本發(fā)明屬于無線通信領(lǐng)域，尤其涉及基于tdma通信制式的基站和終端設(shè)備。

背景技術(shù)：

在移動通信領(lǐng)域中，空中接口(簡稱空口)是基站和終端之間的無線傳輸規(guī)范，用來定義每個無線信道的使用頻率、帶寬、接入時機(jī)和編碼方法等，不同的通信系統(tǒng)，有不同的空口定義和標(biāo)準(zhǔn)。

在窄帶通信條件中，受限于空口的帶寬，在某些應(yīng)用場景下，數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)的效果不是很理想。隨著圍繞窄帶通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)日益豐富和完善，用戶對于數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)，特別是多點(diǎn)并發(fā)的上下行數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)，包括功能、效率和響應(yīng)速度，都提出了較高的要求。

在傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)中，基本都是通過終端隨機(jī)接入申請、接入應(yīng)答、業(yè)務(wù)信道分配和數(shù)據(jù)幀傳輸?shù)冗^程來完成傳輸流程，而且不能以組用戶作為傳輸對象，只能通過以個人用戶為傳輸對象的輪詢方式來完成數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼麄€過程，在多終端并發(fā)使用的應(yīng)用場景下，這種傳統(tǒng)流程下的數(shù)據(jù)傳輸明顯不能滿足實際應(yīng)用的要求。

其存在的問題如下：

1、傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸流程中，是以個人用戶為對象進(jìn)行上行數(shù)據(jù)的傳輸控制，期間需要大量的空口信令交互，以完成隨機(jī)接入請求、接入應(yīng)答和信道分配等過程，占用較多的空口資源，數(shù)據(jù)傳輸?shù)膬艉膳c所用空口資源的占比下降，沒有充分利用無線信道資源。

2、一般的數(shù)據(jù)傳輸流程都引入了隨機(jī)接入機(jī)制，當(dāng)同一時刻大量的終端都需要傳輸數(shù)據(jù)的時候，會出現(xiàn)頻繁的空口碰撞，導(dǎo)致接入成功率大大降低，嚴(yán)重影響數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)的響應(yīng)速度。

3、利用組用戶作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶ο?，雖然可以解決基站到終端下行數(shù)據(jù)傳輸?shù)钠款i問題，但是需要提前對終端進(jìn)行靜態(tài)編組，不能動態(tài)指定特定的終端參與數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)，降低了業(yè)務(wù)的靈活性和易用性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提出一種通用的、高效率的、可供多終端并發(fā)參與的數(shù)據(jù)傳輸方法。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)上述目的：

一種窄帶通信條件下高效的數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于，包括以下步驟：

s1：基站在控制信道上分別向多個終端下發(fā)當(dāng)前可用的無線信道資源；

s2：每個終端在控制信道上分別接收無線信道資源，從中提取信道數(shù)量、收發(fā)頻率和信道號；并生成業(yè)務(wù)控制數(shù)據(jù)塊，在業(yè)務(wù)控制數(shù)據(jù)塊中構(gòu)造包含信道總數(shù)量、收發(fā)頻率和信道號的信道列表；所述的信道總數(shù)量為提取的信道數(shù)量加1；

s3：基站在控制信道上分別向多個終端下發(fā)參與數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)的終端總數(shù)量和終端號碼信息，并在業(yè)務(wù)信道廣播時間同步信息；

s4：每個終端在控制信道上分別接收終端總數(shù)量和終端號碼信息并解析，在解析出的終端號碼中搜索終端自身的號碼，如果搜索不到，則清空業(yè)務(wù)控制數(shù)據(jù)塊，結(jié)束本流程；否則根據(jù)信道列表分別計算各自承載數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)信道和各自的發(fā)射窗口；

s5：每個終端分別遷移到各自承載數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)信道上，根據(jù)基站在業(yè)務(wù)信道上廣播的時間同步信息和各自的發(fā)射窗口，在該業(yè)務(wù)信道上向基站進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；

s6：數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束后，每個終端分別返回控制信道，清空業(yè)務(wù)控制數(shù)據(jù)塊。

其中，所述步驟s4中每個終端在控制信道分別接收終端總數(shù)量和終端號碼信息并解析，在解析出的終端號碼中搜索終端自身的號碼，如果搜索不到，則清空業(yè)務(wù)控制數(shù)據(jù)塊，結(jié)束本流程；否則根據(jù)信道列表分別計算各自承載數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)信道，具體包括以下步驟：

s401：每個終端在控制信道上分別接收終端總數(shù)量和終端號碼信息并解析；

s402：每個終端分別判斷解析出的終端號碼的數(shù)量與終端總數(shù)量是否一致，若一致，則執(zhí)行步驟s403，否則，將解析出的終端號碼信息緩存起來，轉(zhuǎn)入步驟s401；

s403：每個終端分別在解析出的終端號碼中搜索終端自身的號碼并確定自身號碼在終端號碼中的索引位置；如果搜索不到，則清空業(yè)務(wù)控制數(shù)據(jù)塊后，結(jié)束本流程；否則，執(zhí)行s404；

s404：每個終端分別根據(jù)自身號碼在終端號碼中的索引位置和信道列表，計算出各自承載數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)信道索引值，計算的公式為：

chanindex＝msindex％n；

其中，chanindex為當(dāng)前承載數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)信道索引值；n為信道總數(shù)量；

msindex為終端自身號碼在終端號碼中的索引位置；

s405：每個終端分別根據(jù)信道列表和各自承載數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)信道索引值獲得各自承載數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)信道；

其中所述步驟s4中計算發(fā)射窗口，具體包括以下步驟：

s411：計算承載數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)信道上承載的終端數(shù)量；計算的方法為：

txnum＝m/n+(m％n)(chanindex+1)

其中，txnum為當(dāng)前承載數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)信道上進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕K端數(shù)量；

chanindex為當(dāng)前承載數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)信道索引值，n為信道總數(shù)量，m為

終端總數(shù)量；

s412：根據(jù)終端自身號碼在終端號碼中的索引位置、信道列表和承載數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)信道索引值，計算在當(dāng)前承載數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)信道上該終端排隊的位置索引；計算的方法為：

queueindex＝msindex/n+(msindex％n)/(chanindex+1)；

式中，queueindex為當(dāng)前承載數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)信道上終端排隊的位置索引，msindex為終端自身號碼在在終端號碼中的索引位置，chanindex為當(dāng)前承載數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)信道索引值，n為信道總數(shù)量；

s413：根據(jù)當(dāng)前承載數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)信道上終端排隊的位置索引、當(dāng)前承載數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)信道上進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕K端數(shù)量和待發(fā)數(shù)據(jù)的長度，計算終端進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌l(fā)射窗口；計算的方法為：

txwind＝(queueindex*l)+(txnum*l)*n；

式中，txwind為終端在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時采用的發(fā)射窗口；queueindex為當(dāng)前承載數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)信道上終端排隊的位置索引；l為待發(fā)數(shù)據(jù)所占用的時隙長度；txnum為當(dāng)前承載數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)信道上進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕K端數(shù)量；其中，n＝511/(txnum*l)。

其中，所述步驟s5具體包括以下步驟：

s501：每個終端分別遷移到各自承載數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)信道上；

s502：將待發(fā)數(shù)據(jù)寫入發(fā)送隊列；

s503：判斷業(yè)務(wù)信道上廣播的時間同步信息是否等于發(fā)射窗口；若等于，則執(zhí)行步驟s505，否則執(zhí)行步驟s504；

s504：等待下一個廣播的時間同步信息，執(zhí)行步驟s503；

s505：從發(fā)送隊列中提取待發(fā)數(shù)據(jù)向基站傳輸；

s506：判斷發(fā)送隊列是否為空，若為空，則停止發(fā)送；否則，轉(zhuǎn)入步驟s505。

本發(fā)明方法相對于背景技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：

(1)相比于傳統(tǒng)的以組用戶作為對象的數(shù)據(jù)傳輸方法，本方法可以靈活設(shè)置用戶號碼，尤其是在多終端并發(fā)參與的業(yè)務(wù)場景下，采用動態(tài)下發(fā)的機(jī)制將指定的用戶重組為一個整體，從而進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸流程的控制，降低了空口的資源消耗，增強(qiáng)了數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)的靈活性和易用性。

(2)本方法在數(shù)據(jù)傳輸過程中，終端通過自主計算所分配的業(yè)務(wù)信道和發(fā)射窗口，代替了空口的隨機(jī)接入機(jī)制，在業(yè)務(wù)信道上利用時隙為單位控制終端排隊，充分利用了無線信道資源，避免了空口碰撞，顯著提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣群托省?/p>

(3)本方法中，每一個終端都分配了多個發(fā)射窗口，在電磁信號比較復(fù)雜的應(yīng)用環(huán)境中，可以借助于數(shù)據(jù)重發(fā)的機(jī)制，避免空中的突發(fā)干擾，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)某晒β?，因此，該?shù)據(jù)傳輸方法有著較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明中終端計算業(yè)務(wù)信道和發(fā)射窗口的流程圖；

圖2為本發(fā)明中空口數(shù)據(jù)傳輸?shù)氖疽鈭D；

圖3為本發(fā)明中業(yè)務(wù)控制數(shù)據(jù)塊的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

一種窄帶通信條件下高效的數(shù)據(jù)傳輸方法，具體過程如下：

s1：基站在控制信道上分別向多個終端下發(fā)當(dāng)前可用的無線信道資源；

s2：每個終端在控制信道上分別接收無線信道資源，從中提取信道數(shù)量、收發(fā)頻率和信道號；并生成業(yè)務(wù)控制數(shù)據(jù)塊，在業(yè)務(wù)控制數(shù)據(jù)塊中構(gòu)造包含信道總數(shù)量、收發(fā)頻率和信道號的信道列表；所述的信道總數(shù)量為提取的信道數(shù)量加1；

如果信道數(shù)量為0，則說明本基站為單載波基站，以終端當(dāng)前守候的控制信道相鄰的信道作為承載數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)信道，信道總數(shù)量為1；如果信道數(shù)量為n(n≠0).則說明基站為多載波基站，從中解析出信道數(shù)量、收發(fā)頻率和信道號信息，信道總數(shù)量為n+1；

s3：基站在控制信道上分別向多個終端下發(fā)參與數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)的終端總數(shù)量和終端號碼信息，并在業(yè)務(wù)信道廣播時間同步信息；

s4：每個終端在控制信道上分別接收終端總數(shù)量和終端號碼信息并解析，在解析出的終端號碼中搜索終端自身的號碼，如果搜索不到，則清空業(yè)務(wù)控制數(shù)據(jù)塊，結(jié)束本流程；否則根據(jù)信道列表分別計算各自承載數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)信道和各自的發(fā)射窗口；如圖1所示，

計算業(yè)務(wù)信道：

s401：每個終端在控制信道上分別接收終端總數(shù)量和終端號碼信息并解析；

s402：每個終端分別判斷解析出的終端號碼的數(shù)量與終端總數(shù)量是否一致，若一致，則執(zhí)行步驟s403，否則，將解析出的終端號碼信息緩存起來，轉(zhuǎn)入步驟s401；

s403：每個終端分別在解析出的終端號碼中搜索終端自身的號碼并確定自身號碼在終端號碼中的索引位置；如果搜索不到，則清空業(yè)務(wù)控制數(shù)據(jù)塊后，結(jié)束本流程；否則，執(zhí)行s404；

s404：每個終端分別根據(jù)自身號碼在終端號碼中的索引位置和信道列表，計算出各自承載數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)信道索引值，計算的公式為：

chanindex＝msindex％n；

其中，chanindex為當(dāng)前承載數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)信道索引值；n為信道總數(shù)量；

msindex為終端自身號碼在終端號碼中的索引位置；

s405：每個終端分別根據(jù)信道列表和各自承載數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)信道索引值獲得各自承載數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)信道；

計算發(fā)射窗口：

s411：設(shè)定當(dāng)前承載數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)信道號為chan；計算當(dāng)前承載數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)信道上承載的終端數(shù)量；計算的方法為：

txnum＝m/n+(m％n)(chanindex+1)

其中，txnum為當(dāng)前承載數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)信道上進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕K端數(shù)量；

chanindex為當(dāng)前承載數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)信道索引值，n為信道總數(shù)量，m為

終端總數(shù)量；

s412：終端根據(jù)自身號碼在終端號碼中的索引位置、信道列表和當(dāng)前承載數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)信道索引值，計算在當(dāng)前承載數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)信道上該終端排隊的位置索引；

計算的方法為：

queueindex＝msindex/n+(msindex％n)/(chanindex+1)；

式中，queueindex為當(dāng)前承載數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)信道上終端排隊的位置索引，msindex為終端自身號碼在終端號碼中的索引位置，chanindex為當(dāng)前承載數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)信道索引值，n為信道總數(shù)量；

s413：根據(jù)當(dāng)前承載數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)信道上終端排隊的位置索引、當(dāng)前承載數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)信道上進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕K端數(shù)量和待發(fā)數(shù)據(jù)的長度，計算終端進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌l(fā)射窗口；

計算的方法為：

txwind＝(queueindex*l)+(txnum*l)*n；

式中，txwind為終端在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時采用的發(fā)射窗口；queueindex為當(dāng)前承載數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)信道上終端排隊的位置索引；l待發(fā)數(shù)據(jù)所占用的時隙長度；txnum為當(dāng)前承載數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)信道上進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕K端數(shù)量；其中，n＝511/(txnum*l)。

s5：終端遷移到承載數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)信道上，在該業(yè)務(wù)信道上根據(jù)基站在業(yè)務(wù)信道上廣播的時間同步信息和發(fā)射窗口，向基站進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，具體過程為：

s501：每個終端分別遷移到各自承載數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)信道上；

s502：切換鎖相環(huán)的頻率到chan對應(yīng)的頻點(diǎn)，觸發(fā)物理層與空口完成同步；終端將待發(fā)數(shù)據(jù)寫入發(fā)送隊列，設(shè)置發(fā)射標(biāo)志；

s503：終端判斷業(yè)務(wù)信道上廣播的時間同步信息是否等于發(fā)射窗口；若等于，則執(zhí)行步驟s505，否則執(zhí)行步驟s504；

s504：終端等待下一個業(yè)務(wù)信道上廣播的時間同步信息，執(zhí)行步驟s503；

s505：從發(fā)送隊列中提取數(shù)據(jù)送到物理層，通過物理層調(diào)制后發(fā)送到空口，向基站傳輸；空口的數(shù)據(jù)傳輸示意圖如圖2所示；

s506：判斷發(fā)送隊列是否為空，若為空，則停止發(fā)送；否則，轉(zhuǎn)入步驟s505。

s6：數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束后，終端返回控制信道，清空業(yè)務(wù)控制數(shù)據(jù)塊。

切換鎖相環(huán)的頻率到控制信道所對應(yīng)的頻點(diǎn)，觸發(fā)物理層與空口重新進(jìn)行同步；清空數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)控制數(shù)據(jù)塊，釋放內(nèi)存，業(yè)務(wù)結(jié)束。

如上詳細(xì)地描述了一次數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)完整的實施過程，在多終端并發(fā)的使用場景下，終端能夠自動分配并遷移到對應(yīng)的業(yè)務(wù)信道，并根據(jù)發(fā)射窗口獨(dú)立完成數(shù)據(jù)傳輸，避免了與基站之間頻繁的空口信令交互，降低了空口的資源消耗，在窄帶通信條件下，可以充分利用無線信道資源，滿足高效傳輸數(shù)據(jù)的要求。