CN1402444A - 在点对多点通信网络中发送数据和补偿传播延迟的方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种在点对多点数据通信网络中发送数据和补偿传播延迟的方法，该数据发送方法，其特征在于，基于站从网络接入点接收到传输定时信息的时间，站确定发送其数据给网络接入点的时间。该补偿传播延迟的方法包括(a)发送变换消息作为传输定时信息，其中该变换消息包括最大的传播延迟时间和偏移时间；(b)从接收到发送的变换消息的时间经过偏移时间之后，发送数据；和(c)考虑到在接收到发送的数据的实际时间和期望接收到发送的数据的期望时间之间的差别，预测实际传播延迟时间，并且预测的延迟时间和偏移时间更新变换消息。由此可以最小化系统开销并最大化网络利用率，即数据发送率。

Description

在点对多点通信网络中发送数据和补偿传播延迟的方法
                         技术领域
本发明涉及点对多点的数据通信网络，更具体地说，涉及用于在点对多点数据通信网络中发送数据和补偿传播延迟的方法。
                         背景技术
共享传输介质的点对多点数据通信网络包括：使用电缆调制解调器的光纤&同轴电缆混用网络(Hybrid Fiber & Coaxial(HFC)network)，和作为无线存取网络的宽带无线本地环路(B-WLL)网络。下行(downstream)是指从网络接入点(access point)到各站(station)的数据传输方向，而上行(upstream)是指从各站到网络接入点的数据传输方向。在点对多点数据通信网络中，下行信道通过广播发送数据，而上行信道在网络接入点的控制下通过共享介质发送数据。特别地，为了有效地对介质进行存取，上行信道在预定的时间使用特定的协议发送数据。对于数据的及时发送，在网络中，各站需要与网络接入点正确地同步。
点对多点数据通信网络包括网络接入点和多个站。网络接入点周期性地向各站广播时间信息消息，以便它们能与网络接入点同步。在接收到广播的时间信息消息后，各站使它们本身的定时器与网络接入点的定时器同步。另外，因为在测距处理中(ranging process)补偿了网络接入点和站之间的传播延迟，所以网络接入点可以在期望的时间准确地发送和接收数据。为了使共享介质的利用率最大化，网络接入点根据有关每个站的各种参数，通过时间调度(scheduing)来计算每个站的传输定时，为介质存取准备发送/接收定时信息，并通过传输帧向每个站广播所准备的发送/接收定时信息。一旦接收到发送/接收定时信息，在对包括在传输定时信息中的偏移时间和指定开始时间求和的时间，每个站向网络接入点发送数据。
根据用于发送数据和补偿传播延迟的传统方法，为了保持和调整用于确定准确的传输定时的网络同步，网络接入点应该周期性地向各站广播同步消息(SYNC)。另外，测距消息应当周期性地被交换，以便于补偿由于网络接入点和各站之间的传播距离而导致的延迟。因此，由于介质不完全用于发送数据，所以整个发送容量受到影响。
                         发明内容
为了解决上述问题，本发明的第一目的在于提供一种在点对多点数据通信网络中发送数据的方法，该方法无需使各站与网络接入点同步。
本发明的第二目的在于提供一种在点对多点数据通信网络中补偿因网络接入点和各站之间的距离而造成的传播延迟的方法，该方法无需交换测距消息。
因此，为了实现第一目的，提供了一种用于在点对多点数据通信网络中发送数据的方法，该点对多点数据通信网络中包括通过共享的传输介质彼此进行通信的网络接入点和第一至第N个(N是等于或大于2的正整数)站，该数据发送方法，其特征在于，根据站从网络接入点接收到传输定时信息的时间，该站确定将其数据发送到网络接入点的时间。
为了实现第二目的，在点对多点数据通信网络中，其中该点对多点数据通信网络包括通过共享的传输介质彼此进行通信的网络接入点和第一至第N个(N是等于或大于2的正整数)站，提供了一种在设定了用于从网络接入点接收到连接ID的站的上行信道的传输定时信息的情况下补偿传播延迟的方法，该方法包括：(a)发送包括最大传播延迟时间和偏移时间的变换消息(map message)作为传输定时信息，(b)从接收到发送的变换消息的时间经过偏移时间之后，发送数据，和(c)考虑到在接收到发送的数据的实际时间和预计接收到发送的数据的期望时间之间的差别，来预测实际的传播延迟时间，并且利用预测的延迟时间和偏移时间更新变换消息。
                         附图说明
通过结合附图对本发明的优选实施例进行详细描述，本发明的上述和其他目的和优点将会变得更加清楚，其中：
图1显示了点对多点数据通信网络；
图2显示了根据本发明的传输定时信息格式；
图3是说明根据本发明用于在点对多点数据通信网络中补偿传播延迟的方法的流程图；以及
图4显示了用于补偿如图3所示的传播延迟的方法。
                         具体实施方式
现在通过参照附图对优选实施例进行描述来详细地描述本发明。
图1显示了点对多点数据通信网络，该网络包括网络接入点10以及第一至第N个站(12，14，...，16和18)。此处，N是等于或大于2的正整数。图1中显示的网络接入点10通过共享的传输介质，以无线或有线方式，与第一至第N个站进行通信(12，14，...，16和18)。根据用于发送数据的传统方法，网络接入点周期性地向各站(12，14，...，16和18)广播同步消息。然而，就如图1所示在点对多点数据通信网络中根据本发明的数据发送方法而言，各站(12，14，...，16和18)根据它们从网络接入点10接收到传输定时信息的时间，来确定将它们的数据发送给网络接入点10的时间。例如，在它们从网络接入点10接收到传输定时信息后经过偏移时间以后，各站(12，14，...，16和18)发送它们自己的数据给网络接入点10。偏移时间包含在由网络接入点10发送的传输定时信息中。参照附图将要描述根据本发明的传输定时信息。
图2显示了根据本发明的传输定时信息的格式。传输定时信息的格式包括：介质存取控制(MAC)首标40；管理消息(Management Message(MM))首标42；上行信道ID44；实体总数46；连接ID48；数据类型50以及偏移52。
与包括指定开始时间的传统的传输定时信息不同，根据本发明的传输定时信息，如图2所示，不包括指定开始时间。参照图2，MAC首标40涉及介质存取的控制，并且包括源地址、目的地址和分组类型等信息。如果传输分组不是数据而是消息，MM首标42包括消息类型和有关消息的信息。因为传输定时信息控制共享特定上行信道的各站(12，14，...，16和18)之间的传输定时，上行信道ID44包括相关的上行信道ID。实体总数46表示实体的总数(连接ID+数据类型+偏移)。连接ID48中的每一个表示在建立连接(connection setup)期间指定的ID。数据类型50中的每一个表示传输数据的格式，即传输速率或调制模式。偏移52中的每一个表示偏移时间。
结果，在根据本发明用于在点对多点数据发送网络中发送数据的方法中，各站根据它们从网络接入点10接收到传输定时信息的时间，确定通过上行信道发送数据的时间。
下面参考附图将描述根据本发明用于在点对多点数据通信网络中补偿传播延迟的方法。
图3是说明根据本发明在点对多点数据通信网络中补偿传播延迟的方法的流程图。流程图包括步骤：发送变换消息(MAP)；从接收到发送的变换消息(MAP)的时间经过偏移时间之后发送数据；以及预测实际的传播延迟时间(步骤70，72和74)。
图4显示了图3中用于补偿网络接入点90和站92之间的传播延迟的方法。
根据本发明，由网络接入点10和各站(12，14，...，16和18)之间的距离而造成的传播延迟以下述方式进行补偿，而不是根据传统的传播延迟补偿方法来交换测距消息。
在设定了如图1所示访问网络并从网络接入点10接收到的连接ID48的各站(12，14，...，16和18)的上行信道的传输定时信息的情况下，不存在先前测量的传播延迟信息。因此，根据本发明的用于补偿传播延迟的方法，如图4所示，在步骤70，网络接入点90向对应的站92发送变换消息(MAP)94作为传输定时信息，其中变换消息94包括最大传播延迟时间和偏移时间。当从网络接入点90发送变换消息(MAP)给站92时，出现传播延迟98。
在步骤70之后，一旦接收到来自网络接入点90的变换消息(MAP)，站91根据接收到变换消息(MAP)的时间，等待在如图2所示的传输定时信息中记录的偏移100，然后，在步骤72发送数据给网络接入点90。当从站92发送数据给网络接入点90时，出现传播延迟102。
在步骤72之后，在步骤74，考虑到在从站92接收到数据DATA的实际时间和期望接收到数据DATA的期望时间之间的差别96，网络接入点90预测实际的传播延迟时间。预测的延迟时间是从最大传播延迟时间中减去差别的结果，并且预测的延迟时间用于获得下一个传输定时信息。在步骤74，预测的延迟时间和偏移时间更新变换消息(MAP)。在根据本发明用于补偿传播延迟的方法中，步骤74重复执行以继续补偿传播延迟。另外，由站92的移动引起的传播延迟可以被补偿。然后，从网络接入点90发送包括期望的传播延迟时间和偏移时间的更新的变换消息(MAP)104给站92。从接收到更新的变换消息(MAP)的时间，站92在经过偏移106之后发送其数据给网络接入点90。
如上所述，根据本发明用于在点对多点数据通信网络中发送数据和补偿传播延迟的方法，在点对多点数据通信网络中，网络接入点不需要周期性地向各站广播同步消息，以便保持和调整网络同步。另外，网络接入点10和各站(12，14，...，16和18)之间不需要周期性地互换测距消息，以便补偿传播延迟。因此，可以使系统的开销最小化，并且可以使网络利用率，即数据发送率最大化。

Claims (5)

1.一种用于在点对多点数据通信网络中发送数据的方法，该点对多点数据通信网络包括通过共享的传输介质彼此进行通信的网络接入点和第一至第N个站(N是等于或大于2的正整数)，该数据发送方法，其特征在于，各站根据从网络接入点接收到传输定时信息的时间，确定将其数据发送给网络接入点的时间。
2.如权利要求1所述的方法，其中根据接收到传输定时信息的时间，在经过偏移时间后，该站发送数据给网络接入点，并且偏移时间包括在传输定时信息中。
3.如权利要求1所述的方法，其中传输定时信息不包括指定开始时间。
4.一种在点对多点数据通信网络中，在设定了对于从网络接入点接收到连接ID的站的上行信道的传输定时信息的情况下补偿传播延迟的方法，该点对多点数据通信网络包括通过共享的传输介质彼此进行通信的网络接入点和第一至第N个站(N是等于或大于2的正整数)，该方法包括：
(a)发送包括最大的传播延迟时间和偏移时间的变换消息作为传输定时信息；
(b)从接收到发送的变换消息的时间经过偏移时间之后，发送数据；和
(c)考虑到在接收到发送的数据的实际时间和期望接收到发送的数据的期望时间之间的差别，预测实际的传播延迟时间，
其中预测的延迟时间和偏移时间更新变换消息。
5.如权利要求4所述的方法，其中重复地执行步骤(c)。
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