本发明专利技术公开了一种适用于集中式TDMA网络的多优先级时隙分配方法，属于集中式TDMA网络时隙调度技术领域。其将历元划分为用于传输控制信令的控制时隙和用于传输数据信令的数据时隙，充分利用集中式TDMA网络的管理优势，对多业务流区分若干个优先级，可以实现多业务流同时存在时对全网带宽资源的合理分配。应用本方法可以实现集中式TDMA网络时隙的合理分配，减小业务传输时延，优化多业务带宽资源调度。
【技术实现步骤摘要】
一种适用于集中式TDMA网络的多优先级时隙分配方法
本专利技术涉及集中式TDMA网络时隙调度
，特别是指一种适用于集中式TDMA网络的多优先级时隙分配方法。
技术介绍
目前，需方对TDMA网络提出了更苛刻的要求，在网络总带宽受限条件下，需要智能化调节各个业务间的传输带宽，使得各业务间保持传输的公平性和紧急性。公平性是指多业务并发时，每个业务均应得到发送机会而不被其他业务完全堵塞；紧急性是指当发生某紧急业务或某业务突然流量增大时，理应得到带宽资源的倾斜。西安电子科技大学王春侠比较了几种典型网络调度算法（参考文献“TDMA系统中的时隙分配策略研究”，王春侠，西安电子科技大学），指出主流的轮询算法，可以一定程度上保证多业务的公平性，但并未过多考虑不同用户间信道的具体情况，会造成系统吞吐量降低。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提出一种适用于集中式TDMA网络的多优先级时隙分配方法，其能够在保证各业务间传输公平性的基础上，满足其紧急性，使得带宽资源得到最优动态配比，提高系统吞吐量。基于上述目的，本专利技术提供的技术方案是：一种适用于集中式TDMA网络的多优先级时隙分配方法，其将历元划分为用于传输控制信令的控制时隙和用于传输数据信令的数据时隙，所述控制时隙的个数为2N-2，所述数据时隙的个数为M，N为全网节点个数，数据时隙的个数至少满足一轮调度；本方法包括以下步骤：（1）在业务发起端根据业务的紧急性将业务分为紧急业务和非紧急业务两类，并为业务划分优先级，紧急业务被划分为最高和次高两个优先级，非紧急业务被划分为多个优先级，紧急业务的优先级高于非紧急业务的优先级；（2）簇头根据优先级为业务分配时隙；其中，簇头中存在三个队列，第一队列用于收集一个历元内全网中存在的最高优先级业务，第二队列用于收集一个历元内全网中存在的次高优先级业务，第三队列用于收集一个历元内全网中存在的非紧急业务并按优先级由高到低排列；（3）执行时隙分配算法，具体如下：（301）若三个队列均为空，则执行固定分配方式；即，将M个数据时隙按照在网节点顺序依次分配，以每个在网节点各分一个时隙为一轮，循环多轮直到将M个数据时隙分完，记录截止位置；下一历元若仍是执行固定分配方式，则在截止位置处开始分配，循环多轮直到将M个数据时隙分完；（302）若第一队列不为空，则执行独占分配方式；即，根据路由算法寻找第一队列中业务流的最佳路径，并根据路径上节点占用情况形成第一分配队列，第一分配队列中的元素根据最佳路径中的业务顺序排列，以第一分配队列中各元素顺序各分一个时隙为一轮，循环多轮直到将M个数据时隙分完，并记录截止位置；下一历元若仍是执行独占分配方式，则在截止位置处开始分配一轮，再按照新的第一分配队列的元素顺序循环多轮直到将M个数据时隙分完；（303）若第一队列为空而第二队列不为空，则执行紧急通道方式；即，根据路由算法寻找第二队列中业务流的最佳路径，并根据路径上节点占用情况形成第二分配队列，第二分配队列中的元素根据最佳路径中的业务顺序排列，为第二分配队列中各元素按顺序各分一个时隙；然后，若第三队列不为空，则将剩余数据时隙按照（304）中的动态分配方式进行分配；若第三队列为空，则将剩余数据时隙按照（301）中的固定分配方式进行分配；（304）若第一、第二队列均为空而第三队列不为空，则执行动态分配方式；即，根据路由算法寻找第三队列中业务流的最佳路径，并根据路径上节点占用情况形成第三分配队列，第三分配队列中的元素根据最佳路径中的业务顺序排列，以第三分配队列中各元素顺序各分一个时隙为一轮，循环多轮直到将M个数据时隙分完，记录截止位置；下一历元若仍是执行动态分配方式，则在截止位置处开始分配一轮，再按照新的第三分配队列的元素顺序循环多轮直到将M个数据时隙分完。具体的，所述步骤（1）的具体方式为：（101）以强插方式指定最高优先级业务，且同一时间最多有一个最高优先级业务；（102）根据全网总带宽设定依次递减的多个阈值，当业务流量大于最大的阈值时，将该业务作为紧急业务并划为次高优先级；（103）当业务流量小于最大的阈值时，将该业务作为非紧急业务，并根据业务流量所在的阈值区间，为该业务划分相应的优先级。具体的，所述多个阈值中，最大的阈值为全网总带宽的2/3，次大的阈值为全网总带宽的1/2，后续阈值线性递减。从上面的叙述可以看出，本专利技术技术方案的有益效果在于：1、本专利技术能够解决多业务流同时存在时对带宽资源的分配合理性要求高的问题。它充分利用集中式TDMA网络的管理优势，对多业务流区分若干个优先级，可以实现多业务流同时存在时对全网带宽资源的合理分配。应用本方法可以实现集中式TDMA网络时隙的合理分配，减小业务传输时延，优化多业务带宽资源调度。2、本专利技术利用网络管理层中的簇头进行资源调度，能够根据全网业务流优先级等级分配时隙资源，合理调控对每个业务流时隙资源的配比，实现全网带宽资源的合理分配。3、本专利技术将时隙分配与路由相结合，按实际传输路径分配时隙。这种方式既考虑了业务的紧急程度及业务量大小，同时结合路由，能够使带宽资源得到最优动态配比，提高系统吞吐量。总之，本专利技术方法对业务流区分了优先级，并结合路由进行时隙分配，从而能够在保证各业务间传输公平性的基础上，满足其紧急性，使得带宽资源得到最优动态配比，提高系统吞吐量，特别适用于多业务并发且对传输带宽配比要求高的情况。附图说明为了更加清楚地描述本专利，下面提供一幅或多幅附图，这些附图旨在对本专利的
技术介绍
、技术原理和/或某些具体实施方案做出辅助说明。图1是本专利技术实施例中历元帧的帧结构示意图；图2是本专利技术实施例中簇头分配时隙的流程图；图3是本专利技术实施例中结合路由的时隙分配算法的流程图。具体实施方式为了便于本领域技术人员对本专利技术方案的理解，同时，为了使本专利的技术目的、技术方案和有益效果更加清楚，并使权利要求书的保护范围得到充分支持，下面以具体案例的形式对本专利的技术方案做出进一步的、更详细的说明。一种适用于集中式TDMA网络的多优先级时隙分配方法，其将历元划分为用于传输控制信令的控制时隙和用于传输数据信令的数据时隙，所述控制时隙的个数为2N-2，所述数据时隙的个数为M，N为全网节点个数，数据时隙的个数至少满足一轮调度；本方法包括以下步骤：（1）在业务发起端根据业务的紧急性将业务分为紧急业务和非紧急业务两类，并为业务划分优先级，紧急业务被划分为最高和次高两个优先级，非紧急业务被划分为多个优先级，紧急业务的优先级高于非紧急业务的优先级；（2）簇头根据优先级为业务分配时隙；其中，簇头中存在三个队列，第一队列用于收集一个历元内全网中存在的最高优先级业务，第二队列用于收集一个历元内全网中存在的次高优先级业务，第三队列用于收集一个历元内全网中存在的非紧急业务并按优先级由高到低排列；（3）执行时隙分配算法，具体如下：（301）若三个队列均为空，则执行固定分配方式；即，将M个数据时隙按照在网节点顺序依次分配，以每个在网节点各分一个时隙为一轮，循环多轮直到将M个数据时隙分完，记录截止位置；下一历元若仍是执行固定分配方式，则在截止位置处开始分配，循环多轮直到将M个数据时隙分完；（302）若第一队列不为空，则执行独占分配方式；即，根据路由算法寻找第一队列中业务流本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种适用于集中式TDMA网络的多优先级时隙分配方法，其特征在于，将历元划分为用于传输控制信令的控制时隙和用于传输数据信令的数据时隙，所述控制时隙的个数为2N‑2，所述数据时隙的个数为M，N为全网节点个数，数据时隙的个数至少满足一轮调度；本方法包括以下步骤：（1）在业务发起端根据业务的紧急性将业务分为紧急业务和非紧急业务两类，并为业务划分优先级，紧急业务被划分为最高和次高两个优先级，非紧急业务被划分为多个优先级，紧急业务的优先级高于非紧急业务的优先级；（2）簇头根据优先级为业务分配时隙；其中，簇头中存在三个队列，第一队列用于收集一个历元内全网中存在的最高优先级业务，第二队列用于收集一个历元内全网中存在的次高优先级业务，第三队列用于收集一个历元内全网中存在的非紧急业务并按优先级由高到低排列；（3）执行时隙分配算法，具体如下：（301）若三个队列均为空，则执行固定分配方式；即，将M个数据时隙按照在网节点顺序依次分配，以每个在网节点各分一个时隙为一轮，循环多轮直到将M个数据时隙分完，记录截止位置；下一历元若仍是执行固定分配方式，则在截止位置处开始分配，循环多轮直到将M个数据时隙分完；（302）若第一队列不为空，则执行独占分配方式；即，根据路由算法寻找第一队列中业务流的最佳路径，并根据路径上节点占用情况形成第一分配队列，第一分配队列中的元素根据最佳路径中的业务顺序排列，以第一分配队列中各元素顺序各分一个时隙为一轮，循环多轮直到将M个数据时隙分完，并记录截止位置；下一历元若仍是执行独占分配方式，则在截止位置处开始分配一轮，再按照新的第一分配队列的元素顺序循环多轮直到将M个数据时隙分完；（303）若第一队列为空而第二队列不为空，则执行紧急通道方式；即，根据路由算法寻找第二队列中业务流的最佳路径，并根据路径上节点占用情况形成第二分配队列，第二分配队列中的元素根据最佳路径中的业务顺序排列，为第二分配队列中各元素按顺序各分一个时隙；然后，若第三队列不为空，则将剩余数据时隙按照（304）中的动态分配方式进行分配；若第三队列为空，则将剩余数据时隙按照（301）中的固定分配方式进行分配；（304）若第一、第二队列均为空而第三队列不为空，则执行动态分配方式；即，根据路由算法寻找第三队列中业务流的最佳路径，并根据路径上节点占用情况形成第三分配队列，第三分配队列中的元素根据最佳路径中的业务顺序排列，以第三分配队列中各元素顺序各分一个时隙为一轮，循环多轮直到将M个数据时隙分完，记录截止位置；下一历元若仍是执行动态分配方式，则在截止位置处开始分配一轮，再按照新的第三分配队列的元素顺序循环多轮直到将M个数据时隙分完。...
【技术特征摘要】
1.一种适用于集中式TDMA网络的多优先级时隙分配方法，其特征在于，将历元划分为用于传输控制信令的控制时隙和用于传输数据信令的数据时隙，所述控制时隙的个数为2N-2，所述数据时隙的个数为M，N为全网节点个数，数据时隙的个数至少满足一轮调度；本方法包括以下步骤：（1）在业务发起端根据业务的紧急性将业务分为紧急业务和非紧急业务两类，并为业务划分优先级，紧急业务被划分为最高和次高两个优先级，非紧急业务被划分为多个优先级，紧急业务的优先级高于非紧急业务的优先级；（2）簇头根据优先级为业务分配时隙；其中，簇头中存在三个队列，第一队列用于收集一个历元内全网中存在的最高优先级业务，第二队列用于收集一个历元内全网中存在的次高优先级业务，第三队列用于收集一个历元内全网中存在的非紧急业务并按优先级由高到低排列；（3）执行时隙分配算法，具体如下：（301）若三个队列均为空，则执行固定分配方式；即，将M个数据时隙按照在网节点顺序依次分配，以每个在网节点各分一个时隙为一轮，循环多轮直到将M个数据时隙分完，记录截止位置；下一历元若仍是执行固定分配方式，则在截止位置处开始分配，循环多轮直到将M个数据时隙分完；（302）若第一队列不为空，则执行独占分配方式；即，根据路由算法寻找第一队列中业务流的最佳路径，并根据路径上节点占用情况形成第一分配队列，第一分配队列中的元素根据最佳路径中的业务顺序排列，以第一分配队列中各元素顺序各分一个时隙为一轮，循环多轮直到将M个数据时隙分完，并记录截止位置；下一历元若仍是执行独占分配方式，则在截止位置处开始分配一轮，再按照新的第一分配队列的元素顺序循环多轮直到将M个...
【专利技术属性】
技术研发人员：许沐，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十四研究所，
类型：发明
国别省市：河北,13
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