CN1193547C - 用于在无线网络中预留同步资源的方法 - Google Patents

Abstract

一种在包含至少一个无线信源装置和无线信宿装置的无线网络中的同步资源的预留方法，所述无线网络基于TDMA帧传输方案，所述方法包括以下步骤：在所述无线信源装置中提供输出插头，所述输出插头与输出插头寄存器关联，其中所述输出插头寄存器定义在一个无线帧中由所述输出插头输出的最大数据量；利用无线网络的同步资源管理器预留与无线帧中要发送的所述最大数据量对应的带宽量。

Description

用于在无线网络中预留同步资源的方法

技术领域

本发明涉及用于预留无线网络中的同步资源的方法。特别是应用在包含IEEE 1394会聚层的装置的HIPERLAN 2网络中。

背景技术

IEC 61883文献的第一到第五部分定义了基于IEEE 1394有线总线的网络中用于音频和视频装置的数字接口。特别是，这些文献描述了结合IEEE 1394定义的同步资源预留机制使用的寄存器和分组格式。

IEC 61883-1定义了封装要传送的音频/视频流数据的同步分组(“信源分组”)。一个同步源分组被分为一个或多个插入到IEEE 1394同步分组(“总线分组”)的数据块。根据可用带宽，可以将一个或多个数据块插入总线分组。如果没有可用的数据块，总线分组可以保持空闲。

在信源和信宿装置中定义了特殊目的寄存器(register)(“插头寄存器”)。为每个输出(信源)插头定义了一个输出插头控制寄存器(oPCR)，而为每个输入(信宿)插头定义了一个输入插头控制寄存器(iPCR)。每种插头在一个装置中可以有几个。特别地，每种插头控制寄存器定义了在每个同步分组中可以由信源提供或由信宿吸收的32比特数据的数量。

当IEEE 1394控制器预留同步带宽时，它将使该预留成为由插头控制寄存器定义的最大带宽。最大带宽表示为信源装置在一个125μs的总线周期中可以发送的最大32比特数据数量。这个预留对于每个周期都是有效的，意味着由于它不可用于其它装置，因此即使在一个周期中没有数据块发送，也损失掉这个带宽。

ETSI BRAN HIPERLAN 2草案标准目的在于定义用于多媒体应用的高速局域网。已经建议使用HIPERLAN 2与IEEE 1394总线或IEEE 1394装置互连。为了作为1394设备的接口并且提供IEEE 1394链路层的服务，HIPERLAN 2需要IEEE 1394特定会聚子层。

HIPERLAN 2基于TDMA/TDD(时分多址/时分复用)方案，TDMA的一个帧的周期为2毫秒。

由于无论实际需要多少带宽，根据IEC 61833规则的带宽预留只能以离散的步调制定(1.5，3，6，12，24，36...Mbit/s)，因此与更完善的方案相比，对HIPERLAN 2毫秒帧实施这些规则会损失带宽的效率。例如，如果以7Mbit/s传输MPEG II传送流，实际上需要预留12Mbit/s。

由于无线网络中的网络资源特别匮乏，因此需要比IEC 61883更有效的无线带宽预留机制。

发明内容

本发明的目的是提供一种在包含至少一个无线信源装置和无线信宿装置的无线网络中预留同步资源的方法，所述无线网络基于TDMA帧传输方案，所述方法包括以下步骤：通过连接到无线信源装置的有线总线，在无线信源装置中提供输出插头，所述输出插头与输出插头寄存器相关联，用于限定一帧期间在有线总线上由所述输出插头输出的最大数据量；在有线总线上预留与一帧中要在有线总线上发送的所述最大数据量对应的带宽量；在所述无线信源装置中提供输出插头，所述输出插头与输出插头寄存器关联，其中所述输出插头寄存器定义在一个无线帧期间由所述输出插头输出的最大数据量；利用无线网络的同步资源管理器在无线网络上预留与在无线帧中要发送的所述最大数据量对应的带宽量；从有线信源装置向无线信源装置提供要通过无线网络发送的同步数据。

根据无线帧的特征(例如，持续时间)通过无线链路预留带宽量，并且不依赖于用来提供传输到信源装置的数据的有线总线或其它媒体上的周期。

在HIPERLAN 2无线链路的情况下，使用毫秒的帧持续时间来代替IEEE 1394中125μs的周期。

同步业务量通常会猝发：以MPEG2的部分流为例，部分流的猝发依赖这个MPEG2 TS中的MPEG2 TS的分组位置。为了平滑数据速率，IEC 61883指定了分组分割方法，使得一些数据能够每隔1394周期发送一次。然而，由于预留的1394总线中的带宽被表示为在125μs内发送的最大数据32比特数据量，由1394周期的短持续时间引起的业务量突发意味着带宽浪费。

例如，同步流可以生成下列概况：

循环(N)：1个信源分组，

循环(N+1)：2个信源分组，

循环(N+2)：1个信源分组，

循环(N+3)：2个信源分组，

在这个例子中，1394总线上的预留带宽量应该是每125μs 2个信源分组，它提供2×192×8/0.125＝25.576Mb/s的预留带宽(不包含CIP和1394额外开销)。

如果我们增加为相同类型的脉冲串计算要发送的最大数据32比特数据量的时间间隔，那么要发送的最大数据32比特数据量会减少。当时间间隔无限大时，预留的带宽(在一个周期内的最大32比特数据数量除以周期)向平均比特率会聚。

以上面为例，如果我们计算预留的带宽为要在2毫秒内发送最大32比特数据数量，那么我们得到：

2毫秒＝16个125μs周期

这样在2毫秒中，我们将得到24个信源分组，它提供24×192×8/2＝18.432Mb/s的预留带宽(不算CIP和1394额外开销)。

这样增加为给定类型的脉冲串计算最大数据量的时间间隔提供更平均的值，因此得到较小的值。

根据本发明的实施例，以大于32比特数据的单元定义最大数据量。

特别是，这些单元可以是48字节，表示SAR层服务数据单元的有效负载。

根据本发明的实施例，无线网络为HIPERLAN 2网络，并且其中在无线网络上发送的数据在持续时间比无线网络帧的持续时间小的同步数据分组中通过有线总线提供给所述信源装置。

附图说明

本发明的其它特征和优点将通过对非限制性实施例的描述显现出来，描述将参考下列附图：

图1是表示有两个装置的无线网络的示意图，

图2是每个装置的HIPERLAN 2协议栈的示意图，该栈本身是现有技术，

图3表示根据现有技术的输出插头控制寄存器的格式，

图4表示根据本实施例的输出插头控制寄存器的格式。

具体实施方式

图1中的无线网络包含音频/视频装置1和2。装置1有两个输出插头，分别为3和4，以及一个输入插头5。装置2只有一个输入插头6。两个装置都是无线装置并且与HIPERLAN 2网络相连。对应的插头控制寄存器(oPCR(x)或iPCR(y))与每个插头相连。

图2表示装置1或2中的每一个的协议栈。该栈包含物理层，数据链路控制层和会聚层。会聚层包含到所有HIPERLAN 2装置的会聚层的公共部分。对于公共部分会聚子层，这部分称为CPCS。另一个公共部分是分割和重组部分(SAR)。SAR将从CPCS接收的分组分割为大小固定的数据单元并且将它们传递到数据链路控制层。

栈还包含特定服务会聚子层(SSCS)。这层的作用是将更高层的特定需求映射到数据链路控制层提供的服务上。在这个实施例中，这一层专用于IEEE 1394和IEC 61883(虽然本发明还可应用于不同的环境)。其它SSCS可以与IEEE 1394的SSCS在一起。

更高层包含例如IEEE 1394的应用。

在下面的情况中将使用缩写SDU和PDU。这些缩写分别代表服务数据单元和协议数据单元。可将一层的SDU，例如SSCS SDU，描述为SSCS层和SSCS层上一层之间的数据分组格式，而一层的PDU指定与下一层交换的数据分组格式。

根据本发明，插头控制寄存器包含确定在2毫秒的周期期间，即无线帧周期，而不是IEEE 1394的125μs周期时间期间，插头可以输出或吸收的最大数据量的项目。

这样能使IEEE 1394的应用检查寄存器的内容并且实现HIPERLAN网络中相应的带宽预留。2000年1月27日以THOMSON多媒体公司的名义提出的欧洲专利申请00400220，对应2001年1月26日提出的PCT申请EP01/00941，中描述了一种执行这种预留的方法。

为了保持接近IEC 61883的原则，HIPERLAN 2的插头控制寄存器中的最大数据量最好以32比特数据表示。

图3说明了根据IEC 61883的输出插头控制寄存器的格式。不同字段的含义如下：

联机比特表示对应的输出插头是联机(值为1)还是脱机(值为0)。

广播连接计数器表示到输出插头的广播连接是存在(值为1)还是不存在(值为0)。

点到点连接计数器表示到输出插头的点到点连接的数量。

那时还没有定义预留比特的使用。

信道数量表示输出插头使用的实际信道数量。

数据速率表示输出插头使用的实际数据速率(即，根据IEEE 1394术语的S100，S200或S400)。

有效负载表示输出插头应该在一个同步分组传送的最大有效负载32比特数据数。

额外开销ID表示输出插头应该在一个同步分组传送的最大额外开销32比特数据数。

正如图3中可以看出的，针对IEC 61883在10比特上对最后一项编码。这对125μs周期是足够的，它不用于2毫秒帧。

根据本发明的实施例，除了有效负载字段的10比特外，还使用来自oPCR寄存器的其它比特来扩展对32比特数据数量编码的可能性。

由于在oPCR插头中表示的数据速率只与IEEE 1394的有线总线相关，因此该信息在HIPERLAN 2的情况下没有意义。由于这个原因，这两个比特可以用于与有效负载字段比特相同的目的。这在纯无线网络(即装置不与有线总线相连)中是正确的，而在无线网络的情况下可以作为两个或多个有线总线之间的网桥。实际上，每个有线总线的传输速率可以彼此不同。图1中的装置1和2可以作为网桥的两个入口。在这种情况下，各个装置可以与各自的有线1394总线连接。

两个预留比特还可以用作有效负载编码的目的。

这样，可以利用14比特对2毫秒帧内最大数量的32比特数据编码。

图4解释了新oPCR寄存器的格式。

当然，有效负载字段可以以与32比特数据不同的单元表示所需的插头的最大数据输出。

根据本发明的实施例，oPCR寄存器的额外开销ID字段按IEC 61883的定义来使用。

在这种情况下，有效负载字段代表可以在2毫秒帧期间可以输出的最大数据总量。这包括1394 SSCS服务数据单元(SSCS SDU)，由SSCS层添加的1394 SSCS协议数据单元(SSCS PDU)额外开销，以及由CPCS/SAR层添加的额外开销。按常规，它不包括数据链路层额外开销。

在这种情况下，假如CPCS分组首部造成的额外开销反映在有效负载字段中，那么没有关于对一个无线帧额外开销(也可以多于一个)内的CPCS分组的数量限制。

作为本发明主要实施例的一种变化，由于会聚层的分割和重组部分将有效负载分割成48字节的服务数据单元(“SAR SDU”)，因此新的有效负载字段利用SAR的大小为单元来替代32比特数据。

根据一种变化的实施例，重新定义oPCR寄存器的使用的额外开销ID字段以对应无线传输。额外开销ID将定义在2毫秒帧内由基于会聚层的HIPERLAN 2分组添加的额外开销量(即SSCS PDU额外开销和CPCS/SAR额外开销)。

同样，按常规，不包括DLC额外开销。

在这种情况下，有效负载字段应该包含2ms帧内的最大数量的用户数据32比特数据，即不含1394 SSCS PDU额外开销或CPCS/SAR额外开销的SSCS SDU数据的总量。

本发明具有允许在无线网络上有效预留带宽而不受IEEE 1394 125μs周期强加的约束的限制的优点。它还允许预留最大带宽而不使用如IEC61883定义的那些数量有限的预定义的，离散的带宽值。

Claims (9)

1.一种在包含至少一个无线信源装置和无线信宿装置的无线网络中预留同步资源的方法，所述无线网络基于TDMA帧传输方案，所述方法包括以下步骤：

通过连接到无线信源装置的有线总线，在无线信源装置中提供输出插头，所述输出插头与输出插头寄存器相关联，用于限定一帧期间在有线总线上由所述输出插头输出的最大数据量；

在有线总线上预留与一帧中要在有线总线上发送的所述最大数据量对应的带宽量；

在所述无线信源装置中提供输出插头，所述输出插头与输出插头寄存器关联，其中所述输出插头寄存器定义在一个无线帧期间由所述输出插头输出的最大数据量；

利用无线网络的同步资源管理器在无线网络上预留与在无线帧中要发送的所述最大数据量对应的带宽量；

从有线信源装置向无线信源装置提供要通过无线网络发送的同步数据。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于以比32比特数据大的单元定义无线网络上输出插头寄存器中的所述最大数据量。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于无线网络为HIPERLAN 2网络。

4.根据权利要求1至2中的任何一项所述的方法，其特征在于在无线网络中的输出插头寄存器中定义的所述最大带宽量包含由无线信源装置的SSCS和CPCS层添加的额外开销数据。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于有线总线帧比该无线帧短。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在无线网络上的一个装置中的所述输出插头寄存器具有IEC 61883定义的格式，但是其中至少一个字段表示在HIPERLAN 2帧期间作为信源的最大数据量。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于用于通过无线网络发送同步流的每个无线帧要预留的最大数据量等于在与有线网络上的无线帧相等长度的时间间隔中要传送的该流的最大数据量。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于无线网络向有线总线上的装置提供链路层。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于由有线总线的应用在无线网络上进行预留。