JP6530520B2 - インダストリアル・インターネットフィールドバスアーキテクチャに基づくリアルタイム伝送方法と装置 - Google Patents

インダストリアル・インターネットフィールドバスアーキテクチャに基づくリアルタイム伝送方法と装置 Download PDF

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Description

本発明は産業用通信分野に関し、特にインダストリアル・インターネットフィールドブロードバンドバスに基づくアーキテクチャのリアルタイム伝送方法と装置に関する。
インダストリアル・インターネットは、グローバルインダストリアルシステムと最先端の計算、分析、センサ技術およびインターネット接続が融合した結果であり、フィールドバスは、インダストリアルフィールド設備と自動化システムのデータ通信を実現した。
従来技術において、フィールドバスは、ＣＡＮ、ＰＲＯＦＩＢＵＳ等のシングルキャリア技術を用いているが、伝送帯域幅が比較的低く、通常５０メガ以下と伝送速度遅延をもたらしている。しかし、ＰＲＯＦＩＮＥＴ等のイーサネット（登録商標）バスは、ＣＡＮ、ＰＲＯＦＩＢＵＳと比較すると伝送帯域幅は比較的高いが、インダストリアルフィールド規模の拡大により、インダストリアルフィールド設備も複雑多様となり、フィールドバスは大量のインダストリアルフィールド設備とマウントしなければならず、大型インダストリアルフィールドの大量インダストリアルフィールド設備のアクセスと高速な伝送ニーズを満たすことが出来ない。かつ、インダストリアルフィールド応用の場合、イーサネットスイッチにより設備のアクセスとデータ伝送を実現しなければならず、システムが複雑で配線も難しく、データの高速性かつリアルタイム伝送を実現できない。
従来技術において、シングルキャリア技術を用いるフィールドバスは、キャリア等化技術により伝送帯域幅、高速性ならびにリアルタイム性を高めることができるが、キャリア等化技術を用いて伝送帯域幅、高速性ならびにリアルタイム性を高めるためには技術が複雑で、難易度も高い。
かつ、従来技術においてフィールドバスはシングルキャリア技術を用いているため、マルチフィールド設備公共バス伝送シーンでは、通常は衝突検出メカニズムを用いてデータを伝送するが、しばしばデータ輻輳をもたらし、データがリアルタイムに伝送できないという問題点をもたらす。
総じて、従来技術において、インダストリアルフィールド規模に基づく拡大と伝送性能ニーズについては、現在インダストリアルフィールドデータの高速性、リアルタイム性および高信頼性伝送を実現できる有効な技術が無い。
本発明の実施形態により提供したインダストリアル・インターネットフィールドブロードバンドバスに基づくアーキテクチャのリアルタイム伝送方法と装置は、従来技術においてインダストリアルフィールドデータの高速性、リアルタイム性および高信頼性伝送を効果的に実現できないという問題を解決する。
本発明の実施形態により提供した具体的な技術方案は以下の通りである。
インダストリアル・インターネットフィールドブロードバンドバスに基づくアーキテクチャのリアルタイム伝送方法であって、前記インダストリアル・インターネットフィールドブロードバンドバスに基づくアーキテクチャは、バスコントローラと、少なくとも１つ
のバス端末および２線式バスとを含み、バスコントローラとバス端末は２線式バス接続によりネットワークを構成し、前記バスコントローラはいずれか１つのバス端末との間、および各バス端末との間でマルチキャリア直交周波数分割多重ＯＦＤＭ技術に基づき通信を行い、各バス端末が占めるサブキャリアとの間では相互干渉しなく、前記方法は、
前記バスコントローラは、前記バス端末が事前に割り当てた速度固定サービスリソースブロックに基づきアップリンクサブフレームにおいて送信した速度固定サービスを受信するステップと、
前記バスコントローラは、前記バス端末がアップリンクサブフレームにおいて送信した速度可変サービス伝送ニーズを受信し、前記速度可変サービス伝送ニーズに基づき事前に区分した速度可変サービスリソースブロックにおいて、前記バス端末の速度可変サービスにリソースブロックを割り当て、リソースブロック割り当て結果を前記バス端末へ送信することにより、前記バス端末に前記リソースブロック割り当て結果に基づき速度可変サービスを伝送するステップとを含む。
好ましくは、
前記バス端末が最初にアクセスする時、前記バスコントローラは前記バス端末が送信した少なくとも前記バス端末の速度固定サービス伝送ニーズを含むアクセス・リクエストを受信するステップと、
前記バス端末に数量を事前に設定したサブキャリアを割り当て、前記バス端末の速度固定サービス伝送ニーズに基づき、時間領域において前記数量を事前に設定したサブキャリアを速度固定サービスを伝送する速度固定サービスリソースブロックと速度可変サービスを伝送する速度可変サービスリソースブロックに区分するステップと、
区分した速度固定サービスリソースブロックを前記バス端末の速度固定サービスのリソースブロック割り当て結果とし、前記速度固定サービスのリソースブロック割り当て結果を前記バス端末に送信することにより、前記バス端末に前記速度固定サービスのリソースブロック割り当て結果に基づき、速度固定サービスを伝送するステップとをさらに含む。
好ましくは、前記バスコントローラは前記バス端末が送信したアクセス・リクエストを受信ステップは、具体的に、
もし前記インダストリアル・インターネットフィールドブロードバンドバスに基づくアーキテクチャが初期化を実行していれば、前記バスコントローラは前記バス端末がアップリンクサブフレームにおいて送信したアクセス・リクエストを受信するステップ、または、
もし前記インダストリアル・インターネットフィールドブロードバンドバスに基づくアーキテクチャが安定して実行していれば、前記バスコントローラは前記バス端末がアップリンク・ランダム・アクセスシス・テムサブフレームにおいて送信したアクセス・リクエストを受信するステップとを含み、前記アップリンク・ランダム・アクセスシス・テムサブフレームは、事前に設定した信号フレーム構造の最後の１スペシャル・フレームに位置する。
好ましくは、前記アップリンク・ランダム・アクセスシス・テムサブフレームにおける各ＯＦＤＭシンボルは、データ信号とアップリンクパイロット信号を同時に積載し、前記データ信号と前記アップリンクパイロット信号により占有された前記アップリンク・ランダム・アクセスシス・テムサブフレームのサブキャリアが、事前に設定した割合に従い割り当て、前記データ信号は少なくともアクセス・リクエストを含む。
好ましくは、前記アップリンクサブフレームの各ＯＦＤＭシンボルはデータ信号を積載する他に、アップリンクパイロット信号を積載する。ここで、前記アップリンクパイロット信号は前記バスコントローラにチャネル推定を指示する。
前記データ信号と前記アップリンクパイロット信号により占有された前記アップリンクサブフレームのサブキャリアが、事前に設定した割合に従い割り当てる。
好ましくは、
各データサービスのタイプおよび事前に設定した優先順位とデータサービスのタイプのマッピング関係に基づき、それぞれ各データサービスの優先順位を確認するステップと、 前記各データサービスの優先順位に基づき、これに応じて事前に区分したリソースブロックにおいて、それぞれ各データサービスにリソースブロックを割り当て、リソースブロック割り当て結果を前記バス端末へ送信することにより、前記バス端末に前記リソースブロック割り当て結果に基づき、これに応じて前記各データサービスを伝送するステップとをさらに含み、前記データサービスは、速度可変サービスと速度固定サービスを含む。
好ましくは、リソースブロック割り当て結果を前記バス端末へ送信するステップは具体的に、リソースブロック割り当て結果を次の信号フレームの第１ダウンリンクサブフレームにおいてブロードキャストすることを含み、
前記速度固定サービスのリソースブロック割り当て結果を前記バス端末に送信するステップは、
前記速度固定サービスのリソースブロック割り当て結果を次の信号フレームの第１ダウンリンクサブフレームにおいてブロードキャストするステップを含む。
インダストリアル・インターネットフィールドブロードバンドバスに基づくアーキテクチャのリアルタイム伝送装置であって、前記インダストリアル・インターネットフィールドブロードバンドバスに基づくアーキテクチャは、バスコントローラ、少なくとも１つのバス端末および２線式バスを含み、バスコントローラとバス端末は２線式バス接続によりネットワークを構成し、前記バスコントローラはいずれか１つのバス端末との間、および各バス端末との間でマルチキャリア直交周波数分割多重ＯＦＤＭ技術に基づき通信を行い、各バス端末が占めるサブキャリアとの間では相互干渉しなく、前記装置は、
前記バス端末が事前に割り当てた速度固定サービスリソースブロックに基づき、アップリンクサブフレームにおいて送信した速度固定サービスを受信する、第１受信ユニットと、
前記バス端末がアップリンクサブフレームにおいて送信した速度可変サービス伝送ニーズを受信する、第２受信ユニットと、
前記速度可変サービス伝送ニーズに基づき事前に区分した速度可変サービスリソースブロックにおいて、前記バス端末の速度可変サービスにリソースブロックを割り当てる、第１割り当てユニットと、
リソースブロック割り当て結果を前記バス端末へ送信することにより、前記バス端末に前記リソースブロック割り当て結果に基づき速度可変サービスを伝送する、第１送信ユニットを備える。
好ましくは、
前記バス端末が最初にアクセスする時、前記バスコントローラは前記バス端末が送信した少なくとも前記バス端末の速度固定サービス伝送ニーズを含むアクセス・リクエストを受信する、第３受信ユニットと、
前記バス端末に数量を事前に設定したサブキャリアを割り当て、前記バス端末の速度固定サービス伝送ニーズに基づき、時間領域において前記数量を事前に設定したサブキャリアを速度固定サービスを伝送する速度固定サービスリソースブロックと速度可変サービスを伝送する速度可変サービスリソースブロックに区分する、第２割り当てユニットと、
区分した速度固定サービスリソースブロックを前記バス端末の速度固定サービスのリソースブロック割り当て結果とし、前記速度固定サービスのリソースブロック割り当て結果を前記バス端末に送信することにより、前記バス端末に前記速度固定サービスのリソース
ブロック割り当て結果に基づき、速度固定サービスを伝送する、第２送信ユニットとをさらに備える。
好ましくは、前記バス端末が送信したアクセス・リクエストを受信する、第３受信ユニットは具体的に、
もし前記インダストリアル・インターネットフィールドブロードバンドバスに基づくアーキテクチャが初期化を実行していれば、前記バス端末がアップリンクサブフレームにおいて送信したアクセス・リクエストを受信するか、または、
もし前記インダストリアル・インターネットフィールドブロードバンドバスに基づくアーキテクチャが安定して実行していれば、前記バス端末がアップリンク・ランダム・アクセスシス・テムサブフレームにおいて送信したアクセス・リクエストを受信し、前記アップリンク・ランダム・アクセスシス・テムサブフレームは、事前に設定した信号フレーム構造の最後の１スペシャル・フレームに位置する。
好ましくは、前記アップリンク・ランダム・アクセスシス・テムサブフレームにおける各ＯＦＤＭシンボルは、データ信号とアップリンクパイロット信号を同時に積載し、前記データ信号と前記アップリンクパイロット信号により占有された前記アップリンク・ランダム・アクセスシス・テムサブフレームのサブキャリアが、事前に設定した割合に従い割り当て、前記データ信号は少なくともアクセス・リクエストを含む。
好ましくは、前記アップリンクサブフレームの各ＯＦＤＭシンボルはデータ信号を積載する他に、アップリンクパイロット信号を積載する。ここで、前記アップリンクパイロット信号は前記バスコントローラにチャネル推定を指示し、
前記データ信号と前記アップリンクパイロット信号により占有された前記アップリンクサブフレームのサブキャリアが、事前に設定した割合に従い割り当てる。
好ましくは、第１割り当てユニットは、
各データサービスのタイプおよび事前に設定した優先順位とデータサービスのタイプのマッピング関係に基づき、それぞれ各データサービスの優先順位を確認し、前記データサービスは、速度可変サービスと速度固定サービスを含み、ならびに、前記各データサービスの優先順位に基づき、これに応じて事前に区分したリソースブロックにおいて、それぞれ各データサービスにリソースブロックを割り当てる。
第１送信ユニットは、リソースブロック割り当て結果を前記バス端末へ送信することにより、前記バス端末に前記リソースブロック割り当て結果に基づき、これに応じて前記各データサービスを伝送する。
好ましくは、リソースブロック割り当て結果を前記バス端末へ送信する、第１送信ユニットは具体的に、リソースブロック割り当て結果を次の信号フレームの第１ダウンリンクサブフレームにおいてブロードキャストする。
前記速度固定サービスのリソースブロック割り当て結果を前記バス端末に送信する、第２送信ユニットは具体的に、前記速度固定サービスのリソースブロック割り当て結果を次の信号フレームの第１ダウンリンクサブフレームにおいてブロードキャストする。
コンピュータプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、前記コンピュータプログラムがプロセッサに実行される時に前記いずれか１つのインダストリアル・インターネットフィールドブロードバンドバスに基づくアーキテクチャのリアルタイム伝送方法のステップを実現する。
コンピュータ装置は、プロセッサを含み、前記プロセッサは、記憶装置に記憶したコンピュータプログラムを実行する時に前記いずれか１つのインダストリアル・インターネットフィールドブロードバンドバスに基づくアーキテクチャのリアルタイム伝送のステップを実現する。
本発明の実施形態において、前記インダストリアル・インターネットフィールドブロードバンドバスに基づくアーキテクチャは、バスコントローラ、少なくとも１つのバス端末および２線式バスを含み、バスコントローラとバス端末は２線式バス接続によりネットワークを構成し、前記バスコントローラはいずれか１つのバス端末との間、および各バス端末との間でマルチキャリア直交周波数分割多重ＯＦＤＭ技術に基づき通信を行う。ここで、各バス端末が占めるサブキャリアとの間では相互干渉しない。前記方法は具体的に、前記バスコントローラは、前記バス端末が事前に割り当てた速度固定サービスリソースブロックに基づきアップリンクサブフレームにおいて送信した速度固定サービスを受信する。前記バスコントローラは、前記バス端末がアップリンクサブフレームにおいて送信した速度可変サービス伝送ニーズを受信し、前記速度可変サービス伝送ニーズに基づき事前に区分した速度可変サービスリソースブロックにおいて、前記バス端末の速度可変サービスにリソースブロックを割り当て、リソースブロック割り当て結果を前記バス端末へ送信することにより、前記バス端末に前記リソースブロック割り当て結果に基づき速度可変サービスを伝送することにより。ＯＦＤＭ技術をインダストリアルフィールドバスに引用し、マルチキャリア技術を使用し伝送帯域幅と速度をさらに高め、データサービスを速度固定サービスと速度可変サービスに区分する。かつ、これに応じて、チャネルリソースを速度固定サービスリソースブロックと速度可変サービスリソースブロックに区分する。速度固定サービスの速度固定サービスリソースブロックは事前に割り当てており、動的に割り当てる必要は無い。さらに速度可変サービスリアルタイムに可変サービスリソースブロックを動的に割り当て、データサービスを伝送するの衝突を効果的に回避でき、システムデータサービス伝送の信頼性を高め、帯域幅は１２０Ｍに達することができる。同時に、データサービスのリアルタイム伝送を実現し、伝送のリアルタイム性を高める。
本発明に係る実施形態においてンダストリアル・インターネットフィールドブロードバンドバスアーキテクチャである。 本発明に係る実施形態においてフレーム構造を示す図である。 本発明に係る実施形態においてインダストリアル・インターネットフィールドブロードバンドバスに基づくアーキテクチャのリアルタイム伝送方法の概要フロー図である。 本発明に係る実施形態においてリソースブロック区分を示す図である。 本発明に係る実施形態においてインダストリアル・インターネットフィールドブロードバンドバスに基づくアーキテクチャのリアルタイム伝送方法の詳細フロー図である。 本発明に係る実施形態においてインダストリアル・インターネットフィールドブロードバンドバスに基づくアーキテクチャのリアルタイム伝送装置の構造を示す図である。 本発明に係る実施形態においてコンピュータ装置の構造を示す図である。
以下に本発明に係る実施形態において図面を結合して本発明の実施形態における技術方案について詳細に、完全に説明するが、次に陳述する実施形態は単に本発明のいくつかの実施形態であり、その全てではない。本分野の一般の技術者にとって、創造性的労働をしなくても、これらの実施形態に基づいてその他の実施形態を容易に獲得することができる
ことは明白である。
従来技術において、インダストリアルフィールドデータの高速性、リアルタイム性および高信頼性伝送を効果的に実現できないという問題を解決するため、本発明に係る実施形態においてインダストリアル・インターネットフィールドブロードバンドバスに基づくシステムにおいて、バスコントローラは媒体アクセス制御層のデータサービスを速度に従い区分し、物理層チャネルリソースを静的と動的リソースに区分する。バス端末は、速度固定サービスリソースブロックに基づきバスコントローラへ速度固定サービスを伝送する。ならびに、速度可変サービスについては、バスコントローラはリアルタイムに事前に区分した速度可変サービスリソースブロックにおいて、リソースブロックを動的に割り当てる。これによりバス端末は動的に割り当てたリソースブロックに基づき速度可変サービスを伝送する。
以下に具体的な実施形態により本発明方案について詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態を含むがその限りではない。
本発明の実施形態は主にインダストリアル・インターネットフィールドブロードバンドバスアーキテクチャのデータリアルタイム伝送に関するが、より詳細に説明するため、以下に当該インダストリアル・インターネットフィールドブロードバンドバスアーキテクチャを簡単に紹介する。
インダストリアル・インターネットフィールドバスアーキテクチャは、バスコントローラ、少なくとも１つのバス端末および２線式バスを含む。バスコントローラとバス端末は２線式バス接続によりネットワークを構成する。
実際に、インダストリアルフィールド規模の拡大により、より多くのバス端末に接続する可能性があり、バスコントローラとバス端末は例えばペアの差動ラインを接続し、ネットワークを構成するように２線式バス方式により接続する。本発明に係る実施形態においてバス端末数量は制限せず、すべてデータのリアルタイム、高速性および高信頼性伝送を実現できる。
例えば、図１はインダストリアル・インターネットフィールドブロードバンドバスアーキテクチャであり、バスコントローラと４バス端末を含み、それぞれはバス端末Ａ、バス端末Ｂ、バス端末Ｃおよびバス端末Ｄであり、各バス端末はバスコントローラとの間で２線式バス方式により接続する。
かつ、本発明に係る実施形態においてバス端末間は直接通信でき、バス端末間はバスコントローラを介して通信もできる。即ち、バス端末はデータをバスコントローラへ送信し、バスコントローラはデータを相応のバス端末へ転送する。バスコントローラはネットワーク全体の通信をコントロールし、ネットワーク配置と初期化を完成する。ならびに、物理層チャネルリソースをスケジューリングすると同時にバスコントローラ高速性コントロールするバスネットワークと外界との通信の高速コントロールを完成できる。
説明に値することは、本発明に係る実施形態においてインダストリアル・インターネットフィールドブロードバンドバスアーキテクチャは通常はバスコントローラのみを有する。しかし、例えば、信頼性要求が比較的高い応用シーンであれば、２バスコントローラを有することができ、この２バスコントローラは互いにバックアップする。しかし１つのバスコントローラしか同時に作業しないため、バスコントローラ作業に異常があると確認した時には予備バスコントローラを起動できる。
例えば、信頼性要求が特に高いといった一部の特殊な応用シーンにおいては、２つの同じであるが独立したバスを用いることができ、各ユーザー設備は同時にこの２バスにアクセスし、２バスは互いにバックアップする。しかし、１つのバスしか同時に作業しない。
ここで、２線式バスは、采用直交周波数分割多重（ＯＲＴＨＯＧＯＮＡＬ ＦＲＥＱＵＥＮＣＹ ＤＩＶＩＳＩＯＮ ＭＵＬＴＩＰＬＥＸＩＮＧ，ＯＦＤＭ）技術を用いてデータサービスを伝送し、バスコントローラはいずれか１つのバス端末との間、および各バス端末との間でＯＦＤＭ技術に基づき通信を行う。ここで、各バス端末が占めるサブキャリアとの間では相互干渉しない。
従来技術において、フィールドバスは通常シングルキャリア技術を用いており、伝送帯域幅が比較的低く、伝送速度も比較的低いが、本発明に係る実施形態ではマルチキャリア技術においてＯＦＤＭ技術をフィールドバスに引用し、伝送帯域幅を大幅に高め、伝送帯域幅１２０Ｍ高帯域幅に達する技術效果を実現でき、データサービスの高速伝送を実現する。かつ、マルチキャリアＯＦＤＭ技術を用いれば、異なるバス端末は互いに干渉しない複数サブキャリアを介してデータを伝送させることができ、伝送タイムラグを減少させ、複数バス端末がシングルキャリア技術使用時に伝送遅延とブロックが発生しやすいという問題を回避させることができる。
さらに、本発明に係る実施形態においてバスコントローラからバス端末のデータ伝送をダウンリンクデータ伝送と定義し、バス端末からバスコントローラまでのデータ伝送をアップリンクデータ伝送と定義する。
さらに、本発明に係る実施形態においてＯＦＤＭをフィールドバスに引用後、例えば、図２に示すように２５６フレームによりスーパーフレームを形成し、各スーパーフレームの最後のフレームをスペシャル・フレームとし、残りをノーマル・フレームとする信号フレームのフレーム構造を設計する。
１）各ノーマル・フレームは、ダウンリンクシステムサブフレーム、ダウンリンクサブフレーム、アップリンクサブフレームおよび２ガードインターバルにより構成されている。ここで、ダウンリンクサブフレームはダウンリンクデータを伝送し、
個のＯＦＤＭ シンボルを含む。
アップリンクサブフレームはアップリンクデータを伝送し、
個のＯＦＤＭ シンボルを含み、アップリンクサブフレームの各ＯＦＤＭシンボルはデータ信号を積載する他に、アップリンクパイロット信号を積載する。ここで、前記アップリンクパイロット信号は前記バスコントローラにチャネル推定を指示し、データ信号と前記アップリンクパイロット信号は前記アップリンクサブフレームのサブキャリアを占有し、事前に設定した割合に従い割り当てる。
ダウンリンクシステムサブフレームを各信号フレームにおける第１サブフレームとし、ダウンリンクサブフレームのパイロット信号を伝送し、チャネル推定とシステム同期をメンテナンスし、２ＯＦＤＭ シンボルを含む。
ガードインターバルは、ダウンリンクサブフレームとアップリンクサブフレームとの間、および前記信号フレームのアップリンクサブフレームと次の信号フレームのダウンリンクシステムサブフレームとの間に設置でき、アップ・ダウンリンク転換の切替時間に用いる。
２）スペシャル・フレームのダウンリンクシステムサブフレーム、ダウンリンクサブフ
レームおよび２つの保護されたパラメータ配置はノーマル・フレームと同じである。しかし、アップリンクサブフレームの最後の２ＯＦＤＭ シンボルはアップリンク・ランダム・アクセスシス・テムサブフレームに変更しなければならなず、アップリンク・ランダム・アクセスシス・テムサブフレームにおける各ＯＦＤＭシンボルは、データ信号とアップリンクパイロット信号を同時に積載する。データ信号とアップリンクパイロット信号はアップリンク・ランダム・アクセスシス・テムサブフレームのサブキャリアを占有し、事前に設定した割合に従い割り当てる。ここで、データ信号は少なくともアクセス・リクエストを含む。
さらに、本発明に係る実施形態において、ノーマル・フレームにおける各サブフレームの配列位置は、ダウンリンクシステムサブフレーム、ダウンリンクサブフレーム、ガードインターバル１、アップリンクサブフレーム、ガードインターバル２という順番である。 スペシャル・フレームにおける各サブフレームの配列位置は、ダウンリンクシステムサブフレーム、ダウンリンクサブフレーム、ガードインターバル１、アップリンクサブフレーム、アップリンク・ランダム・アクセスシス・テムサブフレーム、ガードインターバル２という順番である。
このように、ダウンリンクシステムサブフレームを信号フレームの第１サブフレームと設置すれば、システム初期化段階においてダウンリンクシステムサブフレームが積載したダウンリンクパイロット信号を介して、システム同期を高速で実現でき、各信号フレームにおいてダウンリンクシステムサブフレームをダウンリンクサブフレームの前に配列することでシステムが安定して作業させた後、バスコントローラが毎回バス端末へデータを送信する前に、当該ダウンリンクシステムサブフレームが積載したダウンリンクパイロット信号を介して、システム同期および信号推定を行い、データ伝送の信頼性を高める。さらに、ダウンリンクサブフレームおよびアップリンクサブフレームとの間にガードインターバル１を設置し、アップリンクサブフレームおよび次の信号フレームのダウンリンクシステムサブフレームとの間にガードインターバル２を設置することにより、アップ・ダウンリンクサブフレーム切替時に衝突を送信することを回避し、データ伝送の信頼性をさらに高める。この他に、スペシャル・フレームのアップリンク・ランダム・アクセスシス・テムサブフレームをアップリンクサブフレームの後方に設置する。これにより、新リクエストがアクセスしたバス端末はすでにアクセスしたバス端末がアップリンクデータを正常に送信することに影響しないという情况において、アップリンク・ランダム・アクセスシス・テムサブフレーム上において、バスコントローラへアクセス・リクエストを送信することにより、すでにアクセスしたバス端末とアップリンクデータ送信することで衝突が発生すること回避する。この他に、アップリンク・ランダム・アクセスシス・テムサブフレームの両側において、それぞれ２アクセスガードインターバルをさらに設置でき、同様にすでにアクセスしたバス端末とアップリンクデータ送信時に衝突が発生すること回避できる。
無論、本発明に係る実施形態において、スーパーフレームに含むノーマル・フレームとスペシャル・フレームの数は限定せず、ノーマル・フレームとスペシャル・フレームとの間に位置関係も限定せず、実際のニーズに応じて設置できる。
図３は、本発明に係る実施形態においてインダストリアル・インターネットフィールドブロードバンドバスに基づくアーキテクチャのリアルタイム伝送方法であり、具体的なフローは以下の通りである。
ステップ３００において、前記バスコントローラは、前記バス端末が事前に割り当てた速度固定サービスリソースブロックに基づきアップリンクサブフレームにおいて送信した速度固定サービスを受信する。
さらに、本発明に係る実施形態においてバスコントローラはデータサービスを速度固定サービスと速度可変サービスに区分する。
ここで、速度固定サービスは、リアルタイム性要求が比較的高いまたは伝送ニーズが比較的安定したサービスを伝送し、速度可変サービスはリアルタイム性要求があまり高くないまたは伝送ニーズ変化が比較的大きいかまたは不確定性が大きいサービスを伝送する。前記伝送ニーズは少なくとも帯域幅、速度を含む。
具体的な区分基準は限定しない。前記速度固定サービスと速度可変サービスの大まかな定義を基礎に具体的な区分基準を定めることができる。ひいては、バスコントローラとバス端末は伝送したデータサービスが速度固定サービスに属するか、もしくは速度可変サービスに属するかを知ることができる。
本発明に係る実施形態において速度固定サービスについては、データサービス伝送プロセスにおいて、バス端末は事前に割り当てた速度固定サービスリソースブロックに基づき、速度固定サービスを直接伝送でき、リアルタイムに動的に割り当てる必要がなく、バス端末データ伝送の基本機能を保証し、同時に速度固定サービス伝送のリアルタイム性を実現する。
さらに、ステップ３００を実行する前に、
まず、前記バス端末が最初にアクセスする時、前記バスコントローラは前記バス端末が送信した少なくとも前記バス端末の速度固定サービス伝送ニーズを含むアクセス・リクエストを受信するステップを含む。
ここで、前記バスコントローラは前記バス端末が送信したアクセス・リクエストを受信するステップは以下の状況に分けることができる。
(第１状況)
もし前記インダストリアル・インターネットフィールドブロードバンドバスに基づくアーキテクチャが初期化を実行していれば、前記バスコントローラは前記バス端末がアップリンクサブフレームにおいて送信したアクセス・リクエストを受信する。
この時、アーキテクチャ初期化作業を実行していれば、バスコントローラ電源を入れ、まず各バス端末へアクセスできるメッセージをブロードキャストできる。各バス端末が当該メッセージを受信後、アップリンクサブフレームにおいてアクセス・リクエストを送信する。
(第２状況)
もし前記インダストリアル・インターネットフィールドブロードバンドバスに基づくアーキテクチャが安定して実行していれば、前記バスコントローラは前記バス端末がアップリンクアクセスアーキテクチャサブフレームにおいて送信したアクセス・リクエストを受信する。ここで、前記アップリンク・ランダム・アクセスシス・テムサブフレームは、事前に設定した信号フレーム構造の最後の１スペシャル・フレームに位置する。
この時、アーキテクチャは電源を入れて安定した運行を始める。新しいバス端末がアクセスしなければならない時には、スペシャル・フレームにおけるアップリンク・ランダム・アクセスシス・テムサブフレームにおいてアクセス・リクエストを送信している。
つまり、バス端末は物理層での初期アクセス段階においてバス端末は先に自身が支援する速度固定サービス伝送ニーズを報告する。この目的は、バスコントローラは速度固定サ
ービスに物理層チャネルリソースを事前に保留し、リアルタイム性要求が比較的高い速度固定サービスを保証し、その後データサービス伝送時にリアルタイム性伝送できるようにするためである。
その後、前記バス端末に数量を事前に設定したサブキャリアを割り当て、前記バス端末の速度固定サービス伝送ニーズに基づき、時間領域において前記数量を事前に設定したサブキャリアを速度固定サービスを伝送する速度固定サービスリソースブロックと速度可変サービスを伝送する速度可変サービスリソースブロックに区分する。
具体的な実施形態を以下の２つに分ける。
１）前記バス端末に数量を事前に設定したサブキャリアを割り当てる。
例えば、バスコントローラをバス端末として、アップ・ダウンリンクサブフレーム領域に３サブキャリアを割り当てる。この３サブキャリアは時間領域においてユーザー・リソース・ブロックを形成できる。
２）前記バス端末の速度固定サービス伝送ニーズに基づき、時間領域において前記数量を事前に設定したサブキャリアを速度固定サービスリソースブロックと速度可変サービスリソースブロックに区分する。
つまり、本発明に係る実施形態において、当該バス端末に割り当てたサブキャリア上で速度固定サービス伝送ニーズに従い、リソースブロックを区分し、速度固定サービス伝送のリソースブロックのニーズを優先して保証する。
例えば、図４は本発明に係る実施形態においてリソースブロック区分を示す図である。図４には４バス端末があり、それぞれはバス端末Ａ、バス端末Ｂ、バス端末Ｃおよびバス端末Ｄである。アップ・ダウンリンクサブフレーム領域において、それぞれこの４バス端末に３サブキャリアを割り当てた。それぞれ各バス端末に対してアップ・ダウンリンク時間領域において、サブキャリアが形成したリソースブロックを速度固定サービスリソースブロックと速度可変サービスリソースブロックに区分する。
このように、物理層チャネルリソースを区分し、それぞれ各バス端末にサブキャリアを割り当て、かつ各バス端末のサブキャリアが形成したリソースブロックに対して、速度固定サービスリソースブロックと速度可変サービスリソースブロックを区分した。ひいては、それぞれ相応のデータサービスを伝送し、データ伝送の衝突を回避し、バス端末のデータサービス伝送における基本機能と信頼性を保障した。かつ、速度固定サービスを先に伝送してリアルタイム性要求が比較的高いデータサービスを優先して伝送することができるよう保証する。
最後に、区分した速度固定サービスリソースブロックを前記バス端末の速度固定サービスのリソースブロック割り当て結果とし、前記速度固定サービスのリソースブロック割り当て結果を前記バス端末に送信することにより、前記バス端末に前記速度固定サービスのリソースブロック割り当て結果に基づき、速度固定サービスを伝送する。
具体的な実施形態を以下の２つに分ける。
１）区分した速度固定サービスリソースブロックを前記バス端末の速度固定サービスのリソースブロック割り当て結果とする。
これは、通常は速度固定サービスの伝送帯域幅ニーズは比較的安定しており変化がないためである。ゆえに、最初にアクセスする時、速度固定サービス伝送ニーズに従い区分した速度固定サービスリソースブロックはこの後のデータサービス伝送段階における速度固定サービスの伝送を満たすことができ、バスコントローラはこのリソースブロックを動的に割り当てる必要が無い。
さらに、本発明に係る実施形態において、速度固定サービスリソースブロックの割り当てを周期的に調整できる。即ち、速度固定サービスのリソースブロック割り当て結果を周期的に調整できる。これは、速度固定サービス帯域幅ニーズは通常変化はないが、一定時間後変化する可能性があるためである。ゆえに、一定の作業周期後、速度固定サービスに速度固定サービスリソースブロックを改めて割り当てることができ、システムデータ伝送のリアルタイム性さらに高めることができる。
２）前記速度固定サービスのリソースブロック割り当て結果を前記バス端末に送信することにより、前記バス端末に前記速度固定サービスのリソースブロック割り当て結果に基づき、速度固定サービスを伝送する。
具体的に、前記速度固定サービスのリソースブロック割り当て結果を次の信号フレームの第１ダウンリンクサブフレームにおいてブロードキャストする。
このように、ブロードキャスト方式により、当該バス端末の速度固定サービスに対するリソースブロック割り当て結果、即ち、リソースブロックスケジューリング結果を当該バス端末に告知する。速度固定サービスの伝送帯域幅は比較的安定しているため、アクセス段階では、速度固定サービスのリソースブロックスケジューリング結果を確認できる。ゆえに、速度固定サービスリソースブロックのスケジューリング結果は１度のブロードキャストのみ必要である。
ステップ３１０において、前記バスコントローラは、前記バス端末がアップリンクサブフレームにおいて送信した速度可変サービス伝送ニーズを受信し、前記速度可変サービス伝送ニーズに基づき事前に区分した速度可変サービスリソースブロックにおいて、前記バス端末の速度可変サービスにリソースブロックを割り当て、リソースブロック割り当て結果を前記バス端末へ送信することにより、前記バス端末に前記リソースブロック割り当て結果に基づき速度可変サービスを伝送する。
ステップ３１０を実行する時、具体的に以下の実施形態を含む。
まず、前記バスコントローラは、前記バス端末がアップリンクサブフレームにおいて送信した速度可変サービス伝送ニーズを受信する。
つまり、物理層データサービス伝送段階において、バス端末は速度可変サービス伝送ニーズを先に報告しなければならず、バスコントローラリソースブロックを動的に割り当てる。
その後、前記速度可変サービス伝送ニーズに基づき事前に区分した速度可変サービスリソースブロックにおいて、前記バス端末の速度可変サービスにリソースブロックを割り当てる。
最後に、リソースブロック割り当て結果を前記バス端末へ送信することにより、前記バス端末に前記リソースブロック割り当て結果に基づき速度可変サービスを伝送する。
具体的に、リソースブロック割り当て結果を次の信号フレームの第１ダウンリンクサブフレームにおいてブロードキャストする。
さらに、バスコントローラが速度可変サービスにリソースブロックを割り当てる時にはさらに以下の実施形態を含む。
まず、もし前記速度可変サービス伝送ニーズに複数速度可変サービスを備えるのであれば、各速度可変サービスのタイプおよび事前に設定した優先順位と速度可変サービスのタ
イプのマッピング関係に基づき、それぞれ各速度可変サービスの優先順位を確認する。
ここで、事前に設定した優先順位と速度可変サービスのタイプのマッピング関係は以下の実施形態を行うことができる。
まず速度可変サービスをリアルタイム性、待機時間および帯域幅ニーズに従い、３つの大きな優先順位に区分する。それぞれをリアルタイム優先順位（第１優先順位）、待機優先順位（第２優先順位）、帯域幅優先順位（第３優先順位）とし、それぞれ大きな優先順位を再度区分する。
ここで、リアルタイム優先順位において、優先順位が高いサービスは、リアルタイム性、タイムラグまたは時間ジッタ等要求が比較的厳しいサービスを伝送し、優先順位が低いサービスは、リアルタイム性、タイムラグまたは時間ジッタ等要求が比較的低いサービスを伝送する。
待機優先順位において、優先順位が高いサービスは、伝送待機データ待機時間が長いサービスを伝送し、優先順位が低いサービスは、伝送待機データ待機時間が短いサービスを伝送する。
帯域幅優先順位サービスにおいて、優先順位が高いサービスは、伝送待機データ帯域幅ニーズが比較的大きいサービスを伝送し、優先順位が低いサービスは、伝送待機データ帯域幅ニーズが比較的小さいサービスを伝送する。
その後、前記各速度可変サービスの優先順位に基づき、事前に区分した速度可変サービスリソースブロックにおいて、それぞれ各速度可変サービにスリソースブロックを割り当て、リソースブロック割り当て結果を前記バス端末へ送信することにより、前記バス端末に前記リソースブロック割り当て結果に基づき、これに応じて前記各速度可変サービスを伝送する。
つまり、速度可変サービスに対して優先順位を区分し、リソースブロックにおいて伝送する時に、優先順位が高い速度可変サービスを優先して伝送でき、データサービス伝送のリアルタイム性をさらに高めることができる。
さらに、前記優先順位の区分も速度固定サービスに適用する。速度固定サービスに速度固定サービスリソースブロックに割り当てる時、もし接続を確立する場合、バス端末が複数速度固定サービスを報告すれば、各速度固定サービスのタイプおよび事前に設定した優先順位と速度固定サービスのタイプのマッピング関係に基づき、それぞれ各速度固定サービスの優先順位を確認できる。ならびに、前記各速度固定サービスの優先順位に基づき、相応の事前に区分した速度固定サービスリソースブロックにおいて、それぞれ各速度固定サービスにリソースブロックを割り当て、リソースブロック割り当て結果を前記バス端末へ送信することにより、前記バス端末に前記リソースブロック割り当て結果に基づき、これに応じて前記各速度固定サービスを伝送する。
本発明に係る実施形態において、データサービスを速度固定サービスと速度可変サービスに区分し、これに応じてチャネルリソースを速度固定サービスリソースブロックと速度可変サービスリソースブロックに区分する。速度固定サービスに速度固定サービスリソースブロックを事前に保留し、速度可変サービスリソースブロックにて速度可変サービスに優先順位に従いリソースブロックを動的に割り当てることができ、データサービス伝送における衝突を効果的に回避でき、システムデータサービス伝送の信頼性を高める。同時に、データサービスのリアルタイム伝送を実現し、伝送のリアルタイム性を高める。
以下に具体的な応用シーンを用いて前記実施形態をさらに詳細に説明する。具体的に図５は、本発明に係る実施形態においてインダストリアル・インターネットフィールドブロードバンドバスに基づくアーキテクチャのリアルタイム伝送方法の実行プロセスであり、具体的に以下のステップ５００からステップ５９０を含む。
ステップ５００において、もしインダストリアル・インターネットフィールドブロードバンドバスに基づくアーキテクチャが初期化作業を実行していれば、バス端末が最初にアクセスする時、バスコントローラはバス端末がアップリンクサブフレームにおいて送信した少なくともバス端末の速度固定サービス伝送ニーズを含むアクセス・リクエストを受信する。
ステップ５１０において、もしインダストリアル・インターネットフィールドブロードバンドバスに基づくアーキテクチャが安定して実行していれば、バスコントローラはバス端末がアップリンク・ランダム・アクセスシス・テムサブフレームにおいて送信したアクセス・リクエストを受信する。
ここで、アップリンク・ランダム・アクセスシス・テムサブフレームは、事前に設定した信号フレーム構造の最後の１スペシャル・フレームに位置する。アクセス・リクエストには少なくともバス端末の速度固定サービス伝送ニーズを含む。
ステップ５２０において、バス端末に数量を事前に設定したサブキャリアを割り当てる。
ステップ５３０において、バス端末の速度固定サービス伝送ニーズに基づき、時間領域において数量を事前に設定したサブキャリアを、速度固定サービスリソースブロックと速度可変サービスリソースブロックに区分する。
ステップ５４０において、区分した速度固定サービスリソースブロックをバス端末の速度固定サービスのリソースブロック割り当て結果とする。
このように、異なるデータサービスを区分し、異なるデータサービスのタイプに対して、これに応じてチャネルリソースを区分し、速度固定サービスのリソースブロックの割り当て結果を事前に獲得する。
ステップ５５０において、速度固定サービスのリソースブロック割り当て結果を次の信号フレームの第１ダウンリンクサブフレームにおいてブロードキャストし、バス端末へ送信する。
ステップ５６０において、バスコントローラは、バス端末が事前に割り当てた速度固定サービスリソースブロックに基づき、アップリンクサブフレームにおいて送信した速度固定サービスを受信する。
つまり、本発明に係る実施形態において、バス端末事前に割り当てた速度固定サービスリソースブロックを直接使用して速度固定サービスを伝送でき、再度リクエストする必要が無く、データ伝送のリアルタイム性を高める。
ステップ５７０において、バスコントローラは、バス端末がアップリンクサブフレームにおいて送信した速度可変サービス伝送ニーズを受信する。
ステップ５８０において、速度可変サービス伝送ニーズに基づき事前に区分した速度可
変サービスリソースブロックにおいて、バス端末の速度可変サービスにリソースブロックを割り当てる。
ステップ５９０において、リソースブロック割り当て結果を次の信号フレームの第１ダウンリンクサブフレームにおいてブロードキャストし、バス端末へ送信する。
このように、バス端末は速度可変サービスのリソースブロック割り当て結果に基づき速度可変サービスを伝送できる。
前記実施形態に基づき、図６は、本発明に係る実施形態において前記インダストリアル・インターネットフィールドブロードバンドバスに基づくアーキテクチャであり、バスコントローラ、少なくとも１つのバス端末および２線式バスを含む。バスコントローラとバス端末は２線式バス接続によりネットワークを構成し、前記バスコントローラはいずれか１つのバス端末との間、および各バス端末との間でＯＦＤＭ技術に基づき通信を行う。ここで、各バス端末が占めるサブキャリアとの間では相互干渉しない。インダストリアル・インターネットフィールドブロードバンドバスに基づくアーキテクチャのリアルタイム伝送装置は、具体的に、
前記バス端末が事前に割り当てた速度固定サービスリソースブロックに基づき、アップリンクサブフレームにおいて送信した速度固定サービスを受信する、第１受信ユニット６０と、
前記バス端末がアップリンクサブフレームにおいて送信した速度可変サービス伝送ニーズを受信する、第２受信ユニット６１と、
前記速度可変サービス伝送ニーズに基づき事前に区分した速度可変サービスリソースブロックにおいて、前記バス端末の速度可変サービスにリソースブロックを割り当てる、第１割り当てユニット６２と、
リソースブロック割り当て結果を前記バス端末へ送信することにより、前記バス端末に前記リソースブロック割り当て結果に基づき速度可変サービスを伝送する、第１送信ユニット６３とを備える。
好ましくは、
前記バス端末が最初にアクセスする時、前記バス端末が送信した少なくとも前記バス端末の速度固定サービス伝送ニーズを含むアクセス・リクエストを受信する、第３受信ユニット６４と、
前記バス端末に数量を事前に設定したサブキャリアを割り当て、前記バス端末の速度固定サービス伝送ニーズに基づき、時間領域において前記数量を事前に設定したサブキャリアを速度固定サービスを伝送する速度固定サービスリソースブロックと速度可変サービスを伝送する速度可変サービスリソースブロックに区分する、第２割り当てユニット６５と、
区分した速度固定サービスリソースブロックを前記バス端末の速度固定サービスのリソースブロック割り当て結果とし、前記速度固定サービスのリソースブロック割り当て結果を前記バス端末に送信することにより、前記バス端末に前記速度固定サービスのリソースブロック割り当て結果に基づき、速度固定サービスを伝送する、第２送信ユニット６６とをさらに備える。
好ましくは、前記バス端末が送信したアクセス・リクエストを受信する、第３受信ユニット６４は具体的に、
もし前記インダストリアル・インターネットフィールドブロードバンドバスに基づくアーキテクチャが初期化を実行していれば、前記バス端末がアップリンクサブフレームにおいて送信したアクセス・リクエストを受信する。または、
もし前記インダストリアル・インターネットフィールドブロードバンドバスに基づくア
ーキテクチャが安定して実行していれば、前記バス端末がアップリンク・ランダム・アクセスシス・テムサブフレームにおいて送信したアクセス・リクエストを受信する。ここで、前記アップリンク・ランダム・アクセスシス・テムサブフレームは、事前に設定した信号フレーム構造の最後の１スペシャル・フレームに位置する。
好ましくは、第１割り当てユニット６２はさらに、
各データサービスのタイプおよび事前に設定した優先順位とデータサービスのタイプのマッピング関係に基づき、それぞれ各データサービスの優先順位を確認する。ここで、前記データサービスは、速度可変サービスと速度固定サービスを含む。ならびに、前記各データサービスの優先順位に基づき、これに応じて事前に区分したリソースブロックにおいて、それぞれ各データサービスにリソースブロックを割り当てる。
第１送信ユニット６３は、リソースブロック割り当て結果を前記バス端末へ送信することにより、前記バス端末に前記リソースブロック割り当て結果に基づき、これに応じて前記各データサービスを伝送する。
好ましくは、リソースブロック割り当て結果を前記バス端末へ送信する、第１送信ユニット６３は具体的に、リソースブロック割り当て結果を次の信号フレームの第１ダウンリンクサブフレームにおいてブロードキャストする。
前記速度固定サービスのリソースブロック割り当て結果を前記バス端末に送信する、第２送信ユニット６６は具体的に、前記速度固定サービスのリソースブロック割り当て結果を次の信号フレームの第１ダウンリンクサブフレームにおいてブロードキャストする。
コンピュータプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、前記コンピュータプログラムがプロセッサに実行される時に前記いずれか１つのインダストリアル・インターネットフィールドブロードバンドバスに基づくアーキテクチャのリアルタイム伝送方法を実現する。
前記実施形態に基づき、図７は、本発明に係る実施形態においてコンピュータ装置の構造を示す図である。
本発明の実施形態はコンピュータ装置を提供しており、当該コンピュータ装置は、プロセッサ７１０（ＣＥＮＴＥＲ ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ ＵＮＩＴ，ＣＰＵ）、メモリ７２０、入力設備７３０および出力設備７４０等を含むことができる。入力設備７３０はキーボード、マウス、タッチパッド等を含むことができる。出力設備７４０は液晶ディスプレイ（ＬＩＱＵＩＤ ＣＲＹＳＴＡＬ ＤＩＳＰＬＡＹ，ＬＣＤ）、ブラウン管（ＣＡＴＨＯＤＥ ＲＡＹ ＴＵＢＥ，ＣＲＴ）等のようなディスプレイ設備を含むことができる。
メモリ７２０は、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）とランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）を含むことができ、かつプロセッサ７１０へメモリ７２０に記憶したプログラム命令とデータを提供する。本発明に係る実施形態において、メモリ７２０は、前記インダストリアル・インターネットフィールドブロードバンドバスに基づくアーキテクチャのリアルタイム伝送方法のプログラムを記憶できる。
プロセッサ７１０は、メモリ７２０が記憶したプログラム命令を呼び出すことにより、獲得したプログラム命令に従い、
前記バス端末が事前に割り当てた速度固定サービスリソースブロックに基づき、アップリンクサブフレームにおいて送信した速度固定サービスを受信し、
前記バス端末がアップリンクサブフレームにおいて送信した速度可変サービス伝送ニーズを受信する。前記速度可変サービス伝送ニーズに基づき事前に区分した速度可変サービ
スリソースブロックにおいて、前記バス端末の速度可変サービスにリソースブロックを割り当てる。ならびにリソースブロック割り当て結果を前記バス端末へ送信することにより、前記バス端末に前記リソースブロック割り当て結果に基づき速度可変サービスを伝送する。
好ましくは、プロセッサ７１０はさらに、
前記バス端末が最初にアクセスする時、前記バス端末が送信した少なくとも前記バス端末の速度固定サービス伝送ニーズを含むアクセス・リクエストを受信し、
前記バス端末に数量を事前に設定したサブキャリアを割り当て、前記バス端末の速度固定サービス伝送ニーズに基づき、時間領域において前記数量を事前に設定したサブキャリアを速度固定サービスを伝送する速度固定サービスリソースブロックと速度可変サービスを伝送する速度可変サービスリソースブロックに区分し、
区分した速度固定サービスリソースブロックを前記バス端末の速度固定サービスのリソースブロック割り当て結果とし、前記速度固定サービスのリソースブロック割り当て結果を前記バス端末に送信することにより、前記バス端末に前記速度固定サービスのリソースブロック割り当て結果に基づき、速度固定サービスを伝送する。
好ましくは、前記バス端末が送信したアクセス・リクエストを受信する、プロセッサ７１０は具体的に、
もし前記インダストリアル・インターネットフィールドブロードバンドバスに基づくアーキテクチャが初期化を実行していれば、前記バス端末がアップリンクサブフレームにおいて送信したアクセス・リクエストを受信する。または、
もし前記インダストリアル・インターネットフィールドブロードバンドバスに基づくアーキテクチャが安定して実行していれば、前記バス端末がアップリンク・ランダム・アクセスシス・テムサブフレームにおいて送信したアクセス・リクエストを受信する。ここで、前記アップリンク・ランダム・アクセスシス・テムサブフレームは、事前に設定した信号フレーム構造の最後の１スペシャル・フレームに位置する。
好ましくは、前記アップリンク・ランダム・アクセスシス・テムサブフレームにおける各ＯＦＤＭシンボルは、データ信号とアップリンクパイロット信号を同時に積載する。前記データ信号と前記アップリンクパイロット信号により占有された前記アップリンク・ランダム・アクセスシス・テムサブフレームのサブキャリアが、事前に設定した割合に従い割り当てる。ここで、前記データ信号は少なくともアクセス・リクエストを含む。
好ましくは、前記アップリンクサブフレームの各ＯＦＤＭシンボルはデータ信号を積載する他に、アップリンクパイロット信号を積載する。ここで、前記アップリンクパイロット信号は前記バスコントローラにチャネル推定を指示し、
前記データ信号と前記アップリンクパイロット信号により占有された前記アップリンクサブフレームのサブキャリアが、事前に設定した割合に従い割り当てる。
好ましくは，プロセッサ７１０はさらに、
もし前記速度可変サービス伝送ニーズに複数速度可変サービスを備えるのであれば、各速度可変サービスのタイプおよび事前に設定した優先順位と速度可変サービスのタイプのマッピング関係に基づき、それぞれ各速度可変サービスの優先順位を確認する。ならびに前記各速度可変サービスの優先順位に基づき、事前に区分した速度可変サービスリソースブロックにおいて、それぞれ各速度可変サービにスリソースブロックを割り当て、
リソースブロック割り当て結果を前記バス端末へ送信することにより、前記バス端末に前記リソースブロック割り当て結果に基づき、これに応じて前記各速度可変サービスを伝送する。
好ましくは、リソースブロック割り当て結果を前記バス端末へ送信する、プロセッサ７１０は具体的に、リソースブロック割り当て結果を次の信号フレームの第１ダウンリンクサブフレームにおいてブロードキャストする。
前記速度固定サービスのリソースブロック割り当て結果を前記バス端末に送信する、プロセッサ７１０は具体的に、前記速度固定サービスのリソースブロック割り当て結果を次の信号フレームの第１ダウンリンクサブフレームにおいてブロードキャストする。
総じて、本発明に係る実施形態において、前記インダストリアル・インターネットフィールドブロードバンドバスに基づくアーキテクチャは、バスコントローラ、少なくとも１つのバス端末および２線式バスを含み、バスコントローラとバス端末は２線式バス接続によりネットワークを構成し、前記バスコントローラはいずれか１つのバス端末との間、および各バス端末との間でＯＦＤＭ技術に基づき通信を行う。ここで、各バス端末が占めるサブキャリアとの間では相互干渉しない。前記方法は具体的に、前記バスコントローラは、前記バス端末が事前に割り当てた速度固定サービスリソースブロックに基づきアップリンクサブフレームにおいて送信した速度固定サービスを受信するステップと、前記バスコントローラは、前記バス端末がアップリンクサブフレームにおいて送信した速度可変サービス伝送ニーズを受信し、前記速度可変サービス伝送ニーズに基づき事前に区分した速度可変サービスリソースブロックにおいて、前記バス端末の速度可変サービスにリソースブロックを割り当て、リソースブロック割り当て結果を前記バス端末へ送信することにより、前記バス端末に前記リソースブロック割り当て結果に基づき速度可変サービスを伝送するステップとを含む。このように、ＯＦＤＭ技術をインダストリアルフィールドバスに引用し、マルチキャリア技術を使用し伝送帯域幅と速度を可以さらに高めることができ、データサービスを速度固定サービスと速度可変サービスに区分する。かつ、これに応じて、チャネルリソースを速度固定サービスリソースブロックと速度可変サービスリソースブロックに区分する。速度固定サービスの速度固定サービスリソースブロックは事前に割り当てており、動的に割り当てる必要は無い。さらに速度可変サービスリアルタイムに可変サービスリソースブロックを動的に割り当て、データサービスを伝送するの衝突を効果的に回避でき、システムデータサービス伝送の信頼性を高めることができる。同時に、データサービスのリアルタイム伝送を実現し、伝送のリアルタイム性を高める。
本分野の技術者として、本出願は実施形態の方法、デバイス（システム）およびコンピュータプログラム製品を提供できることは明白である。したがって、本分野の技術者として、本発明は完全なハードウェア実施形態、完全なソフトウェア実施形態、またはソフトウェアとハードウェアの両方を結合した実施形態を採用できることがわかるはずである。また、本発明は１つまたは複数のコンピュータプログラム製品の形式を採用できる。当該製品は、コンピュータ使用可能なプログラムコードを含むコンピュータ利用可能な記憶媒体（ディスク記憶装置、ＣＤ−ＲＯＭ、光学記憶装置などを含むがそれとは限らない）において実施する。
本発明は本発明実施形態の手段、デバイス（システム）およびコンピュータプログラム製品のフローチャートおよび／またはブロック図を参照して陳述したものである。コンピュータプログラム命令でフローチャートおよび／またはブロック図のなかのすべてのチャートおよび／またはブロック、ならびにフローチャートおよび／またはブロック図のなかのチャートおよび／またはブロックの組み合わせを実現させることができると理解すべきである。これらのコンピュータプログラム命令を汎用コンピュータ、専用コンピュータ、組み込み式処理機あるいはその他のプログラミングできるデータ処理装置のプロセッサーに提供することによって機械的命令を生成させ、コンピュータあるいはその他のプログラミングできるデータ処理装置のプロセッサーが実行する命令を通じてフローチャートの１つあるいは複数のチャートおよび／またはブロック図の１つあるいは複数のブロックに指
定された機能を実行するのに用いる装置を形成させる。
これらのコンピュータプログラム命令はコンピュータあるいはその他のプログラミングできるデータ処理装置を誘導して特定の方式で働くコンピュータが読み取れる記憶装置のなかに保存することも可能で、当該コンピュータが読み取れる記憶装置のなかに保存している命令にコマンド装置を含む製造品を生成させ、当該コマンド装置はフローチャートの１つあるいは複数のチャートおよび／またはブロック図の１つあるいは複数のブロックに指定された機能を実現する。
これらのコンピュータプログラム命令はコンピュータあるいはその他のプログラミングできる処理装置に搭載することも可能で、コンピュータあるいはその他のプログラミングできるデバイスの上で一連の操作ステップを実行させてコンピュータで実現する処理を生成させることによって、コンピュータあるいはその他のプログラミングできるデバイスの上で実行する命令にフローチャートの１つあるいは複数のチャートおよび／またはブロック図１つあるいは複数のブロックに指定された機能を実現するのに用いるステップを提供させる。
本分野の技術者は本発明の精神と範囲を逸脱せずに本発明に対する種々の変更と変形を行うことができる。このようにして、本発明のこれらの修正と変形は本発明の権利請求および同等の技術範囲内に属するものであり、本発明はこれらの変更と変形を含むことを意図する。
無論、以上の実施形態は単に本発明の技術的解決手段を説明するためのものに過ぎず、それを制限するものではない。実施形態を参照しながら本発明に対する詳細な説明を行ったが、本分野の普通の技術者とって、依然として前記各実施形態に記載した技術的解決手段を修正したり、あるいはそのうちの一部の技術的特徴に対する同等の交換を行ったりすることが可能で、これらの修正あるいは交換は、相応の技術的解決手段の本質を本発明の個々の技術的解決手段の精神と範囲から逸脱させさせるものではない。

Claims (16)

  1. インダストリアル・インターネットフィールドブロードバンドバスに基づくアーキテクチャのリアルタイム伝送方法であって、
    前記インダストリアル・インターネットフィールドブロードバンドバスに基づくアーキテクチャは、バスコントローラと、少なくとも１つのバス端末および２線式バスとを含み、前記バスコントローラと前記バス端末は前記２線式バス接続によりネットワークを構成し、前記バスコントローラはいずれか１つの前記バス端末との間、および各前記バス端末との間でマルチキャリア直交周波数分割多重ＯＦＤＭ技術に基づき通信を行い、各前記バス端末が占めるサブキャリアとの間では相互干渉しなく、前記方法は、
    前記バスコントローラは、前記バス端末が事前に割り当てた速度固定サービスリソースブロックに基づきアップリンクサブフレームにおいて送信した速度固定サービスを受信するステップと、
    前記バスコントローラは、前記バス端末が前記アップリンクサブフレームにおいて送信した速度可変サービス伝送ニーズを受信し、前記速度可変サービス伝送ニーズに基づき事前に区分した速度可変サービスリソースブロックにおいて、前記バス端末の速度可変サービスにリソースブロックを割り当て、リソースブロック割り当て結果を前記バス端末へ送信することにより、前記バス端末に前記リソースブロック割り当て結果に基づき前記速度可変サービスを伝送するステップとを含むことを特徴とするインダストリアル・インターネットフィールドブロードバンドバスに基づくアーキテクチャのリアルタイム伝送方法。
  2. 前記バス端末が最初にアクセスする時、前記バスコントローラは前記バス端末が送信した少なくとも前記バス端末の速度固定サービス伝送ニーズを含むアクセス・リクエストを受信するステップと、
    前記バス端末に数量を事前に設定したサブキャリアを割り当て、前記バス端末の速度固定サービス伝送ニーズに基づき、時間領域において前記数量を事前に設定したサブキャリアを速度固定サービスを伝送する速度固定サービスリソースブロックと速度可変サービスを伝送する速度可変サービスリソースブロックに区分するステップと、
    区分した前記速度固定サービスリソースブロックを前記バス端末の速度固定サービスのリソースブロック割り当て結果とし、前記速度固定サービスのリソースブロック割り当て結果を前記バス端末に送信することにより、前記バス端末に前記速度固定サービスのリソースブロック割り当て結果に基づき、前記速度固定サービスを伝送するステップとをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のインダストリアル・インターネットフィールドブロードバンドバスに基づくアーキテクチャのリアルタイム伝送方法。
  3. 前記バスコントローラは前記バス端末が送信したアクセス・リクエストを受信することは、
    もし前記インダストリアル・インターネットフィールドブロードバンドバスに基づくアーキテクチャが初期化を実行していれば、前記バスコントローラは前記バス端末がアップリンクサブフレームにおいて送信したアクセス・リクエストを受信し、または、
    もし前記インダストリアル・インターネットフィールドブロードバンドバスに基づくアーキテクチャが安定して実行していれば、前記バスコントローラは前記バス端末がアップリンク・ランダム・アクセスシス・テムサブフレームにおいて送信したアクセス・リクエストを受信し、前記アップリンク・ランダム・アクセスシス・テムサブフレームは、事前に設定した信号フレーム構造の最後の１スペシャル・フレームに位置するステップとを含むことを特徴とする請求項２に記載のインダストリアル・インターネットフィールドブロードバンドバスに基づくアーキテクチャのリアルタイム伝送方法。
  4. 前記アップリンク・ランダム・アクセスシス・テムサブフレームにおける各ＯＦＤＭシンボルは、データ信号とアップリンクパイロット信号を同時に積載し、前記データ信号と
    前記アップリンクパイロット信号により占有された前記アップリンク・ランダム・アクセスシス・テムサブフレームのサブキャリアが、事前に設定した割合に従い割り当てられ、前記データ信号は少なくともアクセス・リクエストを含むことを特徴とする請求項３に記載のインダストリアル・インターネットフィールドブロードバンドバスに基づくアーキテクチャのリアルタイム伝送方法。
  5. 前記アップリンクサブフレームの各ＯＦＤＭシンボルはデータ信号を積載する他に、アップリンクパイロット信号を積載し、前記アップリンクパイロット信号は前記バスコントローラにチャネル推定を指示し、
    前記データ信号と前記アップリンクパイロット信号により占有された前記アップリンクサブフレームのサブキャリアが、事前に設定した割合に従い割り当てることを特徴とする請求項１または請求項３に記載のインダストリアル・インターネットフィールドブロードバンドバスに基づくアーキテクチャのリアルタイム伝送方法。
  6. 各データサービスのタイプおよび事前に設定した優先順位とデータサービスのタイプのマッピング関係に基づき、それぞれ各データサービスの優先順位を確認するステップと、
    前記各データサービスの優先順位に基づき、これに応じて事前に区分したリソースブロックにおいて、それぞれ各データサービスにリソースブロックを割り当て、リソースブロック割り当て結果を前記バス端末へ送信することにより、前記バス端末に前記リソースブロック割り当て結果に基づき、これに応じて前記各データサービスを伝送するステップとをさらに含み、
    前記データサービスは、速度可変サービスと速度固定サービスを含むことを特徴とする請求項１に記載のインダストリアル・インターネットフィールドブロードバンドバスに基づくアーキテクチャのリアルタイム伝送方法。
  7. リソースブロック割り当て結果を前記バス端末へ送信することは、リソースブロック割り当て結果を次の信号フレームの第１ダウンリンクサブフレームにおいてブロードキャストし、
    前記速度固定サービスのリソースブロック割り当て結果を前記バス端末に送信することは、前記速度固定サービスのリソースブロック割り当て結果を次の信号フレームの第１ダウンリンクサブフレームにおいてブロードキャストすることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載のインダストリアル・インターネットフィールドブロードバンドバスに基づくアーキテクチャのリアルタイム伝送方法。
  8. インダストリアル・インターネットフィールドブロードバンドバスに基づくアーキテクチャのリアルタイム伝送装置であって、
    前記インダストリアル・インターネットフィールドブロードバンドバスに基づくアーキテクチャは、バスコントローラと、少なくとも１つのバス端末および２線式バスとを含み、前記バスコントローラと前記バス端末は前記２線式バス接続によりネットワークを構成し、前記バスコントローラはいずれか１つの前記バス端末との間、および各前記バス端末との間でマルチキャリア直交周波数分割多重ＯＦＤＭ技術に基づき通信を行い、各前記バス端末が占めるサブキャリアとの間では相互干渉しなく、前記装置は、
    前記バス端末が事前に割り当てた速度固定サービスリソースブロックに基づき、アップリンクサブフレームにおいて送信した速度固定サービスを受信する、第１受信ユニットと、
    前記バス端末がアップリンクサブフレームにおいて送信した速度可変サービス伝送ニーズを受信する、第２受信ユニットと、
    前記速度可変サービス伝送ニーズに基づき事前に区分した速度可変サービスリソースブロックにおいて、前記バス端末の速度可変サービスにリソースブロックを割り当てる、第１割り当てユニットと、
    リソースブロック割り当て結果を前記バス端末へ送信することにより、前記バス端末に前記リソースブロック割り当て結果に基づき前記速度可変サービスを伝送する、第１送信ユニットを備えることを特徴とするインダストリアル・インターネットフィールドブロードバンドバスに基づくアーキテクチャのリアルタイム伝送装置。
  9. 前記バス端末が最初にアクセスする時、前記バスコントローラは前記バス端末が送信した少なくとも前記バス端末の速度固定サービス伝送ニーズを含むアクセス・リクエストを受信する、第３受信ユニットと、
    前記バス端末に数量を事前に設定したサブキャリアを割り当て、前記バス端末の速度固定サービス伝送ニーズに基づき、時間領域において前記数量を事前に設定したサブキャリアを速度固定サービスを伝送する速度固定サービスリソースブロックと速度可変サービスを伝送する速度可変サービスリソースブロックに区分する、第２割り当てユニットと、
    区分した前記速度固定サービスリソースブロックを前記バス端末の速度固定サービスのリソースブロック割り当て結果とし、前記速度固定サービスのリソースブロック割り当て結果を前記バス端末に送信することにより、前記バス端末に前記速度固定サービスのリソースブロック割り当て結果に基づき、前記速度固定サービスを伝送する、第２送信ユニットとをさらに備えることを特徴とする請求項８に記載のインダストリアル・インターネットフィールドブロードバンドバスに基づくアーキテクチャのリアルタイム伝送装置。
  10. 前記バス端末が送信したアクセス・リクエストを受信する、第３受信ユニットは、
    もし前記インダストリアル・インターネットフィールドブロードバンドバスに基づくアーキテクチャが初期化を実行していれば、前記バス端末がアップリンクサブフレームにおいて送信したアクセス・リクエストを受信するか、または、
    もし前記インダストリアル・インターネットフィールドブロードバンドバスに基づくアーキテクチャが安定して実行していれば、前記バス端末がアップリンク・ランダム・アクセスシス・テムサブフレームにおいて送信したアクセス・リクエストを受信し、前記アップリンク・ランダム・アクセスシス・テムサブフレームは、事前に設定した信号フレーム構造の最後の１スペシャル・フレームに位置することを特徴とする請求項９に記載のインダストリアル・インターネットフィールドブロードバンドバスに基づくアーキテクチャのリアルタイム伝送装置。
  11. 前記アップリンク・ランダム・アクセスシス・テムサブフレームにおける各ＯＦＤＭシンボルは、データ信号とアップリンクパイロット信号を同時に積載し、前記データ信号と前記アップリンクパイロット信号により占有された前記アップリンク・ランダム・アクセスシス・テムサブフレームのサブキャリアが、事前に設定した割合に従い割り当て、前記データ信号は少なくともアクセス・リクエストを含むことを特徴とする請求項１０に記載のインダストリアル・インターネットフィールドブロードバンドバスに基づくアーキテクチャのリアルタイム伝送装置。
  12. 前記アップリンクサブフレームの各ＯＦＤＭシンボルはデータ信号を積載する他に、アップリンクパイロット信号を積載し、前記アップリンクパイロット信号は前記バスコントローラにチャネル推定を指示し、
    前記データ信号と前記アップリンクパイロット信号により占有された前記アップリンクサブフレームのサブキャリアが、事前に設定した割合に従い割り当てることを特徴とする請求項８または請求項１０に記載のインダストリアル・インターネットフィールドブロードバンドバスに基づくアーキテクチャのリアルタイム伝送装置。
  13. 前記第１割り当てユニットは、
    各データサービスのタイプおよび事前に設定した優先順位とデータサービスのタイプのマッピング関係に基づき、それぞれ各データサービスの優先順位を確認し、前記データサービスは、速度可変サービスと速度固定サービスを含み、および、前記各データサービスの優先順位に基づき、これに応じて事前に区分したリソースブロックにおいて、それぞれ各データサービスにリソースブロックを割り当て、
    前記第１送信ユニットは、リソースブロック割り当て結果を前記バス端末へ送信することにより、前記バス端末に前記リソースブロック割り当て結果に基づき、これに応じて前記各データサービスを伝送することを特徴とする請求項８または請求項１０に記載のインダストリアル・インターネットフィールドブロードバンドバスに基づくアーキテクチャのリアルタイム伝送装置。
  14. リソースブロック割り当て結果を前記バス端末へ送信する、前記第１送信ユニットは、前記リソースブロック割り当て結果を次の信号フレームの第１ダウンリンクサブフレームにおいてブロードキャストし、
    前記速度固定サービスのリソースブロック割り当て結果を前記バス端末に送信する、前記第２送信ユニットは、前記速度固定サービスのリソースブロック割り当て結果を次の信号フレームの第１ダウンリンクサブフレームにおいてブロードキャストすることを特徴とする請求項９ないし請求項１１いずれか１つに記載のインダストリアル・インターネットフィールドブロードバンドバスに基づくアーキテクチャのリアルタイム伝送装置。
  15. コンピュータプログラムがプロセッサに実行される時に請求項１ないし請求項７のいずれか１つの前記方法のステップを実現することを特徴とするコンピュータプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
  16. プロセッサを含み、前記プロセッサは、記憶装置に記憶したコンピュータプログラムを実行する時に請求項１ないし請求項７のいずれか１つの前記方法のステップを実現することを特徴とするコンピュータ装置。
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