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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Datenkommunikationssysteme,
und insbesondere auf ein RF-Paketkommunikationssystem,
in dem eine Anzahl von entfernten Einheiten Daten über Zwischenbasisstationen
an einen zentralen Computer sendet.
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Barcodeleser,
die im Einzelhandel oder kommerziellen Einrichtungen zum Einsatz
kommen, sind normalerweise über
physikalische Verdrahtung mit einem zentralen Computer verbunden.
Diese Verbindung ist durchaus für
permanent montierte Barcodeleser, wie sie an Supermarktkassen verwendet
werden, oder für
an ähnlich
montierten festen Standorten benutzte handgehaltene Scanner oder
Lesestäbe geeignet.
Wenn jedoch der Barcodeleser von einer Person eingesetzt werden
soll, die sich in einem Gebäude
bewegt, oder wenn temporäre
Installationen zum Einsatz kommen, ist eine physikalische Verdrahtung
ungeeignet oder zumindest sehr unpraktisch. Es ist möglich, Daten
mit Hilfe einer RF-Verbindung
(RF) von einem handgehaltenen Barcode-Scanner an eine zentrale Station
oder einen lokalen Weitergabepunkt zu senden, jedoch weisen die
bisher für
diesen Zweck zur Verfügung
gestellten RF-Verbindungen Merkmale auf, durch die sie teuer und
unpraktisch werden. Diese RF-Verbindungen benutzen typisch RF-Bänder, die
für jede
Installation eine F. C. C. Lizensierung benötigen, was die Kosten und die
administrative Belastung weiter erhöht. Die in dieser Art von Ausrüstung verwendeten
RF-Komponenten müssen äußerst präzise funktionieren,
damit Frequenz-Drift und Bandbreiten-Überlauf innerhalb der F. C.
C. Toleranzen gehalten werden. Außerdem waren wegen der hohen
Beanspruchung der Batterie entweder große schwere Batterien oder häufiges Wiederaufladen
oder beides erforderlich. Ferner war aufgrund der bisher benutzten
RF-Übertragungsverfahren
die Anzahl der in einem gegebenen Bereich verwendbaren tragbaren
Endgeräte
begrenzt, weil eine relativ schmale Bandbreite verwendet wurde.
Zu Beispielen für
Barcodeleser, die lokale RF-Datenverbindungen
verwenden, gehören
tragbare Endgeräte, die
im Handel von folgenden Firmen angeboten werden: MSI Data Corporation,
Vectran Corporation, LXE Corporation, Norand Corporation und Telxon Corporation.
Tragbare Barcodeleser mit RF-Langstreckenverbindungen sind erhältlich von
Mobil Data International und Motorola Inc. (KDX1000).
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In
US-Patent Nr. 4789983 „Wireless
Network for Wideband Indoor Communications" und in
US-Patent
Nr. 4639914 „Wireless
PBX/LAN System" wurden
Innenraum-RF-Kommunikationsnetze
für Sprachverbindungen
vorgestellt. Falls eine Anzahl von Kanälen für die Übertragung einer Nachricht
zur Verfügung
steht, kann die Gesamtzeit für
die Zustellung der Nachricht beträchtlich reduziert werden, wenn
zunächst
die „besten" Kanäle ausgewählt und ausprobiert
werden, anstatt eine beliebige Trial-and-Error-Methode zu verwenden. Im
US Patent 4197500 besprochenen Ausführungsformen
sind auf die Überwachung
des Dauerzustand- oder Umgebungs-Energiepegels in jedem Kanal eingerichtet. Bestimmt
wird ein Kriterium zum Ordnen der Kanäle zur Bestimmung der Versuchsfolgen.
Für zeitlich
unveränderliche
Kanäle,
wie sie typisch für
Radios verwendet werden, ist der ruhigste Kanal oder der Kanal mit
der niedrigsten Umgebungsenergie der beste, und auf dieser Basis
werden die Kanäle
geordnet. Dieses Kriterium führt
jedoch zu einer möglichen Zweideutigkeit,
da der ruhigste Kanal auch lediglich ein Kanal sein kann, der keinen
Mechanismus zur Unterstützung
des Signals aufweist.
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Die
entfernten Endgeräte
in diesen Systemen nach dem Stand der Technik sind jederzeit adressierbar,
das heißt,
sie sind immer aktiviert, so dass ihr Stromverbrauch durch dieses
Merkmal bestimmt wird. Außerdem
kommen bei diesen Systemen nach dem Stand der Technik RF-Frequenzbänder zum
Einsatz, die F. C. C. Lizensierung für individuelle Benutzer erfordern.
Aus diesen Gründen
waren Systeme dieser Art nach dem Stand der Technik zu teuer und
ansonsten ungeeignet für
die gegenwärtigen
Zwecke.
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Mit
dem drahtlosen Spreizbandübertragungsverfahren
ist es möglich,
ein Band zu benutzen, das von der F. C. C. als „nicht lizensiertes" Band bezeichnet
ist, so dass Lizensierung keine Rolle spielt, wobei der Einsatz
von Spreizband-Techniken die Durchführung der Übertragung auf zuverlässige Weise
gestattet, auch wenn dieses Band anfällig gegen Störungen ist,
die durch viele verschiedene Benutzer verursacht werden. In
US-Patent Nr. 4672658 „Spread
Spectrum Wireless PBX" wird
ein System offenbart, in dem jeder separate Benutzer-Sendeempfänger auf
einen separaten Sendeempfänger
im zentralen PBX abgestimmt ist, wobei jedes dieser aufeinander
abgestimmten Paare in einem eindeutigen Direktfolgen-Spreizband-Chipping-Muster überträgt. Ein
separater Anrufeinrichtung-Sendeempfänger, der ein gemeinsames Direktfolgen-Chipping-Muster
hat, dient zum Austausch von Informationen, die das Einrichten eines
Anrufs betrifft. Wie im obigen Fall erfordert dieses System die
kontinuierliche Überwachung der
RF-Bänder
durch alle Sendeempfänger
und ist ein sprach-orientiertes System, das verschiedene Zeitperioden
zur Wartung der Verbindungen sowie eine Verbindung von Benutzer
zu Benutzer anstatt von Benutzer zu Zentralstation erfordert. Ein
weiteres Beispiel für
den Einsatz von Spreizband in einer lokalen RF-Verbindung ist ein Versorgungsuhr-Lesesystem,
bei dem ein an einem Haus vorbeifahrendes Versorgungsfahrzeug einen
Leser über
eine CW-Übertragung
aktiviert und dann die Daten vom Leser empfängt.
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Drahtlose
Datenkommunikationen zwischen einem zentralen Computer und mehreren
entfernten Endgeräten
innerhalb eines Gebäudes,
die Direktfolgen- Spreizbandtechniken
zur Bewältigung
von Mehrwegstörungen
verwenden, wurde von Freret et al, NTC Record, November 1980, beschrieben,
aber auch diese Systemtypen sind auf den kontinuierlichen Betrieb
der tragbaren Einheiten gestützt
und sind eine Belastung für
die RF-Schaltungen in den entfernten Einheiten, woraus sich eine
komplizierte und teure Konstruktion ergibt.
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In
US-Patent Nr. 4740792 ist
ein Datenübertragungs-System, das Spreizband-RF
verwendet, veranschaulicht, wobei die Fahrzeuge mit einem Sender
aber keinem Empfänger
ausgerüstet
sind, und wobei der Standort jedes Fahrzeugs periodisch einer Zentralstation
durch ein gesendetes Paket gemeldet wird. Der Sender wird nur für einen
sehr begrenzten Zeitraum eingeschaltet, so dass die Beanspruchung
der Batterie auf ein Minimum reduziert ist. Dieses System ist nicht
in der Lage, Daten von einer Zentralstation an eines der Fahrzeuge
zu senden, oder dem Sender im Fahrzeug zu gestatten, ein Bestätigungssignal
zu empfangen, was den Empfang der gesendeten Daten anzeigt. Die
EP 0281334 lehrt den Einsatz
von Diversitätsantennen,
die an den Konzentratoren und einem zentralen Knoten verwendet werden
können,
und an jedem Sendeempfänger können eine
oder mehrere Antennen eingesetzt werden, und der Zugriff auf den
RF-Kanal, der von allen drahtlosen Sendeempfängern benutzt wird, kann von einem
modifizierten Abfragesystem durchgeführt werden, welches gemeinsame
Ressourcenbenutzung gestattet, um auf Bedarfsbasis zusätzlichen Schutz
vor Kanalbeeinträchtigungen
bereitzustellen. Innerhalb des Deckungsbereichs ist es wahrscheinlich,
dass die empfangene Signal-Bitfehlerrate für jedes Benutzergerät unter
dem Sollwert liegt, was als Ausfallwahrscheinlichkeit definiert
wird. Wenn an einem Standort ein Benutzergerät nicht funktioniert, kann
der Benutzer das Benutzergerät
oder seine Antenne versetzen.
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Ein
Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein verbessertes,
kostengünstiges
Datenkommunikationsnetz mit geringem Stromverbrauch bereitzustellen,
in dem eine Anzahl von entfernten Endgeräteeinheiten fähig ist,
Datenpakete an eine Zentralstation zu senden und, in den meisten
Fällen,
Bestätigungssignale
und Daten von der Zentralstation zu empfangen, wobei das Netz vorzugsweise
eine RF-Verbindung oder dergleichen benutzt, so dass sich die entfernten
Einheiten ungehindert in einem vom Netz abzudeckenden Bereich bewegen
können. Ein
weiteres Ziel besteht darin, ein verbessertes Paketübertragungsnetz
bereitzustellen, in dem die entfernten Endgeräteeinheiten kostengünstig und
klein sein können,
sowie wenig Strom verbrauchen, jedoch eine zuverlässige und
schnelle Antwort bzw. Rückmeldung
bereitstellen, wie es in einer kommerziellen Einrichtung (gewöhnlich einer
Innenraumeinrichtung) benötigt
wird, wobei Barcodeleser oder dergleichen zum Sammeln von Daten
verwendet wird. Ein weiteres Ziel besteht darin, ein verbessertes
Protokoll zum Einsatz in einem Paketdatenübertragungsnetz bereitzustellen,
woraus sich zuverlässiger Betrieb,
geringer Stromverbrauch und kostengünstige Implementierung ergeben.
Ein besonderes Ziel besteht darin, eine RF-Datenverbindung für tragbare Endgeräte bereitzustellen,
die keiner Standortlizenzierung gemäß den F. C. C. Bestimmungen
unterliegt, so dass die mit einer solchen Lizensierung verbundenen
Kosten und Verzögerungen
entfallen oder auf ein Minimum reduziert sind.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Gemäß einer
erfindungsgemäßen Ausführungsform
umfasst ein Paketdaten-Kommunikationssystem eine Anzahl von entfernten
Endgeräteeinheiten
zum Sammeln von Daten sowie eine Kommunikationsverbindung zum Senden
der verpackten Daten an eine Zentralstation und zum Empfangen eines Bestätigungssignals
und der Daten von der Zentralstation.
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Für diese
Kommunikationsverbindung kommt ein Paketaustauschprotokoll zum Einsatz, das
durch Aktivieren der Empfangsfunktion für eine nur kurze Zeit eine
reduzierte Verlustleistung an der entfernten Einheit bereitstellt,
so dass letztere nicht stets auf Empfang bzw. „Abhorchen" stehen muss. Zu diesem Zweck richtet
das Austauschprotokoll ein starres, auf eine Übertragung durch die entfernte
Einheit eingerichtetes Zeitfenster ein, wobei die entfernte Einheit
nur während
dieses Zeitfensters auf eine Nachricht von der Zentralstation anspricht.
Das Zeitfenster ist so definiert, dass es mit einer festgelegten Zeitverzögerung nach
einer Übertragung
von der entfernten Einheit an die Zentralstation beginnt; zu allen anderen
Zeiten ist der Empfänger
nicht eingeschaltet. In diesem Protokoll kann die Zentralstation
keine Paketübertragung
an eine entfernte Einheit einleiten, sondern muss stattdessen warten,
bis die entfernte Einheit ein übertragenes
Paket gesendet hat, dann kann die Zentralstation im starren Zeitfenster
antworten und an das Bestätigungssignal
die Daten anhängen,
die sie an diese entfernte Einheit senden will. Bei den entfernten
Einheiten handelt es sich um kostengünstige handgehaltene Einheiten
in einer Ausführungsform,
die folglich eine geringere Rechenkapazität als die Zentralstation aufweisen,
und die Verlustleistung muss minimiert werden. Dementsprechend ist
es bei Verwendung dieses Protokolls möglich, dass die Empfangsfunktion
und die zum Decodieren der empfangenen Daten benötigte Rechenfunktion von der
entfernten Einheit geplant oder gemanagt und nicht als Slave der
Zentralstation zugeordnet wird.
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In
einer illustrativen Ausführungsform
umfasst die Zentralstation eine Anzahl von Basisstationen, die in
verschiedenen Räumen
oder Bereichen aufgestellt sind, wobei alle Basisstationen entweder über eine
drahtgebundene Verbindung oder eine ähnliche RF-Verbindung an einen
zentralen Computer angeschlossen sind. Zu einer gegebenen Zeit wird
die entfernte Einheit ausschließlich
einer dieser Basisstationen zugewiesen, und während sich die entfernte Einheit
umher bewegt, wird sie einer anderen Basisstation zugewiesen. Ein
Merkmal des Protokolls besteht darin, eine Kennnummer für die entfernte
Einheit in das übertragene
Paket aufzunehmen, und die gleiche Kennnummer in das Antwortpaket
aufzunehmen, so dass die Bestätigung
durch eine zugewiesene Basisstation bestätigt wird. Es ist jedoch nicht
zwingend erforderlich, eine Adresse oder Kennung der Basisstation
in das Protokoll zur Kommunikation mit den entfernten Einheiten
aufzunehmen, da eine entfernte Einheit nur einer Basisstation zugewiesen
wird, und die Basisstation in jedem Fall lediglich als Leitkanal
für die
Kommunikation mit dem zentralen Computer dient.
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Die
entfernten Einheiten sind in einer Ausführungsform sind handgehaltene
Barcodeleser, und diese Einheiten sind über eine RF-Verbindung mit
der Zentralstation gekoppelt, so dass sich der Benutzer frei im
Netzbereich bewegen kann. Normalerweise ist das von der entfernten
Einheit gesendete Datenpaket das Resultat des Lesens eines Barcodesymbols. Die
Antwort der Zentralstation in diesem Fall wäre eine Validierung der Barcodeinformation
oder Anweisungen an den Benutzer betreffend die Aktion, die er bezüglich des
von der handgehaltenen Einheit gelesenen Pakets durchzuführen hat.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
verwendet die RF-Verbindung eine Spreizband-Modulationstechnik zum
Senden der Datenpakete von den entfernten Endgeräten an die Basisstationen und
zurück.
Die Spreizbandverfahren bedienen sich einer übertragenen Bandbreite, die
viel breiter als für
die Daten erforderlich ist, indem sie zu den Daten einer codierte
Funktion hinzufügen,
dann wird das empfangene Signal decodiert und wieder auf die Bandbreite der
ursprünglichen
Information abgebildet. Ein besonderer Vorteil dieses Typs von RF-Datenverbindung
besteht darin, dass ein Band verwendet werden kann, dass keine Standortlizenzierung
von der F. C. C. benötigt,
aber dennoch zuverlässige,
kostengünstige
Kommunikation von einer leichten handgehaltenen batteriebetriebenen
Einheit bietet.
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Ein
wichtiges Merkmal in einer Ausführungsform
ist der Einsatz der Decodierung eines anfänglichen Sync-Abschnitts des Pakets
in der Direktfolgen-Spreizbandübertragung
zur Erzeugung eines Qualitätsfaktors,
um zu bestimmen, welche Basisstation welche entfernte Einheit handhaben
sollte. Die Spreizbandübertragung
enthält
beträchtliche
Redundanz (jedes Bit ist gespreizt, um eine Anzahl Bits zu erzeugen),
und so kann ein empfangenes Paket selbst in einer rauschvollen Umgebung
benutzt werden, in der alle decodierten Bits (vor der Entspreizung)
nicht gültig
sind. Durch Aufzeichnen des Grads, bis zu dem die von einer entfernten
Einheit eingehenden Pakete mit dem Pseudo-Random-Code, der zum Erzeugen
der Spreizbandsignale verwendet wird, korrelieren, und durch Vergleichen
dieser Daten mit den von anderen Basisstationen empfangenen Daten
kann die beste Station ausgewählt werden,
während
die Kommunikationen ununterbrochen weiterlaufen.
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Bevorzugte
Ausführungsformen
der Erfindung sind in den abhängigen
Ansprüchen
beansprucht.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die
Merkmale, die kennzeichnend für
die Erfindung sind, sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Die Erfindung selbst sowie andere Merkmale und Vorteile derselben
sind jedoch am besten unter Bezugnahme auf die folgende ausführliche
Beschreibung einer spezifischen Ausführungsform verständlich,
wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen gelesen wird,
in denen:
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1 in
Blockform ein elektrisches schematisches Diagramm eines Datenkommunikationssystems
gemäß einer
erfindungsgemäßen Ausführungsform
darstellt;
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2 ein
Timing-Diagramm darstellt, das Ereignisse (RF-Übertragung
usw.) gegenüber
Zeit für eine
Datenübertragungsfolge
im System von 1 darstellt;
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3 in
Blockform ein detaillierteres elektrisches schematisches Diagramm
des Hostcomputers und einer der Basisstationen im System von 1 darstellt;
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4 in
Blockform ein detaillierteres elektrisches schematisches Diagramm
eines der entfernten Endgeräte
im System von 1 darstellt;
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5 eine
Schnittansicht einer handgehaltenen Barcode-Scanner-Einheit ist, die als entferntes Endgerät gemäß einer
erfindungsgemäßen Ausführungsform
verwendet werden kann;
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5a eine
bildliche Ansicht eines anderen Barcodelesertyps ist, der als entferntes
Endgerät
anstelle des Laser-Scanners von 5 gemäß einer anderen
erfindungsgemäßen Ausführungsform
verwendet werden kann;
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6 eine
Ansicht eines Teils eines Barcodesymbols, das von der entfernten
Einheit von 4 und 5 oder 5a zu
lesen ist, und eines Timing-Diagramms des dadurch erzeugten elektrischen
Signals ist;
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7 eine
erweiterte Ansicht eines Teils des Timing-Diagramms von 2 ist;
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7a–7d Timing-Diagramme ähnlich der 2 und 7 für ein System
entsprechend den 1, 3 und 4 gemäß anderer
Ausführungsformen
des erfindungsgemäßen Protokolls sind;
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8a–8c Timing-Diagramme
sind, die Ereignisse gegenüber
Zeit im System der 1 und 3–6 unter
Einsatz des Protokolls der 2 und 7 darstellen;
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9 ein
elektrisches schematisches Diagramm der Schaltungsanordnung des
Sendeempfängers
in der entfernten Einheit von 4 ist;
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10 ein
elektrisches schematisches Diagramm der Schaltungsanordnung des
Sendeempfängers
in einer Basisstation des Systems nach den 1 und 3 ist;
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11 ein logisches Ablaufdiagramm eines Algorithmus
ist, der von der CPU in einer entfernten Endgeräteeinheit der 1, 4 und 9 für ein System
gemäß einer
erfindungsgemäßen Ausführungsform
ausgeführt
werden kann; und
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12 ein
logisches Ablaufdiagramm eines Algorithmus ist, der von der CPU
in einer Basisstation der 1, 3 und 10 für ein System
gemäß einer
erfindungsgemäßen Ausführungsform
ausgeführt
werden kann.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG EINER
SPEZIFISCHEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Bezugnehmend
auf
1 ist ein Datenkommunikationsnetz gemäß einer
erfindungsgemäßen Ausführungsform
dargestellt. Ein Hostprozessor
10 ist über eine Kommunikationsverbindung
11 mit
einer Anzahl von Basisstationen
12 und
13 verbunden;
andere Basisstationen
14 können durch die Basisstationen
12 oder
13 über eine
RF-Verbindung an
den Host gekoppelt sein. Jede der Basisstationen
12,
13 oder
14 ist über eine
RF-Verbindung an eine Anzahl von entfernten Einheiten
15 gekoppelt.
In einer Ausführungsform
wurden als entfernte Einheiten
15 Laser-Scan-Barcodeleser
des handgehaltenen batteriebetriebenen Typs, wie in den
US-Patenten 4387297 ,
4409470 oder
4760248 von Symbol Technologies Inc
offenbart, verwendet. Auch verschiedene andere entfernte Endgerätetypen
können
vorteilhaft in einem System mit den erfindungsgemäßen Merkmalen
verwendet werden; zu solchen entfernten Endgeräten würden normalerweise auch Dateneingabe-Einrichtungen
wie eine Tastatur oder dergleichen sowie eine Anzeige (oder ein
Drucker) gehören, auf
der für
den Benutzer Informationen angezeigt werden, die von diesem Endgerät
15 erkannt, übertragen
und/oder empfangen wurden. In dieser als illustratives Beispiel
benutzten Ausführungsform könnte es
von einer bis zu vierundsechzig Basisstationen
12,
13 und
14 (drei
wurden in der Figur dargestellt) und bis zu mehreren hundert entfernte
Einheiten
15 geben; natürlich
könnte
man, um das Netz zu erweitern, einfach, wie es scheint, die Größe der Adressfelder
und dergleichen im digitalen System ändern, ein einschränkender
Faktor ist jedoch der RF-Verkehr und somit die Verzögerungen,
die durch das Warten auf einen ruhigen Kanal entstehen. Dieses in
1 dargestellte
Kommunikationsnetz würde normalerweise
in einem Herstellungsbetrieb, einem Bürogebäudekomplex, einem Warenlager,
einem Einzelhandels- oder ähnlichem
kommerziellen Betrieb oder einer Kombination dieser Einrichtungen eingesetzt,
wobei die Barcodeleser oder ähnlichen Datensammel-Endgeräte
15 zur
Warenbestandssteuerung in den Lager- oder Empfangs-/Versandeinrichtungen,
an den Kassentheken (Point-of-Sale), zum Lesen von Formularen oder
Rechnungen oder dergleichen, zur Sicherheitsprüfung des Personals an den Toren
oder anderen Prüfpunkten,
an Zeituhren, zur Herstellungs- oder Prozessablaufsteuerung und
zu vielen anderen derartigen Zwecken benutzt würden. Obwohl handgehaltene
Barcodeleser vom Laser-Scan-Typ erwähnt wurden, könnten als Datenendgeräte
15 auch
Barcodeleser vom Lesestifttyp sein, die nicht in der Hand gehalten
werden sondern fest montiert sind. Das Gerät könnte ferner ein OCR-Gerät (optische
Zeichenerkennung) sein. Andere Datensammelgerätetypen könnten die Merkmale der Erfindung
verwenden, zum Beispiel Temperatur- oder Druckmessgeräte, Ereigniszähler, Sprach- oder Ton-aktivierte
Geräte,
Eindringlingsdetektoren usw.
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Gemäß eines
wichtigen Merkmals einer erfindungsgemäßen Ausführungsform beinhaltet ein RF-Paketkommunikations-Protokoll
zwischen den entfernten Einheiten 15 und den Basisstationen 12, 13 und 14 eine
Sende-/Empfangsvermittlung, die im Folgenden kurz mit „Vermittlung" bezeichnet wird. Dieses
Protokoll ist ähnlich
wie CSMA (Collision-sense Multiple Access), insofern als eine Einheit
zuerst abhört,
bevor sie sendet, und nicht sendet, wenn der Kanal nicht frei ist.
Wie in 2 dargestellt, beginnt diese Vermittlung immer
mit einem übertragenen „Remote-to-Base" Paket 17,
das eine RF-Übertragung
von einer entfernten Einheit 15 darstellt, die von den
in Reichweite befindlichen Basisstationen empfangen werden soll.
Auf das übertragene
Paket 17 folgt nach einem festgelegten Zeitintervall ein übertragenes „Base-to-Remote" Paket 18,
das den Empfang der RF-Information durch die entfernte Einheit 15 darstellt,
die von der diese bestimmte Einheit 15 bedienenden Basisstation übertragen
wurde. Jedes dieser Pakete 17 und 18 weist ein
festgelegtes Timing auf; ein Sendeempfänger in einer entfernten Einheit 15 beginnt
mit einer selbst eingeleiteten Vermittlung, indem er zuerst für ein kurzes
Intervall t0 (typisch 0,3 msec) anderen
Verkehr abhört,
und wenn der RF-Kanal frei ist, eine Übertragung zu einem Zeitpunkt
seiner eigenen Wahl (asynchron zu jeder beliebigen Taktperiode der
Basisstationen oder des Hostcomputers) startet. Dieses ausgehende Übertragungspaket 17 weist,
wie in der Figur zu sehen ist, eine Dauer von t1 auf,
wobei in einer beispielhaften Ausführungsform diese Periode 4,8 Millisekunden dauert.
Dann beginnt nach einer präzisen
Zeitverzögerung
t2 nach dem Start die Übertragung (zum Beispiel 5
msec nach dem Beginn von t1), der Sendeempfänger fängt an,
auf das Rückgabepaket 18 von der
Basisstation zu warten (zu horchen). Der Sendeempfänger in
der entfernten Einheit 15 spricht nur auf den Empfang des
Pakets an, beginnend in einem sehr starren Zeitfenster t3 von wenigen Mikrosekunden Länge, und
wenn das Paket 18 nicht während dieses Fensters gestartet
hat, wird alles, was folgt, ignoriert. Das Paket 18 ist
ein Bestätigungssignal
und enthält
auch Daten, falls die Basisstation eine Nachricht aufweist, die
darauf wartet gesendet zu werden. Das Paket 18 hat ebenfalls
eine Länge
von 4,8 Millisekunden, egal ob und was für Daten enthalten sind, und
somit dauert die Remote-to-Base Vermittlung einschließlich Bestätigung ungefähr 9,8 msec
in diesem Beispiel. Die Basisstationen 12, 13 und 14 können die
Vermittlung von 2 nicht einleiten, noch können sie
eine andere derartige Übertagung
an die entfernten Einheiten 15 einleiten, sie müssen vielmehr
warten, bis ein Paket 17 von der entfernten Einheit 15 empfangen
wird, für
welches die Basisstation eine wartende Nachricht hat, dann werden
die zu sendenden Daten in den Datenabschnitt des Rückgabepakets 18 aufgenommen.
Aus diesem Grunde sind die entfernten Einheiten 15 allgemein
so programmiert, dass sie alle 500 msec oder mehr ein Paket 17 an
die Basisstation senden, welches außer seinem Kennungscode (herkömmlicherweise
NOP genannt) keine Daten enthält,
so dass die Basisstation irgendwelche Daten, die in ihrem Speicher
warten, zur Weitergabe an diese entfernte Einheit 15 senden kann.
Um zu verhindern, dass eine andere entfernte Einheit 15 eine
der Vermittlungen von 2 in dem Intervall direkt nach
dem Übertragungspaket 17,
aber vor dem Start des Empfangspakets 18 startet, wird die
Zeit t0, die Abhorchzeit, so gewählt, dass
sie länger
als das Zeitintervall zwischen dem Übertragungspaket 17 und
dem Empfangspaket 18 ist (0,2 msec in diesem Beispiel).
Wenn eine andere entfernte Einheit 15 versucht, ihre eigene
Vermittlung einzuleiten, empfängt
sie die RF-Übertragung
und zieht sich zurück,
um nach mindestens 10 weiteren msec einen erneuten Versuch zu unternehmen.
Nach Art der CSMA Protokolle kann die entfernte Einheit 15 für beliebige
Zeitverzögerungen
vor einem neuen Versuch programmiert werden, um dadurch die Wahrscheinlichkeit
gleichzeitiger Neuversuche zu reduzieren.
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Bezugnehmend
auf 3 unterhält
in einer typischen kommerziellen oder Einzelhandelsanwendung eines
Netzes von 1 der Hostprozessor 10 ein
Datenbank-Managementsystem
(unter Einsatz von geeigneter Datenbank-Managementsoftware, die ähnlich kommerziell
verfügbarer
Software ist), an das die entfernten Einheiten 15 über die
Basisstationen 12, 13 und 14 Eingaben
oder Abfragen richten. Der Hostprozessor 10 weist eine
CPU 20 auf, bei der es sich um eine Mikroprozessoreinheit
vom 80386 Typ von Intel zum Beispiel handeln könnte, und die CPU greift über einen
Hauptbus 22 auf einen Speicher 21 zu, um Anweisungen
auszuführen.
Verschiedene I/O Prozessoren 23 dienen zum Zugriff auf
Peripheriegeräte
wie Tastatur, Videoanzeige usw. sowie auf den Plattenspeicher 24 für das Datenbanksystem und
andere Computerfunktionen. Ein Kommunikations-Adapter 25 koppelt
die CPU 20 über
den Hauptbus 22 an die Verbindung 11. Bei dieser
Kommunikationsverbindung 11 kann es sich um eine serielle
Verbindung wie RS 232 handeln, die Verbindung 11 kann aber
auch, in einem für
höhere
Performance ausgelegten System, eines der verfügbaren Lokalbereichsnetz-Protokolltypen
wie Ethernet oder Token Ring verwenden; in der beispielhaften Ausführungsform sind
jedoch die Standard-Lokalbereichsnetzprotokolle
unnötig
kompliziert und teuer, so dass eine optimalere Lösung wäre, lediglich den seriellen
Port zu benutzen, der auf Time-Share-Basis (zum Beispiel Zeitslots)
an eine gemeinsam benutzte serielle Leitung 11 angeschlossen
ist. Die Datenrate auf der Verbindung 11 ist im Vergleich
zu typischen 4-Mbit oder 16-Mbit/sec
LAN-Verbindungen vom Token Ring- oder Ethernet-Typ ziemlich bescheiden;
ungefähr 160-Kbit/sec
ist ausreichend für
die Verbindung 11, so dass eines der seriellen Verbindungsverfahren
mit unterschiedlichen Zeitslottypen verwendet werden kann.
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Die
Basisstationen 12, 13 und 14 benutzen jeweils
eine CPU 30, die über
den lokalen Bus 32 auf einen Speicher 31 zugreift,
der auch in 3 zu sehen ist. Die Datenverarbeitungseinheit
ist über
einen Kommunikations-Adapter 33 an
die serielle Verbindung 11 gekoppelt. Ein RF-Sendeempfänger 34 ist über den
lokalen Bus 32 an die CPU 30 in jeder Basisstation
gekoppelt und ist zur RF-Übertragung
und zum Empfang durch die entfernten Einheiten 15 an eine
Antenne 35 angeschlossen, wobei das Protokoll von 2 zum
Einsatz kommt. Ferner könnte,
falls erforderlich, ein zusätzlicher
RF-Sendeempfänger 34a als
RF-Verbindung zu und von anderen Basisstationen verwendet werden.
Als Beispiel für
eine kommerziell verfügbare
Mikroprozessoreinheit, die als CPU 30 verwendet werden
könnte,
sei ein von NEC hergestelltes V-25 Gerät erwähnt, welches das gleiche Gerät, wie in
den entfernten Einheiten 15 verwendet, ist, wie im Folgenden
beschrieben wird. Eine weitere Mikroprozessoreinheit, die als CPU 30 verwendet
werden könnte,
ist die von Motorola Inc, Phoenix, Arizona, hergestellte DSP56001.
Dieser DSP56001 Mikroprozessor wird in erster Linie als digitaler
Signalprozessor verkauft, fungiert aber auch als kostengünstiger
Hochleistungs-Controller,
der fähig
ist eine mehrfache 24-Bit mal 24-Bit Operation in 100 msec auszuführen und
Interrupt-Routinen von 200 nsec zu implementieren. Beispiele des
zur Ausführung
von typischen I/O Algorithmen und zur Code-Erkennung benutzten Codes sind vom Hersteller der
Mikroprozessoreinheiten oder den entsprechenden Lieferanten erhältlich.
Der Speicher 31 beinhaltet ROM oder EPROM für den von
der CPU 30 ausgeführten
Startcode, sowie schnelles RAM für
das während
normaler Operationen ausgeführte
Programm und für
die Pufferung der vom RF-Sendeempfänger 34 eingehenden
oder von diesem ausgehenden digitalen Daten. Ferner beinhaltet die
CPU 30 eine Anzahl von schnellen internen Registern, die
zur Datenverarbeitung beim Ausführen
der Codeerkennungs-Algorithmen verwendet werden. Ein besonders praktisches
Merkmal der 56001 Einheit besteht darin, dass ein serieller Port
zum Übertragen
und Empfangen von Daten über
die serielle Kommunikations-verbindung 11 zur Verfügung steht,
so dass diese Funktion mit nur ein paar zusätzlichen Schaltungen im Adapter 33 implementiert
werden kann. Gleichermaßen
weist das V-25 Gerät
einen analogen Eingang auf, der zu diesem Zweck verwendet werden
kann; desgleichen könnte
der Adapter 33 die eingehenden oder ausgehenden seriellen
Daten Puffern, so dass parallele Übertragungen auf dem Bus 32 für Verbindungsdaten
benutzt werden.
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Die
Basisstationen 12, 13 und 14 sind normalerweise
in verschiedenen Räumen
oder Bereichen der das Netz von 1 enthaltenden
kommerziellen Einrichtung oder an anderen derartigen Orten untergebracht,
die nicht ohne weiteres für
eine Bedienungsperson zugänglich
sind, so dass gewöhnlich keine
Konsole mit Tastatur oder Anzeige benutzt wird; wenn jedoch eine
Basisstation für
Tisch- oder Wandmontage an einem zugänglichen Ort konfiguriert ist,
könnten
I/O Geräte
an den Bus 32 gekoppelt sein, um die lokale Dateneingabe
oder -anzeige zu gestatten. Die Basisstationen werden gewöhnlich durch
Netzstrom und nicht von einer Batterie betrieben, so dass bei diesen
Geräten
die Verlustleistung im Vergleich zu den entfernten Einheiten 15 kein
Problem ist. Der RF-Signalweg in dieser Umgebung ist von Natur her
veränderlich,
während
Ausrüstungen, Gabelstapler,
Mobiliar, Türen
usw. umher bewegt werden, oder der Benutzer sich von einem zu einem anderen
Ort bewegt und die handgehaltene entfernte Einheit mit sich herumträgt, oder
während
das Netz größenmäßig erweitert
oder reduziert wird; in dieser Art von RF-Verbindung gibt es einen hohen Grad
von Mehrwegübertragung.
Somit könnte
eine bestimmte zu einer gegebenen Zeit mit einer der entfernten
Einheiten 15 kommunizierende Basisstation sich ändern; hierzu
könnte,
wie beschrieben, ein „Handoff" Protokoll verwendet
werden, um die Basisstation zu ändern,
die für
die Handhabung einer entfernten Einheit dediziert ist. Auf diese
Weise hat eine entfernte Einheit 15 eine bestätigte virtuelle
RF-Verbindung mit jeweils
nur einer Basisstation, obwohl auch andere in Reichweite liegen
könnten.
Die Basisstation 12, 13 oder 14 ist lediglich
eine Zwischenstation; die entfernte Einheit kommuniziert mit dem
Hostprozessor 10, und die Funktion einer Basisstation besteht
lediglich darin, die Daten von einer entfernten Einheit an den Hostcomputer
oder vom Hostcomputer an eine entfernte Einheit weiterzuleiten.
In einer sehr kleinen Installation könnte es nur eine Basisstation
geben, in welchem Fall die Kommunikationsverbindung 11 eine Direktverbindung über einen
seriellen RS 232 Port mit Kabel sein könnte, oder wenn das Gebäude derart
ausgelegt ist, dass die Basisstation am gleichen Ort wie der Hostcomputer
aufgestellt werden kann, könnte
die Verbindung 11 durch eine parallele Bus-zu-Bus-Schnittstelle
ersetzt werden, in welchem Fall die Basisstation und der Hostcomputer
als eine Einheit betrachtet werden können. Wenn es viele Basisstationen
gibt, benutzt die Kommunikationsverbindung 11 ein entsprechend
leistungsstarkes Protokoll, damit jede RF-Übertragung (Paket 17)
von einer entfernten Einheit 15 in der Basisstation decodiert
und über
die Verbindung 11 an den Hostprozessor weitergeleitet werden
kann, dann wird eine Antwort vom Hostcomputer 10 über die
Verbindung 11 an die Basisstation zurückgesendet, so dass die Basisstation auf
eine weitere Vermittlung warten kann, um die gespeicherte Nachricht
in einem Paket 18 an die entfernte Einheit 15 weiterzuleiten.
Diese Folge müsste dem
Benutzer gegenüber
(d. h. einer den Barcodeleser tragenden Person) im Wesentlichen
in „Echtzeit" erscheinen, auch
wenn die tatsächliche
Verzögerung hunderte
von Millisekunden ist. Dieser kurze Zyklus bleibt bestehen, auch
wenn das Netz eine große
Anzahl von sporadisch arbeitenden entfernten Einheiten 15 beinhaltet.
Aufgrund des eingesetzten RF-Protokolls
und der Vorgabe, dass die RF-Verbindung von einer großen Anzahl
entfernter Einheiten gemeinsam benutzt werden kann, ist die serielle
Verbindung 11 sehr viel schneller als eine RF-Verbindung über RF-Sendeempfänger 34a und
Antennen 35a von einer zu einer anderen Basisstation, und
somit wird die serielle Verbindung 11 so oft wie möglich für Nachrichten
zwischen Basisstationen benutzt. Die RF-Verbindung ist die das beschriebene
Protokoll verwendende beispielhafte Ausführungsform, die eine Datenrate
von weniger als einem Zehntel der seriellen Verbindung 11 aufweist.
Nur wenn die physikalische Auslegung oder die temporäre Art des
Netzes diese Lösung
verlangt, wird die RF-Verbindung von Basis zu Basis eingesetzt.
-
Bezugnehmend
auf 4 ist jede entfernte Einheit 15 in der
beispielhaften Ausführungsform
ein Datenendgerät
(zum Beispiel ein handgehaltener Barcodeleser) mit einer CPU 40,
die Anweisungen eines Programms ausführt, und einem Datenspeicher 41,
der über
einen lokalen Bus 42 an die CPU gekoppelt ist. Ein peripheres
Barcode-Datenerfassungsgerät 43 ist über den
Bus 42 an die CPU gekoppelt und dient zum Detektieren und/oder
Konvertieren von Daten vom Barcode-Scanning Abschnitt, die im Speicher 41 zu
speichern und von der CPU 40 zu verarbeiten sind; andere
Steuergeräte
sind an die Tastatur und die Anzeige angeschlossen. Ein RF-Sendeempfänger 44 ist über den
Bus 42 an die CPU gekoppelt und wird von dieser gesteuert,
und überträgt das codierte
RF-Signal über
eine Antenne 45 und detektiert und konvertiert von der
Antenne empfangene RF-Übertragungen
gemäß eines
Protokolls. Wenn beispielsweise die entfernte Einheit 15 ein
Barcodeleser ist, dient das Gerät 43 zur Eingabe
von Daten von einem Photodetektorgerät 46, welches ein
serielles elektrisches Signal erzeugt, das einer Codeerkennungsschaltung 47 zugeführt wird,
die auf die charakteristischen Muster von Barcode-Symbolen anspricht
und Barcodedaten über
Gerät 43 am
Speicher 41 bereitstellt, wenn ein Barcode gelesen wird. Die
Barcode-Daten gehen über
DMA, wenn die CPU 40 diese Fähigkeit aufweist, oder über Bewegungsanweisungen,
die von der CPU ausgeführt
werden, in den Speicher 41 ein; der Speicher 41 könnte auch
ein Video-DRAM-Gerät sein,
welches die serielle Dateneingabe über einen seriellen Port gestattet,
der ein anderer Port als der Port für den CPU Zugriff ist. Die CPU 40 innerhalb
der entfernten Einheit prüft
die Barcodedaten auf Gültigkeit
und Format durch Ausführen
von Code im Speicher 41, und nachdem das Datenpaket im
Speicher 41 vorbereitet wurde, leitet die CPU eine RF-Übertragung
ein, indem sie den RF-Sendeempfänger 44 aktiviert
und das codierte Paket mit den Barcodedaten über den Bus 42 an
den Sendeempfänger überträgt. Normalerweise
weist die entfernte Einheit ein manuelles Dateneingabegerät wie eine
Tastatur 48 und eine visuelle Anzeige 49 wie eine
LCD-Einheit auf; die Elemente der Tastatur und der Anzeige werden
von Signalen gescannt, die je nach Leistungs-/Kostenüberlegungen
in der CPU 40 oder in einem I/O-Tastatur- und Anzeige-Controller, wie
einem für
diesen Zweck weitverbreitet benutzten Intel 8052 Mikro-Controller,
erzeugt werden. Ein Vorteil des Protokolls von 2 ist
jedoch, dass die CPU 40 alle diese Aufgaben einschließlich Dateneingabe vom
Barcode-Scanner,
Tastatur- und Anzeige-Scan, RF-Steuerung, Datenstromübertragungen
zu und vom RF-Sendeempfänger
und Daten-Codierung und -Decodierung handhaben kann, weil RF-Übertragung und Empfang unter
Steuerung der entfernten Einheit stehen und nicht von einem Gerät einer
höheren Ebene
wie der Basisstation oder dem Hostcomputer geplant werden. Das heißt, ein
wichtiges Merkmal ist die Fähigkeit
der entfernten Einheit 15, Ereignisse zu planen und mit
der Basisstation zu einem von ihr gewählten Zeitpunkt zu kommunizieren,
da durch diese Fähigkeit
die Aufgaben der entfernten Einheit vereinfacht werden. Folglich
werden die in der entfernten Einheit von 4 benötigten Komponenten,
was Größe, Gewicht
und Batterielebensdauer betrifft, auf einem Minimum gehalten.
-
Die
CPU 40 in der entfernten Einheit 15 von 4 könnte eine
Intel 8088 26-Bit Mikroprozessoreinheit mit einem externen Bus 42 sein,
der einen 8-Bit Datenbus, einen Adressbus mit bis zu 20-Bit Breite
(in diesem Beispiel werden nur ca. 14-bis-15-Bit Adressen benötigt) und
einen Satz von Steuerleitungen umfasst. Oder die CPU 40 könnte ein
NEC V-25 Mikroprozessor sein, der software-kompatibel mit dem 8088
ist, aber verschiedene zusätzlichen
Merkmale aufweist, wie einen seriellen Port, DMA-Fähigkeit,
einen analogen Eingabeport und mehrere Registersets, um die Kontext-Schalter zu
beschleunigen, sowie verschiedene zusätzlichen Anweisungen. Durch
den Einsatz eines V-25 Geräts für beide
CPUs 30 und 40 wird natürlich die Aufgabe des Code-Schreibens
vereinfacht, da der Code sowohl in den Basis- als auch den entfernten
Einheiten benutzt wird. Der Speicher 41 könnte aus
einem 128-Kbit EPROM Chip und einem statischen 128 Kbit RAM-Chip
bestehen, was 32 Kbytes Speicher ergibt und ausreichend für die dieser
Einheit zugewiesenen Aufgaben ist; selbstverständlich könnte zusätzlicher Speicher für verschiedene
Aufgaben oder höhere Leistungsfähigkeit
hinzugefügt
werden. Vorzugsweise werden für
die CPU 40 und den Speicher 41 (sowie nach Möglichkeit
auch in den RF-Schaltungen 44) CMOS Geräte eingesetzt, um Verlustleistung
und Batteriestromentnahme auf einem Minimum zu halten. Die 8088
oder V-25 Mikroprozessoreinheiten sind lediglich Beispiele für die Klasse
von CPU-Einheiten, die für
die entfernte Einheit benötigt
werden, und es versteht sich, dass andere Mikroprozessoreinheiten
eingesetzt werden können,
nur dass die 8088 vorteilhaft hinsichtlich ihrer geringen Kosten
sowohl für
das Teil als auch die Software ist; für die 8088 Einheit steht bereits
eine breite Auswahl von Software zur Verfügung.
-
Obwohl
andere Datenendgeräte
15 vorteilhaft
in einem System mit den erfindungsgemäßen Merkmalen eingesetzt werden
können,
ist der in
5 dargestellte beispielhafte
handgehaltene Laser-Scan-Barcodeleser besonders geeignet zum Einsatz
in dem System von
1. Dieses handgehaltene Gerät von
5 gleicht
allgemein dem Stil, wie er in den
US-Patenten
4760248 ,
4806742 oder
4816660 von Swartz et al,
abgetreten an Symbol Technologies Inc., offenbart ist, und auch
der Konfiguration eines Barcodelesers, wie er unter Teil Nr. LS 8100II
von Symbol Technologies Inc. erhältlich
ist. Alternativ oder zusätzlich
könnten
Merkmale des
US-Patents 4387297 von
Swartz et al, des
US-Patents
4409470 von Shepard et al, des
US-Patents 4808804 von Krichever & Metlitsky, oder
des
US-Patents 4816661 von Krichever & Metlitsky, alles
Patente, die an Symbol Technologies Inc. abgetreten wurden, in der
Konstruktion der Barcodeleseeinheit
15 von
3 eingesetzt
werden. Diese Patente
4816661 ,
4816660 ,
4808804 ,
4806742 ,
4760248 ,
4387297 und
4409470 wurden alle verweishalber
in diese Spezifikation aufgenommen. Ein ausgehender Lichtstrahl
51 wird
im Leser gewöhnlich
von einer Laser-Diode oder dergleichen erzeugt und auf ein Barcodesymbol
gerichtet, das wenige Zoll von der Leseeinheit entfernt liegt. Der
ausgehende Lichtstrahl
51 wird in einem festgelegten linearen
Muster gescannt, und der Benutzer positioniert die handgehaltene
Einheit derart, dass dieses Scan-Muster das zu lesende Symbol überquert.
Vom Symbol reflektiertes Licht
52 wird von einem lichtempfindlichen
Gerät
46 in
der Leseeinheit wahrgenommen und erzeugt serielle elektrische Signale,
die zur Identifizierung des Barcodes verarbeitet werden. Die Leseeinheit
15 ist ein
pistolenförmiges
Gerät mit
einem pistolenartigen Griff
53 und einem beweglichen Abzug
54,
mit dem der Benutzer den Lichtstrahl
51 sowie Detektorschaltungen
aktivieren kann, wenn die Leseeinheit auf das zu lesende Symbol
gerichtet wird, so dass im Falle einer batteriebetriebenen Einheit
Batteriestrom gespart wird. Ein leichtes Kunststoffgehäuse
55 enthält die Laser-Lichtquelle, den
Detektor
46, die Optik und die Signalverarbeitungsschaltungen,
sowie die CPU
40 und den RF-Sendeempfänger
44 von
2 und
eine Batterie. Ein lichtübertragendes
Fenster
56 im vorderen Ende des Gehäuses
55 erlaubt den
Austritt des ausgehenden Lichtstrahls
51 und den Eintritt
des eingehenden reflektierten Lichts
52. Der Leser
15 ist darauf
eingerichtet, vom Benutzer auf ein Barcodesymbol von einer Position
aus gerichtet zu werden, in der der Leser
15 vom Symbol
beabstandet ist, das heißt,
das Symbol nicht berührt
oder sich darüber hinweg
bewegt. Typisch wird ein handgehaltener Barcodeleser vorgegeben,
der im Bereich von vielleicht mehreren Zoll funktioniert.
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Wie
in 5 zu sehen, wird eine geeignete Linse 57 (oder
ein Mehrlinsensystem) zum Parallelrichten und Fokussieren des Strahls
auf das Barcodesymbol mit der richtigen Feldtiefe benutzt, und die
gleiche Linse kann auch zum Fokussieren des reflektierten Lichts 52 verwendet
werden. Eine Lichtquelle 58, wie eine Halbleiter-Laser-Diode, wird so positioniert,
dass sie einen Lichtstrahl in die Achse der Linse 57 über einen
teilweise versilberten Spiegel und andere Linsen oder, wie erforderlich, über strahlformende
Strukturen zusammen mit einem oszillierenden Spiegel 59 einführt, der
an einem Scan-Motor 60 befestigt ist, der beim Drücken des
Abzugs aktiviert wird. Wenn das von der Quelle 58 erzeugte
Licht nicht sichtbar ist, kann ein Ziellicht in das optische System
aufgenommen werden, wobei wiederum ein teilweise versilberter Spiegel
zum Einführen
des Strahls in den Lichtpfad koaxial zur Linse 57 verwendet
wird. Das Ziellicht, falls benötigt,
erzeugt einen sichtbaren Lichtfleck, der genauso wie der Laserstrahl
gescannt wird; Der Benutzer benutzt dieses sichtbare Licht, um mit
der Leseeinheit auf das Symbol zu zielen, bevor er den Abzug drückt. Die
elektronischen Komponenten von 4 sind auf
eine oder mehrere kleine Leiterplatten 61 innerhalb des
Gehäuses 55 von 5 montiert,
und Batterien 62 sind vorgesehen, um eine in sich abgeschlossene
tragbare Einheit bereitzustellen. Die Antenne 45 kann auf eine
der Leiterplatten 61 aufgedruckt werden.
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Bezugnehmend
auf 5a ist eine weitere Ausführungsform des entfernten Endgeräts 15 dargestellt,
bei der ein stiftartiger Barcodeleser anstatt des Laser-Scanners von 5 zum
Einsatz kommt. Dieses Gerät
von 5a ist ähnlich
einem im Handel erhältlichen
tragbaren Radioendgerät,
das unter der Bezeichnung „MSI
PRT" von MIS Data
Corporation, Costa Mesa, Kalifornien, einer Tochtergesellschaft von
Symbol Technologies Inc., dem Rechtsnachfolger dieser Erfindung,
erhältlich
ist. Die Tastatur 48 und Anzeige 49 sind auf die
Stirnseite eines handgehaltenen Gehäuses 63 montiert,
und die Lichtquelle 58 (in diesem Fall eine LED, beispielsweise)
und der Lichtdetektor 46 (in 5a nicht
zu sehen) sind innerhalb eines stiftförmigen Stabes 64 untergebracht, der über ein
Kabel mit dem Gehäuse 63 verbunden ist.
Die Person, die das Gerät
von 5a benutzt, hält
das Gehäuse 63 in
einer Hand und den Stab 64 in der anderen und bewegt den
Stab 64 in Kontakt mit dem Symbol über das Barcodesymbol, anstatt
die Einheit ruhig zu halten (vom Symbol beabstandet), so dass der
oszillierende Spiegel den Scan des Symbols erzeugen kann, wie im
Fall der Ausführungsform in 5.
Ansonsten enthält
das Gerät
von 5a die Schaltungen von 4, und die
RF-Verbindung funktioniert in gleicher Weise.
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Bezugnehmend
auf 6 ist ein Teil eines typischen Barcodesymbols 65 des
Typs, wie vom Laser-Scanner von 5 oder vom
stabförmigen
Leser von 5a gelesen, dargestellt. Im
Falle eines Laser-Scanners erzeugt der Laser-Scan-Strahl 51 eine Scan-Linie 66,
und das reflektierte Laser-Licht 52, das vom Photodetektor 46 detektiert
und von den Schaltungen 47 geformt wurde, erzeugt ein binäres elektrisches
Signal 67, wie auch in 6 zu sehen. Oder
im Falle eines stabförmigen
Lesers wird der Stab entlang der Linie 66 bewegt, und reflektiertes Licht
wird detektiert und erzeugt die gleiche Art von binärem Signal 67.
Von Interesse sind die Übergänge 68 im
Signal 67, die die Durchgänge des Strahls oder des Lichts
zwischen den hellen und dunklen Bereichen oder Striche und Zwischenräume im Symbol 65 darstellen
(dunkel erzeugt eine binäre „0" und hell eine binäre „1" in der Darstellung).
Ein Barcodesymbol lässt
sich von anderen Bildern durch den Zwischenraum zwischen den Übergängen 68 als
eine Funktion der Zeit oder ähnlicher
Muster im Signal unterscheiden. Diese unterscheidenden Merkmale
können
durch Code geprüft
werden, der von der CPU 40 nach dem Laden der Daten in
den Speicher 41 geprüft
werden. Ein Datenformat, das zum Laden von Barcodedaten in den Speicher 41 verwendet
wird, ist eine Folge von Zahlen entsprechend der Zeit zwischen den Übergängen 68.
Das Barcodesymbol 65 von 6 beinhaltet
gewöhnlich
Start- und Stoppzeichen, und oft wird auch eine Prüfsumme in
die codierten Daten aufgenommen, so dass die Gültigkeit des Barcodesymbols,
wie gelesen, sofort vom Code, der von der CPU 40 ausgeführt wird,
geprüft
werden kann, wenn die Daten im Speicher 41 sind.
-
In
einer typischen Operation würde
sich ein Benutzer in einem Empfangsraum oder einem Lager einer kommerziellen
oder industriellen Einrichtung befinden, wobei dieser Benutzer die
entfernte Einheit 15 auf ein Barcodesymbol 65 von 6 auf
einem interessierenden Paket richten und den Abzug 54 drücken würde. Dieser
Druck auf den Abzug leitet eine Scan-Operation ein, wobei die Laser-Diode 58 aktiviert
wird, der Scan-Motor 60 erregt wird, um den Spiegel 59 zu
oszillieren, der Detektor 46 gestartet wird und somit Barcodendaten
zur Eingabe in den Speicher 41 über die Datenerfassungs-schaltungen erzeugt
werden. Alternativ natürlich,
wenn ein Stab von 5a verwendet wird, würde der
Benutzer den Leser betätigen
und den Stab 64 über
das Barcodesymbol führen.
In jedem Fall werden diese Barcodedaten in den Speicher 41 geladen,
dann können die
Daten zur Prüfung
ihrer Gültigkeit
anhand von Routinen, die von der CPU ausgeführt werden, verarbeitet werden,
und falls sie gültig
sind, wird ein Datenpaket im Speicher 41 gemäß des Protokolls
definiert, wie weiter unten beschrieben, dann wird der RF-Sendeempfänger 44 durch
einen von der CPU 40 gesendeten Befehl aktiviert, das codierte
Datenpaket wird mittels einer Folge von Bytes aus dem Speicher 41 auf
den Sendeempfänger
geladen, und es wird eine RF-Übertragung
gemäß 2 eingeleitet,
das heißt,
Abhorchen, dann Übertragen
eines Pakets 17, falls ruhig. Die Basisstation 12, 13 oder 14 empfängt das
RF-Übertragungspaket 17 von
der entfernten Einheit 15, decodiert es sofort, prüft es auf
Fehler, sendet ein RF-Bestätigungssignalpaket 18 an
die entfernte Einheit 15 während des präzisen Zeitfensters,
und reformattiert die Daten im Speicher 31 mittels von
der CPU 30 ausgeführten
Anweisungen, um die Daten über
die Kommunikationsleitung 11 an den Hostcomputer 10 zu
senden. Das Paket 17 von der entfernten Einheit 15 oder
das Bestätigungspaket 18 von
der Basisstation könnte
Anweisungen darüber enthalten,
wann die entfernte Einheit eine weitere Vermittlung einleiten soll,
um die Antwort auf ihre Abfrage zu erhalten. Nach Erhalt der Daten,
die von der Basisstation weitergeleitet wurden, führt der
Hostcomputer 10 die jeweils benötigte Datenbank-Transaktion durch,
und sendet dann eine Antwort zurück an
die Basisstation über
Verbindung 11, die die Basisstation im Speicher 31 aufbewahrt,
um sie an die entfernte Einheit 15 zu senden, wenn eine
weitere Vermittlung stattfindet, wobei das im Folgenden beschriebene
Protokoll von 2 zum Einsatz kommt. Wenn die
entfernte Einheit 15 die vom Hostcomputer in Antwort auf
seine Abfrage (die über
eine der Basisstationen weitergeleitet wurde) gesendeten Daten erhalten
hat, kann dem Benutzer dies von der LCD Anzeige 49 auf
der handgehaltenen Einheit von 5 oder von 5a angezeigt
werden. Zum Beispiel könnten
die vom Hostcomputer gesendeten Daten dem Benutzer der entfernten
Einheit 15 mitteilen, eine Maßnahme mit Bezug auf das Paket
zu ergreifen, auf dem sich das gerade durch Drücken des Abzugs gelesene Barcodesymbol
befindet und das gerade durch Drücken
des Abzugs gelesen wurde, das heißt, das Paket in einem bestimmten
Behälter
usw. abzulegen. Für
diese Art von Operation sollte die Antwort ab Drücken des Abzugs bis zum Erscheinen
der Antwort auf der Anzeige 49 so kurz sein, dass sie fast gar
nicht bemerkbar ist, wie zum Beispiel eine Sekunde oder weniger.
-
Die
Art der gerade beschriebenen Operationen stellt mehrere Anforderungen
an das System. Erstens sollten die entfernten Einheiten relativ
leicht und größenmäßig klein
sein und natürlich
keine Drahtverbindung mit der Zentralstation benötigen. Somit muss das Gerät batteriebetrieben
sein, doch die Batterien sollten nicht groß oder schwer sein, und häufiges Wiederaufladen
sollte vermieden werden. Sichtlinien-Kommunikationen, wie durch
eine Infrarot-Verbindung, sind unzweckmäßig in dieser Umgebung aufgrund
von Hindernissen und Einschränkungen
im Blickfeld, deshalb wird RF bevorzugt. Eine RF-Verbindung bedeutet
oft eine Belastung wegen der F. C. C. Bestimmungen, sowohl was die
Beschränkungen
für die
Ausrüstung
als auch die verwendeten Komponenten und benutzten Frequenzbänder betrifft,
und auch für
die Lizensierung individueller Benutzer oder Anlagen. Die Auswirkungen dieser
Anforderungen sind, wie aus dem Folgenden ersichtlich ist, minimiert.
-
Eine
detailliertere Ansicht des Inhalts der übertragenen Pakete 17 oder 18 ist
in 7 zu sehen. Die beiden Pakete 17 oder 18 weisen
das gleiche allgemeine Format auf, deshalb wurde nur ein Paket dargestellt.
Ein Paket 17 beginnt mit einem Startsignal 72 fester
Länge und
dient dazu, den Empfänger
vom Beginn eines Pakets zu benachrichtigen, und auch, um den Empfänger zu
synchronisieren; außerdem
könnte
das Startsignal codiert sein, so dass nur Basisstationen und entfernte
Einheiten für dieses
Netz reagieren (es könnte überlappende
Netze geben, die verschiedenen Unternehmen gehören). Als Nächstes wird eine 3-Byte Kopfzeile 73 gesendet,
die wie in der erweiterten Ansicht zu sehen ist, ein Geräte-Identifikationsfeld 74 von
13-Bit oder einen „Handle" enthält; jede
entfernte Einheit 15 hat außerdem eine Seriennummer von
24-Bit Länge,
so dass keine zwei entfernten Einheiten 15 jemals mit der
gleichen Seriennummer hergestellt werden müssen, aber um eine unnötige Übertragung
von Daten zu vermeiden, ist dieses Feld 74 bis auf einen
Handle von 13-Bit verkürzt,
so dass es 213 oder 8192 entfernte Einheiten
in einem einzigen Netz mit einmaligen Handles geben kann. Dieser
Handle wird der entfernten Einheit 15 während der Initialisierung oder
der Startprozedur übermittelt,
wenn die entfernte Einheit über
ein direktes Kabel an eine Basis oder den Host angeschlossen ist.
Nach dem Geräte-ID-Feld 74 beinhaltet
die Kopfzeile 73 ein Feld 75 von 5-Bit „Größe", welches besagt,
wieviele Bytes von Daten noch folgen, wobei die erlaubte Größe zwischen
null und zweiundzwanzig Bytes liegt. Es wird also eine Art „Byte-Zählungs-Protokoll", wie in früheren paketartigen
seriellen Kommunikationsprotokollen benutzt, eingesetzt. Das Feld 75 von
5-Bit „Größe" gestattet das Senden
von 25 oder zweiunddreißig Codes, es werden jedoch
nur dreiundzwanzig zur Beförderung der
Größeninformation
benötigt,
wenn also keine Größeninformation
in einem gegebenen Paket gesendet werden muss, können andere Befehle oder Nachrichten
in diesem Feld gesendet werden, wie zum Beispiel ein NOP, um lediglich
die Anwesenheit einer entfernten Einheit zu signalisieren, oder
um der Basisstation das Zurücksenden von
Daten zu gestatten, wenn Daten warten. Als Nächstes enthält die Kopfzeile 73 zwei
3-Bit-Felder 76 und 77, die die Datensatznummer
bzw. Bestätigungsnummer
darstellen; wenn eine Datenmenge, die 22 Bytes überschreitet, zu senden ist
(wie wenn Code vom Hostcomputer 10 zur Ausführung durch
die CPU 40 der entfernten Einheit auf die entfernte Einheit 15 heruntergeladen
wird, wie zum Beispiel bei einem Betriebsmodus-Wechsel), werden
diese Daten in 22-Byte Pakete aufgeteilt, die fortlaufend nummeriert
sind, Zählungs-Modulo-8,
und wobei jedes Paket nach Nummer bestätigt werden muss. Bei der normalen
Barcodelese-Transaktion
sind die Pakete 17 und 18 22 Bytes oder weniger
lang, so dass die Funktion der Datensatz- und Bestätigungszählung weniger
wichtig ist. Nach der Kopfzeile 73 wird ein Datenfeld 78 von 0
bis 22 Bytes übertragen,
und ein CRC Feld 79 bildet das Ende des Pakets. Das CRC
Feld enthält
eine berechnete Funktion aller Bits des Kopfzeilenfeldes 73 und
des Datenfeldes 79 für
die CRC Prüfung; wenn
die empfangende Einheit (entfernte Einheit 15 oder Basisstation)
ein Paket 17 oder 18 empfängt, die CRC Berechnung dessen,
was empfangen wurde, jedoch nicht mit dem empfangenen CRC Feld übereinstimmt,
wird das Paket beseitigt und nicht bestätigt, und es wird somit von
dem übertragenden Gerät nach einer
Timeout-Periode nochmals gesendet. Wie in 7 dargestellt,
ist der Abschnitt eines Pakets 17 oder 18 nach
dem Startsymbol 72 zwischen sieben und neunundzwanzig Bytes
lang; wenn die zu sendenden Daten 22 Bytes überschreiten, kann
in das Feld 75 ein Code (ein Wert über dreiundzwanzig) aufgenommen
werden, um anzuzeigen, dass noch mehr kommt.
-
Die
entfernte Einheit 15 muss keine umfangreichen Berechnungen
ausführen,
während
sie Pakete 17 oder 18 entweder sendet oder empfängt. Stattdessen
wird das Paket vollkommen im Speicher 41 zusammengestellt,
bevor der Sendeempfänger aktiviert
wird, dann werden während
des festgelegten Empfangsfensters für das Paket 18 die eingehenden Daten
ohne Interpretation lediglich in den Speicher 41 kopiert,
das heißt
die ganze Decodierung oder Berechnung wird nach der Vermittlung
vorgenommen. Diese entfernte Einheit braucht sich so lange nicht um
das Empfangen weiterer Nachrichten von der Basisstation zu kümmern, bis
die entfernte Einheit bereit ist. Die entfernte Einheit 15 managt
oder plant ihre eigenen Paketkommunikationsoperationen und ist kein Slave
des Hosts oder der Basisstationen. Die Basisstationen 12, 13 und 14 andererseits
müssen
jederzeit bereit sein, eine der Vermittlungen von 2 zu empfangen,
deshalb muss der Sendeempfänger 34 jederzeit
aktiviert sein, und wenn dann ein Paket 17 empfangen wird,
muss es sofort decodiert, geprüft, von
einem Paket 18 bestätigt
und die Daten weiter an den Hostcomputer gesendet werden; wenn eine
Antwortnachricht vom Hostcomputer 10 an diese Basisstation
zurückgeschickt
wird, muss sie formatiert und im Speicher 31 gespeichert
werden, so dass sie sofort an die entfernte Einheit 15 zurückgeschickt
werden kann, wenn eine weitere Vermittlung von 2 durch
diese entfernte Einheit 15 eingeleitet wird. Während dieser
Zeit könnten
Pakete 17 von anderen entfernten Einheiten empfangen werden,
und diese müssen
mit einem Paket 18 mit dem 5-msec Timing von 2 bestätigt werden.
Dementsprechend ist für die
Basisstationen die Berechnungslast auf die CPU 30 sehr
viel größer als
auf die CPU 40 in einer entfernten Einheit, und der RF-Sendeempfänger 34 muss
kontinuierlich laufen um zu jeder Zeit eingehende Signale zu erkennen,
anstatt die meiste Zeit ausgeschaltet zu sein. Der RF-Sendeempfänger 34 kann nicht
einfach die empfangenen Daten im Speicher speichern und sich dann
selbst abschalten (wobei die Daten später von der CPU ausgewertet
werden), wie es in der entfernten Einheit 15 der Fall ist.
-
Das
in der Vermittlung nach 2 dargestellte Standardprotokoll
unter Einsatz der Pakete von 7 eignet
sich am besten für
interaktive Nachrichten des Typs, wie sie routinemäßig beim
Barcodelesen angetroffen werden, ist jedoch nicht sehr effizient
für die
Handhabung von großen
Datenmengen. Wenn ein großer
Block von Daten mit dem Standardprotokoll übertragen werden soll, müssen die Daten
in 22-Byte-Segmente aufgeteilt und für jedes Segment eine separate
Vermittlung nach 2 implementiert werden. Im Folgenden
werden drei alternative Moden oder Erweiterungen des Protokolls
beschrieben, mit denen das Problem der Blockdatenübertragung
angesprochen wird: eine „Variable-Längen-Vermittlung" zur Vermittlung
von Daten mit einer einzigen entfernten Einheit 15, ein „Broadcast-Modus" zum Senden an mehrere
entfernte Einheiten 15 zur gleichen Zeit und ein „Festzeit-Broadcast-Modus" zum Senden von Blöcken von
Daten vom Host an die entfernten Einheiten. Diese alternativen Moden
benutzen die gleiche Schaltungs- und Systemkonstruktion wie oben
erklärt,
könnten
jedoch mehr Speicher im Speicher 41 der entfernten Einheit
und im Speicher 21 der Basiseinheit benutzen. Ferner ist
zu bemerken, dass Einheiten mit diesen drei alternativen Moden in
einem Netz eingesetzt werden können,
das mit Einheiten, die diese Moden nicht unterstützen, gemischt ist, in welchem
Fall die Moden lediglich außer
Betrieb stehen, und das Netz mit dem Standardprotokoll ohne die
Erweiterungen funktioniert (das heißt, es wird Kompatibilität nach unten
bereitgestellt, um bei Einsatz einer Mischung von Einheiten ein
insgesamt inoperables Netz zu vermeiden).
-
Wie
oben beschrieben, findet bei den für die Verbindung 11 und
die RF-Verbindung benutzten Standardprotokollen der Datenfluss zwischen
dem in einer entfernten Einheit 15 ausgeführten Anwendungsprogramm
und einem im Hostcomputer 10 ausgeführten Anwendungsprogramm immer
in Form von Nachrichten statt, wobei eine Nachricht aus 0-bis-512
Bytes von Daten eines arbritären
Werts besteht. Wenn eine Nachricht aus 0-bis-22 Bytes besteht, wird
sie als einzelnes Paket 17 gesendet, wobei je nach Anzahl
der Bytes in dieser Nachricht der Pakettyp in Feld 75 als
Typ 0 bis Typ 22 definiert wird. Wenn die Nachricht länger als
22 Bytes ist, wird sie in eine Folge von Paketen 17 aufgeteilt,
wobei das letzte Typ 1-bis-22 ist und 1-bis-22 Bytes enthält; die anderen sind ausnahmslos
Typ 23 und enthalten jeweils 22 Bytes. Für eine gegebene Richtung des
Datenflusses, zum Beispiel entfernte Einheit zu Basis, kann nur
ein Paket pro Vermittlung von 2 gesendet werden.
Bis zu vier Pakete können
ohne Neuübertragung
in eine Richtung gesendet werden, bevor eine Bestätigung vom
anderen Ende eingeht, und diese sind in den Feldern 76 und 77 für Datensatznummer und
Bestätigungsnummer
des Pakets von 7 angegeben. Das heißt eine
entfernte Einheit 15 sendet vier dieser sequentiellen Pakete,
bevor das erste nochmals gesendet wird, wenn kein Bestätigungspaket
von der Basisstation empfangen wurde.
-
Als
Alternative zu diesem Standardprotokoll soll als erstes eine Vermittlung
variabler Länge
zwischen einer Basisstation 12, 13 und einer einzelnen entfernten
Einheit 15 beschrieben werden. Bezugnehmend auf 7a besteht
gemäß einer
Alternative eine Erweiterung des Standardprotokolls darin, das Senden
von bis zu vier Paketen 17 in einer einzigen Vermittlung
zu gestatten. Ein in Feld 75 angegebenes Typ-25 Paket wird
als kontinuierlicher Fluss von bis zu vier Paketen definiert. Zum
Beispiel, wenn eine entfernte Einheit 15 in ihrem Speicher 41 zwei sendungsbereite
Typ-23 Pakete 17a und 17b und ein Typ-15 Paket 17c hat,
benennt sie temporär
die Typ-23 Pakete
in Typ-25 Pakete um, was bedeutet, dass ein kontinuierlicher Fluss
von bis zu vier Paketen in dieser Gruppe ist. Wenn sie eine Vermittlung einleitet,
sendet sie die Typ-25 Pakete 17a und 17b, gefolgt
vom Typ-15 Paket 17c, und horcht dann auf das Antwortpaket 18 von
der Basisstation. Jedes dieser übertragenen
Pakete 17a, 17b und 17c braucht volle
5,0 Millisekunden (überschüssige Zeit
wird mit Nullen aufgefüllt),
damit die Basisstation genügend Zeit
ab Ende eines Pakets bis zum Beginn des nächsten hat, um zu realisieren,
dass es noch nicht Zeit ist zu antworten. Der Sender 44 der
entfernten Einheit 15 bleibt zu CS-MA-Zwecken für die vollen 15-Millisekunden
der Pakete 17a bis 17c eingeschaltet. Die Basisstationen
können
ebenfalls (kontinuierlich bis zu vier) Typ-25 Pakete an die entfernten
Einheiten senden. Wenn die Basisstation mehrere Pakete an die entfernten
Einheit, wie in 7b dargestellt, sendet, kann
sie diese Pakete 18a, 18b und 18c unmittelbar
nacheinander (jeweils in 3,6 Millisekunden) senden, da die entfernte
Einheit 15 sie lediglich zur späteren Verarbeitung durch die
CPU 40 im Speicher 41 speichert. Die entfernte
Einheit muss selbstverständlich
vorweg genügend
Platz im Speicher 41 zuordnen, um bis zu vier Pakete zu
absorbieren, und ihren Empfänger 44 für eine genügend lange
Zeit auf Empfang stellen. Wenn eine sehr lange Kette von Typ-23
(22-Byte) Paketen zu senden ist, kann jede Vermittlung bis zu vier
Pakete handhaben, von denen das letzte vom Typ-23 und die anderen
vom Typ-25 sind. Außer
zum Zwecke der Vermittlung gibt es keinen Unterschied zwischen Typ-23
und Typ-25. Da der Server oder Host 10 nichts mit Vermittlungen
zu tun hat, braucht das von der CPU 20 ausgeführte Programm
Typ-25 Pakete überhaupt
nicht zu berücksichtigen.
Die von den CPUs 30 und 40 ausgeführten Programme
reagieren auf den Empfang eines Felds 75, das einen Typ-25
Code aufweist, um die Zeit zum Abhorchen durch die RF-Sendeempfänger 34 oder 44 oder
die Zeit zum Reagieren durch den RF-Sendeempfänger 34 zu verlängern.
-
Bezugnehmend
auf 7c soll nun der „Broadcast-Modus" beschrieben werden. Es gibt Situationen,
in denen eine große
Menge von Daten zu bewegen ist, wie zum Beispiel, wenn Preislisten
oder neue Programme vom Host 10 auf die entfernten Einheiten 15 herunterzuladen
sind, und zu diesem Zweck muss ein alternatives Protokoll mit einer
großen
Fenstergröße implementiert
werden. Diese Situation ist normalerweise asymmetrisch (während ein Download
läuft, hat
die entfernte Einheit außer
Bestätigungen
wenig Information an den Host zu senden), und dies ist gewöhnlich in
Richtung vom Host zur entfernten Einheit. Das alternative „variable
Länge" Protokoll von 7a und 7b handhabt
große
Datenblöcke
in Bursts von vier Paketen, wobei jeweils vier Pakete ein Bestätigungspaket
erfordern, welches die Gesamtdatenrate für einen großen Block verlangsamt. Somit
wird, wie in 7c zu sehen, ein alternatives „Broadcast-Modus" Protokoll bereitgestellt,
bei dem das Rückgabepaket 18 auf
eine große Anzahl
von Paketen 18a bis 18n erweitert wird; diesem
in Feld 75 anzuzeigenden Broadcast-Fenster-Modus wird ein
Pakettyp (Typ-26) zugewiesen; die Bestätigungs- und Paketnummernfelder 76 und 77 von 7 werden
miteinander zu einem sechs-Bit Paketnummernfeld 76a in
jedem der Pakete 18a–18n,
wie in 7c zu sehen, verkettet. Die
entfernte Einheit 15 sendet ein spezielles Bestätigungspaket 17 nach
jeweils zweiunddreißig
empfangenen Paketen 18a–18n. Dieses spezielle
Bestätigungspaket 17 (Typ-27)
weist ein zusätzliches
Byte im Datenfeld 78 auf, das die sechs-Bit Bestätigungsnummer enthält. Der
Host 10 sendet keine ausdrückliche Bestätigung dieser
speziellen Bestätigungspakete,
die er (über
Basisstationen) von der entfernten Einheit erhält; stattdessen wird die Bestätigung durch
die Tatsache ausgedrückt,
dass die Paketnummern weiter fortschreiten. Hinweis: die Basisstationen
sind nicht an diesem alternativen Protokoll beteiligt (außer als Übertragungsmedium
zum Senden und Empfangen der Pakete wie vor), da sie nichts mit
entfernten Fenstern zu tun haben; wenn der Host 10 den
Basisstationen ein Paket mit einem Typ-26 im Feld 75 schickt,
senden die Basisstationen dieses mit der nächsten von den entfernten Einheiten
eingeleiteten Vermittlung aus, dann warten sie auf eine Typ-27 Antwort
nach dem letzten Paket 18n und senden diese Antwort weiter
an die Basis 10. Dieser Broadcast-Modus von 7c wird unabhängig vom
variablen-Längen-Modus
von 7a und 7b implementiert.
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Ein
weiterer alternativer Betriebsmodus, der zum Protokoll hinzugefügt werden
kann, wird mit „Festzeit-Broadcast-Modus" bezeichnet und ist
dann nützlich,
wenn viele entfernte Einheiten gleichzeitig die gleiche Information
erhalten sollen, wie zum Beispiel eine neue Preisliste oder Software.
Wenn diese entfernten Einheiten stationär sind und für eine Minute
oder so von einer einzelnen Basisstation zu bedienen sind, kann
die Basisstation gleichzeitig an alle diese entfernten Einheiten 15 übertragen.
Da die entfernten Einheiten nicht in Echtzeit auf Paket-Kopfzeilen
scannen können
(das heißt,
sie befinden sich nach Senden eines Pakets 17 nur im Empfangsmodus),
muss sichergestellt werden, dass jede entfernte Einheit 15 genau
weiß,
wann das nächste
Paket 18 ankommt.
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Angenommen,
der Host 10 muss einen Festzeit-Broadcast von einer Basisstation vornehmen, und
die entfernten Einheiten 15 leiten alle zehn Sekunden eine
Vermittlung nach 2 ein, um „einzuchecken" bzw. sich zu melden.
Der Host 10 wählt eine
Zeit für
den Beginn des Festzeit-Broadcast, die mindestens zehn Sekunden
in der Zukunft liegt, und informiert die Basisstation über diese
ausgewählte Zeit
Tf (7d).
Wenn jede entfernte Einheit mit Paket 17 (7d)
eine Vermittlung einleitet, um einzuchecken, wird ihr im Bestätigungspaket 18 die
ausgewählte
Zeit Tf des Broadcast-Beginns und ferner
die Gesamtanzahl der Bytes und Pakete in diesem Broadcast mitgeteilt.
Die entfernte Einheit ordnet den Speicher 41 für den Broadcast-Empfang
zu und notiert die Zeit bis zum Beginn des Broadcasts zum Zeitpunkt
Tf.
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Zum
designierten Zeitpunkt Tf überträgt die Basisstation
ein Burst von sechzehn aufeinanderfolgenden Paketen 18' ohne ein Paket 17,
um die Übertragung
zu beginnen, wie in 7d zu sehen. Die Übertragungszeit
für die
sechzehn Pakete 18' beträgt 62,6
Millisekunden. Die ersten fünf
Millisekunden der Übertragung
sind ein Feld 72' von „Random
Chips", um der Möglichkeit
Rechnung zu tragen, dass eine nicht-teilnehmende entfernte Einheit 15 versucht, eine
Vermittlung direkt nach der Zeit Tf zu Beginn
der Übertragung
einzuleiten. Die normale CSMA-Logik sollte verhindern, dass entfernte
Einheiten Vermittlungsversuche während
dieser Übertragung
unternehmen; jeder Vermittlungsversuch durch eine andere entfernte
Einheit während
der Übertragungszeit müsste fehlschlagen.
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Auf
die Übertragung
der sechzehn Pakete 18' folgt
die Zeitperiode Ti vor der nächsten Übertragung.
Die Zeitperiode Ti muss genau festgelegt
sein, damit die entfernten Einheiten genau wissen, wenn die nächste Broadcast-Übertragung
stattfindet. Sie muss lang genug sein, um den teilnehmenden entfernten
Einheiten zu gestatten, die frühere Übertragung
vollständig
zu abzuwickeln, und dies würde
vielleicht 15 bis 100 Millisekunden, je nach Geschwindigkeit des
entfernten Prozessors 40, in Anspruch nehmen. Auf keinen
Fall darf sie weniger als 15 Millisekunden betragen, andernfalls
würden
konventionelle Vermittlungen sowohl von teilnehmenden als auch nicht-teilnehmenden
entfernten Einheiten ausgeschlossen werden. Eine weitere Überlegung
besteht darin, dass die Basisstation weitere sechzehn Pakete vor
der nächsten Übertragungszeit
zum Senden bereithalten muss. Wenn irgendwo ein Engpass zwischen
dem Host 10 und der Basisstation eintritt, muss die Zwischenübertragungszeitperiode
Ti lang genug sein, um dies zu gestatten.
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Da
jeder entfernten Einheit die Gesamtanzahl der Pakete im Broadcast
bekannt ist, bevor der Festzeit-Broadcast
von 7d beginnt, weiß sie, wann der Broadcast beendet
ist. Ferner ist ihr bekannt, wann jedes Paket 18' angeblich übertragen wurde,
und kann eine Liste der Pakete führen,
die sie nicht empfangen hat. Hinweis: Das Broadcast Windowing System
von 7c gilt hier nicht, da es einen eindeutigen Vollduplex-Datenweg
zwischen jeder entfernten Einheit und dem Server definiert. Wenn der
Festzeit-Broadcast von 7d abgeschlossen ist,
meldet sich jede entfernte Einheit 15 mit dem normalen
Vermittlungsmechanismus. Wenn die Anzahl der nochmals zu übertragenden
Pakete groß ist,
oder wenn einige Pakete an mehr als eine entfernte Einheit zu senden
sind, kann der Host 10 hierfür einen weiteren Festzeit-Broadcast
einrichten. Andernfalls wird das Standardprotokoll für die Säuberung
eingesetzt.
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Der
Festzeit-Broadcast-Modus funktioniert am besten, wenn alle teilnehmenden
entfernten Einheiten von einer einzigen Basisstation erreicht werden
können.
Dies ist immer dann der Fall, wenn es nur eine einzige entfernte
Einheit 15 gibt. Als alternative Konstruktion wird ein
dritter RF-Sendeempfänger 34 zu
jeder der Basisstationen hinzugefügt, oder wenn normale Vermittlungen
ausgesetzt wurden, könnte
jede Basis eine separate Frequenz benutzen und die Broadcasts parallel
zueinander durchführen, dies
würde jedoch
die oben erwähnte
Design-Philisophie kompromittieren.
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Eine
weitere Überlegung
besteht darin, dass die Basisstation, die den Broadcast durchführt, eine effiziente
Verbindung zum Host 10 über
die Verbindung 11 haben sollte, entweder direkt oder koaxial. Wenn
die Basisstation mehrere RF-Hops vom Host 10 entfernt ist,
ist die Bandbreite durch das Netz von Basisstationen hindurch ein
stark einschränkender Faktor.
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Unter
Annahme einer Festzeit-Broadcast-Modus-Übertragung
alle 80 Millisekunden–62,6 Millisekunden
für die Übertragung
und 17,4 Millisekunden zwischen den Übertragungen – beträgt die Datenrate
12,5·22·16 oder
4400 Bytes pro Sekunde. Drei Minuten und 47 Sekunden würden benötigt, um bei
dieser Rate ein ganzes Megabyte zu senden.
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Die
in einer bevorzugten Ausführungsform eingesetzte
Spreizband-RF-Übertragung
für die RF-Verbindung
zwischen den entfernten Einheiten und den Basisstationen soll nun
gemäß eines
erfindungsgemäßen Merkmals
beschrieben werden.
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Das
für die
Pakete 17 und 18 von 2 und 7 benutzte
RF-Übertragungsverfahren,
das heißt
alle zwischen den entfernten Einheiten 15 und den Basisstationen 12, 13 und 14 (oder
die RF-Kommunikation zwischen den Basisstation, wenn dieses Verfahren
benutzt wird) gesendeten Pakete oder Antworten verwendet die Spreizband-RF-Modulationstechnik,
das heißt,
das übertragene
Signal wird über
ein breites Frequenzband gespreizt, das viel breiter als die Bandbreite
ist, die zum Senden der digitalen Information in den Paketen 17 und 18 benötigt wird.
Details betreffend Design, Konstruktion und Betrieb dieser Art von
RF-Ausrüstung
ist ersichtlich aus: R. C. Dixon, „Spread Spectrum Systems", veröffentlicht
von Wiley & Sons,
1976. In den Sendeempfängern 44 oder 34 wird
ein Träger
durch eine (im Speicher 41 oder Speicher 31 gespeicherte)
digitale Codefolge frequenz-moduliert, deren Bitrate sehr viel höher als
die Informationssignalbreite ist. Die Informationssignalbreite während eines
der Pakete 17 oder 18 beträgt nur ungefähr 60 KHz
(29 Bytes von Daten in ca. 4 msec in diesem Beispiel).
Aber anstatt das 29 Byte Datenpaket lediglich in seiner einfachen Form
zu senden, werden die zu sendenden Daten zuerst erweitert oder gespreizt,
um jedes einzelne Datenbit durch einen 11-Bit Satz zu ersetzen.
Das heißt,
jede binäre „1" wird zu „11111111111", und jede binäre „0" wird zu „00000000000"; in der entfernten Einheit
erfolgt diese Erweiterung im Speicher 41 durch eine von
der CPU 40 ausgeführte
Routine, und in der Basisstation erfolgt die Erweiterung im Speicher 31 durch
Code, der von der CPU 30 ausgeführt wird. Der Wahl des 11-Bit-für-eins Spreizfaktors
liegen verschiedene RF-Bandbreiten-Überlegungen und
dergleichen zugrunde; es könnten
auch andere Spreizfaktoren verwendet werden, die F. C. C. erfordert
jedoch eine Spreizung von mindestens zehn-zu-eins, so dass 11-zu-1 ungefähr das Minimum
ist. Auf jeden Fall wird aus den 29 Bytes oder 232 Bits von Daten
11 × 232
oder 2552 Bits im Speicher 41, plus das 48-Bit-Startsymbol, woraus
sich eine Nachrichtenlänge
von 2600 Bit (maximum) im Speicher 41 ergibt. Als Nächstes werden
diese erweiterten Daten mit einem binären Pseudo-Random Code-Wert
kombiniert (mit exklusivem ODER), bevor sie zur Modulierung des
Trägers
eingesetzt werden; dieser binäre
Code-Wert wird ebenfalls im Speicher 41 gespeichert, und
die zum Kombinieren von Daten und Code benutzte Exklusive ODER Logikfunktion wird
implementiert durch Anweisungen, die von der CPU 40 beim
Zugriff auf den Speicher 41 ausgeführt werden. Der gewählte binäre Pseudo-Random
Code-Wert ist ein eindeutiger Wert für dieses Netz und kann aus
Sicherheitsgründen
oder zur Vermeidung von Nebensignaleffekten, wenn andere Netze in überlappenden
Bereichen laufen, unter Steuerung des Hostcomputers geändert werden.
Die Länge
des binären
Pseudo-Random Code-Werts,
das heißt
die Anzahl der Bits vor der Wiederholung, muss gemäß den F.
C. C. Bestimmungen mindestens 127 Bits für die Spreizbandübertragung
in diesem Band betragen; über
diesem Wert wird die Länge
des Pseudo-Random Codes abhängig
von Sicherheitsbelangen und Berechnungszeiteinschränkungen
gewählt, wobei
in dieser beispielhaften Ausführungsform
ein Wert von über
2600 benutzt wurde, so dass es keine Wiederholung während eines
Nachrichten-Frames gibt. Die codierten Daten werden aus dem Speicher 41 über den
Bus 42 in Parallel- oder Serienformat an den RF-Sendeempfänger 44 angelegt,
und die Daten im Sendeempfänger 44 werden
nach FSK Art zur Modulation eines Trägers benutzt, das heißt, jede
binäre „1" bewirkt, dass ein
spannungsgeregelter Oszillator mit einer Frequenz arbeitet, und
jede binäre „0" bewirkt, dass der
Oszillator mit einer vorgewählten
anderen Frequenz arbeitet. Das von der F. C. C. vorgegebene Band
für diese
Art eines nicht-geregelten und nicht lizensierten Einsatzes ist
902 MHz bis 928 MHz, so dass der Oszillator ein Frequenzpaar in diesem
Band benutzt; wie von der F. C. C. verlangt, sind diese Frequenzen
um mindestens die Hälfte
der Baud-Rate voneinander entfernt. Jeder „Kanal" in diesem Beispiel benutzt ca. 0,4
MHz Bandbreite, und die Kanäle
liegen 1 MHz voneinander entfernt. Die für die erfindungsgemäße Erfindungsform
gewählte Spreizband-Modulationstechnik
kann als „Schmalband-Direktsequenz" charakterisiert
werden, insofern als die Bandbreite der Spreizung relativ schmal – ca. 666
667 Chips pro Sekundenrate – ist,
wobei ein „Chip" ein diskreter Signalfrequenzausgang
von einem der Sendeempfänger 34 oder 44 ist.
Das heißt, die
RF-übertragene
Frequenz wechselt zwischen zwei diskreten Frequenzen, in diesem
Fall wechselt sie (oder wechselt sie möglicherweise je nach binärer Rate)
alle 1,5 Mikrosekunden, wobei jede dieser 1,5 Mikrosekunden-Perioden
ein „Chip" genannt wird. Die
RF-Sendeempfänger sind
fähig,
mit einer Anzahl von verschiedenen Trägerfrequenzen oder „Kanälen" innerhalb des 902–928 MHz
Bandes zu arbeiten (zum Beispiel mit sechzehn verschiedenen Trägerfrequenzen),
so dass Störungen
auf einer bestimmten Frequenz dadurch vermieden werden können, dass
lediglich zu einer anderen Frequenz gewechselt wird, die Sendeempfänger tendieren
jedoch dazu, für lange
Zeiträume
auf einer Frequenz zu verweilen, wenn Wechseln nicht erforderlich
ist.
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Bezugnehmend
auf 8a ist zu sehen, dass das übertragene Signal von einer
entfernten Einheit 15 zur Basisstation, oder umgekehrt,
für den Wechsel
zwischen zwei Frequenzen frequenz-moduliert ist, aber für einen
Zeitraum 80 oder „Chip" von 1,5 Mikrosekunden
auf einer dieser Frequenzen für dieses
Beispiel verweilt. Dieses Signal wird detektiert und demoduliert,
so dass sich eine analoge Ausgangsspannung, wie in 8b zu
sehen, ergibt. Die Demodulation erzeugt eine logische „1", wenn das Signal über einer
Schwelle 81 (entsprechend einer der Frequenzen) liegt,
oder eine logische „0", wenn das Signal
unter dieser Schwelle liegt (entsprechend der anderen dieser beiden
Frequenzen). Dieses detektierte binäre Signal wird mit dem Dreifachen
der „Chip" Rate von 666 667
Hz abgetastet, das heißt, bei
2 MHz abgetastet, und produziert drei „Sätze" von binären Zeichenketten A, B und
C, wie in 8c zu sehen. Diese drei Sätze werden
in den Speicher 41 der entfernten Einheit 15 geladen,
um nach Empfang des Pakets 18 verarbeitet zu werden, oder
um beim Ankommen des Pakets 17 in Echtzeit in einem hochschnellen
Decoder in der Basisstation geprüft
zu werden. Jeder dieser Sätze
A, B oder C wird darauf untersucht, ob das Muster passt, indem jeder
Satz mit dem ersten 44-Chip Muster (welches dem Startsymbol 72 von 7 entspricht)
des gleichen binären Pseudo-Random
Code-Werts, wie er zur Codierung nach der Übertragung benutzt wurde, mit
exklusiv ODER behandelt wird, um zu sehen, ob das 44-Bit Startsymbol 72 anwesend
ist – falls
ja, erzeugen die unmittelbar folgenden Chips nach der Decodierung 11-Bit
Zeichenketten von „Einsen" oder „Nullen". Hinweis: das 44-Bit
Startsymbol wird auch dann als „gut" akzeptiert, wenn von 44 Bits oder mehr
nur ca. 35 Bits übereinstimmen,
weil die Wahrscheinlichkeit, dass eine 35-von-44 Übertragung
anstelle von Rauschen oder einem Nebensignaleffekt-Signal gültig ist, sehr
hoch ist (für
Zufallsrauschen sind im Durchschnitt 22-von-44 gültig). Desgleichen könnte der zum
Decodieren und Entspreizen des Datenteils des Nachrichten-Frames
oder Pakets benutzte Algorithmus so konfiguriert sein, dass kleinere
als vollständige
11-Bit-Zeichenketten akzeptiert werden, das heißt, wenn ein oder zwei Bits
falsch sind, ist die Wahrscheinlichkeit immer noch hoch, dass die
Daten gut sind, und somit wird die Zeichenkette sowieso als gültiges Bit
akzeptiert.
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Bezugnehmend
auf 9 ist der Sendeempfänger 44 in einer entfernten
Einheit 15 in größerem Detail
dargestellt. Der Sendeempfänger-Schaltkreis
ist über
eine Schnittstelle 85 an den Bus 42 angeschlossen,
welche Schnittstelle an einen Adressbus 42a, einen Datenbus 42b und
einen Steuerbus 42c angeschlossen ist, wobei der Datenbus 42b und der
Steuerbus 42c zusammen den Standard-8088- oder V-25-Bus 42 bilden.
Die Schnittstelle 85 enthält Register, die im I/O Raum
der CPU 40 adressierbar sind, um Befehle oder Daten auf
den Sendeempfänger 44 zu
laden, oder um Daten vom Sendeempfänger zu empfangen. Der Senderteil
dieses Schaltkreises beinhaltet einen spannungsgeregelten Oszillator 86,
an den über
Leitung 87 serielle binäre
Daten vom Speicher 41 durch die Schnittstelle 85 hindurch
angelegt werden, wobei, wie evtl. zur Pegelverschiebung erforderlich,
Konditionierschaltungen 88 verwendet werden. Der Ausgang 89 des
spannungsgeregelten Oszillators 86 ist über einen Stromverstärker 90 an einen
T/R Schalter und einen Antennenschalter 91 gekoppelt. Diese
Vermittlungs-Schaltungsanordnung 91 wird
von einem T/R Steuersignal auf Leitung 92 und einem Antennenwahlsignal
auf einer von der Schnittstelle 85 kommenden Leitung 93 gesteuert. Verfügbar sind
zwei gedruckte Dipol-Antennen 45a und 45b, so
dass bei Ausfall einer Antenne die andere Antenne zur Übertragung
benutzt werden kann; die beiden Antennen sind in verschiedenen Teilen des
Gehäuses 55 der
handgehaltenen Einheit 15 angeordnet, in der beispielhaften
Ausführungsform
liegen die Antennen um eine Viertelwellenlänge oder ca. 3 Zoll auseinander,
so dass je nach Umgebung eine Antenne ein klares Signal erzeugen
könnte, während die
andere dies nicht kann. Die T/R Steuerung und die Antennenwahl werden über von
der CPU 40 ausgeführte
I/O Anweisungen auf den Leitungen 92 und 93 gesteuert.
Eine Stromversorgungssteuerung 94 wird ferner durch von
der Schnittstelle 85 und somit von der CPU 40 kommende
Steuerleitungen 95 gesteuert, um die Versorgungsspannung, die über Leitung 96 zu
den Sendeschaltungen oder über
Leitung 97 zu den Empfangsschaltungen geht, ein- oder auszuschalten.
Der Sender ist, wenn nicht benutzt, ausgeschaltet, um die Verlustleistung
zu reduzieren, kann aber sehr schnell eingeschaltet und Online gebracht
werden, weil es keine F. C. C. Beschränkungen, betreffend einen Überlauf
des benutzten Bandes, gibt, und die Empfänger fähig sind, das Signal über AFC-Schaltungen
zu verfolgen. Die Empfangsschaltungsanordnung beinhaltet einen RF-Verstärker 98,
einen Mixer 99 und eine bei 45 MHz gefilterte IF Verstärkerstufe 100,
wobei der lokale Oszillator, da er ein spannungsgeregelter Oszillator 101 ist,
von einem Synthesizer 102 betrieben wird, um eine Frequenz
von 947 bis 973 MHz zu erzeugen (45 MHz über der benutzten Frequenz).
Der Synthesizer 102 empfängt den 2-MHz Takt von der CPU 40 über Leitung 103 und
erzeugt Eingänge
zu einem Differentialverstärker 104,
dessen Ausgang den Oszillator 101 steuert, wobei die Rückkopplung vom
Oszillatorausgang durch einen entsprechenden Teiler 105 läuft. Die
entsprechende Betriebsfrequenz wird im Synthesizer 102 durch
einen binären
Code ausgewählt,
der über
Schnittstelle 85 von der CPU 40 auf den Eingang 106 geladen
wird. Der Ausgang 107 der IF Stufe 100 wird an
einen Detektor 108 angelegt, der auf die FSK Modulation
anspricht, um einen seriellen binären Datenausgang auf Leitung 109 entsprechend 8b zu
erzeugen, und dieser Datenausgang 109 wird an die Schnittstelle 85 angelegt,
die, wie oben erklärt,
mit dreimal der Chiprate abgetastet wird, um die drei binären Datenströme A, B
und C zu erzeugen, die in den Speicher 41 zu laden sind.
Die Detektorschaltung 108 erzeugt ferner einen automatischen
Frequenzsteuerungs- oder AFC-Ausgang 110 über den
Differentialverstärker 111,
und diese AFC Spannung geht zurück
an die Konditionierschaltungen 88 für den spannungsgeregelten Oszillator 86 des
Senders. Somit ist, während
der Sender arbeitet, auch der Empfangskanal eingeschaltet, um die
AFC Spannung auf Leitung 110 zum Anpassen der Frequenz
des Oszillators 86 zu erzeugen. Außerdem erzeugt der Detektor 108 eine
Spannung auf Leitung 112, die die Signalstärke im Empfangsmodus
darstellt, und diese Spannung steht zum Lesen durch die CPU 40 an
der Schnittstelle 85 zur Verfügung; auf diese Weise können die
von den Antennen 45a und 45b erzeugten Signale
mit einander verglichen und auch die verschiedenen verfügbaren Frequenzen
auf RF-Signalpegel geprüft
werden. Diese Information kann in einem Algorithmus zur Auswahl
des optimalen Sende-/Empfangskanals verwendet werden. Der Schaltkreis
von 9 kann aus im Handel erhältlichen integrierten Schaltungseinheiten
hergestellt werden; zum Beispiel könnte eine MMBR901 Einheit für die Oszillatoren 86 und 101 und
den RF-Verstärker 98 eingesetzt
werden, der Stromverstärker 90 könnte diese
MMBR901 Einheit und eine MMBR571 Einheit beinhalten, der Synthesizer 102 könnte eine MC145158
Einheit sein, und der Detektor 108 könnte eine MC13055 Einheit sein.
PIN Dioden werden für die
Antennenwählschalter
und den T/R Schalter in der Schaltung 91 eingesetzt. Die
Reichweite eines Senders dieser Konstruktion beträgt ungefähr 500 Fuß in einer
kommerziellen Umgebung mit einer Leistung von ca. einem Watt; der
Sendeempfänger verbraucht
ca. 100 mA im Empfangsmodus und ca. 450 mA im Sendemodus.
-
Bezugnehmend
auf 10 ist der Sendeempfänger 34 in größerem Detail
dargestellt. Dieser Schaltkreis könnte weitgehend dem von 9 entsprechen,
mit bestimmten kritischen Ausnahmen. Der Oszillator 86 mit
seiner Konditionierschaltung 88 und der AFC Rückkopplung 110 ist
der gleiche, wie auch der Stromverstärker 90. Die Stromversorgungssteuerung 94 von 9 wird
jedoch nicht in der Basisstation verwendet, da der Empfänger zu
jeder Zeit laufen muss, und da die Stromentnahme aus der Batterie
nicht von Belang ist. Serielle binäre Daten aus dem Speicher 31 werden
an den Eingang 87 von der Schnittstelle 85 angelegt,
die an den Bus 32, bestehend aus einem 16-Bit Adressbus 32a,
einem 15-Bit Portbus 32b, einem Steuerbus 32c und
einem 24-Bit Datenbus 32d, angeschlossen ist, wie in einem
Beispiel für
die DSP56001 Einheit definiert; wenn ein V-25 Mikroprozessor eingesetzt
wird, entspricht der Bus 32 selbstverständlich einem Bus vom 8088-Typ. Der
Portbus 32b für
eine DSP56001 hat fünfzehn
Leitungen, die als Eingänge
oder Ausgänge
von der Mikroprozessoreinheit 30 verwendet werden, und
diese können
somit anstelle der oben erwähnten
I/O Register für
die 8088 Einheit von 9 verwendet werden. Der RF Verstärker 98,
Mixer 99 und IF Verstärker 100 sind
die gleichen wie in 9, sowie auch der lokale Oszillator 101 und
der Synthesizer 102. Der binäre Eingang 106 zur
Auswahl der Frequenz des Synthesizers könnte ein paralleler Eingang
anstatt eines seriellen Eingangs sein, um vom Portbus 32b über die Schnittstelle 85 zu
laden. Die Sende-/Empfangs-Wählschaltung 91 ist
die gleiche wie in den entfernten Einheiten 15, der Antennenwähler kann jedoch
für mehr
als zwei Antennen, das heißt,
zur Auswahl von Antennen 35a, 35b, 35n (zum
Beispiel acht), ausgelegt sein, und die Antennenauswahlsteuerung
auf den Leitungen 92 ist daher mehr als ein Bit. Die CPU 30 sendet
eine Mehrbit-Steuerung über Portbus 32b,
um die zu verwendende Antenne 35b, 35b... 35n auszuwählen. Ein
wichtiger Unterschied besteht darin, dass der serielle Datenausgang
von Detektor 108 auf Leitung 109 an ein dediziertes 144-Bit
(das heißt,
3 × 48
Bit) Schieberegister 115 angeschlossen ist, welches von
Takteingang 116 von der CPU 30 mit 2-MHz getaktet
wird, um in Echtzeit Ausschau nach dem 48-Chip Startsymbol 72 zu
halten. Auf diese Weise stehen die neuesten 144 Bits der empfangenen,
detektierten, abgetasteten RF, darstellend achtundvierzig Chips 80 des
Signals von 8a, detektiert wie in 8b zu
sehen, und abgetastet mit der in 8c zu
sehenden Rate, zu jeder gegebenen Zeit im Register 115 zur
Verfügung.
Der Inhalt dieses Schieberegisters 115 wird in Echtzeit, ausgewertet
einmal jede 2-MHz Taktperiode, von einem Decoder 117 decodiert, der
den binären
Pseudo-Random Code-Wert darstellt, der in der exklusiven ODER Funktion
in der entfernten Einheit 15 zum Codieren der Daten benutzt
wurde. Dieser Code-Wert kann im Decoder 117 durch Laden
einer neuen binären
Nummer von der CPU 30 über
die Schnittstelle 85 geändert
werden, wobei der Portbus 32b und der Eingang 118 zum
Einsatz kommen. Oder der im Decoder 117 benutzte Code könnte durch
Einsatz einer PROM-Einheit für
dieses Netz oder für
diese bestimmte Basisstation festgelegt werden. Wenn ein gültiges 48-Bit
Startsignal 72 eines Pakets 17 im Decoder 117 erkannt
wird, wobei eine beliebige Vertrauensebene ausgewählt wird
(nicht alle Bits müssen
gültig
sein), wird ein Signal auf dem Ausgang 119 der Schnittstelle 85 erzeugt,
anhand dessen die CPU 30 erkennt, dass ein gültiges Paket 17 eingeht,
und somit werden die seriellen Daten auf Leitung 109 ab
diesem Punkt durch zwischenzeitliches serielles Laden in ein Register
in der CPU 30 in den Speicher 31 kopiert, dann
führt die
CPU Bewegungsanweisungen zum Laden in den Speicher aus. Da nur eine
von je drei Abtastungen die besten Daten darstellt, muss nur jedes
dritte Bit in den Speicher 31 übertragen werden, oder sie
können
alle geladen werden, und die CPU 30 kann 2/3 der auf Leitung 109 eingehenden
Daten beseitigen. Ein weiterer Unterschied in diesem Sendeempfänger-Schaltkreis
von 10, verglichen mit 9, besteht
darin, dass der RF-Signalstärkenausgang 112 vom
Demodulator 108 ein analoges Signal ist, das an einen Pegeldetektor 120 angelegt
wird, der einen Mehrbit-Wert auf Leitungen 121 vom Portbus 32b empfängt, und
somit steht ein Ausgang 122 von diesem Schwellenpegel-detektor 121 zum
Lesen durch die CPU 30 über ihren
Portbus 32b zur Verfügung.
Auf diese Weise führt
die CPU 30 einen Algorithmus zum Prüfen der RF-Kanäle aus,
indem sie unter sechzehn oder so zur Verfügung stehenden Frequenzen wechselt
(über Eingang 106 zum
Synthesizer), die Antenne wechselt (über Eingang 92 zum
Antennenwähler)
und den gewünschten
Pegel definiert (über
Leitungen 121), wobei sie für jeden Versuch den Ausgang 122 in
den Speicher 31 kopiert. Somit kann die optimale Frequenz
für den
Träger
(im 902 bis 928 MHz Band) und die optimale Antenne 35a bis 35n ausgewählt werden.
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Bezugnehmend
auf 11 ist ein Ablaufdiagramm eines
Beispiels eines Programmtyps dargestellt, der von der CPU 40 in
der entfernten Einheit 15 ausgeführt wird. Für dieses Beispiel wird angenommen,
dass der Laser-Scan-Barcodeleser
von 5 als Datensammelgerät zum Einsatz kommt. Der Ruhezustand
des Programms ist eine bei Entscheidungsblock 125 angezeigte
Schleife, die prüft,
ob der Abzug 54 gedrückt
wurde, und wenn „ja", wird der Scan durch
Aktivieren der Laser-Quelle 58 und des Scan-Motors 60 eingeleitet
(Block 126). Die CPU 40 tritt nun in eine Schleife 127 ein,
um auf Barcodedaten von Gerät 43 zu
warten; wenn am Ende der Timeout-Periode (128) keine gültigen Barcodedaten
detektiert werden, geht die Steuerung zur Startschleife 125 zurück. Wenn
Barcodedaten detektiert werden, erfolgt der Eintritt in Block 129,
um die Barcodedaten in den Speicher 41 zu laden und sie
unter Einsatz der entsprechenden Kriterien für den spezifischen Gebrauch
auf ihre Gültigkeit
zu prüfen.
Als Nächstes wird
bei Entscheidungspunkt 130 bestimmt, ob eine Paketübertragung
erforderlich ist, und falls ja, wird eine Routine zum Erstellen
des Pakets durch Hinzufügen
des Startsymbols 72, der Kopfzeile 73 und des CRC
Feldes 79 gestartet; wenn die Byte-Zählung kleiner als neunundzwanzig
für das
Datenfeld 78 ist, werden Nullen nach dem CRC Feld hinzugefügt, um eine
festgelegte Übertragungszeit
bereitzustellen. Nun wird eine Routine 132 zum Spreizen
und Codieren des Pakets benutzt, und dann wird durch Signalgabe
an die Stromversorgung 94, eine Speisespannung an die Empfangskomponenten über Leitung 97 in 9 anzulegen,
der Empfänger
bei Punkt 133 aktiviert. Die CPU fragt nun den Ausgang 112 ab,
um festzustellen, ob der Kanal ruhig ist (Entscheidungspunkt 134);
wenn nicht, erfolgt der Eintritt in eine Warteschleife 135,
um eine ausgewählte Zeit
zu verzögern,
bevor durch Rückkehr
zum Empfängerblock 133 ein
erneuter Versuch unternommen wird. Wenn der Kanal ruhig ist, wird
der Empfänger
deaktiviert, und bei Block 135 wird die Senderschaltungsanordnung
aktiviert und eine Zeituhr gestartet, um die Zeitperioden von 2 zu
definieren (Block 136). Bytes des Sendepakets 17 werden
aus dem Speicher 41 durch eine Schleifen-Routine 137,
welche die Bytes zählt,
in den Sender geladen, und wenn alle geladen wurden, erfolgt der
Eintritt bei Entscheidungsblock 138 in den Timeout, um
die Zeit t2 zu bestimmen. Wenn der Timeout
erreicht ist, wird der Empfänger bei
Punkt 139 aktiviert, und der Vorgang tritt in eine Schleife 140 ein,
um alle der A, B und C Abtastungen aus dem Sender in den Speicher 41 zu
laden. Wenn t2 + t4 erreicht
ist, wird der Empfänger
bei Block 141 deaktiviert, und die CPU tritt in die Routine 142 ein, um
jeden der A, B und C Abtastungs-Datenströme entsprechend
der Zeit t3 zu prüfen, um einen „Korrelier-Level" zu erzeugen, der
anzeigt, bis zu welchem Grad eine Korrelation mit der erwarteten
Startsymbol-Decodierung
für ein
gültiges
Paket besteht. Ausgewählt
wird der höchste „Korrelier-Level" (A, B oder C) und
bei Entscheidungspunkt 143 gegenüber der für ein „gutes" Paket eingerichteten Schwelle geprüft (zum
Beispiel 41-von-48). Wenn diese Prüfung fehlschlägt, wird
angenommen, dass kein Bestätigungspaket 18 empfangen
wurde, und das Paket wird nochmals durch erneuten Eintritt in den
Ablauf bei Block 133 über
Pfad 144 gesendet. Wenn die Prüfung akzeptiert wird, decodiert
und entspreizt die CPU den ausgewählten A, B oder C Datenstrom
bei Block 145 und führt
eine CRC Prüfung
bei Punkt 146 durch. Wenn die CRC fehlschlägt, wird
das Paket beseitigt, und der Ablauf tritt zum erneuten Senden in den
Pfad 144 ein. Wenn die CRC akzeptiert wird, tritt die CPU
in eine Routine 147 ein, um festzustellen, ob eine Rückrufanforderung
in den Daten von Paket 18 enthalten ist, und falls ja,
wird bei Punkt 148 eine Zeituhr geladen, um mit dem Countdown
der von der Basisstation im Bestätigungspaket
angeforderten Periode zu beginnen. Ein Standard-Rückrufpaket 17 wird
im Speicher 41 durch eine Routine 149 erzeugt, die
kein Datenfeld enthält,
sondern lediglich dazu dient, der Basis das Senden von Daten an
diese entfernte Einheit zu gestatten. Der Prozess tritt in eine Schleife 150 ein,
um auf den Timeout der in Block 148 eingestellten Periode
zu warten, und bei Erreichen desselben erfolgt der Eintritt in die Übertragungsfunktion
durch Pfad 144. Wenn keine Rückrufanforderung vorliegt,
ergreift die CPU eine von den Daten diktierte Maßnahme, was normalerweise die Anzeige
der empfangenen Daten bei Block 151 umfasst, und tritt
danach wieder in die Startschleife 125 ein.
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Bezugnehmend
auf 12 ist ein Ablaufdiagramm eines Beispiels eines
Programmtyps dargestellt, der von der CPU 40 in einer der
Basisstationen 12, 13 oder 14 ausgeführt wird.
Ein Ruhezustand des Programms ist eine bei den Entscheidungsblöcken 155 und 156 angezeigte
Schleife, in der der Empfangs-RF Anzeiger geprüft wird, um zu sehen, ob ein Signal
von einer entfernten Einheit empfangen wird, dann wird, falls nein,
die serielle Verbindung 11 geprüft, um sehen, ob Daten vom
Hostcomputer eingehen. Erstens, in der Annahme, dass das Empfangs-RF
Signal positiv ist, wertet der Korrelator einschließlich Register 115 und
Decoder 117 die eingehende RF aus, decodiert und entspreizt
den RF-Eingang und prüft,
ob der Codeerkennungsdecodierer 117 eine Deckung anzeigt,
wie bei Block 157 angegeben; wenn nicht, wird der Eingang
ignoriert, und die Steuerung kehrt zum Start über Pfad 158 zurück, aber
wenn ja, wird eine Empfangspaketfolge gestartet, indem eine Zeituhr
bei Block 159 für
den Timeout der Periode t2 von 2 gestartet
wird. Der über
das RF Signal empfangene Datenstrom wird dann über Pfad 119 und Bus 32 in
den Speicher 31 geladen, wie bei Block 160 angegeben.
Diese empfangenen Daten werden mit Hilfe von durch die CPU ausgeführten Routinen
decodiert und entspreizt, wie bei Block 161 angegeben,
dann wird das CRC Feld 79 geprüft, wie bei Entscheidungspunkt 162 angegeben.
Wenn der CRC-Vergleich fehlschlägt,
wird der Paketempfang abgebrochen, und die Steuerung kehrt über Pfad 158 in
den Ruhezustand zurück.
Wenn der Vergleich erfolgreich ist, wird das Geräte-ID Feld im Datenstrom mit
der Tabelle der gültigen
IDs im Speicher durch die CPU verglichen, wie bei Entscheidungspunkt 162 angegeben,
und wenn keine Deckung existiert, wird der Empfang abgebrochen,
und die Steuerung kehrt über Pfad 158 in
den Ruhezustand oder Startzustand zurück. Wenn die Geräte-ID gültig ist,
erfolgt der Eintritt in eine Timeout-Schleife 164, um auf
die Zeit t2 zu warten, so dass das ACK Paket
bei 165 geladen und bei Block 166 gesendet werden
kann. Wenn Daten darauf warten, an diese entfernte Einheit gesendet
zu werden, werden sie in das ACK Paket aufgenommen, aber wenn nicht,
wird lediglich eine Bestätigung
gesendet, wobei das ACK Paket mit Ausnahme der Kopfzeile aus Nullen
besteht. Bei Entscheidungspunkt 167 wird anhand des Inhalts
des empfangenen Pakets bestimmt, ob es an den Host 10 gesendet werden
soll. Die entfernten Einheiten, wenn im Ruhezustand, senden periodisch
Pakete 17, um einzuchecken, wenn demnach Daten darauf warten
an eine entfernte Einheit gesendet zu werden, können sie in einem Paket 18 zurückgegeben
werden; für
diese Check-in Vermittlungen brauchen keine Daten von der Basis
an den Host weitergeleitet zu werden. Wenn jedoch Daten von der
entfernten Einheit 15 an die Basis gesendet werden (zum
Beispiel Barcodedaten), werden die Daten über die Verbindung 11 gesendet,
wie bei Block 168 angegeben.
-
Die
Konstruktion der Basisstationen und entfernten Einheiten, wie oben
beschrieben, stellt ein Verfahren zur Auswahl des ruhigsten Kanals
für den Betrieb
bereit, worauf auch verwiesen wurde. Der RF-Kanal, der verwendet
wird, wird unter Steuerung der CPU über den Eingang 106 zum
Synthesizer in 9 oder 10 ausgewählt. Eine
Basisstation läuft
zuerst auf einem anfanglichen Kanal, wie er nach dem Start der Basis
und der entfernten Einheiten oder nach Initialisierung durch Einstecken
der entfernten Einheiten über
die RS 232 Verbindungen in die Basisstationen für den täglichen Betrieb oder zu Beginn
einer Schicht eingerichtet wurde. In regelmäßigen Zeitabständen oder
in Reaktion auf eine Verschlechterung in der Signalqualität geht die
Basisstation alle anderen verfügbaren
Frequenzkanäle durch
(das heißt,
alle Kanäle
außer
dem anfänglichen
Kanal), um über
den Ausgang 122 zur CPU einen optimalen Kanal zu detektieren
(kleinste Störung oder
ruhigster Kanal, geringste RF Energie). Außerdem erzeugt die Basisstation
unter Einsatz des oben beschriebenen Qualitätsfaktors einen der Fehlerrate im
anfänglichen
Kanal entsprechenden Wert; wenn die Übertragungs-Fehlerrate einen
ausgewählten Schwellenpegel überschreitet
(die Qualität
ist ungenügend),
geht die Basisstation in einen Kanalwechselmodus über, in
dem eine Nachricht an alle entfernten Endgeräte, mit denen diese Basisstation
kommuniziert, gesendet wird, um ihnen mitzuteilen, dass weitere
Kommunikationsvermittlungen über
einen neuen Kanal (den ruhigsten Kanal) laufen werden. Diese Nachrichten
werden in den Bestätigungspaketen 18 in
Reaktion auf die nächste
von jeder entfernten Einheit 15 eingeleitete Vermittlung
gesendet, so wie eine entfernte Einheit sich über den anfanglichen Kanal
melden würde.
Normalerweise würde
die Nachricht eine Zeit in der Zukunft für den Kanalwechsel angeben
(die lang genug für
das Einleiten einer Einscheck-Vermittlung für alle entfernten Einheiten ist).
Wenn eine entfernte Einheit die Nachricht den Kanal zu wechseln
verfehlt, wird ihr nächster
Versuch zur Benutzung des anfänglichen
Kanals nicht bestätigt;
in diesem Fall würde
die entfernte Einheit nach dem korrekten Kanal suchen, indem sie
jeden der sechzehn Kanäle
so lange ausprobiert, bis auf dem neuen Kanal eine Bestätigung erhalten
wird.
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Es
versteht sich, dass die in dieser beispielhaften Ausführungsform
verwendete Direktfolgen-Spreizband-RF-Modulationstechnik unterschiedlich zur
Frequenzsprung- Methode
in einigen Spreizbandsystemen ist; Die Frequenzsprung-Methode besteht
aus dem „Spreizen" einer kleinen Anzahl
von Datenbits in eine große
Anzahl von Chips vieler verschiedener Frequenzen mit einem Pseudo-Rausch-Generator, das heißt dem Pseudo-Random-Spreizen über eine
große
Anzahl von Frequenzen, anstatt der hier benutzten Direktfolgen-Methode.
Die Implementierung der Pseudo-Random-Frequenzsprung-Methode
wäre in
diesem System teurer verglichen mit der Direktfolgen-Methode, weil
der in der entfernten Einheit benötigte RF-Schaltkreis, wie in 9 dargestellt,
komplexer und kostspieliger wäre.
Somit ist der Direktfolgen-Ansatz, bei dem nur zwei Frequenzen zum
Einsatz kommen, besser für das
gegenwärtige
System geeignet, da die Komplexität in der CPU liegt, die die
Aufgabe hat, die binären Daten
zu codieren und zu decodieren, und nicht im RF-Abschnitt, der dann
den schnellen Frequenzwechsel unter einer weitverbreiteten Anzahl
von Alternativen erzeugen müsste.
In anderen Systemen mit anderen Zielen könnten die Merkmale der Erfindung
in einem System eingesetzt werden, welches die Frequenzsprung-Methode
verwendet.
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Der
für das „exklusive
ODER" mit den Daten verwendete
binäre
Pseudo-Random-Code-Wert braucht keinen Fehlerkorrekturcode zu verwenden (obwohl
auf Wunsch ein solcher verwendet werden kann). In der verwendeten
Prozedur ist nicht beabsichtigt, das Impulsrauschen im RF-Spektrum
zu bekämpfen.
Wenn ein übertragenes
Paket 17 oder 18 von Rauschen beaufschlagt wird,
wird es nicht vom Decoder 117 oder dem Äquivalent der Software-Decodierung
aus dem Speicher 41 in der entfernten Einheit 15 erkannt,
und somit wird das Paket von neuem übertragen; wenn die entfernte
Einheit 15 kein Paket 18 empfängt, sendet sie ihr Paket 17 erneut
nach einer Timeout-Periode.
-
Die
in den Sendeempfängern 34 und 46 verwendete
Modulations-Methode ist nicht-kohärent (Frequenzumtastung).
-
Diese
Technik ist anfällig
gegen bestimmte Arten von Störungen,
wie zum Beispiel eine starke Einzelfrequenz (Rauschen) innerhalb
des 902–928 MHz
Bandes. Dieses Band wird für
alle Typen von Ausrüstung
verwendet, ohne Einschränkungen,
und könnte
in dem Bereich von RF-Schmelzausrüstungen
usw. verwendet werden. Wenn eine Störung dieser Art vorkommt, können die
von der CPU 30 in der Basisstation ausgeführten Algorithmen
zum Erkennen des sehr hohen Fehler-Levels über Eingang 122 verwendet
werden, und es wird somit ein Befehl an den Synthesizer 102 im
RF-Sendeempfänger 34 gesendet,
ein anderes seiner sechzehn Frequenzbänder auszuwählen, um mit dem neuen Band
eine bessere Übertragung
zu erzielen. Die Tatsache, dass der RF-Sendeempfänger 34 in einer Basisstation
fähig ist,
die RF-Momentanenergie am Ausgang 122 innerhalb jedes der
sechzehn geeigneten Bänder
zu messen, ist ein wichtiges Merkmal; dies gestattet die Auswahl
der ruhigsten Bänder,
die für
die benutzte Frequenz für
die Vermittlungen über
Pakete 17 und 18 zur Verfügung stehen.
-
Der
Sendeempfänger 34 in
der Basisstation spricht mittels des Registers 115 und
Decoders 117, im Gegensatz zu der entfernten Einheit 15 in
Echtzeit auf das synchronisierende Startsignal eines Pakets 17 an.
Die entfernte Einheit serialisiert das Paket oder die Chip-Folge zum Oszillator 86 des
RF Senders und wartet dann für
eine präzise
Zeit (ca. 5 msec), wie durch ein von der CPU 40 zum Zählen des
2 MHz-Takts gesteuertes Zeituhr-Register eingerichtet, danach tastet
sie den Ausgang 109 des RF Empfängers 108 mit der
genau dreifachen Chiprate ab, wie in 8c zu
sehen ist. Die Abtastungen werden in drei Abtastungsströme A, B
und C aufgeteilt, wobei jeder Datenstrom geringfügig länger als eine Paket-18-Zeit
ist, und im Speicher 41 gespeichert. Diese abgetasteten
Datenketten werden als responsives Paket 18 von der Basis
betrachtet. Die CPUs 30 und 40 sind selbstverständlich asynchron,
aber das Timing der 2-MHz-Takte für diese CPUs in der entfernten
Einheit 15 und den Basisstationen 12, 13 und 14 sollte
bis auf ca. 40 ppm (Parts per Million, das heißt Chips oder 1,5 Mikrosekunden-Perioden von
Drift pro eine Million Chips) übereinstimmen,
so dass während
der Detektierung eines der maximal 2600 Chips langen Pakete 17 oder 18 die
Drift nicht einen kleinen Bruchteil eines Chips, das heißt, einen sehr
kleinen Teil von 1,5 Mikrosekunden, überschreitet. Diese Taktgenauigkeit
lässt sich
mit kostengünstigen
Kristall-Oszillatoren erzielen.
-
Wenn
sich die empfangenen Daten im Speicher 41 befinden, bestimmt
der von der CPU 40 ausgeführte Code, welcher der drei
Abtastungs-Datenströme
benutzt werden soll, und wo in diesem Datenstrom der Datensatz startet.
Es gibt drei Synchronisierungs-Werte, die die entfernte Einheit 15 erzielen muss:
Phasen-Sync, Symbol-Sync und Paket-Sync. Phasen-Sync hat damit zu
tun herauszufinden, welche der drei Abtastungen A, B oder C pro
Chip dem Mittelpunkt des Chips am nächsten liegt und daher die
höchste
Wahrscheinlichkeit bietet, den wahren Wert dieses Chips darzustellen;
wie in 8c zu sehen, liegt einer der
Abtastungssätze
A, B oder C gewöhnlich
in der Nähe
des Mittelpunkts der Wellenform von 8b und
ist daher der genaueste, während
einer oder zwei der Sätze
näher an
den Übergangspunkten
liegen und daher am ungenauesten sind. Symbol-Sync ist die Ausrichtung
des eingehenden Chip-Stroms auf den Startpunkt des > 2600-Bit langen binären Code-Werts.
Datensatz- oder Paket-Sync schließlich besteht im Auffinden
des Anfangs von Paket 17 oder 18. Da alle Übertragungen an
eine entfernte Einheit 15 mit einem festgelegten Chip-Muster beginnen (dem
Synchronisiersignal 72), erzielt die entfernte Einheit 15 alle
drei Synchronisierwerte gleichzeitig durch Prüfen der ersten wenigen Abtastungen.
Um ein vereinfachtes Beispiel zu geben, sei angenommen, dass das
festgelegte Chip-Muster acht Chips lang ist, und dass der Datensatz
wahrscheinlich innerhalb eines sechs Mikrosekunden-Fensters (4-Chip)
gestartet hat. Bei drei Abtastungen pro Chip gibt es zwölf Stellen,
an denen das Paket 18 gestartet haben könnte. Für jede potentielle Startstelle
wird die 8-Chip-Folge extrahiert und mit einer Nachschlagetabelle
mit der gewünschten Folge
verglichen; wenn sich herausstellt, dass eine gefundene Stelle eine
genaue Deckung ist oder sehr dicht daneben liegt, dann wurden höchstwahrscheinlich
alle drei Synchronisierungen erzielt. Im Gegensatz zu manchen konventionellen
Spreizbandverfahren ist nach der Erzielung von Phasen-Sync keine Phasenverfolgung
erforderlich, weil die übertragenen Pakete 17 und 18 sehr
kurz sind und es praktisch keine Dopplereffekte gibt; die entfernten
Einheiten 15 sind entweder stationär oder bewegen sich mit sehr langsamen
Geschwindigkeiten zum Zeitpunkt der Übertragung. Wenn die beste
in der Nachschlagetabelle gefundene Deckung nicht sehr gut ist,
wird das Paket an diesem Punkt beseitigt und eine neue Vermittlung
unter Einsatz der anderen Antenne oder einer anderen Frequenz eingeleitet.
-
Ein
Handoff-Protokoll dient dazu, jede entfernte Einheit 15 einer
bestimmten Basisstation zuzuordnen. Es ist sehr wichtig, dass nur
eine Basisstation 12, 13 oder 14 einer
entfernten Einheit 15 zu einem bestimmten Zeitpunkt zugeordnet
wird, andernfalls könnten
zwei Basisstationen gleichzeitig auf ein Paket 17 antworten,
wenn eine entfernte Einheit versucht eine Vermittlung einzuleiten,
und die beiden Bestätigungspakete 18 würden sich
gegenseitig stören.
Bevor eine Basisstation überhaupt
auf eine entfernte Einheit antworten kann, muss die Basisstation die
Seriennummer oder Geräte-ID
für eine
entfernte Einheit 15 vom Hostcomputer 10 über die
Verbindung 11 erhalten und einen Tabelleneintrag in ihrem
Speicher 31 vornehmen. Alle Basisstationen erhalten diese
Nummer vom Host, aber nur eine Basisstation ordnet sich arbiträr dieser
entfernten Einheit mit Hilfe eines Algorithmus zu; zum Beispiel
könnte
die Basisstation die entfernten Einheiten lediglich aufgrund der Seriennummern oder
Geräte-IDs
auswählen.
Wenn eine Basisstation ein Paket 17 von einer ihrer entfernten
Einheiten mit einer Geräte-ID, die einer ID
in ihrer Liste entspricht, empfängt,
sendet diese Basisstation ein Bestätigungspaket 18 entsprechend
der Vermittlung und zeichnet in ihrem Speicher 31 die Zeit
und die Qualität
(Anzahl Fehler) des Datenpakets 17 auf. Jede der anderen
Basisstationen, die ebenfalls dieses Paket 17 der Vermittlung
von dieser entfernten Einheit empfängt, zeichnet lediglich die
Zeit und Qualität
auf. Jede Minute oder so veröffentlicht
jede Basisstation die Liste der entfernten Einheiten (sendet sie
an die anderen Basisstationen über
Verbindung 11), von denen sie in der letzten Minute gehört hat, und
die Qualität.
Wenn eine andere Basisstation eine viel höhere Qualitätsbewertung als die ursprünglich zugeordnete
aufweist, verschiebt sich die Zuordnung für diese bestimmte entfernte
Einheit durch Nachrichten, die zwischen den beiden betroffenen Basisstationen
ausgetauscht werden. Zu jeder Zeit hat jede Basisstation in ihrem
Speicher eine Liste der Seriennummern (oder ID-Nummern) der entfernten
Einheiten, auf die sie anspricht, und jedesmal, wenn ein Paket 27 empfangen
wird, wird die ID-Nummer im Feld 74 mit der Liste im Speicher
verglichen, um festzustellen, ob ein Antwortpaket 18 von
dieser Basisstation zu senden ist.
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Es
gibt viele Gründe,
warum eine entfernte Einheit 15 vielleicht keine Antwort
auf eine von ihr eingeleitete Vermittlung, wie in 2,
empfängt,
und für
jeden Grund steht eine andere Strategie zur Verfügung, um die Kommunikation
wiederaufzunehmen. Ein Problem besteht darin, dass eine entfernte
Einheit sich aus der Reichweite einer Basisstation heraus bewegt
hat, aber in Reichweite einer anderen Station liegt. In diesem Fall
sendet die entfernte Einheit einen „Notruf", das heißt, ein kurzes Paket 17, bestehend
aus wenig mehr als dem Standard-Synchronisierungssignal 72 und
ihrer Seriennummer. Dieses Paket wird zweimal gesendet, einmal von
jeder der beiden Antennen 35a und 35b. Für diesen besonderen
Typ von Vermittlung kann die Antwort eine festgelegte Zeit später als
entweder das erste oder zweite solche Paket 17 ankommen.
Eine längere
Verzögerungszeit,
zum Beispiel 100 msec, ist für das
Antwortpaket 18 zulässig,
um jeder Basisstation, die den Notruf hört, zu gestatten, durch Vermittlung mit
der Basisstation, die normalerweise für diese entfernte Einheit zuständig ist,
zu kommunizieren. Nachdem die zuständige Basisstation von allen
anderen Basisstationen, die den Notruf gehört haben, gehört hat,
wird bestimmt, welches die neue zuständige Basisstation sein soll,
die rechtzeitig „den
Stab" an diese Basisstation „weitergibt", damit diese Basisstation das
Antwortpaket 18 senden kann. Die Antwort würde angeben,
welche Antenne am besten funktionierte, das heißt, die wenigsten Fehler produziert.
Wenn die entfernte Einheit keine Antwort auf diesen Notruf empfängt, ist
diese entfernte Einheit in diesem Moment wahrscheinlich außer Reichweite
aller Basisstationen (zum Beispiel innerhalb eines metallenen LKWs),
und der Notruf wird nochmals nach einer Timeout-Periode gesendet. Nach mehreren Minuten außer Kommunikation
würde der
in dieser entfernten Einheit ausgeführte Algorithmus beschließen, dass die
Netzbetriebsfrequenz gewechselt wurde, und es werden Notrufe auf
anderen Frequenzen gesendet.
-
Ein
wichtiges Merkmal einer erfindungsgemäßen Ausführungsform besteht in der Messung
des Qualitätsfaktors
der empfangenen Pakete 17 an den Basisstationen 12, 13 und 14.
Wie oben erwähnt, wird
dieser Qualitätsfaktor
dazu benutzt zu bestimmen, welche entfernte Einheit welcher Basisstation zugeordnet
ist, entweder zu Anfang oder in periodischen Neuausrichtungen, oder
nach einem Notruf. Der Qualitätsfaktor
ist die Anzahl der gültigen
Bits, die sich aus der Decodierung des 44-Bit Startsymbols 72 am
Decodierer 117 ergeben; das Paket wird als gute Daten akzeptiert,
auch wenn die Anzahl der beim Vergleich des eingehenden Symbols 72 mit
einer gespeicherten Version des korrekten Pseudo-Random-Codes gefundenen
gültigen
Bits 35 von 44 ist, diese Zahl wird jedoch im Speicher 31 gespeichert,
auch wenn sie im 35-bis-44 Bereich liegt, und wird dazu benutzt
zu bestimmen, welche Basisstation das beste Signal von einer gegebenen
entfernten Einheit erhält.
Das heißt,
die zugeordnete Basisstation könnte
fähig sein,
die eingehenden Pakete ausreichend gut zu empfangen und zu decodieren,
jedoch einen durchschnittlichen Qualitätsfaktor von nur achtunddreißig aufweisen,
wohingegen eine andere Basisstation diese gleichen Pakete mit einem
Qualitätsfaktor
von vierundvierzig empfängt,
woraus offensichtlich ist, dass letztere in einer besseren Empfangslage
hinsichtlich der betreffenden entfernten Einheit ist, und somit
sollte des nächste
Mal, wenn ein Satz von Nachrichten zwischen den Basisstationen ausgetauscht
wird, der Stab an die Basisstation mit der besseren Qualität weitergereicht
werden. Hinweis: dieser Qualitätsfaktor
unterscheidet sich vom lediglichen Messen der Signalstärke, was
weniger signifikant in dieser Art von Umgebung aufgrund des hohen
Grades von Mehrwegübertragung
ist; ferner variiert die Signalstärke mit der Entfernung, diese könnte größenmäßig unterschiedlich
sein und trotzdem einen perfekten Empfang bereitstellen. Lediglich das
Messen des RF-Pegels gibt keinen Aufschluss über die Rausch- und Störungsumgebung.
Ferner, da in diesem System keine Fehlerdetektierung und -korrektur
verwendet wird, weil es sehr berechnungsintensiv ist, steht, abgesehen
von einem katastrophalen Ausfall (der eintreten würde, wenn
die CRC nicht prüfen
würde),
kein Qualitätsmaß zur Verfügung, und somit
stellt der Einsatz dieser Korrelationszahl aus der Decodierung des
Startsymbols 72 ein Maß bereit, dass
schon im frühen
Stadium ein sich verschlechterndes Signal anzeigen kann, lange bevor
sich das Signal derart verschlechtert, dass es unbrauchbar wird.
Der Qualitätsfaktor
(Korrelations-koeffizient für Startsymbol 72)
kann in Verbindung mit der RF-Signalstärkenanzeige benutzt werden,
die am Eingang 121 in einer Basisstation verfügbar ist;
wenn die Korrelation schlecht ist, die RF-Signalstärke jedoch gut ist, besteht
ein Frequenzproblem und führt
zum Wechseln des Kanals, aber wenn die Korrelation schlecht und
die Signalstärke
ebenfalls schlecht ist, wird die Basisstation durch Weiterreichen
des Stabs gewechselt.
-
Obwohl
die 24-Bit Seriennummer jeder jemals herzustellenden entfernten
Einheit wahrscheinlich einmalig ist (229 ist
16 Millionen), weisen die Nachrichtenpakete der meisten entfernten
Einheiten nur einen 13-Bit Handle oder einen Spitznamen in ihrem
Nachrichtenkopffeld 74 auf. Wenn sich zwei Netze von 1 in überlappenden
Bereichen befinden, könnten
ihre Nachrichten miteinander verwechselt werden; auf einer Handelsmesse
zum Beispiel könnten
mehrere dieser Netze im gleichen RF-Raum liegen. Die Basisstationen
jedes Netzes könnten
während
der Initialisierungsperiode, wenn alle Frequenzen auf Rauschen oder
Verkehr geprüft
werden, eine unterschiedliche Frequenz wählen, und ferner könnte für die anfänglichen
Nachrichten von jeder entfernten Einheit die vollständige Seriennummer
benötigt
werden. Eine sehr viel sicherere Technik besteht darin, den Einsatz
eines für
jedes Netz unterschiedlichen Random-Chipping-Musters, das heißt eines
binären Pseudo-Random
Codes, zum exklusiven ODERn der Daten vorzuschreiben. Dann wären zwei
Netze nicht fähig,
die Nachrichten des anderen Netzes zu entziffern oder überhaupt
das Vorhandensein des anderen Netzes zu erkennen; es gäbe zusätzliche
Kollisionen, aber die Pakete eines Netzes wären für das andere Netz absolut nicht
entzifferbar. Diese Technik des Einsatzes verschiedener Chipping-Muster
setzt jedoch voraus, dass der Netz-Manager (eine natürliche Person)
jedes entfernte Endgerät
initialisiert. Zu diesem Zweck weist jede entfernte Einheit 15 einen
(an den Bus 42 gekoppelten) RS-232 Verbinder auf, der temporär zur Initialisierung
an den Hostcomputer 10 gekoppelt ist, zu welcher Zeit der
einmalige binäre Pseudo-Random
Code-Wert in den Speicher 41 geladen und danach in der
exklusiven ODER-Funktion eingesetzt wird. Der als ID-Feld 74 eines
Pakets 17 zu verwendende Handle wird ebenfalls zu dieser
Zeit geladen. Die an den Hostcomputer 10 über ein
Kabel 11 angeschlossenen Basisstationen werden über dieses
Kabel initialisiert. Basisstationen (zum Beispiel Basisstation 14,
wie in 1 dargestellt), die an den Hostcomputer 10 nur über die
RF-Verbindung angeschlossen sind, könnten ein Standard-Chipping-Muster
verwenden, welches nur zur Initialisierung benutzt wird, sind aber
vorzugsweise temporär für die Initialisierung
durch eine serielle Verbindung 11 angeschlossen und laufen
später
durch die RF-Verbindung.
Eine Basisstation kann programmiert sein, auf Befehl vom Hostcomputer
oder wenn sie für
lange Zeit außer
Kommunikation war, zu diesem Standard-Muster zu wechseln. Ein anderes
der Sicherheit in überlappenden
Netzen dienendes Verfahren setzt voraus, dass jedes Nachrichtenpaket 17 oder 18 die
vollständige
24-Bit Seriennummer der entfernten Einheit enthält. Dadurch werden 11 Bits zum
Kopfzeilen-Overhead hinzugefügt,
wobei davon ausgegangen wird, dass der Hersteller immer die Seriennummern
in allen herzustellenden Geräten
steuern kann.
-
In
einer Ausführungsform
kommt eine andere binäre
Codefolge in den Spreiz- und Codierungsschritten in jeder Basisstation
und ihren zugeordneten entfernten Einheiten zum Einsatz. In diesem
Fall könnte
eine der entfernten Einheiten 15 eine Vermittlung mit ihrer
Basisstation 12, 13 oder 14 ausführen, während zur
gleichen Zeit eine andere entfernte Einheit 15 eine Vermittlung
mit ihrer Basisstation ausführt,
selbst wenn die beiden Paare innerhalb RF Reichweite voneinander
sind; dies ist einer der Vorteile der Spreizband-Technik, insofern
als mehrere gleichzeitige Übertragungen
im gleichen Band durch Einsatz eines unterschiedlichen Codes voneinander getrennt
werden können.
Oder, wenn jede dieser Basisstationen eine andere Frequenz im 902–928 MHz Band
in ihren Kommunikationen mit ihren entfernten Einheiten benutzt,
können
ebenfalls gleichzeitige Vermittlungen ausgeführt werden. In einem lokalen Bereich
können
bis zu tausend entfernte Einheiten 15 unterstützt werden,
wenn der durchschnittliche Arbeitszyklus niedrig ist. Ohne Protokollmerkmale
zur Minimierung von Kollisionen aufzurufen, kann jede Basisstation
ca. fünfundzwanzig
beliebige Vermittlungen pro Sekunde unterhalten. Der begrenzende Faktor
ist der Hostcomputer 10, wobei die Transaktionsverarbeitungskraft
des Hosts durch Einsatz einer höheren
Taktgeschwindigkeit, einer höheren
MIPS Rate, durch parallele Prozessoren und bekannte Techniken dieses
Typ erweitert werden kann.
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Das
Overhead (das heißt,
die verlorengegangene Zeit) bei Benutzung des Protokolls von 2 könnte weitgehend
dadurch reduziert werden, dass die Länge der Pakete 17 und 18 vergrößert wird.
Das heißt,
wenn die Pakete ein Datenfeld 78 übertragen würden, das sehr viel länger als
22 Bytes ist, würde
sich das Verhältnis
von Datenübertragungszeit
zu Gesamtübertragungszeit
erhöhen
und somit würde
die Effizienz steigen. Diese Vergrößerung der Paketlänge würde jedoch
auch die Genauigkeitsanforderungen an die Zeitreferenzen (lokale Uhren
und Zähler)
sowohl für
die Basisstationen als auch für
die entfernten Einheiten weitgehend erhöhen. Die lokalen Zeitreferenzen
werden benötigt
um Phasensynchronisierung gegen Ende des Pakets zu vermeiden, und
die von einem Empfänger
benutzten lokal angenommenen Chip-Grenzen müssen sich mit den tatsächlich benutzten
Chipgrenzen des Senders decken, wie mit Bezug auf 8a bis 8c erklärt. Durch
Einfügen
von Resynchronisierungsfeldern (zusätzliche Felder wie das Feld 72) über die
Länge des verlängerten
Pakets könnten
diese Genauigkeitsanforderungen reduziert werden, dies würde jedoch dem
Zweck eines größeren Pakets
teilweise entgegenwirken, weil die Dateien Zeit in Anspruch nehmen würden, und
in der Resynchronisierung würde
Zeit verlorengehen. Des Weiteren müsste das Prüfsummenfeld 79 für größere Pakete
evtl. vergrößert werden.
Schließlich
würde in
einer rauschvollen Umgebung der Prozentsatz von Paketen, die nochmals übertragen
werden müssen,
mit der Paketgröße steigen,
und somit würde
ein größeres Paket
zu einem Effizienzverlust aufgrund von Neuübertragungen führen. Dies
sind die Gründe,
warum eine relativ kleine Paketgröße für die Standardvermittlung,
wie beschrieben, gewählt
wurde.
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Eine
weitere alternative Konstruktion des Systems besteht darin, die
Chipping-Rate zu erhöhen,
um entweder den Spreizfaktor zur Erzielung einer größeren Reichweiten- und Rauschtoleranz
zu erhöhen,
oder um die Datenrate zu erhöhen.
Für diese
Alternative wird jedoch teurere Hardware benötigt, und es würde natürlich Kompatibilitätsprobleme
nach sich ziehen. Außerdem
dient eine alternative Konstruktion dem Zweck, die Kapazität der Datenübertragung
zwischen den Basisstationen zu erhöhen; große Netze könnten in dem Basisstationsnetz 11 in der
Kapazität
begrenzt sein, und könnten
in einem solchen Fall von einer höhereren Kapazitätsbasis
mit RF-Sendeempfängern 34a höherer Leistung
und höherer
Rechenkraft als oben beschrieben profitieren. Diese Höherleistungs-Basisstationen
wären fähig, miteinander
mit viel höheren
Datenraten zu kommunizieren, und mit entfernten Einheiten und Standardbasisstationen
auf vielen Frequenzen gleichzeitig zu kommunizieren; auch könnte ein
anderes Verbindungsmedium wie zum Beispiel Faseroptik verwendet
werden.
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Gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform
ist ein Verfahren zum Senden von Datenpaketen von einer Kommunikationseinheit
vorgesehen, umfassend das Übertragen
eines Datenpakets von einer Einheit während einer von der Einheit
ausgewählten
ersten Periode, wobei das Datenpaket einen Typenindikator beinhaltet,
und die Einheit ein Bestätigungssignal
während
einer zweiten Periode empfängt,
die erst nach einer ausgewählten
Zeitverzögerung
nach der ersten Periode eintritt, wobei die Zeitverzögerung durch
den Typenindikator bestimmt wird.
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Die
Schritte des Sendens und Empfangens könnten Spreizband-RF-Signale sein.
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Die
Kommunikationseinheit könnte
eine aus einer Mehrzahl von entfernten Stationen sein, die mit der
Sender des Bestätigungssignals
verknüpft
sind, und das übertragene
Datenpaket und das Bestätigungssignal
enthalten jeweils die Identifikation der Kommunikationseinheit.
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Die
entfernten Stationen könnten
handgehaltene Datensammeleinheiten sein, die manuelle Steuerelemente
beinhalten, und mindestens einige der entfernten Stationen sind
Barcodelesegeräte.
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Das
Bestätigungssignal
könnte
von einer zweiten Station gesendet werden, die eine aus einer Mehrzahl
von zweiten Stationen ist, die körperlich voneinander
beabstandet sind, und es könnte
eine Mehrzahl solcher Einheiten für jede zweite Station geben.
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Es
könnte
ein Schritt des Abhorchens an der Einheit vor dem Schritt des Sendens
des Datenpakets vorgesehen werden, um zu sehen, ob andere ähnliche
Einheiten mit Senden beschäftigt
sind.
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Gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform
ist ein System zum Senden von einer ersten Station an eine zweite
Station vorgesehen. Ein Sender in der ersten Station zum Senden
eines Datenpakets von der ersten Station an die zweite Station während einer
von der ersten Station ausgewählten
ersten Zeitperiode; und ein Empfänger
in der ersten Station zum Empfangen eines Bestätigungssignals von der zweiten Station
beginnend während
einer zweiten Zeitperiode, die erst nach einem auf die erste Zeitperiode
bezogenen Zeitfenster eintritt, wobei das Bestätigungssignal einen Typenindikator
aufweist, der die Länge
einer Zeit angibt, während
der die Daten von der zweiten Station an die erste Station nach dem
Beginn des Bestätigungssignals
gesendet werden.
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Das
gesendete Datenpaket und das Bestätigungssignal könnten durch
Spreizband-RF-Signale gesendet werden.
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Die
erste Station könnte
eine aus einer Mehrzahl von entfernten Stationen sein, die mit der
zweiten Station verknüpft
sind, und das gesendete Datenpaket beinhaltet die Identifikation
der ersten Station, und das Bestätigungssignal
beinhaltet die Identifikation der ersten Station.
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Die
entfernten Stationen könnten
handgehaltene Datensammeleinheiten sein, die manuelle Steuerelemente
umfassen, wobei die Einheiten jeweils einen Prozessor umfassen,
der in einem Speicher gespeicherte Anweisungen ausführt, und
wobei mindestens einige der Einheiten Barcode-Scanner sind.
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Alle
der Mehrzahl von zweiten Stationen könnten über eine Kommunikationsverbindung
an eine Hoststation gekoppelt sein.
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Der
Sender an der ersten Station könnte
vor dem Senden des Datenpakets horchen, ob andere Stationen mit
Senden beschäftigt
sind.
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Gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform
ist ein Datenübertragungsverfahren
zwischen einer Mehrzahl von Endgeräten und einer Basisstation
vorgesehen. Es könnte
umfassen: das Senden eines Datenpakets von einem der Endgeräte an die Basisstation,
wobei das Datenpaket die Identifikation eines der Endgeräte und eine
erste Typenkennung enthält,
das Empfangen des gesendeten Datenpakets an die Basisstation und
das Senden einer Bestätigung
von der Basisstation an eins der Endgeräte in einem von der ersten
Typenkennung bestimmten vorbestimmten Zeitfenster, wobei die Bestätigung die Identifikation
des Endgeräts
und eine zweite Typenkennung enthält, wobei die Bestätigung Daten
beinhalten könnte,
die von der Basisstation an ein Endgerät zu übertragen sind, und das Empfangen
der Bestätigung
an dem einen Endgerät
während
des vorbestimmten Zeitfensters und Weiterlaufen des Empfangens für eine von
der zweiten Typenkennung bestimmte Periode.
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Das
Datenübertragungsverfahren
könnte das
Abhorchen an einem Endgerät
beinhalten um erst zu bestimmen, ob ein anderes der Mehrzahl von Endgeräten mit
Senden beschäftigt
ist, bevor das Datenpaket gesendet wird.
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Das
Senden könnte über drahtloses
RF vom Spreizbandtyp erfolgen.
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Gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform
ist ein Datenübertragungsverfahren
zwischen einer Mehrzahl von Endgeräten und dem Hostcomputer über eine
Basisstation vorgesehen. Es könnte beinhalten:
das Einleiten eines Festzeit-Broadcastmodus durch den Hostcomputer
und das Senden eines Festzeitwertes an die Basisstation, das Senden eines
Datenpakets von jedem der Endgeräte
an die Basisstation zu Zeiten, die vor dem Festzeitwert liegen,
wobei das Datenpaket die Identifikation jedes der Endgeräte beinhaltet,
das Empfangen der gesendeten Datenpakete an der Basisstation und
das Senden einer Bestätigung
von der Basisstation an jedes einzelne der Endgeräte in einem
vorbestimmten Zeitfenster nach jedem Datenpaket, wobei die Bestätigung die
Identifikation des Endgeräts
und den Festzeitwert beinhaltet, das Empfangen der Bestätigung an jedem
der Endgeräte
während
des vorbestimmten Zeitfensters nach dem Datenpaket für jedes
Endgerät
und danach des Empfangen der Daten an allen der Endgeräte gleichzeitig,
beginnend mit dem Festzeitwert.
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Die Übertragung
könnte
das Senden einer Bestätigung
von jedem der Endgeräte
während
einer Zeit nach dem Empfangen der Daten, beginnend mit dem Festzeitwert,
beinhalten.
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Die Übertragung
könnte
das Abhorchen an jedem der Endgeräte beinhalten, um erst zu bestimmen,
ob ein anderes der Mehrzahl von Endgeräten mit sendet, bevor das Datenpaket
von jedem der Endgeräte
gesendet wird.
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Die
Datenübertragung
könnte über ein
drahtloses RF vom Spreizbandtyp erfolgen.
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Gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform
ist ein drahtloses Kommunikationsverfahren vorgesehen. Eine Kommunikationseinheit
könnte Datenpakete
senden und Antwortpakete empfangen. In einem ersten Betriebsmodus
könnte
die Kommunikationseinheit eine erste Mehrzahl von Datenpaketen senden,
derart, dass für
jedes gesendete Paket in einer ersten Mehrzahl die Einheit vor der Übertragung eines
nächsten
Datenpakets der ersten Mehrzahl ein Antwortpaket in Antwort auf
das gesendete Datenpaket empfängt,
und in einem zweiten Betriebsmodus sendet die Kommunikationseinheit
eine zweite Mehrzahl von Datenpaketen, derart, dass die zweite Mehrzahl
von Datenpaketen gesendet werden, ohne auf ein Antwortpaket in Antwort
auf jedes gesendete Datenpaket zu warten.
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Die
Kommunikationseinheit könnte
ein einziges Antwortpaket empfangen, das den Empfang der zweiten
Mehrzahl von Datenpaketen bestätigt.
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Die
Kommunikationseinheit könnte
eine Basisstation sein.
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Die Übertragung
von Datenpaketen könnte CSMA-Übertragungen
(CSMA = Carrier Sense Multiple Access) umfassen.
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Die Übertragung
von Datenpaketen könnte Spreizband-Übertragung umfassen.
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Die
Kommunikationseinheit könnte
ein entferntes Endgerät
sein.
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Gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform
ist ein drahtloses Kommunikationsverfahren vorgesehen. Eine Basisstation überträgt Pakete
an eine Mehrzahl von entfernten Einheiten, die die Pakete mit einem
Empfänger
empfangen. Die Basisstation überträgt mindestens
ein Paket während
einer vorbestimmten Zeitperiode, die jeder der Mehrzahl von entfernten
Einheiten bekannt ist, und die entfernten Einheiten empfangen das
mindestens ein Paket, das während
der vorbestimmten Zeitperiode gesendet wurde.
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Das
drahtlose Kommunikationsverfahren könnte mindestens eine aus einer
Mehrzahl von entfernten Einheiten umfassen, die den Empfänger desselben
aktivieren, um den Empfang eines Pakets zu ermöglichen, das während der
vorbestimmten Zeitperiode gesendet wurde.