Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к способу связи и устройству связи, которые создают связь между множеством устройств связи, совместно использующих полосу частот связи.
Предпосылки создания изобретения
В системе связи, в которой связь создается между множеством единиц оборудования связи, совместно использующих полосу частот связи, такой как высокочастотная связь по линиям электропередачи, беспроводная LAN (Локальная Сеть) и подобной, множество единиц оборудования связи осуществляет связь посредством использования единственного канала передачи; следовательно, следует избегать конкуренции по доступу со стороны множества единиц оборудования связи.
Одним способом как избежать конфликтов является схема CSMA/CA (Множественного Доступ с Контролем Несущей и Предотвращением Конфликтов). Исходя из данной схемы, соответствующие единицы оборудования связи отслеживают состояние занятости канала передачи и выполняют передачу, когда другая единица оборудования связи не использует канал передачи. Когда обнаруживается, что канал передачи не используется другой единицей оборудования связи, передача кадра начинается по истечении произвольного времени ожидания (произвольной отсрочки передачи). Исходя из схемы CSMA/CA, даже когда множество единиц оборудования связи пытаются выполнить передачу при помощи единственного канала передачи, инициация передачи делается возможной по истечении произвольной отсрочки передачи. Таким образом, может быть уменьшена вероятность возникновения конфликта кадров. Тем не менее, когда верхний предел произвольного значения делается постоянным, то вероятность возникновения конфликта растет с ростом количества доступов (количеством единиц оборудования связи, соединенных с сетью), так что неизбежно снижение производительности. Если произвольное значение растет с ростом количества единиц подключенного оборудования, то вероятность конфликта уменьшается. Тем не менее средняя произвольная отсрочка передачи станет продолжительней, тем самым в любом случае снижая производительность. Более того, так как схема по сути позволяет осуществлять доступ по истечении произвольной отсрочки передачи, то не может быть определена максимальная величина задержки.
Список литературы
Патентная Литература
[PTL1] JP-A-2002-185473
[PTL2] US2007/0064720A
Краткое описание сущности изобретения
Техническая задача
Настоящее изобретение задумывалось в свете обстоятельств и целей обеспечения способа связи и устройства связи, которые могли бы осуществлять разрешение конфликтов между доступами в течение сравнительно короткого периода времени, даже когда растет количество устройств связи или потоков данных, и которые также могли бы предотвратить бесполезную трату полосы пропускания, тем самым предотвращая падение производительности. Дополнительно настоящее изобретение направлено на обеспечение способа связи и устройства связи, которые позволяют предотвратить конфликт между устройствами связи, обладающими одинаковым приоритетом при выполнении приоритетного управления. Настоящее изобретение также направлено на обеспечение способа связи и устройства связи, которые предотвращают несбалансированную концентрацию прав доступа у конкретного устройства связи или потока данных и позволяют выполнять управление доступом в соответствии с условиями трафика, такого как трафик связи или трафик данных.
Решение задач
Для того чтобы достигнуть вышеописанной цели, в соответствии с настоящим изобретением, предоставлен способ связи для осуществления связи между множеством устройств связи, совместно использующих полосу частот связи, содержащий:
первый этап, на котором передают сигнал уведомления в течение первого периода, чтобы сообщить информацию для разрешения конфликтов в отношении устройства связи, способного осуществлять передачу данных в течение второго периода, следующего за первым периодом; и
второй этап, на котором передают данные от устройства связи, способного осуществлять передачу данных в течение второго периода, на основании сигнала уведомления, переданного в течение первого периода, в конкретном периоде во втором периоде, выделенном данным, передаваемым от устройства связи.
В соответствии с настоящим изобретением также предоставлено устройство связи, используемое в системе связи для осуществления связи между множеством устройств связи, совместно использующих полосу частот связи, содержащее:
секцию уведомления информацией разрешения конфликтов, которая передает сигнал уведомления в течение первого периода, чтобы сообщить информацию для разрешения конфликтов в отношении устройства связи, способного осуществлять передачу данных в течение второго периода, следующего за первым периодом; и
секцию передачи данных, которая, когда устройство связи, передающее сигнал уведомления, определяется как устройство связи, способное осуществлять передачу данных на основе сигнала уведомления, переданного в течение первого периода, передает данные в конкретном периоде во втором периоде, выделенном данным, передаваемым от устройства связи,
при этом сигнал, установленный на основании приоритета, определенного ранее, исходя из типа данных, используется в качестве сигнала уведомления в первом периоде.
Преимущественные цели изобретения
Настоящее изобретение позволяет осуществлять разрешение конфликтов в отношении доступов в течение сравнительно короткого периода времени, даже когда растет количество устройств связи или потоков данных, и также предотвращает бесполезную трату полосы пропускания, тем самым предотвращая падение производительности. Дополнительно, настоящее изобретение может предотвратить конфликты между устройствами связи, обладающими одинаковым приоритетом при выполнении приоритетного управления. Настоящее изобретение также предотвращает несбалансированную концентрацию прав доступа у конкретного устройства связи или потока данных и позволяет осуществлять управление доступом в соответствии с условиями трафика, такого как трафик связи.
Перечень фигур чертежей
Фиг.1 является видом, показывающим характерную общую конфигурацию системы высокочастотной связи по линиям электропередачи, которая реализует способ связи и устройство связи настоящего изобретения.
Фиг.2A-2C являются видами, показывающими внешний вид модема PLC.
Фиг.3 является структурной схемой, показывающей пример аппаратного обеспечения модема PLC.
Фиг.4 является функциональной структурной схемой для описания характерной цифровой обработки сигнала, реализуемой блоком PLC • PHY.
Фиг.5 является видом, показывающим пример периода передачи данных в системе высокочастотной связи по линиям электропередачи настоящего варианта осуществления.
Фиг.6 является видом, показывающим пример периода доступа, достигаемого, когда данные передаются по схеме управления доступом настоящего варианта осуществления.
Фиг.7 является видом, показывающим пример сигнала разрешения конфликтов для каждой отдельной приоритетной группы, выдаваемого в момент времени PGA.
Фиг.8A и 8B являются видами, показывающими приоритетные группы и процедуры выделения слотов соответствующих устройств связи варианта осуществления.
Фиг.9 является видом, показывающим пример таблицы для выделения слотов соответствующим приоритетным группам.
Фиг.10 является видом, показывающим конфигурацию буфера передачи в устройстве связи варианта осуществления.
Фиг.11 является видом, показывающим пример периода доступа для каждой отдельной приоритетной группы в варианте осуществления.
Фиг.12 является блок-схемой, показывающей рабочие процедуры каждого из устройств связи, поддерживающих схему управления доступом настоящего варианта осуществления.
Фиг.13A и 13B являются видами, показывающими обработку, выполняемую, когда слоты не выделены никакой из приоритетных групп.
Фиг.14A-14C являются видами, показывающими пример обработки по обновлению информации выделения слотов для каждой отдельной приоритетной группы.
Фиг.15 является циклограммой, показывающей пример обработки по обновлению информации выделения слотов для каждой отдельной приоритетной группы.
Фиг.16A и 16B являются видами, показывающими пример обработки, выполняемой, когда терминалу, работающему в качестве ведомого устройства, предписывается вновь войти в сеть.
Фиг.17 является блок-схемой, показывающей рабочие процедуры, относящиеся к обработке по обновлению информации выделения слотов в отношении устройства связи, работающего в качестве ведущего устройства.
Фиг.18A и 18B являются видами, показывающими другой пример таблицы выделения слотов для каждой из приоритетных групп.
Фиг.19A и 19B являются видами для описания обработки по обновлению информации выделения слотов в соответствии с условиями трафика.
Фиг.20 является видом, показывающим пример, в котором приоритетные группы смещаются посредством обновления таблицы выделения слотов.
Фиг.21 является блок-схемой, показывающей рабочие процедуры обработки по обновлению информации выделения слотов, выполняемой при смещении приоритетных групп.
Фиг.22 является видом, показывающим первый пример периода доступа схемы циклического повтора слотов.
Фиг.23 является видом, показывающим второй характерный период доступа схемы циклического повтора слотов.
Фиг.24A и 24B являются видами, показывающими характерный способ хранения номеров слотов.
Фиг.25 является видом, показывающим третий характерный период доступа схемы циклического повтора слотов.
Фиг.26 является видом, показывающим характерную таблицу выделения слотов, поддерживающую третью характерную схему циклического повтора слотов.
Фиг.27A и 27B являются видами, показывающими характерные изменения схемы циклического повтора слотов.
Фиг.28 является видом, показывающим пример периода доступа, когда данные передаются по схеме PRS.
Фиг.29 является видом, показывающим характерные сигналы разрешения конфликтов для соответствующих приоритетных групп, выдаваемые в течение времени PRS.
Фиг.30 является видом, показывающим пример периодов доступа для множества приоритетных групп, поддерживающих схему PRS.
Фиг.31 является видом, показывающим пример периода доступа, достигаемого, когда данные передаются по схеме выделения слотов.
Фиг.32 является видом для описания проблем, возникающих, когда множество номеров слотов задано по схеме выделения слотов.
Описание вариантов осуществления
Одним способом предотвращения конкуренции между доступами со стороны множества устройств связи является схема PRS (Определения Приоритета Слотов) (см., например, Патентный Документ 1). Схема PRS является схемой доступа для задания приоритетных групп, на которые разделены приоритеты, показывающие приоритет, соответствующий типу передаваемых данных, и для того, чтобы способствовать разрешению конфликтов посредством сужения приоритетных групп, когда выполняется передача кадра до того, как произвольной отсрочкой передачи инициируется конкуренция.
Фиг.28 является видом, показывающим характерный период доступа, когда данные передаются по схеме PRS. Когда любое оборудование связи заканчивает передачу кадра P0, устанавливается промежуток времени PRS (включающего в себя PRS0 и PRS1) после того, как гарантируется заранее определенный промежуток времени CIFS (Интервал Межкадровой Конкуренции), вследствие чего управляется разрешение конфликтов приоритетных групп. В течение промежутка времени PRS соответствующие единицы оборудования связи отправляют сигналы разрешения конфликтов, тем самым выполняя разрешение конфликтов, в соответствии с которым одна из приоритетных групп имеет права доступа. В приоритетной группе, получившей права доступа посредством разрешения конфликтов, соответствующие единицы оборудования связи получают доступы посредством произвольной отсрочки передачи или подобного в окне конкуренции, получаемом по истечении промежутка времени PRS, и оборудование связи, которое победило в конкуренции, передает кадр P1.
Фиг.29 является видом, показывающим характерные сигналы разрешения конфликтов для соответствующих приоритетных групп, выдаваемые в течение промежутка времени PRS. Пример показывает, что здесь в качестве приоритетных групп заданы группы с CA0 по CA3 четырех уровней; что два бита информации (что, в общем, дает четыре типа информации) передаются в соответствии с наличием или отсутствием сигнала в течение двух периодов PRS0 и PRS1 в промежутке времени PRS; и что сообщаются приоритетные группы, назначенные данным передачи, принадлежащим самому оборудованию. В данном случае, приоритетная группа CA3, обладающая правами доступа с наивысшим приоритетом, отправляет сигнал разрешения конфликтов, соответствующий себе, посредством передачи сигнала в течение периода PRS0 и сигнала в течение PRS1. Следующая приоритетная группа CA2 отправляет сигнал разрешения конфликтов, соответствующий себе, посредством передачи сигнала в течение периода PRS0 и передачи отсутствия сигнала в течение периода PRS1. Приоритетная группа CA1 после следующей отправляет сигнал разрешения конфликтов, соответствующий себе, посредством передачи отсутствия сигнала в течение периода PRS0 и сигнал в течение периода PRS1. Приоритетная группа CA0, обладающая правами доступа самого низкого приоритета, отправляет сигнал разрешения конфликтов, соответствующий себе, посредством передачи отсутствия сигнала в течение периода PRS0, и отсутствие сигнала = PRS1.
Фиг.30 является видом, показывающим характерные периоды доступа для множества приоритетных групп, поддерживающих схему PRS. Когда сигнал выдается в период PRS0 промежутка времени PRS, права доступа сужаются до приоритетных групп CA3 или CA2. Таким образом, оборудование связи, принадлежащее приоритетным группам CA1 и CA0, не имеющее разрешенных прав доступа, ничего не выдает в следующем периоде PRS1 и в окне конкуренции. Когда сигнал выдается в следующем периоде PRS1, права доступа получает приоритетная группа CA3. Следовательно, оборудование связи, принадлежащее к приоритетной группе CA2, не имеющее разрешенных прав доступа, ничего не выдает в следующем окне конкуренции. В окне конкуренции единицы оборудования связи, принадлежащие приоритетной группе CA3, имеющие разрешенные права доступа, ведут конкуренцию. Предполагается, что единицы оборудования связи, принадлежащие приоритетной группе CA3, передают кадр по истечении произвольной отсрочки передачи. Проиллюстрированный пример показывает случай, где оборудование CA3(A) связи из единиц оборудования (A) и (B) связи, принадлежащих приоритетной группе CA3, первым выдает кадр P1, тем самым победив в конкуренции. Тем временем, при первом обнаружении кадра от другого оборудования связи оборудование CA3(B) связи проигрывает в конкуренции среди единиц оборудования, принадлежащих приоритетной группе CA3, и не передает никакой кадр.
По схеме PRS выполняется разрешение конфликтов между приоритетными группами, тем самым могут предотвращаться конфликты между разными приоритетными группами. При сравнении со схемой CSMA/CA управление доступом может реализовываться от одной приоритетной группы к другой в течение короткого периода времени, который называется промежутком времени PRS. Тем не менее все же существует вероятность возникновения конфликта в одной и той же приоритетной группе. Дополнительно, так как окно конкуренции используется для передачи разрешения конфликтов единиц оборудования связи, принадлежащих одной и той же приоритетной группе, то это влечет за собой, как и в случае со схемой CSMA/CA, более длительный промежуток времени разрешения конфликтов и бесполезную трату полосы пропускания. Следовательно, возникает проблема падения производительности.
Еще одним способом предотвращения конкуренции между доступами со стороны множества единиц оборудования связи является схема выделения слотов (см., например, Патентный Документ 2). Схема выделения слотов является схемой доступа, по которой задается множество слотов; права доступа выделяются на основе в единицу слотов; соответствующим слотам присваиваются номера; и доступ к слоту, обладающему номером, получает только оборудование связи или поток данных, связанный с номером.
Фиг.31 является видом, показывающим характерный период доступа, достигаемый при передаче данных по схеме выделения слотов. Показан пример, в котором заданы четыре слота с номерами от одного до четырех, и в которых получают доступ единицы оборудования связи, назначенные соответствующим номерам слотов. Проиллюстрирован пример, в котором перечисляются и циклически повторяются с течением времени номера слотов с 1 по 4 и в котором оборудование связи передает кадр только в слоте с номером, присвоенным самому оборудованию. Оборудование связи не может получить доступ к слоту с номером, назначенным оборудованию. Проиллюстрированный пример показывает случай, в котором оборудование связи с номером слота 2 передает кадр P21 и в котором оборудование связи с номером слота 1 впоследствии передает кадр P11. После того как одно оборудование связи передало кадр и приняло в ответ подтверждение от оборудования связи на другом конце, номер слота для возобновления слота начинается с номера слота, следующего за номером слота оборудования связи, выполнившего передачу («три» в проиллюстрированном примере). Соответствующие единицы оборудования связи уведомляются о номерах слотов посредством маяковых кадров, тем самым соответствующие единицы оборудования связи выясняют свои номера слотов. В качестве альтернативы, соответствующие единицы оборудования связи принимают ID слотов, хранящиеся в заголовке кадров, тем самым выясняя свои номера слотов.
По схеме выделения слотов может быть предотвращена вероятность конфликта до тех пор, пока номера слотов не будут накладываться друг на друга. Тем не менее, когда количество единиц оборудования связи или потоков данных, для которых должны выделяться слоты, растет, то по мере роста количества слотов растет время циклического повтора соответствующих слотов. Фиг.32 является видом для описания проблемы, возникающей, когда по схеме выделения слотов задано множество номеров слотов. В данном случае, когда оборудование связи, которому назначен номер слота 10, передает кадр P101, как проиллюстрировано, то требуется промежуток времени для циклического повтора номеров слотов с 1 по 10. Таким образом, существует проблема бесполезной траты ненужной полосы пропускания и падения производительности.
Схема выделения слотов выполняется для получения прав доступа всякий раз, когда через один оборот циклически повторяются номера слотов с 1 по 10, и, следовательно, не может быть задан приоритет передачи. Если приоритетное управление будет введено, как оно есть, то управление станет сложным. В качестве альтернативы возникает проблема вероятности возникновения конфликта, который в противном случае произойдет из выделения множеству единиц устройств связи или потокам данных одного слота.
По связанной с данной областью техники схеме PRS и схеме выделения слотов существует возможность, при которой права доступа несбалансированно концентрируются у конкретной единицы оборудования связи или данных, когда управление доступом выполняется в соответствии с приоритетной группой или слотом. Как результат, аккумулируются не переданные данные, которые не могут получить доступ, или не может быть немедленно выполнена передача данных с высоким приоритетом при их возникновении. Следовательно, возможны случаи, при которых управление доступом не может быть удовлетворительно выполнено в соответствии с обстоятельствами.
Вариант осуществления, описываемый ниже, показывает в качестве примера способ связи и характерное устройство связи настоящего изобретения, характерную конфигурацию системы связи, применимую как к устройству высокочастотной связи по линиям электропередачи, использующему линию электропередачи в качестве канала передачи, так и системе высокочастотной связи по линиям электропередачи, оборудованной устройствами высокочастотной связи по линиям электропередачи. Настоящее изобретение применимо к: проводным сетям, использующим другой проводной канал передачи, такой как коаксиальный кабель и кабель LAN (Локальной Сети); беспроводной сети, такой как беспроводная LAN; и устройству связи, способу связи и системе связи, использующих различные средства связи.
Фиг.1 является видом, показывающим характерную общую конфигурацию системы высокочастотной связи по линиям электропередачи, которая реализует способ связи и устройство связи настоящего изобретения. Система высокочастотной связи по линиям электропередачи, показанная на фиг.1, имеет множество модемов 100M, 100T1, 100T2, 100T3 и 100T4 PLC (высокочастотной связи по линиям электропередачи), соединенных с линией 900 электропередачи. Несмотря на то, что фиг.1 показывает пять модемов PLC, количество подключенных модемов произвольно. Модем 100M PLC работает в качестве ведущего устройства и управляет подключенными состояниями (соединенными состояниями) прочих модемов 100T1, …, 100T4, которые работают в качестве ведомых устройств.
В нижеследующих описаниях, когда дается ссылка на ведущее устройство и конкретное ведомое устройство, то устройства описываются как модемы 100M, 100T1, 100T2, 100T3 и 100T4 PLC. Когда делается ссылка на ведомое устройство в целом, то устройство описывается как модем 100T PLC. Когда делается ссылка на модем PLC, не ограничивающийся ни ведущим устройством, ни ведомым устройством, то устройство описывается как просто модем 100 PLC.
Несмотря на то, что линия 900 электропередачи обозначена на фиг.1 одной линией, в действительности линия электропередачи соответствует двум или более проводящим проводам. Модем 100 PLC подключен к проводящим проводам.
Как будет подробно описано позже, модем 100 PLC имеет стандартное гнездо соединителя с LAN, такое как RJ45. Стандартное гнездо соединителя соединено с телевизионным приемником 51 (TV, ТВ), персональным компьютером 52 (PC, ПК), телефоном 53 IP, устройством 54 записи и широкополосным маршрутизатором 55 (BB маршрутизатор). Широкополосный маршрутизатор 55 подключен к Интернету 60.
Фиг.2A-2C являются видами, показывающими внешний вид модема 100 PLC. Фиг.2A является внешним видом в перспективе, показывающим лицевую панель модема; фиг.2B является видом на модем спереди; и фиг.2C является видом на него же сзади. Модем 100 PLC, показанный на фиг.2A-2C, имеет корпус 101. Как показано на фиг.2A и 2B, секция 105 отображения, состоящая из LED (светодиодов) 105A, 105B и 105С, предоставлена на передней панели корпуса 101. Как показано на фиг.2C, задняя панель корпуса 101 имеет разъем 102 питания, стандартное гнездо 103 соединителя с LAN, такое как RJ45, и выбирающий переключатель 104 для переключения режимов работы и подобного. Разъем 102 питания соединен с сетевым кабелем (не проиллюстрирован на фиг.2), а кабель LAN (не показан на фиг.2) соединен со стандартным гнездом 103 соединителя. Модем 100 PLC также может быть дополнительно выполнен с разъемом Dsub (D-сверхминиатюрный), и кабель Dsub может быть соединен с разъемом Dsub.
Фиг.3 является структурной схемой, показывающей пример аппаратного обеспечения модема 100 PLC. Как показано на фиг.3, модем 100 PLC имеет схемный модуль 200 и переключаемый источник 300 питания модема. Переключаемый источник 300 питания модема подает различные напряжения (например, +1,2 В, +3,3 В и +12 В) схемному модулю 200 и состоит из, например, переключаемого трансформатора, преобразователя DC-DC (ни один не проиллюстрирован).
Схемный модуль 200 предоставлен с основной IC 210 (Интегральной Схемой), AFE • IC (Аналоговым Входным Каскадом • Интегральной Схемой) 220, Ethernet (Зарегистрированная Торговая Марка) PHY • IC (Физическим Уровнем • Интегральной Схемой) 230, памятью 240, фильтром 251 нижних частот (LPF), IC 252 драйвера, полосовым фильтром 260 (BPF) и разветвителем 270. Переключаемый источник 300 питания модема и разветвитель 270 соединены с сетевым разъемом 102 и дополнительно соединены с линией 900 электропередачи с помощью сетевого кабеля 600, сетевой вилки 400 и розетки 500. Основная IC 210 работает в качестве схемы управления, которая осуществляет высокочастотную связь по линии электропередачи.
Основная IC 210, состоящая из CPU (Центрального Процессора) 211, блока 212 PLC • MAC (Высокочастотной Связи по Линиям Электропередачи • уровня Управления Доступом к Среде) и блока 213 PLC • PHY (Высокочастотной Связи по Линиям Электропередачи • Физического Уровня). CPU 211 оснащен 32-битным процессором RISC (Компьютер с Сокращенным Набором Команд). Блок 212 PLC • MAC управляет уровнем MAC (уровнем Управления Доступа к Среде) отправляемого/принимаемого сигнала. Блок 213 PLC • PHY управляет уровнем PHY (Физическим уровнем) отправляемого/принимаемого сигнала. AFE • IC 220 состоит из преобразователя 221 DA (DAC: D/A Преобразователя), преобразователя 222 AD (ADC: A/D Преобразователя) и нелинейного усилителя 223 (VGA; Усилителя с Нелинейной Характеристикой). Разветвитель 270 состоит из катушечного трансформатора 271 и разделительных конденсаторов 272a и 272b. CPU 211 управляет функционированием всего модема 100 PLC, как, впрочем, и функционированием блока 212 PLC • MAC и блока 213 PLC • PHY посредством использования данных, хранящихся в памяти 240.
Модем 100 PLC осуществляет связь приблизительно в соответствии со следующим. Данные, подаваемые от стандартного гнезда 103 соединителя, отправляются основной IC 210 посредством Ethernet (Зарегистрированная Торговая Марка) PHY • IC 230 и подвергаются цифровой обработке сигнала, посредством чего формируется сигнал цифровой передачи. Преобразователь 221 DA (DAC), входящий в состав AFE • IC 220, преобразует сформированный таким образом сигнал цифровой передачи в аналоговый сигнал и выдает аналоговый сигнал в линию 900 электропередачи посредством фильтра 251 нижних частот, IC 252 драйвера, разветвителя 270, разъема 102 питания, сетевого кабеля 600, сетевой вилки 400 и розетки 500.
Сигнал, принятый из линии 900 электропередачи, отправляется в полосовой фильтр 260 при помощи разветвителя 270. Отправленный таким образом сигнал подвергается усилению в переменном усилителе 223 (VGA), входящем в состав AFE • IC 220, и затем преобразуется в цифровой сигнал посредством преобразователя 222 AD (ADC). Преобразованный таким образом цифровой сигнал отправляется основной IC 210 и подвергается цифровой обработке сигнала, чтобы таким образом быть преобразованным в цифровые данные. Преобразованные таким образом цифровые данные выдаются через стандартное гнездо 103 соединителя посредством Ethernet (Зарегистрированная Торговая Марка) PHY • IC 230.
Описывается характерная цифровая обработка сигнала, реализуемая основной IC 210. Модем 100 PLC осуществляет связь с несколькими несущими, используя множество поднесущих, такую как по схеме OFDM (Мультиплексирования с Ортогональным Частотным Разделением). Блок 213 PLC • PHY принципиально выполняет цифровую обработку для преобразования данных передачи в сигнал OFDM передачи и преобразования сигнала OFDM приема в принимаемые данные.
Фиг.4 является функциональной структурной схемой для описания характерной цифровой обработки сигнала, реализуемой блоком 213 PLC • PHY, показывающей случай, в котором выполняется OFDM передача, использующая вейвлет преобразование. Как показано на фиг.4, блок 213 PLC • PHY имеет возможности, эквивалентные секции 10 управления преобразованием, модулю 11 приведения к символам, модулю 12 последовательно-параллельного преобразования (модулю S/P преобразования), модулю 13 обратного вейвлет преобразования, модулю 14 вейвлет преобразования, модулю 15 параллельно-последовательного преобразования (модулю P/S преобразования) и модулю 16 обратного приведения.
Модуль 11 приведения к символам преобразует битовые данные, которые должны быть переданы, в данные символов и выполняет приведение к символам (например, PAM модуляцию), исходя из соответствующих групп данных символов. Модуль 12 S/P преобразования преобразует приведенные последовательные данные в параллельные данные. Модуль 13 обратного вейвлет преобразования подвергает параллельные данные обратному вейвлет преобразованию, тем самым создавая контролируемые по времени данные; и формирует последовательность из дискретных значений, представляющую собой символы передачи. Данные отправляются преобразователю 221 DA (DAC), входящему в состав AFE • IC 220.
Модуль 14 вейвлет преобразования преобразует принятые цифровые данные от преобразователя 222 AD (ADC), входящего в состав AFE • IC 220 (последовательность дискретных значений, полученную путем дискретизации с той же скоростью дискретизации, что используется и для преобразования), в основанные на частоте данные посредством дискретного вейвлет преобразования. Модуль 15 P/S преобразования преобразует основанные на частоте параллельные данные в последовательные данные. Модуль 16 обратного приведения вычисляет значения амплитуд соответствующих поднесущих и подтверждает принятый сигнал, тем самым определяя принятые данные.
Фиг.5 является видом, показывающим характерный период передачи данных в системе высокочастотной связи по линиям электропередачи настоящего варианта осуществления. В системе высокочастотной связи по линиям электропередачи, показанной на фиг.1, в случае выполнения передачи данных, модемы 100 PLS выступают в роли источника передачи кадров с Pt1 по Pt5 данных. Модемы 100 PLC выступают в роли получателя передачи ответных кадров с At1 по At5, когда модемы 100 PLC получатели могут успешно принимать кадры данных. Модем 100M PLC передает в заданных интервалах информацию для управления связью между PLC модемами в качестве широковещательных кадров (также именуемых «кадры управления» или «маяковые кадры») B1, B2, B3,.... В примере, показанном на фиг.5, кадры с Pt1 по Pt5 данных передаются от множества устройств передачи без конфликтов. Для того чтобы выполнить передачу данных, избегая при этом конфликтов, модемы 100 PLC варианта осуществления выполняют управление доступом, которое будет описано ниже. Обработка, относящаяся к управлению доступом, реализуется посредством обработки управления секцией управления в отдельном устройстве связи, подобной CPU 211 модема 100 PLC. CPU 211 модема 100 PLC воплощает функцию секции уведомления информацией разрешения конфликтов и функцию секции передачи данных, тем самым выполняя соответствующую обработку в соответствии с заранее определенной программой. Секция управления устройства связи, которое служит в качестве ведущего устройства (воплощаемое CPU 211 модема 100M PLC или подобным), преимущественно выполняет управление всей системой связи.
[Обзор схемы управления доступом данного варианта осуществления]
Фиг.6 является видом, показывающим пример периода доступа, достигаемого, когда данные передаются посредством схемы управления доступом данного варианта осуществления. Данный вариант осуществления адаптирует гибридное, основанное на типе доступа управление доступом, включающее в себя сочетание PGA (Разрешение Конфликтов на основе Приоритетных Групп) для управления разрешением конфликтов прав доступа (прав передачи) приоритетных групп (PG: Приоритетная Группа), в которые сгруппированы приоритеты данных или устройства связи для передачи данных, и разрешение конфликтов на основе слотов для управления разрешением конфликтов посредством прав доступа, выделенных соответствующим слотам. В отношении приоритетных групп, приоритет устанавливается множеству групп, исходя из приоритета, представляющего собой порядок приоритета, соответствующий типу данных передачи и условиям трафика, показывающим объем связи в средстве связи, такой как объем данных передачи и подобное.
Когда любое из устройств связи завершает передачу кадра P0, промежуток времени PGA (PGA0 и PGA1), соответствующий первому периоду, устанавливается так, чтобы выполнить разрешение конфликтов приоритетных групп после того, как гарантирован заранее установленный промежуток времени CIFS. В течение промежутка времени PGA соответствующие устройства связи выдают сигналы разрешения конфликтов в качестве сигналов уведомления, посредством чего выполняется разрешение конфликтов, при котором одна из приоритетных групп получает права доступа, чтобы таким образом сузить допустимые приоритетные группы. Затем устанавливается период разрешения конфликтов на основе слотов, соответствующий второму периоду, и затем выполняется разрешение конфликтов на основе номеров слотов в приоритетной группе, которая получила права доступа. Соответствующие устройства связи в приоритетной группе передают данные в конкретные периоды, соответствующие номерам слотов. В течение периода разрешения конфликтов на основе слотов соответствующим устройствам связи или соответствующим потокам данных выделяются номера слотов. Устройство связи, которому выделен номер, получает доступ во время слота, соответствующего выделенному номеру, и отправляет кадр P1. Проиллюстрированный пример показывает случай, где устройство связи с выделенным номером слота 2 отправляет кадр P1.
Фиг.7 является видом, показывающим пример сигналов разрешения конфликтов соответствующих приоритетных групп, выдаваемых в течение промежутка времени PGA. В показанном здесь примере в качестве приоритетных групп определены четыре уровня групп с PG0 по PG3. Два бита (общим числом из четырех типов) информации передаются в качестве сигналов уведомления, исходя из наличия или отсутствия сигналов в течение двух периодов PGA0 и PGA1 разрешения конфликтов, заданных для промежутка времени PGA, тем самым уведомляя о приоритетных группах, выделенных для передачи данных соответствующим устройствам связи. В данном случае приоритетная группа PG3, обладающая правами доступа наивысшего приоритета, отправляет сигнал разрешения конфликтов, соответствующий себе, посредством передачи сигнала в течение периода PGA0 и сигнала в течение PGA1. Следующая приоритетная группа PG2 отправляет сигнал разрешения конфликтов, соответствующий себе, посредством передачи сигнала в течение периода PGA0 и отсутствия сигнала в течение периода PGA1. Приоритетная группа PG1 после следующей отправляет сигнал разрешения конфликтов, соответствующий себе, посредством передачи отсутствия сигнала в течение периода PGA0 и сигнала в течение периода PGA1. Приоритетная группа PG0, обладающая правами доступа самого низкого приоритета, отправляет сигнал разрешения конфликтов, соответствующий себе, посредством передачи отсутствия сигнала в течение периода PG0 и отсутствия сигнала в течение периода PGA1. Устройства связи отправляют сигналы разрешения конфликтов, исходя из соответствующих приоритетных групп. Устройства связи, принадлежащие к приоритетной группе с высоким приоритетом, получают возможность осуществления передачи в течение последующего периода разрешения конфликтов на основе слотов. Преимущественным является задание одного периода разрешения конфликтов (каждый из периодов PGA0 и PGA1) в промежутке времени PGA в минимальный период времени, который включает в себя время, требуемое для выполнения переключения между передачей и приемом, предполагаемое время задержки передачи и время для обнаружения сигнала, что позволяет выполнить надежное обнаружение сигнала разрешения конфликтов. Несмотря на то, что периоды разрешения конфликтов в промежутке времени PGA установлены в количестве двух и в данном варианте осуществления приоритетные группы установлены в количестве четырех, периоды разрешения конфликтов могут быть изменены таким образом, чтобы составлять три периода разрешения конфликтов и восемь приоритетных групп. Предпочтительным является использование, в качестве сигнала разрешения конфликтов, сигнала, который может быть обнаружен в короткий период времени. Как правило, используется сигнал, обладающий тем же форматом, что и сигнал преамбулы. Сигнал преамбулы добавляется к заголовку кадра.
В варианте осуществления приоритетные группы устанавливаются на основании приоритета, который соответствует приоритету, установленному заранее в соответствии с типом данных. Приоритетные группы могут изменяться в соответствии с условиями трафика сети и подобного. Приоритет и приоритетная группа могут устанавливаться, не исходя из данных, а для каждого отдельного устройства связи (например, из расчета на терминал).
Описывается функционирование каждого устройства связи в сети, использующей схему управления доступом данного варианта осуществления. Фиг.8A и 8B являются видами, показывающими приоритетные группы и процедуры выделения слотов соответствующим устройствам связи варианта осуществления. Модем 100M PLC, который является ведущим устройством, выполняет просмотр кадров данных, передаваемых между устройствами связи через сеть, чтобы отслеживать условия трафика всей сети. В данном случае, так как соответствующие устройства связи используют единое средство связи (линию 900 электропередачи), то же самое ведущее устройство может проверять кадры, передаваемые между ведомыми устройствами. Например, как показано на фиг.8A, модем 100M PLC, который является ведущим устройством, обнаруживает кадр данных, передаваемый от модема 100Ta PLC ведомого устройства A (терминала A) к модему 100Tb PLC ведомого устройства B (терминала B), кадр данных от модема 100Tc PLC ведомого устройства C (терминала C) к модему 100Ta PLC ведомого устройства A (терминала A) и кадр данных от модема 100Tc PLC ведомого устройства C (терминала C) к модему 100Tb PLC ведомого устройства B (терминала B). Как показано на фиг.8B, модем 100M PLC, который является ведущим устройством, обновляет выделение приоритетных групп и выделение слотов на основании условий трафика сети и периодически сообщает соответствующим ведомым устройствам с A по C (модемам с 100Ta по 100Tc PLC) обновленную информацию выделения посредством широковещательных кадров управления (маяковых кадров и подобного).
Фиг.9 является видом, показывающим характерную таблицу для выделения слотов соответствующим приоритетным группам. В нижеследующем описании предполагается восемь уровней приоритета с 7 по 0, установленных в качестве приоритета передачи данных для потоков данных, передаваемых соответствующими устройствами связи, и предполагается, что приоритеты выделяются четырем ступеням приоритетных групп с PG3 по PG0, как в случае примера, показанного на фиг.7. Фиг.9 показывает случай выделения, в убывающей последовательности приоритета, приоритетов 7 и 6 приоритетной группе PG3, приоритетов 5 и 4 приоритетной группе PG2, приоритетов 3 и 2 приоритетной группе PG1 и приоритетов 1 и 0 приоритетной группе PG0. Каждая из приоритетных групп хранит как количество циклических слотов, показывающее количество выделенных слотов, так и информацию об источнике, выделенную слотам: адрес источника для указания терминала передачи, приоритет потока данных и подобное.
В проиллюстрированном примере количество циклических слотов, назначенных приоритетной группе PG3, равно двум. Данные, имеющие приоритет 7 ведомого устройства A (терминала A), размещаются в слоте 1, а данные, обладающие приоритетом 6 ведомого устройства B (терминала B), размещаются в слоте 2. Количество циклических слотов, назначенное приоритетной группе PG2, равно одному. Данные, обладающие приоритетом 5 ведомого устройства C (терминала C), размещаются в слоте 1. Количество циклических слотов, выделенных приоритетной группе PG1, равно четырем. Данные, обладающие приоритетом 3 ведомого устройства A (терминала A), размещаются в слоте 1, и данные размещаются в других не проиллюстрированных слотах со 2 по 4.
Фиг.10 является видом, показывающим конфигурацию буфера передачи в устройстве связи варианта осуществления. В каждом из устройств связи, работающем в качестве ведущего устройства и ведомых устройств, секция 311 MAC имеет буфер 312 передачи, который хранит данные передачи. В характерной конфигурации, показанной на фиг.3, секция 311 MAC соответствует блоку 212 PLC • MAC главной IC 210. Буфер 312 передачи предоставлен с репликой для хранения пакетов данных передачи для каждого отдельного получателя передачи и каждого типа данных (включая приоритет). В проиллюстрированном примере первая реплика 321 используется для кадра передачи с приоритетом 7, адресованного терминалу X, и которая хранит VoIP (передача голоса по IP-протоколу). Вторая реплика 322 используется для кадра передачи с приоритетом 6, адресованного терминалу Y, и которая хранит данные видеопотока. Третья реплика 323 используется для кадра передачи с приоритетом 3, адресованного терминалу X, и которая хранит блокирующие данные. Блокирующие данные соответствуют данным, обладающим низким приоритетом, для которых не требуется оперативность, таким как данные, получаемые посредством Интернет браузера, подобные протоколу передачи гипертекста (http).
Поток данных передачи передается в качестве пакета от высокоуровневого интерфейса или другого мостового интерфейса в устройстве связи и подается в секцию 311 MAC. В характерной конфигурации, показанной на фиг.3, Ethernet (Зарегистрированная Торговая Марка) PHY • IC 230 является мостовым интерфейсом, который осуществляет обмен данными между Ethernet (Зарегистрированная Торговая Марка) и PLC. Пакет данных передачи хранится в реплике буфера 312 передачи секции 311 MAC. Данные в реплике, получившей права доступа, выдаются секции 313 PHY из расчета на единицу кадра передачи и передаются в качестве кадра данных средству связи. При передаче данных средству связи в данный момент времени от одной реплики передается один кадр. В характерной конфигурации, показанной на фиг.3, секция 313 PHY соответствует блоку 213 PLC • PHY. Реплика в буфере 312 передачи автоматически формируется в ответ на ввод данных передачи. К каждой из реплик для идентификации заранее прикрепляются ID. Как только реплики сформированы, реплики сохраняются в течение заранее определенного периода времени, даже после того как становятся свободными от данных передачи, таким образом, чтобы иметь возможность сохранить данные, когда вновь будут поданы данные того же типа.
Секция 311 MAC идентифицирует получателя передачи и тип данных передачи, исходя из информации заголовка и подобного, в отношении пакета и сортирует и сохраняет данные передачи в репликах. Приложение или устройство управления сетью, которое обрабатывает данные передачи, соответствующим образом заранее устанавливает приоритет, исходя из типа данных. Например, для того чтобы предотвратить возникновение задержки, приоритеты устанавливаются на высокий уровень в отношении аудиоданных реального времени, таких как данные VoIP, используемых в IP телефонии. Дополнительно, так как влияние задержки на данные, доступ к которым получают через web, такие как http, невелико, то приоритет для них устанавливается в низкий уровень. Приоритет 3 устанавливается в качестве приоритета по умолчанию для данных, чей приоритет неизвестен.
[Подробный пример схемы управления доступом данного варианта осуществления]
Фиг.11 является видом, показывающим пример периода доступа для каждой отдельной приоритетной группы в варианте осуществления. Фиг.11 показывает случай, где приоритетные группы и слоты установлены в соответствии с информацией выделения, показанной на фиг.9. Терминал A (приоритет 7) и терминал B (приоритет 6), каждый, имеющие данные, принадлежащие приоритетной группе PG3, выдают сигналы разрешения конфликтов в обоих периодах PGA0 и PGA1 разрешения конфликтов в промежутке времени PGA соответственно. Когда приоритетная группа PG3 получает права доступа, два слота 1 и 2 циклически повторяются в периоде разрешения конфликтов на основе слотов, и кадр передачи выдается в течение периода слота, выделенного данным передачи отдельного устройства связи. Когда уже не обнаруживается передаваемый сигнал от другого устройства связи, данные передаются в период ID слота, выделенного данным передачи устройства связи. В случае проиллюстрированного примера, слот 1 выделяется для данных передачи терминала A, терминал A сначала выдает кадр передачи, имеющий приоритет 7 в течение периода слота 1. Когда в течение периода разрешения конфликтов на основе слотов не выдаются никакие кадры данных, следующий промежуток времени принимается в качестве периода конкуренции, включающего в себя период произвольной отсрочки передачи, соответствующий третьему периоду. Соответствующие устройства связи передают кадры данных по истечении произвольной отсрочки передачи для завершения конкуренции. Осуществить доступ может только то устройство связи, которое победило в конкуренции.
Терминал C (приоритет 5), имеющий данные, принадлежащие приоритетной группе PG2, выдает сигнал разрешения конфликтов только в течение периода PGA0 разрешения конфликтов в промежутке времени PGA. Когда приоритетная группа PG2 получает права доступа, то в течение периода разрешения конфликтов на основе слотов повторяется только период слота 1. Когда даже в течение периода разрешения конфликтов на основе слотов не выдается кадр данных, разрешение конфликтов впоследствии выполняется в течение периода произвольной отсрочки передачи.
Терминал A (приоритет 3), терминал B (приоритет 3) и терминал C (приоритет 3), каждый, имеющие данные, принадлежащие приоритетной группе PG1, выдают сигналы разрешения конфликтов только в течение периода PGA1 разрешения конфликтов в промежутке времени PGA. Когда приоритетная группа PG1 получает права доступа, четыре слота с 1 по 4 циклически повторяются в течение периода разрешения конфликтов на основе слотов, и отдельное устройство связи выдает кадр передачи в течение периода слота, выделенного данным передачи устройства связи. В случае проиллюстрированного примера, так как слот 1 выделен данным передачи терминала A, то терминал A сначала выдает кадр передачи, имеющий приоритет 3 в течение периода слота 1. Когда даже в течение периода разрешения конфликтов на основе слотов не выдается кадр данных, разрешение конфликтов впоследствии выполняется в течение периода произвольной отсрочки передачи.
В проиллюстрированном примере слоты не выделены в приоритетной группе PG0, и выполнение разрешения конфликтов на основе слотов не производится. Когда терминалы приоритетных групп с PG3 по PG1 не выдают никакие сигналы разрешения конфликтов в промежутке времени PGA и когда приоритетная группа PG0 получает права доступа, то незамедлительно устанавливается период произвольной отсрочки передачи без установки периода разрешения конфликтов на основе слотов. Соответствующие устройства связи передают кадры данных по истечении произвольной отсрочки передачи для завершения конкуренции. Осуществить доступ разрешается только устройству связи, которое победило в конкуренции. В приоритетной группе PG0 слоты также могут быть выделены способом, аналогичным упомянутому выше способу, для осуществления разрешения конфликтов на основе слотов.
Фиг.12 является блок-схемой, показывающей рабочие процедуры каждого из устройств связи в схеме управления доступом варианта осуществления. Функционирование, которое будет описано ниже, является основной рабочей обработкой управления доступом, выполняемой устройством связи, работающим в качестве ведущего устройства, и устройствами связи, работающими в качестве ведомых устройств. Завершение передачи/приема кадра обнаруживается в качестве результата завершения кадра подтверждения, передаваемого от любого из устройств связи (этап S11). После того как устройство перешло в состояние ожидания в течение промежутка времени CIFS, чтобы синхронизировать устройства связи (этап S12), определяется, хранится или нет в реплике буфера передачи устройства связи кадр передачи (этап S13). Когда определяется, что в реплике хранится кадр передачи, то выполняется ранее описанная операция PGA и тем самым определяется приоритетная группа, предоставляющая права доступа (этап S14).
Также определяется, существует или нет реплика, соответствующая приоритетной группе, определенной посредством PGA (этап S15). Когда существует реплика соответствующей приоритетной группы, начинается циклическое повторение слотов для подсчета количества слотов, выделенных приоритетной группе (этап S16). В примере, показанном на фиг.11, приоритетная группа PG3 получает права доступа в промежутке времени PGA, и в течение периода разрешения конфликтов на основе слотов циклически повторяются слоты с номерами слотов 1 и 2. Когда определяется, существует или нет кадр передачи, соответствующий текущему номеру слота (этап S17) и когда существует кадр передачи, имеющий соответствующий номер слота, то устройство связи имеет права доступа посредством текущего разрешения конфликтов на основе слотов и, следовательно, начинает передавать кадр данных (этап S18). Обработка блок-схемы завершается.
Между тем, когда на этапе S17 определяется, что отсутствует кадр передачи, соответствующий текущему номеру слота, то определяется, обнаружен или нет кадр данных другого устройства связи (этап S19). Когда обнаружен кадр данных другого устройства связи, то другое устройство связи определяется как имеющее полученные права доступа непосредственно через разрешение конфликтов на основе слотов и передающее кадр данных, и, следовательно, обработка завершается без выполнения передачи. Между тем, когда кадр данных другого устройства связи не обнаружен, номер слота увеличивается (этап S20) и определяется, завершен или нет период разрешения конфликтов на основе слотов (этап S21). Когда период разрешения конфликтов на основе слотов не завершен, обработка, связанная с этапами с S17 по S21, повторяется аналогичным образом. Когда период разрешения конфликтов на основе слотов на этапе S21 завершен, начинается период конкуренции, включающий в себя период произвольной отсрочки передачи (этап S22).
Когда на этапе S13 определяется, что в реплике не хранится кадр передачи, то устройство связи остается в состоянии ожидания в промежутке времени PGA (этап S23) и начинается циклическое повторение слотов аналогично тому, как это происходит на этапе S16 (этап S24). Случай, где на этапе S15 определяется, что соответствующая приоритетная группа не имеет реплики, является случаем, где приоритетная группа, к которой принадлежат данные передачи устройства связи, не получила права доступа через PGA. Подобным образом на этапе S24 начинается циклическое повторение слотов. Впоследствии определяется, обнаружен или нет кадр данных другого устройства связи (этап S25). Когда кадр данных другого устройства связи обнаружен, любое из других устройств связи рассматривается как получившее права доступа через разрешение конфликтов на основе слотов и передающее кадр данных; следовательно, обработка завершается без выполнения передачи. Между тем, когда не обнаружен кадр данных другого устройства связи, номер слота увеличивается (этап S26). Определяется, завершен или нет период разрешения конфликтов на основе слотов (этап S27), и повторяется обработка, связанная с этапами с S25 по S27 до тех пор, пока не завершится период разрешения конфликтов на основе слотов. Когда период разрешения конфликтов на основе слотов на этапе S27 завершен, начинается период конкуренции, включающий в себя период произвольной отсрочки передачи на этапе S22.
Как упоминалось выше, разрешение конфликтов на основе слотов выполняет приоритетная группа, которая получила права доступа через PGA, и кадр данных передает устройство связи, размещенное в периоде, соответствующем номеру слота. Когда обнаружен кадр данных другого устройства связи, обработка завершается. Когда период разрешения конфликтов на основе слотов завершен, начинается период конкуренции, включающий в себя период произвольной отсрочки передачи. Устройства связи, которые не получили права доступа через PGA, остаются в состоянии ожидания в течение периода разрешения конфликтов на основе слотов. Когда обнаруживается кадр данных другого устройства связи, обработка завершается. Когда завершен период разрешения конфликтов на основе слотов, начинается период конкуренции, включающий в себя период произвольной отсрочки передачи.
Когда при обработке управления доступом кадр передачи не хранится в реплике буфера передачи, то, как правило, предполагается, что PGA не выполняется. В случае, где существует реплика, имеющая высокий приоритет, такой как у данных VoIP, PGA для данной реплики также может выполняться, даже когда в данный момент времени кадр передачи недоступен. Когда кадр передачи подается в реплику в середине промежутка времени PGA или периода разрешения конфликтов на основе слотов, данные передачи, имеющие высокий приоритет, могут передаваться незамедлительно.
Когда любое из устройств связи передает кадр данных, обработка блок-схемы, показанная на фиг.12, завершается. По завершении передачи/приема кадра обработка возвращается к PGA по истечении промежутка времени CIFS. Случайно период конкуренции также может начинаться без установки периода разрешения конфликтов на основе слотов в отношении конкретной приоритетной группы, как в случае приоритетной группы PG0, показанной на фиг.11. Более того, обработка также может возвращаться к PGA без установки периода конкуренции после периода разрешения конфликтов на основе слотов.
В варианте осуществления приоритетные группы установлены, и используется сочетание как PGA, так и разрешения конфликтов на основе слотов, тем самым разрешение конфликтов конкуренции доступа может выполняться в течение сравнительно короткого периода времени, даже когда растет количество устройств связи и потоков данных. Дополнительно, возникновение конфликтов между устройствами связи, имеющими один и тот же приоритет, может предотвращаться посредством разрешения конфликтов на основе слотов. Таким образом, возможно управление доступом в соответствии с приоритетом и возможно сократить время, требуемое для управления доступом, и исключить ненужное использование полосы пропускания. Таким образом, существует возможность предотвратить падение производительности и увеличить эффективность передачи данных.
[Обработка по обновлению (регистрации и высвобождению) выделения слотов]
Теперь описываются некоторые примеры обработки по выделению слотов приоритетным группам соответствующих терминалов связи.
Фиг.13A и 13B являются видами, показывающими обработку, выполняемую, когда слоты не выделены ни одной из приоритетных групп. Фиг.13A показывает пример таблицы выделения слотов, а фиг.13B показывает период доступа терминала. Примеры, показанные на фиг.13A и 13B, показывают случай, где слот не выделен приоритетной группе PG2 и где приоритетная группа PG2 получила права доступа через PGA.
В исходном состоянии сети или когда кадр данных не передается определенной приоритетной группой в течение заранее определенного периода времени, приоритетная группа остается в состоянии, в котором слот не выделен. Когда сигнал разрешения конфликтов выдается в течение периода PGA0 разрешения конфликтов в промежутке времени PGA в состоянии, где слот не зарегистрирован в приоритетной группе PG2, и когда приоритетная группа PG2 получает права доступа через PGA, то, как показано на фиг.13A и 13B, начинается период произвольной отсрочки передачи без перехода к периоду разрешения конфликтов на основе слотов. В течение периода произвольной отсрочки передачи соответствующие устройства связи, имеющие данные передачи, принадлежащие приоритетной группе PG2, передают кадры данных по истечении произвольной отсрочки передачи. Только устройства связи, которые победили в конкуренции, становятся способными осуществить доступ. В исходном состоянии сети регистрация первой таблицы выделения слотов выполняется в зависимости от результата доступа, выполненного в течение периода произвольной отсрочки передачи.
Фиг.14A-14C являются видами, показывающими пример обработки по обновлению информации выделения слотов для каждой отдельной приоритетной группы. Вновь обработка адоптируется в отношении выделения слотов каждой приоритетной группе. А именно, когда в течение заранее определенного периода не передавались данные устройством связи или в потоке данных, слот, выделенный устройству связи или потоку данных, высвобождается. Пример, показанный на фиг.14A и 14B, показывает случай, когда терминал A не передает кадр данных в слоте 1 периода разрешения конфликтов на основе слотов в течение заранее определенного периода времени, в то время как слоты выделены терминалам A и B в приоритетной группе PG3, как показано на фиг.14A. В данном случае активируется выдержка терминала A; выполняется высвобождение слота и обновление таблицы выделения слотов, как показано на фиг.14B; и производится уведомление обновленной информацией выделения посредством маяковых кадров для широковещания. После обновления таблицы выделения слотов только данные с приоритетом 6, принадлежащие терминалу B, выделяются слоту 1 в приоритетной группе PG3. Когда приоритетная группа PG3 получает права доступа в промежуток времени PGA, как показано на фиг.14C, то в течение периода разрешения конфликтов на основе слотов повторяется период только слота 1.
Фиг.15 является циклограммой, показывающей пример обработки по обновлению информации выделения слотов для каждой отдельной приоритетной группы. Устройство связи, работающее в качестве ведущего устройства, передает информацию выделения терминалам с A по C, работающим в качестве ведомых устройств с A по C, посредством маяковых кадров. Каждый из маяковых кадров включает в себя таблицу выделения слотов. Когда кадр данных передается от, например, терминала B к терминалу C, ведущее устройство просматривает заголовок кадра данных, тем самым проверяя, является или нет ведомое устройство правильно передающим кадр данных посредством адреса источника, информации приоритета и прочего в заголовке. В проиллюстрированном примере обнаруживается передача данных от терминала B к терминалу C. Когда кадр данных от терминала A, размещенного в слоте 1 приоритетной группы PG3, не обнаруживается в течение заранее определенного периода, ведущее устройство высвобождает выделенный слот и обновляет таблицу выделения слотов посредством обработки выдержки, тем самым передавая обновленную информацию выделения терминалам с A по C посредством маяковых кадров.
Как упоминалось выше, когда возникает изменение в условиях трафика, такое как в случае, где любой из терминалов, которым выделен слот, не осуществляет передачу кадра данных в течение заранее определенного периода, тогда как потоки данных терминалов были выделены слотам для каждой приоритетной группы, то выделение слотов может динамически обновляться для каждой отдельной приоритетной группы. Вследствие этого могут проверяться условия трафика сети посредством просмотра заголовка кадра данных, передаваемого посредством сети. Существует возможность управления входом и выходом терминалов, работающих в качестве ведомых устройств, в или из сети и приоритетом в соответствии с условиями трафика, получаемыми в данный момент времени.
Теперь описывается обработка, которая должна выполняться в момент нового входа терминала, работающего в качестве ведомого устройства. Когда устройство связи, работающее в качестве ведомого устройства, пытается вновь войти в сеть для создания связи, устройство связи, которое вновь входит, как правило, передает кадр данных в период произвольной отсрочки передачи. В ранее описанном примере период произвольной отсрочки передачи установлен, когда приоритетная группа PG0 получает права доступа и когда другое устройство связи не передает любой кадр данных в промежуток времени PGA или в течение периода разрешения конфликтов на основе слотов. Устройство связи, работающее в качестве ведущего устройства, просматривает адрес источника и информацию приоритета в заголовке кадра данных, тем самым устанавливая наличие терминала, который вновь создает связь. Ведущее устройство вновь назначает терминал и его информацию приоритета в таблицы выделения слотов соответствующих приоритетных групп, тем самым обновляя информацию выделения. Затем ведущее устройство передает обновленную таким образом информацию выделения терминалам, работающим в качестве ведомых устройств, посредством маяковых кадров.
Теперь описывается пример обработки, которая должна выполняться в момент нового входа терминала, работающего в качестве ведомого устройства. Фиг.16A и 16B являются видами, показывающими пример обработки, которая должна выполняться, когда терминалу, работающему в качестве ведомого устройства, предписывается вновь войти в сеть. Фиг.16A показывает первый способ обработки входа, а фиг.16B показывает второй способ обработки входа. По первому способу обработки входа, показанному на фиг.16A, входной слот обеспечивается между промежутком времени PGA и периодом разрешения конфликтов на основе слотов. Новому терминалу предписывается получить доступ к входному слоту с вероятностью однородного случайного числа. По второму способу обработки входа, показанному на фиг.16B, в периоде разрешения конфликтов на основе слотов устанавливается слот 0, соответствующий входному слоту, и новому терминалу предписывается получить доступ к слоту 0 с вероятностью однородного случайного числа. Когда выполняется доступ с вероятностью однородного случайного числа, то лучше использовать способ для выполнения доступа с вероятностью, определяемой приоритетом, способ выполнения доступа с вероятностью, соответствующей количеству циклических слотов, выделенных каждой из приоритетных групп, и подобные. В случае использования приоритета, если новый терминал имеет, например, приоритет 7, то будет предполагаться, что терминал будет передавать кадр данных с половиной вероятности при осуществлении нового входа в сеть. В случае использования количества циклических слотов, если количество циклических слотов приоритетной группы PG3, например, равно трем, то будет предполагаться, что новый терминал будет передавать кадр данных с одной третьей вероятности при осуществлении нового входа в сеть.
Фиг.17 является блок-схемой, показывающей рабочие процедуры, относящиеся к обработке по обновлению информации выделения слотов в отношении устройства связи, работающего в качестве ведущего устройства. Обработка, относящаяся к блок-схеме, выполняется для каждого из сравнительно коротких заранее определенных периодов. Устройство связи, работающее в качестве ведущего устройства, определяет, обнаружен или нет кадр данных, переданный от ведомого устройства или от себя самого (этап S31). Аналогичным образом определение выполняется в данный момент, до и после того как само ведущее устройство отправляет кадр данных. Когда кадр данных обнаруживается, то производится обращение к таблице выделения слотов, тем самым производится поиск терминала, совпадающего с информацией об источнике, содержащейся в заголовке кадра данных (этап S32). Информация об источнике включает в себя адрес источника (ID источника), приоритет, ID слота (номер слота), значение PG по умолчанию, ID реплики и подобное. Информация заключена в заголовке.
Затем определяется, зарегистрированы уже или нет адрес источника и приоритет кадра данных в таблице выделения слотов (этап S33). Когда адрес источника и приоритет уже зарегистрированы, обновляется временная отметка номера слота соответствующей приоритетной группы (этап S34), и обновление таблицы выделения слотов рассматривается как ненужное (этап S35). Таблица выделения слотов сохраняется в следующем маяковом кадре (этап S36). Временная информация, такая как информация, показывающая, что доступ выполняется к номеру слота «m» приоритетной группы PGn в момент времени xx, записывается заранее во временную отметку отдельного номера слота. Временная информация используется для процесса выдержки выделения слота.
Между тем, когда адрес источника и приоритет кадра данных еще не зарегистрированы в таблице выделения слотов, соответствующая приоритетная группа определяется на основании информации об источнике (этап S37) и определяется, может или нет терминал размещаться в слоте соответствующей приоритетной группы (этап S38). Например, в случае приоритета 7 определяется приоритетная группа PG3. В случае приоритета 3 определяется приоритетная группа PG1. Исходя из того, меньше или нет количество циклических слотов соответствующей приоритетной группы максимального количества, определяется, возможно или нет разместить терминал. Когда терминал может быть размещен в слоте, адрес источника и приоритет потока данных, относящиеся к терминалу, размещенному в незанятом слоте в соответствующей приоритетной группе, регистрируются (этап S39). Таблица выделения слотов затем обновляется (этап S40). Обработка переходит к этапу S36, где обновленная таблица выделения слотов сохраняется в следующем маяковом кадре.
Когда терминал не может быть размещен в слоте соответствующей приоритетной группы на этапе S38 и когда кадр данных на этапе S31 не обнаружен, временная отметка каждого из номеров слотов соответствующих приоритетных групп проверяется (этап S41), тем самым определяется, существует или нет слот, доступ к которому не был получен в течение заранее определенного периода времени (этап S42). Когда слот, доступ к которому не был получен в течение заранее определенного периода времени, не найден, таблица выделения слотов рассматривается как необновленная (этап S43). Обработка переходит к этапу S36, где таблица выделения слотов сохраняется в следующем маяковом кадре. Между тем, когда слот, доступ к которому не был получен в течение заранее определенного времени, найден, производится удаление выделения соответствующего слота (этап S44). Обработка переходит к этапу S40, где сохраняется таблица выделения слотов. Посредством обработки, относящейся к этапам с S41 по S44, выполняется процесс выдержки выделения слота. На этапе S36 обновленная таблица выделения слотов сохраняется в следующем маяковом кадре.
По случаю определения относительно того, может или нет терминал размещаться в слоте на этапе S38, если терминал может размещаться в слоте посредством высвобождения другого слота, то другой слот также может высвобождаться и регистрироваться. В качестве альтернативы, в момент высвобождения слота на этапе S44 также может быть понижен на единицу уровень приоритета приоритетной группы, нежели выполнять полное высвобождение слота. Если приоритетная группа нижнего уровня имеет незанятый слот, терминал также может быть перерегистрирован в связи с незанятым слотом.
Посредством такой обработки по обновлению информации выделения слотов ведущее устройство динамически выделяет слот каждой из приоритетных групп и высвобождает слот, исходя из наличия или отсутствия кадра данных, тем самым становится возможным обновление информации выделения слотов. Обновляемая таким образом таблица выделения слотов периодически передается устройствам связи, работающим в качестве ведомых устройств, посредством маяковых кадров. Обновленная таблица выделения слотов также может быть сообщена ведомым устройствам посредством кадров управления, отличных от маяковых кадров.
Фиг.18A и 18B являются видами, показывающими другой пример таблицы выделения слотов для каждой из приоритетных групп. Пример, показанный на фиг.18A и 18B, является характерной модификацией таблицы выделения слотов, показанной на фиг.9, и дополнительно обеспечивается информационным полем для хранения информации наличия/отсутствия PGA, как показано на фиг.18A. Когда данным, принадлежащим более высокой приоритетной группе, не должны отдаваться предпочтения посредством PGA, информация наличия/отсутствия PGA устанавливается в значение, равное нулю. Например, это эффективно для случая, где все потоки данных, зарегистрированные в таблице выделения слотов, имеют один и тот же приоритет, как те, что показаны в проиллюстрированном примере, и где общее количество зарегистрированных слотов небольшое. Когда информация наличия/отсутствия PGA установлена в значение, равное нулю, период разрешения конфликтов на основе слотов начинается незамедлительно, как показано на фиг.18B, посредством исключения промежутка времени PGA. Время, требуемое для управления доступом, таким образом, может быть сокращено и может быть повышена эффективность передачи данных. Когда все зарегистрированные слоты имеют один и тот же приоритет и когда не требуется группировка, ненужный промежуток времени PGA может быть исключен.
[Изменение приоритетных групп в соответствии с условиями трафика]
Фиг.19A и 19B являются видами для описания обработки по обновлению информации выделения слотов в соответствии с условиями трафика. Как упоминалось ранее, устройство связи, работающее в качестве ведущего устройства, просматривает кадр данных, передаваемый между устройствами связи в сети, тем самым отслеживая условия трафика в сети. Например, как показано на фиг.19A, информация объема буфера передачи об объеме кадров данных, которые до сих пор не отправлены и хранятся в устройстве передачи, такая как количество пакетов, все еще остающихся в реплике, хранится в заголовке кадра данных. Устройство связи, работающее в качестве ведущего устройства, обнаруживает кадр данных, получает информацию объема буфера передачи и понимает объем данных передачи, сохраняющихся в соответствующих устройствах.
Например, в отношении состояния таблицы выделения слотов на левой стороне фиг.19B, когда объем данных передачи в терминале B, принадлежащем приоритетной группе PG3, невелик и когда большой объем данных хранится в буфере передачи терминала C, принадлежащего приоритетной группе PG2, таблица выделения слотов обновляется, как проиллюстрировано в правой стороне фиг.19B, тем самым переключая приоритетную группу между терминалом B и терминалом C. В данном случае приоритетная группа поменялась, исходя из условий трафика, независимо от исходно установленного приоритета устройства связи или потока данных, тем самым обновляя таблицу выделения слотов.
В дополнение к информации объема буфера передачи скорость MAC, информация о линии, флаг запроса приоритета и подобное доступны в качестве информации, которая может использоваться для понимания условий трафика. Скорость MAC является результатом вычисления скорости передачи в единицу времени, выполненной всеми частями информации длины пакета (количество байтов и количество битов) в заголовке каждого отдельного потока данных. Информация о линии является результатом вычисления степени загруженности средства (степени загруженности средства связи) в единицу времени всеми FL (количество символов) в заголовке каждого отдельного потока данных. Флаг запроса приоритета является флагом, предоставляемым в заголовке для отправки запроса на преимущество ведущему устройству независимо от приоритета, когда DHCP, ARP, IGMP, M-поиск и подобное доступно в качестве важного пакета управления.
Посредством такой обработки обновления существует возможность понимать условия трафика посредством использования информации заголовка в отличие от информации о приоритете и выполнять обновление информации выделения слотов так, чтобы динамически смещать приоритеты приоритетных групп на основании условий трафика.
Фиг.20 является видом, показывающим пример, в котором приоритетные группы смещаются посредством обновления таблицы выделения слотов. Проиллюстрированный пример показывает случай, где количество циклических слотов приоритетной группы PG1 равно семи и где семь слотов выделены приоритетной группе PG1. Устройство связи, работающее в качестве ведущего устройства, обновляет таблицу выделения слотов в соответствии с условиями трафика так, чтобы выделить три слота приоритетной группе PG2 с более высоким приоритетом при помощи смещения и выделить четыре слота приоритетной группе PG1.
Посредством обработки по смещению приоритетных групп устройство связи, работающее в качестве ведущего устройства, может произвести разделение на множество приоритетных групп в соответствии с условиями трафика без управления со стороны пользователя или сети, конкретно устанавливающих информацию о приоритете. Также возможно выделить слоты приоритетным группам посредством хорошо сбалансированного управления, так что количество циклических слотов, выделяемое каждой приоритетной группе, не станет больше. Когда информация о приоритете уже установлена устройством управления сетью, также может быть возможным определить диапазон приоритета, на который должны быть смещены приоритетные группы, исходя из сочетания установленной информации о приоритете и условий трафика.
Фиг.21 является блок-схемой, показывающей рабочие процедуры обработки по обновлению информации выделения слотов, которая должна выполняться при смещении приоритетных групп. Обработка по блок-схеме по сути выполняется для каждого отдельного заранее определенного периода, такого как в течение времени простоя. Устройство связи, работающее в качестве ведущего устройства, определяет, обнаружен или нет кадр данных, переданный от ведомого устройства или самого ведущего устройства (этап S51). Когда кадр данных обнаружен, производится обращение к таблице выделения слотов, тем самым производится поиск терминала, соответствующего информации об источнике, содержащейся в заголовке кадра данных (этап S52). Определяется, зарегистрированы уже или нет адрес источника и приоритет кадра данных в таблице выделения слотов (этап S53). Когда адрес источника и приоритет уже зарегистрированы, обновляется временная отметка номера слота соответствующей приоритетной группы (этап S54).
В последствии из заголовка кадра данных получают информацию объема буфера передачи (этап S55) и определяется, равен или нет объем данных в буфере передачи заранее определенному значению (этап S56). Когда объем информации в буфере передачи меньше заранее определенного значения, обновление таблицы выделения слотов рассматривается как ненужное (этап S57). Таблица выделения слотов сохраняется в следующем маяковом кадре (этап S58). Между тем, когда объем данных в буфере передачи равен или больше заранее определенного значения, уровень приоритета приоритетной группы, к которой принадлежит кадр данных, увеличивается на единицу (этап S59). Затем определяется, возможно или нет размещение терминала данного кадра данных в каком-либо из слотов соответствующей приоритетной группы (этап S60). Когда терминал может быть размещен, адрес источника терминала размещается в незанятом слоте соответствующей приоритетной группы, приоритет потока данных регистрируется (этап S61) и таблица выделения слотов обновляется (этап S62). Обработка переходит к этапу S58, где обновленная таблица выделения слотов сохраняется в следующем маяковом кадре. Когда терминал не может быть размещен в соответствующем слоте приоритетной группы на этапе S60, обработка переходит к этапу S57, где обновление таблицы выделения слотов рассматривается как ненужное. На этапе S58 таблица выделения слотов сохраняется в следующем маяковом кадре.
Между тем, когда адрес источника и приоритет кадра данных на этапе S53 определяются как еще не зарегистрированные в таблице выделения слотов, то соответствующая приоритетная группа определяется из информации об источнике (этап S63) и определяется, возможно или нет размещение терминала в слоте соответствующей приоритетной группы (этап S64). Когда терминал может быть размещен, обработка переходит к этапу S61, где адрес источника терминала размещается в незанятом слоте приоритетной группы, и затем таблица выделения слотов обновляется на этапе S62. Обработка переходит к этапу S58, где обновленная таблица выделения слотов сохраняется в следующем маяковом кадре.
Когда на этапе S64 определено, что терминал не может быть размещен в любом из слотов соответствующей приоритетной группы, и когда на этапе S51 не обнаружен никакой кадр данных, выполняется выдержка выделения слотов аналогичным образом, как описано в отношении этапов с S41 по S44, показанных на фиг.17 (этап S65).
Когда на этапе S56 определяется объем данных в буфере передачи, то разное значение также может быть установлено в качестве заранее заданного значения для каждой отдельной приоритетной группы. В качестве альтернативы также может определяться, является или нет объем данных в буфере передачи равным или меньше заранее определенного значения, и уровень приоритета рассматриваемой приоритетной группы также может быть понижен на единицу, когда объем данных равен или меньше заранее определенного значения. В качестве альтернативы обновление приоритетных групп может выполняться не для каждой передачи/приема кадра. Наоборот, также существует возможность суммировать объемы данных в буферах передачи для реплик кадров данных, согласующихся с соответствующими выделенными слотами; определить объем данных в буфере передачи в единицу времени; и периодически сравнивать объемы данных в буферах передачи соответствующих слотов друг с другом, тем самым обновляя приоритетные группы.
[Характерные исполнения (изменения) циклического повтора слотов]
Некоторые характерные исполнения циклического повтора слотов, выполняемого в течение периода разрешения конфликтов на основе слотов, предоставлены ниже. Фиг.22 является видом, показывающим первый пример периода доступа схемы циклического повтора слотов. В первом примере (первая схема циклического повтора слотов) операции циклического повтора слотов, которые равны по количеству циклическим слотам, выделенным текущей приоритетной группе, принимаются равными единице в периоде разрешения конфликтов на основе слотов, и следующее PGA не выполняется до тех пор, пока слоты циклически не повторятся «n» раз. Фиг.22 показывает случай, где количество циклических слотов приоритетной группы PG1 установлено равным пяти; где количество циклических слотов приоритетной группы PG2 установлено равным трем; где приоритетная группа PG0 не подвергается разрешению конфликтов на основе слотов и период для приоритетной группы PG0 принимается в качестве периода произвольной отсрочки передачи; и где «n» установлено равным единице.
В этом случае циклический повтор слотов выполняется, по меньшей мере, один раз в течение периода разрешения конфликтов на основе слотов каждой из приоритетных групп. Количество раз («n») циклического повтора слотов, выполняемых до того, как выполнится следующее PGA, хранится в таблице выделения слотов. В качестве альтернативы разное количество раз («n») циклического повтора слотов также может быть установлено для каждой отдельной приоритетной группы. В первом примере соответствующие терминалы, как правило, получают возможность передачи кадра данных приоритетной группы, определенной посредством одной операции PGA в течение периода разрешения конфликтов на основе слотов. В случае, где количество выделенных слотов каждой из приоритетных групп большое и где кадр данных редко передается от терминалов, часто возникает случай, где происходит бесполезная трата полосы пропускания. Например, когда кадр данных, который должен быть передан, появляется в приоритетной группе, имеющей высокий приоритет в середине множества операций циклического повтора слотов, выполняемой приоритетной группойЮ имеющей низкий приоритет, то часто возникает случай, где происходит расход времени до передачи кадра данных.
Фиг.23 является видом, показывающим второй характерный период доступа схемы циклического повтора слотов. Второй пример (вторая схема циклического повтора слотов) соответствует выполнению следующего PGA каждый раз, когда передача кадра данных завершается в течение периода разрешения конфликтов на основе слотов. На фиг.23 количество циклических слотов приоритетной группы PG1 установлено равным пяти; количество циклических слотов приоритетной группы PG2 установлено равным трем таким же образом, как на фиг.22. Когда кадр данных передается в течение периода разрешения конфликтов на основе слотов к PGA, следующее PGA начинается после завершения передачи. В этом случае каждый из терминалов хранит номер слота, на котором закончилась передача в прошлый раз для каждой отдельной приоритетной группы. В отношении следующей приоритетной группы, получающей права доступа посредством PGA, подсчет номера слота, следующего за сохраненным номером слота, начинается без перерыва.
Фиг.24A и 24B являются видами, показывающими характерный способ хранения номеров слотов. Например, как показано на фиг.24A, в каждом из терминалов предоставляется таблица номеров слотов. В данном случае каждый из терминалов подсчитывает номер слота, когда циклический повтор слотов начинается в течение периода разрешения конфликтов на основании слотов, и сохраняет номер слота, посредством которого был передан кадр данных и к которому был выполнен доступ. Заголовок кадра данных включает в себя ID слота, соответствующий номеру слота. Каждый из терминалов получает ID слота во время операции приема и сохраняет значение номера слота или ID слота в таблице номеров слотов. Каждый раз, когда принимается кадр данных и обнаруживается доступ, таблицы номеров слотов для соответствующих приоритетных групп обновляются. Когда приоритетная группа, получившая права доступа, переключается посредством PGA, циклический повтор слотов начинается с номера слота приоритетной группы, сохраненного в последний раз. Каждый из соответствующих терминалов очищает свою таблицу номеров слотов всякий раз при приеме маякового кадра.
Фиг.24B показывает характерное применение способа хранения номеров слотов; а именно, такая таблица номеров слотов для каждой отдельной приоритетной группы, как показано на фиг.24A, сохраняется в заголовке кадра. В данном случае, даже когда определенный терминал терпит неудачу при обнаружении доступа другого устройства, другой терминал, удачно обнаруживший доступ, может передать информацию о номере слота другому терминалу посредством кадра данных. В результате может быть предотвращено возникновение несоответствия между номерами слотов терминалов, так что конфликт, который в противном случае произойдет во время разрешения конфликтов на основе слотов, может быть предотвращен.
Второй пример дает возможность выполнять разрешение конфликтов в соответствии с приоритетом приоритетной группы посредством PGA, когда приоритетная группа, имеющая высокий приоритет, имеет много возможностей для передачи кадра данных. В данном случае промежуток времени PGA вставляется всякий раз, как завершается передача кадра данных. Следовательно, часто возникает случай, где полоса пропускания бесполезно расходуется, когда не требуется PGA. Например, когда слоты выделены только одной приоритетной группе и когда другим приоритетным группам не выделены никакие слоты, нежелательный промежуток времени PGA обеспечивается всякий раз, как завершается передача кадра данных.
Фиг.25 является видом, показывающим третий характерный период доступа схемы циклического повтора слотов. Третий пример является сочетанием первого примера со вторым примером, и первый пример и второй пример выборочно используются для каждой отдельной приоритетной группы. Например, первый пример применяется к приоритетной группе PG3, имеющей высокий приоритет, а второй пример применяется к приоритетной группе PG1, имеющей низкий приоритет, как проиллюстрировано в примере. На фиг.25 количество циклических слотов приоритетной группы PG3 установлено равным трем, а количество циклических слотов приоритетной группы PG1 установлено равным шести. Когда приоритетная группа PG3 получает права доступа посредством PGA, циклический повтор слотов выполняется «n» раз в течение периода разрешения конфликтов на основе слотов, и впоследствии выполняется следующее PGA. Для краткости «n» установлено равным единице. Когда приоритетная группа PG1 получает права доступа посредством PGA, следующее PGA выполняется по завершении передачи кадра данных всякий раз, когда любой терминал передал кадр данных.
На фиг.25 предполагается, что после того, как определяется предоставление прав доступа приоритетной группе PG1 посредством первого PGA, выполняется разрешение конфликтов на основе слотов; и что кадр данных передается с номера слота 3. В данном случае PGA выполняется после передачи кадра данных. Также предполагается, что после того, как определяется предоставление прав доступа приоритетной группе PG3 посредством второго PGA, выполняется разрешение конфликтов на основании слотов; и что кадр данных передается с номера слота 1. В данном случае следующее PGA выполняется после того, как выполняется однократный циклический повтор слотов вплоть до номера слота 3. Далее, когда определяется предоставление прав доступа приоритетной группе PG1 посредством третьего PGA, циклический повтор слотов начинается с номера слота 4 в течение периода разрешения конфликтов на основе слотов. Когда кадр данных передается с номера слота 5, PGA выполняется после передачи кадра данных. Когда определяется предоставление прав доступа приоритетной группе PG1 посредством четвертого PGA, циклический повтор слотов начинается с номера слота 6 в течение периода разрешения конфликтов на основе слотов. Когда кадр данных передается с номера слота 6, PGA выполняется после передачи кадра данных. Впоследствии, когда определяется предоставление прав доступа приоритетной группе PG1 посредством PGA, циклический повтор слотов приоритетной группы PG1 выполняется один раз, и, следовательно, циклический повтор слотов вновь начинается с номера слота 1.
Фиг.26 является видом, показывающим характерную таблицу выделения слотов, поддерживающую третью характерную схему циклического повтора слотов. В третьем примере информация схемы циклического повтора слотов, показывающая, какая из первой или второй характерных схем применяется, устанавливается и сохраняется для каждой отдельной приоритетной группы. Например, когда информация схемы циклического повтора слотов представляет собой ноль, предполагается, что должна быть выбрана первая характерная схема. Когда информация схемы циклического повтора слотов представляет собой единицу, предполагается, что должна быть выбрана вторая характерная схема. В случае первой характерной схемы информация схемы циклического повтора слотов также может включать в себя значение раз «n» циклического повтора слотов, показывающее количество раз, которое должно выполняться циклическое повторение слотов.
В случае третьего примера, когда права доступа получаются одним PGA, каждый из терминалов имеет возможность передачи в приоритетной группе PG3. Более того, даже после того, как права доступа получены приоритетной группой PG1, то незамедлительно возникает возможность для передачи. Таким образом, данные с высоким приоритетом, например VoIP, размещаются в приоритетной группе PG3 и применяется первая характерная схема. Даже когда сеть перегружается другими блокирующими данными, передача данных может выполняться незамедлительно. В случае VoIP связь осуществляется в обоих направлениях, и передача данных в обратном направлении неизбежно выполняется в ответ на одну передачу данных. Таким образом, существует высокая вероятность возникновения кадров данных точно такой же приоритетной группы. Соответственно возникновение задержки может быть предотвращено посредством выполнения соответствующего управления доступом для каждой приоритетной группы.
[Характерные изменения циклического повтора слотов]
Фиг.27A и 27B являются видами, показывающими характерные изменения схемы циклического повтора слотов. Фиг.27A показывает период доступа первого характерного изменения, а фиг.27B показывает обработку по обновлению таблицы выделения слотов второго характерного изменения. Характерные изменения, показанные на фиг.27A и 27B, соответствуют частично измененному способу циклического повтора слотов третьего примера. В первом примере или третьем примере, комплексно включающем в себя первый пример и второй пример, когда циклический повтор слотов выполняется «n» раз после PGA, кадр данных, размещенный в слоте с наиболее низким номером, всегда становится преимущественным, пока циклический повтор слотов начинается с номера слота 1. Соответственно ниже предоставлен в качестве характерного изменения способ для предотвращения задержки кадра данных, размешенного в слоте с более высоким номером.
Первое характерное изменение, показанное на фиг.27A, является для периодического смещения инициации номера слота, выполняемой во время циклического повтора слотов. В проиллюстрированном примере количество циклических слотов приоритетной группы PG2 установлено равным пяти. Когда приоритетная группа PG2 получает права доступа, номер слота, с которого начинается циклический повтор слотов, увеличивается на единицу, чтобы, таким образом, смещаться всякий раз, когда циклический повтор слотов выполняется один раз.
Второе характерное изменение, показанное на фиг.27B, является для смещения номера слота, выделенного каждому терминалу и данным для каждого заранее определенного периода, чтобы, таким образом, обновить таблицу выделения слотов для каждой отдельной приоритетной группы. В проиллюстрированном примере номера слотов изменяются для каждого заранее определенного периода в отношении терминалов с A по C, размещенных в номерах слотов с 1 по 3 приоритетной группы PG2, и обновленная таким образом таблица выделения слотов сообщается соответствующим терминалам посредством маяковых кадров и подобного. Во втором характерном изменении каждому из терминалов не потребуется выполнять сложного управления, так как такое смещение номера слота, посредством использования таблицы номеров слотов, как показано на фиг.24A, обновляющее таблицу выделения слотов, может быть быстро реализовано посредством обработки по обновлению таблицы выделения слотов ведущего устройства.
Когда циклический повтор слотов выполняется «n» раз в течение периода разрешения конфликтов на основе слотов, значение количества раз «n» циклического повтора слотов также может меняться, исходя из условий трафика. Например, когда общий объем данных в буфере передачи соответствующих терминалов, размещенных в соответствующих слотах приоритетной группы PG3, выше заранее определенного значения, количество раз «n» циклического повтора слотов приоритетной группы PG3 также может увеличиваться на единицу, как n+1. В противоположность, когда общий объем данных в буфере передачи соответствующих терминалов, размещенных в соответствующих слотах приоритетной группы PG3, ниже заранее определенного значения и когда общий объем данных в буфере передачи соответствующих терминалов, размещенных в соответствующих слотах приоритетной группы PG2, выше заранее определенного значения, количество раз «n» циклического повтора слотов приоритетной группы PG3 также может уменьшаться на единицу, как n-1, а количество раз «n» циклического повтора слотов приоритетной группы PG2 также может увеличиваться на единицу, как n+1. В качестве альтернативы, количество раз «n» циклического повтора слотов соответствующих приоритетных групп также может увеличиваться или уменьшаться посредством сравнения степени загруженности средства передачи с заранее определенным значением. В данный момент количество раз «n» циклического повтора слотов соответствующих приоритетных групп хранится наряду с информацией схемы циклического повтора слотов в таблице выделения слотов, показанной на фиг.26. Количество раз циклического повтора слотов увеличивается или уменьшается, исходя из условий трафика, как упоминалось выше, тем самым повышается эффективность передачи данных.
В варианте осуществления PGA и разрешение конфликтов на основе слотов используются совместно. Используются разрешение конфликтов, которое выполняется на основе единицы приоритетной группы посредством PGA, и разрешение конфликтов, относящееся к выделению слотов, определяемое разрешением конфликтов на основе слотов, тем самым могут быть решены проблемы, возникающие при одиночном использовании PGA, и разрешения конфликтов на основе слотов. В частности, предотвращается бесполезное потребление полосы пропускания, которое возникает в противном случае, когда возрастает количество выделенных слотов, тем самым может быть предотвращено падение производительности. Дополнительно может быть предотвращен конфликт между терминалами, принадлежащими одной и той же приоритетной группе, так что может быть предотвращено падение производительности, которое в противном случае вызывалось бы конфликтом.
Информация выделения слотов динамически обновляется, исходя из условий трафика сети, в то время как соответствующее управление доступом осуществляется для каждой отдельной приоритетной группы в соответствии с приоритетом потока данных, который должен быть передан, тем самым меняя приоритетные группы и подобное. Следовательно, возможно осуществлять управление доступом в большем соответствии с текущим состоянием. В данный момент существует возможность осуществлять хорошо сбалансированное управление, такое как: установка приоритетных групп в соответствии с условиями трафика; настройка количества слотов, которые должны выделяться каждой отдельной приоритетной группе; и изменение количества раз циклического повтора слотов, достигаемое посредством разрешения конфликтов на основе слотов и подобного. Следовательно, становится возможным осуществлять передачу данных в соответствии с состоянием, и может быть повышена производительность всей сети. Способ циклического повтора слотов, соответствующий разрешению конфликтов на основе слотов, выбирается для каждой отдельной приоритетной группы, тем самым исключается бесполезная трата полосы пропускания, вызываемая управлением доступом. Предотвращается возникновение задержки в высоко приоритетных данных, и повышается эффективность передачи данных. Более того, номер слота, с которого начинается циклический повтор слотов, смещается в течение разрешения конфликтов на основе слотов, тем самым исключается несбалансированная возможность передачи соответствующих групп данных и может быть предотвращено возникновение задержки.
Настоящее изобретение не ограничивается описанными применительно к варианту осуществления конфигурациями и, как также планируется, будет подвергнуто изменениям и переложению специалистом в соответствующей области техники на основе описания изобретения и хорошо известных методик. Изменения и приложения должны находиться в рамках объема, где должна требоваться защита.
Настоящее изобретение основано на Патентной заявке Японии № 2008-322278, поданной 18 декабря 2008 г., содержимое которой включено в настоящее описание посредством ссылки.
Промышленная применимость
Настоящее изобретение позволяет осуществлять разрешение конфликтов доступа в течение сравнительно короткого периода времени, даже когда растет количество устройств связи или потоков данных, тем самым предоставляя преимущество в предотвращении падения производительности посредством предотвращения бесполезной траты полосы пропускания и преимущество в предотвращении возникновения конфликта между устройствами связи, имеющими один и тот же приоритет, когда выполняется приоритетное управление, и преимущество в предоставление возможности выполнения управления доступом в соответствии с условиями трафика, таким как объем связи, посредством предотвращения несбалансированной концентрации прав доступа у конкретного устройства связи или данных. Следовательно, настоящее изобретение полезно в качестве способа связи и устройства связи, которые создают связь между множеством устройств связи, совместно использующих полосу частот связи.
Перечень ссылочных обозначений
100 - модем PLC
100M - модем PLC (ведущее устройство)
100T - модем PLC (ведомое устройство)
c 100T1 по 100T4, c 100Ta по 100Tc - модем PLC (ведомое устройство)
101 - корпус
102 - разъем питания
103 - стандартное гнездо соединителя
104 - выбирающий переключатель
105 - секция отображения
200 - схемный модуль
210 - основная IC
211 - CPU
212 - блок PLC • MAC
213 - блок PLC • PHY
220 - AFE • IC
221 - преобразователь DA (DAC)
222 - преобразователь AD (ADC)
223 - нелинейный усилитель (VGA)
230 - Ethernet PHY • IC
251 - фильтр нижних частот
252 - IC драйвера
260 - полосовой фильтр
270 - разветвитель
271 - катушечный трансформатор
272a и 272b - разделительный конденсатор
300 - переключаемый источник питания модема
400 - сетевая вилка
500 - розетка
600 - сетевой кабель
900 - линия электропередачи
10 - секция управления преобразованием
11 - модуль приведения к символам
12 - модуль последовательно-параллельного преобразования
13 - модуль обратного вейвлет преобразования
14 - модуль вейвлет преобразования
15 - модуль параллельно-последовательного преобразования
16 - модуль обратного приведения
311 - секция MAC
312 - буфер передачи
313 - секции PHY
321, 322, 323 - реплика
Настоящее изобретение относится к способу связи и устройству, обеспечивающим связь между множеством устройств связи, совместно использующих полосу частот связи. Технический результат изобретения заключается в разрешении конфликтов между доступами в течение сравнительно короткого периода времени между устройствами, обладающими одинаковым приоритетом при выполнении приоритетного управления. Способ связи включает в себя первый этап, на котором передают сигнал уведомления в течение первого периода, чтобы сообщить информацию для разрешения конфликтов в отношении устройства связи, способного осуществлять передачу данных в течение второго периода, следующего за первым периодом, и второй этап, на котором передают данные от устройства связи, способного осуществлять передачу данных в течение второго периода, на основании сигнала уведомления, переданного в течение первого периода, в конкретном периоде во втором периоде, выделенном данным, передаваемым от устройства связи. 2 н. и 27 з.п. ф-лы, 43 ил.
1. Способ связи для осуществления связи между множеством устройств связи, совместно использующих полосу частот связи, содержащий:
первый этап, на котором передают сигнал уведомления в течение первого периода, чтобы сообщить информацию для разрешения конфликтов в отношении устройства связи, способного осуществлять передачу данных в течение второго периода, следующего за первым периодом; и
второй этап, на котором передают данные от устройства связи, способного осуществлять передачу данных в течение второго периода, на основании сигнала уведомления, переданного в течение первого периода, в конкретном периоде во втором периоде, выделенном данным, передаваемым от устройства связи.
2. Способ связи по п.1, дополнительно содержащий:
третий этап, на котором меняют сигнал уведомления в первом периоде посредством секции управления устройства связи, соединенного со средством связи, исходя из условий трафика средства связи, включая данные, передаваемые в течение второго периода.
3. Способ связи по п.2, в котором, на третьем этапе, сигнал уведомления меняется в первом периоде, исходя из объема данных, хранящихся в буферах передачи устройства связи, включая устройство связи, способное осуществлять передачу данных во втором периоде, и приоритета, определенного ранее, исходя из типа данных, причем объем данных определяется как условия трафика средства связи.
4. Способ связи по п.1 или п.2, в котором приоритетные группы, указывающие приоритет данных или устройства связи, используются для классификации устройства связи, способного осуществлять передачу данных в течение второго периода;
при этом сигнал уведомления в первом периоде соответственно включает в себя информацию для сообщения приоритетной группы, выделенной данным, передаваемым от устройства связи или самому устройству связи; и
при этом устройству связи приоритетной группы, имеющей высокий приоритет, устройству связи, передающему сигнал уведомления в течение первого периода, устанавливается возможность передачи данных во втором периоде.
5. Способ связи по п.1 или п.2, в котором приоритетные группы, указывающие приоритет данных или устройства связи, используются для классификации устройства связи, способного осуществлять передачу данных в течение второго периода;
при этом слоты для разделения второго периода используются в качестве конкретного периода во втором периоде, и слоты выделяются данным или устройству связи для каждой из приоритетных групп, причем соответственно слотам назначаются ID слотов; и
при этом устройство связи, способное осуществлять передачу данных в течение второго периода на втором этапе, передает данные во втором периоде или в периоде ID слота, выделенного данным самого устройства связи, когда в течение второго периода не обнаруживается другой уже передаваемый сигнал.
6. Способ связи по п.1 или п.2, дополнительно содержащий:
четвертый этап, на котором передают данные от устройства связи в случае, что данные не передаются от устройства связи, способного осуществлять передачу данных в течение второго периода, и когда в течение третьего периода, следующего за вторым периодом, не обнаружен другой сигнал, уже передаваемый в периоде разрешения конфликтов.
7. Способ связи по п.5, в котором секция управления устройства связи размещает данные и устройство связи в слотах в каждой из приоритетных групп,
причем способ связи дополнительно содержит:
этап, на котором соответственно уведомляют устройство связи информацией выделения слотов посредством передачи кадра уведомления в каждом заранее установленном периоде, причем информация выделения слотов указывает размещение данных и устройства связи в слотах в каждой из приоритетных групп.
8. Способ связи по п.7, в котором устройство связи обнаруживает сигнал передачи от самого устройства связи; и
при этом секция управления устройства связи меняет размещение данных и устройства связи в слотах в каждой из приоритетных групп, исходя из условий трафика средства связи, определенных посредством обнаружения сигнала передачи, и передает обновленную информацию о слотах.
9. Способ связи по п.8, в котором, когда объем данных, хранящихся в буфере передачи устройства связи, используемый в качестве условий трафика средства связи, равен или больше заранее определенного значения, секция управления смещает выделение приоритетной группы, к которой принадлежат соответствующие данные и соответствующее устройство связи, на другую приоритетную группу, имеющую более высокий приоритет.
10. Способ связи по п.8, в котором, когда объем данных, хранящихся в буфере передачи устройства связи, используемый в качестве условий трафика средства связи, меньше заранее определенного значения, секция управления смещает выделение приоритетной группы, к которой принадлежат соответствующие данные и соответствующее устройство связи, на другую приоритетную группу, имеющую более низкий приоритет.
11. Способ связи по п.8, в котором условия трафика средства связи зависят от того, существует ли передача данных в первом периоде и во втором периоде, и когда в течение заранее определенного периода не обнаруживается передача данных в отношении данных и устройства связи, размещенных в слотах в каждой из приоритетных групп, секция управления высвобождает соответствующий слот.
12. Способ связи по п.7, в котором, когда обнаруживаются данные передачи, не размещенные в слотах в каждой из приоритетных групп, секция управления определяет приоритетную группу, исходя из информации об источнике данных; и
при этом, когда данные передачи могут быть размещены в определенной приоритетной группе, секция управления размещает данные и передающее данные устройство связи в незанятом слоте определенной приоритетной группы.
13. Способ связи по п.7, при этом информация выделения слотов включает в себя информацию о наличии/отсутствии PGA, указывающую наличие или отсутствие первого периода для разрешения конфликтов устройств связи на основе приоритетных групп; и
при этом, когда информация о наличии/отсутствии PGA указывает на отсутствие PGA, то каждое из устройств связи осуществляет разрешение конфликтов выделения слотов в течение второго периода, не устанавливая первый период.
14. Способ связи по п.7, в котором используется первая схема циклического повтора слотов, чтобы представлять следующую приоритетную группу для разрешения конфликтов в течение первого периода, после того как ID слотов для каждой из приоритетных групп, указанные в информации выделения слотов, циклически повторились «n» раз в течение второго периода.
15. Способ связи по п.14, в котором секция управления меняет количество раз «n» циклического повторения ID слотов в течение второго периода на основании условий трафика средства связи.
16. Способ связи по п.7, в котором используется вторая схема циклического повтора слотов, чтобы представлять следующую приоритетную группу для разрешения конфликтов в течение первого периода всякий раз, когда данные передачи от любого из устройств связи завершаются в течение второго периода.
17. Способ связи по п.7, в котором используется первая схема циклического повтора слотов или вторая схема циклического повтора слотов на основании приоритетных групп;
при этом первая схема циклического повтора слотов предоставляет следующую приоритетную группу для разрешения конфликтов в течение первого периода, после того как ID слотов для каждой из приоритетных групп, указанные в информации выделения слотов, циклически повторились «n» раз в течение второго периода; и
при этом вторая схема циклического повтора слотов предоставляет следующую приоритетную группу для разрешения конфликтов в течение первого периода всякий раз, когда данные передачи от любого из устройств связи завершаются в течение второго периода.
18. Способ связи по п.5, в котором ID слотов для приоритетных групп сохраняются во втором периоде и ID слота для инициации циклического повтора в следующем втором периоде меняется на другой ID слота, примененный к приоритетной группе, способной осуществлять передачу данных.
19. Устройство связи, используемое в системе связи для осуществления связи между множеством устройств связи, совместно использующих полосу частот связи, содержащее:
секцию уведомления информацией разрешения конфликтов, которая передает сигнал уведомления в течение первого периода, чтобы сообщить информацию для разрешения конфликтов в отношении устройства связи, способного осуществлять передачу данных в течение второго периода, следующего за первым периодом; и
секцию передачи данных, которая, когда устройство связи, передающее сигнал уведомления, определяется как устройство связи, способное осуществлять передачу данных на основе сигнала уведомления, переданного в течение первого периода, передает данные в конкретном периоде во втором периоде, выделенном данным, передаваемым от устройства связи,
при этом сигнал, установленный на основании приоритета, определенного ранее, исходя из типа данных, используется в качестве сигнала уведомления в первом периоде.
20. Устройство связи по п.19, в котором сигнал, установленный, исходя из условий трафика средства связи, включающий в себя данные, переданные в течение второго периода, и приоритет, определенный ранее, исходя из типа данных, используется в качестве сигнала уведомления в первом периоде.
21. Устройство связи по п.19 или п.20, в котором приоритетные группы, указывающие приоритет данных или устройства связи, установлены для классификации устройств связи, способных осуществлять передачу данных в течение второго периода;
при этом секция уведомления информацией разрешения конфликтов сообщает, в качестве сигнала уведомления в первом периоде, информацию, включающую в себя приоритетную группу, выделенную данным, передаваемым от устройства связи или самому устройству связи; и
при этом устройству связи устанавливается возможность передачи данных во втором периоде, когда устройство связи принадлежит приоритетной группе, имеющей наивысший приоритет, среди устройств связи, передавших сигналы уведомления в течение первого периода.
22. Устройство связи по п.19 или п.20, в котором приоритетные группы, указывающие приоритет данных или устройства связи, установлены для классификации устройств связи, способных осуществлять передачу данных в течение второго периода;
при этом слоты для разделения второго периода используются в качестве конкретного периода во втором периоде, и слоты выделяются данным или устройствам связи для каждой из приоритетной группы, причем соответственно слотам назначаются ID слотов; и
при этом секция передачи данных передает данные в периоде ID слота, выделенного данным устройства связи или самому устройству связи, когда в течение второго периода не обнаруживается другой уже передаваемый сигнал.
23. Устройство связи по п.19 или п.20, в котором секция передачи данных передает данные в случае, когда устройство связи не способно передать данные в течение второго периода, когда никакие данные не передаются от других устройств связи в течение второго периода и когда в течение третьего периода, следующего за вторым периодом, не обнаружен другой сигнал, уже передаваемый в периоде разрешения конфликтов.
24. Устройство связи по п.22, дополнительно содержащее:
секцию управления, которая размещает данные и устройства связи по слотам в каждой из приоритетных групп на основании условий трафика средства связи, включающих данные, передаваемые в течение второго периода, и которая передает информацию выделения слотов прочим устройствам связи посредством передачи кадра уведомления в заранее определенном периоде.
25. Устройство связи по п.24, в котором секция управления обнаруживает сигналы передачи всех из устройств связи, меняет размещение данных и устройств связи по слотам в каждой из приоритетных групп, исходя из условий трафика средства передачи, на основании результата обнаружения сигналов передачи и передает обновленную информацию выделения слотов прочим устройствам связи.
26. Устройство связи по п.25, в котором, когда объем данных, хранящихся в буфере передачи устройства связи, используемый в качестве условий трафика средства связи, равен или больше заранее определенного значения, секция управления смещает выделение приоритетной группы, к которой принадлежат соответствующие данные и соответствующее устройство связи, на другую приоритетную группу, имеющую более высокий приоритет.
27. Устройство связи по п.25, в котором, когда объем данных, хранящихся в буфере передачи устройства связи, используемый в качестве условий трафика средства связи, меньше заранее определенного значения, секция управления смещает выделение приоритетной группы, к которой принадлежат соответствующие данные и соответствующее устройство связи, на другую приоритетную группу, имеющую более низкий приоритет.
28. Устройство связи по п.25, в котором секция управления определяет условия трафика средства связи на основании того, существует ли передача данных в первом периоде и во втором периоде;
при этом, когда в течение заранее определенного периода не обнаруживается передача данных в отношении данных и устройства связи, размещенных в слотах в каждой из приоритетных групп, секция управления высвобождает соответствующий слот.
29. Устройство связи по п.24, в котором, когда обнаруживаются данные передачи, не размещенные в слотах в каждой из приоритетных групп, секция управления определяет приоритетную группу, исходя из информации об источнике данных; и
при этом, когда данные передачи могут быть размещены в определенной приоритетной группе, данные и устройство связи размещаются в незанятом слоте определенной приоритетной группы.
| АДАПТИВНАЯ МОДУЛЯЦИЯ И ДРУГИЕ РАСШИРЕНИЯ ФИЗИЧЕСКОГО УРОВНЯ В СИСТЕМАХ С МНОЖЕСТВЕННЫМ ДОСТУПОМ | 2003 |
|
RU2313186C2 |
| US 20050025131 A1, 03.02.2005 | |||
| US 20050135407 A1, 23.06.2005 | |||
| Генератор импульсов | 1980 |
|
SU917305A1 |
| JP 2002185473 A, 28.06.2002. | |||
