專利名稱：在傳輸媒體上預(yù)約請求和分配的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包括主站，傳輸媒體和終端的通信系統(tǒng)，所述終端包括用于向主站傳輸代表要授權(quán)給該終端的傳輸媒體上的預(yù)約數(shù)量的請求的裝置，一個(gè)請求計(jì)數(shù)器，用于計(jì)數(shù)終端已經(jīng)請求和還沒有授權(quán)的預(yù)約，用于考慮請求計(jì)數(shù)器的值計(jì)算要請求的預(yù)約數(shù)量的裝置，而所述主站包括一組分配計(jì)數(shù)器，每個(gè)連接一個(gè)終端，用于計(jì)數(shù)要授權(quán)給相關(guān)終端的預(yù)約。
本發(fā)明也涉及一種設(shè)計(jì)用于這種通信系統(tǒng)的終端，和涉及一種設(shè)計(jì)用于這種終端的請求程序，和涉及一種用于在按照本發(fā)明的主站中的計(jì)數(shù)器中使用的更新方法。
本發(fā)明可以應(yīng)用于例如衛(wèi)星或無線電波的交互式通信系統(tǒng)中。
在Le-Ngoc Jahangir Mohammed的文章“用于分組衛(wèi)星天下的組合自由／按需分配多址(CFDAMA)協(xié)議”中描述了這種系統(tǒng)，這篇文章發(fā)表在1993年10月12-15日在加拿大渥太華舉行的第二次IEEE通用個(gè)人通信國際會(huì)議的會(huì)議記錄第2卷825-828頁上。
在該文章中描述的請求方法為監(jiān)視已經(jīng)由終端請求而還沒有被授權(quán)給該終端的預(yù)約數(shù)量，一般計(jì)算出要請求的預(yù)約數(shù)量。該方法有優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)楫?dāng)初始請求已經(jīng)授權(quán)時(shí)它有可能避免相同請求的重復(fù)信息。從而避免隨后不被該終端使用的預(yù)約被不必要地請求。還有可能優(yōu)化由各種終端所用的共享資源的利用率。
這對于傳輸媒體是衛(wèi)星信道的情況特別重要，因?yàn)榇祟悅鬏斆襟w特別貴。
該方法涉及一種假設(shè)，即已經(jīng)發(fā)送出而還沒有接收到分配的請求實(shí)際上在處理中并最終被兌現(xiàn)。因此這對于不良傳輸環(huán)境產(chǎn)生的數(shù)據(jù)丟失很敏感。在該方法中，實(shí)際上，丟失的請求仍然由請求計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，對應(yīng)的預(yù)約數(shù)量因此記入所有隨后請求中。在這種事故后由終端請求的預(yù)約數(shù)量因此持續(xù)低于終端的實(shí)際需要。這使數(shù)據(jù)傳輸前的等待時(shí)間不可避免地增加。
本發(fā)明的目的是消除上述缺點(diǎn)。該目的是通過上述通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，其特征在于所述終端包括用于重新設(shè)置請求計(jì)數(shù)器和用于將重新設(shè)置與有關(guān)終端相連的計(jì)數(shù)器的指示符發(fā)送給主站的重新設(shè)置裝置。這種重新設(shè)置功能避免該終端持續(xù)計(jì)數(shù)已經(jīng)處理的預(yù)約。這可能涉及例如周期性重新設(shè)置。
在更先進(jìn)的實(shí)施例中，所述終端包括異常檢測裝置和啟動(dòng)裝置，用于當(dāng)檢測異常時(shí)啟動(dòng)所述重新設(shè)置。該實(shí)施例因?yàn)闇p少導(dǎo)致在傳輸媒體上授權(quán)預(yù)約的效率下降的無用重新設(shè)置操作而更先進(jìn)。
異常檢測裝置包括例如比較裝置，該比較裝置將請求計(jì)數(shù)器值與預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較。在另一個(gè)示例中，它們包括用于比較在時(shí)刻t的請求計(jì)數(shù)器值與時(shí)刻t和更早時(shí)刻t-P之間傳輸?shù)恼埱罂倲?shù)的比較裝置，P是對于在沒有異常時(shí)時(shí)刻t-P之前請求的預(yù)約被授權(quán)的足夠長的時(shí)期(稱為恢復(fù)周期)。如果請求計(jì)數(shù)器值在一個(gè)時(shí)刻高于t-P之間請求的請求總數(shù)，則意味著發(fā)生了不正常事件，例如請求已經(jīng)丟失。
根據(jù)下列說明并參照附圖本發(fā)明將更清楚和詳細(xì)，這些說明和附圖是以非限定方式給出的，包括

圖1圖示性地表示按照本發(fā)明的通信系統(tǒng)的示例，圖2表示按照本發(fā)明的衛(wèi)星通信系統(tǒng)的示例，圖3表示按照本發(fā)明的請求程序，圖4表示按照本發(fā)明用于由主站重新設(shè)置分配計(jì)數(shù)器的方法，圖5，6和7是代表通過按照本發(fā)明方法獲得的結(jié)果與通過現(xiàn)有技術(shù)方法獲得結(jié)果的比較。
圖1表示通信系統(tǒng)示例，包括一個(gè)主站1和多個(gè)通過傳輸媒體3與主站通信的交互終端2。傳輸媒體可以是各種類型。例如，可以是電纜網(wǎng)絡(luò)，無線電波傳輸媒體，或衛(wèi)星鏈路。
在圖2中，進(jìn)行選擇以通過舉例方式表示衛(wèi)星通信系統(tǒng)，因?yàn)樵谶@種系統(tǒng)中不良傳輸條件的可能性最高由于例如當(dāng)?shù)貧庀髼l件等的不良傳輸條件可以影響特定衛(wèi)星通信系統(tǒng)終端?？墒?，本發(fā)明也可以應(yīng)用于其它傳輸媒體。終端2通過第一衛(wèi)星4利用第一頻段Ka向主站1傳輸數(shù)據(jù)和請求，主站1通過第二衛(wèi)星5利用第二頻段Ku發(fā)布數(shù)據(jù)和控制信息給終端2。
在將要描述的例子中，交互終端1通過所謂時(shí)分多址(TDMA)體制接入傳輸媒體3。為此將時(shí)間劃分成時(shí)間段，而時(shí)間段被主站根據(jù)所述終端的請求而動(dòng)態(tài)地授予終端。在該實(shí)施例中，由該終端請求并且由主站授予的傳輸媒體預(yù)約因此由時(shí)間段形成。
每個(gè)終端2包括存儲(chǔ)器10，作為等待列表和其中該終端存儲(chǔ)以分組形成傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。當(dāng)終端i為了授權(quán)一定數(shù)量時(shí)間段發(fā)出請求時(shí)，在與時(shí)刻t相關(guān)的瞬間考慮存儲(chǔ)在所述傳輸存儲(chǔ)器中分組數(shù)量MEM(i，t)。
已經(jīng)提出了各種請求機(jī)制。在介紹中所引用文章中描述的機(jī)制對于優(yōu)化通信系統(tǒng)終端之間的共享資源特別有效。這是由于對于每個(gè)終端計(jì)數(shù)已經(jīng)請求但還沒有處理的預(yù)約數(shù)量。每個(gè)終端裝備了稱為請求計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)器COUNT(i)，該計(jì)數(shù)器每次請求預(yù)約時(shí)遞增1而每次接收到分配時(shí)遞減1。由終端i傳輸?shù)拿看握埱蟠韨鬏敶鎯?chǔ)器MEM(i，t)與其請求計(jì)數(shù)器值COUNT(i)之間在給定時(shí)刻t的差。在主站層上，每個(gè)所接收的終端請求被加入到上一個(gè)中存儲(chǔ)在與相關(guān)終端有關(guān)的計(jì)數(shù)器ALLOC(i)中的將授予每個(gè)終端的預(yù)約數(shù)量，該計(jì)數(shù)器無論何時(shí)由主站接收一個(gè)預(yù)約請求都遞增和無論何時(shí)對所述終端授予預(yù)約都遞減。
這種機(jī)制具有缺點(diǎn)，即對由不良傳輸條件產(chǎn)生的數(shù)據(jù)丟失特別敏感。本發(fā)明尤其包括對這種類型請求機(jī)制的改進(jìn)，以便保證能夠更好地對付數(shù)據(jù)丟失。
圖3表示按照本發(fā)明的請求機(jī)制的優(yōu)選實(shí)施例。當(dāng)將對主站傳輸請求時(shí)該機(jī)制由終端執(zhí)行。當(dāng)由終端i操作該機(jī)制的時(shí)刻稱為t。
在方框50中，終端I執(zhí)行測試來檢測可能的異常。為此目的它比較請求計(jì)數(shù)器值COUNT(i)和所考慮的時(shí)刻t與更早時(shí)刻t-P之間傳輸?shù)恼埱罂倲?shù)Σt-PtRESA(i,t),]]>P是足夠長的恢復(fù)周期以便在時(shí)刻t-P之前的請求預(yù)約在沒有異常時(shí)在時(shí)刻t已經(jīng)授權(quán)。
如果請求計(jì)數(shù)器值COUNT(i，t)在該時(shí)刻高于t-P與t(圖中的箭頭N)之間傳輸?shù)恼埱罂倲?shù)，這意味著發(fā)生了不正常事件，例如請求已經(jīng)丟失。該終端則在方框51N(COUNT(i)=0)重新設(shè)置其請求計(jì)數(shù)器COUNT(i)，并且將重新設(shè)置指示符F(i)設(shè)置為一(重新設(shè)置指示符將與來自該終端的請求一起傳輸?shù)街髡?，方?5)。然后它繼續(xù)方框52的操作。
如果不是(圖中箭頭Y)，已經(jīng)檢測出沒有異常。在方框51Y中重新設(shè)置指示符F(i)被設(shè)置為零，于是繼續(xù)方框52的操作。
在方框52中，該終端計(jì)算要請求的預(yù)約數(shù)量RESA(i，t)該預(yù)約數(shù)量等于包含時(shí)刻t時(shí)該終端i請求計(jì)數(shù)器值COUNT(i)減去在時(shí)刻t時(shí)該終端I傳輸存儲(chǔ)器中的包含的分組數(shù)量MEM(i，t)RESA(i，t)=MEM(i，t)-COUNT(i)。
在方框53中，該終端然后將所獲得的值RESA(i，t)存儲(chǔ)在具有長度P的FIFO(“先進(jìn)先出”)存儲(chǔ)器中。
在方框54中，該終端現(xiàn)在更新其請求計(jì)數(shù)器值COUNT(i)=COUNT(i)+RESA(i，t)然后，在方框55中，它將其請求在授權(quán)時(shí)間段內(nèi)發(fā)送R{RESA(i，t)；i；F(i)}，跟隨有效數(shù)據(jù)行列。
恢復(fù)周期P值的選擇是重要的。通常，將P值選擇得包括所述到和來自傳輸媒體的傳輸時(shí)間，加上由主站處理的時(shí)間，該時(shí)間取決于傳輸媒體占用程度和連接到通信系統(tǒng)的終端數(shù)量。為避免過頻繁重新設(shè)置操作，和因此減低共享資源的效率，P值應(yīng)當(dāng)估計(jì)得稍微高些。
圖4表示如何更新存儲(chǔ)在主站中的分配計(jì)數(shù)器ALLOC(i)的例子。在方框60中，主站接收發(fā)自終端請求R{RESA(i，t)；i；F(i)}。在方框61中，它檢測重新設(shè)置指示符F(i)。如果F(i)是正數(shù)(F(i)=1)，繼續(xù)方框62的操作。如果不是，它進(jìn)行到方框63。在方框62中，分配計(jì)數(shù)器ALLOC(i)被重新設(shè)置(ALLOC(i)=0)。然后繼續(xù)方框63的操作。在方框63中，分配計(jì)數(shù)器遞增請求R中表示的預(yù)約數(shù)量ALLOC(i)=ALLOC(i)+RESA(i，t)。
圖5，6和7表示利用本發(fā)明如圖2所示通信系統(tǒng)所獲得的結(jié)果，具有下列特性通信系統(tǒng)包括10個(gè)站，該站以相同方式產(chǎn)生對應(yīng)傳輸媒體占用率75％的業(yè)務(wù)，發(fā)出和相反的傳輸時(shí)間為0．5秒數(shù)量級，傳輸條件的退化發(fā)生在時(shí)刻t=300s，只對該終端i=K在6s期間產(chǎn)生數(shù)據(jù)丟失，P設(shè)置為10s。
圖5表示在具有按照現(xiàn)有技術(shù)的終端i=K(曲線1)和其它終端i≠K(曲線2)的請求裝置的傳輸存儲(chǔ)器平均等待時(shí)間DA(以秒表示)內(nèi)數(shù)據(jù)丟失的影響。經(jīng)歷數(shù)據(jù)丟失終端傳輸存儲(chǔ)器上平均等待時(shí)間不可避免地增加是明顯的。圖6表示作為時(shí)間函數(shù)的變量COUNT(i)和Σt-PtRESA(i,t)]]>的值，P=10s。出現(xiàn)唯一的異常檢測，因此在時(shí)刻t=320s唯一重新設(shè)置請求和分配計(jì)數(shù)器。
圖7表示在具有按照本發(fā)明的終端i=K(曲線1)和其它終端i≠K(曲線2)的請求裝置的傳輸存儲(chǔ)器DINV平均等待時(shí)間(以秒表示)，P=10s。該平均延遲對于該終端i≠K(曲線2)增加了短時(shí)間，然后返回到正常值。
權(quán)利要求
1．一種通信系統(tǒng)，包括主站(1)，傳輸媒體(3，4，5)和終端2，所述終端包括-用于向主站傳輸表示在傳輸媒體(RESA(i，t))上要授權(quán)給該終端的預(yù)約數(shù)量的請求(R)的裝置，-一個(gè)請求計(jì)數(shù)器(COUNT(i，t))，用于計(jì)數(shù)已經(jīng)由該終端請求還沒有授權(quán)的預(yù)約，-用于計(jì)算要請求的預(yù)約數(shù)量(RESA(i，t))，考慮請求計(jì)數(shù)器(COUNT(i，t))的值的裝置，而所述主站包括一組分配計(jì)數(shù)器(ALLOC(i))，每個(gè)連接一個(gè)終端，用于記述要授權(quán)給相關(guān)終端的預(yù)約，特征在于所述終端包括重新設(shè)置裝置，用于重新設(shè)置它們的請求計(jì)數(shù)器和用于向主站傳輸一個(gè)重新設(shè)置相關(guān)終端的分配計(jì)數(shù)器的重新設(shè)置指示符(F(i))。
2．權(quán)利要求1中所要求的一種通信系統(tǒng)，特征在于所述終端包括異常檢測裝置(50)和啟動(dòng)裝置(51N)，用于當(dāng)檢測到異常時(shí)啟動(dòng)所述重新設(shè)置裝置。
3．權(quán)利要求2中所要求的一種通信系統(tǒng)，特征在于所述異常檢測裝置包括比較裝置，用于比較時(shí)刻t的所述請求計(jì)數(shù)器值與所述時(shí)刻t與更早時(shí)刻t-P之間所傳輸?shù)恼埱罂倲?shù)，P是對于在時(shí)刻t-P之前請求的預(yù)約在沒有異常時(shí)被授權(quán)的足夠長時(shí)間段。
4．一種終端(2)，設(shè)計(jì)用于一種包括傳輸媒體(3，4，5)和一個(gè)主站(1)的通信系統(tǒng)，該終端包括-用于向主站傳輸表示傳輸媒體上授權(quán)給該終端的預(yù)約數(shù)量(RESA(i，t))的請求的裝置，-一個(gè)請求計(jì)數(shù)器(COUNT(i，t))，用于計(jì)數(shù)由該終端已經(jīng)請求還沒有被授權(quán)的預(yù)約，-計(jì)算裝置，用于計(jì)算要請求的預(yù)約數(shù)量，考慮請求計(jì)數(shù)器的值，特征在于它進(jìn)一步包括重新設(shè)置裝置(51N)，用于重新設(shè)置所述請求計(jì)數(shù)器和用于向主站傳輸存儲(chǔ)在主站(1)中的分配計(jì)數(shù)器(ALLOC(i))的重新設(shè)置指示符(F(i))，該分配計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)授權(quán)給該終端的預(yù)約。
5．權(quán)利要求4中所要求的一種終端，特征在于它包括異常檢測裝置(50)和啟動(dòng)裝置(51N)，用于當(dāng)檢測到異常時(shí)啟動(dòng)所述重新設(shè)置裝置。
6．權(quán)利要求5中所要求的一種終端，特征在于所述異常檢測裝置包括比較裝置，用于比較時(shí)刻t的所述請求計(jì)數(shù)器值與所述時(shí)刻t與更早時(shí)刻t-P之間所傳輸?shù)恼埱罂倲?shù)，P是對于在時(shí)刻t-P之前請求的預(yù)約在沒有異常時(shí)被授權(quán)的足夠長時(shí)間段。
7．一種使終端(2)可以被主站(1)在傳輸媒體(3)上授權(quán)一定的預(yù)約數(shù)量的請求程序，所述程序具體包括-更新表示已經(jīng)被請求還沒有被授權(quán)的預(yù)約數(shù)量的請求計(jì)數(shù)器(COUNT(i，t))，-計(jì)算請求的預(yù)約數(shù)量(RESA(i，t))，考慮該請求計(jì)數(shù)器的值，特征在于所述程序包括重新設(shè)置步驟，用于重新設(shè)置請求計(jì)數(shù)器值(51N)和用于向主站傳輸(55)存儲(chǔ)在主站中的分配計(jì)數(shù)器(ALLOC(i))的重新設(shè)置指示符(F(i))，該分配計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)授權(quán)給該終端的預(yù)約。
8．權(quán)利要求7中所要求的一種請求程序，特征在于它包括異常檢測步驟(50)，和無論何時(shí)檢測到異常執(zhí)行所述重新設(shè)置步驟(51N)。
9．權(quán)利要求8中所要求的一種請求程序，特征在于異常檢測步驟包括比較步驟，比較時(shí)刻t的所述請求計(jì)數(shù)器值與所述時(shí)刻t與更早時(shí)刻t-P之間所傳輸?shù)恼埱罂倲?shù)，P是對于在時(shí)刻t-P之前請求的預(yù)約在沒有異常時(shí)被授權(quán)的足夠長時(shí)間段。
10．一種更新至少通信系統(tǒng)主站的一個(gè)計(jì)數(shù)器(ALLOC(i))的方法，所述計(jì)數(shù)器與所述通信系統(tǒng)的終端(2)相關(guān)，特征在于它包括所述計(jì)數(shù)器的預(yù)備重新設(shè)置步驟(62)，由所述終端根據(jù)接收(61)的重新設(shè)置指示符(F(i))執(zhí)行該步驟。
全文摘要
本發(fā)明涉及包括主站,傳輸媒體和終端的通信系統(tǒng)。終端向主站發(fā)送請求用于使它們在傳輸媒體的預(yù)約授權(quán)。每個(gè)請求表示大量預(yù)約。以公知的方法根據(jù)在終端傳輸存儲(chǔ)器中等待的數(shù)據(jù)分組數(shù)量獲得預(yù)約數(shù)量(MEM(I,t)),從中減去已經(jīng)請求但還沒有授權(quán)(由請求計(jì)數(shù)器COUNT(i,t)計(jì)數(shù))的預(yù)約數(shù)量。一旦接收到請求,主站將表示的預(yù)約數(shù)量(RESA(i,t))加入到與請求終端(i)相關(guān)的分配計(jì)數(shù)器(ALLOC(i))中。本發(fā)明改善了請求方法,以便使其對數(shù)據(jù)丟失不敏感。它包括對請求計(jì)數(shù)器COUNT(i,t)和分配計(jì)數(shù)器(ALLOC(i))的重新設(shè)置,例如當(dāng)在數(shù)據(jù)傳輸中檢測到異常時(shí)(51)。應(yīng)用領(lǐng)域:交互衛(wèi)星分布網(wǎng)絡(luò)。
文檔編號H04B7/155GK1292187SQ99803507
公開日2001年4月18日 申請日期1999年12月24日 優(yōu)先權(quán)日1999年1月6日
發(fā)明者M·貝拉達(dá), A·布拉雅爾 申請人:皇家菲利浦電子有限公司