DE10235544B4 - Verfahren für eine verbesserte Datenkommunikation aufgrund einer verbesserten Datenverarbeitung innerhalb eines Senders/Empfängers - Google Patents
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Abstract
– Erzeugen von Datenblöcken eines Datenpaketes in einer ersten Sender/Empfänger-Station (MS1) zur Übertragung an eine zweite Sender/Empfänger-Station (MS2), wobei die erste Sender/Empfänger-Station (MS1) eine an einen digitalen Signalprozessor (DSP) gekoppelte Mikrosteuerung (MC) aufweist;
– Erzeugen von Identifizierungsdaten (ID) in der ersten Sender/Empfänger-Station (MS1) für die Datenblöcke, wobei das Erzeugen der Datenblöcke und der Identifizierungsdaten (ID) durch die Mikrosteuerung (MC) ausgeführt wird;
– Senden der Datenblöcke und der Identifizierungsdaten (ID) von der Mikrosteuerung (MC) zu dem digitalen Signalprozessor (DSP) vor der Übertragung der Datenblöcke;
– Speichern der Datenblöcke und der Identifizierungsdaten (ID) in dem digitalen Signalprozessor (DSP) bis zu der Übertragung;
– Übertragen der Datenblöcke mit den Identifizierungsdaten (ID) in Datenrahmen an die zweite Sender/Empfänger-Station (MS2);
– Identifizieren eines Status der Übertragung der übertragenen Datenblöcke an die zweite Sender/Empfänger-Station (MS2) basierend auf dem Empfangen der Identifizierungsdaten (ID) als Antwort...
Description
- Gebiet der Erfindung
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren für eine verbesserte Datenkommunikation aufgrund einer verbesserten Datenverarbeitung einer Sender/Empfänger-Station gemäß Anspruch 1 und eine zugehörige Sender/Empfänger-Station gemäß Anspruch 7.
- Hintergrund der Erfindung
- Es sind Verfahren für die Verbesserung der Datenübertragung hinsichtlich Geschwindigkeit und Sicherheit von modernen Datennetzen bekannt, wie z. B. ISDN (Integrated Services Digital Network), GSM (Global System for Mobile Communication), GPRS Netzen (General Packet Radio Service Network) oder PSPDN Netzen (Public Switched Packet Data Network), wie z. B. dem Internet und X:25 Netzen.
- Aus der
WO 02/32168 A1 - Aus der
KR 10 2000 0 056 866 A - Trotzdem schlagen sich Verfahren nach dem Stand der Technik oft mit dem Zielkonflikt zwischen Sicherheit und Geschwindigkeit herum. Somit führt eine Verbesserung in der Sicherheit in den meisten Fällen zu einer Reduzierung der Geschwindigkeit.
- Diesbezüglich wird beispielsweise Bezug auf das aus dem drahtlosen GPRS-Netz bekannte Übertragungsschema genommen. GPRS ist wie andere ein Paket-vermitteltes Funknetz. Darin werden gemultiplexte Daten von Übertragungsrahmen seriell angeordnet und gemäß einem Übertragungsprotokoll über eine gemeinsame Verbindung übertragen. Innerhalb der GPRS-Übertragungsprozedur werden im Prinzip, wenn sie beispielsweise in dem Bestätigungsmodus betrieben wird, fehlerhaft übertragene Funkblöcke einer Mobilstation nochmals an eine Basisstation übertragen, bis ein korrekter Empfang der entsprechenden Funkblöcke bestätigt wird. Jedoch ist eine bestimmte Anzahl von Wiederholungsversuchen oder ein bestimmtes Zeitlimit für die nochmalige Übertragung definiert, wonach eine sicherere, aber langsamere Codierung für eine erneute Übertragung der Rahmendaten gewählt wird. Somit könnte es vorkommen, daß für einen einzigen fehlenden Funkblock wieder der gesamte Datenrahmen mit einer langsameren jedoch besseren Codierung übertragen werden muß.
- Ferner sei angemerkt, daß beispielsweise das GPRS eine Mehrfachschlitzanwendung ist, welche in einem dynamischen Zuweisungsmodus arbeitet, welcher enge Anforderungen für die Reaktionszeit hat. Der Sender/Empfänger einer Mobilstation hat daher innerhalb einer kurzen Zeit zu reagieren, nachdem er das sogenannten ”Aufwärtszustands-Flag” (USF – Uplink State Flag) von den Basisstationen empfangen hat, um die Funkblöcke zu übertragen. Das USF wird getrennt für jeden Zeitschlitz bereitgestellt. In der gegebenen Hardwarekonfiguration impliziert diese zeitliche Beschränkung, daß die USF-Bearbeitung nur von dem DSP (Digital Signal Processor) ausgeführt werden kann. Daher ist für die Geschwindigkeit der Datenübertragung die Kommunikation zwischen der Mikrosteuerung und dem DSP innerhalb eine Sender/Empfänger-Einheit ziemlich kritisch.
- Zusammenfassung der Erfindung
- Diese und weitere Nachteile haben zu der Aufgabe der Erfindung geführt, ein Verfahren bereitzustellen, welches sowohl die Geschwindigkeit, als auch Sicherheit der Datenübertragung von modernen Datennetzen verbessert.
- Die erfindungsgemäße Lösung wird durch ein Verfahren und eine Sender/Empfänger-Station erzielt, welche die Merkmale der Ansprüche 1 bzw. 7 aufweisen.
- Bevorzugte und/oder vorteilhafte Ausführungsformen oder Verbesserungen sind Gegenstand der entsprechenden abhängigen Ansprüche.
- Diesbezüglich schlägt die Erfindung ein Verfahren zur Übertragung von Daten vor, umfassend ein Erzeugen von Datenblöcken eines Datenpaketes in einer ersten Sender/Empfänger-Station (MS1) zur Übertragung an eine zweite Sender/Empfänger-Station (MS2), wobei die erste Sender/Empfänger-Station (MS1) eine an einen digitalen Signalprozessor (DSP) gekoppelte Mikrosteuerung (MC) aufweist, ein Erzeugen von Identifizierungsdaten (ID) in der ersten Sender/Empfänger-Station (MS1) für die Datenblöcke, wobei das Erzeugen der Datenblöcke und der Identifizierungsdaten (ID) durch die Mikrosteuerung (MC) ausgeführt wird, ein Senden der Datenblöcke und der Identifizierungsdaten (ID) von der Mikrosteuerung (MC) zu dem digitalen Signalprozessor (DSP) vor der Übertragung der Datenblöcke, ein Speichern der Datenblöcke und der Identifizierungsdaten (ID) in dem digitalen Signalprozessor (DSP) bis zu der Übertragung, ein Übertragen der Datenblöcke mit den Identifizierungsdaten (ID) in Datenrahmen an die zweite Sender/Empfänger-Station (MS2) und ein Identifizieren eines Status der Übertragung der übertragenen Datenblöcke an die zweite Sender/Empfänger-Station (MS2) basierend auf dem Empfangen der Identifizierungsdaten (ID) als Antwort von der zweiten Sender/Empfänger-Station (MS2). Insbesondere deshalb, weil die Mikrosteuerung die ID auswählt, kann eine klare Identifizierung der Datenblöcke, welche bereits gesendet wurden und welche als nächste an den DSP zu senden sind, ganz einfach erzielt werden.
- Gemäß der Erfindung ist es vorgesehen, daß die zu sendenden Datenblöcke im voraus von der Mikrosteuerung an den digitalen Signalprozessor übergeben werden. Ein solches Senden stellt sicher, daß die zeitlichen Anforderungen eines Mehrfachschlitznetzes erfüllt werden können.
- Ferner eröffnet die Erfindung in vorteilhafter Weise während der Kommunikation zwischen der Mikrosteuerung und dem digitalen Signalprozessor die Möglichkeit, daß Datenblöcke eines Datenpaketes oder eine Datenliste, welche einen Datenrahmen betrifft, gemischt werden können oder in andere Datenpakete oder Datenlisten, welche noch nicht vollständig übertragen sind, eingebaut werden können. Somit können Datenrahmen bereitgestellt werden, welche immer vollständig mit der maximalen Anzahl von Datenblöcken, die von den Datenrahmen übertragbar sind, aufgefüllt sind.
- Somit stellt das erfindungsgemäße Verfahren die Möglichkeit einer verschachtelten Kommunikation zwischen der Mikrosteuerung und dem digitalen Signalprozessor bereit. Diese ermöglicht beispielsweise, daß Datenblöcke, welche aus irgendeinem Grund noch nicht übertragen worden sind, in Verbindung mit anderen Rahmen übertragen werden können, welche noch nicht bis zum Maximum aufgefüllt sind. Dieses führt zu dem positiven Effekt, daß nicht der ganze Rahmen, zu welchem die nicht übertragenen Datenblöcke ursprünglich gehörten nochmals mit einer besseren Codierung übertragen werden muß. Es ist offensichtlich, daß im Verlaufe der erfindungsgemäßen verschachtelnden Datenverwaltung die Effizienz der Sendepufferverwaltung verbessert werden kann. Dieses ist insbesondere innerhalb Mehrfachschlitzanwendungen aufgrund der darin vorgegebenen engen Zeitbeschränkungen wichtig.
- Ferner ist bei einer vorteilhaften Entwicklung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, daß der zweite Sender/Empfänger Bestätigungssignale (ACKs) zusammen mit den Identifizierungsdaten an einen Empfangspuffer des ersten Sender/Empfänger sendet, und der digitale Signalprozessor (DSP) die Bestätigungssignale (ACKs) in Verbindung mit den Daten ID an die Mikrosteuerung übergibt, um den Status der Übertragung der Datenblöcke zu signalisieren. Die Kombination sowohl von den IDs, als auch ACKs, d. h., ein Bestätigungs-(ACK)- oder ein negatives Bestätigungs-(NACK)-Signal, sichert in einer sehr einfachen Weise die Feststellung des Beginns und des Endes der Datenübertragung und umgekehrt. Daher erhöht die Erfindung die Sicherheit der Datenübertragung.
- In einer, neben verschiedenen Arten von Anwendungen, vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wählt die Mikrosteuerung die Identifizierungsdaten als Indizes der zu übertragenden Listen oder Datenpakete. Da jede Datenliste, welche übertragen werden soll, den Index trägt, wird die Handhabung dieser Listen auf dem Weg der Übertragung, insbesondere auf der Kommunikationsebene zwischen der Mikrosteuerung und dem Signalprozessor erleichtert.
- Eine vorteilhafte Nutzung der Erfindung ist beispielsweise gegeben, wenn sie in drahtlosen Datennetzen, insbesondere in einem GPRS-Netz implementiert wird.
- Der Schutzumfang der Erfindung jedoch nicht nur auf ein Verfahren einer verbesserten Datenkommunikation beschränkt, sondern beinhaltet auch eine Sender/Empfänger-Einheit, welche insbesondere die Ausführung der erfindungsgemäßen Verfahrens ermöglicht.
- Diesbezüglich schlägt die Erfindung eine Sender/Empfänger-Station (MS1) vor, die zur Übertragung von Datenblöcken geeignet ist, umfassend eine Mikrosteuerung (MC), ausgelegt zur Erzeugung von Datenblöcken zur Übertragung an eine zweite Sender/Empfänger-Station (MS2) und zur Erzeugung von Identifizierungsdaten (ID) für die Datenblöcke, wobei die Identifizierungsdaten (ID) Indizes einer Liste der zu übertragenden Datenblöcke sind und jeder der Datenblöcke mit dem Index übertragen wird, und einen digitalen Signalprozessor (DSP), ausgelegt zum Empfangen der Datenblöcke von der Mikrosteuerung (MC), zum Speichern der Datenblöcke bis zur Übertragung und zum Bestimmen der Übertragungszeit basierend auf einem Empfangssignal, wobei der digitale Signalprozessor (DSP) ferner zum Bereitstellen der Identifizierungsdaten (ID) an die Mikrosteuerung (MC) ausgelegt ist, die von der zweiten Sender/Empfänger-Station (MS2) nach der Übertragung mit den Datenblöcken zurück übertragen worden sind, und wobei die Mikrosteuerung (MC) ferner ausgelegt ist, die zurück übertragenen Identifizierungsdaten (ID) zur Bestimmung der Datenblöcke einzusetzen, welche zu der zweiten Sender/Empfänger-Station (MS2) übertragen worden sind.
- Zu diesem Zweck weist die Sender/Empfänger-Einheit insbesondere neben einer Mikrosteuerung und einem digitalen Signalprozessor und einer Programmierungseinrichtung zum Programmieren der Mikrosteuerung eine Zeittakteinheit auf, welche die zeitlich genaue Übertragung von Daten beispielsweise über eine Luftschnittstelle oder eine Luftverbindung erlaubt. Insofern muß die Übertragungszeit synchronisiert sein und mit der GSM-Spezifikation für Mehrfachschlitz-Anwendungen übereinstimmen. Daher sind insbesondere bei der DSP-Einheit Sende- und Empfangspuffer vorgesehen, um die strengen Zeitanforderungen von Mehrfachschlitzanwendungen zu erfüllen. Ferner weist die Sender/Empfänger-Einheit in vorteilhafter Weise einen Funkfrequenzteil- oder eine Antenneneinheit zum Kommunizieren mit externen Sendern/Empfängern auf.
- In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die Sender/Empfänger-Einheit, d. h., die erste und zweite Sender/Empfänger-Einheit beispielsweise eine Mobilstation sein. Insbesondere Mobilstationen können vorteilhaft die verbesserte Geschwindigkeit und Sicherheit der Übertragung zwischen den Empfangs- und Sendepuffern des DSP im Verlauf des Empfangs und der Übertragung von gemultiplexten und seriell angeordneten Datenblöcken auf der Basis einer zusätzlich vorgesehenen ID für die Identifizierung von Daten oder Datenblöcken oder Datenpaketen nutzen.
- Kurzbeschreibung der Zeichnungen
- Die Erfindung zusammen mit zusätzlichen Merkmalen und Vorteilen wird am besten aus der nachstehenden Beschreibung ersichtlich. In den Zeichnungen ist:
-
1 eine schematische Blockdarstellung der zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erforderlichen wesentlichen Einrichtungen. -
2 eine schematische Darstellung des Nachrichtenaustausches zwischen einer Mikrosteuerung und einem digitalen Signalprozessor. - Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
- Die Hardwarekonfiguration einer Mobilstation besteht typischerweise aus einer Mikrosteuerung MC, einem digitalen Signalprozessor DSP, einer den Hochfrequenz-HF-Teil steuernden Zeittakteinheit TU, welche die zeitgenaue Übertragung von Daten über die Luftschnittstelle ermöglicht. Die Übertragungszeit muß synchronisiert sein und mit dem GSM-Spezifikationen der Mehrfachschlitzanwendungen übereinstimmen. Die Daten werden von der Mikrosteuerung MC an den DSP übertragen, wo sie gespeichert werden, bevor sie gesendet werden. Der Zeitpunkt für die Übertragung wird durch spezifische Nachrichten bestimmt, welche auf der Luftschnittstelle (A1) empfangen werden. Wenn er die Daten durch all seine Puffer hindurch übertragen hat, d. h. seine Sendepuffer TB im Gegensatz zu dem Empfangspuffer, gibt der DSP eine Anforderung an die Mikrosteuerung aus, den nächsten Block für die Übertragung zu übergeben.
- Eine im dynamischen Zuweisungsmodus arbeitende GPRS-Mehrfachschlitzanwendung hat enge Anforderungen an die Reaktionszeit. Die Mobilstation MS hat innerhalb zehn Zeitschlitzen (d. h. 10 × 577 μs) nach dem Empfang des (sogenannten) Aufwärtsverbindungs-Flags USF von den Basisstationen mit dem Senden zu reagieren. Das USF wird getrennt für jeden Zeitschlitz geliefert. In der gegebenen Hardwarekonfiguration impliziert diese Zeiteinschränkung, daß die USF-Handhabung nur von dem DSP durchgeführt werden kann, d. h. die zu übertragenden Datenblöcke werden im voraus an den DSP übergeben, wo sie gespeichert werden, bis sie übertragen werden.
- Die Datenblöcke werden von der Mikrosteuerung an den DSP zusammen mit zugeordneten Identifikationsdaten ID übergeben, welche frei gewählt werden können. Die Basisstationen BS befehlen dann zum Senden der Datenblöcke durch Senden des Aufwärtsverbindungs-Flags USF, welcher von den Blöcken über welchen Kanal oder Schlitz zu übertragen ist. Die Mikrosteuerung MC benötigt dann Bestätigungen ACKs, wie viele und welche von den Blöcken übertragen worden sind. Dieses erfolgt mit den Daten-ACK-Meldungen, welche die in den Datenblöcken gegebene ID enthalten. Da die ID von der Mikrosteuerung gewählt wurde, kann die ID für jeden Zweck, z. B. für die Verwaltung von Listen verwendet werden, welche die nächsten zu übertragenden Datenblöcke enthalten.
- Insofern gibt
2 ein typisches Beispiel eines Nachrichtenaustausches zwischen der Mikrosteuerung MC und dem DSP. Es ist dargestellt, daß im Rahmen X 8 Datenblöcke bestätigt und somit acht neue Blöcke an den DSP übergeben werden können, im Rahmen X + 1 nur zwei bestätigt werden, so daß nur zwei neue Blöcke von der MC an den DSP übergeben werden können. Somit wird eine verschachtelte Kommunikation zwischen dem MC und dem DSP erzeugt, was zu einer Verbesserung der Sicherheit der Übertragung und einer Beschleunigung der Geschwindigkeit führt. - Da der Inhalt des ID-Byte frei ist und für verschiedene Zwecke verwendet werden kann, z. B. einen Index für die Liste von zu übertragenden Datenblöcken tragen kann, vereinfacht er die Listenverarbeitung. Ferner erlaubt es eine sichere Ermittlung der übertragenen Daten.
Claims (11)
- Verfahren zur Übertragung von Daten, umfassend: – Erzeugen von Datenblöcken eines Datenpaketes in einer ersten Sender/Empfänger-Station (MS1) zur Übertragung an eine zweite Sender/Empfänger-Station (MS2), wobei die erste Sender/Empfänger-Station (MS1) eine an einen digitalen Signalprozessor (DSP) gekoppelte Mikrosteuerung (MC) aufweist; – Erzeugen von Identifizierungsdaten (ID) in der ersten Sender/Empfänger-Station (MS1) für die Datenblöcke, wobei das Erzeugen der Datenblöcke und der Identifizierungsdaten (ID) durch die Mikrosteuerung (MC) ausgeführt wird; – Senden der Datenblöcke und der Identifizierungsdaten (ID) von der Mikrosteuerung (MC) zu dem digitalen Signalprozessor (DSP) vor der Übertragung der Datenblöcke; – Speichern der Datenblöcke und der Identifizierungsdaten (ID) in dem digitalen Signalprozessor (DSP) bis zu der Übertragung; – Übertragen der Datenblöcke mit den Identifizierungsdaten (ID) in Datenrahmen an die zweite Sender/Empfänger-Station (MS2); – Identifizieren eines Status der Übertragung der übertragenen Datenblöcke an die zweite Sender/Empfänger-Station (MS2) basierend auf dem Empfangen der Identifizierungsdaten (ID) als Antwort von der zweiten Sender/Empfänger-Station (MS2).
- Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend ein Übertragen von Bestätigungssignalen (ACK) mit den Identifizierungsdaten (ID) von der zweiten Sender/Empfänger-Station (MS2) an einen Empfangspuffer der ersten Sender/Empfänger-Station (MS1); und Bereitstellen der Bestätigungssignale (ACK) mit den Identifizierungsdaten (ID) an die Mikrosteuerung (MC) über den digitalen Signalprozessor (DSP) um den Status der Übertragung der Datenblöcke anzuzeigen.
- Verfahren nach Anspruch 2, wobei eine Anzahl von Datenblöcken, die von der Mikrosteuerung (MC) an den digitalen Signalprozessor (DSP) gesendet werden, auf einer Anzahl von Bestätigungssignalen (ACK) basierend ist, die von der zweiten Sender/Empfänger-Station (MS2) empfangen werden.
- Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, ferner umfassend ein Bereitstellen einer verschachtelten Kommunikation zwischen der Mikrosteuerung (MC) und dem digitalen Signalprozessor (DSP).
- Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, ferner umfassend ein Erzeugen und Übertragen von Datenblöcken von Datenpaketen und ein Auswählen der Identifizierungsdaten (ID) als Indizes der zu übertragenden Datenpakete.
- Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei über ein Mehrfachschlitz-Netzwerk übertragen wird und die Übertragung durch ein Aufwärtsverbindungs-Flag von einer Basisstation getriggert wird, welches anzeigt, über welchen Schlitz des Mehrfachschlitz-Netzwerks die Datenblöcke zu übertragen sind.
- Sender/Empfänger-Station (MS1), geeignet zur Übertragung von Datenblöcken, umfassend: – eine Mikrosteuerung (MC), ausgelegt zur Erzeugung von Datenblöcken zur Übertragung an eine zweite Sender/Empfänger-Station (MS2) und zur Erzeugung von Identifizierungsdaten (ID) für die Datenblöcke, wobei die Identifizierungsdaten (ID) Indizes einer Liste der zu übertragenden Datenblöcke sind und jeder der Datenblöcke mit dem Index übertragen wird; und – ein digitaler Signalprozessor (DSP), ausgelegt zum Empfangen der Datenblöcke von der Mikrosteuerung (MC), zum Speichern der Datenblöcke bis zur Übertragung und zum Bestimmen der Übertragungszeit basierend auf einem Empfangssignal, wobei der digitale Signalprozessor (DSP) ferner zum Bereitstellen der Identifizierungsdaten (ID) an die Mikrosteuerung (MC) ausgelegt ist, die von der zweiten Sender/Empfänger-Station (MS2) nach der Übertragung mit den Datenblöcken zurück übertragen worden sind, und wobei die Mikrosteuerung (MC) ferner ausgelegt ist, die zurück übertragenen Identifizierungsdaten (ID) zur Bestimmung der Datenblöcke einzusetzen, welche zu der zweiten Sender/Empfänger-Station (MS2) übertragen worden sind.
- Sender/Empfänger-Station (MS1) gemäß Anspruch 7, ferner einen Empfangspuffer umfassend, der zum Empfang von Bestätigungssignalen (ACK) und der Identifizierungsdaten (ID) von der zweiten Sender/Empfänger-Station (MS2) und zum Senden der Bestätigungssignale (ACK) und der Identifizierungsdaten (ID) von der zweiten Sender/Empfänger-Station (MS2) zu dem digitalen Signalprozessor (DSP) ausgelegt ist, wobei eine Anzahl von Datenblöcken, die durch die Mikrosteuerung (MC) zu dem digitalen Signalprozessor (DSP) gesendet werden, einer Anzahl der durch den Empfangspuffer empfangen Bestätigungsdaten (ACK) entspricht.
- Sender/Empfänger-Station (MS1) gemäß Anspruch 7 oder 8, wobei die Mikrosteuerung (MC) zum Bereitstellen der Datenblöcke zum Übertragen an den digitalen Signalprozessor (DSP) ausgelegt ist und die Mikrosteuerung (MC) ferner ausgelegt ist, den Index zur Übertragungsführung der Datenblöcke einzusetzen.
- Sender/Empfänger-Station (MS1) gemäß Anspruch 7, 8 oder 9, wobei die Mikrosteuerung (MC) zum Bereitstellen von Datenblöcken von verschiedenen Datenpaketen ausgelegt ist und die Sender/Empfänger-Station (MS1) zur Übertragung der Datenblöcke verschiedener Pakete über einen Datenrahmen ausgelegt ist.
- Die Sender/Empfänger-Station (MS1) gemäß einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei die Sender/Empfänger-Station (MS1) eine Mobilstation ist.
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