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Technischer Bereich
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein drahtloses verteiltes
Kommunikationsnetzwerk mit insbesondere aber nicht ausschließlich Anwendung
in mehrfachen Funknetzwerken, wie Netzwerken zur Steuerung der Straßenbeleuchtung,
und mehrfachen Funküberwachungsnetzwerken.
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Stand der Technik
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Mehrfachfunknetzwerke
umfassen typischerweise eine Primäranordnung oder einen Primärknoten,
die bzw. der eine Routingtabelle der Kopplungen zwischen der Primäranordnung
und den Sekundäranordnungen
bzw. Sekundärknoten.
Es hat sich herausgestellt, dass es schwierig ist, derartige Netzwerke
zu installieren und optimal zu konfigurieren. Komplette Kenntnisse
des Netzwerkes und der Belastung davon ist meistens wesentlich.
Es ist auch notwendig gewesen, jede antizipierte Kommunikationsstrecke,
die ein Benutzer der Sekundäranordnung
erfordern könnte,
in die Sekundäranordnung vorzuprogrammieren.
Auf diese Weise ist die Qualität eines
Netzwerkes und die Installation desselben von der Kompetenz des
Installateurs abhängig.
Weiterhin soll jede Nachricht, die über das Netzwerk dem Primärknoten
von draußen
zugesendet wird, alle Adressierungs- und Routinginformation für die Nachricht enthalten
um die Route zu komplettieren, was im Falle vieler Teilstrecken
bedeutet, dass ein Datenpaket lang ist wegen der Notwendigkeit,
dass es die Adressen aller Sekundärknoten enthalten soll, die
auf einer virtuellen Route liegen. Im Bereich der Datenübertragung
geringer Leistung ist es bekannt, dass kürzere Nachrichten zuverlässiger über ein
Netzwerk übertragen
werden können
als längere
Nachrichten. Wenn das Netzwerk sich ändert, beispielsweise durch
die Hinzufügung
oder Entfernung von Sekundärknoten,
soll die Information über
diese Änderungen
und die Effekte davon auf die Routentabelle regelmäßig in alle
Knoten eingeführt
werden. Wenn eine definierte Route dadurch misslingt, dass ein Sekundärknoten
defekt Gerät,
werden alle Sklavenknoten hinter dem beeinträchtigten Sekundärknoten
verwaist, bis das Problem durch Reparatur des defekten Sekundärknotens
oder durch Zuordnung neuer Routen, deren Qualität sich auf einen Installateur
verlässt,
der die Route zu den betreffenden Sekundärknoten kennt, gelöst ist.
Durch diese Mängel
werden Funknetzwerke mit vielen Teilstrecken nicht verbreitet angewandt.
Aber mit der Erwartung von preisgünstigen Funklösungen für viele
Steuer- und Überwachungsnetzwerke
wächst
das Interesse für
derartige Netzwerke, insbesondere wenn die bekannten Mängel überwunden
werden können.
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Bhagwat
P u. a. beschreibt in: "A
Routing Vector Method (RVM) for Routing in Bluetooth Scatternets", "International Workshop
on Mobile Multimedia Communications, XX, XX", den 15. November 1999 (1999-11-15)
Seiten 375–379,
XP002137402 ein Scatternet mit einer Anzahl Piconets. Jedes Piconet
umfasst einen Masterknoten und bis zu sieben Sklavenknoten. Kommunikation
ist zwischen dem Masterknoten und den Sklavenknoten möglich aber nicht
unmittelbar zwischen Sklavenknoten untereinander. Bei Kommunikation
mit einem Sklavenknoten, der sich in einem anderen Piconet befindet,
muss ein Kopffeld des Datenpakets ein komplettes Routenvektorfeld
aufweisen, das jede Stufe der Route detailliert, anfangend bei dem
Sklavenknoten und gefolgt von dem Masterknoten, einem anderen Sklavenknoten, einem
anderen Masterknoten, einem weiteren Sklavenknoten usw., bis an
den Masterknoten des Zielpiconets und zum Schluss den Zielsklavenknoten.
Ein derartiges System eignet sich nicht für kaskadengeschaltete Netzwerke,
in denen Sklavenstationen hinzugefügt werden können und imstande sind, unmittelbar
mit anderen Sklavenstationen zu kommunizieren, wenn ein Paket einem
Master zugeführt
wird.
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Perkins
C. E. u. a. beschreibt in: "Ad-hoc On-demand
Distance Vector Routing", "Proceedings WMCSA,
XX, XX, den 25. Februar 1999 (1999-02-25), Seiten 90–100, XP002173721
einen neuen Algorithmus für
den Betrieb von ad-hoc Netzwerken, die als AODV ("Ad-hoc On Demand
Distance Vector Routing")
bezeichnet werden AODV basiert auf dynamische Bildung von Routentabelleneingaben
bei zwischen liegenden Knoten. Um die jüngste Routeninformation zwischen
Knoten beizubehalten wird das Konzept der Zielsequenznummerierung angewandt.
Jeder Ad-hoc-Knoten behält
einen monoton zunehmenden Sequenznummerzähler, der verwendet wird um
alte versteckte Routen zu ersetzen. AODV erfordert einen mobilen
Knoten zum Beibehalten einer Routentabelleneingabe für jedes
interessante Ziel; die Routentabelleneingabe umfasst die nachfolgende
Information: Ziel; nächste
Teilstrecke; Anzahl Teilstrecken (Metrik); Sequenznummer für das Ziel;
aktive Nachbarn für
diese Route; und Ablauf der Frist für die Routentabelleneingabe.
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Wenn
einem mobilen Knoten eine neue Route angeboten wird, vergleicht
der mobile Knoten die Zielsequenznummer der neuen Route mit der
Zielsequenz für
die aktuelle Route. Die Route mit der größeren Sequenznummer wird gewählt. Wenn
die Se quenznummern einander gleich sind, wird die neue Route nur
dann gewählt,
wenn sie eine kleinere Metrik (weniger Teilstrecken) zu dem Ziel
hat. Die mobilen Knoten speichern nur die Routen, wenn diese erforderlich
sind.
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Azzedine
Boukerche berichtet und vergleicht in: "Performance Comparison and Analysis
of Ad Hoch Routing Algorithms",
erschienen in IEEE 2001, Seiten 171 bis 178, XP-001049952 drei Ad-Hoc-Routenprotokolle,
und zwar (1) "Dynamic
Source Routing" (DSR),
(2) "On Demand Distance
Vector Routing" (AODV)
und (3) "Cluster
Based Routing Protocol" (CBRP).
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In
DSR ermittelt der Sender eines Datenpakets die komplette Route von
sich bis an das Ziel und schließt
die Route in das Paket mit hinein. Alle zwischen liegenden Gastgeber
transportieren das Datenpaket auf Basis einer vorbestimmten Route.
Bei den zwischen liegenden Gastgebern werden keine Routenentscheidungen
getroffen. Routenentdeckung wird von einem Gastgeber ausgelöst, der
einen Routenantrag zu den Nachbarn sendet. Der Routenantrag enthält die Adresse
des Zielgastgebers sowie eine Routenaufzeichnung, welche die Gastgeber
aufzeichnet, bei denen der Antrag gewesen ist. Beim Empfang eines
Routenantrags überprüft ein Gastgeber,
ob er eine Route zu dem Ziel kennt oder ob er selbst das Ziel ist.
In beiden Fällen wird
die komplette Route von dem Auslöser
zu dem Ziel gefunden. Diese Route wird danach dem Auslöser zugeführt. Anderenfalls
hängt der
Gastgeber seine Adresse an die Routenaufzeichnung und sendet den
Routenantrag zu den Nachbarn weiter.
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Da
AOVD oben stehend beschrieben worden ist, wird dies der Kürze wegen
nicht abermals beschrieben.
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In
CBRP bilden mobile Gastgeber Cluster und der Kopf eines Clusters
kennt die Adressen aller Mitglieder. Folglich ist das Zusenden von
Routenanträgen
nur zu den Clusterköpfen
gleichwertig zu der Zusendung zu jedem Gastgeber in dem Netzwerk.
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Beschreibung der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung wird durch die Hauptansprüche definiert.
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Es
ist nun u. a. eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Möglichkeit
zu schaffen, dass Funknetzwerke mit mehreren Teilstrecken an Änderungen
in den Netzwerken angepasst werden.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Möglichkeit
zu schaffen, dass ein neuer Sekundärknoten sich an ein Funknetzwerk
mit mehreren Teilstrecken anschließt.
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Nach
einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein verteiltes
drahtloses Kommunikationsnetzwerk geschaffen, das einen Primärknoten aufweist,
der als Masterknoten funktioniert, und eine Anzahl Sekundärknoten,
wobei der Primärknoten und
die betreffenden Sekundärknoten
wirksam mit wenigstens einem der Sekundärknoten verbunden sind, die
unmittelbar wirksam mit dem Primärknoten und
wenigstens einem zweiten Knoten der Sekundärknoten verbunden sind, die
indirekt wirksam mit dem Primärknoten
verbunden sind, und zwar unter Verwendung wenigstens eines dritten
Knotens der Sekundärknoten
zwischen dem zweiten Knoten der Sekundärknoten und dem Primärknoten,
wobei der Primärknoten
Speichermittel aufweist zur Speicherung von Routendaten in Bezug
auf das drahtlose Kommunikationsnetzwerk, mit dem Kennzeichen, dass
jeder der Sekundärknoten
Mittel aufweist zum Speichern als Uplink-Routinginformation nur
der Adresse des nächsten
Knotens in einer Route eines Datenpaktes zu dem Primärknoten,
und Mittel, die in Reaktion auf den Empfang eines Uplink-Datenpakets von
einem Sekundärknoten,
die Adresse des nächsten
Knotens aus den Speichermitteln ausliest, wobei die Adresse des
nächsten
Knotens in einem Zielfeld des Datenpakets ersetzt und das Datenpaket
zu dem genannten nächsten
Knoten weitergeleitet wird.
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Nach
einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren
zum Betreiben eines verteilten drahtlosen Netzwerkes geschaffen, das
einen Primärknoten
und eine Anzahl Sekundärknoten
aufweist, wobei der Primärknoten
und die betreffenden Sekundärknoten
mit wenigstens einem der Sekundärknoten
wirksam verbunden sind, die unmittelbar mit dem Primärknoten
und wenigstens einem zweiten Knoten der Sekundärknoten wirksam verbunden sind,
die mit dem Primärknoten
indirekt wirksam verbunden sind, und zwar unter Verwendung wenigstens
eines dritten Knotens der Sekundärknoten
zwischen dem zweiten Knoten der Sekundärknoten und dem Primärknoten,
und wobei der Primärknoten
Routedaten in Bezug auf das Netzwerk speichert, dadurch gekennzeichnet,
dass jeder der Sekundärknoten
als Uplink-Routinginformation nur die Adresse des nächsten Knotens
in einer Route eines Datenpakets zu dem Primärknoten speichert, und dass
in Reaktion auf den Empfang eines Uplink-Datenpakets von de Sekundärknoten,
die Adresse des nächsten
Knotens aus den Speichermitteln ausgelesen wird, wobei die Adresse
des nächsten
Knotens in einem Zielfeld des Datenpakets ersetzt und das Datenpaket
zu dem nächsten
genannten Knoten weitergeleitet wird.
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Mit
Hilfe eines Sekundärknotens,
der die Adresse des nächsten
Knotens in dem Routenplan speichert, kann das Netzwerk durch Hinzufügung oder
Entfernung von Sekundärknoten
modifiziert werden, ohne dass alle Knoten aktualisiert werden müssen um
diese Änderungen
in dem vorgespeicherten kompletten Routenplan aufzuzeichnen. Die Route
von einem Sekundärknoten
zu dem Primärknoten
wird dynamisch ermittelt, was Flexibilität in der Konfiguration des
Netzwerkes nach Änderungen, die
das Netzwerk beeinflussen, bietet. Ein weiteres günstiges
Feature ist, dass das Datenpaket am kürzesten ist für die erste
Teilstrecke einer Nachricht, die in Richtung eines Primärknotens
transportiert wird, was bedeutet, dass das Datenpaket dadurch zuverlässiger übertragen
werden kann.
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Das
Netzwerk ist ausgehend von dem Primärknoten aufgebaut, der nicht
mit allen Sekundärknoten
in direkter Verbindung steht. Wenn folglich ein Sekundärknoten
zu dem Netzwerk hinzugefügt
oder aus demselben entfernt wird, werden nur diejenigen Sekundärknoten
in der Nähe
desselben an den Routenentscheidungen beteiligt.
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Nach
einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Sekundärknoten
geschaffen zur Verwendung als Quelle/Routenknoten in einem verteilten
drahtlosen Kommunikationsnetzwerk mit einem Primärknoten, der als Masterknoten
wirksam ist, und mit einer Anzahl Sekundärknoten, wobei der Primärknoten
und die betreffenden Sekundärknoten
mit wenigstens einem Knoten der Sekundärknoten wirksam verbunden ist,
die unmittelbar mit dem Primärknoten
und wenigstens einem zweiten Knoten der Sekundärknoten direkt wirksam verbunden
sind, die indirekt wirksam mit dem Primärknoten verbunden sind, wobei
der Primärknoten
wenigstens einen dritten Knoten der Sekundärknoten zwischen dem zweiten
Knoten der Sekundärknoten
und dem Primärknoten
verwendet, wobei der Sekundärknoten
Transceivermittel aufweist zur Kommunikation mit wenigstens dem
Primärknoten
oder einem der vielen Sekundärknoten,
dadurch gekennzeichnet, dass der Sekundärknoten Speichermittel aufweist
zur Speicherung als Uplink-Routeninformation nur der Adresse des nächsten Knotens
in einer Route eines Datenpakets zu dem Primärknoten, und Mittel, die auf
den Empfang eines Uplink-Datenpaktes von einem Sekundärknoten
reagieren, zum Auslesen der Adresse des nächsten Knotens aus den Speichermitteln,
wobei die Adresse des nächsten
Knotens in einem Zielfeld des Datenpakets ersetzt und das Datenpaket
zu dem nächsten
Knoten transportiert wird.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnung
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Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und
werden im Folgenden näher
beschrieben. Es zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Funknetzwerkes
mit mehreren Teilstrecken,
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2 eine
schematische Darstellung des von einem Sekundärknoten gesendeten Datenpakets,
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3 eine
schematische Darstellung eines von einem Primärknoten gesendeten Datenpakets,
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4 ein
Blockschaltbild einer Primäranordnung,
und
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5 ein
Blockschaltbild einer Sekundäranordnung.
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In
der Zeichnung sind zur Bezeichnung entsprechender Elemente dieselben
Bezugszeichen verwendet worden.
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Ausführungsformen der Erfindung
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Das
in 1 dargestellte Funknetzwerk mit mehreren Teilstrecken
umfasst eine Primäranordnung
oder einen Primärknoten 10 und
eine Anzahl Sekundäranordnungen
oder Sekundärknoten 12 bis 22,
die unmittelbar oder mittelbar mit der Primäranordnung durch Kopplungen
VL wirksam gekoppelt sind. Eine Routentabelle mit den Sekundärknoten 12 bis 22 und
den Kopplungen VL ist in der Primäranordnung 10 gespeichert.
Das dargestellte Netzwerk kann ein Steuernetzwerk für Straßenbeleuchtung umfassen.
Wie dargestellt, können
die Sekundärknoten 12, 13, 14 und 15 unmittelbar
mit der Primäranordnung 10 kommunizieren,
während
die Sekundärknoten 16, 17 und 18 und
der Sekundärknoten 19 in einer
ersten Teilstrecke mit den Sekundärknoten 13 bzw. 15 kommunizieren
sollen, bevor sie imstande sind, mit der Primäranordnung 10 zu kommunizieren. Die
Sekundärknoten 20 und 21 und
der Sekundärknoten 22 sollen
in einer ersten Teilstrecke mit den Sekundärknoten 16 bzw. 18 kommunizieren
und danach in einer zweiten Teilstrecke mit dem Sekundärknoten 13 kommunizieren,
bevor sie imstande sind, mit der Primäranordnung zu kommunizieren.
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Die
Primäranordnung 10 hat
eine Adresse Addr# und die Sekundärknoten 12 bis 22 haben
eine Adresse Addr#1 bis Addr#11. Der Bequemlichkeit der Bezeichnung
hal ber werden die Kopplungen von den Sekundärknoten 12, 13, 14 und 15 zu
der Primäranordnung 10 als
Route#0 bezeichnet, wobei #0 die Adresse der Primäranordnung
ist, und die Kopplungen von den Sekundärknoten 16, 17, 18 mit
dem Sekundärknoten 13 werden
als Route#2 bezeichnet, wobei #2 die Adresse des Sekundärknotens 13 ist. Auf
gleiche Weise wird die Kopplung von dem Sekundärknoten 19 zu dem
Sekundärknoten 15 durch
Route#4 bezeichnet, die Kopplungen von den Sekundärknoten 20 und 21 werden
als Route#5 bezeichnet und die Kopplung von dem Sekundärknoten 22 zu dem
Sekundärknoten 18 wird
als Route#7 bezeichnet.
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Das
Verfahren nach der vorliegenden Erfindung erfordert, dass jeder
der Sekundärknoten 12 bis 22 nur
einen Teil der Routeninformation kenn und speichert, und zwar um
zu verwenden, wenn, beim Senden eines Datenpakets zu der Primäranordnung oder
dem Primärknoten 10,
dieser Informationsteil die Adresse des nächsten Knotens in dem Netzwerk ist,
zu der Nachrichten für
die Primäranordnung
gesendet werden sollen. Dadurch wird die Speicherung der Routeninformation
verteilt, was folglich eine relativ geringe Speichermenge für die Routeninformation in
jedem Sekundärknoten
erfordert. Ein Sekundärknoten,
der die Übertragung
einer Nachricht auslöst, wird
einen Kopf in dem Datenpaket haben, der die Adresse des nächsten Knotens
in der Routentabelle enthält.
Da aber die Nachricht von Knoten zu Knoten fortschreitet, wird der
Kopf länger,
und zwar wegen der Tatsache, dass die Adressen von aufeinander folgenden
Knoten in die Routentabelle eingeschlossen werden.
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Wenn
die Primäranordnung 10 eine
Nachricht zu einem Sekundärknoten
senden möchte, schließt sie die
Adressen aller Sekundärknoten
in der Route zu dem Ziel-Sekundärknoten
ein. Je nachdem das Datenpaket von dem Sekundärknoten zu Sekundärknoten
fortschreitet, wird die Adresse des sendenden Sekundärknotens
gelöscht,
wodurch auf diese Weise der Kopf kürzer gemacht und das Datenpaket
folglich zuverlässiger
wird.
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2 zeigt
ein Beispiel eines Datenpakets 24, das über eine Kopplung VL zu der
Primäranordnung
gesendet werden kann. Das Datenpaket 24 umfasst verschiedene
Felder mit einer Paketidentität PID,
einer Paketlänge
LGTH, einer Adresse des Quelleknotens (S) Addr#S, einer Adresse
des nächsten
Zielknotens (D) Addr#D, einer Historie HIST, die aus der (den) Adresse(n)
der Sekundärknoten
besteht, durch die das Datenpaket hindurch gegangen ist, zyklischen
Redundanzüberprüfungsbits
CRC und einem Datenfeld DA. Das CRC Feld kann hinter dem Datenfeld
liegen. Ggf. kann das Datenpaket die Adresse des Endziels Addr#FD
enthalten, was in dem Fall des in 1 dargestellten
Netzwerkes die Adresse der Primäranordnung
oder des Primärknotens
Addr#0 sein wird. Aber bei drahtlosen verteilten Netzwerken mit
nur einer Primäranordnung
oder nur einem Primärknoten
ist dies unnötig,
weil alle Datenpakete von den Sekundärknoten zu der Primäranordnung
bzw. dem Primärknoten
transportiert werden. Als Beispiel wird ein Sekundärknoten 20 genommen, der
ein Datenpaket zu der Primäranordnung 10 über eine
Uplink sendet und die Primäranordnung über eine
Downlink reagiert. Für
die erste Uplink-Teilstrecke in einem drahtlosen verteilten Netzwerk
mit nur einer Primäranordnung
oder nur einem Primärknoten wird
die Quellenknotenadresse Addr#9 sein, der Zielknoten wird Addr#5
sein und das Historienfeld HIST wird leer sein. Bei dem Sekundärknoten 16 wird
der Zielknoten in Addr#2 geändert
werden und Addr#5 wird in das HIST-Feld eingefügt und das Datenpaket wird über die
nächste
Uplink-Teilstrecke übertragen. Bei
dem Sekundärknoten 13 wird
der Zielknoten in Addr#0 geändert
und Addr#2 wird an den Inhalt des HIST Feldes angehängt und
das Datenpaket wird der Primäranordnung 10 zugeführt. Die
betreffenden Nachrichten können
mit allen Sekundärknoten über die
sie transportiert werden, örtlich "gehandshaked" werden.
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3 zeigt
ein Beispiel eines Datenpakets 26, das von der Primäranordnung
zu einem Sklavenknoten gesendet werden kann. Das Datenpaket hat acht
Felder, die alle, ausgenommen die CFR, die HIST in dem in 2 dargestellten
Uplink-Datenpaket ersetzt, denen aus 2 entsprechen
und folglich nicht näher
beschrieben werden. Das Feld CFR. enthält die Adressen aller Sekundärknoten,
die bei der Downlink-Übertragung
verwendet werden und die von einer in der Primäranordnung 10 gespeicherten
Routentabelle hergeleitet worden sind. Wenn die Primäranordnung 10 das
Datenpaket zu dem Sekundärknoten 20 zu
senden anfängt,
ist die Zieladresse Addr#FD die Adresse Addr#9, die Quellenadresse Addr#S
ist die Adresse Addr#0 der Primäranordnung,
die nächste
Zieladresse Addr#D ist: die Adresse der nächsten Teilstrecke Addr#2,
und das CFR Feld enthält
Addr#5 und Addr#9. Bei dem Sekundärknoten 13 wird die
Addr#2 durch Addr#5 ersetzt und Addr#5 wird in dem CRF Feld gelöscht. Bei
dem Sekundärknoten 16 ersetzt
Addr#9 Addr#5 in dem Zielfeld und Addr#9 wird aus dem CFR Feld gelöscht, das
leer wird.
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Auf
diese Weise wird im Falle eines drahtlosen Netzwerkes zum Schaffen
einer Anzeige eines Fehlers bei einer Laterne in einer zentralen
Steuerstation jede Laterne durch einen Sekundärknoten überwacht und Information über eine
defekte Lampe geht über
das Netzwerk zu der Primäranordnung 10.
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Jeder
Sekundärknoten
hat eine einzigartige Adresse. Wenn das Netzwerk einen Adressenserver aufweist,
könnte
der Benutzer bei Installation beantragen, dass die einzigartige
Adresse durch eine mehr benutzerfreundliche einzigartige Funkadresse ersetzt
wird, die kürzer
sein kann und dadurch wirtschaftlicher übertragen werden kann.
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Um
es zu ermöglichen,
dass das Netzwerk dynamisch geändert
wird, wobei Sekundärknoten
berücksichtigt
werden, wie Straßenleuchten,
die dem Netzwerk zutreten oder dasselbe verlassen, sind viele Optionen
möglich.
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In
dem Fall, dass eine neue Sekundärstation installiert
wird und wenn darin keine Routeninformation, außer der eigenen einzigartigen
Adresse, vorgespeichert ist, liefert sie eine Nachricht zu all denjenigen
Sekundäranordnungen
in dem Bereich, wobei Information beantragt wird über die
Route zu der Primäranordnung 10.
Die in dem Bereich liegenden Sekundäranordnungen antworten auf
diese Nachricht dadurch, dass Information über die erste Teilstrecke einer
Route zu der Primäranordnung
zurückgesendet wird.
Diese Information kann zusätzlich
andere Daten, wie die Anzahl nachfolgender Teilstrecken bevor ein
Datenpaket die Primäranordnung
erreicht, die Belastung der Route zu der Primäranordnung, die Zuverlässigkeit
der Route zu der Primäranordnung und
Faktoren enthalten, die sich unmittelbar auf die Sekundärknoten
und deren Wunsch verwendet zu werden um Nachrichten weiter zu leiten,
beispielsweise dass ein Sekundärknoten
batteriegespeist wird und dass aus Energiespargründen es bevorzugen, keine Nachrichten
weiter zu leiten.
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Ein
Prozessor in dem neuen Sekundärknoten
kann eine bevorzugte Route zu der Primäranordnung selektieren, und
zwar auf Basis der Anzahl Teilstrecken, der gewünschten Zuverlässigkeit
und der effektiven Belastung, wobei die eigene Nachrichtenrate berücksichtigt
wird. Die einzige Information aber, die notwendig ist um örtlich zu
speichern, ist die Adresse des ersten Sekundärknotens in der Route zu der
Primäranordnung 10 und,
eventuell genügend
Information über
die Route, dass ein weiterer Sekundärknoten, der zu dem Netzwerk
hinzugefügt
wurde, eine Route auf eine gleiche Art und Weise selektieren kann.
Wenn der neue Sekundärknoten
einmal die bevorzugte Route zu der Primäranordnung 10 festgestellt
hat, befindet er sich in der Lage, den Dienst einer Route zu der
Primäranordnung
zu leisten. Er sendet eine Netzwerkänderungsnachricht zu der Primäranordnung 10,
worin es heißt,
dass er sich an das Netzwerk angeschlossen hat.
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Eine
andere Option, die möglich
ist, ist für
einen Sekundärknoten
die Route zu der Primäranordnung 10 neu
zu besehen und danach diese neu zukonfigurieren, wenn die bestehende
Route nicht länger
optimal ist, und zwar weil Sekundärknoten hinzugefügt oder
entfernt worden sind.
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In
dem Fall einer Änderung
in dem Netzwerk wird eine Netzwerkänderungsnachricht gesendet und
ein Sekundärknoten
hat bei Empfang dieser Nachricht die Möglichkeit einer Neubewertung
der Routenentscheidung, und zwar auf Basis der neuen Information.
In dieser Mode ist der Sekundärknoten frei
seine Entscheidung entsprechend zu ändern. Wenn ein Sekundärknoten
entscheidet, die Route zu der Primäranordnung zu ändern, informiert
er all diejenigen Sekundärknoten,
die für
ihre Route darauf vertrauen, so dass sie dann ihre eigene Route
neu bewerten können.
Durch diesen Prozess der konstanten Neubewertung kann ein Netzwerk über eine Zeitperiode
beibehalten werden, auch wenn es seine Struktur ändert.
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Wenn
ein neuer Sekundärknoten
zum ersten Mal installiert wird, liefert er eine Nachricht: "Beantrage Route zu
Masteranordnung".
Er wird zunächst Null
als die erlaubte Anzahl Teilstrecken übertragen. Der einzige Knoten,
der auf diese Nachricht antworten kann ist die Primäranordnung
selber. Wen vorausgesetzt wird, dass die Primäranordnung nicht in Hörweite liegt,
wird der neue Sekundärknoten überhaupt
keine Antwort empfangen. Der neue Sekundärknoten wird dann abermals
mit einem höheren Wert
erlaubter Teilstrecken versuchen, wodurch die Sekundärknoten
in dem Netzwerk möglicherweise antworten,
wenn sie den Kriterien entsprechen. Dieser Prozess wird fortgesetzt,
bis er eine Antwort empfängt.
Die Antwort wird dem neuen Sekundärknoten mit der sekundären Adresse
besagen, diese als die erste Teilstrecke in der Route zu der Primäranordnung
zu verwenden. Um die Route zu der Primäranordnung zu bestätigen und
auch die Primäranordnung über das
Vorhandensein des neuen Sekundärknotens
zu informieren wird der neue Sekundärknoten unter Verwendung der
eigenen einzigartigen Adresse ein "ping",
typischerweise 48 Bits lang, zu der Primäranordnung ausgeben. Die Primäranordnung
wird danach ihre Routentabelle aktualisieren und mit einem "pong" antworten, wobei
die Gültigkeit der
Route bestätigt
wird. Bei Empfang des "pongs" weiß der neue
Sekundärknoten,
dass er eine gültige registrierte
Route zu der Primäranordnung
hat und dass er nun damit anfangen kann, zu versuchen, sich mit
der zugeordneten Primäranordnung
zu verbinden (unter der Voraussetzung, dass sie nicht dieselbe Anordnung
sind). Der neue Sekundärknoten
liefert danach eine Nachricht "Ange ben
der Route zu der Primäranordnung" um benachbarte Sekundärknoten über die
Tatsache zu informieren, dass er eine Route zu der Primäranordnung
hat, und er ist danach in der Lage, den Dienst einer Route zu der
Primäranordnung
anzubieten. Sekundärknoten
in der Nähe
des neuen Sekundärknotens
können
bei Empfang einer Nachricht "Angabe
der Route zu der Primäranordnung" ihre eigene Route
zu der Primäranordnung neu
bewerten.
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Wenn
ein Sekundärknoten
entscheidet, seine Route zu ändern,
wird er die neue Route dadurch bestätigen, dass er der Primäranordnung
ein Ping zusendet. Dieser Prozess wird auf dieselbe Art und Weise
wie oben durchgeführt.
Wenn der neue Sekundärknoten
sich einmal an das Netzwerk angeschlossen hat, wird es danach in
einer Lage sein, der Primäranordnung
selber den Dienst einer Route anzubieten.
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Ungeachtet
des Prozesses der Hinzufügung eines
neuen Sekundärknotens
an das Netzwerk werden alle Sekundärknoten in dem Netzwerk die
erste Teilstrecke der Route zurück
zu der Primäranordnung
gespeichert haben. Eine Nachricht zu der Primäranordnung wird durch das Netzwerk
von Sekundärknoten
zu Sekundärknoten
gehen, und zwar unter Verwendung der beim Durchgang in jedem Knoten gespeicherten
Information. Im Gegensatz zu Netzwerkverwaltungsnachrichten, die
die ganze Routenhistorie enthalten sollen beim Erreichen der Primäranordnung,
braucht diese Information nicht in ein Datenpaket eingeschlossen
zu sein, was zu einer kürzeren
Nachricht führt.
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Durch
die Konstruktion der "Complete
Future Route" (CFR)
kann eine Primäranordnung
jedem Knoten in dem Netzwerk eine Nachricht senden. Die Primäranordnung
wird die Routentabelle benutzen, die sie gelernt hat um die CFR
zu konstruieren.
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Wenn
die Primäranordnung,
mit der die neue Sekundäranordnung
kommunizieren soll, anders ist als die des Adressenservers, dann
wird die Sekundäranordnung
wieder eine Antragsroute zu der Nachricht der Primäranordnung
ausgeben, aber diesmal wird sie die wirkliche Adresse der Primäranordnung geben,
die sie sucht. Der Prozess wird auf genau dieselbe Art und weise
durchgeführt
wie oben beschrieben.
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In 4 umfasst
die Primäranordnung 10 einen
Transceiver 30, der einerseits mit einer Antenne 32 und
andererseits mit einem Prozessor 34 gekoppelt ist, der
die Wirkung der Primäranordnung 10 entsprechend
der in einem ROM 36 gespeicherten Software steuert. Ein
RAM 38 speichert Routendaten, die dem Prozessor auf Wunsch
geliefert werden, und zwar abhängig
von der aktuellen Netzwerkstruktur, die dadurch dynamisch aktualisiert
wird, indem Sekundärknoten
sich an das Netzwerk anschließen oder
dieses ver lassen und indem Sekundärknoten eine neue optimale
Route bestimmen infolge von Änderungen,
die Störungen
und Reparaturen an dem Netzwerk umfassen können.
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In 5 umfasst
ein Sekundärknoten
einen Transceiver 40, der einerseits mit einer Antenne 42 und
andererseits mit einem Mikroprozessor 44 gekoppelt ist,
der die Wirkung des Sekundärknotens entsprechend
in einem ROM 46 gespeicherter Software steuert. Ein anderer
RUM 48, der die Adresse des Sekundärknotens speichert, ist mit
dem Prozessor 44 gekoppelt. Schließlich ist ein ROM 50 gekoppelt,
der die Adresse des nächsten
Sekundärknotens in
der Route zu der Primäranordnung 10 oder
die Adresse der Primäranordnung 10,
wenn diese die Endstation in der Route ist, speichert.
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In
der vorliegenden Beschreibung und in den Patentansprüchen schließt das Wort "ein" vor einem Element
das Vorhandensein einer Anzahl derartiger Elemente nicht aus. Weiterhin
schließt
das Wort "enthalten" oder "umfassen" das Vorhandensein
anderer Elemente oder Verfahrensschritte als diejenigen, die genannt
worden sind, nicht aus.
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Aus
der Lektüre
der vorliegenden Beschreibung dürften
dem Fachmann andere Abwandlungen einfallen. Solche Abwandlungen
können
andere Merkmale betreffen, die im Bereich des Entwurfs, der Herstellung
und d Verwendung von drahtlosen verteilten Kommunikationsnetzwerken
und Bestandteilen davon bereits bekannt und statt der oder zusätzlich zu
den hier bereits beschriebenen Merkmalen verwendbar sind.
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Industrielle Anwendbarkeit
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Drahtlose
verteilte Kommunikationsnetzwerke.