專利名稱：在一個(gè)共享介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)中基于爭用的預(yù)約的系統(tǒng),裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及一個(gè)通信系統(tǒng)，并且，特別地涉及利用基于爭用的預(yù)約的各種多址接入?yún)f(xié)議。
在今天的信息時(shí)代，存在著一種向日益增長的通信用戶提供有保證的業(yè)務(wù)質(zhì)量(QoS)的高速通信的需求，為了達(dá)到這個(gè)目的，各種通信網(wǎng)絡(luò)和技術(shù)正在不斷發(fā)展之中，以滿足當(dāng)前的和將來的要求。具體地說，正在部署各種達(dá)到較大的終端用戶數(shù)目的新的網(wǎng)絡(luò)，以及正在開發(fā)各種協(xié)議，以便有效地利用這些網(wǎng)絡(luò)的加大了的帶寬。
共享介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)是一種已經(jīng)被廣泛地采用、并且在可以預(yù)見的將來仍將保持其重要性的技術(shù)。共享介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)是這樣的一種網(wǎng)絡(luò)，在其中，一個(gè)單獨(dú)的通信信道(該共享信道)被許多終端用戶所共享，因此來自不同的終端用戶的未經(jīng)協(xié)調(diào)的傳輸信號可能互相干擾。在現(xiàn)代的寬帶通信網(wǎng)絡(luò)中，該共享的通信信道典型地是在一種共享的物理介質(zhì)(例如一個(gè)混合的光纖/同軸電纜(HFC)網(wǎng)絡(luò)或者通過自由空間中的電磁波)上傳輸?shù)脑S多頻帶中的一個(gè)。由于通信網(wǎng)絡(luò)典型地具有有限數(shù)目的通信信道，所以該共享介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)允許許多終端用戶在一條單獨(dú)的通信信道上接入該網(wǎng)絡(luò)，由此允許剩余的諸通信信道被用于其他用途。然而，只有在每一個(gè)終端用戶僅僅是間斷地發(fā)送數(shù)據(jù)，允許其他終端用戶在寂靜期間進(jìn)行發(fā)送的情況下，該共享介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)才是可行的。
在共享介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)中，每一個(gè)終端用戶借助于一個(gè)接入接口單元(AIU)與該共享信道建立接口關(guān)系，該接入接口單元允許該終端用戶經(jīng)由該共享信道發(fā)送和接收信息。一個(gè)單獨(dú)的AIU可以支持一個(gè)或多個(gè)終端用戶。每一個(gè)希望利用該共享信道的終端用戶都參與一個(gè)介質(zhì)接入控制(MAC)協(xié)議，該協(xié)議提供用于接入該共享信道的一套規(guī)則和步驟。為了方便起見，在該MAC協(xié)議中的每一個(gè)參與者都被稱為一個(gè)MAC用戶。
一種類型的共享介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)利用一個(gè)獨(dú)立的前端單元，用以協(xié)調(diào)各MAC用戶對該共享信道的接入。該前端單元典型地位于該共享信道的一個(gè)公共接收終端處，并且能夠向分享該信道的所有MAC用戶發(fā)送各種消息。該前端單元通過向諸MAC用戶送出允許一個(gè)或多個(gè)MAC用戶進(jìn)行發(fā)送的控制消息來協(xié)調(diào)對該共享信道的接入。只有在被該前端單元允許的情況下，諸MAC用戶才能進(jìn)行發(fā)送。


圖1表示為業(yè)界所熟知的一種示例性的共享介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)100。如圖1所示，一個(gè)前端單元110經(jīng)由一條共享信道130被連接到多個(gè)接入接口單元120a到120n(統(tǒng)稱為諸AIU 120)。在本優(yōu)選實(shí)施例中，該共享信道130是由一種共享物理介質(zhì)(例如一根混合光纖/同軸電纜(HFC)或無線網(wǎng)絡(luò))所支持的許多條通信信道中的一條。在其他諸實(shí)施例中，共享的物理介質(zhì)可以是同軸電纜、光纜、雙絞線，等等，還可以包括空中、大氣、或者用于無線與衛(wèi)星通信的空間。該前端單元110還被連接到一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)140，后者可以包括諸如因特網(wǎng)那樣的各種網(wǎng)絡(luò)，各種聯(lián)機(jī)業(yè)務(wù)，電話與有線電視網(wǎng)絡(luò)，以及其他各種通信系統(tǒng)。
繼續(xù)參看圖1，在本優(yōu)選實(shí)施例中，該共享的物理介質(zhì)，例如一個(gè)HFC或無線網(wǎng)絡(luò)，具有或支持許多條通信信道。為了便于參照，一個(gè)前端單元110在其中向一個(gè)AIU，例如AIU 120n發(fā)送信息、信號或其他數(shù)據(jù)的諸通信信道被稱為諸下行信道。同樣為了便于參照，一個(gè)AIU，例如AIU 120n在其中向一個(gè)前端單元，例如前端單元110發(fā)送信息、信號或其他數(shù)據(jù)的諸通信信道被稱為諸上行信道。當(dāng)然，這些不同的上行或下行信道可以是同一條物理信道，例如，通過時(shí)分復(fù)用以及雙工運(yùn)行。它們也可以是獨(dú)立的物理信道，例如，通過頻分復(fù)用以及雙工運(yùn)行。除了上行和下行兩個(gè)方向以外，這些不同的信道也可以以其他方式進(jìn)行邏輯上的劃分。在本優(yōu)選實(shí)施例中，該通信介質(zhì)是一個(gè)HFC網(wǎng)絡(luò)，其下行諸信道典型地處于50-750MHz(可以高達(dá)1GHz)的頻譜(頻帶)范圍內(nèi)，并且其上行諸信道典型地處于5-42MHz的頻譜范圍內(nèi)。
在一個(gè)示例性HFC網(wǎng)絡(luò)的簡單模型中，該前端單元使用一條獨(dú)立的下行信道向一組MAC用戶發(fā)送信息，并且該組MAC用戶的全部或一部分使用一條獨(dú)立的上行信道向該前端單元發(fā)送信息。由于該前端單元是在該下行信道上進(jìn)行發(fā)送的唯一裝置，所以該下行信道并不是本發(fā)明所稱的“共享信道”。然而，由于多個(gè)MAC用戶在該上行信道上進(jìn)行發(fā)送，所以該上行信道是一條共享信道，并且該MAC協(xié)議必須提供對該信道的有序接入以便使在該信道上的數(shù)據(jù)吞吐量最大化。
已經(jīng)開發(fā)了用于一個(gè)共享介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)的多種不同的協(xié)議。這些協(xié)議一般地可以分為各種無爭用的協(xié)議以及各種基于爭用的協(xié)議，前者借助于各種調(diào)度方法來避免在共享信道上發(fā)生沖突，后者不去避免各種沖突，而是代之以解決任何發(fā)生在該共享信道上的沖突。無爭用的各種協(xié)議，例如時(shí)分多址(TDMA)以及循環(huán)輪詢，其效率典型地低于在輕負(fù)載(即，許多空閑的MAC用戶)下的基于爭用的各種協(xié)議，因?yàn)楦鞣N無爭用的協(xié)議一般地都向每一個(gè)MAC用戶分配某些數(shù)量的帶寬，不管該MAC用戶有沒有待發(fā)送的信息。另一方面，雖然當(dāng)需要進(jìn)行沖突解決時(shí)某些數(shù)量的帶寬被浪費(fèi)，但是基于爭用的各種協(xié)議僅向那些具有待發(fā)送的信息的MAC用戶分配帶寬。在重負(fù)載下(即，許多活動(dòng)的MAC用戶)可能會發(fā)生許多沖突。因此，一個(gè)MAC協(xié)議的有效性通常取決于MAC用戶的數(shù)目以及它們需要發(fā)送的信息量。
一種類型的MAC協(xié)議利用一個(gè)預(yù)約系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，要求每一個(gè)需要在共享信道上發(fā)送數(shù)據(jù)的MAC用戶向該前端單元作出一次預(yù)約。每一個(gè)有數(shù)據(jù)要發(fā)送但尚未作出預(yù)約的MAC用戶等待由該前端單元提供的爭用機(jī)會。每一個(gè)爭用機(jī)會都是向一個(gè)選定的MAC用戶組提供的，并且允許在該特定組中的每一個(gè)MAC用戶(假定它有待發(fā)送的數(shù)據(jù))在一段特定時(shí)間內(nèi)為一次預(yù)約而爭用。為了方便起見，術(shù)語“數(shù)據(jù)”一般地被用來表示傳送各種形式的多媒體信號(例如，聲音、視頻，等等)的信息比特的集合。
為了參與該MAC協(xié)議，每一個(gè)MAC用戶都保持一個(gè)MAC用戶狀態(tài)機(jī)，如圖2所說明的那樣。該MAC用戶開始于不活動(dòng)狀態(tài)202，只要它沒有待發(fā)送的數(shù)據(jù)，就一直保持這種狀態(tài)。當(dāng)該MAC用戶接收到待發(fā)送的數(shù)據(jù)時(shí)，該MAC用戶就轉(zhuǎn)入爭用狀態(tài)204。在該爭用狀態(tài)204中，該MAC用戶為接入該信道而爭用，直到它能為它自己作出一次成功的預(yù)約為止。在狀態(tài)204作出一次成功的預(yù)約之后，該MAC用戶轉(zhuǎn)入活動(dòng)狀態(tài)206。在這里，該MAC用戶得到發(fā)送其數(shù)據(jù)的各種機(jī)會，只要它有待發(fā)送的數(shù)據(jù)，它就保持這種活動(dòng)狀態(tài)。在全部數(shù)據(jù)發(fā)送完畢之后，該MAC用戶被認(rèn)為是“已經(jīng)完成”，并且該MAC用戶轉(zhuǎn)回到不活動(dòng)狀態(tài)202。
在由該前端單元提供的每一次爭用機(jī)會中，該前端單元接收到下列三種情況之一(1)無傳輸信號，表示沒有一個(gè)MAC用戶發(fā)出一次預(yù)約請求；(2)一次預(yù)約請求，表示一個(gè)單獨(dú)的MAC用戶發(fā)出一次預(yù)約請求并識別該MAC用戶；或(3)一次沖突，表示不止一個(gè)MAC用戶發(fā)出預(yù)約請求。為了方便起見，這三種反饋狀態(tài)分別地被稱為空閑、成功以及沖突。
該前端單元根據(jù)基于爭用的預(yù)約的結(jié)果，調(diào)度未來的爭用機(jī)會和數(shù)據(jù)傳輸機(jī)會。若已經(jīng)作出了一次成功的預(yù)約(即，爭用結(jié)果為成功)，則該前端單元根據(jù)該對應(yīng)的終端用戶的業(yè)務(wù)質(zhì)量要求向該MAC用戶分配帶寬，使得該MAC用戶能夠在該共享信道上無爭用地發(fā)送用戶信息。另一方面，若有多個(gè)用戶作出響應(yīng)(即，爭用結(jié)果為沖突)，則該前端單元通過提供附加的爭用機(jī)會試圖幫助解決這種沖突。
這種基于預(yù)約的MAC協(xié)議可以用圖3所示的狀態(tài)圖在更高的層次上加以表示。只要基于爭用的預(yù)約的結(jié)果為空閑或成功，則該MAC協(xié)議就一直保持在正常狀態(tài)310上。當(dāng)基于爭用的預(yù)約的結(jié)果為沖突時(shí)，該MAC協(xié)議就進(jìn)入沖突解決狀態(tài)320。在這種狀態(tài)下，使用一種沖突解決過程來解決該沖突。在完成該沖突解決過程之后(即，所有的沖突，或者它們的一個(gè)子集，已被解決)，該MAC協(xié)議返回到正常狀態(tài)310。
用于解決沖突的一項(xiàng)技術(shù)被稱為概率樹分割(PTS)。在這種PTS技術(shù)中，通過讓每一個(gè)MAC用戶隨機(jī)地選擇一個(gè)子集，將正在爭用中的諸MAC用戶劃分為許多概率均等的子集。隨后該前端單元為每一個(gè)子集提供一次單獨(dú)的爭用機(jī)會。僅當(dāng)其子集被提供以一次爭用機(jī)會時(shí)，每一個(gè)MAC用戶才重新發(fā)出一次預(yù)約請求。若在一個(gè)特定的子集中檢測到一次沖突，則該P(yáng)TS技術(shù)針對該發(fā)生沖突的子集被迭代地執(zhí)行，直到所有沖突都被解決為止。
該P(yáng)TS技術(shù)的每一次迭代都聯(lián)系于一個(gè)沖突解決間隔(CRI)。該CRI定義一個(gè)間隔的一個(gè)起始時(shí)間和一個(gè)結(jié)束時(shí)間，該間隔含有該MAC用戶的正在被考慮分割的個(gè)別消息的到達(dá)時(shí)間。該起始時(shí)間在時(shí)間(軸)上標(biāo)記一個(gè)點(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)劃分尚未確定成功預(yù)約的最舊的消息的到達(dá)時(shí)間，以及先前已經(jīng)得到預(yù)約的所有消息的到達(dá)時(shí)間。在轉(zhuǎn)入下一次迭代時(shí)，通過將該新的CRI的起始時(shí)間設(shè)置為等于上一個(gè)CRI的結(jié)束時(shí)間，以及將該新的CRI的結(jié)束時(shí)間設(shè)置為等于當(dāng)前時(shí)間，來更新該CRI。
該P(yáng)TS模型的一個(gè)例子示于圖4。個(gè)別的諸消息4201到4206的到達(dá)時(shí)間被表示為在時(shí)間軸410上的諸離散點(diǎn)。諸消息4201和4202位于該CRI 430之外，表示它們已經(jīng)被上一次預(yù)約處理過。諸消息4203到4206位于該CRI之中，表示它們迄今尚未被發(fā)送，并因此適于在正常狀態(tài)310中進(jìn)行爭用。
在該CRI 430中檢測到一次沖突之后，諸消息被分割為兩個(gè)子集440和450。當(dāng)該子集440被提供一次機(jī)會以便為一次預(yù)約而爭用時(shí)，由于針對諸消息4203，4204，和4206的預(yù)約請求將被發(fā)送，所以另一次沖突將出現(xiàn)。因此，子集440將要求PTS沖突解決過程的附加的各次迭代執(zhí)行。然而，當(dāng)該子集450被提供一次機(jī)會以便為一次預(yù)約而爭用時(shí)，由于僅有針對消息4205的一次預(yù)約請求將被發(fā)送，所以這次預(yù)約將是成功的。
用于解決沖突的另一項(xiàng)技術(shù)被稱為先來先服務(wù)分割(FCFSS)技術(shù)。在FCFSS技術(shù)中，根據(jù)它們的諸消息的到達(dá)時(shí)間，將正在爭用中的諸MAC用戶劃分為若干子集。FCFSS也是應(yīng)用于一個(gè)CRI的一項(xiàng)迭代技術(shù)。該CRI的起始時(shí)間在時(shí)間(軸)上標(biāo)記一個(gè)點(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)劃分尚未確定成功預(yù)約的最舊的消息的到達(dá)時(shí)間，以及先前已經(jīng)得到預(yù)約的所有消息的到達(dá)時(shí)間。
當(dāng)檢測到一次沖突時(shí)，該CRI在時(shí)間上被劃分為兩部分，由此形成一個(gè)較舊的時(shí)間間隔和一個(gè)較新的時(shí)間間隔。首先對該較舊的時(shí)間間隔進(jìn)行沖突解決，并且，若在該較舊的時(shí)間間隔中不再保留諸沖突，則通過僅對那些具有處于特定的時(shí)間間隔以內(nèi)的到達(dá)時(shí)間的數(shù)據(jù)的MAC用戶給予一次爭用機(jī)會，對該較新的時(shí)間間隔進(jìn)行沖突解決。若在那些時(shí)間間隔的任何一個(gè)之中檢測到一次沖突，則對發(fā)生沖突的那個(gè)時(shí)間間隔迭代地運(yùn)用FCFSS技術(shù)，直到(最后)一次迭代完成于無論在較舊的或較新的時(shí)間間隔中都沒有沖突為止。
該FCFSS模型的一個(gè)例子示于圖5。個(gè)別的諸消息5201到5206的到達(dá)時(shí)間被表示為在時(shí)間軸510上的諸離散點(diǎn)。諸消息5201和5202位于該沖突解決間隔530之外，表示它們已經(jīng)被上一次預(yù)約處理過。諸消息5203到5206位于該起始CRI之中，表示它們迄今尚未被發(fā)送。
在該CRI 530中檢測到一次沖突之后，該CRI被分割為一個(gè)較舊的時(shí)間間隔540和一個(gè)較新的時(shí)間間隔550。當(dāng)該較舊的時(shí)間間隔540被提供一次機(jī)會以便為一次預(yù)約而爭用時(shí)，由于針對諸消息5203到5205的預(yù)約請求將被發(fā)送，所以另一次沖突將出現(xiàn)。因此，較舊的時(shí)間間隔540將要求FCFSS沖突解決過程的至少一次的附加的迭代執(zhí)行，初始地使用該較舊的時(shí)間間隔540作為該CRI。在一個(gè)后繼的CRI(它可以等于或不等于該較新的時(shí)間間隔550)期間，將提供一次針對消息5206的爭用機(jī)會。
該FCFSS技術(shù)的沖突解決過程可以方便地用遞歸邏輯流程的概念來說明。這個(gè)邏輯流程之所以被稱為遞歸，是由于隨著該邏輯流程被執(zhí)行，它可以調(diào)用它本身以解決所檢測到的更多的沖突，即，該沖突解決過程被重新地從頭到尾地運(yùn)行。該沖突解決過程的每一次迭代都作用于一個(gè)特定的時(shí)間間隔T。當(dāng)在該MAC協(xié)議的正常狀態(tài)中檢測到一次沖突時(shí)，該沖突解決過程將在T等于該CRI的條件下被調(diào)用。
圖6表示當(dāng)本系統(tǒng)進(jìn)入該沖突解決狀態(tài)320時(shí)，該FCFSS邏輯流程的一個(gè)實(shí)施例。該沖突解決邏輯流程開始于步驟610，并轉(zhuǎn)入步驟620，在此步驟中，它將該時(shí)間間隔T分割為兩個(gè)子間隔，具體地說，就是一個(gè)較舊的時(shí)間間隔和一個(gè)較新的時(shí)間間隔。在步驟630，該邏輯方框?yàn)樵撦^舊的時(shí)間間隔提供一次爭用機(jī)會。然后，在步驟640，該邏輯方框作用于該爭用機(jī)會的反饋狀態(tài)。在步驟640，若該反饋狀態(tài)為沖突，則在步驟650，該邏輯方框在T等于較舊的時(shí)間間隔的條件下再次調(diào)用該沖突解決過程，并結(jié)束于步驟699。然而，在步驟640，若該反饋狀態(tài)為空閑或成功，則該邏輯方框轉(zhuǎn)入步驟660，在此步驟中它為該較新的時(shí)間間隔提供一次爭用機(jī)會。隨后，在步驟670，該邏輯方框作用于該爭用機(jī)會的反饋狀態(tài)。在步驟670，若該反饋狀態(tài)為沖突，則在步驟680，該邏輯方框在T等于較新的時(shí)間間隔的條件下再次調(diào)用該沖突解決過程，并結(jié)束于步驟699。然而，在步驟670，若該反饋狀態(tài)為成功，則在步驟690，該沖突解決過程被認(rèn)為是已完成的，并結(jié)束于步驟699。
圖7表示當(dāng)本系統(tǒng)進(jìn)入該沖突解決狀態(tài)320時(shí)，該FCFSS邏輯流程的一個(gè)改進(jìn)的實(shí)施例。該改進(jìn)的沖突解決邏輯流程開始于步驟710，并轉(zhuǎn)入步驟720，在此步驟中，它將該時(shí)間間隔T分割為兩個(gè)子間隔，具體地說，就是一個(gè)較舊的時(shí)間間隔和一個(gè)較新的時(shí)間間隔。在步驟730，該邏輯方框?yàn)樵撦^舊的時(shí)間間隔提供一次爭用機(jī)會。然后，在步驟740，該邏輯方框作用于該爭用機(jī)會的反饋狀態(tài)。在步驟740，若該反饋狀態(tài)為沖突，則在步驟750，該邏輯方框在T等于較舊的時(shí)間間隔的條件下再次調(diào)用該沖突解決過程，并結(jié)束于步驟799。在步驟740，若該反饋狀態(tài)為成功，則該邏輯方框轉(zhuǎn)入步驟760，在此步驟中它為該較新的時(shí)間間隔提供一次爭用機(jī)會。隨后，在步驟770，該邏輯方框作用于該爭用機(jī)會的反饋狀態(tài)。在步驟770，若該反饋狀態(tài)為沖突，則在步驟780，該邏輯方框在T等于較新的時(shí)間間隔的條件下再次調(diào)用該沖突解決過程，并結(jié)束于步驟799。然而，在步驟770，若該反饋狀態(tài)為成功，則在步驟790，該沖突解決過程被認(rèn)為是已完成的，并結(jié)束于步驟799。在步驟740，若該反饋狀態(tài)為空閑，表示在該較新的間隔中至少有兩條正在進(jìn)行爭用的消息，則該邏輯方框直接地轉(zhuǎn)入步驟780，在此步驟中，該邏輯方框在T等于較新的時(shí)間間隔的條件下再次調(diào)用該沖突解決過程，并結(jié)束于步驟799。
圖7所說明的該改進(jìn)的實(shí)施例利用原有的基于狀態(tài)的知識去預(yù)測未來的沖突的似然度并相應(yīng)地作出反應(yīng)。具體地說，在將該時(shí)間間隔T分割為一個(gè)較舊的時(shí)間間隔和一個(gè)較新的時(shí)間間隔、并接收到針對該較舊的時(shí)間間隔的一個(gè)空閑反饋狀態(tài)之后，將出現(xiàn)一次針對該較新的時(shí)間間隔的沖突，在這種情況下，將在T等于較新的時(shí)間間隔的條件下重新調(diào)用該沖突解決過程。因此，當(dāng)一個(gè)針對較舊的時(shí)間間隔的空閑狀態(tài)被檢測到時(shí)，如圖6所示，本改進(jìn)的實(shí)施例將在T等于該較新的時(shí)間間隔的條件下立即重新調(diào)用該沖突解決過程，用以取代向該較新的時(shí)間間隔提供一次爭用機(jī)會，由此消除了來自該沖突解決過程的一個(gè)爭用周期。
應(yīng)當(dāng)注意的是，用于該FCFSS技術(shù)的沖突解決過程不需要解決來自該原始的CRI的所有沖突。作為替代的是，該沖突解決過程解決針對該CRI的一個(gè)子間隔的諸沖突，上述子間隔可以等于或不等于該CRI。由于該沖突解決過程將每一個(gè)時(shí)間間隔都分割為一個(gè)較舊的時(shí)間間隔和一個(gè)較新的時(shí)間間隔，并首先試圖解決在該較舊的時(shí)間間隔中的諸沖突，所以該沖突解決過程需要在一個(gè)開始于該原始的CRI的起始時(shí)間并結(jié)束于該沖突解決過程在其上完成的那個(gè)時(shí)間間隔T的結(jié)束時(shí)間的時(shí)間段中去解決諸沖突。因此，該沖突解決過程允許該最舊的數(shù)據(jù)被發(fā)送，可能將較新的數(shù)據(jù)的發(fā)送延誤到未來的諸爭用周期。在完成該沖突解決過程之后，該CRI被向后推移一步，使得該新CRI的起始時(shí)間被設(shè)置為等于該時(shí)間間隔T的結(jié)束時(shí)間(它表示最后的時(shí)間，在它之前所有被要求的預(yù)約都已經(jīng)作出)，并且該新CRI的結(jié)束時(shí)間被設(shè)置為等于該當(dāng)前時(shí)間以及在時(shí)間軸上從該CRI的起始時(shí)間算起經(jīng)過一個(gè)預(yù)定增量的一個(gè)點(diǎn)二者中的較早者。
該FCFSS沖突解決技術(shù)的效果受到該時(shí)間間隔T的分割點(diǎn)的選擇的影響。Mosely和Humblet已經(jīng)表明，用于該FCFSS算法的時(shí)間間隔T的最佳分割點(diǎn)并不是該間隔的中點(diǎn)(Mosely，J.和P.Humblet，“一類用于多址接入信道的有效的爭用解決算法”，IEEE通信學(xué)報(bào)，第COM-33卷，第2期，1985年2月，145-151頁)。然而，該時(shí)間間隔T的中點(diǎn)仍然可以被選用，因?yàn)樗子谟?jì)算，并且具有接近最佳的性能特性。
該P(yáng)TS和FCFSS技術(shù)是人所共知的(一般的討論請參看Gallager，“多址接入信道透視”，IEEE信息論學(xué)報(bào)，第IT-31卷，第2期，1985年3月，124-142頁)。雖然一般來說這兩項(xiàng)技術(shù)都以相同的方式來解決沖突(即，通過將正在進(jìn)行爭用的許多MAC用戶劃分為較小的若干子集，以便在后繼的爭用機(jī)會中增進(jìn)成功的似然度)，但是該FCFSS技術(shù)有一種附加的好處，這就是，通過將待發(fā)送的“最舊的”數(shù)據(jù)(即，已經(jīng)排上最長隊(duì)列的那些數(shù)據(jù))排在“較新的”數(shù)據(jù)的前面(由此取名為“先來先服務(wù)”)，使得較舊的數(shù)據(jù)優(yōu)先于較新的數(shù)據(jù)。因此，當(dāng)發(fā)生一次沖突時(shí)，較舊的數(shù)據(jù)相對于較新的數(shù)據(jù)來說，將被賦予一個(gè)較高的優(yōu)先級別。
在附圖中，圖1是一種為業(yè)界所熟知的共享介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)的一張方框圖；圖2是一種為業(yè)界所熟知的MAC用戶狀態(tài)機(jī)的一張狀態(tài)圖；圖3是一種為業(yè)界所熟知的基于預(yù)約的MAC協(xié)議的一張狀態(tài)圖4表示為業(yè)界所熟知的概率樹分割的一個(gè)例子；圖5表示為業(yè)界所熟知的先來先服務(wù)分割的一個(gè)例子；圖6表示一種使用為業(yè)界所熟知的先來先服務(wù)分割方法的沖突解決的示例性邏輯流程；圖7表示一種使用為業(yè)界所熟知的先來先服務(wù)分割方法的沖突解決的改進(jìn)的示例性邏輯流程；圖8表示一個(gè)具有固定數(shù)目的爭用小時(shí)隙的示例性的爭用周期；圖9表示一個(gè)具有可變數(shù)目的爭用小時(shí)隙的示例性的爭用周期；圖10是一張說明雙加權(quán)的綜合反饋狀態(tài)的表；圖11表示根據(jù)本發(fā)明的沖突解決的示例性邏輯流程；圖12表示一條用以支持根據(jù)本發(fā)明的MAC協(xié)議的表示諸狀態(tài)轉(zhuǎn)移的馬爾科夫鏈；圖13是在根據(jù)本發(fā)明的前端單元中針對該MAC協(xié)議的運(yùn)行的流程圖；圖14表示用于處理由該AIU所接收的諸控制消息的示例性邏輯流程；圖15表示用于更新該沖突解決間隔的示例性邏輯流程；圖16表示用于該爭用接入過程的示例性邏輯流程；以及圖17表示一個(gè)根據(jù)本發(fā)明進(jìn)行工作的包括一個(gè)前端單元和一個(gè)AIU的系統(tǒng)。
本發(fā)明的諸實(shí)施例利用一條劃分為若干時(shí)隙的信道，其中，該共享的信道被劃分為相繼的諸時(shí)隙，在該前端單元中，每一個(gè)時(shí)隙都有一個(gè)特定的到達(dá)時(shí)間以及結(jié)束時(shí)間。被安排在一個(gè)特定時(shí)隙的來自諸MAC用戶的諸傳輸信號，必須在正確的時(shí)間內(nèi)到達(dá)該前端單元，并且不得超越該時(shí)隙的結(jié)束時(shí)間。由于諸MAC用戶位于沿著該傳輸信道的不同點(diǎn)上，所以對每一個(gè)MAC用戶來說，其傳播時(shí)間(即，它到達(dá)該前端單元所需的時(shí)間)是不同的。因此，在允許一個(gè)MAC用戶傳輸信號之前，該MAC用戶必須同步于該信道的諸時(shí)隙。典型地這包括一個(gè)測距功能，在此功能中，該前端單元測量針對該MAC用戶的傳播時(shí)間，并且隨后向該MAC用戶提供信息，以便讓該MAC用戶調(diào)整其發(fā)射機(jī)，使得在該前端單元處能正確地接收諸傳輸信號。許多測距和同步技術(shù)都是人所共知的，并且不在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
一個(gè)MAC用戶在該前端單元所指定諸時(shí)隙內(nèi)發(fā)送預(yù)約請求和數(shù)據(jù)。在本優(yōu)選實(shí)施例中，該上行信道支持兩種類型的時(shí)隙，即爭用諸時(shí)隙以及諸數(shù)據(jù)時(shí)隙。諸爭用時(shí)隙典型地短于諸數(shù)據(jù)時(shí)隙，并因此通常地被稱為諸小時(shí)隙或諸爭用小時(shí)隙。預(yù)約請求在諸爭用小時(shí)隙中被發(fā)送，而數(shù)據(jù)則在諸數(shù)據(jù)時(shí)隙中被發(fā)送。
雖然是必須的，但在一個(gè)典型的實(shí)施例中還是將該上行信道劃分為連續(xù)的諸爭用周期，每一個(gè)爭用周期典型地包括被設(shè)置于該爭用周期中的諸固定位置上的一個(gè)預(yù)定數(shù)目的爭用小時(shí)隙以及一個(gè)預(yù)定數(shù)目的數(shù)據(jù)時(shí)隙。典型情況是，諸爭用小時(shí)隙在該爭用周期里面一個(gè)挨一個(gè)地排列(因此，諸數(shù)據(jù)時(shí)隙也是這樣)。圖8表示一個(gè)示例性的實(shí)施例，其中該爭用小時(shí)隙的數(shù)目是固定的。在這個(gè)例子中，每一個(gè)爭用周期，例如諸爭用周期810和820，包括5個(gè)連續(xù)的爭用小時(shí)隙，其后跟隨著兩個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)隙。當(dāng)然，下列各種變通的實(shí)施例也是可能的，例如，在爭用周期中諸爭用小時(shí)隙互相不鄰接的諸實(shí)施例，以及在每一個(gè)爭用周期中諸爭用小時(shí)隙的數(shù)目為可變的諸實(shí)施例。圖9表示一個(gè)變通的實(shí)施例，其中在每一個(gè)爭用周期中諸爭用小時(shí)隙的數(shù)目為可變。在這個(gè)例子中，爭用周期910包括3個(gè)爭用小時(shí)隙，而爭用周期920則包括兩個(gè)爭用小時(shí)隙。
對每一個(gè)爭用周期來說，該前端單元經(jīng)由該下行信道發(fā)送一條入口輪詢消息，它控制對用于該爭用周期的該上行信道的接入。其中，該入口輪詢消息包括在上一個(gè)爭用周期中的每一個(gè)爭用小時(shí)隙的反饋信息(將在下面敘述)，對當(dāng)前爭用周期的諸爭用小時(shí)隙的分配，以及，若每一個(gè)爭用周期中的爭用小時(shí)隙的數(shù)目為可變，則還包括在當(dāng)前爭用周期中可用的爭用小時(shí)隙的數(shù)目。在本優(yōu)選實(shí)施例中，典型地根據(jù)其擁擠程度，在該爭用周期中向每一個(gè)MAC用戶分配一個(gè)或兩個(gè)爭用小時(shí)隙，并且所分配的爭用小時(shí)隙的數(shù)目在不同的爭用周期中可能發(fā)生變化。為了方便起見，在一個(gè)爭用周期中分配一個(gè)爭用小時(shí)隙被稱為“單加權(quán)”，而在該爭用周期中分配兩個(gè)爭用小時(shí)隙則被稱為“雙加權(quán)”。
只有那些處于爭用狀態(tài)的諸MAC用戶才可以在一個(gè)爭用小時(shí)隙中發(fā)送一條預(yù)約請求。每一個(gè)MAC用戶為它自己保留基于狀態(tài)的信息(將在下文中詳述)，并且，結(jié)合在該入口輪詢消息中所接收的反饋信息以及被分配的爭用小時(shí)隙的數(shù)目，決定是否發(fā)送一個(gè)預(yù)約請求。當(dāng)被分配以多于一個(gè)的爭用小時(shí)隙(即，雙加權(quán))時(shí)，每一個(gè)正在發(fā)送的MAC用戶概率地選擇一個(gè)爭用小時(shí)隙，以便在該小時(shí)隙中發(fā)送它的預(yù)約請求。
該前端單元監(jiān)測每一個(gè)爭用小時(shí)隙以確定針對該爭用小時(shí)隙的爭用結(jié)果。具體地說，該前端單元接收下列三者之一(1)無傳輸，表示在該爭用小時(shí)隙中沒有MAC用戶進(jìn)行發(fā)送；(2)一個(gè)預(yù)約請求，表示在該爭用小時(shí)隙中有一個(gè)單獨(dú)的MAC用戶進(jìn)行發(fā)送并且識別該MAC用戶；(3)一次沖突，表示在該爭用小時(shí)隙中有多于一個(gè)的MAC用戶進(jìn)行發(fā)送。為了方便起見，這三種狀態(tài)分別被稱為空閑、成功以及沖突。
正如以上所討論的那樣，該前端單元包括在該后繼的入口輪詢消息中的爭用結(jié)果。該前端單元為處于上一個(gè)爭用周期中的每一個(gè)爭用小時(shí)隙提供采取三種反饋形式(即，空閑、成功以及沖突)的反饋信息。該反饋信息允許每一個(gè)發(fā)送一個(gè)預(yù)約請求的MAC用戶，通過觀察它在其中發(fā)送其預(yù)約請求的該爭用小時(shí)隙的反饋狀態(tài)(被稱為“個(gè)別的反饋狀態(tài)”)，以確定其爭用嘗試的結(jié)果，看看該結(jié)果是成功還是沖突。每一個(gè)作出一次成功的預(yù)約的MAC用戶都從該爭用狀態(tài)轉(zhuǎn)入到該活動(dòng)狀態(tài)，并且等待來自該前端單元的一次數(shù)據(jù)發(fā)送機(jī)會。
除了確定每一個(gè)爭用小時(shí)隙的爭用結(jié)果以外，該前端單元以及諸MAC用戶二者根據(jù)所有爭用小時(shí)隙的爭用結(jié)果確定一種綜合的反饋狀態(tài)。若一個(gè)爭用小時(shí)隙被分配(即，單加權(quán))則該綜合反饋狀態(tài)等同于針對該單獨(dú)的爭用小時(shí)隙的反饋狀態(tài)。若多于一個(gè)爭用小時(shí)隙被分配(即，雙加權(quán))，則該綜合的反饋狀態(tài)是被分配的所有爭用小時(shí)隙的諸反饋狀態(tài)的一個(gè)函數(shù)。具體地說，若所有爭用小時(shí)隙的結(jié)果為空閑，則該綜合反饋狀態(tài)為空閑；若至少有一個(gè)爭用小時(shí)隙為沖突，則該綜合反饋狀態(tài)為沖突；否則為成功。使用雙加權(quán)時(shí)綜合反饋狀態(tài)的確定被歸納于圖10。
圖3所示的該MAC協(xié)議狀態(tài)機(jī)由每一個(gè)MAC用戶針對該系統(tǒng)而加以維持，使用該綜合反饋狀態(tài)來作出狀態(tài)轉(zhuǎn)移決策。只要不出現(xiàn)擁擠的情況(即，只要每一個(gè)爭用周期的綜合反饋狀態(tài)不是空閑就是成功)，該系統(tǒng)就一直處于正常狀態(tài)310。在每一個(gè)這樣的爭用周期之后，通過設(shè)置該新的CRI的起始時(shí)間等于上一個(gè)CRI的結(jié)束時(shí)間，并設(shè)置該新的CRI的結(jié)束時(shí)間等于該當(dāng)前時(shí)間以及從該CRI的起始時(shí)間算起經(jīng)過一個(gè)預(yù)定的增量的時(shí)間點(diǎn)二者中的較早者。當(dāng)該爭用周期的綜合反饋狀態(tài)為沖突，則該系統(tǒng)進(jìn)入沖突解決狀態(tài)320。在這個(gè)狀態(tài)中，使用沖突解決過程(將在下文中詳述)來解決該沖突。在完成該沖突解決過程之后，該系統(tǒng)返回到正常狀態(tài)310。
本發(fā)明的沖突解決過程是PTS和FCFSS技術(shù)的一種組合。該優(yōu)選的沖突解決過程遵循改進(jìn)的FCFSS邏輯流程，如圖7所示。然而，為了在沖突解決過程中增加成功的預(yù)約的機(jī)會，在沖突解決過程的預(yù)定次數(shù)的迭代中使用雙加權(quán)，以便獲得該P(yáng)TS技術(shù)的統(tǒng)計(jì)學(xué)上的各種好處。當(dāng)提供兩個(gè)爭用小時(shí)隙時(shí)，每一個(gè)正在發(fā)送的MAC用戶隨機(jī)地選擇兩個(gè)爭用小時(shí)隙中的一個(gè)用于它的預(yù)約請求，由此增加成功預(yù)約的機(jī)會。
本發(fā)明的沖突解決模型的一個(gè)實(shí)例示于圖11。個(gè)別的諸消息11201到11206的諸到達(dá)時(shí)間被表示為在時(shí)間軸1110上的諸離散點(diǎn)。諸消息11201和11202都處于該CRI 1130之外，表明它們已經(jīng)被上一次預(yù)約處理過。諸消息11203到11206都處于該CRI之內(nèi)，這表明它們迄今尚未被發(fā)送。
在該CRI 1130之中監(jiān)測到一次沖突時(shí)，如同在FCFSS技術(shù)中那樣，該CRI被分割為一個(gè)較舊的時(shí)間間隔1140以及一個(gè)較新的時(shí)間間隔1150。當(dāng)具有到達(dá)時(shí)間處于較舊的時(shí)間間隔1140之內(nèi)的諸消息的諸MAC用戶得到為一次預(yù)約而爭用的一次機(jī)會時(shí)，兩個(gè)爭用小時(shí)隙1160和1170被指定。針對諸消息11203到11205的諸預(yù)約請求被發(fā)送，每一個(gè)預(yù)約請求都在一個(gè)隨機(jī)選擇的爭用小時(shí)隙中被發(fā)送。在這個(gè)例子中，在爭用小時(shí)隙1160中，針對消息11204的一次預(yù)約請求被發(fā)送，而在爭用小時(shí)隙1170中，針對諸消息11203和11205的預(yù)約請求被發(fā)送。因此，爭用小時(shí)隙1160的爭用結(jié)果為成功，而爭用小時(shí)隙1170的爭用結(jié)果則為沖突。該爭用周期的綜合反饋狀態(tài)為沖突，為了解決較舊的時(shí)間間隔中的沖突，在沖突解決過程中至少需要一次附加的迭代。在沖突解決過程的后繼的迭代中，只有諸消息11203和11205進(jìn)行爭用，因?yàn)橐呀?jīng)為消息11204作出一次成功的預(yù)約。
一條用以支持該MAC協(xié)議的、表示狀態(tài)轉(zhuǎn)移的馬爾科夫鏈?zhǔn)居趫D12。在該馬爾科夫鏈中的每一種狀態(tài)都用形式為N/U/V的標(biāo)號來加以標(biāo)識，其中N表示加權(quán)的級別(即，“1”表示單加權(quán)，“2”表示雙加權(quán))，U表示子間隔(即，“T”表示整個(gè)間隔T，“L”表示T的較舊的子間隔，以及“R”表示T的較新的子間隔)，以及V表示沖突解決的階段(即，原始的間隔T已經(jīng)被分割了多少次)。各次轉(zhuǎn)移上的諸標(biāo)號表示針對該爭用機(jī)會的綜合反饋狀態(tài)(即，“I”表示空閑，“S”表示成功，以及“C”表示沖突)。
在圖12中，狀態(tài)1210為正常工作狀態(tài)，號碼為1220的諸狀態(tài)統(tǒng)稱為沖突解決狀態(tài)，它們分別地對應(yīng)于圖3中的諸狀態(tài)310和320。該MAC協(xié)議開始于狀態(tài)1210，并且只要該綜合反饋狀態(tài)不是空閑就是成功，它就一直保持這種狀態(tài)。在檢測到一次沖突之后，執(zhí)行該沖突解決過程，在預(yù)定次數(shù)的迭代X(X＞0)中使用雙加權(quán)，其后使用單加權(quán)。當(dāng)較舊的子間隔的反饋狀態(tài)為空閑或沖突，或者較新的子間隔的反饋狀態(tài)為沖突時(shí)，該MAC協(xié)議都將沖突解決過程推移到下一個(gè)階段。沖突解決過程將繼續(xù)進(jìn)行，直到在任何一個(gè)時(shí)間間隔T的兩個(gè)子間隔中的諸沖突都被解決為止，在這一點(diǎn)上該CRI被推移，并且該MAC協(xié)議返回到狀態(tài)1210。
正如上面所討論的那樣，該沖突解決過程典型地使用雙加權(quán)以便增進(jìn)成功的預(yù)約的似然度。但是，若可用的爭用小時(shí)隙為數(shù)不多，以致于無法提供雙加權(quán)，則可以使用單加權(quán)。同樣，該沖突解決過程最好是將雙加權(quán)僅用于該邏輯流程的預(yù)定次數(shù)的迭代中(在圖12中表示為X)，其后該沖突解決過程返回到單加權(quán)。之所以要這樣做是由于，在進(jìn)行一定次數(shù)的迭代之后，任何一個(gè)可能一直含有懸而未決的預(yù)約消息的到達(dá)時(shí)間的時(shí)間間隔T的剩余的子間隔已經(jīng)變得很小，因而發(fā)生進(jìn)一步的沖突的似然度是很低的。將不需要的諸爭用小時(shí)隙用于傳輸數(shù)據(jù)將增進(jìn)帶寬效率。本優(yōu)選實(shí)施例在返回到單加權(quán)之前最多使用雙加權(quán)的兩次迭代。
圖13是在根據(jù)本發(fā)明的前端單元中的MAC協(xié)議的運(yùn)行流程圖。該協(xié)議以狀態(tài)V＝0和N＝1初始化。該邏輯流程開始于步驟1302，然后轉(zhuǎn)到步驟1304，在這里它確定當(dāng)前狀態(tài)(正?；驔_突解決)。若當(dāng)前狀態(tài)為正常(即，在步驟1304中，若V＝0)，則邏輯流程轉(zhuǎn)到步驟1306以檢查反饋狀態(tài)。在步驟1306中，若反饋狀態(tài)為成功或空閑。則在步驟1307中，通過將該子間隔U設(shè)置為等于“T”，從而使邏輯方框保持正常狀態(tài)。并結(jié)束于步驟1399。在步驟1306中，若反饋狀態(tài)為沖突，則該邏輯方框轉(zhuǎn)到步驟1308，在這里，通過將加權(quán)級別N設(shè)置為等于2，將子間隔U設(shè)置為“L”，并將沖突解決階段V設(shè)置為等于1，使它進(jìn)入沖突解決狀態(tài)，然后結(jié)束于步驟1399。
若當(dāng)前狀態(tài)為沖突解決(即，在步驟1304中，若V＞0)，則該邏輯方框轉(zhuǎn)到步驟1310以檢查該子間隔。在步驟1310中，若該子間隔U等于“L”，則該邏輯方框轉(zhuǎn)到步驟1312以檢查反饋狀態(tài)，否則該邏輯方框轉(zhuǎn)到步驟1318以檢查反饋狀態(tài)。
在步驟1312中，若反饋狀態(tài)為成功，則該邏輯方框轉(zhuǎn)到步驟1314，在這里，它將該子間隔U設(shè)置為“R”，并將該優(yōu)選的加權(quán)級別設(shè)置為2。
在步驟1312中，若反饋狀態(tài)為沖突或空閑，則該邏輯方框轉(zhuǎn)到步驟1316，在這里它將該優(yōu)選的加權(quán)級別N設(shè)置為等于2，并將該沖突解決階段V向后推移一步(子間隔U仍舊等于“L”，因?yàn)樵摏_突解決過程將在一個(gè)新的間隔T的較舊的子間隔上進(jìn)行工作)。
在步驟1318中，若反饋狀態(tài)為沖突，則該邏輯方框轉(zhuǎn)到步驟1320，在這里，它針對一個(gè)新的間隔T，將子間隔U設(shè)置為等于“L”，將優(yōu)選的加權(quán)級別N設(shè)置為等于2，并將沖突解決階段V向后推移一步。
在步驟1318中，若反饋狀態(tài)為成功或空閑，則該邏輯方框轉(zhuǎn)到步驟1322，在這里，通過將子間隔U設(shè)置為等于“T”，沖突解決階段V等于0，以及加權(quán)級別N等于1，使它返回到正常狀態(tài)，然后結(jié)束于步驟1399。
在步驟1314，1316或1320中，在將優(yōu)選的加權(quán)級別設(shè)置為雙加權(quán)之后，該邏輯方框轉(zhuǎn)到步驟1324，以確定該沖突解決過程是否已經(jīng)超過雙加權(quán)迭代的預(yù)定次數(shù)X。若沖突解決的階段大于預(yù)定的迭代次數(shù)(即，在步驟1324中，若V≥X+1)，則在步驟1326中，該邏輯方框?qū)⒃摷訖?quán)級別N設(shè)置為等于1并結(jié)束于步驟1399。否則，該邏輯方框讓該沖突解決過程以雙加權(quán)方式繼續(xù)執(zhí)行，并結(jié)束于步驟1399。
諸MAC用戶在該MAC協(xié)議中的參與由該AIU從該前端單元所接收的控制消息來驅(qū)動(dòng)。該驅(qū)動(dòng)單元所發(fā)送的兩種類型的控制消息分別是入口輪詢消息以及目標(biāo)輪詢消息。正如以上所討論的那樣，由該前端單元向一組MAC用戶發(fā)出入口輪詢消息，以便讓諸MAC用戶為得到預(yù)約而爭用。由該前端單元向已經(jīng)作出成功預(yù)約的個(gè)別的MAC用戶發(fā)出目標(biāo)輪詢消息，以便讓那些MAC用戶在指定的諸數(shù)據(jù)時(shí)隙中無爭用地發(fā)送數(shù)據(jù)。
圖14表示用于處理由該AIU接收的諸控制消息的示例性邏輯流程的一個(gè)實(shí)施例。該邏輯流程開始于步驟1402，在步驟1404中接收到一組控制消息之后，在步驟1406，該邏輯方框確定該控制消息是一條入口輪詢消息還是一條目標(biāo)輪詢消息。在步驟1406，若該控制消息是一條入口輪詢消息，則在步驟1408，該邏輯方框首先確定上一個(gè)爭用周期的反饋狀態(tài)(即，針對每一個(gè)爭用小時(shí)隙的個(gè)別反饋狀態(tài)以及該綜合反饋狀態(tài))。其次，在步驟1410，該邏輯方框根據(jù)該綜合反饋狀態(tài)更新該CRI。最后，在步驟1412，該邏輯方框?yàn)槊恳粋€(gè)MAC用戶執(zhí)行該爭用接入過程，并結(jié)束于步驟1499。
在步驟1406中，若該控制消息是一條目標(biāo)輪詢消息，則在步驟1414，該邏輯方框確定哪一個(gè)MAC用戶(如果有任何一個(gè)的話)被選中。若該被選中的MAC用戶得不到該AIU的支持的話，則該邏輯流程結(jié)束于步驟1499。但是，若該AIU支持該被選中的MAC用戶，則在步驟1416，該邏輯方框在該目標(biāo)輪詢消息中所指定的諸數(shù)據(jù)時(shí)隙中發(fā)送MAC用戶的數(shù)據(jù)。在發(fā)送該數(shù)據(jù)之后，在步驟1418，該邏輯方框確定該MAC用戶是否還有待發(fā)送的剩余數(shù)據(jù)(即，該MAC用戶是否已完成發(fā)送)。在步驟1418，若該MAC用戶還保留著待發(fā)送的剩余數(shù)據(jù)，則該邏輯流程結(jié)束于步驟1499；否則，在步驟1420，該邏輯方框?qū)⒃揗AC用戶狀態(tài)由活動(dòng)更新為不活動(dòng)，并結(jié)束于步驟1499。
圖15說明用于更新該CRI的邏輯流程。為了使所有的MAC用戶保持同步，每一個(gè)MAC用戶都要實(shí)施該邏輯流程，即使該MAC用戶在一個(gè)或多個(gè)爭用周期中都不發(fā)出一個(gè)預(yù)約請求也是如此。在圖15中，“t”表示當(dāng)前時(shí)間，“ts”表示一個(gè)間隔的起始時(shí)間，“te”表示一個(gè)間隔的結(jié)束時(shí)間，并且“a”表示一個(gè)預(yù)定的最大間隔時(shí)間長度。
該邏輯流程開始于步驟1502，然后轉(zhuǎn)到步驟1506，在這里它確定當(dāng)前MAC協(xié)議狀態(tài)(正?；驔_突解決)。若當(dāng)前MAC協(xié)議狀態(tài)為正常(即，在步驟1506中，若V＝0)，則該邏輯流程轉(zhuǎn)到步驟1508以檢查該反饋狀態(tài)。在步驟1508中，若該反饋狀態(tài)為成功或空閑(在步驟1508中為“否”)，則在步驟1510中，通過將該間隔的起始時(shí)間移到該間隔的結(jié)束時(shí)間，并將該間隔的結(jié)束時(shí)間從該新的起始時(shí)間移到當(dāng)前時(shí)間，但所推移的增量不得超過一個(gè)預(yù)定的最大間隔時(shí)間長度，并在步驟1512，將該子間隔U設(shè)置為等于整個(gè)時(shí)間間隔“T”(即，一個(gè)新的CRI)，并結(jié)束于步驟1599。
在步驟1508中，若該反饋狀態(tài)為沖突(在步驟1508中為“是”)，則在步驟1514，通過將該間隔的結(jié)束時(shí)間設(shè)置為介于該間隔的當(dāng)前起始與結(jié)束時(shí)間之間的中點(diǎn)，該邏輯方框?qū)⒃摃r(shí)間間隔T分割開(即，該當(dāng)前CRI分割開)，在步驟1516，通過將該子間隔U設(shè)置為等于該子間隔“L”，并將該沖突解決階段V設(shè)置為等于1，使它進(jìn)入沖突解決狀態(tài)，然后結(jié)束于步驟1599。
若當(dāng)前MAC協(xié)議狀態(tài)為沖突解決(即，在步驟1506中，若V＞0)，則該邏輯方框轉(zhuǎn)到步驟1518以檢查該子間隔。在步驟1518中，若該子間隔U等于“L”，則該邏輯方框轉(zhuǎn)到步驟1520以檢查該反饋狀態(tài)，否則該邏輯方框轉(zhuǎn)到步驟1530以檢查該反饋狀態(tài)。
在步驟1520中，若反饋狀態(tài)為成功，則在步驟1521，該邏輯方框通過將該間隔的起始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間二者推移一個(gè)等于(te-ts)的時(shí)間量“temp”，來更新該當(dāng)前子間隔U，在步驟1522，將該子間隔U設(shè)置為等于該子間隔“R”，然后結(jié)束于步驟1599。要注意的是，該已更新的子間隔U的時(shí)間長度是不變的，但該已更新的子間隔U已經(jīng)在時(shí)間上向后推移，使之開始于該原始的子間隔的結(jié)束時(shí)間(即，在步驟1521中被更新之前)。
在步驟1520中，若反饋狀態(tài)為沖突或空閑，則在步驟1534，通過將該間隔的結(jié)束時(shí)間設(shè)置為介于該間隔的當(dāng)前起始與結(jié)束時(shí)間之間的中點(diǎn)，該邏輯方框?qū)υ摦?dāng)前子間隔U進(jìn)行分割，在步驟1536，將子間隔U設(shè)置為等于子間隔“L”，并將沖突解決階段V增加1，然后結(jié)束于步驟1599。
在步驟1530中，若反饋狀態(tài)為沖突，則在步驟1534，通過將該間隔的結(jié)束時(shí)間設(shè)置為介于該間隔的當(dāng)前起始與結(jié)束時(shí)間之間的中點(diǎn)，該邏輯方框?qū)υ摦?dāng)前子間隔U進(jìn)行分割，在步驟1536，將子間隔U設(shè)置為等于子間隔“L”，并將沖突解決階段V增加1，然后結(jié)束于步驟1599。
在步驟1530中，若反饋狀態(tài)為成功或空閑，則在步驟1538，通過將該間隔的起始時(shí)間推移到該間隔的當(dāng)前結(jié)束時(shí)間，并將該間隔的結(jié)束時(shí)間從該新的起始時(shí)間推移到當(dāng)前時(shí)間，但所推移的增量不得超過一個(gè)預(yù)定的最大間隔時(shí)間長度，并在步驟1540，通過將該子間隔U設(shè)置為等于整個(gè)時(shí)間間隔“T”(即，一個(gè)新的CRI)，并將該沖突解決階段設(shè)置為等于0。來返回到正常狀態(tài)，然后結(jié)束于步驟1599。
圖16表示用于爭用接入過程的邏輯流程。為每一個(gè)MAC用戶保存了一份關(guān)于狀態(tài)信息的單獨(dú)的文本，并且為每一個(gè)MAC用戶單獨(dú)地執(zhí)行該沖突解決過程。
該邏輯流程開始于步驟1602，并轉(zhuǎn)到步驟1604，在這里它確定該MAC用戶狀態(tài)。在步驟1604，若該MAC用戶不處于爭用狀態(tài)，則該邏輯流程結(jié)束于步驟1699。但是，在步驟1604，若該MAC用戶處于爭用狀態(tài)，則該邏輯方框檢查在上一個(gè)爭用周期(即，在該入口輪詢消息中接收到針對它的反饋信息的那個(gè)爭用周期)中，該MAC用戶是否進(jìn)行過爭用。若該MAC用戶在上一個(gè)爭用周期中沒有進(jìn)行爭用，則該邏輯方框轉(zhuǎn)到步驟1612；否則，在步驟1608，該邏輯方框檢查該MAC用戶的個(gè)別反饋狀態(tài)。在步驟1608，若該個(gè)別反饋狀態(tài)為成功(即使由于在另一個(gè)爭用小時(shí)隙中的一次沖突，使得該綜合反饋狀態(tài)為沖突，也是這樣)，則在步驟1610，該邏輯方框?qū)⒃揗AC用戶狀態(tài)由爭用更新為活動(dòng)，并結(jié)束于步驟1699；否則，該邏輯方框轉(zhuǎn)到步驟1612。
在步驟1612，該邏輯方框檢查該MAC用戶是否已經(jīng)聯(lián)系于該正在發(fā)送的子間隔，后者已被圖15所示的邏輯流程所更新。若該MAC用戶的消息的到達(dá)時(shí)間落在該間隔的起始時(shí)間(即，ts)以及該間隔的結(jié)束時(shí)間(即，te)之間，則該MAC用戶就被說成是跟一個(gè)正在發(fā)送的子間隔聯(lián)系在一起。在步驟1612，若該MAC用戶沒有跟正在發(fā)送的子間隔聯(lián)系在一起，則該邏輯流程結(jié)束于步驟1699。然而，在步驟1612，若該MAC用戶已經(jīng)跟正在發(fā)送的子間隔建立聯(lián)系，則在步驟1616，該邏輯方框以同等的概率從諸爭用小時(shí)隙中選擇一個(gè)，在步驟1618，在所選擇的爭用小時(shí)隙中發(fā)送一個(gè)預(yù)約請求，并結(jié)束于步驟1699。
由于每一個(gè)MAC用戶都保持它自己的CRI，并且必須正確地更新其CRI，以便按照以上所述的方式運(yùn)行該MAC協(xié)議，所以每一個(gè)MAC用戶都必須接收所有的入口輪詢信息。用以保證諸入口輪詢信息的可靠性或用以恢復(fù)已丟失的入口輪詢消息的任何機(jī)制都超出本發(fā)明申請的范圍。
圖17表示一個(gè)系統(tǒng)1700，它包括一個(gè)前端單元1710，借助于一條下行信道1730以及一條上行信道1740，該前端單元1710可行地被連接到一個(gè)接入接口單元(AIU)。該AIU 1720支持至少一個(gè)MAC用戶(未示出)。該前端單元1710在下行信道1730上向該AIU發(fā)送包括入口輪詢消息以及目標(biāo)輪詢消息在內(nèi)的諸控制信息，并在上行信道1740上接收諸預(yù)約請求和數(shù)據(jù)。
該前端單元1710包括一個(gè)連接管理器1715，一個(gè)前端調(diào)度器1714，一個(gè)預(yù)約管理器1712，以及一個(gè)反饋控制器1713。該預(yù)約管理器1712以及該反饋控制器1713結(jié)合在一起形成自適應(yīng)的預(yù)約管理器1711，它是本發(fā)明申請的主題。該連接管理器1715負(fù)責(zé)連接進(jìn)入控制，以便向個(gè)別的諸終端用戶提供符合業(yè)務(wù)質(zhì)量要求的有效的和合理的網(wǎng)絡(luò)資源分配。連接管理器1715向該前端調(diào)度器1714提供允許進(jìn)入該網(wǎng)絡(luò)的每一次連接的業(yè)務(wù)質(zhì)量要求。預(yù)約管理器1712監(jiān)測在上行信道上的諸爭用小時(shí)隙，以確定每一個(gè)爭用小時(shí)隙的爭用結(jié)果。諸爭用結(jié)果被饋送到反饋控制器1713，該反饋控制器保存該系統(tǒng)的狀態(tài)信息，確定每一個(gè)爭用周期中的諸爭用小時(shí)隙的分配，并對準(zhǔn)備在下行信道上發(fā)送的諸控制信息(即，入口輪詢消息以及目標(biāo)輪詢消息)進(jìn)行格式化。該反饋控制器1713跟該前端調(diào)度器1714協(xié)同工作，后者對反饋控制器1713的控制消息發(fā)送的定時(shí)進(jìn)行控制。
該AIU 1720包括一個(gè)用戶接口1725，它為每一個(gè)受到該AIU支持的MAC用戶接收數(shù)據(jù)，在存儲器1724中存儲該數(shù)據(jù)，并隨同該數(shù)據(jù)一起，存儲一個(gè)表明該數(shù)據(jù)的到達(dá)時(shí)間的時(shí)間標(biāo)記。該AIU 1720還包括一部接收機(jī)1721，用以接收諸控制消息，以及一個(gè)控制消息處理器1722，用以產(chǎn)生諸預(yù)約請求，并從該存儲器1724取出由發(fā)射機(jī)1723沿著上行信道發(fā)送過來的諸消息。
該控制消息處理器1722為該系統(tǒng)保持該MAC協(xié)議狀態(tài)，為每一個(gè)MAC用戶保持該MAC用戶狀態(tài)，并實(shí)施用于處理從該前端單元接收的諸控制消息的邏輯流程。具體地說，該控制消息處理器1722包括用以將該控制消息識別為一條入口輪詢消息和一條目標(biāo)輪詢消息其中之一的邏輯流程。若該控制消息是一條入口輪詢消息，則附加的邏輯方框從包含于該入口輪詢消息之中的反饋信息確定諸MAC用戶的反饋狀態(tài)，更新用于諸MAC用戶的沖突解決間隔，并且為每一個(gè)MAC用戶執(zhí)行一次沖突解決過程。若該控制消息是一條目標(biāo)輪詢消息，則附加的邏輯方框確定該目標(biāo)輪詢消息是否被編址到該AIU所支持的多個(gè)MAC用戶中的一個(gè)，若該目標(biāo)輪詢消息被編址到所支持的多個(gè)MAC用戶中的一個(gè)，則按照分配給該MAC用戶的帶寬數(shù)值從該存儲器1724發(fā)送一定數(shù)量的用戶數(shù)據(jù)，若所有的MAC用戶數(shù)據(jù)都已被發(fā)送，則將該MAC用戶狀態(tài)從活動(dòng)更新為不活動(dòng)。
在不背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)或主要特性的前提下，可以用其他各種特定的形式來實(shí)施本發(fā)明。所敘述的諸實(shí)施例在所有方面都被認(rèn)為是說明性的，而不是限制性的。
權(quán)利要求
1.一種作為介質(zhì)接入控制(MAC)協(xié)議的一部分的為一個(gè)當(dāng)前爭用周期分配多個(gè)爭用小時(shí)隙的方法，所述MAC協(xié)議具有一種等同于一種正常狀態(tài)以及一種沖突狀態(tài)其中之一的MAC協(xié)議狀態(tài)，該方法包括下列諸步驟根據(jù)在上一個(gè)爭用周期所分配的多個(gè)爭用小時(shí)隙的個(gè)別反饋狀態(tài)，為上一個(gè)爭用周期確定一種綜合反饋狀態(tài)，其中多個(gè)爭用小時(shí)隙的每一個(gè)的個(gè)別反饋狀態(tài)表示該爭用小時(shí)隙的爭用結(jié)果，并且其中該綜合反饋狀態(tài)等同于空閑、沖突以及成功三者之一；更新一個(gè)沖突解決間隔；以及根據(jù)該綜合反饋狀態(tài)以及已更新的沖突解決間隔，為當(dāng)前爭用周期確定諸爭用小時(shí)隙的一種分配。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中確定該綜合反饋狀態(tài)的步驟包括下列諸步驟確定在上一個(gè)爭用周期中所分配的諸爭用小時(shí)隙的數(shù)目；確定在上一個(gè)爭用周期中所分配的多個(gè)爭用小時(shí)隙中的每一個(gè)的個(gè)別反饋狀態(tài)；若在上一個(gè)爭用周期中所分配的多個(gè)爭用小時(shí)隙中的每一個(gè)的個(gè)別反饋狀態(tài)表明，在該爭用小時(shí)隙中沒有出現(xiàn)傳輸信號，則將該綜合反饋狀態(tài)設(shè)置為等同于空閑；若在上一個(gè)爭用周期中所分配的多個(gè)爭用小時(shí)隙中的至少一個(gè)的個(gè)別反饋狀態(tài)表明，在該爭用小時(shí)隙中出現(xiàn)了一次沖突，則將該綜合反饋狀態(tài)設(shè)置為等同于沖突；若在諸個(gè)別反饋狀態(tài)中，沒有一個(gè)表明發(fā)生過沖突，并且在諸個(gè)別反饋狀態(tài)中至少有一個(gè)表明發(fā)生過一次成功的傳輸，則將該綜合反饋狀態(tài)設(shè)置為等同于成功；以及該沖突解決間隔包括一個(gè)發(fā)送子間隔，它等同于一個(gè)較舊的子間隔和一個(gè)較新的子間隔二者之一；以及更新該沖突解決間隔以及確定諸爭用小時(shí)隙的分配的諸步驟包括下列諸步驟確定該MAC協(xié)議狀態(tài)；若該MAC協(xié)議狀態(tài)等同于正常狀態(tài)，并且該綜合反饋狀態(tài)等同于空閑與成功二者之一，則為該當(dāng)前爭用周期分配一個(gè)爭用小時(shí)隙；若該MAC協(xié)議狀態(tài)等同于正常狀態(tài)，并且該綜合反饋狀態(tài)等同于沖突，則為該當(dāng)前爭用周期分配兩個(gè)爭用小時(shí)隙，將該發(fā)送子間隔設(shè)置為等同于較舊的子間隔，并將該MAC協(xié)議狀態(tài)設(shè)置為等同于沖突解決狀態(tài)；若該MAC協(xié)議狀態(tài)等同于沖突解決狀態(tài)，該發(fā)送子間隔等同于較舊的子間隔，并且該綜合反饋狀態(tài)等同于成功，則為該當(dāng)前爭用周期分配兩個(gè)爭用小時(shí)隙，并將該發(fā)送子間隔設(shè)置為等同于較新的子間隔；若該MAC協(xié)議狀態(tài)等同于沖突解決狀態(tài)，該發(fā)送子間隔等同于較舊的子間隔，并且該綜合反饋狀態(tài)等同于空閑與沖突二者之一，則為該當(dāng)前爭用周期分配兩個(gè)爭用小時(shí)隙；若該MAC協(xié)議狀態(tài)等同于沖突解決狀態(tài)，該發(fā)送子間隔等同于較新的子間隔，并且該綜合反饋狀態(tài)等同于沖突，則為該當(dāng)前爭用周期分配兩個(gè)爭用小時(shí)隙，并將該發(fā)送子間隔設(shè)置為等同于較舊的子間隔；若該MAC協(xié)議狀態(tài)等同于沖突解決狀態(tài)，該發(fā)送子間隔等同于較新的子間隔，并且該綜合反饋狀態(tài)等同于空閑或成功二者之一，則為該當(dāng)前爭用周期分配一個(gè)爭用小時(shí)隙，并將該MAC協(xié)議狀態(tài)設(shè)置為等同于正常狀態(tài)。
3.一種作為介質(zhì)接入控制(MAC)協(xié)議的一部分的用以為一個(gè)當(dāng)前爭用周期分配諸爭用小時(shí)隙的裝置，所述MAC協(xié)議具有一種MAC協(xié)議狀態(tài)，它等同于一種正常狀態(tài)和一種沖突解決狀態(tài)二者之一，該裝置包括用于根據(jù)在上一個(gè)爭用周期中所分配的多個(gè)爭用小時(shí)隙的諸個(gè)別反饋狀態(tài)，確定上一個(gè)爭用周期的一種綜合反饋狀態(tài)的邏輯電路，其中該多個(gè)爭用小時(shí)隙中每一個(gè)的個(gè)別反饋狀態(tài)表示該爭用小時(shí)隙的爭用結(jié)果，并且其中該綜合反饋狀態(tài)等同于空閑、沖突以及成功三者之一；用于更新一個(gè)沖突解決間隔的邏輯電路；以及用于根據(jù)該綜合反饋狀態(tài)以及已被更新的沖突解決間隔，為當(dāng)前爭用周期確定諸爭用小時(shí)隙的分配的邏輯電路。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其中用以確定該綜合反饋狀態(tài)的邏輯電路包括一種邏輯電路，用以確定在上一個(gè)爭用周期中所分配的爭用小時(shí)隙的數(shù)目；一種邏輯電路，用以確定在上一個(gè)爭用周期中所分配的多個(gè)爭用小時(shí)隙中的每一個(gè)的個(gè)別反饋狀態(tài)；一種邏輯電路，其功能為，若在上一個(gè)爭用周期中所分配的多個(gè)爭用小時(shí)隙中每一個(gè)的個(gè)別反饋狀態(tài)表明，在該爭用小時(shí)隙中沒有發(fā)生過信號傳輸，則將該綜合反饋狀態(tài)設(shè)置為等同于空閑；一種邏輯電路，其功能為，若在上一個(gè)爭用周期中所分配的多個(gè)爭用小時(shí)隙中至少有一個(gè)的個(gè)別反饋狀態(tài)表明，在該爭用小時(shí)隙中發(fā)生過一次沖突，則將該綜合反饋狀態(tài)設(shè)置為等同于沖突；一種邏輯電路，其功能為，若在諸個(gè)別反饋狀態(tài)中，沒有一個(gè)表明發(fā)生過沖突，并且至少有一個(gè)個(gè)別反饋狀態(tài)表明，發(fā)生過一次成功的信號傳輸，則將該綜合反饋狀態(tài)設(shè)置為等同于成功；以及該沖突解決間隔包括一個(gè)發(fā)送子間隔，它等同于一個(gè)較舊的子間隔和一個(gè)較新的子間隔二者之一；以及用以更新該沖突解決間隔以及確定諸爭用小時(shí)隙的分配的邏輯電路包括一種邏輯電路，用以確定該MAC協(xié)議狀態(tài)；一種邏輯電路，其功能為，若該MAC協(xié)議狀態(tài)等同于正常狀態(tài)，并且該綜合反饋狀態(tài)等同于空閑與成功二者之一，則為該當(dāng)前爭用周期分配一個(gè)爭用小時(shí)隙；一種邏輯電路，其功能為，若該MAC協(xié)議狀態(tài)等同于正常狀態(tài)，并且該綜合反饋狀態(tài)等同于沖突，則為該當(dāng)前爭用周期分配兩個(gè)爭用小時(shí)隙，將該發(fā)送子間隔設(shè)置為等于較舊的子間隔，并將該MAC協(xié)議狀態(tài)設(shè)置為等同于沖突解決狀態(tài)；一種邏輯電路，其功能為，若該MAC協(xié)議狀態(tài)等同于沖突解決狀態(tài)，該發(fā)送子間隔等同于較舊的子間隔，并且該綜合反饋狀態(tài)等同于成功，則為該當(dāng)前爭用周期分配兩個(gè)爭用小時(shí)隙，并將該發(fā)送子間隔設(shè)置為等同于較新的子間隔；一種邏輯電路，其功能為，若該MAC協(xié)議狀態(tài)等同于沖突解決狀態(tài)，該發(fā)送子間隔等同于較舊的子間隔，并且該綜合反饋狀態(tài)等同于空閑與沖突二者之一，則為該當(dāng)前爭用周期分配兩個(gè)爭用小時(shí)隙；一種邏輯電路，其功能為，若該MAC協(xié)議狀態(tài)等同于沖突解決狀態(tài)，該發(fā)送子間隔等同于較新的子間隔，并且該綜合反饋狀態(tài)等同于沖突，則為該當(dāng)前爭用周期分配兩個(gè)爭用小時(shí)隙，并將該發(fā)送子間隔設(shè)置為等同于較舊的子間隔；一種邏輯電路，其功能為，若該MAC協(xié)議狀態(tài)等同于沖突解決狀態(tài)，該發(fā)送子間隔等同于較新的子間隔，并且該綜合反饋狀態(tài)等同于空閑或成功二者之一，則為該當(dāng)前爭用周期分配一個(gè)爭用小時(shí)隙，并將該MAC協(xié)議狀態(tài)設(shè)置為等同于正常狀態(tài)。
5.一種作為介質(zhì)接入控制(MAC)協(xié)議的一部分，用以處理由一個(gè)接入接口單元(AIU)接收的一條入口輪詢消息的方法，所述MAC協(xié)議具有一種MAC協(xié)議狀態(tài)，它等同于一種正常狀態(tài)和一種沖突解決狀態(tài)二者之一，所述AIU支持多個(gè)MAC用戶，所述諸MAC用戶中的每一個(gè)都具有一種MAC用戶狀態(tài)，它等同于不活動(dòng)、爭用以及活動(dòng)三者之一，并且其中該入口輪詢消息包括在上一個(gè)爭用周期中的多個(gè)爭用小時(shí)隙的個(gè)別反饋狀態(tài)以及對當(dāng)前爭用周期的諸爭用小時(shí)隙的分配，該方法包括下列諸步驟從包含于該入口輪詢消息之中的諸個(gè)別反饋狀態(tài)來確定一種綜合反饋狀態(tài)，其中，該綜合反饋狀態(tài)是該個(gè)別反饋狀態(tài)的一個(gè)函數(shù)，并且它等同于空閑、沖突以及成功三者之一；更新一個(gè)沖突解決間隔；以及為每一個(gè)MAC用戶執(zhí)行一次爭用接入過程。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中用以確定該綜合反饋狀態(tài)的步驟包括下列諸步驟若在上一個(gè)爭用周期中所分配的多個(gè)爭用小時(shí)隙中的每一個(gè)的個(gè)別反饋狀態(tài)表明，在該爭用小時(shí)隙中沒有出現(xiàn)傳輸信號，則將該綜合反饋狀態(tài)設(shè)置為空閑；若在上一個(gè)爭用周期中所分配的多個(gè)爭用小時(shí)隙中的至少一個(gè)的個(gè)別反饋狀態(tài)表明，在該爭用小時(shí)隙中出現(xiàn)了一次沖突，則將該綜合反饋狀態(tài)設(shè)置為等同于沖突；以及若在諸個(gè)別反饋狀態(tài)中，沒有一個(gè)表明發(fā)生過沖突，并且在諸個(gè)別反饋狀態(tài)中至少有一個(gè)表明發(fā)生過一次成功的傳輸，則將該綜合反饋狀態(tài)設(shè)置為成功；以及該沖突解決間隔包括一個(gè)起始時(shí)間，一個(gè)結(jié)束時(shí)間，以及一個(gè)發(fā)送子間隔，它等同于一個(gè)較舊的子間隔和一個(gè)較新的子間隔二者之一；以及更新該沖突解決間隔的步驟包括下列諸步驟確定該MAC協(xié)議狀態(tài)；若該MAC協(xié)議狀態(tài)等同于正常狀態(tài)，并且該綜合反饋狀態(tài)等同于空閑與成功二者之一，則將該沖突解決間隔向后推移一步；若該MAC協(xié)議狀態(tài)等同于正常狀態(tài)，并且該綜合反饋狀態(tài)等同于沖突，則對該沖突解決間隔進(jìn)行分割，將該發(fā)送子間隔設(shè)置為等同于較舊的子間隔，并將該MAC協(xié)議狀態(tài)設(shè)置為等同于沖突解決狀態(tài)；若該MAC協(xié)議狀態(tài)等同于沖突解決狀態(tài)，該發(fā)送子間隔等同于較舊的子間隔，并且該綜合反饋狀態(tài)等同于成功，則將該發(fā)送子間隔設(shè)置為等同于較新的子間隔；若該MAC協(xié)議狀態(tài)等同于沖突解決狀態(tài)，該發(fā)送子間隔等同于舊的子間隔，并且該綜合反饋狀態(tài)等同于空閑與沖突二者之一，則對該沖突解決間隔進(jìn)行分割；若該MAC協(xié)議狀態(tài)等同于沖突解決狀態(tài)，該發(fā)送子間隔等同于較新的子間隔，并且該綜合反饋狀態(tài)等同于沖突，則對該沖突解決間隔進(jìn)行分割，并將該發(fā)送子間隔設(shè)置為等同于較舊的子間隔；若該MAC協(xié)議狀態(tài)等同于沖突解決狀態(tài)，該發(fā)送子間隔等同于較新的子間隔，并且該綜合反饋狀態(tài)等同于空閑或成功二者之一，則將該沖突解決間隔向后推移一步，并將該MAC協(xié)議狀態(tài)設(shè)置為等同于正常狀態(tài)。為每一個(gè)MAC用戶執(zhí)行該爭用接入過程的步驟包括下列諸步驟為該MAC用戶確定該MAC用戶狀態(tài)；若該MAC用戶處于爭用狀態(tài)，則確定該MAC用戶在上一個(gè)爭用周期中是否進(jìn)行過爭用；若該MAC用戶在上一個(gè)爭用周期中進(jìn)行過爭用，則確定該爭用是否導(dǎo)致一次沖突；若該MAC用戶在上一個(gè)爭用周期中沒有進(jìn)行過爭用，或者該MAC用戶在上一個(gè)爭用周期中進(jìn)行過爭用，并且該爭用導(dǎo)致一次沖突，則確定該MAC用戶是否聯(lián)系于該發(fā)送子間隔；以及若該MAC用戶已經(jīng)聯(lián)系于該發(fā)送子間隔，則以相等的概率，從分配給當(dāng)前爭用周期的多個(gè)爭用小時(shí)隙中選擇一個(gè)；以及在該選定的爭用小時(shí)隙中發(fā)送一個(gè)預(yù)約請求。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中將該沖突解決間隔向后推移一步的步驟包括，將新的起始時(shí)間設(shè)置為等同于該結(jié)束時(shí)間，并且將該新的結(jié)束時(shí)間設(shè)置為等同于一個(gè)當(dāng)前時(shí)間以及一個(gè)從新的起始時(shí)間算起，增加一個(gè)預(yù)定數(shù)值的時(shí)間二者當(dāng)中的較早者；以及對該沖突解決間隔進(jìn)行分割的步驟包括下列步驟將該新的結(jié)束時(shí)間設(shè)置為介于該起始時(shí)間以及該結(jié)束時(shí)間之間的一個(gè)分割時(shí)間；以及將該發(fā)送子間隔設(shè)置為等同于較新的子間隔的步驟包括下列諸步驟確定一個(gè)等于該結(jié)束時(shí)間以及該起始時(shí)間之差的間隔時(shí)間長度；將該起始時(shí)間向后推移一個(gè)間隔時(shí)間長度；以及將該結(jié)束時(shí)間向后推移一個(gè)間隔時(shí)間長度。
8.一種作為介質(zhì)接入控制(MAC)協(xié)議的一部分、用以處理由一個(gè)接入接口單元(AIU)接收的一條入口輪詢消息的(軟)裝置，所述MAC協(xié)議具有一種MAC協(xié)議狀態(tài)，它等同于一種正常狀態(tài)和一種沖突解決狀態(tài)二者之一，所述AIU支持多個(gè)MAC用戶，所述諸MAC用戶中的每一個(gè)都具有一種等同于不活動(dòng)、爭用、以及活動(dòng)三者之一的MAC用戶狀態(tài)，并且其中該入口輪詢消息包括在上一個(gè)爭用周期中的多個(gè)爭用小時(shí)隙的諸個(gè)別反饋狀態(tài)以及對當(dāng)前爭用周期的爭用小時(shí)隙的一種分配，該(軟)裝置包括用于從入口輪詢消息中所包含的諸個(gè)別反饋狀態(tài)來確定一種綜合反饋狀態(tài)的邏輯電路，其中該綜合反饋狀態(tài)是諸個(gè)別反饋狀態(tài)的一個(gè)函數(shù)，并且等同于空閑、沖突和成功三者之一；用于更新一個(gè)沖突解決間隔的邏輯電路；以及用于為每一個(gè)MAC用戶執(zhí)行一次爭用接入過程的邏輯電路。
9.如權(quán)利要求8所述的裝置，其中用以確定該綜合反饋狀態(tài)的邏輯電路包括一種邏輯電路，其功能為，若在上一個(gè)爭用周期中所分配的多個(gè)爭用小時(shí)隙中每一個(gè)的個(gè)別反饋狀態(tài)表明，在該爭用小時(shí)隙中沒有發(fā)生過信號傳輸，則將該綜合反饋狀態(tài)設(shè)置為等同于空閑；一種邏輯電路，其功能為，若在上一個(gè)爭用周期中所分配的多個(gè)爭用小時(shí)隙中至少有一個(gè)的個(gè)別反饋狀態(tài)表明，在該爭用小時(shí)隙中發(fā)生過一次沖突，則將該綜合反饋狀態(tài)設(shè)置為等同于沖突；一種邏輯電路，其功能為，若在諸個(gè)別反饋狀態(tài)中，沒有一個(gè)表明發(fā)生過沖突，并且至少有一個(gè)個(gè)別反饋狀態(tài)表明，發(fā)生過一次成功的信號傳輸，則將該綜合反饋狀態(tài)設(shè)置為等同于成功；以及該沖突解決間隔包括一個(gè)起始時(shí)間，一個(gè)結(jié)束時(shí)間，一個(gè)發(fā)送子間隔，后者等同于一個(gè)較舊的子間隔和一個(gè)較新的子間隔二者之一；以及用以更新該沖突解決間隔的邏輯電路包括一種邏輯電路，用以確定該MAC協(xié)議狀態(tài)；一種邏輯電路，其功能為，若該MAC協(xié)議狀態(tài)等同于正常狀態(tài)，并且該綜合反饋狀態(tài)等同于空閑與成功二者之一，則將該沖突解決間隔向后推移一步；一種邏輯電路，其功能為，若該MAC協(xié)議狀態(tài)等同于正常狀態(tài)，并且該綜合反饋狀態(tài)等同于沖突，則對該沖突解決間隔進(jìn)行分割，將該發(fā)送子間隔設(shè)置為等同于較舊的子間隔，并將該MAC協(xié)議狀態(tài)設(shè)置為等同于沖突解決狀態(tài)；一種邏輯電路，其功能為，若該MAC協(xié)議狀態(tài)等同于沖突解決狀態(tài)，該發(fā)送子間隔等同于較舊的子間隔，并且該綜合反饋狀態(tài)等同于成功，則將該發(fā)送子間隔設(shè)置為等同于較新的子間隔；一種邏輯電路，其功能為，若該MAC協(xié)議狀態(tài)等同于沖突解決狀態(tài)，該發(fā)送子間隔等同于較舊的子間隔，并且該綜合反饋狀態(tài)等同于空閑與沖突二者之一，則對該沖突解決間隔進(jìn)行分割；一種邏輯電路，其功能為，若該MAC協(xié)議狀態(tài)等同于沖突解決狀態(tài)，該發(fā)送子間隔等同于較新的子間隔，并且該綜合反饋狀態(tài)等同于沖突，則對該沖突解決間隔進(jìn)行分割，并將該發(fā)送子間隔設(shè)置為等同于較舊的子間隔；一種邏輯電路，其功能為，若該MAC協(xié)議狀態(tài)等同于沖突解決狀態(tài)，該發(fā)送子間隔等同于較新的子間隔，并且該綜合反饋狀態(tài)等同于空閑或成功二者之一，則將該沖突解決間隔向后推移一步，并將該MAC協(xié)議狀態(tài)設(shè)置為等同于正常狀態(tài)。為每一個(gè)MAC用戶執(zhí)行一次爭用接入過程所使用的邏輯電路包括一種邏輯電路，用于為該MAC用戶確定該MAC用戶狀態(tài)；一種邏輯電路，其功能為，若該MAC用戶處于爭用狀態(tài)，則確定該MAC用戶在上一個(gè)爭用周期中是否進(jìn)行過爭用；一種邏輯電路，其功能為，若該MAC用戶在上一個(gè)爭用周期中進(jìn)行過爭用，則確定該爭用是否導(dǎo)致一次沖突；一種邏輯電路，其功能為，若該MAC用戶在上一個(gè)爭用周期中沒有進(jìn)行過爭用，或者該MAC用戶在上一個(gè)爭用周期中進(jìn)行過爭用，并且該爭用導(dǎo)致一次沖突，則確定該MAC用戶是否聯(lián)系于該發(fā)送子間隔；以及若該MAC用戶已經(jīng)聯(lián)系于該發(fā)送子間隔，則有一種邏輯電路，其功能為，以相等的概率，從分配給當(dāng)前爭用周期的多個(gè)爭用小時(shí)隙中選擇一個(gè)；以及一種邏輯電路，其功能為，在該選定的爭用小時(shí)隙中發(fā)送一個(gè)預(yù)約請求。
10.權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中將該沖突解決間隔向后推移一步的邏輯電路包括，邏輯電路，其功能為，將新的起始時(shí)間設(shè)置為等同于該結(jié)束時(shí)間所使用的邏輯電路，并且將該較新的結(jié)束時(shí)間設(shè)置為等同于一個(gè)當(dāng)前時(shí)間以及一個(gè)從新的起始時(shí)間算起，增加一個(gè)預(yù)定數(shù)值的時(shí)間二者當(dāng)中的較早者；以及對該沖突解決間隔進(jìn)行分割的邏輯電路包括，邏輯電路，其功能為，將該新的結(jié)束時(shí)間設(shè)置為介于該起始時(shí)間以及該結(jié)束時(shí)間之間的一個(gè)分割時(shí)間；以及將該發(fā)送子間隔設(shè)置為等同于較新的子間隔的邏輯電路包括一種邏輯電路，用于確定一個(gè)等于該結(jié)束時(shí)間以及該起始時(shí)間之差的間隔時(shí)間長度；一種邏輯電路，用于將該起始時(shí)間向后推移一個(gè)間隔時(shí)間長度；以及一種邏輯電路，用于將該結(jié)束時(shí)間向后推移一個(gè)間隔時(shí)間長度。
11.一個(gè)借助于一種共享介質(zhì)與多個(gè)接入接口單元(AIUs)進(jìn)行通信的具有單獨(dú)的前端單元的系統(tǒng)，每一個(gè)AIU至少支持一個(gè)MAC用戶，該系統(tǒng)使用一種方法，用以協(xié)調(diào)諸MAC用戶對該共享介質(zhì)的接入，該系統(tǒng)包括下列諸步驟在前端單元方面根據(jù)在上一個(gè)爭用周期所分配的多個(gè)爭用小時(shí)隙的諸個(gè)別反饋狀態(tài)，為上一個(gè)爭用周期確定一種綜合反饋狀態(tài)，其中多個(gè)爭用小時(shí)隙的每一個(gè)的個(gè)別反饋狀態(tài)表示該爭用小時(shí)隙的爭用結(jié)果，并且其中該綜合反饋狀態(tài)等同于空閑、沖突、以及成功三者之一；更新由該前端單元保持的一個(gè)沖突解決間隔；以及根據(jù)由該前端單元保持的該綜合反饋狀態(tài)以及已更新的沖突解決間隔，為當(dāng)前爭用周期確定諸爭用小時(shí)隙的分配。發(fā)送入口輪消息，該入口輪詢消息包括在上一個(gè)爭用周期中的爭用小時(shí)隙的數(shù)目的諸個(gè)別反饋狀態(tài)和當(dāng)前爭用周期的爭用小時(shí)隙的分配；以及在AIU方面接收該入口輪詢消息；從該入口輪詢消息所包含的諸個(gè)別反饋狀態(tài)來確定一種綜合反饋狀態(tài)；更新由該AIU保持的一個(gè)沖突解決間隔；以及為該AIU所支持的每一個(gè)MAC用戶執(zhí)行一次爭用接入過程。
全文摘要
一種使用概率樹分割與先來先服務(wù)分割技術(shù)的一種組合，在一個(gè)共享介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)中解決由爭用接入所引起的沖突的基于爭用的預(yù)約的系統(tǒng)，裝置和方法。該沖突解決過程利用先來先服務(wù)分割技術(shù)去選擇一個(gè)沖突解決間隔，并提供兩個(gè)爭用小時(shí)隙以便增進(jìn)諸成功的預(yù)約的似然度。每一個(gè)爭用中的用戶在一個(gè)隨機(jī)地選擇的爭用小時(shí)隙中發(fā)送一個(gè)預(yù)約請求。為了實(shí)現(xiàn)預(yù)定的沖突解決迭代的最大次數(shù)，提供了兩個(gè)爭用小時(shí)隙，經(jīng)過迭代之后僅提供一個(gè)爭用小時(shí)隙。
文檔編號H04L12/28GK1228216SQ98800724
公開日1999年9月8日 申請日期1998年3月25日 優(yōu)先權(quán)日1997年5月30日
發(fā)明者切斯特·A·拉斯茲克, 李維超, 伊姆里奇·克蘭姆塔克 申請人:摩托羅拉公司