DE60318760T2

DE60318760T2 - Verfahren und Vorrichtung zur kohärenten Addition von Signalen von verschiedenen Sendern

Info

Publication number: DE60318760T2
Application number: DE60318760T
Authority: DE
Inventors: Michael A. Fort Wayne Mayor; Ning Lu
Original assignee: ITT Manufacturing Enterprises LLC
Current assignee: Exelis Inc
Priority date: 2002-02-12
Filing date: 2003-02-11
Publication date: 2009-01-08
Anticipated expiration: 2023-02-12
Also published as: AU2003304640A8; US20050031045A1; WO2005060363A3; EP1335503B1; DE60318760D1; US7218682B2; AU2003304640A1; EP1335503A1; WO2005060363A2; ATE385082T1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren und Einrichtungen zum Verbessern des Empfangs von Sendesignalen und insbesondere Techniken zum synchronen Kombinieren von Sendungen mehrerer Sender an einem fernen Empfänger, um die Reichweiten-Leistungsfähigkeit auszudehnen.
Beschreibung des Stands der Technik
Ein die Reichweiten-Leistungsfähigkeit in Funkkommunikationssystemen beeinflussender Faktor ist die Leistung, mit welcher Signale gesendet werden. Gewöhnlich ist die Stärke eines Empfangssignals proportional zur Sendeleistung und umgekehrt proportional zum Quadrat der Entfernung zwischen dem Sender und dem Empfänger. Wenn bei einer gegebenen Sendeleistung die Entfernung zwischen einer Sendeeinrichtung und einer Empfangseinrichtung wächst, wird die Signalstärke an der Empfangseinrichtung zunehmend gedämpft, was schließlich den Empfang verhindert. Die Reichweiten-Leistungsfähigkeit steigt mit zunehmender Sendeleistung; umgekehrt verringert eine niedrigere Sendeleistung die maximale Entfernung, bei welcher Sendesignale erfasst werden können.
Leider gibt es eine Reihe von Umständen, unter welchen die Sendeleistung durch Geräteleistungsfähigkeiten, Betriebsanforderungen oder beides begrenzt wird. Zum Beispiel kann bei Mobilkommunikationseinrichtungen mit Batteriestromversorgung die maximale Sendeleistung konstruktiv begrenzt sein, um einen Kompromiss zwischen Betriebsreichweite und Batteriestromverbrauch erreichen. Andere Erwägungen hinsichtlich Gerätekosten oder – leistungsfähig-keit können Sendeleistungsfähigkeiten diktieren, welche unter rauen Betriebsbedingungen die Betriebsreichweite begrenzen oder die Systemleistungsfähigkeit begrenzen.
Unter bestimmten Umständen kann es notwendig sein, HF-Emissionen zu minimieren. In militärischen Kontexten, vor allem in Schlachtfeldsituationen, verringert das Minimieren der Sendeleistung die Wahrscheinlichkeit der Signalerkennung durch feindliche Parteien, wodurch eine Aufdeckung der Position des Senders verhindert wird. Zum Beispiel in einer Situation, in welcher eine kleine Gruppe von mit Funkgeräten ausgerüsteten Personen sich in einem feindlichen Gebiet befindet und mit einer fernen Einrichtung kommunizieren muss, wäre für jedes einzelne Funkgerät, das mit der fernen Einrichtung zu kommunizieren hat, eine beträchtliche Sendeleistung erforderlich, was die Wahrscheinlichkeit einer Entdeckung durch feindliche Kräfte beträchtlich erhöhen würde. Darüber hinaus würde der zum Kommunizieren über beträchtliche Entfernungen erforderliche Sendeleistungspegel die Batterien des Funkgeräts wahrscheinlich schneller entleeren als gewünscht.
In anderen Kontexten können niedrige Sendeleistungspegel vorteilhaft oder erforderlich sein, um Störungen anderer Einrichtungen zu minimieren, vor allem in Situationen mit Nutzung hoher Bandbreiten wie Funktelefonie. Im Allgemeinen wäre es in einer Vielzahl von Anwendungen vorteilhaft, eine bestimmte Reichweiten-Leistungsfähigkeit mit verringerten Sendeleistungspegeln zu erzielen oder umgekehrt die Reichweiten-Leistungsfähigkeit zu steigern, ohne die zu Sendeleistung zu erhöhen.
Andere Betriebsparameter als die Sendeleistung können unter bestimmten Bedingungen für eine bessere Reichweiten-Leistungsfähigkeit optimiert werden. Zum Beispiel kann der Antennengewinn mittels einer Richtantenne erhöht werden oder können ausgeklügeltere Empfängerschaltungen verwendet werden. In manchen Fällen lässt sich das Problem begrenzter Reichweiten-Leistungsfähigkeit (oder, äquivalent, begrenzter Sendeleistung) mit Hilfe von Zwischenverstärkern, welche die Signalleistung an einem Zwischenort zwischen dem Sender am Ausgangsort und dem Empfänger am Zielort verstärken, überwinden. Jedoch hat jede dieser Lösungen Nachteile wie erhöhte Größe, Kosten oder Schaltungskomplexität, Gesamtsystem-Komplexität und erhöhten Energiebedarf. Besonders nachteilig sind solche Lösungen in verdeckten militärischen Situationen, wo das Minimieren von Größe und Sendeleistung und das Maximieren der Unentdeckbarkeit von äußerster Wichtigkeit sind. Demgemäß wäre es in leistungsbegrenzten Szenarien höchst wünschenswert, die Reichweiten-Leistungsfähigkeit zu erhöhen, ohne auf solche Lösungen zurückzugreifen.
Kurzbeschreibung der Erfindung
In Anbetracht des obigen und aus anderen Gründen, welche ersichtlich werden, wenn die Erfindung ausführlich beschrieben wird, besteht deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, die Reichweiten-Leistungsfähigkeit einer mit einer fernen Empfangseinrichtung kommunizierenden Gruppe von Kommunikationseinrichtungen zu steigern und dadurch die Kommunikation über eine größere Entfernung als die durch eine beliebige mit einem bestimmten Leistungspegel sendende Einzeleinrichtung erreichbare zu ermöglichen.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, die erforderliche Sendeleistung einer beliebigen Einzel-Kommunikationseinrichtung zu verringern, um die Wahrscheinlichkeit eines Mithörens des Signals durch unerwünschte Empfänger zu verringern.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Gesamt-Signalstärke eines Sendesignals an einem Empfänger zu erhöhen, ohne die Sendeleistung eines Einzelsenders erhöhen zu müssen.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, Signalsendungen mehrerer Kommunikationseinrichtungen zu koordinieren, um die gleichen Signale wirkungsvoll von mehreren Orten an eine gemeinsame Empfangseinrichtung zu senden und dadurch die Erfassbarkeit der Informationen in diesen Signalen zu verbessern.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, die vereinte Sendeleistung von Gruppen von Kommunikationseinrichtungen auszunutzen, um Signale mit einer größeren effektiven Sendeleistung als der aus den Einzeleinrichtungen in der Gruppe verfügbaren zu übermitteln.
Die oben genannten Aufgaben werden durch das jeweils in den unabhängigen Ansprüchen beschriebene Verfahren bzw. die Vorrichtung einzeln und in Kombination erfüllt, und die vorliegende Erfindung soll nicht dahingehend aufgefasst werden, dass sie die Kombination von zwei oder mehr Aufgaben erfordert, außer wenn dies ausdrücklich durch die beigefügten Ansprüche gefordert wird.
Ein verbesserter Empfang von Sendesignalen in einem digitalen Kommunikationssystem wird durch synchrones Kombinieren von Sendungen einer Gruppe von Sendern an einem fernen Empfänger erreicht. Die Sender koordinie ren ihre Sendungen so, dass jeder im Wesentlichen gleichzeitig das gleiche Signal auf demselben Kommunikationskanal sendet. Infolge der Raumdiversity der Sender kommen die Sendesignale zu verschiedenen Zeitpunkten am Empfänger an. Der Empfänger behandelt die verschiedenen Sendesignale im Wesentlichen, als wenn sie verschiedene Mehrwegesignale von einem einzigen Sender wären. Eine Mehrwege-Ausgleichseinrichtung oder ein Mehrwege-Kombinierer wird verwendet, um Zeitgebungsversätze zwischen den Empfangssignalen zu bestimmen, und die Empfangssignale werden durch eine Phasendrehung der Signale entsprechend den geschätzten Zeitgebungsversätzen zeitlich ausgerichtet. Die zeitlich ausgerichteten Signale werden dann kohärent kombiniert und erfasst. Das Kombinationssignal hat einen größeren Rauschabstand als die einzelnen Empfangssignale, was eine Erfassung mit einer größeren Reichweite oder mit einer niedrigeren Bitfehlerrate ermöglicht, ohne die Sendeleistung eines Einzelsenders erhöhen zu müssen. Folglich können in Systemen, in welchen die Sendeleistung durch betriebliche Zwänge oder Gerätebeschränkungen begrenzt ist, ein verbesserter Signalempfang und eine verbesserte Reichweiten-Leistungsfähigkeit erzielt werden.
Die obigen und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden bei Betrachtung der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung einer bestimmten Ausführungsform derselben ersichtlich, insbesondere wenn die beigefügten Zeichnungen hinzugenommen werden, in welchen gleiche Bezugszeichen in den verschiedenen Figuren gleiche Elemente bezeichnen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Konzeptdarstellung des Verfahrens der vorliegenden Erfindung, in welcher eine Vielzahl von Sendern durch synchrones Senden des gleichen Signals mit einem Empfänger kommunizieren.
2 ist ein Diagramm, welches den durch Phasenfehler zwischen Empfangssignalen verursachten Verlust durch kohärente Integration zeigt.
3 ist ein Diagramm, welches eine erreichbare Kommunikationsleistungsfähigkeit einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auf einem Rayleigh-Schwund-Kanal für PSK-Signalisierung zeigt.
4 ist ein Diagramm, welches eine erreichbare Kommunikationsleistungs fähigkeit einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auf einem Rayleigh-Schwund-Kanal für DPSK-Signalisierung zeigt.
5 ist ein Diagramm, welches die Abdeckungseigenschaften für zehn synchronisierte Sender in Form des Gewinns durch kohärente Integration gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
6 ist ein Blockschaltbild einer synchron kombinierenden Empfangseinrich tung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Er findung.
7 ist ein ausführlicheres Schaltbild der Differentialerfassungs-Abgriffverzögerung und der Rake-Abgriffauswahlverarbeitung der synchron kombinierenden Empfangseinrichtung gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
8A–8D zeigen Formate für RTS/CTS/ACK-Datenpakete, welche für CSMA/CA-Nachrichtenübertragung verwendet werden, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
9A–9D zeigen Formate für TRANSEC-Datenpaket-Kommunikation gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung umfasst eine Signalkombinationstechnik, bei welcher Signale von mehreren relativ nah beieinander liegenden Kommunikationseinrichtungen (zum Beispiel einer "Gruppe" von Einrichtungen) auf eine koordinierte Weise an eine Empfangs-Kommunikationseinrichtung gesendet werden, welche die Signale kohärent kombiniert, als wenn sie verschiedene Mehrwegestrahlen einer einzigen Sendung wären. Die Kombinationssignalleistung ermöglicht einen Empfang von Signalen über viel größere Entfernungen, als sonst mit einer Einzeleinrichtung möglich wäre, welche mit dem gleichen Einzeleinrichtungs-Leistungspegel sendet.
Das Signalkombinationskonzept der vorliegenden Erfindung verwendet die vereinten Ressourcen einer Anzahl von Kommunikationseinrichtungen, indem es das Senden und Empfangen von Signalen synchronisiert oder koordiniert. Eine richtige Koordination ermöglicht der Gruppe von Kommunikationseinrichtungen, vereint die gleichen Informationen führenden Signale zu senden, so dass ein erwünschter Empfänger die Empfangssignale verarbeiten kann, um die Kommunikationsleistungsfähigkeit (zum Beispiel Dienstqualität, Reichweite usw.) mit einer wirkungsvollen Ausnutzung der Sendeenergie beträchtlich zu verbessern.
Eine Darstellung des der vorliegenden Erfindung zugrundeliegenden Konzepts ist in 1 gezeigt. Jede aus einer Vielzahl von M Kommunikationseinrichtungen befindet sich innerhalb eines begrenzten geografischen Gebiets, so dass jede der Kommunikationseinrichtungen direkt mit mindestens einer der anderen M Kommunikationseinrichtungen kommunizieren kann, wodurch Funkkommunikation zwischen den Kommunikationseinrichtungen ermöglicht wird. Eine so angeordnete Gruppierung von Kommunikationseinrichtungen kann als in einer Gruppe befindlich angesehen werden. Der Begriff "Gruppe", wie er hierin und in den Ansprüchen verwendet wird, bezeichnet einen Satz von zwei oder mehr Kommunikationseinrichtungen, welche so angeordnet sind, dass eine koordinierte Sendung kombinierbarer Signale von den Kommunikationseinrichtungen an einen gemeinsamen Empfänger möglich ist. Während der Begriff "Gruppe" gewöhnlich ein gewisses Maß an relativ enger Nähe andeutet, ist die vorliegende Erfindung nicht auf eine bestimmte maximale Entfernung zwischen Einrichtungen in der Gruppe oder auf eine bestimmte maximale Außengrenze der Gruppe beschränkt. Vorzugsweise, obwohl nicht streng gefordert, liegen alle M Kommunikationseinrichtungen innerhalb des Sichtfelds oder der Sichtlinie voneinander, so dass zwei beliebige der Einrichtungen direkt miteinander kommunizieren können. Einige der Sender können auch relativ zu den anderen Sendern und zum Empfänger in Bewegung sein.
Wie hierin und in den Ansprüchen verwendet, enthält eine "Kommunikationseinrichtung" eine beliebige mobile oder ortsfeste Einrichtung, welche fähig ist, Kommunikationssignale zu senden und/oder zu empfangen, einschließlich, aber ohne Beschränkung auf: Handfunkgeräte oder am Körper befestigte Funkgeräte; jede Art von Mobil- oder Funktelefon (zum Beispiel analog-zellular, digitalzellular, PCS- oder satellitengestützt); Pager-, Funkruf- oder PDA-Einrichtungen; Funkgeräte, getragen auf oder eingebaut in oder eingebettet in Boden- oder Luftfahrzeuge; beliebige tragbare elektronische Einrichtungen, ausgestattet mit Fähigkeiten zum drahtlosen Empfangen/Senden, einschließlich zum Empfangen/Senden von Audio-, Video- und/oder Dateninformationen fähiger Multimedia-Terminals; und jede beliebige an einem festen Ort installierte Einrichtung mit Sende-/Empfangsfähigkeiten.
Während die von den verschiedenen sendenden Kommunikationseinrichtungen gesendeten Signale zu verschiedenen Zeitpunkten an der Empfangs-Kommunikationseinrichtung ankommen, versteht es sich von selbst, dass die Signale dennoch auf demselben Kommunikationskanal gesendet werden, weitgehend auf die gleiche Weise wie Mehrwegesignale von einem einzigen Sender auf demselben Kommunikationskanal liegen. So werden zum Beispiel, wenn das System "Code Division Multiple Access" (CDMA) verwendet, alle Sendesignale mittels desselben Codes (zum Beispiel mittels desselben PN-Codes, derselben Walsh-Funktion usw.) gespreizt. Ebenso liegen, wenn das System "Frequency Division Multiple Access" (FDMA) verwendet, alle Sendesignale auf demselben Frequenzkanal innerhalb des verfügbaren Frequenzbands.
Mindestens eine Empfangs-Kommunikationseinrichtung liegt entfernt von der Gruppe sendender Kommunikationseinrichtungen. Um beim Senden von Signalen an einen bestimmten Empfänger verwendbar zu sein, muss jede der M Kommunikationseinrichtungen so angeordnet sein, dass ihre Sendesignale über einen Weg zum Empfänger laufen und zur Leistung des Kombinations-Empfangssignals beitragen können. Wie in 1 gezeigt, kann der Empfänger in einer beträchtlichen Entfernung von den Kommunikationseinrichtungen in der Gruppe angeordnet sein. Tatsächlich ist ein wesentlicher Aspekt der vorliegenden Erfindung die Fähigkeit, Signale von der Gruppe von Kommunikationseinrichtungen zu empfangen, welche sich außerhalb der maximalen Empfangsreichweite befindet, welche mit einer einzelnen Kommunikationseinrichtung, die mit einem bestimmten Leistungspegel sendet, möglich ist. Aufgrund der Entfernung zwischen der Gruppe von Sendern und dem Empfänger kann die Signalqualität der Kommunikation zwischen einzelnen Sendern und dem Empfänger schlecht sein. Jedoch kann die Verstärkung des Empfangssignals durch synchrones Kombinieren jedes einzelnen der Sendesignale am Empfänger wie Mehrwegestrahlen, welche einem einzigen Signal entsprechen, beträchtlich erhöht werden.
Während die Vorteile der vorliegenden Erfindung in Szenarien, wo der Empfänger relativ weit entfernt von der Gruppe von Sendern angeordnet ist, ohne weiteres einleuchten, versteht es sich von selbst, dass die vorliegende Erfindung nicht auf irgendeinen bestimmten Ort des Empfängers oder irgendeine bestimmte minimale Entfernung von der Gruppe beschränkt ist. Zum Beispiel kann das Signalkombinationsverfahren der vorliegenden Erfindung so implementiert sein, dass bei deutlich innerhalb der Betriebsreichweite der Sendeeinrichtungen liegender Empfangs-Kommunikationseinrichtung die Sendeleistung jeder der Sendeeinrichtungen entsprechend verringert werden kann.
Die Kommunikationseinrichtungen in der Gruppe senden das gleiche Signal an die Empfangseinrichtung und koordinieren ihre jeweiligen Sendezeitpunkte so, dass die Signale innerhalb eines kurzen Zeitfensters, welches der Empfangseinrichtung gestattet, die mehreren Signale konstruktiv zu kombinieren, beim Empfänger ankommen. Eine der Sende-Kommunikations-einrichtungen ist als die Leit-Kommunikationseinrichtung definiert. Die Leiteinrichtung kommuniziert mit anderen Einrichtungen in der Gruppe, um die Sendung eines Signals an die Empfangseinrichtung zu koordinieren. Vorzugsweise ist die Leit-Kommunikationseinrichtung die Einrichtung, welche die Sendung beginnt (d. h. die Einrichtung, deren Bediener eine Nachricht an die Empfangs-Kommunikationseinrichtung senden möchte).
Die Leiteinrichtung kann jede beliebige der Einrichtungen in der Gruppe sein. Betrachten wir zum Beispiel den Fall, in welchem die Kommunikationseinrichtungen sich in einem Peer-to-Peer-Netzwerk befinden. Ein wesentliches Merkmal eines Peer-to-Peer-Netzwerks ist, dass es keine vorbestimmten "Leit"-Einrichtungen gibt. Diesem grundlegenden Prinzip folgend, teilt ein beliebiger Sender, der eine synchronisierte Sendung auslösen will, den ihm benachbarten Einrichtungen diese Absicht mittels einer besonderen Nachricht mit. Die auslösende Einrichtung braucht nicht zu wissen, wo sich die anderen Mitglieder des Netzwerks befinden oder wieviele Einrichtungen es gibt, welche die Nachricht empfangen können. Die Gruppe von Sendeeinrichtungen wird dann aktiv, um gleichzeitig ein Datenkommunikationssignal zu senden, welches einen aus einer bekannten Datensequenz bestehenden Teil oder einen Erfassungs-/Synchronisationsteil und einen Teil "Informationen führendes Signal", in welchem die an die Empfangseinrichtung zu übertragende interessierende Kommunikation enthalten ist, enthält. Es ist zu beachten, dass jeder Sender aktiv wird, um den gleichen Teil "Informationen führendes Signal" zu übertragen und außerdem den aus einer bekannten Datensequenz bestehenden Teil oder einen aus einer seriellen Probe bestehenden Teil zu übertragen.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform versuchen die Sende-Kommunikationseinrichtungen, ihre jeweiligen Messungen im selben Augenblick zu senden, um die Zeitspanne zu minimieren, in deren Verlauf die Signale am Empfänger ankommen. Natürlich können die tatsächlichen Sendezeiten der Signale von den jeweiligen Sende-Kommunikationseinrichtungen aufgrund von Synchronisationsfehlern und Abweichungen der Verarbeitungszeiten geringfügig variieren. Allgemeiner gesagt, dürfen die Signalsendezeiten der Sendeeinrichtungen, entweder konstruktionsbedingt oder aufgrund von Systemzeitgebungsfehlern, in begrenztem Maß voneinander abweichen, solange die Ankunftszeiten der Signale an der Empfangseinrichtung in ein Zeitfenster fallen, welches der Empfangseinrichtung gestattet, die Signale zu kombinieren. Demgemäß bedeutet der hierin und in den Ansprüchen im Zusammenhang mit Sendesignalen verwendete Ausdruck "im wesentlichen gleichzeitig", dass die Signale zeitlich nah genug beieinanderliegend gesendet werden, um vom Empfänger innerhalb eines Zeitfensters, welches das Kombinieren der Signale gestattet, empfangen zu werden.
Gemäß der beispielhaften Ausführungsform wird das Gesamtsystem bezüglich der Tageszeit synchronisiert. Zu Beginn empfängt die erste Kommunikationseinrichtung in der Gruppe, die eingeschaltet wird, R₁, ein die Tageszeit in einer Auflösung von 1 ns (dies ist die Auflösung, nicht die Genauigkeit) angeben des Signal, für welches 64 Bit ausreichen. Konkret gilt für ein Einhundertjahres-Intervall: D = 100·365·24·60·60·1000·1000·1000 = 3,154·1018 Nbits = log10(D)/log10(2) = 61,5
Die Kommunikationseinrichtung R₁ startet den Taktzähler und sendet eine Tageszeit-Nachricht, M_ToD, an alle anderen Kommunikationseinrichtungen im Gruppen-Netzwerk. Die Netzwerk-Kommunikationseinrichtungen R₂ ... R_N empfangen M_ToD und stellen ihre eigenen Taktzähler bezüglich der in der Nachricht enthaltenen Tageszeit ein, wodurch eine gemeinsame Zeitreferenz zwischen den Einrichtungen eingerichtet wird.
Der Radius, welcher den gesamten Netzwerkradius abdeckt, hängt mit dem Mehrwegefenster wie folgt zusammen. Eine Funkwelle breitet sich mit einer Geschwindigkeit von 3,333.10^–6 s/km (3,333 μs/km) aus. Dies bedeutet, dass in einem Netzwerk mit einer Gruppe von Einrichtungen, welche über einen Radius von 1 km verstreut sind, die Tageszeit um höchstens 3,333 μs versetzt sein wird. Diese grobe Synchronisierung genügt dem System der vorliegenden Erfindung, um richtig zu funktionieren, vorausgesetzt, dass das Mehrwegefenster am Empfänger die zum Empfangen aller Sender notwendigen Ausbreitungsverzögerungen einschließt. Zum Beispiel ist ein Mehrwegefenster von ±25 μs ohne weiteres in der Lage, alle von der Gruppe gesendeten Signale zu empfangen und zu kombinieren, wie im Folgenden ausführlicher beschrieben.
Um eine Sendung auszuführen, verteilt eine der Kommunikationseinrichtungen R_i eine Nachricht M_data an N benachbarte Kommunikationseinrichtungen, welche erforderlich sein werden, um synchron zu senden. Diese Nachricht enthält eine bestimmte zukünftige Tageszeit T₀, wann die Sendung erfolgen wird, sowie die mit R_K bezeichnete Zieladresse der Empfangseinrichtung. Es ist zu beachten, dass T₀ jeder Zeitpunkt jenseits der maximalen Ausbreitungsverzögerung für den Netzwerkradius sein kann. Zum bestimmten Zeitpunkt T₀ senden die N Funkgeräte die bestimmte Nachricht an einen einzigen Zielort R_K. Der Empfänger am Zielort R_K empfängt alle Sendungen mit durch die Auslösungs-Ausbreitungsverzögerung d_initial plus die Nachrichtenübertragungs-Ausbreitungsverzögerung d_tx plus die Ortstakt-Zeitdrift L_drift gegebenen maximalen Versätzen.
Mit einem auf ±1 ppm (10^–6) genauen Ortstakt (Oszillator) ergibt sich der Gesamt-Zeitversatz Toffset = 3,333 μs + 3,333 μs +1 μs = 7,666 μs,was deutlich innerhalb des oben erwähnten Mehrwegefensters von ±25 μs liegt. Dies bedeutet, dass der Empfänger die Signale entsprechend kombiniert, als wenn sie mehrere Reflexionen eines ursprünglichen Signals wären. Wichtig ist, dass an den Sendern keine genaue Phasensynchronisation erforderlich ist, da lediglich erforderlich ist, dass der Satz von Sendesignalen innerhalb des Mehrwegefensters am Empfänger ankommt. Wie Mehrwegekomponenten kommen bei der vorliegenden Erfindung die mehreren von den verschiedenen Sendern gesendeten Signale mit völlig zufälligen Phasen am Empfänger an. Es ist die Aufgabe des Mehrwegekombinierers am Empfänger, die Phasen der ankommenden Signale auszurichten. Es versteht sich von selbst, dass die Erfindung nicht auf die im vorangehenden Beispiel verwendeten bestimmten Werte beschränkt ist. Im Allgemeinen funktioniert das System richtig, wenn das Mehrwegefenster so eingestellt ist, dass es zweimal die maximale Ausbreitungsverzögerung plus den Ortstaktversatz abdeckt. Für ein beliebiges bestimmtes System wäre dies eine Beziehung zwischen der maximalen Entfernung und wie genau (und kostspielig) die Ortstakt-Oszillatoren ausgeführt sind.
Jedes beliebige geeignete Nachrichtenübermittlungsschema kann von der Gruppe von Sende-Kommunikationseinrichtungen verwendet werden, vorausgesetzt das Schema gestattet der Leit-Kommunikationseinrichtung, die im wesentlichen gleichzeitige Sendung der Nachricht von der Gruppe von Sendeeinrichtungen zu organisieren. Zum Beispiel (ohne dass dieses Beispiel als Beschränkung zu verstehen sein soll) kann die Leit-Kommunikationseinrichtung eine spezielle "Request-to-Send"-(RTS-)Nachricht an die benachbarten Kommunikationseinrichtungen senden. Sobald sie die spezielle "Clear-to-Send"-(CTS-)Nachricht von den benachbarten Einrichtungen empfängt, beginnt die Leiteinrichtung die Sendung dann innerhalb einer gegebenen Verzögerungszeit. Die Zeitverzögerung kann durch die Tageszeit synchronisiert und direkt aus dem Schlüsselgenerator-Übergangs-Schaltpunkt, d. h. der Epoche abgeleitet werden. Dies ist der Punkt, wo der Schlüsselgenerator neu geladen wird, um neue nichtlineare Spreizsequenzen zu erzeugen. Das Zeitintervall oder die Epoche hängt vom individuellen System ab und kann zu Referenzzwecken anfänglich auf 1 s eingestellt werden.
Gemäß einem anderen Ansatz kann die Einrichtung, deren Position als die der Empfangseinrichtung am nächsten gelegene bestimmt wird, zur Leiteinrichtung ernannt werden. In diesem Fall kommunizieren die Sendeeinrichtungen miteinander, um eine genaue geografische Lage von einer der Sendeeinrichtungen wie der der Empfangseinrichtung am nächsten gelegenen Sendeeinrichtung oder der Leiteinrichtung zu erhalten. Eine solche Bestimmung kann mittels einer Vielzahl von Verfahren einschließlich der Verwendung von GPS-(Global-Positioning-System-)Daten zur Bestimmung der genauen geometrischen Koordinaten erfolgen. Es versteht sich jedoch von selbst, dass Positionsinformationen für das korrekte Funktionieren des Systems der Erfindung im Allgemeinen nicht notwendig sind. Soweit die Zeitverzögerungen von jeder Sendestation innerhalb des durch die Empfänger eingestellten Mehrwegefensters liegen, funktioniert das System korrekt.
Wie vorher angemerkt, kommen die gleichzeitigen Sendungen von der Gruppe von Sendern wegen der verteilten Orte der Sender mit verschiedenen Zeitversätzen zueinander am Empfänger an. Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die von den einzelnen Kommunikationseinrichtungen in der Gruppe gesendeten Signale am Empfänger im wesentlichen behandelt, als wenn sie verschiedene Mehrwegestrahlen einer einzigen Sendung wären, und werden Mehrwege-Gegenmaßnahmen getroffen, um die von den verschiedenen Kommunikationseinrichtungen empfangenen Sendungen zu verarbeiten und zu kombinieren. Wie im Folgenden noch ausführlicher erklärt werden wird, wird diese Aufgabe mittels einer Mehrwegekombinationseinrichtung wie einer Ausgleichseinrichtung bei wahlweiser Hinzunahme einer seriellen Probe erfüllt.
Eine kurze Erklärung des Phänomens des Mehrwegeschwunds wird das Verstehen der Funktionsweise des Empfängers der vorliegenden Erfindung erleichtern. Bei der Ausbreitung von erdgebundenen Funkwellen treten Mehrwege-Interferenzen auf, wenn reflektierte, von einem Funksender ausgehende Strahlen bezogen auf die Ankunftszeit des direkten Strahls um t_m zeitlich verzögert am Empfänger ankommen. Die verzögerten Signale vereinigen sich dann je nach ihren relativen Phasen an der Empfängerantenne konstruktiv oder destruktiv mit dem direkten Strahl und miteinander, was zu dem als Mehrwegeschwund bezeichneten Phänomen führt. Ein einfaches basisband-äquivalentes Modell kann das Problem veranschaulichen. Ein Empfangssignal ist gegeben durch: r(t) = 3a(t)·exp(–j2πfcτn(t)) (1)wobei das Empfangssignal die Summe einer Anzahl von zeitvarianten Vektoren (Drehvektoren) mit Amplituden a(t) und Phasen θ = 2πf_cτ_n(t) ist. Es ist zu beachten, dass eine Amplitudenänderung eine große Änderung von a(t) erfordert, während θ sich mit jeder Änderung von τ um 1/f_c um 2π ändert. Zum Beispiel bei einer Frequenz f_c = 2.400 MHz ist 1/f_c = 0,5·10^–6 Sekunden. Da Funkwellen sich mit ungefähr ein Fuß/ns ausbreiten, bewirkt eine Wegverzögerung bei höheren Frequenzen beträchtliche Änderungen der Phase des Signals, was die als Mehrwegeschwund bekannte Signalverzerrung verursacht.
Dies wird durch eine Bewegung weiter verkompliziert. Wenn der Sender und der Empfänger sich relativ zueinander bewegen, ist ein anderer wesentlicher Aspekt des Mehrwegeschwunds die Schwundrate, welche eine Funktion der relativen Geschwindigkeit zwischen dem Sender- und dem Empfängerort an den Punkten A und B ist, wobei A und B durch die vom Empfänger mit der Geschwindigkeit v durchlaufene Entfernung getrennt sind. Der durch die Bewegung des Empfängers verursachte Unterschied der von einer Welle durchlaufenen Weglängen, gemessen in Wellenlängen λ, ergibt einen Phasenunterschied Δϕ = 2πΔI/λ, wobei ΔI = vΔtcos(θ), wobei θ der Winkel zwischen dem Weg vom Sender zum Empfänger und der Bewegungsrichtung ist. Genau entgegengesetzte Phasen haben die Wellen bei einer durch die Dopplerverschiebung gegebenen Geschwindigkeit: fd = (1/2π)(Δϕ/Δt)cos(θ) = (v/λ)cos(θ) (2)
Folglich weist das Signal bei der Dopplergeschwindigkeit starke Schwunderscheinungen auf.
Der Dopplerspanne ist als das Frequenzintervall f_c – f_d, f_c + f_d definiert. Kohärenzzeit (T_c) und Dopplerspanne kennzeichnen die zeitveränderliche Beschaffenheit des Kanals, welche durch die relative Bewegung von Sender und Empfänger sowie durch die Bewegung von reflektierenden Gegenständen im Kanal verursacht ist. Die Kohärenzzeit T_c gibt das Zeitintervall an, über welches sich die Schwundeigenschaften nicht ändern, d. h. eine Ausgleichseinrichtung muss in Zeitintervallen T_c neu trainiert werden. Für eine Geschwindigkeit von 500 mph ist T_c = 229·10^–6 Sekunden.
Wie aus der vorangehenden Erklärung des Mehrwegeschwunds ersichtlich, ist eine Analyse eines Signalkombinationssystems für Operationen in einschränkenden Umgebungen ziemlich komplex, weil die Beschaffenheit der Mehrwege-Eigenschaften sich mit der Zeit ändert. Folglich ist die Übertragungsfunktion des Übertragungsmediums zeitvariant, was hinsichtlich der Kohärenzbandbreite und -zeit des Kanals statistisch beschrieben werden kann. Um die analytische Durchführbarkeit sicherzustellen, wird das mathematische Modell eines Signalkombinationssystems auf Grundlage des Konzepts der Diversity beschrieben. Es wird von L Diversity-Kanälen ausgegangen, welche jeweils das gleiche Informationen führende Signal führen. Die Schwundvorgänge zwischen den L Diversity-Kanälen werden als statistisch unabhängig angenommen.
Das System gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet einen Mehrwege-Kombinierer oder eine Mehrwege-Ausgleichseinrichtung, der beziehungsweise die häufig als Rake-Empfänger bezeichnet wird. Ein Rake-Empfänger enthält gewöhnlich parallele Korrelatorschaltungen, welche auf verschiedenen Signalwegen ankommende Signale empfangen. Zum Beispiel in "Code Division Multiple Access"-(CDMA-)Systemen werden mehrere Komponenten mit einer Auflösung gleich der Chip-Periode aufgelöst und kohärent kombiniert. Kohärente Kombination der Signale erfordert, dass die Signale im Wesentlichen die gleiche Phase und Frequenz haben. Somit werden in Mehrwegeschwund-Umgebungen, statt ein Signal durch destruktive Interferenz von Mehrwegekomponenten zu verlieren, zwei oder mehr verschiedene Wegesignale empfangen und wird eine Phasenverstellung vorgenommen, um eine konstruktive Kombination dieser Signale durchzuführen.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet der Rake-Empfänger eine abgegriffene Verzögerungsleitung, durch welche das Empfangssignal geleitet wird. Das Signal an jedem Abgriff wird richtig gewichtet und summiert, um tatsächlich die Signalenergie von allen empfangenen Signalwegen, welche in die Zeitspanne der abgegriffenen Verzögerungsleitung fallen und die gleiche Information führen, zu sammeln. 2 zeigt den durch Phasenfehler zwischen den Empfangssignalen verursachten Verlust durch kohärente Integration. Es ist zu beachten, dass beträchtliche Verstärkungen realisiert werden können, solange Phasenfehler zwischen den Empfangssignalen unter 90 Grad gehalten werden können. 3 und 4 zeigen die Kommunikationsleistungsfähigkeit des Signalkombinationsverfahrens der vorliegenden Erfindung auf einem Rayleigh-Schwund-Kanal für PSK- beziehungsweise DPSK-Signalisierung. Die Kommunikationsleistungsfähigkeit ist in Form der Wahrscheinlichkeit eines Bitfehlers als Funktion des erforderlichen Rauschabstands pro Bit in dB dargestellt. Der mit R_b bezeichnete erforderliche Rauschabstand pro Bit beträgt das L-fache des mit R_c bezeichneten Rauschabstands pro Bit pro Kanal. L gibt den Grad der Diversity an. Für einen gegebenen Bitfehler kann der erforderliche R_b bestimmt werden, und dann kann der erforderliche R_c für jeden Sendekanal geschätzt werden. Mit dem Grad der Diversity kann der Leistungsfähigkeitsgewinn des Signalkombinationssystems der vorliegenden Erfindung gegenüber einem System mit einem einzigen Funkgerät leicht geschätzt werden. 5 zeigt die Abdeckungseigenschaften für zehn synchronisierte Sender in Form des Gewinns durch kohärente Integration.
Ein Blockschaltbild des Empfängersystems gemäß der vorliegenden Erfindung ist in 6 dargestellt. Eine Vorstufe des Empfängers (nicht gezeigt) ist mit einer Eingangsklemme 5 verbunden. Die Vorstufe des Empfängers kann eine Tuner- und Zwischenfrequenz-(ZF-)Stufe, einen Analog/Digital-Wandler und einen 90-Grad-Phasenschieber enthalten, welche auf eine bekannte Weise verschaltet sind, um verschiedene von Schaltungen im Empfänger benötigte Taktsignale synchron mit dem Empfangssignal zu erzeugen. Der Taktreferenzgenerator und die Taktwiederherstellungsschaltung können sich auch hinter der Mehrwege-Ausgleichseinrichtung befinden.
Die Vorstufe des Empfängers digitalisiert das ZF-Signal, um eine phasengleiche Komponente (I) zu erzeugen, und dreht dann das digitale Signal, um die um 90 Grad phasenverschobene Komponente (Q) zu erhalten, und die digitalen Komponenten I und Q werden an der Eingangsklemme 5 empfangen. Die Signale I und Q werden einem digitalen abgestimmten Filter 50 zugeführt, dessen Ausgang der Mehrwege-Ausgleichseinrichtung oder dem Mehrwege-Kombinierer, welche beziehungsweise welcher eine Vielzahl von Abgriff-Verzögerungsleitungen 40 zum Empfangen jedes einzelnen der phasenverschobenen Datenkommunikationssignale enthält, zugeführt wird. Jede Abgriff-Verzögerungsleitung hat entsprechende, jedem der Empfangskanäle zugeordnete Gewichtungskoeffizienten h[0], h[1], ... h[m] zum Anpassen der Amplitude und Phase des Empfangssignals, um die Signale auszugleichen. Jede einzelne der Abgriff-Verzögerungsleitungen ist mit einem Korrelator 55 verbunden, um ein Korrelationssignal, welches das Maß an Korrelation zwischen den empfangenen zeitverzögerten Signalen angibt, zu liefern. Die Spitzenwerte des Korrelationssignals werden in einem Detektor 60 erfasst, welcher mit einem Phasendreher 64 verbunden ist, um die Phase des erfassten Spitzenwertsignals zu drehen, um die kohärente Kombination zu ermöglichen. Detektor 60 erfasst die N höchsten vom Korrelator 55 empfangenen Spitzenwerte. Im Allgemeinen kann jede beliebige praktische Anzahl von Spitzenwerten N, welche eine gegebene Schwelle übersteigt, bis zur Gesamtzahl von Spitzenwerten erfasst werden. Wenn keine Beschränkung durch Hardware- oder Verarbeitungserwägungen vorliegt, ist es vorzuziehen, alle eine gegebene Schwelle übersteigenden Spitzenwerte auszuwählen und zu verarbeiten; unter bestimmten Umständen kann es jedoch vorzuziehen sein, eine vorbestimmte maximale Anzahl zu verarbeitender Spitzenwerte anzugeben.
Die durch den Phasendreher 64 erzeugten phasengedrehten Signale werden von einem Kombinierer 70 empfangen, welcher jedes einzelne der erfassten Spitzenwertsignale kohärent kombiniert, um einen Kombinationsausgang 80 zu erzeugen. Im wesentlichen richtet der Phasendreher 64 die separaten Signale zeitlich aus, indem er sicherstellt, dass die relativen Phasen der Signale innerhalb einer bestimmten Gradzahl zueinander liegen, so dass sich ein beträchtli cher Integrationsgewinn ergibt, wenn die Signale kohärent kombiniert werden. Ein Schwellendetektor 90 vergleicht das Kombinationssignal 80 mit einer vorbestimmten Schwelle, um festzustellen, ob ein echtes Signal vorliegt oder nicht. Das kombinierte erfasste Signal weist eine Verstärkung auf, welche die Verstärkung jedes einzelnen der einzelnen Datenkommunikationssignale übersteigt, und gibt das Datenkommunikationssignal an.
Der Rake-Empfänger behandelt jedes einzelne der empfangenen Datenkommunikationssignale aus der gleichzeitigen Sendung der Sendeeinrichtungen, als wenn die Sendungen Mehrwegesignale aus einer einzelnen Quelle wären. Die vorliegende Erfindung verwendet solche Informationen, um durch Kombination dieser Signale auf synchrone Weise die Verstärkung zu steigern. In einer praktischen Implementierung zählen die Verwendung von "Direct Sequence Spread Spectrum" (DSSS) und die Verwendung eines digitalen abgestimmten Filters (DMF) zu den wichtigen Aspekten des Systems. Das DSSS dehnt die Datenimpuls-Bandbreite mit einer als "Chipping" bezeichneten sekundären Modulation aus. Zum Beispiel bei einem mit einem 32 MHz-Chipping-Signal gespreizten 1 MHz- (Megabit pro Sekunde) Signal beträgt die Symboldauer T_S = 1 μs und eine Chip-Dauer T_c = 31,25 ns. Folglich liegen die Stufen im digitalen abgestimmten Filter 31,25 ns auseinander, so dass verschiedene, mindestens 31,25 ns auseinanderliegende Signalwege erkannt werden.
Ein anderer wichtiger Aspekt der Erfindung ist, dass das Signal mit der Nyquist-Frequenz (dem Doppelten der Chipping-Frequenz oder 64 MHz) abgetastet wird, so dass das System einen Ausgang des digitalen abgestimmten Filters mit der Abtastfrequenz, d. h. 64 MHz, erzeugt, was bedeutet, dass alle 15,625 ns ein Ausgang vorliegt. Über eine Periode von 1 μs gibt es 64 Ausgänge, und über eine Periode von 0,250 μs gibt es 256 Ausgänge, was mit der Synchronisationsgeschwindigkeit praktischer Systeme im Einklang steht. Theoretisch können alle diese Ausgänge mit einem digitalen Filter ("Finite Impulse Response") kombiniert werden. Dieses FIR-Filter wäre dann eine "Ausgleichseinrichtung", da das Vorliegen einer eindeutigen mathematischen Beziehung zwischen dem Eingang und den Ausgangs-Impulsantworten eines Ausgleicher-FIR-Filters in der Tat eine Ausgleichseinrichtung aus ihm macht. Jedoch erfordert die vorlie gende Erfindung gar keine echte Ausgleichseinrichtung. Gemäß einer anderen Implementierung kann heuristisches "Kombinieren" verwendet werden, d. h. Phasenabstimmung und Addieren der Größe ausgewählter Wege. Der Kombinationsansatz kann vorteilhaft sein, wo Hardware-Beschränkungen oder Kosten eine Rolle spielen. Das spezielle Kombinations-/Ausgleichsverfahren ist nicht kritisch für die Erfindung. Ein ausgleichender Kombinierer liefert bessere Ergebnisse als ein nicht ausgleichender Kombinierer; innerhalb der Grenzen eines gegebenen Rauschabstands funktionieren jedoch beide Ansätze.
Die serielle Probe liefert eine sofortige Messung der Kanal-Impulsantwort zu den Kohärenz-Zeitintervallen. Im Wesentlichen umfasst die serielle Probe eine Sequenz bekannter Impulse, welche identisch zur Synchronisationssequenz sein kann, welche verwendet werden kann, um zu ermitteln, wie das Signal im Kanal verzerrt wurde. Die Kanal-Impulsantwort berücksichtigt die relative Bewegung nicht nur zwischen dem Empfänger und dem Sender, sondern die relative Bewegung zwischen den Sendern. Die serielle Probe liefert Informationen zur Einstellung der Abgriffgewichte des Rake-Kombinierers (diese können als die Koeffizienten in einem "Finite Impulse Response"-(FIR-)Filter verstanden werden). Dies minimiert die durch Kanalveränderlichkeit verursachten Verluste sowie die durch Dopplerverschiebungen verursachten Frequenzversätze. Die serielle Probe ist nicht streng notwendig für das korrekte Funktionieren des Systems der vorliegenden Erfindung; jedoch verschlechtert sich ohne die serielle Probe die Leistungsfähigkeit.
Die serielle Probe ist vorzugsweise identisch zur Synchronisationssequenz in der gesendeten Nachricht, zum Beispiel sechzehn Wörtern von jeweils 4 μs Dauer. Das Chip-Muster ändert sich entsprechend der Schlüsselgenerator-Epoche; das zugrundeliegende Symbolmuster kann jedoch dasselbe bleiben oder sich mit der Epoche ändern, je nachdem, was für verschiedene Missionen erforderlich ist. Das Symbolmuster ist eine von einem linearen Sequenzgenerator erzeugte M-Sequenz, zum Beispiel 16, 12, 3, 1.
Die serielle Probe wird zu durch die Kohärenzzeit bestimmten Intervallen eingefügt. Dies ist die Zeit, über welche die Kanal-Impulsantwort invariant ist, und sie hängt ab von der Frequenz, welche gegeben ist durch:
Die serielle Probe wird zu diesen Intervallen verarbeitet, und alle nachfolgenden Symboleingänge werden mit den von der letzten Probe abgeleiteten Informationen (Abgriffgewichten) verarbeitet. Die serielle Probe wird außerdem verwendet, um das System neu zu synchronisieren, d. h. der Spitzenwertkorrelationsausgang der Probe setzt die Anfangszeit t₀ für die nachfolgenden Symbole.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Rake-Empfänger in einem digitalen Funkgerät enthalten sein. Zum Beispiel kann ein solches System ein lokales Netzwerk für Burst-Pakete mit einer Schichtenarchitektur enthalten, wo eine Kommunikation auf der Anwendungsebene aufgebaut wird und bestehenbleibt, bis einer der Teilnehmer sie beendet. Ein solches Sender- und Empfängersystem kann ein "Frequency Division Multiple Access"- oder "Code Division Multiple Access"-Kommunikationsverfahren (oder beide), welche zur Steigerung des Systemdurchsatzes eine Kombination aus "Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance"-(CSMA/CA-) und "Code Division Multiple Access"-(CDMA-)Verfahren enthalten, verwenden.
In dieser beispielhaften Ausführungsform stehen zum Beispiel (ohne dass dieses Beispiel als Beschränkung zu verstehen sein soll) vier 20 MHz-Kanäle innerhalb eines Frequenzbands von 2.400 bis 2.800 MHz zur Verfügung, und mehrere Signale können durch Verwendung geeigneter Spreizcodes innerhalb derselben Zeitbandbreite überlagert werden. Es ist zu beachten, dass die Signalisierung im oben beschriebenen Sender- und Empfängersystem zwei verschiedene Modulationen, Datenmodulation und Spreizmodulation, umfasst. Ein innerhalb des Sender- und Empfängersystems arbeitendes Modem spreizt das Basisbandsignal (nicht die Aufwärts-Umsetzerfrequenz) mit einer Quadraturmodulation, so dass die Bandbreite in 20 MHz enthalten sein kann. Die Datenmodulation enthält eine "Binary Phase Shift Key"-(BPSK-)Sequenz, während die Spreizmodulation eine "Offset Quadrature Phase Shift Key" (OQPSK) mit 16 Megachip pro Sekunde (Mcps) für die phasengleiche Komponente und 16 Mcps für die um 90 Grad phasenverschobene Komponente ist.
7 ist ein ausführlicheres Blockschaltbild der Komponenten des Rake-Empfängers, welches die Differentialerfassungs-Abgriffverzögerung und die Rake-Abgriffauswahlverarbeitung zeigt, welche in der Einrichtung der beispielhaften Ausführungsform zum Erfassen und Schätzen von Signalkanälen zum adaptiven Steuern von Netzwerkkommunikation zwecks Steigerung der Verstärkung der Empfangssignale implementiert sind. Wie in 7 gezeigt, werden dem digitalen abgestimmten Filter 15 phasengleiche (I) und um 90 Grad phasenverschobene (Q) Kanalsignale zugeführt, um eine Impulsformung des Eingangssignals zu bewirken. Ein Ausgangssignal 20 aus dem Filter 15 enthält eine komplexe 8-Bit-Datensequenz, welche verzögert wird (Modul 25) und deren konjugiert komplexer Wert mittels eines Moduls 30 gewonnen wird. Der konjugiert komplexe Ausgang wird dann mit dem Signal 20 multipliziert (Modul 35), und der Realteil 45 des Signals wird durch ein Modul 38 erzeugt. Das Signal 45 wird von einem Quantisierer 50 empfangen, welcher das Signal auf 5-Bit-Werte quantisiert, und eine abgegriffene Verzögerungsleitung 52 mit 896 Chips (32 Mcps) mit gewichteten Abgriffen bewirkt die Ausführung des Mehrweg-Ausgleichs. Der Rake-Abgriffauswahlprozessor 54 reagiert auf den Ausgang der abgegriffenen Verzögerungsleitung 55, um Schwellenerkennung und -erfassung durchzuführen.
Jedes beliebige aus einer Vielzahl von Sendeprotokollen oder -verfahren kann verwendet werden, um Signale zwischen der Gruppe von Kommunikationseinrichtungen und der die Kombinationssignale empfangenden fernen Kommunikationseinrichtung zu übertragen. Zum Beispiel (ohne dass dieses Beispiel als Beschränkung zu verstehen sein soll) können die Kommunikationseinrichtungen mittels Paketübertragung unter Verwendung eines "Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance"-(CSMA/CA-)Verfahrens miteinander kommunizieren. Bei CSMA/CA umfasst jede Paketübertragung zwischen zwei Kommunikationseinrichtungen typischerweise einen Austausch von vier kurzen Bursts. Zuerst wird eine "Request-to-Send"-(RTS-)Nachricht von der Sendeeinrichtung an die Empfangseinrichtung gesendet. Die Empfangseinrichtung antwortet dann nach Eingang der RTS-Nachricht mit einer "Clear-to-Send"-(CTS-)Nachricht. Dann wird von der Sendeeinrichtung eine Datennachricht (MSG) gesendet, und nach Eingang der Datennachricht wird von der Empfangseinrichtung eine Quittie rungsnachricht (ACK) gesendet. Wenn die Datennachricht nicht erfolgreich empfangen wird, kann die Empfangseinrichtung eine Nachricht "Keine Quittierung" (NAK) an die Sendeeinrichtung zurücksenden oder einfach innerhalb der Zeitüberwachungsperiode überhaupt keine Nachricht senden, was für die Sendeeinrichtung bedeutet, dass die Datennachricht nicht erfolgreich empfangen wurde.
8A–8D zeigen beispielhafte Formate für die zur Nachrichtenübertragung verwendeten RTS/CTS/ACK-Datenpakete. Die RTS/CTS/ACK-Erfassungssequenzen enthalten zehn 4 μs-Symbole wie in 8A gezeigt. Nach
8B ist der Erfassungsdaten-Teil 20 ungefähr 40 μs lang, während der RTS/CTS/ACK-Nachrichten-Teil 30 ungefähr 128 μs lang ist. Ein Leistungsverstärker-(PA-) und Automatik-Verstärkungsregelungs-(AGC-)Anfangsteil 10 von 12 μs Dauer liefert Verstärkungsregelungsinformationen zu Beginn der Nachricht, während der Leistungsverstärker-Endteil 40 von 4 μs Dauer das Ende der Dateninformationen (Verstärker-Anstiegs- und Einschwingzeit) liefert. Der RTS/CTS/ACK-Nachrichten-Teil 30 ist in 8D detaillierter dargestellt. 8D zeigt die 32-Bit-Sequenz, wo jedes Bitelement eine Dauer von 4 μs hat. Die Erfassungsdaten-Sequenz 20 ist in 8C, welche eine 10-Symbol-Sequenz mit einer Dauer von 4 μs pro Symbol zeigt, detaillierter dargestellt.
In einem DSSS-System, wo jedes Symbol mit verschiedenen Spreizsequenzen gespreizt ist, kann das Mehrwegefenster mehrere Symbole abdecken. Wenn die Symbole mit den gleichen Sequenzen gespreizt wurden, können Mehrwegestrahlen, welche um mehr als ein Symbol verzögert sind, nicht kombiniert werden, da dies die Gefahr mit sich brächte, zwei verschiedene Symbole zu kombinieren (wodurch sie praktisch zerstört würden). Im System der vorliegenden Erfindung, bei verschiedenen Spreizsequenzen für jedes Symbol, erzeugt eine reflektierte Komponente des Symbols S_K nur mit der Referenz R_K einen Korrelations-Spitzenwert. Somit wird die Referenz solange beibehalten wie die gewünschte Länge des Mehrwegefensters.
Wie aus 8A ersichtlich, stellte das erste Bit oder das Symbol b1 in der Sequenz ein Referenzbit dar, während die Bits zwei und drei den Nachrichtentyp (d. h. RTS, CTS oder ACK) angeben, die nächsten sieben Bits (b4–b10) geben die Zieladresse (für RTS-Nachrichten) oder die Ursprungsadresse (für CTS- und ACK-Nachrichten) an. Die RTS-Nachricht enthält außerdem die Nachrichten-Übertragungsgeschwindigkeit (Bits b11, b12), die Nachrichtenlänge (b13–b15), den vorgeschlagenen Nachrichtenkanal (b16–b18) und die Rauschkontrollbits (b19–b20). Dann werden eine 5-Bit-Paketpriorität und eine 7-Bit-Ursprungs-ID an die RTS-Nachrichten-Spreizsequenz angehängt.
Auf ähnliche Art und Weise enthält der CTS-Nachrichten-Teil außerdem eine Nachrichten-Übertragungsgeschwindigkeit (2 Bits), eine Nachrichtenlänge (3 Bits), eine Nachrichtenkanalrichtung (2 Bits), einen Leistungsregelungs-Teil (3 Bits), einen FEC-Teil (2 Bits) und eine Ziel-ID (7 Bits). Auch drei Reserve-Bits (b23–b26) sind im CTS-Nachrichtentyp enthalten. Schließlich enthält die ACK-Nachricht zusätzlich zur 7-Bit-Ziel-ID eine Angabe der Verbindungsqualität (3 Bits, b11–b13) und ein 12-Bit-Netzwerkprozessor-Schreib- und Reservekapazitäts-Segment.
Somit zeigen 8A–8D das zwischen Sende- und Empfangseinrichtungen zum Kommunizieren über 16-MHz-Signalbandbreiten (20 MHz einschließlich des) verwendete Kommunikationsprotokoll. Es ist zu beachten, dass der oben identifizierte Kommunikationsvorgang eine Übertragung zwischen dem Empfänger und dem Sender beendet, auch wenn die zwei Endeinrichtungen auf der Anwendungsebene noch verbunden sind. Auf diese Weise wird jedes Paket unabhängig von allen anderen Paketen gesendet, so dass kein Signal in der Luft ist, welches anzeigt, dass der Empfänger und der Sender auf irgendeine Weise verbunden sind. Dieses vorteilhafte Merkmal minimiert die Möglichkeiten von Lauschern, den Ort von Sende- und Empfangseinrichtungen zu entdecken und/oder zu identifizieren. Es ist jedoch zu beachten, dass die Pakete Sequenzierungsinformationen enthalten, welche dem Empfänger gestatten, die gesamte Nachricht zu rekonstruieren.
Für TRANSEC-Kommunikation zeigen 9A–9D das Format für die Netzwerkpakete für RTS/CTS/ACK-Nachrichtenübertragung mit einer Faltungscoderate von ½ und einem Fehlerkorrekturcode K = 7. 9A zeigt das gesamte TRANSEC-Format, während 9B bestimmte Nachrichtensegment-Formate einschließlich des Erfassungsteils, des Abgrifftrainingsteils, des Datenteils und der Probenteile der Nachricht zeigt. Ein Teil "Entscheidungsgeleitetes Abgrifftraining" wie in 9B und 9C gezeigt stellt ein 16-Symbol-Feld von veränderlicher Dauer zwischen 0,5 μs (2 Msps, 1 μs (1 Msps, 2 μs (0,5 Msps) und 4 μs (0,25 Msps) dar.
Wie in 9B gezeigt, enthält der Datenprobe-Teil 35 ein bekanntes Bitmuster, welches zu ausgewählten Zeitintervallen, abgeleitet aus der Ausbreitungstheorie, vom Modem in das Signal eingefügt wird und welches eine sofortige Messung der Kanal-Impulsantwort in der Umgebung, in welcher die Einheit arbeitet, liefert. Das Modem der Kommunikationseinrichtung erprobt den Kanal mit einer Periode von ungefähr 75% der schlechtestmöglichen Kanal-Kohärenzzeit. Es ist zu beachten, dass unmittelbar vor Probenteil N + 1 zeitsequenzierte Datensymbole noch den durch Probe N identifizierten Kanal verwenden, um die Signal-Wellenform zu empfangen. Das Modem verwendet entscheidungsgeleitete Rückführung, um Änderungen in der Kanalphase zu verfolgen, aber versucht nicht, vor dem nächsten Datenprobe-Teil neue Mehrwegewellen zu finden. Somit kann, selbst wenn die Gesamtenergie im Kanal konstant gehalten wird, etwas Energie von den Abgriffen, welche gerade empfangen werden, in eine oder mehrere der unüberwachten Zeitverzögerungen wandern.
Nach Kombinieren und Erfassen der Signale von mehreren Sendeeinrichtungen in der Gruppe kann die Empfangs-Kommunikationseinrichtung dann nach Bedarf auf die Nachricht antworten. Je nach den Leistungsbeschränkungen an der Empfangs-Kommunikationseinrichtung kann die Antwortnachricht mittels einer einzigen Übertragung mit einem höheren Leistungspegel an die rufende Einrichtung zurückgesendet werden oder kann, wenn die Empfangs-Kommunikationseinrichtung selbst zu einer Gruppe von Einrichtungen mit ähnlichen Leistungsbeschränkungen (zum Beispiel zu einer zweiten verdeckten Gruppe in einer gewissen Entfernung von der ersten verdeckten Gruppe) gehört, dasselbe Signalkombinationsverfahren verwendet werden, um Signale an die rufende Einrichtung zurückzusenden.
Es versteht sich von selbst, dass die vorliegende Erfindung nicht auf ein bestimmtes Protokoll, ein bestimmtes Signalisierungsverfahren oder eine bestimmte Art von Kanalzugang beschränkt ist und in jedem Kontext oder Netzwerk nützlich ist, welcher beziehungsweise welches von einer durch die kombinierte Leistung verteilter Sender bewirkten Erhöhung der Leistung der Empfangssignale profitieren würde. Betrachten wir zum Beispiel ein Netzwerk von Kommunikationseinrichtungen, welche aufgrund von Erwägungen hinsichtlich Kosten, Leistung und/oder HF-Emissionen mit sehr niedriger Leistung senden. Obwohl viele, wenn nicht alle diese Kommunikationseinrichtungen im Netzwerk innerhalb des Sichtfelds voneinander liegen können, können die Leistungsbeschränkungen eine direkte Kommunikation zwischen bestimmten Einrichtungen unmöglich machen. Eine herkömmliche Lösung dieses Problems wären Relaisnachrichten mittels Zwischeneinrichtungen im Netzwerk. Gemäß der vorliegenden Erfindung besteht ein anderer Ansatz darin, dass die Einrichtung, von welcher die Nachricht ausgeht, Einrichtungen innerhalb ihrer Betriebsreichweite befiehlt, gleichzeitig dieselbe Nachricht enthaltende Signale zu senden, so dass die gewünschte Empfangseinrichtung, welche nicht innerhalb der Betriebsreichweite der rufenden Einrichtung liegen muss, dennoch innerhalb der aus der Kombination der Signale der Gruppe von Sendern resultierenden erweiterten Empfangsreichweite liegt. Auf diese Weise kann das Verfahren der vorliegenden Erfindung vermeiden, das Signal in mehreren "Sprüngen" (d. h. über mehrere Zwischeneinrichtungen) zu liefern, und kann es eventuell Signalleitalgorithmen vereinfachen und den Bedarf an Leittabellen in bestimmten Arten von Netzwerken reduzieren.
Das Signalkombinationsverfahren der vorliegenden Erfindung ist im Kontext militärischer oder verdeckter Feldoperationen anwendbar. Zum Beispiel muss eine mit Funkgeräten ausgerüstete Gruppe von Soldaten oder Aufklärungsgruppe möglicherweise mit sehr niedrigen Leistungspegeln senden, um die Gefahr, durch feindliche Kräfte entdeckt zu werden oder ihren Standort zu verraten, zu minimieren. Bei solchen Leistungspegeln kann eine zuverlässige Kommunikation zwischen einzelnen Funkgeräten in der Gruppe und einem Empfänger in einem Kommandozentrum, welches in einer beträchtlichen Entfernung von der Gruppe gelegen ist, schwierig zu bewerkstelligen sein. Gemäß der vorliegenden Erfindung lässt sich die Reichweiten-Leistungsfähigkeit in diesem Szenario steigern, ohne die Sendeleistung einzelner Funkgeräte in der Gruppe zu erhöhen, indem die gleichen Signale von einigen oder allen Funkgeräten in der Grup pe im wesentlichen gleichzeitig gesendet werden und die Signale im fernen Empfänger kombiniert werden.
Obwohl die Kommunikationseinrichtungen der vorliegenden Erfindung hierin als mobile Einrichtungen beschrieben wurden, schließt die Erfindung Systeme ein, in welchen einige oder alle Einrichtungen ortsfest sind. Zum Beispiel kann die vorliegende Erfindung in über Bürogebäude, Hotels, Parkhäuser oder Einkaufszentren verteilten Netzwerken nützlich sein.
Nachdem bevorzugte Ausführungsformen neuer und verbesserter Verfahren und Einrichtungen zur synchronen Kombination von Signalen von mehreren Sendern beschrieben wurden, wird in Anbetracht der hierin dargelegten Lehre davon ausgegangen, dass dem Durchschnittsfachmann andere Modifikationen, Abwandlungen und Änderungen nahegelegt werden. Deshalb versteht es sich von selbst, dass davon ausgegangen wird, dass sämtliche derartigen Abwandlungen, Modifikationen und Änderungen in den Schutzumfang der vorliegenden, durch die beigefügten Ansprüche definierten Erfindung fallen. Obwohl hierin spezielle Begriffe verwendet werden, werden diese lediglich in einem allgemeinen und beschreibenden Sinn und nicht zum Zweck der Einschränkung verwendet.

Claims

In einem Kommunikationssystem, das mindestens eine Vielzahl von Sende-Kommunikationseinrichtungen und eine Empfangs-Kommunikationseinrichtung aufweist, enthält ein Verfahren zum Kombinieren von jeweils von den Sende-Kommunikationseinrichtungen gesendeten Signalen, um den Empfang an der Empfangs-Kommunikationseinrichtung zu verbessern: Koordinieren von Sendungen der Vielzahl von Sende-Kommunikationseinrichtungen, so dass die Vielzahl der Sendesignale jeweils von der Vielzahl der Sende-Kommunikationseinrichtungen im Wesentlichen gleichzeitig über denselben Kommunikationskanal übertragen wird, wobei jedes der Sendesignale ein Informationssignal enthält, das mit entsprechenden Informationssignalen in anderen Sendesignalen kohärent kombinierbar ist, wobei die Sende-Kommunikationseinrichtungen Mobilkommunikationseinrichtungen sind, die in einer Gruppe angeordnet sind und miteinander über ein Peer-to-Peer-Netz kommunizieren; Empfangen der Sendesignale an der Empfangs-Kommunikationseinrichtung, die entfernt von der Gruppe der Sende-Kommunikationseinrichtungen angeordnet ist, so dass die jeweiligen Ankunftszeiten der Sendesignale als eine Funktion der jeweiligen Positionen der Sende-Kommunikationseinrichtungen gegeneinander versetzt sind; zeitliches Ausrichten der übertragenen Signale, um die jeweiligen Ankunftszeiten der Sendesignale auszugleichen; Kombinieren der übertragenen Signale, um ein Kombinationssignal zu bilden, das mindestens ein Kombinationsinformationssignal enthält; und Erfassen des Kombinationssignals, um das Vorhandensein der Sendesignale zu bestimmen.
Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem: jedes der Sendesignale ferner ein Erfassungssignal enthält; das Empfangen der Sendesignale das Korrelieren des Erfassungssignals von durch die Empfangs-Kommunikationseinrichtung empfangenen Sendesignalen mit einem gespeicherten Signal enthält, um die Ankunftszeiten der Sendesignale zu schätzen; und das Kombinieren der Sendesignale das Kombinieren von Informationssignalen von mindestens einigen der Sendesignale enthält, um das Kombinationsinformationssignal zu bilden.
Verfahren nach Anspruch 2, bei welchem das Erfassungssignal in jedem der Sendesignale identisch ist.
Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem das zeitliche Ausrichten die Phasendrehung zumindest einiger der Sendesignale einschließt, um eine relative Zeitgebung der Sendesignale einzustellen, um Zeitgebungsversatz zwischen den jeweiligen Ankunftszeiten der Sendesignale auszugleichen.
Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die Sendesignale an der Empfangs-Kommunikationseinrichtung innerhalb eines Erfassungszeitintervalls ankommen, der eine ausreichend kurze Dauer hat, um das Kombinieren der Sendesignale zu erlauben.
Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem das Informationssignal in jedem der Sendesignale identisch ist.
Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem jedes der Sendesignale eine serielle Probe enthält, die eine bekannte Datensequenz umfasst, welches Verfahren ferner das Bestimmen einer Kanalimpulsantwort auf die serielle Probe enthält.
Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die Sendesignale durch Phasenabstimmung und durch Addieren der Größe der Sendesignale heuristisch kombiniert werden.
Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die Sendesignale unter Verwendung einer Ausgleichseinrichtung kombiniert werden.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner enthaltend: Einrichten einer gemeinsamen Zeitreferenz unter den Sende-Kommunikationseinrichtungen; Befehlen der Sende-Kommunikationseinrichtungen, Signale zu einem zukünftigen Zeitpunkt an die Empfangs-Kommunikationseinrichtung zu senden; und jeweiliges Senden einer Vielzahl von Signalen von den Sende-Kommunikationseinrichtungen an dem zukünftigen Zeitpunkt.
Verfahren nach Anspruch 10, bei welchem eine der Sende-Kommunikationseinrichtungen anderen Sende-Kommunikationseinrichtungen befiehlt, Signale an dem zukünftigen Zeitpunkt zu übertragen.
Verfahren nach Anspruch 11, bei welchem die eine der Sende-Kommunikationseinrichtungen einen Befehl an die anderen Sende-Kommunikationseinrichtungen aussendet.
Verfahren nach Anspruch 10, bei welchem ein Zeitraum zwischen dem Befehlen der Sende-Kommunikationseinrichtungen und dem zukünftigen Zeitpunkt größer ist als eine längste Signallaufzeit zwischen Sende-Kommunikationseinrichtungen.
Verfahren nach Anspruch 10, bei welchem die gemeinsame Zeitreferenz die Tageszeit ist.
Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die Empfangs-Kommunikationseinrichtung eine Mobilkommunikationseinrichtung ist.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner enthaltend: Einrichten einer Leit-Kommunikationseinrichtung unter den Sende-Kommunikationseinrichtungen, wobei die Leit-Kommunikationseinrich-tung mit den anderen Sende-Kommunikationseinrichtungen kommuniziert, um eine Zeit zu planen, an der die Leit-Kommunikationseinrichtung und die übrigen Sende-Kommunikationseinrichtungen das Sendesignal an die Empfangs-Kommunikationseinrichtung senden sollen.
Kommunikationssystem, enthaltend: eine Vielzahl von Sende-Kommunikationseinrichtungen, die dafür konfiguriert sind, jeweils eine Vielzahl von Sendesignalen über den selben Kommunikationskanal im wesentlichen gleichzeitig zu übertragen, wobei jedes der Sendesignale ein Informationssignal enthält, das mit entsprechenden Informationensignalen in anderen Sendesignalen kohärent kombinierbar ist, wobei die Sende-Kommunikationseinrichtungen Mobilkommunikationseinrichtungen sind, die in einer Gruppe angeordnet sind und miteinander über ein Peer-to-Peer-Netz kommunizieren; und eine Empfangs-Kommunikationseinrichtung, die von der Gruppe der Sende-Kommunikationseinrichtungen entfernt angeordnet ist und dafür konfiguriert ist, die Sendesignale zu jeweiligen Ankunftszeiten zu empfangen, die als eine Funktion der jeweiligen Positionen der Sende-Kommunikationseinrichtungen gegeneinander versetzt sind, wobei die Empfangs-Kommunikationseinrichtung die Sendesignale zeitlich ausrichtet, um die jeweiligen Ankunftszeiten auszugleichen, und die Sendesignale kombiniert, um ein Kombinationssignal zu bilden.
System nach Anspruch 17, bei welchem jedes der Sendesignale ferner ein Erfassungssignal enthält und die Empfangs-Kommunikationsein-richtung enthält: einen Korrelator (55), der dafür konfiguriert ist, das Erfassungssignal von Sendesignalen mit einem gespeicherten Signal zu korrelieren, um die jeweiligen Ankunftszeiten der Sendesignale zu schätzen; einen Phasenrotator (64), der dafür konfiguriert ist, die Phase mindestens einiger der Sendesignale zu drehen, um eine relative Zeitgebung der Sendesignale einzustellen, um Zeitgebungsversatz zwischen den jeweiligen Ankunftszeiten der Sendesignale auszugleichen; und einen Signalkombinierer (70), der dafür konfiguriert ist, die Sendesignale zu kombinieren, um das Kombinationssignal zu bilden.
System nach Anspruch 18, bei welchem das Informationssignal in jedem der Sendesignale identisch ist und das Kombinationssignal mindestens ein Kombinationsinformationssignal enthält, wobei die Empfangs-Kommunikationseinrichtung ferner enthält: einen Signaldetektor, der dafür konfiguriert ist, das Kombinationssignal zu erfassen und die in dem Kombinationsinformationssignal enthaltene Information zu bestimmen.
System nach Anspruch 17, bei welchem die Empfangs-Kommunikationseinrichtung ferner enthält: ein digital abgestimmtes Filter (15, 50), das dafür konfiguriert ist, ein abgestimmtes Filtersignal auf der Basis der von der Empfangs-Kommunikationseinrichtung empfangenen Sendesignale zu erzeugen.
System nach Anspruch 17, bei welchem die Empfangs-Kommunikationseinrichtung ferner enthält: eine Vielzahl von abgegriffenen Verzögerungsleitungen (40), die dafür konfiguriert sind, die Phase und die Amplitude der Sendesignale zu modifizieren.
System nach Anspruch 17, bei welchem jedes der Sendesignale eine serielle Probe enthält, die eine bekannte Datensequenz umfasst, und wobei die Empfangs-Kommunikationseinrichtung eine Kanalimpulsantwort auf die serielle Probe bestimmt.
System nach Anspruch 17, bei welchem die Empfangs-Kommunikationseinrichtung die Sendesignale durch Phasenabstimmung und Addieren der Größe der Sendesignale heuristisch kombiniert.
System nach Anspruch 17, bei welchem die Empfangs-Kommunikationseinrichtung eine Ausgleichseinrichtung enthält.
System nach Anspruch 17, bei welchem die Sende-Kommunikationseinrichtungen eine Leit-Kommunikationseinrichtung und eine Vielzahl von anderen Kommunikationseinrichtungen umfassen, die mit der Leit-Kommunikationseinrichtung eine gemeinsame Zeitreferenz gemeinsam nutzen, wobei die Leit-Kommunikationseinrichtung der Vielzahl von anderen Kommunikationseinrichtungen befiehlt, Signale an einem zukünftigen Zeitpunkt an die Empfangs-Kommunikationseinrichtung zu senden und wobei die Leit-Kommunikationseinrichtung und die Vielzahl der anderen Kommunikationseinrichtungen jeweils die Vielzahl der Sendesignale an dem zukünftigen Zeitpunkt senden.
System nach Anspruch 25, bei welchem die Leit-Kommunikationseinrichtung einen Befehl an die Vielzahl der anderen Kommunikationseinrichtungen aussendet.
System nach Anspruch 25, bei welchem eine Zeit zwischen dem Befehlen der Vielzahl der anderen Kommunikationseinrichtungen und dem zukünftigen Zeitpunkt größer ist als die längste Signallaufzeit zwischen der Leit- Kommunikationseinrichtung und den anderen Kommunikationseinrichtungen.
System nach Anspruch 25, bei welchem die gemeinsame Zeitreferenz die Tageszeit ist.
System nach Anspruch 17, bei welchem ein Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance(CSMA/CA)-Protokoll verwendet wird, um die Vielzahl der Sendesignale von den Sende-Kommunikationsein-richtungen zu der Empfangs-Kommunikationseinrichtung zu übertragen.