CN1473413A - 利用终端代表广播多目的地消息的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种通讯方法，其中采用与互联网协议相同类型的协议，将多目的地信息从一个终端或一个服务器发送到多个目的地，以及一个控制单元，如路由器，用来检测至少一个目的地的出现。为一个目的地，或至多有限个目的地(72)分配组代表功能。所述目的地周期地向控制单元(54)发送出现信号(62)。所述方法用于卫星通讯系统。本发明比IGMP需要发送少的信号。

Description

利用终端代表广播多目的地消息的方法及系统

技术领域

本发明涉及一种采用与互联网协议相同类型的协议来广播多目的地消息的通讯方法和系统。

背景技术

在类似互联网这样的系统里，从一点向多点广播信息，正变得越来越重要，尤其是广播电视或电台节目，以及其它各种信息，如股市信息或气象信息。对于电视会议和在线商务，例如在线拍卖，点到多点链路也是有用的。

例如，为从一个终端或服务器向多个目的地广播信息，在过去，发送端只将多目的地信息发送到网络的第一节点上，信息只从每个节点在每条信道传输一次。从而限制了服务器和网络的负载。

从图1a和图1b中，可以很明显地看出这种类型的多目的地信息广播系统的优点，其中图1a是考虑将多目的地信息构成N个单目的地信息项用于N个目的地的网络的图；图1b是成组处理多目的地信息的网络的图。

图1a显示一个必须将相同的信息项发送到3个服务器/接收机12，14和16上的服务器/发送端10，发送3条通过路由器或交换装置单独路由的相同的信息项18₁，18₂，18₃。这样，第一路由器20接收3条信息项18₁，18₂，18₃，并通过第二路由器22将信息项18₁发送到第一目的地12。第一路由器20把信息项18₂和18₃发送到另一个路由器24，后者通过路由器26将信息项18₂发送到终端14，以及通过另一个路由器28将信息项18₃发送到终端16。

在图1b所示框图中，发送端10将具有指示目的地的信息18发送到路由器20。路由器20将信息发送到路由器22和路由器24。与图1a相比，可以看到，这种方式限制发送端10和路由器20之间，以及路由器20和路由器24之间的业务量。

以下论述仅涉及图1b中示出的多目的地传输方法。

为了限制点对多点传输系统的信令业务，由互联网工程工作组(IETF)定义的互联网群组管理协议(IETF)提供了一种路由器，用于周期地例如每30秒，向所有与之直接相连的终端发出请求，以确定终端是否在多目的地组中。接到请求后，每个终端开始一个随机的时间延迟，然后在延迟结束时，发出一个响应。举例说，最大时间延迟为20毫秒。当一个终端发出响应后，由其它终端检测这个响应，而此响应的检测禁止其它终端发出响应。这样，在该标准化的方法中，信令业务包括路由器发出的周期的请求，以及发送给路由器的单个或有限个响应。路由器或控制单元只需知道的信息是多目的地广播是否还必要，即，是否还有至少一个终端构成目的地。

本发明基于如下观察：上述限制多目的地广播中的信令业务的标准，不能应用于卫星通讯系统。这是因为时间延迟太短，一个终端对请求做出的响应不能被其它终端检测到。

因此，每个终端都对路由器的请求响应，由此产生大量信令业务。举例说，如果一个卫星通讯系统提供5000个多目的地组，每组包括2000个目的地，那么在每次询问期间，即大约每30秒期间，系统就会收到一千万个响应，也就是说，一千万个数据包，每个55字节。超负荷以大约70兆比特/秒的附加比特率反应出来。而且，业务将集中在几个数十毫秒的时间段里。

为解决以上问题，本发明提供了一种多目的地组控制单元以及选择一种代表每个组的通讯终端，所述终端周期地向组控制单元发出出现信号，所述信号包含其状态为组成员的指示。

信令业务因此限制为单一响应，如在检测来自其它终端响应的系统中。

当通讯终端离开多目的地组时，通讯终端优选地发出一条离开消息，以便控制单元能指定另一个通讯终端作为组的代表。

举例来说，代表通讯终端是向组登记或连接时间最长的终端。

为了进一步限制信号发送，在一实施方式中，控制单元无需发出任何请求，代表通讯终端周期地向控制单元发送出现信号。

为了更进一步限制信号发送，优选地发送出现信号的频率相对较低，低于IETF标准中规定的请求信号频率。例如，发送两个出现信号之间的时间间隔大于1分钟。

如果通讯系统是多波束系统，即，当卫星覆盖多个单独的地区时，而且如果多目的地广播覆盖多个区域时，有必要为每个区域提供至少一个代表通讯终端。

本发明因此提供一种通讯方法，其中采用与互联网协议(IP)相同类型的协议将多目的地信息从一个终端或服务器发送到多个目的地，以及本发明还提供一种控制单元，如路由器，来检测至少一个目的地的出现，在该方法中，一个目的地或至多有限数个目的地，被分配组代表功能，以及周期地向控制单元发送出现信号。

在一种实施方式中，控制单元将代表功能分配给目的地。

如果在预定时间结束时，控制单元没有检测到出现信号，优选地指定另一个目的地作为多目的地组代表。

在一种实施方式中，当控制单元在发出请求信号后，发现没有收到出现信号时，控制单元停止发送多目的地信息。

组代表目的地可以在没有收到请求信号的情况下，以特定时间间隔，例如每隔一分钟，自发地发送出现信号。

在这种情况，发送出现信号的频率优选地低于IGMP标准中规定的发送请求的频率。

在一种实施方式中，每个目的地有一个与通讯网络相连接的通讯终端，和至少一个用户终端，通讯终端和用户终端根据IGMP通信。

在本方法中，通信有效地通过卫星传输系统进行。在这种情况，如果卫星传输多个波束，每个波束中的至少一个目的地代表一组。

在本方法中，通信也可以采用这样一种卫星传输系统进行，该系统包括一个中心控制站，地球被划分为几个区域，每一区域包括一个连接站，用于将相关区域的终端与其它通讯网络相连，控制单元位于系统的中心控制站或位于连接站中。

本发明还提供采用互联网协议的通讯系统的目的地通讯终端，终端用于接收多目的地信息，并且其特征在于，终端包括用于接收分配其代表多目的地的目的地组功能的代表信号的装置，以及当终端指定为组代表时，用于发送出现信号的装置。

终端优选地包括用于周期地发送出现信号的装置。

在这种情况中，发送出现信号的频率低于IGMP中规定的发送请求信号的频率，是有利的。

终端的一个实施方式包括在接收到请求信号后，如果所述终端不是组代表，而是多目的地组中的成员时，用于发送出现信号的装置。

终端优选地用于通过通讯卫星接收信号。

附图说明

本发明的其它特点和优点在参考附图以及以下对本发明的实施方式的描述中将会变得更明显，其中：

图1a和1b，已描述过，示出了一种通讯网络；

图2是采用本发明的通讯网络的图；

图3是显示本发明方法的图；

图4是类似于图3的显示本发明方法的另一方面的图；

图5是采用本发明的另一种通讯网络的图；

图6类似于图3和图4，显示了应用到图5中通讯系统的本发明方法。

具体实施方式

这里举例描述的通讯系统采用的是单波束或多波束地球定点卫星。在此类多波束系统中，地球被划分成几个区域(未示出)，每一区域分配一个基站40(图2)，通过与基站40相连的路由器42与其他网络和其他区域的基站进行通讯。

在任一区域，每个用户终端通过卫星46上的星载设备与网络或同一区域内的另一终端通信。这样，用户终端发送的消息被发送到卫星46上，然后转发给基站40，再通过卫星46上的星载设备将消息转发到另一终端(未显示)。

该通讯系统包括一个网络控制中心50和控制站52。本发明包括提供多目的地组控制单元54，举例说，如果运营商同时也是互联网服务供应商，该控制单元安装在卫星网络控制中心50。在本发明中，多目的地组控制单元54的功能是指定通讯终端72形成部分组(箭头60，图3)用于随后代表组。只要一个通讯终端持续发送出现信号，表明其是多目的地组的成员，控制单元就会持续发送多目的地信息。

为此，通讯终端72周期地向控制单元54发送出现信号(报告)62，而不从单元54接收请求信号64(图4)。当然，如果可能的话，出现信号60和62以及请求信号64(图4)通过卫星46上的星载设备传输。

位于同一组，即用于接收多目的地信息的终端72₁(图4)并不自发地发送出现信号。但是，如果它从控制单元54接收请求信号64，它将发送出现信号62₁。当控制单元54发现再也接收不到来自代表终端72的出现信号62时，发送请求信号64，在这种情况下，它必须指定另一个代表。如果控制单元54接收到出现信号62₁，它将选择发送出现信号62₁的一个终端作为代表。否则的话，也就是说，如果控制单元54接收不到指示终端属于一个多目的地组的出现信号62₁，控制单元54将命令中止发送多目的地信号。

注意IGMP标准的常规方法并不适用于此类卫星通讯系统，因为终端不能及时检测到或根本检测不到由其它终端发送的出现信号62。在IGMP中，发送出现信号是对来自控制单元的请求信号的响应，并具有随机的时间延迟，以及当一个终端发出出现信号，所有其他终端检测该信号时，中断时间延迟，并且不再发出出现信号。

在卫星通讯系统中采用IGMP的问题在于以下事实：根据该标准，接收请求和发送出现信号之间的最大时间延迟是20毫秒。由于卫星传输系统中的信号传播时间，在这么短的时间延迟内无法接收到出现信号。而且，每个终端发送的方向特点，以及每个终端发送的信号的编码或调制问题，如果不进行修改，其他终端无法接收。

如下所述，一个或多个采用IGMP标准协议的终端70，与通讯终端72，72₁相关，通讯终端72，72₁用于接收代表信号60和发送出现信号62。

通讯终端72将多个用户终端与网络相连。因为通讯终端72和用户终端70都采用IGMP，终端72和用户终端70采用该协议进行通信，通讯终端周期地发送请求74，以及用户终端70在随机时间延迟后以出现信号76的形式发送响应。当多个用户终端与终端72相连时，采用该本地协议。

当通讯系统包括多个与不同卫星波束相对应的区域时，为每个波束提供多目的地组的代表通讯终端。

当单个用户终端与通讯终端相关联时，如在移动通讯系统中，通讯终端和用户终端是一个并且是相同的。

如上所述，参照图2至图4描述的例子用于这样一种情形，其中卫星通讯网络运营商同时也是互联网服务供应商，从而组控制单元54可以被安装在中心站50中。接下来在参照图5及图6描述的例子中，卫星通讯系统运营商不是互联网服务供应商，以及互联网服务供应商是在通讯系统之外的。因此，如图5所示，互联网服务供应商80与卫星通讯系统的基站40相连接。在这种情况下，控制单元位于连接站40中。

该方法与参照图2至图4描述的方法相同。代表信号60从安装在连接站40中的控制单元发送到代表通讯终端72，然后代表终端发送周期的出现信号62。

基站40与互联网服务供应商的站80之间的连接是采用IGMP标准协议的常规连接，由站80向站40发送的周期的请求82，以及报告，或由站40向站80发送出现信号。

对比一下图3和图6中箭头62之间和箭头74之间的间隔，可以看出发送信号62的频率低于IGMP中的发送请求的频率。

在具有5000个多目的地组，每组有2000个成员的常规通讯系统中，在“返回的”信道，也就是从终端到控制单元的信道上的发送信号的负载是大约70M比特/秒。根据本发明，在其他条件一样的情况下，发送信号的负载将降低2000倍，因为每组2000个通讯终端中，仅有一个发送出现信号。这将发送信号的负载降低到35k比特/秒，如前所述，如果发送出现信号62的频率低于IGMP中规定的频率，发送信号的负载将被进一步降低。

如果通讯系统是多波束系统，例如，具有60个波束的系统，负载须因波束数量而成倍增长。但是，在采用本发明的情况下，发送信号的负载仍远远低于没有采用本发明的系统。

本发明不限于通讯方法及系统。本发明还涉及系统的各种部件，特别涉及终端和控制单元。

Claims (15)

1、一种通讯方法，其中采用互联网工程工作组(IETF)定义的互联网组管理协议(IGMP)，从一个终端或服务器，向多个目的地发送多目的地信息，根据互联网协议(IP)实现传输，一个控制单元，如路由器，被用来检测至少一个目的地的出现，其特征在于，将组代表功能分配给一个目的地，或至多有限个目的地，以及周期地向控制单元发送出现信号(62)。

2、根据权利要求1的方法，其特征在于，控制单元(54)将代表功能分配给目的地。

3、根据权利要求1或2的方法，其特征在于，如果控制单元在预定时间结束时未检测到出现信号，则将另一个目的地指定为多目的地组代表。

4、根据权利要求1至3中任一个的方法，其特征在于，当控制单元在发出请求信号后，发现没有收到出现信号时，控制单元将停止发送多目的地信息。

5、根据前述任一权利要求的方法，其特征在于，无需接收请求信号，组代表目的地自发地以特定周期例如每隔一分钟，发送出现信号。

6、根据权利要求5的方法，其特征在于，发送出现信号的频率低于IGMP标准中规定的发送请求信号的频率。

7、根据前述任一权利要求的方法，其特征在于，每个目的地具有与通讯网络相连的通讯终端(72)，和至少一个用户终端(70)，通讯终端与用户终端根据IGMP通信。

8、根据前述任一权利要求的方法，其特征在于，通过卫星传输系统实现通信。

9、根据权利要求8的方法，其特征在于，卫星发送多个波束，以及每个波束中至少有一个目的地代表组。

10、根据权利要求8或9的方法，其特征在于，通过卫星传输系统实现通信，所述系统包括一个中心控制站，地球被划分为若干区域，每个区域包括一个连接站用于将有关区域的终端与其他通讯网络相连接，以及控制单元位于系统的中心控制站或位于连接站中。

11、一种采用互联网协议的通讯系统的目的地通讯终端，所述终端用于接收多目的地信息，其特征在于，所述终端包括用于接收代表信号的装置，所述信号给所述终端分配用于代表多目的地信息的目的地组的功能，以及当终端被指定为组代表时，用于发送出现信号的装置。

12、根据权利要求11的终端，其特征在于，包括周期地发送出现信号的装置。

13、根据权利要求12的终端，其特征在于，发送出现信号的频率低于IGMP中规定的发送请求信号的频率。

14、根据权利要求11至13中任一个的终端，其特征在于，如果所述终端不是多目的地组的代表，而是组中的成员，在接收到请求信号后，所述终端包括用于发送出现信号的装置。

15、根据权利要求11至14中任一个的终端，其特征在于，所述终端用于通过通讯卫星接收信号。

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