DE602004011114T2

DE602004011114T2 - Umkonfigurierbarer rahmen-analysierer

Info

Publication number: DE602004011114T2
Application number: DE602004011114T
Authority: DE
Inventors: David Beaverton JOHNSTON
Original assignee: Intel Corp
Current assignee: Intel Corp
Priority date: 2003-12-04
Filing date: 2004-11-17
Publication date: 2009-01-02
Anticipated expiration: 2024-11-18
Also published as: WO2005062576A1; HK1093619A1; EP1700450B1; EP1700450A1; TW200525967A; US20050122918A1; US7751440B2; DE602004011114D1; ATE383025T1; TWI280019B; CN1886964A; CN1886964B

Description

HINTERGRUND
Ein Kommunikationssystem kann Informationen in Form von durch ein gegebenes Protokoll definierten Rahmen kommunizieren. Die Rahmen können ein Rahmenformat haben, das die Felder in den Rahmen und die Position der Information in jedem Feld definiert. Variationen der Kommunikationsprotokolle können zu Variationen der Rahmenformate führen. Außerdem kann ein einzelnes Protokoll verschiedene Arten von Rahmenformaten aufweisen.
Das Kommunikationssystem kann einen Rahmenanalysierer zum Gewinnen solcher Rahmeninformation verwenden. Ein Rahmenanalysierer kann jedoch beim Analysieren von Rahmeninformationen aus demselben oder unterschiedlichen Protokollen mit variierenden Rahmenformaten Schwierigkeiten haben. In der Folge kann ein Bedarf an Verbesserungen an Rahmenanalysetechniken in einer Vorrichtung oder einem Netzwerk bestehen. US 2003/0210702 offenbart eine Paketverarbeitungsvorrichtung, die einen Index und ein Protokollfeld eines Pakets zum Nachschlagen einer an dem Paket vorzunehmenden Maßnahme verwendet. US 2003/0185220 offenbart einen dynamischen Analysierer, der maßnahmenbasierte Analyseregeln dynamisch lädt, um das Datenpaket auf der Grundlage des Pakettyps zu identifizieren.
Der Gegenstand hinsichtlich der Ausführungsformen wird in dem Schlussabschnitt der Beschreibung besonders hervorgehoben und klar beansprucht. Die Ausführungsformen sind, sowohl was die Organisation als auch das Betriebsverfahren betrifft, zusammen mit Aufgaben, Merkmalen und Vorteilen davon unter Bezug auf die folgende ausführliche Beschreibung am besten verständlich, wenn diese mit den beigefügten Zeichnungen gelesen wird, in denen:
1 ein System, das sich zur Ausübung einer Ausführungsform eignet, veranschaulicht;
2 ein Blockdiagramm eines Empfängers für eine Mobilstation gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht;
3 ein erstes Blockdiagramm eines Rahmenanalysierers in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform veranschaulicht;
4 ein zweites Blockdiagramm eines Rahmenanalysierers in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform veranschaulicht;
5 ein drittes Blockdiagramm eines Rahmenanalysierers in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform veranschaulicht; und
6 ein viertes Blockdiagramm eines Rahmenanalysierers in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform veranschaulicht.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Für ein gründliches Verständnis der Ausführungsformen der Erfindung können hierin zahlreiche spezifische Einzelheiten dargelegt werden. Fachleuten wird jedoch klar sein, dass die Ausführungsform der Erfindung ohne diese spezifischen Einzelheiten ausgeführt werden können. In anderen Fällen wurden wohlbekannte Verfahren, Vorgehensweisen, Bauteile und Schaltungen nicht ausführlich beschrieben, um die Ausführungsformen der Erfindung nicht zu verkomplizieren. Es versteht sich, dass spezifische strukturelle und funktionelle Einzelheiten, die hierin offenbart sind, repräsentativ sind und den Umfang der Erfindung nicht notwendigerweise einschränken.
Es sei darauf hingewiesen, dass jede Bezugnahme der Beschreibung auf "eine Ausführungsform" bedeutet, dass ein bestimmtes Merkmal, eine bestimmte Struktur oder eine bestimmte Eigenschaft, die in Verbindung mit der Ausführungsform beschrieben wird, in mindestens einer Ausführungsform enthalten ist. Das Auftreten der Wendung "in einer Ausführungsform" an verschiedenen Stellen der Beschreibung bezieht sich nicht notwendigerweise überall auf dieselbe Ausführungsform.
Unter eingehendem Bezug nun auf die Zeichnungen, in denen ähnliche Teile durchweg mit ähnlichen Bezugszahlen bezeichnet werden, wird in 1 ein System veranschaulicht, das sich für die Ausübung einer Ausführungsform eignet. 1 ist ein Blockdiagramm eines Systems 100. Es versteht sich, dass System 100 lediglich beispielhaft bereitgestellt ist und mehr oder weniger Elemente an verschiedenen Stellen aufweisen kann und trotzdem noch in den Umfang der Ausführungsformen fällt.
In einer Ausführungsform kann System 100 eine Vielzahl von Netzwerkknoten umfassen. Der Begriff "Netzwerkknoten" kann sich wie hierin verwendet auf jeden Knoten beziehen, der in der Lage ist, Information gemäß einem oder mehreren Protokollen zu kommunizieren. Zu Beispielen von Netzwerkknoten kann ein Computer, ein Server, eine Vermittlung, ein Router, eine Brücke, ein Gateway, ein PDA (Personal Digital Assistant), eine Mobilfunkvorrichtung, ein Anrufendgerät usw. gehören. Der Begriff "Protokoll" kann sich wie hierin verwendet auf einen Regelsatz oder Anweisungssatz zur Steuerung, wie die Information über das Kommunikationsmedium kommuniziert wird, beziehen.
In einer Ausführungsform kann System 100 verschiedene Informationstypen zwischen den verschiedenen Netzwerkknoten kommunizieren. Ein Informationstyp kann beispielsweise "Medieninformation" umfassen. Medienin formation kann sich auf alle Daten beziehen, die für einen Nutzer bestimmten Inhalt darstellen. Zu Beispielen von Inhalt können beispielsweise Daten von einer Sprachunterhaltung, Videokonferenz, Videostreaming, elektronischer Mail ("E-Mail"), Sprachnachricht, alphanumerische Symbolen, Graphik, Bild, Video, Text usw. gehören. Daten von einer Sprachunterhaltung können beispielsweise Sprachinformation, Schweigeperioden, Hintergrundrauschen, Komfortrauschen, Töne usw. sein. Ein weiterer Informationstyp kann "Steuerinformation" umfassen. Steuerinformation kann sich auf alle Daten beziehen, die Befehle, Anweisungen oder Steuerwörter, die für ein automatisiertes System bestimmt sind, darstellen. Steuerinformationen können beispielsweise zur Weiterleitung von Medieninformationen über ein Netzwerk oder zur Anweisung eines Netzwerkknotens zur Verarbeitung der Medieninformation auf eine vorbestimmte Weise verwendet werden.
In einer Ausführungsform kann ein oder mehrere Kommunikationsmedien die Knoten verbinden. Der Begriff "Kommunikationsmedium" kann sich wie hierin verwendet auf jedes Medium beziehen, welches zum Tragen von Informationssignalen in der Lage ist. Zu Beispielen von Kommunikationsmedien können Metallleitungen, Halbleitermaterial, verdrillte Kabel, Koaxialkabel, faseroptische Kabel, Hochfrequenzen (HF) usw. gehören. Der Begriff "Verbindung" und seine Variationen können sich in diesem Zusammenhang auf physische Verbindungen und/oder logische Verbindungen beziehen.
Eine Ausführungsform kann als Teil eines drahtgebundenen oder Funkkommunikationssystem implementiert werden. Eine Ausführungsform wird in dem Zusammenhang eines Funkkommunikationssystems zu Veranschaulichungszwecken beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die Ausführungsformen auch in einem drahtgebundenen Kommunikationssystem implementiert werden können. Die Ausführungsformen sind nicht in diesem Sinne beschränkt.
Wie in 1 gezeigt, kann das System 100 ein Funkkommunikationssystem umfassen. Ein Funkkommunikationssystem kann einen oder mehrere Netzwerkknoten, die durch Kommunikationsmedien, umfassend HF-Spektrum für Funknetzwerke, wie beispielsweise ein zelluläres oder mobiles Funksystem, aufweisen. In einer Ausführungsform kann das System 100 beispielsweise eine Mobilfunkstation (MS) 102 und eine Vielzahl von Basisstationen 106, 108 und 110 umfassen. Obwohl 1 eine begrenzte Anzahl von Netzwerkknoten zeigt, versteht sich, dass jede Anzahl von Netzwerkknoten in System 100 verwendet werden kann.
In einer Ausführungsform kann Netzwerk 100 MS 102 enthalten. MS 102 kann jede Mobilfunkvorrichtung sein, die in der Lage ist, Informationen über ein Funkkommunikationsmedium, wie beispielsweise einem zellulären Telefon, einem Personal Digital Assistant, einem Mobilcomputer usw. zu kommunizieren. MS 102 kann einen Funk-Sender/Empfänger umfassen, der mit einer omnidirektionalen Antenne verbunden ist. MS 102 kann auch die geeigneten Schnittstellen zur Kommunikation von Medieninformationen, wie beispielsweise Sprach- oder Dateninformationen umfassen. Die Sprachinformationen können beispielsweise analoge oder digitale Sprachinformationen umfassen, die unter Verwendung eines schaltungsvermittelten Netzwerks oder eines Paketnetzwerks kommuniziert werden. Ein Beispiel eines schaltungsvermittelten Netzwerks kann das öffentlich vermittelte Telefonnetzwerk (PSTN) sein. Ein Beispiel eines Paketnetzwerks kann ein LAN (Local Area Network), WAN (Wide Area Network), das Internet, VOP-(Voice Over Packet)-Netzwerk usw. sein. Die Dateninformationen können jede Nichtsprachinformationen umfassen, die in einem Paket- oder Frameformat kommuniziert werden.
In einer Ausführungsform kann MS 102 dazu konfiguriert sein, mit einer Vielzahl unterschiedlicher Basisstationen zu kommunizieren. Jede Basisstation kann einen Funk-Sender/Empfänger umfassen, der mit einer omnidirektionalen Antenne verbunden ist. Weitere Basisstationen können die geeigneten Schnittstellen zur Kommunikation von Informationen an MS 102 über ein Funkkommunikationsmedium aufweisen. Jede Basisstation kann die Information in Übereinstimmung mit einem anderen Protokoll kommunizieren.
In einer Ausführungsform kann System 100 beispielsweise einen Teil eines zellulären Netzwerks umfassen, wie beispielsweise ein UMTS-(Universal Mobile Telephone System)-Netzwerk, das mit den 3G-TS-Richtlinien ("UMTS-Standard") des 3GPP-Partnerschaftprojekts übereinstimmt. MS 102 kann ein UMTS-Nutzergerät (UE) umfassen. Basisstation 106 kann einen Teil eines UMTS-UTRAN-(Terrestrial Radio Access Network)-Bereichs umfassen. Insbesondere kann Basisstation 106 ein UMTS-Knoten-B-System umfassen. UE 102 und Knoten B 106 können unter Verwendung eines W-CDMA (Wideband Code Division Multiple Access) als Schicht 1 (L1)-Luftschnittstelle kommunizieren, obwohl die Ausführungsformen nicht in diesem Sinne beschränkt sind.
Obwohl nur UE 102 und Knoten B 106 zu Veranschaulichungszwecken gezeigt werden, versteht sich, dass das UMTS-Netzwerk jede Anzahl zusätzlicher Komponenten umfassen kann. Knoten B 106 kann beispielsweise mit einer oder mehreren Funknetzwerksteuerungen (RNC) und/oder anderen Knoten-B-Systemen verbunden sein. Die RNC kann ferner mit einem oder mehreren Mobildienstschaltzentren (MSC) und/oder anderen RNC verbunden sein. Die MSC können auch mit anderen Netzwerken verbunden sein, wie beispielsweise einem Paketnetzwerk oder einem schaltungsvermittelten Netzwerk. Das UMTS-Netzwerk kann auch einen SGSN (Servicing GPRS Support Node) enthalten. Die Ausführungsformen sind nicht in diesem Sinne beschränkt.
In einer Ausführungsform kann System 100 einen Teil eines Wireless LANs umfassen, wie beispielsweise ein 802.11-Netzwerk, das mit den 802.11-Wireless-LAN-Richtlinien des IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) ("802.11-Standard") übereinstimmt. Der 802.11-Standard legt eine gemeinsame Zugriffsteuerungs-(MAC)-Schicht fest, welche eine Vielzahl von Funktionen bereitstellt, die den Betrieb des 802.11-basierten Wireless LANs unterstützen. Allgemein ausgedrückt, verwaltet die MAC-Schicht Kommunikationen zwischen einer Vielzahl von 802.11-Stationen und führt diese. Zu Beispielen von 802.11-Stationen können die mit einer oder mehreren Funknetzwerkkarten konfigurierten MS 102 und die Basisstation 108 gehören, die konfiguriert ist, um als ein drahtloser Zugriffspunkt (WAP) zu fungieren. Die MAC-Schicht verwaltet Kommunikation zwischen MS 102 und WAP 108, indem sie den Zugriff auf einen gemeinsam benutzten Funkkanal koordiniert und Protokolle verwendet, die Kommunikationen über ein Funkmedium verbessern. Die 802.11-MAC-Schicht verwendet eine physische (PHY) 802.11-Schicht, wie 802.11b oder 802.11a zur Ausführung der Aufgaben der Trägerabtastung, Übertragung und des Empfangs von 802.11-Rahmen.
In einer Ausführungsform kann System 100 verschiedene andere Funknetzwerkbasisstationen umfassen. Netzwerkknoten 110 kann eine Basisstation repräsentieren, die konfiguriert ist, um in Übereinstimmung mit jeder Anzahl unterschiedlicher Protokolle und Standards betrieben zu werden. Beispielsweise kann Netzwerkknoten 110 eine Bluetoothnetzwerkvorrichtung darstellen, die mit den Bluetooth-Richtlinien übereinstimmt ("Bluetooth-Standard"). Der Bluetooth-Standard kann einen dynamischen Standard umfassen, in dem Vorrichtungen automatisch einander finden, Verbindungen erstellen und auf einer Ad-hoc-Basis Kapazitäten entdecken können. In einer Ausführungsform können beispielsweise MS 102 und Netzwerkknoten 110 jeweils Blue tooth-fähige Vorrichtungen umfassen. Dementsprechend können MS 102 und Netzwerkknoten 110 jeweils mindestens 3 Basiselemente, um einen Prozessor zu enthalten, auf dem die höheren Ebenen des Bluetooth-Protokollstapels laufen, eine Basisbandverbindungssteuerung, die die Bluetooth-Kernprozesse verwaltet und eine Funkstation, die die 2,4-GHz-Luftschnittstelle implementiert, umfassen. Der Prozessor kann verschiedene Softwaremodule implementieren, wie beispielsweise die Softwaremodule, die Teile der Bluetooth-Anwendungsprogrammschnittstellen-(API)-Bibliotheken und des Bluetooth-L2CAP-(Logical Link Control and Adaptation)-Protokolls umfassen. Die Basisbandstrecke ist für den Aufbau und das Decodieren von Paketen, das Decodieren und Verwalten von Fehlerkorrektur, das Verschlüsseln und Entschlüsseln für sichere Kommunikation, das Berechnen von Funkübertragungsfrequenzmustern, das Führen der Synchronisation, die Steuerung der Funkstation und für alle anderen Einzelheiten niedriger Ebene zuständig, die zur Ausführung von Bluetooth-Kommuniationen notwendig sind. Der Funk-Sender/Empfänger kann die digitalen Basisbanddaten unter Verwendung von z. B. GSFK-(Gaussian Frequency Shift Keying)-Modulation in und aus Analogsignalen mit 2,4 GHZ umwandeln.
Obwohl System 100 beispielhaft unter Bezug auf verschiedene Funknetzwerke beschrieben worden ist, versteht sich, dass die Ausführungsform in anderen Funknetzwerken, wie beispielsweise GSM-(Global System for Mobile Communication)- und/oder EDGE-(Enhanced Data Rates for Global Evolution)-Funknetzwerken implementiert werden kann. Die Ausführungsformen sind nicht in diesem Sinne beschränkt.
In einer Ausführungsform kann System 100 Informationen zwischen MS 102 und Basisstation 106, 108 und 110 in Form von Paketen oder Rahmen, wie in einem gegebenen Protokoll definiert, kommunizieren. Der Begriff "Rahmen" bezieht sich allgemein auf eingekapselte Daten in einer OSI-(Open System Interconnection)-Schicht 2. Zu Beispielen eingekapselter Daten kann eine Zieladresse, Steuerbits für die Flusssteuerung, die Daten oder Nutzlast, CRC-(Cyclic Redundancy Check)-Daten zur Fehlerprüfung usw. gehören. Der Begriff "Paket" bezieht sich allgemein auf eingekapselte Daten auf OSI-Schicht 3. Wie hierin verwendet können die Begriffe Paket, Rahmen und Zelle austauschbar verwendet werden.
Allgemein sollte die Information in einem Rahmen gemäß einem vordefinierten Rahmenformat angeordnet sein. De Begriff "Rahmenformat" kann die Felder in einem Rahmen und die Position der Information in jedem Feld definieren. Ein Rahmen kann beispielsweise ein Adresszielfeld, ein Längenfeld, ein Fehlerkorrekturfeld (ECC oder CRC), Verschlüsselungsinitialisierungsvektoren, Datennutzlasten, Kopfzeilen und Fußzeilen zur Identifizierung des Beginns und des Endes des Pakets usw. enthalten. Wie hierin verwendet sind die Begriffe "Paketformat", "Rahmenformat" und "Zellenformat" allgemein synonym. Informationen über ein Rahmenformat können hierin zusammen als "Rahmenformatinformationen" bezeichnet werden. Beispiele für Rahmenformatinformationen können ein Feldtyp und ein Versatzbit umfassen, wobei das Versatzbit die Länge eines gegebenen Felds anzeigt.
In einer Ausführungsform kann System 100 dieselben oder unterschiedliche Protokolle verwenden, die eine Vielzahl unterschiedlicher Rahmenformate verwenden. Wie oben gezeigt, kann System 100 Informationen zwischen MS 102 und Basisstation 106, 108 und 110 in Übereinstimmung mit einer Reihe unterschiedlicher Architekturen und Protokolle, wie beispielsweise dem UMTS-Standard, 802.11-Standard und Bluetooth-Standard kommunizieren. Jedes Protokoll kann ein anderes Rahmenformat verwenden. Einige Protokolle können mehrere Rahmenformate, wie beispielsweise in dem Bluetooth-Standard, aufweisen. In der Folge kann System 100 einen Rahmenanalysierer zum Wiedergewinnen von Rahmeninfor mationen für empfangene Rahmen verwenden. Ein Rahmenanalysierer kann einen Rahmen analysieren, um sein spezielles Rahmenformat zu identifizieren. Der Ausdruck "analysieren" kann sich wie hierin verwendet auf das Identifizieren von Rahmenformatinformationen beziehen, wie beispielsweise der Position und den Typ von Feldern in dem Rahmen, so dass die Felder durch die geeigneten Elemente von MS 102 verarbeitet werden können. Der Rahmenanalysierer kann beispielsweise den Feldtyp und die Länge jedes Felds für jeden empfangenen Informationsrahmen identifizieren, sowie andere erwünschte Informationen.
Herkömmliche Techniken zur Ausführung der Rahmenanalyse können aus einer Reihe von Gründen nicht zufrieden stellend sein. Beispielsweise kann ein separater hardwarebasierter Rahmenanalysierer für jedes unterstützte Protokoll implementiert sein. In einem weiteren Beispiel kann ein einziger komplexer Rahmenanalysierer implementiert sein, um mehrere Rahmenformate zu verarbeiten. Beide Alternativen können jedoch die Komplexizität von MS 102 signifikant erhöhen und dadurch die Entwicklungszeit und -kosten erhöhen. Ferner kann ein softwarebasierter Rahmenanalysierer verwendet werden, um mehrere Rahmenformate zu verarbeiten. Ein softwarebasierter Rahmenanalysierer kann jedoch nicht in der Lage sein, die Verarbeitungslast eines Hochgeschwindigkeitskommunikationssystems zu handhaben, wie beispielsweise die für System 100 gegebenen Beispiele. Außerdem erfordern all diese Lösungen signifikante Neuverarbeitung zur Unterstützung von Protokollen, die noch nicht definiert sind.
Eine Ausführungsform verwendet einen neukonfigurierbaren hardwarebasierten Rahmenanalysierer zur Lösung dieser und anderer möglicher Probleme. Die Elemente des hardwarebasierten Rahmenanalysierers können in Echtzeit neukonfiguriert werden, um Rahmenanalyse an Rahmen variierender Rahmenformate auszuführen. Auf diese Weise kann der neu konfigurierbare hardwarebasierte Rahmenanalysierer die Flexibilität aufweisen, die herkömmlicherweise mit softwarebasierten Rahmenanalysierern verbunden ist, während er die Verarbeitungsgeschwindigkeit hat, die notwendig ist, um mit Hochgeschwindigkeitskommunikationssystemen Schritt zu halten. Außerdem kann der neukonfigurierte hardwarebasierte Rahmenanalysierer aktualisiert werden, um neue Protokolle und neue Rahmenformate nach Bedarf zu unterstützen.
2 veranschaulicht ein Blockdiagramm eines Empfängers für eine Mobilfunkstation in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform. 2 kann einen Empfänger 200 veranschaulichen. Empfänger 200 kann als Teil einer Mobilfunkstation, wie beispielsweise MS 102 implementiert sein. Empfänger 200 kann ein oder mehrere Module umfassen. In einer Ausführungsform kann Empfänger 200 beispielsweise einen Leistungsverstärker 202, einen HF/ZF-Konverter/Synthetisierer 204, ein IQ-Modul 206 ein Basisbandverarbeiter 208 und eine Medienzugriffssteuerung (MAC) 210 umfassen. MAC 210 kann ferner ein Register 212 und einen Speicher 214 umfassen. Obwohl die Ausführungsform in Bezug auf "Module" beschrieben wurde, um die Beschreibung zu vereinfachen, können ein oder mehrere Schaltungen, Bauteile, Register, Prozessoren, Software, Unterroutinen oder jede Kombination davon für ein, mehrere oder alle Module eingesetzt werden.
Im Betrieb kann der Empfänger 200 ein HF-Signal von einer Basisstation über eine Antenne für MS 102 empfangen. Der Leistungsverstärker 202 verstärkt das empfangene Signal und gibt das verstärkte Signal an den HF/ZF-Konverter (oder Synthetisierer) 204 aus. Der HF/ZF-Konverter 204 tastet das verstärkte empfangene HF-Signal ab, um ein Zwischenfrequenz-(ZF)-Signal zu erhalten. Das ZF-Signal wird in das IQ-Modul 206 eingegeben. Das IQ-Modul 206 kann einen IQ-Modulator/Demodulator umfassen. IQ-Modul 206 kann das In-Phasen-(I)- und das Quadratur-(Q)-Signal trennen und sie an den Basisbandprozessor 208 ausgeben. Der Basisbandprozessor 208 wandelt die Signale in ein Basisbandsignal um. Ein Analog-zu-Digital-(A/D)-Konverter (nicht gezeigt) kann das Basisbandsignal von einem Analogsignal in einen Strom digitaler Wörter, die seine Amplitudenvariationen über die Zeit darstellen, umwandeln. Der Strom digitaler Wörter kann an MAC 210 gesendet werden.
In einer Ausführungsform kann MAC 2100 Paket- oder Rahmenverarbeitung für Empfänger 200 ausführen. MAC 210 kann einen Informationsrahmen empfangen. MAC 210 kann einen Rahmenanalysierer als Teil der Rahmenverarbeitungsstufe implementieren. Der Rahmenanalysierer kann die Position und den Typ der Felder in einem Rahmen identifizieren, so dass die Felder dementsprechend verarbeitet werden können. Unterschiedliche Felder müssen in der Regel von unterschiedlichen Teilen von MAC 210 verarbeitet werden. Der Rahmenanalysierer kann es den unterschiedlichen Verarbeitungsstufen von MAC 210 gestatten, zu wissen, welche Felder in den Rahmen betrieben werden müssen. Der Rahmenanalysierer kann unter Bezug auf 3–6 ausführlicher erörtert werden.
3 veranschaulicht ein erstes Blockdiagramm eines Rahmenanalysierers in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform. 3 kann einen Rahmenanalysierer 300 veranschaulichen. In einer Ausführungsform kann Rahmenanalysierer 300 beispielsweise ein Konfigurationsmodul und ein Analysemodul 302 umfassen. Obwohl für Rahmenanalysierer 300 eine begrenzte Anzahl von Elementen gezeigt wird, versteht sich, das Rahmenanalysierer 300 mehr oder weniger Elemente umfassen kann und trotzdem in den Umfang der Ausführungsformen fällt.
In einer Ausführungsform kann Rahmenanalysierer 300 als Teil von MAC 210 implementiert sein. Es versteht sich jedoch, dass Rahmenanalysierer 300 in anderen Teilen des Empfängers 200 oder von MS 102 implementiert werden kann. Die Ausführungsformen sind nicht in diesem Sinne beschränkt.
In einer Ausführungsform kann Rahmenanalysierer 300 einen neukonfigurierbaren hardwarebasierten Rahmenanalysierer umfassen, der ein Rahmenformat für einen Rahmen basierend auf der aktuellen Konfiguration des Analysemoduls 302 analysieren kann. Rahmenanalysierer 300 kann dynamisch neukonfiguriert werden, um die Analyse von Rahmen unterschiedlicher Rahmenformate zu ermöglichen. Rahmenanalysierer 300 kann beispielsweise einen Informationsrahmen empfangen. Der Informationsrahmen kann beispielsweise von Empfänger 200 empfangen werden. Analysemodul 302 kann eine Steuerlogik enthalten, um ein mit dem Informationsrahmen verbundenes Rahmenformat zu bestimmen. Die Steuerlogik kann das Rahmenformat durch Untersuchen des Inhalts des Rahmens bestimmen. Das Analysemodul 302 kann neukonfiguriert werden, um den Informationsrahmen zu analysieren. Das Analysemodul 302 kann dann den Rahmen oder die Rahmenformatinformationen analysieren, wie beispielsweise Feldtyp und -länge, wie beispielsweise durch ein Versatzbit angezeigt.
In einer Ausführungsform kann das Analysemodul 302 unter Verwendung von Konfigurationsinformationen aus dem Konfigurationsmodul 304 neukonfiguriert werden. Der Begriff "Konfigurationsinformation" bezieht sich wie hierin verwendet auf die Anweisungen und Daten zur Neukonfiguration eines oder mehrerer Hardwarelemente des Analysemoduls 302, um ein mit einem gegebenen Protokoll verbundenes bestimmtes Rahmenformat zu analysieren. Die Steuerlogik des Analysemoduls 302 kann beispielsweise konfiguriert sein, um Konfigurationsinformationen entsprechend dem bestimmten Rahmenformat abzurufen. Die Konfigurationsinformation kann mit dem Konfigurationsmodul gespeichert werden. Die Steuerlogik kann das Analysemodul 302 in Übereinstimmung mit den abgerufenen Konfigurationsinformationen neu konfigurieren.
In einer Ausführungsform kann der neukonfigurierbare hardwarebasierte Rahmenanalysierer 300 auf eine Reihe unterschiedlicher Arten implementiert sein. Beispielsweise kann Rahmenanalysierer 300 unter Verwendung von aktualisierbaren Tabellen implementiert sein, um einen tabellengestützten Hardwareanalysierer anzutreiben. In einem weiteren Beispiel kann Rahmenanalysierer 300 unter Verwendung von Mikrocode implementiert sein, um einen mikrosequenzierten Hardwareanalysierer zu programmieren. Es versteht sich, dass diese Implementationen jedoch nur beispielhaft gegeben sind. Jede Art neukonfigurierbarer Hardwareelemente kann für den Rahmenanalysierer 300, der in Übereinstimmung mit den hierin beschriebenen Techniken modifiziert ist, verwendet werden. Diese besonderen Ausführungsformen können unter Bezugnahme auf 4 und 5 ausführlicher erörtert werden.
4 veranschaulicht ein zweites Blockdiagramm eines Rahmenanalysierers in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform. 4 veranschaulicht einen Rahmenanalysierer 400. Rahmenanalysierer 400 kann eine repräsentative Implementation von beispielsweise Rahmenanalysierer 300 sein. In einer Ausführungsform kann Rahmenanalysierer 400 ein Analysemodul 402, ein Statustabellenmodul 404, eine Übergangstabelle 406, ein Zuordnungsmodul 408 und einen Stapel 410 umfassen. Obwohl für Rahmenanalysierer 400 eine begrenzte Anzahl von Elementen gezeigt wird, versteht sich, dass Rahmenanalysierer mehr oder weniger Elemente umfassen kann und trotzdem in den Umfang der Ausführungsformen fällt.
In einer Ausführungsform kann Rahmenanalysierer 400 als nichtdeterministische endliche Kellervorrichtung (NPDA) implementiert. Analysemodul 402 kann ein tabellengestütztes NPDA umfassen. Das Statustabellenmodul 404 kann Statusinformationen für Analysemodul 402 speichern. Das Übergangstabellenmodul 406 kann Übergangsinformationen für Analysemodul 402 speichern. Der Stapel 410 kann eine FIFO-(First-In First-Out)-Struktur sein. Analysemodul 402 kann Informationen in und aus dem Stapel 410 schieben und herausziehen. Das Zuordnungsmodul 408 kann den Status zu dem Feldtyp des Analysemoduls 402 zuordnen.
In einer Ausführungsform kann das Analysemodul 402 unter Verwendung von Statusinformationen und Übergangsinformationen aus dem Statustabellenmodul 404 und dem Übergangstabellenmodul 406 neu konfiguriert werden. Die Statusinformation und Übergangsinformation kann verwendet werden, um ein oder mehrere Hardwareelemente des Analysemoduls 402 neuzukonfigurieren, ohne ein mit einem gegebenen Protokoll verbundenes bestimmtes Rahmenformat zu analysieren. Die Steuerlogik des Analysemoduls 402 kann beispielsweise konfiguriert sein, um die entsprechenden Status- und Übergangsinformationen, die dem bestimmten Rahmenformat entsprechen, abzurufen. Die Steuerlogik kann Analysemodul 402 in Übereinstimmung mit der Status- und Übergangsinformation neukonfigurieren.
5 veranschaulicht ein drittes Blockdiagramm eines Rahmenanalysierers in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform. 5 veranschaulicht einen Rahmenanalysierer 500. Rahmenanalysierer 500 kann eine repräsentative Implementation von beispielsweise Rahmenanalysierer 300 sein. In einer Ausführungsform kann Rahmenanalysierer 500 ein Analysemodul 502, ein Mikrocodemodul 504 und ein Verzögerungsleitungsmodul 506 umfassen. Obwohl für Rahmenanalysierer 500 eine begrenzte Anzahl von Elementen gezeigt wird, versteht sich, dass Rahmenanalysierer 500 mehr oder weniger Elemente umfassen kann und trotzdem in den Umfang der Ausführungsformen fällt.
In einer Ausführungsform kann Rahmenanalysierer 500 als Mikrosequenzer implementiert sein, wobei die Verzweigung durch Maskendaten und Vergleichsdaten angetrieben wird. Der Rahmenanalysierer 500 kann die Masken- und Vergleichsdaten zum Decodieren von Feldtypen durch Untersuchung von Bitfeldern in den Daten der letzten N empfangenen Datenelementen verwenden. Beispielsweise kann das Analysemodul 502 ein Mikrosequenzer mit einer Masken- und Vergleichsverzweigungslogik sein. Das Mikrocodemodul 504 kann Mikrocodeinformationen, wie Maskendaten, Vergleichsdaten, Verzweigungsadressen, Feldtypen usw. umfassen. Das Verzögerungsleitungsmodul 506 kann so konfiguriert sein, dass es eine Länge von N hat, wobei N die Anzahl der letzten empfangenen Elemente repräsentiert.
In einer Ausführungsform kann das Analysemodul 502 unter Verwendung von Mikrocodeinformationen von Mikrocodemodul 504 neukonfiguriert werden. Die Mikrocodeinformationen können verwendet werden, um ein oder mehrere Hardwareelemente des Analysemoduls 502 neuzukonfigurieren, um ein bestimmtes Rahmenformat, das mit einem gegebenen Protokoll verbunden ist, zu analysieren. Beispielsweise kann die Steuerlogik des Analysemoduls 502 konfiguriert sein, um die geeignete Mikrocodeinformation, die dem bestimmten Rahmenformat entspricht, abzurufen. Die Steuerlogik kann Analysemodul 402 in Übereinstimmung mit den abgerufenen Mikrocodeinformationen neukonfiguriert werden.
6 veranschaulicht ein viertes Blockdiagramm eines Rahmenanalysierers in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform. 6 kann einen Rahmenanalysierer 600 veranschaulichen. Rahmenanalysierer kann ähnlich dem Rahmenanalysierer 300 sein. Beispielsweise kann Rahmenanalysierer 600 auch ein Konfigurationsmodul 604 und ein Analysemodul 602 umfassen. Außerdem kann Rahmenanalysierer 600 ferner ein Verzögerungsleitungsmodul 606 und einen Multiplexer (MUX) 608 umfassen. Obwohl für Rahmenanaly sierer 600 eine begrenzte Anzahl von Elementen gezeigt wird, versteht sich, dass Rahmenanalysierer 600 mehr oder weniger Elemente umfassen kann und trotzdem in den Umfang der Ausführungsformen fällt.
Einer der Vorteile der Implementation eines neukonfigurierbaren hardwarebasierten Rahmenanalysierers kann ein Zuwachs an Verarbeitungsgeschwindigkeit des Rahmenanalysierers sein. Es kann jedoch Fälle geben, wo die Taktgeschwindigkeit des Rahmenanalysierers nicht signifikant schneller als die Ankunftsgeschwindigkeit empfangener Datenelemente ist. In diesem Fall kann es wünschenswert sein, die Datenelemente durch den Rahmenanalysierer zu Puffern und zu verzögern. Die Länge der Verzögerung sollte ausreichen, um die Feldtypinformationen von einem gegebenen Rahmen zu analysieren und die Feldtypinformationen an die übrige MAC zur selben Zeit, wie die empfangenen Datenelemente zu senden. Das Synchronisieren des Weiterleitens der empfangenen Datenelemente und der analysierten Feldtypen kann beispielsweise die übrige Logik in der MAC vereinfachen.
Dementsprechend kann ein Rahmenanalysierer 600 ein Verzögerungsleitungsmodul 606 und MUX 608 enthalten. Das Verzögerungsleitungsmodul 606 kann eine Länge von N haben, wobei N die Anzahl der zuletzt empfangenen Elemente ist. Die empfangenen Rahmen können in einem Puffer gespeichert werden, der mit Verzögerungsleitungsmodul 606 implementiert oder durch es gesteuert wird. Sobald das Analysemodul 602 den Feldtyp von dem empfangenen Rahmen analysiert, kann das Analysemodul 602 ein Ausgabedaten-Auswählen-Signal an MUX 608 senden. MUX 608 kann Datenelemente in Übereinstimmung mit dem Ausgabedaten-Auswählen-Signal ausgeben.
Während bestimmte Merkmale der Ausführungsformen der Erfindung wie hierin beschrieben veranschaulicht wurden, werden Fachleuten nun viele Modifikationen, Ersetzungen, Änderungen und Äquivalente davon klar sein.

Claims

Vorrichtung (300; 400; 500; 600) zum Analysieren eines Informationsrahmens mithilfe eines konfigurierbaren Hardware-Elementsatzes, wobei die Vorrichtung Folgendes umfasst: ein Konfigurationsmodul (304; 404; 406; 504; 604), das angeordnet ist, um Konfigurationsinformation für die Neukonfiguration des Hardware-Elementsatzes zu speichern, um ein bestimmtes Rahmenformat zu analysieren; ein Analysemodul (302; 402; 502; 602), das angeordnet ist, um mit dem Konfigurationsmodul verbunden zu werden, wobei das Analysemodul Folgendes umfasst: Mittel zum Empfangen eines Informationsrahmens; Mittel zum Bestimmen eines Rahmenformats, das dem empfangenen Rahmen zugeordnet ist; Mittel zum Abrufen von Konfigurationsinformation vom Konfigurationsmodul, das dem bestimmten Rahmenformat entspricht; und Mittel zum Neukonfigurieren eines Hardware-Elementsatzes mithilfe der abgerufenen Konfigurationsinformation, um den empfangenen Rahmen gemäß des bestimmten Rahmenformats zu analysieren.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Analysemodul (302; 402; 502; 602) einen Feldtyp für den Rahmen ausgibt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Analysemodul (302; 402; 502; 602) einen tabellengestützten, nichtdeterministischen endlichen Kellerautomat umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei das Konfigurationsmodul Folgendes umfasst: ein Zustandstabellenmodul (404) zum Speichern von Zustandsinformation; und ein Übergangstabellenmodul (406) zum Speichern von Übergangsinformation.
Vorrichtung nach Anspruch 4 ferner umfassend: einen Stapel (410) zum Verbinden mit dem Analysemodul (402); und ein Zuordnungsmodul (408) zum Verbinden mit dem Analysemodul.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Analysemodul einen Mikrocode-Sequenzer (502) umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei das Konfigurationsmodul einen Mikrocode-Speicher (504) zum Speichern von Maskendaten, Vergleichsdaten, Zweigadressen und Feldtypen umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 7 ferner umfassend ein Verzögerungsleitungsmodul (506; 606), um den Rahmen während der Rahmenanalyse zu Puffern.
System umfassend: mindestens eine Basisstation, um Informationsrahmen mithilfe mehrerer verschiedener Rahmenformate zu kommunizieren; und eine Mobilfunkstation, um die Informationsrahmen zu empfangen, wobei die Mobilfunkstation eine Empfangsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 für eine dynamische Verarbeitung der empfangenen Rahmen entsprechend den unterschiedlichen Rahmenformaten umfasst.
System nach Anspruch 9, wobei die Empfangsvorrichtung Folgendes umfasst. einen HF/ZF-Konverter, um mit dem Leistungsverstärker verbunden zu werden; ein IQ-Modul, um mit dem HF/ZF-Konverter verbunden zu werden; ein Basisband-Prozessor, um mit dem IQ-Modul verbinden zu werden; und eine Medienzugriffssteuerung, um mit dem Basisband-Prozessor verbunden zu werden.
System nach Anspruch 10, wobei die Medienzugriffssteuerung das Konfigurationsmodul und das Analysemodul der Empfangsvorrichtung umfasst.
Verfahren für die Durchführung einer Rahmenanalyse mithilfe eines konfigurierbaren Hardware-Elementsatzes, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Empfangen eines Informationsrahmens; Bestimmen eines Rahmenformats, das dem Rahmen zugeordnet ist; Abrufen von Konfigurationsinformation von einem Konfigurationsmodul (304; 404; 504; 604), das dem bestimmten Rahmenformat entspricht; Neukonfigurieren eines Analysemoduls (302; 402; 502; 602), um den Informationsrahmen mithilfe der abgerufenen Konfigurationsinformation zu analysieren; und Analysieren des Rahmens, auf die Rahmenformatinformation mithilfe des neu konfigurierten Analysemoduls.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Konfigurationsinformation Zustandsinformation aus einer Zustandstabelle und Übergangsinformation aus einer Übergangstabelle umfasst.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Konfigurationsinformation Mikrocodeinformation von einem Mikrocodemodul umfasst.
Verfahren nach Anspruch 12 ferner umfassend das Verzögern des Rahmens bis die Rahmenformatsinformation analysiert ist.