[其他]多址通信系统

说明书

本发明涉及一种适用于多址通信系统进行通讯的方法，它在汽车无线电动态信道分配系统、局部地区网（LANS）以及卫星通信线路中具有特殊的，但不是唯一的应用。为了便于描述，将将参照汽车无线电动态通道分配（中继）系统来描述本发明，但是要理解，上述方法还适于其它多址通信系统。

中继系统的特点在于许多用户同时试图得到对应于他们的地址的问题。这些选址尝试（它可被认为是通话请求）可能冲突而被破坏，并且在缺少任何形式控制的情况下会产生一种不稳定状况，在这种情况下，被破坏的通话请求数目增加，引起被转发的请求数目增加，而这本身又导致进一步破坏并且终归引起系统的全部阻塞。通话请求经由单个信号传输通道被传送到一个中央系统控制计算机，它在下文被叫做系统控制机，并且该系统控制机按照某些预定的准则来分配话音通道。在最简单的单个信号通道系统的情况下，该信号通道必须被用来作信号和话音的传输。

为了缓和这些冲突问题，可控多址规约被用来训练用户设法获得地址。同样，也能增加通过量，即系统在单位时间内已获得成功的通话请求的数目。

1970年秋季联台计算机会议AFIPS会议会刊37，281-285的“Aloha系统-用于计算机通信的另一个替换物”一文中，N.Abramson提出被称为“纯Aloha”的最初的多址规约。借助这个规约，用户发送一个请求并且等待来自系统控制机的对他们的请求的某种形式的证实信号;如果没有听见证实信号，用户在重新试做之前需等待一个随机时间。

“纯Aloha”的通过量通过一个被称为“有隙Aloha”的改进的规约被加倍，“有隙Aloha”只允许用户在间断的时隙内发送请求，每个请求占据一个时隙。尽管这个改进了通过量，但“有隙Aloha”还是存有实际上的缺点，例如在忙时期间的不稳定性。

为了克服这些缺点，一个被称为“成帧Aloha”的规约进一步发展了“有隙Aloha”，该“成帧Aloha”在英国专利说明书2063011A（PHB32679）中被公开。在“成帧Aloha”中，系统控制机每隔一段时间间隔地在信号传输通道上发送一个被称为“Alohanow”的同步消息，它表示紧跟着的n时隙可以用来使用户经由该信号传输通道去发送请求（新请求或是失败请求以后重发的请求）给系统控制机。时隙的数目n是一个在系统设计阶段决定的常数。按照这个规约，请求被包含在所知的时帧内，简化了系统控制策略。然而，具有固定数目n的时隙的缺点是它没考虑到闲时与忙时之间请求数目的变化，并且这会引起闲时的不必要的长时间信息延迟以及忙时的不稳定性。

使可获得的时隙数目与请求数目相匹配的尝试被公开于英国专利说明书2069799B（PHN9693）中，并被称为“动态帧长Aloha”（DFLA）。这个规约包括用于动态控制帧长的方法，那就是在一个帧接一个帧的基础上校正时隙的数目n。通过观测前帧中的事件，诸如被筛选（或冲突）的时隙、空闲的时隙以及获得成功的时隙的数目，以及从呼叫到达率的估计数目来计算数目n。通过在这个方法中使用反馈控制，在许多运行状况下都可获得稳定性，附加的选址时间（用户要求请求与该请求被证实之间的时间延迟）被减少了。然而，只有帧长能被无限增加，才能应付极大量通话请求的要求，这个形式的DFLA才能稳定。事实上，这是不可能的，因为该Aloha信息只包含一定数目的数据比特来确定不同的帧长，因而，由此得出DFLA的通过量在大通信量负载的情况下会低。此外，还存有不希望极长的帧的情况。相反，在小通信量的情况下，DFLA有缺点，那就是为了将选址时间减到最少，中央基地台发射机通常要连续不断地发射。这增加了对其它无线电系统的干扰的可能，并且也可能缩短发射机的工作寿命。

在大通信量的情况下提供稳定性的另一个途径由JohnI.Capetanakis在IEEE的信息理论分册，1979年9月、Ⅱ-25卷第5期505页到515页上。“用于信息组广播通道的树枝状算法”一文中公开了。在该树枝状算法中，一棵树包括一个根节，一对分枝从该根节伸展。所说的分枝中的每一个都在各自的节点分成两个，并且在较远的节继续一分为二，直到一对源点被各自的细枝连接到一个有关的节点为止。