靠性。

可选的，所述时间连续分布结构包括：梳状型时间连续分布结构、块状时间连续分布结构或混合型时间连续分布结构。

在一个具体的例子中，如图2d-图2f所示，每个时域分组均包括设备201和设备202。图2d展示了导频信号插入位置的梳状型时间连续分布结构，每个符号中的导频信号的相邻插入位置间隔4个子载波，每2个符号的导频信号的插入位置变换一次；图2e展示了导频信号插入位置的块状型时间连续分布结构，每个符号中4个导频信号的插入位置是连续的，每2个符号的导频信号的插入位置变换一次；图2f展示了导频信号插入位置的混合型时间连续分布结构，每个符号中2个导频信号的插入位置是连续的，每2个符号的导频信号的插入位置变换一次。

通过设置不同的时间连续分布结构，可以灵活调整导频信号的分布结构，增加导频信号的插入位置的多样性，适配不同的设备的数据传输需求。

需要说明的是，每个时域分组中，不同设备对应的时频域资源中导频信号的插入位置可以相同，也可以不同。同时，不同设备对应的时频域资源中导频信号的插入数量可以相同，也可以不同。具体均可以根据实际需求进行确定，对此，本发明实施例不做具体限制。

可选的，所述生成待发送的OFDM符号，包括：从所述目标时频域资源定义的多个子载波中选择发送信号的类型为数据信号的子载波，并基于匹配的待发送的数据信号进行调制；从所述目标时频域资源定义的多个子载波中选择发送信号的类型为导频信号的子载波，并基于匹配的导频信号进行调制；将调制后的子载波进行叠加，形成所述目标时频域资源对应的OFMD符号。

可选的，所述分配周期下的资源分配信息根据挂接于所述高速工业控制总线上的在线设备的数量、各所述在线设备的待发送的数据量和所述时域分组的最大时长确定。

本发明实施例通过将导频信号的分布结构类型设置为时间连续分布结构，增加数据信号在符号中的占比，提高资源利用效率，同时，设备分配的时隙下均发送数据信号，提高数据发送的实时性。

实施例三

图3为本发明实施例三中的一种实时通信装置的示意图。实施例三是实现本发明上述实施例提供的实时通信方法的相应装置，该装置可采用软件和/或硬件的方式实现，并一般可集成电子设备中，例如，计算机设备，具体是挂接在高速工业控制总线上的设备等。

相应的，本实施例的装置可以包括：

资源分配信息获取模块310，用于获取一个分配周期下的资源分配信息，所述资源分配信息包括：至少两个时域分组，每个所述时域分组包括至少一个时频域资源，每个所述时频域资源对应一个设备；其中，所述时频域资源用于指定设备在一个时隙下能够使用的多个子载波，以及每个所述子载波发送信号的类型为数据信号或者导频信号；发送信号的类型为导频信号的子载波之间的导频间距满足时频域条件，时频域条件包括时域间隔小于相干时间，频域间隔小于相干带宽，和奈奎斯特抽样定理；

目标时频域资源确定模块320，用于根据所述资源分配信息以及当前系统时间，在所述资源分配信息中确定与本机设备匹配的一个待使用的目标时频域资源；

OFDM符号生成和发送模块330，用于根据所述目标时频域资源中定义的多个子载波，每个所述子载波发送信号的类型，以及待发送的数据信号，生成待发送的OFDM符号，并在与所述目标时频域资源匹配的时隙下，向所述高速工业控制总线发送所述OFDM符号。

本发明实施例通过挂接在高速工业控制总线上的设备获取分配周期的资源分配信息，并基于资源分配信息确定匹配的目标时频域资源，生成待发送的OFDM信号，并在与所述目标时频域资源匹配的时隙下，向高速工业控制总线发送所述OFDM符号，实现在高速工业控制总线上采用OFDM通信机制发送数据，解决了现有技术中基带传输无法满足当前庞大数据量以及高传输速率的数据传输需求的问题，通过多个子载波同时传输数据，增加工业高速工业控制总线系统传输的工业数据的数据量，通过正交的子载波进行数据传输，提高工业数据传输的准确性和可靠性。

进一步的，所述时频域资源包括一个OFDM符号资源。进一步的，同一设备对应的OFDM符号资源在不同时域分组中的相对时域位置相同。

进一步的，在所述分配周期的所述至少一个时频域资源中关联的导频信号插入位置在时频域上的分布结构类型为时间连续分布结构。

进一步的，一个分配周期中每个设备对应的发送信号的类型为导频信号的全部子载波的频率的合集等于整个带宽的频率范围。

进一步的，所述每个时域分组包括的时频域资源的数量大于等于挂接于所述高速工业控制总线上的在线设备的数量。

进一步的，所述OFMD符号的发送信号的类型为导频信号的子载波的数量是可调整的。

进一步的，所述时间连续分布结构包括：梳状型时间连续分布结构、块状时间连续分布结构或混合型时间连续分布结构。

进一步的，所述分配周期下的资源分配信息根据挂接于所述高速工业控制总线上的在线设备的数量、各所述在线设备的待发送的数据量和设备发送OFDM符号的循环周期确定。

上述实时通信装置可执行本发明实施例所提供的实时通信方法，具备执行的实时通信方法相应的功能模块和有益效果。

实施例四

图4为本发明实施例四提供的一种计算机设备的结构示意图。图4示出了适于用来实现本发明实施方式的示例性计算机设备12的框图。图4显示的计算机设备12仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图4所示，计算机设备12以通用计算设备的形式表现。计算机设备12的组件可以包括但不限于：一个或者多个处理器或者处理单元16，系统存储器28，连接不同系统组件(包括系统存储器28和处理单元16)的总线18。计算机设备12可以是挂接在高速工业控制总线上的设备。

总线18表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器，外围总线，图形加速端口，处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说，这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(Industry StandardArchitecture，ISA)总线，微通道体系结构(Micro Channel Architecture，MCA)总线，增强型ISA总线、视频电子标准协会(Video Electronics Standards Association，VESA)局域总线以及外围组件互连(Peripheral Component Interconnect，PCI)总线。

计算机设备12典型地包括多种计算机系统可读介质。这些介质可以是任何能够被计算机设备12访问的可用介质，包括易失性和非易失性介质，可移动的和不可移动的介质。

系统存储器28可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质，例如随机存取存储器(RAM)30和/或高速缓存存储器32。计算机设备12可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机系统存储介质。仅作为举例，存储系统34可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(图4未显示，通常称为“硬盘驱动器”)。尽管图4中未示出，可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器，以及对可移动非易失性光盘(例如紧凑磁盘只读存储器(Compact Disc Read-Only Memory，CD-ROM)，数字视盘(Digital Video Disc-Read Only Memory，DVD-ROM)或者其它光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下，每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线18相连。系统存储器28可以包括至少一个程序产品，该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块，这些程序模块被配置以执行本发明各实施例的功能。

具有一组(至少一个)程序模块42的程序/实用工具40，可以存储在例如系统存储器28中，这样的程序模块42包括——但不限于——操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块42通常执行本发明所描述的实施例中的功能和/或方法。

计算机设备12也可以与一个或多个外部设备14(例如键盘、指向设备、显示器24等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该计算机设备12交互的设备通信，和/或与使得该计算机设备12能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如网卡，调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(Input/Output，I/O)接口22进行。并且，计算机设备12还可以通过网络适配器20与一个或者多个网络(例如局域网(Local AreaNetwork，LAN)，广域网(Wide Area Network，WAN)通信。如图所示，网络适配器20通过总线18与计算机设备12的其它模块通信。应当明白，尽管图4中未示出，可以结合计算机设备12使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、(Redundant Arrays of Inexpensive Disks，RAID)系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。

处理单元16通过运行存储在系统存储器28中的程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，例如实现本发明任意实施例所提供的一种实时通信方法。

实施例五

本发明实施例五提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本申请所有发明实施例提供的实时通信方法：

也即，该程序被处理器执行时实现：获取一个分配周期下的资源分配信息，资源分配信息包括：至少一个时域分组，每个时域分组包括至少一个时频域资源，每个时频域资源对应一个设备；其中，所述时频域资源用于指定设备在一个时隙下能够使用的多个子载波，以及每个所述子载波发送信号的类型为数据信号或者导频信号；发送信号的类型为导频信号的子载波之间的导频间距满足时频域条件，时频域条件包括时域间隔小于相干时间，频域间隔小于相干带宽，和奈奎斯特抽样定理；根据所述资源分配信息以及当前系统时间，在所述资源分配信息中确定与本机设备匹配的一个待使用的目标时频域资源；根据所述目标时频域资源中定义的多个子载波，每个子载波发送信号的类型，以及待发送的数据信号，生成待发送的OFDM符号，并在与所述目标时频域资源匹配的时隙下，向所述高速工业控制总线发送所述OFDM符号。

本发明实施例的计算机存储介质，可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、RAM、只读存储器(Read OnlyMemory，ROM)、可擦式可编程只读存储器(Erasable Programmable Read Only Memory，EPROM)、闪存、光纤、便携式CD-ROM、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。

计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括——但不限于——电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。

计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括——但不限于——无线、电线、光缆、无线电频率(RadioFrequency，RF)等等，或者上述的任意合适的组合。

可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括LAN或WAN——连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种实时通信方法，其特征在于，应用于挂接于高速工业控制总线上的设备中，包括：

获取一个分配周期下的资源分配信息，所述资源分配信息包括：至少一个时域分组，每个所述时域分组包括至少一个时频域资源，每个所述时频域资源对应一个设备；

其中，所述时频域资源用于指定设备在一个时隙下能够使用的多个子载波，以及每个所述子载波发送信号的类型为数据信号或者导频信号；发送信号的类型为导频信号的子载波之间的导频间距满足时频域条件，时频域条件包括时域间隔小于相干时间，频域间隔小于相干带宽，和奈奎斯特抽样定理；

根据所述资源分配信息以及当前系统时间，在所述资源分配信息中确定与本机设备匹配的一个待使用的目标时频域资源；

根据所述目标时频域资源中定义的多个子载波，每个所述子载波发送信号的类型，以及待发送的数据信号，生成待发送的OFDM符号，并在与所述目标时频域资源匹配的时隙下，向所述高速工业控制总线发送所述OFDM符号。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述时频域资源包括一个OFDM符号资源，同一设备对应的OFDM符号资源在不同时域分组中的相对时域位置相同。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述分配周期的所述至少一个时频域资源中关联的导频信号插入位置在时频域上的分布结构类型为时间连续分布结构。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，一个分配周期中每个设备对应的发送信号的类型为导频信号的全部子载波的频率的合集等于整个带宽的频率范围。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述每个时域分组包括的时频域资源的数量大于等于挂接于所述高速工业控制总线上的在线设备的数量。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述时间连续分布结构包括：梳状型时间连续分布结构、块状时间连续分布结构或混合型时间连续分布结构。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分配周期下的资源分配信息根据挂接于所述高速工业控制总线上的在线设备的数量、各所述在线设备的待发送的数据量和设备发送OFDM符号的循环周期确定。

8.一种实时通信装置，其特征在于，配置于挂接于高速工业控制总线上的设备中，包括：

资源分配信息获取模块，用于获取一个分配周期下的资源分配信息，所述资源分配信息包括：至少两个时域分组，每个所述时域分组包括至少一个时频域资源，每个所述时频域资源对应一个设备；其中，所述时频域资源用于指定设备在一个时隙下能够使用的多个子载波，以及每个所述子载波发送信号的类型为数据信号或者导频信号；发送信号的类型为导频信号的子载波之间的导频间距满足时频域条件，时频域条件包括时域间隔小于相干时间，频域间隔小于相干带宽，和奈奎斯特抽样定理；

目标时频域资源确定模块，用于根据所述资源分配信息以及当前系统时间，在所述资源分配信息中确定与本机设备匹配的一个待使用的目标时频域资源；

OFDM符号生成和发送模块，用于根据所述目标时频域资源中定义的多个子载波，每个所述子载波发送信号的类型，以及待发送的数据信号，生成待发送的OFDM符号，并在与所述目标时频域资源匹配的时隙下，向所述高速工业控制总线发送所述OFDM符号。

9.一种计算机设备，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计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-7中任一所述的实时通信方法。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一所述的实时通信方法。

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