專利名稱：動態(tài)帶寬共享的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信設備的帶寬共享。
背景技術(shù)：
在通信網(wǎng)絡中，設備經(jīng)常需要共享有線或無線的共享介質(zhì)的帶寬。這種網(wǎng)絡的一個示例是無線PAN(個人區(qū)域網(wǎng))。這樣的網(wǎng)絡是自組織(ad hoc)的，表示設備可以在無需提前警告的情況下頻繁地加入網(wǎng)絡或離開網(wǎng)絡。因此需要一種機制來協(xié)調(diào)介質(zhì)的共享，在上述示例中介質(zhì)為無線頻譜。同樣的問題不同程度地出現(xiàn)在多種不同類型的網(wǎng)絡中。
特別的挑戰(zhàn)出現(xiàn)在如何平衡公平訪問(即，避免貪心的設備行為)與服務質(zhì)量需求。在一種提出的解決方案中，允許單個設備占用高達介質(zhì)總帶寬的一半的帶寬。在這種配置下，兩個設備可能共同壟斷介質(zhì)的總帶寬，而將所有其他設備排除在外，從而損害了服務可用性。

發(fā)明內(nèi)容
一般而言，本發(fā)明提供了在多個設備之間對共享介質(zhì)的帶寬進行共享。在一個實施例中，設備確定對所述介質(zhì)的可用帶寬的測量；保留高達可用帶寬的帶寬；接收來自設備的對特定量帶寬的請求；以及如果可用帶寬不足以滿足該請求，則放棄任何超過在保留帶寬時可用帶寬百分比的帶寬。可以區(qū)分不同的設備類別，其中特定類別的設備的百分比大于非特定類別的設備，或者由此至少一種設備類別是免于受到放棄帶寬的要求的。


從以下結(jié)合附圖的描述中，可以更充分地理解本發(fā)明。在附圖中圖1是其中可以使用本發(fā)明的系統(tǒng)的方框圖；圖2是對動態(tài)門限規(guī)則與50％固定規(guī)則進行比較的表；圖3是示出了作為k的函數(shù)的動態(tài)門限規(guī)則的操作的圖表；圖4是示出了k＝2的動態(tài)門限規(guī)則的操作的圖表；圖5是示出了k＝3的動態(tài)門限規(guī)則的操作的圖表；圖6是示出了根據(jù)動態(tài)門限規(guī)則執(zhí)行帶寬共享的步驟的流程圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在參照圖1，示出了在其中可以使用本發(fā)明的示例性系統(tǒng)的方框圖。多個設備(在這種情況下為無線PAN設備)共享介質(zhì)(在這種情況下為無線頻譜)。示出了設備的更多細節(jié)。該設備包括硬件子系統(tǒng)和軟件子系統(tǒng)。介質(zhì)訪問控制器(MAC)控制設備對共享介質(zhì)的訪問。例如，在無線PAN設備的情況下，MAC可以是標準IEEE 802.13.3a中指定的類型。典型地，MAC可以采用硬件和軟件的組合來實現(xiàn)。
為了克服上述服務可用性限制，使用動態(tài)門限規(guī)則來控制介質(zhì)訪問。根據(jù)這個規(guī)則，如果產(chǎn)生的介質(zhì)訪問時隙(MAS)保留仍大于或等于MAS_hold_threshold，則運行異步應用的設備應接受來自其他設備的MAS放棄請求，MAS_hold_threshold定義如下MAS_hold_threshold＝roundup(MAS that_were_available_when_the_reservation_was_made/k)否則，設備可以拒絕該請求。(注意，如果設備是同步(isochronous)設備，則該設備可以不考慮請求的MAS_hold_threshold而拒絕該請求。)根據(jù)前述規(guī)則，在設備進行保留的情況下，保證該設備得到可用MAS的至少1/k。
以下示例說明了k＝2的動態(tài)門限規(guī)則的應用。開始時，未使用介質(zhì)。因此，設備A獲得210個MAS(100％)。在這個時間點上，將設備的MAS_hold_threshold設置成105。一定時間之后，設備B向設備A請求105個MAS。由于來自設備B的MAS放棄請求導致設備A的MAS保留仍大于或等于設備A的MAS_hold_threshold，所以設備A必須應允并將105個MAS釋放給設備B。因此，設備A持有105個MAS，設備B持有105個MAS。在這個時間點上，將設備B的MAS_hold_threshold設置成53。隨后，設備C向設備A和B請求52個MAS。設備A可以拒絕該請求，因為放棄額外的MAS會使其低于它的MAS_hold_threshold。然而，設備B必須應允該請求。因此，設備A持有105個MAS，設備B持有53個MAS，以及設備C持有52個MAS。在這個時間點上，將設備C的MAS_hold_threshold設置成26。
下列表中給出了動態(tài)門限規(guī)則的操作的額外示例

表18個設備可以共享帶寬(k＝2)

表28個設備可以共享帶寬(k＝2)

表39個設備可以共享帶寬(k＝2)

表48個設備可以共享帶寬(k＝2)


表510個設備可以共享帶寬(k＝2.5)

表613個設備可以共享帶寬(k＝3)參照圖2，示出了對動態(tài)門限值與50％固定規(guī)則進行比較的表?？煽闯?，與50％規(guī)則相比，動態(tài)門限規(guī)則允許更多的應用來共享帶寬，而50％規(guī)則甚至無法保證第三個保留(3rd reservation)。圖3是示出了作為k的函數(shù)的門限規(guī)則的操作的圖表。
通過改變k值，可以改變動態(tài)門限規(guī)則的特性。圖4是示出了k＝2的動態(tài)門限規(guī)則的操作的圖表。圖5是示出了k＝3的動態(tài)門限規(guī)則的操作的圖表。當k＝2時(圖4)，新保留無法對比先前保留大的MAS進行保留。當k＞2時(圖5)，新保留具有可以暫時保留比先前保留大的MAS的暫時優(yōu)點，這在原則上不是不允許的。
如先前間接提及的，可以用與不同設備類別相關(guān)的不同規(guī)則來建立不同的設備類別。在一個實施例中，建立兩種設備類別，即不可縮放同步設備和其他設備。在該實施例中，不要求同步設備放棄帶寬。在其他實施例中，可以要求一種設備類別放棄帶寬，但也可以允許該類別保留比另一設備類別大的帶寬百分比。
圖6是示出了根據(jù)動態(tài)門限值執(zhí)行帶寬共享的步驟的流程圖。提供動態(tài)門限規(guī)則以在多個設備之間對共享介質(zhì)的帶寬進行共享。在第一步驟中，設備確定對所述介質(zhì)的可用帶寬的測量(601)。接下來，設備保留高達可用帶寬的帶寬(603)。之后，設備接收來自另一設備的的放棄帶寬的請求(605)。如果該請求滿足所述的動態(tài)門限規(guī)則(607)，則該設備放棄任何超過保留帶寬時的可用帶寬百分比的帶寬(609)?？梢詤^(qū)分不同設備類別，其中針對特定類別的設備的百分比大于針對非特定類別的設備的百分比?？蛇x地，一個或幾個類別的設備可以被免除受到放棄帶寬的請求。
可以進行多種修改，以進一步增強動態(tài)門限規(guī)則的操作。例如，每個設備使其MA_hold_threshold值對于其它設備是可見/可訪問的，這可以使帶寬共享過程和交互簡化并更有效率。不可縮放同步應用可將其MA_hold_threshold設置成所需要的閾值。如果這些值是可訪問的，則更加容易進行認證測試。
可以應用附加規(guī)則以避免MAS保留中的“拔河比賽(Tugs ofWar)”。一個這樣的規(guī)則為，只在有必要為新保留騰出空間時才發(fā)送MAS放棄請求，而決不為了增加現(xiàn)有保留。這個規(guī)則的例外發(fā)生情況如下在過去的一分鐘內(nèi)，設備尚未放棄其任何保留。即，只有該設備在過去的一分鐘內(nèi)未放棄其任何保留時，該設備才可以進行額外的MAS保留，以增加現(xiàn)有的保留(在不改變MAS_hold_threshold值的情況下)。
為促進公平性，強烈不鼓勵未壓縮的視頻流。在一個實施例中，將未壓縮的視頻流看作可縮放同步(scalable isochronous)應用，并且要求其遵守動態(tài)門限規(guī)則。
為了進一步促進公平性，認證實驗室等可以在認證測試過程中測量諸如下列特性，并在“明顯貪心”或“明顯低效”設備的情況下發(fā)出改善請求過度分配比率(一段時間上保留且未釋放的MAS與實際使用的MAS之比)；在無線介質(zhì)的情況下，無線電性能&適當速率控制(即，受控環(huán)境中的物理層(PHY)速率對比距離)；MAS釋放時間(在應用停止或變成空閑時，多長時間釋放MAS)；MAS放棄響應時間(在設備接收到有效MAS放棄請求時，多長時間釋放MAS)；等。
公平性促進措施可以包括用戶的干預。例如，可以要求以最低PHY(物理層)數(shù)據(jù)速率進行操作的設備顯示警告信號(例如，以有些令人煩惱的方式閃爍LED)，以指示其操作在效率較差的水平，并且從心理上迫使用戶對設置進行再配置(例如，將設備移得更近)以消除警告?？梢灶A期這種措施會帶來更高的PHY數(shù)據(jù)速率、更高效的數(shù)據(jù)傳輸和更公平的帶寬使用。
本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解，在不背離本發(fā)明精神或本質(zhì)特征的前提下，可以采用其他特定形式來具體實現(xiàn)本發(fā)明。因此，所公開的實施例在所有方面均旨在進行說明而非限制。本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而非以上描述來指示，并且落入所附權(quán)利要求的等同物的含義和范圍內(nèi)的任何改變均應該被涵蓋在其中。
權(quán)利要求
1.一種在多個設備之間對共享介質(zhì)的帶寬進行共享的方法，包括由設備執(zhí)行以下步驟確定對所述介質(zhì)的可用帶寬的測量；保留高達可用帶寬的帶寬；接收來自設備的放棄帶寬的請求；以及放棄任何超過在所述保留帶寬時可用的帶寬百分比的帶寬。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括區(qū)分不同的設備類別，其中針對特定類別設備的所述百分比大于針對非所述特定類別的設備的百分比。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括區(qū)分不同的設備類別，其中不要求特定類別的設備放棄帶寬。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述特定類別的所述設備是同步設備。
6.一種使用多個設備之間的共享介質(zhì)進行通信的設備，包括用于確定對所述介質(zhì)的可用帶寬的測量的裝置；用于保留高達可用帶寬的帶寬的裝置；用于接收來自設備的放棄帶寬的請求的裝置；以及用于在放棄指定量的帶寬的結(jié)果是保留等于或大于在所述保留帶寬時可用的帶寬百分比時放棄所述指定量的帶寬的裝置。
7.如權(quán)利要求6所述的設備，還包括用于將所述設備區(qū)分為屬于多個不同設備類別之一的裝置，其中針對特定類別的設備的所述百分比大于非所述特定類別的設備。
8.如權(quán)利要求6所述的設備，其中，針對所述特定類別的設備的所述百分比是100％。
9.如權(quán)利要求6所述的設備，還包括區(qū)分不同的設備類別，其中，不要求特定類別的設備放棄帶寬。
10.如權(quán)利要求6所述的設備，其中，所述特定類別的所述設備是同步設備。
11.如權(quán)利要5所述的方法，其中，用于傳輸未壓縮視頻信息的同步設備不被免于放棄帶寬。
12.如權(quán)利要求1的方法，還包括檢測以不符合高效帶寬使用的低速率進行的傳輸，并且只要以所述低速率進行的傳輸繼續(xù)，則產(chǎn)生用戶警報。
13.如權(quán)利要求1的方法，其中，在所述保留帶寬時可用的帶寬的所述百分比是表示給予設備多少帶寬的持有門限，所述方法還包括設備使其持有門限對于其他設備是可訪問的。
14.如權(quán)利要求1的方法，其中，只允許代表當時未使用帶寬的新應用而進行放棄帶寬的請求。
15.如權(quán)利要求1的方法，其中，只有代表當時未使用帶寬的新應用、或者在發(fā)出放棄帶寬請求的設備本身在所測量的時間段上尚未被請求放棄帶寬的情況下，才允許進行放棄帶寬的請求。
全文摘要
提供了一種動態(tài)門限規(guī)則，用于共享多個設備之間的共享介質(zhì)的帶寬。在一個實施例中，設備確定對所述介質(zhì)的可用帶寬的測量；保留高達可用帶寬的帶寬；接收來自設備的對指定量帶寬的請求；以及在放棄指定量的結(jié)果是保留等于或大于在所述保留帶寬時可用的帶寬百分比時放棄所述指定量的帶寬時，接受該請求。可以區(qū)分不同的設備類別，其中針對特定類別的設備的百分比大于針對非特定類別的設備，或者其中至少一種設備類別是免于受到放棄帶寬的要求的。
文檔編號H04L12/56GK101080905SQ200580042830
公開日2007年11月28日 申請日期2005年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月14日
發(fā)明者佐藤隆 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司