Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine drahtlose
DatenÜbermittlung und insbesondere ein drahtloses
Paketdatenübermittlungssystem bzw. Paketdaten-Funkverbindungssystem
in einem mobilen Übermittlungssystem mit einer
Basisstation, die Zentralstation genannt wird, und einer
Mehrzahl von mobilen Stationen, von denen jede eine Endstation
oder Datenstation ist.
Beschreibung der verwandten Technik
-
Wie in Fig. 1 gezeigt, ist es bei einer DatenÜbermittlung
in mobilen Übermittlungssystemen notwendig, daß in beiden
Richtungen eine Übermittlung möglich ist, wie z. B. eine
Übertragung von einer Zentralstation 101 zu Datenstationen 102 bis 107
(hier nachfolgend als Abwärts-Übermittlung bezeichnet) und eine
Übertragung von den Datenstationen 102 bis 107 zu der
Zentralstation 101 (hier nachfolgend als Aufwärts-Übermittlung
bezeichnet), und daß einer Konkurrenz zwischen den Übertragungen
durch eine Mehrzahl von Stationen vorgebeugt wird. Zu diesem
Zweck fragt in herkömmlichen Systemen die Zentralstation 101
jede der Datenstationen 102 bis 107 gemäß einer
Abfragereihenfolge sequentiell nach, ob irgendeine Information gesendet
werden soll, und wenn irgendeine der Stationen auf die Nachfrage
antwortet, wird die DatenÜbertragung freigegeben (das ist ein
Abfragesystem). Zwischen den Stationen, die abwechselnd für
Aufwärts- oder Abwärts-Übermittlungen benutzt werden können,
ist ein Funkkanal 108 eingerichtet. Mit anderen Worten, dieses
System ermöglicht Halbduplex-Kommunikation zwischen den zwei
Stationen. Um eine kleine Anzahl von Verbindungen gleichzeitig
mit einer Vielzahl von Stationen benutzen zu können, kann bei
dieser Aufwärts- oder Abwärts-Übermittlung eine einzelne
Nachricht gelegentlich als eine Einheit übertragen werden, aber
gewöhnlich wird diese Nachricht in Pakete fein aufgeteilt, die
einem kurzen Zeitintervall-Schlitz oder -Rahmen angepaßt sind,
um multiplext zu werden (Zeitmultiplex-System).
-
Wie in Fig. 2 gezeigt, ist jedoch gemäß einem
herkömmlichen Abfragesystem die Reihenfolge, in der die Abfrage der
Datenstationen 102 bis 107 durchgeführt wird, vorher festgelegt,
wenn auch ein Abwärts-Datenpaket Txx, das an die Datenstationen
102 bis 107 gesendet wird, zusammen mit einem
Abfrage-Datenpaket Pxx mit der gleichen Stationsadresse an den gleichen
Zeitschlitz angepaßt wird. Während der Abfrage werden alle
Datenstationen in gleicher Weise in einer festgelegten Reihenfolge
abgefragt, ohne Rücksicht darauf, ob es zu übertragende Daten
gibt oder nicht, und somit werden die Zeitschlitze D1c, D1d und
D2d oder die Zeitrahmen I1a, I2a, I1b und I2b, die den
Datenstationen ohne Aufwärts- oder Abwärts-Daten zugeordnet werden,
verschwendet. Trotzdem wird der Zwischenraum des den
Aufwärts- oder Abwärts -Übermittlungsstationen zugeordneten Zeitschlitzes
länger, was bedeutet, daß der Belegungsfaktor des Funkkanals
auf einen niederen Wert begrenzt wird.
-
In der US-A-4 466 001 ist ein Abtragesystem für mehrere
Anschlußeinheiten beschrieben, die mit einer Basisstation über
Funk kommunizieren und irgendeine Einrichtung zur Dateneingabe,
wie z. B. eine Tastatur, enthalten. Die Basisstation ist für
Halbduplexbetrieb geeignet, und die Anschlußeinheiten arbeiten
im Simplexbetrieb. Das System arbeitet zyklisch in drei Phasen.
In der ersten Phase von jedem Abfragezyklus sendet die
Basisstation einen Referenzcode, auf den alle Anschlußeinheiten, die
Daten zu übertragen haben, antworten. Jede Anschlußeinheit hat
einen vorher zugeordneten kurzen Zeitschlitz während dieser
ersten Phase und überträgt während dieses Zeitschlitzes, wenn sie
Daten zu senden hat. In der zweiten Phase sendet die
Basisstation ihrerseits an alle Anschlußeinheiten, die auf den
Referenzcode geantwortet haben, adressierte Datenabrufe zum
Übertragen in deren zugewiesenem Zeitschlitz. Die Anschlußeinheiten
reagieren mit dem Übertragen ihrer Daten. Während der dritten
Phase überträgt die Basisstation irgendwelche Daten, die sie
für die Anschlußeinheiten hat.
-
Die vorliegende Erfindung ist nachfolgend im Anspruch 1
angegeben, auf den an dieser Stelle verwiesen wird.
Vorteilhafte Merkmale sind in den Unteransprüchen dargelegt.
-
Ein spezifisches Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung wird hier nachfolgend mit Bezugnahme auf die
anhängenden Zeichnungen als Beispiel beschrieben.
-
Fig. 1 (oben beschrieben) ist ein schematisches Diagramm
eines PaketdatenÜbermittlungssystems in einem
mobilen Übermittlungssystem.
-
Fig. 2 (oben beschrieben) ist ein Beispiel eines
Synchronisationsdiagramms des Stands der Technik.
-
Fig. 3 und 4 enthalten jeweils ein Blockdiagramm einer
Zentralstation bzw. von Datenstationen, die ein System gemäß
einem spezifischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung bilden.
-
Fig. 5 zeigt als Beispiele das Format eines Abfrage-
Datenblocks, eines Befehlsblocks sowie von Aufwärts- und
Abwärts -Datenblöcken.
-
Fig. 6 ist ein Beispiel eines Synchronisationsdiagramms
gemäß der vorliegenden Erfindung.
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
-
In Fig. 3 ist eine Zentralstation 101 mit einem
Hauptrechner 301 verbunden und weist einen Controller 302 zur
Durchführung von Übermittlungssteuerung und Protokollanpassung, einen
Sender 303 zum Modulieren eines eingegebenen Signals, um es in
Funkwellen umzuwandeln, einen Empfänger 304 zum Demodulieren
von empfangenen Funkwellen, eine Antenne 306 und einen Duplexer
(Sende-Empfangs-Weiche) 305 auf, wodurch ein
Vollduplexbetrieb zum konstanten Übertragen von Funkwellen von dem Sender
303 an die Antenne 306 bewirkt wird, während Funkwellen von der
Antenne 306 an den Empfänger 304 gesendet werden.
-
In Fig. 4 hat jede der Anschlußeinheiten 102 bis 107 eine
Simplex-Funktion und ist mit einem Datenanschluß 405 verbunden,
und sie weist darüber hinaus eine Antenne 406 ähnlich der für
die Zentralstation, einen Sender 402, einen Empfänger 403,
einen Controller 404 und einen Sende-/Empfangsschalter 401 auf,
um die Funkwellen von dem Sender 402 auf die Antenne 406
umzuschalten, wenn der Aufwärts-Datenblock gemäß der Abfrage von
der Zentralstation 101 übertragen wird.
-
Daten von dem Hauptrechner 301 werden als Funkwellen zu
den Datenstationen 102 bis 107 über den Sender 303, den
Duplexer 305 und die Antenne 306 übertragen, indem sie von dem
Controller 302 der Zentralstation 101 in Datenpakete für jede
Adresse umgewandelt werden. Diese Funkwellen werden als
Datenpaket über die Antenne 406, den Sende-/Empfangsschalter 401 und
den Empfänger 403 der spezifizierten Datenstationen 102 bis 107
an den Controller 404 gesendet, bevor sie an den Datenanschluß
405 gesendet und zum Protokollieren umgewandelt werden oder
dergleichen.
-
Fig. 5 zeigt ein Beispiel des Formats eines jeden
Datenblocks. Ein Abfrage-Datenblock Pxx weist einen Adressenteil zum
Unterscheiden der Datenstation und einen Steuerteil zum
Benachrichtigen der Durchflußregelung oder dergleichen auf. Ein
Betehlsblock Cxx und ein Abwärts-Datenblock Ixx weisen auch
jeweils einen Adressenteil zum Unterscheiden der Datenstation,
einen Steuerteil zum Melden der Klassifizierung oder Beendigung
des Befehlsblocks und des Abwärts-Datenblocks und einen
Informationsdatenteil auf, der im Betrieb verwendet wird.
-
Das erste Suffix (1 - 7) aller Datenpakete zeigt die
fortlaufende Zahl des gesendeten oder empfangenen Datenpakets jeder
Datenstation an, und das zweite Suffix (a - e) unterscheidet
jede der Datenstationen 102 bis 107.
-
Die Funktion dieses Ausführungsbeispiels wird mit Verweis
auf das Synchronisationsdiagramm von Fig. 6 beschrieben. Die
Zentralstation bildet eine Reihe von Zeitschlitzen vorgegebener
Länge, wie in Fig. 6 gezeigt ist, wo ein Zeitschlitz mit SLOT
markiert ist. Ein Abfrage-Datenblock Pxx und ein
Abwärts-Datenblock Ixx werden abwechselnd in den Zeitschlitzen
kontinuierlich übertragen. Die Abfrage-Datenblöcke Pxx zum Anfordern der
Aufwärts-Datenblöcke Dxx werden jeweils spezifischen Adressen
zugeordnet, um so jede der Datenstationen 102 und 103, die sich
in dem Aufwärts-Übermittlungsmodus befindet, gleichmäßig und
sequentiell abzufragen. Außerdem wird ein adressenloser
Abfrage-Datenblock P&sub0; zum Anfordern des Antwort-Datenblocks Rxx von
den nicht in Aufwärts-Übermittlung befindlichen
unspezifizierten Datenstationen in entsprechenden Zeitintervallen
übertragen, außer wenn irgendeine Datenstation eine
Aufwärts-Übermittlung durchführt. Wenn sich keine der Datenstationen in dem
Aufwärts-Übermittlungsmodus befindet, werden alle
Abfrage-Datenblöcke Pxx wie P&sub0; übertragen.
-
Außerdem wird jedem der Abwärts-Datenblöcke Ixx eine
eigene Adresse zugeordnet, so daß sie gleichmäßig an die
Datenstationen 104 und 105 übertragen werden können, die sich in dem
Abwärts-Übermittlungsmodus befinden. Zu diesem Zeitpunkt wird
der Übertragungszyklus für dieselbe Datenstation entsprechend
der Zeitdauer, die für die Datenstation benötigt wird, um
zwischen dem Sende- und dem Empfangsmodus umzuschalten, gemäß dem
Halbduplex-System festgelegt. In diesem Ausführungsbeispiel ist
er auf einen Vier-Schlitze-Zyklus eingestellt. Außerdem werden,
wenn dieselbe Datenstation 106 sich gleichzeitig in dem
Aufwärts- und dem Abwärts-Übermittlungsmodus befindet, der
Abfrage-Datenblock Pxx und der Abwärts-Datenblock Ixx mit denselben
Adressen als ein einziger Schlitz kontinuierlich übertragen.
-
Das Synchronisationsdiagramm von Fig. 6 zeigt ein
Beispiel, in welchem sich die Datenstationen 102 bis 106 mit der
Zentralstation 101 über denselben Funkkanal in Übermittlung
befinden.
-
Die Datenstationen 102 und 103 sind beide im Aufwärts-
Übermittlungsmodus. Die Datenstation 102 empfängt und erfaßt
den Abfrage-Datenblock P1a der Zentralstation 101 und sendet
den Aufwärts-Datenblock Dia nach einer bestimmten Zeitdauer t1
von ungefähr zwei Schlitzen. Die Zentralstation 101 sendet nach
dem Übertragen der Abfrage-Datenblöcke P1b und P2e und des
unspezifizierten Abfrage-Datenblocks P&sub0; an die anderen
Datenstationen 103 und 106 den Abfrage-Datenblock P2a an die
Datenstation 102. Die Datenstation 102 überträgt den
Aufwärts-Datenblock D2a entsprechend. Auch die Funktion der Datenstation 103
wird ähnlich gehandhabt.
-
Die Datenstationen 104 und 105 sind beide in dem Abwärts-
Übermittlungsmodus, und außerdem beginnt die Datenstation 104
den Aufwärts-Übermittlungsmodus während des
Abwärts-Übermittlungsmodus. Nach dem Empfang des Abwärts-Datenblocks I1c erfaßt
die Datenstation 104 das unspezifizierte Abfragen P&sub0; um einen
Antwort-Datenblock R1c in einer vorgegebenen Zeit zu übertragen
und dann ein Abfragen ihrer eigenen Station an die
Zentralstation 101 anzufordern. Dies überschneidet sich mit dem Abwärts-
Datenblock I2c, der daher nicht empfangen wird. Die
Zentralstation 101, die den Antwort-Datenblock R1c empfängt, überträgt
einen Abfrage-Datenblock P1c, der an die Datenstation 104
adressiert ist, unmittelbar bevor der nächste
Abwärts-Datenblock I3c an diese Station gesendet wird. Nach dem Empfang des
Abwärts-Datenblocks I3c erkennt die Datenstation 104 das Fehlen
der fortlaufenden Nummern oder dergleichen in dem Steuerteil
des Abwärts-Datenblocks I3c und überträgt einen
Aufwärts-Datenblock D1c, der meldet, daß der Abwärts-Datenblock I2c nicht
empfangen wurde. Die Zentralstation 101 überträgt den Abwärts-
Datenblock I2c erneut, wenn sie diesen Datenblock D1c empfängt.
-
Die Datenstation 105 führt nur eine Abwärts-Übermittlung
durch. Die anderen Datenstationen 106 und 104 in dem Abwärts-
Übermittlungsmodus werden jeweils von dem ersten bzw. mittleren
Übermittlungsmodus in den Aufwärts- bzw.
Abwärts-Zweiweg-Übermittlungsmodus versetzt, wie in Fig. 6 zu sehen ist, und die
Abwärts-Datenblöcke Ixc und Ixe von der Zentralstation 101
werden in einem Vier- oder Mehrschlitze-Zyklus zusammen mit den
Abfrage-Datenblöcken Pxc und Pxe übertragen. Daher können die
dazwischenliegenden leeren Abwärts-Datenblöcke zu der
Datenstation 105 zugewiesen werden, so daß die Abwärts-Datenblöcke I1d
bis I7d in einem kurzen Zyklus an die Datenstation 105
übertragen werden können.
-
Die Datenstation 106 bezieht sich auf einen Fall, bei
welchem sie die Aufwärts- und Abwärts-Übermittlungen in der Mitte
der Fig. 6 beendet. Synchron mit dem Empfang des
Abfrage-Datenblocks P2e sendet die Datenstation 106 einen Antwort-Datenblock
R1e, um die Beendigung der Aufwärts-Übermittlung zu melden. Die
Beendigung der Abwärts-Übermittlung von der Zentralstation 101
wird durch einen Befehlsblock C1e an die Datenstation 106
gemeldet.
-
Ein Antwort-Datenblock Rxx und ein Aufwärts-Datenblock Dxx
weisen jeweils folgendes auf: einen ähnlichen Adressenteil;
einen Steuerteil zum Klassifizieren des Antwort-Datenblocks oder
des Aufwärts-Datenblocks zum Anfordern der Abfrage und zum
Melden der Beendigung des Datenblocks; und einen Informationsteil,
der beim Betrieb verwendet wird.
-
Obwohl ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung ausführlich gezeigt und beschrieben wurde, sollte
es so verstanden werden, daß verschiedene Änderungen und
Modifizierungen durchgeführt werden können, ohne von dem
Schutzumfang der anhängenden Ansprüche abzuweichen.