DE60113766T2

DE60113766T2 - System und Verfahren zur Datenübertragung in zwei Moden und entsprechender Sender und Empfänger

Info

Publication number: DE60113766T2
Application number: DE60113766T
Authority: DE
Inventors: Corinne Rosier; Francis Pitcho
Original assignee: Mitsubishi Electric Information Technology Centre Europe BV France; Mitsubishi Electric Information Technology Corp; Mitsubishi Electric Information Technology Center Europe BV Nederlands
Current assignee: Mitsubishi Electric R&D Centre Europe BV France; Mitsubishi Electric Information Technology Corp; Mitsubishi Electric R&D Centre Europe BV Netherlands
Priority date: 2000-05-31
Filing date: 2001-05-11
Publication date: 2006-08-10
Anticipated expiration: 2021-05-12
Also published as: JP2002033720A; DE60113766D1; FR2809900A1; ATE306158T1; EP1161023B1; EP1161023A1; FR2809900B1; US20020015408A1; US7277439B2

Description

Die Erfindung betrifft die Übertragung von Daten von einem Sender zu einem Empfänger. Genauer gesagt, betrifft die Erfindung alle Kommunikationssysteme, die eine hohe Übertragungsqualität erfordern und bei denen die Verwendung der Übertragungsbandbreite optimiert werden muss. Die Erfindung ist besonders für Funkkommunikationssysteme geeignet, bei denen die Funkressource eine seltene Ressource ist und bei denen der Übertragungskanal gestört sein kann.
Die Erfindung betrifft insbesondere aber nicht ausschließlich Übertragungsprotokolle des Typs ARQ („Automatic Repeat Request" in Englisch), bei denen Fehlerkontrollfunktionen innerhalb der Kommunikationssysteme angewandt werden.
Es werden im Allgemeinen viele Fehlerkontrolltechniken in Kommunikationssystemen verwendet, um den Verlust und/oder die Beschädigung der von einem Quellenpunkt zu einem Empfangspunkt gesendeten Daten auszugleichen. In klassischer Weise wird von der Fehlerkontrolle eine Erfassung der Sendefehler sowie ein erneutes Senden der verlorenen oder beschädigten Daten eingesetzt. Ein Protokoll des Typs ARQ ermöglicht das gleichzeitige Verwalten der Fehlerkontrolle und des Datenflusses, indem der Fluss der gesendeten Daten geregelt wird und indem festgestellt wird, ob ein Datenwert oder mehrere Daten gesendet werden müssen.
Es sind mehrere Protokolle des Typs ARQ bekannt, wie beispielsweise die Protokolle des Typs Go-Back-N, die Protokolle des Typs Stop-and-Wait oder die Protokolle des Typs Selective Repeat. Bei den Protokollen des Typs Go-Back-N und Selective Repeat, die zu den am häufigsten verwendeten Protokollen des Typs ARQ gehören, wird ein allgemein Sequenznummer genanntes Kennzeichen in jedes der Datenpakete eingeführt, die zwischen den Terminals des Typs ARQ ausgetauscht werden. Unter Datenpaket versteht man hier sowie im weiteren Verlauf dieses Dokumentes eine aus einem Datenwert oder aus mehreren Da tenwerten bestehende Menge, wie beispielsweise eine Dateneinheit des Protokolls (PDU „Protocol Data Unit" in Englisch) oder auch ein Datenraster.
Der ARQ Sender unterhält eine Liste der Sequenznummern der PDUs, die er zu senden befugt ist. Seinerseits unterhält der ARQ Empfänger eine Liste der Sequenznummern der PDUs, zu deren Empfang er bereit ist. Die Kenntnis der Sequenznummer der PDUs ermöglicht es somit dem ARQ Empfänger, den Verlust oder die Beschädigung gewisser Datenpakete festzustellen und diese Sendefehler dem ARQ Sender mitzuteilen, wobei dieser dann die nicht ordnungsgemäß empfangene(n) PDUs) erneut sendet.
Ein Nachteil dieser Technik nach dem bisherigen Stand der Technik besteht darin, dass das Senden der Kennzeichen der Datenpakete überflüssig wird, wenn das Senden von Daten fehlerfrei erfolgte. Tatsächlich verbraucht, beispielsweise bei den Protokollen der Typen Go-Back-N und Selective Repeat, das Senden der mit den PDUs assoziierten Sequenznummern unnötige Anteile des Übertragungsbandes, insbesondere dann, wenn der Sendekanal ungestört ist.
Ein weiterer Nachteil dieser Technik nach dem bisherigen Stand der Technik ist, dass sie kostspielig ist, wenn die Kennzeichen der Datenpakete ohne Notwendigkeit gesendet werden.
Noch ein Nachteil dieser Technik nach dem alten Stand der Technik besteht darin, dass, wenn das Senden der Kennzeichen der Datenpakete nicht nützlich ist, der Platz, den diese Kennzeichen innerhalb der Datenpakete einnehmen, zu anderen Zwecken genutzt werden könnte, beispielsweise zum Korrigieren von Fehlern ohne Rückkanal (FEC, „Forward Error Correction" in Englisch).
In GB 1 428 050 wird ein Sendesystem für Daten beschrieben, bei dem die Kennzeichen der zu sendenden Blöcke nur zum Synchronisieren von Sender und Empfänger genutzt werden, wenn das Senden von Daten mit Fehlern behaftet ist.
Die Erfindung soll insbesondere diese Nachteile des bisherigen Standes der Technik ausräumen.
Genauer gesagt, bezweckt die Erfindung das Bereitstellen eines einfachen und preiswerten Übertragungsverfahrens für Daten.
Noch ein Zweck der Erfindung ist das Bereitstellen eines Verfahrens zum Senden von Daten, das unter bestimmten Bedingungen, das Senden eines Kennzeichens des gesendeten Datenpakets überflüssig macht.
Ein weiterer Zweck der Erfindung ist das Bereitstellen eines Übertragungsverfahrens für Daten, mit dem im Vergleich zu den bereits bekannten Übertragungsverfahren, Übertragungsbandfrequenzen gespart werden.
Ebenfalls bezweckt die Erfindung das Bereitstellen eines Verfahrens zum Senden von Daten, das im Rahmen eines Protokolls des Typs ARQ anwendbar sein soll.
Noch ein Zweck der Erfindung ist das Bereitstellen eines Übertragungsverfahrens für Daten, mit dem eine Korrektur von Fehlern ohne Rückkanal ermöglicht wird.
Diese Ziele sowie andere, die im Nachhinein ersichtlich werden, erreicht man nach der Erfindung mit Hilfe eines Übertragungsverfahren von Daten zwischen mindesten einem Sender und mindestens einem Empfänger in Form von Paketen mit mindestens einem Datenwert, wobei jedes dieser Datenpakete mit einem Kennzeichen des Datenpakets assoziiert ist.
Ein derartiges Verfahren wendet mindestens zwei Formen des Sendens an:

– eine explizite Form, bei der jedes der „explizites Datenpaket" genannten Datenpakete zusammen mit dem Kennzeichen des Datenpakets gesendet wird;
– eine implizite Form, bei der die „implizites Datenpaket" genannten Datenpakete ohne die erwähnten Kennzeichen gesendet werden;

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Somit basiert die Erfindung auf einem vollkommen neuen und erfinderischen Ansatz für das Übertragen von Daten zwischen einem Sender und einem Empfänger. Sie basiert nämlich insbesondere auf dem Vorhandensein zweier verschiedener Übertragungsformen, die selektiv als Funktion vorgegebener Kriterien eingesetzt werden, wobei diese Kriterien beispielsweise von der Qualität des Übertragungskanals zwischen Sender und Empfänger oder von der Stärke der sich den gesendeten Daten überlagernden Störungen abhängen. Ferner wird auf der Empfangsseite der Übergang von der expliziten in die implizite Form mit Hilfe der Verwaltung eines Indikators für die Übertragungsqualität optimiert.
Ein System, welches mindestens einen Sender und einen Empfänger umfasst und in dem ein derartiges Verfahren nach der Erfindung zum Einsatz kommt, lässt sich somit besonders auf die Umgebungsbedingungen für die Datenübertragung einstellen. Insbesondere ist ein derartiges Doppelmodusverfahren zur Datenübertragung besonders sparsam bezüglich des Übertragungsbandes, wobei die Kennzeichen der Datenpakete nach vorgegebenen Kriterien, die insbesondere von dem Wert des Sendequalitätsindikators abhängen, gesendet werden oder nicht.
Bevorzugterweise ist der mindestens eine Indikator für die Übertragungsqualität ein Fehler-Flag bezüglich der erwähnten Datenübertragung.
Vorteilhafterweise kann das Fehler-Flag mindestens zwei Zustände annehmen:

– einen „high level" Zustand, nachdem der Empfänger (2) eine Fehlermeldung empfängt, wobei der „high level" Zustand bedeutet, dass die Bedingung, nach welcher der Wert dieses mindestens einen Indikators größer ist als der vorgegebene Qualitätsschwellenwert, nicht nachgewiesen ist;
– einen „low level" Zustand, nachdem der Empfänger ein explizites Paket ordnungsgemäß empfängt, wobei der „low level" Zustand bedeutet, dass die Bedingung, nach welcher der Wert dieses mindestens einen Indikators größer ist als der vorgegebene Qualitätsschwellenwert, nachgewiesen ist.

Eine derartige Fehlermeldung kann beispielsweise von den unteren Schichten des Sendesystems kommen, zu denen der Empfänger gehört. In der Tat sind derartige untere Schichten in der Lage, Sendefehler aufzuspüren und somit festzustellen, wann ein von einem Sender gesendetes Datenpaket vom Empfänger nicht oder nur schlecht empfangen wurde, nach einer Technik, die nicht Gegenstand dieser Erfindung ist. Man kann selbstverständlich auch von die Möglichkeit in Betracht ziehen, dass die unteren Schichten eine Fehlermeldung aus anderen Gründen als aufgrund eines Sendefehlers an den Empfänger senden.
Nach einer vorteilhaften Technik der Erfindung, wird der Übergang des Empfängers (2) von der impliziten Form in die explizite Form (23) durch den Empfang eines expliziten Pakets und/oder einer Fehlermeldung ausgelöst.
So zwingt der Empfang eines expliziten Datenpakets den Empfänger dazu, von der impliziten in die explizite Form überzugehen. Auf der Empfängerseite kann der Übergang von der impliziten in die explizite Form auch durch den Empfang einer Fehlermeldung ausgelöst werden, die beispielsweise von den unteren Schichten beim Aufspüren eines Sendefehlers gesendet wird.
Nach einer vorteilhaften Eigenschaft der Erfindung, hält der Empfänger ferner mindestens eine der Variablen aus der Folgendes umfassenden Gruppe aufrecht:

- Variablen bezüglich des Kennzeichens der empfangenen Pakete;
- Variablen bezüglich eines eingesetzten Protokolls.

So kann der Empfänger eine Variable aufrechterhalten, die dem Kennzeichen (oder der Sequenznummer) der empfangenen Pakete entspricht. Eine derartige Variable kann verwendet werden, um die während der Übertragung verlorenen oder beschädigten Datenpakete aufzuspüren, insbesondere dann, wenn der Empfänger ein Protokoll des Typs ARQ einsetzt. Der Empfänger kann dann ebenfalls Zustandsvariablen bezüglich des eingesetzten ARQ Protokolls aufrechterhalten, wie beispielsweise eine ARQ Fenstervariable.
Nach einer ersten vorteilhaften Variante der Erfindung lehnt der Empfänger alle empfangenen impliziten Pakete ab, wenn sich der Empfänger in der expliziten Form und das Fehler-Flag im „high level" Zustand befindet.
Befindet sich nämlich der Empfänger in der expliziten Form und hat er eine Fehlermeldung erhalten, so kann er einem empfangenen impliziten Datenpaket kein Kennzeichen zuordnen. Daher lehnt er alle empfangenen impliziten Pakete ab. Setzt andererseits das Übertragungsverfahren ein Protokoll des Typs ARQ ein, so werden solche abgelehnten impliziten Pakete nicht vom Protokoll verwendet.
Nach einer zweiten vorteilhaften Variante der Erfindung, wenn sich der Empfänger in der expliziten Form befindet und mindestens ein implizites Paket empfängt, wobei das Fehler-Flag sich im „high level" Zustand befindet, setzt dieser Empfänger die aufeinander folgenden Schritte ein:

– der Empfänger speichert das mindestens eine empfangene implizite Paket nach einer aufeinander folgenden Speicherordnung;
– wenn das Fehler-Flag im „high level" Zustand bleibt, dann lehnt der Empfänger das mindestens eine gespeicherte implizite Paket ab;
– wenn das Fehler-Flag in den „low level" Zustand übergeht, dann verarbeitet der Empfänger das mindestens eine gespeicherte implizite Paket und weist ihm das Kennzeichen zu, welches der Reihenfolge nach vor diesem Kennzeichen des empfangenen expliziten Pakets liegt, wenn es sich um das erste gespeicherte implizite Paket handelt, oder das Kennzeichen, welches der Reihenfolge nach vor diesem Kennzeichen des vorher nach der aufeinander folgenden Speicherordnung gespeicherten impliziten Pakets liegt.

Befindet sich demnach der Empfänger in der expliziten Form, und das Fehler-Flag in dem „high-level" Zustand, so speichert er die empfangenen impliziten Datenpakete nach einer aufeinander folgenden Reihenfolge, ohne ihre Kennzeichen zu bestimmen. Solche impliziten Pakete nennt man dann als „in Erwartung der sequenziellen Anordnung" befindlich. Beim Empfang eines expliziten Pakets mit dem Kennzeichen N, geht das Fehler-Flag dann in den „low-level" Zustand über und der Empfänger bearbeitet die „in Erwartung der sequenziellen Anordnung" befindlichen Pakete, indem es jedem in der folgenden Form ein Kennzeichen zuordnet (der Einfachheit halber wird hier angenommen, dass das Kennzeichen eine Sequenznummer ist): dem letzten vom Empfänger empfangenen und gespeicherten impliziten Paket wird das Kennzeichen N-1 zugeordnet, das vorletzte empfangene implizite Paket erhält das Kennzeichen N-2 und so weiter, bis alle vom Empfänger gespeicherten impliziten Pakete bearbeitet wurden.
Für den besonderen Fall, in dem das Kennzeichen zwischen einem Minimalwert SN_Min und einem Maximalwert SN_Max liegen muss, wobei beide Werte vorgegeben sind, werden die Kennzeichen den Modulo SN_Max + 1 gespeicherten impliziten Paketen zugeordnet.
Setzt das Verfahren ein Protokoll vom Typ ARQ ein, so werden die gespeicherten impliziten Pakete danach vom Protokoll verwendet, nachdem es deren Kennzeichen empfangen hat.
Hat dagegen der Empfänger implizite Pakete gespeichert und empfängt er eine neue Fehlermeldung (wobei das Fehler-Flag dann im „high level" Zustand bleibt), so lehnt er alle gespeicherten impliziten Pakete ab, ohne sie zu verarbeiten.
Empfängt der Empfänger weder eine neue Fehlermeldung noch ein explizites Paket, so kann man ebenfalls annehmen, dass er die gespeicherten impliziten Pakete nach einer vorgegebenen Zeit oder, beispielsweise, wenn eine höchste Speicherkapazität für die impliziten Pakete erreicht wird, ablehnt.
Eine derartige Variante erlaubt es dem Empfänger, die nach Empfang einer Fehlermeldung empfangenen impliziten Pakete nicht zu verwerfen, sondern sie bis zum Empfang der nächsten Fehlermeldung oder des nächsten expliziten Pakets zu speichern. Demnach kann man, um eine derartige Variante zu verwenden, in Betracht ziehen, dass, wenn sich der Sender in der impliziten Form befindet, er nach vorgegebenen Zeitintervallen in die explizite Form übergeht, um ein explizites Paket oder mehrere explizite Pakete an den Empfänger zu senden, um dem Empfänger das Verarbeiten der gespeicherten impliziten Pakete zu ermöglichen.
Das erste vom Sender, nach dem Übergang von der impliziten Form in die explizite, übertragene Datenpaket muss dann das Datenpaket sein, dessen Kennzeichen unmittelbar auf das Kennzeichen des letzten im impliziter Form gesendeten Datenpakets folgt, um sicherzustellen, dass die den vom Empfänger gespeicherten impliziten Pakete zugeordneten Kennzeichen korrekt sind. Nachdem der Sender ein explizites Paket oder mehrere explizite Pakete gesendet hat, geht es in die implizite Form zurück.
Nach einer vorteilhaften Technik der Erfindung, sendet der Empfänger, wenn er ein Datenpaket ordnungsgemäß empfangen hat, dem Sender mindestens eine klassische Bestätigungsmeldung für den Empfang des Pakets, welche das Kennzeichen des nachfolgenden, von diesem Empfänger erwarteten Datenpakets, enthält, wobei zumindest in einigen Fällen, der Empfänger vor dem Senden der mindestens einen klassischen Bestätigungsmeldung, dem Sender mindestens eine vorauseilende Bestätigungsmeldung sendet.
Eine klassische Bestätigungsmeldung umfasst ein Feld, dessen Wert die Bestimmung des Kennzeichens des nächsten vom Empfänger erwarteten Datenpakets ermöglicht. Ist demnach das Kennzeichen beispielsweise eine Sequenznummer, so zeigt der Empfang einer Bestätigungsmeldung mit dem Wert N durch den Empfänger an, dass alle Datenpakete, deren Sequenznummer kleiner als N ist, ordnungsgemäß vom Empfänger empfangen wurden und, dass das Datenpaket mit dem Kennzeichen N vom Empfänger nicht empfangen wurde oder, dass es im Verlauf der Übertragung beschädigt wurde.
Nach dem angewendeten Protokoll, kann der Empfänger eine Empfangsmeldung beim Empfang eines Datenpaketes senden oder Empfangsbestätigungen beispielsweise zu vorgegebenen Zeitintervallen senden. Das Senden einer Empfangsmeldung kann ebenfalls verzögert werden, bis der Empfänger eine vorgegebene Zahl von Datenpaketen empfangen hat, oder es kann von den unteren Schichten des Datenübertragungssystems verzögert werden, beispielsweise, wenn keine Ressource zum Senden desselben verfügbar sind.
Man kann ebenfalls ins Auge fassen, dass der Empfänger mehrere aufeinander folgende Empfangsmeldungen, beispielsweise im Falle eines Sendefehlers, an den Sender schickt. So wird auch im Falle des Verlustes oder der Beschädigung der Bestätigungsmeldungen, die Wahrscheinlichkeit erhöht, dem Sender anzuzeigen, dass ein Datenpaket oder mehrere Datenpakete verloren oder beschädigt wurde(n). Da der Sender schneller über einen möglichen Sendefehler in Kenntnis gesetzt wird, wird der Zeitraum reduziert, während dem Sender und Empfänger außer Tritt sind, und man kann schneller zu einem fehlerfreien Funktionsmodus zurückkehren.
Vorteilhafterweise kann der Sender mindestens eine der Variablen aus der folgendes umfassenden Gruppe aufrechterhalten:

– Variablen bezüglich der Kennzeichen von mindestens einigen der erwähnten gesendeten Pakete;
– für jedes der gesendeten Pakete, einen Taktgeber, der mindestens drei Zustände einnehmen kann:
– einen „laufenden" Zustand, nach dem Senden des erwähnten gesendeten Pakets;
– einen „angehaltenen" Zustand nach Empfang einer Bestätigungsmeldung für das gesendete Paket;
– einen „abgelaufenen" Zustand, nach einer vorgegebenen Maximalzeit;
– Zustandsvariablen bezüglich eines eingesetzten Protokolls.

Jedem Paket, dass er von den oberen Schichten des Datenübertragungssystems empfängt ordnet der Sender ein Kennzeichen zu, das beispielsweise eine Sequenznummer sein kann. Diese Sequenznummer liegt zwischen einem Mindestwert SN_Min, der beispielsweise Null sein kann, und einen Maximalwert SN_Max. Somit kann der Sender die dem aus den oberen Schichten empfangenen Paket entsprechenden Variablen, SN_Min und SN_Max, aufrechterhalten. Ferner kann der Sender die dem Einsatzprotokoll zugehörigen Variablen, wie beispielsweise ARQ Fenstervariablen, aufrechterhalten.
Der Sender kann ebenfalls, für jedes der an den Empfänger gesendeten Datenpakete, eine Taktgebervariable aufrechterhalten. Wird ein Datenpaket an den Empfänger gesendet (beispielsweise ein Paket mit der Sequenznummer N), so geht der entsprechende Taktgeber in den „laufenden" Zustand über. Bei Empfang einer Bestätigungsmeldung, welche direkt oder indirekt anzeigt, dass das dem Taktgeber zugeordnete Paket ordnungsgemäß vom Empfänger empfangen wurde, geht der Taktgeber in den „angehaltenen" Zustand über.
Eine derartige Bestätigungsmeldung kann angeben, dass das nächste vom Empfänger erwartete Paket das Paket mit dem Kennzeichen N + 1 oder eine Meldung ist, dass das nächste vom Empfänger erwartete Paket ein Paket mit dem Kennzeichen N + M mit M > 1 ist, der den Sender die Sicherheit gibt, dass alle Pakete mit Kennzeichen kleiner N + M ordnungsgemäß empfangen wurden. Sollte eine Bestätigungsmeldung nicht empfangen werden, so geht der Taktgeber nach einer vorgegebenen höchsten Zeitdauer in den „abgelaufenen" Zustand über.
Diese vorgegebene, RTT („Round Trip Time" in Englisch) genannte höchste Zeitdauer, kann beispielsweise aus der Summe der folgenden Zeitdauern zusammengesetzt sein:

– die Zeit, die der Sender benötigt, um ein Datenpaket zu senden;
– die Zeit, die der Empfänger benötigt, um das gesendete Datenpaket zu empfangen und zu bearbeiten;
– die Zeit, die der Empfänger benötigt, um dem Sender eine Antwort zu senden (beispielsweise eine Bestätigungsmeldung), wobei angenommen wird, dass der Empfänger diese Antwort so schnell wie möglicht sendet;
– die Zeit, die der Sender benötigt, um die Antwort des Empfängers zu verarbeiten.

Vorteilhafterweise wird der Übergang des Senders von der expliziten Form in die implizite Form durch ein dem Sender gegenüber internes und/oder externes Ereignis ausgelöst, wenn mindestens ein explizites Paket von diesem Sender, seit dem letzten Übergang des Senders von der impliziten Form in die explizite Form, gesendet wurde.
Wenn er in die implizite Form übergeht, sendet der Sender implizite Pakete in der Reihenfolge ihrer Kennzeichen und ohne Verdoppelung, beginnend mit dem impliziten Paket dessen Kennzeichen auf das Kennzeichen des zuletzt in expliziter Form gesendeten Paketes folgt.
Ferner hält, nach einer vorteilhaften Eigenschaft der Erfindung, der Sender mindestens eine der Variablen aus der folgendes umfassenden Gruppe aufrecht:

– eine erste, EoW genannte Kennzeichnungsvariable, deren Wert ein Kennzeichen des nächsten zu senden Pakets ist;
– eine zweite, BoW genannte Kennzeichnungsvariable, deren Wert der kleinste dieser Kennzeichen der gesendeten Pakete ist, für welche der Sender keine Bestätigungsmeldung empfangen hat, wobei das Kennzeichen eine Zahl ist, die der Reihe nach jedem der erwähnten Datenpakete zugeordnet wird.

Vorteilhafterweise ist das erwähnte Kennzeichen eine Zahl, die der Reihe nach einem jeden der erwähnten Datenpakete zugeordnet wird, während sich das be sagte Ereignis aus der Kombinierung der folgenden Bedingungen zusammensetzt:

– der Sender empfängt eine Bestätigungsmeldung, welche das Kennzeichen N des nachfolgenden vom Empfänger erwarteten Datenpakets enthält;
– der Taktgeber eines jeden der von diesem Sender gesendeten Pakets mit dem Kennzeichen SN befindet sich entweder im so genannten „laufenden" oder im so genannten „angehaltenen" Zustand, wobei SN größer oder gleich N ist und SN streng kleiner als das Kennzeichen des erwähnten nächsten zu sendenden Pakets (EoW) ist.

In der Tat zeigt der Empfang einer Bestätigungsmeldung, die das Kennzeichen N enthält, dem Sender an, dass alle Pakete, deren Kennzeichen kleiner oder gleich N-1 sind, ordnungsgemäß vom Empfänger empfangen wurden. Befinden sich ferner, für alle Pakete, die vom Sender nach dem Paket mit dem Kennzeichen N-1 gesendet wurden, die Taktgeber im „angehaltenen" Zustand (in diesem Fall hat der Sender eine Bestätigungsmeldung empfangen, die angibt, dass das entsprechende Paket ordnungsgemäß empfangen wurde) oder im „laufenden" Zustand (der Sender befindet sich in Erwartung einer Bestätigungsmeldung für dieses Paket), so wird dem Sender die Zusicherung gegeben, dass alle Datenpakete, die mehr als einen RTT („Round Trip Time" in Englisch) vor Empfang der das Kennzeichen N enthaltenden Bestätigungsmeldung gesendet wurden, tatsächlich fehlerfrei gesendet wurden.
Der Sender kann dann in die implizite Form übergehen, da die Qualität der Verbindung zwischen Sender und Empfänger offensichtlich gut ist.
Nach einer ersten vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist das Kennzeichen eine der Reihe nach einem jeden der besagten Datenpakete zugeordnete Zahl und wird der Übergang des Senders von der impliziten Form in die explizite Form durch den Empfang einer Bestätigungsmeldung ausgelöst, welche das Kennzeichen N des nächsten vom Empfänger erwarteten Datenpakets enthält, wenn die zwei nachfolgenden Bedingungen erfüllt sind:

– der Sender hat mindestens ein Paket mit dem Kennzeichen SN gesendet, wobei SN größer oder gleich N und SN streng kleiner als das Kennzeichen des nächsten zu sendenden Pakets ist;
– der Taktgeber des mindestens einen Pakets mit dem Kennzeichen SN befindet sich im „abgelaufenen" Zustand.

Derartige Bedingungen zeigen dem Sender an, dass beim Senden des Pakets mit dem Kennzeichen N wahrscheinlich ein Sendefehler aufgetreten ist. Da nämlich der Taktgeber des Paketes mit dem Kennzeichen SN im „abgelaufenen" Zustand ist, ist bekannt, dass die seit dem Senden eines derartigen Pakets abgelaufene Zeit länger ist, als die vorgegebene höchste Zeitdauer RTT. Hätte es gar keinen Sendefehler gegeben, so hätte der Empfänger bereits eine das Kennzeichen SN + 1 enthaltende Bestätigungsmeldung an den Sender gesendet, die den ordnungsgemäßen Empfang aller Pakete, deren Kennzeichen kleiner oder gleich SN sind, angezeigt hätte.
Ist ein derartiger Sendefehler bekannt, geht der Sender dann in die explizite Form über.
Nach der Erfindung kann, in der expliziten Form, der Sender jedes von dem im Datensendesystem eingesetzten Protokoll zugelassene Paket mit Kennzeichen N senden. Insbesondere kann der Sender Datenpakete senden, ohne dabei die Reihenfolge ihrer Kennzeichen zu beachten und/oder ohne einige Datenpakete zu verdoppeln.
Nach einer zweiten vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist das Kennzeichen eine Zahl, die der Reihe nach einem jeden der Datenpakete zugeordnet und der Übergang des Senders von der impliziten Form in die explizite Form durch den Übergang des Taktgebers eines Paketes mit dem Kennzeichen SN in den „abgelaufenen" Zustand ausgelöst wird, wobei SN größer oder gleich der zweiten Variablen mit dem Kennzeichen BoW und streng kleiner als die erste Variable mit dem Kennzeichen EoW ist.
So wird nach dieser zweiten Ausführung der Erfindung der Übergang von der impliziten in die explizite Form durch das Ablaufen eines Taktgebers ausgelöst, auch wenn der Sender noch keine Bestätigungsmeldung erhalten hat. Diese Ausführung ermöglicht einerseits, dass das Datensendesystem beim Auftreten von Fehlern empfindlicher reagiert und andererseits, dass eine unnütze Ablehnung der impliziten Pakete durch den Empfänger vermieden wird.
Tatsächlich ist der Empfänger, beim Empfang einer Fehlermeldung, in die explizite Form übergegangen und ist somit vom Sender, der sich immer noch in der impliziten Form befindet und weiterhin implizite Pakete an den Empfänger sendet, synchron abgekoppelt. Eine derartige Ausführung ermöglicht die Verkürzung der Zeitdauer, während der Empfänger und Sender nicht nach derselben Form arbeiten, um die Funktion des Datenübertragungssystems zu optimieren.
Nach einer vorteilhaften Technik setzt die explizite Form ein Protokoll des Typs ARQ („Automatic Repeat Request" in Englisch) ein.
In vorteilhafter Weise gehört das Protokoll vom Typ ARQ der folgendes umfassenden Gruppe an:

– Protokolle des Typs Go-Back-N;
– Protokolle des Typs Selective Repeat;
– Protokolle des Typs Stop-and-Wait.

Selbstverständlich lässt sich die Erfindung ebenfalls auf andere Protokolltypen anwenden.
Die Erfindung betrifft ebenfalls ein System zum Übertragen von Daten, die zwischen mindestens einem Sender und mindestens einem Empfänger in Form von Paketen mit mindestens einem Datenwert ausgetauscht werden, wobei jedes dieser Datenpakete mit einem Kennzeichen des Paketes assoziiert ist.
Nach der Erfindung umfasst ein derartiges System mindestens zwei Sendeformen:

– eine explizite Form, bei der jedes der „explizites Paket" genannten Datenpakete zusammen mit dem Kennzeichen des Datenpakets gesendet wird;
– eine implizite Form, bei der jedes der „implizites Paket" genannten Datenpakete ohne das Kennzeichen des Datenpakets gesendet wird;

Die Erfindung betrifft darüber hinaus einen Sender eines Datenübertragungssystems, von der Art, die den Austausch von Daten mit mindestens einem Empfänger in Form von Paketen mit mindestens einem Datenwert ermöglicht, wobei jedes dieser Datenpakete mit einem Kennzeichen des Paketes assoziiert ist.
Nach der Erfindung funktioniert ein derartiger Sender nach mindestens zwei Formen für das Senden von Daten:

– eine explizite Form, bei der jedes der „explizites Paket" genannten Datenpakete zusammen mit dem Kennzeichen des Datenpakets gesendet werden;
– eine implizite Form, bei der jedes der „implizites Paket" genannten Datenpakete ohne das Kennzeichen des Datenpakets gesendet werden.

Ferner setzt ein derartiger Sender Mittel für den Übergang von der expliziten Form in die implizite Form und/oder Mittel für den Übergang von der impliziten Form in die explizite Form ein, als Funktion von mindestens einem vorgegebenen Übergangskriterium.
Die Erfindung betrifft ebenfalls einen Empfänger eines Datenübertragungssystems von der Art, die den Austausch von Daten mit mindestens einem Sender in der Form von Paketen mit mindestens einen Datenwert ermöglicht, wobei jedes dieser Datenpakete mit einem Kennzeichen des besagten Pakets assoziiert ist.
Nach der Erfindung funktioniert ein derartiger Empfänger nach mindestens zwei Formen des Datenempfangs:

– eine explizite Form, bei der jedes der „explizites Paket" genannten Datenpakete zusammen mit dem Kennzeichen des Datenpakets gesendet werden;
– eine implizite Form, bei der jedes der „implizites Paket" genannten Datenpakete ohne das Kennzeichen des Datenpakets gesendet werden,

Ferner verwaltet ein derartiger Empfänger mindestens einen Indikator für die Sendequalität, wobei die Mittel für den Übergang von der expliziten Form in die implizite Form vom Empfang eines impliziten Pakets ausgelöst werden, unter der Voraussetzung, dass der Wert des besagten mindestens einen Indikators größer als ein vorgegebener Qualitätsschwellenwert ist.
Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung werden deutlicher beim Lesen der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführung, die nur als Beispiel zur Veranschaulichung und ohne einschränkende Wirkung vorgestellt wird sowie beim Betrachten der beigefügten Figuren, wobei:
1 eine Übersicht des Datenübertragungssystems nach der Erfindung darstellt;
2 eine Zustandsmaschine des Empfängers des in 1 dargestellten Datenübertragungssystems zeigt;
3 eine erste Zustandsmaschine des Senders des in 1 dargestellten Datenübertragungssystems zeigt;
4 eine zweite Zustandsmaschine des Senders des in 1 dargestellten Datenübertragungssystems zeigt;
die 5a bis 5c die vom Sender und vom Empfänger des Systems aus 1 aufrechterhaltenen Variablen bei Einsatz eines Protokolls vom Typ ARQ beschreiben;
6 ein Beispiel für die Ausführung eines Übergangs von der impliziten in die explizite Form zeigt;
7 ein Beispiel für die Arbeitsweise des Systems der 1 in der impliziten Form zeigt.
Der Einfachheit halber wird in der Gruppe der 1 bis 7 angenommen, dass ein Kennzeichen eines Datenpakets eine Sequenznummer ist. Die Erfindung ist selbstverständlich auf die anderen Typen von Kennzeichen, wie beispielsweise eine Symbolkette, anwendbar.
Das allgemeine Prinzip der Erfindung beruht auf der Existenz zweier Sendeformen für die Daten, eine explizite Form, bei der die Datenpakete mit ihrem Kennzeichen gesendet werden und eine implizite Form, bei der die Pakete ohne Kennzeichen gesendet werden. Eine optimale Funktion des Systems erreicht man, wenn Sender und Empfänger in etwa aufeinander synchronisiert sind, d.h., wenn die Dauer der Zeitabschnitte, während derer Sender und Empfänger nicht nach derselben Übertragungsform funktionieren, stark verkürzt werden. Eine derartige optimale Funktionsweise wird insbesondere durch die Verwaltung eines Indikators für die Sendequalität auf der Empfängerseite erreicht, wobei der Wert dieses Indikators den Übergang des Empfängers von der expliziten in die implizite Form bedingt.
Es sei darauf hingewiesen, dass die Erfindung besonders, jedoch nicht einschränkend, auf den Fall komplexer asynchroner Übertragungssysteme anwendbar ist. Zur Erinnerung, unter einem asynchronen System versteht man ein System, bei dem das Senden von nützlichen Datenpaketen durch einen Sender und dem Senden von assoziierten Kontrollpaketen (Empfangsbestätigung) durch einen Empfänger asynchron sind. Derartige Systeme können in eine Richtung oder in zwei Richtungen laufende Verbindungen zwischen einem Zugangspunkt und einen Terminal oder zwischen zwei entfernten Terminals einsetzen, wobei die Sendemechanismen für nützliche Datenpakete durch einen Sender und für assoziierte Kontrollpakete durch einen Empfänger in derartigen Systemen im Allgemeinen unkorreliert sind.
Demnach funktionieren die im Zusammenhang mit den 1 bis 7 unten beschriebenen Mechanismen der Erfindung, im Falle derartiger asynchroner Systeme, unter der alleinigen Bedingung, dass der Empfänger bei jedem Auftreten eines Übertragungsfehlers in der physikalischen Verbindung gut informiert wird.
In solchen asynchronen Systemen kann das Zeitintervall, welches das Senden eines Datenpakets und den Empfang eines die Empfangsbestätigung oder die Bestätigung des Nichtempfangs des gesendeten Datenpaketes enthaltenden Kontrollpakets durch das Empfangsterminal sehr variabel sein. Diese Variabilität wird im Falle elastischer Flüsse noch erhöht. Es wird nämlich daran erinnert, dass das Senden von Empfangsbestätigungen durch den Empfänger verzögert sein kann, beispielsweise bis zum Empfang einer gewissen Zahl von Paketen, um eine kumulierte Bestätigungsmeldung zu senden. Andererseits kann der Empfänger das Senden einer Bestätigungsmeldung so lange verzögern, bis ihm die erforderlichen Ressourcen zugeordnet werden.
Aufgrund dieser Variabilität ist somit das Bestimmen des Zeitpunktes für den Übergang von der impliziten in die explizite Form und umgekehrt besonders komplex. Wie vorher angegeben, beabsichtigt die Erfindung das Beheben dieser Schwierigkeit mit Hilfe eines vom Empfänger verwalteten Indikators für die Sendequalität. Es sei darauf hingewiesen, dass im nachfolgenden Teil der Beschreibung, ein derartiger Indikator in Form eines Fehler-Flags vorhanden ist.
Es wird nun mit Bezug auf 1 eine Ausführung eines Datenübertragungssystems nach der Erfindung vorgestellt.
Ein derartiges Datenübertragungssystem umfasst einen Sender 1 und einen Empfänger 2. Der Sender 1 sendet Datenpakete an den Empfänger 2 über die Verbindung 4: diese Datenpakete können explizite Pakete EM_PDU(K), die das Kennzeichne K des gesendeten Pakets enthalten oder implizite Datenpakete IM_PDU sein. Der Empfänger 2 sendet an den Sender 1 Bestätigungsmeldungen ACK_PDU(N), die das Kennzeichen N des nächsten vom Empfänger 2 erwarteten Datenpakets enthalten.
Der Empfänger 2 kann derartige Bestätigungsmeldungen senden, nachdem er ein vom Sender 1 gesendetes Paket empfangen und verarbeitet hat, oder er kann dies zu jedem anderen Zeitpunkt tun, insbesondere zu einem von dem im System der 1 eingesetzten Datensendeprotokoll bestimmten Zeitpunkt.
Die unteren Schichten 3 des Systems senden eine Fehlermeldung an den Empfänger 2 über eine Verbindung 6. Derartige Fehlermeldungen ermöglichen insbesondere das Benachrichtigen des Empfängers 2 über das Auftreten eines Übertragungsfehlers während des Informationsaustausches zwischen dem Sender 1 und dem Empfänger 2. Die von den unteren Schichten 3 zum Erfassen derartiger Übertragungsfehler eingesetzte Technik ist nicht Gegenstand dieser Patentanmeldung.
Der Einfachheit halber werden in den nachfolgenden Figuren identische Elemente mit denselben Zahlen gekennzeichnet.
Es wird nun im Zusammenhang mit der Verbindung 2 eine Zustandsmaschine des Empfängers 2 vorgestellt, welche die Übergangsbedingungen von der impliziten Form 21 (bzw. von der expliziten Form 22) in die explizite Form 22 (bzw. in die implizite Form 21) veranschaulicht.
Der Empfänger 2 kann in der impliziten Form 21 oder in der expliziten Form 22 arbeiten. Der Übergang 23 von der impliziten Form 21 in die explizite Form 22 kann durch den Empfang einer von den in 2 nicht dargestellten unteren Schichten 3 kommenden Fehlermeldung oder durch den Empfang eines vom Sender 1 kommenden, expliziten Datenpakets EM_PDU ausgelöst werden. Wenn der Empfänger 2 weder ein explizites Paket noch eine Fehlermeldung empfängt, so verweilt er in der impliziten Arbeitsform, wie durch den Pfeil 211 angezeigt.
Der Übergang 24 von der expliziten Form 22 in die implizite Form 21 kann durch den Empfang eines impliziten Datenpakets IM_PDU ausgelöst werden, vorausgesetzt, dass sich das Fehler-Flag im „low-level" Zustand befindet.
Wenn der Empfänger 2 kein implizites Paket empfängt, oder wenn das Fehler-Flag beim Empfang eines impliziten Pakets in den „high-level" Zustand übergeht, so bleibt der Empfänger 2 in der expliziten Arbeitsform, wie vom Pfeil 221 angezeigt.
3 zeigt eine erste Zustandsmaschine des Senders 1, welche die Bedingungen für den Übergang von der impliziten Form 11 (bzw. von der expliziten Form 12) in die explizite Form 12 (bzw. in die implizite Form 11) vorstellen.
Der Übergang 13 des Senders 1 von der impliziten Form 11 in die explizite Form 12 kann durch ein jedes dem Sender 1 internen und/oder externes Ereignis ausgelöst werden. Gemäß Voreinstellung bleibt der Sender 1 in der impliziten Form 11, wie durch den Pfeil 111 angezeigt.
In gleicher Weise kann der Übergang 14 von der expliziten Form 12 in die implizite Form 11 durch ein dem Sender 1 internes und/oder externes Ereignis ausgelöst werden, unter der Voraussetzung, dass der Sender 1 seit dem letzten Übergang 13 von der impliziten in die explizite Form mindestens ein explizites Paket gesendet hat. Ein derartiges, dem Sender internes und/oder externes Ereignis kann beispielsweise von dem in einem derartigen Datenübertragungssystem nach der Erfindung eingesetzten Datenübertragungsprotokoll bestimmt werden. Gemäß Voreinstellung bleibt der Sender 1 in der expliziten Arbeitsform 12, wie vom Pfeil 121 angezeigt.
Es wird jetzt mit Bezug auf 4 eine zweite Zustandsmaschine des Senders 1 vorgestellt, welche die Übergangsbedingungen von einer impliziten Form 11 (bzw. von einer expliziten Form 12) zu einer expliziten Form 12 (bzw. zu einer impliziten Form 11) mit mehr Details zeigt. Eine derartige Zustandsmaschine kann insbesondere nach der Erfindung dann erhalten werden, wenn das in 1 dargestellte Datenübertragungssystem ein Protokoll des Typs ARQ einsetzt.
Der Übergang 13 von der impliziten Form 11 in die explizite Form 12 wird bei dieser besonderen Ausführung durch den Empfang einer Bestätigungsmeldung ausgelöst, die das Kennzeichen N, ACK_PDU(N) enthält, unter der Voraussetzung, dass der Sender 1 mindestens ein Paket mit dem Kennzeichen SN, beispielsweise N ≤ SN < Tx_E0w, gesendet hat, dessen Taktgeber sich im „abgelaufenen" Zustand befindet. (Es wird daran erinnert, dass Tx_EoW das Kennzeichen des nächsten zu sendenden Datenpakets ist). In der Tat zeigt diese Bedingung dem Sender 1 einen Sendefehler an, weil bei Normalbetrieb, da der Taktgeber des Paketes mit Kennzeichen SN „abgelaufen" ist, der Sender 1 vom Empfänger 2 bereits eine Bestätigungsmeldung hätte erhalten sollen, die den ordnungsgemäßen Empfang dieses Pakets angezeigt hätte.
Bei der in 4 dargestellten Ausführung wird der Übergang 14 von der expliziten Form 12 in die implizite Form 11 durch den Empfang einer Bestätigungsmeldung ausgelöst, die das Kennzeichen N, ACK_PDU(N) enthält, unter der Voraussetzung, dass einerseits der Sender mindestens ein explizites Paket EM_PDU seit dem letzten Übergang 13 von der impliziten Form 11 in die explizite Form 12 gesendet hat und andererseits, dass sich die Taktgeber eines jedes dieser vom Sender 1 gesendeten Pakete mit dem Kennzeichen SN, wobei N ≤ SN < Tx_EoW, im „laufenden" oder im „angehaltenen" Zustand befinden. Derartige Bedingungen zeigen dem Sender 1 nämlich an, dass alle Datenpakete, die seit mehr als einem Zeitraum RTT vor Empfang der Bestätigungsmeldung ACK_PDU(N) gesendet wurden, ordnungsgemäß empfangen wurden. Der Sender 1 kann demnach in die implizite Form 11 übergehen, da die Verbindung zwischen Sender 1 und Empfänger 2 scheinbar nicht gestört ist.
Es werden nun mit Bezug auf die 5a bis 5c Definitionen der in den 6 und 7 verwendeten Variablen vorgestellt, die vom Sender 1 und vom Emp fänger 2 gehalten werden, wenn sie ein Protokoll des Typs ARQ einsetzen. Es sei darauf hingewiesen, dass sich diese Definitionen möglicherweise von den bei anderen Typen von ARQ-Protokollen verwendeten Definitionen unterscheiden.
5a zeigt die Definition der Begriffe Fenster 50, des Fensterunterteils 51 BoW („Bottom of Window" in Englisch) und des Fensterendes 52 EoW („End of Window" in Englisch) für den Sender 1.
Bei dem in 5a gezeigten Beispiel wurden die Datenpakete der Gruppe 53 vom Sender 1 gesendet und vom Empfänger 2 bestätigt; d.h., der Sender 1 hat mindestens eine Bestätigungsmeldung erhalten, die den ordnungsgemäßen Empfang der Datenpakete mit Kennzeichen kleiner oder gleich 3 anzeigt.
Die Datenpakete des Fensters 50 (d.h., die Datenpakete mit den Kennzeichen Nr. 4, 5, 6, 7, 0 und 1) wurden vom Sender 1 an den Empfänger 2 gesendet, stehen jedoch in Erwartung ihrer Bestätigung, d.h., der Sender 1 hat noch keine Bestätigungsmeldung erhalten, die dem Sender den ordnungsgemäßen oder schlechten Empfang dieser Datenpakete anzeigt.
Das erste Datenpaket des Fensters 50, welches das Kennzeichen Nr. 4 trägt, wird als BoW genanntes Fensterunterteil 51 definiert, das dem kleinsten Kennzeichen eines Pakets entspricht, das bereits gesendet aber noch nicht bestätigt wurde. Die Variable BoW wird beim Empfang einer Bestätigungsmeldung, die das vom Empfänger 2 kommende Kennzeichen Nr. 4 enthält, vorgelassen.
Das Kennzeichen des ersten Datenpakets, welches dem letzten Datenpaket des Fensters 50 folgt, wird als das EoW genannte Fensterende 52 definiert. Im Beispiel der 5a entspricht EoW dem Kennzeichen des Pakets Nr. 2. EoW ist das Kennzeichen des nächsten vom Sender 1 zu sendenden Pakets und wird vorgelassen, wenn nicht vorher gesendete neue Datenpakete gesendet werden.
5b stellt die Begriffe Fenster, Fensterunterteil BoW („Bottom of Window" in Englisch) und Fensterende EoW („End of Window" in Englisch) für den Empfänger 2 vor, wenn dieser ein ARQ-Protokoll des Typs Selective Repeat einsetzt.
Der Empfänger 2 hält ein Fenster 541 von sechs den empfangenen Datenpaketen entsprechenden Datenpaketen aufrecht. Im Beispiel der 5b wurden die Pakete mit den Kennzeichen Nr. 5, 6 und 1 des Fensters 541 ordnungsgemäß empfangen, wobei ein Fehler beim Senden der Pakete mit den Kennzeichen Nr. 4, 7 und 0 des Fensters 541 aufgetreten ist. Alle Datenpakete der Gruppe 571 wurden ordnungsgemäß vom Empfänger 2 empfangen.
Die Fensterunterteilvariable 561, BoW, wird als das kleinste Kennzeichen (Modulo 8 im Beispiel der 5c) der vom Empfänger 2 erwarteten Datenpakete definiert. BoW ist das Kennzeichen des ersten Datenpakets des Fensters 541, d.h., das Kennzeichen des Pakets Nr. 4 im Beispiel der 5b. Beim Empfang des Datenpakets mit dem Kennzeichen Nr. 4 wird BoW vorgelassen und nimmt den Wert 7 an, wobei das nächste vom Empfänger 2 erwartete Datenpaket dann das Paket mit dem Kennzeichen Nr. 7 ist.
Die Fensterendvariable EoW 551 wird als Kennzeichen des nächsten in der Reihenfolge vom Empfänger 2 erwarteten Datenpaket definiert. Das ist das Kennzeichen des dem letzten Paket des Fensters 541 folgenden Datenpakets, d.h., das Kennzeichen des Pakets Nr. 2 im Beispiel der 5b.
5c stellt die Begriffe Fenster, Fensterunterteil BoW („Bottom of Window" in Englisch) und Fensterende EoW („End of Window" in Englisch) für den Empfänger 2 dar, wenn dieser ein ARQ Protokoll des Typs Go-Back-N einsetzt.
In diesem Beispiel hält der Empfänger 2 ein Fenster 542 aufrecht, das ein einziges Datenpaket enthält, nämlich das Paket mit dem Kennzeichen Nr. 4, bei dem ein Sendefehler aufgetreten ist. Danach hat der Empfänger 2 die Pakete mit den Kennzeichen Nr. 5 und 6 empfangen, die er verworfen hat sowie die Pakete mit den Kennzeichen Nr. 7 und 0, bei denen ein Sendefehler aufgetreten ist. Alle Datenpakete der mit 572 gekennzeichneten Gruppe wurden andererseits ordnungsgemäß vom Empfänger 2 empfangen.
Die Variablen 552, nämlich die Fensterunterteilvariable BoW und die Fensterendvariable EoW, werden als Kennzeichen des nächsten vom Empfänger 2 erwarteten Datenpakets definiert. Im Beispiel der 5c, BoW = EoW – 4, weil das nächste vom Empfänger 2 erwartete Datenpaket das Paket mit dem Kennzeichen Nr. 4 ist, für das ein Sendefehler aufgetreten war.
6 zeigt ein Beispiel für den Übergang von einer impliziten Form in eine explizite Form des Systems der 1 während des Betriebes, bei Einsatz eines Protokolls des Typs ARQ.
Sowohl der Sender 1 als auch der Empfänger 2 befinden sich in der impliziten Form 11 bzw. 21. Zu einem Zeitpunkt 61, ist EoW = BoW = 0 sowohl für den Sender 1 als auch für den Empfänger 2. Das nächste vom Sender 1 gesendete Paket wird demnach das Paket mit der Folgenummer 0 sein, während das nächste vom Empfänger 2 erwartete Paket ebenfalls das Paket mit dem Kennzeichen 0 sein wird.
Im Verlauf eines Schrittes 62 sendet der Sender 1 ein implizites Datenpaket an den Empfänger 2, der es ordnungsgemäß empfängt.
Zum Zeitpunkt 63 nimmt für den Sender 1 die Variable EoW den Wert 1 an, der angibt, dass das nächste vom Sender 1 zu sendende Datenpaket das Paket mit der Folgenummer 1 sein wird. Der Taktgeber des Pakets Nr. 0 befindet sich im „laufenden" Zustand. Für den Empfänger 2 nehmen die Variablen EoW und BoW den Wert 1 an, wobei angezeigt wird, dass das nächste vom Empfänger 2 erwartete Datenpaket das Paket mit dem Kennzeichen Nr. 1 ist.
Im Verlauf eines Schrittes 64 sendet der Sender 1 das implizite Datenpaket Nr. 1 an den Empfänger 2. Die unteren Schichten 3 senden über die Verbindung 6 eine Fehlermeldung an den Empfänger 2, um ihm das Auftreten eines Sendefehlers zu melden. Beim Empfang der Fehlermeldung geht der Empfänger 2 dann in die explizite Form 22 über.
Zu dem Zeitpunkt 65, der dem Senden des Pakets mit dem Kennzeichen 1 folgt, nimmt die Variable EoW des Senders 1 den Wert 2 an, wobei angezeigt wird, dass das nächste vom Sender 1 zu sendende Datenpaket das Paket mit dem Kennzeichen 2 sein wird. Der Taktgeber des Pakets mit dem Kennzeichen 1 befindet sich im „laufenden" Zustand. Nach einer vorgegebenen Höchstzeit (bei spielsweise RTT), geht der Taktgeber des Pakets mit dem Kennzeichen Nr. 1 in den „abgelaufenen" Zustand zum Zeitpunkt 66 über.
Nachdem er in die explizite Form 22 übergegangen ist, sendet der Sender 2 im Verlauf eines Schrittes 67 eine Bestätigungsmeldung, die das Kennzeichen Nr. 1, ACK_PDU(1), enthält, um dem Sender 1 zu melden, dass das nächste vom Empfänger 2 erwartete Datenpaket das Paket mit dem Kennzeichen Nr. 1 ist, wodurch das Auftreten eines Sendefehlers während der Übertragung dieses Pakets gemeldet wird.
Der Sender 1 empfängt diese Bestätigungsmeldung nach Ablauf des Taktgebers des Paketes mit dem Kennzeichen Nr. 1. Zum Zeitpunkt 68 ist die Variable BoW des Senders 1 so, dass BoW = 1, weil der Sender 1 immer noch die Bestätigung des Pakets mit dem Kennzeichen Nr. 1 erwartet. Der Taktgeber des Paketes mit dem Kennzeichen Nr. 0 geht beim Empfang der Bestätigungsmeldung ACK_PDU(1) in den „angehaltenen" Zustand über.
Derartige Bedingungen melden dem Sender 1 das Auftreten eines Sendefehlers, wobei er dann in die explizite Form 12 übergeht.
Es wird nun mit Bezug auf 7 ein Beispiel für das Funktionieren des Sendesystems der 1 in der impliziten Form bei Einsatz eines Protokolls des Typs ARQ vorgestellt.
Der Sender 1 und der Empfänger 2 befinden sich beide in der impliziten Form 11 bzw. 21. Auf der Seite des Senders 1 ist zum Zeitpunkt 721 EoW = BoW = 0, wodurch angezeigt wird, dass das nächste vom Sender 1 zu sendende Datenpaket das Paket mit der Nr. 0 sein wird. Auf der Seite des Empfängers 2 ist EoW = BoW = 0, wodurch angezeigt wird, dass der Empfänger 2 das Paket mit dem Kennzeichen Nr. 0 erwartet. Sender 1 und Empfänger 2 befinden sich somit in Phase, so dass die implizite Form für die Datenübertragung geeignet ist.
Im Laufe eines Schritte 721 sendet der Sender 1 dem Empfänger 2 das implizite Paket mit dem Kennzeichen Nr. 0. Zum Zeitpunkt 731 lässt er dann die Variable EoW auf 1 vor, wodurch er anzeigt, dass das nächste zu sendende Datenpaket das Paket mit dem Kennzeichen Nr. 1 sein wird. Dabei lässt er den Taktgeber des Paketes mit dem Kennzeichen Nr. 0, Tempo(0), in den „laufenden" Zustand übergehen.
Wenn der Empfänger 2 das implizite Paket mit dem Kennzeichen Nr. 0 ordnungsgemäß zum Zeitpunkt 732 empfängt, aktualisiert er die Variablen EoW = BoW = 1, wodurch er anzeigt, dass das nächste erwartete Paket das Paket mit dem Kennzeichen Nr. 1 ist.
Im Laufe eines Schrittes 722 sendet der Sender 1 an den Empfänger 2 das implizite Paket mit dem Kennzeichen Nr. 1. Zum Zeitpunkt 741 lässt er dann die Variable EoW auf 2 vor, wodurch er anzeigt, dass das nächste zu sendende Datenpaket das Paket mit dem Kennzeichen Nr. 2 sein wird. Dabei lässt er den Taktgeber des Paketes mit dem Kennzeichen Nr. 1, Tempo(1), in den „laufenden" Zustand übergehen.
Wenn der Empfänger 2 das implizite Paket mit dem Kennzeichen Nr. 1 ordnungsgemäß zum Zeitpunkt 742 empfängt, aktualisiert er die Variablen EoW = BoW = 2, wodurch er anzeigt, dass das nächste erwartete Paket das Paket mit dem Kennzeichen Nr. 2 ist.
Im Verlauf eines Schrittes 723 sendet der Sender 1 erneut das implizite Pakete Nr. 2. Zum Zeitpunkt 751 nimmt EoW den Wert 3 an, wodurch er anzeigt, dass der Sender im Begriff ist, das Paket mit dem Kennzeichen Nr. 3 zu senden, wobei der Taktgeber Tempo(2) in den „laufenden" Zustand wechselt.
Beim Empfang des impliziten Pakets mit dem Kennzeichen Nr. 3 zum Zeitpunkt 752 inkrementiert der Empfänger EoW und BoW auf 3, wodurch er anzeigt, dass er das Paket mit dem Kennzeichen Nr. 3 erwartet. Er sendet dann im Verlauf eines Schrittes 76 eine Bestätigungsmeldung ACK_PDU(3), um dem Sender 1 anzuzeigen, dass alle Pakete mit Kennzeichen kleiner oder gleich 2 ordnungsgemäß empfangen wurden.
Beim Empfang dieser Bestätigungsmeldung zum Zeitpunkt 77 aktualisiert der Sender 1 die Variable BoW, die den Wert 3 annimmt, weil das nächste auf seine Bestätigung wartende Datenpaket, das Paket mit dem Kennzeichen Nr. 3 ist. Die Taktgeber Tempo(0), Tempo(1) und Tempo(2) der Pakete mit den Kennzeichen Nr. 0, 1 und 2 gehen in den „angehaltenen" Zustand über, weil diese Pakete ordnungsgemäß vom Empfänger 2 bestätigt wurden.
Die in diesem Dokument beschriebene Erfindung kann insbesondere im Rahmen der Schicht DLC (Datenverbindungskontrolle, „Data Link Control" in Englisch) der Hiperlan 2 Netzwerke (s. ETSI TS 101 761–1, v1.1.1) eingesetzt werden. Es werden Fehlermeldungen von der Unterschicht MAC („Medium Access Control" in Englisch) zu der Unterschicht für die Fehlerkontrolle gesendet, wenn der FCCH („Frame Control Channel" in Englisch) nicht ordnungsgemäß dekodiert wurde oder wenn ein erwartetes Benutzerdatenpaket (LCH, „Long Transport Channel" in Englisch) nicht ordnungsgemäß dekodiert wurde.
Die zwei einer späteren Verwendung des Feldes „LCH PDU Type" der LCH-Datenpakete vorbehaltenen Kombinationen werden in der Erfindung eingesetzt, um die expliziten Datenpakete von den impliziten Datenpaketen zu unterscheiden.

Claims

Übertragungsverfahren von Daten zwischen mindesten einem Sender (1) und mindestens einem Empfänger (2) in Form von Paketen mit mindestens einem Datenwert, wobei jedes dieser Datenpakete mit einem Kennzeichen des Datenpakets assoziiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens zwei Formen des Sendens anwendet: – eine explizite Form (12; 22), bei der jedes der „explizites Datenpaket" genannten Datenpakete zusammen mit dem Kennzeichen des Datenpakets gesendet wird; – eine implizite Form (11; 21), bei der die „implizites Datenpaket" genannten Datenpakete ohne die erwähnten Kennzeichen gesendet werden; dadurch, dass es mindestens einen Übergangsschritt (24; 14) von der expliziten Form in die implizite Form und/oder mindestens einen Übergangsschritt (23; 13) von der impliziten Form in die explizite Form umfasst, als Funktion von mindestens einem vorgegebenen Übergangskriterium, und dadurch, dass der Empfänger mindestens einen Indikator für die Sendequalität verwaltet, wobei der Übergang dieses Empfängers von der expliziten Form in die implizite Form durch den Empfang eines impliziten Pakets ausgelöst wird, vorausgesetzt, der Wert des mindestens einen Indikators ist größer als ein vorgegebener Qualitätsschwellenwert.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Indikator für die Übertragungsqualität ein Fehler-Flag bezüglich der erwähnten Datenübertragung ist.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Fehler-Flag mindestens zwei Zustände annehmen kann: – einen „high level" Zustand, nachdem der Empfänger (2) eine Fehlermeldung empfängt, wobei der „high level" Zustand bedeutet, dass die Bedingung, nach welcher der Wert dieses mindestens ein Indikator größer ist als der vorgegebene Qualitätsschwellenwert, nicht nachgewiesen ist; – einen „low level" Zustand, nachdem der Empfänger ein explizites Paket ordnungsgemäß empfängt, wobei der „low level" Zustand bedeutet, dass die Bedingung, nach welcher der Wert dieses mindestens einen Indikators größer ist als der vorgegebene Qualitätsschwellenwert, nachgewiesen ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergang des Empfängers (2) von der impliziten Form in die explizite Form (23) durch den Empfang eines expliziten Pakets und/oder einer Fehlermeldung ausgelöst wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Empfänger (2) ferner mindestens eine der Variablen aus der folgendes umfassenden Gruppe aufrechterhält: – Variablen (561, 551,; 572, 552) bezüglich der Kennzeichens der empfangenen Pakete; – Variablen bezüglich eines eingesetzten Protokolls.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass, weil der Empfänger (2) sich in der expliziten Form (22) befindet, wobei das Fehler-Flag sich im „high level" Zustand befindet, der Empfänger alle empfangenen impliziten Pakete ablehnt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass, weil der Empfänger (2) sich in der expliziten Form (22) befindet und mindestens ein implizites Paket empfängt, wobei das Fehler-Flag sich im „high level" Zustand befindet, dieser Empfänger die aufeinander folgenden Schritte einsetzt: – der Empfänger speichert das mindestens eine empfangene implizite Paket nach einer aufeinander folgenden Speicherordnung; – wenn das Fehler-Flag im „high level" Zustand bleibt, dann lehnt der Empfänger das mindestens eine gespeicherte implizite Pakte ab; – wenn das Fehler-Flag in den „low level" Zustand übergeht, dann verarbeitet der Empfänger das mindestens eine gespeicherte implizite Paket und weist ihm das Kennzeichen zu, welches der Reihenfolge nach vor diesem Kennzeichen des empfangenen expliziten Pakets liegt, wenn es sich um das erste gespeicherte implizite Paket handelt, oder das Kennzeichen, welches der Reihenfolge nach vor diesem Kennzeichen des vorher nach der aufeinander folgenden Speicherordnung gespeicherten impliziten Pakets liegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn der Empfänger (2) ein Datenpaket ordnungsgemäß empfangen hat, er dem Sender (1) mindestens eine klassische Bestätigungsmeldung für den Empfang des Pakets sendet, welche das Kennzeichen des nachfolgenden, von diesem Empfänger erwarteten Datenpakets, enthält und dadurch, dass zumindest in einigen Fällen, der Empfänger vor dem Senden der mindestens einen klassischen Bestätigungsmeldung, dem Sender mindestens eine voreilende Bestätigungsmeldung sendet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Sender (1) mindestens eine der Variablen aus der folgendes umfassenden Gruppe aufrechterhält: – Variable (51, 52) bezüglich der Kennzeichen von mindestens einigen der erwähnten gesendeten Pakete; – für jedes der gesendeten Pakete, einen Taktgeber, der mindestens drei Zustände einnehmen kann: – einen „laufenden" Zustand, nach dem Senden des erwähnten gesendeten Pakets; – einen „angehaltenen" Zustand nach Empfang einer Bestätigungsmeldung für das gesendete Paket; – einen „abgelaufenen" Zustand, nach einer vorgegebenen Maximalzeit; – Zustandsvariablen bezüglich eines eingesetzten Protokolls.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergang (14) des Senders (1) von der expliziten Form (12) in die implizite Form (11) durch ein dem Sender gegenüber internes und/oder externes Ereignis ausgelöst wird, wenn mindestens ein explizites Paket von diesem Sender, seit dem letzten Übergang des Senders von der impliziten Form in die explizite Form, gesendet wurde.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Sender ferner mindestens eine der Variablen aus der folgendes umfassenden Gruppe aufrechterhält: – eine erste, EoW genannte Kennzeichnungsvariable (52), deren Wert ein Kennzeichen des nächsten zu senden Pakets ist; – eine zweite, BoW genannte Kennzeichnungsvariable (51), deren Wert der kleinste dieser Kennzeichen der gesendeten Pakete ist, für welche der Sender keine Bestätigungsmeldung empfangen hat, wobei das Kennzeichen eine Zahl ist, die der Reihe nach jedem der erwähnten Datenpakete zugeordnet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 oder 10 und gegebenenfalls nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das erwähnte Kennzeichen eine Zahl ist, die der Reihe nach einem jeden der erwähnten Datenpakete zugeordnet wird und dadurch, dass das besagte Ereignis sich aus der Kombinierung der folgenden Bedingungen zusammensetzt: – der Sender empfängt eine Bestätigungsmeldung, welche das Kennzeichen N des nachfolgenden vom Empfänger erwarteten Datenpakets enthält; – der Taktgeber eines jeden der von diesem Sender gesendeten Pakets mit dem Kennzeichen SN befindet sich entweder im so genannten „laufenden" oder im so genannten „angehaltenen" Zustand, wobei SN größer oder gleich N ist und SN streng kleiner als das Kennzeichen des erwähnten nächsten zu sendenden Pakets (EoW) ist.
Verfahren nach Anspruch 9 und gegebenenfalls nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Kennzeichen eine der Reihe nach einem jeden der besagten Datenpakete zugeordnete Zahl ist und dadurch, dass der Übergang (13) des Senders (1) von der impliziten Form (11) in die explizite Form (12) durch den Empfang einer Bestätigungsmeldung ausgelöst wird, welche das Kennzeichen N des nächsten vom Empfänger erwarteten Datenpakets enthält, wenn die zwei nachfolgenden Bedingungen erfüllt sind: – der Sender hat mindestens ein Paket mit dem Kennzeichen SN gesendet, wobei SN größer oder gleich N und SN streng kleiner als das Kennzeichen des nächsten zu sendenden Pakets ist; – der Taktgeber des mindestens einen Pakets mit dem Kennzeichen SN sich im „abgelaufenen" Zustand befindet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 oder 11 und gegebenenfalls nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Kennzeichen eine Zahl ist, die der Reihe nach einem jeden der Datenpakete zugeordnet wird und dadurch, dass der Übergang (13) des Senders (1) von der impliziten Form (11) in die explizite Form (12) durch den Übergang des Taktgebers eines Paketes mit dem Kennzeichen SN in den „abgelaufenen" Zustand ausgelöst wird, wobei SN größer oder gleich der zweiten Variablen mit dem Kennzeichen BoW und streng kleiner als die erste Variable mit dem Kennzeichen EoW ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die explizite Form ein Protokoll vom Typ ARQ einsetzt.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Protokoll vom Typ ARQ der folgendes umfassenden Gruppe gehört: – Protokolle des Typs Go-Back-N; – Protokolle des Typs Selective Repeat; – Protokolle des Typs Stop-and-Wait.
System zum Übertragen von Daten, die zwischen mindestens einem Sender (1) und einem Empfänger (2) in Form von Paketen mit mindestens einem Datenwert ausgetauscht werden, wobei jedes dieser Datenpakete mit einem Kennzeichen des Paktes assoziiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens zwei Sendeformen umfasst: – eine explizite Form (12; 22), bei der jede der „explizites Paket" genannten Datenpakete zusammen mit dem Kennzeichen des Datenpakets gesendet wird; – eine implizite Form (11; 21), bei der jede der „implizites Paket" genannten Datenpakete ohne das Kennzeichen des Datenpakets gesendet wird; dadurch, dass es Übergangsmittel (24; 14) von der expliziten Form in die implizite Form und/oder Übergangsmittel (23; 13) von der impliziten Form in die explizite Form einsetzt, als Funktion von mindestens einem vorgegebenen Übergangskriterium und dadurch, dass der Empfänger mindestens einen Indikator für die Sendequalität verwaltet, wobei der Übergang dieses Empfängers von der expliziten Form in die implizite Form durch den Empfang eines impliziten Pakets ausgelöst wird, vorausgesetzt, der Wert des mindestens einen Indikators ist größer als ein vorgegebener Qualitätsschwellenwert.
Empfänger (2) eines Datenübertragungssystems, von der Art, die den Austausch von Daten mit mindestens einem Sender (1) in Form von Paketen mit mindestens einem Datenwert ermöglicht, wobei jedes dieser Datenpakete mit einem Kennzeichen des Paktes assoziiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass es nach mindestens zwei Formen des Datenempfangs funktioniert: – eine explizite Form (22), bei der jede der „explizites Paket" genannten Datenpakete zusammen mit dem Kennzeichen des Datenpakets gesendet wird; – eine implizite Form (21), bei der jede der „implizites Paket" genannten Datenpakete ohne das Kennzeichen des Datenpakets gesendet wird; dadurch, dass es Übergangsmittel (24) von der expliziten Form in die implizite Form und/oder Übergangsmittel (23) von der impliziten Form in die explizite Form einsetzt, als Funktion von mindestens einem vorgegebenen Übergangskriterium und dadurch, dass es mindestens einen Indikator für die Sendequalität verwaltet, wobei die Übergangsmittel von der expliziten Form in die implizite Form durch den Empfang eines impliziten Pakets ausgelöst werden, vorausgesetzt, der Wert des mindestens einen Indikators ist größer als ein vorgegebener Qualitätsschwellenwert.