DE10059646B4 - Transmission of messages over a bus structure - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Übertragung von Nachrichten über eine Busstruktur, mit einer Station s und mehreren Stationen x ∈ X : = {a, b, c,...}, wobei die Nachrichten von der Station s an eine Station x und umgekehrt übertragen werden können und wobei eine Station (x, s) vor der Übertragung einer Nachricht zu einem gewünschten Sendezeitpunkt (txs_w(k), tsx_w(k), k ∈ {0, 1, 2,... }) überprüft, ob der Bus bereits von einer anderen Station (x, s) zur Nachrichtenübertragung genutzt wird und die Station (x, s) die Nachricht nur dann überträgt, wenn der Bus nicht genutzt wird, und im anderen Falle der Sendezeitpunkt der Nachricht um einen zufälligen Zeitraum auf einen Sendezeitpunkt (txs_r(k), tsx_r(k)) verschoben wird, und wobei die gewünschten Sendezeitpunkte (txs_w(k+n), tsx_w(k+n), n∈ {1, 2, 3,... }) nachfolgender Sendungen derart verschoben werden, daß die Differenz zwischen dem gewünschten Sendezeitpunkt (txs_w(k+n), tsx_w(k+n)) und dem tatsächlichen Sendezeitpunkt (txs_r(k+n), tsx_r(k+n)) jeweils unterhalb eines Schwellwerts liegt,...method for transmission from news about a bus structure, with one station s and several stations x ∈ X: = {a, b, c, ...}, where the messages from the station s to a station x and vice versa can be and wherein a station (x, s) prior to transmission of a message to a desired Send time (txs_w (k), tsx_w (k), k ∈ {0, 1, 2, ...}) checks whether the Bus already from another station (x, s) for messaging is used and the station (x, s) transmits the message only if the bus is not used, and in the other case the transmission time the message around a random one Period shifted to a transmission time (txs_r (k), tsx_r (k)) is, and where the desired Transmission times (txs_w (k + n), tsx_w (k + n), n∈ {1, 2, 3, ...}) following Broadcasts are shifted so that the difference between the desired Send time (txs_w (k + n), tsx_w (k + n)) and the actual Send time (txs_r (k + n), tsx_r (k + n)) each below one Threshold is ...
Description
Die Erfindung betrifft die Übertragung von Nachrichten über eine Busstruktur, wie z.B. einen CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) basierten Bus, und betrifft insbesondere die Vermeidung bzw. Kompensation von Jittereffekten, die durch nicht genau definierte Sendezeitpunkte bei einer Busstruktur hervorgerufen werden.The Invention relates to the transmission from news about a bus structure, such as e.g. a CSMA / CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) based bus, and in particular the avoidance or compensation of jitter effects caused by not precisely defined transmission times caused by a bus structure become.
Die Station s sendet periodisch an jede Station x ∈ X, und zwar im Unicast- und nicht im Multicastbetrieb. In der Gegenrichtung sendet jede Station x periodisch ausschließlich an die Station s.The Station s periodically sends to each station x ∈ X, in unicast and not in multicast mode. In the opposite direction each station sends x exclusively periodically to the station s.
Es werden die folgenden Bezeichnungen definiert:
- t:
- Zeit
- tsx:
- Startzeitpunkte einer Sendung von s nach x
- txs:
- Startzeitpunkte einer Sendung von x nach s
- Δtxs:
- Dauer einer Sendung von x nach s
- Δtsx:
- Dauer einer Sendung von s nach x
- Δtx:
- Zeit zwischen Empfangsbeginn einer Sendung und Beginn der nächsten Sendung auf x
- psx:
- Periode der Sendungen von s nach x
- pxs:
- Periode der Sendungen von x nach s
- t:
- Time
- tsx:
- Start times of a program from s to x
- txs:
- Starting times of a program from x to s
- Δtxs:
- Duration of a transmission from x to s
- Δtsx:
- Duration of a transmission from s to x
- Δtx:
- Time between reception start of a program and beginning of the next program on x
- psx:
- Period of transmissions from s to x
- pxs:
- Period of transmissions from x to s
Die
in
Die Zeitdauern der Sendungen Δtxs und Δtsx sind im wesentlichen durch die Busbandbreite und die zu übertragende Datenmenge gegeben und können nicht beeinflußt werden. Während dieser Sendezeiten ist der Bus belegt.The Durations of the transmissions Δtxs and Δtsx are essentially by the bus bandwidth and to be transmitted Data set given and can unaffected become. While These times are occupied by the bus.
Die
Sendeperiode psx ist konstant gegeben und kann von s nicht beeinflußt werden.
Gleiches gilt für
die Sendeperiode pxs, die ebenfalls konstant vorgegeben ist und
von x nicht beeinflußt
werden kann. Im allgemeinen gilt:
Mit anderen Worten, alle Perioden sind gleich lang.With In other words, all periods are the same length.
Ferner gilt oft Δtxs « pxs und Δtsx « psx.Further often applies Δtxs "pxs and Δtsx" psx.
Der
Zeitraum Δtx
zwischen dem Empfangsbeginn einer Sendung und der Beginn der nächsten Sendung
auf der Station x ergibt sich durch:
Den Stationen sind ihre Sendezeiten txs bzw. tsx, Perioden pxs bzw. psx und die Δtx bekannt, sei es durch Benachrichtigung, durch eigenes Wissen oder durch Ableitung aus bekannten Größen.The Stations are their transmission times txs or tsx, periods pxs resp. psx and the Δtx known, either by notification, by own knowledge or by derivation from known quantities.
Hierfür gibt es beispielsweise für die Station s mehrere Möglichkeiten, wobei gilt k ∈ {0, 1, 2,...}:
- 1. Die Folgen tsx(k) sind explizit gegeben.
- 2. Die Folgen tsx(k)werden durch tsx(k): = tsx(0) + k·psx jeweils lokal berechnet
- 1. The sequences tsx (k) are given explicitly.
- 2. The sequences tsx (k) are calculated locally by tsx (k): = tsx (0) + k · psx
Auf den Stationen x gibt es ebenfalls mehrere Möglichkeiten, beispielsweise:
- 1. Die Folgen txs(k) sind explizit gegeben.
- 2. Die Folgen txs(k) werden durch txs(k): = txs(0) + k·pxs jeweils lokal berechnet.
- 3. Die Folgen txs(k) werden durch txs(k): = tsx(k) + Δtx jeweils lokal bestimmt, wobei Δtx konstant ist und beispielsweise durch Δtx = txs(0) – tsx(0) lokal berechnet worden ist.
- 1. The sequences txs (k) are given explicitly.
- 2. The sequences txs (k) are calculated locally by txs (k): = txs (0) + k · pxs.
- 3. The sequences txs (k) are respectively determined locally by txs (k): = tsx (k) + Δtx, where Δtx is constant and has been locally calculated, for example, by Δtx = txs (0) -tsx (0).
Im Idealfall sind alle Möglichkeiten äquivalent. Welche Möglichkeit gewählt wird, ist somit typischerweise keine Systemvorgabe, sondern eine Implementationsentscheidung.in the Ideally, all possibilities are equivalent. What possibility chosen is therefore typically not a system default, but one Implementation decision.
Die Sendezeitpunkte txs der N Stationen x sind unabhängig. Zwar sendet jede Station x mit ihrer Periode pxs, doch die Stationen sind untereinander zeitlich völlig entkoppelt. Dadurch können mehrere Stationen überlappend zu senden wün schen. Es können daher die folgenden Fälle für Stationen x1, x2 ∈ X auftreten:
- – Die Stationen x1, x2 wollen zeitlich überlappend nach Station s senden.
- – Die Station x1 möchte nach Station s zeitlich überlappend mit einer Sendung von Station s an Station x2 senden.
- - The stations x1, x2 want to send time overlapping to station s.
- The station x1 would like to transmit after station s overlapping in time with a transmission from station s to station x2.
Bei CSMA/CD (siehe IEEE 802.3) prüft eine Station, die senden möchte, zuerst, ob der Bus frei ist. Stellt die Station fest, daß der Bus belegt ist, wird die Sendung zurückgestellt und zwar um einen zufälligen Zeitraum. Dieser Mechanismus wird typischerweise transparent für die die Nachrichten erzeugenden Applikationen ausgeführt (z.B. in einem peripheren Hardwarebaustein) und ist nicht beeinflußbar. Die Applikationen können sich daher nicht direkt darauf anpassen, insbesondere bekommen sie keine Rückmeldung über Busbelegungen und reale Sendezeitpunkte.For CSMA / CD (see IEEE 802.3), a station that wants to send first checks whether the bus is free. If the station detects that the bus is busy, the program will be reset by a random period of time. This mechanism is typically carried out transparently for the applications that generate the messages (eg in a peripheral hardware component) and is not influenceable. The applications can not therefore adapt directly to it, in particular, they get no return message about bus assignments and real transmission times.
Es wird die folgende Definition getroffen: v ∈ V : = {Menge der sendewilligen Stationen, die wegen belegtem Bus zurückgestellt sind}.It the following definition is given: v ∈ V: = {set of send-willing Stations that are deferred because of a busy bus}.
Bei einem Duplexbus, d.h. jede Station kann gleichzeitig senden und empfangen, ist aufgrund obiger Überlegungen garantiert s V; bei einem Simplexbus, d.h. jede Station kann zu einer Zeit nur entweder senden oder empfangen, aber kann ebenfalls für die Station s gelten s ∈ V. Ein auf dem Standard IEEE 802.3 basierendes Ethernet wird oft als Simplexbus ausgelegt.With a duplex bus, ie each station can transmit and receive at the same time, s is guaranteed due to the above considerations V; on a simplex bus, ie each station can only either send or receive at a time, but may also apply to the station s ∈ V. An Ethernet based on the IEEE 802.3 standard is often designed as a simplex bus.
Da
die Stationen keine Rückmeldungen über Rückstellungen
erhalten, werden die Stationen weiterhin die folgenden Zuordnungen
annehmen:
Diese Gleichungen sind untereinander widersprüchlich, wodurch die oben angegebenen Möglichkeiten zur Sendezeitbestimmung nicht mehr länger äquivalent sind. Während die Möglichkeiten 1 und 2 weiterhin äquivalent bleiben, ergibt die Möglichkeit 3 ein anderes Verhalten. Für die Stationen x ergibt sich für die Möglichkeiten der Folgenbestimmung txs_w(k):
- 1. txs_w(k): = txs(k) sind explizit gegeben
- 2. txs_w(k): = txs(0) + k·pxs jeweils lokal berechnet (mit pxs_w = pxs)
- 3. txs_w(k): = tsx_r(k) + Δtx jeweils lokal bestimmt (dabei ist Δtx konstant und z.B. durch Δtx = txs(0) – tsx(0) lokal berechnet worden).
- 1. txs_w (k): = txs (k) are given explicitly
- 2. txs_w (k): = txs (0) + k · pxs calculated locally (with pxs_w = pxs)
- 3. txs_w (k): = tsx_r (k) + Δtx are each determined locally (where Δtx is constant and has been calculated locally by Δtx = txs (0) - tsx (0)).
Nimmt
man dagegen für
die Stationen x die Möglichkeit
3 an (auf Station s Möglichkeit
1 oder 2), bleiben
Es werden ferner die folgenden Bezeichnungen definiert:
- tsx_w:
- Wunschzeitpunkt einer Sendung von s nach x, d.h. s möchte zu diesem Zeitpunkt senden,
- tsx_r:
- Realer Zeitpunkt einer Sendung von s nach x, d.h. zu diesem Zeitpunkt wird über den Bus gesendet,
- Δtx_w:
- Zeit zwischen realem Empfang und Wunschzeitpunkt der nächsten Sendung auf x,
- psx_w:
- Periode der Wunschzeitpunkte der Sendungen von s nach x, und
- pxs_w:
- Periode der Wunschzeitpunkte der Sendungen von x nach s.
- tsx_w:
- Desired time of a transmission from s to x, ie s would like to send at this time,
- tsx_r:
- Real time of a transmission from s to x, ie at this time is sent over the bus,
- Δtx_w:
- Time between real reception and desired time of the next transmission on x,
- psx_w:
- Period of the desired times of the transmissions from s to x, and
- pxs_w:
- Period of the desired times of the transmissions from x to s.
Angenommen, die Station s kann wegen Busbelegung nicht senden, d.h. s ∈ V. Die von der Station s mit der Periode psx_w gesendeten Nachrichten erscheinen dann bei den Stationen x nicht mit der Periode psx_w, sondern mit der stochastischen Periode psx_r(n) = tsx_r(n+1) – tsx_r(n). Man sagt auch, psx r hat einen Jitter σ{psx_r).Accepted, the station s can not transmit due to bus occupancy, i. s ∈ V. The from the station s with the period psx_w sent messages appear then at the stations x not with the period psx_w, but with the stochastic period psx_r (n) = tsx_r (n + 1) - tsx_r (n). It is also said that psx r has a jitter σ {psx_r).
Angenommen, die Station x kann wegen Busbelegung nicht senden, d.h. x ∈ V. Die von x mit der Periode pxs_w gesendeten Nachrichten erscheinen dann bei der Station s nicht mit der Periode pxs_w, sondern mit der stochastischen Periode pxs_r(n) = txs_r(n+1) – txs_r(n). Man sagt daher, pxs_r hat einen Jitter σ{pxs_r}.Accepted, station x can not transmit due to bus occupancy, i. x ∈ V. The messages sent by x with the period pxs_w will then appear at the station s not with the period pxs_w, but with the stochastic one Period pxs_r (n) = txs_r (n + 1) - txs_r (n). It is therefore said that pxs_r has a jitter σ {pxs_r}.
Ein Problem entsteht, wenn ein Empfänger einer Sendung aus irgendeinem Grund durch den jitterbehafteten Empfang gestört wird. Beispiele hierfür sind:
- – Der Empfänger soll sich auf die Empfangsperiode synchronisieren, z. B. auf psx_r. Diese ist jedoch nun jitterbehaftet.
- – Der Empfänger soll die empfangenen Nachrichten seinerseits periodisch weitersenden. Dadurch entstehen Zeitpunkte, bis zu denen die weiterzusendenden Nachrichten eingetroffen sein müssen.
- - The receiver should synchronize to the receiving period, z. On psx_r. However, this is now jittery.
- The receiver is to forward the received messages periodically. This creates times until which the messages to be forwarded must have arrived.
Um die Effekte des jitterbehafteten Empfangs zu vermeiden, versuchen bisherige Lösungen den Jitter zu kompensieren, wobei unterschiedlich vorgegangen wird:
- – Im Fall, daß sich der Empfänger auf die Empfangsperiode synchronisieren soll, wird eine zeitliche Mittelwertbildung durchgeführt. Nachteilig ist hierbei insbesondere die lange Regelzeit, d.h. der Empfänger braucht lange, um sich korrekt zu synchronisieren und kann eventuellen Veränderungen in der Periode nur langsam folgen.
- – Im Fall, daß der Empfänger periodisch weitersenden soll, wird ausgepuffert. Dabei wird die empfangene Nachricht zunächst gespeichert und der Speicher anschließend periodisch ausgelesen. Der mittlere Zeitraum zwischen Schreiben und Lesen muß dabei so groß gewählt werden, daß die weiterzusendende Nachricht hinreichend sicher bis zum Lesezeitpunkt eingetroffen ist. Nachteilig ist hierbei zum einen ein erhöhter Speicherbedarf im Empfänger und zum anderen die Wartezeit im Speicher, die den Jitter kompensiert.
- - In the case that the receiver is to synchronize to the receiving period, a temporal averaging is performed. The disadvantage here is in particular the long control time, ie the receiver takes a long time to sync correctly and can follow any changes in the period only slowly.
- - In the case that the receiver is to send periodically, is buffered. The received message is first stored and the memory is then read out periodically. The mean time between writing and reading must be chosen so large that the message to be forwarded has arrived safely enough until the time of reading. The disadvantage here is on the one hand an increased memory requirements in the receiver and on the other hand, the waiting time in the memory, which compensates for the jitter.
Aus
Aus
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Kompensation von Jitter bei der Übertragung von Nachrichten über eine Busstruktur zu schaffen.Of the Invention is based on the object, an improved method to compensate for jitter in the transmission of messages over a bus structure to accomplish.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.These The object is achieved by a method according to claim 1. preferred Embodiments and developments of the invention are the subject the dependent claims.
Die grundlegende Idee der Erfindung ist darin zu sehen, daß die gewünschten Sendezeitpunkte tsx_w(k+n), txs_w(k+n), n ∈ {1, 2, 3,... } nachfolgender Sendungen derart verschoben werden, daß die Differenz zwischen dem gewünschten Sendezeitpunkt tsx_w(k+n), txs_w(k+n) und dem tatsächlichen Sendezeitpunkt tsx_r(k+n), txs_r(k+n) jeweils unterhalb eines Schwellwerts liegt.The basic idea of the invention is the fact that the desired Transmission times tsx_w (k + n), txs_w (k + n), n ∈ {1, 2, 3, ...} following Broadcasts are shifted so that the difference between the desired Transmission time tsx_w (k + n), txs_w (k + n) and the actual transmission time tsx_r (k + n), txs_r (k + n) is each below a threshold.
Hierbei treten zwei Teilprobleme auf:
- 1. Station s muß Jitter in Empfangsrichtung und Senderichtung erkennen können. Während die Erkennung von jitterbehaftetem pxs_r trivial für Station s ist, ist eine Jittererkennung der psx_r für Station s offen.
- 2. Station s muß die Sendezeiten direkt oder indirekt verschieben können.
- 1st station s must be able to detect jitter in the receive direction and send direction. While the detection of jittery pxs_r is trivial to station s, jitter detection of psx_r is open to station s.
- 2. Station s must be able to move the transmission times directly or indirectly.
Die
Lösung
des ersten Teilproblems erfolgt vorzugsweise dadurch, in dem eine
Station x ∈ X,
die jitterbehaftet empfängt,
auch jitterbehaftet sendet. Station s kann so anhand des Jitters
von pxs_r erkennen, ob psx_r möglicherweise
einen Jitter hat. Umgekehrt folgt somit
pxs_r hat keinen Jittter ⇒ psx_r hat
ebenfalls keinen JitterThe solution of the first partial problem preferably takes place in that a station x ∈ X, which receives jittery, also sends jittery. Station s can use the jitter of pxs_r to detect if psx_r might have jitter. Conversely, it follows
pxs_r has no yittter ⇒ psx_r also has no jitter
In
Bezug zu den im Vorangegangenen beschriebenen Alternativen A und
B werden die folgenden Unterscheidungen getroffen:
Alternative
A ist gegeben wenn
- – txs_w(k) explizit gegeben sind oder
- – txs_w(k): = txs(0) + k·pxs lokal auf den Stationen x
Alternative A is given if
- - txs_w (k) are given explicitly or
- - txs_w (k): = txs (0) + k · pxs locally on the stations x
Wenn
bei Alternative A eine Station x einen Jitter bei der Sendeperiode
psx_r der Station s feststellt, versieht es ihre Sendezeitpunkte
txs_w(k+n) absichtlich mit einer stochastischen Abweichung d:
Alternative B ist gegeben, wenn txs w(k): = tsx r(k) + Δtx lokal auf den Stationen x bestimmt wird. Dabei ist Δtx konstant und kann beispielsweise durch Δtx = txs(0) – tsx(0) lokal berechnet worden.alternative B is given if txs w (k): = tsxr (k) + Δtx locally on the stations x is determined. Where Δtx constant and can for example be calculated locally by Δtx = txs (0) - tsx (0).
Bei
Alternative B wird ein eventueller Jitter von tsx_r auf txs_w vererbt:
Beide Alternativen lösen Teilproblem 1, wobei Alternative B den Vorteil bietet, daß die Stationen x keinen besonderen Mechanismus benötigen. Allerdings kann die Ursache für ein jitterbehaftetes pxs_r bei beiden Alternativen nicht mehr eindeutig bestimmt werden, der Jitter kann bereits beim Senden vorliegen (absichtlich erzeugt bzw. vererbt) oder kann durch die Übertragung von x nach s entstehen. Dies bereitet aber keine Schwierigkeiten.Both alternatives solve subproblem 1, where Alternative B offers the advantage that stations x do not require any special mechanism. However, the cause of a jittery pxs_r in both alternatives can no longer be determined unambiguously, the jitter may already be present at transmission (intentionally generated or inherited), or may be due to the transmission of x to s. But this is not a problem.
Teilproblem 2 kann gelöst werden, in dem die Station s ihre eigenen Sendezeiten tsx_w (k) selbst verschieben kann. Um die Sendezeiten txs(k) der Stationen x zu verschieben, muß Station s den Stationen x den Verschiebungswunsch mitteilen. Dies ist beispielsweise in einem System möglich, in dem alle Sendezeiten zentral verwaltet und mitgeteilt werden.subproblem 2 can be solved in which station s have their own transmission times tsx_w (k) can move yourself. To the transmission times txs (k) of the stations x has to move to station s inform the stations x of the desired displacement. This is for example possible in one system, in which all broadcast times are centrally managed and communicated.
Ferner kann die Alternative B (txs_w(k):=tsx_r(k) + Δtx mit konstantem Δtx) immer verwendet werden. Dadurch werden Verschiebungen von txs_w(k) indirekt durch Verschiebungen der tsx_w(k) erreicht.Further the alternative B (txs_w (k): = tsx_r (k) + Δtx with constant Δtx) can always be used become. This shifts txs_w (k) indirectly Shifts of tsx_w (k) achieved.
Der gesamte Algorithmus zum Erreichen eines jitterfreien Datenaustausches lautet daher:
- – Die Bedingung pxs_r hat keinen Jittter ⇒ psx_r hat ebenfalls keinen Jitter wird erfüllt.
- – Station s überprüft die pxs_r auf Jitter. Sind alle pxs_r jitterfrei, sind folglich auch die psx_r jitterfrei. Es ist nichts zu tun. Ansonsten wird folgende Schleife durchlaufen, bis ein befriedigendes Ergebnis vorliegt:
- – Station s selektiert eines der jitterbehafteten psx_r.
- – Für Alternative A:
- – Station s verschiebt die dazugehörigen Wunschsendezeiten tsx_w und txs_w mit den Zielen: a) Jitter von psx_r reduzieren, b) Jitter der anderen pxs_r nicht vergrößern, c) Verschiebung der tsx_w(k+n) und txs_w(k+n) möglichst gering halten.
- - Für Alternative B: Station s verschiebt die dazugehörigen Wunschsendezeiten tsx_w mit den Zielen: a) Jitter von psx_r reduzieren, b) Jitter der anderen pxs_r nicht vergrößern, c) Verschiebung der tsx_w(k+n) möglichst gering halten.
- - The condition pxs_r has no Jittter ⇒ psx_r also has no jitter is fulfilled.
- - Station s checks the pxs_r for jitter. If all pxs_r are jitter-free, the psx_r are jitter-free as well. There is nothing to do. Otherwise, the following loop is run until a satisfactory result is obtained:
- - Station s selects one of the jittery psx_r.
- - For alternative A:
- - Station s shifts the corresponding desired send times tsx_w and txs_w with the goals: a) reduce jitter of psx_r, b) do not increase the jitter of the other pxs_r, c) minimize the shift of tsx_w (k + n) and txs_w (k + n) ,
- - For alternative B: station s shifts the corresponding desired send times tsx_w with the targets: a) reduce jitter of psx_r, b) do not increase the jitter of the other pxs_r, c) minimize the shift of tsx_w (k + n).
Die Vorteile von Alternative B, d.h. txs_w: = tsx_r + Δtx sind: Der gesamte Mechanismus läuft autonom auf s ab.The Advantages of Alternative B, i. txs_w: = tsx_r + Δtx are: The whole mechanism is running autonomous on s.
Mittels eines geeigneten Algorithmus kann ein optimales Ergebnis erreicht werden, das die Nachteile der bekannten Kompensationsverfahren des Jitters vermeidet. Weiterhin werden die Jittermessungen oft bereits für andere Zwecke ohnehin benötigt, d.h. sie liegen oft schon vor.through a suitable algorithm can achieve an optimal result be the disadvantages of the known compensation method of the Jitters avoids. Furthermore, the jitter measurements are often already for others Purposes needed anyway, i.e. they are often already present.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen erläutert.A preferred embodiment The invention will be explained below with reference to the drawings.
Die
Die BSC sendet Sprachdaten an die BTS, welche es weitersenden an mobile Endgeräte MS. Umgekehrt senden die MS an die BTS, die an die BSC weitersenden. Der Transfer BTS zu MS und umgekehrt unterliegt einem strikten perodischem Timing. Es gilt psx = pxs und Δtxs ≅ Δtsx « psx für alle x. Dabei stellt Bild 4 die Situation mit Jitter dar (die Sendedauern sind nicht dargestellt).The BSC sends voice data to the BTS, which forward it to mobile terminals MS. Conversely, the MSs send to the BTSs, who forward them to the BSC. The transfer BTS to MS and vice versa is subject to a strict perodic Timing. We have psx = pxs and Δtxs ≅ Δtsx «psx for all x. Picture 4 shows the situation with jitter (the send durations) are not shown).
Die Periode psx wird von der BSC erzeugt. Die BTS sendet zu der MS mit der gleichen Periode, wozu sich die BTS entsprechend auf die BSC aufsynchronisieren muß. Hier tritt das oben in der Einleitung erwähnt Synchronisationsproblem auf.The Period psx is generated by the BSC. The BTS sends to the MS with the same period, to which the BTS applies accordingly to the BSC must synchronize. Here comes the synchronization problem mentioned above in the introduction on.
Der Zeitraum Δtx_r trägt zum Sprach-Delay bei, der bei GSM ohnehin bereits relativ hoch ist und die Sprachqualität beeinträchtigt. Um Δtx r minimal zu halten, wird hier ebenfalls Jitterfreiheit angestrebt. Die bekannte Methode des Auspufferns zur Kompensation des Jitters würde dagegen Δtx_r vergrößern.Of the Period Δtx_r contributes to Speech delay, which is already relatively high in GSM anyway and the voice quality impaired. By Δtx r To keep it minimal, jitter freedom is also sought here. The however, the known method of buffering to compensate for the jitter would increase Δtx_r.
Um den Jitter mittels des neuen Verfahrens zu beseitigen oder zu minimieren, kann beispielsweise folgender Algorithmus verwendet werden:
- a. Alle BTS setzen ihre Sendezeitpunkte (zur BSC) auf txs_w: = tsx_r + Δtx.
- b. Die BSC ermittelt die Jitter aller Perioden pxs_r.
- c. Die BSC wählt die pxs_r mit maximalem Jitter aus.
- d. Die BSC verschiebt die Sendezeitpunkte tsx_w(k+n) mit dem Ziel der Jitterminimierung. Die Verschiebung sollte dabei möglichst gering sein, z.B. k·Δtsx, mit 0 < k < 10.
- e. Die Schritte werden solange wiederholt, bis alle Jitter ausreichend gering sind, d.h. unter einem Schwellwert liegen.
- a. All BTS set their transmission times (to BSC) to txs_w: = tsx_r + Δtx.
- b. The BSC determines the jitter of all periods pxs_r.
- c. The BSC selects the pxs_r with maximum jitter.
- d. The BSC shifts the transmission times tsx_w (k + n) with the goal of jitter minimization. The shift should be as low as possible, eg k · Δtsx, with 0 <k <10.
- e. The steps are repeated until all jitter is sufficiently low, ie below a threshold.
Bei
einem 100 Mbit/s Ethernet gilt ungefähr:
Die erwarteten Verschiebungen sind also nur gering.The expected shifts are so small.
Claims (8)
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Family Applications (1)
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