[发明专利]一种静态与动态相融合的TDMA时隙分配方法

说明书

本发明公开了一种静态与动态相融合的TDMA时隙分配方法，属于通信组网技术领域。本发明首先设计出满足时隙动静态分配的时帧结构，然后按照每个节点需要传输的必要信息数据量，运用二叉树块内均分法进行静态时隙；接着，当用户有突发性、长报文发送需求时，按照预约请求的方式，向主节点申请动态时隙，主节点按照优先级进行排队处理；主节点在给从节点分配时隙的过程中，运用遗传算法实现主节点对时隙的智能分配。本发明不但保证了每个节点对于必要信息的绝对传输，而且满足节点突发性、长报文发送的需求，并且在时隙分配的时候充分考虑了时隙均匀性。

技术领域

本发明涉及通信组网技术领域，特别是指一种静态与动态相融合的TDMA(TimeDivision Multiple Access，时分多址)时隙分配方法。

背景技术

目前，通信组网领域对数据链通信的时延、通信效率、组网能力以及可靠性都提出了更高的要求。基于时分多址(Time Division Multiple Access，TDMA)的数据链系统，以时隙作为基本传输单位，从体系框架上就满足了系统对于组网的需求。而为了降低时延，就要求分配给每个节点的时隙在一个时帧内尽可能均匀。为了提高通信效率，就要保证时帧中的每个时隙尽可能的处于发送状态。而现有的时隙分配方法主要包括下面三种：

固定时隙分配：根据通信系统的设计，预先评估各个节点发送数据量的大小，然后人为的为各个节点分配一个或者多个固定的时隙来进行通信。这样设计的好处是保证了各个节点的通信质量，可以实现无冲突的信息传输，主要适用于系统负载较为明确的情况。但是节点在运行过程中，报文的产生具有不确定性和突发性。因此，既有可能产生时隙分配不够或者整个系统时隙资源利用过低。

竞争时隙分配：各个节点根据自身的发送报文数据量的需求，依据事先设定的规则，进行时隙资源的竞争。这样设计的好处是在满足自身个性化需求的同时，提高了时隙的利用率，其主要适用于节点通信需求事先较难估计并变化比较频繁的情况。但是，竞争时隙分配本质上属于静态分配，随着系统节点数的增加，彼此之间的竞争更加激烈，可能导致整个通信系统性能的恶化。

动态时隙分配：动态时隙分配是在节点有数据需要发送时，才分配给其所需的时隙，在数据发送完毕后，节点取消其对时隙的占用。这样设计的好处提高了时隙资源的利用率，时隙分配更加是合理。但是一旦发送冲突，难以保证各个节点都能顺利获得时隙，从而无法保证各个节点的正常通信。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种静态与动态相融合的TDMA时隙分配方法，该方法可保证每个节点对于必要信息的绝对传输，同时满足节点突发性、长报文发送的需求。

为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：

一种静态与动态相融合的TDMA时隙分配方法，包括以下步骤：

(1)将整个时帧划分为交替分布的静态时隙和动态时隙，其中，所有静态时隙组成静态时隙池，所有动态时隙组成动态时隙池；

(2)对于静态时隙池采用二叉树块内均法进行时隙分配；其中，采用时隙组、起始索引号、重复率值三个变量来定义时隙块，每一时隙块由一个或多个同类型时隙组成，并采用非根节点到根节点的唯一路径上的反序二进制串对二叉树的每一个非根节点进行编码；所述时隙组用于指定时隙块所属的时隙池，起始索引号是时隙块在时隙池中的起始位置，重复率值是时隙块占用时隙个数的以2为底的对数；

(3)当一个数据链节点需求的时隙需要多个时隙块共同提供时，则最终所选的多个时隙块，其两两之间的间隔BI的总和取最大值；其中，若两个时隙块位于二叉树的同一级中，则这两个时隙块的间隔BI为：

BI＝|2^N-1-|2^N-1-|Value(Code1)-Value(Code2)|||

式中，N为两个时隙块的所在级别，Code1和Code2分别代表两个时隙块的编码，Value()表示将二进制转化为十进制；