CN102725988A - 一种处理优先级协定时隙信号的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种处理优先级协定时隙信号的方法和装置，该方法包括：头端确定优先级协定时隙的起始时刻；确定是否需要在所述优先级协定时隙发起优先级争用；当不需要发起优先级争用时，在优先级协定时隙，接收参与优先级争用的终端发送的优先级争用信号，对优先级争用信号进行处理生成反射信号，将所述反射信号反射广播给其他终端，以便其他终端进行优先级监听。本发明技术方案的实现，解决了以太网同轴传输系统中，部分终端之间由于信号隔离而导致优先级竞争信号无法广播的问题。

Description

一种处理优先级协定时隙信号的方法和装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，更具体的说，涉及一种处理优先级协定时隙信号的方法和装置。

背景技术

传统的有线电视网络采用的是单向广播的传输结构，有线电视网络的双向化改造、三网融合是今后必然的发展趋势。目前有线电视网络双向改造主要采用低频EoC(Ethernet OverCoax，以太网同轴传输)技术，将以太网数据经过调制解调等处理后通过同轴电缆传输，其主要技术标准有以下几类：Homeplug AV(HomePlug Powerline Alliance，家庭电力线网络联盟)、HomePNA(Home Phoneline Network Alliance，家庭电话线网络联盟)、HINOC(Highperformance Network Over Coax，高性能同轴网络)、WiFi over Coax(同轴降频WiFi)、MoCA(Multi-media over Coax Alliance，同轴电缆多媒体联盟)等，国家广电总局选定Homeplug AV为低频EoC标准。

多数EoC技术标准源自于家庭网络技术，其标准所涉及的主要传输媒质并不是同轴线缆，因此在将该技术应用到同轴网络系统中时需要对部分功能模块进行调整。

三网融合的发展对通信网络中多种业务承载的QoS(Quality of Service，服务质量)提出了更高的要求，网络业务的QoS包括传输带宽、时延、抖动以及丢包率等性能参数。网络传输设备必须支持业务区分、优先级分类、SLA(Service-Level Agreement，服务等级协议)保证等技术手段来保证各种业务融合传输时的QoS。

Homeplug AV、HomePNA等EoC技术在MAC(Media Access Control，媒体接入控制)层传输采用CSMA(Carrier Sense Multiple Access，载波侦听多路访问)协议，各个终端采用竞争方式随机接入信道，为了保证各种业务的QoS，在MAC协议引入了优先级竞争接入的方式，各个终端通过优先级协商，具有最高优先级业务传输任务的一类终端将有机会随机竞争接入信道，其它低优先级的终端将进行退避，以保证高优先级业务的传输质量。

优先级的争用在PRS0和PRS1两个时隙中完成，参与优先级竞争的设备通过在相应的PRS(Priority Resolution Slot，优先级协定时隙)发送特定信号波形来完成，其它未在该时隙参与竞争的终端在信道上探测到有PRS信号后，将挂起后续时隙的优先级竞争以及MPDU(MAC protocol data unit，MAC协议数据单元)传输竞争。通过竞争所有设备了解到当前竞争的最高优先级，只有最高优先级的设备才有参与传输竞争的资格，其它低优先级的设备应推迟传输。

在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

Homeplug AV、HomePNA等EoC技术定义在共享信道上实现，在Cable的树形网络结构中，在国家标准GYT137-1999中要求分配器的隔离度要大于22dB，因此EoC各终端经过多级分配后会导致相互之间信号隔离，从而引发了PRS优先级竞争的问题，因此现有技术中存在EoC系统中由于部分终端之间信号隔离而导致优先级竞争信号无法广播的问题。

发明内容

本发明的实施例提供了一种处理优先级协定时隙信号的方法和装置，在优先级争用过程中能够解决部分终端之间信号隔离而导致优先级竞争信号无法广播的问题。

本发明一方面提出一种处理优先级协定时隙信号的方法，该方法包括：

头端确定优先级协定时隙的起始时刻，所述优先级协定时隙包括优先级协定时隙0和优先级协定时隙1；

确定是否需要在所述优先级协定时隙发起优先级争用；

当不需要发起优先级争用时，在所述优先级协定时隙，接收参与优先级争用的终端发送的优先级争用信号，对所述优先级争用信号进行处理生成反射信号，将所述反射信号反射广播给其他终端，以便所述其他终端进行优先级监听。

本发明另一方面提出一种处理优先级协定时隙信号的装置，该装置包括：

时间确定模块，用于确定优先级协定时隙的起始时刻，所述优先级协定时隙包括优先级协定时隙0和优先级协定时隙1；

优先级判定模块，用于确定是否需要在所述优先级协定时隙发起优先级争用；

信号处理模块，用于在不需要发起优先级争用时，在所述优先级协定时隙，接收参与优先级争用的终端发送的优先级争用信号，对所述优先级争用信号进行处理生成反射信号，将所述反射信号反射广播给其他终端，以便所述其他终端进行优先级监听。

由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，头端通过确定优先级协定时隙的起始时刻；当不需要发起优先级争用时，在该优先级协定时隙，接收参与优先级争用的终端发送的优先级争用信号，对优先级争用信号进行处理生成反射信号，将反射信号反射广播给其他终端，以便其他终端进行优先级监听。本发明技术方案的实现，头端通过反射方式来广播PRS信号给其他终端，解决了EoC系统中网络拓扑给部分终端之间带来的信号隔离问题，保证了优先级竞争信号的正常广播。

附图说明

图1为本发明实施例一种处理优先级协定时隙信号的方法流程图；

图2为本发明实施例一种处理优先级协定时隙信号的方法的应用场景图；

图3为本发明实施例头端采用反射方式向终端发送PRS信号的流程图；

图4为本发明实施例头端采用反射方式向终端发送PRS信号的结构图；

图5为本发明实施例一种处理优先级协定时隙信号的装置结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例提出一种处理优先级协定时隙信号的方法。装置及系统，充分考虑了同轴网络的结构特点，同时利用了PRS优先级争用信号是由多个重复序列组成的特点，通过EoC头端在优先级竞争时刻探测、放大并反射终端发送的PRS信号的方式，来实现PRS信号对所有终端的广播，解决了现有EoC系统中由于部分终端之间信号隔离导致优先级竞争信号无法广播的技术问题。

如图1所示，本发明实施例提供一种处理优先级协定时隙信号的方法，该方法包括：

101、头端确定优先级协定时隙的起始时刻；所述优先级协定时隙包括优先级协定时隙0和优先级协定时隙1；

102、确定是否需要在优先级协定时隙发起优先级争用；

103、当不需要发起优先级争用时，在所述优先级协定时隙，接收参与优先级争用的终端发送的优先级争用信号，对所述优先级争用信号进行处理生成反射信号，将所述反射信号反射广播给其他终端，以便所述其他终端进行优先级监听。

如图2所示，本发明实施例所述方法还可以包括步骤104：当需要发起优先级争用时，直接发射优先级争用信号广播给其他终端。

具体的，步骤101头端确定优先级协定时隙的起始时刻，进一步包括：

头端通过读取RTS(Request To Send，请求数据发送)帧、CTS(Clear To Send，清除数据发送)帧以及SOF(Start Of Frame，起始帧)的帧头信息，来维护VCS Timer(virtualcarrier sense timer，虚拟载波监听定时器)的定时，并通过所述虚拟载波监听定时器与终端对齐优先级协定时隙的起始时刻t₀，使得头端以及所有终端可以同步于PRS时隙。

具体的，步骤103头端接收参与优先级争用的终端发送的优先级争用信号，包括：

头端在t₁和t₂时刻之间接收参与优先级争用的终端发送的优先级争用信号，所述t₁时刻位于所述起始时刻和所述t₂时刻之间，所述t₂时刻为所述优先级协定时隙的终止时刻。

进一步的说，如图3所示，优先级协定时隙包括PRS0和PRS1，参与优先级争用的终端1发送的优先级争用信号301包括PRS0的信号S1-S6和PRS1的信号S1-S6；t₀时刻为PRS0的起始时刻，头端在t₁时刻接收到所述终端发送的优先级争用信号；t₂时刻为PRS1的终止时刻，头端接收的优先级争用信号如302所示，从t₁时刻到t₂时刻接收终端1发送的优先级争用信号。终端2接收的反射信号如303所示，从t₁到t₂时刻接收到头端反射广播的反射信号。其中，PRS0和PRS1的信号都分别由6个重复的Sub-Symbol序列组成，每个sub-symbol 512个采样点，时长为5.12us，在频域生产固定序列，具有很好的抗多径特性。PRS slot总长为35.84us，第一个和最后一个的Sub-Symbol均有滚降。

具体的，步骤103头端对所述优先级争用信号进行处理生成反射信号，可以通过如下方式实现：

对所述优先级争用信号进行采样接收获得采样信号，对所述采样信号进行中继放大生成反射信号。

进一步的说，反射信号生成的具体过程可以参见图4，头端在t₁时刻接收到发起优先级争用的至少一个终端发送的PRS信号，通过ADC(Analog-to-Digital Converter，模数转换器)对在t₁和t₂时刻之间接收到的所述PRS信号转换之后除正常的接收处理外，还要将采样获得的采样信号进行中继放大后获得反射信号，用于补偿发起优先级争用的终端到头端的线路衰减；获得的反射信号进入数模转换器转换后，经程控增益放大器(Programmable GainAmplifier，PGA)发送出去，通过这种方式不会对正常接收造成影响，头端不需要进行PRS检测就反射信号，可以节省两个检测符号的时间。此外，本发明实施例中可以通过设置开关的方式，在PRS0和PRS1打开开关来根据VCS Timer对齐PRS时隙的起始时刻，使得头端以及所有终端可以同步于PRS时隙。

具体的，步骤103头端对所述优先级争用信号进行处理生成反射信号，还可以通过另一种方式实现：

对所述优先级争用信号进行采样接收获得采样信号，对所述采样信号进行滑动相关运算生成反射信号。

进一步的说，头端在t₁时刻接收到终端发送的PRS信号后，通过模数转换器对在t₁和t₂时刻之间接收到的所述PRS信号转换后，进行采样接收；

对采样获得的采样信号进行滑动相关运算，在确定探测到PRS信号后，头端针对在t₁和t₂时刻之间接收的PRS信号处理后获得的采样信号，重新生成反射信号反射广播给其他终端。

进一步具体的，在本发明实施例中对模数转换后的PRS信号进行滑动相关运算的方法具体包括：

$y_0\left(n\right)=\underset{i=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}x(n-i)*x(n-i)=y_0(n-1)+x^2\left(n\right)-x^2(n-N)$

$y_1\left(n\right)=\underset{i=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}x(n-i)*x(n-i-N)=y_1(n-1)+x\left(n\right)x(n-N)-x(n-N)x(n-2N)$

其中，y₀和y₁是相关滑动运算值；x(i)是ADC的采样点；y(i)是相关滑动运算的值；N是一个采样周期的点数；n是第n个采样点；

此外，本发明实施例中确定是否探测到PRS的依据，具体包括：

y₀(n)大于一个预定的平均功率阈值；

y₁(n)大于一个预定功率，该功率为一个预定的百分比相对于y₀(n)的平均功率阈值，也就是说，预先定义一个阈值功率，该阈值功率按照y₀(n)的百分比来设定，比如80％等等。

从上述本发明实施例的技术方案可以看出，本发明提出的一种优先级协定时隙信号的方法，在确定头端不需要在当前PRS发起优先级争用时，在PRS0和PRS1通过信号反射的方式，将接收到的终端发送的优先级协定时隙信号反射广播给其他终端，能够解决网络拓扑带给终端设备的信号隔离问题，使得终端优先级竞争信号能够正常广播，解决了现有EoC系统中由于部分终端之间信号隔离导致优先级竞争信号无法广播的技术问题。此外，由于本发明实施例的技术方案不用改变现有PRS的规划方式，减少了对信道带宽的浪费。

如图5所示，本发明实施例还提出了一种处理优先级协定时隙信号的装置，该装置包括：

时间确定模块51，用于确定优先级协定时隙的起始时刻，所述优先级协定时隙包括优先级协定时隙0和优先级协定时隙1；

优先级判定模块52，用于确定是否需要在所述优先级协定时隙发起优先级争用；

信号处理模块53，用于在不需要发起优先级争用时，在优先级协定时隙，接收参与优先级争用的终端发送的优先级争用信号，对所述优先级争用信号进行处理生成反射信号，将所述反射信号反射广播给其他终端，以便其他终端进行优先级监听。

在本发明的一个可选实施例中，所述信号处理模块53包括：

信号接收单元531，用于在t₁和t₂时刻之间接收参与优先级争用的终端发送的优先级争用信号，所述t₁时刻位于所述起始时刻和所述t₂时刻之间，所述t₂时刻为所述优先级协定时隙的终止时刻；

反射信号单元532，用于对所述优先级争用信号进行采样接收获得采样信号，对所述采样信号进行中继放大生成反射信号；或者，

用于对所述优先级争用信号进行采样接收获得采样信号，对所述采样信号进行滑动相关运算生成反射信号。

在本发明的一个可选实施例中，所述信号处理模块53还用于：

当需要发起优先级争用时，直接发射优先级争用信号广播给其他终端。

在本发明的一个可选实施例中，所述确定优先级协定时隙的起始时刻，包括：

头端通过读取请求数据发送帧、清除数据发送帧以及起始帧的帧头信息，来维护虚拟载波监听定时器的定时，并通过所述虚拟载波监听定时器与终端对齐优先级协定时隙的起始时刻。

需要说明的是，本发明实施例是基于图1-图4所述方法实施例提出的装置实施例，其中，本发明实施例中涉及的技术方案与图1-图4所述方法实施例中的技术方案存在对应关系，因此，本实施例中涉及的具体方案可以参见图1-图4所述的方法实施例中的相关描述，在此不做赘述。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。

Claims (10)

1.一种处理优先级协定时隙信号的方法，其特征在于，包括：

头端确定优先级协定时隙的起始时刻，所述优先级协定时隙包括优先级协定时隙0和优先级协定时隙1；

确定是否需要在所述优先级协定时隙发起优先级争用；

当不需要发起优先级争用时，在所述优先级协定时隙，接收参与优先级争用的终端发送的优先级争用信号，对所述优先级争用信号进行处理生成反射信号，将所述反射信号反射广播给其他终端，以便所述其他终端进行优先级监听。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收参与优先级争用的终端发送的优先级争用信号，包括：

在t₁和t₂时刻之间接收参与优先级争用的终端发送的优先级争用信号，所述t₁时刻位于所述起始时刻和所述t₂时刻之间，所述t₂时刻为所述优先级协定时隙的终止时刻。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述优先级争用信号进行处理生成反射信号，包括：

对所述优先级争用信号进行采样接收获得采样信号，对所述采样信号进行中继放大生成反射信号。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述优先级争用信号进行处理生成反射信号，包括：

对所述优先级争用信号进行采样接收获得采样信号，对所述采样信号进行滑动相关运算生成反射信号。

5.根据权利要求1-4任一所述的方法，其特征在于，进一步包括：

当需要发起优先级争用时，直接发射优先级争用信号广播给其他终端。

6.根据权利要求1-5任一所述的方法，其特征在于，所述头端确定优先级协定时隙的起始时刻，包括：

头端通过读取请求数据发送帧、清除数据发送帧以及起始帧的帧头信息，来维护虚拟载波监听定时器的定时，并通过所述虚拟载波监听定时器与终端对齐优先级协定时隙的起始时刻。

7.一种处理优先级协定时隙信号的装置，其特征在于，包括：

时间确定模块，用于确定优先级协定时隙的起始时刻，所述优先级协定时隙包括优先级协定时隙0和优先级协定时隙1；

优先级判定模块，用于确定是否需要在所述优先级协定时隙发起优先级争用；

信号处理模块，用于在不需要发起优先级争用时，在所述优先级协定时隙，接收参与优先级争用的终端发送的优先级争用信号，对所述优先级争用信号进行处理生成反射信号，将所述反射信号反射广播给其他终端，以便所述其他终端进行优先级监听。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述信号处理模块包括：

信号接收单元，用于在t₁和t₂时刻之间接收参与优先级争用的终端发送的优先级争用信号，所述t₁时刻位于所述起始时刻和所述t₂时刻之间，所述t₂时刻为所述优先级协定时隙的终止时刻；

反射信号单元，用于对所述优先级争用信号进行采样接收获得采样信号，对所述采样信号进行中继放大生成反射信号；或者，

用于对所述优先级争用信号进行采样接收获得采样信号，对所述采样信号进行滑动相关运算生成反射信号。

9.根据权利要求7或8所述的装置，其特征在于，所述信号处理模块还用于：

当需要发起优先级争用时，直接发射优先级争用信号广播给其他终端。

10.根据权利要求7-9任一所述的装置，其特征在于，所述确定优先级协定时隙的起始时刻，包括：

通过读取请求数据发送帧、清除数据发送帧以及起始帧的帧头信息，来维护虚拟载波监听定时器的定时，并通过所述虚拟载波监听定时器与终端对齐优先级协定时隙的起始时刻。

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