DE69834893T2

DE69834893T2 - Verfahren und Vorrichtung für ein automatisches mehrratiges drahtloses/drahtgebundenes Computernetzwerk

Info

Publication number: DE69834893T2
Application number: DE69834893T
Authority: DE
Inventors: Brian Paul New Milford Gaucher
Original assignee: Lenovo Singapore Pte Ltd
Current assignee: Lenovo Singapore Pte Ltd
Priority date: 1997-11-26
Filing date: 1998-11-25
Publication date: 2007-04-19
Anticipated expiration: 2018-11-26
Also published as: JP3422695B2; KR100353173B1; EP0921658A2; US6405261B1; EP0921658A3; DE69834893D1; KR19990044885A; US6175860B1; JPH11187047A; TW479195B; EP0921658B1

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Computernetzwerke. Im Besonderen bezieht sie sich auf ein automatisches drahtloses/drahtgebundenes Multiratencomputernetzwerk unter Verwendung einer Kombination aus drahtloser Nachrichtenübermittlung und einem Wechselstromnetzwerk.
2. Stand der Technik
Die Möglichkeit, kosteneffiziente und performante Lösungen für Computernetzwerke zur Verfügung zu stellen, wird von der Computerindustrie beständig gesucht. Bis heute gibt es keine einzige Vorrichtung auf dem Markt, die auch nur die einfachste Aufgabe drahtloser Steuerung in einem weiteren Sinne handhaben kann. Es gibt einige einzelne Anwendungsprodukte, die ganz bestimmte Bereiche, wie zum Beispiel drahtlose Mäuse oder drahtloses LAN ansprechen.
Die drahtlosen Produkte, die auf den Markt gebracht worden sind, sind unzuverlässig und sind nicht so gut wie ein drahtgebundenes Produkt, ganz gleich was ihr Anspruch ist. Außerdem ist keine Automatisierung dieser Produkte vorhanden. Das heißt, sie verlangen im Allgemeinen einen weit reichenden Benutzereingriff um sie zu installieren, zu konfigurieren und sie zum Laufen zu bekommen. Außerdem hat der Markt aufgezeigt, dass Netzwerksysteme und zusätzliche Implementierungen für den Benutzer transparent sein müssen.
Gegenwärtig gibt es kein Produkt auf dem Markt, das die Verwendung der entsprechenden Radiofrequenzlösung ermöglicht (das heißt eine schnelles MAC/Protokoll für einen bestimmten Bedarf, das flexibel genug ist, auch das Meiste der anderen Bedürfnisse abzudecken). Zum Beispiel benötigt ein Anwender für Anwendungen im Bereich geringer Kosten (zum Beispiel einer Maus) keine Radiofrequenzvorrichtung hoher Kosten und zugehörige Elemente, aber diese ist notwendig für einen schnellen LAN-Zugang. Daher gibt es einen Bedarf, dass diese verschiedenen Vorrichtungen in eine einzelne integriert werden, so dass eine Vielzahl an Modulationsschemata für die unterschiedliche Komplexität von Vorrichtungen in einem einzelnen Stück Hardware ausgeführt werden kann und deren Kosten proportional ist zu der Funktionalität, die aktuell hinzugefügt wird.
Historisch gibt es eine beschränkte Anzahl von verfügbaren Modulationen und Vorrichtungen dafür werden typischerweise um eine davon herum gebaut. Typischerweise verwendete Modulationen umfassen; AM. Und das verwandte QAM FM und das verwandte FSK, GMSK, MFSK PSK und das verwandte BPSK, QPSK und M-stufiges PSK. Innerhalb der Grenzen der FM Domäne befinden sich das verwandte FSK, GMSK und M-stufiges FSK. Außerdem ist die Familie der PSK Modulation direkt verwandt mit FSK über die mathematische Beziehung der Differenzierung oder Integration der entgegen gesetzten Beziehung.
Über diese Modulationen hinaus gibt es eine weitere Familie, die jetzt als Spread Spectrum bekannt gemacht wird. Diese weist die Merkmale einer stabilen Nachrichtenübermittlung in rauen elektronischen Umgebungen, wie zum Beispiel in der Nähe anderer Radiofrequenzsysteme oder einer Störung, wie von einem Mikrowellenherd usw. auf. Sie ermöglicht auch die Über tragung von höheren Leistungspegeln, da ihr Ausgangssignal über viele Frequenzen „verbreitet" ist. Im Wesentlichen gibt es zwei Spread Spectrum Modulationen, von denen beide mit den zuvor erörterten FM und PSK Familien verwandt sind. Die FM Verbindung ist diejenige, die als Frequenzsprungverfahren (Frequency Hopping-FH) bezeichnet wird, wobei Daten in die Frequenzdomäne abgebildet und über 80 oder mehr Frequenzen verbreitet werden, wie in 1 veranschaulicht. Das pseudozufällige Mapping ist eine sowohl dem Sender wie auch dem Empfänger bekannte Sequenz, weswegen der Empfänger die nach dem Frequenzsprungverfahren modulierten (hopped) Frequenzen in die Originaldatensequenz zurückwandeln kann. Die zweite Familie von mit PSK verwandten Modulationen wird als Direct Sequenz Spread Spectrum (DSSS) bezeichnet. Hier wird die Originaldatenfolge in Phasenänderungen statt in Frequenzänderungen abgebildet. Diese stellen sich im Frequenzbereich wie eine Spaltfunktion oder sin(x)/x dar, wie in 2 gezeigt.
Das FCC auferlegt bestimmte Beschränkungen auf die Verwendung von sowohl übertragener Leistung als auch Bandbreite. Die Leistung wird direkt auf den Arbeitsabstand bezogen, über den eine Vorrichtung arbeiten kann, während die Bandbreite die Datenrate oder die Geschwindigkeit von Nachrichtenübermittlungen beeinflusst. Man kann die Datenrate nur so weit erhöhen, bis die Grenze der FCC Bandbreite eines bestimmten Bandes erreicht ist, danach müssen zusätzliche Verfahren ausgeführt werden, um darüber hinauszugehen, wie zum Beispiel Modulationen höherer Komplexität wie M-stufiges PSK oder M-stufiges FSK oder Kodierungsverfahren.
Sensibilität gegenüber dem Kosten ist ebenfalls ein klar durch den Markt gesteuertes Erfordernis. Die Kosten müssen proportional sein zu der Funktionalität, die die Vorrichtung zur Verfügung stellt. Eine Vorrichtung, die eine einfache Mausschnittstelle zur Verfügung stellen kann, darf nicht viel mehr kosten als das, was man für das drahtgebundene Äquivalent würde bezahlen müssen, jedoch muss die Vorrichtung mit proportionalen Kosten auf eine höhere Ebene der Funktionalität und der Geschwindigkeit erweiterbar sein.
Es ist daher offensichtlich, dass es einen Bedarf für ein drahtloses Rechnersystem gibt, das sowohl das Protokoll als auch die Hardware umfasst und zu mehrfachen Modulationsmodellen fähig ist und einfach ist in Einrichtung, Betrieb und Kosten. Eine Vorrichtung nach dem Stand der Technik für das Einrichten einer Nachrichtenübermittlung zwischen einem Leitrechner und einer Vielzahl von verschiedenen Vorrichtungen einschließlich drahtgebundener und drahtloser Vorrichtungen ist in D1 = US5682379 beschrieben. Das Netzwerk muss erweiterbar sein, wie es der Benutzer benötigt und muss für den Benutzer transparent sein. Dies bedeutet, dass der Anwender nach der Softwareinstallation nichts tut, außer die Komponenten einzuschalten und diese dann den Arbeitsgang der Konfiguration innerhalb der drahtlosen Umgebung um einen Rechner und des Wechselstromnetzwerk ausführen. Der Rechner wird dazu in der Lage sein, die einfachsten Aufgaben, wie zum Beispiel den Betrieb der drahtlosen Maus und des drahtlosen Joysticks bis hin zu komplexeren Aufgaben in drahtlosen lokalen Netzen durchzuführen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein automatisches drahtloses/drahtgebundenes Multiratencomputernetzwerk zur Verfügung zu stellen, das in der Lage ist sowohl ein drahtgebundenes (über Wechselstromleitung) wie auch ein drahtloses Netzwerk (über Radiofrequenz) rund um den Rechner zu erzeugen, mit dem neue Vorrichtungen ohne einen signifikanten menschlichen Eingriff nahtlos hinzu gefügt werden können.
Die Erfindung ist durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche definiert.
Die Leitnetzwerkbox und der daran angeschlossene Leitrechner sind zur Nachrichtenübermittlung auf verschiedenen Kanälen fähig, um der Nachrichtenübermittlung mit einer größeren Vielfalt von zusätzlichen Vorrichtungen Rechnung zu tragen. Die durch die Leitnetzwerkbox eingerichtete Nachrichtenübermittlungsvorrichtung umfasst das MAC (Media Access Channel) Protokoll, die physischen Medien, um die Information zu transportieren und das Modulationsverfahren, um über die Medien zu senden. Die Leitnetzwerkbox mit dem Leitrechner unterstützt die folgenden Modulationsfunktionen: 1) FSK Kanal Nachrichtenübermittlung bei niedriger Übertragungsgeschwindigkeit; 2) 4 Ebenen FSK Kanal Nachrichtenübermittlung bei höherer Übertragungsgeschwindigkeit; und 3) Zeit/Daten kritische Spread Spectrum Kommunikationskanäle. Außerdem stellt die Leitnetzwerkbox die Nachrichtenübermittlungsverbindung zur Wechselstromleitung zur Verfügung. Diese vier Funktionalitäten basieren auf vier separaten Sende-/Empfangsvorrichtungen in der Leitnetzwerkbox und nehmen je eine bestimmte Anzahl von Kanälen ein, um den FCC Regeln für ihr Band zu entsprechen.
Eine Gerätebox ist zwischen der Wechselstromversorgung und allen Geräten im Haushalt geschaltet, die gesteuert und in dem Netzwerk eingerichtet werden sollen. Wenn eine neue Systemkomponente mit der erforderlichen Verbindungsbox hinzuge fügt wird und sich innerhalb der Grenzen des erzeugten Radiofrequenzfeldes befindet, wird sie automatisch innerhalb der Anordnung gefunden und registriert. Diese Komponenten umfassen, werden aber nicht darauf eingegrenzt, Gegenstände mit niedriger Übertragungsgeschwindigkeit wie zum Beispiel Mäuse, Joysticks, Gegenstände mit mittlerer Übertragungsgeschwindigkeit wie zum Beispiel Tastaturen, POTs Modems, Telefone, Drucker, Kameras und Gegenstände mit hoher Übertragungsgeschwindigkeit wie zum Beispiel LANs, Plattenlaufwerke und Drucker.
Jede Gerätebox umfasst eine eindeutige Registrierungskennung zum Zweck des selektiven Identifizierens des angeschlossenen Geräts und des zur Verfügung stellens des notwendigen Nachrichtenübermittlungsprotokolls zum Leitrechner. Dieser Kennzeichnungscode umfasst genug Information, damit der Leitrechner weiß, um welche Klasse von Vorrichtungen es sich handelt und welches Nachrichtenübermittlungsprotokoll diese bevorzugt. Die Nummernfolge des Kennzeichnungscodes klassifiziert sie in bestimmte Nachrichtenübermittlungskategorien wie zum Beispiel, aber nicht darauf eingegrenzt, unidirektionale oder bidirektionale Nachrichtenübermittlungen, FSK Raten niedriger Geschwindigkeit, FSK Raten niedriger Leistung mit hoher Geschwindigkeit, Spread Spectrum Nachrichtenübermittlungen hoher Leistung usw. Die Registrierungskennung bezieht Information ein bezüglich der Fähigkeit der Vorrichtung, sich bei der Übertragungsgeschwindigkeit zurückzunehmen und umfasst auch Information, ob eine entfernte Vorrichtung asynchrone oder isochrone Nachrichtenübermittlungen erfordert (das heißt Verzögerungen im Informationsaustausch tolerieren kann oder im Wesentlichen einen kontinuierlichen Dienst aufweisen muss, wie im Falle von Sprachübertragung). Zusätzliche Kodierung wird verwendet, um den Daten dabei zu helfen, ihren Weg durch den Kanal zu finden, wie zum Beispiel dem Leitrechner einen Weg zur Verfügung zu stellen, um sich mit der dezentralen Vorrichtung zu synchronisieren und zu erkennen, ob ein Fehler in den erhaltenen Daten aufgetreten ist. Um die Synchronisation zu ermöglichen, wird der Bitfolge ein Vorspann hinzugefügt.
Die Verwendung der Wechselstromleitung, die zwischen 1 und 30 MHz ausstrahlt und von einer Radiofrequenzvorrichtung und auch der entgegen gesetzten Verbindung empfangen wird, wird von einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unterstützt. Das FCC ermöglicht es, dass die Nachrichtenübermittlungsvorrichtungen der Wechselstromleitung einen bestimmten Pegel des Radiofrequenzfelds ausstrahlen. Außerdem macht die Vorrichtung von diesem Streufeld als Teil des Nachrichtenübermittlungssystems Gebrauch.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Ein vollständigeres Verständnis dieser Erfindung und vieler begleitender Vorzüge davon werden leicht offensichtlich, während diese unter Verweis auf die folgende detaillierte Beschreibung besser verstanden werden, wenn diese in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen betrachtet wird, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Komponenten bezeichnen:
1 zeigt eine graphische Darstellung der FM Verbindung, die mit Frequenzsprungverfahren (Frequency Hopping-FH) bezeichnet wird;
2 zeigt eine graphische Darstellung des Direct Sequence Spread Spectrum im Frequenzbereich;
3 zeigt ein schematisches Blockdiagramm des drahtgebundenen/drahtlosen Computernetzwerks;
4 zeigt ein Blockdiagramm eines Multimodulationssenders;
5 zeigt ein Blockdiagramm eines Multimodulationsempfängers (Demodulator);
6a zeigt ein Blockdiagramm einer ersten Klasse von Gerätenetzwerkverbindungsboxen;
6b zeigt ein Blockdiagramm einer zweiten Klasse von Gerätenetzwerkverbindungsboxen; und
6c zeigt ein Blockdiagramm einer dritten Klasse von Gerätenetzwerkverbindungsboxen.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Bezug nehmend auf 3 wird das drahtlose/drahtgebundene Multiratencomputernetzwerk 10 gezeigt. Die Vorrichtung ist auf einem Wechselstromnetzwerk 14 ausgeführt, das in einer innen liegenden Umgebung (zum Beispiel einem Haus oder Büro) liegt. Eine Leitnetzwerkbox 16 ist durch einen Standardwechselstromanschluss 24 mit dem Wechselstromnetzwerk verbunden. Diese Verbindung kann ein Standardwechselstromnetzwerkkabel sein, oder kann jede andere geeignete bekannte Art von Verbindungsvorrichtung sein. Die Netzwerkbox 16 wird mit Hilfe des Wechselstromanschlusses 22b und einem Datenbusanschluss 22a mit einem Leitrechner 12 verbunden. Der Datenbus kann jede geeignete bekannte Art von Datenbus, wie zum Beispiel ein PCI, CEbus und USB sein. Der Rechner 12 ist über ein Modem 20 mit einer Telefonleitung verbunden und die Netzwerkbox 16 ist mit der Telefonleitung über einen haushaltsüblichen Anschluss vom Typ RJ-11 verbunden. Die Netzwerkbox 16 kann mit jeder anderen geeigneten bekannten Art der Verbindung mit einer Telefonleitung verbunden werden, zum Beispiel kann sie fest mit der Telefonleitung verdrahtet werden oder mit dieser durch eine weitere drahtlose Verbindung verbunden werden.
Der Rechner 12 ist mit Software programmiert, um diesem zu ermöglichen, entsprechend der beschriebenen Erfindung zu arbeiten. Die Software befindet sich auf einer CD-ROM oder einer Diskette und wird installiert, wenn das Netzwerk eingerichtet wird. Bei der Installation wird der Rechner 12 abgefragt, um dessen Betriebssystem zu bestimmen und veranlasst dann den Benutzer mittels Fragen, das Netzwerk richtig zu konfigurieren. Ein Beispiel für solche Fragen könnte sein "Soll ein Telefon in das Netzwerk einbezogen werden?". Einmal installiert, wird eine Gruppe von verschiebbaren Symbolen auf dem Bildschirm hinzugefügt. Jede in dem Netzwerk registrierte Vorrichtung wird in der Symbolgruppe angezeigt und es wird ihr eine Nummer zugeteilt. Wenn ein Problem mit einer bestimmten Vorrichtung auftritt, erscheint ein Fragezeichen über dem Symbol dieser Vorrichtung. Wenn eine Vorrichtung in Verwendung ist, erscheint ein sich bewegender Pfeil über dem entsprechenden Symbol, um die Aktivität darzustellen.
Zusätzliche Information bezüglich des Netzwerkbetriebs ist für den Benutzer immer verfügbar. Zum Beispiel kann eine Anzeige, die die Auslastung des Kanals durch eine bestimmte Vorrichtung wiedergibt, mit einbezogen werden, um einen schnellen Hinweis bezüglich des allgemeinen Betriebs des Netzwerks und der verfügbaren Kanäle zur Verfügung zu stellen. Wenn von allen Vorrichtungen in dem Netzwerk vollständig Gebrauch gemacht würde, würde die Anzeige Vollausschlag zeigen.
Einige der dem Benutzer dargebotenen Symbole weisen mehrfache Ebenen von ihnen zugeordneten Menüs auf, um Dinge wie Geschwindigkeit, Priorität und benutzerabhängige Einstellungen zu steuern, wie zum Beispiel Temperatureinstellungen im Haus. Durch die Anwendung dieser Symbole werden alle Einstellungen und die Steuerung der verschiedenen Vorrichtungen, die mit dem Netzwerk verbunden sind, zur Verfügung gestellt. Außerdem kann das Netzwerk ein internes Sicherheitssystem steuern und es dem Benutzer ermöglichen, selektiv entsprechende Teile des Systems zu aktivieren oder zu deaktivieren.
Die Netzwerkbox 16 baut mit Hilfe des Wechselstromnetzwerkes ein Hochgeschwindigkeits- (1-10 Mbps) Nachrichtenübermittlungsnetzwerk auf. Außerdem erzeugt die Netzwerkbox 16 ein intelligentes Radiofrequenzfeld 15 um den Rechner 12 und das gesamte Wechselstromnetzwerk 14. Dieses Netzwerk ist das Rückgrat der Nachrichtenübermittlungsvorrichtung des Netzwerks und ist dazu fähig, durch die Luft oder über die häuslichen Wechselstromleitungen zu senden.
Die Vorrichtung umfasst die zusätzlichen Geräteboxen 32a bis 32d, um verschiedene Arten von Vorrichtungen mit dem Netzwerk zu verbinden. Jede Gerätebox umfasst eine eindeutige Registrierungskennung zum Zweck des selektiven Identifizierens des angeschlossenen Geräts und für die Bereitstellung des notwendigen Nachrichtenübermittlungsprotokolls an den Leitrechner 12. Außerdem umfassen die Geräteboxen, die zu zwei Wege oder bidirektionaler Nachrichtenübermittlung fähig sind, einen Datenanschluss für die Kommunikation über einen Datenbus. Die Gerätebox 32a ist mit dem Wechselstromnetzwerk 14 durch eine zwei Wege Nachrichtenübermittlungsverbindung 36a verbunden und an einen Drucker 30 mit Hilfe eines Datenbusanschlusses 34a und eines Wechselstromanschlusses 34b angeschlossen. In dieser Konfiguration kann der Leitrechner 12 vom Drucker 30 Gebrauch machen, in dem er die entsprechende Daten über das erzeugte Netzwerk sendet. In einer alternativen Ausführungsform umfasst der Drucker 31 das Netzwerkverbindungsprotokoll intern und kann automatisch durch das Radiofrequenzfeld 15 über die Antenne 33 in dem Netzwerk angemeldet werden. Zusätzliche Geräte können irgendwo im Wechselstromnetzwerk unter Verwendung von Geräteboxen angeschlossen sein. Zum Beispiel kann ein Gerät 40 über die Gerätebox 32c an das Wechselstromnetzwerk angeschlossen werden. Das Gerät 40 kann jedes Heim- oder jedes Bürogerät sein und wird über einen Wechselstromanschluss 42b und einen Datenbusanschluss 42a an die Box 32c angeschlossen. Ebenso können ein Videorekorder 44 oder Lampen 48 unter Verwendung der entsprechenden Geräteboxen 32b oder 32d an das Netzwerk angeschlossen werden. Einmal mit dem Netzwerk verbunden, können der Videorekorder 44, das Gerät 40 und die Lampen 48 selektiv über den Leitrechner 12 gesteuert werden.
Wie zuvor in Bezug auf den Drucker 31 erwähnt, ist es vorgesehen, dass die Hardware der Gerätebox und das Verbindungsprotokoll in den Geräten selbst implementiert werden. Zum Beispiel kann ein Videorekorder 70 die für die Netzwerkintegration erforderliche Hardware und das Nachrichtenübermittlungsprotokoll 74 enthalten. Auf diese Weise kann, sobald der Videorekorder 70 in eine Wechselstromsteckdose im Netzwerk gesteckt wird, dieser seine Registrierungskennung an den Leitrechner 12 senden. Der Videorekorder 70 kann auch eine Antenne 72 umfassen, um eine Integration über Radiofrequenz in das Netzwerk zu ermöglichen. Es ist daher offensichtlich, dass diese Merkmale eine leichtere Installation ermöglichen und weniger Benutzereingriff für die Einrichtung und die Konfiguration erfordern würden.
Durch das durch die Netzwerkbox 16 eingerichtete Radiofrequenznetzwerk wird auf Grund des Wechselstromnetzwerkes 14 ein Radiofrequenzfeld 15 um das Haus herum erzeugt und funkt sowohl innerhalb und außerhalb der Hausumgebung. Sobald eine Vorrichtung innerhalb der Grenzen des Felds 15 kommt, kann diese durch die Anwendung dieses Feldes automatisch in das Netzwerk aufgenommen werden und jede fest eingebaute Information, die sich auf die Vorrichtung bezieht, kann an den Leitrechner 12 übertragen werden und dementsprechend darauf reagiert werden. Dies ist begründet in der Tatsache, dass der Leitrechner 12 das ganze Netzwerk einschließlich des Radiofrequenzfeldes 15 ständig überwacht. Wenn zum Beispiel ein Automobil 60 in die Garage oder innerhalb der Grenzen des Felds 15 fährt, erkennt der Leitrechner 12 das Automobil und kann Information, wie zum Beispiel die Anzahl der seit dem letzten Ölwechsel zurück gelegten Meilen herunterladen. Außerdem können die vorhandenen Sensoren des Automobils benutzt werden, um den Leitrechner 12 mit anderen Diagnoseinformationen, wie zum Beispiel planmäßiger Wartung, Bremsenverschleiß, tägliche Meilenzahl, berufliche Meilenzahl, Tankvorgängen usw. zu beliefern. Diese Netzwerknachrichtenübermittlung kann es einem Benutzer weiterhin ermöglichen, eine zukünftige Reise im Leitrechner zu programmieren und diese Daten auf die GPS Vorrichtung des Automobils übertragen zu lassen. Die GPS Vorrichtung kann dann automatisch dementsprechend programmiert werden. Sobald alle Daten in dem Leitrechner 12 gespeichert sind, können diese auf einen anderen Rechner (zum Beispiel einen Bürocomputer) übertragen werden oder können ein fach für weitere Einsichtnahme oder Verarbeitung gespeichert werden.
Außerdem umfasst die Vorrichtung 10 mindestens eine PDA Vorrichtung 50, um die Steuerung der vernetzten Hausumgebung von einem dezentralen Standort zu ermöglichen. Der PDA kann jede geeignete bekannte PDA Vorrichtung sein und kann zum Beispiel ein schnurloses oder Mobilfunktelefon umfassen. Wenn sich der PDA 50 innerhalb der Grenzen des Radiofrequenzfelds 15 befindet, kann er automatisch in dem Netzwerk angemeldet werden und jegliche Eingabebefehle werden dementsprechend bearbeitet. Wenn sich der PDA 50 nicht innerhalb der Grenzen des Radiofrequenzfeldes 15 befindet, kann der Benutzer den Leitrechner 12 über das Modem 20 durch die Telefonleitung kontaktieren. Einmal angeschlossen, kann der Benutzer den Leitrechner verbal anweisen, verschiedene Funktionen auszuführen, wie zum Beispiel Terminplanungsaufgaben des Benutzers oder einfache Steuerungsfunktionen, wie zum Beispiel "Schalte die Lampen ein", "Schalte den Ofen an", "Schalte die Geschirrspülmaschine oder die Waschmaschine an" usw.
Wie erwähnt, kann der PDA für Terminplanungsaufgaben benutzt werden. Zum Beispiel spricht man in den PDA und bittet darum, ein Ereignis festzulegen und die Vorrichtung erkennt dieses Vokabular und aktualisiert den Kalender mit dem Zeitpunkt und der angehängten Sprachnachricht, die im Leitrechner 12 in Text umgewandelt werden kann. Offline kann die Vorrichtung das Büro anrufen und den Bürokalender automatisch aktualisieren. Der PDA kann auch als ein Zielsuchgerät wirken, das den Leitrechner 12 wissen lässt, wo sich der Besitzer innerhalb des erzeugten Radiofrequenznetzes oder Wechselstrom Radiofrequenzfeldes 15 befindet und kann Information direkt zum Benutzer leiten. Der Zielsuchaspekt kann es dem Leitrechner er möglichen, ohne die Notwendigkeit eines menschlichem Eingriffs das Licht ein- und auszuschalten, wenn man Zimmer betritt beziehungsweise verlässt. Sobald der PDA 50 ausgeschaltet wird oder sich außerhalb des Bereichs des Radiofrequenzfelds 15 befindet, beginnt er automatisch mit einem Schlafmodus oder kehrt zu seiner Mobilfunkfunktion zurück, wenn diese dementsprechend aktiviert ist.
Der PDA kann durch den Leitrechner 12 weitergeleitete Telefonanrufe ausführen und erhalten. Die Anrufe können unter Verwendung der Anruferkennung protokolliert und gefiltert werden. Der PDA kann mit E-Mail-Nachrichten geladen werden, die aktuell darauf warten, gelesen zu werden, und der Benutzer kann selektiv einige, alle oder keine der wartenden Nachrichten lesen. Der PDA könnte diese Nachrichten sogar in eine Stimme synthetisieren und sie über dem PDA abspielen, während der Benutzer im Haus seinen gewöhnlichen Geschäften nachgeht. Dieses Merkmal erstreckt sich auch auf Sprachnachrichten und andere Nachrichtenvorrichtungen.
Zukünftige Generationen des PDA könnten die Fähigkeit umfassen, Videoinformation zu empfangen und zu senden. Zum Beispiel könnte man dazu in der Lage sein, einen einfachen Schnappschuss eines Dokuments zu erzeugen und diesen zur Zeichenerkennung auf den Leitrechner 12 übertragen zu lassen. Er könnte auch verwendet werden, um Schnappschüsse von Personen zu erzeugen, Visitenkarten in die Vorrichtung zu übertragen und kann verwendet werden für Gebäudezugangskontrolle/Sicherheit, Aktualisierung des Adressbuchs usw.
Mit der Implementierung dieser Vorrichtung können dem Benutzer zusätzliche Dienste zur Steuerung von Geräten innerhalb seines Hauses oder anderer Hausausstattung zur Verfügung ge stellt werden. Zum Beispiel können Internetdienste eingekauft werden, wobei der Diensteanbieter den Videorekorder 44 automatisch darauf programmieren kann, die Auswahl aufzuzeichnen, die der Benutzer aus einem Menü wählen würde.
Nachrichtenübermittlungsprotokoll
Wie zuvor erläutert, können durch die Verwendung der Softwareprogrammierbarkeit mehrfache Modulationsverfahren von einem einzelnen Stück Hardware angeboten werden. Dieser Prozess kann in eine von zwei Richtungen gehen: 1) Verwendung der Programmierbarkeit, um Software nur für jede Klasse von Vorrichtungen zu erzeugen, aber mit demselben IC, modifiziert nur durch den erforderlichen Datenspeicher; oder 2) durch Optimieren des jeweiligen Chips oder der Chipgröße für jede Vorrichtungsklasse. Eine einzelne Vorrichtung zu verwenden und nur den Code zu modifizieren bewirkt, dass sich die Vorrichtung schneller verbreitet, jedoch zu leicht größeren Kosten für die Vorrichtungsklasse mit niedrigem Funktionsumfang. Da das Volumen die Kosten steuert, sind die potentiellen Kosten umso niedriger, je mehr man dafür sorgen kann, dass sich eine Vorrichtung verbreitet. Im Falle von 2) optimiert diese Vorrichtung die Komplexität (das heißt die Schwierigkeit der Implementierung), das tatsächliche Si (Silizium), oder SiGe (Siliziumgermanium) ergeben sich (Hardwarekosten) aus den erforderlichen funktionellen Fähigkeiten. Zum Beispiel erfordert eine Mausfunktionalität minimale Übertragungsgeschwindigkeit, jedoch wird entsprechend der vorliegenden Erfindung dieselbe Steuerung/Prozessor verwendet für höhere Geschwindigkeiten und Komplexität in einer Vorrichtung wie dem drahtlose LAN, wie diese für die Maus benutzt wird. Dies wird durch vorteilhafte Nutzung von Si und SiGe Entwurfswerkzeugen auf Bausteinebene erreicht, wo Funktionsmakros entwickelt werden können, die zu ICs mit bestimmten Funktionalitäten führen. Dies ermöglicht es einem Entwickler, Blöcke zu erzeugen, die als Grundbausteine verwendet und später für zusätzliche Funktionalität hinzugefügt werden können. Der Entwickler kann jetzt Si oder SiGe Makros mit einfachen Funktionen erzeugen, die nur eine kleine Menge von Si verwenden. Komplexere Funktionen würden mit Hilfe dieser gleichen Grundbausteine aufgebaut werden, die zu zusätzlichen Si Makros hinzugefügt würden, um die Funktionalitäten auf höherer Ebene zu vervollständigen.
Die 4 und 5 zeigen die Implementierung des Senderteils und des Empfängerteils einer beispielhaften Nachrichtenübermittlungsvorrichtung entsprechend einer Ausführungsform der Netzwerkbox 16 und die komplexere Ausführungsform der Geräteboxen. 4 zeigt den Modulator- oder Senderteil und die 5 zeigt den Demodulator- oder Empfängerteil. Wie gezeigt, umfassen sowohl der Sender wie auch der Empfänger eine Steuerung 100a beziehungsweise 100b, die drei verschiedenen Modulationsmodi ermöglichen, um je nach der Art der Vorrichtung und der Komplexität der ausgeführten Funktionen zu arbeiten. Der Sender mit der Komplexität auf höchster Ebene (4) ist fähig zu einfachstem FSK bis hin zu den komplexesten Spread Spectrum Modulationen. Die involvierte grundlegende HF Hardware ist hergestellt aus I (in-phase, gleichphasigen) und Q (quadrature phase, vierphasigen) Modulatoren. Bei der tatsächlichen Umsetzung würde zum Beispiel die drahtlose Maus die FSK Ebene von Nachrichtenübermittlungen verwenden und nicht irgendetwas darüber und würde deshalb keinen zusätzlichen Flächenbedarf an Si erfordern.
Das Beispiel mit den niedrigsten Kosten ist der erste „Grundbaustein", der FSK Modulation umfasst. Die Vorrichtung mit den niedrigsten Kosten auf dem Markt ist deshalb FSK oder BFSK, die FM sehr ähnlich sind und alle Radiofrequenzvorrichtungen in diesem vorgeschlagenen Netzwerk werden dazu in der Lage sein, mit Hilfe dieser grundlegendsten Form der Modulation zu kommunizieren. Zum Beispiel werden Funktionen wie drahtlose Maus, Joystick und Tastaturen Gebrauch von diesem Modell machen. Dies sind typischerweise Vorrichtungen mit niedriger Übertragungsgeschwindigkeit, die nicht mehr als mehrere 10 bis mehrere 100 Kbps bei der Datenübertragung erfordern. Die nächsten in der Hierarchie bezüglich Datenanforderungen wären diejenigen Vorrichtungen, die mehr als mehrere 100 Kbps erfordern. Für jene Vorrichtungen, die 1 Mbps übersteigen, wird ein FSK Schema mit 4 Stufen vorgeschlagen. Dies kann immer noch die Anforderungen der FCC Bandbreite erfüllen, aber doch so schnell wie 2-4 Mbps werden. Für die Vorrichtungen, die Betrieb über große Entfernungen erfordern, wie Telefonie und dezentrale Vernetzung, wird vorgeschlagen, Spread Spectrum zu implementieren. Die einfache FSK Modulation umfasst die Klasse von FSK, die mit Frequency Chirp FSK bezeichnet wird und die sehr stabile Radiofrequenzverbindungen zur Verfügung stellt. Wie zuvor beschrieben, wäre es für die niedrigeren Übertragungsgeschwindigkeiten das Frequenzsprungverfahren (Frequency Hopping) während es für die höheren Übertragungsgeschwindigkeiten Direct Sequence wäre.
Einrichtung des Netzwerks/Implementierung
Der Leitrechner 12 dient vier wesentlichen Funktionen: er bedient den FSK Kanal mit niedriger Übertragungsgeschwindigkeit; er bedient die 4-stufigen Kanäle mit höherer Übertragungsgeschwindigkeit, und die Zeit/Daten kritischen Spread Spectrum Kanäle und schließlich die Nachrichtenübermittlungsverbindung der Wechselstromleitung. Diese vier Funktionen ba sieren auf drei separaten HF Sender-Empfängern und dem Sender-Empfänger der Wechselstromleitung in der Leitnetzwerkbox 16 und nehmen je eine bestimmte Anzahl von Kanälen ein, um den FCC Regeln für das jeweilige Band zu entsprechen. Die Steuerung 100 im Leitrechner ist das Herz der Vorrichtung, das die Daten und die Steuerung in dem gesamten Netzwerk verteilt, wodurch die Nachrichtenübermittlungen von PSTN zu Peer, Peer zu Peer, Peer zu Wechselstromleitung, Wechselstromleitung zu PSTN und natürlich Leitrechner zu jeder mit dem Netzwerk verbundenen Vorrichtung ermöglicht wird.
Die Einrichtung des Netzwerks beginnt angefangen mit der Annahme, dass die Leitnetzwerkbox 16 am Leitrechner 12 eingeschaltet ist. Einmal eingeschaltet, durchsucht die Netzwerkbox 16 fortlaufend die Kanäle im FSK Modus und sucht sowohl nach neuen oder nicht registrierten Vorrichtungen, wie sie auch versucht jene zu bedienen, die schon registriert sind. Wenn sie eine neue nicht registrierte Vorrichtung findet, die einen Bedienung anfordert, das bedeutet, dass die Vorrichtung innerhalb des Bereichs des Feldes 15 des Leitrechners 12 und des Wechselstromnetzwerkes 14 eingeschaltet worden ist und periodisch Bedienung anfordert ... . Wenn der Leitrechner eine Vorrichtung wahrnimmt, die auf diesem untersten der Protokolle kommuniziert (das heißt im FSK Modus), fragt er die Vorrichtung ab und fragt, ähnlich wie bei Telefonmodems, welcher Art sie ist und welches ihre bevorzugte Nachrichtenübermittlungsart ist, außer wenn die Nachrichtenübermittlung auf der niedrigsten Stufe beginnt und arbeitet sich von dort ausgehend aufwärts. Die Vorrichtung antwortet dem Leitrechner und stellt ihre eindeutige Registrierung und Seriennummer zur Verfügung, die in einem ROM kodiert ist oder in Schaltern, die vom Werk voreingestellt sind. Dieser Code umfasst genug Information für den Leitrechner, damit dieser weiß, um welche Klasse von Vorrichtungen es sich handelt und welches Nachrichtenübermittlungsprotokoll diese bevorzugt. Im Falle von einer drahtlosen Maus, zum Beispiel der drahtlosen Maus 13 (siehe 3), wo Nachrichtenübermittlung in einer Richtung akzeptabel ist (das heißt, die Maus keinen Empfänger aufweist), und der Code, den sie beim Einschalten und als Teil jeden Datenpakets übermittelt ausreichend ist, dass der Leitrechner merkt, dass er an diese Vorrichtung keine ausgehende Information senden kann, sondern solche nur erhalten kann. Er baut die Nachrichtenübermittlungen daher in dem Kanal auf, auf dem er abgefragt wurde und verbleibt dort, bis die Maus die Frequenz ändert, worauf zu diesem Zeitpunkt der Prozess erneut beginnt. Es kann auch eine intelligentere Maus geben, die die Fähigkeit zu bidirektionaler Nachrichtenübermittlung aufweist, was von dem Leitrechner erkannt würde, der dann diese Tatsache ausnutzen würde, um mehr Fehlersuche usw. auszuführen.
Wie zuvor erwähnt, weist jede Vorrichtung, die mit dem Netzwerk verbunden werden soll, eine eindeutige Kennzeichnung auf, deren Nummernfolge sie in bestimmte Nachrichtenübermittlungskategorien einordnet, jedoch nicht einschränkt auf: unidirektionale oder bidirektionale Nachrichtenübermittlungen, FSK Raten niedriger Geschwindigkeit, FSK niedriger Leistung mit hoher Geschwindigkeit, Spread Spectrum Nachrichtenübermittlung mit hoher Leistung usw. Wie zuvor beschrieben, sendet die Vorrichtung mit unidirektionaler Übertragungsrichtung beginnend mit dem Einschalten ihre Registrierungsnummer auf einem vorgeschriebenen Kanal periodisch an den Leitrechner. Der Leitrechner filtert alle Datenpakete nach der Registrierungsnummer aus und verwirft sie, bis die Vorrichtung registriert worden ist. Einmal angemeldet, werden die Datenpakete, wie zum Beispiel Datenpakete, die Mausbewegung usw. anzeigen, dann bearbeitet.
Jene Vorrichtungen, die bidirektional sind, verbleiben beim Einschalten im Leerlauf, horchen jedoch fortlaufend auf einem Ortungskanal auf Information vom Leitrechner. Wenn ein Vorrichtung den Leitrechner zum ersten Mal hört, wartet sie für ein zufälliges Maß an Zeit und sendet dann ihre Kennzeichnung an den Leitrechner, der dann die Vorrichtung registriert und periodisch bei ihrer bevorzugten Übertragungsgeschwindigkeit und Modulation, Kanalzuordnung und auf einem definierten Leistungspegel bedient, der ein Minimum für den stabilen Betrieb dieser Vorrichtung darstellt.
Dies impliziert, dass eine Steuerung der Leistung für jedes bidirektionale Gerät durchgeführt wird, um die Einwirkung dieser Vorrichtung auf jede andere vorhandene Vorrichtung in einem Haus oder Geschäftsumfeld, wie schnurlose Telefone usw. zu minimieren. Die Steuerung der Leistung besteht hauptsächlich aus zwei Punkten: 1) der Fähigkeit des Leitrechners, den Signalpegel einer dezentralen Vorrichtung zu messen, typischerweise als RSSI (Received Signal Strength Indicator) bezeichnet; und 2) der Fähigkeit, die Qualität des Signals, wie in fehlerhaften Datenpaketen, zu messen, typischerweise Bit- oder Datenpaketfehlerquoten (Bit or Packet Error Rates-BER). Auf Grundlage von einer Kombination von diesen beiden berechnet und verlangt der Leitrechner 12 eine Zunahme oder Abnahme in der Leistung der dezentralen Vorrichtung. Wenn diese dazu in der Lage ist, sendet die dezentrale Vorrichtung vergleichbare Signalqualitätsinformationen an den Leitrechner, der seinen Pegel dementsprechend nach oben oder nach unten anpasst. Die Aktualisierung der Änderung geschieht auf der Grundlage einer integralen Messung, im Wesentlichen einem Durchschnitt über der Zeit, um die Leistungssteuerungsschleife stabil zu halten. Das Maß der Einstellung wird in Stufen von grob 5 dB in einem Bereich von einer niedrigen Leistung von –20 dBm bis zu einer hohen Leistung von +20 dBm in einem Steuerungsbereich von 40 dB durchgeführt. (Nicht alle Vorrichtungen weisen diese Fähigkeit oder diesen dynamischen Bereich auf).
Registrierung
Der Registrierungsprozess ist zyklisch auf eine Weise, dass der Leitrechner die FSK Verbindung periodisch auf ein neues Mitglied durchsucht, während er den Prozess durchläuft, die anderen zu bedienen. Nachdem die Registrierung vollständig ist, fährt der Leitrechner fort, die dezentralen Vorrichtungen mit ihrer bevorzugten Rate und Modulation zu bedienen. Wenn der Leitrechner eine Fehlerquote wahrnimmt, die für eine bestimmte Vorrichtung zu hoch ist, kann er der Vorrichtung einen Code übermitteln, der diese anweist, die Übertragungsgeschwindigkeit in Schritten von 3 dB oder Faktoren von 2 zu reduzieren. Nicht alle Vorrichtungen sind zu dieser Stufe der Intelligenz fähig, aber jene, die es sind, antworten in einem Versuch, die allgemeine Fehlerquote zu reduzieren und den Durchsatz zu erhöhen. Die Registrierungskennung umfasst Information bezüglich der Fähigkeit der dezentralen Vorrichtung die Übertragungsgeschwindigkeit der Daten zu vermindern.
Die Registrierungskennung umfasst auch Information darüber, ob eine dezentrale Vorrichtung asynchrone oder isochrone Nachrichtenübermittlungen erfordert (das heißt, ob sie Verzögerungen im Informationsaustausch tolerieren kann oder, wie im Falle von Sprachübertragung, im Wesentlichen kontinuierlichen Dienst aufweisen muss). In dem Maße wie die Anzahl von isochronen Vorrichtungen (Sprachkanäle) nach oben geht, beginnt der Durchsatz der anderen Vorrichtungen zu fallen. Der Leitrechner stellt die asynchronen Geräte automatisch abwärts ein, um diese mit den isochronen Vorrichtungen in Einklang zu bringen. Dieser Prozess fährt fort, bis die Bandbreite des Kanals erschöpft ist, und dann werden keine neuen Vorrichtungen mehr im Netzwerk akzeptiert, bis sich die Anforderungen von isochronen Vorrichtungen verringern. Dann verteilt der Leitrechner die Bandbreite an die registrierten Vorrichtungen erneut entsprechend der Priorität und Vorrichtungsklasse, die deren Registrierungskennung bezeichnet, und beginnt dann, neue Vorrichtungen zu akzeptieren, wenn solche gegenwärtig sind.
Ein weiterer wichtiger Aspekt der Registrierung umfasst die Kodierung, die verwendet wird, um den Daten zu helfen, dass sie über den Kanal übertragen werden können. Die Registrierungskennung ist auf solch eine Weise kodiert, dass sie dem Leitrechner einen Weg zur Verfügung stellt, um sich mit der dezentralen Vorrichtung zu synchronisieren und zu wissen, ob ein Fehler in den erhaltenen Daten gemacht wurde. Um die Synchronisation zu ermöglichen, gibt es einen Vorspann zu der Folge von Bits. Die Synchronisation nimmt zwei Formen ein: Träger und Daten. Im Falle von Spread Spectrum Modulation gibt es einen zusätzlichen Schritt der Synchronisation auf Ebene des Chips. Zum Beispiel kann ein 511 Barker Code für den Leitrechner verwendet werden, der zu synchronisieren ist. Für die komplexesten der Beispiele in dieser Vorrichtung (das heißt eine Spread Spectrum Vorrichtung), kann die Bitfolge die Trägersynchronisation sein. PN-Synchronisation und Bit-Synchronisation. An dieser Stelle kann der Leitrechner die ihm übergebenen Daten lesen, aber die Möglichkeit von auftretenden Fehlern existiert immer noch. Um das zu bekämpfen, kann ein FEC Code (Forward Error Correction) einbezogen werden. Dieser nimmt normalerweise die Form eines zyklischen Codes an, wie er in der Technik gut definiert ist. Dies ermöglicht es, dass der Leitrechner und die dezentralen Vorrichtungen auf eine stabile und zuverlässige Weise miteinander kommunizieren, in dem die meisten Fehler korrigiert werden während sie auftreten, oder erneutes Senden von Datenpaketen angefordert wird, die nicht korrigierbar sind. Diese Ebene oder diese Robustheit ist für die Vorrichtungen des oberen Rangs reserviert und nicht praktikabel für die Vorrichtungen niedriger Kosten und niedriger Übertragungsgeschwindigkeit wie Mäuse oder Joysticks. Für diese Vorrichtungen von niedrigem Rang kann es keine Fehlerprüfungen oder nur einfach Fehlerkodierungen geben, wie zum Beispieles mehrfaches Senden von demselben Befehl innerhalb einer angegebenen Zeitgrenze, die der Rechner 12 interpretieren kann. Sie können einfache zyklische Redundanzprüfungen (Cyclic Redundancy Checks-CRCs) auf der nächst höheren Ebene sein. In jedem Fall kann der Leitrechner 12 jegliche und alle von diesen behandeln, während die dezentralen Vorrichtungen darauf beschränkt sind, in oder unterhalb ihrer Klasse zu kommunizieren.
Die dezentralen Vorrichtungen sind zu allererst dafür entworfen, mit einem Leitrechner zu arbeiten, wenn aber keiner gefunden werden kann (das heißt keine Abfrage von einem Leitrechner initiiert wurde), können sie zu einem vereinfachter Leitrechner werden, um eine Peer zu Peer Verbindung aufzubauen. Zum Beispiel könnte ein mit dieser Vorrichtung bestückter Laptopcomputer durch Simulation des gewünschten Protokolls eine Verbindung mit einer ähnlichen Vorrichtung aufbauen. Der Registrierungsprozess wäre ähnlich, obwohl er auf seine Vorrichtungsklasse oder darunter beschränkt ist.
MAC/Protokoll
Es gibt zahlreiche Arten, wie ein drahtloses Netzwerk auf den Kanal oder HF Medien zugreifen kann, und diese beinhalten die Übertragung zum Zeitpunkt der Anforderung, das Abhören vor dem Senden, um Zusammenstöße mit anderen Vorrichtungen (CSMACA) zu vermeiden, und das Reservieren von Zeitfenstern für die Nachrichtenübermittlung (verlangsamtes Aloha/TDMA) usw. Die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung stellt eine Kombination von Verfahren dar, Time Division Duplex (TDD), CSMACA, Frequency Division Multiple Access (FDMA) und Time Division Multiple Access (TDMA). Beim Einschalten arbeitet jede Vorrichtung in einem FSK Modus, mit Abhören und abwechselnder Übertragung auf einem vorgeschriebenen Kanal in einem pseudozufälligen Zeitunterteilungsschema mit zufälligem Zurücksetzen. Dies ist der Registrierungskanal. Einmal registriert, bewegen sich die Einheiten zu neuen Frequenzstandorten und Leistungspegeln, für deren dortige Arbeitsweise sie entworfen wurden. Für einige bedeutet dies, einem festgelegten Zeitplan von Übertragungen zu folgen, die vom Leitrechner 12 koordiniert werden. Für andere eine koordinierte Auswahl von in dieser Klasse vom Leitrechner ausgewählten und auf Basis einer Zeitunterteilung an alle dezentralen Vorrichtungen vergebenen Frequenzen.
Die HF Hardware ist eine Kombination von zwei Hauptklassen von Vorrichtungen, die sich auf die Komplexität der Modulation und die Bündelung beziehen. Die erste Klasse besteht aus einfachen FSK Vorrichtungen für eine einzelne Richtung, die die Minimalhardwarekonfiguration, nur einen Sender mit einem einzelnen Modulator erfordern (6a). Die zweite Klasse von Vorrichtungen ist die Reihe mit bidirektionalem FSK, die sowohl einen Sender als auch einen Empfänger erfordert, je doch noch immer nur einen einzelnen Modulator und Demodulator (6b). Die letzte Klasse von Vorrichtungen ist die der bidirektionalen mehrstufigen FSK oder der Spread Spectrum Sender-Empfänger, die zweifache Modulatoren und Demodulatoren für die I und Q Kanäle erfordern (6c). Die tatsächliche Si Hardwarewahlauswahl kann es sein, einfach Gebrauch zu machen von Teilen eines einzelnen gemeinsamen IC, wie in 6c gezeigt, oder einen IC von minimalem Entwurf zu verwenden (6a und 6b) und das durch Si Fläche eingesparte Geld zu sparen. Dies ist eine ökonomische Wahlmöglichkeit, keine technische und kann zur Zeit der Produktion mit ungefährer Abschätzung der erwarteten Volumina getroffen werden.

Claims

Ein Verfahren zum Errichten eines automatischen drahtlosen/drahtgebundenen Multicomputernetzwerks (10), das folgende Schritte umfasst: – Generieren eines Radiofrequenzfeldes (15) um einen Leitrechner und ein Wechselstromenergienetzwerk; – Errichten von Kommunikation zwischen dem Leitrechner (12) und einer Vielzahl von verschiedenen Vorrichtungen (30, 31, 40, 44, 48, 70) über das Wechselstromenergienetzwerk (14) oder die Radiovorrichtung (18), wobei die Vielzahl von Vorrichtungen drahtgebundene oder drahtlose Vorrichtungen beinhaltet; – Scannen des Radiofrequenzfeldes (15) nach unregistrierten Vorrichtungen, die in das Radiofrequenzfeld (15) eingetreten sind, und automatisches Registrieren der neuen Vorrichtungen ins Netzwerk durch Identifizieren einer einmaligen Registrierungskennung für jede neue Vorrichtung, wobei die einmalige Registrierungskennung Informationen umfasst, die dem Leitrechner angeben, zur welchen Vorrichtungsklasse jede neue Vorrichtung gehört und welches Kommunikationsprotokoll von der neuen Vorrichtung vorgezogen wird; – und Errichten von Kommunikation mit jeder der neuen Vorrichtungen über das vorgezogene Kommunikationsprotokoll; und – Steuern besagter Vielzahl von Vorrichtungen und jeder neuen Vorrichtung über den Leitrechner (12).
Das Verfahren nach Anspruch 1, worin besagter Schritt zum Errichten von Kommunikation weiter folgende Schritte umfasst: – Bereitstellen einer Leitnetzwerksverbindung zwischen einem Leitrechner und der Radiovorrichtung; und – Bereitstellen einer Anwendungsnetzwerksbox, die zwischen besagter Vielzahl von Vorrichtungen oder neuen Vorrichtungen und dem Wechselstromenergienetzwerk verbunden ist.
Das Verfahren nach Anspruch 1, worin besagter Schritt des Scannens auf einem Frequenzumtastungskanal mit niedriger Datenübertragungsrate durchgeführt wird.
Ein System zum Errichten eines automatischen drahtlosen/drahtgebundenen Multiratencomputernetzwerkes (19), das Folgendes umfasst: – eine Leitverarbeitungseinheit (12); – ein Wechselstromenergienetzwerk (14), das mit besagter Leitverarbeitungseinheit (12) gekuppelt ist; – ein Mittel (16) zur Generieren eines Radiofrequenzfeldes (15) um besagte Leitverarbeitungseinheit (12) und besagtes Wechselstromenergienetzwerk (14); – eine Vielzahl von verschiedenen Vorrichtungen (30, 31, 40, 44, 48, 70), die mit besagtem Wechselstromnetzwerk verbunden sind, wobei die Vielzahl von verschiedenen Vorrichtungen (30, 31, 40, 44, 48, 70) drahtgebundene oder drahtlose Vorrichtungen beinhaltet; – ein Mittel zum Errichten von Kommunikation zwischen besagter Leitverarbeitungseinheit und besagter Vielzahl von verschiedenen Vorrichtungen über das Wechselstromenergienetzwerk (14) oder die Radiovorrichtung (18), wobei besagtest Mittel zum Errichten von Kommunikation weiter ein Mittel zum Scannen des Radiofrequenzfeldes (15) nach unregistrierten Vorrichtungen, die in das Radiofrequenzfeld eingetreten sind, beinhaltet, und ein Mittel zur automatischen Registrierung der neuen Vorrichtungen ins Netzwerk durch Identifizieren einer einmaligen Registrierungskennung für jede neue Vorrichtung, wobei die einmalige Registrierungskennung Informationen umfasst, die dem Leitrechner angeben, zur welchen Vorrichtungsklasse jede neue Vorrichtung gehört und welches Kommunikationsprotokoll von der neuen Vorrichtung vorgezogen wird; – ein Mittel zum Errichten von Kommunikation mit jeder der neuen Vorrichtungen über das vorgezogene Kommunikationsprotokoll; und – ein Mittel zum Steuern besagter Vielzahl von Vorrichtungen und jeder neuen Vorrichtungen über den Leitrechner.
Der Apparat nach Anspruch 4, worin besagtes Mittel zum Generieren eines Radiofrequenzfeldes weiter eine Leitnetzwerkbox umfasst, die über einen ersten Verbindungsanschluss, der mit dem Wechselstromenergienetzwerk verbunden ist, über einen zweiten Verbindungsanschluss zur Bereitstellung von Wechselstromenergie für die besagte Leitverarbeitungseinheit und über einen dritten Verbindungsanschluss zur Verbindung mit einem Datenbus der besagten Leitverarbeitungseinheit verfügt.
Der Apparat nach Anspruch 4, worin besagtes Mittel zum Errichten von Kommunikation weiter Folgendes umfasst: – mindestens eine Anwendungsnetzwerksbox, die zwischen mindestens einer aus der besagten Vielzahl der verschiedenen Vorrichtungen und besagtem Wechselstromnetzwerk verbunden ist, wobei mindestens eine besagte Anwendungsbox eine einmalige Registrierungskennung verfügt; und – ein Mittel zum Identifizieren neuer Registrierungskennungen, die durch das Scannungsmittel identifiziert werden.
Der Apparat nach Anspruch 4, worin besagtes Mittel zum Errichten von Kommunikation weiter ein Mittel zum Errichten drahtloser Kommunikation zwischen besagter Leitnetzwerksbox und mindestens einer besagten zusätzlichen Anwendungsbox umfasst, wobei besagte drahtlose Kommunikation über mehrfach verfügbare Modulationsschemata verfügt.
Der Apparat nach Anspruch 7, worin besagtes drahtlosen Kommunikationsmittel ein Modulationsschema in Anlehnung an die vorgezogene Datenübertragungsrate der mindestens einen besagten zusätzlichen Vorrichtung auswählt.