本发明涉及无线通信网络协议中的时隙分配方法，尤其涉及一种时分多址协议中的动态时隙分配方法。
背景技术：
无线通信网络技术的发展，为多个用户之间进行信息传输提供了高效、便利的方式。需要网络协议来协调安排信道资源的使用，使各用户以有效的方式接入信道，高效、公平、合理地共享有效的带宽资源，实现用户之间的有效通信。时分多址协议是一种固定分配协议，也是无线通信网络中常用的一种网络协议，该协议把时间资源划分多个时隙，在网络规划时，根据网内各用户的信息传输需求，预先分配给各用户；网络启动后，各用户按照预先分配的时隙发送信息，在自己的分配时隙未到达时，则接收其它用户发送的信息，从而实现了网内用户信息的交互。
然而，在网络规划期间，需要预先掌握各用户发送信息的需求情况，发送信息的类型及发送信息的更新率，然后再为该用户分析固定时隙。因此，这种时隙预分配方式受人为主观因素影响较大，且每个用户发送信息的需求也是动态变化的，在网络信息传输过程中，经常会导致某些用户发送信息的时隙不够用、而某些用户时隙用不了的情况，且这些用户之间的时隙资源是无法进行调剂的，从而影响用户信息传输的实时性和效率。
在现有技术中，通过是时隙不足成员向邻近的用户申请时隙转让，邻近的用户将其空闲的时隙资源转让给时隙不足成员，完成了时隙资源的动态调剂，解决了用户时隙不足的问题。典型的时隙分配方法如基于邻居时隙切换协议(ath-tdma)和基于无线共享协议(swap-tdma)。但是，这种动态时隙转让方式，仅仅从如何实现时隙转让角度入手，并没有考虑网络内用户的角色不同、平台类型不同、信息类型不同、发送信息的更新率不同等因素，而是直接将邻近用户的空闲时隙直接转让给时隙不足的成员，这意味着可能会产生将分配给指挥控制平台用户的时隙转让给非指挥控制平台用户，用于传输高更新率信息用户的时隙转让给低更新率信息用户，从而降低了重要平台用户重要信息传输的效率和成功发送概率，影响了网内用户之间的协同操作，影响了无线通信网络的整体传输性能，从而导致网内用户难以完成预定的任务。
因此，如何实现无线通信网络协议的时隙资源合理转让，在考虑用户信息传输等级的前提下，提高时隙资源的动态分配能力是现有无线通信网络协议研究的难点问题。
技术实现要素：
本发明的目的是实现无线通信网络协议时隙资源的合理转让，在考虑用户信息传输等级的前提下，提高时隙资源的动态分配能力。
为了实现本发明的目的，本发明提供了一种基于动态时分多址的时隙分配方法，网内各成员按照预先划分的分配时隙发送消息，并采用时隙评估算法评估自身时隙需求情况，当前时帧内时隙空闲成员通过预先分配的广播时隙广播自身空闲时隙数量、平台类型、以及当前时帧待发送消息的更新率；当前时帧内时隙不足成员通过预先分配的广播时隙广播需求时隙数量、平台类型以及当前时帧待发送消息的更新率；
网内设置有动态时隙控制中心，用于接收所述时隙空闲成员和所述时隙不足成员的广播信息，并按照指挥控制类平台优于非指挥控制类平台、消息更新率高的优于消息更新率低的原则，比较所述时隙不足成员与所述时隙空闲成员的优先级别；
若所述时隙不足成员的优先级别低，则不向所述时隙不足成员转让时隙，否则，将当前时帧内优先级别最低的时隙空闲成员的空闲时隙转让给所述时隙不足成员；所述动态时隙控制中心通过预先分配的动态分配广播时隙，广播时隙转移后的时隙转让成员和时隙接受成员的时隙界限参数。
进一步，在本发明所公开的技术方案中，动态时隙控制中心比较所述时隙不足成员与所述时隙空闲成员的优先级别，所述动态时隙控制中心判定优先级别顺序的步骤包括：
步骤一：动态时隙控制中心比较所述成员的平台类型，指挥控制类成员的优先级别高于非指挥控制类成员；
步骤二：动态时隙控制中心比较所述成员当前时帧内待发送消息的更新率，消息更新率高的优先级别高于消息更新率低的优先级别；
步骤三：当有多个时隙空闲成员满足向所述时隙不足成员转让时隙的条件时，则按照时隙空闲数量由多至少的顺序，依次向所述时隙不足成员转让时隙。
进一步，在本发明所公开的技术方案中，通过优先级别判定方法确定当前时帧内时隙空闲成员的优先级别，并将所述优先级别最低成员的空闲时隙转让给所述时隙不足成员，若有多个时隙空闲成员满足向所述时隙不足成员转让时隙的条件且时隙空闲数量相同时，则比较所述时隙空闲成员的空闲时隙与所述时隙不足成员的分配时隙之间的时隙间隔，按照时隙间隔由近至远的顺序，依次进行转让时隙。
进一步，在本发明所公开的技术方案中，若有多个时隙不足成员请求转让时隙，则所述动态时隙控制中心比较所述时隙不足成员的转让等级，并按照转让等级由高至低的顺序，先向转让等级高的成员转让时隙，然后，依次向转让等级递减的时隙不足成员转让时隙；
所述转让等级是指该成员时隙转让的优先性，转让等级高低的判定方法为：首先比较所述时隙不足成员的成员类型，指挥控制类成员的转让等级高于非指挥控制类成员；其次，比较所述时隙不足成员当前时帧待发送消息的更新率，消息更新率高的成员的转让等级高于消息更新率低的成员；最后，比较所述时隙不足成员预分配时隙的时隙间隔，时隙间隔远的转让等级高于时隙间隔近的。
进一步，在本发明所公开的技术方案中，当前时帧内时隙空闲成员、时隙不足成员和动态时隙控制中心通过预先分配的时隙广播自身信息和时隙界限参数，所述时隙的预先分配方法为：在每个时帧内预先留出多个时隙，采用时分方式将所述时隙划分为多个微时隙，并分别分配时隙空闲成员、时隙不足成员和动态时隙控制中心用于广播信息。
进一步，在本发明所公开的技术方案中，所述动态时隙控制中心设置有优先级列表和转让等级列表；
所述优先级列表的构建方法为：所述动态时隙控制中心接收时隙空闲成员的广播信息，根据优先级别的判定方法对所述时隙空闲成员进行优先级别排列，按照优先级别由高至低的顺序建立优先级列表，记录所述时隙空闲成员的地址；所述优先级列表还设置有优先级指针，用于指向当前优先级别表中优先级别最低的成员；
所述转让等级列表的构建方法为：所述动态时隙控制中心接收时隙不足成员的广播信息，根据转让等级的判定方法对所述时隙不足成员进行转让等级排列，按照转让等级由高至低的顺序建立转让等级列表，记录所述时隙不足成员的地址；所述转让等级列表还设置有转让等级指针，用于指向当前转让等级别表中转让等级最高的成员。
进一步，在本发明所公开的技术方案中，所述动态时隙控制中心比较时隙不足成员与时隙空闲成员优先级别的方法为：动态时隙控制中心将所述转让等级指针所指向的时隙不足成员与所述优先级指针所指向的时隙空闲成员进行优先级别比较，按照判定优先级别顺序的步骤进行；若时隙不足成员的优先级别低，则不向所述转让等级指针所指向的时隙不足成员转让时隙，否则，将所述优先级指针所指向的时隙空闲成员的空闲时隙转让给所述转让等级指针所指向的时隙不足成员；
若待转让时隙的时隙空闲成员的空闲时隙数大于所述时隙不足成员的时隙需求数，则时隙转让后，优先级指针保持不变，转让等级指针按照转让等级由高至低的顺序，移动指向转让等级列表中的下一个成员；
否则，优先级指针按照优先级别由低至高的顺序，移动指向所述优先级列表中的下一个成员，转让等级指针保持不变。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
①在保证网内重要用户关键信息传输的前提下合理转让时隙。在本发明中，时隙空闲成员广播自身空闲时隙信息，时隙不足成员广播时隙需求信息，动态时隙控制中心按照指挥控制类平台优于非指挥控制类平台、消息更新率高的优于消息更新率低的原则，比较所述时隙不足成员与所述时隙空闲成员的优先级别，只有当所述时隙空闲成员的优先级别低于所述时隙不足成员时，才向其转让时隙，保证了网内重要用户关键信息传输，同时兼顾信息的合理动态分配，提高了时隙分配的灵活性。
②提高了对网内用户时隙动态调整处理能力。在本发明中，给出了动态时隙控制中心比较优先级别的判定步骤，按照平台类型、消息更新率等因素进行比较，在保障重要角色关键信息可靠传输的前提下，按照优先级别的判定原则进行时隙转让，进一步提高了对空闲时隙转让的处理能力。
③提高了时隙转让效率，缩短了时隙转让时间，有利于提高信息传输的有效性。在本发明中，通过构建时隙空闲成员优先级列表和申请时隙转让成员转让等级列表的方式，维护时隙空闲成员的优先级别和时隙不足成员的转让等级，并采用指针指向当前优先级别等级最低的时隙空闲成员和当前转让等级最高的成员，避免了对优先级别和转让等级比对的繁琐环节，提高了时隙转让效率，缩短了时隙转让时间，保证了用户信息传输的实时性。
本发明的其它优点和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
在现有技术中，时隙转让方式通过是时隙不足成员向邻近的用户申请时隙转让，邻近的用户将其空闲的时隙资源转让给时隙不足成员。这种动态时隙转让方式，仅仅从如何实现时隙转让角度入手，并没有考虑网络内用户的角色不同、平台类型不同、信息类型不同、发送信息的更新率不同等因素，从而降低了重要平台用户重要信息传输的效率，难以保障重要用户重要信息传输的可靠性，降低了信息发送的成功概率，影响了无线通信网络的整体传输性能。
在基于时分多址的无线通信网络中，不同用户发送信息的优先级别是不同的，这种优先级别与用户的平台类型、信息类型或信息更新率是息息相关的。例如，在由指挥控制成员和非指挥控制成员组成的无线网络中，指挥控制成员所发送信息的重要性优于非指挥控制成员，指挥控制成员其发送信息通常包括指挥或控制其它用户进行协同、操作的指令信息，以达到用户之间的相互协同，共同完成某些重要任务。更进一步，即使相同平台类型的用户，其发送信息的类型也不同，不同类型信息对信息传输的更新率要求也是不同的，即对信息传输的实时性要求也是不同，如果这些信息传输满足不了更新率要求，可能会导致这些信息是无用信息，失去了信息的价值，从而影响用户之间的协同。在现有技术中，基于邻居时隙切换协议(ath-tdma)等时隙转让方式，仅仅从如何实现时隙转让角度入手，直接将距离时隙不足成员最近的空闲时隙转让给申请时隙转让的用户，而并不考虑转让时隙用户的平台类型、待发送信息的更新率等问题，从而有可能将分配给指挥控制成员发送信息的时隙转让给非指挥控制成员，也有可能将用于传输高更新率信息的时隙转让给传输低更新率信息传输。因此，现有技术中的这种时隙转让方法，会降低指挥控制平台信息传输的可靠性，难以保证高更新率信息传输的实时性，从而影响无线网络中各用户之间信息交互的有效性。
为了解决现有技术存在的问题，本发明实施例公开了一种基于动态时分多址的时隙分配方法，网内各成员按照预先划分的分配时隙发送消息，并采用时隙评估算法评估自身时隙需求情况，当前时帧内时隙空闲成员通过预先分配的广播时隙广播自身空闲时隙数量、平台类型、以及当前时帧待发送消息的更新率；当前时帧内时隙不足成员通过预先分配的广播时隙广播需求时隙数量、平台类型以及当前时帧待发送消息的更新率；
网内设置有动态时隙控制中心，用于接收所述时隙空闲成员和所述时隙不足成员的广播信息，并按照指挥控制类平台优于非指挥控制类平台、消息更新率高的优于消息更新率低的原则，比较所述时隙不足成员与所述时隙空闲成员的优先级别；
若所述时隙不足成员的优先级别低，则不向所述时隙不足成员转让时隙，否则，将当前时帧内优先级别最低的时隙空闲成员的空闲时隙转让给所述时隙不足成员；所述动态时隙控制中心通过预先分配的动态分配广播时隙，广播时隙转移后的时隙转让成员和时隙接受成员的时隙界限参数。
进一步，在本发明实施例所公开的技术方案中，动态时隙控制中心比较所述时隙不足成员与所述时隙空闲成员的优先级别，所述动态时隙控制中心判定优先级别顺序的步骤包括：
步骤一：动态时隙控制中心比较所述成员的平台类型，指挥控制类成员的优先级别高于非指挥控制类成员；
步骤二：动态时隙控制中心比较所述成员当前时帧内待发送消息的更新率，消息更新率高的优先级别高于消息更新率低的优先级别；
步骤三：当有多个时隙空闲成员满足向所述时隙不足成员转让时隙的条件时，则按照时隙空闲数量由多至少的顺序，依次向所述时隙不足成员转让时隙。
在基于时分多址的无线通信网络中，指挥控制类平台的信息传输重要性优于非指挥控制平台，指挥控制类平台所发送的信息通常是用于控制非指挥控制类平台进行相应的操作或信息处理，对整个网络用户之间的协同操作具有重要影响。因此，指挥控制类平台的优先级别要高于非指挥控制类平台。进一步，在无线通信网络中，各用户所发送信息的类型也是不同的，不同类型的信息其更新率要求也是不同，高更新率的信息其对信息传输的实时性要求要优于低更新率信息。考虑上述因素后，在本发明实施例所公开的技术方案中，在比较用户的优先级别时，首先比较用户的平台类型，指挥控制类平台优先级别高于非指挥控制类平台，即指挥控制类成员>非指挥控制类成员；其次，再比较用户发送信息的更新率，发送信息高更新率信息用户的优先级别高于发送信息低更新率信息用户，即信息更新率高的成员>信息更新率低的成员。当有多个时隙空闲成员满足向所述时隙不足成员转让时隙的条件时，则按照时隙空闲数量由多至少的顺序，依次向所述时隙不足成员转让时隙。
在本发明实施例所公开的技术方案中，进行时隙转让之前，先比较申请时隙转让成员与时隙空闲成员的优先级别，按照指挥控制平台优先级别高于非指挥控制类平台、发送高更新率信息的平台优先级别高于发送低更新率信息的平台的原则，进行优先级别比较，只有当申请时隙转让的成员的优先级别高于时隙空闲成员的优先级别时，才将空闲时隙转让给时隙不足成员。这种方式，是以优先保障高级别平台重要信息传输为原则，从而使得时隙转让兼顾了平台类型和信息传输要求，维护了无线网络中各用户信息传输的有效性，提高了时隙分配的灵活性。
进一步，在本发明实施例所公开的技术方案中，通过优先级别判定方法确定当前时帧内时隙空闲成员的优先级别，并将所述优先级别最低成员的空闲时隙转让给所述时隙不足成员，若有多个时隙空闲成员满足向所述时隙不足成员转让时隙的条件且时隙空闲数量相同时，则比较所述时隙空闲成员的空闲时隙与所述时隙不足成员的分配时隙之间的时隙间隔，按照时隙间隔由近至远的顺序，依次进行转让时隙。信息传输实时性是衡量无线通信网络信息传输性能的首要指标。时隙间隔近的优于转让，这样可使的时隙不足成员能够在最短时间内获得时隙资源，从而保证了所述时隙不足成员信息传输的实时性。
在基于时分多址的无线通信网络中，采用预先分配时隙的方法进行信息传输。通常是根据用户发送信息的预估值来决定的每个成员预先分配时隙的多少，这种预估会存在误差，且受人为主观因素影响较大，难以保证能够满足每个用户发送信息的需求，而且在实际的信息交互过程中，每个用户发送的信息是动态变化的。因此，在网络启动后，常常会出现用户时隙分配不均的情况，存在多个成员申请时隙转让也是时有发生的。而在现有技术中，如何对多个成员进行时隙转让，先向哪个成员转让时隙，后向哪个成员转让时隙，并没有给出实际可行的技术方案。在本发明实施例中，给了解决该问题的技术方案。不同用户申请时隙转让的转让等级是不同，这取决于所述成员的平台类型、消息更新率等因素，而空闲时隙数是有限的，如何在有限的空闲时隙前提下，优先保障发送信息转让等级比较高的成员，是解决该问题的核心。因此，在本发明实施例中，通过比较申请时隙转让成员的转让等级，优先为转让等级高的成员转让时隙。
进一步，在本发明实施例所公开的技术方案中，若有多个时隙不足成员请求转让时隙，则所述动态时隙控制中心比较所述时隙不足成员的转让等级，并按照转让等级由高至低的顺序，先向转让等级高的成员转让时隙，然后，依次向转让等级递减的时隙不足成员转让时隙；
所述转让等级是指该成员时隙转让的优先性，转让等级高低的判定方法为：首先比较所述时隙不足成员的成员类型，指挥控制类成员的转让等级高于非指挥控制类成员；其次，比较所述时隙不足成员当前时帧待发送消息的更新率，消息更新率高的成员的转让等级高于消息更新率低的成员；最后，比较所述时隙不足成员预分配时隙的时隙间隔，时隙间隔远的转让等级高于时隙间隔近的。
进一步，在本发明实施例所公开的技术方案中，当前时帧内时隙空闲成员、时隙不足成员和动态时隙控制中心通过预先分配的时隙广播自身信息和时隙界限参数，所述时隙的预先分配方法为：在每个时帧内预先留出多个时隙，采用时分方式将所述时隙划分为多个微时隙，并分别分配时隙空闲成员、时隙不足成员和动态时隙控制中心用于广播信息。
时隙不足成员申请时隙转让时，要与当前时帧内时隙空闲的成员进行优先级别比较，只有当申请时隙转让的成员优先级别高于当前时帧内时隙空闲成员的优先级别时，才进行时隙转让，这就必须要知道时隙空闲成员中哪一个优先级别最低，会导致繁琐的查找比较过程。同样，若有多个时隙不足成员请求转让时隙，则所述动态时隙控制中心比较所述时隙不足成员的转让等级，并按照转让等级由高至低的顺序，先向转让等级高的成员转让时隙，这也必须要知道时隙不足成员中哪一个转让等级最低，会导致繁琐的查找比较过程。
为了解决这个问题，在本发明实施例中，给出了一种指示时隙空闲成员优先级别和时隙不足成员转让等级的方法，采用构建优先级别列表和转让等级列表的方式避免了繁琐的优先级别比较环节。
进一步，在本发明实施例所公开的技术方案中，所述动态时隙控制中心设置有优先级列表和转让等级列表；
所述优先级列表的构建方法为：所述动态时隙控制中心接收时隙空闲成员的广播信息，根据优先级别的判定方法对所述时隙空闲成员进行优先级别排列，按照优先级别由高至低的顺序建立优先级列表，记录所述时隙空闲成员的地址；所述优先级列表还设置有优先级指针，用于指向当前优先级别表中优先级别最低的成员；
所述转让等级列表的构建方法为：所述动态时隙控制中心接收时隙不足成员的广播信息，根据转让等级的判定方法对所述时隙不足成员进行转让等级排列，按照转让等级由高至低的顺序建立转让等级列表，记录所述时隙不足成员的地址；所述转让等级列表还设置有转让等级指针，用于指向当前转让等级别表中转让等级最高的成员。
在本发明实施例所公开的方案中，通过构建时隙空闲成员优先级列表和申请时隙转让成员转让等级列表的方式，维护时隙空闲成员的优先级别和时隙不足成员的转让等级，并采用指针指向当前优先级别等级最低的时隙空闲成员和当前转让等级最高的成员，避免了对优先级别和转让等级比对的繁琐环节，提高了时隙转让效率，缩短了时隙转让时间，保证了用户信息传输的实时性。
进一步，在本发明实施例所公开的技术方案中，所述动态时隙控制中心比较时隙不足成员与时隙空闲成员优先级别的方法为：动态时隙控制中心将所述转让等级指针所指向的时隙不足成员与所述优先级指针所指向的时隙空闲成员进行优先级别比较，按照判定优先级别顺序的步骤进行；若时隙不足成员的优先级别低，则不向所述转让等级指针所指向的时隙不足成员转让时隙，否则，将所述优先级指针所指向的时隙空闲成员的空闲时隙转让给所述转让等级指针所指向的时隙不足成员；
若待转让时隙的时隙空闲成员的空闲时隙数大于所述时隙不足成员的时隙需求数，则时隙转让后，优先级指针保持不变，转让等级指针按照转让等级由高至低的顺序，移动指向转让等级列表中的下一个成员；
否则，优先级指针按照优先级别由低至高的顺序，移动指向所述优先级列表中的下一个成员，转让等级指针保持不变。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列的运用方式。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。