CN115226228B - 时隙分配方法、装置、主站设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例提供了一种时隙分配方法、装置、主站设备及存储介质，涉及卫星通信领域。方法包括：主站设备实时接收至少一个第一小站设备发送的时隙分配请求，并获取每个第一小站设备的信噪比、服务质量和时隙分配请求次数。然后按照预设调度周期，根据资源表以及每个所述第一小站设备的所述时隙分配请求、信噪比、服务质量和时隙分配请求次数，计算每个第一小站设备的优先级。最后根据资源表以及每个第一小站设备的优先级和时隙分配请求，从所有第一小站设备中确定出至少一个目标小站设备，并为每个目标小站设备分配空闲时隙。从而提高了小站设备的时隙分配响应速度，降低了时延。

Description

时隙分配方法、装置、主站设备及存储介质

技术领域

本发明涉及卫星通信领域，具体而言，涉及一种时隙分配方法、装置、主站设备及存储介质。

背景技术

MF-TDMA（MultiFrequency Time Division Multiple Access，多频-时分多址）技术被广泛应用于现代通信卫星系统中。现代通信卫星系统一般包括主站设备和与主站设备通信的多个小站设备，当小站设备有通信需求时，主站设备会为小站设备分配时隙资源，以使小站设备在分配的时隙上进行数据传输。

小站设备在进行通信时，往往对时延有一定要求，如果主站设备无法及时为小站设备分配时隙资源，会造成通信时延过大，影响通信质量。

发明内容

本发明的目的包括，例如，提供了一种时隙分配方法、装置、主站设备及存储介质，其能够按照预设调度周期在有时隙分配需求的小站设备中选择出部分小站设备，并为小站设备分配空闲时隙，从而提高了小站设备的时隙分配响应速度，降低了时延。

为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种时隙分配方法，应用于主站设备，所述主站设备和至少一个小站设备通信；所述主站设备预先存储有资源表，所述资源表包括至少一个载波频道和每个所述载波频道对应的至少一个空闲时隙；所述方法包括：

实时接收至少一个第一小站设备发送的时隙分配请求，所述第一小站设备为所述至少一个小站设备中有时隙分配需求的小站设备；

获取每个所述第一小站设备的信噪比、服务质量和时隙分配请求次数；

按照预设调度周期，根据所述资源表以及每个所述第一小站设备的所述时隙分配请求、所述信噪比、所述服务质量和所述时隙分配请求次数，计算每个所述第一小站设备的优先级；

根据所述资源表以及每个所述第一小站设备的优先级和所述时隙分配请求，从所有所述第一小站设备中确定出至少一个目标小站设备，并为每个所述目标小站设备分配空闲时隙。

在一种可能的实施方式中，每个所述小站设备和所述主站设备之间均建立有混合链路，所述混合链路用于每间隔预设时长为所述小站设备分配业务时隙，以使所述小站设备在所述主站设备未分配控制时隙时，通过所述业务时隙发送所述时隙分配请求，其中，所述预设时长小于或等于所述预设调度周期。

在一种可能的实施方式中，所述时隙分配请求包括所述第一小站设备的待发送数据的数据容量；

所述根据所述资源表以及每个所述第一小站设备的所述时隙分配请求、所述信噪比、所述服务质量和所述时隙分配请求次数，计算每个所述第一小站设备的优先级的步骤，包括：

针对每个所述第一小站设备，获取所述第一小站设备进行第n-1次时隙分配时待传输数据的平均速率和瞬时速率；

根据所述平均速率、所述瞬时速率和所述第一小站设备的和所述时隙分配请求次数，利用第一预设公式：

Y_n= (x_n-1- y_n-1)/n+ y_n-1

计算所述第一小站设备进行第n次时隙分配时待传输数据的平均速率；

其中，Y_n为所述第一小站设备进行第n次时隙分配时待传输数据的平均速率，y_n-1为所述第一小站设备进行第n-1次时隙分配时待传输数据的平均速率，x_n-1为所述第一小站设备进行第n-1次时隙分配时待传输数据的瞬时速率，n为所述第一小站设备的时隙分配请求次数；

根据所述第一小站设备的所述数据容量、所述信噪比和进行第n次时隙分配时待传输数据的平均速率，利用第二预设公式：

P=(QoS×SNR)/Yn

计算所述第一小站设备的优先级；

其中，P为所述第一小站设备的优先级，QoS为所述第一小站设备的服务质量，SNR为所述第一小站设备的信噪比。

在一种可能的实施方式中，所述时隙分配请求包括所述第一小站设备的待发送数据的数据容量；所述资源表还包括所述载波频道的传输速率和所述空闲时隙的持续时长；

所述根据所述资源表以及每个所述第一小站设备的优先级和所述时隙分配请求，从所有所述第一小站设备中确定出至少一个目标小站设备的步骤，包括：

根据所述传输速率和所述持续时长以及每个所述第一小站设备的所述数据容量，计算每个所述第一小站设备的待分配时隙数；

按照所述优先级从大到小的顺序，从全部第一小站设备中确定出优先级最高的待处理小站设备；

判断所述资源表中所述空闲时隙的当前个数是否大于或等于所述待处理小站设备的待分配时隙数；

若是，则将所述待处理小站设备作为所述目标小站设备；

若否，则将待处理小站设备排除，并返回执行所述按照所述优先级从大到小的顺序，从全部第一小站设备中确定出优先级最高的待处理小站设备的步骤，直至所述空闲时隙的当前个数为0，或者，遍历完每个所述第一小站设备，得到每个所述目标小站设备。

在一种可能的实施方式中，所述根据所述传输速率和所述持续时长以及每个所述第一小站设备的所述数据容量，计算每个所述第一小站设备的待分配时隙数的步骤，包括：

计算所述传输速率和所述持续时长的乘积，得到所述空闲时隙的数据传输量；

针对每个所述第一小站设备，将所述第一小站设备的所述数据容量除以所述数据传输量，得到所述第一小站设备的待分配时隙个数。

在一种可能的实施方式中，所述为每个所述目标小站设备分配空闲时隙的步骤，包括：

按照待分配时隙数从大到小的顺序，对每个所述目标小站设备进行排序；

获取所述资源表中每个所述载波频道对应的全部空闲时隙的连续度，并将每个所述连续度按照从大到小的顺序进行排序；

从待分配时隙数最大的目标小站设备开始，依次为每个所述目标小站设备分配空闲时隙，其中，为同一个所述目标小站设备分配的空闲时隙属于同一个载波频道，且待分配时隙数最大的目标小站设备对应的空闲时隙的连续度最高。

在一种可能的实施方式中，所述为每个所述目标小站设备分配空闲时隙的步骤，包括：

按照待分配时隙数从大到小的顺序，对每个所述目标小站设备进行排序；

从待分配时隙数最大的目标小站设备开始，将相邻两个所述目标小站设备作为一个小站设备组，得到多个小站设备组；

获取所述资源表中每个所述载波频道对应的每个时隙连续度，所述时隙连续度表征连续的空闲时隙的个数；

按照所述小站设备组的总时隙数从大到小的顺序，判断最大时隙连续度是否能按照小站设备组分配空闲时隙；其中，所述总时隙数为所述小站设备组中所有目标小站设备的待分配时隙数之和；

若是，则确定最大时隙连续度能分配空闲时隙的全部目标小站设备组，并为每个目标小站设备组中的每个目标小站设备分配连续的空闲时隙；

若否，则按照时隙连续度从大到小的顺序，为总时隙数最大的小站设备组中的每个目标小站设备分配空闲时隙，其中，为同一个所述目标小站设备分配的空闲时隙属于同一个载波频道，且待分配时隙数最大的目标小站设备对应的时隙连续度最高；

将已分配空闲时隙的目标小站设备组及对应的时隙连续度排除，并返回执行所述按照所述小站设备组的总时隙数从大到小的顺序，判断最大时隙连续度是否能按照小站设备组分配空闲时隙，直至完成每个所述目标小站设备的空闲时隙分配。

第二方面，本发明实施例还提供了一种时隙分配装置，应用于主站设备，所述主站设备和至少一个小站设备通信；所述主站设备预先存储有资源表，所述资源表包括至少一个载波频道和每个所述载波频道对应的至少一个空闲时隙；所述时隙分配装置包括：

接收模块，用于实时接收至少一个第一小站设备发送的时隙分配请求，所述第一小站设备为所述至少一个小站设备中有时隙分配需求的小站设备；

获取模块，用于获取每个所述第一小站设备的信噪比、服务质量和时隙分配请求次数；

计算模块，用于按照预设调度周期，根据所述资源表以及每个所述第一小站设备的所述时隙分配请求、所述信噪比、所述服务质量和所述时隙分配请求次数，计算每个所述第一小站设备的优先级；

分配模块，用于根据所述资源表以及每个所述第一小站设备的优先级和所述时隙分配请求，从所有所述第一小站设备中确定出至少一个目标小站设备，并为每个所述目标小站设备分配空闲时隙。

第三方面，本发明实施例还提供了一种主站设备，所述主站设备包括：

一个或多个处理器；

存储器，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现上述的时隙分配方法。

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，该计算机程序被处理器执行时实现上述的时隙分配方法。

相对现有技术，本发明实施例提供的一种时隙分配方法、装置、主站设备及存储介质，方法包括：主站设备实时接收至少一个第一小站设备发送的时隙分配请求，并获取每个第一小站设备的信噪比、服务质量和时隙分配请求次数。然后按照预设调度周期，根据资源表以及每个所述第一小站设备的所述时隙分配请求、信噪比、服务质量和时隙分配请求次数，计算每个第一小站设备的优先级。最后根据资源表以及每个第一小站设备的优先级和时隙分配请求，从所有第一小站设备中确定出至少一个目标小站设备，并为每个目标小站设备分配空闲时隙。从而提高了小站设备的时隙分配响应速度，降低了时延。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的MF-TDMA通信卫星系统的示意图。

图2为本发明实施例提供的时隙资源结构示意图。

图3为本发明实施例提供的主站设备的方框示意图。

图4为本发明实施例提供的时隙分配方法的流程示意图。

图5为本发明实施例提供的时隙资源分配示例图之一。

图6为本发明实施例提供的时隙资源分配示例图之二。

图7为本发明实施例提供的时隙分配装置的方框示意图。

图标：10-主站设备；101-存储器；102-处理器；103-总线；200-时隙分配装置；201-接收模块；202-获取模块；203-计算模块；204-分配模块。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。

MF-TDMA（MultiFrequency Time Division Multiple Access，多频-时分多址）技术被广泛应用于现代通信卫星系统中，采用频分和时分结合的二维多址方式进行组网通信。

请参考图1，图1示出了MF-TDMA通信卫星系统的示意图。MF-TDMA通信卫星系统一般包括主站设备10和与主站设备10通过卫星通信的多个小站设备，当小站设备有通信需求时，向主站设备10发送时隙分配请求，主站设备10根据时隙分配请求为小站设备分配时隙资源。

请参考图2，图2示出了时隙资源结构示意图。主站设备10将频道资源划分为多个载波频道，针对每个载波频道，按照时间划分为帧和时隙两级结构。其中，帧为时隙分配的周期，也即超帧周期，每个帧包括多个时隙，时隙是信道资源的基本分配单位。

小站设备一般通过控制时隙向主站设备发送时隙分配请求，也即CR（CapacityRequest，容量）请求。控制时隙的作用主要是为了维护链路的同步，是主站设备10以超帧周期为周期为每个小站设备周期性分配的。

由于小站设备的数量往往较多，为了提高处理效率，主站设备10一般以超帧周期为周期响应各个小站设备发送的时隙请求，即当小站设备的时隙分配请求发送至主站设备10之后，主站设备10往往不会实时响应，需等待一个超帧周期后，对在超帧周期内接收到的每个小站设备发送的时隙请求进行批量处理，为小站设备分配空闲时隙。

由于主站设备10以超帧周期为周期响应小站设备的时隙分配请求，超帧周期通常在3秒左右，较长的时间间隔会导致小站设备的通信诉求无法及时得到满足，增加通信时延。

针对上述问题，本实施提供一种时隙分配方法，按照较小的预设调度周期在有时隙分配需求的小站设备中选择出部分小站设备，并为小站设备分配空闲时隙，从而提高了小站设备的时隙分配响应速度，降低了时延。

请参考图3，图3示出了本实施例提供的一种主站设备10的方框示意图。主站设备10包括存储器101、处理器102及总线103。该存储器101和处理器102通过总线103连接，例如，磁盘、ROM、或RAM，或其任意组合。示例性地，主站设备10还可以包括存储在ROM、RAM、或其他类型的非暂时性存储介质、或其任意组合中的程序指令。根据这些程序指令可以实现本发明的方法。

存储器101用于存储程序，例如时隙分配装置200。时隙分配装置200包括至少一个可以软件或固件(firmware)的形式存储于存储器101中的软件功能模块，处理器102在接收到执行指令后，执行所述程序以实现本实施例中的时隙分配方法。

其中，存储器101可以是，但不限于，随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，只读存储器(Read Only Memory，ROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-OnlyMemory，PROM)，可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM)，电可擦除只读存储器(Electric Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)等。

处理器102可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，本实施例中的时隙分配方法的各步骤可以通过处理器102中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器102可以是通用处理器，包括中央处理器(CentralProcessing Unit，CPU)、微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)、复杂可编程逻辑器件(Complex Programmable Logic Device，CPLD)、现场可编程门阵列(Field ProgrammableGate Array，FPGA)、嵌入式ARM等芯片。

为了便于说明，在主站设备10中仅描述了一个处理器。然而，应当注意，本发明中的主站设备10还可以包括多个处理器，因此本发明中描述的一个处理器执行的步骤也可以由多个处理器联合执行或单独执行。例如，若主站设备10的处理器执行步骤A和步骤B，则应该理解，步骤A和步骤B也可以由两个不同的处理器共同执行或者在一个处理器中单独执行。例如，第一处理器执行步骤A，第二处理器执行步骤B，或者第一处理器和第二处理器共同执行步骤A和B。

在上述内容基础上，对本实施例提供的时隙分配方法进行介绍，该方法应用于主站设备10，主站设备10预先存储有资源表，资源表包括至少一个载波频道和每个载波频道对应的至少一个空闲时隙。

请参考图4，图4示出了本实施例提供的时隙分配方法的流程示意图，该方法包括下述步骤S110-S140。

S110，实时接收至少一个第一小站设备发送的时隙分配请求，第一小站设备为至少一个小站设备中有时隙分配需求的小站设备。

在本实施例中，当小站设备有数据收发请求时，小站设备向主站设备10发送时隙分配请求。

S120，获取每个第一小站设备的信噪比、服务质量和时隙分配请求次数。

在本实施例中，主站设备10可以检测每个小站设备的信道的信噪比。服务质量用于在有限的带宽资源下，为小站设备的各种数据传输业务分配带宽，为业务提供端到端的服务质量保证。服务质量可以划分为0-7，共八个等级。

时隙分配请求次数包括第一小站设备的历史时隙分配次数和当次时隙分配请求。

S130，按照预设调度周期，根据资源表以及每个第一小站设备的时隙分配请求、信噪比、服务质量和时隙分配请求次数，计算每个第一小站设备的优先级。

在本实施例中，预设调度周期是技术人员在主站设备进行设置的，小于常规的超帧周期。

一般来说低轨道卫星的传播时延大概在3.5ms-12ms之间，高轨道卫星的传播的往返时延大概在500ms左右。则在设置预设调度周期时，低轨道卫星对应的预设调度周期可以设置为10ms，高轨道卫星对应的预设调度周期可以在50ms-125ms范围内设置。

S140，根据资源表以及每个第一小站设备的优先级和时隙分配请求，从所有第一小站设备中确定出至少一个目标小站设备，并为每个目标小站设备分配空闲时隙。

在本实施例中，由于在预设调度周期内，发送时隙分配请求的第一小站设备的个数可能较多，主站设备10的空闲时隙资源无法满足所有的第一小站设备，因此，需要根据计算第一小站设备的优先级，并根据优先级确定出每个目标小站设备，且所有目标小站设备的时隙需求之和不超过主站设备10的空闲时隙资源。

然后，根据每个目标小站设备的分配的空闲时隙，生成时隙分配计划表，并将时隙分配计划表发送至每个目标小站设备，以使目标小站设备根据时隙分配计划表，在自身的目标空闲时隙内收发数据。

相对现有技术中按照超帧周期进行时隙分配的方法，本实施例提供的时隙分配方法，预先配置了较小的预设调度周期，并按照配置的较小的预设调度周期在有时隙分配需求的小站设备中选择出部分小站设备，为小站设备分配空闲时隙，从而提高了小站设备的时隙分配响应速度，降低了时延。

可选的，每个小站设备和主站设备之间均建立有混合链路，混合链路用于每间隔预设时长为小站设备分配业务时隙，以使小站设备在主站设备未分配控制时隙时，通过业务时隙发送时隙分配请求，其中，预设时长小于或等于预设调度周期。

在本实施例中，混合链路的类型为固定速率类型和动态分配类型，小站设备在PDU(Protocol Data Unit，协议数据单元)中增加一个字段来激活或封闭该混合链路中的固定速率分配功能。如果小站设备激活固定速率分配功能，则先分配固定速率时隙资源，再考虑动态资源分配，即每间隔预设时长为小站分配一个业务时隙。小站设备可以通过业务时隙向主站设备发送时隙分配请求。

在现有技术中，小站设备只能通过控制时隙向主站设备10发送时隙分配请求，而控制时隙是主站设备10每间隔超帧周期分配的，也就是说，小站设备有通信需求时，需要等到超帧周期才能发送时隙分配请求，增加了通信的时延。而本实施例通过在主站设备10和每个小站设备之间建立混合链路，使得小站设备每间隔预设时长通过业务时隙发送时隙分配请求，从而降低了时延。

可选的，时隙分配请求包括第一小站设备的待发送数据的数据容量。步骤S130可以包括下述子步骤S1301-S1303。

S1301，针对每个第一小站设备，获取第一小站设备进行第n-1次时隙分配时待传输数据的平均速率和瞬时速率。

S1302，根据平均速率、瞬时速率和第一小站设备的和时隙分配请求次数，利用第一预设公式：

Y_n= (x_n-1- y_n-1)/n+ y_n-1

计算第一小站设备进行第n次时隙分配时待传输数据的平均速率。

其中，Y_n为第一小站设备进行第n次时隙分配时待传输数据的平均速率，y_n-1为第一小站设备进行第n-1次时隙分配时待传输数据的平均速率，x_n-1为第一小站设备进行第n-1次时隙分配时待传输数据的瞬时速率，n为第一小站设备的时隙分配请求次数。

S1303，根据第一小站设备的数据容量、信噪比和进行第n次时隙分配时待传输数据的平均速率，利用第二预设公式：

P=(QoS×SNR)/Yn

计算第一小站设备的优先级。

其中，P为第一小站设备的优先级，QoS为第一小站设备的服务质量，SNR为第一小站设备的信噪比。

在本实施例中，QoS的取值为0-7中的任意一个整数。根据上述计算过程可以知道，小站设备的服务质量越高、信噪比越好、时隙分配请求次数越小，其对应的优先级越高。

可选的，时隙分配请求包括第一小站设备的待发送数据的数据容量；资源表还包括载波频道的传输速率和空闲时隙的持续时长。

步骤S140中根据资源表以及每个第一小站设备的优先级和时隙分配请求，从所有第一小站设备中确定出至少一个目标小站设备可以包括下述步骤S11-S12。

S11，根据传输速率和持续时长以及每个第一小站设备的数据容量，计算每个第一小站设备的待分配时隙数。

S12，按照优先级从大到小的顺序，从全部第一小站设备中确定出优先级最高的待处理小站设备。

S13，判断资源表中是否存在当前空闲时隙的个数大于或等于待处理小站设备的待分配时隙数的载波频道。

S14，若资源表中存在当前空闲时隙的个数大于或等于待处理小站设备的待分配时隙数的载波频道，则将待处理小站设备作为目标小站设备。

S15，若资源表中不存在当前空闲时隙的个数大于或等于待处理小站设备的待分配时隙数的载波频道，则将待处理小站设备排除，并返回执行步骤S12，直至空闲时隙的当前个数为0，或者，遍历完每个第一小站设备，得到每个目标小站设备。

在本实施例中，为每个目标小站设备分配空闲时隙时，有如下规则的限制：

第一、同一个小站设备在同一次时隙分配申请中分配的时隙可以是分散的。

第二、同一个小站设备在同一次时隙分配申请中使用的频率是不可分割的，即不能使用两个载波进行数据的收发。

第三、同一个小站设备不能使用时间上有重叠的时隙去支持多个连接。

因此，在判断能否将某个第一小站设备作为目标小站设备时，需要判断在同一个载波频道上的空闲时隙能否满足该第一小站设备的时隙分配需求。

按照优先级从大到小的顺序，依次判断第一小站设备能否作为目标小站设备，并为目标小站设备分配时隙。由于在计算优先级时，考虑了时隙分配申请次数，时隙分配申请次数越多的小站设备，其对应的优先级越低，这样能够在一定程度上保证时隙分配的公平性。

可选的，步骤S11可以包括下述步骤S111-S112。

S111，计算传输速率和持续时长的乘积，得到空闲时隙的数据传输量。

在本实施例中，每个载波频道的传输速率相同，例如，传输速率为2M/s，每个空闲时隙的持续时长均为2s，则计算得到的每个空闲时隙的数据传输量为2M/s×2s=4M。

S112，针对每个第一小站设备，将第一小站设备的数据容量除以数据传输量，得到第一小站设备的待分配时隙个数。

在本实施例中，例如，第一小站设备的数据容量为4M，则计算得到的第一小站设备的待分配时隙个数为4M/4M=1个。

需要说明的是，当数据容量无法整除数据传输量时，对计算结果向上取整得到第一小站设备的待分配时隙个数。

可选的，步骤S140中为每个目标小站设备分配空闲时隙可以包括下述步骤S21-S23。

S21，按照待分配时隙数从大到小的顺序，对每个目标小站设备进行排序。

S22，获取所述资源表中每个载波频道对应的每个时隙连续度，并将每个时隙连续度按照从大到小的顺序进行排序，其中，时隙连续度表征连续的空闲时隙的个数。

S23，从待分配时隙数最大的目标小站设备开始，依次为每个目标小站设备分配空闲时隙，其中，为同一个目标小站设备分配的空闲时隙属于同一个载波频道，且待分配时隙数最大的目标小站设备对应的空闲时隙的连续度最高。

在本实施例中，从待分配时隙数最大的目标小站设备开始，按照时隙连续度从大到小的顺序，依次为目标小站设备分配空闲时隙。

在本实施例中，例如，请参考图5，资源表包括3个载波及每个载波对应的空闲时隙。其中，载波1中包括6个空闲时隙，时隙1、时隙2、时隙3、时隙6、时隙7和时隙9。载波1对应的每个时隙连续度分别为3、2、1，时隙连续度为3对应的空闲时隙为时隙1、时隙2和时隙3；时隙连续度为2对应的空闲时隙为时隙6和时隙7；时隙连续度为1对应的空闲时隙为时隙9。时隙4、时隙5和时隙8为已占用时隙。

若目标小站设备有两个，目标小站设备1对应的待分配时隙数为3，目标小站设备2对应的待分配时隙数为2。

首先为目标小站设备1分配空闲时隙，从时隙连续度为3的空闲时隙开始为目标小站设备1分配空闲时隙，将时隙1、时隙2和时隙3分配给目标小站设备1，完成目标小站设备1的空闲时隙的分配。

然后为目标小站设备2分配空闲时隙，由于时隙1、时隙2和时隙3已经被分配，则载波1剩余的时隙连续度为2和1。载波2和载波3对应的最大时隙连续度均为3，则将载波2和载波3中任意时隙连续度为3的空闲时隙分配给目标小站设备2。例如，将载波2中的时隙2和时隙3分配给目标小站设备2。

按照上述方式为每个目标小站设备分配空闲时隙，可以保证同一个目标小站设备分配的空闲时隙尽量连续，且减少了时隙空洞。

可选的，为了进一步增加为目标小站设备分配的空闲时隙的连续度和减少时隙空洞，步骤S140中为每个目标小站设备分配空闲时隙可以包括下述步骤S31-S37。

S31，按照待分配时隙数从大到小的顺序，对每个目标小站设备进行排序。

S32，从待分配时隙数最大的目标小站设备开始，将相邻两个目标小站设备作为一个小站设备组，得到多个小站设备组。

S33，获取资源表中每个载波频道对应的每个时隙连续度，时隙连续度表征连续的空闲时隙的个数。

S34，按照小站设备组的总时隙数从大到小的顺序，判断最大时隙连续度是否能按照小站设备组分配空闲时隙；其中，总时隙数为小站设备组中所有目标小站设备的待分配时隙数之和。

S35，若是，则确定最大时隙连续度能分配空闲时隙的全部目标小站设备组，并为每个目标小站设备组中的每个目标小站设备分配连续的空闲时隙。

S36，若否，则按照时隙连续度从大到小的顺序，为总时隙数最大的小站设备组中的每个目标小站设备分配空闲时隙，其中，为同一个目标小站设备分配的空闲时隙属于同一个载波频道，且待分配时隙数最大的目标小站设备对应的时隙连续度最高。

S37，将已分配空闲时隙的目标小站设备组及对应的时隙连续度排除，并返回执行步骤S34，直至完成每个目标小站设备的空闲时隙分配。

在本实施例中，请参考图6，例如，目标小站设备有4个，目标小站设备1对应的待分配时隙数为2，目标小站设备2对应的待分配时隙数为1，目标小站设备3的待分配时隙数为1，目标小站设备4的待分配时隙数为1。

将4个目标小站设备分为两个小站设备组，小站设备组1包括目标小站设备1和目标小站设备2，其总时隙数为3；小站设备组2包括目标小站设备3和目标小站设备4，其总时隙数为2。

资源表中载波1、载波2和载波3中的最大时隙连续度均为3，均可满足小站设备组1的时隙分配需求。则选择任意的时隙连续度为3的空闲时隙分配给小站设备组1中的目标小站设备。例如，将载波1中的时隙1、时隙2分配给目标小站设备1，将时隙3分配给目标小站设备2。

对小站设备组1分配完成之后，载波1的最大时隙数为2、载波2和载波3的最大时隙数均为3，则选择任意的时隙连续度为3的空闲时隙分配给小站设备组2中的目标小站设备。例如，将载波3中的时隙7分配给目标小站设备3，将时隙8分配给目标小站设备4。

采用上述方法为每个目标小站设备分配空闲时隙，能够在步骤S21-S23的基础上，进一步地增加每个目标小站设备分配的空闲时隙的连续度，并减少剩余的空闲时隙的时隙空洞。

请参考图7，图7示出了本实施例提供的时隙分配装置200的方框示意图。时隙分配装置200应用于主站设备10，主站设备10和至少一个小站设备通信；主站设备10预先存储有资源表，资源表包括至少一个载波频道和每个载波频道对应的至少一个空闲时隙。该时隙分配装置200包括：接收模块201，获取模块202、计算模块203和分配模块204。

接收模块201，用于实时接收至少一个第一小站设备发送的时隙分配请求，第一小站设备为至少一个小站设备中有时隙分配需求的小站设备。

获取模块202，用于获取每个第一小站设备的信噪比、服务质量和时隙分配请求次数。

计算模块203，用于按照预设调度周期，根据资源表以及每个第一小站设备的时隙分配请求、信噪比、服务质量和时隙分配请求次数，计算每个第一小站设备的优先级。

分配模块204，用于根据资源表以及每个第一小站设备的优先级和时隙分配请求，从所有第一小站设备中确定出至少一个目标小站设备，并为每个目标小站设备分配空闲时隙。

可选的，时隙分配请求包括第一小站设备的待发送数据的数据容量。

计算模块203，还用于：

针对每个第一小站设备，获取第一小站设备进行第n-1次时隙分配时待传输数据的平均速率和瞬时速率。

根据平均速率、瞬时速率和第一小站设备的和时隙分配请求次数，利用第一预设公式：

Yn= (xn-1- yn-1)/n+ yn-1

计算第一小站设备进行第n次时隙分配时待传输数据的平均速率。

其中，Yn为第一小站设备进行第n次时隙分配时待传输数据的平均速率，yn-1为第一小站设备进行第n-1次时隙分配时待传输数据的平均速率，xn-1为第一小站设备进行第n-1次时隙分配时待传输数据的瞬时速率，n为第一小站设备的时隙分配请求次数。

根据第一小站设备的数据容量、信噪比和进行第n次时隙分配时待传输数据的平均速率，利用第二预设公式：

P=(QoS×SNR)/Yn

计算第一小站设备的优先级。

其中，P为第一小站设备的优先级，QoS为第一小站设备的服务质量，SNR为第一小站设备的信噪比。

可选的，时隙分配请求包括第一小站设备的待发送数据的数据容量；资源表还包括载波频道的传输速率和空闲时隙的持续时长。

分配模块204，还用于：

根据传输速率和持续时长以及每个第一小站设备的数据容量，计算每个第一小站设备的待分配时隙数。

按照优先级从大到小的顺序，从全部第一小站设备中确定出优先级最高的待处理小站设备。

判断资源表中空闲时隙的当前个数是否大于或等于待处理小站设备的待分配时隙数。

若是，则将待处理小站设备作为目标小站设备。

若否，则将待处理小站设备排除，并返回执行按照优先级从大到小的顺序，从全部第一小站设备中确定出优先级最高的待处理小站设备的步骤，直至空闲时隙的当前个数为0，或者，遍历完每个第一小站设备，得到每个目标小站设备。

可选的，分配模块204还用于：

计算传输速率和持续时长的乘积，得到空闲时隙的数据传输量。

针对每个第一小站设备，将第一小站设备的数据容量除以数据传输量，得到第一小站设备的待分配时隙个数。

可选的，分配模块204还用于：

按照待分配时隙数从大到小的顺序，对每个目标小站设备进行排序。

获取资源表中每个载波频道对应的全部空闲时隙的连续度，并将每个连续度按照从大到小的顺序进行排序。

从待分配时隙数最大的目标小站设备开始，依次为每个目标小站设备分配空闲时隙，其中，为同一个目标小站设备分配的空闲时隙属于同一个载波频道，且待分配时隙数最大的目标小站设备对应的空闲时隙的连续度最高。

可选的，分配模块204还用于：

按照待分配时隙数从大到小的顺序，对每个目标小站设备进行排序。

从待分配时隙数最大的目标小站设备开始，将相邻两个目标小站设备作为一个小站设备组，得到多个小站设备组。

获取资源表中每个载波频道对应的每个时隙连续度，时隙连续度表征连续的空闲时隙的个数。

按照小站设备组的总时隙数从大到小的顺序，判断最大时隙连续度是否能按照小站设备组分配空闲时隙；其中，总时隙数为小站设备组中目标小站设备的待分配时隙数之和。

若是，则确定最大时隙连续度能分配空闲时隙的全部目标小站设备组，并为每个目标小站设备组中的每个目标小站设备分配连续的空闲时隙。

若否，则按照时隙连续度从大到小的顺序，为总时隙数最大的小站设备组中的每个目标小站设备分配空闲时隙，其中，为同一个目标小站设备分配的空闲时隙属于同一个载波频道，且待分配时隙数最大的目标小站设备对应的时隙连续度最高。

将已分配空闲时隙的目标小站设备组及对应的时隙连续度排除，并返回执行按照小站设备组的总时隙数从大到小的顺序，判断最大时隙连续度是否能按照小站设备组分配空闲时隙，直至完成每个目标小站设备的空闲时隙分配。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的时隙分配装置200的具体工作过程。可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

本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，计算机程序被处理器102执行时实现上述实施例揭示的时隙分配方法。

与现有技术相比，本实施例具有以下有益效果：

首先，本实施例提供的时隙分配方法，预先配置了较小的预设调度周期，并按照配置的较小的预设调度周期在有时隙分配需求的小站设备中选择出部分小站设备，为小站设备分配空闲时隙，从而提高了小站设备的时隙分配响应速度，降低了时延。

然后，本实施例提供的时隙分配方法, 通过在主站设备和每个小站设备之间建立混合链路，使得小站设备每间隔预设时长通过业务时隙发送时隙分配请求，从而降低了时延。

最后，主站设备按照优先级从大到小的顺序，从多个小站设备中确定出部分小站设备进行时隙分配，提高了时隙的利用率。

综上所述，本发明实施例提供的一种时隙分配方法、装置、主站设备及存储介质，方法包括：主站设备实时接收至少一个第一小站设备发送的时隙分配请求，并获取每个第一小站设备的信噪比、服务质量和时隙分配请求次数。然后按照预设调度周期，根据资源表以及每个所述第一小站设备的所述时隙分配请求、信噪比、服务质量和时隙分配请求次数，计算每个第一小站设备的优先级。最后根据资源表以及每个第一小站设备的优先级和时隙分配请求，从所有第一小站设备中确定出至少一个目标小站设备，并为每个目标小站设备分配空闲时隙。从而提高了小站设备的时隙分配响应速度，降低了时延。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种时隙分配方法，其特征在于，应用于主站设备，所述主站设备和至少一个小站设备通信；所述主站设备预先存储有资源表，所述资源表包括至少一个载波频道和每个所述载波频道对应的至少一个空闲时隙；所述方法包括：

实时接收至少一个第一小站设备发送的时隙分配请求，所述第一小站设备为所述至少一个小站设备中有时隙分配需求的小站设备；获取每个所述第一小站设备的信噪比、服务质量和时隙分配请求次数；

按照预设调度周期，根据所述资源表以及每个所述第一小站设备的所述时隙分配请求、所述信噪比、所述服务质量和所述时隙分配请求次数，计算每个所述第一小站设备的优先级；

根据所述资源表以及每个所述第一小站设备的优先级和所述时隙分配请求，从所有所述第一小站设备中确定出至少一个目标小站设备，并为每个所述目标小站设备分配空闲时隙；

每个所述小站设备和所述主站设备之间均建立有混合链路，所述混合链路用于每间隔预设时长为所述小站设备分配业务时隙，以使所述小站设备在所述主站设备未分配控制时隙时，通过所述业务时隙发送所述时隙分配请求，其中，所述预设时长小于或等于所述预设调度周期；所述时隙分配请求包括所述第一小站设备的待发送数据的数据容量；所述根据所述资源表以及每个所述第一小站设备的所述时隙分配请求、所述信噪比、所述服务质量和所述时隙分配请求次数，计算每个所述第一小站设备的优先级的步骤，包括：

针对每个所述第一小站设备，获取所述第一小站设备进行第n-1次时隙分配时待传输数据的平均速率和瞬时速率；

根据所述平均速率、所述瞬时速率和所述第一小站设备的和所述时隙分配请求次数，利用第一预设公式：

Y_n= (x_n-1- y_n-1)/n+ y_n-1

计算所述第一小站设备进行第n次时隙分配时待传输数据的平均速率；

其中，Y_n为所述第一小站设备进行第n次时隙分配时待传输数据的平均速率，y_n-1为所述第一小站设备进行第n-1次时隙分配时待传输数据的平均速率，x_n-1为所述第一小站设备进行第n-1次时隙分配时待传输数据的瞬时速率，n为所述第一小站设备的时隙分配请求次数；

根据所述第一小站设备的所述数据容量、所述信噪比和进行第n次时隙分配时待传输数据的平均速率，利用第二预设公式：

P=(QoS×SNR)/Yn

计算所述第一小站设备的优先级；

其中，P为所述第一小站设备的优先级，QoS为所述第一小站设备的服务质量，SNR为所述第一小站设备的信噪比。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述时隙分配请求包括所述第一小站设备的待发送数据的数据容量；所述资源表还包括所述载波频道的传输速率和所述空闲时隙的持续时长；

所述根据所述资源表以及每个所述第一小站设备的优先级和所述时隙分配请求，从所有所述第一小站设备中确定出至少一个目标小站设备的步骤，包括：

根据所述传输速率和所述持续时长以及每个所述第一小站设备的所述数据容量，计算每个所述第一小站设备的待分配时隙数；

按照所述优先级从大到小的顺序，从全部第一小站设备中确定出优先级最高的待处理小站设备；

判断所述资源表中所述空闲时隙的当前个数是否大于或等于所述待处理小站设备的待分配时隙数；

若是，则将所述待处理小站设备作为所述目标小站设备；

若否，则将待处理小站设备排除，并返回执行所述按照所述优先级从大到小的顺序，从全部第一小站设备中确定出优先级最高的待处理小站设备的步骤，直至所述空闲时隙的当前个数为0，或者，遍历完每个所述第一小站设备，得到每个所述目标小站设备。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述传输速率和所述持续时长以及每个所述第一小站设备的所述数据容量，计算每个所述第一小站设备的待分配时隙数的步骤，包括：

计算所述传输速率和所述持续时长的乘积，得到所述空闲时隙的数据传输量；

针对每个所述第一小站设备，将所述第一小站设备的所述数据容量除以所述数据传输量，得到所述第一小站设备的待分配时隙个数。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述为每个所述目标小站设备分配空闲时隙的步骤，包括：

按照待分配时隙数从大到小的顺序，对每个所述目标小站设备进行排序；

获取所述资源表中每个所述载波频道对应的每个时隙连续度，并将每个所述时隙连续度按照从大到小的顺序进行排序，其中，所述时隙连续度表征连续的空闲时隙的个数；

从待分配时隙数最大的目标小站设备开始，依次为每个所述目标小站设备分配空闲时隙，其中，为同一个所述目标小站设备分配的空闲时隙属于同一个载波频道，且待分配时隙数最大的目标小站设备对应的空闲时隙的时隙连续度最高。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述为每个所述目标小站设备分配空闲时隙的步骤，包括：

按照待分配时隙数从大到小的顺序，对每个所述目标小站设备进行排序；

从待分配时隙数最大的目标小站设备开始，将相邻两个所述目标小站设备作为一个小站设备组，得到多个小站设备组；

获取所述资源表中每个所述载波频道对应的每个时隙连续度，所述时隙连续度表征连续的空闲时隙的个数；

按照所述小站设备组的总时隙数从大到小的顺序，判断最大时隙连续度是否能按照小站设备组分配空闲时隙；其中，所述总时隙数为所述小站设备组中所有目标小站设备的待分配时隙数之和；

若是，则确定最大时隙连续度能分配空闲时隙的全部目标小站设备组，并为每个目标小站设备组中的每个目标小站设备分配连续的空闲时隙；

若否，则按照时隙连续度从大到小的顺序，为总时隙数最大的小站设备组中的每个目标小站设备分配空闲时隙，其中，为同一个所述目标小站设备分配的空闲时隙属于同一个载波频道，且待分配时隙数最大的目标小站设备对应的时隙连续度最高；

将已分配空闲时隙的目标小站设备组及对应的时隙连续度排除，并返回执行所述按照所述小站设备组的总时隙数从大到小的顺序，判断最大时隙连续度是否能按照小站设备组分配空闲时隙，直至完成每个所述目标小站设备的空闲时隙分配。

6.一种时隙分配装置，其特征在于，应用于主站设备，所述主站设备和至少一个小站设备通信；所述主站设备预先存储有资源表，所述资源表包括至少一个载波频道和每个所述载波频道对应的至少一个空闲时隙；所述时隙分配装置包括：

接收模块，用于实时接收至少一个第一小站设备发送的时隙分配请求，所述第一小站设备为所述至少一个小站设备中有时隙分配需求的小站设备；

获取模块，用于获取每个所述第一小站设备的信噪比、服务质量和时隙分配请求次数；

计算模块，用于按照预设调度周期，根据所述资源表以及每个所述第一小站设备的所述时隙分配请求、所述信噪比、所述服务质量和所述时隙分配请求次数，计算每个所述第一小站设备的优先级；

分配模块，用于根据所述资源表以及每个所述第一小站设备的优先级和所述时隙分配请求，从所有所述第一小站设备中确定出至少一个目标小站设备，并为每个所述目标小站设备分配空闲时隙；

每个所述小站设备和所述主站设备之间均建立有混合链路，所述混合链路用于每间隔预设时长为所述小站设备分配业务时隙，以使所述小站设备在所述主站设备未分配控制时隙时，通过所述业务时隙发送所述时隙分配请求，其中，所述预设时长小于或等于所述预设调度周期；所述时隙分配请求包括所述第一小站设备的待发送数据的数据容量；所述计算模块，具体用于：

针对每个所述第一小站设备，获取所述第一小站设备进行第n-1次时隙分配时待传输数据的平均速率和瞬时速率；

根据所述平均速率、所述瞬时速率和所述第一小站设备的和所述时隙分配请求次数，利用第一预设公式：

Y_n= (x_n-1- y_n-1)/n+ y_n-1

计算所述第一小站设备进行第n次时隙分配时待传输数据的平均速率；

其中，Y_n为所述第一小站设备进行第n次时隙分配时待传输数据的平均速率，y_n-1为所述第一小站设备进行第n-1次时隙分配时待传输数据的平均速率，x_n-1为所述第一小站设备进行第n-1次时隙分配时待传输数据的瞬时速率，n为所述第一小站设备的时隙分配请求次数；

根据所述第一小站设备的所述数据容量、所述信噪比和进行第n次时隙分配时待传输数据的平均速率，利用第二预设公式：

P=(QoS×SNR)/Yn

计算所述第一小站设备的优先级；

其中，P为所述第一小站设备的优先级，QoS为所述第一小站设备的服务质量，SNR为所述第一小站设备的信噪比。

7.一种主站设备，其特征在于，所述主站设备包括：

一个或多个处理器；

存储器，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-5中任一项所述的时隙分配方法。

8.一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，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-5中任一项所述的时隙分配方法。

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