专利名称：用于噪声通信信道的信令规程的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信系统，具体涉及数据终端的传输规程。
数据链路控制规程诸如公知的HDLC规程，已经成为例如包括有线和无线应用的X.25层2，Q.921和GSM04.22规程的大等级信令规程的基础。这些规程典型地按照相同的过程，即数据终端请求(a)建立连接或断开，(b)协商传输参数，或者(c)交换操作状态信息。该过程典型地必须传输一个信令消息和设定一个计时器(它典型地设定约为近端和远端之间来回路程传输时延的几倍)，以等待接收对该消息的远端响应。如果例如由于有噪声连接，传送的信令消息或传送的响应丢失，则近端终端将不知道这情况直到相关计时器到期为止。这时，该近端终端可重发丢失的信令消息并复位该相关计时器。如果由于有噪声连接的结果所传送的消息继续丢失，则该近端终端重复前面的过程，一直到它表明不能恢复的差错条件为止。
业已知道，前面的过程消耗了过量的时间而且不是很有效的。即使在很多传输尝试之后所传送的消息到达远端并且在近端收到证实响应，也是如此。当然很明显，在某种程度上通过以减少传输之间的持续时间，因而减少总时延的方式减少相关定时器的定时周期可以处理前述情况。但是，我们业已承认，在没有一套很好规定的传输过程组中，计时器数值的减少将使近端或远端终端的任一个或两个(它可重复地接收相同信令消息拷贝)处于不明确状态。
我们已认识到问题出现了，在发送可能已丢失的信令消息之前长时间等待计时器到期的结果，可通过输入自动再传送未证实的信令信息的过程进行处理。这种冗余再传输方案已在先使用了而不仅在连接已建立之后和在控制用户数据传输的传输参数已在近端和远端数据终端之间协商了之后。然而，我们还认识到，这种冗余再传送过程已不被建议作为控制信令消息再传送的一个方式，在交换用户数据之前，一旦已建立了传输连接，数据终端(例如调制解调器(mo-dem))对所述信令信息进行交换。
如上所述，在没有很好规定的传输规定的传输过程中，信令消息的冗余传输和接收器对这种消息的级连响应可能能导致近端和远端数据终端的任一个或两个处于不明确状态。一种这样的状态可导致近端或远端数据终端之间的潜在死锁。现有技术使用识别传送消息的唯一顺序号和该消息相对于其它传送消息传送的顺序避免了这种不明确。这个解决方法看来用于传送长的用户数据消息流工作的很好，它不需要保持按顺序传送到一个预定目的地。但是，在信号交换过程期间，在它可发送下一个消息之前，一个终端必须等待接收对传送消息的响应，所以它不适合于在两个数据终端之间交换信令消息。
我们为避免上述不明确性而不使用顺序号，特别是，按照本发明的一方面，接收多份相同信令消息的拷贝的远端数据终端是适合的，所以它保留第一份接收的消息的拷贝而废弃任何后续份的消息，但是重复地通知该近端终端已收到信令消息的第一份拷贝。根据本发明的一个方面，该近端终端在从远端终端收到第一份响应时就终止其信令消息的传输。为了终止在两个终端之间n方信号交换的过程，该起始消息和随后的n—2消息分别由该数据终端重复地发送，虽然最后的消息是信号交换终止消息并且响应从另一终端收到的每份响应消息n—1发送其中一份。响应从另一终端收到的每一份这样的响应消息n—1重复上述过程。当收到这种信号交换终止消息时另一终端就终止其响应消息n—1的传输。
本发明在控制近端和远端终端之间需要交换信令消息的三方或二方信号交换过程中特别有利。
图1是可实现本发明原理的数据通信系统的概括方框图；图2和3是分别表示本发明的原理可用于三方和二方信号交换过程中的方式的定时图；和图4至9以流程图形式表示实现图1系统中本发明原理的程序。
在本发明示例性的实施例中，图1数据终端的收发信部分100按照预定的传输规程工作。这种规程可规定所谓上层控制器10用于控制呼叫的处理和由链路150表示的相关呼叫连接。更具体地讲，链路150可以是在数据终端100和数据终端200之间建立的呼叫连接，并且可部分地包括无线链路。(应指出，收发信机200的操作类似于收发信机100的操作。因此，有关收发信机100的任何讨论等于有关收发信机200的讨论，反之也一样)。呼叫连接控制器(CCC)10通过与信令规程控制器(SPC)20通信建立呼叫连接。CCC10在呼叫期间还以相同方式控制该连接。即CCC为此目的提供信令消息给SPC20，然后它在信令消息发送缓冲器30中存储这些消息。然后SPC20每次一个和以它们存入缓冲器30的顺序卸载该消息，并且都按照本发明的规程在连接150上经过常规无线链路调制解调器(modem)40发送每个卸载的消息。
因为连接150可包含可能遭受高差错率(或高的数据包丢失)的无线链路，因此在连接150上发送的信息消息可能不能到达数据终端200。按照本发明的一个方面，我们重复发送信令消息直到或者接收者响应收到的消息或者传输计时器到期为止来处理这个问题。
特别是，当SPC20传送信令消息到modem40以便在连接150上传输时，SPC20则启动一个故障计时器5以设定信令消息重复地发送或者从终端200收到其证实为止的持续时间。在本发明的示意实施例中，SPC20所发送的每个消息与一个故障计时器5相关联，这是在SPC20内部的存储器中实现的并且例如可具有10秒的持续时间。如果在这个时间期间内收到证实，则SPC20通知其CCC10和撤消计时器5。按照本发明的一个方面，信息消息重复传输之间的持续时间可由重复计时器15控制，该重复计时器15在信令消息传输之后启动并且例如可设定一百毫秒的持续时间。如果(a)计时器5未到期和(b)还没有从终端200收到证实，则SPC20在计时器15的期限内再发送该消息。
信令消息例如可以是常规的二方、三方或几方信号交换过程的一部分。三方信号交换过程通常在建立连接期间进行并且涉及控制用户信息交换的工作参数的协商。(三方信号交换过程也可在该参数的一个或几个变化时进行)另一方面二方信号交换典型地在连接已建立之后进行，以便通知在该连接另一端的终端工作状态的变化，例如，在终端未准备好时或在终端拒绝执行一个特别请求时。
现在参照图2，图中示出本发明在规程控制规定在有噪声链路如无线链路上互相通信的数据终端之间三方信号交换的消息交换的一个例子。当终端100发送信令消息S1时信号交换开始。例如，假定消息S1提出控制终端100和200之间的消息交换的一个特定传输窗口尺寸。记住这一点，假定在这时，由于链路150有噪声，消息S1丢失而且不能到达终端200。但是，按照本发明的规程，在消息S1传输之后的某个时间期间内终端100自动地重复消息S1的传输，而且如上所述的将继续进行直到它或者从终端200收到响应或者与消息S1相关的计时器5到期为止。该传输以消息S2开始，之后重复，如消息S3至S7所表示的，它们每100毫秒发送，例如，如图2中以a2所示的每当重复计时器15期满时就发送。所示的例子假定终端200接收重复的消息S2并传送消息S2到其相关的CCC10。终端200的CCC10又产生一个响应并且提供给它的相关SPC20，以便传输到终端100，如该图中以消息r1所表示的。假定由于有噪声链路的原因响应消息r1也丢失。类似地，终端200按照本发明的规程自动地重复消息r1的传输，直到或者它从终端100收到证实或者与消息r1相关的计时器5到期为止。消息r1的重复传输在该图中以消息r2至r6表示，它们以由持续时间a2确定的速率发送，例如每40毫秒发送。
这时假定由于有噪声无线链路的原因信令消息S3、S5和S6都丢失和终端200收到消息S4和S7。当收到消息S4时，终端200注意到消息S4是先前收到的消息S2的拷贝。因此废弃消息S4。终端200类似地处理消息S7。
从该图可看出，在传输重复消息S7之后终端100接收响应消息r2。终端100的SPC20又传送该消息到终端100的CCC10，并且在信令消息缓冲器30中存储该消息。此外，SPC20比较消息r2先前发送的消息S1。这样做时，SPC20确定消息r2是对消息S1的响应，因此从缓冲器30中擦除消息S1，从而终止那个消息的再传输。此外，SPC20清除计时器5和与消息S1相关的计时器15。然后SPC20发送消息ack(r2)证实收到消息r2。
根据本发明的一个方面，本发明的规程处理证实消息好消息ack(r2)与它处理信令消息如消息S1的方式不同。特别是，证实消息的传输不是自动地重复。因此，计时器15与发送的证实消息不相关。这意味着对于每个响应消息和对于一个终端如终端100接收的这种消息的每个拷贝发送证实消息一次。这示于该图中，消息ack(r2)丢失了和终端200没有收到。再考虑响应消息r3和r6，终端100(SPC20)收到它们，因此发送消息ack(r3)证实收到消息r3和发送消息ack(r6)证实收到消息r6。
另一方面，由于在已发送消息r6之后收到消息ack(r3)的结果，终端200(的SPC20)终止其重复的传输该响应消息(图2中以r1，r2，…r7表示)。响应收到ack(r3)，终端200的SPC20(a)传送ack(r3)消息到终端200的CCC10，(b)清除与消息r1相关的所有计时器和(c)从终端200的缓冲器30中擦除消息r1。此后，终端200的SPC20通过废弃该消息对收到消息ack(r6)响应，因为在终端200的缓冲器30中没有存储相应的响应消息。
如上所述，二方信号交换用于通知另一终端工作状态的变化，例如接收机未准备好(这可能出现在由于缓冲器溢出，拒绝请求消息或请求状态更新及对其响应)。因此，二方信号交换不涉及协商的参数交换。在这情况下，二方信号交换只要求接收站证实收到表明该发送端工作状态变化的命令消息。这意味着接收站不必如三方信号交换那种情况发送一个响应消息。
图3是本发明的规程控制对二方信号交换消息C1的响应的传输方式的示意例子。从该图可看出，终端100重复地再发送消息C1，直到它收到证实消息ack(c3)为止。类似地，终端200发送对收到命令消息c1及其每个拷贝即消息C3、C4、C5和C7的响应的证实消息。
在收到消息C3时，终端200的SPC20在其相关的缓冲器30中存储该消息和传送该消息的拷贝到终端200的CCC10。当随后顺序地收到消息C4和C7时，由于发现它们是已经存储在缓冲器30中的C3消息的拷贝，SPC20废弃这些消息。从该图可看出，由于收到较后的命令消息，终端200分别发送证实消息ack(c3)、ack(c4)、ack(c5)和ack(c7)。
应该指出，当收到消息ack(c3)时，终端100的SPC20类似地通知其CCC10，然后确定消息ack(s2)是否是对消息c1的响应。如果是，则SPC20从缓冲器30擦除消息C1，因而终止该消息的再传输。另外，SPC20清除与消息C1相关的计时器5和15。
图4表示SPC20的程序，它是响应从其相关的CCC10接收的在建立的连接150上传输的信令消息而输入的。例如，当收发信机(终端)100的CCC开始三方(二方)信号交换时，它执行图4所示的程序以便发送一个请求(或者在二方信号交换情况的命令)消息到收发信机200。输入图5所示的程序提供重复的传输信令消息直到从该连接的另一端收到响应(或在二方信号交换情况的ack)为止。在收到请求(在二方信号交换情况中的命令)消息时，终端200执行图6(对二方信号交换为图8)所示的程序处理所接收的消息。然后终端200的CCC产生一个响应消息，使用图4和5所示的程序它被发送到终端100。当该响应到达终端100时，则执行图7所示的程序，接收和处理该响应消息。在终端200(在二方信号交换的情况为100)执行图9所示的程序，结束终端100和200之间的信号交换过程。特别在方框401，该程序发送该消息，然后在相关的发送缓冲器30中存储该消息。然后程序进到方框402和403，它将计时器5和15与该消息相关联，接着启动这些计时器。然后该程序在方框404退出。
图5表示管理每个启动的计时器15的程序。特别是，在方框500周期地(如在计时器15期满时每100毫秒)输入该程序并前进到方框501，它检验着相关的计时器是否已计时期满。如果是，则该程序(方框502)宣告一个不可恢复的差错状态，撤消计时器5和15，然后退出。如果该计时器未计时期满，则该程序(方框503)发送相关的消息。然后该程序(方框504)复位计时器15并退出。
图6的程序是在经过相关modem和建立的连接收到请求消息时输入的，并且立即进到方框601，它检查看该消息的拷贝是否已经存储在其相关的接收缓冲器40中。如果是，则该程序(方框602)废弃该消息然后退出。如果是否定的，则该程序(方框603)在其相关的接收缓冲器40中存储该消息并且将该消息的拷贝传送到其相关的CCC10。然后程序退回。
响应早先的请求消息，在收到远端终端发送的响应消息时在方框700输入图7的程序。在输入时，程序进到方框701，它检查看该消息的拷贝是否已经存储在其相关的接收缓冲器40中。如果是，则程序(方框702)发送一个证实消息(ack)然后废弃所接收的消息。然后程序退出。如果是否定的，该程序(方框703)检查看相应的请求消息是否先存储在发送缓冲器30中。如果未先存，则程序(方框704)废弃所接收的消息然后退出。如果先存储了，则程序(方框705)(a)在其相关的接收缓冲器40中存储所接收的消息，(b)传送该消息的拷贝到其相关的CCC10和(c)发送一个ack消息证实收到该响应消息。然后程序(方框706)从其发送缓冲器30擦除相应的请求消息并清除相关的计时器5和15。然后程序退出。
当收到一个命令消息时就输入图8的程序并且进到方框801，它检查看该命令消息的拷贝是否已存储在其相关的接收缓冲器中。如果是，则程序(方框802)发送一个证实消息(ack)然后废弃所接收的消息。然后该程序退出。如果是否定的，则程序(方框803)(a)在其相关的接收缓冲器40中存储所接收的消息，(b)传送该消息的拷贝到其相关的CCC10和(c)然后发送一个ack消息证实收到该命令消息。然后程序退出。
当收到对先前的响应或命令消息的证实(ack)消息时就输入图9的程序。当这样输入时，该程序进到方框901，它检查看该ack消息的拷贝是否已经存储在其相关的接收缓冲器40中。如果是，则程序(方框902)废弃所接收的ack消息。然后程序退出。如果是否定的，则程序(方框903)检查看该相应的响应或命令消息是否先存储在发送缓冲器30中。如果是否定的，则该程序(方框904)废弃所接收的ack消息然后退出。如果是，则程序(方框905)(a)在其相关的接收缓冲器40中存储所接收的消息，和(b)传送该ack消息的拷贝到其相关的CCC10。
前面的叙述只是本发明原理的说明。本领域的技术人员能够设计出很多安排，虽然在这里没有明确地示出或叙述，但是实施它们的原理都在本发明的精神和范围内。例如，信令过程可在近端或远端收发信机(如终端100或200)开始，有这样的可能多个独立的过程可能同时地启动。而且，不同方法顺序应该唯一地识别，使得一个响应可与一个特定请求相关。
尚且，如果两个收发信机开始不同优先级的信令过程，则较高优先级的过程可使较低优先级的过程中断。这种情况例如在一个CCC发送高优先请求来响应一个请求而不是对所接收的请求进行响应时可能出现。
还有，如果两个收发信机同时开始相同优先级的过程，则可能涉及连接解决方案处理。这种连接解决方案可包括所要求的发明。例如，如果这两个终端使用它们相应的顺序号或其它特性在它们之间确定哪一个具有较高的优先级，则较低优先级终端可使其过程中断。作为另一个例子，如果一个收发信机(终端)从另一个收发信机接收一个请求，这个请求优先级与它刚才发送的请求的优先级相等，则该接收收发信机输入一个状态，指示收到对其发送请求的有效响应。
权利要求
1.一种用于以控制第一和第二数据终端之间信令消息交换的设备，相应的一些信令消息要求从接收端来的一个响应，所述设备的特征在于在第一数据终端，响应要求一个响应消息的信令消息的输入的装置，用于重复地发送该信令消息和重复这种传输直到从第二接收端收到所述响应消息为止；在第二数据终端，响应收到该信令消息的装置，用于重复地发送该响应消息直到从第一数据终端收到确认消息为止，和在第一数据终端，用于响应收到每个响应消息发送所述确认消息的装置。
2.一种用以控制数据终端之间信令消息交换的设备，相应的一些信令消息要求从一接收终端来的一个响应和另一些信令消息要求从该接收端来的一个确认，所述设备的特征在于作为从另一个数据终端收到一个信令消息的结果、在最后响应的那个数据终端工作、用于重复该响应的传输直到从那另一个数据终端收到确认消息为止的装置，和在另一个数据终端工作、用于发送响应收到每个所述响应消息的确认消息的装置。
3.一种用以控制第一和第二数据终端之间信息消息交换的方法，相应的一些信息消息要求从接收终端来的一个响应，所述方法的特征在于以下步骤在第一数据终端，响应请求响应消息的信令消息的输入，发送该信令消息到所述第二终端，所述信令消息与预定的优先级相关，和在所述第一终端，在收到对所述发送的信令消息的有效响应之前，响应从所述第二终端收到与所述预定优先级相关的信令消息，输入一个状态，表示收到对所述发送的信令消息的有效响应。
全文摘要
在交换用户数据之前，数据终端(如modem)可交换的信令消息的传输是通过安排接收多份相同信令消息的拷贝的数据终端控制的，这样它只存其第一份拷贝，但是在收到每份拷贝之后发送一个响应到发送端。当从接收端收到一个响应时该发送端。当从接收端收到一个响应时该发送终端终止其信令消息的传输。本发明的过程在两终端之间的n方信号交换期间用于控制信令消息的传输特别有利。
文档编号H04L1/12GK1126400SQ9510537
公开日1996年7月10日 申请日期1995年5月11日 优先权日1994年5月13日
发明者布哈特·T·多西, 理查德·P·伊扎克, 桑吉·南达 申请人:美国电报电话公司