DE10153385A1

DE10153385A1 - Verfahren zur objektorientierten Datenkommunikation zwischen Schichten eines Datenkommunikationsprotokolls

Info

Publication number: DE10153385A1
Application number: DE10153385A
Authority: DE
Inventors: Ingolf Meier
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2001-10-30
Filing date: 2001-10-30
Publication date: 2003-05-22
Also published as: WO2003041420A3; WO2003041420A2

Abstract

Bei einem Verfahren zur objektorientierten Datenkommunikation zwischen einer ersten Schicht (MAC) und einer zweiten Schicht (PHY) eines Datenkommunikationsprotokolls werden Daten und Informationen über Eigenschaften der Daten in einer höheren Schicht bereitgestellt. Anschließend werden die Daten Transportkanälen zwischen der ersten Schicht (MAC) und der zweiten Schicht (PHY) zugewiesen, die in Datenblöcke entsprechend der Größe von Symbolen unterteilt sind. Es werden Farbinformationen als Informationen über die Eigenschaften der Symboldaten erzeugt und den Symboldaten ein die Farbinformationen enthaltender Kopfabschnitt vorangestellt. Symboldaten und Kopfabschnitt werden von der ersten Schicht (MAC) zu der zweiten Schicht (PHY) transportiert. Mittels des Kopfabschnittes wird die zweite Schicht (PHY) durch einen Datenkommunikationsvorgang geführt. Das Verfahren vereinfacht und standardisiert zugleich den durch die "Farbe" gekennzeichneten Datenaustausch zwischen der ersten Schicht (MAC) und der zweiten Schicht (PHY).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur objektorientierten Datenkommunikation zwischen Schichten eines Datenkommunikationsprotokolls, und bezieht sich insbesondere auf ein Verfahren zur objektorientierten Datenkommunikation zwischen unteren Schichten eines Datenkommunikationsprotokolls für ein drahtloses Breitband-Funknetzwerk (BRAN: Broadband Radio Access Network).

Typische Datenkommunikationsprotokolle beruhen auf dem bekannten OSI-(Open System Interconnection-)Schichtenmodell, bei welchem in einer Schicht Nutzdaten enthaltende Dateneinheiten oder -pakete (sogenannte SDU: Service Data Units) von einer vorangehenden Schicht entgegengenommen werden, durch Anfügen von Kopfabschnitten und/oder nachgestellten Endabschnitten mit schichtspezifischen Informationen (sogenannte PCI: Protocol Control Information) ergänzt werden und als sogenannte PDU's (Protocol Data Unit) dieser Schicht an eine nächstfolgende Schicht weitergegeben werden. Die in den Kopf- bzw. Endabschnitten enthaltenen Informationen betreffen nur Informationen bezüglich gleicher Schichten kommunizierender Entitäten. Als Entität wird allgemein eine Kommunikationseinheit bezeichnet, welche mehrere Schichten umfasst - z. B. ein Endgerät.

Häufig müssen vorangehende oder höhere Schichten Informationen an andere, tiefere Schichten übergeben. Zu diesem Zweck werden bei auf dem OSI-Referenzmodell basierenden Protokollen, beispielsweise IEEE 802.3, IEEE 802.11 und deren Derivaten, sogenannte Primitive ("primitives") zwischen einer unmittelbar vorangehenden und einer unmittelbar nachfolgenden Schicht eingefügt. Die Verwendung von Primitiven zur Informationsübergabe zwischen benachbarten Schichten ist z. B. in dem Buch "Data Communications, Computer Networks and OSI", Fred Halsall, 2^nd Ed. Addison-Wesley Publishing Ltd., Wokingham, England, UK, 1988, ISBN: 0-201-18244-0 in den Kapiteln 6.5.3-6.6.1 und 10.4.2, beschrieben.

Das auf der Verwendung von Primitiven basierende Verfahren weist den Nachteil auf, dass es für hohe Datenraten zu langsam ist und Übergabe- bzw. Handshake-Prozeduren sowie Signalisierungsleitungen für die Primitiven erfordert, so dass sich die praktische Umsetzung in den meisten Fällen als schwierig und unpraktisch erweist.

Bei anderen bekannten Verfahren werden unter anderem Steuerleitungen oder zusätzliche separate Datenleitungen zur Informationsübergabe zwischen verschiedenen Schichten eingesetzt. Dies führt zu erhöhter Komplexität, erhöhter Anzahl von Anschlusskontakten bzw. Verbindungspunkten, überdimensionierten Steuerleitungen, Synchronisationserfordernissen und Zusatzaufwand bei Verarbeitung nicht relevanter Daten aufgrund von Problemen in Zusammenhang mit Multiplex-Schnittstellen und Zeitverhalten.

Die vorstehenden Nachteile führen bei den bekannten Verfahren zu beträchtlichen Verarbeitungsüberhängen, die höhere Kosten verursachen und zu Lasten der Übertragungsbandbreite des verwendeten Mediums gehen.

Im Zuge der Entwicklung neuer Datenkommunikationstechnologien wurden unlängst verschiedene Normen zur drahtlosen Datenkommunikation vorgeschlagen und standardisiert. Eine dieser Normen ist der im Rahmen des Broadband Radio Access Networks (BRAN)-Projekts des European Telecommunications Standards Institute (ETSI) definierte High Performance Radio Local Area Network Type 2 (Hiperlan/2)-Standard (nachstehend in Kurzform als ETSI Hiperlan/2 bezeichnet).

ETSI Hiperlan/2 verwendet ein anderes Protokoll-Referenzmodell oder Schichtenmodell, welches vereinfacht in Fig. 1 gezeigt ist. In diesem Schichtenmodell ist der Protokollstapel in eine Steuerebene und eine Benutzerebene unterteilt, wobei der Steuerebene unter anderem Funktionen zur Steuerung der Herstellung einer Verbindung, der Freigabe einer Verbindung und der Überwachung zugeordnet sind, und die Benutzerebene Funktionen zur Übertragung von Daten über hergestellte Verbindungen beinhaltet. Ferner sind bei diesem Schichtenmodell drei Grundschichten vorhanden: eine physikalische Schicht (PHY), eine Datenverbindungs-Steuerschicht (Data Link Control Layer, DLC) und eine Konvergenzschicht (Convergence Layer, CL). Über diesen drei Grundschichten befinden sich höhere Schichten HL. Das unterhalb der PHY-Schicht befindliche Übertragungsmedium (Medium) ist, wie auch beim OSI-Modell üblich, nicht dargestellt. Übergabepunkte zwischen benachbarten Schichten werden wie üblich als SAP (Service Access Points) bezeichnet (müssen aber nicht unbedingt mit denen des OSI- Modells identisch sein).

Das Übertragungsformat in der physikalischen Schicht PHY ist durch Signalfolgen (sogenannte Bursts) gegeben, die jeweils aus einem Präambelteil und einem Datenteil bestehen.

Die Datenverbindungs-Steuerschicht DLC bildet die logische Verbindung zwischen einem Zugangspunkt (Access Point, AP) des Netzes und einem typischer Weise aber nicht notwendiger Weise mobilen Endgerät (Mobile Terminal, MT) und beinhaltet Funktionen für sowohl den Zugriff auf das Medium als auch die Übertragung (auf Benutzerebene) und die Endgeräte/Benutzer- und Verbindungssteuerung (auf Steuerebene).

Infolgedessen besteht die Datenverbindungs-Steuerschicht DLC aus einem Satz von Unterschichten: dem Mediumzugriffsteuer- (Medium Access Control, MAC)-Protokoll, welches unter anderem den Zugriff auf das Übertragungsmedium regelt, dem Fehlersteuer (Error Control, EC)-Protokoll, und dem Funkverbindungssteuer (Radio Link Control, RLC)-Protokoll mit den zugeordneten Signalisierungsentitäten DLC-Verbindungssteuerung (DLC Connection Control, DCC), Funkressourcensteuerung (Radio Resource Control, RRC) und der Zuweisungssteuerfunktion (Association Control Function, AFC).

Die vorstehenden Protokolle, Steuerungen und Funktionen sind in den zugrunde liegenden ETSI-Standards umfassend dokumentiert und beispielsweise in Martin Johnsson: "Hiperlan/2 - The Broadband Radio Transmission Technology Operating in the 5 GHz Frequency Band", Version 1.0, HiperLAN/2 Global Forum, 1999 näher beschrieben.

Das ETSI Hiperlan/2-Schichtenmodell ist für symbolbasierte OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)-Übertragungen unter Verwendung eines TDMA (Time Division Multiple Access)/TDD (Time Division Duplexing)-Protokolls optimiert. Es bildet Daten in sogenannten Symbolen ab, die über das Medium (meistens eine Luftschnittstelle) als Funksignal übertragen werden. OFDM ist ein paralleles Mehrkanal-Übertragungsverfahren, bei welchem die Bits eines Symbols durch den in der Schicht PHY durchgeführten Signalerzeugungsvorgang (z. B. Rate der Kanalkodierung, Modulation, Präambel, Ende, Schutzintervall des Symbols) auf mehrere Unterkanäle/Unterträger der Schnittstelle zum Medium aufgeteilt und parallel übertragen werden. Die Anzahl der Bits eines Symbols ist dabei abhängig von dem in der Schicht PHY durchgeführten Signalerzeugungsvorgang (z. B. Rate der Kanalkodierung, Modulation).

Fig. 2 zeigt vereinfacht und auszugsweise Zusammenhänge der Abbildung und "Farbgebung" von Daten zur Erzeugung von Bursts in ETSI Hiperlan/2. In ETSI Hiperlan/2 sind jedem Symbol bestimmte Eigenschaften wie beispielsweise Datenrate, Modulation, Leistung usw. zugeordnet. Diese Eigenschaften können sich zwischen aufeinanderfolgenden Symbolen ändern. Nachstehend werden diese Eigenschaften eines Symbols als "Farbe eines Symbols" oder "Farbe" und die Farbe betreffende Informationen als zur Farbgebung verwendete Farbinformationen bezeichnet.

Schichten wie beispielsweise die MAC-Schicht und die RLC- Schicht, die DLC-Verbindungssteuerung DCC, die RRC und die ACF können über die PHY-Schicht in Fig. 1 die Farbe beeinflussen. Daher muß die Farbe zwischen den verschiedenen Schichten auf einer symbolweisen Basis der PHY-Schicht übermittelt werden.

Protokolle wie etwa IEEE 802.11 legen die Farbänderung zu Beginn eines Bursts fest. Danach bleibt die Farbe über einen Burst unverändert. In ETSI Hiperlan/2 hingegen ist dies nicht unbedingt der Fall, da sich wie erwähnt die Signalfarbe innerhalb eines Bursts ändern kann.

Ein Burst der PHY-Schicht besteht aus einer Präambel, PDU's der DLC-Schicht (es gibt mehrere Typen davon, nämlich SCH: Short Transport Channel; LCH: Long Transport Channel, BCH: Broadcast Channel; FCH: Frame control Channel; ACH: Access feedback Channel; RCH: Random access Channel), dazwischen liegenden Schutzzeiten und einem Endabschnitt. Die Länge eines Bursts ist abhängig von der Farbe der darin enthaltenen Symbole. Aus Fig. 2 wird beispielsweise deutlich, dass sich bei einer Ratenänderung des Dateninhalts eines SCH-Transportkanals dessen Symbolanzahl von 1 auf 3 Symbole erhöhen kann.

Bisher werden zur Bereitstellung der Farbinformationen anwendungsfallabhängig verschiedene Ansätze, wie beispielsweise die Verwendung der vorgenannten Primitiven, die Übertragung über Steuerleitungen oder separate Datenleitungen, oder die Extraktion derselben durch teilweise Interpretation des Kopfabschnitts in jeder Schicht, verfolgt, die jeweils zu beträchtlichen Verarbeitungsüberhängen und dadurch zu hohem Aufwand bei Technik und Kosten führen. Ein genormtes Verfahren zur Bereitstellung der Farbinformationen ist hingegen noch nicht bekannt.

Ferner ist zu beachten, dass in ETSI Hiperlan/2 die Farbe während eines Datenaustauschs nicht zwischen Entitäten übertragen, sondern getrennt von diesen transportiert wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein normierbares Verfahren zur Bereitstellung von Farbinformationen zwischen Schichten eines Datenkommunikationsprotokolls zu schaffen, welches innerhalb einer Entität zu nur geringem sowie außerhalb der Entität und bezüglich des zugrunde liegenden Mediums zu keinem Verarbeitungsüberhang führt und dadurch die Verarbeitung von Daten zwischen Schichten innerhalb von Entitäten erleichtert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1, eine Vorrichtung gemäß Patentanspruch 12 oder 13, und ein System gemäß Patentanspruch 24 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens sind Gegenstand der beigefügten Unteransprüche.

Im Einzelnen umfaßt somit ein Verfahren zur objektorientierten Datenkommunikation zwischen einer ersten Schicht und einer zweiten Schicht eines Datenkommunikationsprotokolls die Schritte: Bereitstellen von Daten und Informationen über Eigenschaften der Daten in zumindest einer höheren Schicht; Zuweisen der Daten zu Transportkanälen zwischen der ersten Schicht (MAC) und der zweiten Schicht (PHY), die in Datenblöcke entsprechend den Datenmengen von Symbolen unterteilt sind; Erzeugen von Farbinformationen als die Informationen über die Eigenschaften der einem Datenblock zugeordneten Symboldaten, wobei Symboldaten als Daten und zugehörige Farbinformationen als Eigenschaften dieser Daten ein Objekt des Protokolls repräsentieren; und Transportieren sowohl der Farbinformationen als auch der Symboldaten von der ersten Schicht (MAC) zu der zweiten Schicht (PHY), wobei den Symboldaten ein die Farbinformationen enthaltender Abschnitt hinzugefügt, insbesondere ein Kopfabschnitt vorangestellt, wird, mittels dem die zweite Schicht (PHY) durch einen Datenkommunikationsvorgang geführt wird.

Hierbei ist der vorzugsweise als Kopfabschnitt ausgeführte Abschnitt ein virtueller Abschnitt, der nur von der ersten Schicht zu der zweiten Schicht, nicht jedoch über einen übergeordneten Datentransportkanal übertragen wird, und ein virtueller Abschnitt, der in sowohl einem Sendevorgang als auch einem Empfangsvorgang von der ersten Schicht zu der zweiten Schicht übertragen wird.

Vorteilhaft werden dann bei einem Sendevorgang der Datenkommunikation die Farbinformationen und die Symboldaten von der ersten Schicht zu der zweiten Schicht übertragen, und bei einem Empfangsvorgang der Datenkommunikation nur die Farbinformationen von der ersten Schicht zu der zweiten Schicht übertragen.

Eine weitere vorteilhafte Verfahrensgestaltung kennzeichnet sich dadurch, dass bei dem Sendevorgang keine Daten über einen Empfangspfad der Datenkommunikation übertragen werden müssen, und bei dem (häufig wesentlich komplexeren) Empfangsvorgang Daten über sowohl den Sendepfad als auch den Empfangspfad der Datenkommunikation übertragen werden können.

Bevorzugt ist darüber hinaus, dass bei dem Sendevorgang der den Daten vorangestellte virtuelle Kopfabschnitt (bzw. allgemein der hinzugefügte Abschnitt) zur Sendeverarbeitung zugeordneter Symboldaten zusammen mit den zugeordneten Symboldaten als eine für die Übertragung von der ersten Schicht zu der zweiten Schicht geeignete Informationseinheit übertragen wird (objektorientiertes Prinzip), und bei dem Empfangsvorgang der den Daten vorangestellte virtuelle Kopfabschnitt (bzw. allgemein der hinzugefügte Abschnitt) zur Empfangsverarbeitung zugeordneter Symboldaten vor dem Empfang der zugeordneten Symboldaten von der ersten Schicht zu der zweiten Schicht übertragen wird.

Als Objekt wird in der Datentechnik eine Gesamtheit bestehend aus Daten und Eigenschaften dieser Daten (die auf die Daten wirkenden Operationen) bezeichnet. Ein hier betrachtetes Objekt besteht aus den einem Symbol zugeordneten Daten und deren Farbe. Die Daten und die Farbe (d. h. die Operationen, die auf die Daten in der PHY-Schicht einwirken sollen) sind in dem Objekt verkapselt. Das Objekt ist in Form der beschriebenen Informationseinheit realisiert. Gemäß dem objektorientierten Prinzip ist die Farbe also zwischen den Schichten mit den Daten eines Symbols assoziiert und diesen zugeordnet, wodurch die Informationseinheit "Objekt" geformt wird, und diese Informationseinheiten werden erfindungsgemäß auf objektbasierte Weise der PHY-Schicht übertragen.

Die Verarbeitung in der zweiten Schicht beinhaltet insbesondere, dass bei dem Sendevorgang die Farbinformationen und die Symboldaten in der zweiten Schicht getrennt und die Farbinformationen zur Formatierung der Symboldaten verwendet werden.

Bevorzugt wird hierbei zur Formatierung eine Verarbeitung der Symboldaten in der zweiten Schicht aus einer Vielzahl möglicher Verarbeitungen in Übereinstimmung mit den durch die Farbinformationen repräsentierten Eigenschaften der Daten ausgewählt.

In einem speziellen Datenkommunikationsverfahren ist die erste Schicht eine Mediumzugriffsteuerschicht des Datenkommunikationsprotokolls, und ist die zweite Schicht eine physikalische Schicht des Datenkommunikationsprotokolls.

Ein solches Datenkommunikationsverfahren kann beispielsweise die Datenkommunikation in einer drahtlosen Breitband-Kommunikation in Breitband-Funknetzwerken sein, bei dem das Datenkommunikationsprotokoll das ETSI Hiperlan/2-Protokoll ist. Möglich ist auch der Einsatz der Erfindung im Rahmen des Protokolls IEEE 802.11.

Bevorzugt umfassen sodann eine Vorrichtung und ein System geeignete Einrichtungen zur Durchführung des vorgenannten Verfahrens.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels, das gegenwärtig als die beste Ausführungsform der Erfindung betrachtet wird, unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine vereinfachte Darstellung des bekannten Protokoll- Referenzmodells für ETSI Hiperlan/2;
Fig. 2 eine vereinfachte und auszugsweise Darstellung der Zusammenhänge der Abbildung und Farbgebung von Daten zur Erzeugung von Signalfolgen (Bursts) in ETSI Hiperlan/2;
Fig. 3 eine vereinfachte Darstellung des Verfahrens zur objektorientierten Datenkommunikation zwischen Schichten eines Datenkommunikationsprotokolls gemäß einem Ausführungsbeispiel;
Fig. 4 eine vereinfachte Darstellung eines bei dem Verfahren zur objektorientierten Datenkommunikation zwischen Schichten eines Datenkommunikationsprotokolls gemäß dem Ausführungsbeispiel verwendeten Kopfabschnitts;
Fig. 5 eine vereinfachte Darstellung eines bei dem Verfahren gemäß dem Ausführungsbeispiel durchgeführten Austauschs von Kopfabschnitten für die Übertragung; und
Fig. 6 eine vereinfachte Darstellung eines bei dem Verfahren gemäß dem Ausführungsbeispiel durchgeführten Austauschs von Kopfabschnitten für den Empfang.
Fig. 3 zeigt eine vereinfachte Darstellung des Verfahrens zur objektorientierten Datenkommunikation zwischen Schichten eines Datenkommunikationsprotokolls gemäß einem Ausführungsbeispiel.
Bei dem Protokoll IEEE 802.11a kann die PHY-Schicht Informationen über die Modulation und die Rate relativ leicht aus dem Kopfabschnitt des Konvergenzprotokolls für die physikalische Schicht (Physical Layer Convergence Protocol, PLCP) extrahieren.
Bei ETSI Hiperlan/2 ist eine solche Extraktion aus dem PHY- Datenstrom nicht möglich, da nur die Protokollschichten oberhalb der PHY-Schicht Kenntnis darüber besitzen, welche Farbe (unter anderem beispielsweise Modulation, Rate, Schutzintervall und Präambel) zu verwenden sind, und daher in der Lage sind, über deren tatsächliche Verwendung zu entscheiden. Die PHY-Schicht hingegen besitzt keine vorangehende oder weitere Kenntnis über die Farbe, kann daher die Farbe nicht ermitteln, und muß somit durch sowohl den Sende- als auch den Empfangsprozess geführt werden.
Hierzu sind demgemäß bei ETSI Hiperlan/2 zusätzliche Informationen erforderlich, die auf symbolweiser Basis in die PHY- Schicht zu transportieren sind, wie in Fig. 3 dargestellt.
Die Farbgebung eines typischen ETSI Hiperlan/2-Symbols beinhaltet unter anderem die Datenrate, die Verwürfelungssteuerung, die Auswahl der Präambel, die Punktierung, die Leistung, und die Länge des Schutzintervalls. Die Informationen der objektorientierten Datenkommunikation zwischen Schichten eines Datenkommunikationsprotokolls (in Kurzform nachstehend als objektorientierte Zwischenschichtkommunikation bezeichnet) können ein gegenwärtiges Symbol und/oder nachfolgende Symbole beeinflussen. Beispielsweise ist es bei ETSI Hiperlan/2 vorteilhaft, einige Informationen, wie etwa Informationen über die zu verwendende Präambel, die Datenrate, den Leistungspegel und die Schutzintervalllänge, vorab in dem vorangehenden Kopfabschnitt der objektorientierten Zwischenschichtkommunikation zu übermitteln.
Fig. 3 zeigt, dass noch in der MAC-Schicht eine symbolweise Zerlegung der Daten erfolgt (Daten für Symbol 1, Daten für Symbol 2, . . . usw.). Diesen Symboldaten wird dann - ebenfalls noch in der MAC-Schicht - die zugehörige Farbinformation in Form eines virtuellen Kopfabschnitts vorangestellt. Die Informationseinheiten bestehend aus Kopfabschnitt und Symboldaten werden dann (beim Sendevorgang) der nächst tieferen Schicht PHY zugeführt.
Anhand Fig. 3 wird die Bedeutung des Begriffs "objektorientierte Datenkommunikation" klar. Die Daten und die Farbe (d. h. die Operationen, die auf die Daten in der PHY-Schicht einwirken sollen) sind in einem "Objekt" verkapselt. Dieses ist beispielhaft in Form der beschriebenen Informationseinheit realisiert.
Fig. 4 zeigt eine vereinfachte Darstellung eines bei dem vorgeschlagenen Verfahren zur objektorientierten Zwischenschichtkommunikation verwendeten virtuellen Kopfabschnitts, welcher Informationen für die ETSI Hiperlan/2-Farbgebung enthält. Die Abfolge der einzelnen Felder ist vorteilhaft aber nicht zwingend. Es wird angemerkt, dass in diesem Kopfabschnitt tatsächlich auch sämtliche Farbinformationen für ein IEEE 802.11a-Symbol enthalten sind.
Der Kopfabschnitt für die objektorientierte Zwischenschichtkommunikation wird über die Sende/Empfangs-Schnittstelle ausgetauscht. Diese Schnittstelle ist in beiden Richtungen für schnelle Datenübertragung ausgelegt und hat Bezug zu sowohl Daten als auch Datenübertragung.
Mittels dieses Kopfabschnittes wird die Information für die Führung durch die PHY-Schicht und die Farbgebung der Symbole transportiert. Der Kopfabschnitt ist bei der Übertragung den Symboldaten, d. h. den normalen Daten in Fig. 4, vorgeordnet und liegt beim Empfang bereits vor den Symboldaten vor.
Der führende Kopfabschnitt der objektorientierten Zwischenschichtkommunikation wird nicht über das Medium (d. h. den Funkkanal) übertragen. Hierin besteht ein grundlegender Unterschied zu dem derzeit verwendeten herkömmlichen Konzept der Kopfabschnitte.
Nachstehend wird der Austausch von Kopfabschnitten bei der objektorientierten Zwischenschichtkommunikation für den Sendevorgang und den Empfangsvorgang unter Bezugnahme auf Fig. 5 und 6 beschrieben.
Fig. 5 zeigt eine vereinfachte Darstellung eines bei dem Verfahren zur objektorientierten Zwischenschichtkommunikation durchgeführten Austauschs von Kopfabschnitten für die Übertragung aus der Sicht der PHY-Schicht.
Zur Übertragung werden Farbinformationen einschließlich der Modulation, der Punktierung neben anderen Informationen aus der RLC-Schicht, der Datenverbindungsschicht und der MAC- Schicht erhalten. Vor die Daten wird ein virtueller Kopfabschnitt für die objektorientierte Zwischenschichtkommunikation hinzugefügt und so eine Informationseinheit bestehend aus dem Kopfabschnitt und den Daten für ein Symbol erzeugt, die zur Übertragung von der MAC-Schicht über den Sendepfad zu der PHY-Schicht geeignet ist. Die PHY-Schicht entpackt die Informationseinheit und trennt diese wieder in den virtuellen Kopfabschnitt der objektorientierten Zwischenschichtkommunikation und die Symboldaten auf. Die Daten durchlaufen auf bekannte Art und Weise die üblichen Verarbeitungsschritte, wie beispielsweise die Verschlüsselung bzw. Verwürfelung ("scrambling"), die Punktierung, die Einfügung des Schutzintervalls und das Anfügen der Präambel, wobei die Farbe des virtuellen Kopfabschnitts durch die Datenverarbeitungsstufen führt oder diese bewirkt bzw. beeinflußt. Es sei angemerkt, dass während eines Übertragungsvorgangs keine Daten über den Empfangspfad ausgetauscht werden müssen.
Fig. 6 zeigt eine vereinfachte Darstellung eines bei dem Verfahren zur objektorientierten Zwischenschichtkommunikation durchgeführten Austauschs von Kopfabschnitten für den Empfang aus der Sicht der PHY-Schicht.
ETSI Hiperlan/2 erfordert, dass die Mediumzugriffsteuerung (MAC) die PHY-Schicht mittels dem Protokoll durch den Empfangsprozess führt. Hierzu muß bei dem Empfangsvorgang der die Symbolfarbinformationen enthaltende virtuelle Kopfabschnitt von der MAC-Schicht über den Sendepfad an die PHY- Schicht gesendet werden, und es müssen die empfangenen Daten von der PHY-Schicht über den Empfangspfad an die MAC-Schicht gesendet werden. Hierbei ist es vorteilhaft, obwohl nicht notwendig, den Empfangspfad und den Sendepfad synchron zu halten. Für den Empfang werden Farbinformationen einschließlich der Modulation und der Punktierung für jedes empfangene Symbol neben anderen Informationen aus der RLC-Schicht, der Datenverbindungsschicht und der MAC-Schicht erhalten. Diese Informationen werden vor dem Empfang eines Symbols an die PHY-Schicht gesendet und führen oder bewirken bzw. beeinflussen den Empfangsprozess des Symbols und der Datengewinnung. Die symbolweise gewonnenen Daten werden auf bekannte Art und Weise von der PHY-Schicht über den Empfangspfad zu der MAC- Schicht gesendet. Während des Empfangsvorgangs werden Daten über sowohl den Sendepfad als auch den Empfangspfad ausgetauscht.
Wie vorstehend beschrieben wurde, werden somit auf einfache Art und Weise eine elegante, einheitliche und effiziente Schnittstelle und ein Verfahren zur schnellen Handhabung von Daten zwischen der MAC-Schicht und der PHY-Schicht beispielsweise in ETSI Hiperlan/2 vorgeschlagen, bei welchen eine höhere Schicht Daten und Informationen über deren Inhalte bereitstellt. Der Inhalt beeinflußt die Auswahl der Art der Behandlung der Daten. Die Daten selbst werden Transportkanälen zugewiesen, welche in Datenblöcke der Datenmengen von Symbolen angeordnet sind. Die Dateninhalte von Symbolen können in Abhängigkeit von ihrer Modulation und Punktierung (d. h. der Datenrate) variieren.
Auf dieser Grundlage werden gleichzeitig mit der Erzeugung eines Symbols in der MAC-Schicht Farbinformationen erzeugt und sowohl die Farbe des Symbols als auch die Daten des Symbols in die PHY-Schicht transportiert, wobei den Symboldaten ein virtueller Kopfabschnitt vorangestellt ist, der die Farbinformationen enthält und bei einer Übertragung von der MAC- Schicht in die PHY-Schicht übertragen wird. In der PHY- Schicht werden die Farbe und die Daten wieder getrennt, und werden die Farbinformationen zur Formatierung der Daten verwendet. Die Daten selbst werden auf bekannte Art und Weise verarbeitet.
Die objektorientierte Zwischenschichtkommunikation nutzt somit den virtuellen Kopfabschnitt, welcher nicht übertragen wird, sondern die Übertragung bewirkt. Mit anderen Worten führt die objektorientierte Zwischenschichtkommunikation das Datenobjekt zusammen mit seinen einschließenden Kopfabschnitten durch den Farbgebungsprozess. Für den Empfangsvorgang erfordert die PHY-Schicht ebenfalls eine solche Führung, wobei vergleichbar zu dem Sendevorgang die Farbinformationen, jedoch ohne den Datenabschnitt, von der MAC-Schicht zu der PHY- Schicht gesendet werden.
Es wird somit ein Verfahren zur Bereitstellung der Farbinformationen für z. B. in ETSI Hiperlan/2 bereitgestellt, bei dem durch Zusammenhalten von Daten und Farbe ein Objekt erzeugt und ein Kopfabschnitt für objektorientierte Zwischenschichtkommunikation an dem Übergang zwischen der MAC-Schicht und der PHY-Schicht verwendet wird. Das Verfahren vereinfacht und standardisiert zugleich den durch die "Farbe" gekennzeichneten Datenaustausch zwischen der ersten Schicht (MAC) und der zweiten Schicht (PHY). Anzumerken ist, dass der Kopfabschnitt wie bereits erwähnt nicht auf dem Medium übertragen wird und daher keine Bandbreite auf dem Medium verbraucht. Mit anderen Worten werden die Farbinformationen über die höheren Schichten ausgetauscht, so dass das Übertragungsmedium vorteilhaft nicht durch Farbinformationen von Symboldaten belastet oder belegt wird.

Claims

1. Verfahren zur objektorientierten Datenkommunikation zwischen einer ersten Schicht (MAC) und einer zweiten Schicht (PHY) eines Datenkommunikationsprotokolls, mit den Schritten:
Bereitstellen von Daten und Informationen über Eigenschaften der Daten in zumindest einer höheren Schicht;
Zuweisen der Daten zu Transportkanälen zwischen der ersten Schicht (MAC) und der zweiten Schicht (PHY), die in Datenblöcke entsprechend den Datenmengen von Symbolen unterteilt sind;
Erzeugen von Farbinformationen als die Informationen über die Eigenschaften der einem Datenblock zugeordneten Symboldaten, wobei Symboldaten als Daten und zugehörige Farbinformationen als Eigenschaften dieser Daten ein Objekt des Protokolls repräsentieren;
Transportieren sowohl der Farbinformationen als auch der Symboldaten von der ersten Schicht (MAC) zu der zweiten Schicht (PHY), wobei den Symboldaten ein die Farbinformationen enthaltender Abschnitt hinzugefügt, insbesondere ein Kopfabschnitt vorangestellt wird, mittels dem die zweite Schicht (PHY) durch einen Datenkommunikationsvorgang geführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschnitt ein virtueller Abschnitt ist, der nur von der ersten Schicht (MAC) zu der zweiten Schicht (PHY), nicht jedoch über einen übergeordneten Datentransportkanal, insbesondere das Übertragungsmedium, übertragen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschnitt ein virtueller Abschnitt ist und in sowohl einem Sendevorgang als auch einem Empfangsvorgang von der ersten Schicht (MAC) zu der zweiten Schicht (PHY) übertragen wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Sendevorgang der Datenkommunikation die Farbinformationen und die Symboldaten von der ersten Schicht (MAC) zu der zweiten Schicht (PHY) übertragen werden, und bei einem Empfangsvorgang der Datenkommunikation nur die Farbinformationen von der ersten Schicht (MAC) zu der zweiten Schicht (PHY) übertragen werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Sendevorgang keine Daten über einen Empfangspfad der Datenkommunikation übertragen werden, und bei dem Empfangsvorgang Daten über sowohl den Sendepfad als auch den Empfangspfad der Datenkommunikation übertragen werden.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Sendevorgang der den Daten vorangestellte virtuelle Abschnitt zur Sendeverarbeitung zugeordneter Symboldaten zusammen mit den zugeordneten Symboldaten als eine für die Übertragung von der ersten Schicht (MAC) zu der zweiten Schicht (PHY) geeignete Informationseinheit übertragen wird, und bei dem Empfangsvorgang der den Daten vorangestellte virtuelle Abschnitt zur Empfangsverarbeitung zugeordneter Symboldaten vor dem Empfang der zugeordneten Symboldaten von der ersten Schicht (MAC) zu der zweiten Schicht (PHY) übertragen wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Sendevorgang die Farbinformationen und die Symboldaten in der zweiten Schicht (PHY) getrennt und die Farbinformationen zur Formatierung der Symboldaten verwendet werden.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Formatierung eine Verarbeitung der Symboldaten in der zweiten Schicht (PHY) aus einer Vielzahl möglicher Verarbeitungen in Übereinstimmung mit den durch die Farbinformationen repräsentierten Eigenschaften der Daten ausgewählt wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht (MAC) eine Mediumzugriffsteuerschicht des Datenkommunikationsprotokolls ist, und die zweite Schicht (PHY) eine physikalische Schicht des Datenkommunikationsprotokolls ist.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenkommunikation eine drahtlose Breitband-Kommunikation in Breitband-Funknetzwerken (BRAN) ist.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Datenkommunikationsprotokoll das ETSI Hiperlan/2 Protokoll oder IEEE 802.11 Protokoll ist.

12. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11.

13. Vorrichtung zur objektorientierten Datenkommunikation zwischen einer ersten Schicht (MAC) und einer zweiten Schicht (PHY) eines Datenkommunikationsprotokolls, gekennzeichnet durch:
eine Einrichtung zum Bereitstellen von Daten einschließlich Informationen über Eigenschaften der Daten in einer höheren Schicht;
eine Einrichtung zum Zuweisen der Daten zu Transportkanälen zwischen der ersten Schicht (MAC) und der zweiten Schicht (PHY), die in Datenblöcke entsprechend den Datenmengen von Symbolen unterteilt sind, welche Objekte des Protokolls repräsentieren und Symboldaten als die Daten und Farbinformationen als die Informationen über Eigenschaften der Daten enthalten;
eine Einrichtung zum Erzeugen der Farbinformationen gleichzeitig mit der Erzeugung eines Symbols in der ersten Schicht (MAC); und
eine Einrichtung zum Transportieren sowohl der Farbinformationen als auch der Symboldaten von der ersten Schicht (MAC) zu der zweiten Schicht (PHY), wobei den Symboldaten ein die Farbinformationen enthaltender Abschnitt hinzugefügt, insbesondere Kopfabschnitt vorangestellt wird, mittels dem die zweite Schicht (PHY) durch einen Datenkommunikationsvorgang geführt wird.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Übertragung des Abschnitts in Form eines virtuellen Abschnitts nur von der ersten Schicht (MAC) zu der zweiten Schicht (PHY), nicht jedoch über einen übergeordneten Datentransportkanal.

15. Vorrichtung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Übertragung des Abschnitts in Form eines virtuellen Abschnitts in sowohl einem Sendevorgang als auch einem Empfangsvorgang von der ersten Schicht (MAC) zu der zweiten Schicht (PHY).

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Übertragung, bei einem Sendevorgang der Datenkommunikation, der Farbinformationen und der Symboldaten von der ersten Schicht (MAC) zu der zweiten Schicht (PHY), und, bei einem Empfangsvorgang der Datenkommunikation, nur der Farbinformationen von der ersten Schicht (MAC) zu der zweiten Schicht (PHY).

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Übertragung bei dem Sendevorgang keine Daten über einen Empfangspfad der Datenkommunikation überträgt, und bei dem Empfangsvorgang Daten über sowohl den Sendepfad als auch den Empfangspfad der Datenkommunikation überträgt.

18. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Übertragung bei dem Sendevorgang den den Daten hinzugefügten virtuellen Abschnitt zur Sendeverarbeitung zugeordneter Symboldaten zusammen mit den zugeordneten Symboldaten als eine für die Übertragung von der ersten Schicht (MAC) zu der zweiten Schicht (PHY) geeignete Informationseinheit überträgt, und bei dem Empfangsvorgang den den Daten hinzugefügten virtuellen Abschnitt zur Empfangsverarbeitung zugeordneter Symboldaten vor dem Empfang der zugeordneten Symboldaten von der ersten Schicht (MAC) zu der zweiten Schicht (PHY) überträgt.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Trennung der Farbinformationen und der Symboldaten in der zweiten Schicht (PHY) bei dem Sendevorgang, und eine Einrichtung zur Formatierung der Symboldaten auf der Grundlage der Farbinformationen.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Auswahl einer Verarbeitung der Symboldaten in der zweiten Schicht (PHY) aus einer Vielzahl möglicher Verarbeitungen in Übereinstimmung mit den durch die Farbinformationen repräsentierten Eigenschaften der Daten zur Formatierung.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht (MAC) eine Mediumzugriffsteuerschicht des Datenkommunikationsprotokolls ist, und die zweite Schicht (PHY) eine physikalische Schicht des Datenkommunikationsprotokolls ist.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenkommunikation eine drahtlose Breitband-Kommunikation in Breitband-Funknetzwerken (BRAN) ist.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Datenkommunikationsprotokoll das ETSI Hiperlan/2 Protokoll oder IEEE 802.11 Protokoll ist.

24. System mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 23 zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11.