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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Identifizierungsverfahren
zur Verwendung in einem Netzwerk mit Vielfachzugriff, wie in der
Präambel
von Anspruch 1 beschrieben, ein Endgerät zur Durchführung eines
solchen Verfahrens, wie in der Präambel von Anspruch 4 beschrieben,
und ein Zugangsübertragungsnetz,
das ein solches Endgerät
enthält,
wie in der Präambel
von Anspruch 5 beschrieben.
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Ein
solches Verfahren zur Verwendung in einem Vielfachzugriff ist bereits
in der Technik bekannt, z. B. aus dem Buch "Digital Communications fundamentals
and applications",
das von Bernard Sklar geschrieben und 1988 von Prentice Hall/A Division
of Simon & Schuster – Englewood
Cliffs, New Jersey 07632 mit der ISBN-Nummer 0-13-212713-X 025 veröffentlicht
wurde. In Kapitel 9 "Multiplexing
and Multiple Access" und
spezieller auf Seite 497 wird ein DAMA-Verfahren (Demand-Assignment
Multiple Access, Vielfachzugriffsverfahren mit Vergabe nach Bedarf)
beschrieben. Im Gegensatz zu einem Verfahren mit fester Zuordnung,
bei dem ein Endgerät
unabhängig
von seinem aktuellen Bedarf periodisch Zugriff auf einen gemeinsam
genutzten Kanal hat, ist ein Vielfachzugriffsverfahren mit Vergabe
nach Bedarf ein dynamisches Vergabeverfahren, bei dem ein Endgerät nur Zugriff
zum gemeinsam genutzten Kanal hat, wenn es den Zugriff anfordert.
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Eine
Möglichkeit,
bei einem solchen Verfahren mit vielen Teilnehmern, die beliebige
Zugriffsanforderungen haben, für
Ordnung zu sorgen, ist auf Seite 505 dieses Kapitels beschrieben.
Es wird ein Abfrage-Verfahren verwendet, um die verschiedenen Endgeräte des Zugriffsnetzes
periodisch abzufragen, um ihre Dienstanfragen festzustellen. Verschiedene
Arten von Abfrageverfahren sind in der Technik bekannt. Um die vorliegende
Erfindung zu erklären,
wird im Folgenden ein spezielles dieser Abfrageverfahren, d. h.
die anonyme Intervalleinteilung, beschrieben, wie in US-A-5 500
650 offen gelegt. Das Verfahren der anonymen Intervalleinteilung
definiert für
jedes Endgerät
des Zugriffsnetzes eine einzigartige Endgeräte-Kennung. Diese Endgeräte-Kennung
ist zum Beispiel eine einzigartige Nummer, die in Bits ausgedrückt wird
und die mittels eines Speichers in die Hardware des Endgerätes geschrieben
wird. Eine so genannte Gewährungs-Nachricht wird auf regelmäßiger Basis
von einem Controller des Zugangsnetzes zu den verschiedenen Endgeräten verteilt.
Eine solche Gewährungs-Nachricht
definiert einen Kennungs-Bereich, der z. B. durch eine untere Grenze
der Endgeräte-Kennung
und eine obere Grenze der Endgeräte-Kennung
definiert werden kann. Jedes Endgerät, das Zugriff zum Netzwerk
wünscht,
und dessen Endgeräte-Kennung
in diesen Endgeräte-Kennungs-Bereich
fällt, darf
auf die Gewährungs-Nachricht
reagieren.
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Es
tritt jedoch eine Blockierung auf, wenn verschiedene Endgeräte gleichzeitig
den Zugang wünschen und
eine Kennung haben, die in denselben Kennungs-Bereich fällt. Diese
Endgeräte
reagieren auf dieselbe Gewährungs-Nachricht
und bewirken eine Kollision. Das Verfahren der anonymen Intervalleinteilung
fährt dann
so fort, dass es den Kennungs-Bereich
in Unterbereiche aufteilt. Ein solcher Unterbereich ist z. B. die Hälfte des
Kennungs-Bereichs, der durch eine untere Grenze der Endgeräte-Kennung
und eine mittlere Endgeräte-Kennung
definiert wird, welche den vorherigen Bereich in zwei im Wesentlichen
gleiche Teile teilt. Die folgende Gewährungs-Nachricht, die einen
solchen Unterbereich definiert, wird an die Endgeräte verteilt,
und wenn Kennungen in denselben Unterbereich fallen, tritt wieder
eine Blockierung auf. Das Suchverfahren arbeitet weiter, indem es
kontinuierlich die Population aufteilt, bis nur noch ein einziges
Endgerät
bleibt, das Zugriff wünscht.
In diesem Moment erhält
das verbleibende Endgerät
Zugriff, und die Operation wird wiederholt, bis sich wieder ein
einzelnes Endgerät
ergibt, um Zugriff zum Kommunikationsnetz zu erhalten.
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Wenn
die Endgeräte-Population
jedoch groß und
der Verkehr impulsartig ist, wird die Zeit, die benötigt wird,
die Population mit einer Gewährungs-Nachricht
abzufragen, zu einer zu großen
Zusatzbelastung. Dies wird an folgendem Beispiel klar. Da eine Firma
eine Reihe von Endgeräten
mit aufeinander folgenden Kennungen herstellt, ist es nicht unwahrscheinlich,
dass Häuser
in derselben Nachbarschaft Endgeräte mit eng beieinander liegenden
Kennungen haben. Man stelle sich vor, dass zwei Endgeräte an den
selben Baum des Zugriffsnetzes angeschlossen sind und Kennungen
haben, die sich nur um eine Ziffer unterscheiden, z. B. unterscheidet
sich die Adresse nur im niederwertigsten Bit. Nach einer Unterbrechung
dieses Baums im Netzwerk werden alle Teilnehmer an diesem Baum versuchen,
sich zu fast derselben Zeit anzumelden. Es geht viel Zeit verloren,
weil benachbarte Endgeräte
mit sehr ähnlicher
Adresse versuchen, sich fast zum selben Zeitpunkt anzumelden und
Blockierungen bis zu einer Aufteilung auf eine sehr niedrige Ebene
des Baums auftreten. Dieses Problem wird mit der wachsenden Anzahl
von Endgeräten
und damit mit der wachsenden Anzahl eindeutiger Kennungen von Endgeräten noch
schwieriger.
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Identifizierungsverfahren
für den
Einsatz in einem Kommunikationsnetz mit Vielfachzugriff, ein Endgerät zur Durchführung eines
solchen Verfahrens und ein Zugangsübertragungsnetz, das ein solches
Endgerät
enthält,
wie das oben angegebene, bekannte Verfahren bereitzustellen, das
aber nicht den oben angegebenen Nachteil einer zu großen Zusatzbelastung
und einer nicht akzeptierbaren Identifizierungs-Verzögerung hat.
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Gemäß der Erfindung
wird dieses Ziel mit dem in Anspruch 1 beschriebenen Verfahren,
dem in Anspruch 4 beschriebenen Endgerät und dem in Anspruch 5 beschriebenen
Zugangsübertragungsnetz
erreicht.
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Die
vorliegende Erfindung löst
das Problem, indem sie ein Verfahren bereitstellt, das es vermeidet,
den Kennungs-Bereich immer wieder in Kennungs-Unterbereiche aufzuteilen.
Die Grundidee der vorliegenden Erfindung ist es, das Ergebnis einer
Neusortierung einer Vielzahl von Elementen, die in der Endgeräte-Kennung des
Endgerätes
enthalten sind, auf eine vorher festgelegte Art mit dem sortierten
Kennungs-Bereich durch das Endgerät zu vergleichen, um zu entscheiden,
ob das Endgerät
Zugriff bekommt oder nicht. Auf diese Weise fallen die Ergebnisse
der Neusortierung der Elemente benachbarter Adressen, die andernfalls
in denselben Kennungs-Bereich fallen würden, nun in einen anderen
Kennungs-Bereich.
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In
der Tat wird die Neusortierung der benachbarten Endgeräte-Adressen
von Endgeräten,
die zu im Wesentlichen gleichen Zeiten Zugriff wünschen, nicht mehr in denselben
Bereich fallen und es tritt kein Wettstreit um dieselbe Gewährungs-Nachricht
mehr auf. Es werden weniger Gewährungs-Nachrichten im Wettstreit
der Endgeräte
mit benachbarten Adressen ausgegeben, so dass weniger Zeit für jedes
Endgerät,
das Zugriff zum Kommunikationsnetz wünscht, verschwendet wird.
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Eine
mögliche
Implementation der vorliegenden Erfindung wird in Anspruch 2 beschrieben
und wird mit einem recht einfachen Beispiel dargestellt, um die
Implementation zu verdeutlichen. Nehmen wir an, Endgerät A und
Endgerät
B haben die folgenden Kennungen in binärer Schreibweise 00 11 0, bzw.
00 11 1, was benachbarte Kennungen bezogen auf den Wert der Kennungen
in Dezimalschreibweise 6 bzw. 7 sind. Die Platzierung des Elementes,
das auf dem niederwertigsten Platz bezogen auf den Gesamtwert der
Kennung positioniert ist, auf einen höherwertigeren Platz bezogen
auf diesen Gesamtwert, kann wie in diesem Beispiel gezeigt realisiert
werden, indem das niederwertigste Bit der binären Schreibweise der Kennungen
auf den dritten Platz der binären
Schreibweise der Kennungen platziert wird und umgekehrt. Das Ergebnis
der Neusortierung der benachbarten Kennungen von Endgerät A und
Endgerät
B wird 00 01 1 und 00 11 1 mit den Werten in Dezimalschreibweise
von 3 bzw. 7. Der Abstand des Wertes der neu sortierten benachbarten
Kennungen wird in der Tat größer, und
damit wird das Ergebnis des Vergleichs dieser neu sortierten Kennungen
mit einem Kennungs-Bereich oder Unterbereich mit kürzerer Verzögerung unterschiedlich.
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Eine
sehr effiziente Implementation der vorliegenden Erfindung wird in
Anspruch 3 beschrieben. In der Tat fallen neu sortierte benachbarte
Kennungen sofort in einen anderen Unterbereich, wenn die Elemente
benachbarter Kennungen umgekehrt werden, wobei das Element auf dem
niederwertigsten Platz neu auf den Platz des Elementes sortiert
wird, das sich an der höchstwertigen
Stelle befindet. Dies wird mit dem folgenden einfachen Beispiel
deutlich gemacht: Die benachbarten Kennungen AAAB und AAAC mit dem
niederwertigsten Platz ganz rechts, bzw. dem höchstwertigen Platz ganz links
in der Kennung, fallen beide in den Unterbereich AAAA bis AEEE,
aber die umgekehrten benachbarten Kennungen BAAA und CAAA fallen
sofort in verschiedene Unterbereiche BAAA bis BEEE, bzw. CAAA bis
CEEE.
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Wenn
eine Endgeräte-Kennung
durch eine eindeutige Nummer, ausgedrückt in Bits, definiert wird, wird
die umgekehrte Kennung erreicht, indem das niederwertigste Bit an
die Stelle des höchstwertigen
Bits platziert wird, das zweitunterste Bit an die Position des zweitobersten
Bits, ..., und benachbarte Endgeräte-Kennungen, die sich nur
um das niederwertigste Bit am Ende der Sequenz von Bits voneinander
unterscheiden, unterscheiden sich um das höchstwertige Bit am Beginn der
Sequenz von Bits.
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Es
muss darauf hingewiesen werden, dass wie im obigen Abschnitt bereits
am Beispiel von Buchstaben klar gemacht, die vorliegende Erfindung
nicht auf Endgeräte-Kennungen
beschränkt
ist, die durch eine Sequenz von Bits ausgedrückt werden, und die vorliegende
Erfindung ist nicht auf die Neusortierung nur einzelner Elemente
beschränkt,
die ein einzelnes Bit sind. In der Tat kann die vorliegende Erfindung
auf verschiedene Arten von Kennungen mit verschiedenen Arten der
Darstellung durch verschiedene Arten von Elementen angewendet werden,
so lange ein Element einer Kennung einen Platz oder eine Position
in der Darstellung der Kennung belegt, die diesem Platz eine Signifikanz
in der Bestimmung des Wertes der Kennung zuordnet, der gemäß dem System
festgelegt wird, in dem die Kennung benutzt wird. Dies wird in den
beiden folgenden Beispielen gezeigt: Beispiel
1
Benachbarte Kennungen
| Kennung
A: | Belgium@Antwerp@Vanhoof |
| Kennung
B: | Belgium@Antwerp@Wolters |
mit
| höchstwertiges
Element: | Land;
und |
| niederwertigstes
Element: | Name |
-
Beide
Kennungen sind im Unterbereich enthalten, der wie folgt bestimmt
ist:
| Unterbereich
A und B: | Länder, die
mit "B" beginnen; |
-
Die
Neusortierung benachbarter Kennungen mit Austausch von Name und
Land führt
zu:
| Neusortierte
Kennung A: | Vanhoof@Antwerp@Belgium |
| Neusortierte
Kennung B: | Wolters@Antwerp@Belgium |
-
Die
Kennungen sind in den Unterbereichen enthalten, der wie folgt bestimmt
ist:
| Unterbereich
neu sortiert A: | Länder, die
mit "V" beginnen; |
| Unterbereich
neu sortiert B: | Länder, die
mit "W" beginnen; |
-
Beispiel 2
-
Benachbarte
Elemente sind durch Elemente dargestellt, die im binär reflektierten
Grey-Code ausgedrückt
sind:
| Kennung
A: (12 4 6): | 1010
0110 0101 |
| Kennung
B: (12 4 7): | 1010
0110 0100 |
mit
| höchstwertiges
Element: | erster
Code-Block; und |
| niederwertigstes
Element: | letzter
Code-Block |
-
Beide
Kennungen sind im Unterbereich enthalten, der wie folgt bestimmt
ist:
| Unterbereich
A und B: | erster
Code-Block 1010 |
| | (gleich
12) |
-
Die
Neusortierung benachbarter Kennungen mit Umkehrung der Code-Blöcke führt zu:
| Neusortierte
Kennung A: | 0101
0110 1010 |
| Neusortierte
Kennung B: | 0100
0110 1010 |
-
Die
Kennungen sind in den Unterbereichen enthalten, der wie folgt bestimmt
ist:
| Unterbereich
neu sortiert A: | erster
Code-Block 0101 (gleich 6) |
| Unterbereich
neu sortiert B: | erster
Code-Block 0100 (gleich 7) |
-
Es
muss weiterhin darauf hingewiesen werden, dass der in den Ansprüchen verwendete
Begriff "enthält" nicht als Einschränkung der
danach aufgelisteten Mittel interpretiert werden darf. Somit ist
der Umfang des Ausdrucks "Eine
Einrichtung, die Mittel A und B enthält" nicht auf Einrichtungen begrenzt, die
nur aus den Komponenten A und B bestehen. Er bedeutet, dass bezogen
auf die vorliegende Erfindung die einzigen relevanten Komponenten
der Einrichtung A und B sind.
-
Auf ähnliche
Weise muss darauf hingewiesen werden, dass der ebenfalls in den
Ansprüchen
verwendete Begriff "gekoppelt" nicht auf direkte
Verbindungen begrenzt ist. Somit ist der Umfang des Ausdrucks "Eine Einrichtung
A, die mit einer Einrichtung B gekoppelt ist" nicht auf Einrichtungen oder Systeme
begrenzt, in denen ein Ausgang von Einrichtung A direkt mit einem
Eingang von Einrichtung B verbunden ist. Er bedeutet, dass ein Pfad
zwischen einem Ausgang von A und einem Eingang von B vorhanden ist,
wobei der Pfad andere Einrichtungen oder Mittel enthalten kann.
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Die
oben angegebenen und weitere Ziele und Eigenschaften der Erfindung
werden deutlicher, und die Erfindung selbst wird am besten verstanden,
wenn man auf die folgende Beschreibung einer Ausführung zusammen
mit den begleitenden Zeichnungen Bezug nimmt, in denen:
-
1 ein Blockdiagramm einer
Ausführung
eines Kommunikationsnetzes mit Vielfachzugriff zeigt, in dem das
Verfahren der Erfindung eingesetzt wird;
-
2 für zwei Endgeräte-Kennungen
die Funktion eines von der vorliegenden Erfindung verwendeten Neusortierungs-Registers zeigt.
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Mit
Bezug auf 1 wird ein
Identifizierungsverfahren beschrieben, das in einem Kommunikationsnetz
mit Vielfachzugriff verwendet wird. Zuerst wird die Funktion des
Identifizierungsverfahrens mit einer Funktionsbeschreibung der in 1 gezeigten Blöcke erklärt. Auf
der Grundlage dieser Beschreibung wird einem Fachmann die Implementation
der Funktionsblöcke
in 1 offensichtlich
sein und daher nicht detailliert beschrieben. Zusätzlich wird
die prinzipielle Funktion des Identifizierungsverfahrens der vorliegenden
Erfindung detaillierter beschrieben.
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Das
Kommunikationsnetz mit Vielfachzugriff enthält eine Steuerung C und eine
Vielzahl von Endgeräten
T1, T2, ..., Ti, ..., T15, T16. Die Steuerung C ist mit jedem Endgerät T1, T2,
..., Ti, ..., T15, T16 über
ein baumähnliches
Netzwerk verbunden, d. h. über
die Hintereinanderschaltung einer gemeinsamen Übertragungsleitung und individueller
Teilnehmerleitungen. Um 1 nicht
zu überladen,
sind nur für
Endgerät
Ti die detaillierten Funktionsblöcke
gezeigt, die in einem weiteren Abschnitt beschrieben werden.
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Jedes
Endgerät
T1, T2, ..., Ti, ..., T15, T16 hat seine eigene eindeutige Kennung,
um sich selbst bei der Steuerung C identifizieren zu können. Um 1 nicht zu überladen,
ist nur die Kennung IDi von Endgerät Ti gezeigt. Jede Kennung
ist durch eine Vielzahl von Elementen bestimmt. Um die Beschreibung
und die vorliegende Zeichnung nicht zu überladen, wird in dieser speziellen
Ausführung
jede Kennung durch vier aufeinander folgende Bits ausgedrückt. Die
Kennungen mit ihrem Wert für
jedes enthaltene Element werden nur für zwei Endgeräte gezeigt,
d. h. für
Ti und T2.
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Mit
Bezug auf 2 sind die
Kennung IDi von Endgerät
Ti, d. h. IDi ≅ (IDi-A;
IDi-B; IDi-C; IDi-D) und Kennung ID2 von Endgerät T2, d. h. ID2 ≅ (ID2-A;
ID2-B; ID2-C; ID2-D) gezeigt. Die Werte der Elemente sind in dieser
speziellen Ausführung
wie folgt definiert: IDi ≅ 0101
und ID2 ≅ 0100.
Vorausgesetzt, dass diese Werte eine Binärzahl ausdrücken, ist das Äquivalent
der Binärzahl
in Dezimalschreibweise: IDi ≅ 5
und ID2 ≅ 4,
was hier als der Gesamtwert der Kennung IDi, bzw. ID2 definiert
ist (in 2 in Klammern
angegeben). Es muss darauf hingewiesen werden, dass die aufeinander
folgenden Elemente der Kennungen in den Endgeräten durch einen Hardware-Speicher
(nicht gezeigt) bezeichnet werden.
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Es
muss darauf hingewiesen werden, dass, um die vorliegende Erfindung
zu beschreiben, für
diese spezielle Ausführung
ein Zeitmultiplexnetz mit Vielfachzugriff mit einer Prozedur zur
Vergabe nach Bedarf bevorzugt wird, um einem Endgerät Zugriff
zu geben, wenn es den Zugriff anfordert. Um einem der Endgeräte T1, T2,
..., Ti, ..., T15, T16 Zugriff zum Kommunikationsnetz mit Vielfachzugriff
zu geben, wird ein Abfrageverfahren verwendet, das anonyme Intervalleinteilung
genannt wird.
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Dieses
Verfahren der anonymen Intervalleinteilung umfasst die regelmäßige Abfrage
der Endgeräte-Population
zur Bestimmung ihrer Dienstanforderung. Dies wird durch die regelmäßige Verteilung
einer Gewährungs-Nachricht
G(IDx–IDy)
von der Steuerung C an alle Endgeräte T1, T2, ..., Ti, ..., T15,
T16 ihres Bereichs durchgeführt.
Eine solche Gewährungs-Nachricht G(IDx–IDy) definiert
einen Kennungsbereich IDx–IDy, der
die Endgeräte
festlegt, denen es erlaubt ist, auf diese Gewährungs-Nachricht G(IDx–IDy) zu
reagieren, wenn sie Zugriff haben wollen. Nehmen wir für diese
Ausführung
einen Anfangs-Kennungsbereich
IDx–IDy
an, der durch den Gesamtwert in Dezimalschreibweise der folgenden
beiden Kennungen bestimmt ist:
Kennungsbereich ID1–ID16 mit
T1:
ID1 ≅ 0000 ≅ 0, und
T16:
ID16 ≅ 1111 ≅ 15
-
Kennungsbereich
IDx–IDy ≅ ID1–ID16 erlaubt
auf diese Weise die Reaktion jedes Endgerätes, das einen Gesamtwert von
größer oder
gleich 0 und kleiner oder gleich 15 hat.
-
Für den Fall,
dass mehr als ein Endgerät
auf die Gewährungs-Nachricht
reagiert, wird der Kennungsbereich IDx-IDy in Unterbereiche unterteilt, wobei
die Steuerung C eine anschließende
Gewährungs-Nachricht verteilt,
die einen der Unterbereiche definiert. Nehmen wir für diese
Ausführung
die folgende erste Unterteilung an:
Kennungs-Unterbereich ID1–ID8 mit
T1:
ID1 ≅ 0000 ≅ 0, und
T8:
ID8 ≅ 0111 ≅ 7 und
Kennungs-Unterbereich
ID9–ID16
mit
T9: ID9 ≅ 1000 ≅ 8, und
T16:
ID16 ≅ 1111 ≅ 15
-
Sobald
eines der Endgeräte
T1, T2, ..., Ti, ..., T15, T16 das einzige ist, was auf eine solche
Gewährungs-Nachricht
reagiert, erlaubt die Steuerung C den Zugriff, und die Implementation
des Endgerätes
zum Zeitmultiplexnetz mit Vielfachzugriff beginnt. Die Implementation
der Zugriffsprozedur, die z. B. den Entfernungs-Ausgleich, die Synchronisation
und die Einstellung des Leistungspegels enthält, geht über den Umfang der vorliegenden
Erfindung hinaus. Das Ziel ist es, das "Gewinner"-Endgerät, welches Zugriff bekommt,
so schnell wie möglich
zu identifizieren.
-
Wie
bereits oben erwähnt,
muss verstanden werden, dass die Implementation nach dieser bevorzugten
Ausführung
für die
anderen Endgeräte
auf die gleiche Weise realisiert wird, obwohl nur ein Endgerät Ti detaillierter
beschrieben wird. Das Endgerät
Ti enthält
die folgenden Funktionsblöcke:
- – Einen
Empfänger
RECi, der enthalten ist, um die aufeinander folgenden Gewährungs-Nachrichten
von der Steuerung C zu empfangen;
- – Ein
Neusortierungs-Register ORDi, das enthalten ist, um die Elemente
(IDi-A; IDi-B; IDi-C; IDi-D) der Kennung IDi des Endgerätes Ti neu
zu sortieren. Dies wird am besten mit Bezug auf 2 verstanden: Das Neusortierungs-Register
ORDi liest aus dem Hardware-Speicher (nicht gezeigt) des Endgerätes Ti der
Reihe nach die Elemente IDi-A; IDi-B; IDi-C; IDi-D der Kennung IDi
aus, sortiert die Elemente neu, indem es die Elemente in umgekehrter
Reihenfolge an seinen Ausgang liefert, und liefert dadurch ein Ergebnis Inv(IDi)
der Neusortierung der Kennung IDi. Diese Funktion wird durch einen
vereinfachten sequentiellen Schieberegister-Speicher mit First-In-Last-Out-(FILO)-Pushdown-Stack
erreicht. Das Neusortierungs-Register ORD2 (nicht gezeigt) von Endgerät T2 funktioniert
auf gleiche Weise und liefert dadurch ein Ergebnis Inv(ID2) der
Neusortierung von Kennung ID2. Der Gesamtwert der Kennung ändert sich
als Folge der Neusortierung zusammen mit der Neusortierung. In der
Tat wird der Gesamtwert von IDi ≅ 5
in den Gesamtwert Inv(IDi) ≅ 10
umgesetzt, und der Gesamtwert von ID2 ≅ 4 wird in den Gesamtwert Inv(ID2) ≅ 2 umgesetzt. Diese
Folge wird als Vorteil benutzt und wird im folgenden Abschnitt erklärt.
- – Einen
Komparator COMPi, der enthalten ist, um eine Kennung mit einem Kennungsbereich
zu vergleichen, um zu entscheiden, ob das Endgerät Ti Zugriff bekommt oder nicht.
Das bedeutet in der Tat, wie im vorigen Abschnitt beschrieben, dass
der Wert der Kennung mit den Werten der Kennungen verglichen wird, die
durch den Kennungsbereich definiert sind. Es muss auch darauf hingewiesen
werden, dass die an einem der Eingänge des Komparators COMPi bereitgestellte
Kennung in der Tat das Ergebnis Inv(IDi) der neu sortierten Kennung
IDi ist. Wenn die Kennung in den speziellen Kennungsbereich fällt, liefert
der Komparator COMPi ein Bestätigungs-Steuersignal
(nicht gezeigt) um das Endgerät
Ti in die Lage zu versetzen, auf die empfangene Gewährungs-Nachricht
zur Steuerung C zu reagieren.
-
Im
folgenden Abschnitt wird die prinzipielle Funktion des Identifizierungsverfahrens
der vorliegenden Erfindung an einem Beispiel beschrieben.
-
Nehmen
wir eine Situation an, in der die Steuerung C mit der Auswertung
beginnen möchte,
um eines seiner Endgeräte
zu bestimmen, das Zugang zum Zugangsübertragungsnetz bekommen möchte, und
dass zwei Endgeräte
Ti und T2 mit benachbarten Kennungen, d. h. 0101 (5) und 0100 (4),
versuchen Zugriff zu bekommen.
-
Die
Steuerung C verteilt eine Gewährungs-Nachricht
G(IDx–IDy)
an alle ihre Endgeräte
ihres Bereichs, welche den Start-Kennungsbereich
enthält,
wie oben beschrieben: IDx–IDy ≅ ID1–ID16
-
Sowohl
Endgerät
Ti, als auch Endgerät
T2 empfängt
die Gewährungs-Nachricht
mit seinem Empfänger
und liefert den Kennungsbereich ID1–ID16 an den enthaltenen Komparator.
In der Zwischenzeit liest das Neusortierungs-Register des Endgerätes aus
seinem Hardware-Speicher die Elemente seiner Kennung, sortiert die
Elemente in umgekehrter Reihenfolge und liefert die neusortierte
Kennung auch an seinen Komparator.
-
Sowohl
der Komparator von Endgerät
Ti, als auch der Komparator von Endgerät T2 vergleicht die neu sortierten
Kennungen mit dem empfangenen Kennungsbereich:
-
Inv(IDi) ≅ 10 und
Inv(ID2) ≅ 2
werden mit dem Bereich 0–15
verglichen, und beide Komparatoren liefern ein Bestätigungs-Steuersignal.
-
Es
muss darauf hingewiesen werden, dass keine Verarbeitung der Gewährungs-Nachricht
erfolgt, weil die anderen Endgeräte
keinen Zugriff zum Netzwerk anfordern.
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Die
Endgeräte
Ti und T2 reagieren auf die Steuerung C, wobei die Steuerung C weiß, dass
mindestens ein Endgerät
sich am Netzwerk anmelden will, stellt jedoch aber auch Blockierungen
zwischen den verschiedenen Endgeräten fest. Die Steuerung C bestimmt
den aktuellen Abfrage-Bereich, wie oben beschrieben und verteilt
wieder eine Gewährungs-Nachricht,
welche dieses Mal den ersten Kennungs-Unterbereich, d. h. ID1–ID8 festlegt.
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Die
Aufnahme der empfangenen Gewährungs-Nachricht
wird von beiden Endgeräten
auf ähnliche Weise
wie oben durchgeführt,
und beide Komparatoren vergleichen die neu sortierten Kennungen
mit dem empfangenen Kennungsbereich ID1–ID8:
-
Inv(IDi) ≅ 10 und
Inv(ID2) ≅ 2
wird verglichen mit dem Bereich 0–7.
-
Der
Komparator von Endgerät
Ti liefert ein negatives Steuersignal, und an die Steuerung C wird
keine Antwort-Nachricht
geliefert. Der Komparator von Endgerät T2 liefert jedoch ein Bestätigungs-Steuersignal,
und das Endgerät
T2 liefert eine Antwort-Nachricht zur Steuerung C. Diese Antwort-Nachricht ist die
einzige Nachricht, die von Steuerung C empfangen wird, und daher
bekommt Endgerät
T2 Zugriff zum Zugangsübertragungsnetz.
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Es
muss angemerkt werden, dass für
den Fall, dass keine Neusortierung stattgefunden hat, die Kennungen
beider Endgeräte
Ti und T2 sowohl in den Anfangs-Kennungsbereich fallen: IDi ≅ 5 und ID2 ≅ 4, verglichen
mit dem Bereich 0–15;
als auch in den ersten Unterbereich: IDi ≅ 5 und ID2 ≅ 4, verglichen mit dem Bereich
0–7. Darüber hinaus
führt eine
nachfolgende Aufteilung nach denselben Regeln wie oben zu einem weiteren
Unterbereich IDx'–IDy' ≅ 4–7, in den erneut beide Kennungen
fallen. Dies setzt sich fort, bis zu einer Unterteilung eines Unterbereichs,
der nur durch eine einzige Endgeräte-Kennung definiert ist. Für diese
bevorzugte Ausführung
sind vier Unterteilungen erforderlich, wenn keine Neusortierung
stattfindet, und es ist nur eine Unterteilung erforderlich, wenn
vor dem Vergleich eine Neusortierung in umgekehrter Reihenfolge
stattfindet.
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Das
oben beschriebene Beispiel zeigt, dass die vorliegende Erfindung
das Identifizierungsverfahren eines Endgerätes, das Zugang zu einem Kommunikationsnetz
mit Vielfachzugriff wünscht,
beträchtlich
beschleunigt, wenn vor dem Vergleich eine Neusortierung der Elemente
einer Kennung stattfindet.
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Es
muss darauf hingewiesen werden, dass in dieser bevorzugten Ausführung alle
Endgeräte
ihre neu sortierte Kennung mit dem bereitgestellten Kennungsbereich
vergleichen, was die Implementation der vorliegenden Erfindung einfacher
macht. In der Tat sollte die Neusortierungs-Regel für alle spezifizierten
Endgeräte der
Steuerung beachtet werden, da andernfalls in einer gemischten Situation,
in der einige Endgeräte
den Vergleich mit ihrer neu sortierten Kennung und ein anderer Teil
der Endgeräte
den Vergleich mit ihrer nicht neu sortierten Kennung durchführen, Konfliktsituationen
auftreten können.
Die Anwendung der vorliegenden Erfindung ist jedoch auch in einer
gemischten Situation möglich,
wobei z. B. ein zusätzliches
Element in der Kennung verwendet wird, um anzuzeigen, ob der Vergleich
mit der neu sortierten Kennung oder mit der nicht neu sortierten
Kennung durchgeführt
werden soll. Eine solche Implementation erfordert jedoch für die Endgeräte Interpretations-Mittel,
um diese zusätzliche
Kennung zu interpretieren, und für
die Steuerung eine zusätzliche Logik,
um die vordefinierten Möglichkeiten
für jedes
Endgerät
zu steuern, Zugang zum Netzwerk zu bekommen und Konfliktsituationen
zu vermeiden.
-
Obwohl
die oben angegebene Beschreibung der bevorzugten Ausführung eine
untere Grenze und eine obere Grenze definiert, um den Kennungsbereich
in der Gewährungs-Nachricht
festzulegen, ist die Anwendung der vorliegenden Erfindung nicht
auf solche Definitionen des Kennungsbereichs beschränkt. In
der Tat können
kleine Änderungen,
die einem Fachmann offensichtlich sind, in der oben beschriebenen
Ausführung
angewendet werden, um sie so anzupassen, einen Kennungsbereich in
einer Gewährungs-Nachricht
zu definieren, z. B.
- – wenn eine untere Grenze übertragen
wurde, wird sie gespeichert und vom Endgerät benutzt, bis von der Steuerung
eine andere untere Grenze an das Endgerät geliefert wird, und es muss
nur die obere Grenze mit den Gewährungs-Nachrichten
an das Endgerät
geliefert werden;
- – eine
Gewährungs-Nachricht,
die eine Referenz definiert, die sich auf einen aus einer Vielzahl
vorher definierter und in jedem Endgerät gespeicherter Kennungsbereiche
bezieht.
-
Eine
weitere Anmerkung betrifft die Endgeräte-Kennung, die gemäß der oben
beschriebenen Ausführung
in einem Hardware-Speicher
des Endgerätes
gespeichert wird und nach dem Auslesen vom Neusortierungs-Register
neu sortiert wird. Obwohl diese bevorzugte Ausführung die Neusortierungs-Funktion
auf eine solche Weise beschreibt, ist die Anwendung der vorliegenden
Erfindung nicht darauf reduziert. In der Tat sind verschiedene Implementationen
möglich,
um eine neu sortierte Kennung an den Komparator zu liefern:
-
– Eine durch
Hardware bezeichnete Kennung, die direkt ausgelesen und durch Software
neu sortiert wird;
-
– Eine durch
Hardware bezeichnete Kennung, die in einer neu sortierten Reihenfolge
ausgelesen wird;
-
– Eine durch
Hardware bezeichnete, neu sortierte Kennung, die direkt ausgelesen
wird.
-
Es
muss darauf hingewiesen werden, dass die Anwendung der Erfindung
nicht auf ein Zeitmultiplex-Kommunikationsnetz mit Vielfachzugriff
begrenzt ist, wie in der gewählten
Ausführung
der vorliegenden Erfindung beschrieben. Kleine Änderungen, die einem Fachmann
offensichtlich sind, können
auf die oben beschriebene Ausführung
angewendet werden, um sie auf die Integration in andere Netze mit
Vielfachzugriff anzupassen, z. B. auf Frequenzmultiplex-Netze mit
Vielfachzugriff, oder sogar auf ein Zugangsnetz, in dem keine Art
von Multiplex verwendet wird, z. B. ein Zugangsnetz, in dem für jedes
Endgerät
eine andere Verbindung in Aufwärtsrichtung
für die
Kopplung in Aufwärtsrichtung
zur Steuerung verwendet wird. Obwohl die Prinzipien der Erfindung
oben in Zusammenhang mit einer speziellen Vorrichtung beschrieben
wurden, muss deutlich verstanden werden, dass diese Beschreibung
nur als Beispiel erfolgt ist und nicht als Einschränkung des
Umfangs der Erfindung, wie in den beigefügten Ansprüchen definiert.