CN104580015A - 基于hinoc的通信方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于HINOC的通信方法和装置，属于通信领域。所述方法包括：HB根据各个HM的可用带宽和各个HM的信道传输速率，为各个HM分配上行通信时间；接收第一HM发送的第一上行信令帧，第一HM为HM中的任一个且第一HM处于稳态，第一上行信令帧用于指示第一HM请求主动退出HB所属的网络或请求主动链路维护；根据第一上行信令帧，执行第一HM的主动退出流程或者执行HB与第一HM之间的链路维护过程。本发明通过不用预约帧分配带宽，减少HB与HM之间的交互次数，并通过第一上行信令帧，完成处于稳态的HM的主动退出网络流程和与HB间的链路维护过程，而不用预约帧完成，将空闲出来的预约帧发送时隙用于发送数据帧，从而提高带宽利用率。

Description

基于HINOC的通信方法和装置

技术领域

本发明涉及通信领域，特别涉及一种基于HINOC的通信方法和装置。

背景技术

HINOC(HIgh performance Network Over Coax，高性能同轴网络)，又称同轴电缆宽带接入技术，是一种利用同轴电缆，实现高性能双向信息传输的宽带接入解决方案。HINOC网络由HB(HINOC Bridge，HINOC网桥)和HM(HINOCModem，HINOC调制解调器)构成，一个HB控制若干个HM，是一种星型的拓扑网络结构。在HINOC网络中，带宽利用率与传输实时性之间存在着博弈，例如，HINOC1.0标准规定，HINOC网络单信道带宽为16MHZ，在整个HINOC网络满负荷运作的时候，单信道内支持32台HM同时进行工作，而语音、视频电话和视频直播这些业务对数据传输的实时要求又较高，因此，如何能够合理的进行带宽分配，并同时保证数据的传输实时性，成为提高网络性能的重要内容。

HINOC采用时分复用方式进行数据传输，其时间轴以64毫秒为周期隔断，每个这样的周期被叫做PD(Probe Down，下行探测)周期。一个PD周期包括若干连续的MAP(Media Access Plan，媒体接入规划)周期。HINOC标准规定，在每个PD周期中，HINOC网络以物理层PD帧的起始时刻作为网络时间起始点，每个MAP周期起止时刻均是相对于所属PD周期中PD帧起止时刻的偏移时间。物理层PD帧承载的下行信令帧，指出了其后第一个MAP帧的起止位置。每个PD周期中间有一个PU帧，且MAP周期不能跨越PD帧和PU帧。在每个MAP周期内，HB为HM分配预约帧发送时隙，HM利用各自的预约帧发送时隙向HB发预约帧，且一个MAP周期内HM可以向HB发送多个预约帧和多个上行(或下行)数据帧，但只能包含一个MAP帧。HB与HM之间采用预约/许可机制完成信道的预约和分配。各HM可以使用预约帧向HB帧请求带宽、主动要求链路维护和主动退出功能，但是各HM仅在HB分配给自己的预约帧发送时隙发送预约帧。获得预约帧发送时隙的HM可以为自己预约若干个上行数据帧发送时隙，且HM会按照优先级由高到低依次发送多个上行数据帧。当一个预约帧预约的多个上行数据帧发送时隙用完，而HM还有待发送的数据要发送时，HM可以请求再次获得预约帧发送时隙，并将待发送的数据设有最高优先级。HB在分配信道时，优先为高优先级的帧分配信道，从而保证了数据传输的实时性。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

虽然上述采用预约帧实现的预约许可机制中的优先级在一定程度上保证了数据传输的实时性，但是对于有些实时性并不是首要考虑的问题的工程应用(例如对下载流量要求高的下载操作等)来说，该交互过程增加了HM与HB之间的交互次数，实际上是对带宽的占用，导致了HINOC网络的带宽利用率不高。

发明内容

为了解决现有技术中HINOC网络带宽利用率不高的问题，本发明实施例提供了一种基于HINOC的通信方法和装置。所述技术方案如下：

一方面，本发明实施例提供了一种基于HINOC的通信方法，所述方法包括：

HINOC网桥HB根据各个HINOC调制解调器HM的可用带宽和各个所述HM的信道传输速率，为各个所述HM分配上行通信时间，所述HB控制每个所述HM；

所述HB接收第一HM发送的第一上行信令帧，所述第一HM为所述HM中的任一个且所述第一HM处于稳态，所述第一上行信令帧用于指示所述第一HM请求主动退出所述HB所属的网络，或者，所述第一上行信令帧用于指示所述第一HM请求主动链路维护；

所述HB根据所述第一HM发送的第一上行信令帧，执行所述第一HM的主动退出流程或者执行所述HB与所述第一HM之间的链路维护过程。

进一步地，所述方法还包括：

所述HB启动接纳窗口定时器T1；

当所述接纳窗口定时器T1超时后，所述HB广播第一设定次的允许节点进行接纳的下行信令帧，如果所述HB接收到第二HM的接纳请求信令帧，则对所述第二HM进行节点接纳过程，并在所述第二HM接纳完成后重置所述接纳窗口定时器T1，如果所述HB广播第一设定次的允许节点进行接纳的下行信令帧后，没有接收到任何接纳请求信令帧，则重置所述接纳窗口定时器T1。

可选地，所述方法还包括：

所述HB启动心跳扫描定时器T2；

当所述心跳扫描定时器T2超时后，所述HB依次向接入所述HB所属网络中的各个所述HM发送第一下行信令帧，并在所述HB发送完所述第一下行信令帧后重置所述心跳扫描定时器T2，所述第一下行信令帧用于指示所述HM发送上行响应帧；

所述HB接收所述HM发送的上行响应帧，所述上行响应帧为第二上行信令帧或所述第一上行信令帧，所述第二上行信令帧用于指示所述HM存在于所述HB所属的网络；

当所述HB没有接收到第三HM发送的所述上行响应帧时，向所述第三HM发送第二设定次的所述第一下行信令帧，如果仍然没有收到所述第三HM发送的所述上行响应帧，则执行所述第三HM的被动退出流程。

优选地，所述第一上行信令帧和所述第二上行信令帧的格式相同，所述第一上行信令帧的载荷部分包括退出指示QUIT_IND字段和请求链路维护LM_REQ字段，所述QUIT_IND字段的值用于指示所述HM是否请求主动退出所述HB所属的网络，所述LM_REQ字段的值用于指示所述HM是否向所述HB请求主动链路维护。

可选地，所述HB根据各个HM的可用带宽和各个HM的信道传输速率，为各个所述HM分配上行通信时间，包括：

所述HB根据各个所述HM的可用带宽和各个所述HM的信道传输速率，确定各个所述HM在每个下行探测PD周期内允许被分配到的总上行通信时间；

所述HB为各个所述HM设定一个所述PD周期内的每个媒体接入规划MAP周期允许被分配到的单个上行通信时间，所述单个上行通信时间小于所述总上行通信时间；

从每个所述PD周期的第一个MAP周期开始至最后一个MAP周期，依次且循环为各个所述HM分配所述单个上行通信时间，直到各个所述HM在一个所述PD周期内总通信时间全部耗尽和/或达到所述PD周期的时长。

另一方面，本发明实施例提供了一种基于HINOC的通信装置，所述装置包括：

分配模块，用于根据各个HM的可用带宽和各个所述HM的信道传输速率，为各个所述HM分配上行通信时间，所述HB控制每个所述HM；

接收模块，用于接收第一HM发送的第一上行信令帧，所述第一HM为所述HM中的任一个且所述第一HM处于稳态，所述第一上行信令帧用于指示所述第一HM请求主动退出所述HB所属的网络，或者，所述第一上行信令帧用于指示所述第一HM请求主动链路维护；

执行模块，用于根据所述第一HM发送的第一上行信令帧，执行所述第一HM的主动退出流程或者执行所述HB与所述第一HM之间的链路维护过程。

可选地，所述装置还包括：

第一定时模块，用于启动接纳窗口定时器T1；

第一处理模块，用于当所述接纳窗口定时器T1超时后，所述HB广播第一设定次的允许节点进行接纳的下行信令帧，如果所述HB接收到第二HM的接纳请求信令帧，则对所述第二HM进行节点接纳过程，并在所述第二HM接纳完成后重置所述接纳窗口定时器T1，如果所述HB广播第一设定次的允许节点进行接纳的下行信令帧后，没有接收到任何接纳请求信令帧，则重置所述接纳窗口定时器T1。

可选地，所述装置还包括：

第二定时模块，用于启动心跳扫描定时器T2；

第二处理模块，用于当所述心跳扫描定时器T2超时后，所述HB依次向接入所述HB所属网络中的各个所述HM发送第一下行信令帧，并在所述HB发送完所述第一下行信令帧后重置所述心跳扫描定时器T2，所述第一下行信令帧用于指示所述HM发送上行响应帧；

所述接收模块，还用于接收所述HM发送的上行响应帧，所述上行响应帧为第二上行信令帧或所述第一上行信令帧，所述第二上行信令帧用于指示所述HM存在于所述HB所属的网络；

第三处理模块，用于当所述HB没有接收到第三HM发送的所述上行响应帧时，向所述第三HM发送第二设定次的所述第一下行信令帧，如果仍然没有收到所述第三HM发送的所述上行响应帧，则执行所述第三HM的被动退出流程。

优选地，所述第一上行信令帧和所述第二上行信令帧的格式相同，所述第一上行信令帧的载荷部分包括退出指示QUIT_IND字段和请求链路维护LM_REQ字段，所述QUIT_IND字段的值用于指示所述HM是否请求主动退出所述HB所属的网络，所述LM_REQ字段的值用于指示所述HM是否向所述HB请求主动链路维护。

可选地，所述分配模块，包括：

确定单元，用于根据各个所述HM的可用带宽和各个所述HM的信道传输速率，确定各个所述HM在每个下行探测PD周期内允许被分配到的总上行通信时间；

第一分配单元，用于为各个所述HM设定一个所述PD周期内的每个媒体接入规划MAP周期允许被分配到的单个上行通信时间，所述单个上行通信时间小于所述总上行通信时间；

第二分配单元，用于从每个所述PD周期的第一个MAP周期开始至最后一个MAP周期，依次且循环为各个所述HM分配所述单个上行通信时间，直到各个所述HM在一个所述PD周期内总通信时间全部耗尽和/或达到所述PD周期的时长。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

通过HB根据各个HM的可用带宽和各个HM的信道传输速率，为各个HM分配上行通信时间(即带宽)，信道的分配不再采用预约许可机制，可以不用再分配相应的预约帧发送时隙，减少了HB与HM之间的交互次数，并且HB与HM之间可以通过第一上行信令帧，完成处于稳态的HM的主动退出网络流程和HB与HM之间的主动链路维护过程，而不再采用预约帧完成，HM可以将空闲出来的预约帧发送时隙用于发送数据帧，从而进一步提高带宽利用率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一提供的一种基于HINOC的通信方法的流程图；

图2是本发明实施例二提供的一种基于HINOC的通信方法的流程图；

图3是本发明实施例三提供的一种基于HINOC的通信装置的结构示意图；

图4是本发明实施例四提供的一种基于HINOC的通信装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

实施例一

本发明实施例提供了一种基于HINOC的通信方法，参见图1，该方法包括：

步骤101：HB根据各个HM的可用带宽和各个HM的信道传输速率，为各个HM分配上行通信时间，HB控制每个HM。

步骤102：接收第一HM发送的第一上行信令帧，第一HM为HM中的任一个且第一HM处于稳态，第一上行信令帧用于指示第一HM请求主动退出HB所属的网络，或者，第一上行信令帧用于指示第一HM请求主动链路维护。

步骤103：HB根据第一HM发送的第一上行信令帧，执行第一HM的主动退出流程或者执行HB与第一HM之间的链路维护过程。

其中，HINOC包括一个HB和多个HM。各个HM的可用带宽是指各个HM对应的用户购买的带宽。进行节点接纳完成后，HM和HB均处于稳态，处于稳态的HM可以收发MAC层数据，与HB之间进行正常通信。

本发明实施例通过HB根据各个HM的可用带宽和各个HM的信道传输速率，为各个HM分配上行通信时间(即带宽)，信道的分配不再采用预约许可机制，可以不用再分配相应的预约帧发送时隙，减少了HB与HM之间的交互次数，并且HB与HM之间可以通过第一上行信令帧，完成处于稳态的HM的主动退出网络流程和HB与HM之间的的主动链路维护过程，而不再采用预约帧完成，HM可以将空闲出来的预约帧发送时隙用于发送数据帧，从而进一步提高带宽利用率。

实施例二

本发明实施例提供了一种基于HINOC的通信方法，参见图2，该方法包括：

步骤201：HB进行节点接纳。

一个新的HM上电初始化(或复位)后，可向HB请求加入到该HB所属的HINOC网络中，此时HB进行接点接纳，其具体可以包括：

HB启动接纳窗口定时器T1，接纳窗口定时器T1的时长表示HB允许进行节点接纳的时间间隔；也就是说，每间隔接纳窗口定时器T1的时长，HB会广播一个接纳窗口。

当接纳窗口定时器T1超时后，HB广播第一设定次的允许节点进行接纳的下行信令帧，如果HB接收到HM的接纳请求信令帧，则对该HM进行节点接纳过程，并在该HM接纳完成后重置接纳窗口定时器T1，如果HB广播第一设定次的允许节点进行接纳的下行信令帧后，没有接收到任何接纳请求信令帧，则重置接纳窗口定时器T1。

其中，接纳请求信令帧封装在PU帧中，由请求加入网络中的HM发送给HB。实现时，HB广播的允许节点进行接纳的下行信令帧可以是EMPTY帧。具体地，当EMPTY帧首部的接纳标识ADM_FLAG字段的值为0x1，可以表示HB不允许进行节点接纳，当ADM_FLAG字段的值为0x0，可以表示HB允许进行节点接纳。当HB处于上电初始化或者复位后，首先广播ADM_FLAG字段的值为0x1的EMPTY帧，同时启动接纳窗口定时器T1。接纳窗口定时器T1可以设为1秒等，第一设定次的值可以人为规定(例如10次等)，该第一设定次的值不能小于1。当其他条件一定时，该第一设定次的值越大，那么HM从上电启动到接纳到某个HB所在的网络中的平均时间就越短，反之亦然。如果该第一设定次的值为0，则表示HM无法接纳入网。具体地，可以采用计数器记录第一设定次的值。

在新加入的HM自身处于节点接纳过程中，该HM可以向HB请求主动退出，当HB处于节点接纳过程中时，可以对正在进行节点接纳的HM执行被动退出流程，将该HM从HB所属的网络中删除，此为现有技术这里不再赘述。

进行节点接纳完成后，新加入的HM和HB均处于稳态，处于稳态的HM可以利用HB为其分配的上行通信时间，收发MAC层数据，与HB之间进行正常通信，HB为HM分配的上行通信时间的方式参见步骤202。当HM和HB处于稳态后，HM可以利用上行通信时间向HB请求主动退出和链路维护，HB可以进行HM的被动退出流程，具体可以参见步骤203。其中，处于稳态的HM被称为第一HM，发送接纳请求的HM被称为第二HM。

步骤202：HB根据各个HM的可用带宽和各个HM的信道传输速率，为各个HM分配上行通信时间。

其中，HINOC包括一个HB和多个HM，HB控制每个HM。各个HM的可用带宽是指各个HM对应的用户购买的带宽。在本实施例中，HB根据各个HM的可用带宽和各个HM的信道传输速率，为各个HM分配上行通信时间，可以包括：

HB根据各个HM的可用带宽和各个HM的信道传输速率，确定各个HM在每个PD周期内允许被分配到的总上行通信时间；

HB为各个HM设定一个PD周期内的每个MAP周期允许被分配到的单个上行通信时间，单个上行通信时间小于总上行通信时间；

从每个PD周期的第一个MAP周期开始至最后一个MAP周期，依次且循环为各个HM分配单个上行通信时间，直到各个HM在一个PD周期内总通信时间全部耗尽和/或达到PD周期的时长。

具体地，根据各个HM购买的带宽和各个HM的信道传输速率，确定各个HM在每个PD周期内允许被分配到的总上行通信时间，可以采用如下公式(1)：

total_token_down＝(B*T_pd*T_min)/(N*8)   (1)

其中，total_token_down表示各个HM在当前PD周期内可分配到的总上行通信时间，单位为s(秒)；B表示各个HM对应的用户购买的带宽，单位为bps(bit per second，比特每秒)；T_pd表示一个PD周期的时长(通常为0.064s)，单位为s；N表示单位长度数据，单位为Byte；T_min表示各个HM发送一个单位长度数据所消耗的时长中最小的一个时长，单位为s。

进一步地，T_min的获取方式可以包括：

根据各个HM传输数据的调制格式(HB中存储了各个HM各自的调制格式)，获取各个HM对应的数据传输速率V_n；其中，调制格式与数据传输速率一一对应。

采用T_n＝N/V_n分别算出各个HM进行一次发送或接受一个单位长度数据所消耗的时长T_n。最后，从各个HM对应的T_n中选择最小的一个T值作为T_min。

由上述公式(1)可以看出，各个HM在每个PD周期内可分配到的总上行通信时间，仅由各个HM对应的用户购买的带宽决定，带宽越大的HM，其总可消耗通信时长越多。具体地，公式1是通过带宽的计算公式推导出来的，带宽的计算公式如公式(2)所示：

$B=\frac{N_{\mathrm{pd}}*8}{T_{\mathrm{pd}}}---\left(2\right)$

其中，N_pd表示一个PD周期中各个HM需要通信的信息量，单位为Byte。N_pd*8表示将信息量的单位由Byte转换为bit。

步骤203：HB进行链路维护、主动退出和被动退出。

当HB与HM均处于稳态时，HM可以向HB请求主动退出和链路维护，HB可以进行HM的被动退出流程，其实现方式可以如下：

HB启动心跳扫描定时器T2；其中，心跳扫描定时器T2的时长表示HB发送心跳信号的时间间隔。也就是说，每间隔心跳扫描定时器T2的时长HB会主动进行一次轮询以确定HM是否存在网络中。

当心跳扫描定时器T2超时后，HB依次向接入HB所属网络中的各个HM发送第一下行信令帧，并在HB发送完第一下行信令帧后重置心跳扫描定时器T2，第一下行信令帧用于指示HM发送上行响应帧；其中，HB可以根据HM接收到第一下行信令帧后是否发送上行响应帧，以确定HM是否依然存在于HB所属的网络中，并在确定HM依然存在于HB所属的网络后，根据HM发送的上行响应帧(例如第一上行信令帧和第二上行信令帧)做出不同的回应。

实现时，当心跳扫描定时器T2超时后，HB可以按照目的节点标识DESTINATION_NODE_ID字段的依次给接纳入网的各个HM发送第一下行信令帧，将所有HM节点轮询一遍后，重新启动心跳扫描定时器T2。心跳扫描定时器T2可以为30秒，第二设定次也可以人为设定(例如，3次)，同样可以采用计数器记录第二设定次的值。

当HB接收到HM发送的第一上行信令帧时，则根据第一上行信令帧，执行HM的主动退出流程或者执行HB与HM之间的链路维护过程。此时，第一上行信令帧作为HM收到HB发送的第一下行信令帧的上行响应帧。

在本实施例中，第一上行信令帧作为HB发送的第一下行信令帧的响应帧。在其他实施例中，第一上行信令帧也可以不作为HB发送的第一下行信令帧的响应帧，即存在这样的情况：即使HM没有接收到HB发送的第一下行信令帧，当HM处于稳态时，HM也可以向HB发送第一上行信令帧，以向HB请求主动退出网络，HB接收到该第一上行信令帧时，可以将HM从HB所属网络中删除；当处于稳态的HM发现链路状况发生变化时，也可以向HB发送第一上行信令帧，以向HB请求链路维护，HB接收到该第一上行信令帧后，完成链路维护过程。此时的第一上行信令帧取代了原来的预约帧的作用。

在本实施例中，第一上行信令帧的载荷部分包括退出指示QUIT_IND字段和请求链路维护LM_REQ字段，QUIT_IND字段的值用于指示HM是否请求主动退出HB所属的网络，LM_REQ字段的值用于指示HM是否向HB请求链路维护。第一下行信令帧无载荷部分。具体地，可以参见表1和表2。

表1第一下行信令帧载荷结构

表2第一上行信令帧载荷结构

其中，第一上行信令帧载荷部分公有一个字节8bit，其中，QUIT_IND字段和LM_REQ字段个占用1bit，剩余6bit保留。

在本实施例中，当QUIT_IND字段的值为第一设定值(例如，0x1)时，HB执行与发送第一上行信令帧的对应的HM的主动退出流程，当LM_REQ字段的值为第二设定值(例如，0x1)时，HB执行与发送第一上行信令帧对应的HM的链路维护过程。容易理解地，第一设定值与第二设定值可以相同也可以不同。

需要说明的是，第一上行信令帧和第一下行信令帧均属于信令帧，其遵循信令帧的通用格式，即其包括了首部和载荷部分。相应地，第一上行信令帧遵循上行信令帧的格式，分为上行信令帧首部和载荷部分，第一下行信令帧遵循下行信令帧的格式，分为为下行信令帧首部和载荷部分。上行信令帧和下行信令帧的首部均包括了DESTINATION_NODE_ID(目的节点ID)字段、SOURCE_NODE_ID(源节点ID)字段和FRAME_TYPE(帧类型)字段。其中，上行信令帧的DESTINATION_NODE_ID字段为HB节点的ID，上行信令帧的SOURCE_NODE_ID字段为HM节点的ID；下行信令帧的DESTINATION_NODE_ID字段为HM节点的ID，下行信令帧的SOURCE_NODE_ID字段为HB节点的ID，因此，可以根据信令帧的DESTINATION_NODE_ID字段或SOURCE_NODE_ID字段判断一个信令帧为下行信令帧或者是上行信令帧。FRAME_TYPE字段占4bit，最多可以分别表示16个不同类型的下行信令帧或者上行信令帧，以下行信令帧的FRAME_TYPE字段的取值为例，FRAME_TYPE字段的值为0x1时表示EMPTY(空)帧、0x3表示REJ(拒绝)帧等。

在《中华人民共和国广播电影电视行业标准GY/T 265-2012》(以下简称“2012标准”)中，FRAME_TYPE字段的值使用了0x1至0x8这8个值，其他值为RSVD(保留)，因此，可以对信令帧的类型进行扩展，以得到新的类型的信令帧。

在本实施例中，当信令帧中的帧头部的FRAME_TYPE帧类型字段的值为0xF时，信令帧的类型为第一上行信令帧或者第一下行信令帧。

在实际应用中，为了便于记忆和识别，可以将第一上行信令帧取名为“上行KEEP_ALIVE存活帧”，第一下行信令帧取名为“下行KEEP_ALIVE帧”。

当HB接收到HM发送的第二上行信令帧时，HB可以确定该HM依然存在于HB所属的网络中，并且该HM没有要求进行链路维护和主动退出。其中，第二上行信令帧用于指示HM存在于HB所属的网络，可以认为第二上行信令帧作为了HB的心跳响应信号。

实现时，第二上行信令帧的格式与第一上行信令帧的格式相同。具体地，可以将该第二上行信令帧中的QUIT_IND字段的值为第四设定值(例如，0x0)和/或LM_REQ字段的值为第五设定值(例如，0x0)，表示HM存在于HB所属的网络，也可以将RSVD保留字段中取出1bit，并设定相应的值，以表示HM存在于HB所属的网络。

当HB没有接收到第三HM发送的上行响应帧(即第一上行信令帧和第二上行信令帧)时，向第三HM发送第二设定次的第一下行信令帧，如果仍然没有收到第三HM发送的上行响应帧，则执行第三HM的被动退出流程。容易理解地，第三HM是指当心跳扫描定时器T2超时后，在HB进行轮询的过程中，没有对HB发送的第一下行信令帧进行响应的HM。

其中，第一上行信令帧和第二上行信令帧封装在PU(Probe Up，上行探测)帧中，第一下行信令帧封装在PD帧中。在本实施例中，可以将第一下行信令帧作为心跳信号，HB通过心跳扫描定时器T2和第一下行信令帧就可以及时发现是否存在异常退出网络的HM，除了在发送接纳请求帧、第一上行信令帧和第二上行信令帧时需要发送PU帧以外，在其他情况下(例如心跳扫描定时器T2超时以前)的每个PD周期内，HM均可以不用发送PU帧，即HB在进行DBA(Dynamic Bandwidth Allocation，动态带宽分配)时，可以不用为HM分配PU帧发送时隙，而是将原来用于发送PU帧的时隙用于发送数据帧，从而可以提高带宽利用率。

需要说明的是，HB在进行DBA时，可以根据下行信令帧是否需要相应的上行信令帧的响应，来规划是否在当前的PD周期内设置PU帧的发送时隙。

具体地，节点接纳过程、链路维护过程以及节点的主动退出流程和被动退出流程，可参见上述“2012标准”中的规定，这里不再赘述。

本发明实施例通过HB根据各个HM的可用带宽和各个HM的信道传输速率，为各个HM分配上行通信时间(即带宽)，信道的分配不再采用预约许可机制，可以不用再分配相应的预约帧发送时隙，减少了HB与HM之间的交互次数，并且HB与HM之间可以通过第一上行信令帧，完成处于稳态的HM的主动退出网络流程和HB与HM之间的主动链路维护过程，而不再采用预约帧完成，HM可以将空闲出来的预约帧发送时隙用于发送数据帧，从而进一步提高带宽利用率。另外，可以将第一下行信令帧作为心跳信号，HB通过心跳扫描定时器T2及时发现异常退出网络的节点，除了在发送接纳请求帧、第一上行信令帧和第二上行信令帧时需要发送PU帧以外，在其他情况下(例如心跳扫描定时器T2超时以前)的每个PD周期内，HM均可以不用发送PU帧，即HB在规划每个PD周期时，可以不用规划PU帧的发送时隙，从而可以将空闲的PU帧的发送时隙规划为数据帧的发送时隙，并且HB也不再使用预约帧作为心跳信号，同样可以增加数据帧的发送时隙，从而提高带宽利用率，并且由于在上述过程中取消了预约帧和PU帧，HB在进行DBA时，不用再考虑预约帧和PU帧的时隙规划，也降低了DBA算法的复杂度，工程实现更容易。

实施例三

本发明实施例提供了一种基于HINOC的通信装置，HINOC包括一个HB和多个HM，参见图3，该装置包括：分配模块31、接收模块32和执行模块33。

其中，分配模块31用于根据各个HM的可用带宽和各个HM的信道传输速率，为各个HM分配上行通信时间，HB控制每个HM；

接收模块32用于接收第一HM发送的第一上行信令帧，第一HM为HM中的任一个且第一HM处于稳态，第一上行信令帧用于指示第一HM请求主动退出HB所属的网络，或者，第一上行信令帧用于指示第一HM请求主动链路维护；

执行模块33用于根据第一HM发送的第一上行信令帧，执行第一HM的主动退出流程或者执行HB与第一HM之间的链路维护过程。

本发明实施例通过HB根据各个HM的可用带宽和各个HM的信道传输速率，为各个HM分配上行通信时间(即带宽)，信道的分配不再采用预约许可机制，可以不用再分配相应的预约帧发送时隙，减少了HB与HM之间的交互次数，并且HB与HM之间可以通过第一上行信令帧，完成处于稳态的HM的主动退出网络流程和HB与HM之间的主动链路维护过程，而不再采用预约帧完成，HM可以将空闲出来的预约帧发送时隙用于发送数据帧，从而进一步提高带宽利用率。

实施例四

本发明实施例提供了一种基于HINOC的通信装置，HINOC包括一个HB和多个HM，参见图4，该装置包括：分配模块41、接收模块42、执行模块43、第一定时模块44、第二处理模块45、第二定时模块46、第二处理模块47和第三处理模块48。

其中，分配模块41用于根据各个HM的可用带宽和各个HM的信道传输速率，为各个HM分配上行通信时间，HB控制每个HM；

接收模块42用于接收第一HM发送的第一上行信令帧，第一HM为HM中的任一个且第一HM处于稳态，第一上行信令帧用于指示第一HM请求主动退出HB所属的网络，或者，第一上行信令帧用于指示第一HM请求主动链路维护；

执行模块43用于根据第一HM发送的第一上行信令帧，执行第一HM的主动退出流程或者执行HB与第一HM之间的链路维护过程。

在本实施例中，第一定时模块44用于启动接纳窗口定时器T1；其中，接纳窗口定时器T1的时长表示HB允许进行节点接纳的时间间隔。

第一处理模块45用于当接纳窗口定时器T1超时后，HB广播第一设定次的允许节点进行接纳的下行信令帧，如果HB接收到第二HM的接纳请求信令帧，则对第二HM进行节点接纳过程，并在第二HM接纳完成后重置接纳窗口定时器T1，如果HB广播第一设定次的允许节点进行接纳的下行信令帧后，没有接收到任何接纳请求信令帧，则重置所述接纳窗口定时器T1。

第二定时模块46用于启动心跳扫描定时器T2；

第二处理模块47用于当心跳扫描定时器T2超时后，HB依次向接入HB所属网络中的各个HM发送第一下行信令帧，并在HB发送完第一下行信令帧后重置心跳扫描定时器T2，第一下行信令帧用于指示HM发送上行响应帧；

接收模块42还用于接收HM发送的上行响应帧，该上行响应帧为第二上行信令帧或第一上行信令帧，第二上行信令帧用于指示HM存在于HB所属的网络；

第三处理模块48用于当HB没有接收到第三HM发送的上行响应帧时，向第三HM发送第二设定次的第一下行信令帧，如果仍然没有收到第三HM发送的上行响应帧，则执行第三HM的被动退出流程。

其中，第一上行信令帧和第二上行信令帧的格式相同，第一上行信令帧的载荷部分包括退出指示QUIT_IND字段和请求链路维护LM_REQ字段，QUIT_IND字段的值用于指示HM是否请求主动退出所述HB所属的网络，LM_REQ字段的值用于指示HM是否向HB请求主动链路维护。

可选地，分配模块41可以包括：

确定单元411用于HB根据各个HM的可用带宽和各个HM的信道传输速率，确定各个HM在每个下行探测PD周期内允许被分配到的总上行通信时间；

第一分配单元412用于HB为各个HM设定一个PD周期内的每个MAP周期允许被分配到的单个上行通信时间，单个上行通信时间小于总上行通信时间；

第二分配单元413用于从每个PD周期的第一个MAP周期开始至最后一个MAP周期，依次且循环为各个HM分配单个上行通信时间，直到各个HM在一个PD周期内总通信时间全部耗尽和/或达到PD周期的时长。

本发明实施例通过HB根据各个HM的可用带宽和各个HM的信道传输速率，为各个HM分配上行通信时间(即带宽)，信道的分配不再采用预约许可机制，可以不用再分配相应的预约帧发送时隙，减少了HB与HM之间的交互次数，并且HB与HM之间可以通过第一上行信令帧，完成处于稳态的HM的主动退出网络流程和HB与HM之间的主动链路维护过程，而不再采用预约帧完成，HM可以将空闲出来的预约帧发送时隙用于发送数据帧，从而进一步提高带宽利用率。另外，可以将第一下行信令帧作为心跳信号，HB通过心跳扫描定时器T2及时发现异常退出网络的节点，除了在发送接纳请求帧、第一上行信令帧和第二上行信令帧时需要发送PU帧以外，在其他情况下(例如心跳扫描定时器T2超时以前)的每个PD周期内，HM均可以不用发送PU帧，即HB在规划每个PD周期时，可以不用规划PU帧的发送时隙，从而可以将空闲的PU帧的发送时隙规划为数据帧的发送时隙，并且HB也不再使用预约帧作为心跳信号，同样可以增加数据帧的发送时隙，从而提高带宽利用率，并且由于在上述过程中取消了预约帧和PU帧，HB在进行DBA时，不用再考虑预约帧和PU帧的时隙规划，也降低了DBA算法的复杂度，工程实现更容易。

需要说明的是：上述实施例提供的基于HINOC的通信装置在进行通信时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将设备的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的基于HINOC的通信装置和方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于高性能同轴网络HINOC的通信方法，其特征在于，所述方法包括：

HINOC网桥HB根据各个HINOC调制解调器HM的可用带宽和各个所述HM的信道传输速率，为各个所述HM分配上行通信时间，所述HB控制每个所述HM；

所述HB接收第一HM发送的第一上行信令帧，所述第一HM为所述HM中的任一个且所述第一HM处于稳态，所述第一上行信令帧用于指示所述第一HM请求主动退出所述HB所属的网络，或者，所述第一上行信令帧用于指示所述第一HM请求主动链路维护；

所述HB根据所述第一HM发送的第一上行信令帧，执行所述第一HM的主动退出流程或者执行所述HB与所述第一HM之间的链路维护过程。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述HB启动接纳窗口定时器T1；

当所述接纳窗口定时器T1超时后，所述HB广播第一设定次的允许节点进行接纳的下行信令帧，如果所述HB接收到第二HM的接纳请求信令帧，则对所述第二HM进行节点接纳过程，并在所述第二HM接纳完成后重置所述接纳窗口定时器T1，如果所述HB广播第一设定次的允许节点进行接纳的下行信令帧后，没有接收到任何接纳请求信令帧，则重置所述接纳窗口定时器T1。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述HB启动心跳扫描定时器T2；

当所述心跳扫描定时器T2超时后，所述HB依次向接入所述HB所属网络中的各个所述HM发送第一下行信令帧，并在所述HB发送完所述第一下行信令帧后重置所述心跳扫描定时器T2，所述第一下行信令帧用于指示所述HM发送上行响应帧；

所述HB接收所述HM发送的上行响应帧，所述上行响应帧为第二上行信令帧或所述第一上行信令帧，所述第二上行信令帧用于指示所述HM存在于所述HB所属的网络；

当所述HB没有接收到第三HM发送的所述上行响应帧时，向所述第三HM发送第二设定次的所述第一下行信令帧，如果仍然没有收到所述第三HM发送的所述上行响应帧，则执行所述第三HM的被动退出流程。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一上行信令帧和所述第二上行信令帧的格式相同，所述第一上行信令帧的载荷部分包括退出指示QUIT_IND字段和请求链路维护LM_REQ字段，所述QUIT_IND字段的值用于指示所述HM是否请求主动退出所述HB所属的网络，所述LM_REQ字段的值用于指示所述HM是否向所述HB请求主动链路维护。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述HB根据各个HM的可用带宽和各个HM的信道传输速率，为各个所述HM分配上行通信时间，包括：

所述HB根据各个所述HM的可用带宽和各个所述HM的信道传输速率，确定各个所述HM在每个下行探测PD周期内允许被分配到的总上行通信时间；

所述HB为各个所述HM设定一个所述PD周期内的每个媒体接入规划MAP周期允许被分配到的单个上行通信时间，所述单个上行通信时间小于所述总上行通信时间；

从每个所述PD周期的第一个MAP周期开始至最后一个MAP周期，依次且循环为各个所述HM分配所述单个上行通信时间，直到各个所述HM在一个所述PD周期内总通信时间全部耗尽和/或达到所述PD周期的时长。

6.一种基于HINOC的通信装置，其特征在于，所述装置包括：

分配模块，用于根据各个HM的可用带宽和各个所述HM的信道传输速率，为各个所述HM分配上行通信时间，所述HB控制每个所述HM；

接收模块，用于接收第一HM发送的第一上行信令帧，所述第一HM为所述HM中的任一个且所述第一HM处于稳态，所述第一上行信令帧用于指示所述第一HM请求主动退出所述HB所属的网络，或者，所述第一上行信令帧用于指示所述第一HM请求主动链路维护；

执行模块，用于根据所述第一HM发送的第一上行信令帧，执行所述第一HM的主动退出流程或者执行所述HB与所述第一HM之间的链路维护过程。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

第一定时模块，用于启动接纳窗口定时器T1；

第一处理模块，用于当所述接纳窗口定时器T1超时后，所述HB广播第一设定次的允许节点进行接纳的下行信令帧，如果所述HB接收到第二HM的接纳请求信令帧，则对所述第二HM进行节点接纳过程，并在所述第二HM接纳完成后重置所述接纳窗口定时器T1，如果所述HB广播第一设定次的允许节点进行接纳的下行信令帧后，没有接收到任何接纳请求信令帧，则重置所述接纳窗口定时器T1。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

第二定时模块，用于启动心跳扫描定时器T2；

第二处理模块，用于当所述心跳扫描定时器T2超时后，所述HB依次向接入所述HB所属网络中的各个所述HM发送第一下行信令帧，并在所述HB发送完所述第一下行信令帧后重置所述心跳扫描定时器T2，所述第一下行信令帧用于指示所述HM发送上行响应帧；

所述接收模块，还用于接收所述HM发送的上行响应帧，所述上行响应帧为第二上行信令帧或所述第一上行信令帧，所述第二上行信令帧用于指示所述HM存在于所述HB所属的网络；

第三处理模块，用于当所述HB没有接收到第三HM发送的所述上行响应帧时，向所述第三HM发送第二设定次的所述第一下行信令帧，如果仍然没有收到所述第三HM发送的所述上行响应帧，则执行所述第三HM的被动退出流程。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第一上行信令帧和所述第二上行信令帧的格式相同，所述第一上行信令帧的载荷部分包括退出指示QUIT_IND字段和请求链路维护LM_REQ字段，所述QUIT_IND字段的值用于指示所述HM是否请求主动退出所述HB所属的网络，所述LM_REQ字段的值用于指示所述HM是否向所述HB请求主动链路维护。

10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述分配模块，包括：

确定单元，用于根据各个所述HM的可用带宽和各个所述HM的信道传输速率，确定各个所述HM在每个下行探测PD周期内允许被分配到的总上行通信时间；

第一分配单元，用于为各个所述HM设定一个所述PD周期内的每个媒体接入规划MAP周期允许被分配到的单个上行通信时间，所述单个上行通信时间小于所述总上行通信时间；

第二分配单元，用于从每个所述PD周期的第一个MAP周期开始至最后一个MAP周期，依次且循环为各个所述HM分配所述单个上行通信时间，直到各个所述HM在一个所述PD周期内总通信时间全部耗尽和/或达到所述PD周期的时长。