CN1228909A - 用于无线消息传送系统的堵塞控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供在无线消息传送系统的多层中进行堵塞控制的方法。与仅以一种方式响应于堵塞的以往系统不同,本发明的接收部件用这样的应答响应于各进入的消息包,该应答表示:是否已经接收了消息包(170、176、178);在其上发生拒绝消息包(156、160、164、168)的堵塞的层或功能块;以及发送器在发送下一个消息包(172)前应该等待的规定延迟时间。为了控制消息流的速率,可以改变延迟时间。在这种方式中,如果一个区域变得堵塞然后变得通畅,那么可以采用“慢启动”技术;就是说,速率可以缓慢地上升返回,而不是仅仅“打开闸门”。发送器中的临时堵塞队列被用于保持对堵塞区域定址的消息包。

Description

用于无线消息传送系统的堵塞控制方法
根据U.S.C.§119(e)，要求享有于1996年7月12日提出的临时申请No.60/021617和于1996年7月22日提出的临时申请No.60/022045的有关权利。
本发明一般涉及无线消息传送系统，特别涉及用于无线消息传送系统的堵塞控制方法。
无线消息传送系统例如寻呼系统在近二十年来发生了明显的变化。早期的寻呼机是在接收来自寻呼服务的寻呼信号时发出嘟嘟声的简单的无线接收机。然后，佩带寻呼机的用户会一旦接收寻呼信号会采取一些预定的行动，例如通过普通电话拨打寻呼服务以得到消息。由于寻呼信号不包括有关要采取其它行动的性质的消息，用户接收寻呼信号时他不具有如何应答的其它选择。
随着寻呼技术的进展，有可能向寻呼机发送消息数据。该消息数据可包括字母数字消息，以通知接收方采取适当的行动。例如，寻呼消息可能告诉用户向家里回电话、向办公室回电话、干洗店停止洗衣等等。此外，技术进展还增大发送给寻呼机的信息量。例如，数字寻呼机典型地只包含128位的信息，而数字化的电子留言可包含10,000位。
随着无线消息技术的进展，将来的消息传送装置能接收和发送多得多的消息。由于无线消息传送系统的容量和用户数量的增加，信号干扰和堵塞成为更需要关心的问题。堵塞的定义是，因缺乏资源(例如CPU处理能力、RAM存储器或介质的带宽)全部或者部分无线消息网络不能处理消息。当出现堵塞时，无线消息传送系统的性能趋于急剧下降。
用一套特定的协议控制无线消息传送系统中处理信号堵塞的方法，这些协议管理无线消息传送系统内各部件之间的通信。一般来说，协议是有关形式、格式、数据内容和在连接不同装置的通信链路上发送的消息流的一套规则。无线消息传送系统使用大范围的协议，以在不同的部件之间提供通信。
由几种协议使用的堵塞控制的最基本的方法之一是“停-等(stop-and-wait)”方法。停-等方法要求发送部件能够将消息或其它数据发送给接收部件，接收部件能够将表示已成功地接收和接受消息的确认信号送回到发送部件。发送部件被称为“发送器”，接收部件被称为“接收器”。由于在发送消息后，发送器停止并在发送另一个消息之前等待已经成功地接收和接受的确认消息，所以将这种方法称为“停-等”。因此，在任何给定时间至多存在已经发送的单个未处理消息。由于无线消息网络可能有在任何时间发送多于一个消息的能力，所以这种方法效率低。采用更先进方法的协议允许发送器在其接收确认信号之前发送几个消息。
堵塞控制的更先进的方法是“滑动窗口”方法，该方法详细披露于“计算机网络”，A.Tanenbaum，1989。滑动窗口方法是许多标准网络协议的基础，例如TCP和SPX。在滑动窗口的一个类型中，发送器对各消息分配一个顺序号，顺序号的范围从0至某个最大数。发送器指定发送消息的最大数，即允许有在任何给定时间未处理的消息数。这个最大数确定发送窗口的大小。发送窗口包括相应于已经由发送器发送但还未由接收器确认的消息的顺序号表。一旦发送窗口包括允许保持的最多数量的顺序号，那么发送器就不能发送更多的消息。对于发送窗口中的某顺序号来说，当来自接收器的确认信号到达时，窗口就清除该顺序号，并且窗口可接收又一个的顺序号，从而允许发送器发送下一个消息。
由于发送窗口内与当前的顺序号对应的消息在交换中可能最终损失或受损，所以发送器必须在其存储器中保留所有消息以便可以重发。因此，发送器必须有足够大的缓冲器，以保存与其窗口中的顺序号同样多的消息。发送器还记录发送各消息的时间，如果在“超时周期”过去前发送器未接收到确认信号，那么它就重发该消息。
接收器还保留对应于允许接受的无序顺序号的数量的接收窗口。落在接收窗口外边的顺序号的消息不加说明地被放弃。带有“1”尺寸的接收窗口意味着接收器只按连续次序接收由其顺序号规定的消息。对于较大的接收窗口来说，可以无序接收消息直至接收窗口允许的最大数量。
尽管使用滑动窗口方法的协议可实现某种程度的堵塞控制，但这种方法有许多缺点。主要的缺点之一是，在发送窗口接收表示已经成功地接收和接受的确认消息之前，它不接收消息状态指示。因此，无论出现堵塞或有其它问题，有关发送器遇到的问题的唯一消息是未接收到响应发送消息的确认信号。
采用滑动窗口方法的协议的另一个缺点是，当窗口接收中仅存在一个空的空间而不是存在许多空间时，接收窗口不能不同地响应。因此，无论接收窗口怎样快速被填满，或接近被填满，只要可以继续接受进入的消息，接收窗口都只对发送器回送简单的确认信号。
采用滑动窗口方法的协议的另一个缺点是，发送窗口和接收窗口只可以指示在寻呼网络的一个地方即在接收器处的一般堵塞。换句话说，即使接收器完成几种功能级别和类型，但在它们中任何一个的堵塞都将造成相同的结果，亦即不发送响应于输入给接收器的消息的确认信号。
采用停-等方法或滑动窗口方法的协议的另一个缺点是，一旦出现堵塞，消息的流动就完全停止。而且，由于发送器未接收响应于已发送消息的任何类型的确认信号，所以发送器设法重发消息，而这只能更加剧网络中的堵塞。
本发明的目的在于提供堵塞控制方法，用以克服上述缺点和其它缺点。更具体地说，本发明的目的是提供堵塞控制方法，从而使发送器接收表示正在发生的堵塞类型的应答和发送另一消息前发送器应该等待的时间间隔。
提供在无线消息传送系统中控制堵塞的方法。该消息系统包括在被传送的信息或指令之间的节点。该信息可以是消息包形式。发送消息包的节点被称为发送器，接收消息包的节点被称为接收器。接收器节点至少包括一个处理消息包所需的部件。在消息包的地址中包含该消息包要发送到的部件列表。
按照本发明的一个方案，当发送器将消息包发送给接收器时，接收器响应这样规定的应答：是否已经接收了消息包；接收机中消息要路由到的任何部件是否堵塞；如果堵塞，发送器将另外的消息包发送给被堵塞部件应等待的延迟时间。
按照本发明的另一方案，当发送器接收表示在以前未被堵塞的部件中存在堵塞的应答时，发送器建立临时的堵塞队列，以保存定址到该堵塞部件的消息包。临时堵塞队列包括带有用于确定将消息包发送给被堵塞部件之间的延迟的某设定时间的定时器。一旦产生临时堵塞队列，发送器在将其发送给接收器之前确定消息包的地址，把定址到堵塞部件的消息包放入临时堵塞队列中。如果发送器接收表示消息因堵塞被拒绝的应答，那么就将消息放入临时堵塞队列，并在由接收器规定的延迟后再次发送。如果发送器接收表示消息被堵塞的接收器接收的应答，那么在发送任何后续消息前发送器将等待由接收器规定的延迟时间。当在延迟时间的末端临时堵塞队列中没有更多的消息时，或当以前被堵塞的部件不再堵塞时，临时堵塞队列就被终止。
通过参照下列结合附图的详细说明，本发明的上述方面和许多附加的优点会变得更明显，其中：
图1是无线通信系统的方框图；
图2是图1的消息交换机系统的方框图；
图3是图1的单向寻呼系统的输出消息交换机的方框图；
图4是图1的双向寻呼系统的输出消息交换机的方框图；
图5A是发送部件消息发送例行程序的流程图；
图5B是接收部件的消息接收和应答例行程序的流程图；
图5C是发送部件的应答接收例行程序的流程图；
图5D是临时堵塞队列的消息发送例行程序；
图6是表示将消息和应答在内部(home)消息交换机和输出消息交换机之间发送和接收的时间线；和
图7是图6所示的消息和应答的时序图。
图1表示无线通信系统10的主要部件。无线消息传送系统的最常见的类型之一是寻呼系统。通过寻呼系统的常见信息类型是用户输入的对特定寻呼机广播的消息包。这种类型的消息包通过标准电话16或计算机18经公共交换电话网络20进入无线通信系统10。然后，消息包被传送给输入消息交换机22，该开关是消息交换系统21的输入部件。接着，消息包经通信链路50通过内部交换协议网络24和经通信链路51传到内部消息交换机23，该开关包括消息包指定的寻呼机的特定消息。通信链路50和51可以是简单的线路、专用电话线路、微波线路、卫星线路，或其它任何合适的通信路径。
然后，消息包经通信链路51再通过内部交换协议网络24分别经通信链路52或53传给两个输出消息交换机36或44的其中之一。输出消息交换机36和44是消息交换系统21的输出部件。来自输出消息交换机36的消息包经通信链路56发送给单向发射系统30。单向发射系统30发送的消息包经发射站38和40广播通信给其地理区域内的寻呼机。来自输出消息交换机44的消息包经通信链路58发送给双向发射系统32。发送给双向发射系统32的消息包通过基站网络46发送，然后经通信链路62或64有选择地分别发送给要广播通信的基站48或49。基站48和49可以广播通信消息包和接收来自远程寻呼机的信号。
在单向寻呼系统30中不能获得的双向寻呼系统32的一个特征是使用“定位”信号。用由基站48和49同步广播通信的唯一“定位”信号可以确定特定的地理区域，在该区域中特定寻呼机被定位。一旦响应唯一定位信号的寻呼机接收了信号，它将“确认”信号送回基站48和49。两个基站48和49的其中之一或二者接收确认信号并将有关信号强度的消息送回输出消息交换机44，以分析确定哪个基站最靠近该寻呼机。然后，可以从最近的基站广播通信对该寻呼机的消息包。如以下更详细的说明那样，将消息广播通信给寻呼机的单个基站可能要求另一级别的堵塞控制，而不是在单向发射系统中所需的堵塞控制级别。
消息交换系统21使用的协议管理如何控制在消息交换机22、23、36和44之间正被发送的消息的堵塞。尽管将被发送的消息称为“消息包”或简称为“消息”，但在本应用中，它们实际上可以是任何类型的应用协议数据单元(APDU)，该数据单元为“包”形式，在任何消息交换机之间可以该形式发送数据或命令。消息传送系统21包括作为输入装置的输入消息交换机22，作为消息存储装置的内部交换机23，作为输出装置的输出消息交换机36和44，以及连接所有消息交换机的内部交换协议网络24。在优选实施例中，输入消息交换机22和内部消息交换机23可以是设备的相同物理部件的两个方面。
各消息交换机中的关键部件在消息交换系统21中被表示成“节点”标记。节点可以表示许多部件，即在输入消息交换机中，节点可以表示一组进入的电话线路；在内部消息交换机中，节点可以表示特定寻呼机的存储器区域；在输出消息交换机中，节点可以表示特定地理区域中的发射机。赋予各节点唯一的标识号，消息交换系统21使用标识号识别网络中各关键部件的位置。
如图2所示，输入消息交换机22包括节点N1、N2和N3；内部消息交换机23包括节点N4、N5和N6；输出消息交换机包括节点N7；和输出消息交换机44包括节点N8。实际上，任一消息交换机可以包括任何数量的节点。各节点包括一个存储器区和一个时钟；因此，节点N1至N8分别包括存储器ME1至ME8和时钟CL1至CL8。如下更详细的说明那样，这些存储器和时钟可以用于堵塞控制。具体地，可以在存储器区中建立堵塞队列。尽管下面参照将消息包从PSTN20通过寻呼交换机网络发送给指定的寻呼机说明了节点的使用，但应该理解，可以通过不同的路径和通过任何节点序列发送不同类型的消息包或APDU。
在输入消息交换机22中包括节点N1、N2和N3，各节点可分别表示来自公共交换电话网络20的唯一输入线路组。输入消息交换机22接收来自公共交换电话网络20的消息，然后，如下所述，将消息发送给适当的内部消息交换机23，该开关被指定给要被寻呼的特定寻呼机。
来自输入消息交换机22的节点N1、N2或N3的消息包通过内部交换协议网络24发送给内部消息交换机23的节点N4、N5或N6。节点N4、N5和N6是内部节点，通常表示各单独寻呼机所需要的消息存储区。发送给寻呼机和来自寻呼机的所有消息都通过寻呼机的内部节点。内部节点存储进入的消息包，如下所述，将消息通过输出交换机发送给寻呼机。内部节点还保留有关寻呼机的数据库记录，包括有关地理区域的消息，在该区域中，将广播通信寻呼机的消息包。
将来自内部消息交换机23的节点N4、N5或N6的消息包通过内部交换协议网络分别发送给输出消息交换机36或44的节点N7或N8。节点N7和N8通常可与某些发射机或被发射机覆盖的地理区域相联系。因此，节点N7和N8可以表示覆盖特定区域的发射机，例如特定的城市，和应该发送给该节点的在城市中要被广播通信的消息包。
为了说明本发明的堵塞控制方法，图2中节点N7和N8还表示包括某个应用程序(application)、信道和点。应用、信道和点在各节点内被认为是“部件”。部件可以是节点内的任何类型的元件，包括软件应用程序和进行消息包或指令处理的类似非物理实体。在一些实施例中，可以把节点本身认为是一种类型的部件。节点N7包括应用AP1和信道CH1及CH2，节点N8包括应用AP2和信道CH3及CH4，还有点P1和P2。“信道”是指射频信道。一旦在节点上接收了消息包，就可以从一个或多个信道与该节点相关的发射机广播通信消息包。因此，各节点可以有几个射频信道，以从其各发射机广播通信消息包。除广播通信外，在节点上还可以完成其它功能，例如在节点的数据库中查找消息。这种功能被称为“应用”。此外，在双向发射系统32中，可以指定消息包去特定的基站48或49(图1)。可以将基站48和49表示为节点上的“点”。如下所述，点一般指在发送消息包的时刻发送器未知的任何部件。因此，总之当通过内部消息交换机将消息包发送给输出消息交换机时，消息包可以要求使用特定的节点、应用、信道和/或点。
输出消息交换机中的以上部件与可能在输出消息交换机中出现的某些类型的堵塞有关。尽管以下参照输出消息交换机说明堵塞的类型和堵塞控制方法，但应该理解，在任何消息交换机中可能出现相同类型的堵塞，而且以下说明的堵塞控制方法同样可以用于任何相同类型的堵塞。堵塞控制的目的在于限定发送给被堵塞的寻呼网络部件的数据量。图3和图4从原理上说明可能出现堵塞的某些通信路径。图3和图4所示的通信路径仅用于说明的目的，并不一定表示实际的物理连接。
如图3所示，通信线路70从通信链路52达到节点N7。从线路70，线路72达到应用AP1。从应用AP1，线路74和76分别到达信道CH1和CH2。如图4所示，通信线路80从通信链路54到达节点N8。从线路80，线路82到达应用AP2。从应用AP2，线路84和86分别到达信道CH3和CH4。从信道CH3和CH4，线路91和94到达点P1，线路92和95到达点P2。
下面，参照图3和图4说明堵塞的四种类型，包括：连带(association)堵塞、应用堵塞、信道堵塞和点堵塞。当整个节点被堵塞，例如当节点上所有部件被堵塞或出现其它问题以致节点不能接收其它消息时，会出现连带堵塞。节点N7或N8上的连带堵塞会分别阻止其它消息从线路70或80到达节点。当应用被堵塞，例如分别阻止其它消息从线路72或82到达应用AP1或AP2时，会出现应用堵塞。当信道被堵塞，例如分别阻止其它消息从线路74、76、84或86到达信道CH1、CH2、CH3或CH4时，会出现信道堵塞。当点被堵塞，例如分别阻止其它消息从线路91和94或92和95到达点P1或P2时，会出现点堵塞。如下所述，点堵塞与其它类型的堵塞不同。
根据本发明的堵塞控制方法，输出消息交换机36和44中的节点用应答响应由内部消息交换机23中的节点发送的各进入消息，该应答表示：(1)是否已经接收了消息；(2)出现堵塞的部件(若显示堵塞)，和(3)在发送下一个消息前，内部消息交换机23中的该节点应该等待的规定延迟时间。为了控制消息流的速率，可以改变延迟时间。以这种方式，如果部件变为堵塞，并且接着畅通，可采用“慢启动”技术；就是说，速率可以慢慢地上升，而不是仅仅“打开闸门”。
当内部消息交换机23接收来自输出消息交换机表示部件被堵塞的应答时，它为需要使用该部件的消息建立临时堵塞队列。例如，如果将消息从内部消息交换机23的节点N4发送给输出消息交换机36的节点N7并在信道CH1上广播通信，而应答表示信道CH1被堵塞，则在节点N4的存储器ME4中为信道CH1建立临时堵塞队列。接着，需要使用信道CH1的所有消息将被放在该临时堵塞队列中。
可以同时存在用于多个被堵塞部件的多个临时堵塞队列。如果消息需要使用多于一个的被堵塞部件，那么将该消息放在最高级别部件的临时堵塞队列中。由级别系统确定部件的级别，例如级别的顺序为：节点、应用、信道和点，其表示最高级别部件至最低级别部件的顺序。
来自输出消息交换机的表示以前被堵塞的部件不再堵塞的应答允许终止该部件的临时堵塞队列。通过发送其所有消息使队列变空，然后重新分配存储器ME4中曾为该队列分配的区域。如果在延迟时间后在队列中没有要发送的消息，那么也重新分配存储器中为队列分配的区域。
当由来自输出消息交换机的最近的应答消息中表示的延迟时间确定时，临时堵塞队列中的消息以周期性间隔发送给被堵塞的部件。通过节点中的时钟可以测量周期性间隔，在该节点中存在临时堵塞队列。时钟计数至到发送消息之间设定的延迟时间。通过在接收消息交换机中的算法可以确定应答中规定的延迟时间。该算法可考虑多种因素，其中一些因素可以是：被堵塞的特定部件的特性；部件增加堵塞使消息系统的性能下降的速率；消息系统的其它部分是否有堵塞；和因堵塞部件是否已经拒绝了前面的消息。
采用堵塞控制的另一方法，在应答中可以不包括延迟时间，而由内部消息交换机23使用根据其自身条件产生延迟时间的算法。例如，在优选实施例中，当连带堵塞出现以致整个节点被堵塞时，在表示节点被堵塞的应答中不包括延迟时间。相反，内部消息交换机23使用这样的算法，该算法规定每次从临时堵塞队列中发送消息并被拒绝时，延迟时间被加倍，而每次接收消息时，延迟时间被减半。设定延迟时间的最大和最小值，当达到最小延迟时间时，终止临时堵塞队列。
在图5A、5B、5C和5D的流程图中说明应用、信道、和/或点的堵塞控制的优选方法。尽管该示出的方法可以施加在消息交换系统21的任何地方出现的堵塞上，但为了说明的目的，图5A至图5D应用于将内部消息交换机23中的节点N4发送的消息包传送给消息交换机44中的节点N8。在图5A至图5D中，内部消息交换机23被规定为“发送器”，输出消息交换机44被规定为“接收器”。再有，如上所述，被发送的“消息”或“消息包”实际上可以是应用协议数据单元(APDU)的任何类型，该消息是“包”形式，在这种包中，数据或指令可以在消息交换系统21中的任何消息交换机之间发送。
图5A表示发送器的消息包发送例行程序。在启动程序块100后，在程序块102中，程序检查要发送的下一个消息包的地址。消息包地址包括接收器中的部件，需要利用该部件处理消息包。例如，地址可以规定消息包所需的特定的节点、应用和/或信道。在地址中不包括点，其原因在后面说明。因此，地址规定消息包将通过的部件的“路径”。
在判定(decision)程序块104中，利用当前存在着临时堵塞队列的部件表比较各部件，从而程序确定消息包地址是否包括任何被堵塞部件。如下所述，已知被堵塞部件有为其建立的临时堵塞队列。如果在地址中没有被堵塞部件那么程序继续至程序块106，在该程序块中将消息包发送给接收器，程序接着返回程序块102以检查下一个消息包地址。如果地址中的一个部件被堵塞，那么程序继续至程序块108，在该程序块中把消息包放在该确定的被堵塞部件的临时堵塞队列的尾部，程序返回程序块102以检查下一个消息包地址。
图5B表示接收器的消息接收和应答例行程序。在程序块150启动后，接收器在程序块152中等待要从发送器接收的消息。在判定程序块154中，程序确定沿消息路径是否有连带堵塞。如上所述，连带堵塞是指该消息包定址的整个节点有难以处理消息。如果出现连带堵塞，那么程序转到程序块156，在该程序块中，把被堵塞的节点规定为对发送器的应答的一部分。如上所述，在优选实施例中，接收器在连带堵塞情况下不指定延迟时间，于是从程序块156程序直接转到程序块157，在该程序块中，将应答发送给发送器，表示存在连带堵塞。如果在程序块154中未出现连带堵塞，那么程序转到判定程序块158。
在判定程序块158，程序确定沿消息路径是否有应用堵塞。如上所述，应用堵塞是指该消息包定址的应用有难以处理消息。如果显示应用堵塞，那么程序转到程序块160，在该程序块中，把被堵塞的应用规定为对发送器的应答的一部分。如果未出现应用堵塞，程序转到判定程序块162。
在判定程序块162中，程序通过监视接收器产生什么响应，确定沿消息路径是否有信道堵塞。如上所述，信道堵塞是指该消息包定址的信道难以处理消息。如果出现信道堵塞，那么程序转到程序块164，在该程序块中，把被堵塞的信道规定为对发送器的应答的一部分。如果不出现信道堵塞，那么程序转到判定程序块166。
在判定程序块166中，程序确定沿消息路径是否有点堵塞。如下所述，点堵塞是指当发送消息时沿发送器不知道的消息路径上的某“点”难以处理消息。如果出现点堵塞，那么程序转到程序块168，在该程序块中，将被堵塞的点规定为对发送器的应答的一部分。如果不出现点堵塞，那么程序转到程序块170，在该程序块中，将应答送回发送器，表示在没有堵塞的情况下已经接收了消息包。
各程序块154、158、162和166表示输出消息交换机中的不同软件模块。随着消息通过程序块154、158、162和166达到“在堆栈顶上(upthe stack)”，不同的软件模块处理该消息。例如，在程序块154的“节点”处理器中消息碰到第一软件模块，该模块了解在其配置中有多少资源。如果节点被堵塞，该模块还是形成堵塞消息的软件模块。
从程序块160、164或168，程序转到程序块172，在该程序块上确定发送器将消息发送给被堵塞部件之间应该等待的延迟时间。如上所述，可由接收器中的算法确定延迟时间，该算法可以涉及多个因素。程序接着转到判定程序块174，在该程序块上程序确定是否应该接收或拒绝来自发送器的当前消息包。如果当前消息包被拒绝，那么程序继续至程序块176，在该程序块上将应答发送回发送器，表示消息包已经被拒绝、被堵塞部件和发送器在将另外的消息包发送给被堵塞部件之前应该等待的延迟时间。如果当前消息包被接收，那么程序继续至程序块178，在该程序块上将应答发送回发送器，表示在堵塞的情况下消息包已经接收、被堵塞部件和发送器在将另外的消息包发送给被堵塞部件之前应该等待的延迟时间(如果需要)。
程序块178表示本发明的堵塞控制方法甚至在堵塞确实出现前也可以工作。如下所述，接收器可以有确定部件刚刚趋近堵塞状态的方法，因此，甚至在部件变得堵塞之前，可以实施预防性的堵塞控制。因此，如在程序块178中所示，可以将应答发送给发送器，表示虽然已经接收当前的消息包，但仍应该实施堵塞控制。
图5C表示发送器的应答接收例行程序。程序开始于程序块110，然后在判定程序块112上确定来自接收器的应答是否表示正在出现堵塞。如果表示堵塞，那么程序转到判定程序块120。如果表示不堵塞，那么程序转到判定程序块114。
在判定程序块114中，程序确定临时堵塞队列目前是否对产生应答的消息包路径上的任何部件有效。如上所述，接收器上部件的临时堵塞队列的存在表示在该部件上预先已经有堵塞。表示该部件不再堵塞的应答可以终止临时堵塞队列。因此，在判定程序块114上，如果在预先被堵塞的部件上表示不再有堵塞，那么程序转到程序块116，在该程序块上，在没有延迟时间的情况下发送临时堵塞队列中的所有消息，并在程序块136上终止队列。如果没有队列，那么程序转到程序块136，在该程序块上程序结束。
在判定程序块120上，程序确定临时堵塞队列对于由应答消息规定的堵塞的部件目前是否有效。如果临时堵塞队列目前无效，那么程序转到程序块122，在该程序块上建立新的对被堵塞部件定址的消息包的临时堵塞队列。如上所述，队列使用定时器，根据设定的延迟时间按周期间隔送出消息包。如果已经存在队列，那么程序转到判定程序块124，在该程序块中确定由应答表示的延迟时间是否与队列目前使用的延迟时间相同。如果延迟时间相同，那么程序转到判定程序块130。如果延迟时间不同，那么程序转到程序块126，在该程序块中改变队列的延迟时间。
当在程序块126上程序改变临时堵塞队列的延迟时间时，队列的定时器可能已经处于先有延迟时间的中间时段。在优选实施例中，当延迟时间在程序块126上改变时不复位定时器，而允许定时器继续运行，而且沿着对先有延迟时间的任何计时时间继续朝向新的延迟时间计时。因此，如果新的延迟时间不长于当前定时器的计时，那么定时器继续运行直至它达到新的延迟时间，在该点上发送队列中的下一个消息。如果新的延迟时间短于当前定时器的计时，那么立即发送队列中的下一个消息，计数器开始按新的延迟时间计数。从程序块126或程序块122中，程序转到判定程序块130。
在判定程序块130上，程序确定产生该应答的消息包是否被拒绝。如果消息包未被拒绝，那么程序在程序块136上结束。如果消息包被拒绝，那么将消息包放在被堵塞部件的临时堵塞队列的前面。程序块132表示如果消息包被接收器拒绝，那么从临时堵塞队列的前面发送给接收器的消息包将返回临时堵塞队列的前面。这将按某个顺序保留队列中的消息。在程序块132之后，程序在程序块136上结束。
图5D表示临时堵塞队列的消息包发送例行程序。程序在程序块140上开始，转到启动延迟定时器的程序块142。在判定程序块144上，在延迟时间的末尾，程序确定在队列中是否有要发送的任何消息。如果队列是空的，那么程序转到终止队列的程序块148。如果在队列中有要发送的消息，程序转到发送队列中下一个消息的程序块146。然后，程序转回重新启动延迟定时器的程序块142。
参照图5A至图5D，可解释点堵塞和其它堵塞类型之间的一些差别。如上所述，在图5A中，在判定程序块104上，程序确定消息包地址在其路径上是否包括任何被堵塞部件。如果存在堵塞，那么程序继续至程序块108，在该程序块中消息包被放在规定堵塞部件队列的末尾。由于发送消息包经过路径的这些部件是发送器上已知地址的部件，所以程序的该部分对特定节点、应用和/或信道上出现的堵塞是有效的。但是，在点堵塞的情况下，由于对其发送消息的点部件的定义不是地址的一部分，因此当发送消息时发送器不会知道该点部件。
例如，参照图1，如果内部消息交换机23是发送器，输出消息交换机44是接收器，基站48和49是可能的“点”，那么在发出如上所述的“定位信号”之前，发送消息包的点是不知道的。如上所述，当消息包到达输出消息交换机44时，利用定位信号确定哪个基站(点)更靠近寻呼机，以由哪个基站48或49(点)发送消息包。因此，直至输出消息交换机44(接收器)接收消息包前，仍不知道将消息包发送给哪个基站(点)。因此，当内部消息交换机23(发送器)有发送给输出消息交换机44(接收器)的消息包时，由于内部消息交换机23(发送器)还不知道消息包将最终发送给哪个特定的点，所以不能将消息包放在特定点的特定临时堵塞队列中。
为了比较，一旦消息包到达接收器和出现点堵塞，那么当应答发送回发送器时，应答规定被堵塞的点。因此，如图5C所示，在判定程序块130上，当消息因点堵塞被拒绝时，与堵塞的任何其它类型一样，可以将消息包放在特定点建立的临时堵塞队列中。因此，尽管原来的消息包不能放在特定点的临时堵塞队列中，但一旦消息包从特定点中被拒绝，消息包也可以放在特定点的临时堵塞队列中。
参照图5C和图5D，可以解释点堵塞和其它堵塞类型之间的另一差别。当根据图5D中的程序从临时堵塞队列中发送消息包时，应答被发送回接收器，并根据图5C的程序由发送器处理应答。当从临时堵塞队列中发送的消息包被拒绝时，根据图5C的程序块132，消息被放在拒绝它的部件的临时堵塞队列的开头。对于节点、应用或信道来说，不改变发送消息包的部件，因此如果从这些部件的其中之一的临时堵塞队列中发送消息包，然后由于该部件仍被堵塞而拒绝消息包，那么消息包将返回发送它的同一临时堵塞队列的开头。如果在没有堵塞的情况下接收消息，那么就可以终止该部件的堵塞队列。
但是，在点堵塞的情况下，从特定点的临时堵塞队列中发送的消息包并不总是发送给相同的点部件，因此应答可能表示消息在不同的点上被拒绝或被接收。再次参照图1，如果点是基站48和49，那么当在输出消息交换机44(接收器)上接收消息包时，利用如上所述的“定位”信号，接收器确定从哪个基站48或49(点)发射消息包。因此，即使在内部消息交换机23(发送器)中从临时堵塞队列发送特定的第一点(例如，以前更靠近寻呼机的基站48)的消息包，来自接收器的应答消息可能表示在不同的点上被拒绝或被接收的消息(例如，现在更靠近寻呼机的基站49)。如果消息在不同的点上被拒绝，不把它放回发送它的临时堵塞队列，而是把消息包放在最近拒绝它的点的临时堵塞队列的前面。应答(例如，延迟时间)上的指令也仅施加给从刚拒绝该消息的点的临时堵塞队列。
为了进一步说明本发明的工作，图6和图7包括一组展示的实例。图6表示消息包的时间线和内部消息交换机23和输出消息交换机36之间的应答。为了说明图7中定时器的计时，图6最左边的垂直时间线表示消息和应答的“事件时间”。还如图6所示，用由左向右的进入标明内部消息交换机23的垂直线的箭头表示进入内部消息交换机23的新消息。如下所述，与图7对应的时间T1至T8也标注在图6中。在信道CH1的临时堵塞队列中排队的消息在图6中用内部消息交换机23线右边的标记表示。再有，按与最新发送消息相同的方式表示从信道CH1的临时堵塞队列中发送的消息。各图示消息A至F用其将通过的部件地址来标记，在这种情况下地址仅表示为节点和信道。
如图6中由左向右的箭头所示，一旦消息从内部消息交换机32移至输出消息交换机36，那么用由右向左的返回箭头表示从输出消息交换机36返回内部消息交换机23的应答。在应答箭头的原点至输出消息交换机36线的右边表示应答的内容。应答表示消息被接收还是被拒绝，消息路径及是否被堵塞，如果被堵塞，对于被堵塞部件的临时堵塞队列来说，延迟时间应该如何。
当特定部件变得堵塞时，除在内部消息交换机23上启动的临时堵塞队列外，在优选实施例中，在输出消息交换机36中也存在一些永久队列。输出消息交换机36中的永久队列用于特定的部件和用于作为部件正常工作一部分的功能。例如，在图6所示的实例中，信道CH1和CH2在输出消息交换机36中有永久队列。这些永久队列可以是存储器ME7的一部分。
永久队列不改变上述堵塞控制方法。当信道CH1和CH2有永久队列时，发送给信道的消息可以被放在永久队列中而不是立即被广播通信，在这种情况下，正如如果不存在永久队列那样，表示消息已在信道中被接收的应答可以发送给发送器。这还提供了在实际出现堵塞前可以如何实施堵塞控制的实例，在该实例中，实际上在永久队列填满前，可以对信道启动堵塞控制。在启动堵塞控制上可能的触发状态的实例可以是永久队列中的一定数量的消息或永久队列的填入速率。
如下所述，当永久队列被所有方式填满时，会出现图6和图7所示的触发堵塞控制的触发状态。当信道可以处理来自永久队列的消息时，就从队列中删除处理过的消息。图6中，从输出消息交换机36的线中用由左向右的箭头表示从队列中删除处理过的消息。对图7中时间T1至T8示出信道CH1的临时堵塞队列的内容和信道CH1及CH2的永久队列的内容。尽管为了说明的目的，图7中的各队列仅示出了三个消息，但实际上队列可以保留与系统存储器允许保留消息同样多的消息。图7中还示出当前定时器计时和信道CH1的临时堵塞队列的设定延迟时间。
如图6和图7所示，在时间T1，没有消息进入内部消息交换机23。然后，新消息A和B到达内部消息交换机23中的节点N7，被发送给输出消息交换机36中的节点N7的信道CH1，并被接收在存储器ME7内信道CH1的永久队列中，如图7中时间T2处所示。
如图6所示，在时间T2后，新的消息C到达并由信道CH1的永久队列接收，但带有表示堵塞已经开始和应对节点N7中信道CH1的所有消息延迟t＝100的返回消息。本例中，表示堵塞的输出消息交换机36的触发状态是信道CH1的永久队列被排满。一旦由内部消息交换机23接收来自消息C的应答消息，就为定址到节点N7的信道CH1的消息建立临时堵塞队列。把延迟时间按指令设定至t＝100，队列定时器即时钟CL4的一部分开始从0计时直至它达到设定的延迟时间，在该点上，队列前面的消息将被发送给节点N7的信道CH1。图7中为展示的目的，在时间T3，如图6的垂直时间线所示，经过t＝20的时间，于是定时器显示t＝20。
如图6所示，在时间T3后，新的消息D到达，并对节点N7上信道CH1定址，于是消息D变成放在节点N7上信道CH1的新的临时堵塞队列中的第一消息。如图7的时间T4所示。
如图6所示，在时间T4后，定时器达到延迟时间(已经经过t＝100的总时间)，于是信道CH1的临时队列设法将临时队列前面的消息(消息D)发送给节点7上的信道CH1。图6所示的应答表示消息D在堵塞的情况下被拒绝，和给出t＝150的延迟时间。因此，消息D被放回信道CH1临时堵塞队列的前面。这种情况如图7中时间T5所示，延迟时间被设定为t＝150。但是，在这种情况下不是从接收应答时开始计时，定时器从发送消息D时开始计时。由于定时器从发送消息D时已经开始计时新的t＝100，所以出现这种情况。由于当定时器达到延迟时间时定时器才停止计时，所以当来自消息D的应答将延迟时间从t＝100重设到t＝150时，已经开始计时但还未达到t＝100的定时器仅继续计时直至它达到t＝150。
还如图6所示，在时间T4后，信道CH1处理消息A，因此除去来自信道CH1永久队列的消息A。消息A的除去允许消息B至C在信道CH1的永久队列中向前移动一个位置，如图7中的时间T5所示。如图6所示，时间T4后还出现新的消息E和F的到达。如图7中的时间T5所示，定址到节点N7上信道CH1的消息E被放在消息D之后的临时堵塞队列中。定址到节点N7上信道CH2的消息F是信道CH2的第一消息，它在没有堵塞的情况下被接收，并被放在信道CH2的永久队列中，这可以从图7的T5上看出。
如图6所示，在时间T5后，信道CH1临时堵塞队列的定时器达到延迟时间(已经经过t＝150的总时间)，于是临时堵塞队列试图将队列前面的消息(消息D)发送给节点N7上的信道CH1。如图6所示的应答表示在堵塞情况下接收消息D，和给出新的延迟时间t＝90。因此，消息D放置在信道CH1永久队列的后面，如图7中的时间T6所示。
如图6所示，在时间T6后，信道CH1l处理消息B、C和D，于是从信道CH1的永久队列中除去这些消息，如可从图7中的时间T7上看出。时间T6后还出现的情况是，信道CH1临时堵塞队列的定时器达到延迟时间(已经经过t＝90的总时间)，因此临时堵塞队列将队列前面的消息(消息E)发送给节点N7上的信道CH1。如图6所示的应答表示在没有堵塞的情况下接收消息E，于是节点N7上的信道CH1的临时堵塞队列与设定的延迟时间一起被删除。因此，消息E被放置在信道CH1的永久队列上，如图7中时间T7所示。
如图6所示，在时间T7后，信道CH2处理消息F和信道CH1处理消息E，因此清除信道CH1和CH2的永久队列存储器。在图7中的时间T8表示这种情况。
尽管已经说明和论述了本发明的优选实施例，但十分明显，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以进行各种改进。例如，尽管以堵塞的节点、应用、信道和点的类型说明了堵塞控制的方法，但对于可能出现堵塞的消息系统中的任何区域或功能，也可以实施相同的方法。

Claims (31)

1.在具有多个节点的无线消息传送系统中控制消息包堵塞的方法，其中该消息包在系统的所述节点之间发送，其中将发送消息包的节点称为发送器，将接收消息包的节点称为接收器，所述接收器具有一个处理消息包所需要的部件，该方法包括所述接收器对发送消息包的发送器进行应答的步骤，应答指定：
(a)是否有堵塞；
(b)如果有堵塞，在其上发生堵塞的部件；
(c)如果有堵塞，在将消息包发送给被堵塞部件之前发送器应该等待的延迟时间。
2.如权利要求1的方法，其特征在于，无线消息传送系统还包括用于堵塞队列的存储器区，其中一旦接收到表示部件中存在堵塞的应答，发送器将定址到被堵塞部件的消息包放置于堵塞队列中。
3.如权利要求2的方法，其特征在于，堵塞队列包括带有设定时间的定时器，用于确定在将消息包发送给被堵塞部件之前的延迟。
4.如权利要求2的方法，其特征在于，发送器在将消息包发送给接收器之前检查各消息包的地址，并将定址到被堵塞部件的任何消息放置在部件的堵塞队列中。
5.如权利要求4的方法，其特征在于，如果消息包对多于一个的被堵塞部件定址，那么发送器将被堵塞的部件排序，将消息包放置在带有最高排序的部件的堵塞队列中。
6.如权利要求1的方法，其特征在于，被堵塞部件可以是一个应用。
7.如权利要求1的方法，其特征在于，被堵塞部件可以是一个信道。
8.如权利要求1的方法，其特征在于，被堵塞部件可以是一个点。
9.如权利要求2的方法，其特征在于，由被堵塞部件拒绝的消息被放置在该部件的堵塞队列中。
10.如权利要求9的方法，其特征在于，被拒绝的消息被放置在堵塞队列的前面。
11.如权利要求3的方法，其特征在于，由来自接收器的最近应答中规定的设定时间确定设定时间。
12.如权利要求11的方法，其特征在于，当设定时间改变时定时器计时不复位。
13.如权利要求1的方法，其特征在于，在某些堵塞类型情况下，发送器确定延迟时间，而不是由接收器在应答中包括延迟时间。
14.如权利要求13的方法，其特征在于，发送器利用以下算法确定延迟时间，其中：
(a)每当消息被接收器拒绝的时候，延迟时间就加倍，直至某个最大延迟；
(b)每当消息被接收器接收的时候，延迟时间就被减半，直至某个最小延迟。
15.如权利要求2的方法，其特征在于，堵塞队列是临时的。
16.如权利要求15的方法，其特征在于，一旦接收到表示在预先被堵塞的部件上不再堵塞的应答，发送器发送在堵塞队列中保留的所有消息包，然后重新分配指定给堵塞队列的存储器区。
17.如权利要求15的方法，其特征在于，堵塞队列包括带有设定时间的定时器，用于确定将消息包发送给堵塞队列之间的延迟。
18.如权利要求17的方法，其特征在于，如果在设定时间的末端，在堵塞队列中没有消息包，那么发送器重新分配指定给堵塞队列的存储器区。
19.在无线消息传送系统中的堵塞控制方法，其中无线消息传送系统的部件相互发送消息和相互进行有关消息处理的堵塞状态的通信，当部件没有足够的资源处理另外的消息时部件就被堵塞，被堵塞的部件造成建立堵塞队列以使至被堵塞部件的后续消息排队，按变化的速率将消息从堵塞队列发送给被堵塞的部件。
20.如权利要求1的方法，其特征在于，通过与被堵塞部件的通信规定从队列发送的消息的变化速率。
21.如权利要求19的方法，其特征在于，被堵塞部件的队列建立于试图将消息发送给被堵塞部件的某部件的存储器区中。
22.如权利要求21的方法，其特征在于，响应于来自被堵塞部件的表示堵塞发生的应答，建立堵塞队列。
23.在具有发送和接收消息部件的无线消息传送系统中控制消息堵塞的方法，其中通过无线消息传送系统发送该消息，该方法包括以下步骤：
(a)确定在正接收消息的部件上是否发生堵塞；和
(b)响应于堵塞，被堵塞的部件将应答发送给已将消息发送给被堵塞部件的部件，应答表示被堵塞部件的身份和将消息发送给被堵塞部件的速率。
24.如权利要求23的方法，其特征在于，可以改变将消息发送给被堵塞部件的速率。
25.如权利要求23的方法，其特征在于，无线消息传送系统还包括用于堵塞队列的存储器区，其中一旦接收到表示部件被堵塞的应答，接收应答的部件将定址到被堵塞部件的消息放入堵塞队列。
26.如权利要求25的方法，其特征在于，响应于表示在以前未被堵塞部件处出现堵塞的应答建立堵塞队列。
27.在无线消息传送系统内控制堵塞的方法，其中该无线消息传送系统具有发送和接收消息的部件，发送消息的部件是消息源，接收消息的部件包括无线消息传送系统内可能发生堵塞的区域，该方法包括以下步骤：
(a)确定无线消息传送系统的某区域中何时出现堵塞；
(b)确定正被发送给被堵塞区域的消息的源；和
(c)按将消息再次发送给被堵塞区域的速率提供消息源。
28.如权利要求27的方法，其特征在于，可以改变将消息发送给被堵塞区域的速率。
29.如权利要求28的方法，其特征在于，由被堵塞区域内的部件确定将消息发送给被堵塞区域的速率。
30.如权利要求29的方法，其特征在于，将消息发送给被堵塞区域的速率作为从被堵塞区域发送的应答的一部分提供给消息源。
31.如权利要求27的方法，其特征在于，无线消息传送系统还包括用于堵塞队列的存储器区，其中消息源将对被堵塞区域定址的消息放置在堵塞队列中，从该队列将消息按规定的速率发送给被堵塞区域。
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