基于改进争用的媒体接入机制的制作方法

专利名称：基于改进争用的媒体接入机制的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信节点的网络中的争用的领域。具体来说，本发明 涉及通信网络的主节点装置、通信网络的从节点装置、包括主节点装 置和至少一个从节点装置的网络以及节点的网络中的争用的方法。
背景技术：
各种基于争用的媒体接入才/L制用于多个不同的通信网络协议。例
如，在IEEE 802.16标准中，上行数据流(upstream)信道基于TDMA， 并且由固定大小的小时隙(minislot)组成的各上行数据流帧分为测距周 期(ranging period)、争用周期和数据发送周期。图1示出按照正EE 802.16标准的两个连续上行数^^流帧以及多个连续争用周期(即连续 帧的争用周期)。争用周期的每个小时隙对应于用于将带宽请求消息从 订户台(subscriber station)(SS)发送到主站(master station)(MS)的机会。 因此，各SS在争用周期中必须不发送超过一个带宽请求消息，并且 ss用来发送消息的小时隙(伪)随机地确定。在争用周期的小时隙中同
时传送两个或更多带宽请求消息时，可说是在小时隙中产生了冲突，
并且MS无法连续接收冲突消息。由发送SS直接或间接地检测这种情 况，并在下一帧的随机小时隙中重传冲突带宽请求消息。图l示出帧 K-l中的两个成功传送请求以及帧K中的两个冲突请求。显然，当请 求相互冲突时，纟某体接入延迟增加。
在从专利申请US20060116O92和EP07110084中可了解的波束方 向性可控天线(设置成提供不同波束方向的定向天线)通信网络节点的 情况下，因冲突请求引起的接入延迟的增加极为不利，因为要求节点 执行的路径扫描活动增加节点间的连续通信可能性之间的时间间隔。
在这样一种系统中，两个节点的波束方向的各组合对应于节点之间可 能的通信路径。在执行路径扫描时，连续转接通信路径(例如每帧一条 路径)，并且节点之间的通信仅在当前所选通信路径对于传送信息实际 上是可靠的时才是可能的。由于可能的通信路径中只有极少数对于传 送信息才是实际上可靠的，因此，这增加节点间的连续通信可能性之 间的时间间隔(例如多个帧)。因此，基于现有技术争用的媒体访问机 制对这种系统的应用导致极大的^^妄入延迟。
正EE 802.16上行数据流帧的测距周期还像争用周期那样用于争 用目的。测距周期用于初始测3巨，其中，先前未连^:到网络的节点可 通过向MS发送对应消息，自4亍向网络指明其存在和识别码。显然， 相对于测距周期，出现对于争用周期发生的同样问题。
但是，本发明还有利地用于更广义概念的争用系统，下面进行描述。
在争用中，竟争者节点(contestant node)竟争通信网络中的权限 (right)或状态(status乂例如通信网络的传输介质的通信信道的独占发送 权)。并不是可允许网络的所有节点参与争用，并且并不是允许参与争 用的所有节点可以实际上参与争用并通过发送争用参与消息来成为竟 争者节点。通过使用多址(例如频分多址、时分多址、码分多址及其通 信)的方法，物理传输介质可提供多个通信信道。与争用关联的是多个 通信信道。通信信道的每一个可用于向争用主节点传送一个争用参与 消息。准确来说，各通信信道是单接入通信信道，表示只有一个而不 是两个或更多竟争者节点可使用通信信道以便向主节点传送争用参与 消息。对于每一个竟争者节点，定义作为取自多个通信信道的通信信 道的集合的争用窗口(window)。在争用中，各竟争者节点从节点的争 用窗口中(伪)随机地选择通信信道，并使用所选通信信道来发送争用 参与消息。因此，当至少两个竟争者节点确实使用同一个通信信道时， 发生争用参与消息的冲突，这表示争用主控(master)无法成功地接收到 冲突争用参与消息。当通信信道的集合的至少一个集合与通信信道的
集合的至少另一个集合相互重叠时，可能发生冲突(以大于零的某个概 率发生)。存在争用方案，其中所有集合重叠或者甚至是相同的。但是， 一般来说，通信信道的集合根椐(伪)随机过程来确定，使得它不能说
成关于哪些集合相互重叠是先验的。因此，可以说使用单接入通信 信道来发送各争用参与消息，单接入通信信道适合于传送正好一个争 用参与消息并且适合于仅在由竟争者节点的正好一个节点访问时才传 送所述正好一个争用参与消息；以及存在两个或更多竟争者节点正使 用(即，正访问)同一个通信信道以便发送争用参考消息的大于零的概 率。这可通过又一种方式来阐明。由于各通信信道可看作是争用主节 点的接收信道，因此可以说，存在由不同竟争者节点所发送的争用参 与消息在争用主节点的接收信道中相互冲突、因而无法由争用主控接 收的大于零的概率。
争用参与消息允许标识发送节点(例如通过包含发送节点的标识 符或者通过包含唯一标识发送节点的实体的标识符)。可以准确地预先 定义权限或状态。另一方面，争用参与消息可包含(更准确地)描述竟 争者节点希望通过参与争用得到的权限或状态。当争用主控成功地接 收到争用参与消息时，它将判定是否容许该权限或状态及其程度。状 态可包括(独占)使用通信网络的资源的权限。
最后，在不容许该状态时，竟争者节点可根据另一个争用窗口、 即根据取自多个通信信道的通信信道的另 一个集合来重试发送争用参 与消息。这个另 一个集合可包舍与通信信道的初始或先前集合不同数 量的通信信道(例如在截取二进制指数补偿类型的争用解决方案中，这 个另 一个集合将包含比通信信道的初始或先前集合更多的通信信道)。 因此，每个集合的通信信道的数量可取决于竟争者节点发送争用参与 消息的先前尝试的次数。
本发明所要解决的问题是提供争用通信网络中的权限或状态的改 进方法，以及提供l喿作改进方法的通信装置和网络。

发明内容
这个问题通过在包括从节点的网络中的争用的方法得到解决，所
述从节点包括一组第一从节点，该方法包括以下步骤由参与争用的 每一个第一从节点在与第一从节点相关联的争用窗口中发送两个或更 多争用参与消息。
发送至少两个争用参与消息的优点在于，可增加连续传送至少一 个争用参与消息的概率。 一组第 一从节点可包括所有从节点。
有利的是，该方法包括以下步骤自动确定将由每个第一从节点 发送的争用参与消息的数量，由此，如果所确定数量等于或大于二， 则执行由参与争用的每一个第一节点发送两个或更多争用参与消息的 步骤，并且两个或更多争用参与消息的数量由所确定数量给出，以及 如果争用参与消息的所确定数量为一，则不是执行由参与争用的每一
个第一从节点发送两个或更多争用参与消息的步骤，而是执行由参与
争用的每一个第一从节点在与第一从节点相关联的争用窗口中发送一 个争用参与消息的步骤。
有利的是，网络包括主节点，所述主节点包括辐射或波发射器 (wave emitter)和接收器，由此所述第一组第一从节点仅包括主节点能 够根据辐射或波发射器和接收器的发射和接收的共同方向(common direction)与其通信的从节点。
有利的是，自动确定争用参与消息的数量的步骤基于被允许参与 争用的第一从节点的数量。
有利的是，自动确定争用参与消息的数量的步骤基于预计参与争 用的第一从节点的数量。
有利的是，重复执行自动确定争用参与消息的数量的步骤。
有利的是，该方法包括以下步骤分别在信标(beacon)周期和后续 争用周期中，将信标信号从主节点重复发送到所述从节点并且将争用 参与消息从所述从节点重复地发送到主节点。
有利的是，所述信标周期和所述后续争用周期共同形成路径扫描周期，由此，给定路径扫描周期的、并由给定从节点发送的争用参与 消息以及所述给定路径扫描周期的信标信号使用同 一个通信路径来传 送，以及至少两个不同路径扫描周期的、并由给定从节点发送的争用 参与消息以及所述至少两个不同路径扫描周期的信标信号使用不同通 信路径来传送。
有利的是，该方法包括以下步骤对于每一个第一从节点，确定 第一从节点是否在给定信标周期中连续接收到信标信号，并且对于每 一个第一^^人节点，确定通信信道的集合，各通信信道适合于传送正好 一个争用参与消息，所述通信^f言道的集合对应于与第一从节点关联的
所述争用窗口，因此，如果确定在给定信标周期中由第一从节点其中 之一连续接收到信标信号，则确定通信信道的集合包括来自给定信标 周期之后的争用周期所提供的通信信道中的通信信道，以及如果确定 在给定信标周期中没有连续接收到信标信号，则确定所述通信信道的 集合不包括来自给定信标周期之后的争用周期所提供的通信信道的通 信信道。
此问题还通过包括从节点的通信网络的主节点装置得到解决，所 述从节点包括一组第一从节点，所述主节点装置包括通信单元，它可 用于接收在与 一个第 一从节点相关联的争用窗口中从那个第 一从节点 发送的两个或更多争用参与消息，选择所接收的两个或更多争用参与 消息其中之一以便进一步处理，以及忽略其它争用参与消息。
有利的是，通信单元适合于确定将由每个第一从节点发送的争用 参与消息的数量，并发送所确定数量的争用参与消息。
有利的是，通信单元包括辐射或波发射器和接收器，由此所述一 组第一从节点仅包括主节点装置能够根据辐射或波发射器和接收器的 发射和接收的共同方向与其通信的从节点。
有利的是，争用参与消息的所确定数量取决于净支允许发送争用参 与消息的第 一从节点的数量。
有利的是，争用参与消息的所确定数量取决于预计发送争用参与
消息的第一从节点的数量。
有利的是，通信单元适合于重复确定争用参与消息的数量，并将 它设置成第一从节点。
有利的是，通信单元适合于分别在信标周期和后续争用周期中重 复发送信标信号并接收争用参与消息。
有利的是，所述信标周期和所述后续争用周期共同形成路径扫描 周期，由此，使用发射和接收的相同方向来发送和接收给定路径扫描 周期的信标信号和争用参与消息，并使用发射和接收的不同方向来发 送和接收至少两个不同路径扫描周期的信标信号和争用参与消息。
这个问题通过包括从节点的通信网络的从节点装置进一 步得到解 决，所述从节点包括一组第一从节点，所述从节点装置是所述一组第 一从节点的成员，所述从节点装置包括通信单元，它适合于在与从节 点装置相关联的争用窗口中发送两个或更多争用参与消息。
有利的是，从节点装置包括控制单元，它适合于确定将在争用窗 口中发送的争用参与消息的数量。
有利的是，在从节点装置所接收的信号中指明争用参与消息的数 量，并且控制单元适合于根据所4妄收信号来确定争用参与消息的数量。
有利的是，控制单元适合于重复确定争用参与消息的数量。
有利的是，通信单元适合于分别在信标周期和后续争用周期中重 复接收信标信号并发送争用参与消息。
有利的是，所述信标周期和所述后续争用周期共同形成路径扫描 周期，由此，使用发射和接收的相同方向来接收和发送给定路径扫描 周期的信标信号和争用参与消息，并使用发射和接收的不同方向来接 收和发送至少两个不同路径扫描周期的信标和争用参与消息。
有利的是，控制单元适合于确定通信单元是否在给定信标周期中 连续接收到信标信号，并确定通信信道的集合，各通信信道用来传送 正好一个争用参与消息，所述通信信道的集合对应于所述争用窗口 ， 因此，如果确定在给定信标周期中连续接收到信标信号，则确定所述
通信信道的集合包括来自给定信标周期之后的争用周期所提供的通信 信道中的通信信道，以及如果确定在给定信标周期中没有连续接收到 信标信号，则确定所述通信信道的集合不包括来自给定信标周期之后 的争用周期所提供的通信信道中的通信信道。
可能的是，装置可以是主节点装置和从节点装置，并在角色之间 动态改变。
此问题通过包括根据本发明的主节点装置以及根据本发明的至少 一个从节点装置的通信网络进一步得到解决。


图1示出正EE 802.16 MAC协议的上行数据流帧结构。 图2示出根据本发明的实施例的网络。
图3示出本发明的实施例的主站节点和订户台节点的示意图。 图4示出根据本发明的实施例的帧结构。
图5示出根据本发明的实施例发送的带宽请求消息的一个示例。 图6示出表示订户台节点所执行的过程的流程图。 图7示出表示主站节点所执行的过程的流程图。
具体实施例方式
本发明的通信网络可基于任何传输介质，作为示例包括RF、光IR 和超声传输介质。通信网络可以是有线或无线的。通信网络可以是通 信节点的任何网络，它例如可以是电信网络、包括单个装置或者可以 是单个装置的组成部分的计算才几网络(例如计算机或多核处理器中的 数据总线连同所连接装置)。网络中的通信例如可基于全向(宽波束)天 线或定向(窄波束)天线以及它们的组合。通信网络例如可以是单载波 系统或多载波系统。
下面将描述根据本发明的通信网络3的一个实施例。如图2所示， 网络3包括主站(MS)节点1和多个订户台(SS)节点2-1、 2-2、 2-3、 2-4。
在没有对特殊ss节点进行寻址或者在对多个ss节点进行寻址时，将
使用参考标号2。 MS 1具有波束方向性可控天线，其中具有发射和接 收的四个方向，从而产生发射和接收的四个通道(comdor)，它们标记 为I至IV，数量四只是一个示例。除了在图2中表示为不重叠之外， 通道可以重叠。SS 2-3处于第一通道I中，并使用发射和接收的对应 第一方向来与MS1进行通信。SS2-1和2-2处于第二通道II中，并根 据发射和接收的对应第二方向来与MS 1进行通信。SS 2-4处于第四通 道IV中，但是由于阻挡通信路径的视线的阻挡物体20以及反射发送 信号的反射物体21而得到弯曲通信路径，SS 2-4根据与第三通道111 对应的发射和"^收的第三方向来与MS 1进行通信。除了图2中未示 出之外，SS 2可根据MS 1的发射和接收的一个以上方向来与MS 1进 行通信。
图3示出MS节点1和SS节点2。 MS 1包括通信单元4-l。通信 单元4-l包括发送和接收部分5-l以及控制单元6-l。发送和接收部分 5-1包括常规波束方向性可控定向天线7-1和常规天线馈电电路8-1。 SS 2包括通信单元4-2。通信单元4-2包括发送和接收部分5-2以及控 制单元6-2。发送和接收部分5-2包括常规波束方向性可控定向天线7-2 和常规天线馈电电路8-2。控制单元6-l、 6-2可使用任何信息处理技 术来实现，例如硬连线逻辑、可编程微处理器以及易失性和非易失性 存储器。MS 1和SS 2可包括其它单元和子单元、如电源，但这些是 技术人员已知的，为了清晰起见，图3中未示出。为节点l、 2配备了 波束方向性可控定向天线(beam steering directional antenna)7(即，具有 多个可选择天线方向的天线)。与传统全向天线相比，定向天线7提供 许多有益效果。最重要的包括空间再使用、覆盖范围和低干扰的显著 增加。MS天线方向和SS天线方向的每个组合对应于空间不同的通信 路径。因此，在节点1与2之间提供路径分集。在专利申请
天线的这样一种系统的一个使用情况。在该实施例中，各SS节点从八
个通信信道中选择用于发送带宽请求消息9(消息9如图5所示)，由此， 数量八只是一个示例。
图4示出根据本发明的实施例的帧结构。所示的是两个连续帧i 和i+l，由此，索引i对帧计数。各帧包括信标周期IO、争用周期12、 上行链路数据周期14和下行链路数据周期16，在其中分别发送和接 收信标IO、带宽请求消息9、上行链路数据14和下行链路数据16(在 周期IO、 14和16的情况下，没有将单独的参考标号用于周期和相应 的数据)。信标周期IO和下行链路数据周期14对应于下行链路(将数据 从MS 1传送到SS 2)。争用周期12和上行链路数据周期16对应于上 行链路(将数据从SS 2传送到MS 1)。信标周期10和争用周期12包含 在扫描周期中，而上行链路数据周期14和下行链i 各数据周期16包含 在争用周期12之后的数据周期中。在数据周期中可存在多个上行链路 数据周期14和下行链路数据周期16，下面进行描述。争用周期12包 括八个时隙(TS)18-1至18-8，它们对应于八个通信信道。MS 1是争用 主节点，而SS 2是竟争者节点。根据信标10来提供MS 1与SS 2之 间的同步。还根据信标10来确定信道质量。
首先描述MS 1仅与一个SS 2进行通信的情况。在给定帧的信标 周期IO和争用周期12中，使用同一个通信路径Ps。更正式来说，在 帧i的扫描周期中使用路径Ps(i)。路径Ps逐帧改变(定期(例如循环)转 才妄MS 1和SS2的天线方向，因此，MS1的天线方向或者SS2的天 线方向的任一个或者两个天线方向发生改变)。因此，P《i+1)不等于 Ps(i)。在路径Ps为活动时，测量路径Ps的信道质量，并获得对应信道 质量信息。路径Ps还用来交换控制信息(例如天线控制信息)。信道质 量测量和控制信息交换基于信标周期IO和争用周期12和/或这些周期 中所传送的数据(即信标10和带宽请求消息9)，但是也可涉及其它周 期以及在扫描周期中使用路径Ps在MS 1与SS 2之间传送的数据/信 号。路径Ps的定期(例如循环)切换(switching)对应于上述路径扫描。路 径Ps对应于MS 1的发射和接收的方向以及SS 2的发射和接收的方向。
在给定多个SS2的情况下，MS1的操作未改变，而每个SS2就 像之前描述的示范SS2那样进行操作。在这种情况下，存在多条路径 Ps,因此，MS 1的发射和接收的方向对于所有路径是相同的，而各个 SS 2的发射和接收的方向可以是不同的(无论如何，SS 2的发射和接收 的方向相对于SS 2的取向(orientation))。为了描述这种情况，引入新的 实体Ds。 D"i)表示帧i的路径扫描周期中的天线方向组，并且包括那 条路径扫描周期中的MS 1的发射和接收的方向以及SS 2的发射和接 收的方向(每个SS2—个)。
现在，给出关于包括上行链路数据周期14和下行链路数据周期 16的数据周期的说明。再次首先描述MS 1仅与一个SS 1进行通信的 情况。在给定帧的上行链路数据周期14和下行链路数据周期16中使 用同一个通信路径Pc。更正式来说，在帧i的上行链路数据周期14和
下行链路数据周期16中使用路径Pe(i)。路径Pe(i+l)时常等于路径Pc(i)。 路径Pe用于通过路径Pe进行连4^的MS 1与SS 2之间的(主要或高带
宽)数据交换，并且称作当前路径。
信道质量信息用来构建和更新通信路径候选表。在当前通信路径
Pc变得退化(degraded)或阻塞(例如由于移动到路径中的物体)的情况 下，MS 1和MS2通过将其天线转到其它方向，根据通信路径候选表 将另一条路径设置为下一帧中的当前通信路径Pc，如专利申请 US20060116092和EP07110084中所述。
引入实体Dc以便描述多个SS2根据MS 1的发射和接收的共同方 向来与MS1进行通信的情况。在这种情况下，MS1的操作未改变， 而每个SS 2就像之前描述的示范SS 2那样进行操作。De(i)表示上行链 路数据周期14和下行链路数据周期16中的天线方向组，并且包括那 个周期中的MS 1的发射和接收的(共同)方向以及SS 2的发射和接收 的方向(每个SS2—个)。
现在处理多个SS2根据MS 1的发射和接收的多个方向来与MS 1 进行通信的情况。在这种情况下，MS 1的发射和接收的方向在给定帧的数据周期中可以仍然保持恒定，并且可以仅对于不同帧的数据周期
改变。但是，这对应于以上所述的情况。另一方面，MS1的发射和接 收的方向可在给定帧的数据周期之内改变。在这种情况下，给定帧的 数据周期将包括多对上行链路数据周期14和下行链路数据周期16。 对于每一对，MS 1和对应SS2按照上述方式进行操作。对于每一对， MS 1的发射和接收的方向是恒定的，并且与每一对相关联的是描述 MS l和SS2所使用的发射和接收的方向的变量Dc，如上所述。对于 不同对，MS 1的发射和接收的方向有所不同。
在该实施例中，在单个争用周期12中提供争用窗口，该窗口提供 SS2通信信道18的集合，从该集合中选择用于发送对应数量的争用参 与消息9(带宽请求消息9)的多个通信信道18。另外，由争用周期12 中所提供的通信信道18(时隙18)来给出争用窗口，该窗口提供通信信 道18的集合，SS 2从该集合中选择用于发送对应数量的争用参与消息 9(带宽请求消息9)的多个通信信道18。换言之，由争用周期12给出争 用窗口。
在更详细地描述实施例之前，将说明根据现有技术的基于争用的 々某体接入的一个示例以及发送一个以上争用参与消息的有益效果。
在假定两个SS2参与争用的情况下，则根据现有技术，两个SS2 的每一个将随机选择争用周期12的八个时隙18其中之一，并且将使 用所选时隙18来发送一个带宽请求消息9。当两个SS2正使用同一个 时隙18时存在冲突，并且MS无法接收到带宽请求消息9。这种情况 下冲突的概率为1/8。这个概率对应于争用周期12中发送带宽请求的 失败概率。
但是，在本发明的情况下，假定两个SS2的每一个从争用周期12 的八个时隙18中随机选择两个时隙18并且使用随机选择的两个时隙 18来发送两个带宽请求消息9,两个消息9相互冲突的概率为1/28。 这个概率对应于争用周期12中发送带宽请求的失败概率。这样，通过 在争用周期12中发送一个以上带宽请求消息9,可极大地减小发送带
宽请求的失败概率、因此极大地减小接入延迟。在多个带宽请求消息
9的情况下，区分对应于将要传送的信息的带宽请求与各保持这个信 息的带宽请求消息9是适当的。^旦是必须注意，仅当参与争用的SS2 的数量较小时，才减小失败概率。当该数量变得很大时，发送一个以 上消息9的效果将会相反，并且失败概率将会增加。
两个SS2-1、 2-2发送两个带宽请求消息的一个示例如图5所示。 第一SS2-1已经选择时隙18-2和18-5，并使用所选时隙来传送两个带 宽请求消息9-1和9-2。第二 SS 2-2已经选择时隙18-2和18-7,并使 用所选时隙来传送两个带宽请求消息9-3和9-4。尽管消息9-1和9-3 相互冲突的事实，但带宽请求的发送对于SS 2-1和2-2将是成功的， 因为消息9-2和9-4没有沖突并且可由MSl连续接收。要注意，在使 用定向天线的系统中，与使用全向天线的系统相比，可极大地减少由 MS1的特定天线方向所覆盖的SS2的数量。已经描述了每个SS2和 每个争用窗口 (争用周期12)发送一个以上带宽请求消息9的有益效果， 现在更详细地描述本发明的实施例。
SS 2的每一个的通信单元4-2能够判定是否连续(successively)接 收到信标10。例如可根据信标10中包含的已知前同步码以及根据使 用检错码进行编码的信标10来进行这种判定。例如，当前同步码的正 确接收符号的数量超过某个阈值并且当检错码没有指明发送差错时， 认为信标被连续接收。在不满足这个条件时，认为信标10未被成功接 收。
图6示出SS 2的每一个所执行的过程的流程图。 在步骤S10中，SS2尝试接收下一个信标10，并进入步骤S12。 信标10包括控制信息，它指明SS 2在争用窗口中将使用多少时隙18/ 带宽请求消息9来传送带宽请求。为了提供公平性，要使用的时隙18 的数量对于接收信标10的所有SS2都是相同的。此外，可将SS2分 为特定优先级类，由此仅在一组SS 2之内提供公平性(即相同数量的 时隙9)。
在步骤S12中，控制单元6-2确定是否在步骤S10成功接收到信 标10。如果没有，则过程返回到步骤SIO。如果是，则过程进入步骤 S14。
在步骤S14中，控制单元6-2根据所接收控制信息来确定时隙18/ 带宽请求消息9的数量n。此后，过程进入步骤S16。
在步骤S16中，控制单元6-2确定是否需要参与争用。如果否， 则过程返回到步骤SIO。如果是，则过程进入步骤S18。
在步骤S18中，控制单元6-2从争用周期12中随机(均等概率分 布)选择n个时隙18，并传送n个带宽请求消息9，每个所选时隙一个 消息9。带宽请求消息9可对应于任何类型的带宽请求。例如，带宽 请求消息9可请求下行链路和/或上行链路数据发送容量(例如在上行 链路数据周期14和下行链路数据周期16中)，可请求单个数据流或多 个数据流的带宽，可以是增量或合计请求，并且可指定相关服务质量。 此后，该过程返回到步骤SIO。
MS 1的控制单元6-1可用于确定SS 2的每一个将在争用窗口中用 来传送带宽请求的时隙18/带宽请求消息9的数量。这个数量可以是但 不要求是某种意义上的最佳数。例如，该数量可使接入延迟为最小， 但除了接入延迟之外的其它特性也可以是相干的。例如，该数量可通 过公式给出，该公式提供较好的系统性能并且是较容易计算的。然而， 可以设想，MS 1所确定的时隙(发送概率)18的数量取决于参与争用的 SS 2的估计数量。例如，要使用的时隙18的数量可随参与争用的SS 2 的估计数量单调减小。可根据^皮允许参与争用的SS 2的数量来估计参 与争用的SS 2的数量。还可根椐例如存储在通信单元4-1的存储装置 (未示出)中、SS 2的通信状态和/或通信历史记录来估计参与争用的SS 2的数量。通信状态和通信历史记录具体可分别包括带宽分配状态和 带宽分配历史记录。通信状态和通信历史记录可分别包括争用状态和 争用历史记录(即，指明节点在过去利用其权限来参与争用的方式的历 史记录)。除了提供SS 2的每一个特定的信息之外，通信状态和通信
历史记录还可包含与平均SS 2相关的统计信息。还可根据SS 2的类 型、通信容量和/或信息处理容量来估计参与争用的SS2的数量。 一般 来说，对于某种争用，将参与争用的SS的数量与被允许参与争用的 SS的数量相同。作为补充或替代，SS2的每一个将在争用窗口中用来 传送带宽请求的时隙18/带宽请求消息9的数量可能取决于争用周期 12中的时隙18的数量或者取决于争用周期12中的可用时隙18的数 量。对于每一帧，MS 1将计算正参与争用的SS 2的数量的新估计， 并且将计算要使用的时隙18的新数量。
图7示出MS 1所执行的过程的流程图。
在步骤S20中，控制单元6-1确定SS 2的每一个将在下一个争用 窗口 (争用周期12)中用来传送带宽请求的时隙18/争用参与消息9的数 量。为了提供公平性，要使用的时隙18的数量对于所有SS 2都是相 同的。此外，可将SS 2分为特定优先级类，因此仅在一组SS2之内 提供公平性(即相同数量的时隙18)。此后，过程进入步骤S22。
在步骤S22中，通信单元4-1使用当前帧的扫描周期的发射和接 收的方向来发送信标IO，其中包含指明在步骤S20所确定的、要使用 的时隙18/争用参与消息9的数量的控制信息。此后，过程进入步骤 S24。
在步骤S24中，MS 1使用当前帧的扫描周期的发射和接收的方向， 尝试接收来自SS2的带宽请求消息9。此后，过程进入步骤S26。
对于每一个成功接收的带宽请求(即，在成功接收到与带宽请求对 应的至少一个带宽请求消息9时)，MS 1判定是否容许所请求带宽以 及容许的程度。为了实现这个方面，执行步骤S26和S28。
在步骤S26中，控制单元6-1对于SS 2的每一个来选择争用周期 中从SS 2所接收的带宽请求消息9的第一个，以便进一步处理。此后， 过程进入步骤S28。
在步骤S28中，所选消息由MS 1采用常规装置(它可以是或者可 以不是通信单元4-l的组成部分，并且例如可以是控制单元6-l的组成
部分)、以技术人员已知的常规方式来处理，这里不作进一步描述。此
后，过程返回到步骤S20，并对下一帧重复进行。
清楚地看到，带宽请求消息9只是争用参与消息的一个示例，并 且相对于带宽请求消息9给出的任何规范(spec迅cation)在可能的情况 下都应当看作相对于一般争用参与消息所给出。
清楚地看到，时隙18只是通信信道的一个示例，并且相对于时隙 18给出的任何规范在可能的情况下都应当看作相对于一般通信信道所 给出。
在前面所述的实施例中，节点1与2之间的信息发送还可基于 OF画。
在上文中，假定在单个争用周期12中提供争用窗口，它提供SS2 从其中选择用于发送对应数量的争用参与消息9(带宽请求消息9)的多 个通信信道18的通信信道18的集合。另外，假定由争用周期12中所 提供的通信信道18来给出争用窗口 ，该窗口提供通信信道18的集合， SS 2从该集合中选择用于发送对应数量的争用参与消息9(带宽请求消 息9)的多个通信信道18。可提供其中不满足这些假设的备选实施例， 除了以下所述的某些明显改变(adaption)和明显差别之外，备选实施例 与上述实施例相同。
在备选实施例中，在多个争用周期12中提供通信信道18的集合， SS 2从该集合中选择用于发送对应数量的争用参与消息9(带宽请求消 息9)的多个通信信道18。在这种情况下，对于某些种类的带宽请求消 息(例如增量带宽请求)，MS 1可能需要用于选择一个带宽请求消息的 附加通信规则或附加信息。例如，MS 1可假定在通过向SS 2发i^t 应信息来容许带宽请求之后从SS 2所，接收的第一带宽请求消息9对应 于新的带宽请求，因此选择所接收消息9。或者，在另一个示例中， SS 2可将带宽请求的标识符包舍在那个请求的各带宽请求消息9中。 在这种情况下，MS 1选择从SS 2所接收的、具有与从SS 2(最近)接收 的标识符不同的标识符的第一带宽请求消息9。从其中选择该标识符
的空间无需很大。
在另一个备选实施例中，SS2从其中选择用于发送对应数量的争 用参与消息9(带宽请求消息9)的多个通信信道18的通信信道18的集 合由争用周期12中提供的通信信道18来给出或者仅包含其中的一部 分。
该备选实施例和另外的备选实施例的组合是可行的。例如，在根 据截取二进制指数补偿类型的争用解决方案来改变争用窗口的长度的
自适应系统的情况下。这可通过以下方式来获得对于SS2传送带宽 请求的第一次尝试，通信信道18的集合由争用周期12的通信信道18 的一半来给出。对于第二次尝试，通信信道18的集合由来自争用周期 12的所有通信信道18组成，以及对于第三次尝试，通信信道的集合 由两个争用周期12的通信信道18组成。
虽然参照具体实施例描述了本发明，但这只是作为示例，而不应 当看作是限制所要求的保护范围，保护范围仅由所附权利要求书来确 定。
权利要求
1.一种包括从节点(2)的通信网络(3)的主节点装置(1)，所述从节点包括一组第一从节点(2)，所述主节点装置(1)包括通信单元(4-1)，可用于接收在与一个第一从节点(2)相关联的争用窗口(12)中从那个第一从节点(2)发送的两个或更多争用参与消息(9)，选择所接收的两个或更多争用参与消息(9)其中之一以便进一步处理，并忽略其它消息。
2. 如权利要求1所述的主节点装置(l)，其中 所述通信单元(4-l)适合于确定将由每个第一从节点(2)发送的争用参与消息(9)的数量，以及 发送所确定数量的争用参与消息(9)。
3. 如权利要求2所述的主节点装置(1),其中 所述通信单元(4-l)包括辐射或波发射器和接收器(7-l)，由此 所述一组第一从节点仅包括从节点(2-l， 2-2)，所述主节点装置(l)能够根据所述辐射或波发射器和接收器(7-l)的发射和接收的共同方向 来与所述从节点通信。
4. 如权利要求2或3所述的主节点装置(1),其中争用参与消息(9)的所确定数量取决于^皮允许发送争用参与消息(9) 的第一从节点(2)的数量。
5. 如权利要求2、 3或4所述的主节点装置(1),其中争用参与消息(9)的所确定数量取决于预计发送争用参与消息(9) 的第一从节点(2)的数量。
6. 如权利要求2至5中的任一项所述的主节点装置(l)，其中 所述通信单元(4-l)适合于重复确定争用参与消息(9)的所述数量并将该数量发送给所述第 一从节点(2)。
7. 如以上权利要求中的任一项所述的主节点装置(l)，其中 所述通信单元(4-l)适合于分别在信标周期(10)和后续争用周期(12)中重复发送信标信号(IO) 并接收争用参与消息(9)。
8. 如权利要求7所述的主节点装置(1)，其中所述信标周期(10)和所述后续争用周期(12)共同形成路径扫描周期，由此使用发射和接收的相同方向来发送和接收给定路径扫描周期的所 述信标信号(10)和所述争用参与消息(9),以及周期的所述信标信号(10)和争用参与消息(9)。
9. 一种包括从节点(2)的通信网络(3)的从节点装置(2),所述从节 点(2)包括一组第一从节点(2),所述从节点装置(2)是所述一组第一从节 点(2)的成员，所述从节点装置(2)包括通信单元(4-2)，适合于在与所述从节点装置(2)相关联的争用窗口 (12)中发送两个或更多争用参与消息(9)。
10. 如权利要求9所述的从节点装置(2),包括 控制单元(6-2)，适合于确定将在所述争用窗口 (12)中发送的争用参与消息(9)的数量。
11. 如权利要求10所述的从节点装置(2)，其中在由所述从节点装置(2)接收的信号中指明争用参与消息(9)的所 述数量，以及所述控制单元(6-2)适合于根据所接收的信号来确定争用参与消息(9)的所述数量。
12. 如权利要求10或11所述的从节点装置(2),其中 所述控制单元(6-2)适合于 重复确定争用参与消息(9)的所述数量。
13. 如权利要求9至12中的任一项所述的从节点装置(2),其中 所述通信单元(4-2)适合于分别在信标周期(10)和后续争用周期(12)中重复接收所述信标信 号(10)并发送争用参与消息(9)。
14. 如权利要求13所述的从节点装置(2)，其中 所述信标周期(10)和所述后续争用周期(12)共同形成路径扫描周期，由此使用发射和接收的相同方向来接收和发送给定路径扫描周期的所 述信标信号(10)和所述争用参与消息(9),以及周期的所述信标信号(10)和争用参与消息(9)。
15. 如权利要求13或14所述的从节点装置(2)，其中 所述控制单元(6-2)适合于确定所述通信单元(4-2)是否在给定信标周期(10)中连续接收到信 标信号(IO)，以及确定通信信道(18)的集合，各通信信道(18)适合于传送正好一个争 用参与消息(9),所述通信信道(18)的集合对应于所述争用窗口 (12),由此如果确定在所述给定信标周期(IO)中连续接收到信标信号(IO)，则 确定所述通信信道(18)的集合包括来自给定信标周期(10)之后的所述 争用周期(12)所^是供的通信信道(l 8)的通信信道(l 8),以及如果确定在所述给定信标周期(10)中没有连续接收到信标信号 (10),则确定所述通信信道(18)的集合不包括来自给定信标周期(10)之 后的所述争用周期(l 2)所提供的通信信道(l 8)的通信信道(l 8)。
16. —种通信网络(3),包括如权利要求1至8中的任一项所述的主节点装置(1)以及至少一个如权利要求9至15中的任一项所述的从节 点装置(2)。
17. —种在包括从节点(2)的网络(3)中的争用的方法，所述从节点 (2)包括一组第一从节点(2),所迷方法包括以下步骤由参与争用的每一个第一从节点(2)在与所述第一从节点(2)相关 联的争用窗口(12)中发送(S18)两个或更多争用参与消息(9)。
18. 如权利要求17所述的方法，包括以下步骤自动确定(S20)将由每个第 一从节点发送的争用参与消息(9)的数量，由此，如果所确定的数量等于或大于二，则执行由参与所述争用的每一 个第 一从节点(2)发送(S18)两个或更多争用参与消息(9)的所述步骤，并 且根据所确定的数量来给出两个或更多争用参与消息(9)的所述数量， 以及如果争用参与消息(9)的所确定数量为一，则不是执行由参与所述 争用的每一个第 一从节点(2)发送(S18)两个或更多争用参与消息(9)的 所述步骤，而是执行由参与所述争用的每一个第一从节点(2)在与所述 第 一从节点(2)相关联的所述争用窗口 (12)中发送一个争用参与消息(9) 的步骤。
19. 如权利要求18所述的方法，其中，所述网络(3)包括主节点(1), 所述主节点(1)包括辐射或波发射器和接收器(7-1)，由此所述第一组第一从节点仅包括从节点(2-1, 2-2)，所述主节点(l) 能够根据所述辐射或波发射器和接收器(7-l)的发射和接收的共同方向 来与所述从节点通信。
20. 如权利要求18或19所述的方法，其中自动确定(S20)争用参与消息(9)的数量的所述步骤基于^fe允许参 与所述争用的第一从节点(2)的数量。
21. 如权利要求18、 19或20所述的方法，其中 自动确定(S20)争用参与消息(9)的数量的所述步骤基于预计参与 所述争用的第一从节点(2)的数量。
22. 如权利要求28至21中的任一项所述的方法，其中 重复执行自动确定(S20)争用参与消息(9)的数量的所述步骤。
23. 如权利要求17至22中的任一项所述的方法，包括以下步骤 分别在信标周期(10)和后续争用周期(12)中，将信标信号(10)从主节点(1)重复发送到所述从节点(2)并且将争用参与消息(9)从所述从节 点(2)重复地发送到所述主节点(1)。
24. 如权利要求23所述的方法，其中所述信标周期(10)和所述后续争用周期(12)共同形成路径扫描周期，由此使用同一个通信路径来传送给定路径扫描周期的、并由给定从节 点(2)发送的争用参与消息(9)以及所述给定路径扫描周期的所述信标 4言号(10)，以及使用不同的通信路径来传送至少两个不同路径扫描周期的、并由 给定从节点(2)发送的争用参与消息(9)以及所述至少两个不同路径扫 描周期的所述信标信号(IO)。
25. 如权利要求23或24所述的方法，包括以下步骤 对于每一个第 一从节点(2)来确定所述第 一从节点(2)是否在给定信标周期(IO)中连续接收到信标信号(IO)，以及对于每一个第一从节点(2)来确定通信信道(18)的集合，各通信信 道(18)适合于传送正好一个争用参与消息，所述通信信道的集合对应 于与所述第 一从节点(2)相关联的所述争用窗口 (12),由此，如果确定在给定信标周期(l0)中由所述第 一从节点(2)其中之一连 续接收到信标信号(IO)，则确定所述通信信道(18)的集合包括来自所迷 给定信标周期(10)之后的所述争用周期(12)所提供的通信信道(18)的通 信信道(18)， 以及如果确定在给定信标周期中没有连续接收到信标信号(IO)，则确 定所述通信信道(18)的集合不包括来自给定信标周期(10)之后的所述 争用周期(12)所提供的通信信道(18)的通信信道(18)。
全文摘要
本发明的名称是“基于改进争用的媒体接入机制”。本发明涉及通信节点的网络中的争用的领域。具体来说，本发明涉及通信网络的主节点、通信网络的从节点装置、包括主节点装置和至少一个从节点装置的网络、以及节点的网络中的争用的方法。根据本发明的争用的方法是在包括从节点的网络中的方法，所述从节点包括一组第一从节点，该方法包括以下步骤由参与争用的每一个第一从节点在与第一从节点相关联的争用窗口中发送两个或更多争用参与消息。
文档编号H04L12/56GK101351050SQ20081013345
公开日2009年1月21日 申请日期2008年7月18日 优先权日2007年7月18日
发明者琪 王, 王昭诚 申请人:索尼株式会社