CN112953616A - 一种资源分配方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

一种资源分配方法、装置、设备及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种资源分配方法、装置、设备及存储介质。该方法包括：分别确定传输飞行控制数据所需的第一通信资源、传输空中管制数据所需的第二通信资源和传输载荷数据所需的第三通信资源，以及空口的分配资源；根据第一通信资源、第二通信资源、第三通信资源和空口的分配资源为飞行控制数据分配第一分配资源、为空中管制数据分配第二分配资源和为载荷数据分配第三分配资源。根据本发明实施例，能够通过各通信数据所需的带宽大小和空口当前的可用带宽大小，自动调整分配给各通信数据的实际带宽大小，能保证通信数据的高可靠性传输，提高了无人机飞行的可靠性。

Description

一种资源分配方法、装置、设备及存储介质
技术领域
本发明属于信息处理领域，尤其涉及一种资源分配方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
随着移动通信技术发展，目前很多无人机使用蜂窝网作为无人机与地面站间的通信链路，但基站对空中的覆盖存在多小区干扰等情况，相对于地面覆盖，基站对空中能提供的带宽存在更大的波动，空口可用带宽有可能满足不了无人机的飞行控制数据和载荷数据的同时传输。。
由于空口带宽有限，视频、图片等载荷数据传输过程占用大部分、甚至全部空口带宽，导致飞行控制数据等数据无法正常、即时传输。
因此，如何保证无人机获取的数据的可靠传输，成为一个有待解决的问题。
发明内容
本发明实施例提供一种资源分配方法、装置、设备及计算机存储介质，能够解决飞行控制数据、空中管制数据和载荷数据不能正常传输的问题。
第一方面，本发明实施例提供一种资源分配方法，方法包括：分别确定传输飞行控制数据所需的第一通信资源、传输空中管制数据所需的第二通信资源和传输载荷数据所需的第三通信资源，以及空口的分配资源；根据第一通信资源、第二通信资源、第三通信资源和空口的分配资源为飞行控制数据分配第一分配资源、为空中管制数据分配第二分配资源和为载荷数据分配第三分配资源。
在一种可能的实现中，在获取空口的分配资源之前，方法还包括：获取空口的可用资源；根据空口的可用资源和过滤抖动参数确定空口的分配资源。
在一种可能的实现中，根据可用资源和过滤抖动参数确定空口的分配资源，包括：获取空口的已用资源；根据空口的已用资源和过滤抖动参数确定第一阈值和第二阈值，第一阈值小于第二阈值；若空口的可用资源小于第一阈值或者大于第二阈值，将空口的可用资源确定为空口的分配资源；若空口的可用资源大于等于第一阈值且小于等于第二阈值，将空口的已用资源确定为空口的分配资源。
在一种可能的实现中，根据第一通信资源、第二通信资源、第三通信资源和空口的分配资源为飞行控制数据分配第一分配资源、为空中管制数据分配第二分配资源和为载荷数据分配第三分配资源，包括：在空口的分配资源小于等于第一通信资源的情况下，将空口的分配资源确定为第一分配资源，第二分配资源和第三分配资源均为零；在空口的分配资源大于第一通信资源且小于等于第一通信资源与第二通信资源之和的情况下，将第一通信资源确定为第一分配资源，并将空口的分配资源与第一分配资源之差确定为第二分配资源，第三分配资源为零；在空口的分配资源大于第一通信资源与第二通信资源之和情况下，将第一通信资源确定为第一分配资源、将第二通信资源确定为第二分配资源，且将剩余资源确定为第三分配资源，其中，剩余资源为空口的分配资源减去第一分配资源，再减去第二分配资源得到的资源。
在一种可能的实现中，根据第一通信资源、第二通信资源、第三通信资源和空口的分配资源为飞行控制数据分配第一分配资源、为空中管制数据分配第二分配资源和为载荷数据分配第三分配资源，包括：根据预设分配信息和空口的分配资源为飞行控制数据分配第一分配资源、为空中管制数据分配第二分配资源和为载荷数据分配第三分配资源。
在一种可能的实现中，在为飞行控制数据分配第一分配资源、为空中管制数据分配第二分配资源和为载荷数据分配第三分配资源之后，方法还包括：获取飞行控制数据的至少一种飞行控制子数据的第一等级信息；根据第一等级信息和第一分配资源为至少一种飞行控制子数据分配资源；和/或，获取空中管制数据的至少一种空中管制子数据的第二等级信息；根据第二等级信息和第二分配资源为至少一种空中管制子数据分配资源；和/或，获取载荷数据的至少一种载荷子数据的第三等级信息；根据第三等级信息和第三分配资源为至少一种载荷子数据分配资源。
在一种可能的实现中，在分别确定传输飞行控制数据所需的第一通信资源、传输空中管制数据所需的第二通信资源和传输载荷数据所需的第三通信资源，以及空口的分配资源之前，方法还包括：获取无人机的通信数据；确定通信数据的报文头标签信息；根据报文头标签信息分别确定通信数据中的飞行控制数据、空中管制数据和载荷数据。
在一种可能的实现中，在分别确定传输飞行控制数据所需的第一通信资源、传输空中管制数据所需的第二通信资源和传输载荷数据所需的第三通信资源，以及空口的分配资源之前，方法还包括：获取无人机的通信数据；确定通信数据的物理端口标签信息；根据物理端口标签信息分别确定通信数据中的飞行控制数据、空中管制数据和载荷数据。
在一种可能的实现中，获取通信数据中的空中管制数据，包括：通过机载数据调度***的数传接口获取通信数据中的空中管制数据。
第二方面，本发明实施例提供了一种资源分配装置，装置包括：获取模块，用于分别确定传输飞行控制数据所需的第一通信资源、传输空中管制数据所需的第二通信资源和传输载荷数据所需的第三通信资源，以及空口的分配资源；分配模块，用于根据第一通信资源、第二通信资源、第三通信资源和空口的分配资源为飞行控制数据分配第一分配资源、为空中管制数据分配第二分配资源和为载荷数据分配第三分配资源。
第三方面，本发明实施例提供了一种计算设备，设备包括：处理器以及存储有计算机程序指令的存储器；处理器执行计算机程序指令时实现第一方面或者第一方面任一可能实现的资源分配方法。
第四方面，本发明实施例提供了一种计算机存储介质，计算机存储介质上存储有计算机程序指令，计算机程序指令被处理器执行时实现如第一方面或者第一方面任一可能实现的资源分配方法。
本发明实施例的资源分配方法、装置、设备及计算机存储介质，通过根据传输飞行控制、空中管制数据、载荷数据所需的带宽大小和空口当前的可用带宽大小，自动调整分配给飞行控制、空中管制数据、载荷数据的实际带宽大小，能保证飞行控制、空中管制数据的高可靠性传输，提高了无人机飞行的可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种资源分配方法流程示意图；
图2是本发明实施例提供的一种实现资源分配方法的***示意图；
图3是本发明实施例提供的一种实现资源分配反馈方法的示意图；
图4是本发明实施例提供的一种资源分配装置的结构示意图；
图5是本发明实施例提供的示例性硬件架构的示意图。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅被配置为解释本发明，并不被配置为限定本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明更好的理解。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
随着移动通信技术发展，目前很多网联无人机使用蜂窝网作为无人机与地面站间的通信链路，但基站对空中的覆盖存在多小区干扰等情况，相对于地面覆盖，基站对空能提供的带宽是存在更大波动的，所以空口可用带宽有可能满足不了无人机的通信数据的同时且可靠的传输。
网联无人机是指通过移动蜂窝通信网络、卫星通信网络或者其他无线网络在线接入，并提供超视距飞行服务的无人机。空口是指移动通信中的空中接口，空口用于基站和终端之间的无线传输。
无人机在执行飞行任务的过程中，需要进行传输的通信数据包括：飞行控制数据、空中管制数据、吊舱载荷数据，其中，空中管制数据链路目前还未在无人机上得到广泛应用。
飞行控制数据用于控制端(控制端可以为遥控器或者空管中心)与飞控计算机通信，飞控计算机用于控制无人机飞行；空中管制数据用于无人机***与交通服务***之间进行无人机交通管理的数据链；载荷数据为无人机在执行飞行任务中获得的数据，载荷数据可以为视频、图片、各类传感器数据。
目前无人机的飞行控制数据和载荷数据的传输是使用同一个物理通信通道，但是飞行控制数据和载荷数据链路的所需要的通信通道带宽是没有进行区分的。当数据链路带宽小于飞行控制数据和吊舱载荷数据所需要的传输带宽时，飞行控制数据和吊舱载荷数据的报文被同等对待，导致飞行控制数据报文被丢弃，降低了无人机飞行的可靠性。
另外，当前数据链路中还没有有空中管制数据，随着无人机的普及和标准化，空中管制数据会纳入到无人机数据传输链路中，空中管制数据也将面临传输的不稳定性，进而造成无人机飞行的不安全性。
基于目前无人机通信数据传输的困境，目前有一种使用通信模组进行通信链路传输的方法，具体是分别为吊舱载荷数据、飞行控制数据和空中管制数据向电信运营商申请不同优先级的标度值(QoS Class Identifier，QCI)通道，电信运营商需要在核心网、传输网络、无线网中专门为此进行优先级的确认和实现，但是这样传输数据的成本很高，实用性低。
因此，由于空口带宽有限，视频、图片等载荷数据的传输过程占用大部分、甚至全部空口带宽，导致其他通信数据无法正常、即时传输，进而导致了无人机工作的不安全、不稳定。
为了解决载荷数据的传输占用空口带宽过多，导致其他通信数据无法正常传输的问题，本发明实施例提供了一种资源分配方法，下面对本发明实施例提供的资源分配方法进行详细描述。
图1所示为本发明实施例的一种资源分配方法流程示意图，该方法的执行主体是服务器，该方法应用于机载数据调度***，所示方法包括：
S101，分别确定传输飞行控制数据所需的第一通信资源、传输空中管制数据所需的第二通信资源和传输载荷数据所需的第三通信资源，以及空口的分配资源。
机载数据调度***的接入侧通信接口包括飞控接口、数传接口和业务接口，分别利用飞控接口、数传接口和业务接口获取飞行控制数据、空中管制数据和载荷数据这些通信数据，然后再确定传输这些通信数据所需的实际通信资源，也可以说是传输这些通信数据所需的实际带宽，带宽通常指信号所占据的频带宽度，在被用来描述信道时，带宽是指能够有效通过该信道的信号的最大频带宽度。本申请中的通信资源可以用来表示带宽。
可以理解的是，飞行控制数据、空中管制数据和载荷数据都属于无人机的通信数据。
由于空口的可用带宽有可能满足不了无人机的飞行控制数据、空中管制数据和载荷数据的同时传输，所以要先确定传输飞行控制数据所需的第一通信资源、传输空中管制数据所需的第二通信资源和传输载荷数据所需的第三通信资源，以及能够被分配的空口的分配资源，然后根据这些资源大小再确定实际分配给每个通信数据的通信资源。
在一个实施例中，在获取空口的分配资源之前，上述方法还包括：获取空口的可用资源；根据空口的可用资源和过滤抖动参数确定空口的分配资源。
在一个实施例中，空口当前的可用带宽W～，过滤抖动的偏移量比值为R，即过滤抖动参数。根据过滤抖动参数确定的抖动范围与可用带宽进行比较，如果可用带宽在抖动范围之外，那么空口的分配资源也是要随着空口的可用带宽进行变化的。
例如，在T0时刻，空口可用带宽W～为10M，在T1时刻，空口可用带宽W～变为100M，过滤抖动参数为10％，根据过滤抖动参数确定抖动范围为(9，11)，空口可用带宽W～在抖动范围以外，空口的分配资源要随可用带宽变化。另一种情况是，在T0时刻，空口可用带宽W～为10M，在T1时刻，空口可用带宽W～变为10.1M，过滤抖动参数为10％，根据过滤抖动参数确定抖动范围为(9，11)，空口可用带宽W～在抖动范围以内，空口的分配资源也就无需随可用带宽而变化。
在一个实施例中，根据可用资源和过滤抖动参数确定空口的分配资源，包括：获取空口的已用资源；根据空口的已用资源和过滤抖动参数确定第一阈值和第二阈值，第一阈值小于第二阈值。
在一个实施例中，获取空口的已用资源W^，根据空口的可用资源W～和过滤抖动参数R，确定第一阈值W^(1-R)和第二阈值W^(1+R)，第一阈值小于第二阈值。
若空口的可用资源小于第一阈值或者大于第二阈值，将空口的可用资源确定为空口的分配资源；若空口的可用资源大于等于第一阈值且小于等于第二阈值，将空口的已用资源确定为空口的分配资源。
若空口的可用资源W～小于第一阈值W^(1-R)或者大于第二阈值W^(1+R)，将空口的可用资源W～确定为空口的分配资源W，具体实现方式如下所示：
If{W～<W^(1-R)} W＝W～
If{W～>W^(1+R)} W＝W～
若空口的可用资源大于等于第一阈值W^(1-R)且小于等于第二阈值W^(1+R)，将空口的已用资源确定为空口的分配资源，即W保持不变，具体实现方式如下所示：
If{W^(1-R)＝<W～＝<W^(1+R)} W＝W^
在一个实施例中，在分别确定传输飞行控制数据所需的第一通信资源、传输空中管制数据所需的第二通信资源和传输载荷数据所需的第三通信资源，以及空口的分配资源之前，方法还包括：获取无人机的通信数据；确定通信数据的报文头标签信息；根据报文头标签信息分别确定通信数据中的飞行控制数据、空中管制数据和载荷数据。
在一个实施例中，在飞行控制数据、空中管制数据和载荷数据的中植入带有信息类型的报文头标签信息，报文头标签信息包括切片标识(Identity document，ID)与服务质量(Quality of Service，QOS)标记，切片ID用于区分飞行控制数据、空中管制数据和载荷数据使用的切片；QOS标记用于设定等级，通过提取并识别报文头标签信息来区分飞行控制数据、空中管制数据和载荷数据。
通过在分别对通信数据添加报文头标签信息，能够根据不同的报文头标签信息来区分接入的通信数据的类型，提高区分通信数据的效率，即切片的效率。
在一个实施例中，在分别确定传输飞行控制数据所需的第一通信资源、传输空中管制数据所需的第二通信资源和传输载荷数据所需的第三通信资源，以及空口的分配资源之前，本发明实施例提供的方法还包括：获取无人机的通信数据；确定通信数据的物理端口标签信息；根据物理端口标签信息分别确定通信数据中的飞行控制数据、空中管制数据和载荷数据。
其中，通过物理接口信息库查询输入的通信信息的物理端口，判断输入的通信信息属于飞行控制数据、空中管制数据还是载荷数据，其中，物理接口信息库记录每个物理接口的信息、每个物理接口对应数据类型信息，数据类型即为飞行控制数据、空中管制数据和载荷数据。
在另一个实施例中，获取通信数据中的空中管制数据，包括：通过机载数据调度***的数传接口获取通信数据中的空中管制数据。
其中，机载数据调度***的数传接口，例如以太网接口、通用串行总线(UniversalSerial Bus，USB)、无线保真(Wireless-Fidelity，WiFi)等，数传接口用于获取通信数据中的空中管制数据。
S102，根据第一通信资源、第二通信资源、第三通信资源和空口的分配资源为飞行控制数据分配第一分配资源、为空中管制数据分配第二分配资源和为载荷数据分配第三分配资源。
在一个实施例中，将通信数据中的飞行控制数据、空中管制数据和载荷数据通过业务切片的方式将通信数据进行切片，将飞行控制数据、空中管制数据和载荷数据通过第一通道、第二通道和第三通道隔离传输。
业务切片是指通过网络虚拟化技术，将网络中的各类物理资源抽象成虚拟资源，并基于指定的网络功能和特定的接入网技术，按需构建端到端的逻辑网络，提供多种网络服务。业务切片运行时，能够根据业务和用户的动态需求，进行资源的按需调整，提升网络的灵活性。不同切片间的隔离和区分，能够在保证当前业务质量的前提下，增强整体网络的安全性和强健性。网络切片与虚拟化技术息息相关。
其中，利用业务切片的方式，基于第一切片、第二切片与第三切片将空口通道分为第一通道、第二通道和第三通道。第一通道用于飞行控制数据的传输；第二通道用于空中管制数据分的传输；第三通道用于载荷数据的传输。
通过业务切片的方式将空口通道进行切片，将飞行控制数据、空中管制数据和载荷数据分别通过第一通道、第二通道和第三通道隔离传输，为各类通信数据保留必要的带宽资源，保证通信数据传输的及时性，可靠性，降低由于数据传输不及时导致的空口时延。
可以理解的是，各个通道所传输的数据类型可以根据实际需要传输的数据灵活调整，也就是说，如果不需要传输其中某种数据，就可以相应的减少通道数量。如果某几种数据不需要分通道传输，也可以将某几种数据可以通过同一通道传输。本申请不对通道传输数据的类型进行限定。
至此，确定了传输飞行控制数据、空中管制数据和载荷数据的各个通道，那么接下来就可以基于S101确定的传输各个通信数据所需的通信带宽和空口带宽，来确定实际分配给各个通道的带宽大小。
在一个实施例中，根据第一通信资源、第二通信资源、第三通信资源和空口的分配资源为飞行控制数据分配第一分配资源、为空中管制数据分配第二分配资源和为载荷数据分配第三分配资源，包括：在空口的分配资源小于等于第一通信资源的情况下，将空口的分配资源确定为第一分配资源，第二分配资源和第三分配资源均为零。
其中，传输飞行控制数据的第一通道需要的带宽为A，传输空中管制数据的第二通道需要的带宽为B，传输载荷数据的第三通道需要的带宽为C。即第一通信资源为A、第二通信资源为B、第三通信资源为C。
在空口的分配资源W小于等于第一通信资源A的情况下，将空口的分配资源W确定为第一分配资源A，第二分配资源和第三分配资源均为零。也就是说，若A>＝W，W全部分配给第一通道。
在空口的分配资源W大于第一通信资源A且小于等于第一通信资源与第二通信资源之和(A+B)的情况下，将第一通信资源A确定为第一分配资源，并将空口的分配资源与第一分配资源之差W-A确定为第二分配资源，第三分配资源为零。也就是说，若(A+B)>＝W>A，W优先满足第一通道，剩余带宽分给第二通道。
在空口的分配资源W大于第一通信资源与第二通信资源之和(A+B)的情况下，将第一通信资源A确定为第一分配资源、将第二通信资源B确定为第二分配资源，且将剩余资源(W-A-B)确定为第三分配资源，其中，剩余资源为空口的分配资源减去第一分配资源，再减去第二分配资源得到的资源。也就是说，若(A+B+C)>＝W>(A+B)；W优先满足第一通道和第二通道，剩余带宽分配给第三通道；或者，(A+B+C)<W，第一通道和第二通道按照A和B带宽分配，C按照剩余带宽分配。
在另一个实施例中，根据第一通信资源、第二通信资源、第三通信资源和空口的分配资源为飞行控制数据分配第一分配资源、为空中管制数据分配第二分配资源和为载荷数据分配第三分配资源，包括：根据预设分配信息和空口的分配资源为飞行控制数据分配第一分配资源、为空中管制数据分配第二分配资源和为载荷数据分配第三分配资源。
其中，通过在切片策略库中预设多种切片策略，即分配信息。在选择恰当的切片策略ID后，在切片策略库中查询与切片策略ID对应的带宽分配信息，并根据带宽分配信息调整第一通道、第二通道与第三通道的带宽大小。
其中，切片策略库预设多种策略，例如：视频获取策略、信号测试策略等不同场景的不同需求的策略；视频获取策略需要视频信号及时传输，对定位精度不高时，为防止切片影响视频信息的正常传输调整保留小部分飞行控制数据带宽，将大部分带宽用于视频传输；反之，信号测试场景对定位精度要求高，因此需要调整切片策略保证飞行控制数据传输，降低时延。
在又一个实施例中，在为飞行控制数据分配第一分配资源、为空中管制数据分配第二分配资源和为载荷数据分配第三分配资源之后，本发明实施例提供的方法还包括：
获取飞行控制数据的至少一种飞行控制子数据的第一等级信息；根据第一等级信息和第一分配资源为至少一种飞行控制子数据分配资源。和/或，获取空中管制数据的至少一种空中管制子数据的第二等级信息；根据第二等级信息和第二分配资源为至少一种空中管制子数据分配资源；和/或，获取载荷数据的至少一种载荷子数据的第三等级信息；根据第三等级信息和第三分配资源为至少一种载荷子数据分配资源。
其中，对于任一通道内传输的数据能够使用优先级调度的方式。这里，需要提示的是，S101中的QOS标记用于设定等级信息，通过提取并识别报文头标签信息中的QOS标记来区分任一通道内传输的数据的等级信息。
这里，以载荷数据为例，根据信息调整策略进行载荷数据链路的动态调整，假设载荷数据实际分配到的带宽为Ca，载荷数据又有三种载荷子数据。此时根据载荷报文头中的QOS标记，将Ca按照载荷优先等级分配到不同载荷类型中，载荷子数据带宽需求分别为C1/C2/C3，Ca的带宽优先调度C1，其次是C2；剩余的带宽全部分配给C3。其余类型的通信数据也可根据这样的等级调整方式来调整通信子数据的带宽资源。
综上，本发明实施例提供的资源分配方法、装置、设备及介质，能够根据传输飞行控制数据、空中管制数据、载荷数据的数据通道所需的带宽大小和空口当前的可用带宽大小，自动调整分配给三个通道的带宽大小，能保证飞行控制数据、空中管制数据和载荷数据的高可靠性传输，大幅提高了无人机飞行的可靠性。
另外，基于上述资源分配方法，本发明实施例还提供了一种实现资源分配方法的***，具体结合图2进行详细说明。
图2是本发明实施例提供的一种实现资源分配方法的***示意图。图2所示的数据调度***2000具体包括：接入侧通信接口2100、业务处理单元2200、无线通信接口2300。
下面，对数据调度***2000包括的内容分别进行描述：
首先介绍接入侧通信接口2100。
接入侧通信接口包括：飞控接口2110、数传接口2120和业务接口2130。飞控接口2110用于连接飞控计算机2140(比如RS232/RS485/RS422/TTL等)；数传接口2120(以太网接口/USB/WiFi等)用于传输空中管制数据并发送给飞控计算机2140；业务接口2130(如HDMI/以太网接口等)用于连接载荷2150，其中载荷包括：摄像机2131、信号(强度)传感器2132、红外摄像/传感器2133、激光雷达摄像/传感器2134和温度传感器(图2中未示出)等多种类型的传感器中的一种或多种。
其次介绍业务处理单元2200。
业务处理单元2220包括存储器2210、特征识别单元2220、切片控制单元2230、反馈单元2240、有优先级控制单元2250。
下面分别对业务处理单元2220包括的各个模块进行描述：
存储器2210包括物理接口信息库2211，物理接口信息库记录每个物理接口信息、每个物理接口对应数据类型信息，数据类型为飞行控制数据或吊舱载荷数据，吊舱载荷数据为无人机在执行飞行任务中获得的数据，可以为视频、图片、各类传感器数据，吊舱载荷数据也就是前文提到的载荷数据。
存储器2210还包括切片策略库2212，切片策略库2212记录多个切片策略，包括每个切片策略的切片策略ID、带宽分配策略信息。
存储器2210还包括缓冲器2213，缓冲器2213用于对报文进行缓存后调度转发。
特征识别单元2220，用于接收并处理接入侧通信接口输入业务处理单元的报文。特征识别单元2220可以通过报文特征识别方法来识别报文特征，区分各类通信数据。
一方面，报文特征识别方法为区分物理端口的识别方法，特征识别单元接收接入侧通信接口输入的信息后，通过物理接口信息库查询输入信息的物理端口输入的信息属于飞行控制数据还是业务数据；若为飞行控制数据则使用第一通道传输，若为业务数据则使用第二通道传输，若为空中管制数据则使用第三通道传输。
另一方面，报文特征识别方法还可以为基于报文头数据的区分方法；在载荷输出的信息中植入带有信息类型的报文头数据，报文头数据包括切片ID与QOS标记，切片ID用于区分本数据使用的切片，QOS标记用于设定优先级，特征识别单元接收接入侧通信接口输入的信息后，通过提取并识别报文头数据来区分飞行控制数据、业务数据与空中管制数据；若为飞行控制数据则使用第一通道传输，若为业务数据则使用第二通道传输，若为空中管制数据则使用第三通道传输；对于同一通道内传输的数据优先传输优先级高的数据。
特征识别单元2220中应用的报文特征识别方法用于根据报文特征区分接入侧通信接口输入信息的类型，提高业务切片的效率。
切片控制单元2230，切片控制单元2230用于调整业务处理单元切片的带宽大小。业务处理单元至少包括两个切片，即第一切片与第二切片；第一切片与第二切片将空口通道分为第一通道与第二通道；第一通道用于飞行控制数据和/或空中管制数据的传输，第二通道用于载荷数据的传输。通过业务切片的方式对数据进行切片，将飞行控制数据与载荷数据通过第一通道与第二通道隔离传输，为飞行控制数据保留必要的带宽资源，保证飞行控制数据传输的及时性，降低空口时延。
业务处理单元还包括第三切片，第一切片、第二切片与第三切片将空口通道分为第一通道、第二通道和第三通道，第一通道用于飞行控制数据的传输，第二通道用于空中管制数据的传输，第三通道用于载荷数据的传输。
反馈单元2240，切片反馈单元2240实时获取空口、飞控、载荷、数传(空管数据)四个端口的占用带宽，根据反馈策略自动调整业务处理单元切片的带宽大小。
图3是本发明实施例提供的一种实现资源分配反馈方法的示意图，如图3所示，此处以机载设备到蜂窝基站上行通信链路为例，可以理解的是蜂窝基站到机载设备的下行通信链路所采用的方法原理相同，只是传输方向不同。
图3所示的飞行控制数据需要的带宽为A，空管需要带宽为B，载荷需要带宽为C，载荷有n中类型，带宽分别是C1，C2……Cn(n为整数)，满足
Figure BDA0002311851660000141
空口当前可用带宽W～，切片控制单元当前已分配带宽为W^，过滤抖动的偏移量比值为R。
首先，进行空口可用带宽上报和过滤。空口的可用带宽W～可通过中断的方式上报给反馈单元，反馈单元进行过滤，过滤规则为如下所示：
If{W^(1-R)<W～<W^(1+R)}，W保持不变；
If{W～<W^(1-R)}，W＝W～；
If{W～>W^(1+R)}，W＝W～；
其次，带宽控制单元根据切片调整策略进行机载数据链路的动态调整：
A>＝W，W全部分配给第一切片/优先级通道；
(A+B)>＝W>A，W优先满足第一切片，剩余带宽分给第二切片；
(A+B+C)>＝W>(A+B)，W优先满足第一和第二切片，剩余带宽分配给第三切片；
(A+B+C)<W，第一和第二切片按照A和B带宽分配，C按照剩余带宽分配。
如果当前的飞控和空中管制数据链路占用带宽较小，第一和第二切片可以合并为一个切片。
最后，带宽控制单元根据优先级调整策略进行机载载荷链路的动态调整：根据步骤二，C实际分配到的带宽为Ca，此时根据载荷报文头中的QOS标记，将Ca按照载荷优先等级分配到不同载荷类型中。
例如，Ca中还有三种载荷，带宽需求分别为C1/C2/C3，优先等级分别7，4，0，Ca的带宽优先调度C1，其次是C2；剩余的流量全部分配给C3。注意，优先级调度不能做到物理隔离，当Ca<(C1+C2+C3)时，C2和C3的流量可能会对C1造成冲击阻塞。但由于载荷的整体优先级较低，按照优先级调度的所带来的机载载荷链路可靠性提升，比现有技术方案可靠性要高得多。
实际的数据调度方法包括：切片调整方法。其中，切片调整方法包括手动调整、预设策略调整和反馈调整。下面对每一种调整方式进行详细说明。
第一，手动调整：通过手动设定带宽分配策略，进而调整第一通道、第二通道和第三通道的带宽大小，也就是说手动调整时通过信号接口设置并固定第一通道、第二通道与第三通道的带宽大小。具体的，将手动设定的带宽分配策略输入切片控制单元，切片控制单元调整第一通道、第二通道与第三通道的带宽大小。
第二，预设策略调整：通过在切片策略库中预设多种切片策略，选择恰当的策略ID后，切片控制单元在切片策略库中查询与策略ID对应的带宽分配策略信息，并根据带宽分配策略信息调整第一通道、第二通道与第三通道的带宽大小。比如，带宽策略资源池预设多种策略，例如：视频获取策略、信号测试策略等不同场景的不同需求的策略；视频获取策略需要视频信号及时传输，对定位精度不高时，为防止切片影响视频信息的正常传输调整保留小部分飞控带宽，将大部分带宽用于视频传输；反之，信号测试场景对定位精度要求高，因此需要调整切片策略保证飞控信号传输，降低时延。
第三，反馈调整：切片反馈单元实时获取空口、飞控、载荷、数传四个端口的占用带宽大小，根据反馈策略调整第一通道、第二通道与第三通道的带宽大小。反馈单元2240就是根据这种反馈方法进行调整的。也就是说，反馈调整时，无需手动设置带宽分配策略，根据空口带宽的大小自动判断第一通道、第二通道与第三通道的带宽大小，为保证飞行控制数据的正常传输合理调整第一通道、第二通道与第三通道的带宽大小。
优先级控制单元2250，优先级控制单元2250用于优先级控制。对于任一通道内传输的数据能够使用优先级调度的方式。例如：第二通道内不同的业务数据能够采用优先级调度的方式，传感器业务数据优先级大于视频业务数据优先级。
最后介绍无线通信接口2300。
无线通信接口2300通过空口2310与外部连接，空口是指移动通信中的空中接口，空口用于基站和终端之间的无线传输。也就是说，将无人机采集到的通信数据通过空口传输到外部。
至此，将接入侧通信接口2100采集的通信数据，经过业务处理单元2200的处理，即根据无线空口的带宽大小动态且有优先顺序地调整飞行控制数据、空中管制数据、吊舱载荷数据的通信带宽大小通道，最后经由无线通信接口2300传输出去。
由此，基于本发明提供的实施例，可以将飞行控制数据、空中管制数据、吊舱载荷数据通过同一个无线空口合一传输，并且根据飞行控制数据、空中管制数据、吊舱载荷数据传输所需的带宽大小，以及无线空口实时可用带宽，自动调整分配给机载通信网关接入数据的通道带宽。保证了飞行控制数据、空中管制数据的高可靠性传输，大幅提高了人机飞行的可靠性。
另外，基于上述资源分配方法，本发明实施例还提供了一种资源分配装置，具体结合图4进行详细说明。
图4所示为本发明实施例提供的一种资源分配装置的结构示意图，资源分配装置包括：
获取模块410，用于分别确定传输飞行控制数据所需的第一通信资源、传输空中管制数据所需的第二通信资源和传输载荷数据所需的第三通信资源，以及空口的分配资源。
获取模块410还用于在获取空口的分配资源之前，获取空口的可用资源；根据空口的可用资源和过滤抖动参数确定空口的分配资源。
获取模块410具体用于获取空口的已用资源；根据空口的可用资源和过滤抖动参数确定第一阈值和第二阈值，第一阈值小于第二阈值；若空口的已用资源小于第一阈值或者大于第二阈值，将空口的可用资源确定为空口的分配资源；若空口的已用资源大于等于第一阈值且小于等于第二阈值，将空口的已用资源确定为空口的分配资源。
获取模块410还用于在分别确定传输飞行控制数据所需的第一通信资源、传输空中管制数据所需的第二通信资源和传输载荷数据所需的第三通信资源，以及空口的分配资源之前，获取无人机的通信数据；确定通信数据的报文头标签信息；根据报文头标签信息分别确定通信数据中的飞行控制数据、空中管制数据和载荷数据。
获取模块410还用于在分别确定传输飞行控制数据所需的第一通信资源、传输空中管制数据所需的第二通信资源和传输载荷数据所需的第三通信资源，以及空口的分配资源之前，获取无人机的通信数据；确定通信数据的物理端口标签信息；根据物理端口标签信息分别确定通信数据中的飞行控制数据、空中管制数据和载荷数据。
获取模块410具体用于通过机载数据调度***的数传接口获取通信数据中的空中管制数据。
处理模块420，用于根据第一通信资源、第二通信资源、第三通信资源和空口的分配资源为飞行控制数据分配第一分配资源、为空中管制数据分配第二分配资源和为载荷数据分配第三分配资源。
处理模块420具体用于在空口的分配资源小于等于第一通信资源的情况下，将空口的分配资源确定为第一分配资源，第二分配资源和第三分配资源均为零；在空口的分配资源大于第一通信资源且小于等于第一通信资源与第二通信资源之和的情况下，将第一通信资源确定为第一分配资源，并将空口的分配资源与第一分配资源之差确定为第二分配资源，第三分配资源为零；在空口的分配资源大于第一通信资源与第二通信资源之和情况下，将第一通信资源确定为第一分配资源、将第二通信资源确定为第二分配资源，且将剩余资源确定为第三分配资源，其中，剩余资源为空口的分配资源减去第一分配资源，再减去第二分配资源得到的资源。
处理模块420具体用于根据预设分配信息和空口的分配资源为飞行控制数据分配第一分配资源、为空中管制数据分配第二分配资源和为载荷数据分配第三分配资源。
处理模块420还用于获取飞行控制数据的至少一种飞行控制子数据的第一等级信息；根据第一等级信息和第一分配资源为至少一种飞行控制子数据分配资源；和/或，获取空中管制数据的至少一种空中管制子数据的第二等级信息；根据第二等级信息和第二分配资源为至少一种空中管制子数据分配资源；和/或，获取载荷数据的至少一种载荷子数据的第三等级信息；根据第三等级信息和第三分配资源为至少一种载荷子数据分配资源。
该实施例提供的处理装置的各个模块可以实现图1所示实例中的方法，实现图1所示实例的方法所达到的技术效果，为简洁描述，在此不再赘述。
图5示出了本发明实施例提供的资源分配方法的硬件结构示意图。
处理设备可以包括处理器501以及存储有计算机程序指令的存储器502。
具体地，上述处理器501可以包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)，或者特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)，或者可以被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路。
存储器502可以包括用于数据或指令的大容量存储器。举例来说而非限制，存储器502可包括硬盘驱动器(Hard Disk Drive，HDD)、软盘驱动器、闪存、光盘、磁光盘、磁带或通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)驱动器或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，存储器502可包括可移除或不可移除(或固定)的介质。在合适的情况下，存储器502可在综合网关容灾设备的内部或外部。在特定实施例中，存储器502是非易失性固态存储器。在特定实施例中，存储器502包括只读存储器(ROM)。在合适的情况下，该ROM可以是掩模编程的ROM、可编程ROM(PROM)、可擦除PROM(EPROM)、电可擦除PROM(EEPROM)、电可改写ROM(EAROM)或闪存或者两个或更多个以上这些的组合。
处理器501通过读取并执行存储器502中存储的计算机程序指令，以实现上述图1和图3所示的任意一种资源分配方法。
在一个示例中，处理设备还可包括通信接口503和总线510。其中，如图5所示，处理器501、存储器502、通信接口503通过总线510连接并完成相互间的通信。
通信接口503，主要用于实现本发明实施例中各模块、装置、单元和/或设备之间的通信。
总线510包括硬件、软件或两者，将资源分配设备的部件彼此耦接在一起。举例来说而非限制，总线可包括加速图形端口(AGP)或其他图形总线、增强工业标准架构(EISA)总线、前端总线(FSB)、超传输(HT)互连、工业标准架构(ISA)总线、无限带宽互连、低引脚数(LPC)总线、存储器总线、微信道架构(MCA)总线、***组件互连(PCI)总线、PCI-Express(PCI-X)总线、串行高级技术附件(SATA)总线、视频电子标准协会局部(VLB)总线或其他合适的总线或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，总线510可包括一个或多个总线。尽管本发明实施例描述和示出了特定的总线，但本发明考虑任何合适的总线或互连。
该处理设备可以执行本发明实施例中的资源分配方法，从而实现结合图1和图3所示实例描述的资源分配方法。
另外，结合上述实施例中的资源分配方法，本发明实施例可提供一种计算机存储介质来实现。该计算机存储介质上存储有计算机程序指令；该计算机程序指令被处理器执行时实现上述实施例中的任意一种资源分配方法。
需要明确的是，本发明并不局限于上文所描述并在图中示出的特定配置和处理。为了简明起见，这里省略了对已知方法的详细描述。在上述实施例中，描述和示出了若干具体的步骤作为示例。但是，本发明的方法过程并不限于所描述和示出的具体步骤，本领域的技术人员可以在领会本发明的精神后，作出各种改变、修改和添加，或者改变步骤之间的顺序。
以上所述的结构框图中所示的功能块可以实现为软件方式，本发明的元素是被用于执行所需任务的程序或者代码段。程序或者代码段可以存储在机器可读介质中，或者通过载波中携带的数据信号在传输介质或者通信链路上传送。“机器可读介质”可以包括能够存储或传输信息的任何介质。机器可读介质的例子包括电子电路、半导体存储器设备、ROM、闪存、可擦除ROM(EROM)、软盘、CD-ROM、光盘、硬盘、光纤介质、射频(RF)链路，等等。代码段可以经由诸如因特网、内联网等的计算机网络被下载。
还需要说明的是，本发明中提及的示例性实施例，基于一系列的步骤或者装置描述一些方法或***。但是，本发明不局限于上述步骤的顺序，也就是说，可以按照实施例中提及的顺序执行步骤，也可以不同于实施例中的顺序，或者若干步骤同时执行。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的***、模块和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。应理解，本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种资源分配方法，其特征在于，应用于机载数据调度***，所述方法包括：
分别确定传输飞行控制数据所需的第一通信资源、传输空中管制数据所需的第二通信资源和传输载荷数据所需的第三通信资源，以及空口的分配资源；
根据所述第一通信资源、所述第二通信资源、所述第三通信资源和所述空口的分配资源为所述飞行控制数据分配第一分配资源、为所述空中管制数据分配第二分配资源和为所述载荷数据分配第三分配资源。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述获取空口的分配资源之前，所述方法还包括：
获取所述空口的可用资源；
根据所述空口的可用资源和过滤抖动参数确定所述空口的分配资源。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述可用资源和过滤抖动参数确定所述空口的分配资源，包括：
获取所述空口的已用资源；
根据所述空口的已用资源和过滤抖动参数确定第一阈值和第二阈值，所述第一阈值小于所述第二阈值；
若所述空口的可用资源小于所述第一阈值或者大于所述第二阈值，将所述空口的可用资源确定为所述空口的分配资源；
若所述空口的可用资源大于等于所述第一阈值且小于等于所述第二阈值，将所述空口的已用资源确定为所述空口的分配资源。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一通信资源、第二通信资源、第三通信资源和所述空口的分配资源为所述飞行控制数据分配第一分配资源、为所述空中管制数据分配第二分配资源和为所述载荷数据分配第三分配资源，包括：
在所述空口的分配资源小于等于所述第一通信资源的情况下，将所述空口的分配资源确定为所述第一分配资源，所述第二分配资源和所述第三分配资源均为零；
在所述空口的分配资源大于所述第一通信资源且小于等于所述第一通信资源与所述第二通信资源之和的情况下，将所述第一通信资源确定为所述第一分配资源，并将所述空口的分配资源与所述第一分配资源之差确定为所述第二分配资源，所述第三分配资源为零；
在所述空口的分配资源大于所述第一通信资源与所述第二通信资源之和情况下，将所述第一通信资源确定为所述第一分配资源、将所述第二通信资源确定为所述第二分配资源，且将剩余资源确定为所述第三分配资源，其中，所述剩余资源为所述空口的分配资源减去所述第一分配资源，再减去所述第二分配资源得到的资源。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一通信资源、第二通信资源、第三通信资源和所述空口的分配资源为所述飞行控制数据分配第一分配资源、为所述空中管制数据分配第二分配资源和为所述载荷数据分配第三分配资源，包括：
根据预设分配信息和所述空口的分配资源为所述飞行控制数据分配第一分配资源、为所述空中管制数据分配第二分配资源和为所述载荷数据分配第三分配资源。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述为所述飞行控制数据分配第一分配资源、为所述空中管制数据分配第二分配资源和为所述载荷数据分配第三分配资源之后，所述方法还包括：
获取所述飞行控制数据的至少一种飞行控制子数据的第一等级信息；
根据所述第一等级信息和所述第一分配资源为所述至少一种飞行控制子数据分配资源；和/或，
获取所述空中管制数据的至少一种空中管制子数据的第二等级信息；
根据所述第二等级信息和所述第二分配资源为所述至少一种空中管制子数据分配资源；和/或，
获取所述载荷数据的至少一种载荷子数据的第三等级信息；
根据所述第三等级信息和所述第三分配资源为所述至少一种载荷子数据分配资源。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述分别确定传输飞行控制数据所需的第一通信资源、传输空中管制数据所需的第二通信资源和传输载荷数据所需的第三通信资源，以及空口的分配资源之前，所述方法还包括：
获取无人机的通信数据；
确定所述通信数据的报文头标签信息；
根据所述报文头标签信息分别确定所述通信数据中的飞行控制数据、空中管制数据和载荷数据。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述分别确定传输飞行控制数据所需的第一通信资源、传输空中管制数据所需的第二通信资源和传输载荷数据所需的第三通信资源，以及空口的分配资源之前，所述方法还包括：
获取无人机的通信数据；
确定所述通信数据的物理端口标签信息；
根据所述物理端口标签信息分别确定所述通信数据中的飞行控制数据、空中管制数据和载荷数据。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述获取通信数据中的所述空中管制数据，包括：
通过所述机载数据调度***的数传接口获取所述通信数据中的空中管制数据。
10.一种资源分配装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于分别确定传输飞行控制数据所需的第一通信资源、传输空中管制数据所需的第二通信资源和传输载荷数据所需的第三通信资源，以及空口的分配资源；
分配模块，用于根据所述第一通信资源、所述第二通信资源、所述第三通信资源和所述空口的分配资源为所述飞行控制数据分配第一分配资源、为所述空中管制数据分配第二分配资源和为所述载荷数据分配第三分配资源。
11.一种计算设备，其特征在于，所述设备包括：处理器以及存储有计算机程序指令的存储器；
所述处理器执行所述计算机程序指令时实现如权利要求1-9任意一项所述的资源分配方法。
12.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器执行时实现如权利要求1-9任意一项所述的资源分配方法。
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