CN103688493A - 通信网络系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种通信网络系统，在该通信网络系统中，多个节点（2）连接到传输路径（1）。主候选节点被提供具有用于测量该传输路径的空闲时间的空间时间测量单元（9A）。当主候选节点获得主权利并变成主节点，则所述节点保持该主权利，直到该传输路径的空闲时间超过所述节点的权利获得空闲时间持续时间为止。当该传输路径的空闲时间超过每个主节点的最长权利获得空闲时间持续时间时，根节点发送指示下一个通信循环的开始的起始帧，并且当接收到该起始帧时，重置该空闲时间测量单元。

Description

通信网络系统

相关申请的交叉引用

本申请是基于2011年7月19日提交的日本专利申请No.2011-157894，故以引用方式将其内容并入本文。

技术领域

本公开内容涉及通信网络系统，在该通信网络系统中，连接到公共传输线的多个节点彼此之间进行通信。

背景技术

对于多个节点在公共传输线上具有传输开始特权的情形来说，存在着一些仲裁方法。一种方法是在CAN和12C（注册商标）中采用的显式/隐式方法。其它方法是在以太网（注册商标）和无线LAN中采用的CSMA/CD和CSMA/CA。然而，由于这些方法是以事件驱动类型通信方法为前提的，因此这些方法不适合于实时系统，实时系统要为每一个节点确保最小的通信带宽。关于实时系统，在FlexRay（注册商标）、TT（时间触发的）CAN等中，采用了能够进行确定性通信的时分方法。

专利文献1公开了一种在网络节点之间同步的时间管理的方法。在该方法中，每一个节点根据在通信循环的每一个起始时，从主站发送的时间信息，来调整其自己的通信时序。

现有技术文献

专利文献

专利文献1JP2005-159754A

发明内容

本申请的发明人针对传统时分方法考虑下列困难。首先，传统的时分方法需要网络节点之间同步的时间管理，并且需要复杂的机制（诸如基于高精准时钟信号或同步帧的同步调整）。其次，由于针对同步调整的通信过程是在启动时执行的，因此启动时间较长。第三，当与分配的时间相对应的节点不执行传输时，需要一种复杂的机制，以便防止空时隙的产生。

本公开内容是鉴于上述内容做出的。本公开内容的一个目标是提供一种通信网络系统，其能够具有简单的配置来灵活地执行调整控制，以便分配主特权。

根据本公开内容的一个示例，提供了一种通信网络系统，其中该通信网络系统包括连接到公共传输线的多个节点。该节点包括主候选节点，每一个主候选节点能够变成主节点，并且每一个主候选节点包括用于测量传输线的空闲时间的空闲时间测量设备。在每一个主候选节点中设置特权获得空闲时间宽度，并且将所述特权获得空闲时间宽度设置为所述每一个主候选节点可以在其中获得主特权的空闲时间的时间宽度，所述主特权是自行开始通信的特权。所述主候选节点的所述特权获得空闲时间宽度在时间长度上彼此之间是不同的。一旦主候选节点获得所述主特权并且变成所述主节点，则所述主节点保持所述主特权，直到所述传输线的所述空闲时间超过所述主节点的所述特权获得空闲时间宽度为止。将所述节点中的一个设置为根节点。当所述传输线的所述空闲时间超过最长特权获得空闲时间宽度时，所述根节点发送指示下一个通信循环的开始的起始帧，其中所述最长特权获得空闲时间宽度在所述主候选节点的所述特权获得空闲时间宽度之中是最长的。在接收到所述起始帧之后，清空每一个主候选节点的所述空闲时间测量设备。

根据上面的通信网络系统，可以通过简单的配置，灵活地执行调整控制以便分配主特权。

附图说明

通过下面参照附图进行的详细描述，本公开内容的以上和其它目标、特征和优点将变得更加显而易见。在附图中：

图1是示出根据第一实施例，节点之间经由传输线的一个示例通信的时间图；

图2是示意性地示出通信网络的配置的图；

图3是示出主特权获得控制设备的配置的图；

图4是示出主特权保持时间测量设备的配置的图；

图5是示出总线循环开始控制设备的图；

图6是示出根据第二实施例，节点之间经由传输线的一个示例通信的时间图；

图7是示出根据第二实施例的主特权获得控制设备的配置的图；

图8是示出根据第三实施例，节点之间经由传输线的一个示例通信的时间图；

图9是示出主节点的过程的流程图；

图10是示出从节点的过程的流程图。

具体实施方式

（第一实施例）

将参照图1到图5来描述第一实施例。图2是通信网络系统的配置的示意性视图。多个通信节点2A、2B、2C等连接到传输线1（通信总线）。每一个通信节点2包括通信控制器3、主接口（I/F）4和从接口5。当每一个通信节点2自己作为主节点运作时，该通信节点2使用主接口（I/F）4。当每一个通信节点2自己作为从节点运作时，该通信节点2使用从接口（I/F）5。在本实施例中，所有的通信节点2都是主候选节点。

当通信节点2作为从节点运作时，通信控制器3经由主接口4来执行数据编码等，随后通信节点2通过经由选择器6和传输缓冲器7驱动传输线1来发送数据。当通信节点2作为从节点运作时，经由接收缓冲器8来接收发送给传输线1的数据，从接口5经由选择器6来执行解码等操作，并且将所接收的数据输入到通信控制器3。

主特权控制器9（其与主特权控制设备相对应）执行选择器6的切换控制。通过经由接收缓冲器8来监测传输线1的状态，主特权控制器9确定该主特权控制器9自己所属于的节点2是否已获得主特权。当获得了主特权时，主特权控制器9经由选择器6向传输缓冲器7输出数据（该数据是经由从接口5输出的）。在其它情况下，该节点基本上作为从节点运作。因此，经由选择器6将经由接收缓冲器8接收的数据输入到从接口5。附带地，将从主特权控制器9输出的各种信号输入到通信控制器3。

图3到图5示出了主特权控制器9的各个功能部分。图3示出了主特权获得控制设备9A。空闲时间向上计数器11（下文称为计数器11，其与空闲时间测量单元或者空闲时间测量设备相对应）是每当任何主节点向传输线1发送数据时进行重置的计数器。其计数器值被输入到三个数据比较器12、13、14。这些数据比较器12、13、14分别将该计数器值与寄存器15、16、17的寄存器值进行比较。

应当注意的是，从附图中省略了时钟信号线。在本文中，空闲指的是不向传输线1输出数据等以及不执行通信的状态。因此，计数器11测量传输线1的空闲的持续时间。

在寄存器15中设置特权获得空闲时间（总线主特权获得时间），其中该特权获得空闲时间是该寄存器15自己所属于的通信节点2获得主特权的时间。当计数器值超过寄存器值时，数据比较器12向RS触发器18的设置端S输出高态有效信号。在寄存器16中设置特权失去时间（总线主特权释放时间），其中特权失去时间是失去通信节点2所获得的主特权的时间。当计数器值超过寄存器值时，数据比较器13向RS触发器19的设置端S输出高态有效信号。

因此，每一个节点2可以在某个时间宽度（特权获得空闲时间宽度）内获得主特权，其中该时间宽度是：从空闲时间超过特权获得空闲时间时，到空闲时间超过特权失去时间时的时间宽度。在每一个节点2中，特权获得空闲时间和特权失去时间彼此之间是不同的。

在寄存器17中设置用于指示通信循环的结束的通信结束时间（总线循环结束空闲时间）。当计数器值超过该寄存器值时，数据比较器14输出高态有效总线循环结束检测信号。应当注意，只在具有根节点的功能的通信节点2中，才配备数据比较器14和寄存器17。与最长特权获得空闲时间相比，将通信结束时间设置的更长，其中最长特权获得空闲时间是各个通信节点2的特权获得空闲时间之中最长的。

从根节点向传输线1输出的循环开始信号（起始帧），提供给RS触发器18、19的重置端R。RS触发器18、19的输出端Q，分别连接到与门20的输入端。应当注意的是，RS触发器19的输入端具有负逻辑。与门20输出主特权获得信号（高态有效）。将主特权获得信号输入到通信控制器3和下面所描述的主特权保留时间测量设备9B。

因此，在循环开始信号输出到传输线1时，对RS触发器18、19进行了重置。当计数器11的计数器值超过寄存器15的寄存器值（其是特权获得空闲时间宽度）时，设置RS触发器18，与门20使主特权获得信号活动。其后，当计数器11的计数器值超过寄存器16的寄存器值（其是特权失去时间）时，设置RS触发器19，与门20使主特权获得信号不活动。

应当注意，由于循环开始信号是向传输线1进行更多或者更少的特定数据的传输，因此在传输循环开始信号时，对计数器11进行重置。

图4示出了主特权保留时间测量设备9B（其与主特权释放单元或者主特权释放设备相对应）的配置。在主特权获得信号变得活动的时间，与主特权释放时间（总线主特权释放时间）相对应的寄存器值（其在寄存器22中设置），加载到主特权获得向下计数器（总线主特权周期计数）21。主特权获得向下计数器基于时钟信号（其是向计数器11提供的公共时钟信号）来执行向下计数操作。主特权获得向下计数器21的计数器值，输入到比较器22。当该计数器值变成零时，比较器22输出用于指示最大通信时间结束的信号。将该信号输入到通信控制器3。应当注意的是，下面所描述的各个计数器的操作，基于用于它们的操作的公共时钟信号。

图5示出了总线循环开始控制设备9C的配置。应当注意，只在具有根节点的功能的通信节点2中，才配备总线循环开始控制设备9C。在其输出循环开始信号的时间，对总线循环计数器23（其与通信循环时间测量单元或者通信循环时间测量设备相对应）进行重置和启动。总线循环计数器23的计数器值，输入到数据比较器24。

数据比较器24将上面的计数器值与寄存器25的寄存器值进行比较。在寄存器25中设置通信总线循环时间（主总线循环（根））。当计数器值超过该寄存器值时，数据比较器24向与门26的一个输入端输入高态有效信号。向与门26的另一个输入端提供来自于主特权获得控制设备9A的总线循环结束检测信号。随后，与门26输出循环开始信号。在上文中，在寄存器25中设置的通信总线循环时间，指定通信循环的最小时间。

参照图1来示出所给出的实施例的操作。图1是用于示出当通信节点2通过传输线1进行通信时的一个示例的时间图。在（1）处，当根节点输出循环开始信号时，对主特权获得控制设备9A的控制器11进行重置和启动。在寄存器15中具有最小特权获得空闲时间宽度的通信节点，首先获得主特权。例如，通信节点2A（节点A）首先获得主特权。在（2）处，具有最小特权获得空闲时间宽度的通信节点开始通信。因此，对计数器11进行重置。当通信节点2A开始通信时，对其主特权进行保持，直到主特权保留时间测量设备9B所测量的时间超过主特权释放时间为止，也就是说，直到输出了最大通信时间结束信号为止。

在（3）处，当通信节点2A结束通信时，计数器11从通信节点2A结束通信的时间开始，测量空闲时间。随后，当空闲时间超过特权失去时间时，设置RS触发器19，通信节点2A的主特权获得变得不活动，通信节点2A失去主特权。因此，直到空闲时间超过特权失去时间为止，通信节点2A可以再次开始通信。

当通信节点2A失去主特权，并且其后测量了更长的空闲时间时，通信节点2B（节点B）（其具有接着通信节点2A的最长特权获得空闲时间）获得主特权。在（4）处，通信节点2B开始通信。在（5），当通信节点2B结束通信时，计数器11从通信节点2A结束通信的时间开始，测量空闲时间。其后，当没有另一个通信节点2开始通信时，所测量的空闲时间变得更长。当所测量的空闲时间超过通信结束时间时，主特权获得控制设备9A输出总线循环结束检测信号。

在根节点中，总线循环开始控制设备9C从总线循环计数器23输出循环开始信号的时间开始，对总线循环时间进行测量。随后，当该测量的时间超过通信总线循环时间，并且输出了循环开始信号时，总线循环开始控制设备9C输出用于在（6）处开始下一个通信循环的循环开始信号。在下一个通信循环中，由于通信节点2A不在第一空闲时间跨度之内开始通信，因此通信节点2B获得主特权，并在（7）处开始通信。

例如，在（2）处，如果通信节点2A进行连续通信的持续时间超过主特权释放时间，则主特权保留时间测量设备9B输出最大通信时间结束信号。在该情况下，通信控制器3在当前执行的通信（一个帧）完成的时间，结束通信。

如上所述，根据所给出的实施例，每一个通信节点2包括：用于对传输线1的空闲时间进行测量的计数器11。一个通信节点2与另一个通信节点2相比，特权获得空闲时间宽度在时间长度上是不同的，其中特权获得空闲时间宽度是传输线1的空闲时间的时间宽度（在其期间，通信节点2可以获得作为开始通信的特权的主特权）。一旦通信节点2获得主特权，变成主节点，则该通信节点2保持主特权，直到传输线1的空闲时间超过变成主节点的该通信节点2的特权获得空闲时间宽度为止。将所述多个节点中的一个设置为根节点。当传输线1的空闲时间超过分配给各个通信节点2的特权获得空闲时间宽度之中的最长特权获得空闲时间宽度时，根节点发送指示下一个通信循环的开始的循环开始信号，使得在接收到该循环开始信号之后，对各个通信节点2的计数器11进行重置。

也就是说，通信节点2的特权获得时间宽度彼此之间是不同的。因此，在一个通信循环中，确保不发生冲突，每一个通信节点2具有一定至少一次变成主节点的特权。一旦通信节点2获得主特权，就对其进行保持，直到空闲时间超过获得主特权的通信节点2的特权获得空闲时间宽度为止。因此，在该限制下，通信节点2可以灵活地执行通信。因此，虽然在一个通信循环之内，具有一定至少一次变成主节点的特权，但每一个通信节点2可以以灵活地方式进行通信。通信效率提高。

当主特权的保留时间超过最大保留时间时，通信节点2通过从主特权保留时间测量设备9B输出最大通信时间结束信号，来释放主特权。因此，可以灵活地执行通信，并且可以呈现出下面的情形：其中在该情形中，一个主通信节点2将传输线1排外地占用不适当长的时间。可以可靠地确保其它通信节点2进行通信的机会。

此外，如果满足下面情形，则根节点发送循环开始信号：通信循环的持续时间超过预先设置的通信总线循环时间；所述空闲时间超过最长特权获得空闲时间宽度。可以相像的是，在下面情形下，连接到传输线1的通信节点2的数量很小：自从上一次发送循环开始信号，到启动新的通信循环，即使流逝了很小数量的时间，所述空闲时间也超过最长特权获得空闲时间宽度。因此，当在流逝了通信循环的最小时间的状况下，发送起始帧时，可以减少起始帧的传输的数量和通信循环的执行数量，并在传输线1的通信业务量很小的情况下，可以减少不必要的功耗。另外，即使当连接到传输线1的通信节点2的数量增加或者减少时，也可以容易地进行系统设置的相关改变。

（第二实施例）

图6和图7示出了第二实施例。在第一和第二实施例中，类似的部件用相同的附图标记来指代。省略了关于类似部件的解释，给出了关于不同部件的解释。图7是与图3相对应的图形，图7示出了主特权控制设备31A的配置。第二实施例的主特权控制设备31A包括数据比较器32和寄存器33（其与起始帧取代传输单元或者起始帧取代传输设备相对应）。数据比较器32和寄存器33与数据寄存器14和寄存器17相对应，这些部件只在第一实施例中分配了根节点的功能的通信节点2中才提供。在寄存器17中设置循环开始取代传输时间。与通信结束时间相比，循环开始取代传输时间更长，其中通信结束时间在具有根节点的功能的通信节点2的寄存器17中进行设置。

参照图6，来示出第二实施例的操作。当根节点正常工作时，在时间（6）中发送循环开始信号，如第一实施例中所描述的。但是，例如，当根节点失败，没有在时间（6）中发送循环开始信号时，另一个通信节点2（其包括主特权控制设备31A）的计数器11的测量的时间，超过循环开始取代传输时间。在该情况下，在时间(6)'中，另一个通信节点2发送循环开始信号。也就是说，另一个通信节点2取代该根节点的功能。

存在着包括主特权控制设备31A的多个通信节点2。在该情况下，在寄存器33中设置的循环开始取代传输时间，可以在一个通信节点2和另一个通信节点2之间不相同（可以依次设置地更长），使得所述多个通信节点2依次地取代根节点的功能。此外，类似于根节点，主特权控制设备31A可以包括图5中所示出的配置，使得在流逝了通信循环的最小时间的状况下，发送循环开始信号。

如上所述，在第二实施例中，与根节点所测量的最长特权获得空闲时间相比，不同于初始根节点的通信节点2测量更长的空闲时间（循环开始取代传输时间）。当没有发送循环开始信号，并且不同于初始根节点的通信节点2测量的空闲时间超过循环开始取代传输时间时，不同于初始根节点的通信节点2通过取代该初始根节点，来发送循环开始信号。因此，即使当初始根节点失败时，通信节点也可以通过取代初始根节点的功能和发送循环开始信号，来开始下一个通信循环。

此外，对用于取代根节点的功能的多个通信节点2进行预先设置。所述多个通信节点2分别测量循环开始取代传输时间，其中这些循环开始取代传输时间与根节点所测量的最长特权获得空闲时间宽度相比更长，它们彼此之间在时间长度上不同。在该配置中，即使所述多个通信节点2中的一些失败，所述多个通信节点2中的其它通信节点2也可以依次地取代该功能。

（第三实施例）

图8到图10示出了第三实施例。图8示出了通信节点2A获得主特权，通信节点2B和2C作为从节点来执行通信的情形。该图示出了计数器11所测量的空闲时间的改变，以及通信节点2A的特权获得空闲时间宽度（主特权获得窗）。图9是示出服务成主节点的通信节点2A的过程的流程图。图10是示出服务成从节点的通信节点2B、2C的每一个的过程的流程图。这些图只示出了与第三实施例相关联的主要部分。

在（1）处，响应于循环开始信号，开始通信循环，并且通信节点2A获得主特权。在该情况下，如图9中所示，当通信节点2A确定存在数据要发送时（S1处的是），则通信节点2A向传输线1发送该数据。如图8中所示，在（2）处，通信节点2A向通信节点2B发送读取请求。在（3），在接收到该读取请求之后，通信节点2B向通信节点2A发送数据（读取响应；RD res）。接着，假定通信节点2A没有数据要发送（S1处的否），但通信节点2A请求获得主特权（S3处的是）。也就是说，通信节点2A始终准备进行发送数据。

在该时间，通信节点2A等待发送其数据，对该等待时间进行测量。当等待时间与允许的时间相比更小时（S4处的是），处理返回到S1。在上文中，所允许的时间指代通信节点2A可以在其期间保持主特权，而不执行数据传输的时间。与特权失去时间相比，将所允许的时间设置的更短。在S4处，当等待时间变得大于或者等于所允许的时间时（是），则通信节点2A向传输线1发送NOP（无操作）命令，对用于统计等待时间的计数器进行重置（S5），处理转到S1。

这里，该NOP命令与CPU的命令种类所指定的NOP命令相同，该命令的接收机在不进行处理的情况下忽略该命令。在图8的（4）处，通信节点2A发送该NOP命令，通过该传输对计数器11进行重置。因此，通信节点2A避免失去主特权，可以继续进行通信。

随后，在要发送的数据在S1处出现的时间（5），通信节点2A向通信节点2C发送读取请求（RD req）。在图10中，当通信节点2C准备好要发送的数据时（是），通信节点2C发送该数据（S12）。当通信节点2C没有准备好要发送的数据时（否），通信节点2C等待发送该数据，以类似于图9中的S4和S5的方式，用类似于S5的方式，对等待时间进行测量。当等待时间与允许的时间相比更短时（S13处的是），处理返回到S11。基于与S4相同的理念，对上面的允许时间进行设置。

当在S13处，等待时间变得大于或者等于所允许的时间时（是），该通信节点向传输线1发送NOP命令，对计数器进行重置（S14），处理返回到S11。在图8的（6）处，由通信节点2C发送该NOP命令，由于该传输对计数器11进行了重置。因此，通信节点2A避免失去主特权，可以继续进行通信。其后，在S11，在通信节点2C准备好要发送的数据的时间（7），通信节点2C向通信节点2A发送数据（RD res）。

如上所述，根据第三实施例，当通信节点2A确定在通信节点2A对于主特权的保留期间，通信节点2A不能发送数据时，通信节点2A发送NOP数据（其中，NOP数据的接收机不对其进行处理）。另外，以类似的方式，如果满足下面情形，从节点发送NOP命令：通信节点2A请求从节点（例如，通信节点2C）发送数据；所请求的从节点确定在通信节点2A对于主特权的保留期间，所请求的从节点不能进行响应。因此，在通信节点2A对于主特权的保留期间，可以确保用于发送数据的时间。

上面所描述以及附图中所示出的实施例并不限制本公开内容，并且可以以例如下面方式进行修改或者扩展。

可以预先向所有通信节点提供根节点的功能，使得在初始设置时，可以将这些通信节点中的一个指定为根节点。

主候选节点可以不是所有节点。可以存在只具有从节点的功能的节点。

可以在按需的基础上，将通信循环时间的流逝设置为用于发送循环开始信号的条件。

当根据通信规范，确定每一个节点的通信时间在预定的时间周期之内结束时，则提供主特权释放单元（主特权释放设备）是不必要的。

（方面）

根据本公开内容，可以以多种形式来提供通信网络系统。

根据一种形式，包括连接到公共传输线的多个节点的通信网络系统，如下所述地进行配置。这些节点包括主候选节点，其每一个能够变成主节点，每一个包括用于测量传输线的空闲时间的空闲时间测量设备。在每一个主候选节点中设置特权获得空闲时间宽度，将该特权获得空闲时间宽度设置为每一个主候选节点可以在其期间获得主特权的空闲时间的时间宽度，所述主特权是自行开始通信的特权。主候选节点的特权获得空闲时间宽度，在时间长度上彼此之间不相同。一旦主候选节点获得主特权，变成主节点，则主节点都保持主特权，直到传输线的空闲时间超过主节点的特权获得空闲时间宽度为止。将这些节点中的一个设置为根节点。当传输线的空闲时间超过最长特权获得空闲时间宽度时，根节点发送指示下一个通信循环的开始的起始帧，其中该最长特权获得空闲时间宽度在主候选节点的特权获得空闲时间宽度之中最长。在接收到起始帧之后，清空每一个主候选节点的空闲时间测量设备。

在下面的描述中，主节点可以指代具有特权获得空闲时间宽度的上升顺序的第一节点、第二节点和第n节点。当响应于根节点对于起始帧的传输，开始通信循环时，被分配最短的特权获得空闲时间宽度的第一节点，首先获得主特权，并开始通信。当第一节点结束通信时，第一主节点在该通信循环中，不再获得主特权。其后，当传输线的空闲时间达到第二节点的特权获得空闲时间宽度时，第二节点获得主特权，并开始通信。

其后，这些主候选节点顺序地获得主节点，执行通信。当具有最长特权获得空闲时间宽度的第n个节点完成通信时，该传输线的后续空闲时间持续到多于向第n个节点分配的最长特权获得空闲时间宽度。随后，根节点检测到该状态，发送用于指示下一个通信循环的起始帧。其后，由于这些主候选节点的特权获得空闲时间宽度彼此之间是不同的，因此确保了在一个通信循环中，不发生冲突，向每一个主候选节点提供一个变成主节点的机会。

此外，关于每一个主候选节点，由于一旦该主候选节点获得了主特权，就将其保持与空闲时间不超过该主候选节点的特权获得空闲时间宽度一样的长，因此该主候选节点可以在该限制下，灵活地执行通信。

例如，当通信结束时，虽然该通信的长度仍然是针对第x个节点作为主节点，但在空闲时间达到下一个特权获得空闲时间宽度的时间，第x+1个节点开始通信。因此，由于确保了在一个通信循环中，不发生冲突，向每一个主候选节点提供一个变成主节点的机会，因此可以提高通信效率。另外，即使当连接到通信网络的节点的数量增加或者减少时，也可以容易地使系统设置进行相关的改变。

上面的通信网络系统可以如下所述地进行配置。主节点可以包括：用于当该主节点对于主特权的保留的时间段超过最大保留时间时，释放主特权的主特权释放设备。根据该方面，当可以实现灵活的通信方式时，可以避免一个主候选节点变成主节点，并对传输线占用不适当长的时间的情形，可以可靠地确保其它主候选节点执行通信的机会。

上面的通信网络系统可以如下所述地进行配置。根节点可以包括：用于测量通信循环的持续时间的通信循环时间测量设备，其中通信循环的起始点是起始帧的传输。如果通信循环的持续时间超过预定的最小时间，传输线的空闲时间超过最长特权获得空闲时间宽度，则根节点可以发送起始帧。根据该方面，通过服从于通信循环的最小时间的流逝，来发送起始帧，可以减少在较少的通信业务量的情况下，起始帧的传输的数量，并可以减少通信循环的执行数量，以及不必要的功耗。

上面的通信网络系统可以如下所述地进行配置。不同于根节点的节点可以包括：用于取代根节点的节点。当满足下面条件时，用于取代根节点的节点可以发送起始帧以取代该根节点：不存在起始帧的传输；用于取代根节点的节点所测量的空闲时间，超过与根节点所测量的最长特权获得空闲时间宽度相比更长的某个空闲时间。根据该方面，即使被分配了根节点的功能的节点发生失败，其它节点中的一个节点在该根节点应当发送起始帧的情形下，没有检测到起始帧的传输，其它节点中的该节点也可以取代该根节点的功能，发送起始帧，从而开始下一个通信循环。

上面的通信网络系统可以如下所述地进行配置。这些节点包括用于取代根节点的多个节点。用于取代所述根节点的多个节点对于所述特定空闲时间进行测量，其中所述特定空闲时间在时间长度上彼此之间不相同，并且与根节点所测量的最长特权获得空闲时间宽度相比更长。根据该方面，可以对用于取代根节点的功能的所述多个节点进行预先设置，所述特定空闲时间在时间长度上是彼此不同的，与根节点所测量的最长特权获得空闲时间宽度相比更长的所述特定空闲时间，可以设置的彼此之间不相同。因此，即使所述多个节点中的一些发生失败，所述多个节点也可以顺序地取代该功能。

上面的通信网络系统可以如下所述地进行配置。当被请求的节点（其是主节点请求其发送数据的节点）确定该被请求的节点在主节点对于主特权的保留期间不能进行响应时，该被请求的节点发送接收机不进行处理的数据。根据该方面，当主节点请求其发送数据的节点（从节点），确定被请求的节点在主节点对于主特权的保留期间不能进行响应时，该被请求的节点发送接收机不进行处理的数据。因此，当主节点保持主特权时，从节点可以确保该从节点用于发送所请求的数据的时间。

上面的通信网络系统可以如下所述地进行配置。当主节点确定主节点在该主节点对于主特权的保留期间不能发送数据时，该主节点发送接收机不进行处理的数据。根据该方面，当保持主特权时，主节点可以确保该主节点用于发送数据的时间。

根据另一种形式，提供了一种主特权控制器。在每一个主候选节点中都提供主特权控制器，其中这些主候选节点包括在连接到通信网络中的公共传输线的多个节点中。主特权控制器包括上面所描述的空闲时间测量设备。此外，其还可以提供上面所描述的优点。

此外，所述主特权控制器还可以包括主特权释放设备。可以在每一个主候选节点中设置特权获得空闲时间宽度，将特权获得空闲时间宽度设置为每一个主候选节点可以在其中获得主特权的空闲时间的时间宽度，主特权是自行开始通信的特权。主候选节点的特权获得空闲时间宽度在时间长度上彼此是不相同的。一旦主候选节点获得主特权，变成主节点，则主节点保持该主特权，直到传输线的空闲时间超过主节点的特权获得空闲时间宽度为止。可以将这些节点中的一个设置为根节点。当传输线的空闲时间超过最长特权获得空闲时间宽度时，根节点可以发送指示下一个通信循环的开始的起始帧，其中所述最长特权获得空闲时间宽度在主候选节点的特权获得空闲时间宽度之中是最长的。当主节点对于主特权的保留的时间段超过最大保留时间时，主特权释放设备可以释放主特权。

此外，主特权控制器还可以包括通信循环时间测量设备，用于测量一个通信循环的持续时间，其中通信循环的起始点是起始帧的传输。当包括主特权控制器的主候选节点是根节点时，如果通信循环的持续时间超过预定的最短时间，并且传输线的空闲时间超过最长特权获得空闲时间宽度，则根节点可以发送起始帧。

虽然参照本公开内容的优选实施例，对本公开内容进行了描述，但应当理解的是，本公开内容并不受限于这些优选的实施例和构造。本公开内容旨在覆盖各种修改和等同布置。此外，虽然各种组合和配置是优选的，但包括更多元素、更少元素或者仅仅单一元素的其它组合和配置也落入本公开内容的精神和保护范围之内。

Claims (10)

1.一种通信网络系统，包括：

连接到公共传输线（1）的多个节点（2A、2B、2C），其中：

所述节点（2A、2B、2C）包括主候选节点，其中每一个主候选节点能够变成主节点，并且每一个主候选节点包括用于测量所述传输线（1）的空闲时间的空闲时间测量设备（9A）；

在每一个主候选节点中设置特权获得空闲时间宽度，并且将所述特权获得空闲时间宽度设置为所述每一个主候选节点可以在其中获得主特权的空闲时间的时间宽度，所述主特权是单独地开始通信的特权；

所述主候选节点的所述特权获得空闲时间宽度在时间长度上彼此之间是不同的；

一旦主候选节点获得所述主特权并且变成所述主节点，则所述主节点保持所述主特权，直到所述传输线（1）的所述空闲时间超过所述主节点的所述特权获得空闲时间宽度为止；

将所述节点（2A、2B、2C）中的一个节点设置为根节点；

当所述传输线（1）的所述空闲时间超过最长特权获得空闲时间宽度时，所述根节点发送指示下一个通信循环的开始的起始帧，其中所述最长特权获得空闲时间宽度在所述主候选节点的所述特权获得空闲时间宽度之中是最长的；以及

在接收到所述起始帧之后，清空每一个主候选节点的所述空闲时间测量设备（9A）。

2.根据权利要求1所述的通信网络系统，其中，所述主节点包括主特权释放设备（9B），其用于当所述主特权被所述主节点保留的时间段超过最大保留时间时，释放所述主特权。

3.根据权利要求1或2所述的通信网络系统，其中：

所述根节点包括用于测量通信循环的持续时间的通信循环时间测量设备（9C），其中，所述通信循环的起始点是所述起始帧的传输；并且

如果所述通信循环的所述持续时间超过预定的最短时间，并且所述传输线（1）的所述空闲时间超过所述最长特权获得空闲时间宽度，则所述根节点发送所述起始帧。

4.根据权利要求1到3中的任何一项所述的通信网络系统，其中：

不同于所述根节点的节点包括：用于取代所述根节点的节点；并且

当下列情况时，取代所述根节点的节点发送所述起始帧以取代所述根节点：不存在所述起始帧的传输；以及由用于取代所述根节点的节点所测量的空闲时间超过比由所述根节点测量的所述最长特权获得空闲时间宽度长的特定空闲时间。

5.根据权利要求4所述的通信网络系统，其中：

所述节点包括用于取代所述根节点的多个节点；并且

用于取代所述根节点的所述多个节点测量所述特定空闲时间，所述特定空闲时间在时间长度上彼此之间是不同的，并且比由所述根节点测量的所述最长特权获得空闲时间宽度长。

6.根据权利要求1到5中的任何一项所述的通信网络系统，其中：

当被请求的节点确定所述被请求的节点在所述主特权被所述主节点保留的期间无法进行响应时，所述被请求的节点发送不被接收机处理的数据，其中所述被请求的节点是被所述主节点请求以发送数据的节点。

7.根据权利要求1到6中的任何一项所述的通信网络系统，其中：

当所述主节点确定所述主节点在所述主特权被所述主节点保留的期间无法发送数据时，所述主节点发送不被接收机处理的数据。

8.一种在每一个主候选节点中提供的主特权控制器，其中所述主候选节点包括在连接到通信网络中的公共传输线（1）的多个节点（2A、2B、2C）中并且能够变成主节点，所述主特权控制器包括如权利要求1中所述的空闲时间测量设备（9A）。

9.根据权利要求8所述的主特权控制器，还包括：

主特权释放设备（9B），其中：

在每一个主候选节点中设置特权获得空闲时间宽度，并且将所述特权获得空闲时间宽度设置为所述每一个主候选节点可以在其中获得主特权的空闲时间的时间宽度，所述主特权是单独地开始通信的特权；

所述主候选节点的所述特权获得空闲时间宽度在时间长度上彼此之间是不同的；

一旦主候选节点获得所述主特权并且变成所述主节点，则所述主节点保持所述主特权，直到所述传输线（1）的所述空闲时间超过所述主节点的所述特权获得空闲时间宽度为止；

将所述节点（2A、2B、2C）中的一个节点设置为根节点；

当所述传输线（1）的所述空闲时间超过最长特权获得空闲时间宽度时，所述根节点发送指示下一个通信循环的开始的起始帧，其中所述最长特权获得空闲时间宽度在所述主候选节点的所述特权获得空闲时间宽度之中是最长的；以及

当所述主特权被所述主节点保留的时间段超过最大保留时间时，所述主特权释放设备（9B）释放所述主特权。

10.根据权利要求8或9所述的主特权控制器，还包括：

通信循环时间测量设备（9C），其用于测量通信循环的持续时间，其中，所述通信循环的起始点是所述起始帧的传输，

其中：

当包括所述主特权控制器的所述主候选节点是所述根节点时，如果所述通信循环的所述持续时间超过预定的最短时间，并且所述传输线（1）的所述空闲时间超过所述最长特权获得空闲时间宽度，则所述根节点发送所述起始帧。

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