DE69813261T2 - Verfahren zum managen von kollisionen in einem kontaktlosen datenaustauschsystem - Google Patents

Verfahren zum managen von kollisionen in einem kontaktlosen datenaustauschsystem Download PDF

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Description

  • Die Erfindung betrifft die kontaktlose Kommunikation zwischen einem tragbaren Objekt und einem Posten.
  • Der kontaktlose Austausch von Daten ist wohl bekannt; unter den Anwendungen dieser Technik findet man – auf nicht beschränkende Weise – die Zugangskontrolle und die Tele-Maut, z. B. für den Zugang und die Bezahlung öffentlicher Verkehrsmittel.
  • In diesem letzten Beispiel ist jeder Nutzer mit einem tragbaren Objekt vom Typ "kontaktlose Karte" oder "kontaktloser Anstecker" ausgestattet, welches imstande ist, Information mit einem feststehenden "Posten" auszutauschen, indem der Anstecker diesem genähert wird, um eine wechselseitige nicht-galvanische Kopplung zu ermöglichen (wobei "Posten" im gewöhnlichen Sprachgebrauch der Begriff ist, um das Daten-Sende-Empfangs-Terminal zu bezeichnen, welches fähig ist, mit den tragbaren Objekten zu kooperieren).
  • Die Erfindung zielt auf die besondere Situation, in welcher eine Vielzahl von Ansteckern gleichzeitig im Aktionsfeld des Postens präsent sein können, und wo kein physisches Mittel, z. B. das Einfügen in einen Schlitz, existiert, um die Ankunft eines einzigen Objekts in diesem Feld zu isolieren.
  • In dem Maße, indem die von den verschiedenen Ansteckern emittierten Signale sich in der Zeit überlagern können, muss der Posten mit einem Anti-Kollision-Mechanismus ausgestattet sein, der es erlaubt, diese Situationen zu entdecken und sie zu verwalten, indem er eine Re-Emission der Signale durch die Anstecker herbei führt.
  • Um diese Wirkung zu erzielen, sind verschiedene Algorithmen vorgeschlagen worden. Zum Beispiel basiert das EP-A-669 591 auf einer perfekten Synchronisation der Antworten der gleichzeitig im Aktionsfeld des Postens präsenten Anstecker. Dies setzt voraus, dass diese Synchronisation erreicht werden kann, d. h. dass alle Anstecker zur gleichen Zeit ein Signal aussenden können, als Antwort auf eine von dem Posten ausgesandte Anfrage. In der Praxis erzwingt diese Technik einen Antwort-Mechanismus, der in der Logik des Ansteckers verdrahtet ist.
  • Eine derartige Synchronisation kann nicht immer erreicht werden, insbesondere in dem Fall, in dem die Anstecker auf Mikroprozessoren basieren, deren Antwortzeit nicht mit einer Genauigkeit vorhersehbar ist, die für die notwendige Synchronisation ausreicht.
  • In diesem letzten Fall ist vorgeschlagen worden, z. B. durch FR-A-2 666 187, einen Rahmen zu definieren, welcher eine relativ hohe Zahl von "Slots" oder Zeitfenstern enthält, wobei die Antwort des Ansteckers in asynchroner Weise innerhalb eines bestimmten Zeitfensters ausgesendet wird, dessen Position innerhalb des Rahmens zufallsgesteuert oder pseudo-zufallsgesteuert bei jeder Ausstrahlung bestimmt wird. Diese Technik löst das Problem der unter den Ansteckern bestehenden Asynchronität und reduziert stark die Kollisionswahrscheinlichkeit, wobei diese Wahrscheinlichkeit umso geringer ist, je mehr Zeitfenster pro Raster es gibt.
  • Diese Technik hat indessen zum Nachteil, dass, um effizient zu sein, relativ lange Rahmen erforderlich sind, da die Rahmen eine erhebliche Anzahl von Zeitfenstern zulassen müssen, und ferner die Zeitfenster hinreichend breit sein müssen, um die Übertragung sämtlicher verlangter Informationen zu erlauben, insbesondere die vollständige Identifikations-Nummer des Ansteckers. Hieraus resultiert eine wichtige und systematische Verlängerung der Dauer der Transaktion und dies unabhängig von der tatsächlichen Anzahl der im Aktionsfeld des Postens präsenten Anstecker (da die Dauer des Rahmens unabhängig von dieser Zahl ist, und da sie in dem Fall – dem häufigsten Fall – in dem ein einziger Anstecker präsent ist, genauso lang ist wie in dem, in welchem die Zahl der Anstecker erhöht ist).
  • Das EP-A-702 324 schlägt einen anderen Mechanismus zur Verwaltung der Kollisionen vor, welcher vorsieht, dass bei Entdeckung einer Kollision, der Posten dem Anstecker eine Kollisionsnachricht übermittelt; jeder Anstecker bei Erhalt dieser Kollisionsnachricht entscheidet, ob eine Antwortnachricht gesendet wird oder nicht, wobei diese Entscheidung zufallsgesteuert wird mit einer festen Antwortwahrscheinlichkeit, z. B. 50%. Die Anzahl der von dem Pusten empfangenen Antworten, und damit korreliert das Kollisionsrisiko, wird sich daher nach Entdeckung der ersten Kollision verringern. Wenn danach ein oder mehrere Kollisionen entdeckt werden, wird der Mechanismus wiederholt bis sämtliche Kollisionen verschwunden sind.
  • Das EP-A-0 553 905 beschreibt in gleicher Weise ein System, welches eine in jedem Anstecker ein für alle Mal vorprogrammierte Antwort-Wahrscheinlichkeit vorsieht und die daher nicht den variablen Kollisionsrisiken bei einer gegebenen Transaktion Rechnung trägt.
  • Es versteht sich, dass mit einem derartigen Mechanismus, vor allem für eine erhöhte Anzahl von im Aktionsfeld des Postens präsenten Ansteckern, die Kollisionen sich mehrere Male reproduzieren und die Anzahl der Wiederholungen erheblich sein können, welches in gleicher Weise die für die Identifikation sämtlicher präsenter Anstecker notwendige Verzögerung steigert.
  • Eine der Aufgaben der Erfindung ist diese verschiedenen Schwierigkeiten dadurch zu lösen, dass ein Mechanismus zur Kollisionsverwaltung von asynchronem Typ – daher perfekt an auf einem Mikroprozessor basierenden Ansteckern angepasst – vorgeschlagen wird, der leicht an die mittlere Anzahl von tatsächlich oder potentiell im Aktionsfeld des Postens präsenten Ansteckern angepasst werden kann.
  • Im Folgenden wird gezeigt, dass diese adaptive Eigenschaft, die vom Posten verwaltet wird, sowohl statisch als auch dynamisch sein kann.
  • Die statische Anpassung besteht darin, den Posten a priori so einzustellen, dass die Dauer des Anti-Kollisions-Algorithmus als Funktion der mittleren Anzahl der Anstecker, die sich typischerweise im Aktionsfeld des Postens befinden, optimiert wird. Die dynamische Anpassung besteht darin, die Parameter des Algorithmus im Verlauf einer Identifikations-Sequenz, von einer Iteration zur nächsten, zu verändern, abhängig von der tatsächlichen Anzahl der im Aktionsfeld des Postens präsenten Anstecker.
  • Diese statischen und diese dynamischen Anpassungen können unabhängig voneinander verwirklicht werden, oder auch kumulativ.
  • Man wird ferner feststellen, dass die Optimierung des Prozesses der Kollisionsverwaltung (statische oder dynamische Anpassung) durch den Posten und damit unabhängig von den Ansteckern kontrolliert bzw. gesteuert wird, die hierdurch unterschiedslos in ganz verschiedenen Umständen und Umgebungen benutzt werden können.
  • So kann derselbe Anstecker ohne Veränderung seiner eigenen Einstellungen genauso gut mit Posten vom Typ "Freihand-Leser" (z. B. beim Passieren eines Kontroll-Portals) benutzt werden, oder es können zur gleichen Zeit eine erhöhte Anzahl von Ansteckern im Aktionsfeld des Postens präsent sein, typischerweise bis zu 8 bis 10 Anstecker gleichzeitig, wie bei Lesern des Typs "willensgesteuerte Handlung", d. h. wo von einem Nutzer verlangt wird, seinen Anstecker einer kleinen Leseeinheit zu nähern, oder seinen Anstecker gegen diese zu halten, wie z. B. bei der Bezahlung öffentlicher Verkehrsmittel (in diesem letzten Fall ist die typischer Anzahl der gleichzeitig präsenten Anstecker geringer: nahe an 2, sehr selten mehr als 3).
  • Das Verfahren der Erfindung ist durch den Hauptanspruch angegeben. Die Unteransprüche zielen auf vorteilhafte Verwirklichungsformen.
  • Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden bei der Lektüre eines Ausführungsbeispiels wie folgt deutlich, unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung.
  • 1 zeigt den Kollisions-Verwaltungs-Algorithmus auf der Seite des Postens.
  • 2 zeigt den korrespondierenden Algorithmus auf der Seite des Ansteckers.
  • 3 ist eine Effizienzkurve, die die durch das Verfahren der Erfindung erhaltenen Resultate und die Art der Optimierung des Funktionierens darstellt.
  • Es wird nunmehr ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben, unter Bezugnahme auf die Organigramme der 1 (Ausführungsschritte auf der Seite des Postens) und 2 (Ausführungsschritte auf der Seite des Ansteckers).
  • Diese Algorithmen entsprechen einer ersten Art, das Verfahren zur Kollisions-Verwaltung gemäß der Erfindung zu verwirklichen, in der Folge werden verschiedene Varianten gezeigt, um dieses Verfahren noch zu perfektionieren.
  • Die Erfindung basiert auf der Benutzung eines Parameters, der im Folgenden "Wahrscheinlichkeits-Modulationsparameter" oder PMP genannt wird, festgelegt durch den Posten, welcher als Eingabewert für einen probabilistischen Algorithmus dient, der von jedem Anstecker ausgeführt wird, um in zufallsgesteuerter Weise das Aussenden oder das Nicht-Aussenden eines Signals als Antwort auf eine Anfrage des Postens zu steuern.
  • Dieser Parameter, der es dem Posten erlaubt, die Antwort-Wahrscheinlichkeit der Anstecker zu modulieren, ist ein statisch und/oder dynamisch adaptiver Parameter. In dem folgenden Ausführungsbeispiel wird einzig ein statisch adaptiver Pa rameter betrachtet werden, d. h. ein abhängig von der Funktion der Geometrie des Postens und von seiner Umgebung eingestellter Parameter, wobei dieser Parameter von Posten zu Posten variabel aber über die Zeit konstant ist (weiter unten, in den Ergänzungen und Varianten, wird der Fall eines im Laufe der Zeit dynamischen adaptiven Parameters beschrieben).
  • In einer sehr vorteilhaften Ausführung weist der PMP zwei Felder auf, nämlich ein Feld, welches einen festen Datenwert umfasst, der für einen vorher festgelegten Posten bestimmten Typs repräsentativ ist, sowie ein Wahrscheinlichkeits-Modulations-Feld im eigentlichen Sinne.
  • Das erste Feld zeigt beispielsweise an, dass es sich um einen Posten zur Kontrolle des Zugangs zu einer bestimmten Zone handelt, um einen Posten zur ferngesteuerten Straßenmaut, um einen Posten für die Bezahlung öffentlicher Verkehrsmittel in einer bestimmten Stadt, etc. Das Vorhandensein dieses Feldes ermöglicht, in dem Fall, in dem der Nutzer über eine Vielzahl ähnlicher Anstecker verfügt (z. B. mehrere kontaktlose Anstecker in seinem Portmonee), denjenigen der Anstecker zu unterscheiden, der zu einer gewünschten Transaktion gehört, wobei die anderen Anstecker am unberechtigten Antworten und einem Stören der Transaktion gehindert werden. In der folgenden Beschreibung wird davon ausgegangen, dass dieses Feld mit einem korrespondierenden, in dem Anstecker enthaltenen Feld verglichen wird, und dass Übereinstimmung besteht (d. h., z. B., dass der anfragende Posten ein Posten vom Typ "Zugang zur Pariser Metro" und der Anstecker ein Anstecker vom Typ "Bezahlung der Pariser Metro" ist), und dass, in allen anderen Fällen, der Anstecker systematisch jedes Aussenden einer Antwortnachricht unterdrückt.
  • Der Mechanismus zur Identifikation der Anstecker durch den Posten beginnt mit dem Aussenden eines "Allgemein-Aufruf' genannten Rahmens APGEN durch letzteren, welcher unter anderem den weiter oben definierten PMP enthält.
  • Dieser Rahmen APGEN wird von den verschiedenen, gleichzeitig im Aktionsfeld des Postens befindlichen Ansteckern empfangen. Diese verschiedenen Anstecker, die in Befehls-Wartestellung waren (Schritt 12, 2), werden, wenn sie bemerken, dass der empfangene Rahmen einen Allgemein-Aufruf APGEN (Schritt 14, 2) darstellt, gemäß einem probabilistischen Algorithmus entscheiden, ob sie auf diese Anfrage antworten oder nicht.
  • Der entsprechende Schritt (Schritt 16, 2) beinhaltet die Ziehung einer Zufallszahl gemäß einem klassischen Algorithmus, eventuell unter Benutzung der Seriennummer des Ansteckers (diese Seriennummer, die stets relativ lang ist, erlaubt es im Ergebnis eine Pseudo-Zufallszahl mit sehr einfachen Mitteln zu ziehen).
  • Zwischen der Zufallszahl und dem in der erhaltenen APGEN-Nachricht enthaltenen PMP wird sodann ein Vergleich vollzogen (Schritt 18, 2). Das Kriterium kann z. B. sein, dass die Zufallszahl kleiner oder gleich dem Wert p des PMP ist.
  • Zum Beispiel, wenn der PMP auf 64 verschiedene Werte eingestellt werden kann (p = 0 bis p = 63), wird die Ziehung diejenige einer Zahl zwischen 0 und 63 sein. Hierdurch sieht man, dass wenn der Wert des PMP auf 63 eingestellt wird, die Antwortwahrscheinlichkeit am höchsten sein wird, bei 100%, während wenn der PMP auf p = 0 gesetzt wird, die Antwort-Wahrscheinlichkeit 1/64 betragen wird, d. h. 1,56%, also minimal. Die Auswahl des Parameters p der PMP, die an den Anstecker gesendet wird, erlaubt es also die Wahrscheinlichkeit, mit der eine Antwort durch den Anstecker gesendet wird, zwischen einem minimalen und einem maximalen Wert zu modulieren,.
  • Wenn eine derartige Nachricht als Antwort auf den Allgemein-Aufruf oder REPGEN ausgesendet wird (Schritt 20, 2), enthält sie die Seriennummer des Ansteckers, welche eine einmalige Zahl ist, die es erlaubt, einen Anstecker eindeutig zu identifizieren, damit ihn der Posten eindeutig von den anderen unter scheiden kann (das Feld enthält, um genauer zu sein, eine Seriennummer, die stricto sensu mit einer Nummer des Konstrukteurs verbunden ist). Der Anstecker versetzt sich also in einen Zustand des Wartens auf eine Befehls-Nachricht (Schritt 22, 2).
  • Der Posten, der sich in einen Empfangszustand zum Erwarten einer Antwort versetzt hatte (Schritt 24, 1), verifiziert formal (Schritt 26, 1), sobald er eine Antwort erhält, dass diese erhaltene Antwort auch eine Antwort des erwähnten Typs REPGEN ist. Wenn dies der Fall ist, bedeutet dies, dass es keine Kollision gegeben hat und dass demnach der Anstecker in unzweideutiger Weise identifziert werden und die Seriennummer durch Dekodieren der erhaltenen REPGEN-Antwort extrahiert werden kann.
  • Im gegenteiligen Fall wird die Antwort ignoriert und der Algorithmus geht zurück zu Schritt 10, um das Aussenden eines Allgemein-Aufrufs APGEN (mit möglicherweise modifiziertem PMP, wie im folgenden erklärt wird) zu wiederholen. Es wird darauf hingewiesen, dass diese Situation zum einen mit dem Fall einer Kollision korrespondieren kann (Antwort erhalten, aber nicht konform), zum anderen mit der Abwesenheit einer Antwort; weiter unten wird gezeigt, dass es in bestimmten Situationen vorteilhaft sein kann, zwischen diesen beiden Fällen zu unterscheiden, um den PMP vor der Wiederholung der allgemeinen Anforderung APGEN spezifisch zu verändern.
  • In Fall einer erhaltenen konformen Antwort, weist der Posten (Schritt 28, 1) dem Anstecker eine Kanal-Nummer zu, dessen Seriennummer in REPGEN enthalten ist, um später den Austausch von Daten in vereinfachter Form über diesen Kanal zu verfolgen (der Kanal ist dabei tatsächlich ein kurzer Identifikator, typischerweise ein Oktett, der eine abgekürzte Nummer darstellt, um den Austausch zu beschleunigen, der Art, dass die Aussendung des kompletten Identifikators des Ansteckers durch den Posten nicht mehr notwendig ist). Wenn man sich in Präsenz einer Vielzahl von Posten mit überlappenden Aktionsfeldern befindet, stellt man sicher, dass die Nummer des Kanals eine Identifikation des Postens erlaubt, der die Antwort des Ansteckers verarbeitet, um diesen Posten unter den verschiedenen Posten unzweideutig zu identifizieren, mit denen der Anstecker physisch kommunizieren kann und um zu verhindern, dass ein Anstecker mehrdeutige Befehle empfängt.
  • Der Posten sendet also eine Befehls-Nachricht COM (Schritt 30, 1) aus, welche die zugewiesene Kanalnummer und die Seriennummer des Ansteckers enthält, d.h. die Zahl, die in der Antwort REPGEN enthalten ist, die gerade empfangen wurde.
  • Bei Erhalt eines solchen Befehls COM (Schritt 32, 2) verifiziert der Anstecker die Konformität derselben, d.h. ob sie tatsächlich an ihn gerichtet ist, und, wenn ja, speichert er die Nummer des zugewiesenen und mit dem Befehl COM übermittelten Kanals (Schritt 34, 2). Die Transaktion setzt sich fort (Schritt 36, 2), z. B. mit der Übermittlung einer positiven Empfangsbestätigung und verschiedener Daten, die in der Folge vom dem Posten in an sich bekannter Weise verarbeitet werden (Schritt 38, 1). Der Anstecker bleibt, nachdem er einen Befehl "Ende" erhalten hat, in der Folge still bis zum Verlassen des Aktionsfeldes des Postens und/oder zum Verstreichen einer festgelegten Dauer, z. B. durch Setzen der Wahrscheinlichkeit des Aussendens einer REPGEN als Antwort auf eine spätere APGEN auf Null. In dieser Weise wird verfahren, um den Austausch von Daten nicht zu wiederholen, ohne Rücksicht auf den Empfang späterer APGEN-Nachrichten von anderen Ansteckern durch den Posten, oder von Ansteckern, die seitdem in sein Aktionsfeld getreten sind.
  • 3 stellt eine Effizienzkurve des Kollisions-Verwaltungsmechanismus gemäß der Erfindung dar.
  • Diese Zeichnung gibt die durchschnittliche Anzahl M von zum Herstellen eines Kontakts notwendigen Versuchen an (d. h. die Anzahl der Wiederholungen des Algorithmus aus 1, oder die Anzahl der aufeinanderfolgenden Rahmen APGEN, die ausgesendet werden müssen), um sämtliche präsenten Anstecker zu identifizieren, als Funktion des Wertes p des PMP und der Anzahl N der gleichzeitig im Aktionsfeld des Postens präsenten Anstecker.
  • In diesem Beispiel kann der PMP zwischen 0 und 63 eingestellt werden, was zu einer Wahrscheinlichkeit des Aussendens einer Antwort durch einen Anstecker von (p + 1)/64, d. h. jeweils zwischen 1/64 (1,56%) und 1 (100%),führt.
  • Falls N = 1 ist es als vorteilhaft anzusehen, p seinen maximalen Wert zu geben (falls p = 63 ist die Wahrscheinlichkeit gleich 100% und M = 1), da das Kollisionsrisiko Null ist.
  • Für N > 1 ist hingegen zu sehen, dass der optimale Wert von M, welcher das Minimum der der Anzahl N der präsenten Anstecker entsprechenden Charakteristik ist, sich bei einem Zwischenwert von p zwischen 0 und 63 einstellt, wobei dieser optimale Zwischenwert nach und nach und in dem Maß abnimmt, in dem die Anzahl der Anstecker sich erhöht.
  • In gleicher Weise sieht man, dass für den gleichen Wert p des PMP, die mittlere Anzahl der notwendigen Versuche als Funktion der Anzahl der präsenten Anstecker zunimmt. Mit anderen Worten ist die für die Identifikation der Gesamtheit der Anstecker notwendige Zeit umso geringer, je geringer die Anzahl der Anstecker ist, wobei so das System sich selbständig an die Zahl der tatsächlich gleichzeitig präsenten Anstecker anpasst.
  • Verschiedene Verbesserungen und Varianten sind vorstellbar.
  • So kann, sehr vorteilhaft, statt eines PMP, dessen Wert p ein für alle mal für einen gegebenen Posten eingestellt wird (wie in dem soeben beschriebenen Beispiel), dieser Wert dynamisch variiert werden in Abhängigkeit der empfangenen Antworten und der mehr oder weniger großen Anzahl erfaßter Kollisionen.
  • Genauer gesagt, enthält der Posten Mittel, um im Schritt 26 (1) den Fall des Empfangs einer nicht konformen Antwort zu unterscheiden, die eine Kollision anzeigt, von demjenigen der Abwesenheit einer Antwort. Eine derartige Unterscheidung kann in der Praxis dadurch vollzogen werden, falls das elektromagnetische Umfeld des Postens nicht allzu gestört ist, dass ein Grenzwert-Mittel als Detektor für Stille fungiert.
  • Anfangs wird dem PMP der Maximalwert zugewiesen (63 in dem betrachteten Beispiel), was eine Antwort-Wahrscheinlichkeit von 100% ergibt.
  • Wenn, nach der Aussendung eines ersten Allgemein-Aufrufs APGEN, eine Kollision bemerkt wird, d. h. wenn eine Antwort effektiv empfangen wird, aber diese Antwort nicht konform ist, dann senkt der Posten den Wert p des PMP ab (zum Beispiel mittels Division durch 2), wobei diese Absenkung durch einen festen Wert begrenzt wird, der aus der Effizienz-Charakteristik in 3 abgeleitet ist.
  • Ein neuer Allgemein-Aufruf wird mit dem derart verminderten PMP ausgesandt, und so weiter.
  • Umgekehrt, wenn in Folge eines Allgemein-Aufrufs APGEN keine Antwort empfangen wird (Abwesenheit von Ansteckern oder Anstecker außerhalb der Reichweite), wird der Wert p des PMP in der Weise erhöht, dass die Antwort-Wahrscheinlichkeit des nächsten Ansteckers erhöht wird, der in das Aktionsfeld des Postens eintritt.
  • Der Posten vollzieht damit eine dynamische Modulation des PMP, welche die Wahrscheinlichkeit der Antwort der Anstecker auf den nächsten Allgemein-Aufruf reduziert, wenn diese viele sind (erfaßte Kollisionen) und, umgekehrt, diese Wahrscheinlichkeit mit einem hohen Wert wieder herstellt, nachdem die Anstecker alle identifiziert sind oder nachdem sie das Aktionsfeld des Postens verlassen haben.
  • In dem beschriebenen Beispiel ist die Antwort-Wahrscheinlichkeit eine lineare Funktion des PMP. In einer vorteilhaften Variante, wenn die Anzahl der kollidierenden Anstecker sich zu erhöhen droht, ist die Wahrscheinlichkeit eine abnehmende Funktion des PMP, wobei die Abnahme schneller als linear ist, z. B. nach einem exponentiellen Gesetz. In den gleichen Umständen, in denen die Anzahl der Kollisionen sich zu erhöhen droht, kann es von Vorzug sein, dass die Anstecker beim Empfang des ersten APGEN mit der minimalen Antwortwahrscheinlichkeit beginnen, um diese in der Folge bei Abwesenheit von Kollisionen zu erhöhen.
  • In einer anderen Variante, diesmal verwirklicht auf Seiten des Ansteckers, speichert der Anstecker die Anzahl der Rahmen APGEN, die er nacheinander empfangen hat und auf welche er nicht durch Aussenden einer Nachricht REPGEN geantwort hat, d. h. mit anderen Worten, die Anzahl der Male, bei denen der Vergleich des Schritts 18 (2) sukzessive ein negatives Resultat ergeben hat. Wenn die Summe eine vorher bestimmte Schwelle überschreitet (z. B. zehn mal), wird die Aussendung einer Nachricht REPGEN beim nächsten Empfang einer Nachricht APGEN forciert, und dies gleich welchen Wert die im Anschluss an den Empfang der Nachricht APGEN gezogene Zufallszahl besitzt. Der Zähler der nacheinander empfangenen Befehle APGEN wird danach auf Null gesetzt.
  • Auf diese Weise ist sichergestellt, dass unabhängig von den Umständen und unabhängig vom dem Wert des PMP, es stets zur Aussendung einer Antwort REPGEN in einem gegebenen Zeitintervall (z. B. elf mal die Periodizität des Aussendens von Rahmen APGEN im bereits erwähnten Beispiel) durch die Gesamtheit der gleichzeitig im Aktionsfeld des Postens präsenten Anstecker kommt.
  • Noch weitere Varianten sind möglich, z. B. wo die Anstecker in der Vergangenheit liegende Elemente speichern, wobei das Aussenden eines Signals zur Reinitialisierung durch den Posten es erlaubt, eine selektive Antwort der Anstecker in Abhängigkeit von der abgespeicherten historischen Information sicherzustellen, der Art, dass bestimmte Anstecker nicht antworten und/oder andere mit Sicherheit antworten.

Claims (10)

  1. Verfahren zum Verwalten der Kollisionen in einem Datenaustauschsystem zwischen tragbaren Objekten vom Typ Anstecker und zumindest einem Daten-Sende-Empfangs-Terminal vom Typ Posten, geeignet zum Kooperieren mit einer Mehrzahl von Ansteckern, die simultan präsent sind in dem Aktionsfeld des Postens, wobei das Verfahren durch die folgenden sukzessiven Schritte gekennzeichnet ist: a) Aussenden durch den Posten, hin zu der Mehrzahl von Ansteckern, von Allgemeinruf-Nachrichten (APGEN) inklusive eines Modulationswahrscheinlichkeitsparameters (PMP); b) bedingtes Aussenden durch jeden Anstecker der Mehrzahl von Ansteckern, hin zu dem Posten einer Antwortnachricht auf den Allgemeinaufruf (REPGEN), wobei die Nachricht mit einer Sendewahrscheinlichkeit gesendet wird, geringer als 100% als Funktion des Wertes des Modulationswahrscheinlichkeitsparameters (PMP), wobei die Antwortnachricht auf den Allgemeinaufruf (REPGEN) einen dem Anstecker eigenen Identifikator aufweist; c) bei Empfang durch den Posten einer Antwortnachricht auf den Allgemeinaufruf und in Abwesenheit von Kollision der letzteren Nachricht mit einer Nachricht, die durch einen anderen Anstecker der Mehrzahl von Ansteckern ausgesendet wird, Aufbauen einer Datenkommunikationsverbindung, spezifisch zwischen dem Posten und dem Anstecker, der die Nachricht im Schritt b) ausgesendet hat, und Fortsetzen des Datenaustausches und Zurückkehren zum Schritt a) für eine weitere Iteration; d) andernfalls Rückkehr zu dem Schritt a) für eine weitere Iteration.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, bei welchem die Wahrscheinlichkeit des Aussendens einer Antwortnachricht auf den Allgemeinaufruf modifiziert wird bei der weiteren Iteration nach dem Schritt c) oder d).
  3. Verfahren gemäß Anspruch 2, bei welchem die Wahrscheinlichkeit des Aussendens einer Antwortnachricht auf den Allgemeinaufruf verringert wird bei einer weiteren Iteration nach dem Schritt d) im Kollisionsfall.
  4. Verfahren gemäß Anspruch 1, bei welchem, zumindest in den Iterationen, nach dem Schritt d) im Kollisionsfall, jenseits der ersten Aussendung einer Allgemeinaufruf-Nachricht (APGEN) der Wahrscheinlichkeitsmodulationsparameter (PMP) ausgesendet wird durch den Posten derart, um eine Wahrscheinlichkeit unter 100% der Aussendung der Antwortnachricht auf den Allgemeinaufruf (REPGEN) durch die zum Antworten geeigneten Anstecker zu definieren.
  5. Verfahren gemäß Anspruch 4, bei welchem, bei Empfang durch einen Anstecker des Modulationswahrscheinlichkeitsparameters (PMP), der Anstecker einen Pseudo-Zufallswert produziert und den Pseudo-Zufallswert mit dem empfangenen Modulationswahrscheinlichkeitsparameter vergleicht.
  6. Verfahren gemäß Anspruch 4, bei welchem: – der Modulationswahrscheinlichkeitsparameter ein erstes Feld umfasst mit einem festen Datenwert, der repräsentativ ist für einen vorbestimmten Postentyp, und ein zweites Feld mit einem Datenwert, der spezifisch für eine Modulationswahrscheinlichkeit ist; – bei Schritt b) Durchführen eines vorherigen Vergleichs des festen Datenwerts in Bezug auf einen entsprechenden Datenwert, der in dem Anstecker enthalten ist, und – nur Vorrücken zu der bedingten Aussendung des Schritts b) und zu dem Aufbau der Verbindung des Schritts c), wenn des Weiteren der vorherige Vergleich ein übereinstimmendes Resultat ergeben hat.
  7. Verfahren gemäß Anspruch 1, bei welchem bei Schritt c) der Aufbau der spezifischen Verbindung umfasst: – Ausarbeiten einer Befehlsnachricht (COM), die einerseits den dem Anstecker eigenen Identifikator, der durch den Posten in Antwort auf einen Allgemeinaufruf empfangen wird, aufweist, und andererseits eine eindeutige Kommunikationskanalnummer; – Aussenden der Befehlsnachricht des Postens hin zu dem Anstecker; dann – Fortsetzung des Datenaustauschs auf dem so zugewiesenen Kanal.
  8. Verfahren gemäß Anspruch 7, bei welchem, wenn ein Anstecker geeignet ist, sich in den gleichzeitigen Aktionsfeldern einer Mehrzahl von Posten zu finden, die Kanalnummer einen Datenwert aufweist, der dem Posten eigen ist, welcher die Verbindung mit dem Anstecker aufgebaut hat, wobei dieser Datenwert verschieden ist zwischen benachbarten Posten.
  9. Verfahren gemäß Anspruch 1, bei welchem: – der Modulationswahrscheinlichkeitsparameter ein Parameter ist, der dynamisch von einer Allgemeinaufrufsnachricht zur nächsten modifizierbar ist, – der Posten Mittel umfasst zum Durchführen, bei Schritt d), einer Unterscheidung zwischen einerseits der Abwesenheit des Antwortnachrichten-Empfangs auf den Allgemeinaufruf und andererseits Empfang einer nicht-konformen Nachricht, insbesondere Kollisi onsfall zwischen Nachrichten, die durch zwei verschiedene Anstecker ausgesendet werden; – bei Schritt d) Vorhandensein einer nicht-konformen Nachricht wird der Modulationswahrscheinlichkeitsparameter modifiziert, vor Rückkehr zu Schritt a) in einem Sinn, der es erlaubt, die Wahrscheinlichkeit der bedingten Aussendung im späteren Schritt b) zu verringern, und – bei Schritt d) im Fall der Abwesenheit des Empfangs durch den Posten einer Antwortnachricht auf den Allgemeinaufruf wird der Modulationswahrscheinlichkeitsparameter modifiziert vor Rückkehr zum Schritt a) in einem Sinn, der es erlaubt, die Wahrscheinlichkeit der bedingten Aussendung im späteren Schritt b) zu erhöhen.
  10. Verfahren gemäß Anspruch 1, bei welchem nach Ausführen des Schritts b) der Anstecker die Anzahl von aufeinanderfolgenden bedingten Nicht-Aussendungen zählt, die in Antwort auf eine gleiche Serie von Allgemeinaufruf-Nachrichten produziert werden, die durch den Posten ausgesendet werden, und die Aussendung einer Antwortnachricht auf einen Allgemeinaufruf erzwingt, wenn der entsprechende Zählwert eine vorbestimmte Schwelle erreicht, selbst wenn das Protokoll, welches durch den Modulationswahrscheinlichkeitsparameter definiert wird, eine zufällige Antwort erfordert.
DE69813261T 1997-03-03 1998-01-26 Verfahren zum managen von kollisionen in einem kontaktlosen datenaustauschsystem Expired - Lifetime DE69813261T2 (de)

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