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Die
Erfindung betrifft eine Empfangseinrichtung und eine Sendeeinrichtung
für die
Funkübertragung
von Datenpaketen, wobei die Empfangs- und die Sendeeinrichtung besondere
Vorrichtungen für die
Unterdrückung
von Störungen
aufweisen, die durch Burst-artige Veränderungen in der Datenrate bei
synchroner Übertragung
verursacht werden. Ferner betrifft die Erfindung entsprechende Verfahren.
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In
Schnurlos-Datenübertragungssystemen, wie
beispielsweise Bluetooth-Systemen, werden synchrone Daten paketweise übertragen.
Bei einer bestimmten Datenrate können
verschiedene Datenpakettypen mit unterschiedlichen Längen für eine synchrone Übertragung
verwendet werden. Unter einer synchronen Übertragung von Datenpaketen
wird eine Datenübertragung
verstanden, bei welcher die Übertragung
der Datenpakete bei einer konstanten Datenrate und einem vorgegebenen
Datenpakettyp periodisch erfolgt. Die Abstände zwischen der Übertragung
aufeinander folgender Datenpakete sind unter den vorstehend genannten
Nebenbedingungen gleich groß.
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Bei
einer synchronen Übertragung
ist die Übertragung
eines Datenpakets zeitlich durch einen synchronen Zeitpunkt charakterisiert.
Beispielsweise kann der synchrone Zeitpunkt der Zeitpunkt sein,
bei dem mit der Übertragung
des Datenpakets begonnen wird. Der synchrone Zeitpunkt weist die
gleiche Periodizität
auf wie die synchrone Übertragung
selbst.
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Der
Datenpakettyp, d.h. die Länge
der Datenpakete, kann auch während
der Verbindungslaufzeit geändert
werden. Bei einer konstanten Datenrate, beispielsweise bei 64 kBit/s
im Bluetooth-Standard, ergibt sich aus einer Änderung des Datenpakettyps
eine Änderung
der Häufigkeit,
mit welcher die Daten pakete übertragen
werden. Bei einer kürzeren Datenpaketlänge werden
mehr Datenpakete und bei einer längeren
Datenpaketlänge
werden weniger Datenpakete während
eines bestimmten Zeitintervalls übertragen.
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Des
Weiteren bedingt eine Änderung
des Datenpakettyps während
einer bestehenden Funkverbindung eine kurzzeitige Erhöhung oder
Verringerung der Datenrate. Eine derartige Erhöhung oder Verringerung der
Datenrate ist in auf dem Bluetooth-Standard basierenden Systemen
nicht deterministisch, da die Wahl des synchronen Zeitpunkts willkürlich ist.
Ohne besondere Maßnahmen
verursacht daher ein Wechsel des Datenpakettyps bei einer synchronen
Datenübertragung
eine Burst-artige Störung,
welche bei einer direkten Ausgabe der Datenpakete über ein
synchrones Medium in der Regel zu unerwünschten Effekten, wie beispielsweise
einem lauten Knacken bei Sprachwiedergabe, führt.
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Ein ähnlicher
Effekt tritt auf, wenn der synchrone Zeitpunkt, zu welchem das Datenpaket übertragen
wird, während
der Verbindungslaufzeit neu bestimmt werden muss und sich somit ändert. Dies ist
in Bluetooth-Systemen der Fall, wenn in einem Gerät gleichzeitig
eine synchrone Verbindung in einer Takt-Master-Rolle und eine andere synchrone Verbindung
in einer Takt-Slave-Rolle auftreten („Scatternet"). Würden die
synchronen Zeitpunkte der beiden Verbindungen nicht neu bestimmt,
so würden
aufgrund der Taktdrift zwischen Master und Slave die synchronen
Zeitpunkte während
der Verbindungslaufzeit aufeinander zu wandern. Die Neubestimmung
der synchronen Zeitpunkte ist wiederum gleichbedeutend mit Burst-artigen
Störungen
der Datenraten.
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In
Datenübertragungssystemen,
die auf dem Bluetooth-Standard 1.1 basieren, sind nur Datenpakettypen
mit jeweils 10, 20 oder 30 Werten (englisch: samples) zugelassen.
Wird während
der Verbindungslaufzeit der Datenpakettyp verändert, werden demnach nur maximal
20 Werte zerstört.
Des Weiteren muss ein Wechsel des Datenpakettyps beim Bluetooth-Standard 1.1 von außen explizit
initiiert werden und ist daher recht selten. Da die Auswirkungen
eines Wechsels des Datenpakettyps beim Bluetooth-Standard 1.1 nicht
gravierend sind, wurden die durch eine Änderung des Datenpakettyps
verursachten Störungen
bei auf diesem Standard basierenden Systemen in der Regel toleriert.
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Durch
die Einführung
des Bluetooth-Standards 1.2 ist es möglich geworden, dass ein Datenpaket
bis zu 180 Werte enthält.
Ferner werden Datenpakettypwechsel nunmehr nicht mehr manuell ausgelöst, sondern
automatisch erzeugt. Beispielsweise wird ein Wechsel des Datenpakettyps
durch das dynamische Anpassen an das verwendete Szenario, wie das
Hinzuschalten und Wegschalten von Verbindungen, erzwungen. Ein Datenpakettypwechsel
kommt folglich im Bluetooth-Standard 1.2 häufiger vor,
als dies im Bluetooth-Standard 1.1 der Fall war. Außerdem sind
die möglichen
Fehler im oben beschriebenen Scatternet-Szenario weitaus einschneidender, da
durch die langen Datenpakete lange Pausen zwischen den Übertragungen
einzelner Datenpakete möglich
sind und daher auch die Anzahl der möglichen synchronen Zeitpunkte
entsprechend groß ist.
Die daraus resultierenden Effekte sind demnach deutlich größer als
im Bluetooth-Standard 1.1.
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Aufgabe
der Erfindung ist daher, sowohl eine Empfangs- als auch eine Sendeeinrichtung
zu schaffen, durch welche die durch eine Burst-artige Veränderung
der Datenrate verursachten Störungen
verringert werden. Des Weiteren sollen entsprechende Verfahren angegeben
werden.
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Die
der Erfindung zugrunde liegende Aufgabenstellung wird durch die
Merkmale der unabhängigen
Patentansprüche
1, 8, 15 und 21 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind
in den Unteransprüchen
angegeben.
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Die
erfindungsgemäße Empfangseinrichtung dient
zum Empfangen von Datenpaketen über
Funk. Die erfindungsgemäße Empfangsein richtung
weist einen Zwischenspeicher und eine Regelungseinheit auf.
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Ein
erster wesentlicher Gedanke der Erfindung besteht darin, die empfangenen
Datenpakete in einem Zwischenspeicher zwischenzuspeichern. Dadurch
werden kurzzeitig erhöhte
oder verringerte Datenraten, die beispielsweise durch einen Wechsel des
Datenpakettyps oder eine Neubestimmung des synchronen Zeitpunkts
verursacht werden, zunächst einmal
abgepuffert, da aus dem Zwischenspeicher die Daten weiterhin mit
einer konstanten Datenrate ausgegeben werden können und somit die Burst-artigen
Störungen
nicht an nachgeschaltete Verarbeitungseinheiten weitergeleitet werden.
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Allerdings
ist zu bedenken, dass sich der Füllstand
des Zwischenspeichers bei jeder Burst-artigen Erhöhung oder
Verringerung der Datenrate ändert.
Ferner kann der Füllstand
des Zwischenspeichers von anderen Faktoren, wie beispielsweise Schwankungen
in der Software-Abarbeitungszeit oder Clock-Drift-Effekten, beeinflusst werden.
Da die Größe des Zwischenspeichers
begrenzt ist, können die
beschriebenen Effekte nach einer gewissen Zeit zu einem Überlauf
oder einer Entleerung des Zwischenspeichers führen. Ein Überlauf würde den Verlust derjenigen
Datenpakete bedeuten, die nicht mehr in den Zwischenspeicher geschrieben
werden könnten.
Eine Entleerung des Zwischenspeichers würde zu Störungen der nachgeschalteten
Verarbeitungseinheiten führen,
da für
diese Verarbeitungseinheiten zeitweilig keine Werte zur Verarbeitung
zur Verfügung
stünden.
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Demnach
müssen
weitere Maßnahmen
ergriffen werden, um Schwankungen des Füllstands des Zwischenspeichers
möglichst
gering zu halten. Ein zweiter wesentlicher Gedanke der Erfindung
besteht daher darin, den Füllstand
des Zwischenspeichers so zu regeln, dass der Füllstand sich idealerweise in
der Nähe
eines vorgegebenen Sollfüllstands oder
in einem vorgegebenen Sollfüllstandsbereich befindet.
Die Regelung wird von der Re gelungseinheit durchgeführt, welche
in Abhängigkeit
vom Füllstand
des Zwischenspeichers die Anzahl der pro empfangenem Datenpaket
in den Zwischenspeicher eingehenden werte steuert. Folglich bestimmt
beim Empfang eines Datenpakets der aktuelle Füllstand des Zwischenspeichers,
wie viele Werte in den Zwischenspeicher geschrieben werden. Je nach
Füllstand
können
sämtliche
Werte des empfangenen Datenpakets in den Zwischenspeicher geschrieben
werden oder es werden weniger oder mehr Werte im Vergleich zu der
Anzahl der von dem Datenpaket umfassten Werte in den Zwischenspeicher
geschrieben. Da aus dem Zwischenspeicher ferner auch Werte zur weiteren
Verarbeitung ausgegeben werden, führt die Regelung des Füllstands
des Zwischenspeichers im Ergebnis dazu, dass es zu keinem Überlauf
bzw. zu keiner Entleerung mit den oben beschriebenen Konsequenzen
kommt. Vielmehr wird stets ein Füllstand, der
in der Nähe
des Sollfüllstands
bzw. im Sollfüllstandsbereich
liegt, angestrebt.
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Vorstehend
wurde bereits erläutert,
dass nicht notwendigerweise sämtliche
Werte eines empfangenen Datenpakets in den Zwischenspeicher geschrieben
werden. Darüber
hinaus müssen
die Werte, die in den Zwischenspeicher geschrieben werden, auch
nicht notwendigerweise eine Teilmenge der Werte des empfangenen
Datenpakets darstellen. Die in den Zwischenspeicher eingehenden
Werte müssen
sich lediglich von den Werten des empfangenen Datenpakets ableiten
lassen. Dadurch werden dem Anwender verschiedene Möglichkeiten
eröffnet,
wie er bestmöglich
die Anzahl der in den Zwischenspeicher eingehenden Werte dem Füllstand
des Zwischenspeichers anpasst.
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Dadurch
dass erfindungsgemäß die Datenpakete
nicht notwendigerweise in der Form, in der sie empfangen wurden,
in den Zwischenspeicher eingehen, entstehen Störungen im Datenstrom. Diese
Störungen
sind jedoch relativ klein im Vergleich zu den Störungen, die Burst-artige Veränderungen
der Datenrate bei herkömmlichen
Empfangseinrichtungen verursachen. Bei herkömm lichen Empfangseinrichtungen
kann eine Burst-artige Störung
nämlich
das Weglassen eines ganzen Bursts nach sich ziehen.
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Um
den Füllstand
des Zwischenspeichers zu überprüfen, ist
vorzugsweise eine Detektoreinheit vorgesehen. Die Detektoreinheit
ermittelt den Füllstand
des Zwischenspeichers insbesondere dann, wenn ein Datenpaket bereitsteht,
dessen Werte in den Zwischenspeicher eingegeben werden sollen. Der
Füllstand
wird vorteilhafterweise bei jedem eingehenden Datenpaket überprüft.
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Des
Weiteren umfasst die erfindungsgemäße Empfangseinrichtung vorzugsweise
eine Eingabeeinheit, die von der Regelungseinheit gesteuert wird.
Aufgabe der Eingabeeinheit ist, Werte in den Zwischenspeicher einzugeben.
Diese Werte müssen auf
den Werten empfangener Datenpakete basieren. Insbesondere wird die
Eingabeeinheit von der Regelungseinheit derart gesteuert, dass die
Eingabeeinheit bei Regelungsbedarf pro empfangenem Datenpaket mindestens
einen Wert mehr oder weniger in den Zwischenspeicher eingibt, als
das empfangene Datenpaket Werte aufweist. Regelungsbedarf liegt vor,
wenn der Zwischenspeicher nicht den vorgegebenen Sollfüllstand
aufweist oder sich sein Füllstand nicht
in dem vorgegebenen Sollfüllstandsbereich
befindet.
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Um
die Anzahl der Werte eines empfangenen Datenpakets zu verringern
oder zu erhöhen,
stehen zwei vorteilhafte Möglichkeiten
zur Verfügung. Gemäß einer
ersten Möglichkeit
wird von den Werten eines Datenpakets mindestens ein Wert weggelassen
bzw. es wird mindestens ein Wert wiederholt. Diese Möglichkeit
stellt eine sehr aufwandsgünstige Maßnahme dar,
um den Füllstand
des Zwischenspeichers in die gewünschte
Richtung zu regeln. Nachteilig an dieser Maßnahme ist allerdings, dass
eine Störung
in den Datenstrom eingefügt
wird. Im Vergleich zu einem bei herkömmlichen Empfangseinrichtungen möglichen
Auslassen eines ganzen Bursts ist die in den Datenstrom eingefügte Störung jedoch
relativ klein.
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Eine
zweite Möglichkeit
sieht vor, dass bei Regelungsbedarf nicht nur ein Wert weggelassen oder
hinzugefügt
wird, sondern dass auch eine Interpolation der Werte des empfangenen
Datenpakets durchgeführt
wird. Diese Maßnahme
ist relativ aufwendig, jedoch wird durch diese Maßnahme die
in den Datenstrom eingefügte
Störung
so gering wie möglich
gehalten. Zur Durchführung
der Interpolation kann die Eingabeeinheit einen Interpolator enthalten.
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Die
Erfindung wirkt sich besonders vorteilhaft aus, wenn der Funkübertragung
zumindest über bestimmte
Zeitabschnitte hinweg eine synchrone Übertragung zugrunde liegt.
Während
dieser Zeitabschnitte darf sich beispielsweise der Datenpakettyp nicht ändern. Die
genannten Zeitabschnitte werden erfindungsgemäß dazu genutzt, den Füllstand
des Zwischenspeichers auszugleichen, sofern Regelungsbedarf besteht.
Regelungsbedarf kann aus kurzfristigen Veränderungen der Datenrate resultieren.
Solche Datenratenspitzen oder -einbrüche treten zwischen den genannten
Zeitabschnitten auf.
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Ferner
kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass Werte aus dem Zwischenspeicher
im Mittel mit einer konstanten Datenrate ausgegeben werden. Die Rate,
mit der die Werte aus dem Zwischenspeicher ausgegeben werden, ist
beispielsweise bestimmt durch die Verarbeitungsgeschwindigkeit der
nachgeschalteten Verarbeitungseinheiten.
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Vorzugsweise
ist der Zwischenspeicher durch einen Ringpuffer realisiert.
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Des
Weiteren sieht eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung
vor, dass die Datenpakete gemäß dem Bluetooth-Standard übertragen
werden.
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Die
erfindungsgemäße Sendeeinrichtung zum
Aussenden von Datenpaketen über
Funk basiert auf dem gleichen Prinzip wie die erfindungsgemäße Empfangseinrichtung.
Folglich weist die er findungsgemäße Sendeeinrichtung
einen Zwischenspeicher und eine Regelungseinheit auf.
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In
den Zwischenspeicher werden auszusendende Werte, die von vorgeschalteten
Einheiten erzeugt wurden, eingegeben. Aus dem Zwischenspeicher werden
Werte ausgegeben, welche anschließend zur Bildung eines über Funk
auszusendenden Datenpakets verwendet werden.
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Die
Regelungseinheit dient zur Regelung des Füllstands des Zwischenspeichers
auf einen vorgegebenen Sollfüllstand
oder auf einen vorgegebenen Sollfüllstandsbereich. Zu diesem
Zweck steuert die Regelungseinheit in Abhängigkeit vom Füllstand des
Zwischenspeichers die Anzahl der pro auszusendendem Datenpaket aus
dem Zwischenspeicher ausgehenden Werte.
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Der
wesentliche Vorteil der erfindungsgemäßen Sendeeinrichtung besteht
darin, dass die Störungen
bei einem Wechsel des Datenpakettyps und bei einer Neubestimmung
des synchronen Zeitpunkts im Vergleich zu herkömmlichen Sendeeinrichtungen
minimiert werden. Dies begründet
sich analog zu den oben im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Empfangseinrichtung
aufgeführten
Vorteilen.
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Die
erfindungsgemäße Sendeeinrichtung kann
vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen aufweisen, die
den oben beschriebenen vorteilhaften Ausgestaltungen und Weiterbildungen
der erfindungsgemäßen Empfangseinrichtung
entsprechen.
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Die
Erfindung wird nachfolgend in beispielhafter Weise unter Bezugnahme
auf die Zeichnungen näher
erläutert.
In diesen zeigen:
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1A eine
schematische Darstellung einer Übertragung
von Datenpaketen über
Funk mit einer Datenratenspitze;
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1B eine
schematische Darstellung einer Übertragung
von Datenpaketen über
Funk mit einem Datenrateneinbruch;
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2 ein
Blockschaltbild einer Empfangseinrichtung 1 als Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Empfangseinrichtung;
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3A eine
schematische Darstellung der Funktionsweise der in 2 gezeigten
Empfangseinrichtung 1 bei einem Wechsel von einem EV5-Datenpakettyp
zu einem EV3-Datenpakettyp;
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3B eine
schematische Darstellung der Funktionsweise der in 2 gezeigten
Empfangseinrichtung 1 bei einem Wechsel von einem EV3-Datenpakettyp
zu einem EV5-Datenpakettyp; und
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4 ein
Blockschaltbild einer Sendeeinrichtung 50 als Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Sendeeinrichtung.
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In
den 1A und 1B sind
schematisch die Übertragungen
von Datenpaketen über
die Luftschnittstelle dargestellt. Dabei werden während der Verbindungslaufzeit
Datenpakete mit einer Länge von
jeweils 30 Werten übertragen.
Zu den Zeitpunkten, die in den 1A und 1B mit
den Buchstaben A und B gekennzeichnet sind, werden die synchronen
Zeitpunkte für
die Übertragung
der Datenpakete jeweils neu bestimmt. Aus der Neubestimmung der
synchronen Zeitpunkte ergibt sich, dass das jeweils auf die Neubestimmung
des synchronen Zeitpunkts folgende Zeitintervall, in dem keine Datenpakete übertragen
werden, nicht die übliche
Länge aufweist.
In dem in 1A dargestellten Fall wird das genannte
Intervall durch die Neuberechnung des synchronen Zeitpunkts verkürzt, während das
entsprechende Intervall in 1B verlängert wird.
Dies führt
im erstgenannten Fall zu einer kurzzeitigen Datenratenspitze und
im letztgenannten Fall zu einem zwischenzeitlichen Datenrateneinbruch.
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In 2 ist
das Blockschaltbild einer Empfangseinrichtung 1 als Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Empfangseinrichtung
dargestellt. Die Empfangseinrichtung 1 ist zum Empfang
von Datenpaketen über
eine Antenne 2 ausgelegt. Die Datenübertragung basiert vorliegend
auf dem Bluetooth-Standard.
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Empfangene
Datenpakete werden – eventuell
nach einer Vorverarbeitung – einer
Eingabeeinheit 3 zugeführt,
welche dazu ausgelegt ist, die Werte der empfangenen Datenpakete
zumindest teilweise in einen nachgeschalteten Ringpuffer 4 einzugeben.
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Ferner
enthält
die Empfangseinrichtung 1 eine Detektoreinheit 5 sowie
eine Regelungseinheit 6. Die Detektoreinheit 5 ermittelt
den Füllstand
des Ringpuffers 4. Der ermittelte Wert wird der Regelungseinheit 6 mitgeteilt.
Die Regelungseinheit 6 bestimmt anhand des ihr mitgeteilten
Füllstands,
wie viele Werte eines empfangenen Datenpakets in den Ringpuffer 4 eingegeben
werden. Diese Bestimmung wird in Abhängigkeit von einem vorgegebenen
Sollfüllstandsbereich
durchgeführt.
Die Regelungseinheit 6 überprüft dazu,
ob der aktuelle Füllstand
im Sollfüllstandsbereich
liegt. In Abhängigkeit
vom Ergebnis dieser Überprüfung instruiert
die Regelungseinheit 6 die Eingabeeinheit 3, wie
viele Werte des empfangenen Datenpakets in den Ringpuffer 4 eingegeben werden.
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Sofern
der Füllstand
des Ringpuffers 4 in dem Sollfüllstandsbereich liegt, werden
von der Eingabeeinheit 3 sämtliche Werte des empfangenen
Datenpakets in den Ringpuffer 4 eingegeben. Falls der Füllstand
des Ringpuffers 4 über
der oberen Grenze des Sollfüllstandsbereichs
liegt, wird ein Wert des empfangenen Datenpakets bei der Eingabe
in den Ringpuffer 4 weggelassen. Für den Fall, dass der aktuelle
Füllstand
kleiner als die untere Grenze des Sollfüllstandsbereichs ist, wird
ein Wert des empfangenen Datenpakets bei der Eingabe in den Ringpuffer 4 wiederholt
und es wird somit ein Wert mehr in den Ringpuffer 4 eingegeben,
als eigentlich Werte empfangen wurden.
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Anstelle
des Weglassens bzw. Wiederholens eines Werts kann auch vorgesehen
sein, dass für den
Fall, dass der aktuelle Füllstand
des Ringpuffers 4 nicht innerhalb des Sollfüllstands
liegt, die Werte, die in den Ringpuffer 4 eingegeben werden
sollen, mit Hilfe einer Interpolation ermittelt werden.
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Eine
weitere Variation des vorliegenden Ausführungsbeispiels besteht darin,
den Sollfüllstandsbereich
auf nur einen Wert zu beschränken.
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In
den 3A und 3B ist
schematisch die Funktionsweise der vorstehend beschriebenen Empfangseinrichtung 1 dargestellt.
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In
den Zeilen 10 und 20 der 3A und 3B sind
jeweils die Füllstände des
Ringpuffers 4 gegen die Zeit t aufgetragen. In den Zeilen 11 und 21 sind
die Zeitabschnitte gekennzeichnet, während derer Datenpakete in
die Empfangseinrichtung 1 eingehen. Aus den Zeilen 12 und 22 sind
die Zeitabschnitte ersichtlich, während derer Werte in den Ringpuffer 4 geschrieben
werden. Während
der in den Zeilen 13 und 23 markierten Zeitabschnitte
werden schließlich Werte
aus dem Ringpuffer 4 ausgegeben.
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Zusätzlich ist,
in den 3A und 3B für jeden
Zeitabschnitt die Anzahl der Werte angegeben, die während des
jeweiligen Zeitabschnitts von der Empfangseinrichtung 1 empfangen
werden bzw. in den Ringpuffer 4 ein- bzw. aus ihm ausgegeben
werden.
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In 3A ist
der Wechsel von einem EV5-Datenpakettyp zu einem EV3-Datenpakettyp dargestellt.
Gemäß dem Bluetooth-Standard 1.2 weist
ein EV5-Datenpaket 180 Werte auf, während ein EV3-Datenpaket aus
30 Werten besteht. Der Wechsel findet zu dem in 3A mit
dem Buchstaben C gekennzeichneten Zeitpunkt statt. Der Zeitpunkt,
an dem das erste EV3-Datenpaket gesendet wird, ist mehr oder weniger
willkürlich.
Da in dem in 3A gezeigten Beispiel die Zeitspanne,
die zwischen dem abgeschlossenen Empfang des letzten EV5-Datenpakets
und dem Eintreffen des ersten EV3-Datenpakets vergeht, kleiner ist
als die Abarbeitungszeit eines EV5-Datenpakets, weist die an der Antenne 2 gemessene
Datenrate kurzfristig eine Spitze auf. Da jedoch die Datenpakete
nach ihrem Empfang und vor der Weitergabe an nachgeschaltete Verarbeitungseinheiten 7 in
dem Ringpuffer 4 zwischengepuffert werden, wird die erhöhte Datenrate nicht
an die nachgeschalteten Verarbeitungseinheiten 7 weitergegeben.
Stattdessen äußert sich
die kurzfristige Datenratenspitze zunächst in einem Anstieg des Füllstands
des Ringpuffers 4, wie er in Zeile 10 aufgetragen
ist. Er befindet sich nunmehr nicht mehr in einem vorgegebenen Sollfüllstandsbereich 14 und
würde diesen – wie die
mit dem Bezugskennzeichen 15 gekennzeichnete Füllstandskurve
anzeigt – auch
nicht mehr erreichen, wenn nicht zusätzliche Maßnahmen ergriffen würden. Dies
wird von der Detektoreinheit 5 zu dem mit dem Buchstaben
D gekennzeichneten Zeitpunkt festgestellt, in welchem das erste
EV3-Datenpaket empfangen wird.
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Nachdem
die Detektoreinheit 5 den erhöhten Füllstand des Ringpuffers 4 detektiert
hat, instruiert die Regelungseinheit 6 die Eingabeeinheit 3,
nur 29 Werte statt der empfangenen 30 Werte in den Ringpuffer 4 zu
schreiben. Es werden jedoch weiterhin mit derselben Rate Werte aus
dem Ringpuffer 4 an die nachgeschalteten Verarbeitungseinheiten 7 ausgegeben,
d.h. zwischen zwei nacheinander eintreffenden EV3-Datenpaketen werden
stets 30 Werte aus dem Ringpuffer 4 ausgegeben. Das Weglassen
eines Werts pro empfangenem Datenpaket wird so lange wiederholt,
bis in einem Zeitpunkt E von der Detektoreinheit 5 festgestellt
wird, dass der Füllstand
des Ringpuffers 4 im Sollfüllstandsbereich liegt. Danach werden
wieder sämtliche
empfangene Werte in den Ringpuffer 4 geschrieben. Die geregelte
Füllstandskurve
ist in 3A mit dem Bezugszeichen 16 versehen.
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In 3B ist
der zum vorstehend beschriebenen Beispiel umgekehrte Fall dargestellt,
nämlich ein
Wechsel vom EV3-Datenpakettyp zum EV5-Datenpakettyp. Zwischen den
beiden Datenpakettypen wird in einem Zeitpunkt F umgeschaltet. Dies
resultiert in einem Einbruch der Datenrate, da die Zeitspanne zwischen
dem Empfang des letzten EV3-Datenpakets und dem Eintreffen des ersten
EV5-Datenpakets größer ist
als die Abarbeitungszeit eines EV3-Datenpakets. Durch die Zwischenpufferung
ergibt sich daraus ferner ein Absinken des Füllstands des Ringpuffers 4.
Beim Empfang des ersten EV5-Datenpakets zu einem Zeitpunkt G ermittelt
daher die Detektoreinheit 5 einen Füllstand, der unterhalb der
unteren Grenze des vorgegebenen Sollfüllstandsbereichs 14 liegt.
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Ohne
Regelung würde
auch hier die Bilanz des Ringpuffers 4 nicht mehr ausgeglichen.
Vielmehr würde
aus dem beschriebenen Szenario die in 3B gezeigte
Füllstandskurve 25 resultieren.
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Mit
der erfindungsgemäßen Regelung
ergibt sich jedoch die in 3B gezeigte
Füllstandskurve 26.
Um dies zu erreichen, werden nach dem Zeitpunkt G für jedes
empfangene Datenpaket 181 Werte in den Ringpuffer 4 geschrieben,
indem jeweils ein Wert eines empfangenen Datenpakets wiederholt wird.
Die Erweiterung der in den Ringpuffer 5 geschriebenen Datenpakete
auf 181 Werte wird so lange fortgeführt, bis zu einem Zeitpunkt
H von der Detektoreinheit 5 festgestellt wird, dass der
Füllstand des
Ringpuffers 4 wieder im Sollfüllstandsbereich liegt.
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In 4 ist
das Blockschaltbild einer Sendeeinrichtung 50 als Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Sendeeinrichtung
dargestellt. Die Sendeeinrichtung 50 ist zum Aussenden von
Datenpaketen ausgelegt. Die Datenübertragung basiert vorliegend
auf dem Bluetooth-Standard.
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Werte,
die ausgesendet werden sollen, werden von Verarbeitungseinheiten 51 in
einen Ringpuffer 52 geschrieben. Aus dem Ringpuffer 52 werden Werte
an eine Ausgabeeinheit 53 weitergeleitet, die aus diesen
Werten Datenpakete bildet. Die Datenpakete werden von einer Antenne 54 abgestrahlt.
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Die
Sendeeinrichtung 50 enthält ferner eine Detektoreinheit 55 sowie
eine Regelungseinheit 56. Die Detektoreinheit 55 ermittelt
den Füllstand
des Ringpuffers 52. Der ermittelte Füllstandswert wird der Regelungseinheit 56 mitgeteilt.
Die Regelungseinheit 56 bestimmt anhand des ihr mitgeteilten
Füllstands, wie
viele Werte pro auszusendendem Datenpaket aus dem Ringpuffer 52 ausgegeben
werden. Diese Bestimmung wird anhand eines vorgegebenen Sollfüllstandsbereichs
durchgeführt.
Die Regelungseinheit 56 überprüft dazu, ob der aktuelle Füllstand
im Sollfüllstandsbereich
liegt. In Abhängigkeit
vom Ergebnis dieser Überprüfung instruiert
die Regelungseinheit 56 die Ausgabeeinheit 53,
wie viele Werte zur Bildung eines Datenpakets aus dem Ringpuffer 52 ausgegeben
werden.
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Im
Folgenden wird davon ausgegangen, dass EV3-Datenpakete, d.h. Datenpakete
mit 30 Werten, über
die Antenne 54 ausgesendet werden sollen.
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Sofern
der Füllstand
des Ringpuffers 52 im Sollfüllstandsbereich liegt, werden
von der Ausgabeeinheit 3 pro auszusendendem Datenpaket
genau 30 Werte aus dem Ringpuffer 52 ausgegeben. Falls
der Füllstand
des Ringpuffers 52 über
der oberen Grenze des Sollfüllstandsbereichs
liegt, veranlasst die Regelungseinheit 56 die Ausgabeeinheit 53, 31 Werte
aus dem Ringpuffer 52 auszugeben. Da ein EV3-Datenpaket
jedoch nicht mehr als 30 Werte enthalten kann, wird bei der Bildung
des Datenpakets ein aus dem Ringpuffer 52 ausgegebener
Wert weggelassen. Für den
Fall, dass der aktuelle Füllstand
kleiner als die untere Grenze des Sollfüllstandsbereichs ist, werden nur
29 Werte aus dem Ringpuffer 52 ausgegeben. Bei der Bildung
des Datenpakets wird einer der ausgegebenen Werte wiederholt. Insgesamt
führt diese Vorgehensweise
dazu, dass der Füllstand
des Ringpuffers 52 sich mittelfristig immer im Sollfüllstandsbereich
befindet.
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Die
Sendeeinrichtung 50 kann Ausgestaltungen aufweisen, welche
den oben beschriebenen Ausgestaltungen der Sendeeinrichtung 1 entsprechen.