DE102013003773A1

DE102013003773A1 - Verfahren zum Verwalten von Netzressourcen in Funknetzen

Info

Publication number: DE102013003773A1
Application number: DE102013003773A
Authority: DE
Inventors: Frederick J. Igo, JR.; Ghulam M. Bhatti; Jianlin Guo; Zafer Sahinoglu
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2012-03-13
Filing date: 2013-03-06
Publication date: 2013-09-19
Also published as: JP5963689B2; US20130242936A1; US8824414B2; JP2013192216A

Abstract

In einem Funknetz enthaltend einen Server und Benutzer werden Netzressourcen wie Zeitschlitze und Kanalfrequenzen so verwaltet, dass der Server die Ressourcen für zukünftige Verwendung durch die Benutzer verwaltet während die Benutzer tatsächlich die Ressourcen für ihre exklusive Verwendung gemäß durch die Benutzer bestimmten Leistungskriterien zuweisen. Das Netz kann ad-hoc und in einem industriellen Umfeld mit Niedriglatenzanforderungen sein.

Description

Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf Funkkommunikationen, und insbesondere auf Kanalzugriff und Ablauf von Übertragungen in einem Ad-hoc-Funknetz.
Hintergrund der Erfindung
Kanalzugriff und Netzressourcenverwaltung in einem Funknetz, das sowohl Vielfachzugriff mit Leitungsabfrage und Kollisionserkennung (CSMA/CD) als auch Zeitvielfachzugriff (TDMA) ermöglicht, können einen Medienzugriffssteuerungs(MAC)-Superrahmen verwenden.
Der Verkehr in dem TDMA-Teil ergibt sich aus den Rahmen, die durch die Knoten in zugewiesenen Zeitschlitzen übertragen werden. Der Netzverkehr in dem CSMA-Teil genügt dem Erfordernis für asynchrone Kommunikationen, die durch Verwaltungsrahmen, Anforderungen von Zeitschlitzzuweisungen, Übertragung von Datenrahmen und Wiederübertragungen von fehlerhaften Datenrahmen erzeugt werden.
Der Superrahmen (Mehrfachrahmen) wird spezifiziert, wenn ein Knoten Datenrahmen von anderen Knoten empfängt und zu diesen sendet. Der Superrahmen teilt Ressourcen so zu, dass Knoten nicht gleichzeitig senden, wenn die Knoten einander in demselben Kanal stören können.
Bei einem Ad-hoc-Netz können Benutzer nach ihrem Willen in dieses eintreten und dieses verlassen, was die Netzressourcenverwaltung schwierig und zeitaufwendig macht. Viele Anwendungen in einem derartigen Funknetz verwenden ein Benutzer-Server-Modell, in welchem es einen Serverknoten (Server) und einen oder mehrere Benutzerknoten (Benutzer) gibt. Der Server definiert die durch alle Benutzer verwendeten Ressourcen in dem Superrahmen. Der Server überträgt periodisch Informationen in einem Leitrahmen (Bake). Der Leitrahmen wird verwendet, um Netzoperationen zu synchronisieren.
Dann können die Benutzer Abwärtsverkehr-Datenrahmen von dem Server empfangen oder Aufwärtsverkehr-Datenrahmen zu dem Server zu bestimmten, in dem Leitrahmen definierten Zeiten senden.
Abhängig von dem Typ des Funknetzes kann der Server jedem Benutzer Zeitschlitze für seinen Aufwärts- und Abwärtsverkehr zuweisen. In einigen Fällen kann der Server ein geteiltes Intervall für den Aufwärtsverkehr von mehreren Benutzern spezifizieren. In diesem Fall können ein oder mehrere Benutzer versuchen, zufällig zu einem Kanal zuzugreifen, oder durch Verwendung eines Protokolls wie CSMA/CD usw., und das Senden von Datenrahmen starten. Dies kann dazu führen, dass mehrere Benutzer die Datenrahmen gleichzeitig in demselben Kanal übertragen, wodurch Kollisionen verursacht werden, die einen Verlust von Daten und eine Verschwendung von Bandbreite ergeben.
Das Benutzer-Server-Modell kann verwendet werden, wenn mehrere Benutzer regelmäßig mit dem Server kommunizieren. Im Stand der Technik hat der Server eine vollständige Kontrolle über die Zeit- und Frequenzzuweisungen durch Verwendung des Leitrahmens. Der Server weist Zeit- und Kanalressourcen den Benutzern wie benötigt zu.
Da die Kommunikationen nach dem Benutzer-Server-Modell dicht gekoppelt sind, tritt ein Problem auf, wenn ein oder mehr Benutzer aufgrund eines Verlustes des Leitrahmens nicht mehr synchron mit dem Server sind. Das kann beispielsweise passieren, wenn Benutzer schweren und beharrlichen Störungen begegnen, die es unmöglich machen, den Leitrahmen zu empfangen.
Ein Weg, das Interferenzproblem zu behandeln, besteht darin, ein Frequenzspringen zu verwenden, bei dem der Server und die Benutzer periodisch Kanäle mit unterschiedlichen Frequenzen verwenden. Während es sinnvoll ist, den Kanal zu ändern, wenn einige der Benutzer eine übermäßige Interferenz erleiden, ist es durchaus möglich, dass der neue Kanal ebenfalls einer Interferenz ausgesetzt ist.
Ein anderes Problem, das behandelt werden muss, ist die Bewahrung der Synchronisation zwischen dem Server und den Benutzern zwischen verschiedenen Kanälen. Im Stand der Technik verwendet der Server eine vordefinierte Sprungfolge von Kanälen in regelmäßigen Intervallen.
Der Benutzer, der die Verbindung mit dem Server verliert, kann zu dem nächsten Kanal in der Folge umschalten und auf den nächsten Leitrahmen warten. Nachdem der Benutzer den Leitrahmen empfangen hat, wird der Benutzer mit dem Server synchronisiert.
Wenn der Benutzer aus irgendeinem Grund nicht in der Lage ist, den Leitrahmen zu empfangen, kann der Benutzer Kommunikationen mit dem Server während einer ausgedehnten Zeitperiode verlieren. Dies kann bei vielen zeitkritischen Anwendungen passieren, wie bei einer Fabrikautomatisierung, Steuerung von Bürogebäuden usw., wo erhebliche Verzögerungen in der Kommunikation nicht zu akzeptieren sind. Dies wird verschlechtert durch den Umstand, dass ein industrielles Umfeld innerhalb von Gebäuden für Funkkommunikationen weniger geeignet ist.
Bei dem herkömmlichen, auf TDMA basierenden Springen, wie in Dust Nets, hat der Server eine vollständige Kontrolle über die Sprungfolge, und die Benutzer müssen derselben Folge folgen, um mit dem Server zu kommunizieren. In anderen Fällen, beispielsweise dem Frequenzagilitätsmechanismus in ZigBee, kann der Koordinator für das persönliche Bereichsnetz (PAN) zu einem anderen Kanal übergehen, nachdem der gegenwärtige Kanal gestört wird, und alle anderen Knoten müssen ihm folgen.
Es ist daher erwünscht, die Zeitschlitz- und Kanalzuweisungen in Funknetzen zu verbessern.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Ausführungsbeispiele der Erfindung sehen ein Verfahren für die Mehrfachzugriffssteuerung (MAC) und die Träger(Frequenzband)-Zuweisung von Kanälen und der Übertragungszeit, die zwischen einem Server und einem Satz von Benutzern geteilt wird, vor. Die Erfindung beschreibt ein Kanalsprungverfahren für zuverlässige Kommunikationen zwischen dem Server und den Benutzern.
Im Gegensatz zu dem Stand der Technik, bei dem der Server ausschließlich die Zeitschlitz- und Kanalzuweisungsfolge steuert und alle Benutzer dieser Folge folgen, ermöglichen die Ausführungsbeispiele den Benutzern, durch die Benutzer ausgewählte optimale Folgen auszuwählen.
Weiterhin kann der Benutzer ohne Springen in einem Kanal bleiben, bis erfolgreich oder der Kanal nicht benutzbar ist aufgrund von Interferenz, Verschattung oder irgendeinem anderen Grund. Dann wählt der Benutzer einen anderen Kanal auf der Grundlage vorhergehender Kommunikationen mit dem Server und springt zu dem ausgewählten Kanal. Der Benutzer kann das Springen fortsetzen, bis ein zufriedenstellender Kanal ausgewählt ist.
Mit anderen Worten, der Server definiert nur die Zeitschlitze und Frequenzkanäle, die die Benutzer verwenden können. Jedoch haben die Benutzer eine vollständige Autonomie bei der Auswahl und Zuweisung der Schlitze und Frequenzen, die für ihre Zwecke am besten geeignet sind, alles innerhalb eines gegenwärtigen Superrahmens. Die Benutzer können Ersatzzeitschlitze und -frequenzen auswählen und zuweisen, oder Reservezeitschlitze, die dem Server nicht bekannt sind, bis die Zuweisung dieser Ressourcen dem Server mitgeteilt wird.
Im Stand der Technik müssen die Benutzer eine Anweisung oder eine Zustimmung von dem Server erhalten, bevor sie sich zu verschiedenen Kanälen bewegen. Alternativ müssen die Benutzer vollständig von dem Netz getrennt werden und wieder in das Netz eintreten, um neue Zeitschlitz- und Kanalzuweisungen zu erhalten. Dies ist für Anwendungen, bei denen unnötige Verzögerungen nicht toleriert werden können, nicht akzeptierbar.
Die Erfindung basiert auf der Realisierung, dass nur die Benutzer den Zustand des Kanals richtig bewerten können. Da nicht ausreichend Zeit vorhanden sein kann, um die Server-Benutzer-Synchronisation jedes Mal nach dem Verlust der Kommunikation wieder zu starten, da eine Niedriglatenz ein Anwendungserfordernis ist, ermöglicht die Erfindung den Benutzern, autonom und schnell Kanäle zu wechseln.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Darstellung eines Funknetzes, das Ausführungsbeispiele der Erfindung verwendet;
2 ist ein Blockdiagramm eines Superrahmens, der von dem Netz nach 1 verwendet wird;
3 ist ein Blockdiagramm eines Leitrahmens in dem Superrahmen nach 2;
4 ist eine schematische Darstellung eines Zyklus, in welchem ein Server alle zugewiesenen Frequenzkanäle überwacht;
5 ist eine schematische Darstellung eines Zyklus, in welchem ein Benutzer zu einem anderen Kanal springt, nachdem eine Aufwärtsübertragung versagt hat;
6 ist eine schematische Darstellung eines Zyklus, in welchem ein Benutzer versagt und zu einem anderen Kanal springt; und
7 ist eine schematische Darstellung eines Zyklus, in welchem Benutzer andere Frequenzen und Zeitschlitze wählen.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
1 zeigt ein Funknetz, in welchem ein Server 101 periodisch mit sechs Benutzern (1–6) 102 unter Verwendung eines Satzes von Frequenzkanälen (FC) und eines Superrahmens kommuniziert. Die FC können sich im Verlauf der Zeit ändern aufgrund der sich dynamisch ändernden Topologie des Netzes und der Kanalzustände.
Die Ausführungsbeispiele der Erfindung sehen ein Verfahren zum Zuweisen von Zeitschlitzen und Kanalfrequenzen vor, um der Dynamik des Netzwerks angepasst zu sein. Teilweise ermöglichen die Ausführungsbeispiele den Benutzern, Zeitschlitz- und Frequenzzuweisungen vorzunehmen, und nicht ausschließlich dem Server wie im Stand der Technik.
Wie hier definiert ist, definiert der Server Netzressourcen, die durch die Benutzer zugewiesen werden können. Die Ressourcen enthalten Zeiten und Frequenzen. Die Ressourcen können zwischen allen Benutzern geteilt werden oder sind bestimmten Benutzern zugewiesen. Jedoch sind es nur die Benutzer, die diese Ressourcen zuweisen. Wie hier verwendet ist eine Zuweisung eine ausdrückliche Verpflichtung durch einen Benutzer, eine bestimmte Ressource exklusiv zu verwenden. Die Netzsynchronisation und das hier beschriebene Definieren und Zuweisen werden durch einen Leitrahmen in einem Superrahmen durchgeführt.
Zusätzlich können die Benutzer Ressourcen dynamisch zuweisen. Dies ist der Fall, in welchem die Benutzer zusätzliche Daten übertragen müssen und die durch den Server definierten Ressourcen nicht ausreichend sind, um die zusätzlichen Daten zu übertragen. In diesem Fall weisen die Benutzer Ressourcen zu, die nicht notwendigerweise durch den Server definiert wurden.
Ein modifizierter Leitrahmen wird hier beschrieben.
2 zeigt eine Struktur eines Superrahmens 200 gemäß den Ausführungsbeispielen der Erfindung. Während jedes Zyklus 400 überträgt der Server den Superrahmen zumindest einmal auf jedem Kanal. Der Zyklus ist üblicherweise viel länger als die Dauer des Superrahmens. Der Superahmen definiert einen Leitrahmen (Bake) 201, eine Anzahl von Zeitschlitzen, die dem Abwärtsverkehr (DL) 202 und dem Aufwärtsverkehr (UL) 203 zugewiesen sind, eine Liste von Wiederversuchs-Zeitschlitzen 204, Ersatzzeitschlitzen 205, und einen Gruppen-ACK(oder GACK)-Rahmen 206.
3 zeigt den Leitrahmen gemäß den Ausführungsbeispielen der Erfindung. Der Leitrahmen definiert jeweils Felder 301–311, enthaltend eine Rahmensteuerung (CTRL), eine Folgenummer (SN), eine Quellenidentifizierung (ID), eine persönliche Bereichsnetz(PAN)-ID, ein Leitrahmenintervall, ein Superrahmen(SF)-Intervall, die Anzahl von DL-Schlitzen, reservierten UL-Schlitzen, RT(Ersatz)-Schlitzen, Wiederversuchs-FC und Reserveschlitzen.
Die reservierten (RS)UL-Übertragungs(Tx)-Zeitschlitze 308 enthalten einen Schlitzzählwert 321 und Benutzer-IDs 322. Die Wiederversuchs(RT)-Tx-Zeitschlitze enthalten einen Wiederversuchsschlitz-Zählwert und Benutzer-IDs 332. Die Wiederversuchs-FC enthalten die Benutzer-IDs 341. Der Server kann mehrere Sätze von Zeitschlitzen derselben Größe in dem Superrahmen für die Benutzer definieren, die in einem bestimmten Kanal operieren, z. B., wenn der Datenverkehr als groß bekannt ist.
Der erste Satz S_dl aus null oder mehr DL-Zeitschlitzen 307 in dem Superrahmen ist für die Abwärtskommunikationen definiert. Der Server überträgt (für einen Empfänger, für mehrere Empfänger oder Rundsenden) die Datenrahmen während der DL-Zeitschlitze.
Ein Satz S_ul aus null oder mehr reservierten UL-Zeitschlitzen 308 ist definiert für die Benutzer zum Übertragen der Datenrahmen zu dem Server.
Der Superrahmen kann einen Satz S_rt von Wiederversuchs-UL-Schlitzen 309 haben, die durch Benutzer zugewiesen werden können, die mit ihren UL-Übertragungen nicht erfolgreich waren, während sie vorher auf einem verschiedenen Frequenzkanal operierten und nun für Wiederübertragungen zuweisbar sind.
Eine Liste L_bc von (0 bis S_ul oder S_rt) RT-Kanälen 310 ist definiert für die Benutzer für die Wiederübertragung, wenn die UL-Kommunikationen während dieses Superrahmens versagen. Der Server definiert diese Kanäle auf der Grundlage eines Vorgangs oder der Kommunikationshistorie zwischen dem Server und den Benutzern. Jedoch sind es die Benutzer, die die tatsächlichen Zuweisungen machen.
Jeder Benutzer, der in seiner UL-Übertragung während seines zugewiesenen Zeitschlitzes in dem gegenwärtigen Superrahmen versagt, kann zu einem Kanal springen, der in der Liste 310 spezifiziert ist, und dann auf den nächsten Leitrahmen warten.
Der Server kann auch einen Satz S_xt aus Reservezeitschlitzen 311 definieren.
Diese Schlitze werden für asynchrone Aufwärtskommunikationen verwendet, wenn ein neuer Benutzer dem Netz beitritt und seinen ersten Aufwärtsrahmen zu dem Server übertragen möchte. Nachdem der Server diesen ersten Rahmen erfolgreich empfangen hat, kann der Server zusätzliche UL-Zeitschlitze für diesen Benutzer, beginnend mit dem nächsten Superrahmen, definieren. Der Reserveschlitz kann auch durch einen Benutzer zugewiesen werden, der zu einem anderen Frequenzkanal für einen Wiederversuch gesprungen ist und wünscht, dass der Server diesen anderen Kanal erhält.
Während der Operation arbeiten der Server und die Benutzer in einer kooperativen Weise. Der Server hat Kenntnis davon, welcher Benutzer in dem oder den vorhergehenden Zyklus oder Zyklen auf welchem Kanal operiert hat. Der Server definiert entsprechende Zeitschlitze für jeden Benutzer. Der Server definiert auch Ersatzzeitschlitze auf einem verschiedenen Frequenzkanal für den Fall, dass der Benutzer nicht in der Lage ist (oder nicht wünscht), unter Verwendung des durch den Server definierten Kanals/Schlitzes zu übertragen. Der Benutzer kann sich auch entscheiden, den Ersatzkanal/-schlitz zu ignorieren, und zu versuchen, noch einen anderen Kanal oder Zeitschlitz zu verwenden. Daher überwacht der Server alle definierten Kanäle während der definierten Zeitschlitze, um sicherzustellen, dass der Server während jedes Zyklus mit jedem Benutzer kommuniziert.
Der GACK-Rahmen 206 wird von dem Server am Ende des Superrahmens übertragen. Der GACK-Rahmen quittiert die während dieses Superrahmens von dem Server erfolgreich empfangenen Aufwärtsübertragungen. Der GACK-Rahmen enthält eine Bit-Map, in der jedes Bit einem UL-Zeitschlitz entspricht. Das Bit zeigt Erfolg oder Versagen an.
Jeder Benutzer wartet anfänglich auf den Leitrahmen in dem durch den Server zugewiesenen Kanal. Nachdem der Benutzer den Leitrahmen empfangen hat, wird der Benutzer mit dem Server synchronisiert und empfängt gegebenenfalls eine DL-Übertragung von dem Server in dem durch den Leitrahmen spezifizierten Zeitschlitz.
Der Benutzer kann auch den für seine Aufwärtsübertragung zugewiesenen Zeitschlitz bestimmen. Jeder Benutzer überträgt den Datenrahmen in dem zugewiesenen Zeitschlitz. Es ist möglich, dass ein Benutzer mehrere Zeitschlitze zuweist, wenn mehr Daten zu kommunizieren sind, z. B., wenn der Benutzer eine große Datenmenge kommunizieren muss.
Nach dem Übertragen des Datenrahmens wartet der Benutzer auf den GACK-Rahmen. Dieser Rahmen zeigt an, ob der Server den Aufwärtsdatenrahmen von dem Benutzer in dem/den zugewiesenen UL-Zeitschlitz(en) erfolgreich empfangen hat.
Wenn der Benutzer nicht in der Lage ist, den Datenrahmen zu übertragen, wie durch den empfangenen GACK-Rahmen angezeigt ist, kann der Benutzer eine der beiden folgenden Optionen wahrnehmen.
Bei der ersten Option wartet, wenn kein für den Benutzer spezifizierter Wiederversuchs(Ersatz)-Kanal in der Liste L_bc 310 vorhanden ist, der Benutzer darauf, wieder auf demselben Kanal zu übertragen.
Da die Dauer des Zyklus viel größer als der Superrahmen ist, kann der Server alle Kanäle in den FCS überwachen, um Daten von Benutzern, die versagt haben, zu empfangen. In diesem Fall versucht der Server, nur mit den Benutzern zu kommunizieren, die vorher bei ihren Aufwärtsübertragungen versagt haben.
4 zeigt ein Beispiel für ein Versagen während eines Zyklus 400. In den Superrahmen 401 zeigen B und G den Leitrahmen und GACK an. Die Benutzer #1, #3 und #5 verwenden den FCf₁, Benutzer #2 verwendet f₂ und die Benutzer #4 und #6 verwenden FCf₃.
Nach Empfang des GACK-Rahmens bestimmt der Benutzer #6, dass er versagt hat 410. Der Benutzer #4 hat seinen Datenrahmen erfolgreich übertragen.
Wenn es keinen Ersatzkanal gibt, der in dem Superrahmen für den Benutzer #6 zugewiesen ist, wie durch den Leitrahmen bestimmt ist, kann der Benutzer #6 auf demselben Kanal f₃ bleiben und warten 410, bis der Server zu diesem Kanal zurückspringt und den nächsten Superrahmen und den Leitrahmen überträgt. Dann kann der Benutzer #6 den Datenrahmen wieder übertragen.
4 zeigt auch, dass der Server nur die Reservezeitschlitze überwacht 430.
5 zeigt ein Beispiel, in dem der Benutzer #6 versagt 510, und dann zum FC f₁ springt. Nach Empfang des Leitrahmens auf dem Kanal f₁ verwendet der Benutzer den in diesem Superrahmen definierten Aufwärtsschlitz. Wenn die UL-Übertragung auf dem Kanal f₁ erfolgreich ist, weist der Server diesem Benutzer zukünftige Zeitschlitze auf dem Kanal f₁ zu. Der Server kann auch einen anderen Ersatz(Wiederversuchs)-Kanal für den Benutzer in dem Superrahmen zuweisen. Dann hat der Benutzer die Option, zu einem anderen Kanal zu springen.
Der Server hält eine Historie der Kanalverwendung für jeden Benutzer aufrecht. Die Historie wird von dem Server verwendet, um Ersatzkanäle für die Benutzer zu definieren. Wenn für einen bestimmten Benutzer keine Historie existiert, kann der Server eine Ressourcenzuweisungsprozedur verwenden, um zweckmäßige Ersatzkanäle auszuwählen.
Nach Empfang des Leitrahmens kann der Benutzer die Anzahl und die Zeiten von Reservezeitschlitzen in dem Superrahmen bestimmen. Dann wählt der Benutzer einen Reserveschlitz aus und überträgt den Datenrahmen noch einmal während dieses Reservezeitschlitzes und wartet auf den GACK-Rahmen, um zu bestimmen, ob die Aufwärtsübertragung erfolgreich war oder nicht. Dann aktualisiert der Server die Historie für den von dem Benutzer ausgewählten Kanal. Der Benutzer kann die Änderung des Kanals fortsetzen, bis ein optimales Leistungsvermögen wie durch den Benutzer bestimmt, erzielt wird.
Der Benutzer kann sich entscheiden, den durch den Server bestimmten Kanal zu verlassen, nachdem eine vorbestimmte Anzahl von Fehlübertragungen auf diesem Kanal stattgefunden hat. In einem derartigen Fall springt der Benutzer zu einem anderen Kanal in den FCS und wartet dann auf den Leitrahmen.
6 zeigt ein Beispiel, in welchem der Benutzer #6 versagt 610, und wählt eine andere Frequenz 620, während der Server nur die Reservezeitschlitze überwacht 630. In diesem Fall überwacht der Server alle Kanäle, bis alle Benutzer bedient wurden. Dann setzt der Server die Überwachung nur für die Reserveschlitze fort, und der Benutzer wählt den Frequenzkanal aus und weist einen Reserveschlitz für seine eigene Verwendung zu.
7 zeigt ein Beispiel für einen Eintrittsvorgang von neuen Benutzern. Bei diesem Ausführungsbeispiel hat der Server keinen Prozess zum Erleichtern des Eintritts von neuen Benutzern in das Netz. Anfänglich gibt es keine Benutzer 710, keine reservierten Schlitze und nur Reserveschlitze.
Neue Benutzer #1 und #6 wählen 720 nach dem Empfang des Leitrahmens FC(f₂) und (f₃) und Reservezeitschlitze aus. Wenn die Benutzer erfolgreich sind, haben 740 die Benutzer nun reservierte Schlitze und FCs. Anderenfalls kann der Benutzer mehrere (3) Zyklen warten, um zu bestimmen, ob der Server nicht auf dem FC ist, oder zu viel Interferenz auftritt, und wählt dann einen anderen FC. Der nächste FC wird ausgewählt, um Kollisionen zu vermeiden.
Es kann ein Problem auftreten, wenn mehrere Benutzer den Kontakt mit dem Server verlieren und zwei oder mehr Benutzer versuchen, denselben FC auszuwählen und es nur einen Reserveschlitz auf diesem FC gibt. In diesem Fall können Kollisionen auftreten, und keiner der Benutzer ist erfolgreich hinsichtlich des Eintritts in den neuen FC.
Um dieses Problem zu lösen, zeigt der Server in dem Leitrahmen an, welchen alternativen FC der Server für Benutzer mit fehlerhafter Übertragung auf diesem FC überwachen wird, und der Server definiert eine ausreichende Anzahl von Schlitzen in Abhängigkeit von der Anzahl der Benutzer mit fehlerhafter Übertragung.
Jedem Benutzer kann ein Reserveschlitz für einen alternativen FC zugewiesen werden. Der Server wählt den alternativen FC auf einer Benutzer-für-Benutzer-Basis aus, auf der Grundlage der historischen Fehleraufzeichnung pro Frequenz für jeden Benutzer. Der Benutzer hat die Option, den Wiederversuchsschlitz FC zu ignorieren und stattdessen zu einem Reserveschlitz und einem anderen FC überzugehen.
Wirkung der Erfindung
Die Erfindung ermöglicht Benutzern, Zeitschlitze und Kanäle, d. h., Netzressourcen, autonom auszuwählen.
Ein Benutzer kann ohne zu springen auf einem Kanal bleiben, bis erfolgreich oder der Kanal aufgrund von Interferenz, Verschattung oder aus jedem anderen Grund unbrauchbar ist. In dem letzteren Fall kann der Benutzer einen anderen Kanal aufgrund früherer Kommunikationen mit dem Server auswählen und zu dem ausgewählten Kanal springen. Der Benutzer kann das Springen fortsetzen, bis ein zufriedenstellender Kanal ausgewählt ist.
Der Server definiert nur die Zeitschlitze und Frequenzkanäle, die die Benutzer verwenden können. Jedoch sind es die Benutzer, die die Schlitze und Frequenzen auswählen, die für ihre Zwecke am besten geeignet sind, alle innerhalb eines gegenwärtigen Superrahmens.
Dies ermöglicht dem Benutzer, in Niedriglatenz-Funkanwendungen zu operieren, insbesondere in einem industriellen Umfeld, in welchem Interferenz ein Problem ist. Beispielsweise Latenzen in der Größenordnung von Millisekunden oder weniger.
Die Erfindung ermöglicht den Benutzern, Kanalzustände auszuwerten und zu verschiedenen Kanälen ohne Verzögerung zu wechseln.

Claims

Verfahren zum Verwalten von Netzressourcen in einem Funknetz enthaltend einen Server (101) und Benutzer (102), aufweisend die Schritte: Definieren der Ressourcen in einem Leitrahmen (201) eines Superrahmens (200) durch den Server (101); und Zuweisen der Ressourcen durch die Benutzer (102).
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Netz ein Ad-hoc-Netz ist.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Benutzer (102) Ressourcen dynamisch zuweisen.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Benutzer (102) einer optimalen Frequenzsprungfolge folgen, die durch die Benutzer (102) ausgewählt ist.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Benutzer (102) ohne Springen auf einem Kanal bleiben, bis erfolgreich, und weiterhin aufweisend: Auswählen anderer Kanäle durch die Benutzer (102), wenn nicht erfolgreich.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Ressourcen Zeitschlitze und Frequenzkanäle (FC) sind.
Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die Benutzer (102) vollständige Autonomie für die Auswahl und die Zuweisung der Zeitschlitze und der FC innerhalb eines gegenwärtigen Superrahmens (200) haben.
Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die Benutzer (102) Ersatzzeitschlitze und -frequenzen auswählen und zuweisen.
Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die Benutzer (102) Reservezeitschlitze (205) auswählen, die dem Server (101) unbekannt sind, bis die Benutzer (102) die Reservezeitschlitze (205) zuweisen.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Ressourcen so definiert sind, dass sie durch die Benutzer (102) geteilt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Ressourcen so definiert werden, dass sie für bestimmte Benutzer (102) bestimmt sind.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Zuweisung eine ausdrückliche Verpflichtung durch die Benutzer (102) sind, die Ressourcen ausschließlich zu verwenden.
Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin aufweisend: Übertragen des Superrahmens (200) zumindest einmal auf jedem Kanal während eines Zyklus (400) durch den Server (101), wobei eine Dauer des Zyklus (400) länger als die Dauer des Superrahmens (200) ist.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Definieren gemäß einer Prozedur erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Definieren gemäß einer Kommunikationshistorie zwischen dem Server (101) und den Benutzern (102) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die Benutzer (102) mehrere Zeitschlitze zuweisen.
Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die Benutzer (102) die Änderung der FC fortsetzen, bis ein optimales Leistungsvermögen wie durch die Benutzer (102) bestimmt erreicht ist.
Verfahren nach Anspruch 6, bei dem ein bestimmter Benutzer (102) den FC nach einer vorbestimmten Anzahl von misslungenen Übertragungen auf diesem Kanal verlässt und zu einem anderen FC springt.
Verfahren nach Anspruch 13, weiterhin aufweisend: Überwachen während jedes Zyklus (400) jeder durch den Server (101) definierten Ressource durch den Server (101), um sicherzustellen, dass der Server (101) mit jedem Benutzer (102) während jedes Zyklus (400) kommuniziert.
Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die Zeitschlitze Ersatzzeitschlitze enthalten und der Server (101) die Ersatzzeitschlitze auf verschiedenen FC definiert.