專利名稱：在子網(wǎng)絡(luò)之間具有劃分優(yōu)先的傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)、用于控制這樣一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的方法和控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有多個(gè)子網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)，該子網(wǎng)絡(luò)可通過(guò)各個(gè)橋終端進(jìn)行互連且每個(gè)子網(wǎng)絡(luò)包括用于控制一個(gè)子網(wǎng)絡(luò)的控制器。這樣的網(wǎng)絡(luò)是自組織的，以及可以包含例如幾個(gè)子網(wǎng)絡(luò)。它們也被稱為特定網(wǎng)絡(luò)(adhoc network)。
具有幾個(gè)終端的特定網(wǎng)絡(luò)從以下文件可知“J.Habetha，A.Hettich，J.Peetz，Y.DuCentral Controller Handover Procedure forETSI-BRAN HIPERLAN/2 Ad Hoc Networks and Clustering with Qualityof Service Gurantees(用于ETSI-BRAN HIPERLAN/2特定網(wǎng)絡(luò)的中央控制器切換程序過(guò)程和具有業(yè)務(wù)質(zhì)量保證的集群)，1stIEEE AnnualWorkshop on Mobile Ad Hoc Networking & Computing，Aug.11，2000”和“J.Habetha，M.NadlerConcept of a Centralised Multihop Ad HocNetwork(集中的多跳的特定網(wǎng)絡(luò)的概念)，European Wireless，Dresden，Sep.，2000”。至少一個(gè)終端被提供作為用于控制該特定網(wǎng)絡(luò)的控制器。在某些條件下，可能需要不同的終端成為控制器。一旦這樣的網(wǎng)絡(luò)達(dá)到一定的尺寸，把它再劃分成子網(wǎng)絡(luò)是必要的。被構(gòu)建為橋終端的終端用來(lái)與子網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。這些橋終端交替地與子網(wǎng)絡(luò)同步。由于所連接網(wǎng)絡(luò)的不同MAC幀結(jié)構(gòu)，等待時(shí)間上升，直到一個(gè)橋終端可以與新同步的網(wǎng)絡(luò)交換數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的一個(gè)目的是使得在子網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)交換最佳化。
按照本發(fā)明，這個(gè)目的是通過(guò)具有多個(gè)子網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)達(dá)到的，每個(gè)子網(wǎng)絡(luò)包括用于控制子網(wǎng)絡(luò)的控制器，以及子網(wǎng)絡(luò)可通過(guò)各個(gè)橋終端進(jìn)行互連，其中較高的優(yōu)先級(jí)被給予在子網(wǎng)絡(luò)之間的鏈路，而不是子網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的鏈路。
而且，按照本發(fā)明，這個(gè)目的是通過(guò)具有多個(gè)子網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)達(dá)到的，每個(gè)子網(wǎng)絡(luò)包括用于控制子網(wǎng)絡(luò)的控制器，以及子網(wǎng)絡(luò)可通過(guò)各個(gè)橋終端進(jìn)行互連，其中固定傳輸容量被指配給在子網(wǎng)絡(luò)之間的鏈路。
按照本發(fā)明的這兩個(gè)可選解決方案是基于這樣一個(gè)共識(shí)，即單獨(dú)地處理在子網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)傳輸或相對(duì)于子網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的數(shù)據(jù)連接更優(yōu)先地處理它們。這是有利的，因?yàn)闃蚪K端(即在子網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)傳輸裝置)會(huì)由于子網(wǎng)絡(luò)之間的頻率改變而在傳輸容量和傳輸延時(shí)方面構(gòu)成瓶頸。
在權(quán)利要求1的第一可選解決方案中，用于發(fā)送的、所謂的多跳連接的傳輸容量分配由各個(gè)子網(wǎng)絡(luò)的控制器動(dòng)態(tài)地執(zhí)行。這樣的多跳連接比起純內(nèi)部的子網(wǎng)絡(luò)連接，被給予更高的優(yōu)先級(jí)。
在權(quán)利要求4的第二可選解決方案中，該設(shè)備配備有用于多跳連接的固定容量的信道。這具有優(yōu)點(diǎn)就是通過(guò)固定的容量保留而回避了資源請(qǐng)求和資源分配的機(jī)制。這節(jié)省時(shí)間。
下面參照附圖，更詳細(xì)地描述本發(fā)明的實(shí)施例，其中

圖1顯示具有三個(gè)子網(wǎng)絡(luò)的特定網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)子網(wǎng)絡(luò)包括被設(shè)計(jì)用于無(wú)線電傳輸?shù)慕K端，圖2顯示圖1的本地網(wǎng)的終端，圖3顯示圖2的終端的無(wú)線電裝置，圖4顯示被設(shè)計(jì)用于鏈接兩個(gè)子網(wǎng)絡(luò)的橋終端的實(shí)施例，圖5顯示兩個(gè)子網(wǎng)絡(luò)的MAC幀，和橋終端的MAC幀的結(jié)構(gòu)，圖6顯示多跳連接的最大輸出，它取決于在兩個(gè)子網(wǎng)絡(luò)中存在橋終端的時(shí)間周期，圖7顯示多跳連接的延時(shí)，它取決于在兩個(gè)子網(wǎng)絡(luò)中存在橋終端的時(shí)間周期，以及圖8顯示具有三個(gè)子網(wǎng)絡(luò)和該子網(wǎng)絡(luò)之間的三個(gè)連接的網(wǎng)絡(luò)。
下面描述的實(shí)施例涉及到特定網(wǎng)絡(luò)，與傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)不同，它們是自組織的。在這樣的特定網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)終端可以獲得到固定網(wǎng)絡(luò)的接入，以及它是立即可使用的。特定網(wǎng)絡(luò)具有這樣的特征參加者的結(jié)構(gòu)和數(shù)目不能被規(guī)定在給定的極限值內(nèi)。例如，參加者的通信設(shè)備可以取自網(wǎng)絡(luò)，或可被包括在其中。特定網(wǎng)絡(luò)不取決于固定地安裝的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，這與傳統(tǒng)的移動(dòng)電話網(wǎng)絡(luò)不同。
特定網(wǎng)絡(luò)的覆蓋區(qū)域通常比一個(gè)終端的傳輸范圍大得多。因此在兩個(gè)終端之間的通信有必要激活另外的終端，這樣后者可在該兩個(gè)通信的終端之間傳遞消息或數(shù)據(jù)。這樣的特定網(wǎng)絡(luò)，也就是其中消息和數(shù)據(jù)的傳遞必須通過(guò)一個(gè)終端的特定網(wǎng)絡(luò)被稱為多跳特定網(wǎng)絡(luò)。一個(gè)特定網(wǎng)絡(luò)的可能的組織在于子網(wǎng)絡(luò)或集群被經(jīng)常性地形成。該特定網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)子網(wǎng)絡(luò)可以由例如借助于無(wú)線電鏈路進(jìn)行互連且屬于圍桌而坐的參加者的終端而被形成。這樣的終端可以是例如用于文件、圖象等等的無(wú)線交換的通信設(shè)備。
兩種類型的特定網(wǎng)絡(luò)可被區(qū)別開(kāi)。它們是集中的和非集中的特定網(wǎng)絡(luò)。在非集中特定網(wǎng)絡(luò)中，在終端之間的通信被分開(kāi)，即，每個(gè)終端可以在這樣的條件下直接與任何其他終端通信該終端處在各個(gè)其他終端的傳輸范圍內(nèi)。非集中的特定網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)是它對(duì)抗差錯(cuò)的簡(jiǎn)單性和魯棒性。在集中的特定網(wǎng)絡(luò)中，諸如終端到該無(wú)線電傳輸媒介的多址接入的功能(媒介接入控制＝MAC)的某些功能由用于每個(gè)子網(wǎng)絡(luò)的某個(gè)終端進(jìn)行控制。這個(gè)終端被稱為中央終端或中央控制器(CC)。這些功能并不總是需要由同一個(gè)終端實(shí)行，而是它們可以從用作為中央控制器的一個(gè)終端被移交到接著將用作為中央控制器的另一個(gè)終端。集中特定網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)是，在其中有可能以簡(jiǎn)單的方式達(dá)到業(yè)務(wù)質(zhì)量(QoS)的一致性。集中特定網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)例子是按照HIPERLAN/2家庭環(huán)境擴(kuò)展(HEE)被組織的網(wǎng)絡(luò)(參閱J.Habetha，A.Hettich，J.Peetz，Y.DuCentralController Handover Procedure for ETSI-BRAN HIPERLAN/2 Ad HocNetworks and Clustering with Quality of Service Gurantees(用于ETS I-BRAN HIPERLAN/2特定網(wǎng)絡(luò)的中央控制器切換程序過(guò)程和具有業(yè)務(wù)質(zhì)量保證的集群)，1stIEEE Annual Workshop on Mobile Ad HocNetworking & Computing，Aug.11，2000)。
圖1顯示具有三個(gè)子網(wǎng)絡(luò)1到3的特定網(wǎng)絡(luò)的實(shí)施例，每個(gè)子網(wǎng)絡(luò)包括幾個(gè)終端4到16。終端4到9形成子網(wǎng)絡(luò)1的一部分，終端4和10到12形成子網(wǎng)絡(luò)2的一部分，以及終端5和13到16形成子網(wǎng)絡(luò)3的一部分。屬于一個(gè)子網(wǎng)絡(luò)的終端，通過(guò)在相應(yīng)子網(wǎng)絡(luò)中的無(wú)線電鏈路交換數(shù)據(jù)。圖1上畫(huà)出的橢圓指示了各個(gè)子網(wǎng)絡(luò)(1到3)的無(wú)線電范圍，其中在屬于該子網(wǎng)絡(luò)的終端之間有可能進(jìn)行基本上不成問(wèn)題的無(wú)線電傳輸。
終端4和5被稱為橋終端，因?yàn)樗鼈兎謩e使得在兩個(gè)子網(wǎng)絡(luò)1和2之間與在1和3之間的數(shù)據(jù)交換成為可能。橋終端4負(fù)責(zé)在子網(wǎng)絡(luò)1和2之間的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，以及橋終端5負(fù)責(zé)在子網(wǎng)絡(luò)1和3之間的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。
圖1的本地網(wǎng)的終端4到16可以是移動(dòng)或固定的通信設(shè)備，它包括例如至少一個(gè)站17、連接控制裝置18和帶有天線20的無(wú)線電裝置，如圖2所示。站17可以是例如膝上型電腦、電話等等。
終端6到16的無(wú)線電裝置19不單包括天線20，也包括高頻電路21，調(diào)制解調(diào)器22和協(xié)議裝置23，如圖3所示。協(xié)議裝置23根據(jù)連接控制裝置18接收的數(shù)據(jù)流形成分組單元。一個(gè)分組單元包含部分?jǐn)?shù)據(jù)流和由協(xié)議裝置23形成的附加控制信息。協(xié)議裝置使用用于LLC層(LLC＝邏輯鏈路控制)和用于MAC層(MAC＝媒介接入控制)的協(xié)議。MAC層控制終端到無(wú)線電傳輸媒介的多址接入，以及LLC層實(shí)行數(shù)據(jù)流和差錯(cuò)檢查。
如上所述，某個(gè)終端負(fù)責(zé)控制和管理功能，以及它被稱為集中特定網(wǎng)絡(luò)的子網(wǎng)絡(luò)1到3中的中央控制器。此外，該控制器在該相關(guān)的子網(wǎng)絡(luò)中用作為通常的終端?？刂破骼缲?fù)責(zé)開(kāi)始在該子網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)行的終端的登記，負(fù)責(zé)在無(wú)線電傳輸媒介中建立在至少兩個(gè)終端之間的鏈路，負(fù)責(zé)資源管理，以及負(fù)責(zé)在無(wú)線電傳輸媒介中的接入控制。因此，例如在登記后和在作出傳輸請(qǐng)求以后，子網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)終端由控制器分配給用于數(shù)據(jù)(分組單元)的傳輸容量。
數(shù)據(jù)可以通過(guò)TDMA，F(xiàn)DMA，或CDMA方法(TDMA＝時(shí)分多址，F(xiàn)DMA＝頻分多址，CDMA＝碼分多址)在特定網(wǎng)絡(luò)中的終端之間進(jìn)行交換。這些方法也可以被組合。本地網(wǎng)的每個(gè)子網(wǎng)絡(luò)1到3被分配以多個(gè)給定的信道，它們被稱為信道組。一個(gè)信道由一個(gè)頻率范圍，一個(gè)時(shí)間范圍，以及例如在CDMA方法中以一個(gè)擴(kuò)頻碼來(lái)規(guī)定。例如，具有載頻f1的一定的、常常是唯一的頻率范圍可被提供給每個(gè)子網(wǎng)絡(luò)1到3，用于數(shù)據(jù)交換。在這樣的頻率范圍中，數(shù)據(jù)可以例如通過(guò)TDMA方法被發(fā)送。載頻f1然后可被分配給子網(wǎng)絡(luò)1，載頻f2分配給子網(wǎng)絡(luò)2，以及載頻f3分配給子網(wǎng)絡(luò)3。橋終端4一方面能夠用載頻f1與子網(wǎng)絡(luò)1的其它終端進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，另一方面，能夠用載頻f2與子網(wǎng)絡(luò)2的其它終端進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。第二橋終端5存在于本地網(wǎng)中，它在子網(wǎng)絡(luò)1和3之間傳輸數(shù)據(jù)，用載頻f1和f3運(yùn)行。
如上所述，中央控制器具有例如接入控制的功能。這意味著，中央控制器負(fù)責(zé)形成MAC層的幀(MAC幀)。這里使用了TDMA方法。這樣的MAC幀包括幾個(gè)信道，用于控制信息和有效荷載數(shù)據(jù)。
圖4上顯示橋終端的一個(gè)實(shí)施例的方框圖。這個(gè)橋終端的無(wú)線電交換裝置包括協(xié)議裝置24，調(diào)制解調(diào)器25和帶有天線27的高頻電路26。無(wú)線電交換裝置28被連接到協(xié)議裝置24，以及還被連接到連接控制裝置29和中間貯存裝置30。在本實(shí)施例中的中間貯存裝置30包括存儲(chǔ)器單元，用來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的中間貯存，以及它被實(shí)現(xiàn)為FIFO部件(先進(jìn)先出)，即，數(shù)據(jù)以它們被寫(xiě)入中間貯存裝置30的順序從該裝置讀出。圖4所示的終端也能夠作為通常的終端運(yùn)行。被連接到連接控制裝置29的站(圖4上未示出)在這種情形下，通過(guò)連接控制裝置29提供數(shù)據(jù)到無(wú)線電交換裝置28。
圖4的橋終端交替地與第一和第二子網(wǎng)絡(luò)同步。同步被理解為是指在子網(wǎng)絡(luò)中并入終端直到數(shù)據(jù)交換的整個(gè)處理過(guò)程。當(dāng)橋終端與第一子網(wǎng)絡(luò)同步時(shí)，它可以與所有的終端和這個(gè)第一子網(wǎng)絡(luò)的控制器交換數(shù)據(jù)。當(dāng)數(shù)據(jù)由連接控制裝置29被提供到無(wú)線電交換裝置28，其目的地是第一子網(wǎng)絡(luò)的終端或控制器，或是通過(guò)該第一子網(wǎng)絡(luò)可達(dá)到的另一個(gè)子網(wǎng)絡(luò)的終端或控制器時(shí)，該無(wú)線電交換裝置將直接傳遞這些數(shù)據(jù)到協(xié)議裝置24。數(shù)據(jù)被放置在協(xié)議裝置24的中間貯存器中，直至已經(jīng)達(dá)到由控制器確定的、用于傳輸?shù)臅r(shí)間周期為止。當(dāng)由連接控制裝置29給出的數(shù)據(jù)要被發(fā)送到終端或第二子網(wǎng)絡(luò)的控制器，或發(fā)送到通過(guò)第二子網(wǎng)絡(luò)可接入的某個(gè)其他子網(wǎng)絡(luò)時(shí)，無(wú)線電傳輸要被延時(shí)到其中橋終端與第二子網(wǎng)絡(luò)同步的時(shí)間周期。無(wú)線電交換裝置因此把其目的地位于第二子網(wǎng)絡(luò)中或其目的地是通過(guò)第二子網(wǎng)絡(luò)可接入的這些數(shù)據(jù)引導(dǎo)到該中間貯存裝置30，該中間貯存裝置存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，直至橋終端與第二子網(wǎng)絡(luò)同步為止。
當(dāng)橋終端從一個(gè)終端或從第一子網(wǎng)絡(luò)的控制器接收數(shù)據(jù)，以及其目的地是第二子網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)終端或控制器，或是通過(guò)第二子網(wǎng)絡(luò)可接入的一個(gè)不同子網(wǎng)絡(luò)的終端或控制器時(shí)，這些數(shù)據(jù)也可放入中間貯存裝置30中，直至達(dá)到與第二子網(wǎng)絡(luò)同步為止。其目的地是橋終端的站的數(shù)據(jù)被直接通過(guò)無(wú)線電交換裝置28傳送到連接控制裝置29，后者然后把接收的數(shù)據(jù)傳送到期望的站。其目的地既不是橋終端的站也不是第二子網(wǎng)絡(luò)的終端或控制器的數(shù)據(jù)被發(fā)送到例如另一個(gè)橋終端。
在橋終端從第一子網(wǎng)絡(luò)同步切換到第二子網(wǎng)絡(luò)后，中間貯存裝置30中存在的數(shù)據(jù)再次以寫(xiě)入順序被從中間貯存裝置30中讀出。然后，目的地是第二子網(wǎng)絡(luò)的終端或控制器，或是是通過(guò)第二子網(wǎng)絡(luò)可接入的某個(gè)其他子網(wǎng)絡(luò)的所有數(shù)據(jù)，由無(wú)線電接入裝置28在橋終端與第二子網(wǎng)絡(luò)同步的時(shí)間周期內(nèi)立即傳送到協(xié)議裝置24，以及只有其目的地是第一子網(wǎng)絡(luò)的終端或控制器，或是通過(guò)第一子網(wǎng)絡(luò)可接入的某個(gè)其他子網(wǎng)絡(luò)的那些數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)在中間貯存裝置30。
兩個(gè)子網(wǎng)絡(luò)SN1和SN2的MAC幀通常是不同步的。因此，橋終端BT不僅僅在切換時(shí)間Ts期間，而且在等待時(shí)間Tw期間都不連接到子網(wǎng)絡(luò)SN1或SN2。這可在圖5上看到，圖上顯示兩個(gè)子網(wǎng)絡(luò)SN1和SN2的MAC幀序列，和橋終端BT的MAC幀的結(jié)構(gòu)。切換時(shí)間Ts是橋終端與子網(wǎng)絡(luò)同步所必須的時(shí)間。等待時(shí)間Tw是在與子網(wǎng)絡(luò)的同步結(jié)束與這個(gè)子網(wǎng)絡(luò)的新MAC幀的開(kāi)始之間的時(shí)間。
假設(shè)橋終端BT每次只在一個(gè)MAC幀的持續(xù)時(shí)間內(nèi)被連接到子網(wǎng)絡(luò)SN1或SN2，那么橋終端BT將只有子網(wǎng)絡(luò)的可提供信道容量的1/4的信道容量。在另一個(gè)極端情形下，其中橋終端BT在相對(duì)較長(zhǎng)的時(shí)間間隔內(nèi)被連接到子網(wǎng)絡(luò)，則該信道容量是子網(wǎng)絡(luò)的可提供的信道容量的一半。
因此，橋終端總是構(gòu)成在可被發(fā)送的數(shù)據(jù)量和出現(xiàn)的傳輸延時(shí)方面的瓶頸。
按照本發(fā)明，為了最佳利用橋終端的傳輸容量，采取一系列的優(yōu)化措施，正如在下面說(shuō)明的。
首先，討論這樣一種情形，其中橋終端把按照HIPBRLAN/2系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)制用于資源請(qǐng)求(RR)和由各個(gè)集群的控制器為要被傳送的數(shù)據(jù)進(jìn)行的隨后的資源分配或資源授予(RG)。這個(gè)機(jī)制涉及到終端在所謂的短時(shí)隙內(nèi)把它對(duì)用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)拈L(zhǎng)時(shí)隙的需要通知給它的控制器?？刂破魇占瘉?lái)自所有終端的請(qǐng)求，并且隨后按照內(nèi)部調(diào)度機(jī)制在終端的各個(gè)鏈路上分布MAC幀的可提供的容量。一個(gè)幀的容量分配結(jié)果在每個(gè)MAC幀開(kāi)始時(shí)的廣播時(shí)間間隔內(nèi)傳送到該終端。這個(gè)廣播階段的各個(gè)信息單元被稱為資源授予。
用于分發(fā)容量給終端的多種調(diào)度機(jī)制從文獻(xiàn)中可知。一種非常簡(jiǎn)單的機(jī)制是例如所謂的“Round Robin(循環(huán))”調(diào)度，它被以兩個(gè)變體來(lái)使用。在所謂的“非窮舉循環(huán)”調(diào)度中，時(shí)隙首先按照已作出請(qǐng)求的所有終端或鏈路的次序被分配給它們。如果幀的容量還沒(méi)有用完，則另外的時(shí)隙被分配給請(qǐng)求一個(gè)以上時(shí)隙的所有鏈路等等。在所謂的“窮舉循環(huán)”程序過(guò)程中，各個(gè)鏈路被按照它們的次序給予它們所請(qǐng)求的所有時(shí)隙，只要幀的容量還沒(méi)有用完。這兩個(gè)機(jī)制和大多數(shù)其他已知的算法的共同之處在于，它們可以與鏈路的優(yōu)先級(jí)劃分相組合。規(guī)定了幾個(gè)優(yōu)先級(jí)類別(或簡(jiǎn)稱為優(yōu)先級(jí))，各個(gè)業(yè)務(wù)按照這些優(yōu)先級(jí)進(jìn)行分級(jí)。隨后，在調(diào)度時(shí)考慮鏈路的優(yōu)先級(jí)。例如，在循環(huán)法中可以考慮優(yōu)先級(jí)的是，首先，具有最高優(yōu)先級(jí)的所有鏈路被完全地服務(wù)，然后是具有次最高優(yōu)先級(jí)的所有鏈路，等等。因?yàn)閿?shù)據(jù)吞吐量在所討論的網(wǎng)絡(luò)中構(gòu)成瓶頸，正如在上文中注意到的，所以按照本發(fā)明，通過(guò)橋終端傳送的業(yè)務(wù)量，比起純內(nèi)部的子網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量，由控制器給予更優(yōu)先的處理。然而，這并不意味著，對(duì)于各個(gè)鏈路業(yè)務(wù)特定的優(yōu)先級(jí)指配不再可能。事實(shí)上，如果每個(gè)單個(gè)的鏈路涉及到多跳鏈路的話，它會(huì)被給予較高的優(yōu)先級(jí)。在連接建立時(shí)定下該鏈路的優(yōu)先級(jí)。
傳送數(shù)據(jù)的另一部分特征由在每個(gè)子網(wǎng)絡(luò)中存在橋終端的持續(xù)時(shí)間形成。圖6顯示用于HIPERLAN/2系統(tǒng)的多跳連接的最大吞吐量，它取決于在兩個(gè)連接的子網(wǎng)絡(luò)的每個(gè)中存在橋終端的持續(xù)時(shí)間(以MAC幀的倍數(shù)度量)。顯然，隨著參與持續(xù)時(shí)間的提高，吞吐量從45Mbits/s的最大有用負(fù)載數(shù)據(jù)速率的四分之一，即從約11Mbits/s，增加到該最大吞吐量的幾乎一半，即約22Mbits/s。然而，同時(shí)，通過(guò)連接的平均分組延時(shí)提高，如圖7所示。因此。應(yīng)當(dāng)在最大吞吐量與最小延時(shí)之間找出折衷。
有利地，在相關(guān)的子網(wǎng)絡(luò)中橋終端的存在或參與的持續(xù)時(shí)間服從于所傳送連接的性質(zhì)。如果執(zhí)行對(duì)于延時(shí)有高要求的業(yè)務(wù)，則選擇相對(duì)較短的存在持續(xù)時(shí)間(約2到10幀的范圍)。如果僅僅只有吞吐量是主要關(guān)心的問(wèn)題，例如在數(shù)據(jù)庫(kù)傳送中通常會(huì)是這樣，則定下較長(zhǎng)的持續(xù)時(shí)間(約8到30幀的范圍)。
優(yōu)選地，在通過(guò)連接的目標(biāo)子網(wǎng)絡(luò)中存在或參與的持續(xù)時(shí)間應(yīng)當(dāng)至少是2個(gè)幀。這是因?yàn)樵诮柚赗R和RG進(jìn)行容量分配的方式中，第一幀必須被使用來(lái)在目標(biāo)子網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送資源請(qǐng)求(RR)，以及在接收RG后，只有第二幀可被使用于實(shí)際的數(shù)據(jù)傳輸。
這也是為什么非對(duì)稱的存在持續(xù)時(shí)間在單向鏈路具有高業(yè)務(wù)量負(fù)荷的情形中有用的原因。實(shí)驗(yàn)證明，對(duì)于非常短的時(shí)間間隔(多到3幀)尤其如此。在這樣的、單向鏈路具有高負(fù)荷和存在時(shí)間間隔非常短的情形下，橋終端在目標(biāo)子網(wǎng)絡(luò)中比在源子網(wǎng)絡(luò)中有利地保持更長(zhǎng)一幀。
固定的容量分配被用作為多跳鏈路劃分優(yōu)先級(jí)的另外的形式。HIPERLAN/2標(biāo)準(zhǔn)提供兩種固定容量分配的機(jī)制，它們被稱為“固定容量約定”(FCA)和“固定時(shí)隙分配”(FSA)。在這兩個(gè)方法中，對(duì)于給定的連接，由控制器在每第n個(gè)幀中保留相同數(shù)目的長(zhǎng)時(shí)隙用于數(shù)據(jù)傳輸。這些時(shí)隙的數(shù)目是在建立FCA或FSA連接時(shí)在終端與控制器之間約定的。在FSA與FCA之間的差別實(shí)際上在于，與FCA相比，在FSA中保留的時(shí)隙被分配到每個(gè)幀中的相同位置，這樣RG可以完全不存在。
當(dāng)每次建立多跳連接時(shí)，橋終端在兩個(gè)子網(wǎng)絡(luò)的每個(gè)子網(wǎng)絡(luò)中創(chuàng)建FCA(或FSA)鏈路。然后，在橋終端與各個(gè)控制器之間約定容量分配，這樣，按照橋終端參與各個(gè)集群的時(shí)間間隔而周期地保留容量。替換地，F(xiàn)CA或FSA機(jī)制可以由控制器被修正或解釋，以使得每幀的約定的固定容量只在存在橋終端時(shí)被保留。橋終端的存在或參加的時(shí)間對(duì)于控制器是事先已知的。如此在不存在橋終端的階段期間便不會(huì)不必要地保持容量而不被使用。同時(shí)，固定的時(shí)隙分配避免由于RR和等待RG的結(jié)果而在調(diào)度中引起的附加的延時(shí)。這個(gè)時(shí)間增益在多跳傳輸中是特別有用的，該多跳傳輸因?yàn)轭l率切換本身已被延時(shí)很多。由于延時(shí)的最小化只對(duì)于時(shí)間關(guān)鍵的那些業(yè)務(wù)重要，所以固定的容量分配只應(yīng)當(dāng)使用于時(shí)間特別重要的那些業(yè)務(wù)。
有利地，在同一部分路徑上傳輸、有一種優(yōu)先級(jí)類別的所有時(shí)間關(guān)鍵的多跳連接在這個(gè)部分路徑上被合在一起，成為在安全層級(jí)別上的一個(gè)連接。圖8說(shuō)明了在包括幾個(gè)子網(wǎng)絡(luò)和多個(gè)終端的網(wǎng)絡(luò)中的這種內(nèi)部關(guān)系。在圖上，終端T1和T10，終端T2和T11，終端T3和T9，每個(gè)都具有端到端連接，它們分別用虛線、點(diǎn)劃線、和實(shí)線表示。顯然，所有三個(gè)畫(huà)出的活動(dòng)連接發(fā)生在T4和T5，T5和T6，T6和T7，T7和T8之間的四個(gè)部分路徑上。如果例如在T1和T10之間的端到端連接和在T2和T11之間的連接屬于同一個(gè)業(yè)務(wù)或優(yōu)先級(jí)類別，以及在T3和T9之間的連接屬于不同的類別，則按照本發(fā)明，兩個(gè)連接T1-T10和T2-T11將被合在一起，成為在安全層級(jí)別上通過(guò)這四條所述的部分路徑的一個(gè)DLC連接(數(shù)據(jù)鏈路控制，DLC)。所以，結(jié)果是在四條部分路徑上的、有不同的業(yè)務(wù)類別或優(yōu)先級(jí)的不多于兩個(gè)DLC連接。
假設(shè)兩個(gè)DLC連接的業(yè)務(wù)類別是時(shí)間上關(guān)鍵的，則在上述的四條局部路徑的每條局部路徑上需要固定的容量用于這兩個(gè)DLC連接。把同一個(gè)優(yōu)先級(jí)類別的所有連接合在一起，以及對(duì)于各個(gè)優(yōu)先級(jí)類別的固定容量連接的要求是在網(wǎng)絡(luò)層上實(shí)施的。DLC連接所需要的固定容量的尺度確定是在網(wǎng)絡(luò)層按照所有端到端連接(它們被映象到這個(gè)DLC連接上)的平均數(shù)據(jù)率的總和以及按照在容量瓶頸情形下DLC連接的優(yōu)先級(jí)而作出的。后者意味著，例如在給定網(wǎng)絡(luò)上的全部負(fù)荷和在某個(gè)DLC連接的所需容量中的增加后，這個(gè)連接的固定容量可以通過(guò)決定較低優(yōu)先級(jí)連接的適當(dāng)信令程序過(guò)程而被增加。
在有固定容量的一個(gè)DLC連接上把幾個(gè)端到端連接合在一起便得到了所謂的復(fù)接增益，它在于固定保留容量的更有效的利用。在各個(gè)局部路徑上把時(shí)間不是關(guān)鍵的且具有較低優(yōu)先級(jí)的連接合在一起，意味著一種在于使信令花費(fèi)減小的收益。
權(quán)利要求
1.一種具有多個(gè)子網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)子網(wǎng)絡(luò)包括用于控制子網(wǎng)絡(luò)的控制器以及可通過(guò)各個(gè)橋終端進(jìn)行互連，其中較高的優(yōu)先級(jí)被給予子網(wǎng)絡(luò)之間的鏈路，而不是子網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的鏈路。
2.如在權(quán)利要求1中要求的網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，取決于在各個(gè)鏈路上要被發(fā)送的數(shù)據(jù)的性質(zhì)，該鏈路每個(gè)都被分配以基本優(yōu)先級(jí)，以及如果鏈路是在兩個(gè)子網(wǎng)絡(luò)之間的，則該鏈路的優(yōu)先級(jí)增加。
3.如在權(quán)利要求1中要求的網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，每次在橋終端開(kāi)始加入子網(wǎng)絡(luò)時(shí)，被連接到橋終端的、具有相同或類似的基本優(yōu)先級(jí)的、從這個(gè)子網(wǎng)絡(luò)到某個(gè)其它子網(wǎng)絡(luò)的鏈路被合在一起，以及在加入該子網(wǎng)絡(luò)的持續(xù)時(shí)間內(nèi)將一個(gè)固定的公共傳輸容量分配給該合在一起的鏈路。
4.一種具有多個(gè)子網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)子網(wǎng)絡(luò)包括用于控制子網(wǎng)絡(luò)的控制器以及可通過(guò)各個(gè)橋終端進(jìn)行互連，其中固定的傳輸容量被指配給子網(wǎng)絡(luò)之間的鏈路。
5.如在權(quán)利要求4中要求的網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，固定容量約定(FCA)或固定時(shí)隙分配(FSA)的機(jī)制被提供用于該固定傳輸容量的分配。
6.如在權(quán)利要求4中要求的網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，取決于在各個(gè)鏈路上要被發(fā)送的數(shù)據(jù)的性質(zhì)，基本優(yōu)先級(jí)被指配給該鏈路，且具有相同或類似的基本優(yōu)先級(jí)的鏈路被合在一起，以及固定的公共傳輸容量被分配給該合在一起的鏈路。
7.如在權(quán)利要求1或4中要求的網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，該網(wǎng)絡(luò)是遵從HIPERLAN/2標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)。
8.如在權(quán)利要求1或4中要求的網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，橋終端根據(jù)要被發(fā)送的數(shù)據(jù)的性質(zhì)來(lái)選擇它加入?yún)⑴c一連接的子網(wǎng)絡(luò)的持續(xù)時(shí)間。
9.如在權(quán)利要求1或4中要求的網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，橋終端在至少兩個(gè)MAC(媒介接入控制)幀期間總是保持在目標(biāo)子網(wǎng)絡(luò)中。
10.控制具有多個(gè)子網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)的方法，該子網(wǎng)絡(luò)可通過(guò)各個(gè)橋終端進(jìn)行互連，其中較高的優(yōu)先級(jí)被給予在子網(wǎng)絡(luò)之間的鏈路，而不是子網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的鏈路，或者其中固定的傳輸容量被指配給在子網(wǎng)絡(luò)之間的鏈路。
11.控制子網(wǎng)絡(luò)的控制器，該子網(wǎng)絡(luò)可通過(guò)各個(gè)橋終端與至少另一個(gè)子網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行互連，其中由控制器進(jìn)行把較高的優(yōu)先級(jí)給予在子網(wǎng)絡(luò)之間的鏈路，而不是子網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的鏈路，或者把固定的傳輸容量指配給在子網(wǎng)絡(luò)之間的鏈路。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有幾個(gè)子網(wǎng)絡(luò)(1，2，3)的網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)子網(wǎng)絡(luò)包括用于控制該子網(wǎng)絡(luò)的控制器，以及每個(gè)子網(wǎng)絡(luò)可通過(guò)各個(gè)橋終端(4，5)進(jìn)行連接。為了使數(shù)據(jù)盡可能有效地通過(guò)橋終端，由這個(gè)終端傳遞的業(yè)務(wù)量通過(guò)相關(guān)的控制器被劃分優(yōu)先級(jí)，或者在相關(guān)的子網(wǎng)絡(luò)中保留固定的容量用于該傳送的數(shù)據(jù)。
文檔編號(hào)H04L12/28GK1462526SQ02801529
公開(kāi)日2003年12月17日 申請(qǐng)日期2002年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月7日
發(fā)明者J·哈貝塔 申請(qǐng)人:皇家菲利浦電子有限公司