CN102098168B

CN102098168B - 基于单向传输的广播参数更新方法

Info

Publication number: CN102098168B
Application number: CN 201110024555
Authority: CN
Inventors: 张冰; 黄粉; 张奭; 魏琼琼; 张晓娜; 魏星; 郭志宽; 周国菁; 刘长明; 王敏超
Original assignee: Xidian University
Current assignee: Xidian University
Priority date: 2011-01-23
Filing date: 2011-01-23
Publication date: 2013-03-20
Anticipated expiration: 2031-01-23
Also published as: CN102098168A

Abstract

本发明公开了一种基于单向传输的广播参数更新方法。主要解决现有广播参数更新方法中由于接收站点需要对更新的广播参数进行确认而引起的信道效率低和更新时延大的问题。其实现过程为：发送站点进行信道估计，确定出适合当前网络的新的广播参数；发送站点将新的广播参数向所有接收站点周期性广播N次；发送站点采用正计数方式或者倒计数方式将广播参数更新时刻周期性向所有接收站点广播K次；所有站点在广播参数更新时刻开始使用新的广播参数进行广播数据传输。本发明具有更新时延小，效率高的优点，同时改善了广播参数更新时刻的同步性和可靠性，可用于基于同轴电缆的以太网EoC通信。

Description

基于单向传输的广播参数更新方法

技术领域

本发明属于通信技术领域，涉及一种广播参数更新方法，具体涉及一种在基于同轴电缆的以太网EoC通信系统中，当信道特性发生改变时，高效可靠地更新信道广播参数的方法，可用于EoC通信技术领域。

背景技术

在共享媒质的调制EoC通信系统中，通常都支持站点之间的点对点通信和广播通信。当进行点对点通信时，两个站点之间链路的信道特性与其他任何站点之间链路的信道特性都不相同，同一个站点对的前向链路和反向链路的信道特性也不相同，因此在点对点通信中，发送站点需要根据其前向链路的物理层信道特性，使用最高效的物理层调制模式进行数据传输，以获得最高的信道效率；除了点对点通信外，EoC系统通常都支持点对多点的广播通信方式和组播通信方式，当一个站点给多个站点发送数据时，发送站点必须计算出所有其他接收站点都能支持的一套公共调制模式，称为广播参数，当发送站点进行广播通信时，发送站点即可根据其广播参数进行数据传输，以保证其他接收站点可靠和高效地接收数据。

当EoC系统中有新站点加入网络，或者链路的信道特性随时间发生变化时，系统需要更新所有站点之间点对点链路的信道参数和广播链路的信道参数。在更新过程中，发送站点可以通过周期性地交互信道训练帧来估计当前时刻的信道特性，从而获得新的信道参数。发送站点确定了广播参数之后，将新的广播参数告知给网络中的所有接收站点，以便接收站点其后可使用新的广播参数正确地接收广播数据帧。在现有的技术中，发送站点将新的广播参数广播给系统中所有的接收站点，为保证正确传输，每个接收站点在收到该广播参数后依次向发送站点返回一个确认帧，发送站点在收到所有接收站点的确认帧之后，开始使用新的广播参数进行广播通信。如果发送站点在一定时间内没有收齐所有接收站点的确认帧，则将广播参数进行重传。

上述更新广播参数的方法通过使用确认机制实现广播参数的可靠传输，但是由于使用确认机制时每一个接收站点都要对新的广播参数进行确认，当网络中站点数目较多时，收齐所有确认所需的时间会较长，而且确认帧也占用了信道资源，这样导致更新广播参数过程的时延大、效率低，同时各个站点的广播参数更新时刻的同步性和可靠性难以保证。

发明内容

本发明的目的在于针对上述使用确认机制的广播参数更新方法中出现的问题，提出一种基于单向传输的广播参数更新方法，以降低广播参数更新时延，提高效率，同时也有效地改善广播参数更新时刻的同步性和可靠性。

为实现上述目的，本发明提出以下两种技术方案：

技术方案1，将新的广播参数在网络中进行多次广播，该广播参数不需要接收站点进行确认，并将新的广播参数的更新时刻采用正计数方式在网络中进行通告，其实现步骤包括如下：

(1)发送站点对当前时刻网络中的的信道特性进行信道估计，根据信道特性确定出所有接收站点都能解调的广播参数，作为新的广播参数；

(2)发送站点将新的广播参数封装在广播帧A中，并将承载新的广播参数的广播帧A向所有接收站点周期性广播N次后，开始在网络中通告广播参数更新时刻，N的取值为3；

(3)接收站点确定广播参数更新时刻：

(3a)发送站点将指示广播参数更新时刻的信息封装在广播帧B中，该承载广播参数更新时刻的广播帧B包括一个序号域S，序号域S的值用来指示接收站点的广播参数更新时刻；

(3b)发送站点将承载广播参数更新时刻的广播帧B向所有接收站点周期性广播K次，K的取值为3；

(3c)发送站点在每次发送承载广播参数更新时刻的广播帧B时，采用正计数方式改变承载广播参数更新时刻的广播帧B中序号域S的值；

(3d)接收站点收到任何一个承载广播参数更新时刻的广播帧B，即根据序号域S的值判断出新的广播参数更新时刻；

(4)网络中所有站点在更新时刻，使用新的广播参数进行广播数据传输。

技术方案2，将新的广播参数在网络中进行多次广播，该广播参数不需要接收站点进行确认，并将新的广播参数的更新时刻采用倒计数方式在网络中进行通告，其实现步骤包括如下：

1)发送站点对当前时刻网络中的的信道特性进行信道估计，根据信道特性确定出所有接收站点都能解调的广播参数，作为新的广播参数；

2)发送站点将新的广播参数封装在广播帧A中，并将承载新的广播参数的广播帧A向所有接收站点周期性广播N次后，开始在网络中通告广播参数更新时刻，N的取值为3；

3)接收站点确定广播参数更新时刻：

3a)发送站点将指示广播参数更新时刻的信息封装在广播帧B中，该承载广播参数更新时刻的广播帧B包括一个序号域S，序号域S的值用来指示接收站点的广播参数更新时刻；

3b)发送站点将承载广播参数更新时刻的广播帧B向所有接收站点周期性广播K次，K的取值为3；

3c)发送站点在每次发送承载广播参数更新时刻的广播帧B时，采用倒计数方式改变承载广播参数更新时刻的广播帧B中序号域S的值；

3d)接收站点根据收到的任何一个承载广播参数更新时刻的广播帧B中序号域S的值判断出新的广播参数更新时刻；

4)网络中所有站点在更新时刻，使用新的广播参数进行广播数据传输。

本发明与现有的广播参数更新机制相比，由于不需要各个接收站点逐一对新的广播参数进行确认，降低了广播参数更新时延，提高了效率，节省了信道资源，减小了系统开销；同时由于采用正计数方式或者倒计数方式在网络中多次通告广播参数更新时刻，有效改善了广播参数更新时刻的同步性和可靠性；此外由于通过多次发送新的广播参数，保证了数据传输的可靠性。

附图说明

图1是本发明采用正计数方式的广播参数更新方法流程交互图；

图2是本发明采用倒计数方式的广播参数更新方法流程交互图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的内容做进一步阐述。

实施例1，为采用正计数方式的广播参数更新方法。在实施例1中，设承载新的广播参数的广播帧A的发送次数N取值为3；设承载广播参数更新时刻的广播帧B的发送次数K取值为3；网络中定义的广播帧发送周期L为10ms。

参照图1，实施例1的实现步骤如下：

步骤1，发送站点对当前时刻网络中的的信道特性进行信道估计，根据信道特性确定出所有接收站点都能解调的广播参数，作为新的广播参数。

1a)发送站点向接收站点周期性发送信道探测帧，信道探测帧为网络的物理层产生的帧，用于估计两个站点之间链路的物理层参数，由于本实施例中定义的周期长度L取值为10ms，则发送站点每隔10ms向接收站点发送一个信道探测帧；

1b)接收站点根据接收到的信道探测帧，确定两个站点之间链路的信道参数，信道参数主要是指调制模式，接收站点将信道参数封装在信道报告中回传给发送站点；

1c)发送站点根据各个接收站点传回的信道报告，获得发送站点和每个接收站点之间链路的调制模式；

1d)发送站点根据本站点和各个接收站点之间的点对点链路的调制模式，选取所有接收站点都可以支持的最高调制阶数作为广播调制模式，即广播参数，通过这种方式确定的广播参数，所有的接收站点都能解调，这个广播参数称为新的广播参数。例如，网络内有S1，S2，S3，S4四个站点，其中发送站点为S1，接收站点为S2、S3和S4，S1到S2之间链路支持的调制模式为正交幅度调制QAM256，S1到S3之间链路支持的调制模式为QAM128，S1到S4之间链路支持的调制模式为QAM64，则S1发送广播帧时采用的广播调制模式，即广播参数应采用QAM64，这样所有的接收站点都能正确解调广播数据帧。

步骤2，发送站点将新的广播参数封装在广播帧A中，并使用当前时刻网络中正在使用的广播参数将承载新的广播参数的广播帧A在网络中广播N次，或者使用其他更稳健的固定调制模式将承载新的广播参数的广播帧A在网络中广播N次，例如，选取差分相移键控DQPSK作为更稳健的固定调制模式来发送承载新的广播参数的广播帧A；然后发送站点开始在网络中通告广播参数更新时刻，由于本实施例中N取值为3，则发送站点将A帧在网络中每隔10ms发送1次，共发送3次，以保证数据传输的可靠性。

步骤3，发送站点将广播参数更新时刻的信息封装在广播帧B中，并将承载广播参数更新时刻的广播帧B在网络中采用正计数方式进行多次通告，接收站点根据接收到的承载广播参数更新时刻的广播帧B确定广播参数更新时刻。

3b)发送站点将承载广播参数更新时刻的广播帧B向所有接收站点周期性广播K次，由于在本实施例中K取值为3，周期长度L取值为10ms，则发送站点将承载广播参数更新时刻的广播帧B在网络中每隔10ms发送一次，共发送3次；

3c)发送站点每次发送承载广播参数更新时刻的广播帧B时，将承载广播参数更新时刻的广播帧B中序号域S的值增加1，由于本实施例中K取值为3，则序号域S的取值分别为0，1，2；

3d)当接收站点收到任何一个承载广播参数更新时刻的广播帧B时，根据承载广播参数更新时刻的广播帧B中序号域的值判断广播参数更新时刻，若承载广播参数更新时刻的广播帧B的序号域S的值为P，则广播参数更新时刻为承载广播参数更新时刻的广播帧B被发送K-P-1次后的下一个周期的起始时刻，P的取值范围为[0，K-1]，例如接收站点收到某一个承载广播参数更新时刻的广播帧B的序号域S的值为0，则广播参数更新时刻为承载广播参数更新时刻的广播帧B被发送2次后的下一个周期的起始时刻。

步骤4，网络中所有站点在广播参数更新时刻开始使用新的广播参数进行广播数据传输。

实施例2，为采用倒计数方式的广播参数更新方法。在实施例2中，设承载新的广播参数的广播帧A的发送次数N取值为3；设承载广播参数更新时刻的广播帧B的发送次数K取值为3；网络中定义的广播帧发送周期L为10ms。

参照图2，实施例2的实现步骤如下：

步骤A，发送站点对当前时刻网络中的的信道特性进行信道估计，根据信道特性确定出所有接收站点都能解调的广播参数，作为新的广播参数。

A1)发送站点向接收站点周期性发送信道探测帧，信道探测帧为网络的物理层产生的帧，用于估计两个站点之间链路的物理层参数，由于本实施例中定义的周期长度L取值为10ms，则发送站点每隔10ms向接收站点发送一个信道探测帧；

A2)接收站点根据接收到的信道探测帧，确定两个站点之间链路的信道参数，信道参数主要是指调制模式，接收站点将信道参数封装在信道报告中回传给发送站点；

A3)发送站点根据各个接收站点传回的信道报告，获得发送站点和每个接收站点之间链路的调制模式；

A4)发送站点根据本站点和各个接收站点之间的点对点链路的调制模式，选取所有接收站点都可以支持的最高调制阶数作为广播调制模式，即广播参数，通过这种方式确定的广播参数，所有的接收站点都能解调，这个广播参数称为新的广播参数。例如，网络内有S1，S2，S3，S4四个站点，其中发送站点为S1，接收站点为S2、S3和S4，S1到S2之间链路支持的调制模式为QAM256，S1到S3之间链路支持的调制模式为QAM128，S1到S4之间链路支持的调制模式为QAM64，则S1发送广播帧时采用的广播调制模式，即广播参数应采用QAM64，这样所有的接收站点都能正确解调广播数据帧。

步骤B，发送站点将新的广播参数封装在广播帧A中，并使用当前时刻网络中正在使用的广播参数将承载新的广播参数的广播帧A在网络中广播N次，或者使用其他更稳健的固定调制模式将承载新的广播参数的广播帧A在网络中广播N次，例如，选取差分相移键控DQPSK作为更稳健的固定调制模式来发送承载新的广播参数的广播帧A；然后发送站点开始在网络中通告广播参数更新时刻，由于本实施例中N取值为3，则发送站点将A帧在网络中每隔10ms发送1次，共发送3次，以保证数据传输的可靠性。

步骤C，发送站点将广播参数更新时刻的信息封装在广播帧B中，并将承载广播参数更新时刻的广播帧B在网络中进行多次广播，接收站点根据接收到的承载广播参数更新时刻的广播帧B确定广播参数更新时刻。

C1)发送站点将指示广播参数更新时刻的信息封装在广播帧B中，该承载广播参数更新时刻的广播帧B包括一个序号域S，序号域S的值用来指示接收站点的广播参数更新时刻；

C2)发送站点将承载广播参数更新时刻的广播帧B向所有接收站点周期性广播K次，由于在本实施例中K取值为3，周期长度L取值为10ms，则发送站点将承载广播参数更新时刻的广播帧B在网络中每隔10ms发送一次，共发送3次；

C3)发送站点每次发送承载广播参数更新时刻的广播帧B，将承载广播参数更新时刻的广播帧B中序号域S的值减小1，由于本实施例中K取值为3，则序号域S的取值分别为2，1，0；

C4)当接收站点收到任何一个承载广播参数更新时刻的广播帧B时，根据承载广播参数更新时刻的广播帧B中序号域的值判断广播参数更新时刻，若承载广播参数更新时刻的广播帧B的序号域S的值为Q，则广播参数更新时刻为承载广播参数更新时刻的广播帧B被发送Q次后的下一个周期的起始时刻，Q的取值范围为[0，K-1]，例如接收站点收到某一个承载广播参数更新时刻的广播帧B的序号域S的值为2，则广播参数更新时刻为承载广播参数更新时刻的广播帧B被发送2次后的下一个周期的起始时刻。

步骤D，网络中所有站点在更新时刻开始使用新的广播参数进行广播数据传输。

以上仅为本发明的两个优选实例，不构成对本发明的任何限制，显然根据本发明的构思本领域的技术人员均可作出不同的修改和置换，但这些均在本发明的保护之列。

Claims

1.一种基于单向传输的广播参数更新方法，包括：

（1）发送站点对当前时刻网络中的信道特性进行信道估计，根据信道特性确定出所有接收站点都能解调的广播参数，作为新的广播参数；

（1a)发送站点向接收站点周期性发送信道探测帧，信道探测帧为网络的物理层产生的帧，用于估计两个站点之间链路的物理层参数；

（1b)接收站点根据接收到的信道探测帧，确定两个站点之间链路的信道参数，信道参数主要是指调制模式，接收站点将信道参数封装在信道报告中回传给发送站点；

（1c)发送站点根据各个接收站点传回的信道报告，获得发送站点和每个接收站点之间链路的调制模式；

（1d)发送站点根据本站点和各个接收站点之间的点对点链路的调制模式，选取所有接收站点都可以支持的最高调制阶数作为广播调制模式，即广播参数；

（2）发送站点将新的广播参数封装在广播帧A中，并将承载新的广播参数的广播帧A向所有接收站点周期性广播N次后，开始在网络中通告广播参数更新时刻，N的取值为3；

（3）接收站点确定广播参数更新时刻：

（3a）发送站点将指示广播参数更新时刻的信息封装在广播帧B中，该承载广播参数更新时刻的广播帧B包括一个序号域S，序号域S的值用来指示接收站点的广播参数更新时刻；

（3b）发送站点将承载广播参数更新时刻的广播帧B向所有接收站点周期性广播K次，K的取值为3；

（3c）发送站点在每次发送承载广播参数更新时刻的广播帧B时，采用正计数方式改变承载广播参数更新时刻的广播帧B中序号域S的值；

（3d）接收站点收到任何一个承载广播参数更新时刻的广播帧B后，根据序号域S的值判断出新的广播参数更新时刻；

（4）网络中所有站点在更新时刻，使用新的广播参数进行广播数据传输。

2.根据权利要求1所述的广播参数更新方法，其中步骤（3c）所述的“采用正计数方式改变承载广播参数更新时刻的广播帧B中序号域S的值”，是指发送站点在每次发送承载广播参数更新时刻的广播帧B时，将承载广播参数更新时刻的广播帧B中序号域S的值增加1。

3.根据权利要求1所述的广播参数更新方法，其中步骤（3d）所述的“根据序号域S的值判断出新的广播参数更新时刻”，是指当接收站点收到任何一个承载广播参数更新时刻的广播帧B时，根据承载广播参数更新时刻的广播帧B中序号域的值判断广播参数更新时刻，若承载广播参数更新时刻的广播帧B的序号域S的值为P，则广播参数更新时刻为承载广播参数更新时刻的广播帧B被发送K-P-1次后的下一个周期的起始时刻，P的取值范围为[0，K-1]。

4.一种基于单向传输的广播参数更新方法，包括：

1）发送站点对当前时刻网络中的信道特性进行信道估计，根据信道特性确定出所有接收站点都能解调的广播参数，作为新的广播参数：

1a)发送站点向接收站点周期性发送信道探测帧，信道探测帧为网络的物理层产生的帧，用于估计两个站点之间链路的物理层参数；

1d)发送站点根据本站点和各个接收站点之间的点对点链路的调制模式，选取所有接收站点都可以支持的最高调制阶数作为广播调制模式，即广播参数；

2）发送站点将新的广播参数封装在广播帧A中，并将承载新的广播参数的广播帧A向所有接收站点周期性广播N次后，开始在网络中通告广播参数更新时刻，N的取值为3；

3）接收站点确定广播参数更新时刻：

3c）发送站点在每次发送承载广播参数更新时刻的广播帧B时，采用倒计数方式改变承载广播参数更新时刻的广播帧B中序号域S的值；

4）网络中所有站点在更新时刻，使用新的广播参数进行广播数据传输。

5.根据权利要求4所述的广播参数更新方法，其中步骤3c）所述的“采用倒计数方式改变承载广播参数更新时刻的广播帧B中序号域S的值”，是指发送站点在每次发送承载广播参数更新时刻的广播帧B时，将承载广播参数更新时刻的广播帧B中序号域S的值减小1。

6.根据权利要求4所述的广播参数更新方法，其中步骤3d）所述的“接收站点根据收到的任何一个承载广播参数更新时刻的广播帧B中序号域S的值判断出新的广播参数更新时刻”，是指当接收站点收到任何一个承载广播参数更新时刻的广播帧B时，根据承载广播参数更新时刻的广播帧B中序号域的值判断广播参数更新时刻，若承载广播参数更新时刻的广播帧B的序号域S的值为Q，则广播参数更新时刻为承载广播参数更新时刻的广播帧B被发送Q次后的下一个周期的起始时刻，Q的取值范围为[0，K-1]。