CN102341784A

CN102341784A - MoCA中发生错误时快速MAP恢复的方法

Info

Publication number: CN102341784A
Application number: CN2010800110035A
Authority: CN
Inventors: 刘昌文; A·穆勒; R·李
Original assignee: Entropic Communications LLC
Current assignee: Entropic Communications LLC
Priority date: 2009-03-17
Filing date: 2010-03-16
Publication date: 2012-02-01
Anticipated expiration: 2030-03-16
Also published as: US9008077B2; WO2010107758A1; HK1166530A1; JP5736612B2; US20100238790A1; JP2012521164A; CN102341784B

Abstract

一种方法，包括：接收预定长度的信息，该信息包括第一MAC协议数据单元(MPDU)，其长度可变并包括至少一个子MPDU；独立地解码该第一子MPDU以及所述接收到的信息的多个附加部分，每一部分具有与一个子MPDU相同的长度；处理来自所述第一子MPDU的数据；以及从经处理的数据确定多少个其他被解码的部分组成了所接收到的MPDU的子MPDU。

Description

MoCA中发生错误时快速MAP恢复的方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2009年3月17日递交的第61/160,986号美国临时专利申请，以及于2009年3月31日递交的第12/415,875号美国专利申请的优先权。通过参考引用，这两件专利申请的全部内容被并入本申请。

技术领域

所披露的系统和方法是有关通过网络的数据传输。更具体地，所披露的系统和方法是有关在网络中从未能接收或正确处理数据包的情况下恢复。

背景技术

在现有的同轴电缆多媒体联盟(MoCA)网络中，数据包是通过同轴通信信道发送的。通过网络的通信由网络协调器节点(NC)管理，其发送信标和媒体访问计划(MAP)数据包。信标是以固定的间隔发送的(例如每10ms)，并识别信道时钟(CTC)、MoCA网络版本、下一接纳控制帧(ACF)的时间以及何时发生NC切换(例如，NC何时从一个节点切换到另一节点)。

NC发送MAP包比信标更频繁，MAP包提供调度信息，其指出每一网络节点在何时通过网络发送数据。为了通过网络发送和接收数据，连接至网络的每一节点依赖MAP。很多因素会影响网络节点正确地接收MAP。例如，由网络节点附近的移动电话造成的GSM干扰可能通过产生该网络节点的同信道干扰和/或邻近信道干扰而破坏MAP。由于GSM干扰的长度，例如大约0.577ms，网络节点可能丢失或无法正确处理一个或更多MAP。

在现有的MoCA网络中，丢失一个MAP包会使得网络节点接收不到后续发送的MAP，因为每一MAP指定了MAP包发送间隔，例如，下一个MAP被发送时的间隔。图1是时序图，其展示了在现有的MoCA网络中，一个网络节点没能接收到一MAP，然后恢复正常。如图1所示，节点1没能从NC接收到MAP2。NC继续在网络上广播MAP，但由于节点1没能接收到或正确处理MAP2，节点1没能接收到或正确处理MAP3至MAP6。在现有的MoCA网络中，节点1必须等待直至其接收到并处理下一个信标，即信标2，以确定MAP的传输间隔，从而再次接收并正确处理MAP包，例如，MAP7。因为MAP的发送比信标更频繁，没能接收到或正确处理一个MAP包的节点可能无法接收到下面的几个MAP包，因为它必须等待下一个信标。因此，一旦节点未能接收到一个MAP，该节点实质上与网络断开了一段时间(对于图1的例子而言是从MAP2至MAP7)，因为它将接收不到后续的MAP包并确定数据何时通过网络被发送，直至该节点接收到下一个信标。另外，该节点也将无法向NC请求任何时隙用于发送缓冲的数据包，直至接收到下一个信标。因此，需要一种改进的方法，以从丢失一个MAP恢复正常。

发明内容

在一些实施方式中，一种方法包括接收预定长度的信息，该信息包括长度可变的第一MAC协议数据单元(MPDU)，该MPDU包括至少一个子MPDU；独立地解码所述第一子MPDU以及所述接收到的信息的多个附加部分，其中每一部分具有预定的长度。在一个实施方式中，每一附加的部分具有与所述第一子MPDU相同的长度。该方法还包括处理来自所述第一子MPDU的数据；以及根据所述经处理的数据确定多少个其他被解码的部分组成所述接收到的MPDU的子MPDU，并且在一个实施方式中，根据所述经处理的数据确定附加子MPDU的长度。

在一些实施方式中，一种网络节点，包括计算机可读存储介质以及与该计算机可读存储介质进行数据通信的处理器。该处理器被配置成接收预定长度的信息，该信息包括长度可变的并包括至少一个子MPDU的第一MAC协议数据单元(MPDU)，独立地解码所述第一子MPDU以及所述接收到的信息的多个附加部分，其中每一部分的长度与一个子MPDU的长度相同，处理来自所述第一子MPDU的数据，以及根据所述经处理的数据确定多少个其他被解码的部分组成所述接收到的MPDU的子MPDU。

在一些实施方式中，一种方法，包括利用在之前接收到的相关包内所接收的信息来确定最后接收到的相关包和下一个相关包发送之间的间隔，从而确定下一个相关包到达的时间，所述信息被用于在失败后找到并解码在所述之前接收到的相关包之后发送的相关信息包。在确定下一个相关包何时到达后，分部分地解码该下一个相关包，其中每一部分是被独立地编码。以及利用来自所述下一个相关包的第一部分的信息来确定多少个这样被解码的部分实际上是所述下一个相关包的部分。因为每一部分是被独立地编码，每一部分可以被独立地解码。

这些方法可以载有程序代码的计算机可读的存储介质的方式呈现，该程序代码可被载入处理器，这样，当该处理器执行这些代码时，将实施所述方法。

附图说明

图1是现有MoCA网络中失败恢复的时序图。

图2展示了MAP MAC协议数据单元(MPDU)的一个实施例。

图3是流程图，展示了处理MAP包的方法的一个实施例。

图4是流程图，展示了从失败中恢复的方法的一个实施例。

图5是网络中一个节点在丢失一个包后恢复的一个实施例的时序图。

图6展示了异步数据网络中固定的包发送间隔。

图7展示了根据图3和4所示的方法的，被配置成处理数据包并从未能接收到一个包恢复正常的网络节点的一个实施例。

具体实施方式

下面描述了用于从未能接收到或未能正确处理MAP恢复正常的系统和方法。所披露的系统和方法的一个实施例是在网络中实现的，在该网络中，MAP是以预定的固定的间隔发送。该网络可包括网络协调器(NC)，其管理网络节点间的数据传输。图7展示了网络节点的一个例子的简化的方块图。如图7所示，网络节点700可以包括处理器702，其与计算机可读存储介质704通信，以及使得网络节点700能够通过网络发送及接收数据的物理接口。处理器702可以是任意计算装置，包括但不限于中央处理器(CPU)、微控制器，或类似的装置。计算机可读存储介质704可以是任何类型的存储装置，包括但不限于随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、闪存、硬盘或类似的装置，被配置成存储数据以及可被处理器702执行的指令。

如图2所示，在所披露的方法和装置的一个实施例中，MAP MAC协议数据单元(MPDU)201包括多个彼此相继的子MPDU 200。第一子MPDU 200的字头202指出该系列子MPDU中子MPDU的确切数量，每一子MPDU具有相同的长度并且被独立地编码。作为替代方案，每一子MPDU的长度可以预定的方式变化。因为每一子MPDU被独立地编码，每一子MPDU可以独立地解码。作为替代方案，可以在单个编码操作中把每一子MPDU一起编码。然而，这样的话，每一子MPDU就不能被独立地解码，这样就会失去用所述字头携带MPDU 201内子MPDU 200的数量的优势。每一子MPDU可以具有400字节的长度，包括字头202(仅对于第一子MPDU)以及载荷204。相应地，MPDU 201可以具有1600字节的长度，而每一子MPDU可以具有400字节的长度。本领域技术人员可以理解，MPDU 201和子MPDU 200也可以是其他长度。

在一个实施例中，在如图6所示的异步网络中，NC以恒定间隔发送MAP MPDU 201。与已有的MoCA网络相比，以恒定间隔发送MAP使得网络节点700能够更快地从丢失一个MAP恢复正常，这将在下文中进行更具体地解释。通过向需要改变该间隔的每一个网络节点发送通知，可以改变该恒定间隔。该通知可以被包括于MAP的字头202或载荷204中，其可以包括下一个包传输间隔的值，以及指出在多少个MAP之后所述包传输间隔将改变的倒计数值。在每一逐次发送的MAP MPDU中，该倒计数值可以被递减，直至该值为零，在这之后，MPDU传输间隔将被改变。例如，通过在MAP内传输值为0.75的下一个包传输值以及值为“1”的倒计数值，可以在下一个MAP MPDU被接收到后，MPDU传输间隔从1ms变为0.75ms。

无论MAP以什么格式在网络中实现，如果没有接收到或没能正确处理之间的MAP，例如，发生了失败，接收MPDU 201的网络节点700可以利用来自该MPDU 201的信息来精确地计算下一个MAP或后续MAP的到达时间。在一个实施例中，该信息包括所述恒定间隔的当前值或如图6那样发送的新的恒定间隔的值。例如，如果NC发送如图2所示的实施例那样的具有多个子MPDU 200的MAP，那么该网络节点将解码每一子MPDU 200并检查第一子MPDU的字头，以确定是否有相继的子MPDU 200。如果该第一子MPDU字头202指出没有相继的子MPDU 200，那么该节点700已经处理了所有被发送的子MPDU，仅处理了第一子MPDU。然而，如果该第一子MPDU字头202指出还有附加的相继的子MPDU 200，那么该节点700也将处理这些子MPDU。通过这种方式，该节点能够正确地识别和接收每一MAP。

作为替代方案，如果所述NC在单个子MPDU 200内发送MAP，那么节点700会假定下一个MAP MPDU 201具有可能的最大尺寸(如1600字节)，并且根据该假设计算该MAPMPDU 201的发送结束时间。该网络节点700在计算获得的MAP发送间隔内接收所有比特，并且一个一个地解码所接收到的每一子MPDU 200的比特。当该网络节点700处理所述子MPDU的字头202的比特时，其识别该MAP MPDU 201的实际长度，然后从接收到的比特恢复该MAP MPDU 201的字节。当不包括载荷数据时，该网络节点700可以忽略并且不处理由所述MAP子MPDU的字头202识别出的任何比特。

图3是流程图，展示了在网络节点700处理所述MAP子MPDU 200的方法300的一个实施例。如图3所示，在框302中，在网络节点700处接收到一MAP。在框304中，该网络节点700解码该MAP的每一子MPDU 200。在框306中，该网络节点700处理第一子MPDU 200的字头202和载荷204。在框308中，如果所述第一子MPDU 200的经处理的数据指出后续的子MPDU 200包括需要处理的数据，该网络节点700将处理下一个子MPDU 200或子子MPDU。然而，如果所述第一子MPDU 200的经处理的数据指出后续的子MPDU 200不包括需要处理的数据，那么该网络节点700可以跳过框308并且不处理来自后续的子MPDU 200的数据。

在框310中，从所述经处理的数据读取包发送间隔值、倒计数值以及下一个包发送间隔值。包发送间隔值、倒计数值、下一个包发送间隔值以及包到达时间可被存储于网络节点700的计算机可读介质704内，这样，当发生失败事件时就能够利用这些信息，如以下详细描述的。网络节点700可基于所述间隔值、倒计数值以及前一MAP MPDU 201的到达时间计算下一个MAP的到达时间。通过这种方式，网络节点700处理每一MAP子MPDU并存储所述间隔、倒计数值以及最后一个包的到达时间，使得网络节点700能够从失败中恢复以接收或正确处理后续的MAP子MPDU 200。

图4是流程图，展示了从失败中恢复以接收或正确处理相关包，如MAP子MPDU 200的方法400的一个实施例。在框402中，网络节点700接收相关包。如上面结合图3描述的那样，该相关包被解码并处理。来自该相关包的信息，如该包的到达时间、当前包发送间隔、倒计数标识符以及下一个包发送间隔值，被存储在计算机可读存储介质704内。

在框404内，网络节点700确定其未能接收或正确处理相关包。一旦网络节点700确定其没有接收到相关包，该节点700在框406内通过从计算机可读存储介质704读取之前接收到的相关包内所接收的信息开始进行失败恢复。如以上所描述，该信息可包括之前接收到的相关包的到达时间、当前包发送间隔、倒计数标识符以及下一个包发送间隔值。这样，该网络节点700可利用从计算机可读存储介质704读取的信息来确定下一个相关包何时到达。

例如，如果连续的相关包之间的间隔不变，那么网络节点700将利用前一个接收到的包的到达时间和当前包发送间隔值来确定下一个相关包的到达时间。如本领域技术人员所能理解的，如果计算获得的下一个相关包的到达时间已过，那么网络节点700可以用两倍、三倍或多倍的包发送间隔来确定下一个相关包的到达时间。

网络节点700还可以通过检查倒计数值来确定下一个包之后包之间的间隔是否将改变。例如，如果之前接收到的相关包具有为“1”的倒计数值，那么后续的相关包，例如网络节点700还没有接收到的包，具有为“0”的倒计数值。相应地，网络节点700确定下一个相关包将以不同的包发送间隔被发送，网络节点700将利用新的包发送间隔值和之前的包发送间隔值以及最后接收到的包的到达时间来确定下一个相关包的到达时间。例如，之前接收到的包在时间t到达，之前的包发送间隔为1ms，并且新的包发送间隔为0.7ms，那么网络节点700将计算得出下一个相关包会在t+1.7ms时到达。

在框408中，网络节点700接收下一个相关包。在框410中，在接收到下一个相关包后，网络节点700根据以上所述解码该包的每一个部分。在框412中，网络节点700确定该相关包所包括的部分的数量。如果第一部分指出该包的每一部分都包括数据，那么网络节点700将处理该包的每一个部分。然而，如果该包的第一部分指出该包的一个或更多部分不包括数据，那么网络节点700可忽略该包的这些部分。在框414中，网络节点700可把包含于相关包内的信息存储于计算机可读存储介质704中。如以上所描述，该信息可包括当前包发送间隔值、倒计数值、下一个包发送间隔值以及之前接收到的相关包的到达时间。本领域技术人员能够理解，其他信息也可被存储于计算机可读存储介质704中。

以上描述的系统和方法使得在数据发送速率高于现有系统的网络中的网络节点能够从丢失重要数据包的条件恢复正常。更快地从丢失数据包恢复正常降低了网络节点在失败事件中丢失数据的数量，从而提高了网络的效率。

尽管所披露的方法和装置是基于特定的实施例来描述，但要求保护的发明却不限于此。所附的权利要求应被解释成涵盖更宽的范围，以包括所披露的方法和装置的其他改变和实施方式，其中，这些改变和实施方式可由本领域技术人员在不脱离所要求保护的发明的等同物的范围内实现。权利要求中所采用的分隔符，如‘a)’和‘i)’不应被当作为权利要求设置了顺序，而仅仅是作为权利要求分解的可视化符号，以及作为之后引用权利要求特定部分的识别符号。

Claims

1.一种方法，包括：

a)接收预定长度的信息，该信息包括第一MAC协议数据单元(MPDU)，该第一MACMPDU长度可变并且包括至少一个子MPDU；

b)独立地解码所述第一子MPDU以及所述接收到的信息的多个附加的部分，每一部分具有预定的长度；

c)处理来自所述第一子MPDU的数据；以及

d)基于所述经处理的数据确定多少个其他被解码的部分组成所述接收到的MPDU的子MPDU。

2.如权利要求1所述的方法，其还包括预测下一个媒体访问计划(MAP)何时到达，包括：

a)从所述第一子MPDU的经处理的数据读取间隔值；以及

b)基于所述间隔值和所述第一MAP到达的时间，计算下一个MAP的到达时间。

3.如权利要求1所述的方法，其还包括：只有当所述第一子MPDU的数据指出第二子MPDU包括需要处理的数据时，才处理所述第二子MPDU的数据。

4.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一子MPDU的数据指出所述第一MPDU和下一个MPDU之间的间隔。

5.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一子MPDU的数据指出多少个MPDU之后，MPDU之间的间隔将改变。

6.如权利要求1所述的方法，其还包括：利用在失败之前接收到的MPDU内所接收的信息，确定最后接收到的MPDU和下一个MPDU的发送之间的间隔，从而确定下一个MPDU到达的时间。

7.一种网络节点，包括：

a)计算机可读存储介质；以及

b)与所述计算机可读存储介质进行数据通信的处理器，该处理器被配置成：

i)接收预定长度的信息，该信息包括第一MAC协议数据单元(MPDU)，该第一MAC MPDU长度可变并且包括至少一个子MPDU；

ii)独立地解码所述第一子MPDU以及所述接收到的信息的多个附加的部分，每一部分具有与一个子MPDU相同的长度；

iii)处理来自所述第一子MPDU的数据；以及

iv)基于所述经处理的数据，确定多少个其他被解码的部分组成所述接收到的MPDU的子MPDU。

8.如权利要求7所述的网络节点，其中，所述处理器还被配置成预测下一个MPDU何时到达，其包括：

a)被配置成从所述第一子MPDU的经处理的数据读取间隔值；以及

9.如权利要求7所述的网络节点，其中，所述处理器还被配置成只有当所述第一子MPDU的数据指出第二子MPDU包括需要处理的数据时，才处理所述第二子MPDU的数据。

10.如权利要求7所述的网络节点，其中，所述第一子MPDU的数据指出所述第一MAP和下一个MAP之间的间隔。

11.如权利要求7所述的网络节点，其中，所述第一子MPDU的数据指出多少个MPDU之后，相继的MPDU之间的间隔将改变。

12.如权利要求7所述的网络节点，其中，所述处理器还被配置成利用在失败之前接收到的MPDU内所接收的信息，确定最后接收到的MPDU和下一个MPDU的发送之间的间隔，从而确定下一个MPDU到达的时间。

13.一种载有程序代码的计算机可读存储介质，其中，当该程序代码被处理器执行，该处理器将执行一种方法，该方法包括：

b)独立地解码所述第一子MPDU以及所述接收到的信息的多个附加的部分，每一部分具有与一个子MPDU相同的长度；

c)处理来自所述第一子MPDU的数据；以及

d)基于所述经处理的数据，确定多少个其他被解码的部分组成所述接收到的MPDU的子MPDU。

14.如权利要求13所述的计算机可读存储介质，其中，所述方法还包括预测下一个MPDU何时到达，其包括：i)从所述第一子MPDU的经处理的数据读取间隔值；以及ii)基于所述间隔值和所述第一MPDU到达的时间，计算下一个MPDU的到达时间。

15.如权利要求13所述的计算机可读存储介质，其中，所述方法还包括：只有当所述第一子MPDU的数据指出第二子MPDU包括需要处理的数据时，才处理所述第二子MPDU的数据。

16.如权利要求13所述的计算机可读存储介质，其中，所述第一子MPDU的数据指出所述第一MPDU和下一个MPDU之间的间隔。

17.如权利要求13所述的计算机可读存储介质，其中，所述第一子MPDU的数据指出多少个MPDU之后，相继的MPDU之间的间隔将改变。

18.如权利要求13所述的计算机可读存储介质，其中，所述方法还包括：利用在失败之前接收到的MPDU内所接收的信息，确定最后接收到的MAP和下一个MAP的发送之间的间隔，从而确定下一个MAP到达的时间。

19.一种快速找到并解码长度可变的相关信息包的方法，包括：

a)在未能找到并解码之前发送的相关信息包之后，利用来自失败之前接收到的包的信息，确定最后接收到的相关包和下一个相关包之间的间隔，从而确定下一个相关包到达的时间；

b)在确定了下一个相关包何时到达之后，分部分地解码该下一个相关包，每一部分被独立地解码；以及

c)利用来自所述下一个相关包的第一部分的信息，确定多少个这些被解码的部分实际上是所述下一个相关包的部分。

20.如权利要求19所述的方法，其中，所述之前接收到的相关包内所接收的信息指出多少个相关包之后，相继的相关包之间的间隔将改变。

21.如权利要求19所述的方法，其中，所述步骤a)包括：

a)从存储装置读取一间隔值；以及

b)基于所述间隔值以及所述之前接收到的相关包被接收到的时间，计算下一个相关包到达的时间。

22.一种方法，包括：

a)基于将被发送的数据的数量，确定包括于第一MPDU内的子MAC协议数据单元(MPDU)的数量；

b)把字头包括于所述子MPDU的第一个，该字头包括所述MPDU中包括的附加子MPDU的数量；

c)独立地编码所述第一子MPDU；

d)独立地编码所述多个附加的子MPDU；以及

e)发送所述第一MPDU。

23.如权利要求22所述的方法，其中，所述第一子MPDU还包括可被用于预测下一个MPDU何时被发送的信息。

24.如权利要求23所述的方法，其中，所述可被用于预测的信息包括指出MPDU发送之间的时间量的间隔值。

25.如权利要求22所述的方法，其中，所述MPDU被包括于被发送的媒体访问计划(MAP)内，并且所述第一子MPDU还包括可被用于预测下一个MAP何时被发送的信息。

26.如权利要求25所述的方法，其中，所述可被用于预测的信息包括指出MAP发送之间的时间量的间隔值。