CN101242618A - 一种通讯通道上通讯状态的实时检测方法 - Google Patents

Abstract

一种通讯通道上通讯状态的实时检测方法，在某一通讯通道上，通讯双方周期性地向对方发送状态帧，所述状态帧中携带发送方发送该状态帧的时刻与该通道最近一次接到数据时刻之间的时间差值，通讯方接收到所述状态帧后，将所述状态帧中携带的时间差值与预设的时间门限阈值进行比较，根据比较结果确定该通讯通道发送方向的通讯状态。本发明实现了通讯双方对接收和发送两个方向通断的实时检测。在采用本发明提出的检测方法后，通过查看通讯方保存的通道状态信息，数据链路层可以实时的了解各个物理通道的双向通断情况而选择所要使用的物理通道，即使出现单通或者多通道情况下的多个通道单通都可以实时的检测出来。

Description

一种通讯通道上通讯状态的实时检测方法

技术领域

本发明涉及移动通讯领域，尤其涉及一种通讯通道上通讯状态的实时检测方法。

背景技术

移动通讯设备中，数据链路层的通讯故障往往是难以实时地定位，尤其是由物理通道(时隙)的传输故障(包括传输误码率高、单通等等)所致。

目前已知的故障检测方法都只能对通讯端接收方向的通讯通断进行单向检测。一种已知的故障检测方法涉及在数据链路层使用“KeepAlive”机制，通讯双方周期向对方发送心跳帧，如果收到对方的心跳帧则判断链路被保持；如果在最大允许的时限内未收到对方的心跳帧则判断链路中断。这个方案的主要缺点是：如果数据链路层是承载在单个物理通道(时隙)上，当发生单通故障时，能够收到心跳的一端无法即时判断出其发送方向上的通讯出现了故障。更糟糕的是如果该数据链路层的通讯是承载在多个负荷分担的物理通道(时隙)上，当其中两个通道都出现单通且单通的方向相反的故障时，该方法则因为通讯两端都能够收到对方的心跳帧而无法检测到异常。

另一种已知的故障检测方法由IBM公司的M·E·哈伯肯提出，方法针对“KeepAlive”机制进行了改进，涉及通过时间差值来计算是否需要打开“KeepAlive”机制。通讯方计算最后接收帧的时刻与当前时刻之间的差值，当该差值大于最大允许的空闲值时，则认为需要开启“KeepAlive”机制。这个方案比前一个方案节省了部分网络带宽但是它的主要缺点与前一个方案相同，通讯方都无法即时判断向外发送方向上的通讯故障。

为了满足实际需要，有必要引入一种可以实时准确地检测物理通道双向通断情况的方法。尤其对于组合多条物理通道(时隙)通过负荷分担方式进行承载的数据链路层通讯来说更为重要。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种通讯通道上通讯状态的实时检测方法，能够实时检测出通讯通道发送方向上的通讯状态。

为了解决上述问题，本发明提供了一种通讯通道上通讯状态的实时检测方法，在某一通讯通道上，通讯双方周期性地向对方发送状态帧，所述状态帧中携带发送方发送该状态帧的时刻与该通道最近一次接到数据时刻之间的时间差值，通讯方接收到所述状态帧后，将所述状态帧中携带的时间差值与预设的时间门限阈值进行比较，根据比较结果确定该通讯通道发送方向的通讯状态。

进一步地，上述方法还可具有以下特点，所述预设的时间门限阈值有一个，当所述状态帧中的时间差值小于所述预设的门限阈值时，确定该通讯通道发送方向的通讯状态为正常态，当所述时间差值大于所述预设的门限阈值时，确定该通讯通道发送方向的通讯状态为闭塞态。

进一步地，上述方法还可具有以下特点，所述预设的时间门限阈值有两个，第一时间门限阈值用于在该通道通讯状态为正常态时判断其是否仍维持正常态，第二时间门限阈值用于在该通道通讯状态为闭塞态时判断其通讯状态是否能够转为正常态。

进一步地，上述方法还可具有以下特点，所述第一时间门限阈值为维持通讯状态正常的最大空闲门限值LIMIT_TIME_OUT，当通道发送方向为正常态时，若通讯方接收到的状态帧中的时间差值小于LIMIT_TIME_OUT，则确定该通道发送方向的通讯状态仍为正常态，否则将该通道发送方向上通讯状态转为闭塞态；

所述第二时间门限阈值为允许解闭塞的最大空闲门限值LIMIT_ON_TIME，当通道发送方向为闭塞态时，若通讯方接收到的状态帧中的时间差值小于LIMIT_ON_TIME，则将该通道发送方向的通讯状态转为正常态，否则该通道发送方向的通讯状态仍为闭塞态。

进一步地，上述方法还可具有以下特点，所述第二时间门限值LIMIT_ON_TIME小于所述第一时间门限值LIMIT_TIME_OUT。

进一步地，上述方法还可具有以下特点，在所述通讯通道上，通讯方实时检测当前时刻与该通道上最近一次接到数据时刻的时间之差，将该时间差值与预设的时间门限阈值进行比较，根据比较结果确定该通讯通道上接收方向上的通讯状态。

进一步地，上述方法还可具有以下特点，采用两个时间门限阈值判定通讯通道接收方向上通讯状态时，

所述第一时间门限阈值为维持通讯状态正常的最大空闲门限值LIMIT_TIME_OUT，当通道接收方向通讯状态为正常态时，若通讯方当前时刻与该通道上最近一次接到数据时刻的时间之差小于LIMIT_TIME_OUT，则确定该通道接收方向的通讯状态仍为正常态，否则将该通道接收方向上的通讯状态转为闭塞态；

所述第二时间门限阈值为允许解闭塞的最大空闲门限值LIMIT_ON_TIME，当通道接收方向通讯状态为闭塞态时，若通讯方当前时刻与该通道上最近一次接到数据时刻的时间之差小于LIMIT_ON_TIME，则将该通道接收方向的通讯状态转为正常态，否则该通道接收方向的通讯状态仍为闭塞态。

进一步地，上述方法还可具有以下特点，所述最近一次接到的数据包括数据链路层的帧、状态帧。

进一步地，上述方法还可具有以下特点，所述通讯双方分别保存本方各个通道接收和发送两个方向的通讯状态，数据链路层通过通道的通讯状态来选择所要使用的通道。

进一步地，上述方法还可具有以下特点，当时间差值小于或大于时间门限阈值若干次后，才确定所述通道的通讯状态；或者

计算若干次时间差值的均值之后，再将其与时间门限阈值进行比较，判断通道的通讯状态。

本发明实现了通讯双方对接收和发送两个方向通断的实时检测。在采用本发明提出的检测方法后，通过查看通讯方保存的通道状态信息，数据链路层可以实时的了解各个物理通道的双向通断情况而选择所要使用的物理通道，即使出现单通或者多通道情况下的多个通道单通都可以实时的检测出来。

附图说明

图1(a)、图1(b)是本发明中通讯方M在通道接收方向通讯状态参数为正常态时的实时检测原理示意图；

图2(a)、图2(b)是本发明中通讯方M在通道接收方向通讯状态参数为闭塞态时的实时检测原理示意图；

图3(a)、图3(b)、图3(c)是本发明中通讯方M对通道发送方向通讯状态进行判定的时间差值检测原理示意图。

具体实施方式

本发明检测通讯通道上发送方向通讯状态的主要构思是，在某一通讯通道上，通讯双方周期性地向对方发送状态帧，所述状态帧中携带发送方发送该状态帧的时刻与该通道最近一次接到数据(状态帧或数据链路层帧)时刻之间的时间差值，通讯方接收到状态帧后，将状态帧中携带的时间差值与预先设定的时间门限阈值进行比较，根据比较结果确定发送方向的通讯状态。

在判断通讯状态时，可以预设一个时间门限阈值，当状态帧中的时间差值小于该门限阈值时，认为该通道发送方向处于正常态，当时间差值大于该门限阈值时，认为该通道发送方向处于闭塞态。

或者，也可以设置两个时间门限阈值，一个用于在该通道发送方向为正常态时判断其是否仍维持于正常态，例如设置维持通讯状态正常的最大空闲门限值LIMIT_TIME_OUT，当状态帧中的时间差值小于LIMIT_TIME_OUT时，表示该通讯通道发送方向的通讯状态为正常态，否则认为该通道发送方向处于闭塞态；另一个用于在该通道发送方向为闭塞态时判断其是否能够转为正常态，例如设置允许解闭塞的最大空闲门限值LIMIT_ON_TIME，当状态帧中的时间差值小于LIMIT_ON_TIME时，表示该通讯通道发送方向的通讯状态为正常态，否则仍认为该通道处于闭塞态。为了防止通道状态频繁反转，设置LIMIT_ON_TIME门限值小于LIMIT_TIME_OUT门限值。

在检测通讯通道上通讯方接收方向上的通讯状态时，也可利用上述两个时间门限阈值，但是与对发送方向通讯状态的检测不同的是，通讯方实时检测当前时刻与该通道上最近一次接到数据(状态帧或数据链路层帧)时刻的时间之差，将该时间差值与上述时间门限阈值进行比较，根据比较结果确定接收方的通讯状态。

在其他实施例中，为了避免通道通讯状态变化过于频繁，可以设定在连续判断几次时间差值均小于或大于时间门限阈值后，才确定该通道状态；或者计算几次的时间差值的平均值之后再将其与时间门限阈值进行比较等。

下面结合附图对本发明的方法作详细介绍。

通讯通道双向通断的实时检测方法包括以下步骤：

步骤一、设置维持通讯通道正常所允许的最大空闲值LIMIT_TIME_OUT和解闭塞的最大空闲值LIMIT_ON_TIME，并保存通讯方在各个通道接收和发送两个方向的通讯状态参数；

LIMIT_TIME_OUT和LIMIT_ON_TIME的设置根据物理传输媒介和通道速率的不同而不同，LIMIT_TIME_OUT的值大于或等于LIMIT_ON_TIME。

所述通讯状态参数用于表示通讯方的通道某个方向的通讯状态，分为接收通讯状态参数和发送通讯状态参数，通讯状态包括正常态和闭塞态，正常态对应通讯正常，闭塞态对应通讯异常，可以通过不同的值表示正常态和闭塞态，比如，我们用1表示正常态，用0表示闭塞态。

需要说明的是，通道各方向的通讯状态与数据链路层链路状态没有必然联系，数据链路层仅仅通过通道的通讯状态参数来选择所要使用的通道，物理通道进入闭塞态并不会直接导致数据链路层拆除链路。

步骤二、通讯双方在某个通道上周期性地向对方发送状态帧，所述状态帧中携带发送方发送该状态帧的时刻与该通道最后接收帧的时刻之间的时间差值；

这里，状态帧类似于“KeepAlive”机制中的心跳帧，不同的是，心跳帧的发送会因数据链路层的通讯连接的拆除而中止，状态帧的发送则与通道的通讯状态和数据链路层的连接状态均无关系，无论数据链路层的通讯连接是否存在，也无论通道各方向的通讯状态参数是正常态还是闭塞态，状态帧始终被通讯方周期发送。

其中，所述最后接收帧可以是通道上接收到的数据链路层的帧也可以是状态帧。

步骤三、通道在接收和发送方向上通断状态的判断方法不同，通讯方通过不同的方法分别判断各个通道的两个方向通断状态，同时更新相应方向的通讯状态参数。

通讯方的通道在接收方向上通断状态的判断方法为：如果该通道当前接收方向的通讯状态参数为正常态1，通讯方会实时检测本方当前时刻与该通道最后接收帧时刻之间的差值，如果该差值大于LIMIT_TIME_OUT，则判定该通道的接收方向通讯异常而将接收方向通讯状态参数置为闭塞态0，否则仍为正常态1；如果该通道当前接收方向通讯状态参数为闭塞态0，当该通道上接收到对方发来的状态帧时，通讯方检测本方当前时刻与该通道最后接收帧(不包括当前状态帧)时刻之间的差值，如果该时间差小于LIMIT_ON_TIME，则判定该通道的接收方向通讯恢复而将接收方向通讯状态参数置为正常态1，否则仍为闭塞态0。

图1(a)为通讯方M在通道接收方向通讯状态参数为正常态时的实时检测原理示意图。通讯双方为M和N，它们之间有一个双向通讯通道。当通讯方M收到通讯方N发送的状态帧时，通讯方M重置当前时刻与通道最后接收帧时刻之间的时间差值为0。

图1(b)描述了通讯方M在通道接收方向通讯状态参数为正常态时的实时检测过程：通讯方M在通道接收方向的通讯状态参数为正常态1，M实时检测当前时刻与通道最后接收帧时刻之间的时间差值，如果该时间差值大于LIMIT_TIME_OUT，则判定通道的接收方向通讯异常而将接收方向状态参数置为闭塞态0。

图2(a)为通讯方M在通道接收方向通讯状态参数为闭塞态时的实时检测原理示意图。通讯双方为M和N，它们之间有一个双向通讯通道。当通讯方M收到通讯方N发送的状态帧时，检测当前时刻与通道最后接收帧(不包括当前状态帧)时刻之间的差值。

图2(b)描述了通讯方M的通道接收方向通讯状态参数为闭塞态时的实时检测过程：通讯方M在通道的接收方向的通讯状态参数为闭塞态0，当M从通道上接收到N发来的状态帧时，M检测当前时刻与通道最后接收帧(不包括当前状态帧)时刻之间的差值，如果该时间差小于LIMIT_ON_TIME，则判定M在通道的接收方向通讯恢复而将接收状态参数置为正常态1。

通讯方的通道在发送方向上通断状态的判断方法为：如果该通道当前发送方向状态参数为正常态1，在收到对方发来的状态帧时，会检测消息体内的时间差值。如果该时间差值大于LIMIT_TIME_OUT，则判定该通道的发送方向通讯异常而将发送方向通讯状态参数置为闭塞态0，否则仍为正常态1；如果该通道当前发送方向通讯状态参数为闭塞态0，在收到对方发来的状态帧时，也会检测消息体内的时间差值，如果该时间差值小于LIMIT_ON_TIME，则判定该通道的发送方向通讯恢复正常而将发送方向通讯状态参数置为正常态1，否则仍为闭塞态0。

图3(a)为通讯方M对通道发送方向通讯状态进行判定的时间差值检测原理示意图。通讯双方为M和N，它们之间有一个双向通讯通道。当接收到N发来的状态帧时，M检测状态帧中携带的时间差值。

图3(b)为通讯方M通道的发送方向状态参数为正常态1时的时间差值检测流程图：通讯方M的通道发送方向状态参数为正常态1，在收到N发来的状态帧时，检测状态帧内的时间差值，如果该时间差值大于LIMIT_TIME_OUT，则判定通道的发送方向通讯异常而将发送方向通讯状态参数置为闭塞态0。

图3(c)为通讯方M通道的发送方向状态参数为闭塞态0时的时间差值检测流程图：通讯方M的通道发送方向状态参数为闭塞态0，在收到N发来的状态帧时，检测状态帧内的时间差值，如果该时间差值小于LIMIT_ON_TIME，则判定通道的发送方向通讯恢复正常而将发送方向通讯状态参数置为正常态1。

本发明通过实时检测因物理通道传输异常导致的数据链路层通讯故障，使得通讯双方都能够实时地检测到承载通道的双向通断情况，尤其是实现多通道数据链路层通讯对各个承载通道的双向通断检测，有效地解决了某个通道的单通和多通道不同方向单通等使用其他方法难以定位的故障情况。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1、一种通讯通道上通讯状态的实时检测方法，其特征在于，在某一通讯通道上，通讯双方周期性地向对方发送状态帧，所述状态帧中携带发送方发送该状态帧的时刻与该通道最近一次接到数据时刻之间的时间差值，通讯方接收到所述状态帧后，将所述状态帧中携带的时间差值与预设的时间门限阈值进行比较，根据比较结果确定该通讯通道发送方向的通讯状态。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于：

当所述状态帧中的时间差值小于所述预设的门限阈值时，确定该通讯通道发送方向的通讯状态为正常态，当所述时间差值大于所述预设的门限阈值时，确定该通讯通道发送方向的通讯状态为闭塞态。

3、如权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述预设的时间门限阈值有两个，第一时间门限阈值用于在该通道通讯状态为正常态时判断其是否仍维持正常态，第二时间门限阈值用于在该通道通讯状态为闭塞态时判断其通讯状态是否能够转为正常态。

4、如权利要求3所述的方法，其特征在于：

所述第一时间门限阈值为维持通讯状态正常的最大空闲门限值LIMIT_TIME_OUT，当通道发送方向为正常态时，若通讯方接收到的状态帧中的时间差值小于LIMIT_TIME_OUT，则确定该通道发送方向的通讯状态仍为正常态，否则将该通道发送方向上通讯状态转为闭塞态；

所述第二时间门限阈值为允许解闭塞的最大空闲门限值LIMIT_ON_TIME，当通道发送方向为闭塞态时，若通讯方接收到的状态帧中的时间差值小于LIMIT_ON_TIME，则将该通道发送方向的通讯状态转为正常态，否则该通道发送方向的通讯状态仍为闭塞态。

5、如权利要求4所述的方法，其特征在于：

所述第二时间门限值LIMIT_ON_TIME小于所述第一时间门限值LIMIT_TIME_OUT。

6、如权利要求3所述的方法，其特征在于：

在所述通讯通道上，通讯方实时检测当前时刻与该通道上最近一次接到数据时刻的时间之差，将该时间差值与预设的时间门限阈值进行比较，根据比较结果确定该通讯通道上接收方向上的通讯状态。

7、如权利要求6所述的方法，其特征在于：

采用两个时间门限阈值判定通讯通道接收方向上通讯状态时，

所述第一时间门限阈值为维持通讯状态正常的最大空闲门限值LIMIT_TIME_OUT，当通道接收方向通讯状态为正常态时，若通讯方当前时刻与该通道上最近一次接到数据时刻的时间之差小于LIMIT_TIME_OUT，则确定该通道接收方向的通讯状态仍为正常态，否则将该通道接收方向上的通讯状态转为闭塞态；

所述第二时间门限阈值为允许解闭塞的最大空闲门限值LIMIT_ON_TIME，当通道接收方向通讯状态为闭塞态时，若通讯方当前时刻与该通道上最近一次接到数据时刻的时间之差小于LIMIT_ON_TIME，则将该通道接收方向的通讯状态转为正常态，否则该通道接收方向的通讯状态仍为闭塞态。

8、如权利要求1至7中任一权利要求所述的方法，其特征在于：

所述最近一次接到的数据包括数据链路层的帧、状态帧。

9、如权利要求1至7中任一权利要求所述的方法，其特征在于：

所述通讯双方分别保存本方各个通道接收和发送两个方向的通讯状态，数据链路层通过通道的通讯状态来选择所要使用的通道。

10、如权利要求1至7中任一权利要求所述的方法，其特征在于：

当时间差值小于或大于时间门限阈值若干次后，才确定所述通道的通讯状态；或者

计算若干次时间差值的均值之后，再将其与时间门限阈值进行比较，判断通道的通讯状态。

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