JP2004533744A - 固定レートのデータスロットのスケジューリング - Google Patents
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Abstract
連続するフレームの群の中のフレームの始まりと終わりの間に配置される連続するデータスロットが伝送路を通じた1以上の2次局から1次局への上りデータ転送を確立するためフレーム群内に限定されたデータスロットコネクションに割当てられる方法である。システムはハイブリッドファイバ同軸データ伝送システムでありうる。1以上の2次局と1次局との間の幾つかのかかるデータスロットコネクションはこのように決められる。データスロットコネクションに割当てられたデータスロットは、少なくとも一のデータスロットコネクションを再割当てすることで連続するフレームの群の始まり又は終わりに集められる。少なくとも一のデータスロットコネクションの再割り当てを実行することにより伝送路が有効且つ均衡のとれた使用をされる。再割当ては再割り当てされるべき既存のデータスロットコネクションの終了と次のフレーム群の中でのその再スケジュールを含む。
Description
【0001】
本発明は、1つ又はそれ以上の2次局から伝送路を通じて1次局へ上りデータ転送を確立するために、連続するフレームの群に含まれるフレームの始まりと終わりの間に位置する連続するデータスロットがフレーム群内に限定されたデータスロットコネクションに割り当てられる方法に関する。
【0002】
本発明はまた、方法を適用するのに適した伝送システム、かかる伝送システムに適した1次局、かかる伝送システムに適した2次局、及び上述の方法の動作を反映する対応する信号に関連する。
【0003】
かかる方法及び伝送システムは、ジェイ・オー・リム(J. O. Limb)著の論文、「ハイブリッド・ファイバ/同軸システムを通じた効率的なデータ転送用のプロトコル(A Protocol for Efficient Transfer of Data Over Hybrid Fiber/Coax Systems)」、IEEE/ACMネットワーキングに関する報告書(IEEE/ACM Transactions on Networking)、第5巻、第6号、1997年12月、第872−881頁から公知である。公知の伝送システムは、1次局としてのヘッドエンドと、データモデムを含む複数の2次局とを含む。1次局及び2次局は、1次局から2次局への高速データ転送用の下り路と1つ又はそれ以上の2次局から1次局へのデータ伝送用の上り路とを含む同軸ファイバ伝送媒体を通じて結合される。一般的にはコンテンション手順を用いる要求−送信権手順の後、空きの上りデータスロットコネクション中でコンテンションフリー式伝送に送信権が付与される。特に、上り伝送は、例えば1乃至100メガビット/秒の伝送速度の範囲に亘って、また、最大で35kmまでの比較的長い距離に亘って効率的に媒体を使用するプロトコルに従わねばならない。更に、データスロットは、確立されたデータスロットを通じて各2次局から1次局へ送信される連続的にまとめられたフレーム中に含まれる。また、上述の文献に記載の如く、固定レートの上りデータ転送はプロトコルによって実施される方法によってサポートされることが重要である。
【0004】
しかしながら、このことについては従来技術の文献では述べられていない。
【0005】
従って、本発明は、固定レートの上りデータ転送をサポートしつつ伝送システム中の利用可能な上り路を効率的に利用する、データスロットの転送をスケジュールする方法を提供することを目的とする。
【0006】
更に、本発明による方法は、データスロットコネクションに割り当てられたデータスロットは、少なくとも1つのデータスロットコネクションを再割り当てすることによって連続するフレームの群の始まり又は終わりのいずれかに集められることを特徴とする。
【0007】
本発明による方法によれば、未使用データスロット(データスロットコネクションが割り当てられていないデータスロット)をフレーム群の中のフレームの始まり又は終わりのいずれかに集めることにより、特定のガイドライン及び標準に対する適合性を達成することができる。例えば、ディジタルビデオ放送(Digital Video Broadcast:DVB)ガイドラインを考慮に入れると、利用可能な上り路をより効率的に使用しうるよう、フレーム群の中のフレームの終わりにフレーム群内に限定されたデータスロットコネクションをスケジュールすることが可能である。本願では、フレーム群内に限定されたデータスロットコネクション(Intra frame group defined data slot connections)とは、同じフレーム群の中の1つ又はそれ以上のフレームに亘って広がるデータスロットコネクションをいうものとする。本発明によれば、フレーム群の中のフレームの終わりの近くの領域中の使用中データスロットのサイズの生じうる不均衡は有効に制限され、その結果、フレーム当たり同じ数の使用中データスロットが多かれ少なかれ保証される。更に、データスロットコネクションの再割り当てを提案することにより、上り路の使用と上述した不均衡の低減の両方の連続的な最適化が達成される。
【0008】
逆に、単純なコネクション許可管理によって容易に調べることができる十分なデータスロットが利用可能であれば、データスロットコネクションの再割り当てのスケジューリングは自由に行われうる。更に、ほとんどの未使用データスロットが特にフレームの始まり又は終わりから除去された場合、データスロットコネクションの再割り当ての数は時間に亘って最小に維持されうる。更に、これは、1次局と複数の2次局のうちのいずれかの間の伝送路又はその逆の伝送路のメッセージング及び伝送負荷を最小化する。
【0009】
更に、データスロットのフレーム群内に限定されたデータコネクションの割り当て及びかかる割り当てに必要な処理は、フレーム群に属するフレームの中のデータスロットに限られる。データは、そのフレーム群に関連するスロット割り当てを繰り返すことによって生ずるスロット中で伝送される。かかる処理及び群の中の関連付けられるスケジューリングもまた繰り返され、データスロットコネクションの再割り当てを行わなくともよい場合は、再スケジューリングは必要なく、以前に計算されたローカルなスケジュールが繰り返し使用されうる。これにより、方法は非常に効率的となる。
【0010】
本発明による方法の1つの実施例は、フレーム群内に限定されたデータスロットコネクションは、群の中の連続するフレーム数当たりのスロット数で表わされる一定レートを有する固定レートコネクションであり、レートは、k=0,1,2,..,Kであり、nとKは固定のとき
{1/nk}
の形で表わされることを特徴とする。
【0011】
有利には利用可能なデータスロットに亘って均一に広がり従って周期的である固定レートコネクションは、データスロット割り当てに衝突がないかぎりは、nK個のフレームを含む群の中の連続するフレーム中のデータスロットに亘って自由にスケジュールされうる。例えばn=K=2である場合、以下のデータレートコネクションの組が可能であり、即ち、1つのフレーム当たり1データスロットのとき1のレート、2つのフレーム当たり1データスロットのとき1/2のレート、4つのフレーム当たり1データスロットのとき1/4のレートであり、この場合、1つのフレーム群は4つのフレームを含む。
【0012】
本発明による方法の更なる実施例は、少なくとも1つのデータスロットコネクションの再割り当てはイベントドリブン式に行われることを特徴とする。
【0013】
従って、イベントが生じなければ再割り当ては行われず、各フレーム群に対して同じローカルスケジュールが有利に使用されうる。再割り当てを行わせるイベントは、特に少なくとも1つのデータスロットコネクションの追加又は終了に関連し、これらのイベントはフレーム群の中でよく定義されている。これらのイベントはフレーム群の中でよく定義されている。
【0014】
本発明による方法の更なる実施例は、再割り当ては、再割り当てされるべき既存のデータスロットコネクションの終了と、これを次のフレーム群の中に再スケジュールすることを含むことを特徴とする。有利には、本発明による方法のこの実施例は、終了及び再スケジュールの予測可能な2ステップ処理を含む。
【0015】
本発明による方法の他の実施例は、フレーム群の中の対応するフレームの終わりが、データスロットが各フレームの始まりから終わりまで等しく番号が付された行を形成するよう横に並べてスタックされるようモデル化される場合、フレームの終わりから始めて、主層は、中間層として定義される最も低いデータスロット又は行の番号を有する主層の行を除き、データコネクションに完全に割り当てられるフレームの群の中のデータスロットの行を含むよう定義されうること、輪郭層は完全に割り当てられたデータスロットを含まない一つ又は複数の行として定義されうること、並びに、層はデータスロットコネクションをスケジュールするため及び/又は再スケジュールするために使用されることを特徴とする。
【0016】
有利には、上述したようにデータスロットコネクションに割り当てられていないデータスロットである未使用データスロットが、輪郭層中に新しいデータスロットコネクションを追加すること又は既存のデータスロットコネクションを終了することによって、割当て済みデータスロットへ変換されるとき、再割り当ては輪郭層で行われ、中間層及び/又は主層といった完全に割り当てられた層における再割り当て動作を含まない。このことは割り当ての処理及び制御を単純なものとし、従ってこのようなアプローチは、関係のある限られた輪郭空間についての数値化された状態及び遷移を用いる状態機械によって簡単に実施されうる。未使用データスロットの削除は、再割り当ての最小限の費用で実行されえ、このことはより低い完全に割り当てられた中間及び主層に影響を与えないことによって保証される。
【0017】
更に、輪郭上で動作している間にデータスロットコネクションに完全に割り当てられた新しい行が作成されるとき、これは新しい中間層となり、以前の中間層は主層に付される。主層の以前の内容は、変化されないことが有利である。
【0018】
本発明による方法及び伝送システムは、同様の構成要素を同じ参照番号で示してある添付の図面を参照することにより、更なる利点とともに更に明らかとなろう。
【0019】
図1は、ヘッドエンド(HE)とも称される1次局2と、データ伝送路CHを通じて1次局2に結合されるネットワーク端末(NT)とも称される複数の2次局3−1,...,3−nとを含む伝送システム1を示す。図示のシステム1は、ファイバリンク4と光ネットワーク終端器(Optical Network Terminator: ONT)5とを有するHFC/CATVとして示されており、これにより、下り(DS)データ伝送路部及び上り(US)データ伝送路部を通じて、HE2とNT3、及び/又は、NT同士は(HEを介して)、以下データスロットコネクションと称するコネクションを生じさせることによりデータ伝送路CHを介して通信することが可能である。このようなコネクションは、以下説明する1つ又はそれ以上のタイムスロットを用いることによって確立される。タイムスロットは各フレームに含まれ、これらがデータを転送することを意味する限り、以下データスロットと称するものとする。
【0020】
単に例として、システム1は、例えばN=1000NTsであり総容量が3,088メガビット/秒のUS伝送路を有するディジタルビデオ放送(Digital Video Broadcast:DVB)/ディジタルオーディオビデオ国際標準作成団体(Digital Video Audio Council: DAVIC)準拠型ネットワークでありうる。各フレームは、18個の連続するデータスロットから構成されえ、約3ミリ秒間続く。図2は、夫々が18個のデータスロットを含む連続するフレームを示し、4つのフレームの群を図式的に示している。図示のモデルは、フレームが横に並んでスタックされるビン(bin)を示す。ビンは、ここでは、伝送路CHを通じて連続的に転送される4つのフレームの群を示す。フレームは、1,2,3,...,nKの番号が付され、ここではn=K=2であり、各上り(US)フレームはここでは1,2,...18の番号が付された幾つかのデータスロットから構成される。対応して番号が付されたデータスロットは、ビンの中の同じ列に含まれる。図2中に黒で示すデータスロットはデータスロットコネクションに割り当てられ、これらのデータスロットに当てはまるデータセルによってデータで埋められうる。図2中、データスロットコネクションに割り当てられていないデータスロットは空白のまま示される。
【0021】
図2に示すように、4つのフレームの群の中のフレーム1−4中の未使用の空白のデータスロットは、フレームの始まりから(データスロット1で)排除されるか、フレームの終わりから(データスロット18で)排除される。フレームはフレーム群へまとめられ、各群は4つのフレームを含む。もちろん、データスロットコネクションをスケジュールする方法において、nkの倍数である異なる数のフレームが適用されてもよく、フレームは考慮されている実施例では任意の固定の数のデータスロットを有しうる。使用中のデータスロットは、ここではデータスロット18、17、16、15においてフレーム1−4の終わりに集められ、これはDVB標準の場合に有利である。これにより、上り路の容量が残される。使用中のデータスロットは、フレーム1及び3中のスロット14に配置されるだけでなく、フレーム4中のスロット13及び14にも配置される。使用中の上りデータスロットは、1つ又はそれ以上の2次局3−1,..3−nから1次局2へのコネクションを確立するのに役立つ。群の中のフレームの終わりに近い領域では使用中のデータスロットのサイズについて幾らかの不均衡がある場合があるが、これは使用中のデータスロットを正しく再割り当てすることによって有効に制限されうる。再割り当ての結果として、フレーム当たりの略同じ量のデータスロットが使用中のデータスロットによって網羅される。
【0022】
図3に示すように、幾つかの種類のデータスロットコネクションがある。群が4つのフレームからなる場合、データスロットがフレームの群の中のフレームに亘って均一に広がる3つの異なる種類のコネクションがある。従って、レート1、レート1/2、及びレート1/4のデータスロットコネクションがある。レート1のデータスロットコネクションは、例えば4つのフレームの群の中の連続するフレーム1,2,3及び4の中の4つのスロット18といった4つのデータスロットを使用する。図示のように、レート1/2のデータスロットコネクションには、フレーム1及び3中のデータスロットを用いるもの、又はフレーム2及び4中のデータスロットを用いるもの、の2つの種類がある。これらの上述のデータスロットは、例えばフレーム1及び3のスロット16がいずれかの2次局3と1次局2の間の同じデータスロットコネクションに関連するデータを含むよう同じ番号のデータスロットの中にある。データスロット2及び4についても同じことがいえる。レート1/4のデータスロットには、フレーム1、2、3又は4で同じ番号のいずれかのデータスロットを用いた4つの種類がある。上述の例では、フレーム当たり1つのスロットを用いるレート1のコネクションは、128kb/sのビットレートを有し、2つのフレーム当たり1つのスロットを用いるレート1/2のコネクションは64kb/sのビットレートを有し、4つのフレーム当たり1つのスロットを用いるレート1/4のコネクションは32kb/sのビットレートを有する。
【0023】
殆どの一般的な場合、フレーム群内に限定されたデータスロットコネクションは、群の中の連続するフレームの数当たりのスロットの数で表わされる一定レートを有する固定レートコネクションである。レートは、k=0,1,2,..,Kであり、nとKは固定のとき
{1/nk}
の形で表わされる。データスロットは、上りデータ転送に亘って均一に広がり、従って、レート1/nkはnk個の連続するフレーム当たり1データスロットへ変換される。上記の段落に記載されるような場合、n=K=2が成り立つ。一般的な場合に各フレームが任意の数のスロットNを有する場合、レート1/nkであるデータスロットコネクションの連続するスロット間の距離は、nk×Nに等しい。このことは、データスロットコネクションに対するデータスロットがそのレートに従うよう割り当てられねばならない各フレームにおいて、このデータスロットはフレーム中の同じ位置に現れることを示す。従って、このようなデータスロットコネクションは、固定レートデータスロットコネクションと称される。データスロットコネクションのデータスロットがフレーム中の同じ位置に現れない場合、これは非固定レートデータスロットと称され、かかるデータスロットは以下説明するように除去される。
【0024】
上述の各データスロットコネクションは、必要であれば、群の中のフレームの始まり又は終わりの未使用データスロットを使用するために再割り当てされうる。伝送路CH上のメッセージ負荷を最小限とするために、割り当ての数をできるだけ減少させることが重要である。従って、再割り当てはイベントドリブン式とされる。再割り当てに関連するイベントは、データスロットコネクションの終了、及びその後の新しいデータスロットコネクションの追加である。通常は、データスロットコネクションの再割り当ては、再割り当てされるべき既存のデータスロットコネクションの終了と、それに続く群のフレーム中の新しい位置におけるデータスロットコネクションの追加及び再スケジューリングを含む。一般的に、新しいデータスロットコネクションは、1つ又はそれ以上の未使用データスロットによって形成される隙間の位置に与えられる。
【0025】
図2中、上述の異なるレートを有する幾つかのデータスロットコネクションは黒いブロックで示される。データスロットをスケジュールする1つの方法は、群の中のフレームの終わりにおけるデータスロットコネクションの最上層である輪郭層Cの概念を用いることである。この輪郭層Cは、空でなければ、固定レートのデータスロットコネクションに使用されるデータスロットの全ての部分的にスケジュールされた行を含む。輪郭層の行に関する最大の高さは、データレートコネクションスケジュールの許された不均衡に関連する。群の中のフレームの終わりにおいて、空でなければ、完全にスケジュールされ中間層Iと称される「最も高い」行を除き、全ての完全にスケジュールされた行を含む主層Mがある。
【0026】
図2の実施例では、輪郭層Cは、グループ1−4にデータスロット番号13及び14を含む。この輪郭層Cは、例えばフレーム1、2及び3のデータスロット13、並びに、フレーム2のスロット14といった未使用データスロットを含む。中間層Iは、行14、即ちフレーム1−4のデータスロット15を含み、主層Mは行16−18によって同様に形成される。
【0027】
データスロットコネクションをスケジュールする方法は、最適化のためにこれらの層C、I、及び/又はMを使用する。特に、伝送路CHを通じたメッセージング及び伝送負荷を最小限とするために、既に確立された固定レートのデータスロットコネクションのタイムに伴う再割り当ての数を最小とすることが必要とされる。上述のように、他方では、非固定レートのデータスロットコネクションは層C、I及びMによって除去される。
【0028】
例えば、データスロットコネクションが追加される場合、これは、まず輪郭層Cに配置され、その後にデータスロットコネクションの再割り当てが行われ、必要であれば層のアップグレードが行われる。他方、データスロットコネクションが終了する場合、フレームの終わりに整列された固定レートのスロットの群尾中の(コネクションの終了により形成された)コネクションの可能な非固定レートのデータスロットは、コネクション再割り当てを用いて除去される。有利には、非固定レートのスロットの除去を行うコネクション再割り当ては、除去されるべき非固定レートのデータスロットの特定の位置に依存する限られた数のデータスロットコネクションにのみ関連する。特に、除去されるべき非固定レートのデータスロットが、
・輪郭層Cに配置されていれば、輪郭Cの中の他のデータスロットコネクションのみが再割り当てに関係がありえ、完全にスケジュールされた中間及び主層の中のデータスロットコネクションはそれによっては影響を受けず、
・中間層Iに配置されていれば、輪郭C及び/又は中間層Iの中の他のデータスロットコネクションのみが再割り当てに関係があり、完全にスケジュールされた主層の中のデータスロットコネクションはそれによっては影響を受けず、
・主層Mに配置されていれば、輪郭中及び中間層中のデータスロットコネクションは、終了したデータスロットコネクションのスロット位置と同じデータスロット行又は位置にありデータスロットが割り当てられるデータスロットコネクションと共に、関連がある。
【0029】
上述の概念は、利用可能な伝送路伝送容量の最適な利用を行うための開発中のストラテジーの新しい方法を与えるものである。特に、輪郭Cの形状、輪郭層Cの内容の種別、及び中間I及び主層Mに関連する完全にスケジュールされた行は、目的及び予測可能な決定によって数値化されうる。これにより、輪郭層の変化を単純な状態機械として効率的に実施することが可能となる。更に、現在又は将来の別々のデータスロットコネクション又は構造、並びに、データスロットコネクションの群の遷移及び再割り当ての計画に関連する最適なストラテジーについて予測がなされうる。輪郭Cのサブ空間は、制限及び/又は制御され、許可される不均衡に関連付けられる。本発明の実施のために必要な制御回路及びプロトコルソフトウエアは、主に、1次局2の中にのみ存在する。
【0030】
上述の説明は、本質的に望ましい実施例及び出来る限りよい態様を参照してなされたが、本発明の範囲に入る種々の変更、特徴、及び特徴の組合せは当業者によってなされうるものであるため、これらの実施例は本発明の装置の例を制限するものと理解されるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【0031】
【図1】本発明による方法が実施される伝送システムの実施例を示す図である。
【図2】フレームに含まれるデータスロットの転送をスケジュールする方法を説明する図である。
【図3】フレームに含まれるデータスロットの転送をスケジュールする方法を説明する図である。
本発明は、1つ又はそれ以上の2次局から伝送路を通じて1次局へ上りデータ転送を確立するために、連続するフレームの群に含まれるフレームの始まりと終わりの間に位置する連続するデータスロットがフレーム群内に限定されたデータスロットコネクションに割り当てられる方法に関する。
【0002】
本発明はまた、方法を適用するのに適した伝送システム、かかる伝送システムに適した1次局、かかる伝送システムに適した2次局、及び上述の方法の動作を反映する対応する信号に関連する。
【0003】
かかる方法及び伝送システムは、ジェイ・オー・リム(J. O. Limb)著の論文、「ハイブリッド・ファイバ/同軸システムを通じた効率的なデータ転送用のプロトコル(A Protocol for Efficient Transfer of Data Over Hybrid Fiber/Coax Systems)」、IEEE/ACMネットワーキングに関する報告書(IEEE/ACM Transactions on Networking)、第5巻、第6号、1997年12月、第872−881頁から公知である。公知の伝送システムは、1次局としてのヘッドエンドと、データモデムを含む複数の2次局とを含む。1次局及び2次局は、1次局から2次局への高速データ転送用の下り路と1つ又はそれ以上の2次局から1次局へのデータ伝送用の上り路とを含む同軸ファイバ伝送媒体を通じて結合される。一般的にはコンテンション手順を用いる要求−送信権手順の後、空きの上りデータスロットコネクション中でコンテンションフリー式伝送に送信権が付与される。特に、上り伝送は、例えば1乃至100メガビット/秒の伝送速度の範囲に亘って、また、最大で35kmまでの比較的長い距離に亘って効率的に媒体を使用するプロトコルに従わねばならない。更に、データスロットは、確立されたデータスロットを通じて各2次局から1次局へ送信される連続的にまとめられたフレーム中に含まれる。また、上述の文献に記載の如く、固定レートの上りデータ転送はプロトコルによって実施される方法によってサポートされることが重要である。
【0004】
しかしながら、このことについては従来技術の文献では述べられていない。
【0005】
従って、本発明は、固定レートの上りデータ転送をサポートしつつ伝送システム中の利用可能な上り路を効率的に利用する、データスロットの転送をスケジュールする方法を提供することを目的とする。
【0006】
更に、本発明による方法は、データスロットコネクションに割り当てられたデータスロットは、少なくとも1つのデータスロットコネクションを再割り当てすることによって連続するフレームの群の始まり又は終わりのいずれかに集められることを特徴とする。
【0007】
本発明による方法によれば、未使用データスロット(データスロットコネクションが割り当てられていないデータスロット)をフレーム群の中のフレームの始まり又は終わりのいずれかに集めることにより、特定のガイドライン及び標準に対する適合性を達成することができる。例えば、ディジタルビデオ放送(Digital Video Broadcast:DVB)ガイドラインを考慮に入れると、利用可能な上り路をより効率的に使用しうるよう、フレーム群の中のフレームの終わりにフレーム群内に限定されたデータスロットコネクションをスケジュールすることが可能である。本願では、フレーム群内に限定されたデータスロットコネクション(Intra frame group defined data slot connections)とは、同じフレーム群の中の1つ又はそれ以上のフレームに亘って広がるデータスロットコネクションをいうものとする。本発明によれば、フレーム群の中のフレームの終わりの近くの領域中の使用中データスロットのサイズの生じうる不均衡は有効に制限され、その結果、フレーム当たり同じ数の使用中データスロットが多かれ少なかれ保証される。更に、データスロットコネクションの再割り当てを提案することにより、上り路の使用と上述した不均衡の低減の両方の連続的な最適化が達成される。
【0008】
逆に、単純なコネクション許可管理によって容易に調べることができる十分なデータスロットが利用可能であれば、データスロットコネクションの再割り当てのスケジューリングは自由に行われうる。更に、ほとんどの未使用データスロットが特にフレームの始まり又は終わりから除去された場合、データスロットコネクションの再割り当ての数は時間に亘って最小に維持されうる。更に、これは、1次局と複数の2次局のうちのいずれかの間の伝送路又はその逆の伝送路のメッセージング及び伝送負荷を最小化する。
【0009】
更に、データスロットのフレーム群内に限定されたデータコネクションの割り当て及びかかる割り当てに必要な処理は、フレーム群に属するフレームの中のデータスロットに限られる。データは、そのフレーム群に関連するスロット割り当てを繰り返すことによって生ずるスロット中で伝送される。かかる処理及び群の中の関連付けられるスケジューリングもまた繰り返され、データスロットコネクションの再割り当てを行わなくともよい場合は、再スケジューリングは必要なく、以前に計算されたローカルなスケジュールが繰り返し使用されうる。これにより、方法は非常に効率的となる。
【0010】
本発明による方法の1つの実施例は、フレーム群内に限定されたデータスロットコネクションは、群の中の連続するフレーム数当たりのスロット数で表わされる一定レートを有する固定レートコネクションであり、レートは、k=0,1,2,..,Kであり、nとKは固定のとき
{1/nk}
の形で表わされることを特徴とする。
【0011】
有利には利用可能なデータスロットに亘って均一に広がり従って周期的である固定レートコネクションは、データスロット割り当てに衝突がないかぎりは、nK個のフレームを含む群の中の連続するフレーム中のデータスロットに亘って自由にスケジュールされうる。例えばn=K=2である場合、以下のデータレートコネクションの組が可能であり、即ち、1つのフレーム当たり1データスロットのとき1のレート、2つのフレーム当たり1データスロットのとき1/2のレート、4つのフレーム当たり1データスロットのとき1/4のレートであり、この場合、1つのフレーム群は4つのフレームを含む。
【0012】
本発明による方法の更なる実施例は、少なくとも1つのデータスロットコネクションの再割り当てはイベントドリブン式に行われることを特徴とする。
【0013】
従って、イベントが生じなければ再割り当ては行われず、各フレーム群に対して同じローカルスケジュールが有利に使用されうる。再割り当てを行わせるイベントは、特に少なくとも1つのデータスロットコネクションの追加又は終了に関連し、これらのイベントはフレーム群の中でよく定義されている。これらのイベントはフレーム群の中でよく定義されている。
【0014】
本発明による方法の更なる実施例は、再割り当ては、再割り当てされるべき既存のデータスロットコネクションの終了と、これを次のフレーム群の中に再スケジュールすることを含むことを特徴とする。有利には、本発明による方法のこの実施例は、終了及び再スケジュールの予測可能な2ステップ処理を含む。
【0015】
本発明による方法の他の実施例は、フレーム群の中の対応するフレームの終わりが、データスロットが各フレームの始まりから終わりまで等しく番号が付された行を形成するよう横に並べてスタックされるようモデル化される場合、フレームの終わりから始めて、主層は、中間層として定義される最も低いデータスロット又は行の番号を有する主層の行を除き、データコネクションに完全に割り当てられるフレームの群の中のデータスロットの行を含むよう定義されうること、輪郭層は完全に割り当てられたデータスロットを含まない一つ又は複数の行として定義されうること、並びに、層はデータスロットコネクションをスケジュールするため及び/又は再スケジュールするために使用されることを特徴とする。
【0016】
有利には、上述したようにデータスロットコネクションに割り当てられていないデータスロットである未使用データスロットが、輪郭層中に新しいデータスロットコネクションを追加すること又は既存のデータスロットコネクションを終了することによって、割当て済みデータスロットへ変換されるとき、再割り当ては輪郭層で行われ、中間層及び/又は主層といった完全に割り当てられた層における再割り当て動作を含まない。このことは割り当ての処理及び制御を単純なものとし、従ってこのようなアプローチは、関係のある限られた輪郭空間についての数値化された状態及び遷移を用いる状態機械によって簡単に実施されうる。未使用データスロットの削除は、再割り当ての最小限の費用で実行されえ、このことはより低い完全に割り当てられた中間及び主層に影響を与えないことによって保証される。
【0017】
更に、輪郭上で動作している間にデータスロットコネクションに完全に割り当てられた新しい行が作成されるとき、これは新しい中間層となり、以前の中間層は主層に付される。主層の以前の内容は、変化されないことが有利である。
【0018】
本発明による方法及び伝送システムは、同様の構成要素を同じ参照番号で示してある添付の図面を参照することにより、更なる利点とともに更に明らかとなろう。
【0019】
図1は、ヘッドエンド(HE)とも称される1次局2と、データ伝送路CHを通じて1次局2に結合されるネットワーク端末(NT)とも称される複数の2次局3−1,...,3−nとを含む伝送システム1を示す。図示のシステム1は、ファイバリンク4と光ネットワーク終端器(Optical Network Terminator: ONT)5とを有するHFC/CATVとして示されており、これにより、下り(DS)データ伝送路部及び上り(US)データ伝送路部を通じて、HE2とNT3、及び/又は、NT同士は(HEを介して)、以下データスロットコネクションと称するコネクションを生じさせることによりデータ伝送路CHを介して通信することが可能である。このようなコネクションは、以下説明する1つ又はそれ以上のタイムスロットを用いることによって確立される。タイムスロットは各フレームに含まれ、これらがデータを転送することを意味する限り、以下データスロットと称するものとする。
【0020】
単に例として、システム1は、例えばN=1000NTsであり総容量が3,088メガビット/秒のUS伝送路を有するディジタルビデオ放送(Digital Video Broadcast:DVB)/ディジタルオーディオビデオ国際標準作成団体(Digital Video Audio Council: DAVIC)準拠型ネットワークでありうる。各フレームは、18個の連続するデータスロットから構成されえ、約3ミリ秒間続く。図2は、夫々が18個のデータスロットを含む連続するフレームを示し、4つのフレームの群を図式的に示している。図示のモデルは、フレームが横に並んでスタックされるビン(bin)を示す。ビンは、ここでは、伝送路CHを通じて連続的に転送される4つのフレームの群を示す。フレームは、1,2,3,...,nKの番号が付され、ここではn=K=2であり、各上り(US)フレームはここでは1,2,...18の番号が付された幾つかのデータスロットから構成される。対応して番号が付されたデータスロットは、ビンの中の同じ列に含まれる。図2中に黒で示すデータスロットはデータスロットコネクションに割り当てられ、これらのデータスロットに当てはまるデータセルによってデータで埋められうる。図2中、データスロットコネクションに割り当てられていないデータスロットは空白のまま示される。
【0021】
図2に示すように、4つのフレームの群の中のフレーム1−4中の未使用の空白のデータスロットは、フレームの始まりから(データスロット1で)排除されるか、フレームの終わりから(データスロット18で)排除される。フレームはフレーム群へまとめられ、各群は4つのフレームを含む。もちろん、データスロットコネクションをスケジュールする方法において、nkの倍数である異なる数のフレームが適用されてもよく、フレームは考慮されている実施例では任意の固定の数のデータスロットを有しうる。使用中のデータスロットは、ここではデータスロット18、17、16、15においてフレーム1−4の終わりに集められ、これはDVB標準の場合に有利である。これにより、上り路の容量が残される。使用中のデータスロットは、フレーム1及び3中のスロット14に配置されるだけでなく、フレーム4中のスロット13及び14にも配置される。使用中の上りデータスロットは、1つ又はそれ以上の2次局3−1,..3−nから1次局2へのコネクションを確立するのに役立つ。群の中のフレームの終わりに近い領域では使用中のデータスロットのサイズについて幾らかの不均衡がある場合があるが、これは使用中のデータスロットを正しく再割り当てすることによって有効に制限されうる。再割り当ての結果として、フレーム当たりの略同じ量のデータスロットが使用中のデータスロットによって網羅される。
【0022】
図3に示すように、幾つかの種類のデータスロットコネクションがある。群が4つのフレームからなる場合、データスロットがフレームの群の中のフレームに亘って均一に広がる3つの異なる種類のコネクションがある。従って、レート1、レート1/2、及びレート1/4のデータスロットコネクションがある。レート1のデータスロットコネクションは、例えば4つのフレームの群の中の連続するフレーム1,2,3及び4の中の4つのスロット18といった4つのデータスロットを使用する。図示のように、レート1/2のデータスロットコネクションには、フレーム1及び3中のデータスロットを用いるもの、又はフレーム2及び4中のデータスロットを用いるもの、の2つの種類がある。これらの上述のデータスロットは、例えばフレーム1及び3のスロット16がいずれかの2次局3と1次局2の間の同じデータスロットコネクションに関連するデータを含むよう同じ番号のデータスロットの中にある。データスロット2及び4についても同じことがいえる。レート1/4のデータスロットには、フレーム1、2、3又は4で同じ番号のいずれかのデータスロットを用いた4つの種類がある。上述の例では、フレーム当たり1つのスロットを用いるレート1のコネクションは、128kb/sのビットレートを有し、2つのフレーム当たり1つのスロットを用いるレート1/2のコネクションは64kb/sのビットレートを有し、4つのフレーム当たり1つのスロットを用いるレート1/4のコネクションは32kb/sのビットレートを有する。
【0023】
殆どの一般的な場合、フレーム群内に限定されたデータスロットコネクションは、群の中の連続するフレームの数当たりのスロットの数で表わされる一定レートを有する固定レートコネクションである。レートは、k=0,1,2,..,Kであり、nとKは固定のとき
{1/nk}
の形で表わされる。データスロットは、上りデータ転送に亘って均一に広がり、従って、レート1/nkはnk個の連続するフレーム当たり1データスロットへ変換される。上記の段落に記載されるような場合、n=K=2が成り立つ。一般的な場合に各フレームが任意の数のスロットNを有する場合、レート1/nkであるデータスロットコネクションの連続するスロット間の距離は、nk×Nに等しい。このことは、データスロットコネクションに対するデータスロットがそのレートに従うよう割り当てられねばならない各フレームにおいて、このデータスロットはフレーム中の同じ位置に現れることを示す。従って、このようなデータスロットコネクションは、固定レートデータスロットコネクションと称される。データスロットコネクションのデータスロットがフレーム中の同じ位置に現れない場合、これは非固定レートデータスロットと称され、かかるデータスロットは以下説明するように除去される。
【0024】
上述の各データスロットコネクションは、必要であれば、群の中のフレームの始まり又は終わりの未使用データスロットを使用するために再割り当てされうる。伝送路CH上のメッセージ負荷を最小限とするために、割り当ての数をできるだけ減少させることが重要である。従って、再割り当てはイベントドリブン式とされる。再割り当てに関連するイベントは、データスロットコネクションの終了、及びその後の新しいデータスロットコネクションの追加である。通常は、データスロットコネクションの再割り当ては、再割り当てされるべき既存のデータスロットコネクションの終了と、それに続く群のフレーム中の新しい位置におけるデータスロットコネクションの追加及び再スケジューリングを含む。一般的に、新しいデータスロットコネクションは、1つ又はそれ以上の未使用データスロットによって形成される隙間の位置に与えられる。
【0025】
図2中、上述の異なるレートを有する幾つかのデータスロットコネクションは黒いブロックで示される。データスロットをスケジュールする1つの方法は、群の中のフレームの終わりにおけるデータスロットコネクションの最上層である輪郭層Cの概念を用いることである。この輪郭層Cは、空でなければ、固定レートのデータスロットコネクションに使用されるデータスロットの全ての部分的にスケジュールされた行を含む。輪郭層の行に関する最大の高さは、データレートコネクションスケジュールの許された不均衡に関連する。群の中のフレームの終わりにおいて、空でなければ、完全にスケジュールされ中間層Iと称される「最も高い」行を除き、全ての完全にスケジュールされた行を含む主層Mがある。
【0026】
図2の実施例では、輪郭層Cは、グループ1−4にデータスロット番号13及び14を含む。この輪郭層Cは、例えばフレーム1、2及び3のデータスロット13、並びに、フレーム2のスロット14といった未使用データスロットを含む。中間層Iは、行14、即ちフレーム1−4のデータスロット15を含み、主層Mは行16−18によって同様に形成される。
【0027】
データスロットコネクションをスケジュールする方法は、最適化のためにこれらの層C、I、及び/又はMを使用する。特に、伝送路CHを通じたメッセージング及び伝送負荷を最小限とするために、既に確立された固定レートのデータスロットコネクションのタイムに伴う再割り当ての数を最小とすることが必要とされる。上述のように、他方では、非固定レートのデータスロットコネクションは層C、I及びMによって除去される。
【0028】
例えば、データスロットコネクションが追加される場合、これは、まず輪郭層Cに配置され、その後にデータスロットコネクションの再割り当てが行われ、必要であれば層のアップグレードが行われる。他方、データスロットコネクションが終了する場合、フレームの終わりに整列された固定レートのスロットの群尾中の(コネクションの終了により形成された)コネクションの可能な非固定レートのデータスロットは、コネクション再割り当てを用いて除去される。有利には、非固定レートのスロットの除去を行うコネクション再割り当ては、除去されるべき非固定レートのデータスロットの特定の位置に依存する限られた数のデータスロットコネクションにのみ関連する。特に、除去されるべき非固定レートのデータスロットが、
・輪郭層Cに配置されていれば、輪郭Cの中の他のデータスロットコネクションのみが再割り当てに関係がありえ、完全にスケジュールされた中間及び主層の中のデータスロットコネクションはそれによっては影響を受けず、
・中間層Iに配置されていれば、輪郭C及び/又は中間層Iの中の他のデータスロットコネクションのみが再割り当てに関係があり、完全にスケジュールされた主層の中のデータスロットコネクションはそれによっては影響を受けず、
・主層Mに配置されていれば、輪郭中及び中間層中のデータスロットコネクションは、終了したデータスロットコネクションのスロット位置と同じデータスロット行又は位置にありデータスロットが割り当てられるデータスロットコネクションと共に、関連がある。
【0029】
上述の概念は、利用可能な伝送路伝送容量の最適な利用を行うための開発中のストラテジーの新しい方法を与えるものである。特に、輪郭Cの形状、輪郭層Cの内容の種別、及び中間I及び主層Mに関連する完全にスケジュールされた行は、目的及び予測可能な決定によって数値化されうる。これにより、輪郭層の変化を単純な状態機械として効率的に実施することが可能となる。更に、現在又は将来の別々のデータスロットコネクション又は構造、並びに、データスロットコネクションの群の遷移及び再割り当ての計画に関連する最適なストラテジーについて予測がなされうる。輪郭Cのサブ空間は、制限及び/又は制御され、許可される不均衡に関連付けられる。本発明の実施のために必要な制御回路及びプロトコルソフトウエアは、主に、1次局2の中にのみ存在する。
【0030】
上述の説明は、本質的に望ましい実施例及び出来る限りよい態様を参照してなされたが、本発明の範囲に入る種々の変更、特徴、及び特徴の組合せは当業者によってなされうるものであるため、これらの実施例は本発明の装置の例を制限するものと理解されるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【0031】
【図1】本発明による方法が実施される伝送システムの実施例を示す図である。
【図2】フレームに含まれるデータスロットの転送をスケジュールする方法を説明する図である。
【図3】フレームに含まれるデータスロットの転送をスケジュールする方法を説明する図である。
Claims (10)
- 1つ又はそれ以上の2次局から伝送路を通じて1次局へ上りデータ転送を確立するために、連続するフレームの群に含まれるフレームの始まりと終わりの間に位置する連続するデータスロットがフレーム群内に限定されたデータスロットコネクションに割り当てられる方法であって、
前記データスロットコネクションに割り当てられたデータスロットは、少なくとも1つのデータスロットコネクションを再割り当てすることにより前記連続するフレームの群の始まり又は終わりのいずれかに集められることを特徴とする方法。 - 前記フレーム群内に限定されたデータスロットコネクションは、群の中の連続するフレーム数当たりのスロット数で表わされる一定レートを有する固定レートコネクションであり、前記レートは、k=0,1,2,..,Kであり、nとKは固定のとき、
{1/nk}
の形で表わされることを特徴とする、
請求項1記載の方法。 - 前記少なくとも1つのデータスロットコネクションの再割り当てはイベントドリブン式に行われることを特徴とする、請求項1又は2記載の方法。
- 前記イベントは少なくとも1つのデータスロットコネクションの追加又は終了に関連することを特徴とする、請求項3記載の方法。
- 前記再割り当ては、再割り当てされるべき既存のデータスロットコネクションの終了と、これを次のフレーム群の中に再スケジュールすることを含むことを特徴とする、請求項1乃至4のうちいずれか一項記載の方法。
- フレーム群の中の対応するフレームの終わりが、データスロットが各フレームの始まりから終わりまで等しく番号が付された行を形成するよう横に並べてスタックされるよう、モデル化される場合、フレームの終わりから始めて、主層は、中間層として定義される最も低いデータスロット又は行の番号を有する主層の行を除き、データコネクションに完全に割り当てられるフレームの群の中のデータスロットの行を含むよう定義されうること、輪郭層は完全に割り当てられたデータスロットを含まない一つ又は複数の行として定義されうること、並びに、前記層はデータスロットコネクションをスケジュールするため及び/又は再スケジュールするために使用されることを特徴とする、請求項4又は5記載の方法。
- 連続するフレームの群の中に含まれるフレームの始まり又は終わりの間に位置する連続するデータスロットは、伝送路を通じた1つ又はそれ以上の2次局から1次局への上りデータ転送を確立するためにフレーム群内に限定されたデータスロットコネクションに割り当てられる、請求項1乃至6のうちいずれか一項記載の方法を実行する伝送システムであって、
前記伝送システムは、少なくとも1つのデータスロットコネクションを再割り当てすることにより前記連続するフレームの群の始まり又は終わりのいずれかに前記データスロットコネクションに割り当てられたデータスロットを集めるよう構成されることを特徴とする伝送システム。 - 連続するフレームの群の中に含まれるフレームの始まり又は終わりの間に位置する連続するデータスロットは、伝送路を通じた1つ又はそれ以上の2次局から1次局への上りデータ転送を確立するためにフレーム群内に限定されたデータスロットコネクションに割り当てられる、請求項7記載の伝送システムでの適用に適した1次局であって、
前記1次局は、少なくとも1つのデータスロットコネクションを再割り当てすることにより前記連続するフレームの群の始まり又は終わりのいずれかに前記データスロットコネクションに割り当てられたデータスロットを集めるよう構成されることを特徴とする1次局。 - 連続するフレームの群の中に含まれるフレームの始まり又は終わりの間に位置する連続するデータスロットは、伝送路を通じた1つ又はそれ以上の2次局から1次局への上りデータ転送を確立するためにフレーム群内に限定されたデータスロットコネクションに割り当てられる、請求項7記載の伝送システムでの適用に適した2次局であって、
前記2次局は、少なくとも1つのデータスロットコネクションを再割り当てすることにより前記連続するフレームの群の始まり又は終わりのいずれかに前記データスロットコネクションに割り当てられたデータスロットを集めるよう構成されることを特徴とする2次局。 - 請求項1乃至6のうちいずれか一項記載の方法を実行するための、請求項7記載の伝送システムにおいて使用される信号。
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