專利名稱：包括多個(gè)可以通過橋式終端連接的子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一個(gè)包括多個(gè)子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)子網(wǎng)都包括終端。每一個(gè)子網(wǎng)包括一個(gè)用于控制子網(wǎng)的控制器。這種類型的子網(wǎng)是自組的，也被認(rèn)為是一種特殊網(wǎng)絡(luò)。
背景技術(shù)：
具有多個(gè)終端的特殊網(wǎng)絡(luò)從文章“Broadband Radio AccessNetworks(BRAN)，HIPERLAN Type 2；’Functional Specifications；Data LinkControl(DLC)Layer；Part4Extension for Home Environment’，DTS 101 761-4，ETSI，April 2000”中知道。提供至少一個(gè)終端作為控制該特殊網(wǎng)絡(luò)的控制器。在某種特殊條件下，可能有必要使另一個(gè)終端變成控制器。當(dāng)與此相似的網(wǎng)絡(luò)達(dá)到一定規(guī)模時(shí)，它需要被分成子網(wǎng)。和子網(wǎng)的通信通過排列成橋式終端的終端進(jìn)行。
本發(fā)明的目的是建立一種網(wǎng)絡(luò)，它可在某種重負(fù)荷的情況下允許在至少兩個(gè)子網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)吞吐量增大。

發(fā)明內(nèi)容
此目的通過上述類型的網(wǎng)絡(luò)以下面的方法實(shí)現(xiàn)該網(wǎng)絡(luò)包括多個(gè)子網(wǎng)，每個(gè)子網(wǎng)都包括終端，并通過至少一個(gè)橋式終端彼此交換數(shù)據(jù)，其中安排了一個(gè)用于控制子網(wǎng)的控制器，為了在至少兩個(gè)子網(wǎng)之間傳輸數(shù)據(jù)而連接至少另一個(gè)橋式終端，在某個(gè)期間該橋式終端只與一個(gè)子網(wǎng)同步。
為了增加在某種重負(fù)荷情況下兩個(gè)子網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)吞吐量，按照本發(fā)明該網(wǎng)絡(luò)包括例如，至少兩個(gè)用于連接兩個(gè)子網(wǎng)的橋式終端。當(dāng)只有一個(gè)橋式終端連接兩個(gè)子網(wǎng)時(shí)，子網(wǎng)可選擇一個(gè)終端作為與兩個(gè)子網(wǎng)交替同步的一個(gè)橋式終端使用。在與該時(shí)段實(shí)質(zhì)相同的期間，一個(gè)橋式終端可以與至少兩個(gè)子網(wǎng)同步。
權(quán)利要求3涉及在子網(wǎng)轉(zhuǎn)換期間所交換的不同消息。
本發(fā)明也涉及包括多個(gè)子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)橋式終端，該橋式終端連同至少一個(gè)其它橋式終端一起提供在兩個(gè)子網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)交換。
參考下面以非限制的舉例方式描述的實(shí)施例，本發(fā)明的這些和其他方面將變得更加明顯。
附圖簡(jiǎn)述在附圖中附

圖1表示一個(gè)包括3個(gè)子網(wǎng)的特殊網(wǎng)絡(luò)，每一個(gè)都包括被用于無線傳輸?shù)慕K端。
附圖2表示附圖1中所示的局域網(wǎng)的一個(gè)終端。
附圖3表示附圖2中所示的終端的一個(gè)無線設(shè)備。
附圖4表示用于連接兩個(gè)子網(wǎng)的橋式終端的一個(gè)實(shí)施例。
附圖5表示兩個(gè)子網(wǎng)的MAC幀，以及一個(gè)橋式終端的MAC幀結(jié)構(gòu)，以及附圖6表示兩個(gè)子網(wǎng)的MAC幀，以及兩個(gè)橋式終端的MAC幀結(jié)構(gòu)。
發(fā)明的
具體實(shí)施例方式
涉及與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)不同的特殊網(wǎng)絡(luò)實(shí)施例的下列實(shí)例，是自組的。在特殊網(wǎng)絡(luò)中的每一個(gè)終端可提供與固定網(wǎng)絡(luò)的連接并可立即被使用。特殊網(wǎng)絡(luò)的特征在于用戶的結(jié)構(gòu)和數(shù)量在預(yù)定的限制內(nèi)是不固定的。例如，用戶的通信設(shè)備可從網(wǎng)絡(luò)中移出或連接到網(wǎng)絡(luò)。與傳統(tǒng)的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)不同，特殊網(wǎng)絡(luò)不依賴于固定安裝的基礎(chǔ)設(shè)施。
由特殊網(wǎng)絡(luò)覆蓋的面積的范圍通常遠(yuǎn)大于終端傳輸范圍。為了能在兩個(gè)終端之間的通信，因此可能有必要連接更多的可以在兩個(gè)通信終端之間傳輸信息和數(shù)據(jù)的終端。其中需要一個(gè)終端來中繼信號(hào)和數(shù)據(jù)的特殊網(wǎng)絡(luò)，通稱為多次轉(zhuǎn)發(fā)特殊網(wǎng)絡(luò)。組織特殊網(wǎng)絡(luò)的一種可行方法是有規(guī)則的形成子網(wǎng)或群集。例如，特殊網(wǎng)絡(luò)的子網(wǎng)可以通過圍坐在桌子周圍的用戶使用無線連接終端的方式形成。例如，這些終端可采取用于無線交換文檔、圖像等等的通信設(shè)備的形式來形成。
有兩種類型的特殊網(wǎng)絡(luò)一集中式和分散式。在分散式特殊網(wǎng)絡(luò)中，在兩個(gè)終端之間的通信是分散的，也就是說，如果終端全部在其他終端的傳輸范圍之內(nèi)，每一個(gè)終端可以直接與其他任何一個(gè)終端通信。分散式特殊網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)是使用靈活并不容易出錯(cuò)。在集中式特殊網(wǎng)絡(luò)中，某種功能，例如，終端對(duì)無線傳輸媒介(媒介訪問控制＝MAC)的多路訪問由每個(gè)子網(wǎng)的特定終端控制。該終端被認(rèn)為是中央終端或者中央控制器(CC)。這些功能并不總是被相同的終端執(zhí)行，但可從一個(gè)終端傳輸?shù)搅硪粋€(gè)終端，該終端然后依次接任中央控制器。中央特殊網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)是它以簡(jiǎn)單的方式提供一個(gè)關(guān)于服務(wù)質(zhì)量(QoS)的協(xié)議。集中式特殊網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)例子是一種按照HIPERLAN/2 Home EnvironmentExtension本地環(huán)境擴(kuò)展(HEE)(cf.Broadband Radio Access Networks(BRAN)，HIPERLAN Type 2；“Functional Specifications；Data Link Control(DLC)Layer；Part4Extension for Home Environment”，DTS 101 761-4，ETSI，Apr.2000.)所組織的網(wǎng)絡(luò)。
附圖1表示一個(gè)包括3個(gè)子網(wǎng)(1到3)的特殊網(wǎng)絡(luò)的實(shí)施例，每個(gè)子網(wǎng)包括幾個(gè)終端(4到16)。終端4到9屬于子網(wǎng)1，終端4和10到12屬于子網(wǎng)2，終端5和13到16屬于子網(wǎng)3。在子網(wǎng)中，屬于一個(gè)特定子網(wǎng)的終端通過無線連接交換數(shù)據(jù)。附圖1中所示的橢圓表示子網(wǎng)(1到3)的無線范圍，其中屬于子網(wǎng)的兩個(gè)終端之間的通信實(shí)際上是沒有問題的。
終端4和5被認(rèn)為是橋式終端，因?yàn)樗鼈冊(cè)试S數(shù)據(jù)在兩個(gè)子網(wǎng)1和2和/或1和3之間交換。橋式終端4負(fù)責(zé)子網(wǎng)1和2之間的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，橋式終端5負(fù)責(zé)子網(wǎng)1和3之間的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。
附圖1中所示的局域網(wǎng)的一個(gè)終端4到16可以是移動(dòng)的或固定的通信裝置，例如，包括至少一個(gè)基站17，連接控制裝置18和附圖2中所示的帶有天線20的無線電設(shè)備19?；?7可以是一個(gè)便攜計(jì)算機(jī)，電話，等等。
附圖3中所示的終端6到16的無線設(shè)備19，除天線20之外還包括高頻電路21，調(diào)制器22以及協(xié)議設(shè)備23。協(xié)議設(shè)備23利用由連接控制設(shè)備18收到的數(shù)據(jù)流來形成信息包單位。信息包單位包括部分?jǐn)?shù)據(jù)流和由協(xié)議設(shè)備23形成的附加的控制信息。協(xié)議設(shè)備使用用于LLC層(LLC＝邏輯連接控制)和MAC層(MAC＝媒介訪問控制)的協(xié)議。MAC層控制終端對(duì)無線傳輸媒質(zhì)的多路訪問，LLC層執(zhí)行流程和差錯(cuò)控制。
如上所述，集中式特殊網(wǎng)絡(luò)子網(wǎng)1到3中的特定終端負(fù)責(zé)控制和管理功能，被稱為中央控制器。該控制器在相關(guān)聯(lián)的子網(wǎng)中起一個(gè)普通終端的作用。例如，控制器負(fù)責(zé)注冊(cè)在子網(wǎng)中激活的終端，在無線傳輸媒質(zhì)中的至少兩個(gè)終端之間建立連接，管理資源并且控制在無線傳輸媒質(zhì)中的訪問。因此，例如，隨著傳輸請(qǐng)求的注冊(cè)和通知，控制器給子網(wǎng)中的終端分配數(shù)據(jù)(信息包單位)傳輸能力。
在特殊網(wǎng)絡(luò)中，數(shù)據(jù)可以按照TDMA(時(shí)分多址)，F(xiàn)DMA(頻分多址)，或CDMA方式(碼分多址)在兩個(gè)終端之間交換。這些方式也可以被合并。一定數(shù)量的被認(rèn)為是信道群的特定的數(shù)量，被分配給局域網(wǎng)的每個(gè)子網(wǎng)1到3。信道由頻率范圍，時(shí)間范圍來定義，例如，在CDMA方式中通過擴(kuò)展碼來定義。例如，分別地，具有載頻fi的特定不同頻率范圍可被用于每個(gè)子網(wǎng)1到3進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。在這樣一個(gè)頻率范圍中，數(shù)據(jù)可應(yīng)用，例如TDMA方式傳輸。子網(wǎng)1被分配載頻f1，子網(wǎng)2被分配載頻f2，子網(wǎng)3被分配載頻f3。一方面，為了使它能夠與子網(wǎng)1中的另一個(gè)終端交換數(shù)據(jù)，橋式終端(4)以載頻f1工作，另一方面，為了使它能夠與子網(wǎng)2中的另一個(gè)終端交換數(shù)據(jù)，橋式終端(4)以載頻2工作。在局域網(wǎng)中在兩個(gè)子網(wǎng)1和3之間傳輸數(shù)據(jù)的第二橋式終端(5)以載頻f1和f3工作。
如上所述，中央控制器的一個(gè)功能是訪問控制器。這意味著中央控制器負(fù)責(zé)形成MAC層幀(MAC幀)。為此目的使用TDMA方式。與此類似的MAC幀具有不同的用于控制信息和有用數(shù)據(jù)的信道。
橋式終端的實(shí)施例的一個(gè)框圖在附圖4中示出。橋式終端的無線開關(guān)設(shè)備包括一個(gè)協(xié)議設(shè)備24，一個(gè)調(diào)制器25，和一個(gè)帶有天線27的高頻設(shè)備26。無線開關(guān)設(shè)備28和協(xié)議設(shè)備24合并并且連接到控制設(shè)備29和緩存設(shè)備30。本實(shí)施例中的緩存設(shè)備30包括存儲(chǔ)元件并執(zhí)行數(shù)據(jù)緩存并且作為一個(gè)FIFO(先入先出)組件使用，也就是，數(shù)據(jù)從緩存設(shè)備30中按照它被寫進(jìn)去的順序而讀出。附圖4中所示的終端也可作為一個(gè)普通終端。連接到連接控制設(shè)備29(附圖4中沒有示出)的基站通過連接設(shè)備29給無線開關(guān)設(shè)備28提供數(shù)據(jù)。
附圖4中所示的橋式終端與第一和第二子網(wǎng)交替同步。同步涉及從連接子網(wǎng)中的終端到數(shù)據(jù)交換的整個(gè)過程。當(dāng)橋式終端與第一子網(wǎng)同步時(shí)，它可與所有終端和第一子網(wǎng)控制器交換數(shù)據(jù)。如果為第一子網(wǎng)或通過第一子網(wǎng)可達(dá)到的其它子網(wǎng)的終端或者控制器指定的數(shù)據(jù)，從連接控制設(shè)備29傳輸?shù)綗o線開關(guān)設(shè)備28，那么無線開關(guān)設(shè)備將該數(shù)據(jù)直接轉(zhuǎn)播到協(xié)議設(shè)備24。數(shù)據(jù)緩存在協(xié)議設(shè)備24中，直到達(dá)到控制器為傳輸指定的時(shí)間窗口時(shí)。如果由連接控制設(shè)備29所輸出的數(shù)據(jù)需要被發(fā)送到第二子網(wǎng)或通過第二子網(wǎng)可達(dá)到的另一子網(wǎng)的終端或控制器，則無線傳輸必須被延遲，直到橋式終端與第二子網(wǎng)同步的時(shí)間窗口為止。接收方在第二子網(wǎng)中或通過第二子網(wǎng)可以達(dá)到的數(shù)據(jù)被無線開關(guān)設(shè)備轉(zhuǎn)播到緩存設(shè)備30，該設(shè)備將數(shù)據(jù)緩存直到橋式終端與第二子網(wǎng)同步。
當(dāng)來自第一子網(wǎng)的終端或控制器的數(shù)據(jù)被橋式終端接收到時(shí)，該數(shù)據(jù)接收方是第二子網(wǎng)或通過第二子網(wǎng)可以達(dá)到的另一子網(wǎng)的終端或控制器，此數(shù)據(jù)隨后也被存儲(chǔ)在緩存設(shè)備30中直到實(shí)現(xiàn)與第二子網(wǎng)的同步。其接收方是橋式終端基站的數(shù)據(jù)通過無線開關(guān)設(shè)備28直接傳輸給連接控制器29，該設(shè)備隨后將接收到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)播給請(qǐng)求的基站。例如，接收方既不是橋式終端的基站也不是第二子網(wǎng)的基站或控制器的數(shù)據(jù)可以被傳輸給另一個(gè)橋式終端。
在從第一子網(wǎng)到第二子網(wǎng)的橋式終端同步轉(zhuǎn)換之后，位于緩存設(shè)備30中的數(shù)據(jù)再一次從緩存設(shè)備30中按照它被寫入的順序被讀出，當(dāng)橋式終端與第二子網(wǎng)同步時(shí)，接收方是第二子網(wǎng)或通過第二子網(wǎng)可以達(dá)到的其他子網(wǎng)的終端或控制器的數(shù)據(jù)立即由無線開關(guān)設(shè)備28傳輸?shù)絽f(xié)議設(shè)備24，只有接收方是第一子網(wǎng)或通過第一子網(wǎng)可以達(dá)到的其他子網(wǎng)的終端或控制器的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在緩存設(shè)備30中。
兩個(gè)子網(wǎng)SN1和SN2的MAC幀通常不同步。因此橋式終端BT只有在轉(zhuǎn)換時(shí)間Ts期間而不是在等待期間Tw不與子網(wǎng)SN1或SN2連接。這可在表示子網(wǎng)SN1和SN2的MAC幀序列和橋式終端BT的MAC幀結(jié)構(gòu)的附圖5中看出。轉(zhuǎn)換時(shí)間Ts是橋式終端本身與子網(wǎng)同步需要的時(shí)間。等待期間Tw是指與子網(wǎng)同步的末端和該子網(wǎng)的新MAC幀的始端之間的時(shí)間。
可以與第一子網(wǎng)SN1同步的橋式終端BT，例如，在轉(zhuǎn)換至第二子網(wǎng)SN2之前，發(fā)送一個(gè)信號(hào)(缺席消息)給第一子網(wǎng)SN1的控制器，在缺席期間或與第二子網(wǎng)SN2連接期間，第二子網(wǎng)與第一子網(wǎng)SN1的控制器通信。只有當(dāng)?shù)谝蛔泳W(wǎng)SN1的控制器回復(fù)確認(rèn)信號(hào)的時(shí)候，橋式終端BT改變載頻并試圖與第二子網(wǎng)同步。橋式終端首先發(fā)送一個(gè)信號(hào)(在場(chǎng)消息)給第二子網(wǎng)SN2的控制器，表明橋式終端BT等待與第二子網(wǎng)SN2同步。第二子網(wǎng)SN2的控制器回復(fù)一個(gè)確認(rèn)信號(hào)。當(dāng)橋式終端轉(zhuǎn)回至第一子網(wǎng)SN1時(shí)，執(zhí)行相同的處理。
缺席、在場(chǎng)和確認(rèn)消息都可以通過廣播或隨機(jī)存取信道發(fā)送。在響應(yīng)缺席消息的確認(rèn)信號(hào)已經(jīng)通過控制器發(fā)送后，控制器隨后啟動(dòng)一個(gè)計(jì)數(shù)過程來統(tǒng)計(jì)MAC幀。在一定數(shù)量的MAC幀被缺席的橋式終端指定后，橋式終端缺席直到在場(chǎng)消息再次登錄。因?yàn)闃蚴浇K端的缺席時(shí)段是可知的，所以控制器可在子網(wǎng)中根據(jù)不同的負(fù)載和業(yè)務(wù)量情況準(zhǔn)備。
在子網(wǎng)中，橋式終端的缺席/在場(chǎng)期間可以相同也可不同。它依賴于兩個(gè)子網(wǎng)中每一個(gè)的負(fù)載情況。
為了增加在某種負(fù)載情況下兩個(gè)子網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)吞吐量，本發(fā)明允許兩個(gè)子網(wǎng)通過至少一個(gè)第二橋式終端彼此連接。這樣做，子網(wǎng)的控制器可選擇一個(gè)終端作為橋式終端，如果數(shù)據(jù)吞吐量進(jìn)一步增加，其他的終端也可用作橋式終端。
與此類似情況的例子可從附圖6中看到，它表示了一個(gè)用于兩個(gè)子網(wǎng)SN1和SN2的MAC幀序列和兩個(gè)橋式終端BT1和BT2。在附圖6中，在MAC幀片段的起始處，橋式終端BT1與子網(wǎng)SN1同步，橋式終端BT2與子網(wǎng)SN2同步。在時(shí)間t1，橋式終端BT1發(fā)送一個(gè)缺席消息給子網(wǎng)SN1的控制器，然后接受確認(rèn)信號(hào)(時(shí)間t2)。橋式終端在某個(gè)時(shí)間段既不與第一子網(wǎng)SN1同步也不與第二子網(wǎng)SN2同步，在時(shí)間t3，橋式終端BT1給第二子網(wǎng)SN2的控制器發(fā)送一個(gè)在場(chǎng)消息，以一個(gè)在時(shí)間t4的確認(rèn)信號(hào)來確認(rèn)信號(hào)的接收。在一定數(shù)量的MAC幀之后，橋式終端BT1需要轉(zhuǎn)回到第一子網(wǎng)SN1。該轉(zhuǎn)換階段由缺席消息t5引導(dǎo)。在確認(rèn)信號(hào)t6之后與第一子網(wǎng)SN1的同步又開始了。這由來自第一橋式終端BT1的在場(chǎng)消息t7和在時(shí)間t8來自第一子網(wǎng)SN1的確認(rèn)信號(hào)而確定。用于橋式終端BT2的處理過程與針對(duì)橋式終端BT1的描述相同。
兩個(gè)橋式終端通常交替連接到兩個(gè)子網(wǎng)。然而原則上，在某種傳輸情況下兩個(gè)橋式終端在場(chǎng)于一個(gè)單一子網(wǎng)中也是可能的。如上所述，兩個(gè)橋式終端的在場(chǎng)或者缺席的期間可以相同也可不同。
兩個(gè)以上橋式終端與兩個(gè)子網(wǎng)連接也是可能的。橋式終端也可與兩個(gè)以上的子網(wǎng)彼此相連。
權(quán)利要求
1.包括多個(gè)子網(wǎng)的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，其中每個(gè)子網(wǎng)都包括終端，并通過至少一個(gè)橋式終端彼此交換數(shù)據(jù)，其中提供一個(gè)用于控制子網(wǎng)的控制器，該控制器與至少其他一個(gè)橋式終端連接以便在至少兩個(gè)子網(wǎng)之間交換數(shù)據(jù)，在某個(gè)期間，橋式終端只與一個(gè)子網(wǎng)同步。
2.如權(quán)利要求1中所述的網(wǎng)絡(luò)，其特征在于在實(shí)質(zhì)相同的時(shí)間段橋式終端與至少兩個(gè)子網(wǎng)同步。
3.如權(quán)利要求1中所述的網(wǎng)絡(luò)，其特征在于提供一個(gè)橋式終端，用于向作為子網(wǎng)控制器的一個(gè)終端，發(fā)送一個(gè)缺席消息，在從一個(gè)子網(wǎng)轉(zhuǎn)換到另一個(gè)子網(wǎng)之前該橋式終端與子網(wǎng)同步并且在子網(wǎng)轉(zhuǎn)換后，一個(gè)橋式終端向作為隨后與之同步的子網(wǎng)控制器的一個(gè)終端發(fā)送在場(chǎng)消息。
4.包括多個(gè)子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)中的橋式終端，每個(gè)子網(wǎng)包括終端，橋式終端與至少一個(gè)其它橋式終端一起在子網(wǎng)間交換數(shù)據(jù)，在特定時(shí)間段只與一個(gè)子網(wǎng)同步。
全文摘要
本發(fā)明涉及一個(gè)包括多個(gè)子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò),每個(gè)子網(wǎng)包括終端并且通過至少一個(gè)橋式終端彼此交換數(shù)據(jù)。一個(gè)用于控制子網(wǎng)的控制器與至少另一個(gè)橋式終端連接以便在至少兩個(gè)子網(wǎng)之間傳輸數(shù)據(jù)。橋式終端在某個(gè)期間只與一個(gè)子網(wǎng)同步。
文檔編號(hào)H04L12/56GK1371200SQ0210772
公開日2002年9月25日 申請(qǐng)日期2002年2月11日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月16日
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