專利名稱：可重新配置的通信網(wǎng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可配置/可重新配置的通信網(wǎng)，它或其終端是可根據(jù)用有繩或無繩，即無線，鏈路傳輸?shù)臄?shù)據(jù)配置或重新配置的。
從Philips電信評論，卷41，第一期，1983年4月，F(xiàn).P.vanEnk的“FM-900系列VHF/UHF移動無線電話設(shè)備”，36-45頁中，向移動無線電單元提供微處理器與中央控制PROM(可編程只讀存儲器)從而能存儲與信道號關(guān)聯(lián)的個性數(shù)據(jù)是已知的。結(jié)果，當(dāng)用戶選擇信道時，移動無線電單元按照存儲的數(shù)據(jù)適應(yīng)自己，從而準(zhǔn)備好工作而無須用戶任何另外干預(yù)。這處無線電單元需要使用外部編程器編程的PROM。
用無線傳輸將諸如接收機身分碼等數(shù)據(jù)提供給數(shù)字尋呼機也是已知的。
在電信特別是數(shù)字尋呼領(lǐng)域中，為了使用戶能在操作不同系統(tǒng)與/或不同特征的不同地理區(qū)中漫游，旅行者必須攜帶兩個或多個移動單元，各移動單元配置成在各自的區(qū)中操作，歐洲專利EP-B-0538933中公開了避免攜帶若干移動單元的需要的一種建議。該移動單元能根據(jù)從插入孔或槽中并由該移動單元讀取的諸如攜帶數(shù)據(jù)的塑料卡等設(shè)備下載的數(shù)據(jù)重新配置。
鑒于現(xiàn)行及將實行的過多的通信標(biāo)準(zhǔn)，希望鏈路各端上的設(shè)備是兼容的。
按照本發(fā)明的第一方面，提供了操作包括第一與第二終端的無線電系統(tǒng)的方法，該方法包括通過與所述第一與第二終端中的另一個服務(wù)協(xié)商的過程來配置/重新配置所述第一與第二終端之一。
更具體地，本發(fā)明的第一方面提供操作包括第一與第二終端的無線電系統(tǒng)，該方法包括所述第一與第二終端之一傳輸給出關(guān)于其能力的參數(shù)的消息，而第一與第二終端中的另一個接收該消息并按照接收的參數(shù)來配置/重新配置其本身。
按照本發(fā)明的第二方面，提供了包括能互相通信的第一與第二終端的通信系統(tǒng)，其中第一與第二終端中至少一個擁有通過服務(wù)協(xié)商過程來配置/重新配置其本身的裝置。
本發(fā)明的第二方面還提供包括能互相通信的第一與第二終端的通信系統(tǒng)，其中該第一與第二終端中至少一個擁有根據(jù)該第一與第二終端中所述另一個傳輸?shù)慕o出關(guān)于其能力的參數(shù)的消息的接收，來配置/重新配置其本身的裝置。
按照本發(fā)明的第三方面，提供了供在其中一個終端能通過服務(wù)協(xié)商來配置/重新配置另一終端的通信系統(tǒng)中使用的終端，該終端包括收發(fā)機、用于存儲軟件功能的存儲器、及按照所存儲的軟件功能控制終端的操作的處理器，這些軟件功能中至少一種是可以響應(yīng)消息的接收改變的，該消息包含新軟件功能加上處理器在將新功能建立到該終端上的實際實施中所需的接口軟件。
本發(fā)明是基于主臺(或固定終端)能響應(yīng)副臺(或移動終端)在通信鏈路上傳輸?shù)能浖?或其它信息)適應(yīng)自己(反之亦然)這一概念的。從而假設(shè)主臺或副臺能適應(yīng)自己或配置/重新配置自己，便有可能使各式各樣的設(shè)備能在網(wǎng)絡(luò)上操作而無須事先在工廠中確定它們。當(dāng)同一件設(shè)備必須能夠不僅與不同的無線電接口、協(xié)議、壓縮/解壓縮算法及應(yīng)用一起操作并且還必須能靈活操作來適應(yīng)流行的無線電環(huán)境時，這一點特別重要。
運行在移動終端(或副臺)上并需要通信設(shè)施的應(yīng)用通常需要建立與遠程終端(或等效物)上的另一(對等)應(yīng)用的連接。網(wǎng)絡(luò)可提供為應(yīng)用裁剪的標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù)并從而提供具有諸如位速率、延時、出錯率等適應(yīng)性質(zhì)的通信信道。然而，網(wǎng)絡(luò)有可能不知道該應(yīng)用，并因此可能提供“最接近的”適當(dāng)服務(wù)。這會要求在終端與網(wǎng)絡(luò)之間對需要的與可獲得的鏈路參數(shù)進行某種協(xié)商。在另一應(yīng)用中，在配置/重新配置網(wǎng)絡(luò)以便提供所要求的通信設(shè)施中，終端可占主動地位。
在無線電系統(tǒng)中，通常希望聯(lián)合優(yōu)化源與信道編碼。因此，如果網(wǎng)絡(luò)不知道源編碼算法，很可能也不知道相關(guān)的信道編碼。因此必須將必要的信息提供給網(wǎng)絡(luò)以便能實現(xiàn)有效的解決方案。相同的論點也能應(yīng)用在調(diào)制方案上。
在一些情況中，可能有一個以上網(wǎng)絡(luò)參與建立連接。這時應(yīng)考慮各鏈路的性質(zhì)，以及總體性能。
終端之間有可能上載，例如為了保證鏈路兩端的應(yīng)用是兼容的。
下面參照附圖用示例方式描述本發(fā)明，其中


圖1為無繩/蜂窩式電話系統(tǒng)的簡圖，圖2以方框示意形式說明可重新配置的DECT(數(shù)字增強的無繩電話)、固定部分與便攜式部分的軟件體系結(jié)構(gòu)，以及圖3為軟件下載過程的圖。
在這些圖中，相同的參照數(shù)字用于指示對應(yīng)的特征。
實現(xiàn)本發(fā)明的方式參見圖1，通信系統(tǒng)包括一固定部件(或固定終端)FP及兩個便攜式部件(或移動終端)PP1、PP2，固定部件FP包括網(wǎng)絡(luò)控制器10，它實際上是大型計算機并耦合在無線電收發(fā)機12上。天線14耦合在收發(fā)機12上。各便攜式部件PP1、PP2包括耦合在無線電收發(fā)機22上的天線20。具有用于存儲配置數(shù)據(jù)的EPROM26的處理器24耦合在收發(fā)機22上。
為了方便說明，所示系統(tǒng)按照DECT(數(shù)字增強無繩電話)標(biāo)準(zhǔn)操作。DECT為包括10個頻道的TDMA標(biāo)準(zhǔn)，各頻道在時域中分成幀且各幀包括24個時隙。12個為發(fā)射時隙(或單工物理信道)而12個為接收時隙(或單工物理信道)。對應(yīng)地編號的發(fā)射與接收時隙構(gòu)成雙工語音對。
如在本技術(shù)中已知的，DECT按照分層結(jié)構(gòu)操作，其中包括物理(PHL)層、介質(zhì)訪問控制層(MAC)、數(shù)據(jù)鏈路控制(DLC)層及網(wǎng)絡(luò)(NWK)層。前一段中已描述了PHL層的一些特征。其它層中MAC層是所關(guān)心的。MAC層規(guī)定廣播消息控制服務(wù)、無連接消息控制服務(wù)及多承載電路控制服務(wù)。MAC層還規(guī)定邏輯信道及如何將它們多路復(fù)用與映射到物理信道上。更具體地，MAC層執(zhí)行兩種主要功能，首先它選擇物理信道，然后在這些信道上建立與釋放連接。第二，它多路復(fù)用(與多路分解)控制信息、連同高層信息與誤差控制信息到時隙大小的分組中。為了簡明起見不再描述DLC與NWK層。
參見圖2，其中示出了基于DECT的可重新配置的固定部件(或基地臺)FP與便攜式部件(或移動終端)PP的軟件體系結(jié)構(gòu)。各軟件體系結(jié)構(gòu)是互為鏡象的，并為了便于描述，將描述固定部件FP而示出為帶撇的相同參照數(shù)字用來指稱便攜式部件PP中的對應(yīng)特征。
FP軟件體系結(jié)構(gòu)包括物理(PHL)層30、MAC層32、C平面(或控制平面)34及與MAC層32接口的U平面(或用戶平面)。配置應(yīng)用42與連接在低層管理實體(LLME)38上的配置管理程序40接口。過程受作為用戶應(yīng)用運行的高級用戶界面應(yīng)用的配置應(yīng)用42控制。這使得PP或FP能為軟件的檢索訪問基于因特網(wǎng)的服務(wù)器。利用應(yīng)用程序界面(API)來使通用元件能用在不同制造商的設(shè)備上。
配置管理程序40有三種主要選項，它們是(1)在軟件運行時取出一個模塊并用另一模塊替換，所謂“熱調(diào)動”，(2)在轉(zhuǎn)換棧之前與當(dāng)前使用的棧同時運行與測試新棧，所謂“并行棧操作”，及(3)停止協(xié)議棧，編譯新的下載功能，測試新功能及建立新連接，所謂“停止與開始”。選項(3)最簡單并且是在實踐中較可能使用的選項。
在響應(yīng)來自PP的建議重新配置FP的情況中，建議進行下面的軟件上載。
(1)特征協(xié)商。PP與FP之間的對話保證雙方都彼此知道相關(guān)的能力。例如，PP可能關(guān)心對固定網(wǎng)絡(luò)的連接提供的端對端延時，或ATM連接中的位出錯率或分組丟失率。也可能需要終端之間的協(xié)商。
(2)出錯處理。當(dāng)涉及無線電鏈路時，可能需要檢錯與/或糾錯編碼。編碼(與交錯)的細節(jié)可由PP上載到網(wǎng)絡(luò)的無線電接入部件(參數(shù)或算法說明)。類似地，可規(guī)定解碼算法?？梢?guī)定錯誤檢測與隱蔽機制。錯誤隱蔽可應(yīng)用在實時語音與圖象傳輸中。也可在最終目的地上實現(xiàn)它，并可包含根據(jù)前面的數(shù)據(jù)的內(nèi)插或重復(fù)填充丟失的數(shù)據(jù)，或在話音情況中保持靜默。
(3)PP可將專門化的自動重復(fù)請求(ARQ)算法(或規(guī)定它們的信息)加載到網(wǎng)絡(luò)中。如果需要滿足實時延時制約或保證通信信道的高效使用(如對于大分組)，這可能是適當(dāng)?shù)摹?br> (4)可規(guī)定非標(biāo)準(zhǔn)調(diào)制及提供算法來生成/解調(diào)它們。
(5)可將代理加載到網(wǎng)絡(luò)中代表用戶處理通信問題。一些實例包括變換編碼(例如，當(dāng)應(yīng)用使用不同的源編碼算法時)、監(jiān)視延時與服務(wù)質(zhì)量。
(6)可規(guī)定分組處理的專門化算法(如，處理分組優(yōu)先級、擁擠條件下的包裝脫落)。
(7)PP可將加密/解密/電子簽名/水印算法上載到FP。
按照本發(fā)明的方法與系統(tǒng)設(shè)想了用另一方轉(zhuǎn)發(fā)的軟件配置或重新配置FP或PP的可能性。除了已提及的改變，可重新配置下述元件
(a)改變FP對PP及PP對FP的操作模式，在一些情況中可能希望用來覆蓋短生存期的事件。
(b)在物理信道的情況中(1)從單時隙改變成多時隙(物理信道的承載電路的數(shù)目)及反過來。
(2)改變幀結(jié)構(gòu)。
(3)改變循環(huán)冗余檢驗(CRC)方案。
(4)改變功率控制算法(不能應(yīng)用在所有無繩或蜂窩式系統(tǒng)上，諸如DECT等其中的一些不提供功率控制)。
(c)改變MAC層軟件功能的元素(1)改變高層錯誤控制。
(2)改變無線電信號強度指示器(RSSI)方案。
(3)改變自動重復(fù)請求(ARQ)方案。
(4)改變轉(zhuǎn)移算法。
從而有可能取未配置的終端或配置過的終端并用所希望的輪廓配置或重新配置它。配置或重新配置能是人工或自動的，例如困難信道中的鏈路適應(yīng)可自動發(fā)生。為了實現(xiàn)配置或重新配置，終端可包括現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)、可編程處理器或設(shè)計成取決于外部影響不同地操作的專用的應(yīng)用專用集成電路(ASIC)。
按照本發(fā)明的方法是通過從一個終端傳送關(guān)于其能力的關(guān)鍵參數(shù)給另一終端來進行的。能力包含使用通信鏈路時執(zhí)行的實際功能。它們包含調(diào)制類型、位速率、擴展碼(CDMA)、載波數(shù)(OFDMA)等，以及接受諸如新調(diào)制方案等新功能的能力。裝備了能力信息，然后基地臺選擇最適當(dāng)?shù)能浖囊苿优_下載(或上載)。這一軟件沒有必要包含在PP或FP終端之一上運行的實際代碼，它可以是純配置信息。作為示例下面的消息序列圖示出如何在PP與FP之間建立靈活的無線接口。在本例中PP通知它能發(fā)送與接收三種類型中任何一種RF調(diào)制(BPSK、QPSK與DQPSK)，F(xiàn)P能決定使用哪一種調(diào)制類型，并通過傳送直接指稱所選擇的調(diào)制類型的簡單代碼來指令PP這樣做。 空中接口的這一配置容許包含空中接口的簡單測試，在其中建立呼叫來演習(xí)物理層及評價鏈路的服務(wù)的潛在質(zhì)量(QoS)。從而測試該空中接口來保證已無錯誤地進行了配置。
測試方案包括傳輸FP生成的并被PP稱作“prioria”的已知測試數(shù)據(jù)模式。
靈活的空中接口允許采用自適應(yīng)頻譜管理，其中FP能不僅根據(jù)移動臺的需求并且還根據(jù)可獲得的頻譜的最佳使用分配不同的頻譜量給用戶。
可為頻繁地選擇的軟件升級采用高速緩沖存儲。
為了給出按照本發(fā)明的方法的另一示例，下面給出用于CRC的重新配置的一系列事件的實例。
1．決定重新配置MAC層中的PP或FP的CRC方案。
2．詢問PP或FP的MAC層是否為軟件MAP編程的。
3．使用固有規(guī)則來發(fā)現(xiàn)PP或FP是否能改變其CRC方案。
4．如果可能改變，則將下列之一下載到PP或FP:
·CRC方案的新參數(shù)，或·新CRC方案源代碼。
為了減少空中的傳輸量，只傳輸必要的功能加上將新功能筑入FP或PP的實際實現(xiàn)中所必需的任何接口軟件。例如，如果實現(xiàn)是在FPGA上，則也需要特定的FPGA的編譯程序。
5．如果是源碼，PP或FP配置管理程序40(圖2)編譯可連接的二進制代碼，該編譯程序是專用于特定平臺的用戶編碼的編譯程序。編譯之后，將二進制編碼與其它軟件連接。該軟件能在可編程的處理器或?qū)Ｓ玫腁SIC上運行或者也能用來配置實現(xiàn)新功能的FPGA。軟件重新配置的一種方法為定義處理器訪問的用于特定功能的存儲區(qū)，當(dāng)下載新功能時可替換這一區(qū)域。
6．如果是參數(shù)，則更新參數(shù)存儲單元。
7．運行測試新配置的測試程序。
8．用新的重新配置的PP或FP建立新的呼叫。
參見圖3，其中示出從軟件定義的無線電(SDR)服務(wù)器50到作為PP或FP之一的SDR終端51的軟件傳送。
傳送發(fā)生在若干階段中。
啟動步驟52中，服務(wù)器50啟動下載請求。
步驟53中，終端51確認(rèn)該下載請求。
互相認(rèn)證步驟54中，服務(wù)器50認(rèn)證終端51。
步驟55中，終端51認(rèn)證服務(wù)提供者與網(wǎng)絡(luò)操作員。
能力交換步驟56中，服務(wù)器50請求終端51傳輸其能力數(shù)據(jù)。
步驟57中，終端傳輸其能力應(yīng)答。
步驟58中，服務(wù)器50選擇適當(dāng)軟件實體與參數(shù)組來匹配終端51的能力并開放下載信道。(如果不存在匹配的參數(shù)組便終止操作)。傳送下載安裝輪廓。
下載接受交換步驟60中，服務(wù)器50傳送下載安裝輪廓。
下載接受交換步驟59中，終端51選擇安裝選項并且還接受或拒絕這些條件。步驟60中，服務(wù)器50確認(rèn)所選擇的選項。
軟件下載步驟62中，服務(wù)器50下載包含能力表與各實體過程的投送包裝的代碼模塊。
步驟63中，終端51測試投送完整性。適當(dāng)時它還請求重新傳輸。
步驟65中，終端51確認(rèn)安全接收。
步驟64中，服務(wù)器50終止下載。
雖然已對DECT描述了本發(fā)明，它同樣適用于在PP與FP之間具有無線電接口、有線/陸線接口或兩者的組合的單或雙向通信系統(tǒng)。在單向通信系統(tǒng)的情況中，控制信令是雙向的，而該系統(tǒng)可用分開的單向通信系統(tǒng)實現(xiàn)，例如帶GSM雙向控制信道的DAB(數(shù)字音頻廣播)系統(tǒng)。
在本說明書與權(quán)利要求書中，元件前的量詞“一”并不排斥存在多個這種元件。此外，“包括”一詞并不排斥存在列出的那些以外的其它元件或步驟。
從本公開的閱讀中，其它修改對熟悉本技術(shù)的人員將是顯而易見的。這些修改可包含在可重新配置的通信網(wǎng)絡(luò)/終端的設(shè)計、制造與使用中已知的其它特征，并且它們可用來代替或附加到這里所描述的特征上。
工業(yè)可應(yīng)用性無線電平臺是可用軟件配置/重新配置的。
權(quán)利要求
1．一種操作包括第一與第二終端的無線電系統(tǒng)的方法，該方法包括通過與所述第一與第二終端的另一個服務(wù)協(xié)商的過程來配置/重新配置所述第一與第二終端之一。
2．一種操作包括第一與第二終端的無線電系統(tǒng)的方法，該方法包括所述第一與第二終端之一發(fā)送給出關(guān)于其能力的參數(shù)的消息，而第一與第二終端的另一個接收該消息并按照所接收的參數(shù)來配置/重新配置其本身。
3．如權(quán)利要求1或2中所述的方法，其特征在于啟動配置/重新配置操作的所述第一與第二終端之一傳送必要的功能加上將新功能筑入所述第一與第二終端的另一個上的實際實施中所需的軟件。
4．如權(quán)利要求1、2或3中所述的方法，其特征在于測試該空中接口來保證已無錯誤地進行了配置/重新配置。
5．一種包括能互相通信的第一與第二終端的通信系統(tǒng)，其中第一與第二終端中至少一個具有通過服務(wù)協(xié)商過程來配置/重新配置其本身的裝置。
6．一種包括能互相通信的第一與第二終端的通信系統(tǒng)，其中第一與第二終端中至少一個具有用于響應(yīng)接收該第一與第二終端中所述另一個發(fā)送的給出關(guān)于其能力的參數(shù)的消息來配置/重新配置其本身的裝置。
7．如權(quán)利要求6中所述的通信系統(tǒng)，其特征在于該第一與第二終端為無線電終端。
8．如權(quán)利要求5、6或7中所述的通信系統(tǒng)，其特征在于該第一與第二終端各具有包含存儲器與用于改變存儲器的裝置的軟件接口，在于存儲器的區(qū)域的至少一部分具有分配給各自的軟件功能的部分，及在于該存儲器改變裝置響應(yīng)下載的新功能替換相應(yīng)部分的區(qū)域。
9．一種供在其中一個終端能通過服務(wù)協(xié)商來配置/重新配置另一終端的通信系統(tǒng)中所使用的終端，該終端包括收發(fā)機、用于存儲軟件功能的存儲器、及用于按照存儲的軟件功能控制終端的操作的處理器，至少軟件功能之一是能響應(yīng)消息的接收改變的，該消息包含新軟件功能加上處理器在將新功能筑入終端上的實際實現(xiàn)中必需的接口軟件。
全文摘要
一種通信系統(tǒng)包括至少能互相傳遞控制消息的第一與第二終端(FP、PP)。第一與第二終端中至少一個具有用于用與第一與第二終端中的另一個的服務(wù)協(xié)商過程配置/重新配置其自身的裝置。各終端包括收發(fā)機、用于存儲軟件功能的存儲器、及用于按照存儲的軟件功能控制終端的操作的處理器。至少軟件功能之一是可以響應(yīng)控制消息的接收改變的,該消息包含新軟件功能加上處理器在將新功能筑入終端上的實際實現(xiàn)中所需的接口軟件。該通信系統(tǒng)可以是其中的配置/重新配置消息是在空中發(fā)送的無繩與/或蜂窩式電話系統(tǒng),或者其中的配置/重新配置消息是用陸線轉(zhuǎn)發(fā)的控制系統(tǒng)。
文檔編號H04W8/24GK1315120SQ00800980
公開日2001年9月26日 申請日期2000年4月6日 優(yōu)先權(quán)日1999年4月23日
發(fā)明者P·布克內(nèi)爾, T·J·穆斯利 申請人:皇家菲利浦電子有限公司