DE69433872T2

DE69433872T2 - Mediumzugriffssteuerungsschema für drahtlose lokale Netze mit verschachtelten Zeitmultiplexrahmen variabler Länge

Info

Publication number: DE69433872T2
Application number: DE69433872T
Authority: DE
Inventors: Frederic Jacques F-06640 La Tourraque Bauchot; Frederic Bernard Lefevre; Luc Louis Revardel
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1994-10-26
Filing date: 1994-10-26
Publication date: 2005-07-14
Anticipated expiration: 2014-10-27
Also published as: US5644576A; EP0709982A1; EP0709982B1; DE69433872D1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein die Datenübertragung und insbesondere eine derartige Datenübertragung in einem lokalen Netz (local area network, LAN). Speziell betrifft die Erfindung ein Protokoll zur Medienzugriffsteuerung (medium access control, MAC) für den drahtlosen Zugriff in einem LAN.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Aufgrund der Fortschritte in der digitalen Datenübertragung und bei privaten Datenübertragungssystemen hat der Bedarf nach drahtloser privater Datenübertragung stark zugenommen. Die Fortschritte in der Mobilfunktechnologie und die Zuwachsraten bei Mobilfunksystemen in den letzten Jahren haben gezeigt, dass es auf dem Markt eine starke Nachfrage nach standortunabhängiger Datenübertragung durch drahtlosen Zugriff gibt. Viele der heutigen drahtlosen Netzwerkarchitekturen sind überwiegend für die Sprachübertragung und die Weitverkehrsnutzung ausgelegt und optimiert. Im Zusammenhang mit der weiten Verbreitung von Personal Computern und tragbaren Computern sowie lokalen Netzen ist abzusehen, dass solche Datendienste und Anwendungen wie Datenserver-Zugriff, Client-Server-Ausführung und elektronische Post einen drahtlosen Zugang in der LAN-Umgebung benötigen, welche die verteilte Datenverarbeitung unterstützt. Da sich der Datenverkehr in seinen Eigenschaften und seinem Profil stark vom Sprechverkehr unterscheidet, muss das drahtlose Zugriffprotokoll den sehr dynamischen und blockweisen Verlauf des Datenverkehrs berücksichtigen.
In der US-Patentschrift 5 142 534 von Simpson et al. wird ein Sprachdaten-Übertragungssystem mit einer Basisnetzwerk-Steuereinheit beschrieben, welche mit einer Vielzahl stationärer Sender-Empfänger verbunden ist, um die Übertragung zu einer Vielzahl tragbarer Geräte zu gewährleisten. Bei diesem System finden das Frequenzspringen, das Zeitmultiplexen und der bedarfsgerechte Mehrfachzugriff Anwendung. Frequenzsprung-Funksignale beinhalten eine erste Gruppe benachbarter Daten aufnehmender Zeitschlitze, eine zweite Gruppe benachbarter Daten aufnehmender Zeitschlitze und einen zwischen den ersten und zweiten Zeitschlitzen befindlichen mittleren Zeitschlitz. Im mittleren Zeitschlitz sind Daten zur Systemsteuerung und Signalisierungsdaten zum Beispiel für die Registrierung oder Synchronisierung des tragbaren Geräts enthalten.
In der US-Patentschrift 5 123 029 von Bantz et al. wird ein Hybridschema für gesteuerten und wahlfreien Zugriff beschrieben, welches sich eines Streuspektrum-Datenübertragungsverfahrens mit Frequenzsprung bedient, welches in einem digitalen Funk-Datenübertragungssystem zwischen fernen Stationen und einem Computersystem in einem Gebäude realisiert wird. Dabei wird in diesem Streuspektrum-Übertragungssystem ein Frequenzsprung in zwei Intervalle aufgeteilt, sodass in jedem Intervall ein anderes Medienzugriffprotokoll angewendet werden kann. Bei dem Protokoll wird in einem Intervall ein zentralisiertes und in dem anderen Intervall ein dezentralisiertes Steuerschema verwendet, und die Intervalle können je nach Systemauslastung variiert werden.
In der US-Patentschrift 4 907 224 von Scoles et al. wird ein Verfahren zum Übertragen von Daten in paketvermittelten Netzen beschrieben, das ein konfliktfreies Mehrfachzugriffprotokoll bereitstellt, in welchem Knoten, die über den Netzwerkkanal übertragen wollen, während einer Vielzahl von Konkurrenz-Zeitschlitzen Reservierungsanforderungen senden, wobei die Anzahl der Konkurrenz-Zeitschlitze je nach Netzauslastung dynamisch gesteuert wird. Ein Knoten, der als Nächster die Kontrolle über den Kanal erhalten soll, empfängt die Kennungen von Knoten, welche die Reservierungsanforderungen übertragen und übermittelt vor dem Senden der Anwendungsdaten die Netzwerksteuerdaten, welche aus den Kennungen derjenigen Knoten bestehen, von denen erfolgreich Reservierungsanforderungen empfangen wurden. Die gesendeten Kennungen werden durch jeden Knoten empfangen und in einer identischen Warteschlange gespeichert, wodurch die Kontrolle über den Kanal auf der Grundlage der Reihenfolge weitergegeben wird, in welcher die Knotenkennungen an jedem Knoten vorkommen. Die übermittelten Netzwerksteuerdaten enthalten Reservierungsanforderungen, die während der Zeitdauer eines vorangehenden Konkurrenz-Zeitschlitzes empfangen wurden, Daten zur Warteschlangenkorrektur und Kennungen von Knoten, von denen der die Kontrolle ausübende Knoten Daten zu empfangen erwartet.
In „Dynamic Allocation of satellite capacity through packet reservation", Nat. Comput. Conf. AFIPS Conf. Proc., Bd. 42, S. 711–716, Juni 1973, von L. G. Roberts wird ein Vorschlag für ein MAC-Protokoll auf der Grundlage eines Reservierungsschemas für den Benutzer-Datenverkehr und eines Konkurrenzschemas für Reservierungen beschrieben.
In der kanadischen Patentanmeldung CA-A-2 115 211 des Anmelders wird ein adaptives MAC-Schema für ein drahtloses lokales Netz beschrieben, wobei das MAC-Protokoll auf einer fest vorgegebenen Zeitrahmenstruktur beruht.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein adaptives und leistungsfähiges MAC-Protokoll TDMA für den drahtlosen Zugriff in einer lokalen Umgebung in der Lage, sowohl den blockweisen Datenverkehr als auch synchrone Dienste wie zum Beispiel Sprache und Video zu unterstützen. Üblicherweise verwendete TDMA-basierte Protokolle zeichnen sich infolge einer in das Protokoll integrierten Latenzzeit durch Leistungseinschränkungen beim kontinuierlichen Empfang aus. Die vorliegende Erfindung beseitigt derartige Einschränkungen durch Verwendung einer Struktur von Zeitmultiplexrahmen variabler Länge mit Verschachtelung ankommenden und abgehenden Datenverkehrs. Es wird eine Paketvermittlungsarchitektur verwendet, in der mehrere ferne Stationen innerhalb einer bestimmten Zelle (kleine Zellen versorgen einen Bereich von einigen hundert Metern) über Funkkanäle mit einer Basisstation in Verbindung stehen, die mit einem stationären lokalen Netz verbunden sein kann. Ferne Stationen können mit begrenzter Reichweite sowohl innerhalb als auch außerhalb des Gebäudes arbeiten und verfügen über drahtlosen Zugriff zu den Basisstationen des Hauptnetzes. Beispielsweise kann man die Umgebung einer aus mehreren Bürogebäuden bestehenden Industrieanlage betrachten. Die Gebäude sind in Zellen aufgeteilt, welche über ein Hauptnetz wie zum Beispiel ein verdrahtetes LAN miteinander verbunden sind. Die vorliegende Erfindung widmet sich dem Problem des Mehrfachzugriffs innerhalb einer Zelle. Hierbei besteht das Hauptproblem darin, wie man die Bandbreite des durch alle fernen Stationen gemeinsam genutzten Funkkanals gerecht und dem Bedarf entsprechend aufteilen und einen hohen Durchsatz erreichen kann.
ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
Es wird ein Medienzugriffsteuerungsprotokoll (MAC) für den Zugriff auf einen gemeinsam genutzten Übertragungskanal mit Mehrfachzugriff für eine Vielzahl ferner Stationen auf eine Basisstation in einem LAN beschrieben. Die bevorzugte Ausführungsart der Beschreibung verwendet einen Funkfrequenz(HF)-Streuspektrumübertragungskanal und insbesondere einen langsamen Frequenzsprung-Funkkanal. Man kann jedoch dasselbe MAC-Protokoll für jedes andere gemeinsam genutzte Mehrfachzugriffmedium wie zum Beispiel einen Funkfrequenz- oder einen Infrarot(IR)kanal verwenden. Das MAC-Protokoll beruht auf einem Reservierungssystem für Benutzerdatenverkehr und ein Verfahren mit wahlfreiem Zugriff für den Steuerungs- und Signalisierungsverkehr. Dabei gibt es eine Struktur von Zeitmultiplexrahmen variabler Länge, bei der die Zeit in Zeitschlitze unterschiedlichen Typs A, B und C aufgeteilt wird. Zeitschlitze vom Typ A werden für den Ausgangskanal verwendet, der dem Datenverkehr von der Basisstation zu den fernen Stationen dient. Zeitschlitze vom Typ B werden für den Eingangskanal verwendet und dienen dem konfliktfreien Datenverkehr von den fernen Stationen zur Basisstation. Zeitschlitze vom Typ C werden für den Kanal mit wahlfreiem Zugriff zur Übertragung von Reservierungsanforderungen und von Daten von den fernen Stationen mittels eines Aloha-Zeitschlitzprotokolls in einem Konkurrenzmodus mit wahlfreiem Zugriff verwendet. Bei einer bevorzugten Ausführungsart der Erfindung sind die Zeitschlitze vom Typ C ausschließlich für die Übertragung von den fernen Stationen zur Basisstation vorgesehen. Die Basisstation legt die Struktur der Rahmen variabler Länge durch Einstellen der Anzahl der Zeitschlitze für jeden Typ A, B und C sowie durch Verschachtelung von Zeitschlitzsequenzen desselben Typs (A, B oder C) je nach Verkehrsaufkommen fest, die als Perioden vom Typ A, Typ B bzw. Typ C bezeichnet werden. Durch die Verschachtelung von Perioden verschiedenen Typs wird die Latenzzeit des Protokolls wesentlich verringert. Die Basisstation führt die Zuweisung der Perioden vom Typ A, B und C durch und ermittelt unter Verwendung von den fernen Stationen zurückgesendeter Daten die Anzahl der aktiv sendenden fernen Stationen. Diese Anzahl wird als Steuerzeichen an die fernen Stationen rundgesendet, damit diese ihre Übertragungsaktivitäten in den Zeitschlitzen vom Typ C steuern und somit eine hohe Übertragungsleistung erreichen können.
Im Allgemeinen betrifft die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung für ein Medienzugriffsteuerungsschema (MAC) in einem digitalen Kommunikationssystem, welches eine Vielzahl ferner Stationen, deren jede einen Sender-Empfänger zur Übertragung über ein gemeinsam genutztes Medium enthält, und eine Basisstation mit einem Sender-Empfänger zur Kommunikation mit den Sender-Empfängern jeder aus der Vielzahl der fernen Stationen über das gemeinsam genutzte Medium umfasst; wobei das Verfahren den Schritt des Definierens einer Folge von Zeitrahmen beinhaltet, während derer Nachrichten und Daten über das gemeinsam genutzte Medium übertragen werden, wobei jeder dieser Zeitrahmen in Zeitschlitze von mindestens drei Typen (A, B, C) eingeteilt wird, und zwar Zeitschlitze vom Typ A für die abgehende Übertragung von der Basisstation an die Vielzahl ferner Stationen, Zeitschlitze vom Typ B für die konfliktfreie ankommende Übertragung von der Vielzahl ferner Stationen zur Basisstation und Zeitschlitze vom Typ C für den konkurrierenden Zugriff auf die Vielzahl ferner Stationen zur Übertragung über das gemeinsam genutzte Medium. Das Verfahren der Erfindung umfasst die folgenden Schritte:
Einteilen der Folge von Zeitrahmen in eine Vielzahl von Zeitrahmen variabler Länge;
Zuweisen einer variablen Anzahl von Zeitschlitzen vom Typ A, Typ B und Typ C in mindestens einem aus der Vielzahl von Zeitrahmen variablere Länge; und
Verschachteln von Gruppen aufeinanderfolgender Zeitschlitze desselben Typs innerhalb des mindestens einen Zeitrahmens variabler Länge.
Wahlweise kann das Verfahren den Schritt des Einfügens von Zeitschlitzen vom Typ C nach jeder Gruppe aufeinanderfolgender Zeitschlitze desselben Typs (A oder B) oder das Einfügen von Zeitschlitzen vom Typ C am Ende des jeweiligen Zeitrahmens umfassen.
Wenn die Sender-Empfänger der Basisstation und der fernen Stationen die Frequenzsprung-Funksignalisierung über den Funkfrequenzkanal verwenden, beinhaltet das Verfahren den Schritt des Verteilens eines bestimmten Zeitrahmens auf eine oder mehrere Frequenzsprungperioden und zu diesem Zweck für das Frequenzspringen das Einfügen von Zeitschlitzen in den jeweiligen Zeitrahmen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine bildliche Darstellung eines digitalen Funk-Datenübertragungssystems der Art, in welchem die Erfindung realisiert wird, in einem Gebäude;
1A ist ein Blockschaltbild des in 1 gezeigten Systems, das als Hauptkomponenten eine ferne Station und eine Basisstation darstellt;
2 ist ein Blockschaltbild des zur Realisierung einer bevorzugten Ausführungsart der Erfindung verwendeten Funksystems;
3 ist eine Darstellung der Zeitrahmenstruktur des MAC-Protokolls gemäß der Erfindung;
4 ist ein Ablaufdiagramm der in einer Basisstation ablaufenden Logik im MAC-Protokoll der Erfindung;
5 ist ein Ablaufdiagramm der in einer fernen Station ablaufenden Logik im MAC-Protokoll der Erfindung;
6 ist ein Ablaufdiagramm zur Berechnung der Anzahl der noch wartenden Pakete in Periode A des MAC-Protokolls;
7 ist ein Ablaufdiagramm zur Berechnung der Anzahl der noch wartenden Pakete in Periode B des MAC-Protokolls;
8 ist ein Ablaufdiagramm des Verfahrens des MAC-Protokolls zur Zuweisung der Zeitschlitze vom Typ A, Typ B und Typ C;
9 ist ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Ermittlung der Anzahl der fernen Stationen, die eine Übertragung während der Zeitschlitze vom Typ C gemäß dem MAC-Protokoll anstreben;
10 ist ein detailliertes Ablaufdiagramm von Kasten 208 des Ablaufdiagramms von 9; und
11 und 12 sind jeweils schematische Abbildungen eines Bernoulli-Zufallszahlengenerators, der bei der Anwendung der Erfindung benutzt wird.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Es wird ein Medienzugriffsteuerungsprotokoll (MAC) beschrieben, das auf einem Reservierungsschema für den Benutzerdatenverkehr und einem Verfahren mit wahlfreiem Zugriff für den Steuerungs- und Signalisierungsverkehr beruht. Das vorgeschlagene Schema beruht auf einer Struktur von Zeitmultiplexrahmen variabler Länge, die aus Zeitschlitzen unterschiedlichen Typs gebildet ist. Durch Verschachteln von Zeitschlitzen vom Typ A, C und C erreicht man eine höhere Flexibilität und kann so eine Mischung von unvorhersehbarem und stark korrelierendem blockweisem Verkehr bewältigen und kann gleichzeitig bei Bedarf Bandbreite freihalten, um einen bestmöglichen Dienst und höchste Leistung bereitzustellen. Da Funkkanäle eine höhere Fehlerquote aufweisen als ein normaler drahtgebundener Kanal, müssen über die drahtlose Verbindung kleine Pakete übertragen werden. Deshalb muss eine Benutzerdatennachricht für die drahtlose Verbindung in kleine Pakete aufgeteilt werden. Das bedeutet, dass aus einer einzelnen Benutzernachricht oder -anforderung eine Gruppe von Datenpaketen entsteht, die mit möglichst geringer Verzögerung übertragen werden müssen. Für die synchrone kontinuierliche Übertragung von Sprache und Video ist eine garantierte Bandbreite erforderlich. Die Erfindung weist die folgenden Merkmale auf:

1. Einen für Reservierungsanforderungen verwendeten Steuerkanal mit wahlfreiem Zugriff und einen bedarfsgesteuerten Datenkanal auf Reservierungsbasis, und zwar jeweils einen zum Empfangen bzw. zum Senden.
2. Ein einheitliches Schema, das blockweisen interaktiven Datenverkehr und kontinuierliche Synchronübertragungen unterstützt.
3. Kleine Konkurrenz-Zeitschlitze, um mehr Benutzer zu bedienen und einen höheren Durchsatz zu erreichen.
4. Ein Verfahren zur flexiblen und dynamischen Wahl der Zeitrahmenlänge und Regelung des Verkehrsgemischs von Steuer- und Datenkanälen sowie der Empfangs- und Sendekanäle, um einen größtmöglichen Durchsatz zu erreichen und die Latenzzeit zu begrenzen.
5. Ein adaptives zustandsabhängiges Übertragungsschema mit wahlfreiem Zugriff für den Steuerkanal, um mittels eines Echtzeit-Schätzverfahrens einen möglichst großen Durchsatz zu erreichen.
6. Einen rechentechnisch leistungsfähigen und einfachen Bernoulli-Zufallsvariablengenerator.

In den Zeichnungen und insbesondere in 1 ist ein in einem Gebäude befindliches Funksystem für die Datenübertragung zwischen einer Vielzahl ferner Stationen 10, 12, 14 und 16 und den in einem Rechnersystem vorhandenen Anwendungen und Daten gezeigt. Das Rechnersystem enthält üblicherweise einen Funknetzmanager (wireless network manager, WNM) oder einen Funknetzcontroller 18 mit angeschlossenem Monitor 20 und Tastatur 22 eines allgemein mit der Bezugsnummer 24 bezeichneten lokalen Netzes (local area network, LAN) sowie eine Vielzahl angeschlossener (zur Vereinfachung nicht gezeigter) Arbeitsplatzrechner oder Personal Computer. Außerdem sind an das LAN ein oder mehrere Verbindungsrechner (Gateways) 26 und 28 angeschlossen, mit denen die fernen Stationen 10, 12, 14 und 16 in Verbindung stehen. Diese als Basisstationen bezeichneten Verbindungsrechner sind gemäß der Erfindung so erweitert, dass sie bestimmte Funktionen zur Verwaltung des Funksystems bereitstellen und mit diesen den Zugriff der fernen Stationen auf den gemeinsamen Funkkanal koordinieren. Die Datenübertragung zwischen den fernen Stationen wird über die Basisstationen 26 und 28 vermittelt. Genauer ist in 1A eine Basisstation 26 oder 28, welche ein herkömmlicher Mikrocomputer sein kann, mit LAN-Adapter 30 gezeigt, der in einem Bussteckplatz steckt und mit den LAN-Leitungen 32 verbunden ist. Auch der WNM 18, bei dem es sich üblicherweise ebenfalls um einen herkömmlichen Mikrocomputer handelt und in dem sich eine oder mehrere Direktzugriffs- Speichervorrichtungen (direct access storage device, DASD) wie zum Beispiel (nicht gezeigte) Festplatten befinden, hat einen in einem Bussteckplatz steckenden LAN-Adapter 34, der mit den LAN-Leitungen 32 verbunden ist. Die LAN-Adapter 30 und 34 sowie die LAN-Leitungen 32 stellen zusammen mit der LAN-Software das LAN 24 dar. Das LAN 24 ist in üblicher Weise aufgebaut und ist nicht Bestandteil der Erfindung. Die Basisstation 26 oder 28 hat auch einen als Leiterplatte ausgeführten Funk-Sender-Empfänger-Adapter 36, der in einem Bussteckplatz der Basisstation steckt. Der Sender-Empfänger-Adapter 36 enthält einen in herkömmlicher Weise gebauten Streuspektrum-Sender-Empfänger. Der Sender-Empfänger-Adapter 36 hat eine Antenne 38 zur Herstellung einer Funkverbindung 40 zwischen einer oder mehreren fernen Stationen 10, 12, 14 oder 16. Bei der fernen Station wiederum kann es sich um einen Taschen- oder Laptop-Computer herkömmlicher Ausführung handeln, der ebenso wie die Basisstation mit einer Antenne 42 und einem Sender-Empfänger-Adapter 44 ausgestattet ist, welcher ebenfalls als Leiterplatte in einem Bussteckplatz des Computers steckt. Der Sender-Empfänger-Adapter 44 enthält ebenso wie der Sender-Empfänger-Adapter 36 einen ähnlich gebauten Streuspektrum-Sender-Empfänger. Die Basisstation und die fernen Stationen sind ferner mit Software ausgestattet, die allgemein durch die Bezugsnummern 46 bzw. 48 bezeichnet werden und ihre jeweiligen Sender-Empfänger-Adapter unterstützen. 2 zeigt das gemeinsame Funksystem der fernen Stationen und der Basisstationen von 1. Zum Funksystem gehört ein über die Busschnittstelle 52 des Computers mit dem Computer 50 verbundener Sender-Empfänger-Adapter 36 oder 44. Der Sender-Empfänger-Bereich selbst ist in einen Funk-Sender-Empfänger 54, bei dem es sich um einen handelsüblichen Streuspektrum-Sender-Empfänger handeln kann, und ein spezielles Mikroprozessorsystem 56 aufgeteilt, das über die Schnittstelle 58 den Sender-Empfänger steuert. Das Mikroprozessorsystem 56 enthält ferner eine Systemschnittstelle 60, über die der Sender-Empfänger-Bereich mit dem Computerbereich 50 verbunden ist. Das Mikroprozessorsystem enthält einen speziellen Mikroprozessor 62 mit Zeitgebern (einer hochauflösenden Hardware zur Bestimmung von Zeitintervallen), wie sie bei Echtzeit-Mikroprozessorsystemen üblich sind. Der Mikroprozessor 62 ist über einen Speicherbus 64 mit dem Programmspeicher 66 und dem Datenspeicher 68 sowie mit den Schnittstellen 58 und 60 verbunden, die die Verbindung zur Busschnittstelle 52 bzw. zum Funk-Sender-Empfänger 54 bereitstellen. Bei dem Programmspeicher 66 handelt es sich üblicherweise um einen Nur-Lese-Speicher (read only memory, ROM) und beim Datenspeicher 68 um einen statischen oder dynamischen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (SRAM oder DRAM). Die empfangenen oder zum Senden vorgesehenen Pakete bleiben im Datenspeicher 68 gespeichert und werden unter der Kontrolle serieller Kanäle und einer (nicht gezeigten) DMA-Steuereinheit (direct memory access, Direktspeicherzugriff), die Bestandteil des Mikroprozessors 62 ist, über die Schnittstelle 58 vom oder zum Funk-Sender-Empfänger 54 übertragen. Die Funktion dieser seriellen Kanäle besteht darin, die Daten und die Steuerdaten in einer HDLC-Paketstruktur (high-level data link control, systemorientierte Datenverbindungssteuerung) zu verpacken und diese Pakete dem Funk-Sender-Empfänger 54 in serieller Form bereitzustellen. Weitere Informationen zur HDLC-Paketstruktur sind zum Beispiel zu finden bei: Mischa Schwartz, „Telecommunications Networks: Protocols, Modeling and Analysis", Addison-Wesley (1988).
Wenn der Funk-Sender-Empfänger 54 ein Paket empfängt, prüfen die seriellen Kanäle das Paket auf die Zieladresse und auf Fehler und führen eine Seriell-Parallel-Umsetzung durch, um das Paket im Datenspeicher 68 zu speichern. Die seriellen Kanäle müssen in der Lage sein, eine spezielle Adapteradresse sowie eine Rundsendeadresse zu erkennen. Spezielle Mikroprozessoren mit geeigneten Funktionen für serielle Kanäle und mit Zeitgebern sind der 68302 von Motorola und der HPC6400E von National Semiconductor. Der Computer 50 läuft mit einem Betriebssystem 70, das ein oder mehrere Benutzer-Anwendungsprogramme 72 unterstützt. Das Betriebssystem 70 kann einen Datenübertragungsmanager 74 haben oder dieser Datenübertragungsmanager kann selbst ein im Computer installiertes Anwendungsprogramm sein. In beiden Fällen steuert der Datenübertragungsmanager 74 über das Betriebssystem 70 einen Einheitentreiber 76. Der Einheitentreiber 76 wiederum steht über die Busschnittstelle 52 mit dem Sender-Empfänger-Adapter 36 oder 44 in Verbindung.
BESCHREIBUNG DES PROTOKOLLSYSTEMS
Die Struktur von Zeitmultiplexrahmen variabler Länge besteht gemäß 3 aus verschachtelten Zeitschlitzen vom Typ A, B und C zusammen mit Rahmen- und Frequenzsprung-Kopfdaten. Die Struktur und die Länge des Rahmens hängen vom Verkehrsaufkommen ab, und alle Rahmen beginnen mit einem Kopfdatenpaket SH, welches die Struktur des Rahmens beschreibt, und fahren mit verschachtelten Folgen zusammenhängender Zeitschlitze vom Typ A, B oder C fort, wobei man jede Folge zusammenhängender Zeitschlitze vom selben Typ als eine Periode bezeichnet. Während der Zeitschlitze vom Typ A dient die Funkverbindung ausschließlich der abgehenden Übertragung von Daten von der Basisstation zu den fernen Stationen sowie der Bestätigungen in umgekehrter Richtung. Der abgehende Datenverkehr sowohl der Steuerbefehle als auch der Daten geschieht innerhalb der Zeitschlitze vom Typ A. Während der Zeitschlitze vom Typ B dient die Funkverbindung ausschließlich der ankommenden Übertragung von Daten auf Reservierungsbasis von den fernen Stationen zur Basisstation sowie der Bestätigungen in umgekehrter Richtung. Während der Zeitschlitze vom Typ B wird nur ankommender Datenverkehr übertragen. Bei einer bevorzugten Ausführungsart der Erfindung dient die Funkverbindung während Zeitschlitzen vom Typ C der ankommenden konkurrierenden Datenübertragung von den fernen Stationen zur Basisstation und der Bestätigungen in umgekehrter Richtung. Ein Fachmann ist jedoch mit Leichtigkeit in der Lage, andere Anordnungen anzugeben, bei denen Zeitschlitze vom Typ C für die direkte Kommunikation zwischen den fernen Stationen eingesetzt werden, ohne dass die Basisstation als Vermittlung dient. Während der Zeitschlitze vom Typ C können sowohl die Steuerbefehle als auch der Datenverkehr übertragen werden. Ein Zeitschlitz vom Typ A dauert genauso lange wie ein Zeitschlitz vom Typ B, aber doppelt so lange wie ein Zeitschlitz vom Typ C. Bei einer bevorzugten Ausführungsart der Erfindung werden Zeitschlitze vom Typ C zu Paaren zusammengefasst und als C-Paare bezeichnet. Das Zuweisen der Zeitschlitze erfolgt durch einen im Adapter 26 oder 28 der Basisstation in 1A befindlichen Zeitplaner. Die Zeitschlitze werden entsprechend den augenblicklichen Verkehrsbedingungen jedem Zeitrahmen für ankommenden und abgehenden Datenverkehr zugewiesen, wobei die Länge eines Zeitrahmens variabel ist, wie man aus den sechs in 3 beispielhaft gezeigten Zeitrahmen (Zeitrahmen 0 bis Zeitrahmen 6) ersehen kann. Jede Reihe in 3 (80, 81, 82, 83) stellt eine Frequenzsprungperiode dar. Die Frequenzsprung-Kopfdaten (HH) werden vor dem Wechsel von der aktuellen Frequenz des Frequenzsprungmusters zur nächsten gesendet. Die Frequenz-Kopfdaten (FH) werden nach dem Wechsel der Frequenz gesendet. Sie dienen der Synchronisierung zwischen der Basisstation und den fernen Stationen und zum Erfassen des Frequenzsprungmusters und liefern Verkehrsdaten zum Zweck des Stromsparens. Die Zeitschlitz-Kopfdaten (SH) werden am Anfang jedes Zeitrahmens gesendet und enthalten Verkehrsdaten, welche die Struktur des Zeitrahmens darstellen und die zu erwartende Folge der verschachtelten Perioden vom Typ A, B und C beschreiben. Dabei ist jede Periode durch ihren Typ A, B oder C, durch die Anzahl der Zeitschlitze und die Ziel- und Quellenadresse der Zeitschlitze definiert. Bei einer bestimmten Ausführungsart der Erfindung können die Quellen- und Zieladressen für Zeitschlitze vom Typ C verwendet werden, die für die Direktübertragung zwischen fernen Stationen zugewiesen wurden, ohne die Basisstation als Vermittlung zu benötigen. 3 des ersten Frequenzsprungs 80 zeigt den letzten Teil des Zeitrahmens 0, der aus 4 Zeitschlitzen vom Typ A für den abgehenden Datenverkehr und einem folgenden C-Paar für ankommenden konkurrierenden Datenverkehr und Steuerbefehle sowie 3 Zeitschlitzen vom Typ B für ankommenden Datenverkehr auf Reservierungsbasis und 2 weiteren C-Paaren besteht. Es wird davon ausgegangen, dass die Kopfdaten SH des Zeitrahmens 0 bereits beim vorangehenden Frequenzsprung gesendet wurden, der in dieser Figur nicht dargestellt ist. Dann folgt der Zeitrahmen 1 (tf1), der mit Kopfdaten SH beginnt und von 2 C-Paaren gefolgt wird. Die Struktur des Zeitrahmens 2 ist der des Zeitrahmens 1 identisch. Zeitrahmen 1 und 2 veranschaulichen den von einer inaktiven Basisstation gesendeten Datenverkehr. Der Zeitrahmen 3 umfasst 3 Zeitschlitze vom Typ B, die für den ankommenden Datenverkehr auf Reservierungsbasis vorgesehen ist, und zwei darauf folgende C-Paare. Diese Art Datenverkehr ist dann anzutreffen, wenn die Basisstation keine Nachrichten an die fernen Stationen sendet. Der Zeitrahmen 4 überschreitet eine Frequenzsprunggrenze, die durch die Kopfdatenfolge HH/FH am Anfang des zweiten Frequenzsprungs 81 in 3 dargestellt ist. Der Zeitrahmen 4 besteht aus den Kopfdaten SH und nachfolgenden 9 Zeitschlitzen vom Typ A, einem C-Paar, 6 Zeitschlitzen vom Typ B und 2 C-Paaren. Die Kopfdatenfolge HH/FH wird nach den ersten 5 Zeitschlitzen vom Typ A des Zeitrahmens 4 eingefügt, um die Zeit für das Frequenzspringen zu reservieren. Der Zeitrahmen 5 überschreitet zwei Frequenzsprunggrenzen, die durch die Kopfdatenfolgen HH/FH am Anfang des dritten und des vierten Frequenzsprungs 82 und 83 dargestellt sind, und besteht aus 16. Zeitschlitzen vom Typ A, einem nachfolgenden C-Paar, 8 Zeitschlitzen vom Typ B, 1 C-Paar, 14 Zeitschlitzen vom Typ A, 1 C-Paar, 9 Zeitschlitzen vom Typ B und zwei C-Paaren. Die beiden Zeitrahmen 4 und 5 stellen ein mittleres bis hohes Verkehrsaufkommen dar. Sie zeigen, wie sich ein Zeitrahmen über zwei oder mehr Frequenzsprünge erstrecken kann. Außerdem zeigt der Zeitrahmen 5, wie Zeitschlitze unterschiedlichen Typs in demselben Zeitrahmen verschachtelt werden können. Man beachte, dass die Kopfdaten HH und FH zyklisch mit der konstanten Frequenzsprungperiode THOP gesendet werden, während sich das Senden der Kopfdaten SH nach den Verkehrsbedingungen richtet. So weit ist die physische Schicht aus der Sicht eines OSI-Modells von der MAC-Schicht getrennt. Die Zeitschlitze vom Typ C stellen den Steuerkanal für die Übertragung von Reservierungsanforderungen und Daten von den fernen Stationen an die Basisstation durch Direktzugriff mittels eines Aloha- Zeitschlitzprotokolls dar. Eine endliche Anzahl ferner Stationen konkurrieren auf dem Steuerkanal, um eine Anzahl von Zeitschlitzen (die einer Benutzernachricht entsprechen) auf dem Ausgangs- oder Eingangs-Datenkanal anzufordern. Die Zeitschlitze vom Typ A und B haben die gleiche Länge und nehmen jeweils ein Funkdatenpaket auf. Die Zeitschlitze vom Typ C sind üblicherweise kürzer, und zwar bei der bevorzugten Ausführungsart der Erfindung halb so lang wie die Zeitschlitze vom Typ A oder B, und zu Paaren von Zeitschlitzen zusammengefasst. Jeder dieser Zeitschlitze vom Typ C enthält ein Steuerdatenpaket. Die paarweise Verwendung von Zeitschlitzen vom Typ C für den Steuerkanal führt sowohl bezüglich der Anzahl der unterstützten Benutzer als auch der Bandbreitenausnutzung zu einer effektiveren Auslastung als bei Verwendung von Zeitschlitzen der vollen Länge. Das liegt daran, dass der Konkurrenzkanal nach dem Zeitschlitz-Aloha-Protokoll einen Durchsatz von 37% (d. h. 63% Leerlauf) und bei den Perioden vom Typ A und B eine 100%ige Auslastung erreicht. Somit bleibt nur im Steuerkanal Bandbreite ungenutzt, und die Verluste werden in der Erfindung dadurch auf ein Minimum verringert, dass die Zeitschlitze vom Typ C verkürzt werden. Während einer Periode vom Typ C kann sich jede ferne Station um den Kanal bewerben und ohne ausdrückliche Zuweisung durch die Basisstation eine Nachricht übertragen. Das Konkurrenzschema beruht in der Weise auf einem Zeitschlitz-Aloha-Protokoll, dass sich jede Station aus einer begrenzten Anzahl ferner Stationen darum bemüht, mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit p in einem bestimmten Zeitschlitz vom Typ C senden zu dürfen. Die stochastische Entscheidung, ob gesendet werden darf oder nicht, wird unabhängig von jeder der fernen Stationen getroffen. Wenn sich lediglich eine mobile Station um das Senden in einem Zeitschlitz bemüht, ist die Bewerbung dieser Station für die Übertragung erfolgreich. wenn sich mehr als eine Station um die Übertragung in einem Zeitschlitz bemühen, treffen ihre Bewerbungen aufeinander, und sie wiederholen ihre Bewerbung mit derselben Wahrscheinlichkeit p im nächsten Zeitschlitz vom Typ C. Das Maß dieser Wahrscheinlichkeit kann angepasst werden und wird durch die Basisstation von Zeitrahmen zu Zeitrahmen geändert. Im Folgenden wird ein Schätzalgorithmus zur Anpassung dieses Wertes p beschrieben. Die Basisstation informiert (mittels der Kopfdaten SH) zu Beginn des Zeitrahmens alle fernen Stationen über den neuen Wert p. Da keine Konflikte gefunden werden, wird eine Bestätigungsnachricht verwendet, den korrekten Empfang eines Pakets anzuzeigen. Deshalb müssen alle Paketübertragungen entweder einzeln oder als Gruppe bestätigt werden. Die Periode vom Typ C wird für die Übertragung der folgenden Datentypen verwendet:

1. Reservierungsanforderungen zur Identifizierung der fernen Stationen bei der Basisstation und zum Anfordern der Dienste von dort.
2. Anforderungen nach Übertragungszeit im Eingangskanal (Zeitschlitze vom Typ B).

Anforderungen nach Übertragungszeit können entweder für synchrone oder für asynchrone Dienste gelten. In der vorliegenden Erfindung wird unter einem synchronen Dienst die Herstellung einer Verbindung verstanden, deren Bandbreite für eine gegebene Zeitdauer ununterbrochen garantiert sein muss. Wenn eine ferne Station eine Reservierungsanforderung sendet, gibt sie die Art des angeforderten Dienstes und die Anzahl der Zeitschlitze für den asynchronen Dienst oder die Bandbreite für den synchronen Dienst an. Die Basisstation ordnet die Zuweisung der Zeitschlitze zeitlich ein und sendet jeder fernen Station den Zeitplan innerhalb der Paketkopfdaten SH zu. Beim asynchronen Datenverkehr werden die Zeitschlitze in jedem Rahmen für die Länge der Verbindungsdauer zugewiesen. Diese Zeitschlitze können irgendwo in einem Zeitrahmen positioniert werden. Beim synchronen Datenverkehr werden die Zeitschlitze für die angeforderte Zuweisung im ersten verfügbaren und den folgenden Zeitrahmen reserviert. Die Reservierungsanforderung kann also huckepack auf dem ersten Datenpaket übertragen werden, um die Konflikte auf dem Steuerkanal zu verringern. Die Basisstation sorgt für die zeitliche Einordnung aller empfangenen Anforderungen. Bei der bevorzugten Ausführungsart der Erfindung haben die verschiedenen Kopfdaten und Zeitschlitze folgende Länge:

– Kopfdaten HH und FH: 2 Millisekunden (ms)

– Kopfdaten SH: 8 ms

– Zeitschlitze vom Typ A und B: 4 ms

– Zeitschlitze vom Typ C: 2 ms
PROTOKOLLKOPFDATENPAKETE
Alle zwischen einer Basisstation und einer fernen Stationen ausgetauschten Daten werden in Form von HDLC-Pakten transportiert. Die Herstellung einer HDLC-Verbindung zwischen einer fernen Station und ihrer zugehörigen Basisstation erfolgt während der Zeit des Verbindungsaufbaus und entspricht einfach der Zuweisung einer HDLC-Adresse durch die Basisstation an die die Verbindung aufbauende ferne Station. Protokollkopfdatenpakete (HH, FH und SH) bedienen sieh der üblichen HDLC-Zeitrahmen. Am Anfang steht eine Markierungssequenz F, und darauf folgen die Ziel- und Quellenadressen (DA, SA), ein Steuerfeld C zur Kennzeichnung der Paketart und zur Weitergabe diverser Steuerdaten, die Datenfeldlänge L, die Informationsdaten, eine Rahmenprüfsequenz FCS und eine weitere Markierungssequenz F. Das Feld der Informationsdaten umfasst Felder mit einem Code, der die Paketart und die Länge der Datenfelder anzeigt, und ein Datenfeld. Die Protokollkopfdatenpakete werden im Informationsdatenfeld der HDLC-Pakete transportiert.
Tabelle 1 stellt die Struktur des bei der bevorzugten Ausführungsart der Erfindung verwendeten Pakets HH dar. Das Feld hh data enthält die Kennung des Funknetzes (NETID), die HDLC-Adresse BSID der Basisstation und die Frequenzen der beiden nächsten Frequenzsprünge NEXT_FREQ(1–2).
Tabelle 1: Protokollkopfdatenpaket HH
Tabelle 2 stellt die Struktur des bei der bevorzugten Ausführungsart der Erfindung verwendeten Pakets FH dar. Das Feld fh_data umfasst die NETID, die BSID, die aktuelle Frequenz CURR_FREQ und die Frequenzen der nächsten acht Frequenzsprünge NEXT_FREQ(1–8).
Tabelle 2: Protokollkopfdatenpaket FH
Tabelle 3 stellt die Struktur des bei der bevorzugten Ausführungsart der Erfindung verwendeten Pakets SH dar. Dieses Paket enthält eine Folge der beiden Datenfelder sh_data und sh_map. Das Feld sh_data umfasst die NETID, die BSID, die Frequenz NEXT_FREQ des nächsten Frequenzsprungs und einen Schätzwert K der Anzahl der eine Übertragung über die Zeitschlitze vom Typ C anstrebenden fernen Stationen. Das Feld sh_map enthält eine Liste von maximal 16 Vierersätzen (SLOT_MAP), welche die Reihenfolge der Zeitschlitze vom Typ A, B und C im nächsten Zeitrahmen wiedergibt, wobei Gruppen zusammenhängender Zeitschlitze desselben Typs zu Perioden zusammengefasst werden. Jede Vierergruppe hat eine Länge von vier Byte und enthält Daten über eine bestimmte Periode im nächsten Zeitrahmen. Das erste Byte enthält einen Code, welcher den Typ A, B oder C des ausgewählten Zeitschlitzes kennzeichnet, das zweite Byte enthält die HDLC-Adresse derjenigen Station, die während des bestimmten Segments des nächsten Zeitrahmens senden darf, das dritte Byte enthält die HDLC-Adresse der Empfangsstation, und das vierte Byte enthält die Anzahl der der Sendestation zugewiesenen Zeitschlitze des ausgewählten Typs. Bei den Zeitschlitzen vom Typ C wird als Quellenadresse die Rundsendeadresse angegeben, da sich jede ferne Station für die Zeitschlitze vom Typ C bewerben kann.
Tabelle 3: Protokollkopfdatenpaket SH
Arbeitsschritte in der Basisstation
In 4 ist eine Übersichtsdarstellung der in einer Basisstation ablaufenden Logik zu sehen. Nach dem Einschalten führt die Basisstation in Kasten 100 eine Initialisierungsprozedur aus. In Kasten 102 erstellt die Basisstation am Anfang eines Zeitrahmens auf der Grundlage der Sendeanforderungen für anstehende Ausgangspakete und der Reservierungsanforderungen für die Empfangsbandbreite die Paketkopfdaten SH und sendet diese in Kasten 104 an die fernen Stationen. Das durch die Basisstation zum Erstellen der Kopfdaten SH und insbesondere des Feldes SLOT_MAP der Kopfdaten SH verwendete Verfahren wird anhand 8 beschrieben. In Kasten 106 erstellt die Basisstation eine Tabelle, die als aktuelle Zeitschlitzfolgetabelle dient, und setzt den Wert des Zählers n auf 1. Die Basisstation verwendet die Zeitschlitzfolgetabelle zur Planung der geeigneten Reihenfolge der Zeitschlitze vom Typ A, B und C entsprechend der im Feld SLOT_MAP der Paketkopfdaten SH beschriebenen Liste. Außerdem dient diese Tabelle dazu, die Pakete HH und FH entsprechend der Frequenzsprunglänge einzufügen. Jede Position in der Zeitschlitzfolgetabelle stellt einen Zeitschlitz vom Typ A, B oder C oder einen HH/FH-Zeitschlitz für die Sprungfrequenz dar. Die folgende Tabelle 4 zeigt die Struktur der durch die Basisstation erstellten Zeitschlitzfolgetabelle zur Planung der Zeitschlitze auf der Grundlage der im Feld SLOT_MAP beschriebenen Liste.
Tabelle 4: Zeitschlitzfolgetabelle
Tabelle 4 enthält für jeden Vierersatz im Feld SLOT_MAP der Kopfdaten SH einen Eintrag, und jeder Eintrag enthält einen Index, an den sich der entsprechende Vierersatz in derselben Reihenfolge wie im Feld SLOT_MAP anschließt. Außerdem werden für die Übertragung der Kopfdaten HH und FH Zeitschlitze reserviert, um die Frequenzsprünge zu signalisieren, und zwar die Einträge n + 1 und n + 2 in Tabelle 4. Die Positionen der Einträge HH und FH in den Zeitschlitzfolgetabellen hängen nicht von den Verkehrsbedingungen, sondern ausdrücklich nur von der Zeit ab und beruhen nur auf der Länge der Frequenzsprünge. Solche HH- und FH-Einträge werden in den Zeitschlitzfolgetabellen zwangsläufig alle THOP Sekunden reserviert, wobei THOP der zeitliche Abstand der sich wiederholenden Frequenzsprünge ist. Mit anderen Worten, die HH- und FH-Einträge in der Zeitschlitzfolgetabelle beziehen sich auf die physische Schicht (Funkübertragung) des Kommunikationsprotokollstapels, während sich die A-, B- und CC-Einträge auf die MAC-Schicht beziehen.
In Kasten 108 holt die Basisstation den n-ten Eintrag in der Zeitschlitzfolgetabelle, der den entsprechenden Vierersatz im Feld SLOT_MAP der Kopfdaten SH enthält, wobei am Anfang jeder Zeitschlitzfolge mit dem ersten Vierersatz (N = 1) begonnen wird. In Kasten 109 wird geprüft, ob es sich bei dem n-ten Eintrag in der Zeitschlitzfolgetabelle um einen Eintrag vom Typ HH oder FH oder um einen Eintrag vom Typ MAC handelt. Falls es sich um einen Eintrag vom Typ MAC handelt, fährt die Basisstation mit Kasten 110 fort. Wenn das erste Byte des Vierersatzes im n-ten Eintrag in der Zeitschlitzfolgetabelle anzeigt, dass Zeitschlitze vom Typ A ausgewählt wurden, sendet die Basisstation in Kasten 110 für eine im vierten Byte desselben Vierersatzes angezeigte Anzahl von Zeitschlitzen im Reservierungsmodus an die ferne Station, deren Adresse durch das dritte Byte des Vierersatzes angezeigt wird. wenn das erste Byte des Vierersatzes anzeigt, dass Zeitschlitze vom Typ B ausgewählt wurden, erfährt die Basisstation in Kasten 112 von den fernen Stationen die Anzahl der Zeitschlitze, die im vierten Byte des n-ten Vierersatzes angezeigt werden. Wenn das erste Byte des n-ten Vierersatzes anzeigt, dass Zeitschlitze vom Typ C ausgewählt wurden, erfährt die Basisstation in Kasten 114 von den im Konkurrenzmodus mit der Wahrscheinlichkeit p = 1/K sendenden fernen Stationen die Anzahl der Zeitschlitze, die im vierten Byte des n-ten Vierersatzes angezeigt werden. Man beachte, dass es durch das in der Erfindung verwendete MAC-Schema möglich ist, dass eine ferne Station direkt an eine andere ferne Station senden kann, ohne sich einer Basisstation als Vermittlung zu bedienen; in einem solchen Fall werden als Ziel- und Quellenadresse des entsprechenden Vierersatzes die jeweiligen Adressen der sendenden und der empfangenden fernen Station angegeben. In Kasten 116 erhöht die Basisstation den Zähler N um 1 und kehrt wieder zu Kasten 108 zurück, wenn sich in Kasten 118 zeigt, dass in der aktuellen Zeitschlitzfolgetabelle noch weitere zu verarbeitende Einträge vorliegen. Wenn keine weiteren Einträge vorliegen, fährt die Basisstation in Kasten 120 mit der nächsten Zeitschlitzfolge fort. Sie ermittelt in Kasten 122 einen neuen Wert für K und springt zurück zu Kasten 102, um das nächste Paket SH zu erstellen. Das zur Ermittlung von K verwendete Verfahren wird in einem späteren Abschnitt anhand von 9, 10, 11 und 12 näher beschrieben. Wenn die Prüfung in Kasten 109 ergibt, dass es sich bei dem N-ten Eintrag in der Zeitschlitzfolgetabelle um HH- oder FH-Kopfdaten handelt, fährt die Basisstation mit Kasten 111 fort, wenn es sich bei dem N-ten Eintrag um einen HH-Eintrag handelt, sendet die Basisstation die HH-Kopfdaten und schaltet in Kasten 111 ihren Funk-Sender-Empfänger auf die nächste Frequenz um. Wenn es sich bei dem N-ten Eintrag um einen FH-Eintrag handelt, sendet die Basisstation in Kasten 113 die FH-Kopfdaten. Nach der Verarbeitung des HH- oder FH-Eintrags erhöht die Basisstation in Kasten 116 den Zähler N und 1 und fährt mit dem nächsten Eintrag fort.
Arbeitsschritte in der fernen Station
In 5 ist eine Übersichtsdarstellung der in einer fernen Station ablaufenden Logik zu sehen. Nach dem Einschalten führt die ferne Station in Kasten 124 eine Initialisierungsprozedur aus und stellt interne Parameter ein. Dann wird sie mit der Basisstation synchronisiert und beginnt in Kasten 126 auf Empfangsbereitschaft für die Kopfdaten des nächsten SH-Paketes. Wenn die ferne Station die Kopfdaten eines SH-Paketes empfängt, erstellt sie in Kasten 128 die Zeitschlitzfolgetabelle, welche die Zeitschlitzfolge des in den empfangenen Kopfdaten SH enthaltenen Feldes SLOT_MAP wiedergibt, und setzt den Zähler N auf 1. In Kasten 130 empfängt die ferne Station den N-ten Eintrag in der Zeitschlitzfolgetabelle und beginnt am Anfang jeder Zeitschlitzfolge mit dem ersten Eintrag (N = 1). In Kasten 131 stellt die Basisstation fest, ob es sich bei dem N-ten Eintrag um einen Eintrag vom Typ MAC oder um einen Eintrag vom Typ HH/FH handelt. Wenn der Eintrag vom Typ MAC ist, fährt die Basisstation mit Kasten 132 fort. Wenn das erste Byte des im N-ten Eintrags enthaltenen Vierersatzes anzeigt, dass Zeitschlitze vom Typ A ausgewählt wurden, empfängt die durch das dritte Byte des Vierersatzes adressierte ferne Station in Kasten 132 eine Anzahl der Zeitschlitze vom Typ A, die im vierten Byte des Vierersatzes angezeigt wird. Ein Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, dass die übrigen fernen Stationen mit einer anderen HDLC-Adresse für die Dauer der Zeitschlitze vom Typ A einen Stromsparmodus einschalten. Wenn das erste Byte des Vierersatzes anzeigt, dass Zeitschlitze vom Typ B ausgewählt wurden, sendet diejenige ferne Station, deren HDLC-Adresse mit dem dritten Byte des Vierersatzes übereinstimmt, in Kasten 134 im Reservierungsmodus während einer Anzahl von Zeitschlitzen vom Typ B, welche im vierten Byte des Vierersatzes angezeigt wird. Die übrigen fernen Stationen mit einer anderen HDLC-Adresse schalten für die Dauer der Zeitschlitze vom Typ B einen Stromsparmodus ein. Wenn das erste Byte des Vierersatzes anzeigt, dass Zeitschlitze vom Typ C ausgewählt wurden, können in Kasten 136 alle fernen Stationen im Konkurrenzmodus während der Anzahl von Zeitschlitzen vom Typ C senden, welche durch das vierte Byte des Vierersatzes angezeigt wird. Stationen ohne weitere anstehende Übertragungsanforderungen schalten für die Dauer der Zeitschlitze vom Typ C einen Stromsparmodus ein. In Kasten 138 erhöht die ferne Station den Zähler N um 1. Wenn sich in dem Feld SLOT_MAP der aktuellen Kopfdaten SH noch weitere Vierersätze befinden, springt die ferne Station zurück zu Kasten 130, um in Schritt 140 den nächsten Eintrag der Zeitschlitzfolgetabelle zu verarbeiten. Wenn sich in der aktuellen Zeitschlitzfolgetabelle kein weiterer Eintrag befindet, fährt die ferne Station mit Schritt 142 fort und springt zurück zu Kasten 126, um die Kopfdaten SH des nächsten Pakets zu empfangen. Wenn die in Kasten 131 durchgeführte Prüfung ergibt, dass es sich bei dem N-ten Eintrag in der Zeitschlitzfolgetabelle um einen Eintrag vom Typ HH oder FH handelt, fährt die Basisstation mit Kasten 133 fort. Wenn es sich bei dem aktuellen Eintrag um einen Eintrag vom Typ HH handelt, empfängt die Basisstation in Kasten 133 die in Kasten 111 in 4 von der ihr zugehörigen Basisstation gesendeten Kopfdaten HH und schaltet ihren Funk-Sender-Empfänger auf die nächste Frequenz um. Wenn es sich bei dem Eintrag der aktuellen Zeitschlitzfolgetabelle um einen Eintrag vom Typ FH handelt, empfängt die ferne Station in Kasten 135 die in Kasten 113 in 4 von ihrer Basisstation gesendeten Kopfdaten FH. Anschließend fährt die Basisstation in Kasten 138 fort, den Zähler N um 1 zu erhöhen und ab Kasten 140 den nächsten Eintrag in der Zeitschlitzfolgetabelle zu verarbeiten.
VERSCHACHTELUNG VON ZEITSCHLITZEN
Zur Regelung der MAC-Inhalte der durch das Gemisch und die Dauer der Perioden vom Typ A, B und C definierten Zeitschlitzfolgen wird ein adaptives Verfahren verwendet, um rasch auf geänderte Verkehrsbedingungen reagieren zu können. Die Struktur der Zeitschlitzfolge wird in Kasten 102 von 4 am Anfang jeder Zeitschlitzfolge berechnet. Die Zuweisung der Zeitschlitze erfolgt ausgewogen zwischen abgehendem und ankommendem Datenverkehr unter Verwendung eines Warteschlangen-Austauschalgorithmus. Für die Zeitschlitze vom Typ C wird eine Mindestbandbreite vorgehalten, damit der Steuerkanal effektiv arbeiten kann und eine neue ferne Station eine Periode vom Typ C ungleich null zum Durchführen der Registrierung antrifft, wenn sie in die Zelle der Basisstation gelangt.
Bei dem beschriebenen Verfahren handelt es sich um ein zentralisiertes Schema, das in der Basisstation verwaltet wird. Die Basisstation plant gemäß 6 und 7 die Zeitschlitze vom Typ A und B anhand der Länge QA und QB der Warteschlangen (also des zur Übertragung anstehenden Verkehrs) für den Datenverkehr vom Typ A und B. Die Berechnung von QA und QB erfolgt durch die Basisstation. In Kasten 159 von 6 hat die Basisstation die Variable QA gespeichert, welche die Gesamtzahl der „wartenden Ausgangspakete" darstellt, die in Zeitschlitzen vom Typ A gesendet werden sollen. Für jeden neuen in Kasten 160 durch die Basisstation zur Übertragung empfangenen Ausgangsdaten-Zeitrahmen wird QA in Kasten 161 um die Anzahl der Pakete erhöht, die zur Übertragung des entsprechenden Puffers benötigt werden. Für jedes in Kasten 162 während der Periode vom Typ A übertragene Paket wird QA in Kasten 164 um eins erhöht, wenn die ferne Station das Paket in Kasten 163 erfolgreich empfangen hat (d. h. eine Bestätigung empfangen wird). Wenn das Paket in Kasten 163 nicht erfolgreich empfangen wurde, wird QA in Kasten 164 um eins verringert, und die Routine springt zurück zu Kasten 160.
In Kasten 169 von 7 hat die Basisstation die Variable QB gespeichert, welche die Gesamtzahl der während der Zeitschlitze vom Typ B durch die Basisstation von den fernen Stationen zu empfangenden „wartenden Empfangspakete" darstellt. Für jede in Kasten 170 von einer fernen Station empfangenen Zeitschlitz-Zuweisungsanforderung wird QB in Kasten 171 um die Anzahl der benötigten Zeitschlitze erhöht. Für jedes in Kasten 172 während der Periode vom Typ B übertragene Paket wird QB in Kasten um eins verringert, wenn das Paket in Kasten 173 erfolgreich durch die Basisstation empfangen wurde (d. h. eine Bestätigung empfangen wird). Wenn dies nicht der Fall ist (z. B. wenn ein Paket verloren gegangen ist, also aufgrund einer Funkstörung nicht erfolgreich empfangen wurde), bleibt QB unverändert. In beiden Fällen kehrt die Routine dann wieder zurück zu Kasten 170.
Bei einer bevorzugten Ausführungsart der Erfindung wird jedem Ausgangspaket ein Zeitschlitz vom Typ A und jedem Eingangspaket ein Zeitschlitz vom Typ B zugewiesen. Der Zeitschlitz-Zuweisungsalgorithmus ist gemäß Kasten 102 in 4 am Anfang jeder Zeitschlitzfolge aktiv, und die Struktur der aktuellen Zeitschlitzfolge wird im Feld SLOT_MAP der Kopfdaten SH rundgesendet. Der Zeitplanungsalgorithmus weist jeweils Zeitschlitze vom Typ A oder vom Typ B zu und fügt zwischen die Zeitschlitze vom Typ A und B NC1 Paare von Zeitschlitzen vom Typ C ein, wobei bei einer bevorzugten Ausführungsart der Erfindung NC1 = 1 ist. An das Ende jeder Zeitschlitzfolge werden auch NC2 Paare von Zeitschlitzen vom Typ C angehängt, wobei bei einer bevorzugten Ausführungsart der Erfindung NC2 = 2 ist. Infolgedessen bestehen die Zeitschlitzfolgen aus einer Reihe verschachtelter Perioden vom Typ A, B oder C. Dem Fachmann ist es einfach möglich, Werte für NC1 und NC2 zu finden, die sich für die speziellen Verkehrsbedingungen eignen, und man kann andere Anordnungen angeben, bei denen die Zeitschlitze vom Typ C nach einem anderen Schema eingefügt werden, zum Beispiel kann man die Zeitschlitze vom Typ C nach jeder Folge zusammenhängender Perioden vom Typ A und B einfügen. Beispiele von Zeitschlitzfolgen sind im Zusammenhang mit 3 beschrieben worden. Man beachte, dass die Dauer einer Zeitschlitzfolge, die als Zeitrahmen bezeichnet wird, kürzer oder länger als eine Frequenzsprungperiode (THOP) sein und über mehrere Frequenzsprungperioden hinweg reichen kann. Die Zeitschlitze werden auf Datenrahmenbasis zugewiesen, und das bedeutet, dass die Datenrahmen in Pakete aufgeteilt werden, denen mit Ausnahme von Wiederholungsfällen Zeitschlitze im selben Zeitrahmen zugewiesen werden. Die Länge der Zeitschlitzfolgen ist auf die maximale Anzahl Nd begrenzt, welche die Gesamtzahl der Perioden vom Typ A, B oder C in einer Zeitschlitzfolge angibt. Wählt man beispielsweise Nd gleich 16, so ist die maximale Länge einer Zeitschlitzfolge auf insgesamt 8 Perioden vom Typ A oder 8 Perioden vom Typ B begrenzt, auf die jeweils eine Periode vom Typ C folgt. Das Begrenzen der Länge einer Zeitschlitzfolge durch die Wahl einer maximalen Anzahl der Perioden vom Typ A und B reicht nicht aus, um den Zugang zum Kommunikationskanal gerecht zu regeln, wenn der Datenverkehr vom Typ A und B nicht ausgewogen ist, d. h., wenn entweder die Eingangs- oder die Ausgangswarteschlange leer ist. Wenn zum Beispiel QB gleich 0 ist, bedeutet dies, dass keine Pakete zum Empfang anstehen und die Länge der nächsten verfügbaren Perioden in der aktuellen Zeitschlitzfolge begrenzt wird, um diese ausschließlich für Zeitschlitze vom Typ A zu verwenden. Wenn man findet, dass die Zähler QB bzw. QA den Wert 0 erreichen, wird höchstens eine zusätzliche Periode vom Typ A bzw. B in der aktuellen Zeitschlitzfolge eingeplant, auch wenn die maximale Anzahl Nd der Perioden noch nicht erreicht wurde. Die Anzahl der dieser letzten Periode zugewiesenen Zeitschlitze wird dadurch begrenzt, dass man eine maximale Anzahl Nt von Zeitschlitzen festlegt. Dadurch verhindert der Algorithmus, dass der Kommunikationskanal zu lange durch den ankommenden oder den abgehenden Datenverkehr in Anspruch genommen wird. Durch die Begrenzung der Länge der Zeitschlitzfolgen wird die Latenzzeit des Netzwerks insbesondere bei rasch wechselnden Verkehrsbedingungen in der einen Richtung verbessert, die die Latenzzeit des Netzwerks für den Datenverkehr in der anderen Richtung beeinflussen können.
8 zeigt den durch die Basisstation ausgeführten Zeitplanalgorithmus zur Herstellung der MAC-Struktur der Zeitschlitzfolgen, die durch das Feld SLOT_MAP in den Paketkopfdaten SH angegeben werden. Diesen Algorithmus verwendet die Basisstation in Kasten 102 von 4 zum Erstellen des Feldes SLOT_MAP der Kopfdaten SH für die aktuelle Zeitschlitzfolge. In Kasten 180 beginnt die Basisstation mit dem Definieren der beiden Warteschlangen CurQ und AltQ. Die aktuelle Warteschlange CurQ wird als Ausgangswarteschlange mit der Bezeichnung A initialisiert, die mit dem Zähler QA verknüpft ist. Die zweite Warteschlange AltQ wird als Eingangswarteschlange mit der Bezeichnung B initialisiert, die mit dem Zähler QB verknüpft ist. Die Logik des Zeitschlitz-Planungsverfahrens verläuft über zwei Pfade. Der erste Pfad besteht aus Kasten 181 bis 186 und wird ausgeführt, wenn die beiden Warteschlangen DurQ und AltQ nicht leer sind, weshalb der Prozess auf diesem Pfad abwechselnd Perioden vom Typ A und B zuweist, nach denen jeweils NC1 Zeitschlitze vom Typ C folgen, bis die maximale Länge Nd der Zeitschlitzfolge erreicht ist. Der zweite Pfad besteht aus Kasten 188 bis 192 und wird ausgeführt, wenn entweder die Warteschlange CurQ oder AltQ leer ist. Auf diesem Pfad werden der verbleibenden nicht leeren Warteschlange so lange Zeitschlitze zugewiesen, bis die maximale Anzahl Nt der Zeitschlitze oder die maximale Länge Nd der Zeitschlitzfolge erreicht ist.
Auf dem ersten Pfad prüft die Basisstation in Kasten 181 die aktuelle Warteschlange CurQ auf wartende Übertragungsanforderungen. CurQ kann gemäß der folgenden Erläuterung gleich der Warteschlange A oder gleich B gesetzt werden. Beispielsweise soll der Fall der Warteschlange A angenommen werden. Die Prüfung der aktuellen Warteschlange besteht in diesem Fall darin, den Wert QA zu prüfen. Wenn QA gleich 0 ist, bedeutet dies, dass die aktuelle Warteschlange leer ist, der Prozess in Kasten 187 fortgesetzt und die zweite Warteschlange zur aktuellen Warteschlange wird und der Prozess ab Kasten 188 dem zweiten Logikpfad folgt. In Kasten 182 prüft die Basisstation die zweite Warteschlange AltQ, d. h. die Warteschlange B, auf wartende Empfangsübertragungsanforderungen. Wenn QB gleich 0 ist, bedeutet dies, dass die Eingangswarteschlange Q leer ist und der Prozess in Kasten 189 zum zweiten Logikpfad wechselt. Wenn die beiden Warteschlangen CurQ und AltQ nicht leer sind, weist die Basisstation in Kasten 183 dem nächsten Datenrahmen in der aktuellen Warteschlange CurQ eine Periode der Zeitschlitzfolge zu. Die Anzahl der Zeitschlitze wird so gewählt, dass sie in den gesamten Datenrahmen passen. Zeitschlitze vom Typ A werden abgehenden Datenrahmen und Zeitschlitze vom Typ B ankommenden Datenrahmen zugewiesen. Im Verlauf der Verarbeitung in Kasten 183 wird der Datenrahmen aus der aktuellen Warteschlange entfernt, nachdem ihm eine Periode in der Zeitschlitzfolge zugewiesen wurde. Dann prüft die Basisstation in Kasten 184 die Länge der Zeitschlitzfolge. Wenn die Gesamtzahl der Perioden vom Typ A, B und C größer als oder gleich (Nd – 1) ist, hat die Zeitschlitzfolge ihre maximale Länge erreicht, und der Prozess springt zu Kasten 192, um NC2 C-Paaren Zeitschlitze zuzuweisen, welche die Nachfolgeperiode der Zeitschlitzfolge bilden. Wenn die maximale Länge der Zeitschlitzfolge noch nicht erreicht wurde, werden in Kasten 185 NC1 C-Paaren Zeitschlitze zugewiesen, in Kasten 186 die Warteschlangen CurQ und AltQ gewechselt und der Prozess zur Verarbeitung des nächsten Datenrahmens in CurQ zu Kasten 181 zurückgeführt. Durch den Wechsel zwischen den Warteschlangen CurQ und AltQ kann man in der Zeitschlitzfolge entweder Perioden vom Typ A oder vom Typ B zuweisen, wobei nach jeder Periode NC1 Zeitschlitze mit C-Paaren folgen.
Der zweite Logikpfad beginnt in Kasten 188 mit der Prüfung, ob CurQ nicht leer ist. Wenn CurQ leer ist, bedeutet dies, dass beide Warteschlangen leer sind, und der Prozess springt zu Kasten 192, um die Nachfolgeperioden vom Typ C in die Zeitschlitzfolge einzufügen. In Kasten 189 wird dem nächsten Datenrahmen in CurQ eine Periode der Zeitschlitzfolge zugewiesen. Die Anzahl der zugewiesenen Zeitschlitze wird so gewählt, dass diese in den gesamten Datenrahmen passen. Zeitschlitze vom Typ A werden abgehenden Datenrahmen und Zeitschlitze vom Typ B ankommenden Datenrahmen zugewiesen. während der Verarbeitung in Kasten 189 wird der Datenrahmen aus der aktuellen Warteschlange entfernt, sobald ihm eine Periode in der Zeitschlitzfolge zugewiesen wurde. In Kasten 190 prüft der Prozess drei Bedingungen: (1) ob die aktuelle Warteschlange leer ist oder (2) ob die Gesamtzahl der der aktuellen Warteschlange zugewiesenen Zeitschlitze größer als Nt ist oder (3) ob die Länge der Zeitschlitzfolge größer als oder gleich (Nd – 1) ist. Sobald eine dieser drei Bedingungen erfüllt ist, wird in Kasten 192 die nachlaufende Periode vom Typ C in die Zeitschlitzfolge eingefügt. Ansonsten werden in Kasten 191 NC1 Zeitschlitze mit C-Paaren in die Zeitschlitzfolge eingefügt, und der Prozess springt zurück zu Kasten 189, um dem nächsten Datenrahmen in der aktuellen Warteschlange eine weitere Periode der Zeitschlitzfolge zuzuweisen.
ABSCHÄTZUNG DES PARAMETERS K
Ein in der Basisstation ablaufender adaptiver Algorithmus ermittelt unter Verwendung von Rückmeldungen der fernen Stationen (z. B. Wiederholungsbits) die Anzahl K derjenigen fernen Stationen, welche eine Übertragung während der Zeitschlitze vom Typ C beabsichtigen (d. h. aktiv sind). Diesen Parameter verwendet die Basisstation zur Ermittlung der Übertragungswahrscheinlichkeit p gemäß der Formel K = 1/p. Anhand dieses Wertes p kann gezeigt werden, dass der Durchsatz in einem Aloha-Zeitschlitzsystem am größten wird. Wie bereits bei der Darstellung des Protokollsystems beschrieben wurde, verwenden die fernen Stationen die Wahrscheinlichkeit p bei ihrer stochastisch zu fällenden Entscheidung, ob sie während eines bestimmten Zeitschlitzes vom Typ C senden wollen. Dieses Verfahren hat die folgenden Schlüsselattribute:
Das Verfahren ist gemäß Kasten 122 in 4 in der Basisstation zentralisiert. Die meisten bisher beschriebenen Algorithmen verwenden Rückkopplungsstrategien, bei denen ein verteilter Algorithmus in jeder fernen Station abläuft. Das Verfahren verwendet zur Bestimmung von K zweierlei Daten:

1. Eine Messung der Wahrscheinlichkeit der erfolgreichen Übertragung in einem Zeitschlitz vom Typ c. Insbesondere wird in einer Zeitschlitzfolge das Verhältnis der Anzahl der Zeitschlitze vom Typ C mit erfolgreicher Übertragung zur Gesamtzahl der Zeitschlitze vom Typ C berechnet.
2. Eine Messung der Wahrscheinlichkeit, dass eine ferne Station bereits beim ersten Versuch in einem Zeitschlitz vom Typ C erfolgreich ist. Das ist das Verhältnis der Anzahl der Zeitschlitze vom Typ C, während derer eine ferne Station beim ersten Mal erfolgreich ist, zur Gesamtzahl der Zeitschlitze vom Typ C im Datenrahmen, während derer eine erfolgreiche Übertragung stattfindet. Dass eine ferne Station bereits beim ersten Versuch erfolgreich war, wird durch ein Wiederholungsbit in den Kopfdaten des Pakets mitgeteilt, welches die ferne Station zur Basisstation sendet. Zum Ausgleich der starken Schwankungen zwischen den beiden Messungen wird ein Glättungsfilter verwendet. Der Wert K wird in größeren Abständen mit derselben Zeitkonstante wie beim Glättungsfilter aktualisiert.

Wenn die Basisstation feststellt, dass bei vielen empfangenen Paketen eine Wiederholung erforderlich war, erhöht sie den ermittelten Wert K (d. h. verringert den durch die fernen Stationen verwendeten Wert p), um die Anzahl der Konflikte zu verringern und damit den Durchsatz zu erhöhen. Wenn die Basisstation hingegen feststellt, dass nur bei einem kleinen Teil der Pakete eine Wiederholung erforderlich war, verringert sie den Wert K (d. h. erhöht den wert p), um die Anzahl der leeren Zeitschlitze (d. h. Zeitschlitze, während derer keine ferne Station zu übertragen versucht) zu verringern und somit den Durchsatz zu erhöhen. Beim beschriebenen Ermittlungsalgorithmus erhöht oder verringert die Basisstation den Wert K jeweils um Potenzen von 2 bzw. ½. Auswertungen der Übertragungsleistung haben ergeben, dass es bei der Verwendung einer Gruppe von fünf K-Werten 2, 4, 8, 16 und 32 (beziehungsweise fünf den Kehrwerten der aufgeführten K-Werte entsprechenden p-Werten) nur zu einer geringen Leistungsabnahme kommt, wenn die Anzahl der fernen Stationen weniger als 45 beträgt. Das Verfahren lässt sich natürlich auf Fälle mit mehr als 45 fernen Stationen ausweiten, indem man höhere Potenzen von zwei (d. h. 64, 128 usw.) verwendet. Die Zweierpotenzen werden deshalb verwendet, weil sich solche p-Werte in den fernen Stationen leicht durch einen einfachen Bernoulli-Zufallszahlengenerator realisieren lassen, der später beschrieben wird.
Das Verfahren von 9 zur Abschätzung von K wird durch die Basisstation gemäß Kasten 122 in 4 am Ende jedes Zeitrahmens durchgeführt. Dabei wird festgestellt, welcher Wert p verwendet werden soll: 1/2, 1/4, 1/8, 1/16 oder 1/32. Zum Feststellen, welcher Wert p = 1/K verwendet wird, dient ein Index I. Somit nimmt I die Werte 1, ..., 5 an, wobei p = (1/2)**I und K = 2**I ist (das Zeichen ** bedeutet Potenzierung). Am Anfang jeder Messperiode setzt die Basisstation die beiden Zähler NSUC und NFRSTS auf null. Der Zähler NSUC wird für jeden Zeitschlitz vom Typ C um eins erhöht, während dessen die Basisstation in der Messperiode ein Paket erfolgreich empfängt. Entsprechend wird der Zähler NFRSTS für jeden Zeitschlitz vom Typ C um eins erhöht, während dessen ein Paket erfolgreich empfangen wird, dessen Wiederholungsbit auf null gesetzt ist. Die Paketkopfdaten enthalten ein als Wiederholungsbit bezeichnetes Steuerbit, das gleich null ist, wenn das Paket zum ersten Mal gesendet wird, und das gleich eins ist, wenn das Senden des Pakets einmal oder öfter wiederholt wurde. Somit stellt NFRSTS die Anzahl der Erstübertragungen von Paketen dar, die während der Zeitschlitze vom Typ C innerhalb einer Messperiode erfolgreich sind. Diese beiden Datenwerte dienen zusammen mit der Gesamtdauer der Zeitschlitze vom Typ C innerhalb der Messperiode (TC) zur Berechnung von zwei Maßen für die Wahrscheinlichkeit:

1) die Erfolgswahrscheinlichkeit PSMEAS und
2) die Ersterfolgswahrscheinlichkeit PFMEAS.

PSMEAS und PFMEAS werden in Kasten 200 berechnet. In Kasten 201 wird ermittelt, ob NSUC größer als null ist. Wenn dies der Fall ist, wird in Kasten PSMEAS nach der Gleichung PSMEAS = NSUC/TC berechnet. Es wird zwar davon ausgegangen, das TC > 0 ist, aber PSMEAS kann auf 0 gesetzt werden, wenn TCC = 0 ist. In Kasten 202 wird dann PFMEAS nach der Gleichung PFMEAS = NFRSTS/NSUC berechnet. Wenn NSUC am Ende des Rahmens gleich null ist, wird PFMEAS gleich null gesetzt. Diese Entscheidung, PFMEAS gleich null, zu setzen, geht von der Annahme aus, dass nicht nur bei einer, sondern bei vielen fernen Stationen NSUC = 0 ist. Wenn sich NSUC bei der Prüfung in Kasten 201 als nicht größer als 0 herausstellt, werden in Kasten 203 sowohl PSMEAS als auch PFMEAS gleich null gesetzt.
Man hat gefunden, dass die gemessenen Werte PFMEAS und PFMEAS je nach Zeitrahmen stark schwanken können, selbst wenn die Anzahl der aktiven fernen Stationen konstant ist. Wegen dieser Schwankungen ist in Kasten 204 der Einsatz eines Glättungsfilters erforderlich, um zuverlässigere Werte der Erfolgswahrscheinlichkeit und der Ersterfolgswahrscheinlichkeit zu erzeugen. Die folgenden rekursiven Filtergleichungen liefern aus dem letzten geglätteten Wert am Ende des vorangehenden Zeitrahmens und dem aktuellen Messwert einen neuen geglätteten Wert am Ende des aktuellen Zeitrahmens: PSHAT = [(1 – ALPHA) × PSHAT] + ALPHA × PSMERS PFHAT = [(1 – ALPHA) × PFHAT] + ALPHA × PFMAS
PSHAT und PFHAT stellen die gefilterten werte der Erfolgswahrscheinlichkeit bzw. der Ersterfolgswahrscheinlichkeit dar. Wenn die Basisstation initialisiert wird, werden die Werte PSHAT und PFHAT mit dem Wert null initialisiert. Aus Simulationsergebnissen ist zu erkennen, dass ein Wert von ALPHA = 1/8 eine ausreichende Glättung liefert. Dieser wert ALPHA entspricht einer Zeitkonstanten des Filters von 7,5 Zeitrahmen. Weitere Filterverfahren einschließlich der Gleitfensterverfahren sind möglich. Ein Vorteil der oben dargestellten Filtergleichungen besteht darin, dass sie neuere Messwerte stärker berücksichtigen als ältere, während einfache Gleitfensterverfahren alle Daten im Fenster gleichgewichtet behandeln. Da es durch das erforderliche Filter zu einer effektiven Verzögerung um 8 Zeitrahmen kommt, sollte die Aktualisierung von K auch nicht öfter durchgeführt werden. Der Parameter TIMEL drückt die Periode der Aktualisierungen des Parameters K in Einheiten von Zeitrahmen aus. Für den vorgeschlagenen Wert von ALPHA stellt 1/ALPHA einen geeigneten Wert für TIMEL dar, was TIMEL = 8 Zeitrahmen entspricht. Somit bleibt der Wert p = 1/K über 8 Zeitrahmen konstant, also während der Messperiode, während der neue Daten zur Ermittlung des nächsten Schätzwertes gesammelt werden. Wenn für TIMEL ein sehr viel kleinerer Wert als 1/ALPHA gewählt wird, kann es zu starken Schwankungen kommen. Diese seltene Aktualisierungsprozedur wird in Kasten 205, 206 und 207 ausgeführt. Wenn die Basisstation initialisiert wird, wird der Rahmenzähler J in Kasten 207 auf den Wert null initialisiert. Somit bleibt der Anfangswert von I während der ersten Zeitrahmen TIMEL – 1 unverändert, aber am Ende des Zeitrahmens TIMEL – N wird der Wert J des Rahmenzählers zurückgesetzt und in Kasten 208 der Wert I aktualisiert. Die Prozedur zum Auswählen von I in Kasten 208 ist in 10 gezeigt, während die Werte der diskreten Funktionen PSMIN(I), PFUP(I) und PFDWN(I) in Tabelle 2 gezeigt sind. Wenn die Basisstation initialisiert wird, wird der Anfangswert I so gewählt, dass er einem Anfangswert K = 2**I in Kasten 209 entspricht. Geht man davon aus, dass vorher ein bestimmter wert I verwendet wurde, verwendet das Verfahren zum Abschätzen des Wertes K die aktuellen Schätzwerte PSHAT und PFHAT, um festzulegen, ob für die nächste Gruppe von Zeitrahmen TIMEL gemäß der Prozedur in 10 entweder I – 1, I oder I + 1 verwendet werden soll. Wenn in Kasten 210 PSHAT >= PSMIN(I) ist, wird nichts unternommen, und der aktuelle Wert I bleibt unverändert. Wenn PSHAT < PSMIN(I) ist, können je nach dem Wert PFHAT drei mögliche Situationen eintreten:

1. Wenn in Kasten 211 PFHAT < PFUP(I) ist, wird der Wert I in Kasten 213 um 1 erhöht, was einer Verdoppelung von K entspricht,
2. Wenn in Kasten 212 PFUP(I) =< PFHAT =< PFDWN(I) ist, bleibt der Wert I unverändert,
3. Wenn in Kasten 212 PFDWN(I) < PFHAT ist, wird der Wert I in Kasten 214 um 1 verringert, was einer Halbierung von K entspricht.

Analyseergebnisse wurden zur Berechnung der in Tabelle 5 gezeigten Funktionswerte verwendet. Diese Ergebnisse beruhen auf der Analyse eines Aloha-Zeitschlitzsystems mit einer konstanten Anzahl aktiver ferner Stationen.
Tabelle 5: Funktionswerte für Schätzverfahren
Man beachte, dass PFDWN(I) gleich eins gesetzt wurde, um anzuzeigen, dass I nicht weiter als bis eins verringert werden kann, was einem Wert K = 2 entspricht. Ferner wurde PFUP(5) gleich null gesetzt, da I nicht weiter als bis 5 erhöht werden kann, was einem Wert K = 32 entspricht. Die Grundregel des Schätzverfahrens lautet, dass ein großes K und entsprechend ein kleines p dann zu verwenden ist, wenn der Schätzalgorithmus nur über wenige zuverlässige Daten verfügt. Wenn zum Beispiel NSUC mehrere Zeitrahmen lang gleich null ist, kann dies auf zwei Situationen zurückzuführen sein: 1) es gibt keine aktiven fernen Stationen, oder 2) es gibt viele aktive ferne Stationen, die sich jedoch wegen der Verwendung zu großer p-Werte gegenseitig behindern. Da das Schätzverfahren in dieser Situation NFRSTS gleich null setzt, liegt die Vermutung nahe, dass der Fall 2 dafür verantwortlich ist, dass NSUC gleich null ist. Dies ist der bevorzugte Fall, da die Überschätzung der Anzahl der aktiven fernen Stationen besser ist als die Unterschätzung. Wenn es infolge der Funkübertragung zu zahlreichen Fehlern kommt, neigt das Verfahren zur Abschätzung des Wertes K in ähnlicher Weise zur Überschätzung der Anzahl der aktiven fernen Stationen. Auch hier stellt dies wegen fehlender Daten den bevorzugten Fall dar.
BERNOULLI-GENERATOR FÜR ZUFALLSVARIABLEN
Im Folgenden werden rechentechnisch leistungsfähige Mechanismen zur Erzeugung von Bernoulli-Zufallsvariablen für einen Wert p beschrieben. Eine Bernoulli-Zufallsvariable ist für eine Wahrscheinlichkeit p gleich 1 und ansonsten gleich 0. Durch das in der vorliegenden Erfindung verwendete Schema erreicht man eine rechentechnische Vereinfachung dadurch, dass man die Werte von p auf bestimmte diskrete Werte beschränkt. Man erzeugt eine Folge von Zufallsbits, in der die Werte 0 und 1 mit gleicher Wahrscheinlichkeit auftreten. Zur näherungsweisen Erzeugung solcher Folgen von Zufallsbits sind mehrere Verfahren bekannt.
Bei dem in 11 gezeigten Ansatz der vorliegenden Erfindung wird ein Schieberegister 301 mit einem linearen Rückkopplungsmechanismus verwendet (siehe Kasten 301 von 11). Während jedes Taktzyklus des Schieberegisters wird an den Summierungspunkten 300 die Binärsumme der angezeigten Registerbits berechnet und entsprechend den Pfeilen in das Register 301 geschoben. Die Bits an den verschiedenen Positionen des Schieberegisters können gelesen und als Adresse in der Suchtabelle 302 verwendet werden. Im vorliegenden Beispiel entsprechen die Abzweigungen des Schieberegisters einem einfachen Polynom, welches aus dem Schieberegister eine Folge maximaler Länge erhält. Bei dem in 12 gezeigten Beispiel wird das Polynom y⁸ + y⁴ + y³ + y² + y + 1 verwendet. In diesem Fall wird die Folge der Schieberegisterwerte nicht alle 2⁸ – 1 oder 255 Taktzyklen wiederholt. Längere Wertefolgen lassen sich durch längere Schieberegister erzeugen. Wenn das Schieberegister initialisiert wird, muss in ein Bit des Registers mindestens ein von null verschiedener wert geladen werden. Um zu verhindern, dass gleichzeitig gestartete Stationen dieselbe Zufallsbitfolge erzeugen, kann man die Schieberegister verschiedener Stationen durch einen Wert initialisieren, der sich von einer unverwechselbaren Einheitenkennung ableitet (z. B. die nach den IEEE-802-Standards verwendete 48-Bit-MAC-Adresse). Es werden zwei Mechanismen beschrieben, welche die oben erwähnte Zufallsbitfolge zur Erzeugung der Bernoulli-Zufallsvariablen verwenden. Beim ersten Mechanismus in 11 übernimmt die Tabelle 302 i Bits vom Schieberegister 301 und kann somit für p = j/2**i, mit j = 1, 2, ..., 2i – 1, Bernoulli-Zufallszahlen erzeugen. Für i = 5 kann das Suchtabellenverfahren beispielsweise Bernoulli-Zufallszahlen für p = 1/32, 2/32, ..., 31/32 erzeugen. Auf der Signalleitung 303 ist ein Beispiel für das Erzeugen des Sendesignals für einen Wert von p = 5/32 gezeigt. In der in Kasten 302 gezeigten Tabelle ist der Wert der 5-Bit-Adresse durch die fünf vom Schieberegister 301 erhaltenen Binärsignale X1, X2, X3, X4 und X5 festgelegt. Für jeden Adressenwert ist der gespeicherte Binärwert gezeigt, der zum Erzeugen des Signals auf der Leitung 303 verwendet wird. Zur Erzeugung des Sendesignals für einen Wert von p = 5/32 werden lediglich fünf der 32 gleich wahrscheinlichen Adressen gleich eins gesetzt. Dabei ist zu beachten, dass das Schieberegister 301 für jede zu erzeugende Bernoulli-Zufallsvariable um i Bits verschoben werden muss. Noch größere rechentechnische Vereinfachungen lassen sich erreichen, wenn man gemäß dem im Folgenden gezeigten Mechanismus kleinere Gruppen von p-Werten verwendet. Bei dem in 12 gezeigten zweiten Mechanismus wird eine Bernoulli-Zufallsvariable für p = (1/2)^m (m = ganze Zahl) erzeugt, indem man die m Bits aus der Zufallsbitfolge einer logischen UND-Operation wie zum Beispiel mit dem Gatter 352 unterzieht. Für den beim Schätzverfahren für den Wert K betrachteten Fall wurden die Werte m = 1, 2, 3, 4 und 5 verwendet. Somit muss das Schieberegister bei jedem Zeitschlitz vom Typ C jeweils alle m (bis zu fünf) Bits getaktet werden.

Claims

Digitales Kommunikationssystem, welches Folgendes umfasst: eine Vielzahl ferner Stationen (10, 12, 14, 16), welche jeweils einen Sender-Empfänger (Transceiver) (44) zur Kommunikation über ein gemeinsam genutztes Medium beinhalten; eine Basisstation (26, 28) mit einem Sender-Empfänger (36) zur Kommunikation mit den Sender-Empfängern jeder aus der Vielzahl ferner Stationen über das gemeinsam genutzte Medium, wobei die Basisstation ein Mittel zum Definieren einer Folge von Zeitrahmen enthält, während derer Nachrichten und Daten über das gemeinsam genutzte Medium übertragen werden, wobei jeder dieser Zeitrahmen in mindestens drei Typen (A, B, C) von Zeitschlitzen eingeteilt wird, und zwar die Zeitschlitze vom Typ A für die abgehende Datenübertragung von der Basisstation zu der Vielzahl ferner Stationen, die Zeitschlitze vom Typ B für die nichtkonkurrierende ankommende Datenübertragung von der Vielzahl ferner Stationen zur Basisstation und die Zeitschlitze vom Typ C für den konkurrierenden Zugriff durch die Vielzahl ferner Stationen zur Datenübertragung über das gemeinsam genutzte Medium, wobei das System dadurch gekennzeichnet ist, dass das Mittel zum Definieren der Folge von Zeitrahmen ferner Folgendes umfasst: ein Mittel zum Aufteilen der Folge von Zeitrahmen in eine Vielzahl von Zeitrahmen variabler Länge; ein Mittel zum Zuweisen einer variablen Anzahl von Zeitschlitzen der Typen A, B und C in dem mindestens einen Zeitrahmen variabler Länge in Abhängigkeit von der Verkehrsdichte; und ein Mittel zum Verschachteln von Gruppen aufeinanderfolgender Zeitschlitze desselben Typs in den mindestens einen Zeitrahmen variabler Länge.
System nach Anspruch 1, bei dem die Sender-Empfänger der Basisstation und der fernen Stationen ein Frequenzsprung-Funksignalisierungsmittel beinhalten und das gemeinsam genutzte Medium ein drahtloser Funkfrequenzkanal ist.
System nach Anspruch 2, bei dem das Aufteilungsmittel ein Mittel zum Verteilen des mindestens einen Zeitrahmens variabler Länge auf eine oder mehrere Frequenzsprungperioden umfasst.
System nach Anspruch 3, bei dem das Verschachtelungsmittel ein Mittel zum Einfügen von Zeitschlitzen für das Frequenzspringen innerhalb des einen Zeitrahmens variabler Länge umfasst.
System nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das Mittel zum Verschachteln von Gruppen aufeinanderfolgender Zeitschlitze desselben Typs, die als Perioden vom Typ A, Typ B bzw. Typ C bezeichnet werden, innerhalb des mindestens einen Zeitrahmens variabler Länge ein Mittel zum Einfügen einer Periode vom Typ C nach jeder Periode vom Typ A oder vom Typ B umfasst.
System nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das Mittel zum Verschachteln der Perioden vom Typ A, Typ B und Typ C innerhalb des mindestens einen Zeitrahmens variabler Länge ein Mittel zum Einfügen einer Periode vom Typ C am Ende des mindestens einen Zeitrahmens variabler Länge umfasst.
System nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das Mittel zum Zuweisen der Zeitschlitze Folgendes umfasst: ein erstes Mittel zum Einstellen der Anforderungen für abgehende Datenübertragungen in eine Warteschlange und ein zweites Mittel zum Einstellen der Anforderungen für ankommende Datenübertragungen in eine Warteschlange; ein Mittel, das als Reaktion auf das Einfügungsmittel eine oder mehrere wartende Anforderungen aus der Warteschlange des ersten Warteschlangenmittels oder des zweiten Warteschlangenmittels herausnimmt; und ein Mittel, das als Reaktion auf das Mittel zum Herausnehmen aus der Warteschlange der einen oder den mehreren wartenden Anforderungen eine bestimmte Periode in dem mindestens einen Zeitrahmen variabler Länge zuweist, wobei diese Periode für Anforderungen für abgehende Datenübertragungen vom Typ A und für Anforderungen für ankommende Datenübertragungen vom Typ B ist.
System nach Anspruch 7, bei dem das Einfügungsmittel ein Mittel umfasst, welches das Mittel zum Herausnehmen aus der Warteschlange veranlasst, alternativ eine oder mehrere wartende Anforderungen aus dem ersten Warteschlangenmittel bzw. aus dem zweiten Warteschlangenmittel herauszunehmen.
System nach Anspruch 7 oder 8, bei dem das Verschachtelungsmittel ein Mittel umfasst, welches das Mittel zum Herausnehmen aus der Warteschlange veranlasst, nacheinander eine oder mehrere wartende Anforderungen aus dem ersten Warteschlangenmittel bzw. aus dem zweiten Warteschlangenmittel herauszunehmen, wenn das zweite bzw. das erste Warteschlangenmittel leer ist, bis die Dauer der entsprechenden Perioden einen vorgegebenen Wert überschreitet.
System nach Anspruch 7, 8 oder 9, bei dem das Verschachtelungsmittel ein Mittel umfasst, welches das Zuweisungsmittel veranlasst, zwischen zwei bestimmte aufeinanderfolgende Perioden eine Periode vom Typ C einzufügen.
System nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das Verschachtelungsmittel ein Mittel umfasst, welches die gesamte Anzahl der aufeinanderfolgenden Perioden vom Typ A, B und C in dem mindestens einen Zeitrahmen variabler Länge auf einen vorgegebenen Wert beschränkt.
System nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Basisstation ferner ein Mittel zum Einfügen eines Steuerzeichens in eine Datenübertragung von der Basisstation zu einer bestimmten fernen Station beinhaltet, wobei das Steuerzeichen die Wahrscheinlichkeit anzeigt, dass während der Zeitschlitze vom Typ C eine Verbindung zu dieser bestimmten fernen Station hergestellt wird.
System nach Anspruch 12, welches ein Mittel zum Bereitstellen einer Markierung in einer Datenübertragung von jeder dieser fernen Stationen zur Basisstation beinhaltet, die anzeigt, ob es sich bei einer bestimmten Datenübertragung um eine wiederholte Übertragung handelt.
System nach Anspruch 13, welches ein Mittel zum Berechnen dieses Steuerzeichens als Funktion der Markierungen in den Datenübertragungen von jeder der fernen Stationen über einen oder mehrere Zeitrahmen variabler Länge hinweg beinhaltet.
System nach Anspruch 14, bei dem das Mittel zum Berechnen des Steuerzeichens ein Mittel zum Neuberechnen des Steuerzeichens von einem zum nächsten Zeitrahmen variabler Länge beinhaltet.
System nach Anspruch 14 oder 15, bei dem das Mittel zum Berechnen des Steuerzeichens ein Mittel zum Berechnen des Steuerzeichens als Funktion eines Schätzwertes der Anzahl der um eine Verbindung konkurrierenden fernen Stationen beinhaltet.
System nach Anspruch 14, 15 oder 16, bei dem das Mittel zum Berechnen des Steuerzeichens ein Mittel zum Berechnen des Steuerzeichens als Funktion vom Verhältnis der Anzahl der Zeitschlitze vom Typ C, während derer eine erfolgreiche Datenübertragung von einer der fernen Stationen stattgefunden hat, zur gesamten Anzahl der Zeitschlitze vom Typ C beinhaltet.
System nach Anspruch 14, 15, 16 oder 17, bei dem in dem Mittel zum Berechnen des Steuerzeichens ein Mittel zum Berechnen des Steuerzeichens als Funktion vom Verhältnis der Anzahl der Zeitschlitze vom Typ C, während derer es den fernen Stationen beim ersten Versuch gelungen ist, Daten zur Basisstation zu übertragen, zur gesamten Anzahl der fernen Stationen, denen die Übertragung zur Basisstation während eines Versuchs gelungen ist, enthalten ist.
System nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Zeitschlitze vom Typ C für den konkurrierenden Zugriff auf die Basisstation durch die Vielzahl ferner Stationen für die ankommende Datenübertragung vorgesehen sind.
Verfahren für die Medienzugriffsteuerung (media access control, MAC) zur Verwendung in einem digitalen Kommunikationssystem, welches eine Vielzahl ferner Stationen, die jeweils einen Sender-Empfänger für die Kommunikation über das gemeinsam genutzte Medium enthalten, und eine Basisstation mit einem Sender-Empfänger für die Kommunikation mit den Sender-Empfängern jeder aus der Vielzahl der fernen Stationen über das gemeinsam genutzte Medium umfasst, wobei das Verfahren die Schritte beinhaltet, in welchen eine Folge von Zeitrahmen definiert wird, während derer Nachrichten und Daten über das gemeinsam genutzte Medium übertragen werden, wobei dieser Zeitrahmen in mindestens drei Typen (A, B, C) von Zeitschlitzen eingeteilt wird, und zwar der Zeitschlitz vom Typ A für von der Basisstation zu der Vielzahl ferner Stationen abgehender Datenübertragungen, der Zeitschlitz vom Typ B für ankommende nichtkonkurrierende Datenübertragungen von der Vielzahl ferner Stationen zur Basisstation und der Zeitschlitz vom Typ C für den konkurrierenden Zugriff auf die Datenübertragung über das gemeinsam genutzt Medium durch die Vielzahl ferner Stationen, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass es ferner die folgenden Schritte umfasst: Einteilen der Folge von Zeitrahmen in eine Vielzahl von Zeitrahmen variabler Länge; Zuweisen einer variablen Anzahl von Zeitschlitzen vom Typ A, Typ B und Typ C in mindestens einem Zeitrahmen variabler Länge aus der Vielzahl von Zeitrahmen variabler Länge; und Verschachteln von Gruppen aufeinanderfolgender Zeitschlitze desselben Typs innerhalb des mindestens einen Zeitrahmens variabler Länge.
Verfahren nach Anspruch 20, bei dem die Sender-Empfänger der Basisstation und der fernen Stationen die Frequenzsprung-Funksignalisierung verwenden, wobei das gemeinsam genutzt Medium ein Funkfrequenzkanal ist und das Verfahren den Schritt des Verteilens des mindestens einen Zeitrahmens variabler Länge über eine oder mehrere Frequenzsprungperioden beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 21, welches den Schritt des Einfügens von Zeitschlitzen für das Frequenzspringen innerhalb des mindestens einen Zeitrahmens variabler Länge umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 22, bei dem der Schritt des Verschachtelns von Gruppen aufeinanderfolgender Zeitschlitze desselben Typs, die auch als Perioden vom Typ A, Typ B und Typ C bezeichnet werden, innerhalb des mindestens einen Zeitrahmens variabler Länge den Schritt des Einfügens einer Periode vom Typ C nach jeder Periode vom Typ A oder Typ B umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 23, bei dem der Schritt des Verschachtelns von Perioden vom Typ A, Typ B und Typ C innerhalb des mindestens einen Zeitrahmens variabler Länge den Schritt des Einfügens einer Periode vom Typ C am Ende des mindestens einen Zeitrahmens variabler Länge umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 24, bei dem der Schritt des Zuweisens der Zeitschlitze die folgenden Schritte umfasst: Einstellen der Anforderungen für abgehende Datenübertragungen in eine erste Warteschlange und Einstellen der Anforderungen für ankommende Datenübertragungen in eine zweite Warteschlange; Herausnehmen einer oder mehrerer wartender Anforderungen entweder aus der ersten oder aus der zweiten Warteschlange; und Zuweisen einer bestimmten Periode in dem mindestens einen Zeitrahmen variabler Länge zu der einen oder den mehreren wartenden Anforderungen, wobei diese Periode für Anforderungen für abgehende Datenübertragungen vom Typ A und für Anforderungen für ankommende Datenübertragungen vom Typ B ist.
Verfahren nach Anspruch 25, bei dem der Schritt des Herausnehmens aus der Warteschlange den Schritt des alternativen Herausnehmens von einer oder mehreren Anforderungen entweder aus der ersten oder aus der zweiten Warteschlange nacheinander beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 25 oder 26, bei dem der Schritt des Herausnehmens aus der Warteschlange den Schritt des Herausnehmens von einer oder mehrerer wartenden Anforderungen nacheinander aus der ersten Warteschlange bzw. aus der zweiten Warteschlange beinhaltet, wenn die zweite Warteschlange bzw. die erste Warteschlange leer ist, bis die Dauer dieser Perioden einen vorgegebenen Wert überschreitet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 27, bei dem der Schritt des Verschachtelns den Schritt der Beschränkung der gesamten Anzahl der aufeinanderfolgenden Perioden vom Typ A, Typ B und Typ C in jedem Zeitrahmen auf einen vorgegebenen Wert umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 28, welches ferner den Schritt des Einfügens eines Steuerzeichens in eine Datenübertragung von der Basisstation zu einer bestimmten fernen Station beinhaltet, wobei das Steuerzeichen die Wahrscheinlichkeit anzeigt, dass während der Zeitschlitze vom Typ C eine Verbindung zu dieser bestimmten fernen Station hergestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 29, das ferner die folgenden Schritte beinhaltet: Bereitstellen einer Markierung in einer Datenübertragung von jeder der fernen Stationen zur Basisstation, wobei die Markierung angibt, ob es sich bei dieser Datenübertragung um eine wiederholte Übertragung handelt; und Berechnen des Steuerzeichens als Funktion der Markierungen in den Datenübertragungen von jeder der fernen Stationen über einen oder mehrere Zeitrahmen variabler Länge hinweg.
Verfahren nach Anspruch 30, bei dem der Schritt des Berechnens des Steuerzeichens für jeden Zeitrahmen variabler Länge ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 30 oder 31, bei dem der Schritt des Berechnens des Steuerzeichens das Berechnen des Steuerzeichens als Funktion eines Schätzwertes der Anzahl der um eine Verbindung konkurrierenden fernen Stationen beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 30, 31 oder 32, bei dem der Schritt des Berechnens des Steuerzeichens das Berechnen des Steuerzeichens als Funktion vom Verhältnis der Anzahl der Zeitschlitze vom Typ C, während derer eine erfolgreiche Datenübertragung von einer der fernen Stationen stattgefunden hat, zur gesamten Anzahl der Zeitschlitze vom Typ C beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 30, 31, 32 oder 33, bei dem der Schritt des Berechnens des Steuerzeichens das Berechnen des Steuerzeichens als Funktion vom Verhältnis der Anzahl der Zeitschlitze vom Typ C, während derer es den fernen Stationen beim ersten Versuch gelungen ist, Daten zur Basisstation zu übertragen, zur gesamten Anzahl der fernen Stationen, denen die Übertragung zur Basisstation während eines Versuchs gelungen ist, enthalten ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 34, bei dem die Zeitschlitze vom Typ C für den konkurrierenden Zugriff auf die Basisstation durch die Vielzahl ferner Stationen für die ankommende Datenübertragung vorgesehen sind.