[發明專利]基于TDMA網絡內的帶寬預留

有效

• 申請號: 200880000145.4
• 申請日: 2008-09-11
• 公開（公告）號: CN101543113A
• 公開（公告）日: 2009-09-23
• 發明（設計）人: 張繼輝;方祖元;蔡宇
• 申請（專利權）人: 香港應用科技研究院有限公司
• 主分類號: H04W28/26
• 分類號: H04W28/26;H04W84/18
• 代理公司: 深圳創友專利商標代理有限公司
• 代理人: 江耀純

技術領域

本發明涉及分布式網絡內的無線通信，特別涉及基于TDMA網絡內 的帶寬預留。

發明背景

分布式或自組網絡是這樣一個網絡，其中沒有中央網絡控制器來管理 網絡事務，并且每個網絡成員(如節點或設備)具有相同的優先級和權利。 進入網絡資源是通過網絡成員之間的協商而獲得的。無線個域網(WPAN) 是小型分布式網絡的一個例子，其可以用于家庭娛樂、家庭辦公和會議室 網絡應用。在家庭娛樂環境里，典型網絡應用包括視頻流諸如看電視、播 放DVDs、打游戲、下載文件和瀏覽網頁。在家庭辦公和會議室環境里， 典型網絡應用包括多媒體展示和文件共享。網絡內的每個設備與其它設備 共享網絡媒介，例如，在無線網絡情況里的無線信道，并且協商使用網絡 資源，包括帶寬預留。一些帶寬預留方案已經被提議用于自組網絡(ad-hoc network)，其使用一個分布式路由協議來發現整個網絡內的路由，并沿著 路由執行帶寬預留。

WiMedia超寬帶(UWB)是一種基于TDMA的無線技術，用于短程 的高帶寬通信，并在理論上適用于WPAN應用。WiMedia標準委員會已經 提出了基于多頻帶正交頻分復用(MB-OFDM)技術的包含媒體訪問控制 (MAC)和物理層(PHY)的一種WiMedia?UWB無線平臺。

通過實現相同的MAC層協議在所有網絡設備內，WiMedia?MAC協議 剔除對網絡骨干的需要。MAC使用一個網絡超級幀(superframe)概念， 其是一個65536微秒的周期，被分割成256個媒體分配時隙(MAS)，每 個時隙是256微秒。超級幀也被分割成一個信標周期和一個數據周期。網 絡內的所有設備在信標周期(BP)內表識自己，并在數據周期內協商訪問 MAS，以便與其它網絡設備進行數據通信。WiMedia?MAC協議使用信息 單元(IE)，其包含在信標和命令幀內，以便在網絡內傳輸特定的管理和控 制信息。

進入超級幀數據周期是通過兩種被稱為分布預留協議(DRP)或基于 載波偵聽多路訪問(CSMA)的優先權競爭訪問(PCA)的機制中的一種 機制。在本發明里，我們僅關心DRP。預留的目的是確認沒有產生干擾到 從發射機設備到接收機設備的傳輸。為了避免干擾，在一個典型的自組網 絡內，當數據信息包正從發射機設備傳輸到接收機設備時，發送方和接收 方的鄰近設備必須保持安靜。所以，當MAS被預留給一個從發射機設備 (使用方)到接收機設備(目標方)的鏈接時，發射機和接收機的鄰近設 備應該將此MAS標記為不可用的。DRP?IE被用來協商和維持一個預留。 它包括請求的MAS、預留狀態以及使用方和目標方信息。期望通過DRP 進入媒介的設備，可以通過BP期間信標幀內或命令幀內傳輸的DRP-IE 預留每個超級幀內的一個或多個MAS。如果使用方設備提出的DRP請求 不與其它網絡設備沖突，目標方設備則回復狀態設置為接收的DRP?IE而 確認請求，否則，目標方設備回復狀態設置為非接收的DRP?IE以及DRP 可獲得IE，而拒絕請求，讓使用方設備調整其請求的MAS。然后，設備 可以在成功進行一次MAS預留之后開始發送至少一個超級幀的數據。無 論何時設備通過用于其它預留的DRP?IE旁聽到MAS，它都應該保留這個 信息，其被稱為DRP可獲得信息。

在一個分布式多路徑路由和帶寬預留協議里，多個候選路徑在協商過 程期間預留帶寬。依照流量的QoS要求，每個路徑的每一跳必須預留MAS。 最后，僅有一個路徑被選擇用于信息包發送，從而在協商期間如果實施標 準DRP，那么未被使用的平行路徑預留了比實際需要更多的時隙，其占用 比需求更多的帶寬，從而降低DRP協議的性能，并降低路由和帶寬預留的 成功率。