專利名稱：包括多個可以通過橋式終端連接的子網(wǎng)的網(wǎng)絡的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一個包括多個子網(wǎng)的網(wǎng)絡，每個子網(wǎng)都包括終端。每一個子網(wǎng)包括一個用于控制子網(wǎng)的控制器。這種類型的子網(wǎng)是自組的，也被認為是一種特殊網(wǎng)絡。
背景技術：
具有多個終端的特殊網(wǎng)絡從文章“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。提供至少一個終端作為控制該特殊網(wǎng)絡的控制器。在某種特殊條件下，可能有必要使另一個終端變成控制器。當與此相似的網(wǎng)絡達到一定規(guī)模時，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行。
本發(fā)明的目的是建立一種網(wǎng)絡，它可在某種重負荷的情況下允許在至少兩個子網(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)絡以下面的方法實現(xiàn)該網(wǎng)絡包括多個子網(wǎng)，每個子網(wǎng)都包括終端，并通過至少一個橋式終端彼此交換數(shù)據(jù)，其中安排了一個用于控制子網(wǎng)的控制器，為了在至少兩個子網(wǎng)之間傳輸數(shù)據(jù)而連接至少另一個橋式終端，在某個期間該橋式終端只與一個子網(wǎng)同步。
為了增加在某種重負荷情況下兩個子網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)吞吐量，按照本發(fā)明該網(wǎng)絡包括例如，至少兩個用于連接兩個子網(wǎng)的橋式終端。當只有一個橋式終端連接兩個子網(wǎng)時，子網(wǎng)可選擇一個終端作為與兩個子網(wǎng)交替同步的一個橋式終端使用。在與該時段實質(zhì)相同的期間，一個橋式終端可以與至少兩個子網(wǎng)同步。
權利要求3涉及在子網(wǎng)轉(zhuǎn)換期間所交換的不同消息。
本發(fā)明也涉及包括多個子網(wǎng)的網(wǎng)絡中的一個橋式終端，該橋式終端連同至少一個其它橋式終端一起提供在兩個子網(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施例，本發(fā)明的這些和其他方面將變得更加明顯。
附圖簡述在附圖中附
圖1表示一個包括3個子網(wǎng)的特殊網(wǎng)絡，每一個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)的一個終端。
附圖3表示附圖2中所示的終端的一個無線設備。
附圖4表示用于連接兩個子網(wǎng)的橋式終端的一個實施例。
附圖5表示兩個子網(wǎng)的MAC幀，以及一個橋式終端的MAC幀結構，以及附圖6表示兩個子網(wǎng)的MAC幀，以及兩個橋式終端的MAC幀結構。
發(fā)明的
具體實施例方式
涉及與傳統(tǒng)網(wǎng)絡不同的特殊網(wǎng)絡實施例的下列實例，是自組的。在特殊網(wǎng)絡中的每一個終端可提供與固定網(wǎng)絡的連接并可立即被使用。特殊網(wǎng)絡的特征在于用戶的結構和數(shù)量在預定的限制內(nèi)是不固定的。例如，用戶的通信設備可從網(wǎng)絡中移出或連接到網(wǎng)絡。與傳統(tǒng)的移動通信網(wǎng)絡不同，特殊網(wǎng)絡不依賴于固定安裝的基礎設施。
由特殊網(wǎng)絡覆蓋的面積的范圍通常遠大于終端傳輸范圍。為了能在兩個終端之間的通信，因此可能有必要連接更多的可以在兩個通信終端之間傳輸信息和數(shù)據(jù)的終端。其中需要一個終端來中繼信號和數(shù)據(jù)的特殊網(wǎng)絡，通稱為多次轉(zhuǎn)發(fā)特殊網(wǎng)絡。組織特殊網(wǎng)絡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、圖像等等的通信設備的形式來形成。
有兩種類型的特殊網(wǎng)絡一集中式和分散式。在分散式特殊網(wǎng)絡中，在兩個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)，每一個終端可以直接與其他任何一個終端通信。分散式特殊網(wǎng)絡的優(yōu)點是使用靈活并不容易出錯。在集中式特殊網(wǎng)絡中，某種功能，例如，終端對無線傳輸媒介(媒介訪問控制＝MAC)的多路訪問由每個子網(wǎng)的特定終端控制。該終端被認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，但可從一個終端傳輸?shù)搅硪粋€終端，該終端然后依次接任中央控制器。中央特殊網(wǎng)絡的優(yōu)點是它以簡單的方式提供一個關于服務質(zhì)量(QoS)的協(xié)議。集中式特殊網(wǎng)絡的一個例子是一種按照HIPERLAN/2 Home EnvironmentExtension本地環(huán)境擴展(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。
附圖1表示一個包括3個子網(wǎng)(1到3)的特殊網(wǎng)絡的實施例，每個子網(wǎng)包括幾個終端(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)的兩個終端之間的通信實際上是沒有問題的。
終端4和5被認為是橋式終端，因為它們允許數(shù)據(jù)在兩個子網(wǎng)1和2和/或1和3之間交換。橋式終端4負責子網(wǎng)1和2之間的數(shù)據(jù)業(yè)務，橋式終端5負責子網(wǎng)1和3之間的數(shù)據(jù)業(yè)務。
附圖1中所示的局域網(wǎng)的一個終端4到16可以是移動的或固定的通信裝置，例如，包括至少一個基站17，連接控制裝置18和附圖2中所示的帶有天線20的無線電設備19。基站17可以是一個便攜計算機，電話，等等。
附圖3中所示的終端6到16的無線設備19，除天線20之外還包括高頻電路21，調(diào)制器22以及協(xié)議設備23。協(xié)議設備23利用由連接控制設備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數(shù)據(jù)流和由協(xié)議設備23形成的附加的控制信息。協(xié)議設備使用用于LLC層(LLC＝邏輯連接控制)和MAC層(MAC＝媒介訪問控制)的協(xié)議。MAC層控制終端對無線傳輸媒質(zhì)的多路訪問，LLC層執(zhí)行流程和差錯控制。
如上所述，集中式特殊網(wǎng)絡子網(wǎng)1到3中的特定終端負責控制和管理功能，被稱為中央控制器。該控制器在相關聯(lián)的子網(wǎng)中起一個普通終端的作用。例如，控制器負責注冊在子網(wǎng)中激活的終端，在無線傳輸媒質(zhì)中的至少兩個終端之間建立連接，管理資源并且控制在無線傳輸媒質(zhì)中的訪問。因此，例如，隨著傳輸請求的注冊和通知，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)絡中，數(shù)據(jù)可以按照TDMA(時分多址)，F(xiàn)DMA(頻分多址)，或CDMA方式(碼分多址)在兩個終端之間交換。這些方式也可以被合并。一定數(shù)量的被認為是信道群的特定的數(shù)量，被分配給局域網(wǎng)的每個子網(wǎng)1到3。信道由頻率范圍，時間范圍來定義，例如，在CDMA方式中通過擴展碼來定義。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子網(wǎng)1到3進行數(shù)據(jù)交換。在這樣一個頻率范圍中，數(shù)據(jù)可應用，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，中央控制器的一個功能是訪問控制器。這意味著中央控制器負責形成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。
橋式終端的實施例的一個框圖在附圖4中示出。橋式終端的無線開關設備包括一個協(xié)議設備24，一個調(diào)制器25，和一個帶有天線27的高頻設備26。無線開關設備28和協(xié)議設備24合并并且連接到控制設備29和緩存設備30。本實施例中的緩存設備30包括存儲元件并執(zhí)行數(shù)據(jù)緩存并且作為一個FIFO(先入先出)組件使用，也就是，數(shù)據(jù)從緩存設備30中按照它被寫進去的順序而讀出。附圖4中所示的終端也可作為一個普通終端。連接到連接控制設備29(附圖4中沒有示出)的基站通過連接設備29給無線開關設備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)交換的整個過程。當橋式終端與第一子網(wǎng)同步時，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)，從連接控制設備29傳輸?shù)綗o線開關設備28，那么無線開關設備將該數(shù)據(jù)直接轉(zhuǎn)播到協(xié)議設備24。數(shù)據(jù)緩存在協(xié)議設備24中，直到達到控制器為傳輸指定的時間窗口時。如果由連接控制設備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)可以達到的數(shù)據(jù)被無線開關設備轉(zhuǎn)播到緩存設備30，該設備將數(shù)據(jù)緩存直到橋式終端與第二子網(wǎng)同步。
當來自第一子網(wǎng)的終端或控制器的數(shù)據(jù)被橋式終端接收到時，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)隨后也被存儲在緩存設備30中直到實現(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)通過無線開關設備28直接傳輸給連接控制器29，該設備隨后將接收到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)播給請求的基站。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，位于緩存設備30中的數(shù)據(jù)再一次從緩存設備30中按照它被寫入的順序被讀出，當橋式終端與第二子網(wǎng)同步時，接收方是第二子網(wǎng)或通過第二子網(wǎng)可以達到的其他子網(wǎng)的終端或控制器的數(shù)據(jù)立即由無線開關設備28傳輸?shù)絽f(xié)議設備24，只有接收方是第一子網(wǎng)或通過第一子網(wǎng)可以達到的其他子網(wǎng)的終端或控制器的數(shù)據(jù)存儲在緩存設備30中。
兩個子網(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幀結構的附圖5中看出。轉(zhuǎn)換時間Ts是橋式終端本身與子網(wǎng)同步需要的時間。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)送一個信號(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?shù)谝蛔泳W(wǎng)SN1的控制器回復確認信號的時候，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)送一個信號(在場消息)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的控制器回復一個確認信號。當橋式終端轉(zhuǎn)回至第一子網(wǎng)SN1時，執(zhí)行相同的處理。
缺席、在場和確認消息都可以通過廣播或隨機存取信道發(fā)送。在響應缺席消息的確認信號已經(jīng)通過控制器發(fā)送后，控制器隨后啟動一個計數(shù)過程來統(tǒng)計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消息再次登錄。因為橋式終端的缺席時段是可知的，所以控制器可在子網(wǎng)中根據(jù)不同的負載和業(yè)務量情況準備。
在子網(wǎng)中，橋式終端的缺席/在場期間可以相同也可不同。它依賴于兩個子網(wǎng)中每一個的負載情況。
為了增加在某種負載情況下兩個子網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)吞吐量，本發(fā)明允許兩個子網(wǎng)通過至少一個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終端作為橋式終端，如果數(shù)據(jù)吞吐量進一步增加，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，它表示了一個用于兩個子網(wǎng)SN1和SN2的MAC幀序列和兩個橋式終端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。在時間t1，橋式終端BT1發(fā)送一個缺席消息給子網(wǎng)SN1的控制器，然后接受確認信號(時間t2)。橋式終端在某個時間段既不與第一子網(wǎng)SN1同步也不與第二子網(wǎng)SN2同步，在時間t3，橋式終端BT1給第二子網(wǎng)SN2的控制器發(fā)送一個在場消息，以一個在時間t4的確認信號來確認信號的接收。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。在確認信號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的在場消息t7和在時間t8來自第一子網(wǎng)SN1的確認信號而確定。用于橋式終端BT2的處理過程與針對橋式終端BT1的描述相同。
兩個橋式終端通常交替連接到兩個子網(wǎng)。然而原則上，在某種傳輸情況下兩個橋式終端在場于一個單一子網(wǎng)中也是可能的。如上所述，兩個橋式終端的在場或者缺席的期間可以相同也可不同。
兩個以上橋式終端與兩個子網(wǎng)連接也是可能的。橋式終端也可與兩個以上的子網(wǎng)彼此相連。
權利要求
1.包括多個子網(wǎng)的一個網(wǎng)絡，其中每個子網(wǎng)都包括終端，并通過至少一個橋式終端彼此交換數(shù)據(jù)，其中提供一個用于控制子網(wǎng)的控制器，該控制器與至少其他一個橋式終端連接以便在至少兩個子網(wǎng)之間交換數(shù)據(jù)，在某個期間，橋式終端只與一個子網(wǎng)同步。
2.如權利要求1中所述的網(wǎng)絡，其特征在于在實質(zhì)相同的時間段橋式終端與至少兩個子網(wǎng)同步。
3.如權利要求1中所述的網(wǎng)絡，其特征在于提供一個橋式終端，用于向作為子網(wǎng)控制器的一個終端，發(fā)送一個缺席消息，在從一個子網(wǎng)轉(zhuǎn)換到另一個子網(wǎng)之前該橋式終端與子網(wǎng)同步并且在子網(wǎng)轉(zhuǎn)換后，一個橋式終端向作為隨后與之同步的子網(wǎng)控制器的一個終端發(fā)送在場消息。
4.包括多個子網(wǎng)的網(wǎng)絡中的橋式終端，每個子網(wǎng)包括終端，橋式終端與至少一個其它橋式終端一起在子網(wǎng)間交換數(shù)據(jù)，在特定時間段只與一個子網(wǎng)同步。
全文摘要
本發(fā)明涉及一個包括多個子網(wǎng)的網(wǎng)絡,每個子網(wǎng)包括終端并且通過至少一個橋式終端彼此交換數(shù)據(jù)。一個用于控制子網(wǎng)的控制器與至少另一個橋式終端連接以便在至少兩個子網(wǎng)之間傳輸數(shù)據(jù)。橋式終端在某個期間只與一個子網(wǎng)同步。
文檔編號H04L12/56GK1371200SQ0210772
公開日2002年9月25日 申請日期2002年2月11日 優(yōu)先權日2001年2月16日
發(fā)明者J·佩茨 申請人:皇家菲利浦電子有限公司