专利名称：广播到无线网络中的终端的方法
技术领域：
本发明涉及广播到无线终端的方法，包括用于在更新移动无线设备时广播文件的方法。
背景技术：
移动无线电网络可包括上百或可能上千个无线终端，每个终端需要随时用软件或数据文件进行更新。终端优选地使用广播协议通过空中进行更新，而不是把终端人工地带到中心站点，或在远程站点各个地被访问。通常可以把相同的或相似的文件发送到每个终端。私人移动无线电(PMR)网络，例如与有线或扩频系统相比较，典型地提供相对较小数目的广播信道，每个信道具有相对较窄的带宽。在许多情形下，所述网络也是不可靠的或是有损耗的，这由于发送到某些或所有的无线终端的信号由于各种原因而没有完美地接收。这些终端然后可以请求多次重复该特定的发送。所以，文件应当在下行链路上尽可能有效地发送到终端，并且必须管理每个文件的全部或部分的重复发送。也必须有效地管理在确认文件的接收时在上行链路上终端之间
的竞争。
发明内容
本发明的目的是提供用于广播数据到无线终端的改进的方法，或至少提供对于现有广播方法的替换例。一方面，本发明在于广播文件到无线网络中的终端的方法，包括把文件划分成一组文件块；根据需要文件块的工作终端的数目，计算当前的应答间隔(response interval)；将关于应答间隔的信息发送到终端；将文件块发送到终端；接收在应答间隔内来自终端的关于丢失的或有缺陷的文件块的应答；从应答确定哪些块仍旧是一个或多个终端需要的；以及重复直至几乎所有的终端都接收到完整的文件块组或都不工作为止。优选地，随着工作终端的数目减小，每个新的应答间隔短于以前的间隔。应答间隔可以按成比例于工作终端的数目进行计算。新的应答间隔可以以命令消息被发送，这些命令消息是与包含文件块的消息分开地发送的。某些或所有的工作终端在当前的应答间隔内随机地应答。在预定数目的应答间隔内不应答的终端被认为是不工作的。优选地，来自工作终端的应答消息包括“更新完成”或“更新结束”消息，在此以后， 相应终端被认为是不工作的。本发明也可以被认为用于如上规定的运行的管理计算机，以及如上规定的方法中使用的移动无线电网络的无线终端。
现在参照附图描述本发明的优选实施例，图上
图1示意地显示具有要被更新的无线终端的网络；图2显示将文件划分成文件块用于在更新过程中广播到终端；图3是列出在更新过程期间工作的和不工作终端的状态的表；图4是列出还没有被所有的终端接收的文件块的表；图fe，5b，5c是指示在模拟的更新过程期间工作终端的数目的曲线图；图6是对于在更新过程期间管理计算机的运行的流程图；图7是对于在更新过程期间终端的运行的流程图；以及图8是显示在移动无线电网络中的更新过程的顺序图。
具体实施例方式参照附图，将会意识到，本发明可以在许多不同的无线网络内以各种各样不同的方式被实施。这里描述的实施例仅仅作为例子被给出。本发明也可以适用于某些有线网络。图1显示具有通过网关11被连接到基站12的中央管理计算机10的简单的无线电网络。无线电信号通过使用一个或多个RF信道在移动终端13与基站之间传送。可以牵涉到诸如P25、DMR或IP那样的一系列承载协议。这种网络可包括不同种类的几个中央计算机、按许多不同的排列的几十个基站、以及在广大地理区域中使用的一群多达一千个或更多的移动终端。终端可以单独地使用，但典型地也被指定给一个或多个用户组。管理计算机包括用来存储软件指令的存储器，和实现指令的一个或多个处理器。每个终端还包括用来存储软件指令的存储器，和执行指令的一个或多个处理器。图1上的每个移动终端13包含软件和数据文件，它们可以通过使用位于管理计算机10处的空中编程(OTAP)系统而被更新。管理数据库14存储关于终端的状态信息，包括组信息和当前被每个终端使用的旧文件的拷贝。操作员使用在管理计算机中的客户软件15 来确定何时需要更新，和创建用于终端的新文件。服务器软件16然后通过使用发送新文件到终端的广播协议实行更新过程，在其中它们被使用来修补或代替一个或多个现有的文件。更新过程17典型地相对于单个文件和单个终端组被实行。参加当前的过程的终端被称为“工作的”。处在相关的组中但由于诸如在网络覆盖区域外面或关机那样的某种原因而没有参加的终端被称为“不工作的”。终端可以在特定的更新过程期间在工作与不工作之间改变。当所有的或几乎所有的工作终端都接收到新文件时，过程可被认为完成。对于在该时间是不工作的终端，可能需要一个新过程。图2显示新文件可以如何被划分成一组文件块，用于发送到图1的终端13。在本例中，有N+1个相等尺寸的文件块。每个文件被指定以系统独特的文件标识符(SUFI)，它在OTAP系统内是特殊的。SUFI或SUFI的适当的缩短的版本然后被添加到一系列标准消息中，典型地数据报文，它们在牵涉到特定的文件的更新过程期间被发送到终端或从终端被发送。一旦更新过程被发起，每个终端就保存在过程期间已由该终端接收的文件块的列表， 或替换地，还没有接收的文件块的列表。关于丢失的或未完成的文件块的信息由终端发送到管理计算机，该信息被使用来确定哪些文件块需要重发。图1的网络使用一系列不同的消息，用于在更新过程期间在管理计算机10与终端 13之间通信。由管理计算机发送到终端的消息典型地包括命令消息和文件块消息。命令消息包含诸如文件中块的数目、块的尺寸、和用于确认的应答间隔那样的信息。它们可以随时被重复，以使得以前的不工作终端可以加入过程。文件块消息被更经常地发送，它包含与命令消息一致的一个或多个文件块。由终端发送到管理计算机的消息包括确认、更新完成消息、和更新结束消息。确认优选地仅仅响应于命令消息被发送，其包含关于丢失的文件块的信息。如果在预定数目的应答间隔内没有接收到应答，则终端可被认为是不工作的。更新完成消息指示各个终端接收到全部文件块组。更新结束消息指示终端没有全部组，但不再能参加该过程。图3和4显示可以由图1的管理计算机10保存的状态表，用来记录更新过程的进步。在本例中，文件被划分成文件块，并被广播到包含450个终端的组。文件块一开始按次序被发送，大多数文件块通常需要被重复，取决于丢失的文件块的数目或由单独的终端仍旧需要的“漏洞(hole)”。管理计算机组合来自终端的应答，以确定漏洞的全部列表。这种过程可能需要大多数文件块要发送大约三次，以及在典型的无线电网络中花费几分钟直到一小时或更多时间才完成。图3显示了哪个终端当前是工作的以及哪些终端在过程的该阶段已经被完全更新。图4显示文件块列表，和由终端报告的漏洞的数目的运行统计。填补漏洞的块的重发是按照请求每个文件块的终端的数目编排优先权次序的。通常需要图1的终端13应答命令消息，以便指示哪些终端在当前的更新过程中仍旧是工作的，以及提供关于丢失的或有缺陷的块的信息。应答可以通过在动态的或自适应的应答间隔内引入随机延时而被有效地收集。如果间隔太短，则在各个应答消息之间有太多的冲突。如果间隔太长，则延时是不必要的，以及系统会变为不应答的。取决于工作终端的数目的、并随终端的数目而减小的间隔是优选的。在趋于更新过程结束时应答间隔达到指数减小被认为是可能的，这样，发送文件到多个终端所花费的时间可以成比例于终端数目的对数。成比例于终端数目的间隔可以通过使用公式3gt/a，来进行计算，其中g是工作终端的大约数目，t是发送应答所需要的时间，以及a是对于更新过程可提供的上行链路的百分比(fraction)。3的因数允许对于随机接入信道的33%的最大利用。例如，在具有100 个工作终端的组中，每个需要75ms发送应答，对于50%的上行链路可提供的，可以使用约 45秒的应答间隔。图fe是显示模拟更新过程的结果。模拟是通过使用100个工作终端的初始组接收由100个文件块形成的文件，和用于应答的上行链路的50%的可提供性而实行的。假设对于在RF信道上在载波感测后发送应答所需要的时间为10ms。系统计算初始应答间隔约为4秒和8秒，这些应答间隔通常太短，不允许终端应答而不出现冲突。当间隔太短时，不能正确地确定工作终端和丢失的文件块的数目，这样，系统自动增加间隔。当间隔增加到约 16秒时，工作终端都能够应答。此后，终端的数目减小趋于零，因为它们的全部文件块组都被接收。图恥是显示使用类似于图fe的参数的模拟更新过程的另一个曲线图。曲线图包括比较在分开的曲线上固定的和可变的应答间隔的数据。在可变间隔的情形下，系统开始处理过程，并通过使用100个工作终端的实际数目而计算间隔。间隔从7秒减小到3秒，然后1秒，和当所有的工作终端都被更新时最终到达零。当使用可变间隔时，工作终端的数目减小到零的速度约快10%。图5c是显示使用不同于图如和恥的参数的模拟更新过程，以及比较使用固定的和可变的间隔的系统的进步的另一个曲线图。在这种情形下，要被传送的文件具有相对较小数目的文件块要广播到相对较大数目的终端，即，10个文件块和1000个终端。也包括了对于由终端接收文件块的10%的消息错误率。应答间隔从33秒减小到大约16秒、7秒、3 秒、2秒直到零。比起当使用固定的间隔时，工作终端的数目达到零的速度至少快3倍。图6是概述在诸如图1的管理计算机那样的源处总的传送过程的流程图，所述源把文件块发送到诸如移动无线电装置那样的一个或多个接收器。文件块一开始按次序发送，然后丢失的文件块按优先权调度表被发送，直至所有的工作的接收器都以整个组已被接收的指示进行应答为止。所述源一开始估计工作的接收器的数目，然后计算初始应答间隔。包含间隔的命令消息然后连同诸如文件块的总数那样的其它信息一起被发送。在命令消息之间的间隔也被确定，并且在所述过程期间还可以被修正。然后文件块消息被源发送， 直至下一个命令消息被需要为止。在每个应答间隔期间，所述源接收来自接收器的消息，包含各个漏洞报告，它们被使用来确定用于重发文件块的调度表。这些消息也被使用来修正工作终端的数目的估值， 并计算另外的应答间隔。指示特定的接收器不再接收文件块(“中止”)或接收器现在具有完整的文件块组(“完成”)的消息使得工作的接收器的数目减小。最终，当漏洞的数目和工作终端的数目减小到零时，所述过程结束。超时也可以被使用来终结过程。图7是概述在接收来自诸如图1的管理计算机那样的源的文件块的接收器处总的传送过程的流程图。所述过程由在间隔内从所述源接收的命令消息控制。每个命令消息包含应答间隔，在该应答间隔内接收器被要求发出确认消息，和提供指示还没有被正确地接收的文件块的报告。确认是在应答间隔内随机地定时的，以便减小与来自其它接收器的对应的消息的冲突。文件块被接收和被存储直至完整的组被接收和可以发送结束消息(“完成”)为止。图8是显示在如上概述的简单的更新过程期间在源实体与两个接收器实体A，B之间发送的消息的顺序图。在初始阶段期间，源广播初始命令消息(“putfile”)，包含SUFI、 应答间隔、和文件块的数目。在本例中，只有两个文件块。重复定时器被源使用来确定何时发送下一个命令消息。随机化应答定时器被接收器使用来确定何时发送确认，正如对于图 6和7说明的。在传送阶段期间，包含缩短的SUFI、和各个文件块和块号在内的块消息然后被广播。每个接收器接收某些或所有的块消息，并把应答(“漏洞列表”)发送到指示丢失的文件块的每个命令消息。在本例中，接收器B丢失文件块2。所述源也使用这些应答来监视工作的接收器的数目。应答间隔是与工作的接收器减小数目一致地被减小的。在终结阶段期间，所述源继续发送包含丢失的文件块的消息直至每个接收器发送结束消息(“完成”)和文件的传送被认为完成为止。将会意识到，文件块可以由管理计算机以一系列不同的方式被发送。文件块优选地串行地发送直至到达文件的末端为止。然后可以按照例如请求被接收到的次序，或按照对于特定的文件块被接收的请求的数量或频率，来填补漏洞。还将会意识到，关于应答间隔的信息可以以一系列不同的方式被发送。包含信息的命令消息优选地随时被发送，这些消息指示间隔的开始，如以上概述的。替换地，所述信息可以在分开的消息中或通过包含文件块本身的某些或所有的消息被发送。
权利要求
1.一种广播文件到无线网络中的终端的方法，包括a)将文件划分成一组文件块；b)根据需要文件块的工作终端的数目，计算当前的应答间隔；c)将关于应答间隔的信息发送到终端；d)将文件块发送到终端；e)在应答间隔内接收来自终端的关于丢失的或有缺陷的文件块的应答；f)从所述应答确定哪些块仍由一个或多个所述终端需要；以及g)重复步骤(b)到(f)直至基本所有的终端都接收到完整的文件块组或都不工作为止。
2.按照权利要求1的方法，其中随着工作终端的数目减小，在步骤(b)计算的每个新的应答间隔短于以前的间隔。
3.按照权利要求1的方法，其中应答间隔按成比例于工作终端的数目进行计算。
4.按照权利要求1的方法，其中关于应答间隔的信息在与包含文件块的消息分开地发送的命令消息中被传送。
5.按照权利要求1的方法，其中关于应答间隔的信息通过包含文件块的消息被发送。
6.按照权利要求1的方法，其中工作终端在当前的应答间隔内随机地应答。
7.按照权利要求1的方法，其中在预定数目的应答间隔内没有应答的终端被认为是不工作的。
8.按照权利要求1的方法，其中来自工作终端的应答消息包括“更新完成”或“更新结束”消息，在此以后，相应终端被认为是不工作的。
9.一种用于移动无线电网络的管理系统，包括 处理器；以及被耦合到处理器的存储器，以用来存储指令，所述指令在从存储器被执行时，使得处理器执行a)将文件划分成一组文件块，用于传送到移动终端；b)根据需要文件块的工作终端的数目，计算当前的应答间隔；c)将关于应答间隔的信息发送到终端；d)将文件块发送到终端；e)在应答间隔内接收来自终端的关于丢失的或有缺陷的文件块的应答；f)从所述应答确定哪些块仍由一个或多个所述终端需要；以及g)重复步骤(b)到(f)直至基本所有的终端都接收到完整的文件块组或都不工作为止。
10.按照权利要求9的系统，其中随着工作终端的数目减小，在步骤(b)计算的每个新的应答间隔短于以前的间隔。
11.按照权利要求9的系统，其中应答间隔按成比例于工作终端的数目进行计算。
12.—种在移动无线电网络中的终端处更新文件的方法，包括a)接收有关当前的应答间隔的用于确认的信息；b)接收对于文件的一个或多个文件块；c)在当前的应答间隔内发送有关文件块的确认；d)接收关于短于当前的间隔的另一个应答间隔的信息；e)接收对于文件的一个或多个另外的文件块；f)在较短的应答间隔内发送关于另外的文件块的另外的确认；以及g)当接收到对于文件的所有的文件块时，发送“更新完成”消息。
13.按照权利要求12的方法，其中关于当前的应答间隔的信息在与包含文件块的消息分开的消息中被接收。
14.按照权利要求12的方法，其中关于当前的应答间隔的信息在包含文件块的一个或多个消息中被接收。
15.按照权利要求11的方法，还包括对于规定应答间隔的多个消息，重复步骤(d)、(e)和(f)。
16.按照权利要求11的方法，其中在步骤(c)中的确认包含关于文件块是丢失还是有缺陷的信息。
17.一种终端或移动无线电网络，包括 处理器；以及被耦合到处理器的存储器，以用来存储指令，所述指令在从存储器被执行时，使得处理器执行a)接收有关当前的应答间隔的用于确认的信息；b)接收对于文件的一个或多个文件块；c)在当前的应答间隔内发送有关文件块的确认；d)接收有关短于当前的间隔的另一个应答间隔的信息；e)接收对于文件的一个或多个另外的文件块；f)在较短的应答间隔内发送另外的确认；以及g)当接收到对于文件的所有的文件块时，发送“更新完成”消息。
18.按照权利要求17的终端，其中所述指令还使得处理器执行 对于规定应答间隔的一个或多个另外的消息，重复步骤(d)、(e)和(f)。
19.按照权利要求17的终端，其中在步骤(c)中的确认包含关于文件块是丢失还是有缺陷的信息。
全文摘要
一种广播文件到诸如移动无线电网络那样的无线网络中的终端的方法。文件被划分成要被发送到终端的一组文件块。根据需要文件块的工作终端的数目，计算对于由终端进行应答的间隔。然后，通过网络广播包含文件块和应答间隔的消息。从终端接收指示丢失的或有缺陷的文件块的应答。重复这些步骤，直至所有的终端都接收到完整的文件块组或都变为不工作为止。随着工作终端的数目减小，计算更短的应答间隔。
文档编号H04W4/06GK102340745SQ20111025374
公开日2012年2月1日 申请日期2011年7月19日 优先权日2010年7月19日
发明者A·F·达奇斯 申请人:太特电子有限公司