CN115988650B - 一种动态链路时隙分配方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种动态链路时隙分配方法和装置，属于通信技术领域，解决在高动态复杂多变的现场环境下无法实现自组网的问题。方法包括实时扫描下行链路时隙以获取包括时隙号、占用状态、信号质量和占用基站ID的时隙扫描结果；判断当前基站是否选定下行链路时隙，当选定下行链路时隙时，根据时隙扫描结果确定是否放弃选定的下行链路时隙；当未选定下行链路时隙时，根据下行链路时隙的占用状态判断当前基站是否有空闲的下行链路时隙，当有空闲的下行链路时隙时，选定空闲的时隙号最小的下行链路时隙并在选定的下行链路时隙上广播通告；当没有空闲的下行链路时隙时，触发上行链路时隙的分配。采用下行时隙实时扫描与冲突检测对上下行时隙进行分配。

Description

一种动态链路时隙分配方法和装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种动态链路时隙分配方法和装置。

背景技术

在抗震救灾、应急维护现场，具有抗毁性、不依赖于有线链路的无线自组网通信系统是最优选择。

常见的无线自组网通信系统分为无中心和有中心两种，有中心的通常是主从模式，无中心的通常是固定连接模式。有中心的主从模式适用于没有有线链路架设条件且刚好存在良好主基站架设位置的使用场景，比如林业林区的通信系统，不适合灵活机动的抗震救灾和应急维护现场使用。无中心的固定连接模式是目前专网通信行业最常见的，可应用于抗震救灾和应急维护现场。两者采用的都是上下行时隙固定分配的方式。

现有技术存在的缺点：

目前应用于抗震救灾和应急维护现场的无线自组网通信系统，普遍都是采用上下行时隙固定分配的方式，经过精心规划和部署，虽然可以满足简单现场的使用需求，但是仍然存在灵活机动性不够，在遇到复杂多变的现场环境时，还存在局限性。比如大型活动现场的应急通信车，具有高机动性，基站在无线通信网络中的位置可能发生变化，当有多跳通信需求时，主从模式和固定连接模式无法实现自组网。又比如抗震救灾现场的空投便携基站，具有高随机性，基站在无线通信网络中的位置存在不确定性，主从模式和固定连接模式也无法实现自组网。即在高动态复杂多变的现场环境下，不管是有中心的主从模式，还是无中心的固定连接模式，都需要人为干预时隙分配进行组网通信。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种动态链路时隙分配方法和装置，用以解决在高动态复杂多变的现场环境下，有中心的主从模式和无中心的固定连接模式都需要人为干预时隙分配进行组网通信，无法实现自组网的问题。

一方面，本发明实施例提供了一种动态链路时隙分配方法，包括：实时扫描下行链路时隙以获取时隙扫描结果，其中，所述时隙扫描结果包括时隙号、占用状态、信号质量和占用基站ID；判断当前基站是否选定下行链路时隙，其中，当所述当前基站选定下行链路时隙时，根据所述时隙扫描结果确定是否放弃选定的下行链路时隙；以及当所述当前基站未选定下行链路时隙时，根据下行链路时隙的占用状态判断所述当前基站是否有空闲的下行链路时隙，其中，当所述当前基站有空闲的下行链路时隙时，选定空闲的、时隙号最小的下行链路时隙，并在选定的下行链路时隙上进行广播通告；以及当所述当前基站没有空闲的下行链路时隙时，触发上行链路时隙的分配。

上述技术方案的有益效果如下：采用下行链路时隙实时扫描与冲突检测，对链路的上下行时隙进行分配，使本发明实施例的自适应无线链路同播基站能够满足高动态环境的使用需求。

基于上述方法的进一步改进，当所述当前基站选定下行链路时隙时，根据所述时隙扫描结果确定是否放弃选定的下行链路时隙进一步包括：当所述当前基站选定下行链路时隙时，判断所述下行链路时隙是否被占用，其中，当选定的下行链路时隙没有被占用时，选定的下行链路时隙保持不变；当选定的下行链路时隙被占用时，将占用选定的下行链路时隙的占用基站与所述当前基站的ID进行比较，其中，当所述当前基站的ID更大时，选定的下行链路时隙保持不变；以及当所述占用基站的ID更大时，放弃选定的下行链路时隙并重新选定下行链路时隙。

基于上述方法的进一步改进，当所述当前基站没有空闲的下行链路时隙时，触发上行链路时隙的分配进一步包括：当所述当前基站没有空闲的下行链路时隙时，所述当前基站不能作为中间基站转发其他基站的无线链路数据；以及所述当前基站在占用下行链路时隙的基站中选定信号质量最好的一个或两个基站作为上一跳基站，在选定的上一跳基站的上行链路时隙上随机接入申请时隙资源。

基于上述方法的进一步改进，上行链路时隙的分配包括：当没有下一跳基站申请上行链路时隙资源时，所述当前基站在下行链路时隙广播上行链路时隙接入分配状态信号数据UpLinkSlotAccess AllocStateData，要申请上行链路时隙接入资源的任意基站在所述当前基站的上行链路时隙上通过随机接入的方式向所述当前基站发送上行链路时隙接入资源请求信号数据UpLinkSlotAccessResourceReqData；当将所述当前基站的下一跳基站数量设置为N时，设置所述当前基站的上行链路时隙接入分配状态包括：将0个下一跳基站接入态设置为空闲态、将1个至N-1个下一跳基站接入态设置为分配态和将N个下一跳基站接入态设置为满负荷态，其中，所述当前基站将N+1个上行链路时隙设置为1个完整的时隙周期， TS0为共用竞争时隙；TS1、TS2、…TSN为待分配时隙；所述当前基站接收到上行链路时隙接入资源请求信号数据UpLinkSlotAccessResourceReqData后，根据上行链路时隙接入分配状态UpLinkSlotAccessAllocState进行相应处理。

基于上述方法的进一步改进，上行链路时隙的分配顺序为TS1、TS2、TS3至TSN，其中，所述当前基站接收到上行链路时隙接入资源请求信号数据UpLinkSlotAccessResourceReqData后，根据上行链路时隙接入分配状态UpLinkSlotAccessAllocState进行相应处理进一步包括：当所述当前基站的上行链路时隙接入分配状态为所述空闲态并且所述当前基站从请求基站接收到所述上行链路时隙接入资源请求信号数据UpLinkSlotAccessResourceReqData时，通过所述上行链路时隙接入分配状态UpLinkSlotAccessAllocState将未分配的上行链路时隙TS1分配给所述请求基站，分配成功；当所述当前基站的上行链路时隙接入分配状态为分配态并且所述当前基站从所述请求基站接收到所述上行链路时隙接入资源请求信号数据UpLinkSlotAccessResourceReqData时，通过所述上行链路时隙接入分配状态UpLinkSlotAccessAllocState将未分配的上行链路时隙TS2、TS3、…或TSN分配给请求基站，分配成功；以及当所述当前基站的上行链路时隙接入分配状态为满负荷态并且所述当前基站从所述请求基站接收到所述上行链路时隙接入资源请求信号数据UpLinkSlotAccessResourceReqData时，通过所述上行链路时隙接入分配状态UpLinkSlotAccessAllocState提示上行链路时隙分配完毕，分配失败。

基于上述方法的进一步改进，在所述请求基站成功申请到所述上行链路时隙TS1之后，根据所述上行链路时隙接入分配状态UpLinkSlotAccessAllocState确定仅使用所述上行链路时隙TS1还是使用所述上行链路时隙TS1、TS2、TS3至TSN，其中，当所述上行链路时隙接入分配状态UpLinkSlotAccessAllocState为1个下一跳基站接入态时，使用所述上行链路时隙TS1的同时，还使用上行链路时隙TS2、TS3至TSN；当所述上行链路时隙接入分配状态UpLinkSlotAccessAllocState为2个下一跳基站接入态或N个下一跳基站接入态时，仅使用上行链路时隙TS1。

基于上述方法的进一步改进，在所述请求基站未申请到所述上行链路时隙之后，当上一跳基站广播的所述上行链路时隙接入分配状态UpLinkSlotAccessAllocState是满负荷态时，禁止低级别会话使用上行链路时隙TS0申请上行链路时隙资源，或者允许高级别会话继续使用上行链路时隙TS0申请抢占上行链路时隙资源。

基于上述方法的进一步改进，当下一跳基站会话结束时，立即回收申请得到的上行链路时隙，更新所述上行链路时隙接入分配状态UpLinkSlotAccessAllocState，并在下行链路时隙上进行通告；将回收定时器的超时时间设置为3个时隙周期，在所述回收定时器的超时时间内未在已分配的上行链路时隙上收到任何有效信号数据，收回所述上行链路时隙，更新所述上行链路时隙接入分配状态UpLinkSlotAccessAllocState，并在所述下行链路时隙上进行通告。

基于上述方法的进一步改进，实时扫描下行链路时隙以获取时隙扫描结果进一步包括：在每个时隙结束时触发下行链路时隙扫描，确保查找和校验的数据帧完整性；查找各个时隙的数据帧同步头，其中，当找到当前时隙的数据帧同步头时进行下一步数据帧校验，当没有找到所述当前时隙的数据帧同步头时将所述当前时隙的数据帧视作无效数据被丢弃，结束下行链路时隙扫描；校验各个时隙的数据帧，其中，当校验通过时保存当前数据帧，当校验未通过时将所述当前数据帧视作无效数据丢弃，结束下行链路时隙扫描；分时隙存储数据帧，其中，每个保存的数据帧都指示对应时隙；根据保存的数据帧，提取信号质量数据和基站ID；记录下行链路时隙已被占用及占用基站ID后，结束下行链路时隙扫描。

另一方面，本发明实施例提供了一种动态链路时隙分配装置，包括：时隙扫描模块，用于实时扫描下行链路时隙以获取时隙扫描结果，其中，所述时隙扫描结果包括时隙号、占用状态、信号质量和占用基站ID；时隙选定判断模块，用于判断当前基站是否选定下行链路时隙，其中，时隙选定确定模块，用于当所述当前基站选定下行链路时隙时，根据所述时隙扫描结果确定是否放弃选定的下行链路时隙；以及空闲时隙判断模块，用于当所述当前基站未选定下行链路时隙时，根据下行链路时隙的占用状态判断所述当前基站是否有空闲的下行链路时隙，其中，时隙选定及广播模块，用于当所述当前基站有空闲的下行链路时隙时，选定空闲的、时隙号最小的下行链路时隙，并在选定的下行链路时隙上进行广播通告；以及上行时隙分配模块，用于当所述当前基站没有空闲的下行链路时隙时，触发上行链路时隙的分配。

与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：

1、采用下行链路时隙实时扫描与冲突检测和上行链路时隙随机竞争，对链路的上下行时隙进行动态分配，使本发明实施例的自适应无线链路同播基站能够满足高动态环境的使用需求。

2、采用本发明实施例的带冲突检测的上行链路时隙选定方法和随机竞争的上行链路时隙分配方法，即动态的链路时隙分配方法，可解决现有技术需要人为干预进行自组网的问题。

3、本发明实施例的动态的链路时隙分配方法可用于抗震救灾、应急维护、安全保障等场景的自适应无线链路同播系统。

本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件；

图1为根据本发明实施例的动态链路时隙分配方法的流程图；

图2为根据本发明实施例的链路时隙实时扫描流程图；

图3为根据本发明实施例的下行链路时隙的选定流程图；

图4为根据本发明实施例的完整的上行链路时隙周期的示意图；

图5为根据本发明实施例的上行链路时隙的资源分配流程图；

图6为根据本发明实施例的大型体育场馆周边安保自组网应急通信系统组网的示意图；

图7为根据本发明实施例的XL4巡逻过程中上行链路时隙分配的示意图；

图8为根据本发明实施例的XL4在东面巡逻时同播信号传播的示意图；

图9为根据本发明实施例的动态链路时隙分配装置的框图。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。

参考图1，本发明的一个具体实施例，公开了一种动态链路时隙分配方法，包括：在步骤S102中，实时扫描下行链路时隙以获取时隙扫描结果，其中，时隙扫描结果包括时隙号、占用状态、信号质量和占用基站ID；在步骤S104中，判断当前基站是否选定下行链路时隙，其中，在步骤S106中，当当前基站选定下行链路时隙时，根据时隙扫描结果确定是否放弃选定的下行链路时隙；以及在步骤S108中，当当前基站未选定下行链路时隙时，根据下行链路时隙的占用状态判断当前基站是否有空闲的下行链路时隙；在步骤S110中，当当前基站有空闲的下行链路时隙时，选定空闲的、时隙号最小的下行链路时隙，并在选定的下行链路时隙上进行广播通告；以及在步骤S112中，当当前基站没有空闲的下行链路时隙时，触发上行链路时隙的分配。

下文中，参考图1对根据本发明实施例的动态链路时隙分配方法的各个步骤进行详细说明。

在步骤S102中，实时扫描下行链路时隙以获取时隙扫描结果，其中，时隙扫描结果包括时隙号、占用状态、信号质量和占用基站ID。具体地，将链路时隙划分为上行链路时隙和下行链路时隙，奇数时隙为下行链路时隙，偶数时隙为上行链路时隙，下行链路时隙对应的上行链路时隙是时隙编号比下行链路时隙编号大1的时隙。下行链路时隙用于当前基站（又称为本基站）进行广播通告和持续转发信号数据流；上行链路时隙用于下一跳基站随机接入申请时隙资源和下一跳基站根据申请的时隙资源持续上传信号数据。

实时扫描下行链路时隙以获取时隙扫描结果进一步包括：在每个时隙结束时触发下行链路时隙扫描，确保查找和校验的数据帧完整性；查找各个时隙的数据帧同步头，各个时隙的数据帧同步头相同，其中，当找到当前时隙的数据帧同步头时进行下一步数据帧校验，当没有找到当前时隙的数据帧同步头时将当前时隙的数据帧视作无效数据被丢弃，结束下行链路时隙扫描；校验各个时隙的数据帧，其中，当校验通过时保存当前数据帧，当校验未通过时将当前数据帧视作无效数据丢弃，结束下行链路时隙扫描；分时隙存储数据帧，其中，每个保存的数据帧都指示对应时隙；根据保存的数据帧，提取信号质量数据和基站ID；记录下行链路时隙已被占用及占用基站ID后，结束下行链路时隙扫描。

在步骤S104中，判断当前基站是否选定下行链路时隙。具体的，当前基站就是本基站，通过本基站的下行链路时隙选定状态进行判断。

在步骤S106中，当当前基站选定下行链路时隙时，根据时隙扫描结果确定是否放弃选定的下行链路时隙，具体地根据时隙扫描结果中的下行链路时隙的占用状态选定下行链路时隙。

具体地，当当前基站选定下行链路时隙时，根据时隙扫描结果确定是否放弃选定的下行链路时隙进一步包括：当当前基站选定下行链路时隙时，判断下行链路时隙是否被占用，具体地，根据下行链路时隙的占用状态判断下行链路时隙是否被占用。当选定的下行链路时隙没有被占用时，选定的下行链路时隙保持不变；当选定的下行链路时隙被占用时，将占用选定的下行链路时隙的占用基站与当前基站的ID进行比较，其中，当当前基站的ID更大时，选定的下行链路时隙保持不变；以及当占用基站的ID更大时，放弃选定的下行链路时隙并重新选定下行链路时隙。

在步骤S108中，当当前基站未选定下行链路时隙时，根据下行链路时隙的占用状态判断当前基站是否有空闲的下行链路时隙。

在步骤S110中，当当前基站有空闲的下行链路时隙时，选定空闲的、时隙号最小的下行链路时隙，并在选定的下行链路时隙上进行广播通告。

在步骤S112中，当当前基站没有空闲的下行链路时隙时，触发上行链路时隙的分配。具体地，当当前基站没有空闲的下行链路时隙时，触发上行链路时隙的分配进一步包括：当当前基站没有空闲的下行链路时隙时，当前基站不能作为中间基站转发其他基站的无线链路数据；以及当前基站在占用下行链路时隙的基站中选定信号质量最好的一个或两个基站作为上一跳基站，在选定的上一跳基站的上行链路时隙上随机接入申请时隙资源。

上行链路时隙的分配包括：当没有下一跳基站申请上行链路时隙资源时，当前基站在下行链路时隙广播上行链路时隙接入分配状态信号数据UpLinkSlotAccessAllocStateData，要申请上行链路时隙接入资源的任意基站在当前基站的上行链路时隙上通过随机接入的方式向当前基站发送上行链路时隙接入资源请求信号数据UpLinkSlotAccessResourceReqData；当将当前基站的下一跳基站数量设置为N时，设置当前基站的上行链路时隙接入分配状态包括：将0个下一跳基站接入态设置为空闲态、将1个至N-1个下一跳基站接入态设置为分配态和将N个下一跳基站接入态设置为满负荷态，其中，当前基站将N+1个上行链路时隙设置为1个完整的时隙周期， TS0为共用竞争时隙；TS1、TS2、…TSN为待分配时隙；当前基站接收到上行链路时隙接入资源请求信号数据UpLinkSlotAccessResourceReqData后，根据上行链路时隙接入分配状态UpLinkSlotAccessAllocState进行相应处理。

上行链路时隙的分配顺序为TS1、TS2、TS3至TSN，其中，当前基站接收到上行链路时隙接入资源请求信号数据UpLinkSlotAccessResourceReqData后，根据上行链路时隙接入分配状态UpLinkSlotAccessAllocState进行相应处理进一步包括：当当前基站的上行链路时隙接入分配状态为空闲态并且当前基站从请求基站接收到上行链路时隙接入资源请求信号数据UpLinkSlotAccessResourceReqData时，通过上行链路时隙接入分配状态UpLinkSlotAccessAllocState将未分配的上行链路时隙TS1分配给请求基站，分配成功；当当前基站的上行链路时隙接入分配状态为分配态并且当前基站从请求基站接收到上行链路时隙接入资源请求信号数据UpLinkSlotAccessResourceReqData时，通过上行链路时隙接入分配状态UpLinkSlotAccessAllocState将未分配的上行链路时隙TS2、TS3、…或TSN分配给请求基站，分配成功；以及当当前基站的上行链路时隙接入分配状态为满负荷态并且当前基站从请求基站接收到上行链路时隙接入资源请求信号数据UpLinkSlotAccessResourceReqData时，通过上行链路时隙接入分配状态UpLinkSlotAccessAllocState提示上行链路时隙分配完毕，分配失败。

在请求基站成功申请到上行链路时隙TS1之后，根据上行链路时隙接入分配状态UpLinkSlotAccessAllocState确定仅使用上行链路时隙TS1还是使用上行链路时隙TS1、TS2、TS3至TSN，其中，当上行链路时隙接入分配状态UpLinkSlotAccessAllocState为1个下一跳基站接入态时，使用上行链路时隙TS1的同时，还使用上行链路时隙TS2、TS3至TSN；当上行链路时隙接入分配状态UpLinkSlotAccessAllocState为2个下一跳基站接入态或N个下一跳基站接入态时，仅使用上行链路时隙TS1。

在请求基站未申请到上行链路时隙之后，当上一跳基站广播的上行链路时隙接入分配状态UpLinkSlotAccessAllocState是满负荷态时，禁止低级别会话使用上行链路时隙TS0申请上行链路时隙资源，或者允许高级别会话继续使用上行链路时隙TS0申请抢占上行链路时隙资源。

当下一跳基站会话结束时，立即回收申请得到的上行链路时隙，更新上行链路时隙接入分配状态UpLinkSlotAccessAllocState，并在下行链路时隙上进行通告；将回收定时器的超时时间设置为3个时隙周期，在回收定时器的超时时间内未在已分配的上行链路时隙上收到任何有效信号数据，收回上行链路时隙，更新上行链路时隙接入分配状态UpLinkSlotAccessAllocState，并在下行链路时隙上进行通告。

参考图9，本发明的一个具体实施例，公开了一种动态链路时隙分配装置包括：时隙扫描模块902、时隙选定判断模块904、时隙选定确定模块906、空闲时隙判断模块908、时隙选定及广播模块910和上行时隙分配模块912。

时隙扫描模块902用于实时扫描下行链路时隙以获取时隙扫描结果，其中，时隙扫描结果包括时隙号、占用状态、信号质量和占用基站ID。时隙选定判断模块904用于判断当前基站是否选定下行链路时隙。时隙选定确定模块906用于当当前基站选定下行链路时隙时，根据时隙扫描结果确定是否放弃选定的下行链路时隙。空闲时隙判断模块908用于当当前基站未选定下行链路时隙时，根据下行链路时隙的占用状态判断当前基站是否有空闲的下行链路时隙。时隙选定及广播模块910用于当当前基站有空闲的下行链路时隙时，选定空闲的、时隙号最小的下行链路时隙，并在选定的下行链路时隙上进行广播通告；以及上行时隙分配模块912用于当当前基站没有空闲的下行链路时隙时，触发上行链路时隙的分配。

下文中，参考图2至图8，以具体实例的方式对根据本发明实施例的动态链路时隙分配方法进行详细说明。

动态的链路时隙分配方法包括以下几部分内容：

内容1：下行时隙的选定方法

将链路时隙划分为上行链路时隙和下行链路时隙，奇数时隙为下行链路时隙，偶数时隙为上行链路时隙，下行链路时隙对应的上行链路时隙是时隙编号比下行链路时隙编号大1的时隙。下行链路时隙用于本基站进行广播通告和持续转发信号数据流；上行链路时隙用于下一跳基站随机接入申请时隙资源和下一跳基站根据申请的时隙资源持续上传信号数据。

下行链路时隙的选定原则如下：

1、任意基站开机后，实时扫描下行链路时隙的占用情况，扫描定时器T1扫描时间至少为3个时隙周期，保证每个时隙至少有3次机会被扫描到，确保扫描结果的准确性。链路时隙的实时扫描指的是每个链路时隙的信号数据解析和信号质量计算，流程示意图如图2所示，详细描述如下：

（1）每个时隙结束时触发时隙扫描，确保查找和校验的数据帧完整性；

（2）查找各个时隙的数据帧同步头，如果找到则进行下一步数据帧校验，否则视作无效数据丢弃，该时隙扫描结束；

（3）校验各个时隙的数据帧，如果校验通过则保存数据帧，否则视作无效数据丢弃，该时隙扫描结束；

（4）分时隙存储数据帧，每一个保存的数据帧都需要指示对应的时隙；

（5）根据保存的数据帧，提取信号质量数据和基站ID；

（6）记录时隙已被占用及占用基站ID后，该时隙扫描结束。

2、本基站没选定下行链路时隙时，根据下行链路时隙扫描结果进行选定：如果有空闲的下行链路时隙，则选择一个空闲的、编号最小的下行链路时隙作为本基站的下行链路时隙，然后在此下行链路时隙上进行广播通告；如果没有空闲的下行链路时隙，则该基站不能作为中间基站转发其他基站的无线链路数据，需要在扫描到的被占用的下行链路时隙对应的上行链路时隙上，根据其下行链路时隙广播的资源分配情况，向上一跳基站申请上行链路时隙资源。

3、本基站已选定下行链路时隙时，根据下行链路时隙扫描结果决定是否放弃已选定下行链路时隙：如果扫描到已选定下行链路时隙被占用，比较占用基站和本基站的ID大小，ID小的占用，ID大的放弃已选定下行链路时隙，然后根据下行链路时隙扫描结果重新进行选定。

下行链路时隙的选定流程如图3所示，详细说明如下：

（1）启动扫描定时器T1，开始进行时隙扫描；

（2）等待定时器T1超时触发；

（3）扫描定时器T1超时后，获取链路时隙扫描结果，扫描结果包括但不限于时隙号，占用状态，信号质量和占用基站ID；扫描结果由链路时隙实时扫描得到，扫描流程如图1所示；

（4）判定下行时隙选定状态，如果已经选定则进一步进行冲突判断，否则需要进行选定；

（5）如果已选定下行时隙，先判断下行时隙是否被占用。如果没有被占用，则下行时隙选定不变，直接结束；如果被占用，则再进行基站ID的比较。如果本基站ID更大，则下行时隙选定不变，直接结束；如果本基站ID更小，则放弃已选定的下行时隙，需重新进行选定；

（6）需要进行选定下行时隙时，先判断是否有空闲的下行时隙。如果有空闲的下行时隙，则选择最小的时隙号作为下行时隙，并在选定下行时隙上进行广播通告；如果没有空闲的下行时隙，则触发上行时隙的分配流程。

内容2：上行时隙的分配方法

当某基站扫描得到的下行链路时隙占用结果是没有空闲的下行链路时隙的时候，该基站需要在占用下行链路时隙的基站中选定一个信号质量较优的1个或2个基站作为上一跳基站，在选定的上一跳基站的上行链路时隙上随机接入申请时隙资源。

对于已选定下行链路时隙的基站来说，需要在下行链路时隙广播其上行链路时隙的资源分配情况和随机接入规则。上行链路时隙的资源分配原则如下：

1、当没有下一跳基站申请上行链路时隙资源时，本基站在下行链路时隙广播上行链路时隙接入分配状态信号数据UpLinkSlotAccessAllocStateData，任意需要申请上行链路时隙接入资源的基站，可在本基站的上行链路时隙上通过随机接入的方式向本基站发送上行链路时隙接入资源请求信号数据UpLinkSlotAccessResourceReqData。

2、为了减小系统延时，保证会话的实时性，本发明设置单基站的下一跳基站数量最大为3。任意基站的上行链路时隙接入分配状态有3种，分别是0个下一跳基站接入态即空闲态、1个下一跳基站接入态、2个下一跳基站接入态、3个下一跳基站接入态。因此3个下一跳基站接入态又可称之为满负荷态，1个下一跳基站接入态和2个下一跳基站接入态又可统称为分配态。

基站上行链路设定4个时隙为1个完整的时隙周期，如图4所示。其中TS0为共用竞争时隙；TS1、TS2、TS3为待分配时隙，在没有会话的情况下，也可以作为共用竞争时隙。

3、基站接收到上行链路时隙接入资源请求信号数据UpLinkSlotAccessResourceReqData后，根据上行链路时隙接入分配状态UpLinkSlotAccessAllocState进行相应处理。

下面分别说明空闲态、分配态和满负荷态时上行链路时隙接入资源请求信号数据UpLinkSlotAccessResourceReqData的处理：

规定上行链路时隙的分配顺序为TS1→TS2→TS3。

空闲态下收到UpLinkSlotAccessResourceReqData，可通过UpLinkSlotAccessAllocState指定未分配的上行链路时隙TS1给请求基站，分配成功。

分配态下收到UpLinkSlotAccessResourceReqData，可通过UpLinkSlotAccessAllocState指定未分配的上行链路时隙TS2或TS3给请求基站，分配成功。

满负荷态下收到UpLinkSlotAccessResourceReqData，可通过UpLinkSlotAccessAllocState提示上行链路时隙已经分配完毕给请求基站，分配失败。

上行链路时隙的资源分配流程如图5所示，详细说明如下：

（1）获取链路时隙扫描结果，提取被占用下行时隙以及对应基站信息，基站信息包括但不限于ID和信号质量；

（2）判定是否有被占用的下行链路时隙。如果没有下行时隙被占用，则清除上一跳基站信息；如果有上行时隙被占用，则选出信号质量最优的下行链路时隙；

（3）判定最优信号质量是否由于已保存的上一跳基站信号质量。如果没有比已保存的上一跳基站信号质量更优，则维持上一次分配的上行时隙，直接结束；如果比已保存的上一跳基站信号质量更优，则在对应的上行链路时隙上发送下一跳基站注册消息，并启动下一跳基站注册应答消息接收定时器；

（4）下一跳基站注册应答消息接收超时判定。如果下一跳基站注册应答消息接收定期器没有超时，则停止下一跳基站注册应答消息接收定时器，更新保存上一跳基站信息，上一跳基站信息包括但不限于基站ID，上下行时隙号和信号质量；如果下一跳基站注册应答消息接收定期器超时，则维持上一次分配的上行时隙，直接结束。

内容3：上行时隙的使用、禁用、抢占、回收原则

充分利用原则：成功申请到上行链路时隙TS1的基站可根据UpLinkSlotAccessAllocState来决定是仅使用TS1还是连同TS2和TS3一起使用，规则如下：当UpLinkSlotAccessAllocState为1个下一跳基站接入态时，使用TS1的同时，还可使用TS2和TS3；当UpLinkSlotAccessAllocState为2个下一跳基站接入态或3个下一跳基站接入态时，只能使用TS1。

低级别禁用原则：未申请到上行链路时隙的基站，当上一跳基站广播的UpLinkSlotAccessAllocState是满负荷态时，低级别会话禁止使用上行链路随机接入时隙TS0申请上行链路时隙资源。

高级别抢占原则：未申请到上行链路时隙的基站，当上一跳基站广播的UpLinkSlotAccessAllocState是满负荷态时，高级别会话允许继续使用上行链路随机接入时隙TS0申请抢占上行链路时隙资源。

结束回收原则：当下一跳基站会话结束时，申请得到的上行链路时隙立即回收，更新UpLinkSlotAccessAllocState，并在下行链路时隙上进行通告。

超时回收原则：定时器T2超时时间设置为3个时隙周期，定时器T2超时未在已分配的上行链路时隙上收到任何有效信号数据，则收回此上行链路时隙，更新UpLinkSlotAccessAllocState，并在下行链路时隙上进行通告。

以大型体育场馆周边安保自组网应急通信系统为例进行描述。为方便表述，描述只摘要关键部分，但足以对本具体实施例的链路时隙分配方法的理解。

内容1：系统组成

大型体育场馆周边安保自组网应急通信系统通常由5个自组网基站和若干用户通信终端组成，其中1个放在指挥调度中心，其他4个放在应急通信车上。如图5所示，指挥调度中心是ZH0通信车，GD1，GD2和GD3是位置固定的通信车，XL4是机动巡逻通信车，U1，U2，U3，U4是用户通信终端。

内容2：链路时隙分配

1）下行链路时隙分配

由于XL4是机动巡逻通信车，如图7所示箭头方向进行巡逻，其下行链路时隙是变化的，因此大型体育场馆周边安保自组网应急通信系统的启动顺序设定如下：ZH0→GD1→GD2→GD3→XL4。根据以上启动顺序，ZH0的下行链路时隙是DS1，GD1的下行链路时隙是DS3，GD2的下行链路时隙是DS5，GD3的下行链路时隙是DS7。

2）上行链路时隙分配

XL4启动时，下行链路时隙的扫描结果是DS1、DS3、DS5和DS7全部都被占用，没有空闲的下行链路时隙。XL4只能从被占用的下行链路时隙中选出一个信号质量最优且对应的上行链路时隙为非满负荷态的基站作为其上一跳基站。从图6可以看出，ZH0，GD1，GD2和GD3的上行链路时隙都是空闲态，XL4在巡逻过程中，选择当时信号质量最优的基站作为其上一跳基站即可。

如图7所示，XL4在东面巡逻时，DS1和DS3的信号质量较优，选US2和US4为上行链路时隙；XL4在南面巡逻时，DS3和DS5的信号质量较优，选US4和US6为上行链路时隙；XL4在西面巡逻时，DS5和DS7的信号质量较优，选US6和US8为上行链路时隙；XL4在北面巡逻时，DS1和DS7的信号质量较优，选US2和US8为上行链路时隙。

内容3：同播信号传输

以XL4在东面巡逻时进行通信为例来说明同播信号的传输过程，如图8所示。

ZH0，GD1和XL4都可以接收到U1发出的信号，同时ZH0，GD1和XL4还可以接收到各基站下行链路时隙的发出的优选信号，GD2可以接收到GD1发出的优选信号，GD3可以接收到ZH0发出的优选信号。这个过程即上行多路上传。

ZH0，GD1和XL4下行链路时隙转发的信号是通过信号质量比较之后优选出来的，比较的信号包括无线接入信道上行时隙信号和无线链路信道的上/下行时隙信号；ZH0，GD1，GD2，GD3和XL4无线接入信道下行时隙发送的信号，也是通过信号质量比较之后优选出来的，比较的信号也包括无线接入信道上行时隙信号和无线链路信道的上/下行时隙信号。这个过程即下行优选转发。

根据本发明实施例的动态链路时隙分配方法，采用下行链路时隙实时扫描与冲突检测和上行链路时隙随机竞争，对链路的上下行时隙进行动态分配，使本发明的自适应无线链路同播基站能够满足高动态环境的使用需求。

采用本发明实施例的带冲突检测的上行链路时隙选定方法和随机竞争的上行链路时隙分配方法，即动态的链路时隙分配方法，可解决现有技术需要人为干预进行自组网的问题。

这种动态的链路时隙分配方法可用于抗震救灾、应急维护、安全保障等场景的自适应无线链路同播系统。

本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读存储介质中。其中，所述计算机可读存储介质为磁盘、光盘、只读存储记忆体或随机存储记忆体等。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，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。

Claims (10)

1.一种动态链路时隙分配方法，其特征在于，包括：

实时扫描下行链路时隙以获取时隙扫描结果，其中，所述时隙扫描结果包括时隙号、占用状态、信号质量和占用基站ID；

判断当前基站是否选定下行链路时隙，其中，

当所述当前基站选定下行链路时隙时，根据所述时隙扫描结果确定是否放弃选定的下行链路时隙；以及

当所述当前基站未选定下行链路时隙时，根据下行链路时隙的占用状态判断所述当前基站是否有空闲的下行链路时隙，其中，当所述当前基站有空闲的下行链路时隙时，选定空闲的、时隙号最小的下行链路时隙，并在选定的下行链路时隙上进行广播通告；以及当所述当前基站没有空闲的下行链路时隙时，触发上行链路时隙的分配。

2.根据权利要求1所述的动态链路时隙分配方法，其特征在于，当所述当前基站选定下行链路时隙时，根据所述时隙扫描结果确定是否放弃选定的下行链路时隙进一步包括：当所述当前基站选定下行链路时隙时，判断所述下行链路时隙是否被占用，其中，

当选定的下行链路时隙没有被占用时，选定的下行链路时隙保持不变；

当选定的下行链路时隙被占用时，将占用选定的下行链路时隙的占用基站与所述当前基站的ID进行比较，其中，当所述当前基站的ID更大时，选定的下行链路时隙保持不变；以及当所述占用基站的ID更大时，放弃选定的下行链路时隙并重新选定下行链路时隙。

3.根据权利要求2所述的动态链路时隙分配方法，其特征在于，当所述当前基站没有空闲的下行链路时隙时，触发上行链路时隙的分配进一步包括：

当所述当前基站没有空闲的下行链路时隙时，所述当前基站不能作为中间基站转发其他基站的无线链路数据；以及

所述当前基站在占用下行链路时隙的基站中选定信号质量最好的一个或两个基站作为上一跳基站，在选定的上一跳基站的上行链路时隙上随机接入申请时隙资源。

4.根据权利要求1所述的动态链路时隙分配方法，其特征在于，上行链路时隙的分配包括：

当没有下一跳基站申请上行链路时隙资源时，所述当前基站在下行链路时隙广播上行链路时隙接入分配状态信号数据UpLinkSlotAccess AllocStateData，要申请上行链路时隙接入资源的任意基站在所述当前基站的上行链路时隙上通过随机接入的方式向所述当前基站发送上行链路时隙接入资源请求信号数据UpLinkSlotAccessResourceReqData；

当将所述当前基站的下一跳基站数量设置为N时，设置所述当前基站的上行链路时隙接入分配状态包括：将0个下一跳基站接入态设置为空闲态、将1个至N-1个下一跳基站接入态设置为分配态和将N个下一跳基站接入态设置为满负荷态，其中，所述当前基站将N+1个上行链路时隙设置为1个完整的时隙周期， TS0为共用竞争时隙；TS1、TS2、…TSN为待分配时隙；

所述当前基站接收到上行链路时隙接入资源请求信号数据UpLinkSlotAccessResourceReqData后，根据上行链路时隙接入分配状态UpLinkSlotAccessAllocState进行相应处理。

5.根据权利要求4所述的动态链路时隙分配方法，其特征在于，上行链路时隙的分配顺序为TS1、TS2、TS3至TSN，其中，所述当前基站接收到上行链路时隙接入资源请求信号数据UpLinkSlotAccessResourceReqData后，根据上行链路时隙接入分配状态UpLinkSlotAccessAllocState进行相应处理进一步包括：

当所述当前基站的上行链路时隙接入分配状态为所述空闲态并且所述当前基站从请求基站接收到所述上行链路时隙接入资源请求信号数据UpLinkSlotAccessResourceReqData时，通过所述上行链路时隙接入分配状态UpLinkSlotAccessAllocState将未分配的上行链路时隙TS1分配给所述请求基站，分配成功；

当所述当前基站的上行链路时隙接入分配状态为分配态并且所述当前基站从所述请求基站接收到所述上行链路时隙接入资源请求信号数据UpLinkSlotAccessResourceReqData时，通过所述上行链路时隙接入分配状态UpLinkSlotAccessAllocState将未分配的上行链路时隙TS2、TS3、…或TSN分配给请求基站，分配成功；以及

当所述当前基站的上行链路时隙接入分配状态为满负荷态并且所述当前基站从所述请求基站接收到所述上行链路时隙接入资源请求信号数据UpLinkSlotAccessResourceReqData时，通过所述上行链路时隙接入分配状态UpLinkSlotAccessAllocState提示上行链路时隙分配完毕，分配失败。

6.根据权利要求5所述的动态链路时隙分配方法，其特征在于，在所述请求基站成功申请到所述上行链路时隙TS1之后，根据所述上行链路时隙接入分配状态UpLinkSlotAccessAllocState确定仅使用所述上行链路时隙TS1还是使用所述上行链路时隙TS1、TS2、TS3至TSN，其中，

当所述上行链路时隙接入分配状态UpLinkSlotAccessAllocState为1个下一跳基站接入态时，使用所述上行链路时隙TS1的同时，还使用上行链路时隙TS2、TS3至TSN；

当所述上行链路时隙接入分配状态UpLinkSlotAccessAllocState为2个下一跳基站接入态或N个下一跳基站接入态时，仅使用上行链路时隙TS1。

7.根据权利要求5所述的动态链路时隙分配方法，其特征在于，在所述请求基站未申请到所述上行链路时隙之后，当上一跳基站广播的所述上行链路时隙接入分配状态UpLinkSlotAccessAllocState是满负荷态时，禁止低级别会话使用上行链路时隙TS0申请上行链路时隙资源，或者允许高级别会话继续使用上行链路时隙TS0申请抢占上行链路时隙资源。

8.根据权利要求5所述的动态链路时隙分配方法，其特征在于，

当下一跳基站会话结束时，立即回收申请得到的上行链路时隙，更新所述上行链路时隙接入分配状态UpLinkSlotAccessAllocState，并在下行链路时隙上进行通告；

将回收定时器的超时时间设置为3个时隙周期，在所述回收定时器的超时时间内未在已分配的上行链路时隙上收到任何有效信号数据，收回所述上行链路时隙，更新所述上行链路时隙接入分配状态UpLinkSlotAccessAllocState，并在所述下行链路时隙上进行通告。

9.根据权利要求2所述的动态链路时隙分配方法，其特征在于，实时扫描下行链路时隙以获取时隙扫描结果进一步包括：

在每个时隙结束时触发下行链路时隙扫描，确保查找和校验的数据帧完整性；

查找各个时隙的数据帧同步头，其中，当找到当前时隙的数据帧同步头时进行下一步数据帧校验，当没有找到所述当前时隙的数据帧同步头时将所述当前时隙的数据帧视作无效数据被丢弃，结束下行链路时隙扫描；

校验各个时隙的数据帧，其中，当校验通过时保存当前数据帧，当校验未通过时将所述当前数据帧视作无效数据丢弃，结束下行链路时隙扫描；

分时隙存储数据帧，其中，每个保存的数据帧都指示对应时隙；

根据保存的数据帧，提取信号质量数据和基站ID；

记录下行链路时隙已被占用及占用基站ID后，结束下行链路时隙扫描。

10.一种动态链路时隙分配装置，其特征在于，包括：

时隙扫描模块，用于实时扫描下行链路时隙以获取时隙扫描结果，其中，所述时隙扫描结果包括时隙号、占用状态、信号质量和占用基站ID；

时隙选定判断模块，用于判断当前基站是否选定下行链路时隙，其中，

时隙选定确定模块，用于当所述当前基站选定下行链路时隙时，根据所述时隙扫描结果确定是否放弃选定的下行链路时隙；以及

空闲时隙判断模块，用于当所述当前基站未选定下行链路时隙时，根据下行链路时隙的占用状态判断所述当前基站是否有空闲的下行链路时隙，其中，时隙选定及广播模块，用于当所述当前基站有空闲的下行链路时隙时，选定空闲的、时隙号最小的下行链路时隙，并在选定的下行链路时隙上进行广播通告；以及上行时隙分配模块，用于当所述当前基站没有空闲的下行链路时隙时，触发上行链路时隙的分配。

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