CN1274246A - 具有隐匿网络节点的无线网络 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有几个网络节点的无线网络,每个节点包括一个无线电装置,所说节点中的一个形成一个传输网络节点,并且将其设计成在至少一个隐匿网络节点和所有其他网络节点之间传输数据。一个网络节点形成一个用来控制无线电通信的中央网络节点。该中央网络节点设计成传送帧同步数据来形成来每个无线电装置中使用的帧。传送网络节点用来与隐匿网络节点交换中央网络节点的特定数据。中央网络节点设计成为指定在帧中出现的子帧用于执行传送网络节点和隐匿网络节点之间的交换数据。

Description

具有隐匿网络节点的无线网络
本发明涉及具有几个网络节点的无线网络，每个节点包括一个无线电装置，所说节点中的一个形成一个传输网络节点，将该节点设计成在至少一个隐匿网络节点和所有其他网络节点之间传输数据。
这样的无线网络从Wolfgang Schulte的文章“Code-Name Bluetooth”，Funkschau23，1998，第80和81页中可以知道。该无线网络由各自包括几个网络节点的几个皮网络形成。皮网络中的一个节点具有主管功能。皮网络中的所有其他节点具有从属的功能。在这种皮网络中具有从属功能的一个节点用来与其他皮网络的节点交换数据。
本发明的目的在于提供一种无线网络，其中以不同的方式从几个可直接存取的网络节点向对于全部网络节点是不可存取的一个网络节点传送数据。
该目的通过在本文起始段落中提到的这种无线网络实现，其中一个网络节点形成一个用来控制无线电通信的中央网络节点，其中该中央网络节点设计成用来传送帧同步数据来形成在每个无线电装置中使用的帧，其中该传送网络节点设计成用来与该隐匿网络节点交换中央网络节点的特定数据，并且，其中该中央网络节点设计成指定一个在帧中出现的子帧用于传送网络节点和隐匿网络节点之间的数据交换。
词语“无线传送”理解为表示无线电、远红外、或超声波以及类似的传送。在该无线网络中的传送网络节点保证一个隐匿网络节点提供来自中央网络节点和设计成用于无线网络的无线电通信的数据。该传送网络节点相对于隐匿网络节点模拟中央网络节点的功能。其实现了指定一个MAC级(MAC＝媒体存取控制)中的子帧，该子帧位于MAC帧中。基于出现在网络节点的无线电装置中的该MAC帧和在该MAC帧中出现的子帧组织数据传送。
在帧的第一个阶段中，中央网络节点传送帧同步数据，并且其在该帧的第二个阶段中传送控制数据。本发明使这些数据传送给隐匿网络节点成为可能，其中在子帧的第一个阶段中将传送网络节点设计成传送从中央网络节点接收到的帧同步数据并且在帧的第二个阶段中传送从中央网络节点接收到的特定控制数据。
权利要求4、5和6涉及该帧和子帧的下一些阶段。在一个隐匿网络节点包括进该无线网络之前该子帧称为起始子帧，并且在其已经包含进其中之后称为操作子帧。
根据权利要求7，本发明涉及一种在各自包括一个无线电装置的几个网络节点之间无线传送数据的方法，权利要求8涉及一种代表中央网络节点的网络节点，和权利要求9涉及一种代表传送网络节点的网络节点。
参照附图将更详细地说明本发明的实施例，其中：
图1显示具有几个网络节点的一个无线网络；
图2显示在图1的无线网络中使用的MAC帧；
图3显示具有几个网络节点的一个无线网络，其中一个节点形成一个隐匿网络节点，和
图4、5和6显示在图3的无线网络中使用的MAC帧并且每个含有一个子帧。
图1显示具有几个网络节点1至4的一个无线网络。节点1至4通过无线电连接交换数据。节点1具有无线网络中基站的功能，其用来代表中央网络节点并且控制该无线网络中的无线电通信。节点2至4表示普通网络节点，并且彼此之间以及与中央网络节点之间交换数据。该中央网络节点1可以与其他节点2至4交换数据的范围如图1中的椭圆5所示。
网络节点1至4包括至少一个无线电装置，这个无线电装置建立了与其他网络节点(和可能是其它操作装置)相应的无线电连接。例如这些装置可以是音频编/解码器、录像机、监视器、调谐器、CD播放器等。本身已经公知的无线电装置包括一个接口电路、一个协议装置、一个调制解调器、一个高频电路和一个天线。可能是在格式匹配之后，该接口电路在协议装置和网络节点1至4的其它装置之间交换数据。高频电路通过调制解调器向协议装置传送从天线接收到的数据。进而，天线发射从协议装置发出的数据，并且经由调制解调器和高频电路传递。
该协议装置(例如作为一个处理器系统出现)从由接口电路提供的数据或者可以由来自调制解调器提供的消息包单元的接口电路处理的数据形成消息包单元。一个消息包不仅包括接收到的数据而且还包括由协议装置创建的附加的控制信息。协议装置使用于LLC级(LLC＝逻辑链路控制)和MAC级(MAC＝媒体存取控制)的协议统一化。MAC级控制无线电装置对该无线电传送媒介的多路存取，而LLC级执行通信流和错误检查。
在图1的无线网络中，可以根据TDMA、FDMA或CDMA(TDMA＝时分多路存取，FDMA＝频分多路存取，CDMA＝码分多路存取)方法在网络节点1至4之间交换数据。这些方法还可以组合。数据在特定指定的通道中传送。通道由频率范围、时间周期和例如在CDMA方法中的扩展码定义。
在网络节点1至4的MAC级中的帧中组织数据传送。该帧包括几个用于射频同步数据、控制数据和净荷的时间槽，并且代表MAC帧。在图1所示的中央控制的无线网络中，该中央网络节点1负责用于普通网络节点2至4的MAC帧中的射频同步以及动态指定时间槽。图2显示这样一个MAC帧。每个MAC帧在它的开始处具有一个帧同步前导码MS，通过中央网络节点1在其中产生帧同步数据；该帧同步阶段或前导码MS紧随有一个下行链路控制阶段DLCP和一个下行链路用户阶段DLUP，在下行链路控制阶段DLCP中通过中央网络节点1向普通网络节点2至4传送控制数据；在下行链路用户阶段DLUP中通过中央网络节点1向普通网络节点2至4传送净荷数据；下行链路用户阶段DLUP紧随有一个直接模式阶段DMP，普通网络节点2至4在直接模式阶段DMP中彼此交换控制和净荷数据。在最后的阶段，即上行链路阶段UPP中，普通网络节点2至4通过一个专用通道或随机存取通道向中央网络节点1传送控制和净荷数据。
该MS、DLCP、DLUP、DMP和UPP阶段每个包括一个或几个时间槽(通道)。这些阶段的长度以及其时间槽可以固定地编程或可以变化。在后一种情况中，中央网络节点1根据无线网络中的相关的要求确定这些阶段的长度及时间槽。
专用通道是两个网络节点之间的点对点连接。随机通道可以通过由普通网络节点2至4传送的相应数据穿过的一个或几个时间槽形成。在这种情况中该中央网络节点1不记下普通网络节点2至4向随机通道的存取的时间中的时刻。该随机通道可以通过一个普通网络节点2至4例如用于登记请求使用。
在DLCP阶段中，中央网络节点1可以向所有普通网络节点2至4传送一条消息。该消息指示哪个时间槽允许普通网络节点2至4在DMP和/或UPP阶段中传送它们的数据。中央网络节点1还可以在DLCP阶段中向全部普通网络节点2至4传送一条消息来通知普通网络节点2至4在DLUP阶段中使用哪个时间槽来接收来自中央网络节点1的净荷数据和/或在DMP阶段中使用哪个时间槽来接收来自其它普通网络节点2至4的控制和净荷数据。此外，中央网络节点1利用DLCP阶段来通知普通网络节点2至4的一个随机存取通道RACH的位置。如上面所提到的，该随机存取通道RACH通常用来登记网络中的新普通网络节点。登记之后，一个普通网络节点也可以使用该UPP阶段来通过一条消息向中央网络节点1请求一个或几个时间槽。然后消息传送给中央网络节点，在其中数据量指示哪个普通网络节点希望进行传送。
在图1所示的无线网络中，所有普通网络节点2至4能够接收来自中央节点1的控制和净荷数据。图3显示另外一个无线网络，其不仅包括中央节点1和普通网络节点2至4，而且还包括代表隐匿网络节点的节点7。因为网络节点7只与一个普通网络节点(即图3中的节点3)，但不与中央网络节点1交换数据而称之为隐匿网络节点。在图3中通过包围网络节点3和7的另外一个椭圆8来表示。
普通网络节点3具有从中央网络节点1和其它普通网络节点2至4向隐匿网络节点7传送数据和从该隐匿网络节点7向中央网络节点1和所有其它普通网络节点2至4传送数据的功能。这种与隐匿网络节点(例如节点7)交换数据的普通网络节点3被，看作是一个由隐匿网络节点模拟的中央网络节点。
为了包括一个不与中央网络节点1直接射频接触的隐匿网络节点7，在特定的时间周期中在MAC帧中提供一个特殊的子帧，该子帧表示合并之前的初始化子帧。在初始化子帧的工作期间，帧同步数据和一些控制数据由中央网络节点1经过所选择的网络节点3向隐匿网络节点7提供。该初始化子帧由中央网络节点在DMP和/或UPP阶段期间动态地确定。图4显示一个MAC帧和一个初始化子帧。该初始化子帧包括一个帧同步阶段iMS、一个下行链路控制阶段iDLCP和一个上行链路阶段iUPP。在iMS阶段，帧同步数据由特定的节点(例如网络节点3)重复，并且在iDLCP阶段传送中央网络节点的一些控制数据。IUPP阶段只包括一个随机存取通道iRACH，在随机存取通道iRACH中还没有包括进来的隐匿网络节点(例如节点7)可以向无线网络传送一个合并请求。
由隐匿网络节点7发出的合并请求在初始化子帧的iUUP阶段的过程中由所选择的网络节点3作为消息接收。该选择的网络节点3在MAC帧的下一个UPP阶段的过程向中央网络节点1传送具有合并请求的消息，该MAC帧不形成初始化子帧的一部分。如果中央网络节点1同意该隐匿网络节点7的合并请求，记下下一个子帧的起始位置。该下一个子帧表示操作子帧，即，合并结束之后。对应于MAC帧的起始点一直具有对于所有后续操作子帧相同的位置直到隐匿网络节点7离开无线网络时的时刻。该操作子帧的长度是可变的并且由中央网络节点1根据要传送的数据的数量决定。由隐匿网络节点7选择的普通网络节点3在第一个操作子帧的开始处变成一个传送节点。
操作子帧包括一个帧同步阶段oMS和一个下行链路控制阶段oDLCP(图5)。此外，该操作子帧还可以包括一个下行链路用户阶段oDLUP和一个上行链路阶段oUPP。该传送网络节点3连续地重复在oMS阶段中从中央网络节点1接收的帧同步数据和中央网络节点1的所有控制数据，这些控制数据与操作子帧的oDLCP阶段中的隐匿网络节点7相关。例如，由中央网络节点1在用于隐匿网络节点7的指定的时间槽的基础上传送的消息在oDLCP阶段中重复作为传送网络节点3的控制数据。
在oUPP阶段的过程中隐匿网络节点7可以使用一个随机存取通道oRACH以便通过专用通道在无线网络中应用点对点(或一对一传播)连接或多通道连接。通过专用通道从隐匿网络节点7向任何其他网络节点1至4的点对点连接表示隐匿网络节点7的上行链路通道并且简写为上行链路通道oUDCH。该上行链路通道oUDCH形成操作子帧的oUPP阶段的一部分，象一个随机存取通道oRACH一样。中央网络节点1在MAC帧的DLCP阶段中用具有指定上行链路通道oUDCH的消息传送控制数据。传送节点3在操作子帧的DLCP阶段中向隐匿网络节点7传送这些控制数据。然而，中央网络节点1不仅向操作子帧中的上行链接通道oUDCH(上行链接专用通道)指定一个或几个时间槽，而且还指定在MAC帧的DMP阶段和/或UPP阶段中的相应时间槽。通过传送节点3请求位于操作子帧外部的这些对应的时间槽来通过传送节点3从隐匿网络节点7向一个或几个其他节点1至4传送数据。这些时间槽属于一个通道，该通道通过模拟操作子帧的上行链接通道oUDCH表示上行链接通道UDCH。
如果净荷数据从普通网络节点2至4和/或中央网络节点1向隐匿网络节点7传送，中央网络节点1必须指定一个操作子帧的oDLUP阶段中的专用下行链接通道oDDCH。使用该下行链接通道oDDCH来从传送节点3向隐匿网络节点7传送净荷数据。必须通过中央网络节点1重新在操作子帧外部的DMP或UPP阶段中的MAC帧中指定一个相应的下行链接通道来实现一个或几个网络节点1、2和4和传送节点3之间的连接。
一个由中央网络节点1指定操作子帧中的时间槽的例子如图6所示。两个时间槽oS1和Os2已经由中央网络节点1指定作为操作子帧的oDLUP阶段中的下行链接通道oDDCH。对应的时间槽或下行链接通道S1和S2在DLUP和DMP阶段中出现。例如从普通网络节点(例如节点2)发出的净荷数据在时间槽S1或S2中传送给传送节点3并且由此在时间槽oS1和oS2中传送给隐匿网络节点7。
对于相反的传送方向，已经由中央网络节点1指定了两个时间槽oS3和oS4作为操作子帧中的上行链接通道oUDCH。包含相应的时间槽S3和S4作为操作子帧外部的MAC帧的DMP和UPP阶段中的上行链接通道UDCH。在时间槽oS3或oS4中，隐匿网络节点7向传送网络节点3传送数据，例如该传送网络节点3在时间槽S3或S4中向一个普通网络节点传送这些数据。
应当注意可以在传送节点3和隐匿网络节点7之间交换数据。在这种情况下，不需要指定MAC帧中的时间槽，指定操作子帧中的时间槽就足够了。

Claims (9)

1、一种具有几个网络节点的无线网络，每个节点包括一个无线电装置，所说节点中的一个节点形成一个传输网络节点，将这个节点设计成用于在至少一个隐匿网络节点和所有其他网络节点之间传输数据，特征在于其中一个网络节点形成一个用来控制无线电通信的中央网络节点，
其中该中央网络节点设计成用于传送帧同步数据来形成在每个无线电装置中使用的帧，
其中该传送网络节点设计成用于与该隐匿网络节点交换中央网络节点的特定数据，并且
其中该中央网络节点设计成为指定一个在帧中出现的子帧用于在传送网络节点和隐匿网络节点之间交换数据。
2、根据权利要求1所述的无线网络，其特征在于中央网络节点设计成用来在帧的第一个阶段中传送帧同步数据和在帧的第二个阶段中传送控制数据，并且其中传送网络节点设计成用于传送在子帧的第一个阶段中从中央网络节点中接收到的帧同步数据和传送在帧的第二个阶段中从中央网络节点接收到的特定控制数据。
3、根据权利要求1所述的无线网络，其特征在于网络节点的无线电装置设计成用于形成一个指定给MAC级(MAC＝媒体存取控制)的帧。
4、根据权利要求2所述的无线网络，其特征在于其中中央网络节点设计成在帧的第三个阶段中向至少一个其他网络节点传送净荷数据，
其中传送网络节点设计成在帧的第四和/或第五个阶段中与隐匿网络节点交换数据，和
其中在没有填充子帧的帧的第四个阶段中将其他网络节点设计成彼此交换净荷数据，和在没有填充子帧的帧的第五个阶段中将至少一个其他网络节点设计成向中央网络节点传送净荷数据。
5、根据权利要求2所述的无线网络，其特征在于在一个隐匿网络节点包含进该无线网络之前，将隐匿网络节点设计成接收请求合并该隐匿网络节点的消息。
6、根据权利要求2所述的无线网络，其特征在于在一个隐匿网络节点已经包含进该无线网络之后，传送网络节点设计成在子帧的第三个阶段中传送净荷数据和在子帧的第四个阶段中接收隐匿网络节点的控制和/或净荷数据。
7、一种在几个网络节点之间无线传送数据的方法，每个网络节点包括一个无线电装置，所说网络节点中的一个形成一个传输网络节点，该网络节点在至少一个隐匿网络节点和所有其他网络节点之间传输数据，特征在于其中作为中央网络节点的一个网络节点控制无线电通信和传送由其在每个无线电装置中形成帧的帧同步数据，
其中传送网络节点与隐匿网络节点交换中央网络节点的特定数据，并且
其中中央网络节点指定一个在帧中出现的子帧来在传送网络节点和隐匿网络节点之间交换数据。
8、一种无线网络中的网络节点，该无线网络具有几个网络节点，每个节点包括一个无线电装置，特征在于作为一个中央网络节点的网络节点，
设计成用来控制无线电通信和用来传送帧同步数据来形成来每个无线电装置中使用的帧，并且
将该中央网络节点设计成用来指定一个在帧中出现的子帧，在其间在传送网络节点和隐匿网络节点之间子帧交换数据。
9、一种无线网络中的网络节点，该无线网络具有几个网络节点，每个节点包括一个无线电装置，该网络节点设计成在至少一个隐匿网络节点和所有其他网络节点之间传输数据，特征在于其中所说网络节点作为一个传送网络节点，并且设计成用来与中央网络节点交换隐匿网络节点的特定数据，该中央网络节点控制无线电通信和传送帧同步数据来形成来每个无线电装置中使用的帧，并且
其中该传送网络节点设计成为在子帧位于帧中和由中央网络节点指定的期间内与隐匿网络节点交换数据。
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