用于信道接入的插入协议.pdf

网络中的站在次级用户基础上使用指派给主要用户的带宽。具有需要发送信息的状态的站通过与来自该网络中的其他站的指示传输接入需要的传输同时地向主站传送状态指示来指示传输接入需要。指示传输接入需要的每个站在各自分别不同的频率上传送该状态指示。主站随后向发出请求的站授予对传输带宽的接入。

1.  一种用于分配对传输带宽的接入的方法，包括：
使得网络中的具有需要发送信息的状态的每个站在由所述网络中的站使用的频率群中的不同的相应各个频率上指示该状态。

2.  如权利要求1所述的方法，其特征在于，每个站通过传送未经调制的载波来指示该状态。

3.  如权利要求1所述的方法，其特征在于，每个站基本上与其他站同时地指示该状态。

4.  如权利要求3所述的方法，其特征在于，每个站通过响应于来自主站的信号来指示该状态。

5.  如权利要求3所述的方法，其特征在于，站被编排成群并且群中的站基本上同时地响应。

6.  如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述网络中的站被编排成多群，并且一群中的站在一个时间区间中基本上同时地响应，而不同的群中的站在各自分别不同的时间区间中响应。

7.  如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述频率群是选自于供所述网络中的站用于跳频传输的频率。

8.  如权利要求7所述的方法，其特征在于，用于跳频的频率是被所述网络中的所有站都标识为清空的那些频率。

9.  如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述不同的相应各个频率是使用唯一性站标识来访问频率列表地来选自于频率群的。

10.  如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述频率群是选自于清空信道群。

11.  如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述清空信道群被用于跳频。

12.  一种用于分配对传输带宽的接入的装置，包括：
a.发射机，用于向网络中的所有站发送唯一性信号；以及
b.接收机，用于基本上同时从所述网络中有信息要在所述传输信道上发送的每个站接收响应信号。

13.  如权利要求12所述的装置，其特征在于，向有信息要发送的一个或更多个站发送传送授权。

14.  如权利要求13所述的装置，其特征在于，向其发送了传送授权的所述一个或更多个站在接收到所述授权后向所述装置传送信息。

15.  如权利要求14所述的装置，其特征在于，接收到传送授权的所述一个或更多个站在各自分别不同的时间区间中传送。

16.  一种用于获得对传输信道的接入的装置，包括：
a.用于接收来自主站的唯一性信号的接收机；
b.存储频率列表的表；
c.用于使用唯一性网络标识从频率列表中选择频率的选择机制；以及
d.发射机，用于在所述装置有信息要发送的情况下在由所述选择机制选定的频率上向所述主站传送响应信号。

17.  一种用于分配对传输带宽的接入的系统，包括：
a.用于发送唯一性信号的主站；
b.多个远程站，其每一个仅在该远程站有信息要传送的情况下在相应各个频率上基本上同时地响应所述唯一性信号。

18.  一种计算机程序产品，包括：
a.计算机可读介质；以及
b.存储在所述计算机可读介质上的指令，用于使得网络中的具有需要发送信息的状态的站在由所述网络中的站使用的频率群中不同的相应各个频率上与来自其他站的状态指示基本上同时地指示该状态。

用于信道接入的插入协议
相关申请的交叉引用
本申请要求由E.Gerhardt等于2006年3月20日提交的题为“Link UtilizationMechanism for Aggregation of Disjoint Radio Bandwidth(用于聚集脱节无线电带宽的链路利用机制)”的美国临时专利申请S/N.60/784,105的优先权，其全部内容通过引用纳入于此。
本申请是由Brent Saunders等于2003年12月8日提交的题为“RadioCommunication System Employing Spectral Reuse Transceivers(采用频谱重用收发机的无线电通信系统)”的在前提交的共同待批美国专利申请S/N.10/730,753的部分接续并要求其权益，而此申请要求由Edward Gerardt等于2002年12月10日提交的题为“Link Utilization Mechanism for Aggregation of Disjoint Radio Bandwidth(用于聚集脱节无线电带宽的链路利用机制)”的美国临时专利申请S/N.60/432,223的优先权，这两个申请的全部内容通过引用纳入于此。
发明背景
发明领域
本发明涉及通信系统，尤其涉及用于在主要用户频带中作为次级用户操作的通信系统的信道接入协议。
现有技术描述
一些无线电频谱获许可者具有多个毗邻或脱节的无线电信道或其组合用于支持诸如举例而言像模拟语音服务之类的通信服务。典型地，用户信道分配将具有6.25、12.5-、25-或50-kHz或其倍数的标准带宽。获许可者的一个关注问题是对其聚集带宽的高效利用。在模拟随按即讲语音服务的示例中，一些人已选择了使用固定频率或手动信道化的无线电。尽管这些无线电是廉价的，但它们在有专用频率或频率对的情况下可能会提供对无线电信道的欠利用；如果用户只使用无线电10％的时间，则用户信道的带宽的90％就被浪费了。
在另一示例中，来自不同主要用户的频率被采集以供在次级使用基础上使用地来被利用。
在以上示例中，通过使用“先听后讲”用户纪律，更多的无线电就能共享这些频率。这将提高频谱效率，但一些用户可能必须等待直至该频率变清空，或手动调整频率——若该无线电具有此能力——并再次尝试。集群无线电提供胜过以上所描述的机制的改进。集群无线电向中继器站发信号并且该中继器将为呼叫者选择清空信道。有若干可选择的集群协议，其全部都共有其他随按即讲机制也共有的缺点：无线电的信道化不灵活，并且频带使用效率可能很低。
以上所描述的无线电和类似无线电是不灵活的，因为它们只能在固定带宽(诸如12.5-KHz或25KHz)的信道上使用并且在会话的整个历时里必须逗留在相同频率上，这使得要对带宽有更高效的利用变得困难。此外，这些无线电不轻易允许诸如以太网和IP(网际协议)数字服务之类的附加服务能并存并在这些无线电没有使用带宽时使用该带宽。
现有技术的问题
一类无线电能同时接收多个载波。在一个示例中，点到多点多载波主站无线电能接收扩展在这多个载波上的数据流。点到多点网络中的常见问题是如何共享远程到主站方向(上行)上的频带。已实现了用于共享上行带宽的各种解决方案(“接入方法”)，诸如TDMA、Aloha、分隙Aloha，以及许多其他的解决方案。
所有这些接入方法皆具有某种隐式或显式的信令。TDMA在固定的TDMA帧结构中具有隐式信令。远程站使用TDMA时钟基于时隙编号方案和站点编号方案来标识该帧中哪些时隙对每一站点可用。在一种形式的分隙Aloha中，主站通过发送基于消息序列号的ACK和NAK信号来发出消息丢失的信号。所有如此的信令方案由于信令开销和此带宽共享方案的有效性都会要求在网络吞吐量上付出代价。该信令方案的效率可能被许多因素影响，包括转接延迟(特别是卫星或低速网络)、往返信令延迟、原始带宽开销、与更高层协议定时器的互动等等。该共享方案的代价以吞吐量、抖动、延迟和其他因素的某种组合的形式呈现。
发明概述
本发明涉及对作为本申请的母体的已公布美国专利申请S/N.2004/0142696A1中所描述类型的认知式无线电的改进，且尤其涉及通过插入协议的使用来改进信道接入。
本发明的信道接入技术具有非常低的开销。这些技术的效率是来自于因为它们使得所有远程站能够同时发出它们对上行带宽的需要的信号。在固定的帧周期之后并且在主站完成传送的任何时间，其广播信号，其后所有远程站点可同时发信号达一短周期，其中每个远程站点在被任命的频率中发送。该传输无需包含任何信息。其可以是简单的未调制载波，以指示该站点需要作出传输。在此刻无需传送的远程站或站点不发信号。在此短周期期间，主站基本上同时扫描所有这些载波，注意哪些远程站曾传送。这些载波与用于跳频数据传输的频率相同。
此方案的效率可归结于3个因素：信令周期可以非常短——在数毫秒的数量级——就能供该网络中所有远程无线电发信号；所有远程无线电在该短周期上同时发信号；以及主站可视需要频繁或不频繁地发起信令周期。
在优选实施例中，远程站使用以下机制来选择其被任命的信令载波频率：站点被指派的站点ID(由网络管理系统指派)被用作进入被使用的当前跳跃序列的索引。例如，有站点ID‘3’的远程站点将在目前跳跃序列中的第三载波中发信号。为进一步详述该示例，如果该跳跃序列正好是跳跃信道7、8、11、15、22、28、……等等，则远程站点3将使用跳跃信道11(假定站点ID从1而非0开始)。
如早先所描述的，在本发明中，该网络使用基于干扰测量的动态跳频序列。在一个实施例中，使用在美国专利申请S/N.10/730,753中所描述的类型的频谱重用收发机。使用伪随机序列来选择频带中不繁忙的跳跃信道。例如，如果网络正同时使用20个跳跃信道来达成合需带宽，则其将从可用(非繁忙)跳跃信道中选出20个可用跳跃信道并且在这些跳跃信道中传送达停留周期。其随后将从这些可用跳跃信道中选出另一组20个可用跳跃信道并在下一个停留周期中使用这些信道。此过程继续直至正在进行的频谱分析检测到可用跳跃信道列表有改变(有新干扰或原来繁忙或被阻塞的跳跃信道变得可用)。在该时间之后，在该网络中使用新的跳跃序列来计及由不在该网络内的站变得活跃或不活跃所引起的干扰上的改变。
早先所描述的为特定站点选择信令信道是基于当前跳跃序列的。如果有比目前序列中的跳跃信道更多的站点(由于所需的同时跳跃信道的数目或由于因干扰导致的限制)，在优选实施例中，该信令将循环发生。例如，如果在跳跃序列中使用20个跳跃信道但是有32个远程站点，则站点1-20将在第一信令周期中发信号；在第二信令周期中，站点21-32将发信号。在优选实施例中，主站将为该信令周期的循环1发信号，并且将在该时段已结束后立即为循环2发信号。通过此方法，大量的站点就能够发信号，(在本示例中)每20个站点仅给信令周期增加几毫秒。
现在参考以下附图描述本发明的优选实施例。
图1图解根据本发明一方面的网络架构。
图2图解将与多个用户信道相关联的带宽映射成多个跳频信道。
图3A示出第一频带规划，在其中用户信道被覆以呈一种编排的多种跳跃信道。
图3B示出第二频带规划，在其中用户信道被覆以呈另一不同编排的多种跳跃信道。
图4是示出清空信道列表如何生成的时序图。
图5示出信标前同步码消息是如何组织的。
图6示出初始化阵发是如何组织的。
图7示出数据消息阵发是是如何组织的。
图8示出多载波回授的生成。
图9示出在已公布美国专利申请S/N.2004/0142696 A1中利用的信道接入机制。
图10图解根据本发明一方面的可供用于在主单元与各远程单元之间实现通信的高级传输协议。
图11图解图10的协议的主站发射部分的组件。
图12图解图10的协议的远程发射部分。
图13图解根据本发明一方面的如何生成对信道接入的插入请求以及如何向远程站指派插入频率。
在详细描述根据本发明的具体的改进频带利用和改进干扰避免机制之前，应观察到本发明主要在于新颖的操作性情形——即聚集用户信道或采集一个或更多个频带中未使用带宽，而非在于其特定的详细配置。相应地，这些常规改进的结构、控制和编排已经在附图中由易理解的图释所图解说明了，附图仅示出与本发明有关的那些具体详情从而避免使本公开为对于受益于本文中的说明的本领域技术人员来说显而易见的结构详情所湮没。由此，附图的说明未必代表示例性系统的机械结构编排，而是主要旨在以方便的功能性编组来说明该系统的主要结构性和功能性组件，籍此本发明可更易理解。
图1图解根据本发明一方面的网络架构。如图1所示，有主站点收发机10(也被称为主站点或主站)和多个远程站点收发机12(也被称为远程站点)。在所示实施例中，每一个远程站点收发机仅与主站点收发机通信，尽管在本发明中也反映了在其中远程站点可通过其他站点收发机与主站点通信的其他网络编排。此外，在本发明的其他非优选实施例中各远程站点可在其自己间通信。
图1中图解的收发机10和12各自将随机接入离散地址集的多个频率用于信令通知各组监管状况。对在该随机接入离散地址集的这多个频率间使用跳频的通信所利用的特定频率在此后更多地描述。
现在参考图2，由10泛指的图释示出对用户信道的聚集示例性地覆以6.25kHz跳跃信道。由11泛指的无线电频带具有多个被分配给一个或更多个获许可者的用户信道。(这在本文中将分配的“用户信道”与“跳跃信道”区分开来；“跳跃信道”是跳频无线电使用的覆盖跳频信道。)用户信道14可包括带宽的混合，在图2的非限定性示例中，用户信道的分配包括6.25、12.5-、25-和50-kHz的信道14。
用户信道14可视为由15泛指的包括被分配给获许可者的用户信道14的信道空间或聚集。聚集15可视为由16泛指的6.25kHz覆盖，其中每个6.25kHz用户信道25由一个6.25kHz跳频信道(“跳跃信道”)24组成，而每个12.5kHz用户信道20由两个6.25kHz跳跃信道17组成。类似地，聚集15中的每个25kHz用户信道21由两个外6.25kHz跳跃信道18和两个内6.25kHz跳跃信道19组成。类似地，聚集15中的每个50kHz用户信道22由四个外6.25kHz跳跃信道23和四个内6.25kHz跳跃信道22组成。
6.25kHz覆盖16代表包括本发明的无线电将在其上跳频的这组6.25kHz跳跃信道。然而，信道跳跃的次序可从图中所示次序进行修改以减少对静默接收机的干扰。
如果使用诸如本发明之类的选择性跳频无线电而非常规的固定频率或手动捷变无线电，则聚集一组用户信道分配14或采集来自主要用户的未使用带宽就提供许多优点。如无线电领域技术人员将理解的，跳频无线电能选择性地在整个分配上跳跃，从而由于分组复用优势而获得吞吐量效率。在语音应用的非限定性示例中，常规的模拟随按即讲无线电在正确类型的分配不可用的情况下可能被阻塞而无法完成呼叫。例如，如果没有25KHz用户信道对25KHz无线电可用，则该呼叫将被阻塞——即便有两个或更多个12.5KHz用户信道可用。通过使用选择性跳频数字无线电，聚集15形式的整个用户信道分配池将对所有无线电可用。如无线电领域的技术人员将了解的那样，数字无线电通常能以可调或可选的服务质量和语音或图像质量来提供语音、视频和数据服务。此外，聚集网络中闲置容量可用于各种数据服务，包括以太网桥接和IP；而这在常规或集群模拟语音服务中将不是现成可用的。
本发明的进一步优点是可任选地应用干扰检测以使得聚集15能被常规和数字无线电的混合所共享，其中所述数字无线电包括本发明。虽然本发明的干扰检测特征典型地用于避免与主要获许可者或其他次级获许可者发生干扰，但在聚集15中，这些干扰检测特征可用于检测在与聚集15中其他无线电平同的基础上使用该聚集内的用户信道的常规无线电的活动。由于整套装备置换的成本，获许可者可能有动机允许模拟和数字无线电的混合；由此，一些模拟无线电可没有改变地继续操作，而网络享有本发明的优势，从而在分阶段置换项目中为新安装或置换无线电提高频谱效率。
应注意在该示例中使用了单个频带。然而，本发明预期聚集15可由多个频带组成。在如此情形中，聚集15将以与单个频带相同的方式操作。如无线电领域技术人员将了解的，无线电为了享有多频带聚集的优势必须能够在该聚集中的所有频带中跳跃(操作)。本发明还构想了采集来自多个主要用户的未使用带宽。
还应注意，术语频带在无线电领域具有广泛的含义。例如，其可以广泛地指UHF频率的整个范围(即UHF频带)。它还可以是指更大频带的行政或监管细分，诸如420-450MHz UHF频带或此420-450MHz频带内更小的警务频带。本发明预期所有这些和类似的含义。这些聚集可包括来自同一频带的用户信道；类似地，这些聚集可包括来自多个频带的用户信道。类似地，从不同的主要用户信道采集的带宽可以来自一个或更多个频带。
现在参考图3A，此图释图解由20泛指的频带规划，其中如可能由诸如FCC(联邦通信委员会)之类的无线电频谱监管代理规定的那样覆盖了6.25、12.5、25和50-kHz用户信道。在该图中，频带20由一系列6.25kHz用户信道21组成。覆盖22中的一系列12.5kHz用户信道23覆盖着频带20。注意在此示例中，12.5kHz用户信道23的边缘与两个6.25kHz用户信道21的边缘对齐，并且12.5kHz用户信道23的中心与6.25kHz用户信道21的边缘对齐。类似地，覆盖24中的25kHz用户信道25与两个12.5kHz用户信道23的边缘对齐。25kHz用户信道25的中心在12.5kHz用户信道23的边缘上。类似地，覆盖26中的50kHz用户信道27与两个25kHz用户信道25的边缘对齐。50kHz用户信道27的中心在25kHz用户信道25的边缘上。注意，覆盖20具有一半用户信道(3.125kHz)的保护频带29。覆盖22类似地具有由12.5kHz用户信道的一半加保护频带29(6.25+3.125kHz)组成的保护频带。覆盖23类似地具有由12.5kHz用户信道的一半加保护频带29(6.25+3.125kHz)组成的保护频带。覆盖25类似地具有由25kHz用户信道的一半加保护频带29(12.5+3.125kHz)组成的保护频带。覆盖27类似地具有由50kHz用户信道的一半加保护频带29(25+3.125kHz)组成的保护频带。
现在参考图3B，其类似于图3A，除了图3B的覆盖用户信道63、65和67与图3A相比左移了3.125kHz。此向左(较低频)位移具有例如与图3A相比使12.5kHz用户信道63的左边缘落在6.25kHz用户信道61的中心上而非落在6.25kHz用户信道61的边缘上的效果。
这些频带规划代表诸如FCC之类的无线电频谱监管代理可能为VHF、UHF和其他无线电频带构造的频带规划。
注意，图3A与图3B的代表性频带规划之间的一个实际区别是，例如在图3A中，25kHz用户信道25有两个中心覆盖6.25kHz用户信道29和两个外覆盖6.25kHz用户信道29；而在图3B中，25kHz用户信道65有一个中心6.25kHz用户信道29、两个内部6.25kHz用户信道29以及两个“半6.25kHz”(3.125kHz)外用户信道。
以下将示出这对于选择跳跃序列以使得对被用于采集的聚集或带宽中的常规或集群无线电的干扰最小化具有一些影响，因为使用例如在25kHz用户信道25或65的中心的6.25kHz覆盖用户信道21和61比使用外覆盖用户信道21或61有更大的干扰效应，正如无线电领域的技术人员将了解的。
图4是示出清空信道列表如何生成的时序图。
清空信道评估既在主站点处又在这些远程站点中每一个处被执行。每个远程站点传送关于它在其区域中感测到的清空信道的信息并向主站点传送该信息。主站点将来自这些远程站点中每一个的信息聚集成标识在整个网络中的所有站点处皆可用的清空信道的主清空信道列表。该主清空信道列表在主站点处被维护并且被传送给该网络中的所有远程站点。通过仅在清空信道上传送，相应各站点就被确保其将不会与该感兴趣频谱的任何主要用户发生干扰。
图4是主站点通过其来维护此聚集的清空信道列表并将其分发给该网络中的所有远程站点的一种方法的顺序图。当不在向主站点传送消息时，每个远程用户根据该网络的所有用户从可能是由主站点收发机传送给其的消息先验已知的伪随机跳跃序列来顺序地逐步通过并监视(其先前已从主单元获得的)其当前清空信道列表。
在由主站点在步骤331正在传送的任何消息的前同步码周期期间，每个远程收发机在步骤332扫描此217-220MHz频谱内的所有480个6.25KHz频槽以寻找能量的出现。任何包含高于规定阈值的能量的频槽都被标记为非清空信道，而这480个可能信道中的其余信道被标记为清空信道。类似地，主站点在远程站正传送前同步码时检查清空信道。
在一个实施例中，在每个远程站点收发机作为前同步码扫描步骤332的结果已生成了清空信道列表的情况下，主收发机随后在步骤333中经由清空信道请求消息来顺序地询问该网络中的每个远程站点以请求其清空信道列表。响应于接收到清空信道请求消息，相应各远程站点收发机在步骤334向主信道回传其在此主站点的消息的前同步码部分期间获得的清空信道列表。主站点收发机经由后续的清空信道列表请求继续顺序地询问这些远程站点收发机中的每一个，直至其已完成对最后一个远程站点的询问。
在另一实施例中，远程站在该远程站被给予传送的机会的任何时候报告新干扰。优选地，这将在该远程站有机会使用单载波传输(其时而发生)来传送时发生，因为跳跃序列是可疑的。
在步骤335，主站点收发机逻辑地组合来自所有被询问的远程收发机的所有清空信道列表以产生‘聚集’清空信道列表。此聚集清空信道列表被存储在主收发机中并在步骤336向所有远程收发机广播。该聚集清空信道列表是使用单载波传输来向这些远程站广播的，因为跳跃序列是可疑的。在单载波上传送初始化(信标)消息。当该聚集清空信道列表在相应各远程站点收发机处被接收到时，其就被存储在存储器中。
任何类型的消息都可使用单载波传输来发送。
图5示出如何组织信标前同步码消息。
如以上所提及的，根据本发明，所有动作包括通信网络自身的集结都是由主站点收发机来发起的。当主站点收发机首先登场时，其是该网络的唯一成员。该主站点的初始任务是要确定是否有任何希望加入该网络的远程站点，并且然后授予准许并使得如此的远程站点能够变成活跃的网络参与者，藉此为其预期的用途(例如，从多个换能器站点进行遥测)来集结该网络。一旦一个或更多个远程站点收发机已加入该网络，主站点就可向这些远程站点传送消息，并且可授予这些远程站点向该主站点回传消息的准许。为此目的，主站点采用图5-8中所示的4种消息格式。
更具体地，图5示出由主站点出于激励来自任何希望加入该网络的远程站点的响应的目的而周期性地传送的‘信标前同步码’阵发的内容。为此目的，该信标前同步码包括单载波阵发，其第一部分281是主站点在扫描了感兴趣的频谱之后确定为清空信道的频率上的纯载波。此清空信道载波部分281继以包含一系列交替的1和0的字段282，并由包含具体与加入该网络的搜索的动作相关联的唯一性字的字段283来终止。如将描述的，在扫描感兴趣的(3MHz)频带中的(480个)信道以寻找活动的出现以及检测信标前同步码的过程中，远程站点将前进至向主站点回传仅包含其已在该信标前同步码中检测到的载波的响应阵发。在该信标前同步码中使用此载波(主站点先前已确定其为清空信道)确保该远程站点所作的响应将不会与该网络的另一个用户发生干扰。
图6示出由主站点传送给以上所描述的渴望加入该网络并已成功响应图5中所示的主站点‘信标前同步码’的远程站点的初始化阵发的内容。由于该远程站点不具有除此主站点的信标前同步码曾在其上传送的信道之外的任何清空信道的知识，因此其继续在该信道上侦听来自主站点的追随初始化消息。图6的该追随或初始化消息是包含纯载波的前同步码291的单载波消息(与曾被该远程站点检测为图5的信标的那个相同的清空信道)，其继以具有交替的1和0的字段292，以及与唯一性字字段283不同的唯一性字字段293。此字段再继以消息字段294，其包含使得该远程站点能加入该网络的规定信息，包括清空信道地图、用于在该清空信道地图中跳跃的PN序列、PN序列的种子以及前同步码信道编号。由于远程收发机并未被锁定到主站点收发机，因此上述最后一项确保该远程站将正当地标识出它已在其上响应主站点的那个信道的编号，并且藉此使得该远程站点能正当地将该清空信道地图用于消息接发。
图7示出用于在主站点与远程站点之间进行消息传输(而非以上参考图5和6所描述的远程站点的初始化)的标准数据消息阵发的配置。具体而言，数据消息阵发包含单信道前同步码，其初始部分301是纯载波，继以一系列交替的1和0(302)，并且由不同于图5和6的消息格式的唯一性字字段的唯一性字字段303来终止。典型地在数十个(例如48个)码元的数量级的前同步码继以长度为N个码元的多载波数据字段304。
图8在高级别上示出多载波回授是如何形成的。各自不同的清空信道组被主站点收发机用作回授频调组以在远程站点收发机中发起规定响应，并被远程站点收发机用来在主站点收发机中发起响应。具体而言，如将描述的，主站点收发机可传送‘介质开放’回授频调组以指示该网络对于从远程站点收发机向此主站点的消息传输可用；可传送‘接入授予’回授频调组来向首次请求接入的远程站点收发机授予对此网络的接入；以及可传送‘主站点接入’回授频调组以向网络指示该主站点收发机即将广播消息。在最优程度低些的实施例中，远程站点收发机可传送‘接入请求’频调组。此频调组由有数据要传送给主站点收发机的远程站点在检测到来自主站点收发机的介质开放回授频调组后过去了随机延迟周期之后传送。回授频调可由从清空信道列表中提取的几组各多个频率(例如，从3到5个频率)组成并在规定的码元跨度——例如在4或5个码元的数量级上的码元跨度上同时传送。
图9示出来自原申请的如何生成信道接入的一种形式的示例性实现。
现在描述对于在其中远程站点有数据要传送并且正等待来自主站点的准许以(向该主站点收发机)传送该数据的情形的通信例程。为了指示网络介质对于消息请求是开放的，主站点收发机传送‘介质开放’回授371。
如在图9的争用和回退图中所示，有等待传输的待发消息的每个远程站点收发机在传送接入请求前将先通过随机的分隙回退来响应。随后，发出请求的远程收发机等待主站点传送‘接入授予’回授。一旦远程节点已被授予对此信道的接入，主节点就侦听来自该远程节点的传输达被称为信号捕获(AOS)超时周期的时段。
在图9的争用和回退图中，可以看到远程收发机RTU2将不会尝试发送数据消息，因为其将不会检测到接入授予，这是由于来自主站点的接入授予373在远程收发机RTU2正传送接入请求的同时被传送的。远程收发机RTU3从未尝试发送接入请求，因为其在RTU 3发起接入请求之前看到了主控方正传送接入授予，从而RTU3知道来自主站点的该接入授予是旨在给另一个远程收发机的。
在主站点收发机向远程站点传送数据消息的场合，其传送规定的主站点接入回授。响应于此回授，该远程站点收发机转移到接收状态并接收该消息。此后继以主站点收发机传送消息。
图10图解根据本发明一方面的优选用于在主单元与远程单元之间实现通信的高级传输协议。在高级别上，此通信协议包括3个分量。其中有主收发机在其中传送的帧第一部分；该段在图10中命名为1000。其继以一个或更多个远程站将在其期间向主单元传送的时间段(1010)。在区间1000与1010之间有周期1020，在期间来自远程终端的对接入的插入请求能被发送给主单元。
图11图解图10的协议的主站传送部分的分量。主站点传送区间1000由帧开头分量1100、保留地图1120、以及主站点传送分量1110组成。帧开头分量包括载波部分1101和码元定时恢复部分1102。
主站传送部分1110由一个或更多个定址消息1111以及可任选地还有1112组成。可能需要向一个以上的站传送的主站具有扩展主站传送区间以容纳为传输调度到的数目个定址消息的能力。
保留地图1120包含从由每个远程站点传送给中央主站的个体的清空信道接入地图生成的清空信道接入地图。
图12图解图10的协议的远程站传送部分。在优选实施例中，图10中所示的远程站能在其期间传送的周期1010可包含由要被授予接入的第一远程站传送的消息，在可任选实施例中继以来自其它已被授予接入的节点的传输1220。
图13图解根据本发明一方面的如何生成对信道接入的插入请求以及如何向远程站指派插入频率。联合图11描述的保留地图1120或者显式或者隐式地定义构成了主站在其期间发射的时段的帧的结尾。跟随着该帧结尾，插入周期1020开始。
本发明具有非常低的开销。其效率是来自于因为它使得所有远程站能够在插入周期期间同时发出它们对上行带宽的需要的信号。在固定的帧周期之后并且在主站完成传送的任何时间，所有远程站点可同时发信号达一短周期，其中每个远程站点在被任命的频率中发送。该传输无需包含任何信息。其可以是简单的未调制载波，以指示该站点需要作出传输。在此刻无需传送的站点不发信号。在此短周期期间，主站同时扫描所有这些载波，注意哪些站点曾传送。这些载波与用于跳频数据传输的频率相同。插入周期可由从主站传输起时间期满来隐式地发起、或由从主站接收到命令信号来显式地发起。
此方案的效率可归结于3个因素：插入信令周期可以非常短——在数毫秒的数量级——就能供该网络中所有远程无线电发信号；所有远程无线电在该短周期上同时发信号；以及主站可视需要频繁或不频繁地发起信令周期。
在优选实施例中，远程站使用以下机制来选择其被任命的信令载波频率：站点被指派的站点ID(由网络管理系统指派)被用作进入正被使用的当前跳跃序列的索引。例如，有站点ID‘3’的远程站点将在目前跳跃序列中的第三载波中发信号。为进一步详述该示例，如果该跳跃序列正好是跳跃信道7、8、11、15、22、28、……等等，则远程站点3将使用跳跃信道11(假定站点ID从1而非0开始)。
如早先所描述的，在本发明中，该网络使用基于干扰测量的动态跳跃序列。使用伪随机序列来选择频带中不繁忙的跳跃信道。例如，如果网络正同时使用20个跳跃信道来达成合需带宽，则其将从可用(非繁忙)跳跃信道中选出20个可用跳跃信道并且在这些跳跃信道中传送达停留周期。其随后将从这些可用跳跃信道中选出另一组20个可用跳跃信道并在下一个停留周期中使用这些信道。此过程继续直至早先所描述的持续的频谱分析检测到可用跳跃信道列表有改变(有新干扰或原来繁忙或被阻塞的跳跃信道变得可用)。在该时间之后，在该网络中使用新的跳跃序列来计及干扰分析中的改变。
早先所描述的为特定站点选择信令信道是基于当前跳跃序列的。如果有比目前序列中的跳跃信道更多的站点(由于所需的同时跳跃信道的数目或由于因干扰导致的限制)，在优选实施例中，该信令将循环发生。例如，如果在跳跃序列中使用20个跳跃信道但是有32个远程站点，则站点1-20将在第一信令周期中发信号；在第二信令周期中，站点21-32将发信号。在优选实施例中，主站将为该信令周期的循环1发信号，并且将在该时段已结束后立即为循环2发信号。通过此方法，大量的站点就能够发信号，(在本示例中)每20个站点仅给信令周期增加几毫秒。
在优选实施例中，主站使用下列基本过程来管理该多址方法：
“帧”的尺寸为动态的(异步)；新帧在主站通过信号任命一个的任何时候开始。
典型地，主站点或主站：
--下行传送一个或更多个消息
--发生帧开头信号
--远程站为上行接入发信号的第一循环
--如需要，主站为上行接入信令的更多循环发信号
--主站点或主站随后使用循环(round-robin)算法从为上行接入发了信号的那些站中选择下一个要传送的站以实现公平接入。
--在来自如此被选定的远程站点的第一传输中，该站点随数据传输(其可能是用户数据或管理数据)纳入了其动态需要的度量。在本实施例中，主站可在目前正传送的站点的第一传输之后根据接收到的度量来允许其进一步的传输或发信号让其需要上行带宽的站点列表中的下一个站点传输。在前一站点已竭尽其数据积压之前允许另一站点传送的决策可以是基于本领域技术人员公知的各种网络性能准则的，诸如达到最大抖动或延迟准则、或达到应用决定的优先级。如果某站点在其当前传输之后没有更多数据要发送，则其需要度量将指示该情况如此使得主站可选择新的站点来传送。
在本实施例中，主站可在任何时候结束下行传输以更新跳跃序列和/或以传送下行数据。然后，主站可开始新帧(补充信令)或继续允许远程站基于先前收集的信令信息传送。此选项将是基于以上所描述的网络性能准则(抖动、延迟、优先级等等)的。如所提及的，用于确定允许上行接入所按的次序的许多准则对于本领域技术人员来说将是显而易见的并且被本发明所预期，包括简单的循环方案和诸如分组语音或视频之类的应用带宽要求。
由此，使用对信道接入的插入类型请求，就能达成传输效率方面以及获得信道接入所需要的时间方面的实质性改进。
虽然我们已根据本发明示出和描述了实施例，但是应理解本发明并不被限定于此，而是能由本领域技术人员所知的众多改变和修改。我们因此不希望被限定于本文中所示出和描述的详情，而是旨在涵盖对于本领域普通技术人员显而易见的所有如此的改变和修改。