PL193013B1

PL193013B1 - Sposób sterowania siecią komunikacyjną bezprzewodową z wieloma stacjami i sieć komunikacyjna bezprzewodowa z wieloma stacjami

Info

Publication number: PL193013B1
Application number: PL337463A
Authority: PL
Inventors: Mark Sievert Larsen; James David Larsen
Original assignee: Salbu Res & Dev Pty Ltd
Priority date: 1997-06-06
Filing date: 1998-06-05
Publication date: 2007-01-31
Also published as: HUP0004502A1; CA2292516A1; JP3988804B2; US6810428B1; HUP0004502A3; HK1030118A1; CN1271487A; AP1106A; CZ295856B6; BR9810073A; NO995957D0; AP9901722A0; CA2292516C; IL133296A; PL337463A1; DE69829473T2; WO1998056140A2; CN1156119C; NO324216B1; EP0985296A2

Abstract

1. Sposób sterowania sieci a komunikacyjn a bezprze- wodow a z wieloma stacjami do nadawania danych ze stacji pocz atkowej poprzez przynajmniej jedn a wybran a stacj e po sredni a i do odbioru danych w stacji docelowej, zna- mienny tym, ze okre sla si e przynajmniej jeden kana l wzy- waj acy ró zny od przynajmniej jednego kana lu danych, w którym transmituje si e przez stacje sygna ly sonduj ace do innych stacji, którym odpowiada si e przez dowoln a stacj e, odbiera si e sygna ly sonduj ace z innych stacji i kontroluje si e sygna ly sonduj ace transmitowane przez inne stacje, wybiera si e w odst epach, w ka zdej stacji i wed lug pierw- szych okre slonych z góry kryteriów, kana l wzywaj acy do transmisji sygna lów sonduj acych do innych stacji, transmi- tuje si e rozg laszane sygna ly sonduj ace z ka zdej stacji w odst epach w wybranym kanale wzywaj acym, a przez inne stacje, przez które odbiera si e rozg laszane sygna ly sonduj ace z danej stacji odpowiada si e bezpo srednio albo po srednio, przez przynajmniej jedn a stacj e po sredni a, przez co wskazuje si e danej stacji ich dost epnosc jako stacji docelowych albo po srednich oraz ocenia si e w danej stacji bezpo srednie albo po srednie odpowiedzi innych stacji na te rozg laszane sygna ly sonduj ace wed lug drugich okre- slonych z góry kryteriów, przez co identyfikuje si e inne stacje, z którymi przez dan a stacj e komunikuje si e optymalnie. PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób sterowania siecią komunikacyjną bezprzewodową z wieloma stacjami i sieć komunikacyjna bezprzewodowa z wieloma stacjami.

Znana jest z międzynarodowego zgłoszenia patentowego nr WO 96/19887 sieć komunikacyjna, w której poszczególne stacje wysyłają komunikaty do innych stacji przy u ż yciu stacji pośrednich do przekazywania danych komunikatu. Aby można było wysłać nowy komunikat do sieci poprzez jedną stację pośrednią wybraną spośród kilku możliwych albo, aby w ten sam sposób przekazać dalej komunikat, każda stacja zwykle musi kontaktować się w każdym momencie z kilkoma innymi stacjami. Aby zoptymalizować działanie tego rodzaju sieci, trzeba dostosować współpracę poszczególnych stacji według ustalonych kryteriów, aby zminimalizować konkurencję albo interferencję pomiędzy stacjami, jednocześnie maksymalizując szybkość transmisji danych przy minimalnej mocy transmisji.

Sposób według wynalazku charakteryzuje się tym, że określa się przynajmniej jeden kanał wzywający różny od przynajmniej jednego kanału danych, w którym transmituje się przez stacje sygnały sondujące do innych stacji, którym odpowiada się przez dowolną stację, odbiera się sygnały sondujące z innych stacji i kontroluje się sygnały sondujące transmitowane przez inne stacje, wybiera się w okresach, w każdej stacji i według pierwszych określonych z góry kryteriów, kanał wzywający do transmisji sygnałów sondujących do innych stacji, transmituje się rozgłaszane sygnały sondujące z każdej stacji w okresach w wybranym kanale wzywającym, a przez inne stacje, przez które odbiera się rozgłaszane sygnały sondujące z danej stacji odpowiada się bezpośrednio albo pośrednio, przez przynajmniej jedną stację pośrednią, przez co wskazuje się danej stacji ich dostępność jako stacji docelowych albo pośrednich oraz ocenia się w danej stacji bezpośrednie albo pośrednie odpowiedzi innych stacji na te rozgłaszane sygnały sondujące według drugich określonych z góry kryteriów, przez co identyfikuje się inne stacje, z którymi przez daną stację komunikuje się optymalnie.

Korzystnie przez każdą z innych stacji odbierających sygnały sondujące z danej stacji modyfikuje się ich własne sygnały sondujące, przez co włącza się dane wskazujące jakość komunikacji pomiędzy daną stacją i nimi, a przez daną stację reaguje się na te dane dla zmiany przynajmniej jednego parametru jej transmisji, przez co komunikuje się optymalnie z żądaną liczbą innych stacji w sieci.

Korzystnie nadaje się z danej stacji sygnały sondujące zawierające dane identyfikujące inne stacje, które ta dana stacja wykryła jako dostępne stacje docelowe albo pośrednie.

Korzystnie nadaje się z danej stacji sygnały sondujące zawierające dane wskazujące jakość komunikacji pomiędzy daną stacją i każdą inną wyznaczoną stacją.

Korzystnie sygnały sondujące rozgłasza się jako sygnały sondujące adresowane do wszystkich lub wielu innych stacji.

Korzystnie sygnały sondujące, dodatkowo zawierające adresowane sygnały sondujące, adresuje się do przynajmniej jednej innej stacji, z którą stacja transmitująca adresowane sygnały sondujące żąda połączenia.

Korzystnie adresowane sygnały sondujące transmituje się częściej niż rozgłaszane sygnały sondujące.

Korzystnie adresowane sygnały sondujące, zawierające informację o czasie, odpowiadającą czasowi istnienia danych wskazujących jakość komunikacji pomiędzy daną stacją i każdą inną identyfikowaną stacją, stosuje się przez stację odbierającą adresowane sygnały sondujące przy wybieraniu innych stacji do połączenia.

Korzystnie sygnały sondujące, zawierające informację o gradiencie mocy, odpowiadającą łącznej mocy transmisji wymaganej dla każdej identyfikowanej stacji do osiągnięcia tych innych identyfikowanych stacji, z którymi łączy się każdą identyfikowaną stację, stosuje się przez stację odbierającą sygnały sondujące przy wybieraniu innych stacji do połączenia.

Korzystnie wysyła się sygnały ścigające ze stacji początkowej do docelowej wieloma ścieżkami do miejsca docelowego, przez co generuje się informację o gradiencie mocy stosowana przez stacje sieci przy wyborze trasy dla transmisji danych ze stacji początkowej do stacji docelowej.

Korzystnie wysyła się ze stacji docelowej do stacji początkowej komunikat o gradiencie mocy, zawierający dane odpowiadające łącznej mocy wymaganej do transmisji komunikatu danych ze stacji początkowej do stacji docelowej przez optymalną trasę.

Korzystnie do wszystkich komunikatów kierowanych poprzez sieć wprowadza się informację o gradiencie mocy, odpowiadającą łącznej mocy transmisji, wymaganej do osiągnięcia poszczególnych

PL 193 013 B1 stacji przez komunikat na trasie poprzez sieć, przez co optymalnie wybiera się trasę dla komunikatów w sieci.

Korzystnie przez stacje odbierające sygnały sondujące z danej stacji odpowiada się przez transmisję sygnałów odpowiedzi do danej stacji, przez tę daną stację porównuje się liczbę sygnałów odpowiedzi odebranych z różnych stacji z określoną z góry wartością i zmienia się przynajmniej jeden parametr transmisji, jeżeli liczba sygnałów odpowiedzi nie odpowiada drugiej wartości, aż liczba sygnałów odpowiedzi odebranych przez daną stację odpowiada określonej z góry wartości.

Korzystnie określa się wiele kanałów wzywających, przy czym każdy kanał wzywający oprócz pierwszego ma większą szybkość transmisji danych niż poprzedni kanał wzywający, oraz wybiera się inny kanał wzywający, mający inną szybkość transmisji danych niż poprzedni kanał wzywający, według drugich określonych z góry kryteriów, jeżeli liczba sygnałów odpowiedzi nie odpowiada określonej z góry wartoś ci.

Korzystnie, gdy pierwsze określone z góry kryteria obejmują szybkość transmisji danych w kanale wzywającym i/lub moc transmisji kanału wzywającego, kanał wzywający wybiera się według najwyższej dostępnej szybkości transmisji danych w kanale i/lub najniższej dostępnej mocy transmisji kanału.

Korzystnie, gdy drugie określone z góry kryteria obejmują szybkość transmisji danych w kanale wzywającym i/lub moc transmisji kanału wzywającego, inny kanał wzywający wybiera się tak, aby miał coraz mniejszą szybkość transmisji danych w kanale i/lub coraz większą moc transmisji w kanale.

Korzystnie określoną z góry wartość, którą porównuje się z liczbą sygnałów odpowiedzi, oblicza się tak, aby odpowiadała żądanej liczbie stacji sąsiednich, dostępnych dla danej stacji jako stacje pośrednie albo docelowe, dla optymalnej komunikacji danej stacji z żądaną liczbą innych stacji w sieci.

Korzystnie określa się wiele kanałów danych, przy czym każdy kanał danych oprócz pierwszego ma większą przepustowość danych niż poprzedni kanał danych, a przez każdą stację transmituje się dane do stacji sąsiednich w wybranych kanałach danych po określeniu dostępności tych stacji sąsiednich.

Korzystnie, gdy kanały danych odpowiadają poszczególnym kanałom wzywającym, do transmisji danych wybiera się kanał danych, który odpowiada wybranemu kanałowi wzywającemu.

Korzystnie, gdy wiele kanałów danych odpowiada pojedynczemu kanałowi wzywającemu, kanały danych kontroluje się pod względem aktywności przez stacje i przez stację, która chce wysłać dane, wybiera się kanał danych wykryty jako pozbawiony aktywności, przez co optymalizuje się wykorzystanie kanału danych pomiędzy stacjami.

Korzystnie sygnały sondujące transmituje się przez każdą stację w kanałach wzywających, zawierających informację wskazującą na zamiar danej stacji transmitującej sygnały sondujące, aby przejść na wybrany kanał danych, który oznacza się wtedy jako aktywny, dla komunikacji innej stacji z daną stacją w wybranym kanale danych.

Korzystnie sygnały sondujące transmituje się regularnie przez stacje próbujące ustalić komunikację z innymi stacjami, a przez inne stacje odbiera się sygnały sondujące odpowiadające na liczbę losową sygnałów sondujących, przy czym liczba losowa jest równa albo mniejsza od liczby transmitowanych sygnałów sondujących.

Korzystnie w każdej stacji steruje się przedziałem pomiędzy transmisją sygnałów sondujących przez zegar sondujący, a przez zegar sondujący określa się przedział pomiędzy kolejnymi sygnałami sondującymi, który jest dłuższy niż czas trwania sygnału sondującego oraz transmituje się sygnały odpowiedzi w okresach pomiędzy kolejnymi sygnałami sondującymi.

Korzystnie zmienia się przedział pomiędzy transmisją kolejnych sygnałów sondujących w każdej stacji, według tego, czy stacja ma czy nie ma danych do wysłania, a przez zegar sondujący określa się pierwszy, względnie krótki przedział pomiędzy kolejnymi sygnałami sondującymi, gdy stacja ma dane do wysłania, i drugi względnie długi przedział pomiędzy kolejnymi sygnałami sondującymi, gdy stacja nie ma danych do wysłania.

Korzystnie wyznacza się stacje jako ważne i przez te stacje wysyła się sygnały sondujące, zawierające dane identyfikujące je, a przez inne stacje odbiera się te sygnały sondujące, modyfikując z kolei ich własne sygnały sondujące dla włączenia danych identyfikujących ważne stacje, żeby nawet stacje oddalone od stacji ważnych uzyskiwały te dane.

Korzystnie jako wyznaczone ważne stacje stosuje się stacje typu bramy, stacje poświadczania certyfikatów oraz czasami stacje początkowe albo docelowe.

PL 193 013 B1

Korzystnie rozprowadza się aktualizowane oprogramowanie do sterowania stacjami poprzez ładowanie aktualizowanego oprogramowania do wybranej stacji i rozprowadza się części aktualizowanego oprogramowania do innych stacji, aż każda inna stacja ma kompletne zaktualizowane oprogramowanie.

Korzystnie zaktualizowane oprogramowanie rozprowadza się w blokach aktualizacji zawierających dane wersji i dane numeru bloku dla zestawienia zaktualizowanego oprogramowania z wielu odebranych bloków aktualizacji.

Korzystnie przez przynajmniej jeden z bloków aktualizacji, zawierający dane o czasie, wskazuje się datę i czas do zastosowania zaktualizowanego oprogramowania.

Sieć komunikacyjna według wynalazku charakteryzuje się tym, że każda stacja zawiera procesor do określania przynajmniej jednego kanału wzywającego różnego od przynajmniej jednego kanału danych do transmisji przez stacje sygnałów sondujących do innych stacji, dla odpowiedzi przez dowolną stację, odbioru sygnałów sondujących z innych stacji i kontroli sygnałów sondujących transmitowanych przez inne stacje i wyboru w okresach, w każdej stacji i według pierwszych określonych z góry kryteriów, kanału wzywają cego do transmisji sygnał ów sondują cych do innych stacji, nadajnik do wysyłania sygnałów sondujących do innych stacji w przedziałach w wybranym kanale wzywającym, a inne stacje, które odbierają sygnały sondujące z danej stacji, odpowiadają bezpośrednio albo pośrednio przez przynajmniej jedną stację pośrednią, dla wskazania danej stacji ich dostępności jako stacje docelowe albo pośrednie oraz odbiornik pracujący wraz z procesorem dla oceny bezpośrednich albo pośrednich odpowiedzi innych stacji na sygnały sondujące według drugich określonych z góry kryteriów, dla identyfikacji innych stacji do optymalnej komunikacji z daną stacją.

Zaletą wynalazku jest zapewnienie sposobu sterowania siecią komunikacyjną i sieć komunikacyjna z wieloma stacjami, które regulują łączność pomiędzy stacjami, aby zoptymalizować działanie sieci bez nadmiernej konkurencji albo interferencji pomiędzy stacjami. Wynalazek zapewnia dostosowanie działania każdej stacji tak, aby w dowolnym czasie stacje mogły wysyłać dane albo odbierać dane z pewnej liczby stacji sąsiednich, z największą możliwą szybkością transmisji danych, ale z najmniejszą możliwą mocą transmisji, przez co zmniejsza się interferencję z innymi stacjami.

Przedmiot wynalazku jest pokazany w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat sieci komunikacyjnej z wieloma stacjami, pokazujący, jak stacja początkowa wysyła dane poprzez wiele stacji pośrednich do stacji docelowej, fig. 2 - sieć działań pokazującą operację adaptacji kanału i sposób sondowania według wynalazku, fig. 3 - sieć działań pokazującą mechanizm aktualizacji oprogramowania według wynalazku i fig. 4 do 7 - schematy blokowe sieci komunikacyjnej do realizacji wynalazku.

Figura 1 pokazuje schematycznie sieć komunikacyjną zawierającą wiele stacji, z których każda ma nadajnik-odbiornik do nadawania i odbioru danych z dowolnej stacji w zasięgu sieci radiowej lub innej sieci, w której stacje użytkowe komunikują się ze sobą poprzez stacje pośrednie.

Użytkownikami sieci są abonenci, których obciąża się rachunkiem za korzystanie z sieci. Alternatywnie sieci tego typu są stosowane przez siły bezpieczeństwa, jak policja lub wojsko.

Na fig. 1 stacja początkowa A łączy się z pięcioma pobliskimi stacjami B do F i wysyła dane do stacji docelowej O poprzez stacje pośrednie B, I oraz M.

W celu maksymalizacji wydajności sieci każ da stacja ma pewną liczbę stacji sąsiednich, z którymi łączy się w przypadku, gdy stacja musi wysłać albo odebrać komunikat. Z drugiej strony, jeżeli stacja wysyła dane do wybranej stacji sąsiedniej, jest pożądane, aby transmisja powodowała minimalną interferencję z innymi stacjami, w przeciwnym razie wynikła stąd konkurencja pomiędzy stacjami zmniejsza przepustowość danych w sieci.

Sieć komunikacyjna zawiera wiele stacji próbujących się połączyć poprzez wiele kanałów mających różne częstotliwości, nośniki, kodowanie, na przykład różne kody rozszerzające, różne anteny, szczeliny czasowe i tak dalej albo dowolną ich kombinację. Aby zoptymalizować ponowne wykorzystanie kanałów, stacje próbują utrzymać ograniczoną liczbę bezpośrednich stacji sąsiednich, zwykle pięć. Stacja sąsiednia jest określona jako stacja, z którą dana stacja łączy się.

Stacja ogranicza liczbę widocznych stacji sąsiednich, zmieniając częstotliwość transmisji, kod zmieniający sekwencję PN, zwiększając szybkość transmisji danych i zmniejszając moc transmisji. Inne stacje gromadzą się przy ustalonych kanałach wzywających, gdzie znajdują stacje łączące się przy użyciu sygnału sondującego. Gdy zostanie znaleziona już inna stacja i jedna ze stacji ma dane do wysłania, stacje mogą przenieść się na wykorzystywany w mniejszym stopniu kanał danych.

Gdy istnieje pewna liczba stacji w pobliżu, ostatecznie będą one stosować większe szybkości transmisji i mniejszą moc transmisji. Od czasu do czasu stacje sprawdzają kanały wzywające o mniejszej

PL 193 013 B1 szybkości transmisji, aby wspomóc wszelkie stacje odległe, które nie mogą wykorzystać większych szybkości transmisji. W ten sam sposób stacja, która jest w kanale wzywającym o mniejszej szybkości transmisji, od czasu do czasu sprawdza wszystkie szybkości transmisji większe od jej bieżącej szybkości transmisji, aby znaleźć możliwe zbiory stacji o większej szybkości transmisji.

Figura 2 pokazuje sieć działań, w której kilka różnych zegarów adaptacji kanału według wynalazku działa w danej stacji. Kolejno sprawdza się każdy zegar, jednak mogą istnieć oddzielne procesy albo zdarzenia, które są sprawdzane jednocześnie. Dalej zostaną opisane różne kanały i związane z nimi zegary.

Każda stacja wysyła sygnały sondujące w regularnych okresach ustalonych przez zegar sondujący, próbując znaleźć inne stacje. Jeżeli dowolna stacja odbiera sygnał sondujący, w sposób losowy odpowiada na niego. Odpowiedź losowa to zwykle jedna odpowiedź na każdy odebrany jeden do czterech sygnałów sondujących. Innymi słowy, inne stacje odbierające sygnały sondujące odpowiadają na liczbę losową sygnałów sondujących, przy czym liczba losowa jest równa albo mniejsza niż liczba wysłanych sygnałów sondujących. Zapobiega to konkurencji z innymi stacjami w pobliżu.

Czas pomiędzy sygnałami sondującymi, ustalony przez zegar sondujący, jest stosowany do odpowiedzi innym stacjom przy każdym odebranym jednym do czterech sygnałów sondujących. Ponieważ czas pomiędzy sygnałami sondującymi jest dłuższy niż czas trwania sygnału sondującego, stacja odpowiada małym pakietem danych. Jednak maksymalna długość pakietu odpowiedzi nie jest dłuższa niż zwykły okres zegara sondującego.

Każda stacja zmienia losowo zegar sondujący pomiędzy transmisjami sygnałów sondujących, aby uniknąć kolizji z innymi stacjami. Jeżeli pewna stacja zacznie odbierać transmisję z innej stacji, wprowadzi nowy okres zegara sondującego.

Gdy stacja ma dane do wysłania, wysyła sygnały sondujące w okresach proporcjonalnych do szybkości transmisji, jakiej używa zegar sondujący 1. Jednak, jeżeli stacja nie ma danych do wysłania, zwykle wykorzystuje okres pięć razy dłuższy przez zegar sondujący 2 niż wykorzystuje, gdy ma dane. Daje to większą możliwość komunikacji stacjom posiadającym dane. Ponieważ inne stacje ustawiają ponownie swój zegar sondujący za każdym razem, gdy zostanie wykryta transmisja, być może nigdy nie będą sondować, jeżeli nie mają danych do wysłania. Zatem każda stacja wymusza sygnał sondujący po upływie czasu, co najmniej pięć razy dłuższego niż zwykły okres.

Stacja, która ma dane do wysłania, wysyła sygnały sondujące pięć razy częściej niż stacja bez danych. Stacja bez danych ustawia ponownie swój zegar sondujący za każdym razem, gdy słyszy sygnał sondujący innej stacji. Ponieważ stacja bez danych wykorzystuje dłuższy okres, nigdy nie ma możliwości transmisji. Zatem stacja bez danych ustawia ponownie swój zegar sondujący za każdym razem, gdy słyszy inną stację, chyba, że ostatnia transmisja nastąpiła dawniej niż okres zegara sondującego 2 i w tym przypadku ustawia zegar sondujący na okres zegara sondującego 1. Stacja z danymi również stosuje okres odpowiadający zegarowi sondującemu 1, dlatego stacja bez danych uzyskuje możliwość wysłania sygnału sondującego. Po wysłaniu sygnału sondującego powraca do stosowania okresu zegara sondującego 2.

Sygnał sondujący rozgłaszany, wysyłany przez stację bez danych, jest adresowany do wszystkich stacji. Zatem każda stacja odpowiada. Jednak, jeżeli stacja ma dane do wysłania, zmieni sygnały sondujące rozgłaszane na sygnały sondujące adresowane do stacji, dla których ma dane sygnału sondującego adresowanego. Sygnały sondujące adresowane przechodzą sekwencyjnie przez wszystkie identyfikatory, dla których stacja ma dane. Tylko stacja adresowana przez sygnał sondujący adresowany odpowiada, a żadna inna stacja nie odpowiada, więc adresowana stacja zawsze odpowiada natychmiast.

Po pierwszym włączeniu stacja rozpoczyna sondowanie przy najmniejszej mocy transmisji i największej szybkości transmisji w kanale wzywającym. Unika się przez to interferencji z innymi stacjami, które są w pobliżu.

Za każdym razem, gdy inna stacja odpowiada na sygnał sondujący, stacja odpowiadająca jest zliczana jako stacja sąsiednia. Jeżeli wymagana liczba stacji sąsiednich nie zostanie uzyskana w ustalonym okresie czasu, ustawionym przez zegar adaptacyjny, stacja zwiększa moc transmisji sondującej o 10 dB i dalej zwiększa moc transmisji sondującej, aż uzyska wymaganą liczbę stacji sąsiednich. Jeżeli osiąga maksymalną moc transmisji przed osiągnięciem wymaganej liczby stacji sąsiednich, stacja przechodzi na następną mniejszą szybkość transmisji, czyli poprzedni kanał wzywający, ale pozostaje na maksymalnej mocy transmisji. Nadal obniża szybkość transmisji danych, aż

PL 193 013 B1 uzyska wymaganą liczbę stacji sąsiednich. Jeżeli nigdy nie osiąga maksymalnej liczby stacji sąsiednich, pozostaje na najmniejszej szybkości transmisji i maksymalnej mocy transmisji.

Za każdym razem, gdy stacja przechodzi na inny kanał wzywający, ustawia ponownie zegar adaptujący, również wtedy, gdy zmieni moc transmisji sondującej.

W sieci stacji ruchomych stacje cały czas poruszają się, dlatego ciągle zmienia się liczba stacji sąsiednich. Jeżeli liczba stacji sąsiednich przekracza wymaganą liczbę, stacja zaczyna zwiększać szybkość transmisji w następnym kanale wzywającym. Nadal zwiększa swoją szybkość transmisji, aż przestanie przekraczać wymaganą liczbę stacji sąsiednich. Jeżeli osiągnie maksymalną liczbę stacji sąsiednich, zacznie obniżać moc transmisji sondującej o 10 dB, aż do czasu, gdy uzyska minimalną moc transmisji albo nie będzie już przekraczać wymaganej liczby stacji sąsiednich.

Za każdym razem, gdy stacja zmienia szybkość transmisji, przechodzi na inny kanał wzywający, przez co unika się interferencji mniejszych szybkości transmisji z większymi szybkościami transmisji.

Gdy stacja odpowiada innej stacji w kanale wzywającym, ogranicza długość pakietu danych do okresu zegara sondującego, dzięki temu zapobiega się sondowaniu innych stacji podczas jej odpowiedzi. Jeżeli stacja, która odpowiada, ma więcej danych do wysłania niż mieści się w małym pakiecie, wskazuje w nagłówku pakietu, że inna stacja musi przejść na określony kanał danych.

Istnieje pewna liczba określonych kanałów danych dla każdego kanału wzywającego. Stacja żądająca zmiany wybiera losowo jeden z dostępnych kanałów danych. Gdy inna stacja odbiera żądanie, natychmiast przechodzi na ten kanał danych, w którym dwie stacje będą komunikować się dalej, aż żadna z nich nie będzie miała danych do wysłania albo aż upłynie maksymalny czas pozostawania w kanale danych, ustawiony przez zegar danych.

Gdy stacja przechodzi na kanał danych, ładuje zegar danych i pozostaje w kanale danych tak długo, jak pozwoli zegar danych. Gdy upływa czas zegara danych, stacje powracają na kanał wzywający i zaczynają znowu sondować.

Dla każdego kanału wzywającego istnieje poprzedni i następny kanał wzywający, poza kanałem wzywającym o najmniejszej szybkości transmisji, który ma tylko następny kanał wzywający i kanałem wzywającym o największej szybkości transmisji, który ma tylko poprzedni kanał wzywający. Gdy zwiększa się liczba stacji sąsiednich w pewnym obszarze, stacje przechodzą na kanały wzywające o większej szybkości transmisji. Jednak stacje, które są dalej od tego obszaru, nie będą miały tak dużo stacji sąsiednich i dlatego pozostaną na kanałach wzywających o mniejszej szybkości transmisji. Aby stacje pozostawały w kontakcie, muszą sprawdzać poprzedni i następny kanał wzywający w regularnych okresach.

Zegar kontrolny jest ustawiany, gdy stacja znajdzie się po raz pierwszy w kanale wzywającym. Okres zegara kontrolnego jest proporcjonalny do szybkości transmisji każdego kanału wzywającego dla zegara kontrolnego 1. Gdy upłynie czas zegara kontrolnego, stacja ustala najpierw, czy kontroluje aktualnie albo czy nadal musi kontrolować. Gdyby kontrolowała, przechodziłaby niżej na poprzedni kanał wzywający względem tego, który kontrolowała. Jeżeli stacja nie kontrolowała, przeszłaby na najwyższy kanał wzywający. Kanał ten staje się aktualnym kanałem kontrolnym.

Gdy stacja znajdzie się w kanale kontrolnym, ustawia ponownie zegar kontrolny. Okres zegara kontrolnego 2 jest znacznie krótszy niż okres stosowany przy wchodzeniu na kanał wzywający. Po upływie czasu zegara kontrolnego, stacja przechodzi na poprzedni kanał wzywający i staje się on wtedy nowym kanałem kontrolnym.

Stacja postępuje dalej w ten sposób, aż osiągnie początkowy kanał wzywający. W tym momencie przechodzi o jeden kanał w dół poniżej kanału wzywającego. Jeżeli nie ma poprzedniego kanału wzywającego, zakończy kontrolę i ustawi ponownie zegar kontrolny l na większą wartość. Gdyby istniał kanał wzywający, stacja powtórzyłaby zwykłe czynności kontrolne. Po tej ostatniej kontroli powraca na początkowy kanał wzywający.

Oznacza to, że stacja sprawdza okresowo wszystkie kanały wzywające powyżej jej aktualnego kanału wzywającego i jeden kanał poniżej jej aktualnego kanału wzywającego. Sprawdzenie górnych kanałów zajmuje mniej czasu, ponieważ zwykle będą one pracować z szybkością 10 razy większą niż aktualny kanał. Jednak kontrola kanałów wzywających poniżej aktualnego zajmuje pewną ilość czasu i dlatego sprawdza się tylko jeden poziom w dół.

Kontrola kanałów wzywających nie tylko utrzymuje w kontakcie stacje na różnych kanałach wzywających, ale również pomaga stacjom na niższych kanałach wzywających przy zauważeniu większej liczby stacji sąsiednich i dzięki temu pomaga im w przejściu na wyższe kanały wzywające.

PL 193 013 B1

Dla każdego kanału wzywającego szybkość transmisji jest zwykle 10 razy większa niż w poprzednim kanale wzywającym. Z szybkości transmisji dla kanału wzywającego oblicza się czas trwania dla wszystkich zegarów przy użyciu czynników mnożenia. Wartości bezwzględne czynników są podane poniżej, ale te wartości są podane tylko jako przykłady i mogą znacznie zmieniać się. Dodatkowo poprawne wartości zmienia się dynamicznie wraz ze zmianą natężenia ruchu w sieci i liczby stacji.

Zegar	czynnik mnożący	Przykład dla szybkości 8k
Zegar sondujący 1:	10 x czas pakietu sondującego (dane w kolejce Tx)	300 ms
Zegar sondujący 2:	5 x zegar sondujący 1 (brak danych w kolejce Tx)	1500 ms
Zegar adaptacyjny:	100 x zegar sondujący 1	30000 ms
Zegar danych:	5 x zegar sondujący 1	1500 ms
Zegar kontrolny 1:	30 x zegar sondujący 1 (aktualnie bez Kontroli)	9000 ms
Zegar kontrolny 2:	2 x zegar sondujący 1 aktualnego kanału kontrolnego	60 ms
		(kontrola 80k)

W sieci wykorzystują cej sposób według wynalazku są zwykle realizowane następujące ograniczenia/opcje:

Stacja może nigdy nie połączyć się przy szybkości transmisji mniejszej niż szybkość transmisji aktualnego kanału, ale może połączyć się przy większej szybkości transmisji, jeżeli pozwoli na to szerokość pasma.

Stacja nigdy nie odpowiada innej stacji, której odebrany stosunek sygnału do szumu spada poniżej wymaganego poziomu. Jednak odpowiada, jeżeli nie ma poprzedniego kanału, na który można zejść. Na przykład, jeżeli jest w kanale 80 kbps, nie odpowiada stacji, której odebrany stosunek sygnału do szumu jest nieodpowiedni. Wymusza to, aby druga stacja zeszła na 8 kbps. Jednak, jeżeli już jest na 8 kbps, nie ma innego kanału, na który można zejść i dlatego odpowiada.

Przy przełączaniu kanałów stacja musi zawsze zaczekać przez czas zegara sondującego przed sondowaniem, aby jej sygnały sondujące nie kolidowały z transmisją z innych stacji.

Gdy odpowiada się pewnej stacji, długość pakietu zawsze jest mniejsza niż opóźnienie zegara sondującego, aby uniemożliwić przerywanie pakietów odpowiedzi przez ukryte terminale. Gdy stacja A odpowiada na sygnał sondujący ze stacji B w kanale wzywającym, długość pakietu odpowiedzi mierzona w czasie jest mniejsza niż okres zegara sondującego 1. Służy to zapobieganiu transmisji w pakiecie odpowiedzi przez stację C. Zdarza się tak, gdy stacja A i stacja C słyszą się nawzajem, ale nie słyszą się stacja B i stacja C. Stacja C ustawia ponownie swój okres sondujący, gdy wykrywa, że stacja A wysyła sygnał sondujący. Ponieważ nie może usłyszeć stacji B, nie ustawia ponownie swojego okresu sondującego, gdy odpowiada stacja B, więc wysyła sygnał sondujący po upływie czasu zegara sondującego. Sygnał sondujący ze stacji C uszkodziłby pakiet odpowiedzi ze stacji B, gdyby był on dłuższy niż okres zegara sondującego. Jednak jeżeli pakiet odpowiedzi jest krótszy, osiągnąłby stację A bez uszkodzenia, zanim stacja C wyś le sygnał sondujący.

Jeżeli stacja ma więcej danych do wysłania niż zostaje wysłane w okresie zegara sondującego, stacja wysyła, gdy może i żąda, aby druga stacja przeszła na kanał danych. Zatem dwie stacje nie powinny łączyć się więcej niż na trzy przekazania czyli kolejne transmisje odpowiedzi w kanale wzywającym. Na przykład sygnał sondujący Tx stacji 1 -> dane Tx stacji 2 -> dane Tx stacji 1 albo dane Tx stacji 1 albo dane Tx stacji 2 żądają kanału danych, jeżeli jest więcej danych do wysłania.

Okres zegara sondującego nie zawsze jest taki sam, zawsze ma dodaną zmianę losową, zwykle 50% okresu zegara. Dzięki temu pewna liczba stacji nie transmituje jednocześnie i dlatego nigdy nie będzie odbierać się nawzajem. Na przykład, przy 8 kbps zegar sondujący z danymi w kolejce Tx zmienia się zwykle w zakresie 300 do 450 milisekund.

Gdy stacja nie ma danych do wysłania, zwykle próbuje B osiągnąć pięć stacji sąsiednich. Jednak jeżeli ma dane do wysłania, próbuje uzyskać więcej stacji sąsiednich, zwykle 15. Stacja sondowałaby z większą szybkością i dlatego jest bardziej prawdopodobne, że uzyska więcej stacji sąsiednich. Jeżeli nie uzyska więcej stacji sąsiednich, zwiększa moc transmisji. W sieciach o większym natężeniu

PL 193 013 B1 ruchu nie można zwiększyć liczby wymaganych stacji sąsiednich, ponieważ spowodowałoby to zbyt dużą konkurencję.

Stacje mogą monitorować inne stacje przechodzące na kanały danych. Stanowi to wskazanie co do dostępnych kanałów danych.

Można zastosować drugi odbiornik do skanowania kanałów danych, aby znaleźć czyste kanały danych z małym szumem tła.

Gdy stacja sonduje, w nagłówku pakietu danych sygnału sondującego dostarcza informację dotyczącą tego, które z monitorowanych kanałów danych są czyste. Gdy kolejna stacja odpowiada i chce przejść na kanał danych, łączy wtedy własną informację z informacją drugiej stacji, aby dokonać lepszego wyboru co do używanego kanału danych.

Gdy stacja wysyła dane, nie stosuje poziomu mocy znacznie wyższego niż moc stosowana do sondowania. Na przykład, jeżeli stacja sonduje przy 0 dBm, aby uzyskać wymaganą liczbę stacji sąsiednich, nie może na przykład odpowiedzieć z mocą 30 dBm, ponieważ spowodowałoby to interferencję z bardziej oddalonymi stacjami. Wartość, o jaką moc stosowana do transmisji danych przekracza moc sondowania, jest parametrem ustawionym dla całej sieci.

Szum i ruch mogą być monitorowane jednocześnie w wielu kanałach wzywających i kanałach danych, przy użyciu wielu odbiorników.

Pakiety sondujące i pakiety danych mogą być jednocześnie wysyłane na wielu kanałach wzywających i kanałach danych, przy użyciu wielu nadajników.

Sieć może mieć więcej niż jeden kanał wzywający dla jednej szybkości transmisji i wiele kanałów danych dla jednej szybkości transmisji.

W pierwszym przykładzie wykonania wynalazku wykorzystuje się dwa typy sygnałów sondujących. Pierwszym typem sygnału sondującego jest sygnał sondujący rozgłaszany, który zawiera listę najlepszych stacji, które wykrywa dana stacja. Liczba stacji na liście jest zwykle rzędu dziesięciu. Z każdą stacją na liście jest związana pewna liczba, która wskazuje, jak dobrze stacja sondująca słyszała stacje na liście. Druga liczba wskazuje, jak dobrze stacje na liście wykryły stację sondującą, jest ona pobierana z sygnałów sondujących rozgłaszanych innych stacji. Zatem trzecia stacja wie natychmiast, jak dobrze stacja sondująca słyszała inną stację i jak dobrze druga stacja słyszała stację sondującą.

Ten układ eliminuje potrzebę odpowiadania na sygnały sondujące, ponieważ gdy stacja słyszy własny identyfikator w sygnale sondującym, wie, że stacja sondująca słyszy ją i z jaką jakością. Gdy wysyła własny sygnał sondujący, dołącza identyfikator stacji, którą właśnie usłyszała. Druga stacja słyszy własny identyfikator, przez co zamyka pętlę. Zatem po prostu wysyłając sygnały sondujące, każda stacja blisko innych stacji wie, jakie stacje może usłyszeć i jak dobrze. Monitorując inne sondy wie również, które stacje wykrywa stacja sondująca i z jaką jakością. Informacja ta zostaje następnie wykorzystana do ustawienia liczby stacji sąsiednich.

Każdy sygnał sondujący rozgłaszany z każdej stacji zawiera listę wszystkich stacji, które wykryła. Ponieważ wszystkie stacje, które mogą usłyszeć sygnał sondujący, widzą się na liście, stacja wysyłająca sygnały sondujące nie musi tego często robić. W sposobie sondowania według pierwszego przykładu wykonania, stacja musi uzyskać odpowiedź z każdej innej stacji, aby wiedzieć, czy ją może usłyszeć. Teraz wszystkie stacje sąsiednie wiedzą, że stacja sondująca słyszy je, ponieważ występują one na liście. Gdy z kolei wysyłają sygnał sondujący rozgłaszany, wszystkie inne stacje wiedzą, że zostały usłyszane, jeżeli pojawią się na liście.

Drugim typem sygnału sondującego w tym przykładzie wykonania jest sygnał sondujący adresowany. Gdy stacja ma dane do wysłania do drugiej stacji albo przez drugą stację, wstawia sygnały sondujące adresowane między sygnały sondujące rozgłaszane ze znacznie większą liczbą powtórzeń. Te sygnały sondujące adresowane wymuszają odpowiedź adresowanej stacji. Tak więc, gdy stacja ma dane do wysłania, wysyła krótki sygnał sondujący adresowany w szybszych okresach, przez co zwiększa się możliwość połączenia z wymaganą stacją. Stacja adresowana wie, że stacja sondująca ma dane do wysłania, w przeciwnym razie nie adresowałaby jej. Stacja adresowana wybiera wtedy przejście na kanał danych, w którym te dwie stacje przesyłają dane.

Jeżeli stacja nie widzi własnego identyfikatora na liście sondującej i lista nie jest pełna, powinna wtedy odpowiedzieć losowo stacji wysyłającej sygnał sondujący z poziomem mocy wymaganym do powrotu do rozważanej stacji. Dzięki temu zapobiega się sytuacji, w której stacja odległa nigdy nie zobaczy żadnych stacji sąsiednich, ponieważ wszystkie będą sondować na niższym poziomie mocy.

Sygnał sondujący adresowany z każdej stacji zawiera również listę stacji, z której odebrał dane, które wyśle do adresowanej stacji. Dla każdego identyfikatora stacji na liście istnieje pewna liczba

PL 193 013 B1 wskazująca, jak aktualne są rozważane dane. Tak więc każda inna stacja słysząca sygnał sondujący wie, że ma trasę z powrotem do źródła danych i wie, ile czasu potrzeba, aby dane je osiągnęły. Wykorzystuje się wtedy tę informację do wyboru trasy.

Jeżeli stacja słyszy, że dwie stacje wysyłają sygnały sondujące adresowane z tym samym identyfikatorem początku, ale różnymi opóźnieniami komunikatu, określa, które z nich jest mniejsze i przez to którą trasę lepiej wybierać. Stanowi to gradient w kierunku identyfikatora początku. Gdy stacja chce osiągnąć identyfikator początku, stosuje tę informację do wybrania trasy segmentów. Jeżeli zmieniają się warunki, stacja wybiera dynamicznie nową trasę dla rozważanych segmentów.

Stacja zawsze wie, jaka moc jest potrzebna do powrotu do drugiej stacji. Zatem wie, jakiej mocy użyć, aby sygnały sondujące zostały usłyszane przez wszystkie stacje sąsiednie.

Na przykład, jeżeli stacja chce osiągnąć pięć stacji sąsiednich, sonduje z mocą wymaganą do osiągnięcia wszystkich pięciu najbliższych stacji sąsiednich. W pierwszym sposobie sondowania stacja po prostu zwiększa moc w krokach 10 dB, aż zostanie uzyskana wymagana liczba stacji sąsiednich. Jednak, ponieważ stosuje kroki 10 dB, może znacznie przekroczyć wymaganą liczbę stacji sąsiednich. Wtedy obniżyłaby swoją moc o 10 dB i znalazłaby się poniżej wymaganej liczby. Teraz sytuacja jest taka, że stacja wie, że jeżeli obniży się o kolejne 10 dB, utraci wymaganą liczbę stacji sąsiednich. Zamiast tego stacja oblicza, z jaką mocą musi sondować, aby osiągnąć wymaganą liczbę stacji sąsiednich i nie zejdzie poniżej tej mocy, nawet jeżeli zostanie przekroczona wymagana liczba. Wymagana moc zawsze zmienia się, jeżeli zmieniają się warunki.

Stacja próbuje utrzymać minimalną liczbę bezpośrednich i pośrednich stacji sąsiednich. Jeżeli na przykład próbuje utrzymać jedną bezpośrednią stację sąsiednią oraz przynajmniej pięć pośrednich i bezpośrednich, obliczy moc wymaganą do osiągnięcia bezpośredniej stacji sąsiedniej. Jeżeli poprzez tę stację sąsiednią osiąga cztery inne stacje sąsiednie, osiągnie pięć bezpośrednich i pośrednich stacji sąsiednich. W przeciwnym razie używa większej mocy, aby uzyskać dwie bezpośrednie i siedem pośrednich stacji sąsiednich tak długo, aż będzie miała liczbę nie mniejszą od wymaganej.

Część procesu demodulacji w każdej stacji obejmuje korekcję błędów w przód. Jeżeli korektor błędu w przód wykryje błędy, których nie da się naprawić podczas odbioru pakietu, powiadamia główny kod, że wystąpił błąd. Główny kod przerywa wtedy odbiór pakietu. Dzięki temu stacja nie jest związana przez odbiór pakietu, który jest uszkodzony. Pomaga również stacji we wcześniejszym odbiorze innego pakietu z innej stacji. Czasami w sieci rozważanego typu jedna stacja transmituje na wyższym poziomie niż druga stacja, uszkadzając przez to pakiet. Stacja odbiorcza ma możliwość wykrycia uszkodzonego pakietu, przerwania odbioru i rozpoczęcia odbioru silniejszego sygnału.

W drugim przykładzie wykonania wynalazku stosuje się sposób podobny do pierwszego sposobu. Jednak zamiast wykorzystywać czas upływający od wykrycia segmentu komunikatu dla wyboru trasy, sposób ten wykorzystuje łączną czyli zbiorczą moc transmisji, wymaganą do wyboru trasy. Łączna wymagana moc transmisji to moc wymagana przez każdą stację pośrednią do osiągnięcia następnej stacji od początku do punktu docelowego. Każda stacja pośrednia dołącza również ustalony czynnik przejścia, zwykle równy 3 dB, aby zapobiec wyborowi trasy w tył.

Stacja wysyła sygnały sondujące rozgłaszane w regularnych okresach. Sygnał sondujący rozgłaszany zawiera listę innych stacji, które wykryła stacja aktualna albo stacji, które mają ustawiony znacznik, na przykład znacznik zajętości w ruchu. Stację uważa się za zajętą w ruchu, jeżeli aktualnie albo wysyła dane komunikatu albo odbiera dane komunikatu. Dla każdej stacji na liście jest zawarta również łączna moc transmisji, wymagana do osiągnięcia stacji oraz pewna liczba znaczników, wskazująca typ albo stan stacji, na przykład brama, organ certyfikacyjny/operator sieci, zajętość w ruchu i tak dalej. Znaczniki stosuje się do usprawnienia wyboru trasy.

Pierwsza część listy zawiera identyfikatory bezpośrednich stacji sąsiednich czyli stacji, które aktualna stacja sąsiednia wykryła własnym odbiornikiem. Wymagana moc transmisji, która jest zawarta na liście, to moc, którą aktualna stacja zastosowałaby do bezpośredniego osiągnięcia tych stacji. Druga część listy zawiera każdą stację, która ma ustawiony znacznik, czyli stację typu brama, zajętą w ruchu i tak dalej. Wymagana moc transmisji, zawarta w tej części listy, jest minimalną mocą łączną wymaganą do osiągnięcia tych stacji poprzez aktualną stację. Jest możliwe, że łączna moc transmisji, wymagana do osiągnięcia jednej z bezpośrednich stacji sąsiednich przez stację pośrednią, jest mniejsza niż bezpośrednia wymagana moc transmisji. Ma to zwykle miejsce, gdy istnieje trasa bezpośrednia i trasa alternatywna do tej samej stacji docelowej, przy czym trasa alternatywna wykorzystuje mniejszą łączną moc.

W odniesieniu do fig. 1, jeż eli stacja I wykrywa obie stacje M i L, ma wymaganą bezpo ś rednią moc transmisji dla obu stacji. Jednak gdy stacja I wykrywa sygnał sondujący stacji M, widzi spis dla

PL 193 013 B1 stacji L. Stacja I ma wtedy bezpośrednią moc wymaganą dla stacji L, jak również łączną moc wymaganą dla stacji L poprzez stację M. Jest możliwe, że łączna wymagana moc transmisji do stacji L poprzez stację M jest mniejsza niż bezpośrednia wymagana moc transmisji do stacji L.

Za każdym razem, gdy stacja wykrywa sygnał sondujący innej stacji, oblicza moc, którą potrzebowałaby, aby powrócić bezpośrednio do tej stacji, zapamiętuje wymaganą moc bezpośredniej transmisji dla każdej wykrytej stacji i sprawdza listę zawartą w sygnale sondującym drugiej stacji. Na tej liście widzi, jaka moc byłaby wymagana przez stację odległą, aby osiągnąć jedną ze stacji zawartych na liście. Stacja lokalna dodaje liniowe zapotrzebowanie na moc dla stacji odległej, aby osiągnąć jedną ze stacji na liście, do mocy wymaganej przez stację lokalną do osiągnięcia odległej stacji, a następnie dodaje dodatkowy czynnik przejścia do tej liczby. Ta nowa suma jest łączną mocą, którą aktualna stacja ogłasza w sygnałach sondujących dla innych stacji.

Stacja lokalna najpierw przekształca bezpośrednią moc wymaganą do osiągnięcia odległej stacji z dBm na waty. A następnie przekształca moc wymaganą przez odległą stację do osiągnięcia stacji na liście z dBm na waty. Stacja lokalna dodaje te dwie liczby, aby uzyskać nową wartość w watach, którą przekształca się następnie z powrotem na dBm. W tym momencie dodaje się czynnik przejścia, zwykle 3 dB. Nowa suma jest łączną mocą wymaganą przez lokalną stację do osiągnięcia stacji ogłaszanej na liście stacji odległej.

Z szybkoś ci transmisji danych kanał u wzywają cego oblicza się czas trwania dla wszystkich zegarów przy użyciu czynników mnożenia. Wartości bezwzględne czynników są podane poniżej, ale tylko jako przykłady i mogą znacznie zmieniać się. Dodatkowo wartości zmienia się dynamicznie wraz ze zmianą natężenia ruchu w sieci i liczby stacji.

Zegar	czynniki mnożą ce	Wartości	Przykład dla Szybkości 80k
Pełna kolejka Tx
zegara sondującego	= PrbF x MaxTxDur	= 1 x X	= 247 ms
Pusta kolejka Tx
zegara sondującego	= PrbE x PrbF x MaxTxDur	=10 x 1 x X	= 2471 ms
Okres adaptacji kanału	= Adpt x MaxTxDur	= 5 x X	= 1235 ms
Zwiększenie wymaganej mocyTx	= Txlnc x MaxTxDur	= 5 x X	= 1235 ms
Czas trwania kanału danych	= Data x MaxTxDur	= 5 x X	= 1235 ms

gdzie MaxTxDur = max czas trwania pakietu + przekierunkowanie RxTx + opóźnienie Tx = = X = 247,1 ms

Maksymalny rozmiar pakietu ustawia się na 1023 bajty. Długość dla wszystkich zegarów zwiększa się, jeżeli zwiększa się maksymalny rozmiar pakietu. Skutkiem zwiększenia maksymalnego rozmiaru pakietu jest zmniejszenie liczby sygnałów sondujących w danym okresie czasu i dlatego wolniejsze jest połączenie ze stacją sąsiednią, co z kolei zwiększa opóźnienie propagacji danych przenoszonych przez sieć. Z drugiej strony, jeżeli zmniejsza się maksymalny rozmiar pakietu, zmniejsza się ilość danych, które można wysłać pomiędzy sygnałami sondującymi w kanale wzywającym. To z kolei zwiększa opóźnienie propagacji danych przenoszonych przez sieć. Przez wyważenie ilości danych, które wysyła się w kanale wzywającym, względem liczby sygnałów sondujących w danym okresie czasu, ustala się maksymalny rozmiar pakietu.

Jeżeli stacja ma do wysłania więcej danych niż mieści się w pakiecie o maksymalnym rozmiarze, żąda od drugiej stacji, aby przeszła na kanał danych. Dwie stacje mogą wtedy wysyłać więcej danych do siebie nawzajem tak długo, jak pozostają w kanale danych. Mogą pozostać w nim tak długo, jak będą miały dane do wysłania albo na czas trwania dla kanału danych, zależy co nastąpi szybciej. Jeżeli stacja przechodzi na kanał danych i nie znajdzie drugiej stacji, powróci na kanał wzywający.

Stacje w takiej sieci zwykle poruszają się, a więc mogą oddalić się albo nawet wyjść poza zasięg. Stacja lokalna musi więc znać sposób zwiększenia mocy wymaganej do osiągnięcia stacji docelowej i ewentualnie usuwania z listy stacji docelowej, która nie jest już w pobliżu. Utrata ścieżki pomiędzy dwiema stacjami zmienia się szybko, szczególnie wskutek zaniku Rayleigha. Za każdym razem, gdy stacja transmituje do innej stacji, musi to robić z optymalną mocą i określa wymaganą moc za każdym razem, gdy słyszy transmisję innej stacji. Zwykle, gdy dwie stacje są zajęte wysyłaniem danych do siebie, będą miały wiele przekazań transmisji na sekundę. Za każdym razem przeliczają one

PL 193 013 B1 moc wymaganą do osiągnięcia drugiej stacji, a zmiany mocy są zwykle zgodne ze zmianami w cyklu zaniku Rayleigha.

Ma to dobry skutek dla optymalizacji mocy wymaganej dla każdej transmisji, ale powoduje problemy z wyborem trasy, ponieważ jest możliwe, że przy każdym zaniku trasa alternatywna wydaje się chwilowo lepsza. Stacja musi więc zachowywać dwie potrzebne wartości mocy bezpośredniej transmisji. Jedną wartość stosuje się dla każdej transmisji, aby ustalić moc wymaganą do transmisji, a drugą wartość stosuje się do wyboru trasy. Ta druga wartość nie zmienia się zgodnie z szybkimi zmianami straty ścieżki, związanymi z zanikiem Rayleigha, a zamiast tego ma bardziej wytłumione działanie, zmieniając się zgodnie z ruchem stacji i wychodzeniem poza zasięg. Przewiduje się, że zwykle ta druga wartość jest ogłaszana na liście stacji w sygnale sondującym.

To wytłumione wymaganie mocy osiąga się przez zmniejszenie szybkości wzrostu mocy wymaganej do osiągnięcia dowolnej stacji na liście. Wszystkie stacje w sieci zwiększają wymaganą moc z tą samą szybkością. Szybkość wzrostu jest bezpośrednio związana z szybkością transmisji danych w kanale wzywającym. Za każdym razem, gdy zostaje wykryty nowy sygnał sondujący, lokalna stacja ustala, czy nowa obliczona wymagana moc jest mniejsza niż wymagana moc, którą ma na własnej liście. Jeżeli jest mniejsza, obniża wymaganą moc na liście. Nie zmniejsza mocy w jednym kroku, ale zmniejsza ją w mniejszych krokach za każdym razem, gdy wykrywa stację, tłumiąc przez to skutki zaniku Rayleigha,

Jeżeli stacja nie wykrywa już dłużej sygnałów sondujących z określonej stacji, nadal zwiększa moc wymaganą do osiągnięcia tej stacji. Na końcu wymagana moc osiąga ustaloną maksymalną wartość, co wymaga, aby stacja lokalna usunęła drugą stację z listy. Ta wartość to zwykle 125 dBm.

W tym momencie stacja ma listę wymaganych mocy transmisji do osią gnię cia innych stacji albo bezpośrednio albo pośrednio. Dla każdej stacji podanej na liście stacji odległej istnieje pozycja wskazująca łączną moc transmisji wymaganą przez tę odległą stację. Na fig. 1 stacja I ma spisy mocy bezpośredniej transmisji wymaganej dla stacji L, M, N i B, ma ona spisy pośrednie dla wszystkich stacji wykrywanych przez te cztery ostatnie stacje, czyli stacje A, G, H, J, L, M, N i O. Stacje L, M i N pojawiają się zarówno w spisach bezpośrednich, jak i pośrednich, ponieważ są wspólnymi stacjami sąsiednimi. Gdyby stacja I chciała skierować dane do stacji M, mogłaby wybrać albo transmisję bezpośrednią do stacji M przez stacje L albo N. Stacja I określiłaby, dla której trasy wymagana moc jest najmniejsza i zastosowałaby tę ścieżkę do wyboru trasy dla segmentów komunikatu do stacji M.

W tym momencie stacja I nie ma bezpoś redniej trasy do stacji O i jeż eli nie chce połączyć się ze stacją O, taka trasa nie jest jej potrzebna. Jeżeli jednak stacja O jest zajęta w ruchu ze stacji A, segmenty do i ze stacji O będą przechodzić przez stację I oraz w tym przypadku stacja I wykrywa te przechodzące segmenty. Nagłówek każdego segmentu wskazuje łączną moc transmisji wymaganą do powrotu na początek segmentu. Gdy stacja M pierwsza odbiera segment ze stacji O, umieszcza wymaganą bezpośrednią moc w nagłówku segmentu przed przekazaniem do stacji I.

Gdy stacja I odbiera segment ze stacji M, dodaje moc wymaganą do osiągnięcia stacji M do segmentu ze stacji O i dodaje również czynnik przejścia do tej wartości. Segment zawiera teraz łączną wymaganą moc ze stacji I do stacji O przez stację M. Procedurę powtarza się na każdym przejściu, aż segment osiągnie stację A.

Na podstawie wymaganej mocy dla każdej stacji dowolna stacja w sieci ma gradient wymaganej mocy w kierunku dowolnej innej stacji w sieci. Stacja po prostu kieruje segmenty komunikatów do najmniejszej wymaganej mocy.

Gdy stacja początkowa A chce jako pierwsza połączyć się ze stacją docelową O, nie ma żadnego gradientu, ponieważ żadna stacja nie jest zajęta w ruchu. Aby utworzyć gradient, stacja początkowa A wysyła specjalny komunikat ścigający dla stacji docelowej O. Ten komunikat jest kierowany od stacji początkowej A przez przesunięcie go do wymaganego gradientu mocy. W każdej stacji komunikat jest rozdzielany na dwa i kierowany w dwóch różnych kierunkach. Zatem komunikat płynie przez sieć w kierunku od stacji A.

Gdy komunikat ścigający osiągnie już stację, która ma gradient w kierunku stacji docelowej O, jest kierowany do miejsca docelowego. Gdy osiągnie stację docelową O, stacja O wysyła z powrotem komunikat ETE potwierdzenie typu koniec-do-końca do stacji A. Ten komunikat ma automatycznie gradient skierowany z powrotem do stacji początkowej A, ponieważ komunikat ścigający utworzył gradient. Komunikat ETE ma wyższy priorytet niż komunikat ścigający i dlatego szybciej porusza się w sieci. Gdy dowolna stacja odbiera komunikat ETE, kieruje go do stacji początkowej wzdłuż ścieżki, którą wysłano komunikaty ścigające. Jest to stosowane do zatrzymywania przepływu komunikatu ścigającego.

PL 193 013 B1

Komunikat ścigający jest bardzo mały i ma krótki czas aktywności. Zatem nawet, jeżeli komunikat ścigający płynie przez całą sieć, ma minimalny wpływ na przepustowość sieci.

Gdy stacja A jako pierwsza wysyła komunikat ścigający, jest oznaczana również jako zajęta w ruchu i zachowuje ten znacznik na czas trwania komunikatu ścigającego. Każda inna stacja wykrywająca sygnały sondujące stacji A widzi, że znacznik jest ustawiony i umieszcza stację A na liście dla własnych sygnałów sondujących. Każda inna stacja, która wykrywa drugą stację ze stacją A na liście z ustawionym znacznikiem zajętości w ruchu, również poleca stację A z ustawionym znacznikiem zajętości w ruchu. Za każdym razem, gdy stacja A wysyła nowy komunikat, ustawia ponownie zegar ruchu, aby był taki sam, jak wysyłany komunikat czasu aktywności. Jeżeli stacja A przestanie wysyłać komunikaty, czas znacznika ruchu w końcu upłynie i nie jest już ustawiony.

Stacja umieszcza inną stację na liście sygnałów sondujących za każdym razem, gdy aktualizuje wymaganą moc jako bardziej odpowiednią niż była wcześniej, czyli jeżeli stacja wykrywa stację sąsiednią albo wykrywa stację na liście innej stacji, ustala, czy wymagana moc transmisji do rozważanej stacji jest bardziej odpowiednia niż wartość istniejąca na wewnętrznej liście. Jeżeli jest bardziej odpowiednia, zmienia wymaganą moc na wewnętrznej liście i umieszcza również stację na następnej liście sygnałów sondujących. Dzięki temu lista sygnałów sondujących jest mała.

Jeżeli stacja A nie ma już dłużej ustawionego znacznika zajętości w ruchu, nie jest dłużej umieszczona na liście innych stacji. Inne stacje będą powoli zwiększać moc transmisji, wymaganą do osiągnięcia stacji A, a ponieważ nie jest ona już dłużej w ruchu, nie będą otrzymywać aktualizowanych wartości. Na koniec moc transmisji dla innych stacji, wymagana do osiągnięcia stacji A, osiągnie ustaloną wartość, co wymaga, aby usunęły one stację A ze swoich list.

Poza znacznikiem zajętości w ruchu istnieje pewna liczna innych znaczników, zwykle do wyznaczania istotnych stacji w sieci, z którymi dowolna inna stacja mogłaby od czasu do czasu wymagać połączenia. Znacznik bramy stosuje się do wskazania istotnej stacji, która jest używana jako brama do innej usługi, na przykład dla dostępu do sieci Internet. Jeżeli stacja ma bramę do sieci Internet, ma ustawiony znacznik wskazujący, że jest to brama sieci Internet. Za każdym razem, gdy stacja sąsiednia wykrywa bardziej odpowiednią wymaganą moc dla stacji typu brama, umieszcza ją na liście z ustawionym znacznikiem bramy. Każda inna stacja, która wykrywa stację typu brama na liście stacji sąsiedniej umieszcza z kolei stację typu brama na własnej liście. Spis stacji typu brama jest przenoszony przez sieć. Na końcu wszystkie stacje mają stacje typu brama na listach. Zatem wszystkie stacje, które wymagają dostępu do sieci Internet, wiedzą, gdzie muszą skierować dane sieci Internet.

W sieci moż e być wię cej niż jedna brama sieci Internet. Stacja wymaga tylko jednej bramy, dlatego stacja umieszcza tylko jedną bramę sieci Internet na liście. Zawsze wybiera taką, która ma najmniejszą wymaganą moc transmisji. Skutek jest taki, że stacje zawsze będą miały lepszy gradient mocy do najbliższej bramy i zwykle będą podawać na liście tylko najbliższą bramę. Jeżeli najbliższa brama stanie się niedostępna, automatycznie będą odrzucać tę bramę, ponieważ wymagana moc zwiększa się do punktu, w którym inne bramy będą wydawały się bardziej właściwe.

W ten sam sposób, jak używa się znacznika bramy, moż na uż ywać innych znaczników, takich jak organ certyfikacyjny. Organy certyfikacyjne albo operatorzy sieci to stacje w sieci, które utrzymują i wydaj ą certyfikaty upoważ niające, stosowane dla bezpieczeństwa w sieci. Wszystkie stacje w sieci stosują zbiór kluczy prywatnych i publicznych do weryfikacji i szyfrowania danych odbieranych z innych stacji i do nich wysyłanych. Tak jak w przypadku bramy sieci Internet, stacja musi znać trasę tylko do jednego organu certyfikacyjnego.

Gdy stacja docelowa odbiera komunikat ze stacji początkowej, uruchamia zegar gradientu, którego czas upływa w połowie początkowego czasu aktywności komunikatu. Czas aktywności to ilość czasu, przez który komunikat jest ważny. Ten nowy zegar gradientu zaczyna więc obowiązywać, zanim wygaśnie odebrany komunikat. Jeżeli zostanie odebrany nowy komunikat z tej samej stacji początkowej, zegar gradientu zostanie ustawiony na nową wartość. Oznacza to, że tak długo, jak przychodzą komunikaty z określonej stacji początkowej, nigdy nie upłynie czas zegara gradientu.

Gdy przestaną przychodzić komunikaty z określonej stacji początkowej, upłynie czas zegara gradientu. Wtedy komunikat gradientu zostanie wysłany do stacji początkowej. Ponieważ komunikat zawiera łączną moc wymaganą do transmisji zwrotnej do stacji, która wysyła komunikat gradientu, gradient wymaganej mocy transmisji zostanie aktualizowany ze stacji docelowej, do której początkowo przychodziły komunikaty z powrotem do stacji początkowej.

Celem komunikatu gradientu jest zapewnienie utworzenia nowego gradientu, gdy przestaną przychodzić komunikaty ze stacji początkowej. Komunikaty mogą przestać przychodzić dlatego, że nie

PL 193 013 B1 ma więcej komunikatów albo dlatego, że gradient przestał być ważny. Jest to powodowane przez jednoczesny ruch pewnej liczby stacji ruchomych albo przez jednoczesne włączenie lub wyłączenie. Zwykle sieć nie potrzebuje komunikatu gradientu, ponieważ gradient poprawia się sam dynamicznie pomiędzy dwiema stacjami, które są w ruchu, co stanowi mechanizm odporny na awarię.

Można także dołączyć znacznik do ostatniego komunikatu wysyłanego ze stacji, aby zapobiec wysyłaniu komunikatu gradientu, czyli stacja początkowa informuje stację docelową, że nie będzie więcej komunikatów. Stacja docelowa wie wtedy, że komunikat gradientu nie jest potrzebny.

Stacje nie wysyłają informacji o wyborze trasy razem z wysyłanymi komunikatami i nie wysyłają informacji o wyborze trasy pomiędzy sobą, lecz wysyłają informację o wymaganej mocy transmisji i informację o tym, które stacje są w ruchu albo są bramami itd. Zadaniem każ dej stacji w sieci jest dynamiczne podjęcie decyzji o wyborze trasy dla każdego komunikatu albo fragmentu komunikatu w kolejce transmisji.

Stacja w każdym momencie dynamicznie zmienia trasę fragmentu komunikatu z jednej kolejki transmisji do drugiej i utrzymuje oddzielną kolejkę transmisyjną dla każdej ze stacji sąsiednich. Wybór trasy w każdej stacji nie jest skorelowany z wyborem trasy w innych stacjach i jest oparty wyłącznie na informacji o wymaganej mocy transmisji i znacznikach stanu wyboru trasy. Ponieważ wymagana moc transmisji i znaczniki stanu mogą zmienić się w dowolnej chwili, zmienia się także trasa wybrana dla komunikatu. Stacja kieruje komunikat zgodnie z okolicznościami w oparciu o aktualną dostępną informację. Zatem, jeżeli powstaje nowa możliwość wyboru trasy, która wydaje się lepsza niż aktualna trasa dla określonego komunikatu, stacja dynamicznie zmienia trasę dla komunikatu.

Zmienność wymaganej mocy transmisji powoduje zmianę gradientu wyboru trasy dla każdej stacji w sieci. W dowolnej chwili gradient wymaganej mocy transmisji dla określonej stacji wskazuje najlepszą trasę dla komunikatu. Stacja zawsze kieruje komunikat w dół gradientu do stacji docelowej, poza komunikatami ścigającymi, które są kierowane w górę gradientu stacji początkowej i jednocześnie w dół gradientu stacji docelowej.

Jak opisano powyżej, za każdym razem, gdy stacja wykrywa jedną ze stacji sąsiednich, oblicza moc transmisji wymaganą do osiągnięcia tej stacji. Lokalna stacja zmniejsza wartość wymaganej mocy transmisji, którą zapamiętała poprzednio dla stacji sąsiedniej, jeżeli nowa wymagana moc transmisji jest mniejsza niż poprzednia wartość. Jednak nie zmniejsza jej do nowej wartości w jednym dużym kroku, ale w małych krokach za każdym razem, gdy słyszy stację sąsiednią.

Zatem im częściej stacja lokalna słyszy stację sąsiednią, tym mniejsza jest wartość wymaganej mocy transmisji. Jeżeli nie słyszy drugiej stacji przez pewien czas, wartość wymaganej mocy transmisji zaczyna zwiększać się w regularnych okresach, aż w końcu osiąga poziom, przy którym stacja lokalna usuwa stację sąsiednią z wewnętrznej listy.

Jeżeli stacja sąsiednia przekazuje dużo danych w imieniu innych stacji, przebywa dużo czasu w kanale danych i mało czasu w kanałach wzywających. W rezultacie stacje sąsiednie nie będą jej słyszeć zbyt często, więc moc transmisji wymagana do osiągnięcia tej stacji jest duża. Powoduje to, że stacje sąsiednie stosownie do sytuacji wybierają alternatywne trasy dla danych. Ponieważ dane są teraz przekazywane alternatywnymi trasami, stacja, która wysyłała dużo danych, ma mniej danych do wysłania. Zatem w sposobie ten dynamicznie rozdziela się albo rozprowadza się natężenie ruchu wśród stacji sąsiednich na podstawie tego, jak często słyszane są stacje. Gradient wymaganej mocy transmisji oddala się zawsze od obszarów o dużym przeciążeniu ruchu do obszarów o małym przeciążeniu ruchu. Gradient wymaganej mocy transmisji automatycznie równoważy wybór trasy i przeciążenie ruchu.

Jeżeli stacja sąsiednia słyszy inną stację często i przez długi okres czasu, zawsze ma odpowiedni gradient wymaganej mocy transmisji w kierunku tej stacji. Jeżeli jednak stacja słyszy drugą stację często, ale tylko przez krótkie okresy czasu, ma przeciętny gradient wymaganej mocy transmisji. Im dłuższe są okresy czasu, tym lepszy jest gradient. Zatem stacja ma tendencję do lepszego gradientu w kierunku stacji, które słyszy często i długo.

Mimo, że stacja słyszy drugą stację często i przez długie okresy czasu, druga stacja jest daleko i w tym przypadku odebrane transmisje nie są silne. Wymaganą moc transmisji oblicza się ze straty ścieżki do drugiej stacji. Im słabszy jest odbierany sygnał, tym większa jest strata ścieżki i przez to większa jest wymagana moc transmisji. Im większa jest wymagana moc transmisji, tym większy jest gradient wymaganej mocy transmisji. Ponieważ stacja wybiera trasę w kierunku obszarów o mniejszej mocy transmisji, ma tendencję do wybierania innych stacji, które są bliżej.

PL 193 013 B1

Im lepiej stacja słyszy inną stację, tym lepszy jest gradient wymaganej mocy transmisji. Ponieważ gradient jest oparty na wymaganej mocy transmisji, uwzględniającej szum tła odległej stacji, jest również lepszy w kierunku stacji, które mają mały szum tła. Stacje, które mają duże interferencje lokalne, będą miały duży szum tła. Stacja ma lepszy gradient wymaganej mocy transmisji w kierunku stacji, które słyszy dobrze i które mają mały szum tła. Zatem w wyborze trasy dla danych zawsze unika się obszarów o dużym szumie tła.

Sposób wyboru trasy uwzględnia szybki oraz wolny zanik Rayleigha. W przypadku wolnego zaniku Rayleigha stacja słyszy drugą stację często, długo i dobrze gdy występuje mała strata ścieżki pomiędzy dwiema stacjami. Wynikiem tego jest dobra trasa poprzez stację w okresie małej straty ścieżki. Jeżeli zanik zaczyna stawać się większy, zwiększa się strata ścieżki i trasa stanie się gorsza, ponieważ gradient wymaganej mocy transmisji jest bardziej stromy. Wymagana moc transmisji jest większa niż poprzednio zachowana wartość i wartość nie zostanie aktualizowana. Jednak ponieważ wymagana moc transmisji jest zwiększana w regularnych okresach, automatycznie pogarsza się powoli. Zatem wybór trasy zależy dynamicznie od powolnych zaników Rayleigha.

W przypadku szybkiego zaniku Rayleigha stacja wykrywa drugą stację często, ale w krótkich impulsach. Powoduje to przeciętny gradient wymaganej mocy transmisji. Gradient jest tłumiony przez powolne przyrosty oraz fakt, że wymagana moc transmisji jest zmniejszana tylko w małych krokach. Oznacza to, że stacja nie jest zależna od szybkiego zaniku Rayleigha, ale ma skutek jako średnia. Zatem, jeżeli są trzy stacje w miejscach odległych, jedna ruchoma, jedna w dolinie Rayleigha i jedna w szczycie Rayleigha, stacja w dolinie ma słaby gradient wymaganej mocy transmisji, stacja w szczycie ma dobry gradient wymaganej mocy transmisji, a stacja ruchoma ma przecię tny gradient. Jest to równoważne zależnej od sytuacji dostępności tych trzech stacji, czyli stacja w dolinie oferuje złą trasę i wymaga dużej mocy do osiągnięcia. Stacja na szczycie oferuje dobrą trasę i wymaga małej mocy do osiągnięcia. Stacja ruchoma wymaga małej mocy przez pewien czas i większej mocy w innym czasie oraz jako taka zapewnia przeciętną trasę.

Gradient wymaganej mocy transmisji, stosowany do wyboru trasy, uwzględnia przeciętną moc stacji, którą stacja stosuje podczas szybkich zaników Rayleigha. Mimo że wybór trasy uśrednia skutek szybkiego zaniku Rayleigha, stacja nadal dynamicznie zmienia moc transmisji, gdy aktualnie transmituje pakiet danych. Zatem rzeczywista moc transmisji stosowana, gdy stacja transmituje pakiet danych, pasuje do szybkiej krzywej Rayleigha. Stacja utrzymuje oddzielną wymaganą moc transmisji stosowaną do rzeczywistych transmisji radiowych, która nie jest tłumiona w ten sam sposób, co wymagana moc transmisji stosowana do wyboru trasy.

Gradient wymaganej mocy transmisji jest stale optymalizowany i ulepszany tak długo, jak przepływają komunikaty danych. Komunikaty danych ze stacji początkowej utrzymują nowy gradient z powrotem dla stacji początkowej z dowolnej stacji wzdłuż trasy, w której przepływają komunikaty danych. Komunikaty ETE potwierdzenia typu koniec-do-końca, powracające ze stacji docelowej, utrzymują nowy gradient z powrotem do stacji docelowej. Każda stacja na trasie ogłasza, że stacje docelowa i początkowa są zajęte w ruchu. Z kolei każda stacja sąsiednia każdej stacji na trasie również ogłasza, że te stacje są w ruchu i tak dalej. Zatem istnieje ciągle optymalizujący gradient bezpośrednio wzdłuż trasy i również wzdłuż boków trasy. Za każdym razem, gdy nowy komunikat przepływa wzdłuż gradientu, gradient jest optymalizowany ponownie. Gdyby dowolna stacja bezpośrednio wzdłuż trasy stała się nieaktywna, oddaliła się lub została obciążona ruchem, gradient automatycznie optymalizuje się wokół tej stacji.

W przypadku bardzo częstego miejsce docelowego dla komunikatów danych, takiego jak centrum śledzenia pojazdów oparte na GPS, dużo komunikatów jest przesyłanych do stacji docelowej, a z kolei dużo komunikatów ETE jest wysyłanych ze stacji docelowej. Te komunikaty ETE rozchodzą się we wszystkich kierunkach do wszystkich pojazdów, które wysyłają aktualizację pozycji GPS do centrum śledzącego. Oznacza to, że określona stacja centralna ma bardzo zoptymalizowany i szeroko rozpowszechniony gradient w sieci. Jeżeli nowy pojazd włącza urządzenie śledzące po raz pierwszy albo po długim czasie wyłączenia, natychmiast ma trasę do stacji centralnej, bez potrzeby wysyłania komunikatu ścigającego. Wiadomo, że stacja centralna zawsze ma zoptymalizowane trasy, więc nie ma również potrzeby, aby wysyłała komunikaty gradientu.

Aby uprościć aktualizację oprogramowania w sieci, stosuje się mechanizm wykorzystujący informacje bezpośrednich stacji sąsiednich. Gdy zostanie udostępniona nowa aktualizacja oprogramowania, jest ładowana na twardy dysk dowolnej stacji w sieci i następnie wysyłana w blokach z tej stacji do jej bezpośrednich stacji sąsiednich. Z kolei bezpośrednie stacje sąsiednie wysyłają je do swoich stacji sąsiednich, aż cała sieć zostaje zaktualizowana.

PL 193 013 B1

Figura 3 pokazuje sieć działań protokołu aktualizacji oprogramowania. Gdy pierwsza stacja ma aktualizację na twardym dysku, użytkownik wydaje polecenie informujące stację, aby zaczęła rozgłaszać nową aktualizację w sygnałach sondujących. Gdy bezpośrednia stacja sąsiednia wykrywa sygnał sondujący, widzi nową aktualizację. Wtedy stacja sąsiednia żąda komunikatu aktualizacji oprogramowania z pierwszej stacji. Stacja wysyła pierwszy blok aktualizacji. Gdy bezpośrednia stacja sąsiednia odbiera blok aktualizacji, czeka przez pewien czas, zanim zażąda następnego bloku. Przyczyną odczekania jest zapobieganie zablokowaniu całej sieci przez komunikaty aktualizacji oprogramowania.

Stacja sąsiednia nadal żąda bloków aktualizacji z pierwszej stacji, aż dostanie wszystkie bloki. Za każdym razem, gdy odbiera nowy blok, zaczyna rozgłaszać w sygnałach sondujących, którą wersję i numer bloku posiada. Wtedy stacja sąsiednia rozpoczyna wysyłanie aktualizacji do innych stacji są siednich, jeszcze zanim ma całą aktualizację. Rozpoczyna to przebieg kubełkowy dla aktualizacji oprogramowania. Jest możliwe, że jedna ze stacji sąsiednich uzyska aktualizację wcześniej niż ona sama. Jeżeli ta inna stacja sąsiednia jest bliżej pod względem mocy transmisji niż pierwsza stacja, stacja sąsiednia rozpoczyna nawet żądanie aktualizacji od bliższej stacji sąsiedniej.

Stacja zawsze żąda aktualizacji od najbliższej stacji sąsiedniej. Oznacza to, że jeżeli stacja jest ruchoma, za każdym razem żąda aktualizacji od innych stacji. Rozmiar bloków aktualizacji oprogramowania jest tak mały, że gdy stacja jest ruchoma, nie przenosi opóźnionego długiego komunikatu w sieci.

Jeżeli stacja przechodzi do obszaru, w którym stacje sąsiednie nie mają kompletnej aktualizacji albo nie mają żadnej aktualizacji, czeka, aż aktualizacja oprogramowania zajdzie wraz z nią w sieci. Jeżeli stacja powróci do obszaru, w którym aktualizacja jest bardziej zaawansowane niż posiadane przez nią, kontynuuje je w miejscu, w którym zakończyła poprzednio.

Pierwsza część aktualizacji oprogramowania zawiera informację o tym, kiedy trzeba przeprowadzić aktualizację. Jest to data i czas, kiedy stacja musi pobrać aktualizację i wymienić istniejące oprogramowanie. Do tego czasu stacja poprostu wstrzymuje aktualizację. Po aktualizacji bieżącej wersji oprogramowania zachowuje aktualizację, aż nadejdzie nowsza wersja. Umożliwia to wysłanie aktualizacji do każdej stacji, która mogła być wyłączona w okresie aktualizacji oprogramowania.

Możliwe jest również umieszczanie danych o tym, które identyfikatory powinny zarządzać aktualizacją, co umożliwia częściową aktualizację sieci, aby przetestować nową wersję oprogramowania. Aktualizacja jest nadal wysyłana do każdej stacji w sieci, ale tylko niektóre stacje wykonają aktualizację. Jeżeli aktualizacja działa jak zaplanowano, dołącza się specjalny blok aktualizacji na koniec aktualizacji oprogramowania. Stacja wykrywa, że jest nowy blok do dołączenia. Gdy odbiera nowy blok, sprawdza, czy są nowe identyfikatory aktualizacji w bloku. Umożliwia to aktualizację innej stacji bez wysyłania całego nowego oprogramowania.

Poniżej jest przedstawiona tabela określająca strukturę pakietu sygnału sondującego i danych stosowanych w sposobie i systemie według wynalazku, wraz ze słowniczkiem z objaśnieniami.

Format pakietów sygnału sondującego i danych

Zmienna	Dłu- gość bitowa	Umożliwia
1	2	3
Wstęp	64	Sekwencja próbna modemu (101010101010 itd. . . )
Syncl	8	Pierwszy znak synchronizacji stosowany do blokowania Zilog
Sync2	8	Drugi znak synchronizacji stosowany do blokowania Zilog
Sync3	8	Trzeci znak synchronizacji sprawdzany przez oprogramowanie
Rozmiar pakietu	16	Rozmiar pakietu od Sync3 do ostatniego CRC
Kontrola rozmiaru	8	Kontrola pakietu=MSB XOR LSB rozmiaru pakietu
Wersja protokołu	8	Wersja protokołu
Typ pakietu	8	Typ pakietu (np. sygnał sondujący, dane, klucz itd.)

PL 193 013 B1 ciąg dalszy tabeli

1	2	3
ID nadawcy	32	ID stacji nadawczej
ID odbiorcy	32	ID stacji odbiorczej (0 = rozgłaszanie)
Numer pakietu	16	Numer pakietu
Moc adp Tx	8	Aktualna moc stacji nadawczej w dBm
Strata ścieżki adp Tx	8	Strata ścieżki mierzona w stacji nadawczej w dB
Aktywność adp Tx	4	Aktualny poziom aktywności stacji nadawczej
Antena adp Tx	8	Aktualna konfiguracja anteny stacji nadawczej
Adp Tx Bkg RSSI -1	8	RSSI stacji nadawczej w dBm -> aktualny modem-1
Adp Tx Bkg RSSI	8	RSSI stacji nadawczej w dBm -> aktualny modem
Adp Tx Bkg RSSI +1	8	RSSI stacji nadawczej w dBm -> aktualny modem+1
Szum wyskoku adp Tx	8	Częstotliwość wyskoku i poziom w stacji nadawczej
Aktywność adp Rx	4	Wymagany poziom aktywności dla stacji odbiorczej
Kanał adp Rx	8	Wymagany kanał Rx i Tx dla stacji odbiorczej
CRC nagłówka	16	16 bitowe CRC dla danych nagłówka
Znaczniki wyboru trasy stacji sąsiedniej	8	Bit 0 - w ruchu, bit 1 - brama, bit 2 - organ cert.
Wielkość danych stacji sąsiedniej	16	Wielkość danych wyboru trasy w bajtach = 3+4 (aktualizacja) +IDs*6
Aktualizacja oprogramowania stacji sąsiedniej	32	Wersja aktualizacji oprogramowania (16) i numer bloku (16)
Dane stacji sąsiedniej	x	Stacja sąsiednia* (32(ID) +8 (TxPowerReq) +4 (ModemReq) +4 (znaczniki)
Dane pakietu	x
CRC	32	32 bitowe CRC dla całego pakietu, wraz z nagłówkiem

Wstęp jest to sekwencja próbna modemu złożona na przemian z jedynek i zer.

Sync1-Sync3 są to trzy znaki synchronizacyjne stosowane do wykrywania początku ważnego pakietu.

Rozmiar pakietu jest to łączny rozmiar pakietu od Sync3 do ostatniego bajtu CRC włącznie. Maksymalny rozmiar pakietu dopuszczony w kanale sondującym jest określony przez szybkość sondowania, czyli stacja nie wysyła pakietu, który jest dłuższy mierzony w czasie niż okres pomiędzy sygnałami sondującymi w kanale sondującym. Maksymalny rozmiar pakietu, który jest dopuszczony w kanale danych, jest okreś lony przez dł ugość czasu, w którym stacja pozostaje w kanale danych.

Kontrola rozmiaru jest stosowana do kontroli zmiennej podającej rozmiar pakietu, aby uniknąć odbioru pakietu o niepoprawnej długości.

Wersja protokołu jest stosowana do sprawdzenia, która wersja protokołu jest używana. Jeżeli oprogramowanie nie może obsłużyć tej wersji, pakiet jest ignorowany.

Typ pakietu określa typ wysyłanego pakietu. Kolejny pakiet następuje bezpośrednio za aktualnym pakietem, jeżeli najbardziej znaczący bit jest ustawiony.

ID odbiorcy jest to identyfikator stacji, do której adresowany jest pakiet.

ID nadawcy jest to identyfikator stacji aktualnie wysyłającej pakiet.

Numer pakietu: każdemu wysyłanemu pakietowi nadaje się nowy numer sekwencyjny, który w żaden sposób nie jest wykorzystywany przez protokół i stanowi wyłącznie informację dla inżyniera systemowego. Za każdym razem, gdy stacja jest zerowana, numer pakietu zaczyna się od liczby losowej, co zapobiega pomyleniu ze starszymi pakietami.

Moc adp Tx jest aktualną mocą stacji nadawczej, podaną jako moc bezwzględna w dBm, w zakresie -80 dBm do +70 dBm. Pole dopuszcza wartości od -128 dBm do +127 dBm.

Strata ścieżki adp Tx jest to strata ścieżki mierzona przez stację nadawczą. Strata ścieżki = (odległa moc Tx - lokalne RSSL) poprzedniej transmisji stacji odbiorczej.

PL 193 013 B1

Wartość 0 stosuje się do wskazania, że RSSI stacji nadawczej został zablokowany. Stratę ścieżki stosuje się jako czynnik korekcyjny w stacji odbiorczej, na następny raz gdy stacja odbiorcza transmituje do stacji nadawczej.

Aktywność adp Tx jest to poziom aktywności stacji nadawczej, mierzony jako aktywność = waty*czas/(szerokość pasma*sukces) uśredniony po czasie.

Antena adp Tx wskazuje aktualną konfigurację anteny, stosowaną przez stację nadawczą. Każda z 255 możliwych konfiguracji opisuje cały system anteny czyli antenę nadawczą i odbiorczą.

Adp Tx Bkg RSSI jest to aktualne RSSI tła w stacji nadawczej dla modemu, który transmituje aktualnie i dopuszcza wartości od -255 do -1 dBm. Wysłana wartość to bezwzględna wartość RSSI i stacja odbiorcza musi pomnożyć wartość przez -1, aby uzyskać poprawną wartość w dBm. Wartość 0 stosuje się do wskazania, że kanał nie jest dostępny albo jest większy albo równy 0 dBm. Wartości 0 dBm nie można używać dla celów adaptacyjnych.

Adp Tx Bkg RSSI-1 jest tym samym, co wyżej, ale dla poprzedniego modemu.

Adp Tx Bkg RSSI+1 jest tym samym, co wyżej, ale dla następnego modemu.

Szum wyskoku adp Tx to niższe 3 bity dla częstotliwości wyskoku w Hz, 0 = brak, 1, 5, 10, 50, 100, 500 i >500, oraz następnych 5 bitów dla amplitudy w dB.

Aktywność adp Rx polega na tym, że jeżeli stacja ma wysoki poziom aktywności i interferuje z innymi stacjami, wykorzystają one to pole, aby zmusić aktywną stację do obniż enia poziomu aktywności. Jeżeli pewna liczba stacji żąda obniżenia aktywności, stacja interferująca reaguje i obniża poziom aktywności. Jeżeli żadna stacja nie żąda obniżenia, stacja aktywna zaczyna powoli zwiększać swój poziom aktywności. Zatem, jeżeli stacja jest w obszarze bardzo odległym, nadal zwiększa poziom aktywności, aby nawiązać łączność. Jeżeli jest w obszarze bardzo zajętym, inne stacje utrzymają aktywność na niskim poziomie.

W korzystnych przykł adach wykonania wynalazku stacja zawsze próbuje utrzymać pięć stacji sąsiednich, tak więc innym stacjom nie powinno być potrzebne żądanie, aby ta stacja zmniejszała aktywność. Funkcja zostaje jednak zastosowana dla przypadków, gdy stacje nie mogą obniżyć mocy ani bardziej zwiększyć szybkości transmisji, ale nadal interferują ze zbyt wieloma innymi stacjami.

Kanał adp Rx dopuszcza 255 zdefiniowanych wstępnie kanałów. Kanały te są ustalone dla całej sieci. Każdy kanał ma związaną z nim szybkość sondowania, co może być wyłączone i sprawia, że jest kanałem danych. Każdy kanał ma związaną z nim minimalną szybkość transmisji. Kanały będą miały określone częstotliwości Tx i Tx i mogą być określone również jako inne środki, na przykład satelita, Diginet, ISDN itd.

Stacja nadawcza żąda, aby druga stacja przeszła na kanał danych taki, w którym wyłączono sondowanie, gdy ma więcej danych do wysłania do stacji odbiorczej niż mieści się w pakiecie o rozmiarze dopuszczalnym dla kanału sondującego.

CRC nagłówka jest to 16-bitowa kontrola CRC dla danych nagłówka, suma wszystkich bajtów w nagł ówku, która jest kontrolowana tylko wtedy, gdy CRC pakietu jest błędne. Stanowi to sposób ustalenia, która stacja wysłała pakiet. Jeżeli CRC pakietu jest błędne, a CRC nagłówka poprawne, dane dostarczone w nagłówku powinny być używane z rozwagą, ponieważ CRC nagłówka nie jest zbyt dobrym środkiem wykrywania błędu.

Pola wyboru trasy stacji sąsiedniej podane poniżej nie są zawarte w CRC nagłówka, ponieważ nie mogą być stosowane, jeżeli CRC pakietu nie jest poprawne. Powoduje to, że wybór trasy jest mniej podatny na błędy.

Znaczniki wyboru trasy stacji sąsiedniej stosuje się do ulepszenia wyboru trasy. Stanowią one dodatkową informację o aktualnej stacji. Aktualnie określone bity to bit 0-ustawiony, jeżeli aktualna stacja jest zajęta w ruchu, bit 1-ustawiony, jeżeli aktualna stacja jest bramą do sieci Internet.

Bit 2-ustawiony jeżeli aktualna stacja to organ certyfikacyjny i bit 3 - zarezerwowany.

Można dodać kolejny bajt o 8 bitach, jeżeli jest wymaganych więcej znaczników.

Wielkość danych stacji sąsiedniej określa wielkość danych wyboru trasy w bajtach, która zawiera znaczniki wyboru trasy stacji sąsiedniej i wielkość danych stacji sąsiedniej czyli 3 bajty. Dołącza się kolejne 4 bajty, jeżeli zawarte jest pole aktualizacji oprogramowania stacji sąsiedniej. Dodatkowe 6 bajtów dołącza się dla każdej stacji sąsiedniej zawartej w sekcji danych stacji sąsiedniej. Aktualizacja oprogramowania stacji sąsiedniej musi zostać podana, jeżeli podane są dane stacji sąsiedniej.

Aktualizacja oprogramowania stacji sąsiedniej jest to aktualna wersja oprogramowania aktualizacji dostępnej w aktualnej stacji czyli górne 16 bitów pola i dostępny aktualny numer bloku czyli dolne 16 bitów pola.

PL 193 013 B1

Dane stacji sąsiedniej jest to lista stacji sąsiednich, dla których aktualna stacja ma dane wyboru trasy. Za każdym razem, gdy aktualna stacja odbiera aktualizowane dane wyboru trasy dla stacji, które są lepsze od danych posiadanych wcześniej, aktualizuje własne dane i umieszcza stację na liście w nastę pnym sygnale sondującym. Sekcja danych ma cztery podpola dla każdej stacji na liście.

ID stacji jest to 32 bitowe pole z identyfikatorem stacji sąsiedniej.

TxPowerReq jest to 8 bitowe pole wskazujące łączną albo bezpośrednią moc transmisji, wymaganą do osiągnięcia identyfikatora stacji z aktualnej stacji.

Modem Req jest to modem wymagany przez aktualną stację do osiągnięcia stacji docelowej.

Znaczniki są to znaczniki podające dodatkową informację o wyborze trasy dla stacji docelowej: bit 0 - w ruchu, bit 1 - brama, bit 3 - organ certyfikacyjny, bit 4 - bezpośrednia stacja sąsiednia. Ostatni bit wskazuje, że stacja na liście jest bezpośrednią stacją sąsiednią aktualnej stacji.

Dane pakietu są złożone z jednego albo więcej segmentów. Segmenty są dowolnego typu, pochodzą lub są przeznaczone dla dowolnego identyfikatora.

CRC jest to 32-bitowa kontrola CRC dla całego pakietu. Jeżeli to CRC jest błędne, cały pakiet danych jest odrzucany, jednak można odzyskać dane nagłówka, jeżeli CRC nagłówka jest poprawne.

Format segmentów komunikatu

Zmienna	Pozycja bitowa	Dłu- gość bitowa	Opis
Typ segmentu	0	4	Fragmenty komunikatu typu segmentu = 0x00
Potwierdzany typ segmentu	4	4	Potwierdzany typ segmentu (stosowane dla segmentu typu potwierdzenia)
ID docelowy	8	32	ID docelowy fragmentu komunikatu
ID początkowy	40	32	ID początkowy fragmentu komunikatu
Numer komunikatu	72	14	Numer wysyłanego komunikatu 1 - >16383
Numer przedstawienia komunikatu	86	2	Numer przedstawienia komunikatu 0 - >3
Rozmiar komunikatu	88	16	Łączna liczba bajtów w komunikacie 0 - >65 535 (+1)
Początek fragmentu	104	12	Wysyłany początkowy fragment komunikatu 0 - >4 095
Koniec fragmentu	116	12	Wysyłany końcowy fragment komunikatu 0 - >4 095
Priorytet fragmentu	128	8	256 poziomów (0 - >255, 0 = najwyższy priorytet)
Czas wygaśnięcia fragmentu	136	24	W milisekundach 0 - >16777215 (4,66 godziny)
Czas tworzenia fragmentu	160	24	W milisekundach 0 - >16777215 (4,66 godziny)
TxPowerReq dla ID początkowego	184	8	Wymagana moc Tx do osiągnięcia początkowego ID
TxModemReg dla ID początkowego	192	8	Modem Tx wymagany do osiągnięcia początkowego ID
Dane segmentu	200	x	Reszta segmentu zawiera fragmenty komunikatu

Typ segmentu wskazuje typ wysyłanego segmentu. Typy obejmują:

segment komunikatów, który zawiera dane komunikatu, wysyłany z identyfikatora początkowego do identyfikatora docelowego i przekazywany ze stacji pośredniej do innej stacji pośredniej, potwierdzenie segmentu stosowane do potwierdzenia komunikatu segmentu, wysyłane ze stacji pośredniej, która właśnie odebrała komunikat segmentu z innej stacji pośredniej, komunikat ETE segmentu wysyłany z ID docelowego do ID początkowego, gdy ID docelowy odbiera komunikat segmentu, również przekazywane ze stacji pośredniej do innej stacji pośredniej,

PL 193 013 B1 potwierdzenie ETE segmentu stosowane do potwierdzania ETE segmentu, wysyłane ze stacji pośredniej, która właśnie odebrała ETE segmentu z innej stacji pośredniej.

Potwierdzany typ segmentu jest stosowany do wskazania typu segmentu potwierdzanego przez aktualny segment.

ID docelowy to identyfikator docelowy dla aktualnego segmentu.

ID początkowy to identyfikator początkowy dla aktualnego segmentu.

Numer komunikatu to numer komunikatu wysyłanego/potwierdzanego.

Numer przedstawienia komunikatu to komunikat ponownie przedstawiony po określonym okresie przez identyfikator początkowy, jeżeli żadne ETE nie jest odebrane z identyfikatora docelowego. To pole wskazuje aktualny numer przedstawienia.

Rozmiar komunikatu wskazuje łączną liczbę bajtów w komunikacie.

Początek fragmentu wskazuje, który numer początkowy fragmentu jest wysyłany. Komunikat jest rozdzielany na fragmenty po 16 bajtów każdy.

Koniec fragmentu wskazuje, który numer końcowy fragmentu jest wysyłany.

Priorytet fragmentu wskazuje priorytet fragmentu.

Czas wygaśnięcia fragmentu wskazuje względny czas wygaśnięcia fragmentu, co jest liczbą milisekund pozostałych do czasu, aż fragment nie jest już ważny. Każda stacja pośrednia jest odpowiedzialna za zmniejszenie tej wartości. Zwykle stacja przekształca tę wartość na czas bezwzględny i przekształca go z powrotem na czas względny tuż przed transmisją. Dzięki temu nie ma potrzeby, aby wszystkie zegary we wszystkich stacjach były zsynchronizowane.

Czas tworzenia fragmentu jest to początkowa liczba milisekund, przez które fragment ma być aktywny. Liczba ta nie zmienia się i jest stosowana przez stację docelową i pośrednią dla ustalenia, ile czasu zajęło fragmentowi osiągnięcie ich ze stacji początkowej.

TxPowerReq dla ID początkowego jest to łączna wymagana moc transmisji do osiągnięcia identyfikatora początkowego ze stacji aktualnie wysyłającej segment.

TxModemReq dla ID początkowego jest to najniższy numer modemu stosowany na stacji pośredniej do osiągnięcia identyfikatora początkowego ze stacji aktualnie wysyłającej segment.

Dane segmentu zawierają rzeczywiste fragmenty komunikatu.

Figury 4, 5, 6 i 7 pokazują podstawowy sprzęt stosowany do realizacji sposobu i systemu według wynalazku. Poniższy opis odnosi się zwłaszcza do działania sprzętu.

Na podstawie decyzji, aby transmitować, główny procesor 149 wybiera poziom mocy, szybkość transmisji i czas trwania pakietu do zastosowania i wysyła ten pakiet do sterownika szeregowego 131 i jednocześnie poprzez przełącznik interfejsu peryferyjnego 147 do przełącznika transmisji/odbioru 103 w trybie transmisji i włącza nadajnik z opóźnieniem. Układ Zilog 131 wysyła dane pakietu wraz z nagłówkiem i sterowaniem CRC poprzez kodery sekwencji PN w bloku 128 albo 130, zależ nie od wybranej szybkości transmisji.

Procesor główny 149 umieszcza w pakiecie danych, jako jedno z pól informacji, dane odpowiadające stosowanej mocy transmisji, która jest tą samą mocą transmisji, co wysyłana do bloku sterowania mocą PIC 132, który z kolei jest stosowany do sterowania obwodem sterowania mocą 141, który z kolei steruje blokiem kontroli wzmocnienia i filtra dolnoprzepustowego 143, który wykorzystuje sprzężenie zwrotne ze wzmacniacza mocy 145 do sterowania sterownikami 144 i 142. Sposób z wykrywaniem i sprzężeniem zwrotnym wzmocnienia umożliwia wyznaczenie dokładnego poziomu mocy na podstawie instrukcji z obwodu sterowania mocą 141.

Przed włączeniem wzmacniacza mocy, przez syntezator 138 jest wybierana częstotliwość transmisji, a potem wzmacniacz mocy 145 odbiera instrukcję poprzez blok sterowania mocą 141 i wzmacniacz zostaje włączony.

Jeżeli wymagane są poziomy mocy poniżej minimalnego poziomu zapewnianego przez wzmacniacz mocy 145, można włączyć przełączany układ tłumiący 102, aby zapewnić dodatkowe tłumienie do 40 dB. Zatem procesor nakazuje wzmacniaczowi mocy, aby włączył układ tłumiący 102, co daje zakres poziomu mocy wyjściowej od minus 40 dBm do plus 50 dBm. Gdy wzmacniacz zostaje włączony, procesor uzyskuje z obwodu wykrywania niskiej mocy 101 informację co do mocy w przód i w tył , która jest wysył ana poprzez przetwornik analogowo-cyfrowy 146 i stosowana przez procesor główny 149 do kontroli przekazywanego poziomu mocy. Informację tę przechowuje się następnie w dynamicznej pamięci RAM 150, aby dostarczyć informację o poziomie mocy w przód i mocy odbitej generowanej w porównaniu do żądanego poziomu.

PL 193 013 B1

Na wielkość wyjściowej mocy transmisji ma wpływ wydajność pętli sterującej mocą transmisji przez bloki 145, 144, 142 i 143 i przełączany blok tłumiący 102. Dodatkowo wszelka niezgodność w antenie 100 powoduje również zmiany w mocy odbitej i przekazywanej w przód. Moc wzglę dna uzyskiwana na wyjściu dla różnych wymaganych poziomów jest przechowywana przez procesor w pamię ci RAM, stanowią c tablicę dają c ą porównanie żądanego i rzeczywistego poziomu mocy wyjściowej. Jest być ona użyta, aby zezwolić procesorowi na zastosowanie bardziej dokładnego pola poziomu mocy w informacji dostarczanej w późniejszych transmisjach, wewnątrz komunikatów albo sygnałów sondujących. Ponieważ poziom mocy zmienia się od minus 40 dBm do plus 50 dBm, istnieje skutecznie dziesięć różnych poziomów mocy w okresach 10 dB, w których można transmitować. Zatem tabela przechowywana przez procesor ma dziesięć poziomów mocy, a żądany poziom mocy i rzeczywisty poziom mocy będą w tym zakresie.

Każda inna stacja w sieci odbiera następnie transmitowane sygnały poprzez antenę 100. Odebrany sygnał przechodzi przez obwód wykrywania małej mocy 101 i przełączany układ tłumiący 102, który jest ustawiony wstępnie na tłumienie 0 dB, następnie przez filtr pasmowo-przepustowy 2 MHz 104, który usuwa interferencję poza pasmem i przechodzi do wzmacniacza wstępnego 105, który wzmacnia sygnał przed zmieszaniem go w dół przez układ mieszający 106 do poziomu sygnału IF 10,7 MHz. Sygnał ten jest filtrowany przez filtr pasmowo-przepustowy, wzmacniany we wzmacniaczu IF 108 oraz filtrowany i wzmacniany w blokach 109, 110, 111 i 112.

Ostateczne filtrowanie następuje w blokach 114 i 115 i na tym etapie sygnał jest mierzony w bloku 116 przy użyciu wąskopasmowej funkcji RSSI, która jest stosowana przez procesor główny 149 do ustalenia mocy sygnału nadchodzącego.

Jeżeli potrzeba, umożliwia to procesorowi żądanie od obwodu sterowania mocą PIC 132, aby włączył dodatkowe tłumienie do 40 dB w odbiorniku. Włączenie dodatkowego tłumienia jest potrzebne tylko wtedy, jeżeli sygnał przekracza zakres pomiarowy bloku 116. W przeciwnym razie pozostawia się tłumienie 0 dB dla układu tłumiącego 102, udostępniając pełną czułość odbiornika dla odbioru słabych sygnałów. Nadchodzącą transmisję mierzy się jednocześnie w dwóch pasmach, mianowicie 8 kHz i 80 kHz. Pasmo 80 kHz mierzy się, odłączając sygnał LF 10,7 MHz za filtrem ceramicznym 150 kHz 109 oraz przy użyciu filtra ceramicznego 150 kHz 121 i obwodu zintegrowanego NE604 120. Ma on również sygnał wyjściowy RSSI, który jest odbierany poprzez interfejs przez procesor główny 149.

Szerokopasmowe i wąskopasmowe sygnały RSSI są mierzone przez przetwornik analogowocyfrowy 146, który następnie przekazuje dane do procesora głównego 149, który ma tablicę przeglądową, pobiera informację z przetwornika analogowo-cyfrowego i wyznacza moc sygnału odbiorczego z poprzednio wyskalowanych danych w dBm, zwykle od minus 140 dBm do 0 dBm. Informację tę generuje się zwykle przy użyciu wyjścia generatora skalowanego sygnału, wprowadzając je na wejście odbiornika i następnie wybierając różne poziomy mocy sygnału i instruując procesor poprzez klawiaturę 209, jakie poziomy mocy są wprowadzane. Informację zachowuje się następnie na stałe w statycznej pamięci RAM albo szybkiej pamięci RAM 150.

Stacja odbiorcza dokładnie rejestruje poziom mocy każdej nadchodzącej transmisji, następnie odczytuje adres nachodzącej transmisji i osadzony w nim poziom mocy transmisji. Porównując je mierzy się na przykład poziom mocy transmisji plus 40 dBm w odbiorniku jako minus 90 dBm i stosuje się go do obliczenia straty ścieżki 130 dB. Straty ścieżki zmieniają się od 0 dB do maksymalnie 190 dB (+50-(- 40)=190). Minimalna strata ścieżki, jaką można zmierzyć, jest zależna od mocy transmisji stacji nadawczej i maksymalnego sygnału, który mierzy stacja odbiorcza. Ponieważ w tym układzie maksymalny odbierany sygnał to 0 dB w końcówce antenowej 100, można zmierzyć stratę ścieżki 0 dB, pod warunkiem, że moc transmisji jest mniejsza niż 0 dBm. W przeciwnym razie, na przykład przy mocy transmisji 50 dBm, minimalna strata ścieżki, którą można mierzyć, to 50 dB. Poprawia się to, dodając dalsze kroki w przełączanym układzie tłumiącym 102 albo używając innego układu odbiornika. Jeżeli przełączany układ tłumiący 102 jest w pełni przełączony i wyjście przetwornika analogowo-cyfrowego wskazuje, że sygnał RSSI jest na najwyższym poziomie, procesor odbiorczy zaznacza dane związane z transmisją jako zablokowane. Oznacza to, ż e strata ścieżki jest mniejsza niż taka, którą można zmierzyć.

Procesor podczas odbioru mierzy ciągle sygnał tła oraz interferencję i pod warunkiem, że żadne transmisje nie zostaną wykryte w żadnym modemie przy żadnej szybkości transmisji, kontroluje i mierzy szum i interferencję w dBm oraz generuje średnią, która jest przechowywana w statycznej pamięci RAM. Gdy zostanie wykryta transmisja, najbardziej aktualny pomiar szumu porównuje się z mocą sygnału, aby wyznaczyć stosunek sygnału do szumu. W każdej transmisji szum tła odebrany przed

PL 193 013 B1 transmisją jest rozgłaszany wewnątrz komunikatu transmisji albo sygnału sondującego jako następne pole wraz z mocą transmisji. Inne stacje w sieci pobierają i wyznaczają z transmisji nie tylko stratę ścieżki, ale także podstawę szumu stacji odległej tuż przed jej transmisją. Stacja odbiorcza, ponieważ zna stratę ścieżki i podstawę szumu stacji odległej, wie, z jaką mocą nadawać, aby uzyskać żądany stosunek sygnału do szumu w stacji odległej.

Wymagany stosunek sygnału do szumu opiera się zwykle na działaniu modemu i liczbie opartej na czasie trwania pakietu i prawdopodobieństwie powodzenia. Ten wymagany stosunek sygnału do szumu jest przechowywany w bazie danych przez procesor i jest ciągle aktualizowany na podstawie udanych transmisji do różnych stacji docelowych. Jeżeli na przykład stacja odbiera transmisję i oblicza, że strata ścieżki wynosi 100 dB, a stacja odległa ma zadeklarowaną podstawę szumu minus 120 dBm, aby zapewnić wymagany stosunek sygnału do szumu, na przykład 20 dB dla 8 kilobitów na sekundę, nadaje na poziomie mocy minus 20 dBm. Ten wymagany stosunek sygnału do szumu jest inny dla 80 kilobitów na sekundę pod tym względem, że podstawa szumu jest większa w szerszym paśmie 150 kHz w porównaniu do 15 kHz i działanie modemu 80 kilobitów na sekundę jest inne od modemu 8 kilobitów na sekundę.

Zatem stacja odbiorcza wie, że jeżeli na przykład zadeklarowana podstawa szumu w szerokim paśmie to minus 110 dBm i strata ścieżki nadal jest równa 100 dB, ale wymagany stosunek sygnału do szumu to na przykład 15 dB, wymaga mocy transmisji plus 5 dBm. Stacja odbierająca transmisję wie, jaki zastosować poziom mocy, aby odpowiedzieć stacji początkowej.

Dzięki procedurze przedstawionej powyżej stacja ustala wymaganą moc transmisji do osiągnięcia stacji sąsiednich i umieszcza wtedy wymaganą moc transmisji na liście stacji sąsiednich, którą umieszcza w swoich sygnałach sondujących.

Claims

1. Sposób sterowania siecią komunikacyjną bezprzewodową z wieloma stacjami do nadawania danych ze stacji początkowej poprzez przynajmniej jedną wybraną stację pośrednią i do odbioru danych w stacji docelowej, znamienny tym, że określa się przynajmniej jeden kanał wzywający różny od przynajmniej jednego kanału danych, w którym transmituje się przez stacje sygnały sondujące do innych stacji, którym odpowiada się przez dowolną stację, odbiera się sygnały sondujące z innych stacji i kontroluje się sygnały sondujące transmitowane przez inne stacje, wybiera się w odstępach, w każ dej stacji i według pierwszych określonych z góry kryteriów, kanał wzywający do transmisji sygnałów sondujących do innych stacji, transmituje się rozgłaszane sygnały sondujące z każdej stacji w odstę pach w wybranym kanale wzywają cym, a przez inne stacje, przez które odbiera się rozgł aszane sygnały sondujące z danej stacji odpowiada się bezpośrednio albo pośrednio, przez przynajmniej jedną stację pośrednią, przez co wskazuje się danej stacji ich dostępność jako stacji docelowych albo pośrednich oraz ocenia się w danej stacji bezpośrednie albo pośrednie odpowiedzi innych stacji na te rozgłaszane sygnały sondujące według drugich określonych z góry kryteriów, przez co identyfikuje się inne stacje, z którymi przez daną stację komunikuje się optymalnie.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że przez każdą z innych stacji odbierających sygnały sondujące z danej stacji modyfikuje się ich własne sygnały sondujące, przez co włącza się dane wskazujące jakość komunikacji pomiędzy daną stacją i nimi, a przez daną stację reaguje się na te dane dla zmiany przynajmniej jednego parametru jej transmisji, przez co komunikuje się optymalnie z żądaną liczbą innych stacji w sieci.

3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że nadaje się z danej stacji sygnały sondujące zawierające dane identyfikujące inne stacje, które ta dana stacja wykryła jako dostępne stacje docelowe albo pośrednie.

4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że nadaje się z danej stacji sygnały sondujące zawierające dane wskazujące jakość komunikacji pomiędzy daną stacją i każdą inną wyznaczoną stacją.

5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że sygnały sondujące rozgłasza się jako sygnały sondujące adresowane do wszystkich lub wielu innych stacji.

6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że sygnały sondujące, dodatkowo zawierające adresowane sygnały sondujące, adresuje się do przynajmniej jednej innej stacji, z którą stacja transmitująca adresowane sygnały sondujące żąda połączenia.

PL 193 013 B1

7. Sposób wedł ug zastrz. 6, znamienny tym, ż e adresowane sygnały sondują ce transmituje się częściej niż rozgłaszane sygnały sondujące.

8. Sposób według zastrz. 6, znamienny tym, że adresowane sygnały sondujące, zawierające informację o czasie, odpowiadającą czasowi istnienia danych wskazujących jakość komunikacji pomiędzy daną stacją i każdą inną identyfikowaną stacją, stosuje się przez stację odbierającą adresowane sygnały sondujące przy wybieraniu innych stacji do połączenia.

9. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że sygnały sondujące, zawierające informację o gradiencie mocy, odpowiadającą łącznej mocy transmisji wymaganej dla każdej identyfikowanej stacji do osiągnięcia tych innych identyfikowanych stacji, z którymi łączy się każdą identyfikowaną stację, stosuje się przez stację odbierającą sygnały sondujące przy wybieraniu innych stacji do połączenia.

10. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że wysyła się sygnały ścigające ze stacji początkowej do docelowej wieloma ścieżkami do miejsca docelowego, przez co generuje się informację o gradiencie mocy stosowana przez stacje sieci przy wyborze trasy dla transmisji danych ze stacji początkowej do stacji docelowej.

11. Sposób według zastrz. 10, znamienny tym, że wysyła się ze stacji docelowej do stacji początkowej komunikat o gradiencie mocy, zawierający dane odpowiadające łącznej mocy wymaganej do transmisji komunikatu danych ze stacji początkowej do stacji docelowej przez optymalną trasę.

12. Sposób według zastrz. 11, znamienny tym, że do wszystkich komunikatów kierowanych poprzez sieć wprowadza się informację o gradiencie mocy, odpowiadającą łącznej mocy transmisji, wymaganej do osiągnięcia poszczególnych stacji przez komunikat na trasie poprzez sieć, przez co optymalnie wybiera się trasę dla komunikatów w sieci.

13. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że przez stacje odbierające sygnały sondujące z danej stacji odpowiada się przez transmisję sygnałów odpowiedzi do danej stacji, przez tę daną stację porównuje się liczbę sygnałów odpowiedzi odebranych z różnych stacji z określoną z góry wartością i zmienia się przynajmniej jeden parametr transmisji, jeżeli liczba sygnałów odpowiedzi nie odpowiada drugiej wartości, aż liczba sygnałów odpowiedzi odebranych przez daną stację odpowiada określonej z góry wartości.

14. Sposób według zastrz. 13, znamienny tym, że określa się wiele kanałów wzywających, przy czym każdy kanał wzywający oprócz pierwszego ma większą szybkość transmisji danych niż poprzedni kanał wzywający, oraz wybiera się inny kanał wzywający, mający inną szybkość transmisji danych niż poprzedni kanał wzywający, według drugich określonych z góry kryteriów, jeżeli liczba sygnałów odpowiedzi nie odpowiada określonej z góry wartości.

15. Sposób według zastrz. 14, znamienny tym, że gdy pierwsze określone z góry kryteria obejmują szybkość transmisji danych w kanale wzywającym i/lub moc transmisji kanału wzywającego, kanał wzywający wybiera się według najwyższej dostępnej szybkości transmisji danych w kanale i/lub najniższej dostępnej mocy transmisji kanału.

16. Sposób według zastrz. 14, znamienny tym, że gdy drugie określone z góry kryteria obejmują szybkość transmisji danych w kanale wzywającym i/lub moc transmisji kanału wzywającego, inny kanał wzywający wybiera się tak, aby miał coraz mniejszą szybkość transmisji danych w kanale i/lub coraz większą moc transmisji w kanale.

17. Sposób według zastrz. 13, znamienny tym, że określoną z góry wartość, którą porównuje się z liczbą sygnałów odpowiedzi, oblicza się tak, aby odpowiadała żądanej liczbie stacji sąsiednich, dostępnych dla danej stacji jako stacje pośrednie albo docelowe, dla optymalnej komunikacji danej stacji z żądaną liczbą innych stacji w sieci.

18. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że określa się wiele kanałów danych, przy czym każdy kanał danych oprócz pierwszego ma większą przepustowość danych niż poprzedni kanał danych, a przez każdą stację transmituje się dane do stacji sąsiednich w wybranych kanałach danych po określeniu dostępności tych stacji sąsiednich.

19. Sposób według zastrz. 18, znamienny tym, że gdy kanały danych odpowiadają poszczególnym kanałom wzywającym, do transmisji danych wybiera się kanał danych, który odpowiada wybranemu kanałowi wzywającemu.

20. Sposób według zastrz. 18, znamienny tym, że gdy wiele kanałów danych odpowiada pojedynczemu kanałowi wzywającemu, kanały danych kontroluje się pod względem aktywności przez stacje i przez stację, która chce wysłać dane, wybiera się kanał danych wykryty jako pozbawiony aktywności, przez co optymalizuje się wykorzystanie kanału danych pomiędzy stacjami.

PL 193 013 B1

21. Sposób według zastrz. 20, znamienny tym, że sygnały sondujące transmituje się przez każdą stację w kanałach wzywających, zawierających informację wskazującą na zamiar danej stacji transmitującej sygnały sondujące, aby przejść na wybrany kanał danych, który oznacza się wtedy jako aktywny, dla komunikacji innej stacji z daną stacją w wybranym kanale danych.

22. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że sygnały sondujące transmituje się regularnie przez stacje próbujące ustalić komunikację z innymi stacjami, a przez inne stacje odbiera się sygnały sondujące odpowiadające na losową liczbę sygnałów sondujących, przy czym liczba losowa jest równa albo mniejsza od liczby transmitowanych sygnałów sondujących.

23. Sposób według zastrz. 22, znamienny tym, że w każdej stacji steruje się przedziałem pomiędzy transmisją sygnałów sondujących przez zegar sondujący, a przez zegar sondujący określa się przedział pomiędzy kolejnymi sygnałami sondującymi, który jest dłuższy niż czas trwania sygnału sondującego oraz transmituje się sygnały odpowiedzi w okresach pomiędzy kolejnymi sygnałami sondującymi.

24. Sposób według zastrz. 23, znamienny tym, że zmienia się przedział pomiędzy transmisją kolejnych sygnałów sondujących w każdej stacji, według tego, czy stacja ma czy nie ma danych do wysłania, a przez zegar sondujący określa się pierwszy, względnie krótki przedział pomiędzy kolejnymi sygnałami sondującymi, gdy stacja ma dane do wysłania, i drugi względnie długi przedział pomiędzy kolejnymi sygnałami sondującymi, gdy stacja nie ma danych do wysłania.

25. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wyznacza się stacje jako ważne i przez te stacje wysyła się sygnały sondujące, zawierające dane identyfikujące je, a przez inne stacje odbiera się te sygnały sondujące, modyfikując z kolei ich własne sygnały sondujące dla włączenia danych identyfikujących ważne stacje, żeby nawet stacje oddalone od stacji ważnych uzyskiwały te dane.

26. Sposób według zastrz. 25, znamienny tym, że jako wyznaczone ważne stacje stosuje się stacje typu bramy, stacje poświadczania certyfikatów oraz czasami stacje początkowe albo docelowe.

27. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że rozprowadza się aktualizowane oprogramowanie do sterowania stacjami poprzez ładowanie aktualizowanego oprogramowania do wybranej stacji i rozprowadza się części aktualizowanego oprogramowania do innych stacji, aż każda inna stacja ma kompletne zaktualizowane oprogramowanie.

28. Sposób według zastrz. 27, znamienny tym, że zaktualizowane oprogramowanie rozprowadza się w blokach aktualizacji zawierających dane wersji i dane numeru bloku dla zestawienia zaktualizowanego oprogramowania z wielu odebranych bloków aktualizacji.

29. Sposób według zastrz. 28, znamienny tym, że przez przynajmniej jeden z bloków aktualizacji, zawierający dane o czasie, wskazuje się datę i czas do zastosowania zaktualizowanego oprogramowania.

30. Sieć komunikacyjna bezprzewodowa z wieloma stacjami, zawierająca stację początkową dołączoną do stacji docelowej poprzez przynajmniej jedną wybraną stację pośrednią, znamienna tym, że każda stacja zawiera procesor do określania przynajmniej jednego kanału wzywającego różnego od przynajmniej jednego kanału danych do transmisji przez stacje sygnałów sondujących do innych stacji, dla odpowiedzi przez dowolną stację, odbioru sygnałów sondujących z innych stacji i kontroli sygnałów sondują cych transmitowanych przez inne stacje i wyboru w odstępach, w każdej stacji i według pierwszych określonych z góry kryteriów, kanału wzywającego do transmisji sygnałów sondujących do innych stacji, nadajnik do wysyłania sygnałów sondujących do innych stacji w przedziałach w wybranym kanale wzywającym, a inne stacje, które odbierają sygnały sondujące z danej stacji, odpowiadają bezpośrednio albo pośrednio przez przynajmniej jedną stację pośrednią, dla wskazania danej stacji ich dostępności jako stacje docelowe albo pośrednie oraz odbiornik pracujący wraz z procesorem dla oceny bezpośrednich albo pośrednich odpowiedzi innych stacji na sygnały sondujące według drugich określonych z góry kryteriów, dla identyfikacji innych stacji do optymalnej komunikacji z daną stacją.