[发明专利]在一个基于分组的数据系统中的带宽控制

说明书

本发明涉及在一个基于分组的数据系统中的带宽控制。

图1表示一个通常的多点对单点的基于分组的数据系统100(例如那些用于各种计算机网络以及各种通信系统的数据系统)的简要的方框图，其中一个基站102跟多个网络节点进行通信，在本文中，诸网络节点被称为诸网络接口单元(诸NIU)104。在下行方向，基站102的发射机106向诸NIU发送诸数据分组。在上行方向，诸NIU中的一个或多个向基站102的接收机108发送诸数据分组。在一个可能的实施例中，使用一种时分多址(TDMA)方案，在上行与下行两个方向上诸数据分组被交织在一起。该基站以及诸NIU都是在该数据系统中的不同的诸节点，并由该基站来控制该网络的带宽(例如，针对上行方向的传输，向各个不同的NIU分配诸时隙)。

当例如在一个远程通信应用场合中使用时，在数据系统100中的每一个NIU104，为该网络中的一个电话或其他节点提供通往该数据系统的接口，并且基站102可以是位于一个中心局里面的一部交换机，或者是与多个NIU进行通信的其他部件。在这样一种应用中，每一个NIU104都能够向基站102发送各种控制报文。各种控制报文是在各个NIU以及该基站之间进行交换的信息，这些信息使得该基站在该通信系统所分配的带宽范围内适当地监测和维持诸通信信道。使用众所周知的分时ALOHA技术，例如，在该上行方向上，可以将诸控制报文嵌入到从该NIU发往该基站的诸分组之中。当一次电话呼叫有待于送达一个特定的NIU104时，该基站102为该NIU分配一个特定的信道以便用于它的上行通信。然而，当一个特定的NIU需要开始一次电话呼叫时，它必须向该基站发送一组上行控制报文，以便为这次电话呼叫请求带宽。由于该NIU没有一条已经分配好的专门的信道，所以它可以任意地或随机地为它的带宽请求报文选择一条信道。这组上行报文可能跟在同一信道中从一个或多个其他NIU发往该基站的其他上行报文发生冲突，从而导致不能被该基站精确地处理的被损坏了的诸报文。

根据分时的ALOHA技术，当两个或多个NIU试图在同一时间内发送这样的控制报文时，为了保证成功的NIU到基站单元的诸报文通信，随即执行一种冲突/后退算法。一种通常的冲突/后退算法要求每一个正在竞争中的NIU在延迟一个随机的时间间隔之后重发它的带宽请求。不幸的是，当许多NIU试图在同一时间内发出各种控制报文时，所引起的冲突、重发、以及进一步的冲突可能有效地阻塞了几乎所有的上行报文传输。这种情况是不希望发生的，因为从理论上来说，在格外地高的呼叫容量下，可能出现这样一种过负荷状态，它使该系统向诸NIU分配带宽的能力(例如，对各种电话系统来说，就是向新的诸呼叫提供拨号音)受到限制。

本发明专注于一种后退(back-off)策略，这种策略能解决在重负荷的基于分组的数据系统中因各种报文冲突而引起的各种问题。

根据一个实施例，本发明是在一个基于分组的、包括一个基站以及多个网络接口单元(诸NIU)的系统中用以控制带宽的一种方法，该基站向诸NIU发送特定的数据，其中诸NIU被编为两个或多个小组，并且该特定数据标识那些NIU小组被授权向该基站发送各种上行报文。只有已被授权的诸NIU才能向该基站发送各种上行报文。

通过以下的详细说明，所附的权利要求书以及诸附图，将使本发明的其他方面、特征和优点变得更加鲜明，在诸附图中：

图1表示一种通常的基于分组的数据系统的简要的方框图；

图2提供了一种图解显示，说明如何使用双比特小组字来标识四个不同的NIU小组；

图3表示当在该代码字中的所有比特都被置位(置1)时，这四个NIU小组的状态；

图4(A)-(B)表示对于双比特代码字的一个第1级后退；

图5(A)-(D)表示对于双比特代码字的一个第2级后退；

图6提供一种图解显示，说明如何使用4比特小组字来标识1 6个不同的NIU小组；

图7(A)-(D)表示对于4比特代码字的一个第1级后退；

图8(A)-(D)表示对于4比特代码字的一个第2级后退；

图9(A)-(B)表示对于4比特代码字的一个第3级后退；以及

图10(A)-(B)表示对于4比特代码字的一个变通的第1级后退。