DE69422452T2 - Datenübertragungseinrichtung und verfahren für funknetz - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft die Datennetze, die mit Funk arbeiten, d. h. deren Kommunikationsmittel der Äther ist, und insbesondere diejenigen, die im Paketbetrieb arbeiten.
• Aus dem Dokument EP-A-0 222 308 kennt man eine Datenübertragungseinrichtung mit Hauptstationen, die Trägerfrequenzen-Detektionsfunktionen aufweisen, um zu versuchen, die Probleme der Signalkollision zu vermeiden. Diese Funktionen beruhen auf der Verwendung einer einzigen gemeinsamen Trägerfrequenz.
• Außerdem hat der Anmelder in seiner französischen Patentanmeldung Nr. 92 04 032 (FR-A-2 689 658; WO-93/20636) erste allgemeine Vorschläge gemacht. Er hat in einer späteren französischen Patentanmeldung Nr. 93 00 750 gewisse Verbesserungen vorgeschlagen, die in Übereinstimmung mit einer neuen Bestimmung des französischen Gesetzes der zweiten Anmeldung (93 00 750) ermöglichen konnte, für die gemeinsamen Teile von dem Anmeldungsdatum der ersten (92 04 032) zu profitieren. Die vorliegende Anmeldung betrifft die neuen Elemente der Anmeldung Nr. 93 00 750, wiederaufgenommen in synthetischer Form.
• Die vorgeschlagene Datenübertragungseinrichtung ist von dem Typ, der wenigstens zwei Datenverarbeitungsstationen umfasst (wobei das Wort "Verarbeitung" in seinem elementarsten Sinn zu verstehen ist). Jede Station ist mit einer Netzschnittstelle ausgestattet, die auf Anfrage Nachrichten übertragen und empfangene Nachrichten sammeln kann. Dies umfasst eine Sende- Empfangs-Verwaltungsvorrichtung. Ebenfalls vorgesehen sind eine Prüfungseinrichtung, um eine Kollisionsbedingung zu erkennen ("Kollisionsdetektor") sowie eine Einrichtung zum Auflösen einer Kollision als Folge einer erkannten Kollisionsbedingung. Eine der wesentlichen Funktionen dieser Verwaltungsvorrichtung ist es, der Netzschnittstelle Sendungs- oder Empfangsbestätigungsbefehle zu geben.
• Nach der früheren Anmeldung FR 92 04 032 umfasst jede Station eine multidirektionale Sende-Empfangs-Funkvorrichtung (multidirektinal aber nicht unbedingt omnidirektional). Bei ihren detailliert beschriebenen Ausführungsarten ist vor allem vorge sehen, dass die Sende-Empfangs-Funkvorrichtung auf einem Zentralkanal sowie auf einem oder mehreren Seitenkanälen arbeitet.
• Es zeigt sich, dass diese ersten Vorschläge Nachteile haben konnten, insbesondere wegen des "Gedränges" im Äther.
• Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, dieses Problem zu lösen.
• Die Erfindung geht aus von einem Netz, in dem wenigstens zwei Verarbeitungsstationen vorgesehen sind, jede ausgestattet mit einer Netzschnittstelle. Diese Stationen sind fähig, über Funk in einem gewählten Frequenzband oder Datenkanal zusammenzuwirken, um auf Anfrage Nachrichten zu senden und die empfangenen Nachrichten zu sammeln. Die Stationen erstellen zu diesem Zweck Sendungs- oder Empfangsbestätigungsbefehle.
• Nach einer Charakteristik der Erfindung erfolgt in dem genannten Frequenzband (für die Daten) ein schneller Sende- Empfangswechsel nach einem für diese Station charakteritstischen Muster. Eine Kollision wird erkannt, wenn ein Signal mit einem höheren Niveau bzw. Pegel als eine erste Niveau- bzw. Pegelschwelle während eines wesentlichen Teils von wenigstens einer Pause dieses schnellen Sende-Empfangswechsels erreicht wird, was die konkomitierende Sendung einer anderen Station anzeigt.
• Hardwaremäßig bedeutet dies, dass jede der Stationen eine Sende-Empfangs-Funkvorrichtung umfasst, die in einem gewählten Frequenzband arbeitet, wo sie zu einer Sende-Empfangs- Schnellumschaltung befähigt ist. Als Reaktion auf einen Sendungsbestätigungsbefehl einer Nachricht oder eines Pakets arbeitet die genannte Vorrichtung im schnellen Sende-Empfangs- Wechselbetrieb nach einem Muster, das so gewählt wird, dass es für diese Sende-Empfangsvorrichtung charakteristisch ist. Eine Kollision wird durch eine Kollisionsdetektionseinrichtung erkannt, wenn ein Signal mit einem höheren Pegel als eine erste Pegelschwelle während eines wesentlichen Teils von wenigstens einer Pause dieses schnellen Sende-Empfangswechsels erreicht wird, was die konkomitierende Sendung einer anderen Station anzeigt.
• Bei Vorhandensein einer erkannten Kollision kann, wenn schon Daten der Nachricht übertragen worden sind, deren Übertragung ungültig gemacht werden. Man verzichtet ggf. auf die Übertragung des Rests der Nachricht oder des Pakets, und es wird eventuell ein Kollisionsverarbeitungsverfahren durchgeführt, vor allem dann, wenn eine Kollisionsauflösung notwendig ist.
• Bei Nichtvorhandensein einer erkannten Kollision kann die Sendung wenigstens eines Teils des Rests der Nachricht (oder des Pakets) in dem genannten gewählten Frequenzband durchgeführt werden.
• Weitere Merkmale und Vorteile Erfindung werden besser verständlich durch die Lektüre der nachfolgenden detaillierten Beschreibung, bezogen auf die beigefügten Figuren:
• - die Fig. 1 ist ein sehr vereinfachtes Schema eines klassischen Datennetzes, dessen Übertragungsmedium drahtförmig ist,;
• - die Fig. 2 ist ein sehr vereinfachtes Schema, das vier durch Funkübertragung miteinander verbundene Stationen zeigt;
• - die Fig. 3 ist ein Grundschaltplan der Netzschnittstelleneinheit einer erfindungsgemäßen Station;
• - die Fig. 4 zeigt das Format der Übertragungsblöcke;
• - die Fig. 5 ist ein Flussdiagramm eines zur Kollisionsdetektion anwendbaren Verfahrens;
• - die Fig. 6 ist ein detaillierteres Flussdiagramm eines Teils der Fig. 5, während die Fig. 6A ein der Fig. 6 entsprechendes elektrisches Ersatzschaltbild ist;
• - die Fig. 7, 8 und 9 sind weitere detaillierte Flussdiagramme bezüglich Teilen des Verfahrens der Fig. 5; und
• - die Fig. 10 ist ein elektrisches Ersatzschaltbild der Operationen eines Kollisionsdetektions-Automaten.
• Die beigefügten Zeichnungen sind im wesentlichen von sicherem Charakter. Sie sind folglich integrierender Bestandteil der Beschreibung und vervollständigen diese nicht nur, sondern können ggf. auch zur Definition der Erfindung beitragen.
• Der Anmelder hat am 2. April 1992 eine andere Patentanmeldung Nr. 92 04 033 (FR-A-2 689 713) mit dem Titel "Dispositifde transmission de donnees pour reseau à acces aleatoire, avec resolution de collision perfectionnee, et procede corresponant"("Datenübertragungsvorrichtung für ein Netz mit wahlfreiem Zugriff und entsprechendes Verfahren") angemeldet; sie weist technische Verbindungen mit der vorliegenden Anmeldung auf.
• In der Fig. 1 ist ein Übertragungsmedium MT mit Netzschnittstellen Ia bis Ic verbunden, die jeweils mit Stationen Pa bis Pc verbunden sind. Dies ist die klassische Struktur eines Datenübertragungsnetzes, für das ein Protokoll CSMA/CD benutzt werden kann (für das die Norm IEEE 802.3 ein Beispiel für das Kabel angibt).
• Die Stationen wie etwa Pa sind Datenverarbeitungsstationen (wobei das Wort Verarbeitung in seinem elementarsten Sinn benutzt wird und diese Verarbeitung sehr einfach sein kann). Alle in der Station durchgeführten Arbeiten liegen außerhalb der eigentlichen Datenübertragung. Aber es kann in der Station spezifische Operationen geben, die speziell der Art und bestimmten auf die Datenübertragung anwendbaren Bedingungen Rechnung tragen ("obere Schichten" des Übertragungsprotokolls).
• In der Fig. 2 sind die Stationen Pa bis Pd nun mit Funkvorrichtungen Ra bis Rd verbunden, ausgestattet mit Antennen. In dem dargestellten vereinfachten Beispiel können alle Stationen Daten direkt austauschen, ausgenommen die Stationen Rb und Rd, zwischen denen ein Hindernis OBS existiert.
• Was man hier in einem weiteren Sinn als bei den Kabelübertragungsnetzen Netzschnittstelle nennt, ist alles, was sich zwischen der eigentlichen Station und der Antenne oder den Antennen befindet, die sie umfasst.
• Obgleich die Erfindung der Übertragung von "Nachrichten" dienen kann (nämlich einer beliebig großen Gruppe zu übertragender Daten), erfolgt ihre Anwendung vorzugsweise auf der Basis von "Blöcken" oder "Paketen", wobei diese Wörter die elementare Datenübertragungseinheit bezeichnen, d. h. den Block aus Daten, die man zusammen übertragen kann.
• Eine der Besonderheiten der vorliegenden Erfindung besteht darin, es so einzurichten, dass, wenn eine Station einen Datenübertragungsblock senden möchte, diese Station die einzige ist, die dies innerhalb ihres Funkreichweitenbereichs tut.
• Die Fig. 3 zeigt die allgemeine Struktur einer Netzschnittstelle für eine Station. Die frühere Anmeldung FR-A- 2 689 658 unterschied zwischen einem Zentralkanal und einem oder mehreren Seitenkanälen. Hier wird ein einziger Kanals benutzt (was in Fig. 3 durch eine einzige Antenne AR dargestellt wird).
• Von rechts nach links:
• - bezeichnet ein Block RE den der Norm IEEE 802 entsprechenden genormten Anschluss, der die Verbindung mit einem Netzausgang eines Computers ermöglicht.
• - ein Block RL ist ein lokaler "router", dessen Rolle in der Anmeldung FR-A-2 689 658 präzisiert wird. Er hat generell die Funktion, zu übertragende Pakete zu erstellen, mit Übertragungsanforderungen, sowie die in geeigneter Weise empfangenen Pakete zu sammeln und eventuell neu zu leiten.
• - ein ARC-Block ist die Sende-Empfangs-Steuereinheit, insbesondere in Bezug auf Kollisionen. Ihm kann ein Bock ADF zugeordnet werden, der Paktet senden kann, die künstliche Nachrichten bilden, wenn dies nötig ist, z. B. um Frequenzabweichungen zu korrigieren oder auch um topologische, für das Routing nützliche Informationen auszutauschen.
• - eine Sende-Empfangs-Funkantenne AR ist mit einer Sende-Empfangs- Funkeinheit verbunden.
• Diese Einheit umfasst:
• - einen Block Ga, der als Generator von Pseudozufallscodes arbeitet. Solche Codes werden hier für diverse Zwecke benutzt (nicht nur für das Senden/Empfangen);
• - eine Schaltung oder Block RC, die mit einer Schnellumschaltüngs- Sende-Empfangsstufe R1 zusammenwirkt, um beim Senden Kollisionen zu detektieren;
• - einen mit RD bezeichneten Block für das Senden/Empfangen von Daten (Block oder Paket). Ihm zugeordnet ist eine Schaltung CC, die beim Senden die Funktion hat, das Paket aus Korrekturcodes zu genehmigen, und beim Empfang die Korrektur dieser Codes zu prüfen, um eventuelle Fehler innerhalb eines im Übrigen normal empfangenen Pakets festzustellen.
• Das Format der Pakete kann das klassische ETHERNET- Format sein, der Norm IEEE 802.3 entsprechend (Fig. 4), eventuell vervollständigt wie beschrieben in der Anmeldung FR-A-2 689 658. Die Codierungsarten für das Senden/Empfangen und für die Fehlerdetektion können die in FR-A-2 689 658 sein.
• Die Fig. 5 zeigt die Anwendung der Erfindung.
• In der Fig. 5 markiert der Schritt S00 das Warten auf den Beginn einer Übertragung (Sendung) oder eines Empfangs.
• Bei einem solchen Beginn prüft der Schritt S01, ob es sich um eine Sendung oder einen Empfang handelt.
• Zunächst wird der Fall einer Station im Zustand des Beginns einer Sendung betrachtet.
• Vor jeder Datenpaket-Sendung, sobald der Datenkanal als frei erkannt wird (500), speist die Station, die senden will (501, JA), den Detektionskollisions-Schritt S10, dargestellt in der Fig. 5 und detailliert in der Fig. 6, direkt in den Kanal 510 ein.
• Der Pseudozufallsgenerator GA (Fig. 3) hat ein Pseudozufallswort gc mit Nc Bits geliefert.
• In Schritt S11 (Fig. 6) initialisiert man einen Verarbeitungsindex i auf 1, während die Variable COLL11 auf den für "falsche" Kollision repräsentativen Wert 0 gesetzt wird,
• Der Schritt S12 besteht darin, dem Wort gc sein i-tes Bit zu entnehmen, das mit a bezeichnet wird.
• Der Schritt S13 prüft, ob das Bit a 0 oder 1 ist. Wenn es 1 ist, besteht der Schritt S15 darin, auf dem ersten Seitenkanal während einer Zeit Lc zu senden. Wenn es hingegen 0 ist, wird man im Schritt S14 während der Zeit Lc auf dem ersten Seitenkanal horchen.
• Im Schritt S16 wird geprüft, ob eine Trägerfrequenz mit einer höheren Verstärkung als ein Schwellenwert ec detektiert wurde ("Drittsendung"). Wenn ja, so hat eine andere Station gleichzeitig gesendet (auf der Basis eines anderen Pseudozufallworts). In diesem Fall besteht der Schritt S17 darin, die Variable COLL11 auf 1 übergehen zu lassen. Vorteilhafterweise erfolgt die Detektion der Trägerfrequenz des Schritts 516 nicht unmittelbar zu Beginn des in Schritt S14 definierten Horch-Zeitintervalls. Man erwartet vorzugsweise eine Zeit lc, sodass der Kollisionsdetektor nicht durch das Echo seiner eigenen Sendungen getäuscht werden kann. Außerdem wird dafür gesorgt, dass die Sendung des Schritts 515 kontinuierlich erscheint, wenn zwei aufeinanderfolgende Bits des Pseudozufallworts gc auf 1 sind.
• Anschließend (Test 518), wenn man beim letzten Bit des Pseudozufallworts gc angekommen ist (oder wenn eine Drittsendung festgestellt wurde), besteht der Endausgang darin, den Schritt S20 der Fig. 5 umzudrehen. Andernfalls inkrementiert der Schritt S19 den Arbeitsindex i und man kehrt zu 512 zurück.
• In der Praxis ist der Block GA nicht notwendigerweise ein Pseudozufallsgenerator. Das Binärwort gc kann nämlich während einer ziemlich langen Periode dasselbe bleiben. Außerdem ist es nicht notwendigerweise vollständig zufällig. Es kann sich z. B. zusammensetzen aus einem gewählten Präfix, gefolgt von einem Zufallsteil. Das Präfix kann unabhängig erzeugt werden, insbesondere in den Funktionen höheren Niveaus des Netzes, z. B. um Prioritäten zu definieren. Äußerstenfalls kann der rein zufällige Charakter entfallen, vorausgesetzt das Präfix wird so gewählt, dass es ermöglicht, die verschiedenen Sender zu unterscheiden.
• Materiell (Fig. 6A) werden die Sender/Empfänger RD und R1 der Fig. 3 hier zusammengefasst und in einen Sendeteil RRE und einen Empfangsteil RRR geteilt. Der Block GA hat ein Pseudozufallswort gc konstruiert. Dieses Wort kann in einem Register RC60 gespeichert werden, das Taktimpulse empfängt, die den Verarbeitungsindex i definieren.
• Zu Beginn einer Sendung ist das Signal 511 wahr. Das UND-Glied RC610 wird also freigegeben. Es empfängt außerdem das laufende Bit am Ausgang des Registers RC60. Wenn das Bit 1 beträgt, wird der Sender RRE angeregt. Wenn das Bit 0 beträgt, regt sein Komplement, erstellt durch den Inverter RC611, eine Verzögerung an, definiert durch eine Stufe RC616, worauf ein UND- Glied RC618 freigegeben wird, um den Ausgang des Empfängers RRR zu überwachen. Wenn man eine Sendung erhält, während das laufende Bit des Worts gc auf 0 ist, und nach der schon erwähnten Verzögerung lc, geht das Glied RC618 auf wahr über und COLL11 = 1 wird im Speicher RC619 gespeichert.
• In 520 (Fig. 5) stellt man aufgrund des logischen Signals COLL11 (Werte: 0 = falsch; 1 = wahr) einen eventuellen Kollisionszustand fest.
• Jede Station definiert gewissermaßen einen ihr eigenen (unregelmäßigen) Sendung/Empfangs-Kamm. Lc ist der Takt, der benutzt wird, um diesen Kamm zu definieren. Lc muss größer als die Zeit gewählt werden, während der man nach der Sendung Echos empfängt (Mehrfachwege und/oder Fading). Jc ist eine Zeit (prinzipiell festgelegt), die ausreichend lang gewählt wird, dass bei Auftreten einer Kollision alle betroffenen Stationen davon Kenntnis haben können.
• Obgleich sie sich auf demselben Kanal ereignen, muss klar sein, dass die schnelle Sende-Empfangsphase (der "Kamm") und die Sendephase der Daten völlig unterschiedlich sind: der Kamm ist nicht Teil der gesendeten Daten.
• Man kann anschließend weitere Schritte 522 bis 540 vorsehen, um die Feststellung eines Kollisionszustands zu vervollständigen und/oder diesen Kollisionszustand den anderen Stationen zu signalisieren, wie vorhergehend beschrieben.
• In dem Maße, wie jede Station ihren Sendung/Empfangs- Kamm unterbricht, sobald sie selbst das Vorhandensein einer Kollision erkannt hat, kann das antizipiert Ende des Kamms (oder sein Übergang zu einer permanenten Sendung, ohne Sendung/Empfangs- Wechsel) von allen Stationen als repräsentativ für einen Kollisionszustand betrachtet werden.
• In allen Fällen ist die endgültige Entscheidung für eine Station, die zum laufenden Zeitpunkt auf Sendung ist:
• - wenn eine Kollision detektiert (oder signalisiert) wird, verweigert diese Station die Übertragung ihres Pakets oder den eventuellen Rest von diesem; die Sendung wird unterbrochen, eventuell, nach Einfügung einer Sequenz, die mit einem Paritätsfehler versehen ist, auf speziellen, an den Block CC adressierten Befehl, wie dargestellt in dem Schritt 542; die Station kann auf Empfang übergehen.
• - im gegenteiligen Fall, wenn keine Kollision signalisiert wurde, überträgt die Station (545) ihr Paket oder den Rest von diesem direkt nach dem Ende des vorhergehend beschriebenen Schritts durch die Stufe RRE.
• Festzustellen ist, dass dieses Verfahren eine Kollisionsvermeidung bildet (wenn der Kamm am Kopf des Pakets gesendet wird), denn es lässt bei jeder Kollision einen "Gewinner" zu: nämlich denjenigen, der das größere Wort gc hat (in digitaler Schreibweise, mit den höchsten Wertigkeiten links).
• Die Stationen, die auf Empfang sind, haben zunächst abgewartet (Schritt S50), um die Kollisions-Suchphase beginnen zu lassen, die durch den oder die momentanen Sender betrieben wird.
• Diese momentan auf Empfang geschalteten Stationen führen anschließend eine Detektion oder passives Horchen 570 (Fig. 5) durch, das in Fig. 8 detailliert wird: der Teilschritt 571 besteht darin, während Jc Zeiteinheiten zu horchen; der Teilschritt 572 sucht eine reine Trägerfrequenz mit einer Verstärkung höher als Ec während einer wesentlichen Zeitdauer von wenigstens gleich Lc (oder ein anderes Signal mit festgelegten speziellen Charakteristika in den Frequenz- und Zeitebenen); wenn eine solche Trägerfrequenz während der derart definierten Zeit detektiert wird, validiert der Teilschritt 573 eine Kollisionsvariable COLL22 mit 1.
• Sie können also (580) feststellen. (und eventuell signalisieren), ob beim Empfang ein für eine Kollision repräsentativer Fehler aufgetreten ist. Selbst wenn der Empfang anscheinend gut ist, ist das empfangene Paket Gegenstand einer Kontrolle (590), insbesondere der Parität.
• Ein Kontrollbeispiel 590 wird nun in Bezug auf die Fig. 7 beschrieben. Zu Beginn stellt der Teilschritt 591 eine falsche Kollisionsbedingung her (COLL12 = 0). In dem Teilschritt 592 sucht der Block CC einen eventuellen Paritätsfehler (oder einen anderen) in dem eintreffenden Übertragungsblock, und dies während einer festgelegten Dauer. In dem Teilschritt 593 lässt man das Signal COLL12 auf 1 übergehen, wenn ein solcher Fehler detektiert wird.
• Bei den momentanen Sendern sind mehrere Varianten möglich.
• Am einfachsten ist, wenn sie bei jeder Kollisionsdetektion zu den Schritten 544 und 545 übergehen.
• Sie können auch ein passives Horchen nach Schritt S70 (Fig. 8) durchführen, wie die auf Empfang befindlichen Stationen. Man kann das aktive Horchen bevorzugen (530; Fig. 9), das dem passiven Horchen eine "Kollisionssignalisierung" hinzufügt, wenn einer Kollision erkannt wird (insbesondere beim Horchen). Die Schritte 531 bis 533 der Fig. 9 sind identisch mit den Schritten 571 bis 573 der Fig. 8. Wenn aber die Kollision (COLL11 = 1) in einer Station erkannt worden ist, die momentan auf Sendung ist, kann man wieder zu Schritt S22 übergehen, um diese Kollision den anderen Stationen zu signalisieren. Diese "Kollisions signalisierung" kann durch ein beliebiges Mittel erfolgen, eingeschlossen den Fall, wo man die Trägerfrequenz einer Sendung modifiziert oder irgendeine Modulation von dieser vornimmt, und selbst den Fall, wo man die Sendung unterbricht. Festzustellen ist, dass zahlreiche Inversionen dieser Art vorstellbar sind.
• Die Kollision ereignet sich nicht immer zu Beginn des Pakets. Ein Fehler kann nämlich im Laufe des Pakets gefunden werden ("Spätkollision"). In diesem Fall bestimmen vorher festgelegte Kriterien, ob man eine Kollision signalisiert oder nicht: vereinfachend kann man im Voraus entscheiden, immer eine Spätkollision zu signalisieren oder, im Gegenteil, sie nie zu signalisieren. Die Signalisierung kann auf verschiedene Weisen erfolgen und ihre Dauer kann variieren. Außerdem, wenn das Paket in mehrere Segmente zerlegbar ist, die durch Paritätsbits markiert werden, kann es als teilweise gut deklariert werden (teilweise gut übertragen).
• Was mit Bezug auf die Fig. 6 beschrieben worden ist, betrifft den ersten Betriebsschritt des Kollisionsdetektions- Automaten, wobei dieser Schritt entweder in einem aktiven Zustand oder in einem passiven Zustand erfolgen kann, je nach dem Resultat des Tests 501 der Fig. 5.
• Nun wird auf die Fig. 10 Bezug genommen, die im Detail einen Teil (ARCA) des Blocks ARC der Fig. 3 darstellt.
• Eine Ablaufsteuerung ARCA10 definiert die Schritte 1 und 2 in Abhängigkeit von z. B. einem logischen Anfangssignal DEB und einem logischen Signal TR/RE, das angibt, ob es sich um eine Sendung oder einen Empfang handelt.
• Daraus ergeben sich logische Signale S1 und S2, jeweils repräsentativ für erste und zweite Schritte des Kollisionsdetektions-Automaten. Wenn man auf Sendung ist (TR), macht ein logisches Glied LL300 ein Signal 511 wahr (erster Schritt, aktiver Zustand). Dieses Signal 511 steuert die Schaltungen der schon beschriebenen Fig. 6A. Diese können rückwärts ein Kollisionssignal COLL11 liefern, detektiert an einer lokalen Sendung.
• Wenn man auf Empfang ist, greift ein UND-Glied LL310 ein. Es besitzt einen Eingang, der das Signal RE empfängt, das für einen Empfang repräsentativ ist, wobei ein Eingang das Signal S1 empfängt und ein dritter Eingang empfängt das komplementierte Signal REOK. Ein Empfang eines unkorrekten Übertragungsblocks erstellt ein logisches Kollisionsdetektions-Signal COLL12, repräsentativ für eine Empfangskollision, zurückzuführen auf andere Stationen.
• Ein UND-Glied LL320 vereinigt die Signale COLL11 und COLL12 zu einem Signal COLL1, abgespeichert in einem Speicher LM325 (lokale Kollisionsdetektion).
• Wenn keine Kollision in LM325 abgespeichert ist, vereinigt ein Glied LL30 die Signale COLL1 und S2, um im zweiten Schritt den Sende-Empfangszustand von Daten durch das logische Signal 521 zu ermöglichen.
• An dem Flussdiagramm der Fig. 5 können diverse Modifikationen vorgenommen werden.
• Beim Empfang, nach der Phase 590 und wenn beim Empfang ein Fehler detektiert worden ist, kann man diese Fehler signalisieren (potentiell eine Kollision) und, umgekehrt, eine solche von einem Dritten stammende Signalisierung detektieren (was auch auf die Sender anwendbar ist)
• Vorhergehend wurde vorausgesetzt, dass der Kamm vor dem Paket gesendet wird.
• Als Variante oder Komplement kann man die Sendung eines Datenpakets auf zwei (oder mehr) Zeiten verteilen und den schnellen Sendung/Empfangs-Kamm zwischen diesen beiden Sendungsteilen des Pakets (oder sogar am Ende des Pakets) anordnen. In diesem Fall geht die Sendung des Kamms prinzipiell bis an sein Ende: der Schritt S18 der Fig. 6 ist beschränkt auf den Test "i = Nc?", ohne einer eventuell detektierten Kollision Rechnung zu tragen. Jedoch kann sich der Kamm nach Detektion einer Kollision in eine permanente Sendung umwandeln, anstatt den Sendung/Empfangs-Wechsel fortzusetzen.
• Es handelt sich hier um eine Kollisionssuche. Wenn eine Kollision detektiert wird und schon Daten des Pakets übertragen wurden, kann ihre Übertragung ungültig gemacht werden. Man verzichtet darauf, den Rest des Pakets zu übertragen. Eventuell wird ein Kollisionsverarbeitungsverfahren durchgeführt, insbesondere dann, wenn eine Kollisionsauflösung nötig ist.
• Bei Fehlen einer erkannten Kollision kann die Sendung wenigstens des eventuellen Rests des Pakets innerhalb des genannten gewählten Frequenzbandes erfolgen.
• Die Kollisionsauflösung kann auf verschiedene Weisen erfolgen, die insbesondere der Art Rechnung trägt, wie die Kollision detektiert worden ist.
• Im Falle einer Sendung des Kamms "vor dem Paket" kann es genügen, den "Gewinner" senden zu lassen, während die anderen das Ende dieser Sendung abwarten, worauf sie eine neue Sendung versuchen.
• Im Falle einer Sendung des Kamms "während des Pakets" oder "am Ende des Pakets", kann die Kollisionsauflösung durchgeführt werden, wie in der französischen Patentanmeldung FR 92 04 032 beschrieben (dasselbe gilt für die Sendung von Paketen, die künstliche Nachrichten bilden).
• Die während des Empfangs des Pakets detektierten Kollisionen können durch irgendein geeignetes Mittel, wie die gegenwärtig bekannten, aufgelöst werden (s. FR-A-2 689 713). Die Erfindung kann verschiedenartig modifiziert werden.
• Die Erfindung schließt ein Frequenz- und/oder Zeitmultiplex - einschließlich innerhalb eines Datenpakets - nicht aus (was die Unterbrechung der Übertragung des laufenden Datenpakets und seine eventuelle Wiederholung nach Einfügung der "zeitmultiplexierten" Daten erfordert). Jede sich unterscheidende Sendung ist benutzbar.
• Beispielsweise kann man den Fall setzen, dass der Datenkanal schon frequenzmultiplexiert ist und dass die Sendung jedes Pakets einen Teil oder die Gesamtheit der Unterkanäle belegt. Man kann dann die folgende Einrichtung vorsehen. Vor jeder Paketübertragung speist man in einen oder mehrere Unterkanäle einen Blockvorspann ein, der von jedem von ihnen im Voraus verlangt, sich auf besondere Art zu verhalten. Jeder dieser Unterkanäle wird für einen kurzen Zeitraum benutzt, um ein besonderes Sende-Empfangsmuster zu übertragen, wie weiter oben vorgesehen. Wenn durch die Detektion eines Signals während einer Horch-Phase auf wenigstens einem der benutzten Unterkanäle eine Kollision detektiert wird, wird die Kollision auf einem oder mehreren Unterkanälen des Datenkanals oder auf andere Weise signalisiert.

Claims (14)

1. Datenübertragungsverfahren, gemäß dem:

- man wenigstens zwei Datenverarbeitungsstationen (Pa, Pb) vorsieht, jede mit einer Netzschnittstelle (Ia, Ib) versehen, fähig durch Funk in einem gewählten Frequenzband oder Datenkanal zusammenzuarbeiten, um auf Anfrage Nachrichten zu senden und um empfangene Nachrichten zu sammeln sowie Sendungs- oder Empfangsbestätigungsbefehle zu erstellen,

dadurch gekennzeichnet,

dass als Reaktion auf einen Sendungsbestätigungsbefehl einer Nachricht in einer Station in dem genannten Frequenzband ein schneller Sendung/Empfangs-Wechsel (R1) stattfindet, gemäß einem Sendung/Empfangs-Kamm, so gewählt, dass er prinzipiell für diese Station charakteristisch ist, wobei die Sendephase dieses schnellen Sendung/Empfangs-Wechsels in Form einer nicht repräsentativen Datennachricht erfolgt und eine Kollision erkannt wird, wenn während eines wesentlichen Teils von wenigstens einer Empfangsperiode dieses schnellen Sendung/Empfangs-Wechsels ein Signal mit einem höheren Pegel als eine erste Pegelschwelle empfangen wird, das die konkomitierende Sendung einer anderen Station kundtut, woraufhin bei Vorhandensein einer erkannten Kollision ein Kollisionsverarbeitungsverfahren durchgeführt werden kann.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kollision durch einen Wechsel des Sende-/Empfangszustands signalisiert wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der schnelle Sendung/Empfangs-Wechsel bei der Erkennung einer Kollision unterbrochen wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass außerdem eine Empfangskollision durch Verletzung eines festgelegten Kriteriums erkannt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Sende-/Empfangskanal im Frequenzmultiplex-Betrieb arbeitet.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Sende-/Empfangskanal im Zeitmultiplex- Betrieb arbeitet.

7. Datenübertragungseinrichtung des Typs mit wenigstens zwei Datenverarbeitungsstationen (Pa, Pb), jede eine Netzschnittstelle (Ia, Ib) umfassend, fähig auf Anfrage Nachrichten zu übertragen und empfangene Nachrichten zu sammeln, sowie eine Kollisionsdetektionseinrichtung und eine Sendung/Empfangs-Verwaltungseinrichtung (ARC), die Sendungs- oder Empfangsbestätigungsbefehle gibt,

dadurch gekennzeichnet,

dass jede Station eine Sende-Empfangs-Funkvorrichtung umfasst, die in einem gewählten Frequenzband arbeitet, wo eine schnelle Sendung/Empfangs-Umschaltung möglich ist, und dadurch, dass die genannte Vorrichtung mit einem schnellen Sendung/Empfangs-Wechsel (R1) arbeitet, gemäß einem Sendung/Empfangs-Kamm, so gewählt, dass er prinzipiell für diese Station charakteristisch ist, wobei die Sendephase dieses schnellen Sendung/Empfangs-Wechsels in Form einer nicht repräsentativen Datennachricht erfolgt und eine Kollision durch die Kollisionsdetektionseinrichtung erkannt wird, wenn während eines wesentlichen Teils von wenigstens einer Empfangsperiode dieses schnellen Sendung/Empfangs-Wechsels ein Signal mit einem höheren Pegel als eine erste Pegelschwelle empfangen wird, das die konkomitierende Sendung einer anderen Station kundtut, woraufhin bei Nichtvorhandensein einer erkannten Kollision doe Sendung wenigstens eines Teils der Nachricht in dem genannten gewählten Frequenzband durchgeführt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der gewählte Kamm wenigstens partiell zufällig ist.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich als Reaktion auf eine detektierte Kollision der Sende-/Empfangszustand auf festgelegte Weise verändert.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Sende-/Empfangsvorrichtung so eingerichtet ist, dass sie den schnellen Sendung/Empfangs-Wechsel bei Erkennung einer Kollision unterbricht.

11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Netzschnittstelle so eingerichtet ist (RC), dass sie eine Kollision durch Verletzung eines festgelegten Kriteriums erkennt.

12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendungs-/Empfangs-Verwaltungsvorrichtung (ARC) einen Automaten (ARCA) umfasst, der eine Kollisionsdetektionseinrichtung bildet, wobei dieser Automat einen ersten Schritt umfasst, in dem er durch einen Sendungsbestätigungsbefehl in den aktiven Zustand versetzt wird, um den schnellen Sendung/Empfangs-Wechsel des Sender/Empfängers gemäß dem genannten gewählten Kamm zu steuern, und einen zweiten Schritt umfasst, in dem er bei Nichtvorhandensein einer Kollision dem Sender/Empfänger die Sendung der Daten befiehlt.

13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Sende-Empfangs-Funkvorrichtung auf einem Sende-/Empfangskanal mit Frequenzmultiplex-Betrieb arbeitet.

14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Sende-Empfangs-Funkvorrichtung auf einem Sende-/Empfangskanal mit Zeitmultiplex-Betrieb arbeitet.