DE19651709A1 - Verfahren zum Betreiben eines Netzes von Sekundärnutzern - Google Patents
Verfahren zum Betreiben eines Netzes von SekundärnutzernInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben
eines Netzes von Sekundärnutzern, das einen Satz von Kanälen
in einem von Primärnutzern genutzten Frequenzspektrum im
Frequenzsprungverfahren zur Datenübertragung verwendet, wobei
ein von dem Netz von Sekundärnutzern jeweils ausgewählter Kanal
vor einer möglichen Datenübertragung abgehört und daraufhin
überprüft wird, ob Primärnutzer diesen Kanal zur Zeit belegen,
und das Netz von Sekundärnutzern in Abhängigkeit von dem Ergebnis
dieser Überprüfung entweder Daten über den ausgewählten Kanal
überträgt oder einen neuen Kanal zur Überprüfung und möglichen
Datenübertragung auswählt.
Ein derartiges Verfahren ist aus der DE 44 07 544 A1 bekannt.
Das bekannte Verfahren dient zur Übertragung von Datenpaketen
in einem Zusatznetz, das über Frequenzkanäle sendet, die
zumindest zum Teil bereits in einem bestehenden Basisnetz zur
digitalen Daten- und/oder Sprachübertragung verwendet werden.
Bei diesem Verfahren wird in einem ersten Schritt ein von dem
Basisnetz gerade nicht belegter Frequenzkanal ermittelt,
woraufhin in einem zweiten Schritt ein Datenpaket über den
ermittelten Frequenzkanal übertragen wird. Diese Schritte werden
nach Art einer Frequenzsprungtechnik zyklisch so lange wieder
holt, bis alle Datenpakete einer Sendung übertragen wurden.
Mit dem bekannten Verfahren ist es möglich, durch die Verwendung
der Frequenzsprungtechnik bestehende Kanäle besser auszunutzen,
ohne daß das jeweilige Basisnetz gestört wird.
Wie in der Frequenzsprungtechnik üblich, werden die einzelnen
Datenpakete zeitlich gestaffelt über verschiedene Frequenzkanäle
übertragen, wobei die Last gleichmäßig auf die zur Verfügung
stehenden Kanäle verteilt wird, die gerade nicht von dem
Basisnetz verwendet werden.
Die zugrundeliegende Frequenzsprungtabelle wird hier pseudo
zufällig generiert, wobei die Zieladresse in die Kanalberechnung
mit einfließt. Über den jeweiligen Kanal wird in einem bestimmten
Zeitschlitz nur ein bestimmter Sekundärnutzer angesprochen,
so daß die Zuordnung der Kanäle zu den Sekundärnutzern lastunab
hängig erfolgt.
Wegen weiterer Einzelheiten des bekannten Verfahrens wird auf
die eingangs genannte DE 44 07 544 verwiesen.
Die Auswahl eines gerade nicht von dem Basisnetz belegten
Frequenzkanales erfolgt bei diesem Verfahren so, daß zunächst
einer der mehreren Frequenzkanäle ausgewählt wird, woraufhin
dann dieser ausgewählte Kanal abgehört wird, um zu überprüfen,
ob das Basisnetz gerade auf diesem Frequenzkanal sendet. Wenn
bei dieser Abhörung kein Signal empfangen wird, so wird davon
ausgegangen, daß dieser Kanal von dem Zusatznetz verwendet werden
kann.
Wenn jedoch festgestellt wird, daß der ausgewählte Kanal gerade
von einem Primärnutzer benutzt wird, so verstreicht der Zeit
schlitz ungenutzt, d. h. über den ausgewählten Kanal wird kein
Datenpaket übertragen, um den Primärnutzer nicht zu stören.
Bei ersten Testeinsätzen des bekannten Verfahrens hat sich
herausgestellt, daß es ohne Beeinträchtigung des Basisnetzes
so lange einwandfrei arbeitet, wie die Bandbreiten der Empfänger
des Zusatznetzes nicht wesentlich schmaler sind als die der
Empfänger des Basisnetzes. Der Betrieb eines Zusatznetzes auf
dem D1- oder D2-Netz bereitet somit keine Probleme.
Schwierigkeiten kann es jedoch bei der Verwendung des
ISM-Frequenzbereiches geben, der bei 2,4 GHz angesiedelt ist. Bei
dem ISM-Bereich (Industrial Scientific Medical Application)
handelt es sich um einen nicht geschützten Bereich, in dem u. a.
Mikrowellenherde abstrahlen, aber z. B. auch drahtlose Fernseh
kameras sowie andere Primärnutzer arbeiten. Die Sender und
Empfänger dieser Primärnutzer sind oft sehr breitbandig, während
die Empfänger des Zusatznetzes sehr schmalbandig sind, z. B.
nur 1 MHz breit sind, um in dem Basisnetz eine große Anzahl
von Kanälen für das Zusatznetz zur Verfügung zu haben.
Ein sehr breitbandiger Primärnutzer überdeckt nun eine ganze
Anzahl dieser Kanäle, wobei in den Randbereichen der Glockenkurve
des Spektrums des Primärnutzers die Energie des Primärsenders
so gering ist, daß ein Sekundärnutzer in den dort liegenden
Kanälen den Primärnutzer nicht mehr erkennen kann. Das Netz
der Sekundärnutzer wird folglich auch auf Kanälen senden, die
in den Randbereichen der Glockenkurven der Primärnutzer liegen,
so daß der Empfänger des Primärnutzers dieses Signal wegen der
größeren Bandbreite dennoch auffangen kann, wodurch eine
empfindliche Störung des Primärnutzers möglich ist. Ferner decken
modulierte Hochfrequenzsignale nicht zu jedem Zeitpunkt der
Sendeaktivität die gesamte eigene Bandbreite ab, so daß ein
sehr kurzes, schmalbandiges Abhören in einem eigentlich benutzten
Bereich ebenfalls zu einer fälschlichen Annahme der freien
Verfügbarkeit führen kann. Bei den erwähnten drahtlosen Fernseh
kameras führt dies zu einer Störung, bei der z. B. in dem
übertragenen Bild schwarze Balken auftauchen.
Prinzipiell tritt dieses Problem in jedem Netz auf, wo Primär
nutzer mit einer größeren Bandbreite senden und empfangen als
Sekundärnutzer. Die nicht vorveröffentlichte deutsche Patentan
meldung 196 16 430 beschäftigt sich mit dem Problem, wie eine
derartige Störung der Primärnutzer vermieden werden kann.
Bei dem dort beschriebenen Verfahren werden zusätzlich zu dem
ausgewählten Kanal weitere Kanäle zumindest einmal von der
Datenübertragung ausgeschlossen, wenn das Abhören des ausge
wählten Kanales ergibt, daß Primärnutzer auf diesem Kanal gerade
senden.
Wenn ein Sekundärnutzer einen Primärnutzer auf einem ausgewählten
Kanal erkennt, so sperrt er z. B. weitere Kanäle im Bereich
dieses ausgewählten Kanales, so daß diese bei einem der nächsten
Frequenzsprünge nicht verwendet werden, auch wenn das Abhören
dieser Kanäle keine Signale von Primärnutzern ergeben sollte.
Mit anderen Worten, wenn einmal ein ausgewählter Kanal im
mittleren Bereich der Glockenkurve eines Primärnutzers liegt,
so werden auch die in den mit schwächerer Sendeenergie versehenen
Randbereichen der Glockenkurve liegenden Kanäle zunächst einmal
von dem Sekundärnutzer nicht mehr verwendet. Da sämtliche Kanäle
des zur Verfügung stehenden Frequenzspektrums statistisch
gleichverteilt von dem Sekundärnutzer verwendet werden, wird
damit eine mögliche Interferenz mit dem Primärnutzer für eine
gewisse Zeitspanne verhindert. Solange der Primärnutzer auf
Sendung ist, werden aber immer wieder ausgewählte Kanäle im
mittleren Bereich seiner Glockenkurve liegen, so daß immer wieder
Kanalbereiche für die Sekundärnutzer gesperrt werden.
Es hat sich herausgestellt, daß dieses sehr einfache Verfahren
ausreicht, um Störungen von Primärnutzern in großem Maße zu
vermeiden.
Sowohl bei dem eingangs erwähnten, bekannten Verfahren als auch
bei dem Verfahren gemäß der älteren Anmeldung ist von Nachteil,
daß der Datendurchsatz durch das Netz von Sekundärnutzern
beeinträchtigt wird, wenn Primärnutzer Kanäle aus dem Frequenz
spektrum nicht nur vorübergehend belegen. Bei beiden Verfahren
erfolgt die Datenübertragung nämlich in sogenannten Zeit
schlitzen, die durch eine allen Sekundärnutzern gemeinsame
Systemzeit miteinander synchronisiert werden. Welcher Kanal
in dem jeweiligen Zeitschlitz gerade zur Datenübertragung zur
Verfügung steht, wird über einen festen Algorithmus ermittelt,
der die Systemzeit verarbeitet.
Mit anderen Worten, für jeden Zeitschlitz ist durch die System
zeit für alle Sekundärnutzer definiert, über welchen Kanal Daten
zu übertragen sind. Damit die Synchronisation zwischen den
Sekundärnutzern nicht verlorengeht, dürfen weder die Zeitschlitze
verlassen noch darf von dem Frequenzsprungmuster abgewichen
werden.
Das bedeutet jedoch, daß insbesondere ein breitbandiger Primär
nutzer sowie auch Sekundärnutzer, die zwar in das Netz einge
schaltet sind, jedoch gerade keinen Kommunikationsbedarf haben,
Kanäle und damit Zeitschlitze blockieren, wodurch der Daten
durchsatz des gesamten Netzes von Sekundärnutzern merklich
beeinträchtigt werden kann.
Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
das eingangs genannte Verfahren auf möglichst einfache Weise
so weiterzubilden, daß der Datendurchsatz durch das Netz von
Sekundärnutzern erhöht wird, wobei eine Störung auch von solchen
Primärnutzern zuverlässig vermieden werden soll, die breit
bandiger arbeiten als die Sekundärnutzer.
Bei dem eingangs genannten Verfahren wird diese Aufgabe erfin
dungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Satz von für die Sekundär
nutzer verfügbaren Kanälen dadurch erzeugt wird, daß ein von
einem Primärnutzer nicht nur vorübergehend belegter Kanal
zumindest zeitweise aus dem Satz von Kanälen entfernt wird.
Ein Sekundärnutzer für ein Netz von derartigen Sekundärnutzern,
das einen Satz von Kanälen in einem von Primärnutzern genutzten
Frequenzspektrum im Frequenzsprungverfahren zur Datenübertragung
verwendet, wobei ein von dem Netz von Sekundärnutzern jeweils
ausgewählter Kanal vor einer möglichen Datenübertragung abgehört
und daraufhin überprüft wird, ob Primärnutzer diesen Kanal z. Zt.
belegen, und das Netz von Sekundärnutzern in Abhängigkeit von
dem Ergebnis dieser Überprüfung entweder Daten über den aus
gewählten Kanal überträgt oder einen neuen Kanal zur Überprüfung
und möglichen Datenübertragung auswählt, ist folglich erfindungs
gemäß dazu eingerichtet, den Satz von Kanälen dynamisch zu
verwalten, um der Belegung von Kanälen durch Primärnutzer
Rechnung zu tragen, wobei der Sekundärnutzer vorzugsweise als
Zentralstation dazu eingerichtet ist, einen aktuellen Satz von
verfügbaren Kanälen zu erzeugen und diesen an Anwenderstationen
des Netzes zu übertragen.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird auf diese Weise
vollkommen gelöst.
Die Erfinder der vorliegenden Anmeldung haben nämlich erkannt,
daß auf diese einfache Weise der Datendurchsatz des Netzes von
Sekundärnutzern dadurch merklich erhöht wird, daß nicht nur
temporär von Primärnutzern belegte Kanäle aus der Frequenz
sprungtabelle entfernt werden. Mit anderen Worten, bei dauernder
oder häufiger Sendung eines Primärnutzers auf einem Kanal wird
dieser schon bei der Auswahl nicht mehr berücksichtigt. Da ein
derartiger Kanal also übersprungen wird, steht der Zeitschlitz
für den nächsten Kanal zur Verfügung.
Damit wird aber der Datendurchsatz auch dann nicht merklich
beeinträchtigt, wenn mehrere, auch breitbandige Dauersender
im Frequenzband vorhanden sind, weil der Datenverkehr jetzt
über eine geringere Anzahl von Kanälen abgewickelt wird. Das
bedeutet, daß verglichen mit dem bekannten Verfahren die noch
verfügbaren Kanäle pro Zeiteinheit häufiger verwendet werden.
Da jedoch vor jeder Übertragung von Datenpaketen der jeweils
ausgewählte Kanal daraufhin überprüft wird, ob ein Primärnutzer
diesen Kanal z. Zt. belegt, wird eine Störung der Primärnutzer
nach wie vor vermieden.
Der Ausschluß eines Kanals aus dem Satz verfügbarer Kanäle kann
z. B. für eine fest vorgegebene Zeitdauer oder aber so lange
erfolgen, bis eine Testüberprüfung ergeben hat, daß der Kanal
wieder verfügbar ist, so daß er in den Satz von Kanälen wieder
aufgenommen werden kann.
Bisher war davon ausgegangen worden, daß von der festen Frequenz
sprungtabelle nicht abgewichen werden darf, um die Synchroni
sation des Netzes nicht zu zerstören. Die Erfinder der vorliegen
den Anmeldung haben dieses Vorurteil überwunden, da sie erkannt
haben, daß eine Neusynchronisation möglich ist und Zeitvorteile
bietet.
Durch die Änderung des entweder durch eine Tabelle oder einen
Algorithmus vorgegebenen Frequenzsprungmusters kann zunächst
einmal die Synchronisation in dem Netz von Sekundärnutzern
verloren gehen. Dieses Netz kann entweder hierarchisch aufgebaut
sein, so daß eine Zentralstation oder ein Master den Datenverkehr
zu den Anwenderstationen oder Slaves regelt, wobei andererseits
auch eine dezentrale Struktur mit gleichberechtigten Anwender
stationen denkbar ist. Bei der hierarchischen Struktur bestimmt
der Master die Änderung des Frequenzsprungmusters, wie es weiter
unten noch beschrieben wird. Bei einem dezentralen Netz müssen
dagegen Abstimmvorgänge eingeleitet werden, bei denen sich die
einzelnen Anwenderstationen über ein neues Frequenzsprungmuster
einigen.
Selbstverständlich kann auch eine derartige Neusynchronisation
des Netzes von Sekundärnutzern nicht ohne Zeitverlust erfolgen,
der Zeitverlust durch Zeitschlitze, die verstreichen müssen,
ohne daß über sie Daten übertragen werden können, kann jedoch
erheblich größer sein. Es wird sich daher nur dann anbieten,
auf ein neues Frequenzsprungmuster zu synchronisieren, wenn
ein nicht nur kurzfristiger Rückgang des Datendurchsatzes infolge
von Primärnutzern bemerkt wird.
In einer Weiterbildung ist es bevorzugt, wenn die Kanäle aus
dem Satz von verfügbaren Kanälen in einer Frequenzsprungtabelle
abgelegt sind, die zusammen mit einer Systemzeit definiert,
welcher Kanal als nächster auszuwählen ist und die in Abhängig
keit von der Belegung von Kanälen durch Primärnutzer aktualisiert
wird.
Die Kanäle können in der Frequenzsprungtabelle dabei pseudo
zufällig so verteilt werden, daß in zwei aufeinanderfolgenden
Zeitschlitzen Kanäle verwendet werden, die einen großen Frequenz
abstand zueinander haben. Dies ist z. B. bei Mehrfachreflexionen
von Vorteil, die bei bestimmten Phasenlagen zu destruktiven
Interferenzen und damit zu einem Fehlschlagen bei der Datenüber
tragung führen können. Wenn der auf diese fehlgeschlagene
Übertragung folgende Kanal frequenzmäßig möglichst weit von
dem vorhergehenden Kanal entfernt ist, ist die Wahrscheinlichkeit
relativ gering, daß auch bei dem zweiten Kanal die Phasenlage
so ist, daß durch Mehrfachreflexionen destruktive Interferenzen
auftreten. Weiter ist zu bedenken, daß derartige Mehrfach
reflexionen häufig durch bewegliche Hindernisse, wie z. B.
Kraftfahrzeuge, Flugzeuge, bestimmte Wetterlagen etc., her
vorgerufen werden, so daß sie nur temporär zur Behinderung des
Datenverkehrs führen. Durch die Anordnung der Kanäle in der
Frequenzsprungtabelle kann jetzt dafür gesorgt werden, daß Kanäle
mit ähnlicher Phasenlage zeitlich weit auseinander liegen, so
daß nicht bei mehreren Kanälen nacheinander dieselben störenden
Interferenzen auftreten können. Auch hierdurch wird also für
eine Erhöhung des Datendurchsatzes gesorgt.
Da im übrigen die Frequenzsprungtabelle zyklisch synchron mit
der Systemzeit abgearbeitet wird, findet eine statistische
Gleichverteilung der Last über die verfügbaren Kanäle statt.
Da nicht ganz auszuschließen ist, daß ein sich einschaltender
Primärnutzer gerade auf die Sendung eines Sekundärnutzers trifft,
der die Belegung dieses Kanals durch einen Primärnutzer nicht
vorher erkennen konnte, wird durch diese Gleichverteilung die
Wahrscheinlichkeit über das gesamte Frequenzspektrum verteilt,
so daß die Störung von Primärnutzern maximal vermieden wird.
Die Aktualisierung der Frequenzsprungtabelle im Hinblick auf
das Entfernen von nicht nur temporär durch Primärnutzer belegten
Kanälen kann entweder dadurch erfolgen, daß diese Kanäle aus
der Frequenzsprungtabelle entfernt werden, wobei die Frequenz
sprungtabelle dann lediglich zusammengeschoben wird, um die
so entstehenden Leerstellen zu füllen. Alternativ ist es auch
möglich, die Frequenzsprungtabelle neu zu generieren, damit
die pseudo-zufällige Verteilung der Kanäle erhalten bleibt.
Andererseits ist es bevorzugt, wenn aus einer Systemzeit des
Netzes von Sekundärnutzern sowie dem Satz der verfügbaren Kanäle
eine Pseudo-Zufallszahl generiert wird, die bestimmt, welcher
Kanal als nächster auszuwählen ist.
Hier ist von Vorteil, daß keine Frequenzsprungtabellen aufwendig
aktualisiert werden müssen, sondern daß vielmehr der neue Satz
an verfügbaren Kanälen unmittelbar in den Algorithmus eines
Pseudo-Zufallszahlengenerators eingeht, der für eine pseudo
zufällige Verteilung der Kanäle über der Zeit sorgt.
Der Pseudo-Zufallszahlengenerator kann z. B. eine Pseudo-Zufalls
zahl erzeugen, die aus einem Zahlenbereich stammt, der durch
die gesamte Zahl der verfügbaren Kanäle bestimmt wird. Wenn
z. B. von 80 Kanälen eines Frequenzspektrums nur 60 für Sekundär
nutzer verfügbar sind, so liegt die Pseudo-Zufallszahl z. B.
zwischen 0 und 59. Diese Zahl stellt dann einen Zeiger dar,
über den aus dem Satz der 60 verfügbaren Kanäle genau einer
ausgewählt wird. Die Pseudo-Zufallszahl 0 kann so z. B. den Kanal
3 auswählen, wenn die Kanäle 1 und 2 vorübergehend aus dem Satz
der verfügbaren Kanäle entfernt wurden.
Weiter ist es bevorzugt, wenn das Netz von Sekundärnutzern eine
Zentralstation sowie mehrere Anwenderstationen umfaßt, wobei
die Zentralstation den Satz von verfügbaren Kanälen erzeugt
und an die Anwenderstationen weitergibt.
Hier ist von Vorteil, daß die Neusynchronisation des Netzes
von Sekundärnutzern ohne großen Zeitverlust und auf einfache
Weise dadurch erfolgt, daß die Zentralstation anhand eigener
Messungen oder anhand von Informationen, die ihm Anwender
stationen übermitteln, den aktuellen Satz der verfügbaren Kanäle
bestimmt und in einem speziellen Steuerpaket den Anwenderstationen
mitteilt. Dieses Steuerpaket kann entweder die neue Frequenz
sprungtabelle oder Sequenz-Parameter enthalten, die die neue
Frequenzsprungtabelle eindeutig definieren bzw. in den Algo
rithmus des Pseudo-Zufallszahlengenerators eingehen. Aufgrund
der Systemzeit können sich die Anwenderstationen dann mit der
Zentralstation neu synchronisieren.
Nach dem Einschalten des Netzes oder einer weiteren Anwender
station wird zunächst auf ein statisch hinterlegtes Frequenz
sprungmuster zurückgegriffen. Es ist lediglich eine Synchroni
sation der Systemzeit erforderlich.
Eine Anwenderstation, die sich jedoch nach einer Neusynchroni
sation des Netzes von Sekundärnutzern einschaltet, ist damit
zunächst nicht mit dem Netz synchronisiert, da sie von einem
Satz von verfügbaren Kanälen ausgeht, aus dem kein Kanal entfernt
wurde. Um sich hier zu synchronisieren, sucht die Anwenderstation
unabhängig von dem Raster der Zeitschlitze nach Sendungen einer
Zentralstation. Sobald die neue Anwenderstation eine Sendung
der Zentralstation empfangen hat, fordert sie von der Zentral
station das Servicepaket an, über das sie sich mit dem Netz
synchronisieren kann.
Allgemein ist es bevorzugt, wenn zusätzlich zu dem ausgewählten
zumindest noch ein weiterer Kanal zumindest einmal nicht zur
Datenübertragung verwendet wird, wenn der ausgewählte Kanal
gerade von einem Primärnutzer belegt ist.
Diese Maßnahme ist aus der eingangs erwähnten, älteren Patentan
meldung bereits bekannt und weist die oben bereits beschriebenen
Vorteile auf, wonach auch ein breitbandiger Primärnutzer nicht
durch Sendungen von Sekundärnutzern im Randbereich der Bandbreite
des Primärnutzers gestört wird.
Weiter ist es bevorzugt, wenn jedem Kanal zumindest eine
Zustandsvariable zugeordnet ist, deren Wert zyklisch aktualisiert
wird und angibt, ob und in welcher Form der ihr zugeordnete
Kanal durch Primärnutzer belegt ist, wobei vorzugsweise die
zumindest eine Zustandsvariable des ausgewählten Kanales sowie
die der weiteren Kanäle auf einen Sperrwert gesetzt werden,
wenn das Abhören des ausgewählten Kanales ergibt, daß ein
Primärnutzer auf diesem Kanal gerade sendet.
Hier ist von Vorteil, daß eine Matrix oder auch eine einfache
Liste angelegt werden kann, die die Zustandsvariablen sämtlicher
zur Verfügung stehender Kanäle beinhaltet. Anhand dieser Liste
oder Matrix sowie anhand der Werte der einzelnen Zustands
variablen kann dann auf einfache Weise der Belegungsgrad des
gesamten Frequenzspektrums ermittelt werden. Es handelt sich
hier sozusagen um einen Spektrumanalysator, der angibt, welche
Kanäle gerade belegt sind. Diese Liste oder Matrix der Zustands
variablen kann dann für die obenerwähnte Interpolation des
Frequenzspektrums des Primärnutzers sowie für die Bestimmung
der Kanäle verwendet werden, die aus dem Satz der verfügbaren
Kanäle entfernt werden. Eine Spalte dieser Matrix kann Werte
beinhalten, die einen Wartezeitraum definieren, währenddessen
ein Kanal selbst bei negativem Abhörergebnis nicht genutzt werden
darf.
Anhand der Zustandsvariablen kann jetzt entschieden werden,
ob der ausgewählte Kanal lediglich von der Datenübertragung
einmal ausgeschlossen werden soll oder aber aus dem Satz von
verfügbaren Kanälen zu entfernen ist. Die Zustandsvariablen
sämtlicher Kanäle werden zyklisch aktualisiert, so daß sie auch
für die Entscheidung herangezogen werden können, ob der Kanal
wieder in den Satz von verfügbaren Kanälen aufgenommen werden
kann und/oder wieder zur Datenübertragung zur Verfügung steht.
Weiter ist es bevorzugt, wenn zumindest einigen Kanälen weitere
Zustandsvariablen zugeordnet sind, deren Werte aus Abhörergeb
nissen gebildet und dazu verwendet werden, den Wert der zumindest
einen Zustandsvariablen zu aktualisieren.
Hier ist von Vorteil, daß die Zustandsvariablen nicht nur den
reinen Belegtzustand in Form einer Ja/Nein-Entscheidung sondern
weitere Informationen über den jeweils ausgewählten Kanal liefern
können. Eine der weiteren Zustandsvariablen kann bspw. die
mittlere Signalstärke des auf dem ausgewählten Kanal sendenden
Primärsenders enthalten, während eine weitere Zustandsvariable
z. B. die durchschnittliche "Trefferquote" bei der Abhörung des
ausgewählten Kanales wiedergeben kann. Aus diesen weiteren
Informationen über den Zustand des ausgewählten Kanales kann
dann abgeleitet werden, ob die zumindest eine Zustandsvariable
inkrementiert oder dekrementiert werden muß oder aber ihren
ursprünglichen Wert beibehält. Ferner können die Werte dieser
weiteren Zustandsvariablen dazu verwendet werden, die Zahl und
Lage der zu sperrenden Kanäle zu bestimmen.
Ferner ist es bevorzugt, wenn beim Abhören eines ausgewählten
Kanales dessen Signalpegel in zeitlichen Abständen N mal auf
das Überschreiten einer Signalschwelle abgetastet wird, wobei
der Signalpegel des abgetasteten Kanales die Signalschwelle
vorzugsweise M mal überschreiten muß, damit ein Senden von
Primärnutzern auf diesem Kanal erkannt wird. M ist dabei vor
zugsweise größer oder gleich N/2. Allgemein gilt jedoch
0 < M ≦ N.
Hier ist von Vorteil, daß durch die größere Anzahl von Abtastun
gen sichergestellt wird, daß der ausgewählte Kanal nicht gerade
während einer "Sendepause" oder Übertragungslücke abgefragt
wurde. Weiter ist von Vorteil, daß die Signalschwelle sehr
niedrig bereits im Bereich des Rauschens angesetzt werden kann,
weil nicht bereits eine beliebige Überschreitung der Sig
nalschwelle, sondern erst M Überschreitungen ausreichen, damit
eine Sendung eines Primärnutzers auf diesem Kanal angenommen
wird. Ein besonders sicheres Erkennen einer derartigen Sendung
auf einem ausgewählten Kanal ergibt sich, wenn mehr als die
Hälfte der Abtastungen zu einem Signal oberhalb der Sig
nalschwelle führen muß.
Weiter ist es bevorzugt, wenn M dynamisch in Abhängigkeit von
einer Auswertung des Abhörens des ausgewählten Kanales bestimmt
wird.
Hier ist von Vorteil, daß das neue Verfahren nicht auf die
Nutzung einer reinen Wartezeitvariablen beschränkt ist, vielmehr
können auch weitere Zustandsvariablen verwendet werden, zu denen
etwa die durchschnittliche Trefferquote M beim Abhören eines
ausgewählten Kanales oder aber der durchschnittliche Signalpegel
des abgehörten Kanales zählen können. Diese Variablen können
z. B. so ausgewertet werden, daß in Abhängigkeit des gemessenen
Signalpegels die Anzahl der weiter zu sperrenden Kanäle variiert
wird. Bei der Bewertung der einzelnen Abhörergebnisse muß die
Trefferquote M ferner nicht zwingend größer oder gleich N/2
sein, auch bei einer geringeren Trefferquote, die jedoch mit
aufeinanderfolgenden starken Meßpegeln einhergeht, kann eine
Kanalbelegung angenommen werden. Die Zustandsvariable kann ferner
dazu verwendet werden, die zusätzlich als belegt zu kennzeichnen
den Kanäle oberhalb und unterhalb des ausgewählten Kanales
unabhängig voneinander festzulegen, so daß die weiter zu
sperrenden Kanäle nicht zwangsläufig symmetrisch zu dem ausge
wählten Kanal liegen.
Bei dem neuen Verfahren werden also Kanäle, für die sich aus
Ihrer Zustandsvariable ergibt, daß sie dicht nur temporär von
Primärnutzern belegt sind, zumindest für eine bestimmte Zeit
vollständig aus dem Satz von verfügbaren Kanälen entfernt, sie
nehmen also an dem Frequenzsprungverfahren nicht teil und belegen
auch keine Zeitschlitze. Zusätzlich kann anhand der Zustands
variablen erkannt werden, ob es sich um einen breitbandigen
Primärnutzer handelt, so daß außer dem ausgewählten Kanal, auf
dem eine Sendung des Primärnutzers erkannt wurde, noch weitere
Kanäle gesperrt werden, so daß insgesamt die gesamte Bandbreite
des Primärnutzers für die Sekundärnutzer nicht zur Verfügung
steht. Wenn es sich nur um einen temporären, breitbandigen
Primärnutzer handelt, wird der Satz von verfügbaren Kanälen
nicht verändert. Zeigen die Zustandsvariablen jedoch an, daß
der Primärnutzer z. B. eine hohe Trefferquote aufweist, so werden
die zugeordneten Kanäle aus dem Satz von verfügbaren Kanälen
entfernt, indem z. B. die Frequenzsprungtabelle neu definiert
wird.
Dieses neue Verfahren ermöglicht somit eine Optimierung bei
der Ausnutzung von zur Verfügung stehenden Kanalkapazitäten
auch in solchen Netzen, in denen eine Störung der Primärnutzer
durch die Sekundärnutzer mit sehr großer Sicherheit vermieden
werden muß.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und der
beigefügten Zeichnung.
Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nachste
hend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in den jeweils
angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen
oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der
vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein schematisches Beispiel für ein Netz von Sekundär
nutzern;
Fig. 2 ein schematisches Beispiel für eine von dem Netz aus
Fig. 1 verwendete Frequenzsprungtabelle;
Fig. 3 ein schematisches Beispiel eines Frequenzspektrums
eines Basisnetzes, dem das Netz aus Fig. 1 überlagert
wird;
Fig. 4 die Aufteilung eines Zeitschlitzes des Netzes aus
Fig. 1 auf die verschiedenen Operationen;
Fig. 5 in einem anderen Maßstab den Beginn des Zeitschlitzes
aus Fig. 4;
Fig. 6 ein schematisches Beispiel für eine von dem Netz aus
Fig. 1 verwendete Frequenzsprungtabelle, bei der von
dem Basisnetz belegte Kanäle aus dem Satz von verfüg
baren Kanälen entfernt wurden; und
Fig. 7 die Frequenzsprungtabelle auch Fig. 6, jedoch mit
anderer Verteilung der Kanäle.
In Fig. 1 ist schematisch ein Netz 10 von Sekundärnutzern
gezeigt, zu denen eine Zentralstation 11 sowie mehrere Anwender
stationen 12, 13, 14 und 15 zählen. Die Anwenderstationen 12,
13, 14 und 15 sind über interne Funkverbindungen 16 mit der
Zentralstation 11 verbunden, die wiederum über eine externe
Funkverbindung 17 mit weiteren Stationen verbunden ist.
Das Netz 10 ist hierarchisch strukturiert, die Anwenderstationen
12, 13, 14, 15 können lediglich über die Zentralstation 11
miteinander kommunizieren. Auch der Kontakt zu weiteren, externen
Stationen erfolgt über die Zentralstation 11.
Das Netz 10 verwendet für die Datenübertragung Kanäle eines
im Zusammenhang mit Fig. 3 näher beschriebenen Frequenzspektrums
im Frequenzsprungverfahren. Hierzu ist sowohl in der Zentral
station 11 als auch in den Anwenderstationen 12, 13, 14, 15
jeweils eine in Fig. 2 gezeigte Frequenzsprungtabelle 21
abgespeichert, die zyklisch durchlaufen wird, wie der Pfeil
22 andeutet.
In dem gezeigten Beispiel ist in der Frequenzsprungtabelle 21
ein Satz K(k=1. . .80) von 80 Kanälen statistisch verteilt so
angeordnet, daß zwischen zwei aufeinanderfolgenden Kanälen K(k)
ein möglichst großer Sprungabstand vorhanden ist. Dadurch wird
sichergestellt, daß die Phasenlagen von zwei aufeinanderfolgenden
Kanälen einen großen Abstand zueinander aufweisen, so daß bei
dem einen Kanal möglicherweise auftretende, störende Inter
ferenzen bei dem nächsten Kanal mit großem Sicherheit vermieden
werden.
Das Netz 10 arbeitet mit einer Systemzeit, die aufeinander
folgende Zeitschlitze definiert, wobei in jedem Zeitschlitz
über den jeweils gültigen Kanal ein Datenpaket zwischen der
Zentralstation 11 sowie einer der Anwenderstationen 12, 13,
14, 15 übertragen wird. In dem Zeitschlitz zur Zeit t = 0 wird
z. B. über den Kanal 7 übertragen, während in dem Zeitschlitz
t = 77 über den Kanal 54 übertragen wird.
Die Frequenzsprungtabelle 21 wird zyklisch durchlaufen, so daß
sich an den Zeitschlitz t = 79 wieder der Zeitschlitz t = 0
anschließt. Für welche Anwenderstation 12, 13, 14 oder 15 eine
Sendung der Zentralstation 11 bestimmt ist, ergibt sich aus
einer Adresse, die die Zentralstation 11 dem in dem jeweiligen
Zeitschlitz zu übersendenden Datenpaket voranstellt. Mit anderen
Worten, während die Systemzeit über den Zeitschlitz den jeweils
zu verwendenden Kanal bestimmt, gibt die Zentralstation 11 bei
der Datenübertragung den Adressaten an. Ferner wird während
dieser Datenübertragung mitgeteilt, welche Anwenderstation 12,
13, 14, 15 in dem nächsten Zeitschlitz die Sendeberechtigung
erhält. Der Kanal des nächsten Zeitschlitzes ergibt sich dabei
aus der Frequenzsprungtabelle 21 aus Fig. 2.
Zusätzlich zu ihren jeweiligen Datenpaketen übermitteln die
Anwenderstationen 12, 13, 14, 15 der Zentralstation 11 auch
eine Information über die Zahl der noch zu übertragenden
Datenpakete, so daß die Zentralstation 11 die Sendeberechtigung
lastabhängig vergeben kann. Damit durch eine Anwenderstation
12, 13, 14, 15 mit hohem Datenaufkommen die anderen Anwender
stationen 13, 14, 15, 12 nicht völlig von der Übertragung
ausgeschlossen werden, wird die Sendeberechtigung nicht allein
aufgrund des Datenaufkommens sondern ebenfalls danach vergeben,
wieviel Zeit seit der letzten Datenübertragung der jeweiligen
Anwenderstation 13, 14, 15, 12 verstrichen ist.
Das insoweit beschriebene Netz 10 arbeitet jedoch nicht in einem
exklusiven Frequenzbereich, es ist vielmehr ein Zusatznetz,
das sich einem bestehenden Netz überlagert, wie es jetzt anhand
der Fig. 3 beschrieben werden soll.
Fig. 3 zeigt in schematischer Weise ein von Primärnutzern
genutztes Frequenzspektrum 23, das auch von den Sekundärnutzern
des Netzes aus Fig. 1 in einer Art "Zusatznetz" genutzt wird.
Das Frequenzspektrum umfaßt beispielhaft f(k) Kanäle f1 bis f80,
wobei bei f10 und f50 jeweils ein Primärnutzer 24, 25 sendet,
während bei f60 der Sekundärnutzer 13 zu finden ist. Das Zusatz
netz arbeitet also bei der Systemzeit t = 3.
Neben den sehr schmalbandigen Primärnutzern 24, 25 sowie dem
Sekundärnutzer 13 ist noch ein weiterer Primärnutzer 26 vorhan
den, dessen Mittenfrequenz bei f25 liegt. Dieser Primärnutzer
26 ist jedoch sehr breitbandig und weist eine spektrale Glocken
kurve 27 auf, die sich von f20 bis zu t30 erstreckt. In den
Randbereichen dieser Glockenkurve, also oberhalb von f20 und
unterhalb von f30 ist die Sendeenergie S des Primärnutzers 26
jedoch so gering, daß sie unterhalb einer detektierbaren
Schwelle W liegt, so daß ein Sekundärnutzer z. B. auf den Kanälen
f21 sowie f29 kein Signal empfangen könnte und diesen Kanal daher
als frei ansehen wurde.
Wie bereits erwähnt, verwenden die Sekundärnutzer die Kanäle
f1 bis f80 zur Datenübertragung nach Art der Frequenzsprungtechnik,
wobei zur Vermeidung von Störungen der Primärnutzer zu Beginn
einer jeden möglichen Datenübertragung überprüft wird, ob der
jeweils gerade ausgewählte Frequenzkanal von Primärnutzern belegt
ist. Das grundlegende Verfahren wird ausführlich in der eingangs
erwähnten DE 44 07 544 A1 beschrieben, so daß auf weitere
Erläuterungen hier verzichtet werden kann.
Zu jedem Zeitpunkt weiß somit ein sendendes bzw. empfangendes
Endgerät, über welchen Kanal diese Sendung zu erfolgen hat.
Damit diese mögliche Sendung nicht einen Primärnutzer stört,
wird vor der Aussendung eines Datenpaketes in dem jeweiligen
Zeitschlitz überprüft, ob der ausgewählte Kanal gerade von einem
Primärnutzer belegt wird. Die hierzu erforderlichen einzelnen
Operationen werden jetzt anhand der schematischen Darstellung
der Fig. 4 erörtert.
Fig. 4 zeigt auf der Zeitachse einen schematisch angedeuteten
Zeitschlitz 29 von T = 8 ms. Zu Beginn dieses Zeitschlitzes
29 wird zunächst der Sender des sendenden Endgerätes auf den
ausgewählten Kanal eingestellt, was während der Zeit T1 = 50 ns
erfolgt.
Daraufhin wird während der Zeit T2 = 500 µs dieser Kanal auf
Belegung abgefragt. Wenn der Kanal frei ist, so wird während
der Zeit T3, die sich an T2 anschließt, wenn auch nicht unmittel
bar, ein Datenpaket übertragen, wozu 4 ms zur Verfügung stehen.
Dieses Datenpaket besteht in bekannter Weise aus einem Header,
einem Datenpaket von 256 Bit sowie einem Trailer.
Nach der Übertragung des Datenpaketes wird bei T4 noch eine
gewisse Zeit gewartet, ob der Empfänger den Empfang des Daten
paketes bestätigt. Sofern diese Bestätigung eingeht, wird in
dem nächsten Zeitschlitz das nächste Datenpaket übertragen,
bleibt die Bestätigung aus, wird dasselbe Datenpaket in dem
nächsten Zeitschlitz noch einmal übertragen.
Wenn bei der Überprüfung in T2 erkannt wird, daß der ausgewählte
Kanal bereits durch Primärnutzer belegt ist, verstreicht der
Rest der Zeit des Zeitschlitzes ungenutzt, und zu Beginn des
nächsten Zeitschlitzes beginnen die soeben beschriebenen
Operationen von vorne.
Es ist nicht möglich, aus dem Raster der Zeitschlitze heraus
zuspringen, da diese Zeitschlitze der Synchronisation zwischen
dem Sender und dem Empfänger dienen, die nicht gestört werden
darf.
In Fig. 5 ist schematisch der Beginn der Überprüfung während
der Zeit T2 dargestellt. Fig. 5 zeigt die Signalamplitude S des
ausgewählten Kanales über der Zeit, die in zeitlichen Abständen T
insgesamt N mal abgetastet wird. Bei dieser Abtastung wird
abgefragt, ob der Signalpegel oberhalb oder unterhalb eines
Schwellwertes S0 liegt. Liegt der Signalpegel M mal oberhalb
der Signalschwelle S0, so wird davon ausgegangen, daß ein
Primärnutzer den ausgewählten Kanal gerade verwendet. Die
Signalschwelle S0 liegt in der Nähe des Rauschens, so daß eine
gewisse Zahl N von Abtastungen erforderlich ist, um mit einer
gewissen Sicherheit eine Sendung des Basisnetzes erkennen bzw.
ausschließen zu können. N ist hierbei vorzugsweise = 10, wobei
M z. B. 5 betragen kann. Wenn mehr als die Hälfte der Abtastungen
oberhalb der Signalschwelle S0 liegt, kann mit einer gewissen
Sicherheit davon ausgegangen werden, daß tatsächlich eine Sendung
eines Primärnutzers vorliegt, so daß der ausgewählte Kanal nicht
zur Datenübertragung im Zusatznetz zur Verfügung steht. Diese
Information wird jetzt weiterverarbeitet, um einerseits den
Primärnutzer sicher vor Störungen durch das Zusatznetz zu
schützen, andererseits aber den Datendurchsatz durch das
Zusatznetz zu maximieren.
Jedem Kanal aus dem Satz K(k=1. . .80) von Kanälen wird zumindest
eine Zustandsvariable zugeordnet, die zumindest dann aktualisiert
wird, wenn der Kanal ausgewählt und abgetastet wird. Dadurch
entsteht eine Matrix oder Liste von Zustandsvariablen, die den
Zustand des Frequenzspektrums 23 bezüglich der Belegung durch
Primärnutzer 24, 25, 26 charakterisiert. Diese Zustandsvariablen
geben den reinen Belegtzustand nicht nur in Form einer Ja/Nein-
Entscheidung an, sie enthalten vielmehr weitere Informationen
über den jeweils ausgewählten Kanal, wozu bspw. die mittlere
Signalstärke des auf dem ausgewählten Kanal sendenden Primär
senders zählt sowie die durchschnittliche "Trefferquote" bei
der Abhörung des ausgewählten Kanals. Anhand dieser Zustands
variablen erkennt die Zentralstation 11 die Art des Primärnutzers
24, 25, 26 sowie seine spektrale Bandbreite, wie dies ausführlich
in der eingangs erwähnten, älteren Patentanmeldung beschrieben
wird.
Darüber hinaus enthalten die Zustandsvariablen Informationen
darüber, ob es sich um einen lediglich temporären Primärnutzer
oder aber um einen dauerhaften Primärnutzer handelt, der den
jeweiligen Kanal für längere Zeit dauerhaft belegt.
Bei temporären Primärnutzern werden die jeweiligen Kanäle für
eine bestimmte Zeit lediglich von der Datenübertragung ausge
schlossen, selbst dann, wenn bei der aktuellen Auswahl des
jeweiligen Kanals ein Senden des Primärnutzers nicht erkannt
wird. In diesem Falle werden lediglich die zugeordneten Zustands
variablen aktualisiert, der Zeitschlitz verstreicht im übrigen
aber ungenutzt, so daß hierdurch der mittlere Datendurchsatz
des Zusatznetzes verringert wird.
Wenn die Zustandsvariablen jedoch ergeben, daß Kanäle des
Frequenzspektrums nicht nur vorübergehend von Primärnutzern
belegt sind, so werden diese Kanäle aus dem Satz von verfügbaren
Kanälen entfernt, so daß sie zumindest für eine bestimmte Zeit
keine Zeitschlitze mehr belegen. Mit anderen Worten, die
Frequenzsprungtabelle 21 aus Fig. 2 muß entsprechend aktualisiert
werden, wie es jetzt anhand der Fig. 6 und 7 beschrieben werden
soll.
Es sei angenommen, daß der Primärnutzer 25 auf dem Kanal f50
lediglich temporär vorhanden ist, während die Primärnutzer 24
und 26 die Kanäle f10 sowie f20 bis f30 nicht nur vorübergehend
belegen. Diese Information kann in der Zentralstation 11 selbst
erzeugt werden, es ist aber auch möglich, daß eine Anwender
station 12, 13, 14, 15 diese Information ermittelt und in einem
besonderen Servicepaket an die Zentralstation 11 übermittelt.
Die Zentralstation 11 erzeugt jetzt einen Satz Kv(k=1. . .80; ≠
10, 20. . .30) von verfügbaren Kanälen, der der Menge der insgesamt
vorhandenen Kanäle K(k=1. . .80) vermindert um die entfernten
Kanäle k=10, 20. . .30 entspricht.
Dieser Satz Kv von verfügbaren Kanälen führt jetzt zu einem
veränderten Frequenzspektrum 21', das in Fig. 6 dargestellt
ist. In Fig. 6 ist der einfache Fall angenommen, bei dem die
Kanäle k=10, 20. . ..30 lediglich aus der Frequenzsprungtabelle
21 entfernt wurden, wobei die so entstehenden Leerstellen dann
dadurch gefüllt wurden, daß die Kanäle sozusagen "nach links
hochgeschoben" wurden, um zu der Frequenzsprungtabelle 21' zu
gelangen. Es ist zu erkennen, daß bei dem Zeitschlitz t = 1
immer noch der Kanal f50 zu finden ist, da der zugehörige
Primärnutzer 25 als temporärer Primärnutzer erkannt wurde. Der
ursprünglich dem Zeitschlitz t = 2 zugeordnete Kanal f10 wurde
jedoch entfernt und durch den Kanal f60 ersetzt, der vorher im
Zeitschlitz t = 3 zu finden war. Die Zahl der insgesamt verfüg
baren Kanäle hat sich durch das Entfernen von 80 auf 68 ver
ringert, so daß nach dem Zeitschlitz t = 67 wieder auf den
Zeitschlitz t = 0 zurückgesprungen wird, was der Pfeil 22'
anzeigt.
Durch dieses reine Entfernen und Zusammenschieben der Kanäle
ergibt sich jetzt jedoch, daß bei der Frequenzsprungtabelle
21' aus Fig. 6 z. B. bei den Zeitschlitzen t = 1 und t = 2
aufeinanderfolgend zwei dicht benachbarte Kanäle f50 und f60 zur
Übertragung verwendet werden, was nicht den gewünschten Erfolg
bei der Vermeidung von störenden Interferenzen mit sich bringt.
Daher ist in Fig. 7 eine weitere Frequenzsprungtabelle 21''
gezeigt, bei der derselbe Satz Kv von verfügbaren Kanälen
verwendet wird, wobei die statistische Gleichverteilung der
Kanäle jedoch neu hergestellt wurde. Hierzu wurde dem Zeitschlitz
t = 2 der Kanal f12 zugeordnet, so daß der Kanal f60 dem Zeit
schlitz t = 3 verbleibt. Genauso wurde der Zeitschlitz t = 66
durch den Kanal f33 aufgefüllt. Auf diese Weise wird für eine
bessere statistische Gleichverteilung der Kanäle in der Frequenz
sprungtabelle 21'' gesorgt.
Die so geänderte Frequenzsprungtabelle 21'' übermittelt die
Zentralstation 11 jetzt in einem besonderen Servicepaket
"Frequenzsprungtabelle ändern" an die Anwenderstation 12, 13,
14, 15, so daß diese sich wieder mit der Zentralstation 11
synchronisieren können.
Nachdem diese Neusynchronisation stattgefunden hat, erfolgt
die Datenübertragung jetzt zwar nur noch über 68 und nicht mehr
über 80 Kanäle, der mittlere Datendurchsatz über der Zeit wurde
jedoch wieder maximiert, da keine dauerhaft "leeren" Zeitschlitze
mehr auftreten können. Da zudem die gesamte Bandbreite 27 des
Primärnutzers 26 aus dem Satz von verfügbaren Kanälen entfernt
wurde, ist auch dieser breitbandige Primärnutzer 26 sicher vor
Störungen durch Sekundärnutzer geschützt.
Auch während der weiteren Datenübertragung in dem Netz 10 werden
die Zustandsvariablen aller 80 Kanäle weiter aktualisiert.
Insbesondere wird dabei darauf geachtet, ob die aus dem Satz
Kv der verfügbaren Kanäle entfernten Kanäle f10, f20. . .f30 nach
wie vor belegt sind oder aber wieder zur Datenübertragung zur
Verfügung stehen. Wenn die aktualisierten Zustandsvariablen
anzeigen, daß entfernte Kanäle wieder zur Datenübertragung zur
Verfügung stehen, wird die Frequenzsprungtabelle auf die oben
beschriebene Weise wieder aktualisiert.
Abschließend sei noch erwähnt, daß bei der Neusynchronisation
nicht zwingend die gesamte Frequenzsprungtabelle von der
Zentralstation 11 zu der Anwenderstation 12, 13, 14, 15 über
tragen werden muß, es ist völlig ausreichend, wenn
Sequenz-Parameter übermittelt werden, aus denen sich die aktuelle
Frequenzsprungtabelle z. B. mit Hilfe eines Pseudo-Zufalls
generators ermitteln läßt.
Claims (13)
1. Verfahren zum Betreiben eines Netzes (10) von Sekundär
nutzern (11, 12, 13, 14, 15), das einen Satz (K) von Kanälen
(f) in einem von Primärnutzern (24, 25, 26) genutzten
Frequenzspektrum (23) im Frequenzsprungverfahren zur
Datenübertragung verwendet, wobei ein von dem Netz (10)
von Sekundärnutzern (11, 12, 13, 14, 15, 16) jeweils aus
gewählter Kanal (k) vor einer möglichen Datenübertragung
abgehört und daraufhin überprüft wird, ob Primärnutzer
(24, 25, 26) diesen Kanal (k) zur Zeit belegen, und das
Netz (10) von Sekundärnutzern (12, 13, 14, 15, 16) in
Abhängigkeit von dem Ergebnis dieser Überprüfung entweder
Daten über den ausgewählten Kanal (k) überträgt oder einen
neuen Kanal (k) zur Überprüfung und möglichen Datenüber
tragung auswählt,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Satz (K,) von für die
Sekundärnutzer (11, 12, 13, 14, 15) verfügbaren Kanälen
(k) dadurch erzeugt wird, daß ein von einem Primärnutzer
(24, 26) nicht nur vorübergehend belegter Kanal (f10,
f20. . .f30) zumindest zeitweise aus dem Satz (K) von Kanälen
(f) entfernt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Kanäle (k) aus dem Satz (Kv) vom verfügbaren Kanälen
in einer Frequenzsprungtabelle (21) abgelegt sind, die
zusammen mit einer Systemzeit (t) definiert, welcher Kanal
(k) als nächster auszuwählen ist, und die in Abhängigkeit
von der Belegung von Kanälen (f) durch Primärnutzer (24,
25, 26) aktualisiert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
aus einer Systemzeit (t) des Netzes (10) von Sekundärnutzern
(11, 12, 13, 14, 15) sowie dem Satz (Kv) der verfügbaren
eine Pseudo-Zufallszahl generiert wird, die bestimmt,
welcher Kanal als nächster auszuwählen ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß das Netz (10) von Sekundärnutzern (11,
12, 13, 14, 15) eine Zentralstation (11) sowie mehrere
Anwenderstationen (12, 13, 14, 15) umfaßt, wobei die
Zentralstation (11) den Satz (Kv) von verfügbaren Kanälen
erzeugt und an die Anwenderstationen (12, 13, 14, 15)
weitergibt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß zusätzlich zu dem ausgewählten zumindest
ein weiterer Kanal zumindest einmal nicht zur Datenüber
tragung verwendet wird, wenn der ausgewählte Kanal gerade
von einem Primärnutzer (24, 25, 26) belegt ist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß jedem Kanal zumindest eine Zustands
variable zugeordnet ist, deren Wert zyklisch aktualisiert
wird und angibt, ob der ihr zugeordnete Kanal (k) durch
Primärnutzer (24, 25, 26) belegt ist.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
zumindest einigen Kanälen weitere Zustandsvariablen
zugeordnet sind, deren Werte aus Abhörergebnissen gebildet
und dazu verwendet werden, den Wert der zumindest einen
Zustandsvariablen zu aktualisieren.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß bei dem Abhören eines ausgewählten
Kanales (k) dessen Signalpegel (S) in zeitlichen Abständen
(τ) N mal auf das Überschreiten einer Signalschwelle (S0)
abgetastet wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
der Signalpegel (S) des abgetasteten Kanales (k) die
Signalschwelle (S0) M mal überschreiten muß, damit ein
Senden von Primärnutzern auf diesem Kanal (k) erkannt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
M größer oder gleich N/2 sein muß, damit ein Senden von
Primärnutzern auf dem ausgewählten Kanal (k) erkannt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
M manuell auf einen festen Wert (0 < M ≦ N) festgesetzt
oder dynamisch in Abhängigkeit von einer Auswertung des
Abhörens des ausgewählten Kanals (k) bestimmt wird.
12. Sekundärnutzer für ein Netz (10) von derartigen Sekundär
nutzern (11, 12, 13, 14, 15), das einen Satz (K) von Kanälen
(f) in einem von Primärnutzern (24, 25, 26) genutzten
Frequenzspektrum (23) im Frequenzsprungverfahren zur
Datenübertragung verwendet, wobei ein von dem Netz (10)
von Sekundärnutzern (11, 12, 13, 14, 15, 16) jeweils aus
gewählter Kanal (k) vor einer möglichen Datenübertragung
abgehört und daraufhin überprüft wird, ob Primärnutzer
(24, 25, 26) diesen Kanal (k) zur Zeit belegen, und das
Netz (10) von Sekundärnutzern (12, 13, 14, 15, 16) in
Abhängigkeit von dem Ergebnis dieser Überprüfung entweder
Daten über den ausgewählten Kanal (k) überträgt oder einen
neuen Kanal (k) zur Überprüfung und möglichen Datenüber
tragung auswählt,
dadurch gekennzeichnet, daß der Sekundärnutzer (11, 12,
13, 14, 15) dazu eingerichtet ist, den Satz (K) von Kanälen
dynamisch zu verwalten, um der Belegung von Kanälen (k)
durch Primärnutzer (24, 25, 26) Rechnung zu tragen.
13. Sekundärnutzer nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß er als Zentralstation (11) dazu eingerichtet ist, einen
aktuellen Satz (Kv) von verfügbaren Kanälen zu erzeugen
und diesen an Anwenderstationen (12, 13, 14, 15) des Netzes
(10) zu übertragen.
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