CN1315120A - 可重新配置的通信网 - Google Patents

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Abstract

一种通信系统包括至少能互相传递控制消息的第一与第二终端(FP、PP)。第一与第二终端中至少一个具有用于用与第一与第二终端中的另一个的服务协商过程配置/重新配置其自身的装置。各终端包括收发机、用于存储软件功能的存储器、及用于按照存储的软件功能控制终端的操作的处理器。至少软件功能之一是可以响应控制消息的接收改变的,该消息包含新软件功能加上处理器在将新功能筑入终端上的实际实现中所需的接口软件。该通信系统可以是其中的配置/重新配置消息是在空中发送的无绳与/或蜂窝式电话系统,或者其中的配置/重新配置消息是用陆线转发的控制系统。

Description

可重新配置的通信网
本发明涉及可配置/可重新配置的通信网，它或其终端是可根据用有绳或无绳，即无线，链路传输的数据配置或重新配置的。
从Philips电信评论，卷41，第一期，1983年4月，F.P.vanEnk的“FM-900系列VHF/UHF移动无线电话设备”，36-45页中，向移动无线电单元提供微处理器与中央控制PROM(可编程只读存储器)从而能存储与信道号关联的个性数据是已知的。结果，当用户选择信道时，移动无线电单元按照存储的数据适应自己，从而准备好工作而无须用户任何另外干预。这处无线电单元需要使用外部编程器编程的PROM。
用无线传输将诸如接收机身分码等数据提供给数字寻呼机也是已知的。
在电信特别是数字寻呼领域中，为了使用户能在操作不同系统与/或不同特征的不同地理区中漫游，旅行者必须携带两个或多个移动单元，各移动单元配置成在各自的区中操作，欧洲专利EP-B-0538933中公开了避免携带若干移动单元的需要的一种建议。该移动单元能根据从插入孔或槽中并由该移动单元读取的诸如携带数据的塑料卡等设备下载的数据重新配置。
鉴于现行及将实行的过多的通信标准，希望链路各端上的设备是兼容的。
按照本发明的第一方面，提供了操作包括第一与第二终端的无线电系统的方法，该方法包括通过与所述第一与第二终端中的另一个服务协商的过程来配置/重新配置所述第一与第二终端之一。
更具体地，本发明的第一方面提供操作包括第一与第二终端的无线电系统，该方法包括所述第一与第二终端之一传输给出关于其能力的参数的消息，而第一与第二终端中的另一个接收该消息并按照接收的参数来配置/重新配置其本身。
按照本发明的第二方面，提供了包括能互相通信的第一与第二终端的通信系统，其中第一与第二终端中至少一个拥有通过服务协商过程来配置/重新配置其本身的装置。
本发明的第二方面还提供包括能互相通信的第一与第二终端的通信系统，其中该第一与第二终端中至少一个拥有根据该第一与第二终端中所述另一个传输的给出关于其能力的参数的消息的接收，来配置/重新配置其本身的装置。
按照本发明的第三方面，提供了供在其中一个终端能通过服务协商来配置/重新配置另一终端的通信系统中使用的终端，该终端包括收发机、用于存储软件功能的存储器、及按照所存储的软件功能控制终端的操作的处理器，这些软件功能中至少一种是可以响应消息的接收改变的，该消息包含新软件功能加上处理器在将新功能建立到该终端上的实际实施中所需的接口软件。
本发明是基于主台(或固定终端)能响应副台(或移动终端)在通信链路上传输的软件(或其它信息)适应自己(反之亦然)这一概念的。从而假设主台或副台能适应自己或配置/重新配置自己，便有可能使各式各样的设备能在网络上操作而无须事先在工厂中确定它们。当同一件设备必须能够不仅与不同的无线电接口、协议、压缩/解压缩算法及应用一起操作并且还必须能灵活操作来适应流行的无线电环境时，这一点特别重要。
运行在移动终端(或副台)上并需要通信设施的应用通常需要建立与远程终端(或等效物)上的另一(对等)应用的连接。网络可提供为应用裁剪的标准化服务并从而提供具有诸如位速率、延时、出错率等适应性质的通信信道。然而，网络有可能不知道该应用，并因此可能提供“最接近的”适当服务。这会要求在终端与网络之间对需要的与可获得的链路参数进行某种协商。在另一应用中，在配置/重新配置网络以便提供所要求的通信设施中，终端可占主动地位。
在无线电系统中，通常希望联合优化源与信道编码。因此，如果网络不知道源编码算法，很可能也不知道相关的信道编码。因此必须将必要的信息提供给网络以便能实现有效的解决方案。相同的论点也能应用在调制方案上。
在一些情况中，可能有一个以上网络参与建立连接。这时应考虑各链路的性质，以及总体性能。
终端之间有可能上载，例如为了保证链路两端的应用是兼容的。
下面参照附图用示例方式描述本发明，其中：
图1为无绳/蜂窝式电话系统的简图，
图2以方框示意形式说明可重新配置的DECT(数字增强的无绳电话)、固定部分与便携式部分的软件体系结构，以及
图3为软件下载过程的图。
在这些图中，相同的参照数字用于指示对应的特征。
实现本发明的方式
参见图1，通信系统包括一固定部件(或固定终端)FP及两个便携式部件(或移动终端)PP1、PP2，固定部件FP包括网络控制器10，它实际上是大型计算机并耦合在无线电收发机12上。天线14耦合在收发机12上。各便携式部件PP1、PP2包括耦合在无线电收发机22上的天线20。具有用于存储配置数据的EPROM26的处理器24耦合在收发机22上。
为了方便说明，所示系统按照DECT(数字增强无绳电话)标准操作。DECT为包括10个频道的TDMA标准，各频道在时域中分成帧且各帧包括24个时隙。12个为发射时隙(或单工物理信道)而12个为接收时隙(或单工物理信道)。对应地编号的发射与接收时隙构成双工语音对。
如在本技术中已知的，DECT按照分层结构操作，其中包括物理(PHL)层、介质访问控制层(MAC)、数据链路控制(DLC)层及网络(NWK)层。前一段中已描述了PHL层的一些特征。其它层中MAC层是所关心的。MAC层规定广播消息控制服务、无连接消息控制服务及多承载电路控制服务。MAC层还规定逻辑信道及如何将它们多路复用与映射到物理信道上。更具体地，MAC层执行两种主要功能，首先它选择物理信道，然后在这些信道上建立与释放连接。第二，它多路复用(与多路分解)控制信息、连同高层信息与误差控制信息到时隙大小的分组中。为了简明起见不再描述DLC与NWK层。
参见图2，其中示出了基于DECT的可重新配置的固定部件(或基地台)FP与便携式部件(或移动终端)PP的软件体系结构。各软件体系结构是互为镜象的，并为了便于描述，将描述固定部件FP而示出为带撇的相同参照数字用来指称便携式部件PP中的对应特征。
FP软件体系结构包括物理(PHL)层30、MAC层32、C平面(或控制平面)34及与MAC层32接口的U平面(或用户平面)。配置应用42与连接在低层管理实体(LLME)38上的配置管理程序40接口。过程受作为用户应用运行的高级用户界面应用的配置应用42控制。这使得PP或FP能为软件的检索访问基于因特网的服务器。利用应用程序界面(API)来使通用元件能用在不同制造商的设备上。
配置管理程序40有三种主要选项，它们是(1)在软件运行时取出一个模块并用另一模块替换，所谓“热调动”，(2)在转换栈之前与当前使用的栈同时运行与测试新栈，所谓“并行栈操作”，及(3)停止协议栈，编译新的下载功能，测试新功能及建立新连接，所谓“停止与开始”。选项(3)最简单并且是在实践中较可能使用的选项。
在响应来自PP的建议重新配置FP的情况中，建议进行下面的软件上载。
(1)特征协商。PP与FP之间的对话保证双方都彼此知道相关的能力。例如，PP可能关心对固定网络的连接提供的端对端延时，或ATM连接中的位出错率或分组丢失率。也可能需要终端之间的协商。
(2)出错处理。当涉及无线电链路时，可能需要检错与/或纠错编码。编码(与交错)的细节可由PP上载到网络的无线电接入部件(参数或算法说明)。类似地，可规定解码算法。可规定错误检测与隐蔽机制。错误隐蔽可应用在实时语音与图象传输中。也可在最终目的地上实现它，并可包含根据前面的数据的内插或重复填充丢失的数据，或在话音情况中保持静默。
(3)PP可将专门化的自动重复请求(ARQ)算法(或规定它们的信息)加载到网络中。如果需要满足实时延时制约或保证通信信道的高效使用(如对于大分组)，这可能是适当的。
(4)可规定非标准调制及提供算法来生成/解调它们。
(5)可将代理加载到网络中代表用户处理通信问题。一些实例包括：变换编码(例如，当应用使用不同的源编码算法时)、监视延时与服务质量。
(6)可规定分组处理的专门化算法(如，处理分组优先级、拥挤条件下的包装脱落)。
(7)PP可将加密/解密/电子签名/水印算法上载到FP。
按照本发明的方法与系统设想了用另一方转发的软件配置或重新配置FP或PP的可能性。除了已提及的改变，可重新配置下述元件：
(a)改变FP对PP及PP对FP的操作模式，在一些情况中可能希望用来覆盖短生存期的事件。
(b)在物理信道的情况中：
(1)从单时隙改变成多时隙(物理信道的承载电路的数目)及反过来。
(2)改变帧结构。
(3)改变循环冗余检验(CRC)方案。
(4)改变功率控制算法(不能应用在所有无绳或蜂窝式系统上，诸如DECT等其中的一些不提供功率控制)。
(c)改变MAC层软件功能的元素：
(1)改变高层错误控制。
(2)改变无线电信号强度指示器(RSSI)方案。
(3)改变自动重复请求(ARQ)方案。
(4)改变转移算法。
从而有可能取未配置的终端或配置过的终端并用所希望的轮廓配置或重新配置它。配置或重新配置能是人工或自动的，例如困难信道中的链路适应可自动发生。为了实现配置或重新配置，终端可包括现场可编程门阵列(FPGA)、可编程处理器或设计成取决于外部影响不同地操作的专用的应用专用集成电路(ASIC)。
按照本发明的方法是通过从一个终端传送关于其能力的关键参数给另一终端来进行的。能力包含使用通信链路时执行的实际功能。它们包含调制类型、位速率、扩展码(CDMA)、载波数(OFDMA)等，以及接受诸如新调制方案等新功能的能力。装备了能力信息，然后基地台选择最适当的软件从移动台下载(或上载)。这一软件没有必要包含在PP或FP终端之一上运行的实际代码，它可以是纯配置信息。作为示例下面的消息序列图示出如何在PP与FP之间建立灵活的无线接口。在本例中PP通知它能发送与接收三种类型中任何一种RF调制(BPSK、QPSK与DQPSK)，FP能决定使用哪一种调制类型，并通过传送直接指称所选择的调制类型的简单代码来指令PP这样做。
Figure A0080098000081
空中接口的这一配置容许包含空中接口的简单测试，在其中建立呼叫来演习物理层及评价链路的服务的潜在质量(QoS)。从而测试该空中接口来保证已无错误地进行了配置。
测试方案包括传输FP生成的并被PP称作“prioria”的已知测试数据模式。
灵活的空中接口允许采用自适应频谱管理，其中FP能不仅根据移动台的需求并且还根据可获得的频谱的最佳使用分配不同的频谱量给用户。
可为频繁地选择的软件升级采用高速缓冲存储。
为了给出按照本发明的方法的另一示例，下面给出用于CRC的重新配置的一系列事件的实例。
1．决定重新配置MAC层中的PP或FP的CRC方案。
2．询问PP或FP的MAC层是否为软件MAP编程的。
3．使用固有规则来发现PP或FP是否能改变其CRC方案。
4．如果可能改变，则将下列之一下载到PP或FP:
·CRC方案的新参数，或
·新CRC方案源代码。
为了减少空中的传输量，只传输必要的功能加上将新功能筑入FP或PP的实际实现中所必需的任何接口软件。例如，如果实现是在FPGA上，则也需要特定的FPGA的编译程序。
5．如果是源码，PP或FP配置管理程序40(图2)编译可连接的二进制代码，该编译程序是专用于特定平台的用户编码的编译程序。编译之后，将二进制编码与其它软件连接。该软件能在可编程的处理器或专用的ASIC上运行或者也能用来配置实现新功能的FPGA。软件重新配置的一种方法为定义处理器访问的用于特定功能的存储区，当下载新功能时可替换这一区域。
6．如果是参数，则更新参数存储单元。
7．运行测试新配置的测试程序。
8．用新的重新配置的PP或FP建立新的呼叫。
参见图3，其中示出从软件定义的无线电(SDR)服务器50到作为PP或FP之一的SDR终端51的软件传送。
传送发生在若干阶段中。
启动：
步骤52中，服务器50启动下载请求。
步骤53中，终端51确认该下载请求。
互相认证：
步骤54中，服务器50认证终端51。
步骤55中，终端51认证服务提供者与网络操作员。
能力交换：
步骤56中，服务器50请求终端51传输其能力数据。
步骤57中，终端传输其能力应答。
步骤58中，服务器50选择适当软件实体与参数组来匹配终端51的能力并开放下载信道。(如果不存在匹配的参数组便终止操作)。传送下载安装轮廓。
下载接受交换：
步骤60中，服务器50传送下载安装轮廓。
下载接受交换：
步骤59中，终端51选择安装选项并且还接受或拒绝这些条件。步骤60中，服务器50确认所选择的选项。
软件下载：
步骤62中，服务器50下载包含能力表与各实体过程的投送包装的代码模块。
步骤63中，终端51测试投送完整性。适当时它还请求重新传输。
步骤65中，终端51确认安全接收。
步骤64中，服务器50终止下载。
虽然已对DECT描述了本发明，它同样适用于在PP与FP之间具有无线电接口、有线/陆线接口或两者的组合的单或双向通信系统。在单向通信系统的情况中，控制信令是双向的，而该系统可用分开的单向通信系统实现，例如带GSM双向控制信道的DAB(数字音频广播)系统。
在本说明书与权利要求书中，元件前的量词“一”并不排斥存在多个这种元件。此外，“包括”一词并不排斥存在列出的那些以外的其它元件或步骤。
从本公开的阅读中，其它修改对熟悉本技术的人员将是显而易见的。这些修改可包含在可重新配置的通信网络/终端的设计、制造与使用中已知的其它特征，并且它们可用来代替或附加到这里所描述的特征上。
工业可应用性
无线电平台是可用软件配置/重新配置的。

Claims (9)

1．一种操作包括第一与第二终端的无线电系统的方法，该方法包括通过与所述第一与第二终端的另一个服务协商的过程来配置/重新配置所述第一与第二终端之一。
2．一种操作包括第一与第二终端的无线电系统的方法，该方法包括所述第一与第二终端之一发送给出关于其能力的参数的消息，而第一与第二终端的另一个接收该消息并按照所接收的参数来配置/重新配置其本身。
3．如权利要求1或2中所述的方法，其特征在于启动配置/重新配置操作的所述第一与第二终端之一传送必要的功能加上将新功能筑入所述第一与第二终端的另一个上的实际实施中所需的软件。
4．如权利要求1、2或3中所述的方法，其特征在于测试该空中接口来保证已无错误地进行了配置/重新配置。
5．一种包括能互相通信的第一与第二终端的通信系统，其中第一与第二终端中至少一个具有通过服务协商过程来配置/重新配置其本身的装置。
6．一种包括能互相通信的第一与第二终端的通信系统，其中第一与第二终端中至少一个具有用于响应接收该第一与第二终端中所述另一个发送的给出关于其能力的参数的消息来配置/重新配置其本身的装置。
7．如权利要求6中所述的通信系统，其特征在于该第一与第二终端为无线电终端。
8．如权利要求5、6或7中所述的通信系统，其特征在于该第一与第二终端各具有包含存储器与用于改变存储器的装置的软件接口，在于存储器的区域的至少一部分具有分配给各自的软件功能的部分，及在于该存储器改变装置响应下载的新功能替换相应部分的区域。
9．一种供在其中一个终端能通过服务协商来配置/重新配置另一终端的通信系统中所使用的终端，该终端包括收发机、用于存储软件功能的存储器、及用于按照存储的软件功能控制终端的操作的处理器，至少软件功能之一是能响应消息的接收改变的，该消息包含新软件功能加上处理器在将新功能筑入终端上的实际实现中必需的接口软件。
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