DE102015121416B4

DE102015121416B4 - Kommunikationssysteme und Verfahren mit verringerter Rahmendauer

Info

Publication number: DE102015121416B4
Application number: DE102015121416.4A
Authority: DE
Inventors: David Levy
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2014-12-31
Filing date: 2015-12-09
Publication date: 2021-07-22
Anticipated expiration: 2035-12-10
Also published as: US10225202B2; DE102015121416A1; US9654407B2; US10178039B2; US20170208012A1; US20160191401A1; US20170214629A1

Abstract

Sendeanordnung (100), die Randomisierung verwendet, umfassend:einen oder mehrere Randomisierer (214), ausgelegt zum Erzeugen eines oder mehrerer randomisierter Rahmen aus einem ursprünglichen Rahmen (110);eine Messkomponente (216), ausgelegt zum Messen eines Kriteriums für den ursprünglichen Rahmen (110) und den einen oder die mehreren randomisierten Rahmen; undeine Rahmenauswahlkomponente (218), ausgelegt zum Auswählen eines Rahmens (112) zur Übertragung aus dem einen oder den mehreren randomisierten Rahmen und dem ursprünglichen Rahmen (110) gemäß dem gemessenen Kriterium.

Description

Kommunikationsprotokolle werden verwendet, um die Kommunikation zwischen Komponenten und Vorrichtungen zu ermöglichen. Die Kommunikationsprotokolle stellen eine standardisierte Weise zum Transfer von Informationen bereit.
Typischerweise benutzen die Protokolle Rahmen (frames) zum Transfer der Daten, und jeder Rahmen erfordert zum Transfer einen Zeitraum, der als die Rahmendauer (frame duration) bezeichnet wird. Die Dauer der Rahmen kann gemäß den in den Rahmen bereitgestellten Daten und dem verwendeten Protokoll unterschiedlich sein. Somit weisen einige Rahmen eine relativ lange oder große Dauer auf, während andere eine kürzere Dauer aufweisen. Leider muss das System das ungünstigste Szenario annehmen und die maximale Rahmendauer für Kommunikation verwenden. Dies verringert den Durchsatz und verschlechtert im Allgemeinen die Kommunikation. Die Publikation US 2010 / 0 088 574 A1 offenbart eine Anordnung zur Aufnahme eines Rahmens, welche eine Steuerung umfasst, die ein Merkmal des Rahmens bestimmt und ein entsprechendes Signal erzeugt. Abhängig vom Signal wird der Rahmen randomisiert oder nicht. Die Publikation CA 2 466 569 A1 offenbart einen Codierer mit einem Randomisierer und eine Einheit zum Einfügen eines Bitmusters. Die Dauer des randomisierten Rahmens wird dann gemessen und der Rahmen wird ggfs. trunkiert, wenn der Rahmen zu lang ist. Die Publikation DE 699 06 996 T2 offenbart ein weiteres Verfahren zum Biteinfügen mit variabler Rate.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Technik zum Verringern der Rahmendauer und Vergrößern des Kommunikationsdurchsatzes. Diese Aufgabe wird durch die Senderanordnung nach Anspruch 1, das Kommunikationssystem nach Anspruch 13 und das Verfahren nach Anspruch 17 gelöst. Verschiedene Ausführungsformen und Weiterentwicklungen werden durch die abhängigen Ansprüche abgedeckt.
Die Erfindung kann durch Bezugnahme auf die folgende Beschreibung und Zeichnungen besser verstanden werden. Die Komponenten in den Figuren sind nicht unbedingt maßstabsgetreu, stattdessen wird die Veranschaulichung der Prinzipien der Erfindung betont. Außerdem bezeichnen in den Figuren gleiche Bezugszahlen entsprechende Teile. Es zeigen:

1 eine Darstellung eines Systems, das die Rahmendauer unter Verwendung von Randomisierung mindert.
2 eine Darstellung eines Randomisierersenders, der die mittlere Rahmendauer mindert.
3 eine Darstellung eines Derandomisiererempfängers, der mit randomisierten Rahmen umgeht.
4 ein Diagramm eines beispielhaften Rahmens zur Übertragung.
5 einen Graph einer beispielhaften Simulation von unter Verwendung von randomisierten Rahmen und nichtrandomisierten Rahmen gesendeten Rahmen.
6 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Senden von Rahmen mit verringerter mittlerer Dauer.

Die Systeme und Verfahren der vorliegenden Offenbarung werden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungsfiguren beschrieben, worin durchweg gleiche Bezugszahlen verwendet werden, um gleiche Elemente zu bezeichnen, und worin die dargestellten Strukturen und Vorrichtungen nicht unbedingt maßstabsgetreu gezeichnet sind.
1 ist eine Darstellung eines Systems 100, das die Rahmendauer unter Verwendung von Randomisierung mindert. Randomisierung wird verwendet, um einen Rahmen unter Verwendung eines oder mehrerer Keimwerte zu verwürfeln/zu randomisieren. Die verwürfelten Rahmen werden dann hinsichtlich Dauer mit dem ursprünglichen Rahmen verglichen, und der kürzeste Rahmen wird für Kommunikation verwendet. Das System 100 kann auch als eine Anordnung der beschriebenen Komponenten betrachtet werden, und Varianten können zusätzliche Komponenten umfassen und/oder eine oder mehrere der eingeschlossenen Komponenten weglassen.
Der Zeitraum für einen gegebenen zu sendenden Rahmen wird als eine Dauer oder Rahmendauer bezeichnet. Bei verschiedenen Protokollen, wie etwa SPC (Short Pulse Width Modulation Code) und SENT (Single Edge Nibble) ist die Rahmendauer eine Funktion des Dateninhalts des Rahmens. In einem Beispiel wird die Dauer eines Rahmens in der Einheitszeit (UT) gegeben durch:
$t (U T) = 56 + \sum_{i = 1}^{n} (12 + d_{i})$
Somit weist der Rahmen einen festen Teil (56) und einen variablen Teil auf. Für dieses Beispiel weist der Rahmen eine Rahmendauer mit einem Minimum von 188 µs und einem Maximum von 353 µs auf, wobei n (Anzahl der Nibbles) bei 11 liegt und eine Einheitszeit 1 µs ist. Wenn ein ungünstigstes Szenario angenommen wird, würden andere Systeme für alle Rahmen das Maximum von 353 µs annehmen und dadurch den Durchsatz begrenzen. Der variable Teil hängt von der Anzahl der Nibbles und dem Inhalt der Nibbles ab. Ein Nibble ist 4 Bit. Ein Nibble von „1111“ führt daher zu einer längeren Dauer als dasselbe Nibble von „0000“. Die Dauer des Nibbles „0000“ ist 12UT, während die Dauer des Nibbles „1111“ 27UT (=12+15) ist.
Das System 100 umfasst eine Datenquelle 102, einen Randomisierersender 104, einen Derandomisiererempfänger 106, eine Komponente 108 und eine Steuereinheit 116. Das System 100 mindert Rahmendauern, um den Durchsatz zu vergrößern und die Kommunikation zu verbessern. Die Datenquelle 102 stellt einen ursprünglichen Rahmen von Daten 110 mit einer festen Länge oder Größe bereit. Der Rahmen 110 folgt einem Protokoll wie SPC oder SENT und weist einen Header, einen festen Datenteil und einen variablen Datenteil auf. Die Datenteile sind in einem Beispiel in Nibbles organisiert, die 4 Bit Daten sind.
Der Randomisierersender 104 empfängt den Rahmen 110 und erzeugt einen oder mehrere verwürfelte/randomisierte Rahmen unter Verwendung von Pseudorandomisierung und Keimen, wobei pro verwürfeltem Rahmen ein Keim verwendet wird. Somit werden mehrere Keime verwendet, um den einen oder die mehreren randomisierten/verwürfelten Rahmen zu erzeugen. Die randomisierten Rahmen können nichtrandomisierte Teile umfassen, um zum Beispiel Headerinformationen aufzunehmen, wie Sync-Informationen, Keimindizes und dergleichen.
Es können vielfältige Verwürfeler/Randomisierer und Typen zum Erzeugen des einen oder der mehreren randomisierten/verwürfelten Rahmen verwendet werden. Eine Technik umfasst zufälliges Auswählen von Bit eines Datenteils des Rahmens 110, die zu invertieren sind. Als ein Beispiel kann ein additiver Verwürfeler/Randomisierer verwendet werden, der den Datenteil des Rahmens 110 durch Anwendung einer Pseudozufalls-Binärsequenz (PRBS) transformiert. Zum Transformieren des Rahmens 110 kann ein Linear-Rückkopplungsschieberegister verwendet werden. Als ein anderes Beispiel kann ein multiplikativer Verwürfeler/Randomisierer verwendet werden. Der multiplikative Randomisierer führt eine Multiplikation des Rahmens 110 mit einer Übertragungsfunktion im Z-Raum durch. Es versteht sich, dass andere geeignete Randomisierungstechniken verwendet werden können.
Die Steuereinheit 116 ist ausgelegt zum Auswählen oder Erzeugen der verwendeten Keime zur Erzeugung der randomisierten Rahmen. Außerdem ist die Steuereinheit 116 ausgelegt zum Auswählen oder Entwickeln der verwendeten Randomisierungstechniken. Dies kann während der normalen Benutzung oder bei der Entwicklung oder Initialisierung durchgeführt werden. Zum Beispiel kann die Steuereinheit 116 ausgelegt sein zum Auswählen von Keimen, die wahrscheinlicher zu kürzeren Rahmendauern führen. Ähnlich kann die Steuereinheit 116 ausgelegt sein zum Auswählen von Randomisierungs-/Verwürfelungstechniken, die wahrscheinlich zu kürzeren Rahmendauern führen. Außerdem kann die Steuereinheit 116 ausgelegt sein zum Auswählen der Anzahl der mehreren verwendeten Keime und erzeugten Randomisierungsrahmen. Je mehr Rahmen verwendet werden, desto mehr Bit sind erforderlich, um den zur Erzeugung des randomisierten Rahmens verwendeten Keim zu identifizieren, was die Rahmendauer vergrößern kann. In einem Beispiel werden 2 Bit zum Indexieren für 3 Keime und 3 erzeugte randomisierte Rahmen verwendet. In einem anderen Beispiel wird ein Nibble von 4 Bit verwendet, um für 15 Keime und 15 erzeugte randomisierte Rahmen zu indexieren. Es versteht sich, dass andere geeignete Anzahlen von Keimen und/oder randomisierten Rahmen verwendet werden können.
Der Randomisierersender 104 bestimmt und vergleicht die Dauern der verwürfelten Rahmen und des ursprünglichen Rahmens 110 und wählt im Allgemeinen den Rahmen mit der kürzesten Rahmendauer. Es ist möglich, dass der ursprüngliche Rahmen 110 als die kürzeste Dauer aufweisend herauskommt. Der ausgewählte Rahmen 112 wird durch den Sender 104 gesendet. Ein Keim, der angibt, welcher (wenn überhaupt) des einen oder der mehreren Randomisierer verwendet wird, wird vor den ausgewählten Rahmen 112 gestellt oder anderweitig daran angefügt. In einem Beispiel wird ein Nibble der Datenteile für den Keimindex verwendet und nicht randomisiert oder geändert.
Obwohl das Auswahlkriterium der Rahmendauer gezeigt ist, versteht sich, dass andere Auswahltechniken oder -kriterien verwendet werden können. Zum Beispiel kann man Stromverbrauch (für DSI3), Anzahl der Übergänge (für PSI5) und dergleichen als Auswahlkriterien verwenden. Außerdem versteht sich, dass mehrere Kriterien als eine Auswahltechnik verwendet werden können.
Der Derandomisiererempfänger 106 erhält den ausgewählten Rahmen 112 unter Verwendung einer geeigneten Technik. Der Derandomisiererempfänger 106 ist ausgelegt zum Identifizieren des verwendeten Keims und Entwürfeln des ausgewählten Rahmens. In einem Beispiel ist der Empfänger 106 ausgelegt zum Identifizieren des Keims durch Identifizieren eines entrandomisierten Nibbles des Rahmens 112 und Extrahieren des Nibbles, um den Keimindex zu erhalten. Der Derandomisiererempfänger 106 umfasst einen oder mehrere Derandomisierer zum Durchführen der Entwürfelung. Der eine oder die mehreren Derandomisierer entsprechen dem einen oder den mehreren Randomisierern des Randomisierersenders 104. Somit können zum Beispiel additive Derandomisierer zum Entwürfeln des Rahmens 112 verwendet werden.
Der Derandomisiererempfänger 106 analysiert den Rahmen 112, um den etwaigen zum Verwürfeln des Rahmens 112 verwendeten Keim zu identifizieren. Bei einem Ansatz gibt der Keim an, welcher Derandomisierer zu verwenden ist, und der angegebene Derandomisierer wird zum Entwürfeln des Rahmens 112 verwendet. Bei einem anderen Ansatz erzeugen alle des einen oder der mehreren Derandomisierer einen oder mehrere entwürfelte Rahmen, und der Keim gibt an, welcher der entwürfelten Rahmen zu verwenden ist. Es können auch Varianten dieser Ansätze verwendet werden.
Somit ist der Derandomisiererempfänger 106 ausgelegt zum Erzeugen eines entwürfelten oder derandomisierten Rahmens 114 unter Verwendung eines der obigen Ansätze und des Keims. Der entwürfelte Rahmen 114 ist im Wesentlichen mit dem ursprünglichen Rahmen 110 identisch. Der entwürfelte Rahmen 114 wird der Komponente 108 bereitgestellt, die die darin enthaltenen festen und variablen Daten erhält und/oder verwendet.
Das System 100 kann den Betrieb mit zusätzlichen Datenrahmen fortsetzen, die sequenziell als der ursprüngliche Rahmen 110 verwendet werden. Im Mittel weisen die Rahmen, die den Randomisierersender 104 verwenden, tendenziell eine kleinere Dauer auf und vergrößern den Durchsatz.
2 ist eine Darstellung eines Randomisierersenders 200, der die mittlere Rahmendauer mindert. Der Randomisierersender 200 empfängt einen Rahmen und erzeugt einen Rahmen zur Übertragung, der die Rahmendauer mindert. Der Sender 200 kann in dem obigen System 100 als der Randomisierersender 104 und/oder in anderen Kommunikationssystemen verwendet werden.
Der Randomisierersender 200 umfasst mehrere Randomisierer 214, mehrere Messkomponenten 216 und eine Rahmenauswahlkomponente 218. Der Sender 200 empfängt einen ursprünglichen Rahmen 110. Der ursprüngliche Rahmen 110 wird auch durch die mehreren Randomisierer und eine erste der Messkomponenten 216 empfangen.
Die mehreren Randomisierer 214 verwürfeln oder randomisieren den ursprünglichen Rahmen, um mehrere randomisierte Rahmen zu erzeugen. Jeder der Randomisierer verwendet einen einzigartigen Keim zum Durchführen der Randomisierung. Somit weisen die erzeugten randomisierten Rahmen typischerweise unterschiedlichen Inhalt und unterschiedliche Dauer auf. Einige Beispiele für geeignete Techniken werden oben beschrieben.
Es wird eine geeignete Randomisierungs- oder Verwürfelungstechnik verwendet, wie etwa Pseudorandomisierung. Bei einer Technik werden zufällig zu invertierende Bit eines Datenteils des Rahmens 110 ausgewählt, wobei die ausgewählten Bit vom Keim abhängen. Als ein anderes Beispiel kann ein additiver Randomisierer verwendet werden, der den Datenteil des Rahmens 110 durch Anwendung einer Pseudozufalls-Binärsequenz (PRBS) transformiert. Die Randomisierer 214 können ein Linear-Rückkopplungsschieberegister enthalten, mit dem der Rahmen 110 transformiert werden kann. Als ein anderes Beispiel kann ein multiplikativer Randomisierer verwendet werden. Der multiplikative Randomisierer führt eine Multiplikation des Rahmens 110 mit einer Übertragungsfunktion im Z-Raum durch. Es versteht sich, dass andere geeignete Randomisierungstechniken verwendet werden können.
In diesem Beispiel erzeugt ein erster Randomisierer der mehreren Randomisierer 214 einen ersten randomisierten Rahmen unter Verwendung eines ersten Keims. Ein zweiter Randomisierer erzeugt einen zweiten randomisierten Rahmen unter Verwendung eines zweiten Keims und ein dritter Randomisierer erzeugt einen dritten randomisierten Rahmen unter Verwendung eines dritten Keims.
Die Messkomponenten 216 messen eine Dauer des ursprünglichen Rahmens und der randomisierten Rahmen. Die Dauer kann durch Analysieren der Rahmen zur Berechnung der Dauer in Einheitszeit (UT) für jeden Rahmen bestimmt werden. Die Rahmen neben den Dauern werden der Auswahlkomponente 218 bereitgestellt.
Die Messkomponenten 216 werden als dauermessend beschrieben, es können jedoch andere Kriterien zusätzlich zu oder anstelle der Dauer gemessen werden. Zum Beispiel können Stromverbrauch, Emissionen, Übergänge und dergleichen gemessen werden.
Die Rahmenauswahlkomponenten 218 wählt einen der Rahmen zur Übertragung aus und bringt einen Keimindex an dem ausgewählten Rahmen 112 an, um anzugeben, welcher Keim verwendet wurde. Zum Beispiel können 2 Bit an den ausgewählten Rahmen angebracht werden, um die verwendete Randomisierung zu kennzeichnen, wie etwa um den ursprünglichen Rahmen 110 als „00“ zu kennzeichnen, den ersten randomisierten Rahmen, der den ersten Keim verwendet, als „01“, den zweiten randomisierten Rahmen, der den zweiten Keim verwendet als „10‟ und den dritten randomisierten Rahmen, der den dritten Keim verwendet, als „11“ zu kennzeichnen.
3 ist eine Darstellung eines Derandomisiererempfängers 300, der mit randomisierten Rahmen umgeht. Der Empfänger 300 kann zum Beispiel als der Derandomisiererempfänger 106 in dem oben beschriebenen System 100 verwendet werden. Der Derandomisiererempfänger 300 analysiert einen empfangenen Rahmen, der randomisiert sein kann, und leitet einen Ausgangsrahmen ab, der im Wesentlichen einen ursprünglichen Rahmen umfasst.
Der Derandomisiererempfänger 300 umfasst einen Keimextrahierer 320, mehrere Derandomisierer 318 und einen Rahmenselektor 322. Der Empfänger 300 empfängt den empfangenen Rahmen 112 von dem Sender 200. Der Keimextrahierer 320 extrahiert eine Keimidentifikation oder einen Keimindex aus dem empfangenen Rahmen 112. In einem Beispiel wird der Keimindex auf der Basis einer ausgewählten Anzahl von Bit, die dem Keimindex zugewiesen sind, erhalten. Der Keimextrahierer 320 gibt den Keimindex an den Rahmenselektor 322 aus.
Den mehreren Derandomisierern 318 werden Keimwerte zugewiesen, die den oben beschriebenen mehreren Randomisierern 214 entsprechen. Die Derandomisierer 318 führen die umgekehrte Operation durch, die als Entwürfelung oder Entrandomisierung bezeichnet wird. Als Ergebnis erzeugt ein erster Derandomisierer der mehreren 318 einen ersten entrandomisierten Rahmen unter Verwendung des ersten Keims. Ein zweiter Derandomisierer erzeugt einen zweiten entrandomisierten Rahmen unter Verwendung des zweiten Keims. Ein dritter Derandomisierer erzeugt einen dritten entrandomisierten Rahmen unter Verwendung des dritten Keims.
Der Rahmenselektor 322 empfängt den empfangenen Rahmen 112, den ersten entrandomisierten Rahmen, den zweiten entrandomisierten Rahmen und den dritten entrandomisierten Rahmen und leitet einen der Rahmen als einen der Ausgangsrahmen 114 auf der Basis des Keimindex weiter. In einem Beispiel wird als der Ausgangsrahmen 114, wenn der Keimindex „00“ ist, der empfangene Rahmen 112 weitergeleitet, wenn der Keimindex „01“ ist, der erste entrandomisierte Rahmen weitergeleitet, wenn der Keimindex „10“ ist, der zweite entrandomisierte Rahmen weitergeleitet und wenn der Keimindex „11“ ist, der dritte entrandomisierte Rahmen weitergeleitet.
Der Ausgangsrahmen 114 ist im Wesentlichen derselbe wie der ursprüngliche Rahmen 110. Der Ausgangsrahmen 114, der die Daten fester Länge und variierte Länge umfasst, kann dann von anderen Komponenten benutzt werden.
Es versteht sich, dass Varianten des Empfängers 300 in Betracht gezogen werden. Zum Beispiel könnte ein einziger Derandomisierer mit einem Keim verwendet werden, der gemäß dem Keimindex variiert.
4 ist eine Darstellung eines beispielhaften Rahmens 400 zur Übertragung. Der Rahmen 400 könnte für den oben beschriebenen Rahmen 112 verwendet werden. Es versteht sich, dass der Rahmen 400 ein Beispiel ist und dass auch Varianten und andere Formen von Rahmen verwendet werden können.
Der Rahmen 400 ist mit mehreren Headerfeldern gezeigt, darunter ein Sync-Feld, Keimindex/ID und Status- und Datenfelder. Es versteht sich, dass Variationen der Felder, Längen der Felder, Wegglassung einiger der Felder und/oder andere Felder in dem Rahmen 400 anwesend sein können.
Das Sync-Feld weist eine Dauer auf, wie etwa eine Dauer von 56 UT in einem Beispiel, und dient zum Synchronisieren des Senders und Empfängers. Der Keimindex ist ein Feld, das identifiziert, welcher Keim mehrerer Keime zum Randomisieren verwendet wurde. Zum Beispiel könnte ein Keimindex von 0 keiner Randomisierung entsprechen, ein Keimindex von 1 einem ersten Keim, ein Keimindex von 2 einem zweiten Keim und ein Keimindex von 3 einem dritten Keim. Im Allgemeinen weist der Keimindex genug Bit auf, um den verwendeten Keimindex zu übermitteln. Das Statusfeld in ein Feld, das ein oder mehrere Bit aufweist, und dient zur Angabe eines Status des Rahmens.
Die Datenfelder umfassen mehreren Nibbles. In diesem Beispiel sind die Datenfelder als DATA 0, DATA 1, ... bis DATA N bezeichnet, wobei N die Anzahl der Nibbles von Daten ist, die anwesend sind. Die Datenfelder umfassen feste Daten und variable Daten, und somit liegt typischerweise eine Mindestanzahl von Datenfeldern vor. Außerdem werden die Datenfelder unter Verwendung eines durch den Keimindex spezifizierten Keims randomisiert. Das CRC-Nibble wird auch zusammen mit den Datennibbles randomisiert.
5 ist ein Graph 500 einer beispielhaften Simulation von Rahmen, die unter Verwendung von randomisierten Rahmen und nichtrandomisierten Rahmen gesendet werden. Der Graph 500 wird lediglich zu Anschauungszwecken bereitgestellt. Der Graph 500 wird durch Simulieren von Rahmen und randomisierten Rahmen unter Verwendung eines Kommunikationsprotokolls, wie etwa SPC oder SENT, erhalten. Die Simulation verwendet einen Rahmen, der 2 Bit für den Keimindex und 10 Nibbles aufweist.
Eine x-Achse spezifiziert die Rahmendauer in Einheitszeit (UT), und eine y-Achse bildet die Anzahl der Rahmen ab. Ein erster Teil 501 basiert auf der Verwendung eines Senders, der keine Randomisierung verwendet. Hier ist zu sehen, dass eine max. Rahmendauer von 315 UT zu sehen ist.
Ein zweiter Teil 502 basiert auf einem Randomisierersender, wie etwa dem oben beschriebenen Randomisierersender 200. Eine mittlere Rahmendauer wird um 5,4% verringert, und eine maximale Rahmendauer von etwa 275 UT wird um 12,42% verringert.
Der Zusatz von 2 Bit für den Keimindex führt somit zu einer wesentlichen Verringerung der mittleren Rahmendauer und sogar einer noch wesentlicheren Verringerung der maximalen Rahmendauer.
6 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens 600 zum Senden von Rahmen mit einer verringerten mittleren Dauer. Das Verfahren 600 randomisiert Rahmen und identifiziert dann, welcher Rahmen die niedrigste oder kürzeste Dauer aufweist. Der identifizierte Rahmen wird dann zu einem Empfänger gesendet, in dem der ursprüngliche Rahmen wiederhergestellt wird. Das Verfahren 600 kann mit Anordnungen, Systemen und Varianten davon ausgeführt werden, die oben beschrieben werden.
Eine Steuereinheit wählt mehrere Keime aus (Block 602). Die Steuereinheit kann einen Prozessor und einen Speicher und/oder andere Schaltkreise umfassen. Die Anzahl der mehreren Keime wird so ausgewählt, dass die Rahmendauer gemindert wird. Es versteht sich, dass umso mehr Bit erforderlich sind, um einen Index auf den verwendeten Keim zu spezifizieren, je mehr Keime verwendet werden. Zusätzlich zu dem Auswählen der Keime wird auch die Randomisierungstechnik ausgewählt. Zum Beispiel kann eine additive Verwürfelungstechnik, Pseudorandomisierung, multiplikative Verwürfelungstechnik und/oder dergleichen ausgewählt werden.
Zusätzlich zu der Anzahl der Keime versteht sich auch, dass einige Keime besser als andere funktionieren können. In einem Beispiel werden somit mögliche Keime für die Verringerung der Rahmendauer getestet, und die mehreren im Block 602 ausgewählten Keime sind die Keime, die die kleinste mittlere Dauer ergeben. Eine solche Keimauswahl erfolgt typischerweise bei der Systemkonfiguration und/oder -entwicklung. Es versteht sich jedoch, dass eine Steuereinheit oder dergleichen verwendet werden kann, um die Keime zu bestimmen oder zu aktualisieren.
Aus einem ursprünglichen Rahmen werden unter Verwendung der mehreren Keime mehrere randomisierte Rahmen erzeugt (Block 604). Zur Erzeugung der randomisierten Rahmen können ein oder mehrere Randomisierer verwendet werden, wie etwa die Randomisierer 214. Die Randomisierer benutzen im Allgemeinen zur Erzeugung jedes der randomisierten Rahmen einen anderen Keim der mehreren Keime. Folglich variieren die mehreren randomisierten Rahmen typischerweise untereinander aufgrund der Randomisierung.
Die mehreren randomisierten Rahmen und der ursprüngliche Rahmen werden auf Dauer gemessen (Block 606). Die Dauer in Einheitszeit kann, wie etwa unter Verwendung der oben beschriebenen Formel, zur Messung der Dauer jedes der Rahmen erzeugt werden. Es wird angemerkt, dass einige der randomisierten Rahmen länger als der ursprüngliche Rahmen sein können, da die Randomisierung nicht immer zu kürzeren Rahmen führt. Es können eine oder mehrere Messkomponenten verwendet werden, um die Dauermessungen durchzuführen.
Außerdem versteht sich, dass andere Kriterien zusätzlich zu oder anstelle der Dauer auch gemessen werden können. Zum Beispiel können Strompegel, Emissionen, Übergänge und dergleichen für die mehreren Rahmen und den ursprünglichen Rahmen gemessen oder anderweitig erhalten werden.
Auf der Basis der Dauermessungen wird ein Rahmen der mehreren Rahmen und des ursprünglichen Rahmens ausgewählt (Block 608). Typischerweise wird der kürzeste oder etwa der kürzeste Rahmen ausgewählt. Außerdem versteht sich, dass der kürzeste Rahmen der ursprüngliche Rahmen sein kann. In einem Beispiel wird eine Rahmenauswahlkomponente verwendet, um den Rahmen aus den mehreren Rahmen und dem ursprünglichen Rahmen auszuwählen. In einem weiteren Beispiel ist der Auswahlrahmen immer einer der mehreren randomisierten Rahmen.
Außerdem versteht sich, dass die Rahmenauswahl wie oben beschrieben von anderen Kriterien abhängen kann.
An den ausgewählten Rahmen wird ein Keimindex angebracht und gesendet (Block 610). Der Keimindex besagt oder identifiziert, welcher der mehreren Keime zur Erzeugung des ausgewählten Rahmens verwendet wurde. Typischerweise gibt ein Keimindex von null an, dass der ursprüngliche Rahmen als der ausgewählte Rahmen gesendet wurde. Die Steuereinheit oder Rahmenauswahlkomponente kann zum Anbringen des Keimindex verwendet werden.
Der ausgewählte Rahmen kann unter Verwendung vielfältiger geeigneter Techniken übertragen oder gesendet werden. In einem Beispiel wird der ausgewählte Rahmen unter Verwendung eines HF-Signals gesendet. Der ausgewählte Rahmen kann zusätzlich verarbeitet werden, darunter Modulation, Fehlerprüfung und dergleichen.
Ein Empfänger empfängt den ausgewählten Rahmen in Block 612 und extrahiert den Keimindex aus dem ausgewählten Rahmen. Der ausgewählte Rahmen kann verarbeitet werden, wie etwa demoduliert werden und dergleichen. Zum Herausziehen des Keimindex aus einem Feld des ausgewählten Rahmens kann eine Keimextraktionskomponente verwendet werden. In einem Beispiel stellt die Keimkomponente einen Ausgangswert bereit, der angibt, welcher der mehreren Keime zum Randomisieren des ausgewählten Rahmens verwendet wurde.
Einer oder mehrere Derandomisierer verarbeiten den ausgewählten Rahmen in Block 616, und es wird ein dem Keimindex entsprechender entwürfelter oder entrandomisierter Rahmen bereitgestellt. In einem Beispiel verwenden der eine oder die mehreren Derandomisierer zugewiesene Keime der mehreren Keime zum Erzeugen mehrerer entrandomisierter Rahmen. Im Wesentlichen führen die Derandomisierer die umgekehrte oder inverse Operation der Randomisierer aus. Dann wird einer der mehreren mit dem extrahierten Keimindex korrelierten entrandomisierten Rahmen als der bereitgestellte Ausgangsrahmen ausgewählt. Der Ausgangsrahmen ist typischerweise mit dem ursprünglichen Rahmen identisch. Der Ausgangsrahmen kann dann für seine Daten und/oder andere Anwendungen verwendet werden.
In einem anderen Beispiel wird der Derandomisierer auf der Basis des Keimindex ausgewählt und dient zum Erzeugen des Ausgangsrahmens. In diesem Beispiel gibt es mehrere Derandomisierer, wobei jeder einen zugewiesenen Keim aufweist. In einem weiteren Beispiel wird dem Derandomisierer ein Keim auf der Basis des Keimindex bereitgestellt, um den Ausgangsrahmen zu erzeugen. Es versteht sich, dass auch andere Varianten des Erzeugens des Ausgangsrahmens in Betracht gezogen werden.
Das Verfahren 600 kann für zusätzliche Rahmen wiederholt werden, um zusätzlichen Transfer von Informationen bereitzustellen. Es versteht sich, dass eine mittlere Rahmendauer durch Verwendung der obigen Randomisierungstechniken und Auswählen eines Rahmens mit einer kürzeren oder kürzesten Dauer gemindert werden kann. Als Folge kann der Durchsatz und dergleichen vergrößert werden.
Obwohl die hier bereitgestellten Verfahren als eine Reihe von Schritten oder Ereignissen dargestellt und beschrieben werden, wird die vorliegende Offenbarung durch die dargestellte Anordnung solcher Schritte oder Ereignisse nicht beschränkt. Zum Beispiel können einige Schritte in anderen Reihenfolgen und/oder gleichzeig mit anderen Schritten oder Ereignissen außer den hier dargestellten und/oder beschriebenen auftreten. Außerdem sind nicht alle dargestellten Schritte erforderlich, und die Signalformen sind lediglich veranschaulichend, und andere Signalformen können signifikant von dargestellten abweichen. Ferner können ein oder mehrere der hier abgebildeten Schritte in einem oder mehreren getrennten Schritten oder einer oder mehreren getrennten Phasen ausgeführt werden.
Es wird angemerkt, dass der beanspruchte Gegenstand als Verfahren, Vorrichtung oder Herstellungsartikel unter Verwendung von standardmäßigen Programmier- und/oder Ingenieurstechniken implementiert werden kann, um Software, Firmware, Hardware oder eine beliebige Kombination davon zu produzieren, um einen Computer dazu zu steuern, den offenbarten Gegenstand zu implementieren (z.B. sind die oben gezeigten Systeme nicht einschränkende Beispiele für Schaltungen, die verwendet werden können, um offenbarte Verfahren und/oder Varianten davon zu implementieren). Der Ausdruck „Herstellungsartikel“ soll hier ein Computerprogramm einschließen, das von einer beliebigen computerlesbaren Vorrichtung, einem beliebigen computerlesbaren Träger oder Medium zugänglich ist. Für Fachleute ist erkennbar, dass viele Modifikationen an dieser Konfiguration vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang oder Gedanken des offenbarten Gegenstands abzuweichen.
Beispiele können Gegenstände wie ein Verfahren, Mittel zum Ausführen von Schritten oder Blöcken des Verfahrens oder mindestens ein maschinenlesbares Medium mit Anweisungen umfassen, die, wenn sie durch eine Maschine ausgeführt werden, bewirken, dass die Maschine Schritte des Verfahrens oder einer Vorrichtung oder eines Systems zum gleichzeitigen Kommunizieren gemäß hier beschriebenen Beispielen ausführt.
In einem Beispiel wird eine Senderanordnung, die Randomisierung verwendet, offenbart. Die Anordnung umfasst einen oder mehrere Randomisierer, eine Messkomponente und eine Rahmenauswahlkomponente. Der eine oder die mehreren Randomisierer sind ausgelegt zum Erzeugen eines oder mehrerer randomisierter Rahmen aus einem ursprünglichen Rahmen. Die Messkomponente ist ausgelegt zum Messen eines Kriteriums für den ursprünglichen Rahmen und den einen oder die mehreren randomisierten Rahmen. Die Rahmenauswahlkomponente ist ausgelegt zum Auswählen eines Rahmens zur Übertragung aus dem einen oder den mehreren randomisierten Rahmen und dem ursprünglichen Rahmen. Die Auswahl wird gemäß den gemessenen Kriterien, wie etwa Rahmendauer, durchgeführt.
In einem anderen Beispiel wird ein Kommunikationssystem offenbart. Das Kommunikationssystem umfasst einen Randomisierersender und einen Derandomisiererempfänger. Der Randomisierersender ist ausgelegt zum Erzeugen mehrerer randomisierter Rahmen aus einem ursprünglichen Rahmen, Vergleichen von Dauern des ursprünglichen Rahmens und der mehreren randomisierten Rahmen, Auswählen eines Rahmens zur Übertragung auf der Basis der Dauern und Anfügen eines Keimindex an den ausgewählten Rahmen. Der Derandomisiererempfänger ist ausgelegt zum Empfangen des ausgewählten Rahmens, Extrahieren des Keimindex aus dem ausgewählten Rahmen und Entwürfeln des ausgewählten Rahmens unter Verwendung des Keimindex.
In einem anderen Beispiel wird ein Verfahren zum Senden von Rahmen offenbart. Eine Steuereinheit wählt mehrere Keime aus. Aus einem ursprünglichen Rahmen werden unter Verwendung der mehreren Keime mehrere randomisierte Rahmen erzeugt. Auf der Basis von Rahmendauer wird einer der mehreren randomisierten Rahmen für Übertragung ausgewählt.
Obwohl die Erfindung mit Bezug auf eine oder mehrere Implementierungen dargestellt und beschrieben wurde, können Abänderungen und/oder Modifikationen an den dargestellten Beispielen vorgenommen werden, ohne von dem Gedanken und Schutzumfang der angefügten Ansprüche abzuweichen. Zum Beispiel ist für Durchschnittsfachleute erkennbar, dass, obwohl eine hier beschriebene Übertragungsschaltung bzw. ein hier beschriebenes Übertragungssystem als eine Senderschaltung dargestellt worden sein kann, die hier bereitgestellte Erfindung auch auf Sendeempfängerschaltungen angewandt werden kann.
Ferner sollen unter besonderer Bezugnahme auf die durch die oben beschriebenen Komponenten oder Strukturen (Baugruppen, Vorrichtungen, Schaltungen, Systeme usw.) ausgeführten verschiedenen Funktionen die zur Beschreibung solcher Komponenten verwendeten Ausdrücke (einschließlich einer Erwähnung eines „Mittels“), sofern es nicht anders angegeben ist, einer beliebigen Komponente oder Struktur entsprechen, die die spezifizierte Funktion der beschriebenen Komponente ausführt (die z.B. funktional äquivalent ist), obwohl sie nicht der offenbarten Struktur strukturell äquivalent ist, die die Funktion in den hier dargestellten beispielhaften Implementierungen der Erfindung ausführt. Die Komponente oder Struktur umfasst einen Prozessor, der Anweisungen ausführt, um mindestens Teile der verschiedenen Funktionen auszuführen. Obwohl ein bestimmtes Merkmal der Erfindung mit Bezug auf nur eine von mehreren Implementierungen offenbar sein kann, kann außerdem ein solches Merkmal mit einem oder mehreren anderen Merkmalen der anderen Implementierungen kombiniert werden, wenn es für eine beliebige gegebene oder konkrete Anwendung erwünscht und vorteilhaft ist.
Soweit die Ausdrücke „umfassend“, „umfasst“, „aufweisen“, „hat“, „mit“ oder Varianten davon entweder in der ausführlichen Beschreibung oder den Ansprüchen verwendet werden, sollen ferner diese Ausdrücke auf ähnliche Weise wie der Ausdruck „umfassend“ einschließend sein.

Claims

Sendeanordnung (100), die Randomisierung verwendet, umfassend: einen oder mehrere Randomisierer (214), ausgelegt zum Erzeugen eines oder mehrerer randomisierter Rahmen aus einem ursprünglichen Rahmen (110); eine Messkomponente (216), ausgelegt zum Messen eines Kriteriums für den ursprünglichen Rahmen (110) und den einen oder die mehreren randomisierten Rahmen; und eine Rahmenauswahlkomponente (218), ausgelegt zum Auswählen eines Rahmens (112) zur Übertragung aus dem einen oder den mehreren randomisierten Rahmen und dem ursprünglichen Rahmen (110) gemäß dem gemessenen Kriterium.
Anordnung (100) nach Anspruch 1, wobei das Kriterium eine Rahmendauer ist.
Anordnung (100) nach Anspruch 1, wobei das Kriterium ein Stromverbrauch ist.
Anordnung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei dem einen oder den mehreren Randomisierern (214) ein oder mehrere einzigartige Keime zugewiesen werden, um den einen oder die mehreren randomisierten Rahmen zu erzeugen.
Anordnung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der ursprüngliche Rahmen (110) eine größere Dauer als mindestens einer des einen oder der mehreren randomisierten Rahmen aufweist.
Anordnung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der ausgewählte Rahmen (212) zur Übertragung ein Keimindexfeld umfasst, das dafür ausgelegt ist, einen verwendeten Keim zu identifizieren.
Anordnung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der eine oder die mehreren Randomisierer (214) Linear-Schieberegister umfassen.
Anordnung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der eine oder die mehreren Randomisierer (214) einen additiven Randomisierer und/oder einen multiplikativen Randomisierer umfassen.
Anordnung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Kriterium Rahmendauer ist und die Rahmenausschaltkomponente ausgelegt ist zum Vergleichen von Rahmendauern des ursprünglichen Rahmens (110) und des einen oder der mehreren randomisierten Rahmen.
Anordnung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, die ferner eine Datenquelle (102) zum Erzeugen des ursprünglichen Rahmens (110) umfasst.
Anordnung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der ausgewählte Rahmen (112) zur Übertragung einen entrandomisierten Teil umfasst, der einen Keimindex umfasst.
Anordnung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, die ferner einen Empfänger (106) umfasst, der dafür ausgelegt ist, den ausgewählten Rahmen (112) zu empfangen und durch Entrandomisieren des ausgewählten Rahmens (112) einen Ausgangsrahmen (114) zu erzeugen.
Kommunikationssystem (100), das Randomisierung verwendet, umfassend: einen Randomisierersender (104), ausgelegt zum Erzeugen mehrerer randomisierter Rahmen aus einem ursprünglichen Rahmen (110), Vergleichen von Dauern des ursprünglichen Rahmens (110) und der mehreren randomisierten Rahmen, Auswählen eines Rahmens (112) für Übertragung auf der Basis der Dauern und Anfügen eines Keimindex an den ausgewählten Rahmen (112); und einen Derandomisiererempfänger (106), ausgelegt zum Empfangen des ausgewählten Rahmens (112), Extrahieren des Keimindex aus dem ausgewählten Rahmen (112) und Entwürfeln des ausgewählten Rahmens (112) unter Verwendung des Keimindex.
Anordnung (100) nach Anspruch 13, wobei der Derandomisiererempfänger (106; 300) mehrere Derandomisierer (318) umfasst, die dafür ausgelegt sind, den ausgewählten Rahmen (112) gemäß einem zugewiesenen Keim zu entwürfeln, um mehrere entrandomisierte Rahmen zu erzeugen.
Anordnung (100) nach Anspruch 14, wobei der Derandomisiererempfänger (106; 300) eine Rahmenauswahlkomponente (322) umfasst, die dafür ausgelegt ist, gemäß dem Keimindex einen der mehreren entrandomisierten Rahmen (114) auszuwählen.
Anordnung (100) nach einem der Ansprüche 13 bis 14, wobei der Randomisierersender (104; 200) ausgelegt ist zum Auswählen der Anzahl der mehreren randomisierten Rahmen, um eine mittlere Rahmendauer zu verringern.
Verfahren (600) zum Senden von Rahmen mit einer verringerten mittleren Dauer, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Auswählen (602) mehrerer Keime durch eine Steuereinheit (116); Erzeugen (604) mehrerer randomisierter Rahmen aus einem ursprünglichen Rahmen (110) unter Verwendung der mehreren Keime; und Auswählen (608) eines der mehreren randomisierten Rahmen (112) und des ursprünglichen Rahmens (110) für Übertragung auf der Basis von Rahmendauer.
Verfahren (600) nach Anspruch 17, das ferner Anfügen (610) eines Keimindex an den ausgewählten Rahmen (112) umfasst, wobei der Keimindex einem der mehreren Keime entspricht.
Verfahren (600) nach Anspruch 18, das ferner Empfangen (612) des ausgewählten Rahmens (112) durch einen Empfänger (106; 300) umfasst.
Verfahren (600) nach Anspruch 19, das ferner Entwürfeln des ausgewählten Rahmens (112) unter Verwendung des Keimindex durch den Empfänger (106; 300) umfasst.