[发明专利]基于多级帧结构的宽带自组网时隙资源动态分配方法

权利要求书

1.一种基于多级帧结构的宽带自组网时隙资源动态分配方法，其特征在于，包括以下步骤：

A1、网络节点开机，构建以主节点为中心的TDMA星型网络，主节点将所有业务时隙标记为未分配状态，并初始化时隙分配表；

A2、主节点构建三级帧结构，所述三级帧结构分别为时隙、时帧和超帧；主节点向子节点发送广播信息；

A3、子节点接收广播信息后，若子节点无业务等待发送，则子节点进入静默接收状态，直到子节点有业务等待发送，则执行步骤A4；

A4、子节点在网络控制时帧上行时隙内向主节点发送时隙请求帧；

A5、主节点在网络控制时帧上行时隙内接收子节点发送的时隙请求帧，根据时隙分配表内未分配使用的时隙和QoS约束条件，利用在线时隙分配机制，为子节点的新请求分配时隙，生成时隙分配方案；

A6、主节点在下一个超帧的网络控制时帧下行广播时隙中广播时隙分配方案；

A7、子节点接收并解析时隙分配方案，如果有该子节点时隙分配信息，则子节点在所分配的时隙上进行业务通信，子节点在完成所有业务发送后，在网络控制时帧上行时隙内向主节点发送时隙释放帧，并跳转至步骤A3，如无子节点时隙分配信息，则跳转至步骤A4；

所述步骤A5中的在线时隙分配机制具体包括步骤为：

B1、主节点统计在网络控制时帧内接收到的子节点时隙请求，令N表示总时隙数，M表示未被使用的时隙数，MS表示空闲的时隙位置集合，Scheme#n表示第n次分配方案，初始化n值取1；

B2、主节点对所有发送时隙请求的子节点按照子节点优先级大小进行排序，得到时隙分配队列；

B3、主节点根据各业务类型查找每个子节点所需对应的最小时隙数目NT_i，初始化当前未被使用的时隙CAN＝M，当前空闲的时隙位置集合为CAS＝MS；

B4、取时隙分配队列中优先级最高的子节点，如果CAN小于NT_i，即当前剩余未分配时隙不能满足所需时隙数目，将该节点从时隙分配队列中移除，如CAN大于NT_i，依据QoS约束条件中的最大时隙间隔，从CAS中随机选择满足要求的时隙，如CAS中无满足要求的时隙，将该子节点从时隙分配队列中移除，如CAS中有满足要求的时隙组合，则将时隙组合分配给当前子节点，更新CAN＝M-NT_i，从CAS中剔除当前分配的时隙组合，并从时隙分配队列中将该子节点移除；

B5、重复步骤B4直到时隙分配队列为空，将当前的分配方案记为Scheme#n；

B6、n值自增1，若n小于等于5，依次重复B3、B4、B5三个步骤，并且在所述B4步骤中从CAS中随机选择满足要求的时隙时，若选择的时隙出现重复，则退出该步骤，转入执行步骤B7；若n大于5，直接转入执行步骤B7；

B7、从生成的分配方案中选取满足最多子节点时隙需求的方案，如子节点数目相同则随机选择其中一个方案，作为时隙分配方案。

2.根据权利要求1所述的基于多级帧结构的宽带自组网时隙资源动态分配方法，其特征在于，所述步骤A2中时隙、时帧和超帧之间的关系为：1个时隙时长为3毫秒，每32个时隙组成1个时帧，每8个时帧组成1个超帧。

3.根据权利要求1所述的基于多级帧结构的宽带自组网时隙资源动态分配方法，其特征在于：所述的步骤A4中的网络控制时帧位于超帧的第1个时帧，所述超帧中的其余时帧为业务时帧；网络控制时帧的第1个时隙分配给主节点使用，为下行广播时隙；网络控制时帧的第2至第32个时隙为上行时隙，分配给子节点使用。

4.根据权利要求1所述的基于多级帧结构的宽带自组网时隙资源动态分配方法，其特征在于：所述的步骤A4中的时隙请求帧的长度为4个字节，具体内容为：第1字节为帧标识，设定为0x01，第2 字节为节点编号，第3字节为业务类型，第4字节为子节点优先级。

5.根据权利要求1所述的基于多级帧结构的宽带自组网时隙资源动态分配方法，其特征在于：所述步骤A5中的QoS约束条件与业务类型相对应，所述业务类型的种类包括语音、短消息、缩略视频、数据、标清视频、720P视频、1080P；每种业务类型对应具体的节点优先级、最少时隙数目、最大时隙间隔。