專利名稱：用于共享信道的競爭解決協(xié)議的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及處理共享通信信道的競爭解決的協(xié)議。
該協(xié)議為帶有多個站的共享信道處理競爭解決。信道被共享的程度是多個站能夠以贏得通過信道通信的獨占權(quán)利為最終目標而競爭信道。在競爭中沒有贏得競爭的信道被排除，但是在隨后的競爭中能夠再一次競爭信道。
站競爭信道是通過在一個給定的數(shù)字間隔(例如從0到1的間隔)中生成隨機的或偽隨機數(shù)字進行的，每個站的隨機數(shù)字被估計關(guān)于該隨機數(shù)字是否在一個窗口中，該窗口具有位于所給數(shù)字間隔中的下邊界和上邊界。在一個或多個步驟中窗口的下邊界和/或上邊界被改變直到具有窗口中數(shù)字的一個站被挑選出來。這個站贏得了競爭解決并從而贏得通過信道通信的獨占權(quán)利。因此，只要具有在窗口的下邊界和上邊界間的數(shù)字的站的生成數(shù)字在窗口中，該站持續(xù)競爭信道，而具有不在窗口中的數(shù)字的站在競爭中被排除。
這樣一個協(xié)議存在不同的應用并且競爭解決的處理能夠以上面段落的范圍內(nèi)的不同方式和在響應于不同事件的不同時間點上被實施。然而，無論何時需要在多個站間準許一個站有權(quán)使用信道，競爭解決作為一般規(guī)則被應用。該使用信道的權(quán)利能夠被限定于發(fā)送特定數(shù)量的數(shù)據(jù)包，特定數(shù)量的字節(jié)或能夠被限定于特定時間間隔或者站只在特定模式工作。
對于大多數(shù)的應用，協(xié)議有能力以有利的相對低的數(shù)據(jù)開銷給站提供信道分配。這樣，當協(xié)議的競爭解決頻繁執(zhí)行時該協(xié)議是特別有利的。這可以是不同類型網(wǎng)絡的情況，例如無線網(wǎng)絡，其中信道在聯(lián)網(wǎng)的站間共享，聯(lián)網(wǎng)的站能夠在網(wǎng)絡工作期間被連接和斷開。
另外的，比起固定分配方案，例如時分多路訪問，TDMA和頻分多路訪問，F(xiàn)DMA，該協(xié)議更加靈活和健壯。
然而，競爭解決協(xié)議的效率非常大程度地依賴于當窗口被改變時計算新的窗口下邊界和/或上邊界的算法。該算法也被表示為窗口控制規(guī)則。
美國專利4,630,264公開了這樣一個站間共享信道的競爭解決協(xié)議。此處，每個站維持一個公有窗口并且競爭信道使用的站生成一個數(shù)字。如果生成的數(shù)字落在窗口中，站在下一個時間時隙中競爭，否則它不得不等待直到當前的競爭已經(jīng)被解決并且一個包已經(jīng)從贏得了競爭的站發(fā)送為止。應用沖突檢測規(guī)則以檢測一個或多個站是否在競爭。如果多于一個站在競爭，或者如果沒有站在競爭，那么窗口控制規(guī)則在每個站應用以擴大、縮短或以其它方式改變窗口。該過程被重復直到剛好一個站在競爭。然后，數(shù)據(jù)包能夠被發(fā)送。
在上面公開的內(nèi)容中提及用于窗口控制的兩個計算上不同的方法。第一個方法是基于當窗口被改變時，即擴大、縮小或移動時，窗口新邊界的精確計算。該精確計算是基于隨機數(shù)字的概率密度分布并包括占用大量計算時間的相當復雜的計算。在一方面，這些計算能夠在運行中隨著協(xié)議正在執(zhí)行競爭解決并且在窗口要被改變之前加以執(zhí)行。所以，獲得該精確計算的代價是計算上的復雜性并因此花費了更強的處理器或者更長的競爭解決的時間。因此，雖然精確計算在最小化未來競爭時間時隙的數(shù)量方面上是最理想的，但是它招致高的計算復雜性，這使得它對于實時的估計是不可行的。在另一方面，精確計算的結(jié)果能夠被預先計算和存儲在查找表中從而在競爭解決期間減少提供結(jié)果的精力。然而，這是以用于容納查找表的存儲裝置為代價取得的。
查找表方法的研究揭示了，當每個條目都以單一精度存儲在查找表中時，即每個條目4字節(jié)，對于最多32個站，查找表將占用大約2MB的存儲空間。用于最多64個站，存儲將需要總計達大約17MB的存儲空間。
仍然根據(jù)美國專利4,630,264，它也建議使用簡化的窗口控制規(guī)則，然而得到簡化的規(guī)則的代價是可預計的未來競爭時間時隙數(shù)目的稍微增加。該簡化規(guī)則是基于下面的公式w＝(a+b)/2，其中a是窗口的下邊界，b是窗口的上邊界及w是新的上邊界。該簡化算法是精確計算和查找表方法的折衷。仿真顯示它具有幾乎負載獨立的行為并且?guī)缀跖c網(wǎng)絡負載無關(guān)的需要平均2.4個循環(huán)來解決競爭。然而，更詳細的仿真揭示當僅僅超過5個站競爭信道時所聲明的用于解決競爭的平均循環(huán)遠遠超過2.4個循環(huán)。當更多站加入時這種超出變得更顯著；對于大約10個站，該平均數(shù)已經(jīng)增加大約50％，對于大約100個站，該平均數(shù)已經(jīng)增加大約300％。這樣將自然地減慢競爭解決并因此嚴重降低網(wǎng)絡性能。
根據(jù)本發(fā)明，當競爭解決通過從下節(jié)中總結(jié)的方法加以執(zhí)行時，上述的和其它問題就得到了解決。
該方法包括在對于至少三個競爭站間的共享信道的競爭解決協(xié)議中控制窗口，據(jù)此，一個站通過多個步驟競爭信道，通過在間隔中生成數(shù)字x，該間隔具有最初等于初始下邊界L的下邊界l和最初等于初始上邊界U的上邊界h；且如果數(shù)字x落在具有下邊界l和上窗口邊界w的窗口內(nèi)，嘗試接入信道；生成數(shù)字在窗口外的站從信道競爭中被排除；反之，生成數(shù)字在窗口中的站繼續(xù)競爭信道；該方法繼續(xù)下去直到確定一個站被挑選出贏得競爭為止；該方法包括步驟設(shè)置上窗口邊界w，以設(shè)置一窗口，在該窗口中，將嘗試接入信道的站的預計數(shù)目近似等于1。
該窗口在以盡可能少的迭代來解決競爭方面已經(jīng)顯示出來了更好的性能。本發(fā)明提出了一種執(zhí)行良好的計算窗口的方法，其計算上不復雜并且不需要任何查找表。如果競爭信道的站的數(shù)字得不到，則上窗口邊界，w，能夠被設(shè)置以確定一個窗口，在該窗口中將嘗試接入信道的站的預計數(shù)目被近似等分。
在本發(fā)明的一個實施方式中，上窗口邊界w被設(shè)置以使得生成的數(shù)字x小于或等于上窗口邊界w的概率P1減去生成的數(shù)字x小于或等于下邊界l的概率P2近似等于一除以競爭站的近似數(shù)目。
在根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方式中，上窗口邊界w根據(jù)下面的公式計算得到 其中生成的數(shù)字x在[L，U]上具有概率分布F，F(xiàn)(L)＝0和F(U)＝1，以及其中F是可逆的以使得存在具有F-1(F(x))＝x的函數(shù)F-1，以及其中n代表競爭站的數(shù)目或者競爭站的預計數(shù)目。因此，具有最低生成數(shù)字的站將贏得競爭解決。在以盡可能少的步驟解決競爭解決方面，上面的公式展示了計算復雜性和性能之間的很好的折衷。特別的，當h近似等于上限U時，F(xiàn)(h)不需要計算。
為了以盡可能最少的競爭解決步驟來解決競爭，其中數(shù)字x自均勻或近似均勻分布生成，上窗口邊界根據(jù)下面的公式被設(shè)置
w=W(l,h)≅l+h-ln]]>其中h≅U,]]>和w=W(l,h)≅l+h2]]>否則有效地，競爭解決的方法包括步驟檢測沖突是否發(fā)生或者信道是否空閑；如果沖突發(fā)生則設(shè)置l′＝l；h′＝w；取而代之，如果信道空閑，則設(shè)置l′＝w；h′＝h；計算w′＝W(l′，h′)；通過設(shè)置l＝l′；w＝w′；h＝h′，更新間隔和窗口邊界。從而，當帶有最低數(shù)字x的站將被選擇時，窗口被有效地設(shè)置。
根據(jù)本發(fā)明的表示為RR的方案，為了和表示為Wah的現(xiàn)有技術(shù)(US4,630,264)相比較，僅僅仿真了應用上述兩個公式的最后部分。下面的表1顯示了按照達到競爭得以解決所需要的期望的步驟數(shù)目仿真的結(jié)果，其中n個站中的一個被挑選出。
表1因此，本發(fā)明提供了超出現(xiàn)有技術(shù)的改進相當大的性能。
在需要選擇具有最高生成數(shù)字的站的情況下，具有下窗口邊界w和上邊界h的窗口將被使用，其中下窗口邊界w根據(jù)下面的公式被方便地計算得到
此處生成的數(shù)字x具有在[L，U]上的概率分布F，F(xiàn)(L)＝0和F(U)＝1，且其中F是可逆的以使得存在具有F-1(F(x))＝x的函數(shù)F-1，并且其中n代表競爭站的數(shù)目或者競爭站的預計數(shù)目。
為了以盡可能最少的競爭解決步驟來解決競爭，其中數(shù)字x自均勻或近以均勻分布生成，下窗口邊界根據(jù)下面的公式被設(shè)置w=W(l,h)≅h-h-ln]]>其中l(wèi)≅L,]]>和w=W(l,h)≅l+h2]]>否則有效的，競爭解決的方法包括步驟檢測沖突是否發(fā)生或信道是否空閑；如果信道空閑，則設(shè)置l′＝l；h′＝w；取而代之，如果沖突發(fā)生，則設(shè)置l′＝w；h′＝h；計算w′＝W(l′，h′)；通過設(shè)置l＝l′；w＝w′；h＝h′更新間隔和窗口邊界。從而，當具有最高數(shù)字x的站將被選擇時，窗口被有效的設(shè)置。
有利地是，一個站被配置以保持表示窗口邊界的值和生成的數(shù)字，且其中該站估計生成的數(shù)字是否落在窗口內(nèi)并獲得關(guān)于信道狀態(tài)(空閑，成功，沖突)的信息；如果該信息指示信道是空閑的或者沖突已發(fā)生并且如果生成的數(shù)字落在窗口內(nèi)，則至少一個窗口邊界被按照如上所述的的方式改變，且站嘗試在信道上通信。由此，該站持續(xù)競爭信道且在競爭期間其能夠競爭具有非常有限使用的信道，這將導致更高的有效負載吞吐量。應指出的是，尾為了決定在下一個時間時隙如何設(shè)置窗口，在競爭解決的特定時間時隙內(nèi)獲得信道的狀態(tài)。另外，應當指出“成功”意味著一個站已經(jīng)被挑選出來并因此贏得了競爭。
另外，本發(fā)明涉及一種包含代碼裝置的計算機程序產(chǎn)品，代碼裝置用于當在計算機中執(zhí)行時實施上述的方法。
該發(fā)明也涉及一種設(shè)備，其包含被配置為根據(jù)上述的方法工作的競爭解決處理器。
優(yōu)選的，該設(shè)備包含發(fā)送和接收裝置，其被配置為通過在無線媒介中經(jīng)由信道通信。


圖1說明了經(jīng)配置以處理競爭解決的協(xié)議的原理；圖2顯示了控制窗口的方法的流程圖；圖3顯示了一個站。
圖1說明經(jīng)配置以處理競爭解決的協(xié)議的原理。該原理是通過一個總體上跨越間隔中的值的數(shù)字標度來說明的，該間隔是從分別選擇為0和1的下邊界L到上邊界U。該原理以標示為大寫字母A到D的四個步驟來說明。在第一步A中，競爭信道的五個站分別生成實數(shù)值的數(shù)字，標示為x1、x2、x3、x4和x5。因此，x1是指定第一個站的第一個數(shù)字，x2是指定第二個站的第二個數(shù)字并依次類推。該算法以選擇具有最小數(shù)字的站為目標來講解，但是該算法能夠被修改以選擇具有最大數(shù)字的站。
窗口通過第一邊界l和第二邊界w來限定。依照協(xié)議，此窗口限定競爭信道的站中的那些站被允許嘗試在信道上通信并因此繼續(xù)競爭信道。被允許繼續(xù)的站只有具有在窗口邊界內(nèi)的數(shù)字x1、x2、...、x5的站。這些站被允許嘗試在信道上通信。如果多于一個站嘗試在信道上通信，沖突將很可能發(fā)生。這種沖突能夠被檢測到且該檢測提供了關(guān)于是否多于一個站在競爭信道的指示。如果多于一個站在競爭信道，則競爭還沒有被解決，進而窗口將通過反復的縮小或移動來改變直到?jīng)]有信道的沖突或空閑狀態(tài)被檢測到為止，并從而一個站贏得了競爭及由此贏得了在信道上通信的權(quán)利。由于在競爭解決期間僅僅被允許繼續(xù)競爭信道的站是那些具有在窗口邊界中數(shù)字的那些站，所以其它站將像在淘汰賽跑中一樣從繼續(xù)的競爭中被排除。這些站能夠在后來的競爭解決中競爭信道，例如當獲勝的站已經(jīng)在信道上發(fā)送了數(shù)據(jù)包之時。
回到原理的描述，在步驟A中五個數(shù)字被生成。窗口的下邊界通過變量l確定，且該變量被設(shè)置為數(shù)值0。變量h指明窗口當前的最大的可能值。在該起始步驟中，窗口被設(shè)置為w＝h，在該情況中所有的五個站將嘗試在信道上通信，其結(jié)果是沖突能夠被檢測到。在這種情況下，中間變量l′被設(shè)置為等于l；h′被設(shè)置為等于w以及w′被計算出w′＝W(l′，h′)。隨后，變量l、h和w被更新為中間變量的值l＝l′；w＝w′；h＝h′。
在這個B階段，窗口[l，w]獲得值x1和x2，由此兩個站被允許嘗試在信道上通信而其它三個站從競爭中被排除。從而，可以推出競爭還沒有解決，因為沖突能夠被檢測到。再次，在這種情況下，中間變量l′被設(shè)置為等于l；h′被設(shè)置為等于w并且w′被計算出w′＝W(l′，h′)。隨后，變量l、h和w被更新為中間變量的值l＝l′；w＝w′；h＝h′。
在這個C階段，窗口[l，w]沒有獲得任何值且信道仍然空閑，因為沒有站被允許嘗試奪取信道。
現(xiàn)在，因為可以檢測到信道保持空閑，所以中間變量l′被設(shè)置等于w；h′被設(shè)置等于h且w′被計算出w′＝W(l′，h′)。隨后，變量l、h和w被更新為中間變量的值l＝l′；w＝w′；h＝h′。這相當于把窗口從[l；w]對換到[w；h]，并另外縮小了窗口，因為已知B階段中存在的沖突將發(fā)生在[w；h]中。因此，作為結(jié)果的窗口是在D階段顯示的那個。
在隨后的D階段，窗口[l，w]正好獲得一個數(shù)字并因此只有一個站被允許在信道上通信。這個站被確定贏得競爭解決。
因此，換句話說，該協(xié)議為帶有許多站的共享信道處理競爭解決?；诿總€競爭站隨機選擇的在例如0和1之間的數(shù)字，該協(xié)議在多個步驟中為每個步驟計算一個窗口以使得在該窗口中最終只有一個站被分離出來。這個站贏得競爭。
圖2顯示控制窗口的方法的流程圖。在第一步200中，競爭信道的每個站生成一個代表各自的站的數(shù)字x。
為了簡單起見，在其中生成數(shù)字的間隔的上邊界U和下邊界L，假設(shè)為數(shù)值0和1。
在下面的流程圖描述中，首先參照選擇具有最小數(shù)字的站和在間隔
中均勻概率分布來描述，其中數(shù)字x生成于該間隔中。其次，選擇最大數(shù)字的實施方式被描述。再者，基于生成的數(shù)字x的非均勻概率分布的實施方式被描述。
在步驟201中，窗口的第一邊界l被設(shè)為0及變量h和w被設(shè)為1。另外，中間變量l′和h′被分別設(shè)為l和w的值。
再者，在步驟202中，w′被計算為w′=W(l′,h′)≅l′+h′-l′n]]>其中n是在下一個時間時隙中競爭信道的站的預計數(shù)目。站的數(shù)目能夠通過已知方法估算。
在隨后的步驟203中，變量l、h和w被更新l＝l′；w＝w′和h＝h′。作為結(jié)果的窗口[l，w]被設(shè)置為具有第一和第二邊界l，w。
在步驟203之后，帶有在窗口[l，w]中生成的數(shù)字的每個站被允許嘗試在信道上發(fā)送。在步驟204中，確定是否有任何沖突作為多于一個站嘗試在信道上發(fā)送的結(jié)果而發(fā)生。在肯定的情況(Y)下，該方法通過步驟205被引導到步驟206，其中變量l′和h′被設(shè)為分別等于l和w，且在隨后的步驟207中，w′被計算出w′＝W(l′，h′)。在這里，w′根據(jù)下面的公式被設(shè)置w′=W(l′,h′)≅l′+h′-l′n]]>其中h′≅U,]]>和w′=W(l′,h′)≅l′+h′2]]>否則；
在后面的步驟208中，變量被更新l＝l′；h＝h′和w＝w′。作為結(jié)果的窗口[l，w]被設(shè)置為具有第一和第二邊界l，w。
在步驟208后，該方法回到步驟204，在其中具有在步驟208中所設(shè)窗口中數(shù)字的站被允許嘗試在信道上發(fā)送。再一次，確定在信道上是否有任何沖突發(fā)生了。假如沒有沖突被檢測到(N)，該方法通過步驟205前進到步驟209。在步驟209中，確定信道是空閑的(Y)還是不是的(N)。
假如信道是空閑的，在步驟211中，變量l′和h′被設(shè)為分別等于w和h。在下面的步驟212中，w′被計算出w′＝W(l′，h′)。再一次，w′根據(jù)下面的公式被設(shè)置w′=W(l′,h′)≅l′+h′-l′n]]>其中h′≅U,]]>和w′=W(l′,h′)≅l′+h′2]]>否則；在下面的步驟213中，變量被更新l＝l′；h＝h′和w＝w′。作為結(jié)果的窗口[l，w]被設(shè)置為具有第一和第二邊界l，w。從而，允許站在步驟204過程中嘗試發(fā)送，在該步驟204中，該方法在該窗口在步驟213中被設(shè)置后再繼續(xù)。
假如在步驟209中信道被確定不是空閑的，則其必定被單個站占用，因為在前面的步驟204中沒有沖突。這個單個信道被確定是挑選出的或者決議出的一個贏得信道競爭的站。因此，競爭解決方法的目的是在步驟214得到一個獲勝的站。
如果數(shù)字x不是在均勻概率分布下生成，則在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，應用一種更通用方法計算窗口第二邊界w、w′。在這種情況下，下面的公式被應用 此處，在間隔[L，U]上生成的數(shù)字x具有由函數(shù)F代表的分布，即更正式的對于x∈[L，U]，P(X≤x)＝F(x)，其中F(L)＝0和F(U)＝1，其中F是可逆的，即存在使得F-1(F(x))＝x的函數(shù)F-1。
當數(shù)字是均勻分布的時候，函數(shù)F是識別函數(shù)(identify function)。因此，可以得知上面的通式簡化為均勻分布的公式。
盡管結(jié)合選擇最小數(shù)字x來描述，該方法能夠被修改為選擇最大數(shù)字。當L＝0時，可以通過按照以下方式來替換上述變量以得到這種修改xU-xhU-llU-hwU-w或者更通用的xL+U-xhL+U-llL+U-hwL+U-w另外，中間變量是在步驟206和211中以下面的方式所分配的值如果信道空閑，則設(shè)置為l′＝l；h′＝w和計算w′＝W(l′，h′)；及可替換的，如果沖突發(fā)生，則設(shè)置為l′＝w；h′＝h和計算w′＝W(l′，h′)。間隔和窗口邊界以如上所述的同樣方式被更新，即通過設(shè)置l＝l′；w＝w′；h＝h′。
圖3顯示一個站。該站301包含發(fā)送器/接收器305，其被配置為通過能夠被其它站共享用于在兩個或多個站間通信的信道Ch(未示出)通信。在這個實施方案中，發(fā)送器/接收器305被配置為在信道上發(fā)送來自數(shù)據(jù)源306的有效載荷數(shù)據(jù)和/或在信道上接收去往數(shù)據(jù)源306的有效載荷數(shù)據(jù)。
所述站包含競爭解決處理器302，其被配置按照結(jié)合圖2的流程圖更詳細說明的那樣操作。該站包含存儲器304，該存儲器304包含表示窗口的變量l，w和h和包含在變量xn中的生成數(shù)字。為了提供用于決定信道是否空閑和信道上是否存在沖突，該站301包含提供指示它的信號的單元303。
所述站另外包含時鐘信號生成器307。該生成器被配置給處理器302提供定時信號以規(guī)定在預定的時間點執(zhí)行競爭解決時間時隙。時鐘生成器307可以通過信道和其它站同步。
依照上述的發(fā)明，第二窗口邊界w，被設(shè)定到窗口，在該窗口中嘗試接入信道的站的預計數(shù)目近似等于1。該窗口在以盡可能少的迭代解決競爭方面顯示了更好的性能。如果競爭信道的站的數(shù)目不可得，第二窗口邊界w能夠被設(shè)置到窗口，在該窗口中嘗試接入信道的站的預計數(shù)目近似等分。
假如需要選擇具有最小數(shù)字的站作為贏得競爭的那一個站并且如果開始競爭信道的站的數(shù)目n是已知的，可以得知如果h＝U，還沒有排除過任何站。在那種情況下，窗口被減少以預期地獲取開始競爭信道的站中1/n(即，1)的站。在其它情況中，一些競爭者可能已經(jīng)被排除；因此，窗口減少到預期地獲取在該方法先前的迭代中競爭的站中的1/2的站。
權(quán)利要求
1.一種在用于至少三個競爭站之間的共享信道的競爭解決協(xié)議中控制窗口的方法，據(jù)此，站通過多個步驟競爭信道，通過在間隔中生成數(shù)字x，該間隔具有最初等于初始下邊界L的下邊界l和最初等于初始上邊界U的上邊界h；如果數(shù)字x落在具有下邊界l和上窗口邊界w的窗口內(nèi)，則嘗試接入信道；生成數(shù)字在窗口外的站從信道競爭中被排除；而生成數(shù)字在窗口內(nèi)的站繼續(xù)競爭信道；該方法持續(xù)下去直到確定一個站被挑選出贏得該競爭為止；該方法包括步驟設(shè)置上窗口邊界w以設(shè)定一個窗口，在該窗口中將嘗試接入信道的站的預計數(shù)目近似等于1。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中上窗口邊界w被設(shè)置以使得生成的數(shù)字x小于或等于上窗口邊界w的概率P1減去生成的數(shù)字x小于或等于下邊界l的概率P2近似等于一除以競爭站的近似數(shù)目。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中上窗口邊界w根據(jù)下面的公式計算得到 其中生成的數(shù)字x具有在[L，U]上的概率分布F，F(xiàn)(L)＝0和F(U)＝1，且其中F是可逆的以使得存在具有F-1(F(x))＝x的函數(shù)F-1且其中n表示競爭站的數(shù)目或競爭站的估計數(shù)目。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述上窗口邊界w根據(jù)下面的公式設(shè)置w=W(l,h)≅l+h-ln]]>其中h≅U,]]>和w=W(l,h)≅l+h2]]>否則其中n表示競爭站的數(shù)目或競爭站的估計數(shù)目。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一個的方法，包含步驟檢測沖突是否發(fā)生或者信道是否空閑如果沖突發(fā)生，則設(shè)置l′＝l；h′＝w；如果信道空閑，則設(shè)置l′＝w；h′＝h；計算w′＝W(l′，h′)；通過設(shè)置l＝l′；w＝w′；h＝h′，更新間隔和窗口邊界。
6.一種在用于至少三個競爭站之間的共享信道的競爭解決協(xié)議中控制窗口的方法，據(jù)此，站通過多個步驟競爭信道，通過在間隔中生成數(shù)字x，該間隔具有最初等于初始下邊界L的下邊界l和最初等于初始上邊界U的上邊界h；如果數(shù)字x落在具有下窗口邊界w和上邊界h的窗口內(nèi)，則嘗試接入信道；生成數(shù)字在窗口外的站從信道競爭中被排除；而生成數(shù)字在窗口內(nèi)的站繼續(xù)競爭信道；該方法持續(xù)下去直到確定一個站被挑選出贏得競爭為止；該方法包括步驟設(shè)置下窗口邊界w以設(shè)定一個窗口，在該窗口將嘗試接入信道的站的預計數(shù)目近似等于1。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中下窗口邊界w被設(shè)置以使得生成的數(shù)字x大于或等于下窗口邊界w的概率P1減去生成的數(shù)字x大于或等于上邊界h的概率P2近似等于一除以競爭站的近似數(shù)目。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中下窗口邊界w根據(jù)下面的公式計算得到 其中生成的數(shù)字x具有在[L，U]上的概率分布F，F(xiàn)(L)＝0和F(U)＝1，其中F是可逆的以使得存在具有F-1(F(x))＝x的函數(shù)F-1；且其中n表示競爭站的數(shù)目或競爭站的估計數(shù)目。
9.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中下窗口邊界w根據(jù)下面的公式設(shè)置w=W(l,h)≅h-h-ln]]>其中l(wèi)≅L,]]>和w=W(l,h)≅l+h2]]>否則其中n表示競爭站的數(shù)目或競爭站的估計數(shù)目。
10.根據(jù)權(quán)利要求6至9中任意一個的方法，包含步驟檢測沖突是否發(fā)生或者信道是否空閑；如果信道空閑，則設(shè)置l′＝l；h′＝w；如果沖突發(fā)生，則設(shè)置l′＝w；h′＝h；計算w′＝W(l′，h′)；通過設(shè)置l＝l′；w＝w′；h＝h′，更新間隔和窗口邊界。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任意一個的方法，其中站被配置以保持表示窗口邊界的數(shù)值和生成的數(shù)字，以及其中所述站估計生成的數(shù)字是否落在窗口中并獲得關(guān)于信道狀態(tài)的信息；如果信息指明信道是空閑的或者沖突發(fā)生了并且如果生成的數(shù)字落在窗口內(nèi)，則至少一個窗口邊界被按照在前面的權(quán)利要求中的任何一樣所闡述的方式加以改變，且該站嘗試在該信道上通信。
12.一種計算機程序產(chǎn)品，包含代碼裝置，其用于當在計算機上被執(zhí)行時能夠?qū)嵤└鶕?jù)前面的權(quán)利要求1至11中任意一個的方法。
13.一種設(shè)備，包含競爭解決處理器，該競爭解決處理器被配置為根據(jù)在前面的權(quán)利要求1至11中任意一個所述的方法操作。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的一種設(shè)備，包含發(fā)送和接收裝置，其被配置為通過在無線媒介中經(jīng)由信道通信。
全文摘要
一種在用于至少三個競爭站之間的共享信道的競爭解決協(xié)議中控制窗口的方法，據(jù)此，站通過多個步驟競爭信道，通過在間隔中生成數(shù)字x，該間隔具有最初等于初始下邊界L的下邊界l和最初等于初始上邊界U的上邊界h；且如果數(shù)字x落在具有下邊界l和上窗口邊界w的窗口內(nèi)，則嘗試接入信道；生成數(shù)字在窗口外的站從信道競爭中被排除；而生成數(shù)字在窗口內(nèi)的站繼續(xù)競爭信道；該方法持續(xù)下去直到確定一個站被挑選出贏得競爭；該方法包括步驟設(shè)置上窗口邊界w以設(shè)定一個窗口，在該窗口中，將嘗試接入信道的站的預計數(shù)目近似等于1。在優(yōu)選實施方式中，上窗口邊界w根據(jù)下面的公式設(shè)置w＝W(l，h)≡l+(h－l)/n，此處h≡U，和否則，w＝W(l，h)≡(l+h)/2；其中n表示競爭站的數(shù)目或競爭站的預計數(shù)目。
文檔編號H04W74/08GK1961535SQ200580010648
公開日2007年5月9日 申請日期2005年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月7日
發(fā)明者R·里特曼 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司