DE10237136C1 - Verfahren zum Betrieb eines Funksystems sowie sendende Station und Funksystem - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Funksystems mit Stationen, die zumindest teilweise mit einer Richtantenne ausgestattet sind sowie eine entsprechende sendende Station und ein entsprechendes Funksystem. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betrieb eines Funksystems mit Stationen MS1, MS2, MS3, MS4 ist eine erste sendende Station MS1 mit einer Richtantenne RA ausgestattet. Die erste sendende Station MS1 sieht eine Übertragung von Daten D1 an eine erste empfangende Station MS3 mittels der Richtantenne RA in einem ersten räumlichen Funkbereich F1 vor und sendet eine Richtungsinformation RI rund, der entnehmbar ist, in welche Raumrichtung DOLLAR I1 sie die Übertragung der Daten D1 vorsieht. Anhand der rundgesendeten Richtungsinformation RI können Übertragungsressourcen vorteilhaft belegt werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Funk­ systems mit Stationen die zumindest teilweise mit einer Richtantenne ausgestattet sind sowie eine entsprechende sen­ dende Station und ein entsprechendes Funksystem.

In Funksystemen werden sowohl Signalisierungsdaten bzw. Orga­ nisationsinformationen (beispielsweise Steuersignale oder In­ formationen über die Qualität der Verbindung) als auch Nutz­ daten (beispielsweise Sprache, Bildinformationen oder andere Daten) mittels elektromagnetischer Wellen über eine Funk­ schnittstelle zwischen sendender und empfangender Station übertragen.

Funksysteme sind beispielsweise zellulare Mobilfunksysteme wie das GSM (Global System for Mobile communications) und das UM. TS (Universal Mobile Telecommunications System). Hier wer­ den Daten und Datenpakete aus dem Festnetz mittels Basisstationen, die eine zel­ lulare Struktur definieren, über eine Luft­ schnittstelle zu Mobilstationen übertragen. Die Basisstatio­ nen verfügen dabei über omnidirektionale, d. h. in alle Raum­ richtungen abstrahlende, Antennen und/oder über Richtanten­ nen, mit denen eine Abstrahlung der Funksignale in eine defi­ nierte Richtung ermöglicht wird.

Weiterhin sind drahtlose lokale Netze (Wireless Local Area Networks - WLANs) bekannt, für die zwei grundlegende Be­ triebsarten existieren:

• 1. Über ein Infrastrukturnetz wird ein Zugang zu anderen Netzen und somit Datentransfer zwischen verschiedenen Funknetzen ermöglicht. Das Infrastrukturnetz kann darüber hinaus für die Steuerung des Zugriffs auf die Netzwerk­ komponenten der beteiligten Netze verantwortlich sein.
• 2. In Form eines selbstorganisierenden Netzes (auch Ad-hoc- Netz genannt) wird auf eine Infrastruktur verzichtet. Teilnehmergeräte eines selbstorganisierenden Netzes kön­ nen miteinander kommunizieren, sofern sie im gegenseiti­ gen Funkbereich liegen oder weitere Teilnehmergeräte die Daten weiterleiten können. Zugang zu anderen Netzen ist in Kombination mit einem Infrastrukturnetz möglich.

Wird ein drahtloses lokales Netz über ein Infrastrukturnetz realisiert, so findet eine Kommunikation zwischen Teilnehmer­ geräten und Zugangspunkten statt, wobei die Zugangspunkte zu­ sätzlich zur Steuerung der Funkübertragung auch die Verbin­ dung zu anderen leitungsgebundenen oder drahtlosen Netzen herstellen.

In selbstorganisierenden Netzen sind mehrere Teilnehmergeräte in der Lage, auch ohne Zugangspunkte eine Funkverbindung un­ tereinander aufzubauen. Die Verbindung zwischen zwei Teilneh­ mergeräten erfolgt dabei entweder direkt oder bei größeren Entfernungen über weitere gleichartige Teilnehmergeräte, die für diese Verbindung Relaisstationen bilden. Die Teilnehmer­ geräte eines selbstorganisierenden Netzes können mobile Sta­ tionen (beispielsweise Mobilfunkgeräte von Personen oder in Verkehrsfahrzeugen) und/oder vorwiegend stationäre Stationen (beispielsweise Computer, Drucker, Haushaltsgeräte) sein. Selbstorganisierenden Netze sind beispielsweise in drahtlosen lokalen Netzen wie HiperLAN und IEEE 802.11 realisiert. An­ wendung finden solche drahtlosen lokalen Netze nicht nur in den üblichen Internet- und Telematikbereichen sondern auch im Bereich der Inter-Fahrzeugkommunikation, wie z. B. bei Syste­ men zur Gefahrenwarnungen oder kooperativen Fahrerassistenz­ systemen.

In selbstorganisierenden Netzen mit Rahmenstruktur erfolgt der Zugriff auf die Funkschnittstelle in Übertragungsrahmen. Dabei signalisiert ein erstes Teilnehmergerät mit Sendewunsch während einer Signalisierungsphase eines Übertragungsrahmens, in welchem Zeitintervall es in der nachfolgenden Datenüber­ tragungsphase des Übertragungsrahmens Daten übertragen will. Weitere Teilnehmergeräte im Funkbereich des ersten Teilneh­ mergeräts, die ebenfalls in der Datenübertragungsphase des Zeitrahmens senden wollen, empfangen die Information über das Zeitintervall und reservieren nacheinander weitere Zeitinter­ valle in der Datenübertragungsphase. Die einzelnen Zeitinter­ valle werden innerhalb der Datenübertragungsphase des Über­ tragungsrahmens aneinander gereiht. Die maximale Menge an Da­ ten, die während einer Datenübertragungsphase eines Übertra­ gungsrahmens gesendet werden kann, ist dabei durch die Länge der Datenübertragungsphase bestimmt. Im Extremfall überträgt nur ein Teilnehmer pro Datenübertragungsphase, so dass die Teilnehmer über mehrere Datenübertragungsphasen verteilt wer­ den. Für den einzelnen Teilnehmer können so Übertragungspau­ sen von einigen Datenübertragungsphasen entstehen.

In Y.-B. Ko et al., "Medium Access Control Protocols Using Directional Antennas in Ad Hoc Networks", Proceedings of the IEEE INFOCOM 2000, März 2000, wird in einem Ad-hoc-Netz, in dem alle Stationen mehrere Richtantennen besitzen, eine Ver­ bindungsanfrage (RTS: Request-to-send) von einer ersten Sta­ tion an eine zweite Station über eine Richtantenne ausgesen­ det. Zusammen mit der Verbindungsanfrage übermittelt die ers­ te Station ihre physikalische Position sowie die Dauer der Datenübertragung. Bestätigt die zweite Station die Verbin­ dungsanfrage, so überträgt die erste Station für die angege­ bene Dauer ihre Daten an die zweite Station. Empfängt eine dritte Station die Verbindungsanfrage der ersten Station, so blockiert die dritte Station ihre Richtantenne, die in Rich­ tung der ersten Station zeigt, während der Datenübertragung von der ersten Station an die zweite Station. Richtantennen, die nicht in Richtung der ersten Station zeigen, kann die dritte Station während der Datenübertragung von der ersten Station an die zweite Station verwenden.

R. R. Choudhury beschreibt in "Using Directional Antennas for Medium Access Control in Ad hoc Networks", Technical Report der Texas A University an BBN Technologies, März 2002, ein Ad-hoc-Netz mit Stationen mit Antennensystemen, die entweder im Omni oder im Directional Mode betrieben werden können. Om­ ni Mode bedeutet, es wird omnidirektional ausschließlich emp­ fangen, d. h. Senden ist omnidirektional nicht möglich. Direc­ tional Mode heißt, dass bezüglich einer vorgebbaren Richtung sowohl gesendet als auch empfangen werden kann. Eine erste Station, die senden möchte, schickt im Directional Mode eine Verbindungsanfrage in die Richtung einer zweiten Station. Da alle Stationen des Ad-hoc-Netzes Antennen besitzen, die an­ hand eines empfangenen Signals die Richtung bestimmen können, aus der das Signal kam, kann auch die zweite Station mittels einer Richtantenne, die auf die erste Station ausgerichtet ist, der ersten Station die Verbindungsanfrage bestätigen. Daraufhin überträgt die erste Station Daten an die zweite Station. Empfängt eine andere Station, die sich im Omni Mode befindet die Verbindungsanfrage der ersten Station, so be­ rechnet Sie die Richtung, aus der das Signal kam und verhin­ dert eine eigene Datenübertragung in Richtung der ersten Sta­ tion, während diese Daten an die zweite Station überträgt.

Eine Belegung von Übertragungsressourcen kann auch wie in dem Artikel von Soheila V. Bana und Pravin Varaiya, "Space Divi­ sion Multiple Access (SDMA) for Robust Ad hoc Vehicle Commu­ nication Networks", IEEE fourth international conference on intelligent transportation systems, beschrieben ist, aufgrund der geografischen Position einer Station mit Sendewunsch er­ folgen. In diesem Artikel wird ein SDMA-Verfahren beschrie­ ben, bei dem jeder geografischen Position bzw. Fläche eins zu eins ein Zeitintervall oder eine Frequenz zugeordnet wird. Wird einer Station mit Sendewunsch ein bestimmtes Zeitinter­ vall zugewiesen, dann ergibt sich die zeitliche Lage des Zeitintervalls relativ zu weiteren Zeitintervallen direkt aus der geografischen Position der Station mit Sendewunsch.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren, eine sendende Station und ein Funksystem an­ zugeben, mit denen Übertragungsressourcen besser genutzt werden können.

Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1, hinsichtlich der sendenden Station mit den Merkmalen nach Anspruch 13 und hinsichtlich des Funksystems mit den Merkmalen nach Anspruch 14 gelöst.

Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung sind Ge­ genstand der abhängigen Ansprüche.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betrieb eines Funk­ systems mit Stationen ist eine erste sendende Station mit ei­ ner Richtantenne ausgestattet. Die erste sendende Station sieht eine Übertragung von Daten an eine erste empfangende Station mittels der Richtantenne in einem ersten räumlichen Funkbereich vor und sendet eine Richtungsinformation rund (Broadcasting), der entnehmbar ist, in welche Raumrichtung sie die Übertragung der Daten vorsieht. Anhand der rundgesen­ deten Richtungsinformation können Übertragungsressourcen vor­ teilhaft belegt werden. Beispielsweise kann bei einem zentral gesteuerten Zugriffsverfahren eine Kontrollstation, die von mehreren Stationen eine entsprechende Richtungsinformation empfängt, diese Richtungsinformationen für die Belegung von Übertragungsressourcen durch die Stationen berücksichtigen. Ferner kann eine Kontrollstation in einem dezentral organi­ sierten System die Richtungsinformationen mehrerer Stationen empfangen und in einem Rundsenderuf an alle Stationen weiter­ leiten oder selbst Übertragungsressourcen entsprechend den Richtungsinformationen belegen.

Empfängt insbesondere eine zweite sendende Station die Rich­ tungsinformation, so wird in vorteilhafter Weise die Rich­ tungsinformation für ihre Belegung von Übertragungsressourcen berücksichtigt. Die zweite sendende Station kann z. B. in günstiger Weise Übertragungsressourcen für ihre eigene Daten­ übertragung belegen.

Ist die zweite sendende Station mit einer Richtantenne aus­ gestattet und sieht sie eine Übertragung von Daten an eine zweite empfangende Station mittels ihrer Richtantenne in ei­ nem zweiten räumlichen Funkbereich vor, dann ist es von Vor­ teil, dass die zweite sendende Station anhand der Richtungs­ information der ersten sendenden Station überprüft, ob der erste und der zweite räumliche Funkbereich bei einer der emp­ fangenden Stationen überlappen. Die erste und zweite sendende Station können ihre Daten dann erfindungsgemäß derart über­ tragen, dass die Übertragung nur dann zeitgleich erfolgt, falls der erste und der zweite räumliche Funkbereich bei kei­ ner der empfangenden Stationen überlappen. Auf diese Weise können, im Fall geeigneter erster und zweiter Funkbereiche, Daten zeitgleich übertragen werden, die ohne die Erfindung nacheinander übertragen werden müssten.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung er­ gibt sich, wenn die zweite sendende Station (ebenfalls) eine Richtungsinformation rundsendet, der entnehmbar ist, in wel­ che Raumrichtung sie die Übertragung ihrer Daten vorsieht. Weitere Stationen haben nun die Möglichkeit, die Richtungsin­ formation der ersten und zweiten sendenden Station zu empfan­ gen und können ihre Übertragungsressourcen unter Auswertung der beiden Richtungsinformationen belegen.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung senden die Stationen des Funksystems eine Positionsinformation über ihre geografische Position rund. Dieses Signal kann von allen Sta­ tionen empfangen werden und zusammen mit einer Richtungsin­ formation von sendenden Stationen zur Belegung von Übertra­ gungsressourcen, insbesondere zur Überprüfung der Überlappung der räumlichen Funkbereiche, verwendet werden.

Vorteilhafter Weise sendet die erste sendende Station eine Information über ein zur Übertragung ihrer Daten an die erste empfangende Station vorgesehenes Zeitintervall rund. Statio­ nen, die diese Information empfangen, wissen dann, wie die erste sendende Station den zeitlichen Ablauf ihrer Datenüber­ tragung plant.

Sendet zusätzlich auch die zweite sendende Station nach Über­ prüfung der Überlappung des ersten und zweiten räumlichen Funkbereichs eine Information über ein zur Übertragung ihrer Daten an die zweite empfangende Station vorgesehenes Zeitin­ tervall rund, können beide Zeitintervalle von den Stationen, die die Rundsendungen der ersten und der zweiten sendenden Station empfangen haben, zur Belegung ihrer Übertragungsres­ sourcen berücksichtigt werden.

Die Richtungsinformationen geben in einer weiteren vorteil­ haften Ausführungsform der Erfindung die geografische Positi­ on der jeweiligen sendenden Station und die jeweilige Raum­ richtung, in die abgestrahlt wird, an. Stationen, die derar­ tige Richtungsinformationen empfangen, verfügen so über eine aktuelle geografische Position der jeweiligen sendenden Sta­ tion und haben einen geringeren Rechenaufwand, da die jewei­ lige Raumrichtung, in die abgestrahlt wird, den Richtungsin­ formationen direkt entnommen werden kann und nicht berechnet werden muss.

Weiterhin ist es von Vorteil, wenn die Richtungsinformatio­ nen, alternativ oder zusätzlich, die geografische Position der jeweiligen empfangenden Station angeben. Auf diese Weise kann eine möglichst aktuelle geografische Position der emp­ fangenden Station für die Überprüfung der Überlappung der Funkbereiche verwendet werden.

In einem Funksystem in dem verschiedene Arten von Richtanten­ nen verwendet werden ist es zweckmäßig, wenn die Richtungsin­ formationen eine Antenneninformation über die Eigenschaften der verwendeten Richtantenne enthalten. Aus der Antennenin­ formation läßt sich dann unmittelbar die Abstrahlcharakteris­ tik der verwendeten Antenne ablesen und zur Bestimmung des zugehörigen Funkbereiches verwenden.

Die Erfindung läßt sich vorteilhaft ausführen, wenn das Funk­ system ein zellulares oder ein drahtloses lokales Netz ist.

Vorteilhafter Weise ist mindestens eine der sendenden Statio­ nen und/oder mindestens eine der empfangenden Stationen eine mobile Station.

Die sendende Station und das Funksystem sind mit den für die Durchführung des Verfahrens notwendigen Komponenten ausges­ tattet.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zei­ gen:

Fig. 1 einen ersten Betriebszustand eines Funksys­ tems, das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitet,

Fig. 2 einen zweiten Betriebszustand des Funksystems,

Fig. 3 eine erfindungsgemäße sendende Station

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ad-hoc-Netzes beschrieben. Selbstverständlich lässt sich die Erfindung auch in anderen Funksystemen verwenden. Insbesondere gilt dies für drahtlose lokale Netze sowie für GSM, UMTS und Mobilfunksys­ teme der 4. Generation.

Gleiche Bezugszeichen in den Figuren bezeichnen gleiche Ge­ genstände.

In dem in Fig. 1 dargestellten Schema sind eine erste sen­ dende Station MS1 und eine zweite sendende Station MS2 abge­ bildet sowie eine erste empfangende Station MS3 und eine zweite empfangende Station MS4. Die sendenden und die empfan­ genden Stationen MS1, MS2, MS3, MS4 verfügen jeweils über ei­ ne Richtantenne RA und eine omnidirektionale Antenne OA. Ver­ fügen die empfangenden Stationen MS3, MS4 darüber hinaus über die gleichen Einrichtungen, die den sendenden Stationen MS1, MS2 die Durchführung der Erfindung ermöglichen, so können die empfangenden Stationen MS3, MS4 ihrerseits als sendende Sta­ tionen fungieren. Ebenso sind die sendenden Stationen MS1, MS2 als empfangende Stationen verwendbar, wenn sie über die gleichen Einrichtungen verfügen, wie die empfangenden Statio­ nen MS3, MS4.

Die erste und zweite sendende Station MS1, MS2 sowie die ers­ te und zweite empfangende Station MS3, MS4 verfügen jeweils über einen GPS-Empfänger (GPS: Global Positioning System) zur Bestimmung ihrer geografischen Position (x₁, y₁), (x₂, y₂), (x₃, y₃), (x₄, y₄). Eine Positionsinformation GI, die ihre je­ weilige geografische Position (x₁, y₁), (x₂), (x₃, y₃), (x₄, y₄) enthält, senden die Stationen des Funksystems MS1, MS2, MS3, MS4 mittels ihrer omnidirektionalen Antennen OA rund. Unter rundsenden ist dabei das Aussenden einer Rundsen­ dung (Broadcast) zu verstehen. Die Rundsendung einer Station kann von allen Stationen empfangen werden, die sich in Funk­ reichweite der Station befinden.

In einem beliebigen Funksystem kann die geografische Position einer Station des Funksystems selbstverständlich auch durch eine zentrale Kontrollstation bestimmt und rundgesendet und/oder an die Station zum Rundsenden übermittelt werden.

Mit ihrer einstellbaren Richtantenne RA strahlen die senden­ den Stationen MS1, MS2 Funksignale in eine frei wählbare Raumrichtung ₁, ₂ ab. Der Öffnungswinkel unter dem die elektromagnetische Strahlung emittiert wird, ist dabei durch die Antennencharakteristik vorgegeben und ist beispielsweise in einer Identifizierungsnummer der jeweiligen Richtantenne RA codiert.

Die erste sendende Station MS1 überträgt Daten D1 mittels ih­ rer Richtantenne RA an die erste empfangende Station MS3. Die Übertragung der Daten D1 erfolgt in eine Raumrichtung ₁ und in einem ersten räumlichen Funkbereich F1. Der erste räumli­ che Funkbereich F1 der ersten sendenden Station ist dabei durch ihre geografische Position (x₁, y₁), durch die Raumrich­ tung ₁, in die die Daten D1 übertragen werden, und ihre An­ tennencharakteristik festgelegt. Die Daten D1 werden in einem Zeitintervall Z1, das vom Zeitpunkt t₀ bis zum Zeitpunkt t₁ dauert, übertragen. Zeitgleich überträgt die zweite sendende Station MS2 Daten D2 an eine zweite empfangende Station MS4 in einem Zeitintervall Z2, das vom Zeitpunkt t₀ bis zum Zeit­ punkt t₂ dauert. Die Daten D2 überträgt die zweite sendende Station MS2 an die zweite empfangende Station MS4 in eine Raumrichtung ₂ und in einem zweiten räumlichen Funkbereich F2. Der zweite räumliche Funkbereich F2 der zweiten sendenden Station MS2 ist dabei durch ihre geografische Position (x₂, y₂), durch die Raumrichtung ₂, in die die Daten D2 über­ tragen werden, und ihre Antennencharakteristik festgelegt.

Die erste und die zweite sendende Station MS1, MS2 übertragen ihre Daten D1, D2 zumindest teilweise zeitgleich. Bei der Da­ tenübertragung können keine Interferenzen zwischen der ersten und der zweiten sendenden Station MS1, MS2 auftreten, da der erste und zweite räumliche Funkbereich F1, F2 bei keiner der empfangenden Stationen MS3, MS4 überlappen.

In einem Ad-hoc-Netz, das nicht mit einem Infrastrukturnetz kombiniert wird, gibt es keine zentrale Einrichtung, die die Belegung von Übertragungsressourcen steuert. Die Stationen eines Ad-hoc-Netzes organisieren die zeitliche Abfolge ihrer Datenübertragungen daher selbst.

Zur Einteilung der Übertragungsressourcen, die der soeben be­ schriebenen Datenübertragung vorausgeht, sendet die erste sendende Station MS1 ihren Sendewunsch über ihre omnidirekti­ onale Antenne OA rund. Mit dem Sendewunsch sendet die erste sendende Station MS1 ebenfalls eine Richtungsinformation RI, der entnehmbar ist, in welche Raumrichtung ₁ sie die Über­ tragung der Daten D1 vorsieht. Durch die Schreibweise RI(AI) in Fig. 1 ist dargestellt, dass in der Richtungsinformation RI eine Antenneninformation AI über die Eigenschaften der Richtantenne RA enthalten ist. Die Richtungsinformation RI enthält weiterhin eine Information ZI über das Zeitintervall Z1 das zur Übertragung der Daten D1 vorgesehen ist. Die Rund­ sendungen der ersten sendenden Station MS1 werden von der zweiten sendenden Station MS2 empfangen und für die Belegung von Übertragungsressourcen, d. h. für die Festlegung der rela­ tiven zeitlichen Lage der Zeitintervalle Z1, Z2 verwendet.

Die zweite sendende Station prüft dazu, ob der erste räumli­ che Funkbereich F1, den sie mittels der Richtungsinformation RI und der darin enthaltenen Antenneninformation AI über die Eigenschaften der Richtantenne RA der ersten sendenden Stati­ on MS1 ermitteln kann, bei einer der empfangenden Stationen MS3, MS4 mit dem zweiten räumlichen Funkbereich F2 überlappt. Im Fall einer Überlappung legt die zweite sendende Station MS2 ihr Zeitintervall Z2 hinter das Zeitintervall Z1 der ers­ ten sendenden Station, um Interferenzen zu vermeiden. Liegt keinerlei Überlappung vor, wie in Fig. 1 dargestellt, so be­ ginnen die erste und die zweite sendende Station MS1, MS2 die Übertragung ihrer Daten D1, D2 zum gleichen Zeitpunkt t₀. Selbstverständlich können die Zeitintervalle Z1, Z2 auch zu verschiedenen Zeitpunkten beginnen, wobei jedoch die zweite sendende Station MS2 die Lage des Zeitintervalls Z2 so legt, dass ein möglichst großer Überlapp der Zeitintervalle Z1, Z2 entsteht.

Bevor die erste und die zweite sendende Station MS1, MS2 ihre Daten D1, D2 übertragen, sendet auch die zweite sendende Sta­ tion eine Richtungsinformation RI, der entnehmbar ist, in welche Raumrichtung ₂ sie die Übertragung ihrer Daten D2 vorsieht. Die Richtungsinformation RI enthält wiederum eine Antenneninformation AI über die Eigenschaften der Richtanten­ ne RA sowie eine Information ZI über das Zeitintervall Z2, das zur Übertragung der Daten D2 vorgesehen ist. Die Rundsen­ dungen der ersten und zweiten sendenden Station MS1, MS2 wer­ den dann von weiteren Stationen empfangen und von diesen für eine Belegung ihrer Übertragungsressourcen verwendet. Dies ist exemplarisch anhand einer dritten sendenden Station MS4 in Fig. 2, die später beschrieben wird, schematisch darge­ stellt.

Der rundgesendeten Richtungsinformation RI der ersten senden­ den Station MS1 ist entnehmbar, in welche Raumrichtung ₁ sie ihre Daten D1 übertragen möchte. Dazu enthält die Rich­ tungsinformation RI ihre geografische Position (x₁, y₁) und die geografische Position (x₃, y₃) der ersten empfangenden Station MS3. Daraus kann die zweite sendende Station MS2 die Raumrichtung ₁ berechnen, in die die erste sendende Station MS1 ihre Daten D1 übertragen möchte. Enthält die Richtungsin­ formation RI nur die geografische Position (x₃, y₃) der ersten empfangenden Station MS3, so kann die zweite sendende Station MS2 die geografische Position (x₁, y₁) der ersten sendenden Station MS1 der rundgesendeten Positionsinformation GI ent­ nehmen. Selbstverständlich kann die Richtungsinformation RI auch nur die erste sendende MS1 und die erste empfangende Station MS3 bezeichnen. Die Raumrichtung ₁ kann die zweite sendende Station MS2 dann aufgrund der zuvor ohnehin von al­ len Stationen MS1, MS2, MS3, MS4 des Funksystems rundgesende­ ten Positionsinformation GI bestimmen. Weiterhin kann die Richtungsinformation RI natürlich auch die geografische Posi­ tion (x₁, y₁) der ersten sendenden Station und die Raumrich­ tung ₁, d. h. den Richtungsvektor ₁, direkt angeben.

Bezüglich der Antenneninformation AI ist anzumerken, dass diese ohne die Ausführbarkeit der Erfindung zu beeinträchti­ gen auch separat von der Richtungsinformation RI übertragen werden kann.

Für die Richtungsinformation RI der zweiten sendenden Station MS2 sowie weiterer sendender Stationen gelten selbstverständ­ lich die gleichen Ausführungen wie oben.

In der schematischen Darstellung in Fig. 2 (Kreuze bezeich­ nen hier die sendenden und empfangenden Stationen MS1, MS2, MS3, MS4.), die einen anderen Betriebszustand des Funksystems aus Fig. 1 zeigt, überträgt zusätzlich zu der ersten und zweiten sendenden Station MS1, MS2 auch die zweite empfangen­ de Station MS4 Daten D3 an die erste empfangende Station MS3 in einer Raumrichtung ₃ und in einem dritten räumlichen Funkbereich F3. Wie zuvor für die Datenübertragung der ersten und zweiten sendenden Station MS1, MS2 beschrieben, empfängt die zweite empfangende Station MS4 vor Beginn der Datenüber­ tragung die Sendewünsche der ersten und zweiten sendenden Station MS1, MS2 und legt das Zeitintervall Z3 ihrer Daten­ übertragung so fest, dass es keine Interferenzen mit den Da­ ten D1, D2 der ersten und zweiten sendenden Station MS1, MS2 gibt.

Der erste und der dritte räumliche Funkbereich F1, F3 über­ lappen bei der ersten empfangenden Station MS3, so dass die erste sendende Station und die zweite empfangende Station MS4 nicht zeitgleich Daten D1, D3 übertragen dürfen. Auch die zweite sendende Station MS2 darf nicht zeitgleich mit der zweiten empfangenden Station übertragen, da die zweite emp­ fangende Station MS4 nicht gleichzeitig Daten D2 empfangen und Daten D3 senden kann. Aus den genannten Gründen legt die zweite empfangende Station MS3 ihr Zeitintervall Z3, das vom Zeitpunkt t₂ bis zum Zeitpunkt t₃ dauert, zeitlich hinter die Zeitintervalle Z1, Z2 der ersten und zweiten sendenden Stati­ on MS1, MS2.

Die dargestellten Ausführungsbeispiele lassen sich ohne wei­ teres auf Funksysteme mit beliebiger Anzahl von Stationen übertragen, so dass die Ausführung der Erfindung selbstver­ ständlich nicht auf ein Funksystem mit vier Stationen be­ schränkt ist.

In Fig. 3 ist schematisch eine erfindungsgemäße sendende Station MS dargestellt, die gleichzeitig auch alle Einrich­ tungen einer empfangenden Station aufweist, so dass jede sen­ dende Station eines erfindungsgemäßen Funksystems auch als empfangende Station verwendet werden kann und umgekehrt.

Die sendende Station MS besitzt eine omnidirektionale Antenne OA zum senden und empfangen von Funksignalen, insbesondere für die Aussendung der erfindungsgemäßen Rundsendungen. Wei­ terhin weist die sendende Station MS eine Richtantenne RA auf, mit der sie Daten D an eine empfangende Station gerich­ tet senden kann. Die durch die omnidirektionale Antenne OA und eine Sende- und Empfangseinheit SE empfangenen Informati­ onen ZI_e über Zeitintervalle, Richtungsinformationen RI_e und Positionsinformationen GI_e anderer Stationen des Funksystems, werden von einer Einheit P zusammen mit der eigenen Rich­ tungsinformation RI_s der sendenden Station MS ausgewertet, d. h. es wird überprüft, ob der Funkbereich der sendenden Sta­ tion MS mit Funkbereichen anderer Stationen überlappt. Die Datenübertragung der sendenden Station wird entsprechend dem Ergebnis dieser Überprüfung festgelegt und die Einheit P teilt dann einer Sendeeinheit S mit, wann und in welche Rich­ tung die Daten D an eine empfangende Station übertragen wer­ den sollen.

Ferner hat die sendende Station MS eine Einheit M, mit der sie die eigene Richtungsinformation RI_s bestimmt, der ent­ nehmbar ist, in welche Raumrichtung die sendende Station MS eine Übertragung der Daten D vorsieht. Weitere, nicht darge­ stellte Einheiten, die jedoch auch - wie in diesem Ausfüh­ rungsbeispiel - in die Einheit M integriert sein können, bestimmen eine Positionsinformation GI_s und eine Antennenin­ formation der sendenden Station MS sowie eine Information ZI_s über das Zeitintervall, in dem die Daten D übertragen werden sollen. Alle Informationen RI_s, GI_s, ZI_s werden an die Sende- und Empfangseinheit SE übermittelt, die diese dann rundsen­ det.

Claims (14)

1. Verfahren zum Betrieb eines Funksystems mit Stationen (MS1, MS2, MS3, MS4), bei dem
eine erste sendende Station (MS1) mit einer Richtan­ tenne (RA) ausgestattet ist,
die erste sendende Station (MS1) eine Übertragung von Daten (D1) an eine erste empfangende Station (MS3) mittels der Richtantenne (RA) in einem ersten räumli­ chen Funkbereich (F1) vorsieht
und die erste sendende Station (MS1) eine Richtungs­ information (RI) rundsendet, der entnehmbar ist, in welche Raumrichtung (₁) sie die Übertragung der Da­ ten (D1) vorsieht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem
eine zweite sendende Station (MS2) die Richtungsinfor­ mation (RI) empfängt,
und die Richtungsinformation (RI) für ihre Belegung von Übertragungsressourcen berücksichtigt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem
die zweite sendende Station (MS2) mit einer Richtan­ tenne (RA) ausgestattet ist,
die zweite sendende Station (MS2) eine Übertragung von Daten (D2) an eine zweite empfangende Station (MS4) mittels ihrer Richtantenne (RA) in einem zweiten räum­ lichen Funkbereich (F2) vorsieht,
die zweite sendende Station (MS2) anhand der Rich­ tungsinformation (RI) der ersten sendenden Station überprüft, ob der erste und der zweite räumliche Funk­ bereich (F1, F2) bei einer der empfangenden Stationen (MS3, MS4) überlappen
und die erste und zweite sendende Station (MS1, MS2) ihre Daten (D1, D2) übertragen, wobei die Übertragung nur dann wenigstens teilweise zeitgleich erfolgt, falls der erste und der zweite räumliche Funkbereich (F1, F2) bei keiner der empfangenden Stationen (MS3, MS4) überlappen.

4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem die zweite sendende Station (MS2) eine Richtungsinforma­ tion (RI) rundsendet, der entnehmbar ist, in welche Raumrichtung (₂) sie die Übertragung ihrer Daten (D2) vorsieht.

5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Stationen (MS1, MS2, MS3, MS4) des Funksystems eine Positionsinformation (GI) über ihre geografische Posi­ tion ((x₁, y₁), (x₂, y₂), (x₃, y₃), (x₄, y₄)) rundsenden.

6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die erste sendende Station (MS1) eine Information über ein zur Übertragung ihrer Daten (D1) an die erste em­ pfangende Station (MS3) vorgesehenes Zeitintervall (Z1) rundsendet.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, bei dem die zweite sendende Station (MS2) nach Überprüfung der Überlappung des ersten und zweiten räumlichen Funkbe­ reichs (F1, F2) eine Information (ZI) über ein zur Über­ tragung ihrer Daten (D2) an die zweite empfangende Sta­ tion (MS4) vorgesehenes Zeitintervall (Z2) rundsendet.

8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Richtungsinformationen (RI) die geografische Posi­ tion ((x₁, y₁), (x₂, y₂) der jeweiligen sendenden Station (MS1, MS2) und die jeweilige Raumrichtung (₁, ₂), in die abgestrahlt wird, angeben.

9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Richtungsinformationen (RI) die geografische Posi­ tion (GP) der jeweiligen empfangenden Station (MS3, MS4) angeben.

10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Richtungsinformationen (RI) eine Antenneninformation (AI) über die Eigenschaften der verwendeten Richtantenne enthalten.

11. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem das Funkssystem ein zellulares Funksystem oder ein drahtloses lokales Netz ist.

12. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem mindestens eine der sendenden Stationen (MS1, MS2) und/oder mindestens eine der empfangenden Stationen (MS3, MS4) eine mobile Station ist.

13. Sendende Station (MS; MS1, MS2) für ein Funksystem,
mit mindestens einer Richtantenne (RA) zur Übertragung von Daten (D; D1, D2),
mit mindestens einer omnidirektionalen Antenne (OA) für Rundsendungen
mit Mitteln (M) zur Bestimmung einer Richtungsinforma­ tion (RI_s; RI), der entnehmbar ist, in welche Raum­ richtung (₁, ₂) die sendende Station (MS; MS1, MS2) die Übertragung der Daten (D; D1, D2) vorsieht,
und mit Mitteln (SE) zum Rundsenden der Richtungsin­ formation (RI_s; RI).

14. Funksystem mit einer sendenden Station (MS; MS1, MS2)
die mindestens eine Richtantenne (RA) zur Übertragung von Daten (D; D1, D2) aufweist,
die mindestens eine omnidirektionalen Antenne (OA) für Rundsendungen aufweist,
die Mittel (M) aufweist, mit denen eine Richtungsin­ formation (RI_s; RI) bestimmt wird, der entnehmbar ist, in welche Raumrichtung (₁, ₂) sie die Übertragung der Daten (D; D1, D2) vorsieht,
und die Mittel (SE) zum Rundsenden der Richtungsin­ formation (RI_s; RI) aufweist.