CN1084002A - 信号传递的方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种通信系统，该系统有综合到单个节点或控制 模(500)的多个不同的无线设备类型(528，530和 532)，该系统能够支持多个不同的终端用户(502， 506和508)进行通信。

Description

本发明一般地讲涉及无线通信系统，而具体地讲描述了话音和数据分组通信系统中的信号传送和信息处理的结构。

数字无线通信是目前由电信工业提供的增长最快的业务之一。在数字无线通信领域中，一个相对的新来者是分组传输通信系统。

对于信息通信来说，已经证明分组传输系统在技术上是可靠的，而且在商业上是有价值的，该信息以字符组出现，例如计算机数据和数字化的话音。分组传输系统获得的成功部分地涉及这样的一个事实：通信者不是连续地要求系统的带宽，因此经过任何公知的多址方案，包括但不限于时分多址（TDMA），频分多址（FDMA），码分多址（CDMA）和空分多址（SDMA），系统的带宽可由许多通信者共用。分组传输还可由现代数字设备容易地处理。对分组传输系统更感兴趣的读者可参见Leung等人的美国专利No.4905231和Lindinsky等人的美国专利No.4992486。

现在有许多分组传输通信系统，在该系统中，一个节点或控制器与多个远端通信设备通信。这样的系统包括但不只限于：

数字无线电话通信系统“组系统移动”（GSM）在欧洲使用并在GSM文件GSM    05.01“无线电通路上的物理层：一般描述”和SGM    05.02“无线电通路上的多路复用和多址”进行了规定;

在1991年6月21日提交的，题目为“话音和数据分组传送方法和装置”并转让给本发明的受让人的、序列号为07/719212的美国专利申请中所叙述的话音和数据通信系统;和

数字无线电话通信系统，在欧洲个人通信区域使用的数字的欧洲无绳通信（DECT），如在下列文章中所叙述的：

C.Van    Diepenbeek的文章“DECT，A    GENERAL    OVERVIEW”，第四次北欧数字移动无线通信研讨会DMR    IV，奥斯陆，1990年6月26日-28日

A.BUd的文章“SYSTEMS    &    NETWORK    ASPECTS    OF    DECT”，第四次北欧”数字移动无线通信研讨会DMR    IV，奥斯陆，1990年6月26日-28日;和

Dr.H.Ochsner的文章“RADIO    ASPECTS    OF    DECT”，第四次北欧数字移动无线通信研讨会DMR    IV，奥斯陆，1990年6月26日-28日。

上面所列的每一个系统的特征在于规定了一组工作频率并根据不同的空中接口”（以下称为传输规程）进行区别，它们中没有两个是完全相同的。例如，图1描述了GSM字符组传输100的数据结构。每个GSM字符组传输包括148比特，以270.833Kb/S的速率发送。这些比特110的114比特可用于实际的数据传输，其余的比特用于协助字符组100的接收和检测。字符组中间的训练序列（training    sequence）称为同步信号码型或同步字120，用于估计无线信道的脉冲响应和协助接收机工作的同步。在字符组任一端的三个字首或字尾比特105划定字符组的开始和/或结束。最后，紧靠在同步字120之前和之后的两个窃用的标记115表示最初已指配给业务量信道的字符组是“窃用”的，被重新指配用于信令的目的。

与此对比，图2表示DECT字符组传输200的数据结构。每个DECT字符组传输包括420比特，以约1152Kb/S的速率发送。这些比特220的320比特可用于实际的数据传输，其余的比特用于协助字符组220的接收和检测。在字符组200的首部的训练序列205称为同步信号码型或同步字，用于协助同步接收机的工作。48比特210简化了DECT逻辑信道的复用。其后，16比特215提供循环冗余码检验（CRC）功能，用于证实接收数据的正确性。最后4比特225用于识别接收数据的无线电干扰。

图3表示在1991年6月21日提交的，题目为“话音和数据分组通信方法和装置”、序列号为07/719212的美国专利申请中叙述的分组传输通信系统使用的字符组传输300的数据结构。该格式包括称为同步信号码型或同步字的训练序列305，分组头字段310和数据字段320。正如前面所讨论的，同步字305是用于同步的目的。下面将详细地说明分组头310。数据字段320代表用户之间通信的信息。

图4说明图3的分组头310内包含的信息。分组头310包括一个虚电路识别字段311，一个分组长度字段313，目的地信息字段315和证实信息字段317。虚电路识别字段311包含规定寄存器地址的信息，该地址信息包含指示字符组传输300的数据字段320存储在存储器中的地点的控制信息。分组长度字段313提供有关数据字段320长度的信息。目的地信息字段315包含中间目的地地址信息，该信息确定数据字段320是否存储在存储器中。最后，证实信息字段317包含与CRC数据精确计算有关的数据。

从上述内容可以知道，用于利用GSM格式和相关频率工作的通信设备（无线设备）不能接入或与根据DECT技术规范设计的通信设备进行通信。这对于为那些工作在不同通信信道或利用不兼容的传输规程的系统设计的其它无线电通信设备来说同样如此。这种系统包括但不限于：英国的个人通信网（PCN），也称为DCS1800，美国的数字蜂窝系统（USDC），日本的数字蜂窝系统（JDC）等等。

根据现有的分组传输通信系统不兼容的特性和公认的趋向兼容性的现代趋势，提供一个能够支持各种不同的无线设备类型，即多个不同的通信系统是很有利的。

简单地讲，本发明是在一些通信设备具有不同的传输规程时把信号传送到综合为一个通信系统节点中的多个通信设备的方法和装置。在这个过程中，多个通信设备经过总线连接在一起。此后，至少一个处理单元连接到总线，以便把至少由通信设备经总线转送的信号的一部分处理为处理的信号。在存储器至少存储处理的信号的一部分之后，至少被存储的处理信号的一种分返回到总线，并且晚些时候被具有相同规程的多个通信设备中的至少一个通信设备提取。

根据本发明的第二个实施例，多个通信设备包括工作在不同通信信道的多个无线设备。

图1描述根据本发明的GSM字符组传输的数据结构;

图2描述根据本发明的DECT字符组传输的数据结构;

图3描述根据本发明用于无线本地网的字符组传输的数据结构;

图4说明图3的分组头部包含的信息;

图5说明适于结合入本发明的一个通信系统;

图6是根据本发明的图5的控制模块的方框图;

图7说明本发明优选实施例中使用的分组格式;

图8是说明图6所示的从控制器到通信设备的数据传输流程图;

图9是说明根据图8流程图在通信设备处接收信息所用的控制信号的定时图;

图10是说明图6所示的从通信设备到控制器的数据传输的流程图;和

图11是说明根据图10的步骤从通信设备发送信息所用的控制信号的定时图。

图5说明一个分组传输通信系统，在该系统中控制模块或节点500利用RF通信与手持终端用户506，移动终端用户508以及固定基站用户模块502进行通信，该用户模块接到一个或多个外围设备504，该外围设备包括终端，个人计算机，电话机或其它信息输入/输出设备。在所说的系统中控制模块500还通过信道510连接到网络。控制模块500所连接的数据网可包括“以太”（Ethernet）网，ISDN网，令牌环形网或像本领域熟知的任何其它常规的通信网络。控制模块500控制与所说的网络进行通信，并经信道510通过相关的用户模块502从网络传送信息到外围设备504或合适的终端用户506，508。控制模块500还通过各自的RF通信信道从终端用户506和508接收信息来控制本地通信，并经过与该设备相关的RF通信信道转送该信息到类似的终端用户506或508。该信息是以分组的形式传送的。

根据本发明，每个终端用户502，506和508有一个单独和不同的RF传输规程。例如，移动终端用户508使用图1的GSM传输数据结构，手持终端用户506使用图2的DECT传输数据结构，而固定终端用户模块502使用图3的传输数据结构。因此，不像典型的分组传输通信系统中那样，本发明的控制模块500能够支持多个不同的无线设备类型和相关的通信系统。

图6说明图5所示的控制模块500的方框图。通信控制器517包括一个微处理器518，具有相关的只读存储器520，随机存取存储器522和一个网络接口524。网络接口524包括合适的寄存器和线路驱动器，用于与由网络接口（NI）总线526互连的多个通信设备进行通信。根据图6的实际结构，通信设备包括多个双向RF无线设备528、530和532以及至少一个网间连接器输入/输出设备534，它包括T1网间连接器输入/输出（I/O）设备，ISDN网间连接器I/O设备，令牌环形I/O设备或电话机I/O设备。每个无线设备528，530和532分别包含NI总线接口536，538，540。同样，网间连接器I/O设备534包含NI接口542。这些接口提供所需要的寄存器和线路驱动器，用于经NI总线526通信，如果这些资源在综合的设备中不可用，则它还包括MPU，RAM和ROM。

每个无线设备包括一个或多个标明544，546和548的天线，用于与图5所示的相关的终端用户进行RF通信。已经建议，无线设备分别包括GSM无线设备528，DECT无线设备530和支持无线LAN工作的无线设备532，这些说明性的例子只表示根据本发明的虚拟的任何RF分组传输系统可并入一个通用节点。其它可行的分组传输系统包括但不限于：英国的个人通信网（PCN），也称为DCS1800，美国的数字蜂窝系统（USDC），日本的数字蜂窝系统（JDC）等等。

网间连接器I/O设备534经过信道510连接到相关的“以太”、令牌环形、ISDN或电话网。再者，这些说明性的网络只表示虚拟的任何类型的分组化的信息可借助合适的输入/输出设备连接到NI总线526。而且，优选的实施例表示NI总线526经过通信控制器517把各种无线设备和I/O网间连接器连接在一起，本领域的普通技术人员都懂的，NI总线可用TDM总线，双向总线或本领域公知的分组交换机代替。

图7说明用于经NI总线526通信的分组格式700的优选实施例。该分组格式被分段为包括NI头部和NI信息字段。在NI总线上的每个分组总是有NI头部。完整的NI头部包括含有接收该分组的设备地址的NI地址字段705，指明NI命令字段715长度的NI长度字段710，而VI命令字段715包括命令或经过总线接收分组的设备所用的初始化信息。公共命令可包括状态轮询，数据轮询和发送/接收数据。

在一个完整的形式中，正如下面所讨论的，NI头部不总是跟着NI信息字段，但是，在简略形式中，NI头部总是跟着NI信息字段。在它的简略形式中，NI头部必须至少包含NI地址字段705，因此可不需要NI长度710或NI命令字段715。

紧接在图7的NI头部的是含有数据字段720的NI信息字段。分组格式700的这一部分包含经过NI总线526转发的信息。例如，分组700寻址包含发送数据命令的GSM无线设备528，则数据信息字段720将包含被发送的并根据图1的数据结构进行格式化的数据。类似地，如果分组700寻址包含发送数据命令的DECT无线设备530，则数据信息字段720将包含被发送的并根据图2的数据结构格式化的数据，因此，取决于NI头部命令，数据信息字段720可存在或不存在。例如，对由控制器517发送到GSM无线设备528的状态命令的轮询可不需要数据信息字段720。

下面叙述的方法最有益地综合入常规的软件工作系统中，取决于特定的工作环境，该系统提供不同的工作能力。

图8是说明由图6的通信控制器517实现的把数据或命令发送到接到NI总线的通信设备的步骤的流程图。图9说明的定时图还涉及从通信控制器到通信设备的数据分组的传输，并应结合图8所述的步骤阅读。图9中的定时图代表实际的NI总线，它包括用于在每个总线时钟周期期间传送数据字节的8条线的分组总线和用于分组时钟、分组开始、NI信源及总线时钟的分开的控制线。NI信源和总线时钟线总是由通信控制器控制的，剩余的线和分组总线是双向的，即通信控制器和通信设备可以写和读这些线。

从通信控制器517到通信设备的数据传输是按下面步骤完成的。在“开始”800以输入开始，如在步骤810所指出的控制器517驱动NI信源线从高变为低。这就给予NI总线的控制器控制并同所有的设备通信，这些设备是接收控制器发送的数据的。在步骤820控制器驱动分组开始线从高变为低，它标志着控制器到通信设备发送的分组传输的开始。接着，如步骤830所示，控制器在分组总线上写入一个数据字节。在步骤840，控制器驱动分组时钟线从高到低并回到高。在分组时钟从高到低转换期间，通信设备读出在分组总线上写入的数据。在判定步骤850，控制器确定是否所有的数据都已发送。如果是否定的，返回到步骤830，下一个数据字节写到分组总线上而且重复该循环。当完成了所有数据写入时（步骤850＝是），在步骤860控制器驱动NI信源线从高变为低而释放NI总线的控制，并且驱动分组开始线从低变为高以标志分组的结束。这个方法在结束870终止。

图8和9所示的说明性的例子中，通信控制器发送如图7所说明的单个分组的两个字节到一个通信设备或预定的通信设备组。NI头部包含特定设备的通信设备地址或预定设备组的一组地址。在接收和解码NI头部中包含的设备地址之后，每个设备可确定随后的信息是否是预定给它的。如果该信息是预定给一个设备的，那么它将连续读出由控制器发送的数据。如果该分组不是预定给一个设备的，那么它就无需进一步处理该信息，而只寻找指示该分组传输结束的分组开始线的低到高的转换。在步骤860，虽然图9说明性的例子指示NI信源和分组开始同时转换，但是控制器可以交替地维持NI信源线低，指明通过驱动分组开始线从低变为高，分组传输结束，然后通过驱动分组开始线从高变为低而开始另一分组的传输，因此没有停止对连续的分组传输之间的NI总线的控制。分组时钟线是由发送设备到接收设备的高变为低转换的信号控制的。分组总线上的数据是稳定的并应被读出。

图10表示在向通信控制器发送数据时说明通信设备执行的步骤的流程图。这些步骤应结合图11所示的定时图阅读。图11的定时图说明在图9中未画出的一条附加的控制线分组结束线。在前面涉及图9的描述中，分组总线，分组时钟和分组开始线来自通信控制器。关开图11，分组总线，分组时钟和分组开始线来自通信设备。分组结束，NI信源和总线时钟来自控制器。

在图10的开始步骤1000，标志（F）置零，这个标志一般涉及在以分组结束标记的分组结束标记的分组结束之后控制器允许发送一定附加数据的能力。这个标志的工作情况在下面详细说明。在步骤1002，确定是否已收到控制器命令。如果收到了，流程进行到步骤1004。在步骤1004确定分组开始是否为高。否定判定导致在结束1006的该方法终止，因为分组开始必须是高，以便通信设备经过NI总线开始数据的传输。接着在步骤1004肯定判决，步骤1008确定NI信源是否为高。步骤1008的否定判决导致在结束1006终止该方法，因为当NI信源线为低时，通信设备通常不能发送数据，除了以控制器在分组总线上发送优先的命令指示之外。在步骤1008的肯定判决表示NI总线可用于由通信设备进行数据传输。

在步骤1010中该通信设备驱动分组开始线从高变为低，因而通知控制器接收数据。然后在步骤1012，该通信设备进而在分组总线上写入数据。之后在步骤1014，通信设备驱动分组时钟线从高到低再到高，给控制器提供一个定时信号，以便在分组总线上读数据。在步骤1016，判定分组结束是否为低。该分组结束线由控制器控制并用于提供越权控制，这种控制由控制器执行，以便过早地结束由通信设备进行的传输。在步骤1016否定判决导致在步骤1018确定标志F是否是高。肯定判决导致通信设备开始一个停止发送数据顺序（sequence）1020，在该顺序中数据传输被停止。步骤1018的否定确定，即标志没有置位，结果是由通信设备确定在步骤1022中是否已发送了所有的数据。否定的判决返回控制到步骤1012，在该步骤发送附加数据到控制器。步骤1022的肯定决定表示由通信设备进行的希望的数据传输结束，结果如在步骤1024所指示的，该设备驱动分组开始从低变为高。这就告诉控制器该通信设备已完成了发送该分组。接着步骤1024，在结束1026该方法终止。

下面的说明表示控制器过早地结束由通信设备进行的数据传输的能力。这个顺序由控制器驱动分组结束线开始的，由步骤1016进行肯定判决。在步骤1028通信设备以置标志F等于1响应这个命令。在步骤1030由通信设备确定是否还有数据待发送到控制器。否定判决导致返回到步骤1024和1026而终止传输。步骤1030的肯定判决表示有更多的数据被发送，导致返回到步骤1012，在该步骤下一个数据字节被写入分组总线，而在步骤1014分组时钟被递增。如果分组结束线保持为低，如在步骤1016所确定的，相同的步骤顺序将继续进行直到通信设备发送了它的所有数据为止，如在步骤1030所确定的。但是，如果控制器通过驱动分组结束线从低变为高使标志F复位，则在步骤1016进行否定确定。在这种情况下步骤1018将产生肯定确定，因为标志已置位，由步骤1020执行中间停止功能。因此，控制器可通过驱动分组结束线从高变为低再变为高来终止通信设备进行的数据传输。

在图11所示的说明性的例子中，在分组结束线终止命令之前，即从高到低再到高之前，通信设备驱动分组开始线从低变为高。因此，这个例子说明了通信设备完成其数据传输无需由控制器提早中断。在图11中与分组开始线有关的粗虚线说明另一个例子，其中通信设备连续有数据发送，但被分组结束命令中断，因而分组结束线保持低，直到粗虚线开始为止，并和控制器驱动分组结束线从低变为高的同时返回到高。在它允许分组开始线确定的预定分组以外发送附加的数据字节的可能性方面，这个机制是有益的。因此使通信设备可能中间地发送跟随一个分组的附加信息的许多字节。这种信息字节可用来监视通信设备的状况或者可以相应于由通信设备提供的跟随该分组的传输的一般更新信息。这就允许这样的通信信息被传送而不要求它在分组中传送。这提供了附加的通信灵活性，当许多通信设备的每个通信设备与公共控制器通信时，这种灵活性特别有益。

如果一个通信设备在发送一个信息分组，该通信设备与接到NI总线的另一个通信设备不同，则控制器将处理该分组并以寻址目的地通信设备的NI头部重新格式化该分组，并经过NI总线发送该分组。因此，通信控制器起着在通信设备之间发送分组和信息业务量的定向器的作用，并且提供一个通信协调的公共点。

Claims (12)

1、在有多个通信设备综合到一个节点的一个通信系统中，一些通信设备具有不兼容的传输规程，用于传送信号到上述多个通信设备的一种设备，包括：

具有控制线和数据线的总线，每个通信设备可操作地连接到该总线；

可操作地连接到控制线的装置，用于给多个通信设备提供控制信息；

可操作地连接到数据线的装置，用于把通信设备经过数据线转发的信号处理为处理的信号；

可操作地连接到数据线的装置，用于至少存储一部分处理的信号；

可操作地连接到存储装置的装置，用于返回存储的处理信号到数据线；

可操作地连接到多个通信设备的装置，用于监视控制线以检测数据线的有效性；和

可操作地连接到通信设备的装置，用于从数据线提取至少一部分返回的信号作为检测功能。

2、根据权利要求1的通信系统，其中发送的信号包括多个信息分组。

3、根据权利要求2的通信系统，其中多个信息分组至少包括一个：

话音业务量;和

数据业务量。

4、根据权利要求1的通信系统，其中该总线是从由下列组成的组中选择的设备：

TDM总线;

双向总线;和

分组交换机。

5、根据权利要求1的通信系统，其中该总线是网络接口（NI）总线。

6、根据权利要求5的通信系统，其中网络接口（NI）总线包括：

控制总线，用于发送控制分组到多个通信设备，和

控制时钟;

数据总线，用于发送数据分组到多个通信设备，和

数据时钟;

分组开始线;和

分组结束线，

上述NI总线经过处理单元总线可操作地连接到至少一个第二处理单元，用于给控制总线提供控制分组。

7、根据权利要求6的通信系统，进一步包括一个控制存储器，可操作地连接在控制总线和至少一个第二处理单元之间，用于在经过控制总线通信之前存储控制信息。

8、根据权利要求1的通信系统，其中通信设备是从由下列组成的组中选择的：

接收机;

发射机;

收发信机;和

话音处理器。

9、根据权利要求1的通信系统，进一步包括：

用于发送从通信设备中提取的信号信息的装置，该通信设备具有与经过数据线转发用于处理的信号的通信设备相同的传输规程。

10、一种给综合到一个通信系统节点的多个不同无线设备类型传送信号信息的方法，上述节点有网络接口总线，该总线包括用于传送控制信息的控制线和用于传送数据信息的数据总线，其中每个无线设备类型有一个不兼容的传输规程，上述方法包括步骤：

经过网络接口总线可操作地把多个不同的无线设备类型接在一起;

可操作地把至少一个处理单元接入网络接口总线;

在处理单元中至少处理一部分信号信息，该信号信息由一个无线设备类型经数据总线转换为一个无线设备类型的处理信号;

在存储器中至少存储一部分无线设备类型的处理信号;

根据命令至少返回一部分该无线设备类型的处理信号到数据总线;

通过多个无线设备类型监视控制线以检测数据总线的有效性;

用无线设备从数据总线中至少提取一部分返回信号作为检测功能;和

利用与上述无线设备相关的传输规程发送从该无线设备提取的信号信息，

以致于提供一个通信节点支持不同的无线设备类型。

11、根据权利要求10的方法，其中提取步骤是由与经过数据线转发用于处理的信号信息的相同的无线设备类型的无线设备进行的。

12、根据权利要求10的方法，其中发送步骤进一步的特征在于：

在与那个无线设备相关的通信信道上发送提取的信号信息。

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