DE19816350A1 - Zweistufiges anpassungsfähiges Protokoll mit wahlfreiem Zugriff - Google Patents
Zweistufiges anpassungsfähiges Protokoll mit wahlfreiem ZugriffInfo
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- H04N7/173—Analogue secrecy systems; Analogue subscription systems with two-way working, e.g. subscriber sending a programme selection signal
- H04N7/17309—Transmission or handling of upstream communications
Description
Diese Patentanmeldung offenbart eine Erfindung, die den
Erfindungen ähnlich ist, die in folgenden Patentanmeldungen
offenbart werden: US-Patentanmeldung Seriennummer
08/734.909, eingereicht am 22. Oktober 1996; US-Patent
anmeldung Seriennummer 08/777.216, eingereicht am 27.
Dezember 1996; und US-Patentanmeldung Seriennummer
08/777.217, eingereicht am 27. Dezember 1996.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Protokoll für ein
Kommunikationssystem, in dem sich mehrere Stationen den
Zugang zu einem gemeinsamen Kommunikationskanal nach einem
Mehrfachzugriffsformat im Zeitmultiplex teilen.
Kommunikationssysteme schließen normalerweise eine Vielzahl
an Stationen ein, die miteinander über einen
Kommunikationskanal verbunden sind. In einer
Großgemeinschaftsantennenanlage (CATV) zum Beispiel wird eine
Hauptstation durch ein Kabel mit einer Vielzahl von
Teilnehmerstationen verbunden. Das Kabel unterstützt
"abwärtsgerichtete" (Downstream) Kommunikation von der
Hauptstation zu den Teilnehmerstationen und
"aufwärtsgerichtete" (Upstream) Kommunikation von den
Teilnehmerstationen zur Hauptstation. Daten, die zwischen der
Hauptstation und den Teilnehmerstationen übertragen werden,
werden in Datenrahmen übertragen. Demzufolge ist es so, daß -
wenn die Hauptstation mit einer Teilnehmerstation
kommuniziert, die Hauptstation einen Downstream-Datenrahmen
zur Teilnehmerstation überträgt - und wenn eine
Teilnehmerstation mit der Hauptstation kommuniziert,
überträgt die Teilnehmerstation einen Upstream-Datenrahmen
zur Hauptstation.
In einem solchen CATV-System müssen sich die Hauptstation und
die Teilnehmerstationen auf irgendeine Weise die Ressourcen
des Kabels teilen. So werden zum Beispiel Downstream-
Kommunikationen und Upstream-Kommunikationen normalerweise
unterschiedlichen Frequenzbereichen zugeordnet. In einer
unterteilten Zuordnung werden die Downstream-Kommunikationen
einem Frequenzbereich zwischen 54 MHz und 750 MHz und höher
zugeordnet, während Upstream-Kommunikationen einem
Frequenzbereich unter 42 MHz zugeordnet werden. In einer
mittengeteilten Zuordnung werden Downstream-Kommunikationen
einem Frequenzbereich von 162 MHz und höher zugeordnet,
während Upstream-Kommunikationen einem Frequenzbereich
zwischen 5 bis 100 MHz zugeordnet werden. In einer
hochgeteilten Zuordnung werden Downstream-Kommunikationen
einem Frequenzbereich von 234 MHz und höher zugeordnet,
während Upstream-Kommunikationen einem Frequenzbereich
zwischen 5 MHz und 174 MHz zugeordnet werden.
Außerdem müssen sich auch die Teilnehmerstationen die
Ressourcen des Kabels in irgendeiner Weise teilen. In einem
CATV-System mit Mehrfachzugriff im Zeitmultiplex (TDMA)
teilen sich die Teilnehmerstationen normalerweise das Kabel,
indem sie Daten während Zeitspannen übertragen, die einmalig
Form zugewiesen werden und nicht überlappend. In einem CATV-
System mit Mehrfachzugriff im Frequenzmultiplex (FDMA) teilen
sich die Teilnehmerstationen das Kabel, indem die verfügbare
Frequenzbandbreite in zahlreiche Schmalfrequenzkanäle
aufgeteilt wird, und indem jeder Teilnehmerstation ihr
eigenes entsprechendes Schmalfrequenzband zugeordnet wird. In
einem CATV-System mit Vielfachzugriff durch Codetrennung
(CDMA) teilen sich die Teilnehmerstationen das Kabel durch
Multiplizieren ihrer Datenmitteilungen mit entsprechenden
zugeordneten Codewörtern und anschließendes Übertragen des
Ergebnisses.
Ein herkömmliches TDMA-System, das jede Teilnehmerstation
einem einmaligen Zeitschlitz zuordnet, verhindert Kollisionen
von Daten, die von den Teilnehmerstationen übertragen werden,
beschränkt aber die Menge an Datendurchlauf von den
Teilnehmerstationen zur Hauptstation. Ein FDMA-System, das
jeder Teilnehmerstation ihr eigenes, entsprechendes
Schmalfrequenzband zuordnet, beschränkt auf ähnliche Weise
den Durchlauf, da die Anzahl an Frequenzbändern, die den
Teilnehmerstationen zugeordnet werden, beschränkt ist. Das
CDMA-System beschränkt ebenfalls den Durchlauf über ein
Kommunikationskabel, da die Anzahl der Codewörter, die den
Teilnehmerstationen zugeordnet werden können, begrenzt ist.
Um den Durchlauf der Daten, die von den Teilnehmerstationen
an die Hauptstation eines CATV-Systems übertragen werden, zu
erhöhen, ist es bekannt, den Upstream-Datenrahmen, der die
Kommunikation von den Teilnehmerstationen zur Hauptstation
unterstützt, in eine Reihe von Minischlitzen und
Datenschlitzen zu unterteilen. Diejenigen
Teilnehmerstationen, die Daten haben, die an die Hauptstation
zu übertragen sind, müssen eine Reservierungsanforderung in
einen Minischlitz des aktuellen Upstream-Datenrahmens
einfügen (d. h. der Upstream-Datenrahmen zur diskreten Zeit
n). Diese Reservierungsanforderung fordert die Hauptstation
auf, Datenschlitze in einem folgenden Upstream-Datenrahmen
(z. B. der Upstream-Datenrahmen zur diskreten Zeit n + 1) für
die Verwendung durch solche Teilnehmerstationen zu
reservieren.
Da die Anzahl der Minischlitze in einem Upstream-Datenrahmen,
die von solchen aktuellen Systemen verwendet werden, begrenzt
ist, führt die Konkurrenz zwischen den Teilnehmerstationen um
den Zugang zu der begrenzten Anzahl an Minischlitzen zu
häufigen Kollisionen zwischen Reservierungsanforderungen. Man
hofft jedoch, daß zumindest einige Reservierungsanforderungen
erfolgreich von den Teilnehmerstationen an die Hauptstation
ohne Kollision übertragen werden. Daher wird im allgemeinen
davon ausgegangen, daß letztendlich alle Teilnehmerstationen
imstande sein werden, ihre Daten an die Hauptstation in
Datenschlitzen zu übertragen, die für diesen Zweck reserviert
sind. Da aber die Anzahl der Minischlitze in solchen Systemen
begrenzt und festgelegt ist, ist auch der Durchsatz in einem
solchen System entsprechend begrenzt.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein anpassungsfähiges
System mit wahlfreiem Zugriff, das in anpassungsfähiger Weise
die Anzahl an Minischlitzen in einem Datenrahmen variiert, um
den Datendurchsatz zu erhöhen.
In Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden
Erfindung umfaßt ein Empfänger Empfangsmittel, Mittel zur
Erzeugung von Übertragungsparametern und Übertragungsmittel.
Das Empfangsmittel empfängt einen Downstream-Datenrahmen, der
Bereichsparameter R0 und R1 und einen Minischlitz-Parameter
MAP aufweist. Der Minischlitz-Parameter MAP definiert
Minischlitze für neue Nachrichten MS0 und Minischlitze für
alte Nachrichten MS1 für einen folgenden Upstream-
Datenrahmen. Das Übertragungsparameter erzeugende Mittel
erzeugt einen Übertragungsparameter N1 innerhalb eines
Bereiches, der durch den Bereichsparameter R1 definiert wird,
und erzeugt einen Übertragungsparameter N0 innerhalb eines
Bereiches, der durch den Bereichsparameter R0 definiert wird.
Das Übertragungsparameter erzeugende Mittel erzeugt den
Übertragungsparameter N1, wenn der Empfänger eine
Reservierungsanforderung für eine alte Nachricht nochmals
übertragen muß, und das Übertragungsparameter erzeugende
Mittel erzeugt den Übertragungsparameter N0, wenn der
Empfänger eine Reservierungsanforderung für eine neue
Nachricht übertragen muß. Das Übertragungsmittel überträgt
die Reservierungsanforderung für die alte Nachricht in einem
Minischlitz eines Upstream-Datenrahmens, wenn der
Übertragungsparameter N1 einem der Minischlitze MS1 für alte
Nachrichten entspricht, und überträgt die
Reservierungsanforderung für neue Nachrichten in einem
Minischlitz eines Upstream-Datenrahmens, wenn der
Übertragungsparameter N0 einem der Minischlitze MS0 für neue
Nachrichten entspricht.
In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der vorliegenden
Erfindung umfaßt ein Verfahren zur Übertragung von
Reservierungsanforderungen, das durch einen Empfänger eines
Kommunikationssystems umgesetzt wird, folgende Schritte: a)
Empfangen eines Downstream Datenrahmens mit
Bereichsparametern R0 und R1 und einem Minischlitzparameter
MAP, so daß der Minischlitzparameter MAP Minischlitze MS0 und
MS1 definiert; b) Erzeugen eines Übertragungsparameters N1
innerhalb eines Bereiches, der durch den Bereichsparameter R1
definiert wird, wenn der Empfänger eine zuvor übertragene
Reservierungsanforderung nochmals übertragen muß; c) Erzeugen
eines Übertragungsparameters N0 innerhalb eines Bereiches,
der durch den Bereichsparameter R0 definiert wird, falls der
Empfänger eine neue Reservierungsanforderung übertragen muß;
d) nochmalige Übertragung der zuvor übertragenen
Reservierungsanforderung in einem Minischlitz eines Upstream-
Datenrahmens, wenn der Übertragungsparameter N1 einem der
Minischlitze MS1 entspricht; und e) Übertragung der neuen
Reservierungsanforderung in einem Minischlitz eines Upstream-
Datenrahmens, wenn der Übertragungsparameter N0 einem der
Minischlitze MS0 entspricht.
In Übereinstimmung mit einem wiederum anderen Aspekt der
vorliegenden Erfindung, weist ein Kommunikationssystem eine
Vielzahl an Stationen auf, die Daten in einem Datenrahmen
übertragen, der eine Vielzahl an Schlitzen aufweist, und die
Vielzahl an Schlitzen schließt Datenschlitze RDS(n + 1)
und/oder Minischlitze MS(n + 1) ein. Das Kommunikationssystem
umfaßt Bereichsparameter bestimmende Mittel,
Minischlitzparameter bestimmende Mittel, übertragende Mittel
der ersten Station, Übertragungsparameter bestimmende Mittel
und übertragende Mittel der zweiten Station. Das
Bereichsparameter bestimmende Mittel befindet sich an einer
ersten Station und bestimmt einen Bereichsparameter R0(n + 1)
für neue Nachrichten und einen Bereichsparameter R1(n + 1) für
alte Nachrichten R1(n + 1). Das Minischlitzparameter
bestimmende Mittel befindet sich an einer ersten Station und
bestimmt einen Minischlitzparameter MAP welcher Minischlitze
MS0(n + 1) für neue Nachrichten und von Minischlitzen MS1(n + 1)
für alte Nachrichten definiert. Das Übertragungsmittel der
ersten Station befindet sich an der ersten Station und
überträgt den Bereichsparameter R0(n + 1) für neue
Nachrichten, den Bereichsparameter R1(n + 1) für alte
Nachrichten und den Minischlitzparameter MAP an eine zweite
Station. Das Übertragungsparameter bestimmende Mittel
befindet sich an der zweiten Station und bestimmt einen
Übertragungsparameter N0 für neue Nachrichten innerhalb eines
Bereiches, der dem Bereichsparameter R0(n + 1) für neue
Nachrichten entspricht, und einen Übertragungsparameter N1
für alte Nachrichten innerhalb eines Bereiches, der dem
Bereichsparameter R1(n + 1) für alte Nachrichten entspricht.
Das Übertragungsmittel der zweiten Station befindet sich an
der zweiten Station und überträgt eine neue
Reservierungsanforderung an die erste Station, wenn der
Übertragungsparameter N0 für neue Nachrichten einem der
Minischlitze MS0(n + 1) für neue Nachrichten entspricht, und
eine zuvor übertragene Reservierungsanforderung an die erste
Station, wenn der Übertragungsparameter N1 für alte
Nachrichten einem der Minischlitze MS1(n + 1) für alte
Nachrichten entspricht.
In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der vorliegenden
Erfindung umfaßt ein Sender Upstream-Datenrahmen empfangende
Mittel, Bereichsparameter bestimmende Mittel,
Minischlitzparameter bestimmende Mittel und
Übertragungsmittel. Das Upstream-Datenrahmen empfangende
Mittel empfängt einen Upstream-Datenrahmen n zu einer
diskreten Zeit n. Das Bereichsparameter bestimmende Mittel
bestimmt einen Bereichsparameter R0(n + 1) für neue
Nachrichten und einen Bereichsparameter R1(n + 1) für alte
Nachrichten. Das Minischlitzparameter bestimmende Mittel
bestimmt einen Minischlitzparameter MAP, der Minischlitze
MS0(n + 1) für neue Nachrichten und Minischlitze MS1(n + 1)
für alte Nachrichten definiert. Der Minischlitzparameter MAP
definiert zumindest teilweise einen Upstream-Datenrahmen n +
1 zu einer diskreten Zeit n + 1. Das Übertragungsmittel
überträgt den Bereichsparameter R0(n + 1) für neue
Nachrichten, den Bereichsparameter R1(n + 1) für alte
Nachrichten und den Minischlitzparameter MAP.
Die voranstehend erläuterten und andere Merkmale und Vorteile
der vorliegenden Erfindung gehen aus einer detaillierten
Betrachtung der Erfindung deutlicher hervor, wenn diese in
Verbindung mit den Zeichnungen gesehen wird, wobei
Fig. 1 ein schematisches Diagramm eines CATV-Systems ist,
das eine Hauptstation einschließt, die mit einer
Vielzahl von Teilnehmerstationen über ein Kabel
verbunden ist, und die beispielhaft für ein
Kommunikationssystem ist, das gemäß der vorliegenden
Erfindung konfiguriert ist;
Fig. 2 einen Downstream Datenrahmen darstellt, der durch
die Hauptstation an die Teilnehmerstationen von
Fig. 1 übertragen wird;
Fig. 3-6 Beispiele von Upstream-Datenrahmen zeigen, die
zu dem Downstream-Datenrahmen korrespondieren, der
in Fig. 2 dargestellt wird;
Fig. 7 ein Datenschlitzformat des Upstream-Datenrahmens
darstellt;
Fig. 8 ein Steuerfeldformat für den Datenschlitz zeigt, der
in Fig. 7 dargestellt wird;
Fig. 9 eine Gruppe von Funktionen zeigt, die durch ein
Segmentierfeld des Steuerfeldformates für den
Datenschlitz gekennzeichnet werden, der in Fig. 7
dargestellt ist;
Fig. 10 ein Minischlitzformat des Upstream-Datenrahmens
darstellt;
Fig. 11A und 11B ein Programm zeigen, das von der
Hauptstation der Fig. 1 in beispielhafter Umsetzung
der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird; und
Fig. 12 ein Programm zeigt, das von jeder der
Teilnehmerstationen von Fig. 1 in beispielhafter
Umsetzung der vorliegenden Erfindung ausgeführt
wird.
Fig. 1 zeigt ein CATV-System 10, das eine Hauptstation 12,
eine Vielzahl an Teilnehmerstationen 14 1-14 n und ein Kabel
16 umfaßt, das die Hauptstation 12 und die
Teilnehmerstationen 14 1-14 n miteinander verbindet. Die
Hauptstation 12 kann aus einem herkömmlichen Hardware-Design
bestehen, das einen Prozessor enthält, der programmiert
werden kann, um die Downstream Kommunikation über das Kabel
16 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung zu
unterstützen. Ebenso können die Teilnehmerstationen 14 1-14 n
aus einem herkömmlichen Hardware-Design bestehen, wobei jede
von ihnen einen Prozessor enthält, der programmiert werden
kann, um die Upstream-Kommunikationen über das Kabel 16 in
Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung zu
unterstützen.
Wenn die Teilnehmerstationen 14 1-14 n Daten an die
Hauptstation 12 über das Kabel 16 übertragen müssen, müssen
diese Teilnehmerstationen zuerst eine
Reservierungsanforderung durchführen. Bei der Durchführung
der Reservierungsanforderung konkurrieren die
Teilnehmerstationen 14 1-14 n miteinander, um eine begrenzte,
aber variierbare Anzahl an Minischlitzen im Upstream-
Datenrahmen, weil Minischlitze die Reservierungsanforderungen
von den Teilnehmerstationen 14 1-14 n an die Hauptstation 12
tragen. In bezug auf diejenigen Reservierungsanforderungen,
die erfolgreich von der Hauptstation 12 empfangen werden
(d. h., von der Hauptstation 12 in Minischlitzen empfangen
werden, in denen es keine Kollisionen gibt), bestätigt die
Hauptstation 12 die Reservierungsanforderung durch eine
Bestätigung, die von der Hauptstation 12 an die erfolgreichen
Teilnehmerstationen 14 1-14 n übertragen wird. Demzufolge ist
der Upstream-Datenrahmen in Schlitze S eingeteilt, von denen
einige oder die meisten in Minischlitze MS unterteilt sind,
so daß die gesamte Konkurrenz- und Reservierungstätigkeit in
den Minischlitzen des Upstream-Datenrahmens und die gesamte
Datenübertragung in Datenschlitzen DS stattfindet, die nicht
unterteilte Schlitze der Schlitze S sind.
Die Teilung zwischen Minischlitzen und Datenschlitzen wird
durch die Hauptstation 12 im Downstream-Datenrahmen
spezifiziert. In dieser Hinsicht enthält der Downstream-
Datenrahmen Parameter, welche die Anzahl der Minischlitze und
die Anzahl der Datenschlitze im nächsten Upstream-Datenrahmen
bestimmen. Die Teilnehmerstationen 14 1-14 n verwenden diese
Parameter, um eine Entscheidung dahingehend zu fällen, ob sie
die Reservierungsanforderungen übertragen können oder nicht.
Demzufolge konkurrieren die Teilnehmerstationen 14 1-14 n um
die Bandbreite des Upstream-Kanals. Eine erfolgreiche
Reservierungsanforderung führt dazu, daß die Hauptstation 12
einen oder mehrere Datenschlitze - je nach Verfügbarkeit -
jeder der Teilnehmerstationen zuordnet, die erfolgreiche
Reservierungsanforderungen übertragen haben. Die Anzahl an
Datenschlitzen, die für die jeweiligen Teilnehmerstationen
verfügbar sind, hängt von der Anzahl an Teilnehmerstationen
ab, die erfolgreiche Reservierungsanforderungen absetzen.
Beispielsweise können die Größen der Upstream-Datenrahmen und
der Downstream-Datenrahmen gleich, festgelegt und definiert
sein, so daß sie beispielsweise eine Größe aufweisen, die
zumindest der Summe der Hauptstation-Verarbeitungszeit und
der Verzögerung bei der Hin- und Rückübertragung des Kabels
16 entspricht.
Ein beispielhafter Downstream-Datenrahmen wird in Fig. 2
dargestellt. Jeder dieser Downstream-Datenrahmen weist vier
Abschnitte auf. Der erste Abschnitt enthält zwei
Bereichsparameter R0 und R1. Der Bereichsparameter R0 kann
von jenen Teilnehmerstationen 14 1-14 n verwendet werden, die
neue Nachrichten an die Hauptstation 12 zu übertragen haben
und wird daher im folgenden als der Bereichsparameter R0 für
neue Nachrichten bezeichnet. Eine neue Nachricht ist eine
Nachricht, für die zuvor noch keine Reservierungsanforderung
übertragen wurde. Der Bereichsparameter R1 kann von jenen
Teilnehmerstationen 14 1-14 n verwendet werden, die alte
Nachrichten an die Hauptstation 12 zu übertragen haben, und
wird daher im folgenden als der Bereichsparameter R1 für alte
Nachrichten bezeichnet. Eine alte Nachricht ist eine
Nachricht, für die zuvor eine Reservierungsanforderung
übertragen wurde. Demzufolge kann der Parameter R1 für alte
Nachrichten von jenen Teilnehmerstationen 14 1-14 n verwendet
werden, die sich in einem Konkurrenzlösungszustand befinden.
Eine Teilnehmerstation befindet sich im
Konkurrenzlösungszustand, wenn diese Teilnehmerstation zuvor
eine Reservierungsanforderung für eine neue Nachricht
übermittelt hat, aber diese Teilnehmerstation von der
Hauptstation 12 keine Bestätigung dieser zuvor übertragenen
Reservierungsanforderung erhalten hat (weil beispielsweise
die Reservierungsanforderung mit einer oder mehreren anderen
Reservierungsanforderungen kollidierte, so daß sie von der
Hauptstation 12 nicht erfolgreich empfangen wurde). Wie unten
beschrieben werden wird, verwenden die Teilnehmerstationen
14 1-14 n den Bereichsparameter R0 für neue Nachrichten, um
zu bestimmen, wann eine Reservierungsforderung bezüglich
einer neuen Nachricht zu übertragen ist, und die
Teilnehmerstationen 14 1-14 n verwenden den Bereichsparameter
R1 für alte Nachrichten, um zu bestimmen, wann eine
Reservierungsanforderung bezüglich einer zuvor übertragenen
Reservierungsanforderung nochmals zu übertragen ist.
Der zweite Abschnitt des Downstream-Datenrahmens enthält
einen Minischlitzparameter MAP. Der Minischlitzparameter MAP
kann ein Verzeichnis sein, das definiert, welche Schlitze des
nächsten Upstream-Datenrahmens Minischlitze und welche
Schlitze Datenschlitze sind. Der Minischlitzparameter MAP
definiert des weiteren, welche Minischlitze von den
Teilnehmerstationen 14 1-14 zu verwenden sind, wenn sie
sich nicht im Konkurrenzlösungszustand befinden (diese
Minischlitze werden im folgenden als Minischlitze MS0 für
neue Nachrichten bezeichnet), und welche Minischlitze von den
Teilnehmerstationen 14 1-14 n zu verwenden sind, wenn sie
sich im Konkurrenzlösungszustand befinden (diese Minischlitze
werden im folgenden als Minischlitze MS1 für alte Nachrichten
bezeichnet). Somit kann man davon ausgehen, daß der
Minischlitzparameter MAP folgende drei Teile aufweist: einen
Datenschlitzparameter DS, um zu definieren, welche Schlitze
des nächsten Upstream-Datenrahmens Datenschlitze sind; einen
Minischlitzparameter MAP0 für neue Nachrichten, um zu
definieren, welche der Minischlitze zu den Minischlitzen MS0
für neue Nachrichten zählen; und einen Minischlitzparameter
MAP1 für alte Nachrichten, um zu definieren, welche der
Minischlitze zu den Minischlitzen MS1 für alte Nachrichten
zählen. Wie aus der unten angeführten Beschreibung in
Verbindung mit Fig. 12 hervorgehen wird, kann es sein, daß
eine Teilnehmerstation gleichzeitig sowohl eine neue
Reservierungsanforderung als auch eine zuvor übertragene
Reservierungsanforderung übertragen muß.
Dieses Verzeichnis ist besonders nützlich, wenn die Upstream-
Datenrahmen mit Minischlitzen und Datenschlitzen durchsetzt
sind. Alternativ dazu kann der Minischlitzparameter MAP eine
Grenze sein, die Minischlitze und Datenschlitze in den
Upstream-Datenrahmen trennt und die des weiteren Minischlitze
in Minischlitze für neue Nachrichten MS0 und Minischlitze für
alte Nachrichten MS1 unterteilt.
Der dritte Abschnitt des Downstream-Datenrahmens ist für die
Bestätigung der Reservierungsanforderungen bestimmt, die von
den Teilnehmerstationen 14 1-14 n an die Hauptstation 12 in
einem vorherigen Upstream-Datenrahmen durchgeführt werden.
Jedes Bestätigungsfeld ACK kann (i) die Teilnehmerstation
kennzeichnen, an die eine Bestätigung erfolgt und (ii) den
Datenschlitz oder die Datenschlitze kennzeichnen, die für die
gekennzeichnete Teilnehmerstation reserviert sind, und in
denen die gekennzeichnete Teilnehmerstation eine
Reservierungsanforderung an die Hauptstation 12 übertragen
kann.
Der vierte Abschnitt des Downstream-Datenrahmens enthält
Schlitze (DS1-DSn), die von der Hauptstation 12 verwendet
werden können, um Daten an die Teilnehmerstationen 14 1-14
zu übertragen.
Der Upstream-Datenrahmen wird in Fig. 3-6 unter
verschiedenen Belastungszuständen dargestellt. Im Upstream-
Kanal verwenden die Teilnehmerstationen 14 1-14 n den
Minischlitzparameter MAP des vorherigen Downstream-Daten
rahmens, um den nächsten Upstream-Datenrahmen zu
definieren. Der Upstream-Datenrahmen enthält eine Vielzahl an
Schlitzen. Wie in Fig. 3 dargestellt, werden während
leichter Belastungszustände (wie während des Systemstarts),
in denen wenige Teilnehmerstationen miteinander um die
verfügbaren Minischlitze konkurrieren, alle Schlitze in
Minischlitze MS0 für neue Nachrichten unterteilt. Ein Schlitz
kann in eine fixe Anzahl m von Minischlitzen unterteilt
werden. Die Minischlitze für neue Nachrichten und jene für
alte Nachrichten, MS0 und MS1, können von den
Teilnehmerstationen verwendet werden, um
Reservierungsanforderungen an die Hauptstation 12 bei
normaler Konkurrenzaktivität zu übertragen.
Wie in Fig. 4 dargestellt, verändert sich die Anzahl der
Minischlitze dynamisch, und zwar - wie unten besprochen - in
Abhängigkeit vom Ausmaß der Konkurrenz und der
Reservierungsanforderungen in der Warteschlange für
Reservierungsanforderungen bei der Hauptstation 12. So
werden, wie in Fig. 4 gezeigt, nachdem die
Konkurrenztätigkeit zwischen den Teilnehmerstationen 14 1-14 n
stattgefunden hat, einige der Schlitze im nächsten
Upstream-Datenrahmen als Minischlitze MS0 für neue
Nachrichten eingetragen, einige der Schlitze im nächsten
Upstream-Datenrahmen als Minischlitze MS1 für alte
Nachrichten eingetragen, und einige der Schlitze im nächsten
Upstream-Datenrahmen als Datenschlitze RDS eingetragen (wobei
die Bezeichnung RDS bedeutet, daß die Datenschlitze für jene
Teilnehmerstationen reserviert sind, die erfolgreich
Reservierungsanforderungen übertragen haben). Es kann jedoch
relativ mehr Minischlitze MS als Datenschlitze RDS geben. Wie
in Fig. 4 dargestellt, können in Abhängigkeit vom
Verzeichnis Minischlitze MS0 für neue Nachrichten,
Minischlitze MS1 für alte Nachrichten und Datenschlitze RDS
in den Upstream-Datenrahmen untereinander gemischt werden.
Wenn aber der Minischlitzparameter eine Grenze ist, dann
werden die Minischlitze MS0 für neue Nachrichten, die
Minischlitze MS1 für alte Nachrichten und die Datenschlitze
RDS voneinander im Upstream-Datenrahmen getrennt angeordnet.
Fig. 5 zeigt einen Upstream-Datenrahmen während starker
Beanspruchung. Der Datenrahmen weist eine verringerte Anzahl
an Minischlitzen MS0 für neue Nachrichten und eine erhöhte
Anzahl an Datenschlitzen RDS und Minischlitzen MS1 für alte
Nachrichten auf. Fig. 6 zeigt einen Upstream-Datenrahmen als
Ergebnis einer Blockierung. Blockierung ist ein Zustand, der
eintritt, wenn die Konkurrenz so groß ist, daß nur eine
minimale Anzahl (wie beispielsweise Null) an Minischlitzen im
Upstream-Datenrahmen bereitgestellt wird.
Fig. 7 zeigt die Daten, die von einer Teilnehmerstation in
einen Datenschlitz RDS eingefügt werden. Diese Daten umfassen
eine Quellenadresse, welche die Adresse der sendenden
Teilnehmerstation ist, ein Steuerungsfeld, reservierten Raum,
eine Nutzlast und Fehlerprüfdaten. Wie in Fig. 8
dargestellt, die ein Beispiel der Konstruktion des
Steuerungsfeldes, das in Fig. 7 gezeigt wird, darstellt,
kann das Steuerungsfeld zwei Unterfelder aufweisen. Eines
dieser Unterfelder kann ein Segmentierungsunterfeld sein, das
zum Beispiel Informationen gemäß Fig. 9 trägt. Das andere
dieser zwei Unterfelder kann ein
Nachrichtenkennzeichnungsfeld sein, das andere kennzeichnende
Informationen enthält.
Fig. 10 zeigt die Daten, die von einer Teilnehmerstation in
einen Minischlitz eingeführt werden. Zu diesen Daten gehören
die Quellenadresse der entsprechenden Teilnehmerstation, die
Anzahl an reservierten Schlitzen, die von der entsprechenden
Teilnehmerstation gefordert werden, reservierter Raum für
zukünftige Verwendung und Vorwärts-Fehlerkorrektur-
Informationen (FCC).
Es können Formate verwendet werden, die sich von jenen in
Fig. 7-10 unterscheiden.
Da die Hauptstation 12 Datenschlitze RDS an die
Teilnehmerstationen 14 1-14 n auf der Basis von
Reservierungsanforderungen zuweist, die von den
Teilnehmerstationen 14 1-14 n in die Minischlitze eingeführt
werden, müssen die Daten, die - wie in Fig. 7 dargestellt -
in einen Datenschlitz RDS eingefügt werden, keine
Quellenadressen enthalten, solange die Hauptstation 12 eine
Aufzeichnung über die Datenschlitze führt, die sie den
Teilnehmerstationen 14 1-14 n zuweist.
Zur Bestimmung (i) der Anzahl an Minischlitzen MS0(n + 1) für
neue Nachrichten und Minischlitzen MS1(n + 1) für alte
Nachrichten für den nächsten Upstream-Datenrahmen (n + 1) und
(ii) der Bereichsparameter R0(n + 1) für neue Nachrichten und
der Bereichsparameter R1(n + 1) für alte Nachrichten, die von
den Teilnehmerstationen 14 1-14 n verwendet werden, um
festzustellen, ob sie Reservierungsanforderungen im nächsten
Upstream-Datenrahmen (n + 1) übertragen können, führt der
Prozessor der Hauptstation 12 ein Programm aus, das in Fig.
11A und 11B dargestellt ist.
Das Programm 100 wird jedes Mal eingegeben, wenn ein
Upstream-Datenrahmen von der Hauptstation 12 empfangen wird.
Wenn das Programm 100 eingegeben wird, empfängt ein Block 102
einen Upstream-Datenrahmen. Der Upstream-Datenrahmen, der
gerade empfangen wurde, wird hierin als Upstream-Datenrahmen
n bezeichnet und zur diskreten Zeit n empfangen. Ein Block
104 speichert alle erfolgreichen Reservierungsanforderungen
in diesem Datenrahmen in einer Reservierungsanforderungs-
Warteschlange (einem Puffer) DQ. Ein Block 106 speichert (i)
eine Variable Co10(n), die der Anzahl an Minischlitzen MS0(n)
für neue Nachrichten gleichgesetzt wird, in denen
Reservierungsanforderungen im gerade empfangenen Datenrahmen
n kollidierten, und (ii) eine Variable Co11(n), die der
Anzahl der Minischlitze für alte Nachrichten gleichgesetzt
wird, in der Reservierungsanforderungen im Upstream-
Datenrahmen n kollidierten.
Ein Block 108 bestimmt die Anzahl an Minischlitzen MS0(n) für
neue Nachrichten und die Anzahl an Minischlitzen MS1(n) für
alte Nachrichten im gerade empfangenen Upstream-Datenrahmen
n. Da die Hauptstation 12 zuvor die Anzahl der Minischlitze
für neue Nachrichten MS0(n) und die Anzahl der Minischlitze
für alte Nachrichten MS1(n) für den gerade empfangenen
Upstream-Datenrahmen n bestimmt hat, ruft der Block 108
lediglich die Anzahl an Minischlitzen MS0(n) für neue
Nachrichten und die Anzahl der Minischlitze MS1(n) für alte
Nachrichten vom Speicher ab. Alternativ könnte die
Hauptstation 12 die Anzahl der Minischlitze MS0(n) für neue
Nachrichten und die Anzahl der Minischlitze MS1(n) für alte
Nachrichten im gerade empfangenen Upstream-Datenrahmen n
zählen.
Ein Block 110 ruft eine Konstante N vom Speicher ab. Die
Konstante N ist die Gesamtanzahl der Teilnehmerstationen 14 1-14 n
im CATV-System 10. Ein Block 112 bestimmt den
Bereichsparameter R1(n + 1) für neue Nachrichten gemäß
folgender Gleichung:
wobei n für den gerade empfangenen Upstream-Datenrahmen
steht, n + 1 den nächsten Upstream-Datenrahmen anzeigt, R1(n + 1)
der Bereichsparameter alter Nachrichten für den nächsten
Upstream-Datenrahmen n + 1 ist, R1(n) der Bereichsparameter
alter Nachrichten für den gerade empfangenen Upstream-
Datenrahmen n ist, N für die Gesamtanzahl der
Teilnehmerstationen, wie vom Block 110 abgerufen, steht,
MS1(n) die Anzahl der Minischlitze für alte Nachrichten im
gerade empfangenen Upstream-Datenrahmen n ist, wie vom Block
108 bestimmt, Co10(n) die Anzahl der kollidierten
Minischlitze MS0(n) für neue Nachrichten im gerade
empfangenen Upstream-Datenrahmen n ist, Co11(n) die Anzahl
der kollidierten Minischlitze MS1(n) für alte Nachrichten im
gerade empfangenen Upstream-Datenrahmen n und e gleich
2,718281828 . . . ist.
Ein Block 114 bestimmt, ob das CATV-System 10 im
Bereitschaftszustand ist. Wenn das System im
Bereitschaftszustand ist, ist die Anzahl der
Reservierungsanforderungen DQ(n), die in der Warteschlange
für Reservierungsanforderungen DQ zur aktuellen diskreten
Zeit n gespeichert wird, größer als die Anzahl der
Datenschlitze RDS(n) im vom Block 102 gerade empfangenen
Upstream-Datenrahmen n, aber kleiner als die Anzahl der
Datenschlitze RDS(n), multipliziert mit einer Konstanten α.
Wenn das System im Bereitschaftszustand ist, bestimmt ein
Block 116 die Anzahl an Minischlitzen MS(n + 1), die dem
nächsten Upstream-Datenrahmen n + 1 gemäß folgender Gleichung
zuzuordnen sind:
wobei S die Gesamtzahl der Schlitze in einem Datenrahmen ist,
m die Anzahl an Minischlitzen ist, in die ein Schlitz
unterteilt werden kann, e gleich 2,718281828 . . . ist, MS(n +1)
die Anzahl der Minischlitze für den nächsten Upstream-
Datenrahmen n + 1 ist, k die durchschnittliche Anzahl der
Datenschlitze ist, die von den Reservierungsanforderungen
reserviert werden, und M die Anzahl der Minischlitze im
Bereitschaftszustand ist.
Wenn der Block 114 bestimmt, daß das CATV-System 10 sich
nicht im Bereitschaftszustand befindet, bestimmt ein Block
118, ob die Anzahl an Reservierungsanforderungen DQ(n) in der
Warteschlange für Reservierungsanforderungen DQ der
Hauptstation 12 zur diskreten Zeit n kleiner als die Anzahl
der Datenschlitze RDS(n) im gerade empfangenen Upstream-
Datenrahmen n ist. Wenn dies der Fall ist, bestimmt ein Block
120 die Anzahl an Minischlitzen MS(n + 1), die dem nächsten
Upstream-Datenrahmen n + 1 gemäß folgender Gleichung
zuzuordnen sind:
MS(n + 1) = m(S-DQ(n)) (3)
wobei DQ(n) die Anzahl der Reservierungsanforderungen DQ(n)
in der Warteschlange für Reservierungsanforderungen DQ der
Hauptstation 12 zur Zeit n ist.
Wenn der Block 114 bestimmt, daß sich das CATV-System 10
nicht im Bereitschaftszustand befindet, und wenn der Block
118 bestimmt, daß die Anzahl der Reservierungsanforderungen
DQ(n) in der Warteschlange DQ für Reservierungsanforderungen
der Hauptstation 12 zur diskreten Zeit n nicht kleiner als
die Anzahl der Datenschlitze RDS(n) im gerade empfangenen
Upstream-Datenrahmen n ist, bestimmt ein Block 122 die Anzahl
an Minischlitzen MS(n + 1), die dem nächsten Upstream-
Datenrahmen n + 1 gemäß folgender Gleichung zuzuordnen sind:
wobei RDS(n) die Anzahl der Datenschlitze im gerade
empfangenen Upstream-Datenrahmen ist.
Ein Block 124 bestimmt, ob der Bereichsparameter R1(n + 1)
für alte Nachrichten, der im nächsten Upstream-Datenrahmen n + 1
zu übertragen ist, und der vom Block 112 bestimmt wurde,
kleiner als die Anzahl der Minischlitze MS(n + 1) ist, die
dem nächsten Upstream-Datenrahmen n + 1 zuzuordnen ist, und
die gemäß einer der Gleichungen (2)-(4) bestimmt wurde.
Wenn der Bereichsparameter R1(n + 1) für alte Nachrichten
kleiner ist als die Anzahl der Minischlitze MS(n + 1),
bestimmt ein Block 126 die Anzahl der Minischlitze MS1(n + 1)
für alte Nachrichten und die Anzahl der Minischlitze MS0(n + 1)
für neue Nachrichten für den nächsten Upstream-Datenrahmen
n + 1 gemäß folgender Gleichungen:
MS1(n + 1) = R1(n + 1) (5)
MS0(n + 1) = MS(n + 1) - MS1(n + 1) (6)
wobei R1(n + 1) vom Block 112 und MS(n + 1) gemäß einer der
Gleichungen (2)-(4) bestimmt wird.
Wenn andererseits der Bereichsparameter R1(n + 1) für alte
Nachrichten nicht kleiner als die Anzahl an Minischlitzen
MS(n + 1) ist, bestimmt ein Block 128 die Anzahl an Schlitzen
MS1(n + 1) für alte Nachrichten und die Anzahl an
Minischlitzen MS0(n + 1) für neue Nachrichten für den
nächsten Upstream-Datenrahmen n + 1 gemäß folgender
Gleichungen:
MS1(n + 1) = MS(n + 1) (7)
MS0(n + 1) = 0 (8)
wobei MS(n + 1) gemäß einer der Gleichungen (2)-(4)
bestimmt wird.
Demzufolge gilt, wie aus der Überprüfung der Gleichungen (5)-(8)
hervorgeht, MS(n + 1) = MS0(n + 1) + MS1(n + 1).
Ein Block 130 bestimmt den Bereichsparameter R0(n + 1) für
neue Nachrichten gemäß folgender Gleichung:
wobei n für den gerade empfangenen Upstream-Datenrahmen
steht, n + 1 für den nächsten Upstream-Datenrahmen, R0(n + 1)
der Bereichsparameter neuer Nachrichten für den nächsten
Upstream-Datenrahmen n + 1 ist, R0(n) der Bereichsparameter
neuer Nachrichten für den gerade empfangenen Upstream-
Datenrahmen n ist, N für die Gesamtanzahl der vom Block 110
abgerufenen Teilnehmerstationen steht, MS0(n + 1) die Anzahl
an Minischlitzen für neue Nachrichten im nächsten Upstream-
Datenrahmen n + 1 ist, wie entweder vom Block 126 oder Block
128 bestimmt, MS0(n) die Anzahl der Minischlitze neuer
Nachrichten im Upstream-Datenrahmen n ist, wie vom Block 108
bestimmt, Co10(n) die Anzahl kollidierter Minischlitze neuer
Nachrichten MS0(n) im gerade empfangenen Upstream-Datenrahmen
n ist, und e gleich 2,718281828 . . . ist.
Wenn der Bereichsparameter R0(n + 1) für neue Nachrichten vom
Block 130, der Bereichsparameter R1(n + 1) für alte
Nachrichten vom Block 112, die Anzahl der Minischlitze MS0(n + 1)
für neue Nachrichten im nächsten Upstream-Datenrahmen n + 1
entweder vom Block 126 oder Block 128, und die Anzahl der
Minischlitze MS1(n + 1) für alte Nachrichten im nächsten
Upstream-Datenrahmen n + 1 entweder vom Block 126 oder vom
Block 128 bestimmt wurden, überträgt ein Block 132 den
nächsten Downstream-Datenrahmen, der (i) die
Bereichsparameter R0(n + 1) für neue Nachrichten und die
Bereichsparameter R1(n + 1) für alte Nachrichten, (ii) den
Minischlitzparameter MAP, der die Abschnitte des nächsten
Upstream-Datenrahmens n + 1 definiert, die für Minischlitze
MS0(n + 1) neuer Nachrichten, Minischlitze MS(n + 1) alter
Nachrichten und/oder Datenschlitze RDS gedacht sind, (iii)
Bestätigungen auf der Basis einiger oder aller
Reservierungsanforderungen in der Warteschlange DQ der
Reservierungsanforderungen, und (iv) beliebige Daten für die
Teilnehmerstationen einschließt. Die Anzahl an Datenschlitzen
RDS(n + 1) kann beispielsweise gleich S-MS(n + 1) sein.
Jede der Teilnehmerstationen 14 1-14 n führt ein Programm 200
aus, das in Fig. 14 dargestellt ist. Wenn in das Programm
200 eingetreten wird, sorgt ein Block 202 dafür, daß die
entsprechende Teilnehmerstation auf den nächsten Downstream-
Datenrahmen wartet, der inter alia die Bereichsparameter R0
für neue Nachrichten und die Bereichsparameter R1 für alte
Nachrichten, den Minischlitzparameter MAP und Bestätigungen
(die Datenschlitzzuordnungen zur Teilnehmerstation
beinhalten) enthält. Wenn der nächste Downstream-Datenrahmen
empfangen wird, bestimmt ein Block 204, ob die entsprechende
Teilnehmerstation in einem Konkurrenzlösungszustand ist. Eine
entsprechende Teilnehmerstation befindet sich im
Konkurrenzlösungszustand, wenn sie eine
Reservierungsanforderung in einem früheren Upstream-Daten
rahmen übertragen und keine Bestätigung im folgenden
Downstream Datenrahmen erhalten hat. Wenn sich die
entsprechende Teilnehmerstation im Konkurrenzlösungszustand
befindet, erzeugt ein Block 206 einen Übertragungsparameter
N1 innerhalb des Bereiches, der vom Bereichsparameter R1 für
alte Nachrichten bestimmt wird, der im Downstream-
Datenrahmen enthalten ist, der gerade von der Hauptstation 12
erhalten wurde. Der Bereich, der vom Bereichsparameter R1 für
alte Nachrichten festgelegt wird, kann zwischen Null und
einschließlich R1 liegen, zwischen Eins und einschließlich
R1, zwischen R0 und R1 oder dergleichen. Der
Übertragungsparameter N1 wird dazu verwendet, um
festzustellen, ob seiner entsprechenden Teilnehmerstation
gestattet wird, die zuvor übertragene
Reservierungsanforderung an die Hauptstation 12 zu
übertragen. Der Übertragungsparameter N1 kann vom Block 206
als eine Zufallsnummer erzeugt werden. Somit sind - da jede
Teilnehmerstation 14 1-14 n, die sich im
Konkurrenzlösungszustand befindet, ihren eigenen
Übertragungsparameter N1 als einen Zufallswert innerhalb des
Bereiches erzeugt, der vom Bereichsparameter für alte
Nachrichten R1 festgelegt wird - die
Übertragungswahrscheinlichkeiten dieser Teilnehmerstationen
14 1-14 n statistisch über das Intervall des Bereiches R1
verteilt.
Ein Block 208 bestimmt, ob der Wert von N1, der vom Block 206
erzeugt wird, einem der Minischlitze für alte Nachrichten MS1
entspricht, die vom Minischlitzparameter MAP definiert
werden, der im Downstream-Datenrahmen enthalten ist, der
gerade von der Hauptstation 12 empfangen wurde. Das bedeutet,
daß - wenn der Minischlitzparameter MAP ein Verzeichnis ist -
der Block 208 bestimmt, ob der Wert von N1 gleich einem der
Minischlitze für alte Nachrichten MS1 ist, die im
Routinenverzeichnis definiert werden. Wenn andererseits der
Minischlitzparameter MAP eine Grenze ist, bestimmt der Block
208, ob der Wert von N1 innerhalb der Grenzen liegt, welche
die Minischlitze MS1 für alte Nachrichten enthalten.
Wenn der Block 208 bestimmt, daß der Wert von N1 nicht einem
der Minischlitze MS1 für alte Nachrichten entspricht, die vom
Minischlitzparameter MAP definiert werden, wird der
Teilnehmerstation nicht gestattet, die zuvor übertragene
Reservierungsanforderung im nächsten Upstream-Datenrahmen zu
übertragen. Statt dessen muß sie auf die Übertragung eines
anderen Upstream-Datenrahmens warten, und versuchen, durch
Ausführung der Blöcke 204, 206 und 208 in diesem die zuvor
übertragene Reservierungsanforderung nochmals zu übertragen.
Wenn andererseits der Wert von N1 einem der Minischlitze für
alte Nachrichten entspricht, die vom Minischlitzparameter MAP
definiert werden, überträgt ein Block 210 erneut die zuvor
übertragene Reservierungsanforderung an die Hauptstation 12
im Minischlitz für alte Nachrichten, der denselben Wert hat
wie der Übertragungsparameter N1.
Wenn der Block 208 bestimmt, daß der Wert von N1, der vom
Block 206 erzeugt wird, nicht einem der Minischlitze MS1 für
alte Nachrichten entspricht, die von dem Minischlitzparameter
MAP definiert werden, der im Downstream-Datenrahmen enthalten
ist, welcher gerade von der Hauptstation 12 empfangen wurde,
oder wenn der Block 210 die zuvor übertragene
Reservierungsanforderung an die Hauptstation 12 erneut
überträgt, aber die Teilnehmerstation keine Bestätigung der
erneut übertragenen zuvor übertragenen
Reservierungsanforderung erhält, tritt die Teilnehmerstation
während des nächsten Schrittes durch das Programm 200 wieder
in den Konkurrenzlösungsprozeß (d. h., die Blöcke 204-210)
ein, um zu bestimmen, ob sie die zuvor übertragene
Reservierungsanforderung während des nächsten Upstream-
Datenrahmens nochmals neu übertragen kann.
Wenn der Block 204 bestimmt, daß die entsprechende
Teilnehmerstation sich nicht in einem
Konkurrenzlösungszustand befindet, oder wenn der Block 208
bestimmt, daß der Wert von Nl, der vom Block 206 erzeugt
wird, nicht einem der Minischlitze für alte Nachrichten
entspricht, die vom Minischlitzparameter MAP definiert
werden, der im Downstream Datenrahmen enthalten ist, welcher
gerade von der Hauptstation 12 empfangen wurde, oder nachdem
Block 210 die zuvor übertragene Reservierungsanforderung
nochmals an die Hauptstation 12 überträgt, bestimmt ein Block
212, ob die Teilnehmerstation eine neue Nachricht zu
übertragen hat. Eine neue Nachricht ist eine Nachricht, für
die von der entsprechenden Teilnehmerstation keine vorherige
Reservierungsanforderung gestellt wurde. Wenn der Block 212
bestimmt, daß die Teilnehmerstation eine neue Nachricht zu
übertragen hat, erzeugt ein Block 214 einen
Übertragungsparameter N0 innerhalb des Bereiches, der vom
Bereichsparameter für neue Nachrichten R0 festgelegt wird,
der im Downstream Datenrahmen enthalten ist, der gerade von
der Hauptstation 12 empfangen wurde. Der Bereich, der vom
Bereichsparameter R0 für neue Nachrichten festgelegt wird,
kann der Bereich zwischen Null und einschließlich R0, der
Bereich zwischen Eins und einschließlich R0, der Bereich
zwischen R1 und R0 oder dergleichen sein. Der
Übertragungsparameter N0 wird verwendet, um zu bestimmen, ob
seiner entsprechenden Teilnehmerstation gestattet wird, eine
neue Reservierungsanforderung bezüglich der neuen Meldung an
die Hauptstation 12 zu übertragen. Der Übertragungsparameter
N0 kann vom Block 214 als eine Zufallszahl erzeugt werden.
Somit werden - da jede Teilnehmerstation 14 1-14 n ihren
eigenen Übertragungsparameter N0 als Zufallswert innerhalb
des Bereiches erzeugt, der vom Bereichsparameter für neue
Nachrichten R0 festgelegt wird - die
Übertragungswahrscheinlichkeiten dieser Teilnehmerstationen
14 1-14 n statistisch über dem Intervall des Bereiches R0
verteilt.
Ein Block 216 bestimmt, ob der wert von N0, der vom Block 206
erzeugt wird, einem der Minischlitze MS0 für neue Nachrichten
entspricht, die vom Minischlitzparameter MAP definiert
werden, der im Downstream Datenrahmen enthalten ist, welcher
gerade von der Hauptstation 12 empfangen wurde. Das bedeutet,
daß, wenn der Minischlitzparameter MAP ein Verzeichnis ist,
der Block 216 bestimmt, ob der Wert von N0 gleich einem der
Minischlitze MS0 für neue Nachrichten ist, die im Verzeichnis
definiert werden. Wenn andererseits der Minischlitzparameter
MAP eine Grenze ist, bestimmt der Block 208, ob der Wert von
N0 innerhalb der Grenzen liegt, welche die Minischlitze MS0
für neue Nachrichten enthalten.
Wenn der Block 216 bestimmt, daß der Wert von N0 nicht einem
der Minischlitze MS0 für neue Nachrichten entspricht, die vom
Minischlitzparameter MAP definiert werden, wird der
Teilnehmerstation nicht gestattet, die neue
Reservierungsanforderung im nächsten Upstream-Datenrahmen zu
übertragen, sondern muß sie statt dessen auf die Übertragung
eines anderen Upstream-Datenrahmens warten, währenddessen sie
durch Ausführung der Blöcke 212, 214 und 216 die Übertragung
der neuen Reservierungsanforderung versucht. Wenn
andererseits der Wert N0 einem der Minischlitze für neue
Nachrichten MS0 entspricht, die vom Minischlitzparameter MAP
definiert werden, überträgt ein Block 218 die neue
Reservierungsanforderung an die Hauptstation 12. Wenn die
Teilnehmerstation keine Bestätigung dieser neuen
Reservierungsanforderung erhält, tritt die Teilnehmerstation
in den Konkurrenzlösungsprozeß (d. h., die Blöcke 204-210)
während des nächsten Schrittes durch das Programm 200 ein, um
zu bestimmen, ob sie diese Reservierungsanforderung während
des nächsten Upstream-Datenrahmens erneut übertragen kann.
Wenn der Block 212 bestimmt, daß die entsprechende
Teilnehmerstation eine neue Nachricht zu übertragen hat, oder
wenn der Block 216 bestimmt, daß der Wert von N0, der vom
Block 214 erzeugt wird, nicht einem der Minischlitze für neue
Nachrichten entspricht, die vom Minischlitzparameter MAP
definiert werden, der im Downstream Datenrahmen enthalten
ist, der gerade von der Hauptstation 12 empfangen wurde, oder
nachdem der Block 218 die neue Reservierungsanforderung an
die Hauptstation 12 überträgt, bestimmt ein Block 220, ob dem
gerade empfangenen Downstream-Datenrahmen einer oder mehrere
Datenschlitze RDS im nächsten Upstream-Datenrahmen zugewiesen
wurden, innerhalb dessen die Teilnehmerstation eine alte
Nachricht übertragen kann. Diese Nachricht ist eine
Nachricht, für die von der entsprechenden Teilnehmerstation
eine vorherige erfolgreiche Reservierungsanforderung
durchgeführt wurde. Wenn der Block 220 bestimmt, daß der
gerade empfangene Downstream-Datenrahmen einen Datenschlitz
RDS im nächsten Upstream-Datenrahmen hat, innerhalb dessen
die Teilnehmerstation eine alte Nachricht übertragen kann,
fügt ein Block 222 diese Nachricht in den Datenschlitz ein,
der für diese Teilnehmerstation reserviert ist.
Wenn der Block 220 bestimmt, daß ein Datenschlitz nicht für
die Teilnehmerstation reserviert wurde, oder nachdem der
Block 222 eine Nachricht in einen Datenschlitz einfügt, der
als Reaktion auf eine vorherige Reservierungsanforderung
reserviert wurde, kehrt das Programm 200 zum Block 202
zurück, um den nächsten Downstream-Datenrahmen zu erwarten.
Demzufolge weist die vorliegende Erfindung in
anpassungsfähiger Weise Kanalressourcen in Abhängigkeit der
Bedarfsmenge zu, die von den Teilnehmerstationen für den
Upstream-Kanal erzeugt wird. Mit der Zunahme der Anzahl an
Teilnehmerstationen, die Daten an die Hauptstation 12 zu
übertragen haben, steigt auch die Wahrscheinlichkeit, daß es
in den Upstream-Datenrahmen zu Kollisionen kommen wird. Mit
dem Ansteigen der Anzahl an Kollisionen in den Upstream-
Datenrahmen, werden die Werte der Bereichsparameter R0 für
neue Nachrichten und jene R1 für alte Nachrichten erhöht, was
zu einer Verminderung der Wahrscheinlichkeit führt, daß eine
Teilnehmerstation eine Reservierungsanforderung in
Minischlitze nachfolgender Upstream-Datenrahmen einfügen
kann. Des weiteren gilt, daß mit der Zunahme der Anzahl an
Teilnehmerstationen, die Daten an die Hauptstation 12 zu
übertragen haben, auch die Anzahl an
Reservierungsanforderungen in der Warteschlange DQ der
Reservierungsanforderungen der Hauptstation 12 steigt. Mit
dem Ansteigen der Anzahl an Reservierungsanforderungen in der
Warteschlange der Reservierungsanforderungen DQ, sinkt die
Anzahl an Minischlitzen, die nachfolgenden Upstream-
Datenrahmen zugewiesen werden.
Ebenso sinkt mit der Abnahme der Anzahl an
Teilnehmerstationen, die Daten an die Hauptstation 12 zu
übertragen haben, die Wahrscheinlichkeit, daß es in den
Upstream-Datenrahmen zu Kollisionen kommen wird. Mit der
Abnahme der Anzahl an Kollisionen im Upstream-Datenrahmen,
werden die Werte der Bereichsparameter für neue Nachrichten
und jene für alte Nachrichten, R0 und R1, verringert, was
dazu führt, die Wahrscheinlichkeit zu erhöhen, daß eine
Teilnehmerstation imstande sein wird,
Reservierungsanforderungen in Minischlitze nachfolgender
Upstream-Datenrahmen einzufügen. Des weiteren gilt, daß mit
Abnahme der Anzahl an Teilnehmerstationen, die Daten an die
Hauptstation 12 zu übertragen haben, die Anzahl an
Reservierungsanforderungen in der Warteschlange DQ der
Reservierungsanforderungen der Hauptstation 12 ebenfalls
sinkt. Mit der Abnahme der Anzahl an
Reservierungsanforderungen in der Warteschlange DQ der
Reservierungsanforderungen steigt die Anzahl an
Minischlitzen, die nachfolgenden Upstream-Datenrahmen
zugeordnet werden.
Somit gilt, daß mit dem Ansteigen Anzahl an
Reservierungsanforderungen die Hauptstation 12 die Anzahl an
Minischlitzen senkt, die Teilnehmerstationen zugewiesen
werden, um die Anzahl an erfolgreichen
Reservierungsanforderungen zu reduzieren, die von den
Teilnehmerstationen in den Upstream-Datenrahmen übertragen
werden. Des weiteren gilt, daß mit der Zunahme der Anzahl an
Kollisionen in Minischlitzen von Upstream-Datenrahmen die
Werte der Bereichsparameter für neue Nachrichten und der
Bereichsparameter für alte Nachrichten, R0 und R1, erhöht
werden, was zur Folge hat, daß die Anzahl an
Teilnehmerstationen verringert wird, denen es gestattet wird,
Reservierungsanforderungen in den Minischlitzen zu
übertragen, die nachfolgenden Upstream-Datenrahmen zugeordnet
werden. Demzufolge arbeiten die Minischlitzparameter MAP0 und
MAP1 und die Bereichsparameter für neue Nachrichten und jene
für alte Nachrichten, R0 und R1, zusammen, um in
anpassungsfähiger Weise den Datenverkehr im CATV-System 10 zu
regeln.
Bestimmte Modifizierungen der vorliegenden Erfindung wurden
oben besprochen. Andere Modifizierungen werden sich bei jenen
ergeben, die im Fachbereich der vorliegenden Erfindung tätig
sind. Beispielsweise bestimmt - wie oben beschrieben - jede
Teilnehmerstation ihre Übertragungsparameter N1 und N0 als
Zufallszahlen, für die lediglich die Einschränkung gilt, daß
sie innerhalb der Bereiche liegen müssen, die von den
Bereichsparametern für neue Nachrichten und von jenen für
alte Nachrichten, R0 und R1, festgelegt werden. Statt dessen
können die Übertragungsparameter N1 und N0 von jeder
Teilnehmerstation auf einer Pseudo-Zufallsbasis oder
irgendeiner anderen Basis bestimmt werden, die dazu neigt,
die Übertragungsparameter N1 und N0 der Teilnehmerstationen
über die Bereiche R0 und R1 zu verteilen. Daher sollte die
zufällige Erzeugung der Übertragungsparameter N1 und N0 so
verstanden werden, daß sie nicht nur die zufällige Erzeugung
der Übertragungsparameter N1 und N0 einschließt, sondern auch
die Pseudo-Zufallserzeugung der Übertragungsparameter N1 und
N0 und die Erzeugung der Übertragungsparameter N1 und N0
durch ähnliche Verfahren.
Des weiteren wird die Größe der Upstream-Datenrahmen und der
Downstream-Datenrahmen oben als feststehend beschrieben. Die
Größen der Upstream-Datenrahmen und der Downstream-
Datenrahmen können jedoch auch variabel sein, so daß die
Größe dieser Datenrahmen zum Beispiel von der
Datenverkehrsbelastung abhängen kann.
Des weiteren werden - wie oben beschrieben - die
Bereichsparameter für neue Nachrichten und jene für alte
Nachrichten, R0 und R1, von den Teilnehmerstationen bei der
Erzeugung der Übertragungsparameter N1 und N0 verwendet, wenn
die Teilnehmerstationen Daten zu übertragen haben, ungeachtet
der Priorität dieser Daten. Als Alternative dazu können
Bereichsparameter für neue Nachrichten und solche für alte
Nachrichten, R0L und R1L, von den Teilnehmerstationen bei der
Erzeugung von entsprechenden Übertragungsparametern N1L und
N0L verwendet werden, wenn die Teilnehmerstationen Daten mit
geringer Priorität zu übertragen haben, und größere
Bereichsparameter für neue Nachrichten und solche für alte
Nachrichten, R0H und R1H, können von den Teilnehmerstationen
bei der Erzeugung von entsprechenden Übertragungsparametern
N0H und N1H verwendet werden, wenn die Teilnehmerstationen
Daten mit hoher Priorität zu übertragen haben. Die
Übertragungsparameter N0L und N1L, die den Bereichsparametern
für neue Nachrichten und jenen für alte Nachrichten, R0L und
R1L entsprechen, bestimmen dann, ob die Teilnehmerstationen
Daten mit niedriger Priorität übertragen können, und die
Übertragungsparameter N0H und N1H, die den Bereichsparametern
für neue Nachrichten und jenen für alte Nachrichten, R0H und
R1H, entsprechen, bestimmen dann, ob die Teilnehmerstationen
Daten mit hoher Priorität übertragen können. Demzufolge
besteht bei Teilnehmerstationen eine größere
Wahrscheinlichkeit für eine erfolgreiche Übertragung einer
Reservierungsanforderung, wenn sie Daten mit hoher Priorität
zu übertragen haben.
Des weiteren wurde die vorliegende Beschreibung im speziellen
in Verbindung mit der Übertragung von Daten in einem CATV-
System beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist aber auch
in Verbindung mit der Übertragung von Daten in anderen
Systemarten nützlich.
Obwohl die Datenschlitze der oben besprochenen Upstream-
Datenrahmen nur als reservierte Datenschlitze beschrieben
werden, sollte es darüber hinaus klar sein, daß die
Datenschlitze eines Upstream-Datenrahmens für Zwecke
verwendet werden können, die nicht jene von reservierten
Datenschlitzen sind.
Demzufolge ist die Beschreibung der vorliegenden Erfindung
lediglich als beispielhaft auszulegen und dient dazu, die
Fachleute das beste Verfahren zur Umsetzung der Erfindung zu
lehren. Die Details können in wesentlicher Form variiert
werden, ohne dadurch vom Geist der Erfindung abzuweichen, und
die ausschließliche Verwendung aller Modifizierungen, die in
den Bereich der beigelegten Patentansprüche fallen, ist
vorbehalten.
Claims (52)
1. Empfänger, der folgendes umfaßt:
- - Empfangsmittel zum Empfangen eines Downstream- Datenrahmens, der Bereichsparameter R0 und R1 und einen Minischlitzparameter MAP aufweist, wobei der Minischlitzparameter MAP Minischlitze MS0 für neue Nachrichten und Minischlitze MS1 für alte Nachrichten für einen nachfolgenden Upstream- Datenrahmen definiert;
- - Übertragungsparameter erzeugende Mittel zum Erzeugen eines Übertragungsparameters N1 innerhalb eines Bereiches, der vom Bereichsparameter R1 definiert wird, und zum Erzeugen eines Übertragungsparameters N0 innerhalb eines Bereiches, der vom Bereichsparameter R0 definiert wird, wobei das Übertragungsparameter erzeugende Mittel den Übertragungsparameter N1 erzeugt, wenn der Empfänger eine Reservierungsanforderung für eine alte Nachricht nochmals zu übertragen hat, und wobei das Übertragungsparameter erzeugende Mittel den Übertragungsparameter N0 erzeugt, wenn der Empfänger eine Reservierungsanforderung für eine neue Nachricht zu übertragen hat; und
- - Übertragungsmittel für das Übertragen der Reservierungsanforderung der alten Nachricht in einem Minischlitz eines Upstream-Datenrahmens, wenn der Übertragungsparameter N1 einem der Minischlitze MS1 für alte Nachrichten entspricht, und für das Übertragen der Reservierungsanforderung einer neuen Nachricht in einem Minischlitz eines Upstream- Datenrahmens, wenn der Übertragungsparameter N0 einem der Minischlitze für neue Nachrichten MS0 entspricht.
2. Empfänger nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der nachfolgende
Upstream-Datenrahmen S Schlitze aufweist, wobei die S
Schlitze MS Minischlitze und/oder DS Datenschlitze
umfassen, wobei MS von MSmin bis MSmax variieren kann,
wobei MS = MS0 + MS1 gilt, wobei DS von DSmin bis DSmax
variieren kann, wobei MSmax = S und DSmin = 0 gilt.
3. Empfänger nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß DSmax = S und
MSmin = 0.
4. Empfänger nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß
MSmin = S-DSmax ≠ 0.
5. Empfänger nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der nachfolgende
Upstream-Datenrahmen S Schlitze aufweist, wobei die S
Schlitze MS Minischlitze und/oder DS Datenschlitze
einschließen, wobei MS von MSmin bis MSmax variieren
kann, wobei gilt MS = MS0 + MS1, wobei DS von DSmin bis
DSmax variieren kann, wobei gilt DSmax = S, und wobei
gilt MSmin = 0.
6. Empfänger nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der nachfolgende
Upstream-Datenrahmen S Schlitze aufweist, wobei die S
Schlitze MS Minischlitze und/oder DS Datenschlitze
einschließen, wobei MS von MSmin bis MSmax variieren
kann, wobei gilt MS = MS0 + MS1, wobei DS von DSmin bis
DSmax variieren kann, wobei gilt MSmin = S-DSmax ≠ 0.
7. Empfänger nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die
Übertragungsparameter N1 und N0 Zufallszahlen sind.
8. Verfahren zur Übertragung von
Reservierungsanforderungen, wobei das Verfahren durch
einen Empfänger eines Kommunikationssystems
durchgeführt wird, wobei das Verfahren folgende
Schritte umfaßt:
- a) Empfangen eines Downstream-Datenrahmens, der Bereichsparameter R0 und R1 und einen Minischlitzparameter MAP aufweist, wobei der Minischlitzparameter MAP Minischlitze MS0 und MS1 definiert;
- b) Erzeugen eines Übertragungsparameters N1 innerhalb eines vom Bereichsparameter R1 definierten Bereiches, wenn der Empfänger eine zuvor übertragene Reservierungsanforderung nochmals übertragen muß;
- c) Erzeugen eines Übertragungsparameters N0 innerhalb eines vom Bereichsparameter R0 definierten Bereiches, wenn der Empfänger eine neue Reservierungsanforderung zu übertragen hat;
- d) nochmalige Übertragung der zuvor übertragenen Reservierungsanforderung in einem Minischlitz eines Upstream-Datenrahmens, wenn der Übertragungsparameter N1 einem der Minischlitze MS1 entspricht; und
- e) Übertragen der neuen Reservierungsanforderung in einem Minischlitz eines Upstream-Datenrahmens, wenn der Übertragungsparameter NO einem der Minischlitze MS0 entspricht.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch
gekennzeichnet, daß der Upstream-
Datenrahmen S Schlitze aufweist, wobei die S Schlitze
MS Minischlitze und/oder DS Datenschlitze
einschließen, wobei MS von MSmin bis MSmax variieren
kann, wobei MS = MS0 + MS1, wobei DS von DSmin bis DSmax
variieren kann, wobei MSmax = S, und wobei
DSmin = 0.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch
gekennzeichnet, daß DSmax = S, und MSmin
= 0.
11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch
gekennzeichnet, daß
MSmin = S-DSmax ≠ 0.
12. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch
gekennzeichnet, daß der Upstream-
Datenrahmen S Schlitze aufweist, wobei die S Schlitze
MS Minischlitze und/oder DS Datenschlitze
einschließen, wobei MS von MSmin bis MSmax variieren
kann, wobei MS = MS0 + MS1, wobei DS von DSmin bis DSmax
variieren kann, wobei DSmax = S, und wobei
MSmin = 0.
13. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch
gekennzeichnet, daß der Upstream-
Datenrahmen S Schlitze aufweist, wobei die S Schlitze
MS Minischlitze und/oder DS Datenschlitze aufweisen,
wobei MS von MSmin bis MSmax variieren kann, wobei
MS = MS0 + MS1, wobei DS von DSmin bis DSmax variieren
kann, und wobei MSmin = S-DSmax ≠ 0.
14. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch
gekennzeichnet, daß Schritt b) den
Schritt des Erzeugens des Übertragungsparameters N1
als eine Zufallszahl umfaßt, und wobei Schritt c) den
Schritt des Erzeugens des Übertragungsparameters N0
als eine Zufallszahl umfaßt.
15. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch
gekennzeichnet, daß Schritt d) den
Schritt der nochmaliger Übertragung der zuvor
übertragenen Reservierungsanforderung in einem
Minischlitz entsprechend dem Übertragungsparameter N1
umfaßt, und daß Schritt e) den Schritt der
Übertragung in der neuen Reservierungsanforderung in
einem Minischlitz entsprechend dem
Übertragungsparameter N0 umfaßt.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch
gekennzeichnet, daß Schritt b) den
Schritt des Erzeugens des Übertragungsparameters N1
als eine Zufallszahl umfaßt, und daß Schritt c)
den Schritt des Erzeugens des Übertragungsparameters
N0 als eine Zufallszahl umfaßt.
17. Kommunikationssystem mit einer Vielzahl an Stationen,
die Daten in einem Datenrahmen übertragen, der eine
Vielzahl an Schlitzen aufweist, wobei die Vielzahl an
Schlitzen Datenschlitze RDS(n + 1) und/oder
Minischlitze MS(n + 1) einschließt, und wobei das
Kommunikationssystem folgendes umfaßt:
- - ein Bereichsparameter bestimmendes Mittel an einer ersten Station zur Bestimmung eines Bereichsparameters R0(n + 1) für neue Nachrichten und eines Bereichsparameters R1(n + 1) für alte Nachrichten;
- - ein Minischlitzparameter bestimmendes Mittel bei der ersten Station, zur Bestimmung eines Minischlitzparameters MAP, der Minischlitze MS0(n + 1) für neue Nachrichten und Minischlitze MS1(n + 1) für alte Nachrichten definiert;
- - ein Übertragungsmittel der ersten Station bei der ersten Station, zur Übertragung des Bereichsparameters R0(n + 1) für neue Nachrichten, des Bereichsparameters R1(n + 1) für alte Nachrichten und des Minischlitzparameters MAP zu einer zweiten Station;
- - ein Übertragungsparameter bestimmendes Mittel bei der zweiten Station zur Bestimmung eines Übertragungsparameters N0 für neue Nachrichten innerhalb eines Bereiches, der dem Bereichsparameter R0(n + 1) für neue Nachrichten entspricht, und zur Bestimmung eines Übertragungsparameters N1 für alte Nachrichten innerhalb eines Bereiches, der dem Bereichsparameter R1(n + 1) für alte Nachrichten entspricht; und
- - ein Übertragungsmittel der zweiten Station bei der zweiten Station, zur Übertragung einer neuen Reservierungsanforderung an die erste Station, wenn der Übertragungsparameter N0 einem der Minischlitze MS0(n + 1) für neue Nachrichten entspricht, und zur Übertragung einer zuvor übertragenen Reservierungsanforderung zur ersten Station, wenn der Übertragungsparameter N1 für alte Nachrichten einem der Minischlitze MS1(n + 1) für alte Nachrichten entspricht.
18. Kommunikationssystem nach Anspruch 17, dadurch
gekennzeichnet, daß das
Minischlitzparameter bestimmende Mittel Minischlitze
MS(n + 1) wie folgt bestimmt:
- - wenn RDS(n) < DQ(n) < αRDS(n) ist, bestimme
Minischlitze MS(n + 1) gemäß folgender Gleichung:
- - wenn DQ(n) < RDS(n), bestimmte Minischlitze
MS(n + 1) gemäß folgender Gleichung:
MS(n + 1) = m(S-DQ(n));
und, - - wenn DQ(n) < αRDS(n), bestimme Minischlitze
MS(n + 1) gemäß folgender Gleichung:
wobei RDS(n) eine Anzahl von Minischlitzen in einem früheren Upstream-Datenrahmen n ist, D0(n) der Reservierungsaktivität zur diskreten Zeit n entspricht, S eine Gesamtanzahl an Schlitzen in einem Datenrahmen ist, m eine Anzahl an Minischlitzen ist, in die ein Schlitz unterteilt werden kann, e gleich 2,718281828 . . . ist, MS(n + 1) eine Anzahl an Minischlitzen für einen Upstream-Datenrahmen n + 1 ist, MS(n + 1) = MS0(n + 1) + MS1(n + 1), k eine durchschnittliche Anzahl an Datenschlitzen ist, die von den Reservierungsanforderungen reserviert werden, α eine Konstante und M die Anzahl der Minischlitze im Bereitschaftszustand ist.
19. Kommunikationssystem nach Anspruch 17, dadurch
gekennzeichnet, daß das
Bereichsparameter bestimmende Mittel den
Bereichsparameter R1(n + 1) für alte Nachrichten für
die diskrete Zeit n + 1 gemäß folgender Gleichung
bestimmt:
wobei n für einen gerade empfangenen Upstream- Datenrahmen steht, n + 1 für einen nächsten Upstream- Datenrahmen steht, R1(n + 1) der Bereichsparameter alter Nachrichten für den nächsten Upstream- Datenrahmen n + 1 ist, R1(n) ein Bereichsparameter alter Nachrichten für den gerade empfangenen Upstream-Datenrahmen n ist, N eine Gesamtanzahl an Stationen im Kommunikationssystem darstellt, MS1(n) eine Anzahl an Minischlitzen für alte Nachrichten im gerade empfangenen Upstream-Datenrahmen n ist, Co10(n) eine Anzahl an kollidierten Minischlitzen für neue Nachrichten MS0(n) im gerade empfangenen Upstream-Datenrahmen n ist, Co11(n) eine Anzahl an kollidierten Minischlitzen für alte Nachrichten MS1(n) im gerade empfangenen Upstream-Datenrahmen n ist, und e gleich 2,718281828 . . . ist.
wobei n für einen gerade empfangenen Upstream- Datenrahmen steht, n + 1 für einen nächsten Upstream- Datenrahmen steht, R1(n + 1) der Bereichsparameter alter Nachrichten für den nächsten Upstream- Datenrahmen n + 1 ist, R1(n) ein Bereichsparameter alter Nachrichten für den gerade empfangenen Upstream-Datenrahmen n ist, N eine Gesamtanzahl an Stationen im Kommunikationssystem darstellt, MS1(n) eine Anzahl an Minischlitzen für alte Nachrichten im gerade empfangenen Upstream-Datenrahmen n ist, Co10(n) eine Anzahl an kollidierten Minischlitzen für neue Nachrichten MS0(n) im gerade empfangenen Upstream-Datenrahmen n ist, Co11(n) eine Anzahl an kollidierten Minischlitzen für alte Nachrichten MS1(n) im gerade empfangenen Upstream-Datenrahmen n ist, und e gleich 2,718281828 . . . ist.
20. Kommunikationssystem nach Anspruch 19, dadurch
gekennzeichnet, daß das
Minischlitzparameter bestimmende Mittel Minischlitze
MS(n + 1) wie folgt bestimmt:
- - wenn RDS(n) < DQ(n) < αRDS(n), bestimme
Minischlitze MS(n + 1) gemäß folgender Gleichung:
- - wenn DQ(n) < RDS(n), bestimme Minischlitze
MS(n + 1) gemäß folgender Gleichung:
MS(n + 1) = m(S-DQ(n));
und - - wenn DQ(n) < αRDS(n), bestimme Minischlitze
MS(n + 1) gemäß folgender Gleichung:
wobei RDS(n) eine Anzahl an Minischlitzen in einem früheren Upstream-Datenrahmen n ist, D0(n) der Reservierungsaktivität zur diskreten Zeit n entspricht, S eine Gesamtanzahl an Schlitzen in einem Datenrahmen ist, m eine Anzahl an Minischlitzen ist, in die ein Schlitz unterteilt werden kann, e gleich 2,718281828 . . . ist, MS(n + 1) eine Anzahl an Minischlitzen für einen Upstream-Datenrahmen n + 1 ist, MS(n + 1) = MS0(n + 1) + MS1(n + 1), k eine durchschnittliche Anzahl an Datenschlitzen ist, die von Reservierungsanforderungen reserviert wird, α eine Konstante und M die Anzahl an Minischlitzen im Bereitschaftszustand ist.
21. Kommunikationssystem nach Anspruch 20, dadurch
gekennzeichnet, daß das
Minischlitzparameter bestimmende Mittel die
Minischlitze für neue Nachrichten MS0(n + 1) und die
Minischlitze für alte Nachrichten (n + 1) wie folgt
bestimmt:
- - wenn R1(n + 1) < MS(n + 1), bestimme die
Minischlitze für neue Nachrichten MS0(n + 1) und
die Minischlitze für alte Nachrichten MS1(n + 1)
gemäß folgender Gleichungen:
MS1(n + 1) = R1(n + 1)
MS0(n + 1) = MS(n + 1)-MS1(n + 1); - - wenn R1(n + 1) ≠ MS(n + 1), bestimme die
Minischlitze für neue Nachrichten MS0(n + 1) und
die Minischlitze für alte Nachrichten MS1(n + 1)
gemäß folgender Gleichungen:
MS1(n + 1) = MS(n + 1)
MS0(n + 1) = 0.
22. Kommunikationssystem nach Anspruch 21, dadurch
gekennzeichnet, daß das
Bereichsparameter bestimmende Mittel den
Bereichsparameter für neue Nachrichten R0(n + 1) für
die diskrete Zeit n + 1 gemäß folgender Gleichung
bestimmt:
wobei MS0(n) eine Anzahl an Minischlitzen für alte Nachrichten im gerade empfangenen Upstream- Datenrahmen n ist.
wobei MS0(n) eine Anzahl an Minischlitzen für alte Nachrichten im gerade empfangenen Upstream- Datenrahmen n ist.
23. Kommunikationssystem nach Anspruch 17, dadurch
gekennzeichnet, daß das
Bereichsparameter bestimmende Mittel den
Bereichsparameter R1(n + 1) für alte Nachrichten
basierend auf einem Bereichsparameter R1(n) für alte
Nachrichten für einen gerade empfangenen Upstream-
Datenrahmen n, basierend auf einer Gesamtzahl an
Stationen, basierend auf einer Anzahl an
Minischlitzen für alte Nachrichten MS1(n) im gerade
empfangenen Upstream-Datenrahmen n, basierend auf
einer Anzahl kollidierter Minischlitze für neue
Nachrichten MS0(n) im gerade empfangenen Upstream-
Datenrahmen n, und basierend auf einer Anzahl an
kollidierten Minischlitzen MS1(n) für alte
Nachrichten im gerade empfangenen Upstream-
Datenrahmen n bestimmt.
24. Kommunikationssystem nach Anspruch 23, dadurch
gekennzeichnet, daß das
Minischlitzparameter bestimmende Mittel Minischlitze
MS(n + 1) basierend auf der
Reservierungsanforderungsaktivität bestimmt.
25. Kommunikationssystem nach Anspruch 24, dadurch
gekennzeichnet, daß das
Minischlitzparameter bestimmende Mittel die
Minischlitze für neue Nachrichten MS0(n + 1) und die
Minischlitze für alte Nachrichten MS1(n + 1)
basierend auf R1(n + 1) und MS(n + 1) bestimmt.
26. Kommunikationssystem nach Anspruch 25, dadurch
gekennzeichnet, daß das
Bereichsparameter bestimmende Mittel den
Bereichsparameter R0(n + 1) für neue Nachrichten
basierend auf einem Bereichsparameter R0(n) für neue
Nachrichten für einen gerade empfangenen Upstream-
Datenrahmen n, basierend auf der Gesamtanzahl an
Stationen, basierend auf einer Anzahl an
Minischlitzen MS0(n) für neue Nachrichten im gerade
empfangenen Upstream-Datenrahmen n, basierend auf
MS0(n + 1), und basierend auf einer Anzahl an
kollidierten Minischlitzen MS=(n) für neue
Nachrichten im gerade empfangenen Upstream-
Datenrahmen n bestimmt.
27. Kommunikationssystem nach Anspruch 24, dadurch
gekennzeichnet, daß das
Minischlitzparameter bestimmende Mittel die
Minischlitze MS0(n + 1) für neue Nachrichten und die
Minischlitze MS1(n + 1) für alte Nachrichten
basierend auf MS(n + 1) bestimmt.
28. Kommunikationssystem nach Anspruch 27, dadurch
gekennzeichnet, daß das
Bereichsparameter bestimmende Mittel den
Bereichsparameter R0(n + 1) für neue Nachrichten
basierend auf einem Bereichsparameter für neue
Nachrichten R0(n) für einen gerade empfangenen
Upstream-Datenrahmen n, basierend auf der Gesamtzahl
an Stationen, basierend auf einer Anzahl an
Minischlitzen MS0(n) für neue Nachrichten im gerade
empfangenen Upstream-Datenrahmen n, basierend auf
MS0(n + 1), und basierend auf einer Anzahl an
kollidierten Minischlitzen MS0(n) für neue
Nachrichten im gerade empfangenen Upstream-
Datenrahmen n bestimmt.
29. Kommunikationssystem nach Anspruch 17, dadurch
gekennzeichnet, daß das
Bereichsparameter bestimmende Mittel den
Bereichsparameter R1(n + 1) für alte Nachrichten
basierend auf einer Anzahl kollidierter Minischlitze
im gerade empfangenen Upstream-Datenrahmen n
bestimmt.
30. Kommunikationssystem nach Anspruch 29, dadurch
gekennzeichnet, daß das
Minischlitzparameter bestimmende Mittel Minischlitze
MS(n + 1) basierend auf der
Reservierungsanforderungsaktivität bestimmt.
31. Kommunikationssystem nach Anspruch 30, dadurch
gekennzeichnet, daß das
Minischlitzparameter bestimmende Mittel die
Minischlitze MS0(n + 1) für neue Nachrichten und die
Minischlitze MS1(n + 1) basierend auf R1(n + 1) und
MS(n + 1) bestimmt.
32. Kommunikationssystem nach Anspruch 31, dadurch
gekennzeichnet, daß das
Bereichsparameter bestimmende Mittel den
Bereichsparameter für neue Nachrichten R0(n + 1)
basierend auf einer Anzahl von kollidierten
Minischlitzen im gerade empfangenen Upstream-
Datenrahmen n bestimmt.
33. Kommunikationssystem nach Anspruch 30, dadurch
gekennzeichnet, daß das
Minischlitzparameter bestimmende Mittel die
Minischlitze MS0(n + 1) für neue Nachrichten und die
Minischlitze MS1(n + 1) für alte Nachrichten
basierend auf MS(n + 1) bestimmt.
34. Kommunikationssystem nach Anspruch 33, dadurch
gekennzeichnet, daß das
Bereichsparameter bestimmende Mittel den
Bereichsparameter R0(n + 1) für neue Nachrichten
basierend auf einer Anzahl kollidierter Minischlitze
im gerade empfangenen Upstream-Datenrahmen n
bestimmt.
35. Sender, der folgendes umfaßt
- - Upstream-Datenrahmen empfangendes Mittel zum Empfangen eines Upstream-Datenrahmens n zur diskreten Zeit n;
- - Bereichsparameter bestimmende Mittel zur Bestimmung eines Bereichsparameters R0(n + 1) für neue Nachrichten und eines Bereichsparameters R1(n + 1) für alte Nachrichten;
- - Minischlitzparameter bestimmende Mittel zur Bestimmung eines Minischlitzparameters MAP, der Minischlitze MS=(n + 1) für neue Nachrichten und Minischlitze MS1(n + 1) für alte Nachrichten definiert, wobei der Minischlitzparameter MAP zumindest teilweise einen Upstream-Datenrahmen n + 1 zur diskreten Zeit n + 1 definiert; und
- - Übertragungsmittel zur Übertragung des Bereichsparameters R0(n + 1) für neue Nachrichten, des Bereichsparameters R1(n + 1) für alte Nachrichten und des Minischlitzparameters MAP.
36. Sender nach Anspruch 35, dadurch
gekennzeichnet, daß das
Minischlitzparameter bestimmende Mittel Minischlitze
MS(n + 1) wie folgt bestimmt:
- - wenn RDS(n) < DQ(n) < αRDS(n), bestimme
Minischlitze MS(n + 1) gemäß folgender Gleichung:
- - wenn DQ(n) < RDS(n), bestimme Minischlitze
MS(n + 1) gemäß folgender Gleichung:
MS(n + 1) = m(S-DQ(n));
und - - wenn DQ(n) < αRDS(n), bestimme Minischlitze
MS(n + 1) gemäß folgender Gleichung:
wobei RDS(n) eine Anzahl an Minischlitzen in einem früheren Upstream-Datenrahmen n ist, D0(n) der Reservierungsaktivität zur diskreten Zeit n entspricht, S eine Gesamtanzahl an Schlitzen in einem Datenrahmen ist, in eine Anzahl an Minischlitzen ist, in die ein Schlitz unterteilt werden kann, e gleich 2,718281828 . . . ist, MS(n + 1) eine Anzahl an Minischlitzen für einen Upstream-Datenrahmen n + 1 ist, MS(n + 1) = MS0(n + 1) + MS1(n + 1), k eine durchschnittliche Anzahl an Datenschlitzen ist, die von Reservierungsanforderungen reserviert werden, α eine Konstante und M die Anzahl der Minischlitze im Bereitschaftszustand ist.
37. Sender nach Anspruch 35, dadurch
gekennzeichnet, daß das
Bereichsparameter bestimmende Mittel den
Bereichsparameter für alte Nachrichten R1(n + 1) für
die diskrete Zeit n + 1 gemäß folgender Gleichung
bestimmt:
wobei n für einen gerade empfangenen Upstream- Datenrahmen steht, n + 1 für einen nächsten Upstream- Datenrahmen, R1(n + 1) der Bereichsparameter für alte Nachrichten für den nächsten Upstream-Datenrahmen n + 1 ist, R1(n) ein Bereichsparameter alter Nachrichten für den bereits empfangenen Upstream-Datenrahmen n ist, N für eine Gesamtanzahl an Stationen in einem Netzwerk steht, MS1(n) eine Anzahl an Minischlitzen für alte Nachrichten im gerade empfangenen Upstream- Datenrahmen n ist, Co10(n) eine Anzahl kollidierter Minischlitze für neue Nachrichten MS0(n) im gerade empfangenen Upstream-Datenrahmen n ist, Co11(n) eine Anzahl an kollidierten Minischlitzen für alte Nachrichten MS1(n) im gerade empfangenen Upstream- Datenrahmen n ist, und e gleich 2,718281828 . . . ist.
wobei n für einen gerade empfangenen Upstream- Datenrahmen steht, n + 1 für einen nächsten Upstream- Datenrahmen, R1(n + 1) der Bereichsparameter für alte Nachrichten für den nächsten Upstream-Datenrahmen n + 1 ist, R1(n) ein Bereichsparameter alter Nachrichten für den bereits empfangenen Upstream-Datenrahmen n ist, N für eine Gesamtanzahl an Stationen in einem Netzwerk steht, MS1(n) eine Anzahl an Minischlitzen für alte Nachrichten im gerade empfangenen Upstream- Datenrahmen n ist, Co10(n) eine Anzahl kollidierter Minischlitze für neue Nachrichten MS0(n) im gerade empfangenen Upstream-Datenrahmen n ist, Co11(n) eine Anzahl an kollidierten Minischlitzen für alte Nachrichten MS1(n) im gerade empfangenen Upstream- Datenrahmen n ist, und e gleich 2,718281828 . . . ist.
38. Sender nach Anspruch 37, dadurch
gekennzeichnet, daß das
Minischlitzparameter bestimmende Mittel Minischlitze
MS(n + 1) wie folgt bestimmt:
- - wenn RDS(n) < DQ(n) < αRDS(n), bestimme
Minischlitze MS(n + 1) gemäß folgender Gleichung:
- - wenn DQ(n) < RDS(n), bestimme
Minischlitze MS(n + 1) gemäß folgender Gleichung:
MS(n + 1) = m(S-DQ(n));
und - - wenn DQ(n) < αRDS(n), bestimme Minischlitze
MS(n + 1) gemäß folgender Gleichung:
wobei RDS(n) eine Anzahl an Minischlitzen in einem früheren Upstream-Datenrahmen n ist, D0(n) der Reservierungsaktivität zur diskreten Zeit n entspricht, S eine Gesamtanzahl an Schlitzen in einem Datenrahmen ist, m eine Anzahl an Minischlitzen ist, in die ein Schlitz unterteilt werden kann, e gleich 2,718281828 . . . ist, MS(n + 1) eine Anzahl an Minischlitzen für einen Upstream-Datenrahmen n + 1 ist, MS(n + 1) = MS0(n + 1) + MS1(n + 1), k eine durchschnittliche Anzahl an Datenschlitzen ist, die von Reservierungsanforderungen reserviert werden, ∝ eine Konstante und M die Anzahl der Minischlitze im Bereitschaftszustand ist.
39. Sender nach Anspruch 38, dadurch
gekennzeichnet, daß das
Minischlitzparameter bestimmende Mittel die
Minischlitze für neue Nachrichten MS0(n + 1) und die
Minischlitze für alte Nachrichten MS1(n + 1) wie
folgt bestimmt:
- - wenn R1(n + 1) < MS(n + 1), bestimme die
Minischlitze für neue Nachrichten MS0(n + 1) und
die Minischlitze für alte Nachrichten MS1(n + 1)
gemäß folgender Gleichungen:
MS1(n + 1) = R1(n + 1)
MS0(n + 1) = MS(n + 1)-MS1(n + 1); - - wenn R1(n + 1) ≠ MS(n + 1), bestimme die
Minischlitze für neue Nachrichten MS0(n + 1) und
die Minischlitze für alte Nachrichten MS1(n + 1)
gemäß folgender Gleichungen:
MS1(n + 1) = MS(n + 1)
MS0(n + 1) = 0.
40. Sender nach Anspruch 39, dadurch
gekennzeichnet, daß das
Bereichsparameter bestimmende Mittel den
Bereichsparameter für neue Nachrichten R0(n + 1) für
die diskrete Zeit n + 1 gemäß folgender Gleichung
bestimmt:
wobei MS0(n) eine Anzahl an Minischlitzen für alte Nachrichten im gerade empfangenen Upstream- Datenrahmen ist.
wobei MS0(n) eine Anzahl an Minischlitzen für alte Nachrichten im gerade empfangenen Upstream- Datenrahmen ist.
41. Sender nach Anspruch 35, dadurch
gekennzeichnet, daß das
Bereichsparameter bestimmende Mittel den
Bereichsparameter R1(n + 1) für alte Nachrichten
basierend auf einem Bereichsparameter R1(n) für alte
Nachrichten für einen gerade empfangenen Upstream-
Datenrahmen n, basierend auf einer Gesamtanzahl von
Stationen in einem Netzwerk, basierend auf einer
Anzahl von Minischlitzen MS1(n) für alte Nachrichten
im gerade empfangenen Upstream-Datenrahmen n,
basierend auf einer Anzahl kollidierter Minischlitze
MS0(n) für neue Nachrichten im gerade empfangenen
Upstream-Datenrahmen n und basierend auf einer Anzahl
kollidierter Minischlitze MS1(n) für alte Nachrichten
im gerade empfangenen Upstream-Datenrahmen n
bestimmt.
42. Sender nach Anspruch 41, dadurch
gekennzeichnet, daß das
Minischlitzparameter bestimmende Mittel Minischlitze
MS(n + 1) basierend auf der
Reservierungsanforderungs-Aktivität bestimmt.
43. Sender nach Anspruch 42, dadurch
gekennzeichnet, daß das
Minischlitzparameter bestimmende Mittel die
Minischlitze MS0(n + 1) für neue Nachrichten und die
Minischlitze MS1(n +1) für alte Nachrichten basierend
auf R1(n + 1) und MS(n + 1) bestimmt.
44. Sender nach Anspruch 43, dadurch
gekennzeichnet, daß das
Bereichsparameter bestimmende Mittel den
Bereichsparameter für neue Nachrichten R0(n + 1)
basierend auf einem Bereichsparameter R0(n) für neue
Nachrichten für einen gerade empfangenen Upstream-
Datenrahmen n, basierend auf der Gesamtanzahl an
Stationen in einem Netzwerk, basierend auf der Anzahl
der Minischlitze für neue Nachrichten MS0(n) im
gerade empfangenen Upstream-Datenrahmen n, basierend
auf MS0(n + 1) und basierend auf einer Anzahl
kollidierter Minischlitze für neue Nachrichten MS0(n)
im gerade empfangenen Upstream-Datenrahmen n
bestimmt.
45. Sender nach Anspruch 42, dadurch
gekennzeichnet, daß das
Minischlitzparameter bestimmende Mittel die
Minischlitze für neue Nachrichten MS0(n + 1) und die
Minischlitze für alte Nachrichten MS1(n + 1)
basierend auf MS(n + 1) bestimmt.
46. Sender nach Anspruch 45, dadurch
gekennzeichnet, daß das
Bereichsparameter bestimmende Mittel den
Bereichsparameter R0(n + 1) für neue Nachrichten
basierend auf einem Bereichsparameter für neue
Nachrichten R0(n) für einen gerade empfangenen
Upstream-Datenrahmen n, basierend auf der
Gesamtanzahl an Stationen in einem Netzwerk,
basierend auf der Anzahl der Minischlitze für neue
Nachrichten MS0(n) im gerade empfangenen Upstream-
Datenrahmen n, basierend auf MS0(n + 1) und basierend
auf einer Anzahl kollidierter Minischlitze für neue
Nachrichten MS0(n) im gerade empfangenen Upstream-
Datenrahmen n bestimmt.
47. Sender nach Anspruch 35, dadurch
gekennzeichnet, daß das
Bereichsparameter bestimmende Mittel den
Bereichsparameter R1(n + 1) für alte Nachrichten
basierend auf einer Anzahl kollidierter Minischlitze
im gerade empfangenen Upstream-Datenrahmen n
bestimmt.
48. Sender nach Anspruch 47, dadurch
gekennzeichnet, daß das
Minischlitzparameter bestimmende Mittel Minischlitze
MS(n + 1) basierend auf der
Reservierungsanforderungs-Aktivität bestimmt.
49. Sender nach Anspruch 48, dadurch
gekennzeichnet, daß das
Minischlitzparameter bestimmende Mittel die
Minischlitze für neue Nachrichten MS0(n + 1) und die
Minischlitze MS1(n + 1) für alte Nachrichten
basierend auf R1(n + 1) und MS(n + 1) bestimmt.
50. Sender nach Anspruch 49, dadurch
gekennzeichnet, daß das
Bereichsparameter bestimmende Mittel den
Bereichsparameter R0(n + 1) für neue Nachrichten
basierend auf einer Anzahl von kollidierten
Minischlitzen im gerade empfangenen Upstream-
Datenrahmen n bestimmt.
51. Sender nach Anspruch 48, wobei das
Minischlitzparameter bestimmende Mittel die
Minischlitze MS0(n + 1) für neue Nachrichten und die
Minischlitze MS1(n + 1) für alte Nachrichten
basierend auf MS(n + 1) bestimmt.
52. Sender nach Anspruch 51, wobei das Bereichsparameter
bestimmende Mittel den Bereichsparameter R0(n + 1)
für neue Nachrichten basierend auf einer Anzahl
kollidierter Minischlitze im gerade empfangenen
Upstream-Datenrahmen n bestimmt.
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