DE69333418T2 - Frequenzsprung und zeitdiversity-kommunikationssysteme und sende-empfänger für lokale netzwerke - Google Patents

Frequenzsprung und zeitdiversity-kommunikationssysteme und sende-empfänger für lokale netzwerke Download PDF

Info

Publication number
DE69333418T2
DE69333418T2 DE69333418T DE69333418T DE69333418T2 DE 69333418 T2 DE69333418 T2 DE 69333418T2 DE 69333418 T DE69333418 T DE 69333418T DE 69333418 T DE69333418 T DE 69333418T DE 69333418 T2 DE69333418 T2 DE 69333418T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
bit
brcnt
receiver
master
rate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE69333418T
Other languages
English (en)
Other versions
DE69333418D1 (de
Inventor
Woodbridge Lawrence HILL
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
DBI Corp
Original Assignee
Comsource Systems Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Comsource Systems Corp filed Critical Comsource Systems Corp
Application granted granted Critical
Publication of DE69333418D1 publication Critical patent/DE69333418D1/de
Publication of DE69333418T2 publication Critical patent/DE69333418T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J13/00—Code division multiplex systems
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0259—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using magnetic or electromagnetic means
    • G05D1/0265—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using magnetic or electromagnetic means using buried wires
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03G—CONTROL OF AMPLIFICATION
    • H03G3/00—Gain control in amplifiers or frequency changers without distortion of the input signal
    • H03G3/001—Digital control of analog signals
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03G—CONTROL OF AMPLIFICATION
    • H03G3/00—Gain control in amplifiers or frequency changers without distortion of the input signal
    • H03G3/002—Control of digital or coded signals
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/69—Spread spectrum techniques
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/69—Spread spectrum techniques
    • H04B1/713—Spread spectrum techniques using frequency hopping
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/69—Spread spectrum techniques
    • H04B1/713—Spread spectrum techniques using frequency hopping
    • H04B1/715—Interference-related aspects
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B3/00—Line transmission systems
    • H04B3/54—Systems for transmission via power distribution lines
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B3/00—Line transmission systems
    • H04B3/54—Systems for transmission via power distribution lines
    • H04B3/56—Circuits for coupling, blocking, or by-passing of signals
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H04B7/0613—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission
    • H04B7/0667—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of delayed versions of same signal
    • H04B7/0671—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of delayed versions of same signal using different delays between antennas
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/12—Frequency diversity
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/02—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by diversity reception
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F11/00—Error detection; Error correction; Monitoring
    • G06F11/07—Responding to the occurrence of a fault, e.g. fault tolerance
    • G06F11/0703—Error or fault processing not based on redundancy, i.e. by taking additional measures to deal with the error or fault not making use of redundancy in operation, in hardware, or in data representation
    • G06F11/0751—Error or fault detection not based on redundancy
    • G06F11/0754—Error or fault detection not based on redundancy by exceeding limits
    • G06F11/076—Error or fault detection not based on redundancy by exceeding limits by exceeding a count or rate limit, e.g. word- or bit count limit
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/69—Spread spectrum techniques
    • H04B1/713—Spread spectrum techniques using frequency hopping
    • H04B1/715—Interference-related aspects
    • H04B2001/7152—Interference-related aspects with means for suppressing interference
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/69—Spread spectrum techniques
    • H04B1/713—Spread spectrum techniques using frequency hopping
    • H04B1/7156—Arrangements for sequence synchronisation
    • H04B2001/71563—Acquisition
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B2203/00—Indexing scheme relating to line transmission systems
    • H04B2203/54—Aspects of powerline communications not already covered by H04B3/54 and its subgroups
    • H04B2203/5404—Methods of transmitting or receiving signals via power distribution lines
    • H04B2203/5408—Methods of transmitting or receiving signals via power distribution lines using protocols
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B2203/00—Indexing scheme relating to line transmission systems
    • H04B2203/54—Aspects of powerline communications not already covered by H04B3/54 and its subgroups
    • H04B2203/5404—Methods of transmitting or receiving signals via power distribution lines
    • H04B2203/5416—Methods of transmitting or receiving signals via power distribution lines by adding signals to the wave form of the power source
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B2203/00—Indexing scheme relating to line transmission systems
    • H04B2203/54—Aspects of powerline communications not already covered by H04B3/54 and its subgroups
    • H04B2203/5404—Methods of transmitting or receiving signals via power distribution lines
    • H04B2203/5425—Methods of transmitting or receiving signals via power distribution lines improving S/N by matching impedance, noise reduction, gain control
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B2203/00—Indexing scheme relating to line transmission systems
    • H04B2203/54—Aspects of powerline communications not already covered by H04B3/54 and its subgroups
    • H04B2203/5429—Applications for powerline communications
    • H04B2203/5445—Local network
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B2203/00—Indexing scheme relating to line transmission systems
    • H04B2203/54—Aspects of powerline communications not already covered by H04B3/54 and its subgroups
    • H04B2203/5462—Systems for power line communications
    • H04B2203/5483—Systems for power line communications using coupling circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B2203/00—Indexing scheme relating to line transmission systems
    • H04B2203/54—Aspects of powerline communications not already covered by H04B3/54 and its subgroups
    • H04B2203/5462—Systems for power line communications
    • H04B2203/5495—Systems for power line communications having measurements and testing channel

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Communication Control (AREA)
  • Detection And Prevention Of Errors In Transmission (AREA)

Description

  • Technisches Gebiet
  • Diese Erfindung bezieht sich auf Zeitdiversity-Kommunikationssysteme mit verteiltem Spektrum und Sende-Empfänger für Multidrop-Nahbereichsnetzwerke. Derartige Sende-Empfänger können für eine Kommunikation über Stromleitungen, paarweise verdrillte Leitungen und Überdrähte, welche entlang des Pfads von geführten bzw. Lenkfahrzeugen oder dgl. verlegt sind, benützt werden. Die Erfindung bezieht sich weiters auf die Übertragung von digitalen Daten in industriellen Umgebungen über Übertragungskanäle, welche Rauschcharakteristika haben, die durch die industrielle Umgebung beeinflußt sind.
  • Stand der Technik
  • In dem US-Patent Nr. 4,597,082 wird ein Sende-Empfänger für Multidrop-Nahbereichsnetzwerke geoffenbart für eine Übertragung über AC-Übertragungsleitungen bzw. Wechselstromübertragungsleitungen, eine Meßader oder andere weniger verrauschte Übertragungskanäle, welcher fehlerfreie Übertragungen bei sehr hohen Datenraten in verrauschten bzw. rauschbehafteten industriellen Umgebungen bei geringen Kosten zur Verfügung stellt.
  • In dem US-Patent Nr. 5,257,290 wird ein Sende-Empfänger-System für eine Kommunikation über einen Draht offenbart, welcher entlang des Pfads von Lenkfahrzeugen bzw. gelenkten Fahrzeugen verlegt sind, wo in dem Übertragungskanal die typische Bodenschleife ist, welche zum Leiten bzw. Führen solcher Fahrzeuge benützt wird. Das Problem von Nullpositionen bei solchen Bodenschleifen, bei welchen die Stärke von Signalen, die von dem Hostmodem gesendet wurden, so gering oder nicht existent ist, daß Kommunikationen mit dem Lenkfahrzeug unmöglich sind, und eine Lösung für dieses Problem wird besprochen.
  • Die vorliegende Erfindung ist auf ein Beseitigen solcher Mehrweg-Probleme bei drahtgelenkten Fahrzeuganwendungen gerichtet sowie auf ein Bekämpfen eines periodischen Impulses und eines sich langsam in der Zeit verändernden, kontinuierlichen Wellenrauschens, das typisch ist für drahtgelenkte Fahrzeuge, Netzleitungs-Trägerfrequenzübertragungssysteme und andere Übertragungskanäle in einer industriellen Umgebung.
  • Während entsprechend dem Stand der Technik Systeme mit verteiltem Spektrum (Frequenzsprungsysteme) und Zeitdiversity-Techniken eingesetzt bzw. verwendet wurden, um Übertragungsprobleme zu überwinden, welche durch zufälliges Rauschen bewirkt bzw. verursacht wurden, das natürlich sein oder durch gezielte Störungen verursacht sein kann, wurden derartige Techniken nicht in Billigsystemen eingesetzt, welche auf eine adaptive Verhinderung eines versehentlich von Menschen verursachten Rauschens gerichtet sind, wie beispielsweise in der industriellen Umgebung. Ein derartiges Rauschen ist zeitveränderlich, jedoch nicht wirklich zufällig.
  • In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wird ein Kommunikationssystem zur Verfügung gestellt, umfassend einen Sender bzw. Transmitter und einen Empfänger bzw. Receiver, worin binär codierte Informationspakete, beinhaltend Fehlercodes, von einem Sender zu einem Empfänger auf wenigstens einer aus einer Vielzahl von modulierten Frequenzen übertragen werden und der Empfänger an den Sender ein Fehlersignal überträgt, wenn der Empfänger bestimmt, daß ein Paket mit einem Fehler empfangen wurde, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender umfaßt:
    • A) Mittel zum Einstellen bzw. Festlegen der Sende-Bitrate bei einer aus einer Vielzahl von Bitraten zwischen oberen und unteren Grenzen;
    • B) Mittel zum Beibehalten einer Variable, welche einer Bitfehlerrate (BRCNT) zugeordnet ist, welche obere und untere Grenzen aufweist, und wie folgt aktualisiert wird, worin (N – 1) den gegenwärtigen BRCNT-Wert anzeigt und (N) den neuen BRCNT-Wert anzeigt – BRCNT(N) = BRCNT(N – 1) + 1, wenn ein Paket mit einem Fehler empfangen wurde, BRCNT (N) = BRCNT (N – 1)/2, wenn ein Paket ohne einen Fehler empfangen wurde, und zum Verringern der Einstellung der Bitrate, wenn BRCNT die obere Grenze erreicht, und zum Erhöhen der Einstellung der Bitrate, wenn BRCNT die untere Grenze erreicht; und
    • C) Mitteln zum Ändern von wenigstens einer Frequenz, welche in der Übertragung eines nächsten Pakets verwendet wird, wenn BRCNT die obere Grenze erreicht und die Bitrate, welche in dem einen Fehler enthaltenden Paket verwendet wird, die niedrigste verfügbare Bitrate war.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die Sende-Empfänger der vorliegenden Erfindung verwenden ein adaptives Frequenzsprungverfahren bzw. Frequenzspringen zum Beseitigen bzw. Eliminieren der Auswirkungen von Mehr weg- und stehenden Wellen und um ein zeitveränderliches kontinuierliches Wellenrauschen zu verhindern. Die Sende-Empfänger verwenden auch eine Fehlerkorrekturcodierung, um ein Impulsrauschen zu bekämpfen.
  • In einer Ausführungsform der Erfindung werden Frequenzen in einem Frequenzband von 20 kHz bis 90 kHz verwendet. Diese Frequenzen wurden so ausgewählt, daß die Seitenbänder der Frequenzen bei einer Modulation, wie sie hierin beschrieben wird, nicht überlappen. Ein Manchester-Codieren des digitalen Bitstroms kommt zum Einsatz, wobei ein Übergang zwischen den Trägerfrequenzen einmal pro Bit erfolgt.
  • Jedes Informationsbyte besteht aus acht Informationsbits plus einem Parity-Bit bzw. Paritätsbit, welches eine begrenzte Fehlererfassung bzw. -detektion zur Verfügung stellt. Das gesamte Paket wird auch durch einen 27-Bit-Fehlererfassungscode geschützt.
  • Der Sende-Empfänger gemäß der Erfindung wird mit einem Protokollprogramm und einem I/O-Programm zur Verfügung gestellt, welches auf getrennten Mikroprozessoren oder durch Time-Sharing auf einem Einzelprozessor arbeiten kann. Im Sendemodus sendet das I/O-Programm einen Frequenzcode an einen digitalen Zähler, welcher seinen Zählmodus ändert, um die korrekte Frequenz für eine Übertragung zu erzeugen, welche dann gegattert und wellengeformt wird unter der Steuerung bzw. Regelung von Daten, welche durch das physikalische I/O-Programm geliefert werden.
  • Während eines Empfangs stellt das I/O-Programm einen Frequenzcode an ein Paar von frequenzgesteuerten Filtern zur Verfügung, welche die geeignete Frequenz zu den digitalen Filter durchlassen, welche die geeigneten Taktsignale verwenden, welche von der Taktlogik abgeleitet werden, um die gesendeten Frequenzen zu empfangen.
  • Gemäß der Erfindung wird eine Erfassung bzw. Detektion eines unkorrigierbaren Fehlers nach dem Übertragen mit verteiltem Spektrum eines Datenblocks den Empfänger dazu veranlassen, daß eine Fehlermeldung bzw. -botschaft an den sendenden Sende-Empfänger gesendet wird, welcher den Datenblock erneut senden wird. Wenn ein Block mit einem derartigen unkorrigierbaren Fehler in einem oder mehreren Bytes empfangen wird, werden die korrekten Bytes in einem Puffer gespeichert, so daß es, wenn die wiederholte Übertragung empfangen wird, nur notwendig ist, daß jene Bytes, welche Fehler das erste Mal hatten, beim zweiten Mal korrekt empfangen werden. In einem derartigen Fall wird der abschließende 27-Bit-Fehlererfassungscode benützt, um zu verifizieren, daß die Kombination von mehrfachen, teilweise empfangenen Übertragungen korrekt vor sich ging. Somit ist es für den Empfänger möglich, einen Block sogar dann korrekt zu empfangen, wenn dieser Block niemals ohne Fehler empfangen wurde.
  • Es werden Mittel zur Verfügung gestellt, um das System so zu initialisieren, daß alle Sende-Empfänger auf demselben Paar von Frequenzen zur selben Zeit arbeiten.
  • Es werden Mittel zur Verfügung gestellt, um die Roh- bzw. Originalbitfehlerrate zu messen; eine Empfängerverstärkung wird basierend auf der gemessenen Fehlerratenleistung eingestellt.
  • In dem Fall, daß die Verstärkungseinstellung nicht eine akzeptable Fehlerrate produziert, wird die benützte Datenrate reduziert. Wenn nach einer Reduktion auf die niedrigste implementierte Datenrate die Fehlerrate noch immer unbefriedigend ist, wird eine andere Übertragungsfrequenz eingesetzt. Ähnlich dazu wird eine gute Fehlererfüllung bzw. Fehlerleistung in einem Anheben der Datenrate resultieren. Information über die Bitrate und Frequenz wird an alle Teilnehmer in dem Netzwerk durch das Kanalkontrollfeld in dem Nachrichtenpaket übermittelt.
  • Die gesendeten Datenpakete beinhalten ein Master-Adreßfeld, welches benützt bzw. verwendet werden kann, um mehrfache, durch Frequenzteilung gemultiplexte Netzwerke zur Verfügung zu stellen, welche gleichzeitig auf demselben physikalischen Übertragungsmedium funktionieren. In dem Frequenzsprung- bzw. Frequenzumtastalgorithmus werden Mittel zur Verfügung gestellt, um Übertragungen mit einer unterschiedlichen Masteradresse auf dieselbe Weise zu behandeln wie ein Rauschen, welches in einem automatischen Umschalten auf eine andere Frequenz resultiert.
  • Die Hardware zur Implementierung dieser Erfindung besteht aus fünf Elementen, welche in Form eines vereinfachten Blockdiagramms in 1 gezeigt sind. Ein Schema der tatsächlichen Schaltanordnung wird in 2 bis 5 gezeigt.
  • Die Hauptelemente der Konstruktion sind:
  • Der Steuer- bzw. Regelmikroprozessor, welcher die oben beschriebenen Kanal-Regel- bzw. -Steueralgorithmen implementiert, externe Schnittstellen bzw. Interfaces steuert und physikalische Verknüpfungs- und Netzwerkschichtenprotokolle implementiert.
  • Das digitale Untersystem, welches Hardware für die externen Schnittstellen, Zeitgebungs- und Takterzeugungslogik, Sendesignalerzeugungslogik und den digitalen Bereich des Empfängers, einschließend eine digitale Filterung und Datenrückgewinnung beinhaltet.
  • Das analoge Subsystem, das eine breitbandige, hochverstärkende Datenstation mit digitaler Steuerung der Verstärkung in mehrfachen Schritten, einen Analog/Digital-Konverter bzw. -Wandler für das Signal und eine analoge Schaltung beinhaltet, um den Sendeleistungsverstärker anzuspeisen und zu steuern bzw. zu regeln.
  • Externe Komponenten, welche eine Host-Schnittstellenschaltanordnung, ein Ankoppeln an die Wechselstromnetzleitung, eine Impulsschutzschaltanordnung bzw. -schaltung und den Sendeleistungsverstärker beinhalten.
  • Gegenstände der Erfindung
  • Es ist deshalb ein Gegenstand bzw. Ziel der Erfindung, verbesserte Kommunikationen in einer Umgebung von langsam in der Zeit veränderlichem kontinuierlichem Wellenrauschen und Impulsrauschen mit konstanter Frequenz zur Verfügung zu stellen.
  • Ein anderer Gegenstand der Erfindung ist es, derartige Kommunikationen zur Verfügung zu stellen, welche ein ausgebreitetes Spektrum und Zeitdiversity-Techniken einsetzen.
  • Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist es, solche Kommunikationen in industriellen Umgebungen über Netzleitungen, bestimmte Paare, Bodenschleifen für ein automatisiertes Lenkfahrzeug und ähnliche rauschbehaftete Übertragungskanäle zur Verfügung zu stellen.
  • Ein anderer Gegenstand der Erfindung ist es, die Datenraten in derartigen Kommunikationen zu erhöhen.
  • Ein noch weiterer Gegenstand der Erfindung ist es, Fehlerraten in derartigen Kommunikationen zu reduzieren.
  • Ein anderer Gegenstand der Erfindung ist es, eine Technik für eine Datenkommunikation und -verteilung bzw. -umschaltung zur Verfügung zu stellen, welche in kostengünstiger integrierter Schaltungsform implementiert werden kann und welche einen sehr hohen Widerstand gegenüber impulsartiger und Interferenz durch kontinuierliches Wellenrauschen zeigen wird.
  • Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist es, ein zuverlässiges Mittel einer Kommunikation über Wechselstrom-Netzleitungen zur Verfügung zu stellen, welches derartige Rauschcharakteristika aufweist.
  • Andere Gegenstände der Erfindung werden teilweise offensichtlich sein und werden teilweise nachfolgend aufscheinen.
  • Die Erfindung umfaßt demgemäß die Eigenschaften bzw. Merkmale einer Konstruktion, verschiedene Elemente, die Anordnungen von Teilen und die Auswahl von Funktionen und Signalen, welche in der Konstruktion der Systeme beispielhaft dargestellt werden, welche nachfolgend dargelegt werden. Der Bereich der Erfindung wird in den Ansprüchen angegeben.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Für ein besseres bzw. vollständigeres Verständnis der Natur und der Gegenstände der Erfindung sollte auf die folgende detaillierte Beschreibung bezug genommen werden, welche in Verbindung mit den beigelegten Zeichnungen genommen ist, in welchen:
  • 1 ein Blockdiagramm eines Zeitdiversity-Kommunikationssystem-Sende-Empfängers mit verteiltem Spektrum gemäß der Erfindung ist;
  • 2 ein schematisches Schaltungsdiagramm des Chipsatzes von 1 ist, welcher für eine parallele Kommunikation mit dem Host von 1 angeschlossen bzw. verbunden ist;
  • 3 ein schematisches Schaltungsdiagramm des Chipsatzes von 1 ist, welcher für eine serielle Kommunikation mit dem Host von 1 verbunden ist;
  • 4 ein schematisches Schaltungsdiagramm des Netzleitungskopplers von 1 ist;
  • 5 ein schematisches Schaltungsdiagramm von Konfigurationsschaltern und der Leuchtdiodenanzeigen ist, welche mit dem Chipsatz von 1 verbunden sind;
  • 6 ein detailliertes Blockdiagramm des Digitalchips bzw. des digitalen Chips und des digitalen Subsystems von 1 ist;
  • 7 ein detailliertes Blockdiagramm des Analogchips von 1 ist;
  • 8A ein Konzeptblockdiagramm der verstärkungseinstellenden Logik der Erfindung ist;
  • 8B ein Konzeptblockdiagramm der die Bitrate und die Frequenz auswählenden Logik der Erfindung ist;
  • 9 ein Flußdiagramm der Verstärkungssteuerungs- bzw. -regellogik des Systems ist, welches in 1 gezeigt wird;
  • 10 ein Graph einer Fehlerrate gegenüber einer Verstärkung ist, welche einen Betrieb der Verstärkungsregelungslogik illustriert;
  • 11 ein Flußdiagramm der Bitratenlogik des Systems von 1 ist;
  • 12 ein Flußdiagramm der Frequenzsprunglogik des Systems von 1 ist;
  • 13 ein Flußdiagramm der Slavenetwork- bzw. Folgenetzwerk-Erfassungslogik des Systems von 1 ist;
  • 14 ein Flußdiagramm der Masternetwork- bzw. Hauptnetzwerk-Erfassungslogik des Systems von 1 ist;
  • 15 ein Flußdiagramm der Paketoverlay- bzw. Paketüberlagerungslogik des Systems von 1 ist; und
  • 16 ein Diagramm des Paketformats ist, welches in dem System von 1 verwendet wird.
  • Dieselben Bezugszeichen beziehen sich auf dieselben Elemente durch die verschiedenen Ansichten der Zeichnungen.
  • Beste Art und Weise für ein Durchführen der Erfindung
  • Dieser Abschnitt beschreibt den spezifischen Entwurf bzw. das spezifische Design des Systems im Detail.
  • Die Hardware wird zuerst im Detail mit bezug auf eine Chipebenen-Ausführung und dann detaillierter bezüglich des Inneren der Chips besprochen bzw. diskutiert.
  • Der Betrieb der Softwarealgorithmen, welche den Betrieb des Systems steuern bzw. regeln, werden dann beschrieben, zu erst in allgemeinen Begriffen und danach im Detail mit Bezug auf spezifische Routinen.
  • Hardwaresystembeschreibung
  • Dieser Abschnitt beschreibt die hauptsächlichen Hardwareelemente des Systems. 2 bis 5 umfassen ein Schema des Systems und teilen es in die funktionellen Blöcke auf, welche in 1 gezeigt sind.
  • Steuer- bzw. Regelmikroprozessor
  • Ein Mikroprozessor der National COP Serie, U6 von 2, wird eingesetzt. Dieser ist hauptsächlich mit dem Digitalchip verbunden, U7 von 2, jedoch sind zusätzlich verschiedene Pins bzw. Anschlüsse mit der Host-Schnittstelle bzw. dem Host-Interface verbunden.
  • Die Host-Interface-Pins sind: SER/PAR, NET/TRANS, welche durch den Anwender durch eine Kontaktbrücke verbunden werden, um eine Konfiguration der Einheit anzuzeigen: RXRDY, TXRDY, welche sich auf eine 8-Bit-Parallelschnittstelle zum Anwender beziehen; RTS/COMMAND, CTS/STATUS, RCD und TXD, welche eine serielle Schnittstelle mit bidirektionaler Ablaufsteuerung bzw. -regelung mit dem Anwender umfassen.
  • Schnittstellen zu dem digitalen bzw. Digitalchip beinhalten ein RESET; SO, SI und SK werden bei der standardmäßigen Microwire seriellen Schnittstellenkonfiguration benützt, welche von National Semiconductor beschrieben wird; RAW DATA, empfangene Daten vor einer Manchester-Decodierung, LRCD und LTXD-Takten für ein Empfangen und Senden, PTT zum Steuern einer Richtung (Empfangen oder Senden); und WDT, ein Watch Dog Timer bzw. eine Zeitüberwachungseinrichtung, welche das System im Fall von bestimmten Fehlfunktionen herunterfährt.
  • Eine andere Information bezüglich einer Bitrate und der Frequenzen wird zu dem Digitalchip über die Microwire-Schnittstelle transferiert.
  • Digitales Subsystem
  • Der Digitalchip ist in Form eines Blockdiagramms in 6 gezeigt.
  • Das System wird durch einen externen 16 MHz-Kristall angetrieben bzw. betrieben. Der Kristalltakt liefert ein Paar von Binärraten-Multiplizierern, deren Ausgangsfrequenzen durch Daten geregelt bzw. gesteuert werden, welche in deren Zähler durch den Regel- bzw. Steuermikroprozessor geschrieben werden. Der Ausgang bzw. die Ausgabe der Binärraten-Multiplizierer bzw. -Multipliziereinrichtungen liefert eine Zeitgeberkette, welche zwei bestimmte bzw. designierte Trägerfrequenzen erzeugt, ebenso wie deren dritte, fünfte und siebente Harmonische. Diese Harmonischen werden mit dem Grundträger in dem Analogchip zusammen addiert und geeignet gewichtet, um einen nahezu sinusförmigen Träger zu erzeugen. Zusätzlich werden verschiedene Taktgeber für einen Empfang von Daten und ein Decodieren abgeleitet: für jede der beiden designierten Frequenzen werden sowohl phasengleiche und Quadraturtaktgeber entwickelt; und Taktgeber für die Tiefpaßfilter und für die Bandpaßfilter werden erzeugt, deren Frequenz durch die Bitrate bestimmt wird, welche durch den Mikroprozessor angeordnet wird.
  • Eine Übertragung wird durch den Mikroprozessor durch einen PTT-(push-to-talk- bzw. Drücken, um zu sprechen)-Pin bzw. -Anschluß, welcher einen Output bzw. eine Ausgabe freigibt, und durch den Datenpin geregelt bzw. gesteuert, welcher die Ausgabe von eins oder null regelt bzw. steuert. Durch den Mikroprozessor bereitgestellte Daten werden durch den Mikrocontroller Manchester-codiert, welcher die passende bzw. geeignete Trägersequenz gemeinsam mit ihren Harmonischen ausgibt.
  • Das empfangene Signal wird in den Digitalchip als ein 3-Bit digitalisiertes Signal eingegeben, plus einem Überlauf von dem A/D-Konverter des Analogchips. Diese Daten durchlaufen parallel vier Mixer für phasengleiche und Quadraturkomponenten von jeder der beiden designierten Frequenzen. Diese werden durch ein Exklusiv-ODER des Eingangs mit den Taktgebern implementiert.
  • Die I- und Q-Komponenten laufen dann parallel durch vier Tiefpaßfilter, um Größensignale für jedes zu erzeugen. Die Ergebnisse werden in ein System von Komparatoren gespeist, welches die Summe der I- und Q-Energie an jeder der beiden Frequenzen vergleicht und ein Signal ausgibt, welches der Frequenz mit der höheren Energie entspricht. Dies ist eine Darstellung von Manchester-codierten Daten; diese werden bzw. sind decodiert und als Daten an den Mikroprozessor ausgegeben (Manchester-codierte Daten sind ebenso für den Mikroprozessor verfügbar, werden aber augenblicklich bzw. gegenwärtig nicht benützt).
  • Eine Bit-Synchronisation wird durch eine Bandpaßfilter-Rückkopplungsschleife erzielt, welche ein Initialsynchronisationsmuster zu Beginn eines jeden Paketes benützt, um in die f0-f1-Übergänge in dem empfangenen Signal einzurasten, und synchronisiert die Integrations- und Ausgabe- bzw. Speicherauszugsfunktion in dem Komparator und die Manchester-Decodierung dementsprechend.
  • Analoges Subsystem
  • 7 ist ein Blockdiagramm des analogen bzw. Analogchips. Es zeigt die Breitbandoperationsverstärker des Empfangsfilters, welche durch externe Widerstände und Kondensatoren verbunden sind, wie dies in 3 gezeigt ist. Die Breitbandfilterung wird durch Serien-Tiefpaß- und -Hochpaßelemente erzielt. Eingänge CO bis C2 schalten unterschiedliche Werte von Feedback- bzw. Rückkopplungswiderständen in den Verstärkungspfad und gestatten es so, die Verstärkung in 8 db Schritten von 0 bis 60 db einzustellen. Dieses Signal wird dann an den A/D-Konverter bzw. Analog/Digital-Wandler gespeist, der ein konventioneller Flashwandler ist, der mit 1 MHz getaktet wird. (Dessen digitaler Bereich ist in dem Digitalchip).
  • Auf der Sendeseite werden FSQWV-, 3F-, 5F- und 7F-Takter in dem Wellenformer kombiniert, welcher diese mit einer geeigneten relativen Verstärkung zusammen addiert, um eine Sinuswelle der Frequenz von FSQWV anzunähern. Diese wird durch eine zusätzliche Filterstufe durchgeleitet und dann zu dem Treiber, welcher an die externe Leistungsverstärker/Treiberstufe anschließt.
  • Sendeträger-Leistungsverstärker
  • Dieser Abschnitt verstärkt den Ausgang der Erzeugungslogik des Sendeträgers und legt diesen an das AC-Leitungs- bzw.
  • Wechselstromleitungs-Kopplungsnetzwerk an. Er besteht hauptsächlich aus Q1 bis Q4, gezeigt in 4, und ist unkompliziert.
  • Wechselstromleitungs-Kopplungsnetzwerk
  • Dieses passive Netzwerk stellt eine Kopplung an die Wechselstromleitung zur Verfügung. Es ist dazu entworfen, um einen relativ kleinen Spannungsabfall und Phasenverzerrung zur Verfügung zu stellen, wenn es mit der Impedanz der Netzleitung bei 20 bis 90 kHz versorgt wird. Dies wird in 5 gezeigt.
  • Für Eingangssignale von der Wechselstromleitung ist der Koppler dazu entworfen, um 60 Hz um wenigstens 100 db abzuschwächen, eine angemessen flache Frequenzantwort über den Arbeitsbereich von 9–90 kHz zur Verfügung zu stellen, eine hohe Impedanz für die Leitung im Betriebsfrequenzbereich zu präsentieren und ein Überschwingen in Antwort auf ein Hochenergie-Impulsrauschen zu vermeiden. Ein Schutz wird durch MOV1, D1, D2, D3 zur Verfügung gestellt.
  • Unterstützende Hardware
  • Die Baugruppenversion des Systems beinhaltet eine Leistungsversorgung bzw. ein Netzteil und verschiedene LEDs und Dip-Schalter, welche dazu gedacht sind, die Installation zu erleichtern. Diese werden in 4 detailliert dargestellt.
  • Betrieb der physikalischen Schicht: Netzwerksteuer- bzw. -regelsystem
  • Dieser Abschnitt beschreibt die Vorgänge bzw. Prozesse, welche an der Steuerung der Kommunikation in der physikalischen Schicht beteiligt sind.
  • Die besprochenen Vorgänge sind:
    Frequenzsprungsteuerung bzw. -regelung
    Verstärkungsoptimierung
    Bit-Ratenoptimierung
    Frequenzoptimierung
    Synchronisierung und Netzwerkerhalt
    Fehlercodierung und Zeitdiversity
  • Zusammengenommen umfassen diese Vorgänge ein Rückkopplungssteuerungssystem, welches Kommunikationen bzw. Verbindungen dazu veranlaßt, in jenem Bereich des verfügbaren Spektrums zu arbeiten, welches die größte verwendbare Datenrate mit einer akzeptablen Fehlerrate erlauben wird.
  • Die allgemeine Struktur der Rückkopplungsschleifen wird konzeptionell in 8 gezeigt.
  • Frequenzsprungsteuerung bzw. -regelung (Bitebene)
  • Dieser Abschnitt beschreibt die Zuordnung des Spektrums, die Codierung von Informationsbits und die für ein Systemmanagement auf Bitebene erforderliche Verarbeitung.
  • Spektrumzuordnung
  • Im Einklang mit dem von CENELEC vorgeschlagenen Standard wird das System innerhalb des Bandes von 9–90 kHz arbeiten.
  • Eine andere Überlegung bei der Auswahl von Frequenzen ist, daß diese so beabstandet sind, daß die Hauptharmonischen von einer nicht nahe zu einer anderen liegen, so daß eine Verzerrung in der gesendeten bzw. übertragenen Wellenform eines Trägers nicht zu einer Interferenz mit einem anderen Frequenzkanal führen wird. Gleichzeitig ist es notwendig, daß diese von einem gemeinsamen Hochgeschwindigkeitstakt mit unterschiedlichen Teilern bzw. Divisoren erzeugt werden, um eine angemessene Einfachheit in der Zeitgeberlogik zu erzielen.
  • Definition von Abstimmungen
  • Ein jedes Bit ist als eine Kombination von zwei Frequenzen codiert, welche zusammen ein Manchester-codiertes Bit an Information umfassen.
  • Es ist wünschenswert, die Kanäle benachbart, jedoch nicht überlappend, anzuordnen, um den gesamten Vorteil aus dem verfügbaren Spektrum zu ziehen, ohne zwei benachbarte Kanäle durch die gleiche Einzelfrequenz-Rauschquelle verwundbar zu machen. Dies führt zu der folgenden Frequenzzuordnung:
  • Figure 00170001
  • Abstimmungsregelung bzw. -steuerung
  • Der Mikroprozessor wird einen Code für jede der beiden Frequenzen der augenblicklichen bzw. gegenwärtigen Abstimmung laden.
  • Automatische Verstärkungsregelung
  • Die Verstärkung, welcher mit jeder Frequenz verbunden ist, ist einstellbar, basierend auf einer Bitfehlerrate, die sich über eine kleine Anzahl von Paketen ergibt. Dieser Abschnitt beschreibt den Vorgang.
  • Im Master bzw. Leitrechner wird diese Schleife schnell mit der Bitrate und der Frequenzänderungsschleife verglichen; d. h., Veränderungen an der Verstärkung werden noch früher als Veränderungen an der Bitrate und Frequenz vorgenommen, um einen Konkurrenzzustand bzw. Überlastungszustand zwischen den beiden Dimensionen des Systems zu vermeiden.
  • Durch ein Reset bzw. Rücksetzen vor einem Abschließen bzw. Erhalt des Netzwerkes wird die Verstärkung auf ihren mittleren Wert gesetzt. Sie wird dann eingestellt, basierend auf dem Auftreten von fehlerhaft empfangenen Bytes, wie dies durch das Parity-Bit bestimmt wird. Eine Änderung an der Verstärkung wird durchgeführt, nachdem jeweils vier Pakete empfangen wurden. Da ein zu hohes oder zu niedriges Setzen bzw. Einstellen der Verstärkung eine minderwertige Leistung erzeugen wird, wird ein Spitzen-Findungsalgorithmus in zwei Schritten verwendet:
    • 1. Messen einer Fehlerrate bei einem aktuellen bzw. gegenwärtigen Verstärkungswert
    • 2. Verändern der Verstärkung und Messen der Fehlerrate
    • 3. wenn die Fehlerrate besser ist, Verändern der Verstärkung erneut in derselben Richtung; wenn die Fehlerrate schlechter ist, Zurückkehren zur vorhergehenden Einstellung (Spitze bzw. Spitzenwert gefunden)
    • 4. wenn eine Spitze gefunden ist, Bleiben auf derselben Einstellung für 16 Pakete, dann Wiederholen des Vorgangs.
  • Dieser Vorgang wird detaillierter in 9 beschrieben, einem Flußdiagramm für den Verstärkungssteuerungsalgorithmus, und in 10, einem Flußdiagramm, welches die Sequenz von Verstärkungen zeigt, welche mit einer hypothetischen, jedoch typischen Beziehung zwischen Verstärkung und Fehlerrate ausgewählt würden. Die Kurve in 11 stellt eine optimale Verstärkung zwischen Verstärkung = 2 und Verstärkung = 3 dar, mit einer schlechteren Leistung bei entweder höheren oder niedereren Werten der Verstärkung. Dies ist typisch für eine tatsächliche Leistung, da eine zu hohe Verstärkung den Empfänger mit einem Rauschen sättigen würde, während eine zu niedrige Verstärkung das Signal unter dem Schwellwert des Empfängers plazieren würde. Die Anzahlen an Kreisen auf beiden Figuren zeigen die Sequenz von Ereignissen an:
  • Das System beginnt bei einer Verstärkung von 4 zu arbeiten und mißt die Fehlerrate für vier hintereinander empfangene Pakete (1). Bei einer Initialisierung war die variable "Bitfehlerrate" auf null gesetzt, so daß bei einem Vergleich der neuen Messung mit der vorangegangenen Bitfehlerrate diese schlechter sein wird (2). Dies veranlaßt die variable "Richtung", das Vorzeichen umzukehren, welches dann +1 ist. Somit wird die Verstärkung auf einen Wert von 5 erhöht (3) und eine Fehlerrate wird für weitere vier Pakete gemessen (4). In unserem Beispiel wird eine schlechtere Messung erzielt, was bewirkt, daß die Richtung erneut auf –1 umgekehrt wird (6), und die Verstärkung auf 4 gesetzt wird (7). Die nächste Messung (8) erzeugt eine andere Verbesserung der Fehlerrate (9), so daß die Verstärkung erneut auf 3 verringert wird (10). Die nächste Messung (11) verbessert erneut die Verstärkung (12) und die Verstärkung wird erneut auf 2 verringert (13). Nun wurde das Optimum passiert, die nächste Messung (14) ist schlechter als die vorangehende, so daß die Verstärkung erhöht wird anstatt auf einen Wert von 3 verringert zu werden (16). Das System, welches die Spitze gefunden hat, verbleibt nun auf diesem Wert der Verstärkung für 16 Pakete anstelle von vier und wiederholt dann den gesamten Vorgang. Diese längere Samplezeit bzw. Probenzeit, nachdem eine Spitze gefunden wird, steigert die Systemleistung, da weniger Zeit bei den suboptimalen bzw. weniger guten Verstärkungswerten verbracht wird, welche die Spitze umgeben. Die Länge der Abtast- bzw. Probenzeit an der Spitze ist jedoch begrenzt durch die Notwendigkeit, das System auf häufige Änderungen in der Umgebung des Umgebungsrauschens und in einer empfangenen Signalstärke antwortend zu machen.
  • Bitraten-Optimierung
  • Der Slave bzw. die untergeordnete Datenstation regelt bzw. steuert ihre Verstärkung autonom, verändert jedoch die Bitrate und Frequenz nur in Antwort auf einen Befehl vom Master oder während des Netzwerkerhalts, wenn es das Netzwerk verliert oder gerade eingeschaltet wurde. Die folgende Besprechung gilt somit nur für den Master. Der Master startet auf der höchsten Bitrate. Ein Gütefaktor für eine Netzwerkleistung wird, wie folgt, erzielt bzw. aufrecht erhalten und wird jedes Mal, wenn ein Paket empfangen wurde, aktualisiert:
    BRCNT (N) = BRCNT (N – 1) + 1, wenn eine Paketwiederholung auftritt
    = BRCNT(N – 1)/2, wenn das Paket ohne Wiederholung empfangen wurde
  • BRCNT ist eine 8-Bit-Zahl. Wenn BRCNT einen oberen Schwellwert überschreitet, dann wird die Bitrate vermindert, außer die niedrigste Bitrate ist bereits in Verwendung. In diesem Fall wird die Frequenz verändert. Wenn BRCNT unter einen unteren Schwellwert fällt, dann wird die Bitrate erhöht. Wenn die Bitrate ein Maximum ist, gilt nur der erste Schwellwert.
  • Dies wird als Flußdiagramm in 11 dargestellt. Jedes Mal, wenn ein Paket empfangen wird, wird eine Veränderung an der BRCNT-Variablen vorgenommen. Der Effekt eines korrekten Paketes ist stärker als der Effekt eines inkorrekten Paketes; es reduziert die Zählung um einen Faktor von zwei (siehe (2) in 11). Dieser neue Wert der BRCNT-Variablen wird mit einem Schwellwert verglichen und die Bitrate, wenn nicht bereits auf Maximum, erhöht, wenn der Schwellwert erreicht ist bzw. wird (3).
  • Ähnlich wird eine Serie von schlechten Paketen BRCNT (4) erhöhen und eine Verringerung in der Bitrate erzeugen, wenn ein oberer Schwellwert erreicht ist (5). Wenn die Logik nach einer niedrigeren als der niedrigsten Bitrate ruft, wird der Frequenzkanalwechsel-Algorithmus aufgerufen (6).
  • Frequenzoptimierung (Abstimmungsauswahl)
  • Der Master startet das Netzwerk auf dem höchsten Frequenzkanal, welcher nicht von einer anderen Masteradresse besetzt ist. Dieser wird auf einen anderen Frequenzkanal fallen, wenn das System augenblicklich bzw. gegenwärtig auf der niedrigsten Bitrate arbeitet und ein Gütefaktor, FHCNT, einen Schwellwert überschreitet. FHCNT wird ähnlich wie BRCNT als eine Funktion von Paketwiederholungen berechnet. Der Master wird durch verfügbare Frequenzkanäle rotieren; eine Kollision mit existierenden Netzwerken mit anderen Masteradressen wird auf dieselbe Weise behandelt werden als inakzeptabler FHCNT, resultierend in einer Verschiebung zu einem anderen Frequenzkanal. Die Logik wird in 12 gezeigt.
  • Bitrate und Abstimmungsänderungskommunikation mit Slaves
  • Die augenblickliche Bitrate und Frequenz sind in jedem Paket bezeichnet bzw. ausgewiesen. Wenn eine Änderung durch den Master angefordert wird, sendet er vier Pakete mit dem neuen Code auf der alten Bitrate und Frequenz und wechselt dann auf die neue Einstellung. Jene Slaves, die die Pakete hören, ändern sich augenblicklich; jene, welche nicht, verlieren das Netzwerk und treten in die Netzwerkerwerbs- bzw. -erhaltsroutine.
  • Synchronisierung und Netzwerkerhalt durch Slaves
  • Dieser Abschnitt bzw. diese Sektion beschreibt den Vorgang, durch welchen ein Netzwerk initialisiert wird und durch welchen zusätzliche Teilnehmer dem Netzwerk beitreten.
  • Slave-Initialisierung
  • Bei einer Initialisierung muß ein Slave die Abstimmung und Bitrate suchen und finden, welche augenblicklich in Verwendung ist. Er verfährt, wie weiter unten beschrieben und in 13 dargestellt bzw. illustriert wird.
  • Alle Abstimmungen werden, beginnend mit der höchsten, durchsucht. Innerhalb einer jeden Abstimmungssuche wird die Bitrate, beginnend mit der höchsten, durch- bzw. gesucht. Innerhalb einer jeden Bitrate wird eine Verstärkung von der höchsten zur niedrigsten gesucht. Wenn eine gültige (der Fehlercode prüft korrekt) Sequenz während dieses Prozesses bzw. Vorgangs erhalten wird, dann kennt der Slave die Abstimmung und schaltet zu dieser um, wobei er in den Ablaufmodus eintritt. Wenn nicht, fährt der Slave damit fort, die Abstimmungen, Bitraten und Verstärkungen zu durchsuchen, wobei er an jeder Kombination für vier Paketzeiten verbleibt. Dieser Vorgang wird wiederholt, bis ein gültiges Paket empfangen wird.
  • Master-Initialisierung
  • Der Master startet durch ein Durchführen der Slave-Initialisierungssequenz, um zu sehen, ob ein Netzwerk mit der gleichen Netzwerkadresse bereits existiert. Ist dem so, so wird es intern abgeschaltet bzw. gesperrt. Dies dient dazu, um zu verhindern, daß ein Netzwerk durch einen Master in übelwollenden Händen in Besitz genommen wird.
  • Wenn der Master keinen Slave mit seiner eigenen Netzwerkadresse finden kann, wird er zu dem nächsten Frequenzkanal weitergehen und den Vorgang wiederholen. Dies wird in 14 gezeigt.
  • Netzwerk-Laufzeitbetrieb
  • Um die Systemverstärkung und die Abstimmungsauswahl optimal zu halten, wird das Netzwerk dauernd aktiv sein. Im Netzwerkmodus führt der Master interne Tests durch (Software-Prüfschleife), wenn kein Verkehr mit dem Zentralrechner erforderlich ist.
  • Die Software-Prüfschleife oder der Testmodus werden wie folgt arbeiten: für den ersten Zyklus bzw. Durchlauf wird der Master versuchen, auf alle 255 Slave-Adressen zuzugreifen. Anschließend wird er nur bis zur höchsten, antwortenden Adresse scannen bzw. abtasten. Nach jedem TBD-Zyklus wird er den gesamten Satz durchsuchen (es ist erforderlich, daß der Anwender bzw. Verwender die Pakete kontinuierlich von 1 aufwärts für einen effizienten Betrieb adressiert). Jedes Mal, wenn es auf einen Slave zugreift, wird es ein Paket von Testdaten senden, welches der Slave nachahmen wird. Der Master wird nach einem korrekten Empfang des Echos zu der nächsten Slave-Adresse fortschreiten.
  • Sobald ein Netzwerk mit einem oder mehreren Slaves aufgebaut ist, wird die Abstimmungssteuerung durchgeführt, wie dies oben beschrieben ist.
  • Fehlercodierung und Zeitdiversity bzw. Zeitversetzung
  • Zusätzlich zu einem frequenzabhängigen Rauschen, welches durch das adaptive Frequenzspringen bekämpft werden wird, wie dies oben beschrieben wurde, sind Netzleitungen durch impulsives bzw. stoßweises Rauschen charakterisiert, welches definitionsgemäß alle Frequenzbänder für relativ kurze Perioden besetzt, oft weniger als eine Bit-Zeit. Dieses Rauschen tendiert dazu, aufgrund seines Ursprungs, zu 100 oder 120 Hz synchron zu sein.
  • In dem Netzwerkmodus und in der Software-Prüfschleifenfunktion eines Transparentmodus werden zwei Techniken eingesetzt, um eine Empfindlichkeit auf Impulsrauschen zu reduzieren: eine Fehlererfassungscodierung und ein Speichern jener Bytes eines Blocks, welche nicht beschädigt wurden, so daß auf eine darauffolgende Wiederholung bei dem Empfänger eine komplette Nachricht existieren wird, außer derselbe Bereich wird bei fortlaufenden Versuchen getroffen. Die zeitliche Steuerung von fortlaufenden Versuchen ist willkürlich aufgrund einer variablen Blocklänge und es ist wahrscheinlich, daß eine mit 100 oder 120 Hz synchrone Störung nicht denselben Nachrichtenbereich bei fortlaufenden Versuchen treffen wird.
  • Fehlerkorrektur
  • Es wird ein 27-Bit-Fehlercode angewendet, welcher aus drei Bytes plus Byte-Parität besteht. Sie bestehen aus einem kumulativen XOR der Bytes in dem Paket, gefolgt von einem XOR der Bytes in dem Paket mit einer Linksdrehung um ein Byte, nachdem jedes Byte addiert wurde, gefolgt von einem XOR der Bytes in dem Paket mit einer Rechtsdrehung nach jedem XOR. Dies gestattet eine Implementierung der Software in Echtzeit und stellt eine gute Leistung mit der Overlay-Technik zur Verfügung. Bei Implementierungen mit einem leistungsstärkeren Prozessor wird ein stärkerer Code angebracht sein.
  • Overlay bzw. Überlagerung von Wiederholungen bzw. Neuversuchen
  • Wenn ein gegebenes Byte eines Pakets nicht korrigiert werden kann, wird der Empfänger damit fortfahren, Daten für den Rest des Pakets zu sammeln, und wird jene Bytes, welche Gegenstand einer erfolgreichen Fehlerkorrektur sind, in dem Empfangspuffer speichern. Wenn jedoch das erste Byte, welches die Paketlänge beinhaltet, beschädigt ist, muß das Paket abgebrochen bzw. aufgegeben werden.
  • Bei nachfolgenden Wiederholungen wird ein fehlerhaftes Byte nicht in den Empfangspuffer geschrieben werden, sondern das bereits gespeicherte Byte von der vorangegangenen Wiederholung wird in die laufende Prüfsumme eingebaut. Am Ende des Pakets wurde, wenn die Prüfsumme als gültig befunden wird, ein vollständiges, gültiges Paket aus zwei oder mehreren Sendungen zusammengebaut und wird als solches verarbeitet werden. Diese Logik wird im Detail in 15 gezeigt.
  • Diese Annäherung gestattet es dem System, sogar in einer Rauschumgebung erfolgreich zu kommunizieren, welche ein Paket davon ausschließt, jemals nur mit korrigierbaren Fehlern empfangen zu werden, solange ein jedes Byte einmal durchkommt.
  • Verknüpfungsebenenbetrieb
  • Dieser Abschnitt beschreibt den Betrieb der Verknüpfungsschicht des Systems, getrennt für einen durchlässigen bzw. Transparentmodus und einen Netzwerkmodus.
  • Transparentmodus
  • Der Transparentmodus ist extrem einfach: Daten, welche durch den Zentralrechner in den Master gesendet werden, werden an das Netzwerk als ein modulierter Bitstrom bzw. Strom modulierter Bits übertragen, welcher von allen Slaves decodiert wird, welche ihn hören können und als serielle Daten an deren Zentralrechner ausgegeben. In ähnlicher Weise werden Daten, welche in einen Slave durch seinen Host gesendet wurden, über das Netzwerk übertragen und kommen bei allen anderen Einheiten heraus.
  • Es ist keine Adressier- bzw. Adreßfunktion, Fehlererfassung oder Korrektur oder Buszugriffssteuerung in diesem Modus in das System implementiert; diese müssen durch den Anwender geliefert werden.
  • Eine Beschränkung wird dem Hostnetzwerk bzw. Zentralrechennetzwerk auferlegt: alle Übertragungen müssen durch den Master initiiert werden. Der Grund dafür ist, dem System zu gestatten, Leerlaufperioden für eine Netzwerkoptimierung zu benützen. Dieser Vorgang bzw. Prozeß besteht aus einem Abrufen eines jeden Slaves der Reihe nach, einem Erhalten einer Prüfschleife von Daten und Berichten über die Kanalqualität von jedem Slave. Diese Information wird von den Routinen der physikalischen Schicht dazu benützt, um eine Verstärkung und Abstimmungsauswahl zu steuern bzw. regeln.
  • Netzwerkmodus
  • Der Netzwerkmodus implementiert ein abgefragtes Master-Slavesystem, welches sowohl für einen zyklischen Abfrage betrieb als auch für eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung geeignet ist.
  • Fehlerfreie logische Verknüpfungen werden in beiden Fällen zur Verfügung gestellt.
  • Protokoll Syntax bzw. Protokollsatzbau
  • Daten werden in Paketen übertragen. Jedes Paket besteht aus vier Bytes plus 0 bis 17 Datenbytes, wobei die Menge variabel ist. Jedes Byte wird durch ein Paritätsbit ergänzt. Dies wird in 16 illustriert. Die Felder sind:
    Sync Pattern bzw. Synchronmuster (4 Bytes)
    Start of Frame bzw. Start des Rahmens (SOF, 1 Byte)
    Control 1 bzw. Steuerung 1 (CW1, 1 Byte)
    Control 2 bzw. Steuerung 2 (CW2, 1 Byte)
    Slave-Adresse (1 Byte)
    Daten (0–17 Bytes)
    Blockfehlererkennungscode (3 Bytes)
  • Das Control_1-Byte wird weiter unterteilt, wie folgt:
    Bits 0–3 Datenbytezählung (0–15 Dezimal)
    Bit 4 ack/nak- bzw. Bestätigen/nicht bestätigen
    Bit 5 Sequenz
    Bit 6 new_address bzw. neue_Adresse
    Bit 7 test_mode bzw. Test_Modus
  • Die Pakete sind von variabler Länge und die Länge (im Sinne von Datenbytes) ist das untere Halbbyte des Steuerbytes.
  • Das ack/nak-Bit wird dazu benützt, um eine Rücksendung eines zerstörten Blocks zu befehlen.
  • Das Sequenz-Bit gestattet es dem System, verwirrende Wiederholungen mit neuen Daten zu vermeiden.
  • Das neue_Adresse-Bit ist 1 auf dem ersten Block, der an einen Slave in einem bestimmten Link- bzw. Verknüpfungsvorgang gesendet wird; es signalisiert an den Slave, daß dies eine neue Verknüpfung bzw. Verbindung ist.
  • Das Slaveadress-Feld wird von dem Slave benützt, um Nachrichten, welche für diesen gedacht sind, anzupassen. Es ignoriert Nachrichten, welche nicht deren eigene Adresse tragen, mit der Ausnahme einer Adresse 0.
  • Die Adresse 0 wird für ein Übertragen bzw. Rundsenden benützt: alle Slaves akzeptieren eine Nachricht mit dieser Adresse, antworten jedoch nicht darauf.
  • Das Control_2-Byte ist organisiert wie folgt:
    Bits 0–1 Abstimmcode (Master); Rauschpegel (Slave)
    Bit 2–3 Bitraten-Code
    Bit 4 Ablaufsteuerung nak
    Bit 5 vom Master ausgehend
    Bit 6–7 Masteradresse
  • Der Abstimmcode ist ein 2-Bit-Code, welcher die Abstimmung bezeichnet, welche gegenwärtig von dem Netzwerk benützt wird. Er wird von einem anderen 2-Bit-Code für die Bitrate gefolgt.
  • Das nächste Bit wird von dem Slave benützt, um anzuzeigen, daß, obwohl die Verbindung gut ist, der Host des Slave Daten nicht so schnell akzeptiert, wie diese geliefert werden, verursacht durch eine Ablaufsteuerung oder eine Differenz in Datenraten, und daß der Master deshalb keine neuen Daten senden sollte, obwohl er die Verbindung aktiv halten kann.
  • Das nächste Bit zeigt die Herkunft der Nachricht an: 1 für Master und null für Slave.
  • Die oberen 2 Bits von diesem Byte spezifizieren eine von 8 Master- (oder Netzwerk)-Adressen. Diese werden benützt, um einen gleichzeitigen Betrieb von mehrfachen, unabhängigen Netzwerken auf demselben physikalischen Kanal ohne Verwirrung zu gestatten, entweder für Zwecke eines Speicherns und Beförderns oder um eine erhöhte Benützung der Bandbreite zu gestatten.
  • Bei Installationen, wo es nur ein Netzwerk gibt, ist es auch möglich, dieses als Schlüssel zu benützen, um ein inhaltsorientiertes Adressieren zu ermöglichen.
  • Der Fehlercode wird am Ende des Pakets angehängt und wird dazu benützt, um die Gültigkeit des ganzen Pakets zu verifizieren bzw. zu überprüfen. Unterschiedliche Worte des Pakets können bei verschiedenen Wiederholungen des Pakets in einer rauschbehafteten Umgebung geliefert worden sein.
  • Protokollsemantik
  • Das Protokoll implementiert die verschiedenen Verbindungs- bzw. Verknüpfungsbefehle, welche unten beschrieben sind. Diese gestatten eine Erzeugung von drei Typen von Verbindungen:
    Netzwerktest
    Abfragezyklus
    Dauerverbindung
  • Ein Netzwerktest kann als ein Spezialfall eines Abfragezyklus betrachtet werden, in welchem Daten nicht an die Hosteinrichtung übertragen werden.
  • Eine Abfrage wiederum ist ein Spezialfall der kontinuierlichen bzw. Dauerverbindung, in welcher die Verbindung automatisch nach einem Empfang eines gültigen Pakets von dem Slave abgebrochen wird, und der nächste Slave in dem spezifizierten Bereich dann verbunden wird. Es hat Anteil an denselben Routinen für einen Schaltungsaufbau und eine Fehlersteuerung. Diese Routinen sind im wesentlichen dieselben wie jene, die in dem Patent 4.597.082 beschrieben wurden.
  • Hostbefehlssyntax
  • Zusätzliche Einzelheiten folgen auf der Struktur von Befehlen, welche an den Master durch den Host des Masters ausgegeben werden können. Der Master unterschied die Befehle von den Daten durch den Status der Steuerung/Daten-Leitung.
  • Zusätzlich zu den erwähnten Befehlsantworten wird das System seinen ERROR-Pin bzw. FEHLER-Anschlußstift (oder BREAK bzw. Abbruch im seriellen Modus) geltend machen, wenn ein illegaler Befehl oder eine illegale Syntax empfangen wird.
  • Der Slave nimmt keine Befehle an oder wird tätig mit Ausnahme von STATUS und EXTERNAL FH. Wenn sich seine Steue rung/Daten-Leitung im Steuerungszustand befindet, behandelt er empfangene Daten als eine Bestimmungsadresse, welche in nachfolgende Pakete eingeschlossen werden soll. Wenn sein interner Puffer (15 Bytes) vollgefüllt ist, werden nachfolgende Daten ignoriert und zusätzliche Schreibvorgänge auf den Chip werden einen Fehler erzeugen.
  • Netzwerktest
  • Dieser Modus sendet ein Paket an jeden Slave innerhalb des spezifizierten Bereichs; der Slave führt eine Software-Prüfschleife zu dem Master durch; der Master überprüft auf Fehler und berichtet die Fehlerrate. Dasselbe Bestätigungsprotokoll für den vorangehenden Block wird benützt wie in dem Fall von Auswahl- und Transparentsverbindungskommunikation. Der Hauptzweck dieses Modus ist, gegenwärtige Daten einer Spektrumleistung zur Verfügung zu stellen, so daß die FH-Algorithmen in Perioden von geringer Benützung optimiert bleiben.
  • Befehlsantwort
  • <Status> <Adresse> <Daten> .. <Status> <Adresse> <Daten> .. <EOF Kennzeichen>
  • Status zeigt ein Erfolg oder ein Versagen, mit der angezeigten Adresse zu kommunizieren. Daten von der dem Slave folgenden Adresse sind erfolgreich; andernfalls folgt ein Report des nachfolgenden Slave.
  • <data> bzw. <Daten> bezeichnet Daten, welche der designierte bzw. bezeichnete Slave empfangen hat, seit er das letzte Mal aufgerufen wurde, bis zu einem vollen empfangenen, auszuführenden Paket.
    Befehlsantwort: <Status> <Adresse> <Daten> .. <Status> <Adresse> <Daten> .. <EOF Markierung>
  • Status zeigt einen Erfolg oder ein Versagen an, mit der angezeigten Adresse zu kommunizieren. Daten von der dem Slave folgenden Adresse sind erfolgreich; andernfalls folgt ein Bericht des nachfolgenden Slave.
  • <data> bzw. <Daten> kennzeichnet Daten, welche der bezeichnete Slave empfangen hat, seit er das letzte Mal aufgerufen wurde, bis zu einer vollen Paketgröße.
  • Transparente Punkt-zu-Punkt-Verknüpfung
  • Dieser Befehl errichtet eine Punkt-zu-Punkt, fehlerfreie, positiv bestätigte Verknüpfung zu einem einzelnen Slave und sobald dieser aufgebaut ist, kommen Daten, welche in den Datenport entweder von dem Master oder dem Slave eingegeben wurden, aus dem anderen heraus.
    Befehlssyntax: <op code> <Adresse>
    Befehlsantwort: <Adresse> <Verknüpfungsstatus>
  • Verknüpfungsstatus bzw. <link status> bedeutet einen Erfolg oder ein Versagen im Aufbauen der Verknüpfung.
  • Wenn eine Verknüpfung bzw. ein Link unterbrochen wird, nachdem sie (er) aufgebaut wurde, wird sich der ERROR-Pin zugeordnet (paralleler Modus) oder ein BREAK-Zeichen bzw. Abbruchzeichen wird ausgegeben werden (serieller Modus).
  • Die Verknüpfung bleibt aufrecht, bis ein anderer gültiger Befehl empfangen wird.
  • Die Einheit beinhaltet 15 Bytes für eine Pufferung. Wenn die Eingabedatenrate derart ist, daß dieser Puffer gefüllt wird, wird die TRANSMIT-BUFFER-AVAILABLE- bzw. Sendepuffer-Verfügbar-Leitung nicht bestätigt, wodurch eine Ablaufsteuerung zur Verfügung gestellt wird.
  • Rundsendung
  • Dieser Befehl ist identisch mit der transparenten Verknüpfung bzw. Transparenzverknüpfung, außer daß keine Bestätigung von den Slaves erwartet oder empfangen wird.
  • Die Rundsendeadresse ist 00. Jede beliebige Einheit, welche Daten empfängt, die an 00 adressiert sind, wird diese an seinen Host ausgeben, wenn diese frei von Fehlern ist nach einer Fehlerkorrektur.
  • Figure 00340001
  • <Verknüpfungsstatus> ist immer OK.
  • Initialisierungsbefehl
  • Auf ein Hochfahren oder ein Zurücksetzen der Hardware muß das System eine Initialisierungssequenz empfangen oder es wird nichts tun. Diese Sequenz sagt ihm, ob es ein Master oder ein Slave ist. Wenn ein Slave, so sagt es ihm auch seine Adresse und ein Adreßfilter (angewendet auf das Be stimmungsadreßfeld in empfangenen Paketen), um bei Daten eingesetzt zu werden, welche das Netzwerk passieren, und dabei anders adressierte zu deren Host tragen. Wenn es ein Master ist, wird ihm der Adreßbereich gesagt, über welchen das System arbeitet.
  • Wenn als ein Slave initialisiert, sind die einzigen akzeptierten Befehle Initialisierung und Statusanforderung.
    Befehlssyntax zum Slave: <op code> <Master/Slave> <eigene Adresse> <Bestimmungsadreßfilter>
    Befehlssyntax zum Master: <op code><Master/Slave> <niedere Adresse><Bestimmungsadreßfilter>
    Befehlsantwort: keine
    Statusrequest bzw. Statusanforderung
    Zwei Statusanforderungen sind verfügbar: Chipstatus und Verknüpfungsstatus.
  • Chipstatus zeigt den augenblicklichen bzw. gegenwärtigen Status bzw. Zustand des Chips an und kann von dem Host verwendet werden, um zusätzliche Information zu erhalten, wenn der ERROR-PIN (oder serielles BREAK bzw. serielle Unterbrechung) bestätigt wird.
    Befehlssyntax: <op code>
    Befehlsantwort: <Verknüpfungstyp> <Ablaufsteuerungsstatus> <zu bestimmende Fehlercodes>
  • Der Verknüpfungsstatus-Befehl, gültig sowohl für Master wie auch für Slave, verursacht eine Ausgabe der augenblicklichen FH-Abstimmung und von relativen Fehlerratendaten auf den Frequenzen der Abstimmung, eine jede als eine Zwei-Byte-Nummer bzw. Zwei-Byte-Zahl ausgedrückt.
    Befehlssyntax: <op code>
    Befehlsantwort: <eigene Adresse> <Bestimmungsadreßfilter> <FH-Abstimmung id> <f1 Fehlerrate> <f2 Fehlerrate> <f3 Fehlerrate>
  • Externer FH-Befehl
  • Dieser Befehl gestattet ein externes Einstellen des Frequenzsatzes, der benützt wird. Er hebt die internen FH-Algorithmen für Test- und Fehlersuchzwecke auf und gestattet den Betrieb des Systems auf einer Festfrequenzbasis für eine Kompatibilität bzw. Verträglichkeit mit möglichen zukünftigen Festfrequenzknoten.
    Befehlssyntax: <op code> <zu benützende Frequenz>
  • Wenn "0" in dem Frequenzfeld eingegeben wird, werden die internen FH-Algorithmen wieder freigegeben.
    Befehlsantwort: keine
    Externer Bitratenbefehl
  • Dieser Befehl gestattet ein externes Einstellen des in Anwendung befindlichen Bitratensatzes. Er hebt die internen FH-Algorithmen für Test- und Fehlersuchzwecke auf und gestattet den Betrieb des Systems auf einer Festfrequenzbasis für eine Kompatibilität mit möglichen zukünftigen Festfrequenzknoten.
    Befehlssyntax: <op code> <zu benützende Bitrate>
  • Wenn "0" in das Bitratenfeld eingegeben wird, werden die internen FH-Algorithmen wieder freigegeben.
    Befehlsantwort: keine
  • Der IC/SSTM Chipsatz, umfassend den IC/SSTM Analogchip ICSSTM 1003, IC/SSTM Digitalchip ICSSTM 1002 und den IC/SSTM Controllerchip ICSSTM 1001, werden von National Semiconductor Corporation von Santa Clara, Kalifornien, hergestellt. Der ICSSTM 1001-Chip ist ein programmierter National Semiconductor COP884EG Mikrocontroller, welcher die adaptive Verstärkungseinstellung, die Einstellung der Bitrate, des Frequenzsprungs, der Hostschnittstelle und der Verknüpfungsschichtprotokolle regelt bzw. steuert.
  • Die Eigenschaften bzw. Merkmale der Erfindung könnten ebenso in harter Logik oder durch andere Computermittel realisiert werden. Es wird somit erkannt werden, daß die oben dargelegten Objekte bzw. Gegenstände unter denjenigen, welche durch die vorangegangene Beschreibung ersichtlich gemacht wurden, effizient erzielt werden, und da bestimmte Veränderungen in den obigen Systemen und Konstruktionen vorgenommen werden können, ohne sich von dem Bereich der Erfindung zu entfernen, ist es beabsichtigt, daß der gesamte Inhalt, der in der obigen Beschreibung enthalten oder in den beigelegten Zeichnungen gezeigt ist, als veranschaulichend und nicht in einem beschränkenden Sinn interpretiert werden soll.
  • Nachdem ich meine Erfindung beschrieben habe, ist das, was ich als neu beanspruche und durch eine Patenturkunde zu sichern wünsche:

Claims (7)

  1. Kommunikationssystem, umfassend einen Transmitter bzw. Sender und einen Receiver bzw. Empfänger, worin binär codierte Informationspakete, beinhaltend Fehlercodes, von einem Sender zu einem Empfänger auf wenigstens einer aus einer Vielzahl von modulierten Frequenzen übertragen werden und der Empfänger an den Sender ein Fehlersignal überträgt, wenn der Empfänger bestimmt, daß ein Paket mit einem Fehler empfangen wurde, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender umfaßt: A) Mittel zum Einstellen bzw. Festlegen der Sende-Bitrate bei einer aus einer Vielzahl von Bitraten zwischen oberen und unteren Grenzen; B) Mittel zum Beibehalten einer Variable, welche einer Bitfehlerrate (BRCNT) zugeordnet ist, welche obere und untere Grenzen aufweist, und wie folgt aktualisiert wird, worin (N – 1) den gegenwärtigen BRCNT-Wert anzeigt und (N) den neuen BRCNT-Wert anzeigt – BRCNT (N) = BRCNT (N – 1) + 1, wenn ein Paket mit einem Fehler empfangen wurde, BRCNT (N) = BRCNT (N – 1)/2, wenn ein Paket ohne einen Fehler empfangen wurde, und zum Verringern bzw. Dekrementieren der Einstellung der Bitrate, wenn BRCNT die obere Grenze erreicht, und zum Erhöhen der Einstellung der Bitrate, wenn BRCNT die untere Grenze erreicht; und C) Mittel zum Ändern von wenigstens einer Frequenz, welche in der Übertragung eines nächsten Pakets verwendet wird, wenn BRCNT die obere Grenze erreicht und die Bitrate, welche in dem einen Fehler enthaltenden Paket verwendet wird, die niedrigste verfügbare Bitrate war.
  2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger eine Integrations- und Dump- bzw. Ausgabe-Bitdetektion verwendet.
  3. System nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, worin der Empfänger eine automatische Verstärkungssteuerung bzw. -regelung zum Empfangen von binär codierter, Paritäts-überprüfter Information in aufeinanderfolgenden der Pakete verwendet, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger umfaßt: A) Mittel zum Bestimmen der Bitfehlerrate, welche in empfangenen Paketen auftritt, durch Analysieren der Pakete auf Fehler über eine ausgewählte Abtast- bzw. Probenperiode einer Vielzahl von aufeinanderfolgenden Abtastperioden, und Speichern dieser Rate; B) Mittel zum Vergleichen der Bitfehlerrate mit der Bitfehlerrate in einer Abtastperiode, welche vor der ausgewählten Abtastperiode auftritt; und C) Mittel zum Ändern der Verstärkung bzw. des Gewinns des Empfängers in derselben Richtung, wie sie vorher geändert wurde, wenn die gegenwärtige Bitfehlerrate geringer als die vorher gemessene Bitfehlerrate ist, und zum Ändern der Verstärkung in der entgegengesetzten Richtung, wenn die gegenwärtige Bitfehlerrate größer als die vorher gemessene Bitfehlerrate ist.
  4. System nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch: D) Mittel zum Beibehalten der Verstärkung bei derselben Einstellung für eine vorbestimmte Anzahl von aufeinanderfolgenden von Abtastperioden nach einem Ändern der Verstärkung in der entgegengesetzten Richtung.
  5. System nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastperiode eine Anzahl von empfangenen Paketen ist.
  6. System nach einem vorangehenden Anspruch, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von Slave-Modems, von welchen jedes einen Empfänger im wesentlichen identisch zu dem Empfänger aufweist und jeweils mit einem Host bzw. Hauptrechner verbunden ist, wobei der Empfänger weiters umfaßt: A) Mittel zum Empfangen von binär codierten Informationspaketen auf der Vielzahl von modulierten Frequenzen; B) Mittel zum Absuchen der Frequenzen nach Paketen, welche eine aus einer Vielzahl von Master- bzw. Hauptadressen enthalten, und zum Übertragen von lediglich ihren Host- bzw. Hauptpaketen, welche diese eine Masteradresse enthalten.
  7. System nach Anspruch 6, weiters gekennzeichnet durch: C) ein Master- bzw. Haupt-Modem, welches eine bestimmte Master-Adresse aufweist und umfaßt a) Mittel zum Absuchen der Kanäle auf ein Paket und Sperren bzw. Deaktivieren desselben, wenn ein Paket, welches die bestimmte Master-Modem-Adresse enthält, von einem anderen Master empfangen wird.
DE69333418T 1992-07-24 1993-07-23 Frequenzsprung und zeitdiversity-kommunikationssysteme und sende-empfänger für lokale netzwerke Expired - Fee Related DE69333418T2 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/920,110 US5448593A (en) 1984-03-06 1992-07-24 Frequency hopping time-diversity communications systems and transceivers for local area networks
US920110 1992-07-24
PCT/US1993/006911 WO1994003002A1 (en) 1992-07-24 1993-07-23 Frequency hopping time-diversity communications systems and transceivers for local area networks

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69333418D1 DE69333418D1 (de) 2004-03-25
DE69333418T2 true DE69333418T2 (de) 2004-12-02

Family

ID=25443181

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE69333418T Expired - Fee Related DE69333418T2 (de) 1992-07-24 1993-07-23 Frequenzsprung und zeitdiversity-kommunikationssysteme und sende-empfänger für lokale netzwerke

Country Status (5)

Country Link
US (1) US5448593A (de)
EP (1) EP0651925B1 (de)
AU (1) AU4781393A (de)
DE (1) DE69333418T2 (de)
WO (1) WO1994003002A1 (de)

Families Citing this family (68)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9316996D0 (en) * 1993-08-16 1993-09-29 D2B Systems Co Ltd Communication bus system and station for use in such system
FI110042B (fi) * 1993-10-04 2002-11-15 Nokia Corp Solukkoradiojärjestelmä
US5614914A (en) * 1994-09-06 1997-03-25 Interdigital Technology Corporation Wireless telephone distribution system with time and space diversity transmission for determining receiver location
FR2728412B1 (fr) * 1994-12-16 1997-03-14 Sgs Thomson Microelectronics Circuit de transmission de donnees sur le reseau electrique a faible seuil de reception
US5818821A (en) 1994-12-30 1998-10-06 Intelogis, Inc. Universal lan power line carrier repeater system and method
US6975582B1 (en) 1995-07-12 2005-12-13 Ericsson Inc. Dual mode satellite/cellular terminal
US5663957A (en) * 1995-07-12 1997-09-02 Ericsson Inc. Dual mode satellite/cellular terminal
FR2736780B1 (fr) * 1995-07-13 1997-09-26 Sgs Thomson Microelectronics Circuit d'affectation d'un canal de transmission sur le reseau electrique
FR2736781B1 (fr) * 1995-07-13 1997-09-26 Sgs Thomson Microelectronics Circuit de transmission de donnees binaires sur le reseau electrique utilisant plusieurs canaux de transmission
SE506064C2 (sv) * 1996-02-29 1997-11-03 Ericsson Telefon Ab L M Förfarande och anordning för uppkoppling av en förbindelse i ett radiokommunikationsnät
US6006075A (en) * 1996-06-18 1999-12-21 Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) Method and apparatus for transmitting communication signals using transmission space diversity and frequency diversity
JPH1070780A (ja) * 1996-08-27 1998-03-10 Uniden Corp データ収集システム
US6154499A (en) * 1996-10-21 2000-11-28 Comsat Corporation Communication systems using nested coder and compatible channel coding
GB9805765D0 (en) * 1997-06-10 1998-05-13 Northern Telecom Ltd Data transmission over a power line communications system
JP3137181B2 (ja) * 1997-06-23 2001-02-19 日本電気株式会社 受信機及びその受信方法
US5912921A (en) * 1997-08-20 1999-06-15 Intermec Ip Corp. Concurrent multiple data rate communications in a wireless local area network
US5970127A (en) 1997-10-16 1999-10-19 Phonex Corporation Caller identification system for wireless phone jacks and wireless modem jacks
US6055435A (en) 1997-10-16 2000-04-25 Phonex Corporation Wireless telephone connection surge suppressor
US6295461B1 (en) 1997-11-03 2001-09-25 Intermec Ip Corp. Multi-mode radio frequency network system
US6107912A (en) 1997-12-08 2000-08-22 Phonex Corporation Wireless modem jack
GB2335335A (en) 1998-03-13 1999-09-15 Northern Telecom Ltd Carrying speech-band signals over power lines
US6067646A (en) * 1998-04-17 2000-05-23 Ameritech Corporation Method and system for adaptive interleaving
US6480510B1 (en) 1998-07-28 2002-11-12 Serconet Ltd. Local area network of serial intelligent cells
US6246868B1 (en) 1998-08-14 2001-06-12 Phonex Corporation Conversion and distribution of incoming wireless telephone signals using the power line
US6243571B1 (en) 1998-09-21 2001-06-05 Phonex Corporation Method and system for distribution of wireless signals for increased wireless coverage using power lines
US6480497B1 (en) 1998-11-23 2002-11-12 Ricochet Networks, Inc. Method and apparatus for maximizing data throughput in a packet radio mesh network
IL127223A (en) 1998-11-24 2002-08-14 Systel Dev And Ind Ltd Power-line digital communication system
US6567474B1 (en) * 1999-03-02 2003-05-20 Phonex Corporation Digital wireless phone/modem jack capable of communications over the power lines using differential binary phase shift keying (DBPSK)
GB2348349A (en) * 1999-03-20 2000-09-27 Rover Group A control system
EP1096695B1 (de) 1999-10-28 2012-03-21 STMicroelectronics S.r.l. Mehrkanalsender/empfänger eines digitalen Signals über Stromversorgungsleitungen
US6842459B1 (en) 2000-04-19 2005-01-11 Serconet Ltd. Network combining wired and non-wired segments
US6456192B1 (en) * 2000-04-19 2002-09-24 Phonex Broadband Corporation Method and system for power line null detection and automatic frequency and gain control
US7549107B1 (en) * 2000-05-18 2009-06-16 Broadcom Corporation Interleaved reed solomon coding for home networking
JP3693896B2 (ja) * 2000-07-28 2005-09-14 三菱電機株式会社 通信方法および通信システム
JP2002077562A (ja) * 2000-08-31 2002-03-15 Canon Inc 画像通信装置
US6888819B1 (en) 2000-10-04 2005-05-03 Yitran Communications Ltd. Media access control utilizing synchronization signaling
DE10061585B4 (de) * 2000-12-11 2004-01-29 Siemens Ag Anordnung und Verfahren zur Datenkommunikation in einem Energieverteilungsnetz
US7027418B2 (en) 2001-01-25 2006-04-11 Bandspeed, Inc. Approach for selecting communications channels based on performance
WO2002063341A1 (en) 2001-02-02 2002-08-15 Dbi Corporation Downhole telemetry and control system
KR100395745B1 (ko) * 2001-05-16 2003-08-27 주식회사 젤라인 전력선 통신시스템의 다중 채널 주파수 시프트 키잉변복조장치
ES2187274B1 (es) * 2001-05-17 2004-08-16 Diseño De Sistemas En Silicio, S.A. Sistema de control automatico de ganancia para sistema de transmision digital ofdm multiusuario sobre red electrica.
DE10147772C1 (de) * 2001-09-27 2003-09-11 Siemens Ag Verfahren zum Betreiben eines Übertragungssystems und Übertragungssystem in einem Energieversorgungsnetz
DE10147915C1 (de) * 2001-09-28 2003-06-26 Siemens Ag Verfahren zum Verwalten und Betreiben von Kommunikationsnetzen über Energieversorgungsnetze
DE10147916C1 (de) * 2001-09-28 2003-05-28 Siemens Ag Verfahren und Übertragungseinrichtung zum Erkennen des Sendezustandes von an Energieversorgungsleitungen angeschlossenen Übertragungseinrichtungen
JP2003114133A (ja) * 2001-10-05 2003-04-18 Pioneer Electronic Corp 通信ナビゲーション方法、通信ナビゲーションシステム、端末装置
ES2550821T3 (es) 2002-01-24 2015-11-12 Panasonic Corporation Método de y sistema para comunicaciones de portadora por línea eléctrica
KR100490640B1 (ko) * 2002-07-25 2005-05-24 넷디바이스 주식회사 전력선 통신장치
US7277411B2 (en) 2002-08-21 2007-10-02 D.S.P. Group Ltd. Method and system for transmitting and receiving data in a TDMA frequency hopping system utilizing frequency diversity
JP3440095B1 (ja) * 2002-08-23 2003-08-25 富士通株式会社 データ伝送装置及びデータ伝送方法
JP4098606B2 (ja) * 2002-11-29 2008-06-11 三菱電機株式会社 電力線通信装置
ES2212744B2 (es) 2003-01-10 2005-03-16 Diseño De Sistemas En Silicio, S.A. Procedimiento de sincronizacion en el dominio del tiempo y de la frecuencia de multiples equipos en un sistema de transmision con modulacion ofdm.
US20040141616A1 (en) * 2003-01-17 2004-07-22 Ibm Corporation Security object with encrypted, spread spectrum data communications
IL154921A (en) 2003-03-13 2011-02-28 Mosaid Technologies Inc A telephone system that includes many separate sources and accessories for it
US8442019B2 (en) 2003-08-12 2013-05-14 Bose Corporation Method and apparatus for avoiding wireless audio signal transmission interferences
US7474677B2 (en) 2003-08-12 2009-01-06 Bose Corporation Wireless communicating
EP1864394B1 (de) * 2005-03-16 2013-06-19 Analog Devices Technology System und verfahren zur stromleitungskommunikation
JP4872415B2 (ja) * 2006-03-31 2012-02-08 日本電気株式会社 信号劣化検出方法、信号復旧検出方法及びそれらの装置並びにトラフィック伝送システム
US8023575B2 (en) * 2006-06-13 2011-09-20 Bandspeed, Inc. Approach for spectrum analysis in a receiver
US8885814B2 (en) * 2006-07-25 2014-11-11 Broadcom Europe Limited Feedback impedance control for driving a signal
US10013381B2 (en) 2006-08-31 2018-07-03 Bose Corporation Media playing from a docked handheld media device
EP2109986A2 (de) * 2007-02-05 2009-10-21 Bandspeed, Inc. Ansatz zur abschwächung der auswirkungen von drahtlosen einzelzugangspunkten
EP2211479A1 (de) * 2009-01-15 2010-07-28 ABB Technology AG Kommunikationsverfahren und -system
US8849213B2 (en) * 2009-01-21 2014-09-30 Bandspeed, Inc. Integrated circuit for signal analysis
US8447252B2 (en) * 2009-01-21 2013-05-21 Bandspeed, Inc. Adaptive channel scanning for detection and classification of RF signals
US20100188265A1 (en) * 2009-01-23 2010-07-29 Hill Lawrence W Network Providing Vehicles with Improved Traffic Status Information
US8023899B2 (en) 2009-04-30 2011-09-20 Bandspeed, Inc. Approach for selecting communications channels in communication systems to avoid interference
JP5573571B2 (ja) * 2009-11-13 2014-08-20 ソニー株式会社 無線通信装置、無線通信システム、プログラム、および無線通信方法
CN102347811B (zh) * 2011-11-04 2013-10-23 兆讯恒达微电子技术(北京)有限公司 一种电力线通信信道脉冲噪声检测方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4049914A (en) * 1976-08-30 1977-09-20 Rockwell International Corporation Frequency division multiplex voice communication apparatus with hierarchy of stations
US4210780A (en) * 1978-03-27 1980-07-01 The Mitre Corporation Multiple access digital communications system
US4291410A (en) * 1979-10-24 1981-09-22 Rockwell International Corporation Multipath diversity spread spectrum receiver
US4387461A (en) * 1981-03-11 1983-06-07 Ford Aerospace & Communications Corporation Experientially determined signal quality measurement device for antipodal data
US4580276A (en) * 1983-08-05 1986-04-01 Consultant's Choice Inc. System and method for transporting data
US4597082A (en) * 1984-03-06 1986-06-24 Controlonics Corporation Transceiver for multi-drop local area networks
US5168510A (en) * 1984-03-06 1992-12-01 Comsource Systems Spread spectrum-time diversity communications systems and transceivers for multidrop area networks
US4756007A (en) * 1984-03-08 1988-07-05 Codex Corporation Adaptive communication rate modem
JPH0740702B2 (ja) * 1986-03-06 1995-05-01 日本電気株式会社 リモ−トテスト回路
CA1290020C (en) * 1987-02-09 1991-10-01 Steven Messenger Wireless local area network
US5029182A (en) * 1988-10-24 1991-07-02 Hughes Aircraft Company Automatic gain control (AGC) for frequency hopping receiver
US5048054A (en) * 1989-05-12 1991-09-10 Codex Corporation Line probing modem
US5093842A (en) * 1990-02-22 1992-03-03 Harris Corporation Mechanism for estimating Es/No from pseudo error measurements
US5184349A (en) * 1991-01-16 1993-02-02 Motorola, Inc. Amplitude control of a burst signal in a receiver

Also Published As

Publication number Publication date
EP0651925A1 (de) 1995-05-10
WO1994003002A1 (en) 1994-02-03
US5448593A (en) 1995-09-05
EP0651925B1 (de) 2004-02-18
EP0651925A4 (de) 1997-05-21
DE69333418D1 (de) 2004-03-25
AU4781393A (en) 1994-02-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69333418T2 (de) Frequenzsprung und zeitdiversity-kommunikationssysteme und sende-empfänger für lokale netzwerke
EP0610999B1 (de) Röntgenanlage
EP2700017B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur seriellen datenübertragung mit umschaltbarer datencodierung
DE69733767T2 (de) Sekundäre kanäle unter verwendung von kodeverletzungen
DE69834893T2 (de) Verfahren und Vorrichtung für ein automatisches mehrratiges drahtloses/drahtgebundenes Computernetzwerk
DE3413473C2 (de)
DE3626033A1 (de) Transformatorbruecken- und -wiederholerschaltung
DE60111991T2 (de) Verfahren und System zur Übertragung von Daten mit einer Datenflusssteuerung
DE69532569T2 (de) Verfahren, Sender und Empfänger zur Nachrichtenübertragung durch Packete
WO2004067328A1 (de) Sende-/ empfangseinrichtung für eine an ein kommunikations-netzwerk angeschlossene komponente eines kraftfahrzeugs
DE69731324T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Datenübertragung
EP1180270B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur simplex-datenübertragung
DE102012206529A1 (de) Drahtloses Echtzeitübertragungssystem
DE102018221681A1 (de) Teilnehmerstation für ein serielles Bussystem und Verfahren zur Kommunikation in einem seriellen Bussystem
DE102019204115A1 (de) Teilnehmerstation für ein serielles Bussystem und Verfahren zur Kommunikation in einem seriellen Bussystem
DE2929252C2 (de) Verfahren zur verschlüsselten Datenübertragung im Halbduplexbetrieb zwischen Datenendeinrichtungen zweier Datenstationen
DE3230726C2 (de)
EP0395739B1 (de) Verfahren zur steuerung und/oder überwachung und schaltungsanordnung zur durchführung des verfahrens
DE102019213783A1 (de) Teilnehmerstation für ein serielles Bussystem und Verfahren zur Kommunikation in einem seriellen Bussystem
DE3304300C2 (de)
EP3910886B1 (de) Vorrichtung und verfahren zur datenübertragung auf mehreren datenübertragungskanälen
DE3921411A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur uebermittlung binaerer nachrichten ueber einen seriellen nachrichtenbus
DE2359618C3 (de) Verfahren und Schaltungsanordnung zur Entzerrungseinstellung in einem Datenvermittlungsnetz
DE69933719T2 (de) Kommunikationsverfahren mit verbesserter Empfangsquittierung
DE4114485A1 (de) Verfahren zur bidirektionalen datenuebertragung

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: DBI CORP., NORTH EASTHAM, MASS., US

8339 Ceased/non-payment of the annual fee