NO322741B1 - Multi-hopp pakke radio-nettverk - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for å sende data mellom utgangspunkt og bestemmelsesstedstasjoner i et multi-stasjons kommunikasjonsnett, et kommunikasjonsnett for å realisere fremgangsmåten, og kommunikasjonsanordning for bruk i nettet.

Nærmere bestemt vedrører oppfinnelsen en fremgangsmåte for å sende meldingsdata fra en opprinnelsesstedstasjon til en bestemmelsstedstasjon i et nett som omfatter et flertall av stasjoner, omfattende: å overvåke, på opprinnelsesstedstasjonen aktiviteten av andre stasjoner i nettet, og å sende meldingsdataene til minst én første mellomliggende stasjon for videre sending til bestemmelsesstedstasjonen, slik som angitt i ingressen av krav 1.

Nærmere bestemt vedrører oppfinnelsen også et kommuniksjonsnett som omfatter et flertall av stasjoner som hver er i stand til å sende og motta meldingsdata, idet hver stasjon omfatter: sendemidler for å sende data til andre stasjoner, og mottakermidler for å motta data fra andre stasjoner, slik som angitt i ingressen av vedlagte krav 17.

Nærmere bestemt vedrører oppfinnelsen dessuten en kommunikasjonsanordning for bruk som en stasjon i et kommunikasjonsnett omfattende et flertalla av stasjoner som hver er i stand til å sende og motta meldingsdata, idet kommunikasjonsanordningen omfatter: sendemidler for å sende data til andre stasjoner, og mottakermidler for å motta data fra andre stasjoner, som angitt i ingressen av vedlagte krav 25.

Kommunikasjonsnett er kjente og som krever et eller flere styreknutepunkter eller basisstasjoner gjennom hvilke meldinger må dirigeres fra utgangspunkt til bestemmelsesstasj onene. Slike nett er sårbare for sammenbrudd i styreenhetknutepunktene eller basisstasjonene. I tillegg er styreenhetknutepunktene eller basisstasjonene relativt kostbare, og fjerntliggende stasjoner i nettet er begrenset hva angår deres bevegelse i forhold til basisstasjonene.

Koblingsmuligheten mellom stasjoner i et slikt nett kan endre seg på grunn av relativ bevegelse mellom fjerntliggende stasjoner og basisstasjonen, interferens, støy og andre faktorer. I et Rayleigh-fadende miljø vil variasjonshastigheten i signalstyrke, støy og interferens endre forbindelsesmuligheten mellom stasjoner i nettet på en øyeblikkelig basis, hvilket gjør eventuell fremgangsmåte for fast ruting eller adaptiv ruting ved å føre rutingsinformasjon mellom stasjoner praktisk talt umulig. For å kompensere for interferens og fading, blir generelt meldinger sendt redundante og med tilstrekkelig effekt til å sikre deres mottak, hvilket fører til sub-optimal anvendelse av nettet og til interferens mellom stasjoner. Sub-optimal anvendelse av nettet resulterer i en reduksjon i nettets kapasitet (Erlangs) for et gitt område og en gitt spektrumallokering.

IEP-A-0 201 308 er det omtalt kommunikasjonssystem som danner basis for ingressen i patentkravene 1,17 og 25. Til øvrig belysning av kjent teknikk vises til artikkelen: "Knowledge-Based Configuration of Multi-Hop Packet-Switched Radio Networks", skrevet av Angus Andrews og Kenneth Fertig, Science Center, Rockwell International, Palo Alto, CA, U.S.A i forbindelse med IEEE 1987 Fifth International Conferanse on Systems Engineering.

Den innledningsvis nevnte fremgangsmåte kjennetegnes, ifølge oppfinnelsen, ved at den dessuten omfatter: - å sende bekreftelsedata tilbake fra den første mellomliggende stasjonen til opprinnelsesstedstasjonen, hvilke indikerer videre sendingen av meldingsdataene,

- at hver stasjon i nettet overvåker kvaliteten av signalveien til andre stasjoner, og

- at valget av den første mellomliggende stasjonen ved hjelp av opprinnelsesstedstasjonen og valget av eventuelle ytterligere mellomliggende stasjoner ved hjelp av første eller en påfølgende mellomliggende stasjon foretas opportunistisk, ved tidspunktet for sending av nevnte meldingsdata, i henhold til forutbestemte kriterier som innbefatter den overvåkede kvalitet av signalveien mellom sendestasjonen og potensielle mellomliggende stasjoner, slik at sendinger finner sted under toppforhold.

Ytterligere utførelsesformer av fremgangsmåten fremgår av de vedlagte, underordnete krav 2-16, samt av den nå etterfølgende beskrivelse.

Fortrinnsvis overvåker hver stasjon i nettet aktiviteten av andre stasjoner på en vedvarende basis for å bestemme tilgjengeligheten av disse andre stasjoner, i henhold til forutbestemte kriterier, som mellomliggende eller bestemmelsesstedstasjoner.

Overvåkningen kan utføres ved å motta data som sendes av de andre stasjonene, og analysere de mottatte datasendinger for å velge en mellomliggende stasjon eller bestemmelsesstedstasj on.

Overvåkningen kan videre innbefatte ekstrahering av informasjon fra de mottatte data som indikerer minst identiteten av de andre stasjonene.

Eksempelvis kan informasjonen relateres til bestemmelsesstedet og/eller utgangspunktet for meldingsdata som sendes til eller mottas fra de andre stasjonene.

Fremgangsmåten kan også innbefatte å ekstrahere informasjon fra de mottatte data som er relatert til det endelige bestemmelsesstedet og/eller primært opprinnelsessted for meldingsdataene.

Fremgangsmåten kan videre innbefatte ekstrahering av informasjon fra de mottatte data relatert til forplantingsforsinkelsen i hver melding, datahastigheten i hver melding og/eller volumet av meldinger mellom hvilke som helst to eller flere stasjoner.

Dataene som sendes av hver stasjon kan innbefatte tidsdata, idet overvåkningen innbefatter bestemmelse av alderen av datasendinger som mottas fra andre stasjoner i nettet og forkasting av datasendinger som er eldre enn en forutbestemt alder.

Tidsdataene i de mottatte datasendinger kan sammenlignes med et referansetidspunkt, og de mottatte datasendinger kan forkastes en forutbestemt periode etter referansetidspunktet.

Fremgangsmåten innbefatter fortrinnsvis allokering av en prioritet for de mottatte datasendinger, og justering av rekkefølgen av gjenutsendelse av de mottatte datasendinger til andre personer i henhold til alderen av disse.

Fremgangsmåten kan innbefatte å overvåke kvaliteten av signalveien mellom den første stasjonen og en eller flere av de andre stasjonene og å tilpasse, i henhold til forutbestemte kriterier, minst en parameter i en påfølgende sending til en annen stasjon i henhold til den overvåkede kvalitet av signalveien og å øke sannsynligheten for at sendingen mottas på vellykket måte.

Fortrinnsvis blir informasjon ekstrahert fra de mottatte data som relateres til kvaliteten av overføringsveien mellom hvilke som helst to eller flere av de andre stasjonene.

Fremgangsmåten kan innbefatte å utlede fra de mottatte data tilpasningsinformasjon for bruk ved tilpasning, i henhold til minst et forutbestemt kriterium, minst en parameter for en påfølgende sending til en annen stasjon for å øke sannsynligheten for at sendingen mottas på vellykket måte.

Tilpasningsinformasjonen kan sendes til en eller flere stasjoner i et tilpasningssignal, idet nevnte en eller flere stasjoner reagerer på tilpasningssignalet for å variere minst en parameter i en påfølgende sending derfra.

Parametrene som er tilpasset kan være en eller flere datahastigheten, sendeeffekten, sendefrekvensen, sende- eller mottaksantennen, meldingslengden, meldingsprioriteten, hvor lenge meldingstiden skal leve, sendetidspunktet, og

meldingsgjenutsendelsehastigheten.

Overvåkningstrinnet innbefatter fortrinnsvis dessuten et undersøkelsessignal fra den første stasjonen til minst en mellomliggende stasjon, idet undersøkelsessignalet inneholder minst adressedata som identifiserer den første stasjonen (og fortrinnsvis den andre stasjonen), og å sende et erkjennelsessignal fra den valgte mellomliggende stasjonen til den første stasjonen.

Det innledningsvis nevnte kommunikasjonsnett kjennetegnes, ifølge oppfinnelsen, ved at det dessuten omfatter: - overvåkningsmiddel for å overvåke minst én karakteristikk for respektive kanaler mellom en opprinnelsesstedstasjon og andre stasjoner, som tilsvarer kvaliteten av signalveien via hver av nevnte kanaler, - beslutningsmiddel for opportunistisk å velge en annen stasjon som en mellomliggende stasjon for videresending av meldingsdata fra opprinnelsesstedstasjonen til en bestemmelsesstedstasjon, ved tidspunktet for sending av nevnte meldingsdata, ifølge forutbestemte kriterier som innbefatter den overvåkede kvalitet av signalveien mellom sendestasjonen og potensielle mellomliggende stasjoner, slik at videresending finner sted under toppforhold, og - styremiddel for å justere minst én parameter i et sendesignal som sendes av sendermidlene i henhold til den overvåkede minst ene karakteristikk for respektive kanal for å øke sannsynligheten for at sendingens signal mottas på vellykket måte av den valgte mellomliggende stasjon.

Ytterligere utførelsesformer av kommunikasjonsnettet fremgår av de vedlagte, underordnete krav 18-24, samt av den nå etterfølgende beskrivelse.

Overvåkningsmidlet i hver stasjon er fortrinnsvis tilpasset for å analysere data i signalet som mottas fra andre stasjoner for å velge den mellomliggende stasjonen.

Styremidlet er fortrinnsvis tilpasset for å overvåke alderen av datasendinger som mottas fra andre stasjoner i nettet og å forkaste datasendinger som er eldre enn en forutbestemt alder.

Styremidlet kan anordnes til å innbefatte tidsdata i hver datasending, for å overvåke alderen av mottatte datasendinger ved å sammenligne tidsdata deri med et referansetidspunkt, og å forkaste de mottatte datasendinger en forutbestemt periode etter referansetidspunktet.

Fortrinnsvis er styremiddel anordnet for å allokere en prioritet til mottatte datasendinger og å justere rekkefølgen av gjenutsendelse av de mottatte datasendinger til andre stasjoner i henhold til alderen derav.

Hver stasjon kan innbefatte lagringsmiddel for å lagre data i de mottatte signaler som er relatert til identiteten av de andre stasjonene, og prosessormiddel for å bestemme kvaliteten av signalveien mellom den mottagende stasjon og hver av de andre stasjonene.

Overvåkningsmidlet er fortrinnsvis tilpasset for å generere et undersøkelsessignal for sending til andre stasjoner, idet undersøkelsessignalet inneholder minst adressedata som identifiserer opprinnelsessted eller utgangspunktstasjonen (og fortrinnsvis bestemmelsesstedstasjonen), og å motta et erkjennelsessignal fra andre stasjoner som mottar undersøkelsessignalet.

Styremidlet er fortrinnsvis tilpasset for å variere datahastigheten, sendeeffekten, sendefrekvensen, sende- eller mottaksantennen, meldingslengden, meldingspiroriteten, meldingslevetiden, sendingstidspunktet, meldingsgjenutsendelsehastigheten, og/eller andre parametre ved dets sending til den valgte mellomliggende stasjon.

Den innledningsvis nevnte kommunikasjonsanordning kjennetegnes, ifølge oppfinnelsen, ved at den ytterligere omfatter: - overvåkningsmiddel for å overvåke minst én karakteristikk for respektive kanaler mellom anordningen, som opererer som en opprinnelsesstedstasjon og andre stasjoner, - beslutningsmiddel for opportunistisk å velge en annen stasjon som en mellomliggende stasjon for videresending av meldingsdata fra opprinnelsessted-stasjonen til en bestemmelsesstedstasjon, ved tidspunktet for sending av nevnte meldingsdata, slik at videresending finner sted under toppforhold, og - styremiddel for å justere minst én parameter av et sendesignal som sendes av sendermidlet i henhold til den overvåkede minst ene karakteristikk for den respektive kanal for å øke sannsynligheten for at sendesignalet mottas på vellykket måte av den valgte mellomliggende stasjon.

Ytterligere utførelsesformer av konmiunikasjonsanordningen kjennetegnes, ifølge oppfinnelsen, ved de trekk som som fremgår av de vedlagte, underordnete krav 26-45.

Overvåkningsmidlet er fortrinnsvis tilpasset for å analysere data i signaler som mottas fra andre stasjoner for å velge den mellomliggende stasjonen.

Anordningen kan innbefatte lagringsmiddel for å lagre data i de mottatte signaler relatert til identiteten av de andre stasjonene, og prosessormiddel for å bestemme kvaliteten av signalveien mellom den mottagende stasjonen og hver av de andre stasjonene.

Overvåkningsmidlet er fortrinnsvis tilpasset til å generere et undersøkelsessignal for sending til andre stasjoner, idet undersøkelsessignalet inneholder minst adressedata som identifiserer utgangspunkt (opprinnelse) stasjonen (og fortrinnsvis bestemmelsesstedstasjonen), og å motta et erkjennelsessignal fra andre stasjoner som mottar undersøkelsesignalet.

Overvåkningsmidlet kan tilpasses til å variere datahastigheten, sendeeffekten, sendefrekvensen, sende- eller mottaksantennen, meldingslengden, meldingspiroriteten, meldingens levetid, sendetidspunktet, meldingsgjenutsendelsehastigheten, og/eller andre parametre ved dets sending til den valgte mellomliggende stasjon.

Fortrinnsvis omfatter overvåkningsmidlet effektavfølingsmiddel og styrbart dempemiddel som reagerer på effektstyresignaler som utledes fra en utgang på det effektavfølende middel for å dempe mottatte og/eller sendte signaler til innenfor forutbestemte nivåer.

Det styrbare dempemiddel kan omfatte et flertall av resistive elementer og et flertall av tilhørende faststoffbryterelementer som reagerer på effektstyresignalene og anordnet til å koble de resistive elementer til eller frakoble disse fra signalveien.

Styremidlet er fortrinnsvis tilpasset for å justere sendeeffekten i sendesignalet som reaksjon på den målte effekt i et mottatt signal.

Styremidlet kan innbefatte strøm eller effektavfølende middel for å overvåke sendeeffekten i sendingssignalet, sammenligningsmiddel for å sammenligne sendeeffekten med den målte effekten i et mottatt signal og for å generere et sendeeffektstyresignal, og styrbart drivermiddel i sendemidlet som reagerer på sendeeffektstyresignalet til å justere sendeeffekten mot en verdi som har et forutbestemt forhold med den målte effekten i det mottatte signal.

Overvåkningsmidlet innbefatter fortrinnsvis demodulatormiddel som er opererbart på et flertall av forutbestemte datahastigheter, for derved å demodulere mottatte data på hvilken som helst av de forutbestemte datahastigheter.

Demodulatormidlet kan omfatte et flertall av demodulatorer som er anordnet parallelt og der hver opererer på en respektiv forskjellig forutbestemt datahastighet.

Fortrinnsvis omfatter demodulatormidlet dessuten valgmiddel for å overvåke utgangene på de parallelle demodulatorer og for å velge en utgang som leverer gyldig demodulert data.

Anordningen kan innbefatte prosessormiddel og tilhørende talekoder ("Vocoder") middel for å omforme tale til data for sending og for å omforme mottatt data til tale.

Talekodermidlet omfatter fortrinnsvis minst to talekodere som er anordnet parallelt og som kan operere på forskjellige datahastigheter, idet prosessormidlet er opererbart til å velge data fra talekoderne for sending i henhold til den overvåkede minst ene karakteristikk for kanalen.

De minst to talekodere er fortrinnsvis opererbare uavhengige for å omdanne et talesignal til respektive forskjellige datasignaler på forskjellige datahastigheter eller å anvende forskjellige talestyrte sendings (vox) innstillinger, idet prosessormidlet er i stand til å velge hvilket som helst av de forskjellige datasignaler for sending.

Prosessormidlet kan opereres til å utmate mottatte data til en valgt eller flere talekodere med en hastighet valgt for å omdanne de mottatte data til tale i henhold til forutbestemte kriterier.

Prosessormidlet kan opereres til å tilføye eller fjerne data selektivt fra den mottatte datautmatning til den valgte eller flere av talekoderne for å styre hastigheten med hvilken et talesignal som representeres av de mottatte data avspilles.

I en foretrukket utførelsesform er de minst to talekoderne opererbare uavhenig, idet minst en skal omdanne et talesignal til data for sending, og minst en skal samtidig omforme mottatte data til tale.

Styremidlet er fortrinnsvis tilpasset for å overvåke alderen av datasendinger som mottas fra andre stasjoner i nettet og å forkaste datasendinger som er eldre enn en forutbestemt alder.

Styremidlet kan anordnes til å innbefatte tidsdata i hver tidssending, å overvåke alderen av mottatte datasendinger ved å sammenligne tidsdata deri med et referansetidspunkt, og å forkaste de mottatte datasendinger en forutbestemt periode etter referansetidspunktet.

Fortrinnsvis er styremidlet anordnet til å allokere en prioritet til mottatte datasendinger og å justere rekkefølgen av gjenutsendelse av de mottatte datasendinger til andre stasjoner i henhold til alderen av disse. Fig. 1 er et forenklet blokkskjema som viser maskinvaren i en enkelt stasjon i et kommuniksjonsnett ifølge oppfinnelsen, Fig. 2 er et forenklet skjema som viser kommunikasjon mellom utgangspunkt og bestemmelsesstedstasjoner i nettet. Fig. 3 er et tilstandsdiagram som viser en typisk beslutningsdannelseprosess som anvendes av stasjonene i nettet. Fig. 4(a) og 4(b) viser et flytskjema for en rutingsbeslutningsalgoritme som anvendes av stasjonene i nettet.

Fig. 5 er et eksempel over en typisk datameldingsstruktur som anvendes av nettet.

Fig. 6 er et eksempel over en typisk undersøkelses/erkjermelsesmeldingsstruktur som anvendes av nettet.

Fig. 7 er et skjema som viser meldingsflyt i nettet.

Fig. 8 er et blokkskjema over en sendemodul i en sender/mottaker ifølge oppfinnelsen.

Fig. 9 er et blokkskjema over en mottakermodul i senderen/mottakeren.

Fig. 10 er et blokkskjema over en hovedprosessor og modemgrensesnittmodul i sender/mottakeren. Fig. 11 er et blokkskjema som viser hovedprosessoren sammen med en dobbel talekoder-grensesnittmodul i sender/mottakeren.

Fig. 12 et skjema over en flertrinns switchet demper i senderen/mottakeren.

Fig. 13 er et diagram av flytskjematypen som gir en oversikt over total programarkitektur i senderen/mottakeren.

Den foreliggende oppfinnelse har primær anvendelse i trådløse datanett innbefattende mobilradio eller selvoppdelte telefonnett, toveis-personsøkdngsnett, meteorskur PCN datanett og lave jordomkretsende og geostasjonære satelittmiljøer, der hurtige og i stor grad foranderlig koblingsmulighet og plattformpopulasjonendringer motarbeider bruken av vanlige nettverkdannende teknikker.

I dette henseende tilveiebringer oppfinnelsen et kommunikasjonsnett som gjør bruk av adaptiv, opportunistisk kommunikasjon mellom stasjoner i nettet. Nettet er et fullinnkoblet nett som ivaretar hurtig foranderlig koblingsmulighet mellom stasjoner og rutestyrer meldinger dynamisk mellom stasjoner på en samvirkende basis for å forbedre datagjennommatning i nettet, mens effektforbruk og interferens mellom stasjoner minimaliseres. Oppfinnelsen optimaliserer nettkapasiteten ved å sikre optimal anvendelse av det tilgjengelige spektrum i form av kapasitet (Erlangs) for et gitt område, en gitt spektrumallokering og en gitt infrastrukturkostnad (Erlangs/km<2>/Hz/$).

Idet det først vises til fig. 1, er en enkelt nettstasjon vist skjematisk på en meget forenklet måte. Det vil forstås at nettstasjonene kan være bærbare sendere/mottakere eller faste stasjoner, eller en kombinasjon av disse.

Hjertet i stasjonen er en mikroprosessorbasert styreenhet 10 som opererer under styring av lagret programvare, hvilken utleder informasjon ved å overvåke sendinger fra andre stasjoner, både på en pågående basis og som reaksjon på bestemte undersøkelses-signaler som sendes av stasjonen. Stasjonen har en eller flere sendende/mottagende antenner 12 som er koblet via en kombinatorenhet 14 til en adaptiv mottaker 16 og en adaptiv effektforsterker/sender 18, der samtlige styres av styreenheten 10. Data føres mellom styreenheten 10 og mottakeren 16 og senderen 18 via et adaptivt datahastighets-modem 20. En inngangskrets 22 mottar eksempelvis tale, data og/eller videosignaler og innbefatter analoge/digitale omformere med tilhørende adaptive kodingsprosessorer, under styring fra styreenheten 10, for omdannelse av signalene til et digitalt format og mating av disse til styreenheten 10.

Styreenheten 10 i hver stasjon analyserer kontinuerlig data som mottas fra andre stasjoner som er innenfor rekkevidde, og som oppstår fra deres kommunikasjon og samvirke fra tidspunkt til tidspunkt. Adresseinformasjonen for andre stasjoner som oppnås på denne måte samles og lagres og omsettes til koblingsmulighetinformasjon. Styreenheten venter og overvåker aktiviteten for de andre stasjonene, søker etter en mulighet for enten å kommunisere en melding, som en opprinnelsesstedstasjon, eller en formidle en melding til en annen stasjon for å regne av en forskjellig opprinnelsesstedstasjon. Når styreenheten detekterer et rolig tidspunkt på nettet, sender den blant annet et undersøkelsessignal som inneholder dens egen adresse og adressen for bestemmelses-stedstasjonen.

Ved mottagelse av et erkjennelsessignal fra en annen stasjon som er i stand til å virke som en mellomliggende eller formidlingsstasjon, sender styreenheten en skur av data som inneholder en melding (enten en opprinnelig melding eller en formidlet melding). Sendeeffekten, datahastigheten, meldingslengdene, meldingspiroriteten, meldingens levetid, meldingens gjenutsendelsehastighet og andre parametre styres i henhold til informasjon som utledes fra det erkjente signal, relatert til karakteirstikkene for kanalen eller forbindelsen mellom stasjonene ved det tidspunktet. Tidsstyringen av sendingen velges for å dra fordel av beste signalforhold i signalstyrken eller signal/støynivåene som typisk erfares i et Rayleigh-fadende miljø, slik at kommunikasjonsmodusen effektivt er et opportunistisk tidsdelt fler-aksess system. Ved å operere i toppforholds-modus blir den nødvendige sendeeffekt redusert, hvilket reduserer interferens mellom stasjoner, og reduserer nødvendigheten av gjenutsendelse av meldinger.

Eksistensen av ovennevnte toppforhold kan skyldes eksempelvis variasjoner i signalveiamplitude, frekvens eller fasevariasjon, støy eller interferens, multiveieffekter etc. Opptredenen av beste signalforhold eller toppforhold kan detekteres ved å overvåke fysiske karakteristika for mottatte signaler eller ved å overvåke bitfeilfrekvenser som en funksjon av tid.

Utformingen og operasjon av en individuell sender/mottakeranordning som kan opereres som en stasjon på den ovenfor beskrevne måte er beskrevet i nærmere detalj nedenfor med henvisning til fig. 8-13.

Tilstandsdiagrammet i fig. 3 og flytskjemaene i fig. 4a og 4b viser operasjonen for hver stasjon i nettet. Tilstandsdiagrammet i fig. 3 viser den totale operasjon av en stasjon, mens strømningsskjemaene i fig. 4a og 4b viser en typisk opportunistisk meldingssendeprosedyre.

Et vesentlig trekk ved det beskrevne system er den vedvarende overvåkning ved hjelp av hver stasjon av aktiviteten av andre stasjoner i nettet, både fra synspunktet å velge en optimal kanal for hver sending, og for å velge en stasjon til hvilken en melding skal sendes. Hver melding som sendes over nettet, uansett om den er en datamelding som vist i fig. 5 eller en undersøkelse/erkjermelsemelding som vist i fig. 6, inneholder sin opprinnelsesstedadresse, sin bestemmelsesstedadresse og adressen for stasjonen som formidler meldingen. Derfor vil en hvilken som helst annen stasjon som overvåker kanalen høre hvilke andre stasjoner som sender informasjon, og hvilke stasjoner formidler den informasjonen.

Når meldinger passerer fra stasjon til stasjon, vil opprinnelsessted- og bestemmelses-stedadresser i hver melding forbli de samme, men den mellomliggende adressen vil være adressen for formidlingsstasjonen som anvendes for det neste "hopp". Når hver stasjon mottar en melding, analyserer den informasjonen den har utledet fra kanalen og stasjonene rundt den og vil så opportunistisk, via en undersøkelse/erkjennelsesyklus, velge en annen mellomliggende stasjons adresse, for å formidle meldingen videre den stasjonen. Det er åpenbart at en opprinnelsesstedstasjon og en bestemmelsesstedstasjon kan være i stand til å kommunisere direkte. I mange tilfeller vil opprinnelsessted-stasjonen imidlertid ikke være i stand til å kommunisere direkte med bestemmelsesstedstasjonen, men vil være i stand til å sende sin melding til en mellomliggende stasjon som har hørt prating til bestemmelsesstedstasjonen, enten direkte eller via en eller flere ytterligere mellomliggnede stasjoner. Hver gang en melding sendes til en mellomliggende stasjon som ikke direkte kan kommunisere med bestemmelsesstedstasjonen, vil den søke en ytterligere mellomliggende stasjon som kommuniserer med bestemmelsesstedstasjonen eller at den har hørt snakking til bestemmelsesstedstasjonen.

Dersom den mellomliggende stasjonen ikke kan nå bestemmelsesstedstasjonen gjennom hvilken som helst rute (dvs. den har ikke mottatt noen informasjon fra andre stasjoner som inneholder adressen for bestemmelsesstedstasjonen), vil den umiddelbart gå tilbake til den foregående stasjon, slik at stasjonen kan forsøke å finne en annen rute for sending av sin melding.

Det vil være åpenbart at der finnes minst to forskjellige meldingstyper som sendes over nettet: en undersøkelse/erkjennelsemelding og en datamelding. Undersøkelse/ erkjennelsemeldingen anvendes primært for styring og tilbakekoblingstilpasning, mens datameldingene anvendes for informasjon/meldingssending over nettet. Datameldingen kan anvende hvilken som helst datahastighet, mens undersøkelsen/erkjennelsen bringer tilbake meldinger som normalt bruker en datahastighet for et vanlig nett. Imidlertid kan undersøkelse/erkjennelsemeldinger sendes på forskjellige datahastigheter, hvilket tillater stasjonen å etablere hvilken hastighet som er best for de bestemte omstendig-heter.

Idet der nå vises til fig. 3, er der vist en typisk sendeflytmodus for opportunistisk melding. I blokk A blir en melding innført eller mottatt for formidling. Styreenheten 10 går så til blokk B hvor den bestemmer meldingens prioritet avhengig av medgått tid siden meldingen ble innført/mottatt, prioriteten som tildeles andre meldinger i dens stakk, og mulighetene den har, basert på de historiske data som er utviklet i blokk J, til å sende meldingen. Den gransker så den informasjonen som er basert på nettstatistikk og overvåker og etablerer sin meldingsprioritet med hensyn til andre meldingsprioriteter på nettet, idet det tas i betraktning nettrafikk. Den foretar så beslutningen med hensyn til hvorvidt den bør overvåke og vente på å høre bestemmelsesstedstasjonen, eller en stasjon snakke til bestemmelsesstedstasjonen, eller hvorvidt den bør utspørre eller undersøke for å finne bestemmelsesstedstasjonen eller en formidler (mellomliggende stasjon) til bestemmelsesstedstasjonen. Dersom meldingen har lav prioritet, vil styreenheten gå til blokk D og vente i overvåkningsmodus under en tidsperiode for å høre enten selve bestemmelsesstedstasjonen, eller en formidler som snakker til bestemmelsesstedstasjonen. Til å anvende denne fremgangsmåte kan en enkelt- eller dobbelthopprute finnes.

Skulle den tid som er satt basert på prioriteten for den meldingen utløpe, vil styreenheten gå videre til blokk E hvor den venter på en mulighet for å sende ved å vente på et brudd i nettets aktivitet og for kanalforhold å være passende, og utspørre eller under-søke så med hensyn til bestemmelsesstedadressen i blokk H. Dersom bestemmelses-stedstasjonen reagerer, vil styreenheten fortsette til blokk I der den vil, basert på adaptiv tilbakekobling, sende en melding til bestemmelsesstedstasjonen. Styreenheten går så tilbake til overvåkningsmodusen i blokk D.

Skulle undersøkelsessignalet ikke motta en erkjennelse fra bestemmelsesstedstasjonen, vil styreenheten så undersøke med hensyn til en mulighet for å sende via en formidler eller mellomliggende stasjon (blokk G) og basert på adaptiv tilbakekobling fra en hvilken som helst slik formidler, sende meldingen via den formidleren (blokk F). Avhengig av resultatene av den tilbakeførte melding fra den formidleren, vil styreenheten gå tilbake til overvåkningsmodusen i blokk D.

Når en stasjon undersøker, kan den også undersøke med hensyn til en hvilken som helst i en bestemt gruppe av stasjoner, eller undersøke med hensyn til en stasjon som har "hørt" en bestemt stasjon eller en stasjon som har "hørt" en sending til en bestemt stasjon. Således kan undersøkelse anvendes for å lokalisere andre stasjoner, eller finne muligheter for å kommunisere med andre stasjoner.

Når meldingen på vellykket måte sendes videre ved hjelp av formidleren eller den mellomliggende stasjon, sender den et tilbakeført signal, sammen med ytterligere adaptiv informasjon, til opprinnelsesstedstasjonen. Opprinnelsesstedstasjonen går så tilbake til overvåkningsmodusen i blokk D og venter på en ende-til-ende-melding-erkjennelse, samt eventuelle ytterligere anmodninger om formidling av meldinger eller mottagelse av meldinger. Når en melding når sitt endelige bestemmelsessted, vil bestemmelsesstedstasjonen sende tilbake en meldingserkjennelse som kan følge, på grunn av den adaptive opportunistiske operasjon av nettet, en fullstendig forskjellig rute tilbake til opprinnelsesstedstasjonen.

Undersøkelse/ tilbakeføringsmeldingene som anvendes av nettet blir brukt av stasjonene på en interaktiv måte på analog måte med mennesker som kommuniserer ved å "banke" for å tiltrekke hverandres oppmerksomhet, "nikke" for å indikere vellykket kommunikasjon, og annet adaptivt samvirke for å modifisere de forskjellige parametre for deres kommunikasjon.

Det vil forstås at stasjonene i nettet ikke er anordnet i et hierarki med styreenheter, basisstasjoner eller overordnede stasjoner. Netthierarkiet er fullstendig distribuert og kun meldingsprioritet og sendingsmuligheter dikterer meldingsflyt. Således virker stasjonene i nettet på samvirkende måte for å maksimalisere den totale gjennommatning i nettet.

Et av formålene med det totale nettet er på samvirkende måte å maksimalisere kapasiteten uttrykt ved Erlangs for en gitt spektrumallokering, et gitt område og en gitt utstyrsinfrastnikturinvestering. Med andre ord er et siktemål med nettet å maksimalisere Erlangs/kmVHzS.

Det skal bemerkes at ingen dedisert rutingsinformasjon føres over nettet innenfor enten datameldingen eller sonde/erkjennelsemeldingsstrukturen, ettersom ingen bestemt rutingsinformasjon kreves for at data skal flyte over nettet.

Under normale forhold vil styreenheten i hver stasjon befinne seg enten på blokk D eller blokk H i tilstandsdiagrammet i fig. 3. Med andre ord vil den enten være overvåkende eller vente på sendingsmuligheter i et nett som har stor aktivitet, eller adaptivt utspørre og motta tidvis tilbakekobling i et nett som har lav aktivitet. Den eneste grunn til utspørringer er å skape meldingsaktivitet eller å finne et bestemt bestemmelssted eller formidlingsmulighet. I en situasjon med stor trafikk vil stasjoner ikke undersøke, men vil basere seg på å høre andre stasjoner kommunisere med hverandre, for derved å utlede koblingsmulighet og ruting av informasjon. Således vil normal operasjon vanligvis omfatte venting på en bestemmelsesstedstasjon for å kommunisere og så øyeblikkelig og opportunistisk sende en melding, enten til den bestemmelsesstedstasjonen direkte eller til en mellomliggende stasjon som snakker med bestemmelsesstedstasjonen.

Det beskrevne kommunikasjonsnett har et antall av bestemte karakteristika:

1. Nettet tillater en hvilken som helst stasjon å gå inn i nettet uten behovet for å oppdatere nettlister eller å overføre nettinformasjon. 2. Stasjoner er i stand til å tilpasse hverandre dynamisk på en samvirkende måte for derved å maksimalisere meldingsgjennommatning og minimalisere konflikt mellom stasjoner. 3. Stasjoner er stand til å undersøke og be om en kanal mellom seg for å finne koblingsmuligheter, 4. Stasjoner er i stand til å anvende tilbakeførte kontrolleringserkjennelser, for derved dynamisk å tilpasse hverandres operasjonsparametre og å informere andre stasjoner med hensyn til status av meldingsflyten (for eksempel meldingsankomst, anmodninger om gjenutsendelse av meldinger etc). 5. Stasjoner er i stand til å lære og danne kunnskapsbasiser som vil tillate disse å foreta et optimalt første forsøk på å sende en melding over nettet, basert på overvåket informasjon og tilbakekobling fra andre stasjoner. 6. Meldinger sendes ikke på en rigid måte. I fraværet av en meldingserkjennelse vil meldinger bli sendt på ny. Meldinger som "setter seg fast" i nettet vil "tidsutkobles" etter en forutbestemt periode. Meldingstid (varighet), levetid, og skapingstid er innleiret i meldingene. Dette tillater sendingen av udsfølsomme data å bli aksellerert gjennom nettet avhengig av deres gjenværende levetid og også tillate tidsfølsomme data (slik som taledata) som ikke lenger er relevante å bli tidsutkoblet. 7. En stasjon har en "intelligent" stakk av nettmeldinger. Når en hvilken som helst bestemt stasjon høres, kan en passende melding trekkes fra stakken dynamisk og sendes til den bestemte stasjonen, for å gjøre maksimal bruk av sendemulig-hetene. Der er en stasjon rutestyrer meldinger på vegne av et antall forskjellige stasjoner gjennom et antall av forskjellige andre stasjoner, kan den således opportunistisk kombinere meldinger og sende disse til andre stasjoner, hvilket reduserer administrasjon på nettet. 8. Hver stasjon kan overvåke forbindelse eller kanalkvalitet med hensyn til signalstyrke, interferens, signal/støyforhold, transientstøy etc, for å finne den beste mulighet for å sende meldinger under perioder som er relativt rolige og med optimal signalstyrke. 9. Stasjoner har evnen til å sende minimum nødvendig effektnivå som behøves for å nå bestemmelsesstedet eller en mellomliggende stasjon, for derved å minimalisere interferens til andre stasjoner. Sendeeffekten er tilpasset på en sending-for-sendingsbasis, og økes eller minskes basert på informasjon som befinner seg i tilbakeførte kontrollsignaler fra andre stasjoner. Rutestyring og formidling av signaler optimaliseres for derved å minimalisere stasjoner som sender på høy effekt, for derved å minimalisere interferens og effektforbruk. 10. Stasjoner forsøker alltid å sende ved å anvende kanal-toppforhold, basert på tilgjengelighet, ved å bruke redusert signalstyrke og dessuten å minimalisere interferens med andre stasjoner.

Det beskrevne kommunikasjonsnett har et antall av fordeler sammenlignet med tidligere kjente systemer. Dersom eksempelvis en stasjon finner seg selv i et miljø med stor støy, kan den formidle en melding til en hosliggende stasjon, utenfor støymiljøet, som så i sin tur kan formidle meldingen til bestemmelsesstedets stasjon. Alternativt kan stasjoner i miljøer med meget stor grad av overbelastning redusere sine effektnivåer for derved å effektivt minimalisere interferens, og formidle meldinger blant hverandre med lav effekt og høye datahastigheter for derved effektivt å bruke mindre tid på hele nettet. Nettet kan tilpasses gjennomtrengelig til et vanlig multi-hoppstabilt rutingsnett med fullstendig gjennomsiktighet. Skulle eksempelvis mer enn de typiske 3 hopp være nødvendige for å sende en melding fra opprinnelsesstedstasjonen til bestemmelses-stedstasjonen, kan meldingen rutestyres til det faste nettverk som gjør bruk av konven-sjonell rutestyring. De endelige 3 hopp kan igjen finne sted i det ovenfor beskrevne dynamiske nett.

I det beskrevne nett blir meldinger rutestyrt "mot" deres endelige bestemmelsessted et formidlingshopp av gangen, ettersom hver stasjon utvikler mtestyringsinformasjon for hvert bestemmelsessted og opprinnelsesstedstasjonen ikke trenger å basere seg utelukkende på sin egen informasjon for å bestemme meldingsruten. Ettersom i mange tilfeller det siste hopp til bestemmelsestedets stasjon er det vanskeligste, kan meldingen følge et antall av ekstra hopp for å nå sitt endelige bestemmelsessted. Derfor, endog med et nominelt 3-hoppsystem, ettersom 3 hopp er tilgjengelige på hver mellomlig-gende stasjon, kan 10 hopp eller flere bli anvendt for å nå bestemmelsesstedstasjonen. Grunnen til dette er at ved hver mellomliggende stasjon blir en helt ny beslutning foretatt med hensyn til hvorledes man skal nå bestemmelsesstedstasjonen og hver gang er 3 ytterligere hopp tilgjengelige. Tidligere hopp blir ikke husket, bortsett fra den opprinnelige adressen. Denne fremgangsmåte understreker betydningen av en "ende-til-ende"-meldingserkjennelse, ettersom i visse tilfeller meldingen kan nå en effektiv død ende der det ikke er noen mulighet for den angjeldende mellomliggende stasjon å høre det endelige bestemmelsested gjennom et maksimum av 3 ytterligere mellomliggende stasjoner.

I eksempelet i fig. 2 kan det antas at opprinnelsesstedstasjonen 24 opprinnelig hørte en mellomliggende stasjon 26 kommunisere med en annen stasjon 28, og derfor rutestyrer en melding som den ønsker å sende til stasjonen 28 via stasjonen 26. Hvis forbindelsesmuligheten mellom stasjonene 26 og 28 mistes ved det øyeblikket, kan stasjonen 26 foreta en opportunistisk beslutning om å sende meldingen via eksempelvis en annen stasjon 30 som har en høyere koblingsmulighet til stasjonen 28. Det vil forstås at den alternative ruting fra stasjonen 26 via stasjonen 30 til stasjonen 28 er uavhengig av opprinnelsesstedstasjonen og er en opportunistisk beslutning tatt på stasjonen 26. På tilsvarende måte, dersom stasjonen 30 finner at den ikke kan kommunisere direkte med stasjonen 28, vil den også opportunistisk søke en alternativ rute, og vil måtte formidle sin melding via en annen stasjon 32.

Med de opportunistiske formidlingsteknikker som anvendes er der intet forsøk på å minimalisere antallet av hopp, men i stedet maksimalisere nettgjennommatning og hastigheten av meldingsflyt. Mange hopp kan dynamisk og opportunistisk være nødvendige for å oppnå dette optimum. Ettersom ved hvert hopp tilbakeførte kontroller unngår konflikt og overbelastning av hvilken som helst bestemt stasjon, og meldings-tidsutkobling (levetid) og ende-til-ende-meldingerkjennelser hindrer tapte meldinger innenfor nettet å tilstoppe systemet eller aldri å nå sitt bestemmelsessted, slik som det ville være tilfellet ved flømmende nett, er det beskrevne nett uhyre robust sammenlignet med fast ruting, adaptiv ruting eller flømmende algoritmer.

Ettersom det ovenfor beskrevne nett anvender en ikke-deterministisk fremgangsmåte for å optimalisere seg selv og basere seg på adaptiv tilbakekobling på en kollektiv basis, er ingen lukket form for fremgangsmåte for å forutsi systemkapasitet eller forsinkelsetid mulig. Den eneste fremgangsmåte for å bestemme disse parametre er gjennom simulering og øve på en simuleringsbasis for å bestemme parametre innenfor nettet.

Ettersom nettstasjoner lærer fra tidligere resultater å tilpasse seg overvåkede foranderlige tilstander, vil flyten av meldinger til disse og blant andre stasjoner, den overvåkede aktivitet av andre stasjoner, og den adaptive tilbakekobling fra andre stasjoner, kan grupper av stasjoners ruting av meldinger i nettet bli ansett som de samvirkende beslutningstagere i en lagsorganisasjon. Hver stasjon har en kunstig intelligensmotor, hvilken genererer rutingsvariablene og tilpasningsparametrene. Parametrene som innsamles fra overvåkningsmotoren og langtidsbasen (se fig. 13) spiller rollen for treningsmønstrene som behøves for den kunstige intelligensen. Vektene av de forskjellige parametre innenfor den kunstige intelligensen blir så justert og trenet, basert på de dynamiske foranderlige parametre i nettet. Ettersom stasjonene tilpasses hverandre, kan det totale nettet ansees som et i stor grad parallell-distribuert behandlingssystem med evnen til å konfigurere ruter for dataflyt og å tilpasse sendeeffekten og andre parametre hos hver stasjon gjennom dynamisk læring. Dette gir en nær optimal flyt av data over nettet og optimaliserer nettets kapasitet.

Nettet kan alternativt ansees som et i stor grad parallell-distribuert behandlingssystem med evnen til å konfigurere parametre slik som sendeeffekt, datahastighet, hastighet og varighet av signalsendinger, gjennom dynamisk læring. Dette tillater dynamiske responser til trafikkforhold og foranderlige forplantningsbetingelser som måles overalt i nettet. Nettet kan således opereres til å optimalisere meldingstrafikkrav ved å tilpasse en eller flere operasjonsparametre.

Ettersom den grunnleggende nettprotokoll er meget enkel, hvilken krever kun to grunnleggende meldingstyper og den adaptive tilkoblingsevne som er beskrevet ovenfor, kan endog meget enkel kunstig intelligens anvendes for å drive hver stasjon i nett som er små og har lav kapasitet. Når et nett utvider seg, kan "intelligensen" hos stasjonene bli oppgradert uten nødvendigheten av å oppgradere de grunnleggende forbindelsesprotokoller. Ettersom ingen rutestyringsinformasjon føres rundt nettet, kan stasjoner med lav og høy "intelligens" blandes uten forenlighetsproblemer.

Ettersom nettet er et samvirkende nett, er det eneste tjenestenivå som kan "garanteres" for brukere det som er basert på prioritetsnivået og omfanget av nettet. Der nettrafikken blir høy og forsinkelser øker, kan ytterligere stasjoner tilføyes nettet, idet visse er koblet til mer tradisjonelle høykapasitetsnett, hvorved det opprettholdes total meldingsflyt. Imidlertid vil nettet, ifølge oppfinnelsen aldri svikte katastrofalt, ettersom der ikke er noe enkelt sviktepunkt, slik som en basisstasjon eller styreenhetknutepunkt.

Forskjellige brukere kan ha forskjellige prioritetsnivåer. Eksempelvis kan noen brukere ha aksess til høyere sendeeffekt eller høye arbeidssykluser og evnen til å introdusere meldinger med en høyere prioritet innleiret i disse, samt evnen til å reintrodusere meldinger oftere, endog dersom ende-til-ende-erkjennelser ikke mottas. Det beskrevne system tillater brukere med høy prioritet og lav prioritet å bli blandet i et felles nett.

Idet der nå vises til fig. 7, anvendes dette diagram for å forklare sannsynligheten for meldingsflyt via nettet. Ved opprinnselsstedstasjonen A blir meldinger innført og opportunistisk venter på en hvilken som helst stasjon som har en høy sannsynlighet for å rutestyre en melding til bestemmelsesstedstasjonen O. Det kan antas at stasjoner nærmere bestemmelsesstedet har en høyere sannsynlighet for å kommunisere med bestemmelses-stedet. Den høyeste sannsynlighet for formidling er fra, for eksempel, opprinnelses-stedstasjon A til en stasjon B. Antar man at toppforhold eksisterer mellom opprinnelses-stedstasjon A og samtlige av stasjonene B til O i et opportunistisk miljø, er det mulig for meldingen å bli rutestyrt direkte til bestemmelsesstedet O fra opprinnelsesstedstasjonen A, men dette har en meget lav sannsynlighet.

Fra den første formidler B er det mulig at meldingen kan sendes til hvilken som helst av stasjonene G til O. Det kan antas at meldingen sendes fra stasjon B til en stasjon I, basert på en mulighet. Igjen kan stasjonen I sende til en hvilken som helst av stasjonene L til O. Antar man at stasjonen I sender meldingen til en stasjon M, vil ruten med høyeste sannsynlighet da være til selve bestemmelsesstedstasjonen O.

Derfor, når meldingen rutestyres hopp-for-hopp, minskes antallet av stasjoner med en høyere sannsynlighet for å kommunisere med det endelige bestemmelsessteds stasjon, inntil ved det siste hopp der kun finnes et valg. Det er derfor påliggende i nettet å gjøre antallet av muligheter for mellomliggende hopp så stort som mulig, og hoppe til en nest siste formidler som velges slik at det siste hoppet har en meget stor sannsynlighet for suksess. I nettet vil en høyere undersøkelseshastighet og høyere, generell nettaktivitet øke antallet av muligheter, og derfor sannsynligheten for å finne en mulighet. Når meldingen rutestyres mot bestemmelsstedet, og antallet av "valg" reduseres, må størrelsen av hopp reduseres eller, alternativt undersøkelseshastigheten eller nivået økes. Dette understreker betydningen av de "ekstra" hopp som kan være nødvendige for å foreta det siste hoppet med uhyre høy sannsynlighet. Ettersom systemet alltid ser fremover 3 hopp, er det mulig å sikre at det siste hoppet har en høyere sannsynlighet.

Ettersom den totale sannsynlighet for at en melding som kommer fra opprinnelsesstedstasjonen til bestemmelsesstedstasjonen er et produkt av de mellomliggende sannsynligheter, er formålet med nettet å holde sannsynligheten for suksess i hvert hopp så nær en som mulig. Ligning 1 gir sannsynligheten for suksess med et enkelt hopp:

der Pj er sannsynligheten for å sende til en stasjon med en viss kobhngsmulighet til opprinnelsesstasjonen og høyere koblingsmulighet til bestemmelsesstedstasjonen, og der n er antallet av stasjoner.

Sannsynligheten for hvert mellomliggende hopp er en sterk funksjon av antallet av "valg". Selv om de mellomliggende hopp har en lav sannsynlighet, er derfor sannsynligheten for å finne et hvilket som helst av disse høy. Derfor kan store hopp med lav sannsynlighet foretas for de første hopp, hvilket gir de siste hopp høy sannsynlighet. I dette tilfellet vil den totale sannsynlighet, som er et produkt av samtlige av sannsyn-lighetene for mellomliggende hopp være høy. (Se ligning 2).

Eksempelvis kan stasjoner som har lav effekt og lav koblingsmulighet mellom seg rutestyre meldinger på vegne av andre mot bestemmelsessteder, forutsatt at der er tilstrekkelig av disse. I tilfellet av et kjøretøybasert nett kan kjøretøy formidle meldinger mellom hverandre og mot faste avsendelsessentra som har høyere effekt og arbeids-syklus, og vil gi et siste hopp med høy sannsynlighet til bestemmelsesstedkjøretøyet så snart meldinger rutestyres nær nok til disse fra andre kjøretøyer.

På tilsvarende måte i et bruksmiljø der hjem har radioer med lav effekt og lav ytelse, kan meldinger rutestyres fra hjem til hjem inntil meldingene er tilstrekkelig nær en data-innsamlings- eller datautbredelsestasjon som har høyere effekt og en høyere arbeids-syklus og som kan sikre et siste hopp med høy sannsynlighet.

Individuelle stasjoner kan "rydde" meldinger opportunistisk for å forbedre koblingsmulighet. Dersom en første stasjon eksempelvis kommuniserer med en andre stasjon, kan en tredje stasjon som har bestemt at den er bedre plassert til å virke som en formidler mellom den første stasjonen og den ønskede bestemmelsesstedstasjonen, eller at den kan virke som en formidler mellom nevnte første og andre stasjoner, aktivt trenger seg inn for å virke som en formidler, hvorved tillates at nevnte første og andre stasjoner kan redusere sine sendeeffektnivåer.

Prioritetene i systemet kan derfor oppsummeres som:

1. å gjøre antallet av muligheter så høyt som mulig; 2. å sikre at sannsynligheten for mellomliggende hopp kollektivt vil gi en høy sannsynlighet; 3. å sikre at meldingen rutestyres til et endelig formidlingspunkt som har en meget høy sannsynlighet for å nå det endelige bestemmelsessted; og

4. alltid å rutestyre meldinger mot stasj oner med høyere koblingsmulighet.

Idet det nå vises til fig. 8,9,10 og 11, er maskinvaren i stasjonen i fig. 1 vist i nærmere detalj. Prototypen i stasjonen som er beskrevet nedenfor ble realisert som en bærbar radiotelefonsender/mottaker for bruk i et telekommunikasjonsnett. Prototypen av sender/ mottaker er tilsiktet å kunne anvendes som en kjøretøymontert enhet og ble konstruert i et hus som kan monteres under instrumentbordet eller eksempelvis i baggasjerommet på en motorkjøretøy og som tilføres 12 volt DC effekt fra kjøretøyets elektriske system.

Det vil forstås at senderen/mottakeren kunne tilveiebringes i en miniatyrisett batteri-drevet form for bruk som en personlig sender/mottaker, eller kunne anvendes som en basisstasjon eller en fastpunkts formidler, eksempelvis montert på et tårn eller mast med en passende effektiv antenne.

Kretsen i senderen/mottakeren er bygget i et antall av moduler, hvilke tilsvarer generelt blokkskjemaene i fig. 8,9,10 og 11.1 dette henseende viser flg. 8 en sendermodul i senderen/mottakeren, omfattende en adaptiv effektforsterker med et utgangseffekt-område fra minus 40 dBm til 70 watt, en frekvenssyntetisator MSK modulator med doble datahastigheter lik 8 kilobits pr. sekund og 80 kilobits pr. sekund, effektstyrings-krets og effektbeskyttelsekrets. Fig. 8 viser også effektmålingskrets og en motta/ sende-demper i senderen/mottakeren. Fig. 9 viser en mottakermodul i senderen/mottakeren, hvilken innbefatter en lavstøys forforsterker, en blander, to mellomtrekvens (B?) trinn og to MSK demodulatorer som opererer på 8 og 80 kilobits pr. sekund. Fig. 10 viser hovedmikroprosessoren i senderen/mottakeren sammen med tilhørende grensesnitt og styrekrets, mens fig. 11 viser mikroprosessoren sammen med et dobbelt talekoder-grensesnitt og andre brukergrensesnittkomponenter.

Idet der vises til fig. 8, er en antenne 100 koblet til en laveffekts avfølingskrets 101, en sende/mottakssvitsj 103 og en krets 161 for måling av fremover og reflektert effekt til en effektforsterker 145. Effektforsterkeren mates av første og andre drivforsterkere 142 og 144 fra en bufferforsterker 140, hvilken i sin tur mates med utmatningen fra en spenningsstyrt oscillator (VCO) 139 som danner del av en modulator/syntetisatorkrets. I denne kretsen kjører en syntetisator 138 på sendefrekvensen (i 45-50 mHz området) og er to-punkt frekvensmodulert, hvilket betyr at frekvensreferanskilden 137 for syntetisatoren moduleres av lavfrekvenskomponenten i dataene som skal sendes, mens VCO 139 moduleres av høyfrekvenskomponenten i nevnte data. Modulasjonen utføres ved hjelp av respektive analoge svitsjer 135 og 136 som styres av respektive drivkretserl33 og 134, hvilke mates med data som skal sendes på de relevante datahastigheter som senderen opererer med. Resultatet er et GMSK signal som mates til forsterkerseksjonen i senderen.

Under mottagelse vil operasjonsrfekvensen for syntetisatoren 138 forskyves en kort distanse bort fra mottaksfrekvensen i senderen/mottakeren, en distanse som er akkurat større enn båndbredden for det bredeste mellomfrekvens (IF) filter i mottakeren. Dette foretas ved å mate utmatningen fra frekvensreferansen 137, som opererer på 10 MHz, til en deler som teller sykluser og ved overflytverdien i telleren fjerner en syklus som går inn i syntetisatoren. Dette tillater hurtig forskyvning av syntetisatorfrekvensen ved sending, uten behovet for å omprogrammere syntetisatoren når senderen/mottakeren går i mottaksmodus, og unngår forsinkelsene som ville bli involvert ved omprogrammering eller omstart av syntetisatoren ved svitsjing fra mottaks- til sendemodus og omvendt.

For vellykket realisering av et nett som anvender sendere/mottakere ifølge oppfinnelsen, er det viktig å styre sendeeffekten, slik at den er adekvat for signalveiforholdene som gjelder ved hvilke som helst øyeblikk, men ikke for stor, hvilket ville resultere i unødvendig effektforburk og interferens mellom hosliggende stasjoner. Basert på dens overvåkning av kanalen som er i bruk, genererer prosessorkretsen i senderen/ mottakeren et effektstyresignal via en effektstyrekrets 141 som tilføres en komparator-krets 143 og som omfatter en forsterkningsstyrekrets og et lavpassfilter. Komparatorkretsen 143 sammenligner effektstyresignalet med et sendeeffektmålesignal, og utmater et styresignal som varierer forsterkningen i den andre drivforsterkeren 144 for å øke eller minske sendeeffekten tilsvarende. Denne krets opererer for å justere sendeeffekten til å tilsvare effekten av signaler som mottas på den samme kanalen, slik at sendinger finner sted på et adekvat, men ikke for stort effektnivå.

Bufferforsterkeren 140 regulerer utgangsnivået fra modulatoren VCO 139 til et konstant nivå, mens nevnte første og andre drivforsterker 142 og 144 er klasse B forsterkere, der forsterkningen i den andre drivforsterkeren 144 kan styres. Forsterken 145 er en klasse C forsterker, og dens strømforbruk måles for å gi en indikasjon av den utmatede sendeeffekt fra senderen/mottakeren. Komparatorkretsen 143 tilveiebringer på effektiv måte en tilbakekoblingssløyfe som justerer utgangseffekten fra senderen/mottakeren mot et settpunkt som styres av effektstyrekretsen 141, og varierer utmatningen fra effektforsterkeren fra 100 mW til 70 W.

For å øke området av utgangseffekt fra senderen blir en styrbar dempter svitsjet inn i utgangsveien når utmatet sendeeffekt lavere enn 100 mW kreves. Demperen kan anvende inntil 60 dB dempning i 10 dB trinn. Således kan det totale dynamiske sendeområdet justeres over et område lik 100 dB. Demperen 102 omfatter en stige av motstander 200 som er anordnet i tre grupper 201,202 og 203, med verdier beregnet til å gi en dempning lik henholdsvis 30 dB, 20 dB og 10 dB (fig. 12). Motstandene svitsjes inn og ut av krets ved hjelp av styrbare svitsjer 204 som omfatter PIN dioder som effektivt forspennes på eller av ved hjelp av styresignaler fra prosessorkretsen i senderen/mottakeren.

Avhengig av kombinasjonen av demperseksjoner som svitsjes inn eller ut, er en maksimumdempning lik 60 dB, i 10 dB trinn, mulig. Således kan den utmatede sendeeffekt fra senderen/mottakeren varieres mellom -40 dBm og 50 dBm, med hurtig svitsjing mellom effektnivåer. Dette tillater sendekretsen å utmate på hverandre følgende skurer av data på forskjellige effektnivåer etter behov. Demperkretsen 102 anvendes også i inngangseffektmåling, ettersom effektmålekretsen 161 ikke kan operere over et meget stort område, typisk kun 60 dB. Ved å justere den svitsjede demper på riktig måte, blir det effektive måleområdet for effektmålekretsen 161 utvidet til 120 dB.

Idet der nå vises til fig. 9 omfatter mottakermodulen i senderen/mottakeren et båndpassfilter 104 med høy Q-verdi, hvilket filter er koblet til sende/mottakssvitsjen 103. Filteret 104 har en båndbredde lik ca. 1,5 MHz og med et lavt innføringstap. Filteret 104 etterfølges av en lavstøys forforsterker 105 som har et høyt dynamisk område og hvis utmatning mates inn i en blander 106 som danner del av en 10,7 MHz mellomfrekvens (IF) blokk. Utmatningen fra blanderen mates gjennom et båndpassfilter 107 til en første IF forsterker 108 som har høy forsterkning. Utmatningen fra denne forsterker mates til første og andre keramiske filtre 109 og 110 som tilveiebringer båndpassifltrering, sentrert på 10,7 MHz av 150 kHz. En andre IF forsterker 111 etterfølger filtrene 109 og 110 for å kompensere for deres innføringstap. Et ytterligere keramisk filter 112, med samme karakteristika som filtrene 109 og 110 etterfølger den andre IF forsterkeren 111, for ytterligere å forbedre mottakerens selektivitet. Dette filter tilveiebringer også en tidsforsinkelse som er nødvendig for støyblanking (se nedenfor).

Utmatningen fra filteret 112 mates til en støyblankerkrets 113 som er hovedsakelig en styrbar svitsj som styres av utmatningen fra en forsterker 126 som tilveiebringer en blankingspulsutmatning og som anvendes til å "blanke" støypulser, med dempning lik 40 dB i åpen tilstand. Utmatningen fra støyblankerkretsen 113 mates gjennom et smalbånds 15 kHz krystallfilter 114 som tilveiebringer en selektivitet lik 15 kHz sentrert på 10,7 MHz. Utmatningen fra dette filteret mates inn i en tredje IF forsterker 115 som har tilstrekkelig forsterkning til å overvinne tapene i de foregående trinn og tilveiebringer tilstrekkelig utmatningsnivåer for å drive den NE 615 FM integrerte krets 116 som etterfølger.

Det kan sees fra den ovenstående beskrivelse av IF blokken i mottakermodulen tilveiebringer forsterkning og selektivitet i to båndbredder samtidig, nemlig 150 kHz og 15 kHz. Dette tillater samtidig måling og demodulering innenfor to forskjellige båndbredder og på to forskjellige datahastigheter. Bruken av parallelle demoduleirngskjeder med parallell datasynkronisering og demodulering av dataene tillater samtidig data å bli demodulert fra to forskjellige stasjoner på to forskjellige datahastigheter, med en av de to valgt, basert på opportunistiske beslutninger.

Nevnte NE 615 FM integrerte krets 116 anvendes for å realisere en 455 kHz IF blokk. Anordningen innbefatter en blander/oscillator, to begrensende mellomfrekvensforsterkere, en kvadraturdetektor, en stumleggingskrets, en logaritmisk indikator for mottatt styrke (RSSI = logarithmic received strength indicator), og en spennings-regulator.

Utmatningen fra den tredje IF forsterkeren 115 omformes i den integrerte kretsen 116 til et 455 kHz signal som mates gjennom et keramisk filter 117 som har en båndbredde lik ca. 15 kHz sentrert på 455 kHz, og så forsterket til å gi et RSSI utgangssignal. Dette forsterkede signal føres gjennom et andre keramisk filter 117, hvilket gir ytterligere selektivitet, og forsterkes på ny, hvilket gir en total forsterkning lik 90 dB. Dette gjør det mulig å måle et mottatt signals styrke i området -130 dBm til -30 dBm, et område lik 100 dB. Måleområdet utvides med 60 dB gjennom bruken av nevnte svitsjede demperkrets 102 (beskrevet ovenfor) til å gi et totalt måleområde lik 160 dB.

Den integrerte kretsen 116 innbefatter en Gilbert Celle kvadraturdetektor som opererer i forbindelse med en kvadraturfaseforskyver 118 til å gi FM demodulering av de innkommende, minimum frekvensskiftemodulering (MSK = minimum shift key) data. Denne databølgeform tas fra utgangen på kvadraturdetektoren gjennom et filter og er tilgjengelig som smalbånds utmatede data (8 kbps). Bruken av en kvadraturdetektor tilveiebringer en robust og effektiv fremgangsmåte for demodulering som er immun overfor frekvensforskyvninger og faseforvrengning og som ikke krever bærebølge-gjenvinningstid.

En bredbånds IF blokk mates fra utgangen på det første ISO kHz keramiske filter 109 og omfatter et forsterkningstrinn 119, hvis utmatning mates inn i en FM IF integrert krets 120 som omfatter en NE 604 brikke. Denne anordning er et laveffekts FM IF system som innbefatter to begrensende mellomfrekvensforsterkere, en kvadraturdetektor, en stum-bevirkningskrets, en logaritmisk indikator for mottatt styrke og en spennings-regulator. Den integrerte kretsen 120 anvender et 150 kHz keramisk filter 121 for å tilveiebringe et RSSI utgangssignal med bredere båndbredde, slik at mottakermodulen kan utføre signalstyrkemålinger med høyt dynamisk område i en 15 kHz og en 150 kHz båndbredde.

Et kvadraturfaseforskyvernett 122 er tilveiebrakt for å tillate den integrerte kretsen 120 å demodulere MSK data på en lignende måte som den integrerte kretsen 116.

Bortsett fra bredbåndsdatademoduleringen og signalstyrkedeteksjonsfunksj onene som er beskrevet ovenfor, anvendes den integrerte kretsen 120 også for støyblanking av smalbånds mottatte data. Dette gjøres ved å detektere korte støytransienter som er vanlige i lave VHF bånd og er vesentlig kortere enn dataperioden. Eksempelvis blir i 455 kHz IF kretsen (blokk 116) detektert data ved 8 kbps, hvilket tilsvarer en bitperiode lik 125 mikrosekunder. Dersom en støytransient lik for eksempel 12 mikrosekunder opptrer, vil dette injisere støy i kun 10% av bitperioden. Dersom støytransienten føres gjennom 15 kHz filteret, vil pulsvarigheten bli ca. 60 mikrosekunder, hvilket resulterer i vesentlig forvrengning av en enkelt databit. Støyblankeren demper derfor slike støy-pulser før de går inn i smalbåndsfiltrene for 455 kHz IF trinnet.

Dersom en typisk støypuls føres gjennom 150 kHz filtrene 109,110 og 112 i 10,7 MHz IF blokken, vil pulsvarigheten være ca. 6 mikrosekunder, og dersom den fjernes før 455 kHz IF blokken, vil den ha en ubetydelig virkning på bitfeilfrekvensen for nevnte 8 kbps data.

For dette formål genererer en differentialtrigger 123 og en tidskrets 125 korte pulser som tilsvarer varigheten av støypulsen så snart sistnevnte har passert gjennom de forskjellige filtre. Ettersom støypulsene typisk er kun av nanosekunders lengde, vil varigheten av pulsene på filtrenes utgang bli satt til ca. 10 mikrosekunder og tidskretsen 125 settes derfor å generere 10 mikrosekunders blankingspulser. Denne forsinkelse tilsvarer omtrentlig 10% av perioden for en enkelt databit.

En transientteller og nivådeteksjonskrets 124 er tilveiebrakt for å tillate deteksjonen og tellingen av støytransienter, hvilken informasjon kan anvendes som en adaptiv tilbake-koblingsparameter for å velge varigheten av datasendinger, og datagjentagelsetakten etc. Dersom eksempelvis støytransientene måles med en 100 Hz takt, kunne bredbånds-data sendes i skurer mellom støytransienter ved 10 ms intervaller, hvorved det oppnås en vesentlig forbedring i ytelse.

Støytransientdeteksjonssignalet fra tellekretsen 124 kan anvendes sammen med bitfeilopptredendata og RSSI informasjon til å gi et antall av adapative tilbake-koblingsparametre for bruk ved operasjonen av senderen/mottakeren.

Til sist tilveiebringer en mottakssyntetisator 160 en lokaloscillator på 55,7 MHz-60.7 MHz, med blanding ned fra 45 MHz til 50 MHz RF frekvens til 10,7 MHz IF. Denne syntetisator kreves for å hoppe i frekvens, basert på instruksjoner fra hovedprosessoren, uavhengig av sendesyntetisatoren 138. Syntetisatoren kan programmeres til å hoppe i frekvensskritt som tilsvarer kanaler som har en båndbredde som er den samme som den for nevnte smalbåndsdata. Ettersom smalbåndsdataene er innenfor en 25 kHz kanal, kan syntetisatoren programmeres til å hoppe til en hvilken som helst kanal innenfor båndbredden 45-50 MHz i 25 kHz skritt. Dette tillater mottakeren å demodulere, innenfor millisekunder, data på forskjellige mottakskanaler mellom 45 og 50 MHz.

De beskrevne sender/mottakermoduler utsetter seg for frekvenshoppingsoperasjon, med sendings- og mottakskanalene hoppet sammen eller uavhengig. Det vil forstås at andre sendemetoder, slik som operasjon med direkte sekvensspredt spektrum (DSSS) kan være foretrukket ved spesielle anvendelser.

Når hver stasjon sender undersøkelsesignaler og overvåker mottatte signaler, svitsjer den fra en frekvenskanal til en annen, idet det registreres informasjon med hensyn til hvilke andre stasjoner som er tilgjengelige på de forskjellige kanaler og med anmerkning av deres identitet, signalstyrke, sendefrekvens og sendevarighet. Bortsett fra å svitsje mellom sendings- og mottaksfrekvenser, kan hver stasjon også (der det er aktuelt) velge mellom forskjellige antenner som er optimalisert eksempelvis for forskjellige frekvenser eller senderetninger.

En gruppe av stasjoner kan hoppe synkront eller halvsynkront. Eksempelvis kan en gruppe av stasjoner som formidler meldinger på vegne av en annen svitsje frekvenser/ kanaler som en gruppe. Operasjonen av nettet på den ovenfor beskrevne frekvens-adaptive måte kan ansees som en form for metodikk knyttet til langsom frekvens-hopping, frekvensavsøk og frekvensdelt fleraksess.

Stasjoner som gir en blanding av dekning og kapasitet og er tilgjengelig som opportune forbindelser for hverandre vil ha tendens til å samle seg på spesielle kanaler, eller hoppe kanaler sammen på en synkron måte. Ettersom sende/mottaksfrekvensen er en av tilpasningsparametrene for anordningen ifølge oppfinnelsen, kan den endres etter behov ved å anvende undersøkelse og tilbakeførte signaler. Eksempelvis kan en stasjon be en annen stasjon om å flytte til en annen frekvens for å "møte" den der, for å gi en opportun formidlerforbindelse, eller for å redusere trafikk på en annen kanal.

Justering av sende/mottaksfrekvensen kan også anvendes i tilfellet med data som har høy prioritet, der for eksempel en fri kanal kan slettes og sendinger som har høy effekt og høy datahastighet anvendes direkte mellom to stasjoner.

Visse frekvenser kan anvendes som samlings- eller møtefrekvenser med fler-hopp, full koblingsmulighet, der stasjoner utveksler små mengder av informasjon på lavere effektnivåer og høye datahastigheter, hvorved minimaliseres deres luftbårne tid og maksimaliseres det totale netts koblingsmulighet og informasjonsutveksling. Dersom to stasjoner er i stand til å etablere koblingsmulighet gjennom flere hopp på en slik kanal, kan de velge, ved å koordinere mellom seg selv (og muligvis en eller flere mellomliggende formidlerstasjoner) for å endre en opportunistisk valgt kanal, hvilken har lav støy, lav interferens og/eller lav trafikk for både kilden, bestemmelsesstedet og formidlerstasj onene. Denne type av opportunistisk frekvensendring vil oftest opptre når det er nødvendig å utveksle datavolumer, hvilket normalt krever økte effektnivåer for å forbedre koblingsmulighet. Dersom stasjonene ikke er i stand til å koble seg til hverandre på en første valgt frekvens, kan de velge en annen kanal eller gå tilbake til den opprinnelige anropskanal for å etablere koblingsmulighet.

Således vil det forstås at frekvensen som anvendes mellom stasjoner er tilpasset på den samme måte som andre parametre, slik som sendeeffekten, datahastigheten eller tidsstyringen av en sending for å tilpasses en kanals toppforhold.

Kombinasjonen av adaptiv kanalhopping i forbindelse med adaptiv sendeeffekt og adaptive datahastigheter er et vesentlig trekk ved oppfinnelsen. Opportunistisk kanalhopping kan anvendes for å finne rolige kanaler som har lav interferens eller støy, eller finne en kanal med trafikk på seg for å lokalisere en bestemt formidler eller bestemmelsesstedstasjon. I rolige nett kan stasjonene ha tendens til å samle seg på en enkelt kanal, idet det gjøres effektiv bruk av denne kanalen gjennom adaptiv effekt og adaptive datahastighetssendinger. Når trafikken på kanalen imidlertid øker, kan stasjoner opportunistisk hoppe av kanalen til hosliggende kanaler, for å utveksle store volumer av data eller til å danne delgrupper. Individuelle stasjoner som søker sende-muligheter kan hoppe mellom grupper av stasjoner som opererer på forskjellige kanaler, og under visse omstendigheter kan stasjoner hoppe sammen som en gruppe fra kanal til kanal i den hensikt å skape sendemuligheter.

Ettersom generelt forplantning setter betingelser for frekvensselektiv fading og frekvensavhengig interferens opptrer, skaper kanalhopping sendingsmuligheter med forskjellige karakteristika som kommer i forbindelse med andre tidsvarierende kanal-karakteristika effektivt tilføyer en ytterligere variabel inn i det opportunistiske miljø som anvendes av nettet.

Virkningen av den ovenfor beskrevne opportunistiske frekvenshoppingsoperasjon i nettet er at stasjoner som opererer som mellomliggende eller formidlerstasjoner kan motta en melding fra en bestemt kanal på en kanal og hoppe til en andre kanal for å føre meldingen videre på effektiv måte. Eksempelvis kan en opprinnelsesstedstasjon ikke vite på hvilken kanal man skal finne bestemmelsesstedstasjonen, men gjennom undersøkelsesprosessen vil en formidlerstasjon opportunistisk ta meldingen fra opprinnelesstedstasjonen og sende den til bestemmelsesstedstasjonen, hvilken den nylig har hørt på en annen kanal. Etablering av kanalene som stasjoner anvender er derfor en fordelt funksjon, med tallrike stasjoner som avsøker vedvarende og som hjelper hverandre med å finne hvilke kanaler som andre stasjoner er på. Dersom en stasjon ikke kan finne bestemmelsesstedstasjonen, og har undersøkt på et antall av forskjellige kanaler, føres meldingen videre, hvilket tillater andre stasjoner å undersøke med hensyn ul bestemmelsesstasjonen på forskjellige kanaler.

Hele mottaker tillater samtidig demodulering, synkronisering og fanging av data på to forskjellige datahastigheter med et høyt område av dynamiske signalforskjeller. Selv om den beskrevne utførelsesform ivaretar to forskjellige datahastigheter, er det mulig å utvide konseptet til å ivareta ytterligere parallelle datahastigheter, typisk adskilt med størrelsesordener. I den beskrevne mottaker kunne mulighet gjøres for datahastigheter lik 800 kbps, 8 Mbps og 80 Mbps i tillegg til 8 kbps og 80 kbps hastighetene. I et typisk nett bør den høyeste datahastigheten velges, basert på spektrumallokeringen, for å fylle den fullstendige spektrumallokeringen. Derfor kan stasjoner anrope hverandre opportunistisk og dynamisk på en hvilken som helst datahastighet, og samtlige andre stasjoner kan overvåke og demodulere sendingene. På grunn av isolasjonen mellom de forskjellige datahastigheter, vil en stasjon under mange omstendigheter være i stand til å demodulere sendingene fra to forskjellige stasjoner samtidig, en med en høyere hastighet og en med en lavere hastighet.

Ser man nå på fig. 10, er der vist hovedprosessoren og modemgrensesnittmodulen for senderen/mottakeren. Hovedmikroprosessoren 149 er av typen 386 EX brikke, med tilhørende statisk og dynamisk RAM 150, samt flere EEPROM'er (ikke vist) som programmerer operasjonen av senderens/mottakerens mottaks, sende, grensesnitt og behandlingsfunksjoner. Prosessoren 149 har en tilhørende reelltidsklokke 148.

Via en hovedbuss 205 kommuniserer prosessoren med en analog/digital hoved-omformer 146, et perifert hovedgrensesnitt 147, og en høyhastighets seriell styreenhetbrikke 131, hvilken i prototypesenderen/ mottakeren var en Zilog Universal Serial Synchronous styreenhetbrikke.

Data som skal mottas og sendes mates via den serielle styreenheten 131 til respektive kodere/dekodere 128 og 130 og deres respektive GMSK modemer 127 og 129, som opererer på 8 kbps og 80 kbps. I prototypen var modemene av typene FX 589 GMSK modemer. Utmatede data mates fra modemene 127 og 129 til et sendegrensesnitt 206 som styres av det perifere grensesnittet 147 og en effektstyrekrets 132. Modemene innbefatter en låseinngang som styres av prosessoren, hvilket tillater modemene å søke etter og oppnå signaler hurtig og så bli låst på disse, hvorved støy og interferens reduseres, i særdeleshet interferens som skyldes andre stasjoner. Dette låsetrekk tillater modemene å plukke ut stasjoner under prosesstyring, hvilket er viktig for operasjonen ifølge oppfinnelsen.

Innkommende data fra mottakeren mates via et mottakergrensesnit 207 til modemene 127 og 129 via koderen/dekoderene 128 og 130 til den serielle styreenheten 131 for behandling ved hjelp av hovedprosessoren 149. Bredbånds og smalbånds RSSI signalene og transienttellernivåsignalene fra mottakermodulen mates via grensesnittet 207 til analog/digitalomformeren 146 for behandling ved hjelp av prosessoren 149.

I fig. 1 er Talekoder-grensesnittmodulen for senderen/mottakeren vist. Modulen omfatter doble talekodere 152 og 153 som anvendes, i den beskrevne utførelsesform, til å omdanne talesignaler til data for sending mellom stasjoner i et nett. Talekodergrense-snittmodulen omformer i alt vesentlig tale til en digitalisert form, og komprimerer og "pakker" den så før føring til behandlerkretsen.

Talekoderne som anvendes i prototypsenderen/mottåkeren var "Qualcomm type Q4400 vocoders". Under operasjon blir audiosignaler fra en mikrofon 208 matet via en mikrofonforsterker 158 til første og andre PCM moduler 155 og 156 som sampler nevnte audiodata og omformer disse til et PCM format. PCM dataene mates til datainngangen på hver talekoder og internt sammengrupperes til 20 millisekunders rammer (160 PCM sampler pr. 20 millisekunders ramme). Disse rammer kodes i pakker og utmates til hovedprosessoren 149 hvert 20 millisekund.

Hver pakke av komprimert taledata overføres til prosessoren i en TX rammerespons-pakke, hvilken inneholder datahastigheten for rammen samt de gyldige databits. Prosessoren bestemmer maksimum og minimum datahastighetsgrensene for den neste 20 millisekunders ramme som skal behandles. Hver pakke av komprimert data som mottas av prosessoren 149 formateres for sending, med en behandlingsforsinkelse mellom ankomst av den første PCM sampel i 20 millisekunders rammen og fullførelsen av kodingsprosessen for den bestemte rammen som er ca. 47,5 millisekunder. Så snart datarammen er i prosessoren, leser prosessoren datahastighetsbiten og skreller ut redundant informasjon før pakking av dataene og utmatning av disse via den serielle styreenhetbrikken 131.

På grunn av den opportunistiske skurmodusoperasjonen for senderen/mottakeren er det viktig å overvinne den potensielle ulempe med å ha en forsinkelse i tilpasningstakten av talesignalet, hvilket kunne resultere i å miste sendemuligheter som skjer i vinduer som er vesentlige mindre enn 20 millisekunder. Dette er årsaken til at to parallelle talekodere 152 og 153 anvendes, hvilket gir to (eller flere, dersom ytterligere talekodere anvendes) muligheter for bruk av hovedprosessoren 149. Eksempelvis kan prosessoren 149 instruere talekoderne til å operere på faste hastigheter, for eksempel 4000 og 9600 bps, og velge data fra den ene eller andre talekoder i henhold til en beregnet mulighet. Således ville prosessoren ha et valg mellom to forskjellige datapakkestørrelser for sending ved hver tilgjengelig sendemulighet. Alternativt, dersom en pakke sendes med en høyere datahastighet og ikke mottas på vellykket måte, kunne en versjon ha samme ramme med lavere datahastighet, sendt sammen med den påfølgende ramme, bli innført i den neste pakken som sendes. Dette tilveiebringer en bufringsmetode for de sendte datapakker og tilveiebringer på effektiv måte en form av opportunistisk datahastighets-sending samt et datavarighetstilpasningstrekk.

Det vil forstås at mer enn to parallelle talekodere kunne anvendes, hvilke opererer for forskjellige datahastigheter, med sine utmatede pakker plassert i parallelle bufre som er tilgjengelige for opportunistisk sending. De pakker som ikke sendes, på grunn av sending av en pakke fra en forskjellig talekoder, blir ganske enkelt slettet og erstattet med påfølgende pakker.

Bortsett fra å operere på forskjellige datahastigheter, kan talekoderne settes med forskjellige taleopererte sendestyringsinnstillinger (vox settings) og forskjellige kodingsforsinkelser. Således kunne prosessoren eksempelvis sette en av talekoderne med en lav talestyrt sendestyringsinnstilling og en lav datahastighet, idet den andre settes på en høy talestyrt sendestyringsinnstilling og en høy datahastighet. Denne metode kan anvendes til å sikre at begynnelsen av en talesending fanges, med en veksling deretter gjort til en sending med høy datahastighet og høy kvalitet. Tilveie-bringelsen av doble talekodere tillater også en talekoder å bli anvendt for å demodulere data mens den andre modulerer data, hvorved unngås forsinkelser i interaktiv tale, med en talekoder opportunistisk koblet over for å fange opp forbindelsen av et svar, mens den andre fortsatt spiller ut slutten av den mottatte tale. Denne løsning reduserer i vesentlig grad forsinkelser, særlig i en interaktiv situasjon.

Mottatte data sendes til av talekoderne 152 og 153, mens den andre mottar blankede eller slettede datarammer. Blankede rammer blir også utmatet når forvanskede data mottas, for å hindre en forvrengt utmatning fra talekoderen. Under disse omstendigheter vil talekoderne interpolere eller rekonstruere de manglende data. Den mottatte utmatning fra talekoderen 152 eller 153 mates til den respektive PCM modul 155 eller 156, med audioutmatningen fra den relevante modulen valgt ved hjelp av en analog audiosvitsj 157. Den valgte audioutmatning mates via en høyttalerforsterker 159 til en høyttaler 210.

De totale adaptive hastigheter for talekoderne blir adaptivt endret innenfor brede grenser på grunn av langvarig tilbakekobling over sekunder, og opportunistisk endreet innenfor titalls av millisekunder, basert på valg av bufrede datarammer for et antall av parallelle talekodere. Talen avspilles vedvarende på samtlige talekodere ved en bestemmelsesstedstasjon, og ved å anvende enkelt analogt valg, velges taleutmatningen fra en av talekoderne. Tidsstyringe opprettholdes mellom parallelle talekoderveier ved hjelp av innføringen av blankingsslettingskommandoer til de talekodere som ikke har mottatt datapakker.

Den taleaktiverte svitsjfunksjon i talekoderne anvendes til å utskille når en bruker snakker. Dekoderfunksjonen vil normalt ha prioritet over koderfunksjonen. Dersom begge brukere ved motsatte ender av en forbindelse snakker samtidig, vil brukeren ved den fjerntliggende ende normalt bli gitt prioritet. Såkalte "komfort" støyrammer og de ovenfor beskrevne blankings- og slettingskommandoer anvendes til å fylle inn gap på grunn av pakker som mistes under sending, eller pakker som er blitt forsinket og mottas ute av rekkefølge på grunn av en multi-hopp forbindelse. Den mottatte tale kan effektivt få høyere hastighet ved å fjerne komfortstøyrammer og gjøres langsommere gjennom innføringen av blankingsrammer, hvilket muliggjør en jevn strøm av tale, til tross for den variable forsinkelse over forbindelsen.

For at et nett skal operere på effektiv måte ved bruk av ovenfor beskrevne teknikker, er det viktig at de sendte datapakker spores, for å hindre tilstopping av nettet med gamle data. Bruken av reelltidsklokken 148 tillater hver pakke som sendes å bli gitt et relativ-tid stempel, hvilket dekrementeres når pakken føres gjennom nettet med en hastighet som settes i forhold til den reelle tid. Pakkene som ikke på vellykket måte mottas av den tilsiktede bestemmelsestedstasjon innenfor en forutbestemt tidsutkoblingsperiode blir slettet, hvilket hindrer tilstopping i nettet.

Hver stasjon opprettholder en logg over alle meldinger som passerer gjennom denne, for å hindre at meldinger vandrer i en lukket sløyfe i nettet. Så snart en stasjon har ført en bestemt melding videre, vil den i fremtiden, ved tilbakeførte kontroller, hindre at den meldingen passerer gjennom den en andre gang, og vil ganske enkelt omdirigere den annetsteds. Sammen med ovenstående beskrevne tidsutkoblingsmarkering, hindrer dette meldinger fra å sirkle rundt unyttig i nettet.

Fig. 13 er et skjema som viser den totale programvarearkitektur for senderen/mottakeren i en flytskjemaform. Skjemaet oppsummerer den ovenfor beskrevne operasjon for en sender/mottaker som opererer i et nett av lignende sendere/mottakere.

Claims (45)

1. Fremgangsmåte for å sende meldingsdata fra en opprinnelsesstedstasjon (A) til en bestemmelsstedstasjon (O) i et nett som omfatter et flertall av stasjoner (A-O), omfattende: å overvåke, på opprinnelsesstedstasjonen (A) aktiviteten av andre stasjoner (A-O) i nettet, og å sende meldingsdataene til minst én første mellomliggende stasjon (B) for videre sending til bestemmelsesstedstasjonen (O),karakterisert ved at fremgangsmåten dessuten omfatter: - å sende bekreftelsedata tilbake fra den første mellomliggende stasjonen (B) til opprinnelsesstedstasjonen (A), hvilke indikerer videre sendingen av meldingsdataene, - at hver stasjon (A-O) i nettet overvåker kvaliteten av signalveien til andre stasjoner, og - at valget av den første mellomliggende stasjonen (B) ved hjelp av opprinnelsesstedstasjonen (A) og valget av eventuelle ytterligere mellomliggende stasjoner (I, M) ved hjelp av første eller en påfølgende mellomliggende stasjon foretas opportunistisk, ved tidspunktet for sending av nevnte meldingsdata, i henhold til forutbestemte kriterier som innbefatter den overvåkede kvalitet av signalveien mellom sendestasjonen og potensielle mellomliggende stasjoner, slik at sendinger finner sted under toppforhold.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at hver stasjon i nettet overvåker aktiviteten av andre stasjoner på en vedvarende basis for å bestemme tilgjengeligheten av de andre stasjonene, i henhold til forutbestemte kriterier, som mellomliggende eller bestemmelsesstedstasjoner.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 2, karakterisert ved at overvåkningen utføres ved å motta data som sendes av de andre stasjonene, og at de mottatte datasendinger analyseres for å velge en mellomliggende eller bestemmelsesstedstasj on.

4. Fremgangsmåte som angitt i krav 3, karakterisert ved å ekstrahere informasjon fra de mottatte data som indikerer minst identiteten av de andre stasjonene.

5. Fremgangsmåte som angitt i krav 4, karakterisert ved at den innbefatter å ekstrahere informasjon fra de mottatte data relatert til bestemmelsesstedet og/eller opprinnelsesstedet for meldingsdata som sendes til eller mottas fra de andre stasjonene.

6. Fremgangsmåte som angitt i krav 5, karakterisert ved å ekstrahere informasjon fra de mottatte data relatert til det endelige bestemmelsessted og/eller primært opprinnelsessted for nevnte meldingsdata.

7. Fremgangsmåte som angitt i et hvilket som helst av kravene 4-6, karakterisert ved å innbefatte ekstrahering av informasjon fra de mottatte data relatert til forplantningsforsinkelsen av hver melding, datahastigheten for hver melding og/eller volumet av meldinger mellom hvilke som helst to eller flere stasjoner.

8. Fremgangsmåte som angitt i et hvilket som helst av kravene 3-7, karakterisert ved at data som sendes av hver stasjon innbefatter tidsdata, idet overvåkningen innbefatter å bestemme alderen av datasendinger som mottas fra andre stasjoner i nettet og forkaste datasendinger som er eldre enn forutbestemt alder.

9. Fremgangsmåte som angitt i krav 8, karakterisert ved å innbefatte sammenligning av nevnte tidsdata i de mottatte datasendinger med et referansetidspunkt, og å forkaste de mottatte datasendinger en forutbestemt periode etter referansetidspunktet.

10. Fremgangsmåte som angitt i krav 8 eller 9, karakterisert ved å allokere en prioritet til de mottatte datasendinger, og å justere rekkefølgen av gjenutsendelse av den mottatte datasending til andre stasjoner i henhold til alderen derav.

11. Fremgangsmåte som angitt i et hvilket som helst av kravene 1 -10, karakterisert ved å overvåke kvaliteten av signalveien mellom den første stasjon og en eller flere av de andre stasjonene og tilpasse, i henhold til forutbestemte kriterier, minst én parameter for en påfølgende sending til en annen stasjon i henhold til den overvåkede kvalitet av signalveien, for å øke sannsynligheten av at sendingen mottas på vellykket måte.

12. Fremgangsmåte som angitt i krav 11, karakterisert ved å ekstrahere informasjon fra de mottatte data som er relatert til kvaliteten av sendingsveien mellom hvilke som helst to eller flere av de andre stasjonene.

13. Fremgangsmåte som angitt i et hvilket som helst av kravene 4-12, karakterisert ved å utlede fra de mottatte data tilpasningsinformasjon for bruk ved tilpasning, i henhold til minst et forutbestemt kriterium, av minst en parameter i en påfølgende sending til en annen stasjon for å øke sannsynligheten for at sendingen mottas på vellykket måte.

14. Fremgangsmåte som angitt i krav 13, karakterisert ved at tilpasningsinformasjonen sendes til én eller flere andre stasjoner i et tilpasningssignal, idet den ene eller flere andre stasjoner reagerer på tilpasningssignalet til å variere minst én parameter av en påfølgende sending derfra.

15. Fremgangsmåte som angitt i krav 13 eller 14, karakterisert ved at parameteren som er tilpasset er én eller flere av datahastigheten, sendeeffekten, sendefrekvensen, sende- eller mottaksantennen, meldingslengden, meldingsprioriteten, meldingens levetid, sendetidspunktet, og meldingsgj enutsendelsetakten.

16. Fremgangsmåte som angitt i et hvilket som helst av kravene 1 -15, karakterisert ved at overvåkningen dessuten innbefatter å sende et undersøkelsesignal fra den første stasjonen til minst én mellomliggende stasjon, idet undersøkelsesignalet inneholder minst adressedata som identifiserer den første stasjonen, og å sende et erkjennelsesignal fra den i det minste ene mellomliggende stasjon til den første stasjonen.

17. Kommunikasjonsnett som omfatter et flertall av stasjoner (A-O) som hver er i stand til å sende og motta meldingsdata, idet hver stasjon omfatter: sendemidler (12,14,18,20) for å sende data til andre stasjoner, og mottakermidler (12,14,16,20) for å motta data fra andre stasjoner,karakterisert ved at det dessuten omfatter: - overvåkningsmiddel for å overvåke minst én karakteristikk for respektive kanaler mellom en opprinnelsesstedstasjon (A) og andre stasjoner, som tilsvarer kvaliteten av signalveien via hver av nevnte kanaler, - beslutningsmiddel for opportunistisk å velge en annen stasjon som en mellomliggende stasjon (B) for videresending av meldingsdata fra opprinnelsesstedstasjonen (A) til en bestemmelsesstedstasjon (O), ved tidspunktet for sending av nevnte meldingsdata, ifølge forutbestemte kriterier som innbefatter den overvåkede kvalitet av signalveien mellom sendestasjonen og potensielle mellomliggende stasjoner, slik at videresending finner sted under toppforhold, og - styremiddel for å justere minst én parameter i et sendesignal som sendes av sendermidlene i henhold til den overvåkede minst ene karakteristikk for respektive kanal for å øke sannsynligheten for at sendingens signal mottas på vellykket måte av den valgte mellomliggende stasjon.

18. Kommunikasjonsnett som angitt i krav 17, karakterisert v e d at overvåkningsmidlet i hver stasjon er tilpasset til å analysere data i signaler som mottas fra andre stasjoner for å velge den mellomliggende stasjonen.

19. Kommunikasjonsnett som angitt i krav 18, karakterisert ved at styremidlet er tilpasset til å overvåke alderen av datasendinger som mottas fra andre stasjoner i nettet og forkaste datasendinger som er eldre enn en forutbestemt alder.

20. Kommunikasjonsnett som angitt i krav 19, karakterisert v e d at styremidlet er anordnet til å innbefatte tidsdata i hver datasending, å overvåke alderen av mottatte datasendinger ved å sammenligne tidsdata deri med et referansetidspunkt, og å forkaste de mottatte datasendinger en forutbestemt periode etter referansetidspunktet.

21. Kommunikasjonsnett som angitt i krav 20, karakterisert v e d at styremidlet er anordnet til å allokere en prioritet for mottatte datasendinger og å justere rekkefølgen av gjenutsendelse av de mottatte datasendinger til andre stasjoner i henhold til alderen derav.

22. Kommunikasjonsnett som angitt i et hvilket som helst av kravene 18-21, karakterisert ved at hver stasjon innbefatter lagringsmiddel for å lagre data i de mottatte signaler relatert til identiteten av de andre stasjonene, og prosessormiddel for å bestemme kvaliteten av signalveien mellom den mottagende stasjonen og hver av de andre stasjonene.

23. Kommunikasjonsnett som angitt i et hvilket som helst av kravene 17 - 22, karakterisert ved at overvåkningsmidlet er tilpasset til å generere et undersøkelsessignal for sending til andre stasjoner, idet undersøkelsessignalet inneholder minst adressedata som identifiserer opprinnelsesstedstasjonen, og å motta et erkjennelsessignal fra andre stasjoner som mottar undersøkelsessignalet.

24. Kommunikasjonsnett som angitt i et hvilket som helst av kravene 17-23, karakterisert ved at styremidlet er tilpasset for å variere datahastigheten, sendeeffekten, sendefrekvensen, sende- eller mottaksantennen, meldingens lengde, meldingens prioritet, meldingens levetid, sendetidspunktet, meldingsgjenutsendelsetakten og/eller andre parametre for dets sending til den valgte mellomliggende stasjon.

25. Kommunikasjonsanordning for bruk som en stasjon i et kommunikasjonsnett omfattende et flertalla av stasjoner (A-O) som hver er i stand til å sende og motta meldingsdata, idet kommunikasj onsanordningen omfatter: sendemidler (12,14,18,20) for å sende data til andre stasjoner, og mottakermidler (12,14,16,20) for å motta data fra andre stasjoner,karakterisert ved at den ytterligere omfatter: - overvåkningsmiddel for å overvåke minst én karakteristikk for respektive kanaler mellom anordningen, som opererer som en opprinnelsesstedstasjon (A) og andre stasjoner, - beslutningsmiddel for opportunistisk å velge en annen stasjon (B) som en mellomliggende stasjon for videresending av meldingsdata fra opprinnelsessted-stasjonen (A) til en bestemmelsesstedstasjon (O), ved tidspunktet for sending av nevnte meldingsdata, slik at videresending finner sted under toppforhold, og - styremiddel for å justere minst én parameter av et sendesignal som sendes av sendermidlet i henhold til den overvåkede minst ene karakteristikk for den respektive kanal for å øke sannsynligheten for at sendesignalet mottas på vellykket måte av den valgte mellomliggende stasjon.

26. Kommunikasjonsanordning som angitt i krav 25, karakterisert ved at overvåkningsmidlet er tilpasset for å analysere data i signaler som mottas fra andre stasjoner for å velge den mellomliggende stasjon.

27. Kommunikasjonsanordning som angitt i krav 26, karakterisert ved at den innbefatter lagringsmiddel for å lagre data i de mottatte signaler relatert til identiteten av de andre stasjonene, og prosessormiddel for å bestemme kvaliteten av signalveien mellom den motlagende stasjonen og hver av de andre stasjonene.

28. Kommunikasjonsanordning som angitt i et hvilket som helst av kravene 25 - 27, karakterisert ved at overvåkningsmidlet er tilpasset for å generere et undersøkelsesignal for sending til andre stasjoner, idet undersøkelsesignalet inneholder minst adressedata som identifiserer opprinnelsesstedstasjonen, og å motta et erkjennelsessignal fra andre stasjoner som mottar undersøkelsesignalet.

29. Kommunikasjonsanordning som angitt i et hvilket som helst av kravene 25 - 28, karakterisert ved at overvåkningsmidlet er tilpasset for å variere datahastigheten, sendeeffekten, sendefrekvensen, sende- eller mottaksantennen, meldingens lengde, meldingens prioritet, meldingens levetid, sendetidspunktet, meldingens gjenutsendelsetakt og/eller andre parametre for dets sending til den valgte mellomliggende stasjon.

30. Kommunikasjonsanordning som angitt i krav 29, karakterisert ved at overvåkningsmidlet omfatter effektfølemiddel og styrbart dempemiddel som reagerer på effektstyresignaler som utledes fra en utgang på det effektfølende middel for å dempe mottatte og/eller sendte signaler til innenfor forutbestemte nivåer.

31. Kommunikasjonsanordning som angitt i krav 30, karakterisert ved at det styrbare dempemidlet omfatter et flertall av resistive elementer og et flertall av tilhørende faststoff svitsjelementer som reagerer på effektstyresignalene og er anordnet til å koble de resistive elementer til eller frakoble de fra signalveien.

32. Kommunikasjonsanordning som angitt i krav 30 eller 31, karakterisert ved at styremidlet er tilpasset for å justere sendeeffekten i sendingens signal som reaksjon på den målte effekten i et mottatt signal.

33. Kommunikasjonsanordning som angitt i krav 32, karakterisert ved at styremidlet innbefatter stram eller effektfølende middel for å overvåke sendeeffekten i sendingens signal, sammenligningsmiddel for å sammenligne sendeeffekten med den målte effekt i et mottatt signal, og for å generere et sendeeffektstyresignal, og styrbart drivmiddel i sendemidlet som reagerer på sendeeffektstyresignalet for å justere sendeeffekten mot en verdi som har et forutbestemt forhold til den målte effekt i det mottatte signal.

34. Kommunikasjonsanordning som angitt i et hvilket som helst av kravene 29-33, karakterisert ved atovervåkriingsmidletinnbefatter demodulatormiddel som er opererbart på et flertall av forutbestemte datahastigheter, for derved å demodulere mottatte data på hvilken som helst av de forutbestemte datahastigheter.

35. Kommunikasjonsanordning som angitt i krav 34, karakterisert ved at demodulatormidlet omfatter et flertall av demodulatorer som er anordnet parallelt og som hver opererer på en respektiv forskjellig forutbestemt datahastighet.

36. Kommunikasjonsanordning som angitt i krav 35, karakterisert ved at demodulatormidlet dessuten omfatter valgmiddel for å overvåke utgangene på de parallelle demodulatorer og for å velge en utgang som leverer gyldig demodulert data.

37. Kommunikasjonsanordning som angitt i et hvilket som helst av kravene 25 - 36, karakterisert ved at det innbefatter prosessormiddel og tilhørende talekodermiddel for å omforme tale til data for sending og for å omforme mottatt data til tale.

38. Kommunikasjonsanordning som angitt i krav 37, karakterisert ved at talekodermidlet omfatter minst to talekodere som er anordnet parallelt og som er opererbare på forskjellige datahastigheter, idet prosessormidlet er opererbart til å velge data fra talekoderne for sending i henhold til den overvåkede minst ene karakteristikk for kanalen.

39. Kommunikasjonsanordning som angitt i krav 38, karakterisert ved at de minst to talekoderne er opererbare uavhengig for å omdanne et talesignal til respektive forskjellige datasignaler på forskjellige datahastigheter eller anvende forskjellige talestyrte sendestyreinnstillinger (vox settings), idet prosessormidlet er opererbart til å velge et hvilket som helst av de forskjellige datasignaler for sending.

40. Kommunikasjonsanordning som angitt i krav 38 eller 39, karakterisert ved at prosessormidlet er opererbart til å utmate mottatt data til en valgt eller flere av talekoderne med en hastighet valgt for å omdanne de mottatte data til tale i henhold til forutbestemte kriterier.

41. Kommunikasjonsanordning som angitt i krav 40, karakterisert ved at prosessormidlet er opererbart til å tilføye eller fjerne data selektivt fra den mottatte datautmatning til den valgte eller flere av talekoderne for å styre hastigheten som et talesignal som representeres av de mottatte data avspilles.

42. Kornmunikasjonsanordning som angitt i et hvilket som helst av kravene 38-41, karakterisert ved at de minst to talekoderne er opererbare uavhengig av hverandre, idet minst en er innrettet for å omforme talesignal til data for sending, og minst en er innrettet for samtidig å omforme mottatt data til tale.

43. Konimunikasjonsanordning som angitt i et hvilket som helst av kravene 25 - 42, karakterisert ved at styremidlet er tilpasset for å overvåke alderen av datasendinger som mottas fra andre stasjoner i nettet og å forkaste datasendinger som er eldre enn en forutbestemt alder.

44. Korrmunikasjonsanordning som angitt i krav 43, karakterisert ved at styremidlet er anordnet til å innbefatte tidsdata i hver datasending, å overvåke alderen av mottatte datasendinger ved å sammenligne tidsdata deri med et referansetidspunkt, og å forkaste de mottatte datasendinger en forutbestemt periode etter referansetidspunktet.

45. Kommunikasjonsanordning som angitt i krav 44, karakterisert ved at styremidlet er anordnet til å allokere en prioritet for mottatte datasendinger og å justere rekkefølgen av gjenutsendelse av de mottatte datasendinger til andre stasjoner ifølge alderen derav.