[发明专利]点到多点通信系统的轮询方法

说明书

技术领域

本发明涉及网络通信技术，更具体地，涉及一种可提高点到多点通信系统的有效带宽的轮询方法。

背景技术

在通信系统中，共享介质是一种很常见的情况。共享介质比独享介质廉价，因此发展很快，应用较广。点对多点通信系统通常会采用共享介质来进行通信。例如，在无线接入点和无线终端的点对多点通信系统中，多个无线终端共享信道资源。然而，共享介质存在冲突问题，因此，在使用共享介质的技术时必须解决冲突问题。

IEEE 802.3协议是一种典型的在有线环境中使用共享介质的方法。在该协议中，为了解决冲突问题，使用载波侦听多路访问/冲突检测(CSMA/CD)技术。CSMA/CD技术的概念是，当发现冲突时，等待一个随机的时间重新传输数据。如果再冲突，再等待一个随机时间，依次类推。很明显，这种方法是低效率的，但是已经完全满足有线的应用。

IEEE 802.11协议是一种典型的无线环境中使用共享介质的方法。由于无线信道的不稳定和突发性，使用CSMA/CD技术得到的性能极低，已经不能满足基本的通信需求。为了解决冲突问题，现有技术通常采用两种方法，一种是分布式协调功能(DCF)模式的CSMA/CA，另一种是点协调功能(PCF)模式下的时分多址(TDMA)。

在DCF模式下利用CSMA/CA技术来解决冲突问题的理念是，当一个点设备想发送数据时，首先监听信道的忙闲情况，如果信道忙则等待一个随机时间，然后再次监听信道，直到信道空闲，点设备才可以发送数据。

在PCF模式下，每个点设备只有在允许的时间片内才可以发数据，否则不可以发数据。时间片的分配由中心点设备控制。

图1示出的是现有技术中控制点和点设备之间采用PCF模式下的TDMA技术来调度时间片的示意图。如图1所示，中心控制点控制三个点设备，所有的时间片由中心控制点分配。中心控制点把时间片分为三个，在第一时间片内，中心控制点轮询(Poll)第一被控制点设备是否有数据发送。如果第一被控制点设备有数据发送，则第一被控制点设备与中心控制点进行数据传输，在数据传输结束后，第一时间片结束。如果第一被控制点设备没有数据发送，则提前结束第一时间片。

在第二时间片内，中心控制点轮询第二被控制点设备是否有数据发送。如果第二被控制点设备有数据发送，则第二被控制点设备与中心控制点进行数据传输，在数据传输结束后，第二时间片结束。如果第二被控制点设备没有数据发送，则提前结束第二时间片，依次类推，在第三时间片中对第三被控制点设备执行相似的处理。

在时间片内，如果中心控制点想要与被控制点设备通信，则必须首先轮询被控制点设备是否有数据发送，如果有数据发送，则中心控制点记录为轮询成功，如果被控制点设备没有数据发送，则中心控制点记录为轮询失败。轮询在时间片内占用带宽，但是不能提高整个通信系统的吞吐量，特别是频繁地发生轮询失败的时间内，系统的吞吐量明显的下降。现有的技术方案的点对多点通信系统吞吐量低，经常会出现大量轮询失败，这些轮询失败浪费了带宽。例如，如果第一个被控制点设备处于待机状态，则每次对该设备的轮询都会失败。优选的方法是，当出现轮询失败后，下次就不应该轮询这个被控制点，或者长时间不再轮询这个被控制点。

然而，如果仅仅不轮询该被控制点，或者长时间不轮询这个被控制点，则当该被控制点有突发数据时，数据传输的实时性将得不到保证，系统的效率和公平性下降。为此，本发明提出一种在PCF模式下，使用自适应轮询(Adaptive-poll)方法来提高共享介质的带宽调度效率的方法。

发明内容

根据本发明的一方面，提供了一种点对多点通信系统的轮询方法，包括以下步骤：将通信系统中的多个被控制点设备划分为n个优先级，每个优先级包括至少一个被控制点设备，n是自然数；从第1循环到第n循环轮询被控制点设备并根据被控制点设备的轮询结果来调整被控制点设备的优先级，其中，在第i循环中，以第i优先级、第i-1优先级、...第1优先级的顺序依次轮询每个优先级中的被控制点设备，i∈[1，n]；在轮询完一个被控制点设备后，如果该被控制点设备轮询成功，则中心控制点提高该被控制点设备的优先级，如果该被控制点设备轮询失败，则中心控制点降低被控制点设备的优先级。

根据本发明的一方面，如果被控制点设备的轮询成功且被控制点设备的优先级低于第1优先级，则中心控制点将被控制点设备的优先级提高为其中，m表示被控制点设备的当前优先级，表示m/2的向下取整；如果被控制点设备的轮询失败且被控制点设备的优先级高于第n优先级，则中心控制点将被控制点设备的优先级降低1。