專利名稱：可控“載波偵聽多址接入”分組交換系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可控CSMA分組交換系統(tǒng)，該系統(tǒng)中信息組是按照“載波偵聽多址接入”(CSMA)通信協(xié)議，特別是按照非持續(xù)型CSMA協(xié)議進行復用的。
本發(fā)明還涉及一種可控CSMA分組交換系統(tǒng)的操作方法以及用于這種方法中的站。
L.Kleinrock和F.A.Tobagi的文章“無線信道中的分組交換第一章、載波偵聽多址方式及其傳輸量延時特性”(IEEE-COM.Vol.COM-23，No.12，1975Dec.pp1400～1416)披露了兩種CSMA協(xié)議及其與隨機ALOHA接入方式的比較。這兩種協(xié)議是非持續(xù)CSMA協(xié)議和概率持續(xù)CSMA協(xié)議。簡單描述CSMA技術(shù)就是首先偵聽(或檢測)載波信號信道來減少由于別的用戶的發(fā)送而造成的兩個或多個站同時發(fā)送的信息組之間沖突的可能性。CSMA技術(shù)范圍內(nèi)的變形是集中在圍繞著用戶檢測信道之后執(zhí)行什么動作。
按照非持續(xù)CSMA協(xié)議，準備發(fā)送信息組的站按下列步驟進行操作1).如果檢測到信息是空閉的，則發(fā)送信息組。
2).如果檢測到信道為占線，則該站按照所檢測的延時分配把該信息組安排到以后的某個時間重新發(fā)送，在這個新的時間點上該站檢測這條信道，并重復上述步驟。
使用非持續(xù)CSMA協(xié)議時，一個站不可能達到其最大的傳輸量，因為每個站都要占用一段有限的空間a，用來從接收方式轉(zhuǎn)到發(fā)送方式，而且在這個時間間隔中，檢測該信道的另一個站發(fā)現(xiàn)信道空閑，也要準備發(fā)送它自己的信息組，這個時間間隔常常叫做脆弱期間。
使用概率CSMA協(xié)議，一個準備發(fā)送的站按下列步驟進行操作1).如果檢測信道是空閑的，則就以概率P發(fā)送信息組。如果該站不發(fā)送，則它就等待一個與脆弱期間相等的時間間隔a，并再次檢測信道，如果在這個新的時間點上，該信道仍然是空閉的，則重復上述步驟，否則，該站按照再次檢測到的延時分配重新把信息組的發(fā)送安排到以后的時間。
2).如果檢測信道是占線，該站就一直等到信道空閑，而后按上述方式操作。
在非持續(xù)CSMA方式中，一個滿足要求的再發(fā)送延時分配的動態(tài)確定，特別要求對信道提供平均負荷的詳細情況。因為提供給信道的平均負荷僅由檢測結(jié)果構(gòu)成的，所以測不出來。然而，該信道上有效的信息傳輸量直接關(guān)系到檢測率。因此這個傳輸量的測量可以由檢測數(shù)目測算出所提供的平均負荷。
在文章“多址接入廣播信道中的分組交換動態(tài)控制過程”中，(IEEE-COM.Vol.COM-23，No.9，Sep.1975pp 890-904)，作者L.Kleinrock和S.LaM建議借助于測量空閑間隔概率P0的方法按照設(shè)置間隔的ALOHA協(xié)議來控制接入一條信道的平均負荷G。按這種協(xié)議，把時間軸劃分成許多間隔，這些間隔等于信息組的發(fā)送時間，而一個準備發(fā)送信息的站等到下一個間隔的開始，再發(fā)送信息。對于非持續(xù)CSMA協(xié)議來說，執(zhí)行類似的作法要困難的多。首先，信道空閑概率的計算，要求測算出占線周期和空閑周期的平均長度。另外，用P0直接導出G來，沒有現(xiàn)成公式可循。
在文章“16Kbit/sVHF分組無線電網(wǎng)絡(luò)的滿分配設(shè)計方法”中，(PIEEE.MilCOM.83，Washington1983pp645～649)作者M.S.Hazell和B.H.Davies提議通過測量沖類率來得到提供的平均負荷G的近似值，也就是說測量由于兩個或多個信息組的幾乎同時發(fā)送而造成發(fā)送不成功的百分比。文章闡述了這種方法的可行性，同時認為用別的方法可以進一步改善信息的傳輸量，而無需依賴于沖突比的測量，不管怎樣，這種沖突比的測量總是會有出現(xiàn)過大標準誤差的缺點。
按照本發(fā)明的一個方面，所提┑目煽卦夭ㄕ焯嘀方尤耄–SMA)分組交換系統(tǒng)至少包括兩個收發(fā)站，每個站有一個等待發(fā)送信息時用來檢測信道的裝置和響應于信道被檢測為空閑而用于發(fā)送信息組的裝置。其中，假如該信道檢測為占線，則把一個新的檢測點隨機地安排在一個動態(tài)確定的時間間隔TSn之內(nèi)，此處TSn＝min(TSu，max(TS1，TSn-1· (Gn-1)/(G0) ))TSu是所有的站都竟爭信道時，所期望的傳輸量達到最大的預置時間間隔，TS1是兩個站竟爭信道時，所期望的傳輸量達到最大的預置時間間隔，TSn-1是由前面的第n-1個檢測間隔所確定的預置時間間隔，Gn-1是第n-1個檢測間隔提供的平均負荷，G0是標稱平均負荷。
在本發(fā)明的一個實施例中，第n-1個間隔的平均負荷Gn-1的測算值是從平均空閑周期長度的測算值得到的。其中Gn-1＝(E[1(I)]-a)-1，E[1(I)]是平均空閑周期的測算值，a是一個站的轉(zhuǎn)換時間。如果平均空閑周期長度測算的適當，則可以認為能維持最佳控制。
對最佳控制來說，要確定一個能使期望的信道傳輸量達到最大的平均負荷的最佳值G0而且預置時間間隔TSn要維持信道的平均負荷為標定值G0。
用平均檢測期間出現(xiàn)空閑周期的長度可以對平均空閑周期長度進行測算，也就是平均空閑周期的測算值E[1(I)]＝SI/NI，其中SI是空閑周期長度的現(xiàn)行總和，NI是空閑周期的個數(shù)。
每個站都可以有一個測算裝置，用來當假如參與占線周期的站未能檢測出前一個空閑周期的結(jié)束和下一個空閑周期的開始的情況下，用來測算平均空閑周期。
在本發(fā)明的一個實施例中，測算裝置把與正在發(fā)送信號的站的占線周期相毗鄰的空閑周期從現(xiàn)行測算中棄除，其測算僅僅基于完整的檢測的空閑周期。
在本發(fā)明的第二個實施例中，該測算裝置是把最接近的前一個和后一個發(fā)送站的占線周期之間的空閑周期的時域上的復合長度的近似值綜合到測算值中去。上述近似值是基于以下時間因素確定的前一個空閑周期的開始時間(tb(Im));后一個空閑周期的終止時間(te(Im+1));以及由(1+a)和從te(Im+1)中減去tb(Im)和(1+a)所限定的交叉占線周期長度的上邊界。
在本發(fā)明的第三個實施例中，測算裝置是把最接近的前一個和后一個發(fā)送站的占線周期之間的空閑周期在時域上的復合長度的近似值綜合到測算值中去。上述近似值是基于以下因素予以確定的前一個空閑周期的開始時間(tb(Im));后一個空閑周期的結(jié)束時間(te(Im+1));測算發(fā)送站的交叉占線周期E〔1(B)m〕;以及從te(Im+1)中減去tb(Im)和E〔1(B)m〕。
在本發(fā)明的第四個實施例中，測算裝置是把前一個空閑周期長度的近似值綜合到測算值中去。上述近似值是通過測算以下因素得到的測算前一個空閑周期的終止時間，減去前一個空閑周期出現(xiàn)的時間得到該近似值;并把最近的后一個空閑周期的近似值也累加到測算值中，即從后一個時間周期的終點發(fā)生的時間減去最近的后一個空閑周期的起始時間測算值來得到這個近似值。
第四個實施例比第三個實施例的優(yōu)點在于如果在檢測間隔時間內(nèi)至少有一個完整的空閑時間出現(xiàn)的話，則所有的站(發(fā)送站和接收站)都預先做一次平均空閑周期長度的測算。這是第三個實施例所沒有的情況，特別是當該站連續(xù)地參與到兩個或多個占線周期時更是如此。在第三個實施例中，一個站在它能得到交叉空閑周期的近似值之前，必須一直等到它檢測到一個空閑周期的終止時間為止，即一直到該站不參與的一個占線周期的起始時間。而這種情況在第四個實施例中是不存在的。
第四個實施例的測算裝置是把前一個空閑周期的結(jié)束測算為比發(fā)送信息的一個站發(fā)現(xiàn)信道空閑時的瞬間(t2)遲后δ秒，即t2+δ，此處δ包含對空閑周期的修正，并δ為δ =a +1G( 1- e- a G)2]]>，其中a是該站從接收到發(fā)送的轉(zhuǎn)換時間。G是提供給信道的負荷。下一個周期的開始測算為t2+1+2a-δ，其中1是一組信息的傳輸時間(歸一化時間)。
檢測間隔時間的大小不能長得使測算出現(xiàn)過大的標準偏差，但在同一時間上，被檢測的空閑周期的數(shù)目必須在Gn-1的負荷下，測算值應該具有高的置信度。在本發(fā)明的第四個實施例中，檢測周期是基于U＝max(2×TS∶U1)而動態(tài)地確定。其中TS是現(xiàn)行的控制變量。
本發(fā)明還涉及一種非持續(xù)型可控CSMA分組交換系統(tǒng)的操作方法，該系統(tǒng)工作在一個信道上包括至少兩個站，其中假如一個站檢測該信道或每一信道都是占線狀態(tài)，則該站在動態(tài)確定的時間間隔TSn內(nèi)隨機地預置一個新的檢測點，此處TSn＝min(TSu，max(TS1，TSn-1· (Gn-1)/(G0) ))其中TSu是預置時間間隔，當所有站都竟爭信道時，它使所期望的傳輸量達到最大，TS1是當兩個站竟爭信道時，使傳輸量達到最大值的預置時間間隔，TSn-1是前面的第n-1個檢測間隔所確定的預置時間間隔。Gn-1是在第n-1個檢測間隔內(nèi)的平均負荷，G0是標稱平均負荷。
本發(fā)明還涉及用于非持續(xù)CSMA分組交換系統(tǒng)的通信站，該通信站包括一個接收機、一個發(fā)送機以及把發(fā)送機或接收機轉(zhuǎn)換到一條通信通道上的轉(zhuǎn)換裝置。上述接收機有一個檢測裝置，用來檢測通信信道上的占線或空閑狀態(tài)。一旦該站有信息準備發(fā)送，并且信道空閑，該站就啟動轉(zhuǎn)換裝置從接收機轉(zhuǎn)換到發(fā)送機。而假如該站準備發(fā)送信息組，但是信道占線，則就在動態(tài)確定的時間間隔TSn內(nèi)隨機地預置一個新的檢測點，此處TSn＝min(TSu，max(TS1，TSn-1· ((Gn-1)/(G0) ))
其中TSu是所有站都竟爭信道時，能使期望的傳輸量達到最大值的預置時間間隔，TS1是兩個站竟爭信道時，使所期望的傳輸量達到最大值的預定時間間隔，TSn-1是前面的第n-1個檢測間隔內(nèi)確定的預置時間間隔，Gn-1是第n-1個檢測間隔內(nèi)所提供的平均負荷，G0是標稱的平均負荷。
現(xiàn)在參照附圖以實施例的方式來描述本發(fā)明，其中附圖如下

圖1表示經(jīng)由單一的無線信道進行通信的四個站的CSMA分組交換系統(tǒng);
圖2表示該無線信道的工作狀態(tài)的一個實例;
圖3是所檢測的空閑周期數(shù)n對能使在下一個周期的傳輸量達到最大可能傳輸量的90%概率的簡表，該表對應脆弱周期a＝0.15;
圖4至圖7是信道控制器的原理方框圖和與控制器操作各個方面有關(guān)的流程圖。
在上述各圖中相同標號表示其各相應的部分。
如圖1所示的CSMA分組交換系統(tǒng)包括四個站10、12、14和16，它們能通過單一信道的無線鏈路互相通信。每個站都由接收機18和發(fā)送機20組成的一個無線電收發(fā)兩用機。10至16的每個站都有一個信息源(未示出)，例如一臺計算機。該信息源不時地希望轉(zhuǎn)發(fā)信息到另一個站的計算機，信息按分組方式發(fā)送，信息組的長度可以是恒定的或是可變的。當一個站，例如站16，想要發(fā)送信息組到站14時，它的接收機就檢測信道，若信道空閑，開關(guān)22從接收方式轉(zhuǎn)到發(fā)送方式，并發(fā)送信息組。然而，如果信道占線，或者與基本上同時發(fā)送的另一信息組相沖突而未能發(fā)送，則上述站的信息就積壓下來。按照非持續(xù)CSMA協(xié)議，根據(jù)一種檢測延時分配原理在一個稍后的時間點上，做另外一次發(fā)送的嘗試，正如說明書的前序部分所述，第二個站檢測無線信道，并發(fā)現(xiàn)當?shù)谝粋€站正在從接收轉(zhuǎn)到發(fā)送狀態(tài)的時間間隔中，即所謂脆弱期間，信道是空閑的，則信息組之間就可能發(fā)生沖突。必須說明，這種CSMA協(xié)議可以用于其它形式的通信信道，例如有線通信和光纖通信。另外，這種協(xié)議還可以適用于兩個或多個信道。
圖2說明在信號信道上以時域表示的可能發(fā)生的各種狀態(tài)，該信號信道由相互交替的占線周期(B)和空閑周期(I)所組成。圖2的左邊開始是一個空閑周期Im-1，并在任意時間t0時刻，一個站，例如站10希望發(fā)送一組信息組，該站檢測信道，看是否存在其他站的載波信號。如果發(fā)現(xiàn)信道是空閑的，該站就從接收方式轉(zhuǎn)到發(fā)送方式，并在te(Im-1)時刻發(fā)送一組信息24。這個信息組24可能是一個新產(chǎn)生的信息組，在這個情況下，信道的檢測和信息組的發(fā)送被定義為即時第一發(fā)送(IFT);或者該信息組可能是由于信道占線或信道上信息組的沖突沒有發(fā)送出去而被積壓下來的信息組;或者是在產(chǎn)生它的時刻連續(xù)地發(fā)送的信息組。信息組24的發(fā)送在時間tb(Im)終止。占線圖期Bm-1的長度是〔tb(Im)-te(Im-1)〕。緊跟著就是空閑周期Im，經(jīng)過時間D之后，一個站12要發(fā)送一組信息，那么在時間t1該站檢測該信道，并發(fā)現(xiàn)信道空閑，該站就從接收轉(zhuǎn)到發(fā)送方式，其轉(zhuǎn)換操作厲時a秒鐘，a小于一個典型的信息組的長度，即小于一個單位長度1，在時間te(Im)，站12開始發(fā)送它的信息組26，并開始了占線周期Bm。在間隔a期間，例如站12的轉(zhuǎn)換時間，另外兩個站也想發(fā)送信息，并分別在t2和t3檢測信道，而且發(fā)現(xiàn)信道空閑，則站14和16都從接收狀態(tài)轉(zhuǎn)到發(fā)送狀態(tài)，并發(fā)送它們各自的信息組28和30。由于信息組26、28、30同時出現(xiàn)在信道上，它們便發(fā)生了沖突，信息混雜起來了。當站16完成信息30的發(fā)送時，占線周期Bm便在時間tb(Im+1)＝t3+a+1時刻終止。
按照非持續(xù)型可控CSMA協(xié)議，信息組26，28，30都被積壓在它們各自的站12、14、16中，并且試圖以后通過第一檢測信道由各站分別預置的t+τ瞬時發(fā)送這些信息組。τ是一個隨機變量，τ在稱之為預置時間間隔(SIT)的間隔(O，TS)范圍內(nèi)均勻地分布。各站10、12、14、16所采用的預置是這樣來確定的，即能使信道達到最充分地利用。因此在傳輸量小的條件下，時間間隔TS就相當短，而在傳輸量大的條件下，TS就相當長。這樣，依靠調(diào)節(jié)TS，各個站就可以根據(jù)單位時間的檢測控制提供給信道的負荷量G0。為了調(diào)節(jié)TS，就必須考慮到從接收轉(zhuǎn)到發(fā)送所消耗的時間a、信息組的長度(如果不是固定的話或者是信息組的分配值)以及所要求系統(tǒng)的性能，以限定額定負荷G0(最佳負荷)。
按照本發(fā)明，可用下式得到針對下一個時間間隔的額定負荷G0的TSn值TSn＝TSn-1(Gn-1)/(G0) (1)其中TSn-1是最后一個檢測周期(第n-1個檢測間隔)期間的STI的長度，Gn-1是同一間隔期間內(nèi)測得的平均負荷。
如果于由穩(wěn)定性等原因，必須使用平滑因數(shù)α，則式(1)變?yōu)?br> TSn＝(1-α)×TSn-1+α×TSn-1(Gn-1)/(G0) (2)由于穩(wěn)定性等的原因，TS值不必在每個占線周期Bm后都進行修正，而是在檢測信道U之后才進行修正。該時間間隔U相當于許多占線周期和空閑周期，檢測間隔U也相當于兩次連續(xù)地修正控制變量TS之間的間隔。
式(1)、(2)取決于兩個假設(shè)第一個是假設(shè)傳輸量基本上是由各被積壓的站產(chǎn)生的檢測所組成的(忽略了由一個新產(chǎn)生的信息組所產(chǎn)生的第一檢測)，另一個假設(shè)是在最后一個檢測周期被積壓的站的數(shù)目將保持和下一個間隔的積壓站數(shù)目接近相同。采用這樣兩個假設(shè)就可以把式(1)簡單地斷定為如果b個正在用TSn-1工作的站在最后的檢測周期U已經(jīng)產(chǎn)生了平均負荷Gn-1，那么同樣b個用TSn工作著的站將產(chǎn)生一個平均標稱負荷G0。
進行式(1)或(2)的修正，要求測算出在最后一個檢測間隔期間提供的平均負荷Gn-1，因為這個平均負荷僅僅是由檢測組成的，所以測不出來。然而，信道上有效信息的傳輸量是直接與檢測率有關(guān)的，所以測量這個傳輸量就可以得到由檢測數(shù)測算的平均負荷。
本發(fā)明的系統(tǒng)是以測算空閑周期長度為基礎(chǔ)的。信道的時間狀態(tài)是占線周期(B)和空閑周期(I)相互交替排列的(如圖2)?？臻e周期Im長度1(Im)是發(fā)送時間tb(Im)的結(jié)束和第一個后續(xù)檢測時間t1之間的消耗時間D與接收到發(fā)發(fā)送的轉(zhuǎn)換時間a之和，tb(Im)是任意時間瞬間，而t1是由于信道空閑將轉(zhuǎn)向發(fā)送的時間。
1(Im)＝te(Im)-tb(Im)＝te(Im)-t1+t1-tb(Im)＝a+D(3)平均來說，D是一個隨機時間到達的一個獨立的檢測站在第一檢測之前必等待的時間，因為最終的檢測過程可以假定為以Gn-1為中值的泊松分布，平均來說，這個時間D等于交錯時間1/Gn-1，因此E[1(I)]＝a+ 1/(Gn-1) ……(4)Gn-1＝(E[1(I)]-a)-1……(5)這樣，如果平均空閑周期長度的測算是適當?shù)脑挘涂梢詫崿F(xiàn)最佳控制。如把在一個檢測間隔U期間出現(xiàn)的空閑周期的長度進行平均所得到的測算值。特別是測算方法是兩個變量SI和NI的修正，它們分別包含在已被檢測到的空閑周期的長度的現(xiàn)行和之中，很明顯，它們的數(shù)目是SI＝SI+1(Im) (6)NI＝NI+1當控制變量已經(jīng)被修正，則平均空閑周期的長度的測算可以由下式得到E[1(I)]＝SI/NI (7)而且變量SI和NI被置零。
因此一個站必須能檢測，至少能近似地檢測每個空閑周期的開始和結(jié)束時間。對于一個保持接收狀態(tài)的站來說是不成問題的，在整個檢測期間都不轉(zhuǎn)為發(fā)送狀態(tài)。
另一方面，參與占線周期Bm的一個站，在占線周期Bm前后都不檢測空閑周期的終止時間te(Im)和開始時間tb(Im+1)。實際上假設(shè)這個站在時間t2已經(jīng)預置了一個檢測點，并且在那個時間檢測信道是空閑的(見圖2)，則該站將轉(zhuǎn)到發(fā)送狀態(tài)(這樣一個狀態(tài)將在時間t2+a到達)，在間隔〔t2+a，t2+a+1〕期間發(fā)送它的信息組，并反轉(zhuǎn)到接收狀態(tài)(在時間t2+2a+1到達)。因此，發(fā)送站在2a+1長度的周期中不能檢測信道，稱之為發(fā)送盲期。因為不能檢測落入發(fā)送盲期的時間te(Im)和tb(Im+1)，所以該站在用公式(6)計算平均空閑周期長度時，不能自動而精確地累加1(Im)和1(Im+1)。有三種不同的對策來解決這個問題。
第一個對策是，一個站可以簡單地把空閑周期Im和Im+1從現(xiàn)行的測算值中棄除，這些空閑周期是與正在發(fā)送的占線周期相毗鄰的。這就意味著只有能完整地檢測的空閑周期的長度在用式(7)計算E[1(I)]時，才被計算在內(nèi)。這種對策是很容易實現(xiàn)的，但是如果這些可完整地檢測的空閑周期是足夠多，以能得到它們平均長度合理的測算值時，這個對策才是可以被接受的。其實，這個對策是忽略了已經(jīng)有效地檢測的Im和Im+1，即該間隔的長度是〔tb(Im)，t2〕和〔t2+1+2a，te(Im+1)〕 (8)另外，如果一個站參與到別的占線周期，而完全沒有信息留下來適用于計算E[1(I)]。
第一個對策的一種變形是把空閑周期Im和Im+1的復合長度的近似值(用線在其上標注的項)累積到E[1(I)]的計算值中去。
SI＝SI+1(Im)+1(Im+1)(9)NI＝NI+2因為tb(Im)和te(Im+1)這兩個時間可以被發(fā)送站測出，所以這兩個空閑周期的和是1(Im)+1(Im+1)＝te(Im+1)-tb(Im)-1(Bm) (10)其中1(Bm)是占線周期Bm的長度，這個計算出來的和可以分解為1(Im)+1(Im+1)＝te(Im+1)-(t2+1+2a)+(1+2a)-1(Bm)+t2-tb(Im) (11)這表示被有效地檢測的空閑周期部分(8)已經(jīng)被考慮進去了。當然1(Bm)的大小對那個發(fā)送站是不適宜的，而且被限定在某一范圍之內(nèi)或取其近似值。這個范圍定為1(如果信息組是單獨并連續(xù)發(fā)送的)至1+a(a是能分離任意兩個在同一占線周期內(nèi)導至發(fā)送的檢測的最大時間間隔)，即1≤(Bm)≤1+a (12)如果用上界1+a，那未總長度(10)的測算值就過低，而且將等于E〔1(I)〕。若用(5)式，則Gn-1值測算過高，導至某些性能下降。但幸運地是這種下降尚導至較高的穩(wěn)定性，因為控制過程的目標成了比最佳值小的一個平均負荷。用所期望的值1(Bm)代替上界，就可以部分地避免這樣性能的下降。
E[1(B)]＝1+G∫a0tGe(a-t)dt＝1+a- 1/(G) (1-e-aG) (13)采用下面的一個近似值可以從公式(9)產(chǎn)生出三種對策中的第二種對策1(Im)+1(Im+1)＝te(Im+1)-tb(Im)-(1+a)或＝te(Im+1)-tb(Im)-E[1(B)](14)為了方便起見，第二種近似，占線周期的長度E[1(Bm)]將被用于說明書的剩余部分的描述之中。與第一種對策相比較，第二種對策考慮了適用于Im和Im+1長度上的信息(已經(jīng)有效地檢測的空閑周期部分)。但是卻引入了誤差∑，當使用上界時，誤差最大為α/2。當使用(式)13繪出的期望值時，誤差較小。當一個站參與到K個連續(xù)的占線周期時，則(K+1)個連續(xù)的空閑周期總長度的近似值將被累積到E[1(I)]的測算值中去。
SI＝SI+ (15)NI＝NI+K+1其中 ＝te(Im+k+1)-tb(Im)-K×E〔1(B)〕 (16)
這個對策完全考慮了(K+1)個空閑周期部分，這些部分已經(jīng)有效地測量到了，但是要求在它們能被累積之前檢測時間te(Im+K+1)。這就是說如果Im-1屬于先前的檢測周期，那么沒有一個TS修正能在一個空閑周期結(jié)束時間te(Im+K+1)之前被有效地檢測，因為在此時間之前揮脅饉闃悼梢員皇視謾 第三種對策是用每個不完整而被獨立檢測的空閑周期取其近似長度的方法來克服第二種對策的缺點。
即 SI＝SI+1(Im)(17)NI＝NI+1在第二種對策中，一個參與站的占線周期的長度I(Bm)可以是近似的。該站可以假定這個占線周期是以它自己的發(fā)送為中心。這意味著如果它的發(fā)送盲期是〔t2·t2+2a+1〕，則該站將把前面的空閑周期的結(jié)束時間近似為te(Im)＝t2+δ (18)而下一個空閑周期的開始時間假定為tb(Im+1)＝t2+1+2a-δ (19)其中δ =a +1G( 1- e- a G)2]]>(20)實際上，從接收方式轉(zhuǎn)到發(fā)送方式的站，在現(xiàn)有的空閑周期長度上做了一個修正δ1(Im)＝te(Im)-tb(Im)＝t2-tb(Im)+δ (21)反之，用一個修正值δ用于下一個空閑周期Im+1上
1(Im+1)＝te(Im+1)-tb(Im+1)＝tb(Im+1)-(t2+1+2a)+δ (22)如果該站能檢測到空閑周期Im+1的終點，(即如果它不能參與到第m+1個占線周期中)，則第二和第三對策之間就沒有差別了。其實用式(21)和(22)兩個最后的空閑周期的長度之和為1(Im)+1(Im+1)＝te(Im+1)-tb(Im)-tb(Im+1)-te(Im))＝te(Im+1)-tb(Im)-〔1+2a+2δ〕＝1(Im)+1(Im+1)(23)除了當該站連續(xù)地參與兩個或多個(K)連續(xù)占線周期的情況之外，第三對策就像第二對策一樣操作。在第二對策下，該站必須等待到它已經(jīng)檢測到空閑周期的終止時間te(Im+k+1)為止，即該站不參與的占線周期的起始時間。用第三對策，如果所有的站(發(fā)送站或接收站)在檢測間隔內(nèi)至少出現(xiàn)一個完整的空閑周期的話，所有的站都保證進行一次平均空閑周期長度的測算。
用方程(1)和(2)限定的控制變量TS的修正的缺點是，TS可以假設(shè)為任意的非負值，這就是說，如果在一個測算周期中，信道完全是空閑的，則TS值將被設(shè)置為零。然而，當信道的接入存在竟爭時，控制變量就僅僅用來預置檢測時間。所以就要求TS總是保持大于或等于TS1值，該值在僅有兩個用戶爭用信道時，能使所期望的信道傳輸量達到最大值。同樣，TS值也決不能大于TSu值，該值在所有站都竟爭信道時，能使信道傳輸量達到最大值。因此TS值的修正將按照下式進行TSn＝min(TSu，max(TS1，TSn-1 (Gn-1)/(G0) )) (24)或TSn＝min(TSu，max(TS1，(1-α)×TSn-1+α×TSn-1(Gn-1)/(G0) )) (25)當TS值做最后修正時，式(24)和(25)中的控制變量TS的修正要求測算出平均負荷。檢測期間，即所謂長度U，僅僅可能在這個時期開始，在最后的修正時間開始檢測周期，那未U也將表示兩次連續(xù)修正控制變量TS之間的時間間隔。
上述的分配對策允許每個站在測算平均空閑周期長度的基礎(chǔ)上(見式(5))動態(tài)地測算G。為了避免這一測算出現(xiàn)太大的標準偏差，檢測間隔的長度必須采用下邊界U1，這個最小的長度必須保證在連續(xù)修正之間檢測到最小數(shù)目的空閑周期，以使G能夠被測算得具有高的置信度。
按照本發(fā)明制造的系統(tǒng)，U1值的選擇出自下述考慮，對于一個給定的脆弱周期a，由下式繪出CSMA信道所期望的傳輸量SS(a，G)＝ (Ge- a G)/(G(1+2a)+e-aG) (26)設(shè)式(26)的導數(shù)為零，則達到最大S值的檢測率G0(a)就可以很容易的求出來。使傳輸量至少達到最大可能傳輸量的90%的檢測率間隔也可以容易地確定。間隔〔α1(a)，α2(a)〕稱之為90%傳輸量間隔，它滿足 αε〔α1(a)，α2(a)〕∶S(a，αG0(a))＞0.9S(a，G0(a)) (27)如果由測量過程得到一個錯誤的平均檢測率G＝G/α，而不是正確的G，則如式(1)的控制變量TS的修正就要使得平均檢測率αG0(a)超過下一個周期的平均檢測率。因此90%傳輸量間隔之間內(nèi)的任何α值都是令人滿意的，而且測試過程也無需更高的精度，即高于為保證可靠地使G值始終處于下述(28)范圍所要求的精確度〔α1(a)G，α2(a)G〕 (28)借助于Bayesian的分析可以知道，精確的平均檢測率G處于(28)式范圍內(nèi)的概率可以由下式近似計算Prob〔(α1(a)G≤G≤(α2(α)G)〕≈e(n+1)α1(a)ΣK = 0n]]>([(n+1)α1(a)])/(K!)-e-(n+1)α2(a)ΣK = 0n]]>([(n+1)α2(a)])/(K!) (29)所期望的檢測率G的測算值G等于G＝( (S)/(n) -a)-1(30)其中n是已被檢測的空閑周期數(shù)，S是它們的計算長度。式(29)用來得到能確保G處于式(28)范圍內(nèi)的被測定空閑周期的最小數(shù)nm(a)。圖3繪出這個概率的簡表，對應不同的n值，及脆弱周期a＝0.15，α1(a)＝0.5208，α2(a)＝1.8090。由此表可以推算出檢測18個空閑周期就足以具有99%的概率，保證G能處于90%傳輸量范圍之內(nèi)。
由于平均周期長度(空閑周期加占線周期)的上邊界由下式?jīng)Q定1+2a+ 1/(G0(a)) (31)則檢測間隔的最小長度U1選擇為U1＝nm(a)(1+2a+ 1/(G0(a)) ) (32)使用檢測間隔長度的最小量值也導至修改控制變量的時刻與新值生效的時刻之間存在著延遲。例如，若一個站在時間t檢測信道，并發(fā)現(xiàn)該信道處于占線，則該站將利用現(xiàn)行的TS值在時間t+θ預置下一次檢測。這個TS值將有效地維持到時間t+θ，即使該時間之前，例如時刻t+η，η＜θ，TS可能進行修正，則亦如此。這樣，在〔t+η，t+θ〕期間的測量就將包括有與以前的(和已經(jīng)修正的)TS值有關(guān)的數(shù)據(jù)。由于一個站的檢測處于由TS/2時間單元分開的平均值之中，則〔t+η，t+θ〕時間間隔就具有TS/4的平均長度，因此檢測間隔的第一個TS/4時間單元就仍與以前的TS值有關(guān)。這表明，如果使用的檢測間隔太小(U≤TS/4)，就檢測不到最后的控制變量修正的效果。
這兩個論點證明使用大的檢測間隔U是有益的。另一方面，這種修正必須盡可能地頻繁的響應系統(tǒng)的動態(tài)特性?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)用以下的折衷辦法提供具有高置信度的Gn-1的測算U＝max(2TS，U1) (33)其中U1＝nm(a)·(1+2a+ 1/(G0(a)) )對于大的TS值，TS的均衡性保證了測算過程將計入最后的TS修正值，而對于小的TS值，U1保證檢測間隔足夠長，以提供平均空閑周期的精確測算。
這個對策的有益特點是，該對策強迫那些具有小的TS值的總要求發(fā)送的站更為頻繁地修正其TS值。如果提供的平均負荷不得不減小，絕大多數(shù)總要求發(fā)送的站就不得不減少它們的發(fā)送次數(shù)(通過增加其TS值)，這就導致了TS值的某種均勻性。另一方面，如果提供的平均負荷不得不增加的話，則這一對策相當于某些優(yōu)先級方案。具有小TS值的站將更為頻繁地減小其控制變量，以絕對地使它們獲得較高的優(yōu)先級。這些站將最有希望首先發(fā)送完積壓的信息組，而在這些站發(fā)送完了之后，那些具有最小TS值的站將輪到增加它們對平均負荷的貢獻等等。因此，只要有積壓的信息組未發(fā)送完畢，這些站就不能平等地進行發(fā)送。引入一種排序會給限制沖突次數(shù)帶來有益的效果，一旦由于所有的站都達到其最小的TS值，整個系統(tǒng)都發(fā)送完畢時，則排序就消失了。
現(xiàn)在參照圖4-7來描述一個站的操作。這些圖是信道控制器的方框說明圖和執(zhí)行測算第三個策略平均空閑周期長度的E〔1(I)〕的流程圖。所使用的變量定義如下控制參數(shù)TS包含預定時間間隔(STI)的長度(以時鐘脈沖計)
輸入信號IN＝0表示該站處于接收狀態(tài)且信道空閑，＝1表示該站處于接收狀態(tài)且信道占線，＝2表示該站處于發(fā)送狀態(tài)。
內(nèi)部的各個寄存器P以以前時鐘脈沖數(shù)的方式貯存輸入信道值，E貯存從最后TS修正以來所經(jīng)過的時鐘脈沖的數(shù)，U貯存檢測時間間隔的長度(以時鐘脈沖計)，NI貯存在最后的E時間單元中完全的信道空閑周期數(shù)，SI貯存NI最后空閑周期的長度和(以時鐘脈沖數(shù)計)，CI貯存現(xiàn)行空閑周期的長度(以時鐘脈沖計)，δ貯存空閑周期的校正值(以時鐘脈沖計)。
系統(tǒng)參數(shù)Gc0包含每個時鐘脈沖的標稱檢測率，U1包含U的下邊界，TS1包含TS的下邊界，TSu包含TS的上邊界。
信道參數(shù)A是接收到發(fā)送的轉(zhuǎn)換時間長度(A＞1)(以時鐘脈沖數(shù)計)，LA是分組發(fā)送時間(LA/A＞1)(以時鐘脈沖數(shù)計)，M是最大積壓量。
在啟動或信道參數(shù)復位時，控制參數(shù)和內(nèi)部寄存器設(shè)置為以下初始值TS＝M/Gc0
P＝1E＝0U＝2×U1NI＝0CI＝0δ＝A/2圖4以方框圖形式表示一個信道控制器裝置32，該裝置32包括有記時器34、測算裝置36和修正裝置38?，F(xiàn)參照圖5、6、7分別對每個裝置的操作進行更為詳細的說明。
在每個發(fā)送/接收站中設(shè)有信道控制器裝置32。該裝置32由加到輸入端40的時鐘信號觸發(fā)。實際上，該時鐘信號的周期小于接收/發(fā)送轉(zhuǎn)換時間a，時鐘周期越短，控制就越精確。裝置32包括一個IN信號用的輸入端(圖4中未示出)和一個運算邏輯單元(ALU)處理器，該處理器有分別用于P、E、U、NI、SI、CI、δ七個數(shù)據(jù)的內(nèi)部寄存器;一個能夠存貯四個系統(tǒng)參數(shù)Gc0、U1、TS1、TSu以及三個信道參數(shù)A、LA和M數(shù)據(jù)的寄存器。在操作中，裝置32對該站的發(fā)送設(shè)備使用的控制參數(shù)值進行計算。
在如圖5所示的計時器34中，對于TS的最后修正所經(jīng)過的時鐘脈沖進行計數(shù)。
測算裝置36(圖6)修正分別包含有空閑周期長度(檢測量或近似值)的現(xiàn)行和的SI和NI兩個變量，該空閑周期是以自最后的TS修正以來的信道以及空閑周期的數(shù)目來表示的。這些修正是基于先前的P值和IN的現(xiàn)行值進行的。
測算裝置36的操作過程如下在第一個步驟42中，檢測是否P＝0或1以及IN＝0，若回答為是(Y)，則在步驟44中，將CI的值加1。另一方面，若在步驟42中對檢測的回答為否(N)，則在步驟46中進行第二次檢測，看是否P＝2或IN＝0，若回答為是(y)則CI＝δ+1(步驟48)。若回答為否(N)，則在步驟50中進行第三次檢測，看是否P＝0和IN＝1，若回答為是(Y)，則先前的NI加1以形成一個新的NI;先前的SI加CI以形成一個新的SI，并將CI寄存器置0，這些操作是在步驟52進行的。若在步驟50的回答為否(N)，則在步驟54進行第四次檢測，看是否P＝0和IN＝2。若回答為是(Y)，則先前的NI值加1;先前的SI值加上CI與校正值δ之和，而CI在步驟56置0。步驟44、48、52、56的輸出以及從步驟54輸出的N都被輸入到使P＝IN的操作步58中。
修正裝置38(圖7)是在每個檢測間隔U1結(jié)束時啟動的，以便根據(jù)式(1)和(2)修正輸出變量TS。在每次修正后，裝置38重新計算下一個檢測間隔的長度和空閑周期校正值δ，最后將記時器E和測量變量SI和NI復位為0。
為了便于理解圖7的修正裝置的操作，將進一步描述四個系統(tǒng)參數(shù)及內(nèi)部寄存器。
首先是系統(tǒng)參數(shù)Gc0，控制變量TS的動態(tài)修正的目的在于維持所期望的檢測率的標稱值G0，這里所選的G0值是使所期望的傳輸量達到最大值。
由式(26)給出了關(guān)系到S和所期望的檢測率之間的關(guān)系的脆弱周期的給定值。若對式(2)中G求導，且設(shè)其導數(shù)為0，則找到對于使S為最大值的G值應滿足
eaG＝a(1+2a)G2(34)利用泰勒級數(shù)展開的前三項來進似該指數(shù)G0=- a +7 a2+ 4 a2 a + 3 a2]]>(35)作為對每組發(fā)送時間的標稱預期檢測率的精確測算值，利用時鐘脈沖作為時間單位有下式GC0=7 + 4L AA- 12 LA + 3 A]]>(36)其次，系統(tǒng)參數(shù)TS1和TSu，由于在一個站的載波的兩個連續(xù)檢測之間的平均時間是TS/2，故該站對期望的總檢測率的貢獻就是2/TS。因此，當只有兩個用戶爭用信道時，使期望的信道傳輸量最大的預置時間間隔TS1由下式給出2/(TS1) = (G0C)/2 (37)和TS1＝ 4/(GC0) (38)同樣，如果M是系統(tǒng)的最大積壓量的測算值，則當所有站都竟爭信道時，使傳輸量達到最大的預定時間間隔TSu由下式給出2/(TSu) = (G0C)/(M) (39)和TSu＝ (2M)/(G0C) (40)
最后是系統(tǒng)參數(shù)U1，利用式(29)nm(a)被選為空閑周期的最少數(shù)目，其檢測以99%的概率保證在下一個周期中達到最大可能的傳輸量的至少90%的傳輸量。在這一式中，確定90%的傳輸量的參數(shù)α1(a)和α2(a)取決于脆弱周期a。則U1值就以時鐘脈沖數(shù)的形式由下式給出U1＝nm(a)(1+2a+ 1/(G0(a)) )×LA (41)當某一站開通時，其內(nèi)部寄存器和控制變量必須用以上繪出的值確定。而后，根據(jù)它們的定義，在計時器34、測算裝置36和修正裝置38中對這些初始值進行修正。在測算裝置中的δ內(nèi)部寄存器使用的符號需要一些測標說明。
根據(jù)式(18)，當一個站決定發(fā)送時，現(xiàn)行空閑周期Im的長度(在分組發(fā)送時間內(nèi))應由下式進一步說明δ =a +1G( 1- e- a G)2]]>(42)其中G為期望的檢測率(在分組發(fā)送時間內(nèi))，a是接收至發(fā)送的轉(zhuǎn)換時間。同樣，當一個站在發(fā)送之后轉(zhuǎn)到接收狀態(tài)時，空閑周期Im+1的長度也必須用相同的量值恢復(見式19)。
式(42)可作以下近似δ＝a(1- (aG)/4 + (a2G2)/12 ) (43)若令LA為分組發(fā)送時間，每個時鐘脈沖Gc的期望檢測率為G/LA，則
δ＝ (A)/(LA) (1- (AGC)/4 + ((AGC)2)/12 ) (44)由于Gc的現(xiàn)行值是未知的，則在TS的先前的修正中所獲得的測算值Ccn-1將用于導出δ的現(xiàn)行值。
參照圖7，修改過程在步驟60開始，其中檢測自最后的TS修正以來所經(jīng)過的時鐘脈沖數(shù)目E是否大于或等于檢測間隔U的時鐘脈沖序列的長度，若回答為否(N)蟣硎鞠中鋅刂破韃恢蔥行拚?，韵婐~愎壇中ㄍ )。若回答為是(Y)，表示TS值在信道空閑周期NI的數(shù)目大于0的條件下必須予以修正，換言之，信道并不總是空閑的。其第二次檢測是在步驟62進行的，若回答為否(N)，意味著Gcn-1＝0，即在步驟64，這表示TS不能按照式(1)修正。然而，若回答為是(Y)則意味著在步驟66Gcn-1＝( (SI)/(NI) -A)-1。
在步驟68，對TS的修正值進行計算和檢測，以保證它是否能位于TS的最大和最小極限值之間。在步驟70，SI和NI都為0，而新的空閑周期校正值δ道過下式進行計算δ＝ (A)/(LA) (1- (AGCn-1)/4 + ((AGCn-1)2)/12 ) (45)這就輪到對U進行修正，考慮到TS的新值，在步驟72中U＝max(2×TS;U1)修改操作在其中E＝0的步驟74結(jié)束，故一個新的檢測間隔開始了。
對于本專業(yè)的普道技術(shù)人員而言，通過閱讀本說明書后，其它改型將是明顯的。這種改型可能包括各種分組交換系統(tǒng)或其中各種部件在設(shè)計、制造、使用中已知的那些其他特征，以及能夠用代替或附加到本說明書描述過的特征的那些其他特征。雖然本發(fā)明專利申請的各個權(quán)利要求中特別正式提出了各個特征的組合，但是應該理解，本申請的范圍還包括在本說明書中明顯地或含蓄地或以概括描述方式所披露的任何新穎的特征或任何特征的新穎的組合，而無論上述特征是涉及到在任何一項權(quán)利要求中目前所要求的相同的發(fā)明，也無論上述技術(shù)特征是否用來解決與本發(fā)明予以解決的任何或全部相同的技術(shù)問題。因此，申請人聲明，在本專利申請的審批期間或從其派生出來的其他的專利申請的審批期間，可以對這些特征或這些特征的組合正式提出新的權(quán)利要求。
權(quán)利要求
1.一種可控載波偵聽多址接入(CSMA)分組交換系統(tǒng)，該系統(tǒng)至少包括兩個站，每個站都具有當其等待發(fā)送信息組時檢測通信信道的裝置和響應被檢測的信道為空閑時發(fā)送信息組的裝置，假如被檢測的信道為占線時，則在一個動態(tài)確定的時間間隔TSn中隨機地預置一個新的檢測點，其中，TSn=min(TSu，max(TS1，TSn-1· (Gn-1)/(G0) ))其中TSu是當所有的站都竟爭信道時，所期望的使傳輸量達到最大所預置的時間間隔，TS1是當兩個站竟爭信道時，所期望的使傳輸量達到最大所預置的時間間隔，TSn-1是在前面第(n-1)個檢測間隔中確定的預置時間間隔，Gn-1是在第(n-1)檢測間隔中提供的平均負荷，而G0是提供的標稱平均負荷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的要求的系統(tǒng)，其中TSn＝min(TSu，max(TS1，(1-α)×TSn-1+α×TSn-1(Gn-1)/(G0) ))其中α為平滑系數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所要求的系統(tǒng)，其Gn-1基于一個平均空閑周期長度的測算值，其中Gn-1＝(E[1(I)]-a)-1而E[1(I)]是平均空閑周期的測算值，a是一個站的轉(zhuǎn)換時間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所要求的系統(tǒng)，其中平均空閑周期長度是由對一個檢測周期中出現(xiàn)的空閑周期的測算值進行平均來測算的，也就是平均空閑周期E[1(I)]＝SI/NI的測算值，其中SI是空閑周期長度的現(xiàn)行和，而NI是空閑周期的數(shù)目。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所要求的系統(tǒng)，其中每個站都包括測算裝置，用于在該站參與某個未能檢測出在前的空閑周期的結(jié)束和隨后的空閑周期的開始的占線周期的情況下對平均空閑周期進行測算。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所要求的系統(tǒng)，其中上述測算裝置把與正在發(fā)送的站的占線周期相毗鄰的空閑周期從現(xiàn)行測算中棄除，它的測算僅僅基于完整的被檢測的空閑周期。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所要求的系統(tǒng)，其中上述測算裝置是把最接近空閑周期的前一個和后一個發(fā)送站的占線周期之間的空閑周期的時域上的復合長度的近似值綜合到測算值中去，上述近似值是基于下述時間因素確定的前一個空閑周期的開始時間(tb(Im));后一個空閑周期的終止時間(te(Im+1));以及由(1+a)和從te(Im+1)中減去tb(Im)和(1+a)所限定的交叉占線周期長度的上邊界。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所要求的系統(tǒng)，其中上述測算裝置是把最接近空閑周期的前一個和后一個發(fā)送站的占線周期之間的空閑周期在時域上的復合長度的近似值綜合到測算值中去，上述近似值是基于以下因素予以確定的前一個空閑周期的開始時間tb(Im);后一個空閑周期的結(jié)束時間te(Im+1);測算發(fā)送站的交叉占線周期E〔1(Bm)〕;以及從te(Im+1)中減去tb(Im)和E〔1(Bm)〕。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所要求的系統(tǒng)，其中上述測算裝置是把前一個空閑周期長度的近似值綜合到其測算值中去，上述近似值是通過測算以下因素得到的測算前一個空閑周期的終止時間，減去前一個空閑周期的出現(xiàn)時間得到該近似值;并把最接近的后一個空閑周期的近似值也累積到測算值中去，即從后一個時間周期的終點發(fā)生的時間減去最接近的后一個空閑周期的起始時間的測算值來得到這個近似值。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所要求的系統(tǒng)，其中測算裝置是把前一個空閑周期的結(jié)束時間測算為比發(fā)送信息組的一個站發(fā)現(xiàn)信道空閑時的瞬間(t2))遲后δ秒，即在時間t2+δ，其中δ包含有空閑周期的校正值并等于δ =a +1G( 1- e- a G)2]]>其中a是站的從接收到發(fā)送的轉(zhuǎn)換時間，G是提供給信道的負荷。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所要求的系統(tǒng)，其測算裝置測算的下一個空閑周期的開始時間為t2+1+2a-δ式中1是一個信息組的傳輸時間(歸一化時間)。
12.根據(jù)權(quán)利要求9、10或11所要求的系統(tǒng)，其中基于下式動態(tài)確定檢測時間(U)U＝max(2×TS∶U1)其中TS是現(xiàn)行控制變量，U是獲得G的可靠的測算值所需的最少時間，且U1＝nm(a)(1+2a+ 1/(G0(a)) )其中nm是獲得G的可靠饉闃導觳獾目障兄芷詰淖钚∈俊
13.一種可控CSMA分組交換系統(tǒng)，該系統(tǒng)基本上是根據(jù)上下文的描述并結(jié)合附圖的說明予以限定的。
14.一種以非持續(xù)型可控CSMA分組交換系統(tǒng)的操作方法，該系統(tǒng)包括工作在至少一個通信信道上的至少兩個站，其中假如一個站檢測到其信道或每一信道處于占線，則該站在一個動態(tài)確定的時間間隔TSn內(nèi)，隨機地預置一個新的檢測點，其中TSn＝min(TSu，max(TS1，TSn-1· (Gn-1)/(G0) ))這里TSu是當所有的站都竟爭信道時，使期望的傳輸量最大的預置的時間間隔;TS1是當兩個站竟爭信道時，使期望的傳輸量最大的預置的時間間隔;TSn-1是在先前的第(n-1)個檢測間隔中確定的預置時間間隔;Gn-1是在第n-1個檢測間隔中提供的平均負荷;G0是提供的標稱平均負荷。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所要求的方法，其中時間間隔TSn是動態(tài)修正的，以便使期望的信道傳輸量達到最大。
16.一種根據(jù)權(quán)利要求14所要求的方法，其中時間間隔TSn的動態(tài)修正包括在檢測期間基于對平均空閑周期長度E[1(I)]的測算來對Gn-1的測算，這里，Gn-1＝(E[1(I)]-a)-1，a是一個站的轉(zhuǎn)換時間。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所要求的方法，其中平均空閑周期的測算值E[1(I)]＝SI/NI，其中SI是空閑周期長度的現(xiàn)行和，NI是對該現(xiàn)行和作出貢獻的空閑周期的數(shù)目。
18.根據(jù)權(quán)利要求16或17的要求的方法，其中假如一個參與一條信道或多條信道之一的傳送中的站未能檢測出前一個空閑周期的開始和后一個空閑周期的結(jié)束，則最接近的前一個和后一個空閑周期被從僅僅基于全部檢測期間的測算中棄除。
19.根據(jù)權(quán)利要求16或17所要求的方法，其中一個參與一條信道或多條信道之一的傳送的站在未能檢測出最接近的前一個空閑周期的結(jié)束和后一個空閑周期的開始的情況下，則近似出最接近的前一個和后一個空閑周期時域上的復合長度，并且該近似包括在E〔1(I)〕的測算之中，上述近似基于確定以下因素前一個空閑周期的開始(tb(Im));后一個空閑周期的結(jié)束(teIm+1));以及由(1+a)和從te(Im+1)中減去tb(Im)和(1+a)所限定的交叉占線周期長度的上邊界。
20.根據(jù)權(quán)利要求16或17所要求的方法，其中一個參與一條信道或多條信道之一的傳送的站在未能檢測出最接近的前一個空閑周期的結(jié)束和后一個空閑周期的開始的情況下，則近似出最接近的前一個和后一個空閑周期時域上的復合長度，并且該近似包括在E〔1(I)〕的測算中，上述近似基于確定以下因素最接近的前一個空閑周期的開始(tb(Im));后一個空閑周期的結(jié)束(te(Im+1));測算該站發(fā)送期間的交叉占線長度E〔1(Bm)〕并從te(Im+1)減去tb(Im)和E〔1(Bm)〕。
21.根據(jù)權(quán)利要求16或17所要求的方法，其中當一個參與一條信道或多條信道之一的傳送站在未能檢測出最接近的前一個空閑周期的結(jié)束和后一個空閑周期的開始的情況下，則對上述前一個和后一個空閑周期的長度進行近似，并且該近似包括在E[1(I)]的測算之中，其中最接近的前一個空閑周期的近似值是從上述空閑周期的終點的測算值減去上述空閑周期的開始時間實現(xiàn)的;而最接近的后一個空閑周期的近似值是從上述空閑周期的結(jié)束時間減去上述空閑周期開始時間的測算值實現(xiàn)的。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所要求的方法，其中前一個空閑周期的終止時間的測算為比發(fā)送信息組的一個站發(fā)現(xiàn)信道空閑時的瞬間(t2)遲后δ秒，即時間t2+δ，其中δ包含有該空閑周期的校正值并等于δ =a +1G( 1- e- a G)2]]>其中a是該站的接收至發(fā)送的轉(zhuǎn)換時間，G是提供給信道的負荷。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所要求的方法，其中將最接近的后一個空閑周期測算為t2+1+2a-δ其中1是一組信息組的傳輸時間(歸一化時間)。
24.根據(jù)權(quán)利要求21、22或23所要求的方法，其中檢測周期(U)是基于下式動態(tài)地確定的U＝max(2×TS∶U1)其中TS是現(xiàn)行控制變量，U1是獲得G的可靠測算值所需的最少的時間，并且U1＝nm(a)·(1+2a+ 1/(G0(a)) )其中nm是獲得G的可靠測算值檢測的空閑周期的最小數(shù)目。
25.一種按可控CSMA分組交換系統(tǒng)操作的方法，該方法基本上是根據(jù)上下文的描述并結(jié)合附圖的說明予以限定的。
26.一種用于非持續(xù)型可控CSMA分組交換系統(tǒng)中的站，該站包括有一個接收機、一個發(fā)送機以及將接收機或者發(fā)送機轉(zhuǎn)換到通信信道上去的轉(zhuǎn)換裝置，上述接收機具有檢測通信信道的占線/空閑狀態(tài)的檢測裝置，并當該站在有信息組準備發(fā)送和信道檢測為空閑的情況下，啟動該轉(zhuǎn)換裝置從接收機轉(zhuǎn)換到發(fā)送機狀態(tài)，而其中當該站具有信息準備發(fā)送但檢測信道為占線狀態(tài)，則在一個動態(tài)確定的時間間隔TSn內(nèi)隨機地預置一個新的檢測點，這里TSn＝min(TSu，max(TS1，TSn-1· (Gn-1)/(G0) ))式中TSn是當所有站都竟爭信道時，期望的使傳輸量達到最大的預置時間間隔，TS1是當兩個站竟爭信道時，期望的使傳輸量達到最大的預置時間間隔，TSn-1是在前面的第(n-1)個檢測間隔所確定的預置時間間隔，Gn-1是在第(n-1)個檢測間隔中提供的平均負荷，G0是提供的標稱平均負荷。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所要求的站，其中TSn＝min(TSu，max(TS1，(1-α)×TSn-1+α×TSn-1(Gn-1)/(G0) ))式中α代表平滑因數(shù)。
28.根據(jù)權(quán)利要求26或27所要求的站，其中所提供的裝置用于基于平均空閑周期長度的測算值對于Gn-1進行測算，其中Gn-1＝(E[1(I)]-a)-1，式中E[1(I)]是平均空閑周期的測算值，a是站的轉(zhuǎn)換時間。
29.根據(jù)權(quán)利要求28的要求的站，其中上述裝置通過平均在一個檢測周期中所出現(xiàn)的空閑周期的長度來測算平均空閑周期長度，也就是平均空閑周期的測算值E[1(I)]＝SI/NI，式中SI是空閑周期長度的現(xiàn)行和，而NI是空閑周期的數(shù)目。
30.根據(jù)權(quán)利要求28或29所要求的站，該站還包括測算裝置，該測算裝置在該站參與一個占線周期但未能檢測出前一個空閑周期的結(jié)束和后一個空閑周期的開始的情況下來測算該平均空閑周期。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所要求的站，其中上述測算裝置把與正在發(fā)送的站的占線周期相毗鄰的空閑周期從現(xiàn)行測算中棄除，該裝置的測算僅僅基于完整的被測算的空閑周期。
32.根據(jù)權(quán)利要求30所要求的站，其中上述測算裝置把最接近空閑周期的前一個和后一個發(fā)送站的占線周期之間的空閑周期在時域上的復合長度的近似值綜合到測算值中去，上述近似值是基于以下因素予以確定的前一個空閑周期的開始時間(tb(Im));后一個空閑周期的結(jié)束時間(te(Im+1));由(1+a)和從te(Im+1)減去tb(Im)和(1+a)所限定的交叉占線周期的上邊界。
33.根據(jù)權(quán)利要求30所限定的站，其中上述測算裝置把最接近空閑周期的前一個和后一個發(fā)送站的占線周期之間的空閑周期在時域上的復合長度的近似值綜合到測算值中去，上述近似值是基于以下因素確定的前一個空閑周期的開始時間(tb(Im));后一個空閑周期的結(jié)束時間(te(Im+1));并測算發(fā)送站的交叉占線周期E〔1(B)m〕;以及從te(Im+1)中減去tb(Im)和E〔1(B)m〕。
34.根據(jù)權(quán)利要求30所要求的站，其中上述測算裝置是把一個空閑周期的長度的近似值綜合到其測算值中去，上述近似值是通過測算以下因素得到的測算前一個空閑周期的終止時間，減去前一個空閑周期出現(xiàn)的時間得到該近似值;并把最接近的后一個空閑周期的近似值也累積到測算值中去，即從后一個時間周期結(jié)束發(fā)生的時間減去最接近的后一個空閑周期的起始時間的測算值來得到這個近似值。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所要求的站，其中測算裝置是把前一個空閑周期的結(jié)束時間測算為比發(fā)送信息組的一個站發(fā)現(xiàn)信道空閑時的瞬間(t2)遲后δ秒，即在時間t2+δ，其中δ包含有空閑周期的校正值并等于δ =a +1G( 1- e- a G)2]]>式中a是站的從接收到發(fā)送的轉(zhuǎn)換時間，G是提供給信道的負荷。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所要求的站，其中測算裝置測算的后一個空閑周期的開始時間為t2+1+2a-δ式中1是一個信息組的傳輸時間(歸一化時間)。
37.根據(jù)權(quán)利要求34、35或36所要求惱荊渲屑觳饈奔洌║)是基于下式動態(tài)確定的U＝max(2×TS∶U1)式中TS是現(xiàn)行控制變量，U是獲得G的可靠測算值所需的最少時間，U1＝ηm(a)(1+2a+ 1/(G0(a)) )式中ηm是獲得G的可靠測算值檢測的空閑周期的最小數(shù)目。
38.一種用于非持續(xù)型可控CSMA分組交換系統(tǒng)中的站，該站的構(gòu)成和操作安排基本上是根據(jù)上下文的描述并結(jié)合各個附圖的表示予以限定的。
全文摘要
一種非持續(xù)載波型可探CSMA分組交換系統(tǒng) 中，當檢測出信道處于占線時，在動態(tài)確定的時間間 隔TS
文檔編號A23L1/211GK1038575SQ8910233
公開日1990年1月10日 申請日期1989年4月16日 優(yōu)先權(quán)日1989年4月16日
發(fā)明者皮埃爾-杰克·弗朗索瓦·查爾斯·庫圖瓦, 蓋伊·弗朗索瓦·米爾·塞伊斯, 皮埃爾-尼古拉斯·韋利·西馬爾 申請人:菲利浦光燈制造公司