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信息传输方法与系统

阅读:959发布:2021-10-08

专利汇可以提供信息传输方法与系统专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及用于在通讯设备(KP1、KP2、…、KP9)之间以单、双向传送方式进行相互信息传输的方法与系统。此 时空 间(30)表示通讯平面,其中 空间布局 由中间壁(31、32、38和39)限定。因此,形成了不同的重迭区(34、35、36和37),其中在各个通讯设备之间引起不同的发射和接收条件。提出了利用比特单元中待传输信息的排列设计实现与信息源无关而取得该信息确定特征的方法。,下面是信息传输方法与系统专利的具体信息内容。

1.信息传输方法,其中信息传输在各自具有至少一个发射 机的通讯设备之间进行传输,且其中信息被二进制串行地传送, 而信息流的方向可部分地转换。该方法的特征在于:
·具有发射装置的双向操作通讯设备(KP),其特点是领先 传输的激励通讯设备(IKP);
·位于发射机重叠区的另外的双向通讯设备(KP),该设备 没有发射装置,其特点是在接收期间作为接收通讯部分(EKP) ;
·激励双向操作通讯设备(IKP)在信息传输开始时发送描 述自身特征的信息并等待预定的一段时间;
·在收到来自该发送通讯设备(IKP)的信息之后,接收通讯 设备(EKP)在预定的一段时间内返馈一个回波信号
·另外,双向操作通讯设备(KP)(它不在发射机重迭区而 在接收通讯设备(EKP)的重选区)的特点是作为监控、响应接收 通讯设备(AKP)并具有导致发射通讯设备(IKP)与接收通讯设备 (EKP)之间已激励起的信息传输不受干扰的手段。
2.根据权利要求1的方法,其特征在于:
·描述特征的信息为起动比特模式;
·回波信号是信息,它由位或字节构成,且由接收通讯设 备(EKP)发送,从该回波信息中,每个响应接收通讯设备(AKP) 可确认当前的CSMA通讯(IKP---EKP)传输。
3.根据权利要求1的方法,其特征在于:
由接收通讯设备(EKP)发射的回波或信息与接收信息相对 应,只不过该信息中含有其自身特征,而这种对应方式使得激 励通讯设备(IKP)有可能利用该信息根据CSMA准则进行判断。
4.根据权利要求1的方法,其特征在于:
·在每个第一发射比特半单元(信息)之后,激励、双向操 作通讯设备(IKP)期待从接收通讯设备(EKP)返回的第二比特半 单元;
·接收通讯设备(EKP)和响应接收通讯设备(AKP)能够同时 (就象发送通讯设备本身一样)存贮预定长度的信息,该信息仅 由发送、单向操作通讯设备(UKP)在发送通讯设备(IKP)与接收 通讯设备(EKP)之间进行信息传输期间而发送,另外,该两种 设备(EKP和AKP)还可在激励信息结束时进一步处理和/或传送 该信息。
5.根据权利要求1的方法,其特征在于:
·单向通讯(UKP模)与双向通讯(CSMA模)的比特模式选择, 其方式是使得有可能在CSMA传输期间的任何时候识别出来自单 向通讯设备(UKP)的比特模式的出现,还使得这两个信息流可 以在同时通讯期间被隔离开来。
6.根据权利要求5的方法,其特征在于:
·单向通讯(UKP模)与双向通讯(CSMA模)的比特模式选择, 其方式是不含(IKP/UKP)起动模式,该起动模式可以利用相对 于IKP脉冲区分UKP脉冲的时序位置而产生,还可利用UKP脉冲 相对于EKP脉冲而产生。
7.根据权利要求5的方法,其特征在于:
·单向通讯(UKP模)与双向通讯(CSMA模)的比特模式选择, 其方式是使得既没有作为逻辑1的UKP脉冲与EKP脉冲的组合, 也没有作为逻辑0的UKP脉冲与EKP脉冲的组合能够作为IKP比特 模式的起动组合。
8.根据权利要求1的方法,其特征在于:
·比特信息在包含预定数目通道的比特单元内传输,且该 比特信息由这些通道中的一组脉冲或脉冲群表示。
9.根据权利要求8的方法,其特征在于:
·每个比特单元由10个通道组成并包含两个比特半单元。
10.根据权利要求1的方法,其特征在于:
·CSMA通讯的比特模式绝不会使用两个相邻的通道,而 UKP模式下用以表示比特信息的比特模式则总是占用两个相邻 的通道。
11.根据权利要求7的方法,其特征在于:
·该比特模式的选择,其方式是使得EKP和/或UKP脉冲的 逻辑1和逻辑0信息在一次产生UKP脉冲时被分离,以便该分别传 送的信息可直接使用。
12.根据权利要求6的方法,其特征在于:
·在CSMA模式中,IKP起动比特信息由通道1、3和5中的脉 冲或短脉冲群构成;
·在CSMA模式中,EKP起动比特信息由通道2和5中的脉冲 或短脉冲群构成;
·在UKP模式中,起动比特信息由通道1和2中的脉冲或短脉 冲群构成;
·在CSMA模式中,在激励通讯设备(IKP)以及接收通讯设 备(EKP)的传输过程中,其逻辑″1″的特征由通道2中的脉冲或 短脉冲群构成;
·在UKP模式中,逻辑″1″的特征由通道1和2中的脉冲或短 脉冲群构成;
·在CSMA模式中,在激励通讯设备(IKP)以及接收通讯设 备(EKP)的传输过程中,其逻辑″0″的特征由通道1和4中的脉冲 或短脉冲群构成;
·在UKP模式中,逻辑″0″的特征由通道4和5中的脉冲或短 脉冲群构成。
13.用于实现根据权利要求1方法的系统,其中至少拥有三 个通讯设备(KP1、KP2、KP3),它们各自拥有一台发射机和一 台接收机,另外该系统至少拥有一台通讯设备(KP4),它只拥 有一台发射机。该系统的特征在于:
·该系统适用于相互异步的两信息流的顺次传输;
·来自具有发射机和接收机的通讯设备的信息可直接被传 送;
·来自只有发射机的通讯设备的信息可在中途被存于存贮 器中,且可以在CSMA传输结束时从此存贮器中读出并进行传送。
14.根据权利要求13的系统,其特征在于:
·两异步信息流,即CSMA信息流和UKP信息流,可以用时 间编码方式传输,并可利用“串行入/并行出”移位寄存器电 路(72)和解码器(75)进行分离。
15.根据权利要求13的系统,其特征在于:
·接收机包含解调器(71),其输入可由来自发送通讯设备 (KP1、KP2、KP3、KP4)的输入信号提供;
·该解调器(71)的输出,其一端接于第二移位寄存器(72) 的输入端,其另一端接于控制装置(74)的输入端;
·该第二移位寄存器(72)与解码器(75)的输入端相连,而 该解码器输出端的一端与第三移位寄存器(78)相接,其另一端 与数据存贮器(76)相接;
·该第三移位寄存器(78)的输出与该数据存贮器(76)的输 出一起,通过逻辑AND电路(79)引导,构成多路转换器(77)的输 入;
·该多路转换器(77)的输出可以同实际的接收机(80)相连。
16.根据权利要求15的系统,其特征在于:
·控制装置(74)的输出连接有第二移位寄存器(72)、数据 存贮器(76)、多路转换器(77)和逻辑AND电路(79)、第三移位 寄存器(78)以及发射机和接收机。
17.根据权利要求16的系统,其特征在于:
·该控制电路(74)的设计,使得起动比特信息的脉冲上升 前沿触发用于比特单元存取的时钟信号
18.根据权利要求13的系统,其特征在于:
·输入信号(70)为短脉冲群调制的比特模式。
19.根据权利要求13的系统,其特征在于:
·相互异步的两信息流(即CSMA信息流和UKP信息流)可以 进行传输并由不同的接收装置所接收。
20.根据权利要求19的系统,其特征在于:
·接收设备包含第一接收机(92)和第二接收机(93),该接 收设备可通过第一输入鉴别器(90)和第二输入鉴别器(91)进行 访问
·第一接收机(92)通过线路(85)与数据存贮器(76)相接, 而第二接收机(93)与移位寄存器(78)相接;
·第三移位寄存器(78)的输出与数据存贮器(76)的输出一 起,由逻辑AND电路(79)引导,构成多路转换器(77)的输入;
·该多路转换器(77)的输出可以与实际的接收机(80)相接 。

说明书全文

发明涉及信息传输方法与系统,其中信息传输在各自具 有至少一台发射机的通讯设备之间进行,而其中信息的传输为 二进制串行方式且该信息流的方向为部分可变换的。

可以利用这种方法在通讯设备之间进行双向信息传输,其 中的通讯设备包括计算机与打印机,或其它未经电缆相互连接 的电子系统,在该电子系统中可以红外线或无线电波作为传输 媒介。这种方法也可用来与通讯网络相连,其中可以在由网络 内部导线相连的通讯设备与未经导线与网络相连的通讯设备之 间交换信息。

在多用户通讯的场合,该网络必须对自身进行自动管理, 即它必须确定哪些用户在何时以何种准则可以相互进行通讯。 该准则是用于管理网络以及在通讯设备之间自动进行指定信息 交换的所有规则及协议的总合。在更为复杂的网络管理中,该 准则基于分散管理,其中每个用户均可作为“雇主”并担负一 部分管理工作。借助该准则来确定某个用户如何使用网络以及 何时停止使用该网络。

用于这种系统的已知准则为CSMA准则(即载波检测多路存 取)。为实现这种准则,至少应满足下列先决条件:

·成为雇主的能:每个用户应当能够在传输媒介的传输 要求的基础上获得该传输媒介。

·监控能力:每个用户应当能够监视网络中各种信息量, 并以此作为求取网络使用的原则。比如说,在具有总线结构导 电线路的网络中,其特点是所有的总线用户均可同时监控总线 上传输的每条信息(例如通过输出级的″布线或″中继线)。

·中断能力:在使用网络的过程中,每个用户(台站)应当 能够确定是否有另外的用户也在使用该网络,以便能在这种情 况下立即停止其传输。

·媒介的双向性:传输媒介应当能够双方地传输信息。

·同时性:必须设计传输媒介和通讯设备以使得有可能允 许多个通讯设备(台站)同时使用该传输通道。这尤其意味着 在具有总线结构导电线路的网络中,不可能使用推挽输出级

上述先决条件的中心意思是,在传输过程中,各个台站必 须保持能够进行接收的状态。在非导线控制的网络(例如基于 红外线和/或无线电波的网络)中,这些条件不完全满足。

现已知一种方法,该方法无论如何使得有可能实现CSMA准 则,即使通讯设备(台站)在传输过程中不能进行接收的情况下 也是如此(EP-A1-0609178;Royale Consultants Ltd.)。

这种方法基于时域多路复用。因此,如果通讯设备(台站 )想要通过非导线控制的传输媒介传输信息,则该台站进行自 我确认。即如果其自身至今仍未收到任何比特信息(CS=载波 检测),则确认其作为发射台站;而另一方面,若其自身没有 任何传输请求且现已收到来自某个发射台站的比特信息,则确 认其作为接收台站。在信息传输过程中,发射台站对待传输的 数据流中的信息进行标记,以表明其来自发射台站。对接收台 站来说,它立即(必须在发射台站传送下一个比特信息之前) 向该发射台站返回一个接收比特信息并在该数据流中对信息作 标记,标明其来自接收台站。在传输结束之后或在字符的末尾 ,上述台站再次取消确认其为发射或接收台站。

利用从接收台站返回的比特信息或从接收台站传送给发射 台站的信息,使得发射台站有可能检验其发射的信息是否准确 地到达了该接收机,或是否有其它发射台站(它与自己同时起 动了信息传输)干扰了信息流(CD=冲撞检测),或是否产生 了其它传输锂错误。由此,可以起动根据CSMA准则而提供的 步骤(例如,在媒介重新恢复畅通之时重新开始传输(MA=多路 存取))。

因此,利用这种方法可非常好地将移动通讯用户(台站) 或网络用户与现存的导线控制的网络联结在一起(例如借助红 外线或无线电波)。

然而,所有用户必须满足上述准则被认为是不方便的。这 预先假定了每个用户,除了拥有用于完成载波检测机理的发射 装置之外,还必须拥有由硬件组成的接收装置,而这就使成本 大大增加。

另外,该接收装置的工作需要额外的能量,并且对空间要 求来说是一个负担,这种空间的要求必须得到满足。有许多应 用领域,其中上述花费无论在成本上还是在空间上都被认为是 不明智的(例如,电视机之类设备的IR遥控)。

再有,在这些应用中,信息传输具有最大时间长度是一个 特点,该传输相对于其与按照CSMA准则控制的数据交换有关的 出现时间而言发生相当稀疏。

因此,本发明的目的在于避免现有技术的这种缺陷并提供 一种方法和系统,其中有可能操作各种台站,除了常规的台站 之外(该台站的连接满足CSMA准则要求),它可以将信息馈入 由于缺少接收单元而不满足CSMA准则的网络。

根据本发明的方法和相应的系统,上述目的通过权利要求 1和13所描述的特点得以实现。

下面将利用方案实例以及与附图相关的基本描述详细地对 本发明进行介绍。

附图简要说明:

图1给出了用于控制技术的通讯网络结构的基本描述;

图2为多个台站对图1所示通讯网络总线的存取时间图;

图3给出了室内若干通讯设备之间传输与接收关系的图示 ;

图4给出了以半双向操作通讯的两个传输/接受台站的电路 图;

图5为异步数据传输的示意图;

图6a为短脉冲群位置调制的示意图;

图6b为脉冲位置调制的示意图;

图7a为基本表示法中一个比特单元内的通道分配图;

图7b为按照图3方案实例的一个比特单元内的通道分配图 ;

图8a给出了根据本发明对CSMA连接数据的编码状况;

图8b给出了根据本发明对UKP连接数据的编码状况;

图9为UKP连接的通道占用图;

图10为组合试验图表,附带有对本发明系统可行性的证明

图11为UKP台站传输系统的一个例子;

图12为图10所示传输系统的详细描述;

图13为对根据CSMA和/或UKP模的呼入准则具有解码能力的 第一接收系统;

图14为对根据CSMA和/或UKP模的呼入准则具有解码能力的 第二接收系统;

图15给出了在CSMA与UKP连接之间进行同时信息交换的基 本描述;

图16给出了不考虑UKP连接而在两个CSMA连接之间进行信 息交换的基本描述。

在图1当中,SE表示传感器,AK表示激励器,举例来说, 它们可以是智能型电子系统。传感器SE与激励器AK通过通讯网 络LAN的总线BU相互连接在一起,利用这种结构,信息以电极 的形式接二进制串行方式传输。由于在所选择的例子中,该电 报由传感器传输而由激励器接收,从而此后也将使用“电报发 送者”和“电报接收者”的术语。此时,中心监控台站SV(也 称为″管理员″,它不间断地监控着电报传输信息)接于总线BU 之上。数据以表的形式存贮在管理员SV之中,以这样方式,利 用部分所发送的电报,该管理员SV可以检验电报接收者取得电 报发送者信息的权利。通用操作设备用PC表示,它通过总线耦 合器PC/BC与总线BU相连,且它可以向LAN输入任何一种信息并 且也可以从LAN接收该信息。

这种结构是现有技术的一部分且在EP-A1 0 570 338进行 了详细描述和说明,它仍被当前的应用所采用。

根据图2,由台站A、B、C和D发送的电报用TA、TB、TC和 TD来表示。在导线控制总线系统中,CSMA(载波检测多路存取 )准则常被用来控制数据交换。利用这种程序,可以保证电报 只能在时域范围内交错地传输,即不存在相互迭加和干扰。如 果想利用这种准则从台站A发送一个电报TA,则总线(BU)首先 被监控(见图1)而确定该总线BU是否已被另外的传输所占用(时 间t=1)(CS=载波检测)。如果确定该总线BU可供使用,则发送 电报IA。然而,如果总线被占用,即如果与台站A同时想要从 台站C发送电报TC,则由台站A确定该总线BU被占用(时间t=2) 。因而,台站C就必须等待该总线BU重新通畅之后再传输自己 的信息(时间t=3)。如果现在企图在电报TC正从另外的台站C传 输时从若干台站D和B发送电报TD和TB(时间t=4,时间t=5),其 稍后的占用企图(起初被阻止)由(譬如说)总线BU的释放而被同 步:每个台站在总线BU的通道上均听不到任何信息,从而各自 的电报TD和TB的传输被同时起动(时间t=6)。在电报TD和TB的 传输过程中,两台站监控并因而可确定所监控的信号是否与所 传输的一致。一旦该监控信号不再与传输信号相一致,传输便 结束。重新占用只能在总线BU重新畅通之后进行尝试(时间t=7 ,总线用户B)-MA=多路存取-。

如果利用网络保证若干台站(通讯设备)能同时无干扰地 传输(例如利用导电线上“布线或”中断线),在某个台站( 台站D,时间t=7)不可能确定其它台站(台站B,时间长度t= 6-7)是否已经传输了尽管是相同的内容。因此,由台站D进行 的电报传送无论如何将会继续(CA=部撞免除)。因此,相对于 总线用户B,台站D事实上具有更高的优先权。所以如果在电报 中首先传输发送者的地址,则有可能以该总线用户地址为基础 分配并确定优先权。

这种准则仍旧是现有技术的一部分并在EP-A1 0 570 338 中时间过介绍,而且还应用于当前的应用中。

图3用以说明在若干通讯设备之间无导线封闭连接的情况 下的“空间问题”。根据该图,假定空间与非连续第一中间壁 31、非连续第二中间壁32、非连续第三中间壁38和非连续第四 中间壁39相连,其中包含了若干通讯设备KP1、KP2、KP6和KP7 。另外两个通讯设备KP4和KP5位于较远的空间33处,该空间由 非连续第二和第三中间壁32和38所分隔。第一和第七通讯设备 KP1和KP7以及第三和第六通讯设备KP3和KP6由第一中间壁31隔 开,而第二通讯设备KP2所占据的位置大致在该中间壁31的延 长直线上。在这种布局之下,第一、第二、第三和第四重迭区 34、35、36和37导致与传输和接收关系的联系,其中通讯设备 KP1、KP3和KP2之间的重迭发生在第二区35,通讯设备KP1和 KP2之间的重迭发生在第一区34,而通讯设备KP2和KP3之间的 重迭发生在第三区36。只剩下第四区37,其中产生通讯设备 KP1和KP4之间的重迭。

另外两个通讯设备KP8和P9由第四非连续中间壁39隔开, 从而第八通讯设备KP8位于第三和第六通讯设备KP3和KP6的接 收区,而第九通讯设备KP9位于第二通讯设备KP2的接收区。

在这种结构中,有可能根据各通讯设备KP在实际信息交换 中色以及其在空间中的位置对各通讯设备KP定义一种状态。

假定第三通讯设备KP3为激励通讯设备IKP且按照如下所述 的相应模式产生并发送一个起动比特信息。因此,该设备的作 用就如同MIC(信息激励通讯机),即根据CSMA准则准备传输的 信息的″源″KP。由于第二通讯设备KP2位于公共的第三区36, 它作为EKP或MRC(信息接收通讯机)而接收信息,即作为根据 CSMA准则准备传输的信息的″沟″KP。在这个例子中,第一通 讯设备KP1作为响应接收通讯设备AKP或RRC(响应接收通讯机) ,即它是能够接收EKP,但不能接收IKP的通讯设备KP。

然而,在本例中必须考虑其它通讯设备:例如OKP(″偏离″ 通讯设备KP),或所谓OSC(偏离通讯机),即它是不能接收现时 IKP和现时EKP,但可能接收AKP的通讯设备KP。另外,本例中 第五通讯设备KP5代表了所谓SKP(″独立″通讯设备KP)或SAC(独 立通讯机),即它是只可能从OKP接收信息的通讯设备。

除了上述这些根据CSMA准则进行双向操作的通讯设备KP之 外,还必须考虑工作于单向通讯的通讯设备KP,即所谓UKP。 这种UDC(单向通讯机)为通讯设备KP6、KP7、KP8和KP9,它们 没有接收装置,但尽管如此它必须处于向网络输入信息的位置

然而,在上述功能模式的实例中,必须解决一个基本的问 题,该问题很重要且已知其被称为“隐藏终端问题”。这个问 题的产生是因为信息接收机有可能在接收来自发送通讯设备KP (即IKP)信息的过程中受到另外的作为AKP的通讯设备KP的干扰 ,这是因为该AKP并未被告知自该IKP向该EKP实际信息传输的 存在。

下述根据本发明的方法和相应的布局假定如下的定义是可 适用的:

·纯双向CSMA连接是指由具有发送与接收装置的台站根据 CSMA准则而建立起来的连接。

·纯单向UKP连接是指这样一种连接,在该连接中所有的台 站(除了一个台站之外)均可根据CSMA准则而作出反应并因此可 进行发射和接收,而其中的一个单向台站则只能发送而不能接 收信息。

对于纯UKP连接、实际上在现存的CSMA通讯设备之间没有 通讯请求。实际上所传输的信息只是单向数据流。

·同时连接为这样的连接,其中一个UKP在CSMA连接期间 成为激励状态并与CSMA信息一道同时发送信息,它在时间上不 与CSMA连接同步。

·比特信息被理解为根据异步数据传输原理的数据字符的 普通比特信息。在传输期间,例如由于多余信息的原因,该比 特信息可以由若干单个脉冲或短脉冲群表示。

下述规则分别得到了应用:

·在纯CSMA连接中,EKP根据CSMA准则而响应。

·在纯UKP连接中,每个通讯设备作为EKP响应并根据CSM A准则送回其自身的信息。

·在同时连接中,每个通讯设备KP对于CSMA连接根据CSM A准则作出反应,但同时根据该CSMA准则存贮用于以后传输的 UKP数据流。

图4给出了高速可变换半双向系统,其中MIC(信息激励通 讯机)台站40a与MRC(信息接收通讯机)台站40b相连接。每个台 站各自包含一个发射机41a和41b、一个接收机43a和43b以及一 个开关42a和42b。

在如当前情形根据图3所选择的例子中,除了在通讯设备 KP3与KP2之间进行实际传输的过程中,开关42a和42b总是处于 接收位置。

如前所述,选择图5所示的异步数据传输,其中信息通过 8个通道D0至D7进行装载,且在每一种情况下,前端用一个起 动比特信息,而以奇偶校验和结束比特信息作为终结。

根据图6a所示本发明的方法,仅出于考虑物理输出的原因 ,对数据进行基本的短脉冲群位置调制。如果对于抗干扰性不 作过多要求,则数据也可以简单的脉冲位置调制进行传输,正 如图6b所描述的那样。

如前所述,台站(图4)在每个脉冲发送之后立即转换成接 收状态。另外,由IKP进行的比特信息传输导致所有的EKP向该 IKP返回信息。这导致了待传输字符的时序划分,正如图7a和 图7b所示的那样。

因此,一方面,IKP在比特单元长度期间向EKP传送比特信 息(第一比特半单元),而另一方面,它接着在第二比特半单元 内接收该EKP的响应。对于实际信号的表示,每个比特半单元 被分成5个通道(如图7a)。

根据本发明,为了进行双向数据传输,选择图8a所示的表 示法。在本发明方法中,假如所传输的信息由IKP发出,则CS MA模式下待传输的逻辑1以第二通道内的一个脉冲来表示,而 逻辑0由第一和第四通道内的一个脉冲来表示。

IKP分别用通道1、3和5中的一个脉冲来表征其起动比特信 息。EKP用一个比特信息确认收到该逻辑1的信息,该逻辑1确 认信息恰巧与IKP的相对应,即由第二通道内的一个脉冲来表 征,而对于逻辑0则用通道1和4中的脉冲来表征。再次与IKP相 同,该EKP分别用第二和第五通道中的一个脉冲来表征其起动 比特信息。

同上如上所述,只有在适当的通道内传送脉冲时,通讯设 备才不能进行接收。

借助顺序的图15和图16,将说明所谓判断模式,其中决定 的作出同时对应于到达的信息。

图8b描述了对于UKP模式而言,其接收和/或发送信息的编 码表示法。在这种情况下,通常很重要的是要记住,其调制 长度总为CSMA中的两倍。此时,起动信息或逻辑1分别用通道 1和2中的脉冲来表征,而逻辑0则由通道4和5中的脉冲来表征

图9描述了在UKP模式下起动比特信息、逻辑1和逻辑0在其 传输过程中的通道占用情况。此时,每个比特半单元同样包含 5个通道,其中各个通道依据传输何种信息而加载脉冲。

由于具有优越性的短脉冲群调制,IKP可以在第二比特半 单元内同时接收若干EKP的信息。这样,就有可能实现CSMA准 则。

因此,在IKP起动比特半单元内,该IKP注明该信息为IKP 所传送,而在EKP起动半单元内,该EKP注明该信息由EKP所传 送。

利用这个步骤,通讯设备KP可检测其到底是EKP还是AKP, 从而适当地作出反应:

如果它收到IKP的起动比特信息,则它便成为EKP并利用E KP的起动比特信息作出响应。

由定义,AKP不接收IKP,从而它只接收EKP的起动比特信 息,并且在数据传输期间它既不向EKP作出响应,也不向其它 通讯设备(OKP、SKP、UKP)作出响应。因此,它保护了现已建 立的IKP与EKP之间的联系不受其它企图进行进一步信息传输的 台站的影响。

这样,便解决了“隐藏终端问题”(起初为了纯CSMA通讯) ,且两种连接被相互独立起来。

再利用图3的例子进行说明,已知存在通讯设备KP1为AKP ,此时,由于在作为IKP的通讯设备KP3与作为EKP的通讯设备 KP2之间接收到的响应,它总是意识到这两个通讯设备之间现 存的联系而不去干扰它。然而,它有可能在作为OKP的通讯设 备KP4与作为SKP的通讯设备KP5之间建立新的、进一步的联系 ,其原因是作为AKP,它不对KP2、KP3的连接作出响应,同时 也不影响KP4、KP5的连接。

参见本连接的图8b,在对UKP数据的编码过程中,选择同 样的时序光栅作为CSMA连接的光栅。从而该比特单元被分成10 个相等的通道。

这样一个通道的长度被定义为通道长度T。在UKP模式下, 每个比特信息用两倍于通道长度的脉冲来表示,例如在通道1 和通道2之中。

由于脉冲长度的加倍,有可能清楚地区分UKP模脉冲与CS MA连接的其它脉冲。反之,各个通道内比特信息的给定编码使 得有可能在接收端明显地识别并分配信息内容,这与传输的时 序发生无关,也与其是CSMA模连接或UKP模连接无关。这意味 着利用同时连接,该时序长度有限的信息流被贮存,且在现存 CSMA连接结束时它紧接着由接收机根据CSMA准则送入网络。

如作为试验运转情况的下表T1所示,找到了解决所谓″隐 藏终端问题″的特殊情形,其中存在UKP,这种解决方法利用前 述对通讯设备比特信息的编码,同时遵守相应的响应规则(见 本发明说明的8页),从而没有基于选定结构EKP的随意起动组 合,与任意可能的UKP起动组合的时序位置一起,可产生IKP的 起动组合。

表 编码模式 试验结果     标识  00000  00001  00010  00011  00100  00101  00110  00111  01000  IKP/EKP逻辑1  01001  B10,C9,E19  EKP起动  01010  01011  E18  01100  E16  01101  C6  01110  E17  01111  C7  10000  10001  10010  D24,D30  IKP/EKP逻辑0  10011  B9,C8,D28,D29  10100  10101  A4  IKP起动  10110  B8,D27  10111  A2,A3  11000  E14,E15  UKP  11001  B2,B5,C5  11010  B3,B6,D25  11011  11100  B4  11101  A0,A1  11110  B7,D26  11111 试验A=A    试验B=B    试验C=C    试验D=D 试验E=E 基于上表的验证情形如下。 检测IKP起动和UKP信息的能力: 情形A0(位置0)

模式:11101·可识别三倍脉冲宽度,因而由UKP发

             送

           ·脉冲位于第一、第三和第五通道而

             第四通道中无脉冲,因而传输的是

             IKP起动1 情形A1(位置1)

模式:11101·与情形A0中组合相同 情形A2(位置2)

模式:10111·可识别三倍脉冲宽度,因而由UKP发

             送

           ·脉冲位于第一、第三和第五通道而

             第二通道中无脉冲,因而传输的是

             IKP起动1 情形A3(位置3)

模式:10111·与情形A2中组合相同 情形A4(位置4)

模式:10101·脉冲位于第一、第三和第五通道,因

             而传输的是IKP起动1

           ·如果在通道6中检测到脉冲,则还附

             加传送UKP 检测EKP起动和UKP信息的能力: 情形C5(位置5)

模式:11001·可识别两倍脉冲宽度,因而由UKP发

             送

           ·脉冲在通道5中,因而传送的是EKP起

             动 情形C6(位置6)

模式:01101·可识别两倍脉冲宽度,因而由UKP发

             送

           ·脉冲在通道5中,因而传送的是EKP起

             动 情形C7(位置7)

模式:01111·可识别四倍脉冲宽度,因而由UKP发

             送

           ·脉冲位于通道2和通道5中,因而传送

             的是EKP起动 情形C8(位置8)

模式:01011·可识别两倍脉冲宽度,因而由UKP发

             送

           ·脉冲位于通道2,因而传输的是EKP起

             动 情形C9(位置9)

模式:01001·脉冲位于通道2和通道5,因而传输

             的是EKP起动

           ·如果在通道6中检测到脉冲,则附加

             还传送UKP 检测逻辑0和UKP信息的能力: 情形D24(位置24)

模式:10010·脉冲位于第一和第四通道,因而逻

             辑0被传输

           ·如果在先前KP的第五通道内检测到

             脉冲,则附加还传输UKP 情形D25(位置25)

模式:11010·可识别两倍脉冲宽度,因而由UKP发

             送

           ·脉冲位于通道4,因而逻辑0被传输 情形D26(位置26)

模式:11110·可识别四倍脉冲宽度,因而由

             UKP发送

           ·脉冲位于通道1和通道4,因而逻

             辑0被传输 情形D27(位置27)

模式:10110·可识别两倍脉冲宽度,因而由

             UKP发送

           ·脉冲位于通道1,因而逻辑0被传

             输 情形D28(位置28)

模式:10011·可识别两倍脉冲宽度,因而由

             UKP发送

           ·脉冲位于通道1,因而逻辑0被传

             输 情形D29(位置29)

模式:10011·与情形D28中组合相同 情形D30(位置30)

模式:10010·与情形D24中组合相同 检测逻辑1和UKP信息的能力: 情形E14(位置14)

模式:11000·可识别两倍脉冲宽度,因而由

             UKP发送

           ·通道4中无脉冲,因而逻辑1被传

             输 情形E15(位置15)

模式:11000·与情形E14中组合相同 情形E16(位置16)

模式:01100·可识别两倍脉冲宽度,因而由

             UKP发送

           ·通道4中无脉冲,因而逻辑1被传

             输

情形E17(位置17)

模式:01110·可识别三倍脉冲宽度,因而由

             UKP发送

           ·通道1中无脉冲,因而逻辑1被传

             输

情形E18(位置18)

模式:01011·可识别两倍脉冲宽度,因而由

             UKP发送

           ·通道1中无脉冲,因而逻辑1被传

             输

情形E19(位置19)

模式:01001·对应于处在字符非正常位置的EKP

             起动比特模式,因而由UKP发送且

             逻辑1被传输

因此,从上表中可方便地看出哪些试验证实了相应的比特 组合。在该表的第一列给出了所有通过选择(至少是可能的!) 5位比特组合而得到的32种比特模式组合。接下来的一列包含 了利用试验A至E所得到的试验结果(随后将参考图10进行说明) 。第三列给出了各自的比特模式。

每个试验结果用一个字母加一个数字来表示。其中字母表 示该结果来自哪一个试验(例如字母A表示试验A)。字母边上的 数字表明相应试验起动的位移N。

利用该表可以肯定,由试验A(举例而言)引起的组合绝不 会与由试验B(举例而言)所产生的组合相重迭。这证实了对于 试验A的组合而言,试验B得到了满足。

从而,解决“隐藏终端问题”的一般情形只要求来自EKP 的一个(任意的)响应,用以对所有无实际联系的UKP表明该媒 介已被占用。

另一方面,有可能AKP错误地确认为EKP,这会产生“错误” 应答并因此而干扰现存IKP与EKP之间的“真实”联系。

上表以及列有A至E五个试验的试验单(见图10)进一步证明 了在EKP与UKP之间不存在可辨认的可能的比特组合,而这可能 会是IKP与EKP之间另一个类似的时序情形的结果。因此,由 AKP在IKP与EKP之间产生混淆的危险被消除。

从IKP起动比特信息的定义入手,该组合表列描述了用于 产生所定义比特模式的UKP的起动比特信息的光栅间隔(时序位 移)数。

下列五个试验用于构造可操作的系统必定是成功的:

A.UKP起动比特信息相对于IKP起动比特信息移动3n个光

  栅间隔

试验目的:检测和同步能力

B.UKP起动比特信息相对于EKP起动比特信息移动3n个光

  栅间隔

试验目的:UKP与EKP之间产生的比特组合不能是对应于

          UKP和IKP的比特组合

C.UKP起动比特信息相应于EKP起动比特信息移动n个光

  栅间隔

试验目的:检测EKP起动和推断出UKP脉冲存在的能力

D.UKP起动比特信息相对于EKP逻辑0比特信息移动n个光

  栅间隔

试验目的:检测逻辑0作为与逻辑1和UKP脉冲连接的能力

E.UKP起动比特信息相对于EKP逻辑1比特信息移动n个光

  栅间隔

试验目的:检测逻辑1作为与逻辑0和UKP脉冲连接的能力

现在有必要结合实际过程解释误差情形,该误差可发生在 接收请求同时出现的情况下,也可以发生在产生接收错误的时 候。这些误差情形在图15和16中进行了描述,并将从下面的情 况分析入手对这些误差情形进行考虑。

IKP1和IKP2处于判断模式,即它们企图同时进行传输。只 要UKP处于非激活状态,则EKP将该判断比特信息返回,且未收 到其传输比特信息回波的IKP按照CSMA准则而停止其传输。然 后它便失去了判断状态。

然而,如果UKP取代IKP2而工作,因而,如果IKP1处于判 断模式而UKP在EKP(第二比特半单元)企图进行传输时传输一个 比特组合,这个比特组合会被IKP1所识别并由它将传输终止, 即IKP1失去了对UKP的判断状态。但是,假如UKP在IKP阶段进 行传输,且EKP认为这是一个同时传输,则两者均继续进行而 不受干扰。

另一个临界情形出现在UKP存在时比特信息被确认为错误 信息的情况下。

例如,下列情形会发生:

IKP传送一个比特信息,该信息由若干EKP接收。尽管逻辑 0和逻辑1的冗余位编码,仍有一位被EKP所误解。从而这个错 误比特信息与正确的EKP响应一道在第二比特半单元返回。这 导致一个比特组合11010,它现在可以被IKP理解为误差信息, 或UKP比特信息,或处于判断阶段的不确定性。

在判断阶段,有可能就此停止。这种组合可能已经由UKP 而产生。在这种情况下,即使IKP被停止,相应的信息也不会丢 失,这是由于该IKP现存贮该比特信息作为UKP比特信息并将只 检测这种误差,其条件是在下一个可能的时间点不出现进一步 所期待的UKP的比特信息。此时,IKP会开始新的传输。否则它 将等到完成UKP信息传输之后再开始新的传输。现在,EKP自身 将只接收UKP并因此而取消已经起动的CSMA连接。

因此而检测出:

·CSMA连接是否存在且误差是否真正产生;

·CSMA连接是否存在且UKP传输是否存在;

·CSMA连接是否存在且UKP传输是否起动。

如果一方面EKP模式出现而另一方面UKP连接依然存在,或 者UKP连接存在但该脉冲并非此时所期待,则会检测到误差。

如果IKP传送逻辑1且该比特模式11010出现在该比特半单 元,则会立即检测出误差。根据第四通道的比特信息以及第三 通道的停顿,有可能清楚地设想CSMA传输中的误差(逻辑0以及 附加的UKP信号取代预期的具有或没有UKP信号的逻辑1信号而 被返回)。

然而,假如IKP发送逻辑0且比特组合11010出现于比特半 单元,这会被解释为带有附加UKP比特信息的逻辑0回波,因而 还不能检测到可能发生的CSMA误差。起动UKP通讯,而CSMA连接 误差只能随下一个可能的UKP比特信息一道被确定地检则出。 UKP通道因此而取消。CSMA连接将继续,这是因为至少有一个 EKP收到了正确的信息。其它EKP具有修正选择,该选择基于奇 偶校验位和冗余码逻辑1与逻辑0。

根据图11,用于单向通讯设备的系统(台站)包括:键盘 51,接于键盘之上的信息发生器52,接于该信息发生器52之上 的调制器,接于该调制器之上的振荡器54以及用于触发装于调 制器53输出端的LED56的驱动级55。

利用触摸键盘51上的按键(或以某种其它方式触发),信 息发生器52被激活并产生适当的比特信息串,或在最简单的情 况下(见本说明书中图12),固定值存贮器62的地址被存取,且 作为该地址的函数,含有待传送数据的信息通过通道63并行装 入第一移位寄存器64且串行地通过调制器方向上另外的数据通 道65而被读出。适当的时间控制由与该移位寄存器64相连的分 频器66而提供。

分频器66同时还为振荡器54产生一个时基信号,用以读出 顺序的信息。如前所述,该读出的数据被提供给调制器53,该 调制器使得有可能在移位寄存器的计时阶段传输该数据且以这 种方式而产生短脉冲群。这些信息在驱动级55被放大并继续送 入发光二级管56。

根据本发明具有解码部分的接收系统如图13所示(为了清 晰起见,传输系统(它是每个接收系统所固有的部分)未被画出。

此处配置了解调器71,输入信号70被送至该解调器,其中 该信号可以是(举例而言)经短脉冲群调制的、来自红外接收二 级管或无线电接收器的信号。该输入信号经解调器71解调,从 而在输出站输出纯脉冲位置或脉冲宽度调制信号。

解调器71与第二(串行入/并行出)移位寄存器72,且通过 进一步接线73与控制电路74的输入端相连,如果有必要的话, 可向该接制电路输入一个输入起动比特信息。在起动比特信息 的上升脉冲前沿,控制电路起动时基81并通过从控制电路74接 收到的时钟84对比特单元长度的10个通道计时且送入第二移位 寄存器72。然后,这些通道定位解码器75,该解码器与移位 寄存器72相连且包含一个纯组合电路。根据已知编码规则,则 可以确定在解码器75中是否接收到CSMA模比特信息、UKP模比 特信息或同时通讯的比特信息,而且可以确定接收的是哪个或 哪些比特信息。在接收了整个比特单元之后,作为CSMA通讯一 部分的比特信息被控制电路74读入数据存放存贮器(数据存 器)76,该存贮器通过进一步接线85与解码器75的输出端相连, 而一个(2∶1)多路转换器77(它与数据存放存贮器76相连)由控 制电路74控制转换以使得在接收机输出端80提供该比特信息。

如果所接收的信息由单向数据流而产生,则控制电路74为 第三移位寄存器(串行入/并行出)78生成一个时钟信号用以读 入各个比特信息。另外,控制电路74对所接收的数据流比特信 息进行计数以便控制加法器电路79(它通过接线87与第三移位 寄存器78相连),在这种控制之下,使得当CSMA通讯结束时没 有无效的信息通过多路转换器77被送至接收机的输出端80。

在结束CSMA通讯之后,通过传输系统(为清晰起见图中未画 出)向通讯网络中的KP传送伪信息,以便防止CSMA通讯的重建 。同时,控制电路74通过线路86产生一个时钟信号并接通多路 转换器77和加法器电路79以便向接收机输出端80发送单向信号 。在该传输结束之后,进行自动接收状态转换,这样就阻止了 该伪信号的传输。

另外,控制电路74通过控制线82向发射机和接收机发送信 号。

可以向接收机缓冲器提供一个转换信号,以便重现CSMA通 讯。然而,由于CSMA模式中信息流的最大长度无法预计,从而 简短地阻断该CSMA通讯并发送单向信息流似乎更合逻辑。

如图13所示的本发明方案的一种变形在图14中给出(为清 晰起见保持其中参考数字与图13中具有相同的意义)。因而, 只有输入级不多。图中所示的电路中,拥有第一和第二接收机 92和93,该两接收机借助第一输入鉴别器90或第二输入鉴别 器91而分别被触发,其中第一接收机92接收CSMA通讯而第二接 收机用以接收UKP通讯。因此,解确与译码被自然省去,这是 由于对信号进行了分别的处理。

顺便提及,还提供了一种替换形式的系统,该系统在发送 UKP信息时(TP=双绞线)不用伪信息占用IR通道,相反,UKP信 息的重复立即在CSMA的IR通道上传送。

这使得有可能让其它所有同样也在监控UKP信息的台站在 其各自缓冲器中取消该UKP信息(……因为可以假定该信息是由 传输该信息重复的台站在TP上所发送的!)。

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