DE69133592T2 - Paketdatenübertragungssystem mit Quittierung - Google Patents

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Description

  • ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Datenkommunikationssysteme, und insbesondere auf ein RF-Paketkommunikationssystem, in dem eine Anzahl von entfernten Einheiten Daten über Zwischenbasisstationen an einen zentralen Computer sendet.
  • Barcodeleser, die im Einzelhandel oder kommerziellen Einrichtungen zum Einsatz kommen, sind normalerweise über physikalische Verdrahtung mit einem zentralen Computer verbunden. Diese Verbindung ist durchaus für permanent montierte Barcodeleser, wie sie an Supermarktkassen verwendet werden, oder für an ähnlich montierten festen Standorten benutzte handgehaltene Scanner oder Lesestäbe geeignet. Wenn jedoch der Barcodeleser von einer Person eingesetzt werden soll, die sich in einem Gebäude bewegt, oder wenn temporäre Installationen zum Einsatz kommen, ist eine physikalische Verdrahtung ungeeignet oder zumindest sehr unpraktisch. Es ist möglich, Daten mit Hilfe einer RF-Verbindung (RF) von einem handgehaltenen Barcode-Scanner an eine zentrale Station oder einen lokalen Weitergabepunkt zu senden, jedoch weisen die bisher für diesen Zweck zur Verfügung gestellten RF-Verbindungen Merkmale auf, durch die sie teuer und unpraktisch werden. Diese RF-Verbindungen benutzen typisch RF-Bänder, die für jede Installation eine F. C. C. Lizensierung benötigen, was die Kosten und die administrative Belastung weiter erhöht. Die in dieser Art von Ausrüstung verwendeten RF-Komponenten müssen äußerst präzise funktionieren, damit Frequenz-Drift und Bandbreiten-Überlauf innerhalb der F. C. C. Toleranzen gehalten werden. Außerdem waren wegen der hohen Beanspruchung der Batterie entweder große schwere Batterien oder häufiges Wiederaufladen oder beides erforderlich. Ferner war aufgrund der bisher benutzten RF-Übertragungsverfahren die Anzahl der in einem gegebenen Bereich verwendbaren tragbaren Endgeräte begrenzt, weil eine relativ schmale Bandbreite verwendet wurde. Zu Beispielen für Barcodeleser, die lokale RF-Datenverbindungen verwenden, gehören tragbare Endgeräte, die im Handel von folgenden Firmen angeboten werden: MSI Data Corporation, Vectran Corporation, LXE Corporation, Norand Corporation und Telxon Corporation. Tragbare Barcodeleser mit RF-Langstreckenverbindungen sind erhältlich von Mobil Data International und Motorola Inc. (KDX1000).
  • In US-Patent Nr. 4789983 „Wireless Network for Wideband Indoor Communications" und in US-Patent Nr. 4639914 „Wireless PBX/LAN System" wurden Innenraum-RF-Kommunikationsnetze für Sprachverbindungen vorgestellt. Falls eine Anzahl von Kanälen für die Übertragung einer Nachricht zur Verfügung steht, kann die Gesamtzeit für die Zustellung der Nachricht beträchtlich reduziert werden, wenn zunächst die „besten" Kanäle ausgewählt und ausprobiert werden, anstatt eine beliebige Trial-and-Error-Methode zu verwenden. Im US Patent 4197500 besprochenen Ausführungsformen sind auf die Überwachung des Dauerzustand- oder Umgebungs-Energiepegels in jedem Kanal eingerichtet. Bestimmt wird ein Kriterium zum Ordnen der Kanäle zur Bestimmung der Versuchsfolgen. Für zeitlich unveränderliche Kanäle, wie sie typisch für Radios verwendet werden, ist der ruhigste Kanal oder der Kanal mit der niedrigsten Umgebungsenergie der beste, und auf dieser Basis werden die Kanäle geordnet. Dieses Kriterium führt jedoch zu einer möglichen Zweideutigkeit, da der ruhigste Kanal auch lediglich ein Kanal sein kann, der keinen Mechanismus zur Unterstützung des Signals aufweist.
  • Die entfernten Endgeräte in diesen Systemen nach dem Stand der Technik sind jederzeit adressierbar, das heißt, sie sind immer aktiviert, so dass ihr Stromverbrauch durch dieses Merkmal bestimmt wird. Außerdem kommen bei diesen Systemen nach dem Stand der Technik RF-Frequenzbänder zum Einsatz, die F. C. C. Lizensierung für individuelle Benutzer erfordern. Aus diesen Gründen waren Systeme dieser Art nach dem Stand der Technik zu teuer und ansonsten ungeeignet für die gegenwärtigen Zwecke.
  • Mit dem drahtlosen Spreizbandübertragungsverfahren ist es möglich, ein Band zu benutzen, das von der F. C. C. als „nicht lizensiertes" Band bezeichnet ist, so dass Lizensierung keine Rolle spielt, wobei der Einsatz von Spreizband-Techniken die Durchführung der Übertragung auf zuverlässige Weise gestattet, auch wenn dieses Band anfällig gegen Störungen ist, die durch viele verschiedene Benutzer verursacht werden. In US-Patent Nr. 4672658 „Spread Spectrum Wireless PBX" wird ein System offenbart, in dem jeder separate Benutzer-Sendeempfänger auf einen separaten Sendeempfänger im zentralen PBX abgestimmt ist, wobei jedes dieser aufeinander abgestimmten Paare in einem eindeutigen Direktfolgen-Spreizband-Chipping-Muster überträgt. Ein separater Anrufeinrichtung-Sendeempfänger, der ein gemeinsames Direktfolgen-Chipping-Muster hat, dient zum Austausch von Informationen, die das Einrichten eines Anrufs betrifft. Wie im obigen Fall erfordert dieses System die kontinuierliche Überwachung der RF-Bänder durch alle Sendeempfänger und ist ein sprach-orientiertes System, das verschiedene Zeitperioden zur Wartung der Verbindungen sowie eine Verbindung von Benutzer zu Benutzer anstatt von Benutzer zu Zentralstation erfordert. Ein weiteres Beispiel für den Einsatz von Spreizband in einer lokalen RF-Verbindung ist ein Versorgungsuhr-Lesesystem, bei dem ein an einem Haus vorbeifahrendes Versorgungsfahrzeug einen Leser über eine CW-Übertragung aktiviert und dann die Daten vom Leser empfängt.
  • Drahtlose Datenkommunikationen zwischen einem zentralen Computer und mehreren entfernten Endgeräten innerhalb eines Gebäudes, die Direktfolgen- Spreizbandtechniken zur Bewältigung von Mehrwegstörungen verwenden, wurde von Freret et al, NTC Record, November 1980, beschrieben, aber auch diese Systemtypen sind auf den kontinuierlichen Betrieb der tragbaren Einheiten gestützt und sind eine Belastung für die RF-Schaltungen in den entfernten Einheiten, woraus sich eine komplizierte und teure Konstruktion ergibt.
  • In US-Patent Nr. 4740792 ist ein Datenübertragungs-System, das Spreizband-RF verwendet, veranschaulicht, wobei die Fahrzeuge mit einem Sender aber keinem Empfänger ausgerüstet sind, und wobei der Standort jedes Fahrzeugs periodisch einer Zentralstation durch ein gesendetes Paket gemeldet wird. Der Sender wird nur für einen sehr begrenzten Zeitraum eingeschaltet, so dass die Beanspruchung der Batterie auf ein Minimum reduziert ist. Dieses System ist nicht in der Lage, Daten von einer Zentralstation an eines der Fahrzeuge zu senden, oder dem Sender im Fahrzeug zu gestatten, ein Bestätigungssignal zu empfangen, was den Empfang der gesendeten Daten anzeigt. Die EP 0281334 lehrt den Einsatz von Diversitätsantennen, die an den Konzentratoren und einem zentralen Knoten verwendet werden können, und an jedem Sendeempfänger können eine oder mehrere Antennen eingesetzt werden, und der Zugriff auf den RF-Kanal, der von allen drahtlosen Sendeempfängern benutzt wird, kann von einem modifizierten Abfragesystem durchgeführt werden, welches gemeinsame Ressourcenbenutzung gestattet, um auf Bedarfsbasis zusätzlichen Schutz vor Kanalbeeinträchtigungen bereitzustellen. Innerhalb des Deckungsbereichs ist es wahrscheinlich, dass die empfangene Signal-Bitfehlerrate für jedes Benutzergerät unter dem Sollwert liegt, was als Ausfallwahrscheinlichkeit definiert wird. Wenn an einem Standort ein Benutzergerät nicht funktioniert, kann der Benutzer das Benutzergerät oder seine Antenne versetzen.
  • Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein verbessertes, kostengünstiges Datenkommunikationsnetz mit geringem Stromverbrauch bereitzustellen, in dem eine Anzahl von entfernten Endgeräteeinheiten fähig ist, Datenpakete an eine Zentralstation zu senden und, in den meisten Fällen, Bestätigungssignale und Daten von der Zentralstation zu empfangen, wobei das Netz vorzugsweise eine RF-Verbindung oder dergleichen benutzt, so dass sich die entfernten Einheiten ungehindert in einem vom Netz abzudeckenden Bereich bewegen können. Ein weiteres Ziel besteht darin, ein verbessertes Paketübertragungsnetz bereitzustellen, in dem die entfernten Endgeräteeinheiten kostengünstig und klein sein können, sowie wenig Strom verbrauchen, jedoch eine zuverlässige und schnelle Antwort bzw. Rückmeldung bereitstellen, wie es in einer kommerziellen Einrichtung (gewöhnlich einer Innenraumeinrichtung) benötigt wird, wobei Barcodeleser oder dergleichen zum Sammeln von Daten verwendet wird. Ein weiteres Ziel besteht darin, ein verbessertes Protokoll zum Einsatz in einem Paketdatenübertragungsnetz bereitzustellen, woraus sich zuverlässiger Betrieb, geringer Stromverbrauch und kostengünstige Implementierung ergeben. Ein besonderes Ziel besteht darin, eine RF-Datenverbindung für tragbare Endgeräte bereitzustellen, die keiner Standortlizenzierung gemäß den F. C. C. Bestimmungen unterliegt, so dass die mit einer solchen Lizensierung verbundenen Kosten und Verzögerungen entfallen oder auf ein Minimum reduziert sind.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform umfasst ein Paketdaten-Kommunikationssystem eine Anzahl von entfernten Endgeräteeinheiten zum Sammeln von Daten sowie eine Kommunikationsverbindung zum Senden der verpackten Daten an eine Zentralstation und zum Empfangen eines Bestätigungssignals und der Daten von der Zentralstation.
  • Für diese Kommunikationsverbindung kommt ein Paketaustauschprotokoll zum Einsatz, das durch Aktivieren der Empfangsfunktion für eine nur kurze Zeit eine reduzierte Verlustleistung an der entfernten Einheit bereitstellt, so dass letztere nicht stets auf Empfang bzw. „Abhorchen" stehen muss. Zu diesem Zweck richtet das Austauschprotokoll ein starres, auf eine Übertragung durch die entfernte Einheit eingerichtetes Zeitfenster ein, wobei die entfernte Einheit nur während dieses Zeitfensters auf eine Nachricht von der Zentralstation anspricht. Das Zeitfenster ist so definiert, dass es mit einer festgelegten Zeitverzögerung nach einer Übertragung von der entfernten Einheit an die Zentralstation beginnt; zu allen anderen Zeiten ist der Empfänger nicht eingeschaltet. In diesem Protokoll kann die Zentralstation keine Paketübertragung an eine entfernte Einheit einleiten, sondern muss stattdessen warten, bis die entfernte Einheit ein übertragenes Paket gesendet hat, dann kann die Zentralstation im starren Zeitfenster antworten und an das Bestätigungssignal die Daten anhängen, die sie an diese entfernte Einheit senden will. Bei den entfernten Einheiten handelt es sich um kostengünstige handgehaltene Einheiten in einer Ausführungsform, die folglich eine geringere Rechenkapazität als die Zentralstation aufweisen, und die Verlustleistung muss minimiert werden. Dementsprechend ist es bei Verwendung dieses Protokolls möglich, dass die Empfangsfunktion und die zum Decodieren der empfangenen Daten benötigte Rechenfunktion von der entfernten Einheit geplant oder gemanagt und nicht als Slave der Zentralstation zugeordnet wird.
  • In einer illustrativen Ausführungsform umfasst die Zentralstation eine Anzahl von Basisstationen, die in verschiedenen Räumen oder Bereichen aufgestellt sind, wobei alle Basisstationen entweder über eine drahtgebundene Verbindung oder eine ähnliche RF-Verbindung an einen zentralen Computer angeschlossen sind. Zu einer gegebenen Zeit wird die entfernte Einheit ausschließlich einer dieser Basisstationen zugewiesen, und während sich die entfernte Einheit umher bewegt, wird sie einer anderen Basisstation zugewiesen. Ein Merkmal des Protokolls besteht darin, eine Kennnummer für die entfernte Einheit in das übertragene Paket aufzunehmen, und die gleiche Kennnummer in das Antwortpaket aufzunehmen, so dass die Bestätigung durch eine zugewiesene Basisstation bestätigt wird. Es ist jedoch nicht zwingend erforderlich, eine Adresse oder Kennung der Basisstation in das Protokoll zur Kommunikation mit den entfernten Einheiten aufzunehmen, da eine entfernte Einheit nur einer Basisstation zugewiesen wird, und die Basisstation in jedem Fall lediglich als Leitkanal für die Kommunikation mit dem zentralen Computer dient.
  • Die entfernten Einheiten sind in einer Ausführungsform sind handgehaltene Barcodeleser, und diese Einheiten sind über eine RF-Verbindung mit der Zentralstation gekoppelt, so dass sich der Benutzer frei im Netzbereich bewegen kann. Normalerweise ist das von der entfernten Einheit gesendete Datenpaket das Resultat des Lesens eines Barcodesymbols. Die Antwort der Zentralstation in diesem Fall wäre eine Validierung der Barcodeinformation oder Anweisungen an den Benutzer betreffend die Aktion, die er bezüglich des von der handgehaltenen Einheit gelesenen Pakets durchzuführen hat.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform verwendet die RF-Verbindung eine Spreizband-Modulationstechnik zum Senden der Datenpakete von den entfernten Endgeräten an die Basisstationen und zurück. Die Spreizbandverfahren bedienen sich einer übertragenen Bandbreite, die viel breiter als für die Daten erforderlich ist, indem sie zu den Daten einer codierte Funktion hinzufügen, dann wird das empfangene Signal decodiert und wieder auf die Bandbreite der ursprünglichen Information abgebildet. Ein besonderer Vorteil dieses Typs von RF-Datenverbindung besteht darin, dass ein Band verwendet werden kann, dass keine Standortlizenzierung von der F. C. C. benötigt, aber dennoch zuverlässige, kostengünstige Kommunikation von einer leichten handgehaltenen batteriebetriebenen Einheit bietet.
  • Ein wichtiges Merkmal in einer Ausführungsform ist der Einsatz der Decodierung eines anfänglichen Sync-Abschnitts des Pakets in der Direktfolgen-Spreizbandübertragung zur Erzeugung eines Qualitätsfaktors, um zu bestimmen, welche Basisstation welche entfernte Einheit handhaben sollte. Die Spreizbandübertragung enthält beträchtliche Redundanz (jedes Bit ist gespreizt, um eine Anzahl Bits zu erzeugen), und so kann ein empfangenes Paket selbst in einer rauschvollen Umgebung benutzt werden, in der alle decodierten Bits (vor der Entspreizung) nicht gültig sind. Durch Aufzeichnen des Grads, bis zu dem die von einer entfernten Einheit eingehenden Pakete mit dem Pseudo-Random-Code, der zum Erzeugen der Spreizbandsignale verwendet wird, korrelieren, und durch Vergleichen dieser Daten mit den von anderen Basisstationen empfangenen Daten kann die beste Station ausgewählt werden, während die Kommunikationen ununterbrochen weiterlaufen.
  • Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beansprucht.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die Merkmale, die kennzeichnend für die Erfindung sind, sind in den abhängigen Ansprüchen definiert. Die Erfindung selbst sowie andere Merkmale und Vorteile derselben sind jedoch am besten unter Bezugnahme auf die folgende ausführliche Beschreibung einer spezifischen Ausführungsform verständlich, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen gelesen wird, in denen:
  • 1 in Blockform ein elektrisches schematisches Diagramm eines Datenkommunikationssystems gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform darstellt;
  • 2 ein Timing-Diagramm darstellt, das Ereignisse (RF-Übertragung usw.) gegenüber Zeit für eine Datenübertragungsfolge im System von 1 darstellt;
  • 3 in Blockform ein detaillierteres elektrisches schematisches Diagramm des Hostcomputers und einer der Basisstationen im System von 1 darstellt;
  • 4 in Blockform ein detaillierteres elektrisches schematisches Diagramm eines der entfernten Endgeräte im System von 1 darstellt;
  • 5 eine Schnittansicht einer handgehaltenen Barcode-Scanner-Einheit ist, die als entferntes Endgerät gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform verwendet werden kann;
  • 5a eine bildliche Ansicht eines anderen Barcodelesertyps ist, der als entferntes Endgerät anstelle des Laser-Scanners von 5 gemäß einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform verwendet werden kann;
  • 6 eine Ansicht eines Teils eines Barcodesymbols, das von der entfernten Einheit von 4 und 5 oder 5a zu lesen ist, und eines Timing-Diagramms des dadurch erzeugten elektrischen Signals ist;
  • 7 eine erweiterte Ansicht eines Teils des Timing-Diagramms von 2 ist;
  • 7a–7d Timing-Diagramme ähnlich der 2 und 7 für ein System entsprechend den 1, 3 und 4 gemäß anderer Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Protokolls sind;
  • 8a–8c Timing-Diagramme sind, die Ereignisse gegenüber Zeit im System der 1 und 3–6 unter Einsatz des Protokolls der 2 und 7 darstellen;
  • 9 ein elektrisches schematisches Diagramm der Schaltungsanordnung des Sendeempfängers in der entfernten Einheit von 4 ist;
  • 10 ein elektrisches schematisches Diagramm der Schaltungsanordnung des Sendeempfängers in einer Basisstation des Systems nach den 1 und 3 ist;
  • 11 ein logisches Ablaufdiagramm eines Algorithmus ist, der von der CPU in einer entfernten Endgeräteeinheit der 1, 4 und 9 für ein System gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform ausgeführt werden kann; und
  • 12 ein logisches Ablaufdiagramm eines Algorithmus ist, der von der CPU in einer Basisstation der 1, 3 und 10 für ein System gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform ausgeführt werden kann.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG EINER SPEZIFISCHEN AUSFÜHRUNGSFORM
  • Bezugnehmend auf 1 ist ein Datenkommunikationsnetz gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform dargestellt. Ein Hostprozessor 10 ist über eine Kommunikationsverbindung 11 mit einer Anzahl von Basisstationen 12 und 13 verbunden; andere Basisstationen 14 können durch die Basisstationen 12 oder 13 über eine RF-Verbindung an den Host gekoppelt sein. Jede der Basisstationen 12, 13 oder 14 ist über eine RF-Verbindung an eine Anzahl von entfernten Einheiten 15 gekoppelt. In einer Ausführungsform wurden als entfernte Einheiten 15 Laser-Scan-Barcodeleser des handgehaltenen batteriebetriebenen Typs, wie in den US-Patenten 4387297 , 4409470 oder 4760248 von Symbol Technologies Inc offenbart, verwendet. Auch verschiedene andere entfernte Endgerätetypen können vorteilhaft in einem System mit den erfindungsgemäßen Merkmalen verwendet werden; zu solchen entfernten Endgeräten würden normalerweise auch Dateneingabe-Einrichtungen wie eine Tastatur oder dergleichen sowie eine Anzeige (oder ein Drucker) gehören, auf der für den Benutzer Informationen angezeigt werden, die von diesem Endgerät 15 erkannt, übertragen und/oder empfangen wurden. In dieser als illustratives Beispiel benutzten Ausführungsform könnte es von einer bis zu vierundsechzig Basisstationen 12, 13 und 14 (drei wurden in der Figur dargestellt) und bis zu mehreren hundert entfernte Einheiten 15 geben; natürlich könnte man, um das Netz zu erweitern, einfach, wie es scheint, die Größe der Adressfelder und dergleichen im digitalen System ändern, ein einschränkender Faktor ist jedoch der RF-Verkehr und somit die Verzögerungen, die durch das Warten auf einen ruhigen Kanal entstehen. Dieses in 1 dargestellte Kommunikationsnetz würde normalerweise in einem Herstellungsbetrieb, einem Bürogebäudekomplex, einem Warenlager, einem Einzelhandels- oder ähnlichem kommerziellen Betrieb oder einer Kombination dieser Einrichtungen eingesetzt, wobei die Barcodeleser oder ähnlichen Datensammel-Endgeräte 15 zur Warenbestandssteuerung in den Lager- oder Empfangs-/Versandeinrichtungen, an den Kassentheken (Point-of-Sale), zum Lesen von Formularen oder Rechnungen oder dergleichen, zur Sicherheitsprüfung des Personals an den Toren oder anderen Prüfpunkten, an Zeituhren, zur Herstellungs- oder Prozessablaufsteuerung und zu vielen anderen derartigen Zwecken benutzt würden. Obwohl handgehaltene Barcodeleser vom Laser-Scan-Typ erwähnt wurden, könnten als Datenendgeräte 15 auch Barcodeleser vom Lesestifttyp sein, die nicht in der Hand gehalten werden sondern fest montiert sind. Das Gerät könnte ferner ein OCR-Gerät (optische Zeichenerkennung) sein. Andere Datensammelgerätetypen könnten die Merkmale der Erfindung verwenden, zum Beispiel Temperatur- oder Druckmessgeräte, Ereigniszähler, Sprach- oder Ton-aktivierte Geräte, Eindringlingsdetektoren usw.
  • Gemäß eines wichtigen Merkmals einer erfindungsgemäßen Ausführungsform beinhaltet ein RF-Paketkommunikations-Protokoll zwischen den entfernten Einheiten 15 und den Basisstationen 12, 13 und 14 eine Sende-/Empfangsvermittlung, die im Folgenden kurz mit „Vermittlung" bezeichnet wird. Dieses Protokoll ist ähnlich wie CSMA (Collision-sense Multiple Access), insofern als eine Einheit zuerst abhört, bevor sie sendet, und nicht sendet, wenn der Kanal nicht frei ist. Wie in 2 dargestellt, beginnt diese Vermittlung immer mit einem übertragenen „Remote-to-Base" Paket 17, das eine RF-Übertragung von einer entfernten Einheit 15 darstellt, die von den in Reichweite befindlichen Basisstationen empfangen werden soll. Auf das übertragene Paket 17 folgt nach einem festgelegten Zeitintervall ein übertragenes „Base-to-Remote" Paket 18, das den Empfang der RF-Information durch die entfernte Einheit 15 darstellt, die von der diese bestimmte Einheit 15 bedienenden Basisstation übertragen wurde. Jedes dieser Pakete 17 und 18 weist ein festgelegtes Timing auf; ein Sendeempfänger in einer entfernten Einheit 15 beginnt mit einer selbst eingeleiteten Vermittlung, indem er zuerst für ein kurzes Intervall t0 (typisch 0,3 msec) anderen Verkehr abhört, und wenn der RF-Kanal frei ist, eine Übertragung zu einem Zeitpunkt seiner eigenen Wahl (asynchron zu jeder beliebigen Taktperiode der Basisstationen oder des Hostcomputers) startet. Dieses ausgehende Übertragungspaket 17 weist, wie in der Figur zu sehen ist, eine Dauer von t1 auf, wobei in einer beispielhaften Ausführungsform diese Periode 4,8 Millisekunden dauert. Dann beginnt nach einer präzisen Zeitverzögerung t2 nach dem Start die Übertragung (zum Beispiel 5 msec nach dem Beginn von t1), der Sendeempfänger fängt an, auf das Rückgabepaket 18 von der Basisstation zu warten (zu horchen). Der Sendeempfänger in der entfernten Einheit 15 spricht nur auf den Empfang des Pakets an, beginnend in einem sehr starren Zeitfenster t3 von wenigen Mikrosekunden Länge, und wenn das Paket 18 nicht während dieses Fensters gestartet hat, wird alles, was folgt, ignoriert. Das Paket 18 ist ein Bestätigungssignal und enthält auch Daten, falls die Basisstation eine Nachricht aufweist, die darauf wartet gesendet zu werden. Das Paket 18 hat ebenfalls eine Länge von 4,8 Millisekunden, egal ob und was für Daten enthalten sind, und somit dauert die Remote-to-Base Vermittlung einschließlich Bestätigung ungefähr 9,8 msec in diesem Beispiel. Die Basisstationen 12, 13 und 14 können die Vermittlung von 2 nicht einleiten, noch können sie eine andere derartige Übertagung an die entfernten Einheiten 15 einleiten, sie müssen vielmehr warten, bis ein Paket 17 von der entfernten Einheit 15 empfangen wird, für welches die Basisstation eine wartende Nachricht hat, dann werden die zu sendenden Daten in den Datenabschnitt des Rückgabepakets 18 aufgenommen. Aus diesem Grunde sind die entfernten Einheiten 15 allgemein so programmiert, dass sie alle 500 msec oder mehr ein Paket 17 an die Basisstation senden, welches außer seinem Kennungscode (herkömmlicherweise NOP genannt) keine Daten enthält, so dass die Basisstation irgendwelche Daten, die in ihrem Speicher warten, zur Weitergabe an diese entfernte Einheit 15 senden kann. Um zu verhindern, dass eine andere entfernte Einheit 15 eine der Vermittlungen von 2 in dem Intervall direkt nach dem Übertragungspaket 17, aber vor dem Start des Empfangspakets 18 startet, wird die Zeit t0, die Abhorchzeit, so gewählt, dass sie länger als das Zeitintervall zwischen dem Übertragungspaket 17 und dem Empfangspaket 18 ist (0,2 msec in diesem Beispiel). Wenn eine andere entfernte Einheit 15 versucht, ihre eigene Vermittlung einzuleiten, empfängt sie die RF-Übertragung und zieht sich zurück, um nach mindestens 10 weiteren msec einen erneuten Versuch zu unternehmen. Nach Art der CSMA Protokolle kann die entfernte Einheit 15 für beliebige Zeitverzögerungen vor einem neuen Versuch programmiert werden, um dadurch die Wahrscheinlichkeit gleichzeitiger Neuversuche zu reduzieren.
  • Bezugnehmend auf 3 unterhält in einer typischen kommerziellen oder Einzelhandelsanwendung eines Netzes von 1 der Hostprozessor 10 ein Datenbank-Managementsystem (unter Einsatz von geeigneter Datenbank-Managementsoftware, die ähnlich kommerziell verfügbarer Software ist), an das die entfernten Einheiten 15 über die Basisstationen 12, 13 und 14 Eingaben oder Abfragen richten. Der Hostprozessor 10 weist eine CPU 20 auf, bei der es sich um eine Mikroprozessoreinheit vom 80386 Typ von Intel zum Beispiel handeln könnte, und die CPU greift über einen Hauptbus 22 auf einen Speicher 21 zu, um Anweisungen auszuführen. Verschiedene I/O Prozessoren 23 dienen zum Zugriff auf Peripheriegeräte wie Tastatur, Videoanzeige usw. sowie auf den Plattenspeicher 24 für das Datenbanksystem und andere Computerfunktionen. Ein Kommunikations-Adapter 25 koppelt die CPU 20 über den Hauptbus 22 an die Verbindung 11. Bei dieser Kommunikationsverbindung 11 kann es sich um eine serielle Verbindung wie RS 232 handeln, die Verbindung 11 kann aber auch, in einem für höhere Performance ausgelegten System, eines der verfügbaren Lokalbereichsnetz-Protokolltypen wie Ethernet oder Token Ring verwenden; in der beispielhaften Ausführungsform sind jedoch die Standard-Lokalbereichsnetzprotokolle unnötig kompliziert und teuer, so dass eine optimalere Lösung wäre, lediglich den seriellen Port zu benutzen, der auf Time-Share-Basis (zum Beispiel Zeitslots) an eine gemeinsam benutzte serielle Leitung 11 angeschlossen ist. Die Datenrate auf der Verbindung 11 ist im Vergleich zu typischen 4-Mbit oder 16-Mbit/sec LAN-Verbindungen vom Token Ring- oder Ethernet-Typ ziemlich bescheiden; ungefähr 160-Kbit/sec ist ausreichend für die Verbindung 11, so dass eines der seriellen Verbindungsverfahren mit unterschiedlichen Zeitslottypen verwendet werden kann.
  • Die Basisstationen 12, 13 und 14 benutzen jeweils eine CPU 30, die über den lokalen Bus 32 auf einen Speicher 31 zugreift, der auch in 3 zu sehen ist. Die Datenverarbeitungseinheit ist über einen Kommunikations-Adapter 33 an die serielle Verbindung 11 gekoppelt. Ein RF-Sendeempfänger 34 ist über den lokalen Bus 32 an die CPU 30 in jeder Basisstation gekoppelt und ist zur RF-Übertragung und zum Empfang durch die entfernten Einheiten 15 an eine Antenne 35 angeschlossen, wobei das Protokoll von 2 zum Einsatz kommt. Ferner könnte, falls erforderlich, ein zusätzlicher RF-Sendeempfänger 34a als RF-Verbindung zu und von anderen Basisstationen verwendet werden. Als Beispiel für eine kommerziell verfügbare Mikroprozessoreinheit, die als CPU 30 verwendet werden könnte, sei ein von NEC hergestelltes V-25 Gerät erwähnt, welches das gleiche Gerät, wie in den entfernten Einheiten 15 verwendet, ist, wie im Folgenden beschrieben wird. Eine weitere Mikroprozessoreinheit, die als CPU 30 verwendet werden könnte, ist die von Motorola Inc, Phoenix, Arizona, hergestellte DSP56001. Dieser DSP56001 Mikroprozessor wird in erster Linie als digitaler Signalprozessor verkauft, fungiert aber auch als kostengünstiger Hochleistungs-Controller, der fähig ist eine mehrfache 24-Bit mal 24-Bit Operation in 100 msec auszuführen und Interrupt-Routinen von 200 nsec zu implementieren. Beispiele des zur Ausführung von typischen I/O Algorithmen und zur Code-Erkennung benutzten Codes sind vom Hersteller der Mikroprozessoreinheiten oder den entsprechenden Lieferanten erhältlich. Der Speicher 31 beinhaltet ROM oder EPROM für den von der CPU 30 ausgeführten Startcode, sowie schnelles RAM für das während normaler Operationen ausgeführte Programm und für die Pufferung der vom RF-Sendeempfänger 34 eingehenden oder von diesem ausgehenden digitalen Daten. Ferner beinhaltet die CPU 30 eine Anzahl von schnellen internen Registern, die zur Datenverarbeitung beim Ausführen der Codeerkennungs-Algorithmen verwendet werden. Ein besonders praktisches Merkmal der 56001 Einheit besteht darin, dass ein serieller Port zum Übertragen und Empfangen von Daten über die serielle Kommunikations-verbindung 11 zur Verfügung steht, so dass diese Funktion mit nur ein paar zusätzlichen Schaltungen im Adapter 33 implementiert werden kann. Gleichermaßen weist das V-25 Gerät einen analogen Eingang auf, der zu diesem Zweck verwendet werden kann; desgleichen könnte der Adapter 33 die eingehenden oder ausgehenden seriellen Daten Puffern, so dass parallele Übertragungen auf dem Bus 32 für Verbindungsdaten benutzt werden.
  • Die Basisstationen 12, 13 und 14 sind normalerweise in verschiedenen Räumen oder Bereichen der das Netz von 1 enthaltenden kommerziellen Einrichtung oder an anderen derartigen Orten untergebracht, die nicht ohne weiteres für eine Bedienungsperson zugänglich sind, so dass gewöhnlich keine Konsole mit Tastatur oder Anzeige benutzt wird; wenn jedoch eine Basisstation für Tisch- oder Wandmontage an einem zugänglichen Ort konfiguriert ist, könnten I/O Geräte an den Bus 32 gekoppelt sein, um die lokale Dateneingabe oder -anzeige zu gestatten. Die Basisstationen werden gewöhnlich durch Netzstrom und nicht von einer Batterie betrieben, so dass bei diesen Geräten die Verlustleistung im Vergleich zu den entfernten Einheiten 15 kein Problem ist. Der RF-Signalweg in dieser Umgebung ist von Natur her veränderlich, während Ausrüstungen, Gabelstapler, Mobiliar, Türen usw. umher bewegt werden, oder der Benutzer sich von einem zu einem anderen Ort bewegt und die handgehaltene entfernte Einheit mit sich herumträgt, oder während das Netz größenmäßig erweitert oder reduziert wird; in dieser Art von RF-Verbindung gibt es einen hohen Grad von Mehrwegübertragung. Somit könnte eine bestimmte zu einer gegebenen Zeit mit einer der entfernten Einheiten 15 kommunizierende Basisstation sich ändern; hierzu könnte, wie beschrieben, ein „Handoff" Protokoll verwendet werden, um die Basisstation zu ändern, die für die Handhabung einer entfernten Einheit dediziert ist. Auf diese Weise hat eine entfernte Einheit 15 eine bestätigte virtuelle RF-Verbindung mit jeweils nur einer Basisstation, obwohl auch andere in Reichweite liegen könnten. Die Basisstation 12, 13 oder 14 ist lediglich eine Zwischenstation; die entfernte Einheit kommuniziert mit dem Hostprozessor 10, und die Funktion einer Basisstation besteht lediglich darin, die Daten von einer entfernten Einheit an den Hostcomputer oder vom Hostcomputer an eine entfernte Einheit weiterzuleiten. In einer sehr kleinen Installation könnte es nur eine Basisstation geben, in welchem Fall die Kommunikationsverbindung 11 eine Direktverbindung über einen seriellen RS 232 Port mit Kabel sein könnte, oder wenn das Gebäude derart ausgelegt ist, dass die Basisstation am gleichen Ort wie der Hostcomputer aufgestellt werden kann, könnte die Verbindung 11 durch eine parallele Bus-zu-Bus-Schnittstelle ersetzt werden, in welchem Fall die Basisstation und der Hostcomputer als eine Einheit betrachtet werden können. Wenn es viele Basisstationen gibt, benutzt die Kommunikationsverbindung 11 ein entsprechend leistungsstarkes Protokoll, damit jede RF-Übertragung (Paket 17) von einer entfernten Einheit 15 in der Basisstation decodiert und über die Verbindung 11 an den Hostprozessor weitergeleitet werden kann, dann wird eine Antwort vom Hostcomputer 10 über die Verbindung 11 an die Basisstation zurückgesendet, so dass die Basisstation auf eine weitere Vermittlung warten kann, um die gespeicherte Nachricht in einem Paket 18 an die entfernte Einheit 15 weiterzuleiten. Diese Folge müsste dem Benutzer gegenüber (d. h. einer den Barcodeleser tragenden Person) im Wesentlichen in „Echtzeit" erscheinen, auch wenn die tatsächliche Verzögerung hunderte von Millisekunden ist. Dieser kurze Zyklus bleibt bestehen, auch wenn das Netz eine große Anzahl von sporadisch arbeitenden entfernten Einheiten 15 beinhaltet. Aufgrund des eingesetzten RF-Protokolls und der Vorgabe, dass die RF-Verbindung von einer großen Anzahl entfernter Einheiten gemeinsam benutzt werden kann, ist die serielle Verbindung 11 sehr viel schneller als eine RF-Verbindung über RF-Sendeempfänger 34a und Antennen 35a von einer zu einer anderen Basisstation, und somit wird die serielle Verbindung 11 so oft wie möglich für Nachrichten zwischen Basisstationen benutzt. Die RF-Verbindung ist die das beschriebene Protokoll verwendende beispielhafte Ausführungsform, die eine Datenrate von weniger als einem Zehntel der seriellen Verbindung 11 aufweist. Nur wenn die physikalische Auslegung oder die temporäre Art des Netzes diese Lösung verlangt, wird die RF-Verbindung von Basis zu Basis eingesetzt.
  • Bezugnehmend auf 4 ist jede entfernte Einheit 15 in der beispielhaften Ausführungsform ein Datenendgerät (zum Beispiel ein handgehaltener Barcodeleser) mit einer CPU 40, die Anweisungen eines Programms ausführt, und einem Datenspeicher 41, der über einen lokalen Bus 42 an die CPU gekoppelt ist. Ein peripheres Barcode-Datenerfassungsgerät 43 ist über den Bus 42 an die CPU gekoppelt und dient zum Detektieren und/oder Konvertieren von Daten vom Barcode-Scanning Abschnitt, die im Speicher 41 zu speichern und von der CPU 40 zu verarbeiten sind; andere Steuergeräte sind an die Tastatur und die Anzeige angeschlossen. Ein RF-Sendeempfänger 44 ist über den Bus 42 an die CPU gekoppelt und wird von dieser gesteuert, und überträgt das codierte RF-Signal über eine Antenne 45 und detektiert und konvertiert von der Antenne empfangene RF-Übertragungen gemäß eines Protokolls. Wenn beispielsweise die entfernte Einheit 15 ein Barcodeleser ist, dient das Gerät 43 zur Eingabe von Daten von einem Photodetektorgerät 46, welches ein serielles elektrisches Signal erzeugt, das einer Codeerkennungsschaltung 47 zugeführt wird, die auf die charakteristischen Muster von Barcode-Symbolen anspricht und Barcodedaten über Gerät 43 am Speicher 41 bereitstellt, wenn ein Barcode gelesen wird. Die Barcode-Daten gehen über DMA, wenn die CPU 40 diese Fähigkeit aufweist, oder über Bewegungsanweisungen, die von der CPU ausgeführt werden, in den Speicher 41 ein; der Speicher 41 könnte auch ein Video-DRAM-Gerät sein, welches die serielle Dateneingabe über einen seriellen Port gestattet, der ein anderer Port als der Port für den CPU Zugriff ist. Die CPU 40 innerhalb der entfernten Einheit prüft die Barcodedaten auf Gültigkeit und Format durch Ausführen von Code im Speicher 41, und nachdem das Datenpaket im Speicher 41 vorbereitet wurde, leitet die CPU eine RF-Übertragung ein, indem sie den RF-Sendeempfänger 44 aktiviert und das codierte Paket mit den Barcodedaten über den Bus 42 an den Sendeempfänger überträgt. Normalerweise weist die entfernte Einheit ein manuelles Dateneingabegerät wie eine Tastatur 48 und eine visuelle Anzeige 49 wie eine LCD-Einheit auf; die Elemente der Tastatur und der Anzeige werden von Signalen gescannt, die je nach Leistungs-/Kostenüberlegungen in der CPU 40 oder in einem I/O-Tastatur- und Anzeige-Controller, wie einem für diesen Zweck weitverbreitet benutzten Intel 8052 Mikro-Controller, erzeugt werden. Ein Vorteil des Protokolls von 2 ist jedoch, dass die CPU 40 alle diese Aufgaben einschließlich Dateneingabe vom Barcode-Scanner, Tastatur- und Anzeige-Scan, RF-Steuerung, Datenstromübertragungen zu und vom RF-Sendeempfänger und Daten-Codierung und -Decodierung handhaben kann, weil RF-Übertragung und Empfang unter Steuerung der entfernten Einheit stehen und nicht von einem Gerät einer höheren Ebene wie der Basisstation oder dem Hostcomputer geplant werden. Das heißt, ein wichtiges Merkmal ist die Fähigkeit der entfernten Einheit 15, Ereignisse zu planen und mit der Basisstation zu einem von ihr gewählten Zeitpunkt zu kommunizieren, da durch diese Fähigkeit die Aufgaben der entfernten Einheit vereinfacht werden. Folglich werden die in der entfernten Einheit von 4 benötigten Komponenten, was Größe, Gewicht und Batterielebensdauer betrifft, auf einem Minimum gehalten.
  • Die CPU 40 in der entfernten Einheit 15 von 4 könnte eine Intel 8088 26-Bit Mikroprozessoreinheit mit einem externen Bus 42 sein, der einen 8-Bit Datenbus, einen Adressbus mit bis zu 20-Bit Breite (in diesem Beispiel werden nur ca. 14-bis-15-Bit Adressen benötigt) und einen Satz von Steuerleitungen umfasst. Oder die CPU 40 könnte ein NEC V-25 Mikroprozessor sein, der software-kompatibel mit dem 8088 ist, aber verschiedene zusätzlichen Merkmale aufweist, wie einen seriellen Port, DMA-Fähigkeit, einen analogen Eingabeport und mehrere Registersets, um die Kontext-Schalter zu beschleunigen, sowie verschiedene zusätzlichen Anweisungen. Durch den Einsatz eines V-25 Geräts für beide CPUs 30 und 40 wird natürlich die Aufgabe des Code-Schreibens vereinfacht, da der Code sowohl in den Basis- als auch den entfernten Einheiten benutzt wird. Der Speicher 41 könnte aus einem 128-Kbit EPROM Chip und einem statischen 128 Kbit RAM-Chip bestehen, was 32 Kbytes Speicher ergibt und ausreichend für die dieser Einheit zugewiesenen Aufgaben ist; selbstverständlich könnte zusätzlicher Speicher für verschiedene Aufgaben oder höhere Leistungsfähigkeit hinzugefügt werden. Vorzugsweise werden für die CPU 40 und den Speicher 41 (sowie nach Möglichkeit auch in den RF-Schaltungen 44) CMOS Geräte eingesetzt, um Verlustleistung und Batteriestromentnahme auf einem Minimum zu halten. Die 8088 oder V-25 Mikroprozessoreinheiten sind lediglich Beispiele für die Klasse von CPU-Einheiten, die für die entfernte Einheit benötigt werden, und es versteht sich, dass andere Mikroprozessoreinheiten eingesetzt werden können, nur dass die 8088 vorteilhaft hinsichtlich ihrer geringen Kosten sowohl für das Teil als auch die Software ist; für die 8088 Einheit steht bereits eine breite Auswahl von Software zur Verfügung.
  • Obwohl andere Datenendgeräte 15 vorteilhaft in einem System mit den erfindungsgemäßen Merkmalen eingesetzt werden können, ist der in 5 dargestellte beispielhafte handgehaltene Laser-Scan-Barcodeleser besonders geeignet zum Einsatz in dem System von 1. Dieses handgehaltene Gerät von 5 gleicht allgemein dem Stil, wie er in den US-Patenten 4760248 , 4806742 oder 4816660 von Swartz et al, abgetreten an Symbol Technologies Inc., offenbart ist, und auch der Konfiguration eines Barcodelesers, wie er unter Teil Nr. LS 8100II von Symbol Technologies Inc. erhältlich ist. Alternativ oder zusätzlich könnten Merkmale des US-Patents 4387297 von Swartz et al, des US-Patents 4409470 von Shepard et al, des US-Patents 4808804 von Krichever & Metlitsky, oder des US-Patents 4816661 von Krichever & Metlitsky, alles Patente, die an Symbol Technologies Inc. abgetreten wurden, in der Konstruktion der Barcodeleseeinheit 15 von 3 eingesetzt werden. Diese Patente 4816661 , 4816660 , 4808804 , 4806742 , 4760248 , 4387297 und 4409470 wurden alle verweishalber in diese Spezifikation aufgenommen. Ein ausgehender Lichtstrahl 51 wird im Leser gewöhnlich von einer Laser-Diode oder dergleichen erzeugt und auf ein Barcodesymbol gerichtet, das wenige Zoll von der Leseeinheit entfernt liegt. Der ausgehende Lichtstrahl 51 wird in einem festgelegten linearen Muster gescannt, und der Benutzer positioniert die handgehaltene Einheit derart, dass dieses Scan-Muster das zu lesende Symbol überquert. Vom Symbol reflektiertes Licht 52 wird von einem lichtempfindlichen Gerät 46 in der Leseeinheit wahrgenommen und erzeugt serielle elektrische Signale, die zur Identifizierung des Barcodes verarbeitet werden. Die Leseeinheit 15 ist ein pistolenförmiges Gerät mit einem pistolenartigen Griff 53 und einem beweglichen Abzug 54, mit dem der Benutzer den Lichtstrahl 51 sowie Detektorschaltungen aktivieren kann, wenn die Leseeinheit auf das zu lesende Symbol gerichtet wird, so dass im Falle einer batteriebetriebenen Einheit Batteriestrom gespart wird. Ein leichtes Kunststoffgehäuse 55 enthält die Laser-Lichtquelle, den Detektor 46, die Optik und die Signalverarbeitungsschaltungen, sowie die CPU 40 und den RF-Sendeempfänger 44 von 2 und eine Batterie. Ein lichtübertragendes Fenster 56 im vorderen Ende des Gehäuses 55 erlaubt den Austritt des ausgehenden Lichtstrahls 51 und den Eintritt des eingehenden reflektierten Lichts 52. Der Leser 15 ist darauf eingerichtet, vom Benutzer auf ein Barcodesymbol von einer Position aus gerichtet zu werden, in der der Leser 15 vom Symbol beabstandet ist, das heißt, das Symbol nicht berührt oder sich darüber hinweg bewegt. Typisch wird ein handgehaltener Barcodeleser vorgegeben, der im Bereich von vielleicht mehreren Zoll funktioniert.
  • Wie in 5 zu sehen, wird eine geeignete Linse 57 (oder ein Mehrlinsensystem) zum Parallelrichten und Fokussieren des Strahls auf das Barcodesymbol mit der richtigen Feldtiefe benutzt, und die gleiche Linse kann auch zum Fokussieren des reflektierten Lichts 52 verwendet werden. Eine Lichtquelle 58, wie eine Halbleiter-Laser-Diode, wird so positioniert, dass sie einen Lichtstrahl in die Achse der Linse 57 über einen teilweise versilberten Spiegel und andere Linsen oder, wie erforderlich, über strahlformende Strukturen zusammen mit einem oszillierenden Spiegel 59 einführt, der an einem Scan-Motor 60 befestigt ist, der beim Drücken des Abzugs aktiviert wird. Wenn das von der Quelle 58 erzeugte Licht nicht sichtbar ist, kann ein Ziellicht in das optische System aufgenommen werden, wobei wiederum ein teilweise versilberter Spiegel zum Einführen des Strahls in den Lichtpfad koaxial zur Linse 57 verwendet wird. Das Ziellicht, falls benötigt, erzeugt einen sichtbaren Lichtfleck, der genauso wie der Laserstrahl gescannt wird; Der Benutzer benutzt dieses sichtbare Licht, um mit der Leseeinheit auf das Symbol zu zielen, bevor er den Abzug drückt. Die elektronischen Komponenten von 4 sind auf eine oder mehrere kleine Leiterplatten 61 innerhalb des Gehäuses 55 von 5 montiert, und Batterien 62 sind vorgesehen, um eine in sich abgeschlossene tragbare Einheit bereitzustellen. Die Antenne 45 kann auf eine der Leiterplatten 61 aufgedruckt werden.
  • Bezugnehmend auf 5a ist eine weitere Ausführungsform des entfernten Endgeräts 15 dargestellt, bei der ein stiftartiger Barcodeleser anstatt des Laser-Scanners von 5 zum Einsatz kommt. Dieses Gerät von 5a ist ähnlich einem im Handel erhältlichen tragbaren Radioendgerät, das unter der Bezeichnung „MSI PRT" von MIS Data Corporation, Costa Mesa, Kalifornien, einer Tochtergesellschaft von Symbol Technologies Inc., dem Rechtsnachfolger dieser Erfindung, erhältlich ist. Die Tastatur 48 und Anzeige 49 sind auf die Stirnseite eines handgehaltenen Gehäuses 63 montiert, und die Lichtquelle 58 (in diesem Fall eine LED, beispielsweise) und der Lichtdetektor 46 (in 5a nicht zu sehen) sind innerhalb eines stiftförmigen Stabes 64 untergebracht, der über ein Kabel mit dem Gehäuse 63 verbunden ist. Die Person, die das Gerät von 5a benutzt, hält das Gehäuse 63 in einer Hand und den Stab 64 in der anderen und bewegt den Stab 64 in Kontakt mit dem Symbol über das Barcodesymbol, anstatt die Einheit ruhig zu halten (vom Symbol beabstandet), so dass der oszillierende Spiegel den Scan des Symbols erzeugen kann, wie im Fall der Ausführungsform in 5. Ansonsten enthält das Gerät von 5a die Schaltungen von 4, und die RF-Verbindung funktioniert in gleicher Weise.
  • Bezugnehmend auf 6 ist ein Teil eines typischen Barcodesymbols 65 des Typs, wie vom Laser-Scanner von 5 oder vom stabförmigen Leser von 5a gelesen, dargestellt. Im Falle eines Laser-Scanners erzeugt der Laser-Scan-Strahl 51 eine Scan-Linie 66, und das reflektierte Laser-Licht 52, das vom Photodetektor 46 detektiert und von den Schaltungen 47 geformt wurde, erzeugt ein binäres elektrisches Signal 67, wie auch in 6 zu sehen. Oder im Falle eines stabförmigen Lesers wird der Stab entlang der Linie 66 bewegt, und reflektiertes Licht wird detektiert und erzeugt die gleiche Art von binärem Signal 67. Von Interesse sind die Übergänge 68 im Signal 67, die die Durchgänge des Strahls oder des Lichts zwischen den hellen und dunklen Bereichen oder Striche und Zwischenräume im Symbol 65 darstellen (dunkel erzeugt eine binäre „0" und hell eine binäre „1" in der Darstellung). Ein Barcodesymbol lässt sich von anderen Bildern durch den Zwischenraum zwischen den Übergängen 68 als eine Funktion der Zeit oder ähnlicher Muster im Signal unterscheiden. Diese unterscheidenden Merkmale können durch Code geprüft werden, der von der CPU 40 nach dem Laden der Daten in den Speicher 41 geprüft werden. Ein Datenformat, das zum Laden von Barcodedaten in den Speicher 41 verwendet wird, ist eine Folge von Zahlen entsprechend der Zeit zwischen den Übergängen 68. Das Barcodesymbol 65 von 6 beinhaltet gewöhnlich Start- und Stoppzeichen, und oft wird auch eine Prüfsumme in die codierten Daten aufgenommen, so dass die Gültigkeit des Barcodesymbols, wie gelesen, sofort vom Code, der von der CPU 40 ausgeführt wird, geprüft werden kann, wenn die Daten im Speicher 41 sind.
  • In einer typischen Operation würde sich ein Benutzer in einem Empfangsraum oder einem Lager einer kommerziellen oder industriellen Einrichtung befinden, wobei dieser Benutzer die entfernte Einheit 15 auf ein Barcodesymbol 65 von 6 auf einem interessierenden Paket richten und den Abzug 54 drücken würde. Dieser Druck auf den Abzug leitet eine Scan-Operation ein, wobei die Laser-Diode 58 aktiviert wird, der Scan-Motor 60 erregt wird, um den Spiegel 59 zu oszillieren, der Detektor 46 gestartet wird und somit Barcodendaten zur Eingabe in den Speicher 41 über die Datenerfassungs-schaltungen erzeugt werden. Alternativ natürlich, wenn ein Stab von 5a verwendet wird, würde der Benutzer den Leser betätigen und den Stab 64 über das Barcodesymbol führen. In jedem Fall werden diese Barcodedaten in den Speicher 41 geladen, dann können die Daten zur Prüfung ihrer Gültigkeit anhand von Routinen, die von der CPU ausgeführt werden, verarbeitet werden, und falls sie gültig sind, wird ein Datenpaket im Speicher 41 gemäß des Protokolls definiert, wie weiter unten beschrieben, dann wird der RF-Sendeempfänger 44 durch einen von der CPU 40 gesendeten Befehl aktiviert, das codierte Datenpaket wird mittels einer Folge von Bytes aus dem Speicher 41 auf den Sendeempfänger geladen, und es wird eine RF-Übertragung gemäß 2 eingeleitet, das heißt, Abhorchen, dann Übertragen eines Pakets 17, falls ruhig. Die Basisstation 12, 13 oder 14 empfängt das RF-Übertragungspaket 17 von der entfernten Einheit 15, decodiert es sofort, prüft es auf Fehler, sendet ein RF-Bestätigungssignalpaket 18 an die entfernte Einheit 15 während des präzisen Zeitfensters, und reformattiert die Daten im Speicher 31 mittels von der CPU 30 ausgeführten Anweisungen, um die Daten über die Kommunikationsleitung 11 an den Hostcomputer 10 zu senden. Das Paket 17 von der entfernten Einheit 15 oder das Bestätigungspaket 18 von der Basisstation könnte Anweisungen darüber enthalten, wann die entfernte Einheit eine weitere Vermittlung einleiten soll, um die Antwort auf ihre Abfrage zu erhalten. Nach Erhalt der Daten, die von der Basisstation weitergeleitet wurden, führt der Hostcomputer 10 die jeweils benötigte Datenbank-Transaktion durch, und sendet dann eine Antwort zurück an die Basisstation über Verbindung 11, die die Basisstation im Speicher 31 aufbewahrt, um sie an die entfernte Einheit 15 zu senden, wenn eine weitere Vermittlung stattfindet, wobei das im Folgenden beschriebene Protokoll von 2 zum Einsatz kommt. Wenn die entfernte Einheit 15 die vom Hostcomputer in Antwort auf seine Abfrage (die über eine der Basisstationen weitergeleitet wurde) gesendeten Daten erhalten hat, kann dem Benutzer dies von der LCD Anzeige 49 auf der handgehaltenen Einheit von 5 oder von 5a angezeigt werden. Zum Beispiel könnten die vom Hostcomputer gesendeten Daten dem Benutzer der entfernten Einheit 15 mitteilen, eine Maßnahme mit Bezug auf das Paket zu ergreifen, auf dem sich das gerade durch Drücken des Abzugs gelesene Barcodesymbol befindet und das gerade durch Drücken des Abzugs gelesen wurde, das heißt, das Paket in einem bestimmten Behälter usw. abzulegen. Für diese Art von Operation sollte die Antwort ab Drücken des Abzugs bis zum Erscheinen der Antwort auf der Anzeige 49 so kurz sein, dass sie fast gar nicht bemerkbar ist, wie zum Beispiel eine Sekunde oder weniger.
  • Die Art der gerade beschriebenen Operationen stellt mehrere Anforderungen an das System. Erstens sollten die entfernten Einheiten relativ leicht und größenmäßig klein sein und natürlich keine Drahtverbindung mit der Zentralstation benötigen. Somit muss das Gerät batteriebetrieben sein, doch die Batterien sollten nicht groß oder schwer sein, und häufiges Wiederaufladen sollte vermieden werden. Sichtlinien-Kommunikationen, wie durch eine Infrarot-Verbindung, sind unzweckmäßig in dieser Umgebung aufgrund von Hindernissen und Einschränkungen im Blickfeld, deshalb wird RF bevorzugt. Eine RF-Verbindung bedeutet oft eine Belastung wegen der F. C. C. Bestimmungen, sowohl was die Beschränkungen für die Ausrüstung als auch die verwendeten Komponenten und benutzten Frequenzbänder betrifft, und auch für die Lizensierung individueller Benutzer oder Anlagen. Die Auswirkungen dieser Anforderungen sind, wie aus dem Folgenden ersichtlich ist, minimiert.
  • Eine detailliertere Ansicht des Inhalts der übertragenen Pakete 17 oder 18 ist in 7 zu sehen. Die beiden Pakete 17 oder 18 weisen das gleiche allgemeine Format auf, deshalb wurde nur ein Paket dargestellt. Ein Paket 17 beginnt mit einem Startsignal 72 fester Länge und dient dazu, den Empfänger vom Beginn eines Pakets zu benachrichtigen, und auch, um den Empfänger zu synchronisieren; außerdem könnte das Startsignal codiert sein, so dass nur Basisstationen und entfernte Einheiten für dieses Netz reagieren (es könnte überlappende Netze geben, die verschiedenen Unternehmen gehören). Als Nächstes wird eine 3-Byte Kopfzeile 73 gesendet, die wie in der erweiterten Ansicht zu sehen ist, ein Geräte-Identifikationsfeld 74 von 13-Bit oder einen „Handle" enthält; jede entfernte Einheit 15 hat außerdem eine Seriennummer von 24-Bit Länge, so dass keine zwei entfernten Einheiten 15 jemals mit der gleichen Seriennummer hergestellt werden müssen, aber um eine unnötige Übertragung von Daten zu vermeiden, ist dieses Feld 74 bis auf einen Handle von 13-Bit verkürzt, so dass es 213 oder 8192 entfernte Einheiten in einem einzigen Netz mit einmaligen Handles geben kann. Dieser Handle wird der entfernten Einheit 15 während der Initialisierung oder der Startprozedur übermittelt, wenn die entfernte Einheit über ein direktes Kabel an eine Basis oder den Host angeschlossen ist. Nach dem Geräte-ID-Feld 74 beinhaltet die Kopfzeile 73 ein Feld 75 von 5-Bit „Größe", welches besagt, wieviele Bytes von Daten noch folgen, wobei die erlaubte Größe zwischen null und zweiundzwanzig Bytes liegt. Es wird also eine Art „Byte-Zählungs-Protokoll", wie in früheren paketartigen seriellen Kommunikationsprotokollen benutzt, eingesetzt. Das Feld 75 von 5-Bit „Größe" gestattet das Senden von 25 oder zweiunddreißig Codes, es werden jedoch nur dreiundzwanzig zur Beförderung der Größeninformation benötigt, wenn also keine Größeninformation in einem gegebenen Paket gesendet werden muss, können andere Befehle oder Nachrichten in diesem Feld gesendet werden, wie zum Beispiel ein NOP, um lediglich die Anwesenheit einer entfernten Einheit zu signalisieren, oder um der Basisstation das Zurücksenden von Daten zu gestatten, wenn Daten warten. Als Nächstes enthält die Kopfzeile 73 zwei 3-Bit-Felder 76 und 77, die die Datensatznummer bzw. Bestätigungsnummer darstellen; wenn eine Datenmenge, die 22 Bytes überschreitet, zu senden ist (wie wenn Code vom Hostcomputer 10 zur Ausführung durch die CPU 40 der entfernten Einheit auf die entfernte Einheit 15 heruntergeladen wird, wie zum Beispiel bei einem Betriebsmodus-Wechsel), werden diese Daten in 22-Byte Pakete aufgeteilt, die fortlaufend nummeriert sind, Zählungs-Modulo-8, und wobei jedes Paket nach Nummer bestätigt werden muss. Bei der normalen Barcodelese-Transaktion sind die Pakete 17 und 18 22 Bytes oder weniger lang, so dass die Funktion der Datensatz- und Bestätigungszählung weniger wichtig ist. Nach der Kopfzeile 73 wird ein Datenfeld 78 von 0 bis 22 Bytes übertragen, und ein CRC Feld 79 bildet das Ende des Pakets. Das CRC Feld enthält eine berechnete Funktion aller Bits des Kopfzeilenfeldes 73 und des Datenfeldes 79 für die CRC Prüfung; wenn die empfangende Einheit (entfernte Einheit 15 oder Basisstation) ein Paket 17 oder 18 empfängt, die CRC Berechnung dessen, was empfangen wurde, jedoch nicht mit dem empfangenen CRC Feld übereinstimmt, wird das Paket beseitigt und nicht bestätigt, und es wird somit von dem übertragenden Gerät nach einer Timeout-Periode nochmals gesendet. Wie in 7 dargestellt, ist der Abschnitt eines Pakets 17 oder 18 nach dem Startsymbol 72 zwischen sieben und neunundzwanzig Bytes lang; wenn die zu sendenden Daten 22 Bytes überschreiten, kann in das Feld 75 ein Code (ein Wert über dreiundzwanzig) aufgenommen werden, um anzuzeigen, dass noch mehr kommt.
  • Die entfernte Einheit 15 muss keine umfangreichen Berechnungen ausführen, während sie Pakete 17 oder 18 entweder sendet oder empfängt. Stattdessen wird das Paket vollkommen im Speicher 41 zusammengestellt, bevor der Sendeempfänger aktiviert wird, dann werden während des festgelegten Empfangsfensters für das Paket 18 die eingehenden Daten ohne Interpretation lediglich in den Speicher 41 kopiert, das heißt die ganze Decodierung oder Berechnung wird nach der Vermittlung vorgenommen. Diese entfernte Einheit braucht sich so lange nicht um das Empfangen weiterer Nachrichten von der Basisstation zu kümmern, bis die entfernte Einheit bereit ist. Die entfernte Einheit 15 managt oder plant ihre eigenen Paketkommunikationsoperationen und ist kein Slave des Hosts oder der Basisstationen. Die Basisstationen 12, 13 und 14 andererseits müssen jederzeit bereit sein, eine der Vermittlungen von 2 zu empfangen, deshalb muss der Sendeempfänger 34 jederzeit aktiviert sein, und wenn dann ein Paket 17 empfangen wird, muss es sofort decodiert, geprüft, von einem Paket 18 bestätigt und die Daten weiter an den Hostcomputer gesendet werden; wenn eine Antwortnachricht vom Hostcomputer 10 an diese Basisstation zurückgeschickt wird, muss sie formatiert und im Speicher 31 gespeichert werden, so dass sie sofort an die entfernte Einheit 15 zurückgeschickt werden kann, wenn eine weitere Vermittlung von 2 durch diese entfernte Einheit 15 eingeleitet wird. Während dieser Zeit könnten Pakete 17 von anderen entfernten Einheiten empfangen werden, und diese müssen mit einem Paket 18 mit dem 5-msec Timing von 2 bestätigt werden. Dementsprechend ist für die Basisstationen die Berechnungslast auf die CPU 30 sehr viel größer als auf die CPU 40 in einer entfernten Einheit, und der RF-Sendeempfänger 34 muss kontinuierlich laufen um zu jeder Zeit eingehende Signale zu erkennen, anstatt die meiste Zeit ausgeschaltet zu sein. Der RF-Sendeempfänger 34 kann nicht einfach die empfangenen Daten im Speicher speichern und sich dann selbst abschalten (wobei die Daten später von der CPU ausgewertet werden), wie es in der entfernten Einheit 15 der Fall ist.
  • Das in der Vermittlung nach 2 dargestellte Standardprotokoll unter Einsatz der Pakete von 7 eignet sich am besten für interaktive Nachrichten des Typs, wie sie routinemäßig beim Barcodelesen angetroffen werden, ist jedoch nicht sehr effizient für die Handhabung von großen Datenmengen. Wenn ein großer Block von Daten mit dem Standardprotokoll übertragen werden soll, müssen die Daten in 22-Byte-Segmente aufgeteilt und für jedes Segment eine separate Vermittlung nach 2 implementiert werden. Im Folgenden werden drei alternative Moden oder Erweiterungen des Protokolls beschrieben, mit denen das Problem der Blockdatenübertragung angesprochen wird: eine „Variable-Längen-Vermittlung" zur Vermittlung von Daten mit einer einzigen entfernten Einheit 15, ein „Broadcast-Modus" zum Senden an mehrere entfernte Einheiten 15 zur gleichen Zeit und ein „Festzeit-Broadcast-Modus" zum Senden von Blöcken von Daten vom Host an die entfernten Einheiten. Diese alternativen Moden benutzen die gleiche Schaltungs- und Systemkonstruktion wie oben erklärt, könnten jedoch mehr Speicher im Speicher 41 der entfernten Einheit und im Speicher 21 der Basiseinheit benutzen. Ferner ist zu bemerken, dass Einheiten mit diesen drei alternativen Moden in einem Netz eingesetzt werden können, das mit Einheiten, die diese Moden nicht unterstützen, gemischt ist, in welchem Fall die Moden lediglich außer Betrieb stehen, und das Netz mit dem Standardprotokoll ohne die Erweiterungen funktioniert (das heißt, es wird Kompatibilität nach unten bereitgestellt, um bei Einsatz einer Mischung von Einheiten ein insgesamt inoperables Netz zu vermeiden).
  • Wie oben beschrieben, findet bei den für die Verbindung 11 und die RF-Verbindung benutzten Standardprotokollen der Datenfluss zwischen dem in einer entfernten Einheit 15 ausgeführten Anwendungsprogramm und einem im Hostcomputer 10 ausgeführten Anwendungsprogramm immer in Form von Nachrichten statt, wobei eine Nachricht aus 0-bis-512 Bytes von Daten eines arbritären Werts besteht. Wenn eine Nachricht aus 0-bis-22 Bytes besteht, wird sie als einzelnes Paket 17 gesendet, wobei je nach Anzahl der Bytes in dieser Nachricht der Pakettyp in Feld 75 als Typ 0 bis Typ 22 definiert wird. Wenn die Nachricht länger als 22 Bytes ist, wird sie in eine Folge von Paketen 17 aufgeteilt, wobei das letzte Typ 1-bis-22 ist und 1-bis-22 Bytes enthält; die anderen sind ausnahmslos Typ 23 und enthalten jeweils 22 Bytes. Für eine gegebene Richtung des Datenflusses, zum Beispiel entfernte Einheit zu Basis, kann nur ein Paket pro Vermittlung von 2 gesendet werden. Bis zu vier Pakete können ohne Neuübertragung in eine Richtung gesendet werden, bevor eine Bestätigung vom anderen Ende eingeht, und diese sind in den Feldern 76 und 77 für Datensatznummer und Bestätigungsnummer des Pakets von 7 angegeben. Das heißt eine entfernte Einheit 15 sendet vier dieser sequentiellen Pakete, bevor das erste nochmals gesendet wird, wenn kein Bestätigungspaket von der Basisstation empfangen wurde.
  • Als Alternative zu diesem Standardprotokoll soll als erstes eine Vermittlung variabler Länge zwischen einer Basisstation 12, 13 und einer einzelnen entfernten Einheit 15 beschrieben werden. Bezugnehmend auf 7a besteht gemäß einer Alternative eine Erweiterung des Standardprotokolls darin, das Senden von bis zu vier Paketen 17 in einer einzigen Vermittlung zu gestatten. Ein in Feld 75 angegebenes Typ-25 Paket wird als kontinuierlicher Fluss von bis zu vier Paketen definiert. Zum Beispiel, wenn eine entfernte Einheit 15 in ihrem Speicher 41 zwei sendungsbereite Typ-23 Pakete 17a und 17b und ein Typ-15 Paket 17c hat, benennt sie temporär die Typ-23 Pakete in Typ-25 Pakete um, was bedeutet, dass ein kontinuierlicher Fluss von bis zu vier Paketen in dieser Gruppe ist. Wenn sie eine Vermittlung einleitet, sendet sie die Typ-25 Pakete 17a und 17b, gefolgt vom Typ-15 Paket 17c, und horcht dann auf das Antwortpaket 18 von der Basisstation. Jedes dieser übertragenen Pakete 17a, 17b und 17c braucht volle 5,0 Millisekunden (überschüssige Zeit wird mit Nullen aufgefüllt), damit die Basisstation genügend Zeit ab Ende eines Pakets bis zum Beginn des nächsten hat, um zu realisieren, dass es noch nicht Zeit ist zu antworten. Der Sender 44 der entfernten Einheit 15 bleibt zu CS-MA-Zwecken für die vollen 15-Millisekunden der Pakete 17a bis 17c eingeschaltet. Die Basisstationen können ebenfalls (kontinuierlich bis zu vier) Typ-25 Pakete an die entfernten Einheiten senden. Wenn die Basisstation mehrere Pakete an die entfernten Einheit, wie in 7b dargestellt, sendet, kann sie diese Pakete 18a, 18b und 18c unmittelbar nacheinander (jeweils in 3,6 Millisekunden) senden, da die entfernte Einheit 15 sie lediglich zur späteren Verarbeitung durch die CPU 40 im Speicher 41 speichert. Die entfernte Einheit muss selbstverständlich vorweg genügend Platz im Speicher 41 zuordnen, um bis zu vier Pakete zu absorbieren, und ihren Empfänger 44 für eine genügend lange Zeit auf Empfang stellen. Wenn eine sehr lange Kette von Typ-23 (22-Byte) Paketen zu senden ist, kann jede Vermittlung bis zu vier Pakete handhaben, von denen das letzte vom Typ-23 und die anderen vom Typ-25 sind. Außer zum Zwecke der Vermittlung gibt es keinen Unterschied zwischen Typ-23 und Typ-25. Da der Server oder Host 10 nichts mit Vermittlungen zu tun hat, braucht das von der CPU 20 ausgeführte Programm Typ-25 Pakete überhaupt nicht zu berücksichtigen. Die von den CPUs 30 und 40 ausgeführten Programme reagieren auf den Empfang eines Felds 75, das einen Typ-25 Code aufweist, um die Zeit zum Abhorchen durch die RF-Sendeempfänger 34 oder 44 oder die Zeit zum Reagieren durch den RF-Sendeempfänger 34 zu verlängern.
  • Bezugnehmend auf 7c soll nun der „Broadcast-Modus" beschrieben werden. Es gibt Situationen, in denen eine große Menge von Daten zu bewegen ist, wie zum Beispiel, wenn Preislisten oder neue Programme vom Host 10 auf die entfernten Einheiten 15 herunterzuladen sind, und zu diesem Zweck muss ein alternatives Protokoll mit einer großen Fenstergröße implementiert werden. Diese Situation ist normalerweise asymmetrisch (während ein Download läuft, hat die entfernte Einheit außer Bestätigungen wenig Information an den Host zu senden), und dies ist gewöhnlich in Richtung vom Host zur entfernten Einheit. Das alternative „variable Länge" Protokoll von 7a und 7b handhabt große Datenblöcke in Bursts von vier Paketen, wobei jeweils vier Pakete ein Bestätigungspaket erfordern, welches die Gesamtdatenrate für einen großen Block verlangsamt. Somit wird, wie in 7c zu sehen, ein alternatives „Broadcast-Modus" Protokoll bereitgestellt, bei dem das Rückgabepaket 18 auf eine große Anzahl von Paketen 18a bis 18n erweitert wird; diesem in Feld 75 anzuzeigenden Broadcast-Fenster-Modus wird ein Pakettyp (Typ-26) zugewiesen; die Bestätigungs- und Paketnummernfelder 76 und 77 von 7 werden miteinander zu einem sechs-Bit Paketnummernfeld 76a in jedem der Pakete 18a–18n, wie in 7c zu sehen, verkettet. Die entfernte Einheit 15 sendet ein spezielles Bestätigungspaket 17 nach jeweils zweiunddreißig empfangenen Paketen 18a–18n. Dieses spezielle Bestätigungspaket 17 (Typ-27) weist ein zusätzliches Byte im Datenfeld 78 auf, das die sechs-Bit Bestätigungsnummer enthält. Der Host 10 sendet keine ausdrückliche Bestätigung dieser speziellen Bestätigungspakete, die er (über Basisstationen) von der entfernten Einheit erhält; stattdessen wird die Bestätigung durch die Tatsache ausgedrückt, dass die Paketnummern weiter fortschreiten. Hinweis: die Basisstationen sind nicht an diesem alternativen Protokoll beteiligt (außer als Übertragungsmedium zum Senden und Empfangen der Pakete wie vor), da sie nichts mit entfernten Fenstern zu tun haben; wenn der Host 10 den Basisstationen ein Paket mit einem Typ-26 im Feld 75 schickt, senden die Basisstationen dieses mit der nächsten von den entfernten Einheiten eingeleiteten Vermittlung aus, dann warten sie auf eine Typ-27 Antwort nach dem letzten Paket 18n und senden diese Antwort weiter an die Basis 10. Dieser Broadcast-Modus von 7c wird unabhängig vom variablen-Längen-Modus von 7a und 7b implementiert.
  • Ein weiterer alternativer Betriebsmodus, der zum Protokoll hinzugefügt werden kann, wird mit „Festzeit-Broadcast-Modus" bezeichnet und ist dann nützlich, wenn viele entfernte Einheiten gleichzeitig die gleiche Information erhalten sollen, wie zum Beispiel eine neue Preisliste oder Software. Wenn diese entfernten Einheiten stationär sind und für eine Minute oder so von einer einzelnen Basisstation zu bedienen sind, kann die Basisstation gleichzeitig an alle diese entfernten Einheiten 15 übertragen. Da die entfernten Einheiten nicht in Echtzeit auf Paket-Kopfzeilen scannen können (das heißt, sie befinden sich nach Senden eines Pakets 17 nur im Empfangsmodus), muss sichergestellt werden, dass jede entfernte Einheit 15 genau weiß, wann das nächste Paket 18 ankommt.
  • Angenommen, der Host 10 muss einen Festzeit-Broadcast von einer Basisstation vornehmen, und die entfernten Einheiten 15 leiten alle zehn Sekunden eine Vermittlung nach 2 ein, um „einzuchecken" bzw. sich zu melden. Der Host 10 wählt eine Zeit für den Beginn des Festzeit-Broadcast, die mindestens zehn Sekunden in der Zukunft liegt, und informiert die Basisstation über diese ausgewählte Zeit Tf (7d). Wenn jede entfernte Einheit mit Paket 17 (7d) eine Vermittlung einleitet, um einzuchecken, wird ihr im Bestätigungspaket 18 die ausgewählte Zeit Tf des Broadcast-Beginns und ferner die Gesamtanzahl der Bytes und Pakete in diesem Broadcast mitgeteilt. Die entfernte Einheit ordnet den Speicher 41 für den Broadcast-Empfang zu und notiert die Zeit bis zum Beginn des Broadcasts zum Zeitpunkt Tf.
  • Zum designierten Zeitpunkt Tf überträgt die Basisstation ein Burst von sechzehn aufeinanderfolgenden Paketen 18' ohne ein Paket 17, um die Übertragung zu beginnen, wie in 7d zu sehen. Die Übertragungszeit für die sechzehn Pakete 18' beträgt 62,6 Millisekunden. Die ersten fünf Millisekunden der Übertragung sind ein Feld 72' von „Random Chips", um der Möglichkeit Rechnung zu tragen, dass eine nicht-teilnehmende entfernte Einheit 15 versucht, eine Vermittlung direkt nach der Zeit Tf zu Beginn der Übertragung einzuleiten. Die normale CSMA-Logik sollte verhindern, dass entfernte Einheiten Vermittlungsversuche während dieser Übertragung unternehmen; jeder Vermittlungsversuch durch eine andere entfernte Einheit während der Übertragungszeit müsste fehlschlagen.
  • Auf die Übertragung der sechzehn Pakete 18' folgt die Zeitperiode Ti vor der nächsten Übertragung. Die Zeitperiode Ti muss genau festgelegt sein, damit die entfernten Einheiten genau wissen, wenn die nächste Broadcast-Übertragung stattfindet. Sie muss lang genug sein, um den teilnehmenden entfernten Einheiten zu gestatten, die frühere Übertragung vollständig zu abzuwickeln, und dies würde vielleicht 15 bis 100 Millisekunden, je nach Geschwindigkeit des entfernten Prozessors 40, in Anspruch nehmen. Auf keinen Fall darf sie weniger als 15 Millisekunden betragen, andernfalls würden konventionelle Vermittlungen sowohl von teilnehmenden als auch nicht-teilnehmenden entfernten Einheiten ausgeschlossen werden. Eine weitere Überlegung besteht darin, dass die Basisstation weitere sechzehn Pakete vor der nächsten Übertragungszeit zum Senden bereithalten muss. Wenn irgendwo ein Engpass zwischen dem Host 10 und der Basisstation eintritt, muss die Zwischenübertragungszeitperiode Ti lang genug sein, um dies zu gestatten.
  • Da jeder entfernten Einheit die Gesamtanzahl der Pakete im Broadcast bekannt ist, bevor der Festzeit-Broadcast von 7d beginnt, weiß sie, wann der Broadcast beendet ist. Ferner ist ihr bekannt, wann jedes Paket 18' angeblich übertragen wurde, und kann eine Liste der Pakete führen, die sie nicht empfangen hat. Hinweis: Das Broadcast Windowing System von 7c gilt hier nicht, da es einen eindeutigen Vollduplex-Datenweg zwischen jeder entfernten Einheit und dem Server definiert. Wenn der Festzeit-Broadcast von 7d abgeschlossen ist, meldet sich jede entfernte Einheit 15 mit dem normalen Vermittlungsmechanismus. Wenn die Anzahl der nochmals zu übertragenden Pakete groß ist, oder wenn einige Pakete an mehr als eine entfernte Einheit zu senden sind, kann der Host 10 hierfür einen weiteren Festzeit-Broadcast einrichten. Andernfalls wird das Standardprotokoll für die Säuberung eingesetzt.
  • Der Festzeit-Broadcast-Modus funktioniert am besten, wenn alle teilnehmenden entfernten Einheiten von einer einzigen Basisstation erreicht werden können. Dies ist immer dann der Fall, wenn es nur eine einzige entfernte Einheit 15 gibt. Als alternative Konstruktion wird ein dritter RF-Sendeempfänger 34 zu jeder der Basisstationen hinzugefügt, oder wenn normale Vermittlungen ausgesetzt wurden, könnte jede Basis eine separate Frequenz benutzen und die Broadcasts parallel zueinander durchführen, dies würde jedoch die oben erwähnte Design-Philisophie kompromittieren.
  • Eine weitere Überlegung besteht darin, dass die Basisstation, die den Broadcast durchführt, eine effiziente Verbindung zum Host 10 über die Verbindung 11 haben sollte, entweder direkt oder koaxial. Wenn die Basisstation mehrere RF-Hops vom Host 10 entfernt ist, ist die Bandbreite durch das Netz von Basisstationen hindurch ein stark einschränkender Faktor.
  • Unter Annahme einer Festzeit-Broadcast-Modus-Übertragung alle 80 Millisekunden–62,6 Millisekunden für die Übertragung und 17,4 Millisekunden zwischen den Übertragungen – beträgt die Datenrate 12,5·22·16 oder 4400 Bytes pro Sekunde. Drei Minuten und 47 Sekunden würden benötigt, um bei dieser Rate ein ganzes Megabyte zu senden.
  • Die in einer bevorzugten Ausführungsform eingesetzte Spreizband-RF-Übertragung für die RF-Verbindung zwischen den entfernten Einheiten und den Basisstationen soll nun gemäß eines erfindungsgemäßen Merkmals beschrieben werden.
  • Das für die Pakete 17 und 18 von 2 und 7 benutzte RF-Übertragungsverfahren, das heißt alle zwischen den entfernten Einheiten 15 und den Basisstationen 12, 13 und 14 (oder die RF-Kommunikation zwischen den Basisstation, wenn dieses Verfahren benutzt wird) gesendeten Pakete oder Antworten verwendet die Spreizband-RF-Modulationstechnik, das heißt, das übertragene Signal wird über ein breites Frequenzband gespreizt, das viel breiter als die Bandbreite ist, die zum Senden der digitalen Information in den Paketen 17 und 18 benötigt wird. Details betreffend Design, Konstruktion und Betrieb dieser Art von RF-Ausrüstung ist ersichtlich aus: R. C. Dixon, „Spread Spectrum Systems", veröffentlicht von Wiley & Sons, 1976. In den Sendeempfängern 44 oder 34 wird ein Träger durch eine (im Speicher 41 oder Speicher 31 gespeicherte) digitale Codefolge frequenz-moduliert, deren Bitrate sehr viel höher als die Informationssignalbreite ist. Die Informationssignalbreite während eines der Pakete 17 oder 18 beträgt nur ungefähr 60 KHz (29 Bytes von Daten in ca. 4 msec in diesem Beispiel). Aber anstatt das 29 Byte Datenpaket lediglich in seiner einfachen Form zu senden, werden die zu sendenden Daten zuerst erweitert oder gespreizt, um jedes einzelne Datenbit durch einen 11-Bit Satz zu ersetzen. Das heißt, jede binäre „1" wird zu „11111111111", und jede binäre „0" wird zu „00000000000"; in der entfernten Einheit erfolgt diese Erweiterung im Speicher 41 durch eine von der CPU 40 ausgeführte Routine, und in der Basisstation erfolgt die Erweiterung im Speicher 31 durch Code, der von der CPU 30 ausgeführt wird. Der Wahl des 11-Bit-für-eins Spreizfaktors liegen verschiedene RF-Bandbreiten-Überlegungen und dergleichen zugrunde; es könnten auch andere Spreizfaktoren verwendet werden, die F. C. C. erfordert jedoch eine Spreizung von mindestens zehn-zu-eins, so dass 11-zu-1 ungefähr das Minimum ist. Auf jeden Fall wird aus den 29 Bytes oder 232 Bits von Daten 11 × 232 oder 2552 Bits im Speicher 41, plus das 48-Bit-Startsymbol, woraus sich eine Nachrichtenlänge von 2600 Bit (maximum) im Speicher 41 ergibt. Als Nächstes werden diese erweiterten Daten mit einem binären Pseudo-Random Code-Wert kombiniert (mit exklusivem ODER), bevor sie zur Modulierung des Trägers eingesetzt werden; dieser binäre Code-Wert wird ebenfalls im Speicher 41 gespeichert, und die zum Kombinieren von Daten und Code benutzte Exklusive ODER Logikfunktion wird implementiert durch Anweisungen, die von der CPU 40 beim Zugriff auf den Speicher 41 ausgeführt werden. Der gewählte binäre Pseudo-Random Code-Wert ist ein eindeutiger Wert für dieses Netz und kann aus Sicherheitsgründen oder zur Vermeidung von Nebensignaleffekten, wenn andere Netze in überlappenden Bereichen laufen, unter Steuerung des Hostcomputers geändert werden. Die Länge des binären Pseudo-Random Code-Werts, das heißt die Anzahl der Bits vor der Wiederholung, muss gemäß den F. C. C. Bestimmungen mindestens 127 Bits für die Spreizbandübertragung in diesem Band betragen; über diesem Wert wird die Länge des Pseudo-Random Codes abhängig von Sicherheitsbelangen und Berechnungszeiteinschränkungen gewählt, wobei in dieser beispielhaften Ausführungsform ein Wert von über 2600 benutzt wurde, so dass es keine Wiederholung während eines Nachrichten-Frames gibt. Die codierten Daten werden aus dem Speicher 41 über den Bus 42 in Parallel- oder Serienformat an den RF-Sendeempfänger 44 angelegt, und die Daten im Sendeempfänger 44 werden nach FSK Art zur Modulation eines Trägers benutzt, das heißt, jede binäre „1" bewirkt, dass ein spannungsgeregelter Oszillator mit einer Frequenz arbeitet, und jede binäre „0" bewirkt, dass der Oszillator mit einer vorgewählten anderen Frequenz arbeitet. Das von der F. C. C. vorgegebene Band für diese Art eines nicht-geregelten und nicht lizensierten Einsatzes ist 902 MHz bis 928 MHz, so dass der Oszillator ein Frequenzpaar in diesem Band benutzt; wie von der F. C. C. verlangt, sind diese Frequenzen um mindestens die Hälfte der Baud-Rate voneinander entfernt. Jeder „Kanal" in diesem Beispiel benutzt ca. 0,4 MHz Bandbreite, und die Kanäle liegen 1 MHz voneinander entfernt. Die für die erfindungsgemäße Erfindungsform gewählte Spreizband-Modulationstechnik kann als „Schmalband-Direktsequenz" charakterisiert werden, insofern als die Bandbreite der Spreizung relativ schmal – ca. 666 667 Chips pro Sekundenrate – ist, wobei ein „Chip" ein diskreter Signalfrequenzausgang von einem der Sendeempfänger 34 oder 44 ist. Das heißt, die RF-übertragene Frequenz wechselt zwischen zwei diskreten Frequenzen, in diesem Fall wechselt sie (oder wechselt sie möglicherweise je nach binärer Rate) alle 1,5 Mikrosekunden, wobei jede dieser 1,5 Mikrosekunden-Perioden ein „Chip" genannt wird. Die RF-Sendeempfänger sind fähig, mit einer Anzahl von verschiedenen Trägerfrequenzen oder „Kanälen" innerhalb des 902–928 MHz Bandes zu arbeiten (zum Beispiel mit sechzehn verschiedenen Trägerfrequenzen), so dass Störungen auf einer bestimmten Frequenz dadurch vermieden werden können, dass lediglich zu einer anderen Frequenz gewechselt wird, die Sendeempfänger tendieren jedoch dazu, für lange Zeiträume auf einer Frequenz zu verweilen, wenn Wechseln nicht erforderlich ist.
  • Bezugnehmend auf 8a ist zu sehen, dass das übertragene Signal von einer entfernten Einheit 15 zur Basisstation, oder umgekehrt, für den Wechsel zwischen zwei Frequenzen frequenz-moduliert ist, aber für einen Zeitraum 80 oder „Chip" von 1,5 Mikrosekunden auf einer dieser Frequenzen für dieses Beispiel verweilt. Dieses Signal wird detektiert und demoduliert, so dass sich eine analoge Ausgangsspannung, wie in 8b zu sehen, ergibt. Die Demodulation erzeugt eine logische „1", wenn das Signal über einer Schwelle 81 (entsprechend einer der Frequenzen) liegt, oder eine logische „0", wenn das Signal unter dieser Schwelle liegt (entsprechend der anderen dieser beiden Frequenzen). Dieses detektierte binäre Signal wird mit dem Dreifachen der „Chip" Rate von 666 667 Hz abgetastet, das heißt, bei 2 MHz abgetastet, und produziert drei „Sätze" von binären Zeichenketten A, B und C, wie in 8c zu sehen. Diese drei Sätze werden in den Speicher 41 der entfernten Einheit 15 geladen, um nach Empfang des Pakets 18 verarbeitet zu werden, oder um beim Ankommen des Pakets 17 in Echtzeit in einem hochschnellen Decoder in der Basisstation geprüft zu werden. Jeder dieser Sätze A, B oder C wird darauf untersucht, ob das Muster passt, indem jeder Satz mit dem ersten 44-Chip Muster (welches dem Startsymbol 72 von 7 entspricht) des gleichen binären Pseudo-Random Code-Werts, wie er zur Codierung nach der Übertragung benutzt wurde, mit exklusiv ODER behandelt wird, um zu sehen, ob das 44-Bit Startsymbol 72 anwesend ist – falls ja, erzeugen die unmittelbar folgenden Chips nach der Decodierung 11-Bit Zeichenketten von „Einsen" oder „Nullen". Hinweis: das 44-Bit Startsymbol wird auch dann als „gut" akzeptiert, wenn von 44 Bits oder mehr nur ca. 35 Bits übereinstimmen, weil die Wahrscheinlichkeit, dass eine 35-von-44 Übertragung anstelle von Rauschen oder einem Nebensignaleffekt-Signal gültig ist, sehr hoch ist (für Zufallsrauschen sind im Durchschnitt 22-von-44 gültig). Desgleichen könnte der zum Decodieren und Entspreizen des Datenteils des Nachrichten-Frames oder Pakets benutzte Algorithmus so konfiguriert sein, dass kleinere als vollständige 11-Bit-Zeichenketten akzeptiert werden, das heißt, wenn ein oder zwei Bits falsch sind, ist die Wahrscheinlichkeit immer noch hoch, dass die Daten gut sind, und somit wird die Zeichenkette sowieso als gültiges Bit akzeptiert.
  • Bezugnehmend auf 9 ist der Sendeempfänger 44 in einer entfernten Einheit 15 in größerem Detail dargestellt. Der Sendeempfänger-Schaltkreis ist über eine Schnittstelle 85 an den Bus 42 angeschlossen, welche Schnittstelle an einen Adressbus 42a, einen Datenbus 42b und einen Steuerbus 42c angeschlossen ist, wobei der Datenbus 42b und der Steuerbus 42c zusammen den Standard-8088- oder V-25-Bus 42 bilden. Die Schnittstelle 85 enthält Register, die im I/O Raum der CPU 40 adressierbar sind, um Befehle oder Daten auf den Sendeempfänger 44 zu laden, oder um Daten vom Sendeempfänger zu empfangen. Der Senderteil dieses Schaltkreises beinhaltet einen spannungsgeregelten Oszillator 86, an den über Leitung 87 serielle binäre Daten vom Speicher 41 durch die Schnittstelle 85 hindurch angelegt werden, wobei, wie evtl. zur Pegelverschiebung erforderlich, Konditionierschaltungen 88 verwendet werden. Der Ausgang 89 des spannungsgeregelten Oszillators 86 ist über einen Stromverstärker 90 an einen T/R Schalter und einen Antennenschalter 91 gekoppelt. Diese Vermittlungs-Schaltungsanordnung 91 wird von einem T/R Steuersignal auf Leitung 92 und einem Antennenwahlsignal auf einer von der Schnittstelle 85 kommenden Leitung 93 gesteuert. Verfügbar sind zwei gedruckte Dipol-Antennen 45a und 45b, so dass bei Ausfall einer Antenne die andere Antenne zur Übertragung benutzt werden kann; die beiden Antennen sind in verschiedenen Teilen des Gehäuses 55 der handgehaltenen Einheit 15 angeordnet, in der beispielhaften Ausführungsform liegen die Antennen um eine Viertelwellenlänge oder ca. 3 Zoll auseinander, so dass je nach Umgebung eine Antenne ein klares Signal erzeugen könnte, während die andere dies nicht kann. Die T/R Steuerung und die Antennenwahl werden über von der CPU 40 ausgeführte I/O Anweisungen auf den Leitungen 92 und 93 gesteuert. Eine Stromversorgungssteuerung 94 wird ferner durch von der Schnittstelle 85 und somit von der CPU 40 kommende Steuerleitungen 95 gesteuert, um die Versorgungsspannung, die über Leitung 96 zu den Sendeschaltungen oder über Leitung 97 zu den Empfangsschaltungen geht, ein- oder auszuschalten. Der Sender ist, wenn nicht benutzt, ausgeschaltet, um die Verlustleistung zu reduzieren, kann aber sehr schnell eingeschaltet und Online gebracht werden, weil es keine F. C. C. Beschränkungen, betreffend einen Überlauf des benutzten Bandes, gibt, und die Empfänger fähig sind, das Signal über AFC-Schaltungen zu verfolgen. Die Empfangsschaltungsanordnung beinhaltet einen RF-Verstärker 98, einen Mixer 99 und eine bei 45 MHz gefilterte IF Verstärkerstufe 100, wobei der lokale Oszillator, da er ein spannungsgeregelter Oszillator 101 ist, von einem Synthesizer 102 betrieben wird, um eine Frequenz von 947 bis 973 MHz zu erzeugen (45 MHz über der benutzten Frequenz). Der Synthesizer 102 empfängt den 2-MHz Takt von der CPU 40 über Leitung 103 und erzeugt Eingänge zu einem Differentialverstärker 104, dessen Ausgang den Oszillator 101 steuert, wobei die Rückkopplung vom Oszillatorausgang durch einen entsprechenden Teiler 105 läuft. Die entsprechende Betriebsfrequenz wird im Synthesizer 102 durch einen binären Code ausgewählt, der über Schnittstelle 85 von der CPU 40 auf den Eingang 106 geladen wird. Der Ausgang 107 der IF Stufe 100 wird an einen Detektor 108 angelegt, der auf die FSK Modulation anspricht, um einen seriellen binären Datenausgang auf Leitung 109 entsprechend 8b zu erzeugen, und dieser Datenausgang 109 wird an die Schnittstelle 85 angelegt, die, wie oben erklärt, mit dreimal der Chiprate abgetastet wird, um die drei binären Datenströme A, B und C zu erzeugen, die in den Speicher 41 zu laden sind. Die Detektorschaltung 108 erzeugt ferner einen automatischen Frequenzsteuerungs- oder AFC-Ausgang 110 über den Differentialverstärker 111, und diese AFC Spannung geht zurück an die Konditionierschaltungen 88 für den spannungsgeregelten Oszillator 86 des Senders. Somit ist, während der Sender arbeitet, auch der Empfangskanal eingeschaltet, um die AFC Spannung auf Leitung 110 zum Anpassen der Frequenz des Oszillators 86 zu erzeugen. Außerdem erzeugt der Detektor 108 eine Spannung auf Leitung 112, die die Signalstärke im Empfangsmodus darstellt, und diese Spannung steht zum Lesen durch die CPU 40 an der Schnittstelle 85 zur Verfügung; auf diese Weise können die von den Antennen 45a und 45b erzeugten Signale mit einander verglichen und auch die verschiedenen verfügbaren Frequenzen auf RF-Signalpegel geprüft werden. Diese Information kann in einem Algorithmus zur Auswahl des optimalen Sende-/Empfangskanals verwendet werden. Der Schaltkreis von 9 kann aus im Handel erhältlichen integrierten Schaltungseinheiten hergestellt werden; zum Beispiel könnte eine MMBR901 Einheit für die Oszillatoren 86 und 101 und den RF-Verstärker 98 eingesetzt werden, der Stromverstärker 90 könnte diese MMBR901 Einheit und eine MMBR571 Einheit beinhalten, der Synthesizer 102 könnte eine MC145158 Einheit sein, und der Detektor 108 könnte eine MC13055 Einheit sein. PIN Dioden werden für die Antennenwählschalter und den T/R Schalter in der Schaltung 91 eingesetzt. Die Reichweite eines Senders dieser Konstruktion beträgt ungefähr 500 Fuß in einer kommerziellen Umgebung mit einer Leistung von ca. einem Watt; der Sendeempfänger verbraucht ca. 100 mA im Empfangsmodus und ca. 450 mA im Sendemodus.
  • Bezugnehmend auf 10 ist der Sendeempfänger 34 in größerem Detail dargestellt. Dieser Schaltkreis könnte weitgehend dem von 9 entsprechen, mit bestimmten kritischen Ausnahmen. Der Oszillator 86 mit seiner Konditionierschaltung 88 und der AFC Rückkopplung 110 ist der gleiche, wie auch der Stromverstärker 90. Die Stromversorgungssteuerung 94 von 9 wird jedoch nicht in der Basisstation verwendet, da der Empfänger zu jeder Zeit laufen muss, und da die Stromentnahme aus der Batterie nicht von Belang ist. Serielle binäre Daten aus dem Speicher 31 werden an den Eingang 87 von der Schnittstelle 85 angelegt, die an den Bus 32, bestehend aus einem 16-Bit Adressbus 32a, einem 15-Bit Portbus 32b, einem Steuerbus 32c und einem 24-Bit Datenbus 32d, angeschlossen ist, wie in einem Beispiel für die DSP56001 Einheit definiert; wenn ein V-25 Mikroprozessor eingesetzt wird, entspricht der Bus 32 selbstverständlich einem Bus vom 8088-Typ. Der Portbus 32b für eine DSP56001 hat fünfzehn Leitungen, die als Eingänge oder Ausgänge von der Mikroprozessoreinheit 30 verwendet werden, und diese können somit anstelle der oben erwähnten I/O Register für die 8088 Einheit von 9 verwendet werden. Der RF Verstärker 98, Mixer 99 und IF Verstärker 100 sind die gleichen wie in 9, sowie auch der lokale Oszillator 101 und der Synthesizer 102. Der binäre Eingang 106 zur Auswahl der Frequenz des Synthesizers könnte ein paralleler Eingang anstatt eines seriellen Eingangs sein, um vom Portbus 32b über die Schnittstelle 85 zu laden. Die Sende-/Empfangs-Wählschaltung 91 ist die gleiche wie in den entfernten Einheiten 15, der Antennenwähler kann jedoch für mehr als zwei Antennen, das heißt, zur Auswahl von Antennen 35a, 35b, 35n (zum Beispiel acht), ausgelegt sein, und die Antennenauswahlsteuerung auf den Leitungen 92 ist daher mehr als ein Bit. Die CPU 30 sendet eine Mehrbit-Steuerung über Portbus 32b, um die zu verwendende Antenne 35b, 35b... 35n auszuwählen. Ein wichtiger Unterschied besteht darin, dass der serielle Datenausgang von Detektor 108 auf Leitung 109 an ein dediziertes 144-Bit (das heißt, 3 × 48 Bit) Schieberegister 115 angeschlossen ist, welches von Takteingang 116 von der CPU 30 mit 2-MHz getaktet wird, um in Echtzeit Ausschau nach dem 48-Chip Startsymbol 72 zu halten. Auf diese Weise stehen die neuesten 144 Bits der empfangenen, detektierten, abgetasteten RF, darstellend achtundvierzig Chips 80 des Signals von 8a, detektiert wie in 8b zu sehen, und abgetastet mit der in 8c zu sehenden Rate, zu jeder gegebenen Zeit im Register 115 zur Verfügung. Der Inhalt dieses Schieberegisters 115 wird in Echtzeit, ausgewertet einmal jede 2-MHz Taktperiode, von einem Decoder 117 decodiert, der den binären Pseudo-Random Code-Wert darstellt, der in der exklusiven ODER Funktion in der entfernten Einheit 15 zum Codieren der Daten benutzt wurde. Dieser Code-Wert kann im Decoder 117 durch Laden einer neuen binären Nummer von der CPU 30 über die Schnittstelle 85 geändert werden, wobei der Portbus 32b und der Eingang 118 zum Einsatz kommen. Oder der im Decoder 117 benutzte Code könnte durch Einsatz einer PROM-Einheit für dieses Netz oder für diese bestimmte Basisstation festgelegt werden. Wenn ein gültiges 48-Bit Startsignal 72 eines Pakets 17 im Decoder 117 erkannt wird, wobei eine beliebige Vertrauensebene ausgewählt wird (nicht alle Bits müssen gültig sein), wird ein Signal auf dem Ausgang 119 der Schnittstelle 85 erzeugt, anhand dessen die CPU 30 erkennt, dass ein gültiges Paket 17 eingeht, und somit werden die seriellen Daten auf Leitung 109 ab diesem Punkt durch zwischenzeitliches serielles Laden in ein Register in der CPU 30 in den Speicher 31 kopiert, dann führt die CPU Bewegungsanweisungen zum Laden in den Speicher aus. Da nur eine von je drei Abtastungen die besten Daten darstellt, muss nur jedes dritte Bit in den Speicher 31 übertragen werden, oder sie können alle geladen werden, und die CPU 30 kann 2/3 der auf Leitung 109 eingehenden Daten beseitigen. Ein weiterer Unterschied in diesem Sendeempfänger-Schaltkreis von 10, verglichen mit 9, besteht darin, dass der RF-Signalstärkenausgang 112 vom Demodulator 108 ein analoges Signal ist, das an einen Pegeldetektor 120 angelegt wird, der einen Mehrbit-Wert auf Leitungen 121 vom Portbus 32b empfängt, und somit steht ein Ausgang 122 von diesem Schwellenpegel-detektor 121 zum Lesen durch die CPU 30 über ihren Portbus 32b zur Verfügung. Auf diese Weise führt die CPU 30 einen Algorithmus zum Prüfen der RF-Kanäle aus, indem sie unter sechzehn oder so zur Verfügung stehenden Frequenzen wechselt (über Eingang 106 zum Synthesizer), die Antenne wechselt (über Eingang 92 zum Antennenwähler) und den gewünschten Pegel definiert (über Leitungen 121), wobei sie für jeden Versuch den Ausgang 122 in den Speicher 31 kopiert. Somit kann die optimale Frequenz für den Träger (im 902 bis 928 MHz Band) und die optimale Antenne 35a bis 35n ausgewählt werden.
  • Bezugnehmend auf 11 ist ein Ablaufdiagramm eines Beispiels eines Programmtyps dargestellt, der von der CPU 40 in der entfernten Einheit 15 ausgeführt wird. Für dieses Beispiel wird angenommen, dass der Laser-Scan-Barcodeleser von 5 als Datensammelgerät zum Einsatz kommt. Der Ruhezustand des Programms ist eine bei Entscheidungsblock 125 angezeigte Schleife, die prüft, ob der Abzug 54 gedrückt wurde, und wenn „ja", wird der Scan durch Aktivieren der Laser-Quelle 58 und des Scan-Motors 60 eingeleitet (Block 126). Die CPU 40 tritt nun in eine Schleife 127 ein, um auf Barcodedaten von Gerät 43 zu warten; wenn am Ende der Timeout-Periode (128) keine gültigen Barcodedaten detektiert werden, geht die Steuerung zur Startschleife 125 zurück. Wenn Barcodedaten detektiert werden, erfolgt der Eintritt in Block 129, um die Barcodedaten in den Speicher 41 zu laden und sie unter Einsatz der entsprechenden Kriterien für den spezifischen Gebrauch auf ihre Gültigkeit zu prüfen. Als Nächstes wird bei Entscheidungspunkt 130 bestimmt, ob eine Paketübertragung erforderlich ist, und falls ja, wird eine Routine zum Erstellen des Pakets durch Hinzufügen des Startsymbols 72, der Kopfzeile 73 und des CRC Feldes 79 gestartet; wenn die Byte-Zählung kleiner als neunundzwanzig für das Datenfeld 78 ist, werden Nullen nach dem CRC Feld hinzugefügt, um eine festgelegte Übertragungszeit bereitzustellen. Nun wird eine Routine 132 zum Spreizen und Codieren des Pakets benutzt, und dann wird durch Signalgabe an die Stromversorgung 94, eine Speisespannung an die Empfangskomponenten über Leitung 97 in 9 anzulegen, der Empfänger bei Punkt 133 aktiviert. Die CPU fragt nun den Ausgang 112 ab, um festzustellen, ob der Kanal ruhig ist (Entscheidungspunkt 134); wenn nicht, erfolgt der Eintritt in eine Warteschleife 135, um eine ausgewählte Zeit zu verzögern, bevor durch Rückkehr zum Empfängerblock 133 ein erneuter Versuch unternommen wird. Wenn der Kanal ruhig ist, wird der Empfänger deaktiviert, und bei Block 135 wird die Senderschaltungsanordnung aktiviert und eine Zeituhr gestartet, um die Zeitperioden von 2 zu definieren (Block 136). Bytes des Sendepakets 17 werden aus dem Speicher 41 durch eine Schleifen-Routine 137, welche die Bytes zählt, in den Sender geladen, und wenn alle geladen wurden, erfolgt der Eintritt bei Entscheidungsblock 138 in den Timeout, um die Zeit t2 zu bestimmen. Wenn der Timeout erreicht ist, wird der Empfänger bei Punkt 139 aktiviert, und der Vorgang tritt in eine Schleife 140 ein, um alle der A, B und C Abtastungen aus dem Sender in den Speicher 41 zu laden. Wenn t2 + t4 erreicht ist, wird der Empfänger bei Block 141 deaktiviert, und die CPU tritt in die Routine 142 ein, um jeden der A, B und C Abtastungs-Datenströme entsprechend der Zeit t3 zu prüfen, um einen „Korrelier-Level" zu erzeugen, der anzeigt, bis zu welchem Grad eine Korrelation mit der erwarteten Startsymbol-Decodierung für ein gültiges Paket besteht. Ausgewählt wird der höchste „Korrelier-Level" (A, B oder C) und bei Entscheidungspunkt 143 gegenüber der für ein „gutes" Paket eingerichteten Schwelle geprüft (zum Beispiel 41-von-48). Wenn diese Prüfung fehlschlägt, wird angenommen, dass kein Bestätigungspaket 18 empfangen wurde, und das Paket wird nochmals durch erneuten Eintritt in den Ablauf bei Block 133 über Pfad 144 gesendet. Wenn die Prüfung akzeptiert wird, decodiert und entspreizt die CPU den ausgewählten A, B oder C Datenstrom bei Block 145 und führt eine CRC Prüfung bei Punkt 146 durch. Wenn die CRC fehlschlägt, wird das Paket beseitigt, und der Ablauf tritt zum erneuten Senden in den Pfad 144 ein. Wenn die CRC akzeptiert wird, tritt die CPU in eine Routine 147 ein, um festzustellen, ob eine Rückrufanforderung in den Daten von Paket 18 enthalten ist, und falls ja, wird bei Punkt 148 eine Zeituhr geladen, um mit dem Countdown der von der Basisstation im Bestätigungspaket angeforderten Periode zu beginnen. Ein Standard-Rückrufpaket 17 wird im Speicher 41 durch eine Routine 149 erzeugt, die kein Datenfeld enthält, sondern lediglich dazu dient, der Basis das Senden von Daten an diese entfernte Einheit zu gestatten. Der Prozess tritt in eine Schleife 150 ein, um auf den Timeout der in Block 148 eingestellten Periode zu warten, und bei Erreichen desselben erfolgt der Eintritt in die Übertragungsfunktion durch Pfad 144. Wenn keine Rückrufanforderung vorliegt, ergreift die CPU eine von den Daten diktierte Maßnahme, was normalerweise die Anzeige der empfangenen Daten bei Block 151 umfasst, und tritt danach wieder in die Startschleife 125 ein.
  • Bezugnehmend auf 12 ist ein Ablaufdiagramm eines Beispiels eines Programmtyps dargestellt, der von der CPU 40 in einer der Basisstationen 12, 13 oder 14 ausgeführt wird. Ein Ruhezustand des Programms ist eine bei den Entscheidungsblöcken 155 und 156 angezeigte Schleife, in der der Empfangs-RF Anzeiger geprüft wird, um zu sehen, ob ein Signal von einer entfernten Einheit empfangen wird, dann wird, falls nein, die serielle Verbindung 11 geprüft, um sehen, ob Daten vom Hostcomputer eingehen. Erstens, in der Annahme, dass das Empfangs-RF Signal positiv ist, wertet der Korrelator einschließlich Register 115 und Decoder 117 die eingehende RF aus, decodiert und entspreizt den RF-Eingang und prüft, ob der Codeerkennungsdecodierer 117 eine Deckung anzeigt, wie bei Block 157 angegeben; wenn nicht, wird der Eingang ignoriert, und die Steuerung kehrt zum Start über Pfad 158 zurück, aber wenn ja, wird eine Empfangspaketfolge gestartet, indem eine Zeituhr bei Block 159 für den Timeout der Periode t2 von 2 gestartet wird. Der über das RF Signal empfangene Datenstrom wird dann über Pfad 119 und Bus 32 in den Speicher 31 geladen, wie bei Block 160 angegeben. Diese empfangenen Daten werden mit Hilfe von durch die CPU ausgeführten Routinen decodiert und entspreizt, wie bei Block 161 angegeben, dann wird das CRC Feld 79 geprüft, wie bei Entscheidungspunkt 162 angegeben. Wenn der CRC-Vergleich fehlschlägt, wird der Paketempfang abgebrochen, und die Steuerung kehrt über Pfad 158 in den Ruhezustand zurück. Wenn der Vergleich erfolgreich ist, wird das Geräte-ID Feld im Datenstrom mit der Tabelle der gültigen IDs im Speicher durch die CPU verglichen, wie bei Entscheidungspunkt 162 angegeben, und wenn keine Deckung existiert, wird der Empfang abgebrochen, und die Steuerung kehrt über Pfad 158 in den Ruhezustand oder Startzustand zurück. Wenn die Geräte-ID gültig ist, erfolgt der Eintritt in eine Timeout-Schleife 164, um auf die Zeit t2 zu warten, so dass das ACK Paket bei 165 geladen und bei Block 166 gesendet werden kann. Wenn Daten darauf warten, an diese entfernte Einheit gesendet zu werden, werden sie in das ACK Paket aufgenommen, aber wenn nicht, wird lediglich eine Bestätigung gesendet, wobei das ACK Paket mit Ausnahme der Kopfzeile aus Nullen besteht. Bei Entscheidungspunkt 167 wird anhand des Inhalts des empfangenen Pakets bestimmt, ob es an den Host 10 gesendet werden soll. Die entfernten Einheiten, wenn im Ruhezustand, senden periodisch Pakete 17, um einzuchecken, wenn demnach Daten darauf warten an eine entfernte Einheit gesendet zu werden, können sie in einem Paket 18 zurückgegeben werden; für diese Check-in Vermittlungen brauchen keine Daten von der Basis an den Host weitergeleitet zu werden. Wenn jedoch Daten von der entfernten Einheit 15 an die Basis gesendet werden (zum Beispiel Barcodedaten), werden die Daten über die Verbindung 11 gesendet, wie bei Block 168 angegeben.
  • Die Konstruktion der Basisstationen und entfernten Einheiten, wie oben beschrieben, stellt ein Verfahren zur Auswahl des ruhigsten Kanals für den Betrieb bereit, worauf auch verwiesen wurde. Der RF-Kanal, der verwendet wird, wird unter Steuerung der CPU über den Eingang 106 zum Synthesizer in 9 oder 10 ausgewählt. Eine Basisstation läuft zuerst auf einem anfanglichen Kanal, wie er nach dem Start der Basis und der entfernten Einheiten oder nach Initialisierung durch Einstecken der entfernten Einheiten über die RS 232 Verbindungen in die Basisstationen für den täglichen Betrieb oder zu Beginn einer Schicht eingerichtet wurde. In regelmäßigen Zeitabständen oder in Reaktion auf eine Verschlechterung in der Signalqualität geht die Basisstation alle anderen verfügbaren Frequenzkanäle durch (das heißt, alle Kanäle außer dem anfänglichen Kanal), um über den Ausgang 122 zur CPU einen optimalen Kanal zu detektieren (kleinste Störung oder ruhigster Kanal, geringste RF Energie). Außerdem erzeugt die Basisstation unter Einsatz des oben beschriebenen Qualitätsfaktors einen der Fehlerrate im anfänglichen Kanal entsprechenden Wert; wenn die Übertragungs-Fehlerrate einen ausgewählten Schwellenpegel überschreitet (die Qualität ist ungenügend), geht die Basisstation in einen Kanalwechselmodus über, in dem eine Nachricht an alle entfernten Endgeräte, mit denen diese Basisstation kommuniziert, gesendet wird, um ihnen mitzuteilen, dass weitere Kommunikationsvermittlungen über einen neuen Kanal (den ruhigsten Kanal) laufen werden. Diese Nachrichten werden in den Bestätigungspaketen 18 in Reaktion auf die nächste von jeder entfernten Einheit 15 eingeleitete Vermittlung gesendet, so wie eine entfernte Einheit sich über den anfanglichen Kanal melden würde. Normalerweise würde die Nachricht eine Zeit in der Zukunft für den Kanalwechsel angeben (die lang genug für das Einleiten einer Einscheck-Vermittlung für alle entfernten Einheiten ist). Wenn eine entfernte Einheit die Nachricht den Kanal zu wechseln verfehlt, wird ihr nächster Versuch zur Benutzung des anfänglichen Kanals nicht bestätigt; in diesem Fall würde die entfernte Einheit nach dem korrekten Kanal suchen, indem sie jeden der sechzehn Kanäle so lange ausprobiert, bis auf dem neuen Kanal eine Bestätigung erhalten wird.
  • Es versteht sich, dass die in dieser beispielhaften Ausführungsform verwendete Direktfolgen-Spreizband-RF-Modulationstechnik unterschiedlich zur Frequenzsprung- Methode in einigen Spreizbandsystemen ist; Die Frequenzsprung-Methode besteht aus dem „Spreizen" einer kleinen Anzahl von Datenbits in eine große Anzahl von Chips vieler verschiedener Frequenzen mit einem Pseudo-Rausch-Generator, das heißt dem Pseudo-Random-Spreizen über eine große Anzahl von Frequenzen, anstatt der hier benutzten Direktfolgen-Methode. Die Implementierung der Pseudo-Random-Frequenzsprung-Methode wäre in diesem System teurer verglichen mit der Direktfolgen-Methode, weil der in der entfernten Einheit benötigte RF-Schaltkreis, wie in 9 dargestellt, komplexer und kostspieliger wäre. Somit ist der Direktfolgen-Ansatz, bei dem nur zwei Frequenzen zum Einsatz kommen, besser für das gegenwärtige System geeignet, da die Komplexität in der CPU liegt, die die Aufgabe hat, die binären Daten zu codieren und zu decodieren, und nicht im RF-Abschnitt, der dann den schnellen Frequenzwechsel unter einer weitverbreiteten Anzahl von Alternativen erzeugen müsste. In anderen Systemen mit anderen Zielen könnten die Merkmale der Erfindung in einem System eingesetzt werden, welches die Frequenzsprung-Methode verwendet.
  • Der für das „exklusive ODER" mit den Daten verwendete binäre Pseudo-Random-Code-Wert braucht keinen Fehlerkorrekturcode zu verwenden (obwohl auf Wunsch ein solcher verwendet werden kann). In der verwendeten Prozedur ist nicht beabsichtigt, das Impulsrauschen im RF-Spektrum zu bekämpfen. Wenn ein übertragenes Paket 17 oder 18 von Rauschen beaufschlagt wird, wird es nicht vom Decoder 117 oder dem Äquivalent der Software-Decodierung aus dem Speicher 41 in der entfernten Einheit 15 erkannt, und somit wird das Paket von neuem übertragen; wenn die entfernte Einheit 15 kein Paket 18 empfängt, sendet sie ihr Paket 17 erneut nach einer Timeout-Periode.
  • Die in den Sendeempfängern 34 und 46 verwendete Modulations-Methode ist nicht-kohärent (Frequenzumtastung).
  • Diese Technik ist anfällig gegen bestimmte Arten von Störungen, wie zum Beispiel eine starke Einzelfrequenz (Rauschen) innerhalb des 902–928 MHz Bandes. Dieses Band wird für alle Typen von Ausrüstung verwendet, ohne Einschränkungen, und könnte in dem Bereich von RF-Schmelzausrüstungen usw. verwendet werden. Wenn eine Störung dieser Art vorkommt, können die von der CPU 30 in der Basisstation ausgeführten Algorithmen zum Erkennen des sehr hohen Fehler-Levels über Eingang 122 verwendet werden, und es wird somit ein Befehl an den Synthesizer 102 im RF-Sendeempfänger 34 gesendet, ein anderes seiner sechzehn Frequenzbänder auszuwählen, um mit dem neuen Band eine bessere Übertragung zu erzielen. Die Tatsache, dass der RF-Sendeempfänger 34 in einer Basisstation fähig ist, die RF-Momentanenergie am Ausgang 122 innerhalb jedes der sechzehn geeigneten Bänder zu messen, ist ein wichtiges Merkmal; dies gestattet die Auswahl der ruhigsten Bänder, die für die benutzte Frequenz für die Vermittlungen über Pakete 17 und 18 zur Verfügung stehen.
  • Der Sendeempfänger 34 in der Basisstation spricht mittels des Registers 115 und Decoders 117, im Gegensatz zu der entfernten Einheit 15 in Echtzeit auf das synchronisierende Startsignal eines Pakets 17 an. Die entfernte Einheit serialisiert das Paket oder die Chip-Folge zum Oszillator 86 des RF Senders und wartet dann für eine präzise Zeit (ca. 5 msec), wie durch ein von der CPU 40 zum Zählen des 2 MHz-Takts gesteuertes Zeituhr-Register eingerichtet, danach tastet sie den Ausgang 109 des RF Empfängers 108 mit der genau dreifachen Chiprate ab, wie in 8c zu sehen ist. Die Abtastungen werden in drei Abtastungsströme A, B und C aufgeteilt, wobei jeder Datenstrom geringfügig länger als eine Paket-18-Zeit ist, und im Speicher 41 gespeichert. Diese abgetasteten Datenketten werden als responsives Paket 18 von der Basis betrachtet. Die CPUs 30 und 40 sind selbstverständlich asynchron, aber das Timing der 2-MHz-Takte für diese CPUs in der entfernten Einheit 15 und den Basisstationen 12, 13 und 14 sollte bis auf ca. 40 ppm (Parts per Million, das heißt Chips oder 1,5 Mikrosekunden-Perioden von Drift pro eine Million Chips) übereinstimmen, so dass während der Detektierung eines der maximal 2600 Chips langen Pakete 17 oder 18 die Drift nicht einen kleinen Bruchteil eines Chips, das heißt, einen sehr kleinen Teil von 1,5 Mikrosekunden, überschreitet. Diese Taktgenauigkeit lässt sich mit kostengünstigen Kristall-Oszillatoren erzielen.
  • Wenn sich die empfangenen Daten im Speicher 41 befinden, bestimmt der von der CPU 40 ausgeführte Code, welcher der drei Abtastungs-Datenströme benutzt werden soll, und wo in diesem Datenstrom der Datensatz startet. Es gibt drei Synchronisierungs-Werte, die die entfernte Einheit 15 erzielen muss: Phasen-Sync, Symbol-Sync und Paket-Sync. Phasen-Sync hat damit zu tun herauszufinden, welche der drei Abtastungen A, B oder C pro Chip dem Mittelpunkt des Chips am nächsten liegt und daher die höchste Wahrscheinlichkeit bietet, den wahren Wert dieses Chips darzustellen; wie in 8c zu sehen, liegt einer der Abtastungssätze A, B oder C gewöhnlich in der Nähe des Mittelpunkts der Wellenform von 8b und ist daher der genaueste, während einer oder zwei der Sätze näher an den Übergangspunkten liegen und daher am ungenauesten sind. Symbol-Sync ist die Ausrichtung des eingehenden Chip-Stroms auf den Startpunkt des > 2600-Bit langen binären Code-Werts. Datensatz- oder Paket-Sync schließlich besteht im Auffinden des Anfangs von Paket 17 oder 18. Da alle Übertragungen an eine entfernte Einheit 15 mit einem festgelegten Chip-Muster beginnen (dem Synchronisiersignal 72), erzielt die entfernte Einheit 15 alle drei Synchronisierwerte gleichzeitig durch Prüfen der ersten wenigen Abtastungen. Um ein vereinfachtes Beispiel zu geben, sei angenommen, dass das festgelegte Chip-Muster acht Chips lang ist, und dass der Datensatz wahrscheinlich innerhalb eines sechs Mikrosekunden-Fensters (4-Chip) gestartet hat. Bei drei Abtastungen pro Chip gibt es zwölf Stellen, an denen das Paket 18 gestartet haben könnte. Für jede potentielle Startstelle wird die 8-Chip-Folge extrahiert und mit einer Nachschlagetabelle mit der gewünschten Folge verglichen; wenn sich herausstellt, dass eine gefundene Stelle eine genaue Deckung ist oder sehr dicht daneben liegt, dann wurden höchstwahrscheinlich alle drei Synchronisierungen erzielt. Im Gegensatz zu manchen konventionellen Spreizbandverfahren ist nach der Erzielung von Phasen-Sync keine Phasenverfolgung erforderlich, weil die übertragenen Pakete 17 und 18 sehr kurz sind und es praktisch keine Dopplereffekte gibt; die entfernten Einheiten 15 sind entweder stationär oder bewegen sich mit sehr langsamen Geschwindigkeiten zum Zeitpunkt der Übertragung. Wenn die beste in der Nachschlagetabelle gefundene Deckung nicht sehr gut ist, wird das Paket an diesem Punkt beseitigt und eine neue Vermittlung unter Einsatz der anderen Antenne oder einer anderen Frequenz eingeleitet.
  • Ein Handoff-Protokoll dient dazu, jede entfernte Einheit 15 einer bestimmten Basisstation zuzuordnen. Es ist sehr wichtig, dass nur eine Basisstation 12, 13 oder 14 einer entfernten Einheit 15 zu einem bestimmten Zeitpunkt zugeordnet wird, andernfalls könnten zwei Basisstationen gleichzeitig auf ein Paket 17 antworten, wenn eine entfernte Einheit versucht eine Vermittlung einzuleiten, und die beiden Bestätigungspakete 18 würden sich gegenseitig stören. Bevor eine Basisstation überhaupt auf eine entfernte Einheit antworten kann, muss die Basisstation die Seriennummer oder Geräte-ID für eine entfernte Einheit 15 vom Hostcomputer 10 über die Verbindung 11 erhalten und einen Tabelleneintrag in ihrem Speicher 31 vornehmen. Alle Basisstationen erhalten diese Nummer vom Host, aber nur eine Basisstation ordnet sich arbiträr dieser entfernten Einheit mit Hilfe eines Algorithmus zu; zum Beispiel könnte die Basisstation die entfernten Einheiten lediglich aufgrund der Seriennummern oder Geräte-IDs auswählen. Wenn eine Basisstation ein Paket 17 von einer ihrer entfernten Einheiten mit einer Geräte-ID, die einer ID in ihrer Liste entspricht, empfängt, sendet diese Basisstation ein Bestätigungspaket 18 entsprechend der Vermittlung und zeichnet in ihrem Speicher 31 die Zeit und die Qualität (Anzahl Fehler) des Datenpakets 17 auf. Jede der anderen Basisstationen, die ebenfalls dieses Paket 17 der Vermittlung von dieser entfernten Einheit empfängt, zeichnet lediglich die Zeit und Qualität auf. Jede Minute oder so veröffentlicht jede Basisstation die Liste der entfernten Einheiten (sendet sie an die anderen Basisstationen über Verbindung 11), von denen sie in der letzten Minute gehört hat, und die Qualität. Wenn eine andere Basisstation eine viel höhere Qualitätsbewertung als die ursprünglich zugeordnete aufweist, verschiebt sich die Zuordnung für diese bestimmte entfernte Einheit durch Nachrichten, die zwischen den beiden betroffenen Basisstationen ausgetauscht werden. Zu jeder Zeit hat jede Basisstation in ihrem Speicher eine Liste der Seriennummern (oder ID-Nummern) der entfernten Einheiten, auf die sie anspricht, und jedesmal, wenn ein Paket 27 empfangen wird, wird die ID-Nummer im Feld 74 mit der Liste im Speicher verglichen, um festzustellen, ob ein Antwortpaket 18 von dieser Basisstation zu senden ist.
  • Es gibt viele Gründe, warum eine entfernte Einheit 15 vielleicht keine Antwort auf eine von ihr eingeleitete Vermittlung, wie in 2, empfängt, und für jeden Grund steht eine andere Strategie zur Verfügung, um die Kommunikation wiederaufzunehmen. Ein Problem besteht darin, dass eine entfernte Einheit sich aus der Reichweite einer Basisstation heraus bewegt hat, aber in Reichweite einer anderen Station liegt. In diesem Fall sendet die entfernte Einheit einen „Notruf", das heißt, ein kurzes Paket 17, bestehend aus wenig mehr als dem Standard-Synchronisierungssignal 72 und ihrer Seriennummer. Dieses Paket wird zweimal gesendet, einmal von jeder der beiden Antennen 35a und 35b. Für diesen besonderen Typ von Vermittlung kann die Antwort eine festgelegte Zeit später als entweder das erste oder zweite solche Paket 17 ankommen. Eine längere Verzögerungszeit, zum Beispiel 100 msec, ist für das Antwortpaket 18 zulässig, um jeder Basisstation, die den Notruf hört, zu gestatten, durch Vermittlung mit der Basisstation, die normalerweise für diese entfernte Einheit zuständig ist, zu kommunizieren. Nachdem die zuständige Basisstation von allen anderen Basisstationen, die den Notruf gehört haben, gehört hat, wird bestimmt, welches die neue zuständige Basisstation sein soll, die rechtzeitig „den Stab" an diese Basisstation „weitergibt", damit diese Basisstation das Antwortpaket 18 senden kann. Die Antwort würde angeben, welche Antenne am besten funktionierte, das heißt, die wenigsten Fehler produziert. Wenn die entfernte Einheit keine Antwort auf diesen Notruf empfängt, ist diese entfernte Einheit in diesem Moment wahrscheinlich außer Reichweite aller Basisstationen (zum Beispiel innerhalb eines metallenen LKWs), und der Notruf wird nochmals nach einer Timeout-Periode gesendet. Nach mehreren Minuten außer Kommunikation würde der in dieser entfernten Einheit ausgeführte Algorithmus beschließen, dass die Netzbetriebsfrequenz gewechselt wurde, und es werden Notrufe auf anderen Frequenzen gesendet.
  • Ein wichtiges Merkmal einer erfindungsgemäßen Ausführungsform besteht in der Messung des Qualitätsfaktors der empfangenen Pakete 17 an den Basisstationen 12, 13 und 14. Wie oben erwähnt, wird dieser Qualitätsfaktor dazu benutzt zu bestimmen, welche entfernte Einheit welcher Basisstation zugeordnet ist, entweder zu Anfang oder in periodischen Neuausrichtungen, oder nach einem Notruf. Der Qualitätsfaktor ist die Anzahl der gültigen Bits, die sich aus der Decodierung des 44-Bit Startsymbols 72 am Decodierer 117 ergeben; das Paket wird als gute Daten akzeptiert, auch wenn die Anzahl der beim Vergleich des eingehenden Symbols 72 mit einer gespeicherten Version des korrekten Pseudo-Random-Codes gefundenen gültigen Bits 35 von 44 ist, diese Zahl wird jedoch im Speicher 31 gespeichert, auch wenn sie im 35-bis-44 Bereich liegt, und wird dazu benutzt zu bestimmen, welche Basisstation das beste Signal von einer gegebenen entfernten Einheit erhält. Das heißt, die zugeordnete Basisstation könnte fähig sein, die eingehenden Pakete ausreichend gut zu empfangen und zu decodieren, jedoch einen durchschnittlichen Qualitätsfaktor von nur achtunddreißig aufweisen, wohingegen eine andere Basisstation diese gleichen Pakete mit einem Qualitätsfaktor von vierundvierzig empfängt, woraus offensichtlich ist, dass letztere in einer besseren Empfangslage hinsichtlich der betreffenden entfernten Einheit ist, und somit sollte des nächste Mal, wenn ein Satz von Nachrichten zwischen den Basisstationen ausgetauscht wird, der Stab an die Basisstation mit der besseren Qualität weitergereicht werden. Hinweis: dieser Qualitätsfaktor unterscheidet sich vom lediglichen Messen der Signalstärke, was weniger signifikant in dieser Art von Umgebung aufgrund des hohen Grades von Mehrwegübertragung ist; ferner variiert die Signalstärke mit der Entfernung, diese könnte größenmäßig unterschiedlich sein und trotzdem einen perfekten Empfang bereitstellen. Lediglich das Messen des RF-Pegels gibt keinen Aufschluss über die Rausch- und Störungsumgebung. Ferner, da in diesem System keine Fehlerdetektierung und -korrektur verwendet wird, weil es sehr berechnungsintensiv ist, steht, abgesehen von einem katastrophalen Ausfall (der eintreten würde, wenn die CRC nicht prüfen würde), kein Qualitätsmaß zur Verfügung, und somit stellt der Einsatz dieser Korrelationszahl aus der Decodierung des Startsymbols 72 ein Maß bereit, dass schon im frühen Stadium ein sich verschlechterndes Signal anzeigen kann, lange bevor sich das Signal derart verschlechtert, dass es unbrauchbar wird. Der Qualitätsfaktor (Korrelations-koeffizient für Startsymbol 72) kann in Verbindung mit der RF-Signalstärkenanzeige benutzt werden, die am Eingang 121 in einer Basisstation verfügbar ist; wenn die Korrelation schlecht ist, die RF-Signalstärke jedoch gut ist, besteht ein Frequenzproblem und führt zum Wechseln des Kanals, aber wenn die Korrelation schlecht und die Signalstärke ebenfalls schlecht ist, wird die Basisstation durch Weiterreichen des Stabs gewechselt.
  • Obwohl die 24-Bit Seriennummer jeder jemals herzustellenden entfernten Einheit wahrscheinlich einmalig ist (229 ist 16 Millionen), weisen die Nachrichtenpakete der meisten entfernten Einheiten nur einen 13-Bit Handle oder einen Spitznamen in ihrem Nachrichtenkopffeld 74 auf. Wenn sich zwei Netze von 1 in überlappenden Bereichen befinden, könnten ihre Nachrichten miteinander verwechselt werden; auf einer Handelsmesse zum Beispiel könnten mehrere dieser Netze im gleichen RF-Raum liegen. Die Basisstationen jedes Netzes könnten während der Initialisierungsperiode, wenn alle Frequenzen auf Rauschen oder Verkehr geprüft werden, eine unterschiedliche Frequenz wählen, und ferner könnte für die anfänglichen Nachrichten von jeder entfernten Einheit die vollständige Seriennummer benötigt werden. Eine sehr viel sicherere Technik besteht darin, den Einsatz eines für jedes Netz unterschiedlichen Random-Chipping-Musters, das heißt eines binären Pseudo-Random Codes, zum exklusiven ODERn der Daten vorzuschreiben. Dann wären zwei Netze nicht fähig, die Nachrichten des anderen Netzes zu entziffern oder überhaupt das Vorhandensein des anderen Netzes zu erkennen; es gäbe zusätzliche Kollisionen, aber die Pakete eines Netzes wären für das andere Netz absolut nicht entzifferbar. Diese Technik des Einsatzes verschiedener Chipping-Muster setzt jedoch voraus, dass der Netz-Manager (eine natürliche Person) jedes entfernte Endgerät initialisiert. Zu diesem Zweck weist jede entfernte Einheit 15 einen (an den Bus 42 gekoppelten) RS-232 Verbinder auf, der temporär zur Initialisierung an den Hostcomputer 10 gekoppelt ist, zu welcher Zeit der einmalige binäre Pseudo-Random Code-Wert in den Speicher 41 geladen und danach in der exklusiven ODER-Funktion eingesetzt wird. Der als ID-Feld 74 eines Pakets 17 zu verwendende Handle wird ebenfalls zu dieser Zeit geladen. Die an den Hostcomputer 10 über ein Kabel 11 angeschlossenen Basisstationen werden über dieses Kabel initialisiert. Basisstationen (zum Beispiel Basisstation 14, wie in 1 dargestellt), die an den Hostcomputer 10 nur über die RF-Verbindung angeschlossen sind, könnten ein Standard-Chipping-Muster verwenden, welches nur zur Initialisierung benutzt wird, sind aber vorzugsweise temporär für die Initialisierung durch eine serielle Verbindung 11 angeschlossen und laufen später durch die RF-Verbindung. Eine Basisstation kann programmiert sein, auf Befehl vom Hostcomputer oder wenn sie für lange Zeit außer Kommunikation war, zu diesem Standard-Muster zu wechseln. Ein anderes der Sicherheit in überlappenden Netzen dienendes Verfahren setzt voraus, dass jedes Nachrichtenpaket 17 oder 18 die vollständige 24-Bit Seriennummer der entfernten Einheit enthält. Dadurch werden 11 Bits zum Kopfzeilen-Overhead hinzugefügt, wobei davon ausgegangen wird, dass der Hersteller immer die Seriennummern in allen herzustellenden Geräten steuern kann.
  • In einer Ausführungsform kommt eine andere binäre Codefolge in den Spreiz- und Codierungsschritten in jeder Basisstation und ihren zugeordneten entfernten Einheiten zum Einsatz. In diesem Fall könnte eine der entfernten Einheiten 15 eine Vermittlung mit ihrer Basisstation 12, 13 oder 14 ausführen, während zur gleichen Zeit eine andere entfernte Einheit 15 eine Vermittlung mit ihrer Basisstation ausführt, selbst wenn die beiden Paare innerhalb RF Reichweite voneinander sind; dies ist einer der Vorteile der Spreizband-Technik, insofern als mehrere gleichzeitige Übertragungen im gleichen Band durch Einsatz eines unterschiedlichen Codes voneinander getrennt werden können. Oder, wenn jede dieser Basisstationen eine andere Frequenz im 902–928 MHz Band in ihren Kommunikationen mit ihren entfernten Einheiten benutzt, können ebenfalls gleichzeitige Vermittlungen ausgeführt werden. In einem lokalen Bereich können bis zu tausend entfernte Einheiten 15 unterstützt werden, wenn der durchschnittliche Arbeitszyklus niedrig ist. Ohne Protokollmerkmale zur Minimierung von Kollisionen aufzurufen, kann jede Basisstation ca. fünfundzwanzig beliebige Vermittlungen pro Sekunde unterhalten. Der begrenzende Faktor ist der Hostcomputer 10, wobei die Transaktionsverarbeitungskraft des Hosts durch Einsatz einer höheren Taktgeschwindigkeit, einer höheren MIPS Rate, durch parallele Prozessoren und bekannte Techniken dieses Typ erweitert werden kann.
  • Das Overhead (das heißt, die verlorengegangene Zeit) bei Benutzung des Protokolls von 2 könnte weitgehend dadurch reduziert werden, dass die Länge der Pakete 17 und 18 vergrößert wird. Das heißt, wenn die Pakete ein Datenfeld 78 übertragen würden, das sehr viel länger als 22 Bytes ist, würde sich das Verhältnis von Datenübertragungszeit zu Gesamtübertragungszeit erhöhen und somit würde die Effizienz steigen. Diese Vergrößerung der Paketlänge würde jedoch auch die Genauigkeitsanforderungen an die Zeitreferenzen (lokale Uhren und Zähler) sowohl für die Basisstationen als auch für die entfernten Einheiten weitgehend erhöhen. Die lokalen Zeitreferenzen werden benötigt um Phasensynchronisierung gegen Ende des Pakets zu vermeiden, und die von einem Empfänger benutzten lokal angenommenen Chip-Grenzen müssen sich mit den tatsächlich benutzten Chipgrenzen des Senders decken, wie mit Bezug auf 8a bis 8c erklärt. Durch Einfügen von Resynchronisierungsfeldern (zusätzliche Felder wie das Feld 72) über die Länge des verlängerten Pakets könnten diese Genauigkeitsanforderungen reduziert werden, dies würde jedoch dem Zweck eines größeren Pakets teilweise entgegenwirken, weil die Dateien Zeit in Anspruch nehmen würden, und in der Resynchronisierung würde Zeit verlorengehen. Des Weiteren müsste das Prüfsummenfeld 79 für größere Pakete evtl. vergrößert werden. Schließlich würde in einer rauschvollen Umgebung der Prozentsatz von Paketen, die nochmals übertragen werden müssen, mit der Paketgröße steigen, und somit würde ein größeres Paket zu einem Effizienzverlust aufgrund von Neuübertragungen führen. Dies sind die Gründe, warum eine relativ kleine Paketgröße für die Standardvermittlung, wie beschrieben, gewählt wurde.
  • Eine weitere alternative Konstruktion des Systems besteht darin, die Chipping-Rate zu erhöhen, um entweder den Spreizfaktor zur Erzielung einer größeren Reichweiten- und Rauschtoleranz zu erhöhen, oder um die Datenrate zu erhöhen. Für diese Alternative wird jedoch teurere Hardware benötigt, und es würde natürlich Kompatibilitätsprobleme nach sich ziehen. Außerdem dient eine alternative Konstruktion dem Zweck, die Kapazität der Datenübertragung zwischen den Basisstationen zu erhöhen; große Netze könnten in dem Basisstationsnetz 11 in der Kapazität begrenzt sein, und könnten in einem solchen Fall von einer höhereren Kapazitätsbasis mit RF-Sendeempfängern 34a höherer Leistung und höherer Rechenkraft als oben beschrieben profitieren. Diese Höherleistungs-Basisstationen wären fähig, miteinander mit viel höheren Datenraten zu kommunizieren, und mit entfernten Einheiten und Standardbasisstationen auf vielen Frequenzen gleichzeitig zu kommunizieren; auch könnte ein anderes Verbindungsmedium wie zum Beispiel Faseroptik verwendet werden.
  • Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist ein Verfahren zum Senden von Datenpaketen von einer Kommunikationseinheit vorgesehen, umfassend das Übertragen eines Datenpakets von einer Einheit während einer von der Einheit ausgewählten ersten Periode, wobei das Datenpaket einen Typenindikator beinhaltet, und die Einheit ein Bestätigungssignal während einer zweiten Periode empfängt, die erst nach einer ausgewählten Zeitverzögerung nach der ersten Periode eintritt, wobei die Zeitverzögerung durch den Typenindikator bestimmt wird.
  • Die Schritte des Sendens und Empfangens könnten Spreizband-RF-Signale sein.
  • Die Kommunikationseinheit könnte eine aus einer Mehrzahl von entfernten Stationen sein, die mit der Sender des Bestätigungssignals verknüpft sind, und das übertragene Datenpaket und das Bestätigungssignal enthalten jeweils die Identifikation der Kommunikationseinheit.
  • Die entfernten Stationen könnten handgehaltene Datensammeleinheiten sein, die manuelle Steuerelemente beinhalten, und mindestens einige der entfernten Stationen sind Barcodelesegeräte.
  • Das Bestätigungssignal könnte von einer zweiten Station gesendet werden, die eine aus einer Mehrzahl von zweiten Stationen ist, die körperlich voneinander beabstandet sind, und es könnte eine Mehrzahl solcher Einheiten für jede zweite Station geben.
  • Es könnte ein Schritt des Abhorchens an der Einheit vor dem Schritt des Sendens des Datenpakets vorgesehen werden, um zu sehen, ob andere ähnliche Einheiten mit Senden beschäftigt sind.
  • Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist ein System zum Senden von einer ersten Station an eine zweite Station vorgesehen. Ein Sender in der ersten Station zum Senden eines Datenpakets von der ersten Station an die zweite Station während einer von der ersten Station ausgewählten ersten Zeitperiode; und ein Empfänger in der ersten Station zum Empfangen eines Bestätigungssignals von der zweiten Station beginnend während einer zweiten Zeitperiode, die erst nach einem auf die erste Zeitperiode bezogenen Zeitfenster eintritt, wobei das Bestätigungssignal einen Typenindikator aufweist, der die Länge einer Zeit angibt, während der die Daten von der zweiten Station an die erste Station nach dem Beginn des Bestätigungssignals gesendet werden.
  • Das gesendete Datenpaket und das Bestätigungssignal könnten durch Spreizband-RF-Signale gesendet werden.
  • Die erste Station könnte eine aus einer Mehrzahl von entfernten Stationen sein, die mit der zweiten Station verknüpft sind, und das gesendete Datenpaket beinhaltet die Identifikation der ersten Station, und das Bestätigungssignal beinhaltet die Identifikation der ersten Station.
  • Die entfernten Stationen könnten handgehaltene Datensammeleinheiten sein, die manuelle Steuerelemente umfassen, wobei die Einheiten jeweils einen Prozessor umfassen, der in einem Speicher gespeicherte Anweisungen ausführt, und wobei mindestens einige der Einheiten Barcode-Scanner sind.
  • Alle der Mehrzahl von zweiten Stationen könnten über eine Kommunikationsverbindung an eine Hoststation gekoppelt sein.
  • Der Sender an der ersten Station könnte vor dem Senden des Datenpakets horchen, ob andere Stationen mit Senden beschäftigt sind.
  • Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist ein Datenübertragungsverfahren zwischen einer Mehrzahl von Endgeräten und einer Basisstation vorgesehen. Es könnte umfassen: das Senden eines Datenpakets von einem der Endgeräte an die Basisstation, wobei das Datenpaket die Identifikation eines der Endgeräte und eine erste Typenkennung enthält, das Empfangen des gesendeten Datenpakets an die Basisstation und das Senden einer Bestätigung von der Basisstation an eins der Endgeräte in einem von der ersten Typenkennung bestimmten vorbestimmten Zeitfenster, wobei die Bestätigung die Identifikation des Endgeräts und eine zweite Typenkennung enthält, wobei die Bestätigung Daten beinhalten könnte, die von der Basisstation an ein Endgerät zu übertragen sind, und das Empfangen der Bestätigung an dem einen Endgerät während des vorbestimmten Zeitfensters und Weiterlaufen des Empfangens für eine von der zweiten Typenkennung bestimmte Periode.
  • Das Datenübertragungsverfahren könnte das Abhorchen an einem Endgerät beinhalten um erst zu bestimmen, ob ein anderes der Mehrzahl von Endgeräten mit Senden beschäftigt ist, bevor das Datenpaket gesendet wird.
  • Das Senden könnte über drahtloses RF vom Spreizbandtyp erfolgen.
  • Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist ein Datenübertragungsverfahren zwischen einer Mehrzahl von Endgeräten und dem Hostcomputer über eine Basisstation vorgesehen. Es könnte beinhalten: das Einleiten eines Festzeit-Broadcastmodus durch den Hostcomputer und das Senden eines Festzeitwertes an die Basisstation, das Senden eines Datenpakets von jedem der Endgeräte an die Basisstation zu Zeiten, die vor dem Festzeitwert liegen, wobei das Datenpaket die Identifikation jedes der Endgeräte beinhaltet, das Empfangen der gesendeten Datenpakete an der Basisstation und das Senden einer Bestätigung von der Basisstation an jedes einzelne der Endgeräte in einem vorbestimmten Zeitfenster nach jedem Datenpaket, wobei die Bestätigung die Identifikation des Endgeräts und den Festzeitwert beinhaltet, das Empfangen der Bestätigung an jedem der Endgeräte während des vorbestimmten Zeitfensters nach dem Datenpaket für jedes Endgerät und danach des Empfangen der Daten an allen der Endgeräte gleichzeitig, beginnend mit dem Festzeitwert.
  • Die Übertragung könnte das Senden einer Bestätigung von jedem der Endgeräte während einer Zeit nach dem Empfangen der Daten, beginnend mit dem Festzeitwert, beinhalten.
  • Die Übertragung könnte das Abhorchen an jedem der Endgeräte beinhalten, um erst zu bestimmen, ob ein anderes der Mehrzahl von Endgeräten mit sendet, bevor das Datenpaket von jedem der Endgeräte gesendet wird.
  • Die Datenübertragung könnte über ein drahtloses RF vom Spreizbandtyp erfolgen.
  • Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist ein drahtloses Kommunikationsverfahren vorgesehen. Eine Kommunikationseinheit könnte Datenpakete senden und Antwortpakete empfangen. In einem ersten Betriebsmodus könnte die Kommunikationseinheit eine erste Mehrzahl von Datenpaketen senden, derart, dass für jedes gesendete Paket in einer ersten Mehrzahl die Einheit vor der Übertragung eines nächsten Datenpakets der ersten Mehrzahl ein Antwortpaket in Antwort auf das gesendete Datenpaket empfängt, und in einem zweiten Betriebsmodus sendet die Kommunikationseinheit eine zweite Mehrzahl von Datenpaketen, derart, dass die zweite Mehrzahl von Datenpaketen gesendet werden, ohne auf ein Antwortpaket in Antwort auf jedes gesendete Datenpaket zu warten.
  • Die Kommunikationseinheit könnte ein einziges Antwortpaket empfangen, das den Empfang der zweiten Mehrzahl von Datenpaketen bestätigt.
  • Die Kommunikationseinheit könnte eine Basisstation sein.
  • Die Übertragung von Datenpaketen könnte CSMA-Übertragungen (CSMA = Carrier Sense Multiple Access) umfassen.
  • Die Übertragung von Datenpaketen könnte Spreizband-Übertragung umfassen.
  • Die Kommunikationseinheit könnte ein entferntes Endgerät sein.
  • Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist ein drahtloses Kommunikationsverfahren vorgesehen. Eine Basisstation überträgt Pakete an eine Mehrzahl von entfernten Einheiten, die die Pakete mit einem Empfänger empfangen. Die Basisstation überträgt mindestens ein Paket während einer vorbestimmten Zeitperiode, die jeder der Mehrzahl von entfernten Einheiten bekannt ist, und die entfernten Einheiten empfangen das mindestens ein Paket, das während der vorbestimmten Zeitperiode gesendet wurde.
  • Das drahtlose Kommunikationsverfahren könnte mindestens eine aus einer Mehrzahl von entfernten Einheiten umfassen, die den Empfänger desselben aktivieren, um den Empfang eines Pakets zu ermöglichen, das während der vorbestimmten Zeitperiode gesendet wurde.

Claims (11)

  1. Verfahren zum Auswählen eines Frequenzkanals für drahtlose RF-Paket- (17, 18) Datenkommunikation zwischen einer Basisstation (12, 13, 14) und einer Mehrzahl von entfernten Endgeräten (15), wobei die Basisstation (12, 13, 14) und jede der entfernten Einheiten (15) fähig ist, Datenpakete (17, 18) auf irgendeinem aus einer Mehrzahl von Frequenzkanälen zu senden und zu empfangen, und zu Anfang auf einem Anfangskanal der Mehrzahl von Kanälen sendet und empfängt, gekennzeichnet durch folgende Schritte: Empfangen von Signalen durch die Basisstation (12, 13, 14) auf anderen Kanälen, die sich von dem ursprünglichen Kanal unterscheiden, und Erzeugen eines Werts für jeden der anderen Kanäle, der bezeichnend für den RF-Energiepegel auf diesem Kanal ist, um dadurch einen der anderen Kanäle zu identifizieren, der den niedrigsten RF-Energiepegel aufweist; Erzeugen eines Werts, der bezeichnend für die Übertragungs-Fehlerrate in dem ursprünglichen der Kanäle ist; wenn die Übertragungs-Fehlerrate einen ausgewählten Schwellenpegel überschreitet, erfolgt durch das Senden einer Nachricht von der Basisstation (12, 13, 14) an jedes der entfernten Endgeräte (15), die die Übertragung und den Empfang von Datenpaketen (17, 18) zwischen der Basisstation (12, 13, 14) und den entfernten Endgeräten (15) leiten, der Wechsel zu dem einen identifizierten Kanal der anderen Kanäle.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, einschließlich einer Mehrzahl von Basisstationen (12, 13, 14) und einer Mehrzahl von entfernten Endgeräten (15) für jede besagte Basisstation (12, 13, 14).
  3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei, wenn eins der entfernten Endgeräte (15) keine Datenpakete (17, 18) von der Basisstation (12, 13, 14) empfängt, sendet das eine entfernte Endgerät (15) ein Datenpaket (17, 18) an die Basisstation (12, 13, 14) auf einem der anderen Kanäle und horcht auf ein Bestätigungsdatenpaket (17, 18) von der Basisstation (12, 13, 14) und wiederholt, falls erforderlich, das Senden und Abhorchen, um dadurch den korrekten Kanal zu finden.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei jedes der entfernten Endgeräte (15) ein Datenpaket (17, 18) an die Basisstation (12, 13, 14) zu einer vom entfernten Endgerät (15) ausgewählten Zeit sendet und ein Datenpaket (17, 18) von der Basisstation (12, 13, 14) nur während eines Festzeitfensters nach der besagten Zeit empfängt.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die drahtlose RF-Kommunikation mit Hilfe der Spreizband-Technik erfolgt.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein von mindestens einem der entfernten Endgeräte (15) gesendetes Datenpaket (17, 18) die Ergebnisse des Lesens eines Barcodesymbols durch einen Barcode-Scanner im entfernten Endgerät (15) beinhaltet.
  7. Verfahren zum Auswählen eines Frequenzkanals zur Paketdatenübertragung (17, 18) zwischen einer Basisstation (12, 13, 14) und einer Mehrzahl von entfernten Endgeräten (15), wobei die Basisstation (12, 13, 14) und jedes der entfernten Endgeräte (15) fähig ist, Datenpakete (17, 18) auf jedem einer Mehrzahl von Kanälen zu senden und zu empfangen, wobei ein ausgewählter Kanal der besagten Kanäle zu einem gegebenen Zeitpunkt zum Senden und Empfangen von Datenpaketen (17, 18) designiert wird, gekennzeichnet durch folgende Schritte: a) Empfangen von Signalen durch die Basisstation (12, 13, 14) und Erzeugen einer Signalanzeige für eine Mehrzahl der besagten Kanäle, dann Auswählen eines bevorzugten Kanals der auf die Signalanzeigen ansprechenden besagten Frequenzkanäle, wenn die entfernten Endgeräte die Datenpakete (17, 18) nicht übertragen; b) Empfangen von Datenpaketen (17, 18) von den entfernten Endgeräten (15) durch die Basisstation (12, 13, 14) in dem ausgewählten Kanal und Messen der Empfangsqualität der Datenpakete (17, 18); c) wenn die gemessene Qualität unter einer Schwelle liegt, Senden von separaten Bestätigungsnachrichten in Reaktion auf von der Basisstation (12, 13, 14) empfangene Datenpakete (17, 18) an jedes der entfernten Endgeräte (15), wobei der bevorzugte der besagten Kanäle für das Senden und Empfangen von Datenpaketen (17, 18) in der Zukunft designiert wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Bestätigungsnachrichten von der Basisstation (12, 13, 14) an die entfernten Endgeräte (15) in einem vorbestimmten Zeitfenster gesendet werden, und die Bestätigungsnachrichten von jedem entfernten Endgerät (15) nur während des vorbestimmten Zeitfensters empfangen werden.
  9. Verfahren nach Anspruch 7, einschließlich des Schritts des Empfangens an jedem entfernten Endgerät (15), um zuerst die Übertragung von einem anderen der Mehrzahl von entfernten Endgeräten (15) zu detektieren, bevor ein Datenpaket (17, 18) gesendet wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Übertragung mit Hilfe des durch die Spreizbandtechnik modulierten drahtlosen RF erfolgt.
  11. Verfahren nach Anspruch 7, wobei mindestens einige der Datenpakete (17, 18) die Ergebnisse des Lesens eines Barcodesymbols durch einen Barcode-Scanner in einem entfernten Endgerät (15) beinhalten.
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