CN1470114A - 在包括无线链路的网络中用于预留同步资源的方法 - Google Patents

在包括无线链路的网络中用于预留同步资源的方法 Download PDF

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Abstract

一种在第一总线和第二总线之间的链路上用于预留同步资源的方法，所述的链路包括与第一总线连接的第一接口设备和与第二总线连接的第二接口设备，所述的链路对于所有与总线连接的设备是透明的，所述的方法在接口设备级包括以下步骤：截取由与总线连接的设备发送的连接建立消息；检查已经截取建立消息的连接的源设备和宿设备是否在不同的总线上；和肯定的话，在链路上预留用于连接的资源。

Description

在包括无线链路的网络中用于预留同步资源的方法
技术领域
本发明涉及一种在包括无线链路的网络中预留同步资源例如带宽的方法。特别的是，本发明应用于通过由ETSI定义的BRAN Hiperlan2网络构成的无线链路连接的IEEE1394总线。
背景技术
在IEEE1394-2000标准中描述的同步资源管理(‘IRM’)功能包括在串行总线中同步资源的管理。IRM不真正地负责分配带宽和信道而是提供其它节点记录它们使用同步资源的单一的位置。
IEC61883标准指定用于在与IEEE1394串行总线连接的设备间的视听数据的传输协议。它还指定协议(表示连接管理过程的‘CMP’)以至于节点能够访问IRM以预留总线资源。
如该协议所指定，当在单一的串行总线上发生总线重新设置时，执行以下的行为：
所有先于总线重新设置已经连接输入和输出插头的音频/视频设备将依据恰好在总线重新设置之前在插头控制寄存器(‘PCR’)中存在的值在总线重新设置之后一秒内继续接收和分别地传送同步数据。IEC61883定义了插头控制寄存器。
在总线重新设置之前建立连接的控制器有一秒的时间收回资源。在总线重新设置之后一秒由IRM释放没有收回的资源。
在总线重新设置后一秒，所有先于总线重新设置已经连接输入和输出插头的音频/视频设备依据在对应的插头控制器中的值(同时这些值可能已经被一些控制器更新)进行动作。
如果设备消失和明显地如果源或者目的节点消失，该过程确保释放已由设备(或者应用程序)建立的总线连接。
它意味着在总线重新设置之后，依据在连接中所涉及的设备的存在或者不在，重新建立同步流。
当两条有线IEEE1394总线通过无线连接链接时，当开始在无线链路的两侧都预留资源时，由IEC61883和IEEE1394定义的过程不足以确定在网络中不同实体的行为。
以汤姆森许可贸易公司的名义于2000年10月19日申请的欧洲专利申请00402941.0涉及无线桥的其它方面，特别是总线重新设置的处理。
发明内容
本发明涉及一种在第一总线和第二总线之间的链路上用于预留同步资源的方法，所述的链路包括与第一总线连接的第一接口设备和与第二总线连接的第二接口设备，所述的链路对于所有与总线连接的设备是透明的，所述的方法在接口设备级包括以下步骤：
截取由与总线连接的设备发送的连接建立消息；
检查建立消息已经被截取的连接的源设备和宿设备是否在不同的总线上；和
肯定的话，在链路上预留用于连接的资源。
附图说明
通过借助于附图说明的无限制的实施例的描述，本发明的其它特征和优点将显现出来，附图为：
图1是包括无线链路的网络的示意图，
图2是网络中不同设备的协议栈图，
图3是描述用于在远程设备中iPCR寄存器的锁定过程的消息交换的消息序列图，
图4是描述用于远程设备的oPCR寄存器的锁定过程的消息交换的消息序列图，
图5是为本实施例定义的并且命名为无线插头控制寄存器(‘wPCR’)的寄存器图。
具体实施方式
在从对应的标准化组织可得到的以下文件中能够发现更多涉及实施例背景的信息：
[1]IEC61883，用于消费者的音频/视频接口的数字接口。
[2]IEEE Std 1394-2000，用于高性能串行总线的标准。
本实例基于用于串行电缆总线的IEEE1394-1995标准和用于无线通信的ETIS BRAN Hiperlan 2方案。对于后者，参考在绪论：‘宽带无线接入网络(BRAN)；HIPERLAN Type 2；基于分组的会聚层；第三部分：IEEE1394特定服务会聚子层(SSCS)，2000年9月1.1.1版中所引用的文档。该文档介绍了在Hiperlan 2设备中的IEEE1394通信量的传送。
图1表示网络的实例，在该网络中IEEE1394设备1通过无线连路3与IEEE1394有线总线2连接。该无线连接由两台设备4和5形成，分别地将与有线总线2连接的设备标注为“WBox1”和将与1394设备1连接的设备标注为“WBox2”。典型地，可独立应用的设备1可以是消费电子设备例如电视接收器或者卫星或者电缆解码器。此外的两台设备6和7以已知的方式与总线连接。设备6，7和WBox1形成在其余的描述中将被称为“群集设备(cluster)”的东西。
图2说明在设备“WBox1”和“WBox2”中的协议栈。WBox1使用IEEE 1394协议栈即物理层、链路层和事务层与总线2通信。对于WBox2和设备1是一模一样的。最后，WBox1和WBox2使用在前面提到的ETSIBRAN IEEE 1394 SSCS文档中所定义的Hiperlan 2协议栈通信。
依据本发明的实施例，无线链路所形成的桥是‘透明的’，即网络以好像只存在所有的节点与其连接的单一总线的方式行动。
依赖于控制器、谈话者(即，同步流的源)和收听者(即，同步流的接收机或者宿)的位置，定义不同的场景在无线连路上和在每条总线上预留带宽。
例如，如果谈话者位于群集设备而收听者位于远程设备，将必须预留无线资源。
另一方面，如果谈话者和收听者在群集设备上，将不需要无线电通信(即无线)预留。
为了确定谈话者和接受者的位置，Wbox截取在从一条总线到另一条总线穿过无线电链路发送的关于插头控制寄存器(PCR)的锁定消息。Wbox同时检查在总线上节点的插头控制寄存器，以决定是建立还是断开在无线电链路之上的同步连接。
首先，控制器通过发布关于同步资源管理器的CHANNEL_AVAILABLE和BANDWIDTH_AVAILABLE寄存器的锁定请求来预留信道和带宽。这独立于控制器的位置和总线的IRM的位置。如果预留成功，控制器获取信道号。
要注意到由于桥对于IEEE 1394设备是透明的，只存在一个同时用于两条总线的IRM。
控制器采取的下一步骤是使用信道号和带宽为谈话者节点的输出插头控制寄存器(‘oPCR’)和收听者节点的输入插头控制寄存器(‘iPCR’)编程。
无线设备截取穿过无线电链路发送到设备的关于PCR的锁定请求消息(包括点对点连接的建立、重叠和断开)。无线设备不处理其它锁定消息，即，其它的锁定消息只是正在无线电链路之上向前传送。
当Wbox1接收到来自群集设备的锁定请求，它向远程设备1发送该请求。Wbox1需要知道是否需要在无线电上预留(或者释放)信道。
直到在无线链路的两边存在收听者或者谈话者，才在无线电上执行预留。
以下定义不同的场景：
如果谈话者和收听者在同一群集设备上，在无线电链路上不执行预留。
如果谈话者和收听者在不同的群集设备上，需要无线电链路预留。
以下，将首先描述在没有为连接分配信道的情况下(例如新连接没有覆盖存在的连接)Wbox的行为(部分1和2)。
同时注意在本实施例中，连接的控制器位置(即，通过发布合适的锁定请求创建连接的节点)确定哪一个无线单元(wireless box)将在链路上进行预留，如果需要这样的预留：进行预留的无线单元被连接到与控制器相同的总线。
1.控制器发送关于iPCR寄存器的锁定请求
1.1控制器是群集设备的节点
控制器发送关于位于远程总线的设备的iPCR的锁定请求。Wbox1截取该请求并通过Wbox2把该请求转发到远程设备。远程设备然后向控制器发送回锁定响应。为了检查预留成功与否，Wbox1同时截取该锁定响应。如果预留不成功，不预留无线信道。
如果在iPCR中的预留成功，采用以下的步骤：
当WBox1接收到来自远程设备的iPCR锁定请求并且Wbox2已传送该iPCR锁定请求时，通过针对与iPCR一起使用的信道号检查在oPCR寄存器中的信道号，Wbox1检查群集设备中的每台设备的oPCR，以确定是否存在该连接的谈话者。需要在oPCR中可得到的带宽信息，以在无线链路上预留信道。
如果发现谈话者，然后Wbox1在无线电上预留信道。如果在无线链路上没有足够的带宽，Wbox1 SSCS层预留已减少的带宽。用户最终将观察已恶化的连接并且结果将采取行动(例如他停止服务)。
如果没有发现谈话者，不进行无线链路预留。然而，Wbox1查看群集设备的每个节点的oPCR直到它发现该连接的谈话者。
图3示出了该处理。注意稍后将联系所谓的‘无线插头控制寄存器’(‘wPCR’)来描述在无线链路上传送锁定请求所使用的方法。
由于无线链路对于IEEE 1394设备是透明的，控制器绝对没有关于在无线链路上的预留成功与否的任何信息。这只能由用户来观察。
1.2控制器是远程设备
控制器位于远程控制设备中和它向位于群集设备中的节点发送锁定请求。Wbox2截取锁定并且该机制与以上一样。不同之处在于由于依据本实例在远程总线上只存在一个节点，Wbox2只必须查看远程设备的oPCR寄存器。
而且，如果Wbox2截取在与在群集设备上的收听者有关(即，***的信道号)的关于位于群集设备上的节点的oPCR的锁定请求，由于它当时知道收听者和谈话者都在群集设备上，它停止查看远程设备的oPCR寄存器。该确认也可以由Wbox1进行。无论控制器的位置在哪儿，同样可以应用该确认。
2.控制器发送关于oPCR寄存器的锁定请求
2.1控制器是群集设备的节点
控制器发送关于远程控制设备的oPCR的锁定请求。Wbox1截取锁定请求并且向远程设备转发该请求。它然后截取来自远程设备的锁定响应使得它知道在oPCR中预留已经成功与否。如果它还没有成功，在无线链路上不需要预留。
如果oPCR寄存器的锁定请求已成功，发生以下行为(见图4)：
Wbox1读取群集设备的每个节点的iPCR，以确定该连接的收听者是否存在。
如果发现收听者，需要在无线链路上预留信道并且由Wbox1执行在无线电链路上预留信道。
如果没有发现收听者，不需要无线链路预留。但是无线设备必须连续地检查Wbox1是否在群集设备上已经为该连接创建了收听者。如果它发现一个，需要在无线链路上预留。如先前所述，如果无线单元能够从它接收到的锁定请求推断谈话者和收听者在同一总线，它停止iPCR的监视。
2.2控制器是远程设备
机制与以上相同；Wbox2只必须查看远程设备。
3.无线预留的释放
通过分析用于在无线链路上存在预留的锁定请求，无线单元确定是否释放在谈话者和收听者之间的连接和该释放是否需要在无线链路上的资源的释放。
4.带宽修改
有时(例如周期性地)，为了检测带宽的任何修改，无线设备Wbox1(Wbox2分别地)读取涉及无线资源的连接的谈话者的寄存器。当Wbox1(Wbox2分别地)发现在群集设备上(远程总线分别地)的谈话者oPCR中已经修改了带宽，它通过适当地增加或者减少带宽而修改在无线链路上的带宽。
在Wbox发现谈话者不再激活的情况下(即，它的oPCR已经由控制器相应地修改并且它不再发送数据)，释放对应的无线信道。
总结该行为：
Wbox1查看在以下情况中的1394群集设备的节点。
当它截取关于远程设备的iPCR的锁定请求时，它需要知道哪一个节点是该连接的谈话者和为来自谈话者的流所分配的带宽是多少。一旦它已经在群集设备上发现谈话者，它在无线链路上预留信道。
当它接收到关于远程设备的oPCR的锁定请求，它需要知道在群集设备上是否存在至少一个该连接的收听者。
Wbox2向群集设备的所有节点发送读请求直到它发现它正在寻找的节点。例如，可以每秒发送读请求。在它的oPCR(iPCR分别地)中包括与初始锁定请求同样的信道值的节点是该连接的谈话者(收听者分别地)。
同样的行为对称地应用于Wbox2。
每个Wbox监视它的群集设备以确定是否要建立连接(进一步确定锁定请求截取)，或者是否要修改存在的连接。该查看限于群集设备并且不使用无线信道。
当需要时(谈话者和收听者与不同的总线连接)，在无线链路上预留信道。进行预留的Wbox知道该连接所需的带宽(它从oPCR寄存器读取该带宽)和连接的方向(依赖于谈话者的位置)。它然后在无线链路上预留信道。
现在将描述在广播连接的情况下无线设备的行为。节点可以自己决定是否使输入或者输出插头进入该状态，换句话说，可能发生没有对应的PCR锁定请求在网络上传播。
当Wbox2发现(通过PCR的***化的监控)远程设备的oPCR的广播连接计时器字段的值已经设置为一时，它通知Wbox1。这意味着存在如在IEC61883中所定义的到输出(输入分别地)插头的广播出(广播入分别地)连接。
Wbox1通过查看在群集设备上的所有节点的所有iPCR(oPCR分别地)然后查看在群集设备上广播入(广播出)连接是否存在于与在oPCR(iPCR分别地)中所指示的信道相同的信道上。如果它发现这样的连接，它在无线链路上预留信道。
当Wbox2发现远程设备的oPCR(iPCR分别地)的广播连接计数器字段的值已经设置为零时，它通知Wbox1。这意味着到输出(输入分别地)插头的广播出(广播入分别地)连接不再存在。
Wbox1然后释放在无线链路上的信道。
用于Wbox2的处理是对称的。
依据本实施例，在无线设备的HiperLan 2事务层中定义了被称为无线插头控制寄存器(‘wPCR’)的寄存器。使用该寄存器在Wbox1和Wbox2之间传送信息。
图5定义该寄存器的内容。
除了指示数据流方向的字段替代了oPCR的‘保留’字段之外，这些字段与在IEC 61883文档中所定义的oPCR寄存器中的字段一样。当然可以使用另一实现，但是优先使用接近于IEC 61883所定义的PCR格式的这个实现方式。
如先前所定义的，当Wbox1截取在oPCR中的锁定请求时，它发送关于Wbox2的wPCR的锁定请求。方向字段设置为0，指示锁定请求涉及oPCR寄存器。如果需要在无线链路上预留信道，流会从Wbox2到Wbox1。然后担当控制器的Wbox2的应用程序能够发送关于远程设备的oPCR和关于Wbox 2的IEEE 1394事务层的iPCR的锁定请求。
如先前所描述的，当Wbox1截取关于iPCR锁定请求时，它发送关于Wbox2的锁定请求。方向字段设置为0，表示该锁定请求涉及iPCR寄存器。如果需要在无线链路上预留信道，数据会从Wbox1流向Wbox2。然后Wbox2的应用程序能够发送关于远程设备的iPCR的锁定请求，以初始化该连接。
一旦已经发现谈话者在群集设备上，Wbox2接收来自Wbox1的关于wPCR的写请求。然后Wbox2的应用程序能够发送关于Wbox2的IEEE1394事务层的oPCR的锁定请求，以在远程总线上设置连接的干线。
为Wbox1以相似的方式定义wPCR寄存器。
应该注意到虽然本涉及在总线之间的无线链路，本发明的原理能够应用于其它类型的链路，特别是有线链路。

Claims (11)

1.一种在第一总线和第二总线之间的链路上用于预留同步资源的方法，所述的链路包括与第一总线连接的第一接口设备和与第二总线连接的第二接口设备，所述的链路对于所有与总线连接的设备是透明的，所述的方法在接口设备级包括以下步骤：
截取由与总线连接的设备发送的连接建立消息；
检查已经截取建立消息的连接的源设备和宿设备是否在不同的总线上；和
肯定的话，在链路上预留用于连接的资源。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于连接建立消息是与总线连接的设备的插头控制器的锁定请求；
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于如果特定的接口设备从在特定的接口设备的本地总线上的连接控制器接收到涉及在远程总线上的设备的插头控制寄存器的锁定请求，则由该特定的设备执行确定步骤。
4.根据权利要求2或者3之一所述的方法，其特征在于确定步骤包括，随着由特定的接口设备接收关于输入插头控制寄存器、分别地输出插头控制寄存器的锁定请求，监视在特定的接口设备的本地总线上的输出插头控制寄存器、分别地输入插头控制器以确定包含等于在锁定请求中所指示的信道号相等的信道号的插头控制寄存器的存在。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于周期性地执行插头控制寄存器的监视。
6.根据权利要求4或者5之一所述的方法，其特征在于在它发现连接的源设备和宿设备在同一总线上的情况下，接口设备停止控制插头控制寄存器的监视。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，通过截取关于具有与初始锁定请求相同的信道号并被指定给与初始锁定请求相同的总线上的设备的插头控制寄存器的锁定请求，来发现连接的源设备和宿设备在同一总线上的事实。
8.根据权利要求2到7中的一个所述的方法，其特征在于，依据接口设备并且对于穿过由该接口设备预留的链路的存在的连接，该方法还包括以下步骤：
通过监视对应于存在的连接的输入插头控制寄存器来发现该连接所需要的带宽的变化；
为该存在的连接修改在链路上的资源预留，作为在输出插头控制寄存器的带宽变化的函数。
9.根据权利要求1到7中的一个所述的方法，其特征在于还包括由其它接口设备在每个接口设备中提供用于写访问的特殊寄存器的步骤，其中每个接口设备向同等设备的特殊寄存器写入由总线上的锁定请求所指示的流的方向，和其中向寄存器的写触发了在包括特殊寄存器的接口设备的本地总线上传送对应的锁定请求。
10.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于链路是无线链路。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于无线链路是Hiperlan 2网络。
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