專利名稱：經(jīng)由總線同步數(shù)據(jù)通信的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信網(wǎng)絡(luò)中的基帶通信的同步。
背景技術(shù)：
在無線通信網(wǎng)絡(luò)基站收發(fā)器內(nèi)，不同節(jié)點(diǎn)之間利用總線協(xié)議通信。本發(fā)明特別涉及但并不專用于基站收發(fā)器內(nèi)的基帶(BB)和射頻(RF)節(jié)點(diǎn)之間的通信。節(jié)點(diǎn)可由多種不同的方法實(shí)現(xiàn)，應(yīng)該理解的是，以下描述中的術(shù)語“節(jié)點(diǎn)”暗指任一合適的硬件單元，例如ASIC、處理器或FPGA等等。
基站收發(fā)器的不同節(jié)點(diǎn)之間所使用的總線協(xié)議被用于傳送數(shù)字化的發(fā)射機(jī)(TX)與接收機(jī)(RX)采樣信號(hào)以及其它消息。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決同步總線的問題，尤其是操作用于基站收發(fā)器不同節(jié)點(diǎn)之間通信的總線協(xié)議的高速總線。
本發(fā)明的另一目的是提供一種與在多模式通信總線上同步通信的同步方法一起使用的幀格式，其并不需要復(fù)雜的電路。
通常，本發(fā)明涉及使用空閑碼的總線同步，能夠檢測(cè)8b10b解碼態(tài)。在所述實(shí)施例中論述了初始同步以及在運(yùn)行時(shí)間內(nèi)的同步。利用了幀的位置和空閑碼的值。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種將數(shù)據(jù)線速率從無線接口傳送到以總線速率運(yùn)行的總線的方法，該方法包括以多個(gè)幀構(gòu)成的分組格式傳送數(shù)據(jù)，所述幀中的每個(gè)都具有多個(gè)時(shí)隙，每一時(shí)隙都具有連續(xù)的消息組，其中每一消息組都包括多個(gè)包括所述數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)消息以及一個(gè)不包括所述數(shù)據(jù)的空閑碼；其中每個(gè)幀中的空閑碼的數(shù)量被選擇為使總線速率和線速率相匹配。
根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，提供了一種將數(shù)據(jù)以線速率從無線接口傳送到以總線速率運(yùn)行的總線的方法，該方法包括以多個(gè)幀構(gòu)成的分組格式傳輸數(shù)據(jù)，每個(gè)所述幀都包括多個(gè)時(shí)隙，每一時(shí)隙都具有連續(xù)的消息組，其中每一消息組都包括多個(gè)包括所述數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)消息以及一個(gè)不包括所述數(shù)據(jù)的空閑碼；其中每個(gè)幀中的空閑碼的數(shù)量被選擇為使總線速率和線速率相匹配。
根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)方面，提供了一種可以總線速率運(yùn)行的通信總線，所述通信總線具有至少一個(gè)第一節(jié)點(diǎn)和第二節(jié)點(diǎn)，它們通過通信信道相連，該信道用于以所述總線速率傳送以所述的線速率生成的數(shù)據(jù)，所述第一節(jié)點(diǎn)具有發(fā)射單元，而所述第二節(jié)點(diǎn)具有接收單元，其中所述第一節(jié)點(diǎn)的發(fā)射單元可以多個(gè)幀所構(gòu)成的分組格式發(fā)送數(shù)據(jù)，每個(gè)所述幀都具有多個(gè)時(shí)隙，每一時(shí)隙都具有連續(xù)的消息組，其中每一消息組包括多個(gè)包括所述數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)消息以及一個(gè)不包括所述數(shù)據(jù)的空閑碼；其中每一幀中的空閑碼的數(shù)量被選擇為使總線速率和線速率相匹配，且其中第二節(jié)點(diǎn)的接收單元設(shè)置為檢測(cè)所述空閑碼，以實(shí)現(xiàn)同步目的。
根據(jù)又一個(gè)方面，提供了一種在總線上以分組格式同步數(shù)據(jù)通信的方法，所述數(shù)據(jù)是在無線接口上以線速率產(chǎn)生的，其包括多個(gè)幀，每個(gè)所述幀都具有多個(gè)時(shí)隙，每一時(shí)隙都具有連續(xù)的消息組，其中每一消息組都包括預(yù)定數(shù)量的包括所述數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)消息以及一個(gè)不包括所述數(shù)據(jù)的空閑碼，該方法包括在總線節(jié)點(diǎn)處檢測(cè)所述空閑碼，直至指示成功同步的檢測(cè)出預(yù)定數(shù)量的所述空閑碼。
根據(jù)又一個(gè)方面，提供了一種經(jīng)由連接第一和第二節(jié)點(diǎn)的總線同步數(shù)據(jù)通信的方法，該方法包括從第一節(jié)點(diǎn)發(fā)送多個(gè)字節(jié)，每一字節(jié)以8比特碼代表10比特序列；在第二節(jié)點(diǎn)處接收和解碼所述字節(jié)，由此在字節(jié)中檢測(cè)出任意一個(gè)8b10b解碼錯(cuò)誤；以及基于不包括8b10b解碼錯(cuò)誤的所接收字節(jié)的檢測(cè)來指示總線同步狀態(tài)。
根據(jù)又一個(gè)方面，提供了一種經(jīng)由連接第一和第二節(jié)點(diǎn)的總線同步數(shù)據(jù)通信的方法，該方法包括從第一節(jié)點(diǎn)發(fā)送多個(gè)字節(jié)，每一字節(jié)以8比特碼代表10比特序列；在第二節(jié)點(diǎn)處接收和解碼所述字節(jié)，由此在字節(jié)中檢測(cè)出任意一個(gè)8b10b解碼錯(cuò)誤；以及基于包括8b10b解碼錯(cuò)誤的所接收字節(jié)的檢測(cè)來指示總線非同步狀態(tài)。


為了更好的理解本發(fā)明并說明相同的方案如何實(shí)現(xiàn)，以下將借助實(shí)例參照附圖，在附圖中圖1示出了無線通信網(wǎng)絡(luò)的基本結(jié)構(gòu)；圖2示出了本發(fā)明用于基帶頻率的語境；圖3示出了本發(fā)明的物理基帶總線的結(jié)構(gòu)實(shí)施例；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的基帶總線協(xié)議棧；圖5示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的幀格式；圖6示出了一個(gè)本發(fā)明的消息結(jié)構(gòu)的實(shí)施例；圖7示出了基帶總線的兩個(gè)通信節(jié)點(diǎn)；圖8示出了每一基帶節(jié)點(diǎn)接收單元內(nèi)實(shí)施的邏輯的狀態(tài)轉(zhuǎn)變圖；圖9示出了每一基帶節(jié)點(diǎn)發(fā)送單元內(nèi)實(shí)施的邏輯的狀態(tài)轉(zhuǎn)變圖；圖10a和10b示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的空閑碼的比特模式。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了無線通信網(wǎng)絡(luò)的常規(guī)單元。移動(dòng)交換中心(MSC)2作為與諸如公共交換電話網(wǎng)絡(luò)(PSTN)的其它網(wǎng)絡(luò)的接口。MSC 2控制多個(gè)基站控制器(BSC)4，其中每個(gè)BSC4反過來控制多個(gè)基站收發(fā)器(BTS)6。每個(gè)BTS 6都具有稱為“小區(qū)”的某一覆蓋區(qū)，用于與其各自的覆蓋區(qū)內(nèi)的移動(dòng)站通信。
圖2示出了用于無線網(wǎng)的收發(fā)信機(jī)的典型部件，在所述無線網(wǎng)內(nèi)，使用天線10發(fā)射和接收無線電信號(hào)。這些無線電信號(hào)被以載波發(fā)生器14所確定的載波頻率傳送。頻譜分配被許可，并依據(jù)所涉及的國(guó)家以及所使用的空中接口類型而有所不同，所述空中接口例如可以是WCDMA、GSM等。在典型的收發(fā)信機(jī)中，與在圖1中的每一BTS 6內(nèi)一樣，可以發(fā)現(xiàn)存在著與基帶信號(hào)處理有關(guān)的基帶電路16。這些基帶信號(hào)然后由RF電路12轉(zhuǎn)換成載波信號(hào)，以便通過天線10傳輸。此處是在基帶電路16的語境中討論的本發(fā)明實(shí)施例，其中總線協(xié)議將BB和RF節(jié)點(diǎn)連接起來。
圖3示出了基帶總線的物理體系結(jié)構(gòu)，在所述基帶總線中，節(jié)點(diǎn)20、22、24、26根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例以點(diǎn)到點(diǎn)的方式鏈接起來。每一節(jié)點(diǎn)都是通過使用專用集成電路(ASIC)來實(shí)施的。節(jié)點(diǎn)通信在上行鏈路方向上使用第一組通信信道28，而在相反方向或下行鏈路方向30上則經(jīng)由第二組通信信道。每一節(jié)點(diǎn)都被示為在每一方向上都具有多個(gè)被稱為鏈路的通信信道，即1至k。一些節(jié)點(diǎn)可能具有RF接口。其它節(jié)點(diǎn)則是無RF接口的基帶節(jié)點(diǎn)。
分組化的數(shù)據(jù)可能會(huì)被經(jīng)由基帶總線發(fā)送。如圖3所示，總線是通過使用多個(gè)鏈路來實(shí)施的。但單個(gè)鏈路也是可能的。在優(yōu)選實(shí)施例中，基帶總線包括形成鏈接總線的點(diǎn)到點(diǎn)連接。在該實(shí)施例中，所述點(diǎn)到點(diǎn)連接是使用低電壓微分信令(LVDS)來實(shí)現(xiàn)的。
基帶總線將三層協(xié)議用于固定長(zhǎng)度消息。將被在基帶總線上發(fā)送的任一信息都被封裝為已知類型的消息。圖4示出了所述的三層。物理層60負(fù)責(zé)消息的傳輸，并包括成幀、編碼以及消息的序列化。傳輸層62負(fù)責(zé)消息的端到端傳遞或是消息的路由。應(yīng)用層64提供了不同類型分組到有效負(fù)載的映射。
在CDMA應(yīng)用中，應(yīng)用層的數(shù)據(jù)是連續(xù)的，但為了在總線上傳送，應(yīng)用層的連續(xù)數(shù)據(jù)被時(shí)分為能夠在高速物理層上傳送的短消息。在接收節(jié)點(diǎn)處恢復(fù)連續(xù)的數(shù)據(jù)流。
圖5示出了具有某一分組格式的物理層的幀70，所述幀70被經(jīng)由總線在上行鏈路和下行鏈路方向上發(fā)送。該幀具有固定的10ms周期。所述的幀被連續(xù)地插入到總線上。一個(gè)幀被分成15個(gè)時(shí)隙72，其中每一時(shí)隙都包括多個(gè)消息組74。每一消息組74都具有固定的預(yù)定數(shù)量的數(shù)據(jù)消息76、一個(gè)控制消息78以及一個(gè)“IDLE”消息80。
圖6示出了消息結(jié)構(gòu)76的優(yōu)選實(shí)施例。這些消息被經(jīng)由圖4所示的物理層60發(fā)送。在該實(shí)施例中，消息具有固定的19字節(jié)長(zhǎng)度，包括3字節(jié)的標(biāo)題90以及16字節(jié)的有效負(fù)載部分92。因此，所有包括控制和數(shù)據(jù)的消息具有相同的消息定義。對(duì)于下文中將描述的一個(gè)實(shí)施例而言，所述空閑消息采取了空閑字節(jié)的形式。
在不傳送數(shù)據(jù)消息時(shí)，即在特定時(shí)隙內(nèi)未從傳輸層接收到消息，則物理層60傳送空消息，即可以通過傳送作為整個(gè)消息的“1”比特來實(shí)施。接收節(jié)點(diǎn)處的物理層將檢測(cè)到所述空消息的存在并拒絕所述消息，從而使得這些消息對(duì)于上面的協(xié)議層62、64而言是不可見的。
在圖5的實(shí)施例中，消息組74包括一個(gè)在每二十個(gè)數(shù)據(jù)消息76之后被插入的控制消息78，以及一個(gè)在控制消息78之后被插入的“IDLE”字節(jié)80。同樣的“IDLE”字節(jié)80被用在每一消息組74的末尾，除了一個(gè)專用的“IDLE”字節(jié)82被用于最后一個(gè)時(shí)隙以識(shí)別所述幀的結(jié)束。專用“IDLE”字節(jié)82的意義將在以下討論。
在本實(shí)施例中，總線速率被選擇為768Mbps。BTS參考系統(tǒng)時(shí)鐘的導(dǎo)數(shù)被用作基帶總線的時(shí)鐘，且總線協(xié)議的物理層60與BTS的系統(tǒng)時(shí)鐘同步。然而，總線協(xié)議的應(yīng)用層可以相對(duì)于物理層的定時(shí)不同步運(yùn)行，這對(duì)于數(shù)據(jù)不連續(xù)的GSM或EDGE應(yīng)用而言尤其有用，這些數(shù)據(jù)是被在突發(fā)內(nèi)傳送并且是內(nèi)在不同步的。
對(duì)于本實(shí)施例而言，考慮WCDMA上行鏈路的情況?？紤]借助同相部分(I)及其正交部分(Q)描述的信號(hào)，其中I和Q值各為8比特。
在采樣速率為7.68Msps(每秒百萬樣本)時(shí)，有效負(fù)載率為7.68M*(8*2)＝122.88Mbps(每秒百萬比特)。由于分組具有3字節(jié)標(biāo)題以及16字節(jié)有效負(fù)載，分組速率為122.88*(19/16)＝145.92Mbps。在采用8b10編碼方案后，線速率為145.92M*(10/8)＝182.4Mbps。
圖3示出了每一方向上用于通信的多個(gè)鏈路，即1至k鏈路。每一條鏈路支持4條路徑，從而使得上行鏈路組28中的每一上行鏈路需要支持4條上行鏈路路徑，從而提供了每一條鏈路182.4M*4＝729.6Mbps的線速率。如果控制消息每隔20個(gè)分組即被插入，則提供729.6*(21/20)＝766.08Mbps的線速率。
然而，已選擇了768Mbps的總線速率。因此，為了使線速率與總線速率相匹配就需要額外的768-766.08＝1.92Mbps。為實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，考慮8b10b編碼，需要插入1.92M*(8/10)＝1.536Mbps的“明”數(shù)據(jù)，其為每秒1.536Mbps/8＝192000“明”字節(jié)。每一幀都具有10ms時(shí)間周期，因此每一幀中都被插入19200/100＝1920“IDLE”字節(jié)。每一幀都有15個(gè)時(shí)隙，因此每個(gè)時(shí)隙都會(huì)被插入1920/15＝128空閑字節(jié)。每一時(shí)隙都具有2560個(gè)數(shù)據(jù)消息，這意味著為了使線速率與總線速率匹配，每20個(gè)消息的128/2560＝1字節(jié)應(yīng)當(dāng)是一個(gè)“IDLE”字節(jié)。
因此，通過插入“IDLE”字節(jié)可以使得線速率與整數(shù)倍數(shù)的系統(tǒng)時(shí)鐘率匹配，并減少了對(duì)于解決線速率和總線速率不匹配的附加復(fù)雜電路的需要。
圖7示出了總線第一節(jié)點(diǎn)20和第二節(jié)點(diǎn)22之間的上行鏈路方向30和下行鏈路方向28上的LVDS點(diǎn)到點(diǎn)連接。每個(gè)LVDS點(diǎn)到點(diǎn)連接都對(duì)應(yīng)圖3的上行鏈路28或下行鏈路方向30上的1至k鏈路中的每個(gè)。每一節(jié)點(diǎn)20、22都包括傳輸單元40、48以及接收單元44、52。在下行鏈路的情況中，傳輸單元40利用LVDS連接將信息從第一節(jié)點(diǎn)20發(fā)送到第二節(jié)點(diǎn)22中的接收單元44。在上行鏈路方向上，傳送單元48將信息從第二節(jié)點(diǎn)22傳送到第一節(jié)點(diǎn)20的接收單元52。第一節(jié)點(diǎn)20的發(fā)射機(jī)40和接收機(jī)52之間存在著通信信道41。同樣，第二節(jié)點(diǎn)22的接收機(jī)44和發(fā)射機(jī)48之間也存在著通信信道43。如果發(fā)生了同步丟失，則節(jié)點(diǎn)上的接收機(jī)可能會(huì)使用這些通信信道通知發(fā)射機(jī)。
同樣可以看出每一發(fā)射單元40、48和接收單元44、52分別具有各自的狀態(tài)機(jī)邏輯42、46、50、54。圖8是示出了接收單元44、52的狀態(tài)機(jī)邏輯46、54的狀態(tài)轉(zhuǎn)變圖。圖9是示出了發(fā)射單元40、48的狀態(tài)機(jī)邏輯42、50的狀態(tài)轉(zhuǎn)變圖。以下給出的表1、2和3可被用于解釋這些狀態(tài)轉(zhuǎn)變圖。
下表1提供了用于同步的狀態(tài)機(jī)所使用信號(hào)的定義。
表1

應(yīng)當(dāng)注意的是，插入到每一消息組74的末尾的“IDLE”碼80在此被稱為“K28.5”“IDLE”字節(jié)，而插入到每一幀70末尾的特定“IDLE”碼82在此被稱為“K28.7”“IDLE”字節(jié)。圖10a和圖10b分別示出了在8比特域內(nèi)構(gòu)成K28.5和K28.7空閑字節(jié)的比特模式。這些比特模式就是所謂“逗點(diǎn)字符”，其可被唯一地選擇為指示可能的錯(cuò)誤。
可使用8b10b編碼方案將這些代碼(以及其它數(shù)據(jù)字節(jié))以10比特發(fā)射，所述8b10b編碼方案例如在“A DC-BALANCED，Partitioned-Block，8B/10B Transmission Code”，by Widmer andFranaszek，IBM J.Res.Develop.Vol.27 No.5，September 1983中有所描述。所述發(fā)射機(jī)具有用于將8b字節(jié)譯碼為10b碼的裝置，而所述接收機(jī)具有用于編碼所述代碼以及檢查錯(cuò)誤的裝置。
下表2定義了接收單元44、52的狀態(tài)機(jī)邏輯46、54的狀態(tài)轉(zhuǎn)變以及這些狀態(tài)轉(zhuǎn)變所需的觸發(fā)。
表2

下表3定義了發(fā)射單元40、48的狀態(tài)機(jī)邏輯42、50的狀態(tài)轉(zhuǎn)變以及這些狀態(tài)轉(zhuǎn)變所需的觸發(fā)。
表3

一般而言，所應(yīng)用的同步算法有兩種，即初始同步與幀同步。初始同步允許對(duì)于總線的鏈路質(zhì)量的初始檢測(cè)，而幀同步允許總線處于運(yùn)行模式時(shí)的連續(xù)控制。同步算法可以將總線的鏈路狀態(tài)消息報(bào)告給協(xié)議棧的上層。
在總線節(jié)點(diǎn)啟動(dòng)時(shí)執(zhí)行初始同步。初始同步的目的是確定每一總線接口的狀態(tài)。換言之，檢查節(jié)點(diǎn)的發(fā)射和接收單元的狀態(tài)。遺漏相鄰節(jié)點(diǎn)或者是鏈路的失效可能使得同步無法成功。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，初始同步的步驟順序如下●將狀態(tài)設(shè)置為“UNSYNCHRONIZED”。
●將消息組計(jì)數(shù)器重新設(shè)置為零。
●開始從諸如20的任一節(jié)點(diǎn)的發(fā)射單元發(fā)射連續(xù)的“IDLE”字節(jié)流。
●開始在諸如22的任一節(jié)點(diǎn)的接收單元處讀取“IDLE”字節(jié)。
●在正確收到所有的“IDLE”字節(jié)且無8b10b解碼錯(cuò)誤時(shí)可認(rèn)為消息組是有效的。否則將消息組視為無效。應(yīng)當(dāng)理解的是，一個(gè)消息組有(21個(gè)消息*每消息19字節(jié))+1空閑字節(jié)＝400字節(jié)。
●在處于“UNSYCHRONIZED”狀態(tài)且已接收到“SYNC_T”的連續(xù)有效消息組的值時(shí)，狀態(tài)機(jī)的狀態(tài)被設(shè)置為“SYNCHRONISED”狀態(tài)。
●在處于“SYCHRONIZED”狀態(tài)且已接收到“UNSYNC_T”的連續(xù)無效消息組的值時(shí)，狀態(tài)機(jī)的狀態(tài)被設(shè)置為“UNSYCHRONIZED”狀態(tài)。同樣，消息組計(jì)數(shù)器被設(shè)置為零。
●在處于“UNSYCHRONISED”狀態(tài)且已接收到“DISABLE_T”消息組的值時(shí)，狀態(tài)機(jī)的狀態(tài)被重新設(shè)置為“DISABLE”狀態(tài)。“DISABLE_T”的值大于或等于“UNSYNC_T”的值。當(dāng)節(jié)點(diǎn)的發(fā)射或接收單元進(jìn)入“DISABLE”狀態(tài)時(shí)，借助中斷通知應(yīng)用層64，所述應(yīng)用層64然后可以重新開始同步過程。
可以考慮連續(xù)接收的字節(jié)而非消息組的有效性來生成上述同步算法。此外，同步可以基于任意一個(gè)發(fā)射的數(shù)據(jù)以及8b10b解碼的成功或失?。欢粌H僅是“IDLE”字節(jié)的發(fā)送和接收。
物理層60包括為總線每一節(jié)點(diǎn)的每一發(fā)射和接收單元指示同步狀態(tài)的狀態(tài)寄存器45。例如“DISABLE”(000001)、“UNSYNCHRONISED”(000010)、“SYNCHRONISED”(000100)。也可能會(huì)使用其它狀態(tài)編碼。至于發(fā)射機(jī)在初始同步期間內(nèi)的操作，“IDLE”字節(jié)被在“UNSYNCHRONISED”和“SYNCHRONISED”狀態(tài)中發(fā)射。應(yīng)當(dāng)注意的是，在初始同步期間內(nèi)僅有“IDLE”字節(jié)被發(fā)射到總線。但在數(shù)據(jù)被在總線上傳輸?shù)倪\(yùn)行時(shí)間中，情況并非如此。
在物理層60已被應(yīng)用層配置為運(yùn)行時(shí)間模式(參數(shù)“SET_RUN-TIME_MODE”被設(shè)為1)之后，可以執(zhí)行幀同步。在運(yùn)行時(shí)間模式中，消息(例如數(shù)據(jù)、控制消息甚至是空消息)被在總線上傳送。在運(yùn)行時(shí)間模式中，收發(fā)信機(jī)的接收機(jī)同步立刻開始。當(dāng)參數(shù)“SET_RUN-TIME_MODE”的值從1變?yōu)?時(shí)，收發(fā)信機(jī)的狀態(tài)就被變?yōu)椤癋RAME_DISABLE”。
在幀同步中，每一發(fā)射單元40、48使幀定時(shí)與基帶總線的幀時(shí)鐘同步。此外，連續(xù)地監(jiān)控每一接收單元44、52的幀同步狀態(tài)。每一幀的末尾根據(jù)唯一的“IDLE”字節(jié)K27.8來識(shí)別。所述唯一的“IDLE”字節(jié)允許計(jì)算接收幀偏置以及監(jiān)控幀同步狀態(tài)。
在當(dāng)前的實(shí)施例中，在進(jìn)入運(yùn)行時(shí)間模式時(shí)，所述的幀同步應(yīng)用于總線節(jié)點(diǎn)的所有發(fā)射和接收單元，幀同步的步驟順序如下●將狀態(tài)機(jī)的狀態(tài)設(shè)置為“FRAME_UNSYNCHRONIZE”。
●將消息組計(jì)數(shù)器重新設(shè)置為零。
●開始從發(fā)射單元40、48發(fā)送空消息或其它有效消息。
●參考基帶總線幀時(shí)鐘，使用接收單元44、52從所接收的字節(jié)流中讀取每一消息組的“IDLE”字節(jié)。所述“IDLE”字節(jié)必須是消息組的最后一個(gè)字節(jié)，并且其它任何一個(gè)“IDLE”字節(jié)都被認(rèn)為是錯(cuò)誤的。
●在正確接收到消息組的“IDLE”字節(jié)且未出現(xiàn)8b10b解碼錯(cuò)誤時(shí)，將該消息組視為有效。否則，所接收的消息組是無效的。
●在處于狀態(tài)“FRAME_UNSYNCHRONIZED”且已接收到“FRAME_SYNC_T”的連續(xù)有效消息組時(shí)，將狀態(tài)設(shè)置為“FRAME_SYNCHRONIZED?！薄裨谔幱跔顟B(tài)“FRAME_SYNCHRONIZED”，且已接收到“FRAME_UN SYNC_T”的連續(xù)無效消息組時(shí)，將狀態(tài)設(shè)置為“FRAME_UNSYNCHRONIZED”，并將消息組計(jì)數(shù)器重新設(shè)置為零。
●在處于狀態(tài)“FRAME_UNSYNCHRONIZED”，且已接收到“FRAME_DISABLE_T”消息組時(shí)，將狀態(tài)設(shè)置為“FRAME_DISABLE”。
“FRAME_DISABLE_T”的值始終大于或是等于“FRAME_UNSYNC_T”的值。狀態(tài)寄存器45保持幀狀態(tài)的指示，其中狀態(tài)“FRAME_DISABLE”、“FRAME_UNSYNCHRONIZED”以及“FRAME_SYNCHRONIZED”分別對(duì)應(yīng)于狀態(tài)001000、010000以及100000。也可能使用其它狀態(tài)編碼。當(dāng)發(fā)射或接收單元進(jìn)入“FRAME_DISABLE”狀態(tài)時(shí)，借助中斷通知應(yīng)用層，所述應(yīng)用層然后可以重新啟動(dòng)同步程序。至于發(fā)射單元在幀同步期間內(nèi)的操作，有效消息被在“FRAME_SYNCHRONIZED”狀態(tài)中發(fā)送，而空消息則被在“FRAME_UNSYNCHRONIZED”和“FRAME_DISABLE”狀態(tài)中發(fā)送。
以下將描述各種狀態(tài)的同步操作。
“UNSYCHRONISED”●重新啟動(dòng)消息組計(jì)數(shù)器。
●發(fā)射單元開始發(fā)送“IDLE”字節(jié)。
●LOS被設(shè)置為‘1’。
●接收單元等待接收數(shù)據(jù)。
●開始傳送有效字節(jié)。
●利用連續(xù)的K28.5空閑字節(jié)執(zhí)行初始字節(jié)同步。
●接收單元將開始計(jì)數(shù)有效消息組。如果接收到“SYNC_T”連續(xù)有效消息組，則狀態(tài)機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)椤癝YNCHRONIZED”狀態(tài)。
●如果接收到“DISABLE_T”消息組(每一消息組中有400字節(jié))，則狀態(tài)機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)椤癉ISABLE”狀態(tài)，且接收機(jī)和發(fā)射機(jī)停用。
●如果接收到ENABLE_BUS_TRANSCEIVE＝0，則狀態(tài)機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)椤癉ISABLE”狀態(tài)。
●如果SET_RUN_TIME_MODE＝1，則狀態(tài)機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)椤癋RAME_UNSYNCHRONISED”狀態(tài)。
“SYCHRONISED”●重新設(shè)置消息組計(jì)數(shù)器。
●設(shè)置LOS為‘0’。
●如果接收到“UNSYNC_T”連續(xù)無效消息組，則狀態(tài)機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)椤癠NSYNCHRONIZED”狀態(tài)。
●如果SET_RUN_TIME_MODE＝1，則狀態(tài)機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)椤癋RAME_UNSYNCHRONISED”狀態(tài)。
●如果ENABLE_BUS_TRANSCEIVE＝0，則狀態(tài)機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)椤癉ISABLE”狀態(tài)。
“DISABLE”●停止所有計(jì)數(shù)器。
●將LOS設(shè)置為‘1’。
●在這種狀態(tài)中，當(dāng)RESTART_FROM_DISABLE＝1時(shí)，接收單元的狀態(tài)機(jī)只能轉(zhuǎn)變到“UNAYNCHRONISED”狀態(tài)。
“FRAME_SYNC”●將LOS設(shè)置為‘0’。
●重新啟動(dòng)消息組計(jì)數(shù)器。
●使用K28.7“IDLE”字節(jié)連續(xù)檢查幀同步。
●如果接收到“FRAME_UNSYNC_T”的連續(xù)無效消息組，則狀態(tài)機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)椤癋RAME_UNSYNCHRONISED”狀態(tài)。
●如果ENABLE_BUS_TRANS_CEIVE＝0或SET_RUN_TIME_MODE＝0，則狀態(tài)機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)椤癋RAME_DISABLE”狀態(tài)。
●在“FRAME_SYNC”狀態(tài)中，當(dāng)一個(gè)K28.5或K28.7“IDLE”字節(jié)碼在字節(jié)399處，字節(jié)0至398中沒有無效“IDLE”字節(jié)，且不存在8b10b解碼錯(cuò)誤時(shí)，存在著一個(gè)有效消息組。
“FRAME_UNSYNC”●將LOS設(shè)置為‘1’。
●重新啟動(dòng)消息組計(jì)數(shù)器。
●如果接收到“FRAME_SYNC_T”的連續(xù)有效消息組，則狀態(tài)機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)椤癋RAME_SYNCHRONISED”狀態(tài)。
●如果接收到“FRAME_DISABLE_T”的無效消息組，則狀態(tài)機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)椤癋RAME_DISABLE”狀態(tài)。
●在“FRAME_UNSYNC”狀態(tài)中，當(dāng)一個(gè)K28.5或K28.7“IDLE”字節(jié)碼在字節(jié)399處，字節(jié)0至398中沒有無效“IDLE”字節(jié)，且不存在8b10b解碼錯(cuò)誤時(shí)，存在著一個(gè)有效消息組。
●如果ENABLE_BUS_TRANSCEIVER＝0或是SET_RUN_TIME_MODE＝0，則狀態(tài)機(jī)的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)椤癋RAME_DISABLE”狀態(tài)。
“FRAME_DISABLE”●停止所有計(jì)數(shù)器。
●將LOS設(shè)置為‘1’。
總而言之，在物理層中插入到幀內(nèi)的空閑字節(jié)會(huì)使數(shù)據(jù)傳輸?shù)木€速率與系統(tǒng)時(shí)鐘所設(shè)置的總線速率同步。同樣，使用這些空閑字節(jié)的同步算法執(zhí)行不同類型的同步算法。對(duì)于初始同步而言，在運(yùn)行模式之前，節(jié)點(diǎn)間通信鏈路的質(zhì)量由發(fā)送的消息組測(cè)試，所述消息組僅包括空閑碼而不包括數(shù)據(jù)消息。接收單元然后檢測(cè)接收到的空閑碼，且如果空閑碼(即本實(shí)施例中的400個(gè)空閑字節(jié))被正確接收，則認(rèn)為該消息組有效。如果接收到“SYNC_T”的連續(xù)有效消息組，則實(shí)現(xiàn)了初始同步。對(duì)于幀同步而言，第一算法是當(dāng)總線處于運(yùn)行時(shí)間模式但是幀不同步時(shí)。數(shù)據(jù)消息和空閑消息此時(shí)組成被發(fā)送消息組。但是，當(dāng)消息組的最后一個(gè)字節(jié)(即字節(jié)399)處存在空閑碼(K28.5或K28.7)時(shí)，消息組的剩余字節(jié)(即字節(jié)0-398)中沒有無效空閑碼，且消息組內(nèi)不存在8b10b解碼錯(cuò)誤時(shí)，消息組被認(rèn)為是有效的。一旦接收到“FRAME_SYNC_T”的有效連續(xù)消息組，則實(shí)現(xiàn)了幀同步。當(dāng)然，一旦實(shí)現(xiàn)了幀同步，保持同步就非常重要。這可以通過使用每一幀的末尾處的唯一空閑字節(jié)(K29.7)來實(shí)現(xiàn)，所述空閑字節(jié)允許計(jì)算接收到幀偏置。
應(yīng)當(dāng)理解的是，總線每一節(jié)點(diǎn)的每一發(fā)射或接收單元都可以獨(dú)立地假定任何一種此處所描述的狀態(tài)。
還應(yīng)當(dāng)理解的是，圖3示出了多個(gè)鏈路，即從1到k。因此，應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明可適用于不同的數(shù)據(jù)速率。
應(yīng)當(dāng)理解的是，圖5所示的幀結(jié)構(gòu)是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。在該實(shí)施例中，特定“IDLE”碼82被插入到幀70的末尾處。應(yīng)當(dāng)理解的是，基帶總線是多模式總線并與分層協(xié)議棧相結(jié)合，它用于支持諸如GSM或EDGE的多種不同空中接口。至于“IDLE”字節(jié)80，應(yīng)當(dāng)理解“IDLE”字節(jié)在消息組74中的位置可能在不同的實(shí)施方式中有所不同。此外，特定“IDLE”字節(jié)82可被實(shí)施在每一幀的其它位置處，例如在與幀70的末尾相對(duì)的開端處；所需的是其在預(yù)定的已知位置上。同樣，“IDLE”字節(jié)在所述實(shí)施例中具有1字節(jié)長(zhǎng)度，但對(duì)于不同的實(shí)施例而言，這些“IDLE”碼的長(zhǎng)度可以換算，以便與不同的幀格式相匹配。
應(yīng)當(dāng)理解的是，圖3所示的通信總線節(jié)點(diǎn)的實(shí)施方式并不僅限于ASCI，也可以用其它邏輯設(shè)備來實(shí)施，例如現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPAG)設(shè)備。
權(quán)利要求
1.一種用于將數(shù)據(jù)以線速率傳送到以總線速率操作的總線的方法，所述方法包括以包括多個(gè)幀的分組格式傳送數(shù)據(jù)，每個(gè)所述幀都具有多個(gè)時(shí)隙，每個(gè)所述時(shí)隙都具有連續(xù)的消息組，其中每個(gè)消息組都包括多個(gè)數(shù)據(jù)消息以及空閑碼，所述數(shù)據(jù)消息包含所述數(shù)據(jù)，所述空閑碼沒有包含所述數(shù)據(jù)；其中每幀中的空閑碼的數(shù)量被選擇為使所述總線速率與所述線速率相匹配。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述數(shù)據(jù)消息具有固定的長(zhǎng)度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中每個(gè)所述消息組都包含控制消息。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中任何一個(gè)的方法，其中所述總線速率根據(jù)獨(dú)立生成的參考系統(tǒng)時(shí)鐘的整數(shù)倍而得到。
5.一種在總線上以分組格式來同步數(shù)據(jù)通信的方法，其中以線速率生成的數(shù)據(jù)被傳送到以總線速率操作的總線，所述方法包括以包括多個(gè)幀的分組格式傳送所述數(shù)據(jù)，每個(gè)所述幀都具有多個(gè)時(shí)隙，每個(gè)所述時(shí)隙都具有連續(xù)的消息組，其中每個(gè)消息組都包括預(yù)定數(shù)量的數(shù)據(jù)消息以及空閑碼，所述數(shù)據(jù)消息包含所述數(shù)據(jù)，所述空閑碼沒有包含所述數(shù)據(jù)；所述方法還包括在總線節(jié)點(diǎn)中檢測(cè)所述空閑碼，直至已經(jīng)檢測(cè)預(yù)定數(shù)量的空閑碼而指示成功同步為止。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的通信總線，其中被插入到所述幀中的至少一個(gè)空閑碼是唯一的空閑碼，所述唯一的空閑碼與其它的空閑碼不同，并且被用于標(biāo)記幀邊界。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6的方法，其中對(duì)于總線質(zhì)量的檢測(cè)借助于同步每個(gè)節(jié)點(diǎn)而實(shí)現(xiàn)，其中同步節(jié)點(diǎn)包括步驟傳送僅包含空閑碼的消息組，以便不傳送數(shù)據(jù)消息；接收所述空閑碼，使得在所有空閑碼都被正確地接收時(shí)，接收有效消息組；以及計(jì)算接收到的連續(xù)有效消息組的數(shù)量，并在所述數(shù)量達(dá)到預(yù)定值時(shí)，指示已經(jīng)實(shí)現(xiàn)所述總線節(jié)點(diǎn)的同步。
8.根據(jù)權(quán)利要求5或6的方法，其中對(duì)于總線質(zhì)量的檢測(cè)借助于同步每個(gè)節(jié)點(diǎn)而實(shí)現(xiàn)，其中同步節(jié)點(diǎn)包括步驟傳送僅包含空閑碼的消息組，以便不傳送數(shù)據(jù)消息；接收所述空閑碼，使得在一個(gè)或多個(gè)空閑碼被錯(cuò)誤地接收時(shí)，接收無效消息組；以及計(jì)算接收到的連續(xù)無效消息組的數(shù)量，并在所述數(shù)量達(dá)到預(yù)定值時(shí)，指示所述總線鏈路同步的失敗。
9.根據(jù)權(quán)利要求5或6的方法，其中對(duì)于不同步的數(shù)據(jù)通信而言，總線同步通過執(zhí)行以下步驟而實(shí)現(xiàn)傳送包含數(shù)據(jù)消息以及空閑碼的消息組；接收所述消息組，其中如果在所述消息組的末端存在著空閑碼，并且在所述消息組的剩余部分中并不存在空閑碼，則所述消息組被視為是有效的；計(jì)算接收到的連續(xù)有效消息組的數(shù)量，在所述數(shù)量達(dá)到預(yù)定值時(shí)，指示同步狀態(tài)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中如果在消息組的末端存在著空閑碼，在所述消息組的剩余部分中并不存在空閑碼，并且在所述消息組中不存在8b10b解碼錯(cuò)誤，則所述消息組被視為是有效的。
11.根據(jù)權(quán)利要求5或6的方法，其中對(duì)于同步的數(shù)據(jù)通信而言，總線的非同步狀態(tài)通過執(zhí)行以下步驟而檢測(cè)傳送包含數(shù)據(jù)消息以及空閑碼的消息組；接收所述消息組，其中如果所述消息組的末端并不存在空閑碼，或者所述消息組的剩余部分中存在著空閑碼，或者所述消息組中存在著8b10b解碼錯(cuò)誤，則所述消息組被視為是無效的；計(jì)算接收到的連續(xù)無效消息組的數(shù)量，在所述數(shù)量達(dá)到預(yù)定值時(shí)，指示非同步狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于將數(shù)據(jù)以線速率傳送到以總線速率操作的總線的方法，所述方法包括以包括多個(gè)幀的分組格式傳送數(shù)據(jù)，每個(gè)所述幀都具有多個(gè)時(shí)隙，每個(gè)所述時(shí)隙都具有連續(xù)的消息組，其中每個(gè)消息組都包括多個(gè)數(shù)據(jù)消息以及空閑碼，所述數(shù)據(jù)消息包含所述數(shù)據(jù)，所述空閑碼沒有包含所述數(shù)據(jù)；其中每幀中的空閑碼的數(shù)量被選擇為使所述總線速率與所述線速率相匹配。
文檔編號(hào)H04L12/46GK1665214SQ200510007880
公開日2005年9月7日 申請(qǐng)日期2003年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月5日
發(fā)明者蒂姆·艾迪, 瑪庫(kù)·萬尼卡, 蒂莫·維艾羅, 威廉·布洛金頓 申請(qǐng)人:諾基亞公司