專(zhuān)利名稱(chēng)：動(dòng)態(tài)通道管理以及信號(hào)傳輸?shù)姆椒捌溲b置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及用于根據(jù)共享傳輸媒體例如同軸電纜TV網(wǎng)絡(luò)，改善雙向多媒體通信的方法和裝置，更具體地說(shuō)，涉及一種用于信號(hào)通道管理和協(xié)議的方法和裝置。
多通道存取通信系統(tǒng)包括一個(gè)中央控制器、一個(gè)共享傳輸媒體以及地理上分散的若干遠(yuǎn)程終端。用共享公共傳輸媒體提供用于多通道存取的裝置是一種通信系統(tǒng)中的典型問(wèn)題。一些熟知的方案有分頻多通道存取或FDMA、分時(shí)多通道即TDMA、以及分碼多通道存取或CDMA。這些多通道存取方案涉及把通信帶寬分成傳輸通信量通道的技術(shù)。在FDMA方案中，通信帶寬被分為頻帶。TDMA方案則把通信帶寬分成時(shí)隙。在CDMA方案中，使用不同的代碼把通信進(jìn)行編碼和譯碼。
在所有這些多通道存取方案中，對(duì)于存取的競(jìng)爭(zhēng)通過(guò)在預(yù)定的與固定的信號(hào)通道上的信號(hào)協(xié)議來(lái)解決。有方案提議，動(dòng)態(tài)地分配傳輸通信量通道，根據(jù)較低的阻斷概率滿足服務(wù)要求。然而，除傳輸通道的利用率、帶寬以及延遲之外，通信要求應(yīng)當(dāng)包括信號(hào)處理的響應(yīng)性以及傳輸裝置的品質(zhì)。
為了解決可能出現(xiàn)的競(jìng)爭(zhēng)，多通道存取通信系統(tǒng)的信號(hào)協(xié)議一般分為兩類(lèi)通過(guò)輪詢(xún)或其它方式的調(diào)度存取，和隨機(jī)存取競(jìng)爭(zhēng)。在無(wú)線電話和局域網(wǎng)(CSMA/CD)環(huán)境中，競(jìng)爭(zhēng)通過(guò)在傳輸期間監(jiān)視信號(hào)解決，這需要在所有遠(yuǎn)程的終端和中央控制器中進(jìn)行同步和/或監(jiān)視其工作的裝置。在CATV網(wǎng)絡(luò)中，遠(yuǎn)程終端和中央控制器的距離不同，因而難于同步。在CATV網(wǎng)絡(luò)上檢測(cè)沖突即多個(gè)遠(yuǎn)程終端同時(shí)進(jìn)行傳輸也是不現(xiàn)實(shí)的，這是因?yàn)?，這些遠(yuǎn)程終端被連結(jié)在該網(wǎng)絡(luò)的不同分支上。輪詢(xún)和應(yīng)答方法經(jīng)常被用來(lái)調(diào)度來(lái)自若干遠(yuǎn)程終端的多通道存取，然而它具有效率差的缺點(diǎn)，這是由于和遠(yuǎn)程終端之間不必要的交互作用所致。
有許多方案提出根據(jù)在無(wú)線電話環(huán)境中的不同的通信要求和傳輸品質(zhì)來(lái)動(dòng)態(tài)地調(diào)整多個(gè)傳輸通信量通道，例如美國(guó)專(zhuān)利Nos.5,134,709、5,235,631和5,276,908。此外，專(zhuān)利No.4,868,811討論了用于分配傳輸通信量通道的關(guān)于共用通信通道的協(xié)議。美國(guó)專(zhuān)利No.4,870,408提出重新分配用戶單元的處理，以便在可利用的通道上平衡通信負(fù)載。美國(guó)專(zhuān)利No.5,010,329公開(kāi)了一種方法，用來(lái)在塊中把終端動(dòng)態(tài)地分組，在這些塊中中央單元進(jìn)行關(guān)于公用數(shù)據(jù)通道的塊輪詢(xún)。本發(fā)明提供了一種方法，用來(lái)動(dòng)態(tài)地分配信號(hào)數(shù)據(jù)和傳輸通信量通道，并動(dòng)態(tài)地對(duì)這些通道分配遠(yuǎn)程終端。
輪詢(xún)方案通常用于解決多通道存取系統(tǒng)中的競(jìng)爭(zhēng)問(wèn)題。美國(guó)專(zhuān)利No.4,385,314提出了一種按順序輪詢(xún)所有終端的系統(tǒng)。由于按順序輪詢(xún)方法固有的低效率，提出了下列的用于改進(jìn)性能的一些建議。美國(guó)專(zhuān)利No.4,754,426提出了一種利用具有分布控制的兩級(jí)輪詢(xún)方案。美國(guó)專(zhuān)利No.4,829,297提出了使用高優(yōu)先權(quán)組。美國(guó)專(zhuān)利NO.4,868,816提出了雙向輪詢(xún)方案，在每個(gè)輪詢(xún)中利用終端地址，這和本發(fā)明的輪詢(xún)方案相似。美國(guó)專(zhuān)利No.4,924,461提出了一種把其他的待辦申請(qǐng)存儲(chǔ)在一個(gè)第二通道上以中斷順序輪詢(xún)的方法。美國(guó)專(zhuān)利4,942,572提出了一種雙速率輪詢(xún)方法，使用偽隨機(jī)序列高速輪詢(xún)可能產(chǎn)生和少數(shù)終端競(jìng)爭(zhēng)的所有終端，在該高速輪詢(xún)后便是在沖突的情況下的低速專(zhuān)門(mén)輪詢(xún)。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)的不同之處在于，以并行方式在多通道上通過(guò)重迭輪詢(xún)程序來(lái)控制多通道存取。只有在發(fā)生沖突時(shí)，該方法才進(jìn)入選擇的輪詢(xún)程序以便解決競(jìng)爭(zhēng)。該方法的優(yōu)點(diǎn)在于效率高以及具有防止干擾及元件故障等異常發(fā)生的冗余度。
本發(fā)明的目的在于克服上述的問(wèn)題，提供一種靈活的可擴(kuò)充的用于信號(hào)通道管理的方法；一種靈活的可擴(kuò)充的用于向信號(hào)通道分配遙控終端的方法；一種有效的異步信號(hào)傳輸協(xié)議。
在本發(fā)明中，公開(kāi)了一種動(dòng)態(tài)處理，用來(lái)調(diào)節(jié)信號(hào)通道的數(shù)量從而滿足不斷變化的通信量以及系統(tǒng)發(fā)展的需要。在以傳輸通信量通道帶寬和為建立傳輸通信量通道所需的時(shí)間中，進(jìn)行不同要求的多媒體通信時(shí)，這是重要的。這種動(dòng)態(tài)傳輸通道分配方法和終端分配方法還提高了系統(tǒng)的冗余度，防止例如干擾以及元件故障的異?，F(xiàn)象發(fā)生。與通道分配和終端分配處理相結(jié)合，本發(fā)明還提出了一種有效的受控的多通道存取方法。中央控制器啟動(dòng)在每一信號(hào)數(shù)據(jù)通道上的一般輪詢(xún)，以便并行地向分配給信號(hào)數(shù)據(jù)通道的所有終端征求請(qǐng)求。僅僅當(dāng)檢測(cè)到?jīng)_突時(shí)，為解決沖突，中央控制器才開(kāi)始選擇性地輪詢(xún)。
本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合附圖的說(shuō)明中會(huì)變得更明白。


圖1所示的多通道存取通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括若干個(gè)遠(yuǎn)程終端，一個(gè)共享傳輸媒體，一個(gè)中央控制器以及對(duì)廣域網(wǎng)的接口。提供有對(duì)廣域網(wǎng)的若干通信通道(L)，以及支持若干遠(yuǎn)程終端(N)的若干通信通道(M)。支持中央控制器和遠(yuǎn)程終端這間的通信的M個(gè)通道被分成如科2所示的四類(lèi)，用來(lái)在正反方向承載信號(hào)數(shù)據(jù)和用戶通信，即正向的信號(hào)數(shù)據(jù)或FD通道、正向的通信載體(bearer)或FB通道、反向的信號(hào)數(shù)據(jù)或RD通道以及反向信號(hào)載體或RB通道。所有在中央控制器和遠(yuǎn)程終端之間的通信信號(hào)在共享傳輸媒體上進(jìn)行多路傳輸。
遠(yuǎn)程終端是支持用戶的通信需要的設(shè)備，它們遍布整個(gè)網(wǎng)絡(luò)。為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，來(lái)自遠(yuǎn)程終端的信號(hào)的求和裝置在圖1中只示出了一個(gè)。每個(gè)遠(yuǎn)程終端具有一個(gè)能夠接收在指定的FD通道上的數(shù)據(jù)的RF數(shù)據(jù)解調(diào)器，一個(gè)能調(diào)諧到指定的FB通道的頻率捷變接收器，一個(gè)能夠在規(guī)定的RD通道上發(fā)送數(shù)據(jù)的RF數(shù)據(jù)調(diào)制器，以及一個(gè)能夠調(diào)諧到規(guī)定的RB通道上的頻率捷變發(fā)送器。中央控制器包括交換和控制機(jī)構(gòu)，以及用于通信通道的發(fā)送器和接收器的存儲(chǔ)池。中央控制器提供一種集中和控制功能，以滿足遠(yuǎn)程終端的通信需求，大致與自動(dòng)用戶交換機(jī)或PABX相同。中央控制器還根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的要求傳送信號(hào)信息。具有裝有本系統(tǒng)的兩級(jí)集中通過(guò)信號(hào)傳輸協(xié)議在共享傳輸媒體中的競(jìng)爭(zhēng)以及通過(guò)中央控制器的交換矩陣。
信號(hào)通道被動(dòng)態(tài)地調(diào)整以便提高效率和冗余度。這也有助于用來(lái)增加通信量的系統(tǒng)擴(kuò)充能力和系統(tǒng)發(fā)展。在這些通道上的下流通信由中央控制器調(diào)度。用于上流通信的遠(yuǎn)程終端的多路存取借助于通道分配和終端分配處理把遠(yuǎn)程終端分成組被得到調(diào)節(jié)。通道分配和終端指定處理在啟動(dòng)時(shí)，或通過(guò)故障恢復(fù)程序或中央控制器認(rèn)為需要時(shí)由遠(yuǎn)程終端激勵(lì)，并由中央控制器啟動(dòng)和控制。通過(guò)登記處理，中央控制器把遠(yuǎn)程終端指定給由專(zhuān)用正反信號(hào)數(shù)據(jù)通道的連接支持的組。此后，中央控制器和遠(yuǎn)程終端之間的通信進(jìn)行兩相處理(two—phase process)。在每一并行的信號(hào)數(shù)據(jù)正向傳輸通道上，為零散的用戶數(shù)據(jù)傳輸或信號(hào)傳輸，使用受控的多路存取方法。中央控制器或者對(duì)專(zhuān)用的遠(yuǎn)程終端發(fā)出指令或者通過(guò)一般輪詢(xún)提出來(lái)自指定給正向信號(hào)數(shù)據(jù)通道的遠(yuǎn)程終端的請(qǐng)求。遠(yuǎn)程終端響應(yīng)控制器的輪詢(xún)進(jìn)行請(qǐng)求服務(wù)。使用選擇的輪詢(xún)處理，從而識(shí)別在沖突情況下涉及的遠(yuǎn)程終端。一旦通過(guò)信號(hào)數(shù)據(jù)通道的傳輸協(xié)議建立起線路，就使用信息載體(traffic bearer)。使用重迭輪詢(xún)方法的受控的多通道存取方案是一種有效的異步信號(hào)傳輸方法，設(shè)計(jì)決定過(guò)程，以便在競(jìng)爭(zhēng)解決過(guò)程期間提高選擇輪詢(xún)范圍的有效性。
相應(yīng)的，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是集中通信通道管理結(jié)構(gòu)；信號(hào)傳輸通道管理靈活且可擴(kuò)充的方案；把遠(yuǎn)程終端分配給信號(hào)通道的靈活且可擴(kuò)充的方案；支持系統(tǒng)生長(zhǎng)以及新的服務(wù)需要的靈活且可擴(kuò)充的方案；提高了系統(tǒng)的冗余度；高效率的異步信號(hào)協(xié)議。
本發(fā)明的其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)從下面結(jié)合附圖對(duì)最佳實(shí)施例的說(shuō)明中將更加明顯。在附圖中圖1是多路存取通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖，具有互聯(lián)的遠(yuǎn)程終端、中央控制器和廣域網(wǎng)，中央控制器包括交換和控制單元以及若干個(gè)發(fā)送器和接收器。
圖2表明對(duì)于不同功能，中央控制器和遠(yuǎn)程終端之間的共享傳輸媒體的通信帶寬的通道分配。
圖3說(shuō)明正反信號(hào)數(shù)據(jù)通道的可能的圖形。
圖4是中央控制器處的輪詢(xún)和登記處理的邏輯流程圖。
圖5是中央控制器處的指令處理的邏輯流程圖。
圖6是中央控制器處的登記、終端再分配、通道分配以及終端分配處理的邏輯流程圖。
圖7是遠(yuǎn)程終端處的登記處理的邏輯流程圖。
圖8是遠(yuǎn)程終端處的信號(hào)處理的邏輯流程圖。
圖9詳細(xì)表示中央控制器和遠(yuǎn)程終端之間的信號(hào)協(xié)議的信息格式。
圖10表示在解決競(jìng)爭(zhēng)過(guò)程中用于選擇輪詢(xún)的遠(yuǎn)程終端的范圍。
圖11是在中央控制器和遠(yuǎn)程終端之間的信號(hào)協(xié)議的信息交換圖，說(shuō)明沖突的情況及其解決。
圖12是使用圖10中用規(guī)則的輪詢(xún)方法定義的輪詢(xún)范圍的用于解決競(jìng)爭(zhēng)的判定圖。
圖13是比較使用規(guī)則的和重迭輪詢(xún)周期兩種方法的信號(hào)信息交換圖。
圖14是使用在圖10中用重迭輪詢(xún)方法定義的輪詢(xún)范圍的競(jìng)爭(zhēng)解決過(guò)程的決定圖。
圖15是在中央控制器和遠(yuǎn)程終端之間對(duì)于信號(hào)協(xié)議使用重迭輪詢(xún)方法的信息交換圖，說(shuō)明沖突的情況和解決。
圖16是支持電話服務(wù)的中央控制器的系統(tǒng)方塊圖。
圖17是支持電話服務(wù)的遠(yuǎn)程終端的系統(tǒng)方塊圖。
圖1所示的多通道存取通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括一個(gè)中央控制器、一個(gè)共享傳輸媒體以及若干在地理位置上在網(wǎng)絡(luò)中分散的遠(yuǎn)程終端。對(duì)于廣域網(wǎng)，提供有通信通道(L)的存儲(chǔ)池，以及支持若干遠(yuǎn)程終端(N)的通信通道(M)的集中控制。支持中央控制器和遠(yuǎn)程終端之間的通信的通道數(shù)M被分成四類(lèi)，以便沿正反方向承載信號(hào)數(shù)據(jù)和用戶信息，這四類(lèi)是正向信號(hào)數(shù)據(jù)或FD通道，正向信息載體或FB通道，反向信號(hào)數(shù)據(jù)或RD通道，以及反向信息載體或RB通道。中央控制器和遠(yuǎn)程終端之間的全部通信信號(hào)在共享傳輸媒體上被多路傳輸。所有遠(yuǎn)程終端都是支持用戶通信需要的設(shè)備，并分布在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)。為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，在圖1中只示出了一個(gè)來(lái)自遠(yuǎn)方終端信號(hào)的求和裝置。在CATV網(wǎng)絡(luò)中，該求和裝置代表和構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)的分支相連的分路器和抽頭。
中央控制器包括一個(gè)交換和控制機(jī)構(gòu)以及發(fā)送器的存儲(chǔ)池，所謂的正向信號(hào)數(shù)據(jù)通道(FD)和正向信息載體通道(FB)，以及接收機(jī)的存儲(chǔ)池(Pool)，所謂反向信號(hào)數(shù)據(jù)通道(RD)和反向信息載體通道(RB)。中央控制器提供集中和控制功能，從而滿足遠(yuǎn)程終端的通信需求，大致與(自動(dòng)用戶交換機(jī))或PABX相同。中央控制器還按照網(wǎng)絡(luò)要求傳遞信號(hào)信息。除去通過(guò)中央控制器的交換矩陣提供的集中之外，通過(guò)信號(hào)傳輸協(xié)議在共享傳輸媒體中的競(jìng)爭(zhēng)向另一級(jí)集中提供了該系統(tǒng)。
每個(gè)遠(yuǎn)程終端有一個(gè)射頻(RF)捷變數(shù)據(jù)解調(diào)器，能夠在指定的FD通道上接收，一個(gè)調(diào)諧到指定的FB通道的RF捷變接收器，一個(gè)能夠在指定的RD通道上傳輸?shù)腞F捷變數(shù)據(jù)調(diào)制器，一個(gè)調(diào)諧于指定的RB通道的RF捷變發(fā)送器。
雖然本發(fā)明可用于各種不同的廣域網(wǎng)連接，但下面將使用電話網(wǎng)絡(luò)說(shuō)明本發(fā)明。
如圖2所示，帶寬被分成通道，以便沿正反方向承載信息。數(shù)據(jù)通道用來(lái)承載信號(hào)或數(shù)據(jù)信息，而載體通道用來(lái)承載類(lèi)似于電話線路中的用戶信息。因此，總共有四種通道，如圖2所示。FD—x是正向信號(hào)數(shù)據(jù)通道，方向從中央控制器到遠(yuǎn)程終端，標(biāo)號(hào)從1到a。FB—y是正向信息載體通道，標(biāo)號(hào)從1到b。RD—x′是反向信號(hào)數(shù)據(jù)通道，即從遠(yuǎn)程終端到中央控制器，標(biāo)號(hào)從1到c。RB—y′是反向信息載體通道，示號(hào)從1到d。還示出了保護(hù)帶，用來(lái)分離沿正反方向傳輸?shù)男盘?hào)，如果它們處于相鄰的話。正如下面說(shuō)明的，為了冗余度起見(jiàn)，a和c應(yīng)大于或等于2。注意，如果通道的大小相等，那么a＋b和c＋d將保持常數(shù)，如果所有通道都可利用而沒(méi)有干擾問(wèn)題，即有從中央控制器到遠(yuǎn)程終端的通道存儲(chǔ)池，和從遠(yuǎn)程終端到集中控制器的通道的獨(dú)立存儲(chǔ)池(Separate Pool)。設(shè)置這些存儲(chǔ)池，是為了下面要詳細(xì)說(shuō)明的靈活的分配方案。
雖然不需要使所有通道具有相等的帶寬，但如果通道用等帶寬使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，可以更容易地管理通信過(guò)程。在FD和FB通道大小相等的情況下，管理方案可以使FD重新定位于更適合于數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ǖ?，而承載正常聲音通信的FB通道可以容忍比FD通道所容忍的噪聲大的相當(dāng)多的噪聲。類(lèi)似地，管理處理可以具有由RD和RB通道大小相等給予的靈活的優(yōu)點(diǎn)。如果對(duì)廣域網(wǎng)的通信通道帶寬等于共享傳輸媒體的通道，則L小于或等于M，M又小于或等于N。在通道大小不同的情況下，中央控制器需要具有附加智能以便有效地管理這些通道，并進(jìn)行分段和組合。注意，在本系統(tǒng)中可以有效地支持具有非對(duì)稱(chēng)帶寬要求的通信，例如多址發(fā)送(multi—cast)。
FB—y和RB—y′根據(jù)在FD—x和RD—x＇通道上傳輸?shù)男盘?hào)協(xié)議分配。在正向上沒(méi)有競(jìng)爭(zhēng)，即在每個(gè)FD—x通道上的通信被獨(dú)立地調(diào)度。信號(hào)數(shù)據(jù)通道的數(shù)目被用于改善遠(yuǎn)程終端組的服務(wù)效率和系統(tǒng)的冗余度。在傳輸故障的情況下(通過(guò)若干次沒(méi)有接收到應(yīng)答的重試檢測(cè))，中央控制器反向回到FD—1，然后到FD—2，以便傳輸給特定的遠(yuǎn)程終端，同時(shí)遠(yuǎn)程終端反向回到RD—1然后到RD—2，以便傳輸，并返回FD—1、FD—2，以便接收。FD—1和FD—2通道分別稱(chēng)為主正向信號(hào)數(shù)據(jù)通道和備用正向信號(hào)數(shù)據(jù)通道。RD—1和RD—2通道分別稱(chēng)作主反向信號(hào)數(shù)據(jù)通道和備用反向信號(hào)數(shù)據(jù)通道。
利用這種一般劃分通道的結(jié)構(gòu)，對(duì)于通道設(shè)置和遠(yuǎn)程終端分組進(jìn)行靈活的通道管理是可能的。例如，可以按照信息形式混合調(diào)整通道設(shè)置，以及/或者利用各種優(yōu)選權(quán)表可以實(shí)行更靈活的管理方案。為了容易理解，所示的劃分通道方法遵守FDMA方案，但對(duì)TD-MA或CDMA方案這也可容易地被采用。
借助于下面要說(shuō)明的通過(guò)通道分配和終端分配處理把遠(yuǎn)程終端分成組，上游通信的遠(yuǎn)程終端的多路存取可能被減輕。在每組中的遠(yuǎn)程終端當(dāng)中的競(jìng)爭(zhēng)通過(guò)受控的多路存取，然后借助于在每個(gè)信號(hào)數(shù)據(jù)通道上有沖突的情況下進(jìn)行的選擇輪詢(xún)來(lái)解決。分配給每個(gè)RD通道的遠(yuǎn)程終端的數(shù)量，按照通信需求應(yīng)當(dāng)平均地分配。在來(lái)自所有用戶的通信要求相同的情況下，分配給每個(gè)RD通道的遠(yuǎn)程終端的數(shù)量也相等。
正反向信號(hào)數(shù)據(jù)通道的映像(mapping)被中央控制器動(dòng)態(tài)地控制。圖3的部分(a)的映像說(shuō)明由每對(duì)正反信號(hào)數(shù)據(jù)通道形成終端組的最簡(jiǎn)單的布置。例如，在FD—h通道上接收的終端組將在RD—k通道上發(fā)送。部分(b)說(shuō)明一個(gè)對(duì)多個(gè)的映像，其中中央控制器在一個(gè)FD—n通道上發(fā)送，而屬于同一組的遠(yuǎn)程終端分別在它們分配的RD—o、RD—p和RD—q通道中響應(yīng)。部分(c)是多個(gè)對(duì)一個(gè)的映像，表示中央控制器在幾個(gè)(r1s和t)FD通道上發(fā)送，每個(gè)都到達(dá)遠(yuǎn)程終端組的子組，它們?cè)谕粋€(gè)RD—u通道中響應(yīng)。根據(jù)通信形式，某種映像在利用帶寬方面更為有效，例如，圖3的部分(b)所示的多個(gè)對(duì)一個(gè)的映像適合于來(lái)自遠(yuǎn)程終端的通信大大超過(guò)正向通信的情況。注意部分(c)的映像可以引起在相同終端組中的不同子組中的來(lái)自遠(yuǎn)程終端的沖突。這是唯一的要求競(jìng)爭(zhēng)解決處理的映像，后面還要說(shuō)明，它要求在多路信號(hào)數(shù)據(jù)通道之間進(jìn)行協(xié)調(diào)。當(dāng)中央控制器認(rèn)為合適時(shí)，對(duì)于不同部分的遠(yuǎn)程終端，可以同時(shí)使用不同類(lèi)型的映像(但不能結(jié)合)。
在開(kāi)始時(shí)受遠(yuǎn)程終端的激勵(lì)，或通過(guò)故障恢復(fù)程序，或中央控制器認(rèn)為需要時(shí)，通道分配和終端分配處理被啟動(dòng)，并由中央控制器控制。通過(guò)登記處理，中央控制器把遠(yuǎn)程終端分配給相應(yīng)于信號(hào)數(shù)據(jù)通道特定集合的組。以后，中央控制器和遠(yuǎn)程終端之間的通信就執(zhí)行兩相處理(two—phase process)。對(duì)于零星的用戶數(shù)據(jù)傳輸以及信號(hào)傳輸?shù)哪康?，受控的多路存取程序被并行地用在每個(gè)信號(hào)數(shù)據(jù)通道上。在有來(lái)自網(wǎng)絡(luò)的請(qǐng)求的情況下，控制器向遠(yuǎn)程終端發(fā)送指令，而遠(yuǎn)程終端響應(yīng)控制器的輪詢(xún)，請(qǐng)求服務(wù)。如果要求專(zhuān)用通道以滿足用戶需要，就通過(guò)關(guān)于信號(hào)數(shù)據(jù)通道的信號(hào)協(xié)議建立信息載體通道。
在圖4中示出了中央控制器的初始化處理和輪詢(xún)周期的邏輯流程圖。對(duì)于每個(gè)FD—x，以獨(dú)立的方式并行地執(zhí)行輪詢(xún)處理。在系統(tǒng)初始化之后，中央控制器清除通道分配和終端分配表，并在FD—1和FD—2上開(kāi)始輪詢(xún)周期。如果有需要向遠(yuǎn)程終端的傳輸，例如到達(dá)呼叫，中央控制器就進(jìn)入指令模式。否則，中央控制器就通過(guò)一般輪詢(xún)對(duì)分配給FD通道的遠(yuǎn)程終端的請(qǐng)求提出懇求。如果沒(méi)有任何遠(yuǎn)程終端的響應(yīng)，在一個(gè)周期的時(shí)間之后就重復(fù)輪詢(xún)周期。如果有來(lái)自遠(yuǎn)程終端的響應(yīng)而沒(méi)有沖突或傳輸錯(cuò)誤，中央控制器就相應(yīng)地處理該請(qǐng)求。在有沖突或有傳輸錯(cuò)誤的情況下，中央控制器就進(jìn)入選擇輪詢(xún)周期，以便識(shí)別和沖突或傳輸錯(cuò)誤有關(guān)的遠(yuǎn)程終端。
如圖5所示，處于指令模式下的中央控制器對(duì)特定的遠(yuǎn)程終端發(fā)出指定的信息。一般只有某一地址的遠(yuǎn)程終端響應(yīng)該指令，因此，一般除傳輸錯(cuò)誤之外，不必要進(jìn)行沖突處理。如果時(shí)間周期期滿之后，來(lái)自該地址的終端的預(yù)期的響應(yīng)未被中央控制器收到，中央控制器則認(rèn)為或者FD—x或者RD—x′通道不適用于該地址的遠(yuǎn)程終端。在這種情況下，中央控制器重試若干次，如果仍舊沒(méi)有來(lái)自特定遠(yuǎn)程終端的響應(yīng)，則進(jìn)行終端故障處理。終端故障處理從組中除去有故障的遠(yuǎn)程終端，并向廣域網(wǎng)發(fā)出信號(hào)通知說(shuō)不可能進(jìn)行聯(lián)系。
在圖6中說(shuō)明了登記、通道分配、終端分配以及再分配過(guò)程的邏輯流程圖。在接到RD—1、RD—2上的登記信息時(shí)，中央控制器就檢查是否該遠(yuǎn)程終端是新登記的終端。如果是，并得到特許，中央控制器就檢查該遠(yuǎn)程終端可利用的信號(hào)數(shù)據(jù)通道。如果這新的遠(yuǎn)方終端還沒(méi)有被特許，中央控制器則發(fā)出終端解除指令拒絕該遠(yuǎn)程終端進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)。如果該遠(yuǎn)程終端原先已被登記，則在遠(yuǎn)程終端處測(cè)到的通道故障恢復(fù)程序?qū)е碌怯浱幚恚抑醒肟刂破鞯怯浲ǖ罓顟B(tài)并進(jìn)行檢查該遠(yuǎn)程終端可利用的信號(hào)數(shù)據(jù)通道。任何時(shí)候，如果中央控制器認(rèn)為對(duì)于改變的通信要求或其它的系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性是合適的話，都可以啟動(dòng)終端再分配程序。
信號(hào)數(shù)據(jù)通道可用性的決定因素包括，使用信號(hào)數(shù)據(jù)通道的遠(yuǎn)程終端的數(shù)目、通信要求、過(guò)去的沖突計(jì)數(shù)、通道錯(cuò)誤狀態(tài)以及信號(hào)數(shù)據(jù)通道的帶寬?？紤]到在圖3中所示的特定組映像，對(duì)于每個(gè)現(xiàn)存的信號(hào)數(shù)據(jù)通道可以計(jì)算這些因素。如果在正反方向都有信號(hào)數(shù)據(jù)通道，登記遠(yuǎn)程終端的處理將被分配到組。如果沒(méi)有已經(jīng)準(zhǔn)備好可使用的信號(hào)數(shù)據(jù)通道，中央控制器將從發(fā)送器與/或接收器的存儲(chǔ)池中檢查可利用的通道，如果存儲(chǔ)池中有可利用的通道(或者一對(duì)，在正反方向都沒(méi)有可利用的信號(hào)數(shù)據(jù)通道的情況下)，則進(jìn)行分配處理。如果該信號(hào)數(shù)據(jù)通道是可利用的，中央控制器將借助于指令遠(yuǎn)程終端調(diào)諧到所分配的通道來(lái)完成登記處理。否則，中央控制器將借助于發(fā)出終端解除指令拒絕這一遠(yuǎn)程終端進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)。
在圖7中，對(duì)于在啟動(dòng)時(shí)或通過(guò)故障恢復(fù)程序的通道登記處理，表示遠(yuǎn)程終端的邏輯流程圖。所有被分配到同一正向信號(hào)數(shù)據(jù)通道的遠(yuǎn)程終端都接收指令或輪詢(xún)，然而只有編址的遠(yuǎn)程終端作出響應(yīng)。開(kāi)始時(shí)遠(yuǎn)程終端將聽(tīng)取FD—1上的一般輪詢(xún)以便登記。如果在延長(zhǎng)的時(shí)間間隔內(nèi)來(lái)自中央控制器的輪詢(xún)未被接收，則遠(yuǎn)程終端嘗試FD—2通道(在FD—1和FD—2之間轉(zhuǎn)換)。一旦在正向信號(hào)數(shù)據(jù)通道上檢測(cè)到一般輪詢(xún)，遠(yuǎn)程終端首先響應(yīng)RD—1，然后響應(yīng)RD—2，如果當(dāng)時(shí)間超過(guò)且再償試計(jì)數(shù)超過(guò)時(shí)仍沒(méi)有來(lái)自中央控制器的應(yīng)答的話。根據(jù)響應(yīng)更遠(yuǎn)的終端的登記信息的中央控制器的指令，遠(yuǎn)程終端或者調(diào)諧到指定的FD和RD通道，或者解除其本身，如果未得到特許的話。
圖8所示為遠(yuǎn)程終端的信號(hào)處理。一旦登記處理被完成，遠(yuǎn)程終端將監(jiān)視所指定的FD—x通道上的來(lái)自中央控制器的輪詢(xún)或指令，并且在指定RD—x′通道上作出響應(yīng)，如果需要的話。在故障情況下，即在延長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)沒(méi)有接收來(lái)自中央控制器的輪詢(xún)，或?qū)τ谙惹暗恼?qǐng)求沒(méi)有應(yīng)答，遠(yuǎn)程終端就通過(guò)登記處理返回FD—1和RD—1。在和其它遠(yuǎn)程終端沖突的情況下，遠(yuǎn)程終端就通過(guò)選擇輪詢(xún)處理執(zhí)行來(lái)自中央控制器的指令，從而解決競(jìng)爭(zhēng)。
在中央控制器和遠(yuǎn)程終端之間的信號(hào)協(xié)議的信息格式如圖9所示。信息幀以一個(gè)(1)字節(jié)的前同步信號(hào)開(kāi)始，用來(lái)指示信息的開(kāi)頭并幫助檢查沖突。終端識(shí)別(TID)字段為一個(gè)(1)字節(jié)長(zhǎng)，提供了256種可能性，而數(shù)255和0(十六進(jìn)制FF和00)用于登記的目的，即對(duì)于系統(tǒng)中的每一終端組，最多可以支持256—2＝254個(gè)站(sta-tion)。
接下來(lái)的字段SAT，或“信號(hào)作用類(lèi)型”字段，有三(3)個(gè)字節(jié)長(zhǎng)，含有一個(gè)列表指令。SRT或“信號(hào)請(qǐng)求類(lèi)型”字段，也是三個(gè)字節(jié)長(zhǎng)，含有列表請(qǐng)求的一個(gè)。包括一些指令和請(qǐng)求是為了說(shuō)明在系統(tǒng)中可以得到支持的可能的特征。對(duì)于登記處理，SAT和SRT字段含有較遠(yuǎn)終端的序列號(hào)，即有224＝16兆個(gè)可能的數(shù)目。注意有兩種不同類(lèi)型的輪詢(xún)信息，具有沖突報(bào)警的選擇輪詢(xún)被用于警告其它遠(yuǎn)程終端，從而避免使用發(fā)生沖突的通道，直到?jīng)_突被解決。在TID字段中范圍較低的TID和范圍較高的TID作為SAT字段的一部分，確定輪詢(xún)的類(lèi)型特定的、選擇性的或一般的。FCS或幀校驗(yàn)序列字段是一個(gè)(1)字節(jié)長(zhǎng)，用來(lái)保護(hù)在TLD和SAT/SRT字段傳輸中不發(fā)生錯(cuò)誤。
沖突成傳輸錯(cuò)誤由下列機(jī)理檢查無(wú)效的TID，F(xiàn)CS錯(cuò)誤，無(wú)效的幀長(zhǎng)度，無(wú)效的幀格式，無(wú)效的SAT/SRT值。
在圖10中，分配給同一組的遠(yuǎn)程終終端在解決競(jìng)爭(zhēng)的選擇輪詢(xún)期間進(jìn)一步按范圍劃分。這一用于解決競(jìng)爭(zhēng)的邏輯包含在中央控制器中，而遠(yuǎn)程終端執(zhí)行中央控制器的指令。這些范圍的名稱(chēng)如下下標(biāo)的第一個(gè)數(shù)字代表級(jí)，接下來(lái)的數(shù)字用來(lái)按順序指示從較低的到較高的TID(在第n級(jí)有2n個(gè)部分)。例如，在第2級(jí)有22-4個(gè)范圍，叫作r21，r22，r23和r24。注意，范圍r01的選擇輪詢(xún)等同于一般輪詢(xún)。
在圖11中說(shuō)明了信息沖突的情況以及解決過(guò)程。沖突通過(guò)使用選擇輪詢(xún)方法解決，在構(gòu)思上類(lèi)似于二分法檢索算法。假定總共有N個(gè)遠(yuǎn)程終端，一個(gè)標(biāo)號(hào)在1和N/4之間，另一個(gè)在N/4和N/2之間，則這兩個(gè)遠(yuǎn)程終端在同一輪詢(xún)循環(huán)內(nèi)脫鉤(gooff—hook)。一旦在中央控制器控制到來(lái)自?xún)蓚€(gè)遠(yuǎn)程終端的沖突，只有沖突警告的下一個(gè)輪詢(xún)將覆蓋1和N/2之間的范圍r11，這引起另一個(gè)中突。在對(duì)1和N/4之間的范圍r21進(jìn)行二分之后，標(biāo)號(hào)在1和N/4之間的遠(yuǎn)程終端會(huì)無(wú)干擾地響應(yīng)。只要和沖突有關(guān)的第一遠(yuǎn)程終端被識(shí)別，就認(rèn)為由中央控制器完成了解決過(guò)程。中央控制器接著進(jìn)行指示競(jìng)爭(zhēng)解決過(guò)程的結(jié)束的一般輪詢(xún)而沒(méi)有警告，并導(dǎo)致來(lái)自在N/4和N/2之間的范圍中的遠(yuǎn)程終端的響應(yīng)。當(dāng)建立起和網(wǎng)絡(luò)的連接時(shí)，在遠(yuǎn)程終端處發(fā)出撥號(hào)音。
圖12所示為用于選擇輪詢(xún)處理從而確定與沖突有關(guān)的或引起傳輸錯(cuò)誤的遠(yuǎn)程終端的判定樹(shù)。此圖旨在說(shuō)明使用規(guī)則的輪詢(xún)方法涉及的過(guò)程，按照這種方法，只有在收到對(duì)前一輪詢(xún)的響應(yīng)或時(shí)間超過(guò)之后，才重復(fù)輪詢(xún)周期。其思路是根據(jù)可利用的信息系統(tǒng)地使范圍變窄。這一系統(tǒng)方法執(zhí)行圖10中定義的級(jí)，即與二分法檢索算法在本質(zhì)上類(lèi)似，按順序進(jìn)行二分。
注意只要與沖突有關(guān)的第一遠(yuǎn)程終端被識(shí)別出來(lái)，就認(rèn)為完成了競(jìng)爭(zhēng)處理。根據(jù)與沖突有關(guān)的遠(yuǎn)程終端的數(shù)目的可能性以及共享傳輸媒體的出錯(cuò)率，即如果該傳輸媒體具有高的出錯(cuò)率和低的沖突幾率，則恢復(fù)輪詢(xún)所有遠(yuǎn)程終端更為有利，這是因?yàn)榻鉀Q過(guò)程也考慮到了由傳輸錯(cuò)誤引起的問(wèn)題。在另一方面，如果沖突率高而傳輸媒體是可靠的，則繼續(xù)進(jìn)行選擇輪詢(xún)處理，直到所有和沖突有關(guān)的遠(yuǎn)程終端都被識(shí)別出來(lái)更為有效。
假定使用普通的數(shù)據(jù)傳輸裝置以每秒9600位的速率傳送48位信息，傳輸延遲T近似于48/9600＝5毫秒。在下面的討論中，假定用2.5T作為每一輪詢(xún)周期的超時(shí)時(shí)間，遠(yuǎn)程終端從中央控制器收到輪詢(xún)或指令時(shí)應(yīng)該在0.5T的窗口內(nèi)開(kāi)始傳輸響應(yīng)信息。固定長(zhǎng)度信息的一個(gè)主要的好處在于，它有助于把時(shí)間大致地分成段，以便改善效率，如后詳述。
為了支持系統(tǒng)中的250個(gè)遠(yuǎn)程終端，按順序進(jìn)行輪詢(xún)的方案導(dǎo)致通常為250×2.5T÷2＝1.5625秒的延遲，這對(duì)大多數(shù)服務(wù)來(lái)說(shuō)時(shí)間太長(zhǎng)不能接受。利用受控的多通道存取方法，遠(yuǎn)程終端在最早的輪詢(xún)將平均增加存取為具有T/2延遲，而且在沖突的情況下，用來(lái)識(shí)別與沖突有關(guān)的第一個(gè)遠(yuǎn)程終端所需的選擇輪詢(xún)周期數(shù)為log2250＋1＜9，因此，對(duì)于第一個(gè)與沖突有關(guān)的遠(yuǎn)程終端的最大延遲為9×2.5T＝22.5T＝112.5ms。如果按照?qǐng)D12所示的判定樹(shù)，即只要識(shí)別出第一個(gè)遠(yuǎn)程終端，中央控制器就宣布完成競(jìng)爭(zhēng)解決，第二個(gè)與沖突有關(guān)的終端將取兩倍的時(shí)間，第三個(gè)將取三倍的時(shí)間等等，直到最后一個(gè)只占用一個(gè)輪詢(xún)。更重要的是，這種方法保證確定性的近似，如果遠(yuǎn)程終端的分組被適當(dāng)選擇以便減少?zèng)_突幾率的話。如果分組不合適，增加多個(gè)沖突的結(jié)果將使系統(tǒng)處于競(jìng)爭(zhēng)解決的恒定模式。
通過(guò)在兩個(gè)分開(kāi)的路徑中的發(fā)送和接收，能夠啟動(dòng)單獨(dú)的輪詢(xún)或指令，代替等待來(lái)自遠(yuǎn)程終端的對(duì)未完成的輪詢(xún)的響應(yīng)。這種重迭輪詢(xún)方法利用響應(yīng)前一輪詢(xún)的交叉輪詢(xún)與規(guī)則的輪詢(xún)方法不同，因而具有可利用整個(gè)帶寬的優(yōu)點(diǎn)。和在計(jì)算機(jī)處理器結(jié)構(gòu)中的指令流水線(pipe—lining)的構(gòu)思相似，某些輪詢(xún)?cè)跊_突情況下可能不是富有成效的，如后面的圖15的例子所表明的，然而，這些輪詢(xún)并不產(chǎn)生任何副作用。中央控制器需要使輪詢(xún)和響應(yīng)之間相關(guān)，并試圖利用預(yù)計(jì)下次所取的最合適的步驟來(lái)使解決的時(shí)間最佳化。
在圖13中，為了進(jìn)行比較示出了使用規(guī)則輪詢(xún)周期的和使用重迭輪詢(xún)周期信號(hào)傳輸協(xié)議的信息交換圖。在沒(méi)有沖突的理想情況下，使用重迭輪詢(xún)周期的受控的多路存取方案是一種高效率的異步信號(hào)傳輸方法。在部分(a)中，使用規(guī)則輪詢(xún)方法的時(shí)間幀內(nèi)有三個(gè)輪詢(xún)周期，而在部分(b)中的使用重迭輪詢(xún)方法卻有6個(gè)輪詢(xún)周期。這個(gè)例子說(shuō)明，由重迭輪詢(xún)方法得到的超過(guò)常規(guī)方法的最大效率改進(jìn)，即為2的量級(jí)。
圖14中示出的判定樹(shù)用于位用重迭輪詢(xún)方法的選擇輪詢(xún)處理，以便識(shí)別和沖突有關(guān)的或引起傳輸錯(cuò)誤的遠(yuǎn)程終端。其構(gòu)思是根據(jù)可利用的信息，系統(tǒng)地縮窄范圍，并由如圖10中定義的每個(gè)前一級(jí)的遠(yuǎn)程終端的范圍所引導(dǎo)。利用重迭輪詢(xún)周期的優(yōu)點(diǎn)，設(shè)計(jì)輪詢(xún)以最大效率預(yù)計(jì)最可能的范圍。響應(yīng)重迭的一般輪詢(xún)的重復(fù)的沖突被用來(lái)確定是否由傳輸錯(cuò)誤或沖突引起了變質(zhì)的信息。和圖12的判定樹(shù)類(lèi)似，只要和沖突有關(guān)的第一個(gè)遠(yuǎn)程終端被識(shí)別出來(lái)，就認(rèn)為解決處理已完成。
在圖15中示出了使用重迭輪詢(xún)方法的信號(hào)傳輸協(xié)議的信息交換圖，它涉及圖11所示的相同的沖突情況，那里使用規(guī)則的輪詢(xún)方法。兩種方法用相同的時(shí)間(在實(shí)際時(shí)間中為兩個(gè)輪詢(xún)周期)來(lái)識(shí)別和沖突有關(guān)的第一遠(yuǎn)程終端。出現(xiàn)這種情況有幾種原因。有幾個(gè)無(wú)用的嘗試如圖所示，例如重復(fù)的沖突，在范圍r12內(nèi)的遠(yuǎn)程終端的輪詢(xún)，以及在范圍r33內(nèi)的遠(yuǎn)程終端的輪詢(xún)。類(lèi)似于流水線指定結(jié)構(gòu)，當(dāng)在指令線中沒(méi)有“跳躍”時(shí)，即在遠(yuǎn)程終端當(dāng)中沒(méi)有沖突時(shí)，這方法是最有成效的。有若干例子表明這種方法比圖15所示的能產(chǎn)生更多的好處。例如，重迭輪詢(xún)方法能夠在1.5個(gè)輪詢(xún)周期內(nèi)識(shí)別傳輸錯(cuò)誤，而規(guī)則的輪詢(xún)方法在最壞情況下要用3個(gè)周期。圖14的判定樹(shù)也可以被修正，以便利用可得到的信息，即在不同點(diǎn)上可能有兩個(gè)以上的遠(yuǎn)程終端與沖突有關(guān)，例如在圖14的右側(cè)的用于恢復(fù)輪詢(xún)周期的加厚的圈可以被擴(kuò)充，以便在有三個(gè)和沖突有關(guān)的遠(yuǎn)程終端在范圍r12，r21和r22的情況下改善效率。
對(duì)于中央控制器，在圖16中表示用于執(zhí)行這種用于電話服務(wù)的信號(hào)傳輸方法裝置的方塊圖。其中有一組發(fā)送器，一組接收器，用于在共享的傳輸媒體上通信。雙工器(duplexer)組合要在共享傳輸媒體上傳輸?shù)陌l(fā)送器的通信信號(hào)，并復(fù)制從共享傳輸媒體到每個(gè)接收機(jī)的通信信號(hào)。提供有類(lèi)似于常規(guī)調(diào)制解調(diào)器的多個(gè)聲音頻率(VF)數(shù)據(jù)調(diào)制器和解調(diào)器，用于發(fā)送和接收信號(hào)數(shù)據(jù)。每個(gè)發(fā)送器和接收器都具有一個(gè)用于調(diào)諧到相應(yīng)通道的振蕩器。進(jìn)入發(fā)送器模塊的VF信號(hào)首先被調(diào)制、緩沖、放大并和振蕩器對(duì)RF通道的頻率混合。進(jìn)入接收器模塊的RF信號(hào)通過(guò)混頻器被轉(zhuǎn)換為中頻，然后被濾波、放大并最后被解調(diào)為VF信號(hào)。在微處理器控制下的交換矩陣用來(lái)連接發(fā)送器、接收器、電話網(wǎng)絡(luò)接口、VF數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)器之間的VF信號(hào)。在微處理器控制下的電話接口模塊起混合作用，用來(lái)分開(kāi)發(fā)送和接收方向的信號(hào)(2線到4線轉(zhuǎn)換)，并起信號(hào)傳輸作用，用于從電話網(wǎng)絡(luò)或向電話網(wǎng)絡(luò)傳輸信號(hào)。隨機(jī)存取存儲(chǔ)器或RAM用來(lái)存儲(chǔ)動(dòng)態(tài)信息，例如遠(yuǎn)程終端和通道的狀態(tài)?？刹脸删幊讨蛔x存儲(chǔ)器或EPROM用于存儲(chǔ)不變的信息，例如在啟動(dòng)時(shí)對(duì)微處理器的指令。微處理器通過(guò)系統(tǒng)總線和EPROM、RAM以及數(shù)據(jù)調(diào)制器和解調(diào)器通信。
為了分配正向信號(hào)數(shù)據(jù)通道，中央控制器確定一個(gè)可利用的VF數(shù)字調(diào)制器、一個(gè)發(fā)送器模塊，然后指令交換矩陣使VF數(shù)據(jù)調(diào)制器和RF發(fā)送器之間形成連接。信號(hào)信息或零散的用戶數(shù)據(jù)將從微處理器通過(guò)系統(tǒng)總線到達(dá)VF調(diào)制器，然后被調(diào)制的VF信號(hào)在其被調(diào)制到RF通道之前通過(guò)交換矩陣的連接送到發(fā)送器模塊的輸入端。為了分配反向數(shù)據(jù)信號(hào)通道，中央控制器確定一個(gè)可利用的VF數(shù)據(jù)解調(diào)器、一個(gè)接收器模塊，并指令交換矩陣在VF數(shù)據(jù)解調(diào)器和RF接收器之間形成連接。信號(hào)信息或零星的用戶數(shù)據(jù)沿反向執(zhí)行如同上述正向的操作。為了建立電話連接，中央控制器確定一個(gè)可利用的電話接口模塊、一個(gè)發(fā)送器模塊、一個(gè)接收器模塊并指令交換矩陣在電話接口模塊和發(fā)送器與接收器模塊之間形成連接。聲音信息被分為發(fā)送方向和接收方向，并通過(guò)交換矩陣被連接到發(fā)送器與接收器模塊以便調(diào)制到RF通道或從RF通道解調(diào)。雖然微處理器需要在數(shù)據(jù)傳遞通道中被涉及，但借助于留出若干個(gè)VF數(shù)據(jù)調(diào)制器和解調(diào)器并把他們連接到電話接口模塊上，可以建立調(diào)制解調(diào)器的集中控制。來(lái)自遠(yuǎn)程終端的數(shù)據(jù)信號(hào)被VF數(shù)據(jù)解調(diào)器譯碼，由微處理器選擇路徑，然后送到VF數(shù)據(jù)調(diào)制器。通過(guò)VF數(shù)據(jù)調(diào)制器和電話接口模塊之間相連，調(diào)制過(guò)的數(shù)據(jù)信號(hào)被傳送到電話網(wǎng)絡(luò)。來(lái)自電話網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)沿反向傳輸。
對(duì)于遠(yuǎn)程終端，在圖17中表示了為電話服務(wù)提供這種信號(hào)傳輸方法的設(shè)備。它包括一個(gè)發(fā)送器和一個(gè)接收器，用于在共享傳輸媒體上通信，還包括一個(gè)RF數(shù)據(jù)調(diào)制器和一個(gè)RF數(shù)據(jù)解調(diào)器，用于信號(hào)數(shù)據(jù)通道。發(fā)送器、接收器、數(shù)據(jù)調(diào)制器和數(shù)據(jù)解調(diào)器都能調(diào)諧到指定的RF頻率、雙工器組合要在共享傳輸媒體上被傳輸和發(fā)送器兩通信信號(hào)并復(fù)制從共享傳輸媒體到每個(gè)接收器的通信信號(hào)，微處理器與EPROM、RAM以及數(shù)據(jù)調(diào)制器和解調(diào)器通過(guò)系統(tǒng)總線進(jìn)行通信。小鍵盤(pán)、揚(yáng)聲器以及麥克風(fēng)組成一般的電話機(jī)。來(lái)自麥克風(fēng)的音頻信號(hào)送入調(diào)制器、以便在共享傳輸媒體上在指定通道上進(jìn)行傳輸。類(lèi)似地，揚(yáng)聲器得到從調(diào)諧到指定通道的接收器來(lái)的解調(diào)信號(hào)。在此方塊圖中，零星的用戶數(shù)據(jù)和信號(hào)信息共用RF數(shù)據(jù)調(diào)制器和解調(diào)器，而電話部分通過(guò)RF發(fā)送器和接收器提供聲音通信。如果數(shù)據(jù)通信要使用專(zhuān)用電路支持，一般調(diào)制解調(diào)器的音頻接口可以連接到發(fā)送器的調(diào)制器的輸入端和接收器的解調(diào)器的輸出端。
在啟動(dòng)時(shí)，調(diào)制器和解調(diào)器分別被調(diào)諧到主正向和反向數(shù)據(jù)通道。微處理器解釋信號(hào)傳輸指令，并根據(jù)來(lái)自中央控制器的指令控制鎖相環(huán)或PLL。當(dāng)建立連接時(shí)發(fā)送器和接收器模塊被啟動(dòng)并調(diào)諧到指定的通道。微處理器還控制麥克風(fēng)、小鍵盤(pán)和揚(yáng)聲器的運(yùn)行。
由前所述，可以明顯看出，不脫離本發(fā)明的真正構(gòu)思可以作出不同的改變和改型。應(yīng)當(dāng)理解，并不阻于所說(shuō)明的特定的結(jié)構(gòu)和線路布置。當(dāng)然，所有的改型都會(huì)落在所屬的權(quán)利要求書(shū)的范圍中。
因此，按照本發(fā)明，用于實(shí)現(xiàn)所有目的的動(dòng)態(tài)通道管理以及信號(hào)傳輸?shù)姆椒ê脱b置已經(jīng)被提供了，并具有說(shuō)明書(shū)開(kāi)始部分所述的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)。
應(yīng)當(dāng)理解，所公開(kāi)的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)可以用權(quán)利要求書(shū)范圍內(nèi)的其它形式實(shí)施。
權(quán)利要求
1.在一種包括一個(gè)中央控制器、一個(gè)用于信號(hào)數(shù)據(jù)和用戶信息的共享傳輸裝置以及多個(gè)遠(yuǎn)程終端的多通道存取通信系統(tǒng)中，一種從多個(gè)通信通道中分配在所述中央控制器和所述來(lái)自一組通信通道的多個(gè)遠(yuǎn)程終端之間的信號(hào)數(shù)據(jù)通道并指定諸遠(yuǎn)程終端的方法，包括下列步驟(a)通過(guò)多個(gè)信號(hào)數(shù)據(jù)通道建立在所述中央控制器和所述多個(gè)遠(yuǎn)程終端之間的通信；(b)監(jiān)視在所述中央控制器和所述多個(gè)遠(yuǎn)程終端之間的多個(gè)信號(hào)數(shù)據(jù)通道狀態(tài)；(c)確定所述多個(gè)遠(yuǎn)程終端的一個(gè)是否需要被分配到一個(gè)不同的信號(hào)數(shù)據(jù)通道；(d)確定另一個(gè)合適的信號(hào)數(shù)據(jù)通道是否是可利用的；以及(e)把所述遠(yuǎn)程終端分配給所述另一個(gè)合適的信號(hào)數(shù)據(jù)通道，以便用于今后的通信。
2.在根據(jù)權(quán)利要求1所述的多通道存取通信系統(tǒng)中，建立通信的所述步驟包括下列步驟(a)對(duì)于一個(gè)啟動(dòng)的遠(yuǎn)程終端在預(yù)定的主正向信號(hào)數(shù)據(jù)通道上和備用正向信號(hào)數(shù)據(jù)通道上輪詢(xún)所述的多個(gè)遠(yuǎn)程終端；(b)如果所述的預(yù)定主正向信號(hào)數(shù)據(jù)通道是不可利用的，則在預(yù)定的備用正向信號(hào)數(shù)據(jù)通道上檢測(cè)來(lái)自所述中央控制器的輪詢(xún)信息；(c)在預(yù)定的主反向信號(hào)數(shù)據(jù)通道上從所述被啟動(dòng)的遠(yuǎn)程終端向所述中央控制器發(fā)送登記信息；以及(d)如果所述主反向信號(hào)數(shù)據(jù)通道是不可利用的，就提供一個(gè)預(yù)定的備用反向信號(hào)數(shù)據(jù)通道。
3.在根據(jù)權(quán)利要求1所述的多通道存取通信系統(tǒng)中，所述監(jiān)視狀態(tài)的步驟包括下列步驟(a)計(jì)算所述信號(hào)數(shù)據(jù)通道的聚合通信量要求；(b)監(jiān)視所述信號(hào)數(shù)據(jù)通道的過(guò)去的沖突計(jì)數(shù)；(c)監(jiān)視所述信號(hào)數(shù)據(jù)通道的傳輸錯(cuò)誤計(jì)數(shù)；以及(d)檢測(cè)分配給所述多個(gè)終端之一的所述信號(hào)數(shù)據(jù)通道的狀態(tài)，以便發(fā)現(xiàn)故障。
4.在根據(jù)權(quán)利要求1所述的多路存取通信系統(tǒng)中，確定所述多個(gè)遠(yuǎn)程終端之一是否需要被分配的所述步驟包括下列步驟(a)在預(yù)定的主反向和備用反向信號(hào)數(shù)據(jù)通道上檢測(cè)啟動(dòng)的遠(yuǎn)程終端；(b)檢測(cè)分配給所述多個(gè)終端之一的所述信號(hào)數(shù)據(jù)通道的狀態(tài)，以便發(fā)現(xiàn)過(guò)載；以及(c)檢測(cè)分配給所述多個(gè)終端之一的所述信號(hào)數(shù)據(jù)通道的狀態(tài)，以便發(fā)現(xiàn)故障。
5.在根據(jù)如權(quán)利要求1所述的多通道存取通信系統(tǒng)中，確定另一個(gè)合適的信號(hào)數(shù)據(jù)通道是否可利用的所述步驟包括下列步驟(a)檢測(cè)其它信號(hào)數(shù)據(jù)通道的狀態(tài)，從而確定備用能力；(b)如果沒(méi)有信號(hào)數(shù)據(jù)通道有備用能力并且有新的信號(hào)數(shù)據(jù)通道是可利用的，則分配新的信號(hào)數(shù)據(jù)通道。
6.在包括一個(gè)中央控制器、一個(gè)共享傳輸媒體以及多個(gè)遠(yuǎn)程終端的多路存取通信系統(tǒng)中，一種在所述中央控制器和所述多個(gè)遠(yuǎn)程終端之間的受控多路存取的方法，包括下列步驟(a)通過(guò)多個(gè)信號(hào)通道建立所述中央控制器和所述多個(gè)遠(yuǎn)程終端之間的通信；(b)確定是否有從所述中央控制器到所述多個(gè)遠(yuǎn)程終端的指令；(c)確定是否有來(lái)自所述多個(gè)遠(yuǎn)程終端的任何待辦申請(qǐng)；以及(d)解決在所述多個(gè)遠(yuǎn)程終端當(dāng)中的競(jìng)爭(zhēng)或數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)誤。
7.在根據(jù)權(quán)利要求6所述的多路存取通信系統(tǒng)中，確定是否有來(lái)自遠(yuǎn)程終端的待辦申請(qǐng)的所述步驟包括下列步驟(a)在所述多個(gè)正向信號(hào)數(shù)據(jù)通道的每一個(gè)上并行地輪詢(xún)所述多個(gè)遠(yuǎn)程終端；(b)響應(yīng)來(lái)自具有任何待辦申請(qǐng)的所述多個(gè)遠(yuǎn)程終端；以及(c)交叉存取具有來(lái)自所述多個(gè)遠(yuǎn)程終端的任何響應(yīng)的輪詢(xún)信息。
8.在根據(jù)權(quán)利要求6所述的多路存取通信系統(tǒng)中，解決競(jìng)爭(zhēng)的所述步驟包括下列步驟(a)檢測(cè)來(lái)自所述多個(gè)遠(yuǎn)程終端的由于沖突或數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)誤而被破壞的信息；(b)警告分配給信號(hào)數(shù)據(jù)通道的多個(gè)遠(yuǎn)程終端，以避免使用發(fā)生沖突的信號(hào)數(shù)據(jù)通道；(c)通過(guò)選擇輪詢(xún)系統(tǒng)地使所述多個(gè)遠(yuǎn)程終端的范圍變窄；(d)從所述多個(gè)遠(yuǎn)程終端中交叉存取具有響應(yīng)的所述多個(gè)遠(yuǎn)程終端的可能范圍的選擇輪詢(xún)；(e)識(shí)別和沖突有關(guān)的遠(yuǎn)程終端；(f)處理所述與沖突有關(guān)的遠(yuǎn)程終端；以及(g)恢復(fù)所述受控的多通道存取。
9.在具有多個(gè)通信通道的多路存取通信系統(tǒng)中，一個(gè)中央控制器包括(a)包括微處理器和相關(guān)的EPROM以及RAM的用來(lái)控制通信系統(tǒng)的控制裝置；(b)用來(lái)在所述通信通道上傳輸用戶信息或信號(hào)數(shù)據(jù)的發(fā)送裝置；(c)用來(lái)在所述通信通道上接收用戶信息或信號(hào)數(shù)據(jù)的接收裝置；(d)用來(lái)調(diào)制信號(hào)數(shù)據(jù)的調(diào)制裝置；(e)用來(lái)解調(diào)信號(hào)數(shù)據(jù)的解調(diào)裝置；(f)用來(lái)連接廣域網(wǎng)的接口裝置；(g)用來(lái)在所述發(fā)送裝置、所述接收裝置、所述調(diào)制裝置、所述解調(diào)裝置以及所述接口裝置之間進(jìn)行動(dòng)態(tài)連接的交換裝置；(h)用來(lái)通過(guò)在所述發(fā)送裝置和所述調(diào)制裝置之間的動(dòng)態(tài)連接選擇正向信號(hào)數(shù)據(jù)通道的控制裝置；(i)用來(lái)通過(guò)在所述接收裝置和所述解調(diào)裝置之間的動(dòng)態(tài)連接選擇反向信號(hào)數(shù)據(jù)通道的控制裝置；(j)用來(lái)通過(guò)在所述發(fā)送裝置和所述接收裝置之間的動(dòng)態(tài)連接連接多個(gè)遠(yuǎn)程終端的控制裝置；(k)用來(lái)通過(guò)在所述發(fā)送裝置、所述接收裝置和所述接口裝置之間的動(dòng)態(tài)連接，把多個(gè)遠(yuǎn)程終端連接到廣域網(wǎng)上的控制裝置；以及(l)用來(lái)通過(guò)在所述發(fā)送裝置，所述接收裝置、所述調(diào)制裝置、所述解調(diào)裝置以及所述接口裝置之間的動(dòng)態(tài)連接，建立連接到廣域網(wǎng)的多個(gè)數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)器的控制裝置。
10.在具有多個(gè)通信通道的多路存取通信系統(tǒng)中，一種遠(yuǎn)程終端包括(a)用來(lái)在指定的通信通道上發(fā)送用戶信息的發(fā)送裝置；(b)用來(lái)在指定的通信通道上接收用戶信息的接收裝置；(c)用來(lái)在指定的通信通道上發(fā)送信號(hào)數(shù)據(jù)的發(fā)送裝置；(d)用來(lái)在指定的通信通道上接收信號(hào)數(shù)據(jù)的接收裝置；(e)用來(lái)連接用戶的接口裝置；以及(f)用來(lái)通過(guò)微處理器和有關(guān)的EPROM以及RAM與所述指定的通信通道相連接的控制裝置。
全文摘要
本發(fā)明的系統(tǒng)包括中央控制器、共享傳輸媒體以及分布在網(wǎng)絡(luò)中的多個(gè)遠(yuǎn)程終端。中央控制器包括交換和控制裝置以及發(fā)送器和接收器的存儲(chǔ)池。在中央控制器和遠(yuǎn)程終端之間的通信通道被設(shè)置為正反方向的信號(hào)數(shù)據(jù)和信息載體通道。信號(hào)數(shù)據(jù)通道的數(shù)目可被調(diào)整以滿足通信要求和冗余度。正、反信號(hào)數(shù)據(jù)通道按不同的映像耦合，以便支持終端分組。用于上流通信的遠(yuǎn)程終端的多路存取借助于用通道分配和終端分配處理把遠(yuǎn)程終端分組得以緩和。在中央控制器和遠(yuǎn)程終端之間的通信遵循由中央控制器通過(guò)獨(dú)立地在每個(gè)正向信號(hào)數(shù)據(jù)通道上的輪詢(xún)程序所控制的多路存取方案。在沖突情況下，中央控制器約定遠(yuǎn)程終端進(jìn)行選擇輪詢(xún)處理，以便解決競(jìng)爭(zhēng)。
文檔編號(hào)H04L29/04GK1117234SQ95108409
公開(kāi)日1996年2月21日 申請(qǐng)日期1995年7月17日 優(yōu)先權(quán)日1995年7月17日
發(fā)明者鄭力達(dá) 申請(qǐng)人:鄭力達(dá)