CN1189744A - 用于分解发射站之间争用的动态检索树 - Google Patents

Abstract

在通过一种通信媒质发射和接收数据中使用的争用分解系统中,一个第一站确定一个基于用于一个将来上行数据帧的变量E的争用。第一站把变量E插入一个下行数据帧中,以便通过通信媒质向第二站发送。第二站接收来自下行数据帧的变量E。第二站随机地选择E个分解时隙中的一个,并且该第二站把以前的争用数据插入随机选择的分解时隙中,以便在一个上行数据帧中重新发送。

Description

用于分解发射站之间争用的动态检索树

本发明涉及一种用于分解当一个通信系统的两个或更多的站在相同的数据帧隙中发送时引起的争用的检索树。

通信系统一般包括多个通过一种通信媒质相互连接的站。例如，在一个共用天线电视(CATV)系统中，一个起始端通过电缆与多个用户站通信。该电缆支持从起始端至用户站的下行通信，和从用户站至起始端的上行通信。在起始端与用户站之间传送的数据以数据帧发送。因此，当起始端与用户站通信时，起始端向用户站发送下行数据帧，当用户站与起始端通信时，用户站向起始端发送上行数据帧。

在这种CATV系统中，起始端和用户站必须以某种方式共享电缆的资源。例如，一般把下行和上行通信分配到不同的频率范围。在低分割分配中，下行通信被分配到54MHz与750MHz之间及更高的频率范围，而上行通信被分配到42MHz以下的频率范围。在中分割分配中，下行通信被分配到162MHz和以上的频率范围，而上行通信被分配到5至100MHz之间的频率范围。在高分割分配中，下行通信被分配到234MHz及以上的频率范围，而上行通信被分配到5MHz和174MHz之间的频率范围。

此外，各用户站也必须以某种方式共享电缆的资源。在时分多址(TDMA)CATV系统中，各用户站一般通过在唯一分配的和互不重叠的时间周期中发送数据来共享电缆。在频分多址(FDMA)CATV系统中，通过把可用的上行频带宽度分割为多个窄频道并且为每个用户站分配其自身的唯一对应的窄频带，使各用户站共享电缆。在码分多址(CDMA)CATV系统中，各用户站通过把它们的数据消息乘以对应的分配码字然后发送其结果的方式共享电缆。

将每个用户站分配给一个唯一的时隙的TDMA系统避免了各用户站发送的数据的碰撞，但限制了从用户站向起始端的数据通过量。因为分配给用户站的频带数量是有限的，因此为每个用户站分配其自身唯一对应的窄频带的FDMA系统同样限制了数据通过量。同样，由于可以分配给用户站的码字的数量是有限的，CDMA系统限制了通信电缆的通过量。

为了提高用户站向CATV系统的起始端发送的数据的通过量，已知允许用户站争用上行数据帧中的相同的频率、时间或码字时隙，和使用一种树算法来分解任何产生的争用。当两个或更多的用户站在一个上行数据帧的相同的时隙或相同的多个时隙中发送数据时产生争用。当起始端检测到这种争用时，起始端开始一个树算法，对于一个第二争用层，该树算法把下一个上行数据帧中的预定数量的分解争用时隙分配给前面的上行数据帧中的每个其中存在争用的争用时隙。也就是说，树算法把其中存在争用的每个争用时隙扩展为预定数量的分解争用时隙。

每个用户站确定是否它在存在争用的争用时隙中发送。每个确定了它在存在争用的争用时隙中发送的用户站随机地选择一个对应于它在其中发送了数据的前面的上行数据帧的争用时隙的分解争用时隙。然后这些用户站在对应的随机选择的分解争用时隙中发送它们的数据。如果起始端再次检测到争用，对于一个第三争用层，树算法把下一个上行数据帧中的预定数量的分解争用时隙分配给前面的上行数据帧中的其中存在争用的每个前面的分解争用时隙。争用中的用户站作出如同前述的响应。以这样的方式，分解了争用。

这种方法存在着一些问题。例如，不能估计发送冲突数据的用户站数目，使得其中发生争用的争用时隙仅仅被扩展到一个预定数量的分解争用时隙。将其中发生争用的争用时隙扩展到一个预定数量的分解争用时隙不是减少争用的最好方法，因为在所有用户站都能够成功地发送它们的数据之前需要多次重复。这些重复使数据的传输增加了过多的延迟，并导致在一个长的时间周期中把过多的功率发送到扩展的争用时隙中，因而使通信媒质饱和并在相邻的信道中引起噪声。

本发明针对一种用于分解当通信系统的两个或更多站在相同的争用时隙中发送时引起的争用，和解决一个或多个上述问题的动态检索树。

根据本发明的一个方面，一个通过一种通信媒质在一个时隙中发送数据的站包括一个接收装置，一个时隙选择装置，和一个插入装置。该接收装置接收下行数据消息。该下行数据消息包括一个指示E个分解时隙的时隙部分，在该E个分解时隙中站可能在将来的上行数据消息中发送数据，并且E是变量。时隙选择装置选择E个分解时隙中的一个。插入装置在选择的分解时隙中插入数据。

根据本发明的另一个方面，一个通过一种通信媒质在一个时隙中发送数据的站包括一个接收装置，一个时隙选择装置，和一个插入装置。该接收装置接收下行数据消息。该下行数据消息包括一个时隙和消息分配部分，并且该时隙和消息分配部分指示与在其中站可以发送数据的与层相关的E个分解时隙。时隙和消息分配部分把E个分解时隙分配给一个指定的将来上行消息，并且E是变量和具有一个取决于一个争用层的值。时隙选择装置选择E个分解时隙中的一个。插入装置将数据插入指定的将来上行消息的选定分解时隙中。

根据本发明的再一个方面，用于通过一种通信媒质发送和接收数据的系统包括一个在第一站的确定装置，一个在第一站的插入装置，一个在第二站的接收装置，一个在第二站的选择装置，和一个在第二站的插入装置。在第一站的确定装置确定用于一个将来上行数据消息的E，其中E指示其中可以由第二站重新发送数据的分解时隙的数量，并且其中E是变量和具有一个取决于一个争用层的值。在第一站的插入装置把一个取决于E的参数插入用于通过通信媒质传送给第二站的下行数据消息中。在第二站的接收装置接收来自该下行数据消息的取决于E的参数。在第二站的选择装置随机地选择E个分解时隙中的一个。在第二站的插入装置把将要重新发送的数据插入一个上行数据消息的随机选择的分解时隙中。

根据本发明的再一个方面，一种通过一种通信媒质发送和接收数据的方法包括以下步骤：a)在一个第一站，确定用于一个将来上行数据消息的E，其中E指示可以在其中由一个第二站发送数据的分解时隙的数量，并且其中E是变量；b)在第一站，把E插入用于通过一种通信媒质向第二站传送的下行数据消息中；c)在第二站，接收来自该下行数据消息的E；d)在第二站，随机地选择E个分解时隙中的一个；和e)在第二站，把数据插入用于在一个上行数据消息中重新发送的随机选择的时隙中。

通过参考附图对本发明的详细说明可以更清楚地了解本发明的这些和其它特征和优点，其中：

图1是一个CATV系统的示意图，该系统包括一个利用电缆连接于多个用户站的起始端，并且是一个根据本发明构造的通信系统的示例；

图2示出了一个由起始端向图1的用户站发送的下行数据帧；

图3示出了根据现有技术的树算法在上行数据帧F1-F7中的争用时隙的例子；

图4示出了根据本发明在上行数据帧F1-F7中的争用时隙的例子；

图5示出了上行数据帧的一种时隙格式；

图6示出了在一个本发明的实施例中由图1的起始端执行的程序；

图7-10是用于解释图6的程序的曲线图；和

图11示出了在本发明的实施例中由图1的每个用户站执行的程序。

图1示出了一个CATV系统10，其包括一个起始端12，多个用户站14₁-14_n，和一个与起始端12及用户站14₁-14_n相互连接的电缆16。根据本发明，起始端12可以是安装着一个可以编程的处理器以支持通过电缆16下行通信的现有硬件设计。同样，根据本发明，各用户站14₁-14_n可以是每个安装着一个可以编程的处理器以支持通过电缆16上行通信的现有硬件设计。

根据本发明，当用户站14₁-14_n具有通过电缆16向起始端12传输的数据时，那些用户站产生一个在1和SLOT_MAX之间的随机数。SLOT_MAX是下一个上行数据帧，例如数据帧F1，中的最高编号的争用时隙，并且是固定的或是从前面的下行数据帧中推断出的。一个争用时隙是一个在向起始端12传输数据中用户站14₁-14_n可以争用的时隙。

图2中示出了一个示例性的下行数据帧。每个这样的下行数据帧具有至少三个区域。下行数据帧的第一区域包含一个时隙参数MAP。该时隙参数MAP可以是一个等于下一个上行数据帧中的争用时隙的数量(例如，SLOT_MAX)。作为替代，该时隙参数MAP可以是一个定义下一个上行数据帧的时隙的映象。映象的优点是，如果该上行数据帧包含不是争用时隙的时隙，映象使得争用时隙和其它时隙可以分散到整个上行数据帧中。利用映象，用户站14₁-14_n可以确定上行数据帧中的哪些时隙是争用时隙，以及哪些是其它时隙。作为另一种选择，该时隙参数MAP可以是争用时隙和其它时隙之间的边界。在这种情况下，可以把争用时隙与其它时隙分开。

下行数据帧的第二区域被用于在一个前面的上行数据帧中由用户站14₁-14_n向起始端12发送的数据的确认。下行数据帧的第三区域包含可以被起始端12使用，以便向用户站14₁-14_n发送数据的时隙。

在确定时隙参数MAP中，起始端12在过去使用了一种利用与CATV系统10的当前争用层无关的固定时隙扩展的树算法。图3以示例的方式示出了这种现有技术的树算法的操作。在前面一个上行数据帧中没有争用的情况下，允许用户站14₁-14_n可以争用下一个上行数据帧中的任何争用时隙。图3中的上行数据帧F1示出了一个第一争用层。其中没有发生争用的争用时隙标为NC，而其中发生争用的争用时隙标为带有区分这种争用时隙的小写字母的C。

因此，起始端12通过一个等于3的扩展系数E扩展每个其中发生争用的争用时隙。时隙参数MAP取决于扩展系数E。扩展的结果是，起始端12使每个其中发生争用的争用时隙扩展到三个用于第二争用层的对应的分解争用时隙。例如，争用时隙Ca扩展到三个分解争用时隙，争用时隙Cb扩展到三个分解争用时隙，争用时隙Cc扩展到三个分解争用时隙，等等。第一争用层的争用时隙扩展而成的分解争用时隙是用于第二争用层的争用时隙。因此，如上行数据帧F2所示，可以获得一个第二争用层。例如，争用时隙Ca扩展而成的三个分解争用时隙中的一个不包含争用，而这三个分解争用时隙中的其它两个(Ca1和Ca2)包含争用。同样，争用时隙Cb扩展而成的三个分解争用时隙中的一个不包含争用，这三个分解争用时隙中的其它两个(Cb1和Cb2)包含争用。

接着，起始端12把每个其中发生争用的第二争用层的分解争用时隙扩展成三个用于一个第三争用层的对应分解争用时隙。例如，争用时隙Cb1被扩展成用于第三争用层的三个分解争用时隙，结果是这三个分解争用时隙中的两个不包含争用，并且这三个分解争用时隙中剩下的一个(Cb11)包含争用。

如图3所示，现有技术树算法的扩展系数E是固定的。如上所述，利用一个固定扩展系数扩展其中发生争用的争用时隙不是减少争用的最佳方法。例如，利用固定扩展系数扩展其中发生争用的争用时隙在所有用户站都能成功地发送它们的数据之前需要多次的重复。这些重复给数据的传输增加了额外的延迟。这些重复也导致额外的功率在一个长的时间周期里被传送到扩展争用时隙中，因而使通信媒质饱和，并在相邻信道中造成噪声。

本发明利用一个可变的并且取决于争用数量的扩展系数E扩展发生争用的争用时隙。图4以示例的方式示出了本发明的操作。在前面一个上行数据帧中没有争用的情况下，允许用户站14₁-14_n可以争用下一个上行数据帧中的任何争用时隙。图3中的上行数据帧F1示出了第一争用层的结果。因此，起始端12通过一个等于6的扩展系数E扩展每个在第一争用层期间其中发生争用的争用时隙。扩展系数E的这个值(6)取决于上行数据帧F1中的争用数量。因而，起始端12将每个其中发生争用的争用时隙扩展到用于第二层争用的六个对应分解争用时隙。例如，争用时隙Ca被扩展为六个分解争用时隙，其结果是，在第二争用层中所有这六个分解争用时隙不包含争用。同样，争用时隙Cb被扩展到六个分解争用时隙，其结果是，在第二争用层中，这六个分解争用时隙中的一个(Cb1)包含争用，这六个分解争用时隙中的其它五个不包含争用。

应当注意，由于在一个上行数据帧中的争用时隙的数量是有限的，所以可能存在并不是所有的第一争用层的争用时隙都可以扩展成相同的下一个上行数据帧中的情况。因此，例如，来自上行数据帧F1的争用时隙Cf被扩展成上行数据帧F3中用于第二争用层的六个分解争用时隙，而不是扩展成上行数据帧F2中的分解争用时隙。这六个分解争用时隙中的一个(Cf1)包含争用，这六个分解争用时隙中的其它五个不包含争用。

还应当注意，一个上行数据帧可能包含不同争用层的分解争用时隙。例如，来自代表一个第一争用层的上行数据帧F1的争用时隙Cg被扩展成上行数据帧F3中的六个分解争用时隙，而来自代表第二争用层的上行数据帧F3的争用时隙Cb1被扩展成也在上行数据帧F3中的三个分解争用时隙。

如同此后将更详细地说明的那样，根据本发明，扩展系数E是由起始端12响应争用用户站14₁-14_n的数量设置的。图4示出了根据本发明由起始端12设置的扩展系数E可以在争用层之间变化。因此，如果有效地减少了第二争用层中的争用数量，那么E的值将减小。

图5示出了由一个用户站插入到一个争用时隙的数据。这个数据包括一个代表发送用户站的地址的源地址，一个控制字段，一个有效负载，和误差校验数据。控制字段可以指示一个标识用户站发送的消息类型的消息标识符。

在确定用户站14₁-14_n用于确定它们是否可以发送数据的时隙参数MAP中，起始端12的处理器执行图6中所示的程序100。

每次起始端12接收到一个上行数据帧都要进入程序100。当进入程序100时，方框102接收一个上行数据帧。方框104分析接收的上行数据帧以确定哪些非空争用时隙包含非争用数据。这些争用时隙是包含仅来自一个用户站的数据的争用时隙。方框104设置一个等于这些争用时隙数量的参数SUC。方框106也分析接收的上行数据帧以确定哪些非空争用时隙中包含争用数据。这些争用时隙是包含来自一个以上用户站的数据的争用时隙。方框106设置一个等于这些争用时隙数量的参数COL。

此后，方框108选择是否根据参数SUC计算运行站的数量。如果选择计算，方框110从下面的方程确定运行站的数量N： $\mathrm{SUC}=\mathrm{TS}\frac{N}{\mathrm{TS}-1}{\left(\frac{\mathrm{TS}-1}{\mathrm{TS}}\right)}^N---\left(1\right)$

其中N是运行站的数量，TS是在一个上行数据帧中的争用时隙的总数，和SUC是方框104确定的一个上行数据帧中的其中没有发生争用的非空争用时隙的数量。

作为替代，方框110可以从存储在起始端12的存储器中的根据图7所示的曲线图的查阅表确定运行站的数量N。这个曲线图与方程式(1)对应。这个曲线图的垂直轴是输入轴。方框104确定的参数SUC沿垂直轴输入。水平轴是输出轴，沿这个水平轴作为该输入垂直轴的函数确定运行站的数量N。当使用图7的曲线图时，由于对于每个沿垂直轴的输入有两个沿水平轴的输出值，因而产生了不明确性。这种不明确性可以用图8中所示的碰撞曲线解决。以后将更详细地解释这个曲线。

在另一方面，如果方框108选择不根据参数SUC计算运行站的数量，那么方框112从下面的方程式确定运行站的数量N： $\mathrm{COL}=\mathrm{TS}-\mathrm{TS}\frac{N}{\mathrm{TS}-1}{\left(\frac{\mathrm{TS}-1}{N}\right)}^N\mathrm{TS}{\left(\frac{\mathrm{TS}-1}{\mathrm{TS}}\right)}^N---\left(2\right)$

其中N是运行站的数量，TS是一个上行数据帧中的争用时隙的总数，和COL是刚刚接收到的一个上行数据帧中的并且方框106确定其中发生争用的争用时隙的数量。

作为替代，可以从存储在起始端12的存储器中的根据图8中所示曲线图的查阅表确定运行站的数量N。这个曲线图与方程式(2)对应。这个曲线图的垂直轴是输入轴。方框106确定的参数COL沿垂直轴输入。水平轴是输出轴，沿这个水平轴作为垂直轴的函数确定运行站的数量N。

方框108可以根据一个用户设置标记或其它判据作出它的决定。另一方面，应当明白，可以安排CATV系统10仅从方程式(1)确定运行站的数量N。如果这样，可以取消方框106，108和112。作为替代，可以安排CATV系统10仅从方程式(2)确定运行站的数量N。如果这样，可以取消方框104，108和110。作为再一种替代，可以从参数SUC和参数COL的组合确定运行站的数量N。

方框114利用运行站数量N以便根据存储在起始端12的存储器中并且与图9中所示曲线图一致的查阅表确定扩展参数E。这个曲线图的水平轴是输入轴。由上述方法之一确定的运行站数量N沿该水平轴被输入。垂直轴是输出轴，沿这个垂直轴作为水平轴的函数确定扩展参数E。

作为替代，方框114可以根据存储在起始端12的存储器中并且与图10中所示的曲线图一致的查阅表确定扩展参数E。这个曲线图的水平轴是输入轴。由方框106确定的参数COL沿水平轴输入。垂直轴是输出轴，沿该垂直轴作为水平轴的函数确定扩展参数E。如果使用与图10一致的查阅表，那么可以取消方框104，108，110和112。

方框116确定刚刚接收到的上行数据帧中需要扩展的争用时隙。这些争用时隙包含来自一个以上用户站的数据。方框116也确定可能是下一个上行数据帧的一个映象的参数MAP。这个映象指示(i)被扩展的来自前面上行数据帧的争用时隙，(ii)在下一个上行数据帧中的，对应于每个扩展的来自前面上行数据帧的，并且是基于扩展系数E的分解争用时隙，(iii)包含这些分解争用时隙的将来上行数据帧，因为，如上所述，下一个上行数据帧可能不能包含所有的分解争用时隙，或因为不希望将所有的分解争用时隙都放在下一个上行数据帧中，和(iv)在下一个上行数据帧中的剩余争用时隙，如果有的话，用户站可以利用这些剩余争用时隙发送新的数据，即，以前没有发送的数据。

最后，方框116把参数MAP插入下一个要发送的下行数据帧中。此后，程序100返回方框102等待下一个上行数据帧。

每个用户站141-14n执行图11中所示的程序200。当进入程序200时，方框202使它的对应用户站等待下一个下行数据帧(它包含参数MAP)。当接收到下一个下行数据帧时，方框204从参数MAP确定它的对应用户站，和一个或更多的其它用户站是否在前面上行数据帧中的相同争用时隙中发送了数据，即，它的对应用户站发送的数据是否与一个或更多的其它用户站发送的数据碰撞。通过将其中它的对应用户站在前面的上行数据帧中发送了数据的争用时隙与以参数MAP扩展的争用时隙相比较，方框204可以作出这种确定。

如果方框204确定它的对应用户站，和一个或更多其它用户站在前面的上行数据帧的相同争用时隙中发送了数据，那么方框206从参数MAP确定其中允许对应的用户站重新发送它以前的争用数据的下一个上行数据帧的等同物。如果方框206确定允许它的对应用户站在下一个上行数据帧中重新发送它的以前的争用数据，那么方框206确定数据的重新发送被允许。

因此，方框208产生一个在分配给它的对应用户站的分解争用时隙范围内的随机数R。即，产生一个随机数R，使它等于对应于其中对应的用户站在前面的上行数据帧中发送了争用数据的争用时隙的分解争用时隙中的一个。接着，方框210把以前的争用数据插入到用于传输的下一个上行数据帧的争用时隙R中。方框212使COL标记复位。

如果方框206确定不允许它的对应用户站在下一个上行数据帧中重新发送它以前的争用数据(即，它的对应用户站已经被分配给一个允许它在其中重新发送它以前的争用数据的更后面的上行数据帧)那么方框214设置COL标记。

如果方框204确定它的对应用户站，和一个或更多的其它用户站没有在前面的上行数据帧的相同争用时隙中发送数据，那么方框216确定是否设置了COL标记。如方框214指出的，当用户站没有成功地发送数据，但不允许它在下一个上行数据帧中重新发送这个数据时，设置COL标记。因此，在连续通过程序200的过程中，方框216允许方框206确定是否用户占现在可以重新发送它以前的争用数据。如果设置了COL标记，程序流通到方框206。如果方框216确定没有设置COL标记，或在方框214设置了COL标记之后，或在方框212使COL复位之后，方框218确定它的对应用户站是否有新的数据发送。如果方框218确定它的对应用户站有新的数据发送，方框220产生一个相当于在如参数MAP所定义的下一个上行数据帧中非分解争用时隙范围内的随机数X。方框220随后将新数据插入到F一个用于发送的上行数据帧的争用时隙X中。如果方框218确定它的对应用户站没有新的数据要发送，或在方框214将新的数据插入到争用时隙X之后，程序200返回方框202等待下一个下行数据帧。

因此，本发明的动态检索树估算发送碰撞数据的用户站的数量。其中发生争用的争用时隙被一个取决于发送碰撞数据的用户数的数量扩展。因而，增强了对争用的降低，并且减少争用所需的重复数大大减小，这减少了数据传输中的延迟和发送到扩展时隙中的功率。

以上讨论了本发明的某些改进。熟悉本发明技术的技术人员将会想到其它的改进。例如，如上所述，电缆16使起始端12和用户站14₁-14_n相互连接。但是，起始端12和用户站14₁-14_n可以用任何通信媒质互连，例如，绞合线对，光缆，利用卫星和/或类似设备通过空间传播。

另外，如上所述，运行站的数量N可以从参数SUC和/或COL确定。但是，作为替代，运行站数量N可以从一个前面的上行数据帧中空时隙的数量(即，参数EMP)确定，或由参数EMP，SUC和/或COL的组合确定。

此外，如上所述，对于每一争用层，扩展系数E是重新确定的。作为替代，可以根据一个第一争用层确定扩展系数E，并且此后对于后续争用层可以减少固定的数量。

还有，在一个争用层中的，并且包含来自一个以上的用户站的每个争用时隙用同样的扩展系数E扩展到下一争用层中。但是，根据本发明，可以用不同的扩展系数把一个争用层中的争用时隙扩展到下一争用层中的分解争用时隙中。

此外，本发明是从CATV系统的角度说明的。但是，应当懂得本发明可以用在各种不同的通信系统中。

因此，应当仅把本发明的说明看成解释性的，并且其目的是要把实施本发明的最好模式告诉熟悉本领域的技术人员。可以对其细节进行实质上的改变而不脱离本发明的精神，并且保留对权利要求范围内的所有改善的独占使用权。

Claims (51)

1.一种用于通过一种通信媒质在一个时隙中发送数据的站包括：

a)用于接收一个下行数据消息的接收装置，其中下行数据消息包括一个指示E个分解时隙的时隙部分，在分解时隙内站可以在一个将来上行数据消息中发送数据，并且其中E是变量；

b)用于选择E个分解时隙中的一个的时隙选择装置；和

c)用于把数据插入选择的分解时隙中的插入装置。

2.如权利要求1所述的站，其中E取决于运行站的数量。

3.如权利要求2所述的站，其中运行站的数量是由下面的方程式确定的： $\mathrm{COL}=\mathrm{TS}-\mathrm{TS}\frac{N}{\mathrm{TS}-1}{\left(\frac{\mathrm{TS}-1}{N}\right)}^N-\mathrm{TS}{\left(\frac{\mathrm{TS}-1}{\mathrm{TS}}\right)}^N$

其中N是运行站的数量，TS是在一个上行数据消息中的争用时隙的总数，和COL是在一个其中发生争用的上行数据消息中的争用时隙的数量。

4.如权利要求2所述的站，其中运行站的数量是从一般对应于下面的方程式的查阅表确定的： $\mathrm{COL}=\mathrm{TS}-\mathrm{TS}\frac{N}{\mathrm{TS}-1}{\left(\frac{\mathrm{TS}-1}{N}\right)}^N-\mathrm{TS}{\left(\frac{\mathrm{TS}-1}{\mathrm{TS}}\right)}^N$

其中N是运行站的数量，TS是在一个上行数据消息中的争用时隙的总数，和COL是在一个其中发生争用的上行数据消息中的争用时隙的数量。

5.如权利要求2所述的站，其中运行站的数量是由下面的方程式确定的： $\mathrm{SUC}=\mathrm{TS}\frac{N}{\mathrm{TS}-1}{\left(\frac{\mathrm{TS}-1}{\mathrm{TS}}\right)}^N$

其中N是运行站的数量，TS是在一个上行数据消息中的争用时隙的总数，和SUC是在一个上行数据消息中的其中没有发生争用的非空争用时隙的数量。

6.如权利要求2所述的站，其中运行站的数量是从一般对应于下面的方程式的查阅表确定的： $\mathrm{SUC}=\mathrm{TS}\frac{N}{\mathrm{TS}-1}{\left(\frac{\mathrm{TS}-1}{\mathrm{TS}}\right)}^N$

其中N是运行站的数量，TS是在一个上行数据消息中的争用时隙的总数，和SUC是在一个上行数据消息中的其中没有发生争用的非空争用时隙的数量。

7.如权利要求1所述的站，其中E取决于在一个上行数据消息中的其中发生争用的争用时隙的数量。

8.如权利要求1所述的站，其中E取决于在一个上行数据消息中的其中没有发生争用的非空争用时隙的数量。

9.如权利要求1所述的站，其中时隙选择装置包括用于随机选择E个分解时隙中的一个的装置，和其中插入装置包括用于把数据插入随机选择的分解时隙中的装置。

10.如权利要求9所述的站，其中E取决于运行站的数量。

11.如权利要求9所述的站，其中E取决于在一个上行数据消息中的其中发生争用的争用时隙的数量。

12.如权利要求9所述的站，其中E取决于在一个上行数据消息中的其中没有发生争用的非空争用时隙的数量。

13.如权利要求1所述的站，其中E个分解时隙是由一个站在其中发送了数据的前面的上行数据消息的一个争用时隙的扩展产生的。

14.一种用于通过一种通信媒质在一个时隙中发送数据的站包括：

a)用于接收一个下行数据消息的接收装置，其中下行数据消息包括一个时隙和消息分配部分，其中时隙和消息分配部分指示站可以在其中发送数据的与层相关的E个分解时隙，其中时隙和消息分配部分把E个分解时隙分配给一个指定的将来上行消息，并且其中E是变量和具有一个取决于一个争用层的值。

b)用于选择E个分解时隙中的一个时隙的选择装置；和c)用于把数据插入指定的将来上行消息的选择的分解时隙中的插入装置。

15.如权利要求14所述的站，其中E取决于运行站的数量并且随争用层改变。

16.如权利要求15所述的站，其中运行站的数量是由下面的方程式确定的： $\mathrm{COL}=\mathrm{TS}-\mathrm{TS}\frac{N}{\mathrm{TS}-1}{\left(\frac{\mathrm{TS}-1}{N}\right)}^N-\mathrm{TS}{\left(\frac{\mathrm{TS}-1}{\mathrm{TS}}\right)}^N$

其中N是运行站的数量，TS是在一个上行数据消息中的争用时隙的总数，和COL是在一个上行数据消息中的其中发生争用的争用时隙的数量。

17.如权利要求15所述的站，其中运行站的数量是从一般对应于下面的方程式的查阅表确定的： $\mathrm{COL}=\mathrm{TS}-\mathrm{TS}\frac{N}{\mathrm{TS}-1}{\left(\frac{\mathrm{TS}-1}{N}\right)}^N-\mathrm{TS}{\left(\frac{\mathrm{TS}-1}{\mathrm{TS}}\right)}^N$

其中N是运行站的数量，TS是在一个上行数据消息中的争用时隙的总数，和COL是在一个上行数据消息中的其中发生争用的争用时隙的数量。

18.如权利要求15所述的站，其中运行站的数量是由下面的方程式确定的： $\mathrm{SUC}=\mathrm{TS}\frac{N}{\mathrm{TS}-1}{\left(\frac{\mathrm{TS}-1}{\mathrm{TS}}\right)}^N$

其中N是运行站的数量，TS是在一个上行数据消息中的争用时隙的总数，和SUC是在一个上行数据消息中的其中没有发生争用的非空争用时隙的数量。

19.如权利要求15所述的站，其中运行站的数量是从一般对应于下面的方程式的查阅表确定的： $\mathrm{SUC}=\mathrm{TS}\frac{N}{\mathrm{TS}-1}{\left(\frac{\mathrm{TS}-1}{\mathrm{TS}}\right)}^N$ 其中N是运行站的数量，TS是在一个上行数据消息中的争用时隙的总数，和SUC是在一个上行数据消息中的其中没有发生争用的非空争用时隙的数量。

20.如权利要求14所述的站，其中E取决于在一个上行数据消息中的其中发生争用的争用时隙的数量，并且随争用的层改变。

21.如权利要求14所述的站，其中E取决于在一个上行数据消息中的其中没有发生争用的非空争用时隙的数量，并且随争用的层改变。

22.如权利要求14所述的站，其中时隙选择装置包括用于随机选择E个分解时隙中的一个的装置，和其中插入装置包括用于把数据插入随机选择的分解时隙中的装置。

23.如权利要求22所述的站，其中E取决于运行站的数量，并且随争用的层改变。

24.如权利要求22所述的站，其中E取决于在一个上行数据消息中的其中发生争用的争用时隙的数量，并且随争用的层改变。

25.如权利要求22所述的站，其中E取决于在一个上行数据消息中的其中没有发生争用的非空争用时隙的数量，并且随争用的层改变。

26.如权利要求14所述的站，其中E作为第一争用层的结果有一个第一值，其中E作为第二争用层的结果有一个第二值，和其中第一和第二值是不同的。

27.如权利要求26所述的站，其中E的第一值大于E的第二值。

28.如权利要求26所述的站，其中E的第一值取决于在一个上行数据消息中的在第一争用层期间其中发生争用的争用时隙的数量，和其中E的第二值取决于在一个上行数据消息中的在第二争用层期间其中发生争用的争用时隙的数量。

29.如权利要求26所述的站，其中E的第一值取决于在一个上行数据消息中的在第一争用层期间其中没有发生争用的非空争用时隙的数量，和其中E的第二值取决于在一个上行数据消息中的在第二争用层期间其中没有发生争用的非空争用时隙的数量。

30.如权利要求26所述的站，其中时隙选择装置包括用于随机选择E个分解时隙中的一个的装置，和其中插入装置包括用于把数据插入随机选择的分解时隙中的装置。

31.如权利要求30所述的站，其中E的第一值取决于一个在第一争用层期间由站发送出的上行数据消息中运行站的数量，和其中E的第二值取决于一个在第二争用层期间由站发送出的上行数据消息中运行站的数量。

32.如权利要求30所述的站，其中E的第一值取决于在一个在第一争用层期间由站发送出的上行数据消息中的、其中发生了争用的争用时隙的数量，和其中E的第二值取决于在一个在第二争用层期间由站发送出的上行数据消息中的、其中发生了争用的争用时隙的数量。

33.如权利要求30所述的站，其中E的第一值取决于一个在第一争用层期间由站发送出的上行数据消息中的、其中没有发生争用的非空争用时隙的数量，和其中E的第二值取决于一个在第二争用层期间由站发送出的上行数据消息中的、其中没有发生争用的非空争用时隙的数量。

34.一种用于通过一种通信媒质发射和接收数据的系统包括：

a)在一个第一站的、用于为一个将来上行数据消息确定E的确定装置，其中E指示可以在其中由一个第二站重新发送数据的分解时隙的数量，和其中E是变量并且具有一个取决于一个争用层的值；

b)在第一站的、用于把一个取决于E的参数插入一个用于通过一种通信媒质传输到第二站的下行数据消息的插入装置；

c)在第二站的、用于从下行数据消息接收取决于E的参数的接收装置；

d)在第二站的、用于随机地选择E个分解时隙中的一个的选择装置；和

e)在第二站的、用于把要重新发送的数据插入一个上行数据消息的随机选择的分解时隙中的插入装置。

35.如权利要求34所述的系统，其中确定装置根据运行站的数量和争用的层确定E。

36.如权利要求35所述的系统，其中确定装置利用下面的方程式确定运行站的数量： $\mathrm{COL}=\mathrm{TS}-\mathrm{TS}\frac{N}{\mathrm{TS}-1}{\left(\frac{\mathrm{TS}-1}{N}\right)}^N-\mathrm{TS}{\left(\frac{\mathrm{TS}-1}{\mathrm{TS}}\right)}^N$

其中N是运行站的数量，TS是在一个上行数据消息中的争用时隙的总数，和COL是在一个上行数据消息中的其中发生争用的争用时隙的数量。

37.如权利要求35所述的系统，其中确定装置从一个一般对应于下面的方程式的查阅表确定运行站的数量： $\mathrm{COL}=\mathrm{TS}-\mathrm{TS}\frac{N}{\mathrm{TS}-1}{\left(\frac{\mathrm{TS}-1}{N}\right)}^N-\mathrm{TS}{\left(\frac{\mathrm{TS}-1}{\mathrm{TS}}\right)}^N$

其中N是运行站的数量，TS是在一个上行数据消息中的争用时隙的总数，和COL是在一个上行数据消息中的其中发生争用的争用时隙的数量。

38.如权利要求35所述的系统，其中确定装置利用下面的方程式确定运行站的数量： $\mathrm{SUC}=\mathrm{TS}\frac{N}{\mathrm{TS}-1}{\left(\frac{\mathrm{TS}-1}{\mathrm{TS}}\right)}^N$

其中N是运行站的数量，TS是在一个上行数据消息中的争用时隙的总数，和SUC是在一个上行数据消息中的其中没有发生争用的非空争用时隙的数量。

39.如权利要求35所述的系统，其中确定装置从一个一般对应于下面的方程式的查阅表确定运行站的数量： $\mathrm{SUC}=\mathrm{TS}\frac{N}{\mathrm{TS}-1}{\left(\frac{\mathrm{TS}-1}{\mathrm{TS}}\right)}^N$

其中N是运行站的数量，TS是在一个上行数据消息中的争用时隙的总数，和SUC是在一个上行数据消息中的其中没有发生争用的非空争用时隙的数量。

40.如权利要求34所述的系统，其中确定装置根据(i)在一个上行数据消息中的其中发生了争用的争用时隙的数量，和(ii)一个争用的层确定E。

41.如权利要求34所述的系统，其中确定装置根据(i)在一个上行数据消息中的其中没有发生争用的非空争用时隙的数量，和(ii)一个争用的层确定E。

42.如权利要求34所述的系统，其中选择装置包括用于随机地选择E个分解时隙中的一个的装置，和其中在第二站的插入装置包括用于把数据插入随机选择的分解时隙中的装置。

43.如权利要求42所述的系统，其中确定装置根据(i)运行站的数量，和(ii)一个争用的层确定E。

44.如权利要求42所述的系统，其中确定装置根据(i)在一个上行数据消息中的、其中发生了争用的争用时隙的数量，和(ii)一个争用的层确定E。

45.如权利要求42所述的系统，其中确定装置根据(i)在一个上行数据消息中的、其中没有发生争用的非空争用时隙的数量，和(ii)一个争用的层确定E。

46.如权利要求34所述的系统，其中确定装置把一个第一争用层的结果确定为E的第一值，并且其中确定装置把一个第二争用层的结果确定为E的第二值。

47.如权利要求46所述的系统，其中确定装置确定E的第一值为一个大于E的第二值的值。

48.如权利要求46所述的系统，其中确定装置根据在一个上行数据消息中的、在第一层争用期间其中发生了争用的争用时隙的数量确定E的第一值，和其中确定装置根据在一个上行消息中的、在第二层争用期间其中发生了争用的争用时隙的数量确定E的第二值。

49.如权利要求46所述的系统，其中确定装置根据在一个上行数据消息中的、在第一层争用期间其中没有发生争用的非空争用时隙的数量确定E的第一值，和其中确定装置根据在一个上行数据消息中的、在第二层争用期间其中没有发生争用的非空争用时隙的数量确定E的第二值。

50.如权利要求46所述的系统，其中选择装置包括用于随机地选择E个分解时隙中的一个的装置，和其中插入装置包括用于把数据插入随机选择的分解时隙中的装置。

51.一种通过一种通信媒质发射和接收数据的方法包括以下步骤：

a)在一个第一站，确定用于一个将来上行数据消息的E，其中E指示在其中数据可以由一个第二站发送的分解时隙的数量，和其中E是变量；

b)在第一站，把E插入一个用于通过一种通信媒质传输到第二站的下行数据消息中；

c)在第二站，接收来自下行数据消息的E；

d)在第二站，随机地选择E个分解时隙中的一个；和

e)在第二站，把数据插入随机选择的时隙中，以便在一个上行数据消息中重新发送。

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