CN1038385A

CN1038385A - 可控“载波侦听多址接入”分组交换系统

Info

Publication number: CN1038385A
Application number: CN88109258A
Authority: CN
Inventors: 皮埃尔-杰克·弗朗索瓦·查尔斯·库图瓦; 盖伊·弗朗索瓦·米尔·塞伊斯; 皮埃尔-尼古拉斯·韦利·西马尔
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1987-10-30
Filing date: 1988-10-27
Publication date: 1989-12-27
Also published as: FI884957A; FI88983C; GB8725487D0; GB2212032A; DK596688A; FI884957A0; EP0314217A3; JPH01152837A; FI88983B; CA1319409C; EP0314217B1; DK596688D0; DK170321B1; EP0314217A2; DE3888624T2; DE3888624D1; US4979168A; CN1013542B

Abstract

一种非持续载波型可探CSMA分组交换系统中，当检测出信道处于占线时，在动态确定的时间间隔TS_n中随机地预置一个新的检测点，TS_n＝min 式中TS_u是所有站都竞争信道时，传输量为最大的预置时间间隔；TS₁ 是两个站竞争信道时，传输量为最大的预置时间间隔；TS_n-1是在前面的第(n-1)个检测间隔中确定的预置时间间隔；G_n-1是第(n-1)个检测间隔中平均负荷。G₀是标称平均负荷。

Description

本发明涉及一种可控CSMA分组交换系统，该系统中信息组是按照“载波侦听多址接入”（CSMA）通信协议，特别是按照非持续型CSMA协议进行复用的。

本发明还涉及一种可控CSMA分组交换系统的操作方法以及用于这种方法中的站。

L.Kleinrock和F.A.Tobagi的文章“无线信道中的分组交换：第一章、载波侦听多址方式及其传输量延时特性”（IEEE-COM.Vol.COM-23，No.12，1975 Dec.pp1400～1416）披露了两种CSMA协议及其与随机ALOHA接入方式的比较。这两种协议是非持续CSMA协议和概率持续CSMA协议。简单描述CSMA技术就是首先侦听（或检测）载波信号信道来减少由于别的用户的发送而造成的两个或多个站同时发送的信息组之间冲突的可能性。CSMA技术范围内的变形是集中在围绕着用户检测信道之后执行什么动作。

按照非持续CSMA协议，准备发送信息组的站按下列步骤进行操作：

1）.如果检测到信息是空闭的，则发送信息组。

2）.如果检测到信道为占线，则该站按照所检测的延时分配把该信息组安排到以后的某个时间重新发送，在这个新的时间点上该站检测这条信道，并重复上述步骤。

使用非持续CSMA协议时，一个站不可能达到其最大的传输量，因为每个站都要占用一段有限的空间a，用来从接收方式转到发送方式，而且在这个时间间隔中，检测该信道的另一个站发现信道空闲，也要准备发送它自己的信息组，这个时间间隔常常叫做脆弱期间。

使用概率CSMA协议，一个准备发送的站按下列步骤进行操作：

1）.如果检测信道是空闲的，则就以概率P发送信息组。如果该站不发送，则它就等待一个与脆弱期间相等的时间间隔a，并再次检测信道，如果在这个新的时间点上，该信道仍然是空闭的，则重复上述步骤，否则，该站按照再次检测到的延时分配重新把信息组的发送安排到以后的时间。

2）.如果检测信道是占线，该站就一直等到信道空闲，而后按上述方式操作。

在非持续CSMA方式中，一个满足要求的再发送延时分配的动态确定，特别要求对信道提供平均负荷的详细情况。因为提供给信道的平均负荷仅由检测结果构成的，所以测不出来。然而，该信道上有效的信息传输量直接关系到检测率。因此这个传输量的测量可以由检测数目测算出所提供的平均负荷。

在文章“多址接入广播信道中的分组交换：动态控制过程”中，（IEEE-COM.Vol.COM-23，No.9，Sep.1975pp 890-904），作者L.Kleinrock和S.LaM建议借助于测量空闲间隔概率P₀的方法按照设置间隔的ALOHA协议来控制接入一条信道的平均负荷G。按这种协议，把时间轴划分成许多间隔，这些间隔等于信息组的发送时间，而一个准备发送信息的站等到下一个间隔的开始，再发送信息。对于非持续CSMA协议来说，执行类似的作法要困难的多。首先，信道空闲概率的计算，要求测算出占线周期和空闲周期的平均长度。另外，用P₀直接导出G来，没有现成公式可循。

在文章“16Kbit/s VHF分组无线电网络的满分配设计方法”中，（PIEEE.Mil COM.83，Washington 1983 pp 645～649）作者M.S.Hazell和B.H.Davies提议通过测量冲类率来得到提供的平均负荷G的近似值，也就是说测量由于两个或多个信息组的几乎同时发送而造成发送不成功的百分比。文章阐述了这种方法的可行性，同时认为用别的方法可以进一步改善信息的传输量，而无需依赖于冲突比的测量，不管怎样，这种冲突比的测量总是会有出现过大标准误差的缺点。

按照本发明的一个方面，所提┑目煽卦夭ㄕ焯嘀方尤耄–SMA）分组交换系统至少包括两个收发站，每个站有一个等待发送信息时用来检测信道的装置和响应于信道被检测为空闲而用于发送信息组的装置。其中，假如该信道检测为占线，则把一个新的检测点随机地安排在一个动态确定的时间间隔TS_n之内，此处

TS_n＝min（TS_u，max（TS₁，TS_n-1· (G_n-1)/(G₀) ））

TS_u是所有的站都竟争信道时，所期望的传输量达到最大的预置时间间隔，TS₁是两个站竟争信道时，所期望的传输量达到最大的预置时间间隔，TS_n-1是由前面的第n-1个检测间隔所确定的预置时间间隔，Gn-1是第n-1个检测间隔提供的平均负荷，G₀是标称平均负荷。

在本发明的一个实施例中，第n-1个间隔的平均负荷Gn-1的测算值是从平均空闲周期长度的测算值得到的。其中Gn-1＝（ E[1(I)]-a）^-1， E[1(I)]是平均空闲周期的测算值，a是一个站的转换时间。如果平均空闲周期长度测算的适当，则可以认为能维持最佳控制。

对最佳控制来说，要确定一个能使期望的信道传输量达到最大的平均负荷的最佳值G₀而且预置时间间隔TS_n要维持信道的平均负荷为标定值G₀。

用平均检测期间出现空闲周期的长度可以对平均空闲周期长度进行测算，也就是平均空闲周期的测算值 E[1(I)]＝SI/NI，其中SI是空闲周期长度的现行总和，NI是空闲周期的个数。

每个站都可以有一个测算装置，用来当假如参与占线周期的站未能检测出前一个空闲周期的结束和下一个空闲周期的开始的情况下，用来测算平均空闲周期。

在本发明的一个实施例中，测算装置把与正在发送信号的站的占线周期相毗邻的空闲周期从现行测算中弃除，其测算仅仅基于完整的检测的空闲周期。

在本发明的第二个实施例中，该测算装置是把最接近的前一个和后一个发送站的占线周期之间的空闲周期的时域上的复合长度的近似值综合到测算值中去。上述近似值是基于以下时间因素确定的：前一个空闲周期的开始时间（t^b（I_m））;后一个空闲周期的终止时间（t^e（I_m+1））;以及由（1+a）和从t^e（I_m+1）中减去t^b（I_m）和（1+a）所限定的交叉占线周期长度的上边界。

在本发明的第三个实施例中，测算装置是把最接近的前一个和后一个发送站的占线周期之间的空闲周期在时域上的复合长度的近似值综合到测算值中去。上述近似值是基于以下因素予以确定的：前一个空闲周期的开始时间（t^b（I_m））;后一个空闲周期的结束时间（t^e（I_m+1））;测算发送站的交叉占线周期E〔1（B）_m〕;以及从t^e（I_m+1）中减去t^b（I_m）和E〔1（B）_m〕。

在本发明的第四个实施例中，测算装置是把前一个空闲周期长度的近似值综合到测算值中去。上述近似值是通过测算以下因素得到的：测算前一个空闲周期的终止时间，减去前一个空闲周期出现的时间得到该近似值;并把最近的后一个空闲周期的近似值也累加到测算值中，即从后一个时间周期的终点发生的时间减去最近的后一个空闲周期的起始时间测算值来得到这个近似值。

第四个实施例比第三个实施例的优点在于如果在检测间隔时间内至少有一个完整的空闲时间出现的话，则所有的站（发送站和接收站）都预先做一次平均空闲周期长度的测算。这是第三个实施例所没有的情况，特别是当该站连续地参与到两个或多个占线周期时更是如此。在第三个实施例中，一个站在它能得到交叉空闲周期的近似值之前，必须一直等到它检测到一个空闲周期的终止时间为止，即一直到该站不参与的一个占线周期的起始时间。而这种情况在第四个实施例中是不存在的。

第四个实施例的测算装置是把前一个空闲周期的结束测算为比发送信息的一个站发现信道空闲时的瞬间（t₂）迟后δ秒，即t₂+δ，此处δ包含对空闲周期的修正，并δ为

δ = \frac{a + \frac{1}{G} {( 1- e}^{- a G})}{2}

，其中a是该站从接收到发送的转换时间。G是提供给信道的负荷。下一个周期的开始测算为t₂+1+2a-δ，其中1是一组信息的传输时间（归一化时间）。

检测间隔时间的大小不能长得使测算出现过大的标准偏差，但在同一时间上，被检测的空闲周期的数目必须在Gn-1的负荷下，测算值应该具有高的置信度。在本发明的第四个实施例中，检测周期是基于U＝max（2×TS∶U₁）而动态地确定。其中TS是现行的控制变量。

本发明还涉及一种非持续型可控CSMA分组交换系统的操作方法，该系统工作在一个信道上包括至少两个站，其中假如一个站检测该信道或每一信道都是占线状态，则该站在动态确定的时间间隔TS_n内随机地预置一个新的检测点，此处：

TS_n＝min（TS_u，max（TS₁，TS_n-1· (G_n-1)/(G₀) ））

其中TS_u是预置时间间隔，当所有站都竟争信道时，它使所期望的传输量达到最大，TS₁是当两个站竟争信道时，使传输量达到最大值的预置时间间隔，TS_n-1是前面的第n-1个检测间隔所确定的预置时间间隔。Gn-1是在第n-1个检测间隔内的平均负荷，G₀是标称平均负荷。

本发明还涉及用于非持续CSMA分组交换系统的通信站，该通信站包括一个接收机、一个发送机以及把发送机或接收机转换到一条通信通道上的转换装置。上述接收机有一个检测装置，用来检测通信信道上的占线或空闲状态。一旦该站有信息准备发送，并且信道空闲，该站就启动转换装置从接收机转换到发送机。而假如该站准备发送信息组，但是信道占线，则就在动态确定的时间间隔TS_n内随机地预置一个新的检测点，此处

TS_n＝min（TS_u，max（TS₁，TS_n-1· ((G_n-1)/(G₀) ））

其中TS_u是所有站都竟争信道时，能使期望的传输量达到最大值的预置时间间隔，TS₁是两个站竟争信道时，使所期望的传输量达到最大值的预定时间间隔，TS_n-1是前面的第n-1个检测间隔内确定的预置时间间隔，Gn-1是第n-1个检测间隔内所提供的平均负荷，G₀是标称的平均负荷。

现在参照附图以实施例的方式来描述本发明，其中附图如下：

图1表示经由单一的无线信道进行通信的四个站的CSMA分组交换系统;

图2表示该无线信道的工作状态的一个实例;

图3是所检测的空闲周期数n对能使在下一个周期的传输量达到最大可能传输量的90%概率的简表，该表对应脆弱周期a＝0.15;

图4至图7是信道控制器的原理方框图和与控制器操作各个方面有关的流程图。

在上述各图中相同标号表示其各相应的部分。

如图1所示的CSMA分组交换系统包括四个站10、12、14和16，它们能通过单一信道的无线链路互相通信。每个站都由接收机18和发送机20组成的一个无线电收发两用机。10至16的每个站都有一个信息源（未示出），例如一台计算机。该信息源不时地希望转发信息到另一个站的计算机，信息按分组方式发送，信息组的长度可以是恒定的或是可变的。当一个站，例如站16，想要发送信息组到站14时，它的接收机就检测信道，若信道空闲，开关22从接收方式转到发送方式，并发送信息组。然而，如果信道占线，或者与基本上同时发送的另一信息组相冲突而未能发送，则上述站的信息就积压下来。按照非持续CSMA协议，根据一种检测延时分配原理在一个稍后的时间点上，做另外一次发送的尝试，正如说明书的前序部分所述，第二个站检测无线信道，并发现当第一个站正在从接收转到发送状态的时间间隔中，即所谓脆弱期间，信道是空闲的，则信息组之间就可能发生冲突。必须说明，这种CSMA协议可以用于其它形式的通信信道，例如有线通信和光纤通信。另外，这种协议还可以适用于两个或多个信道。

图2说明在信号信道上以时域表示的可能发生的各种状态，该信号信道由相互交替的占线周期（B）和空闲周期（I）所组成。图2的左边开始是一个空闲周期I_m-1，并在任意时间t₀时刻，一个站，例如站10希望发送一组信息组，该站检测信道，看是否存在其他站的载波信号。如果发现信道是空闲的，该站就从接收方式转到发送方式，并在t^e（I_m-1）时刻发送一组信息24。这个信息组24可能是一个新产生的信息组，在这个情况下，信道的检测和信息组的发送被定义为即时第一发送（IFT）;或者该信息组可能是由于信道占线或信道上信息组的冲突没有发送出去而被积压下来的信息组;或者是在产生它的时刻连续地发送的信息组。信息组24的发送在时间t^b（I_m）终止。占线图期B_m-1的长度是〔t^b（I_m）-t^e（I_m-1）〕。紧跟着就是空闲周期I_m，经过时间D之后，一个站12要发送一组信息，那么在时间t₁该站检测该信道，并发现信道空闲，该站就从接收转到发送方式，其转换操作厉时a秒钟，a小于一个典型的信息组的长度，即小于一个单位长度1，在时间t^e（I_m），站12开始发送它的信息组26，并开始了占线周期Bm。在间隔a期间，例如站12的转换时间，另外两个站也想发送信息，并分别在t₂和t₃检测信道，而且发现信道空闲，则站14和16都从接收状态转到发送状态，并发送它们各自的信息组28和30。由于信息组26、28、30同时出现在信道上，它们便发生了冲突，信息混杂起来了。当站16完成信息30的发送时，占线周期B_m便在时间t^b（I_m+1）＝t₃+a+1时刻终止。

按照非持续型可控CSMA协议，信息组26，28，30都被积压在它们各自的站12、14、16中，并且试图以后通过第一检测信道由各站分别预置的t+τ瞬时发送这些信息组。τ是一个随机变量，τ在称之为预置时间间隔（SIT）的间隔（O，TS）范围内均匀地分布。各站10、12、14、16所采用的预置是这样来确定的，即能使信道达到最充分地利用。因此在传输量小的条件下，时间间隔TS就相当短，而在传输量大的条件下，TS就相当长。这样，依靠调节TS，各个站就可以根据单位时间的检测控制提供给信道的负荷量G₀。为了调节TS，就必须考虑到从接收转到发送所消耗的时间a、信息组的长度（如果不是固定的话或者是信息组的分配值）以及所要求系统的性能，以限定额定负荷G₀（最佳负荷）。

按照本发明，可用下式得到针对下一个时间间隔的额定负荷G₀的TS_n值：

TS_n＝TS_n-1(G_n-1)/(G₀) （1）

其中TS_n-1是最后一个检测周期（第n-1个检测间隔）期间的STI的长度，Gn-1是同一间隔期间内测得的平均负荷。

如果于由稳定性等原因，必须使用平滑因数α，则式（1）变为

TS_n＝（1-α）×TS_n-1+α×TS_n-1(G_n-1)/(G₀) （2）

由于稳定性等的原因，TS值不必在每个占线周期Bm后都进行修正，而是在检测信道U之后才进行修正。该时间间隔U相当于许多占线周期和空闲周期，检测间隔U也相当于两次连续地修正控制变量TS之间的间隔。

式（1）、（2）取决于两个假设：第一个是假设传输量基本上是由各被积压的站产生的检测所组成的（忽略了由一个新产生的信息组所产生的第一检测），另一个假设是在最后一个检测周期被积压的站的数目将保持和下一个间隔的积压站数目接近相同。采用这样两个假设就可以把式（1）简单地断定为：如果b个正在用TS_n-1工作的站在最后的检测周期U已经产生了平均负荷Gn-1，那么同样b个用TS_n工作着的站将产生一个平均标称负荷G₀。

进行式（1）或（2）的修正，要求测算出在最后一个检测间隔期间提供的平均负荷Gn-1，因为这个平均负荷仅仅是由检测组成的，所以测不出来。然而，信道上有效信息的传输量是直接与检测率有关的，所以测量这个传输量就可以得到由检测数测算的平均负荷。

本发明的系统是以测算空闲周期长度为基础的。信道的时间状态是占线周期（B）和空闲周期（I）相互交替排列的（如图2）。空闲周期I_m长度1（I_m）是发送时间t^b（I_m）的结束和第一个后续检测时间t₁之间的消耗时间D与接收到发发送的转换时间a之和，t^b（I_m）是任意时间瞬间，而t₁是由于信道空闲将转向发送的时间。

1（I_m）＝t^e（I_m）-t^b（I_m）

＝t^e（I_m）-t₁+t₁-t^b（I_m）

＝a+D （3）

平均来说，D是一个随机时间到达的一个独立的检测站在第一检测之前必等待的时间，因为最终的检测过程可以假定为以Gn-1为中值的泊松分布，平均来说，这个时间D等于交错时间1/Gn-1，因此：

E[1(I)]＝a+ 1/(G_n-1) ……（4）

Gn-1＝（ E[1(I)]-a）^-1……（5）

这样，如果平均空闲周期长度的测算是适当的话，就可以实现最佳控制。如把在一个检测间隔U期间出现的空闲周期的长度进行平均所得到的测算值。特别是测算方法是两个变量SI和NI的修正，它们分别包含在已被检测到的空闲周期的长度的现行和之中，很明显，它们的数目是：

SI＝SI+1（I_m）（6）

NI＝NI+1

当控制变量已经被修正，则平均空闲周期的长度的测算可以由下式得到：

E[1(I)]＝SI/NI （7）

而且变量SI和NI被置零。

因此一个站必须能检测，至少能近似地检测每个空闲周期的开始和结束时间。对于一个保持接收状态的站来说是不成问题的，在整个检测期间都不转为发送状态。

另一方面，参与占线周期B_m的一个站，在占线周期B_m前后都不检测空闲周期的终止时间t^e（I_m）和开始时间t^b（I_m+1）。实际上假设这个站在时间t₂已经预置了一个检测点，并且在那个时间检测信道是空闲的（见图2），则该站将转到发送状态（这样一个状态将在时间t₂+a到达），在间隔〔t₂+a，t₂+a+1〕期间发送它的信息组，并反转到接收状态（在时间t₂+2a+1到达）。因此，发送站在2a+1长度的周期中不能检测信道，称之为发送盲期。因为不能检测落入发送盲期的时间t^e（I_m）和t^b（I_m+1），所以该站在用公式（6）计算平均空闲周期长度时，不能自动而精确地累加1（I_m）和1（I_m+1）。有三种不同的对策来解决这个问题。

第一个对策是，一个站可以简单地把空闲周期I_m和I_m+1从现行的测算值中弃除，这些空闲周期是与正在发送的占线周期相毗邻的。这就意味着只有能完整地检测的空闲周期的长度在用式（7）计算 E[1(I)]时，才被计算在内。这种对策是很容易实现的，但是如果这些可完整地检测的空闲周期是足够多，以能得到它们平均长度合理的测算值时，这个对策才是可以被接受的。其实，这个对策是忽略了已经有效地检测的I_m和I_m+1，即该间隔的长度是：〔t^b（I_m），t₂〕和〔t₂+1+2a，t^e（I_m+1）〕（8）

另外，如果一个站参与到别的占线周期，而完全没有信息留下来适用于计算 E[1(I)]。

第一个对策的一种变形是把空闲周期I_m和I_m+1的复合长度的近似值（用线在其上标注的项）累积到 E[1(I)]的计算值中去。

SI＝SI+ 1(I_m)+1(I_m+1) （9）

NI＝NI+2

因为t^b（I_m）和t^e（I_m+1）这两个时间可以被发送站测出，所以这两个空闲周期的和是：

1（I_m）+1（I_m+1）＝t^e（I_m+1）-t^b（I_m）-1（B_m）（10）

其中1（B_m）是占线周期B_m的长度，这个计算出来的和可以分解为：

1（I_m）+1（I_m+1）＝t^e（I_m+1）-（t₂+1+2a）+（1+2a）-1（B_m）+t₂-t^b（I_m）（11）

这表示被有效地检测的空闲周期部分（8）已经被考虑进去了。当然1（B_m）的大小对那个发送站是不适宜的，而且被限定在某一范围之内或取其近似值。这个范围定为1（如果信息组是单独并连续发送的）至1+a（a是能分离任意两个在同一占线周期内导至发送的检测的最大时间间隔），即

1≤（B_m）≤1+a （12）

如果用上界1+a，那未总长度（10）的测算值就过低，而且将等于E〔1（I）〕。若用（5）式，则Gn-1值测算过高，导至某些性能下降。但幸运地是这种下降尚导至较高的稳定性，因为控制过程的目标成了比最佳值小的一个平均负荷。用所期望的值1（B_m）代替上界，就可以部分地避免这样性能的下降。

E[1(B)]＝1+G∫^a ₀t^G _e ^（a-t） _dt

＝1+a- 1/(G) （1-e^-aG）（13）

采用下面的一个近似值可以从公式（9）产生出三种对策中的第二种对策：

1(I_m)+1(I_m+1) ＝t^e（I_m+1）-t^b（I_m）-（1+a）

或＝t^e（I_m+1）-t^b（I_m）- E[1(B)]（14）

为了方便起见，第二种近似，占线周期的长度 E[1(B_m)] 将被用于说明书的剩余部分的描述之中。与第一种对策相比较，第二种对策考虑了适用于I_m和I_m+1长度上的信息（已经有效地检测的空闲周期部分）。但是却引入了误差∑，当使用上界时，误差最大为α/2。当使用（式）13绘出的期望值时，误差较小。当一个站参与到K个连续的占线周期时，则（K+1）个连续的空闲周期总长度的近似值将被累积到 E[1(I)]的测算值中去。

SI＝SI+

（15）

NI＝NI+K+1

其中

＝t^e（I_m+k+1）-t^b（I_m）-K×E〔1（B）〕（16）

这个对策完全考虑了（K+1）个空闲周期部分，这些部分已经有效地测量到了，但是要求在它们能被累积之前检测时间t^e（Im+K+1）。这就是说：如果I_m-1属于先前的检测周期，那么没有一个TS修正能在一个空闲周期结束时间t^e（I_m+K+1）之前被有效地检测，因为在此时间之前挥胁馑阒悼梢员皇视谩?

第三种对策是用每个不完整而被独立检测的空闲周期取其近似长度的方法来克服第二种对策的缺点。

即 SI＝SI+ 1(I_m) （17）

NI＝NI+1

在第二种对策中，一个参与站的占线周期的长度I（B_m）可以是近似的。该站可以假定这个占线周期是以它自己的发送为中心。这意味着如果它的发送盲期是〔t₂·t₂+2a+1〕，则该站将把前面的空闲周期的结束时间近似为

t^e(I_m) ＝t₂+δ （18）

而下一个空闲周期的开始时间假定为：

t^b(I_m+1) ＝t₂+1+2a-δ （19）

其中

δ = \frac{a + \frac{1}{G} {( 1- e}^{- a G})}{2}

(20)

实际上，从接收方式转到发送方式的站，在现有的空闲周期长度上做了一个修正δ：

1(I_m) ＝ t^e(I_m) -t^b（I_m）

＝t₂-t^b（I_m）+δ （21）

反之，用一个修正值δ用于下一个空闲周期I_m+1上：

1(I_m+1) ＝t^e（I_m+1）- t^b(I_m+1)

＝t^b（I_m+1）-（t₂+1+2a）+δ （22）

如果该站能检测到空闲周期I_m+1的终点，（即如果它不能参与到第m+1个占线周期中），则第二和第三对策之间就没有差别了。其实用式（21）和（22）两个最后的空闲周期的长度之和为：

1(I_m) + 1(I_m+1) ＝t^e（I_m+1）-t^b（I_m）- t^b(I_m+1) - t^e(I_m)）

＝t^e（I_m+1）-t^b（I_m）-〔1+2a+2δ〕

＝ 1(I_m)+1(I_m+1) （23）

除了当该站连续地参与两个或多个（K）连续占线周期的情况之外，第三对策就像第二对策一样操作。在第二对策下，该站必须等待到它已经检测到空闲周期的终止时间t^e（I_m+k+1）为止，即该站不参与的占线周期的起始时间。用第三对策，如果所有的站（发送站或接收站）在检测间隔内至少出现一个完整的空闲周期的话，所有的站都保证进行一次平均空闲周期长度的测算。

用方程（1）和（2）限定的控制变量TS的修正的缺点是，TS可以假设为任意的非负值，这就是说，如果在一个测算周期中，信道完全是空闲的，则TS值将被设置为零。然而，当信道的接入存在竟争时，控制变量就仅仅用来预置检测时间。所以就要求TS总是保持大于或等于TS1值，该值在仅有两个用户争用信道时，能使所期望的信道传输量达到最大值。同样，TS值也决不能大于TSu值，该值在所有站都竟争信道时，能使信道传输量达到最大值。因此TS值的修正将按照下式进行：

TS_n＝min（TS_u，max（TS₁，TS_n-1?(G_n-1)/(G₀) ））（24）

或TS_n＝min（TS_u，max（TS₁，（1-α）×TS_n-1+α×TS_n-1(G_n-1)/(G₀) ））（25）

当TS值做最后修正时，式（24）和（25）中的控制变量TS的修正要求测算出平均负荷。检测期间，即所谓长度U，仅仅可能在这个时期开始，在最后的修正时间开始检测周期，那未U也将表示两次连续修正控制变量TS之间的时间间隔。

上述的分配对策允许每个站在测算平均空闲周期长度的基础上（见式（5））动态地测算G。为了避免这一测算出现太大的标准偏差，检测间隔的长度必须采用下边界U₁，这个最小的长度必须保证在连续修正之间检测到最小数目的空闲周期，以使G能够被测算得具有高的置信度。

按照本发明制造的系统，U₁值的选择出自下述考虑，对于一个给定的脆弱周期a，由下式绘出CSMA信道所期望的传输量S：

S（a，G）＝ (Ge^{- a G})/(G(1+2a)+e^-aG) （26）

设式（26）的导数为零，则达到最大S值的检测率G₀（a）就可以很容易的求出来。使传输量至少达到最大可能传输量的90%的检测率间隔也可以容易地确定。间隔〔α₁（a），α₂（a）〕称之为90%传输量间隔，它满足：

αε〔α₁（a），α₂（a）〕∶S（a，αG₀（a））＞0.9S（a，G₀（a））（27）

如果由测量过程得到一个错误的平均检测率 G＝G/α，而不是正确的G，则如式（1）的控制变量TS的修正就要使得平均检测率αG₀（a）超过下一个周期的平均检测率。因此90%传输量间隔之间内的任何α值都是令人满意的，而且测试过程也无需更高的精度，即高于为保证可靠地使G值始终处于下述（28）范围所要求的精确度：

〔α₁（a） G，α₂（a） G〕（28）

借助于Bayesian的分析可以知道，精确的平均检测率G处于（28）式范围内的概率可以由下式近似计算：

Prob〔（α₁（a） G≤G≤（α₂（α） G）〕≈ e（n+1）α₁（a）

Σ_{K = 0}^{n}

([(n+1)α₁(a)])/(K!)_-e-（n+1）α₂（a）

Σ_{K = 0}^{n}

([(n+1)α₂(a)])/(K!) （29）

所期望的检测率G的测算值 G等于

G＝（ (S)/(n) -a）^-1（30）

其中n是已被检测的空闲周期数，S是它们的计算长度。式（29）用来得到能确保G处于式（28）范围内的被测定空闲周期的最小数n_m（a）。图3绘出这个概率的简表，对应不同的n值，及脆弱周期a＝0.15，α₁（a）＝0.5208，α₂（a）＝1.8090。由此表可以推算出检测18个空闲周期就足以具有99%的概率，保证G能处于90%传输量范围之内。

由于平均周期长度（空闲周期加占线周期）的上边界由下式决定

1+2a+ 1/(G₀(a)) （31）

则检测间隔的最小长度U₁选择为：

U₁＝n_m（a）（1+2a+ 1/(G₀(a)) ）（32）

使用检测间隔长度的最小量值也导至修改控制变量的时刻与新值生效的时刻之间存在着延迟。例如，若一个站在时间t检测信道，并发现该信道处于占线，则该站将利用现行的TS值在时间t+θ预置下一次检测。这个TS值将有效地维持到时间t+θ，即使该时间之前，例如时刻t+η，η＜θ，TS可能进行修正，则亦如此。这样，在〔t+η，t+θ〕期间的测量就将包括有与以前的（和已经修正的）TS值有关的数据。由于一个站的检测处于由TS/2时间单元分开的平均值之中，则〔t+η，t+θ〕时间间隔就具有TS/4的平均长度，因此检测间隔的第一个TS/4时间单元就仍与以前的TS值有关。这表明，如果使用的检测间隔太小（U≤TS/4），就检测不到最后的控制变量修正的效果。

这两个论点证明使用大的检测间隔U是有益的。另一方面，这种修正必须尽可能地频繁的响应系统的动态特性。现已发现用以下的折衷办法提供具有高置信度的Gn-1的测算：

U＝max（2TS，U₁）（33）

其中U₁＝n_m（a）·（1+2a+ 1/(G₀(a)) ）

对于大的TS值，TS的均衡性保证了测算过程将计入最后的TS修正值，而对于小的TS值，U₁保证检测间隔足够长，以提供平均空闲周期的精确测算。

这个对策的有益特点是，该对策强迫那些具有小的TS值的总要求发送的站更为频繁地修正其TS值。如果提供的平均负荷不得不减小，绝大多数总要求发送的站就不得不减少它们的发送次数（通过增加其TS值），这就导致了TS值的某种均匀性。另一方面，如果提供的平均负荷不得不增加的话，则这一对策相当于某些优先级方案。具有小TS值的站将更为频繁地减小其控制变量，以绝对地使它们获得较高的优先级。这些站将最有希望首先发送完积压的信息组，而在这些站发送完了之后，那些具有最小TS值的站将轮到增加它们对平均负荷的贡献等等。因此，只要有积压的信息组未发送完毕，这些站就不能平等地进行发送。引入一种排序会给限制冲突次数带来有益的效果，一旦由于所有的站都达到其最小的TS值，整个系统都发送完毕时，则排序就消失了。

现在参照图4-7来描述一个站的操作。这些图是信道控制器的方框说明图和执行测算第三个策略平均空闲周期长度的E〔1（I）〕的流程图。所使用的变量定义如下：

控制参数：

TS：包含预定时间间隔（STI）的长度（以时钟脉冲计）

输入信号：

IN＝0 表示该站处于接收状态且信道空闲，

＝1 表示该站处于接收状态且信道占线，

＝2 表示该站处于发送状态。

内部的各个寄存器：

P：以以前时钟脉冲数的方式贮存输入信道值，

E：贮存从最后TS修正以来所经过的时钟脉冲的数，

U：贮存检测时间间隔的长度（以时钟脉冲计），

NI：贮存在最后的E时间单元中完全的信道空闲周期数，

SI：贮存NI最后空闲周期的长度和（以时钟脉冲数计），

CI：贮存现行空闲周期的长度（以时钟脉冲计），

δ：贮存空闲周期的校正值（以时钟脉冲计）。

系统参数：

G^c ₀：包含每个时钟脉冲的标称检测率，

U₁：包含U的下边界，

TS₁：包含TS的下边界，

TS_u：包含TS的上边界。

信道参数：

A：是接收到发送的转换时间长度（A＞1）（以时钟脉冲数计），

LA：是分组发送时间（LA/A＞1）（以时钟脉冲数计），

M：是最大积压量。

在启动或信道参数复位时，控制参数和内部寄存器设置为以下初始值：

TS＝M/G^c ₀

P＝1

E＝0

U＝2×U₁

NI＝0

CI＝0

δ＝A/2

图4以方框图形式表示一个信道控制器装置32，该装置32包括有记时器34、测算装置36和修正装置38。现参照图5、6、7分别对每个装置的操作进行更为详细的说明。

在每个发送/接收站中设有信道控制器装置32。该装置32由加到输入端40的时钟信号触发。实际上，该时钟信号的周期小于接收/发送转换时间a，时钟周期越短，控制就越精确。装置32包括一个IN信号用的输入端（图4中未示出）和一个运算逻辑单元（ALU）处理器，该处理器有分别用于P、E、U、NI、SI、CI、δ七个数据的内部寄存器;一个能够存贮四个系统参数G^c ₀、U₁、TS₁、TS_u以及三个信道参数A、LA和M数据的寄存器。在操作中，装置32对该站的发送设备使用的控制参数值进行计算。

在如图5所示的计时器34中，对于TS的最后修正所经过的时钟脉冲进行计数。

测算装置36（图6）修正分别包含有空闲周期长度（检测量或近似值）的现行和的SI和NI两个变量，该空闲周期是以自最后的TS修正以来的信道以及空闲周期的数目来表示的。这些修正是基于先前的P值和IN的现行值进行的。

测算装置36的操作过程如下：在第一个步骤42中，检测是否P＝0或1以及IN＝0，若回答为是（Y），则在步骤44中，将CI的值加1。另一方面，若在步骤42中对检测的回答为否（N），则在步骤46中进行第二次检测，看是否P＝2或IN＝0，若回答为是（y）则CI＝δ+1（步骤48）。若回答为否（N），则在步骤50中进行第三次检测，看是否P＝0和IN＝1，若回答为是（Y），则先前的NI加1以形成一个新的NI;先前的SI加CI以形成一个新的SI，并将CI寄存器置0，这些操作是在步骤52进行的。若在步骤50的回答为否（N），则在步骤54进行第四次检测，看是否P＝0和IN＝2。若回答为是（Y），则先前的NI值加1;先前的SI值加上CI与校正值δ之和，而CI在步骤56置0。步骤44、48、52、56的输出以及从步骤54输出的N都被输入到使P＝IN的操作步58中。

修正装置38（图7）是在每个检测间隔U₁结束时启动的，以便根据式（1）和（2）修正输出变量TS。在每次修正后，装置38重新计算下一个检测间隔的长度和空闲周期校正值δ，最后将记时器E和测量变量SI和NI复位为0。

为了便于理解图7的修正装置的操作，将进一步描述四个系统参数及内部寄存器。

首先是系统参数G^c ₀，控制变量TS的动态修正的目的在于维持所期望的检测率的标称值G₀，这里所选的G₀值是使所期望的传输量达到最大值。

由式（26）给出了关系到S和所期望的检测率之间的关系的脆弱周期的给定值。若对式（2）中G求导，且设其导数为0，则找到对于使S为最大值的G值应满足：

e^aG＝a（1+2a）G²（34）

利用泰勒级数展开的前三项来进似该指数：

G_{0} = \frac{- a + \sqrt{{7 a}^{2} + 4 a}}{{2 a + 3 a}^{2}}

(35)

作为对每组发送时间的标称预期检测率的精确测算值，利用时钟脉冲作为时间单位有下式：

G^{C}_{0} = \frac{\sqrt{7 + 4 \frac{L A}{A} - 1}}{2 LA + 3 A}

(36)

其次，系统参数TS₁和TS_u，由于在一个站的载波的两个连续检测之间的平均时间是TS/2，故该站对期望的总检测率的贡献就是2/TS。因此，当只有两个用户争用信道时，使期望的信道传输量最大的预置时间间隔TS₁由下式给出：

2/(TS₁) = (G₀ ^C)/2 （37）

和TS₁＝ 4/(G^C ₀) （38）

同样，如果M是系统的最大积压量的测算值，则当所有站都竟争信道时，使传输量达到最大的预定时间间隔TS_u由下式给出：

2/(TS_u) = (G₀ ^C)/(M) （39）

和

TS_u＝ (2M)/(G₀ ^C) （40）

最后是系统参数U₁，利用式（29）n_m（a）被选为空闲周期的最少数目，其检测以99%的概率保证在下一个周期中达到最大可能的传输量的至少90%的传输量。在这一式中，确定90%的传输量的参数α₁（a）和α₂（a）取决于脆弱周期a。则U₁值就以时钟脉冲数的形式由下式给出：

U₁＝n_m（a）（1+2a+ 1/(G₀(a)) ）×LA （41）

当某一站开通时，其内部寄存器和控制变量必须用以上绘出的值确定。而后，根据它们的定义，在计时器34、测算装置36和修正装置38中对这些初始值进行修正。在测算装置中的δ内部寄存器使用的符号需要一些测标说明。

根据式（18），当一个站决定发送时，现行空闲周期I_m的长度（在分组发送时间内）应由下式进一步说明：

δ = \frac{a + \frac{1}{G} {( 1- e}^{- a G})}{2}

(42)

其中G为期望的检测率（在分组发送时间内），a是接收至发送的转换时间。同样，当一个站在发送之后转到接收状态时，空闲周期I_m+1的长度也必须用相同的量值恢复（见式19）。

式（42）可作以下近似：

δ＝a（1- (aG)/4 + (a²G²)/12 ）（43）

若令LA为分组发送时间，每个时钟脉冲G^c的期望检测率为G/LA，则：

δ＝ (A)/(LA) （1- (AG^C)/4 + ((AG^C)²)/12 ）（44）

由于G^c的现行值是未知的，则在TS的先前的修正中所获得的测算值C^c _n-1将用于导出δ的现行值。

参照图7，修改过程在步骤60开始，其中检测自最后的TS修正以来所经过的时钟脉冲数目E是否大于或等于检测间隔U的时钟脉冲序列的长度，若回答为否（N）虮硎鞠中锌刂破鞑恢葱行拚虿馑愎坛中ㄍ?）。若回答为是（Y），表示TS值在信道空闲周期NI的数目大于0的条件下必须予以修正，换言之，信道并不总是空闲的。其第二次检测是在步骤62进行的，若回答为否（N），意味着G^c _n-1＝0，即在步骤64，这表示TS不能按照式（1）修正。然而，若回答为是（Y）则意味着在步骤66

G^c _n-1＝（ (SI)/(NI) -A）^-1。

在步骤68，对TS的修正值进行计算和检测，以保证它是否能位于TS的最大和最小极限值之间。在步骤70，SI和NI都为0，而新的空闲周期校正值δ道过下式进行计算：

δ＝ (A)/(LA) （1- (AG^C _n-1)/4 + ((AG^C _n-1)²)/12 ）（45）

这就轮到对U进行修正，考虑到TS的新值，在步骤72中

U＝max（2×TS;U₁）

修改操作在其中E＝0的步骤74结束，故一个新的检测间隔开始了。

对于本专业的普道技术人员而言，通过阅读本说明书后，其它改型将是明显的。这种改型可能包括各种分组交换系统或其中各种部件在设计、制造、使用中已知的那些其他特征，以及能够用代替或附加到本说明书描述过的特征的那些其他特征。虽然本发明专利申请的各个权利要求中特别正式提出了各个特征的组合，但是应该理解，本申请的范围还包括在本说明书中明显地或含蓄地或以概括描述方式所披露的任何新颖的特征或任何特征的新颖的组合，而无论上述特征是涉及到在任何一项权利要求中目前所要求的相同的发明，也无论上述技术特征是否用来解决与本发明予以解决的任何或全部相同的技术问题。因此，申请人声明，在本专利申请的审批期间或从其派生出来的其他的专利申请的审批期间，可以对这些特征或这些特征的组合正式提出新的权利要求。

Claims

1、一种可控载波侦听多址接入(CSMA)分组交换系统，该系统至少包括两个站，每个站都具有当其等待发送信息组时检测通信信道的装置和响应被检测的信道为空闲时发送信息组的装置，假如被检测的信道为占线时，则在一个动态确定的时间间隔TS_n中随机地预置一个新的检测点，其中，

TS_n=min(TS_u，max(TS₁，TS_n-1· (G_n-1)/(G₀) ))

其中TS_u是当所有的站都竟争信道时，所期望的使传输量达到最大所预置的时间间隔，TS₁是当两个站竟争信道时，所期望的使传输量达到最大所预置的时间间隔，TS_n-1是在前面第(n-1)个检测间隔中确定的预置时间间隔，G_n-1是在第(n-1)检测间隔中提供的平均负荷，而G₀是提供的标称平均负荷。

2、根据权利要求1的要求的系统，其中

TS_n＝min（TS_u，max（TS₁，（1-α）×TS_n-1+α×TS_n-1(G_n-1)/(G₀) ））

其中α为平滑系数。

3、根据权利要求1或2所要求的系统，其Gn-1基于一个平均空闲周期长度的测算值，其中Gn-1＝（ E[1(I)]-a）^-1而 E[1(I)]是平均空闲周期的测算值，a是一个站的转换时间。

4、根据权利要求3所要求的系统，其中平均空闲周期长度是由对一个检测周期中出现的空闲周期的测算值进行平均来测算的，也就是平均空闲周期 E[1(I)]＝SI/NI的测算值，其中SI是空闲周期长度的现行和，而NI是空闲周期的数目。

5、根据权利要求3或4所要求的系统，其中每个站都包括测算装置，用于在该站参与某个未能检测出在前的空闲周期的结束和随后的空闲周期的开始的占线周期的情况下对平均空闲周期进行测算。

6、根据权利要求5所要求的系统，其中上述测算装置把与正在发送的站的占线周期相毗邻的空闲周期从现行测算中弃除，它的测算仅仅基于完整的被检测的空闲周期。

7、根据权利要求5所要求的系统，其中上述测算装置是把最接近空闲周期的前一个和后一个发送站的占线周期之间的空闲周期的时域上的复合长度的近似值综合到测算值中去，上述近似值是基于下述时间因素确定的：前一个空闲周期的开始时间（t^b（I_m））;后一个空闲周期的终止时间（t^e（I_m+1））;以及由（1+a）和从t^e（I_m+1）中减去t^b（I_m）和（1+a）所限定的交叉占线周期长度的上边界。

8、根据权利要求5所要求的系统，其中上述测算装置是把最接近空闲周期的前一个和后一个发送站的占线周期之间的空闲周期在时域上的复合长度的近似值综合到测算值中去，上述近似值是基于以下因素予以确定的：前一个空闲周期的开始时间t^b（I_m）;后一个空闲周期的结束时间t^e（I_m+1）;测算发送站的交叉占线周期E〔1（B_m）〕;以及从t^e（I_m+1）中减去t^b（I_m）和E〔1（B_m）〕。

9、根据权利要求5所要求的系统，其中上述测算装置是把前一个空闲周期长度的近似值综合到其测算值中去，上述近似值是通过测算以下因素得到的：测算前一个空闲周期的终止时间，减去前一个空闲周期的出现时间得到该近似值;并把最接近的后一个空闲周期的近似值也累积到测算值中去，即从后一个时间周期的终点发生的时间减去最接近的后一个空闲周期的起始时间的测算值来得到这个近似值。

10、根据权利要求9所要求的系统，其中测算装置是把前一个空闲周期的结束时间测算为比发送信息组的一个站发现信道空闲时的瞬间（t₂））迟后δ秒，即在时间t₂+δ，其中δ包含有空闲周期的校正值并等于：

δ = \frac{a + \frac{1}{G} {( 1- e}^{- a G})}{2}

其中a是站的从接收到发送的转换时间，G是提供给信道的负荷。

11、根据权利要求10所要求的系统，其测算装置测算的下一个空闲周期的开始时间为

t₂+1+2a-δ

式中1是一个信息组的传输时间（归一化时间）。

12、根据权利要求9、10或11所要求的系统，其中基于下式动态确定检测时间（U）：

U＝max（2×TS∶U₁）

其中TS是现行控制变量，

U是获得G的可靠的测算值所需的最少时间，

且

U₁＝n_m（a）（1+2a+ 1/(G₀(a)) ）

其中n_m是获得G的可靠馑阒导觳獾目障兄芷诘淖钚∈俊?

13、一种可控CSMA分组交换系统，该系统基本上是根据上下文的描述并结合附图的说明予以限定的。

14、一种以非持续型可控CSMA分组交换系统的操作方法，该系统包括工作在至少一个通信信道上的至少两个站，其中假如一个站检测到其信道或每一信道处于占线，则该站在一个动态确定的时间间隔TS_n内，随机地预置一个新的检测点，其中

TS_n＝min（TS_u，max（TS₁，TS_n-1· (G_n-1)/(G₀) ））

这里TS_u是当所有的站都竟争信道时，使期望的传输量最大的预置的时间间隔;TS₁是当两个站竟争信道时，使期望的传输量最大的预置的时间间隔;TS_n-1是在先前的第（n-1）个检测间隔中确定的预置时间间隔;G_n-1是在第n-1个检测间隔中提供的平均负荷;G₀是提供的标称平均负荷。

15、根据权利要求14所要求的方法，其中时间间隔TS_n是动态修正的，以便使期望的信道传输量达到最大。

16、一种根据权利要求14所要求的方法，其中时间间隔TS_n的动态修正包括在检测期间基于对平均空闲周期长度 E[1(I)]的测算来对Gn-1的测算，这里，

Gn-1＝（ E[1(I)]-a）^-1，a是一个站的转换时间。

17、根据权利要求16所要求的方法，其中平均空闲周期的测算值 E[1(I)]＝SI/NI，其中SI是空闲周期长度的现行和，NI是对该现行和作出贡献的空闲周期的数目。

18、根据权利要求16或17的要求的方法，其中假如一个参与一条信道或多条信道之一的传送中的站未能检测出前一个空闲周期的开始和后一个空闲周期的结束，则最接近的前一个和后一个空闲周期被从仅仅基于全部检测期间的测算中弃除。

19、根据权利要求16或17所要求的方法，其中一个参与一条信道或多条信道之一的传送的站在未能检测出最接近的前一个空闲周期的结束和后一个空闲周期的开始的情况下，则近似出最接近的前一个和后一个空闲周期时域上的复合长度，并且该近似包括在E〔1（I）〕的测算之中，上述近似基于确定以下因素：前一个空闲周期的开始（t^b（I_m））;后一个空闲周期的结束（t^eI_m+1））;以及由（1+a）和从t^e（I_m+1）中减去t^b（I_m）和（1+a）所限定的交叉占线周期长度的上边界。

20、根据权利要求16或17所要求的方法，其中一个参与一条信道或多条信道之一的传送的站在未能检测出最接近的前一个空闲周期的结束和后一个空闲周期的开始的情况下，则近似出最接近的前一个和后一个空闲周期时域上的复合长度，并且该近似包括在E〔1（I）〕的测算中，上述近似基于确定以下因素：最接近的前一个空闲周期的开始（t^b（I_m））;后一个空闲周期的结束（t^e（I_m+1））;测算该站发送期间的交叉占线长度E〔1（B_m）〕并从t^e（I_m+1）减去t^b（I_m）和E〔1（B_m）〕。

21、根据权利要求16或17所要求的方法，其中当一个参与一条信道或多条信道之一的传送站在未能检测出最接近的前一个空闲周期的结束和后一个空闲周期的开始的情况下，则对上述前一个和后一个空闲周期的长度进行近似，并且该近似包括在 E[1(I)]的测算之中，其中最接近的前一个空闲周期的近似值是从上述空闲周期的终点的测算值减去上述空闲周期的开始时间实现的;而最接近的后一个空闲周期的近似值是从上述空闲周期的结束时间减去上述空闲周期开始时间的测算值实现的。

22、根据权利要求21所要求的方法，其中前一个空闲周期的终止时间的测算为比发送信息组的一个站发现信道空闲时的瞬间（t₂）迟后δ秒，即时间t₂+δ，其中δ包含有该空闲周期的校正值并等于：

δ = \frac{a + \frac{1}{G} {( 1- e}^{- a G})}{2}

其中a是该站的接收至发送的转换时间，G是提供给信道的负荷。

23、根据权利要求22所要求的方法，其中将最接近的后一个空闲周期测算为：

t₂+1+2a-δ

其中1是一组信息组的传输时间（归一化时间）。

24、根据权利要求21、22或23所要求的方法，其中检测周期（U）是基于下式动态地确定的：

U＝max（2×TS∶U₁）

其中TS是现行控制变量，

U₁是获得G的可靠测算值所需的最少的时间，并且

U₁＝n_m（a）·（1+2a+ 1/(G₀(a)) ）

其中n_m是获得G的可靠测算值检测的空闲周期的最小数目。

25、一种按可控CSMA分组交换系统操作的方法，该方法基本上是根据上下文的描述并结合附图的说明予以限定的。

26、一种用于非持续型可控CSMA分组交换系统中的站，该站包括有一个接收机、一个发送机以及将接收机或者发送机转换到通信信道上去的转换装置，上述接收机具有检测通信信道的占线/空闲状态的检测装置，并当该站在有信息组准备发送和信道检测为空闲的情况下，启动该转换装置从接收机转换到发送机状态，而其中当该站具有信息准备发送但检测信道为占线状态，则在一个动态确定的时间间隔TS_n内随机地预置一个新的检测点，这里：

TS_n＝min（TS_u，max（TS₁，TS_n-1· (G_n-1)/(G₀) ））

式中TS_n是当所有站都竟争信道时，期望的使传输量达到最大的预置时间间隔，TS₁是当两个站竟争信道时，期望的使传输量达到最大的预置时间间隔，TS_n-1是在前面的第（n-1）个检测间隔所确定的预置时间间隔，Gn-1是在第（n-1）个检测间隔中提供的平均负荷，G₀是提供的标称平均负荷。

27、根据权利要求26所要求的站，其中

式中α代表平滑因数。

28、根据权利要求26或27所要求的站，其中所提供的装置用于基于平均空闲周期长度的测算值对于Gn-1进行测算，其中Gn-1＝（ E[1(I)]-a）^-1，式中 E[1(I)]是平均空闲周期的测算值，a是站的转换时间。

29、根据权利要求28的要求的站，其中上述装置通过平均在一个检测周期中所出现的空闲周期的长度来测算平均空闲周期长度，也就是平均空闲周期的测算值 E[1(I)]＝SI/NI，式中SI是空闲周期长度的现行和，而NI是空闲周期的数目。

30、根据权利要求28或29所要求的站，该站还包括测算装置，该测算装置在该站参与一个占线周期但未能检测出前一个空闲周期的结束和后一个空闲周期的开始的情况下来测算该平均空闲周期。

31、根据权利要求30所要求的站，其中上述测算装置把与正在发送的站的占线周期相毗邻的空闲周期从现行测算中弃除，该装置的测算仅仅基于完整的被测算的空闲周期。

32、根据权利要求30所要求的站，其中上述测算装置把最接近空闲周期的前一个和后一个发送站的占线周期之间的空闲周期在时域上的复合长度的近似值综合到测算值中去，上述近似值是基于以下因素予以确定的：前一个空闲周期的开始时间（t^b（I_m））;后一个空闲周期的结束时间（t^e（I_m+1））;由（1+a）和从t^e（I_m+1）减去t^b（I_m）和（1+a）所限定的交叉占线周期的上边界。

33、根据权利要求30所限定的站，其中上述测算装置把最接近空闲周期的前一个和后一个发送站的占线周期之间的空闲周期在时域上的复合长度的近似值综合到测算值中去，上述近似值是基于以下因素确定的：前一个空闲周期的开始时间（t^b（I_m））;后一个空闲周期的结束时间（t^e（I_m+1））;并测算发送站的交叉占线周期E〔1（B）_m〕;以及从t^e（I_m+1）中减去t^b（I_m）和E〔1（B）_m〕。

34、根据权利要求30所要求的站，其中上述测算装置是把一个空闲周期的长度的近似值综合到其测算值中去，上述近似值是通过测算以下因素得到的：测算前一个空闲周期的终止时间，减去前一个空闲周期出现的时间得到该近似值;并把最接近的后一个空闲周期的近似值也累积到测算值中去，即从后一个时间周期结束发生的时间减去最接近的后一个空闲周期的起始时间的测算值来得到这个近似值。

35、根据权利要求34所要求的站，其中测算装置是把前一个空闲周期的结束时间测算为比发送信息组的一个站发现信道空闲时的瞬间（t₂）迟后δ秒，即在时间t₂+δ，其中δ包含有空闲周期的校正值并等于：

δ = \frac{a + \frac{1}{G} {( 1- e}^{- a G})}{2}

式中a是站的从接收到发送的转换时间，G是提供给信道的负荷。

36、根据权利要求35所要求的站，其中测算装置测算的后一个空闲周期的开始时间为：

t₂+1+2a-δ

式中1是一个信息组的传输时间（归一化时间）。

37、根据权利要求34、35或36所要求恼荆渲屑觳馐奔洌║）是基于下式动态确定的：

U＝max（2×TS∶U₁）

式中TS是现行控制变量，

U是获得G的可靠测算值所需的最少时间，

U₁＝ηm（a）（1+2a+ 1/(G₀(a)) ）

式中ηm是获得G的可靠测算值检测的空闲周期的最小数目。

38、一种用于非持续型可控CSMA分组交换系统中的站，该站的构成和操作安排基本上是根据上下文的描述并结合各个附图的表示予以限定的。