CN102138295B - 通信***及其从属站以及从属站中继传输方法 - Google Patents
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Abstract
在包括控制站(101)和多个从属站(102、...、105)的通信***中,控制站(101)按每个超帧广播要发送至多个从属站(102、...、105)的数据。多个从属站在这些从属站之间中继已经从控制站(101)接收到的数据。如果从属站(102)已经接收到从控制站(101)发送来的数据,则该从属站(102)发送确认响应。如果从属站(102)没有从其它从属站(103)接收到确认响应,则该从属站(102)中继要发送至该其它从属站(103)的数据。
Description
技术领域
本发明涉及控制站按每个超帧广播要发送至多个从属站的数据所利用的技术。
背景技术
利用无线通信***作为在移动性方面优秀的网络***,并且由于无线通信区内传输速度的提高、移动终端的普及以及适合于移动通信的应用程序的出现,这些无线通信***已经迅速增加。特别地,作为用于在室内或区域内比较短的距离的无线连接计算机设备的方案,使用2.4-GHz或5-GHz频带的无线电波的WLAN***已经开始广泛使用。例如,通过IEEE 802.11系列标准已经定义了这些方案的技术规格。
此外,针对以下的设备间无线通信的要求不断增长:该设备间无线通信用于不仅将计算机***设备连接至诸如数字静止照相机和数字摄像机等的消费设备,而且还将打印机和移动电话连接至诸如数字静止照相机和数字摄像机等的消费设备。目前,通常通过诸如USB或IEEE-1394所使用的有线线缆等的有线线缆来连接这些设备,但还考虑无线连接方法作为用户可以以简单的方式连接这些装置的方法。
与WLAN不同,非常短的距离的设备间无线通信目的在于在被认为最多为10米的、一个人的周围环境内提供无线连接。该方案被称为“WPAN”以与WLAN区分开。对于WPAN,使用UWB (Ultra-Wideband,超宽带)通信,作为制订标准的组织的ECMA International在ECMA-368标准中已经定义了物理和MAC层规格。还已经将无线USB标准定义为在ECMA-368下工作的协议。
为了防止所谓的“帧冲突(frame collision)”,控制各无线终端访问无线媒体的定时,其中,帧冲突是在WLAN或WPAN***中多个无线终端同时发送无线帧的状态。确定控制方法的是MAC(Media Access Control,媒体访问控制)协议。尽管针对MAC协议存在多种方案,但一般可以将这些方案分类成异步数据传送和同步数据传送两种方案。
通常,在异步数据传送时,已经获取到访问媒体的权限的终端根据CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access/CollisionAvoidance,载波侦听多路访问/冲突避免)协议进行数据传输。如果该数据的目的地处的终端正确接收到该数据,则该终端通常向发送终端发送回被称为“确认帧”的确认响应。如果数据发送终端接收到该确认响应,则其判断为数据传送完成。相反,如果发送终端没有接收到确认响应,则其判断为数据传送失败,并且在经过了固定时间段时尝试再发送其数据。
因而,在异步数据传送时,可以可靠地将数据传送至目的地终端。然而,数据传送时涉及的延迟量根据获取媒体访问特权的失败或数据的再发送而变化。数据传送时涉及的数据量的这种变化被称为“延迟抖动(delay jitter)”。
应当注意,由于传送声音或运动图像的应用需要数据传送的同步性或等时性,因此不能容易地对延迟抖动进行等待时间限制的异步数据传送不适合该应用。
另一方面,通过同步数据传送,各终端在通过TDMA(TimeDivision Multiple Access,时分多址)协议分配给该终端的时隙中进行数据发送。利用该协议,各终端能够按固定周期获取数据发送特权,作为结果,施加于数据传送的延迟抖动小。因此,同步数据传送非常适合于具有最小延迟要求的实时数据发送。
此外,在同步数据传送的情况下,要求数据传送时的延迟抖动保持在固定限制内。结果,在发送终端和接收终端之间不交换确认响应,并且当数据失败时,不执行再发送处理。这意味着,在同步数据传送的情况下,存在根据通信状态、数据包丢失的情况。
然而,在传输声音或运动图像时,该通信的特性是,总是给予维持平均发送速度和平均延迟最高优先级。因此,将应用协议设计成允许一定程度的包丢失。
因而,尽管同步数据传送适合于如声音和运动图像的情况一样的、要求延迟限制的应用,但应用数据可能由于包丢失而消失。该数据丢失是缺点,因为它可能造成所再现的声音中断并使应用质量劣化。
为了解决同步数据传送时遇到的这些问题,作为用于在维持同步性时抑制数据丢失发生的高度可靠的通信***,已经考虑了冗余地多次传送同一数据的中继器***。现在将说明这种中继器***。
图16是示出中继器***的结构的示例的图。该***包括用作为生成诸如声音或运动图像等的同步数据的源的控制站11、和作为同步数据的目的地的四个从属站12~15。
图17是示出中继器***的媒体访问定时的图。该***采用TDMA作为访问协议,并且按被称为超帧21的固定时间段为单位而管理媒体访问定时。已经将超帧21分割成控制站11和从属站12~15分别发送数据的时隙31~35。在超帧21中,时隙31是控制站11发送数据的时间,并且时隙32~35是从属站12~15分别相继发送数据的时间。
图18是示出在超帧的各时隙中发送的无线帧的图。最初,控制站11在超帧中的时隙31中,将广播帧41广播至所有的从属站。广播帧41保持要发送至各个从属站的同步数据。
图19是示出通过广播所发送的广播帧的帧格式的图。广播帧41包括配置有ISO_DATA1字段的字段51。字段51包含要发送至从属站12的同步数据的本体。同样,字段52~54分别包含要发送至从属站13~15的同步数据。在字段55中配置CHECKSUM_FRAME字段。通过检查校验和,已经接收到广播帧41的站检测广播帧41中已经发生的位错误。应当注意,在该例子中,假定各项同步数据均具有固定长度。
图20A~20E是示出各个时隙中的数据传送的方向的图。图20A示出在第一时隙31中从控制站11向各个从属站12~15发送广播帧41的方式。在接收到广播帧41时,各个从属站12~15使用接收到广播帧41的时刻作为基准,通过参考预定的发送序列来确定其自己的发送定时。各个从属站12~15利用所接收到的广播帧41中包含的同步数据中要发送至其自身的数据作为应用数据。同时,从属站12~15将全体广播帧41存储在内部,从而将广播帧41中继至其它的从属站。
在接收到广播帧41并且确定其自己的发送定时时,从属站12在时隙32中发送作为从控制站11接收到的广播帧41的副本的中继帧42。在图20B中示出该情况。其它的从属站13~15接收并存储中继帧42。同样,在时隙33中,从属站13发送作为广播帧41的副本的中继帧43,并且其它的从属站12、14和15接收该中继帧43。
因而,如图20B~20E所示,在时隙32~35中从从属站12~15中继在时隙31中从控制站11发送来的广播帧41。此外,所中继的中继帧42~45具有与广播帧41的格式相同的格式。因此,就各个从属站而言,有机会作为来自控制站11的广播帧和来自其它三个从属站的中继帧,总共4次接收到同一同步数据。
在该***中如此多次传送数据。结果,即使从属站从控制站不能正确接收到广播帧,该从属站也可以从自其它的从属站发送来的中继帧获取要发送至其自己的站的同步数据。因此,利用该***,即使发生诸如通信路径中断等的事件,也在一个超帧内完成数据发送。这使得可以维持数据传送的同步性。
应当注意,在日本特开2007-266876号公报的说明书中已经提出了用于将广播数据可靠地发送至目的地节点的技术。
在以上所述的中继器***中,通过在从属站之间中继传输同一数据,抑制了包丢失,并且实现了高度可靠的同步数据通信。然而,当从高效率利用频带的角度考虑该方法时,显然重复并且冗余地5次发送同一数据。因此,该方法的另一方面是浪费地利用了通信频带。
例如,如果某个从属站能够从控制站正确接收到广播数据,则在后续的时隙中的重复传输是不必要的通信,并且浪费地消耗了通信频带。在这种冗余中继器***中,通信频带实质上被数据的重复传送所占用,并且不能传送更大量的数据。
结果,在先技术的问题是,难以使通信频带的利用最优化并且增大***中所传送的总数据量。
发明内容
本发明提供提高了通信频带的利用效率、并且增大了所传送的包括同步数据和异步数据的总数据量的无线中继器***。
根据本发明的方面,提供一种通信***,在所述通信***中,控制站按每个超帧广播要发送至多个从属站的数据,所述多个从属站均包括:用于在第N超帧中接收从所述控制站所广播的数据的部件,其中,N是整数;用于在所述第N超帧中的已经分配至本从属站的时隙中发送表示所述数据的接收状况的确认响应的部件;以及用于根据从其它从属站发送来的确认响应、在第(N+1)超帧中的已经分配至本从属站的时隙中中继要发送至该其它从属站的数据的部件。
根据本发明的另一方面,提供一种通信***的从属站,在所述通信***中,控制站按每个超帧广播要发送至多个从属站的数据,所述从属站包括:用于在第N超帧中接收从所述控制站所广播的数据的部件,其中,N是整数;用于在所述第N超帧中的已经分配至所述从属站的时隙中发送表示所述数据的接收状况的确认响应的部件;以及用于根据从其它从属站发送来的确认响应、在第(N+1)超帧中的已经分配至所述从属站的时隙中中继要发送至该其它从属站的数据的部件。
根据本发明的又一方面,提供一种通信***的从属站所利用的中继传输方法,在所述通信***中,控制站按每个超帧广播要发送至多个从属站的数据,所述中继传输方法包括:用于在第N超帧中接收从所述控制站所广播的数据的步骤,其中,N是整数;用于在所述第N超帧中的已经分配至本从属站的时隙中发送表示所述数据的接收状况的确认响应的步骤;以及用于根据从其它从属站发送来的确认响应、在第(N+1)超帧中的已经分配至本从属站的时隙中中继要发送至该其它从属站的数据的步骤。
通过以下参考附图对典型实施例的说明,本发明的其它特征将变得明显。
附图说明
图1是示出根据本发明第一实施例的无线中继器***的结构的示例的图;
图2是示出第一实施例中的控制站的结构的示例的图;
图3是示出第一实施例中的从属站的内部结构的示例的图;
图4是示出第一实施例中的超帧的结构的图;
图5是示出第一实施例中的中继帧的结构的图;
图6是示出从属站102所发送的中继帧407和从属站105所发送的中继帧410的帧格式的图;
图7是示出从属站103所发送的中继帧408和从属站104所发送的中继帧409的帧格式的图;
图8是示出在从属站102和103发送异步数据作为除同步数据以外的数据的情况下的超帧的图;
图9是示出从属站102发送异步数据的中继帧的帧格式的图;
图10是示出中继帧808的帧格式的图;
图11是示出在控制站发送异步帧的情况下的超帧的结构的图;
图12是示出控制站所发送的异步帧的结构的示例的图;
图13是在说明第三实施例中出现的问题时使用的图;
图14是示出从属站所发送的广播帧的格式的示例的图;
图15是示出第三实施例中的超帧的结构的图;
图16是示出中继器***的结构的示例的图;
图17是示出中继器***的媒体访问定时的图;
图18是示出在超帧的各时隙中发送的无线帧的图;
图19是示出通过广播所发送的广播帧的帧格式的图;以及
图20A~20E是示出各个时隙中的数据传送的方向的图。
具体实施方式
现在将参考附图来详细说明本发明的优选实施例。
第一实施例
将参考图1~7来说明根据第一实施例的无线中继器***的结构和操作。图1是示出根据本发明第一实施例的无线中继器***的结构的示例的图。如图1所示,无线中继器***包括用作为生成诸如声音或运动图像等的同步数据的源的控制站101、以及作为同步数据的目的地的从属站102~105。在该例子中,还利用TDMA,并且按图17所示的超帧21为单位而管理媒体访问定时。已经将超帧21分割成控制站101和从属站102~105分别发送数据的多个时隙31~35。
图2是示出第一实施例中的控制站的结构的示例的图。图2中的超帧定时生成器206生成如后面所述的超帧的定时。将超帧定时生成器206所生成的定时信息发送至发送定时生成器207。根据来自发送定时生成器207的命令,发送帧生成器204使用经由同步数据生成器202从应用程序处理单元201所接受的、要发送至各从属站的同步数据,生成发送帧。同样在经由异步数据生成器203接受了异步数据的情况下,发送帧生成器204还以相同的方式生成发送帧。后面将说明异步数据。
在校验和生成器205中向所生成的发送帧附加错误检查用的校验和,调制器250和射频单元252将该发送帧转换成无线信号,然后从天线253将由此产生的信号发送至无线媒体。
另一方面,在天线253处接收到来自各从属站的中继帧,并且经由射频单元252和解调器251将该中继帧输入至校验和验证单元210。验证校验和,然后将该中继帧发送至帧长度判断单元208或异步数据接收器209。
图3是示出第一实施例中的从属站的内部结构的示例的图。在图3中,应用程序处理单元301、异步数据生成器302、发送帧生成器303、校验和生成器304、发送定时生成器305和超帧定时生成器308与图2所示的控制站中的各单元相同。此外,调制器350、解调器351、射频单元352和天线353具有与控制站中的各单元的功能相同的功能。
参考图3,射频单元352和解调器351将天线353所接收到的广播帧转换成接收数据。校验和验证单元312检查该接收数据以判断该接收数据是否包含位错误。如果判断为接收数据不包含位错误,则将该接收数据发送至接收帧分析器309和中继数据存储单元306。为了将各从属站已正确接收到的所有同步数据均中继至其它的从属站,将这些同步数据暂时存储在中继数据存储单元306中。根据接收帧分析器309的分析结果,将接收数据进一步发送至同步数据接收器310或异步数据接收器311。
在接收数据是来自控制站101的广播帧的情况下,从接收帧分析器309将同步控制信号发送至超帧定时生成器308。因而,从属站102~105能够同步跟踪控制站101所管理的超帧,并且能够在所分配的时隙中发送中继帧。
此外,在接收到广播帧时,从属站102~105各自使用接收到广播帧的时刻作为基准,通过参考预定发送序列来确定其自己的发送定时并发送中继帧。
图4是示出第一实施例中的超帧的结构的图。在该例子中,为了附图简便,按第N超帧位于第(N+1)超帧上方的方式示出。然而,这些超帧按第N超帧在时间上将位于第(N+1)超帧之前的方式配置。
首先,在第N超帧的开头的时隙中,控制站101将保持要发送至从属站的同步数据的第N广播帧401广播至所有的从属站。广播帧401的帧格式与图19所示的帧格式相同。
图4中示出从属站102所发送的中继帧402、从属站403所发送的中继帧403、从属站104所发送的中继帧404和从属站105所发送的中继帧405。
将参考图5~7来说明作为本发明的特征的中继帧的帧格式的例子。
图5是示出第一实施例中的中继帧的结构的图。在中继帧的头中设置表示整个帧的长度的LEN_FRAME字段、和表示对于通过同一超帧所接收到的广播帧的确认响应的ACKNOWLEDGE字段。根据器件封装,可以说明字节(8位)和字(16位)作为由LEN_FRAME字段所表示的帧长度的单位。然而,即使采用一些其它的长度单位,也可应用本发明。
已经接收到这些中继帧的站可以通过参考LEN_FRAME字段的值来确定中继帧的长度。同时,该站可以计算该帧占用通信频带的时间段的长度。
此外,可以说明表示确认响应的ACK和表示否定确认响应的NACK作为ACKNOWLEDGE字段中存储的值的例子。在该例子中,已经正确接收到广播帧的从属站设置ACK作为ACKNOWLEDGE字段中的值。另一方面,未能接收到广播帧的从属站设置NACK作为ACKNOWLEDGE字段中的值。
图5所示的中继帧中的第三字段是数据净荷。将同步数据和其它异步数据存储在数据净荷中。后面将详细说明这些数据。
中继帧中最后的第四字段是用于检查整个中继帧是否包含位错误的校验和。通常,利用包括16位、32位等的CRC(CyclicRedundancy Code,循环冗余码)等作为校验和。然而,只要可以检测到位错误,就可以应用任何代码。
如图1所示,考虑以下情况:从属站102和105可以正确接收到从控制站101发送来的广播帧401,而接收失败的从属站103和104不能正确接收到从控制站101发送来的广播帧401。
各从属站参考校验和验证单元312进行错误检测的结果,并且使用确认响应生成器307来确定ACKNOWLEDGE字段中所设置的值。由于从属站102和从属站105正确接收到第N广播帧401,因此将值ACK存储在从属站102的中继帧402的ACKNOWLEDGE字段和从属站105的中继帧405的ACKNOWLEDGE字段中。由于从属站103和从属站104未能接收到第N广播帧401,因此将值NACK存储在从属站103的中继帧403的ACKNOWLEDGE字段和从属站104的中继帧404的ACKNOWLEDGE字段中。
结果,由于各从属站使用ACKNOWLEDGE字段所发送的确认响应被其它的从属站所接收到的事实,因此各从属站能够判断是否需要传送广播帧中包含的同步数据。例如,从属站102理解为其自身正确接收到第N广播帧401,并且还接收到保持从属站105作为确认响应所发送的值ACK的ACKNOWLEDGE字段。
因此,从属站102判断为,在第(N+1)超帧中仅中继第N广播帧中要发送至从属站103和104的同步数据就足够了。此外,从属站105判断为其自身正确接收到第N广播帧401,并且还接收到保持从属站102作为确认响应所发送的值ACK的ACKNOWLEDGE字段。
因此,从属站105同样判断为,在第(N+1)超帧中仅中继第N广播帧中要发送至从属站103和104的同步数据就足够了。
接着将说明在从属站103和104未能接收到第N广播帧401的情况下、在第(N+1)超帧中各站的操作。在第一个时隙中,控制站101在第(N+1)超帧中也广播保持要发送至各个从属站的同步数据的第(N+1)广播帧406。在接收到广播帧406时,从属站102~105按与第N超帧相同的方式,确定它们自己的发送定时并且发送它们的中继帧。
图4中示出从属站102所发送的中继帧407、从属站103所发送的中继帧408、从属站104所发送的中继帧409和从属站105所发送的中继帧410。
图6是示出从属站102所发送的中继帧407的帧格式和从属站105所发送的中继帧410的帧格式的图。与图5所示的中继帧相同,这些中继帧也具有包括LEN_FRAME字段和ACKNOWLEDGE字段的头。
首先,LEN_FRAME字段表示整个中继帧的长度,并且ACKNOWLEDGE字段是表示是否正确接收到同一超帧中的广播帧的确认响应。该中继帧还具有已经存储有要中继的同步数据的同步数据部。
在图6中,示出DATA_TYPE字段作为第三字段。为了表示该同步数据是要发送至从属站103的数据,已经将该字段设置为ISO2作为其值。中继帧还具有ISO_DATA字段作为第四字段。该字段中已经存储有要发送至从属站103的同步数据的本体。
同样,中继帧具有DATA_TYPE字段作为第五字段。为了表示随后的同步数据是要发送至从属站104的数据,已经将该字段设置为ISO3作为其值。中继帧具有ISO_DATA字段作为第六字段。该字段中已经存储有要发送至从属站104的同步数据的本体。
通过发送具有该格式的中继数据,从从属站102和105中继仅要发送至从属站103和104的同步数据。
图7是示出从属站103所发送的中继帧408的帧格式和从属站104所发送的中继帧409的帧格式的图。由于从属站103和104尚未正确接收到从控制站101发送来的第N广播帧401,因此在第(N+1)个超帧中没有保持能够被中继至其它的从属站的同步数据。
因此,从属站103和104仅发送针对第(N+1)广播帧406的确认响应,并且不中继同步数据。
如上所述,通过使用确认响应来抑制同步数据的不必要的中继传输。因此,如图4所示,已经应用了本发明的中继帧407~410的帧长度比图18中已经示出的传统的中继器***中的中继帧42~45的帧长度短。
结果,如图4所示,为了中继传输而预约的时间段(时隙的后半部分)实际上不再用于中继传输,因此就通信媒体而言,可以设置未占用时间段。此外,由于在第N超帧中从控制站发送至各从属站的同步数据可以被各从属站在至少第(N+1)超帧中所接收到,因此可以构造延迟抖动小、并且能够高效率地利用通信频带的通信***。
在至此为止所述的说明中,假定各从属站不具有诸如异步数据等的、要求传输的其它数据,并且利用图5~7所示的格式作为中继帧。根据以上观点,将说明为了各从属站可以发送其它数据而如何利用由此获得的未占用时间。
图8是示出在从属站102和103发送异步数据作为除同步数据以外的数据的情况下的超帧的图。异步数据是除了通过中继传输以同步方式传输的数据以外的数据。可以传输具有多种格式和特性的数据作为异步数据。
在图8中,附图标记801~806、809和810表示与图4所示的帧401~406、409和410分别相同的帧。附图标记807表示从属站102所发送的中继帧。图9是示出从属站102发送异步数据的中继帧的帧格式的图。
在图9中,第一字段至第六字段与图6所示的第一字段至第六字段相同。使用这六个字段,从属站102对第(N+1)广播帧806作出确认响应,并且同时,将第N广播帧801中包含的同步数据中继至从属站103和104。在从属站102具有要发送的异步数据的情况下,如图9的帧格式所示,添加第七字段至第九字段作为发送异步数据用的字段。
首先,用作为第七字段的DATA_TYPE字段保持ASYNC作为其值。已经接收到中继帧807的各站通过参考该字段,可以识别出已经发送了异步数据的事实。接着,用作为第八字段的LEN_ASYNC字段表示异步数据的数据长度。与同步数据不同,异步数据的数据长度通常是可变的。已经接收到中继帧807的各站通过参考该字段,可以确定异步数据的数据长度。最终,用作为第九字段的ASYNC_DATA字段是存储有异步数据的字段。
这里,说明从属站使用未占用时间来发送异步数据的方式。将不会特别说明ASYNC_DATA字段的内部格式的详细内容。然而,假定根据异步数据的通信协议,ASYNC_DATA字段的内容包括作为异步数据的目的地的站的地址、以及用于识别数据类型的各种标签等。
此外,为了将异步数据传输至多个目的地终端,可以将ASYNC_DATA字段分割成多个子字段。无需说明,无论对ASYNC_DATA字段的内容采用何种使用方法,均可应用本发明。
接着将说明从属站103的操作。如图8所示,从属站103在第(N+1)超帧中发送中继帧808。在图10中示出中继帧808的帧格式。该帧格式中的第一字段和第二字段与图7所示的第一字段和第二字段相同,并且从属站103发送针对第(N+1)广播帧806的确认响应。
在从属站103具有要发送的异步数据的情况下,如图10所示,添加第三字段至第五字段作为发送异步数据用的字段。这些字段与图9所示的、从属站102所发送的中继帧807中的第七字段至第九字段相对应。
从属站103在第(N+1)超帧中不进行中继传输。然而,通过利用第三字段至第五字段,从属站103可以以与从属站102的方式相同的方式,利用未占用时间来传输异步数据。
如上所述,由于从属站发送确认响应,因而通信频带设置有未占用时间,并且该从属站可以通过利用该未占用时间来发送异步数据。结果,可以重新传送异步数据,并且增大包括同步数据和异步数据这两者的数据的总传送量。
应当注意,由于经常将同步数据作为固定长度数据来处理,因此已经使用固定长度的同步数据说明了本发明。然而,本发明还可应用于可变长度的同步数据。此外,已经例示了用于使用单个帧来执行确认响应的发送、同步数据的中继传输和异步数据的传输的格式。然而,可以作为单独帧自从属站发送这些确认响应、同步数据和异步数据。
第二实施例
现在将参考附图来详细说明根据本发明的第二实施例。在第一实施例中,说明了在应用了本发明的无线中继器***中从属站可以发送异步数据。在第二实施例中,将说明控制站101以与从属站102和103的方式相同的方式发送异步数据的方法。
根据第二实施例的无线中继器***的结构与参考图1所述的第一实施例中的结构相同,并且无需再次说明该结构。此外,控制站101的内部结构和从属站102~105的内部结构也与参考图2和3所述的第一实施例中的内部结构相同,并且无需再次说明这些结构。
作为根据第二实施例的中继器***的操作的例子,将说明发送在第一实施例说明了的图8所示的帧的情况。如第一实施例所述,从属站102~105通过在第(N+1)超帧中发送中继帧807~810,同时执行中继传输和异步数据的传输。
在图8所示的第(N+1)超帧中,从属站103发送中继帧808,但从中继帧808的结束点到下一时隙仍剩余未占用时间。在第二实施例中,在该未占用时间段中,控制站101发送保持异步数据的异步帧。
控制站101接收图8所示的中继帧。由于这些中继帧各自包括如前面所述的LEN_FRAME字段,因此控制站101可以通过使用帧长度判断单元208以参考LEN_FRAME字段中的值,来确定该中继帧的长度。此外,由于控制站101控制TDMA协议,因此各时隙的开始时间是已知的。
因此,控制站101可以精确地检测从各时隙所发送的中继数据的结束时间直到下一时隙为止的、通信媒体未被利用的未占用时间。
在图2中,发送定时生成器207获得与来自帧长度判断单元208的接收帧的结束时间、和来自超帧定时生成器206的下一时隙的开始时间有关的信息。基于这些信息,发送定时生成器207指示发送帧生成器204进行帧发送。因而,通过在未占用时间段中发送异步数据,控制站101可以在不发生与其它的从属站的帧冲突的情况下发送异步数据。
图11是示出在控制站发送异步帧的情况下的超帧的结构的图。图11中的附图标记1101~1110表示与图8所示的这些帧801~810相同的帧。
在第(N+1)超帧中,已经接收到从属站103的中继帧1108的控制站101感测到中继帧1108结束,并且立即开始发送异步帧1111。
图12是示出控制站所发送的异步帧的结构的示例的图。第一字段是表示异步帧1111的总长度的LEN_FRAME字段。根据器件封装,可以说明字节(8位)和字(16位)作为由LEN_FRAME字段所表示的帧长度的单位。然而,即使采用其它一些长度单位,也可应用本发明。
控制站101按异步帧1111将在下一时隙开始的时刻之前结束的方式,确定异步帧1111的长度,并且设置LEN_FRAME字段。
图12所示的第二字段是存储有从控制站101发送来的异步数据的ASYNC_DATA字段。在第二实施例中,说明了控制站101如何使用未占用时间来发送异步数据。没有特别说明ASYNC_DATA字段的内部格式的详细内容。然而,无需说明,无论对ASYNC_DATA字段的内容采用何种使用方法,都可以应用本发明。
如上所述,在从属站102~105利用未占用时间发送异步数据的情况下,控制站101也可以以相同的方式发送异步数据。应用本发明使得控制站和从属站可以发送同步数据和异步数据这两者。
此外,根据通信状态使中继传输所需要的次数最优化,并且可以利用几乎所有的未占用时间来传输异步数据。这使得可以增大整个***中所传送的数据量。
第三实施例
接着,将参考附图来详细说明根据本发明的第三实施例。在第三实施例中,使中继传输最优化。
根据第三实施例的无线中继器***的结构与参考图1所述的第一实施例的结构相同,并且无需再次说明该结构。此外,控制站101的内部结构和从属站102~105的内部结构也与参考图2和3所述的第一实施例的内部结构相同,并且无需再次说明这些内部结构。
同样在第三实施例中,假定从属站103和104未能接收到第N广播帧401的情况。如图13所示,仅在作为所接收到的广播帧401的第三字段中包含的要发送至从属站104的同步数据的ISO_DATA3字段中,可能发生位错误。
即使不能正确接收到整个广播帧401,只要从属站103可以获取ISO_DATA2字段中包含的其自己的同步数据,就不需要后续从其它的从属站进行中继传输。尽管存在该事实,但是在第一实施例中,在这些条件下,从属站102和105中继要发送至从属站103的同步数据,并且通过不必要的通信浪费了通信频带。
考虑到这些情况,第三实施例使用图14所示的格式作为控制站101所发送的广播帧的格式的例子。在图14中,已经将要发送至从属站的同步数据存储在各个字段ISO_DATA1~ISO_DATA4中。此外,紧接在字段ISO_DATA1~ISO_DATA4之后设置字段CHECKSUM_ISO1~CHECKSUM_ISO4,作为基于每项同步数据用的错误检测码的校验和。
图15是示出第三实施例中的超帧的结构的图。首先,在第N超帧中,控制站101广播广播帧1501。广播帧1501具有图14所示的帧格式。在接收到广播帧1501时,从属站103检查作为与各项同步数据有关的校验和的CHECKSUM_ISO1~CHECKSUM_ISO4。如同第一实施例那样,中继帧1503包含ACKNOWLEDGE字段。
在仅ISO_DATA3中已经发生位错误、并且从属站103已经接收到无任何位错误的作为要发送至该从属站的同步数据的ISO_DATA2的情况下,从属站103在中继帧1503的ACKNOWLEDGE字段中设置值ACK。已经接收到ACKNOWLEDGE字段的其它的从属站识别出无需将广播帧1501中继至从属站103。
利用第(N+1)超帧进行针对第N广播帧1501的中继传输,从属站102发送中继帧1507并且从属站105发送中继帧1510。因为由于中继帧1503因而从属站102和105已经知晓无需对从属站103进行中继传输,所以中继帧1507和1510不包含要发送至从属站103的同步数据。
因此,自从属站102发送来的中继帧1507的长度比图4所示的中继帧407的长度短。同样,自从属站105发送来的中继帧1510的长度比图4所示的中继帧410的长度短。这意味着第(N+1)超帧中的未占用时间比图4所示的情况的未占用时间长。
通过如此改善校验和和确认响应***,可以使中继传输最优化,并且可以设置较长时间段的未占用时间。
此外,控制站和从属站利用与第一和第二实施例的方法相同的方法,通过利用该未占用时间来发送异步数据。结果,可以进一步增大中继器***中所传送的同步数据和异步数据的总量。
根据以上所述的实施例,在无线中继器***中接收站已经正确接收到数据帧的情况下,可以减少不需要的中继传输的次数。因此,可以使用中继传输时不再利用的通信时间来传送诸如异步数据等的其它数据。这样得到增大整个网络中所传送的数据量的效果。
还可以通过读出并执行存储装置上所记录的程序以进行上述实施例的功能的***或设备的计算机(或者CPU或MPU等的装置)以及通过以下方法来实现本发明的方面,其中,由***或设备的计算机通过例如读出并执行存储装置上所记录的程序以进行上述实施例的功能,来进行该方法的步骤。为了该目的,例如,经由网络或者从用作存储装置的各种类型的记录介质(例如,计算机可读介质)向计算机提供该程序。
尽管已经参考典型实施例说明了本发明,但是应该理解,本发明不限于所公开的典型实施例。所附权利要求书的范围符合最宽的解释,以包含所有这类修改以及等同结构和功能。
本申请要求2008年8月28日提交的日本专利申请2008-220501的优先权,在此通过引用包含其全部内容。
Claims (13)
1.一种通信***,在所述通信***中,控制站按每个超帧广播要发送至多个从属站的数据,所述多个从属站均包括:
用于在第N超帧中接收从所述控制站所广播的数据的部件,其中,N是整数;
用于在所述第N超帧中的已经分配至本从属站的时隙中发送表示所述数据的接收状况的确认响应的部件;以及
用于根据从其它从属站发送来的确认响应、在第(N+1)超帧中的已经分配至本从属站的时隙中中继要发送至该其它从属站的数据的部件。
2.根据权利要求1所述的通信***,其特征在于,在从其它从属站未接收到表示正确接收到来自所述控制站的数据的确认响应的情况下,中继要发送至该其它从属站的数据。
3.根据权利要求1所述的通信***,其特征在于,在从其它从属站接收到表示未正确接收到来自所述控制站的数据的确认响应的情况下,中继要发送至该其它从属站的数据。
4.根据权利要求1所述的通信***,其特征在于,在所述多个从属站中的各个从属站不对要发送至其它从属站的数据进行中继的情况下,不对要发送至其它从属站的数据进行中继的从属站在已经分配至该不对要发送至其它从属站的数据进行中继的从属站的时隙中的已经为了该中继而预约的时间段中发送其它数据。
5.根据权利要求1所述的通信***,其特征在于,所述控制站包括用于检测在已经为了各个从属站中继要发送至其它从属站的数据而预约的时间段中的未被使用的时间段的部件,
其中,在所检测到的时间段中发送其它数据。
6.根据权利要求1所述的通信***,其特征在于,所述多个从属站在一个帧中发送所述确认响应和所中继的数据。
7.根据权利要求1所述的通信***,其特征在于,从所述控制站所广播的、并且在所述多个从属站之间中继的数据是同步数据。
8.一种通信***的从属站,在所述通信***中,控制站按每个超帧广播要发送至多个从属站的数据,所述从属站包括:
用于在第N超帧中接收从所述控制站所广播的数据的部件,其中,N是整数;
用于在所述第N超帧中的已经分配至所述从属站的时隙中发送表示所述数据的接收状况的确认响应的部件;以及
用于根据从其它从属站发送来的确认响应、在第(N+1)超帧中的已经分配至所述从属站的时隙中中继要发送至该其它从属站的数据的部件。
9.根据权利要求8所述的从属站,其特征在于,在从其它从属站未接收到表示正确接收到来自所述控制站的数据的确认响应的情况下,中继要发送至该其它从属站的数据。
10.根据权利要求8所述的从属站,其特征在于,在从其它从属站接收到表示未正确接收到来自所述控制站的数据的确认响应的情况下,中继要发送至该其它从属站的数据。
11.根据权利要求8所述的从属站,其特征在于,在所述多个从属站中的各个从属站不对要发送至其它从属站的数据进行中继的情况下,不对要发送至其它从属站的数据进行中继的从属站在已经分配至该不对要发送至其它从属站的数据进行中继的从属站的时隙中的已经为了该中继而预约的时间段中发送其它数据。
12.根据权利要求8所述的从属站,其特征在于,所述控制站包括用于检测在已经为了各个从属站中继要发送至其它从属站的数据而预约的时间段中的未被使用的时间段的部件,
其中,在所检测到的时间段中发送其它数据。
13.一种通信***的从属站所利用的中继传输方法,在所述通信***中,控制站按每个超帧广播要发送至多个从属站的数据,所述中继传输方法包括:
用于在第N超帧中接收从所述控制站所广播的数据的步骤,其中,N是整数;
用于在所述第N超帧中的已经分配至本从属站的时隙中发送表示所述数据的接收状况的确认响应的步骤;以及
用于根据从其它从属站发送来的确认响应、在第(N+1)超帧中的已经分配至本从属站的时隙中中继要发送至该其它从属站的数据的步骤。
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