DE69729470T2

DE69729470T2 - Zufalls-zeitintervall-generator

Info

Publication number: DE69729470T2
Application number: DE69729470T
Authority: DE
Inventors: E. Warren GUTHRIE; J. Michael TRAINOR
Original assignee: Northrop Grumman Corp
Current assignee: Northrop Grumman Corp
Priority date: 1996-11-05
Filing date: 1997-08-26
Publication date: 2005-08-18
Anticipated expiration: 2017-08-27
Also published as: EP0939927A1; EP0939927B1; DE69729470D1; US5910956A; EP0939927A4; WO1998020413A1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Zufallszahl-Generatoren und insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verwendung eines externen Eingangs und einer Vielzahl von linearen maximalen Sequenzen, um eine Zufallszahl zu erzeugen.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Zufallszahl-Generatoren zur Verwendung in einer Vielzahl von unterschiedlichen Computeralgorithmen, statistischen Funktionen, und Computer- und Kommunikationseinrichtungen sind altbekannt. Ferner werden derartige Zufallszahl-Generatoren insbesondere in computerisierten Kommunikationen angewendet, bei denen es wünschenswert ist, dass nur ein einzelner Kanal von Kommunikationen zu einer gegebenen Zeit aktiv ist. Wenn zum Beispiel mehrere Einrichtungen an einem Computerbus angebracht sind, kann typischerweise nur eine derartige Einrichtung in Kommunikationen mit dem Mikroprozessor zu einer gegebenen Zeit sein. Dieses Konzept gilt auch für lokale Netze (Local Area Networks), bei denen es allgemein wünschenswert ist, dass nur ein einzelner Client-Computer in Kommunikationen mit dem Host oder Server in einem gegebenen Moment ist. Eine Verletzung dieses Prinzips führt zu einem Bus-Wettbewerb, bei der geeignete Kommunikationen zwischen Peripherieeinrichtungen und dem Mikroprozessor aufhören.
Derartige Zufallszahl-Generatoren verwenden tatsächlich einen Pseudozufallszahl-Generator, der auf Grundlage eines anfänglichen Werts oder Keims immer die gleiche Sequenz von Zahlen zurückgeben wird. Das heißt, wenn ein bestimmter Keim gegeben ist, werden zwei Pseudozufallszahl-Generatoren, die den gleichen Algorithmus verwenden, immer die gleiche Sequenz von Zahlen erzeugen. In ähnlicher Weise wird ein gegebener Pseudozufallszahl-Generator, der den gleichen Keim zweimal in einer Reihe verwendet, die gleiche Sequenz von Zahlen zweimal erzeugen.
Wie Durchschnittsfachleute in dem technischen Gebiet erkennen werden ist ein derartiger Betrieb entgegengesetzt zu dem Begriff einer „Zufalls" Zahl. In denjenigen Fällen, bei denen zwei getrennte Einrichtungen eine Sequenz von derartigen Pseudozufallszahlen unter Verwendung des gleichen Keims erzeugen, kann der Effekt ein vollständig entgegengesetzter zu demjenigen sein, der gewünscht ist. Wenn zum Beispiel die Pseudozufallszahlen verwendet werden, um Neuübertragungs-Zeitintervalle zu definieren, dann würde der Wettbewerb wiederholt wieder auftreten, wenn die zwei Einrichtungen beide versuchen gleichzeitig zu übertragen, bis die Sequenz erschöpft ist.
Die EP-A-0582083 offenbart eine Pseudozufalls-Erzeugung, wie in dem Oberbegriff des Anspruchs 1 definiert, bei dem sukzessive Pseudozufalls-Generatoren mit einem Wert in Abhängigkeit von einer vorangehenden Pseudozufallssequenz als Keim gestartet werden.
Eine jüngste Anwendung von Zufallszahl-Generatoren besteht in der Definition eines Zeitintervalls zwischen Neuübertragungen für Identifikationsschilder, die in Einrichtungen verwendet werden sollen, die Beschränkungen für den Eintritt von Personal aufweisen. In einem derartigen System trägt jede Person ein Schild, das einen Funkfrequenz-Sender enthält, der die Person identifiziert, um so einen Eintritt in ein Sicherheitsgebiet zu erlauben. Ein Empfänger an einem Eintrittspunkt steuert ein Schloss, um so selektiv den Zutritt des Personals zu ermöglichen.
Ein Kommunikations-Wettbewerb tritt auf, wenn zwei oder mehr Personen sich der verschlossenen Tür gleichzeitig nähern, sodass der Empfänger die Funkfrequenzsignale von beiden Sendern gleichzeitig empfängt.
Wenn dies auftritt ist es wünschenswert, dass beide Sender eine Aussendung unterbrechen, ein Zeitintervall warten und dann erneut aussenden. Natürlich muss jeder Sender ein unterschiedliches Zeitintervall warten, sodass ein Wettbewerb nicht erneut auftritt. Um derartige unterschiedliche Neuaussendungs-Verzögerungszeiten zu erreichen ist es bekannt einen Pseudozufallszahl-Generator zu verwenden, um das Neuübertragungsintervall zu definieren.
Wie jedoch voranstehend diskutiert werden zwei Pseudozufallszahl-Generatoren, die den gleichen Algorithmus verwenden und zu der gleichen Zeit mit dem gleichen Keim initialisiert werden, identische Sequenzen der Aussendeintervalle bereitstellen. Somit würde in diesem Fall ein Wettbewerb während jeder derartigen Neuaussendung auftreten. Obwohl es in der Tat selten vorkommen kann, dass zwei Pseudozufallszahl-Generatoren, die den gleichen Algorithmus verwenden, zur gleichen Zeit mit dem gleichen Keim initialisiert werden, ist es trotzdem nicht wünschenswert und sollte, wenn möglich, vermieden werden. Ferner sei darauf hingewiesen, dass dann, wenn zwei Pseudozufallszahl-Generatoren in der Massenherstellung produziert und/oder in großen Mengen verwendet werden, dann die Wahrscheinlichkeit eines derartigen Wettbewerbs ansteigt.
Im Hinblick auf die voranstehenden Ausführungen würde es wünschenswert sein einen Zufallszeitintervall-Generator bereitzustellen, der einen externen Keim verwendet, wobei der externe Keim tendenziell für jede Verwendung anders ist, und der auch einen unterschiedlichen Algorithmus für die Erzeugung jedes Zeitintervalls verwendet. In dieser Weise würde ein Wettbewerb selten vorkommen und könnte in der Tat auf eine verschwindend geringe Wahrscheinlichkeit zusammenschrumpfen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung adressiert und lindert insbesondere die voranstehend erwähnten Unzulänglichkeiten im Zusammenhang mit dem Stand der Technik. Insbesondere umfasst die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Erzeugen eines Zufallszeitintervalls, wie in dem Anspruch 1 definiert, und einen Zufallsintervall-Generator, wie im Anspruch 7 definiert.
Die Verwendung von Maximallängen-Sequenzen bei der Erzeugung einer Pseudozufallssequenz wird in dem U.S. Patent Nr. 4,644,523, welches für Horwitz am 17. Februar 1987 erteilt wurde, und in dem Textbook Spread Spectrum Systems von R. C. Dixon, herausgegeben von John Wiley und Sons, New York 1976 (insbesondere das Kapitel 9 davon) beschrieben.
In Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst der Schritt zum Erzeugen eines zweiten Keims das Empfangen des externen Signals und das Erzeugen des zweiten Keims derart, dass er stellvertretend für den Zustand der ersten linearen maximalen Sequenz zu einer Zeit nahe zu derjenigen, zu der das externe Signal empfangen wurde, ist.
Alternativ umfasst der Schritt zum Erzeugen eines zweiten Keims, in Übereinstimmung mit einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, das sequentielle Abarbeiten der ersten linearen maximalen Sequenz auf einen vorgegebenen Wert, das Erfassen eines externen Signals, wenn die erste lineare maximale Sequenz den vorgegebenen Wert erreicht, und das Erzeugen einer zweiten Sequenz, die das erfasste externe Signal darstellt.
Der Schritt zum Initialisieren wenigstens einer zweiten linearen maximalen Sequenz mit dem zweiten Keim umfasst das sequentielle Initialisieren einer Vielzahl von unterschiedlichen zweiten linearen maximalen Sequenzen mit dem zweiten Keim Jede der zweiten linearen maximalen Sequenzen definiert ein Zufalls-Unterintervall. Jede der zweiten linearen maximalen Sequenzen wird vorzugsweise mit einem Keim initialisiert, der durch die vorangehende lineare maximale Sequenz und/oder ein zufälliges externes Ereignis definiert wird.
Der Schritt zum Initialisieren einer Vielzahl von unterschiedlichen zweiten linearen maximalen Sequenzen umfasst das Initialisieren einer Vielzahl von unterschiedlichen zweiten linearen maximalen Sequenzen, die im Wesentlichen zufällig gewählt werden. Ein Wählen einer Vielzahl von unterschiedlichen linearen maximalen Sequenzen zufällig erleichtert die Verwendung eines unterschiedlichen Pseudozufallszahl-Erzeugungsalgorithmus für jede Sequenz von Pseudozufallszahlen, die erzeugt werden sollen, sodass die Wahrscheinlichkeit, dass ein Wettbewerb erneut auftritt, weiter herabgesetzt wird.
Somit kann das Zufallszeitintervall, welches über eine Zusammenarbeit der linearen maximalen Sequenzen und wenigstens einem externen Eingang erzeugt wird, verwendet werden, um die Sequenz von Aussendezeiten zur Verwendung in einem Funkfrequenz-Identifikationssystem zu definieren. In dieser Weise wird ein Wettbewerb von wiederholten Kommunikationen dadurch vermieden, dass zwei oder mehrere in der Nähe liegende Identifikationssender nicht wiederholt gleichzeitig senden. Jeder getrennte Funkfrequenz-Identifikationssender wird anderen externen Eingängen, d. h. Anstößen, ausgesetzt sein, von denen die Keime erzeugt werden, und wird demzufolge andere Algorithmen und andere Keime bei der Erzeugung der Zufallszeitintervalle davon verwenden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Flussdiagramm, dass die Methodologie zum Definieren von Zufallszeitintervallen in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist ein Flussdiagramm, dass den Schritt 14 der 1 ausweitet, um so besser eine bevorzugte Methodologie zur Verwendung des ersten LMS und eines externen Ergebnisses zu definieren, um einen zweiten Keim zu erzeugen;
3 ist ein Flussdiagramm, dass den Schritt 14 der 1 ausweitet, um so besser eine andere bevorzugte Methodologie zur Verwendung des ersten LMS und eines externen Ereignisses zu definieren, um einen zweiten Keim zu erzeugen; und
4 ist ein ausführliches Blockdiagramm einer anderen bevorzugten Ausführungsform zum Erzeugen eines Zufallszeitintervalls.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die ausführliche Beschreibung, die nachstehend in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen aufgeführt ist, ist als eine Beschreibung der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung vorgesehen und es ist nicht beabsichtigt, dass sie die einzigen Ausbildungen darstellt, mit denen die vorliegende Erfindung konstruiert oder verwendet werden kann. Die Beschreibung führt die Funktionen und die Sequenz von Schritten zum Konstruieren und Betreiben der Erfindung in Verbindung mit dem dargestellten Ausführungsformen auf. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass die gleichen oder äquivalenten Funktionen und Sequenzen durch unterschiedliche Ausführungsformen erreicht werden können, die ebenfalls dafür vorgesehen sind, dass sie in den Umfang der Erfindung fallen.
Der Zufallszeitintervall-Generator der vorliegenden Erfindung ist in den 1–3 dargestellt, die drei gegenwärtig bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung darstellen. Die erste bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in den 1 und 2 dargestellt, die zweite bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in den 1 und 3 dargestellt, und die dritte bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in 4 dargestellt.
Bezugnehmend nun auf 1 wird ein Flussdiagramm, welches gemeinsam für die erste und zweite bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angegeben ist, bereitgestellt. Wie in 1 gezeigt wird ein erster Keim bereitgestellt 10. In Übereinstimmung mit dieser Ausführungsform ist der Ursprung des ersten Keims nicht kritisch. Somit kann der erste Keim von einem Benutzer gewählt, von einem Pseudozufallszahl-Generator erzeugt, von einem externen Eingang erzeugt, etc. werden. Der erste Keim wird verwendet, um eine erste lineare maximale Sequenz (Linear Maximal Sequence; LMS) 12 zu initialisieren.
Als nächstes werden die erste lineare maximale Sequenz (LMS) 12 und ein externes Ereignis verwendet, wie nachstehend ausführlich diskutiert, um einen zweiten Keim zu erzeugen 14. Der zweite Keim wird dann verwendet, um wenigstens eine zweite lineare maximale Sequenz (LMS), vorzugsweise eine Vielzahl von zweiten linearen maximalen Sequenzen (LMSs) zu initialisieren 16. Wenn eine Vielzahl von zweiten linearen maximalen Sequenzen (LMSs) verwendet werden, dann verwendet jede sukzessive lineare maximale Sequenz (LMS) einen Keim, der durch die vorangehende lineare maximale Sequenz (LMS) definiert wird.
Ein neues Zeitintervall wird gestartet 18, wenn die lineare maximale Sequenz (LMS) oder die letzte lineare maximale Sequenz (LMS) in einer Reihe davon, sequentiell auf einen vorgegebenen Wert, vorzugsweise alles Einsen, läuft.
Wenn die lineare maximale Sequenz (LMS) auf einen vorgegebenen Wert sequentiell läuft, wird ein Zufallszeitintervall definiert und das Funkfrequenz-Identifikationssystem sendet sein Funkfrequenzsignal aus.
Bezugnehmend nun auf 2 umfasst der Schritt zum Verwenden einer ersten linearen maximalen Sequenz (LMS) und eines externen Ergebnisses zum Erzeugen 14 eines zweiten Keims, in Übereinstimmung mit einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bezugnehmend nun auf 2, das Empfangen 20 eines externen Signals und das Erzeugen 22 eines zweiten Keims, der den Zustand der ersten linearen maximalen Sequenz (LMS) zu der Zeit darstellt, zu der das externe Signal empfangen wird. Wenn zum Beispiel ein Stoß (bump) erfasst wird, dann wird somit der gegenwärtige Zustand der ersten linearen maximalen Sequenz (LMS) verwendet, um den zweiten Keim zu definieren. Dies wird vorzugsweise entweder durch Einfangen des Zustands der ersten linearen maximalen Sequenz (LMS) zu der Zeit, zu der ein Stoß erfasst wird, oder durch Transferieren der Inhalte der linearen maximalen Sequenz (LMS) an ein vorübergehendes Register, erreicht.
Bezugnehmend nun auf 3 umfasst der Schritt zum Verwenden der ersten linearen maximalen Sequenz (LMS) und eines externen Ereignisses zum Erzeugen 14 eines zweiten Keims, in Übereinstimmung mit einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die Schritte zum sequentiellen Ablauferlassen 24 einer ersten linearen maximalen Sequenz (LMS) auf einen vorgegebenen Wert und dann das Erfassen 26 eines externen Signals, wenn die erste lineare maximale Sequenz (LMS) den vorgegebenen Wert erreicht, Ein zweiter Keim wird dann erzeugt 28, sodass er das erfasste externe Signal darstellt. Wenn zum Beispiel die erste lineare maximale Sequenz (LMS) sequentiell auf einen vorgegebenen Wert, d. h. alles Einsen, läuft, dann kann die Umgebungstemperatur erfasst und digitalisiert werden. Der digitalisierte Wert der Umgebungstemperatur wird dann verwendet, um den Keim zu erzeugen, beispielsweise durch Verwenden einer gewünschten Anzahl von niederwertigsten Bits davon.
Bezugnehmend nun auf 4 ist eine andere Ausführungsform des Zufallszeitintervall-Generators vorgesehen. In Übereinstimmung mit dieser Ausführungsform werden die Zeitintervalle zwischen vier Stößen gespeichert. Die zwei niedrigstwertigsten Bits eines ersten Stoßes 52 werden verwendet, um eine von vier 2⁴–1 linearen maximalen Sequenzen (LMSs) 54 zu wählen 50.
Die vier niedrigstwertigsten Bits eines zweiten Stoßes 56 werden als Keime für die gewählte 2⁴–1 lineare maximale Sequenz (LMSs) 54 verwendet. In ähnlicher Weise werden die sieben niedrigstwertigsten Bits eines dritten Stoßes 60 als Keime für die 2⁷–1 linearen maximalen Sequenzen (LMSs) 58 verwendet.
Eine der 2⁷–1 linearen maximalen Sequenzen (LMSs) 58 wird durch Verwenden des gegenwärtigen Zustands der gewählten 2⁴–1 linearen maximalen Sequenz (LMS) 54 bei dem Auftreten des nächsten Stoßes, der empfangen wird, während das System in Betrieb ist, gewählt. In ähnlicher Weise wird eine der 2¹¹–1 linearen maximalen Sequenzen (LMSs) 62 durch Verwenden des Zustands der gewählten 2⁷–1 linearen maximalen Sequenz (LMS) 58, wenn der gleiche Stoß empfangen wird, gewählt.
Der Zustand der gewählten 2¹¹–1 linearen maximalen Sequenz (LMS), wenn ein Stoß empfangen wird, bestimmt das Zeitintervall bis zu der nächsten Funkfrequenzaussendung. Derjenige Wert der gewählten 2¹¹–1 linearen maximalen Sequenz (LMS) zu der Zeit, zu der der Stoß empfangen wird, bestimmt auch den Keim der gewählten 2¹¹–1 linearen maximalen Sequenz (LMS) für den nächsten Zyklus des Betriebs.
Wie Durchschnittsfachleute in dem technischen Gebiet erkennen werden gibt es vier 2⁴–1 lange lineare maximale Sequenzen (LMSs), die alle verwendet werden. Es gibt achtzehn mögliche 2⁷–1 lange lineare maximale Sequenzen (LMSs) 58, von denen fünfzehn zur Verwendung gewählt werden. Es gibt einhundertundsechsundsiebzig mögliche 2¹¹–1 lange lineare maximale Sequenzen (LMSs), von denen einhundertundsiebenundzwanzig zur Verwendung gewählt werden. Die gewählten linearen maximalen Sequenzen (LMSs) können zufällig gewählt werden, da alle lineare maximale Sequenzen (LMSs) äquivalente Verteilungen von sequentiell abgelaufenen Zahlen bereitstellen.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wird sichergestellt, dass keine zwei Funkfrequenz-Identifikationskennungen für eine wesentliche Zeitperiode synchronisiert werden, da jede andere Kennung Stöße empfängt, die zu unterschiedlichen Keimen und, als Folge der Auswahl von linearen maximalen Sequenzen (LMSs) innerhalb jeder Kennung, zu unterschiedlichen Algorithmen führen.
Da vier unterschiedliche 2⁴–1 lange lineare maximale Sequenzen (LMSs) vorhanden sind, aus denen gewählt werden kann, sechzehn unterschiedliche Keime vierzig 2⁴–1 lange maximale Sequenzen (LMSs) einhundertundzwanzig unterschiedliche Keime für die 2⁷–1 langen linearen maximalen Sequenzen (LMSs) und zweitausendundachtundvierzig unterschiedliche Keime für die 2¹¹–1 langen linearen maximalen Sequenzen (LMSs), wobei einer von jedem von diesen vier unterschiedlichen Parametern zu irgendeiner gegebenen Zeit gewählt wird, sind dann die ungünstigen Verhältnisse einer Synchronisation von zwei unterschiedlichen Funkfrequenz-Identifikationskennungen für einen einzelnen Zyklus 1 in 4 × 16 × 128 × 2048 = 16,777,216.
Da das typische Intervall für einen Sender ungefähr dreißig Sekunden ist, was die durchschnittliche Auszeit des Intervalltimers mit der 2¹¹–1 langen linearen maximalen Sequenz (LMS) sein kann, ist die Zeit, bevor sich die Sequenz wiederholt, dreißig Sekunden mal der Länge der verbleibenden linearen maximalen Sequenzen (LMSs) 30 Sek. × 127 × 15 = 952,5 min. oder 16 Stunden. Dies ist signifikant, da für den Fall, dass zwei Kennungen die exakt gleichen Keime aufweisen, sie die gleiche Startzeit für eine Sequenz von sechzehn Stunden haben müssten. Für eine typische Kennungsaussendung von 20 mS sind die ungünstigen Verhältnisse einer Synchronisation ungefähr 1 in 2,888,000.
Im Hinblick auf die voranstehenden Ausführungsformen ist die Gesamtwahrscheinlichkeit, dass zwei Kennungen in sowohl dem gewählten Code als auch der Timerstartzeit synchronisiert sind, 1 in 2,888,000 × 16,777,216 oder ungefähr 1 in 5 × 10¹³.
Da ferner die Keime für die linearen maximalen Sequenzen (LMSs) über externe Eingänge aktualisiert werden können, d. h. durch Stöße, einer Umgebungstemperatur, etc., sind eine große Anzahl von unterschiedlichen Pseudozufallszahl-Erzeugungsalgorithmen zum Definieren der Neuübertragungs-Zeitintervalle verfügbar.
Somit werden im Betrieb die Zeitintervalle zwischen vier aufeinanderfolgenden Stößen in einem Speicher innerhalb des Funkfrequenz-Identifikationsanhängers gespeichert. Die zwei niedrigstwertigsten Bits von einem von diesen Stößen wird verwendet, um eine der vier 2⁴–1 linearen maximalen Sequenzen (LMSs) 54 zu wählen. Dies kann zum Beispiel dadurch ausgeführt werden, dass einer der vier 2⁴–1 linearen maximalen Sequenzen (LMSs) auf binär 00, eine andere auf binär 01, eine andere auf binär 10, und eine andere auf binär 11 zugewiesen wird. In dieser Weise werden die zwei niedrigstwertigsten Bits des digitalisierten Zeitintervalls des gewählten Stoßes verwendet, um diejenige bestimmte 2⁴–1 lineare maximale Sequenz (LMS), die diesen entspricht, zu wählen.
In dieser Weise wird ein zweites gespeichertes Zeitintervall zwischen Stößen 56 verwendet, um einen Keim für die gewählte 2⁴–1 lineare maximale Sequenz (LMS) 54 bereitzustellen.
Wenn eine bestimmte 2⁴–1 lineare maximale Sequenz (LMS) 54 gewählt ist und sequentiell ablaufen gelassen wird, wartet das System nun auf das Auftreten eines anderen Stoßes. Der Zustand der sequentiell ablaufenden gewählten 2⁴–1 linearen maximalen Sequenz (LMS) 54 zu der Zeit, zu der ein anderer Stoß erfasst wird, stellt dann eine binäre Zahl mit vier Stellen bereit, die verwendet wird, um eine 2⁷–1 lineare maximale Sequenz (LMS) 58 zu wählen. Wenn somit zum Beispiel der Zustand der gewählten 2⁴–1 linearen maximalen Sequenz (LMS) 54 zu der Zeit, zu der ein Stoß empfangen wird, 0010 ist, dann wird die dritte 2⁷–1 lineare maximale Sequenz (LMS) 58 (diejenige 2⁷–1 lineare maximale Sequenz (LMS), die der binären Zahl 0010 entspricht) gewählt und ein sequentielles Ablaufen beginnt davon.
Wenn der nächste Stoß erfasst wird, dann wird der Zustand der gewählten 2⁷–1 linearen maximale Sequenz (LMS) 58 in ähnlicher Weise verwendet, um eine der einhundertundsiebenundzwanzig 2¹¹–1 linearen maximalen Sequenzen (LMSs) 62 zu wählen und ein sequentielles Ablaufen davon zu beginnen.
Wenn der nächste Stoß erfasst wird, dann definiert der Zustand der gewählten 2¹¹–1 linearen maximalen Sequenz (LMS) 62 dann das Zeitintervall, bis die nächste Funkfrequenz-Aussendung durchgeführt werden soll. Dies wird vorzugsweise durch Laden des Werts der gewählten 2¹¹–1 linearen maximalen Sequenz (LMS) 62 in ein Abwärtszählungs-Register und durch Beginnen einer Zählung davon ausgeführt. Wenn das Abwärtszählungs-Register einen Zustand von nur Nullen erreicht, dann ist das Intervall definiert worden und es ist Zeit das Funkfrequenzsignal neu auszusenden. Der Wert der gewählten 2¹¹–1 linearen maximalen Sequenz (LMS) 62 zu der Zeit, zu der ein Stoß empfangen wird, wird dann als ein Keim verwendet, um ein sequentielles Ablaufen der nächsten gewählten 2¹¹–1 linearen maximalen Sequenz (LMS) 62 zu beginnen.
Es ist wichtig darauf hinzuweisen, dass sämtliche der linearen maximalen Sequenzen (LMSs) 54, 58 und 62 gleichzeitig sequentiell laufen und dass irgendein gegebener Stoß verwendet wird, um sämtliche der obigen Prozesse gleichzeitig zu bewirken. Das heißt, ein gegebener Stoß hält ein sequentielles Ablaufen der gewählten 2⁴–1 linearen maximalen Sequenz (LMS) 54, der gewählten 2⁷–1 linearen maximalen Sequenz (LMS) 58 und der gewählten 2¹¹–1 linearen maximalen Sequenz (LMS) 62 gleichzeitig an, so dass der Zustand der gewählten 2⁴–1 linearen maximalen Sequenz (LMS) 54 verwendet wird, um eine gewählte 2⁷ –1 lineare maximale Sequenz (LMS) 58 zu wählen, der Zustand der voranstehend gewählten 2⁷–1 linearen maximalen Sequenz (LMS) 58 wird verwendet, um eine neue 2¹¹–1 lineare maximale Sequenz (LMS) 62 zu wählen, und der Zustand der voranstehend gewählten 2¹¹–1 linearen maximalen Sequenz (LMS) wird verwendet, um sowohl ein neues Zeitintervall zu definieren als auch einen Keim für die neugewählte 2¹¹–1 lineare maximale Sequenz (LMS) bereitzustellen, und zwar alle gleichzeitig.
Es sei darauf hingewiesen, dass das beispielhafte Verfahren zum Erzeugen eines Zufallszeitintervalls, welches hier beschrieben und in den Zeichnungen dargestellt ist, nur eine gegenwärtige bevorzugte Ausführungsform (gegenwärtig bevorzugte Ausführungsformen) der Erfindung darstellt. Zum Beispiel können andere verschiedene unterschiedliche Anzahlen der linearen maximalen Sequenzen (LMSs) außer die gezeigten und beschriebenen Anzahlen verwendet werden. Ferner werden Durchschnittsfachleute in dem technischen Gebiet würdigen, dass verschiedene unterschiedliche Typen von externen Eingängen, zusätzlich zu denjenigen, die bereits beschrieben wurden, verwendet werden können. Somit können diese und andere Modifikationen und Hinzufügungen für Durchschnittsfachleute in dem technischen Gebiet offensichtlich sein und können implementiert werden, um die vorliegende Erfindung zur Verwendung in einer Vielfalt von unterschiedlichen Anwendungen anzupassen.

Claims

Verfahren zum Erzeugen eines Zufallzeitintervalls, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Bereitstellen (10) eines ersten Keims; Verwendung (12) des ersten Keims, um eine erste Pseudozufallssequenz zu erzeugen; Verwenden der ersten Pseudozufallssequenz, um einen zweiten Keim zu erzeugen (14) und Erzeugen (16) einer zweiten Pseudozufallssequenz unter Verwendung des zweiten Keims; und Wiederholen dieser Schritte wie gewünscht; gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: Initialisieren einer ersten linearen maximalen Sequenz mit dem ersten Keim; Erzeugen des zweiten Keims über eine Zusammenarbeit der ersten linearen maximalen Sequenz und eines externen Signals; Initialisieren wenigstens einer zweiten linearen maximalen Sequenz mit dem zweiten Keim; Starten (18) eines neuen Zeitintervalls, wenn die zweite lineare maximale Sequenz auf einen vorgegebenen Wert läuft; und Wiederholen sämtlicher der voranstehend erwähnten Schritte, wie gewünscht.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt zum Erzeugen eines zweiten Keims umfasst: a) Empfangen (20) des externen Signals; und b) Erzeugen (22) des zweiten Keims derart, dass er den Zustand der ersten linearen maximalen Sequenz zu einer Zeit nahe zu derjenigen, zu der das externe Signal empfangen wurde, darstellt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt zum Erzeugen eines zweiten Keims umfasst: a) Laufenlassen (24) der ersten linearen maximalen Sequenz auf einen vorgegebenen Wert; b) Erfassen (26) eines externen Signals, wenn die erste lineare maximale Sequenz den vorgegebenen Wert erreicht; und c) Erzeugen (28) eines zweiten Keims, der das erfasste externe Signal darstellt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt zum Initialisieren wenigstens einer zweiten linearen maximalen Sequenz mit dem zweiten Keim umfasst: sequentielles Initialisieren einer Vielzahl von verschiedenen zweiten linearen maximalen Sequenzen mit dem zweiten Keim, wobei jede der zweiten linearen maximalen Sequenzen ein Zufalls-Unterintervall definiert.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Schritt zum Initialisieren einer Vielzahl von verschiedenen zweiten linearen maximalen Sequenzen ein Initialisieren einer Vielzahl von verschiedenen zweiten linearen maximalen Sequenzen, die im wesentlichen zufällig gewählt werden, umfasst.
Verfahren nach irgendeinem vorangehenden Anspruch, zum Übertragen eines Signals bei Zufallsintervallen, umfassend das Übertragen des Signals, wenn die zweite lineare zweite maximale Sequenz auf den vorgegebenen Wert läuft.
Zufallszeitintervallgenerator, umfassend: eine Schaltung zum Bereitstellen eines ersten Keims; und eine Einrichtung zum Verwenden des ersten Keims, um eine erste Pseudozufallssequenz zu erzeugen, zum Verwenden der ersten Pseudozufallssequenz, um einen zweiten Keim zu erzeugen, und zum Erzeugen einer zweiten Pseudozufallssequenz unter Verwendung des zweiten Keims; gekennzeichnet durch: eine erste lineare maximale Sequenz, die auf die Schaltung zum Bereitstellen eines ersten Keims anspricht, um so dadurch initialisiert zu werden; eine Schaltung zum Erzeugen eines zweiten Keims über die Zusammenarbeit der ersten linearen maximalen Sequenz und eines externen Signals; wenigstens eine zweite lineare maximale Sequenz, die auf die Schaltung zum Erzeugen eines zweiten Keims derart anspricht, dass die zweite lineare maximale Sequenz (die zweiten linearen maximalen Sequenzen) dadurch initialisiert wird (werden); und wobei bei der Verwendung ein neues Zeitintervall beginnt, wenn die zweite lineare maximale Sequenz (die zweiten linearen maximalen Sequenzen) auf einen vorgegebenen Wert läuft (laufen), um ein Zufallszeitintervall bereitzustellen.
Zufallszeitintervallgenerator nach Anspruch 7, wobei die Schaltung zum Erzeugen eines zweiten Keims eine Schaltung zum Empfangen eines externen Signals und eine Schaltung zum Erzeugen des zweiten Keims derart, dass er den Zustand der ersten linearen maximalen Sequenz zu einer Zeit nahe zu derjenigen, zu der das externe Signal empfangen wurde, darstellt, umfasst.
Zufallszeitintervallgenerator nach Anspruch 7, wobei die Schaltung zum Erzeugen eines zweiten Keims eine Schaltung zum Laufenlassen der ersten linearen maximalen Sequenz auf einen vorgegebenen Wert und eine Schaltung zum Erfassen eines externen Signals, wenn die erste lineare maximale Sequenz den vorgegebenen Wert erreicht, derart, dass der zweite Keim, der erzeugt wird, das erfasste externe Signal darstellt, umfasst.
Zufallszeitintervallgenerator nach Anspruch 7, wobei wenigstens eine zweite lineare maximale Sequenz eine Vielzahl von verschiedenen zweiten linearen maximalen Sequenzen umfasst, die mit dem zweiten Keim initialisiert werden.
Zufallszeitintervallgenerator nach Anspruch 7, ferner umfassend eine Schaltung zum zufälligen Wählen einer gewünschten Vielzahl von verschiedenen zweiten linearen maximalen Sequenzen zufällig.