DE60131765T2

DE60131765T2 - Verfahren zur verbindung mehrerer kommunikationsbusse mit drahtlosen verbindungen

Info

Publication number: DE60131765T2
Application number: DE60131765T
Authority: DE
Inventors: Sebastien Perrot; Christophe Vincent; Gilles Straub; Caroline Landry; Helmut Burklin
Original assignee: Thomson Licensing SAS
Priority date: 2000-10-19
Filing date: 2001-10-18
Publication date: 2008-11-20
Anticipated expiration: 2021-10-19
Also published as: AU2002221746A1; US20040057411A1; EP1327328B1; MXPA03003415A; DE60131765D1; WO2002037765A1; US8009590B2; ATE380422T1; EP1327328A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbindung mehrerer Kommunikationsbusse mit drahtlosen Verbindungen in einer solchen Art und Weise, dass das so gebildete Netzwerk einen einzigen Kommunikationsbus emuliert.
Derzeit gibt es verschiedene Versuche, Standards für das Verbinden von Kommunikationsbussen mithilfe der Drahtlostechnologie zu definieren. Zwei dieser Versuche werden unter der Schirmherrschaft des IEEE einerseits (IEEE P1394.1 „Draft Standard for High Performance Serial Bus Bridges") und der ETSI andererseits (Broadband Radio Access Network (BRAN) HIPERLAN Typ 2 Technische Spezifikation: Packet based Convergence Layer, Teil 4: IEEE 1394 Bridge Specific Functions sub-layer) unternommen.
Brücken (Bridges), die zwei oder mehr Kommunikationsbusse oder Netzwerke miteinander verbinden, haben den Nachteil, dass Geräte des einen Kommunikationsbusses oder Netzwerks, die auf Geräte des anderen Kommunikationsbusses oder Netzwerks zugreifen wollen, die Bridge erkennen müssen, das heißt, dass sie spezielle Software enthalten, die mit der Bridge zusammenarbeitet.
Es kann interessant sein, zwei Kommunikationsbusse oder Netzwerke mit einer drahtlosen Verbindung derart zu verbinden, dass diese Verbindung für die angeschlossenen Geräte transparent ist, das heißt, dass ein Gerät an dem einen Kommunikationsbus auf ein anderes Gerät an dem anderen Kommunikationsbus genauso zugreift, als wären beide an denselben Kommunikationsbus angeschlossen.
Die europäische Patentanmeldung EP 1199840 , die am 24. April 2000 im Namen von THOMSON multimedia veröffentlicht wurde, betrifft ein Netzwerk, welches eine Gruppe (Cluster) von Geräten umfasst, die mit einem drahtgebundenen Kommunikationsbus verbunden sind, wobei dieser Cluster durch eine drahtlose Verbindung mit einem entfernten Gerät verbunden ist.
Die Patentanmeldung WO 99/65204A (KONINKL PHILIPS ELECTRONICS NV; PHILIPS SVENSKA AB (SE)) vom 16. Dezember 1999 (1999-12-16) offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen drahtloser Kommunikation zwischen mehreren standardisierten Datennetzwerken und nicht standardisierten Datengeräten.
Ein Ziel der Erfindung ist ein Verfahren zur Verbindung eines ersten und eines zweiten Kommunikationsbusses mit einer drahtlosen Verbindung, umfassend einen ersten Portal-Knoten, der mit dem ersten Kommunikationsbus verbunden ist, und einen zweiten Portal-Knoten, der mit dem zweiten Kommunikationsbus verbunden ist, wobei der erste und der zweite Portal-Knoten über eine drahtlose Verbindung miteinander kommunizieren und wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:

– Zuordnen der beiden Portal-Knoten zu dem drahtlosen Netzwerk;
– Zwischen den beiden Portal-Knoten Austauschen von Selbstidentifizierungs-Datenpaketen von Knoten, die mit ihren jeweiligen lokalen Kommunikationsbussen verbunden sind, einschließlich der Selbstidentifizierungs-Datenpakete der Portal-Knoten selbst;
– Erzeugen einer Rücksetzung (Reset) auf jedem Kommunikationsbus;
– Ausführen einer Selbstidentifizierungsprozedur auf jedem Kommunikationsbus, wobei jeder Portal-Knoten Selbstidentifizierungs-Datenpakete für sich selbst sowie für die Knoten des jeweiligen entfernten Kommunikationsbusses erzeugt, wozu die Selbstidentifizierungs-Datenpakete benutzt werden, die nach dem Zuordnungsschritt empfangen werden.

Die an jeden Kommunikationsbus angeschlossenen Portal-Knoten (Cluster) emulieren die Knoten in ihrem jeweiligen Cluster für den anderen Kommunikationsbus. Knoten, die mit einem Cluster verbunden sind, können zusätzlich zu dem Portal-Knoten die Knoten in dem jeweils anderen Cluster erkennen. Zu diesem Zweck erzeugen die Portal-Knoten zusätzlich zu den eigenen Selbstidentifizierungs-Datenpaketen auch Selbstidentifizierungs-Datenpakete für die emulierten Knoten.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden anhand der Beschreibung einer bestimmten Ausführungsform der Erfindung, die jedoch keinerlei einschränkenden Charakter hat, deutlich und mithilfe der beigefügten Zeichnungen erläutert, wobei
1 ein Diagramm eines Netzwerks ist, welches sich aus zwei drahtgebundenen Kommunikationsbussen zusammensetzt, die mittels einer drahtlosen Verbindung miteinander verbunden sind, wobei jeder Kommunikationsbus einen Cluster mit einer Mehrzahl von Knoten bildet, in dem jeweils die Softwarestapel (Stacks) in den verschiedene Geräten gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt sind;
2 ein Diagramm eines anderen Netzwerks ist, welches drahtlose Verbindungen beinhaltet, und die Prozedur zur Bestimmung des Bustyps sowie die Prozedur zur Auswahl des Root-Verzeichnisses auf jedem Kommunikationsbus veranschaulicht;
3 ein Diagramm der physischen Kennzeichner („Physical_id") auf zwei Kommunikationsbussen ist, bevor die Prozedur zur Zuordnung des Kommunikationsbusses gemäß der vorliegenden Ausführungsform ausgeführt wird;
4 die physischen Kennzeichner der Kommunikationsbusse von 3 nach der Zuordnung der Kommunikationsbusse darstellt;
5 die physischen Kennzeichner des Netzwerks von 4 darstellt, nachdem ein Reset aufgrund des Entfernens eines Geräts aus einem Cluster ausgeführt wurde;
6 eine Sequenz zur Weiterleitung eines Bus-Reset in einem Netzwerk darstellt, wenn das Reset durch einen Endbus (Leaf-Bus) ausgelöst wurde;
7 eine Sequenz zur Weiterleitung eines Bus-Reset in einem Netzwerk darstellt, wenn das Reset durch einen Zweigbus (Branch-Bus) ausgelöst wurde;
8 ein Diagramm eines Netzwerks ist, das die Anpassung des Cycle-Master-Knotens durch eine BRAN-Bridge darstellt;
9a ein Diagramm eines Netzwerks ist, das die Reservierung von Ressourcen für eine isochrone Übertragung im Fall einer nicht überlagerten Verbindung darstellt;
9b ein Diagramm eines Netzwerks ist, das die Reservierung von Ressourcen für eine isochrone Übertragung im Fall einer überlagerten Verbindung darstellt;
10 ein Diagramm eines Netzwerks ist, das die Modifikation einer Drahtlos-Bandbreitenreservierung durch Bridges auf dem Pfad zwischen einem sendenden Knoten und einem empfangenden Knoten gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung darstellt.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Netzwerk, welches von einer Mehrzahl von drahtgebundenen Kommunikationsbussen nach IEEE 1394 gebildet wird. Nähere Informationen zu diesen Kommunikationsbussen sind in folgenden Dokumenten zu finden:

(a) IEEE Std 1394-1995 „Standard for a High Performance Serial Bus"
(b) IEEE Std 1394a-2000 „Standard for a High Performance Serial Bus – Amendment 1"
(c) IEC 61883-1 (1998–02) Consumer audio/video equipment – -Digital interface – Teil 1: General

Das Dokument (c) definiert insbesondere die Herstellung isochroner Verbindungen.

(d) IEEE P1212 „Draft Standard for Control and Status Registers (CSR) Architecture for microcomputer busses".

Gemäß der vorliegenden Erfindung basieren die drahtlosen Verbindungen, die zum Verbinden der drahtgebundenen Kommunikationsbusse verwendet werden, auf dem Normenentwurf ETSI BRAN Hiperlan 2 und insbesondere auf dem Dokument (e) „Broadband Radio Access Networks (BRAN); HIPERLAN Type 2; Packet based convergence layer; Teil 3: IEEE 1394 Service Specific Convergence Sublager (SSCS), Version 0.g von Juni 2000. Dieses Dokument behandelt den Transport von IEEE-1394-Verkehr zwischen Hiperlan-2-Geräten.
Es versteht sich von selbst, dass die Erfindung nicht auf die speziellen Technologien beschränkt ist, die für den drahtgebundenen Kommunikationsbus und für die drahtlose Verbindung eingesetzt werden.
Bridges zwischen zwei IEEE-1394-Konmunikationsbussen werden derzeit durch die IEEE standardisiert. Der entsprechende Normenentwurf ist:

(f) IEEE P1394.1 „Draft Standard for High Performance Serial Bus Bridges", Entwurf 0.14, 21. Dezember 2000.

Die ETSI arbeitet ebenfalls derzeit an der Standardisierung einer Bridge Specific Functions Sublager nach IEEE 1394:

(g) Broadband Radio Access Networks (BRAN) HIPERLAN Typ 2 Technische Spezifikation; Packet based Convergence Lager Teil 4: IEEE 1394 Bridge Specific Functions sub-layer, Version 0.g (Februar 2001).

1 stellt ein Netzwerk dar, das aus zwei Clustern 1 und 2 von IEEE-1394-Geräten besteht, die jeweils einen drahtgebundenen IEEE-1394-Kommunikationsbus, eine Mehrzahl von Geräten (Knoten 3, 4 bzw. 5, 6) und einen Portal-Knoten (für jeden Kommunikationsbus, 7 bzw. 8) zu der drahtlosen Hiperlan-2-Verbindung enthalten, wobei diese Portal-Knoten als „Drahtlos-Boxen" oder einfach „W-Boxen" („W” für wireless = drahtlos) bezeichnet werden. Bei den Knoten handelt es sich um reine IEEE-1394-Geräte. Sie erkennen nicht, ob sie mit Knoten in ihrem eigenen Cluster oder, über die drahtlose Verbindung, in dem entfernten Cluster kommunizieren. Aus der Perspektive der Knoten befinden sich scheinbar alle Knoten in ein und demselben Cluster. Die Knoten müssen die drahtlose Punkt-zu-Punkt-Verbindung nicht erkennen, die zwischen den beiden Clustern besteht. Die Transparenz der drahtlosen Verbindung wird, soweit es die IEEE-1394-Knoten betrifft, durch die Drahtlos-Boxen 7 und 8 ermöglicht.
Gemäß der vorliegenden Erfindung sind die Drahtlos-Boxen 7 und 8 für die übrigen Geräte nicht transparent in dem Sinne, dass sie von diesen ebenfalls wie Geräte auf ihrem jeweiligen Kommunikationsbus wahrgenommen werden, das heißt, ihnen wird nach einem Bus-Reset ein physischer Kennzeichner zugewiesen.
Jeder Knoten beinhaltet einen IEEE-1394-Softwarestapel, das heißt die Bitübertragungsschicht, die Sicherheitsschicht und die Transaktionsschicht sowie eine Anwendungsschicht. Jede Drahtlos-Box beinhaltet an ihrer Schnittstelle zum drahtgebundenen Kommunikationsbus ebenfalls diese Schichten, mit den Unterschieden, die an späterer Stelle noch erläutert werden. Schließlich kommunizieren die Drahtlos-Box 1 und die Drahtlos-Box 2 mittels des Hiperlan-2-Protokollstapels, wie in dem weiter oben bereits erwähnten Dokument ETSI BRAN IEEE 1394 SSCS (Dokument (e)) definiert.
Gemäß dem IEEE-1394-Standard (Dokument (a)) setzt sich eine einheitliche Transaktion aus einer Anforderung (Request) von einem Gerät und einer Antwort (Response) von dem Empfängergerät zusammen, wobei die Antwort in der Bestätigung von dem Empfängergerät enthalten ist. Ob eine Transaktion einheitlich ist oder nicht (also „geteilt"), kann von dem empfangenden Knoten je nach dessen Fähigkeit, schnell auf die Anforderung des sendenden Knotens zu reagieren, festgestellt werden. Wenn eine Transaktion geteilt werden muss, überträgt der antwortende Knoten eine Empfangsbestätigung, die den sendenden Knoten informiert, dass die Transaktion noch „anhängig" ist und dass die Antwort zu einem späteren Zeitpunkt gesendet wird. Der sendende Knoten wartet eine vorab definierte maximale Zeitspanne („Wartezeit für geteilte Transaktion") und bricht, wenn keine Antwort empfangen wird, die Transaktion ab.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Anzahl von drahtlosen Verbindungen zwischen zwei beliebigen Knoten des Netzwerks auf eine maximale Anzahl begrenzt, im vorliegenden Fall auf zwei. Diese maximale Anzahl von Verbindungen wird derart gewählt, dass die Verzögerung aufgrund der Wartezeit für geteilte Transaktionen eines sendenden Geräts üblicherweise ausreicht, um die zusammengefassten Verzögerungen der zu durchlaufenden drahtlosen Verbindungen abzudecken, da jede drahtlose Verbindung zwischen zwei Knoten eine zusätzliche Übertragungsverzögerung verursacht. Bei den Netzwerken, die unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben werden, ist diese Einschränkung berücksichtigt: Jedes Netzwerk umfasst maximal einen Branch-Bus. Ein Branch-Bus ist definiert als ein Kommunikationsbus, der über entsprechende drahtlose Verbindungen mit mindestens zwei anderen Kommunikationsbussen verbunden ist. Diese anderen Kommunikationsbusse sind dann notwendigerweise Leaf-Busse, die per Definition mit maximal einem anderen Kommunikationsbus über eine drahtlose Verbindung verbunden sind.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Gesamtzahl von Geräten im Netzwerk begrenzt durch die maximale Anzahl von Geräten, die an einem einzelnen Kommunikationsbus zulässig sind, da das Ziel ist, dass sich das Netzwerk wie ein einziger Kommunikationsbus verhält, soweit es die Knoten mit Ausnahme der Drahtlos-Boxen betrifft. Im Fall von IEEE 1394 ist diese Anzahl 64. Dies beinhaltet auch die Drahtlos-Boxen, die gemäß der vorliegenden Erfindung als Knoten betrachtet werden.
Ein Beispiel eines Netzwerks wird in 2 gegeben. Ein Branch-Bus (oder Cluster) 9 ist mit drei Leaf-Bussen (oder Clustern) 10, 11 und 12 über drahtlose Verbindungen verbunden, die jeweils von Drahtlos-Box-Paaren gebildet werden. Drahtlos-Boxen, die als Root-Knoten ihres Kommunikationsbusses (oder Clusters) im Sinne von Dokument (a) fungieren, sind mit „R" gekennzeichnet. Wie die Root-Knoten ausgewählt werden, wird im Zusammenhang mit dem Prozess der Zuordnung einer Drahtlos-Box zu einem bereits bestehenden Netzwerk erläutert.
Zunächst wird nun das Verhalten einer Drahtlos-Box nach der Verbindung mit einem Kommunikationsbus beschrieben. Hierauf folgen die Prozedur der Zuordnung gleichrangiger Drahtlos-Boxen (Peer-Boxen), die mit zwei verschiedenen Kommunikationsbussen verbunden sind, zueinander und die darauf folgende Verbindung der Kommunikationsbusse. Anschließend wird das Verhalten der Drahtlos-Boxen eines bereits gebildeten Netzwerks während eines Reset des Netzwerks sowie speziell der Prozess, mit dem das Reset von einem Kommunikationsbus zum nächsten weitergegeben wird, beschrieben. Hieran schließt sich die Beschreibung der Reservierung von isochronen Ressourcen in einem gebildeten Netzwerk an. Zum Schluss wird das Verhalten der drahtlosen Geräte für ausgehende und eingehende Verbindungen beschrieben.
I] Verbinden einer Drahtlos-Box mit einem Kommunikationsbus
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform implementiert jede Drahtlos-Box ein Register mit der Bezeichnung "BUS_TYPE"-Register. Dieses Register entspricht Dokument (d). Es ist speziell mit einem bestimmten Versatz in jedem Drahtlos-Box-Verzeichnis angeordnet.
Das Register dient dazu, Informationen zum Typ des Kommunikationsbusses (bus_type), mit dem die Drahtlos-Box verbunden ist (leer, Leaf oder Branch), sowie zum Vorhandensein eines Branch-Busses (branch_existence) im Netzwerk zu speichern.
Tabelle 1 zeigt den Inhalt des „BUS_TYPE"-Registers.

bus_type branch_existence

2 2

Tabelle 1
Tabelle 2 enthält die Werte des „bus_type"-Feldes im „BUS_TYPE"-Register.

Wert Kommentar

00_b leerer Kommunikationsbus

01_b Leaf-Bus

10_b Branch-Bus

11_b reserviert

Tabelle 2
Tabelle 3 enthält die Werte des „branch_existence"-Feldes im "BUS_TYPE"-Register.

Wert Kommentar

00_b kein Branch-Bus vorhanden

01_b Branch-Bus vorhanden

10_b Reserviert

11_b Reserviert

Tabelle 3
Zusätzlich zu den weiter oben angegebenen Definitionen für Leaf-Bus und Branch-Bus ist ein leerer Kommunikationsbus definiert als ein Kommunikationsbus, der nicht über eine drahtlose Verbindung mit einem anderen Kommunikationsbus verbunden ist. Natürlich kann ein solcher Kommunikationsbus eine Drahtlos-Box enthalten, jedoch ist diese Drahtlos-Box noch keiner drahtlosen Peer-Box auf einem anderen Kommunikationsbus zugeordnet. Im Folgenden gilt eine Drahtlos-Box als zugeordnet, wenn sie die Hiperlan 2 Radio Link Control-Zuordnung ausgeführt hat. Zwei Kommunikationsbusse gelten als miteinander über zwei einander zugeordnete drahtlose Peer-Boxen verbunden, wenn diese beiden Drahtlos-Boxen geprüft haben, ob die betreffende Verbindung zu einer zulässigen Netzwerktopologie führen würde, und sich selbst und ihre jeweiligen lokalen Kommunikationsbusse dementsprechend konfiguriert haben.
Wenn ein drahtgebundener Kommunikationsbus zurückgesetzt wird, was insbesondere dann erfolgt, wenn eine Drahtlos-Box oder ein anderer Knoten dem Kommunikationsbus hinzugefügt oder von ihm entfernt wird, ist die erste Aufgabe, die von jeder Drahtlos-Box auf dem Kommunikationsbus ausgeführt wird, die Identifizierung des Kommunikationsbusses. Diese Aufgabe besteht für jede Drahtlos-Box in der Feststellung, ob der Kommunikationsbus ein leerer Kommunikationsbus, ein Leaf-Bus oder ein Branch-Bus ist, die modifizierte Topologie vorausgesetzt. In dieser Phase ist eine neu mit einem drahtgebundenen Kommunikationsbus verbundene Drahtlos-Box keiner drahtlosen Peer-Box zugeordnet.
Jeder Knoten empfängt die Kennzeichner anderer Knoten während des Selbstidentifizierungsprozesses nach IEEE 1394, durch den jeder Knoten in die Lage versetzt wird, so genannte Selbstidentifizierungs-Datenpakete („self_id") zu senden, die nebst anderen Informationen den physischen Kennzeichner des Knotens enthalten.
Wie an späterer Stelle noch zu sehen sein wird, erzeugen Drahtlos-Boxen gemäß der vorliegenden Erfindung Selbstidentifizierungs-Datenpakete für sich selbst und für – eventuelle – entfernte Knoten auf der Seite ihrer drahtlosen Peer-Box, sofern eine Verbindung zu einem anderen Kommunikationsbus hergestellt ist. Die Informationen zu entfernten Knoten sind aus früheren Resets bekannt.
Nachdem eine Drahtlos-Box alle Selbstidentifizierungs-Datenpakete empfangen hat, einschließlich derjenigen von entfernten Clustern, die an einer aktiven Verbindung beteiligte Drahtlos-Boxen per Proxy gesendet haben, rekonstruiert die Drahtlos-Box die Topologie des Netzwerks mithilfe eines geeigneten Verfahrens. Ein solches Verfahren wird beispielsweise in einer Patentanmeldung beschrieben, die von THOMSON multimedia am 26 Mai 1998 unter der Anmeldenummer 9806624 beim französischen Patentamt eingereicht wurde und die Publikationsnummer FR 2779301 trägt. Dieses oder das im Anhang E.3.4, „Topology construction", zu Dokument (a) beschriebene Verfahren ermöglicht es Drahtlos-Boxen auch, die Topologie des Netzwerks auf der Seite ihrer drahtlosen Peer-Boxen zu ermitteln. Diese Information wird verwendet, um Selbstidentifizierungs-Datenpakete ordnungsgemäß weiterzuleiten. Die Topologieinformationen umfassen die Liste der Geräte auf einem Kommunikationsbus oder Netzwerk sowie eine Beschreibung der Art und Weise, wie diese Geräte angebunden sind.
Gemäß der Erfindung prüft die Drahtlos-Box, sobald sie die Topologiekarte des Netzwerks bezogen hat, welche Knoten drahtlose Knoten sind, indem sie verifiziert, welche Knoten das BUS_TYPE-Register enthalten und welche nicht. Eine aktive drahtlose Verbindung wird erkannt, wenn zwei Drahtlos-Boxen in Folge in der Topologiekarte erscheinen.
Die neu angebundene Drahtlos-Box aktualisiert daraufhin den Inhalt ihres eigenen BUS_TYPE-Registers wie folgt:

1. Wenn eine Drahtlos-Box erkennt, dass auf dem Kommunikationsbus, der den lokalen Kommunikationsbus mit dem entfernten Kommunikationsbus verbindet, keine weitere Drahtlos-Box vorhanden ist, ist der lokale Kommunikationsbus ein leerer Kommunikationsbus. Entsprechend setzt die Drahtlos-Box das „bus_type"-Feld des BUS_TYPE-Registers auf den Wert, der „leer" entspricht.
2. Wenn eine Drahtlos-Box auf dem Kommunikationsbus, der den lokalen Kommunikationsbus mit einem entfernten Kommunikationsbus verbindet, eine einzelne Drahtlos-Box erkennt (das heißt, wenn eine aktive Verbindung vorhanden ist), handelt es sich bei dem Kommunikationsbus um einen Leaf-Bus. Die Drahtlos-Box kopiert den Inhalt des „branch_existence"-Feldes der anderen, an einer Verbindung beteiligten Drahtlos-Box in das entsprechende Feld ihres eigenen BUS_TYPE-Registers und stellt das „bus_type"-Feld auf „Leaf" ein. Gemäß einer abweichenden Ausführungsform ermittelt die Drahtlos-Box, ob ein Branch-Bus existiert, durch eine Analyse der Netzwerktopologie, statt das „branch_existence"-Feld einer anderen Drahtlos-Box auszulesen.
3. Wenn eine Drahtlos-Box das Vorhandensein von zwei oder mehr zugeordneten Drahtlos-Boxen erkennt, die den lokalen Kommunikationsbus mit entfernten Kommunikationsbussen verbinden, dann ist der lokale Kommunikationsbus ein Branch-Bus. Die Drahtlos-Box aktualisiert ihr „branch_existence"-Feld mit dem Wert, der „Branch" entspricht, und setzt das „bus_type"-Feld auf „Branch".

Drahtlos-Boxen, die vor dem Bus-Reset auf dem Kommunikationsbus vorhanden waren, können zwischen neu angebundenen oder entfernten Knoten und Knoten, die schon vor dem Reset vorhanden waren, unterschieden, indem sie die Topologiekarten vor und nach dem Reset vergleichen.
Wenn eine Drahtlos-Box hinzugefügt wurde, ändert sich der Bustyp nicht, ehe sie nicht ihrer drahtlosen Peer-Box zugeordnet und die Busverbindung hergestellt ist. Wenn eine Drahtlos-Box erkennt, dass eine andere Drahtlos-Box entfernt wurde, aktualisiert sie im Anschluss an das Bus-Reset und ihre Analyse der Topologiekarte ihr „bus_type"-Feld.
II] Zuordnen von zwei Drahtlos-Boxen und Verbinden der beiden Kommunikationsbusse
3 veranschaulicht zwei Cluster vor der Zuordnung. „Cluster 1" enthält eine Drahtlos-Box mit der Bezeichnung „wbox 1" und fünf weitere Knoten. „Cluster 2" enthält die drahtlose Peer-Box mit der Bezeichnung „wbox 2" und drei weitere Knoten. Die neben den Knoten angegebenen Nummern sind die physischen Kennzeichner, die während der früheren Bus-Resets zugewiesen wurden. Vor der Zuordnung der Drahtlos-Boxen und der Verbindung der Kommunikationsbusse sind beide Kommunikationsbusse leere Kommunikationsbusse. Der Knoten mit dem physischen Kennzeichner „5" in Cluster 1 ist der Root-Knoten seines Kommunikationsbusses, da er den physischen Kennzeichner mit der höchsten Nummer hat.
– Erkennen von drahtlosen Peer-Boxen und Hiperlan-Zuordnung
Sobald eine Drahtlos-Box mit einem Kommunikationsbus verbunden worden ist und sobald das Bus-Reset erfolgt ist, wird sie versuchen, die Zuordnung zu einer drahtlosen Peer-Box herzustellen. Gemäß der vorliegenden Erfindung kennt eine Drahtlos-Box im Voraus einen Kennzeichner ihrer Peer-Box, zu der sie eine Verbindung herstellen soll. In diesem Fall kennen die Drahtlos-Boxen den eindeutigen „EUI-64"-Kennzeichner ihrer Peer-Box.
Als einen ersten Schritt liest die Drahtlos-Box die EUI-64-Kennzeichner der anderen Geräte auf ihrem Kommunikationsbus, um zu verifizieren, ob ihre Peer-Box ebenfalls mit demselben Kommunikationsbus verbunden ist. In diesem Fall ist keine Zuordnung möglich, um Reset-Schleifen zu verhindern. Eine entsprechende Nachricht kann an den Benutzer gesendet werden, und die Zuordnungsprozedur wird abgebrochen. Sobald eine Drahtlos-Box erkennt, dass ihre Peer-Box von dem Kommunikationsbus entfernt wurde, versucht sie, erneut eine Zuordnung herzustellen.
Gemäß einer abweichenden Ausführungsform liest die Drahtlos-Box in dem Fall, dass mehr als ein Branch-Bus auf dem Kommunikationsbus vorhanden ist, die EUI-64-Kennzeichner der Geräte nicht nur auf ihrem Kommunikationsbus, sondern auf allen Kommunikationsbussen auf ihrer Seite des Netzwerks.
Als zweiten Schritt führen die beiden Drahtlos-Boxen die Zuordnung aus entsprechend der Hiperlan 2 Radio Link Control-Schicht.
– Root-Auswahl
Der nächste Schritt ist festzustellen, ob eine der oder beide Drahtlos-Boxen eines zugeordneten Paares als Root-Knoten ihrer jeweiligen Kommunikationsbusse fungieren sollen. Mindestens eine Drahtlos-Box eines zugeordneten Paares sollte der Root-Knoten (im Sinne von Dokument (a)) auf ihrem Kommunikationsbus sein, sodass die Übertragung der Reset-Nachricht zwischen den Kommunikationsbussen ordnungsgemäß erfolgen kann. Mehr als ein Root-Knoten pro Kommunikationsbus ist nicht möglich.
Im Fall der 3 und 4 wird vorausgesetzt, dass „wbox2" ein Root-Knoten ist. Die „wbox1" kann, muss jedoch nicht, ein Root-Knoten sein. Wenn beide Drahtlos-Boxen Root-Knoten auf ihren jeweiligen Kommunikationsbussen sind, wird eine aus dem Paar als dominanter Root-Knoten („globaler Root-Knoten") ausgewählt. Dieser Root-Knoten wäre „wbox1", nicht „wbox2".
Wenn ein dritter Kommunikationsbus mit einem Netzwerk verbunden werden soll, das bereits zwei Kommunikationsbusse umfasst (das heißt, dass in dem endgültigen Netzwerk ein Branch-Bus enthalten sein wird), muss mindestens eine der Drahtlos-Boxen, die den dritten Kommunikationsbus mit dem Netzwerk verbinden, ein Root-Knoten sein. Der Branch-Bus ist notwendigerweise der Kommunikationsbus, mit dem der dritte Kommunikationsbus verbunden wird.
Folgende Regeln kommen zur Anwendung:
Wenn eine Drahtlos-Box auf dem Branch-Bus bereits ein Root-Knoten ist, darf die Drahtlos-Box des Branch-Busses nicht versuchen, zum Root-Knoten zu werden.
Wenn der Branch-Bus keine Drahtlos-Box enthält, die als Root-Knoten fungiert, muss eine Drahtlos-Box des dritten Kommunikationsbusses versuchen, zum Root-Knoten zu werden. Ihre drahtlose Peer-Box auf dem Branch-Knoten sollte ebenfalls versuchen, zum Root-Knoten zu werden, um die Wahrscheinlichkeit zu erhöhen, dass mindestens eine der beiden Drahtlos-Boxen zum Root-Knoten wird.
Eine Drahtlos-Box kann zum Root-Knoten werden, indem sie das „Force Root Flag" verwendet, das im Abschnitt 4.1.1.1, „Set Force Root", des IEEE-1394-Standards (Dokument a)) beschrieben ist.
– Verbindung der Kommunikationsbusse
Die beiden Drahtlos-Boxen ermitteln, ob durch das Verbinden ihrer Kommunikationsbusse eine zulässige Netzwerktopologie entsteht oder nicht.
Die folgenden drei Bedingungen werden geprüft:

– Mindestens eine der Drahtlos-Boxen muss der Root-Knoten auf ihrem Kommunikationsbus sein.
– Mindestens eine der Drahtlos-Boxen muss auf einem leeren Kommunikationsbus liegen. Andernfalls enthielte das entstehende Netzwerk mehr als einen Branch-Bus, was nicht zulässig ist, wenn die topologischen Beschränkungen in Bezug auf die Anzahl der drahtlosen Verbindungen zwischen zwei beliebigen Knoten beachtet werden müssen.
– Wenn eine Drahtlos-Box auf einem Leaf-Bus liegt, muss das „branch_existence"-Feld dieser Drahtlos-Box angeben, dass in dem Netzwerk noch kein Branch-Bus vorhanden ist (Binärwert „00").

Es versteht sich, dass für andere topologische Beschränkungen als diejenigen der vorliegenden Ausführungsform diese Bedingungen unter Umständen modifiziert und/oder ergänzt werden müssen, insbesondere die zweite und die dritte Bedingung.
Wenn diese Bedingungen erfüllt sind, können die Kommunikationsbusse miteinander verbunden werden. Der leere Kommunikationsbus wird zum Leaf-Bus und das BUS_TYPE-Register der entsprechenden Drahtlos-Box wird demgemäß aktualisiert. Der frühere Leaf-Bus, mit dem der neue Kommunikationsbus verbunden ist, wird zum Branch-Bus, und auch hier wird das BUS_TYPE-Register entsprechend aktualisiert.
Wenn diese Bedingungen nicht erfüllt sind, bleiben die Drahtlos-Boxen im Sinne von Hiperlan 2 einander zugeordnet, aktualisieren aber ihre BUS_TYPE-Register nicht. Nach jedem Bus-Reset müssen die Drahtlos-Boxen die Root-Auswahl erneut starten und versuchen, ihre jeweiligen Kommunikationsbusse wieder miteinander zu verbinden, da ein Reset unter Umständen auf eine Änderung der Netzwerktopologie hinweist.
Nachdem die Kommunikationsbusse verbunden sind, sendet jede Drahtlos-Box eine Bus-Reset-Nachricht an ihre drahtlose Peer-Box. Diese Nachricht enthält die Gesamtheit der Selbstidentifizierungs-Datenpakete (self_id) des jeweiligen lokalen Kommunikationsbusses (beispielsweise sendet wbox1 aus 3 die Selbstidentifizierungs-Datenpakete der fünf Knoten in Cluster 1 sowie ihr eigenes Selbstidentifizierungs-Datenpaket und sendet wbox2 die drei Selbstidentifizierungs-Datenpakete der drei Knoten von Cluster 2 und ihr eigenes Selbstidentifizierungs- Datenpaket) sowie aller mit dem lokalen Kommunikationsbus verbundenen Kommunikationsbusse.
Jede Drahtlos-Box fährt dann fort mit der Erzeugung eines Reset auf ihrem lokalen Kommunikationsbus. Während des Selbstidentifizierungsprozesses sendet jeder Portal-Knoten zusätzlich zu seinen eigenen Selbstidentifizierungs-Datenpaketen die Selbstidentifizierungs-Datenpakete, die er von seiner drahtlosen Peer-Box empfangen hat, wenn er von dem Root-Knoten seines lokalen Kommunikationsbusses Gelegenheit hierzu erhält. Für das Senden der Selbstidentifizierungs-Datenpakete in jedem Cluster werden die in Dokument (a) im Abschnitt E.3.3 definierten Regeln berücksichtigt, das heißt, die Genehmigung des Kommunikationsbusses zum Senden eines Selbstidentifizierungs-Datenpakets wird den Kindern eines Knotens von dem äußersten linken Port (mit der niedrigsten Nummer) zum äußersten rechten Port (mit der höchsten Nummer) erteilt.
Wie bereits angesprochen, ist wbox2 als der Root-Knoten von Cluster 2 zu betrachten. Sie steuert somit, wann Selbstidentifizierungs-Datenpakete für Knoten des Clusters 1 gesendet werden und wann einem der Knoten von Cluster 2 die Möglichkeit eingeräumt wird, sein eigenes Selbstidentifizierungs-Datenpaket zu senden. Die wbox2 empfängt sechs Selbstidentifizierungs-Datenpakete von wbox1 und leitet aus dieser Information die Topologiekarte von Cluster 1 ab, das heißt, die Verbindungen der Knoten zu den Ports anderer Knoten im Cluster 1. Auf diese Weise weiß die wbox2, wann sie ihrerseits Gelegenheit erhält, ein Selbstidentifizierungs-Datenpaket über den Root-Knoten von Cluster 1 zu senden, wenn die wbox2 als direkt angeschlossenes äußerst linkes Kind von wbox1 betrachtet wird. Die wbox2 weiß hierdurch, dass sie zuerst in Cluster 2 die Selbstidentifizierungs-Datenpakete der beiden äußerst linken Kinder des Root-Knotens von Cluster 1 senden muss – die die physischen Kennzeichner 0 und 1 erhalten, bevor sie ihren eigenen Kindern den Zugriff auf den Kommunikationsbus gewähren kann, die die nachfolgenden physischen Kennzeichner 2, 3 und 4 erhalten. Nachdem die wbox2 festgestellt hat, dass alle ihre Kinder ihre Selbstidentifizierungs-Datenpakete gesendet haben, weist sie sich selbst den folgenden physischen Kennzeichner zu, da sie der Root-Knoten ihres Kommunikationsbusses ist. Demnach erhält sie den physischen Kennzeichner 5. Anschließend fährt die wbox2 damit fort, in der korrekten Reihenfolge die Topologie und die Regeln für den Selbstidentifizierungsprozess, die Selbstidentifizierungs-Datenpakete von wbox1, gefolgt von denjenigen der beiden Knoten zwischen wbox1 und dem Root-Knoten von Cluster 1, sowie schließlich das Selbstidentifizierungs-Datenpaket des Root-Knotens von Cluster 1 selbst zu senden, welcher den höchsten physischen Kennzeichner, 9, erhält. So simuliert die wbox2 das Senden von Selbstidentifizierungs-Datenpaketen in Cluster 2, als wäre sie direkt mit Cluster 1 verbunden.
Der Prozess in Cluster 1 ist ähnlich. Wenn der wbox1 von dem Root-Knoten von Cluster 1 der Zugriff auf den Kommunikationsbus gestattet wird, arbeitet sie so, als wären alle Knoten des Clusters 2 ihre Kinder, und leitet dementsprechend die Selbstidentifizierungs-Datenpakete weiter, die sie zuvor von wbox2 empfangen hat, gemäß der Topologie von Cluster 2, welche aus eben diesen Selbstidentifizierungs-Datenpaketen abgeleitet worden ist.
Dieser Prozess läuft auch ab, wenn die wbox1 der Root-Knoten des Clusters 1 ist.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform sendet die Drahtlos-Box, sobald ein Kommunikationsbus zurückgesetzt wurde, eine entsprechende Bestätigung an ihre drahtlose Peer-Box. Die Bestätigungsnachricht kann dieselben Informationen enthalten wie die Bus-Reset-Nachricht, kann jedoch auch eine einfachere Bestätigung sein.
4 zeigt die Selbstidentifizierungs-Datenpakete (self_ids) der Knoten aus 3 nach der Reset-Prozedur.
Nachdem der Selbstidentifizierungsprozess abgeschlossen ist, wird die Richtung der Taktübertragung im Netzwerk definiert.
III] Übertragen des Bus-Reset in einem bestehenden Netzwerk
(a) Reset-Prozedur in einem Netzwerk mit zwei Kommunikationsbussen
Jedes von einer Drahtlos-Box auf ihrem lokalen Kommunikationsbus erkannte Bus-Reset wird an ihre drahtlose Peer-Box weitergeleitet.
Darüber hinaus bestätigt gemäß der vorliegenden Erfindung die empfangende Drahtlos-Box die Bus-Reset-Nachricht, sobald das Reset ausgeführt worden ist. Diese Bestätigung, die der bereits weiter oben erwähnten entspricht, erfolgt über ein drahtgebundenes Medium normalerweise nicht, kann jedoch für ein drahtloses Medium notewendig sein, das nicht genau so zuverlässig ist.
Wenn eine Drahtlos-Box eine Bus-Reset-Nachricht an ihre drahtlose Peer-Box sendet, verarbeitet sie die von ihrer drahtlosen Peer-Box empfangenen asynchronen Daten wie folgt:
Alle asynchronen Daten, die eine Drahtlos-Box über die drahtlose Verbindung empfängt, nachdem sie die Bus-Reset-Nachricht an ihre drahtlose Peer-Box gesendet hat und bevor sie von der drahtlosen Peer-Box eine Empfangsbestätigung erhält, werden verworfen.
Das bedeutet anders ausgedrückt, dass alle asynchronen Daten, die die drahtlose Peer-Box gesendet und zuvor auf ihrem lokalen Kommunikationsbus empfangen hat, bevor sie das Reset verarbeitet hat, verworfen werden.
Gleichwohl werden Datenpakete von einer Drahtlos-Box an ihre drahtlose Peer-Box, soweit sie nicht die Neuübertragung von einem Kommunikationsbus zum anderen betreffen, weiterhin übertragen.
Bezug nehmend auf 4 nehmen wir an, dass ein Reset in Cluster 1 generiert wird. Der Root-Knoten von Cluster 1 führt daraufhin den Selbstidentifizierungsprozess durch. Wbox1 hat die Selbstidentifizierungs-Datenpakete von Cluster 2 in einer vorangegangenen Reset-Prozedur empfangen und verwendet diese, sobald sie Zugriff auf den Kommunikationsbus erhält, in einer ähnlichen Weise wie bereits beschrieben.
Sobald das Bus-Reset in Cluster 1 ausgeführt ist, sendet die wbox1 eine Bus-Reset-Nachricht an ihre drahtlose Peer-Box. Wbox2 führt daraufhin, in ähnlicher Weise wie bereits beschrieben, ein Bus-Reset in Cluster 2 aus, wozu die Selbstidentifizierungs-Datenpakete verwendet werden, die sie gerade von wbox1 empfangen hat.
Sobald der Selbstidentifizierungsprozess in Cluster 2 ausgeführt worden ist, sendet wbox2 eine Bestätigung an wbox1. Von diesem Moment an akzeptiert wbox1 wieder asynchrone Daten von wbox2 („Benutzerdatenverkehr").
Wenn wbox2 ein Reset auf ihrem lokalen Kommunikationsbus empfangen hat, bevor sie die Bestätigung sendet, was eine Veränderung in der Topologie von Cluster 2 anzeigt, erzeugt wbox2 ihrerseits eine Bus-Reset-Nachricht, welche die neuen Selbstidentifizierungs-Datenpakete enthält, und sendet diese an wbox1, um die Informationen zu aktualisieren, die die Knoten von Cluster 1 über Cluster 2 besitzen.
Die 4 und 5 stellen dasselbe Netzwerk vor und nach einer Reset-Prozedur dar. Es wird angenommen, dass ein Reset durch das Entfernen des Knotens mit dem physischen Kennzeichner 4 in 4 erzeugt wird.
(b) Reset-Prozedur über ein Netzwerk mit mehr als zwei Kommunikationsbussen
Wenn auf einem Leaf-Bus ein Reset erfolgt, leitet der Leaf-Bus das Reset an den Branch-Bus weiter, der es wiederum an alle anderen Leaf-Busse weiterleitet. Der zeitliche Ablauf dieses Prozesses ist in 6 dargestellt.
Genauer wird, wenn ein Bus-Reset auf einem Leaf-Bus erfolgt, zuerst ein Reset auf dem Leaf-Bus ausgeführt, woraufhin die Drahtlos-Box des Leaf-Busses eine Bus-Reset- Nachricht an ihre Peer-Box auf dem Branch-Bus sendet. Anschließend wird das Reset auf dem Branch-Bus ausgeführt und an die veranlassende Drahtlos-Box auf dem Leaf-Bus eine Empfangsbestätigung gesendet. Die Drahtlos-Boxen des Branch-Busses leiten dann eine Bus-Reset-Nachricht an die übrigen Leaf-Busse weiter. Sobald diese Resets ausgeführt sind, werden entsprechende Bestätigungsnachrichten an den Branch-Bus gesendet.
Wenn ein Reset auf einem Branch-Bus erfolgt, wird das Reset an alle Leaf-Busse weitergeleitet. Der zeitliche Ablauf dieses Prozesses ist in 7 dargestellt. Von jeder Drahtlos-Box des Branch-Busses wird eine Bus-Reset-Nachricht an die jeweilige drahtlose Peer-Box der Leaf-Busse weitergeleitet. Anschließend wird auf diesen Kommunikationsbussen ein Reset ausgeführt und eine Bestätigung an die Drahtlos-Boxen des Branch-Busses zurückgesendet.
Wie oben auch bestätigen die Drahtlos-Boxen, die eine Bus-Reset-Nachricht empfangen, diese Nachricht gegenüber ihren drahtlosen Peer-Boxen, sobald das Reset auf ihrem lokalen Kommunikationsbus ausgeführt worden ist.
Das Dokument (b) definiert eine maximal zulässige Verzögerung für eine Bus-Reset-Prozedur. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform muss diese Verzögerung beachtet werden.
IV] Isochrone Übertragung
In einem ersten Schritt wird auf die Taktübertragung in einem aus Kommunikationsbussen bestehenden Netzwerk eingegangen. Im zweiten Schritt wird die Reservierung von isochronen Ressourcen im Netzwerk beschrieben.
(a) Isochroner Cycle-Master-Knoten
Gemäß dem Stand der Technik fungiert auf einem IEEE-1394-Kommunikationsbus ein Knoten als lokaler Cycle-Master-Knoten, wie im Dokument (a) definiert. Aufgabe eines Cycle-Master-Knotens ist es, das periodische Cycle-Start-Datenpaket zu übertragen, das alle 125 μs gesendet wird und auf das alle anderen Knoten eines Kommunikationsbusses synchronisiert werden, um auf den Kommunikationsbus zugreifen zu können. Für Umgebungen, in denen mehrere Kommunikationsbusse über Bridges angebunden sind, beispielsweise die in den Dokumenten (f) und (g) spezifizierten, wurde ein Mechanismus auf der Ebene jedes Einzelbusses definiert, der die Weiterleitung einer Taktinformation über das Netzwerk aus Bridges und Kommunikationsbussen erlaubt. Ein Beispiel für einen solchen Mechanismus ist der Taktanpassungsmechanismus („Clock Adjustment"), der im Abschnitt 6.2, „Cycle master adjustment packet", von Dokument (f) definiert ist. Gemäß diesem Mechanismus kann der Cycle-Master-Knoten eines drahtgebundenen Kommunikationsbusses von jedem Knoten des drahtgebundenen Kommunikationsbusses mithilfe einer Taktanpassungsnachricht eingestellt werden. Der Knoten, der die Anpassung durchführt, kann speziell ein Portal-Knoten sein, der die Taktinformation von seinem Peer-Portal-Knoten empfängt, welcher mit einem anderen drahtgebundenen Kommunikationsbus verbunden ist. Auf diese Weise muss ein Portal-Knoten nicht notwendigerweise der Cycle-Master-Knoten seines Kommunikationsbusses sein, damit ein Takt von einer einzelnen Master-Taktquelle über ein aus mehreren Kommunikationsbussen zusammengesetztes Netzwerk weitergeleitet werden kann.
Der Anpassungsmechanismus wird ausschließlich auf drahtgebundenen Kommunikationsbussen verwendet. Bridges, ob sie nun drahtlose Bridges oder andere Arten von Bridges sind, verfügen über eigene Verfahren zur Weiterleitung der Taktinformation zwischen ihren Portal-Knoten. Beispielsweise kann im Fall einer ETSI BRAN Hiperlan 2 Bridge die Taktübertragung über eine drahtlose Verbindung mithilfe desselben Mechanismus erfolgen, der im Abschnitt 5.3, „Cycle Synchronization Service", des Dokuments (e) beschrieben wird. An ihrer Schnittstelle zu dem drahtgebundenen Kommunikationsbus verwenden die Portal-Knoten den Anpassungsmechanismus.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst jeder drahtgebundene Kommunikationsbus des Netzwerks einen Cycle-Master-Knoten nach Dokument (a). Darüber hinaus wird einer der Cycle-Master-Knoten als Cycle-Master-Knoten des Netzwerks gewählt, auch als „globaler" Cycle-Master-Knoten bezeichnet, der als der Cycle-Master-Knoten des Netzwerks fungiert, das alle drahtgebundenen Kommunikationsbusse (Cluster) und drahtlosen Verbindungen umfasst. Der globale Cycle-Master-Knoten ist der Cycle-Master-Knoten des Clusters, das den globalen Root-Knoten des Netzwerks enthält. Der Takt von dem globalen Cycle-Master-Knoten wird dafür genutzt, die übrigen Cycle-Master-Knoten zu synchronisieren, und seine Platzierung definiert – mit Ausnahme des Sonderfalls weiter unten – die Richtung des Taktübertragungsweges zwischen den Drahtlos-Boxen.
Eine Drahtlos-Box auf einem drahtgebundenen Kommunikationsbus prüft, ob ihr Kommunikationsbus den globalen Cycle-Master-Knoten enthält, indem sie prüft, ob der globale Root-Knoten in dem lokalen Cluster enthalten ist. Ist dies der Fall, überträgt die Drahtlos-Box, im Falle der vorliegenden Ausführungsform, Taktsynchronisations-Informationen an ihre drahtlose Peer-Box mithilfe des in Dokument (e) definierten Zyklussynchronisationsdienstes. Die übertragende Drahtlos-Box konfiguriert ihre drahtlose Peer-Box in geeigneter Weise. Die Drahtlos-Box, die die Taktinformation von ihrer Peer-Box empfängt, fährt dann fort, die Cycle-Master-Knoten ihres lokalen Kommunikationsbusses anzupassen, sofern sie nicht selbst der Cycle-Master-Knoten ihres Kommunikationsbusses ist. Wenn eine Drahtlos-Box, die die Taktinformation von ihrer Peer-Box empfängt, gleichzeitig auch der Cycle-Master-Knoten ist, sendet sie dennoch Anpassungs-Datenpakete (bei denen es sich um Rundsende-Datenpakete handelt), um das im nächsten Absatz beschriebene Verfahren einzuhalten.
Drahtlos-Boxen hören auch die Taktanpassungs-Datenpakete ab, die von anderen Knoten auf ihrem lokalen drahtgebundenen Kommunikationsbus gesendet werden. Taktanpassungs-Datenpakete sind Rundsende-Datenpakete, das heißt, sie sind nicht an einen bestimmten Knoten auf einem Kommunikationsbus adressiert. Wenn eine Drahtlos-Box auf ihrem Kommunikationsbus ein solches Datenpaket erkennt, weiß sie, dass der Cycle-Master-Knoten ihres Kommunikationsbusses angepasst wird. In diesem Fall wird sie zum Sender der Taktsynchronisations-Information an ihre drahtlose Peer-Box. Zu beachten ist, dass die Taktsynchronisations-Information von der Drahtlos-Box aus dem Zyklusstart des angepassten lokalen Cycle-Master-Knotens abgeleitet wird, nicht aus dem Taktanpassungs-Datenpaket, das zum Anpassen des betreffenden Cycle-Master-Knotens verwendet wird.
Der von dem globalen Cycle-Master-Knoten kommende Takt wird somit über das gesamte Netzwerk weitergeleitet (wobei unter „Netzwerk" hier die Gruppe von Kommunikationsbussen verstanden wird, die gemäß der vorliegenden Ausführungsform derart miteinander verbunden sind, dass sie einen einzigen Kommunikationsbus simulieren).
Hinsichtlich des Verhaltens des globalen Cycle-Master-Knotens ist der Prozess unterschiedlich, wenn eine Hiperlan-2-Bridge wie in Dokument (g) definiert mit einem der drahtgebundenen Kommunikationsbusse verbunden ist, der nicht unbedingt den globalen Cycle-Master-Knoten enthalten muss, und auf diesem Kommunikationsbus Taktanpassungs-Datenpakete sendet. In diesem Fall wird ein Mechanismus bereitgestellt, um die Taktinformation von der Hiperlan-2-Bridge an den globalen Cycle-Master-Knoten zu übermitteln, der nicht direkt durch den Portal-Knoten der Bridge angepasst wird, sondern durch eine Drahtlos-Box auf dem lokalen Kommunikationsbus des globalen Cycle-Master-Knotens. Die Richtung der Übertragung der Taktinformation ist eine andere und geht nicht in jedem Fall von dem globalen Cycle-Master-Knoten aus.
8 veranschaulicht einen solchen Fall. Die Pfeile geben die Richtung an, in der die Taktinformation weitergeleitet wird. Die Hiperlan-2-Bridge passt den Cycle-Master-Knoten CM1 ihres lokalen Kommunikationsbusses an. Die Drahtlos-Box WB1 erkennt die Taktanpassungs- Datenpakete, die von dem Portal-Knoten der Bridge gesendet werden, und verwendet die Service Specific Convergence Lager gemäß IEEE-1394 zum Übertragen der Taktsynchronisations-Information, die aus dem Zyklusstart von CM1 abgeleitet wurde, an die Drahtlos-Box WB2. Diese Drahtlos-Box passt den Takt des globalen Cycle-Master-Knotens (CM2) an. WB3 erkennt die Taktanpassungs-Datenpakete und leitet ihre Taktsynchronisations-Information aus dem Zyklusstart des globalen Cycle-Master-Knotens ab. WB3 synchronisiert WB4, die der Cycle-Master-Knoten auf ihrem eigenen Kommunikationsbus ist, und sendet keinerlei Taktanpassungs-Datenpakete.
Die Festlegung, in welche Richtung ein Paar von Drahtlos-Boxen Taktinformationen weiterleitet, erfolgt vor der Zuordnung. Jede Drahtlos-Box ermittelt, ob sie auf ihrem lokalen Kommunikationsbus Taktanpassungs-Datenpakete empfängt. Diejenige Drahtlos-Box, die solche Datenpakete empfängt, ist der Absender der Taktsynchronisations-Information, die andere der Empfänger der Taktsynchronisations-Information. Wird kein Taktanpassungs-Datenpaket erkannt, wird die Taktsynchronisations-Information von dem Kommunikationsbus gesendet, auf dem der globale Cycle-Master-Knoten enthalten ist.
So verhält sich der globale Cycle-Master-Knoten in dem Fall, dass er Taktanpassungs-Datenpakete erkennt, die auf seinem lokalen Kommunikationsbus gesendet werden, wie ein normaler Cycle-Master-Knoten: der globale Cycle-Master-Knoten tritt seine Vorrechte an die Hiperlan-2-Bridge ab.
Wenn ein Cluster mit einem Branch-Bus verbunden ist, ist er der Empfänger des Takts. Wenn der neue Cluster eine Bridge enthält, wird die Richtung der Taktweiterleitung umgekehrt.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird, wenn ein Leaf-Bus, der Sender des Takts war, aus dem Netzwerk herausgenommen wird, der Cycle-Master-Knoten des Branch-Busses zum Sender des Takts.
(b) Reservierung isochroner Ressourcen
Der Isochronous Resource Manager (oder „IRM" gemäß Definition in Dokument (a)) kann sich an jedem IRM-fähigen Knoten befinden.
Wenn ein sendender Knoten und ein empfangender Knoten einer IEEE-1394-Verbindung in zwei verschiedenen Clustern enthalten sind, welche durch ein drahtloses Netzwerk verbunden sind wie vorstehend beschrieben, müssen für diese Verbindung isochrone Ressourcen reserviert werden.
Es gelten folgende Annahmen:
Das Management der isochronen Ressourcen folgt den Empfehlungen von Dokument (c).
Der IEEE-1394-Knoten, der die Verbindung zwischen dem sendenden Knoten und dem empfangenden Knoten steuert (im Folgenden „1394-Steuereinheit"), darf nicht auf zwei Knoten verteilt sein. Er ist auf einem einzigen Knoten angesiedelt. Daher kann eine Steuereinheit nicht auf beiden Seiten der drahtlosen Verbindung angeordnet werden. Die Aufgabe der 1394-Steuereinheit besteht darin, die Sperranforderungen an die verschiedenen sendenden oder empfangenden Knoten auszugeben.
Wenn eine Drahtlos-Box an einem Input oder einem Output Plug Control Register (i/oPCR) eine Sperranforderung (Lock-Request) von einer Steuereinheit an einen Knoten auf der anderen Seite der drahtlosen Verbindung empfängt, speichert sie eine Kopie der Anforderung und sendet die Anforderung weiter an ihre drahtlose Peer-Box.
Wenn eine Drahtlos-Box an einem i/oPCR von ihrer Peer-Box eine Antwort auf die Sperranforderung (Lock-Response) erhält, überprüft sie, ob sie über eine Kopie einer Anforderung mit derselben Kanalnummer verfügt, und wenn ja, ob die Sperre erfolgreich war.
War die Sperre nicht erfolgreich, wird von der Drahtlos-Box keinerlei Aktion ausgeführt.
Wenn die Sperre erfolgreich war, kann die Drahtlos-Box Aktionen ausführen, die im Folgenden beschrieben werden.
Die Drahtlos-Boxen müssen prüfen, ob der empfangende Knoten und der sendende Knoten auf derselben Seite der drahtlosen Verbindung oder auf verschiedenen Seiten angeordnet sind. Wenn sich beide auf derselben Seite befinden, ist keine Reservierung von drahtlosen isochronen Ressourcen erforderlich. Befinden sich die Knoten jedoch auf verschiedenen Seiten, muss eine solche Reservierung erfolgen.
Wenn es erforderlich ist, eröffnet die Drahtlos-Box eine drahtlose Verbindung wie in Dokument (e) definiert. Wenn ausreichend Bandbreite zur Verfügung steht, wird die gesamte benötigte Bandbreite reserviert.
Wenn nicht genügend Bandbreite verfügbar ist, wird eine Verbindung mit eingeschränkter Bandbreite reserviert. Die Drahtlos-Box kann nicht alle Benutzerdatenpakete über diese Verbindung senden. Sie sendet lediglich die Teile, die der zugeteilten Bandbreite entsprechen.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform können nur zwei isochrone drahtlose Kanäle über eine drahtlose Verbindung reserviert werden. Wenn beide isochronen drahtlosen Kanäle bereits reserviert sind, ist keine Reservierung mehr möglich. Der sendende und der empfangende Knoten werden hierüber nicht informiert, ihre Verbindung bleibt anhängig. Der empfangende Knoten erhält keinerlei Daten.
Es versteht sich, dass in einer anderen Implementierung die maximale Anzahl isochroner drahtloser Kanäle eine andere oder sogar unbegrenzt sein kann.
Wenn ein Kanal und/oder Bandbreite freigegeben wird, können Drahtlos-Boxen den Kanal und/oder die Bandbreite einer der reservierten und anhängigen Verbindungen neu zuteilen.
Entsprechend den vorstehenden Erläuterungen verarbeiten die Drahtlos-Boxen sowohl Lock-Requests als auch Lock-Responses. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform müssen lediglich die Lock-Responses bearbeitet werden, da diese die entsprechenden Lock-Requests implizieren.
Um Sender/Empfänger-Verbindungen auf der Ebene der Drahtlos-Boxen zu verwalten, implementieren die letzteren ein spezielles Register. Tabelle 4 zeigt den Inhalt des in den Drahtlos-Boxen implementierten Registers für jede Verbindung an, die die Reservierung von drahtlosen isochronen Ressourcen erfordert und die über die drahtlose Verbindung hergestellt wird. Dieses Register wird als Wireless Plug Control Register oder „wPCR" bezeichnet. Für jede Verbindung ist ein solches Register implementiert.
Der Inhalt des wPCR-Registers ähnelt dem eines oPCR-Registers, wie er in Dokument (c) definiert ist, enthält aber ein zusätzliches Feld mit der Bezeichnung „Direction" (Richtung), das angibt, ob der sendende Knoten in der Verbindung in dem Drahtlos-Box-Cluster oder auf der Seite ihrer drahtlosen Peer-Box angeordnet ist. Damit definiert es gleichzeitig die Richtung der Datenübertragung über die drahtlose Verbindung.

Broadcast connection counter Point to point connection counter Direc tion Channel number Data rate Overhead ID Payload

1 6 2 6 2 4 10

Tabelle 4
Tabelle 5 listet die Werte des Feldes „Direction" im wPCR-Register auf:

Direction Kommentar

00_b kein Sender

01_b Sender befindet sich im Cluster der Drahtlos-Box

10_b Sender befindet sich im Cluster der Peer-Box

11_b Reserviert

Tabelle 5
Das Feld „Point to point connection counter" (Zähler für Punkt-zu-Punkt-Verbindungen) wird auf eins gesetzt, wenn zwischen dem sendenden und dem empfangenden Knoten eine drahtlose Verbindung hergestellt wird. Dieser Feldwert wird jedes Mal erhöht, wenn die Verbindung mit einem neuen empfangenden Knoten überlagert wird, der sich nicht in demselben Cluster wie der sendende Knoten befindet. Immer, wenn eine Verbindung ausgelöst wird, verringert sich der Feldwert.
Beide Drahtlos-Boxen eines Paares pflegen eine Liste der Verbindungen (im Sinne von Hiperlan 2), die auf der drahtlosen Verbindung aktiv sind. Ein Eintrag in die Liste setzt sich zusammen aus dem Kennzeichner des sendenden Knotens und einem Zeiger auf das entsprechende Wireless-PCR-Register.
1. Fall einer nicht überlagerten Verbindung
Mit „nicht überlagert" ist gemeint, dass für den isochronen Kanal, der von der 1394-Steuereinheit reserviert wurde, keine drahtlose Verbindung existiert.
9a ist ein Diagramm eines Netzwerks, das mehrere drahtgebundene Kommunikationsbusse umfasst. Knoten A ist der sendende Knoten, während Knoten B der empfangende Knoten ist. Die Drahtlos-Box A ist mit dem Kommunikationsbus des Knotens A verbunden, die Drahtlos-Box B dagegen mit dem Kommunikationsbus von Knoten B. Im vorliegenden Fall muss lediglich eine drahtlose Verbindung reserviert werden. Die Drahtlos-Box C ist mit demselben Kommunikationsbus verbunden wie die Drahtlos-Box B, jedoch nicht in dem Pfad zwischen dem empfangenden und dem sendenden Knoten enthalten. Die 1394-Steuereinheit kann sich auf einem beliebigen der Kommunikationsbusse befinden.
Als ein erster Schritt bei der Herstellung einer Punkt-zu-Punkt-Verbindung wie in IEC61883 (Dokument (c)) werden der sendende Knoten A und ein empfangender Knoten B von der bereits weiter oben erwähnten 1394-Steuereinheit durch entsprechende Lock-Request-Nachrichten eingestellt. Die 1394-Steuereinheit führt ein Lock-Request an dem Input Plug Control Register (iPCR) des empfangenden Knotens sowie ein Lock-Request an dem Output Plug Control Register (oPCR) des sendenden Knotens aus. Da diese Nachrichten an alle Kommunikationsbusse übertragen werden, empfangen die Drahtlos-Boxen A, B und C (sowie alle anderen Drahtlos-Boxen) diese Anforderungen und speichern deren Parameter, insbesondere die Nummer des isochronen Kanals nach IEEE 1394. Der sendende Knoten A und der empfangende Knoten B senden beide Antworten (Lock-Response) auf das jeweilige Lock-Request. Diese Antworten werden von den Drahtlos-Boxen analysiert.
Wenn eine Drahtlos-Box über ihre drahtlose Peer-Box eine iPCR-Lock-Response von dem empfangenden Knoten erhält, leitet sie daraus ab, dass sich der empfangende Knoten auf der Seite ihrer drahtlosen Peer-Box befindet. Sie muss daher nur eine Reservierung vornehmen, wenn sich der sendende Knoten auf ihrer eigenen Seite befindet.
Die Drahtlos-Box ist sicher, dass sich der sendende Knoten nicht auf ihrer Seite des Netzwerks befindet, wenn sie auch das oPCR mit derselben Kanalnummer von ihrer Peer-Box erhält. In diesem Fall erfolgt keine Reservierung von drahtlosen Ressourcen.
Die Drahtlos-Box ist sicher, dass sich der sendende Knoten auf ihrer Seite des Kommunikationsbusses befindet, wenn sie ein oPCR-Register in einem beliebigen Knoten erkennt und das oPCR-Register dieselbe Kanalnummer hat.
Um diese letzte Bedingung festzustellen, führt die Drahtlos-Box einen Prozess aus, der daraus besteht, die oPCR-Register der Knoten auf ihrer Seite des Netzwerks zu lesen, sowohl in dem lokalen Cluster als auch in entfernten Clustern, und nach der entsprechenden Kanalnummer zu suchen.
Wenn sich der sendende Knoten, der der iPCR-Lock-Response entspricht, auf ihrer Seite der drahtlosen Verbindung befindet, nimmt die Drahtlos-Box die notwendigen Reservierungen isochroner Ressourcen vor. Außerdem führt die Drahtlos-Box einen Zähler für Punkt-zu-Punkt-Verbindungen, ähnlich dem Zähler in den iPCR- und oPCR-Registern, wie im Dokument (c) beschrieben, und setzt diesen Zähler für Punkt-zu-Punkt-Verbindungen auf „1".
Wenn eine Drahtlos-Box über ihre drahtlose Peer-Box eine oPCR-Lock-Response von dem sendenden Knoten erhält, leitet sie daraus ab, dass sich der sendende Knoten auf der Seite ihrer drahtlosen Peer-Box befindet. Sie muss daher nur eine Reservierung vornehmen, wenn sie feststellt, dass sich der empfangende Knoten auf ihrer eigenen Seite befindet.
Die Drahtlos-Box ist sicher, dass sich der empfangende Knoten nicht auf ihrer Seite des Netzwerks befindet, wenn sie auch das iPCR mit derselben Kanalnummer von ihrer drahtlosen Peer-Box erhält. In diesem Fall erfolgt keine Reservierung von drahtlosen Ressourcen.
Die Drahtlos-Box ist sicher, dass sich der empfangende Knoten auf ihrer Seite des Kommunikationsbusses befindet, wenn sie ein iPCR-Register in einem beliebigen Knoten auf ihrer Seite des Netzwerks erkennt und das iPCR-Register dieselbe Kanalnummer hat wie diejenige im oPCR.
Um diese letzte Bedingung festzustellen, führt die Drahtlos-Box einen Prozess aus, der daraus besteht, die iPCR-Register der Knoten auf ihrer Seite des Netzwerks zu lesen und nach der entsprechenden Kanalnummer zu suchen.
Wenn sich der empfangende Knoten, der der oPCR-Lock-Response entspricht, auf ihrer Seite der drahtlosen Verbindung befindet, nimmt die Drahtlos-Box die notwendigen Reservierungen isochroner Ressourcen vor und setzt ihren eigenen Zähler für Punkt-zu-Punkt-Verbindungen sowie denjenigen ihrer drahtlosen Peer-Box auf „1".
Im Fall von 9a empfängt die Drahtlos-Box B über die Drahtlos-Box A eine oPCR-Lock-Response von dem sendenden Knoten A. Außerdem erhält sie auf ihrem lokalen Kommunikationsbus eine iPCR-Lock-Response von dem empfangenden Knoten B.
In jedem Fall wird nur eine Drahtlos-Box einer Verbindung veranlasst, die Reservierung der isochronen Ressourcen über die Verbindung vorzunehmen.
2. Fall einer überlagerten Verbindung
Wenn eine bestehende Verbindung mit einer Verbindung überlagert wird, wird der bestehenden Verbindung ein empfangender Knoten hinzugefügt.
Während des Überlagerns einer Verbindung werden das oPCR-Register des sendenden Knotens und das iPCR-Register des neuen empfangenden Knotens geändert: die Zähler für Punkt-zu-Punkt-Verbindungen werden in jedem Register erhöht und die Nummer des isochronen Kanals wird aus dem oPCR in das iPCR des neuen empfangenden Knotens kopiert. Wenn der empfangende und der sendende Knoten in verschiedenen Clustern liegen, wird wie bei der ursprünglichen Punkt-zu-Punkt-Verbindung das Lock-Request über die drahtlose Verbindung gesendet.
Der darüber gelegte empfangende Knoten kann einer der bereits vorhandenen empfangenden Knoten sein.
Wenn eine Drahtlos-Box in einem o/iPCR ein Lock-Request empfängt und wenn bereits eine entsprechende Verbindung über die drahtlose Verbindung existiert, wird der Zähler für Punkt-zu-Punkt-Verbindungen des o/iPCR erhöht und wird auch der Zähler für Punkt-zu-Punkt-Verbindungen des wPCR erhöht.
Wenn eine neue Verbindung erforderlich ist, gelten dieselben Regeln wie oben.
In 9b sind die drahtlosen Verbindungen, die eine Reservierung erforderlich machen, für eine bestimmte Konfiguration eines Netzwerks im Fall einer überlagerten Verbindung dargestellt. Ein isochroner Kanal wurde zwischen den Geräten A und B eingerichtet. Um eine Verbindung zwischen A und C darüber zu legen, ist zusätzlich zu der bereits bestehenden eine weitere Verbindung erforderlich.
3. Unterbrechen einer Verbindung
Wenn eine Drahtlos-Box von ihrer Peer-Box eine Lock-Response für das oPCR des sendenden Knotens erhält und der sendende Knoten nicht verbunden ist, was durch eine Prüfung festgestellt wird, ob der Zähler für Punkt-zu-Punkt-Verbindungen des entsprechenden wPCR-Registers auf 0 steht, ist keine drahtlose Verbindung mehr erforderlich und können die betreffenden Ressourcen von der Drahtlos-Box freigegeben werden, indem eine entsprechende Nachricht an ihren Zugangspunkt gesendet wird.
Wenn eine Drahtlos-Box von ihrer Peer-Box eine Lock-Response für das iPCR eines empfangenden Knotens erhält und wenn der Zähler für Punkt-zu-Punkt-Verbindungen des wPCR auf 0 steht, bedeutet dies, dass im Peer-Cluster kein empfangender Knoten mehr verblieben ist. Eine drahtlose Verbindung ist nicht mehr erforderlich und Ressourcen können freigegeben werden.
4. Modifizieren von Bandbreite
Eine Drahtlos-Box liest in regelmäßigen Abständen den Bandbreitewert, der in das oPCR-Register der sendenden Knoten eingetragen ist, für die sie eine aktive Verbindung verzeichnet hat und die sich in ihrem Cluster befinden. Wenn die Bandbreite im Vergleich mit den angeforderten Ressourcen auf der drahtlosen Verbindung verändert wurde, modifiziert die Drahtlos-Box die Bandbreitenreservierung auf der drahtlosen Verbindung.
Außerdem aktualisiert sie die Drahtlos-Boxen entlang des Verbindungsweges, das heißt, wenn der Bandbreitenwert in einem wPCR aktualisiert wird, wird auch die Bandbreite der entsprechenden drahtlosen Verbindungen mittels geeigneter Befehle aktualisiert.
Tatsächlich können, da die drahtlose Verbindung für 1394-Knoten transparent ist, diese nicht selbst die Änderung der Bandbreite anfordern. Jede Änderung muss daher durch die Drahtlos-Boxen erkannt werden, beispielsweise im Rahmen einer Prozedur wie weiter oben beschrieben.
Gemäß einer abweichenden Ausführungsform fragt jede Drahtlos-Box regelmäßig die Output Plug Control Register der sendenden Knoten auf ihrer eigenen Seite des Netzwerks ab, für die sie an der Verbindung beteiligt ist, und beschränkt diese Abfrage nicht auf die sendenden Knoten ihres lokalen drahtgebundenen Kommunikationsbusses. Wenn die in einem der Output Plug Control Register dieser sendenden Knoten angegebene Bandbreite von der Bandbreite abweicht, die auf der drahtlosen Verbindung reserviert wurde, versucht die Drahtlos-Box, den Wert für reservierte drahtlose Bandbreite entsprechend zu modifizieren.
10 gibt einen Überblick über diesen Prozess. Zwar verbindet die dargestellte Verbindung einen sendenden Knoten (identifiziert durch sein Output Plug Control Register oPCR) mit einem empfangenden Knoten (identifiziert durch sein Input Plug Control Register iPCR), jedoch kann die Verbindung auch noch weitere empfangende Knoten beinhalten. Der sendende Knoten und der empfangende Knoten befinden sich auf verschiedenen Leaf-Bussen, und die beiden Leaf-Busse sind mit einem zentralen Branch-Bus verbunden.
Zwei drahtlose Geräte, WB1 und WB2, listen den sendenden Knoten als auf ihrer Seite des Netzwerks gelegen. Demzufolge fragen sie regelmäßig das Output Plug Control Register des sendenden Knotens ab. Zu beachten ist, dass die Abfragenachricht von WB3 über die von WB1 und WB2 gebildete Bridge verläuft. Jede Drahtlos-Box aktualisiert danach die Ressourcenreservierungen ausschließlich für ihre jeweilige Bridge, soweit erforderlich.
V] Ausgehende und eingehende Verbindungen
1. Einführung
Eine ausgehende Verbindung ist eine Verbindung eines sendenden Knotens zu einem Rundsendekanal, während eine eingehende Verbindung eine Verbindung zwischen einem empfangenden Knoten und einem Rundsendekanal ist.
Eine Anwendung, die eine ausgehende Verbindung herstellt, verfügt in der Regel über keine Information, ob das Output Plug Control Register weiterhin einen isochronen Datenstrom überträgt oder nicht.
Eine Anwendung, die eine eingehende Verbindung aufbaut, verfügt in der Regel über keine Information, ob ein Output Plug Control Register vorhanden ist, welches einen isochronen Datenstrom über den in der Rundsendeverbindung definierten Rundsendekanal überträgt, und wenn ein solches Output Plug Control Register existiert, ob dieses Register weiterhin sendet oder nicht.
2. Aufbauen einer Verbindung
Drahtlos-Boxen überwachen das Netzwerk, um festzustellen, ob Bridges an Rundsendeverbindungen beteiligt werden müssen. Jede Drahtlos-Box liest, beispielsweise in regelmäßigen Abständen, die Output Plug Control Register der Knoten auf ihrer Seite des Netzwerks und prüft die Zähler für Rundesendeverbindungen („broadcast connection counter") dieser Register. Wenn ein Zähler für Rundesendeverbindungen gesetzt ist, leitet die Drahtlos-Box den entsprechenden Knotenkennzeichner und die entsprechende Kanalnummer an ihre drahtlose Peer-Box weiter, welche die Input Plug Control Register der Knoten auf ihrer eigenen Seite des Netzwerks abfragt, um eine vorhandene eingehende Verbindung mit derselben Kanalnummer zu erkennen. Wird eine solche eingehende Verbindung erkannt, wird ein isochroner Kanal über die drahtlose Verbindung eröffnet, beispielsweise von der Drahtlos-Box auf der Seite des empfangenden Knotens. Für die Rundsendeverbindung wird, nach den bereits beschriebenen Regeln, ein Wireless Plug Control Register eingerichtet.
3. Auslösen einer Verbindung
Bei einer Rundsendeverbindung, bei der der sendende Knoten auf ihrer Seite des Netzwerks liegt, prüft die Drahtlos-Box regelmäßig, ob die ausgehende Verbindung immer noch aktiv ist, indem sie das entsprechende Output Plug Control Register des sendenden Knotens abfragt und den Zähler für Rundsendeverbindungen überprüft. Ist dieses Flag nicht mehr gesetzt, werden die reservierten drahtlosen Ressourcen freigegeben.
In ähnlicher Weise liest eine auf der Seite des empfangenden Knotens im Netzwerk befindliche Drahtlos-Box regelmäßig das iPCR des empfangenden Knotens, um zu prüfen, ob die eingehende Verbindung noch aktiv ist. Wenn dies nicht der Fall ist, werden die iPCR aller anderen Knoten auf der betreffenden Seite des Netzwerks auf die Kanalnummer hin überprüft, die der Rundsendeverbindung entspricht. Wird eine solche nicht gefunden, werden die reservierten drahtlosen isochronen Ressourcen freigegeben.
Es kann vorkommen, dass ein Kanal, der bereits für eine Rundsendeverbindung genutzt wird, dennoch einer isochronen Verbindung zugewiesen wird. Die Nutzung als isochroner Kanal hat Vorrang vor der Verwendung als Rundsendekanal. Die Drahtlos-Boxen prüfen den Status des Zählers für Rundsendeverbindungen im oPCR und in den iPCR nicht, solange der Kanal für eine isochrone Verbindung genutzt wird, sondern diese Prüfung wird erst wieder aufgenommen, wenn der Kanal wieder freigegeben ist.
In einer allgemeinen Weise ist es nach einem Bus-Reset erforderlich zu verifizieren, ob Knoten, die Teil einer Verbindung sind, noch anwesend sind. Entsprechend versuchen nach einem Bus-Reset die Drahtlos-Boxen, die PCR zu lesen, die vor dem Reset Verbindungen zugeteilt waren, um zu prüfen, ob sie auch weiterhin zugeteilt sind. Ist dies nicht der Fall, werden die entsprechenden Kanalreservierungen storniert.

Claims

Verfahren zur Verbindung eines ersten und eines zweiten Kommunikationsbusses mit einer drahtlosen Verbindung, umfassend einen ersten Portal-Knoten, der mit dem ersten Kommunikationsbus verbunden ist, und einen zweiten Portal-Knoten, der mit dem zweiten Kommunikationsbus verbunden ist, wobei der erste und der zweite Portal-Knoten über eine drahtlose Verbindung miteinander kommunizieren und wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: – Zuordnen der beiden Portal-Knoten zu dem drahtlosen Netzwerk; – Zwischen den beiden Portal-Knoten Austauschen von Selbstidentifizierungs-Datenpaketen von Knoten, die mit ihren jeweiligen lokalen Kommunikationsbussen verbunden sind, einschließlich der Selbstidentifizierungs-Datenpakete der Portal-Knoten selbst; – Erzeugen einer Rücksetzung (Reset) auf jedem Kommunikationsbus; – Ausführen einer Selbstidentifizierungsprozedur auf jedem Kommunikationsbus, wobei jeder Portal-Knoten Selbstidentifizierungs-Datenpakete für sich selbst sowie für die Knoten des jeweiligen entfernten Kommunikationsbusses erzeugt, wozu die Selbstidentifizierungs-Datenpakete benutzt werden, die nach dem Zuordnungsschritt empfangen werden.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei dem Schritt des Zuordnens der beiden Portal-Knoten über die drahtlose Verbindung der Schritt vorausgeht zu ermitteln, ob die beiden Portal-Knoten Peer-Portal-Knoten sind oder nicht.
Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei der Schritt des Zuordnens der beiden Portal-Knoten abgebrochen wird, wenn die beiden Portal-Knoten auf demselben Kommunikationsbus liegen, um Reset-Schleifen zu vermeiden.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner den Schritt umfassend, vor dem Austauschen von Selbstidentifizierungs-Datenpaketen durch jeden Portal-Knoten feststellen zu lassen, ob die Netzwerktopologie, die beim Verbinden der beiden Kommunikationsbusse entsteht, zulässig ist oder nicht, und falls nicht, den Verbindungsprozess abzubrechen.
Verfahren gemäß Anspruch 4, ferner Schritte umfassend, in denen ein Portal-Knoten: vor der Zuordnung zu seinem Peer-Portal-Knoten den Typ seines lokalen Kommunikationsbusses identifiziert, wobei der Kommunikationsbus vom Branch-, Leaf- oder nicht verbundenen Typ sein kann; feststellt, ob in dem Netzwerk, das durch die verbundenen Kommunikationsbusse gebildet wird, ein Branch-Bus enthalten ist.
Verfahren gemäß Anspruch 5, wobei der lokale Bustyp und das Vorhandensein eines Branch-Busses, wie sie von einem Portal-Knoten festgestellt wurden, in einem Register gespeichert werden, auf das von anderen Knoten zugegriffen werden kann.
Verfahren gemäß Anspruch 6, wobei die Schritte des Identifizierens des Bustyps und des Feststellens, ob ein Branch-Bus vorhanden ist, von einem Portal-Knoten derart ausgeführt werden, dass er feststellt, ob andere Portal-Knoten mit seinem lokalen Kommunikationsbus verbunden sind, den Inhalt der Register dieser anderen Portal-Knoten liest und analysiert und feststellt, ob diese anderen Portal-Knoten an einer aktiven Verbindung beteiligt sind oder nicht.
Verfahren gemäß Anspruch 7, wobei: (a) wenn ein Portal-Knoten feststellt, dass kein Portal-Knoten Teil einer aktiven Verbindung auf seinem lokalen Kommunikationsbus ist, der lokale Kommunikationsbus als nicht verbundener Kommunikationsbus gekennzeichnet wird; (b) wenn ein Portal-Knoten feststellt, dass ein einzelner Portal-Knoten Teil einer aktiven Verbindung auf seinem lokalen Kommunikationsbus ist, der lokale Kommunikationsbus als Leaf-Bus gekennzeichnet wird; (c) wenn ein Portal-Knoten feststellt, dass eine Mehrzahl von Portal-Knoten Teil einer aktiven Verbindung auf seinem lokalen Kommunikationsbus ist, der lokale Kommunikationsbus als Branch-Bus gekennzeichnet wird.
Verfahren gemäß Anspruch 8, wobei ein Portal-Knoten feststellt, dass in Fall (a) kein Branch-Bus vorhanden ist, in Fall (b) das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines Branch-Busses durch das Register eines der Portal-Knoten angezeigt wird, die Teil einer aktiven Verbindung auf dem lokalen Kommunikationsbus sind, und dass in Fall (c) ein Branch-Bus vorhanden ist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei nach der Zuordnung der beiden Portal-Knoten das Verfahren ferner den Schritt umfasst, mindestens einen der beiden Portal-Knoten zu zwingen, als Root-Knoten seines lokalen Kommunikationsbusses zu fungieren.
Verfahren gemäß Anspruch 10, wobei in dem Fall, dass ein dritter Kommunikationsbus mit einem Branch-Bus über eine drahtlose Verbindung verbunden werden soll, die durch einen dritten Portal-Knoten, welcher mit dem dritten Kommunikationsbus verbunden ist, und einen vierten Portal-Knoten, welcher mit dem Branch-Bus verbunden ist, gebildet wird, kommen die folgenden Regeln zur Anwendung, um zu ermitteln, welcher der dritten und vierten Portal-Knoten ein Root-Knoten sein soll: – Wenn der vierte Portal-Knoten, der mit dem Branch-Bus verbunden ist, bereits ein Root-Knoten ist, versucht der mit dem dritten Kommunikationsbus verbundene dritte Portal-Knoten nicht, ein Root-Knoten zu werden; andernfalls muss er versuchen, zum Root-Knoten zu werden.
Verfahren gemäß Anspruch 10, wobei der Prozess des Verbindens abgebrochen wird, wenn keiner der beiden Portal-Knoten, die eine drahtlose Verbindung bilden sollen, ein Root-Knoten auf dem jeweiligen lokalen Kommunikationsbus ist.
Verfahren zum Ausführen eines Reset eines Netzwerks, welches aus mindestens zwei Kommunikationsbussen besteht, die gemäß dem Verfahren aus einem der Ansprüche 1 bis 12 verbunden sind, die folgenden Schritte umfassend: – Ausführen einer Reset- und Selbstidentifizierungs-Prozedur auf dem Kommunikationsbus, auf dem ein das Reset auslösendes Ereignis stattgefunden hat, wobei jeder Portal-Knoten, der an einer aktiven Verbindung beteiligt und mit dem Kommunikationsbus, der das Reset veranlasst, verbunden ist, Selbstidentifizierungs-Datenpakete für entfernte Knoten sendet, die bei einem früheren Reset gespeichert wurden; – Veranlassen jedes an einer aktiven Verbindung beteiligten Portal-Knotens, eine Reset-Nachricht an seinen Peer-Portal-Knoten zu senden, um ein Reset auf dem lokalen Kommunikationsbus des Peer-Portal-Knotens auszulösen, wobei die Reset-Nachricht Selbstidentifizierungs-Datenpakete enthält, die während des Reset des Kommunikationsbusses gesammelt wurden, von dem das Reset ausgegangen ist.
Verfahren gemäß Anspruch 13, wobei ein Portal-Knoten, der von seinem Peer-Portal-Knoten eine Reset-Nachricht erhalten hat, diese Reset-Nachricht bestätigt, sobald das Reset auf seinem lokalen Kommunikationsbus ausgeführt worden ist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die Kommunikationsbusse IEEE-1394-Kommunikationsbusse sind und das drahtlose Netzwerk ein HIPERLAN-2-Netzwerk ist.