[发明专利]多链路轮询方法、设备和数据通信系统

说明书

本发明一般涉及数据通信系统，更确切地说，涉及通信系统中的多链路轮询设备和方法。

本发明与以下专利美国申请有关(全部转让给本发明的受让人)，这里一并作为参考，  CXO95004   用于混合竞争和轮询协议的方法和装置  CXO95005   利用从站提供共享传输介质访问的方法和系统  CXO95008   共享介质上多个应用程序之间的频谱管理方法和系统  CXO95009   用于有限混合竞争和轮询协议的方法和装置  CXO95011   采用深度优先搜索技术解决混合竞争和轮询协议冲突的系

         统和方法  CXO95012   共享介质上多个应用程序之间的频谱管理方法和系统

在某些高速数据应用中，组合几条低速链路以实现高速数据传输。在简单的点对点的应用中，反复用技术允许使用几条低速信道作为一条高速信道。可以在物理层、链路层或者网络层进行反复用，不同层具有不同优缺点和不同的复杂性。

在一点对多点的应用中，增加了另一层复杂性。在一点对多点的应用中，控制站具有一个广播(即下行)信道，该信道到达一组从站。该组从站共享一个或多个上行信道，上行信道到达控制站。附加复杂性指：必须控制上行信道。

在以上应用中，通常分别处理与上行信道和下行信道访问控制有关的问题，和利用多个低速信道实现高速数据传输的问题。

通过轮询、竞争访问(contention access)或者二者之组合，就能够处理信道访问问题。通常通过反复用，或者通过将从站设备的子集静态分配给特定的上行信道，解决多链路问题。

通常采用复杂的、昂贵的硬件方案或者软件方案，实现反复用。当每次设备开始传输时，反复用通常需要一个同步启动时间。并且反复用要求传输设备以等于所有低速信道之和的速度传送数据。

将从站设备静态分配给上行信道不能有效地利用带宽。如果指派到某个信道的多个用户同时需要峰值带宽，则即使系统内有其他空闲信道，用户数据也会拥塞。

因此，需要控制上行信道访问的更有效方法，同时，该方法能够有效使用上行信道。

图1是数据通信系统的框图。

图2是从站的框图。

图3是从站的流程图。

图4是控制站的流程图。

一个联合轮询类型的信道访问和动态分配上行信道的方法，该方法使得整组从站能够有效使用众多上行信道。

当控制站产生从站轮询时，控制站在其轮询消息内包含一信道标识符(CID)，信道标识符表示从站应答的上行信道。从站必须使用指定的上行信道。

该方法允许个别从站完全使用某一链路。同时，该方法允许多个从站在多条链路之间进行平衡，以使带宽利用率最大，使拥塞最小。只要一条链路的带宽足够一个从站使用，该方法就允许使用更简单的、廉价的从站。

该协议能够避免与一个从站同时使用多条链路有关的问题，如需要重排矢序祯和由于不同的链路具有不同的特性(链路速度、传播延迟和差错率等等)而引起的延迟问题，并且该协议允许从站没有涉及选择进行传输的链路的智能。由于在某些环境中，链路质量随从站的不同而不同，所以控制站能够控制特定从站使用某些链路，该链路被认为对该从站具有较高的质量。

图1说明数据通信系统6。控制站(可以为电缆路由器)8通过下行信道9对从站10、16和18进行广播。从站10、16和18利用上行信道11和13向控制站8发送数据。

控制站8具有两个主要构件以便与从站10、16和18通信。发送器10从控制站8向从站10、16和18发送数据和控制信息。接收器12与上行信道11连接，接收器14与上行信道13连接。从从站10、16和18向控制站8传送数据和控制信息的各独立信道，均需要一个接收器。

沿下行方向，控制站8传输数据分组和控制分组，从站10、16和18接收该数据分组和控制分组。每个分组均有一个分组标识符，该标识符确定将由从站10、16和18中的哪一个从站接收数据。对于本发明，下行分组被分为“数据分组”或“轮询”。轮询用于确保特定从站访问特定上行信道。

一旦接收到下行分组，各从站10、16和18就检查分组标识符，以便确定下行分组是否是特定从站的分组。如果分组属于该从站，则检查该下行分组是“数据分组”还是“轮询”。数据分组被传输到终端用户接口。

一旦接收到轮询，从站就将其发送器42(参见图2)调整到特定信道。然后，从站沿上行方向传输用户数据。如果从站没有数据要发送，则从站就向控制站发送一个否定确认(NAK)，否定确认表示从站没有数据要发送。