[發(fā)明專利]一種實現(xiàn)C-HPAV標(biāo)準(zhǔn)的EOC系統(tǒng)中TDMA的DBA方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310494496.8
• 申請日: 2013-10-21
• 公開（公告）號: CN103546972A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊振;楊佳;楊云隆
• 申請（專利權(quán)）人: 北京感通科技有限公司
• 主分類號: H04W72/08
• 分類號: H04W72/08;H04W72/12;H04W74/08
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及有線電視網(wǎng)絡(luò)寬帶接入EOC通信領(lǐng)域，尤其涉及基于中國有線電視寬帶接入C-HPAV標(biāo)準(zhǔn)的EOC系統(tǒng)TDMA的DBA方法；

背景技術(shù)

隨著人們對網(wǎng)絡(luò)需求的迅速發(fā)展以及網(wǎng)絡(luò)上承載的業(yè)務(wù)和應(yīng)用日益豐富，加強有線電視雙向網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)是有線電視運營商急需解決的下一代廣播網(wǎng)（NGB）的問題。而NGB的最核心關(guān)鍵技術(shù)就是雙向化有線電視網(wǎng)絡(luò)即家庭用戶基于有線電視網(wǎng)路的寬帶接入技術(shù)-EOC。EOC是通過有線電視同軸電纜傳輸以太網(wǎng)數(shù)據(jù)信號的最后100米的寬帶網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)。通過EOC技術(shù)實現(xiàn)同軸電纜在傳輸CATV?模擬電視和數(shù)字電視信號的同時，傳輸以太網(wǎng)數(shù)據(jù)；?

中國廣電總局于2013年頒布了有線電視同軸電纜寬帶接入EOC標(biāo)準(zhǔn)C-HPAV（標(biāo)準(zhǔn)號GY/T?269—2013）。該標(biāo)準(zhǔn)物理層采用自適應(yīng)多載波調(diào)制方式，MAC層采用CSMA?和TDMA融合的接入方式，網(wǎng)絡(luò)層采用點對多點的樹型有線電視同軸電纜網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。其抗干擾、抗噪聲能力強，保證QoS，易于使用、安裝、維護(hù)；

在現(xiàn)有的C-HPAV標(biāo)準(zhǔn)EOC設(shè)備中，對于大量數(shù)據(jù)流以及單一業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流的設(shè)備帶寬利用和動態(tài)帶寬分配上，沒有很好的有效解決辦法。本發(fā)明面向C-HPAV的EOC的高效DBA機制提出了一種跨層的網(wǎng)絡(luò)流量預(yù)測的實現(xiàn)方式，MAC層能夠根據(jù)過去和現(xiàn)在的物理層數(shù)據(jù)流量信息進(jìn)行預(yù)先的估計和推測，對網(wǎng)絡(luò)流量出現(xiàn)的可能狀態(tài)做出合理的、在允許誤差范圍內(nèi)的預(yù)測，以預(yù)測值來及時調(diào)整DBA參數(shù)，這樣在CLT做DBA時，不需要用另一個專門的TDMA時隙作為CNU向CLT報告確切的將要通信的PB數(shù)，節(jié)省了通信時隙，增加了數(shù)據(jù)吞吐量，減少了系統(tǒng)復(fù)雜度。

發(fā)明內(nèi)容

（一）要解決的技術(shù)問題?

現(xiàn)有EOC通信設(shè)備中，CLT為每個CNU分配信道資源時，系統(tǒng)剩余帶寬的利用率低，分配常常不合理。本發(fā)明的主要目的在于提供一種基于網(wǎng)絡(luò)流量預(yù)測實現(xiàn)DBA的方法,?解決帶寬利用率低及分配不合理的問題，提高了系統(tǒng)數(shù)據(jù)吞吐率及帶寬的使用率。

?（二）技術(shù)方案?

C-HPAV標(biāo)準(zhǔn)定義了EOC物理層、MAC層、網(wǎng)絡(luò)管理及維護(hù)，規(guī)范了EOC系統(tǒng)的協(xié)議層次結(jié)構(gòu)，并對EOC系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行了定義。其總體要求定義了系統(tǒng)的功能要求、業(yè)務(wù)承載能力以及帶寬要求；其物理層定義了系統(tǒng)采用的工作頻率、信道編碼與調(diào)制方式、數(shù)據(jù)單元格式，以及發(fā)送端與接受端的電氣要求；其MAC層定義了介質(zhì)訪問控制機制、控制面與數(shù)據(jù)面的運作機制，以及幀格式；網(wǎng)絡(luò)管理和維護(hù)規(guī)定了網(wǎng)絡(luò)注冊流程、遠(yuǎn)端設(shè)備管理及維護(hù)方法、管理消息格式，以及系統(tǒng)的安全機制；

C-HPAV標(biāo)準(zhǔn)物理層定義了數(shù)據(jù)單元格式，以PB作為數(shù)據(jù)發(fā)送單元，大小固定為136字節(jié)或者520字節(jié)。MAC層數(shù)據(jù)幀流被分成128字節(jié)或512字節(jié)固定長度的數(shù)據(jù)分片。因此，基于C-HPAV標(biāo)準(zhǔn)的EOC設(shè)備，MAC層可以通過統(tǒng)計物理層PB的數(shù)目來準(zhǔn)確的計算出網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)流量；

C-HPAV標(biāo)準(zhǔn)MAC層調(diào)度采用周期信標(biāo)（Beacon）的信道接入訪問機制。MAC層提供了兩種數(shù)據(jù)傳輸信道訪問模式：CSMA和TDMA。CSMA機制采用沖突避免及隨機退避方式實現(xiàn)信道共享，TDMA機制以時分復(fù)用的分配不同時隙的方式實現(xiàn)上下行雙向業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)帶寬調(diào)度，并公平分配信道資源。在TDMA機制下，系統(tǒng)為每一個CNU公平分配信道時隙。但在實際網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，很多時候?qū)τ诿恳粋€CNU上的網(wǎng)絡(luò)流量是不相同的，如果以完全平均的方式分配時隙分給每一個CNU，勢必會造成整個系統(tǒng)帶寬利用率降低，部分系統(tǒng)空閑帶寬浪費，系統(tǒng)整體吞吐量低。為了提高整個EOC系統(tǒng)的帶寬利用率，有必要對不同的CNU進(jìn)行不同大小的時隙分配即DBA調(diào)度。本發(fā)明針對C-HPAV標(biāo)準(zhǔn)的EOC的DBA算法。在進(jìn)行DBA調(diào)度時，CLT的MAC層記錄下每個CNU前N個通信周期中，上行和下行發(fā)送的物理層PB數(shù)目，將這前N個通信周期內(nèi)統(tǒng)計的PB個數(shù)序列作為樣本，對這些樣本數(shù)進(jìn)行加權(quán)求平均，得到下一通信周期內(nèi)CNU發(fā)送的PB個數(shù)的預(yù)測值。以這個預(yù)測值，作為設(shè)備帶寬分配的參數(shù)，實現(xiàn)自適應(yīng)帶寬調(diào)整。這樣在CLT做DBA時，不需要用另一個專門的TDMA時隙作為CNU向CLT報告確切的將要通信的PB數(shù)，節(jié)省了通信時隙，增加了數(shù)據(jù)吞吐量，減少了系統(tǒng)復(fù)雜度；

對于一些突發(fā)性較強，變化過于頻繁的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流，為了減小誤差，CLT在給每個CNU分配帶寬時，可以對采樣預(yù)測的通信周期數(shù)目進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整：在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流相對平穩(wěn)的情況下，增大預(yù)測的通信周期數(shù)目；在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流突發(fā)性較強時，減少預(yù)測的通信周期數(shù)目。