在主从系统中的媒体访问控制的制作方法

专利名称：在主从系统中的媒体访问控制的制作方法
技术领域：
本发明涉及媒体访问控制方法和系统。更具体地说，本发明涉及用于包含 多个互相访问的终端的网络系统中的媒体访问控制方法，以及使用该方法的媒 体访问控制系统。该方法允许一个特定的终端(控制站)以时分方式控制所有 其它终端(终端站)的访问。
背景技术：
为了实现包括用于控制对网络的访问的控制站和用于在控制站控制下访 问网络的终端站的网络系统，各种无线LAN系统已经投入实际使用当中。广 为应用的无线LAN系统的例子包括执行使用2.4GHz波段的IEEE802.11b标准 的无线LAN系统和执行使用5GHz波段的IEEE802.1 la标准的无线LAN系统。 此外，包括服务质量(QoS)概念的IEEE802.11e标准已经在计划中。
执行IEEE802.il系列的无线LAN系统定义了称作点协调功能(PCF)的 媒体访问方案，该媒体访问方案是诸媒体访问方案中的一种。在此方案中，称 作访问点(AP)的控制站传送轮询帧到称作站(STA)的终端站，从而允许终 端站执行传送。在细节上，参照IEEE标准802.11: "Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer(PHY) specification(无线LAN媒体访 问控制(MAC)和物理层(PHY)规范)"。
图24描述了包括一个访问点AP和三个站(STA1到STA3)的无线LAN 网络的一个例子，在该网络中执行PCF媒体访问。在图24的例子中，AP先传 送轮询帧501到允许传送数据帧的STA1。在STA1完成传送数据帧502之后， AP传送轮询帧503到STA2。作为应答，STA2传送数据帧504。其后，在AP
4和STA3之间执行相同的工序。
另一方面，IEEE802.11e定义了称作混合协调功能(HCF)的媒体访问方 案，该方案是PCF与QoS概念的结合。在细节上参照2004年1月5-8日，第 一版IEEE,CCNC2004, Consumer Communications and Networking Conference ，2004(2004消费通信和网络会议)"A QoS scheduler for IEEE 802.1 le WLAN (用于IEEE802.il3eWLAN的QoS调度器)"。
图25描述了包括一个访问点AP和三个站(STA1至USTA3)的无线LAN 网络的一个例子,在该网络中执行HCF媒体访问。在图25的例子中，AP先传 送轮询帧511到STA1。此时，STA1可占用媒体的时间周期被写入轮询帧。特 定STA可占用媒体的时间周期被称作传输机会(TXOP)。在由TXOP指定的 时间周期内，STA1能够执行任何次数的的数据传输(多条数据512)。 一旦 TXOP期满，AP指定另一个TXOP传送轮询帧513到STA2。通过重复这系列 的处理，可指定每个STA可占用媒体的时间周期。
另一方面，在另一种技术中，控制站传送包含通信定时信息的帧(定时信 号)到网络中的每一个终端站，从而指定每个终端站能够占用通信媒体的时间 周期。这种技术的例子日本专利公开号9一205454 (以下称作，第一文件)以 及日本专利公开号2001 — 333067 (以下称作，第二文件)中予以揭示。
特别是，在第二文件中，在执行载波检测的同时，网络中的每个终端站基 于由定时信号中由控制站规定的定时执行通信，从而进一步提高传输效率。具 体地说，在第二文件中，如图26所示的例子中，基于传输的顺序规定每个站 的传输开始时间。在图26中，规定了终端站H在接收到定时信号之后以第一 个传输顺序立即开始传输，终端站I在此后30ms以第二传输顺序开始传输， 终端站J在此后120ms以第三传输顺序开始传输，终端站K在此后150ms以第 四传输顺序开始传输。此外，如图27中示例性示出，依照传输顺序为每个终 端站规定了直到每个终端站开始传输的空闲时间，以便即使在特定的终端站的 通信时间越过调度的通信时间的情况下指定传输顺序。在图27左边，以第一 到第四传输顺序的终端站H到K的空闲时间分别设置为5ms、 10ms、 15ms和 20ms。
但是，在这个提供空闲时间的方案中，在较低传输顺序的终端站设置为具有较长的空闲时间。这导致传输效率的降低。因此，在第二文件中，如果特定 的终端站基于定时信号已经成功地完成常规的传输，在顺序上比特定终端站更 低的其它终端站的空闲时间逐个向上移动以进行重新设定，从而避免了在常规
传输中传输效率的降低(参照图27右边)。
如上所述，在传统的通信网络系统中，为每个终端站规定了可使用的传输 时间周期，从而获得高效率的数据传输。
但是，上述执行轮询的方案有两个问题。首先，轮询帧必须独立地传送到 每个终端站，从而增加开销。特别是，当每个终端站的传输数据较小时，或当 传送轮询帧花费相对长的时间时，由于轮询帧传输不得不执行多次，传输效率
急剧降低。在IEEE802.il中，规定了多种传输模式。然而，为了允许接收终端 检测使用中的传输模式，最低速度的传输模式总是用于轮询帧的报头部分。进 行不伴随数据帧传输的轮询帧传输次数的增加意味着进行低速的报头传输的 次数的增加。从而，降低了传输效率。
其次，当IEEE802.11e中的TOXP是固定分配时，例如，即使终端站仅使 用了一部分分配的时间周期用于通信，另一通信终端也不能使用未使用的用于 通信的时间周期(空闲时间)。在无线通信(例如，IEEE802.11e)和使用家庭 输电线的电线通信中，传输路径的状态是不稳定的，因此常常引起所传输帧中 的传输路径误差。在一个用于减轻此类误差的方案中，发射站预先发送预定数 量的数据，接收站使用缓存器等存储数据，当处理接收站中的缓存器中的数据 时具有误差的帧被再次传送。但是，如果发生的数据延迟超过缓存器的容量，
这种方案是无用。这是因为，在处理某部分数据之后即使存储在一个终端站的 缓存器中的数据量减少以及期望恢复缓存器中的数据量，分配给其它终端站的 时间周期也不能够被用于这种恢复。
此外，在第二文件中公开的方案有下列问题。即，第二文件中设置的空闲 时间是如果常规传输可以被成功完成的情况下原本不需要的额外时间。所以， 如果特定的终端站没有成功地完成常规的传输，尽管对于设置在终端站的空闲 时间为了重新设置而逐个地向上移动，在基于定时信号(参照图26)被分配的 时间之前，也不可能开始传输。即，假设为被特定的终端站使用的时间周期绝 不可能被另一个终端站使用。
6因此，本发明的目的是提供一种媒体访问控制方法和系统，用于通过从控 制站传送一个特定的帧到每个终端站来调度数据传输时间周期，以及用于允许 将进行数据传输的终端站未使用的时间周期分配到另一个终端站。

发明内容
本发明的一个方面针对，在通信网络系统中，该网络系统包括用于控制对 网络的访问的控制站和用于在控制站的控制下访问网络的一个或多个终端站， 通过使用时分技术用于控制网络访问的一种媒体访问控制方法。本发明的媒体 访问控制方法使得控制站和终端站执行下述的步骤。
该方法使控制站执行以下步骤，包括对于在网络中执行的多个通信，产 生分配可用于每次通信的时域的传输调度的步骤；通过收集所产生的传输调度 产生一个调度帧的步骤；传送所产生的调度帧到多个终端站的步骤；和在分配 到控制站的时域中执行通信的步骤。
该方法使多个终端站中的每一个执行以下步骤，包括接收由控制站传送 的调度帧的步骤；基于所接收的调度帧，确定终端站自己的其中能够执行通信 的时域的步骤；和在所确定的时域中执行通信的步骤。
控制站可以以广播方式或组播方式传送调度帧。此外，通常，此调度帧的 传送以预定的周期执行。
传输调度可以包括指示多个其中数据被允许传送的时域的信息，该多个时 域分别被分配到多个终端站。或者，传输调度可以包括指示多个其中数据被允 许传送的时域的信息，该多个时域分别被分配到站之间的对话或连接，所述站 包括控制站和多个终端站。在所述其中数据被允许传送的时域中，每个终端站 使用时分复用(TDM)，频分复用(FDM)，和码分复用(CDM)中任一个 执行数据传输。
为了提高传输效率，最好还包括由控制站和多个终端站中的每一个执行的 步骤由本站监控另一个站的传输状态；检测通信在由传输调度分配的时域中 没有被所述另一个站执行，或者检测通信在由传输调度分配的结束时间之前已 经被所述另一个站完成；和基于检测步骤中的检测结果，通过使用所述另一个 站没有使用的时域，在已调度时间之前，开始本站自己的传输。或者，最好还包括由控制站和多个终端站中的每一个执行的步骤当在由 传输调度分配的时域中没有通信被执行时，或者当通信在由传输调度分配的结 束时间之前已经被完成时，传送预定的报告帧；在本站接收到来自另一个站的 报告帧时，通过使用所述另一个站没有使用的时域，在已调度的时间之前，开 始本站自己的传输，其中所述另一个站被调度紧接在本站可执行传输的时域之 前执行传输。
在提高传输效率的任一情况下，注意当必需在特定的定时访问网络时，忽 略在已调度的时间之前，开始本站自己的传输的步骤。
此外，调度帧在其中可以描述重复次数，它表示同一调度帧可被持续周期 性传送的次数。利用这点，当调度帧基于所述重复次数在时间周期内不能被接 收时，基于上一个接收到的调度帧，确定终端站自己的在其中能够执行通信的 时域。
上述媒体访问控制方法能够通过具有多个功能部件的硬件来实现。这些功 能部件可以通过LSI实现。媒体访问控制方法也可以以使计算机执行一系列过 程的程序的形式来提供。这一程序被如记录在计算机可读记录介质上而引入。
如上所述，依据本发明，多个终端站的传输定时由单个调度帧管理和控制。 与多次传送轮询帧的传统方案相比较，这使得显著减小控制帧的开销成为可 能。根据本发明的媒体访问控制系统，由站传输的多个流的传输定时也能够由 单个调度帧管理和控制。这允许进行不与每个站而与每个流的传输控制。因此， 有可能迅速处理由于通信失败引起的实际传输率降低的情况。


图1是示出依据本发明所有实施例的媒体访问控制的网络配置的例图。 图2是示出依据本发明第一实施例的媒体访问控制的具体配置的例图。 图3是示意性地描述由控制站11和终端站21到2n执行的步骤的流程图。 图4到图7是示出由控制站要传送的调度帧结构的例子的例图。 图8是描述依据本发明第一实施例的传输定时的一个例子的时序图，在传 输定时中，控制站和终端站在媒体访问控制系统中传送数据帧。
图9到图13是示出由控制站要传送的调度帧的结构的其它例子的例图。图14和15是示出由每一终端站要传送的数据帧的结构例子的例图。 图16是描述传输定时的另一个例子的时序图，在传输定时中，控制站和 终端站传送数据帧。
图17是示出由控制站要传送的调度帧的结构的另一个例子的例图。
图18是示出依据本发明第二实施例的媒体访问控制系统的具体配置的例图。
图19A和19B是描述依据本发明第二实施例的传输定时的例子的时序图， 在传输定时中，控制站和终端站在媒体访问控制系统中传送数据帧。
图20是示出依据本发明第三实施例的媒体访问控制系统的具体配置的例图。
图21是描述依据本发明第三实施例的传输定时的一个例子的时序图，在 传输定时中，控制站和终端站在媒体访问控制系统中传送数据帧。
图22是依据本发明第二和第三实施例的由媒体访问控制系统执行的有关 传输时间提前处理的例图。
图23是示出网络系统的一个例子的例图，在该网络系统中，本发明的媒 体访问控制系统被应用于高速输电线传输。
图24是示出使用PCF的传统数据传输的一个例子的例图。
图25是示出使用HCF的传统数据传输的一个例子的例图。
图26和27是描述传统传输定时控制方案的例图。
具体实施例方式
首先，参照图l，以下描述了依据本发明所有实施例的媒体访问控制系统 的大致轮廓。在图1中，本发明的媒体访问控制系统包括控制对网络IO的访 问的控制站11和在控制站11的控制下访问网络10的终端站21到2n (n为2 或更大的整数)。控制站ll和终端站21到2n各自具有唯一的标识符，并且 在网络10中基于标识符相互通信。
现在，描述由用于管理终端站21到2n的传输调度的控制站11使用的方 案，该方案作为本发明的特征。 (第一实施例)图2是示出依据本发明第一实施例的媒体访问控制的具体配置的例图。在
图2中，控制站ll包括传输接口 (I/F) 111，帧接收部分112，传输机会请求 接收部分113，调度产生部分114。通信控制部分115和帧传送部分116。终端 站21包括传输接口 (I/F) 211，帧接收部分212，传输机会请求产生部分213， 调度处理部分214，通信控制部分215和帧传送部分216。其它终端站22到2n 各自具有等同于终端站21的结构。
首先，控制站11和终端站21到2n中每一个的结构被示意性地描述如下。
在控制站11中，传输接口 lll传送帧到传输媒体和从传输媒体接收帧。 帧接收部分112对通过传输接口 111接收到的帧执行接收处理。传输机会请求 接收部分113接收来自帧接收部分112的传输机会请求，然后将调度产生所需 的信息传递给调度产生部分114。调度产生部分114产生指定定时的调度，在 定时中终端站21到2n访问网络10，然后，调度产生部分114传送调度到传输 接口 111。并且，在收到来自传输机会请求接收部分113的新的传输机会请求 后，调度产生部分114改变调度。通信控制部分115确定传送调度帧的定时， 以及在其自己的控制站传送数据帧时，基于调度确定传输定时。帧传输部分116 传递诸如传输数据和调度的信息到传输接口 111，从而执行帧传输。
在终端站21到2n中，传输接口 211传送帧到传输媒体和从传输媒体接收 帧。帧接收部分212对通过传输接口 211接收到的帧执行接收处理。根据来自 其它部件和外部设备的指令，传输机会请求产生部分213产生用于请求控制站 ll给予传输机会的信息，然后将产生的信息传递给帧传送部分216。调度处理 部分214处理由帧接收部分212传递的调度帧以提取调度信息。通信控制部分 215检测允许它自己的终端站在由调度处理部分214提取的调度信息中发送帧 的定时，然后通信控制部分215指示帧传送部分216在允许的定时中传送帧。 帧传送部分216传递诸如传输数据和传输机会请求的信息，从而执行用于帧传 输的传输接口 211。
接着，下面描述依据本发明第一实施例的由媒体访问控制系统执行的控制 方案。图3是示意性地描述由控制站11和终端站21到2n执行的过程的流程 图。
首先，终端站21到2n各自传送对要被给予的传输机会的请求(传输机会
10请求)到控制站ll (步骤S311)。在从任何的终端站21到2n接收到传输机 会请求后，控制站ll基于此传输机会请求为各自终端站产生传输调度(步骤 S321和S322)。控制站11随后集中所产生的传输调度以产生调度帧(步骤323)。 图4描述了以站为单位的用于调度管理的调度帧的结构的一个例子。该调度帧 是一种在其中存储指定其中控制站11和终端站21到2n能够访问网络10的时
域的信息的帧。调度帧包括报头字段和零或更多分配字段，每个分配字段具有 站标识符和传输时间信息的组合。报头字段包括必需的信息，诸如用于帧同步 的前同步码，帧类型，帧长度，以及传输终端站的标识符(未示出)。分配字 段各自存有用于识别站的控制站和终端站的站标识符和报告其中该站被允许 访问网络IO的时域的信息，g卩，允许传送数据帧。
这里，关于用于调度的终端站的数量的数值可以在报头字段中描述，因此 改变了分配字段的数量。
控制站11以广播方式传送所产生的调度帧到所有的终端站21到2n，或者 以组播方式瞄准由终端站标识符指示的终端站(步骤S324)。在调度帧的传输 完成后，控制站ll基于传送的调度确定传输定时(步骤325)。如果分配字段 已经在其中分配了它的传输时间，控制站11在由该字段给定的时间传送数据 帧(步骤326)。另一方面，每个终端站21到2n从控制站ll接收调度帧(步 骤312)，以及，参照分配字段中的终端站标识符，确定相应的传输时间信息 (步骤S313)。确定相应的传输时间信息后，终端站参考在所获得的相应传输 时间信息之前和之后的传输信息以获得允许传送数据帧的时域，从而执行传送 处理(步骤S314)。在调度帧中，控制站11可为一个站分配多个传输机会到 一个帧。同样，每个终端站21到2n可以每次接收来自控制站11的一个调度 帧执行多个帧传输。
图5至8描述了存储在图4中示出的调度帧的每个字段中存储的特定信息 的例子。图5示出了将传输结束时间设为传输时间信息的例子。图6示出了将 传输开始时间设为传输时间信息的例子。图7示出了将传输持续时间设为传输 时间信息的例子。而图8是描述定时的时序图，在该定时中，控制站ll和终 端站21到23基于图5中示出的信息传送数据帧。
控制站11使用从时间T2开始并在时间T3结束的时间周期来传送它的数
11据帧，时间T2为从调度帧的传输完成起经过预定时间t的时候，时间T3在控 制站的分配字段中被指示。参考在它的传输时间信息中指示的时间T5和在控 制站传输时间字段中指示的时间T3，终端站22使用从时间T4 (=T3+t)开始 并在时间T5结束的时间周期来传送它的数据帧。终端站21参考在它的传输时 间信息中指示的时间T7和直接在前的传输时间信息(即，时间T5)，使用从 时间T6 (=T5+t)开始并在时间T7结束的时间周期来传送它的数据帧。类似 的，终端站23参考在它的传输时间信息中指示的时间T9和直接在前的传 输时间信息(即，时间T7)，使用从时间T8 (=T7+t)开始并在时间T9结束 的时间周期来传送它的数据帧。时间t是由网络IO中的控制站11和终端21到 2n预定的余量时间，时间t的长度可以任意设置。这里，在这个例子中，在每 个分配的时间里仅有一个数据帧传输执行。或者，例如，可以执行多个数据帧 传输或者确认来自接收终端的帧传输。
如图5例子中所示，当设为传输时间信息的值是传输结束时间时，每个终 端站参考立即在前的传输时间信息以计算它的数据帧传输的可允许时间。同 样，如图6例子中所示，当设为传输时间信息的值是传输开始时间时，每个终 端站参考直接在后的传输时间信息以计算它的数据帧传输的可允许时间。此 外，如图7例子中所示，当设为传输时间信息的值是传输持续时间时，每个终 端站参考在它自己的传输时间信息之前的所有条传输时间信息以计算它的数 据帧传输的允许时间。
已经描述了以站为单位用于调度管理的调度帧的例子(图4)。或者，将 进一步在下面描述那样，可以站与站之间产生的会话或连接为单位(即，以流 为单位)执行调度管理。图9描述了用于以流为单位的调度管理的调度帧的一 个例子。这个调度帧包括报头字段和零或更多的分配字段，每个分配字段具有 流标识符和传输时间信息的组合。报头字段如上所述。分配字段各自存有用于 识别流的流标识符和报告其中允许传送该流中的数据帧的时域的信息。这里， 流标识符在网络中必须是唯一的。图10到12示出了存储在调度帧的每个字段 中的特定信息的例子。图IO示出了将传输结束时间设为传输时间信息的例子。 图11示出了将传输开始时间设为传输时间信息的例子。图12示出了将传输持 续时间设为传输时间信息的例子。或者，通过用在站中为唯一的站标识符和流标识符指定每一流，来以流为单位执行调度管理。例如，在这种情况下，使用 了如图13示出的调度帧。
接下来，描述由控制站11和终端站21到2n传送的数据帧的结构。图14 示出了一个通用的数据帧的结构的例子。在图14中，数据帧的报头部分包括 用于存储发射站的标识符的字段，用于存储目的站的标识符的字段，用于存储 连接到有效负荷部分的数据的长度(数据长度)的字段，和其它字段。在数据 帧的有效负荷部分中，存储具有由上述数据长度指示的长度的数据。注意连接 到实际通信帧的检错码CRC等为便于说明在此被忽略。
图15是示出了以时分复用方式(TDM)要被传送的数据帧的结构的一个 例子的例图。在图15中，数据帧的报头部分包括用于存储发射站的的标识符 的字段，用于存储在时分信息中的复用数量的字段，以及多条时分信息，每条 具有用于存储目的站的标识符的字段，用于存储连接到数据帧的有效负荷部分 的数据解调方案的字段，用于存储数据的长度的字段的组合。在有效负荷部分 中，各自相应于多条时分信息的多条数据被多路复用。注意连接到实际通信帧 的检错码CRC等为便于说明在此予以忽略。采用这种数据帧结构，任意站能 够以TDM方式同时传送数据到其它站。如果使用的频带被分成多个信道，以 及图15中示出的用于存储解调数据帧的方案的字段包括有关信道号码的信息， 就有可能以频分复用(FDM)的方式同时传送数据到其它站。此外，如果图15 中示出的存储用于解调数据帧的字段包括解调所需的编码信息，就有可能以码 分复用(CDM)的方式同时传送数据到其它站。
如上所述，依据本发明第一实施例的媒体访问控制系统，控制站和多个终 端站的传输定时由单个调度帧管理和控制。与基于终端站的数量多次传送轮询 帧的传统方案相比较，这使得显著减小控制帧的开销成为可能。根据本发明的 媒体访问控制系统，多个流的传输定时也能够由单个调度帧管理和控制。这允 许进行不与每个站而与每个流的传输控制。因此，有可能迅速处理由于通信失 败引起的实际传输率降低的情况。
这里，如果用于数据帧传输的控制站11使用的信道频率波段不同于用于 数据帧传输的终端站21到2n使用的信道频率波段，可以如图16所示作并行 的数据帧传输。
13在本实施例中，每个终端站21到2n根据接收到的调度， 一收到调度帧就 传送帧。然而，采用这种帧控制，例如，当通信状态恶化时，可能有终端站不 能成功接收到调度帧。为了避开该问题，如图17所示，调度帧可以在其中设 置重复次数字段，该字段指示基于该调度帧还能够执行多少次的数据帧传输， 即，在传送当前的调度帧之后还允许同一调度帧持续周期性地传送多少次。例 如，当终端站接收到具有在重复次数字段中设置为"2"的调度帧，即使通信 状态在其之后恶化到不能接收到新的调度帧，终端站基于在通信状态恶化之前 接收到调度帧指示的次数，在两个循环期间能够执行数据传输。重复次数字段 中的数值在每次控制站ll传送调度帧后减l。并且，如果假定调度帧不变，重 复字段中的数值设为固定值。 (第二实施例)
图18是示出依据本发明第二实施例的媒体访问控制系统的具体配置的例 图。在图18中，控制站ll包括传输接口 111，帧接收部分112，传输机会请 求接收部分113，调度产生部分114。通信控制部分115，帧传送部分116和非 传输检测部分in。终端站21包括传输接口 211，帧接收部分212，传输机会 请求产生部分213，调度处理部分214，通信控制部分215，帧传送部分216和 非传输检测部分217。其它终端站22到2n各自具有等同于终端站21的结构。
如图18所示，依据本发明第二实施例的媒体访问控制系统具有如下结构， 其中依据本发明第一实施例的媒体访问控制系统的控制站11，还配置有非传输 检测部分117以及终端站21到2n还各自配置有非传输检测部分217。在下文 中，主要针对上述不同点对第二实施例做出描述。
非传输检测部分117和217监控在当前时域中能传送帧的另一个站的通信 状态以检测那个站完成数据传输，以及检测该站在当前时域中将不传送帧。具 体地说，非传输检测部分117和217把一时间点当作通信完成点，直到该点， 在分配给其它站的时域中不执行数据帧传输达预定的时间周期，然后检测这个
时间点。即，被检测的是通信在由调度帧分配的结束时间之前已经完成。非传 输检测部分117和217—检测到通信完成，通信控制部分115和215就在已调 度的时间之前开始它们的数据帧传输，从而有效利用未被其它站使用的空闲时间。图19A是示出由控制站11和终端站21到2n基于图5中示出的信息执行 数据帧传输的时序图。在图19A中，控制站11在时间T3'完成它的数据帧传 输，时间T3'比它的分配的时间T3的结束要早。从而，监控控制站ll的通信 状态的终端站22在从时间T3，经过预定时间x的时候确定控制站11完成它的 通信，然后使用在时间(T3' +x)开始并在时间T5结束的时间周期用于它的 数据帧传输。而终端站21在时间T7，完成它的数据帧传输，时间T7'比它的分 配的时间T7的结束要早。从而，监控终端站21的通信状态的终端站23在从 时间T7'经过预定时间x的时候确定终端站21完成它的通信，然后使用在时间 (T7' +x)开始并在时间T9结束的时间周期用于它的数据帧传输。可以执行 这个数据帧传输提前处理，以使得一个站的数据帧传输在被调度执行直接在前 的数据帧传输的另一个站的所分配的时间之前提前。在图19B中示出了一个示 例性的例子，在该例子中终端站22在时间T5'完成它的数据帧传输且终端站21 没有执行帧传输。然后，监控终端站21的通信状态的终端站23在从时间T5' 经过预定时间x'的时候确定终端站21没有传送帧，然后使用在时间(丁5' + x') 开始并在时间T9结束的时间周期用于它的数据帧传输。在这种情况下，注意x' 的数值必须比x的数值大。
如上所述，依据本发明第二实施例的媒体访问控制系统，未被用于通信的 空闲时间能够被有效地使用用于提高通信效率。 (第三实施例)
图20示出依据本发明第三实施例的媒体访问控制系统的具体配置的例图。 在图20中，控制站11包括传输接口 111，帧接收部分112，传输机会请求接 收部分113，调度产生部分114，通信控制部分115，帧传送部分116，传输完 成帧处理部分118和传输完成报告产生部分119。终端站21包括传输接口 211， 帧接收部分212，传输机会请求产生部分213，调度处理部分214，通信控制部 分215，帧传送部分216，传输完成帧处理部分218和传输完成报告产生部分 219。其它终端站22到2n各自具有等同于终端站21的结构。
如图20所示，依据本发明第三实施例的媒体访问控制系统具有如下结构， 其中依据本发明第一实施例的媒体访问控制系统的控制站11，还配置有传输完 成帧处理部分118和传输完成报告产生部分119，以及终端站21到2n还各自配有传输完成帧处理部分218和传输完成报告产生部分219。在下文中，主要 针对上述不同点对第三实施例做出描述。
如果在它的分配的时域内数据帧传输已完成并且在分配的时域内传输完 成报告能够被传送，则传输完成报告产生部分119和219产生预定的传输完成 帧用于通过帧传送部分116和216分别向另一个站报告通信已经完成。这个报 告可以以广播方式传送给所有其它站，或者以单播方式仅传送给被调度执行下 一帧数据传输的站。从被调度以执行直接在前的帧数据传输的站一收到传输完 成帧，传输完成帧处理部分118和218各自知道传送传输完成帧的站已经完成 传输，开始它们的数据传输，并且使它们自己的站开始数据帧传输，从而有效 地利用未被另一个站使用的空闲时间。
图21是示出由控制站11和终端站21到23基于图5中示出的信息执行数 据帧传输的时序图。在图21中，控制站11在时间T3'完成它的数据帧传输， 时间T3'比它的分配的时间T3的结束要早，然后传送报告完成的传输完成帧 (图中斜纹形状部分)。 一接收到这个报告，终端站22确定控制站11已经完 成了它的传输，然后使用从接收报告的时间到时间T5的时间周期传递它的数 据帧。而终端站21在时间T6，完成它的数据帧传输，时间T6，比它的分配的时 间T7结束要早，然后传送报告完成的传输完成帧。 一接收到这个报告，终端 站23确定终端站21已经完成了它的传输，然后使用在接收报告的时间开始并 在时间T9结束的时间周期用于传送它的数据帧。
如上所述，依据本发明第三实施例的媒体访问控制系统，未被用于通信的 空闲时间能够被有效地使用用于提高通信效率。
在某些情况下，可能不期望改变一些站或流的传输定时。例如，在VoIP 的情况下，在要求总是在预定时间间隔传送数据的应用中，提前传输定时引起 不便。为了处理这种情况，由控制站ll或终端站21到2n管理有关传输定时 提前处理是允许(NORMAL)还是禁止(FIXED)的信息(类型)。如果该信 息允许，则传输定时提前处理在相应的站或流上执行。图22描述了调度帧的 一个例子，该调度帧在其中描述了是否能够执行提前处理。此调度帧存储了指 示其中控制站11和终端站21到2n各自能够访问网络的时域的信息，此调度 帧包括报头字段和一个或更多个的分配字段，每个分配字段具有分配类型，流
16标识符，和传输时间信息的组合。这里，分配类型存储了有关包括上述NORMAL 或FIXED的类型的分配方案的识别信息。
每个上述的实施例通过CPU解释存储在存储设备(ROM,RAM,硬盘等等) 中并可执行以上过程的预定程序数据实现。在这种情况下，程序数据可通过记 录媒体引入到存储设备，或直接从记录媒体执行。记录媒体可以是诸如ROM, RAM的半导体存储器，和闪存存储器，诸如软盘或硬盘的磁盘存储器，诸如 RAM，DVD，或BD的光盘存储器，或存储卡。记录媒体也可包括通信媒体，诸 如电话线或载波路径。
此外，形成本发明的的控制站11和终端站21到2n的所有或部分功能部 件通常由大规模集成(LSI)电路(取决于集成程度称为IC，系统LSI，超级LSI， 特别LSI，等等)实现。每个部件可以形成在一块芯片上，或所有或部分部件 可形成在一块芯片上。
此外，电路集成不但可以由LSI也可由专用电路或通用处理器实现。此外， 可以使用在制造LSI之后可编程的场编程门阵列(FPGA)，或者能够重新配 置电路单元和在LSI内部的设置的连接的可重新配置的处理器。
此外，随着半导体技术的进步或另一种衍生技术的出现，使用将要取代LSI 的技术的新的电路集成技术能够执行功能部件的集成。适宜于使用的一种可能 技术是生物工程技术。
下面对一个例子作出描述，在该例子中，在每个上面的实施例中描述过的 本发明应用到实际的网络系统中。图23示出网络系统的一个例子的例图，在 该网络系统中，本发明的媒体访问控制系统被应用于高速输电线传输。在图23 中，通过包括本发明的功能模块的适配器，包括在诸如个人电脑，DVD机，数 字电视机和家用服务器系统的多媒体设备中的IEEE1394接口和USB接口，与 输电线连接。这使得配置可以高速传输诸如多媒体数据的数字数据而输电线作 为媒体使用的网络系统成为可能。不象传统的的电缆LAN，该系统可以使用已 经安装在家中或办公室中的输电线作为网络线，而不用重新安装网络电缆。因 此，可以以较低的成本和较容易的安装实现该系统，从而提供巨大的便利。
在上面的例子中，通过放入用于把每种现有的多媒体信号的单个接口转换 成输电线通信的接口的适配器，这些现有的设备可应用于输电线通信。但是在将来，随着本发明的功能并入多媒体设备中，能够通过每个多媒体设备的电源
编码在设备间执行数据传输。在这种情况下，不需要适配器，IEEE1394电缆， 或USB电缆的要求，从而简化了接线。也可以经由路由器连接到因特网和使用 网络集线器等连接到无线/有线LAN，从而使使用本发明的高速输电线传输系 统扩展LAN系统成为可能。此外，在输电线传输方案中，通信数据经由输电 线流动。因此，有可能防止将导致数据泄漏的无线电波的截听问题。考虑到安 全，此输电线传输方案也对数据保护有效。不用说，流动通过输电线的数据通 过内容加密得到保护，例如，在IP协议中的IPsec，其它DRM方案等等。
如上所述，通过实施包括由内容加密实现的版权保护功能和本发明的效果 (响应于重新传输或流量变化的流量增加和波段分配的灵活适应)的QoS功 能，可以执行使用输电线的AV内容的高质量传输。
工业适用性
在多个终端互相访问的网络系统中，当控制站传送一个特定的帧到每个终 端站以安排终端站的数据传输次数时，可采用本发明。特别是，当希望把一个 站用于数据传输的没有使用的时域分配到另一个站时，本发明是有用的。
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权利要求
1. 一种媒体访问控制方法，用在包括用于控制对网络的访问的控制站和用于在控制站的控制下访问网络的多个终端站的通信网络系统中，且用于通过使用时分技术控制网络访问，该方法包括由控制站执行的步骤对于在网络中执行的多个通信，产生传输调度，所述传输调度包括分配可用于每个通信的时域的信息；根据收集的传输调度产生一个调度帧并且在所述调度帧中包括重复次数，所述重复次数表示同一调度帧还要被持续传送的次数；以预定周期传送所产生的调度帧到多个终端站；和在分配到控制站的时域中执行通信；以及由多个终端站中的每一个执行的步骤接收由控制站传送的调度帧；当无法接收到所述调度帧时，根据先前所接收的调度帧中包括的所述重复次数执行调度帧；基于所述调度帧，确定终端站自己的在其中能够执行通信的时域；和在所确定的时域中执行通信。
2. 如权利要求1所述的媒体访问控制方法，其特征在于所述传输调度 包括用于标识流的流标识符和用于指示其中允许传送由所述流标识符所标识 的流的时域的传输时间信息。
3. 如权利要求2所述的媒体访问控制方法，其特征在于所述传输时间 信息是传输结束时间。
4. 一种媒体访问控制方法，用于通过使用时分技术控制网络访问，该方 法包括对于在网络中执行的多个通信，产生传输调度，所述传输调度对每个通信 分配时段；产生调度帧，所述调度帧包括所述传输调度和传输调度的重复次数；以及 当无法接收到新的调度帧时，根据先前所接收的调度帧中包括的所述重复次数执行调度帧中所指示的所述多个通信。
5. —种用于使用时分技术控制多个终端站对网络的访问的控制站，所述 控制站包括调度产生部分，用于对于在网络中执行的多个通信产生传输调度，所述传 输调度包括分配可用于每个通信的时域的信息；帧传输部分，用于将由所述调度产生部分产生的传输调度收集到一个调度 帧中、在所述调度帧中包括重复次数并且以预定周期传送所述调度帧到多个终端站，所述重复次数表示同一调度帧还要被持续传送的次数；以及 通信控制部分，用于在分配到控制站的时域中执行通信。
6. 如权利要求5所述的控制站，其特征在于所述传输调度包括用于标 识流的流标识符和用于指示其中允许传送由所述流标识符所标识的流的时域 的传输时间信息。
7. 如权利要求6所述的控制站，其特征在于所述传输时间信息是传输结束时间。
8. —种在控制站的控制下访问网络的终端站，所述终端站包括帧接收部分，用于从所述控制站接收调度帧，在所述调度帧中收集了传输 调度，所述传输调度对于在网络中执行的多个通信而产生并包括分配可用于每 个通信的时域的信息，并且所述传输帧还包括重复次数，所述重复次数表示同一调度帧还要被持续传送的次数；调度处理部分，用于当无法接收到所述调度帧时，根据先前所接收的调度帧中包括的所述重复次数执行调度帧；通信控制部分，用于基于所述调度帧，确定终端站自己的在其中能够执行 通信的时域，并且在所确定的时域中执行通信。
9. 如权利要求8所述的终端站，其特征在于当在基于所述重复次数的 时段中无法接收到所述调度帧时，所述通信控制部分根据最后接收的调度帧确 定终端站自己的在其中能够执行通信的时域。
全文摘要
提供了一种媒体访问控制方法，在该方法中，控制站(11)传送一个特定的帧到终端站(21到2n)，从而安排控制站(11)和每个终端站(21到2n)的数据传输时间的调度和允许将一个站用于数据传输的没有使用的时域分配到另一个站。控制站(11)传送调度帧，在调度帧中规定了被每个终端站(21到2n)占用的时间，从而减少了开销。此外，检测由另一个站执行的在前通信的完成，从而有效地利用了媒体的空闲时间和提高了传输效率。
文档编号H04L12/28GK101472342SQ200810188999
公开日2009年7月1日 申请日期2004年5月13日 优先权日2003年5月16日
发明者吉泽谦辅, 池田浩二, 黑田刚, 黑部彰夫 申请人:松下电器产业株式会社