专利名称：通信系统的主站和访问控制方法
技术领域：
本发明涉及通信系统的主站和一种访问控制方法，尤其涉及一种用于多个通信系统共享相同信道的访问控制方法，用于阻止多个通信系统之间干扰的发生。
背景技术：
传统上作为一种用于减少共享相同信道的多个通信系统之间干扰的技术，存在一种通过发送功率控制来减少干扰信号影响的访问控制方法。例如该方法在日本专利公开No.2002-198834(专利文档1)、日本专利公开No.2003-37556(专利文档2)和日本专利公开No.2001-53745(专利文档3)中都有所涉及。
专利文档1揭示了一种方法，该方法通过由基站内提供的衰减器衰减信号功率和干扰功率并且用终端发射机的发送功率来补偿输入到接收机的无线信号功率，以使得该无线信号的功率电平变为参考电平。
而专利文档2也揭示了一种方法，该方法由已检测到干扰信号的基站经由本地通信网络把干扰信息通知给发送干扰信号的另一个基站，以使得被通知基站基于所述干扰信息而降低发送功率。
此外，专利文档3揭示了如下的方法。首先，把频率资源分配给将发送高优先权数据的无线站。同时也将用于发送该高优先权数据的定时和帧长度也分配到那里。当根据分配的定时和帧长度从接入点(AP)发送该高优先权数据时，该无线站通过在发送之间执行物理载波侦听来检验信道的可用性并且仅在验证了信道可用性的情况下(例如该信道空闲时)才发送所述高优先权数据。
然而在上述通信系统是电力线通信系统的情况下，依据连接至网络的设备配置，由于电力线传输路径的特征，使得在一个通信系统内的信号衰减量可大大超过干扰其他通信系统的信号衰减量。即在把专利文档1或专利文档2应用于电力线通信系统并且由功率控制执行通信系统之间干扰的情况下，依据设备配置存在由于降低的信号强度而导致某些设备无法在该系统中执行设备通信的可能。
上述传统配置不能够实现在一个通信系统当降低对其他通信系统干扰的同时，仍保持由其中发送功率控制所执行的通信质量。这样，因为通信系统间的干扰大大降低了每个通信系统的吞吐量，并且很难实现通信带宽控制。
同样在利用专利文档3内所揭示的控制的情况下，在通信系统之间的干扰可通过虚拟载波或物理载波侦听而得到降低。然而却无法保证通信带宽的服务质量(QoS)。
发明内容
因此，本发明的一个目的在于提供一种主站和一种访问控制方法，它们能够轻易避免通信系统间干扰并且确保每个通信系统通信带宽的QoS，并无需在共享相同信道的多个通信系统之间执行发送功率控制。
本发明涉及在具有多个通信系统的系统环境中用在一通信系统内的主站，其中所述的每个通信系统都包括至少一个从站和管理该从站的主站，并且这些通信系统共享相同的信道。为了解决上述问题，本发明的主站包括通信部分、获取部分或确定部分。
通信部分将通信带宽分隔成其中间所有主站为传输一个信标分组而竞争的信标周期，其中仅允许授权的特定站为访问而竞争的第一载波侦听多路访问(CSMA)周期，以及其中允许所有站为访问而竞争的第二CSMA周期，同时该通信部分在周期性基础上重复通信。获取部分获取其他通信系统内通信带宽的使用状态。确定部分基于由获取部分获取的通信带宽的使用状态在第一CSMA周期内计算该主站所属的通信系统内的可用通信带宽，并且根据计算出的通信带宽来确定是接受还是拒绝由从站请求的通信。
通常信标分组包括至少提供了分配给所述信标周期、第一CSMA周期和第二CSMA周期的时间的系统信息。在用于所述信标周期每一循环的随机补偿进程之后，就检查由另一个主站传输的信标分组存在与否。如果确定不存在，就发送该信标分组。另一方面，如果确定存在，就不发送该信标分组。
同样地，获取部分可以通过使用第二CSMA周期与其他主站交换的信息来获取其他通信系统内通信带宽的使用状态，或者可通过在所述信标周期内接收自其他任何主站的信标分组来获取其他通信系统内通信带宽的使用状态。
在此情况下，就可以参考在第一CSMA周期内基于CSMA访问效率的通信带宽和一重发带宽获取总的可用带宽，还可以限制来自从站的访问请求使得将被主站计算的通信带宽不超过总的可用带宽。同样每个授权的特定站都可在第一CSMA周期内优选地执行传输时间管理使得传输带宽不超过先前指定的请求带宽。此外，在第一CSMA周期内的分配时间AT的计算可使用表达式AT＝(∑Tn+M)×α，其中Tn是由其他主站内的通信系统所请求的通信带宽，M是有主站所属的通信系统所请求的通信带宽，而α是一预定系数。
所述信标分组还包括根据主站发送该信标分组的计时器值至少提供了信标周期的起始时刻和信标分组的传输时间的系统信息。在此情况下，优选地从接受到的信标分组中获取该信标分组的传输时间，并且基于获取的信标分组传输时间来校正其中的计时器值。尤其有效地是计算其中的计时器值和任何其他主站的信标分组的传输时间之间的中间值，从而将所述计时器值校正为所述中间值。
由前述主站的每一组件所执行的进程可被认为是提供一系列过程的访问控制方法。以引起计算机执行一系列过程的程序形式提供该方法。还可以通过计算机可执行记录介质将该程序引入计算机。同样地，上述主站的每一组件可被认为是LSI，即一种集成电路。
如上基于本发明所述，可将通信带宽分为如下的三个周期信标周期、第一CSMA周期和第二CSMA周期，并且基于每一通信系统当前使用的通信带宽来取得第一CSMA周期的分配。结果是即使多个通信系统共享相同信道，也可轻易避免通信系统间的干扰并且确保每个通信系统通信带宽的QoS，并无需执行发送功率控制。还有，不同的访问模式不会相互影响。
图1是示出了应用本发明的典型通信系统环境的示意图。
图2是示出了一个站的典型详细结构的框图。
图3是用于描述分隔通信带宽的周期的示意图。
图4是根据本发明的第一实施例来描述一种访问控制方法的时序图。
图5是根据本发明的第一实施例来描述一种访问控制方法的流程图。
图6是示出了CSMA访问中的通信量和吞吐量之间关系的示意图。
图7是用于描述一种利用了标准CSMA周期的方法的序列。
图8是用于描述一种利用了标准CSMA周期的方法的流程图。
图9是示出了在受控CSMA周期中的TXOP的示意图。
图10是示出了用于电力线通信以存储分配信息并将所述信息宣布给系统的信标分组(信标帧)格式的示意图。
图11是示出了图10中的帧控制部分的细节的示意图。
图12是示出了图11中变体域(VF)细节的示意图。
图13是示出了图10中分段头部部分的细节的示意图。
图14是示出了图10中数据主体部分的细节的示意图。
图15是根据本发明的第三实施例示出了一种访问控制方法的过程的流程图(主站侧)。
图16是根据本发明的第三实施例示出了一种访问控制方法的过程的流程图(从站侧)。
图17是示出了在信标周期内的信息和信标分组定时的示意图。
图18是示出了在其中向高速电力线传输施加了本发明的所述访问控制方法的典型网络系统的示意图。
具体实施例方式
如下将参考附图详细描述本发明的实施例。
图1是示出了应用本发明的典型通信系统环境的示意图。图1示出的典型环境包括相互干扰的三个通信系统11至13。通信系统11包括主站111和从站112，通信系统12包括主站121以及从站122和123而通信系统13包括主站131以及从站132和133。
如图2所示，每个主站和从站都包括带宽管理部分21、控制部分22、数据缓冲部分23、帧发送部分24、帧接收部分25和主机接口部分26。带宽管理部分21管理关于通信带宽的各种信息。控制部分22全面地控制该站。数据缓冲部分23暂时存储各种分组。帧发送部分24发送存储在数据缓冲部分23内的分组。帧接收部分25使得数据缓冲部分23存储接受到的分组。主机接口部分26例如是与主机的接口或者是与其他介质(例如通信系统)的接口，诸如桥接配置。确定部分由带宽管理部分21和控制部分22组成。同样地，获取部分由数据缓冲部分23、帧发送部分24和帧接收部分25组成。此外，通信部分由控制部分22、帧发送部分24和帧接收部分25组成。
本发明的一个特征是用于通信系统11至13的通信带宽可预先分为如下的三个周期信标周期、受控CSMA周期和标准CSMA周期，并且每一周期都具有规定的任务。在信标周期期间，所有的主站竞争信标分组的发送。受控CSMA周期(第一CSMA周期)期间，仅允许授权的特定站竞争访问。即受控的CSMA周期是施加访问限制的载波侦听多路访问(CSMA)周期。在标准CSMA周期(第二CSMA周期)期间，允许所有站竞争访问。即标准CSMA周期是不施加访问限制的CSMA周期。这三个周期被周期性地重复(参见图3)。
主站111、121和131根据例如在每个控制部分22内提供的计时器来管理信标周期、受控CSMA周期和标准CSMA周期。通常指示了每一周期的分配时间的系统信息是作为存储在信标分组内的信息而被发送的。
在下文中，将描述使用上述主站和从站的访问控制方法。
(第一实施例)图4是根据本发明的第一实施例来描述一种访问控制方法的时序图。应该注意到在本实施例中，将描述信标周期的起始时刻相同(例如信标周期的起始时刻被预同步)的情况。为了同步信标周期的起始和终止时刻，将使用例如在第三实施例中描述的方法。同样可以假设关于通信系统使用的通信带宽的信息可作为存储在信标分组内的信息而被发送。图5是根据本发明的第一实施例来描述一种访问控制方法(带宽管理方法)的流程图。
如图4所示，分别包括在主站111、121和131内的每个控制部分22在信标周期内执行随机补偿进程用于在该信标周期的起始时刻发送其自身的信标。主站111、121和131的控制部分22为发送信标分组401、404和407分别执行随机补偿进程。当完成该随机补偿进程时，主站111、121和131的每个控制部分22执行载波侦听以检查(例如检查一介质)是否正发送来自任何其他的主站的另一个信标分组，并且仅在未发送来自任何其他的主站的另一个信标分组的情况下才发送其自身的信标分组。也就是说只有首先完成了随机补偿进程的主站才能够发送其自身的信标分组。
在如图4所示的实例中，首先完成了随机补偿进程的主站111在数据缓冲部分23内生成了信标分组404，并且使用发送部分24来发送该生成的信标分组404。这一信标分组包括基于所述计时器作为系统信息的信标分组传输时间、信标周期起始时刻、受控CSMA周期起始时刻、标准CSMA周期起始时刻等等。应该注意到主站111和131通过载波侦听检测信标分组404的传输以分别停止信标分组401和407的传输。
当经由帧接收部分25接收到来自主站121的信标分组404时(步骤S501)，主站111和131在数据缓冲部分23内暂时存储信标分组404。主站111和131的每个控制部分22都从存储的信标分组中提取关于通信系统12使用的通信带宽的信息，并且在带宽管理部分21内存储该信息(步骤S502)。当新的信息被存储在所述带宽管理部分21内时，每个主站111和131都确定是否在各自的通信系统内生成新的请求(步骤S503)。在新请求被生成的情况下，每个主站111和131基于所存储的信息重新计算在其本身的通信系统内可用的通信带宽，并且将该带宽与用于其自身通信系统的当前通信带宽和所述新请求的通信带宽之和相比较(步骤S504)。作为上述比较的结果，如果所述和小于重新计算的通信带宽，则每个主站111和131就接受该新的请求(步骤S505)。另一方面，如果所述和大于重新计算的通信带宽，就拒绝该新的请求(步骤S506)。
在此将使用特定的实例来描述在步骤S504处执行的基于其他通信系统使用的通信带宽而用于计算在一个通信系统中可用的通信带宽的一种方法。例如在受控CSMA周期的最大带宽是30Mbps并且用于其他通信系统的通信带宽之和为6Mbps的情况下，基于图6中示出的特性曲线，CSMA的效率是0.65并且用于重发的冗余带宽(余量)百分比为例如20％。在此情况下，在整个通信系统中可用的总通信带宽(总可用带宽)是15.6Mbps(＝30×0.65×0.8)。这样在一个通信系统内可用的通信带宽是9.6Mbps(＝15.6-6.0)。结果是在此实例中，如果其中的通信系统带宽等于或小于9.6Mbps就接受新的请求。
除了上述利用信标周期的方法，也可通过利用标准CSMA周期的方法来获取关于其他通信系统使用通信带宽的信息。将使用图7和图8描述这一方法。
例如，在从站122必须保证QoS的情况下，从站122把QoS请求分组611发送给包括在相同通信系统内的主站121(步骤S601)。经由帧接收部分25已接收到所述分组611的主站121在数据缓冲部分23内暂时存储该接收到的分组611。随后主站121的控制部分22把状态请求分组612和614分别发送给主站111和131，这些主站111和131出现在主站121的附近是由存储在数据缓冲部分23内的信标分组检测到的(步骤S802)。更具体地，主站121的控制部分22在数据缓冲部分23内生成分组612和614，并把生成的分组612和614经由帧发送部分24分别发送给主站111和131。
分别接收到分组612和614的主站111和113的每一个帧接收部分25都把接收到的分组存储在数据缓冲部分23内。随后，主站111和113的控制部分22把包括有存储在带宽管理部分21内关于当前使用通信带宽的信息的状态回复分组613和615分别发送给主站121。更具体地，主站111和113的控制部分22在各自的数据缓冲部分23内生成分组613和615，并把生成的分组经由帧发送部分24发送给主站121。
当接收到分别来自主站111和113的分组613和615时(步骤S803)，主站121的控制部分22基于包括在所述分组内的当前使用的通信带宽信息、上述在受控CSMA周期内的最大带宽和所述余量来确定来自从站122的请求是否是可接受的(步骤S804)。随后基于该确定的结果，主站121的控制部分22在数据缓冲部分23内生成指示接受或拒绝该请求的QoS回复分组616，并将该分组616经由帧发送部分24发送给从站122(步骤S805和S806)。
接收到指示接受该请求的分组616的从站122的控制部分22在受控CSMA周期其中通过典型的CSMA进程发送一数据分组。即发送站在载波侦听之后发送一数据分组，并且已接受到该数据分组的接收站发送回一个确认分组。在发送站由于冲突或差错等等而无法接收到所述确认分组的情况下，就执行随机补偿进程并重发一数据分组。更具体地，当把诸如IP(互连网协议)的数据经由主机接口部分26存储在数据缓冲部分23内的时候，从站122的控制部分22就确定所述被存储的数据是否是QoS数据。在被存储的数据是QoS数据的情况下，从站122的控制部分22就在受控CSMA周期期间执行了随机补偿进程之后通过载波侦听来验证是否没有其他的数据帧存在，并且使用帧发送部分24发送一数据帧。应该注意到在被存储的数据不是QoS数据的情况下，从站122的控制部分22就在标准CSMA周期其中执行类似的进程并且发送一数据帧。
即使从站122的控制部分22具有多个传输数据片段，所述控制部分22仍然限制可在受控CSMA周期内的最大数据传输量。例如在系统周期内计算速率的情况下，所述最大数据传输量被限制在大于被请求带宽20％的范围内。同样如图9所示，例如可通过设置最大传输机会(TXOP)来施加一个限制。在如图9所示设置TXOP的情况下，控制部分22顺序地发送一数据分组。在此情况下，执行控制以保持最小的分组间隔时间，并且其他站无法执行传输直到检测到长于所述最小分组间隔的时间间隔。
应该注意到控制部分22在发送一数据分组之前还可包括一典型的RTS(发送请求)或CTS(清除发送)进程，从而可能解决一隐藏终端问题。同样地，虚拟载波持续期等也可被包括在一分组内以执行虚拟载波侦听，从而降低冲突频率。同样主站可在受控CSMA周期期间发送一轮询分组以设置TXOP，由此从站响应于该轮询发送一数据分组。应该理解可以包括RTS/CTS序列。在响应于所述轮询未送回数据分组、确认分组或RTS分组的情况下，就执行轮询分组的重发或者对下一个站的轮询。
(第二实施例)在第二实施例中参考图10至图14，将描述在第一实施例中被用于电力线通信系统的所述访问控制方法的特定实例。图10至图14是示出了用于电力线通信以存储分配信息并将所述信息宣布给系统的信标分组(信标帧)格式的示意图。
假设包括在帧控制内的VF(变体域)中的TINF信息存储了对于保证QoS所必须的关于通信带宽T1至Tn的信息，并且所述T1至Tn的信息分别被多个主站1至n所接受(n是任意整数)。同样如图14所示，包括在信标分组的数据主体部分内的调度信息SI存储了关于信标周期所分配的时间、受控CSMA周期所分配的时间AT和标准CSMA周期所分配的时间的信息。在此实施例中，假设一个信标循环为50ms。
主站111接受来自其他主站121和131的信标分组，并且将接收的分组存储在数据缓冲器部分23。主站111分析存储在数据缓冲部分23内的信标分组并且在带宽管理部分21内存储主站121或131的一组地址和所述TINF信息。在已经存在有所述TINF信息的情况下，就执行该信息的更新。在此实施例中，假设主站121的TINF信息为5ms而主站131的TINF信息为8ms。应该注意到在由于冲突或差错等等而导致信标分组不可检测的情况下，就不更新所述TINF信息。这样控制部分22就使用先前接收到的TINF信息。在此情况下，最好就在该数据有效其中设置一时间周期。
主站111生成在其中设置了其通信系统所请求的通信带宽M的信标分组。如同在此实例中，在来自同属于同一通信系统的从站122的通信带宽请求未被接受的情况下，该通信带宽M为0ms。这样，主站111就生成了其中通信带宽M被设置为“0”的信标分组。主站111使用主站121和131的TINF信息以及它本身的通信带宽信息来确定分配给受控CSMA周期的时间AT。例如在预定系数α为1.3的情况下，分配给受控CSMA周期的时间AT如下计算(∑Tn+M)×α＝(5+8+0)×1.3＝16.9ms，并将AT设置为调度信息SI。
类似地，每个主站121和131使用从其他主站获取的TINF信息以确定分配给受控CSMA周期的时间AT、将其存储在调度信息SI内并且生成一信标。应该认识到上述系数α和表达式仅是示意性的，并且其他的表达式也可应用例如使用RTS/CTS序列或轮询的情况下。
接下来，将描述在把来自从站112的带宽请求发送给主站111的情况下的序列。
在发送通信带宽请求之前，从站112的控制部分22发送一测试模式给通信目的站以检查它们之间的信道条件，由此确定传输速率。更具体地，在数据缓冲部分23内设置测试模式并且使用帧发送部分24发送信道检查帧。当接收到信道检查帧时，目的站的帧接受部分25基于SNR(信噪比)等为所述信道确定最佳调制方案和最佳传输速率。通信目的站的控制部分22基于上述在数据缓冲部分23内的确定结果而生成信道检查结果帧，并将其发送给从站112。当接收到信道检查结果帧时，从站112分析所述帧并且获取通信所必须的调制方案和传输速率。
假设传输速率是例如48Mbps。在此情况下，如果从站112必须确保6Mbps的带宽，则从站112的控制部分22生成包括有传输速率和请求带宽的带宽请求帧，并将其发送给主站111。在传输速率小于请求带宽的情况下，因为无法实行分配就不发送所述带宽请求帧。在此实例中，是在48Mbps的传输速率中请求6Mbps的带宽。这样就假设带宽的6.25ms被分配给每个信标周期50ms。应该注意到可以通过主站111的控制部分22执行该计算，或者可以通过从站112的控制部分22执行该计算并将其通知给主站111。
当接收到带宽请求帧时，主站111将其存储在数据缓冲部分23内。主站111的控制部分22使用在带宽请求帧内的数据重新计算受控CSMA周期分配时间AT，并且获取AT＝25.025(＝1.3×(5+8+6.25))。假设受控CSMA周期的上限是40ms。在此情况下，因为由上述计算所获取的分配时间AT小于40ms，就可确定该请求是可接受的。这样主站111的控制部分22就生成请求接受完成帧，并将其发送给从站112。在该请求被拒绝的情况下，主站111的控制部分22就以类似的方式发送请求拒绝帧。
同样在该请求被接受的情况下，主站111的控制部分22就更新带宽管理部分21内的数据，把所述TINF信息设置为6.25ms，生成其中的调度信息SI被更新为25.025ms的信标分组并且周期性地发送该分组。当接收到该信标分组时，从站112分析该分组的数据。从站112获取调度信息SI并且检测受控CSMA周期，由此在25.025ms的周期内通过使用存储在调度信息SI中的CSMA进程来发送请求带宽保证的数据帧。应该注意到可在标准CSMA周期其中发送请求无带宽保证的数据帧。
(第三实施例)在第三实施例中，将描述用于同步信标周期的起始和终止时刻的进程以及用于结合在第一实施例中描述的访问控制方法的进程。图15是根据本发明的第三实施例示出了一种访问控制方法的过程的流程图(主站侧)。图16是根据本发明的第三实施例示出了一种访问控制方法的过程的流程图(从站侧)。
每个主站单独地确定信标分组是否是新接收的(步骤S1501)。在未接收到所述信标分组时，主站获取其自身计时器的值(步骤S1502)。主站确定获取的计时器值是否到达信标周期的起始时刻(步骤S1503)。如果未到达起始时刻，主站就开始随机补偿进程(步骤S1504)。
在所述随机补偿进程的过程中接收到来自另一个主站的信标分组的情况下(步骤S1505，是)，主站请求其自身的计时器值(步骤S1508)。接下来，主站从接收到的信标分组中提取信标周期的起始时刻，并把预定的偏置时间(延迟偏置)与该信标周期的起始时刻相加，从而获取另一个主站内的信标分组发送时间(步骤S1509)。参见图17。随后主站计算获取的信标分组发送时间和它本身的计时器值之间的中间值，并且把该计时器设置为所述中间值(步骤S1510)。例如在另一个主站中的信标分组发送时间是“1200次计数”并且它本身的计时器值是“1300次计数”的情况下，就把计时器值设置为中间值“1250次计数”。
另一方面，在完成所述随机补偿进程而没有接收到来自任何其他主站的信标分组的情况下(步骤S1506，是)，所述主站生成添加了基于其自身的计时器和预定偏置时间的信标周期起始时刻的信标分组，并将其发送给其他主站(步骤S1507)。
每个主站都获取包括在信标分组内的信标周期的起始时刻、受控CSMA周期的起始时刻以及标准CSMA周期的起始时刻，并且检测定时。应该注意到下一个信标周期的起始时刻是通过把作为信标周期生成周期的系统周期与该信标周期的起始时刻相加而获取的。
当每个从站接收到来自其所属通信系统的主站的信标分组时(步骤S1601)，所述从站就从接收到的信标分组中提取信标分组的发送时间(步骤S1602)。随后每个从站把计时器值设置为提取的信标分组发送时间(步骤S1603)。
这样就基于根据本发明的所述访问控制方法，把一个通信带宽分为如下的三个周期信标周期、受控CSMA周期和标准CSMA周期，并且基于每一通信系统当前使用的通信信道确定用于所述受控CSMA周期的分配。结果是即使多个通信系统共享相同信道，也可轻易避免通信系统间的干扰并且确保每个通信系统通信带宽的QoS，并无需在共享相同信道的多个通信系统之间执行发送功率控制。而且不同的访问模式不相互影响。
同样，基于信标分组发送时间校正每个站的计时器，由此就可轻易同步所述系统。特别可以通过获取任何其他站的信标分组传输时间和它本身的计时器值来校正每个站的系统时间。这样即使存在计时器不同步的站，也可通过重复执行一进程来同步系统。
应该注意到每个上述实施例都可通过CPU执行用于预定程序数据的解释执行来实现，其中所述预定的程序数据是存储在存储设备内(ROM、RAM和硬盘等等)并且可执行所述过程。在此情况下，可经由记录介质将所述程序数据引入所述存储设备，或者从所述记录介质中直接执行所述程序数据。应该注意到所述记录介质包括ROM、RAM、诸如闪存的半导体存储器、诸如软磁盘和硬盘的磁性盘存储器以及BD、存储卡之类。而且所述记录介质是包括了诸如电话线路和载波线路之类的通信介质的一个概念。
同样包括有本发明所述主站的全部或部分功能块可以作为典型集成电路的LSI(依据集成程度可被称为IC、系统LSI、super LSI或ultra LSI等等)而被实现。能够以芯片的形式分开配置每个功能块，或者以包括有部分或全部的芯片形式配置每个功能块。
用于形成集成电路的所述方法不限于使用LSI，并且电路集成可由专用电路或者通用处理器来实现。此外，可以使用在LSI被生产出之后还可被编程的FPGA(现场可编程门阵列)以及能够在LSI内重新配置连接并设置电路单元的可重新配置的处理器。
此外，如果由于半导体技术的发展或者另一种技术的派生出现了代替LSI的一种电路集成技术，那么所述功能块也可使用那种技术集成。例如也存在将生物技术应用于上述集成的可能。
下文中将描述把上述实施例中的发明应用于实际网络系统的实例。图18是示出了在其中向高速电力线传输施加了本发明的典型网络系统的示意图。在图18中，电力线被连接至IEEE 1394接口和USB接口等等，并且通过具有本发明功能的模块在诸如个人计算机、DVD记录器、数字电视和家庭服务器系统之类的多媒体设备中提供。结果就是可以配置能够经由电力线高速传输诸如多媒体数据的数字数据的网络系统。因为可以使用已经在家庭和办公室内安装的电力线作为网络线路而无需安装传统电缆LAN中所要求的网络电缆，所以降低了成本并方便安装的该系统增加了用户友好度。
在上述配置中，已经描述了通过一适配器把现有多媒体设备的信号接口转换成电力线通信接口而将现有设备应用于电力线通信的实例。然而通过实现具有内建的本发明功能的多媒体设备经由该多媒体设备的电源线来执行设备之间数据传输也将是可能的。如图18所示排除了对所述适配器、IEEE 1394电缆和USB电缆的需要，从而简化了配线。同样也可以通过路由器连接至因特网并且使用集线器连接至无线/电缆LAN等等，从而扩展了使用本发明的高速电力线传输系统的LAN系统。也可以通过电力线传输方法，经由电力线传输数据流，从而消除已成为无线LAN中一大问题的数据泄漏和窃取。这样由于其改善的安全性，所述电力线传输方法就有效保护了数据。应该理解经由电力线传输的数据受到作为扩展IP协议的IPSec、内容加密和其他DRM方案的保护。
如上，通过对包括本发明成果的内容和QoS功能的加密以实现版权保护功能就可执行AV内容的高质量电力线传输(对应于增加的重发和通信量波动的灵活性，改善了吞吐量和带宽分配)。
工业应用根据本发明的所述控制方法能够应用于例如多个通信系统共享系统信道的情况。该控制方法例如在轻易避免通信系统间干扰并且确保每个通信系统通信带宽的QoS，并无需在共享相同信道的多个通信系统之间执行发送功率控制的情况下特别有效。
权利要求
1.一种在一系统环境中在通信系统内使用的主站，在所述系统环境中各自都由至少一个从站和管理从站的主站构成的多个通信系统共享相同的信道，所述主站包括通信部分，该部分用于将通信带宽分隔成其中所有主站竞争一信标分组的发送的信标周期，其中仅允许授权的特定站竞争访问的第一载波侦听多路访问(CSMA)周期，以及其中允许所有站竞争访问的第二CSMA周期，并且在周期性的基础上重复通信；获取部分，用于获取其他通信系统内通信带宽的使用状态；以及确定部分，用于基于由获取部分获取的通信带宽的使用状态计算在第一CSMA周期内该主站所属的通信系统内可用的通信带宽，并且根据计算出的通信带宽来确定是接受还是拒绝由从站请求的通信。
2.如权利要求1所述的主站，其特征在于，所述信标分组包括至少提供所述信标周期、第一CSMA周期和第二CSMA周期的所分配时间的系统信息。
3.如权利要求1所述的主站，其特征在于，在用于所述信标周期每一循环的随机补偿进程之后，就检查由另一个主站传输的信标分组存在与否，如果确定不存在，所述主站就发送其自身的信标分组，并且如果确定存在，所述主站就取消发送。
4.如权利要求1所述的主站，其特征在于，所述信标分组包括根据发送该信标分组的主站的计时器值至少提供该信标周期的起始时刻和该信标分组的发送时间的系统信息。
5.如权利要求4所述的主站，其特征在于，从接收到的信标分组中获取该信标分组的发送时间，并且基于该获取的信标分组发送时间来校正其中的计时器值。
6.如权利要求5所述的主站，其特征在于，计算在所述主站的计时器值和任何其他主站的所述信标分组的发送时间之间的中间值，并将所述计时器值校正为所述中间值。
7.如权利要求1所述的主站，其特征在于，基于CSMA访问效率和一重发带宽获取关于在第一CSMA周期内的通信带宽的总可用带宽，并且限制来自从站的访问请求使得要被主站计算的通信带宽不超过所述总可用带宽。
8.如权利要求1所述的主站，其特征在于，所述获取部分通过使用第二CSMA周期与其他主站的信息交换来获取其他通信系统内通信带宽的使用状态。
9.如权利要求1所述的主站，其特征在于，所述获取部分从在所述信标周期内接收自任何其他主站的信标分组中获取其他通信系统内通信带宽的使用状态。
10.如权利要求1所述的主站，其特征在于，每个授权的特定站在第一CSMA周期内执行发送时间管理，使得传输带宽不超过先前指定的请求带宽。
11.如权利要求1所述的主站，其特征在于，在第一CSMA周期内的分配时间AT使用表达式AT＝(∑Tn+M)×α计算，这是基于其他主站的通信系统中所请求的通信带宽Tn，由主站所属的通信系统所请求的通信带宽M，和一预定系数α。
12.一种由在一环境中在一通信系统内使用的主站所执行的访问控制方法，在所述环境中各自由至少一个从站和管理从站的主站构成的多个通信系统共享相同的信道，其中通过周期性地重复其中所有主站竞争一信标分组的发送的信标周期，其中仅允许授权的特定站竞争访问的第一载波侦听多路访问(CSMA)周期，以及其中允许所有站竞争访问的第二CSMA周期而执行通信，所述访问控制方法包括如下步骤获取其他通信系统内通信带宽的使用状态；基于获取的通信带宽的使用状态在第一CSMA周期内计算该主站所属的通信系统内可用的通信带宽；并且根据计算出的通信带宽来确定是接受还是拒绝由所述从站请求的通信。
13.一种内建于一系统环境中的通信系统中使用的主站内的集成电路，所述环境中各自由至少一个从站和管理从站的主站构成的多个通信系统共享相同的信道，所述集成电路包括通信部分，用于将通信带宽分隔成其中所有主站竞争一信标分组的传输的信标周期，其中仅允许授权的特定站竞争访问的第一载波侦听多路访问(CSMA)周期，以及其中允许所有站竞争访问的第二CSMA周期，并且在周期性的基础上重复通信；获取部分，用于获取其他通信系统内通信带宽的使用状态；以及确定部分，用于基于由获取部分获取的通信带宽的使用状态在第一CSMA周期内计算该主站所属的通信系统内的可用通信带宽，并且根据计算出的通信带宽来确定是接受还是拒绝由从站请求的通信。
全文摘要
一通信带宽被分隔成其中所有主站竞争一信标分组的传输的信标周期，其中仅允许授权的特定站竞争访问的第一载波侦听多路访问(CSMA)周期，以及其中允许所有站竞争访问的第二CSMA周期。主站相互交换关于在第一CSMA周期内使用的通信带宽的信息，由此基于所述信息计算可由每一通信系统在第一CSMA周期内使用的通信带宽。
文档编号H04L12/56GK1833408SQ20048002232
公开日2006年9月13日 申请日期2004年8月3日 优先权日2003年8月6日
发明者近江慎一郎, 吉泽谦辅, 山口刚 申请人:松下电器产业株式会社