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Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie Sende-/Empfangseinrichtungen zur Datenübertragung mittels Frequenzmultiplex, insbesondere über eine Luftschnittstelle, wobei gemäß einem vorgegebenen, bekannten Übertragungsstandard einige Subträger nicht genutzt werden, damit das gesamte Sendesignal eine vorgegebene spektrale Sendemaske einhält.
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Ein Beispiel für einen Standard zur Datenübertragung, bei dem ein Frequenzmultiplexmechanismus (”Frequency Division Multiplex”, FDM) zur Anwendung kommt, ist der Standard IEEE 802.11a, vgl. IEEE Standard 802.11a-1999, Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) specification, IEEE, 1999. Dieser Standard wurde entwickelt, um drahtlose Netzwerke wie WLANs (”Wireless Local Area Networks”) zu realisieren, und er ermöglicht Übertragungen mit Datenraten von bis 54 Mbit/s.
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Hierbei erfolgen sämtliche Datenübertragungen über die drahtlose bzw. Luftschnittstelle, egal für welchen Zweck, mittels eines PPDU(PHY layer convergence protocol – protocol data unit)-Frames bzw. -Rahmens. Dieser enthält neben den Daten zusätzliche Blöcke (wie Header oder Preamble), welche zur korrekten Übertragung benötigt werden.
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Der PPDU-Rahmen wird in der physikalischen Schicht (PHY) moduliert, damit eine Übertragung über die Luftschnittstelle erfolgen kann. Als Modulationsverfahren wird OFDM (”Orthogonal Frequency Division Multiplex”) verwendet. Dabei wird das ganze zur Verfügung stehende Frequenzspektrum in orthogonale Einzelträger (”Sub Carrier”, Subträger) unterteilt. Jeder Einzelträger überträgt einen bestimmten Teil der gesamten Information. Einzelheiten hierzu sind der oben angegebenen IEEE-Spezifikation sowie Fachbüchern zur WLAN-Thematik zu entnehmen, bspw. O'Hara, Bob und Petrick, Al: The IEEE 802.11 Handbook. A Designer's Companion, IEEE Press, 1999.
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Bei der IEEE 802.11a Spezifikation werden die Subträger am Rand des Übertragungsbandes nicht verwendet, um Interferenzen mit anderen WLAN-Übertragungen (die sogenannte ”Co-Channel Interference”) zu vermeiden. Bei Verwendung der Subträger am Rand des Spektrums würde keine Beeinflussung der Datenübertragung der anderen Subträger des gleichen Kanals auftreten, da wegen der OFDM-Modulation die einzelnen Subträger per se orthogonal sind. Allerdings würde dadurch das Sendespektrum insgesamt breiter werden, denn jeder Subträger hat ein Spektrum mit sinx/x-Form.
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Diese Verhältnisse sind in den 6 bis 8 veranschaulicht. Bei 802.11a liegen pro Kanal 64 Einzelträger vor, von denen jedoch nur 52 verwendet werden. Die restlichen 12 Einzelträger werden nicht übertragen. Von diesen befinden sich 5 bzw. 6 am oberen bzw. unteren Ende des Datenübertragungskanals (in der 6 mit den Bezeichnungen 1–6 und 60–64); der 12. befindet sich in der Mitte und stellt im Basisband ein DC-Signal dar. Die 11 Subträger am Rand der Kanalbandbreite werden gemäß dem IEEE 802.11a Standard nicht zur Datenübertragung verwendet. Sämtliche Daten und die damit verbundenen Dienste, die gemäß dem Standard 802.11a übertragen werden, nutzen somit nicht die Subträger am Rand.
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7 zeigt exemplarisch die spektralen Verhältnisse für den in den USA spezifizierten Frequenzbereich von 5.15 GHz bis 5.35 GHz. In diesem Band sind insgesamt 8 WLAN-Kanäle vorhanden, welche untereinander einen Abstand von 20 MHz haben. Es ist sehr deutlich zu erkennen, wie sich die einzelnen Kanäle spektral überlappen; allerdings sind die Interferenzen durch andere Kanäle innerhalb eines bestimmten Bereichs gering.
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In 8 ist die spektrale Sendemaske (”Transmit Spectrum Mask”) für einen der acht Kanäle aus 7 dargestellt, zusammen mit einem typischen Signalspektrum dieses IEEE 802.11a-Kanals. Durch Verwendung der ungenutzten Subträger am Rand des Kanals würde es zur Nichteinhaltung der Maske kommen, insbesondere an den Punkten fc + 11 Mhz und fc – 11 Mhz, d. h. hier würden die durch die Sendemaske vorgegebenen maximalen spektralen Leistungsdichtewerte überschritten. Andererseits wäre um fc + 9 MHz und fc – 9 MHz herum noch nutzbare Bandbreite verfügbar, da dort der Abstand zwischen Sendemaske und der von den benutzten Subträgern herrührenden Leistungsdichte teilweise bis zu 20 dB beträgt.
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Aus
WO 02/49306 A2 ist ein Multiträgerkommunikationssystem bekannt, bei dem eine gruppenbasierende Subträgerzuordnung erfolgt. Hierzu offenbart
WO 02/49306 A2 ein Verfahren sowie eine Anordnung, welche in einem OFDMA-System eine Partitionierung von Subträgern in Gruppen von zumindest einem Cluster von Subträgern vorschlägt, bei dem eine Auswahl seitens eines Teilnehmers von einer oder mehreren Gruppen in den genannten Gruppen erfolgt und daraufhin zumindest ein Cluster in dieser einen oder mehreren Gruppen von Clustern durch den Teilnehmer ausgewählt wird, um diese für die Kommunikation des Teilnehmers zu nutzen.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren sowie entsprechende Sende-/Empfangseinrichtungen zur Datenübertragung mittels Frequenzmultiplex, insbesondere über eine Luftschnittstelle, anzugeben, bei dem die gemäß einem vorgegebenen Übertragungsstandard nicht verwendeten Subträger für die Datenübertragung nutzbar gemacht werden und eine vorgegebene spektrale Sendemaske eingehalten wird.
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Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale sowie ausgehend von Sende-/Empfangseinrichtungen nach den Oberbegriffen der Ansprüche 13, 14, 17, 18 und 21 jeweils durch deren kennzeichnende Merkmale gelöst.
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Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung besteht darin, die ungenutzten Subträger des Datenübertragungskanals dadurch nutzbar zu machen, dass von dem für die genutzten Subträger verwendeten Modulationsschema abgegangen wird. Vielmehr soll eine Modulation der herkömmlich ungenutzten Subträger durch ein modifiziertes oder grundsätzlich anderes, zweites Modulationsschema erfolgen. Dieses zweite Schema wird so ausgewählt, dass sichergestellt ist, dass die Sendemaske für alle Subträger des Datenübertragungskanals insgesamt eingehalten wird.
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Konkret wird ein Verfahren zur Datenübertragung mittels Frequenzmultiplex, insbesondere über eine Luftschnittstelle, vorgeschlagen, bei dem gemäß einem vorgegebenen Übertragungsstandard
- – das Frequenzspektrum eines Datenübertragungskanals einer Mehrzahl von Subträgern zugeordnet wird, um Daten parallel über mehrere Subträger zu übertragen,
- – für die Übertragung Daten nach einem standardgemäßen Standard-Modulationsschema in der physikalischen Schicht moduliert werden, wobei
sich für jede Frequenz des Datenübertragungskanals ein bestimmter spektraler Leistungsdichtewert aus der Überlagerung der Spektren von Subträgern ergibt, über die Daten übertragen werden,
- – eine spektrale Sendemaske vorgegeben ist, die für jede Frequenz des Datenübertragungskanals einen zulässigen Maximalwert der spektralen Leistungsdichte definiert,
- – erste Subträger für die Übertragung von primären Daten vorgesehen sind, und
- – mindestens ein zweiter Subträger nicht für die Datenübertragung vorgesehen ist, da die Datenübertragung über den zweiten Subträger zur Überschreitung von durch die spektrale Sendemaske vorgegebenen kritischen Maximalwerten führen wür de.
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Erfindungsgemäß wird nun für die Übertragung von sekundären Daten über den zweiten Subträger ein Sekundär-Modulationsschema verwendet, welches sich von dem Standard-Modulationsschema derart unterscheidet, dass die kritischen Maximalwerte bei der Übertragung von primären Daten über die ersten Subträger und von sekundären Daten über den zweiten Subträger eingehalten werden.
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In besonders bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens beinhaltet das Sekundär-Modulationsschema, dass sekundäre Daten zur Übertragung über den zweiten Subträger mittels eines Spreizcodes um einen Spreizfaktor gespreizt werden.
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Bandspreizsysteme sind z. B. bekannt von UMTS, IS95 oder GPS. Hierbei wird die Information mittels eines Spreizcodes gespreizt. Aus einem einzelnen Infobit wird dadurch eine ganze Folge von sogenannten Chips, die in Summe den gleichen Informationsgehalt haben. Die Anzahl der Chips, die ein einzelnes Bit repräsentieren, wird im Allgemeinen auch als Spreizfaktor bezeichnet. Im Spektrum macht sich die Spreizoperation dadurch bemerkbar, dass zum einem das Spektrum des gespreizten Signals breiter wird, sich die Amplitude aber im gleichen Maß verringert. Empfängerseitig wird die originale Bitfolge wieder hergestellt (Entspreizung), in dem das gespreizte Signal mit der gleichen Sequenz wie beim Spreizen multipliziert und über eine Bitdauer integriert wird.
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In weiteren bevorzugten Ausgestaltungen dieser Ausführungsform entspricht das Sekundär-Modulationsschema bis auf die Spreizung dem Standard-Modulationsschema, insbesondere beruhen beide Schemata auf ein und derselben Quadraturamplitudenmodulation (QAM). Hierbei gestaltet sich die Implementierung des erfindungsgemäßen Verfahrens in bestehende Sende-/Empfangseinrichtungen besonders einfach, da auch weiterhin nur ein einziges zugrundeliegendes Basis-Modulationsschema verwendet wird bzw. zu implementieren ist. Im Falle des 802.11a-Standards ist dies bevorzugt ein QAM-Modulationsschema.
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In alternativen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens beruhen Standard- und Sekundär-Modulationsschema auf unterschiedlichen Modulationen, insbesondere beruht das Standard-Modulationsschema auf einer Quadraturamplitudenmodulation und das Sekundär-Modulationsschema auf einer Phasenumtastung. Die Erfindung erlaubt also ebenso die Wahl grundlegend unterschiedlicher Modulationsschemata für die ersten und zweiten Subträger, wodurch der Fachmann vorteilhaft ein solches zweites Schema wählen kann, das den Anforderungen an ein konkretes Übertragungssystem sowie den über die zweiten Subträger zu verwirklichenden Diensten am besten entspricht. So kann etwa bei einem 802.11a-System, bei dem als Standard-Modulationsschema für die ersten Subträger QAM genutzt wird, für die zweiten Subträger als zweites Schema ein Phasenumtastungsmechanismus (”Phase Shift Keying”, PSK) verwendet werden.
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In weiteren Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Datenübertragung über den zweiten Subträger mit gegenüber der Datenübertragung über die ersten Subträger verringerter Sendeenergie. Um die vorgegebene Sendemaske einzuhalten, kann die Sendeenergie der zweiten Subträger verringert werden. Zwar wird sich hierdurch die Fehlerrate im Allgemeinen vergrößern, der Fachmann kann dies jedoch durch Wahl eines geeigneten zweiten Modulationsschemas und/oder der weiteren Auslegung des Übertragungssystems kompensieren. So erlaubt es etwa die Verwendung einer Bandspreiztechnik, auch aus einem schwachen, d. h. verrauschten Empfangssignal des zweiten Subträgers die Dateninformation zuverlässig zu demodulieren, und zwar wegen des empfängerseitigen Spreizgewinns.
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In weiteren Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens werden sekundäre Daten über eine Mehrzahl zweiter Subträger übertragen, wobei das Sekundär-Modulationsschema für unterschiedliche zweite Subträger unterschiedliche Spreizfaktoren und/oder Spreizcodes vorsieht. Wird die Datenübertragung über mehrere zweite Subträger vorgesehen, z. B. über die sechs bzw. fünf ungenutzten, randseitigen Subträger bei einem 802.11a-System, können zwar bei allen zweiten Subträgern die gleichen Spreizfaktoren und/oder Spreizcodes verwendet werden. Eine weiter verbesserte Ausnutzung der mit der vorgegebenen Sendemaske zulässigen Sendeenergien ist aber bei individuell an das gesamte Signalspektrum aller Subträger angepasste Spreizung pro zweitem Subträger möglich.
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Zusätzlich oder alternativ können auch sekundäre Daten über eine Mehrzahl zweiter Subträger übertragen werden, wobei das Sekundär-Modulationsschema für unterschiedliche Subträger unterschiedliche Sendeenergien vorsieht. Hierdurch ist ebenfalls eine genauere Anpassung des gesendeten Signalspektrums aller Subträger an die Sendemaske möglich.
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In besonders bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind primäre Daten mindestens einem primären Dienst einer höheren Protokollschicht und sekundäre Daten mindestens einem weiteren sekundären Dienst einer höheren Protokollschicht zugeordnet. Es ist denkbar, dass die über die zweiten Subträger übertragenen sekundären Daten dem gleichen Dienst zugeordnet sind, wie die über die ersten Subträger übertragenen primären Daten. In diesem Fall wird lediglich die maximale Bandbreite der Datenübertragung gemäß Standard erweitert. Ebenso kann jedoch die erfindungsgemäß gewonnene, zusätzliche bzw. sekundäre Datenübertragungskapazität für Zusatzdienste verwendet werden, die standardgemäß nicht vorgesehen sind. So sind bestimmte Dienste wie Notruf oder Ortsbestimmung nicht in den Spezifikationen für 802.11a enthalten. Durch die Erfindung ist es also möglich, etwa bei IEEE 802.11a-Systemen Dienste zu realisieren, die unabhängig vom normalen 802.11a-Datentransfer sind und einen erheblichen Nutzen darstellen.
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Besonders vorteilhaft kann das erfindungsgemäße Verfahren bei der Übertragung von primären Daten gemäß dem IEEE-Standard 802.11a und im Rahmen eines auf diesem Standard aufsetzenden primären Dienstes, insbesondere der Übertragung von PPDU-Rahmen, vorgesehen sein. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, die nicht benutzten Subträger des IEEE 802.11a-Standards zur Übertragung von Daten zu benutzen, um ein erweitertes Dienste-Spektrum abzudecken.
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Bei bevorzugten Ausgestaltungen dieses Verfahrens betrifft der sekundäre Dienst
- – einen Notruf,
- – eine Ortsbestimmung von über den IEEE-Standard 802.11a an ein ortsfestes Netzwerk angebundenen Mobilgeräten,
- – einen Gruppenruf,
- – eine Paging-Funktion für Mobilfunkdienste oder
- – eine niederratige Datenübertragung.
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In weiteren Ausgestaltungen dieser Ausführungsformen werden sekundäre Daten parallel übertragen, die jeweils einem aus einer Mehrzahl von sekundären Diensten zugeordnet sind. Vorteilhaft kann so nicht nur die Datenübertragungsrate für einen Dienst erhöht werden, der über die ersten und/oder zweiten Subträger realisiert wird. Es ist ebenso möglich, mehrere sekundäre oder Zusatzdienste parallel zu realisieren, wie bspw. einen Notruf und eine Paging-Funktion.
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Bei weiteren Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens werden keine primären Daten übertragen. So ist es denkbar, nur die durch das Verfahren ermöglichten Zusatzdienste zu nutzen, ohne dass eine Datenübertragung über die ersten Subträger erfolgt. Ein Beispiel hierfür ist etwa eine Notruffunktionalität, die für alle einem WLAN-Netz bekannten Datenendgeräte verfügbar sein sollte, auch wenn diese keine Autorisierung zur Nutzung der Standard-WLAN-Datenübertragungsfunktionalität besitzen.
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Die Vorteile und Zweckmäßigkeiten erfindungsgemäßer Sende-/Empfangseinrichtungen ergeben sich aus den Vorteilen und Zweckmäßigkeiten des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Ein Sender zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens verfügt üblicherweise über einen Primärdaten-Modulator mit einem Dateneingang und einer Mehrzahl von Subträgerausgängen, der ausgebildet ist, um über den Dateneingang eingegebene primäre Daten in eine vorgegebene Mehrzahl von Teildatenströmen aufzuteilen, jeden Teildatenstrom nach einem Standard-Modulationsschema zu modulieren und jeden modulierten Teildatenstrom zur Übertragung über einen ersten Subträger in Form von Subträgerdatenströmen über jeweils einen der Subträgerausgänge auszugeben.
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Weiterhin liegt in einem gattungsgemäßen Sender ein IDFT-Modul mit einer Anzahl von Subträgereingängen und einer gleichen Anzahl von Sendedatenausgängen vor, das ausgebildet ist, um aus den über die Subträgereingänge eingehenden Datenströmen mittels inverser diskreter Fouriertransformation Ausgangsdaten zu berechnen, die über die Sendedatenausgänge zum Senden ausgegeben werden.
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Hierbei ist jeder Subträgerausgang des Primärdaten-Modulators mit genau einem der Subträgereingänge des IDFT-Moduls verbunden und die Anzahl der Subträgerausgänge des Primärdaten-Modulators ist geringer als die Anzahl der Subträgereingänge des IDFT-Moduls.
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Die Subträgerausgänge des Primärdaten-Modulators können so realisiert sein, dass der Primärdaten-Modulator über einen Subträgerausgang verfügt, der nacheinander mit den Subträgereingängen des IDFT-Moduls verbunden wird, um die Subträgerdatenströme dem jeweiligen Subträgereingang des IDFT-Moduls zuzuführen. Dies gilt insbesondere bei Ausführungen des Primärdaten-Modulators und ggf. des IDFT-Moduls in Form von Software. Diese Art der Realisierung ist dem Fachmann bekannt.
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Erfindungsgemäß hat der Sender nun einen Sekundärdaten-Modulator mit einem Dateneingang und mindestens einem Subträgerausgang, der ausgebildet ist, um über den Dateneingang eingegebene sekundäre Daten nach einem Sekundär-Modulationsschema zu modulieren und zur Übertragung über einen Subträger in Form eines Subträgerdatenstromes über den Subträgerausgang auszugeben. Hierbei ist der Subträgerausgang des Sekundärdaten-Modulators mit einem weiteren Subträgereingang des IDFT-Moduls verbunden.
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Ein erfindungsgemäßer Sender kann auch ausschließlich zur erfindungsgemäßen Übertragung von Daten ausgebildet sein. Ein derartiger Sender benötigt keinen Primärdatenmodulator, sondern verfügt im Vergleich zu herkömmlichen Sendern lediglich über ein IDFT-Modul mit einer Anzahl von Subträgereingängen und einer gleichen Anzahl von Sendedatenausgängen, das ausgebildet ist, um aus den über die Subträgereingänge eingehenden Datenströmen mittels inverser diskreter Fouriertransformation Ausgangsdaten zu berechnen, die über die Sendedatenausgänge zum Senden ausgegeben werden.
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Ein derartiger Sender verfügt erfindungsgemäß über einen Sekundärdaten-Modulator mit einem Dateneingang und mindestens einem Subträgerausgang, der ausgebildet ist, um über den Dateneingang eingegebene sekundäre Daten nach einem Sekundär-Modulationsschema zu modulieren und zur Übertragung über den Subträger in Form eines Subträgerdatenstromes über den Subträgerausgang auszugeben. Hierbei ist der Subträgerausgang des Sekundärdaten-Modulators mit einem Subträgereingang der IDFT-Einheit verbunden, und alle nicht mit einem Subträgerausgang des Sekundärdaten-Modulators verbundene Subträgereingänge der IDFT-Einheit sind auf den konstanten Datenwert Null gesetzt.
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Der Sekundärdaten-Modulator eines erfindungsgemäßen Senders weist bevorzugt eine Spreizeinheit auf, die ausgebildet ist, um die sekundären Daten mit einem vorgegebenen Spreizcode zu modulieren.
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In weiteren Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Senders weist der Sekundärdaten-Modulator bevorzugt eine Skalierungseinheit auf, die ausgebildet ist, um die modulierten sekundären Daten mit einem vorgegebenen Skalierungsfaktor zu skalieren, derart, dass die Datenübertragung über den entsprechenden Subträger mit gegenüber der unskalierten Datenübertragung verringerter Sendeenergie erfolgt.
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Ein erfindungsgemäß ausgebildeter Empfänger hat wie herkömmliche Empfänger zunächst ein DFT-Modul mit einer Anzahl von Empfangsdateneingängen und einer gleichen Anzahl von Subträgerausgängen, das ausgebildet ist, um aus über die Empfangsdateneingänge eingegebenen empfangenen Daten mittels diskreter Fouriertransformation Subträgerdatenströme zu berechnen, die über die Subträgerausgänge ausgegeben werden.
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Ferner ist ein Primärdaten-Demodulator mit einer Mehrzahl von Subträgereingängen und einem Datenausgang vorhanden, der über die Subträgereingänge eingegebene Subträgerdatenströme nach einem Standard-Modulationsschema demoduliert und die demodulierten Teildatenströme zu einem Primärdatenstrom kombiniert, der über den Datenausgang ausgegeben wird.
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Hierbei ist jeder Subträgerausgang des DFT-Moduls mit genau einem der Subträgereingänge des Primärdaten-Demodulators verbunden und die Anzahl der Subträgerausgänge des DFT-Moduls ist größer als die Anzahl der Subträgereingänge des Primärdaten-Demodulators.
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Die Subträgereingänge des Primärdaten-Demodulators können so realisiert sein, dass der Primärdaten-Demodulator über einen Subträgereingang verfügt, der nacheinander mit den Subträgerausgängen des DFT-Moduls verbunden wird, um die Subträgerdatenströme des jeweiligen Subträgerausgangs des DFT-Moduls entgegenzunehmen und zu bearbeiten. Dies gilt insbesondere bei Ausführungen des Primärdaten-Demodulators und ggf. des DFT-Moduls in Form von Software. Diese Art der Realisierung ist dem Fachmann bekannt.
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Erfindungsgemäß umfasst der Empfänger weiterhin einen Sekundärdaten-Demodulator mit mindestens einem Subträgereingang und einem Datenausgang, der über den Subträgereingang eingegebene Subträgerdaten nach einem Sekundär-Modulationsschema demoduliert und in Form eines Sekundärdatenstromes über den Datenausgang ausgibt. Hierbei ist ein weiterer Subträgerausgang des DFT-Moduls mit dem Subträgereingang des Sekundärdaten-Demodulators verbunden.
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Ein erfindungsgemäßer Empfänger kann auch ausschließlich zum Empfang erfindungsgemäß übertragener Daten ausgebildet sein. Ein derartiger Empfänger weist im Vergleich zu herkömmlichen Empfängern keinen Primärdaten-Demodulator auf, sondern lediglich ein DFT-Modul mit einer Anzahl von Empfangsdateneingängen und einer gleichen Anzahl von Subträgerausgängen, das ausgebildet ist, um aus über die Empfangsdateneingänge eingegebenen empfangenen Daten mittels diskreter Fouriertransformation Subträgerdatenströme zu berechnen, die über die Subträgerausgänge ausgegeben werden.
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Dieser Empfänger hat einen einzigen Demodulator, nämlich einen Sekundärdaten-Demodulator mit mindestens einem Subträgereingang und einem Datenausgang, der ausgebildet ist, um über den Subträgereingang eingegebene Subträgerdaten nach einem Sekundär-Modulationsschema zu demodulieren und in Form eines Sekundärdatenstromes über den Datenausgang auszugeben. Hierbei ist ein Subträgerausgang des DFT-Moduls mit dem Subträgereingang des Sekundärdaten-Demodulators verbunden, und alle weiteren Subträgerausgänge der DFT-Einheit bleiben unverbunden.
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In einer Ausführungsform weist der Sekundärdaten-Demodulator eines erfindungsgemäßen Empfängers eine Entspreizeinheit auf, die ausgebildet ist, um den eingegebenen Subträgerdatenstrom mit einer vorgegebenen Spreizsequenz zu demodulieren.
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In weiteren Ausführungsformen umfasst der Sekundärdaten-Demodulator des Empfängers einen Integrator, der ausgebildet ist, um den Subträgerdatenstrom über einen vorgegebenen Spreizfaktor zu integrieren. Ferner weist der Sekundärdaten-Demodulator einen Entscheider auf, der ausgebildet ist, um gesendete Bits über Vorzeichenentscheidungen zu rekonstruieren.
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Eine erfindungsgemäße Transceivereinrichtung besteht aus einem erfindungsgemäßen Sender und einem erfindungsgemäßen Empfänger, wobei Sender und Empfänger bevorzugt als gemeinsame Einrichtung ausgebildet sind, insbesondere mit einer einzigen Antenne, sowie auf einem einzigen Mikroprozessor implementiert sind. Eine Transceivereinrichtung kann auch lediglich zur Übertragung von Daten über die erfindungsgemäß genutzten zweiten Subträger ausgebildet sein.
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Sender und Empfänger derartiger Transceivereinrichtungen sind bevorzugt für die Übertragung von primären Daten gemäß dem IEEE-Standard 802.11a und für die Übertragung von sekundären Daten über die von diesem Standard nicht genutzten Subträger 1 bis 6 und 60 bis 64 ausgebildet. Erfindungsgemäße Transceivereinrichtungen können nicht nur zur Implementierung in Access Points vorgesehen sein, sondern auch als Einsteckkarte für den Kartenschacht eines Notebooks oder Laptops, als Einbaueinrichtung für ein Mobilfunkendgerät oder als Drahtlosmodul (”Wireless Module”) ausgebildet sein, wobei Software-Anteile auf diesen Einrichtungen und/oder zum Installieren auf einem externen Mikroprozessor, beispielsweise dem eines Laptops, vorgesehen sein kann.
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Die erfindungswesentlichen Einheiten und Module der Sender, Empfänger bzw. Transceiver können in Hardware, Firmware, Software oder einer Kombination hieraus ausgeführt sein. Bei bevorzugten Ausführungsformen wird die benötigte Hardware für Sender und Empfänger bzw. Transceiver gegenüber herkömmlichen Einrichtungen für den 802.11a-Standard entweder nicht oder nur minimal verändert oder erweitert. Somit können innerhalb einer 802.11a-basierten Infrastruktur durch einfache und kostengünstige Erweiterung lediglich der Software die oben genannten Dienste zusätzlich realisiert werden. Der Aufbau einer zusätzlichen Infrastruktur für diese Dienste wird daher überflüssig.
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Weitere Aspekte, Vorteile und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der Figuren, von denen zeigt:
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1 eine Topologie eines Extended Service Set gemäß IEEE 802.11a mit erfindungsgemäß erweiterten Access Points und Mobilstationen;
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2 in Form eines funktionalen Blockschaltbildes eine Darstellung eines erfindungsgemäß ausgebildeten Sender/Empfängerpaares aus der 1;
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3 die erfindungswesentlichen funktionalen Komponenten des Spreizmodulators des Senders der 2;
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4 in schematischer Form eine einem Leistungsdichtespektrum entsprechende Darstellung für einige Subträger des Senders der 2;
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5 die erfindungswesentlichen funktionalen Komponenten des Spreizdemodulators des Empfängers der 2;
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6 (Stand der Technik) eine Veranschaulichung der unbenutzten Subträger in einem IEEE 802.11a-System;
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7 (Stand der Technik) eine Darstellung der in den USA gemäß dem Standard 802.11a im Frequenzband zwischen 5150 MHz und 5350 MHz verwendbaren Datenübertragungskanäle;
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8 (Stand der Technik) die spektrale Sendemaske eines der Datenübertragungskanäle der 7;
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9 (Stand der Technik) eine Veranschaulichung der Auswirkung einer Spreiz-/Entspreizoperation im Frequenzbereich.
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In 1 ist als Ausführungsbeispiel ein drahtloses Netz schematisch dargestellt, d. h. ein WLAN gemäß IEEE 802.11a.
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Das Netz besteht aus insgesamt drei Access Points AP1, AP2 und AP3, die über ein festes Netz, ein sogenanntes Distribution System DS, miteinander verbunden sind. Mehrere mobile Stationen MS1 bis MS6 kommunizieren drahtlos mit den festen Stationen AP1 bis AP3 gemäß 802.11a. Gemäß der Nomenklatur von 802.11 ist das in 1 dargestellte Netz ein Extended Service Set ESS.
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Die Mobilstationen sowie Access Points der 1 sind gemäß der Erfindung zur Verwendung der bei IEEE 802.11a ungenutzten Subträger zur Übertragung weiterer, sekundärer Daten neben den gemäß WLAN-Standard primär übertragenen Daten vorgesehen. Das erfindungsgemäße Verfahren beeinträchtigt in keiner Weise die standardgemäße Datenübertragung. So können ohne weiteres herkömmliche und erfindungsgemäß ausgebildete Sende-/Empfangseinrichtungen in einem Netz wie dem in 1 gezeigten ESS gemeinsam betrieben und genutzt werden.
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Die Erläuterung einer Reihe von Anwendungsbeispielen erfolgt weiter unten. Zunächst wird anhand der 2 der funktionale Aufbau eines Senders 10 und eines Empfängers 12 einer der in der 1 gezeigten Stationen bzw. Access Points erläutert.
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Im Sender 10 werden wie bei herkömmlichen Sendern die gemäß dem Standard 802.11a übertragenen, primären Daten 14 der physikalischen Schicht einem Primärdaten-Datenmodulator 16 über dessen Dateneingang 18 zugeführt. Im Datenmodulator 16 werden die Daten moduliert, und zwar gemäß dem IEEE 802.11a – Standard nach einem auf der Quadraturamplitudenmodulation QAM basierenden Modulationsschema (nicht dargestellt). Konkret wird der primäre Datenstrom 14 in 48 Teildatenströme aufgeteilt und jeder dieser Teildatenströme einzeln 16QAM-moduliert. Die modulierten Teildatenströme werden sodann als 48 Subträgerdatenströme über die Subträgerausgänge 20 ausgegeben.
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Die Subträgerausgänge 20 sind mit Subträgereingängen 22 eines als solchen ebenfalls bekannten IDFT-Moduls 24 verbunden, wobei das Modul über 64 Subträgereingänge 22 verfügt, von denen nach dem Stand der Technik 16 unverbunden bzw. auf einen konstanten Datenwert von Null gesetzt werden würden.
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Bei der 2 handelt es sich um eine funktionale Darstellung, bei der die Subträgerausgänge 20 des Primärdaten-Modulators 16 als parallel vorliegend dargestellt sind. Sowohl der Modulator 16 als auch das IDFT-Modul 24 sind in Software ausgeführt. Hierbei verfügt der Primärdaten-Modulator, bezogen auf die softwaretechnische Organisation, über einen (logischen) Subträgerausgang, der nacheinander mit den Subträgereingängen des IDFT-Moduls 24 verbunden wird, um die Subträgerdatenströme dem jeweiligen Subträgereingang des IDFT-Moduls zuzuführen. Die Eingänge 22 sind von daher genauer als ”quasi-parallel” vorliegend anzusehen. Diese Art der Realisierung ist jedoch dem Fachmann wohlbekannt, weshalb in dem vorliegenden Dokument knapper nur so auf die Ausgänge 22 Bezug genommen wird, als ob diese parallel vorliegen würden.
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Im IDFT-Modul 24 werden aus den über die Subträgereingänge eingehenden Subträgerdatenströmen mittels inverser diskreter Fouriertransformation Ausgangsdaten berechnet, die über 64 Sendedatenausgänge zum Senden ausgegeben werden. Die über die Subträgereingänge eingehenden Datenströme werden also als Datenpakete behandelt, die jeweils über unterschiedliche Frequenzbereiche bzw. unterschiedliche Subträger zu übermitteln sind. Durch die inverse Fouriertransformation erfolgt eine Umsetzung in den Zeitbereich, d. h. es werden konkrete Signalfolgen zur Ansteuerung der Antenne (nicht gezeigt) berechnet, die dem IDFT-Modul nachgeschaltet ist.
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Der Sender 10 hat als weitere Einheit einen Sekundärdaten-Modulator 28. Diesem werden sekundäre Daten 29, die über die unbenutzten Sub-Träger übertragen werden sollen, über einen Dateneingang 30 zugeführt. Im Modulator 28 werden die sekundären Daten in zwei Teildatenströme aufgeteilt, von denen jeder gespreizt und skaliert wird, wie weiter unten genauer beschrieben wird. Die in dieser Weise modulierten sekundären Daten werden sodann über zwei Subträgerausgänge 32 ausgegeben. Für das parallele bzw. quasi-parallele Vorliegen der Subträgerausgänge 32 gilt das oben in Bezug auf die Subträgerausgänge 20 gesagte entsprechend.
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Die Ausgänge 32 sind mit herkömmlich unbenutzten Subträgereingängen 22' des IDFT-Moduls 24 verbunden. Zur Erzeugung des Sendesignals mittels der IDFT (inverse diskrete Fouriertransformation) werden die 48 Subcarrier mit den normalen WLAN-Daten (Subträgereingänge 22) und die Daten der zusätzlichen (und sonst nicht benutzten) Subcarrier (Subträgereingänge 22') verwendet, welche ebenfalls übertragen werden sollen. Alle anderen Subcarrier bleiben weiterhin bei „Null” (im Beispiel also 10 weitere Eingänge; diese sind aus Gründen der Klarheit nicht mit eingezeichnet). Es muss nur wie bei jedem IEEE 802.11a-konformen Sender sicher gestellt sein, dass insgesamt 64 Eingangswerte für die IDFT vorhanden sind. Durch die bei IEEE 802.11a verwendete OFDM-basierte Modulation sind die einzelnen, ersten und zweiten Subträger per se orthogonal, so dass bei Verwendung der herkömmlich ungenutzten Subträger am Rand des Spektrums eines Datenübertragungskanals keine Beeinflussung der Datenübertragung der anderen Subträger des gleichen Kanals auftritt.
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Bei der Verarbeitung im IDFT-Modul 24 können (in diesem Beispiel) zwei der bisher auf den Datenwert Null gesetzten Eingangsgrößen bei jeder Fouriertransformation nunmehr gegenüber herkömmlichen Modulen von Null verschiedene Werte aufweisen. An der Arbeitweise des Moduls 24 ändert sich durch diese beiden zusätzlichen Datenströme jedoch nichts gegenüber herkömmlichen Sendern, d. h. es wird wie bisher eine Fouriertransformation mit den Eingangsdaten durchgeführt.
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Wesentliche Komponenten des Sekundärdaten- bzw. Spreizmodulators 28 der 2 sind in der 3 für einen der beiden Teildatenströme schematisch dargestellt. Die eingegebenen sekundären Daten werden z. B. zunächst, genau wie die primären Daten im Primärdaten-Modulator 16, 16QAM-moduliert. Die sich ergebende Datenfolge {d(k)} mit (in diesem Beispiel) einer Rate von 2.5 kbit/s wird in einer Spreizeinheit 34 mit einer fest vorgegebenen Folge {s(n)}, d. h. einer Spreizsequenz bzw. einem Spreizcode, der Länge 100 (Spreizfaktor SF = 100) gespreizt, um auf eine Inputrate von 250 kHz bei der IDFT von WLAN 802.11a zu kommen (ein OFDM-Symbol hat eine Länge von 4 μs, dies entspricht einer Frequenz von 250 kHz; mit dieser Frequenz muss pro Sub-Carrier ein neuer Wert als Input für die 64-Punkt-IDFT bereitgestellt werden).
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Die Auswirkungen einer Bandspreizung mittels eines Spreizcodes im Frequenzbereich sind allgemein in 9 dargestellt. Aus einem einzelnen Infobit (Signal S1) wird eine ganze Folge von sog. Chips, die in Summe den gleichen Informationsgehalt haben. Die Anzahl der Chips, die ein einzelnes Bit repräsentieren, wird als Spreizfaktor SF bezeichnet. Z. B wird aus einer BPSK modulierten Bitfolge von 256 kbit/s mit einem Spreizfaktor (SF) von 8 eine BPSK modulierte Chipfolge von 2 Mchip/s.
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Im Spektrum macht sich die Spreizoperation dadurch bemerkbar, dass zum einem das Spektrum des gespreizten Signals breiter wird, sich die Amplitude aber im gleichen Maß verringert (Signal r1 in 9). Bei SF = 8 bedeutet dies eine Verminderung um 20·log10(8) = 18 dB. Dieser Wert wird auch als Spreizgewinn bezeichnet. Gleichzeitig erhöht sich die benötigte Bandbreite auf das Achtfache.
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Auch wenn also an den kritischen Punkten des Sendesignal-Spektrums, z. B. fc + 11 MHz und fc – 11 MHz in 8, nur noch ein kleiner Abstand (z. B. 1 dB) bis zur Sendemaske vorhanden ist, kann ein entsprechendes Modulationsschema für die Subträger ausgewählt werden, welches insbesondere eine Spreizung wie hier beschrieben umfasst.
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Empfängerseitig wird die originale Bitfolge wieder hergestellt (Entspreizung, unteres Drittel der 9), in dem das gespreizte Signal mit der gleichen Sequenz wie beim Spreizen multipliziert und über eine Bitdauer integriert wird. Die Folge bzw. Spreizsequenz, mit der ge- bzw. entspreizt wird, hat eine feste Länge, welche durch den Spreizfaktor gegeben ist, und wiederholt sich für jedes Bit.
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Wie in der 3 dargestellt, weist der Spreizmodulator 28 weiter eine Skalierungseinheit 36 auf. Diese dient dazu, die modulierten, d. h. gespreizten, sekundären Daten {d(n)} mit einem vorgegebenen Skalierungsfaktor a zu skalieren. Die Skalierung bewirkt, dass die Datenübertragung über den entsprechenden Subträger mit gegenüber der unskalierten Datenübertragung verringerter Sendeenergie erfolgt.
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Die Skalierung mit einem Faktor a = 1/SF < l ist notwendig, um den spektralen Anforderungen zu genügen, d. h. die Übertragung über die herkömmlich nicht benutzten Sub-Carrier 22' erfolgt mit einer wesentlich geringeren Energie als die der übrigen Subträger. Das Spektrum eines OFDM-Signals entsteht dadurch, dass die sin x/x-förmigen Spektren der einzelnen Subträger summiert werden.
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Die 4 zeigt für diesen Zusammenhang beispielhaft das Ergebnis einer numerischen schnellen Fouriertransformation (”Fast Fourier Transformation”, FFT). Auf der X-Achse sind die Stützpunkte der FFT angegeben, auf der Y-Achse die numerischen, einheitenlosen Werte der FFT. Ein Bezug zu physikalischen Größen kann hergestellt werden, indem den Stützpunkten der X-Achse Frequenzen zugewiesen werden und etwa dem maximalen Wert der Y-Achse (dem Wert 1.0) ein Wert von 0 dBm/Hz zugewiesen wird. Alle kleineren Werte auf der Y-Achse hätten dann relative dB-Werte.
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In der 4 sind zwei normale, erste Sub-Carrier und ein erfindungsgemäß verwendeter, zweiter Subträger mit niedriger Energie dargestellt. Es ist kein Summensignal dargestellt, nur die Beiträge der einzelnen Subträger. Bei dem Subträger mit niedriger Energie ist außerdem ein Spreizcode mit SF = 10 verwendet worden. Es ist ohne weiteres erkennbar, dass diese Subträger bei Verwendung eines ungespreizten Modulationsschemas und mit der gleichen Sendeenergie wie die beiden anderen Subträger zu einer Überschreitung der Sendemaske führen würden (schematisch für den linken Rand des Spektrums in 4 eingezeichnet).
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Durch die erfindungsgemäße Modulation geht der Sub-Carrier im Leistungsdichtspektrum mit zunehmender Entfernung von seiner Trägerfrequenz sehr schnell im Rauschen unter und trägt nur sehr wenig zum gesamten Sendesignal des OFDM-Spektrums bei. Man erkennt auch, dass bei einem SF von z. B. 100 der maximale Peak um 40 dB niedriger ausfällt als die der normalen Sub-Carrier. Damit kann die Sendemaske für 802.11a eingehalten werden.
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Empfangsseitig können die sekundären Daten der zweiten Subträger auch nur mit Hilfe der Bandspreiztechnik wieder gewonnen werden (vgl. das oben anhand der 9 Gesagte).
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Zunächst wird jedoch der Aufbau des Empfängers 12 beschrieben, so wie er herkömmlich bekannt ist. Die von einer nicht gezeigten Antenne empfangenen Signale werden in Form von 64 Empfangsdatenströmen einem DFT-Modul 38 mit 64 Empfangsdateneingängen 39 zugeführt, wie dies dem Fachmann aus dem IEEE 802.11a-Umfeld bekannt ist. Das DFT-Modul 38 berechnet aus den empfangenen Daten mittels diskreter Fouriertransformation Subträgerdatenströme, die die empfangenen Daten in der Frequenzdomäne repräsentieren. Die Subträgerdatenströme werden an 64 Subträgerausgängen bereitgestellt. Herkömmlich sind allerdings diejenigen Subträgerausgänge, die den randständigen Subträgern eines 802.11a-Kanals entsprechen (vgl. 6) mit keiner weiteren Verarbeitungseinheit verbunden, d. h. die Daten werden verworfen (diese Subträgerausgänge sind zur Klarheit fortgelassen).
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Nur 48 der Subträgerausgänge, in 2 mit dem Bezugszeichen 40 bezeichnet, sind mit den 48 Subträgereingängen 41 eines Primärdaten-Demodulators 42 verbunden. Dieser demoduliert die Subträgerdatenströme jeweils nach dem Standard-Modulationsschema 16QAM für 802.11a-Systeme. Die demodulierten Teildatenströme werden sodann zu einem Datenstrom kombiniert und als primäre Daten 14' über den Datenausgang 44 ausgegeben.
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Für die Subträgereingänge 41 des Demodulators 42 gilt sinngemäß das oben zu den Subträgerausgängen 20 bzw. 32 gesagte: Sowohl der Demodulator 42 als auch das DFT-Modul 38 sind in Software ausgeführt. Hierbei verfügt der Primärdaten-Demodulator, bezogen auf die softwaretechnische Organisation, über einen (logischen) Subträgereingang, der nacheinander mit den Subträgerausgängen des DFT-Moduls 38 verbunden wird, um die jeweiligen Subträgerdatenströme dem DFT-Modul 38 zur Weiterverarbeitung zu entnehmen. Die Eingänge 41 sind von daher genauer als ”quasi-parallel” vorliegend anzusehen, jedoch wird in dem vorliegenden Dokument aus Klarheitsgründen nur so auf die Ausgänge 41 Bezug genommen, als ob diese parallel vorliegen würden.
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Der Empfänger 12 wird nun erfindungsgemäß zur Übertragung sekundärer Daten über die bisher nicht genutzten Subträger um einen Sekundärdaten- bzw. Spreizdemodulator 46 ergänzt.
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Dieser verfügt über zwei Subträgereingänge 48, die mit zwei Ausgängen 40' der herkömmlich ungenutzten Subträgerausgänge des DFT-Moduls 38 verbunden sind. Der Spreizdemodulator 46 demoduliert die über die Subträgereingänge eingegebenen Subträgerdaten nach einem Sekundär-Modulationsschema, wie unten genauer geschildert. Die demodulierten Teildatenströme werden kombiniert und als sekundäre Daten 29' über einen Datenausgang 50 ausgegeben.
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5 zeigt den funktionalen Aufbau des Spreizdemodulators 46 für einen der beiden über die Eingänge 48 empfangenen Subträgerdatenströme. Nur durch die Nutzung des Spreizgewinns beim Entspreizen lässt sich aus dem schwachen und verrauschten (weil mit einer um einen Faktor 1/a geringeren Sendeenergie übertragenen, vgl. 4 und die obige Diskussion) Signal des Sub-Trägers die Information sicher demodulieren, da sich die Rauschleistung durch das Entspreizen nicht erhöht.
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Das auf dem Subträger empfangene Signal {m(n)} wird in einer Entspreizeinheit 52 mit der Spreizfolge {s(n)} multipliziert (der gleichen, vorgegebenen Sequenz wie in der Spreizeinheit 34 des Senders 10).
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Der sich ergebende Datenstrom wird in einem Integrator 54 über die Dauer eines Bit integriert (also über SF = 100 Chips). Schließlich wird in einem Entscheider (56) mittels einer Vorzeichenentscheidung über das Vorzeichen des gesendeten Bits entschieden und das gesendete Bit so rekonstruiert. Der sich ergebende Datenstrom {d(k)} wird schließlich gemäß dem bekannten Demodulationsschemata für 16QAM demoduliert und mit dem entsprechend behandelten weiteren Datenstrom kombiniert und schließlich über den Ausgang 50 ausgegeben.
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Nachfolgend werden anhand des in 1 dargestellten Extended Service Set ESS einige Anwendungsbeispiele auf Dienstebene beschrieben.
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Ausführungsbeispiel 1:
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In diesem Anwendungsbeispiel werden die herkömmlich nicht genutzten Subträger eingesetzt, um eine Ortsbestimmung der mobilen Stationen zu ermöglichen. Dazu wird angenommen, dass die Positionen der ortsfesten APs bekannt sind. Auf einem oder mehreren der durch den Standard 802.11a ungenutzten Subträger (z. B. Subträger Nummer 5, vgl. 6) wird nun von den Access Points AP1 bis AP3 ein Positionssignal ausgesendet. Dieses kann entweder kontinuierlich oder periodisch ausgesendet werden. Die Mobilstationen messen z. B. die Zeitdifferenzen der unterschiedlichen Positionssignale beim Empfang. Mit diesen Zeitdifferenzmessungen und mit den bekannten Positionen der APs kann die Position der jeweiligen Mobilstation bestimmt werden. Dieses Verfahren ist als solches unter dem Begriff „Observed Time Difference of Arrival” dem Fachmann bekannt.
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Ausführungsbeispiel 2:
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In dem ESS gemäß 1 tritt die Situation auf, dass MS3 einen Notruf an AP1 senden will, aber entweder gemäß der 802.11-Zugriffsprozedur auf die Luftschnittstelle nicht zugreifen kann (weil andere Stationen z. B. die Luftschnittstelle blockieren), oder nicht bei AP1 angemeldet ist (z. B. wenn MS3 ein nicht registrierter Nutzer für das bestehende ESS ist). MS3 sendet nun z. B. auf dem Subträger Nummer 4 ein Notrufindikatorsignal (NRIS).
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Nach Detektion des NRIS am AP1 kann der AP1 entweder alle normalen Datentransfers beenden und MS3 somit ermöglichen, über die Luftschnittstelle gemäß IEEE 802.11a einen Notruf abzusetzen. Oder der komplette Notruf wird über die nicht benutzten Subträger (z. B. Subträger Nr. 4 oder einen weiteren Subträger, z. B. Nr. 5) abgewickelt. In diesem Fall wäre es möglich, ein Notrufsystem aufzubauen, das die Frequenzen von 802.11a benutzt, ohne dass das 802.11a-System selbst beeinträchtigt wird.
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Ausführungsbeispiel 3:
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Ausgehend von dem ESS nach 1, werden die herkömmlich nicht benutzen Subträger des 802.11a-Systems benutzt, um einen Gruppenruf-Dienst zu realisieren. Jeder Gruppe wird dabei ein bestimmter Subträger zugewiesen. Die einer bestimmten Gruppe zugeordneten Mobilstationen versuchen, entweder kontinuierlich oder in bestimmten Zeitabständen, ein Signal auf dem für die jeweilige Gruppe allokierten Subträger zu detektieren. Bei erfolgreicher Detektion wird entweder die darin enthaltene Information weiterverarbeitet (betreffend etwa das Anzeigen einer Nachricht auf einem Display der Mobilstation) oder es erfolgt eine Benachrichtigung, dass ein Gruppenruf erfolgte, etwa durch ein optisches oder akustisches Signal.
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Ausführungsbeispiel 4:
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Die vom 802.11a-System nicht benutzten Subträger können auch verwendet werden, um Paging-Signale von einem Mobilfunksystemen zu übertragen. Ein Anwendungsfall hierfür besteht bei Mobilstationen, die gleichzeitig als Mobilfunkgeräte ausgebildet sind. Derartige Geräte, die Signale gemäß mehreren Standards empfangen können sind bekannt, bspw. als SDR-Terminals (”Software Defined Radio”) oder Multimode-Terminals. Durch die Erfindung ist es möglich, dass solche Geräte am Mobilfunknetz angemeldet sind, ohne dass Ressourcen für das periodische Empfangen von Paging-Signalen benötigt werden. Erst nachdem auf den erfindungsgemäß verwendeten Subträgern des 8021.11a-Systems ein Paging-Signal empfangen wurde, werden die entsprechenden Ressourcen aktiviert, um z. B. einen Telefonanruf über ein Mobilfunknetz entgegenzunehmen.
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Ausführungsbeispiel 5:
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Die herkömmlich nicht benutzten Subträger können auch dazu verwendet werden, um Daten zu übertragen, wie etwa Messsignale von Sensoren (Temperatur, Luftdruck), Zählimpulse (Lichtschranke) oder auch für eine Rufanlage. Zahlreiche vorteilhafte Anwendungen etwa in Prozesssteuerungsanlagen sind hier denkbar.
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Alle aufgeführten Beispiele können einfach dahingehend modifiziert werden, dass gar kein komplettes 802.11a-fähiges Gerät bzw. eine derartige Mobilstation vorhanden ist. Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens müssen lediglich die Funktionen bzw. entsprechenden Bauteile vorhanden sein, die zum Empfang von Daten über die durch das 802.11a-System nicht genutzten Sub-Träger benötigt werden.
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Weiterhin können für die Datenübertragung über die bei 802.11a nicht benutzten Subträger Modulationsschemata verwendet werden, die unabhängig von dem Modulationsschema sind, welches für eine aktuelle Übertragung gemäß 802.11a verwendet wird. Bspw. kann die Datenübertragung innerhalb des 802.11a-Systems mit 16QAM stattfinden (alle ”normalen” bzw. für die Übertragung von primären Daten vorgesehenen Subträger werden damit moduliert), während für die erfindungsgemäße Datenübertragung über die durch das 802.11a-System nicht genutzten Subträger BPSK (”Binary Phase Shift Keying”) verwendet wird.
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Zusätzlich zu den im 802.11a-Standard für die vorgesehenen Modulationsverfahren (BPSK, QPSK, 16QAM und 64QAM) können für die unbenutzten Subträger auch andere grundlegende Schemata angewendet werden, insbesondere in Kombination mit Bandspreizverfahren.
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Selbstverständlich können statt den oben beispielhaft angegebenen Spreizfaktoren und Spreizsequenzen ganz andere verwendet werden, die an den konkret vorliegenden Standard oder den zu realisierenden Dienst oder weitere Faktoren angepasst sind.
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Obwohl die Beispiele sich auf den IEEE 802.11a-Standard beziehen, ist die Erfindung auch für ganz andere FDM-basierte Übertragungsverfahren verwendbar, bei denen Subträger unbenutzt bleiben.
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Im Schutzbereich der Erfindung, der ausschließlich durch die nachfolgenden Ansprüche angegeben wird, sind durch fachmännisches Handeln noch viele weitere Ausführungsformen der Erfindung denkbar.
