DE60108465T2

DE60108465T2 - Multicast radio kommunikationssystem und anordnung

Info

Publication number: DE60108465T2
Application number: DE60108465T
Authority: DE
Inventors: J. Robert DAVIES
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2000-06-27
Filing date: 2001-06-12
Publication date: 2006-03-30
Anticipated expiration: 2021-06-13
Also published as: WO2002001803A1; CN1389047A; ATE287604T1; KR20020027592A; DE60108465D1; US20010055356A1; US6999519B2; EP1208675B1; EP1208675A1; JP2004502336A; GB0015621D0

Description

TECHNISCHER BEREICH
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Funksystem für Multicast-Datenkommunikation und Master- und Sklave-Stationen zur Verwendung in einem Multicast Funknetzwerk, und findet spezielle aber nicht exklusive Anwendung auf die Verteilung audiovisueller Datenströme.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
In dem Bereich der Punkt-zu-Punkt-Kommunikation digitaler Information über eine Funkverbindung ist es üblich, die digitale Information in Datenpakete aufzuteilen und Fehlerschutz in Form eines Neuübertragungsprotokolls anzuwenden, in dem die Empfangsanordnung eine Bestätigung für jedes empfangene Datenpaket überträgt. Wenn ein Datenpaket einwandfrei empfangen wird, ist die Bestätigung eine positive Bestätigung (ACK), wobei in diesem Fall die Sendeanordnung derart vorgeht, dass sie das nächste Datenpaket sendet. Wenn das Datenpaket durch Fehler verstümmelt empfangen wird, ist die Bestätigung eine negative Bestätigung (NACK), wobei in diesem Fall die Sendeanordnung normalerweise das Datenpaket abermals überträgt.
Bei Multicast Funkkommunikation gibt es eine einzige Funkstation, meistens als Masterstation bezeichnet, die zu mehr als nur einer Empfangsstation Daten sendet. Es gibt drei alternative Basisverfahren zum Betreiben einer derartigen Kommunikation.
Im ersten Verfahren wird die digitale Information allen Sklaven gleichzeitig zugeführt und es werden von den Sklaven keine Bestätigungen übertragen. Der Nachteil davon ist, dass keine Neuübertragungen beantragt werden können, wenn Datenpakete verstümmelt werden. Dieses Verfahren ist beispielsweise in der Gruppendatenrufmöglichkeit der MPT1327-Spezifikation, veröffentlicht von der "UK Radiocommunications Agency" November 1991, Abschnitt 17 definiert.
Im zweiten Verfahren wird die digitale Information allen Sklaven nacheinander übertragen und jeder Sklave bestätigt dabei den Empfang. Dieses Betriebsart ist wie ein Satz von Punkt-zu-Punkt-Kommunikationsverbindungen. Der Nachteil dabei ist die kumulative Zeit um alle Sklaven zu bedienen, oder die Anforderung eines größeren Spekt rums, wenn die Datenübertragungsrate gesteigert wird um die Verzögerung zu versetzen oder wenn jede Verbindung auf einer anderen Frequenz erfolgt.
Im dritten Verfahren wird die digitale Information zu allen Sklaven gleichzeitig übertragen und danach wird jeden Sklaven gebeten, zu ermitteln, ob die Information empfangen worden ist. Der Nachteil dabei ist die kumulative Zeit zum Abfragen aller Sklaven. Dieses Verfahren wird auch in der Gruppendatenrufmöglichkeit der MPT1327-Spezifikation, veröffentlicht von der "UK Radiocommunications Agency" November 1991, Abschnitt 17 definiert.
Zeitverzögerung ein Problem insbesondere für zeitkritische Daten, wie audiovisuelle Strömungsinformation. Ein Beispiel einer Applikation von Multicast Funkkommunikation zur Übertragung eines audiovisuellen Datenstroms sind drahtlose Lautsprecher. Drahtlose Lautsprecher sind erwünscht als eine Art und Weise, Kabelisolierung zu reduzieren. Es gibt eine Anforderung für verschiedene Lautsprecher verschiedene Informationen zu empfangen, beispielsweise den linken und den rechten Kanal eines Stereopaares, oder mehrere Kanäle in einer "surround sound"-Applikation.
Die Funkverbindung von der Masterstation zu jedem drahtlosen Lautsprecher kann simultan betrieben werden wie ein Satz von Punkt-zu-Punkt-Verbindungen. Der Nachteil dabei ist, dass der Master mehr Bandbreite erfordert als eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung, und kann mehrere Funkempfänger erfordern. Weiterhin sind die verschiedenen Audiokanäle typischerweise vor der Übertragung über die Funkverbindung als eine einzige Mehrkanalmischung mit Audiocodierung und -kompression, und manchmal einer gemeinsamen Codierung von Kanälen, wie in der MPEG-Verbund-Stereomode verfügbar. Es ist erwünscht, die verschiedenen Kanäle als eine Einzelstrom-Multikanalmischung zu übertragen, damit die Komplexität der Trennung der verschiedenen Kanäle vor der Übertragung vermieden wird und damit die Anforderung zum Synchronisieren derartiger separater Kanäle, die von verschiedenen Empfangsanordnungen empfangen worden sind, vermieden werden.
Eine Lösung für Multicast-Datenübertragung ist in WO 0191384 beschrieben worden, worin jede Sklavenstation eine exklusive Zeitperiode hat, worin der Empfang eines Datenpakets bestätigt wird. In dieser Lösung aber ist die maximale Anzahl Sklaven durch die für die Bestätigungen verfügbare Zeit begrenzt.
In "Reliable Multicast in Multi-access Wireless LNAs", Kuri, J und Kasera, S. K., "IEEE INFOCOM" 1999, Seiten 760–767 wird eine Annäherung zur Multicast-Übertragung in einem Multi-access drahtlosen Netzwerk beschrieben, wobei eines der Multicast Gruppenmitglieder als "Führer" oder Vertreter auserwählt wird zum Senden von Rückkopplung zu dem Sender. Bei einem nicht einwandfreien Empfang eines Pakets sendet der Führer nicht eine Bestätigung, wobei eine neue Übertragung beantragt wird. Bei nicht einwandfreiem Empfang eines Pakets bei Empfängern anders als dem Führer ermöglicht das Protokoll negative Bestätigungen von diesen Empfängern zum Kollidieren mit der Bestätigung von dem Führer, wodurch auf diese Weise die Bestätigung zerstört wird und beantragt wird, das Paket abermals zu senden. Terminals können sich an Gruppen anschließen oder dieselben verlassen und ein Terminal wird der Führer, wenn es sich an eine Gruppe anschließt, die keinen Führer hat. Wenn aber eine negative Bestätigung nicht empfangen wird, beispielsweise wegen einer Ausblendung in dem fortgepflanzten Funksignal, kann eine erforderliche Neuübertragung nicht durchgeführt werden.
In WO9805144 ist ein Internet-Zugriffssystem hoher Geschwindigkeit beschrieben, wobei mehrere Anordnungen sich ein gemeinsames Breitbandmedium teilen, und zwar durch Zuteilung von Bandbreite zu den teilenden Anordnungen und wobei die Leistung der Anordnungen eingestellt werden kann um zu gewährleisten, dass jede Anordnung einen entsprechenden Signalpegel hat. Aber WO9805144 spricht nicht von Multicast Kommunikation.
In Bezug auf Kuri u.a. als der meist nahe liegende Stand der Technik ist das durch die vorliegende Erfindung zu lösende Problem eine zuverlässigere Multicast Funkkommunikation zu schaffen.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Es ist nun u.a. eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung Verbesserungen in der Multicast Funkkommunikation zu schaffen.
Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Multicast Funksystem mit einer Masterstation und einer Anzahl Sklavenstationen geschaffen mit einer Anzahl Zeitschlitze zur Übertragung, wobei die Masterstation Mittel aufweist zum Befehlen einer Anzahl Sklavenstationen in einen ersten Zustand zu gehen und einer Anzahl Sklavenstationen in einen zweiten Zustand zu gehen, so dass in jedem Zeitschlitz nur eine Sklavenstation sich in dem ersten Zustand befindet und eine andere Station oder andere Stationen der Sklavenstationen sich in dem anderen Zustand befindet bzw. befinden, Mittel zum simultanen Übertragen von Daten zu der Anzahl Sklavenstationen, wobei jede Sklavenstation Mittel aufweist zum Empfangen der Daten und Mittel um zu bestimmen, ob Neuübertragung der Daten erforderlich ist, wobei jede Sklavenstation in dem ersten Zustand, wenn Neuübertragung nicht erforderlich ist, in dem betreffenden Zeitschlitz eine positive Bestätigung überträgt, die nicht überlappend ist mit einer anderen positiven Bestätigung, übertragen von einer anderen Sklavenstation in dem ersten Zustand, wobei jede Nebenstation in dem zweiten Zustand keine Bestätigung überträgt, wenn Neuübertragung nicht erforderlich ist und eine negative Bestätigung überträgt, wenn Neuübertragung erforderlich ist, wenigstens teilweise gleichzeitig mit einem vorbestimmten Zeitschlitz, wobei die Hauptstation die Daten neu überträgt, wenn sie die positive Bestätigung von jeder Nebenstation in dem ersten Zustand nicht empfängt oder wenn sie wenigstens eine negative Bestätigung empfängt und wenn die Gültigkeit der Daten nicht abgelaufen ist.
Datenpakete werden von der Masterstation übertragen und werden von den Sklavenstationen empfangen. Die Sklavenstationen sind ausgerüstet zum Übertragen einer positiven Bestätigung, wenn sie sich nicht davon zurückhalten, und einer negativen Bestätigung, je nachdem, ob das Datenpaket decodierbar oder nicht decodierbar ist. Die Definition der Decodierbarkeit ist systemabhängig, kann aber beispielsweise den Fall umfassen, in dem die Daten fehlerfrei empfangen werden, den Fall, in dem Fehler auftreten, die aber mit Hilfe von Kontrollbits korrigiert werden, und den Fall, in dem Fehler nicht korrigiert werden können, aber die Fehler gelten dennoch als akzeptierbar. Dagegen gelten die Daten als nicht decodierbar in dem Fall, in dem Fehler nicht korrigiert werden können und eine unakzeptierbare Degradation in den Daten verursachen.
Ein Neuübertragungsprotokoll, wobei Bestätigungen verwendet werden, funktioniert wie folgt. Nach der Übertragung eines Datenpakets gibt es eine Zeitperiode, die für Sklavenstationen verfügbar ist um Bestätigungen zu übertragen, und diese Periode umfasst eine Anzahl Zeitschlitze. Eine Anzahl Sklavenstationen werden als Primärstationen bezeichnet und jede Primärstation überträgt eine positive Bestätigung, wenn keine Neuübertragung erforderlich ist. In jedem Zeitschlitz kann jeweils nur eine Primärstation eine positive Bestätigung übertragen, so dass die maximale Anzahl Primärstationen der Anzahl Zeitschlitze entspricht. Die restlichen Sklavenstationen werden als Sekundärstationen bezeichnet und diese übertragen nicht eine positive Bestätigung.
Die Primär- und die Sekundärstationen übertragen beide negative Bestätigungen. Eine von einer Sekundärstation übertragene negative Bestätigung überlappt in der Zeit, wenigstens teilweise, eine oder mehrere von der einen Primärstation oder von mehreren Primärstationen übertragene Bestätigungen.
Wenn die Masterstation eine positive Bestätigung von jeder Primärstation empfängt und keine negative Bestätigung empfängt, wird sie daraufhin das nächste Datenpaket übertragen. Wenn die Masterstation eine negative Bestätigung von einer Sklavenstation empfängt, oder wenn der Empfang einer positiven Bestätigung von jeder Primärstation misslingt, und sofern die vorher übertragenen Daten nicht länger gültig sind, wird die Masterstation das Datenpaket neu übertragen.
Mit Hilfe des oben stehenden Neuübertragungsprotokoll können mehr Sklavenstationen in dem Netzwerk aktiv sein als die Anzahl Zeitschlitze, die für die Übertragung von Bestätigungen verfügbar sind, und die Anzahl Sklavenstationen, die eine positive Bestätigung eines Datenpakets schaffen, kann maximiert werden.
Das Multicast Funksystem nach der vorliegenden Erfindung ermöglicht, dass mehr Sklavenstationen in einem Netzwerk wirksam sein können als die Anzahl Zeitschlitze, die für einzelne Bestätigungen verfügbar sind, und zwar dadurch, dass erlaubt wird, dass einige Sklavenstationen auf die Übertragung positiver Bestätigungen verzichten, während es ermöglicht wird, dass die Anzahl Sklavenstationen, die eine positive Bestätigung des Empfangs eines Datenpakets schaffen, maximiert wird.
Die Übertragung einer negativen Bestätigung durch eine Sekundärstation, die eine andere Bestätigung überlappt, kann Verstümmelung verursachen, oder kann verstümmelt werden, aber diese Verstümmelung führt dazu, dass die Masterstation das vorher übertragene Datenpaket neu überträgt, was das gleiche Ergebnis ist wie wenn die negative Bestätigung empfangen worden wäre.
Die Bezeichnung jeder Sklavenstation als entweder Primärstation oder als Sekundärstation kann unter dem Befehl der Masterstation erfolgen, was Flexibilität schafft und Benutzermitwirkung vermeidet. Weiterhin können die Primärstationen diejenigen Sklavenstationen sein, welche die niedrigste Qualität an Funkkommunikation mit der Masterstation haben, dies auf Basis einer von der Masterstation durchgeführten Qualitätsschät zung. Gewünschtenfalls kann eine Sklavenstation unter dem Befehl der Masterstation den übertragenen Leistungspegel einstellen um Differentialquotienten in der Kommunikationsqualität zu gewährleisten. Dies ist eine Hilfe bei der Gewährleistung, dass eine positive Bestätigung eine negative Bestätigung, die von einer Sekundärstation übertragen worden ist, nicht maskiert und hilft dagegen bei der Gewährleistung, dass eine negative Bestätigung wenigstens eine von etwaigen positiven Bestätigungen zerstört.
Der Zeitschlitz zum Übertragen einer positiven Bestätigung kann durch den Master einer Primärstation zugeordnet werden, und zwar um zu gewährleisten, dass positive Bestätigungen in nicht überlappenden Zeiten übertragen werden. Auch die Zeit zum Übertragen einer negativen Bestätigung kann von der Masterstation einer Sekundärstation zugeordnet werden, um zu gewährleisten, dass die negative Bestätigung in der Zeit eine positive Bestätigung, die von einer Primärstation übertragen wurde, überlappt.
Bei Ausführungsformen, bei denen die Daten, die übertragen werden, zeitkritisch sind, so dass eine außergewöhnliche Verzögerung die Daten für die Empfangsapplikation nutzlos machen können, wird eine Neuübertragung von Daten unterdrückt, wenn die Gültigkeit der Daten vergangen ist.
Nach einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Masterfunkstation geschaffen zur Verwendung in einem Multicast Funksystem mit einer Masterstation und einer Anzahl Sklavenstationen mit einer Anzahl Zeitschlitze zur Übertragung, wobei die Masterstation Mittel aufweist zum Befehlen einer Anzahl der Sklavenstationen zum Annehmen eines Zustandes eines ersten und eines zweiten Zustandes, so dass in jedem Zeitschlitz nur eine Sklavenstation sich in dem ersten Zustand befindet und eine oder mehrere Sklavenstationen sich in dem anderen Zustand befindet bzw. befinden, mit Mitteln zum simultanen Übertragen von Daten zu der Anzahl Sklavenstationen, mit Mitteln zum Empfangen von Bestätigungen von der Anzahl Sklavenstationen und mit Mitteln zum Neuübertragen der Daten, wenn eine positive Bestätigung nicht von jeder Sklavenstation in dem ersten Zustand empfangen worden ist, oder wenn wenigstens eine negative Bestätigung empfangen wird, und wenn die Gültigkeit der Daten nicht vergangen ist.
Nach einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine integrierte Schaltung geschaffen mit einer Funkstation nachdem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung.
Nach einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren geschaffen zum Betreiben eines multicast Funksystems mit einer Masterstation und einer Anzahl Sklavenstationen mit einer Anzahl Zeitschlitze zur Übertragung, wobei dieses Verfahren in der Masterstation die nachfolgenden Verfahrensschritte umfasst:

– das Befehlen einer Anzahl Nebenstationen in einen ersten oder zweiten Zustand zu gehen, so dass in jedem Zeitschlitz nur eine Nebenstation sich in dem ersten Zustand befindet und eine andere Nebenstation oder andere Nebenstationen sich in dem zweiten Zustand befindet bzw. befinden; und
– das simultane Übertragen von Daten von der Hauptstation zu den vielen Nebenstationen; und in jeder Nebenstation:
– das Empfangen der Daten;
– das Ermitteln, ob eine Neuübertragung der Daten erforderlich ist;
– wenn die Nebenstation sich in dem ersten Zustand befindet und wenn Neuübertragung nicht erforderlich ist, das Übertragen einer positiven Bestätigung in dem betreffenden Zeitschlitz;
– wenn die Nebenstation sich in dem zweiten Zustand befindet und wenn Neuübertragung nicht erforderlich ist, das Unterlassen von Übertragung einer Bestätigung; und
– wenn die Nebenstation sich in dem zweiten Zustand befindet und wenn Neuübertragung erforderlich ist, das Übertragen einer negativen Bestätigung wenigstens teilweise gleichzeitig mit einem vorbestimmten Zeitschlitz; und weiterhin in der Hauptstation:
– das Neuübertragen der Daten, wenn die positive Bestätigung nicht von jeder Nebenstation in dem ersten Zustand empfangen worden ist, oder wenn wenigstens eine negative Bestätigung empfangen worden ist, und wenn die Gültigkeit der Daten nicht abgelaufen ist.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im vorliegenden Fall näher beschrieben. Es zeigen:
1 ein Blockschaltbild eines Systems mit einer Masterstation und sechs Sklavenstationen,
2 ein Diagramm, das die Betriebsphasen des Systems illustriert, und
3 ein Diagramm, das den Fluss der Nachrichten während einer Datenkommunikationsphase illustriert.
ARTEN ZUM DURCHFÜHREN DER ERFINDUNG
1 zeigt ein drahtloses Netzwerk mit einer Masterstation 40, beispielsweise einer Settopbox, und mit einer ersten, zweiten, dritten, vierten, fünften und sechsten Sklavenstation 41, 42, 43, 44, 45 und 46 beispielsweise drahtlosen Lautsprechern. Die Masterstation 40 empfängt einen asynchronen digitalen Audiodatenstrom von einer Datenquelle 47 zur Verteilung über die Sklavenstationen 41, 42, 43, 44, 45 und 46. Der digitale Audiodatenstrom kann beispielsweise ein Mehrkanal-Surround-Sound-Gemisch aus verschiedenen Audiosignalen für jeden drahtlosen Lautsprecher sein.
In 2 gibt es eine Schätzungsphase 20. Während der Schätzungsphase 20 schätzt die Masterstation 40 die Qualität der Funkverbindung mit jeder Sklavenstation 41, 42, 43, 44, 45 und 46 in dem drahtlosen Netzwerk. Die Masterstation 40 macht dies durch Übertragung eines Schätzungsbefehls 21 zu der ersten Sklavenstation 41, die der ersten Sklavenstation den Befehl gibt, ein Signal 22 zu übertragen, wonach die Übertragung von Schätzungsbefehlen 23, 25, 27, 29 und 31 zu den anderen fünf Sklavenstationen 42, 43, 44, 45 und 46 folgt, die den anderen Sklavenstationen befehlt, Signale 24, 26, 28, 30 und 32 zu übertragen. Die Masterstation empfängt jedes der sechs Signale 22, 24, 26, 28, 30 und 32 und mit Hilfe von Signalpegelmess- und -schätzungsmitteln 48 (dargestellt in 1) misst diese Station den empfangenen Pegel der betreffenden Signale und bewertet, welche Signale den niedrigsten Pegel haben und dadurch die Funkkommunikation mit der niedrigsten Qualität bieten. Auf alternative Weise können bekannte Messungen der Kommunikationsqualität angewandt werden.
Die Zeitperiode 11, 12 (dargestellt in 3, und nachstehend beschrieben) verfügbar für die Sklavenstationen zum Übertragen von Bestätigungen bei Empfang eines Datenpakets ist in diesem Beispiel ausreichend zum Unterbringen von vier aufeinander folgenden Bestätigungen, so dass die Masterstation 40 die vier Sklavenstationen selektiert, welche die niedrigste Kommunikationsqualität haben um Primärstation zu sein. In dem vorliegenden Beispiel werden die Sklavenstationen 41, 42, 43 und 44 als Primärsklavenstationen selektiert. Die anderen Sklavenstationen 45 und 46 werden als Sekundärsklavenstation selektiert.
Nach der Auswertungsphase gibt es eine Zuordnungsphase 33, in der die Masterstation 40 jeder Sklavenstation 41, 42, 43 44, 45 und 46 den Befehl gibt, den Zustand entweder einer Primärsklavenstation oder einer Sekundärsklavenstation anzunehmen, wie während der Auswertungsphase selektiert, und zwar dadurch, dass betreffende Zuordnungsbefehle 51, 53, 55, 57, 59 und 61 übertragen werden. Jede Sklavenstation 41, 42, 43, 44, 45 und 46 überträgt eine Bestätigung 52, 54, 56, 58, 60 bzw. 62 in Reaktion auf den Zuordnungsbefehl. Die Differenz zwischen einer Primärsklavenstation und einer Sekundärsklavenstation ist, dass nur eine Primärsklavenstation eine positive Bestätigung in Antwort auf den Empfang eines decodierbaren Datenpakets übertragen kann, während die beiden Primär- und Sekundärsklavenstationen eine negative Bestätigung in Antwort auf den Empfang eines nicht decodierbaren Datenpakets übertragen können. Nebst der Instruktion an die Sklavenstationen 41, 42, 43 und 44 um Primärstation zu werden, ordnen die Zuordnungsnachrichten 51, 53, 55 und 57 einen Zeitschlitz für die Übertragung von Bestätigungen zu, wie nachstehend beschrieben.
Die Masterstation 40 kann ggf. innerhalb des Zuordnungsbefehls, der einer Sklavenstation den Befehl gibt, eine Primär- oder Sekundärsklavenstation zu werden, oder innerhalb eines separaten Befehls eine Instruktion enthalten zum Einstellen des übertragenen Leistungspegels auf einen bestimmten Pegel , oder um einen bestimmten Betrag, der typischerweise bis zu 20 dB betragen kann. Die bestimmte Einstellung ist ein Kompromiss, wie nachstehend beschrieben.
Nach der Zuordnungsphase gibt es eine Datenkommunikationsphase 34. Diese kann der Zuordnungsphase 33 unmittelbar folgen oder es kann eine Verzögerung 35 geben, wenn Datenkommunikation nicht sofort erforderlich ist. Weitere Datenkommunikationsphasen können \u Intervallen auftreten, wie diese durch Koomunikationsanforderungen bestimmt werden.
3 zeigt Einzelheiten der Datenkommunikationsphase 34. Daten werden in Paketen übertragen, so sind beispielsweise zwei Datenpakete 13 und 14 in 3 dargestellt. Nach der Übertragung des Datenpakets 13 gibt es eine Periode 11 vor der nächsten Paketübertragung zur Übertragung von Bestätigungen durch Sklavenstationen. Die Bestätigungsperiode 11, die in dem vorliegenden Beispiel ausreicht zum Unterbringen von vier aufeinander folgenden Bestätigungen, ist in vier Zeitschlitze 16, 17, 18 und 19 aufgeteilt. Die Primärstationen 41, 42, 43 und 44 übertragen ihre positive oder negative Bestätigung 1, 2, 3 und 4 in Schlitzen 17, 17, 18 bzw. 19. Die Sekundärstationen 45, 46, die auf die Übertragung von nur negativen Bestätigungen begrenzt sind, brauchen ihre negative Bestätigungsübertragungen nicht in die Dauer eines Zeitschlitzes einzuschließen. Gegebenenfalls können, wenn das Datenpaket 13 nicht decodierbar ist, die Sekundärstationen negative Bestätigungen übertragen, welche die Periode 11 von allen vier Primärstationsbestätigungszeitschlitzen 16, 17, 18 und 19 umfassen. In 3 ist die mögliche maximale Übertragungsperiode für die erste Sekundärstation 45 zum Übertragen einer negativen Bestätigung durch 9 bezeichnet, und die mögliche maximale Übertragungsperiode für die zweite Sekundärstation 46 zum Übertragen einer negativen Bestätigung ist durch 10 bezeichnet.
Wenn die Masterstation 40 keine negative Bestätigung empfängt und wenn alle vier Bestätigungen 1, 2, 3 und 4, die von den Primärstationen 41, 42, 43 bzw. 44 übertragen werden, positiv sind und von der Masterstation 40 empfangen werden, sind das nächste Datenpaket 14, das von der Masterstation 40 übertragen wird, neue Daten. Wenn die Masterstation 40 eine negative Bestätigung empfängt, oder wenn die Masterstation 40 nicht eine positive Bestätigung von jeder Primärstation 41, 42, 43 und 44 empfängt, ist das nächste Datenpaket 14, das von der Masterstation 40 übertragen wird, eine Neuübertragung des vorhergehend übertragenen Datenpakets 13, es sei denn, dass die Gültigkeit der Daten vergangen ist.
Nach der Übertragung des nächsten Datenpakets 14 gibt es eine Bestätigungsperiode 12, in der die Primärstationen 41, 42, 43 und 44 Bestätigungen 5, 6, 7 bzw. 8 übertragen, und in der die Sekundärstationen 45, 46 negative Bestätigungen übertragen können.
Wenn eine Primärstation ein Duplikatdatenpaket empfängt, und zwar wegen der Neuübertragung eines Pakets, das sie vorher erfolgreich empfangen hat, überträgt die Primärstation eine positive Bestätigung und löscht das Duplikatdatenpaket.
Bei einer Ausführungsform kann eine negative Bestätigung, die von einer Sekundärstation übertragen worden ist, eine einzige Nachricht sein, die im Wesentlichen alle vier Primärstationsbestätigungszeitschlitze 16, 17, 18 und 19 überlappt, oder sie kann verknüpfte kürzere Nachrichten enthalten, die sich über dieselbe Periode erstrecken. Bei einer anderen Ausführungsform kann eine negative Bestätigung, die von einer Sekundärstation übertragen wurde, nicht alle Primärstationsbestätigungszeitschlitze 16, 17, 18 und 19 überlappen.
Eine von einer Primärstation übertragene negative Bestätigung braucht nicht zu derselben Zeit zu gehören wie eine positive Bestätigung, sondern kann einer der oben für negative Bestätigungen für eine Sekundärstation beschriebenen Zeitoptionen entsprechen.
Obschon bei der beschriebenen Ausführungsform die Primärstationen eine negative Bestätigung übertragen, wenn eine Neuübertragung erforderlich ist, können sie eine Übertragung von negativen Bestätigungen unterlassen, da dies auch dazu führt, dass die Masterstation eine Neuübertragung durchführt.
Die Übertragungszeit innerhalb der Bestätigungsperiode einer negativen Bestätigung durch eine Sekundärstation kann vorprogrammiert sein oder unter dem Befehl der Masterstation zugeordnet sein.
Die Leistungseinstellung des Senders durch eine Sklavenstation unter dem Befehl der Masterstation 40 ist ein Kompromiss zwischen der Gewährleistung, dass die von einer Primärsklavenstation übertragene positive Bestätigung von der Masterstation 40 erfolgreich empfangen worden ist, wenn keine überlappende negative Bestätigung übertragen wird, und wodurch gewährleistet wird, dass die von der Primärsklavenstation übertragene positive Bestätigungsnachricht nicht von der Masterstation 40 erfolgreich decodiert wurde, wenn eine überlappende negative Bestätigung übertragen wird.
Obschon die Ausführungsform in Bezug auf ein drahtloses Netzwerk mit sechs Sklavenstationen, von denen vier positive Bestätigungen mit einer vierfachen Zeitschlitzperiode übertragen können, beschrieben worden ist, können andere Anzahlen Sklavenstationen und Schlitze untergebracht werden, und zwar je nach der Implementierung des Multicast Systems und der Wirkungsweise desselben.
Obschon die vorliegende Ausführungsform in Bezug auf ein drahtloses Netzwerk beschrieben worden ist, das eine Hausumgebung mit einer geringen Anzahl drahtloser Lautsprecher deckt, ist die vorliegende Erfindung auch anwendbar auf ein Netzwerk mit einem größeren Deckungsgebiet und mit einer größeren Anzahl Sklavenstationen, beispielsweise ein stadtweites oder größeres System.
Obschon die vorliegende Erfindung in Bezug auf ein System zum Übertragen eines Datenstroms beschrieben worden ist, kann sie auch auf einen nicht-Datenstrom angewandt werden.
In der vorliegenden Beschreibung und in den beiliegenden Patentansprüchen schließt eine Bezugnahme auf eine Masterstation oder auf eine Sklavenstation nicht eine Station mit einer doppelten Funktionalität ausschließen, die als entweder eine Masterstation oder als eine Sklavenstation funktionieren kann, und zwar entsprechend der vorherrschenden Kommunikationsanforderung. Weiterhin unterstützt in der vorliegenden Beschreibung und in den beiliegenden Patentansprüchen eine Funkstation Funkkommunikationsfunktionalität und kann auch Funktionalität in Bezug auf das Gerät enthalten, das die Daten kommuniziert oder an welche die Daten kommuniziert werden. Ein Beispiel einer Masterfunkstation ist ein Heim-CD-Spieler mit Funkfunktionalität und auch mit Funktionalität zum Abspielen einer CD. Ein Beispiel einer Sklavenstation ist ein drahtloser Lautsprecher mit Funkfunktionalität und auch mit einem Lautsprecher.
In der vorliegenden Beschreibung und in den beiliegenden Patentansprüchen schließt das Wort "ein" vor einem Element das Vorhandensein einer Anzahl derartiger Elemente nicht aus. Weiterhin schließt das Wort "umfassen" das Vorhandensein anderer Elemente oder anderer Verfahrensschritte als die genannten nicht aus.
Aus der Lektüre der vorliegenden Beschreibung dürften dem Fachmann andere Abwandlungen einfallen. Solche Abwandlungen können andere Merkmale betreffen, die im Bereich der Multicast Funkkommunikation bereits bekannt und statt der oder zusätzlich zu den hier bereits beschriebenen Merkmalen verwendbar sind.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Verbesserungen in der Multicast Datenkommunikation über Funksysteme.
Text in der Zeichnung
3

Zeit

Claims

Multicast-Funksystem mit einer Hauptstation (40) und einer Anzahl Nebenstationen (41–46) mit einer Anzahl Zeitschlitze zur Übertragung, wobei die Hauptstation Mittel aufweist zum Befehlen einer Anzahl Nebenstationen in einen ersten Zustand und einer Anzahl Nebenstationen in einen zweiten Zustand, so dass in jedem Zeitschlitz nur eine einzige Nebenstation sich in dem ersten Zustand befindet und eine andere Nebenstation oder andere Nebenstationen sich in dem zweiten Zustand befinden, Mittel zum simultanen Übertragen von Daten (13) zu der Anzahl Nebenstationen, wobei jede Nebenstation Mittel aufweist zum Empfangen der Daten und Mittel um zu ermitteln, ob Neuübertragung der Daten erforderlich ist, wobei jede Nebenstation in dem ersten Zustand, wenn Neuübertragung nicht erforderlich ist, eine positive Bestätigung (1–4) in dem betreffenden Zeitschlitz (16–19) überträgt, die mit keiner einzigen positiven Bestätigung überlappend ist, die von einer anderen Nebenstation in dem ersten Zustand übertragen wurde, wobei jede Nebenstation in dem zweiten Zustand keine Bestätigung überträgt, wenn Neuübertragung nicht erforderlich ist und eine negative Bestätigung (9, 10) überträgt, wenn Neuübertragung erforderlich ist, wenigstens teilweise gleichzeitig mit einem vorbestimmten Zeitschlitz, wobei die Hauptstation die Daten (14) neu überträgt, wenn sie die positive Bestätigung von jeder Nebenstation in dem ersten Zustand nicht empfängt oder wenn sie wenigstens eine negative Bestätigung (9, 10) empfängt und wenn die Gültigkeit der Daten nicht abgelaufen ist.
System nach Anspruch 1, wobei die Hauptstation (40) Mittel (48) aufweist zum Auswerten der Qualität der Funkkommunikation mit jeder der vielen Nebenstationen (41–46) und Mittel zum Selektieren der Zustände der Nebenstationen, so dass in jedem Zeitschlitz die Nebenstation in dem ersten Zustand eine Funkkommunikation mit der Hauptstation einer geringeren Qualität hat als die oder jede der Nebenstationen in dem zweiten Zustand hat bzw. haben.
System nach Anspruch 1 oder 2, wobei wenigstens eine der vielen Nebensta tionen Mittel aufweist zum Einstellen des übertragenen Leistungspegels unter Befehl der Hauptstation.
System nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei wenigstens eine der negativen Bestätigungen (9, 10), die von den Nebenstationen (45, 46) in dem zweiten Zustand übertragen worden sind, wenigstens teilweise mit mehr als nur einem der Zeitschlitze zusammenfällt.
Hauptfunkstation zur Verwendung in einem Multicast-Funksystem mit einer Hauptstation (40) und einer Anzahl Nebenstationen (41–46) mit einer Anzahl Zeitschlitze zur Übertragung , wobei die Hauptstation Mittel aufweist zum Befehlen einer Anzahl Nebenstationen um einen ersten oder einen zweiten Zustand anzunehmen, so dass in jedem Zeitschlitz nur eine Nebenstation sich in dem ersten Zustand befindet und eine oder mehrere Nebenstationen sich in dem zweiten Zustand befinden, Mittel zum simultanen Übertragen von Daten (13) zu der Anzahl Nebenstationen, Mittel zum Empfangen von Bestätigungen (1–4, 9, 10) von der Anzahl Nebenstationen und Mittel zum Neuübertragen der Daten (14), wenn eine positive Bestätigung (1–4) nicht von jeder Nebenstation in dem ersten Zustand empfangen worden ist oder wenn wenigstens eine negative Bestätigung (9, 10) empfangen wird, und wenn die Gültigkeit der Daten nicht abgelaufen ist.
Hauptfunkstation nach Anspruch 5, weiterhin mit Mitteln (48) zum Auswerten der Qualität der Funkkommunikation mit jeder der vielen Nebenstationen (41–46) und mit Mitteln zum Selektieren der Zustände jeder der vielen Nebenstationen, so dass in jedem Zeitschlitz die Qualität der Kommunikation mit der Nebenstation in dem ersten Zustand niedriger ist als die Qualität der Kommunikation mit der oder jeder Nebenstation in dem zweiten Zustand.
Hauptfunkstation nach Anspruch 5 oder 6, weiterhin mit Mitteln zum Befehlen einer Nebenstation (41–46), den übertragenen Leistungspegel zu ändern.
Integrierte Schaltung mit der Funkstation nach einem der Ansprüche 5 bis 7.
Verfahren zum Betreiben eines Multicast-Funksystems mit einer Hauptstation (40) und einer Anzahl Nebenstationen (41–46) mit einer Anzahl Zeitschlitze zur Übertragung, wobei dieses Verfahren in der Hauptstation die nachfolgenden Verfahrensschritte umfasst: – das Befehlen einer Anzahl Nebenstationen in einen ersten oder zweiten Zustand zu gehen, so dass in jedem Zeitschlitz nur eine Nebenstation sich in dem ersten Zustand befindet und eine andere Nebenstation oder andere Nebenstationen sich in dem zweiten Zustand befindet bzw. befinden; und – das simultane Übertragen von Daten (13) von der Hauptstation zu den vielen Nebenstationen; und in jeder Nebenstation: – das Empfangen der Daten; – das Ermitteln, ob eine Neuübertragung der Daten erforderlich ist; – wenn die Nebenstation sich in dem ersten Zustand befindet und wenn Neuübertragung nicht erforderlich ist, das Übertragen einer positiven Bestätigung (1–4) in dem betreffenden Zeitschlitz (16–19); – wenn die Nebenstation sich in dem zweiten Zustand befindet und wenn Neuübertragung nicht erforderlich ist, das Unterlassen von Übertragung einer Bestätigung; und – wenn die Nebenstation sich in dem zweiten Zustand befindet und wenn Neuübertragung erforderlich ist, das Übertragen einer negativen Bestätigung (9, 10) wenigstens teilweise gleichzeitig mit einem vorbestimmten Zeitschlitz; und weiterhin in der Hauptstation: – das Neuübertragen der Daten (14), wenn die positive Bestätigung nicht von jeder Nebenstation in dem ersten Zustand empfangen worden ist, oder wenn wenigstens eine negative Bestätigung (9, 10) empfangen worden ist, und wenn die Gültigkeit der Daten nicht abgelaufen ist.
Verfahren nach Anspruch 9, mit einer Hauptstation (40), welche die Qualität der Funkkommunikation mit jeder der vielen Nebenstationen (14–46) auswertet und die Zustände der Nebenstationen selektiert, so dass in jedem Zeitschlitz die Nebenstation in dem ersten Zustand eine geringere Qualität der Funkkommunikation mit der Hauptstation hat als die oder jede der Nebenstationen in dem zweiten Zustand hat bzw. haben.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, wobei dieses Verfahren unter Befehl der Hauptstation (40) das Einstellen des übertragenen Leistungspegels wenigstens einer der vielen Nebenstationen (41–46) umfasst.