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HINTERGRUND
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Von einer zunehmenden Anzahl an drahtlosen Geräten, wie beispielsweise Smartphones, Laptops, Netbooks usw., wird erwartet, dass sie mehrere Arten von drahtlosen Protokollen bei ihren Kommunikationen unterstützen. Beispiele sind Weitverkehr-Protokolle wie WiMAX oder LTE, Ortsbereich-Protokolle wie WiFI und Personenbereich-Protokolle wie Bluetooth. Viel Anstrengung ist dahingehend investiert worden, es für ein erstes Gerät zu ermöglichen mit einem zweiten Gerät zu kommunizieren, indem das beste verfügbare Protokoll aus mehreren möglichen Protokollen verwendet wird. Und einige Geräte sind imstande, mit zwei unterschiedlichen Geräten zu kommunizieren, indem ein unterschiedliches Protokoll für jedes verwendet wird. Gewöhnlich wird jedes Protokoll basierend darauf ausgewählt, in welchem Netzwerk sich das andere Gerät befindet, da ein gegebenes Netzwerk normalerweise ein einzelnes Protokoll für alle Kommunikationen verwendet. Aber Mehrprotokollfähigkeit in jedem von zwei konventionellen Geräten vorzusehen, trägt wenig dazu bei, irgendeine gezielte Kommunikation zwischen diesen zwei Geräten in einem konventionellen Netzwerk zu verbessern.
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Die
US 2005/0 135 311 A1 offenbart ein Verfahren zur Kommunikation in einem drahtlosen Netzwerk. Bei dem bekannten Verfahren werden zur Übergabe eines mobilen Gerätes dieselben Daten an zwei unterschiedliche Geräte, nämlich einen alten Netzwerk-Controller und einen neuen Netzwerk-Controller, gesendet.
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Die
US 2006/0 224 763 A1 offenbart, dass ein Film mit unterschiedlicher Auflösung parallel über zwei unterschiedliche Protokolle übertragen wird. Die über die beiden Protokolle übertragenen Versionen können sich in Eigenschaft, wie z. B. Bitrate, Frame-Rate, Auflösung und Dateiformat, unterscheiden. Zudem ergibt sich daraus, dass Netzwerküberwachungsfunktionen durchgeführt werden können.
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Die
US 2008/0 002 021 A offenbart ein Verfahren zur Verbesserung von TV-Diensten bei Mobiltelefonen, bei denen über ein erstes Protokoll Inhalte übertragen werden und über ein zweites Protokoll Steuerinformation übertragen wird.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Einige Ausführungsformen der Erfindung sind besser zu verstehen, wenn auf die folgende Beschreibung und die sie begleitenden Zeichnungen, welche Ausführungsformen der Erfindung veranschaulichen, Bezug genommen wird. In den Zeichnungen:
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1 zeigt zwei drahtlose Geräte, die miteinander gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kommunizieren.
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2 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Kommunikation zwischen zwei Geräten unter Verwendung mehrerer Protokolle gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
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3 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens, um gemäß einer Ausführungsform der Erfindung Mehrprotokoll-Kommunikationen auf Kanalzuständen zu basieren.
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4 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens der Verwendung von mehreren Protokollen zur Kommunikationsredundanz gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
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5 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens der Verwendung von mehreren Protokollen zur Kommunikationsdiversität gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
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6 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Verwendung von mehreren Protokollen für den Lastausgleich gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Bei der folgenden Beschreibung werden zahlreiche spezifische Details gegeben. Es ist jedoch offensichtlich, dass erfindungsgemäße Ausführungsformen auch ohne diese spezifischen Details realisierbar sind. In anderen Fällen wurden wohlbekannte Schaltungen, Strukturen und Techniken nicht im Detail gezeigt, um das Verständnis dieser Beschreibung nicht in den Hintergrund rücken zu lassen.
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Bezugnahmen auf „eine Ausführungsform”, „bestimmte Ausführungsformen”, „verschiedene Ausführungsformen” usw. haben die Bedeutung, dass die Ausführungsform(en) bestimmte Merkmale, Strukturen oder Eigenschaften umfassen können, aber dass nicht unbedingt jede Ausführungsform die besonderen Merkmale, Strukturen oder Eigenschaften umfassen muss. Weiter können einige Ausführungsformen einige, alle oder keine der Merkmale aufweisen, die für andere Ausführungsformen beschrieben sind.
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In der folgenden Beschreibung und den Ansprüchen können die Begriffe „gekoppelt” und „verbunden” gemeinsam mit ihren Ableitungen verwendet sein. Es sollte selbstverständlich sein, dass diese Begriffe nicht als Synonyme füreinander zu verstehen sind. Bei bestimmten Ausführungsformen wird „verbunden” verwendet, um anzuzeigen, dass zwei oder mehrere Elemente durch direkten physischen oder elektrischen Kontakt miteinander verbunden sind. „Gekoppelt” bedeutet dagegen, dass zwei oder mehr Elemente zusammenarbeiten oder interagieren, jedoch nicht unbedingt durch physische oder elektrische Komponenten zwischen ihnen verbunden sind.
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Wie in den Ansprüchen verwendet, zeigt die Verwendung der Ordnungsadjektive „erste”, „zweite”, „dritte” usw. zur Beschreibung eines allgemeinen Elements nur an, dass unterschiedliche Fälle von ähnlichen Elementen bezeichnet werden, und dass sie nicht dazu beabsichtigt sind, anzudeuten, dass die so beschriebenen Elemente in einer gegebenen Sequenz, entweder zeitlich, räumlich, in der Rangfolge oder in irgendeiner anderen Weise sein müssen, es sei denn, es ist anderweitig angegeben.
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Verschiedene Ausführungsformen der Erfindung können in einer Hardware, Firmware und Software oder irgendeiner Kombination davon implementiert sein. Die Erfindung kann ebenfalls als Anweisungen, die in oder auf einem computerlesbaren Medium implementiert sind, enthalten sein, die gelesen und durch einen oder mehrere Prozessoren ausgeführt werden können, um die Ausführung der hier beschriebenen Operationen zu ermöglichen. Ein computerlesbares Medium kann irgendeinen Mechanismus umfassen, um Information in einer durch einen oder mehrere Computer lesbaren Form zu speichern. Zum Beispiel kann ein computerlesbares Medium ein körperliches Speichermedium sein, wie zum Beispiel aber nicht begrenzt auf Read Only Memory (ROM), Direktzugriffsspeicher (RAM), Plattenspeichermedien, ein optisches Speichermedium, ein Flash-Speicher-Gerät usw.
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Der Begriff „drahtlos” kann verwendet sein, um Schaltungen, Geräte, Systeme, Verfahren, Techniken, Kommunikationskanäle usw. zu beschreiben, die Daten unter Verwendung von modulierter elektromagnetischer Strahlung durch ein nicht festes Medium kommunizieren. Der Begriff deutet nicht an, dass die verbundenen Geräte nicht irgendwelche Drähte enthalten. Ein drahtloses Gerät kann mindestens eine Antenne, mindestens ein Funkgerät, mindestens einen Speicher und mindestens einen Prozessor umfassen, wobei das Funkgerät Signale durch die Antenne sendet, die Daten repräsentieren, und Signale durch die Antenne empfängt, die Daten repräsentieren, während der Prozessor die Daten, die zu senden sind, und die Daten, die empfangen wurden, verarbeiten kann. Der Prozessor kann ebenfalls andere Daten verarbeiten, die weder gesendet noch empfangen werden.
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Wie innerhalb dieses Dokuments verwendet, bedeutet der Begriff „kommunizieren” 1) drahtlos zu einem anderen Gerät zu senden oder 2) drahtlos von diesem Gerät zu empfangen oder 3) sowohl drahtlos zu diesem Gerät zu senden als auch drahtlos von diesem Gerät zu empfangen. Die zu kommunizierenden Daten können den Inhalt umfassen, der zu übertragen ist, Steuerdaten, um anzuzeigen, wie man den Inhalt der gesamten Kommunikation extrahiert, Prüfdaten, um zu bestimmen, ob die Daten, die empfangen wurden, dieselben Daten waren, die gesendet wurden, und Präambeldaten, um dem Empfänger zu erlauben, sich auf das eingehende Signal zu synchronisieren.
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Wie innerhalb dieses Dokuments verwendet, zeigt der Begriff ,Protokoll' einen bestimmten Satz von Formaten, Kanälen, Modulationstechniken, Kommunikationsrichtlinien usw. an, die in einem oder mehreren Standards definiert worden sind, um drahtlos zu kommunizieren. Zum Beispiel werden WiFi, WiMAX, LTE und Bluetooth jeweils als unterschiedliche Protokolle betrachtet und für einige Zwecke kann jedes dieser Protokolle sogar in mehrere separate Protokolle aufgeteilt sein.
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Wie innerhalb dieses Dokuments verwendet bedeutet der Begriff ,gleichzeitige' Kommunikation, dass zwei Kommunikationen (das Senden, Empfangen oder beide) gleichzeitig erfolgen, wobei der Begriff ,gleichzeitige' Kommunikation bedeutet, dass die zwei Kommunikationen während desselben Zeitraums auftreten können, aber nicht notwendigerweise gleichzeitig erfolgen. Zusammenwirkende Kommunikation ist der breitere Begriff und er kann Fälle der gleichzeitigen Kommunikation umfassen. Wenn zwei Kommunikationen sich in der Zeit teilweise aber nicht vollständig überlappen, können die gesamten Kommunikationen als zusammenwirkend beschrieben werden, während der überlappende Teil als gleichzeitig beschrieben werden kann. Praktisch gesehen können unterschiedliche Protokolle einige, alle oder keine von derselben Funkhardware in demselben Gerät für die zusammenwirkende oder gleichzeitige Kommunikation verwenden.
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Innerhalb des Kontexts dieses Dokuments zeigt das gleichzeitige Kommunizieren mit dem ersten und zweiten Protokoll an, dass beide Protokolle bei der Übertragung und/oder dem Empfang gleichzeitig verwendet werden, während das gleichzeitige Kommunizieren mit dem ersten und zweiten Protokoll bedeutet, dass eine bestimmte Sequenz von Übertragungen und/oder Empfangsvorgängen beide Protokolle während eines bestimmten Zeitraums verwenden kann, aber ein Protokoll kann oder kann nicht genau zur gleichen Zeit als das andere in Verwendung sein.
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Bei verschiedenen Ausführungsformen können zwei Geräte miteinander unter Verwendung von mehreren Protokollen kommunizieren, indem sie die zu kommunizierenden Daten in mehrere Teile unterteilen und jedes Protokoll verwenden, um unterschiedliche Teile zu kommunizieren. Diese Technik kann auf mehrere unterschiedliche Arten verwendet werden, um unterschiedliche Arten von Vorteilen zu ermöglichen. Jedes der beiden Geräte kann irgendeiner durchführbaren Funktion im/in Netzwerk(en) dienen, die daran beteiligt sind, wie z. B. Netzwerk-Controller (Zugangspunkt, Basisstation, Zentralpunkt usw.), mobiles Gerät (mobiler Knoten, Teilnehmerstationen, STA usw.), Relaisstation, Server oder einer anderen. Bei einigen Ausführungsformen können die Daten, die über die mehreren Protokolle kommuniziert werden, mit einer einzelnen Anwendung, wie zum Beispiel aber nicht begrenzt auf http-Verkehr, Videostreaming, Dateidownloads, E-Mail, Netzwerkinformation usw., verbunden sein.
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1 zeigt zwei drahtlose Geräte, die miteinander gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kommunizieren. Die gezeigten Geräte sind ein Notebook 110 und ein drahtloser Controller 120, aber sie könnten irgendwelche zwei Geräte sein, die drahtlos miteinander kommunizieren. Die Zahl der Antennen bei jedem Gerät kann mit den speziellen Protokollen kompatibel sein, die jedes Gerät unterstützen kann. Diese Geräte sind miteinander kommunizierend gezeigt, indem sie zwei unterschiedliche Protokolle verwenden, die als Pro. A und Pro. B gezeigt sind, obwohl jedes Gerät fähig sein kann, mehr als zwei Protokolle zu unterstützen. Die folgenden Beschreibungen beschreiben normalerweise Geräte, die zwei Protokolle verwenden, um miteinander zu kommunizieren, indem sie WiFi und WiMAX als Beispiel verwenden, aber die erfindungsgemäßen Konzepte können zu drei oder mehr Protokollen erweitert werden, indem sie irgendwelche spezifischen Protokolle verwenden, die möglich sind. Neben WiFi und WiMAX sind andere Beispiele LTE, Bluetooth, GSM, 3G, 4G, Zigbee, 60 GHz usw.
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2 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Kommunikation zwischen zwei Geräten unter Verwendung mehrerer Protokolle gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Im gezeigten Beispiel bestimmt ein Gerät bei 210, dass Daten zu einem zweiten Gerät drahtlos kommuniziert werden sollen. Diese Daten können nicht nur Daten umfassen, die an das zweite Gerät gesendet werden sollen, sondern ebenfalls Daten, die vom zweiten Gerät empfangen werden sollen. Solche Daten können den Inhalt umfassen, der (in jeder Richtung), kommuniziert werden soll, Overheaddaten, um zu definieren, wie der Inhalt organisiert ist, Prüfdaten, um sicherzustellen, dass die empfangenen Daten fehlerfrei sind, Steuerdaten usw.
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Bei 220 kann das Gerät die Art der Daten, die bestehenden Kanalzustände und irgendwelche anderen relevanten Faktoren überprüfen, um zu bestimmen, ob mehrere Protokolle bei der Kommunikation verwendet werden sollen. Bei einigen Ausführungsformen kann nur die Möglichkeit der Mehrprotokoll-Kommunikation an diesem Punkt bestimmt werden, während die tatsächliche Verwendung von mehreren Protokollen später basierend auf Zuständen zu diesem Zeitpunkt bestimmt werden kann.
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Bei 230 können die zu kommunizierenden Daten in mehrere Teile unterteilt sein, wobei einige Teile unter Verwendung von einem Protokoll und andere Teile unter Verwendung von einem zweiten Protokoll kommuniziert werden. In einigen Fällen können mehr als zwei Protokolle auf diese Weise beteiligt sein. Die Art der Unterteilung in mehrere Teile kann von verschiedenen Faktoren abhängen, wie zum Beispiel aber nicht begrenzt auf: 1) welche Protokolle für beide Geräte verfügbar sind und von beiden Geräten unterstützt werden, 2) der Typ von zu sendenden Daten, 3) Kanalbelegung, 4) Kanalqualität, 5) Datenraten, die von den verfügbaren Protokollen unterstützt werden, 6) Overheadanforderungen der zwei Protokolle, 7) usw. In einigen Fällen kann die Unterteilung in mehrere Teile stattfinden, nachdem die Kommunikationssequenz begonnen hat basierend auf Zuständen zu diesem Zeitpunkt. Bei einigen Ausführungsformen kann die Teilung in mehrere Teile bei der OSI PHY-Schicht, bei anderen Ausführungsformen bei der OSI MAC-Schicht und bei anderen Ausführungsformen bei einer höheren Schicht stattfinden. Bei einigen Ausführungsformen kann die Teilung über mehrere Schichten stattfinden. Bei 240 und 250 können die unterschiedlichen Teile der Daten unter Verwendung der ausgewählten Protokolle kommuniziert werden. Natürlich kann der Empfänger anschließend die Daten, die über die mehreren Protokolle empfangen wurden, nehmen und sie wieder in die Originaldaten zusammensetzen. Da Differenzen in den Protokollen verursachen können, dass die unterschiedlichen Teile außer der Reihenfolge empfangen werden, kann man geeignete Identifizierungstechniken verwenden, um die korrekte Reihenfolge zu bestimmen, in der die Daten wieder zusammenzusetzen sind.
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Bei einigen Ausführungsformen kann mindestens eins der verfügbaren Protokolle ein vorherrschendes Controller-zentrisches Protokoll verwenden, in dem ein Netzwerk-Controller die Kommunikationen durch andere Geräte im Netzwerk einplant. Außerdem (oder alternativ) kann mindestens eins der verfügbaren Protokolle eine wettbewerbsbasierte Technik verwenden, in der sich jedes Gerät für den Zugriff auf die Medien bewerben muss, bevor ihm erlaubt wird, zu senden. Einige Protokolle können beides erlauben, mit entsprechenden Absicherungen, um die außerplanmäßigen wettbewerbsbasierten Kommunikationen zu vermeiden und die geplanten Kommunikationen daran zu hindern, sich gegenseitig zu stören, wenn sie dieselben Frequenzbänder verwenden. Weiter können einige Protokolle für das lizenzierte Spektrum konzipiert sein, während andere über ein nicht lizenziertes Spektrum arbeiten können. Bei einigen Ausführungsformen kann das wettbewerbsbasierte Protokoll vordringlich behandelt werden, um Zugriff zum Medium zu gewinnen, und das geplante Protokoll kann dann in Koordination mit dem wettbewerbsbasierten Protokoll eingeplant werden, indem man sowohl wettbewerbsbasierte als auch eingeplante Protokolle verwendet.
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Bei einigen Ausführungsformen kann ein bestimmtes drahtloses Gerät das gesamte oder Teile desselben Funkgeräts für beide Protokolle verwenden. Zum Beispiel kann das Gerät dieselbe(n) Endstufe(n) für die Übertragung, denselben Tuner für den Empfang, denselben digitalen Signalprozessor (DSP), dieselbe(n) Antenne(n) usw. verwenden. Das kann sich darauf auswirken, ob das Gerät mit beiden Protokollen gleichzeitig kommunizieren kann oder ob sie zu verschiedenen Zeiten in einer zusammenwirkenden Operation verwendet werden müssen. Bei einigen Ausführungsformen kann das spezielle Gerät das gesamte oder Teile desselben Frequenzspektrums für beide Protokolle verwenden. Dies kann ebenfalls beeinflussen, ob das Gerät mit beiden Protokollen gleichzeitig kommunizieren kann, da ein Protokoll das andere stören könnte, wenn dieselben oder ähnlichen Frequenzen gleichzeitig verwendet werden.
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Das Konzept von zwei unterschiedlichen Geräten, die mehrere Protokolle verwenden, um miteinander gleichzeitig oder zusammenwirkend zu kommunizieren, kann auf mehrere unterschiedliche Arten zum Vorteil verwendet werden. Einige davon werden in den folgenden Abschnitten beschrieben.
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Dynamische Störungsreduktion
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3 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens, um gemäß einer Ausführungsform der Erfindung Mehrprotokoll-Kommunikationen auf Kanalzuständen zu basieren. Bei 310 und 320 kann das Gerät Kanalzustände bei beiden Protokollen überwachen, um zu bestimmen, welches Protokoll mit größerer Wahrscheinlichkeit eine bessere Leistung erzeugen wird. Das kann vor dem Beginn der Kommunikationssequenz erfolgen, um zu bestimmen, welches Protokoll zu verwenden ist. Das kann ebenfalls während der Kommunikationssequenz erfolgen, um zu bestimmen, ob zu einem anderen Protokoll zu wechseln ist. Kanalzustände können alles umfassen, das die wahrscheinliche Fehlerhäufigkeit oder Wahrscheinlichkeit von zeitraubenden Fehlerberichtigungsverfahren beeinflusst. Signalstörverhältnis und Rauschabstand (Signal to Interference and Noise Ratio; SINR) ist ein solcher Parameter, den das Gerät direkt messen kann, und/oder es kann SINR-Information vom anderen Gerät empfangen, da dieser Parameter durch das andere Gerät bestimmt wurde. Der Empfangssignalstärkenindikator (Received Signal Strength Indicator; RSSI) ist ein weiterer Parameter, den das Gerät verwenden kann, ob direkt gemessen oder vom anderen Gerät erhalten.
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SINR und RSSI sind indirekte Hinweise auf die Geschwindigkeit des mutmaßlichen Fehlers in der unmittelbaren Zukunft, aber das Gerät kann aktuelle Fehlerhäufigkeiten von früherer Leistung erhalten. Solche Fehlerhäufigkeiten können die Bitfehlerrate (BER), Fehlerhäufigkeit des Datenpakets (PER) und andere solche Parameter umfassen, die auf die Leistung der unmittelbaren Zukunft basierend auf der vergangenen tatsächlichen Leistung schließen lassen. Wie zuvor können diese Parameter von dem Gerät durch seine eigenen Beobachtungen bestimmt werden oder von einem anderen Gerät empfangen werden, basierend auf den Bestimmungen dieses Geräts. Indem es solche Parameter von beiden Protokollen vergleicht, kann das Gerät eine Entscheidung darüber treffen, welches Protokoll wahrscheinlich die bessere Leistung in der unmittelbaren Zukunft ermöglichen wird.
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Nach der Durchführung dieser Bestimmung kann das Gerät das bevorzugte Protokoll bei 330 auswählen und es für die Kommunikation bei 340 verwenden. Bei einigen Ausführungsformen kann das Gerät fortfahren Kanalzustände, wie angezeigt durch die Schleife von 340 zurück zu 310 zu überwachen, und dynamisch das aktive Protokoll wechseln, wenn die Zustände es rechtfertigen. Da das Wechseln von einem Protokoll zu einem anderen einen bestimmten Betrag an Overheadverkehr einschließen kann, kann bei einigen Ausführungsformen ein Hystereseeffekt verwendet werden, um zu fordern, dass eine bestimmte Untergrenze an Leistungsfortschritt vor dem Wechseln der Protokolle wahrscheinlich ist.
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Redundanz
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4 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens der Verwendung von mehreren Protokollen zur Kommunikationsredundanz gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Wie der Begriff Redundanz hier gebraucht wird, schließt er das Übertragen derselben Daten über beide Protokolle ein. Das erhöht die Wahrscheinlichkeit, dass die korrekten Daten empfangen werden, was die Wahrscheinlichkeit vermindert, dass sie verloren gehen oder später erneut gesendet werden müssen. In der gezeigten Ausführungsform können die verfügbaren zu verwendenden Protokolle bei 410 bestimmt werden. Das kann auf jede durchführbare Weise, einschließlich ohne Einschränkung mit Techniken, die anderswo in diesem Dokument beschrieben sind, erfolgen. Bei 420 können die redundant zu kommunizierenden Daten bestimmt und bei 430 über beide Protokolle durch den Sender gesendet werden.
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Die für die redundante Kommunikation ausgewählten Daten können basierend auf verschiedenen Faktoren ausgewählt werden. Die resultierende Auswahl kann in dieser oder anderen Wahlmöglichkeiten resultieren: 1) der komplette Inhalt kann redundant über beide Protokolle kommuniziert werden, 2) die wichtigeren Teile des Inhalts können redundant über beide Protokolle kommuniziert werden, 3) Overheadinformation, wie z. B. Steuerinformation, Header, Quittierungen, Anforderungen für erneutes Übertragen usw., können redundant über beide Protokolle kommuniziert werden. Die Daten können mit verschiedenen Fehlerberichtigungscodierungstechniken codiert und die resultierende redundante Information kann über mehrere Protokolle gesendet werden.
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Bei 440 können die redundanten Daten vom Empfänger empfangen werden, der dann auswählen kann, welcher Satz von redundanten Daten bei 450 zu verwenden ist. Diese Auswahl kann basierend auf verschiedenen Faktoren veranlasst werden wie zum Beispiel aber nicht begrenzt auf: 1) wenn beide Sätze richtig empfangen werden, kann einer vorherbestimmten Bevorzugung gefolgt werden, 2) wenn ein Satz unrichtig empfangen wird und vom Empfänger nicht korrigiert werden kann, kann der andere Satz ausgewählt werden, 3) wenn ein Satz richtig empfangen wird und der andere Satz unrichtig empfangen wird, aber vom Empfänger korrigiert werden kann, kann der korrekte Satz verwendet werden oder der Empfänger kann korrigieren und den anderen Satz verwenden, 4) wenn beide Sätze unrichtig empfangen werden und nicht korrigiert werden können, kann der Empfänger erneutes Übertragen von einem, von beiden oder keinem Satz verlangen.
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Obwohl 4 zeigt, dass 410–430 durch den Sender ausgeführt und 440–450 durch den Empfänger ausgeführt werden, können andere Ausführungsformen die Funktionen auf andere Arten verteilen. Zum Beispiel kann der Empfänger die zu verwendenden Protokolle bestimmen und/oder welche Daten redundant sein sollten und jene Auswahl zum Sender kommunizieren.
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Diversität
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5 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens der Verwendung von mehreren Protokollen zur Kommunikationsdiversität gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Diversität, wie der Begriff hier gebraucht wird, schließt die Aufspaltung der Daten und das Übertragen eines Teils über ein Protokoll und eines anderen Teils über ein anderes Protokoll ein. Bei einigen Ausführungsformen kann der Inhalt aufgeteilt und über unterschiedliche Protokolle kommuniziert werden. Bei anderen Ausführungsformen können Overheaddaten aufgeteilt und über unterschiedliche Protokolle kommuniziert werden. Bei noch weiteren Ausführungsformen können sowohl Inhalt als auch Overheaddaten aufgeteilt und über unterschiedliche Protokolle kommuniziert werden. Bei noch weiteren Ausführungsformen kann der Inhalt über ein Protokoll und der Overhead oder die Steuerinformation über ein anderes Protokoll kommuniziert werden.
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In der gezeigten Ausführungsform werden die zu verwendenden Protokolle bei 510 bestimmt. Bei 520 werden die zu sendenden Daten in mehrere Teile aufgetrennt und bei 530 wird jeder Teil einem der Protokolle zugeordnet. Diese Zuordnung kann auf verschiedenen Faktoren beruhen wie zum Beispiel aber nicht begrenzt auf: 1) Kanalqualität für jedes Protokoll, 2) verfügbare Bandbreite jedes Protokolls, 3) die Zeit-Kritikalität jedes Teils, 4) usw. Die Datenteile können über die jeweiligen Protokolle bei 540 übertragen und bei 550 empfangen werden. Der Empfänger kann dann die Teile bei 560 kombinieren, um die ursprüngliche Nachricht neu zu erzeugen. Der Pfeil, der zurück von 560 nach 520 eine Schleife macht, zeigt an, dass dieser Prozess kontinuierlich wiederholt werden kann, sodass die über jedes Protokoll transportierte Datenmenge, wie es durch wechselnde Zustände gerechtfertigt ist, gewechselt werden kann.
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Obwohl 5 zeigt, dass 510–540 durch den Sender ausgeführt und 550–560 durch den Empfänger ausgeführt werden, können andere Ausführungsformen die Funktionen auf andere Arten verteilen. Zum Beispiel kann der Empfänger die Protokolle bestimmen, die zu verwenden sind, und/oder bestimmen, welche Daten über welches Protokoll gesendet werden sollten, und diese Wahlmöglichkeiten zum Sender kommunizieren.
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Erhöhte Auflösung
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Mehrprotokoll-Kommunikation kann verwendet werden, um gemäß einer Ausführungsform der Erfindung vermehrte Daten zu übertragen und eine erhöhte Auflösung der Daten beim Empfänger zu erreichen. Auflösung, wie der Begriff hier gebraucht wird, schließt die Detailtiefe ein, die beim Empfänger mit den Daten erstellt werden kann. Zum Beispiel können bei Videodaten die Bits, die die grundlegende Auflösung (z. B. Standarddefinitionsvideo) transportieren, über ein Protokoll übertragen werden, während Zusatzbits für die erhöhte Auflösung (z. B. hochauflösendes Video) über ein anderes Protokoll übertragen werden. Diese Teile kann man dann beim Empfänger kombinieren, um das hochauflösende Bild zu erstellen. Wenn etwas von der zusätzlichen Auflösung nicht richtig empfangen wird, kann dieser Teil des Videos bei der grundlegenden Auflösung gezeigt werden. Das kann man zum Beispiel vorteilhaft verwenden, indem man die grundlegende Auflösung über ein lizenziertes Spektrum überträgt, wo der Erhalt der erforderlichen Bandbreite relativ gesichert ist, und die Bits mit erhöhter Auflösung über ein nicht lizenziertes Spektrum überträgt, wo der Erhalt der erforderlichen Bandbreite von der Menge an anderem Verkehr abhängen kann, der um das Medium konkurriert.
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Bei einem weiteren Beispiel kann ein zusätzlicher Fehlerkorrekturcode (ECC) über ein unterschiedliches Protokoll übertragen werden. ECC-Daten, die eine eindeutige Zahl von Fehlern korrigieren, können mit dem Inhalt auf normale Weise gesendet werden. Die zusätzliche ECC-Information für diesen Inhalt, welche die Korrektur von mehr als dieser Zahl von Fehlern erlaubt, kann über das andere Protokoll verfügbar sein, wenn sie mit dem grundlegenden ECC kombiniert ist. Auf diese Weise wird das Protokoll, das die Basisnachricht transportiert, mit der übermäßigen ECC-Information nicht verlangsamt, die selten benötigt wird, aber diese zusätzliche ECC-Information ist für jene Ereignisse verfügbar, wenn sie benötigt wird.
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Das Flussdiagramm von 5 kann ebenfalls verwendet werden, um diesen Prozess zur Kommunikation von erhöhter Auflösung zu veranschaulichen.
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Lastausgleich
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6 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Verwendung von mehreren Protokollen für den Lastausgleich gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Lastausgleich, wie der Begriff hier gebraucht wird, schließt die Anpassung der Datenmenge, die über jedes Protokoll gesendet wird, ein, um die Möglichkeiten zu reduzieren, dass ein Protokoll unter der übermäßigen Anhäufung leidet, während ein anderes Protokoll übermäßig verfügbare Kapazität aufweist. Wenn zum Beispiel der Datenverkehr, der ein Protokoll verwendet, relativ überfüllt ist, können mehr Daten zu dem anderen Protokoll verschoben werden. Das kann dynamisch erfolgen, indem man den Datenverkehr für jedes Protokoll überwacht.
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Im gezeigten Beispiel werden die zu verwendenden Protokolle bei 610 bestimmt. Wenn nur zwei Protokolle verfügbar sind, können diese zwei verwendet werden. Wenn mehr als zwei verfügbar sind, können verschiedene Kriterien verwendet werden, um die zu verwendenden Protokolle auszuwählen. Bei 620 können die ausgewählten Protokolle überwacht werden, um zu bestimmen, wie viel verfügbare Bandbreite von jedem Protokoll in der nahen Zukunft erwartet wird. Die Überwachung eines speziellen Protokolls kann auf jede durchführbare Weise erfolgen wie zum Beispiel aber nicht begrenzt auf: 1) Überwachung, wie viel verlangte Bandbreite zu einem Gerät in einem geplanten Protokoll nicht zugeordnet ist, 2) Überwachung, wie lange es benötigt, um Zugriff zu dem Medium in einem außerplanmäßigen Protokoll zu erlangen, 3) Überwachung der Zeitdauer, zu der das Netzwerk beschäftigt zu sein scheint, 4) die Überwachung der Größe von Sendewarteschlangen, wie sie im Gerät beobachtet und/oder wie sie durch andere Geräte berichtet werden, 5) usw. Die Überwachung kann durch das Gerät anhand direkter Beobachtung oder durch den Empfang von Meldungen von Zuständen von einem oder mehreren anderen Geräten erfolgen.
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Bei 630 können die zu sendenden Daten in mehrere Teile unterteilt sein und jeder Teil kann einem der ausgewählten Protokolle bei 640 zugeordnet sein. Diese Zuordnung kann mit der Absicht erfolgen, die Schieflasten, wie sie zuvor beschrieben wurden, zu vermeiden, basierend auf der Bandbreite, die von jedem Protokoll als verfügbar erwartet wird. Nach dem Beginn der Übertragung der Daten über beide Protokolle bei 650, können die Zustände für jedes Protokoll bei 660 wiederholt überwacht werden. Wenn diese Zustände anzeigen, dass die Last aus dem Gleichgewicht kommt (jenseits einer bestimmten Grenze), können die Operationen zu 630/640 zurückkehren, wo die zu sendenden Daten auf die zwei Protokolle in einem anderen Verhältnis neu zugeteilt werden können.
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Obwohl das Beispiel den Lastausgleich basierend auf der Kommunikation zwischen zwei unterschiedlichen Geräten beschreibt, kann der Lastausgleich ebenfalls berücksichtigen, wie viel jedes Protokoll mit anderen Geräten verwendet wird. Wenn zum Beispiel ein Netzwerk-Controller starke Verwendung eines ersten Protokolls und leichte Verwendung eines zweiten Protokolls macht, wenn er mit einem ersten mobilen Gerät kommuniziert, kann der Netzwerk-Controller leichte Verwendung des ersten Protokolls und starke Verwendung des zweiten Protokolls machen, wenn er mit einem zweiten mobilen Gerät kommuniziert, sodass kein Protokoll zu stark überfüllt wird.
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Reduzierter Energieverbrauch
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Mehrprotokoll-Kommunikationen können verwendet werden, um den Energieverbrauch zu reduzieren. Das Verwenden eines Zusatzprotokolls kann das Spektrum, über das die gesamte Kommunikation ausgebreitet werden kann, erhöhen. Indem man die Übertragung über mehr Spektrum ausbreitet, kann die Datenrate auf einem gegebenen Kanal annäherungsweise im Verhältnis zur Menge des erhöhten Spektrums reduziert werden. Aber die Leistung, die es benötigt, um zu senden, kann sich ungefähr exponentiell im Verhältnis zur Veränderung in der Datenrate ändern, sodass die gesamte Leistung proportional mehr reduziert werden kann, als die Bandbreite erhöht wird.
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Overhead reduzieren
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Mehrprotokoll-Kommunikationen können verwendet werden, um Overheadkommunikationen zu reduzieren. Die meisten Netzwerkkommunikationen schließen einen bestimmten Betrag an Overheadinformation ein, der zwischen Geräten kommuniziert werden muss. Wenn zwei unterschiedliche Protokolle verwendet werden, um den Inhalt zu kommunizieren, kann etwas von diesem Overhead redundant sein, da er normalerweise auf beiden Protokollen wiederholt werden würde. Zum Beispiel kann Steuerinformation kommuniziert werden, die auf die Daten, die über beide Protokolle kommuniziert werden, Anwendung findet. Bei einigen Ausführungsformen kann solche Steuerinformation über nur ein Protokoll kommuniziert werden, was mehr Bandbreite auf dem anderen Protokoll für den Inhalt hinterlässt. Das kann besonders für den zeitsensitiven Inhalt, wie z. B. Videoinhalt, bei dem eine geringe Verzögerung bemerkbar ist, nützlich sein. Indem man ein langsameres, wettbewerbsbasiertes Protokoll für die periodische Steuerinformation verwendet, kann der größte Teil des schnelleren, zeitplanbasierten Protokolls verfügbar sein, um die Videoinformation zu transportieren.
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Die vorangehende Beschreibung ist dazu beabsichtigt, veranschaulichend und nicht begrenzend zu wirken. Variationen dazu werden dem Fachmann einfallen. Diese Veränderungen sind dazu beabsichtigt, in den verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung eingeschlossen zu sein, die nur durch den Umfang der folgenden Ansprüche begrenzt sind.
