NO317237B1 - Anordning ved kommunikasjonssystem - Google Patents

Description

TEKNISK OMRÅDE OG PROBLEM

Foreliggende oppfinnelse vedrører en anordning og en fremgangsmåte ved et HIPERLAN-system.

Den foreliggende oppfinnelse kan henføres til et system som omfatter så vel asynkron som synkron kommunikasjon, for eksempel HIPERLAN (High Performance Local Area Network). Dette stiller imidlertid særskilte krav til den MAC {Medium Accsess Control)-protokoll som anvendes for tilgang til kommunikasjonsmediet. Asynkron kommunikasjon krever korte svartider i gjennomsnitt, men kan tåle relativt store vari-asjoner omkring gjennomsnittet. For synkron kommunikasjon er forholdet det omvendte. Synkron kommunikasjon kan aksep-tere relativt lange forsinkelser, men stiller i stedet for høye krav til at variasjonene omkring gjennomsnittet er små. Dessuten krever synkron kommunikasjon en garantert tilgang til nødvendig overføringskapasitet under relativt lange tidsperioder.

Den foreliggende oppfinnelse skal blant annet tilgodese behovet for sentralisert arkitektur i HIPERLAN for å mulig-gjøre at synkrone tjenester som tale og video vil kunne garanteres tilgang til kommunikasjonsmediet etter oppkopling, hvilket høyner kvaliteten kraftig. Man har tidligere foreslått en tilgangsmetode som i prinsippet er beregnet for asynkron kommunikasjon, hvilket er hensikts-messig på grunn av utviklingen innen ATM-område (ATM klarer å bære synkron trafikk). Det henvises i denne forbindelse til en tidligere svensk søknad, SE 9501151-6 (samme søker og oppfinner).

EP 510290 vedrører en kollisjonsfri plassering og fjerning av kretssvitsjete kanaler i et selvjusterende datatrans-misjonssystem som kan håndtere flere klasser av trafikk som asynkron, synkron og isokront.

EP 621708 vedrører tilgangskontroll for både synkron og asynkron for trådløs LAN. Det omtales MAC protokoll for reservering av tilgang, og oppdeling av rammene i data-inn, data-ut og kontroll-underrammer. Med basis i kontrolldata forandres rammelengden for bruk av innover eller utover trafikk.

Oppfinnelsen vedrører blant annet en tilgangsmetode for HIPERLAN som klarer ATM trafikk bedre enn en nåværende metode EY-NPMA.

En fordel med systemet ISAK (jfr. Overstående SE-patent-søknad 9501151-6) er at synkron trafikk kan reservere båndbredde frem i tiden og på denne måte garantere synkron trafikktilgang til mediet etter oppkopling. Sistnevnte er et krav om synkron tale og video av trafikktype dersom det skal fungere med tilstrekkelig høy kvalitet. ISAK gjør det også mulig å løse problemet med skjulte noder. Dette er beskrevet i nevnte patentsøknad for ISAK.

Den foreliggende oppfinnelse løser derved problemet med å gjøre ISAK til et mer spektrumeffektivt system enn med den i samband med ISAK tidligere foreslåtte tilgangsmetode EY-NPMA. Oppfinnelsen løser også problemet med at alle modus 2 noder kan legge beslag på hele den tilgjengelige båndbredde.

I følge oppfinnelsen frembringes en anordning som kjennetegnet ved den karakteristiske delen av det selvstendige krav 1, mens alternative utførelser er kjennetegnet ved de uselvstendige kravene 2-5.

Det frembringes også en fremgangsmåte som kjennetegnet ved den karakteristiske delen av det selvstendige krav 6, mens alternative utførelser er kjennetegnet ved det uselvstendige krav 7. Figur 1 viser et forenklet oppsett av tilgangsmetoden EY-NPMA.

Figur 2 viser den tidligere oppfinnelsen ISAK.

Figur 3 viser den minste tid Tltn {Least time between nodes) som det er mulig med ISAK å reservere to etterfølgende pakker (BRP + TP). Figur 4 viser hvordan DRS for å øke spektrumseffekt søker etter å legge modus 2 reserverasjoner inntil hverandre for å øke spektrumseffektiviteten.

HIPERLAN består ifølge én utførelsesform av to moduser av hvilke én er spesifisert. Den spesifiserte modus (modus 1) er beregnet for asynkron kommunikasjon og stor pakke. Den annen modus (modus 2) skal være tilpasset for synkron kommunikasjon som tale og video, og for spektrumseffektivt å kunne bære ATM-pakker av tjenesteklassetype A og B.

ATM-tjenesteklasse A tilsvarer forbindelsesorientert trafikk med konstant bithastighet og der det eksisterer en synkroniseringsavhengighet mellom endepunktene. Eksempler på en slik trafikk er 64 kbps-talekanaler og kretskoplete 2 Mbps-signaler ifølge G.702.

ATM-tjenesteklasse B representerer forbindelsesorientert trafikk med en synkroniseringsavhengighet og som støtter variabel bithastighet. Tale- og videoomkodere for variabel bithastighet er eksempler på tjenesteklasse B.

ATM-pakker er imidlertid små i forhold til normale LAN-pakker. Dette medfører visse problemer ettersom de to moduser til tross for dette skal kunne klare å dele de samme kanaler.

Modus 1 kan i en utførelsesform anvende en tilgangsmetode kalt EY-NPMA (Elimination Yield Nonpreemptive Priority Multiple Access). Denne tilgangsmetode inneholder tre faser, PAP (Pripority Access Phase), CP (Contention Phase) og TP (Transmission Phase), se fig. 1.

I PAPen sender noden ut prioriteten (av fem ulike PAP-prioritetsnivåer) på den pakke den vil sende. Prioriteten settes av MAC-lageret med informasjon fra overliggende OSI-lager.

For å skille ut noder som sender pakker med samme PAP-prioritet, forefinnes CP, hvori nodene kjemper om en pakke i TP (en pakke består en én eller flere mindre blokker).

EY-NPMA garanterer ikke tilgangen til kommunikasjonsmediet for flere enn én etterfølgende pakke, hvilket kreves for synkrone tjenester om tale, video, etc. Dessuten er EY-NPMA en meget spektrumseffektiv tilgangsmetode for små pakker.

Virkningsgrader på mindre enn 2,20 for pakker av type ATM (53 bitgrupper) er å forvente. Det har vært utført simule-ringer hvor 90 % av pakken er små (64 bitgrupper) og 10 % er store (1500 bitgrupper); da blir nettodatahastigheten i HIPERLAN ca. 5 Mbps fra en rådatahastighet på 23,5 Mbps. Virkningsgraden blir i dette tilfellet knapt 0,25.

Anordningen og fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen høyner spektrumseffekten for ISAK. Oppfinnelsen inneholder også en metode som kan anvendes for å kontrollere at modus 2 noder ikke har mulighet til å reservere hele båndbredden.

PAP+CP består i gjennomsnitt av ca. 2000 biter (kan variere fra noen hundre til over 4000 biter). For å overføre en ATM-pakke kreves følgende ekstra biter i TP: LBR (470 biter) biter for kanalutjevneren (450 biter), MAC-administrasjon (400 biter). Totalt antall biter for å sende en ATM-pakke 53 bitgrupper (424 biter) blir dermed ca. 3500 biter.

Fig. 3 viser et problem med ISAK, hvor ikke noe node kan sende informasjon der hvis tidsluken mellom to reservasjoner ikke rommer PAP+CP+TP.

Tiden mellom to etterfølgende TP kan i visse tilfelle (ved meget små verdier for Tltn) ikke utnyttes av modus 1 noder eller nye modus 2 noder, ettersom PAP+CP+TP ikke får plass innenfor tidsluken Tltn. Resultatet blir at spektrum utnyttes ineffektivt. Oppfinnelsen (DRS) løser dette problem.

Det finnes en teoretisk risiko for at modus 2 noder reserverer all tilgjengelig kapasitet, slik at modus 1 noder blir "utkonkurrert". Oppfinnelsen inneholder en anordning og en fremgangsmåte som muliggjør kontroll og begrensning av modus 2 noders bredbåndsreservasjoner.

Oppfinnelsen består i at modus 2 noder:

- lytter i tidsintervallet x (for eksempel 10 ms) etter BRP+TP og registrerer tidene TBR<n> (Time Between Reservations) mellom reservasjoner (BRP+TP) n=l...antall reservasjoner -1, - velger det korteste TBR^n fra TBR<n> (fig. 4) som er det korteste intervall i hvilket modus 2 nodens pakke kan rommes i, - i sin første BRP (BRP 1) innbefatter informasjon i meldingen om tiden y til nærmest etterfølgende egne BRP (BRP 2). - tiden y velges slik at pakken plasseres innenfor TBRmin. Videre skal pakken plasseres slik at etterfølgende BRP+TP (BRP 2, 3,...) i størst mulig grad ligger inntil tidligere modus 2 reservasjon ifølge fig. 4; dette for å

kunne plassere BRP+TP på den beste plass fra et kapasitetssynspunkt.

- plasserer sin BRP 2 (+TP) og etterfølgende BRP (+TP) med jevne repetisjonstidsintervall z (x forskjellig fra eller lik med y) mellom hverandre, for eksempel 10 ms. Repetisjonsintervallene angis i BRP (slik som beskrevet i

ISAK).

- dersom det ikke finnes noen TBRmin/ skal noden plassere BRP+TP inntil tidsluker reservert av modus 2 noder. Dersom det ikke finnes noen tidligere reservasjoner, kan BRP 2 plasseres vilkårlig. - ikke tillates å sende ut sin første BRP (BRP 1) (og dermed reservere båndbredde) dersom spektret har vært opptatt av modus 2 noder (detektere BRP) q tidsenheter av tiden x. Parameteren q/z (for eksempel 0,25) bør være fast og den samme for alle modus 2 noder.

Med DRS økes spektrumseffektiviteten for ISAK betydelig ettersom det blir mulig å fylle "hulrom" i tiden som det tidligere ikke var mulig å fylle. Videre klumper modus 2 noder sin informasjon inntil hverandre, hvilket medfører at spektrumseffektiviteten forbedres ytterligere ettersom noder får større hulrom i tiden for PAP og CP.

Ved hjelp av den foreslåtte tilgangsmetode vil synkrone tjenester kunne garanteres tilgang til kommunikasjonsmediet etter oppkopling. Videre vil spektrumeffektiviteten, kapasiteten og virkningsgraden høynes for ISAK. Metoden med-fører også at modus 1 noder alltid kan garanteres en viss båndbredde.

Oppfinnelsen er beregnet for HIPERLAN og andre desentraliserte systemer for bredbånds kortdistansekommunikasjons-systemer. Slike systemer kan anvendes for LAN, LAN-interconnect, offentlig tilgang samt eventuelt også i bredbånds lokalnett som trådløs tilkopling de siste "100 m" til abonnenten.

Det foreligger ikke noen tidligere kjent teknikk (foruten

Telias patentsøknad SE 9501151-6) for effektiv kombinasjon av synkrone og asynkrone desentraliserte trådløse systemer.

Oppfinnelsen er ikke begrenset til ovenfor angitte eksempler, med kan modifiseres innenfor rammen for etterfølgende patentkrav og oppfinnelsestanken.

Claims (7)

1. Anordning ved et HIPERLAN-system, karakterisert ved en tilgangsfunksjon omfattende organ, fortrinnsvis modus 2 noder, som er innrettet til å: a) lytte i tidsintervaller x (for eksempel 10 ms) etter BRP+TP og registrerer tidene TBR<n> (Time Between Reservation) mellom reservasjoner BRP+TP, hvor n=l...antall reservasjoner -1, b) velge det korteste TBRmin fra TBR<n>, som er det korteste intervall i hvilket modus 2 nodens pakke rommes i, og c) i sin første BRP {BRP 1) inkludere informasjon i meddelelsen om en tid (y) til nærmest etterfølgende egne BRP (BRP 2).

2. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at tiden (y) velges slik at pakken plasseres innenfor TBRmin/ og at pakken plasseres slik at etter-følgende BRP+TP (BRP 2, 3,...) i størst mulig grad kommer inntil tidligere modus 2 reservasjon, hvilket muliggjør plassering av BRP+TP på en fra et kapasitetssynspunkt beste plass.

3. Anordning ifølge krav 2, karakterisert ved at nevnte organ plasserer sin BRP 2 og etterfølg-ende BRP med jevne repetisjons tidsintervall z mellom hverandre, for eksempel 10 ms, idet repetisjonsintervall angis i BRP.

4. Anordning ifølge et av kravene 2 eller 3, karakterisert ved at dersom det ikke finnes noen TBRndnr skal noden plassere BRP+TP inntil tidsluker reservert av modus 2 noder, og at dersom det ikke finnes noen tidligere reservasjoner, kan BRP 2 plasseres vilkårlig.

5. Anordning ifølge et kravene 2-4, karakterisert ved at det ikke skjer utsending fra BRP dersom spektret har vært opptatt av modus 2 noder q tidsenheter av tiden x, hvorved parameteren q/x bør være fast og den samme for alle modus 2 noder.

6. Fremgangsmåte ved et HIPERLAN-system, karakterisert ved en tilgangsfunksjon omfattende organ, fortrinnsvis modus 2 noder, som: a) lytter i tidsintervaller x (for eksempel 10 ms) etter BRP+TP og registrerer tidene TBR<n> (Time Between Reservation) mellom reservasjoner BRP+TP, hvor n=l...antall reservasjoner -1, b) velger det korteste TBRmin fra TBR<n>, som er det korteste intervall i hvilket modus 2 nodens pakke rommes i, og c) i sin første BRP (BRP 1) inkluderer informasjon i meddelelsen om en tid (y) til nærmest etterfølgende egne BRP (BRP 2).

7. Fremgangsmåte ifølge krav 6, karakterisert ved at spektrumseffektiviteten høynes ved at noder tildeles større hulrom i tiden for PAP og CP.