專利名稱：點到多點通信系統(tǒng)的輪詢方法
技術領域：
本發(fā)明涉及網絡通信技術，更具體地，涉及一種可提高點到多點通信系統(tǒng)的有效 帶寬的輪詢方法。
背景技術：
在通信系統(tǒng)中，共享介質是一種很常見的情況。共享介質比獨享介質廉價，因此發(fā) 展很快，應用較廣。點對多點通信系統(tǒng)通常會采用共享介質來進行通信。例如，在無線接入 點和無線終端的點對多點通信系統(tǒng)中，多個無線終端共享信道資源。然而，共享介質存在沖 突問題，因此，在使用共享介質的技術時必須解決沖突問題。IEEE 802. 3協(xié)議是一種典型的在有線環(huán)境中使用共享介質的方法。在該協(xié)議中， 為了解決沖突問題，使用載波偵聽多路訪問/沖突檢測(CSMA/CD)技術。CSMA/CD技術的概 念是，當發(fā)現沖突時，等待一個隨機的時間重新傳輸數據。如果再沖突，再等待一個隨機時 間，依次類推。很明顯，這種方法是低效率的，但是已經完全滿足有線的應用。IEEE 802. 11協(xié)議是一種典型的無線環(huán)境中使用共享介質的方法。由于無線信道 的不穩(wěn)定和突發(fā)性，使用CSMA/CD技術得到的性能極低，已經不能滿足基本的通信需求。為 了解決沖突問題，現有技術通常采用兩種方法，一種是分布式協(xié)調功能(DCF)模式的CSMA/ CA，另一種是點協(xié)調功能(PCF)模式下的時分多址(TDMA)。在DCF模式下利用CSMA/CA技術來解決沖突問題的理念是，當一個點設備想發(fā)送 數據時，首先監(jiān)聽信道的忙閑情況，如果信道忙則等待一個隨機時間，然后再次監(jiān)聽信道， 直到信道空閑，點設備才可以發(fā)送數據。在PCF模式下，每個點設備只有在允許的時間片內才可以發(fā)數據，否則不可以發(fā) 數據。時間片的分配由中心點設備控制。圖1示出的是現有技術中控制點和點設備之間采用PCF模式下的TDMA技術來調 度時間片的示意圖。如圖1所示，中心控制點控制三個點設備，所有的時間片由中心控制點 分配。中心控制點把時間片分為三個，在第一時間片內，中心控制點輪詢(Poll)第一被控 制點設備是否有數據發(fā)送。如果第一被控制點設備有數據發(fā)送，則第一被控制點設備與中 心控制點進行數據傳輸，在數據傳輸結束后，第一時間片結束。如果第一被控制點設備沒有 數據發(fā)送，則提前結束第一時間片。在第二時間片內，中心控制點輪詢第二被控制點設備是否有數據發(fā)送。如果第二 被控制點設備有數據發(fā)送，則第二被控制點設備與中心控制點進行數據傳輸，在數據傳輸 結束后，第二時間片結束。如果第二被控制點設備沒有數據發(fā)送，則提前結束第二時間片， 依次類推，在第三時間片中對第三被控制點設備執(zhí)行相似的處理。在時間片內，如果中心控制點想要與被控制點設備通信，則必須首先輪詢被控制 點設備是否有數據發(fā)送，如果有數據發(fā)送，則中心控制點記錄為輪詢成功，如果被控制點設 備沒有數據發(fā)送，則中心控制點記錄為輪詢失敗。輪詢在時間片內占用帶寬，但是不能提高 整個通信系統(tǒng)的吞吐量，特別是頻繁地發(fā)生輪詢失敗的時間內，系統(tǒng)的吞吐量明顯的下降?，F有的技術方案的點對多點通信系統(tǒng)吞吐量低，經常會出現大量輪詢失敗，這些輪詢失敗 浪費了帶寬。例如，如果第一個被控制點設備處于待機狀態(tài)，則每次對該設備的輪詢都會失 敗。優(yōu)選的方法是，當出現輪詢失敗后，下次就不應該輪詢這個被控制點，或者長時間不再 輪詢這個被控制點。然而，如果僅僅不輪詢該被控制點，或者長時間不輪詢這個被控制點，則當該被控 制點有突發(fā)數據時，數據傳輸的實時性將得不到保證，系統(tǒng)的效率和公平性下降。為此，本 發(fā)明提出一種在PCF模式下，使用自適應輪詢(Adaptive-poll)方法來提高共享介質的帶 寬調度效率的方法。

發(fā)明內容
根據本發(fā)明的一方面，提供了一種點對多點通信系統(tǒng)的輪詢方法，包括以下步驟 將通信系統(tǒng)中的多個被控制點設備劃分為Π個優(yōu)先級，每個優(yōu)先級包括至少一個被控制點 設備，η是自然數；從第1循環(huán)到第η循環(huán)輪詢被控制點設備并根據被控制點設備的輪詢結 果來調整被控制點設備的優(yōu)先級，其中，在第i循環(huán)中，以第i優(yōu)先級、第i_l優(yōu)先級、...第 1優(yōu)先級的順序依次輪詢每個優(yōu)先級中的被控制點設備，i e [l，n]；在輪詢完一個被控制 點設備后，如果該被控制點設備輪詢成功，則中心控制點提高該被控制點設備的優(yōu)先級，如 果該被控制點設備輪詢失敗，則中心控制點降低被控制點設備的優(yōu)先級。根據本發(fā)明的一方面，如果被控制點設備的輪詢成功且被控制點設備的優(yōu)先級低 于第1優(yōu)先級，則中心控制點將被控制點設備的優(yōu)先級提高為Lw/2」，其中，m表示被控制點 設備的當前優(yōu)先級，|_m/2」表示m/2的向下取整；如果被控制點設備的輪詢失敗且被控制 點設備的優(yōu)先級高于第η優(yōu)先級，則中心控制點將被控制點設備的優(yōu)先級降低1。根據本發(fā)明的一方面，如果被控制點設備的輪詢成功且被控制點設備的優(yōu)先級低 于第1優(yōu)先級，則中心控制點將被控制點設備的優(yōu)先級提高為I_lc^2m」,其中，m表示被控制 點設備的當前優(yōu)先級，W」表示Iog2Hi的向下取整；如果被控制點設備的輪詢失敗且被 控制點設備的優(yōu)先級高于第η優(yōu)先級，則中心控制點將被控制點設備的優(yōu)先級降低1。


通過下面結合附圖對實施例的詳細描述，本發(fā)明的上述和/或其他方面將會變得 清楚和更容易理解，其中圖1示出的是現有技術中控制點和點設備之間采用點協(xié)調功能(PCF)模式的時分 多址(TDMA)技術來調度時間片的示意圖；圖2是根據本發(fā)明實施例的點到多點通信系統(tǒng)的優(yōu)先級分配和輪詢循環(huán)示意圖；圖3是根據本發(fā)明實施例的點到多點通信系統(tǒng)的輪詢方法的流程圖。
具體實施例方式下面將參照圖2和圖3來詳細說明根據本發(fā)明實施例的點到多點通信系統(tǒng)的輪詢 方法的流程圖。應理解，在此參照附圖描述的實施例僅是示意性的，不應將本發(fā)明理解為限 制于在此描述的實施例。
本發(fā)明提出了一種在點到多點通信系統(tǒng)中自適應地調整每個被控制點設備的輪 詢模式的方法，該方法可以動態(tài)地決定是否應該輪詢一個被控制點，從而使輪詢的成功率 大大增加，提高了系統(tǒng)吞吐量。同時，動態(tài)的自適應輪詢方法還可解決被控制點的突發(fā)數據 的傳輸問題，從而保證通信系統(tǒng)的高效率和公平性。根據本發(fā)明，首先，中心控制點把所有的被控制點劃分為若干個優(yōu)先級。假設具有 η個優(yōu)先級，第1優(yōu)先級表示最高優(yōu)先級，第η優(yōu)先級表示最低優(yōu)先級。優(yōu)先級高的表示被控 制點的輪詢成功率高，優(yōu)先級低表示被控制點的輪詢成功率低(即，容易出現輪詢失敗)， 只要提高系統(tǒng)輪詢成功的概率，系統(tǒng)就能提高吞吐量。然而，優(yōu)先級低的被控制點(即，輪 詢成功概率低)也有可能需要傳輸突發(fā)數據。為了解決被控制點的突發(fā)數據問題，需要動 態(tài)地調整被控制點的優(yōu)先級。為此，在每次輪詢被控制點后，根據輪詢的結果動態(tài)調整被控 制點的優(yōu)先級。如果是輪詢成功，則增加被控制點的優(yōu)先級，如果輪詢失敗，則降低被控制 點的優(yōu)先級。圖2示出的是根據本發(fā)明實施例的點到多點通信系統(tǒng)的優(yōu)先級分配和輪詢循環(huán) 的示意圖。如圖2所示，在本實施例中，點到多點通信系統(tǒng)包括一個中心控制點設備100和多 個被控制點設備200。多個被控制點設備被分類為多個優(yōu)先級，第1優(yōu)先級、第2優(yōu)先級、
第3優(yōu)先級.....第η優(yōu)先級。每個優(yōu)先級中可包括至少一個被控制點設備。假設在這里
具有4個優(yōu)先級，則如圖2所示，根據本發(fā)明的實施例，中心控制點可通過4個循環(huán)來完成 輪詢。首先，在第一循環(huán)中，中心控制點輪詢第1優(yōu)先級中的所有被控制點設備。接下來， 在第二循環(huán)中，中心控制點先輪詢第2優(yōu)先級中的被控制點設備，然后輪詢第1優(yōu)先級中的 被控制點設備。然后，在第三循環(huán)中，中心控制點依次輪詢第3優(yōu)先級中的被控制點設備、 第2優(yōu)先級中的被控制點設備和第1優(yōu)先級中的被控制點設備。最后，在第四循環(huán)中，中心 控制點依次輪詢第4優(yōu)先級中的被控制點設備、第3優(yōu)先級中的被控制點設備、第2優(yōu)先級 中的被控制點設備和第1優(yōu)先級中的被控制點設備。下面給出輪詢方法的C代碼，其中，1表示最高優(yōu)先級，η表示最低優(yōu)先級，Circle 表示循環(huán)輪數，1 <= Circle <= n，ispollsuccess表示輪詢是否成功的bool值，station 表示指向需要輪詢的被控制點的指針，listindex表示當前將要被輪詢的Circle索引，1 <=listindex <=n, L[i]表示優(yōu)先級為i的指向可輪詢的被控制點設備的指針數組。
station * NextPoll ()
{station = L[listindex]->current;
if(station !=NULL) {
L[listindex]->current = station->next; return(station);
}
else
{
listindex--;
if(listindex <= 0) {
circle—;
listindex = circle;
L [listindex] ->current = L [listindex] ->head;
if(circle <= 0)
{
circle = n; listindex = circle;
L [listindex]->current = L [listindex]->head;
}
}通過以上處理，可以盡可能降低輪詢失敗的概率，從而保證帶寬的有效利用。在對被控制點設備的輪詢結束之后，中心控制點還根據輪詢的結果動態(tài)調整被控 制點設備的優(yōu)先級。具體地，在本發(fā)明的實施例中，如果輪詢成功且該被控制點設備的優(yōu)先 級低于第1優(yōu)先級，則將被控制點設備的優(yōu)先級改變?yōu)長m/2」，m表示被控制點設備的當前 優(yōu)先級，Lm/2」表示m/2的向下取整。如果輪詢失敗且被控制點設備的優(yōu)先級高于第η優(yōu) 先級，則將被控制點設備的優(yōu)先級降低1。例如，如果當前優(yōu)先級為8的被控制點設備輪詢 成功，則中心控制點將該被控制點設備的優(yōu)先級調整為4。調整優(yōu)先級的方法的C代碼可以如下
UpdatePriority(priority, ispollsuccess)
if (ispollsuccess) {
if (priority > 1)
{
priority 二 priority/2; /* 向下取整*/
else
if (priority < n)
{
priority = priority +1;其中，priority表示被控制點設備的優(yōu)先級，ispollsuccess表示輪詢是否成功 的bool值。應理解，在這里示出的調整優(yōu)先級的具體方式僅是示意性的。本領域的技術 人員可根據實際情況來改變調整優(yōu)先級的具體方式。例如，如果被控制點設備的輪 詢成功且優(yōu)先級低于第1優(yōu)先級，則中心控制點可將被控制點設備的優(yōu)先級調整為 Llog2 m」，Llog2wJ表示10 111的向下取整。圖3示出了根據本發(fā)明實施例的點到多點通信系統(tǒng)的輪詢方法的流程圖。首先，在步驟310，中心控制點將多個被控制點劃分為η個優(yōu)先級，每個優(yōu)先級包 括至少一個被控制點，η是自然數。其中，第1優(yōu)先級是最高優(yōu)先級，表示輪詢成功概率最 高的優(yōu)先級。第η優(yōu)先級是最低優(yōu)先級，表示輪詢成功概率最低的優(yōu)先級。接下來，在步驟320，從第1循環(huán)到第η循環(huán)輪詢每個被控制點設備并根據輪詢結 果來動態(tài)調整每個被控制點設備的優(yōu)先級。具體地，在第1循環(huán)中輪詢第1優(yōu)先級中的被控制點設備，第2循環(huán)中輪詢第2優(yōu) 先級中的被控制點設備和第1優(yōu)先級中的被控制點設備，依次類推。也就是說，在第i循環(huán) 中，以第i優(yōu)先級、第i-ι優(yōu)先級、...第1優(yōu)先級的順序依次輪詢每個優(yōu)先級中的被控制 點設備，i是1到η中任何一個數。在輪詢完所有被控制點設備后，重復以上的第1循環(huán)到 第η循環(huán)的操作。在輪詢完一個被控制點設備后，如果該被控制點設備輪詢成功，則中心控制點提高該被控制點設備的優(yōu)先級，如果該被控制點設備輪詢失敗，則中心控制點降低被控制點 設備的優(yōu)先級。在一個示例中，如果被控制點設備的輪詢成功且被控制點設備的優(yōu)先級低于第1 優(yōu)先級，則中心控制點將被控制點設備的優(yōu)先級提高為Lm/2」,其中，m表示被控制點設備 的當前優(yōu)先級，|_m/2」表示m/2的向下取整。如果被控制點設備的輪詢失敗且被控制點設 備的優(yōu)先級高于第η優(yōu)先級，則中心控制點將被控制點設備的優(yōu)先級降低1。在另一示例中，如果被控制點設備的輪詢成功且被控制點設備的優(yōu)先級低于第1 優(yōu)先級，則中心控制點將被控制點設備的優(yōu)先級提高為Llc^2 m」,其中，m表示被控制點設 備的當前優(yōu)先級，[10 m」表示log2m的向下取整。如果被控制點設備的輪詢失敗且被控制 點設備的優(yōu)先級高于第η優(yōu)先級，則中心控制點將被控制點設備的優(yōu)先級降低1。本發(fā)明在基于點到多點的通信時的PCF模式下，通過采用一種自適應輪詢的技 術，把需要的輪詢的被控制點(工作站)進行分級，并且動態(tài)調整分級，優(yōu)先級高的輪詢的 次數多，優(yōu)先級低的輪詢的次數少。優(yōu)先級高的代表活躍的被控制點，優(yōu)先級低的代表不 活躍的被控制點。本發(fā)明還能對應更發(fā)數據，快速把低優(yōu)先級的被控制點的級別提高。使 用本發(fā)明能提高點到多點通信系統(tǒng)的有效吞吐量，減少點到多點通信中的不必要的管理報 文，提升系統(tǒng)的效率，提高用戶體驗。雖然已經參照本發(fā)明的若干示例性實施例示出和描述了本發(fā)明，但是本領域的技 術人員將理解，在不脫離權利要求及其等同物限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以 在形式和細節(jié)上做出各種改變。
權利要求
1.一種點對多點通信系統(tǒng)的輪詢方法，包括以下步驟將通信系統(tǒng)中的多個被控制點設備劃分為Π個優(yōu)先級，每個優(yōu)先級包括至少一個被控 制點設備，η是自然數；從第1循環(huán)到第η循環(huán)輪詢被控制點設備并根據被控制點設備的輪詢結果來調整被控 制點設備的優(yōu)先級，其中，在第i循環(huán)中，以第i優(yōu)先級、第i_l優(yōu)先級、...第1優(yōu)先級的順序依次輪詢每 個優(yōu)先級中的被控制點設備，i e [l，n]；其中，在輪詢完一個被控制點設備后，如果該被控制點設備輪詢成功，則中心控制點提 高該被控制點設備的優(yōu)先級，如果該被控制點設備輪詢失敗，則中心控制點降低被控制點 設備的優(yōu)先級。
2.如權利要求1所述的方法，其中，如果被控制點設備的輪詢成功且被控制點設備的優(yōu)先級低于第1優(yōu)先級，則中心控 制點將被控制點設備的優(yōu)先級提高為Lm/2」,其中，m表示被控制點設備的當前優(yōu)先級， ^m/2」表示m/2的向下取整；如果被控制點設備的輪詢失敗且被控制點設備的優(yōu)先級高于第η優(yōu)先級，則中心控制 點將被控制點設備的優(yōu)先級降低1。
3.如權利要求1所述的方法，其中，如果被控制點設備的輪詢成功且被控制點設備的優(yōu)先級低于第1優(yōu)先級，則中心控 制點將被控制點設備的優(yōu)先級提高為Llog2 m」，其中，m表示被控制點設備的當前優(yōu)先級， Llog2 m」表示log2m的向下取整；如果被控制點設備的輪詢失敗且被控制點設備的優(yōu)先級高于第η優(yōu)先級，則中心控制 點將被控制點設備的優(yōu)先級降低1。
全文摘要
提供了一種點到多點通信系統(tǒng)的輪詢方法，所述方法包括將通信系統(tǒng)中的多個被控制點設備劃分為n個優(yōu)先級，每個優(yōu)先級包括至少一個被控制點設備；從第1循環(huán)到第n循環(huán)輪詢被控制點設備并根據被控制點設備的輪詢結果來調整被控制點設備的優(yōu)先級，在第i循環(huán)中，以第i優(yōu)先級、第i-1優(yōu)先級、...第1優(yōu)先級的順序依次輪詢每個優(yōu)先級中的被控制點設備，i∈[1，n]；如果該被控制點設備輪詢成功，則中心控制點提高該被控制點設備的優(yōu)先級，如果該被控制點設備輪詢失敗，則中心控制點降低被控制點設備的優(yōu)先級。本發(fā)明能提高點到多點通信系統(tǒng)的有效吞吐量，減少點到多點的不必要的管理報文，提升系統(tǒng)的效率，提高用戶體驗。
文檔編號H04W74/06GK102076105SQ20111000547
公開日2011年5月25日 申請日期2011年1月12日 優(yōu)先權日2011年1月12日
發(fā)明者李建國, 秦華松, 范成龍, 韋安營 申請人:北京傲天動聯技術有限公司