CN116997005A - 一种基于钟摆法的时隙资源分配方法及设备 - Google Patents

一种基于钟摆法的时隙资源分配方法及设备 Download PDF

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CN116997005A CN202310962180.0A CN202310962180A CN116997005A CN 116997005 A CN116997005 A CN 116997005A CN 202310962180 A CN202310962180 A CN 202310962180A CN 116997005 A CN116997005 A CN 116997005A
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刘晓锋
王国庆
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Abstract

本申请公开了一种基于钟摆法的时隙资源分配方法及设备，用以为M个成员分配时隙，每个成员一个时帧分配n个时隙，包括如下步骤：基于每个成员一个时帧分配时隙的数量n，计算分配的起始位置和时隙间隔；初始化成员i已分配的时隙个数，并查找与计算的起始位置适配的空闲时隙位置，其中查找过程是基于所述空闲时隙位置的左右两侧最近的空闲时隙确定的；更新起始位置及需要查找空闲时隙位置，重复计算并查找适配的空闲时隙位置，直至n个时隙分配完毕；重复为M个成员分配时隙。本申请的方法解决了时隙分配不均匀的问题，并且算法的复杂度低，对硬件要求低，易于工程化实现。

Description

一种基于钟摆法的时隙资源分配方法及设备
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种基于钟摆法的时隙资源分配方法及设备。
背景技术
合理的时隙分配算法可以有效减小网络时延，提高网络效率。战术数据链是一种实现博弈信息化和智能化的核心技术，可使独立的单平台作战变为整体联合作战，从而增强了作战系统应对复杂战场环境的能力，大大提高了总体作战效能。数据链系统多采用时分多址(Time Division Multiple Access,TDMA)的网络接入方式，所以时隙分配技术成为了战术数据链系统的关键技术。合理的时隙分配算法可以有效减小网络时延，提高网络效率。目前常用的基于时隙块二叉树的时隙分配算法，针对于大小为2的指数幂的时隙需求，该算法可以直接、快速地找到最优分配方案，但是当时隙需求大小不是2的指数幂时，分配的方案并非最优解，分配时隙不具备均匀性要求。
发明内容
本发明实施例提供一种基于钟摆法的时隙资源分配方法及设备，时隙大小不需为2的指数幂，解决时隙分配不均匀的问题，并且算法的复杂度低，对硬件要求低，易于工程化实现。
本发明实施例提供一种基于钟摆法的时隙资源分配方法，用以为M个成员分配时隙，每个成员一个时帧分配n个时隙，包括如下步骤：
基于每个成员一个时帧分配时隙的数量n，计算分配的起始位置和时隙间隔；
初始化成员i已分配的时隙个数，并查找与计算的起始位置适配的空闲时隙位置，其中查找过程是基于所述空闲时隙位置的左右两侧最近的空闲时隙确定的；
更新起始位置及需要查找空闲时隙位置，重复计算并查找适配的空闲时隙位置，直至n个时隙分配完毕；
重复为M个成员分配时隙。
可选的，基于每个成员一个时帧分配时隙的数量n，计算分配的起始位置和时隙间隔满足：
StartPos＝(N/n)/2
Space＝N*1.0/n
其中，N表示一个时帧的时隙数量，n表示为每个成员一个时帧分配的时隙数量，StartPos表示分配的起始位置，Space表示时隙间隔。
可选的，初始化成员i已分配的时隙个数，并查找与计算的起始位置适配的空闲时隙位置包括：
在空闲时隙位置Pos及右侧查找最近的第一空闲时隙Pos1；以及
在空闲时隙位置Pos及左侧查找最近的第二空闲时隙Pos2；
若|Pos-Pos1|<|Pos-Pos2|，则Pos＝Pos1，否则Pos＝Pos2；
将时隙Pos作为成员i的时隙。
可选的，还包括：更新StartPos＝Pos，Pos＝(StartPos+int(Space+0.5))％N，m＝m+1；
若m＜n，则重复查找最近的第一空闲时隙Pos1、第二空闲时隙Pos2，并分配时隙，直至m＝n，完成为成员i分配时隙。
本申请实施例还提出一种基于钟摆法的时隙资源分配设备，用以为M个成员分配时隙，每个成员一个时帧分配n个时隙，包括处理器，被配置为：
基于每个成员一个时帧分配时隙的数量n，计算分配的起始位置和时隙间隔；
初始化成员i已分配的时隙个数，并查找与计算的起始位置适配的空闲时隙位置，其中查找过程是基于所述空闲时隙位置的左右两侧最近的空闲时隙确定的；
更新起始位置及需要查找空闲时隙位置，重复计算并查找适配的空闲时隙位置，直至n个时隙分配完毕；
重复为M个成员分配时隙。
可选的，基于每个成员一个时帧分配时隙的数量n，计算分配的起始位置和时隙间隔满足：
StartPos＝(N/n)/2
Space＝N*1.0/n
其中，N表示一个时帧的时隙数量，n表示为每个成员一个时帧分配的时隙数量，StartPos表示分配的起始位置，Space表示时隙间隔。
可选的，所述处理器具体被配置为：
在空闲时隙位置Pos及右侧查找最近的第一空闲时隙Pos1；以及
在空闲时隙位置Pos及左侧查找最近的第二空闲时隙Pos2；
若|Pos-Pos1|<|Pos-Pos2|，则Pos＝Pos1，否则Pos＝Pos2；
将时隙Pos作为成员i的时隙。
可选的，所述处理器具体还被配置为：
更新StartPos＝Pos，Pos＝(StartPos+int(Space+0.5))％N，m＝m+1；
若m＜n，则重复查找最近的第一空闲时隙Pos1、第二空闲时隙Pos2，并分配时隙，直至m＝n，完成为成员i分配时隙。
本申请实施例还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如前述的基于钟摆法的时隙资源分配方法的步骤。
本发明实施例提出了一种基于钟摆的时隙分配算法，是一种不基于二叉树的TDMA时隙分配算法，解决了时隙分配不均匀的问题，并且算法的复杂度低，对硬件要求低，易于工程化实现。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为本申请实施例的时隙资源分配方法的整体流程示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
在TDMA网络中，一个时帧由N个时隙组成，本发明实施例提供一种基于钟摆法的时隙资源分配方法，用以为M个成员分配时隙，每个成员一个时帧分配n个时隙，如图1所示，包括如下步骤：
在步骤S101中，基于每个成员一个时帧分配时隙的数量n，计算分配的起始位置StartPos和时隙间隔Space。
为成员i分配时隙，在步骤S102中，初始化成员i已分配的时隙个数n＝0，
并查找与计算的起始位置适配的空闲时隙位置，其中查找过程是基于所述空闲时隙位置的左右两侧最近的空闲时隙确定的。更新起始位置及需要查找空闲时隙位置，重复计算并查找适配的空闲时隙位置，直到n个时隙已分配完毕，转S103。
在步骤S103中，检查是否M个成员分配完毕，以重复为M个成员分配时隙。也即当i等于M的情况下，网内成员时隙分配完毕，结束流程；否则转步骤S101。
本发明实施例提出了一种基于钟摆的时隙分配算法，是一种不基于二叉树的TDMA时隙分配算法，解决了时隙分配不均匀的问题，并且算法的复杂度低，对硬件要求低，易于工程化实现。
在一些实施例中，基于每个成员一个时帧分配时隙的数量n，计算分配的起始位置和时隙间隔满足：
StartPos＝(N/n)/2
Space＝N*1.0/n
其中，N表示一个时帧的时隙数量，n表示为每个成员一个时帧分配的时隙数量，StartPos表示分配的起始位置，Space表示时隙间隔。
在一些实施例中，初始化成员i已分配的时隙个数，并查找与计算的起始位置适配的空闲时隙位置包括：
在空闲时隙位置Pos及右侧查找最近的第一空闲时隙Pos1；以及
在空闲时隙位置Pos及左侧查找最近的第二空闲时隙Pos2；
若|Pos-Pos1|<|Pos-Pos2|，则Pos＝Pos1，否则Pos＝Pos2；
将时隙Pos作为成员i的时隙，例如标记Pos时隙为节点i的时隙，在一些实施例中，如图1所示，还包括：更新StartPos＝Pos，Pos＝(StartPos+int(Space+0.5))％N，m＝m+1；
若m＜n，则重复查找最近的第一空闲时隙Pos1、第二空闲时隙Pos2，并分配时隙，直至m＝n，完成为成员i分配时隙。
本申请实施例还提出一种基于钟摆法的时隙资源分配方法的实施案例，本示例的TDMA网络中，一个时帧由250个时隙组成，需要为32个成员分配时隙，每个成员一个时帧分配5个时隙。
步骤S1：计算分配的起始位置StartPos＝25，时隙间隔Space＝50；
步骤S2：为成员i＝1分配时隙，将成员1已分配的时隙个数m初始化0，Pos＝25；
①在Pos位置及右侧寻找最近的空闲时隙Pos1＝25；
②在Pos位置及右侧寻找最近的空闲时隙Pos2＝25；
③计算最小距离得出Pos＝25；
④标记25号时隙为节点1的时隙，此时m＝1，更新Pos＝(StartPos+int(Space+0.5))％N，此时Pos＝75；
⑤重复①～⑤步，得出节点1的分配的5个时隙分别为{25，75，125，175，225}。
步骤S3：如果未分配完所有成员的时隙，转步骤1，分配剩余2～32号节点的时隙资源，时隙资源分配如表1所示。
表1.时隙分配表
本申请实施例的方法具有如下优点：
其一、本申请实施例的方法对时帧长度无要求，不要求时隙数量为2的指数幂，大大提高了时帧设计及时隙分配的灵活性。
其二、本申请的方法可以有效提高分配时隙的均匀性，提升网络效率。
其三、本发明算法实现简单，对硬件要求低。
此外，本发明已在实际工程上得到应用，演示验证效果表明：只需输入网络成员数量及每成员所需时隙数量，可均匀可靠分配时隙资源，大大简化网络规划的复杂程度。
申请实施例还提出一种基于钟摆法的时隙资源分配设备，用以为M个成员分配时隙，每个成员一个时帧分配n个时隙，包括处理器，被配置为：
基于每个成员一个时帧分配时隙的数量n，计算分配的起始位置和时隙间隔；
初始化成员i已分配的时隙个数，并查找与计算的起始位置适配的空闲时隙位置，其中查找过程是基于所述空闲时隙位置的左右两侧最近的空闲时隙确定的；
更新起始位置及需要查找空闲时隙位置，重复计算并查找适配的空闲时隙位置，直至n个时隙分配完毕；
重复为M个成员分配时隙。
在一些实施例中，基于每个成员一个时帧分配时隙的数量n，计算分配的起始位置和时隙间隔满足：
StartPos＝(N/n)/2
Space＝N*1.0/n
其中，N表示一个时帧的时隙数量，n表示为每个成员一个时帧分配的时隙数量，StartPos表示分配的起始位置，Space表示时隙间隔。
在一些实施例中，所述处理器具体被配置为：
在空闲时隙位置Pos及右侧查找最近的第一空闲时隙Pos1；以及
在空闲时隙位置Pos及左侧查找最近的第二空闲时隙Pos2；
若|Pos-Pos1|<|Pos-Pos2|，则Pos＝Pos1，否则Pos＝Pos2；
将时隙Pos作为成员i的时隙。
在一些实施例中，所述处理器具体还被配置为：
更新StartPos＝Pos，Pos＝(StartPos+int(Space+0.5))％N，m＝m+1；
若m＜n，则重复查找最近的第一空闲时隙Pos1、第二空闲时隙Pos2，并分配时隙，直至m＝n，完成为成员i分配时隙。
本申请实施例还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如前述的基于钟摆法的时隙资源分配方法的步骤。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (9)

1.一种基于钟摆法的时隙资源分配方法，其特征在于，用以为M个成员分配时隙，每个成员一个时帧分配n个时隙，包括如下步骤：
基于每个成员一个时帧分配时隙的数量n，计算分配的起始位置和时隙间隔；
初始化成员i已分配的时隙个数，并查找与计算的起始位置适配的空闲时隙位置，其中查找过程是基于所述空闲时隙位置的左右两侧最近的空闲时隙确定的；
更新起始位置及需要查找空闲时隙位置，重复计算并查找适配的空闲时隙位置，直至n个时隙分配完毕；
重复为M个成员分配时隙。
2.如权利要求1所述的基于钟摆法的时隙资源分配方法，其特征在于，基于每个成员一个时帧分配时隙的数量n，计算分配的起始位置和时隙间隔满足：
StartPos＝(N/n)/2
Space＝N*1.0/n
其中，N表示一个时帧的时隙数量，n表示为每个成员一个时帧分配的时隙数量，StartPos表示分配的起始位置，Space表示时隙间隔。
3.如权利要求1所述的基于钟摆法的时隙资源分配方法，其特征在于，初始化成员i已分配的时隙个数，并查找与计算的起始位置适配的空闲时隙位置包括：
在空闲时隙位置Pos及右侧查找最近的第一空闲时隙Pos1；以及
在空闲时隙位置Pos及左侧查找最近的第二空闲时隙Pos2；
若|Pos-Pos1|<|Pos-Pos2|，则Pos＝Pos1，否则Pos＝Pos2；
将时隙Pos作为成员i的时隙。
4.如权利要求3所述的基于钟摆法的时隙资源分配方法，其特征在于，还包括：更新StartPos＝Pos，Pos＝(StartPos+int(Space+0.5))％N，m＝m+1；
若m＜n，则重复查找最近的第一空闲时隙Pos1、第二空闲时隙Pos2，并分配时隙，直至m＝n，完成为成员i分配时隙。
5.一种基于钟摆法的时隙资源分配设备，其特征在于，用以为M个成员分配时隙，每个成员一个时帧分配n个时隙，包括处理器，被配置为：
基于每个成员一个时帧分配时隙的数量n，计算分配的起始位置和时隙间隔；
初始化成员i已分配的时隙个数，并查找与计算的起始位置适配的空闲时隙位置，其中查找过程是基于所述空闲时隙位置的左右两侧最近的空闲时隙确定的；
更新起始位置及需要查找空闲时隙位置，重复计算并查找适配的空闲时隙位置，直至n个时隙分配完毕；
重复为M个成员分配时隙。
6.如权利要求5所述的基于钟摆法的时隙资源分配设备，其特征在于，基于每个成员一个时帧分配时隙的数量n，计算分配的起始位置和时隙间隔满足：
StartPos＝(N/n)/2
Space＝N*1.0/n
其中，N表示一个时帧的时隙数量，n表示为每个成员一个时帧分配的时隙数量，StartPos表示分配的起始位置，Space表示时隙间隔。
7.如权利要求5所述的基于钟摆法的时隙资源分配设备，其特征在于，所述处理器具体被配置为：
在空闲时隙位置Pos及右侧查找最近的第一空闲时隙Pos1；以及
在空闲时隙位置Pos及左侧查找最近的第二空闲时隙Pos2；
若|Pos-Pos1|<|Pos-Pos2|，则Pos＝Pos1，否则Pos＝Pos2；
将时隙Pos作为成员i的时隙。
8.如权利要求7所述的基于钟摆法的时隙资源分配设备，其特征在于，所述处理器具体还被配置为：
更新StartPos＝Pos，Pos＝(StartPos+int(Space+0.5))％N，m＝m+1；
若m＜n，则重复查找最近的第一空闲时隙Pos1、第二空闲时隙Pos2，并分配时隙，直至m＝n，完成为成员i分配时隙。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4中任一项所述的基于钟摆法的时隙资源分配方法的步骤。
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CN117955911A (zh) * 2024-03-27 2024-04-30 新华三半导体技术有限公司 一种基于多接口时隙调度的数据传输方法及网络芯片
CN117955911B (zh) * 2024-03-27 2024-07-09 新华三半导体技术有限公司 一种基于多接口时隙调度的数据传输方法及网络芯片

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