本發(fā)明涉及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其一種基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)場(chǎng)層寬帶總線架構(gòu)的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，各類總線被廣泛的應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化中，實(shí)現(xiàn)控制端對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

目前，應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中的總線均為采用單載波技術(shù)的總線，較為常用的有控制器局域網(wǎng)(controllerareanetwork，can)、以太網(wǎng)總線等。其中，can總線傳輸帶寬一般在五十兆以下，當(dāng)應(yīng)用在大型工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中時(shí)，can總線需要掛接眾多工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，這些工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備均需要占用傳輸帶寬來進(jìn)行與控制端之間的數(shù)據(jù)通信，但由于can總線的傳輸帶寬較低，導(dǎo)致數(shù)據(jù)在總線中的傳輸速率較低，傳輸性能較差。而以太網(wǎng)總線在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中應(yīng)用時(shí)，需要借助以太網(wǎng)交換機(jī)來實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的接入以及數(shù)據(jù)傳輸，這導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的構(gòu)成較為復(fù)雜，現(xiàn)場(chǎng)布線困難，并且以太網(wǎng)的信道分配方式采用帶有沖突監(jiān)測(cè)的載波偵聽多路訪問協(xié)議csma/cd，適合于突發(fā)性數(shù)據(jù)的傳輸，不具有實(shí)時(shí)性，故以太網(wǎng)總線很難適用在大型工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)以及對(duì)傳輸實(shí)時(shí)性的要求較高的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中。

基于此，上述采用單載波技術(shù)的總線很難滿足大型工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中眾多工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的傳輸性能需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)場(chǎng)層寬帶總線架構(gòu)的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中采用單載波技術(shù)的總線很難滿足大型工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中眾多工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的傳輸性能需求的問題。

本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一種基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)場(chǎng)層寬帶總線架構(gòu)的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)，包括：

總線控制器、至少一個(gè)總線終端和兩線制總線，總線控制器與總線終端通過兩線制總線連接構(gòu)成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，其中，所述總線控制器與任一總線終端之間、以及各總線終端之間基于正交頻分復(fù)用ofdm技術(shù)進(jìn)行通信，各總線終端占用的子載波之間互不干擾；通信時(shí)所使用的信號(hào)幀的幀結(jié)構(gòu)包括下行系統(tǒng)子幀、下行子幀、以及上行子幀；

所述總線控制器，用于在下行系統(tǒng)子幀上發(fā)送下行導(dǎo)頻信號(hào)；在下行子幀上發(fā)送用于指示總線終端進(jìn)行初始化配置的廣播消息；在接收到總線終端在上行子幀上發(fā)送的接入請(qǐng)求后，基于所述接入請(qǐng)求中的業(yè)務(wù)信息，為所述總線終端分配信道資源塊，并在下行子幀上向所述總線終端發(fā)送信道資源塊的分配結(jié)果；

所述總線終端，用于基于接收的下行導(dǎo)頻信號(hào)進(jìn)行系統(tǒng)同步以及信道估計(jì)，并在接收到所述廣播消息后，在上行子幀上發(fā)送接入請(qǐng)求；基于接收的所述信道資源塊的分配結(jié)果，進(jìn)行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。

進(jìn)一步地，所述下行系統(tǒng)子幀為每個(gè)信號(hào)幀中的第一個(gè)子幀；

所述總線控制器，具體用于：在通過下行子幀向總線終端發(fā)送下行信號(hào)之前，在下行系統(tǒng)子幀上向所述總線終端發(fā)送下行導(dǎo)頻信號(hào)；

所述總線終端，具體用于：基于接收的所述下行導(dǎo)頻信號(hào)，確定所述總線終端與所述總線控制器之間的時(shí)鐘偏差和符號(hào)偏差；基于所述時(shí)鐘偏差分別對(duì)接收信號(hào)以及發(fā)送信號(hào)進(jìn)行時(shí)鐘糾正，并基于所述符號(hào)偏差分別對(duì)接收信號(hào)以及發(fā)送信號(hào)的開窗位置進(jìn)行調(diào)整；并在確定所述總線終端與所述總線控制器之間的傳輸時(shí)延后，對(duì)發(fā)送給所述總線控制器的信號(hào)的發(fā)送時(shí)間進(jìn)行傳輸時(shí)延調(diào)整，以便達(dá)到系統(tǒng)同步。

進(jìn)一步地，所述業(yè)務(wù)信息中包含有業(yè)務(wù)類型以及業(yè)務(wù)類型對(duì)應(yīng)的業(yè)務(wù)量；其中，所述總線控制器為總線終端分配的信道資源塊包括上行子幀信道資源塊以及下行子幀信道資源塊；

所述總線控制器，具體用于：基于所述業(yè)務(wù)類型，為所述總線終端分配與所述業(yè)務(wù)類型對(duì)應(yīng)的信道資源塊；基于所述業(yè)務(wù)類型對(duì)應(yīng)的業(yè)務(wù)量，確定分配的與所述業(yè)務(wù)類型對(duì)應(yīng)的信道資源塊的數(shù)量；

所述總線終端，具體用于：利用所述信道資源塊的分配結(jié)果中與所述業(yè)務(wù)類型對(duì)應(yīng)的上行子幀信道資源塊，向所述總線控制器發(fā)送業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)；從與所述業(yè)務(wù)類型對(duì)應(yīng)的下行子幀信道資源塊中獲取所述總線控制器針對(duì)接收的所述業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)所反饋的響應(yīng)消息。

進(jìn)一步地，所述上行子幀的每一個(gè)ofdm符號(hào)除承載有數(shù)據(jù)信號(hào)之外，還承載有上行導(dǎo)頻信號(hào)；其中，所述上行導(dǎo)頻信號(hào)用于指示所述總線控制器進(jìn)行信道估計(jì)；

所述數(shù)據(jù)信號(hào)與所述上行導(dǎo)頻信號(hào)占用所述上行子幀的子載波按預(yù)設(shè)比例分配。

進(jìn)一步地，所述信號(hào)幀的下行子幀與上行子幀之間、以及所述信號(hào)幀的上行子幀與下一信號(hào)幀的下行系統(tǒng)子幀之間分別設(shè)置有保護(hù)間隔一、保護(hù)間隔二，其中，保護(hù)間隔一用于為信號(hào)幀的下行子幀與上行子幀的切換預(yù)留時(shí)間，保護(hù)間隔二用于為信號(hào)幀的上行子幀與下一信號(hào)幀的下行系統(tǒng)子幀的切換預(yù)留時(shí)間。

進(jìn)一步地，所述信號(hào)幀中還包含上行隨機(jī)接入系統(tǒng)子幀；

所述總線終端，還用于在上行隨機(jī)接入系統(tǒng)子幀上向所述總線控制器發(fā)送上行導(dǎo)頻信號(hào)以及數(shù)據(jù)信號(hào)，所述數(shù)據(jù)信號(hào)中包含接入請(qǐng)求；

所述總線控制器，還用于：根據(jù)所述上行導(dǎo)頻信號(hào)進(jìn)行信道估計(jì)，并根據(jù)所述接入請(qǐng)求為所述總線終端分配信道資源塊。

進(jìn)一步地，所述總線控制器利用由下行子幀和下行系統(tǒng)子幀所構(gòu)成的第一時(shí)間片來發(fā)送數(shù)據(jù)；所述至少一個(gè)總線終端共用由上行子幀所構(gòu)成的第二時(shí)間片來發(fā)送數(shù)據(jù)；

當(dāng)總線終端與所述總線控制器之間進(jìn)行通信時(shí)，所述總線終端通過所述下行子幀以及下行系統(tǒng)子幀接收數(shù)據(jù)；

當(dāng)總線終端之間進(jìn)行通信時(shí)，所述總線終端通過所述上行子幀接收數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步地，包含有上行隨機(jī)接入系統(tǒng)子幀的信號(hào)幀為特殊幀，不包含上行隨機(jī)接入系統(tǒng)子幀的信號(hào)幀為普通幀，其中，所述普通幀中各子幀的排布位置依次為下行系統(tǒng)子幀、下行子幀、保護(hù)間隔一、上行子幀、保護(hù)間隔二；所述特殊幀中各子幀的排布位置依次為下行系統(tǒng)子幀、下行子幀、保護(hù)間隔一、上行子幀、上行隨機(jī)接入系統(tǒng)子幀、保護(hù)間隔二；

所述下行系統(tǒng)子幀、下行子幀、保護(hù)間隔一、保護(hù)間隔二、上行子幀、上行隨機(jī)接入系統(tǒng)子幀中分別包含的ofdm符號(hào)的個(gè)數(shù)按需求來設(shè)定。

進(jìn)一步地，所述總線控制器與任一總線終端之間、各個(gè)總線終端之間基于ofdm技術(shù)進(jìn)行通信時(shí)，在所述信號(hào)幀上發(fā)送的數(shù)據(jù)中包含有目的ip地址以及源ip地址。

進(jìn)一步地，所述系統(tǒng)中還包括備用總線控制器；在確定系統(tǒng)中的總線控制器工作異常時(shí)，啟用所述備用總線控制器。

本申請(qǐng)實(shí)施例提供的基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)場(chǎng)層寬帶總線架構(gòu)的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中，總線控制器與各總線終端之間、以及各總線終端之間能夠基于正交頻分復(fù)用技術(shù)(orthogonalfrequencydivisionmultiplexing，ofdm)技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，各總線終端占用的子載波之間互不干擾，可以有效避免總線終端之間的通信干擾，提高了數(shù)據(jù)傳輸時(shí)的帶寬利用率，實(shí)現(xiàn)了高達(dá)百兆以上的高帶寬的技術(shù)效果。并且，該系統(tǒng)中總線控制器可在下行系統(tǒng)子幀上發(fā)送下行導(dǎo)頻信號(hào)，以使總線終端基于該下行導(dǎo)頻信號(hào)實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)快速同步，并且本申請(qǐng)中在每個(gè)信號(hào)幀中都包含承載下行導(dǎo)頻信號(hào)的下行系統(tǒng)子幀，進(jìn)而總線終端可根據(jù)下行導(dǎo)頻信號(hào)進(jìn)行信道估計(jì)，提高系統(tǒng)糾錯(cuò)能力，進(jìn)而提高了系統(tǒng)的可靠性。進(jìn)一步，總線控制器可在下行子幀上發(fā)送用于指示總線終端進(jìn)行初始化配置的廣播消息，以使總線終端完成初始化配置。進(jìn)一步，總線終端可在上行子幀上發(fā)送攜帶有業(yè)務(wù)信息的接入請(qǐng)求，以便總線控制器可基于接入請(qǐng)求中的業(yè)務(wù)信息，為用戶分配信道資源塊，這種基于業(yè)務(wù)需求來分配信道資源快的方式能夠使得資源分配更為合理，進(jìn)而保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性需求?；诖?，本申請(qǐng)針對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)場(chǎng)層寬帶總線架構(gòu)需要滿足高性能、高可靠、高實(shí)時(shí)和高安全的要求提供了一種快速同步、實(shí)時(shí)、高速、可靠的實(shí)現(xiàn)方案。

附圖說明

圖1為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)場(chǎng)層寬帶總線架構(gòu)的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的采用ofdm技術(shù)進(jìn)行通信時(shí)使用的信號(hào)幀的幀結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖3為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的幀結(jié)構(gòu)中各子幀的ofdm符號(hào)的配置情況示意圖；

圖4為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)場(chǎng)層寬帶總線架構(gòu)的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的工作流程示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本申請(qǐng)實(shí)施例中的附圖，對(duì)本申請(qǐng)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本申請(qǐng)一部分實(shí)施例，并不是全部的實(shí)施例?；诒旧暾?qǐng)實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本申請(qǐng)保護(hù)的范圍。

本申請(qǐng)針對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)場(chǎng)層寬帶總線架構(gòu)需要滿足高性能、高可靠、高實(shí)時(shí)和高安全的要求提供了一種快速同步、實(shí)時(shí)、高速、可靠的實(shí)現(xiàn)方案。

下面結(jié)合說明書附圖對(duì)本申請(qǐng)實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

參照?qǐng)D1，為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一種基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)場(chǎng)層寬帶總線架構(gòu)的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

該系統(tǒng)中包括總線控制器，至少一個(gè)總線終端以及兩線制總線，總線控制器與總線終端通過兩線制總線連接構(gòu)成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。其中，總線控制器與任一總線終端之間、以及各總線終端之間基于ofdm技術(shù)進(jìn)行通信，各總線終端占用的子載波之間互不干擾。并且，兩線制總線為一種現(xiàn)場(chǎng)層寬帶總線，比如可以為一對(duì)差分式兩線制總線，其采用ofdm技術(shù)傳輸信號(hào)。

具體地，參照?qǐng)D2，為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的采用ofdm技術(shù)進(jìn)行通信時(shí)使用的信號(hào)幀的幀結(jié)構(gòu)，下面結(jié)合幀結(jié)構(gòu)中各個(gè)子幀的功能，對(duì)本申請(qǐng)實(shí)施例所提供的系統(tǒng)中總線控制器以及總線終端的工作過程進(jìn)行詳細(xì)介紹。

信號(hào)幀的幀結(jié)構(gòu)中包括下行系統(tǒng)子幀、下行子幀、以及上行子幀。

在系統(tǒng)上電之后，總線控制器與總線終端之間可首先通過信號(hào)幀中的下行系統(tǒng)子幀完成系統(tǒng)同步以及信道估計(jì)，進(jìn)而通過信號(hào)幀中下行子幀和上行子幀，完成網(wǎng)絡(luò)初始化配置以及信道資源調(diào)度。具體實(shí)施過程包括：

總線控制器，用于在下行系統(tǒng)子幀上發(fā)送下行導(dǎo)頻信號(hào)；在下行子幀上發(fā)送用于指示總線終端進(jìn)行初始化配置的廣播消息；在接收到總線終端在上行子幀上發(fā)送的接入請(qǐng)求后，基于接入請(qǐng)求中的業(yè)務(wù)信息，為總線終端分配信道資源塊，并在下行子幀上向總線終端發(fā)送信道資源塊的分配結(jié)果。

總線終端，用于基于接收的下行導(dǎo)頻信號(hào)進(jìn)行系統(tǒng)同步以及信道估計(jì)，并在接收到廣播消息后，在上行子幀上發(fā)送接入請(qǐng)求；基于接收的信道資源塊的分配結(jié)果，進(jìn)行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。

這里，為了提高系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)時(shí)的可靠性，本申請(qǐng)實(shí)施例中將每個(gè)信號(hào)幀的第一個(gè)子幀(也即每個(gè)下行子幀之前)添加了下行系統(tǒng)子幀，用于信道估計(jì)和維護(hù)系統(tǒng)同步。其中，系統(tǒng)同步包括時(shí)鐘同步和符號(hào)同步。

具體實(shí)施時(shí)，總線控制器可在通過下行子幀向總線終端發(fā)送下行信號(hào)之前，在下行系統(tǒng)子幀上向總線終端發(fā)送下行導(dǎo)頻信號(hào)。相應(yīng)地，總線終端可基于接收的下行導(dǎo)頻信號(hào)，確定總線終端與總線控制器之間的時(shí)鐘偏差和符號(hào)偏差；基于時(shí)鐘偏差分別對(duì)接收信號(hào)以及發(fā)送信號(hào)進(jìn)行時(shí)鐘糾正，并基于符號(hào)偏差分別對(duì)接收信號(hào)以及發(fā)送信號(hào)的開窗位置進(jìn)行調(diào)整；并在確定總線終端與總線控制器之間的傳輸時(shí)延后，對(duì)發(fā)送給所述總線控制器的信號(hào)的發(fā)送時(shí)間進(jìn)行傳輸時(shí)延調(diào)整，以便達(dá)到系統(tǒng)同步。

本申請(qǐng)實(shí)施例中所有總線終端以總線控制器為標(biāo)準(zhǔn)，在接收信號(hào)時(shí)和發(fā)射信號(hào)時(shí)，根據(jù)下行導(dǎo)頻信號(hào)對(duì)接收信號(hào)和發(fā)送信號(hào)進(jìn)行自適應(yīng)性時(shí)鐘糾正并確定開窗位置，實(shí)現(xiàn)與總線控制器的時(shí)鐘同步和符號(hào)同步，并在發(fā)送信號(hào)根據(jù)傳輸時(shí)延對(duì)發(fā)送時(shí)間調(diào)整，實(shí)現(xiàn)了總線系統(tǒng)上所有設(shè)備的同步，為實(shí)現(xiàn)硬實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)提供了基礎(chǔ)保障?？偩€控制器在發(fā)射和接收時(shí)均不做調(diào)整。

進(jìn)一步地，在系統(tǒng)初始狀態(tài)下，總線控制器可在下行子幀上向總線終端發(fā)送用于指示總線終端進(jìn)行初始化配置的廣播消息，其中，該廣播消息中可包含有系統(tǒng)初始化時(shí)各總線終端所需的參數(shù)信息。相應(yīng)地，總線終端接收到該廣播消息之后，可根據(jù)廣播消息中包含的參數(shù)信息完成初始化配置，并在完成初始化配置之后，在上行子幀上向總線控制器發(fā)送接入請(qǐng)求。

這里，接入請(qǐng)求中攜帶有業(yè)務(wù)信息，該業(yè)務(wù)信息中包含有業(yè)務(wù)類型以及業(yè)務(wù)類型對(duì)應(yīng)的業(yè)務(wù)量。并且，總線控制器可在下行子幀中發(fā)送攜帶有信道資源塊的分配結(jié)果的接入確認(rèn)消息。

具體實(shí)施時(shí)，總線控制器可基于接入請(qǐng)求中包含的業(yè)務(wù)類型，為總線終端分配與該業(yè)務(wù)類型對(duì)應(yīng)的信道資源塊，并基于接入請(qǐng)求中包含的業(yè)務(wù)類型對(duì)應(yīng)的業(yè)務(wù)量，確定分配的與該業(yè)務(wù)類型對(duì)應(yīng)的信道資源塊的數(shù)量。其中，總線控制器為總線終端分配的信道資源塊包括上行子幀信道資源塊以及下行子幀信道資源塊。

進(jìn)一步地，總線終端可利用總線控制器下發(fā)的信道資源塊的分配結(jié)果中與業(yè)務(wù)類型對(duì)應(yīng)的上行子幀信道資源塊，向總線控制器發(fā)送業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，并且，可以通過該業(yè)務(wù)類型對(duì)應(yīng)的下行子幀信道資源塊獲取總線控制器針對(duì)接收的所述業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)所反饋的響應(yīng)消息。

其中，業(yè)務(wù)信息中業(yè)務(wù)類型包括固定速率業(yè)務(wù)以及可變速率業(yè)務(wù)，固定速率業(yè)務(wù)指?jìng)鬏攲?shí)時(shí)性要求不高或傳輸需求比較穩(wěn)定的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，可變速率業(yè)務(wù)是指?jìng)鬏攲?shí)時(shí)性較高或者傳輸需求變化較大或不確定性比較大的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，上述傳輸需求至少包括帶寬、速度。。

具體實(shí)施時(shí)，總線控制器若確定接收業(yè)務(wù)信息中業(yè)務(wù)類型為固定速率業(yè)務(wù)，則為總線終端分配用于傳輸固定速率業(yè)務(wù)的固定速率業(yè)務(wù)資源塊，并根據(jù)固定速率業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)量，確定分配的固定速率業(yè)務(wù)資源塊的數(shù)量。相應(yīng)地，總線終端可利用信道資源塊的分配結(jié)果中用于固定速率業(yè)務(wù)資源塊，向總線控制器發(fā)送業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，并從用于固定業(yè)務(wù)速率資源塊中獲取總線控制器針對(duì)接收的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)所反饋的響應(yīng)消息。

總線控制器若確定接收業(yè)務(wù)信息中業(yè)務(wù)類型為可變速率業(yè)務(wù)，則為總線終端分配用于傳輸可變速率業(yè)務(wù)的可變速率業(yè)務(wù)資源塊，并根據(jù)可變速率業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)量，確定分配的可變速率業(yè)務(wù)資源塊的數(shù)量。相應(yīng)地，總線終端可利用信道資源塊的分配結(jié)果中可變速率業(yè)務(wù)資源塊，向總線控制器發(fā)送業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，并從可變速率業(yè)務(wù)資源塊中獲取總線控制器針對(duì)接收的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)所反饋的響應(yīng)消息。

這里，在系統(tǒng)初始化階段，即總線終端在請(qǐng)求接入總線控制器時(shí)，上報(bào)的接入請(qǐng)求中攜帶的業(yè)務(wù)類型為固定速率業(yè)務(wù)，以便總線控制器為其分配固定的固定速率業(yè)務(wù)資源塊，并且在一段時(shí)間內(nèi)，總線終端無需再次上報(bào)固定速率業(yè)務(wù)。進(jìn)一步地，在接入成功之后，即系統(tǒng)中總線終端以及總線控制器穩(wěn)定工作之后，若總線終端需要變更或新增可變速率業(yè)務(wù)，可通過上行子幀向總線控制器請(qǐng)求為變更后或新增的可變速率業(yè)務(wù)分配資源。相應(yīng)地，總線控制器可基于總線終端上報(bào)的變更后或新增的可變速率業(yè)務(wù)，為其分配可變速率業(yè)務(wù)資源塊。

另外，具體實(shí)施時(shí)，還可以根據(jù)每個(gè)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)類型，以及預(yù)設(shè)的優(yōu)先級(jí)與業(yè)務(wù)類型的映射關(guān)系，分別確定每個(gè)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的優(yōu)先級(jí)；其中，所述數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，包括可變速率業(yè)務(wù)和固定速率業(yè)務(wù)；

根據(jù)所述每個(gè)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的優(yōu)先級(jí)，在相應(yīng)的預(yù)劃分的資源塊中，分別為每個(gè)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)分配資源塊，并將資源塊分配結(jié)果發(fā)送給所述總線終端，以使所述總線終端根據(jù)所述資源塊分配結(jié)果相應(yīng)地傳輸所述每個(gè)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。

這樣，總線終端可基于總線控制器為其分配的信號(hào)資源塊，進(jìn)行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收。并且，本申請(qǐng)實(shí)施例中總線控制器基于總線終端上報(bào)的業(yè)務(wù)類型來分配用于傳輸固定速率業(yè)務(wù)或可變速率業(yè)務(wù)的信道資源塊，可滿足不同總線終端的不同業(yè)務(wù)需求，保障了數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性。

并且，為了進(jìn)一步提高系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)時(shí)的穩(wěn)定性，本申請(qǐng)中信號(hào)幀的上行子幀的每一個(gè)ofdm符號(hào)除承載有數(shù)據(jù)信號(hào)之外，還承載有上行導(dǎo)頻信號(hào)，數(shù)據(jù)信號(hào)與上行導(dǎo)頻信號(hào)占用上行子幀的子載波可按預(yù)設(shè)比例分配預(yù)設(shè)比例可根據(jù)實(shí)際需求來設(shè)定，較佳地，可以設(shè)置為2:1。其中，該上行導(dǎo)頻信號(hào)用于指示總線控制器進(jìn)行信道估計(jì)。也就是說，總線控制器在通過上行子幀接收到總線終端發(fā)送的數(shù)據(jù)之后，可提取出上行導(dǎo)頻信號(hào)進(jìn)行信道估計(jì)，具體地，可利用上行系統(tǒng)子幀，計(jì)算出信道的近似沖激響應(yīng)，使之盡可能地接近于真實(shí)的信道沖激響應(yīng)，以便進(jìn)行信道補(bǔ)償。

此外，總線終端除了基于ofdm技術(shù)與總線控制器之間進(jìn)行通信之外，各總線終端之間也可以直接通過總線基于ofdm技術(shù)進(jìn)行通信，比如，總線終端a可以通過總線終端a自身占用的上行子幀信道資源塊向總線終端b傳輸數(shù)據(jù)，進(jìn)一步，總線終端b在獲取到總線終端a傳輸?shù)臄?shù)據(jù)之后，也可以通過總線終端b自身占用的上行子幀信道資源塊向總線終端a傳輸數(shù)據(jù)。

并且，本申請(qǐng)實(shí)施例中總線控制器利用的是由下行子幀和下行系統(tǒng)子幀所構(gòu)成的第一時(shí)間片來發(fā)送數(shù)據(jù)，而至少一個(gè)總線終端共用由上行子幀所構(gòu)成的第二時(shí)間片來發(fā)送數(shù)據(jù)。其中，當(dāng)總線終端與總線控制器之間進(jìn)行通信時(shí)，總線終端通過下行子幀以及下行系統(tǒng)子幀接收數(shù)據(jù)；當(dāng)總線終端之間進(jìn)行通信時(shí)，總線終端通過上行子幀接收數(shù)據(jù)。并且，當(dāng)任一總線終端通過上行子幀向總線控制器發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，總線控制器可以通過上行子幀接收該總線終端發(fā)送的數(shù)據(jù)。

當(dāng)然，在具體實(shí)施中，總線終端之間還可以通過總線控制器中轉(zhuǎn)來進(jìn)行通信，即總線終端的數(shù)據(jù)發(fā)送給總線控制器，總線控制器再將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給相應(yīng)的總線終端，這里不再具體闡述。

(2)信號(hào)幀的幀結(jié)構(gòu)中還包括保護(hù)間隔。

這里，在信號(hào)幀的下行子幀與上行子幀之間設(shè)置有保護(hù)間隔一，在信號(hào)幀的上行子幀與下一信號(hào)幀的下行系統(tǒng)子幀之間設(shè)置有保護(hù)間隔二。其中，保護(hù)間隔一用于為信號(hào)幀的下行子幀與上行子幀的切換預(yù)留時(shí)間，保護(hù)間隔二用于為信號(hào)幀的上行子幀與下一信號(hào)幀的下行系統(tǒng)子幀的切換預(yù)留時(shí)間，以避免在上下行子幀上發(fā)送以及接收數(shù)據(jù)時(shí)出現(xiàn)沖突。

此外，在一個(gè)實(shí)施例中，信號(hào)幀的幀結(jié)構(gòu)中還可以包含上行隨機(jī)接入系統(tǒng)子幀。在系統(tǒng)初始化完成，總線控制器與總線終端之間進(jìn)行正常工作之后，若存在新的總線終端需加入該總線控制器，則可以利用該上行隨機(jī)接入系統(tǒng)子幀向總線控制器發(fā)送接入請(qǐng)求。

具體地，新加入的總線終端可在上行隨機(jī)接入系統(tǒng)子幀上向總線控制器發(fā)送上行導(dǎo)頻信號(hào)以及接入請(qǐng)求。總線控制器，可根據(jù)上行導(dǎo)頻信號(hào)進(jìn)行信道估計(jì)，并根據(jù)接入請(qǐng)求為總線終端分配信道資源塊。進(jìn)一步，新加入的總線終端在獲取到總線控制器分配的信道資源塊之后，可以利用所分配的信道資源塊，實(shí)現(xiàn)與總線控制器或其它總線終端的通信。

繼續(xù)參照?qǐng)D2，其中，包含有上行隨機(jī)接入系統(tǒng)子幀的信號(hào)幀為特殊幀，不包含上行隨機(jī)接入系統(tǒng)子幀的信號(hào)幀為普通幀。

普通幀中各子幀的排布位置依次為下行系統(tǒng)子幀、下行子幀、保護(hù)間隔一、上行子幀、保護(hù)間隔二；

特殊幀中各子幀的排布位置依次為下行系統(tǒng)子幀、下行子幀、保護(hù)間隔一、上行子幀、上行隨機(jī)接入系統(tǒng)子幀、保護(hù)間隔二。

其中，本申請(qǐng)中將信號(hào)幀的各子幀按照上述順序進(jìn)行排布的有益效果如下：將下行系統(tǒng)子幀設(shè)置為信號(hào)幀的第一個(gè)子幀，能夠在系統(tǒng)初始化階段，通過下行系統(tǒng)子幀承載的下行導(dǎo)頻信號(hào)，快速地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)同步，并且，由于每個(gè)信號(hào)幀中均將下行系統(tǒng)子幀排布在下行子幀之前，這樣在系統(tǒng)穩(wěn)定工作之后，在總線控制器每次向總線終端發(fā)送數(shù)據(jù)之前，也通過該下行系統(tǒng)子幀承載的下行導(dǎo)頻信號(hào)，進(jìn)行系統(tǒng)同步以及信號(hào)估計(jì)，以提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴＿M(jìn)一步，在下行子幀以及上行子幀之間設(shè)置保護(hù)間隔一，在上行子幀以及下一信號(hào)幀的下行系統(tǒng)子幀之間設(shè)置保護(hù)間隔二，以避免上下行子幀切換時(shí)發(fā)送沖突，進(jìn)一步提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴Ａ硗?，將特殊幀的上行隨機(jī)接入系統(tǒng)子幀設(shè)置在上行子幀的后邊，這樣新請(qǐng)求接入的總線終端可以在不影響已接入的總線終端正常發(fā)送上行數(shù)據(jù)的情況下，在上行隨機(jī)接入系統(tǒng)子幀上向總線控制器發(fā)送接入請(qǐng)求，以避免與已接入的總線終端發(fā)送上行數(shù)據(jù)發(fā)生沖突，另外，還可以在上行隨機(jī)接入系統(tǒng)子幀的兩側(cè)分別設(shè)置有兩個(gè)接入保護(hù)間隔，同樣能夠避免與已接入的總線終端發(fā)送上行數(shù)據(jù)發(fā)生沖突。

較佳地，指定數(shù)量的普通幀與一個(gè)特殊幀可以構(gòu)成一個(gè)超幀，其中特殊幀可位于超幀的最后一幀。該超幀可以由256個(gè)幀構(gòu)成。當(dāng)然，在具體實(shí)施時(shí)，普通幀和特殊幀的配置以及超幀的長(zhǎng)度可根據(jù)具體實(shí)施場(chǎng)景來進(jìn)行調(diào)整，本申請(qǐng)對(duì)此不作限定。

并且，每個(gè)信號(hào)幀包含的ofdm符號(hào)個(gè)數(shù)nsym以及ofdm符號(hào)長(zhǎng)度tsym可以根據(jù)系統(tǒng)需求進(jìn)行靈活配置。其中，信號(hào)幀中上行子幀、下行系統(tǒng)子幀、下行子幀、保護(hù)間隔、上行隨機(jī)接入系統(tǒng)子幀中分別包含的ofdm符號(hào)的個(gè)數(shù)可根據(jù)實(shí)際需求來配置以及調(diào)整。

參照?qǐng)D3，為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的幀結(jié)構(gòu)中各子幀的ofdm符號(hào)的配置情況示意圖。

針對(duì)普通幀來說，下行系統(tǒng)子幀中可包含兩個(gè)ofdm符號(hào)，下行子幀中包含個(gè)ofdm符號(hào)，上行子幀中包含個(gè)ofdm符號(hào)，其中，上行子幀的每個(gè)ofdm符號(hào)可承載導(dǎo)頻信號(hào)以及數(shù)據(jù)信號(hào)，并且導(dǎo)頻信號(hào)以及數(shù)據(jù)信號(hào)占用上行子幀的子載波按預(yù)設(shè)比例分配。

針對(duì)特殊幀來說，下行系統(tǒng)子幀、下行子幀以及保護(hù)間隔中包含的ofdm符號(hào)個(gè)數(shù)與普通幀相同，而針對(duì)上行子幀，可將上行子幀中最后兩個(gè)ofdm符號(hào)變更為上行隨機(jī)接入系統(tǒng)子幀的ofdm符號(hào)，其中在上行隨機(jī)接入系統(tǒng)子幀上傳輸導(dǎo)頻信號(hào)以及數(shù)據(jù)信號(hào)時(shí)，可以共用這兩個(gè)ofdm符號(hào)，且導(dǎo)頻信號(hào)以及數(shù)據(jù)信號(hào)占用上行隨機(jī)接入系統(tǒng)子幀的子載波可按預(yù)設(shè)比例分配預(yù)設(shè)比例可根據(jù)實(shí)際需求來設(shè)定，較佳地，可以設(shè)置為1:1。另外，在特殊幀中上行隨機(jī)接入系統(tǒng)子幀的兩側(cè)還包含有接入保護(hù)間隔1和接入保護(hù)間隔2，其中，接入保護(hù)間隔1用于為上行子幀與上行隨機(jī)接入系統(tǒng)子幀之間的切換預(yù)留時(shí)間，接入保護(hù)間隔2用于為上行隨機(jī)接入系統(tǒng)子幀與下一信號(hào)幀的下行系統(tǒng)子幀的切換預(yù)留時(shí)間，以避免數(shù)據(jù)傳輸過程中出現(xiàn)沖突。

另外，總線控制器與任一總線終端之間、各總線終端之間基于ofdm技術(shù)進(jìn)行通信時(shí)，在信號(hào)幀上發(fā)送的數(shù)據(jù)中包含有目的ip地址以及源ip地址，以實(shí)現(xiàn)通過互聯(lián)網(wǎng)ip地址搜索到對(duì)應(yīng)的總線終端。并且本申請(qǐng)中實(shí)現(xiàn)ip功能并不限定于ipv4/ipv6，也可基于ip地址擴(kuò)展來實(shí)現(xiàn)。

此外，本申請(qǐng)實(shí)施例所述的系統(tǒng)中在可靠性要求高的應(yīng)用場(chǎng)景下，也可以配置一個(gè)備用總線控制器，在確定系統(tǒng)中的總線控制器工作異常時(shí)，啟用備用總線控制器。并且，在可靠性要求較高的應(yīng)用場(chǎng)景下，也可以配置兩個(gè)相同但獨(dú)立的總線，每個(gè)用戶設(shè)備可同時(shí)接入兩個(gè)總線，兩個(gè)總線互為備份，但同時(shí)只有一個(gè)總線工作。

下面，結(jié)合上述內(nèi)容以及圖2所示的本申請(qǐng)實(shí)施例所提供的幀結(jié)構(gòu)示意圖，采用一個(gè)具體的實(shí)施流程對(duì)基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)場(chǎng)層寬帶總線架構(gòu)的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的工作流程作出進(jìn)一步詳細(xì)說明，具體可參照?qǐng)D4所示的流程圖：

步驟401：當(dāng)基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)場(chǎng)層寬帶總線架構(gòu)的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)上電之后，總線控制器在第一個(gè)信號(hào)幀的下行系統(tǒng)子幀上向總線終端發(fā)送下行導(dǎo)頻信號(hào)。

步驟402：總線終端接收總線控制器發(fā)送的下行導(dǎo)頻信號(hào)，并基于接收的下行導(dǎo)頻信號(hào)，確定本地與總線控制器之間的時(shí)鐘偏差和符號(hào)偏差。

具體實(shí)施中，總線控制器將通過下行系統(tǒng)子幀包含的兩個(gè)2個(gè)ofdm符號(hào)承載的兩個(gè)下行導(dǎo)頻信號(hào)，發(fā)送至各個(gè)總線終端。

相應(yīng)地，總線終端通過當(dāng)前下行系統(tǒng)子幀上的兩個(gè)導(dǎo)頻信號(hào)，計(jì)算時(shí)鐘偏差和符號(hào)偏差，也可以根據(jù)當(dāng)前下行系統(tǒng)子幀上的一個(gè)或兩個(gè)導(dǎo)頻信號(hào)，和上一個(gè)信號(hào)幀的下行系統(tǒng)子幀上的一個(gè)或兩個(gè)導(dǎo)頻信號(hào)計(jì)算時(shí)鐘偏差和符號(hào)偏差。

其中，時(shí)鐘偏差可以采用以下方式計(jì)算：

對(duì)兩個(gè)下行導(dǎo)頻信號(hào)進(jìn)行共軛相乘，并對(duì)兩個(gè)下行導(dǎo)頻信號(hào)的子載波之間再共軛相乘，則兩者之間的差值，即為時(shí)鐘偏差。

步驟403：總線終端基于時(shí)鐘偏差對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行時(shí)鐘糾正，并基于時(shí)鐘偏差對(duì)發(fā)送信號(hào)進(jìn)行時(shí)鐘糾正。

這樣，可以實(shí)現(xiàn)總線終端與總線控制器之間的時(shí)鐘同步，以及總線終端與其它總線終端之間的時(shí)鐘同步。

步驟404：總線終端基于符號(hào)偏差對(duì)接收信號(hào)的開窗位置進(jìn)行調(diào)整，并基于符號(hào)偏差對(duì)發(fā)送信號(hào)的開窗位置進(jìn)行調(diào)整。

這樣，可以實(shí)現(xiàn)總線終端與總線控制器之間的符號(hào)同步，以及總線終端與其它各個(gè)總線終端之間的符號(hào)同步。

具體實(shí)施時(shí)，開窗位置可以是快速傅立葉變換(fastfouriertransformation，fft)的開窗位置。總線終端可以采用基于導(dǎo)頻相位差的符號(hào)同步算法，計(jì)算符號(hào)偏差，確定fft的開窗位置。

在系統(tǒng)初始化階段，符號(hào)同步一般采用的是粗同步，粗同步的思路是通過符號(hào)同步算法判斷當(dāng)前接收符號(hào)的起始位置與理想同步位置的相對(duì)關(guān)系，確定當(dāng)前實(shí)際開始接收位置是在理想同步位置前還是后，并進(jìn)行相應(yīng)地迭代調(diào)整，以及將調(diào)整后的同步位置作為當(dāng)前同步位置，接收下一個(gè)ofdm符號(hào)，重復(fù)以上步驟直至滿足系統(tǒng)同步要求。在系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行之后，符號(hào)同步一般采用是精微同步。符號(hào)同步的粗同步完成后，符號(hào)偏差或位置偏差已在允許范圍內(nèi)，通過精微同步，對(duì)符號(hào)偏差和位置偏差進(jìn)行進(jìn)一步地的精微調(diào)整，進(jìn)一步減小符號(hào)偏差以及位置偏差。

本申請(qǐng)實(shí)施例中，總線系統(tǒng)包含的各個(gè)總線終端先通過時(shí)鐘偏差對(duì)接收信號(hào)和發(fā)送信號(hào)進(jìn)行時(shí)鐘糾正，完成總線終端與總線控制器的時(shí)鐘同步。然后，再通過符號(hào)偏差找出fft的開窗位置，實(shí)現(xiàn)總線終端與總線控制器的符號(hào)同步。這樣，通過時(shí)鐘同步和符號(hào)同步，總線終端可以在后續(xù)步驟中，正確接收到總線控制器下發(fā)的信號(hào)。

步驟405：總線控制器在第一個(gè)信號(hào)幀的下行子幀上發(fā)送廣播消息。其中，該廣播消息中包含有系統(tǒng)初始化時(shí)各總線終端所需的參數(shù)信息。

步驟406：總線終端確定正確接收到總線控制器在下行子幀上發(fā)送的廣播信息時(shí)，完成初始化配置，并確定與總線控制器的時(shí)鐘同步成功并且與總線控制器的符號(hào)同步成功。

步驟407：總線終端在第一個(gè)信號(hào)幀的上行子幀上向總線控制器發(fā)送接入請(qǐng)求。

該接入請(qǐng)求中攜帶有業(yè)務(wù)信息，包括業(yè)務(wù)類型以及該業(yè)務(wù)類型對(duì)應(yīng)的業(yè)務(wù)量。具體地，在初始接入階段，業(yè)務(wù)信息可至少包括總線終端的固定速率業(yè)務(wù)以及該固定速率業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)量(也即總線終端的固定速率業(yè)務(wù)傳輸需求)。

步驟408：總線控制器接收接入請(qǐng)求，并基于獲取的接入請(qǐng)求確定傳輸時(shí)延。同時(shí)，基于業(yè)務(wù)信息，為總線終端分配信道資源塊。

具體地，總線控制器接收到向總線終端發(fā)送的接入請(qǐng)求消息后，基于獲取的接入請(qǐng)求消息的接收時(shí)間和上行子幀包含的指定個(gè)數(shù)的ofdm符號(hào)對(duì)應(yīng)的發(fā)送時(shí)間，確定接入請(qǐng)求消息的發(fā)送時(shí)間。然后，總線終端基于接入請(qǐng)求消息的接收時(shí)間與接入請(qǐng)求消息的發(fā)送時(shí)間的差值，確定總線終端與總線控制器之間的傳輸時(shí)延。

具體地，總線控制器可根據(jù)總線終端的固定速率業(yè)務(wù)傳輸需求，在時(shí)域上將預(yù)設(shè)數(shù)量的子載波劃分為用于傳輸固定速率業(yè)務(wù)的固定速率業(yè)務(wù)資源塊和用于傳輸可變速率業(yè)務(wù)的可變速率業(yè)務(wù)資源塊。并將劃分的固定速率業(yè)務(wù)資源塊，作為總線終端的固定速率業(yè)務(wù)的資源塊的分配結(jié)果。

步驟409：總線控制器在第二個(gè)信號(hào)幀的下行系統(tǒng)子幀上繼續(xù)發(fā)送下行導(dǎo)頻信號(hào)，以便指示總線終端進(jìn)行系統(tǒng)同步以及信道估計(jì)。

這里，總線終端進(jìn)行系統(tǒng)同步可參見上述步驟402～步驟404。

步驟410：總線控制器在第二個(gè)信號(hào)幀的下行子幀上發(fā)送接入確認(rèn)消息，該接入確認(rèn)消息中包括總線控制器與總線終端之間傳輸時(shí)延、以及固定速率業(yè)務(wù)的資源塊分配結(jié)果。

步驟411：總線終端基于固定速率業(yè)務(wù)的資源塊分配結(jié)果，在第二個(gè)信號(hào)幀的上行子幀中發(fā)送的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。并，基于接收的總線控制器與總線終端之間傳輸時(shí)延，對(duì)發(fā)送給總線控制器的信號(hào)的發(fā)送時(shí)間進(jìn)行傳輸時(shí)延調(diào)整。

步驟412：總線控制器在下一個(gè)信號(hào)幀的下行子幀中發(fā)送針對(duì)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)所反饋的響應(yīng)消息。

至此，總線架構(gòu)初始化完成，進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。

在總線系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，總線控制器每次在下行子幀上發(fā)送數(shù)據(jù)之前，均會(huì)在下行系統(tǒng)子幀上向總線終端發(fā)送下行導(dǎo)頻信號(hào)。相應(yīng)地，總線終端每次在下行系統(tǒng)子幀上接收到下行導(dǎo)頻信號(hào)后，進(jìn)行系統(tǒng)同步以及信道估計(jì)，后續(xù)不再一一贅述。

步驟413：若總線終端需要新增可變速率業(yè)務(wù)，則可以在當(dāng)前所處信號(hào)幀的上行子幀中發(fā)送的可變速率業(yè)務(wù)傳輸需求。

這里，上報(bào)給總線控制器的可變速率業(yè)務(wù)傳輸需求，也即上報(bào)給總線控制業(yè)務(wù)類型為可變速率業(yè)務(wù)以及該可變速率業(yè)務(wù)對(duì)應(yīng)的業(yè)務(wù)量。

步驟414：總線控制器根據(jù)接收的可變速率業(yè)務(wù)傳輸需求，在劃分的可變速率業(yè)務(wù)資源塊中，為總線終端的可變速率業(yè)務(wù)分配資源塊。

在具體實(shí)施中，若所述可變速率業(yè)務(wù)傳輸需求中包括多個(gè)可變速率業(yè)務(wù)，則根據(jù)每個(gè)可變速率業(yè)務(wù)的類型，以及預(yù)設(shè)的優(yōu)先級(jí)與可變速率業(yè)務(wù)的類型的映射關(guān)系，分別確定每個(gè)可變速率業(yè)務(wù)的優(yōu)先級(jí)。

其中，預(yù)設(shè)的優(yōu)先級(jí)與可變速率業(yè)務(wù)的類型的映射關(guān)系，可以為：

先將可變速率業(yè)務(wù)按照實(shí)時(shí)性、等待時(shí)間和帶寬需求，劃分為3個(gè)大的優(yōu)先等級(jí)，分別為實(shí)時(shí)優(yōu)先級(jí)(第一優(yōu)先級(jí))、等待優(yōu)先級(jí)(第二優(yōu)先級(jí))、帶寬優(yōu)先級(jí)(第三優(yōu)先級(jí))，再分別針對(duì)每個(gè)大的優(yōu)先等級(jí)，進(jìn)行劃分。

其中，實(shí)時(shí)優(yōu)先級(jí)中高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)用于傳輸實(shí)時(shí)性、時(shí)延或時(shí)間抖動(dòng)等要求比較嚴(yán)格的業(yè)務(wù)，低優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)用于傳輸實(shí)時(shí)性、時(shí)延或時(shí)間抖動(dòng)等要求比較低的業(yè)務(wù)；

等待優(yōu)先級(jí)中高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)用于傳輸待傳輸數(shù)據(jù)等待時(shí)間長(zhǎng)的業(yè)務(wù)，低優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)用于傳輸待傳輸數(shù)據(jù)等待時(shí)間短的業(yè)務(wù)；

帶寬優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)中高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)用于傳輸待傳輸數(shù)據(jù)帶寬需求比較大的業(yè)務(wù)，低優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)用于傳輸待傳輸數(shù)據(jù)帶寬需求比較小的業(yè)務(wù)。

然后，根據(jù)所述每個(gè)可變速率業(yè)務(wù)的優(yōu)先級(jí)，在預(yù)劃分的可變速率業(yè)務(wù)資源塊中，分別為每個(gè)可變速率業(yè)務(wù)分配資源塊，并將資源塊分配結(jié)果發(fā)送給所述總線終端，以使所述總線終端根據(jù)所述資源塊分配結(jié)果相應(yīng)地傳輸所述每個(gè)可變速率業(yè)務(wù)。

也就是說，針對(duì)可變速率業(yè)務(wù)進(jìn)行優(yōu)先級(jí)的劃分，在資源塊上傳輸時(shí)，可以優(yōu)先傳輸優(yōu)先級(jí)高的可變速率業(yè)務(wù)，能夠進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性。

進(jìn)一步地，上述優(yōu)先級(jí)的劃分同樣也適用于固定速率業(yè)務(wù)，在為固定速率業(yè)務(wù)分配固定速率業(yè)務(wù)資源塊時(shí)，若在建立連接時(shí)，總線終端上報(bào)了多個(gè)固定速率業(yè)務(wù)，則也可以根據(jù)每個(gè)固定速率業(yè)務(wù)的類型，以及預(yù)設(shè)的優(yōu)先級(jí)與固定速率業(yè)務(wù)的類型的映射關(guān)系，分別確定每個(gè)固定速率業(yè)務(wù)的優(yōu)先級(jí)；以及，根據(jù)所述每個(gè)固定速率業(yè)務(wù)的優(yōu)先級(jí)，在相應(yīng)的預(yù)劃分的固定速率業(yè)務(wù)資源塊中，分別為每個(gè)固定速率業(yè)務(wù)分配資源塊，并將資源塊分配結(jié)果發(fā)送給所述總線終端，以使所述總線終端根據(jù)所述資源塊分配結(jié)果相應(yīng)地傳輸所述每個(gè)固定速率業(yè)務(wù)。

步驟415：總線控制器在下一個(gè)信號(hào)幀的下行子幀中向總線終端發(fā)送可變速率業(yè)務(wù)的資源塊分配結(jié)果。

步驟416：總線終端基于可變速率業(yè)務(wù)的資源塊分配結(jié)果，在下一信號(hào)幀的上行子幀中向總線控制器發(fā)送業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。

步驟417：總線控制器在下下個(gè)信號(hào)幀的下行子幀中向總線終端發(fā)送針對(duì)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)所反饋的響應(yīng)消息。

上述為系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)所列舉出的工作流程。具體實(shí)施時(shí)，若在系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行過程中，存在新的總線終端想要請(qǐng)求接入總線控制器，則可在特殊幀中的上行隨機(jī)接入系統(tǒng)子幀上向總線控制器發(fā)送上行導(dǎo)頻信號(hào)以及接入請(qǐng)求。相應(yīng)地，總線控制器可根據(jù)上行導(dǎo)頻信號(hào)進(jìn)行信道估計(jì)，并根據(jù)接入請(qǐng)求為總線終端分配信道資源塊。具體過程可參照上述流程，這里不再一一贅述。

本申請(qǐng)實(shí)施例提供的基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)場(chǎng)層寬帶總線架構(gòu)的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中，總線控制器與各總線終端之間、以及各總線終端之間能夠基于ofdm技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，各總線終端占用的子載波之間互不干擾，可以有效避免總線終端之間的通信干擾，提高了數(shù)據(jù)傳輸時(shí)的帶寬利用率，實(shí)現(xiàn)了高達(dá)百兆以上的高帶寬的技術(shù)效果。并且，該系統(tǒng)中總線控制器可在下行系統(tǒng)子幀上發(fā)送下行導(dǎo)頻信號(hào)，以使總線終端基于該下行導(dǎo)頻信號(hào)實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)快速同步，并且本申請(qǐng)中在每個(gè)信號(hào)幀中都包含承載下行導(dǎo)頻信號(hào)的下行系統(tǒng)子幀，進(jìn)而總線終端可根據(jù)下行導(dǎo)頻信號(hào)進(jìn)行信道估計(jì)，提高系統(tǒng)糾錯(cuò)能力，進(jìn)而提高了系統(tǒng)的可靠性。進(jìn)一步，總線控制器可在下行子幀上發(fā)送用于指示總線終端進(jìn)行初始化配置的廣播消息，以使總線終端完成初始化配置。進(jìn)一步，總線終端可在上行子幀上發(fā)送攜帶有業(yè)務(wù)信息的接入請(qǐng)求，以便總線控制器可基于接入請(qǐng)求中的業(yè)務(wù)信息，為用戶分配信道資源塊，這種基于業(yè)務(wù)需求來分配信道資源快的方式能夠使得資源分配更為合理，進(jìn)而保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性需求?；诖耍旧暾?qǐng)針對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)場(chǎng)層寬帶總線架構(gòu)需要滿足高性能、高可靠、高實(shí)時(shí)和高安全的要求提供了一種快速同步、實(shí)時(shí)、高速、可靠的實(shí)現(xiàn)方案。

本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員應(yīng)明白，本申請(qǐng)實(shí)施例可提供為方法、系統(tǒng)、或計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。因此，本申請(qǐng)實(shí)施例可采用完全硬件實(shí)施例、完全軟件實(shí)施例、或結(jié)合軟件和硬件方面的實(shí)施例的形式。而且，本申請(qǐng)實(shí)施例可采用在一個(gè)或多個(gè)其中包含有計(jì)算機(jī)可用程序代碼的計(jì)算機(jī)可用存儲(chǔ)介質(zhì)(包括但不限于磁盤存儲(chǔ)器、cd-rom、光學(xué)存儲(chǔ)器等)上實(shí)施的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的形式。

本申請(qǐng)實(shí)施例是參照根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例的方法、設(shè)備(系統(tǒng))、和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的流程圖和/或方框圖來描述的。應(yīng)理解可由計(jì)算機(jī)程序指令實(shí)現(xiàn)流程圖和/或方框圖中的每一流程和/或方框、以及流程圖和/或方框圖中的流程和/或方框的結(jié)合。可提供這些計(jì)算機(jī)程序指令到通用計(jì)算機(jī)、專用計(jì)算機(jī)、嵌入式處理機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器以產(chǎn)生一個(gè)機(jī)器，使得通過計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器執(zhí)行的指令產(chǎn)生用于實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能的裝置。

這些計(jì)算機(jī)程序指令也可存儲(chǔ)在能引導(dǎo)計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備以特定方式工作的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器中，使得存儲(chǔ)在該計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器中的指令產(chǎn)生包括指令裝置的制造品，該指令裝置實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能。

這些計(jì)算機(jī)程序指令也可裝載到計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備上，使得在計(jì)算機(jī)或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行一系列操作步驟以產(chǎn)生計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的處理，從而在計(jì)算機(jī)或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行的指令提供用于實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能的步驟。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本申請(qǐng)進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本申請(qǐng)的精神和范圍。這樣，倘若本申請(qǐng)的這些修改和變型屬于本申請(qǐng)權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本申請(qǐng)也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。