CN1520658A - 管理包括多于两个无线设备的无线链路的通信网络的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种在包括在无线链路上对总线进行连接的无线设备的通信网络中对重新设置进行管理的方法,包括步骤:在网络中的无线设备中选择父无线设备,将其他的无线设备标记为子无线设备;让第一子无线设备向父无线设备发送总线重新设置消息,以便对子无线设备的本地总线进行重新设置;让父无线设备将总线重新设置消息传播到其他子无线设备;让其他子无线设备对它们的本地有线总线进行总线重新设置。
Description
技术领域
在2001年3月30日以THOMSON多媒体公司的名义提出的专利申请EP 01400826.2定义了充当无线链路上群集的设备之间的接口的设备的行为。依据该专利申请的实施例,每一条链路由与它们各自的群连接的两个被称为“无线设备”的接口设备形成。在所引用的专利申请的实施例中,围绕有线IEEE 1394总线来形成群,并且主要对包括两个接口的链路进行讨论。在该专利申请的实施例中所描述的无线设备引用了Hiperlan 2数据链路控制(DLC)层的上层实现部分、以及Hiperlan 2 IEEE1394特定服务控制子层(SSCS)的功能。
本发明涉及实现由多于两个接口设备形成的链路的问题。
背景技术
在两条IEEE 1394总线之间的桥接目前已得到IEEE的标准化。对应的草案标准为:
(1)IEEE P1394.1《Draft Standard for High Performance Serial BusBridges》草案0.14,2000年12月21日。
ETSI也针对IEEE 1394特定服务会聚子层的标准化、以及对IEEE1394特定桥接功能子层开展了工作。
(2)宽带无线接入网(BRAN);HIPERLAN型2;基于分组的会聚层;部分3:IEEE 1394专用服务会聚子层(SSCS),2001年1月的类型1.2.1A。此文件解决在Hiperlan 2设备之间的IEEE 1394流量的传输。
(3)宽带无线接入网(BRAN)HIPERLAN型2技术规范;基于分组的会聚层,部分4:针对受限拓扑的IEEE 1394特定桥接功能子层,1.1.1版(2001年七月)。
应该注意到:与由桥接器互连的总线相比,文件(2)和(3)描述了将无线介质表示为单个的且独立的总线的体系结构,其中,每一条单独的总线由唯一的总线标识符来表示,并且网络的每一个节点由其本地总线和被称为物理标识符的自己的标识符来定义。换句话说,由这两个文件描述的桥接器是不透明的。
另一方面上的本发明涉及透明的桥接器,网络中的每一个节点认为其与网络中的所有其他节点处于相同的、单一的总线。
发明内容
本发明涉及一种管理包括用于连接无线链路上的总线的无线设备的通信网络中重新设置的方法,所述的方法包括步骤:
在网络中的无线设备中选择父无线设备,而将其他的无线设备标记为子无线设备;
让第一子无线设备向父无线设备发送总线重新设置消息,以便进行在子无线设备的本地总线上的重新设置;
让父无线设备将总线重新设置传播到其他的子无线设备;
让其他的子无线设备执行在它们的本地有线总线上的总线重新设置。
附图说明
通过对非限定性的实施例的描述,并且借助于附图来解释,本发明的其他特征和优点将变得更加明显,
图1是包括由依据本发明的三个无线设备形成的无线链路的网络的图。
图2是包括几种不同类型的无线设备的网络的图。
图3是图1所示的网络、以及对应拓扑的表示的图。
图4是在本实施例中所使用的总线重新设置寄存器的图。
图5示出在无线盒及群集设备的节点中的软件层的实例。
具体实施方式
如上所述,在2001年3月30日以THOMSON多媒体公司的名义提出的专利申请EP 01400826.2描述了一种双端口链路。该链路用作本申请的基础,并且当没有被本申请进行不同地表示时,该申请应该被引用在此。
明显地,在专利申请EP 01400826.2中描述的许多原理同样适用于作为本发明目的的多点链路的情况。
以下的文件提供了针对本发明的特定实施例的背景信息。
(a)IEEE Std 1394-1995《Standard for a High Performance Serial Bus》
(b)IEEE Std 1394a-2000《Standard for a High Performance SerialBus-Amendment 1》
(c)IEC 61883-x(1998-02)消费类音频/视频设备一数字接口,其中“x”在1和5之间变化。
文件(c)特别定义了在IEEE 1394总线上同步连接的创建。
(d)IEEE P1212《Draft Standard for Control and Status Registers(CSR)Architecture for microcomputer busses》
由于本实施例使用了在介绍中引用的文件(2)指定的功能的一部分,因此,还对此文件进行参考。
当然,本发明不局限于为有线总线、或者无线链路所选择的这些特定技术。
在本实施例中,在有线IEEE 1394总线或者子网络、与无线介质之间的接口设备将被称为“无线盒”或者“无线盒”。依据本实施例,无线设备(“无线盒”)组合不局限于两个。如图1所示,多于两个的无线盒也可以由图1中的桥接器组合在一起,其中包括三个无线盒。
每一个无线盒实现HiperLAN2数据链路控制层(DLC)及IEEE 1394SSCS层的主要部分。由于总线ID对于所有的群集设备都是相同的,因此总线ID不用于路由。
没有实现由文件(g)所定义的桥接层;作为替代,实现了透明桥接器行为的应用。图5示出了在无线盒和节点中的软件层。
本实施例定义了一种透明桥接器,如在本专利申请中先前所引述的:位于总线上的IEEE 1394节点可以相互了解,如同位于相同的总线上。
存在两种类型的总线:一个或者多个叶总线、以及至多一个枝总线。叶总线可以只与枝总线连接。几条叶总线可以与相同的(唯一的)枝总线连接。
下面将介绍无线盒的“类型”的概念。“点到点可行”无线盒将被称为“类型1”盒,能够与多于一个的其他无线盒通信的无线盒被称为“类型2”盒。
两种类型的无线盒可以一起工作。类型1无线盒和类型2无线盒可以与相同的总线连接(即,点到点“枝与叶”拓扑的枝总线)。在特定的无线链路上,可以只存在一个特定类型的无线盒。
只有一种总线(即枝总线)可以同时对两种类型的无线盒进行接收。
如果未另外指定,在下文中描述的无线盒的行为是类型2的无线盒的行为,而类型1的盒按照在介绍中所引用的专利申请中指定的方式来行动。下面将描述类型2的盒和类型1的盒之间行为的主要差别。
图2是包括两种类型的无线盒的网络的实例。类型1的盒由黑色圆圈表示,而类型2的盒由黑色圆点表示。
多点链路结构
现在将描述多点链路的结构。
如上所述,所有的无线盒通过无线网络相互了解。依据本实施例,这些无线盒的其中之一具有特定的作用,该无线盒尤其用于确定多点链路中的总线重新设置传输。从拓扑的观点来看,在它的本地总线上,该无线盒通过特定的无线盒父端口与有线IEEE 1394设备连接。所有其他的无线盒按照与在IEEE 1394 1995(文件(a)),部分3.7.3.1.2中所述的类似的方式,在逻辑上与该无线盒的子端口连接。
与IEEE 1394-1995类似,该特定无线盒在下文中被称为父无线盒,而其他的无线盒将被称为子无线盒。
依据本发明,对于每一个无线链路,无线盒的数量被限制在十六个。这对应于在IEEE 1394-1995,部分8.5.1中所定义的IEEE 1394设备的端口的总数。充当父无线盒的无线盒与十五个子无线盒连接。
在将不同的无线盒与无线网络的中央控制器进行组合时,并且在每一个IEEE 1394 SSCS总线重新设置之后,实现对父无线盒的选择。如在文件(2)中所描述的,在SSCS总线重新设置时,为每一个无线盒分配物理标识符(node_id)。依据本实施例,通常选择具有最高的node_id的无线盒来作为父无线盒。父子分级结构将用来构造相互分开的无线盒和总线、或者子网络之间的自动标识(self-id)过程。
父无线盒的选择的总结如下:
第一步:连接两个无线盒:
不是总线上的根的无线盒是父无线盒;
如果两者都是根,则具有较高的节点ID的无线盒称为父无线盒。
第二步:连接另一wbox。
在已经连接的无线设备都是在它们的总线上的根的情况下:
如果新的无线盒不是根,则此无线盒将成为父无线盒;
如果新的无线盒也是根,则父无线盒保持不变。
在已经连接的无线设备的其中之一不是根的情况下:
新的无线盒将为根,并且父无线盒保持不变(即,父无线盒是不为根的无线盒)。
无线盒按照HiperLAN2与无线网络的中央控制器进行组合,但是依据本实施例,由于拓扑限制(例如,节点或者跳跃点的最大数量、避免环路等),因此,不与其他的无线盒进行“链接”。在这种情况下,与该无线盒连接的节点对于网络的其他节点是不可见的,反之亦然。这样组合的、但是实际上在拓扑上被隔离的无线盒不能够称为父无线盒:即使这些无线盒被分配了PHY_ID,但是它们没有被包括在总线的拓扑中。
图3示出图1所示的三条总线的拓扑表示。出于简化的目的,该网络只包括类型2的无线盒。所述的父无线盒通过其“子”端口与其他的无线盒连接。子无线盒通过其“父”端口与该父无线盒连接。
相关过程
新的无线盒与包括两个已经连接的无线盒的现有无线网络的相关过程如下:
相关过程的第一步为使所有的类型2的无线盒通过无线介质,得到关于另一无线盒到达或者离开的通知。在文件(2),部分6.4(总线重新设置过程)中描述了:当无线盒加入网络时,由HiperLAN网络的中央控制器执行无线链路控制层(rlc)的相关过程。如在同一文件中详细描述的,不管无线盒已经被加入、还是已经被取消,都执行SSCS总线重新设置过程。SSCS总线重新设置不同于IEEE 1394总线重新设置、以及它们的传播中的任何一个。
相关过程的第二步在于:检查新的无线盒及其相关的IEEE 1394总线或者子网络是否满足这个网络拓扑的要求。新的无线盒通过验证以下方面来检查这些情况:
在现有的网络中只存在一条枝总线。
只有一个无线盒不是其本地总线上的根。
向其添加在新的总线/子网络上的许多设备的现有网络上的设备的总数量被限制在64个。这对应于在单一的有线IEEE 1394总线上的PHY_id标识符的最大数量。
新的无线盒通过阅读关于网络的网络拓扑的信息,可以从父无线盒、或者从另一无线盒中请求在网络的其余部分中存在的节点的数量,该信息由每一个无线盒保持。可选择的是,新的无线盒在其去往父无线盒的总线重新设置消息中包括在它的本地节点上的节点的数量,并且由父无线盒来确定节点的总数是否大于64。
当设备与已经连接到网络上的总线连接时,还必须检查针对64个节点的限制。该总线的无线盒在存储器中已经具有网络的以前拓扑,并且对节点数量的限制是否满足进行检查。如果没有满足该限制,则该无线盒不将转发总线重新设置消息,并且导致该无线盒从网络中断开。然而,该无线盒保持在无线控制层级别的相关,并且当取消该设备时,此无线盒设法再次连接。还可以由父无线盒在特定的时刻,例如周期性地验证网络拓扑的其余部分的变化(例如在一条总线上的设备数量的减少、或者整条总线的取消)是否可以批准总线的连接。
在下面的描述中,如果没有另外指明,则执行与在介绍中引用的专利申请所描述的不同的步骤。
假定网络包括N个无线盒:
(a)N-1个无线盒应该为在它们各自总线上的根,以便进行适当的重新设置的传播。这些无线盒是具有作为无线周期从设备工作的IEEE1394 SSCS的无线设备。
(b)不是根的一个无线盒位于包括整体根(global root)、即由网络中的所有设备构成的“虚拟”IEEE 1394总线的根的总线上。该无线盒也可以为根(并且在这种情况下成为整体根)。该无线盒充当无线网络的无线周期主设备,以便如由文件(2)所定义的,使无线设备和无线盒同步。
如果新无线盒的链接被允许,则根据需要,选择(重新选择)父无线盒。然后,如上所述来执行总线重新设置。此时,新无线盒可以构造网络的拓扑图。在链路限于两个无线盒(点对点)的情况下,只存在分别与两条总线的其中之一相关的两个无线盒。此时,存在几条总线:新的尺寸被包括在相关、连接及总线重新设置过程中。新的无线盒需要来自其他所有无线盒的信息,以便正确地构造其拓扑。该信息通过以下定义的重新设置过程来获得。
如在文件(2)中所描述的(部分6.5,时钟信息连接控制),除了父无线盒之外的所有无线盒加入时钟多点传送组,以便与作为父无线盒的无线周期主设备同步。
如在文件(2),部分6.8中所描述的,断开连接以便对异步处理进行映射。
当无线盒离开网络时,还执行IEEE 1394 SSCS总线重新设置。如文件(2),部分6.4所述,所述的SSCS总线重新设置由检测到该无线盒的取消的中央控制器来发起。
如果需要,则可以选择或者重新选择父无线盒。
重新设置过程:
总线重新设置通过节点从任何有线总线中删除、或者将节点添加到任何有线总线的过程来触发。当添加或者释放无线盒时,也可以触发所述的总线重新设置。与该有线总线连接的无线盒将会把重新设置消息传送到其他总线。
在总线重新设置期间,使数据的传送暂停。
为了触发重新设置,无线盒向父无线盒发送子总线重新设置消息(如果该无线盒自身不是父无线盒)。如图4所示,还可以将总线重新设置消息写入到寄存器。
Nb_of_self_ID_packet指明在请求总线重新设置的总线上的1394设备(包括Wbox)的数量。
self-ID分组的格式应该如同在IEEE Std 1394-2000中所定义的格式。
然后,父总线盒向其他所有的无线盒发送父总线重新设置消息。
所作的假定如下:
所有的无线盒都能够使用来自网络中的其他设备的selfID分组来产生网络的拓扑;
假定所有的无线盒在内部产生相同的拓扑。
该过程的描述如下:
无线盒检测到在其本地总线上的重新设置。然后,该无线盒依据它知道的整个网络的拓扑,参与在其总线上的总线重新设置。在该总线上执行IEEE 1394-1995自识别过程;
前一个步骤中的无线盒向父无线盒,发送包括对应于该无线盒的总线的self_id的列表的子总线重新设置消息;
父无线盒向所有子无线盒发送父总线重新设置消息:所述的消息包括除了与上述的子无线盒连接的总线之外的IEEE 1394总线的所有节点的self_id。
每一个子无线盒在其总线上执行IEEE 1394总线重新设置;知道网络其余部分的拓扑,并且向父无线盒发送确认分组,所述的确认分组包括对应于该子无线盒的总线或者子网络的self_id的列表。
父无线盒向发起的子无线盒发送确认分组。所述的确认分组包括IEEE 1394网络的所有节点的self_id。
在某些情况下(例如,当由于新无线盒的连接而触发了重新设置时)可能会需要在发起总线上的重新设置。
然后,结束总线重新设置过程。
每一个无线盒保持网络的拓扑图。因此,所述的无线盒可以为在其本地总线上的远程节点产生self_id。依据离开的设备,无线盒产生与已经删除了设备的远程总线中所定义的该设备的self_id相同的self_id。当设备离开总线时,所有的无线盒能够产生针对新的拓扑的正确selfID。
如果在重新设置过程进行时,在另一条总线中发生总线重新设置,则与该总线连接的无线盒通过确认分组发送修改拓扑消息。然后,父无线盒能够检测到:总线重新设置已经发生,并且相应地继续总线重新设置过程。如果确认分组已经发送,则与该总线连接的无线盒发送子总线重新设置消息,并且父无线盒开始新的总线重新设置过程。
同步资源的预留
同步资源预留与在介绍中引用的专利申请中所描述的基本相同,其差别如下所述。
在文件(2)中定义的同步资源管理器(IRM)被使用。该同步资源管理器提供其中登记同步控制特征(信道和可用带宽)的单一位置。
作为在介绍中引用的专利申请的断开专用用户连接(“duc”)的替代,无线盒如同在文件(2)中所定义的,加入同步多点传送组。
当无线盒检测到在其本地总线上的节点的输入或输出插头控制寄存器(i/oPCR)中的锁定请求时,该无线盒检查是否需要在无线链路上预留同步信道,该无线盒充当在文件(2),部分6.9.1中所定义的IEEE 1394控制器。
在总线重新设置之后,每一个无线盒读取由于在重新设置前该无线盒是IEEE 1394控制器而为连接预先分配的所有插头控制寄存器,以便检查这些寄存器是否已经分配,即使在重新设置之后。如果这些寄存器没有被分配(例如,源设备已经删除),则取消对应的信道预留。
无线盒对非重叠连接的处理如下:
假定IEEE 1394控制器已经执行了对发话节点和收听节点的控制插头寄存器的oPCR和iPCR锁定请求。这些节点以适当的响应消息来作为响应。无线盒将oPCR和iPCR锁定响应转发到它们链路的其他无线盒(“同级”无线盒)。
当无线盒通过其同级无线盒的其中之一接收到来自发话节点的oPCR锁定响应时,该无线盒推断该发话节点位于其同级无线盒的其中之一的一方。oPCR锁定响应包括由同步资源管理器为连接分配的信道号。因此,如果无线盒发现该连接的收听节点处于网络中的它自己一方、或者在其他同级无线盒的其中之一的一方,则该无线盒将只需要进行预留。为了对此进行确定,该无线盒还收听iPCR锁定响应。
如果无线盒还从其同级无线盒的其中之一中接收到具有相同信道号的iPCR锁定响应,则该无线盒确定收听节点没有处于网络中它的一方。如果该iPCR锁定响应来自与oPCR锁定响应相同同级无线盒,则不进行无线资源的预留。如果该iPCR锁定响应来自另一同级无线盒,则需要无线资源的预留。
当无线盒检测到处于网络中它的一方上的任何节点中的iPCR寄存器时,该无线盒确定收听节点处于总线中它的一方,iPCR寄存器具有与oPCR寄存器相同的信道号。
为了确定所述的最后一个条件,该无线盒执行一个过程,该过程在于:按照特定的时间间隔读取在网络中它的一方上的节点的iPCR寄存器,以便寻找适当的信道号。
如果发现对应于oPCR锁定请求的收听节点处于无线链路中该无线盒的一方,或者该无线盒接收到来自另一同级无线盒的iPCR锁定响应,则该无线盒进行必要的同步资源预留。在这种情况下,无线盒为连接建立特别的寄存器。该介绍中引用的专利申请中对被称为wPCR寄存器即“无线”插头控制寄存器进行了详细的描述。除了其他数据之外,该寄存器还包括由无线盒设置为“1”的点对点连接计数器。在网络中它的一方具有发话节点的同级无线盒还创建寄存器,并且将连接计数器设置为“1”。
在每一种情况下,只触发链路上的一个无线盒,以便在链路上进行同步资源预留。该无线盒是位于与控制器应用相同的一方上的无线盒。如果无线盒检测到在本地节点的iPCR或者oPCR中的连接,或者如果该无线盒接收到从它的同级无线盒寻址到它的一个本地节点的锁定响应时,则该无线盒知道所述的控制器位于它的本地总线上。
当无线盒首先接收iRCR锁定请求时,所采用的机制是对称的。
对于重叠连接,应用与所引用的专利申请中描述的过程相同的过程。为了断开非重叠连接再次应用与所引用的专利申请中描述的过程相同的过程。所有的无线盒为每一个连接保持wPCR寄存器。
当设备断开连接时,该设备如在文件(2),部分6.9中描述的那样,离开多点传送组。
按照如下方式来执行对播入/播出连接的管理。
播出和播入连接是不受保护的。任何应用程序都可以使该连接断开。建立播出连接的应用程序不能够担保输出插头将继续同步数据流的传输。建立输入连接的应用程序不知道是否存在用于在输入插头用来接收的信道上传送同步数据流的输出插头,如果存在所述的输出插头,则输出插头将继续该传输。
按照如下方式来执行播入或者播出连接的断开:
每一个无线盒有规则地对其总线上的节点进行轮询,以便检测播出连接。所述的无线盒读取在其总线上的节点的oPCR寄存器,以便检测广播连接计数器是否被设置。然后,该无线盒将该信息与对应的信道号一起转发到链路中的同级无线盒。这些同级无线盒对节点进行轮询,以便找到与该信道对应的播入连接。
一旦检测到播入连接,则由检测到在其总线上的播入连接的无线盒,在无线链路上打开同步信道。
按照如下方式来执行播入或者播出连接的释放:
位于播出连接一侧的无线盒有规则地读取与该播出连接对应的oPCR寄存器,以便检查该播出连接是否仍然有效。当该连接不再有效时,则释放该连接。
位于播入连接一侧的无线盒有规则地读取iPCR寄存器,以便检查该播入连接是否仍然有效。当该连接不再有效时,则该无线盒读取位于它的一方的其他节点的所有iPCR寄存器,以便检查是否存在针对相同信道的另一有效播入连接。
当在同级无线盒中没有留下播入连接时,则释放该连接。
专用于播入和播出连接的信道也可以用于同步传输。在这种情况下,该信道被当做同步信道,而不是广播信道。无线盒停止对oPCR和iPCR的检查。
当不再分配i/oPCR时,无线盒按照已经解释的方式,重新开始对播入和播出连接的检查。
为了传送分组,每一个无线盒保持拓扑图。该无线盒还保持路由表。
与分割消息中的超时问题有关的限制
如在所引用的专利申请中解释的,为了符合分割处理的超时限制,可以限制在两个IEEE 1394设备之间的无线链路的数量。当然,本发明不局限于这样的情况。
IEEE 1394 SSCS(文件e)允许中继,即在网络中添加第二无线链路。如果加上超时限制,例如在上述文件中所定义的最大两个总线的跳跃,则由于所述的中继可能造成在无线总线上两个跳跃,因此,这导致了在每一条有线总线上只允许一个无线盒的限制。
在使不同类型的无线盒相互连接的结构中,在两个节点之间的路径上的无线链路的最大数量可以达到三个而不是两个。例如在图2中,在节点A和B之间的路径通过三个无线链路。然而,在网络中仍然只存在一个枝总线,该枝总线是处理多于一个链接的无线盒的总线。下面将给出对“链接”的无线盒的定义。
Claims (8)
1.一种在包括在无线链路上对总线进行连接的无线设备的通信网络中对重新设置进行管理的方法,包括步骤:
在网络中的无线设备中选择父无线设备,将其他的无线设备标记为子无线设备;
让第一子无线设备向父无线设备发送总线重新设置消息,以便对子无线设备的本地总线进行重新设置;
让父无线设备将总线重新设置消息传播到其他子无线设备;
让其他子无线设备对它们的本地有线总线进行总线重新设置。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:为了产生重新设置消息,父无线设备向每一个子设备发送除了与该子设备的总线连接的节点之外的、整个网络的节点的self-id。
3.根据权利要求1或者2所述的方法,其特征在于:由第一子设备发送的总线重新设置消息包括该子设备的总线中的节点的self_id分组。
4.根据权利要求1到3之一所述的方法,其特征在于:还包括步骤:在其他子设备完成重新设置时,让父设备向第一子设备发送确认消息。
5.根据权利要求1到4的其中之一所述的方法,其特征在于:只要涉及与总线连接的节点,则这些总线被透明地连接,其特征在于以下步骤:
使无线设备与无线链路的中央控制器相关;
验证无线设备的透明连接是否将导致批准的网络拓扑,以及
反之,禁止透明连接、保持相关、按照特定的时刻重新检查网络拓扑,以便重新发起连接。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于:网络拓扑的条件是在网络上设备的总数。
7.根据权利要求5或者6所述的方法,其特征在于:还包括步骤:当在已经通过无线设备与网络透明地连接的总线上添加新的设备时,验证网络拓扑的条件,并且,如果导致的网络拓扑没有被批准,则使所述的总线断开连接,但是保持相关。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于:在以下条件的其中之一下,断开连接的无线设备设法再次连接:在其总线上的设备数量已经减少;或者在网络其余部分中的设备数量已经减少。
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