CN1078415C - 用于无线通信的分组数据协议 - Google Patents

Abstract

本文公开了在一个网络，如一个无线网络上通信的一个协议。提供了用作建立及结束一个连接、数据发送和接收控制、状态和错误的协议数据单元。

Description

用于无线通信的分组数据协议

背景

本发明一般涉及用于无线通信的方法和系统，更具体地，涉及用在无线通信中发送及接收分组数据的协议。

分组交换通信网络从节省数据通信资源的需求演化而来。因为数据是以不连续的包而不是连续的包发送的，通过提供来自其它连接的包填充在一个连接上通信的间隔，那些间隔能被有效地利用。在分组交换环境中终端之间没有直接的连接，这种链路被称为虚连接。在使用虚通路的分组交换网络上的一个连接不是通过与直接的物理通路关联轻易地标识，而是由多个标志决定的。这些标志和在分组交换网络中提供畅通的通信所需的其它信息，由在分组交换网络上定义通信规则的协议来提供。这些规则也是需要的，这样系统设计人员和开发人员就具有共同的基准设计兼容的系统。

一般在网络上通信有许多不同的协议。有些协议如计算机调制解调器modem中通用的AT协议，开始设计时用在有线网络，后来扩展用在无线网络。然而有线网络与无线网络相比相对来说是高速系统，因为在无线环境中要花费长的多的时间传递一个包。因此，有线协议没有设计成能有效地处理无线系统的特性如传播时延、传输干扰等。

在用于如广域网或局域网上进行计算机通信的通信网络适配卡中提供其它协议。这种类型的协议的例子包括以太网、TCP/IP、NetWare等。然而很象AT协议，这些协议考虑到高速如10Mb/s而设计。

在可以用作传递宽带ISDN网络上的不同要求的数据的通信协议领域，异步传递方式(ATM)是更近阶段开发的。然而，象其它协议，ATM只定义用作高速连接。

称为Mobitex的网络有它自己的协议，Mobitex异步通信(MASC)协议，它定义成用在计算机和modem间的串行接口。然而，该协议很复杂且难使用。而且，MASC在若干年前开发的，没有考虑无线通信的可能性，在这方面有一些局限。例如，按照MASC，一个8比特数据字节作为两个数据字节编码，这样每个字节以7个数据比特和1个奇偶校验比特发送。

在过去的时间里，MASC发生了演化，加进了新的命令。不幸的是这些加到MASC中的东西不总是一致的，因此没有一个通用的算法或命令集合。而是这样，每个命令是唯一的，它给那些使用Mobitex系统的产生了许多问题。定界符是MASC协议不一致性的例子。MASC同时使用“，”和“/”符号作为定界符。甚至用法上也是不一致的，例如甚至当交换的参数具有固定的长度时，MASC常常也使用定界符。

概要

按照本发明提供的一个新协议，例如它可以溶合到现存的协议中，可以克服常规通信协议的这样或那样的不利与缺陷。除了其它考虑，按照本发明的协议专门设计成适合无线通信的特点。这些协议独立于任何具体的媒介，可以用在接口例如PCMIA、串行或IR接口。

根据本发明的一个方面，一台主机与一个远程单元之间在一个网络上通信的方法包括的步骤为：

为在主机到远程单元方向通信，发送一个第一组网络协议数据单元，所说的第一组包括一个打开协议数据单元、一个数据协议数据单元、一个控制协议数据单元和一个关闭协议数据单元；

为在远程单元到主机方向通信，提供一个第二组网络协议数据单元，所说的第二组分别对应所说的第一组中的网络协议单元包括一个已打开协议数据单元、一个数据报告协议数据单元、一个控制报告协议数据单元、一个状态协议数据单元和一个已关闭协议数据单元。

响应由所说的远程单元接收的所说的一个第一组网络协议数据单元，从所说的第二组到所说主机，发送一个对应的所说的网络协议数据单元。

根据本发明另一方面一台主机与一个远程单元之间在一个网络上通信的方法，所说的远程单元为通过空中接口发送数据包括的步骤为：

从所说的主机到所说远程单元发送一个打开协议数据单元，建立两者间的连接；

响应从远程单元发送到主机的打开协议数据单元，发送一个已打开协议数据单元，确认两者间的连接；

从主机到远程单元发送一个数据协议数据单元；

从所说的远程单元通过所说的空中接口发送包含在所说的数据协议数据单元内的数据；

从远程单元到主机发送一个数据报告协议数据单元，报告请求发送数据的结果；

从主机单元到远程单元发送一个已关闭协议数据单元；

从远程单元到主机单元返回一个已关闭协议数据单元，表示远程单元已经切断链路。

附图的简短描述

在联系图读了下列详细的描述后，本发明前面的和其它的目标、特点和优点将更容易理解，其中：

图1说明了在一个主机和一个无线modem间按照MASC的一个常规M帧连接协议。

图2说明了在一个主机和一个无线modem间按照MASC的一个常规FO帧协议。

图3按照本发明的一个实现方案例子，说明了在一个主机和一个无线modem间的一个连接协议顺序。

图4按照本发明的一个实现方案例子，说明了在一个主机和一个无线modem间的一个控制协议顺序。

图5按照本发明的一个实现方案例子，说明了在一个主机和一个无线modem间发送数据单元的一个协议。

图6按照本发明的一个实现方案例子，说明了一个状态协议。

图7按照本发明的一个实现方案例子，说明了一个差错协议。

详细描述

为了完全理解按照本发明的协议、使用这种协议的系统和通信的方法，首先给出按照常规MASC系统的示范协议的简短描述。

INIT帧用作在PC主机和无线modem间的MASC协议设置通信参数。如下是按照MASC协议的INIT帧的示范结构。

正文段被划分为5个不同的部分。B段很简单是十六进制标记的符号B，即42。随后是空格符号，十六进制20。然后是LEN段，它是三个数字的ASCII码十六进制数，它设置了一个信息帧的最大长度。该段一般被设置到最大可能的帧长度，如十六进制47E。第四段是一个逗号，它分割LEN段与INT段。INT段指明了两个连续的帧间的最短时间。例如该值可以10ms增量给定，默认值为0。

使用默认的通信参数直到已经接收到一个INIT帧。INIT帧应该是启动以后被发送的第一个帧，接收到INIT帧后，协议应该通知应用层实体与modem的连接已经建立起来，接着可以是开始序列。

按照MASC系统，通过无线modem发送和接收数括，要使用M帧协议。从PC接收到一个M帧的无线modem通过无线通道发送一个数据包(MPAK)到网络。如果M帧包括一个顺序号，则发送一个指示符随同该顺序号到PC。通过无线通道接收到的数据包用M帧协议从MASC接口被发送到PC。来自PC的这些数据包要求在帧头有有效信息，如发送者、业务状态、类、包类型、大小等和准确的长度。M帧的结构如下所示。

text field           dera field正文段               数据段

主机和无线modem间的发送的M帧协议的示范顺序在图1中做了说明。这儿，主机10发送一个MPAK，记作′M′，到modem14。发送该MPAK到网络后，modem14返回一个FH信号到主机10。

除了数据发送和接收命令，NASC协议也提供各种控制命令，包括如下：ACK对不准确接收到的信息帧的应答。NACK否定应答，不准确接收到的信息帧。RACK请求重发前一个ACK。SENS链路层控制。SACK SENS应答。这些控制命令的结构如下说明。开始类型               结束

start

type

sequ

end

   1    1       0-1     1

要关掉无线modem，使用FO帧。当接收到FO帧，无线modem开始清除缓冲器中存储的数据包，并把Q数据包发送给网络。无线modem然后发送一个非激活的包给网络，并通过往回发送FO帧到PC，证实缓冲器是空的。FO帧的正文段的结构如下。

F

SP

O

 1    1    1

MASC的FO帧协议的信号发送的示范顺序如图2所示。

描述了分组激活网络中通信的一个常规协议后，将要描述按照本发明的协议。基本的协议数据单元(PDU)和它们的参数是：主机到无线modem            功能

(1)打开            建立到无线modem的连接。

(2)数据            发送一个数据包。

(3)控制            控制到无线modem的命令。

(4)关闭            切断与无线modem的连接。

无线modem到主机             功能

(1)已打开             无线modem证实连接

(2)数据报告           对请求发送数据的报告

(3)控制报告           对请求执行控制命令的报告

(4)已关闭             无线modem证实切断连接

(5)状态               来自无线modem的状态信息

(6)错误               无线modem已经接收到一个错误命令

上述的PDU结构一般看起来象：

  功能码                                子功能码                    依赖于功能的部分

Function Code

Subfunction Code

Functiondependent part

功能码把各种消息分成不同的类别，而子功能码提供关于每个功能码更具体的信息。例如用于“状态”的功能码只是表明已经发生状态改变，而附加的子功能码提供信息表明发生了哪种状态改变，如失去与网络的联系。报告PDU的结构，即数据报告和控制报告，看起来象：

 功能码                子功能码                   状态           依赖于功能的部分

Function Code

Subfunction Code

Status

Functiondependent part

所示的功能码和子功能码对于一个请求和一个报告可以是相关的。因此，用作PDU数据单元的功能码和子功能码也可以用在PDU数据报告，对PDU控制和PDU控制报告也一样。

在报告PDU中，增加了一个状态段。该状态段具有一些对所有的报告PDU定义的共同状态码。它们是：

正常    请求的功能无差错完成

失败    没能执行请求的功能

中止    中止请求的功能

忙      请求的功能已经激活

不同的报告PDU也具有专门类型的状态码。例如，数据报告PDU可以具有一个专门类型的状态码称为“非法地址”。当然这些状态码本质上是示范性的，可能是依赖于网络的。

按照本发明以上定义的PDU现在如同它们在示范系统和方法中使用一样描述。图3以方块的方式描述用来建立和结束一个主机单元10和无线modem间的连接的PDU。

为建立一个连接，主机10发送一个PDU打开12到无线modem 14。无线modem 14以PDU已打开16，它包括无线modem参数例如用户数量，回答。通过这种PDU的交换，建立起连接，然后无线modem 14激活无线功能。

当连接将被终止时，主机10以PDU关闭启动切断连接。无线modem 14以PDU已关闭20回答，确认切断连接。然后无线modem 14对无线功能解激活。

主机10也可以控制无线modem 14。例如，主机可以阻塞发送器的工作。主机使用PDU控制22用作图4所示的目的。无线modem 14以PDU控制报告24表明结果。

图5中，主机10以PDU数据32发送数据。无线modem 14以PDU数据报告34回答，表明请求是否成功。来自无线modem 14的数据进入PDU数据36。对于到来的数据从主机10没有应答返回。

图6中，无线modem 14以PDU状态40表示状态改变。示范的状态改变包括失去网络联系、建立、或网络联系。如果主机10发送一个未知或非法的PDU50，无线modem 14以PDU错误52回答，如图7所示。

通过使用按照本发明的协议，可以实现许多好于常规系统的优点，特别是在无线环境中。例如与常规MASC系统相比，按照本发明的协议具有最小的协议开销，这在数据吞吐量相对较低的环境(如无线)相应地会更重要。而且，PDP协议作为整体设计而不是一部分，它提供一种既有一致性又容易实现和扩展的方法。

上述的示范实现方案中试图从本发明所有的而不是有限的方面来说明。因此，本发明在具体实现上可以有变化，具体实现可以来自一个精通该技术的人所作的这儿包含的描述。所有的这些变化和修改被认为是在如同下面的权利要求所定义的本发明的范围和精神内的。

Claims (9)

1.一台主机与一个远程单元之间在一个网络上通信的方法包括的步骤为：

为在主机到远程单元方向通信，发送一个第一组网络协议数据单元，所说的第一组包括一个打开协议数据单元、一个数据协议数据单元、一个控制协议数据单元和一个关闭协议数据单元；

为在远程单元到主机方向通信，提供一个第二组网络协议数据单元，所说的第二组分别对应所说的第一组中的网络协议单元包括一个已打开协议数据单元、一个数据报告协议数据单元、一个控制报告协议数据单元、一个状态协议数据单元和一个已送闭协议数据单元。

响应由所说的远程单元接收的所说的一个第一组网络协议数据单元，从所说的第二组到所说主机，发送一个对应的所说的网络协议数据单元。

2.权利要求1的方法，其中至少一个所说的协议数据单元包括一个功能码段、一个子功能码段和一个依赖于功能的部分。

3.权利要求2的方法，其中所说的数据报告协议单元和所说的控制报告协议单元也包括一个状态段。

4.权利要求2的方法进一步包括的步骤为：

从所说的第一组作为所说的一个协议数据单元发送一个协议数据单元；

从所说的第二组作为所说的一个协议数据单元发送一个数据报告协议数据单元，它有一个功能码段和一个子功能码段及与那些在所说的数据协议数据单元的对应段发现的值相同的值。

5.一台主机与一个远程单元之间在一个网络上通信的方法，所说的远程单元为通过空中接口发送数据包括的步骤为：

从所说的主机到所说远程单元发送一个打开协议数据单元，建立两者间的连接；

响应从远程单元发送到主机的打开协议数据单元，发送一个已打开协议数据单元，确认两者间的连接；

从主机到远程单元发送一个数据协议数据单元；

从所说的远程单元通过所说的空中接口发送包含在所说的数据协议数据单元内的数据；

从远程单元到主机发送一个数据报告协议数据单元，报告请求发送数据的结果；

从主机单元到远程单元发送一个已关闭协议数据单元；

从远程单元到主机单元返回一个已关闭协议数据单元，表示远程单元已经切断链路。

6.权利要求5的方法进一步包括的步骤为：

从主机到远程单元发送一个控制协议数据单元；

从远程单元到主机返回一个控制报告协议数据单元，它报告请求执行与控制协议数据单元关联的控制命令的结果。

7.权利要求6的方法进一步包括的步骤，作为所说的控制报告协议数据单元，提供一个功能码段、一个子功能码段、一个状态段和一个依赖于功能的段，其中所说的状态段包括表示请求执行控制命令的结果的信息。

8.权利要求5的方法进一步包括的步骤为从远程单元发送一个状态协议数据单元到主机，报告关于远程单元的状态信息。

9.权利要求5的方法进一步包括的步骤为：

产生一个错误协议数据单元，表示远程单元已经从主机接收到一个错误命令。

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