專利名稱：分組傳輸系統(tǒng)中降低爭用和資源錯誤分配的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及分組傳輸系統(tǒng)。具體地說，本發(fā)明涉及在分組傳輸系統(tǒng)中用于降低請求業(yè)務(wù)量爭用和最終降低資源錯誤分配可能性的方法和裝置。
分組傳輸業(yè)務(wù)已經(jīng)使用了一段時(shí)間而且傳統(tǒng)地用于如無線和有給話音和/或數(shù)據(jù)通信的通信系統(tǒng)內(nèi)。在有關(guān)的數(shù)字通信系統(tǒng)中也使用了分組傳輸業(yè)務(wù)，該系統(tǒng)允許經(jīng)過熟知的尋址方案的任何一個，例如時(shí)分多址(TDMA)、頻分多址(FDMA)、碼分多址(CDMA)或其任何組合，來有效地分配系統(tǒng)資源。應(yīng)當(dāng)明白，系統(tǒng)資源可包括劃分為通信信道便于傳輸用戶信息的無線電頻譜。
在數(shù)字分組傳輸系統(tǒng)中，有一些在試圖獲得和利用系統(tǒng)資源時(shí)使一個請求單元能啟動的接入程序。這些接入過程通知該系統(tǒng)請求單元試圖執(zhí)行哪一種工作類型。這樣的工作包括但不限于，呼叫始發(fā)、位置報(bào)告、登記和尋呼響應(yīng)。
典型的接入過程可概括如下。請求單元經(jīng)一個請求信道發(fā)送一個系統(tǒng)接入請求(請求)到一個通信控制器，啟動一個重試定時(shí)器，并等待來自控制器的帶寬授權(quán)消息，通知該單元何時(shí)和哪個信道是可用的。在重試定時(shí)器期滿之前，如果通信控制器不能響應(yīng)請求，該請求單元將重新發(fā)出請求(雙重請求)。這個過程將繼續(xù)，一直到該請求單元或者接收一個有效的資源指配(帶寬授權(quán))，達(dá)到重試的最大數(shù)目，或是一個分組的壽命時(shí)間定時(shí)器期滿，通知該請求單元停止。
在TDMA系統(tǒng)中，可能是由控制器的每個TDMA幀來接收幾個請求。這些請求被存儲在存儲器(排隊(duì))中，一直到時(shí)隙可用于滿足分配請求。為了識別的目的，每個請求單元的請求包含識別信息。因此，一個通信控制器接收特殊的信息，使用該特殊的信息把一個單元的接入請求與另一個單元的接入請求區(qū)別開。但是，這些請求典型地不包含允許控制器把一個請求單元的請求互相區(qū)別的信息。
這樣，無論什么時(shí)候，請求單元重新發(fā)送其請求，控制器沒有裝置來確定接收的請求是該單元的第一個還是接著發(fā)生的嘗試。因此，上面描述的情況對于系統(tǒng)資源的錯誤分配非常敏感。
如果控制器在重試的期間內(nèi)不能響應(yīng)請求單元的初始請求，該請求單元將發(fā)出一個雙重請求。因?yàn)樵摽刂破鳑]有接收有關(guān)雙重請求與其它請求之間關(guān)系的信息，故其不能使該雙重請求與已經(jīng)在進(jìn)行的請求相關(guān)。這可產(chǎn)生控制器處理兩種請求和對相同的請求單元分配雙重的資源。因?yàn)樵撜埱髥卧獙㈨憫?yīng)接收的第一帶寬的授權(quán)，所有接著授權(quán)的資源將變得不能用，從而導(dǎo)致浪費(fèi)。
這種資源的偶然錯誤分配對于系統(tǒng)性能不是災(zāi)難性的，因?yàn)椴皇褂玫馁Y源將最終返回服務(wù)。但是，增加錯誤分配的出現(xiàn)或在大的使用百分比期間的錯誤分配對于現(xiàn)代數(shù)字通信系統(tǒng)的有效工作呈現(xiàn)難以克服的障礙。因此，提供一種用于限制由遠(yuǎn)端單元發(fā)送的雙重接入請求數(shù)目的方法和裝置以便降低數(shù)字通信系統(tǒng)中請求業(yè)務(wù)量爭用和最終降低資源錯誤分配的可能性是特別有利的。


圖1是一個RF分組傳輸系統(tǒng)的方框圖;
圖2是圖1所示的一個用戶模塊和一個控制模塊的方框圖;
圖3表示由圖1的RF分組傳輸系統(tǒng)利用的TDMA幀結(jié)構(gòu);
圖4表示根據(jù)本發(fā)明的一個幀控制塊的結(jié)構(gòu);
圖5表示根據(jù)本發(fā)明的請求排隊(duì)的結(jié)構(gòu);
圖6是根據(jù)本發(fā)明由圖1的控制模塊排定TDMA幀資源的執(zhí)行步驟的流程圖;
圖7是由圖1的用戶模塊降低請求業(yè)務(wù)量爭用和資源錯誤分配可能性的執(zhí)行步驟的流程圖;
圖8是根據(jù)本發(fā)明由圖1的用戶模塊設(shè)置請求重試間隔的執(zhí)行步驟的流程圖;和圖9是根據(jù)本發(fā)明由圖1的用戶模塊設(shè)置授權(quán)間隔的執(zhí)行步驟的流程圖。
簡單地說，本發(fā)明是在分組傳輸系統(tǒng)中用于降低請求業(yè)務(wù)量爭用和資源錯誤分配的可能性的方法和裝置，其中多個遠(yuǎn)端單元通過發(fā)送請求到一個通信控制器、從該通信控制器請求分組傳輸業(yè)務(wù)。每個遠(yuǎn)端單元包括用于發(fā)送請求到通信控制器和按照許多未解決的請求設(shè)定第一定時(shí)器間隔的裝置結(jié)構(gòu)和方法步驟。當(dāng)接收一個認(rèn)可時(shí)，該遠(yuǎn)端單元設(shè)置一個期間比第一定時(shí)器間隔更長的第二定時(shí)間隔。按照第一或第二定時(shí)器間隔的終止，該遠(yuǎn)端單元在那時(shí)而且僅在那時(shí)發(fā)送一個雙重請求。本發(fā)明通過限制由遠(yuǎn)端單元發(fā)送的雙重請求的數(shù)目降低請求業(yè)務(wù)量爭用的可能性。
該通信控制器包括用于接收并存儲來自遠(yuǎn)端單元的請求的裝置結(jié)構(gòu)和方法步驟。響應(yīng)該請求的接收，該控制器或者是當(dāng)通信資源是可用時(shí)發(fā)送一個授權(quán)至遠(yuǎn)端單元或者是當(dāng)資源當(dāng)前是不可用時(shí)發(fā)送一個確認(rèn)。當(dāng)資源不是立即可用時(shí)，利用確認(rèn)降低資源錯誤分配的可能性。
關(guān)于本發(fā)明，設(shè)定遠(yuǎn)端單元的重試間隔相對地短將保護(hù)分組傳輸系統(tǒng)免受與損失的或非智能業(yè)務(wù)請求有關(guān)的那些延遲。可惜，短的重試間隔容易給分組傳輸系統(tǒng)帶來與雙重請求的產(chǎn)生有關(guān)的那些問題(即請求信道碰撞和可能的資源錯誤分配)。雖然延長的遠(yuǎn)端單元重試間隔有助于降低雙重請求的可能性，如果而且當(dāng)初始請求在通信控制器處丟失或?yàn)榉侵悄軙r(shí)，它還是使分組傳輸系統(tǒng)受到不可接受的延遲。
為了減少這種可能性，當(dāng)接收到其初始請求時(shí)，遠(yuǎn)端單元將發(fā)出一個雙重請求，而且當(dāng)它不是時(shí)，保證一個快的來回時(shí)間。本發(fā)明允許通信控制器響應(yīng)一個請求的接收，或者是當(dāng)分組傳輸資源是立即可用的時(shí)候發(fā)送一個授權(quán)至該遠(yuǎn)端單元，或者當(dāng)分組傳輸資源當(dāng)前是不可用時(shí)，發(fā)送一個確認(rèn)到該遠(yuǎn)端單元。當(dāng)接收到一個確認(rèn)時(shí)，該遠(yuǎn)端單元設(shè)置一個授權(quán)定時(shí)器間隔。按照設(shè)計(jì)，該授權(quán)定時(shí)器間隔長于重試的間隔。該遠(yuǎn)端單元在重試間隔或者授權(quán)定時(shí)器間隔終止時(shí)，而且僅在那時(shí)發(fā)送一個雙重請求。
來自通信控制器的請求確認(rèn)的引入(初始請求接收的證實(shí))和較長授權(quán)時(shí)間間隔的利用使得分組傳輸系統(tǒng)在大量使用期間免受請求業(yè)務(wù)量的碰撞和資源的錯誤分配的影響。遠(yuǎn)端單元重試間隔現(xiàn)在可相對地設(shè)置得短些，便提供具有快速來回時(shí)間保護(hù)的分組傳輸系統(tǒng)。
本發(fā)明還應(yīng)用于無線和有線分組傳輸系統(tǒng)的領(lǐng)域。圖1表示包括一個無線本地網(wǎng)(LAN)的射頻(RF)分組傳輸系統(tǒng)100，其中控制模塊(CM)110利用RF通信與多個用戶模塊(UM)112進(jìn)行通信。每個UM112被連接到一個或多個用戶設(shè)備114(例如終端、個人計(jì)算機(jī)或其它信息輸入/輸出設(shè)備)。該CM110通過一個數(shù)據(jù)信道120連接到分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)118，該數(shù)據(jù)信道120可以包括但不限于無線或光纖鏈路。
CM110在所說明的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)控制通信并且經(jīng)過有關(guān)的UM112從數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)18向用戶設(shè)備114傳送信息。CM110還通過從一個UM112接收信息并且轉(zhuǎn)送信息到不同的UM112來控制本地通信。數(shù)據(jù)網(wǎng)118可包括以太網(wǎng)、令牌環(huán)形網(wǎng)絡(luò)或任何其它熟知的數(shù)據(jù)網(wǎng)。在CM110和UM112之間通過的信息的分組形式將在下面加以討論。
圖2是說明圖1所示的用戶模塊112的方框圖。通信控制器200包括一個微處理器202，具有相關(guān)的只讀存儲器204、隨機(jī)存取存儲器206和網(wǎng)絡(luò)接口208。該網(wǎng)絡(luò)接口208包括合適的寄存器和用于與各種外圍設(shè)備通信的線路驅(qū)動器。
多個這種設(shè)備包括雙向無線電設(shè)備228、以太網(wǎng)I/O設(shè)備230和令牌環(huán)I/O設(shè)備232，它們經(jīng)總線116連接到UM112。每個外圍設(shè)備228-232分別包含一個總線接口236、238和240。這些接口提供必要的寄存器和線路驅(qū)動器，用于在總線116上進(jìn)行通信，而且如果在綜合設(shè)備中這些資源是不可用的，這些接口還將包括一個MPU、RAM和ROM。
如圖1所示，無線電設(shè)備228包括用于與CM110進(jìn)行RF通信的一個或多個天線244。其它所示的外圍設(shè)備，例如以太網(wǎng)I/O設(shè)備230和令牌環(huán)I/O設(shè)備232只不過代表任何形式的分組化信息可實(shí)際地通過適當(dāng)?shù)妮斎?輸出設(shè)備耦合到UM112。每個CM110也將采用圖2的配置。
雖然最佳實(shí)施例表示一個網(wǎng)絡(luò)接口(NI)總線116連接各種外圍設(shè)備至通信控制器200，顯然，NI總線116可用現(xiàn)有技術(shù)中都熟知的TDM總線、雙向總線或分組交換來代替。
圖3表示由圖1的RF分組傳輸系統(tǒng)100利用的TDMA幀結(jié)構(gòu)。如圖所示，該幀結(jié)構(gòu)300包括接入請求信息組302、數(shù)據(jù)一確認(rèn)信息組304、請求確認(rèn)或授權(quán)信息組306、幀同步信息組308和數(shù)據(jù)信息組310。根據(jù)本發(fā)明的每個TDMA幀是2毫秒長。
接入請求信息組302包括許多TDMA時(shí)隙，由UM112用于發(fā)送這些請求至CM110以便存取數(shù)據(jù)信息組310內(nèi)的數(shù)據(jù)時(shí)隙。根據(jù)該優(yōu)選實(shí)施例，接入請求信息組302中有12個時(shí)隙。這些通信資源的分配可根據(jù)特定的應(yīng)用而改變。
數(shù)據(jù)確認(rèn)信息組304包括許多TDMA時(shí)隙，由CM110和UM112二者用于對在前一TDMA幀的數(shù)據(jù)信息組310中接收的數(shù)據(jù)分組發(fā)送一個確認(rèn)(數(shù)據(jù)確認(rèn))。根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施例，有4個這些時(shí)隙是可用的。兩個被分配用于UM至CM的傳輸，其余的兩個專用于CM至UM的傳輸。
請求確認(rèn)/授權(quán)信息組306包括兩個TDMA時(shí)隙，由CM110用于或者發(fā)送請求確認(rèn)(請求確認(rèn))或者發(fā)送帶寬授權(quán)指示至UM112。帶寬授權(quán)指示UM112利用在數(shù)據(jù)信息組310中數(shù)據(jù)時(shí)隙的特定的某一個。請求確認(rèn)指示UM112采取如下所描述的代替的作用，直到一個資源(數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)確認(rèn)時(shí)隙)變?yōu)榭捎玫摹Ｒ虼?，留作請求確認(rèn)/授權(quán)信息組306的資源具有雙重功能。
幀同步信息組308包括三個TDMA時(shí)隙，由CM110用于把幀同步信息傳播至在CM110覆蓋區(qū)內(nèi)的所有UM112。UM112使用這些信息使它們的TDMA幀與CM110的那些幀同步，并且使用這個信息評價(jià)它們本身和CM110之間通信通路的信號質(zhì)量。
數(shù)據(jù)信息組310包括許多TDMA時(shí)隙，由CM110和UM112二者用于發(fā)送數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，每個DMA幀有四個這樣的可用時(shí)隙。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員明白，這4個時(shí)隙可根據(jù)特定的應(yīng)用以不同方式分配。還應(yīng)當(dāng)明白，可以改變上述信息組在TDMA幀300中出現(xiàn)的次序以及每個信息組的時(shí)隙數(shù)，而不脫離本發(fā)明的精神。
CM110保持圖4所示的RAM206數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)并且稱為幀控制信息組(FCB)。FCB400允許CM110以逐幀為基礎(chǔ)管理上述通信資源的分配。正如所描述的，F(xiàn)CB400可包括如下信息的信息組。數(shù)據(jù)時(shí)隙可用信息組402包含在當(dāng)前幀內(nèi)有多少數(shù)據(jù)時(shí)隙是可用于分配方面的信息。確認(rèn)時(shí)隙可用信息組404中包含在隨后的幀內(nèi)有多少數(shù)據(jù)確認(rèn)時(shí)隙是可用于分配的信息。數(shù)據(jù)時(shí)隙分配信息組406包含在當(dāng)前幀內(nèi)有多少數(shù)據(jù)時(shí)隙已經(jīng)分配的信息。
下一個可用的授權(quán)信息408包含根據(jù)本發(fā)明可用于帶寬授權(quán)或請求確認(rèn)的下一個授權(quán)時(shí)隙的識別。下一個可用的確認(rèn)信息組410包含可用于指配的下一個數(shù)據(jù)確認(rèn)時(shí)隙的識別。
排隊(duì)開始和排隊(duì)結(jié)束信息組412和414指向在圖2的RAM206內(nèi)循環(huán)鏈路表中各自的請求結(jié)構(gòu)420。每個請求結(jié)構(gòu)420包含響應(yīng)單個請求需要預(yù)定TDMA幀資源的信息。如所描述的，請求結(jié)構(gòu)420可包括如下信息的信息組。數(shù)據(jù)時(shí)隙分配信息組422包含分配給這個請求的當(dāng)前幀內(nèi)的數(shù)據(jù)時(shí)隙數(shù)目。數(shù)據(jù)時(shí)隙請求信息組424包含完成當(dāng)前請求的下一幀內(nèi)要求的數(shù)據(jù)時(shí)隙數(shù)目?？刂菩畔⒔M426包含附加在授權(quán)或請求確認(rèn)傳輸?shù)目刂菩畔⒌乃饕Ｏ乱粋€信息組428包含鏈路表中下一個請求結(jié)構(gòu)420的索引。
排隊(duì)開始信息組412指向第一表結(jié)構(gòu)420，該表結(jié)構(gòu)包括用于預(yù)定數(shù)據(jù)傳輸資源的信息。排隊(duì)結(jié)束信息組414指向可用于保持新請求預(yù)定信息的第一空表結(jié)構(gòu)420。如果排隊(duì)開始和排隊(duì)結(jié)束信息組指向相同位置，則該排隊(duì)是空的。
根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，每個接收的請求由圖2的MPU202變換為相應(yīng)的請求結(jié)構(gòu)420。
根據(jù)本發(fā)明，每個進(jìn)來的請求被存儲在存儲器中。圖5描述CM110請求排隊(duì)500的結(jié)構(gòu)。顯然，請求排隊(duì)500被保持在RAM206中。在工作期間，由CM110接收的第一個請求以先進(jìn)先出(FIFO)方式的排隊(duì)存儲在由下一個請求指示符502索引的位置上。每個連續(xù)的請求以排隊(duì)方式存儲在連續(xù)的存儲器位置。根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，請求排隊(duì)有一個長度L，其中在任何一個時(shí)間存儲在該排隊(duì)的請求不大于6。通過保持相對短的排隊(duì)長度，有可能限制請求和授權(quán)重試兩種間隔的時(shí)長，因此降低與丟失請求和/或授權(quán)有關(guān)的延遲。
除了下一個請求指示符502之外，排隊(duì)500保持下一個請求確認(rèn)指示符504。這個指示符的目的是識別設(shè)有被確認(rèn)的最舊的UM請求。當(dāng)可用時(shí)，超過的授權(quán)時(shí)隙將用于把一個請求確認(rèn)發(fā)送到發(fā)出這個請求的UM112，從而通知UM，它的請求已被接收并且資源(數(shù)據(jù)時(shí)隙和數(shù)據(jù)確認(rèn)時(shí)隙)當(dāng)前是不可用的。
最后，排隊(duì)500包括一個下一個授權(quán)指示符506，該指示符506索引最舊的確認(rèn)請求。當(dāng)沒有請求被確認(rèn)時(shí)，下一個請求確認(rèn)指示符504和下一個授權(quán)指示符506將指向相同的請求。下一個授權(quán)指示符506的目的是索引下一個接收一個帶寬授權(quán)分配的請求。
借助于上述信息，在圖2的ROM204中存儲的系統(tǒng)工作指令的引導(dǎo)和控制下，CM110監(jiān)視FCB跟蹤多少數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)確認(rèn)和授權(quán)時(shí)隙在當(dāng)前幀期間是可用的和/或被分配的。只要至少有一個數(shù)據(jù)時(shí)隙和一個數(shù)據(jù)確認(rèn)時(shí)隙是可用的，CM110就將把資源授權(quán)到進(jìn)來的和/或排隊(duì)的請求。因此，在每個新幀的開始，CM110檢查FCB，除去以前已經(jīng)服務(wù)過的任何請求，預(yù)定用于分配的可用的數(shù)據(jù)、授權(quán)和數(shù)據(jù)確認(rèn)時(shí)隙，并更新當(dāng)前分配的時(shí)隙的數(shù)量與類型。
圖6是根據(jù)本發(fā)明由CM110的通信控制器200在存儲于ROM204內(nèi)的工作系統(tǒng)指令的引導(dǎo)下預(yù)定TDMA幀資源的執(zhí)行步驟的流程圖。流程從開始方框600開始進(jìn)到方框603，CM110從多個UM112接收請求。在方框604把這些請求存儲在圖5的請求排隊(duì)500中。流程進(jìn)展到方框606，在這里通信控制器200等待預(yù)定的中斷。正如前面所述，每個TDMA幀300為2毫秒長。在每個新幀的開始，預(yù)定的中斷由圖2的網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備208發(fā)出，該設(shè)備被設(shè)計(jì)來確定TDMA幀300的界限。發(fā)出來自網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備208的預(yù)定中斷通知控制器200的MPU202開始可用幀資源的預(yù)定(分配)。
在判決方框608，通信控制器監(jiān)視圖4的FCB400以確定數(shù)據(jù)時(shí)隙是否可用于分配。如果是可用的，流程前進(jìn)到判決方框610，在這里控制器監(jiān)視FCB確定數(shù)據(jù)確認(rèn)時(shí)隙是否可用于分配。如果是可用的，流程前進(jìn)到方框612，在這里預(yù)定一個授權(quán)時(shí)隙用于傳輸?shù)秸埱蟮腢M。在方框614，F(xiàn)CB400、請求結(jié)構(gòu)420和請求排隊(duì)500都被更新以便反映當(dāng)前幀的資源狀態(tài)。因此，現(xiàn)在從請求排隊(duì)500中刪除該服務(wù)的請求，其相應(yīng)的請求結(jié)構(gòu)420返回服務(wù)，F(xiàn)CB信息組402-414接收最新資源狀態(tài)并且圖5的下一個授權(quán)指示符506被遞增指向可用于接收授權(quán)時(shí)隙的下一個請求。
在方框614，當(dāng)完成所有更新活動時(shí)，流程將分支返回到判決方框608，在這里另一個數(shù)據(jù)時(shí)隙和數(shù)據(jù)確認(rèn)時(shí)隙被預(yù)定用于分配。這個進(jìn)程將繼續(xù)，一直到所有TDMA幀300數(shù)據(jù)時(shí)隙310或數(shù)據(jù)確認(rèn)時(shí)隙304已被分配為止。
當(dāng)所有當(dāng)前幀數(shù)據(jù)時(shí)隙或數(shù)據(jù)確認(rèn)時(shí)隙已被分配時(shí)，流程將從判決方框608或610分支到判決方框616，在這里執(zhí)行一種檢查，確定在當(dāng)前幀內(nèi)的授權(quán)時(shí)隙306是否可用于分配。如果是可用的，流程進(jìn)展到判決方框618，在這里執(zhí)行一種檢查以確定任何未確認(rèn)的請求當(dāng)前是否存儲在請求排隊(duì)500中。如果這樣的一個請求駐留在由圖5的下一個請求確認(rèn)指示符504索引的位置，那么流程將進(jìn)行到方框620，在這里授權(quán)時(shí)隙306被預(yù)定發(fā)送一個請求確認(rèn)消息至請求的UM。在方框622，圖4的FCB400和圖5的請求排隊(duì)500被依次更新，以便再一次反映當(dāng)前幀的資源狀態(tài)。因此，F(xiàn)CB信號組408被修改以便識別下一個授權(quán)時(shí)隙，它可用于發(fā)送一個帶寬授權(quán)或請求確認(rèn)，而且圖5的下一個請求確認(rèn)指示符504被遞增指向在請求排隊(duì)中的下一個未確認(rèn)請求。
當(dāng)在方框622完成所有更新活動時(shí)，流程將分支返回到判決方框616，在這里將所有剩余的授權(quán)時(shí)隙預(yù)定用于傳輸請求確認(rèn)。當(dāng)所有授權(quán)時(shí)隙306都已被分配時(shí)或當(dāng)沒有未確認(rèn)的請求仍然在排隊(duì)時(shí)，流程將從判決方框616或618分支回到方框602，在這里對于下一個TDMA幀重復(fù)上面描述的預(yù)定過程。
圖7是由UM112的通信控制器200在MPU202的引導(dǎo)和控制下由存儲在ROM204中的系統(tǒng)操作指令編程以降低圖1的分組傳輸系統(tǒng)100中發(fā)出多個請求的可能性所執(zhí)行的步驟的流程圖。從開始方框700開始，流程進(jìn)展到方框702，在這里通信控制器把RAM206重試計(jì)數(shù)器置于1，指示由UM112發(fā)出的請求數(shù)的計(jì)數(shù)。在方框704，請求的UM經(jīng)無線電設(shè)備228發(fā)送一個請求至CM110。在方框706，控制器200啟動具有由下列公式確定的時(shí)長的重試定時(shí)器Q Uniform(0，2R-1)/S+T (1)其中，Q是在存儲器中存儲的還設(shè)有被服務(wù)的未決請求的數(shù)目;R是一個雙重分組已被發(fā)送的次數(shù);T是在重試間隔內(nèi)保證CM110響應(yīng)一個請求所需時(shí)間的最小量值;S是可用于UM112從CM110請求分組傳輸業(yè)務(wù)的每個TDMA幀的時(shí)隙數(shù)。顯然，函數(shù)Uniform(0，2R-1)基于一個均勻的概率分布提供0到2R-1之間的隨機(jī)值。
根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，T根據(jù)如下的方程確定T＝(L-1)/(N-1)(2)這里L(fēng)是請求排隊(duì)500的長度，N是每個TDMA幀授權(quán)時(shí)隙306的數(shù)目。
根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，L等于6，N等于2。因此，T＝5TDMA幀或10毫秒。當(dāng)重試間隔超時(shí)時(shí)，如下所述，請求的UM112將產(chǎn)生一個雙重請求。
在判決方框708，執(zhí)行檢驗(yàn)確定請求確認(rèn)是否已經(jīng)從CM110接收到。假定它沒有接收到，在方框710執(zhí)行檢查以確定是否已經(jīng)從CM110接收到一個請求授權(quán)。假定它沒有接收到，則在方框712執(zhí)行檢驗(yàn)以確定在方框706設(shè)定的重試定時(shí)器是否超時(shí)(期滿)。假定它沒有超時(shí)，流程就分返回到判決方框708。
假定在判定方框708接收了請求確認(rèn)，流程前進(jìn)到方框714，在這里控制器200使重試定時(shí)器不工作并且啟動一個具有由下式確定時(shí)長的授權(quán)定時(shí)器Q Uniform(0，2R＝1)S/T1(3)這里Q是在存儲器中存儲的還沒有服務(wù)的未決請求的數(shù)目;R是一個雙重請求已被發(fā)送的次數(shù);T1是為保證CM110一旦發(fā)送了一個請求確認(rèn)就以一個授權(quán)響應(yīng)UM112所需時(shí)間的最小量值;S是可用于從CM110請求分組傳輸業(yè)務(wù)的UM112的每個TDMA幀的時(shí)隙數(shù)。
根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，T1按下列方程確定T1＝N1/N2(2L-1) (4)其中N1是傳送最大尺寸數(shù)據(jù)分組所需數(shù)據(jù)時(shí)隙的數(shù)目，N2是每個TDMA幀的數(shù)據(jù)時(shí)隙的總數(shù)，L是請求排隊(duì)500的長度。根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，N1＝4，N2＝4和L＝6。因此，T1＝11TDMA幀或22毫秒。當(dāng)授權(quán)定時(shí)器期滿時(shí)，如下所述，該請求的UM112將發(fā)出一個雙重請求。
在判決方框716，執(zhí)行檢驗(yàn)以確定是否從CM110接收一個授權(quán)。假定未接收到授權(quán)，流程前進(jìn)到方框718，在這里執(zhí)行檢驗(yàn)以確定在方框714設(shè)定的授權(quán)定時(shí)器是否超時(shí)(期滿)。假定它沒有超時(shí)，流程分支返回到方框716。假定在從CM110接收授權(quán)之前該授權(quán)定時(shí)器期滿，流程前進(jìn)到方框720，在這里，增加RAM206重試計(jì)數(shù)器，并且流程分支返回到方框704，在這里UM112將發(fā)出一個雙重請求。
假定在判決方框710或716檢測到從CM110接收到的一個授權(quán)，流程就前進(jìn)到方框722，在這里，該請求的UM112將在步驟724開始之前利用可用的TDMA時(shí)隙發(fā)送數(shù)據(jù)。
假定，在判決方框712，該重試定時(shí)器在從CM110接收一個請求確認(rèn)或授權(quán)之前期滿，流程將前進(jìn)到方框726，在這里，RAM206重試計(jì)數(shù)器增加并且流程分支返回到方框704，在此UM112將發(fā)出一個雙重請求。通過限制由UM112發(fā)送的雙重請求的數(shù)目，本發(fā)明降低了請求業(yè)務(wù)量爭用和最終系統(tǒng)資源錯誤分配的可能性。這種辦法在CM110處理的延遲導(dǎo)致使UM發(fā)出多個請求的大量業(yè)務(wù)量期間特別有用。
圖8是由UM112執(zhí)行的步驟的流程圖，以便根據(jù)本發(fā)明設(shè)置一個請求重試間隔。在開始方框800開始，流程前進(jìn)到方框810，在這里圖2的通信控制器200的MPU202檢查該請求排隊(duì)500，確定存儲在存儲器中的未決請求的數(shù)目(Q)。根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施例，這些未決請求是那些還沒有被UM確認(rèn)的請求。因此，這些未決請求仍然必須從CM接收各自的請求確認(rèn)或授權(quán)。顯然，與前面發(fā)送的一個請求相聯(lián)系，由UM接收一個請求確認(rèn)構(gòu)成足夠的證明來從該未決請求隊(duì)列中除去那個請求。
在方框820，詢問RAM206重試計(jì)數(shù)器以確定由與這個請求相關(guān)的UM112發(fā)出的雙重請求的數(shù)目(R)。在方框830，根據(jù)上面的方程(2)建立最小的重試間隔。在方框840，監(jiān)視幀結(jié)構(gòu)300以確定可用于UM112請求資源的時(shí)隙數(shù)目(S)。在方框850，根據(jù)上面的方程(1)設(shè)置請求重試間隔。
圖9是由UM112執(zhí)行步驟的流程圖，以便根據(jù)本發(fā)明設(shè)置一個授權(quán)間隔。從開始方框900開始，流程前進(jìn)到方框910，在這里圖2的控制器200的MPU202讀請求排隊(duì)500，以確定未決請求的數(shù)目(Q)。如前所述，這些未決請求是那些仍然必須從CM接收一個請求確認(rèn)或是一個授權(quán)的請求。在方框900，詢問RAM206重試計(jì)數(shù)器，以確定由與這個請求有關(guān)的UM112發(fā)出的雙重請求的數(shù)目(R)。在方框930，根據(jù)上面的方程(4)建立最小授權(quán)間隔。
在方框940，監(jiān)視圖3的幀結(jié)構(gòu)300以確定可用于UM112請求系統(tǒng)資源的時(shí)隙數(shù)目(S)。然后，在方框950，根據(jù)式(3)設(shè)置該授權(quán)定時(shí)器間隔。
本發(fā)明通過限制由UM112發(fā)送的雙重接入請求的數(shù)目降低了請求業(yè)務(wù)量爭用的可能性。顯然，通過降低爭用實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)之一是提高吞吐量，部分地降低系統(tǒng)處理和來回的延遲。通過降低與資源錯誤分配有關(guān)的那些延遲，降低爭用，連同由本發(fā)明建議的改進(jìn)資源的預(yù)定一起運(yùn)行進(jìn)一步改進(jìn)整個系統(tǒng)的吞吐量。在有大量用戶業(yè)務(wù)量的期間當(dāng)請求業(yè)務(wù)量爭用可能性增加時(shí)，這種方法特別有用。
權(quán)利要求
1.在TDMA分組傳輸系統(tǒng)中，其中多個遠(yuǎn)端單元通過發(fā)送接入請求到通信控制器從所述系統(tǒng)內(nèi)的所述控制器請求TDM資源，用于降低請求爭用和資源錯誤分配可能性的通信控制器包括一個接收機(jī)，用于從所述多個遠(yuǎn)端單元接收接入請求；連接到該接收機(jī)的控制裝置，用于確定何時(shí)TDM資源可用于響應(yīng)一個接收到的請求；一個連接到該控制裝置的發(fā)送機(jī)，用于在接收到一個請求且僅當(dāng)TDM資源不可用時(shí)，發(fā)送一個確認(rèn)到請求的遠(yuǎn)端單元，和用于在接收到一個請求并當(dāng)TDM資源為可用時(shí)，發(fā)送一個授權(quán)至遠(yuǎn)端單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的通信控制器，進(jìn)一步包括用于存儲接收請求的存儲器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的通信控制器，其中該接收機(jī)是一個TDM接收機(jī)。
4.在TDMA分組傳輸系統(tǒng)中，其中多個遠(yuǎn)端單元通過發(fā)送接入請求到通信控制器從所述系統(tǒng)內(nèi)的所述控制器請求TDM資源，用于降低請求爭用和資源錯誤分配可能性的遠(yuǎn)端單元包括一個發(fā)送機(jī)，用于把接入請求發(fā)送至該通信控制器;連接到發(fā)送機(jī)的一種裝置，用于啟動第一定時(shí)器，該定時(shí)器具有一個第一間隔，該間隔根據(jù)由所述遠(yuǎn)端單元發(fā)出的未決接入請求的數(shù)目來確定;一個連接到該發(fā)送機(jī)的接收機(jī)，用于當(dāng)分組傳輸資源不可用時(shí)，從該通信控制器接收一個確認(rèn);一種連接到該接收機(jī)和該第一定時(shí)器的裝置，用于使第一定時(shí)器不工作并啟動第二定時(shí)器，第二定時(shí)器具有比第一間隔更長的間隔，該間隔為接收所述確認(rèn)的函數(shù);所述發(fā)送機(jī)連接到第一和第二定時(shí)器，用于根據(jù)是第一間隔還是第二間隔期滿，發(fā)送一個雙重請求至該控制器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的遠(yuǎn)端單元，其中從由頻譜和TDM時(shí)隙構(gòu)成的組中選擇TDM資源。
6.根據(jù)權(quán)利要求4的遠(yuǎn)端單元，進(jìn)一步包括用于確定未決請求的數(shù)目Q的裝置;用于確定已發(fā)送的請求數(shù)目R的裝置;用于建立最小重試間隔時(shí)間T的裝置;用于確定可用于從通信控制器請求TDM資源的每個TDM幀的時(shí)隙數(shù)S的裝置;和用于按Q Uniform(0，2R-1)/S+T計(jì)算第一定時(shí)器間隔的裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求4的遠(yuǎn)端單元，進(jìn)一步包括用于確定未決請求數(shù)目Q的裝置;用于確定已發(fā)送的請求數(shù)目R的裝置;用于建立最小授權(quán)間隔時(shí)間T1的裝置;用于確定可用于從通信控制器請求TDM資源的每個TDM幀的時(shí)隙數(shù)S的裝置;和用于按QUniform(0，2R-D/S+T1計(jì)算第二定時(shí)器間隔的裝置。
8.在TDM分組傳輸系統(tǒng)中，其中多個遠(yuǎn)端單元通過發(fā)送多個請求到通信控制器而從所述控制器請求TDM資源，用于降低請求業(yè)務(wù)量爭用和TDM資源錯誤分配可能性的方法包括下列步驟在遠(yuǎn)端單元發(fā)送一個請求并響應(yīng)此動作而啟動第一定時(shí)器，所述第一定時(shí)器具有一個動態(tài)的間隔，該間隔根據(jù)由所述遠(yuǎn)端單元發(fā)出的未決請求數(shù)目的函數(shù)確定;從控制器接收一個確認(rèn);使第一定時(shí)器不工作并啟動第二定時(shí)器，第二定時(shí)器具有比第一間隔更長的間隔，該間隔為接收該確認(rèn)的函數(shù);只在第一或第二定時(shí)器期滿時(shí)發(fā)送一個雙重請求，從而降低請求業(yè)務(wù)量爭用的可能性;和在通信控制器接收來自遠(yuǎn)端單元的請求;在存儲器中存儲這些請求;一當(dāng)接收到一個請求和當(dāng)TDM資源為可用時(shí)發(fā)送一個授權(quán)至遠(yuǎn)端單元;和一當(dāng)接收到一個請求和當(dāng)TDM資源不可用時(shí)，發(fā)送一個確認(rèn)至該遠(yuǎn)端單元，從而降低TDM資源錯誤分配的可能性。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，進(jìn)一步包括通過以下操作設(shè)置第一定時(shí)器間隔的步驟確定未決請求的數(shù)目Q;確定已發(fā)送請求的數(shù)目R;建立最小重試間隔時(shí)間T;確定可用于從通信控制器請求分組傳輸業(yè)務(wù)的每個TDMA幀的時(shí)隙數(shù)目S;和計(jì)算作為Q Uniform(0，2R-1)/S+T函數(shù)的第一間隔。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，建立最小重試間隔T的步驟進(jìn)一步包括步驟為存儲請求提供一個具有長度為L的排隊(duì);確定可用于發(fā)送確認(rèn)的每個TDMA幀的時(shí)隙數(shù)N;和計(jì)算作為(L-1)/(N-1)的函數(shù)的最小重試間隔時(shí)間T。
11.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，進(jìn)一步包括該遠(yuǎn)端單元根據(jù)接收到一個確認(rèn)使第一定時(shí)器不工作的步驟。
12.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，進(jìn)一步包括根據(jù)以下操作設(shè)置第二定時(shí)器間隔的步驟確定未決請求的數(shù)目Q;確定已發(fā)送的請求的數(shù)目R;建立最小授權(quán)定時(shí)器間隔T1;確定可用于從通信控制器請求分組傳輸業(yè)務(wù)的每個TDMA幀的時(shí)隙數(shù)目S;和計(jì)算作為Q Uniform(0，2k-1)/S+T1函數(shù)的第二定時(shí)器間隔。
13.根據(jù)權(quán)利要求要求2的方法，其中，建立最小授權(quán)時(shí)間間隔T1的步驟進(jìn)一步包括步驟為存儲這些請求提供一個具有長度為L的排隊(duì);確定等于傳送最大長度數(shù)據(jù)分組所需要的數(shù)據(jù)時(shí)隙數(shù)的數(shù)目N1;和確定等于每個TDMA幀的數(shù)據(jù)時(shí)隙總數(shù)的數(shù)目N2;和根據(jù)函數(shù)N1/N2(2L-1)計(jì)算時(shí)間T1。
全文摘要
用于降低請求業(yè)務(wù)量爭用和資源錯誤分配可能性的分組傳輸系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括五個通信控制器和多個請求分組傳輸業(yè)務(wù)的遠(yuǎn)端單元。該控制器當(dāng)分組傳輸資源可用時(shí)響應(yīng)接收一個請求而發(fā)送一個授權(quán)到請求單元，或當(dāng)分組傳輸資源不可用時(shí)發(fā)送一個請求確認(rèn)。本發(fā)明通過限制由遠(yuǎn)端單元發(fā)送的雙重請求數(shù)來降低請求業(yè)務(wù)量爭用和資源錯誤分配的可能性。
文檔編號H04L12/28GK1105509SQ94190120
公開日1995年7月19日 申請日期1994年2月25日 優(yōu)先權(quán)日1993年3月12日
發(fā)明者達(dá)里·R·布查赫茲, 威廉姆·K·都絲, 卡潤·E·羅賓斯, R·L·哈米特 申請人:莫托羅拉公司