CN1135818A - 控制多点通信的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于在多点通信链路上控制通信的方法和装置，包括与多个从属站(11-13)和一个主站(10)连接的多点链路(29)，所述主站具有一个通信控制器(35)，用于控制经一个编码器(36)向从属站(11-13)进行信令广播，广播信号(201-205)每个都包括与从属站有关的时隙标号或标识符。主站(10)通过检测器(32)在一个窗口周期内对各响应信号(211-213)进行监视，和当检测时等待直到发送结束并产生具有递增标号的下一广播信号为止。主站(10)还以一个自适应速率通过广播信号对所有从属站进行循环，例如，与空闲的或非现用的从属站相比，对于现用的从属站是更频繁的。

Description

控制多点通信的方法和装置
本发明涉及通信系统，特别涉及一种控制多点通信的系统。
在具有与一个公共链路连接的多个通信单元的通信系统(称为多点结构)中，需要用以控制接入该多点链路的某种形式的通信程序。在带宽有限的系统中，在实现必要的通信控制的同时，实施使允许的数据通过量的数量最优化的方法是重要的。
一种公共链路控制的解决方案是使通信单元之一为具有接入控制能力的“主站”，而其余的通信单元为“从属站”。实施这种接入控制方案的两个公共系统是轮叫(或广播)探询和环路探询。在轮叫探询中，指定的主站周期地探询每一个从属站，以确定是否存在要通信的信息。典型地是使用每个从属站的独特的地址/标识符来实现所述探询，以便仅有一个站做出响应，而每个从属站被顺序地探询。在环路探询中，主站每个周期仅发送一个探询请求。当一个从属站接收到该探询请求时，它将任何业务发送到所述主站，然后将该探询请求转发到该环路中的下一个从属站。这一过程被一直重复到该环路中最后的从属站已接收并响应该探询请求为止。
轮叫和环路探询二者可作为同步通信系统实施。遗憾地是，由于同步传输中(尤其在带宽有限的系统中)消息长度的限制，这可能导致为结束来自某一从属站的仅一个消息要求几个探询周期的不希望的结果。轮叫探询的另一个缺点是，在每个周期期间在主站和每个从属站之间的恒定探询业务中需要相当大的开销。虽然环路探询通过允许从属站仅通过一个探询请求减小了一些这种开销，但在远端或对时间敏感的应用中(其中一个故障的从属站会由于不能通过所述探询请求而导致该环路故障)是不令人满意的。况且，两种探询方法在每次主站被复位和在链路加入或从链路去掉一个从属站的要求中，也是不方便的。
虽然异步通信可以避免涉及消息长度限制的某些问题，但它典型地是以某种争用程序的形式来实施的。每个单元不是等待一个探询请求，而是具有发送业务，都产生一个链路接入请求。然而，如果多个单元同时请求接入，则发生碰撞，需要某种形式的仲裁或放弃过程。可以理解，随着越来越多的单元加入到链路中，这种基于争用系统会变得越来越无效(即越来越多碰撞发生)。
据此，需要在多个单元之间具有一公共链路的系统中有一种更有效的通信控制手段，它使经链路的数据通过量增加而使控制信令的处理最小化。特别需要一种供适量数据或数据的异步传送使用的探询系统，以使开销和传送消息的所需时间最小化。
图1示出按照本发明的使用多点通信控制的通信系统。
图2示出按照本发明可以由一个主站和多个从属站发送的信息的定时、大小和内容。
图3示出根据本发明的实施例由权利要求1限定的通信系统中的一个主站控制通信的步骤的流程图。
图4示出根据本发明的实施例由权利要求1限定的通信系统中的一个从属站完成的通信步骤的流程图。
这些问题和其他问题可由根据本发明的用于控制多点通信的方法和装置得以解决。图1示出了按照本发明的一个可能实施例的这样一个通信系统。在这个特定实施例中，该通信系统是一个具有无线通信单元或基站(BS)10-13的无线电话系统，每个基站通过一个网络接入单元(在所示情况中为一ISDN(综合业务数字网)交换机5)经链路20-25连接到一个通信网络。根据该系统的需要，所示通信链路可以是任何形式的通信链路(双绞线对、同轴电缆、光纤或微波)，但在所示的情况下，在交换机5与各基站10-13之间链路20-23是能够承载两个ISDN基本速率接口“B”信道的电缆，而链路25是另一个用于“D”(即控制数据)信道的电缆。这种配置例如当该组基站10-13被放置在距交换机5的远端位置处，或当多个这样的基站将以一组使用时是所期望的，并且所期望的控制数据充分地低，允许所有有关网络的控制数据能经一个“D”信道链路25通信而不是为每个基站10-13请求分开的“D”信道链路。取代这种分离的控制数据链路，一个公共或多点链路29将主基站10(该基站最好具有网络“D”信道链路25)连接到其余的或从属的基站。
然而，在多点链路具有限带宽的情况下，现有技术的用于控制通信的方法由于在背景技术中讨论的原因不是所希望的。本发明通过提供一种自适应地探询每个从属站和允许每个从属站对适量数据或数据的异步传送做出响应的系统和方法解决上述的问题。这更有效地使开销消息需求最小化并使数据通过量最优化。
参考图1，图中示出了主站BSO10的一个实施例的某些相应的功能/电路。主站10包括一个网络I/O(输入/输出)装置38，用于经“B”和“D”信道链路20、25接收通信。一个可能只与一链路接口连接的寄存器或缓冲器的输入装置31被连接到多点链路29，用于接收来自从属站11-13的消息。接收的消息在译码器33中被译码和在控制器/处理器35中进行处理。任何要传送到网络的信息由控制器35作适当的处理，并经网络I/O38转发出去。指定从属站11-13的消息由控制器35产生，并由编码器/发送器36编码用于发送。连接有一个检测器32，以便既可通过检测输入寄存器31的信息(比特)，也可当经一端口连接到链路29时通过检测是否信息正在该链路29上发送对从属站业务进行检测。对于从属站11-13，除了不需要“D”信道链路25外，从属站11-13也可使用与主站10相同的功能/电路和连接实现。
虽然本实施例示出了与ISDN网络连接的一个无线通信系统的优选实施，但应该清楚，本发明也可应用于能够使用多点通信的任何其他类型的通信系统。同样地，虽然在本实施例中所讨论的主基站电路被逻辑地分开，但本领域的技术人员将会理解这些功能的实际实施可以以不同方式实现，这些方式包括(但不限于)对数字信号处理器(DSP)进行合适编程，将分离部件耦合到一起，和使用一个或多个特定应用集成电路(ASIC)的组合。鉴此，应该懂得，本发明的描述是说明性的，而不对本发明的范围构成限制。
现在参考图2，说明由主站10发送的信息传送的定时，大小和内容。主站10通过发送广播信号200-205让从属站知道何时发送，来控制多点链路29上所有从属单元11-13的发送。信号201-205中的标记T1-T3指定给在相应广播信号中经由一时隙标号或其他识别符识别的相关地址BS1-BS3 11-13(例如，目的地址)。当该主站利用定义时隙的内部基准时间周期正进行发送时，它交替地在第一时隙部分发送一个广播信号，和在下一时隙部分(由图2中跟在每个信号200-203后面的“X”指定的)对响应进行监视。时隙也可仅根据相邻主站发送的开始(或类似的重复部分)之间的时间来定。无论是否使用了分时隙方法，每个“X”都代表一个窗口周期，在此周期中该主站将对应答发送进行备用监视。
当从属站11-13(BS1-BS3)分别地接收广播信号201-203时，每个相应的从属站11-13检测其指定的标识符或时隙标号，并在窗口周期X内开始发送(见图4的步骤410-420)。然而，从属站11-13不受该窗口或时隙的限制并可以连续地发送响应信号211-213，直到完整的消息被发送为止。响应信号213图示出了一个典型的信号，它具有第一最小部分(例如在响应信号212中发送的)，包括一个目的标识符221、一个始发标识符222和一个链路层(即，OSI(开放系统互连)层2)码223。当只发送时，该最小部分能够作为确认信号通知主站10该从属站仍有效。第二部分225包含任意OSI层3(或更高)信息。
除了以周期为基础发送在每个从属站支配的广播信号外，控制器35可以广播应用于所有具有例如一组地址或类似的作为标识符的从属站的控制消息。这种通用的广播消息在图中由信号200示出。此外，除了延迟某些从属站消息的任何确认直到下一周期的广播信号为止外，控制器35可适于在该从属站响应之后立即发送一个确认广播，其不同于其他典型的广播信号序列。例如，在先的广播信号203到达从属站13(BS3)之后，广播信号205立即到达该所述从属站13。
图3进一步示出了主站10控制链路29通信的过程。在广播信号的发送之后，检测器32对来自与发送的标号对应的从属站的响应信号进行监视一个窗口周期X。如果检测到响应信号，检测器32将持续地监视该响应信号何时结束。一个类似的或相同的窗口周期X也可被用于使主站免于在一设定时间之前重新发送(该设定时间可被使用，例如当在返回到主从发送之前用于其他任务的最小处理时间是需要时)。一旦该检测器32检测到发送结束或没有进一步的发送，并且检测过去的窗口周期，它将通知控制器35。控制器35然后准备下一广播信号，递增该标号以适于下一目标从属站。类似地，如果在该窗口周期内没检测到响应信号，控制器35递增该标号和发送下一信息消息到编码器36，用于编码和发送到该下一目标从属站。取决于预置的准则，例如无须响应的n个广播信号的存在，控制器35被编程，以便经交换机5通知系统操作人员关于从属站未起作用。一旦响应被再次检测到，则发送不告警信号(步骤300-340)。
广播探询的过程最好以周期为基础对所有从属站11-13重复进行。这样，当所有从属站都正在发送信息业务(即有效)时，主站10的控制器35将使顺序周期的广播信号201-203被重复发送。然而，为使现用的从属站的通过能力最大化，最好对空闲的从属站(诸如仅按较小频率周期速率的具有最小确认信号响应的从属站)周期地广播信号。例如，在来自一个从属站的预定数量的仅是确认响应诸如图2中BS2的响应212之后，控制器35可以在现用的从属站11和13的信号201和203的每m个(例如五个)重复广播周期仅重新广播信号202一次。
除了周期的循环外，对于其他种类的响应也可由本领域的技术人员容易地实现。例如，当一个或多个从属站在n个周期未做出响应时，除了向系统操作人员产生一个告警外，控制器35能够周期地(虽然以一个很慢的周期速率)对该从属站进行探询，以确定其是否正再次通信。类似地，除了每次重新构造主站10以外，一个扩展基站被加到该多点链路29中，主站10能用与新增加的从属站有关的多个逻辑标识符对主站10进行预置。该主站10将周期地(例如每y分钟或z个有效周期一次)广播具有该逻辑标识符的信号。当新的或替代的从属站被装入到指定了该逻辑标识符的多点链路29中时，它将被自动地探询。当响应被第一次接收时，控制器35将改变用于该单元的广播信号的周期循环速率，并通知系统操作人员该非现用的站现在成为现用的站。
控制器35还可被构造得可以不连续的顺序地广播信息，自适应地改变窗口周期，和改变从属站如何对广播信号进行响应。这种自适应能力在大业务量的情况下，当需要更大容量可以调整减小该标准信令定时余量和增加可能的质量下降、碰撞、以及类似情况的风险时是特别有用的。上述这种结构配置的该控制器额外地监视完成一个现用单元循环的时间长度。当该循环周期时间超时时，该控制器将诸如通过减少非现用单元的广播的频率来调整其他信令的数量。它会额外地缩短该窗口周期，并利用一个通常广播通知每个从属站减小它们的窗口用于响应。同样，每个从属站利用广播被指令停止任何仅仅是确认的发送。因为以这种方式在逻辑/非现用单元和空闲单元之间不再存在用于鉴别的装置，主站也将会停止任何向该逻辑/非现用单元的发送，直到业务负载已减小到一个设定阈值以下，并仅向该/空闲单元广播。这样，只含有信息(information-bearing)的响应由从属站发送，并且主站将更快速地循环通过任何空闲的从属站。本领域的技术人员清楚如何实施由系统操作人员发现所期望的这些和其它自适应特性。
据此，现已示出了一种允许具有自适应长度/异步响应发消息和增加的通过量的多点链路的自适应控制的多点通信系统。虽然已参考其说明性实施例描述了本发明，但本领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围可对其做出各种改进和改变是显而易见。此外，根据下面的权利要求书可以理解本发明的范围。

Claims (10)

1.由第一通信单元控制在多点链路上信息发送的方法，其特征在于，包括：
(a)发送包括第一标识符的第一信号；
(b)响应该第一信号，在正在发送的多点链路上检测响应信号；
(c)检测何时该响应信号不再被发送，和在该多点链路上发送包括另一标识符的另一信号。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，该第一信号在第一时隙部分中发送，响应信号被异步发送，检测紧跟第一时隙部分之后的第二时隙部分的开始，以便根据该响应信号的长度使该步骤(c)中的检测步骤发生在第二和另一时隙部分之一。
3.根据权利要求2的方法，其特征在于，第一和第二时隙部分处于同一时隙内，并且该第二时隙部分包括一预定窗口周期。
4.根据权利要求1的方法，其特征在于，步骤(b)进一步包括检测由一个确认响应信号和一个信息响应信号组成的一个组。
5.根据权利要求4的方法，其特征在于，进一步包括以第一周期速率周期地发送至少一组信号的一部分，其中该部分包括该第一信号，一组信号的每一个信号都包括与一个相应基站相对应的一个基站标识符，和响应由一个确认响应信号跟随的一预定数量的第一信号的发送，以第二周期速率周期地发送该第一信号，该第二周期速率低于第一周期速率。
6.根据权利要求4的方法，其特征在于，步骤(b)的响应信号是一个信息响应信号，和步骤(c)在发送下一信号之前包括以下步骤(i)发送包括第一标识符和所述信息响应信号的确认的另一信号，(ii)检测另一响应信号，和(iii)检测何时该另一响应信号不再被发送，然后发送下一个信号。
7.一种通信单元，它在多点通信链路上能够作为其他通信单元的主站，其特征在于，包括：
(a)发射机装置，与所述多点链路连接，用于在该多点链路上发射第一信号，该第一信号包括与第一从属通信单元有关的第一标识符；
(b)检测装置，与该多点链路连接，用于检测对正在该多点链路上发送的第一信号的响应信号，和当检测到该响应信号时，检测该响应信号不再被发送；
(c)控制装置，分别与所述检测装置和发射机装置可操作地连接，用于响应检测装置检测该响应信号不再被发送，控制发射机装置在该多点链路上发射包括与另一从属通信单元相关的另一标识符的下一个信号。
8.根据权利要求7的方法，其特征在于，检测装置包括一个输入寄存器，与该多点链路连接；和一个检测器，与该输入寄存器控制装置连接，可操作用于检测在该输入寄存器中响应信号的有无，和响应在一预定时间期间检测到响应信号不存在，将空闲数据信号输出给该控制装置。
9.根据权利要求7的方法，其特征在于，该发射装置包括一个编码器，可操作用于从该控制装置接收包括作为第一标识符的第一时隙标记的第一信息信号成分，和将该第一信息信号成分编码成第一信号。
10.根据权利要求7的方法，其特征在于，该控制装置进一步可操作用于控制该发射机装置，以第一周期速率周期地发送至少一组信号的一部分，其中该部分包括第一信号，而且该组信号的每一个信号都包括与各自的独特的通信单元对应的一个独特的通信单元标识符，和响应在一个确认响应信号之后的预定数量的该第一信号的发送，以第二周期速率周期地发送该第一信号，该第二周期速率低于第一周期速率，和其中与第二部分的独特的通信单元标识符相对应的每个独特的通信单元，并处于第二周期速率为空闲，以第三周期速率周期地发送该组信号的第三部分，其中与包含在该第三部分中的独特的通信单元标识符相对应的每个独特的通信单元当前并不在该多点链路上进行通信，所述第三周期速率低于第二周期速率。
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