[发明专利]一种实现C-HPAV标准的EOC系统中TDMA的DBA方法

说明书

技术领域

本发明涉及有线电视网络宽带接入EOC通信领域，尤其涉及基于中国有线电视宽带接入C-HPAV标准的EOC系统TDMA的DBA方法；

背景技术

随着人们对网络需求的迅速发展以及网络上承载的业务和应用日益丰富，加强有线电视双向网网络建设是有线电视运营商急需解决的下一代广播网（NGB）的问题。而NGB的最核心关键技术就是双向化有线电视网络即家庭用户基于有线电视网路的宽带接入技术-EOC。EOC是通过有线电视同轴电缆传输以太网数据信号的最后100米的宽带网络接入技术。通过EOC技术实现同轴电缆在传输CATV 模拟电视和数字电视信号的同时，传输以太网数据； 

中国广电总局于2013年颁布了有线电视同轴电缆宽带接入EOC标准C-HPAV（标准号GY/T 269—2013）。该标准物理层采用自适应多载波调制方式，MAC层采用CSMA 和TDMA融合的接入方式，网络层采用点对多点的树型有线电视同轴电缆网络结构。其抗干扰、抗噪声能力强，保证QoS，易于使用、安装、维护；

在现有的C-HPAV标准EOC设备中，对于大量数据流以及单一业务数据流的设备带宽利用和动态带宽分配上，没有很好的有效解决办法。本发明面向C-HPAV的EOC的高效DBA机制提出了一种跨层的网络流量预测的实现方式，MAC层能够根据过去和现在的物理层数据流量信息进行预先的估计和推测，对网络流量出现的可能状态做出合理的、在允许误差范围内的预测，以预测值来及时调整DBA参数，这样在CLT做DBA时，不需要用另一个专门的TDMA时隙作为CNU向CLT报告确切的将要通信的PB数，节省了通信时隙，增加了数据吞吐量，减少了系统复杂度。

发明内容

（一）要解决的技术问题 

现有EOC通信设备中，CLT为每个CNU分配信道资源时，系统剩余带宽的利用率低，分配常常不合理。本发明的主要目的在于提供一种基于网络流量预测实现DBA的方法, 解决带宽利用率低及分配不合理的问题，提高了系统数据吞吐率及带宽的使用率。

 （二）技术方案 

C-HPAV标准定义了EOC物理层、MAC层、网络管理及维护，规范了EOC系统的协议层次结构，并对EOC系统参数进行了定义。其总体要求定义了系统的功能要求、业务承载能力以及带宽要求；其物理层定义了系统采用的工作频率、信道编码与调制方式、数据单元格式，以及发送端与接受端的电气要求；其MAC层定义了介质访问控制机制、控制面与数据面的运作机制，以及帧格式；网络管理和维护规定了网络注册流程、远端设备管理及维护方法、管理消息格式，以及系统的安全机制；

C-HPAV标准物理层定义了数据单元格式，以PB作为数据发送单元，大小固定为136字节或者520字节。MAC层数据帧流被分成128字节或512字节固定长度的数据分片。因此，基于C-HPAV标准的EOC设备，MAC层可以通过统计物理层PB的数目来准确的计算出网络上的数据流量；

C-HPAV标准MAC层调度采用周期信标（Beacon）的信道接入访问机制。MAC层提供了两种数据传输信道访问模式：CSMA和TDMA。CSMA机制采用冲突避免及随机退避方式实现信道共享，TDMA机制以时分复用的分配不同时隙的方式实现上下行双向业务数据带宽调度，并公平分配信道资源。在TDMA机制下，系统为每一个CNU公平分配信道时隙。但在实际网络环境下，很多时候对于每一个CNU上的网络流量是不相同的，如果以完全平均的方式分配时隙分给每一个CNU，势必会造成整个系统带宽利用率降低，部分系统空闲带宽浪费，系统整体吞吐量低。为了提高整个EOC系统的带宽利用率，有必要对不同的CNU进行不同大小的时隙分配即DBA调度。本发明针对C-HPAV标准的EOC的DBA算法。在进行DBA调度时，CLT的MAC层记录下每个CNU前N个通信周期中，上行和下行发送的物理层PB数目，将这前N个通信周期内统计的PB个数序列作为样本，对这些样本数进行加权求平均，得到下一通信周期内CNU发送的PB个数的预测值。以这个预测值，作为设备带宽分配的参数，实现自适应带宽调整。这样在CLT做DBA时，不需要用另一个专门的TDMA时隙作为CNU向CLT报告确切的将要通信的PB数，节省了通信时隙，增加了数据吞吐量，减少了系统复杂度；

对于一些突发性较强，变化过于频繁的网络数据流，为了减小误差，CLT在给每个CNU分配带宽时，可以对采样预测的通信周期数目进行相应的调整：在网络数据流相对平稳的情况下，增大预测的通信周期数目；在网络数据流突发性较强时，减少预测的通信周期数目。