时分多址网络中的设备注册和探测的制作方法
【技术领域】
[0001]概括地说，本申请的实施例涉及通信系统，具体地说，本申请的实施例涉及使用时分多址(TDMA)的网络。
【背景技术】
[0002]可以使用TDMA协议来实现主设备耦合到多个从设备的系统，从而使得对耦合设备的介质的访问是在设备之间时间复用的。例如，主设备在从设备之间分配带宽，并且向各个从设备分配对应的专用时隙，各个从设备可以在这些专用时隙期间进行发送。TDMA协议可以允许基于竞争的时隙，设备可以在这些时隙中争夺传输带宽。然而，基于竞争的时隙减少了可用于专用时隙的时间，并且因此可能降低系统中的传输吞吐量和效率。
【附图说明】
[0003]本申请的实施例是通过举例的方式来说明的，并不旨在受附图中的图所限制。
[0004]图1是根据一些实施例的具有同轴链路的系统的框图。
[0005]图2A示出根据一些实施例的一系列信标周期。
[0006]图2B示出根据一些实施例的、信标周期中的时隙。
[0007]图3是根据一些实施例的、耦合到多个从设备的主设备的框图。
[0008]图4是示出根据一些实施例的、用于耦合到主设备的从设备的注册和探测过程的时间线。
[0009]图5A和5B是示出根据一些实施例的、注册网络设备的方法的流程图。
[0010]图6A是根据一些实施例的主设备的框图。
[0011]图6B是根据一些实施例的从设备的框图。
[0012]贯穿附图和说明书，相同的附图标记指代对应的部分。
【具体实施方式】
[0013]公开了使用分配的上行和/或下行时隙来执行设备注册过程的部分的实施例，在这些实施例中，响应于注册过程的完成来执行探测。
[0014]在一些实施例中，在耦合到主设备的多个从设备中的各个从设备中执行注册网络设备的方法。在该方法中，从主设备接收信标消息。信标消息指定上行时隙、下行时隙和基于竞争的时隙。在基于竞争的时隙期间，向主设备发送关联请求。在第一下行时隙期间，从主设备接收关联响应。响应于接收到关联响应，在上行时隙期间向主设备发送认证请求。在第二下行时隙期间从主设备接收认证响应。
[0015]在一些实施例中，从设备包括用于向主设备发送信号以及从主设备接收信号的物理层设备(PHY)。所接收的信号包括用于指定上行时隙、下行时隙和基于竞争的时隙的信标消息。从设备还包括一个或多个处理器和存储器。存储器存储在由一个或多个处理器执行时使从设备执行以下操作的指令:在基于竞争的时隙期间向主设备发送关联请求；对在第一下行时隙期间从主设备接收的关联响应进行处理；响应于接收到关联响应，在上行时隙期间向主设备发送认证请求；以及对在第二下行时隙期间从主设备接收的认证响应进行处理。
[0016]在一些实施例中，在耦合到多个从设备的主设备中执行注册网络设备的方法。在该方法中，发送用于指定上行时隙、下行时隙和基于竞争的时隙的信标消息。在基于竞争的时隙期间，从各个从设备接收关联请求。响应于关联请求，在第一下行时隙期间向各个从设备发送关联响应。在上行时隙期间从各个从设备接收认证请求。响应于认证请求，在第二下行时隙期间向各个从设备发送认证响应。
[0017]在一些实施例中，主设备包括用于向多个从设备发送信号以及从多个从设备接收信号的PHY。主设备还包括一个或多个处理器和存储器。存储器存储在由一个或多个处理器执行时使主设备执行以下操作的指令:发送用于指定上行时隙、下行时隙和基于竞争的时隙的信标消息；对在基于竞争的时隙期间从各个从设备接收的关联请求进行处理；响应于关联请求，在第一下行时隙期间向各个从设备发送关联响应；对在上行时隙期间从各个从设备接收的认证请求进行处理；以及响应于认证请求，在第二下行时隙期间向各个从设备发送认证响应。
[0018]在一些实施例中，系统包括耦合到多个从设备的主设备。主设备被配置为:发送用于指定上行时隙、下行时隙和基于竞争的时隙的信标消息；响应于来自各个从设备的关联请求，在第一下行时隙期间向各个从设备发送关联响应；以及响应于来自各个从设备的认证请求，在第二下行时隙期间向各个从设备发送认证响应。各个从设备被配置为:在基于竞争的时隙期间发送关联请求，以及在上行时隙期间发送认证请求。
[0019]在下面的描述中，阐述了大量的具体细节(例如，具体部件、电路和过程的例子)，以提供对本公开内容的透彻理解。另外，在下面的描述中以及出于解释的目的，阐述了特定的术语以提供对本申请的实施例的透彻理解。然而，对于本领域的技术人员来说显而易见的是，实现本申请的实施例可以不需要这些具体细节。在其它实例中，为了避免对本公开内容造成模糊，以框图形式示出了公知的电路和设备。如本文中所使用的术语“耦合”意指直接连接或者通过一个或多个中间部件或电路来连接。通过本文中描述的各个总线来提供的信号中的任何一个可以与其它信号进行时间复用，并且通过一个或多个公共总线来提供。另外，可以将电路单元或软件模块之间的互连示为总线或单个信号线。这些总线中的每一个还可以是单个信号线，并且这些单个信号线中的每一个还可以是总线，并且单个线或总线可以表示用于部件之间的通信的各种物理或逻辑机制中的任何一种或多种。本申请的实施例不应被解释为受限于本文中描述的特定例子，而是将由所附的权利要求书限定的所有实施例包括在它们的范围内。
[0020]图1示出了根据一些实施例的、主设备110耦合到多个从设备120-1至120-N的系统(例如，接入网)100，其中，N是大于一的整数。在一些实施例中，主设备110使用组成电缆设施130的同轴电缆(“同轴(coax) ”)链路来耦合到从设备120-1至120-N。例如，系统100可以是基于同轴接入网的以太网(EoC)。在一些实施例中，系统100可以根据HomePlug AV/IEEE1901标准(例如，如适于与同轴介质一起使用的)来实现。从主设备110到从设备120-1至120-N的传输被称为下行业务，而从各个从设备120-1至120-N到主设备110的传输被称为上行业务。
[0021]对耦合设备110与120-1至120-N的介质(例如，电缆设施130的同轴链路)的访问是使用时分多址(TDMA)协议来进行时间复用的。在一些实施例中，主设备110周期性地向所有从设备120-1至120-N广播介质访问调度(也被称为信道接入调度)。例如，信道接入调度是在被称为信标消息或简称为信标的消息中周期性广播的。信道接入调度向各个从设备120分配专用时隙，从而使得各个从设备120可以在其专用时隙期间(而不在分配给其它从设备120的时隙期间)进行发送。主设备110中的调度器基于例如与各个从设备120相关联的端用户与控制主设备110的服务提供商(例如，电缆运营商)之间的服务级别协议(SLA)，来确定针对每个从设备120的介质访问量。调度器基于所确定的、针对从设备120的介质访问量，来构建信道接入调度。信道接入调度还可以包括基于竞争的时隙，在该时隙期间，多个从设备120可以根据载波侦听多路访问(CSMA)协议来竞争发送。
[0022]对连续的信道接入调度的广播之间的时段(例如，从信标消息的开始到下一个信标消息的开始的时段)被称为信标周期。图2A示出了根据一些实施例的一系列信标周期:第一信标周期202-1之后跟随着第二信标周期202-2，其后进而跟随着第三信标周期202-3ο如在根据一些实施例的图2B中所示的，每个信标周期202被划分成不同的时隙。第一时隙204被分配用于信标消息的传输，从而用于信道接入调度的传输。第二时隙206是基于竞争的时隙，在该时隙中，从设备120-1至120-N可以根据载波侦听多路访问(CSMA)协议来争夺传输带宽。例如，新激活的从设备120可以竞争使用基于竞争的时隙206以开始向主设备110的注册。各个新激活的从设备120在基于竞争的时隙206期间监听信道(例如，同轴电缆设施130(图1))，并且，如果其确定信道是空闲的，则向主设备110发送消息(例如，关联请求)以发起注册。如果各个新激活的从设备120检测到信道不是空闲的(例如，另一个设备正在进行发送)，那么其不发送该消息；而是其稍后在同一个基于竞争的时隙206期间或者在随后的基于竞争的时隙206期间再次进行尝试。在一些实施例中，基于竞争的时隙206并不被包括在每个信标周期202中，而是仅被包括在信标周期202的一部分中。在一些实施例中，基于竞争的时隙206具有毫秒量级(例如，在l-5ms的范围内)的持续时间。
[0023]每个信标周期202还包括上行时隙208和下行时隙210。时隙208和210是根据时分多址(TDMA)协议来分配的。各个上行时隙208被分配给各个从设备120，以用于到主设备110的上行传输。这些分配是至少部分地基于所报告的、从设备120中的传输队列的状态。例如，从设备120可以具有多个队列(例如，控制分组队列320和一个或多个数据分组队列322 (图3))，这些队列中的每个队列对上行业务(例如，控制分组和数据分组)进行缓冲。当上行时隙208被分配给特定的从设备120时，可以在上行时隙208期间，将在该从设备120的一个或多个队列中缓冲的业务上行发送给主设备110。因此，第一上行时隙208-1可以被分配给第一从设备120-1，第二上行时隙208-2可以被分配给第二从设备120-2，等等。从设备120可以使用分配的上行时隙208来发送来自多个队列的业务。例如，每个队列可以存储数据块。可以将来自多个队列的数据块组合成在上行时隙208期间发送的单个数据单元。在一些实施例中，数据块是固定长度的块。例如，数据块是每个为512字节(例如，如在HomePlug AV/IEEE1901标准中定义的)的固定长度的物理层块(PHY块，被称为PB)，并且数据单元是介质访问控制器(MAC)协议数据单元(MPDU)(例如，如在HomePlugAV/IEEE1901标准中定义的)。
[0024]总数为M的上行时隙208