CN1083185C - 通信系统、专用自动小交换机和线路卡 - Google Patents

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Abstract

已知一种通信系统(1)，其中在站(10，11)之间使用公共通信通路(19)交换同步和异步业务量。已知系统(1)具有一个复杂的控制机制，用于控制异步业务量的较好分配。建议上述类型通信系统(1)具有简单的适当机制，用于较好的分配异步业务量给站(10，11)，而无需程序机。为此，通信系统(1)经过通信通路(19)在同步时隙(TS0至TS7)和异步时隙(ATS)中交换站(10，11)之间的信息，同步时隙(TS0至TS7)包括一个访问比特(AB)，用于要求访问异步时隙(ATS)。所有站(10，11)监视其它站(10，11)的所有访问比特(AB)和根据一组相当的规则设定它们自己的访问比特(AB)。

Description

通信系统、专用自动小交换机和线路卡
本发明涉及一种通信系统，特别是涉及一种无绳电话系统，包括一条通信路径，使用被安排经过该通信路径用于交换混合的同步与异步业务量的装置可接入多条路径。
本发明还涉及专用自动小交换机和用于专用自动小交换机的线路卡。
上面类型的通信系统从欧洲专利申请EP.0 491 202已知道了，其中经过通信路径在站之间交换固定时隙中、分组时隙中和信令时隙中的信息。为了进入分组时隙，该站在该通信路径的信令时隙中发送优先号码和令牌中的分组长度。只是在由它本身未受干扰的接收发送的令牌时，才允许该站发送它的分组。该站计算从该信令信道的其它令牌发送该分组的开始时间点。而且，当没有接入时，该站增大其优先号。这样的系统是复杂的，因为每个站必须知道其它站的异步分组的分组长度和传输时间点。
具有混合的异步业务量的其它通信系统是已知的，已经知道其中程序机控制该异步业务量。在欧洲专利申请EP 0505 658中叙述一种局域网，其中程序机负责分配所谓的“免费时隙”(gratis slot)。在计算网络节点使用的免费时隙数的计数的基础上，程序机应用公平算法分配免费时隙。这样系统是复杂的并且要求额外的硬件。一种使用程序机的更加复杂的系统在美国专利39 88 545中被公开了。
在1994年“计算机网络与ISDN系统”第26卷，第817-829页的Y.Ofek的文章“Overview of the MetaRing architecture”中，公开了一种双环结构，其中令牌以与业务量相反的方向循环。异步业务量可被加入网络节点。使用计数器计算在节点中发送的如利用该令牌传送的数据单元数的适当算法控制该异步业务量。这样的公平机制是复杂的并且限制在双环结构。
本发明的目的是给通信系统提供在通信通路上的路径使用装置之间交换的混合的同步与异步业务量，在该系统中异步业务量以简单的和公平的方式处理，对于异步业务量不出现冲突。
为达到此目的根据本发明的通信系统的特征在于：该通信通路包括至少一条串行总线，用于交换同步通信的时隙中和异步通信的时隙中的业务量，该系统被安排用于将异步时隙的使用配合分配给通路使用装置的同步时隙的使用，同时将异步时隙使用的公平的分配的公平机制应用到异步时隙的使用。本发明是基于这样的理解，通过将异步时隙的使用配合同步时隙的使用，程序机可被省去。而且，这样的配合使得公平机制变得简单。
在根据本发明的通信系统的实施例中，来自通路使用装置的同步业务量具有相同的优先权，和同步时隙包括指示是否需要异步时隙的需要字段，而其中公平机制意味着由通路使用装置监视每个其它的需要字段并且意味着由通路使用装置将异步时隙的需要放入需要字段中，而与所监视的需要有关，以致于以公平的方式分配异步时隙。基于通路使用装置互相“看见”的理解，达到了通路使用装置可作出判定，独立地将需要放在用于异步时隙的通信通路上，即不需要分开的和集中的异步业务量控制。通过将相等的优先权加在每个配合的同步时隙，可应用非常简单的公平机制。
在根据本发明的通信系统的另一个实施例中，同步时隙和异步时隙构成一帧，而其中公平机制意味着一组规则，至少包括下列规则：
a)如果在当前帧中提出少于两个需要，占用最低号的同步时隙的通路使用装置被允许提出一个需要，
b)在当前帧中，如果没有占用较低号的同步时隙的其它通路使用装置具有一个需要，则允许占用给定号的同步时隙的通路使用装置提出一个需要；和
c)在紧接在当前帧的一帧中，下一个优先的但不在当前帧中被许可的需要在该随后帧中被许可了。由此，每帧接收一个需要，即被分配了具有较低编号通路的同步时隙使用装置必须等待至少一帧，以便在当前帧中许可在它需要时输入下一个需要。这个实施例提供最小的适当解决方案。
在根据本发明的通信系统的另一个实施例中，该组规则还包括以下规则：
如果在当前帧中，允许占用给定号的同步时隙的通路使用装置提出一个需要，也允许占用较高编号同步时隙的所有通路使用装置提出一个需要。由此，在n帧的周期内保证了每个通路使用装置的异步接入，n是该帧中的同步时隙数量，即保证占用同步时隙的每个通路使用装置的最小信息传递时间。
在根据本发明的通信系统的又一个实施例中，该组规则还包括以下规则：
如果在当前帧中提出一个以上的需要，则不允许在当前帧中被允许提出需要的通路使用装置在下一后继帧中提出一个需要。由此，防止该帧中最低编号的时隙支配其它的时隙，保证每个同步时隙的最小响应时间以获得同步时隙需要的许可。
在独立权利要求中提出了另外的实施例，该系统是无绳电话系统，其中通路使用装置是群控制器，用于控制一群无绳电话无线电基站，例如，这种群控制器是专用自动小交换机中的线路卡。在这样的系统中，串行总线或总线，或者，如在欧洲专利申请EP 05 95 392(1993年10月26日提交的美国序号08/143 267)中所叙述的所谓骨干总线用于在群控制器之间交换控制信息，特别是转换或漫游信息。这种具有无绳分机的未专用自动小交换机的无绳电话系统构成一个微蜂窝电话系统。
根据本发明的通信系统不限于无绳电话，而且可以是具有分散控制的另一个混合的异步和同步业务量系统，其中分散的单元经过串行总线结构交换异步业务量。
本发明通过举例对照附图进行叙述。
图1图解表示根据本发明的通信系统，
图2表示根据本发明在通信系统中使用的群控制器，
图3表示根据本发明在总线结构上的帧，
图4表示根据本发明用于群控制器的总线控制装置，和
图5表示根据本发明由总线接入控制单元实现的一组规则。
在所有附图中相同的标号用于相同的特性。
图1图解表示根据本发明的通信系统1，包括专用自动小交换机或PABX 2，它可接到既可以是模拟网络也可以是数字网络的公共交换电话网3。PABX 2包括一个模拟或数字线路卡4，用于特别是经过交换单元7或线路接口单元8将多个固定电话机5和6连接到该交换电话网2。当模拟电话机接到PABX 2时，线路卡4是一个模拟线路卡，当ISDN(综合业务数字网)电话机接到PABX 2时，线路卡4是一个数字线路卡。PABX 2最好是一个数字小交换机，它还包括一个中央处理单元9，特别是用于控制交换单元7。这样的PABX 2结构是本技术领域公知的，例如在1991年3月Philips Telecommunication Review第49卷第1期第8-17页D.J.Anderson等人的文章“SOPHO-S15/25/35：The architecture of a small digital communicationswitch”中更详细地叙述了。对于无绳分机，PABX 2还包括放在线路卡上的多个群控制器10和11，用于分别控制无绳电路无线基站12与13和14与15。基站12、13、14和15可利用无线链路与无绳电话手机16和17通信。如图所示的，无线链路18存在于手机17和基站13之间。基站12、13、14和15以及手机16和17可根据所谓的DECT标准(数字欧洲无绳电信)工作，如在1990年W.H.W.Tuttl ebee，Springer-Verlag第273至284页的手册“CordlessTelecommunications in Europe”中所叙述的。PABX 2还包括一个串行总线结构19，作为群控制器10与11之间的通信通路。这样的总线结构本身在所述欧洲专利申请EP 05 95 392(美国1993年10月26日申请的序号08/143 267)中更详细地叙述，其内容引用在这里供参考。通过应用这样的总线结构19，简化了中央处理单元9的任务。即，在手机17从群控制器10漫游到群控制器11的情况下，例如，经过总线结构19进行切换所必要的消息传送，该总线结构19构成群控制器10和11的所谓的骨干结构。此外，对于这个微蜂窝无绳分机，PABX 2将群控制器线路卡“看”成固定电话机的正常的模拟或数字的线路卡。如将在后面叙述的，本发明涉及在总线结构19上的异步时隙的公平地分配的公平机制。
图2表示根据本发明在通信系统1中使用的群控制器10，包括所谓的骨干电路的总线控制装置20，它连接到总线结构19，并分别经过链路21和22接到基站12与13，经过链路23接到交换机7，和经过微处理器总线27接到一个微处理器24，用于存储程序的一个ROM(只读存储器)存储器25和一个RAM存储器26。微处理器24执行实现诸如无线基站控制的DECT功能的存储程序，和使用总线结构19。根据本发明，微处理器24经过在后面表示的异步时隙与其它群控制器中的其它的微处理器(未示出)通信。
图3表示根据本发明在总线结构19上的一帧30。在本发明的一个实施例中，总线结构19包括四条串行总线，允许32个群控制器互连，如在所述欧洲专利申请EP 05 95 392中更详细地叙述的。具有125  ↓sec长的帧30包括用于同步通信的八个时隙TS0，TS1，TS2，TS3，TS4，TS5，TS6和TS7，和用于异步通信的一个时隙ATS。同步时隙TS0至TS7包括一个同步码型SY1，一个同步时隙标题HD1和32个八位组数据DT1，例如时隙TS2所示的。异步时隙ATS包括一个同步码型SY2，一个异步时隙标题HD2和48个八位组的数据DT2。由此，8个同步的2Mb/s信道具有与常用的2Mb/s PCM(脉码调制)信道相同的结构，和在帧30中单个3.5Mb/s异步信道是可用的。根据本发明，同步时隙标题HD1包括一个访问比特AB，用于指示对异步时隙ATS的需要。因此，异步时隙ATS的使用总是配合同步时隙的使用。实际上，一个以上的同步时隙可能需要该异步时隙ATS。提供适应的机制控制提出需要和处理需要。
图4更详细地表示根据本发明用于群控制器10的总线控制装置20的功能。总线控制装置20包括一个输入接口40，其输入侧耦合到骨干总线19。为了本发明的目的，在输入侧每个总线控制装置20监视总线19。输入接口40从每个同步时隙的标题HD1读出访问比特AB并将访问比特AB转移到总线访问控制单元42，总线访问控制单元42包括一个移位寄存器43，用于存储每个新的帧八个访问比特AB。在本发明的优选实施例中，总线访问控制单元42是一个编程的装置并且根据本发明实现公平机制，该总线访问控制单元42保证在最长八帧期间内许可一个需要。总线访问控制单元42接到具有消息缓冲器45的一个异步时隙交换单元44，用于存储经过异步时隙ATS转发的消息。异步时隙交换单元44监视从系统1中的所有群控制器来的所有帧，只将异步时隙的数据从其它群控制器交换到微处理器24。在输入侧，在标题HD2中地址信息(未示出)的基础上进行选择。如果微处理器24有将经过异步时隙ATS转发的消息，这情况就发信号通知总线控制装置20，它转发这个消息到缓冲器45。微处理器24利用微处理器接口46连接到缓冲器45。如果缓冲器45是满的，这个意味着需要异步时隙ATS的情况，由异步时隙交换单元44经过信令链路48发信号通知总线访问控制单元42。如果总线访问控制单元42许可一个需要，它经过信令链路发送信令消息到异步时隙交换单元44，发送缓冲器45的内容到总线输出控制单元50，在同时它经过信令链路51接收总线启动信号。由此，启动一个外部三态输出缓冲器52，以便许可该需要和将微处理器24来的消息放到总线19的异步时隙ATS中。
图5表示根据本发明由总线访问控制单元42提供的一组规则，这是以如在本发明的引言中叙述的方式和组合而且最好以ASIC(未用集成电路)中的编程的器件实现，包括以下规则：
R1：如果在当前帧30中提出小于两个需要AB，则在连续时隙TS0至TS7中间占用最低号的同步时隙的通路使用装置诸如装置10和11被允许提出一个需要；
R2：在当前帧中，如果没有占用较低号同步时隙的其它通路使用装置有需要，则允许占用给定号的同步时隙的通路使用装置提出一个需要；
R3：如果在当前帧中，占用给定号同步时隙的通信使用装置被允许提出一个需要，也允许占用较高号同步时隙的所有通路使用装置提出一个需要；
R4：在紧跟在当前帧之后的帧中，下一个优先的但不是在当前帧中被许可的需要在随后帧中被许可；和
R5：如果在当前帧中提出一个以上的需要，其需要在当前帧中被许可的通路使用装置在下一个相连帧中不允许提出需要。
根据本发明，每个总线访问控制单元应用相同的公平机制，一旦通信系统1已建立该机制不改变。这样的优选实施例是总线控制装置20是一个ASIC或ASIC的一部分的一个实施例。在本发明的一个替代实施例中，在总线访问控制单元42中的该组规则在整个系统修理时可被更新，以使该系统适应于用户的特别要求，如使给定通路使用装置占支配地位。则总线控制装置20是可编程的。对于每个总线控制装置必须是相同的该组规则S可由系统工程师等修改。
在本发明的范围内，可提出其它的或附加的规则。例如，为了防止冲突，在由通路使用装置提出的访问比特AB变为有问题，如规则R6，在当前帧中具有最高优先权的通路使用装置也可监视它自己的访问比特。如果这样的通路使用装置注意到它的访问比特AB已变得有问题了，在下一个连续帧中则不允许它提出需要，而不管在其它规则的基础上是否允许它这样做。由此，公平机制变得非常坚固。在本发明的变型中，其中应用规则R1至R4和其中每帧提出一个以上的需要，而不应用规则R5，可以应用提出需要的动态优先权机制，以便防止通路使用装置变为占支配地位。例如，如规则R7，如果具有异步访问总线19的通路使用装置注意到在一帧中的当前访问之后的m帧提出一个以上的需要，在这个帧中它不允许提出需要，m是整数。由此，当其它较小支配地位的帧试图访问时，占支配地位的帧只被允许保持它对m帧的支配地位。更一般地，这样的动态优先权机制可以是固定优先权的函数并且访问异步时隙ATS的次数被许可。

Claims (8)

1.一种通信系统(1)，包括可接入多个通路使用装置(10，11)的一条通信通路(19)，这些通路使用装置被安排经过该通信通路(19)交换混合的同步和异步业务量，其中，该通信通路(19)包括至少一条串行总线，用于交换在同步通信的时隙(TS0至TS7)和在异步通信的时隙(ATS)中的业务量，系统(1)被安排使异步时隙(ATS)的使用与分配给通路使用装置(10，11)的同步时隙的使用配合，其特征在于，系统应用公平机制，用于将异步时隙(ATS)的使用公平地分配到同步时隙(TS0至TS7)的使用，其中从通路使用装置(10，11)来的同步业务量具有相同的优先权，和同步时隙包括指示是否需要异步时隙的需要字段(AB)，和其中公平机制意味着由通路使用装置(10，11)监视彼此的需要字段和意味着由通路使用装置(10，11)根据被监视的需要在需要字段(AB)提出对异步时隙(ATS)的需要以便以公平方式分配异步时隙，其中同步时隙(TS0至TS7)和异步时隙(ATS)构成一帧(30)，和其中公平机制意味着包括至少以下规则的一组规则：
a)如果在当前帧中提出少于两个需要，占用最低编号的同步时隙的通路使用装置被允许提出一个需要，
b)在当前帧中，如果没有占用较低号的同步时隙的其它通路使用装置具有一个需要，则允许占用给定号的同步时隙的通路使用装置提出一个需要；和
c)在紧接着当前帧的一帧中，下一个优先的但未在当前帧中被许可的需要在该随后帧中被许可。
2.根据权利要求1的通信系统(1)，其中该组规则还包括以下规则：
如果在当前帧中占用给定号的同步时隙的通路使用装置被允许提出一个需要，占用较高号的同步时隙的所有通路使用装置也被允许提出一个需要。
3.根据权利要求2的通信系统(1)，其中该组规则还包括以下规则：
如果在当前帧中提出一个以上的需要，在当前帧中被许可需要的通路使用装置在下一个连续帧中不被许可提出需要。
4.根据权利要求1，2或3的通信系统(1)，该系统(1)是一个无绳电话系统，其中通路使用装置是群控制器，用于控制一群无绳电话无线基站(12，13；14，15)。
5.根据权利要求4的通信系统(1)，其中该群控制器(10，11)包括一个微处理器(24)，用于本地处理，和异步时隙(ATS)用于交换微控制器之间的消息，如转换消息。
6.根据权利要求4的通信系统(1)，其特征在于，该群控制器(10，11)放在被放入线路接口单元中的线路卡上，这些线路接口单元接到串行总线(19)。
7.一种专用自动小交换机(2)，用于根据权利要求4的系统(1)中，其特征在于，该群控制器(10，11)放在被放入线路接口单元中的线路卡上，这些线路接口单元接到串行总线(19)。
8.一种线路卡，用于根据权利要求4的专用自动小交换机(2)中，其特征在于，该群控制器(10，11)放在被放入线路接口单元中的线路卡上，这些线路接口单元接到串行总线(19)。
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