CN100405768C - 数据包控制系统和通信方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种数据包通信设备，该设备能立即对需要紧急处理的信息进行传输，甚至在通信过程中也不降低数据传送效率。数据包通信设备数据包括：第一和第二包化区域8和9，这两个区域用于把从信号处理区域2和7传输来的信号转换成预定格式的数据包；优先数据包插入装置10，用于即使在来自第一包化区域8的数据包的传输过程中，当从第二包化区域9来的数据包输入到其中时，该优先数据包插入装置用于把从第二包化区域9来的数据包插入到从第一包化区域8来的数据包中；以及发送器3，该发送器用于把从优先数据包插入装置10输出的数据包传输到数据包传输通信介质4中。

Description

数据包控制系统和通信方法

技术领域

本发明涉及数据包控制系统，该系统把信息块分成预定比特串，并对它们进行传输，更具体地说，本发明涉及这样的数据包控制系统，该系统把包括需要紧急处理的数据包插入到其他数据包之间。

背景技术

在已知的数据包通信中，如图1所示，在传输端和接收端之间传输的信息此前是存储到有限长度的数据串中，该数据串称为数据包。为了在物理层上实现该数据包通信，必须限定条件，于是从传输端传输的数据包可由接收端精确地读取。最基本的条件是在通过通信介质传输的电、磁和光波形和比特之间确定对应关系，其中比特是信息的单位(一般是0或1)。

具体地说，要确定下面几项。

a)用于显示数据包开头和结尾以及读取这些开头和结尾的方法。

b)存在于数据包中的比特(0、1)位置和传输信息之间的对应关系(称为数据包格式)。

根据上面显示数据包开头的条件，则有下面方法。

1)限定唯一区别的特定数据串的方法。

2)限定作为数据包-开始点的时间点的方法，该时间点在后面将要描述的空闲之后，特定比特串首次出现的时候。

另外，对于显示数据包结尾的条件，有下面方法。

3)限定唯一区别的特定数据串的方法。

4)以数据包格式显示数据包长度的方法。

5)在空闲前限定作为数据包体的数据串的方法。注意显示数据包开头的特定数据串被称为“数据包-开始分界符”，而显示数据包结尾的特定数据串称为“数据包-结束分界符”。

在数据包通信中要传输的信息的产生在时间上不连续，而没有信息存在的空闲状态存在于数据包通信中。区分该空闲状态的条件，有下面方法。

6)限定唯一区别的特定数据串的方法。

7)产生非信号状态(没有电、磁和光波形存在的状态)的方法。

根据上面描述对传统的数据包通信大致进行说明，图2中示出了传统的数据包通信。在图2中，数据包-开始分界符加到数据包开头，而数据包-结束分界符加到数据包的后部。

发明内容

顺便说，在采用传统方法的数据包通信中，在一旦开始进行数据包传输后，直到完成该数据包传输之前，都不能对下一个数据包进行传输，而且在传输大容量的数据包时，数据包的长度做得很长，以提高数据传送效率，从而进行数据传送。

因此，当存在必须以预先限定的时间传输的信息时，或者由于有紧急情况发生而必须迅速传输信息时，在下一个数据包传输开始后，要被迫等待该数据包传输，直到传输完成。

本发明就是为解决上述问题，本发明的目的是提供一种数据包通信控制设备，能够在通信过程中传输有紧急要求的信息而不降低数据传送效率。

根据本发明的第一技术方面，提供一种数据包通信控制设备，该设备通过通信线路把存储预定长度数据串的数据包传输到终端上，当收到来自另外终端的信号时，接纳该信号，该设备数据包括优先数据包插入电路，当所述要传输的数据包被传输到外界，同时所述信号输入到其中时，该电路把比所述要传输的数据包需要更紧急传输的信号包化，并把包化信号作为插入数据包插入到所述数据包内，该优先数据包插入电路包括，多路信号复用器区域，用于允许所述要传输的数据包停留在队列而停止其传输，当插入数据包产生时对所述插入数据包进行传输，且之后传输所述要传输的数据包，该要传输的数据包与第一优先等级相关，该插入数据包与第二优先等级相关；以及所述对列，用于接收所述要传输的数据包，响应从所述多路信号复用器发出的让所述要传输的数据包停留在其中的命令，保存所述要传输的数据包，并把所述被保存的要传输的数据包与从所述多路信号复用器发出的发送所述保存的要传输的数据包的命令一起发送出去。

具体地说，在数据包通信控制设备中，该设备通过通信线路把存储预定长度数据串的数据包传输到其他设备上，当收到来自另外设备的信号时，接纳该信号，该设备数据包括：优先数据包插入装置，当在低优先数据包传输到外界过程中，存在有高优先级(优先信号)的信号时，该装置把该具有高优先级的信号包化成优先数据包，同时该装置用于把优先数据包插入到由具有低优先级信号产生的数据包(低优先数据包)中。提供有多路信号复用器，该复用器在优先数据包插入到接收到的低优先数据包时，识别优先数据包。

根据本发明的第二个方面，提供一种通信设备，该设备通过通信线路把数据串传输到其他通信设备，或者从其他通信设备接收数据串，每个数据串与至少两个优先等级相关，该通信设备包括：第一处理区域，该区域用于对第一数据串进行处理，所述第一处理区域使所述第一数据串与第一优先等级相关，并具有根据需求临时存储所述第一数据串的第一存储器；第二处理区域，该区域用于对第二数据串进行处理，所述第二处理区域使所述第二数据串与第二优先等级相关；以及选择器，该选择器用于接收来自所述第一和第二处理区域的数据串输出，并用于根据优先等级把该数据串可选择地输出，所述选择器对数据串的优先等级进行识别，其中在第一优先等级的输出过程中，输入第二优先等级的数据串，中断第一优先等级的数据串输出，该第一优先等级的数据串存储到所述存储器中；第二优先等级的数据串优先输出；以及恢复存储在存储器中的第一优先等级的数据串的输出。

根据本发明的第三个方面，提供一种通信设备的通信方法，该通信设备通过通信线路把数据串传输到其他通信设备，或者从其他通信设备接收数据串，该方法允许数据串至少与两个优先级相关。该方法包括的步骤为：(I)使第一数据串与第一优先等级有关；以及(ii)使第二数据串与第二优先等级有关；以及(iii)当识别所述第一和第二数据串时，依次把第一和第二数据串输出，在输出第一优先等级的数据串过程中，当输入第二优先等级的数据串时，把第一优先等级的数据串输出中断，并把该第一优先等级的数据串临时存储起来，把第二优先等级的数据串优先输出，以及恢复存储的第一优先等级数据串的输出。

附图说明

图1为数据包通信的概念图。

图2为在传统数据包通信中数据包信号的示意图。

图3为本发明优选实施例的数据包控制系统结构方框图。

图4A和4B均为优先数据包信号插入其中的数据包信号概念图。

图5示出了当传输/接收具有许多优先级的信号时的实施例。

图6为图5中实施例的数据包信号的概念图。

具体实施方式

第一实施例

图3为根据本发明实施例的数据包通信控制设备结构方框图。数据包通信设备设置在通信系统的通信设备中，在该通信系统中，如需同步传输的声音和图像的一般数据(低优先级)和用于紧急控制的数据(高优先级)数据共同存在。

图3中示出的数据包通信控制设备1数据包括：第一和第二信号处理区域2和7，这两个处理区域与其他设备或与该数据包控制系统1中的其他功能区域(未示出)交换数据；第一和第二包化的区域8和9，这两个区域把从第一和第二信号处理区域2和7传输来的信号分别转换成具有预定格式的数据包；优先数据包插入装置10，当优先级数据包输入时，即使从第一包化区域8来的数据包(后面称为普通数据包)正在传输时，优先数据包插入装置也把从第二包化的区域9来的数据包插入；以及发送器3，该发送器用于把从优先数据包插入装置10输出的数据包发送到传输通信介质4。

另外，数据包控制系统1数据包括接收器6和在接收器6后面一级的多路信号分解器13，其中接收器用于接收从接收通信介质5来的数据串，多路信号分解器13当把普通数据包和优先数据包从接收到的数据串中单独取出后，把数据包传输到第一和第二信号处理区域2和7。

数据包传输过程

下面参照图4来描述具有上述结构的数据包通信控制设备的操作。

图4A-4B为数据包信号处理的概念图，在优先数据包插入在普通数据包之间时，进行该处理。如果存在要传输到第一信号处理区域2的信号时，第一信号处理区域2把该信号传输到第一包化区域8。接收到该信号的第一包化区域8处理该信号，从而转化成数据包。

为了形成如上所述的数据包，虽然根据不同条件来进行处理，但是对于由第一包化区域8进行的信号包化，只有在数据包开头和结尾加入第一数据包-开始分界符和第一数据包-结束分界符是需要的，其中第一数据包-开始分界符和第一数据包-结束分界符是唯一特定的数据串。在图4A的数据串A1中，由第一包化区域8产生的数据包在其开头具有第一数据包-开始分界符，作为数据包的识别码，在结尾具有第一数据包-结束分界符。

至于是什么样的比特串作为第一数据包-开始分界符和第一数据包-结束分界符(在后面描述第二数据包-开始分界符和第二数据包-结束分界符)，只要是它们是唯一区别的，就没有限制。

由第一包化区域8产生的数据包被输入到优先数据包插入装置10的队列11中。该队列11为具有先进先出型(FIFO)存储器概念的功能区域。当不存在要传输的优先数据包时(后面称为正常时间)，构成从第一包化区域8输入的数据包的数据串，依次传送到作为选择器的多路信号复用器12。当对后面要描述的优先数据包进行传输时，队列11临时停止输出操作，让从第一包化区域8来的普通数据包停留在那里。

当普通数据包和优先数据包的传输时间不重叠时，这些数据包的数据串正常传输。具体地说，当传输图4A的数据串A1时，多路信号复用器12把普通数据包直接传输到发送器3，其中普通数据包是通过队列11从第一信号处理区域2传输来的。

另一方面，如果存在要传输到第二信号处理区域7的信号时，第二信号处理区域7就把信号传输到第二包化区域9。接收到该信号的第二包化区域9对该信号进行处理，转化成数据包。当传输图4A的数据串B2时，多路信号复用器12把优先数据包正常地传输到发送器3，其中优先数据包是从第二信号处理区域7通过第二包化区域9传输来的。

本发明的该实施例需要第二包化区域9的包化来只把第二数据包-开始分界符和第二数据包-结束分界符加到数据包的开头和结尾，第二数据包-开始和数据包-结束分界符分别是唯一特定的。由第二包化区域9形成的数据包在开头具有第二数据包-开始分界符，而在结尾具有第二结束分界符，作为数据包识别符，在图4A中B1示出了这些分界符。

由第二包化区域9产生的数据包输入到优先数据包插入装置10中的多路信号复用器12中。

当多路信号复用器12接收到来自第二数据包区域9的优先数据包B1时，多路信号复用器12把优先数据包B1传送到发送器3，而不管来自队列11的普通数据包输入的存在。此时，如果普通数据包A2从队列输入到多路信号复用器12时，多路信号复用器12指示队列11临时停止输出数据包，而让数据包停留在对列11中。当完成了从第二数据包区域9来的数据包输入的传输时，多路信号复用器12恢复把停留在队列11中的普通数据包传送到发送器3。

换句话说，在这种情况下，从发送器3传输到传输通信介质4的数据串采用了这样的格式，在该格式中，如图4A的A2和B1所示，数据包B1插入到数据包A2中。图4B示出了以相同方式插入有一组优先数据包B1’、B2’的普通数据包A1’的情形。当普通数据包单独从队列11输入到多路信号复用器12时，该多路信号复用器12把普通数据包直接传送到发送器3。

数据包接收处理

如图4A-4B所示，数据包控制系统1从接收通信介质5接收的数据串具有插入在普通数据包中的优先数据包。接收器6从接收通信介质5中接收到的数据串被传输到作为分配器的多路信号分解器13中。

多路信号分解器13对第一数据包-开始分界符、第一数据包-结束分界符、第二数据包-开始分界符以及第二数据包-结束分界符进行监控，这些分界符为数据包含在接收到数据串中的数据包识别码。

例如，当多路信号分解器13接收到只含有普通数据包的数据串A1时，多路信号分解器13在接收到的数据串中检测到第一数据包-开始分界符，然后把数据串传送到第一信号处理区域2中，直到检测到第一数据包-结束分界符。因此，该数据串构成了普通数据包。

当多路信号分解器13接收到只含优先数据包的数据串B2时，多路信号分解器13在接收到的数据串中检测到第二数据包-开始分界符，并把该数据串传送到第二信号处理区域7中，直到检测到第二数据包-结束分界符。

如果多路信号分解器13在接收到的数据串中检测到第二数据包-开始分界符时，多路信号分解器13把这样的数据串传送到第二信号处理区域7中，直到检测到第二数据包-结束分界符。

如果多路信号分解器13在接收到的数据串中检测到第一数据包-开始分界符时，多路信号分解器13把这样的数据串传送到第一信号处理区域2中，其中在该数据串中，从第二数据包-开始分界符到第二数据包-结束分界符的数据串被排除，直到检测到第一数据包-结束分界符。该数据串构成了普通数据包。

如上所述，在该实施例中，当传输具有高优先级的数据时，第二数据包-开始分界符加到开头，而第二数据包-结束分界符加到结尾。具有高优先级的数据作为优先级数据包插入到普通数据包的数据串中，因此，例如，甚至是正在传输用于传送大容量数据的长普通数据包时，也要传输优先化的数据包，而不需要等到普通数据包传输完成。

第二实施例

图2示出了当传输/接收具有许多优先级的数据包时的情况，同时示出了归纳为第一实施例的实施例。每一方框的功能已经描述过了。图5为具有一组与优先级有关等级的数据包的情况，以及等级L数量为三的实施例的情况。具体地说，如图6所示，第一优先级数据包(L＝3)由数据串C或C’来表达，第二优先级数据包(L＝2)由数据串BA表达，第三优先级数据包(L＝1)由数据串A表达。由第三包化区域16产生的包数据串C在其开头具有第三数据包-开始分界符22a，作为数据包识别码，而在其结尾具有第三结束数据包分界符22b。数据串C先于数据串A和B处理。

当在要输入到多路信号复用器12的数据包的数据串中没有重叠时，根据把它们输入到多路信号复用器12的级别，来传输每个数据串。当具有不同级别的两个数据串重叠时，这些数据串就以与第一实施例相同方式进行处理。

下面根据图6来描述具有不同等级重叠的三个数据串的情况。当构成第三优先级数据包(L＝1)的数据串A正在输出时，由于构成第二优先级(L＝2)数据包的数据串B或者存在于第二信号处理区域7，或者存在于队列14中，于是产生了第一重叠状态。此时，以与第一实施例(P1)相同的方式，数据串B从多路信号复用器12先于数据串A被传输。此时，由于构成第一优先级(L＝3)数据包的数据串C存在于第三信号处理区域15，于是产生了第二重叠状态。在这种情况下，虽然数据串A的输出已经停留在队列11中，数据串B的输出也停留在队列14中，仍优先传输数据串C(P3)。

接着，当输出第三结束数据包分界符22b时，以及当完成数据串C的传输时(P3)，则恢复已经停留在队列14中的数据串B的输出，通过输出第二数据包-结束分界符21b(P4)，完成数据串B的传输。随后，恢复停留在队列11内的数据串A的输出，通过第一数据包-结束分界符20b的输出完成所有数据串的输出(P5)。

如图6所示，多路信号分解器13’监控第一数据包-开始分界符20a、第一数据包-结束分界符20b、第二数据包-开始分界符21a、第二数据包-结束分界符21b、第三数据包-开始分界符22a以及第三数据包-结束分界符22b，这些分界符为数据包含在接收到数据串内的识别码。

当多路信号分解器13’在接收到的数据串内检测到第三数据包-开始分界符22a时，该多路信号分解器13’把数据串传输到第三信号处理区域15，直到检测到第三数据包-结束分界符22b。该数据串C构成了接收到的第一优先级数据包。

当多路信号分解器13’在接收到的数据串中检测到第二数据包-开始分界符21a时，该多路信号分解器13’把数据串传输到第二信号处理区域7，其中带优先级(L＞2)的包数据串，例如数据串C，被排除在各数据串外，直到检测到第二数据包-结束分界符21b。该数据串构成了接收到的第二优先级数据包。

当多路信号分解器13’在接收到的数据串中检测到第一数据包-开始分界符时，该多路信号分解器13’把该数据串传输到第一信号处理区域2中，其中，具有高优先级((L＞1)的包数据串，例如为数据串B或C，被排除在各数据串外，直到检测到第一数据包-结束分界符20b。该数据串构成了接收到的第三优先级数据包。

如上所述，在该实施例中，加入了对应于每个数据串优先级的数据包-开始分界符和数据包-结束分界符，该数据串插入到了具有低优先级的数据串中。甚至当正在传输用于传送大容量数据的长数据包时，也能传输要优先化的数据包，而不用等待该长数据包传输的完成。通过上面描述，这对具有本领域普通技术的人来说是显而易见的，优先级等级数量不限于三个，本发明可用于优先级等级数量超过三个的情况。

发明效果

根据本发明，当输入需要紧急处理的信号时，该信号被包化，同时被包化的信号插入到要传输的数据包内。这样，本发明可提供这样的效果，即要被优先化的数据包可插入到具有大容量的数据包内，而不需要等该数据包传输完成后，即使是正在传输该数据包。

根据本发明，当输入信号具有高传输优先级时，则对该信号包化，以这样方式产生插入数据包，作为数据包单元，其中第二数据包-开始分界符加到其开头，而第二数据包-结束分界符加到其结尾。该正在插入的数据包被插入到要传输的数据包内。于是，即使当正在传输用于传送大容量数据的长数据包时，插入数据包也可被传输，而不需要等待该长数据包传输的完成。另外，还能在通过把大容量数据分成短数据包而不降低数据传输效率情况下来传输需要紧急处理的信号。

而且，根据本发明，其中存储有数据串的数据包-开始分界符和数据包-结束分界符，以及控制信号的插入的数据包-开始和数据包-结束分界符在它们编码表达上是彼此不同的。因此，能正确地挑出需要紧急处理的数据包。

Claims (7)

1.一种数据包通信控制设备，该设备通过通信线路把具有预定长度数据串的数据包传输到终端上，并且当收到来自其他终端的信号时，接纳该信号，该设备包括优先数据包插入电路，当所述要传输的数据包被传输到外界，同时所述信号输入到其中时，该电路把比所述要传输的数据包需要更紧急传输的信号包化，并把包化信号作为插入数据包插入到所述数据包内，该优先数据包插入电路包括，

多路信号复用器区域，用于允许所述要传输的数据包停留在队列而停止其传输，当插入数据包产生时对所述插入数据包进行传输，且之后传输所述要传输的数据包，该要传输的数据包与第一优先等级相关，该插入数据包与第二优先等级相关；以及

所述对列，用于接收所述要传输的数据包，响应从所述多路信号复用器发出的让所述要传输的数据包停留在其中的命令，保存所述要传输的数据包，并把所述被保存的要传输的数据包与从所述多路信号复用器发出的发送所述保存的要传输的数据包的命令一起发送出去。

2.根据权利要求1所述的数据包通信控制设备，其中存储有数据串的所述数据包的数据包-开始和数据包-结束分界符在代码表达上与所述插入数据包的数据包-开始和数据包-结束分界符是不同的，其中该插入数据包比所述要传输的数据包需要更紧急的传输。

3.一种通信设备，该设备通过通信线路把数据串传输到其他通信设备，或者从其他通信设备接收数据串，每个数据串与至少两个优先等级相关，该通信设备包括：

第一处理区域，该区域用于对第一数据串进行处理，所述第一处理区域使所述第一数据串与第一优先等级相关，并具有根据需求临时存储所述第一数据串的第一存储器；

第二处理区域，该区域用于对第二数据串进行处理，所述第二处理区域使所述第二数据串与第二优先等级相关；以及

选择器，该选择器用于接收来自所述第一和第二处理区域的数据串输出，并用于根据优先等级把该数据串可选择地输出，所述选择器对数据串的优先等级进行识别，

其中在第一优先等级的输出过程中，输入第二优先等级的数据串，

中断第一优先等级的数据串输出，该第一优先等级的数据串存储到所述存储器中；

第二优先等级的数据串优先输出；以及

恢复存储在存储器中的第一优先等级的数据串的输出。

4.根据权利要求3所述的通信设备，该通信设备还包括：

分配器，根据数据串的优先等级，该分配器用于把接收到的数据串输出到所述第一处理区域或第二处理区域。

5.根据权利要求3所述的通信设备，其中

每个所述数据串构成数据包；以及

每个所述数据串具有数据包-开始分界符和数据包-结束分界符，这些分界符与对应于所述每个数据串的优先等级相关。

6.一种通信设备的通信方法，该通信设备通过通信线路把数据串传输到其他通信设备，或者从其他通信设备接收数据串，该方法数据包括的步骤为：

使第一数据串与第一优先等级相关；

使第二数据串与第二优先等级相关；

当识别所述第一和第二数据串同时，依次把所述第一和第二数据串输出；

当输出第一优先等级的数据串过程中，输入第二优先等级的数据串时，把第一优先等级的数据串输出中断，并把该第一优先等级的数据串临时存储起来；

把第二优先等级的数据串优先输出；以及

恢复存储的第一优先等级数据串的输出。

7.根据权利要求6所述的通信方法，其中

通过把数据包-开始分界符和数据包-结束分界符加到所述第一数据串，进行使数据串与第一优先等级相关的处理，数据包-开始和数据包-结束分界符与所述优先等级相关；以及

通过把数据包-开始分界符和数据包-结束分界符加到所述第二数据串，进行使数据串与第二优先等级相关的处理，数据包-开始和数据包-结束分界符与所述优先等级相关。

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