-
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
-
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein drahtloses Paketkommunikationssystem.
-
In drahtloser paketbasierter Kommunikation bzw. Übertragung werden Pakete, die einer Ansammlung von Daten entsprechen, in der Form von Frames bzw. Rahmen als elektromagnetische Welle gesendet und empfangen. Bei solcher drahtloser paketbasierter Kommunikation kann die Framelänge bzw. Rahmenlänge die Übertragungseigenschaften stark in solchen Fällen beeinflussen, in denen aufgrund des Fading-Effekts sich ein guter Kommunikationszustand mit großer Signalstärke periodisch mit einem schlechten Kommunikationszustand mit geringer Signalstärke abwechselt. Wenn nämlich die Framelänge länger ist als die durchschnittliche Periode mit der aufgrund des Fading-Effekts eine niedrige Signalstärke auftritt, dann kommt es während der Übertragung eines Frames mindestens einmal zu einer niedrigen Signalstärke, so dass an dieser Stelle ein Fehler im Frame auftritt. Falls andererseits die Framelänge kurz ist, dann ist zwar die Informationsmenge pro Frame nur gering, aber die Anzahl von Frames, die nicht auf eine geringe Signalstärke treffen wird größer, so dass Kommunikation ermöglicht wird.
-
Folglich, wenn aufgrund des Fading-Effekts oder dergleichen ein periodischer Wechsel der Signalstärke vorliegt, dann ändert sich die Fehlerrate mit der Framelänge, so dass die Anpassung der Framelänge ein wirksames Mittel sein kann, um vorteilhafte Übertragungseigenschaften zu erzielen.
-
Eine Datenkommunikationsvorrichtung zum Bestimmen einer optimalen Frame-Länge ist aus Patentdokument 3 bekannt. Patentdokument 4 offenbart eine Basisstation sowie ein Drahtlosterminal, welche als drahtloses Zugangsverfahren das Verfahren der „Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance” (CSMA/CA) einsetzen.
-
Mit dem Ziel, die Framelänge anzupassen, um wie oben beschrieben vorteilhafte Übertragungseigenschaften zu erzielen, offenbaren die japanische Offenlegungsschrift
JP 2001-339473A (Patentdokument 1) und die amerikanische Offenlegungsschrift
US 2001-046222A (Patentdokument 2) einen Monitor, der einerseits die Wellenform der Empfangsfeldstärke des Funksignals und andererseits die zeitliche Länge der Frames und ob der Frame korrekt oder fehlerhaft empfangen wurde in einen Graphen darstellt, und zwar zeitgleich auf einer zeitlichen Achse.
-
Mit diesem Monitor ist es möglich, die zeitliche Länge der Frames und die Fehlerrate sowie die Empfangsfeldstärke in der zeitlichen Abfolge zu visualisieren. Folglich kann der Level der Empfangsfeldstärke, bei welchem Frames fehlerhaft werden, und die durchschnittliche Periode mit der die Empfangsfeldstärke groß oder klein wird identifiziert werden, und eine geeignete Framelänge kann auf Basis dieser Periode geschätzt werden.
Patentdokument 1:
JP 2001-339473A Patentdokument 2:
US 2001-046222A Patentdokument 3:
US 5307351 A Patentdokument 4:
US 2007 016 567 0 A1 -
Mit dem oben beschriebenen Monitor kann der Level der Empfangsfeldstärke, bei welchem Frames fehlerhaft werden, und die durchschnittliche Periode mit der die Empfangsfeldstärke groß oder klein wird identifiziert werden, und eine geeignete Framelänge kann auf Basis dieser Periode geschätzt werden. Allerdings besteht bei diesem Monitor das Problem, dass die Framelänge nicht automatisch entschieden wird, sondern sie muss vielmehr von einem Beobachter des Monitors geschätzt und entschieden werden.
-
In Anbetracht dieser Umstände ist es somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein drahtloses Paketkommunikationssystem bereitzustellen, mit dem beim Entscheiden bzw. Bestimmen einer Framelänge, die geeignet ist, um vorteilhafte Übertragungseigenschaften zu erzielen, die geeignete Framelänge automatisch entschieden werden kann.
-
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
-
Um diese Aufgabe zu lösen, wird erfindungsgemäß ein drahtloses Paketkommunikationssystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren zur drahtlosen Paketkommunikation mit den Merkmalen des Patentanspruchs 2 bereitgestellt. Das drahtlose Paketkommunikationssystem umfasst Mittel zum Bestimmen eines Schwellwertes einer Empfangsfeldstärke, mit der ein Frame korrekt empfangen werden kann; Mittel zum Zeitnehmen, welche die Zeit bestimmen, für die eine Empfangsfeldstärke von mindestens diesem Schwellwert kontinuierlich gehalten wird; und Mittel zum Bestimmen einer Framelänge anhand der Zeit, für die eine Empfangsfeldstärke von mindestens diesem Schwellwert kontinuierlich gehalten wird.
-
Dieses Paketkommunikationssystem weist ferner Folgendes auf: Mittel zum Erfassen eines fehlerhaften Bytes oder fehlerhaften Bits, bei dem der erste Fehler aufgrund von Fading ab dem Empfangsbeginn eines fehlerhaften Frames auftritt, der wegen Fading fehlerhaft ist; und Mittel zum Bestimmen des Schwellwertes der minimalen Empfangsfeldstärke für den Zeitraum ab dem Empfangsbeginn des fehlerhaften Frames bis unmittelbar vor dem Empfang des fehlerhaften Bytes oder fehlerhaften Bits.
-
Das oben genannte Paketkommunikationssystem kann ferner aufweisen: Mittel zum Erfassen eines fehlerhaften Frames, bei dem ein Fehler aufgrund von Fading auftritt; und Mittel zum Bestimmen des Schwellwertes der minimalen Empfangsfeldstärke während des Empfangs von regulären Bytes für den Zeitraum ab dem Empfangsbeginn bis zum Empfangsende des fehlerhaften Frames.
-
Mit dem erfindungsgemäßen Paketkommunikationssystem wird die Zeit erfasst, für die eine Empfangsfeldstärke von mindestens einem Schwellwert, bei dem ein Frame korrekt empffangen werden kann, kontinuierlich gehalten wird, und eine geeignete Framelänge kann automatisch anhand dieser erfassten Zeit bestimmt werden.
-
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
-
1 ist ein Blockschaltbild, das die insgesamte Konfiguration eines erfindungsgemäßen Paketkommunikationssystems zeigt;
-
2 ist en Blockschaltbild, das ein Ausführungsbeispiel eines Monitorabschnitts in einem erfindungsgemäßen Paketkommunikationssystems zeigt;
-
3 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für den Aufbau eines Frames zeigt, wie er im erfindungsgemäßen Paketkommunikationssystem verwendet wird.
-
4 zeigt Beispiele für Tabellen, in denen erfindungsgemäß verschiedene Daten abgespeichert sind;
-
5 ist ein Diagramm, welches eine Methode zur Berechnung des Zählwertes darstellt, wenn ein fehlerhaftes Byte oder fehlerhaftes Bit in einem fehlerhaften Frame empfangen wird.
-
6 ist ein Flussdiagramm, welches den Ablauf der Prozedur zur Bestimmung des Schwellwertes Sk gemäß einem ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung illustriert;
-
7 ist ein Flussdiagramm, welches den Ablauf der Prozedur zur Erfassung der minimalen Empfangsfeldstärke Smin während des Empfangszeitraums eines korrekten Bytes gemäß einem dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung illustriert;
-
8 zeigt ein Flussdiagramm, welches den Ablauf einer Prozedur zum Erfassen der minimalen Empfangsfeldstärke SEmin während des Empfangs eines fehlerhaften Bytes gemäß einem dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung illustriert;
-
9 zeigt eine Flussdiagramm, welches den Ablauf einer Prozedur zum Bestimmen des Schwellwerts Sk anhand von SEmin und Smin gemäß einem dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung illustriert; und
-
10 ist ein Diagramm, das das Verhältnis zwischen der Empfangsfeldstärke, dem Schwellwert der Empfangsfeldstärke und den Fehlern eines Frames illustriert.
-
AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
-
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Figuren erläutert.
-
Erstes Ausführungsbeispiel
-
Zunächst wird ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Figuren beschrieben.
-
1 ist ein Blockschaltbild, welches die insgesamte Konfiguration eines erfindungsgemäßen Paketkommunikationssystems zeigt. Das erfindungsgemäße Paketkommunikationssystem umfasst einen Funkabschnitt 1, der eine Funkstrecke bzw. drahtlose Übertragungsstrecke steuert, einen Signalkontroller 2, der ein Signal steuert, einen Computer 7, und einen Monitor 8. Als Übertragungsprotokoll wird in diesem Paketkommunikationssystem ein Framesynchronisationsformat, wie z. B. HDLC (high level data link control procedures) verwendet. Ferner stimmt die senderseitige mit der empfangsseitigen Übertragungsgeschwindigkeit überein.
-
In diesem Paketkommunikationssystem umfasst der Funkabschnitt 1 einen Empfangsabschnitt 1a, welcher Mittel zum drahtlosen Empfang eines Signals aufweist, sowie einen Sendeabschnitt 1b, welcher Mittel zum drahtlosen Senden eines Signals aufweist. Der Signalkontroller 2 umfasst ein Modem 3 und einen Frameverarbeitungsabschnitt 6, wobei das Modem 3 einen Demodulator 4 und einen Modulator 5 aufweist. Der Frameverarbeitungsabschnitt 6 umfasst ein Mittel zum Zusammenfügen bzw. Auseinandernehmen von Paketen (nicht dargestellt), wie z. B. ein PAD (packet assembler/disassembler), ein Mittel zum Überprüfen von Frames (nicht dargestellt), und ein Mittel zum Steuern von Paketen (nicht dargestellt). 2 ist ein Blockschaltbild, das die Konfiguration des Monitors 8 darstellt. Wie in 2 dargestellt, umfasst der Monitor 8 einen Feldstärkedetektor 21, einen Flagdetektor 22, einen Framebestimmer 23, einen Steuerschaltkreis (D) 24, einen Steuerschaltkreis (E) 25, einen Zähler 26, sowie Speicher 27, 28 und 29.
-
Der Computer 7 und der Monitor 8 entsprechen Mitteln zum Bestimmen eines Schwellwertes einer Empfangsfeldstärke, mit (bzw. bei) der ein Frame korrekt empfangen werden kann. Ferner entsprechen der Feldstärkedetektor 21, der Steuerschaltkreis (D) 24, der Zähler 26 und der Speicher 27 zusammen mit dem Computer 7 Mitteln zum Zeitnehmen, welche die Zeit bestimmen, für die eine Empfangsfeldstärke von mindestens diesem Schwellwert kontinuierlich gehalten wird. Weiterhin dient der Computer 7 auch als Mittel zum Bestimmen einer Framelänge. Ferner entsprechen der Computer 7 und der Monitor 8 auch Mitteln zum Erfassen eines fehlerhaften Bytes oder fehlerhaften Bits, bei dem der erste Fehler aufgrund von Fading ab dem Empfangsbeginn eines fehlerhaften Frames auftritt, der wegen Fading fehlerhaft ist. Des weiteren dient der Computer 7 auch als Mittel zum Bestimmen des Schwellwertes der minimalen Empfangsfeldstärke für den Zeitraum ab dem Empfangsbeginn des fehlerhaften Frames bis unmittelbar vor dem Empfang des fehlerhaften Bytes oder fehlerhaften Bits. Der Computer 7 und der Monitor 8 entsprechen auch Mitteln zum Erfassen eines fehlerhaften Frames, bei dem ein Fehler aufgrund von Fading auftritt. Schließlich dient der Computer 7 auch als Mittel zum Bestimmen des Schwellwertes der minimalen Empfangsfeldstärke während des Empfangs von regulären Bytes für den Zeitraum ab dem Empfangsbeginn bis zum Empfangsende des fehlerhaften Frames. Dies wird im Folgenden detailliert erläutert.
-
3 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Frames zeigt, wie er im erfindungsgemäßen Paketkommunikationssystem verwendet wird Wie in 3 dargestellt besteht, ein I-Frame (information frame) 31 zum Übertragen von Informationen aus Start-Flag, Adresse, Control, PID (paket identifier), Information, FCS (frame check sequence), und End-Flag, wobei die Information von veränderlicher Länge ist. Gewöhnlich wird mit Paket im I-Frame 31 der Informationsteil bezeichnet.
-
In diesem Paketkommunikationssystem wird die Durchlässigkeit bzw. Permeabilität der Daten garantiert, und als Fehlerdetektionscode für eine Frame-Check-Sequenz werden CRC (cyclic redundancy check characters) verwendet.
-
Als nächstes wird ein Betrieb dieses erfindungsgemäßen Paketkommunikationssystems beschrieben, bei dem eine geeignete Framelänge automatisch bestimmt wird.
-
Zunächst werden in einem senderseitigen Paketkommunikationssystem die in den Computer 7 eingegebenen Daten von dem Frameverarbeitungsabschnitt 6 in Frames zusammengestellt, von dem Modulator 5 moduliert und mit dem Sendeabschnitt 1b drahtlos bzw. per Funk gesendet.
-
Das Signal der drahtlos gesendeten Frames wird mit dem Empfangsabschnitt 1a eines empfangsseitigen Paketkommunikationssystems empfangen. Dabei wird die Empfangsfeldstärke S während des Empfangs des Signals mit dem Feldstärkedetektor 21 in vorbestimmten Sampling-Intervallen gemessen und als digitale Größe erfasst. Dann werden die Empfangsfeldstärke S sowie der Zählwert C1 des Zählers 26 zu dem Zeitpunkt zu dem die Empfangsfeldstärke S gemessen wurde von dem Steuerschaltkreis (D) 24 kontinuierlich im Speicher 27 gespeichert. Hierbei ist der Zähler 26 ein Taktzähler, welcher Zeitmessmittel aufweist, so dass er in vorbestimmten Zeitabständen jeweils um einen vorbestimmten Zählwert inkrementiert wird. Der vom Zähler 26 ausgegebene Zählwert entspricht somit einer Zeit bzw. der Uhrzeit. Tabelle 41 in 4 zeigt exemplarisch Daten, die im Speicher 27 gespeichert sind, wenn der Zählwert des Zählers 26 nach jedem Ablauf einer vorbestimmten Zeit sukzessive um 1 inkrementiert wird und die Empfangsfeldstärke S zu dem Zeitpunkt erfasst wird, zu dem der Zählwert um 1 inkrementiert wird.
-
Der Feldstärkedetektor 21 entscheidet, ob der Wert der Empfangsfeldstärke S größer oder kleiner als ein Schwellwert Sk ist, und der Zählwert C2 des Zählers 26 zu dem Zeitpunkt zu dem die Empfangsfeldstärke S von einem Wert unterhalb des Schwellwertes diesen erreicht oder überschreitet sowie der Zählwert C3 des Zählers 26 zu dem Zeitpunkt zu dem die Empfangsfeldstärke S von einem Wert größer oder gleich dem Schwellwert diesen unterschreitet werden im Speicher 27 abgespeichert (siehe Tabelle 42 in 4). Hierbei ist der Schwellwert Sk die minimale Empfangsfeldstärke, mit der ein Frame korrekt empfangen werden kann. Ein Verfahren, um den Schwellwert Sk zu bestimmen wird später beschrieben.
-
Die Daten, die im Speicher 27 gespeichert sind, werden an eine Speichervorrichtung des Computers 7 weitergeleitet.
-
Anhand der Daten in der Tabelle 42, die an die Speichervorrichtung weitergeleitet wurden, errechnet der Computer 7 die Zeit, für die eine Empfangsfeldstärke größer oder gleich dem Schwellwert Sk, bei dem die Frames korrekt empfangen werden können, kontinuierlich gehalten wird. Mit anderen Worten wird, wie in Gleichung 1 gezeigt, der Wert, der durch Subtraktion des Zählwertes C2 vom Zählwert C3 erhalten wird, als die Zeit T1 betrachtet, für die eine Empfangsfeldstärke bei der die Frames korrekt empfangen werden können kontinuierlich gehalten wird. T1 = C3 – C2 (Gl. 1)
-
Danach bestimmt der Computer 7 den Durchschnittswert einer Mehrzahl von Zeiten T1 und setzt die Framelänge so, dass sie kleiner als dieser Durchschnittswert der Zeit T1 ist. Zum Beispiel kann der Durchschnittswert der Zeit T1 geteilt durch 10 als Framelänge L1 genommen werden, wie in Gleichung 2 angegeben. L1 = D ur chsc h nittswert von T1 / 10 (Gl. 2)
-
Da die Framelänge L1 somit ausreichend kurz ist im Vergleich zum Durchschnittswert der Periode mit der die Signalstärke aufgrund von Fading klein wird, ist die Framelänge angemessen, um Kommunikation zu ermöglichen. Diese Framelänge L1 ist zwar eine Zeitdauer, allerdings kann diese beispielsweise in eine Bytelänge oder Bitlänge umgewandelt werden, die Information bezüglich dieser Bytelänge oder Bitlänge kann als Feedback an die Senderseite gegeben werden, und als Framelänge der darauffolgenden Kommunikation gesetzt werden.
-
Als nächstes wird ein Verfahren zum Bestimmen des Schwellwertes Sk beschrieben.
-
Wenn ein drahtlos gesendetes Framesignal wie oben beschrieben mit dem empfangsseitigen Paketkommunikationssystem empfangen wird, dann werden die Empfangsfeldstärke S während des Empfangs des Signals sowie ein Zählwert C1 des Zeitpunkts zu dem diese Empfangsfeldstärke S empfangen wurde kontinuierlich als Zeitreihe im Speicher 27 abgespeichert. Andererseits nimmt der Flagdetektor 22 die seriellen Daten, die durch digitale Demodulation des Framesignals mit dem Demodulator 4 erhalten werden, bei Ausführen einer sukzessiven Framesynchronisationskontrolle, und erfasst den Startflag und den Endflag des Frames. Der Steuerschaltkreis (E) 25 erfasst den Zeitpunkt zu dem der Flagdetektor 22 den Startflag des Frames erfasst sowie den Zeitpunkt zu dem er den Endflag des Frames erfasst jeweils als Zählwert des Zählers 26. Basierend auf diesen Zählwerten speichert der Steuerschaltkreis (E) 25 den Zählwert C4, der den Zeitpunkt des Empfangsbeginns des Frames angibt, sowie den Zählwert C5, der den Zeitpunkt des Empfangsendes des Frames angibt im Speicher 28 (siehe Tabelle 43 in 4). Basierend auf dem vom Frameprozessabschnitt 6 durchgeführten Prüfungsergebnis des Frames speichert der Framebestimmer 23 eine Frameankunftsnummer „r”, Korrekt/Falsch-Daten N(r), die anzeigen, ob der Frame korrekt oder fehlerhaft übertragen wurde, und Framedaten F(r), die den gesamten Inhalt des Frames enthalten, im Speicher 29 (siehe Tabelle 44 in 4). Bei den Korrekt/Falsch-Daten bedeutet „0” soviel wie korrekt, wohingegen „1” einen Fehler anzeigt.
-
Die in den Speichern 27, 28 und 29 gespeicherten Daten werden dann zur Speichervorrichtung des Computers 7 weitergeleitet.
-
Der Computer 7 erfasst fehlerhafte Frames anhand der an die Speichervorrichtung weitergeleiteten Korrekt/Falsch-Daten N(r) der Frames, und erfasst die korrekten wiedergesendeten Frames bzw. Resend-Frames, die auf diese fehlerhaften Frames hin wieder gesendet wurden. Als nächstes vergleicht der Computer 7, anhand der Framedaten F(r), die fehlerhaften Frames mit den korrekt wieder gesendeten Frames, identifiziert fehlerhafte Bytes in den fehlerhaften Frames und bestimmt die Zeitpunkte zu dem die fehlerhaften Bytes empfangen wurden. Der Zeitpunkt zu dem ein fehlerhaftes Byte empfangen wurde kann mit der folgenden Prozedur bestimmt werden.
-
Zunächst wird erfasst, das wievielte Byte ab dem Anfang des Frames (ohne das Startflag) das identifizierte fehlerhafte Byte ist. Mit anderen Worten, die Anzahl der Bytes vom Anfang des Frames bis zum identifizierten fehlerhaften Byte (inklusive des identifizierten fehlerhaften Bytes) wird erfasst. Diese Anzahl der Bytes vom Anfang des Frames bis zum identifizierten fehlerhaften Byte wird Fehlerbytenummer By(n) genannt. Der Index „n” zeigt hierbei die laufende Nummer der fehlerhaften Bytes pro Frame an.
-
Als nächstes wird anhand der Daten in der Tabelle 43 (siehe 4) sowie der Tabelle 44 (siehe 4), der Z Zählwert C4, der den Zeitpunkt des Empfangsbeginns des fehlerhaften Frames angibt, erfasst. Anhand dieses Zählwerts C4, der den Zeitpunkt des Empfangsbeginns des fehlerhaften Frames angibt, des Zählwerts Tby, der die Empfangszeit pro Byte angibt, und der Fehlerbytenummer By(n) wird ein Zählwert Cby(n) errechnet, der den Zeitpunkt angibt, zu dem das fehlerhafte Byte empfangen wurde (siehe 5). Der Zählwert Cby(n) kann also erhalten werden, indem die Fehlerbytenummer By(n) und der Zählwert Tby miteinander multipliziert werden und somit ein Zeitwert entsprechend der Zeitdauer vom Beginn des Empfangs des Frames bis zum Empfang des fehlerhaften Bytes erhalten wird, und dann der Zählwert C4 zu diesem Zeitwert hinzuaddiert wird.
-
Hierbei ist der Zählwert Tby, welcher der Empfangszeit pro Byte entspricht, der Wert um den der Zähler 26 hochgezählt wird während das Signal für ein Byte empfangen wird (im vorliegenden Ausführungsbeispiel gilt Tby = 8). Ferner entspricht der Zählwert Cby(n) dem Zählwert, den der Zähler 26 angibt, wenn ein fehlerhaftes Byte empfangen wird. Cby(n) = By(n) × Tby + C4 (Gl. 3)
-
Mit dem vorstehend beschriebenen Verfahren werden für jeden fehlerhaften Frame die Zählwerte Cby(n) zur Zeit des Empfangs aller fehlerhaften Bytes ermittelt. Dann werden eine Tabelle 45 (siehe 4), in der die Zählwerte C4 und die Zählwerte C5 der einzelnen fehlerhaften Frames gespeichert sind sowie eine Tabelle 46 (siehe 4), in der die Zählwerte Cby(n) zur Zeit des Empfangs eines fehlerhaften Bytes für jeden einzelnen fehlerhaften Frame in der Speichervorrichtung des Computers 7 gespeichert. Ferner wird für jeden der fehlerhaften Frames die Anzahl von fehlerhaften Bytes BY in diesem Frame in der Speichervorrichtung des Computers 7 gespeichert.
-
Der Computer 7 bestimmt den Schwellwert Sk anhand der Daten in der Tabelle 41, der Tabelle 45 und der Tabelle 46. Im ersten Ausführungsbeispiel wird in dem Fall, dass in dem Zeitraum vom Empfangsbeginn eines fehlerhaften Frames bis unmittelbar vor dem Empfang eines fehlerhaften Bytes die Empfangsfeldstärke zu dem Zeitpunkt zu dem das fehlerhafte Byte empfangen wurde kleiner ist als die minimale Empfangsfeldstärke während des Empfangs eines korrekten Bytes Fading als Ursache für dieses fehlerhafte Byte angesehen. Daraufhin wird die minimale Empfangsfeldstärke während der Zeit vom Beginn des Empfangs des fehlerhaften Frames bis unmittelbar vor dem Empfang des ersten fehlerhaften Bytes aufgrund des Fadings als Schwellwert Sk genommen.
-
Das Flussdiagramm A in 6 zeigt den Ablauf der Bestimmung des Schwellwerts Sk gemäß diesem Ausführungsbeispiel. Im Folgenden wird der Ablauf der Bestimmung des Schwellwerts Sk anhand dieses Flussdiagramms A im Detail beschrieben.
-
Im Flussdiagramm A wird zunächst in Schritt 61 der Index n auf 1 gesetzt, um auf den Zählwert Cby(l) zuzugreifen, der dem Empfangszeitpunkt desjenigen fehlerhaften Bytes entspricht, bei dem der erste Fehler ab dem Empfangsbeginn des fehlerhaften Frames auftritt. Als nächstes wird in Schritt 62 der Zählwert t auf den Zählwert C4 gesetzt, der dem Zeitpunkt des Empfangsbeginns des fehlerhaften Frames entspricht, und die Prozedur springt zu Schritt 63. In Schritt 63 wird Smin auf die Empfangsfeldstärke S(t) zur Zeit des Zählwerts t gesetzt, und die Prozedur springt zu Schritt 64.
-
Als nächstes wird in Schritt 64 der Zählwert t um den Zählwert Tby inkrementiert, die Prozedur springt zu Schritt 65, und der Zählwert t wird mit dem Zählwert Cby(n) verglichen. Wenn der Zählwert t kleiner ist als der Zählwert Cby(n), dann werden Smin und die Empfangsfeldstärke S(t) zur Zeit des Zählwerts t miteinander verglichen (Schritt 66). Falls das Ergebnis dieses Vergleichs ist, dass Smin nicht größer als S(t) ist, dann kehrt die Prozedur direkt zurück zu Schritt 64, und falls Smin größer ist als S(t), dann springt die Prozedur zu Schritt 67, Smin wird auf S(t) gesetzt und die Prozedur kehrt zurück zu Schritt 64. Die Schritte 64 bis 67 werden wiederholt solange der Zählwert t kleiner ist als der Zählwert Cby(n). Auf diese Weise wird die minimale Empfangsfeldstärke Smin im Zeitraum ab dem Empfangsbeginn eines fehlerhaften Frames (Zählwert C4) bis unmittelbar vor dem Zeitpunkt zu dem ein fehlerhaftes Byte des fehlerhaften Frames empfangen wird (Zählwert Cby(n)) erfasst.
-
Wenn der Zählwert t den Zählwert Cby(n) in Schritt 65 erreicht hat, dann wird die Empfangsfeldstärke S(t) beim Zählwert t (der der Empfangszeit des fehlerhaften Bytes entspricht) mit der minimalen Empfangsfeldstärke Smin bis unmittelbar vor dem Zählwert t verglichen (Schritt 68). Falls in Schritt 68 Smin nicht kleiner oder gleich S(t) ist, dann wird der Schwellwert Sk auf diese minimale Empfangsfeldstärke Smin gesetzt (Schritt 69). Mit anderen Worten, es wird festgestellt, dass das fehlerhafte Byte, das zur Zeit des Zählwerts t empfangen wurde, das erste fehlerhafte Byte aufgrund von Fading ab dem Empfangsbeginn des fehlerhaften Frames ist, und die minimale Empfangsfeldstärke Smin im Zeitraum ab dem Empfangsbeginn des fehlerhaften Frames bis unmittelbar vor dem Zeitpunkt zu dem dieses fehlerhafte Byte empfangen wurde (der Zählwert Cby(n)) wird als Schwellwert Sk bestimmt, der die Grenze der Empfangsfeldstärke ist, bei der ein Signal noch korrekt empfangen werden kann.
-
Falls Smin kleiner oder gleich S(t) ist, dann wird das fehlerhafte Byte, das zur Zeit dieses Zählwerts t empfangen wurde, als auf einem anderen Fehler als Fading beruhend angesehen, und es wird wie ein korrektes Byte verarbeitet bzw. behandelt. Dann wird in Schritt 70 der Index n um 1 inkrementiert, und es wird auf den Zählwert Cby(n) des nächsten fehlerhaften Bytes zugegriffen.
-
Diese Schritte werden wiederholt, bis der Schwellwert Sk bestimmt ist. Falls des Schwellwert Sk nicht bestimmt werden kann bis die Zahl BY der fehlerhaften Bytes in einem Frame überschritten ist, dann wird daraus geschlossen, dass kein Fehler aufgrund von Fading vorliegt, und der nächste fehlerhafte Frame wird betrachtet (Schritte 71 und 72).
-
Mit dieser Prozedur wird der Schwellwert Sk bestimmt. Es sollte beachtet werden, dass das Flussdiagramm A dieser ersten Ausführungsform beendet wird wenn ein Schwellwert Sk bestimmt wurde, es ist aber auch möglich mehrere Schwellwerte Sk aus mehreren fehlerhaften Frames zu bestimmen. In diesem Fall ist es möglich, letztendlich beispielsweise einen Maximalwert, einen Minimalwert oder einen Durchschnittswert dieser Schwellwerte Sk als Schwellwert Sk zu bestimmen.
-
Mit der obigen Prozedur kann automatisch eine geeignete Framelänge bestimmt werden. Dabei kann die Empfangsfeldstärke mit dem minimalen Pegel bei dem in einem Frame keine Fehler aufgrund von Fading auftreten, als Schwellwert Sk bestimmt werden, und die geeignete Framelänge kann automatisch bestimmt werden anhand der Zeit für die eine Empfangsfeldstärke von mindestens diesem Schwellwert Sk kontinuierlich gehalten werden kann.
-
Zweites Ausführungsbeispiel
-
Die Prozedur zum Bestimmen des Schwellwerts Sk wird im ersten Ausführungsbeispiel auf der Basis von Bytes durchgeführt, sie kann aber auch ausschließlich auf der Basis von Bits durchgeführt werden. Das heißt, im ersten Ausführungsbeispiel sind Fehler auf der Basis von Bytes verarbeitet worden, es ist aber auch möglich, den Schwellwert Sk anhand von Daten zu bestimmen, in denen Fehler auf der Basis von Bits verarbeitet sind.
-
Im Folgenden wird ein zweites Ausführungsbeispiel beschrieben, in dem die Prozedur zum Bestimmen des Schwellwerts Sk auf der Basis von Bits durchgeführt wird.
-
Der Computer 7 vergleicht, anhand der Framedaten F(r), fehlerhafte Frames mit korrekt wiedergesendeten Frames, identifiziert fehlerhafte Bits in den fehlerhaften Frames, und bestimmt die Zeitpunkte, zu denen fehlerhafte Bits empfangen wurden. Der Zeitpunkt zu dem ein fehlerhaftes Bit empfangen wird, kann mit der folgenden Prozedur bestimmt werden.
-
Zunächst wird erfasst, das wievielte Bit ab dem Anfang des Frames (ohne das Startflag) das identifizierte fehlerhafte Bit ist. Mit anderen Worten, die Anzahl der Bits vom Anfang des Frames bis zum identifizierten fehlerhaften Bit (inklusive des identifizierten fehlerhaften Bits) wird erfasst. Diese Anzahl Bits vom Anfang des Frames bis zum identifizierten fehlerhaften Bit wird Fehlerbitnummer B(n) genannt. Der Index n zeigt hierbei die laufende Nummer der fehlerhaften Bits pro Frame an. Als nächstes wird anhand der Daten in der Tabelle 43 (siehe 4) sowie der Tabelle 44 (siehe 4), der Zählwert C4, der den Zeitpunkt des Empfangsbeginns des fehlerhaften Frames angibt, erfasst. Anhand dieses Zählwerts C4, der den Zeitpunkt des Empfangsbeginns des fehlerhaften Frames angibt, des Zählwerts Tb, der die Empfangszeit pro Bit angibt, und der Fehlerbitnummer B(n) wird mit Gleichung 4 ein Zählwert Cb(n) errechnet, der den Zeitpunkt angibt, zu dem das fehlerhafte Bit empfangen wurde (siehe 5). Der Zählwert Cb(n), der den Zeitpunkt angibt, zu dem das fehlerhafte Bit empfangen wird, kann also erhalten werden, indem die Fehlerbitnummer B(n) und der Zählwert Tb(n) miteinander multipliziert werden und somit ein Zeitwert entsprechend der Zeitdauer vom Beginn des Empfangs des Frames bis zum Empfang des fehlerhaften Bits erhalten wird, und dann der Zählwert C4 zu diesem Zeitwert hinzuaddiert wird.
-
Hierbei ist der Zählwert Tb, welcher der Empfangszeit pro Bit entspricht, der Wert um den der Zähler 26 hochgezählt wird während das Signal für ein Bit empfangen wird (im vorliegenden Ausführungsbeispiel gilt Tb = 1). Ferner entspricht der Zählwert Cb(n) dem Zählwert, den der Zähler 26 angibt, wenn ein fehlerhaftes Bit empfangen wird. Cb(n) = B(n) × Tb + C4 (Gl. 4)
-
Mit dem vorstehend beschriebenen Verfahren werden für jeden fehlerhaften Frame die Zählwerte Cb(n) zur Zeit des Empfangs aller fehlerhaften Bits erhalten und in der Speichervorrichtung des Computers 7 abgespeichert (siehe Tabelle 47 in 4). Ferner wird für jeden der fehlerhaften Frames die Anzahl BN von fehlerhaften Bits in diesem Frame in der Speichervorrichtung des Computers 7 gespeichert.
-
Der Computer 7 bestimmt den Schwellwert Sk anhand der Daten in der Tabelle 41, der Tabelle 45, und der Tabelle 47 entsprechend dem Flussdiagramm A. Im Falle einer Verarbeitung auf der Basis von Bits wird im Flussdiagramm A „t ← t + Tby” in Schritt 64 durch „t ← t + Tb” ersetzt, „t < Cby(n)” in Schritt 65 durch „t < Cb(n)” ersetzt, und „n > BY” in Schritt 71 durch „n > BN” ersetzt.
-
Drittes Ausführungsbeispiel
-
Als nächstes ein drittes Ausführungsbeispiel erläutert, in welchem ein anderes Verfahren anstelle des Verfahrens zur Bestimmung des Schwellwerts Sk gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel verwendet wird. Im dritten Ausführungsbeispiel wird von Beginn bis Ende des Empfangs eines fehlerhaften Frames die minimale Empfangsfeldstärke während des Empfangs eines korrekten bzw. regulären Bytes mit der minimalen Empfangsfeldstärke während des Empfangs eines fehlerhaften Bytes verglichen. Falls das Ergebnis des Vergleichs ist, dass die minimale Empfangsfeldstärke während des Empfangs eines fehlerhaften Bytes kleiner ist als die minimale Empfangsfeldstärke während des Empfangs eines regulären Bytes, dann wird daraus geschlossen, dass in dem fehlerhaften Frame ein Fehler aufgrund von Fading vorliegt. Dann wird die minimale Empfangsfeldstärke während des Empfangs des regulären Bytes als Schwellwert Sk bestimmt.
-
Im Folgenden wird ein Verfahren zum Bestimmen des Schwellwerts Sk gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel beschrieben, und zwar unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm B (siehe 7), das Flussdiagramm C (siehe 8) und das Flussdiagramm D (siebe 9).
-
Das Flussdiagramm B in 7 zeigt eine Prozedur zum Erkennen der minimalen Empfangsfeldstärke Smin im Zeitraum des Empfangs von regulären Bytes in einem fehlerhaften Frame. Im Folgenden wird der Ablauf dieses Flussdiagramms B erläutert. Im Flussdiagramm B wird zunächst in Schritt 81, der Index n auf 1 gesetzt, um auf das erste fehlerhafte Byte im fehlerhaften Frame zuzugreifen. Als nächstes wird in Schritt 82 der Zählwert t auf den Zählwert C4 gesetzt, der dem Zeitpunkt des Empfangsbeginns des fehlerhaften Frames entspricht, und die Prozedur springt zu Schritt 83. In Schritt 83 wird Smin auf die Empfangsfeldstärke S(t) zur Zeit des Zählwerts t gesetzt, und die Prozedur springt zu Schritt 84.
-
Als nächstes wird in Schritt 84 der Zählwert t um den Zählwert Tby inkrementiert, die Prozedur springt zu Schritt 85, und der Zählwert t wird mit dem Zählwert Cby(n) verglichen. Wenn der Zählwert t kleiner ist als der Zählwert Cby(n), dann werden Smin und die Empfangsfeldstärke S(t) zur Zeit des Zählwerts t miteinander verglichen (Schritt 86). Falls in Schritt 86 Smin nicht größer als S(t) ist, dann kehrt die Prozedur direkt zurück zu Schritt 84, und falls Smin größer ist als S(t), dann springt die Prozedur zu Schritt 87, Smin wird auf die Empfangsfeldstärke S(t) zur Zeit des Zählwerts t gesetzt und die Prozedur kehrt zurück zu Schritt 84.
-
Wenn der Zählwert t den Zählwert Cby(n) in Schritt 85 erreicht hat, dann wird geprüft, ob n gleich BY (also der Zahl der fehlerhaften Bytes in einem Frame) ist (Schritt 88). Falls n nicht gleich BY ist, dann wird n in Schritt 89 um 1 inkrementiert, und die Schritt 84 bis 89 werden wiederholt bis n gleich BY ist.
-
Falls in Schritt 88 n gleich BY ist, dann springt die Prozedur zu Schritt 90, der Zählwert t wird um den Zählwert Tby inkrementiert, und die Prozedur springt zu Schritt 91. In Schritt 91 wird der Zählwert t mit dem Zählwert C5, der dem Zeitpunkt des Empfangsendes des fehlerhaften Frames entspricht, verglichen. Falls der Zählwert t kleiner oder gleich dem Zählwert C5 ist, dann wird Smin mit der Empfangsfeldstärke S(t) zur Zeit des Zählwerts t verglichen (Schritt 92). Falls in Schritt 92 Smin kleiner oder gleich S(t) ist, dann kehrt die Prozedur direkt zu Schritt 90 zurück, und falls Smin größer als S(t) ist, dann springt die Prozedur zu Schritt 93, Smin wird auf die Empfangsfeldstärke S(t) zur Zeit des Zählwerts t gesetzt, und die Prozedur springt zu Schritt 90. Die Schritte 90 bis 93 werden wiederholt bis der Zählwert t den Zählwert C5 erreicht.
-
Mit diesem Ablauf des Flussdiagramms B wird die minimale Empfangsfeldstärke Smin während des Empfangs von korrekten bzw. regulären Bytes in einem fehlerhaften Frame erfasst. Falls in Schritt 91 der Zählwert t den Zählwert C5 überschreitet, dann springt die Prozedur zu Schritt 94 in Flussdiagramm C (siehe 8).
-
Das Flussdiagramm C in 8 zeigt eine Prozedur zum Erfassen der minimalen Empfangsfeldstärke SEmin während des Empfangs eines fehlerhaften Bytes im fehlerhaften Frame. Der Ablauf dieses Flussdiagramms C wird im Folgenden erläutert.
-
Im Flussdiagramm C wird zunächst in Schritt 94 der Index n auf 1 gesetzt, um auf den Zählwert Cby(l) zuzugreifen, der dem Empfangszeitpunkt des ersten fehlerhaften Bytes im fehlerhaften Frame entspricht. In Schritt 95 wird der Zählwert t auf den Zählwert Cby(n) gesetzt, und die Prozedur springt zu Schritt 96, wo SEmin auf die Empfangsfeldstärke S(t) zur Zeit des Zählwerts t gesetzt wird.
-
Als nächstes wird in Schritt 97 wird n um 1 inkrementiert, die Prozedur springt zu Schritt 98, und n wird mit BY verglichen. Falls n nicht größer ist als BY, dann springt die Prozedur zu Schritt 99, und der Zählwert t wird auf den Zählwert Cby(n) gesetzt. Dann springt die Prozedur zu Schritt 100, und SEmin wird mit der Empfangsfeldstärke S(t) zur Zeit des Zählwerts t verglichen. Falls SEmin kleiner oder gleich S(t) ist, dann springt die Prozedur unmittelbar zu Schritt 97, und falls SEmin nicht kleiner oder gleich S(t) ist, dann springt die Prozedur zu Schritt 101, SEmin wird auf die Empfangsfeldstärke S(t) zur Zeit des Zählwerts t gesetzt, und die Prozedur kehrt zurück zu Schritt 97.
-
Mit diesem Ablauf des Flussdiagramms C wird die minimale Empfangsfeldstärke SEmin während des Empfangs eines fehlerhaften Bytes in einem fehlerhaften Frame erfasst. Falls in Schritt 98 „n” größer als BY geworden ist, dann springt die Prozedur zu Schritt 102 in Flussdiagramm D (siehe 9).
-
Flussdiagramm D in 9 zeigt den Ablauf einer Prozedur zum Bestimmen des Schwellwerts Sk anhand der minimalen Empfangsfeldstärke SEmin während des Empfangs eines fehlerhaften Bytes sowie der minimalen Empfangsfeldstärke Smin während des Empfangs eines korrekten bzw. regulären Bytes. In Schritt 102 in Flussdiagramm D werden SEmin und Smin miteinander verglichen. Falls SEmin kleiner ist als Smin, dann wird daraus geschlossen, dass im fehlerhaften Frame ein fehlerhaftes Byte aufgrund von Fading vorliegt, und Sk wird auf Smin gesetzt (Schritt 103). Falls SEmin nicht kleiner ist als Smin, dann wird daraus geschlossen, dass im fehlerhaften Frame kein fehlerhaftes Byte aufgrund von Fading vorliegt, und der nächste fehlerhafte Frame wird untersucht (Schritt 104). Die obigen Schritte werden wiederholt, bis ein Schwellwert Sk bestimmt ist.
-
Es sollte beachtet werden, dass das Flussdiagramm der oben beschriebenen dritten Ausführungsform beendet wird nachdem ein Schwellwert Sk bestimmt wurde, es ist jedoch auch möglich, eine Mehrzahl von Schwellwerten Sk aus einer Mehrzahl von fehlerhaften Frames zu bestimmen. In diesem. Fall kann das Maximum, das Minimum oder der Durchschnittswert dieser Mehrzähl von Schwellwerten Sk als der endgültige Schwellwert Sk bestimmt werden.
-
10 zeigt das Verhältnis zwischen dem Schwellwert der Empfangsfeldstärke, der Empfangsfeldstärke und den Fehlern eines Frames.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Funkabschnitt
- 1a
- Empfangsabschnitt
- 1b
- Sendeabschnitt
- 2
- Signalkontrollen
- 3
- Modem
- 4
- Demodulator
- 5
- Modulator
- 6
- Frameverarbeitungsabschnitt
- 7
- Computer
- 8
- Monitor
- 21
- Feldstärkedetektor
- 22
- Flagdetektor
- 23
- Framebestimmer
- 24
- Steuerschaltkreis (D)
- 25
- Steuerschaltkreis (E)
- 26
- Zähler (Zeitzähler)
- 27, 28, 29
- Speicher
- 31
- I-Frame
- 41, 42, 43,44, 45, 46, 47
- Beispiele für Tabellen, die in der Speichervorrichtung des Computers gespeichert werden
