專利名稱:信息傳輸方法與系統的制作方法
技術領域:
本發明涉及信息傳輸方法與系統,其中信息傳輸在各自具有至少一臺發射機的通訊設備之間進行,而其中信息的傳輸為二進制串行方式且該信息流的方向為部分可變換的。
可以利用這種方法在通訊設備之間進行雙向信息傳輸,其中的通訊設備包括計算機與打印機,或其它未經電纜相互連接的電子系統,在該電子系統中可以紅外線或無線電波作為傳輸媒介。這種方法也可用來與通訊網絡相連,其中可以在由網絡內部導線相連的通訊設備與未經導線與網絡相連的通訊設備之間交換信息。
在多用戶通訊的場合,該網絡必須對自身進行自動管理,即它必須確定哪些用戶在何時以何種準則可以相互進行通訊。該準則是用于管理網絡以及在通訊設備之間自動進行指定信息交換的所有規則及協議的總合。在更為復雜的網絡管理中,該準則基于分散管理,其中每個用戶均可作為“雇主”并擔負一部分管理工作。借助該準則來確定某個用戶如何使用網絡以及何時停止使用該網絡。
用于這種系統的已知準則為CSMA準則(即載波檢測多路存取)。為實現這種準則,至少應滿足下列先決條件·成為雇主的能力每個用戶應當能夠在傳輸媒介的傳輸要求的基礎上獲得該傳輸媒介。
·監控能力每個用戶應當能夠監視網絡中各種信息量,并以此作為求取網絡使用的原則。比如說,在具有總線結構導電線路的網絡中,其特點是所有的總線用戶均可同時監控總線上傳輸的每條信息(例如通過輸出級的″布線或″中繼線)。
·中斷能力在使用網絡的過程中,每個用戶(臺站)應當能夠確定是否有另外的用戶也在使用該網絡,以便能在這種情況下立即停止其傳輸。
·媒介的雙向性傳輸媒介應當能夠雙方地傳輸信息。
·同時性必須設計傳輸媒介和通訊設備以使得有可能允許多個通訊設備(臺站)同時使用該傳輸通道。這尤其意味著在具有總線結構導電線路的網絡中,不可能使用推挽輸出級。
上述先決條件的中心意思是,在傳輸過程中,各個臺站必須保持能夠進行接收的狀態。在非導線控制的網絡(例如基于紅外線和/或無線電波的網絡)中,這些條件不完全滿足。
現已知一種方法,該方法無論如何使得有可能實現CSMA準則,即使通訊設備(臺站)在傳輸過程中不能進行接收的情況下也是如此(EP-A1-0609178;Royale Consultants Ltd.)。
這種方法基于時域多路復用。因此,如果通訊設備(臺站)想要通過非導線控制的傳輸媒介傳輸信息,則該臺站進行自我確認。即如果其自身至今仍未收到任何比特信息(CS=載波檢測),則確認其作為發射臺站;而另一方面,若其自身沒有任何傳輸請求且現已收到來自某個發射臺站的比特信息,則確認其作為接收臺站。在信息傳輸過程中,發射臺站對待傳輸的數據流中的信息進行標記,以表明其來自發射臺站。對接收臺站來說,它立即(必須在發射臺站傳送下一個比特信息之前)向該發射臺站返回一個接收比特信息并在該數據流中對信息作標記,標明其來自接收臺站。在傳輸結束之后或在字符的末尾,上述臺站再次取消確認其為發射或接收臺站。
利用從接收臺站返回的比特信息或從接收臺站傳送給發射臺站的信息,使得發射臺站有可能檢驗其發射的信息是否準確地到達了該接收機,或是否有其它發射臺站(它與自己同時起動了信息傳輸)干擾了信息流(CD=沖撞檢測),或是否產生了其它傳輸鋰錯誤。由此,可以起動根據CSMA準則而提供的步驟(例如,在媒介重新恢復暢通之時重新開始傳輸(MA=多路存取))。
因此,利用這種方法可非常好地將移動通訊用戶(臺站)或網絡用戶與現存的導線控制的網絡聯結在一起(例如借助紅外線或無線電波)。
然而,所有用戶必須滿足上述準則被認為是不方便的。這預先假定了每個用戶,除了擁有用于完成載波檢測機理的發射裝置之外,還必須擁有由硬件組成的接收裝置,而這就使成本大大增加。
另外,該接收裝置的工作需要額外的能量,并且對空間要求來說是一個負擔,這種空間的要求必須得到滿足。有許多應用領域,其中上述花費無論在成本上還是在空間上都被認為是不明智的(例如,電視機之類設備的IR遙控)。
再有,在這些應用中,信息傳輸具有最大時間長度是一個特點,該傳輸相對于其與按照CSMA準則控制的數據交換有關的出現時間而言發生相當稀疏。
因此,本發明的目的在于避免現有技術的這種缺陷并提供一種方法和系統,其中有可能操作各種臺站,除了常規的臺站之外(該臺站的連接滿足CSMA準則要求),它可以將信息饋入由于缺少接收單元而不滿足CSMA準則的網絡。
根據本發明的方法和相應的系統,上述目的通過權利要求1和13所描述的特點得以實現。
下面將利用方案實例以及與附圖相關的基本描述詳細地對本發明進行介紹。
附圖簡要說明
圖1給出了用于控制技術的通訊網絡結構的基本描述;圖2為多個臺站對圖1所示通訊網絡總線的存取時間圖;圖3給出了室內若干通訊設備之間傳輸與接收關系的圖示;圖4給出了以半雙向操作通訊的兩個傳輸/接受臺站的電路圖;圖5為異步數據傳輸的示意圖;圖6a為短脈沖群位置調制的示意圖6b為脈沖位置調制的示意圖;圖7a為基本表示法中一個比特單元內的通道分配圖;圖7b為按照圖3方案實例的一個比特單元內的通道分配圖;圖8a給出了根據本發明對CSMA連接數據的編碼狀況;圖8b給出了根據本發明對UKP連接數據的編碼狀況;圖9為UKP連接的通道占用圖;圖10為組合試驗圖表,附帶有對本發明系統可行性的證明圖11為UKP臺站傳輸系統的一個例子;圖12為圖10所示傳輸系統的詳細描述;圖13為對根據CSMA和/或UKP模的呼入準則具有解碼能力的第一接收系統;圖14為對根據CSMA和/或UKP模的呼入準則具有解碼能力的第二接收系統;圖15給出了在CSMA與UKP連接之間進行同時信息交換的基本描述;圖16給出了不考慮UKP連接而在兩個CSMA連接之間進行信息交換的基本描述。
在圖1當中,SE表示傳感器,AK表示激勵器,舉例來說,它們可以是智能型電子系統。傳感器SE與激勵器AK通過通訊網絡LAN的總線BU相互連接在一起,利用這種結構,信息以電極的形式接二進制串行方式傳輸。由于在所選擇的例子中,該電報由傳感器傳輸而由激勵器接收,從而此后也將使用“電報發送者”和“電報接收者”的術語。此時,中心監控臺站SV(也稱為″管理員″,它不間斷地監控著電報傳輸信息)接于總線BU之上。數據以表的形式存貯在管理員SV之中,以這樣方式,利用部分所發送的電報,該管理員SV可以檢驗電報接收者取得電報發送者信息的權利。通用操作設備用PC表示,它通過總線耦合器PC/BC與總線BU相連,且它可以向LAN輸入任何一種信息并且也可以從LAN接收該信息。
這種結構是現有技術的一部分且在EP-A1 0 570 338進行了詳細描述和說明,它仍被當前的應用所采用。
根據圖2,由臺站A、B、C和D發送的電報用TA、TB、TC和TD來表示。在導線控制總線系統中,CSMA(載波檢測多路存取)準則常被用來控制數據交換。利用這種程序,可以保證電報只能在時域范圍內交錯地傳輸,即不存在相互迭加和干擾。如果想利用這種準則從臺站A發送一個電報TA,則總線(BU)首先被監控(見圖1)而確定該總線BU是否已被另外的傳輸所占用(時間t=1)(CS=載波檢測)。如果確定該總線BU可供使用,則發送電報IA。然而,如果總線被占用,即如果與臺站A同時想要從臺站C發送電報TC,則由臺站A確定該總線BU被占用(時間t=2)。因而,臺站C就必須等待該總線BU重新通暢之后再傳輸自己的信息(時間t=3)。如果現在企圖在電報TC正從另外的臺站C傳輸時從若干臺站D和B發送電報TD和TB(時間t=4,時間t=5),其稍后的占用企圖(起初被阻止)由(譬如說)總線BU的釋放而被同步每個臺站在總線BU的通道上均聽不到任何信息,從而各自的電報TD和TB的傳輸被同時起動(時間t=6)。在電報TD和TB的傳輸過程中,兩臺站監控并因而可確定所監控的信號是否與所傳輸的一致。一旦該監控信號不再與傳輸信號相一致,傳輸便結束。重新占用只能在總線BU重新暢通之后進行嘗試(時間t=7,總線用戶B)-MA=多路存取-。
如果利用網絡保證若干臺站(通訊設備)能同時無干擾地傳輸(例如利用導電線上“布線或”中斷線),在某個臺站(臺站D,時間t=7)不可能確定其它臺站(臺站B,時間長度t=6-7)是否已經傳輸了盡管是相同的內容。因此,由臺站D進行的電報傳送無論如何將會繼續(CA=部撞免除)。因此,相對于總線用戶B,臺站D事實上具有更高的優先權。所以如果在電報中首先傳輸發送者的地址,則有可能以該總線用戶地址為基礎分配并確定優先權。
這種準則仍舊是現有技術的一部分并在EP-A1 0 570 338中時間過介紹,而且還應用于當前的應用中。
圖3用以說明在若干通訊設備之間無導線封閉連接的情況下的“空間問題”。根據該圖,假定空間與非連續第一中間壁31、非連續第二中間壁32、非連續第三中間壁38和非連續第四中間壁39相連,其中包含了若干通訊設備KP1、KP2、KP6和KP7。另外兩個通訊設備KP4和KP5位于較遠的空間33處,該空間由非連續第二和第三中間壁32和38所分隔。第一和第七通訊設備KP1和KP7以及第三和第六通訊設備KP3和KP6由第一中間壁31隔開,而第二通訊設備KP2所占據的位置大致在該中間壁31的延長直線上。在這種布局之下,第一、第二、第三和第四重迭區34、35、36和37導致與傳輸和接收關系的聯系,其中通訊設備KP1、KP3和KP2之間的重迭發生在第二區35,通訊設備KP1和KP2之間的重迭發生在第一區34,而通訊設備KP2和KP3之間的重迭發生在第三區36。只剩下第四區37,其中產生通訊設備KP1和KP4之間的重迭。
另外兩個通訊設備KP8和P9由第四非連續中間壁39隔開,從而第八通訊設備KP8位于第三和第六通訊設備KP3和KP6的接收區,而第九通訊設備KP9位于第二通訊設備KP2的接收區。
在這種結構中,有可能根據各通訊設備KP在實際信息交換中角色以及其在空間中的位置對各通訊設備KP定義一種狀態。
假定第三通訊設備KP3為激勵通訊設備IKP且按照如下所述的相應模式產生并發送一個起動比特信息。因此,該設備的作用就如同MIC(信息激勵通訊機),即根據CSMA準則準備傳輸的信息的″源″KP。由于第二通訊設備KP2位于公共的第三區36,它作為EKP或MRC(信息接收通訊機)而接收信息,即作為根據CSMA準則準備傳輸的信息的″溝″KP。在這個例子中,第一通訊設備KP1作為響應接收通訊設備AKP或RRC(響應接收通訊機),即它是能夠接收EKP,但不能接收IKP的通訊設備KP。
然而,在本例中必須考慮其它通訊設備例如OKP(″偏離″通訊設備KP),或所謂OSC(偏離通訊機),即它是不能接收現時IKP和現時EKP,但可能接收AKP的通訊設備KP。另外,本例中第五通訊設備KP5代表了所謂SKP(″獨立″通訊設備KP)或SAC(獨立通訊機),即它是只可能從OKP接收信息的通訊設備。
除了上述這些根據CSMA準則進行雙向操作的通訊設備KP之外,還必須考慮工作于單向通訊的通訊設備KP,即所謂UKP。這種UDC(單向通訊機)為通訊設備KP6、KP7、KP8和KP9,它們沒有接收裝置,但盡管如此它必須處于向網絡輸入信息的位置然而,在上述功能模式的實例中,必須解決一個基本的問題,該問題很重要且已知其被稱為“隱藏終端問題”。這個問題的產生是因為信息接收機有可能在接收來自發送通訊設備KP(即IKP)信息的過程中受到另外的作為AKP的通訊設備KP的干擾,這是因為該AKP并未被告知自該IKP向該EKP實際信息傳輸的存在。
下述根據本發明的方法和相應的布局假定如下的定義是可適用的·純雙向CSMA連接是指由具有發送與接收裝置的臺站根據CSMA準則而建立起來的連接。
·純單向UKP連接是指這樣一種連接,在該連接中所有的臺站(除了一個臺站之外)均可根據CSMA準則而作出反應并因此可進行發射和接收,而其中的一個單向臺站則只能發送而不能接收信息。
對于純UKP連接、實際上在現存的CSMA通訊設備之間沒有通訊請求。實際上所傳輸的信息只是單向數據流。
·同時連接為這樣的連接,其中一個UKP在CSMA連接期間成為激勵狀態并與CSMA信息一道同時發送信息,它在時間上不與CSMA連接同步。
·比特信息被理解為根據異步數據傳輸原理的數據字符的普通比特信息。在傳輸期間,例如由于多余信息的原因,該比特信息可以由若干單個脈沖或短脈沖群表示。
下述規則分別得到了應用·在純CSMA連接中,EKP根據CSMA準則而響應。
·在純UKP連接中,每個通訊設備作為EKP響應并根據CSMA準則送回其自身的信息。
·在同時連接中,每個通訊設備KP對于CSMA連接根據CSMA準則作出反應,但同時根據該CSMA準則存貯用于以后傳輸的UKP數據流。
圖4給出了高速可變換半雙向系統,其中MIC(信息激勵通訊機)臺站40a與MRC(信息接收通訊機)臺站40b相連接。每個臺站各自包含一個發射機41a和41b、一個接收機43a和43b以及一個開關42a和42b。
在如當前情形根據圖3所選擇的例子中,除了在通訊設備KP3與KP2之間進行實際傳輸的過程中,開關42a和42b總是處于接收位置。
如前所述,選擇圖5所示的異步數據傳輸,其中信息通過8個通道D0至D7進行裝載,且在每一種情況下,前端用一個起動比特信息,而以奇偶校驗和結束比特信息作為終結。
根據圖6a所示本發明的方法,僅出于考慮物理輸出的原因,對數據進行基本的短脈沖群位置調制。如果對于抗干擾性不作過多要求,則數據也可以簡單的脈沖位置調制進行傳輸,正如圖6b所描述的那樣。
如前所述,臺站(圖4)在每個脈沖發送之后立即轉換成接收狀態。另外,由IKP進行的比特信息傳輸導致所有的EKP向該IKP返回信息。這導致了待傳輸字符的時序劃分,正如圖7a和圖7b所示的那樣。
因此,一方面,IKP在比特單元長度期間向EKP傳送比特信息(第一比特半單元),而另一方面,它接著在第二比特半單元內接收該EKP的響應。對于實際信號的表示,每個比特半單元被分成5個通道(如圖7a)。
根據本發明,為了進行雙向數據傳輸,選擇圖8a所示的表示法。在本發明方法中,假如所傳輸的信息由IKP發出,則CSMA模式下待傳輸的邏輯1以第二通道內的一個脈沖來表示,而邏輯0由第一和第四通道內的一個脈沖來表示。
IKP分別用通道1、3和5中的一個脈沖來表征其起動比特信息。EKP用一個比特信息確認收到該邏輯1的信息,該邏輯1確認信息恰巧與IKP的相對應,即由第二通道內的一個脈沖來表征,而對于邏輯0則用通道1和4中的脈沖來表征。再次與IKP相同,該EKP分別用第二和第五通道中的一個脈沖來表征其起動比特信息。
同上如上所述,只有在適當的通道內傳送脈沖時,通訊設備才不能進行接收。
借助順序的圖15和圖16,將說明所謂判斷模式,其中決定的作出同時對應于到達的信息。
圖8b描述了對于UKP模式而言,其接收和/或發送信息的編碼表示法。在這種情況下,通常很重要的是要記住,其調制長度總為CSMA中的兩倍。此時,起動信息或邏輯1分別用通道1和2中的脈沖來表征,而邏輯0則由通道4和5中的脈沖來表征圖9描述了在UKP模式下起動比特信息、邏輯1和邏輯0在其傳輸過程中的通道占用情況。此時,每個比特半單元同樣包含5個通道,其中各個通道依據傳輸何種信息而加載脈沖。
由于具有優越性的短脈沖群調制,IKP可以在第二比特半單元內同時接收若干EKP的信息。這樣,就有可能實現CSMA準則。
因此,在IKP起動比特半單元內,該IKP注明該信息為IKP所傳送,而在EKP起動半單元內,該EKP注明該信息由EKP所傳送。
利用這個步驟,通訊設備KP可檢測其到底是EKP還是AKP,從而適當地作出反應
如果它收到IKP的起動比特信息,則它便成為EKP并利用EKP的起動比特信息作出響應。
由定義,AKP不接收IKP,從而它只接收EKP的起動比特信息,并且在數據傳輸期間它既不向EKP作出響應,也不向其它通訊設備(OKP、SKP、UKP)作出響應。因此,它保護了現已建立的IKP與EKP之間的聯系不受其它企圖進行進一步信息傳輸的臺站的影響。
這樣,便解決了“隱藏終端問題”(起初為了純CSMA通訊),且兩種連接被相互獨立起來。
再利用圖3的例子進行說明,已知存在通訊設備KP1為AKP,此時,由于在作為IKP的通訊設備KP3與作為EKP的通訊設備KP2之間接收到的響應,它總是意識到這兩個通訊設備之間現存的聯系而不去干擾它。然而,它有可能在作為OKP的通訊設備KP4與作為SKP的通訊設備KP5之間建立新的、進一步的聯系,其原因是作為AKP,它不對KP2、KP3的連接作出響應,同時也不影響KP4、KP5的連接。
參見本連接的圖8b,在對UKP數據的編碼過程中,選擇同樣的時序光柵作為CSMA連接的光柵。從而該比特單元被分成10個相等的通道。
這樣一個通道的長度被定義為通道長度T。在UKP模式下,每個比特信息用兩倍于通道長度的脈沖來表示,例如在通道1和通道2之中。
由于脈沖長度的加倍,有可能清楚地區分UKP模脈沖與CSMA連接的其它脈沖。反之,各個通道內比特信息的給定編碼使得有可能在接收端明顯地識別并分配信息內容,這與傳輸的時序發生無關,也與其是CSMA模連接或UKP模連接無關。這意味著利用同時連接,該時序長度有限的信息流被貯存,且在現存CSMA連接結束時它緊接著由接收機根據CSMA準則送入網絡。
如作為試驗運轉情況的下表T1所示,找到了解決所謂″隱藏終端問題″的特殊情形,其中存在UKP,這種解決方法利用前述對通訊設備比特信息的編碼,同時遵守相應的響應規則(見本發明說明的8頁),從而沒有基于選定結構EKP的隨意起動組合,與任意可能的UKP起動組合的時序位置一起,可產生IKP的起動組合。
表
試驗A=A試驗B=B試驗C=C試驗D=D試驗E=E基于上表的驗證情形如下。檢測IKP起動和UKP信息的能力情形A0(位置0)模式11101·可識別三倍脈沖寬度,因而由UKP發送·脈沖位于第一、第三和第五通道而第四通道中無脈沖,因而傳輸的是IKP起動1情形A1(位置1)模式11101·與情形A0中組合相同情形A2(位置2)模式10111·可識別三倍脈沖寬度,因而由UKP發送·脈沖位于第一、第三和第五通道而第二通道中無脈沖,因而傳輸的是IKP起動1情形A3(位置3)模式10111·與情形A2中組合相同情形A4(位置4)模式10101·脈沖位于第一、第三和第五通道,因而傳輸的是IKP起動1·如果在通道6中檢測到脈沖,則還附加傳送UKP檢測EKP起動和UKP信息的能力情形C5(位置5)模式11001·可識別兩倍脈沖寬度,因而由UKP發送·脈沖在通道5中,因而傳送的是EKP起動情形C6(位置6)
模式01101·可識別兩倍脈沖寬度,因而由UKP發送·脈沖在通道5中,因而傳送的是EKP起動情形C7(位置7)模式01111·可識別四倍脈沖寬度,因而由UKP發送·脈沖位于通道2和通道5中,因而傳送的是EKP起動情形C8(位置8)模式01011·可識別兩倍脈沖寬度,因而由UKP發送·脈沖位于通道2,因而傳輸的是EKP起動情形C9(位置9)模式01001·脈沖位于通道2和通道5,因而傳輸的是EKP起動·如果在通道6中檢測到脈沖,則附加還傳送UKP檢測邏輯0和UKP信息的能力情形D24(位置24)模式10010·脈沖位于第一和第四通道,因而邏輯0被傳輸·如果在先前KP的第五通道內檢測到脈沖,則附加還傳輸UKP情形D25(位置25)模式11010·可識別兩倍脈沖寬度,因而由UKP發送·脈沖位于通道4,因而邏輯0被傳輸情形D26(位置26)模式11110·可識別四倍脈沖寬度,因而由UKP發送·脈沖位于通道1和通道4,因而邏輯0被傳輸情形D27(位置27)模式10110·可識別兩倍脈沖寬度,因而由UKP發送·脈沖位于通道1,因而邏輯0被傳輸情形D28(位置28)模式10011·可識別兩倍脈沖寬度,因而由UKP發送·脈沖位于通道1,因而邏輯0被傳輸情形D29(位置29)模式10011·與情形D28中組合相同情形D30(位置30)模式10010·與情形D24中組合相同檢測邏輯1和UKP信息的能力情形E14(位置14)模式11000·可識別兩倍脈沖寬度,因而由UKP發送·通道4中無脈沖,因而邏輯1被傳輸情形E15(位置15)模式11000·與情形E14中組合相同情形E16(位置16)模式01100·可識別兩倍脈沖寬度,因而由UKP發送
·通道4中無脈沖,因而邏輯1被傳輸情形E17(位置17)模式01110·可識別三倍脈沖寬度,因而由UKP發送·通道1中無脈沖,因而邏輯1被傳輸情形E18(位置18)模式01011·可識別兩倍脈沖寬度,因而由UKP發送·通道1中無脈沖,因而邏輯1被傳輸情形E19(位置19)模式01001·對應于處在字符非正常位置的EKP起動比特模式,因而由UKP發送且邏輯1被傳輸因此,從上表中可方便地看出哪些試驗證實了相應的比特組合。在該表的第一列給出了所有通過選擇(至少是可能的!)5位比特組合而得到的32種比特模式組合。接下來的一列包含了利用試驗A至E所得到的試驗結果(隨后將參考圖10進行說明)。第三列給出了各自的比特模式。
每個試驗結果用一個字母加一個數字來表示。其中字母表示該結果來自哪一個試驗(例如字母A表示試驗A)。字母邊上的數字表明相應試驗起動的位移N。
利用該表可以肯定,由試驗A(舉例而言)引起的組合絕不會與由試驗B(舉例而言)所產生的組合相重迭。這證實了對于試驗A的組合而言,試驗B得到了滿足。
從而,解決“隱藏終端問題”的一般情形只要求來自EKP的一個(任意的)響應,用以對所有無實際聯系的UKP表明該媒介已被占用。
另一方面,有可能AKP錯誤地確認為EKP,這會產生“錯誤”應答并因此而干擾現存IKP與EKP之間的“真實”聯系。
上表以及列有A至E五個試驗的試驗單(見圖10)進一步證明了在EKP與UKP之間不存在可辨認的可能的比特組合,而這可能會是IKP與EKP之間另一個類似的時序情形的結果。因此,由AKP在IKP與EKP之間產生混淆的危險被消除。
從IKP起動比特信息的定義入手,該組合表列描述了用于產生所定義比特模式的UKP的起動比特信息的光柵間隔(時序位移)數。
下列五個試驗用于構造可操作的系統必定是成功的A.UKP起動比特信息相對于IKP起動比特信息移動3n個光柵間隔試驗目的檢測和同步能力B.UKP起動比特信息相對于EKP起動比特信息移動3n個光柵間隔試驗目的UKP與EKP之間產生的比特組合不能是對應于UKP和IKP的比特組合C.UKP起動比特信息相應于EKP起動比特信息移動n個光柵間隔試驗目的檢測EKP起動和推斷出UKP脈沖存在的能力D.UKP起動比特信息相對于EKP邏輯0比特信息移動n個光柵間隔試驗目的檢測邏輯0作為與邏輯1和UKP脈沖連接的能力E.UKP起動比特信息相對于EKP邏輯1比特信息移動n個光柵間隔試驗目的檢測邏輯1作為與邏輯0和UKP脈沖連接的能力現在有必要結合實際過程解釋誤差情形,該誤差可發生在接收請求同時出現的情況下,也可以發生在產生接收錯誤的時候。這些誤差情形在圖15和16中進行了描述,并將從下面的情況分析入手對這些誤差情形進行考慮。
IKP1和IKP2處于判斷模式,即它們企圖同時進行傳輸。只要UKP處于非激活狀態,則EKP將該判斷比特信息返回,且未收到其傳輸比特信息回波的IKP按照CSMA準則而停止其傳輸。然后它便失去了判斷狀態。
然而,如果UKP取代IKP2而工作,因而,如果IKP1處于判斷模式而UKP在EKP(第二比特半單元)企圖進行傳輸時傳輸一個比特組合,這個比特組合會被IKP1所識別并由它將傳輸終止,即IKP1失去了對UKP的判斷狀態。但是,假如UKP在IKP階段進行傳輸,且EKP認為這是一個同時傳輸,則兩者均繼續進行而不受干擾。
另一個臨界情形出現在UKP存在時比特信息被確認為錯誤信息的情況下。
例如,下列情形會發生IKP傳送一個比特信息,該信息由若干EKP接收。盡管邏輯0和邏輯1的冗余位編碼,仍有一位被EKP所誤解。從而這個錯誤比特信息與正確的EKP響應一道在第二比特半單元返回。這導致一個比特組合11010,它現在可以被IKP理解為誤差信息,或UKP比特信息,或處于判斷階段的不確定性。
在判斷階段,有可能就此停止。這種組合可能已經由UKP而產生。在這種情況下,即使IKP被停止,相應的信息也不會丟失,這是由于該IKP現存貯該比特信息作為UKP比特信息并將只檢測這種誤差,其條件是在下一個可能的時間點不出現進一步所期待的UKP的比特信息。此時,IKP會開始新的傳輸。否則它將等到完成UKP信息傳輸之后再開始新的傳輸。現在,EKP自身將只接收UKP并因此而取消已經起動的CSMA連接。
因此而檢測出·CSMA連接是否存在且誤差是否真正產生;·CSMA連接是否存在且UKP傳輸是否存在;·CSMA連接是否存在且UKP傳輸是否起動。
如果一方面EKP模式出現而另一方面UKP連接依然存在,或者UKP連接存在但該脈沖并非此時所期待,則會檢測到誤差。
如果IKP傳送邏輯1且該比特模式11010出現在該比特半單元,則會立即檢測出誤差。根據第四通道的比特信息以及第三通道的停頓,有可能清楚地設想CSMA傳輸中的誤差(邏輯0以及附加的UKP信號取代預期的具有或沒有UKP信號的邏輯1信號而被返回)。
然而,假如IKP發送邏輯0且比特組合11010出現于比特半單元,這會被解釋為帶有附加UKP比特信息的邏輯0回波,因而還不能檢測到可能發生的CSMA誤差。起動UKP通訊,而CSMA連接誤差只能隨下一個可能的UKP比特信息一道被確定地檢則出。UKP通道因此而取消。CSMA連接將繼續,這是因為至少有一個EKP收到了正確的信息。其它EKP具有修正選擇,該選擇基于奇偶校驗位和冗余碼邏輯1與邏輯0。
根據圖11,用于單向通訊設備的系統(臺站)包括鍵盤51,接于鍵盤之上的信息發生器52,接于該信息發生器52之上的調制器,接于該調制器之上的振蕩器54以及用于觸發裝于調制器53輸出端的LED56的驅動級55。
利用觸摸鍵盤51上的按鍵(或以某種其它方式觸發),信息發生器52被激活并產生適當的比特信息串,或在最簡單的情況下(見本說明書中圖12),固定值存貯器62的地址被存取,且作為該地址的函數,含有待傳送數據的信息通過通道63并行裝入第一移位寄存器64且串行地通過調制器方向上另外的數據通道65而被讀出。適當的時間控制由與該移位寄存器64相連的分頻器66而提供。
分頻器66同時還為振蕩器54產生一個時基信號,用以讀出順序的信息。如前所述,該讀出的數據被提供給調制器53,該調制器使得有可能在移位寄存器的計時階段傳輸該數據且以這種方式而產生短脈沖群。這些信息在驅動級55被放大并繼續送入發光二級管56。
根據本發明具有解碼部分的接收系統如圖13所示(為了清晰起見,傳輸系統(它是每個接收系統所固有的部分)未被畫出。
此處配置了解調器71,輸入信號70被送至該解調器,其中該信號可以是(舉例而言)經短脈沖群調制的、來自紅外接收二級管或無線電接收器的信號。該輸入信號經解調器71解調,從而在輸出站輸出純脈沖位置或脈沖寬度調制信號。
解調器71與第二(串行入/并行出)移位寄存器72,且通過進一步接線73與控制電路74的輸入端相連,如果有必要的話,可向該接制電路輸入一個輸入起動比特信息。在起動比特信息的上升脈沖前沿,控制電路起動時基81并通過從控制電路74接收到的時鐘84對比特單元長度的10個通道計時且送入第二移位寄存器72。然后,這些通道定位于解碼器75,該解碼器與移位寄存器72相連且包含一個純組合電路。根據已知編碼規則,則可以確定在解碼器75中是否接收到CSMA模比特信息、UKP模比特信息或同時通訊的比特信息,而且可以確定接收的是哪個或哪些比特信息。在接收了整個比特單元之后,作為CSMA通訊一部分的比特信息被控制電路74讀入數據存放存貯器(數據鎖存器)76,該存貯器通過進一步接線85與解碼器75的輸出端相連,而一個(2∶1)多路轉換器77(它與數據存放存貯器76相連)由控制電路74控制轉換以使得在接收機輸出端80提供該比特信息。
如果所接收的信息由單向數據流而產生,則控制電路74為第三移位寄存器(串行入/并行出)78生成一個時鐘信號用以讀入各個比特信息。另外,控制電路74對所接收的數據流比特信息進行計數以便控制加法器電路79(它通過接線87與第三移位寄存器78相連),在這種控制之下,使得當CSMA通訊結束時沒有無效的信息通過多路轉換器77被送至接收機的輸出端80。
在結束CSMA通訊之后,通過傳輸系統(為清晰起見圖中未畫出)向通訊網絡中的KP傳送偽信息,以便防止CSMA通訊的重建。同時,控制電路74通過線路86產生一個時鐘信號并接通多路轉換器77和加法器電路79以便向接收機輸出端80發送單向信號。在該傳輸結束之后,進行自動接收狀態轉換,這樣就阻止了該偽信號的傳輸。
另外,控制電路74通過控制線82向發射機和接收機發送信號。
可以向接收機緩沖器提供一個轉換信號,以便重現CSMA通訊。然而,由于CSMA模式中信息流的最大長度無法預計,從而簡短地阻斷該CSMA通訊并發送單向信息流似乎更合邏輯。
如圖13所示的本發明方案的一種變形在圖14中給出(為清晰起見保持其中參考數字與圖13中具有相同的意義)。因而,只有輸入級不多。圖中所示的電路中,擁有第一和第二接收機92和93,該兩接收機借助第一輸入鑒別器90或第二輸入鑒別器91而分別被觸發,其中第一接收機92接收CSMA通訊而第二接收機用以接收UKP通訊。因此,解確與譯碼被自然省去,這是由于對信號進行了分別的處理。
順便提及,還提供了一種替換形式的系統,該系統在發送UKP信息時(TP=雙絞線)不用偽信息占用IR通道,相反,UKP信息的重復立即在CSMA的IR通道上傳送。
這使得有可能讓其它所有同樣也在監控UKP信息的臺站在其各自緩沖器中取消該UKP信息(……因為可以假定該信息是由傳輸該信息重復的臺站在TP上所發送的!)。
權利要求
1.信息傳輸方法,其中信息傳輸在各自具有至少一個發射機的通訊設備之間進行傳輸,且其中信息被二進制串行地傳送,而信息流的方向可部分地轉換。該方法的特征在于·具有發射裝置的雙向操作通訊設備(KP),其特點是領先傳輸的激勵通訊設備(IKP);·位于發射機重疊區的另外的雙向通訊設備(KP),該設備沒有發射裝置,其特點是在接收期間作為接收通訊部分(EKP);·激勵雙向操作通訊設備(IKP)在信息傳輸開始時發送描述自身特征的信息并等待預定的一段時間;·在收到來自該發送通訊設備(IKP)的信息之后,接收通訊設備(EKP)在預定的一段時間內返饋一個回波信號;·另外,雙向操作通訊設備(KP)(它不在發射機重迭區而在接收通訊設備(EKP)的重選區)的特點是作為監控、響應接收通訊設備(AKP)并具有導致發射通訊設備(IKP)與接收通訊設備(EKP)之間已激勵起的信息傳輸不受干擾的手段。
2.根據權利要求1的方法,其特征在于·描述特征的信息為起動比特模式;·回波信號是信息,它由位或字節構成,且由接收通訊設備(EKP)發送,從該回波信息中,每個響應接收通訊設備(AKP)可確認當前的CSMA通訊(IKP---EKP)傳輸。
3.根據權利要求1的方法,其特征在于由接收通訊設備(EKP)發射的回波或信息與接收信息相對應,只不過該信息中含有其自身特征,而這種對應方式使得激勵通訊設備(IKP)有可能利用該信息根據CSMA準則進行判斷。
4.根據權利要求1的方法,其特征在于·在每個第一發射比特半單元(信息)之后,激勵、雙向操作通訊設備(IKP)期待從接收通訊設備(EKP)返回的第二比特半單元;·接收通訊設備(EKP)和響應接收通訊設備(AKP)能夠同時(就象發送通訊設備本身一樣)存貯預定長度的信息,該信息僅由發送、單向操作通訊設備(UKP)在發送通訊設備(IKP)與接收通訊設備(EKP)之間進行信息傳輸期間而發送,另外,該兩種設備(EKP和AKP)還可在激勵信息結束時進一步處理和/或傳送該信息。
5.根據權利要求1的方法,其特征在于·單向通訊(UKP模)與雙向通訊(CSMA模)的比特模式選擇,其方式是使得有可能在CSMA傳輸期間的任何時候識別出來自單向通訊設備(UKP)的比特模式的出現,還使得這兩個信息流可以在同時通訊期間被隔離開來。
6.根據權利要求5的方法,其特征在于·單向通訊(UKP模)與雙向通訊(CSMA模)的比特模式選擇,其方式是不含(IKP/UKP)起動模式,該起動模式可以利用相對于IKP脈沖區分UKP脈沖的時序位置而產生,還可利用UKP脈沖相對于EKP脈沖而產生。
7.根據權利要求5的方法,其特征在于·單向通訊(UKP模)與雙向通訊(CSMA模)的比特模式選擇,其方式是使得既沒有作為邏輯1的UKP脈沖與EKP脈沖的組合,也沒有作為邏輯0的UKP脈沖與EKP脈沖的組合能夠作為IKP比特模式的起動組合。
8.根據權利要求1的方法,其特征在于·比特信息在包含預定數目通道的比特單元內傳輸,且該比特信息由這些通道中的一組脈沖或脈沖群表示。
9.根據權利要求8的方法,其特征在于·每個比特單元由10個通道組成并包含兩個比特半單元。
10.根據權利要求1的方法,其特征在于·CSMA通訊的比特模式絕不會使用兩個相鄰的通道,而UKP模式下用以表示比特信息的比特模式則總是占用兩個相鄰的通道。
11.根據權利要求7的方法,其特征在于·該比特模式的選擇,其方式是使得EKP和/或UKP脈沖的邏輯1和邏輯0信息在一次產生UKP脈沖時被分離,以便該分別傳送的信息可直接使用。
12.根據權利要求6的方法,其特征在于·在CSMA模式中,IKP起動比特信息由通道1、3和5中的脈沖或短脈沖群構成;·在CSMA模式中,EKP起動比特信息由通道2和5中的脈沖或短脈沖群構成;·在UKP模式中,起動比特信息由通道1和2中的脈沖或短脈沖群構成;·在CSMA模式中,在激勵通訊設備(IKP)以及接收通訊設備(EKP)的傳輸過程中,其邏輯″1″的特征由通道2中的脈沖或短脈沖群構成;·在UKP模式中,邏輯″1″的特征由通道1和2中的脈沖或短脈沖群構成;·在CSMA模式中,在激勵通訊設備(IKP)以及接收通訊設備(EKP)的傳輸過程中,其邏輯″0″的特征由通道1和4中的脈沖或短脈沖群構成;·在UKP模式中,邏輯″0″的特征由通道4和5中的脈沖或短脈沖群構成。
13.用于實現根據權利要求1方法的系統,其中至少擁有三個通訊設備(KP1、KP2、KP3),它們各自擁有一臺發射機和一臺接收機,另外該系統至少擁有一臺通訊設備(KP4),它只擁有一臺發射機。該系統的特征在于·該系統適用于相互異步的兩信息流的順次傳輸;·來自具有發射機和接收機的通訊設備的信息可直接被傳送;·來自只有發射機的通訊設備的信息可在中途被存于存貯器中,且可以在CSMA傳輸結束時從此存貯器中讀出并進行傳送。
14.根據權利要求13的系統,其特征在于·兩異步信息流,即CSMA信息流和UKP信息流,可以用時間編碼方式傳輸,并可利用“串行入/并行出”移位寄存器電路(72)和解碼器(75)進行分離。
15.根據權利要求13的系統,其特征在于·接收機包含解調器(71),其輸入可由來自發送通訊設備(KP1、KP2、KP3、KP4)的輸入信號提供;·該解調器(71)的輸出,其一端接于第二移位寄存器(72)的輸入端,其另一端接于控制裝置(74)的輸入端;·該第二移位寄存器(72)與解碼器(75)的輸入端相連,而該解碼器輸出端的一端與第三移位寄存器(78)相接,其另一端與數據存貯器(76)相接;·該第三移位寄存器(78)的輸出與該數據存貯器(76)的輸出一起,通過邏輯AND電路(79)引導,構成多路轉換器(77)的輸入;·該多路轉換器(77)的輸出可以同實際的接收機(80)相連。
16.根據權利要求15的系統,其特征在于·控制裝置(74)的輸出連接有第二移位寄存器(72)、數據存貯器(76)、多路轉換器(77)和邏輯AND電路(79)、第三移位寄存器(78)以及發射機和接收機。
17.根據權利要求16的系統,其特征在于·該控制電路(74)的設計,使得起動比特信息的脈沖上升前沿觸發用于比特單元存取的時鐘信號。
18.根據權利要求13的系統,其特征在于·輸入信號(70)為短脈沖群調制的比特模式。
19.根據權利要求13的系統,其特征在于·相互異步的兩信息流(即CSMA信息流和UKP信息流)可以進行傳輸并由不同的接收裝置所接收。
20.根據權利要求19的系統,其特征在于·接收設備包含第一接收機(92)和第二接收機(93),該接收設備可通過第一輸入鑒別器(90)和第二輸入鑒別器(91)進行訪問;·第一接收機(92)通過線路(85)與數據存貯器(76)相接,而第二接收機(93)與移位寄存器(78)相接;·第三移位寄存器(78)的輸出與數據存貯器(76)的輸出一起,由邏輯AND電路(79)引導,構成多路轉換器(77)的輸入;·該多路轉換器(77)的輸出可以與實際的接收機(80)相接。
全文摘要
本發明涉及用于在通訊設備(KP1、KP2、…、KP9)之間以單、雙向傳送方式進行相互信息傳輸的方法與系統。此時空間(30)表示通訊平面,其中空間布局由中間壁(31、32、38和39)限定。因此,形成了不同的重迭區(34、35、36和37),其中在各個通訊設備之間引起不同的發射和接收條件。提出了利用比特單元中待傳輸信息的排列設計實現與信息源無關而取得該信息確定特征的方法。
文檔編號H04L12/28GK1128451SQ95117278
公開日1996年8月7日 申請日期1995年10月10日 優先權日1994年10月10日
發明者馬克斯·B·古特 申請人:羅亞爾咨詢有限公司