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Gebiet der
Erfindung
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Diese
Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen, Verfahren und Protokolle
zum Implementieren von, Zugreifen auf und Steuern von Kommunikationen
und Computernetzwerken, einschließlich, jedoch nicht limitiert
auf Verfahren und Vorrichtungen, die sich auf Kommunikationen und
Computernetzwerke beziehen, die Konkurrenzzugriff (Contention Access),
Abfragezugriff (Polling Access) oder Sendeberechtigungsringzugriff
(Token Ring Access) einsetzen.
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Hintergrund der Erfindung
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Moderne
Computer oder andere Kommunikationsnetzwerke beziehen typischerweise
eine Primärstation
oder -vorrichtung, wie etwa einen Datei-Server, einen Personalcomputer, eine
Computer-Workstation, einen Mainframe-Computer, einen Supercomputer
oder irgendeine andere Art von Computer ein, der über einen
Kommunikationskanal mit einer größeren Anzahl
von Sekundärstationen
oder -vorrichtungen, wie etwa Datenendgeräten, Personalcomputern, Workstations
oder anderen Computern gekoppelt oder verbunden ist. Der Kommunikationskanal
kann irgendeine Art von Übertragungsmedium
sein, wie etwa ein optisches Faserkabel, Fernsehkabel oder ein anderes
koaxiales Kabel, digitale T1- oder ISDN-Leistungen, Twisted-Pair-Telefonleitungen
etc. Die Kommunikation zwischen den Primär- und Sekundärvorrichtungen
ist typischerweise bidirektional, wobei die Primärstation in der Lage ist, Information
an jede Sekundärstation
zu senden und Information von dieser zu empfangen und wobei jede Sekundärstation
in der Lage ist, Information von der Primärstation zu empfangen. Sekundärstationen kommunizieren üblicherweise
nicht direkt miteinander, sondern können indirekt über die
Primärstation miteinander
kommunizieren.
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In
vielen Netzwerkumgebungen teilt sich das Netzwerk jedoch typischerweise
das Übertragungsmedium
mit einigen, vielen oder allen Sekundärstationen oder -vorrichtungen,
anstatt ein spezielles und ihm vorbehaltenes Übertragungsmedium zu jeder solchen
individuellen Sekundärstation
oder -vorrichtung zu haben. In solchen Netzwerkumgebungen, in denen
solche multiplen Sekundärstationen
oder -vorrichtungen sich den Zugriff auf ein Übertragungsmedium teilen, kann
ein Problem in dem Fall entstehen, in dem mehr als eine Sekundärstation
versucht, während
derselben Zeitspanne Information an die Primärstation zu senden. Entsprechend
kann es, gesetzt, dass die Möglichkeit
besteht, dass mehr als eine Vorrichtung (primär oder sekundär) Informati on gleichzeitig
auf dem Medium senden kann, das Problem geben, dass solche gesendeten
Daten kollidieren oder mit anderen gleichzeitig gesendeten Daten interferieren.
Solche "Datenkollisionen" führen typischerweise
dazu, dass die Daten aller sendenden Stationen gestört und nutzlos
werden.
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Derzeit
existieren im Stand der Technik zwei Haupttypen oder -kategorien
von Lösungen
für dieses
potentielle Datenkollisionsproblem (und das entsprechende Datenstörungsproblem).
Der erste, als zyklischer Zugriff bezeichnete, bezieht einen Satz von
Prozeduren ein, wobei es Vorrichtungen gestattet wird, in einer
sequentiellen Weise auf das Medium zuzugreifen, wobei zu jedem Zeitpunkt
nicht mehr als einer Vorrichtung der Zugriff auf das Medium gestattet
wird. Der zyklische Zugriff, wie etwa der Token-Ring-Zugriff kann das
Weitergeben einer Sendeberechtigung (Token) zwischen gleichberechtigten Stationen
einbeziehen. Nur derjenigen Station, die den Token besitzt, ist
es gestattet, auf dem Medium zu senden, wodurch Datenkollisionen
vermieden werden.
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Ein
anderer Ansatz, bezeichnet als Abfrage (Polling), bezieht eine einzelne
Master- oder Primärstation
ein, die den Zugriff von Slave- oder Sekundärstationen auf das Übertragungsmedium
steuert. Die Primärstation
steuert den Zugriff der Sekundärstationen
durch Senden von Abfragen, die an individuelle Sekundärstationen
adressiert sind, in einer sequentiellen Weise. Einer Sekundärstation,
wie etwa der ersten Sekundärstation,
wird es nur gestattet, auf dem gemeinsam genutzten Medium zu senden,
bis eine Abfrage empfangen wird, die seine spezielle, eindeutige
Adresse oder andere Identifikationsmittel enthält. Nach Vollendung der Sendung
sendet die Primärstation
dann eine weitere Abfrage an die zweite oder nächste Sekundärstation
und wiederholt den Prozess bis alle Sekundärstationen abgefragt wurden. Der
Abfrageprozess wird dann iteriert oder beginnt dann erneut mit einer
Abfrage der ersten Sekundärstation.
Durch Beschränkung
des Sendezugangs auf lediglich die speziell abgefragten Sekundärstationen werden
Datenkollisionen vermieden.
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Eine
zweite Lösung
nach dem Stand der Technik, bezeichnet als Konkurrenzzugriff, bezieht mehrere
Sekundärstationen
ein, die um das gemeinsam genutzte Medium oft in einer ungeordneten
und möglicherweise
zufälligen
Weise konkurrieren. Dieser Konkurrenzzugriffansatz nimmt jedoch
an, dass Datenkollisionen auftreten können. Entsprechend stellen
Protokolle, die gemeinsam genutzten Zugriff auf ein Übertragungsmedium
unter Verwendung des Konkurrenzzugriffs bereitstellen, üblicherweise
Mittel zum Erkennen, dass eine Kollision aufgetreten ist, sowie
Mittel zum Auflösen
der Sendereihenfolge zwischen den konkurrierenden Sekundärstationen
bereit. Diese Konkurrenzzugriffsprotokolle enthalten auch Prozeduren
und Algorithmen zum neuerlichen Senden von Daten nach einer Kollision, üblicherweise
in solch einer Weise, dass die Wahrscheinlichkeit zusätzlicher
Kollisionen reduziert wird.
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Eine
Vielfalt solcher zyklischer und Konkurrenzprotokolle mit Anwendungen
auf verschiedene Netzwerkkonfigurationen und -topographien werden diskutiert
in A. Tanenbaum, Computer Networks (Prentice-Hall, Inc., Englewood
Cliffs, New Jersey, 2d Ed 1989).
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Ein
Vergleich der Leistungsfähigkeit
dieser zwei Lösungen
zeigt, dass Konkurrenzzugriffsprotokolle im Allgemeinen unter "Leichtlast"-Bedingungen arbeiten,
d.h. die Geräte,
die sich das Medium teilen, haben nur selten Daten zur Versendung
verfügbar,
so dass eine überwiegende
Anzahl von Geräten
nicht gleichzeitig Daten zur Versendung vorhält. Wenn die Belastung wächst, kann
sich jedoch die Leistung dieser Protokolle aufgrund der steigenden
Anzahl von Kollisionen verschlechtern. Die Zeit, die für die Datenversendung
erforderlich ist, kann sich signifikant erhöhen, da jede Kollision weitere
Datenneuversendungen erfordert, was auch zu zusätzlichen Kollisionen führen kann.
Wenn die Datenübertragungsbelastung
weiter ansteigt, geben Netzwerke, die den Konkurrenzzugriff einsetzen,
schlicht ihre Funktion auf, wenn die wachsende Konkurrenz undefiniert
Kollisionen erzeugt.
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Zyklische
Protokolle arbeiten andererseits im Vergleich unter Leichtlastbedingen
nicht so gut wie Konkurrenzprotokolle. Unter Bedingungen einer geringen
Datenübertragungsbelastung
vergeuden diese zyklischen Protokolle effektiv wesentliche Sendezeit
aufgrund der Zeitmenge, die sie durch Abfragen und Weitergeben von
Tokens an Stationen verbrauchen, die keine Daten zur Versendung
zur Verfügung haben,
oder die insgesamt unempfänglich
sind. Protokolle, die eine Abfragedisziplin einsetzen, in dem Abfragen,
die an individuelle Sekundärstationen adressiert
sind, in einer sequentiellen Weise gesendet werden, leiden unter
Leistungsverschlechterung, wenn eine signifikante Anzahl von Sekundärstationen
nicht antwortet. Die Leistungsverschlechterung entsteht aufgrund
der Zeit, die für
das Abfragen und Warten auf Antworten von Sekundärstationen, die nicht in der
Lage sind zu antworten, verbraucht wird. Typischerweise werden unempfängliche
Sekundärstationen
weiterhin abgefragt, da die Primärstation keine
Kenntnis davon hat, wann eine unempfängliche Sekundärstation
in die Lage versetzt werden könnte,
zu antworten. Diese Protokolle können
jedoch unter Starklastbedingungen eine überragende Leistung im Vergleich
zu Konkurrenzzugriffsprotokollen bieten, gesetzt eine sequentielle
Möglichkeit
für jede
Station besteht, ohne Störung
oder behindernde Kollisionen zu senden.
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EP-0-398
380 offenbart ein Kommunikationsnetzwerk, umfassend ein Kommunikationsleitungsnetz,
eine Mehrzahl von Endgeräten,
die mit dem Kommunikationsleitungsnetz verbunden sind, und eine
fuzzy-Steuereinheit zum Zuweisen eines Zugriffsrechtes auf das Kommunikationsnetzwerk gemäß einem
fuzzy-Herleitungsprozess, der einen Betriebszustand des Systems
berücksichtigt.
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Es
bleibt daher für
ein einzelnes Netzwerkkommunikationsprotokoll ein Bedarf nach einer
erhöhten
Information-Übertragungseffizienz,
wie etwa Reduzieren der Zeit für
die Informationsübertragung sowie
jeglicher damit verbundener Zeitverzögerungen sowohl unter Leichtlast-
wie unter Schwerlastbedingungen. Außerdem besteht für ein solches
einzelnes Protokoll weiter ein Bedarf, dynamisch auf sich potentiell
verändernde
Lastbedingungen von leicht zu schwer und umgekehrt zu antworten
und sich an verschiedene Benutzeranforderungspegel von wenigen zu
vielen Benutzern zu jeder gegebenen Zeit anzupassen. Ein Protokoll
sollte diese Bedürfnisse
effizient erfüllen,
indem die Sendekanalverfügbarkeit
erhöht
und die für
eine effektive Informationsübertragung
erforderliche Zeit reduziert wird.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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In
einem ersten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren
zur Steuerung des Zugangs zu einem Netzwerk für Informationsübertragung
und -empfang zur Verfügung,
wie in Anspruch 1 beansprucht.
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In
einem weiteren Aspekt stellt die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung
zum Steuern des Zugangs zu einem Netzwerk für Informationssendung und -empfang
zur Verfügung,
wie in Anspruch 4 beansprucht.
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Detaillierte Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsform
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Die
bevorzugte Ausführungsform
der hier offenbarten Erfindung stellt eine Lösung des Problems der Leistungsverschlechterung
unter Bedingungen einer leichten Übertragungsbelastung, verursacht durch
kontinuierliche Abfragen unempfänglicher
Sekundärstationen,
was für
die meisten Abfrageprotokolle typisch ist, zur Verfügung. Außerdem stellt
die bevorzugte Ausführungsform
der hier beschriebenen Erfindung eine Lösung für verschiedene Datenkollisionsprobleme
zur Verfügung,
die bei typischen Konkurrenzprotokollen angetroffen werden, indem
die Zeit, die erforderlich ist, um unempfängliche Sekundärstationen
zu kontaktieren, minimiert wird und indem die Effekte potentieller
Datenkollisionen begrenzt und minimiert werden. Wie unten in größerem Detail
diskutiert, erfüllt
die bevorzugte Ausführungsform
diese Resultate effektiv und effizient durch Einsatz eines neuen
Hybridprotokolls, welches dynamisch verschiedene Vorteile oder Merkmale
von Abfrageprotokollen zusammen mit verschiedenen Vorteilen oder
Merkmalen von Konkurrenzproto kollen als Antwort auf verschiedene
und potentiell wechselnde Übertragungsbelastungserfordernisse
oder -anforderungen des Netzwerks benutzt. Die bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung verwendet dynamisch eine Abfragedisziplin zum Steuern
und Bereitstellen des Netzwerkzugang für reagierende oder aktive Sekundärstationen
und verwendet auch eine Konkurrenzzugriffsdisziplin zum Steuern
und Bereitstellen des Netzwerkzugang durch zuvor nicht abgefragte
und unempfängliche
Sekundärstationen,
um zu bestimmen, ob irgendeine fähig
geworden ist, zu antworten. Außerdem
sorgt die bevorzugte Ausführungsform
dafür,
dass der größte Teil
der Netzwerkintelligenz in der Primärstation sitzt, wodurch die
Komplexität
und Kosten der vielen Sekundärstationen,
die in das Netzwerk inkorporiert werden können, reduziert werden.
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Bei
der bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird davon ausgegangen, dass die Sekundärstationen
zwei relevante Zustände aufweisen
und dass jede Sekundärstation
zu einem speziellen Zeitpunkt in dem einen oder dem anderen Zustand
ist und von dem einen Zustand in den anderen und umgekehrt ohne
weitere Beschränkung übergehen
oder umschalten kann. Der erste Zustand, der als unempfänglicher
Zustand bezeichnet wird, umfasst diejenigen Sekundärstationen,
die gerade dabei sind hochzufahren und ans Netz zu gehen oder die
ruhig geblieben sind und auf andere Weise keinen Netzwerkzugriff
benötigt
haben, oder nicht auf Netzwerkabfragen geantwortet haben (beispielsweise
weil die Vorrichtung heruntergefahren war). Der zweite Zustand,
bezeichnet als ein aktiver oder als ein antwortender Zustand, umfasst
alle diejenigen Sekundärstationen,
die nicht in einem unempfänglichen
Zustand sind, beispielsweise diejenigen Stationen, die online waren
und auf Netzwerkanforderungen oder -abfragen geantwortet haben oder
die Information gesendet haben.
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Gemäß hiesiger
Benutzung umfasst "Netzwerk" oder "Netzwerke" Computernetzwerke,
Kommunikationsnetzwerke oder jedes andere System für die Versendung,
den Empfang oder anderen Transfer von Daten oder sonstigen Informationen,
wie etwa Video, Grafik, Text etc. typischerweise zwischen und unter
zwei oder mehr Vorrichtungen. "Daten
oder andere Information" hat
eine ähnliche
breite Interpretation und kann sich auf jegliche Art oder Typ von
Information, wie etwa Video, Grafik, Ton, Text und jegliches andere
Material beziehen, welches codierbar und über einen Kommunikationskanal
versendbar sein könnte.
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1 ist
ein Blockdiagramm, welches eine Gesamtsystemkonfiguration einer
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung illustriert. Es wird Bezug genommen auf 1.
Eine Primärstation 10 sendet Daten
oder andere Information an eine oder mehrere Sekundärstationen,
die als Sekundärstation
A 12, Sekundärstation
B 14 und Sekundärstation
C 16 identifiziert werden, auf einem Übertragungsmedium, das als
Abwärtskanal 18 bezeichnet
wird. Obgleich in 1 zur Erleichterung der Bezugnahme
drei Sekundärstationen
illustriert sind, wird der Fachmann verstehen, dass in dem Netzwerk
viel mehr Sekundärstationen
enthalten sein können,
nämlich
von Hunderten bis zu Tausenden. Die verschiedenen Primärstationen
und Sekundärstationen
können
Controller, Prozessoren oder Mikroprozessorausführungen, einschließlich jeglicher
Form oder Typ von Computern, wie etwa Mainframe-Computer, Personalcomputer, Workstations,
Supercomputer o der Datei-Server oder vielleicht andere Vorrichtungen,
wie etwa Datenendgeräte
sein.
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Unter
Bezugnahme auf 1 können der Abwärtskanal 18 und
der Aufwärtskanal 20 auch
separate und getrennte Übertragungsmedien
sein oder sie können
physikalisch innerhalb eines Übertragungsmediums
kombiniert sein, wie etwa innerhalb eines Koaxialkabels, eines optischen
Faserkabels, einer Telefonleitung, einer Twisted-Pair-Leitung oder einer
digitalen Leitung, wobei sie allein deshalb als separate Kanäle bezeichnet
werden, um die Flussrichtung der gesendeten Information anzuzeigen, nämlich abwärts von
der Primärstation 10 zu
den verschiedenen Sekundärstationen 12, 14 und 16 und aufwärts von
diesen verschiedenen Sekundärstationen 12, 14 und 16 zu
der Primärstation 10.
Bei der bevorzugten Ausführungsform
ist die Primärstation 10 die
einzige Vorrichtung, der gestattet ist, in Abwärtsrichtung, d.h. auf dem Abwärtskanal 18,
zu senden. Die Sekundärstationen 12, 14 und 16 senden Daten
und andere Informationen an die Primärstation 10 auf demselben Übertragungsmedium
oder einem zweiten Übertragungsmedium
in der Aufwärtsrichtung,
die als ein Aufwärtskanal 20 bezeichnet
wird. Es kann sein, dass die Sekundärstationen nicht in der Lage
sind, Daten direkt an eine andere Sekundärstation zu senden, sondern
zuerst aufwärts
zur Primärstation 10 senden
würden,
die die Information abwärts
an die angemessene identifizierte Sekundärstation senden oder wiederversenden
würde.
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Es
wird weiter Bezug genommen auf 1. Alle
Sekundärstationen 12, 14 und 16 nutzen
typischerweise den Aufwärtskanal
gemeinsam. Um zu verhindern, dass simultane oder überlappende
Versendungen auf dem Kanal 20 Daten zerstören, ist
es gemäß der vorliegenden
Erfindung zu einem Zeitpunkt nur einer solchen Sekundärstation
gestattet zu senden. Die Primärstation 10 steuert,
welche Sekundärstation
Zugriff hat und welcher gestattet ist, Daten auf dem Aufwärtskanal 20 senden,
indem auf dem Abwärtskanal 18 spezielle
Rahmen von Information oder Daten, bezeichnet als spezifische Abfragen, eindeutig
adressiert an eine identifizierbare Sekundärstation aus der Mehrzahl von
Sekundärstationen, gesendet
werden. Die spezifische Abfrage kann aus jeder vorbestimmten, bekannten
oder anderweitig definierten Sequenz oder Gruppierung von Bits, Bytes,
Words oder Datenpaketen bestehen, die für eine Sekundärstation
als die definierte oder bekannte Sequenz, die die spezifische Abfrage
bildet, erkennbar sind. Bei Empfang einer spezifischen Abfrage auf dem
Abwärtskanal 18 mit
einer singulären,
unterscheidbaren oder anderweitig eindeutigen Adresse, die eine
spezielle Sekundärstation
identifiziert oder von der möglicherweise
großen
Mehrzahl von Sekundärstationen
unterscheidet, oder die eine Sekundärstation anderweitig als eine
eindeutige Identifikation erkennt, wird der identifizierten Sekundärstation dann
der Zugang gestattet, um auf dem Aufwärtskanal 20 zu senden.
Die tatsächliche
Zeitmenge, während
der einer Sekundärstation
Zugang zur Sendung auf dem Aufwärtskanal
gestattet ist, kann durch andere Mittel bestimmt werden und kann
beispielsweise durch verschiedene Parameter, wie etwa aktuelle Aktivitäts- oder
Benutzungspegel, Netzwerkgröße, Kosten,
etc. bestimmt werden. Außerdem
können, wie
unter Bezugnahme auf alternative Ausführungsformen in größerem Detail
diskutiert werden soll, verschiedene Kanalfrequenzen durch die Primärstation zugewiesen
werden, anstelle von oder zusätzlich
zu Sendezeitzuweisungen.
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2 ist
ein Blockdiagramm, welches eine Primärstation einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung illustriert. Es wird Bezug genommen auf 2.
Eine Primärstation 10 umfasst
einen Abfrage-Controller 30, einen Speicher (wie etwa einen RAM)
oder eine Datenbank aktiver Sekundärstationen 38, eine
Datenbank unempfänglicher
Sekundärstationen 42 und
einen Konkurrenzzugriffs-Controller 40. Der Abfrage-Controller
und der Konkurrenzzugriffs-Controller 40 können innerhalb
desselben oder als dasselbe Gerät
beispielsweise einzelne oder mehrere Mikrocontroller oder Mikroprozessoren
verkörpert
sein oder auch nicht. Der Abfragecontroller 30 und der
Konkurrenzzugriffs-Controller 40 oder eine Sekundärstation
können
auch eine Zeitverzögerungsschaltung
zum Bestimmen und Implementieren einer Verzögerungsperiode oder Rückkopplungszeit enthalten,
wie weiter unten im Detail diskutiert. Auf ähnliche Weise können die
Datenbanken 38 und 42 gemeinsam oder separat in
verschiedenen Speicherschaltungen, wie etwa RAM, EPROMs etc. verkörpert sein,
die auch Teil einer größeren Speicherkapazität beispielsweise
eines Computers sein können. Der
Konkurrenzzugriffs-Controller 40 bestimmt oder steuert,
wann spezifische Abfragen durchzuführen sind und wann Konkurrenzzugriff
zu gestatten ist, indem Befehle an den Abfrage-Controller 30 ausgegeben werden.
Durch Untersuchen der Datenbank (oder Liste) aktiver Sekundärstationen 38 und
der Datenbank (oder Liste) der unempfänglichen Sekundärstationen 42 kann
der Konkurrenzzugriffs-Controller dynamisch die Frequenz und Dauer
des Konkurrenzzugriffs einstellen, um die Gesamtleistung zu optimieren.
Der Abfrage-Controller 30 sendet Abfragen, sowohl spezifische
Abfragen als auch allgemeine Abfragen (unten diskutiert) an eine
oder mehrere Sekundärstationen
auf dem Abwärtskanal 18 über einen
Sender 34. Ebenfalls von der Primärstation auf dem Abwärtskanal
gesendet werden können
verschiedene Anwendungen, Daten oder Information, wie etwa Datenbankrechercheergebnisse,
Benachrichtigungsmaterial, ein graphisches Bild, Video, Ton, ein
Computerprogramm oder irgendeine andere Netzwerkanwendung. Solch
unzählige
Anwendungsinformation wird daher allgemein als "Information" oder "Anwendungen" von dem Anwendungsblock 44 der
Primärstation 10 bezeichnet.
Der Fachmann wird erkennen, dass der Anwendungsblock des Netzwerks
selbst ein Mikroprozessor, ein Computer oder eine sonstige Netzwerkzugriffsvorrichtung
sein kann.
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Es
wird weiter Bezug genommen auf 2. Ein Summierer,
Schalter oder Multiplexer 36 wird verwendet, um die verschiedenen
Abfragen mit Anwendungsinformation oder -daten, die auch von dem
Anwendungsblock 44 auf dem Abwärtskanal 18 an Sekundärstationen
gesendet werden können,
zu kombinieren, zu mischen oder zu sequenzieren. Daten, die von
den Sekundärstationen
auf dem Aufwärtskanal 20 gesendet
werden, werden von einem Empfänger 32 in
der Primärstation 10 empfangen
oder angenommen. Der Empfänger 32 kann
auch mit dem Sender 34 als ein einheitliches Sende-/Empfangsgerät kombiniert
sein. Außerdem
können
der Sender und der Empfänger,
abhängig
vom Typ des Übertragungsmediums,
wie etwa analog oder digital, verschiedene Typen von analogen oder
digitalen Modems oder Endgeräteadaptern
sein. Der Abfrage-Controller 30 kann auch alle empfangenen
Daten oder Informationen prüfen,
wenn sie von dem Empfänger 32 an
den Anwendungsblock 44 gesendet werden oder fließen.
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3 ist
ein Blockdiagramm, welches eine Sekundärstation einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung illustriert. Es wird Bezug genommen auf 3.
Eine Sekundärstation 12 enthält einen
Aufwärtszugriffs-Controller 50,
der alle Informationen oder Daten, die auf dem Abwärtskanal 18 von der
Primärstation über einen
Empfänger 56 empfangen
werden, untersucht. Einige der empfangenen Informationen können Abfragen,
allgemein oder spezifisch, sein, während andere empfangene Informationen
Anwendungsdaten, wie etwa Ergebnisse einer angeforderten Datenbankrecherche,
die für
den Anwendungsblock 58 der Sekundärstation bestimmt sind, sein
können.
Wenn die Sekundärstation
eine spezifische Abfrage mit einer Adresse, die von der Sekundärstation
identifiziert oder anderweitig erkannt wird, empfängt, wird
der Multiplexer ("Mux") oder Schalter 52 geschaltet
werden, um die Anwendungsinformation mit dem Sender zu koppeln oder
zu verbinden, falls die empfangene spezifische Abfrage fordert,
dass Anwendungsdaten als Antwort auf die Abfrage der Primärstation
gesendet werden. Wenn andere Information als Anwendungsdaten oder
Anwendungsinformation, wie etwa eine Steuermiteilung, als Antwort
auf die empfangene Abfrage gesendet werden soll, wird der Mux 52 geschaltet,
um den Aufwärtszugriffs-Controller
mit dem Sender zu verbinden, um beispielsweise Information zu senden, die
eine negative Bestätigung
enthält,
was anzeigt, dass die Sekundärstation
keine Anwendungsinformation oder -daten hat, die zur Aufwärtsversendung bereit
oder nötig
sind. Nachdem der Mux 52 in die geeignete Position geschaltet
ist, kann der Sender 54 aktiviert werden und eine Informations-
oder Datenversendung kann auf dem Aufwärtskanal 20 beginnen.
Wenn die Versendung vollständig
ist, kann der Sender 54 deaktiviert werden.
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Die
bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung ist ein Hybridprotokoll mit sowohl Verfahrens- als
auch Vorrichtungsausführungen,
wobei eine Primärstation
eine Abfragedisziplin zum Steuern des Zugangs einer oder mehrerer
aktiver Sekundärstationen
zu einem gemeinsam genutzten Übertragungsmedium,
dem Aufwärtskanal,
einsetzt und auch eine Konkurrenzdisziplin zum Steuern des Zugangs
unempfänglicher
Sekundärstationen
zu demselben Aufwärtskanal
einsetzt. 4 ist ein Flussdiagramm, welches
verschiedene potentielle Zustände
einer Sekundärstation
einer bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung illustriert. Wie in 4 gezeigt,
kann eine Sekundärstation 100 in
einem von zwei Zuständen
sein, aktiv 102 oder unempfänglich 104. Eine Sekundärstation
versetzt sich selbst bei Systemstart in einen unempfänglichen
Zustand 104, Block 101. Sobald eine Sekundärstation
bei Empfang einer allgemeinen Abfrage, die von einer spezifischen
Abfrage gefolgt wird, von dem unempfänglichen Zustand 104 in
den aktiven Zustand 102 übergeht oder wechselt, wird
sie in den unempfänglichen Zustand 104 zurückkehren,
wenn sie bestimmt hat, dass sie die Kommunikation mit der Primärstation verloren
hat.
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5 ist
ein Flussdiagramm, welches eine Abfrageprozedur für eine Primärstation
einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung illustriert. Die Abfragedisziplin verwendet
mehrere Typen von Abfragerahmen, wobei der erste Abfragerahmen als
eine oben diskutierte spezifische Abfrage bezeichnet wird, abgekürzt als "SPoll", und ein weiterer
Typ von Abfragerahmen wird als allgemeine Abfrage bezeichnet, abgekürzt als "GPoll". Die Primärstation 120 steuert,
welche Sekundärstation
in einem unempfänglichen
Zustand Zugang haben darf und welcher nachfolgend gestattet wird,
Daten auf dem Aufwärtskanal 20 zu
senden, indem auf dem Abwärtskanal 18 spezielle
Rahmen von Information oder Daten, bezeichnet als allgemeine Abfragen,
an verschiedene Sekundärstationen
aus der Mehrzahl von Sekundärstationen
gesendet werden. Die allgemeine Abfrage kann auch irgendeine vorbestimmte, bekannte
oder anderweitig definierte Sequenz oder Gruppierung von Bits, Bytes,
Words oder Datenpaketen umfassen, die von der Sekundärstation
als die definierte oder bekannte Sequenz, die die allgemeine Abfrage
bildet, erkennbar ist. Die Primärstation
unterhält
eine erste Datenbank, die eine Liste aller aktiven Sekundärstationen
enthält,
bezeichnet als die aktive Datenbank, sowie eine zweite Datenbank,
die eine Liste aller unempfänglichen
Sekundärstationen
enthält,
bezeichnet als unempfängliche
Datenbank. Diese Datenbanken können
in irgendeiner Form von Speicher, integriertem Schaltkreis oder
irgendeiner anderen Speicherschaltung, wie etwa einem RAM enthalten
sein und können
separat oder in demselben physikalischen Gerät kombiniert sein. Der Konkurrenzzugriffs-Controller in der
Primärstation
unterhält
diese Datenbanken und koordiniert die dynamische Verwendung der
zwei Zugriffsdisziplinen, Abfrage und Konkurrenz.
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Es
wird Bezug genommen auf 5. Die Primärstation kann mit einem Leerlaufzustand 112 beginnen,
periodisch in diesen eintreten oder zu ihm zurückkehren. Wenn der Konkurrenzzugriffs-Controller in
der Primärstation
den Abfrage-Controller
anweist, eine Abfrage aktiver Vorrichtungen zu initiieren, wird der
Abfrage-Controller die Identifikationen ("IDs") oder
Adressen der aktiven Sekundärstationen
aus der aktiven Sekundärdatenbankliste
erhalten, Schritt 114. Wenn jede Adresse aus der Datenbank
erlangt ist, sendet der Abfrage-Controller auf dem Abwärtskanal
eine spezifische Anfrage, die die Adresse der aktiven Sekundärstation
enthält,
Schritt 116. Der Sendung der SPoll folgend, wartet die
Primärstation auf
Information, wie etwa eine Antwort, von der Sekundärstation,
Schritt 118. Wie weiter unten in größerem Detail diskutiert, kann
die Primärstation,
nachdem sie eine Antwort von der Sekundärstation empfangen hat, das
spezifische Abfragen wieder aufnehmen, Schritt 120, wobei
zu Schritt 114 zurückgekehrt wird,
um eine weitere Identifikation zu empfangen und eine weitere SPoll
zu senden. Wenn jedoch nach einer vorbestimmten Zeitspanne Information
wie etwa "keine
Antwort" empfangen
wird, kann die Primärstation
auch das spezifische Abfragen wieder aufnehmen und zu Schritt 114 zurückkehren
oder Konkurrenzprozeduren initiieren, Schritt 124.
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6 ist
ein Flussdiagramm, welches spezifische Abfrageprozeduren für eine Sekundärstation in
einem aktiven Zustand einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung illustriert. Eine Sekundärstation in dem aktiven Zustand
kann auf eine spezifische Abfrage warten, Schritt 202.
Eine Sekundärstation
in dem aktiven Zustand, die eine SPoll mit ihrer Identifikation
oder einer Adresse, die sie erkennt, empfangen hat, wird dann Information senden,
die eine Antwort an die primäre
Station enthält,
wie etwa Anwendungsdaten, falls irgendetwas zur Versendung verfügbar ist,
Schritt 206, oder Information oder eine Antwort, die aus
einer negativen Bestätigung
(oder "NAK") besteht, falls
keine Anwendungsdaten verfügbar
sind, Schritt 204. Bei Abschluss der Versendung solcher
Information oder Antwort kehrt die Sekundärstation in ihren Leerlauf- oder
Wartezustand zurück,
Schritt 202. Die Menge an Anwendungsdaten, die als Antwort
auf eine SPoll gesendet werden kann, wird durch andere Mittel bestimmt.
Außerdem
kann, wenn die Kommunikation mit der Primärstation verloren geht oder
gestört
wird, wie dies durch Information auf dem Abwärtskanal angezeigt werden kann,
die Primärstation
die Zustände ändern oder
in einen unempfänglichen
Zustand übergehen,
Schritt 208.
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Es
wird wieder Bezug zu 5 zurückgekehrt. Bei Empfang einer
Antwort von der Sekundärstation,
wie etwa Anwendungsdaten oder einer NAK, wird die Primärstation
zu Schritt 114 zurückkehren und
die Adresse der nächsten
Sekundärstation,
die spezifisch abgefragt werden soll, aus der Liste der aktiven
Sekundärstationen
erhalten und wird den oben beschriebenen Prozess wiederholen. Wenn
die Primärstation
jedoch nach einer vorbestimmten Zeitspanne keine Information oder
andere Antwort, d.h. keine Antwort, erhält, wird der Konkurrenzzugriffs-Controller
darüber
informiert, dass die identifizierte Sekundärstation nicht geantwortet
hat, und es wird wieder die nächste
aktive Sekundärstation
abgefragt, wobei zu Schritt 11 zurückgekehrt wird. Das Fehlen
einer Antwort kann beispielsweise anzeigen, dass die spezielle Sekundärstation
offline gegangen ist und herabgefahren wurde. Basierend darauf,
wie oft eine aktive Sekundärstation
wiederholt nicht auf eine Sequenz von spezifischen Abfragen, die
diese Sekundärstation
adressieren oder identifizieren, geantwortet hat, kann der Konkurrenzzugriffs-Controller entscheiden,
die aktive Sekundärstation
aus der aktiven Datenbank zu entfernen und die Station in die unempfängliche
Datenbank zu stellen.
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Durch Überwachen
der Anzahl von Sekundärstationen
in den aktiven und unempfänglichen Datenbanken
kann der Kon kurrenzzugriffs-Controller dynamisch antworten und bestimmen,
wie oft Konkurrenzzugriffsprozeduren zu initiieren sind, um zu versuchen,
Kommunikationen mit unempfänglichen Sekundärstationen
zu etablieren. Wenn der Konkurrenzzugriffs-Controller bestimmt,
dass er eine Kommunikation mit unempfänglichen Sekundärstationen versuchen
sollte, wird er den Abfrage-Controller anweisen, Konkurrenzzugriffs-Prozeduren
zu initiieren, in 5 gezeigter Schritt 126,
anstatt mit dem spezifischen Abfragen fortzufahren.
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7 ist
ein Flussdiagramm, welches Konkurrenzzugriffs-Prozeduren für eine Primärstation
einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung illustriert. Bei Empfang eines Befehls,
Konkurrenzzugriffsprozeduren zu initiieren, beendet der Abfrage-Controller
die Abfrageprozeduren für
die aktive Sekundärstation,
die derzeit abgefragt wird, oder er befindet sich in einem Leerlaufzustand,
falls eine solche spezifische Abfrage bereits beendet oder überflüssig ist,
Schritt 302. Der Abfrage-Controller wird dann die spezifischen
Abfrageprozeduren aussetzen und Konkurrenzzugriffs-Prozeduren beginnen,
indem eine allgemeine Abfrage, abgekürzt oder bezeichnet als "GPoll", auf dem Abwärtskanal
gesendet wird, Schritt 304. Der Abfrage-Controller wird dann auf eine Antwort
von den Sekundärstationen warten,
Schritt 306. Unempfängliche
Sekundärstationen,
die eine GPoll empfangen, werden, falls sie dazu in der Lage sind,
z.B. hochgefahren, auf dem Aufwärtskanal
Information, wie etwa eine Antwort, senden, die anfordert, dass
sie aktiv werden. Nachdem er auf eine Antwort von Sekundärstationen
gewartet hat (Schritt 308) wird der Abfrage-Controller bestimmen,
ob er Information, wie etwa eine Antwort, innerhalb einer vorbestimmten
Zeitspanne erhalten hat, Schritt 308. Wenn der Abfrage-Controller
keine Information oder Antwort irgendeiner Art innerhalb dieser
Zeitspanne erhalten hat, wird er in "Überzeit" (Timeout) gehen
und den Konkurrenzzugriffsprozess beenden, Schritt 320,
und kann beispielsweise das spezifische Abfragen erneut beginnen.
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Jede
Sekundärstation,
die auf die GPoll geantwortet hat, wartet dann darauf, von der Primärstation
auf dem Abwärtskanal
eine SPoll zu erhalten, die ihre Adresse als Hinweis darauf, dass
ihre Antwort auf die GPoll korrekt empfangen wurde und dass sie nun
aktiv ist, enthält.
Entsprechend bestimmt die Primärstation,
ob sie Information von einer Sekundärstation erhalten hat, Schritt 308 von 7,
und, falls sie Informationen erhalten hat, bestimmt die Primärstation,
ob die Information eine Antwort war, die eine Überführung in den aktiven Zustand
anfordert, Schritt 310 von 7. Es wird
weiter Bezug genommen auf 7. Wenn
in der Folge der Versendung einer GPoll eine gültige Antwort, wie etwa eine Überführungsanforderung
empfangen wurde, sendet der Abfrage-Controller eine SPoll an diese
Sekundärstation, womit
bestätigt
wird, dass die Antwort korrekt empfangen wurde und dass die Sekundärstation
nun aktiv ist, Schritt 312. Der Abfrage-Controller informiert den
Konkurrenzzugriffs-Controller von der gültigen Antwort und der Konkurrenzzugriffs-Controller
fügt die
Sekundärvorrichtung
seiner aktiven Datenbank hinzu und entfernt sie aus der unempfänglichen
Datenbank, Schritt 314.
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Es
wird weiter Bezug genommen auf 7. In Schritt 310 kann,
wenn von der Primärstation
in der Folge der Versendung der GPoll eine ungültige Antwort empfangen wird, angenommen
werden, dass mehr als eine Sekundärstation eine Antwort auf die GPoll
gesendet hat, und dass eine Daten- oder Antwortkollision aufgetreten sein
mag oder daraus resultieren mag, Schritt 316. Die Primärstation
sendet dann eine allgemeine Abfrage nach Kollisionsauflösung, hier
abgekürzt
und bezeichnet als "GPoll-CR", Schritt 318.
Die Kollisionsauflösungsprozduren
werden in größerem Detail
unter Bezugnahme auf 8 diskutiert. Es wird weiter
Bezug genommen auf 7. Sobald jedoch die Primärstation
eine GPoll-CR gesendet hat, wartet die Primärstation auf eine Antwort auf
die GPoll-CR, wobei zu Schritt 306 zurückgekehrt wird. Wie oben diskutiert,
bestimmt die Primärstation
erneut sowohl ob sie eine Antwort empfangen hat, Schritt 308,
als auch ob sie eine gültige
Antwort, wie etwa eine Überführungsanforderung,
erhalten hat, Schritt 310, und falls dies so ist, wird
mit Schritten 312 und 314 fortgefahren, um die Sekundärstation
in einen aktiven Zustand zu überführen und
die entsprechende Datenbank zu aktualisieren.
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8 ist
ein Flussdiagramm, welches in größerem Detail
die Hybridabfrage- und Konkurrenzprozeduren für eine Sekundärstation
in einem unempfänglichen
Zustand gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung illustriert. Wie unter Bezugnahme auf 7 diskutiert,
wird im Fall, dass der Abfrage-Controller eine Antwort, die ungültig ist,
erkannt hat, angenommen, dass eine Antwortkollision stattgefunden
hat. In solch einem Fall sendet der Abfrage-Controller auf dem Abwärtskanal
einen anderen Typ von Abfrage, der zuvor erwähnt und als allgemeine Abfrage
zur Kollisionsauflösung
("GPoll-CR") bezeichnet wurde.
Jede Sekundärstation,
die zuvor eine Antwort auf eine GPoll ge sendet hatte und die dann
eine GPoll-CR von der Primärstation
empfängt,
wird Kollisionsauflösungsprozeduren
starten, wie in 8 angezeigt.
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Es
wird Bezug genommen auf 8. Eine Sekundärstation
in einem unempfänglichen
Zustand, die dann beispielsweise hochgefahren wird, um in einem
aktiven Zustand in das Netzwerk einzutreten, wartet dann auf eine
GPoll, um Konkurrenzzugriffsprozeduren zu starten, Schritt 402.
Beim Empfangen einer GPoll sendet die Sekundärstation eine Antwort, Schritt 404.
Die Sekundärstation
wartet dann auf eine weitere Abfrage von der Primärstation,
entweder eine SPoll mit der korrekten Identifizierung der Sekundärstation
oder eine GPoll-CR, die anzeigt, dass die vorangegangene Antwort
der Sekundärstation
auf die GPoll mit derjenigen einer anderen Sekundärstation oder
eine Mehrzahl anderer Sekundärstationen
kollidiert hat, Schritt 406. Wenn die Sekundärstation
in Schritt 408 eine SPoll empfängt, geht die Sekundärstation
in einen aktiven Zustand über,
Schritt 410. Wenn die Sekundärstation keine SPoll erhält und stattdessen
in Schritt 408 eine GPoll-CR erhält, initiiert die Sekundärstation
Kollisionsauflösungsprozeduren.
Entsprechend initiieren die übrigen
Sekundärstationen,
die auch auf die GPoll geantwortet haben und die eine GPoll-CR empfangen
haben, ebenfalls Konkurrenzauflösungsprozeduren
und sind konkurrierende Sekundärstationen.
Jede solche konkurrierende Sekundärstation initiiert Kollisionsauflösungsprozeduren,
in dem eine Zeitverzögerungsperiode oder "Backoff-Zeit" erzeugt wird, Schritt 412.
Die Verzögerungsperiode
oder Backoff-Zeit kann bei der bevorzugten Ausführungsform beispielsweise zufällig erzeugt
werden oder durch Verwendung irgendeiner Art von erwünschtem
Algorithmus, der dazu neigt, einen nicht-doppelten, unterschiedlichen
oder verschiedenen Zeitbetrag für
jede konkurrierende Sekundärstation,
die an den Kollisionsauflösungsprozeduren
beteiligt ist, zu erzeugen. Die Verzögerungsperiode kann auch zufällig zwischen
vorbestimmten oberen und unteren Grenzwerten erzeugt werden, beispielsweise
der Zeitbetrag, der erforderlich ist, um einen Datenrahmen oder
ein Datenpaket zu versenden. Die Backoff-Zeit ist eine zeitliche
Periode, vorbestimmt oder zufällig,
während
derer die konkurrierende Sekundärstation
ihre Versendung ihrer Antwort auf die GPoll-CR verzögert. Entsprechend
wird bei der bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung jede solche konkurrierende Sekundärstation eine andere oder unterschiedliche
Backoff-Zeit erzeugt
haben, von denen einige eine relativ größere zeitliche Periode oder
relativ kleinere zeitliche Periode sein werden und von denen vermutlich
eine die kleinste Periode an Verzögerungszeit sein wird. Wie
in 8 angezeigt, konkurriert bei einer Variante der
bevorzugten Ausführungsform
in Schritt 414, falls die Backoff-Zeit größer als
eine vorbestimmte obere Grenze ist, diese Station nicht länger während dieser
Episode von Konkurrenzauflösung
und sendet ihre GPoll-Antwort nicht erneut sondern wartet auf eine
weitere GPoll bevor sie antwortet, d.h. sie wartet auf eine weitere Episode
des Konkurrenzzugriffs. Die untere Grenze kann als der geeignete
zeitliche Betrag für
eine Versendung einer Antwort auf die GPoll-CR und den Empfang einer
nachfolgenden SPoll gewählt
werden, um mögliche
zusätzliche
Kollisionen zu späteren
und unerwünschten
Zeitpunkten zu vermeiden. Wenn die Backoff-Zeit kleiner ist als
der obere Grenzwert, wartet sie während dieses Zeitbetrages,
Schritt 416, und sendet dann ihre GPoll-Antwort er neut,
Schritt 404, und wartet erneut auf eine SPoll, Schritt 406.
Die Prozedur fährt
fort bis die konkurrierende Sekundärstation tatsächlich als
aktive Sekundärstation
Zugang zu dem Netzwerk erlangt hat.
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Als
weitere Konkurrenzvariante, die in 8 nicht
gezeigt ist, können
die verschiedenen, konkurrierenden Sekundärstationen einfach die entsprechenden
Backoff-Zeiten abwarten und zu jeder solchen Zeit sendet die Sekundärstation
ihre Antwort. Vermutlich wird die Primärstation auf die erste von den
konkurrierenden Sekundärstationen
an sie gesendete solche Antwort antworten, der Sekundärstation
gestatten, den aktiven Zustand anzunehmen und die verbleibenden
konkurrierenden Stationen weiter in einer nächsten oder nachfolgenden Episode
von Konkurrenzprozeduren konkurrieren lassen.
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Wie
oben diskutiert, können
nur unempfängliche
Sekundärstationen,
die gerade auf eine GPoll geantwortet haben, dann auf eine GPoll-CR
antworten. Der Abfrage-Controller in der Primärstation wartet weiter und
verarbeitet alle gültigen
und ungültigen Antworten
in der oben beschriebenen Weise, bis keine weiteren oder zusätzlichen
Antworten nach einer vorbestimmten zeitlichen Periode (oder "Überzeit": timeout) empfangen werden. Der Abfrage-Controller informiert
dann den Konkurrenzzugriffs-Controller darüber, dass keine Sekundärstationen
mehr antworten oder geantwortet haben. Der Konkurrenzzugriffs-Controller
kann dann den Abfrage-Controller
zu diesem Zeitpunkt anweisen, zusätzliche Konkurrenzzugriffsprozeduren
zu initiieren oder spezielle Abfrageprozeduren zu initiieren. Auf
diese Weise kann der Abfrage-Controller dynamisch auf die Netzwerkbelastung
antworten, wobei stärke
oder schwächere Konkurrenzzugriffspro zeduren
bereitgestellt werden, um die möglicherweise
variierenden Netzwerkerfordernisse zu erfüllen. Beispielsweise während Perioden,
in denen viele Sekundärstationen
hochgefahren werden können,
um in einem aktiven Zustand auf das Netzwerk zuzugreifen, kann der
Konkurrenzzugriffs-Controller
relativ häufiger
und wiederholter Konkurrenzprozeduren einrichten im Vergleich zu Perioden
geringeren Konkurrenzbedarfs.
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Entsprechend
wird, wie in 1 bis 8 gezeigt,
ein Verfahren zum Steuern (oder Bereitstellen) des Zugang zu einem
Netzwerk für
Informationssendung und -empfang offenbart, wobei das Netzwerk eine
Primärstation
aufweist, die mit einer Mehrzahl von Sekundärstationen über einen Kommunikationskanal
koppelbar ist, wobei die Mehrzahl von Sekundärstationen einen aktiven und
einen unempfänglichen
Zustand aufweist, wobei das Verfahren umfasst: (a) Bereitstellen
eines Netzwerkzugangs für eine
erste Sekundärstation
aus der Mehrzahl von Sekundärstationen
in einem aktiven Zustand, indem eine spezifische Abfrage von der
Primärstation
gesendet wird, wobei die spezifische Abfrage eine Identifizierung
der ersten Sekundärstation
aus der Mehrzahl von Sekundärstationen
in einem aktiven Zustand enthält;
(b) die Primärstation
empfängt
als Antwort auf die spezifische Abfrage Information von der ersten
Sekundärstation
in einem aktiven Zustand, die in der spezifischen Abfrage identifiziert
wurde (c) Senden einer allgemeinen Abfrage von der Primärstation
an wenigstens eine aus der Mehrzahl von Sekundärstationen in einem unempfänglichen
Zustand; (d) Empfangen von Information von einer aus der Mehrzahl
von Sekundärstationen
in einem unempfänglichen
Zustand als Antwort auf die allgemeine Abfrage; (e) Bestimmen, als
Antwort auf die allgemeine Abfrage, ob die in Schritt (d) empfangene
Information eine Überführungsanforderung
von einer zweiten identifizierten Sekundärstation in einem unempfänglichen
Zustand nach einer Überführung in
einen aktiven Zustand ist und im Fall, dass die empfangene Information
eine Überführungsanforderung
von einer zweiten identifizierten Sekundärstation ist, Überführen der
zweiten identifizierten Sekundärstationen
in einem unempfänglichen
Zustand in einen aktiven Zustand und Bereitstellen des Netzwerkzugangs
für die überführte, zweite
identifizierte Sekundärstation;
(f) dynamisches Bestimmen der Wiederholungsfrequenz der Schritte
(a) und (b) relativ zu der Wiederholungsfrequenz der Schritte (c)
bis (e) inklusive; und (g) Wiederholen der Schritte (a) und (b)
sowie der Schritte (c) bis (e) inklusive in relativer Proportion
zu der dynamisch bestimmten relativen Frequenz. Das Verfahren der
verschiedenen Ausführungsformen der
Erfindung kann weiter umfassen: (h) Unterhalten einer ersten Datenbank
von Adressen der Mehrzahl von Sekundärstationen, die in einem aktiven
Zustand sein könnten;
(i) Unterhalten einer zweiten Datenbank von Adressen der Mehrzahlen
von Sekundärstationen,
die in einem unempfänglichen
Zustand sein könnten.
Außerdem
kann das Verfahren der verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung
weiter ein Überprüfen der
ersten Datenbank und der zweiten Datenbank als Antwort auf die Information,
die als Antwort auf die spezifische Abfrage empfangen wurde, umfassen
sowie ein Überwachen
der ersten Datenbank und der zweiten Datenbank als Antwort auf die
in der Antwort auf die allgemeine Abfrage empfangene Information.
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Die
bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfasst weiter ein Bestimmen, ob die
von der Primär station
als Antwort auf die allgemeine Abfrage empfangene Information eine
Kollisionsinformation ist, und, falls dies der Fall ist, Senden einer
allgemeinen Abfrage zur Kollisionsauflösung von der Primärstation
an wenigstens eine aus der Mehrzahl von Sekundärstationen in einem unempfänglichen
Zustand; Empfangen von Informationen von wenigstens einer aus der
Mehrzahl von Sekundärstationen
in einem unempfänglichen
Zustand, die auf die vorangehende allgemeine Abfrage von Schritt (d)
geantwortet hatte; und Bestimmen, ob die als Antwort auf die allgemeine
Abfrage nach Kollisionsauflösung
empfangene Information eine Anforderung von einer dritten identifizierten
Sekundärstation
in einem unempfänglichen
Zustand nach Überführung in
einen aktiven Zustand ist und im Fall, dass die empfangene Information
eine Überführungsanforderung
von einer dritten identifizierten Sekundärstation ist, Überführen der
dritten identifizierten Sekundärstationen
in einem unempfänglichen
Zustand in einen aktiven Zustand und Bereitstellen des Netzwerkzugriffs
für die überführte dritte
identifizierte Sekundärstation.
Die bevorzugte Ausführungsform
kann auch ein Überprüfen der
ersten Datenbank und der zweiten Datenbank als Antwort auf die Information,
die als Antwort auf die allgemeine Abfrage nach Kollisionsauflösung empfangen
wurde, umfassen.
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Auch
können,
wie oben im Detail diskutiert, die verschiedenen Kollisionsauflösungsprozeduren der
bevorzugten Ausführungsform
ein Verzögern
einer Versendung von Informationen für eine Zeitspanne als Antwort
auf die allgemeine Abfrage nach Kollisionsauflösung von wenigstens einer der
Mehrzahl von Sekundärstationen,
die auf die vorangehende allgemeine Abfrage geantwortet hatte, enthalten.
Die Zeitspanne kann zufällig
bestimmt werden, kann zufällig
zwi schen einer oberen Grenze und einer unteren Grenze bestimmt werden
oder kann durch die Zeitspanne des Sendens eines Datenpaketes oder Datenrahmens
bestimmt werden.
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Die
bevorzugte Ausführungsform
kann auch ein Bestimmen, ob die als Antwort auf eine spezifische
Abfrage empfangene Information keine Antwortinformation darstellt,
d.h. effektiv keine wie auch immer geartete Information, ein Überführen einer
Sekundärstation,
von der wiederholt keine Antwortinformation als Antwort auf sequentielle
spezifische Abfragen, die die Sekundärstation identifizieren, empfangen
wurde, von einem aktiven Zustand in einen unempfänglichen Zustand sowie Überprüfen der
ersten Datenbank und der zweiten Datenbank als Antwort auf die Nicht-Antwort-Information,
die als Antwort auf die spezifische Abfrage empfangen wurde, enthalten.
Außerdem
enthält
die bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ein Bestimmen durch Zugreifen auf die
erste Datenbank, welche aus der Mehrzahl von Sekundärstationen
in einem aktiven Zustand sind, Bestimmen, ob die als Antwort auf
eine spezifische Abfrage empfangene Information ein Datenrahmen
oder ein Datenpaket ist, Bestimmen, ob die als Antwort auf die spezifische Abfrage
empfangene Information eine negative Bestätigung ist, und Bestimmen,
ob die von der Primärstation
als Antwort auf die allgemeine Abfrage keine Antwortinformation
ist.
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Andere
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung können
einzelne statt mehrere Datenbanken enthalten, so dass das Verfahren
der vorliegenden Erfindung ein Unterhalten einer Datenbank umfasst,
die Adressen der Mehrzahl von Sekundärstationen enthält, wobei
die Datenbank weiter Daten enthält,
die identifizieren, welche der Mehrzahl von Sekun därstationen
in einem unempfänglichen
Zustand sein könnten
und welche aus der Mehrzahl von Sekundärstationen in einem aktiven
Zustand sein könnten,
sowie Überprüfen der
Datenbank als Antwort auf Information, die als Antwort auf irgendeine aus
einer Mehrzahl von durch die Primärstationen versendeten Abfragen
empfangen wird.
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Wie
ebenfalls oben diskutiert, umfassen die verschiedenen Vorteile der
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung ein dynamisches Bestimmen der relativen
Frequenz der Versendung spezifischer Abfragen und allgemeiner Abfragen
durch: Erhöhen der
relativen Frequenz der Versendung spezifischer Abfragen als Antwort
auf steigende Netzwerkdatenübertragung
an die Primärstation,
Erhöhen
der relativen Frequenz der Versendung allgemeiner Abfragen als Antwort
auf eine Verringerung der Netzwerkdatenübertragung an die Primärstation
oder Erhöhen der
relativen Frequenz der Versendung allgemeiner Abfragen als Antwort
auf eine Erhöhung
der Frequenz von Kollisionsinformation, die als Antwort auf eine
Mehrzahl von allgemeinen Abfragen empfangen wird.
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Bei
anderen Varianten der hier beschriebenen Erfindung kann ein Frequenzverteilungs-
oder Kanalansatz eingesetzt werden anstelle eines Zeitverteilungsansatzes,
der oben unter Bezugnahme auf die 1 bis 8 diskutiert
wurde, oder in Kombination mit einem Zeitverteilungsansatz. Es wird
Bezug genommen auf 1. Der Abwärtskanal 18 und der
Aufwärtskanal 20 können physikalisch kombiniert
sein, beispielsweise als ein Koaxial- oder Twisted-Pair-Kabel. Jede
solche physikalische Übertragungsleitung
kann eine Übertragungsbandbreite haben,
die aus einer Mehrzahl von Kommunikationskanälen (auch als "Kanäle" bezeichnet) be steht,
von denen jeder eine vorbestimmte Bandbreite bei nicht-überlappenden
Frequenzen aufweist. Beispielsweise kann ein erster solcher Kanal
eine Bandbreite von 3 kHz in einem Frequenzbereich oder Band von
3 kHz bis 6 kHz haben, ein zweiter Kanal kann ebenfalls eine Bandbreite
von 3 kHz in einem zweiten Frequenzbereich oder Band von 6 kHz bis
9 kHz haben, ein dritter Kanal kann ebenfalls eine Bandbreite 3
kHz in einem dritten Frequenzbereich oder Band von 9 kHz bis 12
kHz haben u.s.w.. Auf diese Weise kann das Kommunikationsmedium
aus einer Mehrzahl von Abwärts-
und Aufwärtskommunikationskanälen bestehen,
von denen jeder eine vorbestimmte Bandbreite in einem vorbestimmten
Frequenzbereich oder Band hat.
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Bei
einer Ausführungsform
der Erfindung kann die Mehrzahl von Kanälen für die Aufwärtsrichtung beispielsweise
eine ungefähre
Bandbreite von 600 kHz, ungefähr
im Frequenzbereich von 5 bis 42 MHz des elektromagnetischen Kommunikationsspektrums
haben. Außerdem
können
im Rahmen der Planung eines asymmetrischen Datenkommunikationsmodells
mit möglicherweise
größerer Datenübertragung
in der Abwärtsrichtung
die Mehrzahl von Abwärts-Kommunikationskanälen jeweils
eine Bandbreite von 6 MHz, etwa im Frequenzbereich zwischen 50 und
750 MHz haben.
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Gemäß der hier
beschriebenen Erfindung kann jeder solche Frequenzkanal für spezifische
Abfrageprozeduren, für
Konkurrenzzugriffsprozeduren oder für sowohl spezifische Abfrage-
als auch Konkurrenzzugriffsprozeduren eingesetzt werden. Außerdem kann
jeder solche Kanal solche oben diskutierten Zeitverteilungsprozeduren
einsetzen. 9 ist ein schematisches Diagramm,
welches eine Mehrzahl von Frequenzkanälen illustriert, die die verfügbare Bandbreite
der gesamten Übertragungsleitung umfassen.
Es wird Bezug genommen auf 9. Die Übertragungsleitung
ist unterteilt in eine Mehrzahl von insgesamt (n) Frequenzkanälen. Wie
in 9 gezeigt, können
(n – x)
Kanäle
spezifischen Abfrageprozeduren gewidmet sein und (x) Kanäle können Konkurrenzzugriffsprozeduren
gewidmet sein. Auf ähnliche
Weise kann das Verhältnis
oder der Prozentsatz solcher Kanäle,
die spezifischen Abfragen oder Konkurrenzzugriff zugeordnet sind,
in Abhängigkeit
von Netzwerkbedürfnissen
variiert werden oder dynamisch als Antwort auf die potentiell sich ändernden Übertragungserfordernisse
des Netzwerk variiert werden.
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10 ist
ein schematisches Diagramm, welches eine Mehrzahl von Frequenzkanälen illustriert,
die die verfügbare
Bandbreite der gesamten Übertragungsleitung
in Verbindung mit den verschiedenen, oben im Detail diskutierten
Zeitverteilungsprozeduren umfasst. Wie in 10 gezeigt,
kann es (n – (x
+ a)) Kanäle
geben, die spezifischen Abfrageprozeduren gewidmet sind, und (x)
Kanäle,
die Konkurrenzzugriffsprozeduren gewidmet sind, und (a) Kanäle, in denen
sowohl spezifische Abfrage- als auch Konkurrenzzugriffsprozeduren
eingesetzt werden können.
Auf ähnliche
Weise kann das Verhältnis oder
der Prozentsatz solcher Kanäle,
die spezifischen Abfragen, Konkurrenzzugriff oder kombiniertem Konkurrenzzugriff
und spezifischen Abfragen zugeordnet sind, abhängig von Netzwerkbedürfnissen variiert
werden oder auf andere Weise dynamisch als Antwort auf die potentiell
sich verändernden Übertragungserfordernisse
des Netzwerks variiert werden.
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Wie
in den 1 bis 10 gezeigt, enthalten die verschiedenen
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Steuern und Bereitstellen
des Zugangs zu einem Netzwerk für
Informationsversendung und -empfang, wobei das Netzwerk eine Primärstation
aufweist, die mit einer Mehrzahl von Sekundärstationen über ein Kommunikationsmedium
koppelbar ist, wobei das Kommunikationsmedium eine Mehrzahl von
Kommunikationskanälen
aufweist, wobei jede der Mehrzahl von Sekundärstationen einen aktiven Zustand
und einen unempfänglichen
Zustand hat, wobei das Verfahren umfasst: (a) Bereitstellen eines
Netzwerkzugangs für eine
erste Sekundärstation
der Mehrzahl von Sekundärstationen
in einem aktiven Zustand durch Versenden einer spezifischen Abfrage
von der Primärstation auf
einem ersten Kommunikationskanal der Mehrzahl von Kommunikationskanälen, wobei
die spezifische Abfrage eine Identifizierung der ersten Sekundärstation
aus der Mehrzahl von Sekundärstationen in
einem aktiven Zustand enthält;
(b) die Primärstation
empfängt
als Antwort auf die spezifische Abfrage Information auf einem zweiten
Kommunikationskanal aus der Mehrzahl von Kommunikationskanälen von den
ersten Sekundärstationen
in einem aktiven Zustand, die in der spezifischen Abfrage identifiziert wurden;
(c) Senden einer allgemeinen Abfrage von der Primärstation
auf einem dritten Kommunikationskanal aus der Mehrzahl von Kommunikationskanälen an wenigstens
eine aus der Mehrzahl von Sekundärstationen
in einem unempfänglichen
Zustand; (d) Empfangen von Information auf einem vierten Kommunikationskanal
aus der Mehrzahl von Kommunikationskanälen von einer aus der Mehrzahl
von Sekundärstationen
in einem unempfänglichen
Zustand als Antwort auf die allgemeine Abfrage; (e) Bestimmen, ob
die in Schritt (b) als Antwort auf die allgemeine Abfrage empfangene
Information eine Überführungsanforderung
von einer zweiten identifizierten Sekundärstation in einem unempfänglichen
Zustand nach Überführung in
einen aktiven Zustand ist, und im Fall, dass die empfangene Information
eine Überführungsanforderung
von einer zweiten identifizierten Sekundärstation ist, Überführen der
zweiten identifizierten Sekundärstationen
in einem unempfänglichen
Zustand in einen aktiven Zustand und Bereitstellen eines Netzwerkzugang
für die überführte zweite
identifizierte Sekundärstation
auf wenigstens einem aus der Mehrzahl von Kommunikationskanälen; (f)
dynamisches Bestimmen der Wiederholungsfrequenz der Schritte (a)
und (b) relativ zu der Wiederholfrequenz der Schritte (c) bis (e)
einschließlich; und
(g) Wiederholen der Schritte (a) und (b) sowie der Schritte (c)
bis (e) einschließlich
in relativer Proportion zu der dynamisch bestimmten relativen Frequenz.
Die verschiedenen ersten, zweiten, dritten, vierten usw. Kommunikationskanäle können beispielsweise
separat oder unterschiedlich sein oder können in irgendeiner Permutation
oder Kombination kombiniert sein. Beispielsweise kann der erste
Kommunikationskanal derselbe sein, wie der zweite und vierte Kanal
und diese enthalten.
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Bei
dieser Ausführungsform
der Erfindung können
die Kollisionsauflösungsprozeduren
darüber hinaus
auch ein Bestimmen, ob die von der Primärstation als Antwort auf die
allgemeine Abfrage empfangene Information eine Kollisionsinformation
ist, Senden einer allgemeinen Abfrage zur Kollisionsauflösung von
der Primärstation
auf einem fünften
Kommunikationskanal aus der Mehrzahl von Kommunikationskanälen an wenigstens
eine aus der Mehrzahl von Sekundärstationen
in einem unempfänglichen Zustand,
Empfangen von Information auf einem sechsten Kommunikationskanal
aus der Mehrzahl von Kommunikationskanälen von wenigstens einer aus der
Mehrzahl von Sekundärstationen
in einem unempfänglichen
Zustand, die auf die vorangehende allgemeine Abfrage von Schritt
(d) geantwortet haben, und Bestimmen, ob die als Antwort auf die
allgemeine Abfrage nach Kollisionsauflösung empfangene Information
eine Anforderung von einer dritten identifizierten Sekundärstation
in einem unempfänglichen
Zustand nach Überführung in
einen aktiven Zustand ist und im Fall, dass die empfangene Information
die Überführungsanforderung
von einer dritten identifizierten Sekundärstation ist, Überführen der
dritten identifizierten Sekundärstation
in einem unempfänglichen
Zustand in einen aktiven Zustand und Bereitstellen eines Netzwerkzugangs
für die überführte, dritte
identifizierte Sekundärstation
auf wenigstens einem Kanal aus der Mehrzahl von Kommunikationskanälen enthalten.
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Diese
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann auch verschiedene Mittel und Wege zum
Optimieren der Netzwerkleistung umfassen, indem dynamisch eine "th_12 sf ive"-Frequenz der Versendung spezifischer
Abfragen und allgemeiner Abfragen bestimmt wird durch: Erhöhen der
relativen Frequenz der Versendung spezifischer Abfragen als Antwort
auf steigende Netzwerkdatenübertragung
an die Primärstation;
Erhöhen
der relativen Frequenz der Versendung allgemeiner Anfragen als Antwort auf
eine Verringerung der Netzwerkdatenübertragung an die Primärstation;
Erhöhen
der relativen Frequenz der Versendung allgemeiner Abfragen als Antwort
auf eine steigende Frequenz von Kollisionsinformation, die als Antwort
auf eine Mehrzahl von allgemeinen Abfragen empfangen wird; Erhöhen der
relativen Proportion der Mehrzahl von Kommunikationskanälen, die
der Versendung spezifischer Abfragen zugeordnet sind, als Antwort
auf stei gende Netzwerkdatenübertragung
zur Primärstation;
Erhöhen der
relativen Proportion der Mehrzahl von Kommunikationskanälen, die
der Versendung allgemeiner Abfragen zugeordnet sind, als Antwort
auf die Verringerung der Netzwerkdatenübertragung an die Primärstation;
und Erhöhen
der relativen Proportion der Mehrzahl von Kommunikationskanälen, die
der Versendung allgemeiner Abfragen zugeordnet sind, als Antwort
auf eine steigende Frequenz von Kollisionsinformation, die als Antwort
auf eine Mehrzahl von allgemeinen Abfragen empfangen wird.
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Im
Interesse der Kürze
wurden hier weitere Merkmale dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
die dieselben oder ähnlich
zu solchen sind, die zuvor erwähnt
wurden, nicht wiederholt, wie etwa Datenbankstruktur, Datenbanküberprüfung als Antwort
auf die verschiedenen verfügbaren
Abfragen, Verzögerung
und Bestimmung der Verzögerungszeit
der Sekundärstationen
in dem Kollisionsauflösungsprozess, Ändern einer
Sekundärstation von
einem aktiven Zustand in einen unempfänglichen Zustand als Antwort
auf wiederholtes Empfangen von Nicht-Antwort-Information und verschiedene
weitere zuvor diskutierte Merkmale und Vorteile.
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Verschiedene
Merkmale der Vorrichtungsausführungsformen
können
auch im Detail beschrieben werden. Beispielsweise eine Vorrichtung
zum Steuern oder Bereitstellen von Zugriff auf ein Netzwerk für Informationsversendung
und -empfang, wobei das Netzwerk eine Primärstation aufweist, die mit einer
Mehrzahl von Sekundärstationen über einen Kommunikationskanal
koppelbar ist, wobei jede aus der Mehrzahl von Sekundärstationen
einen aktiven Zustand und einen unempfänglichen Zustand aufweist,
wobei jede aus der Mehrzahl von Sekundärstationen weiter eine verschiedene
Adresse aufweist, wobei die Primärstation
einen Empfänger
aufweist, der mit dem Kommunikationskanal zum Empfangen von Information
von der Mehrzahl von Sekundärstationen
koppelbar ist, wobei die Primärstation
weiter einen Sender aufweist, der mit dem Kommunikationskanal zur
Versendung von Information an die Mehrzahl von Sekundärstationen
koppelbar ist; wobei die Netzwerkzugriffssteuerungsvorrichtung umfasst:
einen
zweiten Speicher, der eine zweite Datenbank speichert, wobei die
zweite Datenbank die Adressen einer Mehrzahl von Sekundärstationen
in einem unempfänglichen
Zustand enthält;
und
einen Controller, wobei der Controller mit dem ersten Speicher
und dem zweiten Speicher gekoppelt ist, wobei der Controller mit
dem Empfänger
und dem Sender koppelbar ist, wobei der Controller einer ersten
Sekundärstation
aus der Mehrzahl von Sekundärstationen
in einem aktiven Zustand Netzwerkzugang bereitstellt, indem eine
spezifische Abfrage gesendet wird, wobei die spezifische Abfrage
eine Adresse der ersten Sekundärstation
aus der Mehrzahl von Sekundärstationen
in einem aktiven Zustand enthält,
sowie durch Empfangen, als Antwort auf die spezifische Abfrage,
von Information von der ersten Sekundärstation in einem aktiven Zustand,
die in der spezifischen Abfrage identifiziert ist; wobei der Controller
weiter einer zweiten Sekundärstation
aus der Mehrzahl von Sekundärstationen
in einem unempfänglichen
Zustand Netzwerkzugang bereitstellt, indem eine allgemeine Abfrage
an wenigstens eine aus der Mehrzahl von Sekundärstationen in einem unempfänglichen
Zustand gesendet wird, indem Information von einer aus der Mehrzahl
von Sekundärstationen
in einem unempfänglichen
Zustand als Antwort auf die allgemeine Abfrage empfangen wird, indem
be stimmt wird, ob die als Antwort auf die allgemeine Abfrage empfangene
Information eine Überführungsanforderung
von einer zweiten identifizierten Sekundärstation in einem unempfänglichen
Zustand nach Überführung in
einen aktiven Zustand ist, und indem als Antwort auf eine Überführungsanforderung von
einer zweiten identifizierten Sekundärstation der Controller die
zweite identifizierte Sekundärstationen in
einem unempfänglichen
Zustand in einen aktiven Zustand überführt; wobei der Controller weiter
in Abhängigkeit
von der empfangenen Information dynamisch die Frequenz der Versendung
einer Mehrzahl von spezifischen Abfragen relativ zu der Frequenz der
Versendung einer Mehrzahl von allgemeinen Abfragen bestimmt, wobei
der Controller weiter anspricht, eine Mehrzahl von spezifischen
Abfragen und allgemeinen Abfragen in relativer Proportion zu der
dynamisch bestimmten relativen Frequenz zu versenden.
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Wie
oben diskutiert, kann der Controller der bevorzugten Vorrichtungsausführungsform
der vorliegenden Erfindung in einer Vielfalt von Formen verkörpert sein.
Beispielsweise kann der Controller ein Mikrocontroller, ein Prozessor,
ein Mikroprozessor sein oder er kann Teil einer größeren Vorrichtung,
wie etwa eines Computers, einer Workstation, eines Personalcomputers
etc. sein. Außerdem
kann die Vorrichtung unter einer Vielfalt von physikalisch separaten
Vorrichtungen verteilt sein. Beispielsweise kann die Vorrichtung
vollständig
in der Primärstation
selbst enthalten sein, kann teilweise in der Primärstation und
verschiedenen Zubehörvorrichtungen
enthalten sein und kann auch in Aspekten der Sekundärstation verteilt
sein. Die hier diskutierte Zeitverzögerungsschaltung kann beispielsweise
als Hardware, Firmware oder Software oder kann als Teil der Hardware und Programmierung
einer Sekundärstation
oder einer Primärstation
oder ihrer Komponenten enthalten sein.
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Wie
zuvor im Hinblick auf die Verfahrensaspekte der verschiedenen Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung angemerkt, kann die Speicherschaltung
ebenfalls eine Vielfalt von Formen aufweisen und kann separat, verteilt
oder kombiniert mit anderen Elementen und Merkmalen sein. Beispielsweise
können
der erste Speicher mit der ersten Datenbank und der zweite Speicher
mit der zweiten Datenbank tatsächlich
Teil einer Speicherschaltung sein. Die Speicheraspekte der Vorrichtung
können auch
in verschiedenen Formen verkörpert
sein, wie etwa RAM, ROM, EPROM, in diskreten Komponenten, wie einem
integrierten Schaltkreis oder Teil eines größeren integrierten Schaltkreises,
wie etwa eines Mikroprozessors.
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Die
bevorzugte Ausführungsform
der Vorrichtung kann auch enthalten, dass der Controller weiter
anspricht auf die als Antwort auf die spezifische Abfrage empfangene
Information, um die erste Datenbank, die in dem ersten Speicher
gespeichert ist, und die zweite Datenbank, die in dem zweiten Speicher
gespeichert ist, zu überprüfen; dass
der Controller weiter anspricht auf die als Antwort auf die allgemeine
Abfrage empfangene Information, um die erste Datenbank, die in dem
ersten Speicher gespeichert ist und die zweite Datenbank, die in
dem zweiten Speicher gespeichert ist, zu überprüfen.
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Bei
der bevorzugten Ausführungsform
kann der Controller der Vorrichtung auch bestimmen, ob die als Antwort
auf die allgemeine Abfrage empfangene Information eine Kollisionsinformation
ist. Als Antwort auf die Kollisionsinformation sendet der Controller
eine allgemeine Abfrage zur Kol lisionsauflösung an wenigstens eine aus
der Mehrzahl von Sekundärstationen
in einem unempfänglichen
Zustand; der Controller stellt weiter einer dritten Sekundärstation
Netzwerkzugang zur Verfügung,
indem Information von wenigstens einer aus der Mehrzahl von Sekundärstationen
in einem unempfänglichen
Zustand, die auf die vorangehende allgemeine Abfrage geantwortet
hatte, empfangen wird und indem bestimmt wird, ob die als Antwort
auf die allgemeine Abfrage nach Kollisionsauflösung empfangene Information eine
Anforderung von der dritten identifizierten Sekundärstation
in einem unempfänglichen
Zustand nach Überführung in
einen aktiven Zustand ist, und indem der Controller als Antwort
auf die Überführungsanforderung
von einer dritten identifizierten Sekundärstation die dritte identifizierte
Sekundärstation in
einem unempfänglichen
Zustand in einen aktiven Zustand überführt. Der Controller kann weiter
auf die als Antwort auf die allgemeine Abfrage nach Kollisionsauflösung empfangene
Information ansprechen, um die erste Datenbank, die in dem ersten
Speicher gespeichert ist, und die zweite Datenbank, die in dem zweiten
Speicher gespeichert ist, zu überprüfen. Der Controller
kann auch bestimmen, welche aus der Mehrzahl von Sekundärstationen
in einem aktiven Zustand sind, indem auf den ersten Speicher zugegriffen
und eine Adresse aus der ersten Datenbank abgerufen wird.
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Die
bevorzugte Ausführungsform
kann auch eine Zeitverzögerungsschaltung
enthalten, wobei die Zeitverzögerungsschaltung
eine Versendung von Information als Antwort auf die allgemeine Abfrage nach
Kollisionsauflösung
von wenigstens einer aus der Mehrzahl von Sekundärstationen, die auf die vorangehende
allgemeine Abfrage geantwortet hatten, für eine Zeitspanne verzögert. Die
Zeitverzögerungsschaltung kann
die Zeitspanne zufällig
bestimmen, kann die Zeitspanne zwischen einer oberen Grenze und
einer unteren Grenze bestimmen oder kann die Zeitspanne basierend
auf der Zeitspanne zum Senden eines Datenpaketes oder Datenrahmens
bestimmen.
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Der
Controller kann auch konfiguriert sein, irgendeines der verschiedenen,
zuvor diskutierten Merkmale durchzuführen. Beispielsweise bestimmt der
Controller als Antwort auf die Information, die als Antwort auf
die spezifische Abfrage empfangen wurde, ob die empfangene Information
eine Nicht-Antwort-Information ist. Der Controller überführt weiter als
Antwort auf wiederholtes Empfangen von Nicht-Antwort-Information als Antwort auf
sequentielle spezifische Abfragen, die eine Sekundärstation identifizieren,
die Sekundärstation
von einem aktiven Zustand in einen unempfänglichen Zustand und überprüft die erste
Datenbank und die zweite Datenbank als Antwort auf die Nicht-Antwort-Information, die
als Antwort auf die spezifische Abfrage empfangen wurde. Der Controller
kann auch bestimmen, ob die als Antwort auf die spezifische Abfrage
empfangene Information ein Datenrahmen ist, ob die als Antwort auf
die spezifische Abfrage empfangene Information eine negative Bestätigung ist
und ob die als Antwort auf die allgemeine Abfrage empfangene Information
eine Nicht-Antwort-Information ist.
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Der
Controller kann auch interne Hardware enthalten, wie etwa eine arithmetische
Logikeinheit, die verwendet werden kann, um die Netzwerkleistung
basierend auf der Netzwerkbenutzung und den Netzwerkbedürfnissen
zu optimieren. Beispielsweise kann der Controller die relative Frequenz
der Versendung spezifischer Abfragen und allgemeiner Abfragen bestimmen,
indem verschiedene Parameter optimiert werden, wie etwa durch: Erhöhen der
relativen Frequenz der Versendung spezifischer Abfragen als Antwort
auf steigende Netzwerkdatenübertragung
an die Primärstation;
Erhöhen
der relativen Frequenz der Versendung allgemeiner Abfragen als Antwort auf
eine Verringerung der Netzwerkdatenübertragung an die Primärstation;
Erhöhen
der relativen Frequenz der Versendung allgemeiner Abfragen als Antwort
auf eine steigende Frequenz von Kollisionsinformation, die als Antwort
auf eine Mehrzahl von allgemeinen Abfragen empfangen wird; Erhöhen der
relativen Proportion der Mehrzahl von Kommunikationskanälen, die
der Versendung spezifischer Abfragen zugeordnet sind, als Antwort
auf steigende Netzwerkdatenübertragung
an die Primärstation;
Erhöhen der
relativen Proportion der Mehrzahl von Kommunikationskanälen, die
der Versendung von allgemeinen Abfragen zugeordnet sind, als Antwort
auf sinkende Netzwerkdatenübertragung
an die Primärstation;
und Erhöhen
der relativen Proportion der Mehrzahl von Kommunikationskanälen, die
der Versendung allgemeiner Abfragen zugeordnet sind, als Antwort
auf eine steigende Frequenz von Kollisionsinformation, die als Antwort
auf eine Mehrzahl von allgemeinen Abfragen empfangen wird.
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Zusammenfassend
kann die bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Steuern oder Bereitstellen
von Zugang zu einem Netzwerk für
Informationsversendung und -empfang enthalten, wobei das Netzwerk
eine Primärstation
aufweist, die mit einer Mehrzahl von Sekundärstationen über ein Kommunikationsmedium koppelbar
ist, wobei die Mehrzahl von Sekundärstationen einen aktiven Zustand
und einen unempfänglichen
Zustand aufweist, wobei das Verfahren umfasst:
- (a)
Unterhalten einer Datenbank von Adressen der Mehrzahl von Sekundärstationen,
die in einem aktiven Zustand sein könnten,
- (b) Unterhalten einer zweiten Datenbank von Adressen der Mehrzahl
von Sekundärstationen, die
in einem unempfänglichen
Zustand sein könnten;
- (c) Bestimmen, welche der Mehrzahl von Sekundärstationen
in einem aktiven Zustand sind, indem auf die erste Datenbank zugegriffen
und eine erste identifizierende Adresse einer ersten Sekundärstation
aus der Mehrzahl von Sekundärstationen
in einem aktiven Zustand abgerufen wird;
- (d) Bereitstellen von Netzwerkzugriff für eine erste Sekundärstation
aus der Mehrzahl von Sekundärstationen
in einem aktiven Zustand, indem eine spezifische Abfrage von der
Primärstation
versendet wird, wobei die spezifische Abfrage die erste identifizierende
Adresse enthält;
- (e) die Primärstation
empfängt
als Antwort auf die spezifische Abfrage Information von der ersten Sekundärstation
in einem aktiven Zustand, die in der spezifischen Abfrage identifiziert
wurde;
- (f) Bestimmen, ob die als Antwort auf die spezifische Abfrage
empfangene Information ein Datenrahmen ist;
- (g) Bestimmen, ob die als Antwort auf die spezifische Abfrage
empfangene Information eine negative Bestätigung ist;
- (h) Überprüfen der
ersten Datenbank und der zweiten Datenbank als Antwort auf die Information,
die als Antwort auf die spezifische Abfrage empfangen wurde;
- (i) Senden einer allgemeinen Abfrage von der Primärstation
an wenigstens eine aus der Mehrzahl von Sekundärstationen in einem unempfänglichen
Zustand;
- (j) Empfangen von Information von einer aus der Mehrzahl von
Sekundärstationen
in einem unempfänglichen
Zustand als Antwort auf die allgemeine Abfrage;
- (k) Bestimmen, ob die in Schritt (j) als Antwort auf die allgemeine
Abfrage empfangene Information eine Überführungsanforderung von einer
zweiten identifizierten Sekundärstation
in einem unempfänglichen
Zustand nach Überführung in
einen aktiven Zustand ist, und im Fall, dass die empfangene Information
eine Überführungsanforderung von
einer zweiten identifizierten Sekundärstation ist, Überführen der
zweiten identifizierten Sekundärstationen
in einem unempfänglichen
Zustand in einen aktiven Zustand und Bereitstellen von Netzwerkzugang
für die überführte, zweite
identifizierte Sekundärstation
und Überprüfen der
ersten Datenbank und der zweiten Datenbank als Antwort auf die Überführungsanforderung;
- (l) Bestimmen, ob die in Schritt (j) als Antwort auf die allgemeine
Abfrage empfangene Information eine Kollisionsinformation ist, und
im Fall, dass die empfangene Information eine Kollisionsinformation
ist, Senden einer allgemeinen Abfrage zur Kollisionsauflösung von
der Primärstation
an wenigstens eine aus der Mehrzahl von Sekundärstationen in einem unempfänglichen
Zustand; Verzögern,
als Antwort auf die allgemeine Abfrage nach Kollisionsauflösung, einer
Versendung von Information von wenigstens einer aus der Mehrzahl von
Sekundärstationen,
die auf die vorangehende allgemeine Abfrage geantwortet hatten,
um eine zufällig
bestimmte Zeitspanne zwischen einer oberen Grenze und einer unteren
Grenze; Empfangen von Information von wenigstens einer aus der Mehrzahl
von Sekundärstationen
in einem unempfänglichen
Zustand, die auf die vorangehende allgemeine Abfrage von Schritt
(i) geantwortet hatten; Bestimmen, ob die als Antwort auf die allgemeine
Abfrage nach Kollisionsauflösung
empfangene Information eine Anforderung von einer dritten identifizierten
Sekundärstation
in einem unempfänglichen
Zustand nach Überführung in einen
aktiven Zustand ist, und im Fall, dass die empfangene Information
die Überführungsanforderung
von einer dritten identifizierten Sekundärstation ist, überführen der
dritten identifizierten Sekundärstationen
in einem unempfänglichen
Zustand in einen aktiven Zustand, Bereitstellen von Netzwerkzugriff
für die überführte, dritte
identifizierte Sekundärstation
und Überprüfen der
ersten Datenbank und der zweiten Datenbank als Antwort auf die Information,
die als Antwort auf die allgemeine Abfrage zur Kollisionsauflösung empfangen
wurde;
- (m) dynamisches Bestimmen der Wiederholungsfrequenz der Schritte
(c) bis (h) einschließlich
relativ zu der Wiederholungsfrequenz der Schritte (i) bis (l) einschließlich durch
Optimieren der relativen Frequenz basierend auf den Parametern: (m1)
Erhöhen
der relativen Frequenz der Versendung spezifischer Abfragen als
Antwort auf steigende Netzwerkdatenübertragung an die Primärstation;
(m2) Erhöhen
der relativen Frequenz der Versendung allgemeiner Abfragen als Antwort
auf sinkende Netzwerkdatenübertragung
an die Primärstation;
(m3) Erhöhen
der relativen Frequenz der Versendung allgemeiner Abfragen als Antwort auf
eine steigende Frequenz von Kollisionsinformation, die als Antwort
auf eine Mehrzahl von allgemeinen Abfragen empfangen wird; (m4)
Erhöhen
der relativen Proportion der Mehrzahl von Kommunikationskanälen, die
der Versendung spezifischer Abfragen zugeordnet sind, als Antwort
auf steigende Netzwerkdatenübertragung
an die Primärstation;
(m5) Erhöhen
der relati ven Proportion der Mehrzahl von Kommunikationskanälen, die
der Versendung allgemeiner Abfragen zugeordnet sind, als Antwort
auf sinkende Netzwerkdatenübertragung
an die Primärstation;
und (m6) Erhöhen
der relativen Proportion der Mehrzahl von Kommunikationskanälen, die
der Versendung allgemeiner Abfragen zugeordnet sind, als Antwort
auf eine steigende Frequenz von Kollisionsinformation, die als Antwort
auf eine Mehrzahl von allgemeinen Abfragen empfangen wird;
- (n) Wiederholen der Schritte (c) bis (h) einschließlich und
der Schritte (i) bis (l) einschließlich in relativer Proportion
zu der dynamisch bestimmten relativen Frequenz; und
- (o) Bestimmen, ob die als Antwort auf die spezifische Abfrage
empfangene Information eine Nicht-Antwort-Information darstellt, Überführen einer
Sekundärstation,
von der mehrfach als Antwort auf sequentielle spezifische Abfragen,
die die Sekundärstation
identifizieren, keine Antwortinformation empfangen wurde, von einem
aktiven Zustand in einen unempfänglichen
Zustand und Überprüfen der
ersten Datenbank und der zweiten Datenbank als Antwort auf die Nicht-Antwort-Information,
die als Antwort auf die spezifische Abfrage empfangen wurde.
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Der
Fachmann wird die vielen Vorteile der Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung gegenüber
derzeit benutzten Netzwerkprotokollen erkennen. Erstens stellt die
vorliegende Erfindung eine verbesserte Netzwerkleistung bereit,
indem der Zeitbetrag und die Bandbreite reduziert werden, die für das Zugreifen
auf unempfängliche
Sekundärstationen
verschwendet werden. Zweitens stellt die vorliegende Erfindung einen
effizienteren Ansatz zum Zugreifen auf unempfängliche Sekundärstationen
zur Verfügung
als dies mit bestehenden Protokollen, die eine Abfragedisziplin
einsetzen, möglich
ist.
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Darüber hinaus
gestattet die zentral gesteuerte (innerhalb der Primärstation)
Konkurrenzzugriffsdisziplin verbunden mit dem spezifischen Abfrageprotokoll
weniger komplexe und daher ökonomischere
Implementierung von Sekundärstationen.
Da es üblicherweise
sehr viel größere Anzahlen
von Sekundärstationen
als Primärstationen
in Computer- oder Kommunikationsnetzwerken gibt, kann die gesamte
Netzwerkimplementierung effizienter und ökonomischer sein. Umgekehrt
sind Konkurrenzzugriffsdisziplinen typischerweise in einer verteilten
Weise implementiert, wobei es sein kann, dass es keine Unterscheidung
zwischen Primär-
und Sekundärstationen
gibt, was es erforderlich macht, dass alle Stationen gleichermaßen komplex
und vermutlich teurer und weniger effizient sind.
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Eine
zentral gesteuerte Konkurrenzzugriffsdisziplin gestattet auch, dass
die relative Mischung aus Abfrage- und Konkurrenzdisziplinen dynamisch als
Antwort auf unterschiedlichen Netzwerkbedingungen verändert wird
(d.h. Konkurrenzzugriffsprozeduren werden häufiger arbeiten, wenn es eine
Anzahl unempfänglicher
Sekundärstationen
gibt, und weniger häufig,
wenn die Anzahl unempfänglicher Stationen
relativ zu der Anzahl aktiver Stationen abnimmt). Beim Stand der
Technik ist diese dynamische Zuordnung entweder nicht möglich oder
bei verteilten Implementierungen hoch komplex.
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Schließlich gestattet
die zentral konzentrierte Intelligenz über die Implementierung der
Primärstation
die nachfolgende Implementierung und Nutzung komplexerer und ausgefeilterer
Algorithmen, die von dem Konkurrenzzugriffs- Controller und dem Abfrage-Controller
eingesetzt werden, ohne dass Aufrüstungen der Sekundärstationen
erforderlich wären. Dies
stellt ein sehr viel ökonomischeres
und effizienteres Mittel zur Durchführung von Netzwerkaufrüstungen
und -Verbesserungen dar, als dies mit Netzwerken möglich ist,
bei denen die Protokollintelligenz verteilt ist.
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Aus
dem Vorangehenden wird man sehen, dass vielfältige Variationen und Modifikationen
durchgeführt
werden können,
ohne sich vom Geist und Umfang des neuen Konzeptes der Erfindung
zu entfernen. Es muss verstanden werden, dass im Hinblick auf die
hier illustrierten, spezifischen Verfahren und Vorrichtungen keine
Beschränkung
beabsichtigt ist oder hineingelegt werden sollte. Es ist natürlich beabsichtigt,
durch die anhängenden
Ansprüche
alle solche Modifikationen abzudecken, die in den Umfang der Ansprüche fallen.
Die Erfindung wird weiter definiert durch die nachfolgenden Ansprüche.