专利名称：数据链路层的数据传输方法
技术领域：
本发明涉及一种数据链路层的数据传输方法。
背景技术：
家电网络(home Network)是一种把各数字化家电联接的网络。通过家电网络，可以随时随地很方便地对家中的家电进行控制，可以带来生活上的乐趣。随着数字信息处理技术的发展，冰箱或洗衣机等家电，正在逐渐发展成数字化家电设备。随着家电使用体系技术和高速数字通信技术的快速发展，正在出现综合利用上述技术的信息家电。在上述背景下，出现了家电网络系统。
这种家电网络如下表1，根据所提供的服务类型可分为数据网络，娱乐网及互动网络。
表1
这里，数据网络(data network)属于PC及周边设备之间，为了数据交换或提供网络服务等建立的网络类型。娱乐网(entertainment network)属于处理ODO，VDO等信息的家电网络类型。另外，互动网络(living network)是指以家电自动化或远程控制等单纯控制为目的的网络。
这种用于家庭的家电网络系统由作为电器设备的主控(master)设备和从属设备形成。作为电器设备，主控设备对其他电器设备进行控制或显示其他电器设备的状态。作为电器设备，从属设备按电器设备的特性或其他要素，对主控设备的要求进行应答，并输出自身的状态变化信息。本发明的说明书中使用的电器设备(或新装置)不仅包括洗衣机、冰箱等用于上述互动网络服务的家电，还包括用于数据网络服务的家电以及用于娱乐网络服务的家电。另外，还包括煤气自动空设备及自动门，电灯等电器。
这种传统技术，不能提供对家电网络系统中的电器设备履行控制及监视等功能的通信规范。另外，传统技术的家电网络系统中的网络协议不能提供有效的数据包packet传送方法。
发明内容
为了克服现有技术存在的上述缺点，本发明提供一种数据链路层中的数据包传输方法，即为一种符合对家电网络系统中的家电，提供控制及监视等功能的通信规范，即符合网络控制协议的数据链路层中的数据包传输方法。
本发明的目的为提供一种能根据网络状态高效的把从上位层接收的数据包，的数据链路层的数据包传输方法。
本发明的目的为提供一种在网络上可防止数据包间的冲突的数据链路层的数据包传输方法。
本发明的目的为提供一种传输数据包时可根据反复传输的次数终结传输的数据链路层的数据包传输方法。
本发明的目的为提供一种根据数据包传输所需的传输时间终结传输的数据链路层的数据包传输方法。
本发明的目的为提供一种传输数据包时适用可变的传输迟延时间，提高反复传输的数据包的传输成功率的数据链路层的数据包传输方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是用于家电网络系统的一种数据链路层的数据包传输方法，家电网络系统包括至少一个以上电器设备、网络管理器、以及用于他们之间的通信的网络，在所述家电网络系统中，所述网络遵守至少包括物理层及数据链路层及上位层的网络协议，作为所述数据链路层把从所述上位层接收的数据包传输到所述物理层的方法，其特征在于它包括以下阶段确认所述网络的状态是不是空闲的第1确认阶段；根据所述第1确认阶段，选定特定的传输迟延时间的阶段；确认所述传输迟延世间内所述网络状态是不是空闲的第2确阶段；根据所述第2确认阶段把所述接收的数据包传输到物理层的阶段。
前述的数据链路层的数据包传输方法，其中第1确认阶段是在最小数据包间隔时间内确认所述网络状态是不是空闲。
前述的数据链路层的数据包传输方法，其中传输方法还包括判断所述数据包是否被正常传输的第1判断阶段。
前述的数据链路层的数据包传输方法，其中传输方法还包括根据所述第1判断，向所述上位层传输所述数据包传输结果的阶段。
前述的数据链路层的数据包传输方法，其中第1判断阶段中如果所述已传输的数据包被正常传输，则所述传输结果包括传输成功。
前述的数据链路层的数据包传输方法，其中传输方法还包括在所述第2确认阶段，所述网络状态为占用或在所述第1判断阶所述数据包没有被正常传输时，把所述接收的数据包的反复传输次数增加到特定的次数的阶段，所述反复传输次数与回退尝试次数进行比较的第1比较阶段及根据所述第1比较阶段向所述上位层传送传输结果的阶段。
前述的数据链路层的数据包传输方法，其中第1比较阶段中所述增加的反复传输次数多于所述回退尝试次数时，所述传输结果包括传输失败。
前述的数据链路层的数据包传输方法，其中传输方法在所述第1比较阶段中，所述增加的反复传输时间少于所述回退尝试次数时，重新进行所述第1确认阶段。
前述的数据链路层的数据包传输方法，其中传输方法还包括比较所述已接收数据包的传输时间与特定的最大传输允许时间的第2比较阶段；在所述第1确认阶段所述网络状态为占用或所述第1比较阶段中所述增加的反复传输次数小于所述回退尝试次数时，进行所述第2比较阶段。
前述的数据链路层的数据包传输方法，其中传输方法还包括根据所述第2比较阶段向所述上位层传送传输结果的阶段。
前述的数据链路层的数据包传输方法，其中第2比较阶段的所述已接收数据包的传输时间大于所述最大传输允许时间时，所述传输结果包括传输失败。
前述的数据链路层的数据包传输方法，其中第2比较阶段的所述已接收数据包的传输时间小于所述最大传输允许时间时，重新进行第1确认阶段以后的各阶段。
前述的数据链路层的数据包传输方法，其中传输迟延时间的选定阶段包括在所述已接收的数据服务优先次序已定义的竞争的窗口范围内，选定传输迟延时间的阶段。
前述的数据链路层的数据包传输方法，其中传输方法还包括重新进行所述第1确认阶段之前，把所述窗口范围变更为根据所述已接收的数据包的服务优先次序已定义的幅大小的阶段。
前述的数据链路层的数据包传输方法，其中为了增加传输成功概率，所述变更阶段把所述竞争窗口范围的下限值及/或上限值，减少到所述幅的大小。
前述的数据链路层的数据包传输方法，其中在所述变更阶段中，所述上限值只减小到补偿值。
前述的数据链路层的数据包传输方法，其特征在于为了减少传输冲突，所述变更阶把所述竞争窗口范围中的上限值及/或下限值，增加成所述幅大小。
前述的数据链路层的数据包传输方法，其中在所述变更阶段中，所述下限值被固定。
前述的数据链路层的数据包传输方法，其中第1判断阶段包括所述已接收与已传输的数据包相比较的阶段，根据所述比较结果判断所述已传输的数据包的传输是否正常。
前述的数据链路层的数据包传输方法，其中网络协议是互动网络控制协议。
本发明解决其技术问题还可采用如下技术方案用于家电网络系统的一种数据链路层的数据包传输方法，家电网络系统包括至少一个以上电器设备、网络管理器，以及用于他们之间的通信的网络，在所述家电网络系统中，所述网络遵守至少包括物理层及数据链路层及上位层的网络协议；作为所述数据链路层把从所述上位层接收的数据包传输到所述物理层的传输方法，其特征在于它包括以下阶段确认所述网络的状态是不是空闲的第1确认阶段；根据所述第1确认阶段的结果，把所述已接收的数据包传输到所述物理层的阶段；判断所述已接收的数据包传输是否正常的第1判断阶段。
前述的数据链路层的数据包传输方法，其中第1确认阶段是在最小数据包间隔时间内的对所述网络状态是不是空闲，进行确认的阶段。
前述的数据链路层的数据包传输方法，其中传输方法还包括根据所述第1判断阶段的结果，向所述上位层传输所述数据包传输结果的阶段。
前述的数据链路层的数据包传输方法，其中在所述第1判断阶段中，所述数据包的传输正常结束时，所述传输结果包括传输成功。
前述的数据链路层的数据包传输方法，其中数据包传输方法还包括如下各阶段；即在所述第1判断阶段中如果所述数据包没有被正常传输，则把所述接收的数据包的反复传输次数增加到特定的次数的阶段；对所述已增加的反复传输次数与回退尝试次数，进行比较的第1比较阶段；根据所述第1比较阶段的结果，向所述上位层传送传输结果的阶段。
前述的数据链路层的数据包传输方法，其中第1比较阶段中所述增加的反复传输次数多于所述回退尝试次数时，所述传输结果包括传输失败。
前述的数据链路层的数据包传输方法，其中传输方法还包括如下各阶段；比较所述已接收数据包的传输时间和特定的最大传输允许时间的第2比较阶段；在所述第1确认阶段确认出所述网络状态为占用或所述第1比较阶段的所述已增加的反复传输次数小于所述回退尝试次数时，履行所述第2比较阶段。
前述的数据链路层的数据包传输方法，其中传输方法还包括根据所述第2比较阶段向所述上位层传送传输结果的阶段。
前述的数据链路层的数据包传输方法，其中第2比较阶段的所述已接收数据包的传输时间大于所述最大传输允许时间时，所述传输结果包括传输失败。
前述的数据链路层的数据包传输方法，其中第2比较阶段的所述已接收数据包的传输时间小于所述最大传输允许时间时，重新进行第1确认阶段以后的各阶段。
前述的数据链路层的数据包传输方法，其中第1判断阶段包括所述已接收与已传输的数据包相比较的阶段，根据所述比较结果，判断所述已传输的数据包的传输是否正常。
前述的数据链路层的数据包传输方法，其中网络协议是互动网络控制协议。
本发明解决其技术问题仍可采用如下技术方案用于家电网络系统的一种数据链路层的数据包传输方法，家电网络系统包括至少一个以上电器设备、网络管理器、以及用于他们之间的通信的网络；在所述家电网络系统中，所述网络遵守至少包括物理层及数据链路层及上位层的网络协议；作为所述数据链路层把从所述上位层接收的数据包传输到所述物理层的方法，其特征在于它包括以下阶段确认所述网络的状态是不是空闲的第1确认阶段；根据已接收的数据包的服务优先次序，在已定义的特定的竞争窗口范围中，选定传输迟延时间的阶段；在所述选定的传输迟延时间内，对所述网络的状态是否处于空闲状态，进行确认的第2确认阶段；根据所述第2确认阶段把所述接收的数据包传输到物理层的阶段。
前述的数据链路层的数据包传输方法，其中第1确认阶段中，在最小数据包间隔时间内，确认所述网络状态是不是空闲。
前述的数据链路层的数据包传输方法，其中传输方法还包括对所述数据包的正常传输与否，进行判断的判断阶段。
前述的数据链路层的数据包传输方法，其中传输方法还包括根据所述判断阶段，向所述上位层传输所述数据包传输结果的阶段。
前述的数据链路层的数据包传输方法，其中传输方法在所述判断阶段，所述已传输的数据包被正常传输时，所述传输结果包括传输成功。
前述的数据链路层的数据包传输方法，其中传输方法还包括比较所述已接收数据包的传输时间与特定的最大传输允许时间进行比较的比较阶段；在所述第1确认阶段的所述网络状态为占用或所述第2确认阶段的确认结果为所述数据包没能正常传输时，进行所述比较阶段。
前述的数据链路层的数据包传输方法，其中传输方法还包括根据所述比较阶段向所述上位层传送传输结果的阶段。
前述的数据链路层的数据包传输方法，其中比较阶段中所述接受的数据包传输时间大于所述最大传输允许时间时，所述传输结果包括传输失败。
前述的数据链路层的数据包传输方法，其中数据包传输方法在所述第2比较阶段的所述已接收数据包的传输时间小于所述最大传输允许时间时，重新进行第1确认阶段之后的各阶段。
前述的数据链路层的数据包传输方法，其中传输方法还包括在重新进行所述第1确认阶段之前，把所述窗口范围，按定义的幅度大小，进行变更的阶段；而所述定义的幅度是根据所述已接收的数据包的服务优先次序进行定义的幅度。
前述的数据链路层的数据包传输方法，其中变更阶段为了增加传输成功概率，把所述竞争窗口的下限值及/或上限值减少到所述幅的大小。
前述的数据链路层的数据包传输方法，其中在所述变更阶段中，让所述上限值的大小按补偿值大小减少。
前述的数据链路层的数据包传输方法，其中为了减少传输冲突，所述变更阶段把所述竞争窗口范围中的上限值及/或下限值，按所述幅度值增加。
前述的数据链路层的数据包传输方法，其中在所述变更阶段中，所述下限值固定为特征的数据链路层的数据包传输方法。
前述的数据链路层的数据包传输方法，其中判断阶段包括所述已接收与已传输的数据包相比较的阶段，根据所述比较结果，判断所述已传输的数据包的传输是否正常。
前述的数据链路层的数据包传输方法，其中网络协议是互动网络控制协议。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明的家电网络系统的构成图。
图2为本发明适用的互动网络控制协议的构成图。
图3a及图3b为图2的层间的接口的构成图。
图4a至4f为图3a的及3b的接口的详细构成图。
图5为本发明的数据链路层的数据包传输方法的流程图。
图6为本发明的按数据包传输方法处理的各电器设备的数据包的示意图。
图中标号说明1；家电网络系统 2inter网络3LnCP服务器 4客户设备10网关20～23网络管理器30，31LnCP路由器 40～49电器设备具体实施方式
下面，通过实施例及附图，对本发明的家电网络系统进行详细说明。不容置疑，本发明的范围不受限于以下的实施例及附图。本发明的权利范围应以权利请求范围为基础，进行解释。
如图1所示，家电网络系统1通过因特网络2联接到LnCP服务器3。另外客户设备4通过因特网络2联接到LnCP服务器3。即，家电网络系统1把LnCP服务器3及/或客户设备4联接成可以互相传递信息。
家电网络系统1的外部网络包括因特网络2，上述外部网络根据客户设备4的种类还可具备其它设备。即，以该因特网络2为例，客户设备4为计算机时具备Web服务器(Websever)(未图示)，客户设备4为网络电话时具备通信服务器(Wap sever)(未图示)。
LnCP服务器3通过特定的注册及注销程序，分别联接到家电网络系统1及客户设备4，从客户设备4接收监视及控制命令等，再通过因特网络2用特定形式的信息传送到家电网络系统1。另外，LnCP服务器3从家电网络系统1接收并储存特定形式的信息或把它传送到客户设备4。另外，LnCP服务器3把自身储存或生成的信息传送到上述家电网络系统1。即，家电网络系统1联接在LnCP服务器3，可下载LnCP服务器3所提供的服务内容。
家电网络系统1包括网关10，网络管理器20～23，LnCP路由器30、31，LnCP适配器(adapter)35、36及多个电器设备40～49。网关10具有联接因特网的功能。网络管理器20～23履行对电器设备40～49的环境设定及管理功能。LnCP路由器30、31负责传输媒体之间的联接。LnCP适配器35、36可以使网络管理器22及电器设备46联接到传输媒体。
家电网络系统1内的网络由各电器设备40～49共用的传输媒体相互联接组成。该传输媒体可利用RS-485或低功率的RF等数据链路层非规格化的传输媒体(non-standardized transmission medium)，或可以利用电力线或IEEE802.11等规格化的传输媒体(standardized transmission medium)。
家电网络系统1内的网络由与因特网络2是相互分离的网络。即，上述家电网络系统1内的网络构成由有线或无线传输媒体联接的独立网络。这里，独立网络包括虽然处于物理上的联接状态但理论上分离的网络。
家电网络系统1包括主控(Master)设备，从属(Slave)设备。主控设备可以控制电器设备40～49或监视其工作状态。从属设备可以回应主控设备的请求及通知自身状态的变化情报。该主控设备包括网络管理器20～23，从属设备包括电器设备40～49。该网络管理器20～23包括所要控制的电器设备40～49的信息及控制码，按程序化的方式进行控制作业，或接收从LnCP服务器及/或客户设备4输入的信息后，进行控制作业。另外，如图1所示，联接有多个网络管理器20～23时，为了进行与其它网络管理器20～23之间的交换信息，也为了信息的同步化以及进行控制，这些网络管理器20～23即可以是主控设备又可以是从属设备。既应该是一种，从物理意义上只是一个设备，但理论上是同时具有主控及从属功能的设备(即兼容设备)。
另外，这些网络管理器20～23及电器设备40～49可以直接联接到网络(如图1所示的电力线网络，RS-485网络，RF网络)上。另外，还可以通过LnCP路由器30、31及/或LnCP网络适配器35、36联接。
另外，电器设备40～49及/或LnCP路由器30、31及/或LnCP网络适配器35、36注册在网络管理器20～23上，并根据产品情报，接收唯一的理论地址(例如0x00，0x01等)。这个理论地址与产品码(例如空调为‘0x02’，洗衣机为’0x01’)结合后，作为节点地址(Node Address)使用。例如，通过0x02009(空调1)及0x0201(空调2)的相同的节点地址被电器设备40～49及/或LnCP路由器30、31及/或LnCP网络适配器35、36识别。另外，还可以使用按特定的基准(同种产品，产品的设置位置，使用者等)设置的群地址，使用群地址时可以一次性识别一个以上的电器设备40～49及/或LnCP路由器30、31及/或LnCP网络适配器35、36。在这个群地址中，显性群地址把地址选择值(下述为标记flag)设定为“1”时该显性群地址为指定多个的客户设备的集团(cluster)地址。默示群地址把理论地址及/或产品码的所有比特(byte)值添加为“1”，进而可以指定多个客户设备。这里，特别要指出的是把明示群地址通常称为集团码。
家电网络系统1通过如图2所示的互动网络控制协议(LnCP)可以使网络管理器20～23，LnCP路由器30、31，LnCP网络适配器35、36及电器设备40～49之间互相传送信息。进而，网络管理器20～23，LnCP路由器30、31，LnCP网络适配器35、36及电器设备40～49通过这种LnCP实行网络通信。
如图2所示，LnCP包括应用软件50、应用层60、网络层70、数据链路层80、物理层90及媒介变量管理层100。应用软件50发挥网络管理器20～23、LnCP路由器30、31，LnCP网络适配器35、36，及电器设备40～49的固有功能。并提供与应用层60联接的功能，以便在网络上进行远程操作及监视。应用层60向使用者提供服务，并具有把使用者提供的信息或命令组成信息后传达到下位层的功能。网络层70可以把网络管理器20～23，LnCP路由器30、31，LnCP网络适配器35、36及电器设备40～49之间联接为可靠的网络。数据链路层80提供联接控制功能，用于联接共用传输媒体。物理层90提供网络管理器20～23，LnCP路由器30、31，LnCP网络适配器35、36及电器设备40～49之间的物理接口及要传送的比特(byte)的规则。媒介变量管理层100管理设定各层中使用的节点的媒介变量(node parameter)。
详细的说，应用软件50还包括网络管理附属层51。网络管理附属层51具有管理节点媒介变量，及管理联接在网络上的网络管理器20～23，LnCP路由器30、31，LnCP网络适配器35、36及电器设备40～49的功能。即，该网络管理附属层51具有一种功能，可以通过媒介变量管理层100，设定媒介变量数值或利用媒介变量对媒介变量进行管理。适用于LnCP的设备为主控设备时，该网络管理附属层51还具有履行构成网络或管理网络的功能。
另外，网络层70还包括家电网络码控制附属层71。网络联接有网络管理器20～23、LnCP路由器30、31，LnCP网络适配器35、36及电器设备40～49。当利用电力线或IEEE 802.11、无线等非独立形传输媒体(例如LnCP包括电力线通信(PLC)协议/或无线(wireless)协议时)构成上述网络时，为了在理论上划分各网络，家电网络码控制附属层71发挥设定家电网络码及管理家电网络码的功能。该家电网络码控制附属层71通过像RS-485等独立形传输媒体，从物理意义上分离个别网络时，不包括在LnCP中。该家电网络码以4字节(byte)组成，设定为随机(random)值或使用者设定值。
如图3a所示的物理层90联接到非独立形传输媒体时的层间的接口和如图3b所示的物理层90联接到独立形传输媒体时的层间的接口。
家电网络系统1把各层需要的页头码(header)及拖挂码(trailer)信息加到从上位层接收的网络协议信息单位(Protocol Data UnitPDU)中，再传达到下位层。
如图3a、3b所示，APDU(Application layer PDU)是应用层60和网络层70之间传送的数据值(data)。NPDU(Network Layer PDU)是网络层70与数据链路层80或家电网络码附属层71之间传送的数据值。HCNPDU(Home CodeControl Sublayer PDU)是网络层70(确切的说是家电网络码附属层71)与数据链路层80或家电网络码附属层71之间传送的数据值。数据链路层80与物理层90之间按数据值(data)，数据框架单位形成接口。
如图4a所示的在应用层60中的APDU结构。
AL(APDU Length)数字组为表示APDU的长度(AL到数据框架组的长度)的数字组，最小值为4最大值为77。
AHL(APDU Header Length)数字组是表示APDU页头码(header)的长度(AL到ALO的长度)，的数字组，没有扩展时为3字节，可以扩展到7字节。LnCP网络协议中为了数据框架组的密码化，为了变更应用协议等APDU页头码(header)可以扩展到7字节。
ALO(Application Layer Option)数字组是用于扩展信息3的数字组，例如该数字组被设定为“0”时，装有其它值时信息处理被忽视。
数据框架组为处理使用者的控制信息或项目信息的数字组，其结构随着ALO所含值的变化发生变化。
如图4b所示SLP(Start of LnCP Packet)数字组为表示数据包的起始数字组，其值为0x02。
DA(Destination Address)及SA(Source Address)的数字组为要传送的数据包的收信方及送信方的节点地址，各由16比特构成。这里最上位1比特为显示群地址的标记(flag)，接下来的7比特为产品的种类(产品码)，下位8比特包括分得的理论地址。具有多个同一种类的网络管理器20～23或电器设备40～49时，上述下位8比特用于划分上述各网络管理器20～23或电器设备40～49。
PL(Packet Length)数字组为显示要传送的NPDU总长的数字组，其最小值为12字节，最大值为100字节。
如图4c所示SP(Service Priority)数字组为给予传送信息传送优先位的数字组，由3比特构成。各传送信息的优先次序如表2。
从属客户设备应答主控客户设备的请求时，随从主控客户设备接收到的请求信息的优先次序。
表2
NHL(NPDU Header Length)数字组是用于扩展NPDU页头码(header)(SLP中的NLC数字组)使用的数字组，没扩展时是9字节，最大可扩展到16字节。
PV(Protocol Version)数字组是显示所采用的网络协议版本的1字节的数字组，由上位4比特及下位4比特构成。上位4比特为版本(version)数字组，下位4比特为服务器版本(sub-version)数字组。版本(version)及服务器版本(sub-version)分别以16进制标法显示版本。
NPT(Network layer Packet Type)数字组是在网络层中划分数据包种类的4比特数字组。LnCP包括请求数据包(Request Packet)，应答数据包(Response Packet)，通知数据包(Notification Packet)。主控客户设备的NPL数字组应设定为请求数据包或通知数据包，从属设备的NPL数字组应设定为应答数据包或通知数据包。数据包种类的NPT值如下表3所示。
表3
TC(Transmission Counter)数字组是网络层发生通信故障，不能成功发送请求数据包或应答数据包时，为了提高传送请求数据包或应答数据包的成功率，再传送或反复传送的2比特数字组。收信方可以利用TC数字组的数值，检测出重复信息。随NPT值的TC数字组值的范围同下表4。
表4
PN(Packet Number)数字组由2比特构成。在从属设备中为了检测出重复数据包PN(Packet Number)数字组与TC一起被使用。在主控客户设备中为了处理多个的通信循环被使用。随NPT值的PN数字组的范围如下表5所示。
表5
APDU数字组是应用层60与网络层70之间传送的应用层的网络协议数据值(data)的单位。APDU最小值为0字节，最大值为88字节。
CRC(Cyclic Redundancy Check)数字组是为了检测出已接收数据包(SLP到APDU数字组)的错误的16比特数字组。
ELP(End of LnCP Packet)数字组是显示数据包未端的数字组，其值为0x03。如果接收与数据包长度数字组中的与长度相应的数据值(data)，也不能检测出ELP数字组，则示为数据包错误。
如图4d所示，NPDU的上位部分还包含HC(Home Code)数字组。
该家电网络码的数值由4字节构成。该家电网络码在数据包可传播的线路的距离内具有唯一的值。
如图4e所示，LnCP的数据链路层的数据框架的页头码(header)及拖挂码(trailer)根据传输媒体形成不同的结构。数据链路层80使用非规格化的传输媒体时，数据框架的页头码(header)及拖挂码应具有Null数字组(NullField)。如使用规格化的传输媒体，则随网络协议的规定。NPDU数字组是从上位网络层70传送的数据值的单位。HCNPDU是物理层90为电力线或IEEE802.11等非独立形传输媒体时使用的数据值单位，是在NPDU前端追加4字节家电网络码的数据值单位。数据链路层80不划分NPDU及HCNPDU的处理。
图4f为物理层90中的数据框架结构。
LnCP的物理层90具有把物理信号传送到传输媒体的功能。作为LnCP网络协议的物理层90，可以使用与RS-485或低功率RF等同的非规格化数据链路层80的传输媒体。还可以使用如电力线或IEEE 802.11等同的规格化传输媒体。适用LnCP网络的家电网络系统1中，为了网络管理器20～23及电器设备40～49与RS-485或LnCP路由器30，31，及LnCP适配器35、36联接，剽用了UART(Universal Asynchronous Receiver and Transmitter)数据框架结构及RS-232的信号标准(level)。各设备之间利用网线(serial bus)联接时，UART在通信线路控制比特信号流。如图4f所示，在LnCP中，把上位层送来的数据包，变换成10比特大小的UART数据框架单位后，通过传输媒体传送。UART数据框架由1比特的起始位(Start Bit)、8比特的数据值(data)及1比特的停止位(Stop Bit)构成。上述UART数据框架不使用效验位(ParityBit)。UART数据框架从起始位传达，最后传达停止位。适用LnCP的家电网络系统1利用UART时，不使用追加的数据框架页头码(frame header)及框架拖挂码(frame trailer)。
如图5所示，数据链路层80从网络层70接收数据包(NPDU/HCNPDU)后，再附加信息框架页头码和信息框架的拖挂码构成信息框架。该信息框架通过物理层90传到网络(图1所示的电力线网络，RS-485网络，RF网络等)。数据链路层80虽然传输信息框架，但传输的信息框架包括从网络层接收的数据包，所以本发明说明书及请求范围，用数据链路层80把从网络层70接收的信息框架传输到物理层来表现。
数据包传输方法把开始阶段，即对从网络层70接收的数据包开始传输时的反复传输次数(RetryCount)设定为“0”。
阶段(S61)中，确认网络状态(LineStatus)是不是空闲。这种网络的状态由数据链路层80确认从物理层90接收网络状态的信息来确认。如果网络的状态为空闲(LINE_IDLE)时进行阶段(S62)，如果网络的状态为占用(LINE_BUSY)，则进行阶段(S71)。
阶段(S62)中，确认网络的状态在最小数据包允许间隔时间(MinPktInterval)内是不是空闲。当网络上的各网络管理器20～23，及电器设备40～49在网络上传输数据值(数据包)时，上述最小数据包允许间隔时间可以防止数据值的冲突。所以，各网络管理器20～23及电器设备40～49的数据链路层80也为了防止这种数据值的冲突，在阶段(S62)中，确认网络的状态在最小数据包允许间隔时间内是不是空闲。如果网络的状态在最小数据包允许间隔时间内处于占用状态，则进行阶段(S71)。反之进行阶段(S63)。
阶段(S63)中，根据已接收的数据包的服务优先次序(SvcPriority)已定义的特定的竞争窗口(Wc)范围内选定及设定传输迟延时间(RandomDelayTime)。表6为根据传输优先次序的竞争窗口(Wc)范围。
表6
如表6所示，优先次序的数值越大，即优先次序的数值越低传输优先次序的竞争窗口(Wc)范围的幅越宽。其下限数值也会增加。例如，高优先次序的下限值为0上限值为5，标准下限值为10，上限值为30。另外在这种竞争窗口(Wc)范围内选定传输迟延时间，所以，优先次序的数值越小，可增加选定更小的传输迟延时间的概率。
阶段(S64)中，确认网络的状态在选定的传输迟延时间内是不是空闲。该阶段(S64)是为了防止传输数据包时可能出现的网络上的冲突而进行的。如果网络的状态为占用时，进行阶段(S68)。反之，网络的状态在选定的传输迟延时间内为空闲时，进行阶段(S65)。
阶段(S65)中，数据传输方法为从数据链路层80向物理层90传输接收的数据包。
阶段(S66)中，判断数据包的传输是否正常。这判断阶段，把数据链路层80传输到物理层90的数据包与数据链路层80从网络层70接收的数据包相比较，如果相同判断为传输正常，进行阶段(S67)，如果不同进行(S68)。
阶段(S67)中，从数据链路层80向网络层70传送传输结果，该传输结果包括传输成功(SEND_OK)。
阶段(S68)中，在阶段(S64)网络的状态在传输迟延时间内为占用或数据包没能被正常传输时，把已接收数据包的反复传输次数(RetryCount)增加到一定的量。例如，在开始阶段反复传输次数被设定为“0“，所以增加特定的量“1”，使反复传输次数变为“1”。
阶段(S69)中，对增加的反复传输次数与特定的回退尝试次数(BackOffRetries)进行比较。该回退尝试次数(BackOffRetries)表示从数据链路层80向物理层90反复传输同样的数据包的最大值。该阶段(S69)，用回退尝试次数(BackOffRetries)限制反复传输同样的数据包的反复传输次数，防止网络管理器20～23及电器设备40～49只使用传输同样的数据包的资源。如果反复传输次数等于或大于回退尝试次数(BackOffRetries)，就进行阶段(S70)，反之进行(S71)。
阶段(S70)中，把已接收数据包的传输结果从数据链路层80传输到网络层70。该传输结果包括传输失败(SEND_FAILED)。
阶段(S71)中，对已接收数据包的传输时间与特定的最大传输允许时间进行比较。该传输时间为为了传输已接收的数据包，到该比较阶段为止所需的全部时间。传输一个数据包所需时间限制为不超过最大传输允许时间(MACExecTime)，防止网络管理器20～23及电器设备40～49只使用传输同样的数据包的资源。如果已接收数据包的传输时间大于上述最大传输允许时间就进行阶段(S70)，从数据链路层80向网络层70传输传输失败(SEND_FAILED)。如果已接收数据包的传输时间小于上述最大传输允许时间就进行阶段(S72)。
阶段(S72)中，竞争窗口(Wc)范围变更为，根据已接收数据包的传输优先次序已定义的幅大小后进行阶段(S61)。
阶段(S72)中，为了增加数据传输的概率，如表7a所示，根据传输优先次序，把竞争窗口(Wc)范围按减少幅(Window Shift)的大小缩小。
表7a
根据上述减少幅变更竞争窗口(Wc)范围时，例如中间传输优先次序时，以及第1次传输时，竞争窗口(Wc)范围为10～20。第2次传输时，减小下限值及上限值使竞争窗口(Wc)范围变成9～19，所以可增大在阶段(S63)选定较小的传输迟延时间(RandomDelayime)的概率。进而可以使在较短的时间内重新确认网络的状态(Line_Status)，进而增加传输成功概率。
阶段(S72)中，可根据上述的减少幅(WindowShift)减少下限值及上限值中的任一个。例如可以固定上限值，根据反复传输次数及特定减少幅(WindowShift)只减少下限值。
阶段(S72)中，可使下限值不能减少到特定的补偿值(offset)以下，使每个传输优先次序的下限值维持特定的幅以上间隔。进而在传输数据包反复传输时，也可维持与传输优先次序差异相应的不同传输成功概率。
或者，阶段(S72)中，为了减少网络传输中的数据包的冲突(概率)，如表7b所示，根据传输优先次序，使竞争窗口(Wc)的范围按增加幅(WindowShift)大小增加。
表7b
根据上述增加幅变更竞争窗口(Wc)范围时，例如中间传输优先次序时，及第1次传输时，竞争窗口(Wc)范围为10～20。但第2次传输时，增加下限值及上限值使竞争窗口(Wc)的范围变成30～40，所以可增大在阶段(S63)选定更大的传输迟延时间(RandomDelayime)的概率。进而可以使在较短的时间内重新确认网络的状态(Line_Status)，进而减少数据包的冲突(概率)。
另外，在阶段(S72)可根据上述的增加幅(WindowShift)增加下限值及上限值中的任一个。例如固定下限值，根据反复传输次数及特定增加幅(WindowShift)，只增加上限值的情况。
这种数据包传输方法可有选择的包括阶段(S63，S64，S72)，阶段(S68，S69)及阶段(S71)，所以如图5所示，也有可能是包括所有阶段的数据传输方法。也可能是一部分阶段被省略的数据传输方法。
如图6所示，表现的是电器设备40～43通过网络要传输特定的数据包的情况。具体表现的是在电器设备40进行对特定的数据包的传输时，电器设备41～43分别完成对特定的数据包的传输准备的数据包传输方法。
电器设备41～43分别履行阶段(S61)，对网络的状态进行确认。从电器设备40的传输结束开始，在最小数据包允许间隔时间内，电器设备41～43履行阶段(S62)。其后履行阶段(S63)，分别根据已接收的数据包的传输优先次序选定传输迟延时间。
随着经过时间，电器设备42的传输迟延时间最短，所以电器设备42在阶段(S64，S65)传输数据包，所剩的电器设备41～43在各自的传输迟延时间内进行对网络的状态确认。电器设备42传输完特定的数据包后，电器设备41～43履行同上述方法的阶段。
发明成效本发明具有履行数据包传输的效果。即，符合对家电网络系统中的家电，提供控制及监视等功能的通信规范，即符合网络控制协议的数据包传输。
另外，本发明具有一种把从上位层接收的数据包，根据网络状态进行有效的传输的效果。
另外，本发明具有防止网络上的数据包间冲突的效果。
另外，本发明具有传输数据包时可根据反复传输的次数终结传输，防止资源被偏用的效果。
另外，本发明具有根据数据包传输所需的传输时间终结传输，防止资源被偏用的效果。
另外，本发明具有传输数据包时，适用可变的传输迟延时间，提高数据包的传输成功概率，使根据传输优先次序的传输更加有效的效果。
权利要求
1.用于家电网络系统的一种数据链路层的数据包传输方法，家电网络系统包括至少一个以上电器设备、网络管理器、以及用于他们之间的通信的网络，在所述家电网络系统中，所述网络遵守至少包括物理层及数据链路层及上位层的网络协议，作为所述数据链路层把从所述上位层接收的数据包传输到所述物理层的方法，其特征在于它包括以下阶段确认所述网络的状态是不是空闲的第1确认阶段；根据所述第1确认阶段，选定特定的传输迟延时间的阶段；确认所述传输迟延时间内所述网络状态是不是空闲的第2确阶段；根据所述第2确认阶段把所述接收的数据包传输到物理层的阶段。
2.根据权利要求1所述的数据链路层的数据包传输方法，其特征在于所述第1确认阶段是在最小数据包间隔时间内确认所述网络状态是不是空闲。
3.根据权利要求1所述的数据链路层的数据包传输方法，其特征在于所述传输方法还包括判断所述数据包是否被正常传输的第1判断阶段。
4.根据权利要求3所述的数据链路层的数据包传输方法，其特征在于所述传输方法还包括根据所述第1判断，向所述上位层传输所述数据包传输结果的阶段。
5.根据权利要求4所述的数据链路层的数据包传输方法，其特征在于所述第1判断阶段中如果所述已传输的数据包被正常传输，则所述传输结果包括传输成功。
6.根据权利要求3所述的数据链路层的数据包传输方法，其特征在于所述传输方法还包括在所述第2确认阶段，所述网络状态为占用或在所述第1判断阶所述数据包没有被正常传输时，把所述接收的数据包的反复传输次数增加到特定的次数的阶段，所述反复传输次数与回退尝试回退尝试次数进行比较的第1比较阶段及根据所述第1比较阶段向所述上位层传送传输结果的阶段。
7.根据权利要求6所述的数据链路层的数据包传输方法，其特征在于所述第1比较阶段中所述增加的反复传输次数多于所述回退尝试次数时，所述传输结果包括传输失败。
8.根据权利要求6所述的数据链路层的数据包传输方法，其特征在于所述传输方法在所述第1比较阶段中，所述增加的反复传输次数少于所述回退尝试次数时，重新进行所述第1确认阶段。
9.根据权利要求1或2或3或4或5或6或7或8所述的数据链路层的数据包传输方法，其特征在于所述传输方法还包括比较所述已接收数据包的传输时间与特定的最大传输允许时间的第2比较阶段；在所述第1确认阶段所述网络状态为占用或所述第1比较阶段中所述增加的反复传输次数小于所述回退尝试次数时，进行所述第2比较阶段。
10.根据权利要求9所述的数据链路层的数据包传输方法，其特征在于所述传输方法还包括根据所述第2比较阶段向所述上位层传送传输结果的阶段。
11.根据权利要求10所述的数据链路层的数据包传输方法，其特征在于所述第2比较阶段的所述已接收数据包的传输时间大于所述最大传输允许时间时，所述传输结果包括传输失败。
12.根据权利要求10所述的数据链路层的数据包传输方法，其特征在于所述第2比较阶段的所述已接收数据包的传输时间小于所述最大传输允许时间时，重新进行第1确认阶段以后的各阶段。
13.根据权利要求12所述的数据链路层的数据包传输方法，其特征在于所述传输迟延时间的选定阶段包括在所述已接收的数据服务优先次序已定义的竞争的窗口范围内，选定传输迟延时间的阶段。
14.根据权利要求13所述的数据链路层的数据包传输方法，其特征在于所述传输方法还包括重新进行所述第1确认阶段之前，把所述窗口(Wc)范围变更为根据所述已接收的数据包的服务优先次序已定义的幅大小的阶段。
15.根据权利要求14所述的数据链路层的数据包传输方法，其特征在于为了增加传输成功概率，所述变更阶段把所述竞争窗口(Wc)范围的下限值及/或上限值，减少到所述幅的大小。
16.根据权利要求15所述的数据链路层的数据包传输方法，其特征在于在所述变更阶段中，所述上限值只减小到补偿值。
17.根据权利要求14所述的数据链路层的数据包传输方法，其特征在于为了减少传输冲突，所述变更阶把所述竞争窗口范围中的上限值及/或下限值，增加成所述幅大小。
18.根据权利要求17所述的数据链路层的数据包传输方法，其特征在于在所述变更阶段中，所述下限值被固定。
19.根据权利要求3或4或5所述的数据链路层的数据包传输方法，其特征在于所述第1判断阶段包括所述已接收与已传输的数据包相比较的阶段，根据所述比较结果判断所述已传输的数据包的传输是否正常。
20.根据权利要求1所述的数据链路层的数据包传输方法，其特征在于所述网络协议是互动网络控制协议。
21.用于家电网络系统的一种数据链路层的数据包传输方法，家电网络系统包括至少一个以上电器设备、网络管理器，以及用于他们之间的通信的网络，在所述家电网络系统中，所述网络遵守至少包括物理层及数据链路层及上位层的网络协议；作为所述数据链路层把从所述上位层接收的数据包传输到所述物理层的传输方法，其特征在于它包括以下阶段确认所述网络的状态是不是空闲的第1确认阶段；根据所述第1确认阶段的结果，把所述已接收的数据包传输到所述物理层的阶段；判断所述已接收的数据包传输是否正常的第1判断阶段。
22.根据权利要求21所述的数据链路层的数据包传输方法，其特征在于所述第1确认阶段是在最小数据包间隔时间内的对所述网络状态是不是空闲，进行确认的阶段。
23.根据权利要求21所述的数据链路层的数据包传输方法，其特征在于所述传输方法还包括根据所述第1判断阶段的结果，向所述上位层传输所述数据包传输结果的阶段。
24.根据权利要求23所述的数据链路层的数据包传输方法，其特征在于在所述第1判断阶段中，所述数据包的传输正常结束时，所述传输结果包括传输成功。
25.根据权利要求21所述的数据链路层的数据包传输方法，其特征在于所述数据包传输方法还包括如下各阶段；即在所述第1判断阶段中如果所述数据包没有被正常传输，则把所述接收的数据包的反复传输次数增加到特定的次数的阶段；对所述已增加的反复传输次数与回退尝试次数，进行比较的第1比较阶段；根据所述第1比较阶段的结果，向所述上位层传送传输结果的阶段。
26.根据权利要求25所述的数据链路层的数据包传输方法，其特征在于所述第1比较阶段中所述增加的反复传输次数多于所述回退尝试次数时，所述传输结果包括传输失败。
27.根据权利要求21或22或23或24或25或26所述的数据链路层的数据包传输方法，其特征在于所述传输方法还包括如下各阶段；比较所述已接收数据包的传输时间和特定的最大传输允许时间的第2比较阶段；在所述第1确认阶段确认出所述网络状态为占用或所述第1比较阶段的所述已增加的反复传输次数小于所述回退尝试次数时，履行所述第2比较阶段。
28.根据权利要求27所述的数据链路层的数据包传输方法，其特征在于所述传输方法还包括根据所述第2比较阶段向所述上位层传送传输结果的阶段。
29.根据权利要求28所述的数据链路层的数据包传输方法，其特征在于所述第2比较阶段的所述已接收数据包的传输时间大于所述最大传输允许时间时，所述传输结果包括传输失败。
30.根据权利要求28所述的数据链路层的数据包传输方法，其特征在于所述第2比较阶段的所述已接收数据包的传输时间小于所述最大传输允许时间时，重新进行第1确认阶段以后的各阶段。
31.根据权利要求21所述的数据链路层的数据包传输方法，其特征在于所述第1判断阶段包括所述已接收与已传输的数据包相比较的阶段，根据所述比较结果，判断所述已传输的数据包的传输是否正常。
32.根据权利要求21所述的数据链路层的数据包传输方法，其特征在于所述网络协议是互动网络控制协议。
33.用于家电网络系统的一种数据链路层的数据包传输方法，家电网络系统包括至少一个以上电器设备、网络管理器、以及用于他们之间的通信的网络；在所述家电网络系统中，所述网络遵守至少包括物理层及数据链路层及上位层的网络协议；作为所述数据链路层把从所述上位层接收的数据包传输到所述物理层的方法，其特征在于它包括以下阶段确认所述网络的状态是不是空闲的第1确认阶段；根据已接收的数据包的服务优先次序，在已定义的特定的竞争窗口范围中，选定传输迟延时间的阶段；在所述选定的传输迟延时间内，对所述网络的状态是否处于空闲状态，进行确认的第2确认阶段；根据所述第2确认阶段把所述接收的数据包传输到物理层的阶段。
34.根据权利要求33所述的数据链路层的数据包传输方法，其特征在于所述第1确认阶段中，在最小数据包间隔时间内，确认所述网络状态是不是空闲。
35.根据权利要求33所述的数据链路层的数据包传输方法，其特征在于所述传输方法还包括对所述数据包的正常传输与否，进行判断的判断阶段。
36.根据权利要求35所述的数据链路层的数据包传输方法，其特征在于所述传输方法还包括根据所述判断阶段，向所述上位层传输所述数据包传输结果的阶段。
37.根据权利要求35所述的数据链路层的数据包传输方法，其特征在于所述传输方法在所述判断阶段，所述已传输的数据包被正常传输时，所述传输结果包括传输成功。
38.根据权利要求33或34或35或36或37所述的数据链路层的数据包传输方法，其特征在于所述传输方法还包括比较所述已接收数据包的传输时间与特定的最大传输允许时间进行比较的比较阶段；在所述第1确认阶段的所述网络状态为占用或所述第2确认阶段的确认结果为所述数据包没能正常传输时，进行所述比较阶段。
39.根据权利要求38所述的数据链路层的数据包传输方法，其特征在于所述传输方法还包括根据所述比较阶段向所述上位层传送传输结果的阶段。
40.根据权利要求39所述的数据链路层的数据包传输方法，其特征在于所述比较阶段中所述接受的数据包传输时间大于所述最大传输允许时间时，所述传输结果包括传输失败。
41.根据权利要求39所述的数据链路层的数据包传输方法，其特征在于所述数据包传输方法在所述第2比较阶段的所述已接收数据包的传输时间小于所述最大传输允许时间时，重新进行第1确认阶段之后的各阶段。
42.根据权利要求38所述的数据链路层的数据包传输方法，其特征在于所述传输方法还包括在重新进行所述第1确认阶段之前，把所述窗口(Wc)范围，按定义的幅度大小，进行变更的阶段；而所述定义的幅度是根据所述已接收的数据包的服务优先次序进行定义的幅度。
43.根据权利要求42所述的数据链路层的数据包传输方法，其特征在于所述变更阶段为了增加传输成功概率，把所述竞争窗口的下限值及/或上限值减少到所述幅的大小。
44.根据权利要求43所述的数据链路层的数据包传输方法，其特征在于在所述变更阶段中，让所述上限值的大小按补偿值大小减少。
45.根据权利要求42所述的数据链路层的数据包传输方法，其特征在于为了减少传输冲突，所述变更阶段把所述竞争窗口范围中的上限值及/或下限值，按所述幅度值增加。
46.根据权利要求45所述的数据链路层的数据包传输方法，其特征在于在所述变更阶段中，所述下限值固定为特征的数据链路层的数据包传输方法。
47.根据权利要求35或36或37所述的数据链路层的数据包传输方法，其特征在于所述判断阶段包括所述已接收与已传输的数据包相比较的阶段，根据所述比较结果，判断所述已传输的数据包的传输是否正常。
48.根据权利要求33所述的数据链路层的数据包传输方法，其特征在于所述网络协议是互动网络控制协议。
全文摘要
用于家电网络系统的一种数据链路层的数据包传输方法，家电网络系统包括至少一个以上电器设备、网络管理器、以及用于他们之间的通信的网络，在家电网络系统中，网络遵守至少包括物理层及数据链路层及上位层的网络协议，作为数据链路层把从上位层接收的数据包传输到物理层的方法，它包括以下阶段确认网络的状态是不是空闲的第1确认阶段；根据第1确认阶段，选定特定的传输迟延时间的阶段；确认传输迟延世间内网络状态是不是空闲的第2确阶段；根据第2确认阶段把接收的数据包传输到物理层的阶段。本发明为一种符合对家电网络系统中的家电，提供控制及监视等功能的通信规范，符合网络控制协议的数据链路层中的数据包传输方法。
文档编号H04L29/08GK1747441SQ20041007182
公开日2006年3月15日 申请日期2004年9月6日 优先权日2004年9月6日
发明者李军石, 白承冕, 金勇泰, 何三哲 申请人:乐金电子(天津)电器有限公司