DE60222530T2 - TDMA-Empfänger - Google Patents

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DE60222530T2
DE60222530T2 DE60222530T DE60222530T DE60222530T2 DE 60222530 T2 DE60222530 T2 DE 60222530T2 DE 60222530 T DE60222530 T DE 60222530T DE 60222530 T DE60222530 T DE 60222530T DE 60222530 T2 DE60222530 T2 DE 60222530T2
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spectrum
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incoming signal
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Bertrand Debray
Fabien Buda
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    • H04N7/173—Analogue secrecy systems; Analogue subscription systems with two-way working, e.g. subscriber sending a programme selection signal
    • H04N7/17309—Transmission or handling of upstream communications

Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen TDMA-Empfänger (TDMA-Zeitmultiplexverfahren) und insbesondere auf einen TDMA-Empfänger, der in der Lage ist, das Spektrum eines eintreffenden TDMA-Signals zu überwachen.
  • Gemäß einer nicht ausschließenden Anwendung der vorliegenden Erfindung bildet der TDMA-Empfänger den Empfänger eines CMTS (Kabelmodem-Endgerätesystems) in einem HFC-Netzwerk (HFC-Hybrid Fiber Coax).
  • BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK
  • HFC-Netzwerke sind bidirektionale Netzwerke, bei denen sowohl Lichtleitfasern als auch elektrische Breitband-Koaxialkabel Verwendung finden.
  • Die meisten HFC-Netzwerke sind vom Baum- und Verzweigungstyp und beinhalten Kabelmodems (CMs), die sich in den Räumlichkeiten des Teilnehmers befinden, sowie ein Head-End, das ein CMTS und eine Schnittstelleneinheit für die Verbindung mit Dienstanbietern, wie etwa Internet-Dienstanbietern, enthält. Normalerweise sind zwei Typen von Kommunikationswegen in HFC-Netzwerken vorhanden, d.h. Downstream-Wege vom CTMS zu den Kabelmodems und Upstream-Wege von den Kabelmodems zum CTMS. Ein Spektralband ist für jeden dieser Wege reserviert. Beispielsweise sind gemäß der Data Over Cable Service Interface Specification (DOCSIS) die Spektralbänder, die für die Upstream- und die Downstream-Kommunikationen reserviert sind, 5-42 MHz und 50-750 MHz. Das Upstream-Band ist in zahlreiche Kanäle unterteilt, die jeweils durch eine vorbestimmte Trägerfrequenz und ein vorbestimmtes Frequenzband (oder Teil band) definiert sind. Im DOCSIS-Standard liegt die Bandbreite jedes Kanals zwischen 200 kHz und 3200 kHz.
  • 1 zeigt diagrammartig den Gesamtaufbau eines HFC-Netzwerks. In 1 ist das Head-End mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichnet und die Schnittstelleneinheit sowie das CMTS, die im Head-End 1 enthalten sind, mit dem Bezugszeichen 1a bzw. 1b versehen. Das Bezugszeichen 2 steht für die Kabelmodems in den Räumlichkeiten der Teilnehmer. Das CMTS 1b und die Kabelmodems 2 sind durch einen Satz von Kommunikationsverbindungen 3, 3', eine opto-elektronische Umwandlungseinrichtung 1c im Head-End 1, opto-elektronische Umwandlungsknoten 4, die vom Head-End 1 entfernt sind, bidirektionale Verstärker 5, Abgreifeinrichtungen 6 und Teiler/Kombinierer 7 miteinander verbunden. Die Kommunikationsverbindungen 3 zwischen der optoelektronischen Umwandlungseinrichtung 1c und den optoelektronischen Umwandlungsknoten 4 sind als Lichtleitfasern ausgebildet, wohingegen die anderen Kommunikationsverbindungen 3', die jene, die mit den Kabelmodems 2 der Teilnehmer verbunden sind, sowie jene zwischen der optoelektronischen Umwandlungseinrichtung 1c und dem CMTS 1b beinhalten, durch elektrische Koaxialkabel ausgebildet sind.
  • Die Upstream-Kommunikationen in einem HFC-Netzwerk basieren normalerweise auf einem Kombinationsschema aus FDMA (FDMA-Frequenzmultiplexverfahren) und TDMA (TDMA-Zeitmultiplexverfahren). Jedes Kabelmodem ist einem der oben erwähnten Kanäle und Zeitintervallen zugeordnet, in denen es Daten-Bursts zum CMTS senden kann. Das CMTS empfängt somit auf jeder Kommunikationsverbindung 3', mit der es direkt verbunden ist, ein eintreffendes Signal, das ein FDM/TDM-Signal enthält, das die Daten von den Kabelmodems beinhaltet. Das FDM/TDM-Signal erstreckt sich innerhalb der unterschiedlichen Frequenzbänder der Kanäle, die dem Kabelmodem zugeordnet sind, und besteht in jedem dieser Frequenzbänder aus einem TDM-Signal. Die Frequenzbänder der zugeordneten Kanäle, die somit das geeignete Signal enthalten, werden auch als "Frequenzbänder geeigneter Signale" bezeichnet, im Gegensatz zum übrigen Teil des Upstream-Spektralbandes, das lediglich Rauschen und Interferenzen enthält.
  • Die Druckschrift US 2001/0055319 beschreibt eine Anzahl von Merkmalen zum Verbessern der Leistungsfähigkeit eines Kabelsendesystems, in dem Daten zwischen einem Kabelmodem-Endgerätesystem und einem Head-End sowie einer Vielzahl von Kabelmodems, die in unterschiedlichen Entfernungen vom Head-End angeordnet sind, gesendet werden. Es werden unterschiedliche Maßnahmen ergriffen, um die Sendung von den Kabelmodems stabil zu gestalten.
  • Die Druckschrift US 5.862.451 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Zuordnen und Steuern von Datensendungen zu und von Kommunikationseinheiten in einem Kommunikationssystem, das ein Kabelverteilungsnetzwerk enthält. Jeder aus der Vielzahl von Uplink- und Downlink-Kanälen, die verwendet werden, um Daten zwischen der Basiskommunikationseinheit und den Downstream-Kommunikationseinheiten zu senden, wird überwacht, um dessen Kanalqualität zu bestimmen, die dazu verwendet wird, Übertragungen von Kommunikationsverbindungen zu anderen Frequenzen zu initiieren und um Kanäle unterschiedlichen Kommunikationseinheiten zuzuordnen.
  • Eine wichtige Funktion der Verwaltung eines HFC-Netzwerks ist die Fehlerbeseitigung. Die Fehlerbeseitigung besteht in der Überwachung des Signalfrequenzspektrums auf den Upstream-Wegen im gesamten oder einem Teil des Upstream-Frequenzbandes, um Fehler, wie etwa das Eindringen von Rauschen hohen Pegels und/oder Breitbandrauschen, zu erfassen. In der Praxis wird die Überwachung am CTMS mit Hilfe von Spektrums-Überwachungsvorrichtungen, wie etwa Spektrums-Analysiereinrichtungen oder Spektrums-Überwachungsplatinen, ausgeführt, die mit den Upstream-Wegen parallel zum CTMS-Empfänger verbunden sind. Diese Spektrums-Überwachungsvorrichtungen berechnen im allgemeinen ein durchschnittliches Spektrumssignal, das lediglich eine Gesamtübersicht des Spektrums gibt. Es können beispielsweise keine präzisen Informationen über das Spektrum des Signals, das von einem bestimmten Kabelmodem gesendet wird, oder über das Spektrum des Rauschens allein in einem Frequenzband eines geeigneten Signals bereitgestellt werden.
  • ZIELE UND ÜBERSICHT DER ERFINDUNG
  • Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen TDMA-Empfänger anzugeben, der eine bessere Kenntnis des Spektrums eines empfangenen Signals wenigstens in einem Frequenzbandbereich geeigneter Signale desselben haben kann.
  • Zu diesem Zweck wird gemäß der Erfindung ein TDMA-Empfänger angegeben, der enthält:
    eine Steuereinrichtung, die jedem einer Vielzahl von Sendern Zeitintervalle zuweist, während der der Sender Signale zu dem TDMA-Sender senden darf,
    eine Empfangseinrichtung zum Empfangen eines eingehenden Signals, das durch das Multiplexen verschiedener Signale entsteht, die von der Vielzahl von Sendern während der Zeitintervalle und in einem vorgegebenen Frequenzband ausgegeben werden, wobei das eingehende Signal aus einem TDM-Signal in dem vorgegebenen Frequenzband besteht,
    eine Verarbeitungseinrichtung zum Extrahieren und Verarbeiten des TDM-Signals, und
    eine Spektrum-Bestimmungseinrichtung zum Bestimmen des Spektrums des eingehenden Signals,
    wobei die Steuereinrichtung so beschaffen ist, dass sie die Funktion der Spektrum-Bestimmungseinrichtung als Funktion der den Sendern zugewiesenen Zeitintervallen so synchronisiert, dass die Bestimmung des Spektrums des eingehenden Signals in wenigstens einem Teil des vorbestimmten Frequenzbandes während eines oder mehrerer der den Sendern zugewiesenen Zeitintervalle oder während eines oder mehreren für Spektrum-Bestimmung reservierter Zeitintervalle ausgeführt wird.
  • Mit "TDMA"-Empfänger ist hier ein Empfänger gemeint, der Bestandteil eines Systems sein soll, das TDMA verwendet. Ein derartiges System kann beispielsweise ein reines TDMA-System oder ein FDMA/TDMA-System sein.
  • Somit ist es durch Synchronisieren der Funktion der Spektrums-Bestimmungseinrichtung als Funktion der den Sendern zugewiesenen Zeitinter vallen möglich, dass die Spektrum-Bestimmungseinrichtung das Spektrum lediglich während präziser, genau definierter Zeitintervalle bestimmt, die von den Zeitintervallen abhängen, die dem Sender zugeordnet sind, so dass eine gewünschte, spezielle Spektraleigenschaft des TDM-Signals bezogen werden kann.
  • Gemäß einer ersten Variante der Erfindung ist die spezielle Spektraleigenschaft das Spektrum des Rauschens und Interferenzen im vorbestimmten Frequenzbandteil. In diesem Fall besteht die Synchronisation darin, dass die Spektrum-Bestimmungseinrichtung so gesteuert wird, dass letztere zur Bestimmung des Spektrums in wenigstens dem vorbestimmten Frequenzbandteil lediglich während eines oder mehreren reservierter Zeitintervalle aktiv ist, die außerhalb der den Sendern zugewiesenen Zeitintervalle liegen.
  • Gemäß einer zweiten Variante der Erfindung ist die spezielle Spektraleigenschaft das Spektrum des TDM-Signals im vorbestimmten Frequenzbandteil, wenn die Sendung von den Sendern tatsächlich erfolgt, jedoch unabhängig davon, welcher (welche) Sender sendet (senden). In diesem Fall besteht die Synchronisation darin, dass die Spektrum-Bestimmungseinrichtung so gesteuert wird, das letztere für die Bestimmung des Spektrum in wenigstens dem vorbestimmten Frequenzbandteil lediglich während eines oder mehreren Zeitintervallen aktiv ist, die wenigstens einem Sender aus der Vielzahl von Sendern zugeordnet sind.
  • Bei dieser zweiten Variante können das eine oder die zahlreichen Zeitintervalle, während der die Spektrum-Bestimmungseinrichtung für die Bestimmung des Spektrum in dem wenigstens einen vorbestimmten Frequenzbandteil aktiv ist, aus einem oder mehreren Zeitintervallen bestehen, die für die Spektrum-Bestimmung reserviert sind, wobei die Steuereinrichtung so beschaffen ist, dass sie diese reservierten Zeitintervalle dem wenigstens einen Sender zuweist und den wenigstens einen Sender auffordert, vorbestimmte Signale zum TDMA-Empfänger während dieser reservierten Zeitintervalle zu senden.
  • Gemäß einer dritten Variante der Erfindung ist die spezielle Spektraleigenschaft das Spektrum des Signals innerhalb des TDM-Signals, das von einem speziellen Sender aus der Vielzahl von Sendern ausgegeben wird. In diesem Fall besteht die Synchronisation darin, dass die Spektrum-Bestimmungseinrichtung so gesteuert wird, dass letztere für die Bestimmung des Spektrums in wenigstens dem vorbestimmten Frequenzbandteil lediglich während eines oder mehreren Zeitintervallen aktiv ist, die dem speziellen Sender zugeordnet sind.
  • Bei dieser dritten Variante können das eine oder die zahlreichen Intervalle, während der die Spektrums-Bestimmungseinrichtung für die Bestimmung des Spektrums in wenigstens dem vorbestimmten Frequenzbandteil aktiv ist, aus einem oder mehreren Zeitintervallen bestehen, die für die Spektrum-Bestimmung reserviert sind, wobei die Steuereinrichtung so beschaffen ist, dass sie diese reservierten Zeitintervalle dem speziellen Sender zuweist und den speziellen Sender auffordert, vorbestimmte Signale zum TDMA-Empfänger während dieser reservierten Zeitintervalle zu senden.
  • Vorzugsweise enthält die Verarbeitungseinrichtung einen Analog-Digital-Wandler zum Digitalisieren des eingehenden Signals und eine digitale Front-End-Einrichtung zum Extrahieren des TDM-Signals durch Durchführen von Basisbandumwandlungs- und Filtervorgängen an dem digitalisierten eingehenden Signal zur anschließenden Demodulation des TDM-Signals.
  • Die Spektrum-Bestimmungseinrichtung kann eine digitale Recheneinheit separat von der digitalen Front-End-Einrichtung sein und mit einem Ausgang des Analog-Digital-Wandlers zum Empfangen des digitalisierten eingehenden Signals verbunden sein.
  • Alternativ kann im Falle der oben erwähnten ersten Variante die Spektrum-Bestimmungseinrichtung die digitale Front-End-Einrichtung der Verarbeitungseinrichtung und eine Leistungs-Schätzeinrichtung umfassen, wobei die digitale Front-End-Einrichtung durch die Steuereinrichtung so konfiguriert werden kann, dass sie das TDM-Signal extrahiert, indem sie Basisbandumwandlungs- und Filtervorgänge an dem digitalisierten eingehenden Signal während der den Sendern zugewiesenen Zeitintervalle zur anschließenden Demodulation des TDM-Signals durchführt und zusammen mit der Leistungs-Schätzeinrichtung das Spektrum des digitalisierten eingehenden Signals in dem wenigstens einen vorbestimmten Frequenzbandteil während des einen oder der mehreren reservierten Zeitintervalle berechnet. In einem derartigen Fall kann die Leistungs-Schätzeinrichtung auch dazu dienen, während der den Sendern zugewiesenen Zeitintervalle die Leistung des TDM-Signals für anschließendes Skalieren derselben zu schätzen.
  • Normalerweise enthält der TDMA-Empfänger gemäß der Erfindung weiterhin eine Betreiber-Schnittstelle zum Auswählen eines Frequenzbandes, in dem das Spektrum des eingehenden Signals zu bestimmen ist. Hat das gewählte Frequenzband einen gemeinsamen Teil mit dem vorbestimmten Frequenzbandteil, wird die Synchronisation wenigstens für diesen gemeinsamen (überlappenden) Teil ausgeführt. Bei der Variante, bei der die Spektrum-Bestimmungseinrichtung separat von der digitalen Front-End-Einrichtung ist, wird die Synchronisation für die Teile des gewählten Frequenzbandes, die sich außerhalb des vorbestimmten Frequenzbandteils befinden, nicht benötigt.
  • Die vorliegende Erfindung gibt zudem einen FDMA/TDMA-Empfänger an, enthaltend:
    eine Steuereinrichtung, die jedem einer Vielzahl von Sendern einen/eines einer Vielzahl von Kanälen und Zeitintervallen zuweist, in denen der Sender Signale zum FDMA/TDMA-Sender senden darf, wobei jeder der Kanäle ein vorbestimmtes Frequenzband hat,
    eine Empfangseinrichtung zum Empfangen eines eingehenden Signals, das durch das Multiplexieren unterschiedlicher Signale entsteht, die von den Sendern während der Zeitintervalle ausgegeben und auf den Kanälen gesendet werden, wobei das eingehende Signal somit in jedem der vorgegebenen Frequenzbänder der vorgegebenen Frequenzbänder der Kanäle aus einem TDM-Signal besteht,
    eine Vielzahl von Extrahiereinrichtungen, die jeweils mit der Vielzahl von Kanälen verbunden sind, wobei jede der Extrahiereinrichtungen mit einem Ausgang der Empfangseinrichtung verbunden ist, um das eingehende Signal zu empfangen und das TDM-Signal, das dem jeweiligen Kanal entspricht, zur anschließenden Verarbeitung des TDM-Signals daraus zu extrahieren, und
    eine Spektrums-Bestimmungseinrichtung zum Bestimmen des Spektrums des eingehenden Signals,
    wobei die Steuereinrichtung so beschaffen ist, dass sie die Funktion der Spektrum-Bestimmungseinrichtung als eine Funktion der zugewiesenen Zeitintervalle, die einem gegebenen Kanal entsprechen, so synchronisiert, dass die Bestimmung des Spektrums des eingehenden Signals in wenigstens einem Teil des vorbestimmten Frequenzbandes des gegebenen Kanals während eines oder mehrerer der den Sendern zugewiesenen Zeitintervalle oder während eines oder mehrerer für die Spektrum-Bestimmung reservierter Zeitintervalle ausgeführt wird.
  • Vorzugsweise enthält die Empfangseinrichtung einen Analog-Digital-Wandler zum Digitalisieren des eingehenden Signals, wobei jede Extrahiereinrichtung eine digitale Front-End-Einrichtung umfasst, die Basisbandumwandlungs- und Filtervorgänge an dem digitalisierten eingehenden Signal durchführt, um das TDM-Signal, das dem jeweiligen Kanal entspricht, für anschließende Demodulation des TDM-Signals zu gewinnen.
  • Die Spektrum-Bestimmungseinrichtung kann eine digitale Berechnungseinheit separat von den digitalen Front-End-Einrichtungen der Vielzahl von Extrahiereinrichtungen sein und mit einem Ausgang des Analog-Digital-Wandlers verbunden sein, um das digitalisierte, eingehende Signal zu empfangen.
  • Alternativ kann für den Fall, bei dem der Betreiber es wünscht, das Spektrum des Rauschens und Interferenzen im gegebenen Kanal zu überwachen, die Spektrum-Bestimmungseinrichtung die digitale Front-End-Einrichtung der Extrahiereinrichtung, die dem gegebenen Kanal zugewiesen ist, und eine Leistungs-Schätzeinrichtung umfassen, wobei die digitale Front-End-Einrichtung durch die Steuereinrichtung so konfiguriert werden kann, dass sie das TDM-Signal, das dem gegebenen Kanal entspricht, extrahiert, indem sie Basisbandumwandlungs- und Filtervorgänge an dem digitalisierten eingehenden Signal während der zugewiesenen Zeitintervalle, die dem gegebenen Kanal entsprechen, zur anschließenden Demodulation des TDM-Signals durchführt und in Verbindung mit der Leistungs-Schätzeinrichtung das Spektrum des digitalisierten eingehenden Signals in wenigstens einem Teil des vorbestimmten Frequenzbandes des gegebenen Kanals während des einen oder der mehreren reservierten Intervalle berech net, die außerhalb jedes der zugewiesenen Zeitintervalle liegen, die dem gegebenen Kanal entsprechen.
  • Insbesondere kann die Spektrum-Bestimmungseinrichtung die digitalen Front-End-Einrichtungen der Vielzahl von Extrahiereinrichtungen und eine Vielzahl jeweiliger Leistungs-Schätzeinrichtungen umfassen, wobei jede der digitalen Front-End-Einrichtungen durch die Steuereinrichtung so konfiguriert werden kann, dass sie das TDM-Signal, das dem jeweiligen Kanal entspricht, extrahiert, indem sie die Basisbandumwandlungs- und Filtervorgänge an dem digitalisierten eingehenden Signal während der entsprechenden zugewiesenen Zeitintervalle zu anschließender Demodulation des TDM-Signals durchführt und während eines oder mehrerer reservierter Zeitintervalle/s, das/die außerhalb jedes der zugewiesenen Zeitintervalle liegt/liegen, die dem jeweiligen Kanal entsprechen, in Verbindung mit der jeweiligen Leistungs-Schätzeinrichtung das Spektrum des digitalisierten eingehenden Signals in wenigsten einem Teil des vorgegebenen Frequenzbandes des jeweiligen Kanals berechnet.
  • Gemäß einer weiteren Anordnung ist die Steuereinrichtung so beschaffen, dass sie für jeden der Vielzahl von Kanälen Zeitintervalle reserviert, die außerhalb jedes der zugewiesenen Zeitintervalle liegen, die diesem Kanal entsprechen, und die reservierten Zeitintervalle jedes der Vielzahl von Kanälen mit den reservierten Zeitintervallen jedes beliebigen anderen der Vielzahl von Kanälen übereinstimmen, und die Spektrum-Bestimmungseinrichtung die digitalen Front-End-Einrichtungen der Vielzahl von Extrahiereinrichtungen und eine Vielzahl jeweiliger Leistungs-Schätzeinrichtungen umfasst und jede der digitalen Front-End-Einrichtungen durch die Steuereinrichtung so konfiguriert werden kann, dass sie das TDM-Signal, das dem jeweiligen Kanal entspricht, extrahiert, indem sie Basisbandumwandlungs- und Filtervorgänge an dem digitalisierten eingehenden Signal während der entsprechenden zugewiesenen Zeitintervalle zu anschließender Demodulation des TDM-Signals durchführt und während der reservierten Zeitintervalle in Verbindung mit der jeweiligen Leistungs-Schätzeinrichtung das Spektrum des digitalisierten eingehenden Signals in wenigstens einem Teil des vorgegebenen Frequenzbandes eines der Vielzahl von Kanälen berechnet.
  • Die vorliegende Erfindung gibt zudem ein Verfahren zum Betreiben eines TDMA-Empfängers an, wobei der TDMA-Empfänger enthält:
    eine Steuereinrichtung, die jedem der Vielzahl von Sendern Zeitintervalle zuweist, während der der Sender Signale zu dem TDMA-Empfänger senden darf,
    eine Empfangseinrichtung zum Empfangen eines eingehenden Signals, das durch Multiplexen verschiedener Signale entsteht, die von der Vielzahl von Sendern während der Zeitintervalle und in einem vorgegebenen Frequenzband ausgegeben werden, wobei das eingehende Signal aus einem TDM-Signal in dem vorgegebenen Frequenzband besteht,
    einer Verarbeitungseinrichtung zum Extrahieren und Verarbeiten des TDM-Signals, und
    eine Spektrum-Bestimmungseinrichtung zum bestimmen des Spektrums des eingehenden Signals,
    wobei das Verfahren den Schritt umfasst, mit dem die Steuereinrichtung veranlasst wird, die Funktion der Spektrum-Bestimmungseinrichtung als Funktion der den Sendern zugewiesenen Zeitintervalle so zu synchronisieren, dass die Bestimmung des Spektrums des eingehenden Signals in wenigstens einem vorgegebenen Teil des Frequenzbandes während eines oder mehrerer der Zeitintervalle, die den Sendern zugeordnet sind, oder während eines oder mehrerer Zeitintervalle, die für die Spektrum-Bestimmung reserviert sind, ausgeführt wird.
  • Die vorliegende Erfindung gibt weiterhin ein Verfahren zum Betreiben eines FDMA/TDMA-Empfängers an, wobei der FDMA/TDMA-Empfänger umfasst:
    eine Steuereinrichtung, die jedem einer Vielzahl von Sendern einen/eines einer Vielzahl von Kanälen und Zeitintervallen zuweist, in denen der Sender Signale zu dem FDMA/TDMA-Empfänger senden darf, wobei jeder der Kanäle ein vorgegebenes Frequenzband hat,
    eine Empfangseinrichtung zum Empfangen eines eingehenden Signals, das durch Multiplexen verschiedener Signale entsteht, die von den Sendern während der Zeitintervalle ausgegeben und auf den Kanälen gesendet werden, wobei das eingehende Signal aus einem TDM-Signal in jedem der vorgegebenen Kanal-Frequenzbänder besteht,
    eine Vielzahl von Extrahiereinrichtungen, die jeweils der Vielzahl von Kanälen zugewiesen sind, wobei jede der Extrahiereinrichtungen mit einem Ausgang der Empfangseinrichtung verbunden ist, um das eingehende Signal zu empfangen und daraus das TDM-Signal, das dem jeweiligen Kanal entspricht, zur anschließenden Verarbeitung des TDM-Signals zu extrahieren, und
    eine Spektrum-Bestimmungseinrichtung zum Bestimmen des Spektrums des eingehenden Signals,
    wobei das Verfahren den Schritt umfasst, mit dem die Steuereinrichtung veranlasst wird, die Funktion der Spektrum-Bestimmungseinrichtung als eine Funktion der zugewiesenen Zeitintervalle, die einem gegebenen Kanal entsprechen, so zu synchronisieren, dass die Bestimmung des Spektrums des eingehenden Signals in wenigstens einem Teil des vorgegebenen Frequenzbandes des gegebenen Kanals während eines oder mehrerer der Zeitintervalle, die den Sendern zugeordnet sind, oder während eines oder mehrerer der Zeitintervalle durch geführt wird, die für die Spektrum-Bestimmung reserviert sind.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1, die bereits erwähnt wurde, zeigt diagrammartig den Aufbau eines HFC-Netzwerks;
  • 2 ist ein Blockschaltbild, das einen TDMA-Empfänger gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
  • 3 ist ein Blockschaltbild, das eine digitale Front-End-Einrichtung und einen digitalen Demodulator, die im TDMA-Empfänger verwendet werden, gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
  • 4A und 4B zeigen eine bekannte Technik zum Berechnen des Spektrums eines gegebenen Signals;
  • 4C ist ein Blockschaltbild, das eine Spektrum-Berechnungsvorrichtung zeigt, die in der Lage ist, die Technik auszuführen, die in 4A und 4B gezeigt ist;
  • 5 zeigt einen Algorithmus, der im TDMA-Empfänger gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung verwendet wird;
  • 6 stellt unterschiedliche Konfigurationen eines gewählten Frequenzbandes und ein Frequenzband geeigneter Signale dar;
  • 7 zeigt die Umwandlung eines überlappenden Teils des gewählten Frequenzbandes und des Frequenzbandes geeigneter Signale in einen überlap penden Teil dar, dessen Breite ein Vielfaches einer Spektrum-Berechnungslösung ist;
  • 8 zeigt einen ersten Teilalgorithmus des Algorithmus' aus 5;
  • 9 zeigt reservierte Zeitintervalle, die zwischen zugewiesene Zeitintervalle im Teilalgorithmus von 8 eingefügt sind;
  • 10 stellt einen zweiten Teilalgorithmus des Algorithmus' aus 5 dar;
  • 11 zeigt einen dritten Teilalgorithmus des Algorithmus' aus 5;
  • 12 ist ein Blockschaltbild, das einen TDMA-Empfänger gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
  • 13 ist ein Blockschaltbild, das eine digitale Front-End-Einrichtung und einen digitalen Demodulator darstellt, die beim TDMA-Empfänger gemäß der zweiten Ausführungsform verwendet werden;
  • 14 zeigt einen Algorithmus, der im TDMA-Empfänger gemäß der zweiten Ausführungsform ausgeführt wird;
  • 15 stellt reservierte Zeitintervalle dar, die zwischen zugewiesene Zeitintervalle im Algorithmus aus 14 eingefügt sind;
  • 16 ist ein Blockschaltbild eines FDMA/TDMA-Empfängers gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung;
  • 17 ist ein Blockschaltbild eines FDMA/TDMA-Empfängers gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung;
  • 18 zeigt zugewiesene und reservierte Zeitintervalle in zwei gegebenen Kanälen gemäß einer asynchronen Betriebsart des FDMA/TDMA-Empfängers gemäß der vierten Ausführungsform;
  • 19 stellt dar, wie eine Front-End- und eine Demodulationseinheit, die einem Kanal zugeordnet sind, verwendet werden können, um das Spektrum des Signals zu berechnen, das in einem weiteren Kanal gesendet wird; und
  • 20 zeigt zugeordnete und reservierte Zeitintervalle in zwei gegebenen Kanälen gemäß einer synchronen Betriebsart des FDMA/TDMA-Emfpängers gemäß der vierten Ausführungsform.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
  • Unter Bezugnahme auf 2 empfängt ein TDMA-Empfänger 10 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein eingehendes Signal von einer Kommunikationsverbindung 3''. Die Kommunikationsverbindung 3'' hat auf der Ebene des TDMA-Empfängers 10 normalerweise die Gestalt eines Koaxialkabels.
  • Das eingehende Signal resultiert aus dem Multiplexen unterschiedlicher Datensignale, die von Sendern 2' ausgegeben werden, die die Kabelmodems 2 von 1 sein können, wenn der TDMA-Empfänger 10 in einem CTMS eines HFC-Netzwerks verwendet wird. Die Datensignale, die von den Sendern 2' ausgegeben werden, werden zum Empfänger 10 auf demselben Kanal gesendet, der durch eine vorgegebene Trägerfrequenz und ein vorgegebenes Frequenzband definiert ist. Das eingehende Signal besteht somit im vorgegebenen Frequenzband aus einem TDM-Signal, das aus einem geeigneten TDM-Signal, Rauschen und Interferenzen zusammengesetzt ist. Außerhalb des vorgegebenen Frequenzbandes besteht das eingehende Signal aus Rauschen und Interferenzen (es wird hier davon ausgegangen, dass lediglich ein Kanal für die Datensendung von den Sendern 2' verwendet wird). Da das vorgegebene Kanalfrequenzband das Band ist, in dem das geeignete Signal vorhanden ist, wird dieses Band auch "Frequenzband geeigneter Signale" genannt.
  • Der TDMA-Empfänger 10 enthält in bekannter Weise einen analogen Leistungsverstärker 11 zum Verstärken des eingehenden Signals und einen Analog-Digital-Wandler 12 zum Digitalisieren des verstärkten Signals, das vom Verstärker 11 ausgegeben wird. Ein Anti-Aliasing-Filter (nicht gezeigt) kann ebenfalls stromabwärts vom Verstärker 11 vorgesehen sein. Das digitalisierte Signal, das vom Analog-Digital-Wandler 12 bereitgestellt wird, wird in ein Signal umgewandelt, das sich für die Demodulation durch eine digitale Front-End-Einrichtung 13 eignet. Ein digitaler Demodulator 14 empfängt dieses Signal, das sich zur Demodulation eignet, und liefert ein entsprechendes demoduliertes Signal, das anschließend zu einem Core-Netzwerk (nicht gezeigt) beispielsweise über ein Ethernet-Netzwerk gesendet wird.
  • Wie es in 3 gezeigt ist, enthält die digitale Front-End-Einrichtung 13 einen numerisch gesteuerten Oszillator 130 und Multiplikatoren 131 zur Basisbandumwandlung des TDM-Signals, das im digitalisierten Signal enthalten ist, das vom Analog-Digital-Wandler 12 ausgegeben wird, und zum Unterteilen des letztgenannten Signals in phasengleiche Komponenten und Quadraturkomponenten, ein Dezimationsfilter 132, einen Dezimator 133 und ein signalangepasstes Filter 134. Die Elemente 132, 133 und 134 bilden zusammen ein Tiefpassfilter, dessen Bandbreite im wesentlichen gleich der Breite des Frequenzbandes geeigneter Signale des eingehenden Signals ist, d.h. des Frequenzbandes des TDM-Signals. Ein derartiges Tiefpassfilter dient dazu, das TDM-Signal zu extrahieren.
  • Unter weiterer Bezugnahme auf 3 enthält der digitale Demodulator 14 eine Skaliereinrichtung 140, die von einer Leistungs-Schätzeinrichtung 141 gesteuert wird, um die Leistung des Digitalsignals, das von der Front-End-Einrichtung 13 zugeführt wird, auf einen vorgegebenen Wert zu steuern. Der digitale Demodulator 14 enthält weiterhin eine Interpolationseinrichtung 142, eine Zeitgabe-Synchronisationseinheit 143, die die Interpolationseinrichtung 142 und die Leistungs-Schätzeinrichtung 141 steuert, eine Entzerreinrichtung 144 mit einer Koeffizienten-Anpassungseinheit 145, eine Phasenkompensationseinheit 146, einen Schwellenwertdetektor 147, einen Demapper 148 und einen RS-Decoder 149. Jeder Funktionsblock, der in 3 dargestellt ist, ist an sich bekannt. Weitere Details, die die Architektur von 3 betreffen, finden sich in der Druckschrift mit dem Titel "Design and Performance of a Fully-Digital DOCSIS CMTS Receiver" von F. Buda et al., 2001 NCTA Technical Papers, pp. 212-220, Juni 2001, Chicago, Illinois.
  • Wendet man sich wieder 2 zu, so enthält der TDMA-Empfänger 10 weiterhin eine Steuereinheit 15, die die Funktion des Empfängers 10 steuert und den TDM-Zugriff der Sender 2' im oben erwähnten Kanal verwaltet. Die Steuereinheit 15 hat vorzugsweise die Gestalt eines Mikroprozessors, der ein Zeitplanungsprogramm speichert und ausführt. Die Steuereinheit 15 empfängt Ressourcen-Zuordnungsanfragen von den Sendern 2' und ordnet in Erwiderung den Sendern 2' über einen Modulator und unter Steuerung des Zeitplanungsprogramms Zeitintervalle oder Zeitschlitze zu, während derer es den Sendern 2' gestattet ist, Ver kehrsdaten auf dem Kanal zu senden. Jeder Sender 2' ist somit Zeitintervallen zugeordnet, in denen er Verkehrsdatensignale senden kann. Außerhalb dieser zugeordneten Zeitintervalle darf der Sender nicht senden. Die Signale, die von den Sendern 2' ausgegeben werden, werden in dem Netzwerk multiplexiert, zu dem der Empfänger 10 gehört, um das oben erwähnte TDM-Signal zu erzeugen, das einen Teil des eingehenden Signals bildet, das vom Empfänger 10 empfangen wird.
  • Der TDMA-Empfänger 10 enthält weiterhin eine Spektrum-Bestimmungseinheit 17 zum Berechnen des Spektrums, d.h. normalerweise der Leistungsspektraldichte, eines gewählten Frequenzbandes des eingehenden Signals, das von der Kommunikationsverbindung 3'' empfangen wird, sowie einen Datenbankspeicher 18 zum Speichern der Spektrums-Berechnungsergebnisse, die man durch die Spektrum-Bestimmungseinheit 17 erhält. Das gewählte Frequenzband wird von einem Betreiber durch eine Betreiber-Schnittstelle 19, die mit der Steuereinheit 15 über ein Netzwerk 20, wie etwa das Internet oder ein Ethernet-Netzwerk, verbunden ist, und eine Eingangs-/Ausgangsschnittstelle 21 des Empfängers 10 festgelegt. Die Betreiber-Schnittstelle 19 ist normalerweise ein Computer, wie etwa ein PC.
  • Die Spektrum-Bestimmungseinheit 17 ist mit dem Ausgang des Analog-Digital-Wandlers 12 so verbunden, dass sie das eingehende digitalisierte Signal empfängt. Die Spektrum-Bestimmungseinheit 17 kann ein Prozessor oder eine dedizierte Schaltung sein, in denen eine bekannte Spektrum-Berechnungstechnik zur Anwendung kommt. Ein Beispiel einer derartigen bekannten Spektrum-Berechnungstechnik ist die Schnelle Fourier-Transformation (FFT). Ein weiteres Beispiel, das bei der vorliegenden Erfindung der FFT vorgezogen wird, ist in 4A und 4B gezeigt.
  • In 4A ist ein Digitalsignal S dargestellt, dessen Spektrum in einem vorgegebenen Frequenzband [fmin', fmax'] bestimmt werden soll. Das Frequenzband [fmin', fmax'] ist in eine Vielzahl von Teilbändern SB1, SB2, SB3, etc. unterteilt (eingegrenzt mit den Strichlinien in 4A), die jeweils Mittenfrequenzen f1, f2, f3, etc. haben. Die Breite W jedes Teilbandes SBi ist die Spektrum-Berechnungslösung.
  • Anschließend wird, wie in 4B für das erste Teilband SB1 dargestellt, an jedem Teilband eine Basisbandumwandlung ausgeführt und dieses aus den anderen Teilbändern extrahiert. Die Basisbandumwandlung jedes Teilbandes SBI wird durch Multiplizieren des Digitalsignals S mit einem komplexen Signal ausgeführt, das die entsprechende Frequenz -fi hat, wie es nach dem Stand der Technik hinlänglich bekannt ist. Der Extraktionsvorgang jedes Teilbandes SBi wird durch Filtern des Digitalsignals S mit einem Tiefpassfilter ausgeführt, das die Bandbreite W nach der Basisbandumwandlung des Teilbandes hat. Als nächstes wird für jedes Teilband SBi die Leistungsdichte Pi des Signals Si, das aus der Basisbandumwandlung und den Tiefpassfiltervorgängen resultiert (lediglich das Signal Si, das dem Teilband SB1 entspricht, ist in 4B gezeigt), gemäß der folgenden Formel geschätzt.
    Figure 00160001
    wobei C ein Normalisierungskoeffizient ist, der von der Zahl N, der Lösung W, dem analogen Gewinn des Verstärkers 11 und den Verarbeitungsgewinnen der Schaltungen 12 und 13 abhängt, xij die Signalabtastungen des Signals Si sind und N die Zahl von Abtastungen ist, die für die Berechnung der Leistungsdichte Pi berücksichtigt werden (je größer N ist, desto genauer und zeitaufwendiger ist die Leistungsdichtenschätzung). Die Wertepaare (fi, Pi) erhält man auf diese Weise aus dem Spektrum des Signals S im Frequenzband [fmin', fmax'].
  • 4C zeigt einen typischen Aufbau für die Spektrum-Bestimmungseinheit 17 in der bevorzugten Variante, bei der die Technik, die in 4A und 4B gezeigt ist, zur Berechnung des Spektrums verwendet wird. Die Hauptbestandteile dieses Aufbaus sind ein numerisch gesteuerter Oszillator 170 und Multiplikationseinrichtungen 171 zur Ausführung der oben erwähnten Basisbandumwandlung jedes Teilbandes SBi, ein Tiefpassfilter 172, das die Bandbreite W zum Extrahieren jedes Teilbandes SBi aus den anderen Teilbändern hat, und eine Leistungs-Schätzeinrichtung 173 zum Schätzen der Leistungsdichten Pi.
  • Gemäß dieser Erfindung wird die Spektrum-Bestimmungseinheit 17 durch die Steuereinheit 15 gesteuert, wobei deren Betrieb als Funktion der Zeitintervalle, die den Sendern 2' zugeordnet sind, für die Bestimmung des Spektrums des TDM-Signals in wenigstens einem Teil des Frequenzbandes geeigneter Signale synchronisiert werden kann. Vorzugsweise besteht der "wenigstens eine Teil des Frequenzbandes geeigneter Signale" aus dem Frequenzband geeigneter Signale. Somit wird in der Praxis die Synchronisation aktiviert, wenn das Frequenzband, das vom Betreiber gewählt wird, innerhalb des Frequenzbandes geeigneter Signale des eingehenden Signals liegt oder mit diesem übereinstimmt, oder allgemeiner, wenn dieses gewählte Frequenzband einen Teil mit dem Frequenzband geeigneter Signale gemein hat. Im letztgenannten Fall wird die Synchronisation nur für den gemeinsamen Teil ausgeführt. Für die Teile des gewählten Frequenzbandes, die außerhalb des Frequenzbandes geeigneter Signale liegen, ist die Synchronisation nicht erforderlich.
  • 5 zeigt einen Algorithmus ALG, der von der Steuereinheit 15 ausgeführt wird und den Synchronisationsvorgang gemäß der Erfindung enthält.
  • In einem ersten Schritt S1 des Algorithmus' empfängt die Steuereinheit 15 von der Betreiber-Schnittstelle 19 die folgenden Informationen:
    • – die Spektrum-Berechnungslösung W,
    • – den Minimalwert fmin des Frequenzbandes, in dem der Betreiber eine Berechnung des Spektrums des eingehenden Signals wünscht,
    • – den Maximalwert fmax dieses Frequenzbandes, und sofern das Frequenzband [fmin, fmax) einen gemeinsamen Teil mit dem Frequenzband geeigneter Signale hat:
    • – Informationen SC, die kennzeichnen, welche Spektraleigenschaft aus den folgenden dreien berechnet werden soll: • SC1: die Spektralleistungsdichte des Rauschens und der Interferenzen, die im TDM-Signal vorhanden sind, d.h. im Frequenzband geeigneter Signale des eingehenden Signals, • SC2: die Spektralleistungsdichte des TDM-Signals, wenn wenigstens ein Sender 2' sendet, unabhängig davon, welche(r) Sender 2' senden (sendet), und • SC3: die Spektralleistungsdichte des Signals innerhalb des TDM-Signals, das von einem bestimmten Sender 2' ausgegeben wird (eine Kennzeichnung des bestimmten Senders wird in diesem Fall von der Betreiber-Schnittstelle 19 der Steuereinheit 15 zugeführt).
  • Wenn bei diesem ersten Schritt die Breite des gewählten Frequenzbandes [fmin, fmax] kein Vielfaches der oben erwähnten Berechnungslösung W ist, wandelt die Steuereinheit 15 das gewählte Frequenzband [fmin, fmax] in ein Frequenzband [fmin', fmax'] um, das die folgenden Bedingungen erfüllt:
    fmin' ≤ fmin
    fmax' ≥ fmax, und
    (fmax' – fmin') ist ein Vielfaches der Spektrum-Berechnungslösung W.
  • In einem zweiten Schritt S2 wird bestimmt, ob das Frequenzband [fmin', fmax'] und das Frequenzband geeigneter Signale des eingehenden Signals einen gemeinsamen Teil haben. Ein derartiger gemeinsamer Teil wird im folgenden als Überlappender Teil bezeichnet. Gibt es keinen überlappenden Teil, was bedeutet, dass der Betreiber es wünscht, das Spektrum des eingehenden Signals in einem Band außerhalb des Frequenzbandes geeigneter Signale zu überwachen (ein derartiges Band enthält lediglich Rauschen und Interferenzen, wenn nur ein Kanal existiert), schreitet die Steuereinheit 15 zu einem Schritt S3 fort.
  • In Schritt S3 aktiviert die Steuereinheit 15 die Spektrum-Bestimmungseinheit 17 so, dass letztgenannte das Spektrum des eingehenden Signals im Frequenzband [fmin', fmax'] berechnet. Insbesondere führt bei der bevorzugten Variante dieser ersten Ausführungsform die Steuereinheit 15 nacheinander die Mittenfrequenzen f1, f2, f3, etc. der jeweiligen Teilbänder SB1, SB2, SB3, etc. (siehe 4A) dem numerisch gesteuerten Oszillator 170 zu (siehe 4C). Nachdem die erste Mittenfrequenz f1 dem numerische gesteuerten Oszillator 170 zugeführt wurde, sendet die Steuereinheit 15 einen Inkraftsetzungsbefehl zur Leitungs-Schätzeinrichtung 173, um die Leitungs-Schätzfunktion zu aktivieren. Für jede Frequenz fi schätzt die Leistungs-Schätzeinrichtung 173 die Leistungsdichte Pi des gefilterten Signals, das vom Tiefpassfilter 172 ausgegeben wird, was der Leis tungsdichte des eingehenden Signals im Teilband SBi entspricht, und speichert das Paar (fi, Pi), das man auf diese Weise erhält, in der Datenbank 18. Die Leistungs-Schätzeinrichtung 173 wird vor jeder Leistungsdichtenberechnung reinitialisiert. Nachdem die letzte Frequenz fi = fmax' – (W/2) dem numerisch gesteuerten Oszillator 170 zugeführt wurde, und nachdem die Leistungs-Schätzeinrichtung 173 die Leistungsschätzung entsprechend dieser letzten Frequenz beendet hat, sendet die Steuereinheit 15 einen Außerkraftsetzungsbefehl zur Leistungs-Schätzeinrichtung in einem Schritt S4, um auf diese Weise die Spektrum-Bestimmungseinheit 17 zu deaktivieren. Am Ende von Schritt S4 kann der Computer 19 der Betreiber die Daten, die in der Datenbank 18 gespeichert sind, über das Netzwerk 20 und die Eingangs-/Ausgangs-Schnittstelle 21 abrufen und die Werte (fi, Pi) abrufen.
  • Wenn in Schritt S2 bestimmt wird, dass das Frequenzband [fmin', fmax'] einen gemeinsamen Abschnitt mit dem Frequenzband der geeigneten Signale hat, schreitet die Steuereinheit 15 zu Schritt S5 fort. In Schritt S5 wird bestimmt, ob das Frequenzband [fmin', fmax'] einen Teil außerhalb des Frequenzbandes geeigneter Signale hat. Ein derartiger Teil wird nicht überlappender Teil genannt. Zu Darstellungszwecken zeigt 6 unterschiedliche mögliche Konfigurationen für das Frequenzband [fmin', fmax'] im Bezug auf das Frequenzband geeigneter Signale, gekennzeichnet mit UFB. In 6 ist der überlappende Teil mit einer dicken Linie auf dem Frequenzband [fmin', fmax'] dargestellt. 6 zeigt genauer vier unterschiedliche Fälle, nämlich:
    • – das Frequenzband [fmin', fmax'] liegt innerhalb des Frequenzbandes UFB geeigneter Signale (6(a)),
    • – das Frequenzband [fmin', fmax'] stimmt mit dem Frequenzband UFB geeigneter Signale überein (6(b));
    • – das Frequenzband [fmin', fmax'] hat einen überlappenden Teil OP und einen kontinuierlichen nicht überlappenden Teil NOP (6(c)), und
    • – das Frequenzband [fmin', fmax'] hat einen überlappenden Teil OP und einen nicht kontinuierlichen Teil NOP (6(d)).
  • Wenn in Schritt S5 bestimmt wird, dass das Frequenzband [fmin', fmax'] einen nicht überlappenden Teil hat, was beiden Fällen (c) und (d) in 6 entspricht, führt die Steuereinheit 15 somit die Schritte S6, S7 und S8 aus. Wenn andererseits der nicht überlappende Teil NOP existiert, was einem der Fälle (a) und (b) in 6 entspricht, schreitet die Steuereinheit zu einem Schritt S9 fort.
  • Die Schritte S6, S7 und S8 dienen der Berechnung des Spektrums des nicht überlappenden Teils NOP des eingehenden Signals. In Schritt S6 werden der überlappende Bereich OP und der nicht überlappende Bereich NOP jeweils in einen überlappenden Teil OP', dessen Breite ein Vielfaches der Spektrum-Berechnungslösung W ist, und einen nicht-überlappenden Teil NOP' umgewandelt, dessen Breite ebenfalls ein Vielfaches der Lösung W ist. 7 zeigt beispielhaft einen überlappenden Teil OP und einen zweiteiligen nicht überlappenden Teil OP entsprechend dem Fall (d) von 6, wie auch Teilbänder SB1 bis SB12, die die Breite W haben und die das Frequenzband [fmin', fmax'] unterteilen. In 7 sind die Teilbänder SB1 bis SB12 durch Strichlinien begrenzt. Der erste Teil des nicht überlappenden Teils NOP besteht aus den ersten drei Teilbändern SB1 bis SB3 und einem Teil des vierten Teilbandes SB4. Der überlappende Teil OP besteht aus dem übrigen Teil des Teilbandes SB4 und den Teilbändern SB5 bis SB8. Der zweite Teil des nicht überlappenden Teils NOP besteht aus den letzten vier Teilbändern SB9 bis SB12. Der überlappende Teil OP wird in den überlappenden Teil OP' umgewandelt, der aus den Teilbändern SB4 bis SP8 besteht. Der nicht überlappende Teil OP wird in den nicht überlappenden Teil NOP' umgewandelt, der aus einem ersten Teil, bestehend aus den Teilbändern SB1 bis SB3, und einem zweiten Teil, bestehend aus den Teilbändern SB9 bis SB12, besteht.
  • Die Schritte S7 und S8 werden in ähnlicher Weise ausgeführt wie die Schritte S3 und S4, d.h. die Steuereinheit 15 aktiviert die Spektrum-Bestimmungseinheit 17 und führt die Mittenfrequenzen fi des nicht überlappenden Teils NOP' dem Oszillator 170 zu (im Fall von 7 sind diese Mittenfrequenzen f1, f2, f3 und f9 bis f12) und deaktiviert anschließend die Spektrum-Bestimmungseinheit 17 sobald sämtliche Paare (fi, Pi) für den nicht überlappenden Teil NOP' bestimmt worden sind. Nachdem der Schritt S8 ausgeführt worden ist, schreitet die Steuereinheit 15 zu Schritt S9 zur anschließenden Berechnung des Spektrums des überlappenden Teils OP' fort.
  • In Schritt S9 wird bestimmt, ob die Spektraleigenschaft SC, die durch die Betreiber gewählt wird, die Spektraleigenschaft SC1, SC2 oder SC3 ist. Im ersten Fall führt die Steuereinheit 15 einen Teilalgorithmus A1 aus. Im zweiten Fall führt die Steuereinheit 15 einen Teilalgorithmus A2 aus. Im dritten Fall führt die Steuereinheit 15 einen Teilalgorithmus A3 aus.
  • Der Teilalgorithmus A1 ist in 8 dargestellt. In einem Schritt S10 reserviert die Steuereinheit 15 für die Spektrumsberechnung eines oder mehrere Zeitintervalle im TDMA-Schema, in denen keine Sendung von den Sendern 2' zulässig ist. Die reservierten Zeitintervalle haben vorzugsweise dieselbe Länge. Diese Länge ist nicht geringer als die Zeit, die erforderlich ist, um eine vorbestimmte Zahl von Paaren (fi, Pi) zu berechnen. Die Zahl der reservierten Zeitintervalle muss zur Berechnung sämtlicher Paare (fi, Pi) ausreichend sein, die dem Band entsprechen, in dem das Spektrum berechnet werden soll. Dieses Band, gekennzeichnet mit [fmin'', fmax''], entspricht dem Band [fmin', fmax'] in dem Fall, in dem der Schritt S9 nach Schritt S5 ausgeführt wird (siehe 5) und dem überlappenden Teil OP' in dem Fall, in dem der Schritt S9 nach Schritt S8 ausgeführt wird. Für den Fall, bei dem mehrere reservierte Zeitintervalle bereitgestellt sind, d.h. wenn die Zahl von Paaren, die dem Band [fmin'', fmax''] entsprechen, größer ist als die vorbestimmte Zahl von Paaren, werden die reservierten Zeitintervalle zwischen Zeitintervalle eingefügt, die den Sendern 2' für die Sendung von Verkehrs-Datenbursts zugeordnet sind, um die Sendung von den Sendern 2' für eine zu lange Zeit zu unterbrechen. 9 zeigt beispielhaft eine Vielzahl von reservierten Zeitintervallen RT1 bis RTM, die zwischen eine Vielzahl von zugeordneten Zeitintervallen AT1 bis ATP eingefügt sind. Während der reservierten Zeitintervalle RT1 bis RTM ist es den Sendern 2' nicht gestattet zu senden. Während jedes zugeordneten Zeitintervalls AT1 bis ATP ist es einem Sender 2' gestattet, zu senden.
  • Die Rate der reservierten Zeitintervalle hängt davon ab, welche Geschwindigkeit für die Bestimmung des Spektrums des Frequenzbandes [fmin'', fmax''] gewünscht ist. In einer allgemeinen Art und Weise können Prioritäten definiert wer den. Wenn der Spektrumsberechnung eine höhere Priorität gegeben ist, ist im Bezug auf die Verkehrsdatensendung von den Sendern 2' die Rate der reservierten Zeitintervalle hoch. Wenn im Gegensatz dazu der Datensendung von den Sendern 2' eine höhere Priorität gegeben ist, ist die Rate der reservierten Zeitintervalle gering.
  • Auf Schritt S10 folgen die Schritte S11 und S12, die im folgenden zuerst für den Fall von mehreren reservierten Zeitintervallen RT1 bis RTM (M ≠ 1) beschrieben werden. Die Steuereinheit 15 aktiviert die Spektrum-Bestimmungseinheit 17 bei oder kurz nach Beginn des ersten reservierten Zeitintervalls RT1. Genauer gesagt führt die Steuereinheit 15 die erste Mittenfrequenz f1, die dem Frequenzband [fmin'', fmax''] entspricht, dem Oszillator 170 bei oder kurz nach Beginn des ersten reservierten Zeitintervalls RT1 zu und setzt anschließend die Leistungs-Schätzeinrichtung 173 in Kraft und führt nacheinander andere Mittenfrequenzen f2, f3, etc. dem Oszillator 170 zu. Sobald die vorbestimmte Zahl von Paaren (fi, Pi) im ersten reservierten Zeitintervall RT1 bezogen worden ist (dieser Moment kann dem Ende des ersten reservierten Zeitintervalls oder einem Ereignis vor diesem Ende entsprechen), deaktiviert die Steuereinheit 15 die Spektrum-Bestimmungseinheit 17 durch außer Kraft setzen der Leistungs-Schätzeinrichtung 173. Die Schritte S11 und S12 werden anschließend für die anderen reservierten Zeitintervalle RT2 bis RTM wiederholt, bis sämtliche Paare (fi, Pi) bezogen worden sind, die dem Frequenzband [fmin'', fmax''] entsprechen.
  • Die Schritte S11 und S12 werden nun für den Fall eines einzigen reservierten Zeitintervalls RT1 beschrieben (M = 1 und die vorgegebene Zahl von Paaren ist gleich der Zahl sämtlicher Paare (fi, Pi)). Die Steuereinheit 15 aktiviert die Spektrum-Bestimmungseinheit 17 bei oder kurz nach Beginn des reservierten Zeitintervalls RT1. insbesondere führt die Steuereinheit 15 die erste Mittenfrequenz f1, die dem Frequenzband [fmin'', fmax''] entspricht, dem Oszillator 170 bei oder kurz nach Beginn der reservierten Zeitintervalls RT1 zu und setzt anschließend die Leistungs-Schätzeinrichtung 173 in Kraft und führt die anderen Mittenfrequenzen f2, f3, etc. dem Oszillator 170 zu. Sobald sämtliche Paare (fi, Pi), die dem Frequenzband [fmin'', fmax''] entsprechen, bezogen worden sind (dieser Moment kann dem Ende des reservierten Zeitintervalls oder einem Ereignis vor diesem Ende entsprechen), deaktiviert die Steuereinheit 15 die Spektrum-Bestimmungseinheit 17 durch außer Kraft setzen der Leistungs-Schätzeinrichtung 173.
  • In den obigen beiden Fällen wird die Spektrumsberechnung für das Frequenzband [fmin'', fmax''] lediglich während eines Intervalls oder eines reservierten Zeitintervalls (reservierten Zeitintervallen) ausgeführt, in denen es den Sendern 2' nicht gestattet ist zu senden, und das (die) außerhalb der Zeitintervalle liegt (liegen), die für die Sendung von den Sendern 2' zugeordnet sind. Mit anderen Worten ist die Spektrum-Bestimmungseinheit 17 während des reservierten Zeitintervalls (der reservierten Zeitintervalle) aktiv und außerhalb dieses (dieser) reservierten Zeitintervalls (Zeitintervalle), insbesondere während der Zeitintervalle, die den Sendern 2' zugeordnet sind, aktiv. Da keine Daten von den Sendern 2' zum TDMA-Empfänger 10 während dieses (dieser) reservierten Zeitintervalls (Zeitintervalle) gesendet wird, sind die bezogenen Spektrumswerte (fi, Pi) repräsentativ für das Rauschen und die Interferenzen, die im Frequenzband geeigneter Signale des Kanals vorhanden sind.
  • Der Teilalgorithmus A2 ist in 10 dargestellt. In einem ersten Schritt S13 bestimmt die Steuereinheit 15, ob die Zeitintervalle bereits den Sendern 2' für zukünftige Verkehrsdatensendungen von diesen zugeordnet wurden, und, sofern das Prüfergebnis positiv ist, ob ein beliebiges dieser Zeitintervalle eine Länge hat, die nicht geringer ist, als die Zeit, die erforderlich ist, um das Spektrum des eingehenden Signals im Frequenzband [fmin'', fmax''] zu berechnen. Ist ein derartiges zugeordnetes Zeitintervall vorhanden, aktiviert die Steuereinheit die Spektrum-Bestimmungseinheit 17 bei oder kurz nach Beginn dieses zugeordneten Zeitintervalls (Schritt S14). Insbesondere führt die Steuereinheit 15 die erste Mittenfrequenz f1, die dem Frequenzband [fmin'', fmax''] entspricht, dem Oszillator 170 bei oder kurz. nach Beginn dieses zugeordneten Zeitintervalls zu und setzt die Leistungs-Schätzeinrichtung 173 in Kraft und führt anschließend die anderen Mittenfrequenzen f2, f3, etc. dem Oszillator 170 zu. Sobald sämtliche Paare (fi, Pi) die dem Frequenzband [fmin'', fmax''] entsprechen, bezogen worden sind (dieser Moment kann dem Ende des zugeordneten Zeitintervalls oder einem Ereignis vor diesem Ende entsprechen), deaktiviert die Steuereinheit 15 die Spektrum- Bestimmungseinheit 17 durch außer Kraft setzen der Leistungs-Schätzeinrichtung 173.
  • Wenn andererseits Schritt S13 ermittelt, dass kein Zeitintervall für eine zukünftige Datensendung von den Sendern 2' zugeordnet wurde (z.B. es erging in dieser Hinsicht kürzlich keine Aufforderung durch die Sender 2'), oder dass Zeitintervalle zugeordnet wurden, keines von diesen jedoch eine Länge hat, die für die Berechnung des Spektrums des TDM-Signals im Frequenzband [fmin'', fmax''] ausreichend ist, wird ein Schritt S16 ausgeführt, bei dem eines oder mehrere Zeitintervalle TI1 bis TIM für diese Berechnung reserviert werden. Die reservierten Zeitintervalle TI1 bis TIM befinden sich außerhalb der Zeitintervalle, die den Sendern 2' für eine Verkehrsdatensendung zum TDMA-Empfänger 10 zugeordnet sind.
  • Nachdem die Zeitintervalle TI1 bis TIM reserviert worden sind, ordnet die Steuereinheit 15 jedes von ihnen einem Sender 2' zu, der willkürlich gewählt werden kann, und fordert jeden der gewählten Sender 2' auf, eine Nachricht einer vorgegebenen Länge während des entsprechenden zugeordneten, reservierten Zeitintervalls zu senden. Als nächstes steuert in Schritt S17 und S18 die Steuereinheit 15 die Spektrum-Bestimmungseinrichtung 17 derart, dass das Spektrum des Frequenzbandes [fmin'', fmax''] lediglich während der zugeordneten, reservierten Zeitintervalle TI1 bis TIM berechnet wird. Die Schritte S17 und S18 werden in einer ähnlichen Weise ausgeführt, wie die zuvor beschriebenen Schritte S11 und S12.
  • Da beim Teilalgorithmus A2 die Spektrumswerte (fi, Pi) nur während Zeitintervallen berechnet werden, in denen Sender 2' wirkungsvoll Daten senden (diese Daten können entweder Verkehrsdaten im Fall der Schritte S14 und S15 sein, oder vorbestimmte Nachrichten im Fall der Schritte S16 bis S18), liefern diese Spektrumswerte eine genaue und zuverlässige Darstellung des Spektrums des TDM-Signals, im Gegensatz zum Stand der Technik, der nicht garantieren kann, dass Sender während der Spektrumsberechnung senden.
  • Der Teilalgorithmus A3 ist in 11 dargestellt. In einem Schritt S19 bestimmt die Steuereinheit 15, ob die Zeitintervalle bereits dem speziellen Sender 2' zugeordnet wurden, der vom Betreiber für zukünftige Verkehrsdatensendungen von diesem speziellen Sender gewählt wurde, und, sofern das Prüfergebnis positiv ist, ob eines dieser zugeordneten Zeitintervalle eine Länge hat, die nicht geringer ist als die Zeit, die erforderlich ist, um das Spektrum des Frequenzbandes [fmin'', fmax''] des eingehenden Signals zu berechnen. Wenn ein derartiges zugeordnetes Zeitintervall existiert, werden die Schritte S20 und S21 ausgeführt, bei denen die Steuereinheit 15 die Spektrum-Bestimmungseinheit 17 derart steuert, dass das Spektrum des Frequenzbandes [fmin'', fmax''] des eingehenden Signals während dieses zugeordneten Zeitintervalls berechnet wird. Die Schritte S20 und S21 werden in einer Weise ausgeführt, die mit den zuvor beschriebenen Schritten S14 und S15 vergleichbar ist.
  • Wenn einerseits Schritt S19 ermittelt, dass kein Zeitintervall für eine zukünftige Datensendung von dem speziellen Sender 2' zugeordnet wurde (z.B. in dieser Hinsicht keine Anforderung vom Sender ergangen ist), oder dass Zeitintervalle zugeordnet wurden, jedoch keines von diesen eine Länge hat, die für die Berechnung des Spektrums des eingehenden Signals im Frequenzband [fmin'', fmax''] ausreichend ist, wird ein Schritt S22 ausgeführt, bei dem ein oder mehrere Zeitintervalle IT1 bis ITM für diese Berechnung reserviert werden. Die reservierten Zeitintervalle IT1 bis ITM befinden sich außerhalb der Zeitintervalle, die dem speziellen Sender 2' für die Verkehrsdatensendung zum TDMA-Empfänger 10 zugeordnet sind. Die Zahl, Rate und Länge dieser reservierten Zeitintervalle werden gemäß denselben Kriterien gewählt, wie sie oben für Schritt S10 beschrieben wurden.
  • Nachdem die Zeitintervalle IT1 bis ITM empfangen worden sind, ordnet die Steuereinheit 15 jedes von diesen dem speziellen Sender 2' zu und fordert diesen Sender 2' auf, eine Nachricht einer vorbestimmten Länge während jedes der zugeordneten, reservierten Zeitintervalle. zu senden. Als nächstes steuert in Schritt S23 und S24 die Steuereinheit 15 die Spektrum-Bestimmungseinheit 17 derart, dass das Spektrum des Frequenzbandes [fmin'', fmax''] während der zugeordneten, reservierten Zeitintervalle IT1 bis ITM berechnet wird. Die Schritte S23 und S24 werden in einer Weise durchgeführt, die jener gleicht, die zuvor bei den Schritten S11 und S12 beschrieben wurde.
  • Da beim Teilalgorithmus A3 die Spektrumswerte (fi, Pi) lediglich während Zeitintervallen berechnet werden, in denen der spezielle Sender 2', der von der Betreiber gewählt wurde, tatsächlich Daten sendet (diese Daten können entweder Verkehrsdaten im Fall von Schritt S20 und S21 sein, oder vorbestimmte Nachrichten im Fall von Schritt S22 und S24), sind diese Spektrumswerte repräsentativ für das Spektrum des Signals, das von diesem speziellen Sender gesendet wird.
  • Beim oben beschriebenen Algorithmus ALG wird die Spektrumsberechnung des eingehenden Signals im Frequenzband [fmin, fmax] (Schritte S3, S4) NOP (Schritte S7, S8) oder [fmin'', fmax''] (Teilalgorithmen A1, A2, A3) ausgeführt, indem das Frequenzband lediglich einmal abgetastet wird, d.h. jedes Paar (fi, Pi) wird lediglich einmal berechnet. Dies ist infolge des Synchronisationsvorgangs gemäß der Erfindung tatsächlich ausreichend, bei der die Spektrumsberechnung lediglich während präziser Zeitintervalle ausgeführt wird, die als eine Funktion der zu bestimmenden Spektraleigenschaft SC und der Zeitintervalle gewählt werden, die den Sendern für eine Datensendung zugeordnet werden. Es kann jedoch in Erwägung gezogen werden, das Frequenzband mehrere Male abzutasten, d.h. das Spektrum während Zeitintervallen zu berechnen, die ausreichend lang sind, so dass die Spektrum-Bestimmungseinrichtung 17 in der Lage ist, nacheinander zahlreiche Sätze von Paaren (fi, Pi) zu berechnen. Dies kann für den Fall erfolgen, bei dem eine Nachbearbeitung, wie etwa eine Durchschnittsbildung oder das Halten eines Maximums der ermittelten Spektrumswerte gewünscht ist.
  • 12 zeigt einen TDMA-Empfänger 10a gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
  • Der TDMA-Empfänger 10a unterscheidet sich vom TDMA-Empfänger 10 gemäß der ersten Ausführungsform dadurch, dass er keine separate Spektrum-Bestimmungseinheit hat. Die Spektrum-Bestimmungsfunktion bei der zweiten Ausführungsform wird bei der zweiten Ausführungsform durch die digitale Front-End-Einrichtung 13a und einen Teil des digitalen Demodulators 14a ausgeführt.
  • 13 zeigt den Aufbau der digitalen Front-End-Einrichtung 13a und des digitalen Demodulators 14a. Der Aufbau ist im wesentlichen derselbe wie jener der digita len Front-End-Einrichtung 13 und des digitalen Demodulators 14 der ersten Ausführungsform. Im Gegensatz zu ersten Ausführungsform, bei der die Konfiguration der digitalen Front-End-Einrichtung und des digitalen Demodulators unverändert ist, können die digitale Front-End-Einrichtung 13a und der digitale Demodulator 14a der. zweiten Ausführungsform zwei unterschiedliche Konfigurationen haben, die durch die Steuereinheit 15a wählbar sind, nämlich:
    • – eine erste Konfiguration zum Ausführen einer Basisbandumwandlung und Filterfunktionen am digitalisierten Signal, das vom Digital-Analog-Wandler 12a ausgegeben werden, um so das TDM-Signal aus dem eingehenden Signal zu extrahieren und um das TDM-Signal zu demodulieren, wie bei der ersten Ausführungsform; und
    • – eine zweite Konfiguration, bei der der numerisch gesteuerte Oszillator 130a, das Dezimationsfilter 132a, der Dezimator 133a, das signalangepasste Filter 134a und die Leistungs-Schätzeinrichtung 141a dazu dienen, das Spektrum des digitalisierten eingehenden Signals in einem Frequenzband [fmin, fmax] zu berechnen, das von der Betreiber über die Betreiber-Schnittstelle 19a gewählt wird.
  • Wie es oben für die erste Ausführungsform beschrieben wurde, bilden das Dezimationsfilter, der Dezimator und das signalangepasste Filter der digitalen Front-End-Einrichtung zusammen ein Tiefpassfilter. Bei der zweiten Ausführungsform ist dieses Tiefpassfilter programmierbar, so dass die Bandbreite seines Filteransprechverhaltens geändert werden kann. Somit ist bei der ersten Konfiguration die Bandbreite des Filteransprechverhaltens gleich der Bandbreite des Kanals, in dem die Sender 2' die Daten senden, wohingegen sie bei der zweiten Konfiguration gleich der Spektrum-Berechnungslösung W ist.
  • Eine mögliche Art und Weise, das Tiefpassfilter 132a, 133a, 134a programmierbar zu gestalten, besteht darin, ein programmierbares kaskadiertes Integrator-Differentiator-Filter (CIC-Filter) als Dezimationsfilter 132a oder ein programmierbares Filter mit endlicher Impulsantwort (FIR-Filter) als das signalangepasste Filter 134a zu verwenden. Für den Fall eines programmierbaren signalangepassten FIR-Filters 134a sind beispielsweise zwei Sätze von Koeffizienten im Fil ter 134a gespeichert, wobei die Steuereinheit 15a einen dieser beiden Sätze als eine Funktion der gewünschten Konfiguration wählt.
  • Solange keine Anforderung für eine Spektrumsberechnung von der Betreiber-Schnittstelle 19a empfangen wird, befinden sich gemäß dieser zweiten Ausführungsform die digitale Front-End-Einrichtung 13a und der digitale Demodulator 14a in der herkömmlichen ersten Konfiguration. Nachdem eine Anforderung für die Spektrumsberechnung von der Betreiber-Schnittstelle 19a empfangen worden ist, synchronisiert Steuereinheit 15a den Betrieb der digitalen Front-End-Einrichtung 13a und des digitalen Demodulators 14a als eine Funktion der Zeitintervalle, die den Sendern 2' zugeordnet werden.
  • Der Algorithmus ALGa, der von der Steuereinheit 15a zum Steuern der Spektrum-Bestimmungsfunktion ausgeführt wird, ist irr 14 gezeigt.
  • Bei einem ersten Schritt ST1 empfängt die Steuereinheit 15a eine Minimalwert fmin und einen Maximalwert fmax eines Frequenzbandes, in dem das Spektrum des TDM-Signals zu bestimmen ist, und wandelt dieses Frequenzband in ein Frequenzband [fmin', fmax'] um, dessen Breite ein Vielfaches der Spektrum-Berechnungslösung W ist, wie bei der ersten Ausführungsform.
  • In einem Schritt ST2 reserviert die Steuereinheit 15a ein oder mehrere Zeitintervalle für die Spektrumsberechnung. Während dieser reservierten Zeitintervalle, die zwischen Zeitintervallen eingefügt werden, die den Sendern 2' zur Verkehrsdatensendung zugeordnet sind, ist es den Sendern 2' nicht gestattet zu senden. Die Zahl, Rate und Länge der reservierten Zeitintervalle werden gemäß denselben Kriterien gewählt, wie beim Teilalgorithmus A1 in der ersten Ausführungsform.
  • In einem Schritt ST3 aktiviert die Steuereinheit 15a die zweite Konfiguration (d.h. deaktiviert die erste Konfiguration) der digitalen Front-End-Einrichtung 13a und des digitalen Demodulators 14a bei oder kurz nach dem Beginn des ersten reservierten Zeitintervalls durch Ändern der Bandbreite des Ansprechverhaltens des Tiefpassfilters 132a, 133a, 134a auf den Wert W und führt anschließend nacheinander Teilband-Mittenfrequenzen f1, f2, etc. dem numerisch gesteuerten Oszilla tor 130a zu und informiert die Leistungs-Schätzeinrichtung 141a darüber, dass die Paare (fi, Pi), die man in den reservierten Zeitintervallen erhält, in der Datenbank 18a gespeichert werden müssen. Sobald die gewünschte Zahl von Paaren (fi, Pi) entsprechend dem ersten reservierten Zeitintervall bezogen worden ist, d.h. bei oder vor Ende des ersten reservierten Zeitintervalls, deaktiviert die Steuereinheit 15a die zweite Konfiguration (d.h. reaktiviert die erste Konfiguration) in einem Schritt ST4. Die Schritte ST3 und ST4 werden wiederholt, bis sämtliche Paare (fi, Pi), die dem Frequenzband [fmin', fmax'] entsprechen, bezogen worden sind.
  • 15 zeigt veranschaulichend eine Vielzahl von Zeitintervallen T1-T6, die Sendern 2' zugeordnet sind, sowie zwei Zeitintervalle R1 und R2, die für die Spektrumsberechnung reserviert sind. Das reservierte Zeitintervall R1 ist zwischen die zugeordneten Zeitintervalle T2 und T3 eingefügt. Das reservierte Zeitintervall R2 ist zwischen die zugeordneten Zeitintervalle T5 und T6 eingefügt. Während der zugeordneten Zeitintervalle T1-T6 befinden sich die Front-End-Einrichtung 13a und der Demodulator 14a in der ersten Konfiguration und führen somit am eingehenden Signal eine Basisbandumwandlung, Filterung und Demodulation aus. Während der reservierten Zeitintervalle R1 und R2, in denen kein Sender senden darf, befinden sich die Front-End-Einrichtung 13a und der Demodulator 14a in der zweiten Konfiguration und berechnen somit das Spektrum im Frequenzband, das durch die Betreiber festgelegt wird.
  • Wenn das Frequenzband [fmin', fmax], das von der Betreiber gewählt wird, einen gemeinsamen Teil mit dem Frequenzband geeigneter Signale des eingehenden Signals hat, sind die Spektrumswerte (fi, Pi), die diesem Teil entsprechen, repräsentativ für das Rauschen und die Interferenzen, die im Frequenzband geeigneter Signale vorhanden sind, da diese Werte lediglich während Zeitintervallen berechnet werden, in denen es den Sendern 2' nicht gestattet ist zu senden. Somit kann im Gegensatz zu Vorrichtungen des Standes der Technik der TDMA-Empfänger 10a gemäß der zweiten Ausführungsform präzise Kenntnis über das Rauschen und die Interferenzen im Frequenzband geeigneter Signale haben. Die Spektrum-Bestimmungsfunktion des TDMA-Empfängers 10a kann jedoch ebenfalls dazu dienen, das Spektrum des eingehenden Signals außerhalb des Frequenzbandes geeigneter Signale zu überwachen. Ein weiterer Vorteil der zweiten Ausführungs form gegenüber dem Stand der Technik besteht darin, dass der Umfang der Hardware aufgrund der Tatsache verringert ist, dass die Spektrum-Bestimmungsfunktion von der Front-End-Einrichtung 13a und dem Demodulator 14a ausgeführt wird.
  • 16 zeigt einen Empfänger 10b gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung. Der Empfänger 10b ist ein FDMA/TDMA-Empfänger und wird somit in einem FDMA/TDMA-Netzwerk, wie etwa einem HFC-Netzwerk verwendet. Der Empfänger 10b ist darauf ausgelegt jeden einer Vielzahl von Sendern 2' einem einer Vielzahl von Kanälen und Zeitintervallen zuzuordnen, in denen der Sender 2' Signale zum Empfänger 10b senden darf. Jeder Kanal ist durch eine vorgegebene Trägerfrequenz und ein vorgegebenes Frequenzband definiert. Der Empfänger 10 empfängt von einer Kommunikationsverbindung 3'' ein eingehendes Signal, das aus dem Multiplexieren unterschiedlicher Signale resultiert, die von den Sendern 2' während der zugeordneten Zeitintervalle und in den zuvor erwähnten Kanälen ausgegeben werden. Das eingehende Signal besteht in den Frequenzbändern dieser Kanäle aus einem FDM/TDM-Signal, das aus einem geeigneten FDM/TDM-Signal, Rauschen und Interferenzen besteht. In anderer Hinsicht besteht das eingehende Signal im Frequenzband jedes Kanals aus einem TDM-Signal, das aus einem geeigneten Signal, Rauschen und Interferenzen besteht. Jedes TDM-Signal entspricht einer Gruppe von Sendern 2', die ihre Daten auf demselben Kanal senden. Außerhalb der Frequenzbänder der Kanäle besteht das eingehende Signal aus Rauschen und Interferenzen. Da die Frequenzbänder der zugeordneten Kanäle das geeignete Signal enthalten, werden sie auch als "Frequenzbänder geeigneter Signale" bezeichnet.
  • Der FDMA/TDMA-Empfänger 10b gemäß dieser dritten Ausführungsform der Erfindung enthält einen analogen Leistungsverstärker 11b, der das eingehende Signal empfängt, einen Analog-Digital-Wandler 12b, der das verstärkte Signal digitalisiert, das vom Verstärker 11b ausgegeben wird, eine Vielzahl von digitalen Front-End-Einrichtungen 131 bis 13Q , von denen jede das digitalisierte Signal empfängt, das vom Wandler 12b ausgegeben wird, und eine Vielzahl digitaler Demodulatoren 141 bis 14Q , die jeweils auf die digitalen Front-End-Einrichtungen 131 bis 13Q folgen. Die digitalen Front-End-Einrichtungen 131 bis 13Q haben je weils denselben Aufbau wie die Front-End-Einrichtung 13, die in 3 gezeigt ist. Die digitalen Demodulatoren 141 bis 14Q vertilgen jeweils über denselben Aufbau wie der digitale Demodulator 14, der in 3 gezeigt ist. Jede digitale Front-End-Einrichtung 13q (wobei q = 1 bis Q ist) ist jedoch so beschaffen, dass sie einen entsprechenden Kanal aus den oben erwähnten Kanälen wählt und extrahiert, um auf diese Weise das entsprechende TDM-Signal für eine nachfolgende Verarbeitung des TDM-Signals durch den digitalen Demodulator 14q und die anderen Verarbeitungskreise (nicht gezeigt) des Empfängers 10b wiederherzustellen. Somit wird der numerisch gesteuerte Oszillator jeder Front-End-Einrichtung 13q so gesteuert, dass er mit der Trägerfrequenz des entsprechenden Kanals oszilliert, wobei die Bandbreite des Tiefpassfilters jeder Front-End-Einrichtung 13q auf die Breite des Frequenzbandes des entsprechenden Kanals eingestellt ist.
  • Der Empfänger 10b enthält zudem eine Steuereinheit 15b zum Steuern des Betriebs des Empfängers 10b und zum Verwalten des FD-Zugriffs und des TD-Zugriffs der Sender 2', einen Modulator 16b, eine Spektrum-Bestimmungseinheit 17b und einen Datenbankspeicher 18b. Die Spektrum-Bestimmungseinheit 17b ist so beschaffen, dass sie das Spektrum des eingehenden Signals in einem Frequenzband [fmin, fmax] berechnet, das von einem Betreiber durch eine Betreiber-Schnittstelle 19b festgelegt wird, die mit dem Empfänger 10b über ein Netzwerk 20b und eine Eingangs-/Ausgangsschnittstelle 21b verbunden ist. Die Spektrum-Bestimmungseinheit 17b kann eine Schaltung sein, in der eine FFT angewendet wird. Normalerweise hat die Spektrum-Bestimmungseinheit 17b jedoch einen Aufbau, der in 4C dargestellt ist, und berechnet das Spektrum in der Art und Weise, die in 4A und 4B gezeigt ist.
  • Bei dieser dritten Ausführungsform der Erfindung wird die Spektrum-Bestimmungseinheit 17b durch die Steuereinheit 15b gesteuert, wobei deren Funktion als eine Funktion der zugeordneten Zeitintervalle, die einem gegeben Kanal aus den oben beschriebenen Kanälen entsprechen, für die Bestimmung des Spektrums in wenigstens einem Teil des Frequenzbandes des gegebenen Kanals synchronisiert werden kann. Vorzugsweise besteht der "wenigstens eine Teil des Frequenzbandes des gegebenen Kanals" aus dem gesamten Frequenzband des gegebenen Kanals. Somit wird in der Praxis die Synchronisation akti viert, wenn das Frequenzband, das durch die Betreiber gewählt wird, innerhalb des Frequenzbandes des gegebenen Kanals liegt oder mit diesem übereinstimmt, oder allgemeiner, wenn dieses gewählte Frequenzband einen gemeinsamen Teil mit dem Frequenzband des gegebenen Kanals hat. Im letztgenannten Fall wird die Synchronisation im Bezug auf die zugeordneten Zeitintervalle, die dem gegebenen Kanal entsprechen, lediglich für den gemeinsamen Teil ausgeführt. Für die Teile des gewählten Frequenzbandes, die sich außerhalb des Frequenzbandes des gegebenen Kanals befinden, ist eine derartige Synchronisation nicht erforderlich.
  • Insbesondere wenn der Betreiber es wünscht, dass das Spektrum des Rauschens und der Interferenzen im gegebenen Kanal berechnet wird, wird dieselbe Art des Algorithmus', wie der Teilalgorithmus A1, der in 8 gezeigt ist, für diesen Kanal ausgeführt. Wenn die Betreiber es wünscht, dass das Spektrum des eingehenden Signals (oder das FDM/TDM-Signal) im gegebenen Kanal berechnet wird, wenn wenigstens ein Sender 2' in diesem Kanal sendet, wird dieselbe Art von Algorithmus', wie der Teilalgorithmus A2, der in 10 gezeigt ist, für diesen Kanal ausgeführt. Wenn es der Betreiber wünscht, dass das Spektrum des Signals berechnet wird, das von einem speziellen Sender 2' im gegebenen Kanal ausgegeben wird, wird dieselbe Art von Algorithmus, wie der Teilalgorithmus A3, der in 11 gezeigt ist, für diesen Kanal ausgeführt. Wenn es die Betreiber andererseits wünscht, dass das Spektrum des eingehenden Kanals in einem Band außerhalb jedes Kanals berechnet wird, ist keine Synchronisation erforderlich, worauf Schritte, ähnlich der Schritte S3 und 34, die in 5 gezeigt sind, ausgeführt werden.
  • In einer generellen Art und Weise verwendet die Steuereinheit 15b dieselben Prinzipien wie bei der ersten Ausführungsform, um die Spektrum-Bestimmungseinheit 17b zu steuern. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass bei der dritten Ausführungsform das Frequenzband, das durch die Betreiber gewählt wird, die Frequenzbänder mehrerer Kanäle beinhalten oder überlappen kann. Für jeden Teil des gewählten Frequenzbandes, der mit einem Kanalfrequenzband gemein ist, kann die Funktion der Spektrum-Bestimmungseinheit 17b als Funktion der zugeordneten Zeitintervalle synchronisiert werden, die dem entsprechenden Kanal zugeordnet sind.
  • 17 zeigt einen FDMA/TDMA-Empfänger 10c gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung. Der Empfänger 10c unterscheidet sich vom FDMA/TDMA-Empfänger 10b gemäß der dritten Ausführungsform dadurch, dass er keine separate Spektrum-Bestimmungseinheit hat. Die Spektrum-Bestimmungsfunktion bei der vierten Ausführungsform ist durch die digitalen Front-End-Einrichtungen 131' bis 13Q' und einen Teil der digitalen Demodulatoren 141' bis 14Q' erfüllt.
  • Somit kann in einer Weise, ähnlich der zweiten Ausführungsform der Erfindung (12), jede Front-End- und Demodulationseinheit 13q'–14q' (q = 1 bis Q) zwei unterschiedliche Konfigurationen annehmen, nämlich:
    • – eine erste Konfiguration zum Extrahieren des entsprechenden Kanals durch Basisbandumwandlungs- und Filtervorgänge, um so das entsprechende TDM-Signal wiederherzustellen, und zum Demodulieren des TDM-Signals, wie bei der dritten Ausführungsform; und
    • – eine zweite Konfiguration, bei der der numerisch gesteuerte Oszillator, das Dezimationsfilter, der Dezimator und das signalangepasste Filter der Front-End-Einrichtung 13q' und die Leistungs-Schätzeinrichtung des Demodulators 14q' dazu dienen, das Spektrum des digitalisierten eingehenden Signals in einem Teil oder im gesamten Frequenzband [fmin, fmax] zu berechnen, das vom Betreiber über die Betreiber-Schnittstelle 19c gewählt wird.
  • Ähnlich wie der Empfänger 10a gemäß der zweiten Ausführungsform kann der Empfänger 10c gemäß der vierten Ausführungsform das Spektrum des Rauschens und von Interferenzen im Signal berechnen, das von der Kommunikationsverbindung 3'' empfangen wird. Zu diesem Zweck reserviert, wenn das gewählte Frequenzband [fmin, fmax] einen gemeinsamen Teil mit dem Frequenzband eines gegebenen Kanals hat, die Steuereinheit 15c Zeitintervalle, während derer die Sender 2' nicht senden dürfen, im gegebenen Kanal, wobei die digitale Front-End-Einrichtung und die Leistungs-Schätzeinrichtung des digitalen Demodulators entsprechend dem gegebenen Kanal in die zweite Konfiguration versetzt und veranlasst werden, das Spektrum des eingehenden Signals im gewählten Frequenzband während dieser reservierten Zeitintervalle zu berechnen. Während dieser reservierten Zeitintervalle können die digitale Front-End-Einrichtung und die Leistungs-Schätzeinrichtung entsprechend dem gegebenen Kanal das Spektrum sowohl im zuvor erwähnten gemeinsamen Teil als auch einem beliebigen Teil des gewählten Frequenzbandes berechnen, der sich außerhalb jedes Kanalfrequenzbandes befindet.
  • 18 zeigt veranschaulichend, wie das Spektrum des eingehenden Signals in einem gewählten Frequenzband [fmin, fmax], das die Frequenzbänder der beiden angrenzenden Kanäle beinhaltet, gekennzeichnet mit Kanal 1 und Kanal 2, berechnet werden kann. Diese Spektrumsberechnung wird von der ersten und der zweiten Front-End- und Demodulationseinheit aus den Front-End- und Demodulationseinheiten 13q'–14q' ausgeführt. Die erste Front-End- und Demodulationseinheit entspricht Kanal 1. Die zweite Front-End- und Demodulationseinheit entspricht Kanal 2. Wie es in 18 gezeigt ist, berechnet die erste Front-End- und Demodulationseinheit das Rauschspektrum in Kanal 1 während reservierter Zeitintervalle, in denen kein Sender 2' auf Kanal 1 senden darf (siehe Bezugszeichen 30), und das Rauschspektrum in Teilen des gewählten Frequenzbandes [fmin, fmax], die sich außerhalb der Kanäle 1 und 2 befinden (siehe Bezugszeichen 31). Die zweite Front-End- und Demodulationseinheit berechnet das Rauschspektrum in Kanal 2 während reservierter Zeitintervalle, in denen kein Sender 2' auf Kanal 2 (siehe Bezugszeichen 32) senden darf, und das Rauschspektrum in einem Teil des gewählten Frequenzbandes [fmin, fmax], das sich außerhalb der Kanäle 1 und 2 befindet (siehe Bezugszeichen 33).
  • Der Empfänger 10c gemäß der vierten Ausführungsform der Erfindung kann zudem das Spektrum des eingehenden Signals im Frequenzband eines gegebenen Kanals berechnen, wenn wenigstens ein Sender 2' auf diesem Kanal sendet, unabhängig davon, welche(r) Sender 2' senden (sendet) (dies entspricht einer Spektralcharakteristik, die der Spektraleigenschaft SC2 ähnlich ist, die oben bei der ersten Ausführungsform beschrieben wurde), oder das Spektrum des eingehenden Signals im Frequenzband eines gegebenen Kanals, wenn ein spezieller Sender 2' auf diesem Kanal sendet (dies entspricht einer Spektraleigenschaft, die der Spektraleigenschaft SC3 gleicht, die oben bei der ersten Ausführungsform beschrieben wurde). Dies kann durch Umkehrung der Zeitintervalle in einem anderen Kanal als dem gegebenen Kanal für die Spektrumsberechnung bewerkstelligt werden, wobei die reservierten Zeitintervalle so gewählt werden, dass sie jeweils in einem Zeitintervall enthalten sind, das im gegebenen Kanal einem Sender zugeordnet 2' (erste Spektraleigenschaft), oder so, dass sie jeweils in einem Zeitintervall enthalten sind, das im gegebenen Kanal demselben speziellen Sender 2' zugeordnet ist (zweite Spektraleigenschaft). 19 zeigt Beispielhaft eine Konfiguration, beider das Spektrum des Signals, das von einem Sender auf einem ersten Kanal, "Kanal 1" gesendet wird, von der Front-End- und Demodulationseinheit berechnet wird, die einem zweiten Kanal "Kanal 2" zugeordnet ist. Es sind Zeitintervalle reserviert, in denen keine Sendung von den Sendern 2' auf Kanal 2 gestattet ist. Die reservierten Zeitintervalle sind so gewählt, dass sie jeweils in einem Zeitintervall enthalten sind, das einem Sender 2' zur Sendung von diesem Sender in Kanal 1 zugeordnet ist. Während dieser reservierten Zeitintervalle. berechnet die Front-End- und Demodulationseinheit, die dem Kanal 2 zugeordnet ist, das Spektrum des Signals, das vom Empfänger 10c in Kanal 1 empfangen wird, wie es mit Bezugszeichen 40 gekennzeichnet ist.
  • Die Beispiele von 18 und 19 entsprechen den Fällen, bei denen die Front-End- und Demodulationseinheiten 13q'–14q' gemäß einer asynchronen Betriebsart arbeiten. 20 zeigt einen weiteren Fall, bei dem die Front-End- und Modulationseinheiten 13q'–14q' gemäß einer synchronen Betriebsart arbeiten. Im Fall von 20 verwaltet die Steuereinheit 15c den FD-/TD-Zugriff, so dass sich die reservierten Zeitintervalle zum Berechnen des Rauschspektrums im selben Kanal 1 und Kanal 2 befinden. Somit können die erste und die zweite Front-End- und Demodulationseinheit das Rauschspektrum jeweils in ihrem Kanal berechnen, wie es in 18 gezeigt ist, aber auch das Rauschspektrum im gesamten oder einem Teil des Frequenzbandes des anderen Kanals. Beim Beispiel in 20 berechnet die erste Front-End- und Demodulationseinheit während der reservierten Zeitintervalle das Rauschspektrum in Kanal 1 (siehe Bezugszeichen 35), das Rauschspektrum in Teilen des gewählten Frequenzbandes [fmin, fmax], die sich außerhalb der Kanäle 1 und 2 befinden (siehe Bezugszeichen 36), und das Rauschspektrum in Teilen des Frequenzbandes von Kanal 2 (siehe Bezugszei chen 37). Die zweite Front-End- und Demodulationseinheit berechnet während derselben reservierten Zeitintervalle das Rauschspektrum in Kanal 2 (siehe Bezugszeichen 38).

Claims (26)

  1. TDMA-Empfänger (10), der umfasst: eine Steuereinrichtung (15), die jedem einer Vielzahl von Sendern (2') Zeitintervalle zuweist, während der der Sender Signale zu dem TDMA-Empfänger senden darf, eine Empfangseinrichtung (11) zum Empfangen eines eingehenden Signals, das durch das Multiplexen verschiedener Signale entsteht, die von der Vielzahl von Sendern (2') während der Zeitintervalle und in einem vorgegebenen Frequenzband ausgegeben werden, wobei das eingehende Signal aus einem TDM-Signal in dem vorgegebenen Frequenzband besteht, eine Verarbeitungseinrichtung (12–14) zum Extrahieren und Verarbeiten des TDM-Signals, und eine Spektrum-Bestimmungseinrichtung (17) zum Bestimmen des Spektrums des eingehenden Signals, wobei der TDMA-Empfänger dadurch gekennzeichnet ist, dass die Steuereinrichtung (15) so eingerichtet ist, dass sie die Funktion der Spektrum-Bestimmungseinrichtung (17) als Funktion der den Sendern (2') zugewiesenen Zeitintervallen so synchronisiert, dass die Bestimmung des Spektrums des eingehenden Signals während eines oder mehrerer der den Sendern zugewiesenen Zeitintervalle oder während eines oder mehreren für Spektrum-Bestimmung reservierter Zeitintervalle ausgeführt wird.
  2. TDMA-Empfänger nach Anspruch 1, wobei die Synchronisation darin besteht, dass die Spektrum-Bestimmungseinrichtung (17) so gesteuert wird, dass letztere zur Bestimmung des Spektrums in wenigstens einem Teil des vorgegebenen Frequenzbandes nur während eines oder mehrerer reservierter Zeitintervalle (RT1-RTM) aktiv ist, die außerhalb der den Sendern (2') zugewiesenen Zeitintervalle (AT1-ATP) liegen.
  3. TDMA-Empfänger nach Anspruch 1, wobei die Synchronisation darin besteht, die die Spektrum-Bestimmungseinrichtung (17) so zu steuern, dass letztere für die Bestimmung des Spektrums in dem wenigstens einem Teil des vorgegebenen Frequenzbandes nur während eines oder mehrerer Zeitintervalle (TI1-TIM) aktiv ist, das/die wenigstens einem Sender aus der Vielzahl von Sendern (2') zugewiesen ist/sind.
  4. TDMA-Empfänger nach Anspruch 3, wobei das eine oder die mehreren Zeitintervalle, während dem/der die Spektrum-Bestimmungseinrichtung (17) zur Bestimmung des Spektrums in dem wenigstens einen Teil des vorgegebenen Frequenzbandes aktiv ist, aus einem oder mehreren Zeitintervallen (TI1-TIM) besteht/bestehen, das/die für die Spektrum-Bestimmung reserviert ist/sind, und die Steuereinrichtung (15) so eingerichtet ist, dass sie die reservierten Zeitintervalle dem wenigstens einen Sender zuweist und den wenigstens einen Sender auffordert, vorgegebene Signale während dieser reservierten Zeitintervalle zu dem TDMA-Empfänger (10) zu senden.
  5. TDMA-Empfänger nach Anspruch 1, wobei die Synchronisation darin besteht, dass die Spektrum-Bestimmungseinrichtung (17) so gesteuert wird, dass letztere zur Bestimmung des Spektrum in dem wenigstens einen Teil des vorgegebenen Frequenzbandes nur während eines oder mehrerer Zeitintervalle/s (IT1-ITM) aktiv ist, das/die einem bestimmten Sender aus der Vielzahl von Sendern (2') zugewiesen ist/sind.
  6. TDMA-Empfänger nach Anspruch 5, wobei das eine oder die mehreren Zeitintervalle, während der die Spektrum-Bestimmungseinrichtung zur Bestimmung des Spektrums in dem wenigstens einen Teil des vorgegebenen Frequenzbandes aktiv ist, aus einem oder mehreren Zeitintervallen (IT1-ITM) besteht, das/die für die Spektrum-Bestimmung reserviert ist/sind, und die Steuereinrichtung (15) so eingerichtet ist, dass sie die reservierten Zeitintervalle dem bestimmten Sender (2') zuweist und den bestimmten Sender (2') auffordert, vorgegebene Signale während der reservierten Zeitintervalle zu dem TDMA-Empfänger (10) zu senden.
  7. TDMA-Empfänger nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Verarbeitungseinrichtung umfasst: einen Analog-Digital-Wandler (12) zum Digitalisieren des eingehenden Signals, und eine digitale Front-End-Einrichtung (13) zum Extrahieren des TDM-Signals durch Durchführen von Basisbandumwandlungs- und Filtervorgängen an dem digitalisierten eingehenden Signal zur anschließenden Demodulation des TDM-Signals.
  8. TDMA-Empfänger nach Anspruch 7, wobei die Spektrum-Bestimmungseinrichtung (17) eine digitale Recheneinheit separat von der digitalen Front-End-Einrichtung (13) ist, die mit einem Ausgang des Analog-Digital-Wandlers (12) zum Empfangen des digitalisierten eingehenden Signals verbunden ist.
  9. TDMA-Empfänger nach Anspruch 7, wenn abhängig von Anspruch 2, wobei die Spektrum-Bestimmungseinrichtung die digitale Front-End-Einrichtung (13a) der Verarbeitungseinrichtung und eine Leistungs-Schätzeinrichtung (141a) umfasst, und die digitale Front-End-Einrichtung (13a) durch die Steuereinrichtung (15a) so konfiguriert werden kann, dass sie das TDM-Signal extrahiert, indem sie Basisbandumwandlungs- und Filtervorgänge an dem digitalisierten eingehenden Signal während der den Sendern (2') zugewiesenen Zeitintervalle zur anschließenden Demodulation des TDM-Signals durchführt und zusammen mit der Leistungs-Schätzeinrichtung (141a) das Spektrum des digitalisierten eingehenden Signals in dem wenigstens einen Teil des vorgegebenen Frequenzbandes während des einen oder der mehreren reservierten Zeitintervall(e) berechnet.
  10. TDMA-Empfänger nach Anspruch 9, wobei die Leistungs-Schätzeinrichtung (141a) auch dazu dient, während der den Sendern zugewiesenen Zeitintervalle die Leistung des TDM-Signals für anschließendes Skalieren desselben zu schätzen.
  11. TDMA-Empfänger nach einem der Ansprüche 1 bis 10, die des Weiteren eine Betreiber-Schnittstelle (19) zum Auswählen eines Frequenzbandes umfasst, in dem das Spektrum zu bestimmen ist.
  12. FDMA/TDMA-Empfänger (10b), der umfasst: eine Steuereinrichtung (15b), die jedem einer Vielzahl von Sendern (2') einen/eines einer Vielzahl von Kanälen und Zeitintervallen zuweist, in denen der Sender Signale zu dem FDMA/TDMA-Sender senden darf, wobei jeder der Kanäle ein vorgegebenes Frequenzband hat, eine Empfangseinrichtung (11b, 12b) zum Empfangen eines eingehenden Signals, das durch das Multiplexen verschiedener Signale entsteht, die von den Sendern (2') während der Zeitintervalle ausgegeben und auf den Kanälen gesendet werden, wobei das eingehende Signal so in jedem der vorgegebenen Frequenzbänder der Kanäle aus einem TDM-Signal besteht, eine Vielzahl von Extrahiereinrichtungen (131 –13Q ), die jeweils mit der Vielzahl von Kanälen verbunden sind, wobei jede der Extrahiereinrichtungen mit einem Ausgang der Empfangseinrichtung verbunden ist, um das eingehende Signal zu empfangen und das TDM-Signal, das dem jeweiligen Kanal entspricht, zur anschließenden Verarbeitung des TDM-Signals daraus zu extrahieren, und eine Spektrum-Bestimmungseinrichtung (17b) zum Bestimmen des Spektrums des eingehenden Signals, wobei der FDMA/TDMA-Empfänger dadurch gekennzeichnet ist, dass die Steuereinrichtung (15b) so eingerichtet ist, dass sie die Funktion der Spektrum-Bestimmungseinrichtung (17) als eine Funktion der zugewiesenen Zeitintervalle, die einem gegebenen Kanal entsprechen, so synchronisiert, dass die Bestimmung des Spektrums des eingehenden Signals während eines oder mehrerer der den Sendern zugewiesenen Zeitintervalle oder während eines oder mehrerer für Spektrum-Bestimmung reservierter Zeitintervalle ausgeführt wird.
  13. FDMA/TDMA-Empfänger nach Anspruch 12, wobei die Synchronisation darin besteht, dass die Spektrum-Bestimmungseinrichtung (17b) so gesteuert wird, dass letztere zur Bestimmung des Spektrums in dem wenigstens einen Teil des vorgegebenen Frequenzbandes des gegebenen Kanals nur während eines oder mehrerer reservierten/reservierter Zeitintervalle/s aktiv ist, die außerhalb jedes der zugewiesenen Zeitintervalle liegen, die dem gegebenen Kanal entsprechen.
  14. FDMA/TDMA-Empfänger nach Anspruch 12, wobei die Synchronisation darin besteht, dass die Spektrum-Bestimmungseinrichtung (17b) so gesteuert wird, dass letztere zur Bestimmung des Spektrums in dem wenigstens einen Teil des vorgegebenen Frequenzbandes des gegebenen Kanals nur während eines oder mehrerer Zeitintervalle/s aktiv ist, die wenigstens einem Sender aus der Vielzahl von Sendern (2') zugewiesen sind und dem gegebenen Kanal entsprechen.
  15. FDMA/TDMA-Empfänger nach Anspruch 14, wobei das eine oder die mehreren Zeitintervall/e, während dem der/die Spektrum-Bestimmungseinrichtung (17b) zur Bestimmung des Spektrums in dem wenigstens einen Teil des vorgegebenen Frequenzbandes des gegebenen Kanals aktiv ist, aus einem oder mehreren Zeitintervallen besteht/bestehen, das/die für die Spektrum-Bestimmung reserviert ist/sind, und die Steuereinrichtung (15) so eingerichtet ist, dass sie die reservierten Zeitintervalle dem wenigstens einen Sender zuweist und den wenigstens einen Sender auffordert, vorgegebene Signale während dieser reservierten Zeitintervalle und auf dem gegebenen Kanal zu dem FDMA/TDMA-Empfänger zu senden.
  16. FDMA/TDMA-Empfänger nach Anspruch 12, wobei die Synchronisation darin besteht, dass die Spektrum-Bestimmungseinrichtung (15b) so gesteuert wird, dass letztere zur Bestimmung des Spektrums in dem wenigstens einen Teil des vorgegebenen Frequenzbandes des gegebenen Kanals nur während eines oder mehrerer Zeitintervalle/s aktiv ist, das/die einem bestimmten Sender von der Vielzahl von Sendern (2') zugewiesen ist/sind und dem gegebenen Kanal entspricht/entsprechen.
  17. FDMA/TDMA-Empfänger nach Anspruch 16, wobei das eine oder die mehreren Zeitintervalle während der die Spektrum-Bestimmungseinrichtung (17b) zur Bestimmung des Spektrums in dem wenigstens einen Abschnitt des vorgegebenen Frequenzbandes des gegebenen Kanals aktiv ist, aus einem oder mehreren Zeitintervallen besteht/bestehen, das/die für die Spektrum-Bestimmung reserviert ist/sind, und die Steuereinrichtung (15b) so eingerichtet ist, dass sie die reservierten Zeitintervalle dem bestimmten Sender zuweist und den bestimmten Sender auffordert, vorgegebene Signale während der reservierten Zeitintervalle und auf dem gegebenen Kanal zu dem FDMA/TDMA-Empfänger zu senden.
  18. FDMA/TDMA-Empfänger nach einem der Ansprüche 12 bis 17, wobei die Empfangseinrichtung einen Analog-Digital-Wandler (12b) zum Digitalisieren des eingehenden Signals umfasst und jede Extrahiereinrichtung eine digitale Front-End-Einrichtung (13k ) umfasst, die Basisbandumwandlungs- und Filtervorgänge an dem digitalisierten eingehenden Signal durchführt, um das TDM-Signal, das dem jeweiligen Kanal entspricht, für anschließende Demodulation des TDM-Signals zu gewinnen.
  19. FDMA/TDMA-Empfänger nach Anspruch 18, wobei die Spektrum-Bestimmungseinrichtung (17b) eine digitale Recheneinrichtung separat von den digitalen Front-End-Einrichtungen (131 –13Q ) der Vielzahl von Extrahiereinrichtungen ist und mit einem Ausgang des Analog-Digital-Wandlers (12b) zum Empfangen des digitalisierten eingehenden Signals verbunden ist.
  20. FDMA/TDMA-Empfänger nach Anspruch 18, wenn abhängig ausschließlich von Anspruch 13, wobei die Spektrum-Bestimmungseinrichtung die digitale Front-End-Einrichtung (13q') der Extrahiereinrichtung, die mit dem gegebenen Kanal verbunden ist, und eine Leistungs-Schätzeinrichtung umfasst, und die digitale Front-End-Einrichtung (13q') durch die Steuereinrichtung (15c) so konfiguriert werden kann, dass sie das TDM-Signal, das dem gegebenen Kanal entspricht, extrahiert, indem sie Basisbandumwandlungs- und Filtervorgänge an dem digitalisierten eingehenden Signal während der zugewiesenen Zeitintervalle, die dem gegebenen Kanal entsprechen, zur anschließenden Demodulation des TDM-Signals durchführt und in Verbindung mit der Leistungs-Schätzeinrichtung das Spektrum des digitalisierten eingehenden Signals in dem wenigstens einen Teil des vorgegebenen Frequenzbandes des gegebenen Kanals während des einen oder der mehreren reservierten Zeitintervalle/s berechnet.
  21. FDMA/TDMA-Empfänger nach Anspruch 18, wenn abhängig ausschließlich von Anspruch 12 oder 13, wobei die Spektrum-Bestimmungseinrichtung die digitalen Front-End-Einrichtung (131'–13Q') der Vielzahl von Extrahiereinrichtung und eine Vielzahl jeweiliger Leistungs-Schätzeinrichtungen umfasst und jede der digitalen Front-End-Einrichtungen (131'–13Q') durch die Steuereinrichtung (15c) so konfiguriert werden kann, dass sie das TDM-Signal, das dem jeweiligen Kanal entspricht, extrahiert, indem sie Basisbandumwandlungs- und Filtervorgänge an dem digitalisierten eingehenden Signal während der entsprechend zugewiesenen Zeitintervalle zu anschließender Demodulation des TDM-Signals durchführt und während eines oder mehrerer reservierter Zeitintervalle/s, das/die außerhalb der zugewiesenen Zeitintervalle liegt/liegen, die dem jeweiligen Kanal entsprechen, in Verbindung mit der jeweiligen Leistungs-Schätzeinrichtung das Spektrum des digitalisierten eingehenden Signals in wenigstens einem Teil des vorgegebenen Frequenzbandes des jeweiligen Kanals berechnet.
  22. FDMA/TDMA-Empfänger nach Anspruch 18, wenn abhängig ausschließlich von Anspruch 12 oder 13, wobei: die Steuereinrichtung (15c) so eingerichtet ist, dass sie für jeden der Vielzahl von Kanälen Zeitintervalle reserviert, die außerhalb jedes der zugewiesenen Zeitintervalle liegen, die diesem Kanal entsprechen, und die reservierten Zeitintervalle jedes der Vielzahl von Kanälen mit den reservierten Zeitintervallen jedes beliebigen anderen der Vielzahl von Kanälen übereinstimmen, und die Spektrum-Bestimmungseinrichtung die digitalen Front-End-Einrichtungen (131'–13Q') der Vielzahl von Extrahiereinrichtung und eine Vielzahl jeweiliger Leistungs-Schätzeinrichtungen umfasst und jede der digitalen Front-End-Einrichtungen durch die Steuereinrichtung (15c) so konfiguriert werden kann, dass sie das TDM-Signal, das dem jeweiligen Kanal entspricht, extrahiert, indem sie Basisbandumwandlungs- und Filtervorgänge an dem digitalisierten eingehenden Signal während der entsprechenden zugewiesenen Zeitintervalle zu anschließender Demodulation des TDM-Signals durchführt und während der reservierten Zeitintervalle in Verbindung mit der jeweiligen Leistungs-Schätzeinrichtung das Spektrum des digitalisierten eingehenden Signals in wenigstens einem Teil des vorgegebenen Frequenzbandes eines der Vielzahl von Kanälen berechnet.
  23. HFC-Netz, das wenigstens einen TDMA-Empfänger (10; 10a) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 oder wenigstens einen FDMA/TDMA-Empfänger (10b; 10c) nach einem der Ansprüche 12 bis 22 umfasst.
  24. Einsatz eines TDMA-Empfängers (10; 10a) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 oder eines FDMA/TDMA-Empfängers (10b, 10c) nach einem der Ansprüche 12 bis 22 in einem HFC-Netz.
  25. Verfahren zum Betreiben eines TDMA-Empfängers (10), wobei der TDMA-Empfänger umfasst: eine Steuereinrichtung (15), die jedem einer Vielzahl von Sendern (2') Zeitintervalle zuweist, während der der Sender Signale zu dem TDMA-Empfänger senden darf, eine Empfangseinrichtung (11) zum Empfangen eines eingehenden Signals, das durch das Multiplexen verschiedener Signale entsteht, die von der Vielzahl von Sendern während der Zeitintervalle und in einem vorgegebenen Frequenzband ausgegebenen werden, wobei das eingehende Signal aus einem TDM-Signal in dem vorgegebenen Frequenzband besteht, eine Verarbeitungseinrichtung (12–14) zum Extrahieren und Verarbeiten des TDM-Signals, und eine Spektrum-Bestimmungseinrichtung (17) zum Bestimmen des Spektrums des eingehenden Signals, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass es den Schritt umfasst, mit dem die Steuereinrichtung (15) veranlasst wird, die Funktion der Spektrum-Bestimmungseinrichtung (17) als Funktion der den Sendern (2') zugewiesenen Zeitintervalle so zu synchronisieren, dass die Bestimmung des Spektrums des eingehenden Signals während eines oder mehrerer der den Sendern zugewiesener Zeitintervalle oder während eines oder mehrerer der für Spektrum-Bestimmung reservierter Zeitintervalle ausgeführt wird.
  26. Verfahren zum Betreiben eines FDMA/FDMA-Empfängers (10b), wobei der FDMA/TDMA-Empfänger umfasst: eine Steuereinrichtung (15b), die jedem einer Vielzahl von Sendern (2') einen/eines einer Vielzahl von Kanälen und Zeitintervallen zuweist, in denen der Sender Signale zu dem FDMA/TDMA-Empfänger senden darf, wobei jeder der Kanäle ein vorgegebenes Frequenzband hat, eine Empfangseinrichtung (11b, 12b) zum Empfangen eines eingehenden Signals, das durch das Multiplexen verschiedener Signale entsteht, die von den Sendern (2') während der Zeitintervalle ausgegebenen und auf den Kanälen gesendet werden, wobei das eingehende Signal aus einem TDM-Signal in jedem der vorgegebenen Kanal-Frequenzbänder besteht, eine Vielzahl von Extrahiereinrichtungen (131 –13Q ), die jeweils mit der Vielzahl von Kanälen verbunden sind, wobei jede der Extrahiereinrichtungen mit einem Ausgang der Empfangseinrichtung verbunden ist, um das eingehende Signal zu empfangen und daraus das TDM-Signal, das dem jeweiligen Kanal entspricht, zur anschließenden Verarbeitung des TDM-Signals zu extrahieren, und eine Spektrum-Bestimmungseinrichtung (17b) zum Bestimmen des Spektrums des eingehenden Signals, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass es den Schritt umfasst, mit dem die Steuereinrichtung (15b) veranlasst wird, die Funktion der Spektrum-Bestimmungseinrichtung (17b) als eine Funktion der zugewiesenen Zeitintervalle, die einem gegebenen Kanal entsprechen, so zu synchronisieren, dass die Bestimmung des Spektrums des eingehenden Signals während eines oder mehrerer der den Sendern zugewiesenen Zeitintervalle oder während eines oder mehrerer für Spektrum-Bestimmung reservierter Zeitintervalle ausgeführt wird.
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