WO2016012203A1 - Station und verfahren zur seriellen datenübertragung unter dynamischer repriorisierung von datenrahmen (data frames) - Google Patents

Station und verfahren zur seriellen datenübertragung unter dynamischer repriorisierung von datenrahmen (data frames) Download PDF

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WO2016012203A1
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data frame
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backoff
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Helmut Kellermann
Hyung-Taek Lim
Thomas Gehrsitz
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Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
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    • H04W74/0808—Non-scheduled access, e.g. ALOHA using carrier sensing, e.g. carrier sense multiple access [CSMA]

Definitions

  • the invention relates to a station and a method for data transmission by means of data frame in a communication network, in particular in a multiple access with carrier verification and collision avoidance method (CSMA / CA).
  • CSMA / CA carrier verification and collision avoidance method
  • a data bus especially a CAN bus (Controller Area Network), which transmits all information via two lines.
  • a data bus connects a plurality of controllers that work together in a vehicle.
  • the connected ECUs can exchange information with each other via the data bus.
  • the individual control units in the bus system are networked with each other. If a station or a control unit transmits information into the bus system by means of a data frame, other stations or control units can monitor this information or "listen in.” Stations for which the information in the data frame is relevant will use it. other stations ignore this data frame.
  • a back-off mechanism similar to a back-end mechanism of the IEEE 802.1 1 standard is used.
  • four access priorities are defined (CA0 to CA3, CAO being the lowest priority and CA3 the highest priority).
  • a priority resolution Prior to the stations being able to start a backoff process, a priority resolution is performed by default. During priority resolution, each station in priority resolution slots sends signals to announce the highest priority for which it currently has a data frame to transmit in its queue. If four access priorities are defined, all priorities can be defined via two priority resolution slots or signals or bits. After the priority resolution, all stations in the network have the highest priority for which a station holds a data frame ready for transmission in the respective queue. Only those stations that have a data frame in this highest priority in their queue may then start a back-off process.
  • the back-off mechanism serves to reduce a probability of collisions.
  • a station randomly selects a value from a given time interval. The selected value indicates what duration a station waits before starting a send attempt over a communication channel. If it is determined during the waiting that the communication channel is already occupied, the station pauses the backoff and continues it after the communication channel has been recognized as free again for a sufficient duration. The station which has selected the least duration or the lowest value from the given interval comes with its transmission at the backoff to the train.
  • the IEEE 1901 standard also defines that a station monitors how often it was interrupted while performing a back-off operation.
  • the "deferral counter" backoff parameter specifies how often a station may be interrupted until it starts another backoff process, and this additional backoff process increases the interval for random selection of the value of the wait time, the probability of collision This is intended to further reduce the probability of collision if the communication channel is used to a great extent, which is usually caused by a high number of stations in a communications network, since this increases the number of selectable values in the backoff, thereby reducing the probability of collision
  • the combination of priority resolution and back-off mechanism works reliably in a comparatively small number of stations, as is typically the case in the home network area, the back-off mechanism no longer increases the probability of collision if the number of stations increases significantly sufficiently reduce, since there is a very high number of data frames with the same priority.
  • US 2005/0141480 A1 discloses a method for the transmission of multimedia data between wireless and wired networks. The method includes capturing data frames of a first communication protocol type from a first network and converting the received data frames into data frames of a second communication protocol type, wherein the transmission priority order of the data frames converted to the second communication protocol type is based on the packet information of the received Data frame is determined. The data frames are sent to a second network transmitted on the basis of the particular transmission priority order.
  • the data transmission station by means of data frames in a communication network, in particular in a multiple access with carrier verification-collision avoidance method, comprises a first classification device configured to carry out the first priority resolution for a data frame transmitted in its own right; the station preferably further comprises processing means arranged to determine whether the own data frame to be transmitted has a highest priority and selection means arranged to perform a back-off if the own data frame has the highest priority.
  • the station further preferably has a transmitting device, configured for transmitting a data frame and a reprioritization device, set up, if an acknowledgment of the transmission fails, for raising the priority of the own data frame, in particular to a priority level, which exclusively for collided or non-transmitting data frames is used.
  • the inventive method for operating a station for data transmission by means of data frames in a communication network with multiple access with carrier verification and collision avoidance method preferably has the following steps in a communication: performing a first priority resolution for their own on a communication channel data frames to be transmitted; Determining whether the own data frame to be transmitted has a highest priority; if your own data frame is the highest priority having, performing a backoff; if the communication channel is free after the backoff, sending the own data frame; and, if a confirmation of the transmission fails, raising the priority of the own data frame, in particular to a priority level which is used exclusively for collided or not transmitted data frames.
  • CSMA / CA carrier verification and collision avoidance method
  • the data frame data transmission method according to the invention in a communication network having a plurality of stations with a multiple access with carrier checking and collision avoidance method preferably has the following working steps in a communication of the plurality of stations: Performing a first priority resolution on data frames to be transmitted by the plurality of stations on a communication channel; Performing a backoff through at least a first station that has to transmit a first data frame having the highest priority; if the communication channel is free after the backoff, transmitting a first frame of data through the at least one first station; and, if an acknowledgment of the transmission fails to the at least one first station, raising the priority of the first data frame, in particular to a reprioritization priority, which is used exclusively for collided or not transmitted data frames.
  • CSMA / CA carrier checking and collision avoidance method
  • a station according to the invention is a subscriber to a communication in a communication network.
  • a data frame within the meaning of the invention is a data unit of a protocol.
  • a data frame preferably consists of destination and source addresses, control information for data flow control, payload of a data packet and / or a checksum to ensure data integrity.
  • a communication channel in the sense of the invention is a transmission medium which can be shared by a plurality of stations.
  • a priority resolution in the sense of the invention comprises examining individual data frames or messages in which these data frames are contained, a predefined priority for the data frame and an identification of the data frame. highest priority frame or, preferably, priority ranking between a plurality of data frames or messages containing them.
  • a backoff in the sense of the invention is a mechanism for preventing the collision of data frames or messages of different stations during the transmission on a communication channel, in which each station waits for a preferably randomly selected period of time from a predefined point of time to start with a Transfer to begin.
  • a reprioritization in the sense of the invention is a change in the priority with which a data frame or a message containing this data frame is to be transmitted.
  • the invention is based on the approach of dynamically managing the priorities assigned to data frames to be transmitted. If it is determined by a station that a data frame sent by it has collided with another transmission, which is detected in particular by an absence of an acknowledgment, the data frame is raised to another, in particular higher and standard unused priority level. In this way, it is achieved that, for the next transmission attempt, a backoff is essentially started only for those data frames which collided during the previous transmission attempt. The number of data frames to be transmitted for which the backoff is executed does not thereby increase.
  • this further comprises at least one of the steps of executing a second priority resolution for data frames to be transmitted by the plurality of stations on the communication channel, carrying out a backoff by at least one second station which has to transmit a second data frame of the highest priority and, if the communication Onback after the backoff is free, the transmission of the second data frame by the at least one second station on.
  • all stations that have data frames to be transmitted in their queues can come into play in the priority resolution.
  • the backoff only starts those stations which have data frames with the highest priority to transmit. This ensures that, if collisions occurred in lower priorities after the previous backoff, these do not hinder the transmission of higher priority data frames into the next transmission cycle. In general, however, those data frames whose transmission priority has been raised will have the highest priority, so that in turn the second backoff will be performed between these first data frames or messages.
  • this further comprises at least one of the steps of carrying out a second priority resolution for data frames to be transmitted by the plurality of stations on the communication channel, carrying out a second backoff by at least two first stations carrying a first data frame of a raised priority, and if the communication channel is idle after the second backoff, sending of a first data frame by at least one first station.
  • an interval for selecting the transmission start of the second backoff is longer an interval for selecting the transmission start of the first backoff.
  • this has four possible priorities for data frames.
  • this has standard priorities and at least one reprioritization priority.
  • raising the priority always takes place in a reprioritization priority.
  • this has a number of standard priorities, in particular two standard priorities, and the same number of prioritization priorities.
  • a prioritization ranking can be achieved after reprioritization. If, after re-prioritizing a data frame with a lower priority, a data frame with a higher priority standard priority is still present in a station queue, this can preferably be transmitted without delay.
  • data frames having a reprioritization priority at a priority resolution are prioritized higher than data frames having a standard priority.
  • Figure 1 is a partial schematic representation of a communication network in which the inventive method find application
  • Figure 2 is a schematic block diagram of an inventive
  • FIG. 3 is a schematic block diagram of a device according to the invention.
  • FIG. 4 shows a partially schematic block diagram of the inventive method for serial data transmission and operation of a station according to the invention.
  • FIG. 1 shows an example of a communication network in which the method according to the invention for serial data transmission is preferably used.
  • This communication network has several stations 2a, 2b, 2c, 2d,..., In which, in turn, the method according to the invention for operating a station is preferably used. These stations are, for example, control devices and in particular subscribers of a serial data transmission.
  • the communication network 1 is, in particular, a communication network of a vehicle, in particular of a motor vehicle, and the stations or control devices 2 a to 2 d control or fulfill various functions for the driving operation or other functions, for example multimedia functions of the vehicle.
  • the individual stations 2a to 2d can be connected via a shared communication channel 3.
  • FIG. 2 schematically shows four priorities CAO, CA1, CA2, CA3 for data packets.
  • priorities CAO, CA1, CA2, CA3 there are three default priorities CAO, CA1 and CA2.
  • Priority CA3 is a reprioritization priority associated with all data frames or messages undergoing reprioritization.
  • FIG. 3 shows a second embodiment of possible priorities of data frames on a communication channel 3. In this embodiment, there are two standard priorities, indicated by the dashed borders CAO and CA2.
  • a reprioritization from these standard priorities is in each case made in separate prioritization priorities CA1 and CA3.
  • this has the advantage that messages with a high priority CA2, which after reprioritization of data frames from the standard priority CAO, are sent to the prioritization priority CA1 can still be sent without time delay, since the data frame with the priority CA1 are put back.
  • FIG. 4 shows a partially schematic block diagram of an embodiment of the method according to the invention for serial data transmission. Aspects of the working steps are illustrated by dashed lines in the advantageous embodiment. The order of execution of the steps is preferably as shown, but may also differ from this.
  • a priority resolution is preferably carried out 101 by each station. This priority resolution checks whether a separate data frame to be transmitted has the highest priority compared to data frames which other stations want to transmit. If it is determined that the own data frame does not have the highest priority, the respective station enters a wait state 102, 103 (N), in which Monitored communication on the communication channel 3 or enters a hibernate state until the next priority resolution. If, on the other hand, a station finds that a data frame with the highest priority occurs in its queue 102, 202 (Y), then the respective station carries out a backoff 103, 203. With this backoff, the respective station waits for a random period, until it starts sending the data frame with the highest priority or its message.
  • the station As part of the backoff immediately before the beginning of sending again checks whether the communication channel 3 is busy. If another station has already started transmission, the communication channel is occupied and the respective station also enters a wait state 103, 203 (N). If the communication channel is not busy 103, 203 (Y), the station transmits the data frame 104, 204. If the station then receives an acknowledgment that the data frame has been transmitted 105, 205 (Y), the method preferably starts from the beginning. If the station does not receive an acknowledgment 105, 205 (Y), it knows that there was a collision with other data frames and the data frame was not transmitted. Hereupon, the priority of the unshipped data frame is preferably raised 106, 206.
  • prioritization priorities CA3 or CA1, CA3 are provided which are exclusively for non-transmitted or collided data frames be used.
  • a priority resolution for data frames to be transmitted on the communication channel 3 takes place, and it is determined whether a data frame in the queue of the prioritized data frames has the highest priority 108, 208
  • Reprioritization priority CA1, CA3 the highest possible priority is 108, 208 (Y), or there are also higher standard priorities 108, 208 (N), only stations that made a reprioritization in the previous step come to the train.
  • another backoff is performed, in which the stations with data frames of the highest priority or the raised priority participate 109, 209a; 109b, 209b.
  • Stations that do not play in the backoff enter the wait state 109a, 209a; 109b, 209b (N).
  • Those stations which come into play in the backoff 109a, 209a; 109b, 209b (Y) send a data frame 1 10, 210.
  • this procedure is repeated until communication in the communication network 1 is completed by the stations 2a to 2d.

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Abstract

Verfahren zur seriellen Datenübertragung mittels Datenrahmen in einem Kommunikationsnetzwerk mit einer Mehrzahl von Stationen, insbesondere in einem Mehrfachzugriff-mit-Trägerprüfung-und-Kollisionsvermeidungs-Verfahren, welches bei einer Kommunikation der Mehrzahl von Stationen folgende Arbeitsschritte aufweist: Ausführen einer ersten Prioritätsauflösung für durch die Mehrzahl von Stationen auf einen Kommunikationskanal zu übertragenden Datenrahmen; Ausführen eines ersten Backoffs durch wenigstens eine erste Station, welche einen Datenrahmen mit der höchsten Priorität zu übertragen hat; falls der Kommunikationskanal nach dem Backoff frei ist, Senden eines ersten Datenrahmens durch die wenigstens eine erste Station; und falls eine Bestätigung der Übertragung an die wenigstens eine erste Station ausbleibt, Anheben der Priorität des ersten Datenrahmens, insbesondere auf eine Repriorisierungs-Priorität, welche ausschließlich für nicht übertragene Datenrahmen verwendet wird.

Description

Station und Verfahren zur seriellen Datenübertragung unter dynamischer Repriorisierung von Datenrahmen (data frames)
Die Erfindung betrifft eine Station und ein Verfahren zur Datenübertragung mittels Datenrahmen (data frame) in einem Kommunikationsnetzwerk, insbesondere in ei- nem Mehrfachzugriff-mit-Trägerprüfung-und-Kollisionsvermeidungs-Verfahren (CSMA/CA).
Die Anzahl elektronischer Systeme in Kraftfahrzeugen hat in den letzten Jahrzehnten stark zugenommen. Daher weisen die technischen Einrichtungen der Kraftfahrzeuge inzwischen eine Vielzahl elektronischer Systeme auf, welche das Kraftfahr- zeug steuern und welche teilweise mechanische Systeme ersetzen.
Da bei einer herkömmlichen Verkabelung für jede Information je eine Leitung benötigt wird, steigt mit zunehmendem Funktionsumfang der KFZ-Elektronik die Länge und das Gewicht des Kabelbaums sowie die Anzahl der Anschlüsse an den Steuer- geraten. Abhilfe schaffte bisher ein Datenbus, insbesondere ein CAN-Bus (Controller Area Network), der sämtliche Informationen über zwei Leitungen überträgt. Ein solcher Datenbus verbindet eine Vielzahl von Steuergeräten miteinander, die in einem Fahrzeug zusammenarbeiten. Dabei können die angeschlossenen Steuergeräte über den Datenbus gegenseitig Informationen austauschen. Zur Datenübertra- gung sind die einzelnen Steuergeräte in dem Bussystem miteinander vernetzt. Überträgt eine Station bzw. ein Steuergerät Informationen mittels eines Datenrahmens (data frame) in das Bussystem hinein, können andere Stationen bzw. Steuergeräte diese Information überwachen bzw.„mithören". Stationen, für welche die Information im Datenrahmen relevant ist, werden diese nutzen, andere Stationen ignorieren diesen Datenrahmen.
Mit der fortschreitenden Zunahme an Steuergeräten, welche über die im Kraftfahrzeug vorhandenen Bussysteme kommunizieren sollen, insbesondere aus den Bereichen Telematik, Media- und Audio und Automatisierung des Fahrzeugs, ergibt sich die Problematik, dass immer mehr Datenvolumen und damit Datenrahmen über die bestehenden Bussysteme übertragen werden müssen. Aufgrund der seriellen Übertragungsweise ergibt sich dabei oftmals eine Überlastung bzw.„Stau" im Datenverkehr eines solchen Kommunikationsnetzwerks. Unabhängig hiervon besteht der Wunsch der Fahrzeughersteller, aus ökonomischen und ökologischen Gesichtspunkten heraus, insbesondere vor dem Hintergrund der zunehmenden Elektrifizierung des Antriebs der Kraftfahrzeuge, Gewicht der Kraft- fahrzeuge einzusparen und Systeme zusammenzuführen oder gar die Stromleitungen, welche zur Stromversorgung der Stationen bzw. Steuergeräte dienen, als Bussystem zu nutzen, d.h. über diese Stromversorgung ein sogenanntes PowerLAN, dLAN (direct LAN) oder PowerLAN-Communication (PLC) genannt, insbesondere nach dem Standard IEEE 1901 , einzurichten.
Beispielsweise wird bei der Verwendung des Medienzugriffs per Mehrfachzugriff- mit-Trägerprüfung-und-Kollisionsvermeidungs-Verfahren im Standard IEEE 1901 ein Backoff-Mechanismus verwendet, welcher vergleichbar mit einem Backoff- Mechanismus des IEEE 802.1 1 Standards ist. Zusätzlich sind vier Zugriffsprioritäten definiert (CA0 bis CA3, wobei CAO die niedrigste Priorität und CA3 die höchste Priorität darstellt). Bevor die Stationen einen Backoff-Vorgang starten können, wird standardmäßig eine Prioritätsauflösung durchgeführt. Während der Prioritätsauflösung sendet jede Station in Prioritätsauflösungsschlitzen Signale, um die höchste Priorität bekannt zu geben, für die sie aktuell einen Datenrahmen zur Übertragung in ihrer Warteschlange hat. Sind vier Zugriffsprioritäten definiert, so können sämtliche Prioritäten über zwei Prioritätsauflösungsschlitze bzw. Signale oder Bits definiert werden. Nach der Prioritätsauflösung ist allen Stationen im Netz die höchste Priorität bekannt, für die eine Station einen Datenrahmen zur Übertragung in der jeweiligen Warteschlange bereithält. Nur jene Stationen, die einen Datenrahmen in dieser höchsten Priorität in ihrer Warteschlange haben, dürfen im Anschluss einen Backoff- Vorgang starten.
Der Backoff-Mechanismus dient dazu, eine Wahrscheinlichkeit von Kollisionen zu verringern. Hierzu wählt eine Station nach dem Zufallsprinzip einen Wert aus einem vorgegebenen Zeitintervall aus. Der ausgewählte Wert gibt an, welche Dauer eine Station wartet, bevor sie einen Sendeversuch über einen Kommunikationskanal startet. Wird beim Warten festgestellt, dass der Kommunikationskanal bereits belegt ist, so pausiert die Station den Backoff und führt diesen fort, nachdem der Kommunikationskanal wieder für eine ausreichende Dauer als frei erkannt wurde. Jene Station, welche die geringste Dauer bzw. den geringsten Wert aus dem vorgegebenen Intervall ausgewählt hat, kommt mit ihrer Übertragung bei dem Backoff zum Zug.
Im IEEE 1901 Standard wird darüber hinaus definiert, dass eine Station überwacht, wie oft sie bei dem Ausführen eines Backoff- Vorgangs unterbrochen wurde. Der Backoff-Parameter„deferral counter" gibt an, wie oft eine Station unterbrochen werden darf, bis sie einen neuerlichen Backoff-Vorgang startet. Bei diesem neuerlichen Backoff-Vorgang wird das Intervall für die zufällige Auswahl des Werts der Wartezeit vergrößert, um die Kollisionswahrscheinlichkeit mit anderen Stationen zu verringern. Dies soll bei hoher Auslastung des Kommunikationskanals, meist verursacht durch eine hohe Anzahl an Stationen in einem Kommunikationsnetzwerk, die Kollisionswahrscheinlichkeit weiter reduzieren, da hierdurch die Anzahl an auswählbaren Werten im Backoff vergrößert wird und dadurch die Kollisionswahrscheinlichkeit reduziert wird. Für eine vergleichsweise geringe Anzahl an Stationen, wie sie typischerweise im Heimnetzbereich vorkommt, arbeitet die Kombination aus Prioritätsauflösung und Backoff-Mechanismus zuverlässig. Steigt die Anzahl an Stationen jedoch deutlich an, vermag der Backoff-Mechanismus die Kollisionswahrscheinlichkeit nicht mehr ausreichend zu reduzieren, da eine sehr hohe Anzahl an Datenrahmen mit gleicher Priorität vorliegt. Die Folge ist eine erhöhte Anzahl an kollidierenden Datenrahmen auf dem Kommunikationskanal, welche wiederum zu einer erhöhten Auslastung des Kommunikationskanals führen, da kollidierte Datenrahmen erneut übertragen werden. Eine Kollision bzw. ein Nichtübertragen der Datenrahmen wird durch eine Station an dem Ausbleiben einer Bestätigung (acknowledgement - ACK) erkannt. US 2005/0141480 A1 offenbart ein Verfahren zur Übermittlung von Multimediadaten zwischen drahtlosen und drahtgebundenen Netzwerken. Das Verfahren schließt das Verfangen von Datenrahmen eines ersten Kommunikationsprotokolltyps von einem ersten Netzwerk ein sowie das Konvertieren der empfangenen Datenrahmen in Datenrahmen eines zweiten Kommunikationsprotokolltyps, wobei die Übertragungs- prioritätsreihenfolge der Datenrahmen, welche in das zweite Kommunikationsprotokolltyp konvertiert werden, auf der Grundlage der Paketinformationen der empfangenen Datenrahmen bestimmt wird. Die Datenrahmen werden an ein zweites Netz- werk auf der Grundlage der bestimmten Übertragungsprioritätsreihenfolge übertragen.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitzustel- len, um die serielle Datenübertragung zu verbessern, insbesondere zu verhindern, dass die Anzahl an kollidierenden Datenrahmen während einer Kommunikation auf einem Kommunikationskanal zunimmt.
Diese Aufgabe wird durch eine Station zur Datenübertragung nach Anspruch 1 , ein Verfahren zum Betrieb einer Station nach Anspruch 4 und ein Verfahren zur Daten- Übertragung nach Anspruch 5 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen werden in den Unteransprüchen beansprucht.
Die erfindungsgemäße Station zur Datenübertragung mittels Datenrahmen in einem Kommunikationsnetzwerk, insbesondere in einem Mehrfachzugriff-mit- Trägerprüfung-Kollisionsvermeidungs-Verfahren, weist eine erste Klassifizierungs- einrichtung, eingerichtet zum Ausführen der ersten Prioritätsauflösung für einen eigens übertragenen Datenrahmen auf; die Station weist des Weiteren vorzugsweise eine Verarbeitungseinrichtung auf, eingerichtet zum Feststellen, ob der eigene zu übertragene Datenrahmen eine höchste Priorität aufweist, und eine Auswahleinrichtung, eingerichtet zum Durchführen eines Backoffs, falls der eigene Datenrahmen die höchste Priorität aufweist, auf. Die Station weist des Weiteren vorzugsweise eine Sendeeinrichtung, eingerichtet zum Senden eines Datenrahmens und eine Repriorisierungseinrichtung auf, eingerichtet, falls eine Bestätigung der Übertragung ausbleibt, zum Anheben der Priorität des eigenen Datenrahmens, insbesondere auf eine Prioritätsstufe, welche ausschließlich für kollidierte bzw. nicht übertragende Datenrahmen verwendet wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betrieb einer Station zur Datenübertragung mittels Datenrahmen in einem Kommunikationsnetzwerk mit Mehrfachzugriff-mit- Trägerprüfung-und-Kollisionsvermeidungs-Verfahren (CSMA/CA) weist bei einer Kommunikation vorzugsweise folgende Arbeitsschritte auf: Ausführen einer ersten Prioritätsauflösung für einen eigenen auf einem Kommunikationskanal zu übertragenden Datenrahmen; Feststellen, ob der eigene zu übertragende Datenrahmen eine höchste Priorität aufweist; falls der eigene Datenrahmen die höchste Priorität aufweist, Durchführen eines Backoff; falls der Kommunikationskanal nach dem Backoff frei ist, Senden des eigenen Datenrahmens; und, falls eine Bestätigung der Übertragung ausbleibt, Anheben der Priorität des eigenen Datenrahmens, insbesondere auf eine Prioritätsstufe, welche ausschließlich für kollidierte bzw. nicht über- tragene Datenrahmen verwendet wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Datenübertragung mittels Datenrahmen (data frame) in einem Kommunikationsnetzwerk mit einer Mehrzahl von Stationen mit einem Mehrfachzugriff-mit-Trägerprüfung-und-Kollisionsvermeidungs- Verfahren (CSMA/CA) weist in einer Kommunikation der Mehrzahl von Stationen vorzugsweise folgende Arbeitsschritte auf: Ausführen einer ersten Prioritätsauflösung für durch die Mehrzahl von Stationen auf einem Kommunikationskanal zu übertragende Datenrahmen; Ausführen eines Backoff durch wenigstens eine erste Station, welche einen ersten Datenrahmen mit der höchsten Priorität zu übertragen hat; falls der Kommunikationskanal nach dem Backoff frei ist, Senden eines ersten Datenrahmens durch die wenigstens eine erste Station; und, falls eine Bestätigung der Übertragung an die wenigstens eine erste Station ausbleibt, Anheben der Priorität des ersten Datenrahmens, insbesondere auf eine Repriorisierungs-Priorität, welche ausschließlich für kollidierte bzw. nicht übertragene Datenrahmen verwendet wird.
Eine Station im Sinne der Erfindung ist ein Teilnehmer einer Kommunikation in ei- nem Kommunikationsnetzwerk.
Ein Datenrahmen (data frame) im Sinne der Erfindung ist eine Dateneinheit eines Protokolls. Ein Datenrahmen besteht vorzugsweise aus Ziel- und Quelladressen, Steuerinformationen zur Datenflusskontrolle, Nutzdaten eines Datenpakets und/oder einer Prüfsumme zur Gewährleistung der Datenintegrität. Ein Kommunikationskanal im Sinne der Erfindung ist ein Übertragungsmedium, welches gemeinsam von einer Mehrzahl an Stationen genutzt werden kann.
Eine Prioritätsauflösung im Sinne der Erfindung umfasst ein Untersuchen einzelner Datenrahmen bzw. Botschaften, in welchen diese Datenrahmen enthalten sind, auf eine vordefinierte Priorität für den Datenrahmen und eine Identifikation des Daten- rahmens mit höchster Priorität bzw. vorzugsweise eine Prioritätsabstufung zwischen einer Mehrzahl an Datenrahmen bzw. diese enthaltende Botschaften.
Ein Backoff im Sinne der Erfindung ist ein Mechanismus zur Verhinderung der Kollision von Datenrahmen bzw. Botschaften verschiedener Stationen bei der Übertra- gung auf einem Kommunikationskanal, bei welchem jede Station von einem vordefinierten Zeitpunkt ausgehend einen vorzugsweise nach dem Zufallsprinzip ausgewählte Zeitdauer wartet, um mit einer Übertragung zu beginnen.
Eine Repriorisierung im Sinne der Erfindung ist eine Änderung der Priorität, mit welcher ein Datenrahmen bzw. eine diesen Datenrahmen enthaltende Botschaft über- tragen werden soll.
Die Erfindung basiert auf dem Ansatz, den zu übertragenden Datenrahmen zugeordnete Prioritäten dynamisch zu verwalten. Wird durch eine Station festgestellt, dass ein von ihr gesendeter Datenrahmen mit einer anderen Übertragung kollidiert ist, was insbesondere durch ein Ausbleiben einer Bestätigung (acknowledgement) erkannt wird, wird der Datenrahmen auf eine andere, insbesondere höhere und standardmäßig nicht genutzte Prioritätsstufe angehoben. Hierdurch wird erreicht, dass beim nächsten Sendeversuch im Wesentlichen nur für jene Datenrahmen ein Backoff gestartet wird, welche bei dem vorherigen Sendeversuch kollidiert sind. Die Anzahl der zu übertragenden Datenrahmen, für welche der Backoff ausgeführt wird, erhöht sich hierdurch nicht. Im Zusammenspiel mit einem vergrößerten Intervall zur zufälligen Auswahl des Sendebeginns bei einem Backoff („deferral counter") wird hierdurch die Wahrscheinlichkeit einer erneuten Kollision sogar reduziert. Die Erfindung kann insbesondere im IEEE 1901 PowerLAN-Standard zum Einsatz kommen aber auch bei jeder anderen Art von Verfahren zur seriellen Datenübertragung. In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur seriellen Datenübertragung weist dieses des Weiteren wenigstens einen der Arbeitsschritte des Ausführens einer zweiten Prioritätsauflösung für durch die Mehrzahl von Stationen auf dem Kommunikationskanal zu übertragende Datenrahmen, des Ausführens eines Backoffs durch wenigstens eine zweite Station, welche einen zweiten Datenrahmen der höchsten Priorität zu übertragen hat und, falls der Kommunikati- onskanal nach dem Backoff frei ist, des Sendens des zweiten Datenrahmens durch die wenigstens eine zweite Station, auf.
In dieser vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens können bei der Prioritätsauflösung prinzipiell alle Stationen zum Zug kommen, welche zu sendende Datenrahmen in ihren Warteschlangen haben. Den Backoff beginnen nur jene Stationen, welche Datenrahmen mit der höchsten Priorität zu übertragen haben. Hierdurch wird gewährleistet, dass, sofern Kollisionen in niederen Prioritäten nach dem vorherigen Backoff auftraten, diese nicht die Übertragung von Datenrahmen mit höherer Priorität in nächsten Übertragungszyklus behindern. In der Regel werden jedoch jene Datenrahmen, deren Übertragungspriorität angehoben wurde, die höchste Priorität aufweisen, so dass wiederum zwischen diesen ersten Datenrahmen bzw. Botschaften der zweite Backoff ausgeführt wird.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist dieses des Weiteren zumindest einen der Arbeitsschritte des Ausführens einer zweiten Prioritätsauflösung für durch die Mehrzahl von Stationen auf dem Kommunikationskanal zu übertragende Datenrahmen, des Ausführens eines zweiten Backoffs durch wenigstens zwei erste Stationen, welche einen ersten Datenrahmen mit einer angehobenen Priorität zu übertragen haben, und des, falls der Kommunikationskanal nach dem zweiten Backoff frei ist, Sendens eines ersten Datenrah- mens durch wenigstens eine erste Station auf.
In dieser vorteilhaften Ausgestaltung kommen nach der zweiten Prioritätsauflösung nur jene Stationen zum Zuge, deren Datenrahmen bzw. diese enthaltende Botschaften bei dem ersten Übertragungsversuch kollidiert sind und infolgedessen mit einer angehobenen Priorität versehen wurden. Hierdurch wird gewährleistet, dass kolli- dierte Datenrahmen ohne weitere Zeitverzögerung übermittelt werden können.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist ein Intervall zur Auswahl des Sendebeginns des zweitens Backoffs länger ein Intervall zur Auswahl des Sendebeginns des ersten Backoffs. Durch das Verlängern des Intervalls ergeben sich mehr Möglichkeiten zum Beginn eines Sendevorgangs für die am Backoff teilnehmenden Stationen. Hierdurch wird die Wahrscheinlichkeit einer erneuten Kollision reduziert.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist dieses vier mögliche Prioritäten für Datenrahmen auf.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist dieses standardmäßige Prioritäten und zumindest eine Repriorisierungs- Priorität auf.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt ein Anheben der Priorität stets in eine Repriorisierungs-Priorität.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist dies eine Anzahl von standardmäßigen Prioritäten, insbesondere zwei standardmäßige Prioritäten, und die gleiche Anzahl von Repriorisierungs-Prioritäten auf.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist jeweils einer Repriorisierungs-Priorität über einer standardmäßigen Priorität angeordnet, und ein Anheben der Priorität erfolgt stets in die darüberliegende
Repriorisierungs-Priorität.
Durch ein Vorsehen verschiedener Repriorisierungs-Prioritäten für verschiedene standardmäßige Ausgangsprioritäten kann eine Abstufung der Prioritäten nach einer Repriorisierung erreicht werden. Liegt nach der Repriorisisierung eines Datenrahmens mit geringerer Priorität dennoch ein Datenrahmen mit einer höher priorisierten standardmäßigen Priorität in einer Warteschlange einer Station, so kann dieser bevorzugt, ohne Verzögerung, übertragen werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden Datenrahmen mit einer Repriorisierungs-Priorität bei einer Prioritätsauflösung höher als Datenrahmen mit einer standardmäßigen Priorität priorisiert. Die im Vorstehenden beschriebenen Aspekte der Erfindung und die dazugehörigen zur Weiterbildung des Verfahrens zu seriellen Datenübertragung mittels Datenrahmen und zum Verfahren zum Betrieb einer Station zur seriellen Datenübertragung offenbarten Merkmale gelten auch für eine Station zur seriellen Datenübertragung entsprechend.
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Zusammenhang mit den Figuren. Es zeigen
Figur 1 eine teilweise schematische Darstellung eines Kommunikationsnetzwerks, in welchem die erfindungsgemäßen Verfahren Anwendung finden;
Figur 2 ein schematisches Blockdiagramm einer erfindungsgemäßen
Repriorisierung in einer ersten Ausführungsform;
Figur 3 ein schematisches Blockdiagramm einer erfindungsgemäßen
Repriorisierung in einer zweiten Ausführungsform; und Figur 4 ein teilweise schematisches Blockdiagramm der erfindungsgemäßen Verfahren zur seriellen Datenübertragung und zum Betrieb einer erfindungsgemäßen Station.
In Fig. 1 ist ein Beispiel für ein Kommunikationsnetzwerk gezeigt, in welchem das erfindungsgemäße Verfahren zur seriellen Datenübertragung vorzugsweise zum Einsatz kommt. Dieses Kommunikationsnetzwerk weist mehrere Stationen 2a, 2b, 2c, 2d, ... auf, in welchem wiederum das erfindungsgemäße Verfahren zum Betrieb einer Station vorzugsweise zum Einsatz kommet. Diese Stationen sind beispielsweise Steuergeräte und insbesondere Teilnehmer einer seriellen Datenübertragung. Bei dem Kommunikationsnetzwerk 1 handelt es sich insbesondere um ein Kommu- nikationsnetzwerk eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, und die Stationen bzw. Steuergeräte 2a bis 2d steuern bzw. erfüllen verschiedene Funktionen für den Fahrbetrieb oder sonstige Funktionen, z.B. multimediale Funktionen des Fahrzeugs. Im Kommunikationsnetzwerk 1 sind die einzelnen Stationen 2a bis 2d über einen gemeinsam genutzten Kommunikationskanal 3 verbindbar. Bei dem Kommunikationsnetzwerk 1 handelt es sich vorzugsweise um ein WLAN-Netzwerk, ein CAN-Netzwerk, ein PowerLAN- Netzwerk, ein Funknetzwerk oder ähnliches, so dass der Kommunikationskanal auf physischer Ebene drahtgebunden, optisch oder akustisch verwirklicht sein kann. In Fig. 2 sind schematisch vier Prioritäten CAO, CA1 , CA2, CA3 für Datenpakete dargestellt. In der dargestellten Ausführungsform gibt es drei Standardprioritäten CAO, CA1 und CA2. Die Priorität CA3 ist eine Repriorisierungs-Priorität, die allen Datenrahmen bzw. Botschaften zugeordnet ist, die eine Repriorisierung durchlaufen. Fig. 3 zeigt eine zweite Ausführungsform möglicher Prioritäten von Datenrahmen auf einem Kommunikationskanal 3. In dieser Ausführungsform liegen zwei standardmäßige Prioritäten, gekennzeichnet durch die gestrichelten Umrandungen CAO und CA2 vor. Eine Repriorisierung aus diesen standardmäßigen Prioritäten wird hierbei jeweils in getrennte Repriorisierungs-Prioritäten CA1 und CA3 vorgenom- men. Gegenüber einer Repriorisierung in eine standardmäßig höchste Priorität, wie in der Ausführungsform der Fig. 2 dargestellt, bietet dies den Vorteil, dass Nachrichten mit einer hohen Priorität CA2, welche nach einer Repriorisierung von Datenrahmen aus der standardmäßigen Priorität CAO in die Repriorisierungs-Priorität CA1 versendet werden sollen, trotzdem ohne Zeitverzögerung versendet werden können, da die Datenrahmen mit der Priorität CA1 hintan gestellt werden.
Fig. 4 stellt ein teilweise schematisches Blockdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur seriellen Datenübertragung dar. Aspekte der Arbeitsschritte sind der vorteilhaften Ausgestaltung gestrichelt dargestellt. Die Reihenfolge der Ausführung der Arbeitsschritte ist dabei vorzugsweise wie dargestellt, kann aber auch von dieser abweichen.
Vorzugsweise wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Prioritätsauflösung durch jede Station vorgenommen 101 . Bei dieser Prioritätsauflösung wird überprüft, ob ein eigener zu übertragender Datenrahmen im Vergleich zu Datenrahmen, welche andere Stationen übertragen wollen (mit) die höchste Priorität aufweist. Wird festgestellt, dass der eigene Datenrahmen nicht die höchste Priorität aufweist, tritt die jeweilige Station in einen Wartezustand 102, 103 (N), in welchem sie die Kom- munikation auf dem Kommunikationskanal 3 überwacht oder aber bis zur nächsten Prioritätsauflösung in einen Ruhezustand tritt. Stellt eine Station dagegen fest, dass in ihrer Warteschlange ein Datenrahmen mit der höchsten Priorität auftritt 102, 202(Y), so wird durch die jeweilige Station ein Backoff ausgeführt 103, 203. Bei die- sem Backoff wartet die jeweilige Station einen zufälligen Zeitraum, bis sie mit dem Senden des Datenrahmens mit der höchsten Priorität bzw. mit dessen Botschaft beginnt. Im Rahmen des Backoffs wird unmittelbar vor dem Beginn des Sendens noch einmal überprüft, ob der Kommunikationskanal 3 belegt ist. Hat eine andere Station schon mit der Übertragung begonnen, so ist der Kommunikationskanal be- legt und die jeweilige Station tritt ebenfalls in einen Wartezustand 103, 203 (N). Ist der Kommunikationskanal nicht belegt 103, 203 (Y), so sendet die Station den Datenrahmen 104, 204. Empfängt die Station daraufhin eine Bestätigung, dass der Datenrahmen übertragen wurde 105, 205(Y), so beginnt das Verfahren vorzugsweise von vorne. Empfängt die Station keine Bestätigung 105, 205 (Y), so weiß diese, dass eine Kollision mit anderen Datenrahmen vorlag und der Datenrahmen nicht übermittelt wurde. Hierauf wird vorzugsweise die Priorität des nicht versandten Datenrahmens angehoben106, 206. Insbesondere sind hierfür, wie in den Ausführungsformen der Fig. 2 und 3 gezeigt, Repriorisierungs-Prioritäten CA3 oder CA1 , CA3 vorgesehen, die ausschließlich für nicht übertragene bzw. kollidierte Daten- rahmen verwendet werden. Auch in diesem Fall findet wiederum eine Prioritätsauflösung für auf dem Kommunikationskanal 3 zu übertragende Datenrahmen statt, und es wird festgestellt, ob ein Datenrahmen in der Warteschlange der repriorisierte Datenrahmen, die höchste Priorität aufweist 108, 208. Je nachdem, ob die
Repriorisierungs-Priorität CA1 , CA3 die höchstmögliche Priorität ist 108, 208(Y), oder ob es auch höhere standardmäßige Prioritäten gibt 108, 208(N), kommen nur Stationen zum Zug, welche eine Repriorisierung im vorhergehenden Schritt vorgenommen haben. Hiervon abhängig wird ein weiterer Backoff ausgeführt, in welchem die Stationen mit Datenrahmen der höchsten Priorität oder der angehobenen Priorität teilnehmen 109, 209a; 109 b, 209b. Stationen, die bei dem Backoff nicht zum Zuge kommen, treten wiederum in den Wartezustand 109a, 209a; 109b, 209b(N). Jene Stationen, welche bei dem Backoff zum Zuge kommen 109a, 209a; 109b, 209b(Y), senden einen Datenrahmen 1 10, 210. Vorzugsweise wird diese Verfahrensweise wiederholt, bis eine Kommunikation in dem Kommunikationsnetzwerk 1 durch die Stationen 2a bis 2d beendet ist. Bezugszeichenliste
Kommunikationsnetzwerk 1
Stationen 2a, 2b, 2c, 2d
Kommunikationskanal 3
Priorität CAO, CA1 , CA2, CA3

Claims

ANSPRUCHE
Station (2a, 2b, 2c, 2d) zur seriellen Datenübertragung mittels Datenrahmen (data frame) in einem Kommunikationsnetzwerk (1 ), insbesondere in einem Mehrfachzugriff-mit-Trägerprüfung-und-Kollisionsvermeidungs-Verfahren, (CSMA/CA), aufweisend:
eine Klassifizierungseinrichtung, eingerichtet zum Ausführen einer ersten Prioritätsauflösung für einen eigenen auf einem Kommunikationskanal (3) zu übertragenden Datenrahmen;
eine Verarbeitungseinrichtung, eingerichtet zum Feststellen, ob der eigene zu übertragende Datenrahmen eine höchste Priorität aufweist;
eine Auswahleinrichtung, eingerichtet zum Durchführen eines ersten Backoffs, falls der eigene Datenrahmen die höchste Priorität aufweist;
eine Sendeeinrichtung, eingerichtet zum Senden des Datenrahmens, und eine Repriorisierungseinrichtung, eingerichtet, falls eine Bestätigung der Übertragung ausbleibt, zum Anheben der Priorität des eigenen Datenrahmens, insbesondere auf eine Prioritätsstufe, welche ausschließlich für nicht übertragene Datenrahmen verwendet wird.
Kommunikationsnetzwerk (1 ), insbesondere für Funkkommunikation oder Stromleitungskommunikation auf einem gemeinsamen Kommunikationskanal (3), vorzugsweise mittels eines Mehrfachzugriff-mit-Trägerprüfung-und- Kollisionsvermeidungs- Verfahren (CSMA/CA) oder Zeitmultiplex- Verfahren (TDMA), mit einer Mehrzahl von Stationen (2a, 2b, 2c, 2d) nach Anspruch 1 .
Fahrzeug mit einem Kommunikationsnetzwerk (1 ) nach Anspruch 2.
Verfahren (100) zum Betrieb einer Station (2a, 2b, 2c, 2d) zur seriellen Datenübertragung mittels Datenrahmen (data frame) in einem Kommunikationsnetzwerk (1 ), insbesondere in einem Mehrfachzugriff-mit-Trägerprüfung- und-Kollisionsvermeidungs-Verfahren (CSMA/CA), welches folgende Arbeitsschritte aufweist:
Ausführen (101 ) einer ersten Prioritätsauflösung für einen eigenen auf einem Kommunikationskanal (3) zu übertragenden ersten Datenrahmen; Feststellen (102), ob der eigene zu übertragende erste Datenrahmen eine höchste Priorität aufweist;
falls der eigene erste Datenrahmen die höchste Priorität aufweist, Durchführen (103) eines ersten Backoffs;
falls der Kommunikationskanal nach dem Backoff frei ist, Senden (104) des eigenen ersten Datenrahmens; und
falls eine Bestätigung der Übertragung ausbleibt, Anheben (106) der Priorität des eigenen ersten Datenrahmens, insbesondere auf eine Prioritätsstufe, welche ausschließlich für nicht übertragene Datenrahmen verwendet wird.
Verfahren (200) zur seriellen Datenübertragung mittels Datenrahmen (data frame) in einem Kommunikationsnetzwerk mit einer Mehrzahl von Stationen (2a, 2b, 2c, 2d), insbesondere ein Mehrfachzugriff-mit-Trägerprüfung-und- Kollisionsvermeidungs-Verfahren (CSMA/CA), welches bei einer Kommunikation der Mehrzahl von Stationen (2a, 2b, 2c, 2d) folgende Arbeitsschritte aufweist:
Ausführen (201 ) einer ersten Prioritätsauflösung für durch die Mehrzahl von Stationen (2a, 2b, 2c, 2d) auf einem Kommunikationskanal (3) zu übertragende Datenrahmen;
Ausführen (203) eines ersten Backoffs durch wenigstens eine erste Station (2a, 2b, 2c, 2d), welche einen Datenrahmen mit der höchsten Priorität zu übertragen hat;
falls der Kommunikationskanal (3) nach dem Backoff frei ist, Senden (204) eines ersten Datenrahmens durch die wenigstens eine erste Station (2a, 2b, 2c, 2d); und
falls eine Bestätigung der Übertragung an die wenigstens eine erste Station (2a, 2b, 2c, 2d) ausbleibt, Anheben (206) der Priorität des ersten Datenrahmens, insbesondere auf eine Repriorisierungs-Priorität (CA3), welche ausschließlich für nicht übertragene Datenrahmen verwendet wird.
Verfahren (100, 200) nach Anspruch 4 oder 5, des Weiteren wenigstens einen der folgenden Arbeitsschritte aufweisend:
Ausführen (107, 207) einer zweiten Prioritätsauflösung für durch die Mehrzahl von Stationen (2a, 2b, 2c, 2d) auf dem Kommunikationskanal (3) zu übertragende Datenrahmen; Ausführen (109a, 209a) eines zweiten Backoffs durch wenigstens eine zweite Station (2a, 2b, 2c, 2d), welche einen Datenrahmen mit der höchsten Priorität zu übertragen hat; und
falls der Kommunikationskanal (3) nach dem zweiten Backoff frei ist, Senden (1 10, 210) eines zweiten Datenrahmens durch die wenigstens eine zweite Station (2a, 2b, 2c, 2d).
Verfahren (100, 200) nach Anspruch 4 oder 5, des Weiteren zumindest einen der folgenden Arbeitsschritte aufweisend:
Ausführen (107, 207) einer zweiten Prioritätsauflösung für durch die Mehrzahl von Stationen (2a, 2b, 2c, 2d) auf dem Kommunikationskanal (3) zu übertragende Datenrahmen;
Ausführen (109b, 209b) eines zweiten Backoffs durch wenigstens zwei erste Stationen (2a, 2b, 2c, 2d), welche einen ersten Datenrahmen mit einer angehobenen Priorität zu übertragen haben; und
falls der Kommunikationskanal nach dem zweiten Backoff frei ist, Senden (1 10, 210) eines ersten Datenrahmens durch wenigstens eine erste Station (2a, 2b, 2c, 2d).
Verfahren (100, 200) nach Anspruch 6 oder 7, wobei ein zweites Intervall zur Auswahl des Sendebeginns des zweiten Backoffs länger ist als ein entsprechendes erstes Intervall des ersten Backoffs.
Verfahren (100, 200) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, welches vier mögliche Prioritäten (CA0, CA1 , CA2, CA3) aufweist.
Verfahren (100, 200) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, welches standardmäßige Prioritäten (CA0, CA1 , CA2) und zumindest eine Repriorisierungs- Priorität (CA3) aufweist.
Verfahren (100, 200) nach Anspruch 10, wobei ein Anheben (106, 206) der Priorität stets in die Repriorisierungs-Priorität (CA3) erfolgt.
Verfahren (100, 200) nach einem der Ansprüche 4 bis 1 1 , welches eine Anzahl von standardmäßigen Prioritäten (CA0, CA2), insbesondere zwei stan- dardmäßige Prioritäten (CAO, CA2), und die gleiche Anzahl von
Repriorisierungs-Prioritäten (CA1 , CA3) aufweist.
13. Verfahren (100, 200) nach Anspruch 12, wobei jeweils eine Repriorisierungs- Priorität (CA1 ; CA3) über einer standardmäßigen Prioritäten (CAO; CA2) angeordnet ist und wobei ein Anheben (106, 206) der Priorität stets in darüber liegende Repriorisierungs-Priorität (CA3) erfolgt.
14. Verfahren (100, 200) nach Anspruch 9 bis 13, wobei Datenrahmen mit einer Repriorisierungs-Priorität (CA1 , CA3) bei einer Prioritätsauflösung höher als
Datenrahmen mit einer standardmäßigen Priorität priorisiert werden (CAO; CA2).
15. Computerprogramm, das Anweisungen aufweist, welche, wenn sie von ei- nem Computer ausgeführt werden, diesen dazu veranlassen, die Schritte eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 4 bis 14 ausführen.
16. Computer-lesbares Medium, auf welchem ein Computerprogramm nach Anspruch 15 gespeichert ist.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107508755A (zh) * 2017-07-29 2017-12-22 北京广利核系统工程有限公司 避免数据冲突的网络通信方法和装置
CN112131170A (zh) * 2020-10-14 2020-12-25 山东中车同力达智能机械有限公司 一种基于rs485串口通信的拧紧机可视化方法及系统

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018105007B4 (de) 2018-03-05 2019-10-17 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zur Übertragung von Daten über einen Kommunikationskanal, entsprechend ausgelegte Vorrichtung und Kommunikationsschnittstelle sowie entsprechend ausgelegtes Computerprogramm
EP3932136B1 (de) * 2019-02-27 2023-04-26 Sony Group Corporation Kommunikationsvorrichtungen und -verfahren
US11805013B2 (en) 2020-01-29 2023-10-31 Juniper Networks, Inc. Prioritizing policy intent enforcement on network devices
CN114363920B (zh) * 2020-10-13 2024-04-26 大唐移动通信设备有限公司 一种数据传输、配置方法、终端及网络设备

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4896261A (en) * 1986-11-24 1990-01-23 Motorola Inc. System for scheduling serial message transmission on a bus which is adoptable for rescheduling prioritized messages using a doubly-linked list
US20050141480A1 (en) 2003-12-29 2005-06-30 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus and method for transmitting data between wireless and wired networks

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5852723A (en) * 1996-08-06 1998-12-22 Advanced Micro Devices, Inc. Method and apparatus for prioritizing traffic in half-duplex networks
EP1249970A1 (de) * 2001-04-10 2002-10-16 Alcatel Eine Methode die die Qualität eines bevorzugten Kommunikationsdienst wie Sprache vor regulären Daten garantiert
DE10226107A1 (de) * 2002-06-12 2004-01-08 Siemens Ag Verfahren zur Steuerung von Datenverbindungen
KR100559025B1 (ko) * 2003-05-30 2006-03-10 엘지전자 주식회사 홈 네트워크 관리 시스템
KR100593178B1 (ko) * 2003-06-28 2006-06-26 삼성전자주식회사 데이터 프레임 전송방법 및 장치
DE102009006898B4 (de) * 2008-01-31 2013-01-31 Lantiq Deutschland Gmbh Konkurrenzzugriff auf ein Kommunikationsmedium in einem Kommunikationsnetz
CN101795498B (zh) * 2010-01-15 2012-05-23 东南大学 无线传感器网络基于数据优先级的信道竞争接入方法
US8069465B1 (en) * 2011-01-05 2011-11-29 Domanicom Corp. Devices, systems, and methods for managing multimedia traffic across a common wireless communication network
WO2015065281A1 (en) * 2013-11-01 2015-05-07 Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) Device-to-device communication collision resolution

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4896261A (en) * 1986-11-24 1990-01-23 Motorola Inc. System for scheduling serial message transmission on a bus which is adoptable for rescheduling prioritized messages using a doubly-linked list
US20050141480A1 (en) 2003-12-29 2005-06-30 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus and method for transmitting data between wireless and wired networks

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107508755A (zh) * 2017-07-29 2017-12-22 北京广利核系统工程有限公司 避免数据冲突的网络通信方法和装置
CN107508755B (zh) * 2017-07-29 2021-03-12 北京广利核系统工程有限公司 避免数据冲突的网络通信方法和装置
CN112131170A (zh) * 2020-10-14 2020-12-25 山东中车同力达智能机械有限公司 一种基于rs485串口通信的拧紧机可视化方法及系统

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Publication number Publication date
KR102271467B1 (ko) 2021-07-01
US10200290B2 (en) 2019-02-05
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CN106664256A (zh) 2017-05-10
DE102014214457B4 (de) 2021-10-14
US20170134292A1 (en) 2017-05-11

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