基于C-HPAV 的TDMA 与CSMA-only 机制兼容工作的方法

摘要

本发明提供一种基于C-HPAV的TDMA与CSMA-Only机制兼容工作的方法，包括：确定CSMA-only终端与TDMA终端工作的频率与时隙范围；C-HPAV头端在每个信标周期中的不同时隙分别广播CSMA-only信标与C-HPAV信标；CSMA-only终端识别并解析CSMA-only信标，在其信标规定的CSMA段中进行注册与认证，以及业务数据的传输；TDMA终端识别并解析C-HPAV信标，在CSMA段中进行注册与认证，并在TDMA段中进行业务数据的传输。本发明既支持了系统升级的要求，又保证CSMA-only终端能正常工作；同时，满足不同终端的业务接入需求，有效提高频谱资源的利用率。

说明书

技术领域

本发明涉及有线通信的技术领域，特别是涉及一种基于C-HPAV(ChinaHomeplugAV) 的TDMA(TimeDivisionMultipleAccess，时分多址访问)与CSMA-only(CarrierSenseMultiple Access-only仅载波侦听多路访问)机制兼容工作的方法。

背景技术

HomeplugAV是家庭电力线网络联盟为了满足家庭数字多媒体传输的需要而制定的标 准，能实现在电力线、电话线、以及同轴电缆上数据传输。作为下一代PLC宽带家庭网络技 术规范，HomeplugAV是PLC有关音频-视频宽带家庭网络的技术规范，它支持多个数据和 视频流的分配，包括遍布整个家庭的高清晰度电视(HDTV)和标准清晰度电视(SDTV)， 支持家庭娱乐应用，包括HDTV和家庭影院。

随着近几年三网融合进程的加速推进，国内众多有线运营商的有线电视网已经部署了大 规模基于HomeplugAV的同轴接入终端。该终端都采用了CSMA-only的工作模式，最大工 作接入带宽可达300Mbps。而在广电行业标准C-HPAV中，对HomeplugAV作了调整与扩 展，定义了按业务优先级进行带宽分配的TDMA动态调度机制，它采用与CSMA-only不同 的工作模式。

现有技术中，为了兼容CSMA-only终端，一种常用的方法是对所有CSMA-only终端的 固件进行升级，使得原有终端与C-HPAV终端都采用统一的信标周期与调度机制，同时，与 原有终端采用相同的PHY编码方法与传输机制。这样做虽然也能达到与原有终端兼容的目 的，但存在以下问题：

(1)只要接入一个C-HPAVTDMA终端，就必须对所有原有CSMA-only终端的固件进 行升级，从而会增加工程实施的难度，提高了系统运行的不确定性；

(2)不支持不同PHY的兼容工作，对于未来向C-HPAV2.0升级产生不利的因素，由于 在这种方法中，CSMA-only终端与C-HPAV2.0终端的工作频段重合部分必须采用原有的PHY 编码方法，所以无法采用C-HPAV2.0新定义的PHY层，这样就造成了即使头端底下只连一 台原有的CSMA-only终端，C-HPAV2.0的终端也无法使用新的PHY，降低了频谱资源的利 用效率。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于C-HPAV的TDMA与 CSMA-only机制兼容工作的方法，实现在同一个同轴接入头端下，TDMA终端与CSMA-only 终端的兼容工作，支持系统的CSMA-only工作模式向TDMA机制的平滑升级。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种基于C-HPAV的TDMA与CSMA-only 机制兼容工作的方法，包括：C-HPAV的TDMA传输信道与HomeplugAV的CSMA-only传 输信道之间采用时分复用方法进行工作；在C-HPAV头端系统分别集成应用于TDMA终端 的C-HPAV定义的MAC与PHY和应用于CSMA-only的HomeplugAV定义的MAC和PHY； 根据CSMA-only终端与TDMA终端的接入数量以及各终端的接入带宽与业务QoS要求，分 别确定CSMA-only终端与TDMA终端工作的频率与时隙范围；C-HPAV头端在每个信标周 期中的不同时隙分别广播CSMA-only信标与C-HPAV信标；CSMA-only终端识别并解析 CSMA-only信标，在CSMA-only信标规定的CSMA段中进行注册与认证，以及业务数据的 传输；TDMA终端识别并解析C-HPAV信标，在C-HPAV信标规定的CSMA段中进行注册 与认证，并在C-HPAV信标规定的TDMA段中进行业务数据的传输。

根据上述的基于C-HPAV的TDMA与CSMA-only机制兼容工作的方法，其中：CSMA-only 终端工作在CSMA-only模式下时，信标周期分为CSMA区域与Stayout区域两个分区。

进一步地，根据上述的基于C-HPAV的TDMA与CSMA-only机制兼容工作的方法，其 中：所述Stayout区域定义为C-HPAV的信标周期段；C-HPAV终端在所述C-HPAV信标周 期段中工作，CSMA-only终端在除C-HPAV信标周期段之外的CSMA区域中工作。

更进一步地，根据上述的基于C-HPAV的TDMA与CSMA-only机制兼容工作的方法， 其中：所述C-HPAV信标周期段包括C-HPAV的信标段、CSMA段以及TDMA段。

根据上述的基于C-HPAV的TDMA与CSMA-only机制兼容工作的方法，其中：所述 CSMA-only信标是直接给CSMA-only终端使用，所述CSMA-only信标参照HomeplugAV中 CSMA-only模式下的信标定义。

根据上述的基于C-HPAV的TDMA与CSMA-only机制兼容工作的方法，其中：所述 C-HPAV信标是供新增加的C-HPAV终端使用，在该信标中采用C-HPAV定义的TDMA调 度信标条目。

如上所述，本发明的基于C-HPAV的TDMA与CSMA-only机制兼容工作的方法，具有 以下有益效果：

(1)充分考虑C-HPAV的信标周期设计与TDMA工作机制特点，根据CSMA-Only终端 所遵循的HomePlugAV的MAC层工作机制，通过时分复用的方法，进行信标周期的重新规 划与设计，实现TDMA终端与CSMA-only终端的兼容工作；

(2)既支持了系统升级的要求，又能在不用对CSMA-only终端的固件(Firmware)进 行大规模升级的情形下，保证CSMA-only终端能正常工作；同时，根据TDMA终端与 CSMA-only终端的数量，通过头端灵活的时隙分配，满足不同终端的业务接入需求，有效提 高频谱资源的利用率。

附图说明

图1显示为本发明的C-HPAV的TDMA传输信道与HomeplugAV的CSMA-only传输 信道的时分复用的结构示意图；

图2显示为本发明的C-HPAV的TDMA系统与HomeplugAV的CSMA-only系统兼容工 作的系统架构示意图；

图3显示为本发明的信标周期总体分配示意图；

图4显示为本发明中在CSMA-only与TDMA两种模式下的信标发送示意图；

图5显示为本发明的CSMA-only终端与TDMA终端兼容工作的流程图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露 的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加 以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精 神下进行各种修饰或改变。

需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式 中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际 实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

本发明的基于C-HPAV的TDMA与CSMA-only机制兼容工作的方法充分考虑C-HPAV 的信标周期设计与TDMA工作机制特点，根据CSMA-only终端所遵循的HomeplugAV中的 MAC层工作机制，通过HomeplugAV的CSMA-only传输信道与C-HPAV的TDMA传输信 道之间的时分复用方法，并进行信标周期的重新规划与设计，实现在同一个同轴接入头端下 TDMA终端与CSMA-only终端的兼容工作。

具体地，本发明的基于C-HPAV的TDMA与CSMA-only机制兼容工作的方法包括：

(1)C-HPAV的TDMA传输信道与HomeplugAV的CSMA-only传输信道之间采用时 分复用方法进行工作。

如图1所示，C-HPAV的TDMA传输信道/机制与HomeplugAV的CSMA-only传输信 道/机制在同一个工作频段中，可在不同的时间分段工作。

(2)在C-HPAV头端系统分别集成应用于TDMA终端的C-HPAV定义的MAC与PHY 和应用于CSMA-only的HomeplugAV定义的MAC和PHY。其中，MAC和PHY可以分别 是单独的芯片，也可以集成的一块芯片。

其中，C-HPAV的TDMA系统与HomeplugAV的CSMA-only系统兼容工作的系统架构 如图2所示。在系统的用户侧，可存在一个或多个TDMA终端，其采用C-HPAV定义的MAC 与PHY；同时，也可存在一个或多个原有的CSMA-only终端，其采用HomeplugAV定义的 MAC与相应的PHY。故需要在C-HPAV头端系统分别集成C-HPAV与HomeplugAV所定义 的MAC与PHY。

(3)根据CSMA-only终端与TDMA终端的接入数量以及各终端的接入带宽与业务QoS 要求，进行信标周期的总体规划与调度，分别确定CSMA-only终端与TDMA终端工作的频 率与时隙范围。对于C-HPAV系统而言，工作频率是固定的，或者为7.6MHz～30MHz，或 者为7.6MHz～65MHz

CSMA-only终端工作在CSMA-only模式下，在该模式中，信标周期被分成CSMA区域 与Stayout区域两个分区。为保证原有CSMA-only终端与TDMA终端兼容工作，把Stayout区 域定义成C-HPAV的信标周期段，而在C-HPAV信标周期段中又包括C-HPAV的信标段、 CSMA段以及TDMA段，如图3所示。其中，TDMA段又分为TDMA上行分段和TDMA下 行分段。C-HPAV终端就在总信标周期中的C-HPAV信标周期段中工作，而原有CSMA-only 终端在除C-HPAV信标周期段之外的CSMA区域中工作。

(4)C-HPAV头端在每个总信标周期中的不同时隙分别广播CSMA-only信标与C-HPAV 信标；CSMA-only终端识别并解析CSMA-only信标，在CSMA-only信标规定的CSMA段中 进行注册与认证，以及业务数据的传输；TDMA终端识别并解析C-HPAV信标，在C-HPAV 信标规定的CSMA段中进行注册与认证，并在C-HPAV信标规定的TDMA段中进行业务数 据的传输。

如图4所示，在系统的每个总信标周期内，C-HPAV头端分别给CSMA-only终端与TDMA 终端发送CSMA-only信标和C-HPAV信标。其中，CSMA-only信标是直接给CSMA-only终 端用，其可直接参照HomeplugAV中CSMA-only模式下的信标定义；C-HPAV信标是供新 增加的C-HPAV终端用，在该信标中采用C-HPAV定义的“TDMA调度”信标条目。

在同一个C-HPAV头端下，CSMA-only终端与TDMA终端兼容工作的流程如图5所示。 C-HPAV头端在每个总信标周期中的不同时隙分别广播CSMA-only信标与C-HPAV信标。 CSMA-only终端识别并解析CSMA-only信标，在CSMA-only信标规定的CSMA段中进行注 册与认证，以及业务数据的传输。TDMA终端识别并解析C-HPAV信标，在C-HPAV信标规 定的CSMA段中进行注册与认证，TDMA段中进行业务数据的传输。

综上所述，本发明的基于C-HPAV的TDMA与CSMA-only机制兼容工作的方法充分考 虑C-HPAV的信标周期设计与TDMA工作机制特点，根据CSMA-Only终端所遵循的 HomePlugAVI的MAC层工作机制，通过时分复用的方法，进行信标周期的重新规划与设计， 实现TDMA终端与CSMA-only终端的兼容工作；既支持了系统升级的要求，又能在不用对 CSMA-only终端的固件(Firmware)进行大规模升级的情形下，保证CSMA-only终端能正常 工作；同时，根据TDMA终端与CSMA-only终端的数量，通过头端灵活的时隙分配，满足 不同终端的业务接入需求，有效提高频谱资源的利用率。所以，本发明有效克服了现有技术 中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技 术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡 所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等 效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。