用于在无线通信系统中分配资源的方法技术方案

一种向无线通信网络中的至少一个无线节点分配资源的方法，包括：在无线节点处连续接收多个时隙的分派，其中时隙具有固定的时隙时间；获得(S1)关于物理层参数的信息以及所述多个时隙的所述分派和所述时隙时间；从由所述无线节点维护的分组传输队列中提取(S2)分组；基于关于物理层参数的所获得的信息，计算(S3)所述分组的持续时间；将所述分组的持续时间与所述时隙时间进行比较(S4A，S4B，S4C)；根据所述比较步骤的结果和/或所述分组传输队列中的分组的量，实时执行分段(S5C)、聚合(S5A)和所述物理层参数的重新配置(S5B)中的至少一者；以及将所述分组映射(S6)到所分派的时隙中的第一时隙。一时隙。一时隙。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于在无线通信系统中分配资源的方法


[0001]本专利技术总体上涉及无线通信，并且更具体地，涉及工业通信系统中的无线联网。

技术介绍

[0002]在通用通信网络中，链接的设备通常以随机的方式接入共享信道，使得只要有信息要传输，它们就能够在任何时间接入该信道。然而，这涉及冲突的风险，并且已经采用了特定的机制来避免冲突和保持公平，诸如先听后说、随机退避和/或请求发送/清除发送(request
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to
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send/clear
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to
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send，RTS/CTS)帧的交换。
[0003]在诸如工业网络的特定网络中，对信道的接入通常由网络管理器来调节，该网络管理器将时间/频率/编码方面的专用资源分派给只能在所分派的资源中进行传输的每个设备。因此，终端节点在这种意义上是“被动的”，即它们永远不能自主发起信道接入程序。
[0004]工业网络中的通信系统通常用于电力系统的自动化，例如变电站自动化或高压变频器的控制。这些系统必须适应来自信息技术(informational technology，IT)基础设施(例如远程监控、计量等)以及来自操作技术(operational technology，OT)基础设施(例如控制系统)(它们在数据大小和所需的服务质量方面不同)的异构(heterogeneous)流量。
[0005]为了支持时间要求最严格的流量类型，工业网络中的通信是紧密同步的，每个节点被周期性地分派在其期间它可以传输数据的一定数量的时隙。这在无线工业网络中更为重要，在该无线工业网络中，通常采用时分多址(time
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division multiple access，TDMA)机制来确保对共享信道的确定性接入并避免冲突。
[0006]分派给每个节点的TDMA时隙的大小和通信调度通常由中央网络管理器基于许多方面(诸如流量流、测量的信道质量、节点能力等)来决定。
[0007]集中式通信调度由网络管理器动态更新并分布到网络中的所有节点。然后，每个节点必须将所分派的时隙与其传输队列中可用的分组进行映射，这些分组可能属于具有异构的(heterogeneous)大小和要求的不同流量流。
[0008]为了简化调度并改善同步，在工业无线网络中，周期性重复的超帧中的时隙的持续时间和时隙的数量通常是固定的。然而，由于流量流的异构性质，通常可能发生的是相对于以最高优先级传输的数据的大小，时隙的大小可能太短或太长。在第一种情况下，当时隙太短时，节点可能需要将高优先级分组分段成多个子分组，以在连续的时隙上发送。另一方面，如果时隙太长，则节点可能需要将队列中的多个分组聚合成更大的分组，以避免未充分利用所分派的资源。
[0009]存在在通信网络的数据链路层或更高层处利用分段和聚合的现有方法。US7519030B2和US7474676B2中公开了这种方法的示例。从这些专利中已知的方法的缺点是它们不能将分段和聚合与通信调度相结合；它们采用可配置大小阈值，因此所有的分组被分段，或者被聚合。例如，在时隙太长并且没有要聚合的分组的情况下，信道将不会被充分利用。

技术实现思路

[0010]因此，为了避免以上描述的问题和缺点，有一种向无线通信网络中的至少一个无线节点分配资源的方法。该方法可以在无线节点中实施。该方法包括以下步骤：在无线节点处接收、特别是连续接收多个时隙的分派，其中这些时隙具有固定的时隙时间。连续接收(特别是在其中传输发生在超帧和时隙中的网络的上下文中)可以包括循环接收、重复接收、周期性接收、以非一次性或非特别(ad hoc)方式接收；特别地，在权利要求的意义下，连续接收不限于不间断的接收活动。该方法还包括以下步骤：获得关于物理层参数的信息以及所述多个时隙的所述分派和所述固定的时隙时间；从由所述无线节点维护的分组传输队列中提取分组；基于关于物理层参数的所获得的信息，计算所述分组的持续时间；将所述分组的持续时间与所述固定的时隙时间进行比较；根据所述比较步骤的结果和/或所述分组传输队列中的分组的量，实时执行分段、聚合和所述物理层参数的重新配置中的至少一者；以及将所述分组映射到所分派的时隙中的第一时隙。
[0011]在此，实时分段机制允许将长分组的传输分布在不同的时隙上，而不干扰来自其他节点的经调度的传输。该方法还可以执行实时聚合作为分段的替代性方案。实时聚合机制允许通过为多个分组仅传输一个物理层(PHY)前导码来减少通信开销，从而最大化信道利用率。此外，通过将分组在大小方面实时适配到时隙中，网络可以减少延迟，并且节点避免未充分利用所分派的资源。当前述替代性方案中的任何一个不能应用时，将选择的另一替代性方案是执行实时PHY重新配置。实时PHY重新配置可以使用来自网络管理器的关于PHY配置的信息，以便使分组适配于时隙长度。这允许最大化传输的可靠性，同时仍然使用所分派的资源，并且因此避免了总延迟的增加。
[0012]分段、聚合和所述物理层参数的重新配置取决于所述比较步骤的结果和/或所述分组传输队列，并且仅在所述分组的持续时间不同于所述固定的时隙时间的情况下进行。
[0013]此外，分组的实时分段和聚合可以在传输部分处的每个网络节点处实施。
[0014]该方法还可以包括发送，例如将所述分组映射到可用的第一时隙，该可用的第一时隙在时间和/或频率上是固定的、可以是所分派的时隙中的一个。可以重复提取、计算、比较和执行以上提及的动作中的任何一个的步骤，直到在超帧中分派了所有时隙。
[0015]进一步，从网络管理器获得的关于物理层参数的信息可以是广播信标帧。
[0016]进一步，物理层参数可以是调制阶数和/或编码率和/或循环前缀长度。获得物理层参数的优点是传输节点实时适配分组(例如改变调制阶数、编码率和循环前缀长度)的可能性。这些改变可以增加或减少分组的持续时间以匹配时隙。
[0017]进一步，该方法可以在当比较指示所述分组的持续时间长于所述固定的时隙时间时，确定执行所述分组的分段。
[0018]进一步，该方法可以在当所述比较指示所述分组的持续时间短于所述固定的时隙时间时，确定在所述分组传输队列中执行分组的聚合。
[0019]进一步，该方法可以在当所述比较指示分组的持续时间短于所述固定的时隙时间并且所述分组传输队列中没有另外的分组时，确定执行所述物理层参数的重新配置。替代性地或附加地，当分组的持续时间长于所述固定的时隙时间时，物理层参数被重新配置。
[0020]进一步，该方法可以在当所述分组的持续时间等于所述固定的时隙时间时，确定在发送例如映射所述分组到可用的所述第一时隙之前不执行动作。换句话说，不需要修改
分组或PHY的配置，因此分组在其到达时被转发到超帧。
[0021]还提供了一种传输设备，该传输设备被配置为与无线通信网络中的其他传输设备和/或网络管理器通信，并且能够执行以上描述的方法或其所描述的变型的步骤。传输设备可以是被配置为在网络中传输数据分组的实体或节点本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种向无线通信网络中的至少一个无线节点分配资源的方法，所述方法包括以下步骤：a)在无线节点处连续接收多个时隙的分派，其中，所述时隙具有固定的时隙时间，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：b)获得(S1)关于物理层参数的信息以及所述多个时隙的所述分派和所述时隙时间，c)从由所述无线节点维护的分组传输队列中提取(S2)分组，d)基于关于物理层参数的所获得的信息，计算(S3)所述分组的持续时间，e)将所述分组的持续时间与所述固定的时隙时间进行比较(S4A，S4B，S4C)，f)根据所述比较步骤的结果和/或所述分组传输队列中的分组的量，实时执行分段(S5C)、聚合(S5A)和所述物理层参数的重新配置(S5B)中的至少一者，以及g)将所述分组映射(S6)到所分派的多个时隙中的第一时隙。2.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤f)包括重新配置(S5B)所述物理层参数。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所接收的分派涉及一个超帧内的时隙，该超帧是所述无线通信网络中连续的多个超帧中的一个，所述方法还包括以下步骤：h)重复(S7A)步骤c)至步骤g)，直到所述超帧中的所有时隙已经被分派。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述获得的信息是广播信标帧。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述物理层参数是调制阶数和/或编码率和/或循环前缀长度。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在步骤f)中，当所述比较指示所述分组的持续时间长于所述固定的时隙时间时，确定执行所...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞智博，M，
申请(专利权)人：ABB电网瑞士股份公司，
类型：发明
国别省市：