DE102011001004B4 - Kommunikationseinrichtung und Verfahren zur Steuerung des Versendens von Nachrichten - Google Patents

Kommunikationseinrichtung und Verfahren zur Steuerung des Versendens von Nachrichten Download PDF

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Abstract

Verfahren zur Steuerung des Versendens von Nachrichten (15) auf einem Übertragungsmedium, wobei zwischen Kommunikationseinrichtungen (1) Nachrichten (15) ausgetauscht werden, wobei eine Kommunikationseinrichtung (1) für eine Nachricht (15) einen internen Senderang (SR) bestimmt und dabei der Nachricht (15) einen Schwellenwert (SW) zuteilt, der auf den Vergleich mit einer Belastung auf dem Übertragungsmedium gerichtet ist, wobei das Versenden der Nachricht (15) in Abhängigkeit von dem bestehenden Belastungsniveau (BN) auf dem Übertragungsmedium ausgeführt wird und ein Versenden einer Nachricht (15) nur erfolgt, wenn ein bestehendes Belastungsniveau (BN) auf dem Übertragungsmedium kleiner oder kleiner-gleich einem der Nachricht (15) zugeteilten Schwellenwert (SW) ist, dadurch gekennzeichnet , dass einer Nachricht, die aufgrund einer über dem ihr zugewiesenen Schwellenwert (SW) liegenden Belastungsniveau nicht gesendet werden kann, schrittweise oder gemäß einer vorbestimmten Funktion ein höherer Schwellenwert zugeteilt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung des Versendens von Nachrichten auf einem Übertragungsmedium, auf dem mehrere Kommunikationseinrichtungen untereinander Nachrichten austauschen. Die Erfindung betrifft ferner eine zugehörige Kommunikationseinrichtung.
  • Aus US 2009 / 011 78905 A1 ist ein Verfahren zur Aufrechterhaltung eines Datalink Netzwerkdurchsatzes bekannt. Es werden drei Prioritätsstufen festgelegt. Wenn eine ermittelte Kanalauslastung höher als ein erster Grenzwert ist, werden nur Nachrichten der hohen Prioritätsstufe versendet, während Nachrichten der mittleren und unteren Prioritätsstufe gespeichert werden. Wenn die Kanalauslastung geringer ist als der erste Grenzwert und höher als ein zweiter Grenzwert, der niedriger ist als der erste Grenzwert, dann werden Nachrichten der hohen und mittleren Prioritätsstufe versendet und Nachrichten der unteren Prioritätsstufe werden gespeichert. Wenn die Kanalauslastung geringer als der zweite Grenzwert ist, können alle Nachrichten versendet werden.
  • Aus WO 01/47287 A2 ist ein Verfahren zur Signalpriorisierung in Handy-Netzwerken bekannt. Ein Vorwärts-Sendekanal wird für den Versand von sog. paging-Nachrichten und sog. access-response-Nachrichten genutzt, wobei grundsätzlich paging-Nachrichten priorisiert verarbeitet werden. Das Versenden von Nachrichten wird nach dem time division multiple access-Verfahren (TDMA) gesteuert. Wenn eine Überlast-Situation erkannt wird, die in der Regel dazu führen würde, dass die gesamte Bandbreite für den Versand von paging-Nachrichten genutzt würde, werden eine oder mehrere paging-Nachrichten zurückgestellt, um einen Teil der Bandbreite für den Versand von access-response Nachrichten zuzuweisen. Die Auswahl der zurückzustellenden paging-Nachrichten bzw. der vorzuziehenden access-response-Nachrichten kann sich nach einer Prioritäts-Abstufung richten, sodass zunächst nur weniger wichtige paging-Nachrichten zurückgestellt werden und zuerst wichtige access-response Nachrichten versendet werden.
  • Aus WO 2010/040372 A1 , EP 2 133 849 A1 , US 2008/0316052 A1 , US 2009/0081958 A1 und US 2005/0088318 A1 sind weitere Kommunikationsverfahren bekannt, die andere Mechanismen zur Kompensation von Überlastsituationen vorsehen.
  • In der Praxis sind Netzwerkstrukturen aus Kommunikationseinrichtungen bekannt, die typischerweise auf dem IEEE 802.11-Standard basieren. Derartige Kommunikationseinrichtungen sind darauf optimiert, den Versand von Nachrichten derart zu steuern, dass eine möglichst hohe Übertragungsrate erreicht wird.
  • In 1 ist beispielhaft eine zugehörige Netzwerkstruktur dargestellt. Innerhalb eines Übertragungsraums (2) befinden sich mehrere Kommunikationseinheiten (1). Diese sind dazu ausgebildet, hauptsächlich einen Nachrichtenaustausch per Unicast (5) durchzuführen und befinden sich im Allgemeinen in der Nähe eines Access-Points (3). Bei einer Unicast-Übertragung enthält eine zu versendende Nachricht eine Adressateninformation für eine andere Kommunikationseinrichtung, für die die Nachricht bestimmt ist. Demgegenüber gibt es auch eine Multicast-Übertragung, bei der eine Reihe von Adressaten für die Nachricht bestimmt werden sowie eine Broadcast-Übertragung, bei der eine Nachricht ohne Angabe von bestimmten Adressaten verschickt wird.
  • Die Kommunikationseinrichtungen (1) greifen für den Versand von Nachrichten auf ein gemeinsames Übertragungsmedium zu. Bei den genannten Netzwerkstrukturen erfolgt der Versand von Nachrichten per Funk, wobei das Übertragungsmedium der die Kommunikationseinrichtungen (1) umgebende Luftraum ist.
  • Die Kommunikation in den genannten Netzwerken nach dem IEEE 802.11 Standard ist dadurch geprägt, dass sich eine oder mehrere Kommunikationseinrichtungen (1) in der Regel an einem Access-Point (3) anmelden und zu diesem Access-Point (3) eine für einen längeren Zeitraum bestehende, logische Verbindung haben. In einem sogenannten Adhoc-Netzwerk kann auch eine Kommunikationseinrichtung (1) die Funktion eines Access-Points (3) übernehmen.
  • Für den Aufbau der Verbindung werden mehrere Einzelnachrichten zwischen einer Kommunikationseinrichtung (1) und einem Access-Point (3) ausgetauscht. Ein Access-Point (3) kann sich mit den in seiner Umgebung befindlichen Kommunikationseinrichtungen (1) darüber abstimmen, wie der Zugriff auf das Übertragungsmedium koordiniert werden soll.
  • Die Kommunikationseinrichtungen (1) befinden sich meist in nur geringer räumlicher Entfernung von einem Access-Point (3) und bilden mit diesem zusammen eine Insel (4). Generell findet eine Bildung von Inseln (4) bei bisher bekannten Netzwerken derart statt, dass sich eine Menge von Kommunikationseinrichtungen (1) zueinander oder zu einem Access-Point assoziiert und die Assoziationen für einen bestimmten Zeitraum bestehen bleibt. In 1 sind beispielhaft in einem Betrachtungsraum (2) zwei Inseln (4) dargestellt, in denen sich jeweils ein Access-Point (3) befindet, der jeweils mit drei um ihn herum angeordneten Kommunikationseinrichtungen (1) einen Nachrichtenaustausch per Unicast (5) ausführt.
  • Eine per Funk zu versendende Einzelnachricht weist nach dem IEEE 802.11-Standard eine sog. Präambel und einen sog. Frame-Body auf. Der Frame-Body stellt den eigentlichen Nutzinhalt der Nachricht dar, während in der Präambel Informationen zur Datenübermittlung enthalten sind. Präambel und Frame-Body werden zumeist mit unterschiedlichen Verfahren moduliert. In 2 ist beispielhaft dargestellt, welche Auswirkungen sich hierdurch tendenziell für den Empfang von Nachrichtensignalen in unterschiedlichen Entfernungen von der sendenden Kommunikationseinheit ergeben.
  • 2 zeigt eine Kommunikationseinrichtung (1), die in einem hindernisfreien Raum eine Funknachricht ausstrahlt. Um die Kommunikationseinrichtung (1) herum sind mit Kreisen (perspektivisch als Ellipsen dargestellt) Sendereichweiten skizziert. Oberhalb der Kreise befindet sich ein Diagramm, in dem eine Auflösbarkeit (S) eines Nachrichtensignals über einer Entfernung (X) von der Kommunikationseinrichtung (1) dargestellt ist. Die Auflösbarkeit (S) einer Nachricht hängt in erster Linie von der korrekten Empfangbarkeit eines Nachrichtensignals ab. Daneben können aber noch weitere Abhängigkeiten in die Auflösbarkeit eingehen, wie beispielsweise die Modulationsart, Fremdstörungen oder Signalverzerrungen. Die Auflösbarkeit kennzeichnet in 2 schematisch und vereinfacht die Möglichkeit des erfolgreichen Empfangs eines Nachrichtensignals und dessen Rückumsetzung (bspw. Demodulation und Dekodierung) in eine bspw. digital verarbeitete Nachricht, wobei in der Auflösbarkeit die Gesamtheit mehrerer Einflussfaktoren zusammengefasst ist.
  • Mit einer Strichpunktlinie (11) ist die Auflösbarkeit einer Präambel angedeutet und mit einer durchgezogenen Line (12) die Auflösbarkeit eines Frame-Body. Eine Auflösbarkeitsgrenze ist als waagrechte gestrichelte Linie eingezeichnet und mit Smin bezeichnet.
  • Tendenziell kann angenommen werden, dass die Auflösbarkeit eines Nachrichtensignals in etwa mit dem Quadrat des Abstands (X) von der Kommunikationseinrichtung (1) abnimmt. Die Auflösbarkeit des Frame-Body (12) nimmt hierbei stärker ab als die Auflösbarkeit der Präambel (11). Bei einem Abstand (r1) von einer Kommunikationseinrichtung (1) sinkt die Auflösbarkeit des Frame-Body (12) unter die Auflösbarkeitsgrenze (Smin). Der Abstand (r1) begrenzt somit die Signalreichweite (13) der Kommunikationseinrichtung (1), innerhalb derer ein Nachrichtensignal vollständig aufgelöst und verarbeitet werden kann. Bei einem Abstand (r2) von der Kommunikationseinrichtung (1) erreicht auch die Auflösbarkeit der Präambel (11) die Auflösbarkeitsgrenze (Smin).
  • Ein Empfänger der sich in einer Entfernung zwischen r1 und r2 von der Kommunikationseinrichtung (1) befindet, kann also die Präambel des Nachrichtensignals auflösen, nicht jedoch den Nutzinhalt im Frame-Body. In einer Entfernung von der Kommunikationseinrichtung (1), die noch größer ist als r2, kann noch immer ein Nachrichtensignal empfangen werden, von dem jedoch weder Präambel noch Frame-Body auflösbar sind. In dieser Entfernung kann das Nachrichtensignal also nur noch als Störung wahrgenommen werden. Die Reichweite r3 gibt schematisch an, ab welchem Abstand von einer Kommunikationseinrichtung auch keine Störung mehr eintritt und ist als Störreichweite (14) dargestellt. Die Störreichweite (14) einer Kommunikationseinrichtung (1) ist im Allgemeinen beträchtlich größer als die Sendereichweite (13).
  • Die in 2 dargestellten Reichweiten (13,14) mit den zugehörigen Entfernungen (r1,r2,r3) sind rein schematisch und nicht maßstabsgetreu.
  • Wenn zwei Kommunikationseinrichtungen zur gleichen Zeit auf dem gemeinsam genutzten Übertragungsmedium Nachrichten senden, können sich diese Nachrichtensignale überlagern und einander gegenseitig stören. Es kommt zu einer Interferenz zwischen den Signalen, welche im schlimmsten Fall dazu führt, dass keine der beiden Nachrichten mehr auflösbar ist. Der Effekt der Interferenz ist umso größer, je mehr Kommunikationseinrichtungen gleichzeitig Signale aussenden. Die Bildung von Interferenzen ist ferner lokal unterschiedlich. Sie kann auch von anderen Störquellen beeinflusst werden.
  • In der Praxis ist insbesondere das sog. Hidden-Node-Problem bekannt, welches beispielhaft in 3 dargestellt ist. Es sind drei Kommunikationseinrichtungen (1) gezeigt, die mit A, B und C bezeichnet sind. A hat eine Signalreichweite (13a) und eine Störreichweite (14a). Am Rand der Signalreichweite (13a) befindet sich die Kommunikationseinrichtung (B), und etwas weiter entfernt am Rand der Störreichweite (14a) befindet sich die Kommunikationseinrichtung (C). A und B befinden sich beide innerhalb der Signalreichweite (13B) der Kommunikationseinrichtung (B). Wenn A nun eine Nachricht sendet, kann B diese Nachricht auflösen und weiß von der Existenz der Kommunikationseinrichtung (A). C hingegen empfängt die Nachricht von A nur als Störsignal und kann dieses nicht auflösen. Somit stellt A aus der Sicht von C einen sog. Hidden-Node dar, also einen versteckten Sender. C kann mit der Kommunikationseinrichtung (A) nicht kommunizieren und somit auch keinen Zugriff auf das Übertragungsmedium im Dialog abstimmen. Entsprechend umgekehrt stellt die Kommunikationseinrichtung (C) aus der Sicht der Kommunikationseinrichtung (A) ebenso einen Hidden-Node dar.
  • Bei den zuvor genannten Netzwerken nach dem IEEE 802.11 Standard wird versucht, eine Abstimmung über das Sendeverhalten von mehreren Kommunikationseinrichtungen und somit eine Lösung für das Hidden-Node-Problem zu suchen, indem die Kommunikationseinrichtungen untereinander sog. Ready-to-send und Clear-to-send Informationen austauschen. Dieses Verfahren ist jedoch nur dann erfolgreich, wenn zumindest für einen gewissen Zeitraum, der benötigt wird, um einen oder mehrere Anmeldevorgänge durchzuführen und Nachrichten austauschen, die Anzahl der Kommunikationseinrichtungen innerhalb einer Reichweite der gegenseitigen Beeinflussung konstant bleibt und die Kommunikationseinrichtungen einander gegenseitig identifizieren können. Ändert sich die Anzahl der einander gegenseitig beeinflussenden Kommunikationseinrichtungen jedoch sehr schnell oder besteht nicht genügend Zeit für die Durchführung von Anmeldevorgängen, so wird das genannte Verfahren ineffizient.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kommunikationseinrichtung und ein Verfahren zur Steuerung des Versendens von Nachrichten aufzuzeigen, die auch für die Kommunikation zwischen hochmobilen Kommunikationseinrichtungen geeignet ist.
  • Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen in den eigenständigen Ansprüchen.
  • Die erfindungsgemäße Kommunikationseinrichtung und das Verfahren zur Steuerung des Versendens von Nachrichten können beispielsweise für eine Kommunikation zwischen schnell bewegten Fahrzeugen eingesetzt werden. So können in einer Vielzahl von Fahrzeugen wie Pkw, Lkw, Busse oder Baufahrzeugen Kommunikationseinrichtungen verbaut sein, über die die Fahrzeuge untereinander Zustandsinformationen oder beliebige andere Nachrichteninhalte austauschen. Eine Kommunikationssituation kann beispielsweise so gestaltet sein, dass sich viele Fahrzeuge mit jeweils unterschiedlichen Geschwindigkeiten im Bereich eines stark frequentierten Autobahnkreuzes begegnen. Die Fahrzeuge können Geschwindigkeiten zwischen 0 km/h und 250 km/h oder höher haben und sich in beliebiger Richtung bewegen. In einer solchen Situation können in der Sendereichweite einer Kommunikationseinheit auf einer Fahrtstrecke von beispielsweise einem Kilometer eine Vielzahl von anderen Kommunikationseinheiten vorhanden sein, die jede für sich eine nicht vorhersagbare Begegnungszeit mit der Kommunikationseinheit des betrachtenden Fahrzeugs haben. Die erfindungsgemäße Kommunikationseinrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren sind auch für solche Situationen geeignet.
  • Eine erfindungsgemäße Kommunikationseinrichtung bestimmt für eine zu versendende Nachricht einen internen Senderang und ordnet dabei der Nachricht einen Schwellenwert zu, der auf den Vergleich mit einer Belastung auf dem Übertragungsmedium gerichtet ist. Das Versenden der Nachricht wird von der Kommunikationseinrichtung in Abhängigkeit von dem bestehenden Belastungsniveau auf dem Übertragungsmedium ausgeführt. Auf diese Weise wird erreicht, dass jede Kommunikationseinrichtung in Abhängigkeit von einem momentan bestehenden Belastungsniveau auf dem Übertragungsmedium und den von ihr zu versendenden Nachrichten das eigene Sendeverhalten derart steuert, dass es zu möglichst wenig Interferenzen auf dem Übertragungsmedium kommt und in der Gesamtbetrachtung eine möglichst hohe Anzahl von gesendeten Nachrichten von jeweils anderen Kommunikationseinrichtungen empfangen und aufgelöst werden kann.
  • Eine Kommunikationseinrichtung kann ein Belastungsniveau auf dem Übertragungsmedium erfassen. Ein Senden einer Nachricht erfolgt bevorzugt nur dann, wenn das bestehende Belastungsniveau auf dem Übertragungsmedium kleiner oder kleiner-gleich dem der Nachricht zugeteilten oder zugeordneten Schwellenwert ist. Somit sendet eine Kommunikationseinrichtung nur dann eine Nachricht, wenn das Belastungsniveau auf dem Übertragungsmedium ausreichend niedrig ist. Ist das Belastungsniveau zu hoch, wird der Versand einer Nachricht zurückgestellt.
  • Die Festlegung des internen Senderangs für eine Nachricht in einer Kommunikationseinrichtung kann auf unterschiedliche Weisen erfolgen. So kann eine Kommunikationseinrichtung einen Senderang in Abhängigkeit von einem Klassifizierungsindex einer Nachricht bestimmen. Ein Klassifizierungsindex kann beispielsweise ein von einer externen Anwendung vorgegebener Wert innerhalb einer Prioritätsskala oder ein Nachrichtentyp sein. Auf diese Weise wird erreicht, dass eine Nachricht mit einer höheren Klassifizierung durch die Kommunikationseinrichtung einen höheren internen Senderang erhält und eher versendet wird, als eine Nachricht mit einer niedrigen Klassifizierung. Dadurch, dass höher klassifizierte Nachrichten bereits ab einem höheren Belastungsniveau gesendet werden, als niedriger klassifizierte, führt die erfindungsgemäße Versendung der Nachrichten dazu, dass die Senderangzuweisung der Nachrichten auch insgesamt verteilt über alle lokal vorhandenen Systeme zu einer Bevorzugung der wichtigeren Nachrichten auf dem Kanal führt.
  • Alternativ oder zusätzlich kann ein interner Senderang in Abhängigkeit von einer internen Kontingentierung der Nachrichten bestimmt werden. So kann eine Kommunikationseinrichtung beispielsweise für die Zuteilung oder Zuordnung eines Schwellenwertes an eine Nachricht einen dafür erforderlichen Punktwertbetrag aus einem endlichen Kontingent abbuchen, wobei die Menge der verfügbaren Punktwerte abnimmt. Der erforderliche Wertpunktbetrag kann beispielsweise für die Zuteilung eines hohen Schwellenwertes für den Versand bei einer hohen Belastung auf dem Übertragungsmedium höher ausfallen als für einen niedrigen Schwellenwert. Auf diese Weise wird erreicht, dass jede Kommunikationseinrichtung bei einer hohen Belastung auf dem Übertragungsmedium nur gemäß ihrem zum jeweiligen Zeitpunkt zu Verfügung stehenden Kontingent Nachrichten versenden kann, wobei durch den Abbau der Kontingente in Hochlastsituationen die Kommunikationseinrichtungen ihre durchschnittliche Senderate eigenständig verringern. In der Gesamtbetrachtung kann dadurch ein ausgeglichenes Senderverhalten zwischen mehreren Kommunikationseinrichtungen erzeugt werden, wobei die Wahrscheinlichkeit erhöht wird, dass eine Interferenz vermindert oder vermieden und der korrekte Empfang von gesendeten Nachrichten bei möglichst vielen Kommunikationseinrichtungen erfolgreich stattfinden wird.
  • Einer Nachricht mit einem hohen Senderang wird bevorzugt ein hoher Schwellenwert zugeordnet, sodass diese auch bei einem vergleichsweise hohen Belastungsniveau auf dem Übertragungsmedium gesendet wird. Somit wird im Durchschnitt für Nachrichten mit einem hohen Senderang die Wartezeit erheblich reduziert. Eine Nachricht mit einem niedrigen Senderang wird nur bei einem niedrigeren Belastungsniveau versendet. Hierdurch wird der Zugriff auf das Übertragungsmedium koordiniert. Ferner wird die Robustheit der Übertragung für Nachrichten mit einem niedrigeren Senderang erhöht.
  • Durch die Bestimmung eines internen Senderangs und die Zuweisung eines Schwellenwertes kann in vorteilhafter Weise auf den dialogbasierten Austausch von Koordinationsinformationen zwischen mehreren Kommunikationseinrichtungen verzichtet werden. Die Koordination des Zugriffs auf das Übertragungsmedium zwischen mehreren Kommunikationseinrichtungen erfolgt somit auf besonders einfache, schnelle und effiziente Weise.
  • Aus der Zuweisung eines Senderangs können sich drei Wirkungsformen für die Koordination des Zugriffs auf das Übertragungsmedium ergeben: eine interne Vorrangwirkung, eine externe lokale Vorrangwirkung und eine externe temporale Vorrangwirkung.
  • Innerhalb einer Kommunikationseinrichtung kann zwischen mehreren zu versendenden Nachrichten durch die Bestimmung von Senderängen eine interne Rangfolge gebildet werden.
  • Hierdurch entsteht eine interne Vorrangwirkung für Nachrichten mit hohem Senderang.
  • Eine Nachricht, der ein hoher Senderang zugeordnet wird, wird auch bei einem vergleichsweise hohen Belastungsniveau versendet und zumindest im Nahbereich von anderen Kommunikationseinrichtungen mit hoher Wahrscheinlichkeit korrekt empfangen und aufgelöst. Somit kann sich eine externe, lokale Vorrangwirkung entfalten.
  • Es kann sein, dass viele Kommunikationseinrichtungen gleichzeitig vorhanden sind, die eine Mehrzahl von Nachrichten mit jeweils hohen Schwellenwerten versenden möchten. Bei Verwendung einer Kontingentierung für Nachrichten können nur solche Kommunikationseinrichtungen, die noch über ein hohes Kontingent verfügen, Nachrichten mit hohem Schwellenwert versenden und zwar so lange, bis ihr Kontingent abgeschmolzen ist. Kommunikationseinrichtungen mit einem niedrigen Kontingent müssen mit dem Versand einer Nachricht warten, bis ein niedrigeres Belastungsniveau besteht oder bis ihr Kontingent wieder angewachsen ist. Auf diese Weise entsteht eine externe temporale Vorrangwirkung.
  • Je nach Ausbildung der erfindungsgemäßen Kommunikationseinrichtung können diese internen und externen Vorrangwirkungen jeweils einzeln oder in Kombination erzielt und gegeneinander abgestimmt werden. Es kann insbesondere erreicht werden, dass bei einer Erhöhung des Belastungsniveaus (BN) ein sanftes Herabsetzen der Sendeaggressivität der Kommunikationseinrichtungen stattfindet. Das bedeutet, dass die Kommunikationseinrichtungen erst vergleichsweise langsam ihre Senderate reduzieren können, wobei zunächst Nachrichten mit niedrigem Senderang zurückgehalten werden. Steigt das Belastungsniveau noch weiter an, kann eine verstärkte Reduktion der Senderate stattfinden.
  • Eine weitere Ausführungsform der Kommunikationseinrichtung kann vorsehen, dass Unikum-Nachrichten ein Schwellenwert gemäß einer vorgegebenen Abfolge zugeteilt wird. Unikum-Nachrichten können beispielsweise zur ständig wiederkehrenden Mitteilung von Zustandsinformationen eines Fahrzeugs an andere Fahrzeuge genutzt sein und ggfs. in regelmäßigen Intervallen erzeugt werden. Bei Vorhandensein einer Vielzahl von Fahrzeugen mit Kommunikationseinrichtungen im Bereich der gegenseitigen Beeinflussung kann die Gefahr einer übermäßigen Bildung von Interferenzen zu einem überwiegenden Anteil auf dem Versand von vielen oder zu vielen Unikum-Nachrichten beruhen.
  • Eine Zuteilungsabfolge kann beispielsweise Schwellenwerte von mehreren definierten Niveaus in unterschiedlichen Häufigkeiten für die Zuteilung an Unikum-Nachrichten vorsehen. Die Abfolge kann insbesondere vorsehen, dass niedrige Schwellenwerte, die einen Nachrichtenversand nur bei einem niedrigen Energieniveau zulassen, häufig zugewiesen werden, hingegen aber höhere Schwellenwerte jeweils weniger häufig. Somit würde innerhalb eines Zeitintervalls der Dauer einer Zuteilungsabfolge die größte Zahl an Unikum-Nachrichten einen niedrigen Schwellenwert erhalten und eine jeweils kleinere Zahl an Unikum-Nachrichten einen höheren Schwellenwert.
  • Die Abfolge kann entsprechend für höhere Schwellenwerte jeweils geringere Zuteilungshäufigkeiten vorsehen. Sie kann weiterhin vorsehen, dass die höchsten möglichen Schwellenwerte am seltensten zugeteilt werden. Eine Schwellenwertzuweisung dieser Art kann vorteilhafter Weise dazu führen, dass bei steigendem Belastungsniveau auf dem Kanal von einer Kommunikationseinrichtung schrittweise weniger Unikum-Nachrichten versandt werden. Übersteigt das Belastungsniveau beispielsweise für einen bestimmten Zeitraum dauerhaft den Wert des niedrigsten Schwellenwertes, so kann keine Unikum-Nachricht versandt werden, der ein solcher niedrigster Schwellenwert zugewiesen ist. Demnach wird bevorzugt bei einer Kommunikationseinrichtung eine überwiegende Zahl von Nachrichten zurückgehalten. Zwischenzeitlich wird aber eine Kommunikationseinrichtung auch manchen Unikum-Nachrichten gemäß der Abfolge einen höheren Schwellenwert oder sogar einen höchsten Schwellenwert zuweisen, sodass in der Gesamtbetrachtung jede Kommunikationseinrichtung zwischenzeitlich eine oder mehrere Unikum-Nachrichten versenden kann. Hierdurch kann die Robustheit der Übertragung auch bei stark steigendem Belastungsniveau aufrechterhalten bleiben. Bei Auftreten eines höchsten Belastungsniveaus kann die Sendehäufigkeit von Nachrichten, insbesondere von Unikum-Nachrichten, auf den Wert der Zuteilungshäufigkeit der höchsten Schwellenwerte zurückfallen.
  • Die Zuteilung von Schwellenwerten für Unikum-Nachrichten nach einer vorgegebenen Abfolge kann für sich allein oder in Kombination mit einer Kontingentierung erfolgen. Die Kontingentierung kann dazu führen, dass eine zusätzliche und bevorzugt sanfte Verminderung der Zuteilungshäufigkeit von höheren oder höchsten Schwellenwerten erfolgt.
  • Es kann alternativ oder zusätzlich zu den vorgenannten Formen der Zuteilung von Schwellenwerten vorgesehen sein, dass einer Nachricht, die aufgrund einer über dem ihr zugewiesenen Schwellenwert liegenden Belastungsniveau nicht gesendet werden kann, schrittweise höhere Schwellenwerte zugewiesen werden können. Alternativ kann eine solche Erhöhung kontinuierlich über der Zeit oder gemäß einer vorbestimmten Funktion erfolgen. Im Weiteren wird für diese Möglichkeiten gemeinsam und repräsentativ angenommen, dass eine schrittweise Erhöhung vorgenommen wird.
  • Es kann also der der Nachricht zugewiesene Schwellenwert erhöht werden. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass für eine Nachricht, die bereits längere Zeit auf den Versand wartet, das Sendeverhalten aggressiver wird. Einer Erhöhung des Schwellenwertes kann wiederum für jede Nachricht individuell und ggfs. in Abhängigkeit von einem Klassifizierungsindex oder eines Typs der Nachricht erfolgen. Eine Erhöhung des Schwellenwertes kann insbesondere schrittweise erfolgen und ggfs. einer Kontingentierung unterliegen. Die Kontingentierung kann dazu führen, dass eine schrittweise Erhöhung eines Schwellenwertes jeweils nur dann möglich ist, wenn noch ein ausreichendes Kontingent hierfür besteht. Wird eine Kontingentierung durch eine Verwaltung von Wertpunkten durchgeführt, so kann die Zuweisung eines erhöhten Schwellenwertes beispielsweise davon abhängig gemacht sein, ob ein für die Erhöhung erforderlicher Wertpunktbetrag in einem Wertpunktespeicher vorliegt.
  • Durch die Kontingentierung kann erreicht werden, dass nur eine bestimmte Menge an Nachrichten schrittweise erhöhte Schwellenwerte erhalten kann und zwar so lange, bis das Kontingent aufgebraucht wird. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass bei einem steigenden Belastungsniveau auf dem Übertragungsmedium das Sendeverhalten einer Kommunikationseinrichtung zunächst sanft reduziert wird. Solange noch ein ausreichendes Kontingent vorhanden ist, kann eine Kommunikationseinrichtung den Schwellenwert von zu versendenden Nachrichten schrittweise erhöhen, bis die jeweilige Nachricht gesendet werden kann, wobei bereits eine gewisse zeitliche Verzögerung des Nachrichtenversands eintreten kann. Je weiter das Kontingent abnimmt, desto seltener kann eine Erhöhung von Schwellenwerten ausgeführt werden und es tritt eine noch stärkere Verzögerung des Nachrichtenversands ein.
  • Sind viele Kommunikationseinrichtungen vorhanden, die jeweils für sich ihre Sendeverhalten reduzieren, kann sich die Sendehäufigkeit jeder Kommunikationseinrichtung sanft jedoch zügig auf eine solches Niveau reduzieren, bei dem eine robuste Übertragung von Nachrichten gewährleistet ist. Nimmt das Energieniveau auf dem Übertragungsmedium wieder ab, kann jede Kommunikationseinrichtung schnell zu einer höheren Senderate zurückfinden.
  • In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung angegeben.
  • Die Erfindung und erläuternde Informationen zum Stand der Technik sind in den Zeichnungen beispielsweise und schematisch dargestellt. Es zeigen:
    • 1: eine schematische Darstellung einer Netzwerksituation nach dem Stand der Technik,
    • 2: eine Darstellung die beispielhaft den Zusammenhang zwischen einer Auflösbarkeit einer Nachricht und einem Abstand eines Empfängers von einer Kommunikationseinrichtung erläutert,
    • 3: eine beispielhafte Darstellung zur Erläuterung des Hidden-Node-Problems,
    • 4: eine beispielhafte Darstellung einer Kommunikationssituation zwischen einer Mehrzahl von bewegten Kommunikationseinrichtungen,
    • 5: eine Schemadarstellung der Anordnung einer Kommunikationseinrichtung in einem Fahrzeug,
    • 6: ein Blockdiagramm zur Erläuterung des Aufbaus und der Funktionsweise einer erfindungsgemäßen Kommunikationseinrichtung in einem ersten Ausführungsbeispiel,
    • 7: eine Darstellung in der Art von 6 für ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung,
    • 8,9,10: Ablaufdiagramme für mögliche Ausführungsschritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens,
    • 11,12: Darstellungen in der Art von 6 für ein drittes und ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung,
    • 13-16: Ablaufdiagramme für mögliche Verfahrensschritte der Erfindung gemäß dem dritten und vierten Ausführungsbeispiel,
    • 17: Beispiel für eine Zuordnungstabelle zur Bestimmung eines erforderlichen Wertpunktebetrages,
    • 18: Beispiel für eine vorbestimmte Abfolge zur Zuteilung von Schwellenwerten (SW) an Nachrichten, insbesondere an Unikum-Nachrichten,
    • 19: Beispiel für eine Funktion zur Generierung einer Zuteilungsabfolge (33) aus einer Baumstruktur,
    • 20: Beispiel für die Durchführung eines Verfahrens zur Zuteilung von Schwellenwerten an Unikum-Nachrichten,
    • 21: Erläuterung eines Verfahrens zur schrittweisen Erhöhung eines Schwellenwertes einer Nachricht.
  • Im Folgenden werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen einige Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Kommunikationseinrichtung und eines Verfahrens zur Steuerung des Versendens von Nachrichten erläutert.
  • 4 zeigt eine beispielhafte Kommunikationssituation. Innerhalb eines Betrachtungsraumes (2) ist eine Mehrzahl von Kommunikationseinrichtungen (1) verteilt, die hier in einer Momentdarstellung gezeigt sind. Jede der Kommunikationseinrichtungen (1) kann sich zu jedem Zeitpunkt mit einer ggf. sehr hohen Geschwindigkeit bewegen, wobei zu jedem Zeitpunkt in dem Raum der gegenseitigen Beeinflussung eine nicht vorhersagbare örtliche Verdichtung von Kommunikationseinrichtungen (1) sowie ein Hinzutreten oder Entfernen von Kommunikationseinrichtungen (1) auftreten kann. Die Begegnungszeit einer Kommunikationseinrichtung (1) mit einer anderen Kommunikationseinrichtung (1) in der Art, dass diese innerhalb ihrer jeweiligen Signalreichweiten (13) Nachrichten austauschen können, kann sehr kurz sein. Dementsprechend kann es sein, dass zwei Kommunikationseinrichtungen (1) während ihrer Begegnungszeit nur sehr wenige Nachrichten austauschen können.
  • Vier der dargestellten Kommunikationseinrichtungen (1) führen zum gezeigten Zeitpunkt einen Nachrichtenversand per Broadcast (7) durch. Das bedeutet, dass diese Kommunikationseinrichtungen dabei sind, jeweils auf dem gemeinsam genutzten Übertragungsmedium eine Nachricht zu versenden. Jede dieser Nachrichten kann an jeweils alle Kommunikationseinrichtungen (1) gerichtet sein, die diese empfangen können.
  • Es sei angenommen, dass alle in dem Betrachtungsraum (2) dargestellten Kommunikationseinrichtungen (1) jeweils zueinander zumindest in Störreichweite (14), also im Bereich der gegenseitigen Beeinflussung sind. In diesem Fall breiten sich auf dem Übertragungsmedium von jeder der sendenden Kommunikationseinrichtungen (1) ausgehend Signale aus, die sich einander überlagern und zu einer Interferenz zwischen den Signalen führen können. Es kann dabei vereinfachend angenommen werden, dass das Auftreten von Interferenzen umso stärker wird, je mehr Kommunikationseinrichtungen (1) gleichzeitig senden.
  • Eine Kommunikationseinrichtung (1) kann eine Belastung auf einem Übertragungsmedium erfassen. Sie kann hierfür beispielsweise über ein geeignetes Messmittel oder Empfangsmittel auf das Übertragungsmedium zugreifen und beispielsweise ein empfangenes Signalbild über der Zeit auswerten. In der Praxis sind unterschiedliche Methoden zur Erfassung und Auswertung von Signalbildern bekannt, von denen hier nur eines exemplarisch beschrieben werden soll.
  • Eine Kommunikationseinrichtung (1) kann beispielsweise innerhalb eines Signalbildes ein auswertbares Signal von einem Rauschen unterscheiden. Eine Belastung des Übertragungsmediums kann hierbei in der Form eines Signal-Rausch-Verhältnisses erfasst und mit einer Repräsentativgröße bewertet werden. Alternativ kann eine Kommunikationseinrichtung (1) auch als Maß für eine Belastung ein Energieniveau auf dem Übertragungsmedium erfassen und entsprechend bewerten. Im Weiteren wird stellvertretend für die auf beliebige Weise ermittelte momentane Belastung auf dem Übertragungsmedium der Begriff „Belastungsniveau (BN)“ verwendet. Ein Belastungsniveau (BN) ist also ein zur Belastung auf dem Übertragungsmedium korrelierter Repräsentativwert, der innerhalb einer Kommunikationseinrichtung auswertbar und verarbeitbar ist. Ein Belastungsniveau kann beispielsweise das Verhältnis des momentanen Energieniveaus auf dem Kanal zu einem Referenzenergieniveau bezeichnen und in Dezibel (dB) ausgedrückt sein. Ein Belastungsniveau (BN) kann insbesondere eine nach dem CSMA/CA Verfahren bekannte und für die Ausführung eines Clear-channel-assessment genutzte Repräsentativgröße für ein Energieniveau auf dem Übertragungsmedium sein. Alternativ kann ein Belastungsniveau (BN) in verarbeiteter Form oder direkt eine empfangene Signalstärke, eine Kanallast, einen Energiewert und/oder ein Energieniveau wiedergeben.
  • Im Folgenden wird zur besseren Lesbarkeit davon ausgegangen, dass ein Belastungsniveau (BN) ein Energieniveau auf dem Übertragungsmedium wiedergibt, ohne hierbei die anderen Möglichkeiten auszuschließen.
  • Die erfindungsgemäße Kommunikationseinrichtung (1) kann zum Versenden von beliebigen Nachrichten von Datenverarbeitungsgeräten (9) verwendet und mit diesen verbunden sein. Besonders bevorzugt kann eine Kommunikationseinrichtung (1) für den Nachrichtenaustausch zwischen Fahrzeugen (8) eingesetzt werden. Hierbei kann eine Kommunikationseinrichtung (1) an beliebiger Stelle an oder in einem Fahrzeug (8) eingebaut und dort beispielsweise über eine Datenleitung (10) mit einem Datenverarbeitungsgerät (9) des Fahrzeugs (8) verbunden sein. Auf dem Datenverarbeitungsgerät (9) können beliebige Anwendungen und Prozesse ausgeführt werden, die zu einer Generierung von zu versendenden Nachrichten (15) führen. Eine derartige Anordnung ist in 5 dargestellt.
  • Eine erfindungsgemäße Kommunikationseinrichtung (1) in einer ersten Ausführungsform ist in 6 dargestellt. Es wird hier eine Kommunikationseinrichtung (1) symbolhaft gezeigt, wobei funktionale Bestandteile der Kommunikationseinrichtung (1) in der Art eines Blockdiagramms skizziert sind. Die Kommunikationseinrichtung (1) weist eine Eingangsschnittstelle (16) und eine Ausgangsschnittstelle (17) auf. Über die Schnittstellen (16,17) kann die Kommunikationseinrichtung (1) beispielsweise über eine Datenleitung (10) von einer externen Anwendung zu versendende Nachrichten (15) erhalten oder bereits empfangene Nachrichten an eine externe Anwendung ausgeben.
  • Die Kommunikationseinrichtung (1) kann einen Nachrichtenspeicher (18), eine Freigabeeinrichtung (22) und eine Sende-/ Empfangseinheit (24) aufweisen. Die dargestellten Funktionseinheiten können einzeln oder gemeinsam in Hardware oder Software ausgeführt sein. Die Kommunikationseinrichtung (1) kann hierfür bevorzugt einen oder mehrere Prozessoren, Speichereinrichtungen und ähnliche in der Praxis bekannte Komponenten beinhalten. Die Kommunikationseinrichtung (1) kann als integrierte oder verteilte Schaltung vorliegen und sie kann ganz oder teilweise in ein übergeordnetes System eingebettet sein. Sie kann alternativ auch als modulare Baueinheit oder separat vorliegen.
  • Der Nachrichtenspeicher (18) kann eine Sortiereinrichtung (9) und eine beispielsweise in einem Speichermittel abgelegte Warteschlange (20) beinhalten. Die Warteschlange (20) kann ein Kopfelement (21) haben. Die Freigabeeinrichtung (22) ist bevorzugt mit einem Regelwerkspeicher (23) verbunden. Die Sende-/ Empfangseinheit (24) beinhaltet einen Speicher (25), ein Sendeteil (26), ein Empfangsteil (27) und ein Übertragungsmittel (28). Sendeteil (26) und Empfangsteil (27) können beispielsweise gemeinsam eine Modulationseinrichtung bilden, über die in dem Speicher (25) beinhaltete Nachrichten moduliert und über das Übertragungsmittel (28) als Nachrichtensignal ausgegeben werden, oder von dem Übertragungsmittel aufgenommene externe Nachrichtensignale demoduliert und in Eingangsnachrichten umgewandelt werden. Die Eingangsnachrichten können beispielsweise über die Ausgangsschnittstelle (17) weitergegeben werden.
  • Das Übertragungsmedium kann kanalisiert sein. Es kann insbesondere einen oder mehrere definierte Funkkanäle haben. Der eine oder die mehreren Kanäle des Übertragungsmediums können für die Kommunikation zwischen Fahrzeugen (8) reserviert sein.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren kann am besten anhand eines Beispiels für den Versand einer Nachricht (15) nachvollzogen werden. Teile der hierbei anzuwendenden Verfahrensschritte sind in den 8 bis 10 sowie 13 bis 16 dargestellt.
  • Eine bspw. von einem Datenverarbeitungsgerät (9) generierte Nachricht (15) gelangt über die Eingangsschnittstelle (16) in die Kommunikationseinrichtung (1). Hier wird sie von der Sortiereinrichtung (19) in Empfang genommen. Wie in 8 dargestellt, kann die Sortiereinrichtung (19) in einem ersten Schritt (S100) die von der Eingangsschnittstelle (16) empfangene Nachricht prüfen. Die Sortiereinrichtung (19) hat Zugriff auf die Warteschlange (20). Gemäß Schritt (S101) kann die Sortiereinrichtung (19) die Nachricht in der Warteschlange einsortieren. Hierbei kann sie auf statische oder dynamisch beeinflussbare Sortierkriterien zurückgreifen.
  • In einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Sortierkriterien derart gewählt, dass die Sortiereinrichtung (19) die Nachricht (15) gemäß einem der Nachricht zugeordneten Klassifizierungsindex (KI) in der Warteschlange (20) platziert. Ein Klassifizierungsindex (KI) kann von einer externen Anwendung vorgegeben sein und je nach Einsatz der Kommunikationseinrichtung (1) beliebig definiert sein. Ein Klassifizierungsindex (KI) kann beispielsweise unterschiedliche Dateninhalte von zu versendenden Nachrichten kennzeichnen. Alternativ oder zusätzlich kann ein Klassifizierungsindex einen Prioritätswert für eine Wichtigkeit oder Dringlichkeit einer Nachricht darstellen. Ein Klassifizierungsindex (KI) kann auch eine Kombination von mehreren Merkmalen sein.
  • Die Sortiereinrichtung (19) kann bevorzugt eine Nachricht mit einer hohen Klassifizierung weiter vorne in der Warteschlange einsortieren und eine Nachricht mit einer niedrigeren Klassifizierung weiter hinten. Die Sortiereinrichtung (19) kann zusätzlich bei dem Einsortieren einer Nachricht weitere Kriterien, wie eine Einstellzeit in der Warteschlange und/oder eine vorgegebene Lebensdauer einer Nachricht berücksichtigen. In dem dargestellten Beispiel befinden sich nach dem Einsortieren in der Warteschlange (20) fünf Nachrichten, wobei eine Nachricht mit einem Klassifikationsindex (KI = 1) im Kopfelement (21) der Warteschlange einsortiert ist, danach dann zwei Nachrichten mit dem Klassifikationsindex (KI = 2) sowie zwei Nachrichten mit dem Klassifikationsindex (KI = 3).
  • Die Funktionalität der Sortiereinrichtung (19) kann beispielsweise jedes Mal ausgeführt werden, wenn eine neue Nachricht (15) an der Eingangsschnittstelle (16) empfangen wird. Alternativ oder zusätzlich kann die Funktionalität der Sortiereinrichtung (19) periodisch ausgeführt werden und auch die in der Warteschlange (20) enthaltenen Nachrichten erneut sortieren.
  • Sofern nicht anders angegeben, wird im Folgenden angenommen, dass mit einer „empfangenen Unikum-Nachricht (32, 32', 32“)“ eine solche Unikum-Nachricht (32, 32', 32") gemeint ist, die über die Empfangsschnittstelle (16) eingetroffen ist.
  • Unter den Nachrichten (15) können auch sog. Unikum-Nachrichten (32) enthalten sein. Eine Unikum-Nachricht (32) ist eine Nachricht (15), die dazu bestimmt ist, nur einmal in der Kommunikationseinrichtung (1) und insbesondere in der Warteschleife (20) vorzukommen.
  • 9 zeigt beispielhaft einen alternativen Ablauf für die Funktionalität einer Sortiereinrichtung (19). Hierbei wird in einem Schritt (S102') überprüft, ob die von der Eingangsschnittstelle (16) empfangene Nachricht eine Unikum-Nachricht (32) ist. Ist dies der Fall (S102':JA), so wird überprüft, ob in der Warteschlange bereits eine Unikum-Nachricht (32) des gleichen Typs vorhanden ist (S103'). Ist auch dies der Fall (S101': JA), so wird in Schritt (S104') die Unikum-Nachricht (32') aus der Warteschlange (20) gelöscht, und die neu empfangene Unikum-Nachricht (32") wird gemäß den Sortierungskriterien in der Warteschlange (20) einsortiert. Die Sortierungskriterien können hierbei vorsehen, dass die neu empfangene Unikum-Nachricht (32") an den Platz der zuvor in der Warteschlange (20) enthaltenen Unikum-Nachricht (32') eingesetzt wird. Alternativ kann die neu empfangene Unikum-Nachricht (32") wie eine beliebige andere Nachricht (15) nach den pauschalen Sortierungskriterien behandelt werden.
  • Die Sortierung von Nachrichten (15) in einer Warteschlange (20) gemäß einem Klassifizierungsindex (KI) stellt eine erste Möglichkeit zur Festlegung eines Senderangs in einer Kommunikationseinrichtung (1) dar. Sie kann vorteilhafterweise dazu genutzt werden, dass bestimmte Nachrichten (15) innerhalb eine Menge von zu versendenden Nachrichten (15) bevorzugt oder nachrangig behandelt werden. Hierdurch ergibt sich eine interne Vorrangwirkung.
  • Wie in 6 dargestellt, kann eine Freigabeeinrichtung (22) eine Nachricht aus der Warteschlange (20) und bevorzugt aus dem Kopfelement (21) entnehmen und dieser einen Schwellenwert (SW) zuweisen. Ein Schwellenwert (SW) ist eine auf den Vergleich mit einer Belastung auf dem Übertragungsmedium gerichtete Größe. Ein Schwellenwert kann beispielsweise ein direkt mit einem ermittelten Belastungsniveau vergleichbarer Wert sein. Ein Schwellenwert (SW) kann beispielsweise ein Grenzenergieniveau sein. Ein Schwellenwert (SW) kann dabei als Verhältnis zu einem Referenzenergieniveau festgelegt und in Dezibel (dB) angegeben sein. Das Referenzenergieniveau auf das ein Schwellenwerts (SW) bezogen ist, ist bevorzugt gleich dem Referenzenergieniveau, auf das ein Belastungsniveau (BN) bezogen ist. In einem solchen Fall sind Schwellenwert (SW) und Belastungsniveau (BN) direkt vergleichbar.
  • Die Zuweisung des Schwellenwerts(SW) kann bevorzugt in Abhängigkeit von einem Klassifizierungsindex (KI) der durch die Freigabeeinrichtung (22) behandelten Nachricht (15) erfolgen. Die Freigabeeinrichtung (22) kann hierbei gemäß einer in dem Regelwerkspeicher (23) abgelegten Zuordnungstabelle oder gemäß einer Zuordnungsfunktion einen Schwellenwert (SW) aus einer Menge von vorbestimmten diskreten Schwellenwerten (SW) oder innerhalb eines vorbestimmten Intervalls auswählen. Die Auswahl kann beispielsweise derart erfolgen, dass einer Nachricht mit einem hohen Klassifizierungsindex (KI) ein hoher Schwellenwert (SW) und einer Nachricht mit einem niedrigen Klassifizierungsindex (KI) ein niedriger Schwellenwert (SW) zugeordnet wird.
  • Die Freigabeeinrichtung (22) kann eine Nachricht mit einem zugeordneten Schwellenwert (SW) an die Sende-/ Empfangseinheit (24) weiterleiten. In der Sende-/ Empfangseinheit (24) kann die Nachricht in einem Speicher (25) zwischengespeichert werden. Ein Senderteil (26) kann eine Modulation der zu versendenden Nachricht (15) und eine Weiterleitung an das Übertragungsmittel (28) auslösen. Durch das Übertragungsmittel (28) wird das gemäß der Nachricht (15) erstellte Nachrichtensignal auf das Übertragungsmedium gelegt und versendet. Die Sendeempfangseinheit (24) führt das Versenden einer Nachricht (15) in Abhängigkeit von dem bestehenden Belastungsniveau (BN) auf dem Übertragungsmedium aus. Hierzu kann die Sendeempfangseinrichtung (24) bevorzugt einen Vergleich des Belastungsniveaus mit dem Schwellenwert (SW) ausführen. Der Vergleich kann bevorzugt derart sein, dass ein Versenden einer Nachricht ausgeführt wird, wenn das momentan gemessene Belastungsniveau (BN) auf dem Übertragungsmedium kleiner oder kleiner-gleich dem der Nachricht zugeordneten Schwellenwert (SW) ist. Auf diese Weise wird erreicht, dass eine Nachricht (15) nur dann versendet wird, wenn diese nach dem Vergleich von Schwellenwert (SW) und Belastungsniveau (BN) freigegeben werden soll. Die Sende-/Empfangseinheit (24) kann ein beliebiges Sendeauslösungs- und/oder Modulationsverfahren nutzen. Sie kann insbesondere für das Versenden von Nachrichten nach dem CSMA/CA Verfahren (Carrier Sense Multiple Access / Collision Avoidance - Verfahren) arbeiten. In diesem Fall kann die Sende-/ Empfangseinheit (24) bevorzugt zur Feststellung, ob der Kanal frei ist oder belegt (clear channel assessment), einen Vergleich des Belastungsniveaus (BN) mit dem der Nachricht zugeordneten Schwellenwert (SW) ausführen. Dieser Schwellenwert (SW) kann für jede Nachricht individuell festgelegt sein und sich von Nachricht zu Nachricht unterscheiden.
  • In dem ersten Ausführungsbeispiel wird einer Nachricht (15) mit einem hohen Klassifizierungsindex (KI) ein hoher Schwellenwert (SW) zugeordnet. Dies führt dazu, dass eine solche Nachricht (15) entsprechend auch bei einem hohen Belastungsniveau (BN) gesendet werden kann. Einer Nachricht (15) mit einem niedrigen Klassifizierungsindex (KI) wird hingegen ein niedrigerer Schwellenwert (SW) zugeordnet, sodass eine solche Nachricht (15) nur bei einem niedrigeren Belastungsniveau (BN) auf dem Übertragungsmedium gesendet wird. Das bedeutet, dass in diesem Ausführungsbeispiel für eine Nachricht (15) mit einem hohen Klassifizierungsindex (KI) ein aggressiveres Sendeverhalten vorliegt als für eine Nachricht mit einem niedrigeren Klassifizierungsindex. Ist beispielsweise in der Sende-/ Empfangseinrichtung (24) eine Nachricht mit einem niedrigen Klassifizierungsindex (KI) und einem niedrigen Schwellenwert (SW) zum Versenden bereitgehalten, so muss die Sende-/ Empfangseinheit mit dem Versand der Nachricht so lange warten, bis ein entsprechend niedriges Belastungsniveau (BN) auf dem Übertragungsmedium ermittelt wird. Die Aggressivität des Sendeverhaltens einer Kommunikationseinrichtung kann für jede Nachricht (15) individuell festgelegt sein und sich somit von einer Nachricht zur nächsten ändern. Auf diese Weise kann eine besonders schnelle und inhaltsgesteuerte Anpassung des Sendeverhaltens erfolgen.
  • Man betrachte zum besseren Verständnis eine Situation mit bereits vorliegendem, höherem Belastungsniveau (BN+) auf dem Übertragungsmedium, in der mehrere Kommunikationseinrichtungen (1) gleichzeitig jeweils Nachrichten (15) mit unterschiedlichen zugeordneten Schwellenwerten (SW) senden möchten. Eine Kommunikationseinrichtung (1), deren zu versendende Nachricht (15) einen niedrigen zugeordneten Schwellenwert (SW- oder SW--) hat, verhält sich eher zurückhaltend und versendet ihre Nachricht nicht, da das momentane Belastungsniveau (BN) über dem niedrigen Schwellenwert (SW- bzw. SW--) liegt. Eine Kommunikationseinrichtung (1), die eine Nachricht mit einem hohen Schwellenwert (SW++) zum Versenden bereithält, verhält sich hingegen aggressiver und versendet diese Nachricht (15) trotz des ermittelten Belastungsniveaus (BN). Das Verhalten einer Kommunikationseinrichtung (1) und insbesondere die Aggressivität ihres Sendeverhaltens können somit zumindest vom Belastungsniveau (BN) auf dem Übertragungsmedium und vom Schwellenwert (SW) der momentan zu versendenden Nachricht (15) abhängig gesteuert sein.
  • Die Zuordnung eines Schwellenwertes (SW) zu einer Nachricht (15) gemäß ihrem Klassifizierungsindex (KI) stellt eine zweite Möglichkeit zur Zuweisung eines Senderangs dar. Sie kann gemeinsam oder unabhängig von der vorgenannten Sortierung der Nachrichten in der Warteschlange erfolgen.
  • Durch die Zuweisung eines Senderangs (SR) in der vorgenannten Weise wird vorteilhafterweise erreicht, dass bei einem insgesamt steigenden Belastungsniveau (BN) auf dem Übertragungsmedium Nachrichten (15) mit einem hohen. Senderang bevorzugt vor Nachrichten mit einem niedrigen Sendrang übertragen werden. So können beispielsweise je nach Anwendungsart der Erfindung bei einem hohen Belastungsniveau (BN) auf dem Übertragungsmedium nur hoch priorisierte Nachrichten (15) oder nur Nachrichten (15) eines bestimmten Typs vorrangig zur Sendung gelangen, während niedriger priorisierte Nachrichten (15) zurückgestellt werden.
  • Das Versenden von Nachrichten (15) mit unterschiedlichen Schwellenwerten kann dazu führen, dass trotz eines bereits höher angenommenen Belastungsniveaus (BN) auf dem Übertragungsmedium dennoch eine weitere Nachricht (15) durch die Kommunikationseirichtung (1) versendet wird. Geht man davon aus, dass gemäß dem festgestellten erhöhten Belastungsniveau (BN) bereits andere Nachrichtensignale oder Störsignale im Umfeld der nun sendenden Kommunikationseinrichtung (1) vorliegen, so ist anzunehmen, dass das nun ausgegebene Nachrichtensignal sich mit den bereits vorherrschenden Nachrichtensignalen überlagern wird. Eine solche Überlagerung findet jedoch in Abhängigkeit der Entfernung von der jeweils sendenden Kommunikationseinrichtung (1) in unterschiedlicher Weise statt. Man betrachte hierzu 4.
  • Es sei angenommen, dass in der 4 eine Kommunikationseinrichtung (A) dabei ist, ein Nachrichtensignal auszusenden. Eine weitere Kommunikationseinrichtung (B) befindet sich in einiger Entfernung von der Kommunikationseinrichtung (A) und ermittelt ein durch das Nachrichtensignal von A erzeugtes Belastungsniveau (BN) auf dem Übertragungsmedium, ohne jedoch das Nachrichtensignal auflösen zu können. In einer Sende-/ Empfangseinheit (24) der Kommunikationseinrichtung (B) steht eine Nachricht mit einem hohen Schwellenwert (SW) zum Senden bereit. Es sei nun angenommen, dass das von der Kommunikationseinrichtung (B) ermittelte Belastungsniveau (BN) niedriger ist als der Schwellenwert (SW), welcher der zu versendenden Nachricht (15) zugeordnet ist. Folglich beginnt nun auch die Kommunikationseinrichtung (B) mit dem Versand ihrer Nachricht (15) und gibt ein entsprechendes Nachrichtensignal aus. Ab diesem Zeitpunkt sind sowohl das Nachrichtensignal der Kommunikationseinrichtung (A), als auch das Nachrichtensignal der Kommunikationseinrichtung (B) auf dem gemeinsam genutzten Übertragungsmedium und breiten sich entsprechend von den Kommunikationseinrichtungen (A) und (B) ausgehend aus.
  • Eine Kommunikationseinrichtung (C) befindet sich näher bei der Kommunikationseinrichtung (B) als bei der Kommunikationseinrichtung (A). In dem gezeigten Beispiel kann es sein, dass die Kommunikationseinrichtung (C) das Nachrichtensignal der Kommunikationseinrichtung (B) empfangen und auflösen kann, obwohl gleichzeitig eine Störung durch das Nachrichtensignal der im Verhältnis zu (B) weit entfernten Kommunikationseinrichtung (A) vorliegt. Eine andere zwischen (A) und (B) befindliche Kommunikationseinrichtung (D) könnte in der gezeigten Situation hingegen von einer so starken lokalen Interferenz betroffen sein, dass sie weder das Nachrichtensignal der Kommunikationseinrichtung (A) noch das Nachrichtensignal der Kommunikationseinrichtung (B) auflösen kann.
  • Es ist somit ersichtlich, dass durch die Vorgabe eines hohen Schwellenwertes (SW) erreicht werden kann, dass zumindest im Nahbereich um eine sendende Kommunikationseinrichtung (1) eine Nachricht empfangen wird und auflösbar ist, obwohl ein bestimmtes und ermitteltes Belastungsniveau (BM) auf dem Übertragungsmedium vorliegt. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass zumindest auf kurze Reichweite ein erfolgreiches Versenden und Empfangen von einer Nachricht mit einem hohen Senderang stattfindet. Es entfaltet sich also durch die Zuweisung eines Senderangs eine externe, lokale Vorrangwirkung. Demgegenüber werden Nachrichten mit einem geringen Senderang, denen ein verhältnismäßig geringerer Schwellenwert zugeordnet ist, zurückgestellt.
  • Ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in 7 dargestellt. Dieses zweite Ausführungsbeispiel stellt eine Abwandlung des ersten Ausführungsbeispiels dar, weshalb nur eine Erläuterung der veränderten Bestandteile und Abläufe erfolgt.
  • Die Kommunikationseinrichtung (1) des zweiten Ausführungsbeispiels beinhaltet eine Freigabeeinrichtung (22'), die mit einem Regelwerkspeicher (23') verbunden ist. Ferner weist die Kommunikationseinrichtung (1) eine Kontingentierungseinheit (29) auf, die wiederum einen Wertpunktspeicher (30) und einen Wertpunktgenerator (31) beinhaltet. Über die Kontingentierungseinheit (29) wird eine Möglichkeit zur Kontingentierung von Nachrichten (15) bereitgestellt. Die Kontingentierung von Nachrichten stellt eine weitere Möglichkeit zur Bestimmung eines Senderangs von Nachrichten (15) dar, die wiederum separat oder gemeinsam mit den vorgenannten Möglichkeiten zur Zuweisung eines Senderangs erfolgen kann.
  • Eine Kontingentierung kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass in einer Freigabeeinrichtung (22') für die Zuweisung eines Schwellenwertes (SW) zu einer Nachricht (15) jeweils ein erforderlicher Wertpunktbetrag (WB) aus einem Wertpunktspeicher (30) entnommen werden muss. Der Wertpunktspeicher (30) kann Wertpunkte ausbuchen und einbuchen. Er kann eine vorbestimmte Höchstzahl von in ihm ablegbaren Wertpunkten haben. Ein Wertpunktgenerator (31) ist dazu ausgebildet, beispielsweise periodisch neue Wertpunkte zu erzeugen und in dem Wertpunktspeicher (30) abzulegen.
  • In der Freigabeeinrichtung (22') kann eine Zuordnung eines Schwellenwerts (SW) zu einer Nachricht (15) in Abhängigkeit von einer momentan in dem Wertpunktspeicher (30) enthaltenen verfügbaren Anzahl von Wertpunkten erfolgen. Die Zuteilung eines Schwellenwertes (SW) in Abhängigkeit von den im Wertpunktspeicher (30) enthaltenen Wertpunkten kann alternativ oder zusätzlich zu der Zuweisung des Schwellenwertes (SW) in Abhängigkeit von einem Klassifizierungsindex (KI) erfolgen.
  • Eine bevorzugte Form der Kontingentierung und der Zuweisung eines Schwellenwerts (SW) zu einer Nachricht (15) in der Freigabeeinrichtung (22') ist in dem Ablaufdiagramm von 10 erläutert. Zunächst kann in Schritt (S200) eine Klassifizierungseinrichtung (22') den Klassifizierungsindex (KI) der Nachricht (15) im Kopfelement (21) der Warteschlange (20) ermitteln. Anschließend ermittelt die Freigabeeinrichtung (22') einen erforderlichen Wertpunktbetrag (WB) gemäß dem ermittelten Klassifizierungsindex (KI) und dem höchsten für eine Nachricht (15) mit diesem Klassifizierungsindex (KI) zuteilbaren Schwellenwert (SW). Sie kann hierbei auf Zuordnungsregeln für die Ermittlung eines erforderlichen Wertpunktbetrages (WB) in Abhängigkeit von Klassifizierungsindex (KI) und Schwellenwert (SW) zugreifen, die beispielsweise in dem Regelwerkspeicher (23') abgelegt sind.
  • Es sein angenommen, dass in dem Regelwerkspeicher (23') eine Tabelle abgelegt ist, in der für jeden Klassifizierungsindex (KI) mehrere Wertepaare von jeweils einem zuteilbaren Schwellenwert (SW) und dem hierfür erforderlichen Wertpunktbetrag (WB) abgelegt sind. 17 zeigt beispielhaft, wie eine solche Zuordnungstabelle aussehen könnte. Eine Freigabeeinrichtung (22') kann demnach in dem gezeigten Beispiel für eine Nachricht (15) mit einem Klassifizierungsindex (KI2) einen höchsten Schwellenwert (SW+) ermitteln, wobei für eine Zuteilung des Schwellenwerts (SW+) ein Wertpunktbetrag (WB) von 8 erforderlich wäre. In Schritt (S202) kann die Freigabeeinrichtung (22') nun ermitteln, ob in dem Wertpunktspeicher (30) derzeit genügend Wertpunkte, also mindestens 8, enthalten sind. Ist dies der Fall (S202: JA), so bucht die Freigabeeinrichtung (22') den erforderlichen Wertpunktbetrag (WB) von 8 Wertpunkten aus dem Wertpunktspeicher (30) ab. Hierdurch verringert sich die Menge der im Wertpunktspeicher (30) beinhalteten Wertpunkte. Anschließend weist die Freigabeeinrichtung (22') der Nachricht (15) in Schritt (S206) den ausgewählten Schwellenwert (SW+) zu und gibt die Nachricht (15) in Schritt (S207) zum Versenden frei.
  • Sind in dem Wertspeicher (30) für die Zuteilung eines ausgewählten Schwellenwerts (SW) und dem hierfür erforderlichen Wertpunktbetrag (WB) gemäß den Zuordnungsregeln nicht genug Wertpunkte im Wertpunktspeicher (30) (S202: NEIN), so prüft die Freigabeeinrichtung (22'), ob gemäß den Zuordnungsregeln auch die Zuteilung eines nächstniedrigeren Schwellenwerts (SW) möglich ist. Hierzu greift sie wieder auf die Zuordnungsregeln im Regelwerkspeicher (23') zu. In dem zuvor skizzierten Beispiel könnte es also sein, dass in dem Wertpunktspeicher (30) nur 6 Wertpunkte vorliegen, sodass eine Zuteilung des höchsten Schwellenwerts (SW+) für die Nachricht (15) mit dem Klassifizierungsindex (KI2) nicht möglich ist. Aus der Tabelle in 17 ergibt sich, dass eine Vergabe eines nächstniedrigeren Schwellenwertes (SW-) bei einem hierfür erforderlichen Wertpunktbetrag (WB) von 4 Wertpunkten möglich wäre, was der Ausführung der Schritte (S203) und (S204) in 10 entspricht. Daraufhin prüft die Freigabeeinrichtung (22') erneut, ob für den nun gewählten Schwellenwert (SW-) genügend Wertpunkte im Wertpunktspeicher (30) vorliegen. In dem skizzierten Beispiel ist dies der Fall. Demnach weist die Zuordnungseinheit (22') der Nachricht (15) den Schwellenwert (SW-) zu und bucht 4 Wertpunkte aus dem Wertpunktspeicher (30) ab.
  • Tritt der Fall ein, dass in dem Wertpunktspeicher (30) nicht genug Wertpunkte vorhanden sind (S202: NEIN) und ist auch gemäß den Zuordnungsregeln die Wahl eines noch niedrigeren Schwellenwerts (SW) nicht möglich (S203: NEIN), so gibt die Freigabeeinrichtung (22') die Nachricht (15) an die Warteschlange (20) zurück (S208). Dort kann die Nachricht (15) beispielsweise von der Sortiereinrichtung (19) erneut in der Warteschlange (20) einsortiert werden.
  • Statt einer Kontingentierung mit Wertpunkten kann auch ein anderes Kontingentierungsverfahren eingesetzt werden. Die Kontingentierung von Nachrichten (15) stellt eine Möglichkeit zur Zuweisung eines Senderangs dar. Mit der Kontingentierung in der beschriebenen Art wird beispielsweise erreicht, dass bei einer hohen Menge von Wertpunkten in dem Wertpunktspeicher (30) mehrmals hohe Schwellenwerte (SW) an Nachrichten (15) zugeordnet werden können, wobei der Wertpunktbestand im Wertpunktspeicher (30) abschmilzt. Sobald nicht mehr genügend Wertpunkte in dem Wertpunktspeicher (30) vorhanden sind, ist die Kommunikationseinrichtung (1) ggf. gezwungen, niedrigere Schwellenwerte (SW) für den Versand einer Nachricht (15) auszugeben. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass beispielsweise bei einer hohen Verdichtung des Nachrichtenversands zwischen einer Vielzahl von sich gegenseitig störenden Kommunikationseinrichtungen (1) jede der Kommunikationseinrichtungen (1) ihr Sendeverhalten einschränkt, sodass wiederum die Wahrscheinlichkeit erhöht wird, dass nur solche Nachrichten (15) mit einem hohen Senderang erfolgreich übertragen werden, während Nachrichten (15) mit einem niedrigeren Senderang zurückgehalten werden. Es ergibt sich somit eine externe temporale Wirkung der Zuweisung eines Senderangs.
  • Nimmt man eine Situation an, in der eine Kommunikationseinrichtung (1) eine Nachricht mit einem niedrigen Schwellenwert (SW- oder SW--) in der Sende-/ Empfangseinheit (24) bereithält und nimmt man ferner an, dass über einen längeren Zeitraum hinweg stets ein vergleichsweise hohes Belastungsniveau (BN) erfasst wird, so kann es sein, dass die Kommunikationseinrichtung (1) für diesen längeren Zeitraum blockiert ist. Denn die Nachricht (15) mit dem niedrigen Schwellenwert (SW-) verbleibt solange in der Sende-/ Empfangseinheit (24), bis ein entsprechend niedriges Belastungsniveau (BN) erfasst wird. Es kann nun sein, dass während der Zeit des hohen Belastungsniveaus (BN) eine neue Nachricht (15) generiert wird, die einen hohen Klassifizierungsindex (KI) aufweist. Damit der Versand dieser neuen Nachricht (15) nicht durch die ältere Nachricht (15) mit dem niedrigen Schwellenwert (SW-) blockiert wird, ist im Rahmen der Erfindung vorgesehen, dass eine Austauscheinheit (nicht dargestellt) eine in der Sende-/ Empfangseinheit (24) befindliche Nachricht (15) wieder in die Warteschlange (20) zurücklegen kann.
  • Das Zurücklegen kann in Abhängigkeit von beliebigen Ereignissen stattfinden. Beispielsweise kann ein Zurücklegen nach Ablauf eines bestimmten vorgegebenen Zeitraums, oder immer bei Einstellung einer neuen Nachricht (15) erfolgen. Das Zurücklegen kann ferner jeweils dann erfolgen, wenn neue Wertpunkte in den Wertpunktspeicher (30) eingebucht werden.
  • Beim Zurücklegen einer Nachricht (15) aus der Sende-/ Empfangseinheit (24) kann der für die Zuweisung des jeweiligen Schwellenwertes (SW) verbrauchte Wertpunktebetrag (WB) in den Wertpunktspeicher (30) zurückgebucht werden. Alternativ kann nur ein Teil der verbrauchten Wertpunkte oder gar nichts zurückgebucht werden.
  • Die Ausführung der Funktionen von Sortiereinrichtung (19), Freigabeeinrichtung (22), Wertpunktgenerator (31) und Sende-/ Empfangseinrichtung (24) kann jeweils unabhängig voneinander oder abgestimmt erfolgen. Die Ausführungen können zeitgesteuert nach einem gemeinsamen oder nach unterschiedlichen Zeitintervallen sowie ereignisgesteuert erfolgen. Insbesondere kann die Funktion der Sortiereinrichtung (19) immer dann ausgeführt werden, wenn eine Nachricht (15) über die Eingangsschnittstelle (16) empfangen oder in die Warteschlange (18) zurückgelegt wird. Die Ausführung der Freigabeeinrichtung (22) kann immer dann erfolgen, wenn die Sende-/ Empfangseinrichtung (24) eine Nachricht (15) versendet hat oder wenn ein neues Element in der Warteschlange (20) einsortiert wurde. Die Funktion der Sende-/ Empfangseinrichtung (24) kann nach jeder Übergabe einer Nachricht (15) durch die Freigabeeinrichtung (22) erfolgen. Sie kann alternativ oder zusätzlich zeitgesteuert erfolgen, wobei beispielsweise nach jedem erfolglosen Sendeversuch ein zufällig bestimmtes Zeitintervall bis zur nächsten Ausführung abgewartet wird. Sie kann schließlich nach dem CSMA/CA Verfahren unter Berücksichtigung des der Nachricht (15) zugewiesenen Schwellenwertes (SW) erfolgen.
  • Die oben behandelten ersten beiden Ausführungsbeispiele der Erfindung stellen nur eine erste bevorzugte Möglichkeit dar, wie die Erfindungsmerkmale angewendet und kombiniert werden können. In den 11 und 12 sind ein drittes und ein viertes Ausführungsbeispiel dargestellt, die von den Erfindungsmerkmalen in einer anderen beispielhaften Weise Gebrauch machen.
  • Die Kommunikationseinrichtung (1) in 11 hat eine Eingangsschnittstelle (16), eine Ausgangsschnittstelle (17), einen Nachrichtenspeicher (18) mit einer Sortiereinrichtung (19), eine Warteschlange (20), eine Freigabeeinrichtung (22) und einen Regelwerkspeicher (23). Die Kommunikationseinrichtung (1) umfasst weiter eine Sende-/ Empfangseinheit (24) mit einem Sendeteil (26) und einem Empfangsteil (27) sowie einem Übertragungsmittel (28).
  • Über die Eingangsschnittstelle (16) können Nachrichten (15) direkt in einer Warteschlange (20) abgelegt werden. Eine Sortiereinrichtung (19) kann beispielsweise periodisch aufgerufen werden und unter Rückgriff auf die Sortierungskriterien die in der Warteschlange (20) enthaltenen Nachrichten (15) beispielsweise gemäß ihrem Klassifizierungsindex (KI) sortieren. Eine Freigabeeinrichtung (22) kann in dem dargestellten Ausführungsbeispiel auf das Kopfelement (21) der Warteschlange (20) zugreifen.
  • Die Behandlung einer Nachricht (15) in der Kommunikationseinrichtung (1) nach dem dritten Ausführungsbeispiel ist in dem Ablaufdiagramm von 13 erläutert. Zunächst kann in Schritt (S300) das Sortieren der Nachrichten (15) in der Warteschlange (20) erfolgen. Anschließend kann die Freigabeeinrichtung (22) in Schritt (S301) die Nachricht (15) im Kopfelement (21) der Warteschlange (20) auswählen. In Schritt (S302) kann die Freigabeeinrichtung (22) das Belastungsniveau (BN) auf dem Übertragungsmedium ermitteln. In den Schritten (S303) und (S304) kann die Freigabeeinrichtung (22) ermitteln, ob überhaupt ein Versand von Nachrichten (15) derzeit möglich ist. Hierzu prüft die Freigabeeinrichtung (22) in Schritt (S303), ob derzeit noch eine zuletzt freigegebene Nachricht von der Sende-/ Empfangseinrichtung (24) gesendet wird. Ist dies nicht der Fall (S303: NEIN), so prüft die Freigabeeinrichtung (22) in Schritt (S304), ob von der Sende-/ Empfangseinrichtung (24) gerade eine fremde Nachricht (15) empfangen wird. Ist auch dies nicht der Fall (S304: NEIN), so weist die Freigabeeinrichtung (22) der ausgewählten Nachricht (15) einen Schwellenwert (SW) zu. Die Zuweisung des Schwellenwerts (SW) kann in unterschiedlicher Weise erfolgen und wird weiter unten separat beschrieben.
  • Nachdem der Nachricht (15) ein Schwellenwert zugewiesen wurde, überprüft die Freigabeeinrichtung (22) in Schritt (S306), ob das Belastungsniveau (BN) auf dem Übertragungsmedium niedriger ist als der der Nachricht (15) zugewiesene Schwellenwert (SW). Ist dies der Fall (S306: JA), so gibt die Freigabeeinrichtung (22) in Schritt (S307) die Nachricht (15) zum Versenden frei und entfernt sie aus der Warteschlange (20). Die Nachricht (15) wird hierbei direkt an den Sendeteil (26) übergeben, wo sie moduliert wird und durch das Übertragungsmittel (28) auf das Übertragungsmedium ausgegeben wird.
  • Die Zuweisung des Schwellenwerts (SW) in Schritt (S305) ist in einer ersten Möglichkeit in 14 dargestellt. Hierbei wird in Schritt (S320) von der Freigabeeinrichtung (22) der Klassifizierungsindex (KI) für die ausgewählte Nachricht (15) ermittelt und sodann wird der Nachricht (15) gemäß einer Zuordnungsregel in Abhängigkeit des Klassifizierungsindex (KI) ein Schwellenwert (SW) zugeordnet.
  • 15 gibt demgegenüber eine alternative oder zusätzliche Möglichkeit zur Ermittlung eines Schwellenwerts (SW) an und ist als Ablaufschritt (S305') gekennzeichnet. Die Freigabeeinrichtung (22) ermittelt in Schritt (S320') zunächst wiederum den Klassifizierungsindex (KI) für die ausgewählte Nachricht (15). Anschließend bestimmt die Freigabeeinrichtung (22) gemäß Schritt (S321') einen Schwellenwert (SW) in Abhängigkeit von dem Klassifizierungsindex (KI) der Nachricht (15) und in Abhängigkeit von dem erfassten Belastungsniveau (BN) auf dem Übertragungsmedium. Die Zuweisung bzw. Auswahl des Schwellenwerts (SW) kann wiederum gemäß einer statischen Zuordnungstabelle, einer Funktion oder einer sonstigen bestimmten Zuweisungslogik erfolgen. Eine Zuordnungstabelle kann beispielsweise vorsehen, dass zunächst ein Schwellenwert gemäß einem niedrigen Grundniveau für jeden Klassifizierungsindex vorzusehen ist. Wird für einen bestimmten Zeitraum der Versand mit dem gewählten Schwellenwert nicht möglich, so kann die Zuordnungstabelle eine Anhebung des Grundniveaus für Nachrichten mit einem hohen Klassifizierungsindex vorsehen.
  • 12 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches weitgehend mit dem Ausführungsbeispiel 3 aus 11 übereinstimmt und dieses weiterbildet. Die Kommunikationseinrichtung (1) gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel umfasst beispielsweise als Bestandteil des Nachrichtenspeichers (18) eine Kontingentierungseinheit (29) mit einem Wertpunktspeicher (30) und einem Wertpunktgenerator (31). Die Kommunikationseinrichtung (1) des vierten Ausführungsbeispiels kann Nachrichten (15) wiederum gemäß dem in 13 gezeigten Ablauf versenden, wobei die Ermittlung eines Schwellenwerts (SW) für die ausgewählte Nachricht (15) gemäß der in 16 dargestellten und mit (S305") gekennzeichneten Abfolge stattfinden kann.
  • In Schritt (S330) ermittelt die Freigabeeinrichtung (22) einen erforderlichen Wertpunktbetrag (WB) für die ausgewählte Nachricht (15) gemäß einer Zuordnungsregel und in Abhängigkeit von dem ermittelten Belastungsniveau (BN) auf dem Übertragungsmedium. Die Ermittlung des erforderlichen Wertpunktbetrages (WB) kann alternativ oder zusätzlich in Abhängigkeit von einem Klassifizierungsindex (KI) der Nachricht (15) sowie einer möglichen Abstufung von zuordenbaren Schwellenwerten (SW) erfolgen.
  • Die Wahl des Schwellenwertes (SW) kann beispielsweise derart erfolgen, dass zunächst versucht wird, einen niedrigen Schwellenwert (SW) vorzusehen, für den ein niedriger Wertpunktebetrag (WB) erforderlich ist. Sollte ein solcher niedriger Schwellenwert (SW) gemäß dem ermittelten (BN) nicht ausreichen, kann ein nächst höherer Schwellenwert (SW) gewählt werden, für den ein entsprechend höherer Wertpunktbetrag (WB) erforderlich ist.
  • Nach der Auswahl eines Schwellenwertes (SW) überprüft die Freigabeeinrichtung (22) in Schritt (S331), ob für die Zuweisung dieses Schwellenwerts (SW) genug Wertpunkte im Wertpunktspeicher (30) vorhanden sind. Ist dies der Fall (S331: JA), so schreitet die Freigabeeinrichtung (22) mit den Schritten (S322) und (S333) fort, wobei sie den erforderlichen Wertpunktbetrag (WB) aus dem Wertpunktspeicher (30) ausbucht und den Schwellenwert (SW) der Nachricht (15) zuordnet. Sind nicht genug Wertpunkte im Wertpunktspeicher (30) enthalten (S331: NEIN), so kann die Freigabeeinrichtung (22) den Schwellenwert (SW) auf einen Minimalwert setzen, was dazu führt, dass die Nachricht (15) zunächst nicht versendet wird.
  • Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Kommunikationseinrichtung (1) können Unikum-Nachrichten (32) beispielsweise für die Mitteilung von regelmäßig wiederkehrenden Statusinformationen verwendet werden. Solche Unikum-Nachrichten (32) sind dazu bestimmt, nur einmal in der Warteschlange (20) oder an sonstiger Stelle in der Kommunikationseinrichtung (1) vorzukommen. Wird eine neue Unikum-Nachricht (32") über die Eingangsschnittstelle (16) empfangen, so ersetzt sie eine jeweils noch vorhandene Unikum-Nachricht (32') des gleichen Typs, wobei die vorherige Unikum-Nachricht (32') wegfällt.
  • Das regelmäßige Generieren von Unikum-Nachrichten (32) kann zu einer entsprechend hohen Sendehäufigkeit einer Kommunikationseinrichtung (1) führen und einen Großteil der Gefahr von Interferenzen begründen. Demnach kann einer übermäßigen Bildung von Interferenzen besonders effektiv entgegengewirkt werden, indem das Sendeverhalten einer Kommunikationseinrichtung (1) in Bezug auf das Versenden von Unikum-Nachrichten (32) gesteuert und ggfs. begrenzt wird. Durch die Zuteilung von Schwellenwerten (SW) unterschiedlicher Höhen kann außerdem trotz eines eventuell erhöhten Belastungsniveaus (BN) auf dem Übertragungsmedium ein Versand von Nachrichten (15), insbesondere Unikum-Nachrichten (32), gewährleistet werden. Ein vollkommenes Aussetzen des Sendeverhaltens kann somit weitgehend vermieden werden.
  • Es ist bevorzugter Weise vorgesehen, dass in einer Kommunikationseinrichtung (1) einer Unikum-Nachricht (32) ein Schwellenwert (SW) gemäß einer vorbestimmten Abfolge zugeteilt wird. Eine solche Abfolge kann bevorzugt eine hohe Zuteilungshäufigkeit für niedrige Schwellenwerte (SW) und jeweils geringere Zuteilungshäufigkeiten für höhere Schwellenwerte (SW) vorsehen.
  • Eine Zuteilung von Schwellenwerten (SW) gemäß einer vorbestimmten Abfolge (33) stellt eine weitere Möglichkeit für die Zuweisung eines Senderangs (SR) zu einer Nachricht (15), insbesondere zu einer Unikum-Nachricht (32) dar.
  • Eine Zuteilungsabfolge (33) kann beliebig gestaltet sein. Sie kann als vordefinierte Abfolge gespeichert sein oder beispielsweise aus einer Funktion generiert werden.
  • 18 zeigt eine beispielhafte Zuteilungsabfolge (33) mit vier Niveaus von Schwellenwerten (SW--, SW-, SW+, SW++), die regelmäßig wiederholt wird. Die Abfolge (33) sieht die Reihenfolge von acht Schwellwertzuteilungen vor: {SW--; SW-; SW--; SW+; SW--; SW-; SW--; SW++}. Das bedeutet, dass bei k=1 einer ersten Unikum-Nachricht (32'), die über die Eingangsschnittstelle (16) empfangen wird, ein Schwellenwert (SW--) zugeteilt wird, mit dem sie zum Versand freigegeben wird. Sofern das Belastungsniveau (BN) geringer als SW-- ist, kann die Unikum-Nachricht versandt werden. Ist das Belastungsniveau (BN) höher, so wird die Nachricht zurückgehalten.
  • Bei k=2 wird der nächsten Unikum-Nachricht (32"), die über die Eingangsschnittstelle (16) empfangen wird, gemäß der Abfolge (33) der Schwellenwert (SW-) zugeteilt. Bei k=3 wird der wiederum nächsten Unikum-Nachricht (32"'), die über die Eingangsschnittstelle (16) empfangen wird, der Schwellenwert (SW--) zugeteilt und so weiter. Bei k=8 wird schließlich der in der Abfolge (33) höchste vorgesehene Schwellenwert (SW++) zugeteilt. Anschließend beginnt die Zuteilungsabfolge (33) erneut.
  • Sofern eine vorherige Unikum-Nachricht (32') noch nicht versandt wurde, kann eine aktuelle Unikum-Nachricht (32") die vorherige Unikum-Nachricht (32') ersetzen.
  • Die Variable k kann bevorzugt eine Zählvariable sein, die für jeden Durchgang der Abfolge (33) zurückgesetzt wird. Die Variable k kann alternativ eine Zeitvariable sein. Im Folgenden wird davon ausgegangen, dass die Variable k eine Zählvariable ist und eine Erhöhung der Variable k durch den Empfang einer neuen Unikum-Nachricht (32) ausgelöst wird.
  • Es kann sein, dass Unikum-Nachrichten (32) mit einer bestimmten Regelmäßigkeit erzeugt werden, beispielsweise alle 25ms, 50ms oder 125ms. Im letzteren Fall würde das Durchlaufen der in 18 dargestellten Abfolge also 1s lang dauern. Es ist allerdings nicht unbedingt erforderlich, dass die Erzeugung von Unikum-Nachrichten regelmäßig erfolgt. Das Verfahren kann genauso bei Unikum-Nachrichten angewendet werden, die unregelmäßig, schubweise oder ereignisgesteuert erzeugt werden. Das Verfahren kann auch für unterschiedliche Klassen von Unikum-Nachrichten jeweils unterschiedliche oder gleiche Zuteilungsabfolgen (33) und Variablen k vorsehen.
  • Eine Zuteilungsabfolge (33) kann statisch vorgegeben und beliebig ausgebildet sein. Alternativ kann eine Zuteilungsabfolge (33) nach einer Funktion generiert werden. Eine solche Funktion kann ebenfalls beliebig ausgebildet sein. 19 zeigt ein Funktion, nach der eine Zuteilungsabfolge (33) gebildet sein kann.
  • In der oberen Hälfte der 19 ist eine Baumstruktur dargestellt. Diese weist auf mehreren übereinander liegenden Ebenen Verzweigungs- und Endpunkte (34,35) auf. Die unterste Ebene ist für ein Schwellenwertniveau (SW--) vorgesehen und darüber liegende Ebenen jeweils für höhere Schwellenwerte (SW-, SW+, SW++, SW++, ...). Auf der untersten Ebene sind Endpunkte (35) der Baumstruktur angeordnet. Von jedem Endpunkt (34) geht in der Aufwärtsrichtung genau ein Ast zu einem auf der nächst höheren Ebene liegenden Verzweigungspunkt (34). Dieser Verzweigungspunkt (34) hat wiederum einen Ast zu einem nochmals darüber liegenden Verzweigungspunkt (34) und so weiter, bis zum jeweils höchsten Verzweigungspunkt (34). In der Abwärtsrichtung gehen von jedem Verzweigungspunkt (34) zwei Äste zu darunter liegenden Verzweigungs- oder Endpunkten (34,35).
  • Eine solche Baumstruktur kann ausgehend von einem ersten Endpunkt (35) links unten beliebig erweitert werden, wobei mit jeder Hinzunahme eines nächst höheren Verzweigungspunktes (34) ein weiterer Bereich der Baumstruktur hinzugefügt wird. In Richtung nach rechts ist aus dieser Baumstruktur für jeden weiteren Verzweigungs- oder Endpunkt (34,35) ableitbar, auf welcher Ebene er angeordnet sein soll.
  • Eine Zuteilungsabfolge (33) kann bevorzugt aus einer solchen Baumstruktur abgeleitet werden. Je nachdem, wie viele Schwellenwertniveaus (SW) einbezogen werden sollen, ergibt sich eine jeweils andere, insbesondere eine längere Zuteilungsabfolge (33). In dem gezeigten Beispiel ist vorgesehen, dass eine Zuteilungsabfolge (33) in der Reihenfolge von links nach rechts von n=1 bis zum jeweils gewählten höchsten Verzweigungspunkt (34) alle Schwellenwerte der jeweiligen Verzweigungs- und Endpunkte (34) übernimmt. Der jeweils höchste Verzweigungspunkt (34) ist dabei der einzige, der in Abwärtsrichtung nur einen Ast (in der Zeichnung der jeweils linke Ast) zu einem darunter liegenden Verzweigungs- oder Endpunkt (34,35) hat.
  • Es wird im Folgenden von einem kleinsten Beispiel ausgehend die Generierung von jeweils größeren Zuteilungsabfolgen (33) mit jeweils mehr abgedeckten Schwellenwertniveaus beschrieben.
  • Soll eine Zuteilungsabfolge (33) als Ausgangsbeispiel die beiden niedrigsten Schwellenwertniveaus (SW--, SW-) abdecken, so ergibt sich nach dem genannten Schema die gezeigte Abfolge bis n=2 (mit der dünnsten Linie gezeichneter Anteil der Baumstruktur). Eine solche kleinste Abfolge würde die Reihenfolge {SW--; SW-} vorsehen. Soll auch das nächst höhere Schwellenwertniveau (SW+) einbezogen werden, so wird der nächste Baumstrukturbereich bis n=4 (mit der nächst dickeren und kurz gestrichelten Linie gezeichnet) hinzugefügt. Diese Abfolge (33) würde dann die Reihenfolge {SW--; SW-; SW--; SW+} vorsehen.
  • In gleicher Weise würde sich bei einer weiteren Abdeckung des Schwellenwertniveaus (SW++) entsprechend eine Zuteilungsabfolge bis n=8 ergeben, die die Reihenfolge {SW--; SW-; SW--, SW+; SW--, SW-; SW--; SW++} vorsieht. Diese wurde auch in 18 übernommen.
  • Aus der 19 gehen im unteren Bereich noch entsprechende Abfolgen (33) für die Abdeckung der nächst höheren Schwellenwerte (SW+++, SW++++) bis n=16 bzw. n=32 hervor. In der gleichen Weise kann mit der beschriebenen Funktion eine beliebig lange Zuteilungsabfolge (33) über beliebig viele Schwellenwertniveaus erzeugt werden.
  • Eine Abwandlung der gezeigten Funktion könnte für jeden Verzweigungspunkt (34) in der Abwärtsrichtung das Vorhandensein von drei oder vier Ästen zu darunter liegenden Verzweigungs- oder Endpunkten (34,35) vorsehen.
  • Ein Vorteil der Erzeugung einer Abfolge (33) gemäß der in 19 aufgezeigten Funktion besteht darin, dass eine Struktur in der Schwellenwertzuteilung entsteht, bei der ein nächst höheres Schwellenwertniveau nur halb so häufig zugewiesen wird, wie das darunter liegende Schwellenwertniveau. Nur das höchste und das zweithöchste Schwellenwertniveau kommen in einer Abfolge (33) gleich oft vor und zwar je ein Mal. Bei einer anderen Wahl der Funktion kann auch das Verhältnis der Zuteilungshäufigkeiten von höchstem und zweithöchstem Schwellenwert (SW) unterschiedlich sein. Dies ist insbesondere bei einer Folge bis n=2 der Fall. Alternativ kann auch stets ein vollständiger Baum bis zu einem höchsten Verzweigungspunkt (34) als Basis gewählt werden. In diesem Fall würde jede Zuteilungshäufigkeit eines höheren Schwellenwertniveaus genau der Hälfte der Zuteilungshäufigkeit des darunter liegenden Schwellenwertniveaus entsprechen. Weiterhin sind ähnliche Baumstrukturen mit drei oder vier von einem Verzweigungspunkt (34) in Abwärtsrichtung ausgehenden Ästen möglich, wobei entsprechend andere Verhältnisse der Zuteilungshäufigkeiten entstehen.
  • Eine Zuteilungsabfolge (33) kann statisch sein und stets in der gleichen Weise wiederholt werden. Alternativ kann die Wahl und/oder Generierung einer Abfolge (33) von einem Belastungsniveaus (BN) abhängig sein. So kann bevorzugt vorgesehen sein, dass unter bestimmten Umständen eine Abfolge (33) durch eine andere Abfolge ersetzt wird, die jeweils ein weiteres Schwellenwertniveau abdeckt. Wird bei einer Abfolge (33) bis n=8, die gemäß 19 vier Schwellenwertniveaus abdeckt, für einen längeren Zeitraum keine Nachricht oder nur einer sehr geringe Anzahl von Nachrichten versandt, so kann diese Abfolge beispielsweise durch eine Abfolge bis n=16 ersetzt werden, wobei auch das nächst höhere Schwellenwertniveau abgedeckt wird. In gleicher Weise sind weitere Ersetzungen durch entsprechend längere Zuteilungsabfolgen (33) möglich, die noch mehr Schwellenwertniveaus abdecken. Auf diese Weise kann das Sendeverhalten einer Kommunikationseinrichtung (1) auch an dauerhaft besonders hohe Belastungsniveaus (BN) auf dem Übertragungsmedium angeglichen werden.
  • Andererseits kann eine Abfolge auch durch eine andere Abfolge ersetzt werden, die weniger Schwellenwertniveaus abdeckt und ggfs. kürzer ist. So kann beispielsweise eine Abfolge (33) bis n=8, die gemäß 19 vier Schwellenwertniveaus abdeckt, auch durch eine Abfolge bis n=4 ersetzt werden, falls über einen längeren Zeitraum jede Nachricht (15) sofort versendet werden konnte und/oder über einen längeren Zeitraum nur ein niedriges Belastungsniveau (BN) vorliegt. Daneben kann eine Abfolge (33) natürlich auch gegen eine andere Abfolge ersetzt werden, die ggfs. eine unterschiedliche Struktur hat. Schließlich kann ein Satz von vorgefertigten Abfolgen (33) vorliegen, zwischen denen nach vorbestimmten Regeln gewechselt wird.
  • Eine Zuteilungsabfolge, die gemäß der vorgenannten und in 19 dargestellten Funktion gebildet wird, fällt vorteilhafter Weise immer wieder auf eine Zuteilung von niedrigen Schwellenwerten (SW--) zurück. Die Häufigkeit der höheren Schwellenwerte nimmt gegenüber der Häufigkeit der niedrigen Schwellenwerte sehr stark ab. Als Folge davon wird bei einem dauerhaft erhöhten Belastungsniveau (BN) auf dem Übertragungsmedium eine angemessene Reduktion der Senderate erzeugt. Bei einem abrupten Abfall des Belastungsniveaus kann die Senderate jedoch sofort wieder ansteigen. Somit kann eine Kommunikationseinrichtung (1), die die Zuteilung von Schwellenwerten (SW) gemäß einer derartigen Zuteilungsabfolge (33) steuert, ihr Sendeverhalten besonders schnell sowohl an starke Schwankungen im Belastungsniveau (BN) angleichen, als auch angemessen auf dauerhaft erhöhte Belastungsniveaus (BN) reagieren. Eine Kommunikationseinrichtung (1) kann so die Aggressivität ihres Sendeverhaltens von Zählintervall k zu Zählintervall k+1 für jede Nachricht (15) und insbesondere für den Versand von Unikum-Nachrichten (32) derart anpassen, dass stets eine robuste Informationsübertragung gewährleistet ist und Interferenzen auf dem Übertragungsmedium vermieden werden.
  • Eine Zuteilung von Schwellenwerten (SW) gemäß einer vorgegebenen Zuteilungsabfolge (33) stellt eine weitere Möglichkeit zur Zuweisung eines Senderangs (SR) an eine Nachricht (15) dar, die gemeinsam oder unabhängig von den bisher beschriebenen Verfahren eingesetzt werden kann.
  • Bei einem Nichtversand von Unikum-Nachrichten (32) kann eine Kommunikationseinrichtung zusätzlich ein ergänzendes Verfahren anwenden. Dieses zusätzliche Verfahren sieht eine Zuteilung des jeweils höchsten Schwellenwertes gemäß einer Abfolge (33) oder gemäß einer Übernahme des Schwellenwertes (SW) von der vorigen Unikum-Nachricht (32') vor, wenn eine vorherige Unikum-Nachricht (32') nicht versendet werden konnte und eine aktuelle Unikum-Nachricht (32") empfangen wird, die die vorherige Unikum-Nachricht (32') ersetzen soll.
  • Anders ausgedrückt sieht das Verfahren vor, dass einer aktuellen Unikum-Nachricht (32"), die eine ältere Unikum-Nachricht (32') ersetzt, der Senderang (SR) und/oder der Schwellenwert (SW) der älteren Unikum-Nachricht (32') zugewiesen wird, sofern dieser höher ist als der nach einer Abfolge (33) für die aktuelle Unikum-Nachricht (32") vorgesehene Schwellenwert (SW). Dieses Verfahren stellt also auch eine Möglichkeit zur Zuweisung eines Senderangs (SR) an eine Nachricht (15) dar.
  • Wird eine vorherige Unikum-Nachricht (32`) durch eine aktuelle Unikum-Nachricht (32") ersetzt, so kann der aktuellen Unikum-Nachricht (32") der Senderang (SR) und/oder der Schwellenwert (SW) der vorherigen Unikum-Nachricht (32') zugeteilt werden. In einem solchen Fall können also für die Zuteilung eines Schwellenwertes (SW) an die aktuelle Unikum-Nachricht (32") entweder eine Zuteilung gemäß der Abfolge (33) oder eine Zuteilung des Schwellenwertes (SW) der vorherigen Unikum-Nachricht (32') in Frage kommen. Es kann bevorzugt vorgesehen sein, dass in diesem Fall der jeweils höhere Schwellenwert (SW) zugeteilt wird. Dies ist in 20 an einem Beispiel erläutert.
  • 20 zeigt in einem Schema ein Erläuterungsbeispiel für das genannte Verfahren, bei dem nacheinander fünf Unikum-Nachrichten (A,B,C,D,E) über eine Eingangsschnittstelle (16) empfangen werden; diesen Unikum-Nachrichten (A,B,C,D,E) werden innerhalb der Kommunikationseinrichtung (1) Schwellenwerte (SW) zugeteilt, wobei je nach momentanem Belastungsniveau (BN) ein Versand über das Übertragungsmittel (28) erfolgt oder eine Unikum-Nachricht (B,C,E) zurückgehalten wird.
  • Bei k=1 wird eine erste Unikum-Nachricht (A) über die Eingangsschnittstelle (16) empfangen. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich keine vorherige Unikum-Nachricht (32') in der Kommunikationseinrichtung (1), sodass der aktuellen Unikum-Nachricht (A, 32'') gemäß der Abfolge (33) der Schwellenwert (SW--) zugewiesen wird. Im vorliegenden Beispiel kann die Unikum-Nachricht (A) aufgrund des momentan niedrigen Belastungsniveaus (BN) versendet werden.
  • Bei k=2 wird eine weitere Unikum-Nachricht (B) über die Eingangsschnittstelle (16) empfangen, der gemäß der Abfolge (33) ein Schwellenwert (SW-) zugeteilt wird. Diese Unikum-Nachricht (B) kann allerdings aufgrund eines nun gestiegenen Belastungsniveaus (BN > SW-) nicht versendet werden. Die Unikum-Nachricht (B) wird also in der Kommunikationseinrichtung (1) zurückgehalten.
  • Bei k=3 wird eine weitere Unikum-Nachricht (C) empfangen. Gemäß der Abfolge (33) würde diese Unikum-Nachricht (C) einen Schwellenwert (SW--) erhalten. Es liegt jedoch zu diesem Zeitpunkt eine vorherige Unikum-Nachricht (32',B) vor, die einen höheren Schwellenwert (SW-) hat und noch nicht versendet wurde. Die aktuelle Unikum-Nachricht (32",C) ersetzt die vorherige Unikum-Nachricht (32',B). Gleichzeitig wird ihr der Schwellenwert (SW-) der vorherigen Unikum-Nachricht (32',B) zugeteilt. Der Schwellenwert (SW--) gemäß der Abfolge (33) wird hierbei verworfen (als durchgestrichen gekennzeichnet).
  • Die Unikum-Nachricht (C) kann im vorliegenden Beispiel jedoch trotz des Schwellenwertes (SW-) nicht versendet werden, da bei k=3 ein zu hohes Belastungsniveau (BN > SW-) vorliegt.
  • Bei k=4 wird eine neue Unikum-Nachricht (D) über die Eingangsschnittstelle (16) empfangen. Gleichzeitig liegt noch die vorherige Unikum-Nachricht (32',C) in der Kommunikationsvorrichtung (1) vor. Diesmal ist der gemäß der Abfolge (33) vorgesehene Schwellenwert (SW+) höher, als der Schwellenwert (SW-) der vorherigen Unikum-Nachricht (32',C). Folglich wird der aktuellen Unikum-Nachricht (32", D) der Schwellenwert (SW+) gemäß der Abfolge (33) zugeteilt und der Schwellenwert (SW-) der vorigen Unikum-Nachricht (32`,C) verfällt. Die Unikum-Nachricht (D) kann im vorliegenden Beispiel versendet werden, da das Belastungsniveau zu diesem Zeitpunkt den Schwellenwert (BN < SW+) unterschreitet.
  • Bei k=5 wird schließlich eine Unikum-Nachricht (E) empfangen, der gemäß der Abfolge (33) ein Schwellenwert (SW--) zugewiesen wird. Die Unikum-Nachricht (E) kann bei dem momentanen Belastungsniveau (BN > SW--) nicht versendet werden.
  • In dem angeführten Beispiel wird verdeutlicht, dass die Kommunikationsvorrichtung (1) zu jedem Zählpunkt k die jeweils aktuelle Unikum-Nachricht (32") zu versenden versucht. Aktuelle Unikum-Nachrichten (32") werden also nicht durch vorige Unikum-Nachrichten (32") blockiert. Die Kommunikationseinrichtung (1) führt ein Senden jedoch nur aus, wenn das momentane Belastungsniveau (BN) auf dem Übertragungsmedium kleiner oder kleiner gleich dem der Nachricht (15) zugeordneten Schwellenwert (SW) ist. Wird über längere Zeit keine Nachricht (15), insbesondere keine Unikum-Nachricht (32) versendet, so steigt die Sendeaggressivität der Kommunikationseinrichtung (1).
  • Die vorbeschriebene Zuteilung von Schwellenwerten (SW) gemäß einer Zuteilungsabfolge (33) kann weiterhin in Abhängigkeit von einer Kontingentierung erfolgen. Die Kontingentierung kann beispielsweise in der Art durchgeführt werden, wie sie oben beim zweiten und vierten Ausführungsbeispiel aufgezeigt wurde. Eine Abhängigkeit von der Kontingentierung kann auch bevorzugt nur auf das Zusatzverfahren angewendet werden, nach dem bei einem Nichtversand von einer vorigen Unikum-Nachricht (32') der aktuellen Unikum-Nachricht (32") der jeweils höhere Schwellenwert (SW) gemäß Zuteilungsabfolge (33) oder Übernahme von der vorigen Unikum-Nachricht (32') zugeteilt wird. Eine solche Kontingentierung hat den Vorteil, dass bei einer Erhöhung des Belastungsniveaus (BN) zunächst eine stärkere Erhöhung des Schwellenwertes (SW) stattfindet. Bleibt das Belastungsniveau (BN) jedoch über einen längeren Zeitraum erhöht, so wird das Kontingent erschöpft und die Sendeaggressivität richtet sich anschließend vornehmlich nach der Zuteilungsabfolge (33) .
  • Alternativ oder zusätzlich zu den bisherigen Verfahren kann vorgesehen sein, dass bei einem Nichtversand einer Nachricht (15) deren Schwellenwert (SW) über der Zeit schrittweise erhöht wird. Eine solche Erhöhung eines Schwellenwertes kann für alle Nachrichten (15) oder nur für bestimmte Nachrichten, beispielsweise für Unikum-Nachrichten (32) erfolgen. Sie stellt eine weitere Möglichkeit zur Zuweisung und ggfs. Erhöhung eines Senderangs (SR) dar, die für sich allein oder gemeinsam mit den vorbeschriebenen Verfahren zur Zuweisung eines Senderangs (SR) angewendet werden kann.
  • 21 verdeutlicht ein solches schrittweises Erhöhen eines Schwellenwertes. Eine schrittweise Erhöhung eines Schwellenwertes (SW) kann bevorzugt in immer kürzeren Zeitabständen t erfolgen. Ein solcher Zeitabstand t kann bevorzugt sehr viel kürzer sein, als ein Generierungstakt für die Erzeugung einer weiteren Unikum-Nachricht. 21 verdeutlicht dies, indem über der Achse mit Zeitabständen t=0 bis t=4 für eine schrittweise Erhöhung eines Schwellenwertes (SW) eine zusätzliche Achse für die Erzeugung von Unikum-Nachrichten mit der Zählvariable k dargestellt ist. Demnach kann beispielsweise vorgesehen sein, dass bei einer regelmäßigen Erzeugung von Unikum-Nachrichten (32) der Schwellenwert (SW) einer bei k=1 erzeugten vorigen Unikum-Nachricht (32') vier Mal erhöht werden kann, bevor eine nächste Unikum-Nachricht (32") bei k=2 erzeugt wird. Die Anzahl von vier Erhöhungsschritten ist rein beispielhaft gewählt, es können auch nur eine, zwei, drei oder eine sonstige Anzahl von Erhöhungen vorgesehen werden. Eine schrittweise Erhöhung des Schwellenwerts (SW) einer Nachricht (15) kann in gleicher Weise bei nicht regelmäßig erzeugten Unikum-Nachrichten sowie bei beliebigen anderen Nachrichten (15) vorgesehen sein.
  • Durch eine schrittweise Erhöhung eines Schwellenwertes (SW) einer Nachricht (15) kann vorteilhafter Weise erreicht werden, dass das Versenden einer Nachricht bei nur kurzfristig erhöhtem Belastungsniveau (BN) auf dem Übertragungsmedium sehr schnell nachgeholt werden kann. Somit kann die Sendeaggressivität für eine Nachricht über einen kurzen Zeitraum stark erhöht werden, um einen zügigen Versand der Nachricht (15) zu begünstigen.
  • Während eines Zeitintervalls t für eine Erhöhung des Schwellenwertes (SW) können dabei mehrere Versuche für das Versenden der Nachricht (15) stattfinden. Insbesondere kann der Versand einer Nachricht gemäß dem CSMA/CA Standard ausgeführt werden, wobei der der Nachricht (15) zugeordnete Schwellenwert (SW) berücksichtigt wird, um festzustellen, ob das Übertragungsmedium frei ist, oder nicht (clear channel assessment).
  • Eine schrittweise Erhöhung eines Schwellenwertes (SW) und die hierbei stattfindende Zuteilung eines höheren Schwellenwertes (SW) sind bevorzugt von einer Kontingentierung abhängig. Die Kontingentierung kann in der gleichen Weise erfolgen, wie oben beim zweiten und vierten Ausführungsbeispiel aufgezeigt. Sie kann alternativ auf beliebige andere Weise erfolgen. Es kann insbesondere dieselbe Kontingentierung verwendet werden, wobei höhere Wertpunktbeträge für eine Erhöhung eines Schwellenwertes vorsehen, als für die Erstzuteilung. Alternativ können für das Erhöhen eines Schwellenwertes (SW) und für die Erstzuteilung eines Schwellenwertes (SW) separate Kontingente genutzt werden.
  • Eine Kontingentierung für die schrittweise Erhöhung eines Schwellenwertes (SW) einer Nachricht (15) soll bevorzugt verhindern, dass jeder Nachricht (15) ein höchster Schwellenwert (SW) zugeordnet wird. Auf diese Weise kann der Gefahr einer schnellen oder übermäßigen Interferenzbildung, insbesondere der Gefahr einer Kanalüberlastung, entgegengewirkt werden.
  • Eine Kontingentierung kann beispielsweise vorsehen, dass für eine schrittweise Erhöhung eines Schwellenwertes (SW) ein sehr hoher Kontingentanteil, beispielsweise ein hoher Wertpunktbetrag (WB) verbraucht wird. Liegt ein nur kurzfristiger aber starker Anstieg des Belastungsniveaus auf dem Übertragungsmedium vor, der danach schnell wieder zurückgeht, kann eine schrittweise Erhöhung des Schwellenwertes (SW) einen zügigen Versand der Nachricht (15) begünstigen, wobei durch die Kontingentierung die eine rasche Erzeugung von Interferenzen vermieden wird. Die Kombination von schrittweiser Erhöhung eines Schwellenwerts (SW) für eine Nachricht (15) mit einer Kontingentierung kann somit ermöglichen, dass eine Kommunikationseinrichtung (1) die Aggressivität ihres Sendeverhaltens sowohl an starke Schwankungen des Belastungsniveaus, als auch an dauerhafte Veränderungen geeignet anpassen kann und dabei gleichzeitig Interferenzen verringern und trotz Auftretens von Interferenzen einen Nachrichtenversand gewährleisten.
  • Die Erfindung ist nicht auf die gezeigten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Die Merkmale der Erfindung können in beliebiger Weise kombiniert, vertauscht oder weggelassen werden.
  • Die genannten Verfahren und deren Merkmale für die Zuweisung eines Senderangs (SR), für die Zuteilung eines Schwellenwertes (SW), für eine Kontingentierung sowie für die schrittweise Erhöhung eines Schwellenwertes (SW) können beliebig miteinander kombiniert werden. Die Verfahren und deren Merkmale können hierbei für alle Nachrichten (15) gleich oder unterschiedlich eingesetzt werden. Insbesondere können für Unikum-Nachrichten (32) eigene Verfahrensschritte genutzt werden, die für sonstige Nachrichten (15) in beliebiger Kombination, nicht oder nur teilweise eingesetzt werden.
  • Beispielsweise kann eine schrittweise Erhöhung eines Schwellenwertes (SW) nur für solche Nachrichten (15) vorgesehen sein, die keine Unikum-Nachrichten (32) sind, um deren Sendeaggressivität zu erhöhen. Alternativ dazu kann eine schrittweise Erhöhung der Schwellenwerte (SW) nicht oder ausschließlich für Unikum-Nachrichten (32) einer bestimmten Klasse erfolgen.
  • Ebenfalls kann eine Anwendung der genannten Verfahren sowie deren Merkmale stets auch in Abhängigkeit eines Klassifizierungsindex (KI) erfolgen. Der Fachmann wird je nach Einsatzzweck der Kommunikationseinrichtung (1) und der Art und Anzahl von zu versendenden Nachrichten (15) eine geeignete Kombination der Verfahren und Merkmale auswählen und dabei die jeweils beschriebenen Vorteile berücksichtigen.
  • Die Kommunikationseinrichtung (1) kann auch für die Kommunikation zwischen oder mit stationären oder wenig bewegten Kommunikationsteilnehmern eingesetzt werden. Sie kann an beliebigen stationären oder bewegten Kommunikationsteilnehmern wie bspw. Land- und Wasserfahrzeugen, Infrastruktureinrichtungen oder von Personen bewegten und ggf. mitgeführten Kommunikationsmitteln Einsatz finden. Es kann eine beliebige Art von gemeinsam genutztem Übertragungsmedium und dementsprechend gewähltem Übertragungsweg verwendet werden, wie bspw. eine Übertragung per Funk, Lichtwellen, Infrarot, Ultraschall, Druckpulsation etc.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Kommunikationseinrichtung
    2
    Betrachtungsraum
    3
    Access-Point
    4
    Insel
    5
    Nachrichtenaustausch per Unicast
    6
    Bewegung
    7
    Nachrichtenaustausch per Broadcast
    8
    Fahrzeug
    9
    Datenverarbeitungsgerät / externe Anwendung
    10
    Datenleitung
    11
    Auflösbarkeit Präambel
    12
    Auflösbarkeit Frame-Body
    13
    Signalreichweite
    14
    Störreichweite
    15
    Nachricht
    16
    Eingangsschnittstelle
    17
    Ausgangsschnittstelle
    18
    Nachrichtenspeicher
    19
    Sortiereinrichtung
    20
    Speichermittel / Warteschlange
    21
    Kopfelement
    22
    Freigabeeinrichtung
    23
    Regelwerkspeicher
    24
    Sende-/Empfangseinheit
    25
    Speicher
    26
    Sendeteil / Modulationsteil
    27
    Empfangsteil / Demodulationsteil
    28
    Übertragungsmittel / Antenne
    29
    Kontingentierungseinheit
    30
    Wertpunktspeicher
    31
    Wertpunktgenerator
    32
    Unikum-Nachricht
    32`
    ältere Unikum-Nachricht
    32"
    aktuelle Unikum-Nachricht
    33
    Abfolge, Zuteilungsabfolge
    BN
    Belastungsniveau
    KI
    Klassifizierungsindex
    ri
    Reichweite
    RG
    Repräsentativgröße / Energieniveau / Signal-Rausch-Verhältnis
    RW
    Repräsentativwert
    S
    Auflösbarkeit / Repräsentativwert
    Smin
    Auflösbarkeitsgrenze
    SR
    Senderang
    SW
    Schwellenwert
    WB
    Wertpunktbetrag
    X
    Abstand

Claims (31)

  1. Verfahren zur Steuerung des Versendens von Nachrichten (15) auf einem Übertragungsmedium, wobei zwischen Kommunikationseinrichtungen (1) Nachrichten (15) ausgetauscht werden, wobei eine Kommunikationseinrichtung (1) für eine Nachricht (15) einen internen Senderang (SR) bestimmt und dabei der Nachricht (15) einen Schwellenwert (SW) zuteilt, der auf den Vergleich mit einer Belastung auf dem Übertragungsmedium gerichtet ist, wobei das Versenden der Nachricht (15) in Abhängigkeit von dem bestehenden Belastungsniveau (BN) auf dem Übertragungsmedium ausgeführt wird und ein Versenden einer Nachricht (15) nur erfolgt, wenn ein bestehendes Belastungsniveau (BN) auf dem Übertragungsmedium kleiner oder kleiner-gleich einem der Nachricht (15) zugeteilten Schwellenwert (SW) ist, dadurch gekennzeichnet , dass einer Nachricht, die aufgrund einer über dem ihr zugewiesenen Schwellenwert (SW) liegenden Belastungsniveau nicht gesendet werden kann, schrittweise oder gemäß einer vorbestimmten Funktion ein höherer Schwellenwert zugeteilt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Belastungsniveau (BN) auf dem Übertragungsmedium durch die Kommunikationseinrichtung (1) erfasst wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Senderang (SR) in Abhängigkeit von einem Klassifizierungsindex (KI) der Nachricht bestimmt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Senderang (SR) in Abhängigkeit von einer internen Kontingentierung von Nachrichten bestimmt wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass eine Kontingentierung Wertpunkte für die Zuteilung von Schwellenwerten (SW) verwaltet.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass ein erforderlicher Wertpunktbetrag (WB) für die Zuteilung eines Schwellenwerts (SW) zu einer Nachricht (15) in Abhängigkeit von einem Klassifizierungsindex (KI) der Nachricht (15) festgelegt wird.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass ein erforderlicher Wertpunktbetrag (WB) für die Zuteilung eines Schwellenwerts (SW) zu einer Nachricht (15) in Abhängigkeit von der Höhe des zuzuteilenden Schwellenwerts (SW) festgelegt wird.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass ein Wertpunktgenerator (31) Wertpunkte erzeugt und in einem Wertpunktspeicher (30) ablegt.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zuteilung eines Schwellenwertes (SW) zu einer Nachricht (15) in Abhängigkeit von einer im Wertpunktspeicher (30) vorhandenen Menge von Wertpunkten erfolgt.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass bei der Zuteilung eines Schwellenwertes (SW) zu einer Nachricht (15) ein erforderlicher Wertpunktbetrag (WB) aus einem Wertpunktspeicher (30) ausgebucht wird.
  11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass mehrere Kommunikationseinrichtungen (1) auf einem gemeinsam genutzten Übertragungsmedium senden und/oder empfangen.
  12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass ein Schwellenwert (SW) für eine Zuteilung zu einer Nachricht (15) aus einer Menge von vorbestimmten, diskreten Schwellenwerten (SW) oder innerhalb eines vorbestimmten Intervalls ausgewählt wird.
  13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schwellenwert (SW) für jede Freigabeprozedur einer Nachricht (15) individuell festgelegt wird.
  14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass eine Menge von zu versendenden Nachrichten (15) in einer Warteschlange (20) sortiert und strukturiert wird.
  15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass eine Sortierung von Nachrichten (15) nach einem Klassifizierungsindex (KI) erfolgt.
  16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Nachricht (15) eine Unikum-Nachricht (32) ist.
  17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sortierung von Nachrichten (15) unter Ersetzung einer älteren Unikum-Nachricht (32') durch eine aktuelle Unikum-Nachricht (32") erfolgt.
  18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass einer Nachricht (15) ein Schwellenwert (SW) gemäß einer gegebenen Abfolge zugeteilt wird.
  19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass eine Abfolge für die Zuteilung von Schwellenwerten (SW) an Nachrichten (15) eine hohe Zuteilungshäufigkeit für niedrige Schwellenwerte (SW) und jeweils geringere Zuteilungshäufigkeiten für höhere Schwellenwerte (SW) vorsieht.
  20. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass eine Abfolge für die Zuteilung von Schwellenwerten (SW) an Nachrichten (15) als vorbestimmte Abfolge in einem Regelwerkspeicher (23) abgelegt ist.
  21. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass eine Abfolge für die Zuteilung von Schwellenwerten (SW) an Nachrichten (15) mittels einer Funktion festlegbar ist.
  22. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass eine Abfolge für die Zuteilung von Schwellenwerten (SW) an Unikum-Nachrichten (32) in Abhängigkeit von einem festgestellten Belastungsniveau (BN) festlegbar ist.
  23. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass eine Kontingentierung Wertpunkte (WP) für eine schrittweise Erhöhung eines Schwellenwertes (SW) einer Nachricht (15) verwaltet.
  24. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass einer aktuellen Unikum-Nachricht (32"), die eine ältere Unikum-Nachricht (32') ersetzt, der Senderang (SR) und/oder der Schwellenwert (SW) der älteren Unikum-Nachricht (32') zugewiesen wird, sofern dieser höher ist als der nach einer Abfolge (33) für die aktuelle Unikum-Nachricht (32") vorgesehene Schwellenwert (SW).
  25. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass der Nachrichtenaustausch zwischen Fahrzeugen (8) erfolgt.
  26. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass ein Nachrichtenversand per Broadcast (7) erfolgt.
  27. Kommunikationseinrichtung zum Senden und Empfangen von Nachrichten (15) auf einem gemeinsam mit anderen Kommunikationseinrichtungen (1) genutzten Übertragungsmedium, wobei die Kommunikationseinrichtung (1) einen Nachrichtenspeicher (18), eine Sende-/ Empfangseinheit (24) und eine Freigabeeinrichtung (22) aufweist, wobei die Freigabeeinrichtung (22) dazu ausgebildet ist, einen internen Senderang (SR) zu bestimmen und einer zu versendenden Nachricht (15) einen Schwellenwert (SW) zuzuteilen, der auf den Vergleich mit einer Belastung auf dem Übertragungsmedium gerichtet ist, wobei ein Versenden einer Nachricht (15) nur ausführbar ist, wenn ein bestehendes Belastungsniveau (BN) auf dem Übertragungsmedium kleiner oder kleiner-gleich einem der Nachricht (15) zugeteilten Schwellenwert (SW) ist, dadurch gekennzeichnet , dass einer Nachricht, die aufgrund einer über dem ihr zugewiesenen Schwellenwert (SW) liegenden Belastungsniveau nicht gesendet werden kann, schrittweise oder gemäß einer vorbestimmten Funktion ein höherer Schwellenwert zuteilbar ist.
  28. Kommunikationseinrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet , dass die Kommunikationseinrichtung (1) eine Kontingentierungseinheit (29) aufweist.
  29. Kommunikationseinrichtung nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet , dass die Freigabeeinrichtung (22) dazu ausgebildet ist, einen Schwellenwert (SW) für den Versand einer Nachricht (15) in Abhängigkeit von einer Menge von Wertpunkten in einem Wertpunktspeicher (30) festzulegen.
  30. Kommunikationseinrichtung nach einem der Ansprüche 27 bis 29, dadurch gekennzeichnet , dass die Kommunikationseinrichtung (1) einen Regelwerkspeicher (23) für Sortierkriterien und/oder Zuteilungsabfolgen aufweist.
  31. Kommunikationseinrichtung nach einem der Ansprüche 27 bis 30, dadurch gekennzeichnet , dass die Kommunikationseinrichtung (1) dazu ausgebildet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 26 auszuführen.
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