DE60317541T2

DE60317541T2 - Verfahren zur bestimmung eines übergeordneten portals in einem drahtlosen netzwerk und entsprechende portaleinrichtung

Info

Publication number: DE60317541T2
Application number: DE60317541T
Authority: DE
Inventors: Sebastien Perrot; Gilles Straub; Helmut Burklin
Original assignee: Thomson Licensing SAS
Current assignee: Thomson Licensing SAS
Priority date: 2002-09-12
Filing date: 2003-09-12
Publication date: 2008-09-18
Anticipated expiration: 2023-09-13
Also published as: DE60317541D1; KR20050044917A; EP1547321B1; AU2003297444A1; US20060050656A1; WO2004025905A1; CN1682496A; EP1398919A1; JP4395440B2; MXPA05002480A; CN1682496B; EP1547321A1; JP2005538628A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen eines Mutterportals in einem drahtlosen Netz, besonders wenn dieses drahtlose Netz eine für mit den Portalen verbundenen Vorrichtungen transparente Brücke bildet. Auch betrifft sie eine Portaleinrichtung.
Es ist bekannt, mehrere drahtgebundene Kommunikationsbusse unter Verwendung einer oder mehrerer drahtgebundener oder drahtloser Brücken zusammenzuschalten. Brücken können zwei oder mehr Portale umfassen, wobei jedes Portal mit einem Bus oder Teilnetz verbunden ist. In dem sich ergebenden Netz kann jeder Bus bzw. jedes Teilnetz getrennt bleiben (z. B. behält jeder Bus seine eigene Buskennung), obwohl Vorrichtungen in Abhängigkeit von ihren Fähigkeiten und ihrer Kenntnis der Brücken mit Vorrichtungen an anderen Bussen oder Teilnetzen kommunizieren können oder nicht. Ein weiterer Ansatz besteht darin, sogenannte transparente Brücken zu benutzen, die für gewisse Vorrichtungen nicht oder mindestens gewisse Softwareschichten dieser Vorrichtungen nicht sichtbar sind. Beispielsweise ist es möglich, zwei oder mehr IEEE 1394-Busse unter Verwendung transparenter Brücken zusammenzuschalten, um einen einzigen "virtuellen" IEEE 1394-Bus zu erzeugen. Mit einem der wirklichen Busse verbundenen Vorrichtungen wird glaubhaft gemacht, daß alle Vorrichtungen des Netzes an einem einzigen Bus gegenwärtig sind.
Dieser Ansatz wird in 2 durch die Anmelderin der vorliegenden Erfindung eingereichten Patentanmeldungen entwickelt. Am 5. Dezember 2002 veröffentlichte PCT-Anmeldung WO02/098061 mit dem Titel "Method for managing a communication network comprising wireless links with more than two wireless devices" (Verfahren zum Verwalten eines Kommunikationsnetzes mit drahtlosen Verbindungen mit mehr als zwei drahtlosen Vorrichtungen) beschreibt die Architektur, die Zuordnung und den Rücksetzvorgang und die Herstellung von Verbindungen in einem Netz mit transparenten Brücken. Am 7. November 2002 veröffentlichte PCT-Anmeldung WO02/089421 mit dem Titel "Interface circuit" (Schnittstellenschaltung) beschreibt ausführlich die zum Empfangen und Senden von von den Brückenportalen in diesem Zusammenhang benutzten rücksetzbezogenen Informationen benutzte physikalische Schicht. Beide Anmeldungen sind im Namen von Thomson Licensing S.A. eingereicht.
Der sich aus der Zusammenschaltung von Bussen oder Teilnetzen unter Verwendung von transparenten Brücken ergebende virtuelle Bus bzw. das entsprechende Netz befolgen die Regeln, denen ein wirklicher Bus bzw. ein wirkliches Netz unterliegt. Beispielsweise weist im Fall von IEEE 1394 ein virtueller Bus eine ähnliche Topologie mit durch Anschlüsse verbundenen Mutter- und Tochtervorrichtungen auf, die während des Rücksetzvorgangs benutzt werden. Auch darf die Gesamtzahl von Vorrichtungen am virtuellen Bus in dem bestimmten Beispiel nicht 63 Vorrichtungen überschreiten.
Die Anschlüsse von Vorrichtungen des virtuellen Busses können physikalische Anschlüsse sein – die z. B. eine Tochtervorrichtung physikalisch mit einer Muttervorrichtung an einem wirklichen Bus verbinden, oder virtuell sein – z. B. zum Zweck der Simulation eines einzelnen virtuellen Busses zwei Portale an der drahtlosen Brücke logisch verbinden.
Das Problem besteht darin, daß zur Befolgung der für einen wirklichen Bus oder ein wirkliches Teilnetz gültigen Regeln die Anzahl von Anschlüssen einer Vorrichtung begrenzt sein kann, z. B. 16 im Fall des IEEE 1394-Busses. Infolge dessen kann es in Abhängigkeit von der Topologie der Portale im virtuellen Bus nicht möglich sein, ein neues Portal anzuschließen, wenn ein entsprechender "virtueller" Anschluß an einem Mutterportal nicht zur Verfügung steht. Dieses Problem wird durch die 3 dargestellt, die eine Topologie eines Netzes mit einer ersten Portaleinrichtung (Portal 1) verbunden über einen IEEE 1394-Bus mit 15 Vorrichtungen durch die gleiche Anzahl von physikalischen Anschlüssen und über einen transparenten mit einer zweiten Portaleinrichtung über einen 16. "virtuellen" Anschluß. Wenn das erste Portal eine Muttereinrichtung in dem Sinn von z. B. der IEEE 1394-Topologie ist und wenn ein neues Portal mit dem drahtlosen Netz zu verbinden ist, besteht keine Möglichkeit zum Anschließen des neuen Portals.
Beispiele des Standes der Technik auf dem vorliegenden technischen Gebiet sind in Dokumenten WO 95/12942 , WO 93/07691 und EP0932279 offenbart.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Mutterportalwahl in einer transparenten drahtlosen Brücke, wobei diese Brücke mindestens zwei Brückenportale umfaßt, mit folgenden Schritten:

– Bestimmen für jedes Brückenportal der Anzahl von Anschlüssen, mit denen andere drahtlose Vorrichtungen verbunden werden können;
– Wählen eines Brückenportals als Mutterportal als Funktion der Anzahl solcher Anschlüsse,
– Anschließen anderer Brückenportale an das ausgewählte Mutterportal.

Erfindungsgemäß wird die Topologie zur Auswahl eines neuen Mutterportals am drahtlosen Netz geändert, wobei dieses neue Mutterportal auf Grundlage verfügbarer virtueller Anschlüsse ausgewählt wird.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist die Summe der Anzahl virtueller Anschlüsse und der Anzahl physikalischer Anschlüsse eines Brückenportals auf eine vordefinierte Anzahl begrenzt, und wobei die Anzahl virtueller Anschlüsse und physikalischer Anschlüsse konfigurierbar ist.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist das gewählte Portal das einzige Portal, das nicht Wurzel an einem mit diesem gewählten Portal verbundenen lokalen Bus sein kann.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung umfaßt das Verfahren weiterhin den Schritt des Auslösens der Wahl des Mutter-Brückenportals nach Zuordnung eines neuen Brückenportals.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung umfaßt das Verfahren weiterhin den Schritt des Überprüfens vor Auslösen der Wahl, ob das gegenwärtige Mutterportal einen freien virtuellen Anschluß aufweist, und wenn ja, Verbinden des neuen Portals mit diesem Anschluß ohne Auslösen der Wahl.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung umfaßt das Verfahren weiterhin den Schritt des Zurückweisens des Anschließens eines neuen Portals, wenn das Anschließen des neuen Portals eine ungültige Topologie ergeben würde.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung umfaßt das Verfahren weiterhin den Schritt des Speicherns, auf Ebene einer Portaleinrichtung, von mindestens einem der folgenden: der Versagensursache eines Anschlusses des Portals an das Mutterportal, des Versagen der Zuordnung des Portals zu einer Zentralsteuerung der drahtlosen Brücke, der Versagensursache, das Mutterportal zu werden.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist das als Mutterportal in einer Anfangskonfiguration des Netzes gewählte Portal das Portal mit der größten Anzahl von virtuellen Anschlüssen.
Auch betrifft die Erfindung eine Brückenportaleinrichtung zum Anschließen an eine drahtlose Brücke mit einer ersten Schnittstelle zu einem Drahtbus und einer zweiten Schnittstelle zur drahtlosen Brücke, dadurch gekennzeichnet, daß sie Mikroprozessormittel zum Verwalten von Anschlüssen an ihrer drahtlosen Schnittstelle zum Anschließen an drahtlose Vorrichtungen gemäß den für den Drahtbus definierten Topologieregeln umfaßt, wobei das Mikroprozessormittel zur Teilnahme an einem Mutterportalwahlverfahren geeignet sind, das eine Funktion der Verfügbarkeit freier Anschlüsse an den drahtlosen Schnittstellen von Portaleinrichtungen der Brücke ist.
Es wird nunmehr eine nicht beschränkende Ausführungsform der Erfindung mit Hilfe der nachfolgenden Zeichnungen beschrieben, die einen integralen Teil der vorliegenden Beschreibung bilden.
1 stellt schematisch ein Netz mit zwei mit einer drahtlosen Brücke verbundenen Bussen dar.
2 zeigt ein teilweises Blockschaltbild einer Portaleinrichtung mit einer abgeänderten PHY-Schicht.
3 ist ein Diagramm einer ersten Topologie des Netzes der 1.
4 ist ein Diagramm des Netzes der 3 nach Zufügung eines Portals und Wahl eines neuen Mutterportals.
1 zeigt zwei IEEE 1394-Busse mit IEEE 1394-Busknoten und einer dazwischenliegenden drahtlosen Brücke. Der erste IEEE 1394-Bus besitzt die Bezugsziffer 7. Mit diesem Bus sind eine Anzahl IEEE 1394-Vorrichtungen verbunden, von denen nur einige mit den Bezugsziffern 1, 2, 13 und 14 dargestellt sind. Solche Vorrichtungen können Unterhaltungselektronikvorrichtungen wie beispielsweise Fernsehgeräte, Videorecorder, Camcorder, Set Top Boxen, DVD-Spieler usw. oder eine Computervorrichtung wie beispielsweise ein PC, Notebook usw. sein. Jede dieser Vorrichtung ist eine standardkonforme IEEE 1394-Vorrichtung und besitzt eine entsprechende IEEE 1394-Schnittstelle 10.
Mit der Bezugsziffer 3 wird eine erste Sender/Empfänger-Box für die drahtlose Brücke bzw. Verbindung 9 bezeichnet. Diese auch als "Portal" bezeichnete Box muß eine IEEE 1394-Schnittstelle aufweisen, da sie auch mit den 1394-Busleitungen 7 verbunden ist. Die entsprechende Schnittstelle weist in der 1 die Bezugsziffer 11 auf. Diese Schnittstelle unterscheidet sich von der von Vorrichtungen wie beispielsweise den Vorrichtungen 1 und 2. Die IEEE 1394-Schnittstelle 11 besitzt zusätzliche Funktionalitäten wie unten beschrieben wird. Das Portal 3 weist weiterhin eine weitere Schnittstelle 12 für drahtlose Übertragung auf. Es bestehen bereits drahtlose Protokolle, die hochratige Kommunikation unterstützen. In der vorliegenden Ausführungsform wird das Hiperlan-System benutzt, aber die Erfindung ist nicht auf diesen Zusammenhang begrenzt. In der Schrift "Broadband Radio Access Networks (BRAN – Breitbandfunkzugangsnetze); Hiperlan Type 2; Packet based convergence layer (paketbasierende Konvergenzschicht); Teil 3; IEEE 1394 Service Specific Convergence Sublager (SSCS – Dienstespezifische Konvergenzteilschicht)" ist eine die IEEE 1394-Sicherungsschicht über ein drahtloses Netz ETSI BRAN Hiperlan 2 emulierende Unterschicht definiert. Weitere Beispiele drahtloser Kommunikationsprotokolle für die drahtlose Strecke sind die Spezifikationen IEEE 802.11 und die Bluetooth-Spezifikation.
Es ist zu bemerken, daß ein "Portal" auch eine freistehende drahtlose Einrichtung sein kann, die nicht mit weiteren Teilnetzen wie beispielsweise einem IEEE 1394-Bus verbunden ist.
In der 1 ist eine weitere Gruppe von IEEE 1394-Vorrichtungen mit ihrem eigenen IEEE 1394-Bus 8 dargestellt. Es sind zwei IEEE 1394-Vorrichtungen 4 und 5 mit standardmäßigen IEEE 1394-Schnittstellen 10 dargestellt. Auch ist ein zweiter Kasten 6 für die drahtlose Brücke 9 mit dem Bus 8 verbunden. Es ist erforderlich, daß die Gesamtmenge von Busstationen in beiden Gruppen zusammen einschließlich der drahtlosen Sender/Empfänger-Kästen 3 und 6 weniger gleich 63 ist. Der Grund dafür ist, daß mit der drahtlosen Brücke 9 beide Gruppen miteinander verschmolzen sind und Datenkommunikation zwischen Vorrichtungen von unterschiedlichen Gruppen aus der Sicht der IEEE 1394-Vorrichtungen sich in keiner Weise von Kommunikation zwischen Vorrichtungen in einer Gruppe unterscheidet. So gelten mindestens einige der auf eine einzelne Gruppe anwendbaren Regeln auch für das gesamte Netz, das ein "virtueller" IEEE 1394-Bus bzw. Gruppe genannt werden kann. Die maximal zulässige Anzahl von Busknoten in einer IEEE 1394-Gruppe beträgt 63.
2 zeigt einen Aufbau einer in jedes Portal 3, 6 oder 15 integrierten IEEE 1394-Schnittstelle 10. Die IEEE 1394-Schnittstelle ist in zwei Teile unterteilt: einen Abschnitt der physikalischen Schicht 21 und einen Abschnitt der Sicherungsschicht 20. Beide können auf einem einzigen Chip oder zwei getrennten Chips integriert sein. Im Grunde wäre es auch möglich, daß der Sicherungsschichtabschnitt in auf einer Mikrosteuerung ablaufender Software implementiert ist. Die abgeänderte IEEE 1394-Schnittstelle 11 sitzt im gleichen Grundaufbau. Sie enthält jedoch einen Speicher 22 zum Speichern von eigenkennungspaketbezogenen Informationen, die wie unten erläutert benutzt werden.
Weiterhin umfassen die Portale einen Mikroprozessor und Speicher zum Ausführen der Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung. Sie umfassen auch einen Stapel nach Hiperlan 2.
Zum Verständnis der Abänderung des Chips der physikalischen Schicht ist es behilflich, erst zu erläutern, was im Fall einer Busrücksetzung geschieht. Eine Busrücksetzung wird jedesmal dann durchgeführt, wenn ein IEEE 1394-Knoten vom Bus entfernt, oder an ihn angeschlossen wird. Ein Knoten kann vom Bus entfernt oder an ihn angeschlossen werden, ohne das Netz auszuschalten. Eine Einfügung oder Entfernung eines Knotens ist von einer bestimmten Spannungsänderung an den Busleitungen begleitet. Dies wird durch elektronische Mittel erkannt und löst die Busrücksetzung aus. Nach einer Busrücksetzung findet eine Eigenskonfigurationsphase für das Netz statt. Während der Eigenkonfigurationsphase sendet jeder Knoten sein Eigenkennungspaket zum Bus, um jeden anderen Knoten im Netz über seine Existenz zu informieren.
Ein Eigenkennungspaket besteht aus 64 Bit, wo die letzten 32 Bit der Kehrwert der ersten 32 Bit sind. Der Inhalt der Felder der Eigenkennungspakete ist im IEEE 1394-Standard erläutert. Einige von ihnen werden hier erläutert. Am Anfang eines Eigenkennungspakets befindet sich die physikalische Kennungsnummer des Knotens. Dieses Feld weist eine Länge von 6 Bit entsprechend den Nummern 0 ... 63 auf. Am Ende der Eigenkennungspakete befinden sich 2-Bit-Felder für die Anschlüsse P0 bis P2 eines Knotens. Die zwei Bit zeigen nicht nur die Existenz des Anschlusses im Knoten an, sondern auch, ob der Anschluß aktiv und mit einer Mutter- oder Tochtereinrichtung in der Bustopologie verbunden ist. Gemäß dem IEEE 1394-Busstandard kann ein Knoten mit bis zu 16 Anschlüssen ausgerüstet sein. Wenn ein Knoten mehr als drei Anschlüsse aufweist, wird der Zustand dieser anderen Anschlüsse in einem zweiten oder dritten Eigenkennungspaket gemeldet. Das letzte Bit m im Eigenkennungspaket zeigt an, ob der Knoten einige weitere Anschlüsse aufweist oder nicht. Beim IEEE 1394-Bus ist Datenkommunikation im Halbduplex-Betriebsmodus möglich. Es sendet daher nur ein Knoten Daten zum Bus und der Rest hört ab. Der Bus wird den Knoten auf deterministische Weise in Abhängigkeit von der Bustopologie gewährt (besonders ob ein Knoten Zweig oder Blatt ist). Die physikalische Kennungsnummer wird den Knoten in der Reihenfolge der Busgewährung beginnend von null zugewiesen. Zum Adressieren eines Datenpakets wird nicht nur die physikalische Kennungsnummer (Knoten-ID) benutzt. Jeder Bus besitzt auch eine Buskennung, die bei der Adressierung berücksichtigt werden muß.
Im Fall des in 1 gezeigten Busaufbaus tritt während der Eigenkonfiguration nach einer Busrücksetzung eine Anzahl von Problemen auf. Die Vorrichtungen haben keine Kenntnis der drahtlosen Strecke im Netz. Die Brücke bewirkt eine Busrücksetzungstrennung. Die Eigenkennungspakete müssen über die drahtlose Strecke von einer Gruppe zur anderen weitergeleitet werden.
Als Beispiel wird in Betracht gezogen, daß auf dem Bus 7 eine Busrücksetzung geschah. Die Rücksetzung wird von allen Stationen 1, 2, 3 in der Gruppe erkannt. Nach der Busrücksetzung senden die Knoten nacheinander ihre Eigenkennungspakete. Jeder Knoten in der Gruppe sammelt die entsprechenden Informationen auf einer höheren Softwareschicht zusammen, z. B. auf der Transaktionsschicht, um später die richtigen Adressen erzeugen zu können. Auch empfängt die Schnittstelle 11 im Portal 3 jedes Eigenkennungspaket und leitet sie über die drahtlose Strecke zum zweiten Portal 6 weiter. Auch erzeugt das Portal 3 ein Eigenkennungspaket und sendet es zum IEEE 1394-Bus 7. Bei dem ersten Versuch arbeitet die Vorrichtung 3 im Vorläufermodus und erzeugt ein Eigenkennungspaket ohne Berücksichtigung, dass, sollte die Brücke durch ein IEEE 1394-Kabel ersetzt werden, es eine andere physikalische Kennungsnummer aufweisen würde.
Nach Einsammlung aller Eigenkennungspakete vom Gruppenbus wird vom Portal 3 durch Softwaremittel eine Busrücksetzung auf dem Bus eingeleitet. Es werden wieder die Eigenkennungspakete über den Gruppenbus übertragen. Der Unterschied besteht darin, daß wenn das Portal 3 an der Reihe ist, sein Eigenkennungspaket zu senden, es nicht nur sein eigenes Eigenkennungspaket erzeugt, sondern auch alle Eigenkennungspakete der Knoten in der entfernten Gruppe, wobei das Portal 3 die Eigenkennungspakete unter Berücksichtigung der Topologie erzeugt, die sich ergeben würde, wenn die drahtlose Strecke durch ein IEEE 1394-Kabel ersetzt werden würde. Im folgenden werden die vom Portal 3 als Darstellung der Knoten auf dem Gruppenbus erzeugten Eigenkennungspakete künstliche Eigenkennungspakete genannt.
Als nächstes wird auch eine Busrücksetzung auf dem entfernten Bus 8 durch Softwaremittel in der Portaleinrichtung 6 eingeleitet. Die Portaleinrichtung 6 hat alle Eigenkennungspakete vom Gruppenbus eingesammelt und erzeugt die entsprechenden künstlichen Eigenkennungspakete in dieser Phase. Nach dieser Phase ist die Eigenkonfiguration vorbei und normale Datenkommunikation kann beginnen oder fortgeführt werden.
Wie oben angedeutet kann ein IEEE 1394-Knoten bis zu 16 Anschlüsse aufweisen. Da es aus topologischem Gesichtspunkt keinen Unterschied zwischen einem ein Portal mit einem Knoten auf seinem lokalen Bus verbindenden physikalischen Anschluß und einem ein Portal mit einem weiteren Portal über das drahtlose Medium verbindenden virtuellen Anschluß gibt, sind die 16 Anschlüsse zwischen wirklichen und virtuellen Anschlüssen aufgeteilt.
Ein Portal, z. B. das erste Portal der 1, kann 15 an IEEE 1394-Vorrichtungen angebrachte Anschlüsse und einen an einem weiteren Portal, z. B. dem Portal 2 angebrachten Anschluß aufweisen. Wenn das Portal 1 im Vergleich zu allen anderen Portalen das Mutterportal in der Topologie ist, kann kein weiteres Portal zur Integration in den virtuellen Bus angeschlossen werden.
Von den Erfindern ist erkannt worden, daß andere Portale als das Mutterportal freie virtuelle Anschlüsse aufweisen können. Eines dieser anderen Portale wird dann als Mutterportal für die übrigen Portale in der Topologie gewählt. Im Beispiel der 3 weist das Portal 2 13 freie Anschlüsse auf. Die 4 zeigt eine neue Topologie nach Anschluß eines dritten Portals mit Bezugsziffer 15. Wenn nach der bevorzugten Ausführungsform ein neues Portal zum Netz hinzugefügt wird, dann sollte es an einen der 'freien' Anschlüsse des gegenwärtigen Mutterportals angeschlossen werden. Angeschlossene Vorrichtungen sehen dann nur eine minimale Änderung in der Topologie (z. B. Zufügung eines neuen Zweiges), wodurch der Busverkehr minimiert werden kann (Vorrichtungen brauchen nicht wieder die Identität aller angeschlossenen Vorrichtungen zu erlernen, wenn sie ein zutreffendes Knotenidentifikationsverfahren wie das in der am 21. Mai 1999 eingereichten Patentanmeldung EP0961453 beschriebene annehmen. Wenn es nicht möglich ist, die gegenwärtige Muttereinrichtung zu behalten, aber es möglich erscheint, eine gültige Topologie durch Wählen einer unterschiedlichen Muttereinrichtung aufzubauen, dann wird dies durchgeführt. Wenn es nicht möglich ist, eine gültige Konfiguration zu bestimmen, dann wird das neue Portal nicht angeschlossen und die gegenwärtige Konfiguration wird beibehalten.
Die Anzahl von der drahtgebundenen und drahtlosen Seite zugeordneten Anschlüssen kann fest oder konfigurierbar sein. Selbst wenn eine große Anzahl physikalischer Anschlüsse zur Verfügung stehen, können gewisse dieser Anschlüsse gesperrt werden, um Anschlüsse zur Verbindung drahtloser Tochtervorrichtungen freizumachen. Bei der gegenwärtigen Ausführungsform wird angenommen, daß die abgeänderte PHY in der Lage ist, mehr als einen virtuellen Anschluß zu bewältigen.
Nach der bevorzugten Ausführungsform können Vorrichtungen an einen wirklichen Anschluß angeschlossen werden und über einen virtuellen Anschluß anzuschließende Vorrichtungen weisen auf einer Abfragegerechtigkeitsbasis gleiche Priorität auf.
Wenn eine Vorrichtung mit einer Portaleinrichtung verbunden ist, wird ein Anschluß dieser Einrichtung auf Aktiv gesetzt – ganz gleich, ob die angeschlossene Vorrichtung eine IEEE 1394-Vorrichtung oder ein weiteres Portal ist. Ein Anschluß kann einer drahtgebundenen oder einer drahtlosen Vorrichtung zugeteilt werden.
Nach einer Ausführungsvariante kann ein Portal eine Verbindung mit einem anderen Portal über einen virtuellen Anschluß deaktivieren, um den Anschluß einer Vorrichtung an einen wirklichen Anschluß zu erlauben. Die IEEE 1394-Vorrichtung besitzt dann Priorität gegenüber einem Portal. Das umgekehrte ist nicht wahr: ein Portal kann nicht eine Vorrichtung am lokalen Drahtbus abtrennen, um sie durch ein Portal an einem virtuellen Anschluß zu ersetzen. Gemäß der bevorzugten Ausführungsform ist die Anzahl von Anschlüssen jeder Art einer Vorrichtung vorgegeben, aber nach einer Ausführungsvariante ist sie variabel und möglicherweise vom Benutzer konfigurierbar.
Im ersteren Fall ist die Anzahl von Drahtanschlüssen und drahtlosen Anschlüssen vorgegeben. Die jeweilige Anzahl kann von der Funktion abhängig sein, die das Portal aufweisen wird. Wenn das Portal an viele Drahtvorrichtungen anzuschließen ist, wird die Anzahl von Drahtanschlüssen erhöht. Wenn vorgesehen ist, das Portal als Mutterportal in der drahtlosen Brücke zu benutzen, wird die Anzahl von drahtlosen Anschlüssen auf Kosten der Anzahl von wirklichen Anschlüssen erhöht.
Sollte die Anzahl von Anschlüssen jeder Art konfigurierbar sein, kann der Benutzer die Anzahl wirklicher Anschlüsse und virtueller Anschlüsse dynamisch einstellen.
Wenn der Benutzer beabsichtigt, die Vorrichtung an mehrere Drahtvorrichtungen anzuschließen, kann er/sie sich entscheiden, mehr Anschlüsse für diesen Zweck zuzuteilen.
Mutterportal-Knotenwahl
Es wird nunmehr die Wahl eines Mutterportals beschrieben. Das Verfahren wird, wenn nicht anders angegeben, durch ein Portal, vorzugsweise das Mutterportal, ausgeführt.
Das folgende gilt, wenn die Anzahl virtueller Anschlüsse an Portalen unterschiedlich ist. Wenn die Anzahl an jedem Portal die gleiche ist, muß die Wahl auf einem anderen Kriterium als der Anzahl virtueller Anschlüsse basieren.
Der erste Fall besteht aus der Zufügung eines Portals zu einem bestehenden drahtlosen Netz.
Wenn dem Netz ein neues Portal hinzugefügt wird, dann sollte es an einen der 'freien' virtuellen Anschlüsse des gegenwärtigen Mutterportals angeschlossen werden, es sei denn, die sich daraus ergebende Topologie wird als ungültig erachtet (beispielsweise zu viele Knoten in dem sich ergebenden Netz). Angeschlossene Vorrichtungen werden dann nur eine minimale Änderung in der Topologie (d. h. Zufügung eines neuen Zweiges) sehen, wodurch der Busverkehr minimiert werden kann. Wenn es nicht möglich ist, aufgrund mangelnder freier Anschlüsse das gegenwärtige Mutterportal zu behalten, aber es möglich erscheint, durch Wählen eines anderen Mutterportals eine gültige Topologie zu erhalten, dann wird dies ausgeführt. Wenn es nach Berücksichtigung aller Portale als mögliches Mutterportal (einschließlich des neuen Portals) nicht möglich ist, eine gültige Konfiguration zu bestimmen, wird das neue Portal nicht angeschlossen und die gegenwärtige Konfiguration wird beibehalten.
Es wird nunmehr das ausführliche Verfahren beschrieben.
Zuordnung im Fall des Anschließens an ein bestehendes Netz wird wie folgt durchgeführt:
Wenn ein neues Portal zum drahtlosen Netz hinzukommt, wird zwischen der Zentralsteuerung des Hiperlan 2-Netzes und dem neuen Portal ein RLC-Zuordnungsverfahren (radio link control layer – Funkübertragungssteuerungsschicht) durchgeführt. Portale können nunmehr Informationen austauschen; dies erlaubt dem dazukommenden Portal, zu erkennen, welches der anderen Portale gegenwärtig das Mutterportal ist.
Obwohl dem drahtlosen Netz im Sinn von Hiperlan 2 zugeordnet, ist das neue Portal noch nicht angeschlossen, in dem Sinn, daß es in die virtuelle IEEE 1394-Bustopologie integriert ist. Vom neuen Portal wird eine Busrücksetzung an seiner lokalen Gruppe durchgeführt (dies kann vor oder nach der Zuordnung durchgeführt werden). Vorzugsweise versucht das Portal, an seinem lokalen Bus die Wurzel zu werden. Dies kann durch Erzeugung mehrerer Busrücksetzungen geschehen, um zu versuchen, die Wurzel zu erzwingen. Nach der bevorzugten Ausführungsform sollte, wenn eine Busrücksetzung auf einem Bus geschieht, wo das neue Portal nicht die Wurzel ist, das Portal nur dann versuchen, zur Wurzel zu werden, wenn die vorhergehende Wurzel den Bus verlassen hat. Sollte sich die vorhergehende Wurzel noch am Bus befinden, versucht das Portal nicht, Wurzel zu werden. Dies ist nicht notwendig, da der Knoten, der Wurzel ist, wahrscheinlich das Portal daran hindern würde, Wurzel zu werden. Damit werden Busrücksetzungsturbulenzen vermieden.
Das neue Portal übermittelt dann zum gegenwärtigen Mutterportal zutreffende Informationen über seine Fähigkeiten (z. B. die Anzahl von virtuellen Anschlüssen, die von ihm implementiert werden können), und über die lokale Konfiguration (Topologiedaten einschließlich der Anzahl von an seinen lokalen Bus angeschlossenen Vorrichtungen und ob es zur Wurzel geworden ist oder nicht).
Vom gegenwärtigen Mutterportal werden diese Informationen zusammen mit Informationen verarbeitet, die es betreffs der aktuellen Konfiguration des übrigen Netzes hält.
Wenn das neue Portal an seinem Bus Wurzel ist und das gegenwärtige Mutterportal einen freien virtuellen Anschluß verfügbar hat, um es anzuschließen und die sich ergebende Anzahl von Vorrichtungen 63 nicht überschreitet, dann wird das Portal angeschlossen und im Netz werden zutreffende Rücksetzungen zum Erzeugen der neuen Topologie ausgeführt. Nach einer Ausführungsvariante darf die Abschnittszählung der neuen Konfiguration 16 nicht überschreiten.
Sollte die sich ergebende Anzahl von Vorrichtungen 63 überschreiten, wird das neue Portal nicht angeschlossen und das gegenwärtige Mutterportal bleibt. Ein Busrücksetzungsverfahren ist dann nicht notwendig. Wenn trotzdem eine Rücksetzung ausgeführt wird, versucht das gegenwärtige Mutterportal, Mutterportal zu bleiben.
Wenn das neue Portal nicht die Wurzel an seinem Bus ist und es genügend Fähigkeiten (hinsichtlich verfügbarer Anschlüsse) aufweist, prüft das aktuelle Mutterportal, ob es selbst Wurzel an seinem Bus ist. Wenn ja, dann wird das neue Portal zum Mutterportal. Wenn nicht, dann wird vom gegenwärtigen Mutterportal ein Busrücksetzungsverfahren eingeleitet, um Wurzel zu werden. Wenn es keinen Erfolg hat, wird das neue Portal nicht angeschlossen.
Wenn das gegenwärtige Mutterportal nicht genügend virtuelle Anschlüsse aufweist und wenn ein anderes Portal (einschließlich des Neulings) eine genügende Anzahl virtueller Anschlüsse besitzt, wird überprüft, ob dieses Portal zum Mutterportal werden kann. Wenn alle Portale Wurzeln an ihrem jeweiligen lokalen Bus sind oder es ein einzelnes Portal gibt, das keine Wurzel ist, und dieses Portal genügend Fähigkeiten aufweist, soll es zum neuen Mutterportal werden. Wenn dies nicht der Fall ist (d. h. das gegenwärtige Mutterportal nicht zur Wurzel werden kann), dann wird das neue Portal nicht angeschlossen.
Um eine ordnungsgemäße Rücksetzungsausbreitung zuzulassen, gibt es höchstens ein Portal, das nicht eine Wurzel an seinem Bus ist und wenn es ein solches Portal gibt, dann ist es notwendigerweise das Mutterportal.
Der Rest des Verbindungsverfahrens folgt dem in der, in der Einführung erwähnten PCT-Anmeldung WO02/098061 beschriebenen Verfahren.
Der zweite Fall betrifft das Auftreten einer Busrücksetzung.
Wenn das Mutterportal die Wurzel ist und an einem Bus, wo das Tochterportal seinen Wurzelzustand verliert, eine Busrücksetzung auftritt, ist die Regel, daß das Tochterportal zum neuen Mutterportal wird, wenn es eine genügende Anzahl von virtuellen Anschlüssen aufweist.
Wenn das Mutterportal nicht die Wurzel ist und an einem Bus, wo das Tochterportal seinen Wurzelzustand verliert, eine Busrücksetzung auftritt, dann wird das Tochterportal abgetrennt.
Wenn das Mutterportal die Wurzel ist und auf mehr als einem Bus zur gleichen Zeit Busrücksetzungen auftreten und einen Wurzelzustandsverlust für mehrere Tochterportale ergeben, wird eines der Tochterportale als neues Mutterportal gewählt, wenn es eine genügende Anzahl von virtuellen Anschlüssen aufweist. Die anderen Tochterportale werden abgetrennt.
Wenn das Mutterportal nicht die Wurzel ist und an mehr als einem Bus zur gleichen Zeit Busrücksetzungen auftreten und einen Wurzelzustandsverlust für mehrere Tochterportale ergeben, werden diese Tochterportale abgetrennt.
Der dritte Fall betrifft die Anfangskonfiguration des drahtlosen Netzes.
Wenn ein drahtloses Netz anfänglich aufgebaut wird, gibt es kein gegenwärtiges Mutterportal. Gemäß der bevorzugten Ausführungsform wird hier ein verteiltes Verfahren vorgeschlagen.
Eine weitere Möglichkeit wäre es, das gleiche Verfahren wie für den ersten Fall beschrieben zu benutzen, aber das aktuelle Mutterportal durch das 'fähigste' Portal wie unten definiert zu ersetzen.
Wenn ein neues drahtloses Netz aufgebaut wird (auf ähnliche Weise wie wenn ein neues Portal zum Netz hinzukommt) wird ein RLC-Zuordnungsverfahren zu der Zentralsteuerung in der oben erwähnten Patentanmeldung durchgeführt. Portale können dann Informationen austauschen.
Von allen Portalen wird eine Busrücksetzung in ihrer lokalen Gruppe durchgeführt. Dies kann vor oder nach der Zuordnung ausgeführt werden. Jedes Portal versucht, zur Wurzel an seinem lokalen Bus zu werden, wenn sie es noch nicht sind. Jedes zugeordnete Portal übermittelt dann zu allen anderen zugeordneten Portalen Informationen über seine Fähigkeiten (d. h. die Anzahl virtueller Anschlüsse, die von ihm implementiert werden können) und über die örtliche Konfiguration (Topologiedaten einschließlich der Vorrichtungen und ob es zur Wurzel geworden ist oder nicht).
Von jedem Portal werden die gesammelten Informationen verarbeitet.
Das 'fähigste' Portal ist als dasjenige definiert, das die höchste Anzahl von virtuellen Anschlüssen unterstützt. Wenn mehrere Anschlüsse die gleiche Anzahl unterstützen, ist ein Verfahren, das allen Portalen erlaubt, sich auf die Rangordnung und auf die Auswahl eines gleichen Portals als das fähigste Portal zu einigen, wie z. B. Verwendung einer in die Kästen eingebauten einmaligen Kennung, und Auswählen unter den Kandidaten des Portals mit der höchsten rückwärtigen Kennung.
Wenn nur ein einziges Portal nicht Wurzel ist, wird es zum Mutterportal werden.
Wenn mehrere Portale nicht Wurzel sind, soll das fähigste zum Mutterportal werden.
Wenn alle Portale Wurzel sind, soll das fähigste zum Mutterportal werden.
Das Mutterportal entscheidet, welche anderen Portale es an seine drahtlosen Anschlüsse anschließt. Es tut dies durch Beachtung der Beschränkung hinsichtlich der sich ergebenden Anzahl von Vorrichtungen (darf 63 nicht überschreiten). Gemäß der oben erwähnten Ausführungsvariante kann auch die Bedingung, daß die Abschnittszählung der neuen Konfiguration 16 nicht überschreiten darf, berücksichtigt werden.
Der Rest des Anschließungsverfahrens folgt dem in der oben erwähnten Patentanmeldung beschriebenen Verfahren.
Nach der bevorzugten Ausführungsform wird vorgeschlagen, in jedem Portal (z. B. unter Verwendung eines Registers in der Konfigurations-ROM-Struktur nach Definition durch IEEE P1212) Informationen zu speichern, die lokale Informationen über das Ergebnis des letzten Konfigurations/Zuordnungsverfahrens aus der Sicht jedes Portals enthalten. Die Codierung dieses Informationsspeichers ist zwischen Portalen standardisiert, so daß eine Vorrichtung mit einer zutreffenden Anwendung am Drahtbus in der Lage ist, diese Informationen zu lesen und den Benutzer über Versagensursachen einer Konfiguration zu informieren.
Die Nachricht zum Benutzer kann beispielsweise aus folgendem bestehen: "Dieses Portal hatte keine ausreichende Anzahl virtueller Anschlüsse zum Anschließen aller anderen Portale", oder "dieses Portal wurde nicht zur Wurzel und wurde nicht angeschlossen" oder "das Portal versagte in der Zuordnung".
Gemäß einer Ausführungsvariante umfaßt ein Portal einen zweiten Informationsspeicher, der globale Informationen über das Ergebnis des letzten Konfigurations/Zuordnungsverfahrens aus der Sicht des Mutterportals enthält. In diesen Informationsspeicher ist durch einen Austausch von RLC-Nachrichten einzuschreiben, da der Informationsaustausch auch zwischen dem Mutterportal und allen Portalen möglich sein sollte, die nicht angeschlossen wurden. Dieser Informationsspeicher wird nur dann durch ein Portal benutzt, wenn es das Mutterportal ist. Wie zuvor kann es durch eine zutreffende Anwendung einer Vorrichtung zur Bereitstellung von Rückmeldungen zum Benutzer gelesen werden.
Obwohl die Ausführungsform auf durch ein drahtloses Hiperlan 2-Netz verbundenen IEEE 1394-Bussen basiert, kann die Erfindung vom Fachmann leicht an andere Busse, Teilnetze und Brückenmedien angepaßt werden.

Claims

Verfahren zur Mutterportalwahl unter Brückenportalen in einer transparenten drahtlosen Brücke (9), wobei diese Brücke mindestens zwei Brückenportale (3, 6, 15) umfaßt, wobei ein Portal eine drahtlose Schnittstelle und eine Schnittstelle zu einem Drahtbus umfaßt, wobei das Verfahren folgende Schritte umfaßt: – Bestimmen für jedes Brückenportal (3, 6, 15) der Anzahl von Anschlüssen, mit denen andere drahtlose Vorrichtungen verbunden werden können; – Wählen eines Brückenportals (6) als Mutterportal als Funktion der Anzahl solcher Anschlüsse, – Anschließen anderer Brückenportale (3, 15) an die Anschlüsse des gewählten Mutterportals (6).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Summe der Anzahl von Anschlüssen an der drahtlosen Schnittstelle eines Brückenportals, hiernach virtuelle Anschlüsse genannt, und der Anzahl physikalischer Anschlüsse eines Brückenportals an der Drahtbusschnittstelle auf eine vordefinierte Anzahl begrenzt ist und wobei die jeweilige Anzahl virtueller Anschlüsse und physikalischer Anschlüsse konfigurierbar ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das gewählte Portal das einzige Portal ist, das Wurzel an einem mit diesem gewählten Portal verbundenen lokalen Bus sein kann oder nicht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin mit dem Schritt des Auslösens der Wahl des Mutter-Brückenportals nach Zuordnung eines neuen Brückenportals.
Verfahren nach Anspruch 4, weiterhin mit dem Schritt des Überprüfens vor Auslösen der Wahl, ob das gegenwärtige Mutterportal einen freien virtuellen Anschluß aufweist und, wenn ja, Verbinden des neuen Portals mit diesem Anschluß ohne Auslösen der Wahl.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin mit den Schritten des Zurückweisens des Anschließen eines neuen Portals, wenn das Anschließen des neuen Portals eine ungültige Topologie ergeben würde.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin mit dem Schritt des Speicherns, auf Ebene einer Portaleinrichtung, von mindestens einem der folgenden: der Versagensursache eines Anschlusses des Portals an das Mutterportal, des Versagens der Zuordnung des Portals zu einer Zentralsteuerung der drahtlosen Brücke, der Versagensursache, das Mutterportal zu werden.
Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 7, wobei das als Mutterportal gewählte Portal das Portal mit der größten Anzahl von virtuellen Anschlüssen ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei ein physikalischer Anschluß ein zum Anschließen an eine Vorrichtung an einem Drahtbus verfügbarer Anschluß ist.
Brückenportaleinrichtung (3, 6, 15) zum Anschließen an eine drahtlose Brücke (9) mit einer ersten Schnittstelle (11) zu einem Drahtbus (7, 8) und einer zweiten Schnittstelle (12) zur drahtlosen Brücke (9), weiterhin mit Mikroprozessormitteln zum Verwalten von Anschlüssen an ihrer drahtlosen Schnittstelle (12) zum Anschließen an drahtlose Vorrichtungen gemäß für den Drahtbus (7, 8) definierten Topologieregeln, wobei die Mikroprozessormittel zur Teilnahme an einem Mutterportalwahlverfahren unter Brückenportalen geeignet sind, das eine Funktion der Verfügbarkeit freier Anschlüsse an den drahtlosen Schnittstellen von Portaleinrichtungen (3, 6, 15) der Brücke (9) ist.
Brückenportaleinrichtung nach Anspruch 10, wobei das vom Mikroprozessormittel ausgeführte Mutterportalwahlverfahren als Mutterportal für das drahtlose Netz das Portal mit der größten Anzahl virtueller Anschlüsse auswählt.