具有冗余的頭端及相關的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種頭端，包括至少兩個相同的處理單元（31，32，…，3n），每個所述處理單元分別提供有至少一個相同的輸入側數(shù)據(jù)流，用于產(chǎn)生輸出側數(shù)據(jù)流；和連接到這些處理單元上的輸出側總線系統(tǒng)（4），用于對各個處理單元中生成的輸出側數(shù)據(jù)流與狀態(tài)數(shù)據(jù)進行交換。此外，在頭端中還提供有連接到所述輸出側總線系統(tǒng)（4）的多個決定電路（71，72，…，7n），用于在每個處理單元中選擇在每種情況下傳輸給發(fā)送器系統(tǒng)（6）的輸出側數(shù)據(jù)流。具有對于在諸如ATSC-M/H、DVB-T或者DVB-T2的單頻網(wǎng)絡中使用的傳輸標準說明的單個輸出側數(shù)據(jù)流的比較，為單個決定電路提供了對于決定來說重要是重要信息的額外的項目：哪個處理單元正確運作和/或哪個處理單元不正確運作。
【專利說明】具有冗余的頭端及相關的方法
[0001]本發(fā)明涉及具有冗余的頭端站(英文:head station)和相關的操作方法。
【背景技術】
[0002]冗余配置的通訊系統(tǒng)典型地包括兩個通訊系統(tǒng)，其中每個通訊系統(tǒng)同時并且彼此獨立地生成輸出數(shù)據(jù)流。從DE10011267A1中已知這樣的冗余通信模塊，其中，基于兩個通訊模塊之間所交換的狀態(tài)數(shù)據(jù)，來做出關于進一步路由哪個輸出數(shù)據(jù)流的決定。
[0003]基于圖1中示意性示出的冗余配置的通訊系統(tǒng)的布置對下列問題進行說明(然而根據(jù) 申請人:的理解該問題并非現(xiàn)有技術)，將兩個通訊系統(tǒng)各自生成的輸出數(shù)據(jù)流傳輸給決定電路?；趦蓚€輸出數(shù)據(jù)流并且基于在兩個通訊系統(tǒng)中各自生成并被提供給決定電路的狀態(tài)數(shù)據(jù)，決定電路決定將兩個輸出數(shù)據(jù)流中的哪一個傳輸給傳輸路徑。
[0004]在這樣冗余配置的通信系統(tǒng)的布置中，如果決定電路失效，則缺陷在于不再經(jīng)由傳輸路徑傳輸輸出數(shù)據(jù)流。因此，決定電路成為冗余配置的通信系統(tǒng)中的關鍵部件(所謂的單點故障:single-point-of-failure ;德語:Ein-Punkt_Fehler)。作為額外的缺陷，如果兩個輸出數(shù)據(jù)流彼此不同步，則在決定電路中不能實現(xiàn)兩個輸出數(shù)據(jù)流之間的相位相干切換，用于將無縫輸出數(shù)據(jù)流路由到傳輸路徑。因此，本發(fā)明的目的是更進一步地開發(fā)出通信系統(tǒng)中的冗余配置的頭端站，尤其在廣播傳輸系統(tǒng)中，尤其使用同頻操作，以此不再發(fā)生上述缺陷。
[0005]通過根據(jù)具有權利要求1的特征的本發(fā)明的頭端站，并通過根據(jù)具有權利要求16的特征的本發(fā)明的相關聯(lián)的方法可以實現(xiàn)該目標。在各個獨立權利要求中指出了有益的技術改良。
[0006]在根據(jù)具有冗余的本發(fā)明的頭端站中，提供了多個相同的處理單元，其中每個處理單元都是從至少一個相同的輸入數(shù)據(jù)流中提供的。在每個處理單元中，通過執(zhí)行多個處理步驟(例如，編碼、多路復用、數(shù)據(jù)格式化等)，通過至少一個輸入數(shù)據(jù)流分別生成輸出數(shù)據(jù)流。每個處理單元的輸出都經(jīng)由輸出總線系統(tǒng)而彼此連接。經(jīng)由輸出總線系統(tǒng)，在各處理單元之間交換各處理單元所生成的狀態(tài)數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)流。例如，狀態(tài)數(shù)據(jù)包含關于各自處理單元的功能和在每個處理單元和發(fā)送器系統(tǒng)之間的傳輸路徑的信息。
[0007]此外，根據(jù)本發(fā)明的頭端站提供了至少一個決定電路，該決定電路從在各個處理單元之間交換的輸出數(shù)據(jù)流和狀態(tài)數(shù)據(jù)開始，分別為每個處理單元選擇輸出數(shù)據(jù)流，在每個處理單元與發(fā)送器系統(tǒng)之間的相關的傳輸路徑上傳輸所述輸出數(shù)據(jù)流。
[0008]以這種方式，從一個處理單元生成的全部輸出數(shù)據(jù)流中分別選擇出的輸出數(shù)據(jù)流的傳輸，不再從決定電路到發(fā)送器系統(tǒng)進行。替代地，將由各自處理單元生成的輸出數(shù)據(jù)流或由另一處理單元生成并且經(jīng)由輸出總線系統(tǒng)而傳輸?shù)礁髯蕴幚韱卧妮敵鰯?shù)據(jù)流，經(jīng)由所分配的傳輸路徑而無需中間連接決定電路地，從每個處理單元傳輸給傳輸系統(tǒng)。發(fā)送器系統(tǒng)從所有同時接收到的輸出數(shù)據(jù)流中選擇正確的輸出數(shù)據(jù)流，用于經(jīng)由傳輸路徑發(fā)送到發(fā)送器系統(tǒng)。
[0009]從在相關的傳輸路徑上的每個處理單元中選擇要傳輸?shù)妮敵鰯?shù)據(jù)流，是基于在每個處理單元中的各個輸出數(shù)據(jù)流的有效性；基于各個輸出數(shù)據(jù)流與所使用的傳輸標準的要求的一致性；以及基于各自處理單元的狀態(tài)數(shù)據(jù)而作出的，所述狀態(tài)數(shù)據(jù)標志了各自處理單元的功能以及每個處理單元與傳輸系統(tǒng)之間的傳輸路徑的功能。
[0010]為了確保每個處理單元正確選擇要經(jīng)由傳輸路徑傳輸?shù)妮敵鰯?shù)據(jù)流，通過提供至少兩個決定電路的冗余方式來體現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的頭端站中的決定電路。基于不同的已知方法，在每種情況下對于正確運行的決定電路的識別和選擇(例如，在兩個決定電路的情況下，通過上級監(jiān)視元件進行，或在至少三個決定電路的情況下，通過確定生成相同結果的決定電路來進行)都是可能的，并且在這一點上不作詳細說明。
[0011]在本發(fā)明第一實施例中的優(yōu)選的冗余配置的決定電路，其每一個從各個處理單元的外部連接到輸出總線系統(tǒng)，并且基于在輸出總線系統(tǒng)上的每個處理單元傳輸?shù)妮敵鰯?shù)據(jù)流和狀態(tài)數(shù)據(jù)，分別為每個處理單元作出關于在各種情況下、各自處理單元應將哪個輸出數(shù)據(jù)流傳輸給相關的傳輸路徑的選擇。
[0012]在本發(fā)明的第二實施例中的優(yōu)選的冗余配置的決定電路，其每一個都被集成在作為主處理單元的單個處理單元中，并且分別為作為主處理單元的處理單元和作為從處理單元的所有其他處理單元，在不同情況下作出關于每個處理單元應當將哪個輸出數(shù)據(jù)流傳輸給相關的傳輸路徑的選擇。
[0013]在本發(fā)明的第三實施例中的優(yōu)選的冗余配置的決定電路，被分別集成到各個處理單元的每一個中，并且為每個處理單元作出關于每個處理單元應當分別將哪個輸出數(shù)據(jù)流傳輸給相關的傳輸路徑的選擇。
[0014]為了使輸出數(shù)據(jù)流的有意義的選擇，能夠通過傳輸系統(tǒng)在傳輸路徑上、從發(fā)送器系統(tǒng)傳輸給接收器系統(tǒng)，優(yōu)選地，經(jīng)由同步單元、在各自處理單元與發(fā)送器系統(tǒng)之間的相關傳輸路徑上同步傳輸由各個處理單元分別選擇的輸出數(shù)據(jù)流。
[0015]為了確保在傳輸系統(tǒng)內(nèi)、在各個處理單元和分別傳輸?shù)妮敵鰯?shù)據(jù)流之間的各個傳輸路徑上之間的無縫及相應的相位相關的切換，優(yōu)選地，在每個處理單元中，在要在相關的傳輸路徑上傳輸?shù)膬蓚€輸出數(shù)據(jù)流之間，在每種情況下，僅在同步傳輸?shù)妮敵鰯?shù)據(jù)流的各自連續(xù)的數(shù)據(jù)幀之間的過渡時間上實施切換。
[0016]由于在每種情況下，對于要從每個處理單元在傳輸路徑上傳輸?shù)桨l(fā)送器系統(tǒng)的輸出數(shù)據(jù)流的選擇來說，給定的處理時間是必須的，因此，優(yōu)選地，兩個輸出數(shù)據(jù)流之間的切換是在每個處理單元中、分別在兩個連續(xù)的數(shù)據(jù)幀之間的各自的下一個過渡時間上實施的，也就是說，延遲了用于傳輸一個數(shù)據(jù)幀的持續(xù)時間。
[0017]經(jīng)由輸入總線系統(tǒng)執(zhí)行將由例如演播室的數(shù)據(jù)源分別生成的相同的數(shù)據(jù)流提供給各個處理單元，其中所述數(shù)據(jù)源對應于例如各個廣播節(jié)目的音頻和視頻數(shù)據(jù)。
[0018]為了同步在各個處理單元內(nèi)在輸入總線系統(tǒng)上串行傳輸?shù)妮斎霐?shù)據(jù)流，優(yōu)選地經(jīng)由輸入總線系統(tǒng)，在數(shù)據(jù)源和各個處理單元之間傳輸同步數(shù)據(jù)。一方面，同步數(shù)據(jù)可以是各個輸入數(shù)據(jù)流的各個數(shù)據(jù)包中的時間戳數(shù)據(jù)，或者是標記在各個輸入數(shù)據(jù)流中標各個數(shù)據(jù)包的序列的數(shù)據(jù)，或者，另一方面，可以是分別在各個輸入數(shù)據(jù)流的指定的數(shù)據(jù)包中的指定位置上傳輸?shù)闹付ǖ臄?shù)據(jù)位序列。
[0019]為了額外增加根據(jù)本發(fā)明的頭端站的冗余性，優(yōu)選地以冗余方式配置輸入總線系統(tǒng)和/或輸出總線系統(tǒng)。關于在各自時間激活哪一個輸入和/或輸出總線系統(tǒng)的決定是隨機的。
[0020]為了以在發(fā)送器系統(tǒng)與接收器系統(tǒng)之間的傳輸路徑上使用的傳輸標準的數(shù)據(jù)格式傳輸由每個處理單元分別生成的輸出數(shù)據(jù)流，優(yōu)選地，在輸出端提供數(shù)據(jù)轉換。在這種環(huán)境下，可以為使用的每個傳輸標準使用一個轉換組件，也可以使用一個轉換組件覆蓋所用的傳輸標準。為了增加根據(jù)本發(fā)明的頭端的冗余性，也可以以冗余方式體現(xiàn)數(shù)據(jù)轉換。也可以在輸入總線系統(tǒng)的范圍內(nèi)，在輸入端提供數(shù)據(jù)轉換。
[0021]下面將參考附圖詳細描述根據(jù)本發(fā)明的頭端站和根據(jù)本發(fā)明的相關方法。附圖如下:
[0022]圖1冗余通信系統(tǒng)的電路框圖；
[0023]圖2A根據(jù)本發(fā)明的頭端站的第一實施例的電路框圖；
[0024]圖2B根據(jù)本發(fā)明的頭端站的第二實施例的電路框圖；
[0025]圖2C根據(jù)本發(fā)明的頭端站的第三實施例的電路框圖；以及
[0026]圖3根據(jù)本發(fā)明的相關方法的流程圖。
[0027]下面將參考在圖2A、2B和2C中的電路框圖，詳細說明根據(jù)本發(fā)明的頭端站的多個單獨實施例，以及將參考圖3中的流程圖說明根據(jù)本發(fā)明的相關方法。
[0028]在可選地實施的第一個方法步驟SlO中，將在數(shù)據(jù)源中(通常在演播室中)生成的數(shù)據(jù)流轉換成與分別與節(jié)目或服務相關聯(lián)的視頻和/或音頻數(shù)據(jù)流，如果需要的話，可以轉換成另一種數(shù)據(jù)格式。例如，這可以涉及從演播技術中典型使用的數(shù)據(jù)格式轉換成在頭端站中所使用的專用數(shù)據(jù)格式的輸入數(shù)據(jù)轉換，和/或要被傳輸給改進的傳輸介質(zhì)的數(shù)據(jù)流的匹配。其中，所 述演播技術中典型使用的數(shù)據(jù)格式例如是串行數(shù)字接口(SerialDigital Interface, SDI)數(shù)據(jù)格式或者互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(Internet ￡rotocol, IP)數(shù)據(jù)格式。
[0029]如圖2A中所示，可以通過單個轉換組件I實現(xiàn)輸入數(shù)據(jù)轉換，所述單個轉換組件I執(zhí)行從演播室中所使用的所有數(shù)據(jù)格式轉換成為頭端站中所使用的數(shù)據(jù)格式，或者，如圖2B中所示的,通過多個單獨的轉換組件I1,12,..., In來實現(xiàn),該轉換組件中的每一個執(zhí)行僅僅從錄音室中使用的單個數(shù)據(jù)格式轉換成頭端站中使用的數(shù)據(jù)格式的數(shù)據(jù)轉換。最后，如圖2C中所示，可以通過冗余轉換系統(tǒng)I’來實現(xiàn)數(shù)據(jù)轉換，該冗余轉換系統(tǒng)I’包括多個冗余配置的轉換組件I/，12’，…，ln’。在這種環(huán)境下，在每種情況下，各個轉換組件I/，12’，…，ln’實施相同數(shù)據(jù)轉換。經(jīng)由在圖2C中未示出的決定電路，決定轉換組件1/，12’，…，ln’中的哪個在正確運行以及因此將哪個轉換結果路由給冗余轉換系統(tǒng)I/的輸出。
[0030]在接下來的方法步驟S20中，將由數(shù)據(jù)源生成的輸入數(shù)據(jù)流經(jīng)由輸入總線系統(tǒng)2供應給各個體現(xiàn)為相同的處理單元31;32，…，3n。可以冗余地配置輸入總線系統(tǒng)2以便增強根據(jù)本發(fā)明的頭端站的可靠性。優(yōu)選地，由在圖2A、2B和2C中未示出的決定電路來執(zhí)行在各個冗余配置的輸入總線系統(tǒng)2之間的切換。
[0031]由于各個輸入數(shù)據(jù)流是經(jīng)由輸入總線系統(tǒng)2串行傳輸?shù)模⑶乙虼硕舜瞬辉偻?，所以必須針對各個并行處理單元31;32，…，3n中的同步處理而同步所述各個輸入數(shù)據(jù)流。為此目的，在數(shù)據(jù)源與各個處理單元31;32，…，3n之間串行傳輸?shù)母鱾€輸入數(shù)據(jù)流的各個數(shù)據(jù)包中使用同步數(shù)據(jù)(圖2A、圖2B和圖2C中被稱為同步數(shù)據(jù)2)。為此目的，可以使用例如在各個數(shù)據(jù)包的頭部(header，德文:Kopf)中不同數(shù)據(jù)位的位置上存儲的時間戳數(shù)據(jù)，或者使用還在各個數(shù)據(jù)包的頭部中的給定的數(shù)據(jù)位的位置上存儲的、用于標記在各自輸入數(shù)據(jù)流中的各自數(shù)據(jù)包的序列的數(shù)據(jù)。還可以識別各個輸入數(shù)據(jù)流的給定數(shù)據(jù)包中的給定數(shù)據(jù)位的位置上的給定數(shù)據(jù)位序列(這是在各個傳輸標準中指定的，并因此提供各不相同的指定的相對時間間隔)，并將其用于各個輸入數(shù)據(jù)流的同步。
[0032]使用這些同步數(shù)據(jù)，以將要生成的輸出數(shù)據(jù)流中的正確的時間順序，在各個處理單元31;32，…，3?中打包各個輸入數(shù)據(jù)流的各個數(shù)據(jù)包，并且在各個處理單元31;32，…，3n分別生成的各個輸出數(shù)據(jù)流中，在時間上彼此同步地傳輸所述各個輸入數(shù)據(jù)流的各個數(shù)據(jù)包。
[0033]在接下來的方法步驟S30中，在體現(xiàn)為相同的處理單元31;32，…，3n中，從供給的各個輸入數(shù)據(jù)流分別生成輸出數(shù)據(jù)流。由于典型地向各個處理單元31;32，…，3?供給多個輸入數(shù)據(jù)流，因此，作為相當必要的處理步驟，在處理單元31;32，…，3n中實現(xiàn)來自各個輸入數(shù)據(jù)流的輸出數(shù)據(jù)流的多路復用。除此之外，還在各個處理單元31;32，…，3?中優(yōu)選地提供對所生成的輸出數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)格式化和編碼。此外，在預先處理的處理器中，除此之外還可以執(zhí)行傳統(tǒng)的處理步驟，關于這一點將不作更詳盡的說明。
[0034]在接下來的方法步驟S40中，在各個處理單元31;32，…，3n之間經(jīng)由輸出總線系統(tǒng)4交換各個處理單元31;32，…，3?中生成的輸出數(shù)據(jù)流。此外，各個處理單元31;32，…，3n中生成的狀態(tài)數(shù)據(jù)的交換也是經(jīng)由輸出總線系統(tǒng)4來執(zhí)行的。這些狀態(tài)數(shù)據(jù)中的每一個都標志各自處理單元31;32，…，3n的正確功能，以及在各自處理單元31;32，…，3n與發(fā)送器系統(tǒng)6之間的各自的傳輸路徑51;52，的正確功能。通過輸入總線系統(tǒng)2的類比，也可以冗余地配置輸出總線系統(tǒng)4來增強根據(jù)本發(fā)明的頭端站的可靠性。由在圖2A、2B和2C中未示出的決定電路執(zhí)行各個冗余配置的輸出總線系統(tǒng)4之間的切換。
[0035]在正確運行期間，所有處理單元31;32，…，3?中的每一個都產(chǎn)生相同(位相同)的數(shù)據(jù)流，并且從每個處理單元31;32，…，3n到發(fā)送器系統(tǒng)6的傳輸路徑以無錯誤方式運行。如果發(fā)生錯誤，則至少一個處理單元31; 32，…，3n將分別產(chǎn)生錯誤的數(shù)據(jù)流和/或至少一個處理單兀31; 32，...，3n到發(fā)送器系統(tǒng)6的傳輸路徑會失效。基于在各個處理單兀31; 32，...，3n中分別生成的輸出數(shù)據(jù)流和狀態(tài)數(shù)據(jù)，`相應地在后續(xù)的方法步驟S50中，在決定電路系統(tǒng)或各自的多個冗余決定電路系統(tǒng)中，選擇在各自處理單元31; 32，…，3n與發(fā)送器系統(tǒng)6之間的相關傳輸路徑51;52，".，SnI,從各自處理單兀31;32，…，3n傳輸?shù)妮敵鰯?shù)據(jù)流。
[0036]在根據(jù)本發(fā)明的第一實施例中，要從各個處理單元S1，32，…，3?中的每一個發(fā)送的輸出數(shù)據(jù)流，是從所有處理單元31;32，…，3n生成的輸出數(shù)據(jù)流中、在決定電路中進行選擇的。這可以是單個決定電路，或者優(yōu)選地，根據(jù)圖2A，是包括冗余配置的多個決定電路71;
I2,…，7n的冗余決定單元系統(tǒng)7。將各個決定電路71;72，…，7n中的每個連接到輸出總線系統(tǒng)4，并且因此它們可以訪問在所有處理單元31;32，…，3?中分別生成的狀態(tài)數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)流。
[0037]經(jīng)由在輸出總線系統(tǒng)4中分別可用的輸出數(shù)據(jù)流，各個決定電路71;72，…，7?訪問與其做出關于處理單元31;32，…，3?中的哪一個完全沒有生成輸出數(shù)據(jù)流并且因此沒有實現(xiàn)正確功能的決定相關的信息。將各個輸出數(shù)據(jù)流與例如ATSC-M/H、DVB-T或DVB-T2等的在公共頻率網(wǎng)絡中使用的傳輸標準的規(guī)范進行比較，向各個決定電路71;72，…，7n為作出關于處理單元31;32，…，3n中的哪一個是正確運行的或分別運行得不正確的決定提供了更進一步的信息。通過在各個處理單元31;32，…，3n中分別生成并經(jīng)由輸出總線系統(tǒng)4分別提供給各個決定電路72，…，7n的狀態(tài)數(shù)據(jù)，每個決定電路72，…，7n獲取用于作出下列決定的更進一步的信息，所述決定關于在不同情況下，處理單元31;32，…，3?中的哪一個以及在各個處理單兀31; 32，...，3n與發(fā)送器系統(tǒng)6之間被指派的傳輸路徑51; 52，...，5n中的哪一個在正確運行或處于錯誤方式。
[0038]在具有多個冗余配置的決定電路71;72，…，7n的冗余決定電路系統(tǒng)7的情況下，各個決定電路71;72，…，7n中的每一個從以已提到的方式提供的輸出數(shù)據(jù)流和狀態(tài)數(shù)據(jù)中為各個處理單元31;32，…，3?生成控制數(shù)據(jù)。經(jīng)由在圖2A、2B和2C中未示出的附加的決定電路，識別出正確運行的決定電路71;72，…，7n，并且將已經(jīng)由所述決定電路生成的控制數(shù)據(jù)路由給各個處理單元31;32，…，3n。
[0039]在各自處理單元31;32，…，3n和位于各自處理單元31;32，…，3n與發(fā)送器系統(tǒng)6之間的各自傳輸路徑51; 52，-,5n正確運行的情況下，依靠控制數(shù)據(jù)激活各自的處理單元31；32,…，3n，所述控制數(shù)據(jù)用于在各自處理單元31;32，…，3n與發(fā)送器系統(tǒng)6之間的所指派的傳輸路徑51;52，…，5n上傳輸輸出數(shù)據(jù)流。在各自處理單兀31;32，".，Sn正確生成了正確生成的輸出數(shù)據(jù)流的情況下，經(jīng)由所指派的控制數(shù)據(jù)使得被激活的處理單元31; 32，…，3n在所指派的傳輸路徑51; 52，-,5n上將各自的數(shù)據(jù)流傳輸給發(fā)送器系統(tǒng)6，并且，如果各自處理單元31;32，…，3n不正確地生成了輸出數(shù)據(jù)流，則傳輸由其他處理單元31;32，…，3n正確生成的輸出數(shù)據(jù)流。在后一種情況下，當面臨由一個處理單元31;32，…，3?在不同情況下正確地生成多個輸出數(shù)據(jù)流的情況下，由優(yōu)先確定的處理單元31;32，…，3?分別生成的輸出數(shù)據(jù)流可以被優(yōu)先用于各自處理單元S1，32，…，3n進行選擇。
[0040]在根據(jù)本發(fā)明的第二實施例中，從分別由所有處理單元31;32，…，3n生成的輸出數(shù)據(jù)流中、在不同情況下選擇出要從各個處理單元31; 32，-,3n進行傳輸?shù)妮敵鰯?shù)據(jù)流，是由如圖2B中所示的、在作為主處理單元的單個處理單元S1中集成的決定電路實現(xiàn)的，所述主處理單元既可以包括單個決定電路，也可以包括具有多個冗余配置的決定電路的冗余決定電路系統(tǒng)。`
[0041]在每種情況下，從經(jīng)由主處理單元S1的輸出總線系統(tǒng)4的、從其他處理單元31;32，…，3n分別提供的輸出數(shù)據(jù)流和狀態(tài)數(shù)據(jù)，以及在主處理單元S1中生成的輸出數(shù)據(jù)流和狀態(tài)數(shù)據(jù)中，為所有處理單元31;32，…，3n分別生成所需的控制數(shù)據(jù)。針對根據(jù)本發(fā)明的第一實施例，對于包括多個冗余配置的決定電路71;72，…，7n的冗余決定電路系統(tǒng)所做的描述也同樣適用于在主處理單元S1內(nèi)，包括多個冗余配置的決定電路的決定電路系統(tǒng)的情況。
[0042]在根據(jù)本發(fā)明的第三實施例中，如圖2C中所示，分別在每個處理單元31;32，…，3n中集成一個決定電路，該決定電路既可以作為單個決定電路而存在，也可以作為具有多個冗余配置的決定電路的冗余決定電路系統(tǒng)而存在。該決定電路為相關聯(lián)的處理單元31;32，…，3n決定控制數(shù)據(jù)，該控制數(shù)據(jù)是從其他處理單元31;32，…，3n經(jīng)由輸出總線系統(tǒng)4而分別提供給每個處理單元31;32，…，3n的輸出數(shù)據(jù)流和狀態(tài)數(shù)據(jù)，以及在相關聯(lián)的處理單元31;32，…，3?中在每種情況下生成的輸出數(shù)據(jù)流和狀態(tài)數(shù)據(jù)中決定的。在各個處理單元31;32，…，3n中的、包括多個冗余配置的決定電路的冗余決定電路系統(tǒng)的情況下，對于由多個冗余配置的決定電路71;72，…，7n組成的冗余決定電路系統(tǒng)，以等同的方式應用關于根據(jù)本發(fā)明第一實施例的描述。[0043]依靠從決定電路之一提供給每個處理單元31;32，…，3n的控制數(shù)據(jù)而在各自處理單元31;32，…，3?中實現(xiàn)的對開關81;82，…，8n的控制，來執(zhí)行從在各自處理單元3^2，...，3n中生成并緩存的輸出數(shù)據(jù)流中、或者從經(jīng)由輸出總線系統(tǒng)4傳輸?shù)?、在其他處理單?1;32，…，3n中生成并且在各自處理單元31;32，…，3?中緩存的輸出數(shù)據(jù)流中，對于從每個處理單兀31;32，...，3n傳輸?shù)桨l(fā)送器系統(tǒng)6的輸出數(shù)據(jù)流的選擇。
[0044]為了在發(fā)送器系統(tǒng)6內(nèi)以無縫方式分別在各個傳輸路徑51; 52，…，5n上傳輸?shù)妮敵鰯?shù)據(jù)流之間進行切換，在從每個處理單元31;32，…，3n到發(fā)送器系統(tǒng)6的各個傳輸路徑51;52，…，5n上的各個輸出數(shù)據(jù)流的相位相干傳輸是必要的。為此，僅在各個輸出數(shù)據(jù)流的兩個連續(xù)的數(shù)據(jù)幀之間的過渡時間上，在每種情況下實施各個開關S1,82，…，8?中的切換處理。由于在各處理單元31;32，…，3?中決定在各個決定電路中要分別選出的輸出數(shù)據(jù)流需要一定的處理時間，因此，在各種情況下，將各個開關S1,82，…，8n中的兩個輸出數(shù)據(jù)流之間的切換延遲一個數(shù)據(jù)幀的傳輸時間。
[0045]在接下來的方法步驟S60中，在相關聯(lián)的傳輸路徑51;52，…，5?上，將分別在各個處理單元31;32，…，3n中選擇的用于傳輸給發(fā)送器系統(tǒng)6的輸出數(shù)據(jù)流同步傳輸給發(fā)送器系統(tǒng)6。為了同步各個輸出數(shù)據(jù)流，每個處理單元31;32，…，3n都從同步單元9 (例如用于GPS (Global Position System，全球定位系統(tǒng))信號或DCF77信號的接收器單元)接收如圖2A、2B和2C中所示的同步數(shù)據(jù)作為同步數(shù)據(jù)2，將該同步數(shù)據(jù)分別用作參考時間信號。將提供有在各個輸出數(shù)據(jù)流中的同步數(shù)據(jù)I的數(shù)據(jù)包與由同步單元9提供的同步數(shù)據(jù)2進行同步，以便確保由各個處理單元31;32，…，3n選出的輸出數(shù)據(jù)流的同步傳輸。
[0046]在接下來的可選的方法步驟S70中，執(zhí)行以下操作:對于在各個處理單元31;32, 中選擇出、并被傳輸給發(fā)送器系統(tǒng)6的輸出數(shù)據(jù)流,從根據(jù)本發(fā)明的頭端站中典型使用的專用數(shù)據(jù)格式轉換成在共同頻率網(wǎng)絡的接收器系統(tǒng)與發(fā)送器系統(tǒng)6之間的傳輸路徑上使用的數(shù)據(jù)格式?？梢酝ㄟ^在圖2A中所示的單個轉換單元，用與在方法步驟SlO中的輸入轉換等同的方式，實現(xiàn)輸出數(shù)據(jù)轉換，所述轉換單元提供了所有可能的數(shù)據(jù)轉換。如圖2B中所示，也可以通過多個轉換單元IO1,102，…，IOn來實施輸出數(shù)據(jù)轉換，其中每個轉換單元僅在兩個給定數(shù)據(jù)格式之間執(zhí)行數(shù)據(jù)`轉換。
[0047]如圖2C中所示，還可以通過實現(xiàn)包括多個冗余配置的轉換組件IO1’，102’，…，10n’的冗余轉換系統(tǒng)10’，以冗余方式執(zhí)行輸出數(shù)據(jù)轉換。在這種環(huán)境下，各個轉換組件IO1MO/,…，IOn’中的每一個都執(zhí)行相同的數(shù)據(jù)轉換。經(jīng)由在圖2C中未示出的決定電路，決定轉換組件10/，102’，…，10n’中的哪一個轉換組件運行正確，以及哪一個轉換結果將因此被路由給冗余轉換系統(tǒng)10’的輸出。
[0048]如圖2A到圖2C中所示，將轉換的數(shù)據(jù)流直接提供給發(fā)送器系統(tǒng)6或替選地經(jīng)由輸出總線系統(tǒng)4和各自處理單兀31; 32，...，3n提供給發(fā)送器系統(tǒng)6。
[0049]在最終的方法步驟S80中，在典型地包括多個區(qū)域分布的傳輸單元的傳輸系統(tǒng)2中，從所有在各自處理單兀31;32，..., 3n和發(fā)送器系統(tǒng)6之間的各個傳輸路徑51; 52，…，5n上分別傳輸?shù)妮敵鰯?shù)據(jù)流中，選擇出要在傳輸路徑11上傳輸?shù)妮敵鰯?shù)據(jù)流?；诜謩e在各個傳輸路徑51; 52，..., 5n上接收到的輸出數(shù)據(jù)流,發(fā)送器系統(tǒng)6識別出傳輸路徑51; 52，...，5n中的哪一個是有錯誤的。如果在正確運行之后，傳輸路徑51;52，…，5n切換到錯誤運行，則對當前運行正確的傳輸路徑51;52，…，5?上傳輸?shù)妮敵鰯?shù)據(jù)流執(zhí)行切換，其中，發(fā)送器系統(tǒng)6到目前為止已經(jīng)從所述傳輸路徑51;52，…，5n中選擇了用于進一步路由給發(fā)送器系統(tǒng)6和接收器之間的傳送路徑11的輸出數(shù)據(jù)流。在這種環(huán)境下，由于同步并且以相位相干的方式傳輸分別在所有傳輸路徑51; 52，..., 5n上傳輸?shù)妮敵鰯?shù)據(jù)流，因此可以以無縫方式執(zhí)行兩個輸出數(shù)據(jù)流之間的切換。
[0050]本發(fā)明并不限于根據(jù)本發(fā)明的頭端站的各個實施例和根據(jù)本發(fā)明的相關聯(lián)的方法。尤其是，本發(fā)明也涵蓋在各個權利要求中所聲明的特征、在說明書中公開的特征、以及在各個附圖中示出的特征的任意組合。
【權利要求】
1.一種頭端站，具有至少兩個相同的處理單元(31;32，…，3n)，每個處理單元提供有至少一個相同的輸入數(shù)據(jù)流并且生成輸出數(shù)據(jù)流， 輸出總線系統(tǒng)(4)，連接到處理單元(31;32，…，3n)，用于交換分別在處理單元(31;32，…，3n)中生成的輸出數(shù)據(jù)流和狀態(tài)數(shù)據(jù)，以及 至少一個決定電路(71;72，-,7n；7 ；7/ J1 ”，72”，…，7n”)，連接到輸出總線系統(tǒng)(4)上，以便在每個處理單元(31;32，…，3n)中選擇將要分別傳輸給發(fā)送器系統(tǒng)(6)的輸出數(shù)據(jù)流。
2.根據(jù)權利要求1所述的頭端站，其特征在于 冗余地配置多個決定電路(71;72，...，7n;7 ;7/ ;7Λ72”，…，7η”)。
3.根據(jù)權利要求2所述的頭端站，其特征在于 將冗余配置的決定電路(71;72，…，7η;7)布置在處理單元(31;32，…，3η)的外部，而每個決定電路(71;72，…，7η;7)負責選擇要從每個處理單元(31;32，…，3η)傳輸給所述發(fā)送器系統(tǒng)(6)的輸出數(shù)據(jù)流。
4.根據(jù)權利要求2所述的頭端站，其特征在于 將冗余配置的決定電路(7/，…)集成在單個處理單元(31;32，…，3η)中，而冗余配置的決定電路(7/，…)負責選擇要從每個處理單元(31;32，…，3η)傳輸給發(fā)送器系統(tǒng)(6)的輸出數(shù)據(jù)流。
5.根據(jù)權利要求2所述的頭端站，其特征在于· 將冗余配置的檢測電路(7廣，72”，…，7η”)分別集成在每一個處理單元(31;32，…，3η)中，而在每個處理單元(31;32，…，3η)中的冗余配置的決定電路(7廣，72 ”，…，7η”)負責選擇要從每個處理單元(31;32，…，3η)傳輸給發(fā)送器系統(tǒng)(6)的輸出數(shù)據(jù)流。
6.根據(jù)權利要求1到5中任一項所述的頭端站，其特征在于 提供了同步單元(9)用于同步傳輸由每個處理單元(31;32，…，3η)選擇的、并且將要傳輸給發(fā)送器系統(tǒng)(6)的輸出數(shù)據(jù)流。
7.根據(jù)權利要求6所述的頭端站，其特征在于 對于要從每個處理單元(31;32，…，3η)分別傳輸給發(fā)送器系統(tǒng)(6)的輸出數(shù)據(jù)流的選擇，是在將要同步傳輸?shù)妮敵鰯?shù)據(jù)流的各自連續(xù)的數(shù)據(jù)幀之間的過渡時間上實施的。
8.根據(jù)權利要求6或7所述的頭端站，其特征在于 對于將要同步傳輸給發(fā)送器系統(tǒng)(6)的輸出數(shù)據(jù)流的傳輸，是在延遲了一個數(shù)據(jù)幀的傳輸時間后而進行的。
9.根據(jù)權利要求1到8中任一項所述的頭端站，其特征在于 由每個處理單元(3l，32，…，3η)對將要傳輸給發(fā)送器系統(tǒng)(6)的輸出數(shù)據(jù)流的選擇，是基于在每個處理單元(31;32，…，3η)中將被選擇的各自輸出數(shù)據(jù)流的有效性，和/或基于要選擇的各自的輸出數(shù)據(jù)流與所使用的每個傳輸標準的要求的一致性，和/或基于標記每個處理單元(31;32，…，3η)和從每個處理單元(31;32，…，3η)到發(fā)送器系統(tǒng)(6)的各自的傳輸路徑(51;52，…，5η)的功能的狀態(tài)數(shù)據(jù)而實施的。
10.根據(jù)權利要求1到9中任一項所述的頭端，其特征在于 提供了輸入總線系統(tǒng)(2)，用于為各個處理單元(31;32，…，3η)提供由一個數(shù)據(jù)源在不同情況下生成的相同的輸入數(shù)據(jù)流。
11.根據(jù)權利要求10所述的頭端站，其特征在于 依靠經(jīng)由輸入總線系統(tǒng)(2)的同步數(shù)據(jù)的交換來實施輸入數(shù)據(jù)流的同步。
12.根據(jù)權利要求11所述的頭端站，其特征在于 同步數(shù)據(jù)是在各個輸入數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)包中分別傳輸?shù)臅r間戳數(shù)據(jù)，和/或用于表征在各個輸入數(shù)據(jù)流中的數(shù)據(jù)包序列的數(shù)據(jù)，和/或在各個輸入數(shù)據(jù)流中的指定數(shù)據(jù)包中的指定位置上、在每種情況下所傳輸?shù)闹付ǖ臄?shù)據(jù)位序列。
13.根據(jù)權利要求10到12中任一項所述的頭端站，其特征在于 冗余地配置輸入總線系統(tǒng)(2)和/或輸出總線系統(tǒng)(4)。
14.根據(jù)權利要求1到13中任一項所述的頭端站，其特征在于 提供至少一個轉換單元(10，IO1, IO2,…，IOn5IO/, IO2，，…，10n，，10，)，用于將選擇出的、將要傳輸給發(fā)送器系統(tǒng)(6)的輸出數(shù)據(jù)流轉換為所使用的傳輸標準的數(shù)據(jù)格式的數(shù)據(jù)轉換。
15.根據(jù)權利要求14所述的頭端站，其特征在于 冗余地配置轉換單元 (10/, 10/,…，10n，，10，)。
16.一種用于選擇在頭端站的相同處理單元(31;32，…，3n)中、在每種情況下、要分別傳輸給發(fā)送器系統(tǒng)(6)的輸出數(shù)據(jù)流的方法，包括以下方法步驟: ——從提供給每個處理單元(31; 32，…，3n)的輸入數(shù)據(jù)流中的至少一個中，在每個處理單元(31;32，…，3n)中生成輸出數(shù)據(jù)流； —經(jīng)由連接到處理單元(31;32，…，3n)的輸出總線系統(tǒng)(4)交換在每個處理單元(31;32，…，3n)中生成的狀態(tài)數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)流； ——依靠連接到輸出總線系統(tǒng)(4)的至少一個決定電路(71;72，-,7n；7 ；7/ J1 ”，7/’，…，7n”),在每個處理單兀(31;32，…，3n)中選擇出要傳輸給發(fā)送器系統(tǒng)(6)的輸出數(shù)據(jù)流；以及 -將為每個處理單兀(31; 32，…，3n)分別選擇的輸出數(shù)據(jù)流傳輸給發(fā)送器系統(tǒng)(6)。
17.根據(jù)權利要求16所述的方法，其特征在于 為各個處理單元(3l，32，…，3n)分別選擇的輸出數(shù)據(jù)流中的每一個被同步傳輸給發(fā)送器系統(tǒng)(6)。
18.根據(jù)權利要求17所述的方法，其特征在于 將各個輸出數(shù)據(jù)流向發(fā)送器系統(tǒng)(6)的同步傳輸，是在將要同步傳輸?shù)?、輸出?shù)據(jù)流的各自的連續(xù)數(shù)據(jù)幀之間的過渡時間上實施的。
19.根據(jù)權利要求17或18所述的方法，其特征在于 將各個輸出數(shù)據(jù)流向傳輸系統(tǒng)(6)的同步傳輸，是延遲了一個數(shù)據(jù)幀的傳輸時間后而實施的。
20.根據(jù)權利要求16到19中任一項所述的方法，其特征在于 對于將要從每個處理單元(31;32，…，3n)傳輸?shù)桨l(fā)送器系統(tǒng)(6)的輸出數(shù)據(jù)流的選擇，是基于在每個處理單元中將要選擇的輸出數(shù)據(jù)流的有效性，和/或基于在每種情況下將要選擇的輸出數(shù)據(jù)流與所使用的每個傳輸標準的要求的一致性，和/或基于標記出每個處理單元(31;32，…，3n)和從每個處理單元(31;32，…，3n)到發(fā)送器系統(tǒng)(6)的各自的傳輸路徑(51;52，…，5n)的功能的狀態(tài)數(shù)據(jù)而實施的。
21.根據(jù)權利要求16到20中任一項所述的方法，其特征在于 經(jīng)由輸入總線系統(tǒng)(2)向各個處理單元(31;32，…，3n)提供由一個數(shù)據(jù)源在各種情況下生成的相同的輸入數(shù)據(jù)流。
22.根據(jù)權利要求21所述的方法，其特征在于 依靠經(jīng)由輸入總線系統(tǒng)(2)的同步數(shù)據(jù)的交換來同步輸入數(shù)據(jù)流。
23.根據(jù)權利要求16到22中任一項所述的方法，其特征在于 依靠轉換單元(10，101, 102,…，10n510/, 102，，…，10n，，10’)將選擇出的、將要傳輸給發(fā)送器系統(tǒng)(6)的輸出數(shù)據(jù)流轉換為所使用的傳輸標準的數(shù)據(jù)格式。
24.根據(jù)權利要求16到23中任一項所述的方法，其特征在于 使用多個冗余的決定電路G1-WnX
【文檔編號】H04L12/24GK103828271SQ201280047911
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2012年8月8日 優(yōu)先權日:2011年9月30日
【發(fā)明者】勒內(nèi)·海登賴希, 托爾斯滕·格里希 申請人:羅德施瓦茲兩合股份有限公司