CN100589461C - 用于反向复用的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于复用数字数据的方法，其中数字数据分组是同时从前向后以及从后向前进行发送的。这种方法可用在无绳电话、诸如因特网这样的计算机网络以及其他进行数字数据交换的设备网络中。

Description

用于反向复用的方法

技术领域

本发明涉及一种复用数字数据的方法和用于此目的的软件。

背景技术

在实践中，很多发送数据的方法都是已知的，尤其是在经由一个网络的情况下。其中一个实例是经由因特网发送的数字数据，以及诸如无绳GSM电话的情况下的数字电话信号。

在实践中还具有用于对数字数据进行复用的许多已知方法。

数据是经由一种介质而以数据分组的形式来发送的。这种发送可以经由诸如铜线或玻璃纤维这类物理电缆连接来进行，也可以经由红外线或是无线电波来进行。

由于数据发送所经由的介质的容量通常与带宽相耦合，而这个带宽通常太小，因此经常会对数据进行压缩。然而，这经常是不够的。

另外，在这些方法中有很多方法针对的是优化两台计算机之间的数据传送。

发明内容

特别地，本发明的一个目的是至少部分解决这些问题。为此目的，本发明提供了一种复用数字数据的方法，其中将一个数字数据分组同时从前向后并且从后向前地进行发送。另外，本发明提供了一种用于复用数字数据的方法，其中数字数据分组是同时从分组开头向末端并且从末端向开头进行发送的。另外，本发明提供了一种用于复用数字数据的方法，其中同时发送一个数字数据分组以及向后发送同一个分组。

通过将数据流分成两个同时存在的流，提供了在例如计算机之间并且向计算机快速发送数据的可能性，其中一个流开始从前发送数据并且向后行进，另一个流则从后向前行进。在大多数情况中，举例来说，本发明涉及使用电学或光学方式并且经由电磁波来发送这个数据。

本方法的另一个优点是没有必要使用其他控制信号或技术来重建整个信号或数据分组，也没有必要使这两个数据流相互适应：信号或数据分组是在这两个流相遇的时候或是在数据缓存器充满的时候结束的。而其中任何一条线路中的延迟都不会导致信号丢失。

在许多情况下，数据连接是非对称的：即发送容量小于接收容量。在根据本发明的方法中，尽管发送容量较小，但是有可能使用全部接收容量。举例来说，这在经由因特网进行的所谓的流广播中非常重要，其中数字无线电广播甚至未来的电视或视频广播都是可以经由因特网来进行的。这两个数据流也可以经由各种线路进入。举例来说，一个数据流可以经由电话线进入，而第二数据流则可以经由电缆、电网(electricity grit)进入，也可以经由GSM无线进入。此外还有可能借助于物理复用而使数据流经由一条电缆进入。由此本发明实际上提供了一种特定的数字复用形式。

优选地，如所述，本发明涉及一种方法，其中第一设备从前向后地将数据发送到一个第三设备，第二设备从后向前地将相同数据发送到第三设备。结果，第三设备很快就能具有全部可用数据。

优选地，第三设备将数据放置在一个分组大小的数据缓存器中，并在缓存器填满的时候将一个信号发送到第一和第二设备，或是在缓存器填满之前阻止发送确认。这样一来，在两个数据流之间所进行的协调将会非常简单。

在根据本发明的方法中，优选地，第一设备从前向后地将数据发送到第二设备，同时将数据反向发送到第三设备。由此在最优使用带宽的情况下给出了向这两个设备快速提供所有数据的可能性。优选地，在这种方法中，第二设备和第三设备在接收时会将其从第一设备接收的数据快速转发到对方。因此，这两个设备可以最佳使用它们的带宽和传输容量。

在所述方法中，优选地，第二和第三设备具有一个分组大小的数据缓存器，其中接收数据放置在所述数据缓存器中，当相应的数据缓存器填满的时候，第一和第二设备会向第一设备发送一个信号。

此外，本发明涉及一种用于在有机(也称为“特设”)设备数据网络中将数据分组发送到第一设备的方法，其中所述设备具有一个数据处理单元、一个数据缓存器以及具有用于从数据网络中的至少两个发送设备接收数据分组的接收例程的软件，其中，网络中的至少两个其他设备同时向第一设备发送互补数据分组，所述第一设备将互补数据加在一起，以便形成数据分组。

优选地，所述软件还具有发送程序，用于将那些从数据网络中的一个或多个发送设备接收的数据分组发送到至少一个与数据网络相连的接收设备，其中所述发送并不依赖于一个或多个发送设备。

此外，本发明涉及一种接收数字数据的方法，其中，具有数据存储装置的设备在数据存储装置中创建一个数字数据分组大小的数据缓存器，并且同时接收第一数字数据流和第二数字数据流，其中所述设备从前向后地用第一数字数据流来填充数据缓存器，并且从后向前地用第二数据流来填充数据缓存器。

优选地，在数据缓存器填满的时候，所述设备将会告知数字数据流的一个或多个信源。因此，所述协调是非常简单的。

此外，本发明还涉及一种发送数字数据的方法，其中，具有数据存储装置的设备在数据缓存装置中创建一个数据缓存器并且将数字数据保存在数据缓存器中，此外还在两个流中从数据缓存器的前部以及数据缓存器的后部发送数字数据。

优选地，在接收到一个信号之后，所述设备会停止发送。因此，所述协调还是非常简单。

此外，本发明还涉及一种软件，所述软件具有用于实现根据上述方法中的其中一种方法的例程。

从以上描述可知，在与附图及其描述相结合的情况下，对专家而言，所述末端需要哪个例程以及所述例程如何相对于彼此而运行都是非常明显的。当然，这种软件可以直接在诸如PROM、EPROM等硬件中执行。

另外，本发明涉及一种用于发送数字数据分组的软件，其中包括一个用于发送从数字数据分组前部开始的第一数字数据流的第一发送例程，以及用于发送从数字数据分组末端开始的第二数字数据流的第二发送例程。

此外，本发明还涉及一种用于接收数字数据分组的软件，其中包括一个用于接收第一数字数据流的第一接收例程，以及一个同时接收第二数字数据流的第二接收例程，并且包括一个用于从存储器前部开始将第一数字数据流保存在存储器中并且向后填充存储器的第一存储例程，以及一个用于从存储器末端开始保存第二数字数据流并且向前填充存储器的第二存储例程，此外还包括一个用于在存储器填满的时候终止接收数字数据的停止例程。

此外，本发明还涉及一种用于发送数字数据分组的设备，其中包括用于保存数字数据分组的存储器装置，用于发送始于存储器装置前部的第一数字数据流的第一发送装置，以及用于发送始于存储器装置末端的第二数字数据流的第二发送装置。

此外，本发明还涉及一种用于接收数字数据分组的设备，其中包括用于保存数字数据分组的存储器装置，用于接收第一数字数据流并且从存储器装置前部开始将其存入所述存储器装置的第一接收装置，以及用于接收第二数字数据流并且从存储器装置后部开始将其存入所述存储器装置的第二接收装置。

此外，本发明还涉及一种具有所述软件的载体和一种具有所述软件的设备。

在本发明的一个特定实施例中，数字数据分组是以比特流的形式来进行发送的。在另一个实施例中，将分组分为较小的子分组，举例来说，将其编号为1，……，n。如果这样的话，在第一个流中，子分组是从第一子分组开始按照1、2等等的次序来顺序发送的，而在第二个流中，子分组是从最后一个子分组开始按照n、n-1、……的次序而进行顺序发送的。在另一个实施例中，这两个分组几乎是同时发送的。这两个流可以经由同一载体来进行发送，例如使用常规的多路复用技术，但也可以经由完全不同的载体来进行发送，例如电缆调制解调器和电话线。数字数据还可以具有别的形式，而不是现在使用的二进制(binairy)数据。

附图说明

本发明将会基于作为本发明示范性实施例的附图而得到进一步的说明。然而，本发明并不局限于所述示范性实施例。在图中显示的是：

图1将一个信号分成两个信号并且在接收器上将这两个信号加到一起，

图2接收器从两个物理分离的信源接收一个分开的信号，

图3向两个接收器提供一个信号，

图4向三个接收器提供一个信号，

图5一种用于图4中的情形的替换方法，

图6带宽与信号质量之间关系的一个实例，

图7带宽与信号质量之间关系的第二个实例，

图8A-8C  一个接收设备，

图9A-9C  一个发送设备，

图10A-10D一个进行接收并且几乎同时还进行发送的设备，以及

图11发送和接收处理。

具体实施方式

图1显示的是一种信号5以常规方式进入接收器3的情况。接收器3将这个信号或是构造这个信号的各个数据分组分为两个流1和2，以便将其转发到接收器4。流1是从前部发送的信号，这意味着首先发送数据分组或信号的第一个比特，然后发送第二个比特等等。流2是信号5或是它的数据分组，然而却是反向的，这意味着首先发送最后一个比特，随后发送倒数第二个比特等等。因此，由于这两个流组成了整个数据流，因而可以将这两个流看作是互补的流。

接收器4同时使用信号1从前部开始填充数据缓存器并且使用信号2从后部开始填充数据缓存器，所述操作可以借助计算机程序进行，但是也可以采用硬件方式来执行。在缓存器填满的时候，意味着已经接收到完整的信号或数据分组，接收器4会向接收器/发送器3发送一个缓存器填满的信号，这意味着已经接收到信号。当然，接收器4还可以保持向接收器/发送器3发送信号，直到缓存器填满为止，也可以在缓存器填满的时候关闭连接或是将这个端口设定为高级或低级。

在图1中描述的原理也可用在具有2个信源3、3′的图2，其中所述信源向一个接收器4进行发送。在这种情况下，信源3、3′接收全部(或是已经分开的)信号或数据分组5，每个信源分别向接收器4发送部分信号1或2。这就在信源3和3′的发送容量低于接收器4的接收容量的时候提供了益处。接收器4甚至可以再一次全面转发重新构造的信号或数据分组6。

图3显示的是根据本发明的方法的一个实例，其中一个信源3将信号或数据分组5分成两个互补的流1和2。其中一个流发送到接收器4，另一个流则发送到接收器4′。这两个接收器4和4′将接收到的信号发送到对方，以使二者再次得到完整的信号或数据分组。这就在3的发送容量/带宽受到限制，但是/并且4与4′间的容量足以进行数据交换的时候提供了益处。

图4显示的是这样一个实例，其中信源3把一个信号或数据分组5分为两个流，流1发送到接收器4，4″，流2则发送到接收器4′。接收器4′将其部分信号或数据分组转发到4和4″，而4将其部分信号或分组转发到4′。在最优方案中，所有接收器4、4′和 4″会在短于常规的点到点连接通常需要的时间内接收到全部信号或数据分组，或者同时使用较少的带宽。

图5显示的是使用根据本发明的方法的一个实例，其中一个具有有限数据传送容量的信源3将一个信号或数据分组5分为两个流1和2。流1发送到接收器4，流2则发送到接收器4″，接收器4和4″将部分信号转发到接收器4′。结果，三个接收器在短于通常向三个接收器发送全部发送分组所需要的时间内接收到整个信号或数据分组，并且使用的带宽也比较少。

图6和7显示的是计算实例，其中在图6的情况中，从发送器3到接收器4和4′的可用带宽几乎是相同的。在这种情况下，接收器4和4′会在50％的通常必要时间内接收到数据，对发送器3来说，带宽方面的负载仅仅是50％的全部带宽的2倍，而不是100％的带宽的2倍。由此可以在不具有任何额外开销(发送器3可以在发送了所有数据的时候停止发送)的情况下快速发送数字数据。

在图7的计算实例中，所述连接是异步的。接收器4′接收91％的总的数据分组，接收器4则接收11％的总的数据分组。最后结果是：发送器3最终只需要发送一次总的数据分组。另外，在这种不利情况中存在一个很小的速度增益。在这种情况下，从发送器3到接收器4的发送容量以及从4到接收器4′的发送容量。由于接收器4到接收器4′的较低传输容量(或延迟)，因此只有9％而不是11％的数据分组会从接收器4发送到接收器4′。

图8A-8C中显示的是根据本发明而对分成两个流的数字数据分组进行接收的处理。在图8A中，对两个流21和22进行接收并将其放入数据缓存器20。来自流21的第一个接收数据部分放置在位置1，来自流22的第二个接收数据部分则放置在位置n。图8B显示的是一个中间步骤。在这种情况下，经由流21来接收第四个数据部分并且将其放置在缓存器中的位置4，同时经由流22来接收另一个(第n-i个)数据部分。即使这两个流不一样快，也不需要开销。在图8C中，这两个流相遇，缓存器填满。这将会触发设备以停止接收或是发送一个数字数据分组已经完整的信号。

图9A-9C中显示的是发送端。在图9A中，数据缓存器23填满了数据。设备开始从数据缓存器中获取始于数据缓存器23前部的数据并且开始发送数据。同时，设备开始从数据缓存器23后部的位置n获取数据并且开始发送数据。在图9B中可以看出，在经过若干时间之后，设备从数据缓存器23中获取数据部分3并且将其发送。同时还从数据缓存器后部获取第五个数据部分并且将其发送。设备顺序获取下一个及其他数据部分，因此下一个数据部分将会是编号为4的数据部分或从后部开始的第六个数据部分。在图9C中得到最后的数据部分。此外还可以看出的是，所述发送非常迅速并且不具有复杂开销。

图10A-10D显示的是这样一种情况，其中存在一种根据本发明来进行发送和接收的设备。这次，数据缓存器26是空的。设备经由流28和29开始接收数据部分，其中流28放置在第一个位置，随后流28将会从前向后填充数据缓存器26。从流29中接收的第一数据部分将会放入数据缓存器26的最后一个位置n。随后，流29将会从后向前填充数据缓存器26，直到缓存器填满为止。

同时，设备开始经由流30和31来发送数据部分。流30从数据缓存器前部开始，而流31则是从数据缓存器后部开始的。

在图10C中可以看出，在这种情况下，所述设备在接收数据部分方面要快于发送数据部分。在图10C中，全部数据部分都被接收：两个流28和29相遇。所述设备经由流30和31来保持发送。在图10D中，流30和31相遇，设备可以停止发送。这在开销最小的情况下完全是可行的。

在图11中，发送和接收处理是在一个图中描述的。具有数据缓存器24的设备40发送两个数据流44和45。设备41将这两个流作为流46和47来进行接收，并且将数据放入数据缓存器43。此外，发送设备40具有两个流44和45，其中一个流始于数据缓存器42的前部，另一个流则始于数据缓存器42的后部。接收设备41接收这两个流，并且将其中一个流放入数据缓存器43的前部，而将另一个流放入数据缓存器43的后部。

在这方面，举例来说，根据本发明的方法可用于GSM或其它无绳电话。由此可以将会话或数据流分成分组，然后可以依照根据本发明的方法来发送所述分组。此外还可以对可用带宽加以利用：每个数据流都可以经由另一个频带来进行发送，由此最佳使用可用带宽。

需要理解的是，在这里包含了以上描述，以便对优选实施例的操作进行说明，但这并不意味着对本发明的范围加以限制。本发明的范围仅仅通过以下权利要求来进行限定。从以上描述可知，对领域技术人员来说，许多变化都是显而易见的，而本发明的实质和范围则包含了这些变化。

Claims (14)

1.一种复用数字数据的方法，其中数字数据分组具有长度、前端和后端，所述数字数据分组同时从前向后并且从后向前进行发送。

2.根据权利要求1的方法，其中第一设备从前向后地将数据发送到第三设备，第二设备则从后向前地将同一数据发送到第三设备。

3.根据权利要求2的方法，其中第三设备将数据放置在分组大小的数据缓存器中，并且在缓存器填满的时候向第一和第二设备发送信号，或是在缓存器填满之前阻止发送确认。

4.根据权利要求1的方法，其中第一设备从前向后地将数据发送到第二设备，并且同时将数据反向发送到第三设备。

5.根据权利要求4的方法，其中第二设备和第三设备在进行接收的时候会将它们从第一设备接收的数据直接转发给对方。

6.根据权利要求5的方法，其中第二和第三设备具有一个分组大小的数据缓存器，其中接收数据放置在数据缓存器中，并且在相应缓存器填满的时候，第一和第二设备会向第一设备发送信号。

7.一种用于在设备的特设数据网络中向第一设备发送数据分组的方法，其中所述设备具有数据处理单元，数据缓存器以及具有用于从数据网络中的至少两个发送设备接收数据分组的接收例程的软件，其中网络中的至少两个其他设备同时将构成所述数据分组的数据子分组一起发送给所述第一设备，其中至少一个设备始于前面的子分组并且顺序获取下一个子分组，至少一个设备始于最后一个子分组并且顺序获取前一个子分组，所述第一设备将这些数据子分组合在一起，以便形成所述数据分组。

8.根据权利要求7的方法，其中软件还具有用于将那些从数据网络中的一个或多个发送设备接收的数据分组发送到至少一个与数据网络相连的接收设备的发送例程，所述软件与一个或多个发送设备无关。

9.一种用于接收数字数据的方法，其中具有存储装置的设备在数据存储装置中创建数字数据分组大小的数据缓存器，并且同时接收第一数字数据流和第二数字数据流，其中所述设备使用第一数字数据流从前向后地填充数据缓存器，并且使用第二数字数据流从后向前地填充数据缓存器，其中所述第一和第二流组成一个单个分组。

10.根据权利要求9的方法，其中所述设备在数据缓存器填满的时候通知一个或多个数字数据流的信源。

11.一种用于发送数字数据的方法，其中具有数据存储装置的设备在数据存储装置中创建数据缓存器，将数字数据保存在数据缓存器中，并且在两个流中从数据缓存器前部以及数据缓存器后部开始发送数字数据，其中第一流从前向后发送，第二流从后向前发送。

12.根据权利要求11的方法，其中所述设备在接收到一个信号之后停止进行发送。

13.一种用于发送数字数据分组的设备，包括用于保存数字数据分组的存储器装置，用于发送始于存储器装置前部的第一数字数据流的第一发送装置，以及用于发送始于存储器装置末端的第二数字数据流的第二发送装置。

14.一种用于接收数字数据分组的设备，包括用于保存数字数据分组的存储器装置，用于接收第一数字数据流并从存储器装置前部开始将其存入所述存储器装置的第一接收装置，以及用于接收第二数字数据流并且从存储器装置后部开始将其存入所述存储器装置的第二接收装置，其中所述第一和第二流组成一个单个分组，以及所述第一流从前向后发送，所述第二流从后向前发送。

Images