CN117896836A - 一种基于表驱动的时隙控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于表驱动的时隙控制方法，配置时隙表，时隙表内的每个元素分别包括时隙块长度信息和时隙类型信息；节点接收到时隙中断后，根据当前系统时间计算得到下一时隙的时隙号；通过查询时隙表得到下一时隙的时隙块长度信息和时隙类型信息后，对下一时隙配置对应的信号数据；在下一时隙到来时，发送配置后的信号数据。本发明设计了一张64×1536的时隙表，收到时隙中断时提前获取下一时隙的时隙号，并通过查表得到下一时隙的时隙状态，根据块长度和时隙类型计算相关数据，具有效率高、内存占用小、控制灵活的优点，高效实现了数据链对空台时隙控制功能，提高了数据链对空台的业务灵活性。

Description

一种基于表驱动的时隙控制方法

技术领域

本发明涉及超短波通信领域，尤其是涉及了一种基于表驱动的时隙控制方法。

背景技术

数据链对空台是一种超短波通信设备，用于地面塔台与飞机间通信，多个节点可组成一个无线通信网络。无线通信网络中存在信道访问控制问题，常用的MAC层协议包括CSMA（载波监听多址接入）和TDMA（时分多址接入）两种方式。CSMA由于不能保证信道访问的时间，且节点数较多时访问碰撞会导致网络性能显著下降，因此一般采用TDMA组网方式。

在TDMA网络中，时间被分割成周期性的时元、时帧、时隙，根据一定的时隙分配原则，给每个节点（TDMA网络中的基站）分配一个或多个时隙，各个节点在指定的时隙中发送相应的数据。现有的分配控制方法效率较低，无法满足TDMA网络通信的需求。

发明内容

为了解决背景技术中所存在的问题，本发明提出了一种基于表驱动的时隙控制方法。

一种基于表驱动的时隙控制方法，配置时隙表，时隙表内的每个元素分别包括时隙块长度信息和时隙类型信息；节点接收到时隙中断后，根据当前系统时间计算得到下一时隙的时隙号；通过查询时隙表得到下一时隙的时隙块长度信息和时隙类型信息后，对下一时隙配置对应的信号数据；在下一时隙到来时，发送配置后的信号数据。

基于上述，采用时元、时帧、时隙来表述时间，并按时元配置时隙表；其中，将单位时间秒划分为128个时隙，则：

1时隙 = 7.8125ms；

1时帧 = 12s = 1536个时隙；

1时元 = 12.8min = 64个时帧 = 98304个时隙；

1天 = 112.5个时元 = 7200个时帧 = 11059200个时隙；

目标时区的00:00:00对应的时隙号为0号。

基于上述，时隙表内每个时隙采用八位二进制表示，且高四位表示时隙的时隙块长度信息，低四位表示时隙类型信息。

基于上述，时隙类型包括入网时隙、网管时隙、数据时隙、话音时隙和收时隙；其中，所述入网时隙用于发送时间同步报文；所述网管时隙用于发送网管报文；所述数据时隙用于发送数据信息；所述话音时隙用于发送话音类信息；所述收时隙作为接收端的接收时隙用于接收其他站点发送来的信息。

基于上述，每个时帧的时隙分别分为A组、B组和C组，且A组、B组、C组的时隙交替分布。

基于上述，多个连续的时隙级联为时隙块；块长度表示连续级联的时隙数，最大为15。

基于上述，时隙分配的表示方法为时隙组-起始时隙-重复率-块长度；其中，时隙组-起始时隙-重复率表示一个时元分配的时隙数和分配的间隔时间周期，块长度表示该时隙单元占用的时间长度。

基于上述，在时隙表内，时隙类型配置有对应的区分颜色。

本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体的说，本发明划分时隙类型并设计了一张64×1536的时隙表，收到时隙中断时提前获取下一时隙的时隙号，并通过查表得到下一时隙的时隙状态，根据块长度和时隙类型分配相关信号数据，完成对入网同步、网络管理、数据传输、话音传输、跳频频率计算等任务的控制管理，具有控制效率高、内存占用适中、控制方法灵活的优点，高效的实现了数据链对空台的时隙控制功能，极大的提高了数据链对空台的业务灵活性。

附图说明

图1为本发明现有技术中数据链对空台的系统框图；

图2为本发明的时帧结构示意图；

图3为本发明的时隙表设置流程图；

图4为本发明的时隙表示意图；

图5为本发明的时隙中断处理流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

现实中，如图1所示，数据链对空台包括主机单元和射频前端，PL（可编程逻辑）端提供时隙中断（周期7.8125ms），为保证周期性时隙中断的精确度，利用高精度外部温补晶振（50MHz）作为主控模块（型号为FMQL45T900）的时钟源，PL端通过倍频后产生100MHz时钟，向PS（处理系统）端提供误差10ns以内的时隙中断。

时隙中断处理过程如图5所示，当主控模块的PS端接收到时隙中断时，PS端将根据当前系统时间计算下一个时隙（给调制解调模块预留数据处理时间，提前准备好发送和接收参数，填充待发送的信号数据）的时隙号，根据时隙号计算下一时隙在时隙表内的行号和列号（时隙号先对98304求余得到一个时元内的时隙数，时隙数除以1536得到行号，时隙数对1536求余得到列号），通过查表得到下一时隙号对应的时隙的块长度和时隙类型信息，根据块长度和时隙类型填充待发送的信号数据（现实中一般情况下，入网同步、网络管理等任务的信号数据处于阻塞等待状态）给调制解调模块，调制解调模块将数据处理完成后，在下一时隙到来时将待发送数据发送出去，完成对入网同步、网络管理、数据传输、话音传输、跳频频率计算（收状态）等任务的控制管理。

具体的，将单位时间“秒”划分为128个时隙，则每个时隙的时长为7.8125ms。一天24小时共计11059200个时隙，以目标时区如北京时间的00:00:00为0号时隙号，每个时隙依次对应计算和分配时隙号。根据当前时间可计算出时隙号，例如：北京时间17:07:10，则当前时间对应时隙号（）的计算方式如下：

本实施例中，采用时元、时帧、时隙的方式来表述时间，具体时间划分如下：

1时隙 = 7.8125ms；

1时帧 = 12s = 1536个时隙；

1时元 = 12.8min = 64个时帧 = 98304个时隙；

1天 = 112.5个时元 = 7200个时帧 = 11059200个时隙。

如图2所示，每个时帧的1536个时隙分为A、B、C三组，每组包括512个时隙。A组、B组、C组的时隙以交替的方式出现，一个时帧内的时隙排序顺序为A-0、B-0、C-0、A-1、B-1、C-1、……A-511、B-511、C-511。

时隙分配采用时隙组-起始时隙-重复率-块长度的表示方法如A-3-10-3。时隙组-起始时隙-重复率表示一个时元分配的时隙数和分配的间隔时间周期，块长度表示该时隙单元占用的时间长度，例如A-3-10-3表示以时隙9开始，重复率10表示每隔96个时隙出现一次，块长度3表示每次占用3个连续级联的时隙（3*7.8125ms）。本实施例中，重复率为0-15，不同重复率下的时隙数与时间间隔如表1所示：

表1

按时元配置一张64×1536的时隙表，时隙表中每个时隙用一个八位的二进制表示，占用1Byte（字节），共占用98304Byte内存（系统共有512MB内存）。每个字节的高四位表示时隙的时隙块长度信息，低四位表示时隙类型信息。将不同的时隙类型分别用不同的颜色表示，以A-0-9-3（入网时隙，蓝色）、A-1-10-3（网管时隙，黄色）、A-3-10-12（数据时隙，红色）、A-8-11-3（话音时隙，绿色）为例（收时隙为无色或白色），设置完成后的时隙表如图4所示，通过区别颜色的设置，方便工作人员介入操作时直观观察时隙类型。

在TDMA网络时间同步的条件下，根据系统时间，通过查表法获取下一时隙的时隙块长度和时隙类型。时隙时隙块长度信息用于完成对传输数据量大小的控制，时隙类型信息用于完成入网同步、网络管理、数据传输、话音传输、跳频频率计算（收状态）等任务的控制管理。所述入网时隙主要用于发送站点间时间同步报文，用来维护站点间的时间以确保站点间正常通信；在完成时间同步后，站点间通信必不可少，用于站点维护及管理的角色被称为网管站，所述网管时隙通过网管站下发管理维护相关的信息来实现对站点的控制，网管站在网管时隙根据任务实际需求下发管理维护信息；站点间实现了时间的同步后即可进行业务通信，所述数据时隙将作为站点进行数据通信的时隙，当站点有数据需要传输时站点将在数据时隙的前一时隙对所需传输的数据进行处理并在数据时隙到来时进行发送；同样，所述话音时隙用来传输话音消息；其他没有业务需要进行处理的时隙则设置为收时隙，收时隙作为接收端的接收时隙，计算接收频率，用于接收其他站点发送来的信息。

为满足不同业务量的数据传输要求，使用时隙级联的方法来控制数据传输量大小，也即将多个连续级联的时隙作为时隙块，根据时隙块的长度确定连续多少个时隙作为该类型数据的发送时隙。初始状态下，时隙表默认全部为收时隙。依据传输数据量大小，选择合适的时隙块长度来控制数据发送量，单次传输的最大时隙块长度为15。

时隙表的设置方法有两种，一是通过本地主机单元下发时隙控制指令，通过光纤链路到主控模块的PL端，然后由主控模块的PL端将光纤接口上的数据通过内部AXI总线转发到PS端进行解析，PS端提取时隙配置信息进行时隙表设置；二是通过远程网管站发送的网络控制报文，使用无线的方式，经过调制解调模块到PS端，PS端提取时隙配置信息进行时隙表设置。

在对时隙表进行设置时，根据PS端解析出报文中时隙组-起始时隙-重复率-时隙块长度信息，首先对时隙组、块长度等进行合法性判断。判断合法后，再将新的时隙信息写入时隙表中，新的时隙信息写入时隙表时将覆盖原来的时隙信息，时隙表中每个时隙用一个1字节表示，高四位存储块长度，低四位用于存储时隙类型，设置流程如图3所述。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (8)

1.一种基于表驱动的时隙控制方法，其特征在于：

配置时隙表，时隙表内的每个元素分别包括时隙块长度信息和时隙类型信息；

节点接收到时隙中断后，根据当前系统时间计算得到下一时隙的时隙号；

通过查询时隙表得到下一时隙的时隙块长度信息和时隙类型信息后，对下一时隙配置对应的信号数据；

在下一时隙到来时，发送配置后的信号数据。

2.根据权利要求1所述的基于表驱动的时隙控制方法，其特征在于：采用时元、时帧、时隙来表述时间，并按时元配置时隙表；其中，将单位时间秒划分为128个时隙，则：

1时隙 = 7.8125ms；

1时帧 = 12s = 1536个时隙；

1时元 = 12.8min = 64个时帧 = 98304个时隙；

1天 = 112.5个时元 = 7200个时帧 = 11059200个时隙；

目标时区的00:00:00对应的时隙号为0号。

3.根据权利要求1所述的基于表驱动的时隙控制方法，其特征在于：时隙表内每个时隙采用八位二进制表示，且高四位表示时隙的时隙块长度信息，低四位表示时隙类型信息。

4.根据权利要求1所述的基于表驱动的时隙控制方法，其特征在于：时隙类型包括入网时隙、网管时隙、数据时隙、话音时隙和收时隙；其中，所述入网时隙用于发送时间同步报文；所述网管时隙用于发送网管报文；所述数据时隙用于发送数据信息；所述话音时隙用于发送话音类信息；所述收时隙作为接收端的接收时隙用于接收其他站点发送来的信息。

5.根据权利要求2所述的基于表驱动的时隙控制方法，其特征在于：每个时帧的时隙分别分为A组、B组和C组，且A组、B组、C组的时隙交替分布。

6.根据权利要求1所述的基于表驱动的时隙控制方法，其特征在于：多个连续的时隙级联为时隙块；块长度表示连续级联的时隙数，最大为15。

7.根据权利要求1所述的基于表驱动的时隙控制方法，其特征在于：时隙分配的表示方法为时隙组-起始时隙-重复率-块长度；其中，时隙组-起始时隙-重复率表示一个时元分配的时隙数和分配的间隔时间周期，块长度表示该时隙单元占用的时间长度。

8.根据权利要求1所述的基于表驱动的时隙控制方法，其特征在于：在时隙表内，时隙类型配置有对应的区分颜色。