[发明专利]高效TDD/TDMA信道动态分配方法

说明书

技术领域

本发明属于通信技术领域，涉及一种时分双工/时分多址TDD/TDMA信道的动态分配方法，可应用于各种利用TDD/TDMA方式进行通信的局域网和接入网领域。背景技术

在采用TDD/TDMA方式实现点到多点通信的广播信道中，为了提高信道的利用率，通常采用动态分配上下行带宽的方法，依据相应的分组调度算法，灵活分配上下行带宽。因为当上下行带宽需求迅速变化时，如果不采用动态分配上下行带宽的方法会造成大量的信道资源浪费，大大降低信道利用率。

基于TDD/TDMA方式的动态带宽分配方法常采用周期性的报告授权机制，如图1所示，即把信道划分成连续且互不重叠的分配周期，每个分配周期内含有若干个报告帧，各个子节点在分配周期内相应的时刻发送各自的报告帧向中心节点报告上行业务的需求信息，报告帧由子节点生成并发送；每个分配周期内还含有一个信道分配帧，中心节点根据上一个相邻的各个报告帧的信息，授权或分配下一个分配周期的起止时刻以及该周期内的具体信道分配方案，信道分配帧由中心节点生成并发送。每个分配周期内的信道分配帧与下一个相邻的报告帧之间的时间间隔称为T_MR，每个分配周期内的最后一个报告帧与下一个相邻的信道分配帧之间的时间间隔称为T_RM，在现有的技术条件下，由于节点设备处理能力的制约，每个分配周期的T_MR必须设定一个最小值，使得当子节点接收到信道分配帧后可及时进行解析处理，并生成和发送相应的报告帧；同样每个分配周期的T_RM也必须设定一个最小值，使得中心节点接收到报告帧后可及时进行解析处理和对下一个分配周期进行相应的调度分配，并生成和发送相应的信道分配帧。信道分配帧和报告帧一般统称为控制帧。一个分配周期的长度必须大于T_RM最小值加上T_MR最小值再加上该分配周期内各个控制帧时长之和。

在现有的TDD/TDMA信道分配方法中，由于相邻上行帧与下行帧之间以及相邻下行帧与上行帧之间收发倒换的时间开销较大，因此常见的信道分配方法都将一个分配周期划分为上行和下行两个时间区间，用以减少收发倒换的次数。常见的信道分配方法有两种，一种常见信道分配方法如图2所示，其在一个分配周期内采用先分配下行时间区间，后分配上行时间区间的分配顺序；另一种常见信道分配方法如图3所示，其在一个分配周期内采用先分配上行时间区间，后分配下行时间区间的分配顺序。这两种常见信道分配方法都采用动态分配上下行时间区间的方式，每个分配周期均有两次收发倒换，且信道分配帧和各个报告帧所分配的具体时隙不固定，可根据业务到达的情况和具体分配方案分别分配在各个下行数据帧之间和各个上行数据帧之间。

上述两种常见信道分配方法虽然为TDD/TDMA信道的动态分配提供了简单的实现方式，但是由于受到T_MR最小值和T_RM最小值的限制，当信道需求迅速变化时，无论如何分配各个控制帧的具体发送时刻，都会出现无法充分利用所有信道资源的情况，造成信道利用率较低。

如图4所示，当采用先分配下行时间区间后分配上行时间区间的信道分配方法时，假设上一个分配周期的报告帧分配在上一个分配周期的最末尾时刻，且本分配周期内只有上行数据帧需要发送而没有下行数据帧需要发送，由于T_RM最小值的限制，信道分配帧之前必须要留出一段空时隙，这段空时隙无法分配给上行数据帧，造成信道资源的浪费；又例如当采用先分配上行时间区间后分配下行时间区间的信道分配方法时，假设上一个分配周期的信道分配帧分配在上一个分配周期的最末尾时刻，且本分配周期内只有下行数据帧需要发送而没有上行数据帧需要发送，由于T_MR最小值的限制，报告帧之前必须要留出一段空时隙，这段空时隙无法分配给下行数据帧，也造成信道资源的浪费。同样在其他常见信道分配方法下也会出现无法充分利用全部信道资源的情况。

发明内容

本发明针对现有TDD/TDMA信道的信道分配方法信道利用率较低的不足，提出一种高效的TDD/TDMA动态信道分配方法，以充分利用信道资源，提高信道利用率和吞吐量。

为实现上述目的，本发明给出如下两种技术方案：

技术方案1：

一种高效TDD/TDMA信道动态分配方法，包括如下步骤：

（1）将一个分配周期依次按下行、上行、下行的分配顺序划分为三个时间区间；