专利名称：通信系统与设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种包括通过总线互连的多个设备的通信系统，所述总线能够处理同步和异步传输，在此，所述多个设备中的第一设备被安排来响应于所述多个设备中的第二设备发送对于状态信息地请求到第一设备而把所述状态信息直接发送给所述第二设备。
本发明还涉及一种使用在这样一种通信系统中的设备。
来自用户电子设备(CE)产业和来自个人计算机(PC)产业中的设备越来越多一起被连接到本地网络中。此类本地网络通常能够传送同步(实时)与异步(非实时)信息。通常，诸如音频与视频流之类的内容被同步发射，而控制信息通常被异步发射。IEEE 1394规范及其附件和扩展提供了这种本地网络中的总线的标准。
在IEEE 1394总线上的设备所有的都是对等的节点，以诸如星形、树、链形或其组合之类的拓扑结构的形式而被排列----虽然该拓扑结构将不会包含环。可在系统操作的同时从总线中增加以及去掉设备。虽然一个设备操作为循环管理器而其他的可以任意地操作为总线管理器或者同步资源管理器，但是，不需要设备来承担该总线的整个主控制器的角色。所有的操作以分布式的对等方式而被执行。这种结构很适合于音频与视频系统，因为这些设备传统地以对等的形式被连接。
在本地网络中的设备至少提供异步通信。大多数的设备还支持同步通信，因为它们旨在供应当实时被发射的音频和/或视频信息流使用。网络总线上的带宽的一部分被留给异步传输。这防止通常要求大量带宽的同步传输占用总线上的所有带宽并从而阻止控制信息等等被发送。
对于同步传输，IEEE 1394支持直到64个独立的同步″信道″，其每一个可以包含无限数目的逻辑音频或视频信道，这由可用带宽来限制。在多媒体系统中，例如，一个同步信道可以传送环绕声音频信号和一个未压缩的数字视频信号。一般来说，为了同步地发射信息，一个设备联系同步资源管理器并请求一个信道和某一数量的带宽。同步资源管理器确定这是否有可能，并且如果是，那么分配信道以便该设备可以使用之。当该设备已经完成发射时，该同步资源管理器重新分配信道以使保留给它的带宽再一次变成可用。
利用一个信道标识符以一种无连接的形式把IEEE 1394同步传输广播到总线上。任何有同步能力的设备能够从任意同步信道中读取，并且如果它预先知道哪些信息流在哪些同步信道上被发射，则直接在总线上调入到任何期望的流。
诸如有关总线的可用带宽、资源容量或者网络拓扑图之类的状态信息通常被储存在一个设备上。需要此消息的其它设备直接地使用异步消息来联系这个设备，并且以同一形式把应答提供给它们。因此，如果许多设备需要同一状态信息，则许多异步消息被发送。由具有该状态信息的设备发送的响应完全一样，然而需要多个消息，这是因为它们必须被发给不同的设备。这是带宽的浪费。另外，使用它的公正间隔来发射这些浪费的异步消息的一个设备不能够再使用它用于更紧急或更重要的目的。
本发明的一个目的是提供一种如序文所述的通信系统，其有效地使用可用带宽并且防止不必要消息的发送。
此目的根据本发明被实现在一个通信系统中，此通信系统其特征在于该通信系统包括一个状态管理器，状态管理器具有状态广播装置，用于在异步传输中定期地在总线上广播状态信息。该状态管理器负责在总线上广播状态信息。此信息可以从其他设备中例如通过从那些设备中到该状态管理器的异步传输被获得，或者从状态管理器本身可以访问的源中被获得。例如，如果总线管理器是状态管理器，则它具有对拓扑结构图的直接访问，并且能够随时广播此信息。同步资源管理器具有对带宽-以及信道-相关的信息的直接访问并且可以不论何时它改变时都可广播此状态信息，因此所有设备知道何时可用带宽已经改变、何时信道被分配或者被重新分配等等。通过广播该状态信息，状态管理器防止浪费多次异步传输以便分配一条状态信息。另外，设备现在不需要发送异步消息以便获悉以这种形式被广播的信息，并且因此现在可以改为发送其他异步消息。在一个重负载的网络中，此使得传输更快。
因为这样或那样的原因而无法读取状态管理器中来自异步传输中的状态信息的那些设备仍然可以通过直接地发送所述状态信息的请求给具有该信息的设备。此设备然后将通过直接发送该状态信息来响应。因此，该解决方案适合这样的设备。
在一个实施例中，在异步传输中的状态信息包括对预先广播的状态信息的一个更新。因为该更新只需要包含自从上一次广播的异步传输以来已经改变的那些条状态信息，所以具有该更新的发射将是较小的，从而节省带宽。更新的广播能够可选地用具有完整状态信息的广播来补充以便虑及所有的状态信息的一个″刷新″。具有完整状态信息的此广播还可以定期地(优选地，以更新被广播的周期倍数的一个周期)被执行。
在另一个实施例中，异步传输包括一个循环开始分组(CycleStart packet)。通过把状态信息嵌入用于其它目的而已经被发射的一个或多个异步传输中，可以获得带宽的更大节省。因为循环开始分组已经被定期地发射，大约每125μs，并且已经被广播给总线上的所有设备，所以它是用于定期地广播状态信息的一个非常适当的候选者。
在另一个实施例中，状态管理器还具有状态接收装置，用于接收来自所述多个异步耦合到状态广播装置中的一个设备中的状态信息，所述状态广播装置在一个异步传输中用于在总线上广播接收的状态信息。此实施例的一个优点是状态管理器现在担任总线上其他设备的一个中心分配点，所以这些设备只需要一次发送它们的状态信息给该状态管理器而不是多次给多个设备。
在另外一个实施例中，所述多个设备中的一个设备具有状态读取装置，用于接收来自异步传输中的被广播的状态信息。这包括收听异步传输以及解码并处理此数据以便获得状态信息。因为大多数的(如果不是所有的)设备将具有用于接收和处理异步传输的装置，给它们装备状态读取装置实现起来将是既便宜又简单。
在另一个实施例中，状态信息包括有关通信系统的网络拓扑的信息。此实施例的一个优点是现在可以自动地通知设备关于这种拓扑结构中的改变，而不论何时它们需要此信息都不再需要联系总线管理器。
在另一个实施例中，状态信息包括有关总线上可用同步信道的信息。此实施例的一个优点是设备现在可以轻易地确定哪些信道(如果有的话)可用于同步传输。它们然后能够立即发布一个要求以便保留这样一个信道。通常，希望获得一个同步信道的一个设备必须首先发送一则异步消息给同步资源管理器以便获得可用带宽，然后发送第二消息以便请求一个信道以及从嵌入在第一响应中的信息中所计算出的某一数量的带宽。在按照本发明的通信系统中，如果广播的信息证明一个信道可用则通过只发送一个请求可以节省带宽。
在另一个实施例中，状态信息包括有关总线上可用带宽的信息。通常，希望获得一个同步信道的一个设备必须首先发送一则异步消息给同步资源管理器以便获得可用带宽，然后发送第二消息以便请求一个信道以及从嵌入在第一响应中的信息中所计算出的某一数量的带宽。广播可用带宽具有这样的优点即，设备可以获得信息而不用必须发送一个查询给同步资源管理器并确定是否有足够的带宽满足它的要求。这使得获得同步信道的过程更有效。
在另一个实施例中，状态信息包括有关通信系统中移动设备和基站设备之间的连结的电平强度的信息。此实施例的一个优点是这个信息现在可以被能够起作用作为移动设备的基站的其它设备有效地共享。这允许它们彼此联系固定而无须彼此发送许多异步消息，并且使它们能够确定哪一基站是最适合于通过移动设备传送控制到其上。
本发明的再一个目的是提供一种使用在根据本发明的通信系统中的设备，其特征在于状态广播装置，用于定期地在总线上在异步传输中广播状态信息。
本发明的再一个目的是提供一种使用在根据本发明的通信系统中的设备，其特征在于状态读取装置，用于接收来自异步传输的广播的状态信息。
从附图中所示出的实施例及其描述中，本发明的这些及其它方面将是显而易见的，附图中
图1示意性地示出了包括通过一条总线互连的多个设备的一个第一通信系统；
图2示意性地示出了数据发射的一部分；
图3示出了一个同步数据分组的格式；
图4示出了一个异步数据分组的格式；
图5示意性地示出了包括通过一条总线互连的多个设备的一个第二通信系统；和
图6示意性地示出了异步传输的一个实施例。
在各个图中，相同的参考数字指示类似的或相应的特征。表示在附图中的一些特征通常是以软件来实现，并同样地表示软件实体，例如软件模块或对象之类的。
图1通过示例示意性地示出了一个通信系统100，包括一个摄像机101，一个电视机102，一个DVD播放器103，一个机顶盒104，一个VCR 105和一台个人计算机106。设备101-106通过一个IEEE1394总线相互连接，虽然也可以使用IEEE 1394a或类似的总线。对于一个点对点信令环境，总线以一种分布式的对等方式来操作。总线上的设备101-106在它们上面具有一个或多个端口110-127，其可以扮演一个中继器，重发由设备上的其他端口所接收的任何分组。摄像机101和机顶盒104通过各自的端口110和119互连。机顶盒104和VCR 105通过各自的端口121和122互连，等等。IEEE 1394标准规定两个设备在它们之间不应拥有16个以上的电缆中继段。一个总线可以连接多达63个的设备，并且多达1023条的总线可以被互连。这样，能够创建出具有最多64,449个设备的一个非常大的网络。每个节点可以具有可通过总线访问的高达256兆兆字节的存储器。
因为总线以一种对等的形式操作，所以不需要中央总线控制器。可是，通常存在执行一个特定功能的一个或多个设备。这些设备是循环管理器、总线管理器以及同步资源管理器。
循环管理器为网络上的设备101-106保持共同的时钟基准。它每125μs发射一个循环启动分组。这个分组包含循环管理器的本地时钟的数值，并且这个数值被接收设备使用来同步它们的本地时钟。在总线上总是有一个担任循环管理器的设备。
总线管理器执行诸如功率管理之类的总线最优化，并且保持诸如网络拓扑的图以及总线上的设备101-106的速度列表之类的信息。这个信息能被设备使用来选择最佳通信速度和路由。
同步资源管理器管理同步信道的分配和重新分配。想要通过一个同步信道发射数据的设备101-106必须利用对于一个信道和某一数量带宽的一个请求来联系同步资源管理器。同步资源管理器然后将分配一个信道编号(0到63)和某一数量带宽给设备101-106。如果没有带宽或信道可以被分配，则期望设备101-106在随后一个时间重复它的请求。当设备101-106已经完成它的同步数据发射时，它再一次联系同步资源管理器以便它能够重新分配该信道。当总线被复原时，使用一个同步信道的设备101-106能够重新请求它，因此它们能够在那个信道上继续它们的发射。
可能在系统100操作的同时从总线中增加以及去掉设备101-106。如果设备101-106被加到总线上，一个总线复原自动地发生。还可以通过软件启动一次复原。在一次复原之后，设备101-106配置它们自己，以叶节点开始然后是分支节点。配置包括总线复原、树识别以及自我识别(self identification)。
当设备101-106接收一个复原信号时，它把这个信号传递向它所连接的所有其它设备。设备101-106然后保持空闲一段时间以便允许复原信号传播给总线上的所有设备。复原信号还要删除呈现在设备上有关总线拓扑结构的信息。
接下来，树识别被执行，其定义网络拓扑为设备的树，该设备树具有其它节点连接到其上的一个根节点。如果一个节点被连接到另外一个节点并且比另外那个节点更接近根节点，则它被称作一个父节点。那么所述另外一个节点被称为该父节点的子节点。注意这是一种逻辑拓扑结构，它可能与网络的物理拓扑是不同的。
网络拓扑如下被确定。在图1中为设备101、102、103的叶节点在它们各自的端口110、114、118上呈现一个源通知信号。在图1中为设备104、105、106的各个分支节点，在它们各自的端口119、123、127上看到这个源通知信号，把一个子通知信号呈现给这些端口119、123、127并把它们标记为被连接到一个子节点。叶节点101、102、103然后将从它们各自的端口110、114、118中去掉它们的源通知信号。
机顶盒104和个人计算机106然后在它们各自的端口121和125上呈现一个源通知信号，它不被标记为被连接到一个子节点。VCR 105在它的未标记的端口122、124上接收这些源通知信号，把一个子通知信号呈现给这些端口122、124并把它们标记为被连接到一个子节点。由于VCR 105现在已经把它的所有端口标记为被连接到子节点，所以VCR 105变成根节点。
例如当所有分支节点具有同等数量的无标记端口然后同时呈现源通知信号时时，可能在关于哪个设备应变成根节点的过程中会出现一个冲突。为了避免之，一个随机延时定时器可用来允许一个设备变成根节点。一个设备还可以通过迟延它在信号处理中的响应来迫使它自己变成根节点。例如，如果个人计算机106延迟它的源通知信号，则VCR 105最后将在它的端口124上呈现一个源通知信号。个人计算机106然后将在它的端口125上呈现一个子通知信号并然后将把它所有的端口标记为被连接到子节点，因此它然后将变成根节点。
在逻辑树状拓扑已经被定义之后，设备101-106执行一个自我识别。这包括分配物理ID给每个设备101-106，在邻点之间交换传输速度容量，并且把树状拓扑分配给所有设备101-106。自我识别在根节点(VCR 105)发送一个信号给一个设备所连接的最低编号的端口122的时候开始。机顶盒104接收之并把它传播给它的最低编号的端口119。摄像机101在端口110上接收信号，但是无法进一步传播之。它然后分配它自己的物理ID0并把一个同一ID的分组发射回到机顶盒104。同一ID的分组至少包含产生它的那个设备的物理ID，并且还可以包含其它信息，比如这个设备的传输速度容量。机顶盒104把这个同一ID的分组重发给它的具有设备附加到其上的所有端口119-121。最后，同一ID的分组到达根节点，其继续把同一ID的分组向下发射给在它的较高编号的端口123、124上的所有设备。这样以来，所有连接的设备收到来自摄像机101中的同一ID的分组。在接收到这个分组时，所有其它设备102-106增加它们的同一ID的计数器，对于所有设备，计数器最初为零。摄像机101然后发出一个同一ID的已完成指示给机顶盒104，因为它已经完成该同一ID的处理。因为机顶盒104没有完成它自己的同一ID的处理，所以它不把这个指示重发给根节点。
根节点现在发送另外一个信号给最低编号的端口，从该端口中没有同一ID的已完成指示被接收，其是端口122。机顶盒104没有不具有已分配物理ID的另外连接的设备，因此，它分配它自己的物理ID1并且按照在前一段落中描述的方式把这个分组发射给其它设备101、102、103、105、106。机顶盒104然后发射一个同一ID的已完成通知给根节点，在这之后根节点重复端口123的处理因为这是从中没有同一ID的已完成指示被接收的最低编号的端口。在设备104已经被分配一个物理ID之后，对于端口124与设备103以及106，该处理被重复。使用这个自我识别过程，所有的设备101-106将分配给它们自己唯一的物理ID，并且根节点将总是具有最高的物理ID。当该过程有被完成时，摄像机101将具有物理ID0，机顶盒104将具有物理ID1，电视机102将具有物理ID2，DVD播放器103将具有物理ID3，个人计算机106将具有物理ID4，并且VCR 105将具有物理ID5。
在初始化完成之前，一个或多个设备必须被分配循环管理器的任务，并且总线管理器以及同步资源管理器也可以被选择。根节点必须是循环管理器。如果总线被复原并且无法操作为循环管理器的一个设备变成根节点，则总线被再一次复原并且能够操作为循环管理器的一个设备将变成根节点。总线管理器负责确定已经变成根节点的该设备是否能够操作为一个循环管理器。如果确定不是这样，则总线管理器强迫一个复原以使可以操作为循环管理器的另外一个设备被选择为根节点。总线管理器被设备选择。
设备能够在它们同一ID的分组中指示它们希望成为同步资源管理器。当自我识别处理完成时，从这些设备中选择具有最高物理ID的一个作为同步资源管理器。
图2示意性地示出了数据发射的一部分。IEEE 1394提供两种传输模式。异步传输是一种非实时方式，考虑到可确保的传送，对于每个被发射的分组具有确认。这主要是用于发射诸如控制数据之类的数据，在此，定时不是非常重要。使用一个公正间隔可确保用于发射异步数据的对总线的访问。在每个公正间隔中，一个设备能够启动一个异步总线访问。一般说来，至少20％的总线带宽留给异步传送。使用异步传输，设备例如能够查询另外一个设备的某些种类的功能，比如它是否能够处理某些类型的数据，或者它是否能够通过异步地发送命令给它来控制其它设备。
同步传输是实时的，具有一个可预测的延迟并且具有保留给它们的一个预确定数量的带宽。通常，诸如音频与视频流之类的时间关键的数据被同步发射。IEEE 1394支持高达64个独立的同步信道，其每一个可以包含无限数目的逻辑音频或视频信道，这由可用带宽所限制。在多媒体系统中，例如，一个同步信道可以传送环绕声音频信号和一个未压缩的数字视频信号。
同步传输发生在所谓的同步循环时间分段中，其通常为最多100μs。一个循环在循环管理器通过总线异步地发射循环开始(CS)分组时开始。设备101-106希望在一个同步信道上发射数据然后把在树状拓扑中对它们母节点的总线访问的请求发信号。此请求被传递给根节点。根节点然后允许希望发射数据的一个设备的对总线的访问。这通常最靠近根节点的设备，因为它花费最少时间用于它的信号达到根节点。
作为一个示例，假定摄像机101，电视机102，DVD播放器103，机顶盒104和个人计算机106全部都希望在各自的同步信道上发射数据。它们全部都已经预先获得一个信道编号和某一数量的带宽。它们发射它们的数据分组的顺序取决于各自的请求到达根节点所花费的时间。假定来自电视机102的请求首先到达。那么它被允许访问并发射同步数据分组200。机顶盒104是下一个，并发射同步数据分组201。这个分组201后面跟着同步数据分组202，由个人计算机106发送。最后，摄像机101和DVD播放器103发射同步数据分组203和204。总线可以在发射数据分组200-204之间为空闲。
一旦设备101-106已经使用它的访问来在一个分配信道中发射它的数据分组，则它可以不再在那个信道的那个同步循环期间请求总线访问。这给其他设备101-106一个机会访问总线。如果一个设备101-106想要在多个同步信道上发射数据，则它必须对于每个信道发布分开的请求，并且它们将独立地被允许。
在最后一个设备101-106已经在一个同步信道上发射它的数据之后，总线变成空闲。在空闲时间期间，设备101-106被允许访问总线以便发射异步数据分组205、206，在此，按照与同步数据发射200-204相同的形式来确定访问的顺序。为了保证所有的设备101-106一个均等的访问机会，这个空闲时间被分成所谓的公正间隔。在一个公正间隔期间，一个设备101-106只可以发射一个异步数据分组205、206。一旦希望访问的所有设备101-106获得它们的机会，并且总线随后对于一个仲裁复原间隙的长度成为空闲，则一个新的公正间隔开始，并且设备能够发射另外的异步数据分组。
异步数据分组的发射花费比一个循环中可用时间更多的时间是可能的。这意味着开始后续循环的CS分组将被延迟。可用于后续循环中的异步数据传输的时间然后将被降低以便补偿该延迟。
图3示出了一个同步数据分组的结构。IEEE 1394标准规定同步数据如何从一个设备被发射到另外一个，但是未为特定类型的数据规定格式，例如音频或视频数据。用户电子音频/视频设备的数字接口的IEC 61883标准是规定同步数据分组格式的一个标准。这个格式也就是通常也称作公共同步分组(CIP)格式。
每个分组包括一个32比特的报头300，后面跟着多个有效载荷数据字块301。有效载荷301的格式取决于报头300中的信息，并且它事实上可以是任何内容。报头300中的字段被定义如下
第一报头字的开头两个比特总是为″00″，而第二报头字的开头两个比特总是为″01″。
图4示出了一个异步数据分组的格式。每个分组包括一个报头400，其后面可选地跟着多个有效载荷数据块401。该数据块(如果存在)后面跟着一个数据循环冗余计数字块D_CRC以便保证数据完整性。报头400中的字段被定义如下
循环开始分组CS是一种特殊类型的异步分组，没有数据部分401。它是主要的异步分组之一。循环开始分组中的报头400中的字段的数值被定义如下(值是以十六进制符号)
图5通过示例示意性地示出了一个通信系统500，包括摄像机101，电视机102，DVD播放器103，机顶盒104，VCR 105和个人计算机106。设备101-106通过一个IEEE 1394总线相互连接，虽然也可以使用IEEE 1394a、1394a-2000或类似的总线。在这个通信系统500中，使用参考附图1在上面描述的程序，VCR 105被选择作为根节点。虽然另外的设备也可以担任同步资源管理器，但是VCR 105还要作为循环管理器以及作为同步资源管理器。个人计算机106被选择作为总线管理器。
根据本发明，通信系统500也包括一个状态管理器，其通过定期在总线上在异步传输中广播状态信息来负责用于分配状态信息给设备101-106。设备101-106之一被选择作为一个状态管理器。依靠将被分布的状态信息的类型，几种选择可用。如果状态信息与总线有关，例如可用带宽或信道分配，如果拓扑结构信息要被分配，那么同步资源管理器是一个不错的选择。保持网络拓扑图的总线管理器还可以操作作为状态管理器。可是，一般来说，任何设备都能够操作作为状态管理器----假设它具有必要的装置。如果一个以上的设备能够操作为状态管理器，则一个类似于选择同步资源管理器或者总线管理器的机制的选择机制可以被使用。
在通信系统500中，VCR 105操作为状态管理器。状态管理器105具有一个状态广播模块502，用于产生并发射其中状态信息被嵌入的异步传输。状态广播模块502因此定期地执行，例如大约每125μs一次。使用一个广播确保一个异步传输将被总线上的所有设备接收。为了执行此，广播状态信息所需要的异步分组的目的地地址将被设置为适当的广播地址。在IEEE 1394网络中，广播地址是FFFF十六进制。
通过定期地广播状态信息，总线上的其它设备将总是具有此信息的最新版本而无须使用一个异步传输来请求它，所以现在带宽被节省。如果异步传输中的状态信息包括先前广播的状态信息的一个更新，则可以节省进一步的带宽。因为该更新只需要包含自从上一次广播的异步传输以来已经改变的那些状态信息，所以具有该更新的发射将是较小的，从而节省带宽。更新的广播能够可选地用具有完整状态信息的广播来补充以便虑及所有的状态信息的一个″刷新″。具有完整状态信息的此广播还可以定期地(优选地，以更新被广播的周期倍数的一个周期)被执行。
电视机102，DVD播放器103，机顶盒104和个人计算机106包括各自的状态读取装置511、512、513、514，用于接收来自异步传输中的广播状态信息。这包括收听异步传输以及解码并处理此数据以便获得状态信息。
状态信息可以直接地被用于状态管理器。例如，如果总线管理器是状态管理器，则它可以直接访问有关总线网络拓扑的信息，并且因此能够把此信息嵌入在异步传输中。同步资源管理器具有对带宽-以及信道-相关的信息的直接访问并且可以不论何时它改变时都可广播此状态信息，因此所有设备知道何时可用带宽已经改变、何时信道被分配或者被重新分配等等。为了通过一个同步信道发射数据，设备101-106必须首先在同步资源管理器105处保留一个信道和某一数量的带宽。定期地广播可用带宽具有这样的优点即，设备可以从这里获得信息并确定是否有足够的带宽满足它的要求。如果是，那么它发送到同步资源管理器105的一个请求并且获取分配的一个信道。通常，一个设备必须首先发送一个异步消息给同步资源管理器105以便获得可用带宽，然后发送第二消息以便请求一个信道和某一数量的带宽。
其它类型的状态信息可以出自其它设备中。正常地，设备101-106(其需要使用另外一个设备101-106中的某些功能)必须使用异步消息来发现其它设备101-106是否支持那个功能。这被称作设备发现处理。例如，如果摄像机101想要使用电视机104来显示一个记录的电影，则它必须首先查询电视机104以便找出这是否是可能的。然而，具有状态读取模块511-514的一个设备能够简单地从定期被广播的异步传输中读取此信息。
通信系统500中的设备101-106能够(并且最好是)根据家庭音频/视频互用性(HAVi)规范来操作。HAVi是为了互用性目的同意规定一个公共软件层的不同CE供应商的一个协会。有关设备容量的信息能因此通过查询一个登记而被获得。这包括联系需要有关它性能的信息的设备。可是，在通信系统500中，在登记中的这个信息可以由状态管理器105异步地被广播。对于使用具有登记的其他互用性标准的通信系统，同一技术可用来节省带宽。在图5中，DVD播放器103和个人计算机106包括状态发送模块515、516，用于异步地发送状态信息给状态管理器105。状态管理器105具有一个状态接收模块503，其异步地接收此状态信息。状态接收模块503被耦合到状态广播模块502。在接收状态信息并且可能的某些类型的处理、更新或格式化之后，状态广播模块502然后可以在下一个异步传输中在总线上广播接收的状态信息。
状态信息可以是有关在移动设备520(例如手持遥控单元或无线电话手机)和个人计算机106(担任移动设备520的基站)之间连结的电平强度的信息。在基站106和移动设备520之间的连接通常是无线的，例如使用DECT技术、802.11、HIPERLAN或者红外通信。连结的电平例如是由个人计算机106收到的来自移动设备520中的信号强度。个人计算机106然后使用它的状态发送模块516来发送这个状态信息给状态管理器，其然后能够在下一个异步传输中广播它。
对于一个移动设备，在网络中可以有一个以上的基站，例如，无线电话的一个接收机可以位于每个房间中。在这种情况下，可能发生另外一个基站变得更适合于控制该移动设备520。基站可以为第一标准测量它们与移动设备520的连接质量。如果另外一个基站具有比当前控制它的基站更好的质量连接，则应该把控制转移到另外那个基站。可替代地，当前控制基站可以测量它自己的连接并当质量下降到某水平时把控制转移给另外一个基站。
另外一个标准是有关基站上的资源有效性的级别。如果基站106变得太忙，则它把在移动设备520上的控制传送给另外一个设备以便保证用户在与该移动设备520进行交互作用时得到一个更好的性能。在由与本申请相同的申请人的欧洲专利申请00201212.8(PHNL000193)中描述了用于传送从一个基站到另外一个基站的在移动设备上的控制的一种程序。
移动设备520到基站106的连结电平强度可以被状态管理器105广播。其他基站可以接收此信息并获悉当前强度。它们使用同一程序来报告它们自己的信号强度。使用此信息，基站能够协商在它们之间哪一基站最适合在移动设备520上传送控制到其上。
对于通信系统500不严格地只需要精确地具有担任状态管理器的一个设备。每个设备可以广播一个具有状态信息的异步传输，并且所有其他设备可以接收并处理此传输，假设某些公共的标准被用来识别此类传输。然而，当多个设备定期地广播它们自己的状态信息时，那么可以被嵌入一个传输中的信息现在被嵌入多个传输中，每个设备一个。这没有把一个设备操作为收集并广播信息的一个状态管理器那样有效率。
在优选实施例中，循环开始(CS)分组可以被用来保存状态信息。由于循环开始分组已经被定期地(大约每125μs)发射，并且已经被广播到总线上的所有设备，所以它是用于定期地广播状态信息的一个非常适当的候选者。
根据该标准，如果事务码(TC)字段被设置为数值′8′并且H_CRC字段包含分组报头的一个有效的CRC，则一个循环开始分组将被识别。这隐含着该循环开始分组中的其他字段可以被再次使用，这使得可使用它们用于广播状态信息。使用该循环开始分组，至少可能把信息嵌入在总线上的可用同步信道上，以及总线上的可用带宽上。由于这些信息被登记在同步资源管理器处，并且循环开始分组将被循环管理器发射，所以同步资源管理器和循环管理器最好是同一个唯一设备。
当前可用带宽被包含在同步资源管理器的BANDWIDTH_AVAILABLE寄存器的13比特的bw_remaining字段中。此带宽量用称为带宽分配单位的时间单位来表示，在此，一个单位表示以1.6Gbit/s发送一个Quadlet(32比特)的数据的时间，大约为20纳秒。理论上，对于一个125μs同步循环，此寄存器的最大可能值为6144个带宽分配单位。可是，由于不允许同步业务占用每一同步循环的100μs以上，所以实际的最大值是4915个带宽分配单位。这个数值被编码在一个13比特字中作为总线的初始带宽，这个字必须被包括在循环开始分组中。
同步资源管理器提供CHANNELS_VAILABLE寄存器。通过使用这个寄存器的两个字段，即channels_available_hi和channels_available_lo，则可以进行从0到63的信道号码的保留和释放。每个字段的大小是一个Quadlet。根据该标准，分配在寄存器的channels_available_hi字段中的比特将起始于比特零，即，在信道编号零中，并且另外的信道编号将以最大达比特31(即，信道编号31)的一种比特编号单调递增序列而被表示。类似地，在channels_available_lo字段中的比特将起始于比特零，即，信道编号32，并且另外的信道编号将以最大达比特31(即，信道编号63)的一种比特编号单调递增序列而被表示。在两个字段内的比特表示哪一信道编号被接收或释放。对于每个比特，零值表示此信道被保留而值一是指该信道为空闲。为了指示64个信道的状态是被保留或是可用，则循环开始分组必须包括两个四字节(quadlet)的发射。
因此，要被发射的整个信息量最多为77个比特13比特来编码可用带宽而64比特来编码信道状态信息。图6示出了此信息如何能够被嵌入在一个循环开始分组中。在这个分组中，报头600中的字段的数值要被如下解释
在总线复原之后，正如参考图4所描述的，就像正常操作中一样，循环管理器将发送一个正常循环开始分组。这个分组用来把循环管理器的ID广播给其它设备。这个ID将保持相同直到下一个总线复原。在连续的循环中，正如参考图6所描述的，循环管理器将发送循环开始分组即这样循环开始分组包含状态信息。通过把TL字段的最高有效位设置为1(正如图6中报头字段′i′所指示的)来识别此循环开始分组。DST_ID和D_SPCFC字段没有被修改，因为某些实施可能需要使用这些数值来识别一个广播分组并且升级在每个循环能够同步传输的设备的本地循环时间寄存器。
TL字段的剩余比特以及RT和PF字段的比特一起形成11比特，其被用来编码一个压缩版本的剩余可用带宽。这被嵌入在图6中的Q_BW字段。为了压缩并解压该可用带宽，可以并且最好使用下列公式
和
在这个公式中，X是来自同步资源管理器中可用的bw_remaining字段的13比特数值。Y是在图6的循环开始分组中广播的11比特数值，并且Z是被接收这个分组的设备所解码的13比特数值，通过使用这些表示，X和Z之间的最大偏差将是两个时间单位。处于S400速度它等于128Kbit/s，并且处于较低的速度则甚至更小。考虑到典型的带宽保留是在大约几十Mbit/s，此偏差是相当可忍受的。
一个循环开始分组的SRC_ID和D_OFFSFT字段有恒值，它们已被总线上的所有设备所知。它们在这里被使用来存储需要嵌入channels_available_hi和channels_available_lo字段的两个四字节(quadlet)。
权利要求
1.一种包括通过一条总线互连的多个设备(101-106)的通信系统(500)，所述总线能够处理同步和异步传输，在此，所述多个设备中的第一设备被安排来响应于所述多个设备中的第二设备发送对于所述状态信息的请求给所述第一设备而把状态信息直接发送给第二设备，其特征在于所述通信系统(500)包括一个具有状态广播装置(502)的状态管理器(105)，所述状态广播装置(502)用于在异步传输中在总线上定期广播状态信息。
2.如权利要求1所述的通信系统(500)，其特征在于异步传输中的所述状态信息包括对先前广播的状态信息的一个更新。
3.如权利要求1所述的通信系统(500)，其特征在于所述异步传输包括一个循环开始分组(600)。
4.如权利要求1所述的通信系统(500)，其特征在于所述状态管理器(105)还具有状态接收装置(503)，用于异步地接收来自所述多个设备中的一个设备(103，106)的状态信息，所述多个设备耦合到用于在异步传输中在总线上广播所接收的状态信息的状态广播装置(502)。
5.如权利要求1所述的通信系统(500)，其特征在于所述多个设备中的一个设备(102，103，104，106)具有状态读取装置(511-514)，用于接收来自异步传输的广播的状态信息。
6.如权利要求1所述的通信系统(500)，其特征在于所述状态信息包括有关通信系统(500)的网络拓扑的信息。
7.如权利要求1所述的通信系统(500)，其特征在于所述状态信息包括有关总线上的可用同步信道的信息。
8.如权利要求1所述的通信系统(500)，其特征在于所述状态信息包括有关总线上的可用带宽的信息。
9.如权利要求1所述的通信系统(500)，其特征在于所述状态信息包括有关在通信系统(500)中的移动设备(520)和基站设备(106)之间的连结的电平强度的信息。
10.一种用于使用作为如权利要求1所述的通信系统(500)中的状态管理器的设备(105)，其特征在于用于在异步传输中在总线上定期广播状态信息的状态广播装置(502)。
11.一种用于使用在如权利要求1所述的通信系统(500)中的设备(102，103，104，106)，其特征在于用于接收来自异步传输中广播的状态信息的状态读取装置(511-514)。
全文摘要
一种通信系统(500)，包括通过一条总线互连的多个设备，该总线能够处理同步和异步传输。一个状态管理器(105)在异步传输中在总线上定期广播状态信息。设备(101－106)能够发送状态信息给状态管理器(105)，以便它可以在总线上广播所述状态信息。信息以一个降低的频率被发送，这节省了带宽。这个信息可以是有关通信系统(500)的网络拓扑；有关通信系统(500)中的设备(101－106)的容量；有关总线上的可用带宽；有关在通信系统(500)中的移动设备(520)和基站设备(106)之间的连结的电平强度。在一个优选实施例中，该状态信息被嵌入在循环开始(CS)分组中。
文档编号H04L12/64GK1394415SQ01803579
公开日2003年1月29日 申请日期2001年8月31日 优先权日2000年9月13日
发明者A·E·萨洛姆萨拉扎, D·范德莫伊伦霍夫 申请人:皇家菲利浦电子有限公司