CN1192570C - 双层自适应随机接入协议 - Google Patents

Abstract

一个通信系统具有在有多个时隙的数据帧中传送数据的多个站，该多个时隙包括数据时隙DS，新消息小时隙MS0，和/或旧消息小时隙MS1。一个主站根据一个数据帧中的冲突预留请求确定一个新和旧消息范围参数R0和R1。该主站根据预留请求活动量确定新和旧消息小时隙MS0和MS1。

Description

双层自适应随机接入协议

本申请公开了一种与下列1996年10月22日提交的美国专利申请序号No.08/734,909；1996年12月27日提交的美国专利申请序号No.08/777,216；和1996年12月27日提交的美国专利申请序号No.08/777,217的申请中公开的发明类似的发明。

本发明涉及多个站按时分多址方式共同接入共用通信信道的通信系统的协议。

通信系统通常包括经一共用通信信道相互连接的多个站。例如，在共用天线电视(CATV)系统中，一个起始端通过电缆连接到多个用户站。电缆支持从起始端到用户站的下行通信和从用户站到起始端的上行通信。起始端和用户站之间传送的数据是以数据帧形式传送的。因此，当起始端与一个用户站通信时，起始端向用户站发送下行数据帧，当用户站与该起始端通信时，用户站向起始端发送上行数据帧。

在这种CATV系统中，起始端和用户站必须以某种方式共享电缆资源。例如，通常把下行和上行通信分配到不同的频段。在低信号区分配中，向下行通信分配54MHz和750MHz之间及以上的频段，而向上行通信分配42MHz以下的频段。在中信号区分配中，向下行通信分配162MHz及以上的频段，而向上行通信分配5MHz和100MHz之间的频段。在高信号区分配中，向下行通信分配234MHz及以上的频段，而向上行通信分配5MHz和174MHz之间的频段。

此外，用户站也必须以某种方式共享电缆资源。在时分多址(TDMA)CATV系统中，用户站通常在唯一指定的并且是非重叠的时间周期期间通过发送数据共享该电缆。在频分多址(FDMA)CATV系统中，用户站通过把可使用的上行频带宽度分割成多个窄频道并通过为每个用户站分配其本身对应的窄频带共享电缆。在码分多址(CDMA)CATV系统中，用户站通过将其数据消息乘以对应的指定码字和此后发送该结果共享电缆。

为每个用户站指定一个唯一的时隙的常规TDMA系统避免了用户站发送的数据的冲突，但限定了从用户站到起始端的数据通过量。向每个用户站分配其自身对应的窄频带的FDMA系统由于分配给用户站的频带数量是有限的而同样限定了数据通过量。CDMA系统由于其可指定给用户站的码字数量是有限的而同样限定了通信电缆上的数据通过量。

为增加由用户站发送到CATV系统起始端的数据通过量，已知的方式是将支持从用户站到起始端通信的上行数据帧分割成许多小时隙和数据时隙。要把数据发送到起始端的那些用户站在当前上行数据帧(即在离散时间n的上行数据帧)的小时隙中插入一个预留请求。该预留请求请求起始端在随后的上行数据帧(即在离散时间n+1的上行数据帧)中预留数据时隙，以便那些用户站使用。

由于当前系统利用的一个上行数据帧中的小时隙的数量是有限的，接入有限数量小时隙的用户站之间的争用导致预留请求之间的冲突。然而，希望用户站至少将某些预留请求成功地发送到起始端而没有冲突。因此，一般认为最终所有用户站能够在为此目的预留的数据时隙中将其数据发送到起始端。然而，由于系统中小时隙的数量是有限和固定的，该系统中的数据通过量相应也是有限的。

本发明涉及一种自适应地改变一个数据帧中的小时隙数量以便增加数据通过量的自适应随机接入系统。

根据本发明的一个方面，一个接收机包括接收装置、传输参数产生装置、和发射装置。接收装置接收具有范围参数R0和R1的下行数据帧和一个小时隙参数MAP。小时隙参数MAP定义随后的上行数据帧的新消息小时隙MS0和旧消息小时隙MS1。传输参数产生装置在范围参数R1定义的范围内产生一个传输参数N1，并在范围参数R0定义的范围内产生一个传输参数N0。在接收机具有一个旧消息预留请求要重新发送时，发送参数产生装置产生传输参数N1，在接收机具有一个新消息预留请求要发送时，传输参数产生装置产生传输参数N0。如果传输参数N1对应于旧消息小时隙MS1之一，发射装置则在一上行数据帧的一个小时隙中发送旧消息预留请求，如果传输参数N0对应于新消息小时隙MS0之一，发射装置则在一个上行数据帧的一个小时隙中发送新消息预留请求。

根据本发明的另一个方面，一种由通信系统的接收机实施的发送预留请求的方法，包括下列步骤：a)接收具有范围参数R0和R1的下行数据帧和一个小时隙参数MAP，以使小时隙参数MAP定义小时隙MS0和小时隙MS1；b)如果接收机要重新发送一个以前发送的预留请求，在范围参数R1定义的范围内产生传输参数N1；c)如果接收机要发送一个新预留请求，在范围参数R0定义的范围内产生传输参数N0；d)如果发送参数N1对应于小时隙MS1之一，则在一上行数据帧的一个小时隙中重新发送以前发送的预留请求；e)如果传输参数N0对应于小时隙MS0之一，则在一个上行数据帧的一个小时隙中发送新预留请求。

根据本发明的再一个方面，一个通信系统具有在具有多个时隙的数据帧中传送数据的多个站，该多个时隙包括数据时隙RDS(n+1)和/或小时隙MS(n+1)。该通信系统包括范围参数确定装置、小时隙参数确定装置、第一站发射装置、传输参数确定装置，和第二站发射装置。范围参数确定装置位于第一站并确定一个新消息范围参数R0(n+1)和一个旧消息范围参数R1(n+1)。小时隙参数确定装置位于第一站并确定定义新消息小时隙MS0(n+1)和旧消息小时隙MS1(n+1)的小时隙参数MAP。第一站发射装置位于第一站，并向第二站发射新消息范围参数R0(n+1)、旧消息范围参数R1(n+1)、和小时隙参数MAP。传输参数确定装置位于第二站，并在与新消息范围参数R0(n+1)对应范围内确定一个新消息传输参数N0，和在与旧消息范围参数R1(n+1)对应范围内确定一个旧消息传输参数N1。第二站发射装置位于第二站，如果新消息传输参数N0对应于新消息小时隙MS0(n+1)之一，则向第一站发送一个新预留请求，如果旧消息传输参数N1对应于旧消息小时隙MS1(n+1)之一，则向第一站发送一个以前发送的预留请求。

根据本发明的再一个方面，一个发射机包括上行数据帧接收装置、范围参数确定装置、小时隙参数确定装置、和发射装置。上行数据帧接收装置在离散时间n接收一个上行数据帧。范围参数确定装置确定一个新消息范围参数R0(n+1)和一个旧消息范围参数R1(n+1)。小时隙参数确定装置确定定义新消息小时隙MS0(n+1)和旧消息小时隙MS1(n+1)的一个小时隙参数MAP。小时隙参数MAP在离散时间n+1至少部分地定义一个上行数据帧n+1。发射装置发送新消息范围参数R0(n+1)、旧消息范围参数R1(n+1)、和小时隙参数MAP。

当结合附图领会时通过本发明的详细讨论将使本发明的这些和其它特性和优点变得更加显而易见，其中：

图1是一个包括通过电缆连接到多个用户站的一个起始端的CATV系统示意图，并构成根据本发明的通信系统的实例；

图2说明由起始端向图1的用户站发送的一个下行数据帧；

图3至6说明与图2所示的下行数据帧对应的上行数据帧的实例；

图7说明上行数据帧的数据时隙格式；

图8说明图7所示的数据时隙的控制字段格式；

图9说明由图7所示数据时隙的控制字段格式的分段字段识别的一组功能；

图10说明上行数据帧的小时隙格式；

图11A和11B说明由本发明的实施例中图1的起始端执行的程序；和

图12说明由本发明的实施例中图1的每个用户站执行的程序。

图1说明了包括一个起始端12、多个用户站14₁-14_n、和一个电缆16的CATV系统10，其中电缆16使起始端12和用户站14₁-14_n互连。起始端12可以是包含一个处理器的常规硬件设计，该处理器被编程以支持根据本发明经电缆16的下行通信，用户站14₁-14_n可以是分别包含一个处理器的常规硬件设计，该处理器被编程以支持根据本发明被经电缆16的上行通信。

当用户站14₁-14_n具有经电缆16传送到起始端12的数据时，这些用户站首先发出一个预留请求。在发出一个预留请求过程中，由于小时隙携带从用户站14₁-14_n到起始端12的预留请求，用户站14₁-14_n相互争用上行数据帧中有限但可变数量的小时隙。对于被起始端12成功接收的那些预留请求(即由起始端12在其中不存在冲突的小时隙中接收)，起始端12通过由起始端12向成功的用户站14₁-14_n发送的确认来确认预留请求。因此，上行数据帧被分割成时隙S，将这些时隙中的某些或大多数再分割成小时隙MS，以使所有争用和预留活动发生在上行数据帧的小时隙中，和所有数据传输发生在未被再分割的时隙S之一的数据时隙DS中。

小时隙和数据时隙之间的间隙由起始端12在下行数据帧中规定。在这方面，下行数据帧包含确定下一个上行数据帧中小时隙数量和数据时隙数量的参数。用户站14₁-14_n使用这些参数以便做出他们是否可发送预留请求的决定。因此，用户站14₁-14_n争用上行信道的带宽。一个成功的预留请求导致起始端12根据可用性向已成功发送预留请求的每个用户站分配一个或多个数据时隙。可供任何一个用户站使用的数据时隙的数量取决于成功发出预留请求的用户站的数量。

例如，上行和下行数据帧的大小可以相等、可以固定、并且可以定义成例如具有等于至少起始端处理时间和电缆16的往返行程传输延迟之和的大小。

图2说明了一个典型的下行数据帧。每个下行数据帧有四段。第一段包含两个范围参数R0和R1。范围参数R0可由那些已将新消息发送到起始端12的用户站14₁-14_n使用，并因此在下文中称之为新消息范围参数R0。新消息是指以前未发送过预留请求的消息。范围参数R1可由那些已将旧消息发送到起始端12的用户站14₁-14_n使用，并因此在下文中称之为旧消息范围参数R1。旧消息是指以前已发送过预留请求的消息。因此，可由处在争用解决状态中的那些用户站14₁-14_n使用旧消息参数R1。如果用户站以前为新消息发送了一个预留请求，但该用户站仍未从起始端12接收到以前发送的预留请求的确认(例如，由于该预留请求与一个或多个其它预留请求冲突以致起始端12不能成功接收)，该用户站则处在争用解决状态。如下所述，用户站14₁-14_n使用新消息范围参数R0，以便确定何时发送与新消息相关的预留请求，用户站14₁-14_n使用旧消息范围参数R1，以便确定何时重新发送与以前发送的旧消息相关的预留请求。

下行数据帧的第二段包含一个小时隙参数MAP。小时隙参数MAP可以是定义下一个上行数据帧的哪些时隙是小时隙和哪些时隙是数据时隙的布局图。小时隙参数MAP进一步定义在用户站14₁-14_n不处在争用解决状态时哪些小时隙由用户站14₁-14_n使用(这些小时隙在下文被称为新消息小时隙MS0)，和在用户站14₁-14_n处在争用状态时哪些小时隙由用户站14₁-14_n使用(这些小时隙在下文被称为旧消息小时隙MS1)。因此，可认为小时隙参数MAP具有下面三部分：定义下一个上行数据帧的哪些时隙是数据时隙的数据时隙参数DS；定义哪些小时隙是新消息小时隙MS0的新消息小时隙参数MAP0；和定义哪些小时隙是旧消息小时隙MS1的旧消息小时隙参数MAP1。正如从下面结合图12的描述将了解的，一个用户站可同时发送一个新预留请求和一个以前发送的预留请求。

如果小时隙和数据时隙散布在整个上行数据帧中该布局图则特别有用。作为替换，小时隙参数MAP可以是分隔上行数据帧中小时隙和数据时隙以及进一步分隔新消息小时隙MS0和旧消息小时隙MS1之间的小时隙的边界。

下行数据帧的第三段专用于对用户站14₁-14_n在前一个上行数据帧中向起始端12发出的预留请求进行确认。每个确认字段(ACK)可识别(i)被给予确认的用户站，和(ii)预留给所识别的用户站并且所识别的用户站可在其中向起始端12发送一个预留请求的一个数据时隙或多个数据时隙。

下行数据帧的第四段包含可由起始端12用来向用户站14₁-14_n传送数据的时隙(DS₁-DS_n。

图3-6说明在各种负载条件下的上行数据帧。在上行信道中，用户站14₁-14_n使用前一个下行数据帧的小时隙参数MAP，以定义下一个上行数据帧。上行数据帧包含多个时隙。如图3所示，在几个用户站争用可使用时隙的轻负载期间(例如系统起动期间)，所有时隙再分割成新消息小时隙MS0。可将一个时隙再分割成m个固定数量小时隙。可由用户站使用新消息和旧消息小时隙MS0和MS1，以便在正常的争用活动下向起始端12发送预留请求。

如图4所示，如下面讨论的，小时隙的数量根据争用程度和在起始端12的预留请求队列中的预留请求程度动态改变。因此，如图4所示，在用户站14₁-14_n之间已发生争用活动后，下一个上行数据帧中的某些时隙被变换为新消息小时隙MS0，下一个上行数据帧中的某些时隙被变换为旧消息小时隙MS1，下一个上行数据帧中的某些时隙被变换为数据时隙RDS(其中符号RDS是指预留给已成功地发送预留请求的用户站的数据时隙)。然而，可存在比数据时隙RDS相对多的小时隙MS。如图4所示，新消息和旧消息小时隙MS0和MS1以及数据时隙RDS可根据布局图在上行数据帧的整个范围内混合。然而，如果小时隙参数是一个边界，新消息小时隙MS0、旧消息小时隙MS1、和数据时隙RDS在上行数据帧中相互分开。

图5说明繁忙业务量争用期间的一个上行数据帧。该数据帧具有一个减少数量的新消息小时隙MS和一个增加数量的数据时隙RDS以及旧消息小时隙MS1。图6说明作为阻塞结果的一个上行数据帧。阻塞是在争用如此之多以致在上行数据帧中提供极少数量(例如零)的小时隙时发生的情况。

图7说明由一个用户站插入到一个数据时隙RDS中的数据。该数据包括一个表示发送用户站地址的源地址、一个控制字段、预留空间、一个有效负载、和差错检验数据。如图8所示，该图说明了图7所示控制字段结构的一个实例，控制字段可以有两个子字段。这些子字段之一可以是一个携带例如根据图9的信息的分段子字段。这两个子字段中的另一个可以是包含其它识别信息的消息识别符字段。

图10说明了由用户站插入一个小时隙的数据。该数据包括对应用户站的源地址、由对应用户站请求的预留时隙的数量、为将来使用预留的空间、和正向纠错(FCC)信息。

可采用除图7-10所示格式之外的其它格式。

由于起始端12根据由用户站14₁-14_n插入到小时隙的预留请求将数据时隙RDS指定给用户站14₁-14_n，如图7所示插入到一个数据时隙RDS的数据不需要包含源地址，只要起始端12保持其指定给用户站14₁-14_n的数据时隙的一个记录。

在确定(i)下一个上行数据帧(n+1)的新消息和旧消息小时隙MS0(n+1)和MS1(n+1)的数量，和(ii)由用户站14₁-14_n使用新消息和旧消息范围参数R0(n+1)和R1(n+1)确定它们是否可在下一个上行数据帧(n+1)中发送预留请求的过程中，起始端12的处理器执行图11A和11B中说明的程序100。

每当起始端12接收到一个上行数据帧时进入程序100。进入程序100时，程序块102接收一个上行数据帧。刚接收的上行数据帧在此被指定为上行数据帧n并在离散时间n接收。程序块104将任何成功的预留请求存储在一个预留请求队列(缓冲器)DQ中的该数据帧中。程序块106存储：(i)一个可变col0(n)，设定该col0(n)等于其中预留请求在刚接收的n的上行数据帧中冲突的新消息小时隙MS0(n)的数量，和(ii)一个可变col1(n)，设定该col1(n)等于其中预留请求在上行数据帧n中冲突的旧消息小时隙的数量。

程序块108确定刚接收的上行数据帧n中新消息小时隙MS0(n)的数量和旧消息小时隙MS1(n)的数量。由于起始端12预先确定了刚接收的上行数据帧n的新消息小时隙MS0(n)的数量和旧消息小时隙MS1(n)的数量，程序块108可仅从存储器检索新消息小时隙MS0(n)的数量和旧消息小时隙MS1(n)的数量。作为替换，起始端12可对刚接收的上行数据帧n中新消息小时隙MS0(n)的数量和旧消息小时隙MS1(n)的数量计数。

程序块110从存储器检索一个常数。常数N是CATV系统10中用户站14₁-14_n的总数。程序块112根据下面的等式确定新消息范围参数R1(n+1)：

$R1(n+1)=\min \{N,R1\left(n\right)-\mathrm{MS}1\left(n\right)+$

$\frac{e-1}{e-2}(\mathrm{Col}1\left(n\right)+\mathrm{Col}0\left(n\right))\},----\left(1\right)$

其中n表示刚接收的上行数据帧，n+1表示下一个上行数据帧，R1(n+1)是下一个上行数据帧n+1的旧消息范围参数，R1(n)是刚接收的上行数据帧n的旧消息范围参数，N表示由程序块110检索的用户站的总数，MS1(n)是如程序块108确定的刚接收的上行数据帧n中的旧消息小时隙的数量，col0(n)是刚接收的上行数据帧n中冲突的新消息小时隙MS0(n)的数量，col1(n)是刚接收的上行数据帧n中冲突的旧消息小时隙MS1(n)的数量，和e是2.718281828...。

程序块114确定CATV系统10是否处在稳定状态。当该系统处在稳定状态时，当前离散时间n在预留请求队列DQ中存储的预留请求DQ(n)的数量比由程序块102刚接收的上行数据帧n中的数据时隙RDS(n)的数量大，但比数据时隙RDS(n)的数量与一个常数α相乘的数量小。如果系统处在稳定状态，程序块116根据下面的等式确定分配给下一个上行数据帧n+1的小时隙MS(n+1)的数量：

$\mathrm{MS}(n+1)=M=\frac{S}{\frac{k}{e}+\frac{1}{m}}----\left(2\right)$

其中S是一个数据帧中的时隙总数，m是一个时隙被再分割的小时隙的数量，e是2.718281828...，MS(n+1)是下一个上行数据帧n+1的小时隙的数量，k是由预留请求预订的数据时隙的平均数，M是稳定状态的小时隙数量。

如果程序块114确定CATV系统未处在稳定状态，程序块118确定在离散时间n起始端12的预留请求队列DQ中的预留请求DQ(n)的数量是否小于刚接收的上行数据帧n中的数据时隙RDS(n)的数量。如果是这样，程序块120根据下面的等式确定分配给下一个上行数据帧n+1的小时隙MS(n+1)的数量：

MS(n+1)＝m(S-DQ(n))    (3)

其中DQ(n)是在时间n起始端12的预留请求队列DQ中的预留请求DQ(n)的数量。

如果程序块114确定CATV系统10未处在稳定状态，并且如果程序块118确定在离散时间n起始端12的预留请求队列DQ中的预留请求DQ(n)的数量不小于刚接收的上行数据帧n中的数据时隙RDS(n)的数量，程序块122根据下面的等式确定分配给下一个上行数据帧n+1的小时隙MS(n+1)的数量：

$\mathrm{MS}(n+1)=M-m\frac{\mathrm{DQ}\left(n\right)-\mathrm{\αRDS}\left(n\right)}{6}----\left(4\right)$

其中RDS(n)是刚接收的上行数据帧中数据时隙的数量。

程序块124确定将在下一个上行数据帧n+1中发送并由程序块122确定的旧消息范围参数R1(n+1)是否小于将分配给下一个上行数据帧n+1并根据等式(2)-(4)之一确定的小时隙MS(n+1)的数量。如果旧消息范围参数R1(n+1)小于小时隙MS(n+1)的数量，程序块126根据下面的等式确定下一个上行数据帧n+1的旧消息小时隙MS1(n+1)的数量和新消息小时隙MS0(n+1)的数量：

MS1(n+1)＝R1(n+1)                           (5)

MS0(n+1)＝MS(n+1)-MS1(n+1)                  (6)

其中由程序块112确定R1(n+1)，和根据等式(2)-(4)之一确定MS(n+1)。

另一方面，如果旧消息范围参数R1(n+1)不小于小时隙MS(n+1)的数量，程序块128根据下面的等式确定下一个上行数据帧n+1的旧消息小时隙MS1(n+1)的数量和新消息小时隙MS0(n+1)的数量：

MS1(n+1)＝MS(n+1)                 (7)

MS0(n+1)＝0                       (8)

其中根据等式(2)-(4)之一确定MS(n+1)

因此，如同从检验等式(5)-(8)了解到的，MS(n+1)＝MS0(n+1)+MS1(n+1)。

程序块130根据下面的等式确定新消息范围参数R0(n+1)：

$R0(n+1)=\min \{N,\max \{\mathrm{MS}0(n+1),R0\left(n\right)-\mathrm{MS}0\left(n\right)+$

$\frac{e-1}{e-2}\mathrm{Col}0\left(n\right)+\frac{\mathrm{MS}0\left(n\right)}{e}\left\}\right\},----\left(9\right)$

其中n表示刚接收的上行数据帧，n+1表示下一个上行数据帧，R0(n+1)是下一个上行数据帧n+1的新消息范围参数，R0(n)是刚接收的上行数据帧n的新消息范围参数，N表示按程序块110检索的用户站的总数，MS0(n+1)是按程序块126或程序块128中的任何一个确定下一个上行数据帧中新消息小时隙的数量，MS0(n)是按程序块108确定的上行数据帧中新消息小时隙的数量，Col0(n)是刚接收的上行数据帧n中的冲突新消息小时隙MS0(n)的数量，e是2.718281828...。

当程序块130已确定新消息范围参数R0(n+1)，程序块112已确定旧消息范围参数R1(n+1)，程序块126或程序块128中的一个已确定下一个上行数据帧n+1中的新消息小时隙MS0(n+1)的数量，和程序块126或程序块128中的一个已确定下一个上行数据帧n+1中的旧消息小时隙MS1(n+1)的数量时，程序块132发送下一个下行数据帧，该下一个下行数据帧包括(i)新消息和旧消息范围参数R0(n+1)和R1(n+1)，(ii)定义专用于新消息小时隙MS0(n+1)，专用于旧消息小时隙MS1(n+1)，和/或专用于数据时隙RDS的下一个上行数据帧n+1多个部分的小时隙参数MAP，(iii)基于预留请求队列DQ中某些或所有预留请求的确认，和(iv)用户站的任何数据。数据时隙RDS(n+1)的数量可等于例如S-MS(n+1)。

用户站14₁-14_n中的每个用户站执行如图12所示的程序200。进入程序200时，程序块202使对应的用户站等待下一个下行数据帧，该下行数据帧特别包含新消息和旧消息范围参数R0和R1、小时隙参数MAP、和确认(这些确认包括分配给用户站的数据时隙)。接收到下一个下行数据帧时，程序块204确定对应的用户站是否处在争用解决状态。如果对应的用户站在前一个上行数据帧中发送一个预留请求并且在随后的下行数据帧中未接收到确认，该对应用户站则处在争用解决状态。如果对应的用户站处在争用解决状态，程序块206在旧消息范围参数R1建立的范围内产生一个传输参数N1，传输参数N1包含在刚从起始端12接收的下行数据帧中。旧消息范围参数R1建立的范围可以是连同零和R1在内的零和R1之间的范围，连同1和R1在内的1和R1之间的范围，R0和R1之间的范围，或类似范围。传输参数N1用来确定是否允许其对应的用户站向起始端12重新发送以前发送的预留请求。可由程序块206按随机数产生传输参数N1。因此，由于处在争用解决状态中的每个用户站14₁-14_n在旧消息范围参数R1建立的范围内按随机值产生其自身的传输参数N1，这些用户站14₁-14_n的发送概率沿范围R1的间隔统计性地展开。

程序块208确定程序块206产生的N1的值是否对应于由刚从起始端12接收的下行数据帧中包含的小时隙参数MAP定义的旧消息小时隙MS1之一。就是说，如果小时隙参数MAP是一个布局图，程序块208确定N1的值是否等于该布局图中定义的旧消息小时隙MS1之一。另一方面，如果小时隙参数MAP是一个边界，程序块208确定N1的值是否在包含旧消息小时隙MS1的边界内。

如果程序块208确定N1的值不与小时隙参数AMP定义的旧消息小时隙MS1之一对应，则不允许该用户站在下一个上行数据帧中发送以前发送过的预留请求，而代之以必须等待另一个上行数据帧的发送，在该上行数据帧中通过执行程序块204、206、和208尝试重新发送以前发送的预留请求。另一方面，如果N1的值与小时隙参数AMP定义的旧消息小时隙MS1之一对应，程序块210在与传输参数N1具有相同值的旧消息小时隙中向起始端12重新发送以前发送过的预留请求。

如果程序块208确定由程序块206产生的N1的值不与刚从起始端12接收的下行数据帧中包含的小时隙参数MAP定义的旧消息小时隙MS1之一对应，或如果程序块210向起始端12重新发送以前发送过的预留请求，但该用户站未接收到重新发送以前发送的预留请求的确认，用户站在下一次通过程序200期间重新进入争用解决处理(即程序块204-210)，以便确定在下一个上行数据帧期间是否可再次重新发送该以前发送过的预留请求。

如果程序块204确定对应的用户站未处在争用解决状态，或如果程序块208确定程序块206产生的N1的值不与刚从起始端12接收的下行数据帧中包含的小时隙参数MAP定义的旧消息小时隙之一对应，或程序块210向起始端12重新发送以前发送过的预留请求之后，程序块212确定用户站是否有新消息要发送。新消息是针对适当的用户站未发出的前一个预留请求的消息。如果程序块212确定该用户站有新消息要发送，程序块214在新消息范围参数R0建立的范围内产生一个传输参数N0，传输参数N0包含在刚从起始端12接的下行数据帧中。新消息范围参数R0建立的范围可以是连同零和R1在内的零和R1之间的范围，连同1和R1在内的1和R1之间的范围，R0和R1之间的范围，或类似范围。传输参数N0用来确定是否允许其对应的用户站向起始端12发送与新消息相关的新预留请求。可由程序块214按随机数产生传输参数N0。因此，由于每个用户站14₁-14_n在新消息范围参数R0建立的范围内按随机值产生其自身的传输参数N0，这些用户站14₁-14_n的发送概率沿范围R0的间隔统计性地展开。

程序块216确定程序块206产生的N0的值是否对应于由刚从起始端12接收的下行数据帧中包含的小时隙参数MAP定义的新消息小时隙MS0之一。就是说，如果小时隙参数MAP是一个布局图，程序块216确定N0的值是否等于该布局图中定义的新消息小时隙MS0之一。另一方面，如果小时隙参数MAP是一个边界，程序块208确定N0的值是否在包含新消息小时隙MS0的边界内。

如果程序块216确定N0的值不与小时隙参数AMP定义的新消息小时隙MS0之一对应，则不允许该用户站在下一个上行数据帧中发送新预留请求，而代之以必须等待另一个上行数据帧的发送，在该上行数据帧中通过执行程序块212、214、和216尝试发送新预留请求。另一方面，如果N0的值与小时隙参数AMP定义的新消息小时隙MS0之一对应，程序块218向起始端12发送新预留请求。如果用户站未接收到该新预留请求的确认，用户站在下一次通过程序200期间进入争用解决处理(即程序块204-210)，以便确定在下一个上行数据帧期间是否可重新发送该预留请求。

如果程序块212确定对应的用户站有新消息要发送，或如果程序块216确定程序块214产生的N0的值不与刚从起始端12接收的下行数据帧中包含的小时隙参数MAP定义的新消息小时隙MS0之一对应，或程序块218向起始端12发送新预留请求之后，程序块220确定是否已将刚接收的下行数据帧指定给用户站可在其中发送旧消息的下一个上行数据帧中的一个或多个数据时隙RDS。该消息是针对适当的用户站已成功发出的前一个预留请求的消息。如果程序块220确定刚接收的下行数据帧在用户站在其中可发送一个旧消息的下一个上行数据帧中有数据时隙RDS，程序块222则将该消息插入到为该用户站预留的数据时隙中。

如果程序块220确定没有为用户站预留一个数据时隙，或在程序块220响应前一个预留请求将一条消息插入预留的数据时隙之后，程序200返回到程序块202等待下一个下行数据帧。

因此，本发明依据由用户站产生的需求量自适应地为上行信道分配信道资源。随着要向起始端12发送数据的用户站数量的增加，在上行数据帧中发生冲突的机会也增加。随着上行数据帧中冲突次数的增加，新消息和旧消息范围参数R0和R1的值增加，其趋势是减小用户站能够向随后的上行数据帧的小时隙中插入预留请求的概率。此外，随着要向起始端12发送数据的用户站数量的增加，起始端12的预留请求队列DQ中预留请求的数量也增加，分配给随后的上行数据帧的小时隙的数量减少。

同样，随着要向起始端12发送数据的用户站数量的减少，上行数据帧中发生冲突的机会也减少。随着上行数据帧中冲突次数的减少，新消息和旧消息范围参数R0和R1的值减小，其趋势是增加用户站能够向随后的上行数据帧的小时隙中插入预留请求的概率。此外，随着要向起始端12发送数据的用户站数量的减少，起始端12的预留请求队列DQ中预留请求的数量也减少。随着预留请求队列DQ中的预留请求数量的减少，分配给随后的上行数据帧的小时隙数量增加。

于是，随着预留请求数量的增加，起始端12减少分配给用户站的小时隙的数量，以便降低用户站在上行数据帧中发送的成功预留请求的数量。另外，随着上行数据帧的小时隙中冲突次数的增加，新消息和旧消息范围参数R0和R1的值增加，具有在分配给随后的上行数据帧的小时隙中减少允许发送预留请求的用户站数量的效果。因此，小时隙参数MAP0和MAP1以及新消息和旧消息范围参数R0和R1一起工作，以自适应地调节CATV系统中的数据业务量。

上面已讨论了本发明的特定改进。可在本发明领域中对那些实施进行其它改进。例如，如上所述，每个用户站确定其传输参数N1和N0作为随机数，强制这些随机数仅落入新消息和旧消息范围参数R0和R1建立的范围内。而可由每个用户站在伪随机基础上或趋于在整个范围R0和R1中散布用户站的传输参数N1和N0的任何其它基础上确定传输参数N1和N0。因此，应该理解，传输参数N1和N0的随机产生不仅包括传输参数N1和N0的随机产生，而且包括传输参数N1和N0的伪随机产生，以及通过类似方法产生传输参数N1和N0。

另外，上面已描述的上行和下行数据帧的大小是固定的。然而，上行和下行数据帧的大小可以改变，以使这些数据帧的大小取决于例如业务量负荷。

此外，如上所述，当用户站要发送数据时，在产生传输参数N1和N0的过程中由用户站使用新消息和旧消息范围参数R0和R1，而与该数据的优先等级无关。作为替换，当用户站具有低优先等级的数据要发送时，在产生对应的传输参数N1_L和N0_L的过程中可由用户站使用新消息和旧消息范围参数R0_L和R1_L，当用户站具有高优先等级的数据要发送时，在产生对应的传输参数N0_H和N1_H的过程中可由用户站使用更大的新消息和旧消息范围参数R0_H和R1_H。然后，与新消息和旧消息范围参数R0_L和R1_L对应的发送参数N0_L和N1_L确定用户站是否可发送低优先等级数据，然后，与新消息和旧消息范围参数R0_H和R1_H对应的传输参数N0_H和N1_H确定用户站是否可发送高优先等级数据。因此，当用户站具有高优先等级的数据要发送时，这些用户站成功发送预留请求的机会更大。

此外，已结合CATV系统中的数据传输具体描述了本发明。然而，本发明在结合其它类型系统的数据传输中也可使用。

另外，虽然仅按预留数据时隙描述了上面讨论的上行数据帧的数据时隙，应该明白，可针对除预留数据时隙之外的目的使用上行数据帧的数据时隙。

因此，本发明的描述仅构成对本发明的说明，并且目的在于对本领域那些技术人员讲授执行本发明的最好方式。除保留使用所附权利要求范围内的所有改进之外，在实质上不脱离本发明精神的情况下可对其细节做出改变。

Claims (52)

1.一种接收机，包括：

接收装置，用于接收具有范围参数R0和R1的下行数据帧和一个小时隙参数MAP，其中小时隙参数MAP定义随后的上行数据帧的新消息小时隙MS0和旧消息小时隙MS1；

传输参数产生装置，用于在范围参数R1定义的范围内产生一个传输参数N1，和用于在范围参数R0定义的范围内产生一个传输参数N0，其中在接收机具有一个旧消息预留请求要重新发送时，发送参数产生装置产生传输参数N1，和其中在接收机具有一个新消息预留请求要发送时，传输参数产生装置产生传输参数N0；和

发射装置，如果传输参数N1对应于旧消息小时隙MS1之一，用于在一上行数据帧的一个小时隙中发送旧消息预留请求，如果传输参数N0对应于新消息小时隙MS0之一，用于在一个上行数据帧的一个小时隙中发送新消息预留请求。

2.根据权利要求1所述的接收机，其中随后的上行数据帧具有S个时隙，其中S个时隙包括MS小时隙和/或DS数据时隙，其中MS可以从MS最小值变到MS最大值，其中MS＝MS0+MS1，其中DS可以从DS最小值变到DS最大值，其中MS最大值＝S，和其中DS最小值＝0。

3.根据权利要求2所述的接收机，其中DS最大值＝S，和其中MS最小值＝0。

4.根据权利要求2所述的接收机，其中MS最小值＝S-DS最大值≠0。

5.根据权利要求1所述的接收机，其中随后的上行数据帧具有S个时隙，其中S个时隙包括MS小时隙和/或DS数据时隙，其中MS可以从MS最小值变到MS最大值，其中MS＝MS0+MS1，其中DS可以从DS最小值变到DS最大值，其中DS最大值＝S，和其中MS最小值＝0。

6.根据权利要求1所述的接收机，其中随后的上行数据帧具有S个时隙，其中S个时隙包括MS小时隙和/或DS数据时隙，其中MS可以从MS最小值变到MS最大值，其中MS＝MS0+MS1，其中DS可以从DS最小值变到DS最大值，和其中MS最小值＝S-DS最大值≠0。

7.根据权利要求1所述的接收机，其中传输参数N1和N0是随机数。

8.一种发送预留请求的方法，其中由通信系统的接收机实施该方法，该方法包括下列步骤：

a)接收具有范围参数R0和R1的下行数据帧和一个小时隙参数MAP，其中小时隙参数MAP定义小时隙MS0和小时隙MS1；

b)如果接收机要重新发送一个以前发送的预留请求，在范围参数R1定义的范围内产生传输参数N1；

c)如果接收机要发送一个新预留请求，在范围参数R0定义的范围内产生传输参数N0；

d)如果发送参数N1对应于小时隙MS1之一，则在一上行数据帧的一个小时隙中重新发送以前发送的预留请求；和

e)如果传输参数N0对应于小时隙MS0之一，则在一个上行数据帧的一个小时隙中发送新预留请求。

9.根据权利要求8所述的方法，其中上行数据帧具有S个时隙，其中S个时隙包括MS小时隙和/或DS数据时隙，其中MS可以从MS最小值变到MS最大值，其中MS＝MS0+MS1，其中DS可以从DS最小值变到DS最大值，其中MS最大值＝S，和其中DS最小值＝0。

10.根据权利要求9所述的方法，其中DS最大值＝S，和其中MS最小值＝0。

11.根据权利要求9所述的方法，其中  MS最小值＝S-DS最大值≠0。

12.根据权利要求8所述的方法，其中上行数据帧具有S个时隙，其中S个时隙包括MS小时隙和/或DS数据时隙，其中MS可以从MS最小值变到MS最大值，其中MS＝MS0+MS1，其中DS可以从DS最小值变到DS最大值，其中DS最大值＝S，和其中MS最小值＝0。

13.根据权利要求8所述的方法，其中上行数据帧具有S个时隙，其中S个时隙包括MS小时隙和/或DS数据时隙，其中MS可以从MS最小值变到MS最大值，其中MS＝MS0+MS1，其中DS可以从DS最小值变到DS最大值，和其中MS最小值＝S-DS最大值≠0。

14.根据权利要求8所述的方法，其中步骤b)包括产生传输参数N1作为一个随机数的步骤，和其中步骤c)包括产生传输参数N0作为一个随机数的步骤。

15.根据权利要求8所述的方法，其中步骤d)包括在与传输参数N1对应的一个小时隙中重新发送以前发送过的预留请求的步骤，和其中步骤e)包括在与传输参数N0对应的一个小时隙中发送新预留请求的步骤。

16.根据权利要求15所述的方法，其中步骤b)包括产生传输参数N1作为一个随机数的步骤，和其中步骤c)包括产生传输参数N0作为一个随机数的步骤。

17.一种通信系统，具有在有多个时隙的数据帧中传送数据的多个站，其中该多个时隙包括数据时隙RDS(n+1)和/或小时隙MS(n+1)，其特征在于该通信系统包括：

位于第一站的范围参数确定装置，用于确定一个新消息范围参数R0(n+1)和一个旧消息范围参数R1(n+1)；

位于第一站的小时隙参数确定装置，用于确定定义新消息小时隙MS0(n+1)和旧消息小时隙MS1(n+1)的小时隙参数MAP；

位于第一站的第一站发射装置，用于向第二站发射新消息范围参数R0(n+1)、旧消息范围参数R1(n+1)、和小时隙参数MAP；

位于第二站的传输参数确定装置，用于在与新消息范围参数R0(n+1)对应范围内确定一个新消息传输参数N0，和用于在与旧消息范围参数R1(n+1)对应范围内确定一个旧消息传输参数N1；和

位于第二站的第二站发射装置，如果新消息传输参数N0对应于新消息小时隙MS0(n+1)之一，用于向第一站发送一个新预留请求，如果旧消息传输参数N1对应于旧消息小时隙MS1(n+1)之一，用于向第一站发送一个以前发送的预留请求。

18.根据权利要求17所述的通信系统，其中小时隙参数确定装置确定小时隙MS(n+1)如下：

如果RDS(n)＜DQ(n)＜αRDS(n)，根据下面的等式确定小时隙MS(n+1)：

$\mathrm{MS}(n+1)=M=\frac{S}{\frac{k}{e}+\frac{1}{m}};$

如果DQ(n)＜RDS(n)，根据下面的等式确定小时隙MS(n+1)：

MS(n+1)＝m(S-DQ(n))；

和，

如果DQ(n)＞αRDS(n)，根据下面的等式确定小时隙MS(n+1)：

$\mathrm{MS}(n+1)=M-m\frac{\mathrm{DQ}\left(n\right)-\mathrm{\αRDS}\left(n\right)}{6}$

其中RDS(n)是前一个上行数据帧n中的小时隙数量，DQ(n)对应于在离散时间n的预留活动，S是一个数据帧中时隙的总数，m是可将时隙再分割成的小时隙的数量，e是2.718281828...，MS(n+1)是上行数据帧n+1的小时隙数量，MS(n+1)＝MS0(n+1)+MS1(n+1)，k是由预留请求预留的数据时隙的平均数，α是一个常数，M是稳定状态小时隙的数量。

19.根据权利要求17所述的通信系统，其中范围参数确定装置根据下面的等式确定离散时间n+1的旧消息范围参数R1(n+1)：

$R1(n+1)=\min \{N,R1\left(n\right)-\mathrm{MS}1\left(n\right)+\frac{e-1}{e-2}(\mathrm{Col}1\left(n\right)+\mathrm{Col}0\left(n\right))\},$

其中n表示刚接收的一个上行数据帧，n+1表示下一个上行数据帧，R1(n+1)是下一个上行数据帧n+1的旧消息范围参数，R1(n)是刚接收的上行数据帧n的旧消息范围参数，N表示通信系统中用户站的总数，MS1(n)是刚接收的上行数据帧n中旧消息小时隙的数量，Col0(n)是刚接收的上行数据帧n中冲突的新消息小时隙MS0(n)的数量，Col1(n)是刚接收的上行数据帧n中冲突的旧消息小时隙MS1(n)的数量，e是2.718281828...。

20.根据权利要求19所述的通信系统，其中小时隙参数确定装置确定小时隙MS(n+1)如下：

如果RDS(n)＜DQ(n)＜αRDS(n)，根据下面的等式确定小时隙

MS(n+1)：

$\mathrm{MS}(n+1)=M=\frac{S}{\frac{k}{e}+\frac{1}{m}};$

如果DQ(n)＜RDS(n)，根据下面的等式确定小时隙MS(n+1)：

MS(n+1)＝m(S-DQ(n))；

和，

如果DQ(n)＞α RDS(n)，根据下面的等式确定小时隙MS(n+1)：

$\mathrm{MS}(n+1)=M-m\frac{\mathrm{DQ}\left(n\right)-\mathrm{\αRDS}\left(n\right)}{6}$

其中RDS(n)是前一个上行数据帧n中的小时隙数量，DQ(n)对应于在离散时间n的预留活动，S是一个数据帧中时隙的总数，m是可将时隙再分割成的小时隙的数量，e是2.718281828...，MS(n+1)是上行数据帧n+1的小时隙数量，MS(n+1)＝MS0(n+1)+MS1(n+1)，k是由预留请求预留的数据时隙的平均数，α是一个常数，M是稳定状态小时隙的数量。

21.根据权利要求20所述的通信系统，其中小时隙参数确定装置确定新消息小时隙MS0(n+1)和旧消息小时隙MS1(n+1)如下：

如果R1(n+1)＜MS(n+1)，根据下面的等式确定新消息小时隙MS0(n+1)和旧消息小时隙MS1(n+1)：

MS1(n+1)＝R1(n+1)

MS0(n+1)＝MS(n+1)-MS1(n+1)；

如果R1(n+1)≥MS(n+1)，根据下面的等式确定新消息小时隙MS0(n+1)和旧消息小时隙MS1(n+1)：

MS1(n+1)＝MS(n+1)

MS0(n+1)＝0。

22.根据权利要求21所述的通信系统，其中范围参数确定装置根据下面的等式确定离散时间n+1的新消息范围参数R0(n+1)：

$R0(n+1)=\min \{N,\max \{\mathrm{MS}0(n+1),R0\left(n\right)-\mathrm{MS}0\left(n\right)+\frac{e-1}{e-2}\mathrm{Col}0\left(n\right)+\frac{\mathrm{MS}0\left(n\right)}{e}\left\}\right\}$

其中MS0(n)是刚接收的上行数据帧n中旧消息小时隙的数量。

23.根据权利要求17所述的通信系统，其中范围参数确定装置根据刚接收的上行数据帧n的旧消息范围参数R1(n)，根据用户站的总数，根据刚接收的上行数据帧n中旧消息小时隙MS1(n)的数量，根据刚接收的上行数据帧n中冲突的新消息小时隙MS0(n)的数量，和根据刚接收的上行数据帧n中冲突的旧消息小时隙MS1(n)的数量确定旧消息范围参数R1(n+1)。

24.根据权利要求23所述的通信系统，其中小时隙参数确定装置根据预留请求活动量确定小时隙MS(n+1)。

25.根据权利要求24所述的通信系统，其中小时隙参数确定装置根据R1(n+1)和MS(n+1)确定新消息小时隙MS0(n+1)和旧消息小时隙MS1(n+1)。

26.根据权利要求25所述的通信系统，其中范围参数确定装置根据刚接收的上行数据帧n的新消息范围参数R0(n+1)，根据用户站的总数，根据刚接收的上行数据帧n中新消息小时隙MS0(n)的数量，根据MS0(n+1)，和根据刚接收的上行数据帧n中冲突的新消息小时隙MS0(n)的数量确定新消息范围参数R0(n+1)。

27.根据权利要求24所述的通信系统，其中小时隙参数确定装置根据MS(n+1)确定新消息小时隙MS0(n+1)和旧消息小时隙MS1(n+1)。

28.根据权利要求27所述的通信系统，其中范围参数确定装置根据刚接收的上行数据帧n的新消息范围参数R0(n+1)，根据用户站的总数，根据刚接收的上行数据帧n中新消息小时隙MS0(n)的数量，根据MS0(n+1)，和根据刚接收的上行数据帧n中冲突的新消息小时隙MS0(n)的数量确定新消息范围参数R0(n+1)。

29.根据权利要求1 7所述的通信系统，其中范围参数确定装置根据刚接收的上行数据帧n中冲突的小时隙的数量确定旧消息范围参数R1(n+1)。

30.根据权利要求29所述的通信系统，其中小时隙参数确定装置根据预留请求活动量确定小时隙MS(n+1)。

31.根据权利要求30所述的通信系统，其中小时隙参数确定装置根据R1(n+1)和MS(n+1)确定新消息小时隙MS0(n+1)和旧消息小时隙MS1(n+1)。

32.根据权利要求31所述的通信系统，其中范围参数确定装置根据刚接收的上行数据帧n中冲突的小时隙的数量确定新消息范围参数R0(n+1)。

33.根据权利要求30所述的通信系统，其中小时隙参数确定装置根据MS(n+1)确定新消息小时隙MS0(n+1)和旧消息小时隙MS1(n+1)。

34.根据权利要求33所述的通信系统，其中范围参数确定装置根据刚接收的上行数据帧n中冲突的小时隙的数量确定新消息范围参数R0(n+1)。

35.一种发射机，包括：

上行数据帧接收装置，用于在离散时间n接收一个上行数据帧；

范围参数确定装置，用于确定一个新消息范围参数R0(n+1)和一个旧消息范围参数R1(n+1)；

小时隙参数确定装置，用于确定定义新消息小时隙MS0(n+1)和旧消息小时隙MS1(n+1)的一个小时隙参数MAP，其中小时隙参数MAP在离散时间n+1至少部分地定义一个上行数据帧n+1；和

发射装置，用于发送新消息范围参数R0(n+1)、旧消息范围参数R1(n+1)、和小时隙参数MAP。

36.根据权利要求35所述的发射机，其中小时隙参数确定装置确定小时隙MS(n+1)如下：

如果RDS(n)＜DQ(n)＜αRDS(n)，根据下面的等式确定小时隙MS(n+1)：

$\mathrm{MS}(n+1)=M=\frac{S}{\frac{k}{e}+\frac{1}{m}}=\frac{\mathrm{Sem}}{e+\mathrm{km}};$

如果DQ(n)＜RDS(n)，根据下面的等式确定小时隙MS(n+1)：

MS(n+1)＝m(S-DQ(n))；

和，

如果DQ(n)＞αRDS(n)，根据下面的等式确定小时隙MS(n+1)：

$\mathrm{MS}(n+1)=M-m\frac{\mathrm{DQ}\left(n\right)-\mathrm{\αRDS}\left(n\right)}{6}$

其中RDS(n)是前一个上行数据帧n中的小时隙数量，DQ(n)对应于在离散时间n的预留活动，S是一个数据帧中时隙的总数，m是可将时隙再分割成的小时隙的数量，e是2.718281828...，MS(n+1)是上行数据帧n+1的小时隙数量，MS(n+1)＝MS0(n+1)+MS1(n+1)，k是由预留请求预留的数据时隙的平均数，α是一个常数，M是稳定状态小时隙的数量。

37.根据权利要求35所述的发射机，其中范围参数确定装置根据下面的等式确定离散时间n+1的旧消息范围参数R1(n+1)：

$R1(n+1)=\min \{N,R1\left(n\right)-\mathrm{MS}1\left(n\right)+\frac{e-1}{e-2}(\mathrm{Col}1\left(n\right)+\mathrm{Col}0\left(n\right))\},$

其中n表示刚接收的一个上行数据帧，n+1表示下一个上行数据帧，R1(n+1)是下一个上行数据帧n+1的旧消息范围参数，R1(n)是刚接收的上行数据帧n的旧消息范围参数，N表示网络中用户站的总数，MS1(n)是刚接收的上行数据帧n中旧消息小时隙的数量，Col0(n)是刚接收的上行数据帧n中冲突的新消息小时隙MS0(n)的数量，Col1(n)是刚接收的上行数据帧n中冲突的旧消息小时隙MS1(n)的数量，e是2.718281828...。

38.根据权利要求37所述的发射机，其中小时隙参数确定装置确定小时隙MS(n+1)如下：

如果RDS(n)＜DQ(n)＜αRDS(n)，根据下面的等式确定小时隙MS(n+1)：

$\mathrm{MS}(n+1)=M=\frac{S}{\frac{k}{e}+\frac{1}{m}}=\frac{\mathrm{Sem}}{e+\mathrm{km}};$

如果DQ(n)＜RDS(n)，根据下面的等式确定小时隙MS(n+1)：

MS(n+1)＝m(S-DQ(n))；

和，

如果DQ(n)＞αRDS(n)，根据下面的等式确定小时隙MS(n+1)：

$\mathrm{MS}(n+1)=M-m\frac{\mathrm{DQ}\left(n\right)-\mathrm{\αRDS}\left(n\right)}{6}$

其中RDS(n)是前一个上行数据帧n中的小时隙数量，DQ(n)对应于在离散时间n的预留活动，S是一个数据帧中时隙的总数，m是可将时隙再分割成的小时隙的数量，e是2.718281828...，MS(n+1)是上行数据帧n+1的小时隙数量，MS(n+1)＝MS0(n+1)+MS1(n+1)，k是由预留请求预留的数据时隙的平均数，α是一个常数，M是稳定状态小时隙的数量。

39.根据权利要求38所述的发射机，其中小时隙参数确定装置确定新消息小时隙MS0(n+1)和旧消息小时隙MS1(n+1)如下：

如果R1(n+1)＜MS(n+1)，根据下面的等式确定新消息小时隙MS0(n+1)和旧消息小时隙MS1(n+1)：

MS1(n+1)＝R1(n+1)

MS0(n+1)＝MS(n+1)-MS1(n+1)；

如果R1(n+1)≥MS(n+1)，根据下面的等式确定新消息小时隙MS0(n+1)和旧消息小时隙MS1(n+1)：

MS1(n+1)＝MS(n+1)

MS0(n+1)＝0。

40.根据权利要求39所述的发射机，其中范围参数确定装置根据下面的等式确定离散时间n+1的新消息范围参数R0(n+1)：

$R0(n+1)=\min \{N,\max \{\mathrm{MS}0(n+1),R0\left(n\right)-\mathrm{MS}0\left(n\right)+\frac{e-1}{e-2}\mathrm{Col}0\left(n\right)+\frac{\mathrm{MS}0\left(n\right)}{e}\left\}\right\}$

其中MS0(n)是刚接收的上行数据帧n中旧消息小时隙的数量。

41.根据权利要求35所述的发射机，其中范围参数确定装置根据刚接收的上行数据帧n的旧消息范围参数R1(n)，根据网络中用户站的总数，根据刚接收的上行数据帧n中旧消息小时隙MS1(n)的数量，根据刚接收的上行数据帧n中冲突的新消息小时隙MS0(n)的数量，和根据刚接收的上行数据帧n中冲突的旧消息小时隙MS1(n)的数量确定旧消息范围参数R1(n+1)。

42.根据权利要求41所述的发射机，其中小时隙参数确定装置根据预留请求活动量确定小时隙MS(n+1)。

43.根据权利要求42所述的发射机，其中小时隙参数确定装置根据R1(n+1)和MS(n+1)确定新消息小时隙MS0(n+1)和旧消息小时隙MS1(n+1)。

44.根据权利要求43所述的发射机，其中范围参数确定装置根据刚接收的上行数据帧n的新消息范围参数R0(n+1)，根据网络中用户站的总数，根据刚接收的上行数据帧n中新消息小时隙MS0(n)的数量，根据MS0(n+1)，和根据刚接收的上行数据帧n中冲突的新消息小时隙MS0(n)的数量确定新消息范围参数R0(n+1)。

45.根据权利要求42所述的发射机，其中小时隙参数确定装置根据MS(n+1)确定新消息小时隙MS0(n+1)和旧消息小时隙MS1(n+1)。

46.根据权利要求45所述的发射机，其中范围参数确定装置根据刚接收的上行数据帧n的新消息范围参数R0(n+1)，根据网络中用户站的总数，根据刚接收的上行数据帧n中新消息小时隙MS0(n)的数量，根据MS0(n+1)，和根据刚接收的上行数据帧n中冲突的新消息小时隙MS0(n)的数量确定新消息范围参数R0(n+1)。

47.根据权利要求35所述的发射机，其中范围参数确定装置根据刚接收的上行数据帧n中冲突的小时隙的数量确定旧消息范围参数R1(n+1)。

48.根据权利要求47所述的发射机，其中小时隙参数确定装置根据预留请求活动量确定小时隙MS(n+1)。

49.根据权利要求48所述的发射机，其中小时隙参数确定装置根据R1(n+1)和MS(n+1)确定新消息小时隙MS0(n+1)和旧消息小时隙MS1(n+1)。

50.根据权利要求49所述的发射机，其中范围参数确定装置根据刚接收的上行数据帧n中冲突的小时隙的数量确定新消息范围参数R0(n+1)。

51.根据权利要求48所述的发射机，其中小时隙参数确定装置根据MS(n+1)确定新消息小时隙MS0(n+1)和旧消息小时隙MS1(n+1)。

52.根据权利要求51所述的发射机，其中范围参数确定装置根据刚接收的上行数据帧n中冲突的小时隙的数量确定新消息范围参数R0(n+1)。

Images