CN1269076A - 在源站与目标站之间具有中继站的数据传输系统 - Google Patents

Abstract

分散的数字数据传输系统具有大量的只能与相邻张进行直接数据通信的分布站。位于源站与目标站之间的站用作中继站。站－站传输在每种情况中发生在不同的信道上。在每一个站中,利用接收信道接收的信号转换到不同的发送信道上。逐个比特或逐个码元完成到达所述接收信道上的比特流或码元流的转换,以便与数据分组传输情况一样以连续流发送数据而在转换期间没有长延迟出现。耦合矩阵(KM)用于转换。每个信道(C1…Cn)分为多个子信道(CH－1…CH－8)。以这样一种方式分配发送信道,使每一个站只使用位于同一信道中的任何可能的子信道(SC1…SC8)。

Description

在源站与目标站之间具有中继站的数据传输系统

本发明涉及用于数字传输包括话音数据在内的数据的数据传输系统。

从DE3337648C2中得知具有许多分布站的分散数据传输网络，其中直接数据传输只发生在相邻站之间。从源站到目标站的传输路径由特殊路由选择系统定义并随后在不同的信道上在两个方向中在站之间发送数据。在此，每个站在只用于准确链接两个站的单个信道上发送。然而，这要求彼此适应的数据速率。

从Internet(互联网)中知道数据传输网络的站之间面向分组的数据传输。在这种情况中，以分组组合数据并且在每一种情况中利用最有益的发送路径单独发送这些分组。这种类型的分组传输引起至少等效于发送一个分组所要求的时间的相当大的延迟。由于所相关的延迟，这种类型的分组传输不适于电话系统。这些延迟尤其在使用站-站传输的分散数据传输网络中根据传输所牵涉的站的数量进行累加。

本发明的目的是设计一种能够在两个站之间使用不同的发送信道并同时使延迟最小的分散数字数据传输系统。

根据本发明，此目的利用权利要求1中描述的特征来实现。

根据本发明的数据传输系统的特征在于，逐个码元将在每个站上接收的信号从接收信道转换到至少一个不同的发送信道上。这表示：将来自接收信道的每个码元流转换到发送信道上。此处理类似于形成由单个码元组成的信息分组。在最简单的情况中，一个码元是一个比特。然而，一个码元也可以由许多相关比特组成，诸如例如八个比特代表一个字母码元。在传输期间，每个码元位置的比特数量在子信道中是恒定的。每个码元的比特数量在传输开始时根据所要求或所希望的传输质量等级来定义。逐个码元转换表示在每个站上只要求等效于此码元流的一个码元位置的延迟，此延迟与输入信道上的码元串和输出信道上的码元串通常是不同步的事实有关，这表示在能与发送信道同步发送输出信号之前要求某一等待时间。然而，此延迟是最小的。实际上，其数量大致等于一个到二个码元位置。各个站的延迟累加。由于每个单个站上延迟是最小的，所以所导致的传输路径总的延迟仍是可接受的。

根据本发明的优选结构，发送信道分为子信道，每个子信道适于发送码元流，并且同步发送一个发送信道的所有子信道的码元。这表示：每个站能在所有的信道上接收输入信号。能在单个信道或一些选择的信道上以集中方式发送输出子信道，在每个信道上同步发送所有预定义数量的子信道的码元位置。每个子信道支持单向数据流。数据在连续数据流中在整个信道系统的每个子信道上到达此站上而没有分为“帧”或“分组”。结果，此数据流不要求标题或任何其它的定义元素。更确切地说，此数据流的码元在接收之后在非常短的时间内转换到选择用于发送的子信道上并与发送信道同步地进行发送。

在两个站之间分配子信道给发送信道，以使发送频率范围动态地适应于将要发送的信息内容，这表示每个信道的子信道数量是可变的。

优选地，这样在站上进行发送信道的分配，以使此站的所有发送子信道仅位于几个信道内，这显著地减少了要使用的信道的数量。在此，必须记住：如果一个站正在一个信道上发送，相邻站不能使用此信道，以避免干扰或其他扰动。即使一个站只使用一个信道的一个子信道，该整个信道也预留给此站。因此，最好在全部包含在同一信道中的子信道上分配通过某个特定站的所有连接。

在本发明的优选结构中，给信道的子信道的同步发送的码元位置内容加上合适的纠错比特，并在接收站上进行纠错，以减少数据链路中错误的概率。公知的方法能用于纠错，诸如FEC方法(前向纠错)或ARQ方法(自动请求重发)。目前情况的特殊特性是：信道的子信道的同步发送的码元位置内容用于纠错，其中完全独立的信息内容在子信道中流动。这表示：根据与不同信息有关的并且仅位于信道的同步位置上的比特来进行纠错。

纠错方法的使用只在获得小于约10^-3的比特错误率时才有意义。为了至少获得有关两个参与站之间连接质量的信息，对于较高的比特错误率，简单的检错就足够。能利用冗余错误控制元素(例如，奇偶校验比特)来提供这种类型的检错，将此错误控制元素加到信道的所有子信道的同步发送的码元位置上。另一或附加的可能是，在预定义数量的子信道的码元位置的每一次发送之后，为每个子信道生成检错比特，这对应此子信道的连续信息内容，在接收站上进行检错。

下面根据附图更具体描述本发明的实际实施例。

附图表示如下：

图1是表示分布站的数据传输系统一部分的图；

图2是从源站至目标站的连接的示例；

图3是用于每个站上频率转换的耦合矩阵；

图4是通过图3所示的耦合矩阵的数据流示例；和

图5是具有纠错比特和检错比特的信道中的连续码元位置的图。

数据传输系统由许多分布站S组成，其中每个站表示一个用户位置。每个站包含发送与接收设备。两个12.8MHZ的频带均可用于数据的无线电传输。这两个频带相互隔开双工间隔。一个频带表示为上行链路，而另一个频带表示为下行链路。为了建立连接，上行链路中的信道用于一个方向中的连接，而下行链路中的信道用于另一个方向中的连接，于是在频率方面这两个方向相互之间完全去耦。

在此实际示例中，两个12.8MHZ的频带均分为总数为1280的具有20KHZ带宽的信道。这些信道中的一些信道用作建立连接和用于其他目的的信息信道。每个站能在任何一个可利用的信道上接收并在任何一个可利用的信道上发送。

在图1中，假设将在源站S61与目标站S65之间建立连接。此连接通过用作中继站的站S60与S63运行。另外，从站S62到站S64的连接利用站S60来中继。

在图2所示的建立连接的示例中，来自S61的数据传输在信道C1上进行，从S60到S63的数据传输在信道C25上进行，而从S63到目标站S65的数据传输在信道C12上进行。在此示例中给予特殊考虑的站S60也在信道C25上发送给站S61与S64。

路由选择(即，用于建立连接的站的选择)和信道的选择利用参与站之间进行的对话来处理。路由选择(路径查找)和连接的建立不是本发明的目的。

图3表示包含在每个站中的耦合矩阵KM。为简化起见，利用方框表示的每个码元位置在此实际实施例中假设为由一个比特组成。

每个站包含用于每个信道C1…Cn的信道寄存器CR-1…CR-n。信道寄存器CR-1包含8个信息码元位置1…8，其中每个码元位置对应于一个子信道SC。因此，信道C1分为8个子信道1…8。每个子信道具有20KHZ的带宽，其中所有子信道1…8的频率是连续的。能在一个子信道SC上建立单向数据链路。

图3表示信道C1的子信道4与5的时隙模式，其中发送码元给信道寄存器1。在连续的码元流中以20KHZ的频率进行传输。

同步接收的信道的子信道的码元(在这种情况中：比特)输入接收寄存器ER1…ERn并从那延迟两个码元时长之后发送给相应的信道寄存器CR-1…CR-n。信道寄存器CR-1…CR-n均与耦合矩阵的列有关。此耦合矩阵具有n行和m列，其中分配每行与每列给不同的子信道与不同的频率。此耦合矩阵KM的行均对应于一个子信道或发送频率。每个信道具有包含每个子信道1…8的一个码元位置的一个信道寄存器CR-1…CR-n。所有发送侧信道寄存器的码元位置与耦合矩阵KM的行有关，给每个发送侧信道寄存器CR-1…CR-n分配一个发送寄存器SR1…SRm。

耦合矩阵KM具有集成电路设计，其中相应的控制信号能将节点连到行与列相交点处。此相关节点在连接期间保持连接。

在所示的实际示例中，假设：在信道C1的子信道NO.1(1号)上接收的信息将在信道25的子信道NO.2(2号)上进行中继。在耦合矩阵的相关相交点上具有连接的节点KP，于是位于接收信道寄存器CR-1的位置NO.1中的比特发送给信道C25的发送信道寄存器CR-25的位置NO.2。

以同样的方式，在信道C2的子信道NO.4上接收的信号发送给信道C25的NO.6子信道并且在此信道上发出。

图4表示在信道C1、C2与C3的子信道上接收的信号的定时示例。在诸如图1与2的站S60的相关站中，在那接收的并预定用于中继的信号转换到信道C25上。对于站S60，以前与相邻站的对话确定信道C25可用于数据传输。

如图2所示的选择的实际示例，站S60在信道C1上从站S61接收假定中继给站S63的数据。结果，这些数据在站S60转换到信道C25上。在站S63上，同一数据转换到诸如C12的另一个信道并发送给目标站S65。

在选择的示例中，这里考虑的站S60在信道C2上从站S62接收信号。这些信号将中继给站S64，为此又选择信道C25。最后，也从站S60发送信号给站S61，为此选择信道C25的另一个子信道。站S60是在信道C25上但是在不同的子信道上发送一切信号。

图4表示在站S60上由站S61与S62在信道C1与信道C2上接收的数据的转换。这些数据转换到信道C25的不同子信道上。在此，在每种情况下时间轴表示为“t”。图4的顶部线条表示在信道C1、C2与C3上发送的码元位置相互延迟最多一个码元位置的时长。因此，数据保留在信道寄存器CR-1…CR-n(图3)中，直到已接收所有信道的相关码元位置。随后同时在耦合矩阵KM中转换到输出信道上。

除了发送信息的子信道1…8的码元位置之外，给每个信道加上三个其他的比特位置用于纠错比特A、B、C。这些附加比特位置的内容在接收寄存器ER1…ERn中进行分析并用于纠正同时在一个信道上接收的信息比特中的错误。只有校正的信息比特输入相应的信道寄存器CR-1…CR-n。

在发送寄存器SR1…SRn中，在发送整个比特量之前，将检错比特A、B、C加到信道的8个信息码元上。根据信息码元位置的内容利用检错算法生成这些检错比特。在接收整个信号之后，以相同的方式利用此算法执行纠错。

图5表示信道的各个码元位置与其定时的关系，其中数字1…8指信息码元位置并代表子信道，这些子信道具有不同的频率。在图5中，频率f利用增加的序数从左到右增加。这三个纠错比特位置A、B、C已加到最后的一个子信道(信道“8”)上。

在图5所示的实际示例中，信道中总的8个连续码元后面是包含也用于检错的每个子信道的奇偶校验比特的附加码元位置P。分别为每条发送链路附加检错比特与纠错比特并根据信息内容分析这些比特。在频率转换中不牵涉这些附加比特。

作为其中固定分配子信道频率的上述实际示例的一种选择方案，在每个码元步长之后，可以改变子信道的分配频率，这使之有可能保证扰动不能总是干扰子信道。

Claims (4)

1、具有只能在可选择的发送信道上与相邻站进行直接数据通信的分布站(S)的一种数据传输系统，其中通过信道发送由连续码元组成的码元流，并且位于源站与目标站之间的站用作中继站，其特征在于：

在每个站(S)上接收的信号从相应的接收信道转换到不同的发送信道上，逐个码元地将到达接收信道上的码元流转换到发送信道上。

2、如权利要求1的数据传输系统，其特征在于，发送信道分为子信道(SC)，每个子信道适于发送码元流，并且同步地发送一个发送信道的所有子信道(SC1…SC8)的码元。

3、如权利要求2的数据传输系统，其特征在于，比特(A、B、C)根据一个信道的子信道(SC1…SC8)的同步发送的码元位置的信息内容加到这些码元位置上，其中在接收站上完成检错和/或纠错。

4、如权利要求2或3的数据传输系统，其特征在于，在每个单个子信道上利用预定义数量的码元位置完成检错和/或纠错。

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