對(duì)輸送安全系統(tǒng)的混合通信網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)行調(diào)度的方法和其中的固定節(jié)點(diǎn)相關(guān)申請(qǐng)本美國專利申請(qǐng)是Guo等人在2010年12月9日提交的美國專利申請(qǐng)12/964283“SynchronousDataTransmissioninHybridCommunicationNetworksforTransportationSafetySystems”的部分繼續(xù)申請(qǐng)，通過引用將其并入這里。技術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明一般地涉及用于輸送安全系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)，并且更具體地，涉及包括有線固定節(jié)點(diǎn)和無線移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的混合通信網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)分組的調(diào)度傳輸。

背景技術(shù)：
輸送安全系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)通信要求高可靠性和低延遲性。例如，國際電工協(xié)會(huì)（IEC）已經(jīng)對(duì)于電梯系統(tǒng)中的通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)置了嚴(yán)格的安全和可靠性要求。僅允許在大約1015個(gè)安全相關(guān)分組中存在一個(gè)錯(cuò)誤。對(duì)于高優(yōu)先級(jí)分組的延遲要求能夠短至幾毫秒。傳統(tǒng)的安全系統(tǒng)通常具有連接到專用有線通信網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)（收發(fā)器）。例如，為了在電梯系統(tǒng)中在控制器與轎廂之間發(fā)送安全分組，位于電梯井中的笨重的通信線纜連接到可移動(dòng)轎廂。近來，無線通信技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于安全系統(tǒng)以減少成本并增加可擴(kuò)張性?；谕ㄐ诺牧熊嚳刂疲–BTC）是一個(gè)示例。安全系統(tǒng)中的通信網(wǎng)絡(luò)通常包括諸如用于CBTC系統(tǒng)的線路側(cè)節(jié)點(diǎn)的多個(gè)固定節(jié)點(diǎn)以及布置在列車車廂內(nèi)的多個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)。固定節(jié)點(diǎn)經(jīng)由諸如以太網(wǎng)的有線網(wǎng)絡(luò)連接。固定節(jié)點(diǎn)也能夠無線地發(fā)送和接收（收發(fā)）數(shù)據(jù)。用于安全系統(tǒng)的控制器通常經(jīng)由有線接口連接到至少一個(gè)固定節(jié)點(diǎn)。分組被經(jīng)由有線接口從控制器發(fā)送到固定節(jié)點(diǎn)，并且經(jīng)由有線網(wǎng)絡(luò)逐段中繼到所有其它固定節(jié)點(diǎn)。然后，固定節(jié)點(diǎn)使用無線網(wǎng)絡(luò)將分組再發(fā)送給移動(dòng)節(jié)點(diǎn)。移動(dòng)節(jié)點(diǎn)經(jīng)由無線網(wǎng)絡(luò)將分組通信給固定節(jié)點(diǎn)。固定節(jié)點(diǎn)接收數(shù)據(jù)，并且然后經(jīng)由有線網(wǎng)絡(luò)將該數(shù)據(jù)中繼給連接到控制器的固定節(jié)點(diǎn)。連接到控制器的固定節(jié)點(diǎn)然后經(jīng)由有線接口將數(shù)據(jù)發(fā)送給控制器。然而，現(xiàn)有的CBTC系統(tǒng)的規(guī)格在某些方面還存在不足。由于使用了傳統(tǒng)的載波監(jiān)聽多路訪問（CSMA）用于無線網(wǎng)絡(luò)以及移動(dòng)節(jié)點(diǎn)處的切換處理使得延遲處于秒的數(shù)量級(jí)。另外，消息錯(cuò)誤率能夠高達(dá)10-8。因此，需要開發(fā)一種用于安全系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)，其實(shí)現(xiàn)了更高的可靠性（例如，10-15的消息錯(cuò)誤率）以及幾毫秒的延遲。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的實(shí)施方式提供了多段混合通信網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼{(diào)度方法，從而為輸送安全系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了高可靠性和低延遲。附圖說明圖1A是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的用于安全系統(tǒng)的多段混合無線通信網(wǎng)絡(luò)的示意圖；圖1B是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的從固定控制器發(fā)送到移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的下行分組的行進(jìn)時(shí)間的示意圖；圖1C是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的從移動(dòng)節(jié)點(diǎn)發(fā)送到控制器的上行分組的行進(jìn)時(shí)間的示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的飛行時(shí)間的示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的調(diào)度固定長(zhǎng)度下行數(shù)據(jù)間隔和上行數(shù)據(jù)間隔的示意圖；圖4A是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的動(dòng)態(tài)地調(diào)度可變長(zhǎng)度下行數(shù)據(jù)間隔的示意圖；圖4B是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的動(dòng)態(tài)地調(diào)度可變長(zhǎng)度上行數(shù)據(jù)間隔的示意圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的當(dāng)控制器和固定節(jié)點(diǎn)具有專用下行和上行傳輸信道時(shí)調(diào)度下行數(shù)據(jù)間隔的示意圖；圖6A是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的基于分組行進(jìn)時(shí)間和分組延遲要求的下行分組排隊(duì)時(shí)間的示意圖；圖6B是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的基于分組行進(jìn)時(shí)間和分組延遲要求的上行分組排隊(duì)時(shí)間的示意圖；以及圖7是下行數(shù)據(jù)間隔內(nèi)調(diào)度用于傳送的多個(gè)下行數(shù)據(jù)分組的示意圖。具體實(shí)施方式如圖1A中所示，多段混合通信網(wǎng)絡(luò)100包括有線網(wǎng)絡(luò)101和無線網(wǎng)絡(luò)102?；旌暇W(wǎng)絡(luò)能夠用于高可靠性和低延遲通信。有線網(wǎng)絡(luò)包括一組m+1個(gè)固定節(jié)點(diǎn)FN0、FN1、FN2、…、FNm。節(jié)點(diǎn)被順序地布置使得具有較低標(biāo)號(hào)的前一固定節(jié)點(diǎn)之后是具有較高標(biāo)號(hào)的下一固定節(jié)點(diǎn)。即，節(jié)點(diǎn)在時(shí)間上順序地發(fā)送和接收分組。每個(gè)固定節(jié)點(diǎn)（FN）配備有至少兩個(gè)通信接口（其中的一個(gè)通信接口用于有線網(wǎng)絡(luò)110）和一個(gè)或多個(gè)無線收發(fā)器111。無線網(wǎng)絡(luò)102包括一組移動(dòng)節(jié)點(diǎn)MN1、MN2、…、MNi。每個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)（MNi）112也配備有一個(gè)或多個(gè)無線收發(fā)器111。每個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)MNi表示諸如電梯或列車車廂132的移動(dòng)裝置。所有固定節(jié)點(diǎn)被沿著例如用于在井中移動(dòng)的電梯轎廂132或在列車軌道上移動(dòng)的車廂的軌道120布置。FN被線性地（但是不必為直線）布置。所有FN經(jīng)由有線骨干網(wǎng)（例如，光纖線纜）連接。MN通常沿著軌道移動(dòng)。在有線網(wǎng)絡(luò)上使用的底層物理層協(xié)議是任意的。網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)的源和接收方包括控制器131（例如，電梯控制器或列車控制器）和移動(dòng)裝置（例如，電梯或列車車廂）132。因此，也能夠說，控制器和移動(dòng)節(jié)點(diǎn)是數(shù)據(jù)源和接收方。安全相關(guān)數(shù)據(jù)被作為分組進(jìn)行發(fā)送?？刂破鹘?jīng)由有線接口130（其不必與有線骨干網(wǎng)相同）連接到FN。在優(yōu)選實(shí)施方式中，假設(shè)控制器連接到線性布置的網(wǎng)絡(luò)的第一端處的FN（例如，F(xiàn)N0）。如果控制器連接到位于其它地方的FN，則能夠?qū)⒂芯€網(wǎng)絡(luò)劃分為兩個(gè)子網(wǎng)絡(luò)，從而控制器連接到位于各子網(wǎng)絡(luò)的末端處。FN能夠分類為三種類型的節(jié)點(diǎn)。連接到控制器131的FN被稱為頭節(jié)點(diǎn)。頭節(jié)點(diǎn)FN0僅是將數(shù)據(jù)發(fā)送到控制器并從控制器接收數(shù)據(jù)的固定節(jié)點(diǎn)。位于網(wǎng)絡(luò)的第二端的FN被稱為終端節(jié)點(diǎn)FNm。所有剩余的FN形成使用有線骨干網(wǎng)將分組傳輸?shù)较噜彽腇N的一組（一個(gè)或多個(gè)）中繼節(jié)點(diǎn)。FN也與MN無線地進(jìn)行通信。在控制器中生成的并且經(jīng)由FN發(fā)送給MN的分組135被稱為下行分組。由車廂生成的并且經(jīng)由FN從MN發(fā)送給控制器的分組136被稱為上行分組。在US12/964283中描述了異步網(wǎng)絡(luò)中的固定節(jié)點(diǎn)的同步傳輸。本發(fā)明提供了針對(duì)下行和上行分組傳輸?shù)恼{(diào)度方法以改進(jìn)包含高優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)（例如，控制信號(hào)）的分組的可靠性并且減少延遲。下行分組傳輸控制器經(jīng)由有線接口將下行分組135發(fā)送給頭節(jié)點(diǎn)FN0。分組被經(jīng)由有線網(wǎng)絡(luò)101異步地順序中繼到所有固定節(jié)點(diǎn)。所有固定節(jié)點(diǎn)經(jīng)由無線網(wǎng)絡(luò)102無線地將分組同步地發(fā)送給移動(dòng)節(jié)點(diǎn)。上行傳輸移動(dòng)節(jié)點(diǎn)在移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的傳輸范圍內(nèi)將分組無線地發(fā)送給固定節(jié)點(diǎn)。接收到分組的固定節(jié)點(diǎn)經(jīng)由有線網(wǎng)絡(luò)將分組成功地中繼到頭節(jié)點(diǎn)。頭節(jié)點(diǎn)經(jīng)由有線接口將分組發(fā)送給控制器。調(diào)度方法的功能在多段混合無線通信網(wǎng)絡(luò)100中，針對(duì)下行和上行數(shù)據(jù)分組傳輸?shù)恼{(diào)度方法包括下述步驟：調(diào)度用于控制器和移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的下行數(shù)據(jù)間隔（DDI）和上行數(shù)據(jù)間隔（UDI），并且調(diào)度下行數(shù)據(jù)間隔或上行數(shù)據(jù)間隔內(nèi)用于傳輸?shù)亩鄠€(gè)數(shù)據(jù)分組。分組行進(jìn)時(shí)間調(diào)度方法依賴于如下確定的分組的行進(jìn)時(shí)間。在多段混合無線通信網(wǎng)絡(luò)100中，分組傳輸與傳統(tǒng)的對(duì)等網(wǎng)絡(luò)中的分組傳輸?shù)牟煌７纸M由固定節(jié)點(diǎn)在控制器與移動(dòng)節(jié)點(diǎn)之間中繼。每個(gè)中繼具有固有的延遲。對(duì)于安全系統(tǒng)，分組中的安全信號(hào)必須在指定的時(shí)段內(nèi)傳遞到目的地。即，高優(yōu)先級(jí)分組傳輸必須滿足延遲要求。任何延遲都是不可接受的。因此，為了在沒有違背延遲要求的情況調(diào)度分組傳輸，數(shù)據(jù)源確定分組從源行進(jìn)到接收方所花費(fèi)的時(shí)間。如圖1B中所示，下行分組151從控制器131到移動(dòng)節(jié)點(diǎn)MNi112的下行行進(jìn)時(shí)間TD為TD=TCH+THF+TFM(1)。I．TCH是從控制器開始發(fā)送分組的時(shí)間到頭節(jié)點(diǎn)（FN0）已經(jīng)接收到該分組的時(shí)間的時(shí)間段。II．THF是從頭節(jié)點(diǎn)已經(jīng)接收到分組的時(shí)間到所有固定節(jié)點(diǎn)開始同步發(fā)送分組的時(shí)間的時(shí)間段。III．TFM是從所有固定節(jié)點(diǎn)同步發(fā)送分組的時(shí)間到移動(dòng)節(jié)點(diǎn)MNi已經(jīng)接收到該分組的時(shí)間的時(shí)間段。在US12/964283中描述了THF的確定。如圖2中所示，能夠使用往返分組傳輸飛行時(shí)間來確定TCH和TFW（參見US12/964283）。圖1C示出了上行分組152的上行行進(jìn)時(shí)間TU。行進(jìn)時(shí)間TU為TU=TMF+TFH+THC(2)。IV．TMF是從移動(dòng)節(jié)點(diǎn)MNi開始無線地發(fā)送分組的時(shí)間到固定節(jié)點(diǎn)已經(jīng)接收到分組的時(shí)間的時(shí)間段。V．TFH是從固定節(jié)點(diǎn)已經(jīng)接收到分組的時(shí)間到頭節(jié)點(diǎn)開始將分組發(fā)送給控制器的時(shí)間的時(shí)間段。VI．THC是從頭節(jié)點(diǎn)開始將分組發(fā)送給控制器的時(shí)間到控制器已經(jīng)接收到分組的時(shí)間的時(shí)間段。由于傳輸?shù)膶?duì)稱性，只要上行分組的長(zhǎng)度等于下行分組的長(zhǎng)度，就有TMF=TFM并且THC=TCH。然而，即使下行分組和上行分組的長(zhǎng)度相同，TFH也能夠小于THF。對(duì)于上行分組，TFH部分依賴于移動(dòng)節(jié)點(diǎn)112的位置。當(dāng)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)位于頭節(jié)點(diǎn)附近時(shí)，TFH較小，并且當(dāng)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)位于終端節(jié)點(diǎn)附近時(shí)，TFH較大。只有上行中繼從終端節(jié)點(diǎn)開始的情況下，TFH=THF。分組的行進(jìn)時(shí)間還依賴于分組的長(zhǎng)度。分組越長(zhǎng)，時(shí)間越多，并且分組越短，時(shí)間越少。為了更準(zhǔn)確，分組被基于分組的長(zhǎng)度分為n個(gè)不同類別Cj（j=1，2，…，n）。對(duì)于每個(gè)類別Cj，具有最大長(zhǎng)度的分組用于確定行進(jìn)時(shí)間TCj。分組被劃分為使得TC1<TC2<…<TCn。如果分組的長(zhǎng)度處于類別Cj中，則TCj用作分組的行進(jìn)時(shí)間。例如，如果分組被劃分為三個(gè)類別（其中，類別C1包括長(zhǎng)度為1字節(jié)至100字節(jié)的分組），則類別C2包括長(zhǎng)度為101字節(jié)至200字節(jié)的分組，并且類別C3包括長(zhǎng)度從201字節(jié)至網(wǎng)絡(luò)100中允許的最大分組長(zhǎng)度的分組。然后，長(zhǎng)度為200字節(jié)的分組用于確定類別C2的分組行進(jìn)時(shí)間。如果分組的長(zhǎng)度為50字節(jié)，則類別C1的分組行進(jìn)時(shí)間用作調(diào)度的分組的行進(jìn)時(shí)間。能夠在分組傳輸開始之前進(jìn)行時(shí)間TCj（j=1，2，…，n）的確定。對(duì)于上行分組，TCj依賴于移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的位置。為了安全，行進(jìn)時(shí)間基于上行中繼從終端節(jié)點(diǎn)開始的時(shí)間。這確保了任何位置的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的所有上行分組的適合的行進(jìn)時(shí)間。調(diào)度下行和上行數(shù)據(jù)間隔在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的多段混合無線通信網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點(diǎn)沒有同步?？刂破骱鸵苿?dòng)節(jié)點(diǎn)沒有彼此直接通信。分組經(jīng)由有線網(wǎng)絡(luò)由固定節(jié)點(diǎn)中繼并且然后經(jīng)由無線網(wǎng)絡(luò)到達(dá)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)或者經(jīng)由有線接口到達(dá)控制器。數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間被分為下行數(shù)據(jù)間隔（DDI）和上行間隔（UDI）。DDI和UDI的長(zhǎng)度能夠是固定的或可變的。而且，DDI的長(zhǎng)度能夠不同于UDI的長(zhǎng)度?；贒DI和UDI的長(zhǎng)度是固定的還是可變的，提供了兩種調(diào)度方法。而且，基于專用下行和上行信道的可用性，提供了第三調(diào)度方法。固定長(zhǎng)度DDI和UDI的調(diào)度有兩種調(diào)度固定長(zhǎng)度DDI和UDI的方式?？刂破骱鸵苿?dòng)節(jié)點(diǎn)能夠在預(yù)定時(shí)間或動(dòng)態(tài)地開始其DDI和UDI。預(yù)定時(shí)間開始方案由于DDI和UDI的開始時(shí)間是預(yù)先確定的而是簡(jiǎn)單的。控制器和移動(dòng)節(jié)點(diǎn)就根據(jù)預(yù)先確定的DDI和UDI進(jìn)行發(fā)送和接收。下面描述其中由控制器和移動(dòng)節(jié)點(diǎn)動(dòng)態(tài)地確定DDI和UDI的開始的動(dòng)態(tài)DDI和UDI開始。如圖3中所示，控制器通過發(fā)送下行數(shù)據(jù)分組在控制器時(shí)間TC0開始第一DDI1。即，分組傳輸開始時(shí)首先為下行數(shù)據(jù)。移動(dòng)節(jié)點(diǎn)在發(fā)送其上行分組之前等待來自控制器的分組。為了簡(jiǎn)化的目的，在各DDI的開始時(shí)發(fā)送的第一下行分組具有相同的長(zhǎng)度。這僅為了將DDI和UDI的開始保持為周期性的，并且該描述簡(jiǎn)單。將理解的是，同樣的調(diào)度方法也適用于DDI和UDI的非周期性開始。即，對(duì)于第一下行分組的長(zhǎng)度沒有限制。為了開始第一DDI1，控制器發(fā)送特定長(zhǎng)度的下行數(shù)據(jù)分組。如果不存在將要發(fā)送的數(shù)據(jù)，則控制器發(fā)送載荷填充為零的分組。第一下行分組傳輸?shù)拈_始時(shí)間TC0是用于控制器的DDI1的開始。移動(dòng)節(jié)點(diǎn)在移動(dòng)節(jié)點(diǎn)接收到來自控制器的下行分組時(shí)開始其DDI1。對(duì)于移動(dòng)節(jié)點(diǎn)，接收到第一下行分組的開始時(shí)間TM0表示其DDI1的開始。由于下行分組同步地發(fā)送到移動(dòng)節(jié)點(diǎn)，因此所有移動(dòng)節(jié)點(diǎn)同時(shí)接收第一下行分組。因此，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)同時(shí)開始其DDI1。從第一分組傳輸開始，控制器發(fā)送下行分組，直到DDI1在時(shí)間TC1=TC0+TDDI結(jié)束，其中，TDDI表示DDI的時(shí)段長(zhǎng)度。從在時(shí)間TM0接收到第一下行分組開始，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)繼續(xù)接收下行分組直到在時(shí)間TM1=TM0+TDDI結(jié)束其DDI1。然后，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)開始其第一UDI1，并且發(fā)送上行分組直到在時(shí)間TM2=TM0+TDDI+TUDI結(jié)束其UDI1，其中，TUDI表示UDI的時(shí)段長(zhǎng)度?？刂破髂軌蚋鶕?jù)控制器時(shí)間確定移動(dòng)節(jié)點(diǎn)何時(shí)開始其UDI1。移動(dòng)節(jié)點(diǎn)處的UDI1在時(shí)間TC0+TCH+THF+TDDI開始并且在時(shí)間TC0+TCH+THF+TDDI+TUDI結(jié)束，其中，TCH和THF用于第一下行分組并且其定義如等式（1）中所示。由于上行分組的行進(jìn)時(shí)間依賴于移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的位置和分組長(zhǎng)度，因此控制器需要對(duì)于最早達(dá)到的上行分組做好準(zhǔn)備。因此，控制器在時(shí)間TC2=TC0+TCH+THF+TDDI+TMF開始其UDI1，其中TMF用于最小長(zhǎng)度上行分組并且如等式（2）中所示地定義。對(duì)于控制器，其UDI1在時(shí)間TC3=TC0+2(TCH+THF)+TDDI+TUDI結(jié)束。注意的是，用于控制器的UDI長(zhǎng)于用于移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的UDI。這確保了控制器接收到由具有任何分組長(zhǎng)度的位于任何位置的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的上行分組。當(dāng)其UDI1在時(shí)間TC3結(jié)束時(shí)，控制器通過發(fā)送下行分組立即開始其DDI2并且其DDI2在時(shí)間TC4=TC0+2(TCH+THF)+2TDDI+TUDI結(jié)束。移動(dòng)節(jié)點(diǎn)也能夠在開始其DDI2時(shí)進(jìn)行確定。根據(jù)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)時(shí)間，DDI2在時(shí)間TM3=TM0+2(TCH+THF)+TDDI+TUDI開始并且在時(shí)間TM4=TM0+2(TCH+THF)+2TDDI+TUDI結(jié)束。該DDI和UDI方式繼續(xù)。通常對(duì)于控制器來說，DDIn(n=1,2,…)在控制器時(shí)間TC0+(n-1)[2(TCH+THF)+TDDI+TUDI]開始并且在控制器時(shí)間TC0+(n-1)[2(TCH+THF)+TDDI+TUDI]+TDDI結(jié)束，并且其UDIn(n=1,2,…)在控制器時(shí)間TC0+(2n-1)(TCH+THF)+nTDDI+(n-1)TUDI+TMF開始并且在控制器時(shí)間TC0+n[2(TCH+THF)+TDDI+TUDI]結(jié)束。對(duì)于移動(dòng)節(jié)點(diǎn)，其DDIn(n=1,2,…)在移動(dòng)節(jié)點(diǎn)時(shí)間TM0+(n-1)[2(TCH+THF)+TDDI+TUDI]開始并且在移動(dòng)節(jié)點(diǎn)時(shí)間TM0+2(n-1)(TCH+THF)+nTDDI+(n-1)TUDI結(jié)束，并且其UDIn(n=1,2,…)在移動(dòng)節(jié)點(diǎn)時(shí)間TM0+2(n-1)(TCH+THF)+nTDDI+(n-1)TUDI開始并且在移動(dòng)節(jié)點(diǎn)時(shí)間TM0+2(n-1)(TCH+THF)+nTDDI+nTUDI結(jié)束。將理解的是，如果對(duì)于在各DDI中傳輸?shù)牡谝幌滦蟹纸M的長(zhǎng)度沒有限制，則沒有用于DDI和UDI的開始和結(jié)束時(shí)間的通用表達(dá)式。DDI1中的第一下行分組確定DDI1和UDI1的開始和結(jié)束時(shí)間。DDI2中的第一下行分組確定DDI2和UDI2的開始和結(jié)束時(shí)間。一般來說，DDIn中的第一下行分組確定DDIn和UDIn(n=1,2,…)的開始和結(jié)束時(shí)間。DDIn和UDIn的開始和結(jié)束時(shí)間的計(jì)算與如上所述的針對(duì)DDI1和UDI1的計(jì)算相同。如圖3中所示，用于控制器和移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的DDI和UDI在多段混合無線通信網(wǎng)絡(luò)中由于分組行進(jìn)時(shí)間而沒有對(duì)齊。圖3還示出了在DDI和下一UDI之間存在用于控制器的空閑間隔（FI）。在UDI與下一DDI之間還存在用于移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的FI。FI的長(zhǎng)度能夠不同于用于移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的情況，并且其也可以根據(jù)DDI和UDI的開始是否是周期性的而隨時(shí)間變化?？勺冮L(zhǎng)度DDI和UDI的調(diào)度在該實(shí)施方式中，如果在DDI或UDI內(nèi)不存在更多要發(fā)送的數(shù)據(jù)，則允許提早終止DDI或UDI。DDI和UDI調(diào)度與固定長(zhǎng)度的DDI和UDI同樣地開始，并且具有為DDI和UDI定義的默認(rèn)長(zhǎng)度。DDI和UDI能夠在預(yù)定時(shí)間開始或者動(dòng)態(tài)地開始。然而，為了優(yōu)化帶寬，如果控制器沒有任何分組要在DDI內(nèi)傳輸，則控制器能夠提早終止DDI，并且如果移動(dòng)節(jié)點(diǎn)沒有任何分組要在UDI內(nèi)傳輸，則移動(dòng)終端能夠提早終止UDI。圖4A示出了由控制器進(jìn)行的DDI提早終止。在UDIn之后，控制器在下一DDI中開始下行數(shù)據(jù)傳輸。在DDI結(jié)束之前，控制器在其發(fā)送到移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的最后的下行分組中指示當(dāng)前DDI的終止。當(dāng)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)接收到該DDI終止分組時(shí)，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)終止其DDI并且開始其下一UDI?？刂破髂軌蛟谝苿?dòng)節(jié)點(diǎn)接收到DDI終止分組時(shí)進(jìn)行確定并且開始其下一UDI。因此，控制器能夠決定何時(shí)應(yīng)開始其下一UDI。從該UDI1開始，DDI和UDI方式以用于DDI和UDI的默認(rèn)長(zhǎng)度繼續(xù)直到由控制器或移動(dòng)節(jié)點(diǎn)做出了提早終止。圖4B示出了僅利用一個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的UDI的提早終止。當(dāng)DDIn結(jié)束時(shí)，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)在下一UDI中開始上行數(shù)據(jù)傳輸。在UDI結(jié)束之前，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)在其發(fā)送給控制器的最后的上行分組中指示當(dāng)前UDI的終止。當(dāng)控制器接收到該UDI終止分組時(shí)，控制器終止其自己的UDI并且開始其下一DDI。移動(dòng)節(jié)點(diǎn)在其接收到下一下行分組時(shí)開始其下一DDI。從該DDI1開始，DDI和UDI方式以用于DDI和UDI的默認(rèn)長(zhǎng)度繼續(xù)直到由控制器或移動(dòng)節(jié)點(diǎn)做出了提前終止。如果存在多個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)，則由所有移動(dòng)節(jié)點(diǎn)指示UDI的終止。例如，存在兩個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)MN1和MN2。如果MN1指示UDI的終止，則控制器沒有終止其UDI并且繼續(xù)接收來自MN2的上行分組直到當(dāng)前UDI的結(jié)束。在該情況下，MN1不具有任何要發(fā)送的上行分組。因此，MN1等待來自控制器的下一下行分組以開始其下一DDI。然而，如果控制器接收到來自MN1和MN2的UDI終止，則控制器終止其UDI并且開始下一DDI。具有專用下行和上行通信信道的具有控制器和固定節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)的DDI的調(diào)度如果有線網(wǎng)絡(luò)配備有專用的下行和上行信道，則提供了更有效的調(diào)度方法。在該情況下，控制器具有針對(duì)頭節(jié)點(diǎn)的專用的下行信道和針對(duì)頭節(jié)點(diǎn)的專用上行信道。而且，有線網(wǎng)絡(luò)具有專用的下行信道和專用的上行信道。如圖5中所示，控制器能夠?qū)τ贒DI2提早開始501下行數(shù)據(jù)傳輸。準(zhǔn)確地，控制器能夠在時(shí)間TC0+TDDI+TUDI+ΔT開始DDI2下行傳輸，其中，ΔT對(duì)應(yīng)于所有移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的回頭時(shí)間。一般來說，控制器能夠在時(shí)間TC0+(n-1)(TDDI+TUDI)+ΔT(n=2,3,….)開始用于DDIn的下行傳輸。該調(diào)度方法完全地利用了移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的空閑間隔。DDI或UDI內(nèi)傳輸?shù)亩鄶?shù)據(jù)分組的調(diào)度在大多數(shù)通信網(wǎng)絡(luò)中，當(dāng)產(chǎn)生分組時(shí)，分組被存儲(chǔ)在傳輸隊(duì)列中。分組在被發(fā)送之前保留在傳輸隊(duì)列中。從分組產(chǎn)生到分組傳輸?shù)臅r(shí)間被稱為排隊(duì)時(shí)間。在安全系統(tǒng)中，對(duì)于高優(yōu)先級(jí)分組的延遲有嚴(yán)格的限制。高優(yōu)先級(jí)分組必須被發(fā)送以滿足特定的延遲要求。因此，必須注意限制分組排隊(duì)時(shí)間。分組排隊(duì)時(shí)間控制器和移動(dòng)節(jié)點(diǎn)在分組被產(chǎn)生時(shí)開始相對(duì)計(jì)時(shí)。對(duì)于高優(yōu)先級(jí)分組（例如，控制信號(hào)分組），基于延遲要求對(duì)排隊(duì)時(shí)間進(jìn)行限制。如圖6A中所示，對(duì)于高優(yōu)先級(jí)下行分組，排隊(duì)時(shí)間TQ滿足下述條件：TQ+TD≤LD(3)，其中，排隊(duì)時(shí)間TQ=TTX–TG，TG是分組產(chǎn)生的時(shí)間，TTX是分組被發(fā)送的時(shí)間，TD是下行分組的行進(jìn)時(shí)間，并且LD是對(duì)于下行分組的延遲要求。類似地，如針對(duì)高優(yōu)先級(jí)上行分組的圖6B中所示，排隊(duì)時(shí)間TQ滿足下述條件：TQ+TU<=LU(4)，其中，排隊(duì)時(shí)間TQ與等式（3）中的相同，TU是上行分組所需的行進(jìn)時(shí)間，并且LU是針對(duì)上行分組的延遲要求。用于下行分組的最大排隊(duì)時(shí)間TQM是TQM=LD-TD，并且用于上行分組的最大排隊(duì)時(shí)間TQM是TQM=LU-TU。如果TQ≤TQM，則被發(fā)送的分組滿足其延遲要求。然而，如果TQ>TQM，則分組的發(fā)送不滿足延遲要求。用于傳輸?shù)亩鄠€(gè)分組的調(diào)度對(duì)于DDI或UDI，控制器或移動(dòng)節(jié)點(diǎn)確定能夠發(fā)送的分組的數(shù)目。對(duì)于控制器，調(diào)度依賴于TDDI、下行傳輸隊(duì)列中的分組的數(shù)目、排隊(duì)時(shí)間、優(yōu)先級(jí)、延遲要求和各下行數(shù)據(jù)分組的行進(jìn)時(shí)間。對(duì)于移動(dòng)節(jié)點(diǎn)，調(diào)度依賴于TUDI、上行傳輸隊(duì)列中的分組的數(shù)目、排隊(duì)時(shí)間、優(yōu)先級(jí)、延遲要求和各上行數(shù)據(jù)分組的行進(jìn)時(shí)間。如US12/964283中所描述的，為了避免由于反饋導(dǎo)致的延遲，沒有使用任何分組應(yīng)答。因此，能夠確定在數(shù)據(jù)間隔內(nèi)將發(fā)送的分組的數(shù)目。假設(shè)控制器發(fā)送來自類別Cj(j=1,2,…,n)的Kj個(gè)分組，則滿足下述條件：K1*TC1+K2*TC2+…+Kn*TCn<=TDDI(5)類似的不等式對(duì)于移動(dòng)節(jié)點(diǎn)也是成立的。不需要按照排隊(duì)順序來發(fā)送分組。例如，在排隊(duì)時(shí)間相同的情況下，在較低優(yōu)先級(jí)分組之前發(fā)送較高優(yōu)先級(jí)分組。在優(yōu)先級(jí)相同的情況下，在具有較短的排隊(duì)時(shí)間的分組之前發(fā)送具有較長(zhǎng)的排隊(duì)時(shí)間的分組。在帶寬不足的情況下，較低優(yōu)先級(jí)分組讓步于較高優(yōu)先級(jí)分組。因此，確保了針對(duì)較高優(yōu)先級(jí)分組的延遲要求。圖7示出了其中傳輸隊(duì)列中存在在下一DDI中將要發(fā)送的k個(gè)下行分組的調(diào)度示例。所有k個(gè)分組具有相同的優(yōu)先級(jí)。分組被產(chǎn)生為TG1<TG2<…<TG(k-1)<TGk。即，TQ1>TQ2>…>TQ(k-1)>TQk。然而，第k個(gè)分組具有較短的延遲，從而TGk+Lk<TG1+L1<…<TG(k-1)+Lk-1，其中，L1,L2,…,Lk是針對(duì)k個(gè)分組的各延遲要求。因此，傳輸時(shí)間TTX1、TTX2、…、TTXk被調(diào)度為TTXk<TTX1<…<TTX(k-1)。即，首先發(fā)送第k個(gè)分組。只要能夠滿足延遲要求，控制器和移動(dòng)節(jié)點(diǎn)能夠選擇來自不同的類別的分組的數(shù)目以優(yōu)化帶寬的使用?？刂破骱鸵苿?dòng)節(jié)點(diǎn)確保了其調(diào)度的分組傳輸能夠在給定的數(shù)據(jù)間隔內(nèi)完成?？刂破骱鸵苿?dòng)節(jié)點(diǎn)還確保了其分組傳輸能夠在用于目的地的被調(diào)度的接收時(shí)間間隔內(nèi)由目的地完全地接收。換言之，DDI或UDI中的最后的分組的傳輸沒有離DDI或UDI的結(jié)束太近。對(duì)于控制器，相對(duì)于DDI的開始的最后的下行分組的開始傳輸時(shí)間TLTX滿足：TLTX<=TDDI+T1CH+T1HF–TLD(6)，其中，T1CH和T1HF是用于如等式（1）中定義的DDI的第一下行分組，并且TLD是最后的下行分組的行進(jìn)時(shí)間。對(duì)于移動(dòng)節(jié)點(diǎn)，相對(duì)于UDI的開始的最后的上行分組的開始傳輸時(shí)間TLTX滿足：TLTX<=TUDI+TC1MF–TLU(7)，其中，對(duì)于類別C1分組，在等式（2）中定義TC1MF，TLU是從終端節(jié)點(diǎn)開始中繼的最后的上行分組的行進(jìn)時(shí)間。換言之，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)確定用于在UDI中發(fā)送的最后的上行分組的最新發(fā)送時(shí)間。上行分組中繼成功接收到來自移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的上行分組的所有固定節(jié)點(diǎn)將接收到的分組經(jīng)由有線網(wǎng)絡(luò)中繼到頭節(jié)點(diǎn)。然而，接收到來自前一節(jié)點(diǎn)的中繼的分組的固定節(jié)點(diǎn)檢查分組ID以確定同一分組是否已經(jīng)被轉(zhuǎn)發(fā)給下一節(jié)點(diǎn)。如果是，則節(jié)點(diǎn)丟棄分組，否則，分組被中繼到下一節(jié)點(diǎn)。根據(jù)上述實(shí)施方式，雖然描述了本發(fā)明能夠用于電梯系統(tǒng)或列車系統(tǒng)，但是本發(fā)明不限于此。例如，本發(fā)明也能夠用于基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備（例如，設(shè)置在道路上的基礎(chǔ)設(shè)施傳感器或交通燈）和車輛經(jīng)由無線電通信連接的情況。此外，本發(fā)明的頭節(jié)點(diǎn)能夠設(shè)置在道路上，并且移動(dòng)節(jié)點(diǎn)設(shè)置在各車廂上。