CN101848057A

CN101848057A - 一种基于同轴电缆的网络及其通信方法

Info

Publication number: CN101848057A
Application number: CN200910215181A
Authority: CN
Inventors: 阿夫拉姆·克利格; 伊特谢克·奥哈纳; 菲利普·克莱因
Original assignee: Zyray Wireless Inc
Current assignee: Avago Technologies General IP Singapore Pte Ltd
Priority date: 2008-12-22
Filing date: 2009-12-22
Publication date: 2010-09-29
Anticipated expiration: 2029-12-22
Also published as: CN101848057B; EP2200304A2; EP2200304B1; US8254413B2; US20100158021A1; HK1148138A1; US8811403B2; EP2200304A3; US20120320922A1

Abstract

本发明涉及一种基于同轴电缆的网络和通信方法。提供了在由同轴电缆网络来连网的MoCA设备中连接消息的方法和系统。依据本发明一个实施例包括具有多个节点的同轴电缆网络。该网络构建在同轴电缆上。该网络包括多个连网节点。配置至少一个网络节点的发射器使其发射连接脉冲。该连接脉冲包括前导码、第一有效载荷帧和第二有效载荷帧。第一有效载荷和第二有效载荷由第二有效载荷的第一个符号的循环前缀隔离开。

Description

一种基于同轴电缆的网络及其通信方法

技术领域

本发明涉及信息网络，更具体地说，涉及在构成通信网络的通信线路(如同轴电缆)上发送信息，例如媒体信息。

背景技术

一般家庭网络技术多采用同轴电缆。同轴电缆多媒体联盟(MoCA^TM)在其网站mocalliance.org上提供了合适的规范(MoCA 1.0)，以通过家庭中已有的同轴电缆联网传输数字视频和娱乐，该同轴电缆已分配给开放成员。本发明参考并结合MoCA 1.0规范的全部内容。

基于同轴电缆的家庭网络接进入户同轴电缆上可获得的大量未使用带宽。在美国超过70％的家庭在其家庭网络架构中安装有同轴电缆。许多家庭在一个或多个主要娱乐消费位置例如家庭活动室、媒体间和主卧都布置有同轴电缆，以便使用网络。家庭网络技术使得业主能够把此架构作为网络系统，并以高QoS(服务质量)传送娱乐和信息节目。

基于同轴电缆的家庭网络技术提供了高速(270mbps)、高QoS、和由屏蔽、有线连接结合数据包级加密技术带来的固有安全性。同轴电缆在设计上用于传输高带宽视频。目前，日常用于安全地传送百万美元的按次付费和额外费用的视频内容。基于同轴电缆的家庭网络还可作为多个无线接入点的主干，这些无线接入点用于将无线网络的覆盖范围扩展到用户的整个住宅。

基于同轴电缆的家庭网络通过已布置的同轴电缆提供稳定可靠、高吞吐量、高质量连接至家庭中安置有视频设备的位置。基于同轴电缆的家庭网络主要为数字娱乐提供主链路，也可以连接其它有线和无线网络以将娱乐体验扩展至整个住宅。

当前，基于同轴电缆的家庭网络与接入技术协同工作，这些接入技术包括例如ADSL和VDSL服务或光纤到户(FTTH)，其一般通过双绞线或光纤入户，其工作频带从几百KHz到8.5MHz(对于ADSL)或12MHz(对于VDSL)。当服务经由xDSL或FTTH到户时，可经由基于同轴电缆的家庭网络技术和户内同轴电缆传送至视频设备。有线服务功能，例如有线服务运营商提供的视频、声音和互联网接入，可经由同轴电缆提供给家庭，并使用户内布置的同轴电缆到达家庭住宅的各个房间内的各个有线服务消费设备。通常，基于同轴电缆的家庭网络类功能与有线服务功能在不同的频率上并行运行。

通过对MoCA家庭网络中的数据包进行连接来减少延迟和增加吞吐量是非常值得做的。

发明内容

本发明提出一种通过对MoCA家庭网络中的数据包进行连接来减少延迟和/或增加吞吐量的系统和/或方法，下面将结合至少一幅附图来充分展示和/或说明，并且将在权利要求中进行完整的阐述。

根据本发明的一方面，提出一种基于同轴电缆的网络，所述网络包括：

多个连网节点(networked nodes)；

其中，所述连网节点中的至少一个节点的发射器被配置用来发射包括连接脉冲(concatenated burst)的消息，所述连接脉冲包括：

前导码；

第一有效载荷；以及

第二有效载荷，其中所述第一有效载荷和所述第二有效载荷由所述第二有效载荷的第一个符号的循环前缀(cyclic prefix)隔离开。

作为优选，连网节点包括接收器，所述接收器被配置用于请求包括连接脉冲的消息。

作为优选，所述连接脉冲包括第三有效载荷，所述第二和第三有效载荷由所述第三有效载荷的第一个符号的循环前缀隔离开。

作为优选，所述连接脉冲包括第四有效载荷，所述第三和第四有效载荷由所述第四有效载荷的第一个符号的循环前缀隔离开。

作为优选，所述前导码在帧间隙(inter-frame gap)之后发射。

作为优选，所述脉冲(burst)中最后的有效载荷在帧间隙之前发射。

根据本发明的再一方面，提出了一种在具有多个网络模块的网络中、通过同轴电缆骨干网在所述多个网络模块间通信的方法，该方法包括：

从第一节点发射连接脉冲(concatenated burst)消息，其中所述连接脉冲消息包括：

前导码；

第一有效载荷帧；

第二有效载荷帧，其中所述第一有效载荷帧和所述第二有效载荷帧由所述第二有效载荷帧的第一个符号的循环前缀(cyclic prefix)隔离开；以及

在第二节点接收所述连接脉冲消息。

作为优选，所述方法进一步包括使用配置为接收器的连网节点来请求包含连接脉冲的消息。

作为优选，所述方法进一步包括：在所述连接脉冲中包含第三有效载荷帧，所述第二和第三有效载荷帧由所述第三有效载荷帧的第一个符号的循环前缀隔离开。

作为优选，所述方法进一步包括：在所述连接脉冲中包含第三有效载荷帧和第四有效载荷帧，所述第三和第四有效载荷帧由所述第四有效载荷帧的第一个符号的循环前缀隔离开。

作为优选，所述方法进一步包括在帧间隙(inter-frame gap)之后立即发射所述前导码。

作为优选，所述方法进一步包括在帧间隙之前立即发射所述第二有效载荷。

从以下的描述和附图中，可以得到对本发明的各种优点、各个方面、创新特征、及其实施例细节的更深入的理解。

附图说明

图1是传统的非连接的PHY帧传输示意图；

图2是依据本发明的一组示范性连接PHY帧传输示意图；

图3是依据本发明的循环前缀的示意图；

图4是相对于非连接PHY速率，依据本发明归因于连接的性能改进的示意图表；

图5是数据处理系统中本发明示例性的单芯片或多芯片模块的示意图。

图6是与依据本发明系统和方法一同使用的示范性MoCA网络示意图。

具体实施方式

下文将要描述的各种实施例将要参考相应的附图，这些附图构成了实施例的一部分，其中描述了实现本发明可能采用的各种实施例。应明白，还可使用其他的实施例，或者对本文列举的实施例进行结构和功能上的修改，而不会脱离本发明的范围和实质。

在阅读完下面将要描述的内容之后，本领域的技术人员应当明白，本文描述的各种特征可通过方法、数据处理系统或计算机程序产品来实现。因此，这些特征可全部采用硬件的方式、全部采用软件的方式或者采用硬件和软件结合的方式来表现。此外，上述特征也可采用存储在一种或多种计算机可读存储介质上的计算机程序产品的形式来表现，该计算机可读存储介质中包含计算机可读程序代码段或者指令，其存储在存储介质中。可以使用任何适用的计算机可读存储介质，包括硬盘、CD-ROM、光存储设备、磁存储设备和/或上述设备的组合。

此外，本文描述的承载数据或事件的各种信号可在源站和目的站之间以电磁波的形式通过信号传导介质如金属线、光纤和/或无线传输介质(例如空气和/或空间)进行传送。

在MoCA网络环境中，节点所发射的业务是发往多个目标设备的多个视频流的混合，且视频和数据同时发射。在传统的MoCA系统中，典型地，每一优先流和每一单播流(下文将对二者进行详细介绍)分开传送。每一传输都产生开销(overhead)，该开销反过来又会降低网络的有效数据传输带宽。

本发明阐述了通过将发往不同节点并构成脉冲的一部分的数据传输数据包连接起来、或将具有不同优先级并构成脉冲的一部分的数据传输数据包连接起来，使MoCA设备的可用带宽得以最大化的系统和方法。所述脉冲包括额外的传输时间开销，包括帧间隙形式和脉冲前导码形式的开销，该帧间隙是每两个脉冲之间需要的，该脉冲前导码是在每一脉冲开始之前需要的。在MoCA 1.x规范中，这些脉冲是作为单个脉冲来发射的。将数据传输数据包连接在多个脉冲中可以显著减少与帧间隔和脉冲前导码相关的开销。

依据本发明的系统和方法可允许更多的视频流和/或更高清晰度的视频流在家庭环境中同时运行。当实时交互应用与有时间局限(time-bound)服务同时运行时，这样的系统和方法还可增强用户体验。这种与有时间局限服务同时运行的交互应用的例子包括：在多个电视机上观看HD电影的同时，参与网络游戏和/或互联网冲浪。

作为参考，下面给出的词汇表提供了本专利申请中使用的各种缩写(abbreviation)和标记：

ARP 地址解析协议(Address Resolution Protocol)

DAU 数据分配单元(Data Allocation Unit)

数字PHY 包括MoCA集成电路的一个端口，成为发往和来自接收器和/或收发器集成电路的信号传输的通道。

EN MoCA已有节点(这里，术语“节点”可能还可被称为“模块”)

IE 信息要素(information element)

IFG 帧间隙

IDFT 离散傅里叶逆变换(Inverse Discrete Fourier Transform)

MAC 媒体访问控制；包括MoCA集成电路的逻辑，用于在传输和/或接收来自接收器和/或收发器集成电路的信号时安排/调度所需要的数字PHY的开启和关闭

MAP 媒体访问计划(Media access plan)

MPDU MAC协议数据单元

NC MoCA网络控制器

OFDM 正交频分复用(Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing)

OFDMA 正交频分复用分配(Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing Allocation)

PHY MoCA网络的物理层

PQoS 预分配的服务质量(Provisioned Quality of Service)

RO 预约请求时机(Reservation Request Opportunity)

RR 预约请求消息(Reservation Request message)

STB 机顶盒(Set Top Box)

应注意的是，在本申请文件中，“集合(aggregation)”这一术语涉及当EN接收到多个数据包并请求数据包的发射时机(TxOP)时，EN所执行的处理。EN可以为帧请求多个TxOP，以传输已集合在EN处的数据包。

“连接(Concatenation)”这一术语涉及NC所执行的处理，可将一些集合在EN处的数据包连接为单个帧。将两个通信脉冲连接为一个脉冲可减少PHY开销。这样的开销可表现为其所占用的网络带宽。

在本发明一实施例中，这样的连接可通过每一连接数据包的一个前导码和一个帧间隙来减少开销，下面将对应图1和图2进行详细阐述。

在依据本发明的MoCA网络中，存在数据传输数据包发送延迟和数据包集合级别(即数据包连接程度)之间的折衷。包括数据包的帧可在每一MAP周期(非连接)中发射，也可在每n个MAP周期(连接的)中集合和发射。那么，在可容忍更多传输延迟的条件下，可增加集合程度以减少系统开销。

依据本发明的数据PHY帧有效载荷的PHY-级连接将在随后内容中阐述。本申请详细说明了节点可能支持的PHY-级连接的可选能力。当节点支持时，节点应当能够发射和接收如NC所安排的已连接有效载荷。

依据本发明有两种类型的PHY连接：单播——即，从单个发射节点到单个接收节点；广播——即，从单个发射节点到网络中的所有节点。

当要连接的脉冲是发往同一目的地且不依赖于这些脉冲是否具有相同或不同的优先级时，可应用单播传输连接。这种方法可将两个或多个有效载荷连接成为单个脉冲。

当脉冲是发往超过一个目的地时，可应用广播传输连接。这种方法可发送作为广播配置文件(profile)的已连接有效载荷。广播传输可优化PHY传输参数，对于广播配置文件来说，包括例如比特负载(bit loading)、增益、前缀等。

在MoCA网络的某些实施例中，对于具有相对较高优先级的数据包，EN可请求高优先级预约，因为存在这样的可能性：NC将仅为高优先级数据包提供许可。如果有足够的带宽可以满足包括低优先级数据包在内的所有请求，NC可将单个EN的数据包连接为单个脉冲。这样的连接可应用于单播和/或广播传输。

下文的描述和附图是针对依据本发明的连接实施例。需要注意的是，依据本发明的MAP对连接有效载荷的安排/调度是可选的特性。因此，NC可选择安排能胜任的节点间有效载荷的连接，但是NC并不需要这样做。

单独的、非连接的数据/控制PHY帧有效载荷的结构如下所述。

图1示出了示范性的、非连接的PHY帧传输示意图。传输100在连续的帧间隙106之间包括前导码102和紧跟其后的单个有效载荷104。

因为依据本发明的连接帧不需要前导码，每一连接帧可消除一个帧间隙和一个前导码。例如，使用依据本发明的系统和方法，NC可如此安排：在两个连续的帧间隙之间，紧跟在单独的前导码后，连接多达4个单独数据/控制PHY帧有效载荷，所述每一个单独数据/控制PHY帧有效载荷结构上是独立的。在本发明另外一些实施例中，可连接数量超过4个的有效载荷。

这样的连接传输例子如图2所示，开始于最少数目，连接2个有效载荷，然后多达4个有效载荷。需要注意的是，每一连接的有效载荷：是整数个符号；并开始于高级加密标准(AES)的密文分组链接(cypher block chaining，简称CBC)消息(如果支持隐私的话)；具有独立的FEC最优化；重设数据扰码器(data-scrambler)(使用例如23次多项式X²³+X⁵+1生成的伪随机序列对OFDM符号填充帧的每一字节进行扰码)；重设星座二进制扰码器(constellation bin-scrambler)(使用的每一个子载波的相位——也就是说，每一个子载波由一个或多个PHY有效载荷比特来调制——可由例如使用生成器多项式X¹⁵+X+1所定义的15次伪随机噪声(PN-15)序列来进行扰码)。

如上所述，图2示出了示范性的PHY级连接数据PHY帧有效载荷传输示意图。这些传输包括传输200、201、203。

示出的每一个传输200、201、203具有前导码202和多个连接的有效载荷204。示出的每一传输排列于两个帧间隙206之间。另外，在第一示范性有效载荷208的最后一个符号和第二示范性有效载荷212的第一个有效载荷之间包含一个Ncp(循环前缀长度，cyclic prefix length)210。

在一连接数据包的第一有效载荷之后，每一连接的有效载荷应当紧随前一有效载荷，并开始于该有效载荷的第一个符号的循环前缀(如图2的Ncp210所示)。

图3示出了插入循环前缀300的示意图。在OFDM符号(为数据包的结构单元)从频域到时域的转变过程中，作为OFDM调制的一部分，循环前缀加入该OFDM符号中，如下所述。

OFDM调制过程将N_SYM组N_FFT个频域子载波转换为一组N_SYM个OFDM调制符号。每一个包括N_FFT+N_CP个时域采样。调制机制在功能上等价于以下等式所描述的参考模型。通过计算IDFT输出将输入至OFDM调制器的复数流转换为时域采样，以响应512个复数块X[n]＝(I_n+jQ_n)上的OFDM输入符号。对于N_FFT个点的频域符号X[n]来说，该操作的数学定义如下所示：

x [k] = \frac{1}{\sqrt{N}} Σ_{n = 0}^{N - 1} X [n] W_{N}^{- kn}, 0 \leq k \leq N - 1

以及

W_{N}^{kn} = e^{- j 2 πkn / N}

其中N＝N_FFT＝512，n代表子载波索引号。

IDFT输出302转换为OFDM输出符号304。为了从IDFT的输出302中形成OFDM输出符号304，IDFT输出302的最后的Ncp个采样被复制和添加以形成OFDM输出符号304。循环前缀长度Ncp对于特定PHY帧中的所有PHY有效载荷符号来说是不改变的。

图4示出了与PHY速率对应的归因于连接的性能改善的示意图表。X轴表示PHY速率。Y轴表示以下两者的时间比值：选择的预定数据流连接传输所需要的时间、选择的相同预定数据流非连接传输所需要的时间。

每一组数据点对应于不同情况，如图例所示。图例中所示的最上面一组数据点对应于每秒10Mbit的两个高清晰度视频流的广播传输。下一组数据点对应于每秒20Mbit的两个高清晰度视频流的广播传输。再下一组数据点对应于每秒10Mbit的两个高清晰度视频流的单播传输。再下一组数据点对应于每秒20Mbit的两个高清晰度视频流的单播传输。

图4示出了许多点。首先，因为大多数数据点的数值在y轴上都小于1，图示的信息说明了使用连接传输所需要的时间少于使用非连接传输所需要的时间。

其次，数据点沿着x轴向下的趋势说明了随着PHY速率的增加，因连接所节省的时间也会增多。有关这一点，至少部分地因为PHY速率越来越大而IFG是恒定的，即得实际数据需要的发射时间更少，这改善了连接的相关开销的节省程度。

除了上文所述，当以下约束满足时，NC可安排连接传输：

所有的连接有效载荷使用相同的发射节点生成；

所有的连接有效载荷的MoCA报头中具有相同的目标节点标识值DESTINATION_NODE_ID，典型地，在0～15或128～254之间，端点包含在内；

源节点和所有目标节点以NODE_PROTOCOL_SUPPORT比特10来告知连接能力；

所有的连接有效载荷使用相同的PHY配置文件——即相同的比特负载(bitloading)、Ncp、发射功率控制(“TPC”)设置；

所有的连接多播有效载荷具有相同的优先级别；

连接有效载荷都不是控制数据包；

如果支持隐私，所有的连接有效载荷使用相同的AES密钥值；

仅第一个连接有效载荷可以是前一传输的剩余数据段(fragment)；以及

仅最后一个连接有效载荷可以是NC安排的分段的第一段。

如上所述，依据本发明的连接实施例可将开销减少为每一连接有效载荷的一个前导码和一个IFG所确定的数量。在每一通信脉冲传输过程中前导码使用20～30微秒(“uSec”)的时间。在数据/控制PHY帧通信脉冲之前和/或之后使用的IFG大约占用5微秒，该脉冲用于传输有效载荷中的MAC帧，诸如应用层数据和MoCA网络控制信息。在探测(probe)PHY帧通信脉冲之前和/或之后的IFG大约占用24微秒，该脉冲用于传输特定有效载荷诸如信道评估和连接特性的媒体特性以便优化PHY层性能。在OFDMA PHY帧通信脉冲之前和/或之后的IFG大约占用5微秒。

依据本发明的单播传输，NC能够将所有EN的RR和时机RR(“ORR”)连接为单个脉冲。关于PQoS集合和/或连接所使用的ORR要素，发射器应指定该集合中数据包的最小生存时间(time to live，TTL)值，并当该集合达到最大集合大小或最大集合数据包数量时，设置最大集合标识或其他合适的机制为1。NC可将这些参数考虑到传输安排/调度中。这样，当管理PQoS时可增加吞吐量。

在本发明一些实施例中，每一有效载荷结尾可带有缩短FEC和OFDM填充——例如，若有需要可在脉冲的有效载荷部分填充0以使脉冲的有效载荷部分长度相等。这样的技术允许在PHY级别进行数据包的滤除。在PHY级别滤除允许节点确定是否接收该脉冲。

如果NC依据本发明来安排/调度连接的有效载荷，NC应当遵从以下指定的所有包含在内的规则。

这些规则包括：若一具有优选次序的流，由{源、目的地、优先级}定义，满足一些标准，发射器节点可能为即将到来的数据包预先(in advance for)保留带宽。如上所述，该预先保留可由ORR实现。

ORR在下述一种或两种情况下可为数据包预留带宽：具有优选次序的数据包当前未在发送缓冲但是可能在下一MAP周期的许可传输时间之前到达；PQoS数据包当前在发送缓冲中但是能够在传输前容忍一定的延迟。在具有优选次序的流上应用ORR的标准为供应商特定的(vendor specific)。ORR请求的带宽基于业务预测。

典型地，发射器不使用RR来为即将到来的数据包预留带宽。而是使用RR来为当前等待进入发射缓冲的数据包预留带宽。另外，仅当RR包含所有等待的具有优先级的数据包的规则RR要素时，发射器发送预约请求帧中的ORR要素。

如果具有优先级的ORR要素被NC许可，发射器应当从对应流的缓冲数据包中形成集合数据包，并在许可的时间间隔内将该集合数据包发送至接收器。该集合数据包的传输时间不应当超过许可的时间间隔。如果该集合数据包实际的传输时间短于许可的时间间隔，填充比特将会填入该集合数据包，使得该许可的时间间隔被完全利用。如果发射器在许可的时间周期内没有数据包发送，则发送带有填充比特的虚拟MAC帧。

每一PQoS流关联一个最大延迟限制，从而每一PQoS数据包关联一个TTL值。对于当前在发射缓冲中但其TTL值少于2个MAP周期长度的PQoS数据包来说，发射器使用RR来预留带宽。除此之外，发射器可使用ORR来为PQoS数据包预留带宽。发射器并不提前为即将到来的PQoS数据包预留带宽。由PQoS ORR所请求的带宽基于所有等待的QoS数据包的实际大小。

如果PQoS ORR要素被NC许可，发射器以处理许可的RR要素相同的方式来处理PQoS ORR要素。

一旦接收到来自所有节点的RR和ORR要素，NC就依据以下顺序许可请求：

1、PQoS RR要素；

2、PQoS ORR要素，如果所许可的PQoS总带宽少于下一MAP周期数据带宽的预设的门限百分比(例如80％)；该MAP周期数据带宽被定义为所有数据MPDU传输过程(包括每一数据MPDU传输的前导码和IFG)的总和；

3、高优先级RR要素；

4、中等优选级RR要素；

5、低优先级RR要素；

6、背景(background)优先级RR要素；

7、PQoS ORR要素；

8、高优先级ORR要素；

9、中等优先级ORR要素；

10、低等优先级ORR要素；

11、背景(background)优先级ORR要素。

对于不同节点的相同优先级数据包请求，NC应以非优先方式对待所有节点。由通常的DAU传递许可的传输时间。

对应于时机预约请求要素的DAU对于接收节点来说是透明的。

当决定是否依据本发明连接或者依据本发明连接何种有效载荷时，NC不应当违背上述指定的所有包含在内的规则。NC应当依据许可的先后顺序安排/调度连接的有效载荷。

如果NC选择安排/调度连接的有效载荷，那么MAP消息应当为被连接的每一有效载荷包含单独的DAU。第一连接有效载荷的DAU应当许可请求的持续时间、以及在对应的请求要素中请求的IFG和PHY前导码。

第二连接有效载荷的DAU应当许可仅对应于请求的有效载荷的持续时间——即所请求的整数个符号——应当指定IFG_TYPE＝0x2(非IFG)且不能包含任何IFG或前导码的时隙(timeslot)。如果有的话，第三或第四连接有效载荷的DAU应当类似于第二连接有效载荷的DAU进行许可。

对于所有未连接的有效载荷，应当使用上述指定的许可次序。连接有效载荷的许可次序跟随其后。

当许可来自任一流的连接有效载荷时——即相同的源、MoCA报头中目标节点标识值DESTINATION_NODE_ID和优选次序等级——NC的MAP消息应当按照来自发射节点的预约请求中接收的流的请求要素相同的顺序为该流许可DAU。

图5是依据本发明的示例性数据处理系统500中的单芯片或多芯片模块502的示意图，该模块可以是一个或多个集成电路。数据处理系统500包括一个或多个下述组件：I/O电路504、外围设备506、处理器508和存储器510。这些组件通过系统总线或其他互连件512连接在一起并设置在电路板520上，该电路板包含在终端用户系统530中。依据本发明配置系统500使其用于电缆电视调谐器中。需要注意的是，系统500仅是示范性的，用于说明本发明，而不限制本发明的范围。

图6是依据本发明一优选实施例进行构建和操作的基于同轴电缆系统的家庭网络的示意图。图6的系统通过家庭615中的通信信道的网络来发射数据包(诸如，图6所示的信道610A和610B，下文中统一称为“信道610”)。该信道可为例如电缆(诸如同轴电缆)的有线信道。在家庭615中信道610的末端安装有一组节点620，其中仅作为示例示出了5个节点620A～620E。至少一部分节点(在本实施例中是620A和620E，下文中节点620A～620E统一称为“节点620”)具有数据包集合功能，该节点可通过将堆积在节点处的多个数据包640集合而形成集合帧630A、630F。如果节点至少堆积了一个数据包640，通常基于对请求许可发送(如所示的实施例中)或非请求许可发送的准许，每一节点最终发送一个包括这些数据包或许还有其它数据包的帧。

如以下的细节描述，一般来说，图6的系统用于执行以下方法，以在互连一组节点的通信信道的网络中发送数据包。该方法包括使用网络接入协调器、通过准许发送许可到各个节点，来对该组节点接入信道网络的操作进行协调。该方法进一步包括通过将节点上堆积的多个数据包集合起来从而在一个或多个节点上构成集合帧。该方法还包括传送信息给网络接入协调器，相应地将对集合帧的不同发送可能性的比较信息提供给网络接入协调器。如果在节点上堆积了至少一个数据包，该方法包括根据网络接入协调器发出的许可发送到该节点的准许指令，发送该至少一个帧。每个帧包括至少一个数据包。协调器通常用于确定集合数据包的哪一部分(如果有)可以被发送。

典型地，每一节点包括一调制解调器，其包括CL(收敛)层、媒体接入控制层和PHY层的模型，数据包集合功能在CL层执行(在ECL层，如果数据包是以太网数据包，缩写为EPKT)。

每一个集合帧630A、630F一般包括以下信息的至少一部分：指明该帧是集合帧而不是单个帧的指示符和指明该帧中至少部分数据包的尺寸的指示符。这些信息通常存储在集合帧的报头632中。每一帧中的每一个数据包640具有一个报头，该报头具有用于报头本身的CRC(循环冗余校验)码和用于数据包内容的CRC码。

网络接入协调器650，其本身可以是一个节点，用于通过准许或拒绝发送请求、或通过准许非请求发送许可来协调多个节点620对网络信道610的接入。至少有一个节点620可操作地告知网络接入协调器650何时其已构建了一个包含至少一个被集合数据包640的集合帧630。网络接入协调器650作出响应，确定该集合数据包640的哪些部分可以被发送。

典型地，如图6所示，至少一个节点620用于发送传输请求，作为响应，网络访问协调器650可选地许可或制止发送。在图6中，例如节点620A请求许可发送三个以太网数据包(集合在帧630A中)至位于卧室的节点620B。请求获得准许，虽然在两个分开的时隙(参见步骤I、II和III(时隙III指示获准了一个分离的许可))，其中结合后的长度足够发送三个数据包Epkt1_A、Epkt2_A、Epkt3_A。

节点620E也请求允许发送三个以太网数据包至位于厨房的节点620C(图中所示的时隙IV)。然而，协调器650仅准许发送其中的两个(图中所示的时隙V)。所以，数据包Epkt3暂时留在节点620E处。如图所示，节点620B和620C分离其各自接收的帧630A和630F。

数据包640包括不同类别的数据包，至少一个发射节点620用于按照数据包所属类别(class)的功能来集合堆积在节点处的数据包。例如，在图6中，节点630A堆积有集合在一起的两个类别2数据包、两个类别4数据包、另一类别4数据包未与其他两个类别集合在一起。类别4在阐述示例中是低优先级数据包类别。类别2数据包例如由共同的QoS、和/或共同的优先级、和/或特定流中共同组成部分、和/或任何其他的数据包属性或一组数据包属性来表征。各个节点所观察到的集合的规则依赖于类别(class)。例如，各个节点640仅用于集合属于包含在预定类别中的类别的数据包，以及限制集合属于那些预定的类别以外的类别的数据包。

各个节点640用于集合在每一节点传输请求之间堆积在节点处的所有数据包。该可选的集合规则涉及任何传输请求或者专用于属于特定节点类别的传输请求。

在图6的系统中，至少有一个节点可以定期地发送传输请求。

图6的系统运行在家庭网络调制解调器中或与家庭网络调制解调器协调运作，一般地或特别地是基于同轴电缆的家庭网络，诸如基于前文描述的MoCA同轴电缆线的家庭网络。在MoCA规范中，协调的家庭网络中包括一个NC，用于协调对媒介的访问。在某一时刻仅允许一个节点发送，构建成非冲突网络。这便于在同一网络上承载视频和语音以及数据信号，并保留视频和语音流以及服务质量的需求。

本发明是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等同替换。例如，本领域技术人员可理解图中所阐述的步骤可以其他未列举的顺序执行，其中的一个或多个步骤是可选的。上述涉及的实施例的方法和系统还包括其他额外的要素、步骤、可执行质量或计算机可读数据结构。就此而言，文中披露的其他实施例还可部分或全部地在计算机可读媒介上执行，例如通过存储计算机执行指令或模块或通过使用计算机可读数据结构来实现。

Claims

1.一种基于同轴电缆的网络，其特征在于，所述网络包括：

多个连网节点；

其中，所述连网节点中的至少一个节点的发射器被配置用来发射包括连接脉冲的消息，所述连接脉冲包括：

前导码；

第一有效载荷；以及

第二有效载荷，其中所述第一有效载荷和所述第二有效载荷由所述第二有效载荷的第一个符号的循环前缀隔离开。

2.根据权利要求1所述的基于同轴电缆的网络，其特征在于，所述连网节点包括接收器，所述接收器被配置用于请求包括连接脉冲的消息。

3.根据权利要求1所述的基于同轴电缆的网络，其特征在于，所述连接脉冲包括第三有效载荷，所述第二和第三有效载荷由所述第三有效载荷的第一个符号的循环前缀隔离开。

4.根据权利要求3所述的基于同轴电缆的网络，其特征在于，所述连接脉冲包括第四有效载荷，所述第三和第四有效载荷由所述第四有效载荷的第一个符号的循环前缀隔离开。

5.根据权利要求1所述的基于同轴电缆的网络，其特征在于，所述前导码在帧间隙之后发射。

6.根据权利要求1所述的基于同轴电缆的网络，其特征在于，所述连接脉冲中最后的有效载荷在帧间隙之前发射。

7.一种在具有多个网络模块的网络中通过同轴电缆骨干网在所述多个网络模块间通信的方法，其特征在于，所述方法包括：

从第一节点发射连接脉冲消息，其中所述连接脉冲消息包括：

前导码；

第一有效载荷帧；

第二有效载荷帧，其中所述第一有效载荷帧和第二有效载荷帧由所述第二有效载荷帧的第一个符号的循环前缀隔离开；以及

在第二节点接收所述连接脉冲消息。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括使用配置为接收器的连网节点来请求包含连接脉冲的消息。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：在所述连接脉冲中包含第三有效载荷帧，所述第二和第三有效载荷帧由所述第三有效载荷帧的第一个符号的循环前缀隔离开。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：在所述连接脉冲中包含第三有效载荷帧和第四有效载荷帧，所述第三和第四有效载荷帧由所述第四有效载荷帧的第一个符号的循环前缀隔离开。