[发明专利]TDMA MAC层中的自适应时间分配

说明书

技术领域

本发明涉及在无线视频服务器系统中从诸如机顶盒(STB)等主设备向诸如STB等远程设备分配压缩的多媒体/视频。 

背景技术

对于有线视频服务，通常在线缆上特定视频节目专用的频带内广播该特定视频节目。房屋中的任何电视可以通过调谐至该频率而被调谐至任何特定节目。就更新的电视服务(例如，卫星电视分配、因特网电视分配)而言，在主STB中调谐节目，然后通过家庭网络分配至远程STB。在许多情况下，需要安装家庭网络(或家庭分配系统)。尽管线(同轴电缆、双绞线等)是可靠的，但是安装起来十分昂贵，并且房主可能不希望安装员为了安装而钻穿墙壁。因此，厂家对于视频节目再分配系统问题的无线解决方案很感兴趣。 

多数现有的家庭视频分配系统使用以太网作为分配介质。由于多数以太网安装使用至少100Mbps的链路速率并使用交换机而交换机有选择地仅向包含编址设备的分支发送业务，因此当使用在业务速率受控的视频再分配系统时存在极少的QoS问题。如果在相同网络上发送通用IP数据业务而不采用某种类型的QoS保护，则使用以太网会存在问题。当前存在可用于以太网的一种类型的MAC级QoS。使用虚拟局域网(VLAN)标签中的用户优先字段是一种基于优先级的方案。当前，附加参数化QoS(带宽请求、带宽保证、允许控制等)是研究IEEE802网络桥接的IEEE802.1小组委员会中多个工作组之一的研究主题。然而，以太网的缺点在于，需要线路来实现，并且十分需要一种针对视频节目再分配的无新线(no-new-wires)安装技术。 

所需要的是一种通过MAC级桥接来代替以太网分配的无线分配系统。许多家庭网络使用IP协议来分配视频，但存在许多其他可能性。 在一些情况下，使用由实时传输协议(RTP)指定的UDP来发送视频，而在其他情况下(例如，数字生活网络联盟(DLNA))，视频通过TCP进行分配。UDP仅需要单向通信，而TCP需要双向通信。还存在其他可能。希望存在一种不需要对已具有以太网接口的主设备/STB和远程设备/STB进行任何修改(即，无需带宽预留、无需与无线网桥设备对话等)的家庭分配系统。由于介质是无线的从而是频带受限的公共介质，还期望MAC层是极其高效的。为此，本发明使用TDMA MAC方案。但是在TDMA MAC方案中，必须分配时隙以产生每一客户端/远程设备(STB)的专用带宽。但是视频的确切比特率和其他特征可以是未知的，甚至对于先验的主STB来说也是如此。即使视频的确切比特率是先验已知的，也希望能够不需要主STB就能具有与无线设备(远程STB)的任意特定或新的通信。因此，希望具有一种与当前正被分配的MAC级业务的类型相适配的家庭分配系统。 

当前正在IEEE中进行标准化的IEEE802.11N正作为一种用于视频分配的方法得到大力宣扬。对于IEEE 802.11N的主题技术尚存在许多问题。首先，该技术仍旧基于CSMA(IEEE 802.11)。该类型的MAC层内在上是效率低的并且不提供QoS保证。尽管向IEEE 802.11N添加了许多MAC级QoS增强，但是基于CSMA的MAC与TDMA MAC一样高效是不可能的。QoS增强包括：源自IEEE 802.11E的基于优先级的QoS和一些形式的轮询。这些增强对管理IEEE802.11网络的资源非常有用，但是不提供无线家庭视频分配系统所需要或期望的任何QoS保证。轮询可以用来创建本发明能够对其进行操作的类TDMA服务，但是轮询本身降低了MAC效率。MAC效率对于无线网络来说甚至更关键，这是由于可用于房屋的更远程区域的链路速率是有限的。多数当前无线LAN利用公共传输介质(即，相同传输频率下的无线频谱)。因此，MAC需要共享该介质的机制。 

一些服务供应商寻找基于同轴电缆、电话线和/或电源线的无新线技术。存在许多不同的可能，多数可能具有优先级或参数化QoS的形式。这些解决方案的固有问题在于，即使在房屋中已存在同轴电缆或电话线，那些线路可能还没有连接至正确的点，或者是对于技术来说 很难处理的拓扑。大多数这样的技术还与其他房屋共享带宽(例如，在一个电源变压器上最多有4个房屋的电源线)并且当前缺乏可靠性。对于参数化服务，STB必须知道为每一条链路保留多少带宽。对于视频家庭分配系统来说，业务不受控，可以是突发的，并且至少部分上是未知的。 

本发明包括解决了上述突出问题的家庭多媒体流分配系统。 

发明内容