DE69333552T2

DE69333552T2 - Bidirektionales Mobilfunksystem

Info

Publication number: DE69333552T2
Application number: DE69333552T
Authority: DE
Inventors: Dennis Wayne Cameron; Jr. Walter Charles Roehr; Rade Petrovic; Jai P. Bhagat; Masood Garahi; William Hays; David W. Ackerman
Original assignee: MOBILE TELECOMM TECHNOLOGIES J; MOBILE TELECOMMUNICATION TECHNOLOGIES JACKSON
Current assignee: MOBILE TELECOMM TECHNOLOGIES J; MOBILE TELECOMMUNICATION TECHNOLOGIES JACKSON
Priority date: 1992-11-12
Filing date: 1993-11-12
Publication date: 2005-06-23
Anticipated expiration: 2013-11-13
Also published as: EP0789464B1; DE69316771D1; CA2149125C; PE7295A1; AU5594494A; MX9307095A; DE69333552D1; EP0789464A3; EP0669062A1; WO1994011960A2; WO1994011960A3; UY23673A1; MY130432A; EP0669062B1; EP0789464A2; BR9307436A; ATE162915T1; US5754946A; CA2149125A1; DE69316771T2

Description

Hintergrund der Erfindung
A) Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren und Systeme zum Vorsehen einer Eignung zur bidirektionalen Verbindung zwischen einem zentralen Netzwerk und einer mobilen Einheit über ein relativ großes Gebiet und insbesondere solche Verfahren und Systeme, welche einen schnellen Austausch von großen Nachrichten und ein effizientes Nutzen von Systemresourcen ermöglichen.
B) Beschreibung des Standes der Technik
Herkömmliche bidirektionale tragbare/mobile drahtlose Nachrichtensysteme bieten oftmals eine Vielzahl von Dienstleistungen für Nutzer. Herkömmliche Nachrichtensysteme bieten im wesentlichen eindirektionale Dienstleistungen, wobei Speicher- und Übertragungstechniken zu mobilen Empfängern benutzt werden, welche durch den Nutzer getragen werden. Es ist ein wesentliches Ziel von bidirektionalen Nachrichtensystemen, ein Netzwerk aus vernetzten Sendern und Empfängern vorzusehen, welches eine ausreichende Stärke des Übertragungssignals und Empfangsfähigkeit ermöglicht, um eine geografische Region einheitlich abzudecken. Einige herkömmliche Nachrichtensysteme liefern die Nachricht für den Nutzer auf einen kleinen Bildschirm der mobilen Einheit.
Allerdings leiden derartige herkömmliche Systeme oftmals unter Problemen, welche mit einem geringen Durchsatz des Systems verbunden sind, was sich durch eine langsame Ausgabe der Nachrichten und Begrenzungen der Nachrichtengröße bemerkbar macht, und bieten nicht das Merkmal einer Bestätigung, wobei die mobile Einheit zum System ein Bestätigungssignal übermittelt, um den Erhalt einer Nachricht von dem System zu bestätigen. im allgemeinen bezieht sich der Systemdurchsatz auf die gesamte Verbindungsfähigkeit eines Systems, welche durch die Gesamtmenge der durch das System wähend einer gegebenen Zeitdauer übertragenen Nachrichtendaten vom System zu den mobilen Einheiten dividiert durch die Frequenzbandweite, welche zum Übertragen der Nachrichtendaten notwendig ist, definiert ist und in „Bits übertragen pro Herz" gemessen werden kann. Des weiteren leiden derartige herkömmliche Systeme unter technischen Problemen, welche eine dichte Überdeckung weiter Gebiete verhindern und extrem breite Bereiche von gültigen Frequenzbandweiten erfordern würden, um akzeptable Systemdurchsatzraten zu erhalten. Optional wurde die Simultantechnologie in Kommunikationssystemen entwickelt, um die Sendeabdeckung über die durch einen einzelnen Sender erhaltbare Sendeabdeckung auszudehnen. Allerdings hat sich die Simultantechnologie mit der Zeit zu einer Technik entwickelt, welche dazu geeignet ist, eine kontinuierliche Abdeckung eines großen Gebietes zu ermöglichen.
Im allgemeinen sieht die Simultantechnologie zahlreiche Sender vor, welche im wesentlichen auf den gleichen Frequenzen arbeiten und die gleichen Informationen übertragen. Die Sender sind positioniert, um ausgedehnte Gebiete zu bedecken. Wie in 1 gezeigt, ermöglicht ein Sender 100 im allgemeinen die Abdeckung über die Gebiete A, D und E, ein Sender 102 ermöglicht im allgemeinen die Abdeckung der Gebiete B, D und E und ein Sender 104 ermöglicht im allgemeinen die Abdeckung der Gebiete C, E und F. Das Abdeckungsgebiet eines ersten Senders kann in einigen Fällen vollständig innerhalb des Abdeckungsbereiches eines anderen Senders liegen, wie beispielsweise im Inneren von Gebäuden und Tälern. In Gebieten, in denen ein (und nur ein) Sender dominiert (z. B. in den Bereichen A, B und C in 1) ist die Simultantechnologie effektiv, da die anderen Sender die Empfänger in diesen Gebieten nicht signifikant beeinflussen.
Allerdings können in den „Überlappungs"-Gebieten D, E und F, in 1, wo Signale von zwei oder mehreren Sender näherungsweise gleich sind, Probleme entstehen, da eine destruktive Interferenz der Signale in solchen überlappenden Gebieten wie den Gebieten D, E und F auftritt. Destruktive Interferenz tritt auf, wenn zwei Signale in der Größe gleich und um 180° in der Phase verschoben sind und einander vollständig auslöschen. Obwohl es einigen Erfolg gab, waren verlässliche Gestaltungsverfahren nicht erhältlich.
Der Versuch, die Trägerfrequenzen sämtlicher Simultansender präzise zu synchronisieren, kann das Problem nicht lösen, da Punkte (z. B. Knotenpunkte), an denen ein zerstörendes Aufsummieren auftrat, für lange Zeitdauern nachwirkten. An derartigen Punkten kann ein mobiler Empfänger das Simultansignal nicht empfangen.
Vorsätzliches Versetzen der Trägerfrequenzen von benachbarten Sender kann sicherstellen, dass destruktive Interferenzen an einem Punkt für eine lange Zeitdauer nicht anhalten. Die geringen Fehler der mittels Referenzoszillatoren hoher Qualität dargestellten Frequenz (z. B. 20 Hz-Fehler in 100 Mega-Hz-Signalen oder ein paar Teile in 10⁷) erfordern keinen wissentlichen Versatz. Des weiteren könnte ein geringer Versatz der Trägerfrequenzen keine annehmbare Demodulationsqualität garantieren, da eine saubere zeitliche Ausrichtung der modulierenden Signale ebenfalls erforderlich ist.
2 stellt die Situation beispielsweise am Punkt D aus 1 dar, wenn modulierende Wellenformen synchronisiert sind, und beinhaltet die Grenzüberstreichung 202 eines ersten Senders und eine zweite Sender-Grenzüberstreichung 204 von einem zweiten, benachbarten Sender. Wo die Signale des ersten und zweiten Senders ungefähr gleiche Signalstärken aufweisen, besteht eine gleichsignalige Grenze 200. Eine realistischere Gleich-Signal-Grenze würde eine natürliche und künstliche Topographie und Ausbreitungsbedingungen mit einbeziehen und würde daher keine gerade Linie sein.
Die 3 und 4 stellen allgemein verschiedene Signale dar, wie sie an oder nahe bei der in 2 dargestellten Gleich-Signal-Grenze 200, auftreten können. im wesentlichen stellen die 3 und 4 verschiedene Aspekte einer Synchronisationsmodulation und wie sich ändernde Sendeparameter die Synchronisation beeinflussen können dar. Es existieren im allgemeinen wenigstens drei Quellen, welche verursachen, dass die Signale des ersten Senders und des zweiten Senders nicht synchron sind:

1. Bei der Ausgabe der modulierenden Wellenform jedes der Sender verschiebt sich der zeitliche Ablauf,
2. der zeitliche Ablauf verschiebt sich innerhalb jedes Senders und
3. der zeitliche Ablauf verschiebt sich aufgrund von Ausbreitungsentfernungen und Anomalien.

Aus Sicht eines in einem Überlappungsgebiet platzierten Senders kombinieren sich diese drei Quellen der Verschiebungen des zeitlichen Ablaufs und führen zu einer Gesamt-Verschiebung des Ablaufs zwischen den von dem ersten und zweiten Sender erhaltenen Signalen. In der geläufigen kommerziellen Praxis führt die Summierung dieser drei Komponenten zu Zeitverschiebungen von ungefähr 200 Mikrosekunden. Die in simultanen Systemen vorliegende Zeitverschiebung begrenzt unvorteilhaft die Baud-Rate, welche zum Senden von Informationen zur Verfügung steht. Im allgemeinen werden die 3 und 4 ebenfalls darstellen, wie eine Zeitverschiebung Sendungen einer hohen Baud-Rate verhindert.
Eine Zeit-Linien-Darstellung eines Signals 306 von einem ersten Sender ist in 3a und eines Signals 308 von einem zweiten Sender in 3b dargestellt, beide aus der Sicht eines in einem Überlappungsgebiet platzierten Empfängers. Vertikale gestrichelte Linien 300 repräsentieren Baud-Intervalle auf den Zeitachsen. Wie aus den 3a und 3b erkannt werden kann, sind die Signale 306 und 308 zwischen einem hohen und einem niedrigen Frequenzwert frequenzmoduliert. Die Signale 306 und 308 sind genau in Phase. Wie bevorzugt werden wird, muss die Zeitverschiebung zwischen den Signalen 306 und 308 im Vergleich zu dem Baud-Intervall aus den 3a und 3b gering sein, da die Signale 306 und 308 synchron sind. Selbstverständlich wird die Zeitverschiebung sicherlich verursachen, dass die Signale 306 und 308 nicht synchronisiert sind, wenn das Baud-Intervall sich verringert.
Die 3c, d und e stellen die Summierung der beiden Signale 306 und 308 an einer gleichsignaligen Grenze, wie beispielsweise der Grenze 200 aus 2, dar. 3c zeigt ein zusammengesetztes Signal 310, welches anzeigt, dass die Frequenzinformation unverändert verbleibt. 3d zeigt einen linearen Graphen 312 der relativen Phasendifferenz verursacht durch einen leichten Unterschied der Trägerfrequenz zwischen den Signalen des ersten Senders und des zweiten Senders. 3e zeigt ein Signal 314 einer zusammengesetzten Amplitude. Ein Durchschnittswert des Geräusches wird durch die horizontal gestrichelte Linie 304 in 3e angezeigt.
Beachtenswerterweise zeigt 3e, dass das Signal 314 der zusammengesetzten Amplitude unter den Durchschnittswert des Geräusches 304 bei einer gegenphasigen Bedingung 302 fällt (z. B. wenn der relative Phasenwinkel ±180°, wie in 3d dargestellt, beträgt). Wie in 3e erkannt werden kann, verursacht die gegenphasige Bedingung 302, welche durch die leichte Phasenverschiebung zwischen dem Sender 1 und dem Sender 2 verursacht ist, keinen Verlust von Daten, da die gegenphasige Bedingung nur für einen kleinen Bereich des Baud-Intervalls andauert. Der leichte Versatz der Trägerfrequenzen zwischen dem ersten und zweiten Sender verursacht ein leichtes Driften der relativen Phase der beiden Signale, wie in 3d dargestellt. Falls die Signale um ±180° außerhalb der Phase sind, kann der zeitweilige Abfall des Amplitudensignals schlimmstenfalls den Verlust einiger weniger Bits in dem zusammengesetzten Signal verursachen. Diesen Fehlern kann mittels eines herkömmlichen fehlerkorrigierenden Codes, wie allgemein bekannt ist, entgegengewirkt werden.
4 stellt einen Satz ähnlicher Signale wie die in 3 dar, wobei allerdings das Signal 402 des ersten Senders vom Signal 404 des zweiten Senders um ein vollständiges Baud-Intervall versetzt oder unsynchronisiert ist. Das Signal 404 folgt im wesentlichen dem Signal 402 um ein Baud-Intervall. Wie zuvor erläutert, kann der Versatz der Signale 402 und 404 durch unterschiedliche Zeitversätze bei der Ausgabe beider Signale 402 und 404 an einen Empfänger in einem Überlappungsbereich verursacht sein. Die 4a und 4b stellen den extremen Fall dar, in welchem die Summe dieser Zeitversätze gleich dem durch die gestrichelten Linien 400 dargestellten Baud-Intervall sind. Wie in 4c erkannt werden kann, umfasst das überlagerte Signal 406 eine Zeitdauer von unbestimmter Frequenz, welche in ungewünschter Weise einige vollständige Baud-Intervalle überdeckt. Daher ist eine erfolgreiche Demodulation während dieser Baud-Intervalle unmöglich. Wenn das Baud-Intervall gesteigert würde, um den Effekt dieser Zeitversätze zu minimieren, würde der Datenverlust wahrscheinlich geringer sein. Daher kann erkannt werden, dass die Baud-Rate, in welcher eine gute Datenübertragung erreicht werden kann, durch den Zeitversatz zwischen den an die Empfänger in Überlappungsgebieten ausgelieferten Signale begrenzt ist.
Mittels dieser Beispiele kann erkannt werden, dass ein hoher Grad einer Synchronisationsmodulation es ermöglicht, eine gute Demodulation der Daten in einem Simultansystem zu erhalten. Allerdings ist die Begrenzung der Baud-Rate in Simultansystemen ein bezeichnender Nachteil und begrenzt den Durchsatz des System.
Eine Alternative zum Simultanfunk zur Abdeckung großer Gebiete ist die Zuordnung von orthogonalen, nicht überlappenden Unterteilungen der erhältlichen Systemkapazität von benachbarten Gebieten. Unterteilungen können durch die Zeit (z. B. Senden der Information auf der gleichen Frequenz in unterschiedlichen Zeitfenstern zu benachbarten Gebieten) oder durch die Frequenz (z. B. Senden der Information simultan auf unter schiedlichen Frequenzen in benachbarten Gebieten) durchgeführt werden. Es gibt allerdings einige Probleme mit derartigen orthogonalen Systemen. Erstens erfordern orthogonale Zuordnungen ein Einstellen des Senders auf die zugeordnete Frequenz oder den zugeordneten Zeitkanal für das Gebiet, in welchem sich der Empfänger aufhält. Bei Sendedienstleistungen hat jeder Reisende die Frustration erfahren, den richtigen Kanal für ihre bevorzugten Programme zu finden. Simultantfunkbetrieb vermeidet den Bedarf eines Scannens und Wiedereinstellens, wenn sich die mobile Einheit zwischen den Gebieten bewegt. Ein derartiges Scannen und Wiedereinstellen steigert ebenfalls nachteilig den Energieverbrauch der mobilen Einheit.
Zweitens und wichtiger verringert die orthogonale Zugangsnäherung drastisch die Kapazität des Durchsatzes des Systems gemessen in Bits pro Hz, da irgendwo drei bis sieben oder möglicherweise mehr orthogonale Zugänge erforderlich sind, um eine kontinuierliche Abdeckung des Gebietes in den meisten herkömmlichen orthogonalen Systemen zu erhalten. Diese Verschwendung von Kapazität wird auf beliebige Weise zurückgekoppelt, falls die gleiche Information nicht über das Servicegebiet gebraucht wird, da ein bestimmter Teil von Informationen nur in die Zellen gesendet wird, in denen er benötigt wird.
Ein herkömmlicher zellularer Sendeservice ist ein typisches Beispiel für ein orthogonales System. In zellenartigen Strukturen werden gleiche Frequenzen in räumlich voneinander getrennten Zellen wiederverwendet, um zu ermöglichen, dass unterschiedliche Daten zu unterschiedlichen mobilen Einheiten gesendet werden. Ein Beispiel einer dreizelligen Anordnung ist in 5 dargestellt, wobei die Anzahl der Zellen (N) gleich drei, vier und sieben ist. Jede Zelle (z. B. A, B, C ...) eines konventionellen zellenartigen Services beinhaltet gewöhnlich nur einen einzelnen Sender und arbeitet auf verschiedenen Frequenz- oder Zeitteilungen innerhalb des Kommunikationsprotokolls. Wie in 5 dargestellt, platziert der zellenartige Service im allgemeinen Sender, welche die gleiche Teilung nutzen (sämtliche Sender), weit genug auseinander, um die Wahrscheinlichkeit einer Interferenz zwischen derartigen Sendern zu reduzieren. Wenn die Anzahl von Zellen ansteigt, verringert sich die Wahrscheinlichkeit von Interferenzen. Beträgt beispielsweise N = 3, wie in der Anordnung 500 in 3 dargestellt, beträgt die Entfernung zwischen dem abdeckten Bereich von „A"-Zellen ungefähr eine halbe Zellbreite, beträgt N = 4 in der Anordnung 502, ist die Entfernung zwischen den Überdeckungsgebieten von „A"-Zellen geringfügig größer und beträgt N = 7 in der Anordnung 504, ist der Abstand zwischen den „A"-Zellen größer als die Breite einer Zelle.
Wenn die Anzahl der Zellen ansteigt, nimmt allerdings die Länge der einzelnen Zeitintervalle pro Zelle für Zeitmultiplex ab, wodurch der gesamte Informationstransfer des Systems verringert wird. In Frequenzmultiplexsystemen steigern mehr Zellen in nicht gewünschter Weise die erforderliche Frequenzbandweite. Daher wird der Systemdurchsatz in Bits pro Hz verringert, wenn die Anzahl der Zellen ansteigt. Darüber hinaus erfordern zellenartige Systeme oftmals einen elektronischen „Handshake" zwischen dem System und der mobilen Einheit, um die spezifische Zelle (d. h. den Sender), in welchem die mobile Einheit platziert ist, zu identifizieren, um einen Wiederverwendung der Kapazität zu ermöglichen.
In einem herkömmlichen Kommunikationssystem sendet der Sender Nachrichten in Blöcken an eine mobile Einheit, wobei jeder Block einen Code zur Fehlerberichtigung beinhaltet. Wenn durch die mobile Einheit ein Block empfangen wurde, nutzt die mobile Einheit den Code zur Fehlerberichtigung, um zu bestimmen, ob der Block korrekt empfangen wurde. Stellt die mobile Einheit fest, dass der Block nicht korrekt empfangen wurde, sendet die mobile Einheit automatisch eine Nachricht zum Kommunikationssystem zurück, wobei eine wiederholte Übertragung des betreffenden Blocks beantragt wird. Das System sendet dann wiederholt den Block zur mobilen Einheit und die mobile Einheit setzt den Block in den richtigen Bereich der Nachricht ein. Diese Technik stellt sicher, dass die Nachrichten fehlerlos sind, verbraucht allerdings einen großen Teil der Sendezeit, wodurch die Kosten von mobilen Nachrichten oftmals unnötig in die Höhe getrieben werden. Es wäre daher wünschenswert, die nicht notwendige wiederholte Sendung einiger Nachrichtenblöcke zu reduzieren, um Kosten einzusparen und Systemresourcen zu schützen.
Die WO 90/4314 offenbart ein System zum Senden von langen Textnachrichten. Eine Vielzahl von Sendezellen sendet simultan Adressdaten in einer ersten Bit-Rate und Nachrichtendaten in einer höheren Bit-Rate. Ein Pager in einer bestimmten Zelle sendet ein Bestätigungssignal, welches in der Senderzelle identifiziert ist. Der Pager wird ausgewählt, um die Adresse und die Nachricht in einer höheren Bit-Rate zu senden.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Systeme und Verfahren der vorliegenden Erfindung weisen eine große Vielfalt von Aufgaben und Vorteilen auf. Die Systeme und Verfahren der vorliegenden Erfindung weisen als erste Aufgabe auf, ein Kommunikationssystem mit großer Gebietsabdeckung und hohem Nachrichtendurchsatz zu ermöglichen, während der Gebrauch von Frequenzbandweiten minimiert wird.
Es ist ein Ziel der Erfindung, ein simultan sendendes Kommunikationssystem mit einer hohen Datenübertragungsrate vorzusehen, welches Beschränkungen der Baud-Rate von Simultansendungen nicht überschreitet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Mehrkanalsimultanübertragungssystem zur Übertragung einer in einem Vielkomponenteninformationssignal enthaltenen Nachricht in einem gewünschten Frequenzband vorgesehen, wobei das System aufweist:
einen ersten Transmitter, der dazu ausgebildet ist, eine erste Vielzahl von Trägersignalen innerhalb des gewünschten Frequenzbandes zu übertragen, wobei jede der ersten Vielzahl von Trägersignalen eine entsprechende eine Komponente des Informationssignals repräsentiert, und einen zweiten Transmitter, welcher räumlich von dem ersten Transmitter getrennt ist und dazu ausgebildet ist, um einen zweite Vielzahl von Trägersignalen in Simultanübertragung mit der ersten Vielzahl von Trägersignalen zu übertragen, wobei die zweite Vielzahl von Trägersignalen ebenfalls eine entsprechende eine Komponente des Informationssignals darstellt.
Es muss verstanden werden, dass sowohl die obige allgemeine Beschreibung als auch die obige detaillierte Beschreibung nur beispielhaft und erklärend sind und die beanspruchte Erfindung nicht beschränken.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die begleitenden Zeichnungen, welche hier eingebracht werden und einen Teil dieser Beschreibung ausbilden, stellen einige Ausführungsformen bezogen auf die Erfindung dar und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, die Grundzüge der Erfindung zu erklären.
1 zeigt eine schematische Darstellung einer Anordnung simultan sendender Transmitter,
2 zeigt eine schematische Darstellung einer einheitlichen, weichen Erdausbreitung,
3 zeigt eine schematische Darstellung von synchronisierten modulierten Wellenformen,
4 zeigt eine schematische Darstellung von modulierten Wellenformen, welche um ein ganzes Baud versetzt sind,
5 zeigt eine schematische Darstellung der Abdeckung eines zellenartigen Systems,
6 zeigt eine schematische Darstellung eines Kommunikationssystems,
7 zeigt ein Flussbild eines bevorzugten Kommunikationsverfahrens,
8 zeigt ein Flussbild eines Sendeverfahrens eines regionalen Probesignals,
9 zeigt eine schematische Darstellung eines Fequenzspektrums für eine Vielfach-Träger-Modulation,
10 zeigt eine schematische Darstellung eines Trägertastungsungsmodulators,
11 zeigt eine schematische Darstellung eines Frequenzumtastungsmodulators,
12 zeigt eine schematische Darstellung eines Vierträgerquadraturmodulators,
13 zeigt eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines Basistransmitters,
14 zeigt eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines Basistransmitters,
15 zeigt eine schematische Darstellung eines mobilen Senderempfängers,
16 zeigt eine bildhafte Darstellung eines mobilen Senderempfänger,
17 zeigt eine schematische Darstellung eines mobilen Empfängers,
18a zeigt eine schematische Darstellung eines analogen Basisempfängers,
18b zeigt eine schematische Darstellung eines digitalen Basisempfängers,
19 zeigt eine schematische Darstellung eines Basisempfängers mit einem Speicher und einem Weitergabemerkmal,
20 zeigt eine schematische Darstellung eines Netzwerkbetriebscenters,
21 zeigt eine schematische Darstellung einer Datenstruktur,
22 zeigt eine schematische Darstellung einer Verkehrsdatenbank,
23 zeigt eine schematische Darstellung einer Servicewarteschlagen,
24 zeigt eine schematische Darstellung einer Basistransmitterdatenbank,
25 zeigt eine schematische Darstellung einer dynamisch wechselnden Zonenzuteilung,
26 zeigt ein Flussbild eines bevorzugten Verfahrens einer dynamischen Zonenwiederzuordnung,
27a zeigt eine schematische Darstellung eines Zyklusprotokolls,
27b zeigt eine schematische Darstellung des Vorstapelintervallprotokolls,
27c zeigt eine schematische Darstellung des Einzelstapelprotokolls,
28a zeigt ein Flussbild eines bevorzugten Verfahrens, um das Registrierungsmerkmal einer mobilen Einheit zu ermöglichen,
28b zeigt ein Flussbild eines bevorzugten Verfahrens, um das Registrierungsmerkmal einer mobilen Einheit unwirksam zu machen,
29a zeigt ein Flussbild eines bevorzugten Verfahrens zur Wertbestimmung, welches genutzt wird, um das Registrierungsmerkmal zu ermöglichen und
29b zeigt ein Flussbild eines bevorzugten Verfahrens, welches genutzt wird, um das Registrierungsmerkmal ungültig zu machen.
Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen
Es wird nun detailliert auf die gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen und beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung Bezug genommen, von denen Beispiele in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. Soweit möglich werden in den Zeichnungen gleiche Bezugnummern benutzt, um gleiche oder ähnliche Teile zu bezeichnen.
A) Übersicht über die Hardware des Systems
6 stellt einen Überblick über die Hauptelemente eines bevorzugten Kommunikationssystems gemäß der vorliegenden Erfindung dar. Wie dort gezeigt, beinhaltet das Kommunikationssystem ein Center 600 zum Betrieb des Netzwerks, welches über eine Datenleitung 604 mit einer Satellitenübertragungsstation 602 verbunden ist. Eine Satellitenübertragungsstation wird genutzt, um Daten an einen Satelliten 606 zu liefern. Der Satellit 606 sendet die erhaltenen Daten zu mehreren Satellitenempfangsstationen einschließlich der Station 608 und der Station 610 zurück. Eine herkömmliche Satellitentechnologie ermöglicht nominelle Datenübertragung von 24 Megabit pro Sekunde. Des weiteren ermöglicht eine herkömmliche Satellitentechnologie eine genaue Ausgabe von Daten an die Stationen 608 und 610, was eine genaue Synchronisation zwischen den Signalen ermöglicht, die im Simultanfunk durch die Stationen 608 und 610 gesendet werden. Es sollte verstanden werden, dass die Stationen 608 und 610 optional identische Daten oder individuell unterschiedliche Daten gleichzeitig vom Satelliten 606 erhalten können.
Die Satellitenempfangsstationen 608 und 610 sind mit räumlich getrennten Basistransmittern 612 und 614 über entsprechende Datenkanäle 616 und 618 verbunden. Der Basistransmitter 612 ist mit einer Antenne 620 und der Basistransmitter 614 mit einer Antenne 622 verbunden. Die Basistransmitter des vorliegenden Systems weisen vorzugsweise eine Energieausgabefähigkeit von ungefähr 350 Watt auf, was einen durch den Transmitter effektiv abgedeckten Bereich von mehreren zehn Meilen ermöglicht. Obwohl es nicht in 6 dargestellt ist, beinhaltet vorzugsweise jede Zone zahlreiche Transmitterstationen, wie aus der folgenden Beschreibung offensichtlich werden wird:
Eine mobile Einheit 624 ist mit einer Antenne 626 verbunden und ist in der bevorzugten Ausführungsform eine kleine, tragbare Einheit, welche dazu geeignet ist, auf einfache Weise von einem Nutzer getragen zu werden und daher bezüglich dieser Punkte ähnlich konventionellen Pagern ist. Vorzugs weise weist die mobile Einheit sowohl eine Empfangs- als auch eine Sendefähigkeit mit einer nominalen Sendeleistung von ungefähr 1 Watt auf.
Das Kommunikationssystem beinhaltet mehrere Basisempfänger 628, 630, 632 und 634, welche jeweils mit entsprechenden Antennen 636, 368, 640 und 642 verbunden sind. Die Basisempfänger 628 und 630 sind mit einer regionalen Station 644 über Datenbahnen 646 bzw. 648 verbunden. Die Basisempfänger 632 und 634 sind mit einer regionalen Station 650 über Datenbahnen 652 bzw. 654 verbunden. Die Basistransmitter 612 und 614 sind vorzugsweise zu einer hohen Sendeleistung fähig, um eine Abdeckung zu der mobilen Einheit in Gebieten zu ermöglichen, zu denen eine Verbindung in typischer Weise schwierig ist, wie beispielsweise dem Inneren von Gebäuden, und um den Abdeckungsbereich jeden Transmitters auszudehnen. Eine geeignete Anzahl von Basisempfängern sollte über das geografische Gebiet verteilt sein, um die Signale von der mobilen Einheit, sicher zu empfangen. Aufgrund des Unterschiedes der Sendeleistung zwischen Basistransmittern und mobilen Einheiten kann ein Gesamtverhältnis von zehn Basisreceivern zu einem Basistransmitter geeignet sein und das in 6 dargestellte 2 : 1-Verhältnis ist nur zum leichteren Verständnis gezeigt.
Die regionale Station 650 ist mit dem Center 600 zum Betrieb des Netzwerkes über eine Datenbahn 656 und die regionale Station 644 mit dem Center 600 zum Betrieb des Netzwerkes über eine Datenbahn 658 verbunden. Die Datenbahnen 656 und 658 beinhalten vorzugsweise preiswerte Telefonleitungen, können allerdings beliebige herkömmliche und geeignete Datenübertragungstechnologie beinhalten.
Im allgemeinen unterteilt das Kommunikationssystem der vorliegenden Erfindung verschiedene Regionen eines Raumes grob in Zonen genannte Teile. Jede Zone muss einen oder vorzugsweise mehrere Basistransmitter aufweisen, welche ihr zugeordnet sind. Die Zonengrenzen sind grob durch die Senderüberdeckungsgebiete der dieser Zone zugeordneten Basistransmitter definiert. 6 zeigt beispielsweise eine gestrichelte Zonenteilungslinie 660, welche eine Zone 1 grob von einer Zone 2 trennt. Die Zone 1 beinhaltet den Basistransmitter 614, die Basisempfänger 632 und 634, die regionale Station 650 und die mobile Einheit 624. Die Zone 2 beinhaltet den Basistransmitter 612, die Basisempfänger 628 und 630 und die regionale Station 644. Die gestrichelte Linie 660 definiert nur grob die Grenze zwischen den Zonen, da es keine genauen Grenzen gibt. Um eine sichere Abdeckung der Region sicherzustellen, sollte beispielsweise, wie in 1 dargestellt, der Bereich beider Transmitter 614 wenigstens die Region oberhalb der gestrichelten Linie 660 abdecken und sollte vorzugsweise über ein bestimmtes Maß über die gestrichelte Linie 660 überragen. In ähnlicher Weise sollte der Bereich des Basistransmitters 612 wenigstens die Region unterhalb der gestrichelten Linie 660 abdecken und sollte vorzugsweise in einem bestimmten Maß über die gestrichelte Linie 660 hinüberragen. Wie erkannt werden kann, kann eine Überlappung der Abdeckung der Transmitter in der Nähe der gestrichelten Linie 660 auftreten.
In 2 erkennt man, dass sich die Grenze 202 und die Grenze 204 in einem Bereich nahe des Gleich-Signals 200 überlappen und dass zwischen diesen Grenzen ein als „Überlappungsgebiet" zu bezeichnenden Gebiet liegt. Die in 6 gezeichnete gestrichelte Linie 660 kann als die gleichsignalige Grenze zwischen dem Basistransmitter 614 und dem Basistransmitter 612 definiert werden. Selbstverständlich gibt die gestrichelte Linie 660 nicht den Überlappungsbereich wieder, welcher zwischen dem Basistransmitter 614 und dem Basistransmitter 612 auftreten kann.
Wie bereits in dem Abschnitt zum Hintergrund der Erfindung erklärt, kann ein guter Empfang durch einen in der Nähe der gestrichelten Linie 660 platzierten Empfänger und möglicherweise in einem (nicht dargestellten) Überlappungsgebiet erhalten werden, wenn die Basistransmitter 612 und 614 in Simultanübertragung identische Signale auf den gleichen Frequenzen senden. Die Simultanübertragung kann daher eine gleichförmige Senderabdeckung für den in 6 dargestellten Bereich ermöglichen. Wenn allerdings der Basistransmitter 612 ein erstes Informationssignal und der Basistransmitter 614 ein unterschiedliches, zweites Informationssignal gleichzeitig auf identischen Frequenzen sendet, wird es wahrscheinlich für einen in dem Überlappungsgebiet platzierten Empfänger schwierig sein, entweder das erste oder das zweite Informationssignal zu empfangen. In diesem Fall kann das Überlappungsgebiet als ein Interferenzgebiet bezeichnet werden, da ein Empfänger in diesem Gebiet ein zusammengesetztes Signal erhalten würde und welches das erste und das zweite Informationssignal beinhaltet würde, welches wahrscheinlich nicht nutzbar sein würde.
Das Folgende wird eine beispielhafte Erläuterung der verschiedenen Interaktionen der Elemente des Kommunikationssystems sein, wenn eine Nachricht an die mobile Einheit 624 ausgegeben wird. In Übereinstimmung mit der Erfindung ist ein bevorzugtes Verfahren 700 dieser Interaktion in 7 dargestellt. Das Center 600 zum Betrieb des Netzwerks erzeugt ein Systeminformationssignal mit einigen Informationsblöcken, wie in Schritt 702 gezeigt. Die Informationsblöcke beinhalten eine elektronische Nachricht, welche an die mobile Einheit 624 ausgegeben werden soll.
In Schritt 704 wird das Systeminformationssignal an die Basistransmitter gesendet. Das Netzwerksbetriebszentrum 600 liefert das Systeminformationssignal und geeignete andere Daten an die Satellitenübertragungsstation 602 im wesentlichen über den Datenpfad 604 zur Sendung an den Satelliten 606. Die Daten werden dann durch den Satelliten 606 empfangen und zu den Satellitenempfangsstationen 608 und 610 zurückgesendet. Die durch die Satellitenempfangsstation 608 erhaltenen Daten werden über den Datenpfad 616 an den Basistransmitter 612 gegeben und die durch die Satellitenempfangsstation 610 erhaltenen Daten werden über den Datenpfad 618 an den Basistransmitter 614 gegeben.
An diesem Punkt kann das beispielhafte, in 6 dargestellte Kommunikationssystem die Nachricht an die mobile Einheit während eines von zwei Zeitintervallen senden. Im ersten Zeitintervall senden sowohl der Basistransmitter 612 als auch der Basistransmitter 614 über die Antenne 620 bzw. die Antenne 622 in Simultanübertragung, um durch die mobile Einheit 624 empfangen zu werden, was dem Schritt 706 in 7 entspricht. Diese erste Alternative kann nutzbar sein, um die Nachricht auszugeben, falls beispielsweise die Platzierung der mobilen Einheit 624 in der Zone 1 oder der Zone 2 nicht bekannt und eine breite Abdeckung gewünscht ist.
In dem zweiten Zeitintervall sendet der Basistransmitter 614 einen die Nachrichtendaten enthaltenden Informationsblock zur mobilen Einheit 624. Der Basistransmitter 612 sendet einen anderen Informationsblock, was den Schritten 708 und 710 aus 7 entspricht. Die zweite Alternative kann sinnvoll sein, falls beispielsweise bekannt ist, dass die mobile Einheit 624 in der Zone 1 platziert ist und sich außerhalb der Reichweite des Basistransmitters 612 befindet. Die Ausgabe der Nachricht zur mobilen Einheit 624 während des zweiten Zeitintervalls ist vorteilhaft, da während der Ausgabe der Nachricht an die mobile Einheit 624 durch den Basistransmitter 614 der Basistransmitter 612 eine andere Nachricht an eine andere mobile Einheit (nicht dargestellt) ausgeben könnte. Wie erkannt werden kann, würde diese zweite Alternative den Durchsatz von Informationen und die Systemeffizienz steigern.
Wenn die mobile Einheit 624 die Nachricht über die Antenne 626 sauber empfangen hat, kann die mobile Einheit 624 ein Rückgabesignal erzeugen und das Signal über die Antenne 626 senden. Das Rückgabesignal kann dann durch einen beliebigen oder einige der Basisempfänger 628, 630, 632 oder 634 empfangen werden. Das Rückgabesignal könnte beispielsweise durch den Basisempfänger 632 über die Antenne 640 empfangen werden, falls die Antenne 640 näher bei den mobilen Einheiten platziert ist, als die anderen Antennen 636, 638 oder 642. In diesem Fall würde der Basisempfänger das Wiedergabesignal empfangen und es über den Datenpfad 652 an die regionale Station 650 liefern. Die regionale Station würde dann das Wiedergabesignal über den Datenpfad 656 an das Netzwerksbetriebszentrum 600 zur weiteren Verarbeitung ausgeben, wenn dies zweckdienlich ist. Es sollte verstanden werden, dass ein Rückgabesignal entweder ein autonomes Bestätigungssignal, welches anzeigt, dass die mobile Einheit die Nachricht korrekt empfangen hat, oder ein durch einen Nutzer erzeugtes Antwortsignal beinhalten kann.
Falls die mobile Einheit 624 die Nachricht nicht vollständig erhält, kann sie ein negatives Bestätigungssignal erzeugen und senden. Wenn das negative Bestätigungssignal an das Netzwerksbetriebszentrum 600 ausgegeben ist, zeigt es an, dass eine wiederholte Sendung der Nachricht notwendig ist.
Es sollte verstanden werden, dass das beispielhaft in 6 dargestellte System eine geringe Anzahl von Elementen beinhaltet, um die Erklärung zu vereinfachen. Es ist beabsichtigt, dass das System der vorliegenden Erfindung eine große Anzahl von Basistransmittern, Basisempfängern, regionalen Stationen und mobilen Einheiten mit einer wesentlichen Anzahl von jeder Zone zugeordneten Basistransmittern beinhaltet und dass sämtliche einer bestimmten Zone zugeordneten Basistransmitter in Simultanübertragung arbeiten. Es ist des weiteren beabsichtigt, dass das vorliegende System vorteilhaft eine große Anzahl von Zonen unterstützen könnte, um einen weiten geografischen Bereich abzudecken.
B) Übersicht über die zonalen Simultanübertragungskonzepte
Die bevorzugten Systeme und Verfahren der vorliegenden Erfindung nutzen unterschiedlich Simultanübertragungstechniken innerhalb einzelner Zonen oder über einige oder sämtliche Zonen. Wie zuvor bemerkt, werden die Zonen im allgemeinen durch die Überdeckungsgebiete eines oder mehrerer Basistransmitter definiert. Das Netzwerksbetriebszentrum 600 ordnet jedem Basistransmitter des Systems eine Zone zu. Der Basistransmitter 614 aus 6 wird durch das Netzwerksbetriebszentrum 600 beispielsweise Zone 1 und der Basistransmitter 612 der Zone 2 zugeordnet. Um den Durchsatz an Informationen zu maximieren, steuern die Systeme und Verfahren der vorliegenden Erfindung die zonale Zuordnung und den Gebrauch von Simultanübertragungstechniken dynamisch.
Im allgemeinen arbeitet das Kommunikationssystem der vorliegenden Erfindung durch Wiederholen eines Kommunikationszyklusses, um den gewünschten Informationstransfer zu erreichen, was später genauer erläutert werden wird. Der Kommunikationszyklus ist in ein systemweites Zeitintervall und ein zonales Zeitintervall unterteilt. Im systemweiten Zeitintervall werden die Basistransmitter wenigstens einiger Zonen in Simultanübertragung betrieben, um identische Informationen an ein großes geografisches Gebiet simultan zu senden. Es sollte verstanden werden, dass die systemweite Zeit nur zwei oder mehr Zone (hat).
Allgemein ausgedrückt muss das Kommunikationssystem nicht den Ort einer mobilen Einheit kennen, um an diese während des systemweiten Zeitintervalls zu senden. Daher kann das systemweite Zeitintervall genutzt werden, um ein Testsignal zu senden. Dieses fragt bei einer bestimmten mobilen Einheit an, ein Bestätigungssignal zu senden, um dem System zu ermöglichen, ihren ungefähren Aufenthaltsort durch Bestimmung, welcher Basisempfänger das Bestätigungssignal empfängt, zu bestimmen. Dabei können Testsignale genutzt werden, um die Aufenthaltsorte von mobilen Einheiten zu verfolgen oder um den Aufenthaltsort von „verlorenen" mobilen Einheiten aufzudecken.
Im zonalen Zeitintervall ist jeder Basistransmitter einer bestimmten Zone zugeordnet und sendet identische Informationen in Simultanübertragung. Für mobile Einheiten an oder nahe der Interferenzgebiete zwischen benachbarten Zonen ist allerdings eine schlechte Verbindung während des zonalen Zeitintervalls wahrscheinlich, da Transmitter in benachbarten Zonen unterschiedliche Daten auf den gleichen oder im wesentlichen gleichen Frequenzen simultan senden werden. Das zonale Zeitintervall ermöglicht eine gute Verbindungsfähigkeit für mobile Einheiten, die nicht in der Nähe der Zonengrenzen platziert sind und ermöglicht dem System, identische Frequenzen in benachbarten Zonen wieder zu nutzen. Darüber hinaus kann die Wahrscheinlichkeit, eine gute Verbindungsfähigkeit an einen großen Anteil mobiler Einheiten zu liefern, beispielsweise in unbewohnten Gebieten, gesteigert werden, wenn des weiteren die Zonengrenzen so ausgewählt werden, dass sie in Gebieten platziert werden, in denen mobile Einheiten wahrscheinlich nicht platziert werden.
Wie aus Sicht des Systems erkannt werden kann, ist es wünschenswert, mit den mobilen Einheiten in dem zonalen Zeitintervalle zu kommunizieren, da der Durchsatz an Informationen durch Wiederverwendung des Sendefrequenzbandes in einigen Zonen maximiert wird. Anders ausgedrückt ermöglicht der Gebrauch des zonalen Zeitintervalls eine Kommunikation mit einer großen Anzahl von mobilen Einheiten in einem kurzen Zeitbereich. Folglich sollte die Kommunikation während des systemweiten Zeitintervalls minimiert werden, da das Senden von Nachrichten während dieses Zeit intervalls einen großen Anteil der Systemresourcen verbunden mit dieser Nachricht erfordert.
Für mobile Einheiten, welche nahe den Grenzen zwischen den Zonen platziert sind, wo eine Interferenz während des zonalen Zeitintervalls wahrscheinlich ist, kann eine gute Verbindungsfähigkeit während des systemweiten Zeitintervalls erreicht werden. Bei den bevorzugten Systemen und Verfahren sendet das Netzwerksbetriebscenter ein Probesignal während eines nachfolgenden systemweiten Zeitintervalls, wenn eine mobile Einheit eine während des zonalen Zeitintervalls gesendete Nachricht nicht bestätigt oder eine negative Bestätigung ausgibt, um den Ort der mobilen Einheit zu bestimmen. Wenn der Ort der mobilen Einheit anzeigt, dass ein wahrscheinlicher Grund für den Fehler der mobilen Einheit beim Empfangen der Nachricht durch interzonale Interferenzen verursacht wurde, kann das Netzwerksbetriebscenter einfach die Nachricht während des systemweiten Zeitintervalls wieder senden. In anderen Beispielen kann der Fehler, eine Nachricht erfolgreich auszuliefern, einfach dadurch verursacht sein, dass die mobile Einheit in einem Gebiet eines schwachen Signals innerhalb einer Zone platziert ist. In diesen Beispielen kann das System die Nachricht während des zonalen Zeitintervalls wieder senden, wobei ein geeigneter Fehler berichtigender Code oder ein stärkerer Fehler berichtigender Code genutzt wird.
Alternativ kann das Netzwerksbetriebszentrum aus dem Testsignal feststellen, dass die mobile Einheit einfach in einer anderen Zone platziert ist, als die Zone, zu welcher die Nachricht zunächst gesendet worden war. In diesem Fall veranlasst das Netzwerksbetriebszentrum vorzugsweise, dass die Nachricht in die geeignete Zone gesendet wird, ohne wiederum ein Teil des gültigen systemweiten Zeitintervalls zu nutzen.
Ein bevorzugtes Verfahren 800 zum Senden eines Testsignals ist gemäß der Erfindung in 8 dargestellt. Im Schritt 802 wird ein Nachrichtensignal durch einen Basistransmitter gesendet, welcher eine Zone bedient, in welcher der mobile Senderempfänger zuletzt bekannt platziert war. Dieses kann vorzugs weise insbesondere ein Versuch des Netzwerks sein, eine Nachricht an den mobilen Senderempfänger auszugeben.
Wenn der mobile Senderempfänger den Erhalt des von dem Basistransmitter in Schritt 802 gesendeten Nachrichtensignals nicht anzeigt, nimmt das Netzwerk an, dass der mobile Senderempfänger die Nachricht nicht erhalten hat und sendet durch eine Mehrzahl von Basistransmittern, welche eine Mehrzahl von Zonen bedienen, in Schritt 804 ein Testsignal. Der mobile Senderempfänger erhält das Testsignal in Schritt 806.
Nach Empfang des Testsignals durch den mobilen Senderempfänger, sendet der mobile Senderempfänger in Schritt 808 ein Bestätigungssignal. Ein Basisempfänger empfängt das Bestätigungssignal in Schritt 810 von dem mobilen Senderempfänger.
Anschließend werden die Daten, wie beispielsweise das in der Nutzerdatenbank 2100 dargestellte Feld des letzten Ortes 2104, aktualisiert, um die Zone des Basisempfängers oder der Empfänger, die das Bestätigungssignal empfangen haben, als letzten bekannten Ort des mobilen Senderempfängers in Schritt 812 wiederzugeben.
C) Das Viel-Trägermodulationssendeformat
Die Basistransmitter des Kommunikationssystems, wie beispielsweise die in 6 gezeigten Basistransmitter 612 und 614, nutzen vorzugsweise ein Vielträgermodulationsformat, wie nun beschrieben werden wird. Im allgemeinen stellt man sich ein Vielträgermodulationsformat das simultane Senden von mehreren, nahe beieinander liegenden Trägerfrequenzen innerhalb eines gewünschten Frequenzbandes vor, wobei jede individuell moduliert ist, um ein Informationssignal zu übertragen. Das Vielträgermodulationsformat ermöglicht vorteilhaft hohe Datentransferraten durch Ermöglichen guter Bit-Ratenübertragungsraten, während es unterhalb der Baud-Raten-Begrenzungen von simultanübertragende Sendetechniken bleibt.
9. zeigt eine Frequenzdarstellung 900 eines Acht-Trägermodulationsformates. Die Trägerfrequenz 902 ist mit Seitenbändern 904, die Trägerfrequenz 906 mit Seitenbändern 908, die Trägerfrequenz 910 mit Seitenbändern 912, die Trägerfrequenz 914 mit Seitenbändern 916, die Trägerfrequenz 918 mit Seitenbändern 920, die Trägerfrequenz 922 mit Seitenbändern 924, die Trägerfrequenz 926 mit Seitenbändern 928 und die Trägerfrequenz 930 mit Seitenbändern 932 dargestellt.
Es sollte verstanden werden, dass andere Anzahlen von Trägerfrequenzen für den Gebrauch in den Systemen und Verfahren der vorliegenden Erfindung in Betracht genommen werden können, obwohl diese beispielhafte Darstellung ein Acht-Trägersignalmodulationsformat zeigt.
Die Trägerfrequenzen dieser beispielhaften Ausführungsform sind um drei KHz innerhalb eines gewünschten Frequenzbandes von fünfzig KHz voneinander entfernt. Die Ränder 934 und 936 mit gestrichelter Linie stellen minimale Abrollfrequenzniveaus dar, wie sie durch Regulierungen amtlicher Sendekommissionen erfordert werden, um eine Überlappungsinterferenz zu benachbarten Frequenzbändern zu verhindern.
Da auf den entsprechenden acht Trägersignalen dieser Ausführungsform acht einzigartige Datensätze moduliert werden können, kann die Datenübertragungsrate der Sendung von den Basistransmittern bedeutend gesteigert werden, während die Baud-Rate für die simultanübertragende Sendung innerhalb akzeptabler Grenzen gehalten wird. Es sollte ebenfalls verstanden werden, dass übereinstimmend mit einer guten Simultanübertragungspraxis die entsprechenden Trägerfrequenzen zwischen benachbarten Basistransmittern, wie beispielsweise dem Basistransmitter 612 und dem Basistransmitter 614 aus 6, geringfügig versetzt sein sollten, um ungedämpfte Knoten oder „tote Punkte", an denen eine destruktive Interferenz zwischen den Signalen von jedem Transmitter ein nicht nutzbares zusammenengesetztes Signal erzeugt, zu verhindern, wie in dem Abschnitt zum Hintergrund dieser Anmeldung erklärt. Dieser Frequenzversatz liegt vorzugsweise im Bereich von zehn bis zwanzig Hz.
Wie zuvor erläutert, kann jedes Trägersignal individuell moduliert werden, um einen Datensatz zu übertragen. Im folgenden werden alternative Techniken zur Modulation einer Vielzahl von Trägern gemäß den Systemen und den Verfahren der vorliegenden Erfindung diskutiert werden.
1. Modulierte Trägertastung
Das wahrscheinlich einfachste Modulationsschema ist begrifflich die modulierte Trägertastung (MOOK). 10 zeigt eine schematische Darstellung eines MOOK-Modulators 1000. Der MOOK-Modulator 1000 beinhaltet eine Vielzahl von eine Trägerfrequenz erzeugenden Vorrichtungen, wie beispielsweise den die Frequenz F1 erzeugenden Frequenzgenerator 1002, den die Frequenz F2 erzeugenden Frequenzgenerator 1004, den die Frequenz F3 erzeugenden Frequenzgenerator 1006, den die Frequenz F4 erzeugenden Frequenzgenerator 1008 und den die Frequenz Fn erzeugenden Frequenzgenerator 1010. Wie in 10 gezeigt, kann der MOOK-Modulator 1000 eine beliebige Anzahl (d. h. n) Frequenzgeneratoren enthalten, allerdings sind acht Trägerfrequenzen bevorzugt, wie in 9 gezeigt ist.
Das Ausgangssignal jedes Trägerfrequenzerzeugers 102, 104, 106, 108 und 110 wird auf eine Vielzahl von entsprechenden Schaltern SW1 812, SW2 814, SW3 816, SW4 818 und SWn 820 aufgelegt. Das Ausgangssignal jedes Schalters wird an einen Kombinierer 1022 geliefert.
Jeder der Schalter SW1 812, SW2 814, SW3 816, SW4 818 und SWn 820 öffnet und schließt unter der Steuerung eines logischen Steuerungssystems (nicht dargestellt), um die MOOK-Modulation hervorzurufen. Das (nicht dargestellte) logische Steuerungssystem verursacht, dass die gewünschten Schalter unterschiedlich geöffnet und geschlossen werden, wodurch ein n-Bit-faches binäres Wort übertragen wird. Jede Trägerfrequenz übersendet eine binäre „1", wenn der entsprechende Schalter geschlossen ist und eine binäre „0", wenn der entsprechende Schalter geöffnet ist.
Der Addiererer 1022 kombiniert die modulierten Trägerfrequenzen, um ein vielträgermoduliertes Ausgabesignal zu erzeugen, welches ein n-Bit-faches binäres Wort ausgibt.
2. Binäre Frequenzumtastungsmodulation
Ein alternatives Vielträgermodulationsschema, welches frequenzverschiebende Tastungstechniken (FSK) beinhaltet, kann durch den in 11 dargestellten Modulator werden. Ein Frequenzumtastungsmodulator 1100 beinhaltet eine erste Frequenzquelle 1102, eine zweite Frequenzquelle 1104, eine dritte Frequenzquelle 1106, eine vierte Frequenzquelle 1108 und eine n-te Frequenzquelle 1110. Das Ausgabesignal jeder Frequenzquelle wird an einen entsprechenden Modulator 1112, 1114, 1116, 1118 und 1120 geliefert.
Ein (nicht dargestelltes) logisches Steuerungssystem liefert an jeden Modulator ein Frequenzsteuerungssignal, um die Trägerfrequenzen frequenzverschiebend zu modulieren. Insbesondere liefert das (nicht dargestellte) logische Steuerungssystem ein Frequenzsteuerungssignal 1 an den Modulator 1112, ein Frequenzsteuerungssignal 2 an den Modulator 1114, ein Frequenzsteuerungssignal 3 an den Modulator 1116, ein Frequenzsteuerungssignal 4 an den Modulator 1118 und ein Frequenzsteuerungssignal n an den Modulator 1120. Bei der binären Frequenzumtastung (BFSK) liefern die entsprechenden Frequenzsteuerungssignale einer binären „1" oder „0" entsprechende Daten, was verursacht, dass die entsprechende Modulatoren eine erste oder zweite Frequenz auf das Trägersignal modulieren.
Ein Addierer 1122 kombiniert die modulierten Trägerfrequenzen, um ein Ausgabesignal zu erzeugen.
3. M-fache Frequenzumtastung
Ein auf die binäre Frequenzumtastung bezogenes Modulationsschema ist die m-fache Frequenzumtastung. Die m-fache Frequenzumtastung moduliert drei oder mehr unterschiedliche Frequenzen auf den entsprechenden Trägersignalen. Bei der vierfach-Frequenzumtastung beispielsweise können zwei Informationsbits augenblicklich auf eine einzelne Trägerfrequenz übertragen werden. Ähnlich überträgt die achtfache-Frequenumtastung augenblicklich drei Informationsbits pro Trägerfrequenz.
Wiederum Bezug nehmend auf 11, kann eine n-fache Frequenzumtastung durch Einbringen der Modulatoren 1112, 1114, 1116, 1118 und 1120 mit der Fähigkeit, M-verschiedene Frequenzen auf das Trägersignal zu modulieren, erreicht werden. Folglich müssen die verschiedenen Frequenzsteuerungssignale Daten liefern, welche anzeigen, welche der M-Frequenzen auf das Trägersignal zu modulieren ist. Bei der vierfachen-Frequenzumtastung müssen die Frequenzsteuerungssignale beispielsweise jeweils zwei Informationsbits beinhalten, um anzuzeigen, welche der vier verschiedenen Frequenzen auf die Trägerfrequenz zu modulieren ist.
Der Addierer 1122 kombiniert die modulierten Trägerfrequenzen, um ein Ausgabesignal zu erzeugen.
3. Quadratamplitudenmodulation
Eine weitere alternative Modulationstechnik für ein Vielträgerübertragungsformat ist in 12 dargestellt. Ein Quadratmodulator 1200 beinhaltet einen ersten Quadratträgergenerator 1202, einen zweiten Quadratträgergenerator 1204, einen dritten Quadratträgergenerator 1206 und einen vierten Quadratträgergenerator 1208. Wie bekannt ist, erzeugen Quadratmodulatoren im allgemeinen jeweils ein In-Phase-Trägersignal und ein Quadratträgersignal, welches um ±90° bezüglich des In-Phase-Signals phasenversetzt ist.
Selbstverständlich könnte eine beliebige Anzahl von Quadratträgergeneratoren beabsichtigt sein, abhängig von den Erfordernissen des Datentransfers und des Durchsatzes. 12 stellt Vierfachquadratträgererzeugungen dar, welche effektiv acht einzigartigen Modulatorsignalen entsprechen. Daher kann die Vielträgerquadraturamplitudenmodulation vorzugsweise die Breite des notwendigen Frequenzbandes reduzieren, um einen gewünschte Datenübertragungsrate zu erreichen.
Jeder Quadraturträgergenerator 1202, 1204, 1206 und 1208 erhält von einem (nicht dargestellten) logischen Steuerungssystem ein Steuerungssignal, welches die auf die Quadraturträgersignale zu modulierenden Daten liefert. In einer einfachen Verwirklichung können die Quadraturträgergeneratoren die In-Phase- und Quadratur-Phase-Ausgabesignale amplitudenmodulieren, um zwei Informationsbits zu fördern. Die Ausgaben der In-Phase- und Quadratursignale von jedem Quadraturträgergenerator 1202, 1204, 1206 und 1208 werden an einen Summierer 1210 geliefert, welcher die Signale kombiniert, um ein Ausgabesignal zu erzeugen.
5. Permutationsfrequenzumtastung (PFSK)
Die Permutationsfrequenzumtastung kann durch ähnliche logische Steuerungssysteme erzeugt werden, wie die in einem Trägertastungs- oder einem m-fachen Frequenzumtastungsmodulationsschema genutzten Systeme. Bei der Permutationsfrequenzumtastung weist jedes Baud eine feste Anzahl von vorliegenden Trägersignalen auf, vorzugsweise jede vierte der möglichen acht. In einer Anordnung zur Permutationsfrequenzumtastung wird vorteilhaft eine konstante durchschnittliche Sendeenergie ausgestrahlt und der Empfänger muss nur bestimmen, welche der vier Trägerfrequenzen die meiste Energie enthält. Im Falle der Trägertastung muss der Empfänger versuchen, auf einer Unterkanal-zu-Unterkanalbasis das Vorliegen oder die Abwesenheit eines Signals zu bestimmen. Dieser Punkt der Permutationsfrequenzum tastung kann die Ausführung eines mobilen Empfängers vereinfachen.
Verglichen mit einem binären oder n-fachen Frequenzumtastungsmodulationsschema kann durch die Permutationsfrequenzumtastung eine größere Anzahl von Bits pro Baud ausgeliefert werden. Beispielsweise kann eine Permutationsfrequenzumtastung Signale erzeugen, welche unabhängige Frequenzumtastungsunterkanäle niemals erzeugen könnten, wobei beispielsweise alle vier Träger die vier höchsten Frequenzen sind. Es kann daher erkannt werden, dass die Permutationsfrequenzumtastung vorteilhaft die Informationsübertragungsraten steigert.
D) Der Basistransmitter
Jede Basistransmittereinheit, wie beispielsweise der Basistransmitter 612 oder 614 aus 6, empfängt Transmittersteuerungsdaten und Nachrichtendaten, welche von dem Satelliten 606 gesendet wurden. 13 zeigt eine erste bevorzugte Ausführungsform eines Basistransmitters 1300 gemäß der vorliegenden Erfindung. Der Basistransmitter 1300 empfängt Daten von der Satellitenempfangsstation, welche mit einer Dateneingabe 1302 verbunden ist, die diese Daten einem logischen Steuerungssystem 1304 liefert, um den Betrieb der Basistransmittereinheit zu steuern. Die logische Steuerung 1304 liefert ein Steuerungssignal an eine Vielzahl Modulatoren 1306, 1308, 1310, 1312 und 1314. Der Modulator 1306 erzeugt ein Trägersignal F1, der Modulator 1308 erzeugt ein Trägersignal F2, der Modulator 1310 erzeugt ein Trägersignal F3, der Modulator 1312 erzeugt ein Trägersignal F4 und der Modulator 1314 erzeugt ein Trägersignal Fn.
Beispielsweise kann die logische Steuerung geeignete Steuerungssignale erzeugen, um die Trägersignale in einem Trägertastungs-, binären Frequenzumtastungs-, m-fachen Frequenzumtastungs-, Permutationsfrequenzumtastungs- oder Quadraturamplitudenmodulationsschema, wie zuvor erläutert, zu modulieren. Jeder Modulator liefert dann ein moduliertes Ausgabesignal an einen Kombinierer 1316, welcher jede der einzeln modulierten Trägerfrequenzen zu einem einzelnen Ausgabesignal kombiniert.
Das einzelne Signal wird dann an einem Verstärker 1318 gegeben, um dieses Signal auf ein geeignetes Maß zu verstärken. Der Verstärker 1318 kann beispielsweise ein nominales Ausgabesignal an die Antenne 1320 von 350 Watt erzeugen. In dieser Ausführungsform weist der Verstärker 1318 vorzugsweise extrem lineare Eigenschaften auf, um eine Bildung von Zwischenmodulationsprodukten zu verhindern und sicherzustellen, dass diese Zwischenmodulationsprodukte nicht verursachen, lass Signale bei nicht gewünschten Frequenzen erzeugt werden. Die Antenne 1320 sendet die gewünschten Signale vom Verstärker 1318.
14 zeigt eine zweite bevorzugte Ausführungsform einer Basistransmittereinheit. Die zweite Ausführungsform weist einen Basistransmitter 1400 auf, welcher eine Satellitenempfangsstation beinhaltet, die mit einer Dateneingabe 1402, einer logischen Steuerung 1404 und mehreren Modulatoren 1406, 1408, 1410, 1412 und 1414 verbunden ist. Jeder Modulator erhält von der logischen Steuerung 1414, wie zuvor bezüglich des Basistransmitters 1300 erläutert, ein geeignetes Steuerungssignal.
Die Ausgabe jedes Modulators 1406, 1408, 1410, 1412 und 1414 im Basistransmitter 1400 wird an entsprechende Verstärker 1416, 1418, 1420, 1422 und 1424 geliefert, um einen geeigneten Ausgabeenergielevel für die Sendung, wie beispielsweise einen 350 Watt-Zustand, vorzusehen.
Die Ausgabesignale von jedem Verstärker 1416, 1418, 1420, 1422 und 1424 werden an einen Kombinierer 1426 geliefert, um die modulierten Trägersignale zu einem einzelnen Ausgabesignal zu kombinieren, welches an eine Antenne 1428 zum Senden ausgeliefert wird.
E. Die mobile Einheit
Die mobile Einheit kann ein kleiner, tragbarer mobiler Senderempfänger sein, wie er bildhaft in 16 dargestellt ist. Der in 15 dargestellte mobile Senderempfänger 1500 beinhaltet einen Empfängerbereich zum Empfangen von Signalen von den Basistransmittern des Systems und einen Sendebereich zum Senden von Antworten oder anderen Nachrichten an die Basisempfänger des Systems.
Der mobile Senderempfänger 1500 beinhaltet im wesentlichen eine Antenne 1502, welche mit einem Sender/Empfängerschalter 1504 verbunden ist, um die Antenne zwischen dem Sender- und Empfängerbereich des mobilen Senderempfängers 1500 zu schalten. Um Nachrichten von dem Basistransmitter zu erhalten, ist ein Empfänger 1506 vorgesehen. Selbstverständlich muss der Empfänger geeignet gestaltet sein, um die Viel-Trägersignale von den Basistransmittern zu empfangen und, um die im einzelnen genutzten Modulationsschemata zu demodulieren. Beispielsweise könnten geeignete analoge Filter und geeignete Demodulatoren genutzt werden. In der bevorzugten Ausführungsform führt der Empfänger eine Transformation, wie beispielsweise eine schnelle Fourier-Transformation mit dem erhaltenen Signal durch, um die Daten von den verschiedenen Trägern in dem Vielträgermodulationsformat zu trennen.
Der Empfänger 1506 ist mit einem Display- und logischen Speicherbereich 1508 verbunden, um das erhaltene Signal zu verarbeiten. Eine Signaleinheit 1510 zum Alarmieren des Nutzers, dass eine Nachricht empfangen wurde, ist mit dem Display und dem logischen Speicher 1508 verbunden und durch diese gesteuert. Die Signaleinheit 1510 kann gewöhnlich eine schallerzeugende Vorrichtung wie beispielsweise einen Summer oder einen Vibrator oder ein Blitzlicht beinhalten.
Ein Satz Displaysteuerungen 1512 zum Steuern des Displays des mobilen Senderempfängers 1500 ist mit dem Display- und logischen Speicher 1508 verbunden. Ein Display 1514, vorzugsweise ein LCD-Display, ist ebenfalls mit dem Display- und logischen Speicherbereich 1508 verbunden, um Nachrichten und verschiedene andere Informationen dem Nutzer anzuzeigen.
Der Display- und logische Speicherbereich 1508 ist über die Verbindung 1526 mit der Übertragungslogik 1518 verbunden. Der Display- und logische Speicherbereich 1508 kann ein autonomes Bestätigungssignal erzeugen, welches verursacht, dass der Transmitter 1520 ein geeignet moduliertes RF-Signal sendet. Wie zuvor erläutert, ist es erwünscht, dass der mobile Senderempfänger ein Bestätigungssignal sendet, wenn die Nachricht durch die mobile Einheit sauber empfangen wurde, oder alternativ ein negatives Bestätigungssignal sendet, wenn die Nachricht nur teilweise erhalten wurde. Das negative Bestätigungssignal zeigt an, dass das Netzwerksbetriebszentrum die Nachricht wiederholt zur mobilen Einheit senden soll.
Vorzugsweise sollte das wiederholte Senden der Nachricht zur mobilen Einheit mit einem geeigneten fehlerberichtigenden Code durchgeführt werden, welcher durch die mobile Einheit dekodiert werden kann, um sicherzustellen, dass die Nachricht vollständig und korrekt empfangen wurde. Selbstverständlich sollten fehlerberichtigende Codes nur genutzt werden, wenn dies notwendig ist, da ihr Gebrauch den Datentransfer verlangsamt und die Komplexität der mobilen Einheit steigert. Andere Arten selbständiger Antworten können ebenfalls nutzbar sein, beispielsweise um dem Netzwerksbetriebszentrum anzuzeigen, dass der Nutzer die Nachricht noch nicht angesehen hat, obwohl die mobile Einheit sie sauber empfangen hat, beispielsweise wenn der mobile Senderempfänger vom Nutzer nicht beachtet wird.
Ein Satz Eingabeschalter 1516 ist vorgesehen, um dem Nutzer die Eingabe einer Antwort auf eine empfangene Nachricht zu ermöglichen oder um andererseits eine Nachricht zu erzeugen, welche durch den mobilen Senderempfänger gesendet werden soll. Die Eingabeschalter 1516 beinhalten ebenfalls einen Schalter, welcher dem Nutzer ermöglicht, nach einer Wiedersendung einer durch Fehler zerstörten Nachricht anzufragen. Die Eingabeschalter sind mit der Übertragungslogik 1518 verbunden, weiche das Signal von den Eingabeschaltern 1516 dekodiert, um ein Ausgabesignal an den Transmitter 1520 zu erzeugen. Der Transmitter 1520 erzeugt ein geeignet moduliertes RF-Signal, welches durch die Antenne 1502 zu senden ist.
Der mobile Senderempfänger 1500 beinhaltet vorzugsweise ebenfalls einen Geräuschdetektor 1522. Der Geräuschdetektor 1522 liefert ein Ausgabesignal, wenn er durch die Antenne 1502 einen durchschnittlichen Signallevel erkennt. Der Geräuschdetektor liefert ein Ausgabesignal, um den Transmitter 1520 über die Verbindung 1425 stillzulegen und dadurch eine unerwünschte Sendung durch die mobile Einheit zu verhindern.
Der Geräuschdetektor 1522 ist vorzugsweise eingestellt, um elektromagnetische Signale zu erkennen, welche außerhalb des Kommunikationssystems erzeugt wurden und eine Bedingung anzeigen, zu welcher Sendungen durch die mobile Einheit nicht wünschenswert sind. Beispielsweise könnte der Geräuschdetektor 1522 ausgebildet sein, um einen durchschnittlichen Geräuschlevel von 400 Hz zu erkennen. Wenn der Nutzer ein kommerzielles Flugzeug betritt, welches gewöhnlich eine 400 Hz-Energieversorgung nutzt, würde der Empfang dieses Geräusches durch den Geräuschdetektor 1522 dann die Sendefähigkeit des mobilen Senderempfängers 1500 während des Betriebs des Flugzeugs sperren, um ein nicht notwendiges oder ungewolltes Zusammenwirken mit dem Betrieb des Flugzeugs durch eigenständige oder gewollte Sendungen des mobilen Senderempfängers 1500 zu verhindern.
Der Display- und logische Speicherabschnitt 1508 des mobilen Senderempfängers 1500 beinhaltet des weiteren vorteilhafterweise einen (nicht dargestellten) Zeitschaltkreis, welcher genutzt werden kann, um den Empfängerabschnitt 1506 ein- oder auszuschalten, wie es gewünscht wird. Der (nicht dargestellte) Zeitschaltkreis ermöglicht vorteilhaft, dass der mobile Senderempfänger während Zeitdauern, in denen nicht erwartet wird, dass Nachrichten gesendet werden, heruntergeschaltet wird. In einem bevorzugten Kommunikationsprotokoll könnte der Empfänger beispielsweise einfach bei Beginn jedes Datenempfangszyklus hochgeschaltet werden, um festzustellen, ob eine Nachricht zu diesem mobilen Senderempfänger während dieses Zyklusses gesendet werden wird oder wann Informationen betreffend die Nachrichtenerhältlichkeit gesendet werden werden. Wenn der mobile Senderempfänger eine Nachricht erhält, könnte der Zeitschaltkreis für eine geeignete Zeit zum Erhalten der Nachricht hochschalten und nach Erhalt der Nachricht herunterschalten. Der Zeitschaltkreis verlängert daher vorteilhaft die Lebensdauer der Batterie des mobilen Senderempfängers 1500. Selbstverständlich sollte verstanden werden, dass der Zeitschaltkreis andere Elemente des mobilen Senderempfängers, wie beispielsweise das Display 1514 und die Übertragungslogik 1518, steuern könnte.
In einer anderen Verwendung kann der Empfänger 1506 anpassbar seine Demodulationstechniken ändern, um auf verschiedene Formate zu passen. Beispielsweise kann jede Zone vorteilhafterweise ein unterschiedliches Modulationsformat abhängig vom Nachrichtenverkehrsniveau und anderen Betrachtungen nutzen. Der Empfänger kann im wesentlichen ein Signal empfangen, welches das in einer gegebenen Zone genutzte Modulationsschema über eine in einem übergreifenden Bereich des Datenstromes enthaltene Modulationsformatnachricht anzeigt. Die Demodulation von binären Frequenztastungs-, m-fachen Frequenztastungs-, permutierten Frequenztastungs- und Trägertungsformaten beginnen sämtlichst mit der Bestimmung der bei jeder der Trägerfrequenzen festgestellten Energielevel und erfordert daher eine identische Verarbeitung der erhaltenen RF-Energie. Die (nicht dargestellte) Logik in dem Empfänger interpretiert die Bedeutung dieser gemessenen Energielevel basierend auf dem ausgewählten Modulationsschema, wie es durch die erhaltene Modulationsformatnachricht angezeigt wurde. Auf diese Weise können einfache und ökonomischere Transmitter mit einer verminderten Kapazität zum Senden von Informationen in Zonen genutzt werden, welche eine verringerte Verkehrsbelastung aufweisen und teurere, hoch durchsetzende Transmitter nur in den Gebieten genutzt werden, wo sie gebraucht werden.
Eine bildhafte Darstellung des mobilen Senderempfängers ist in 16 dargestellt. Der mobile Senderempfänger 1600 beinhaltet ein Paar Displaysteuerungstasten 1604, ein Display 1606, einen Satz von sechs Antworttasten 1608, 1610, 1612, 1614, 1616 und 1618 und eine Taste 1622 zur Anfrage einer Wiederholungssendung. Wie zuvor angezeigt, ist das Display 1606 vorzugsweise ein LCD-Display und ein Satz Displaysteuerungstasten 1604 kann genutzt werden, um einen Text in dem Display 1606 herauf oder herunterzuscrollen. In dem Display 1606 ist die Nachricht „Wirst zu zum Essen zu Hause sein?" dargestellt.
Der Satz der vier Antworttasten 1608, 1610, 1612, 1614, 1616 und 1618 bietet dem Nutzer ein flexibles System, um Antworten auf erhaltene Nachrichten zu erzeugen. Der Display- und logische Speicherabschnitt 1508 sieht oberhalb jedes Knopfes sofort eine Information vor, welche eine mögliche Antwortnachricht durch den Nutzer anzeigt. In dem in 16 dargestellten einfachen Beispiel kann der Nutzer „ja", „nein" oder „?" auf die auf dem Display 1606 dargestellten Nachricht 1620 antworten. Die Übertragungslogik 1518 erzeugt ein geeignetes Signal, abhängig davon, welche Taste der Nutzer drückt. In diesem einfachen Szenario sind die Knöpfe 1614, 1616 und 1618 nicht genutzt.
In anderen Anwendungen können bis zu sechs mögliche Antwortnachrichten auf dem Display 1606 dargestellt werden. Selbstverständlich können andere einzelne Anwendungen für das Antwort-Feature des mobilen Senderempfängers 1500 vorgesehen sein. Falls der Nutzer ein Börsenhändler ist, könnte das Display 1606 beispielsweise die Terme „kaufen", „verkaufen" oder „halten" oberhalb der geeigneten Tasten darstellen. Eine Vielzahl anderer Verwendungen kann beabsichtigt sein.
Mit der Option der sechst Antworttasten, die durch den mobilen Senderempfänger 1500 gegeben wird, kann durch den mobilen Senderempfänger eine 3-Bit-Nachricht zu den Basisempfängern gesendet werden. Die beiden verbleibenden Stellen der 3-Bit-Nachricht können durch die Übertragungslogik 1508 für ein eigenständiges Bestätigungssignal, welches anzeigt, dass die Nachricht sauer empfangen wurde, und für ein autonomes negatives Bestätigungssignal genutzt werden, welches anzeigt, dass die Nachricht nicht vollständig oder sauber empfangen wurde.
Die Taste 1622 zur Anfrage einer Wiederholungssendung ermöglicht, dass der Nutzer bei den Basistransmittern anfragt, erhaltene Nachrichten oder Teile von Nachrichten, welcher Fehler enthalten, nochmals zu senden. Wenn die mobile Einheit eine Nachricht empfängt, welche Fehler enthält, stellt sie die Nachricht auf dem Display 1606 mit den hervorgehobenen fehlerhaften Bereichen (z. B. unterstrichen, in Klammern platziert oder in umgekehrter Darstellung) dar. Der Nutzer liest die Nachricht und bestimmt, ob die dargestellte Nachricht akzeptierbar ist. Falls nicht, kann der Nutzer verursachen, dass das System die Nachricht oder den fehlerhaften Bereich durch Drücken der Taste 1622 zur Anfrage einer Wiederholungssendung nochmals sendet. Durch Drücken der Taste 1622 verursacht der Nutzer, dass die Übertragungslogik 1518 ein Signal an die Basisempfänger sendet, welches anzeigt, dass der Nutzer wünscht, dass die Nachricht oder ein Teil der Nachricht nochmals gesendet wird. Die Basistransmitter senden die Nachricht dann nochmals zu einer geeigneten Zeit an die mobile Einheit.
Die Taste zur Anfrage einer Wiederholungssendung steigert die Systemeffizienz und verringert die Kosten des Nutzers, indem sie für den Nutzer die Flexibilität vorsieht, die Anfrage nach einer Wiederholungssendung von Nachrichten, welche Fehler enthalten, allerdings dennoch verstanden werden können, nicht auszuwählen.
Wenn der Nutzer die Taste 1622 zur Anfrage einer Wiederholungssendung drückt, zeigt das durch die mobile Einheit übermittelte Signal dem System ebenfalls an, dass der Nutzer die Nachricht gelesen hat. Diese Information kann durch das System genutzt werden, um eine Nachricht an den Sender zurückzusenden und den Sender zu informieren, dass die Nachricht gelesen wurde, sowie für sämtlichen anderen Zwecke.
Selbstverständlich könnte der in 16 dargestellte mobile Senderempfänger 1500 anders gestaltet sein, um mehr oder weniger Antworttasten, verschiedene Displaysteuerungstasten und verschiedene Displayformate, wie vom Nutzer gewünscht oder gebraucht, zu ermöglichen. Die Taste 1622 zur Anfrage einer Wiederholungssendung könnte ebenfalls auf viele Arten ausgebildet sein und könnte an beliebiger Stelle an der mobilen Einheit platziert sein.
Der mobile Senderempfänger 1500 könnte zusätzlich des weiteren einen (nicht dargestellten) Datenausgabeport zum Verbinden mit anderen elektronischen Vorrichtungen des Nutzers beinhalten. Beispielsweise könnte der mobile Senderempfänger durch einen Ausgabeport mit einem Laptop oder Palmtop-PC verbunden werden oder in diesen eingebracht werden. Der PC könnte die Nachricht auf seinem Bildschirm darstellen, wodurch der Bedarf nach dem Display 1606 entfällt, und die Tastatur könnte genutzt werden, um beliebige zweckdienliche Antwortnachrichten vom Nutzer zu erzeugen, wodurch der Bedarf nach den Antworttasten entfällt und ermöglicht wird, Nachrichten beliebiger Form durch den mobilen Senderempfänger zu senden. Eine vom Nutzer ausgewählte Antwort würde vom PC zur Sendung an den Basisempfänger an den mobilen Senderempfänger 1500 übertragen werden.
Alternativ könnte der mobile Senderempfänger mit einer Stimmdaten wiedergebenden Vorrichtung, wie beispielsweise einem Lautsprecher, verbunden sein, wodurch ermöglicht wird, dass der Nutzer eine Nachricht beispielsweise von einer Voice-Mailbox erhält. Selbstverständlich könnte eine Stimmdaten erzeugende Vorrichtung, wie beispielsweise ein Mikrofon, mit dem mobilen Senderempfänger 1500 verbunden sein, um dem Nutzer zu ermöglichen, auf die Stimmnachricht, die er empfangen hat, zu antworten oder eine Stimmdatenverbindung von dem mobilen Senderempfänger zu den Basisempfängern zu starten. Auf ähnliche Weise könnten Faxübertragungen unterstützt werden.
Eine alternative Ausführungsform der mobilen Einheit besitzt nur eine Eignung zum Empfang, beinhaltet allerdings keine Sendefähigkeiten. 17 stellt einen mobilen Empfänger 1700 dar. Die verschiedenen Komponenten des mobilen Empfängers entsprechen im allgemeinen der Funktionalität der gleichen Elemente, welche in 15 dargestellt sind. Selbstverständlich kann der mobile Empfänger 1700 keine Antworten erzeugen, was durch den Nutzer initiierte Antworten ein autonomes Bestätigungssignal oder ein negatives Bestätigungssignal aufgrund der mangelnden Sendefähigkeit einschließt. Ebenfalls kann der Aufenthaltsort dieser alternativen Ausführungsform aufgrund der mangelnden Sendefähigkeit nicht durch das Netzwerkssteuerungszentrum verfolgt werden. Im allgemeinen wird die Ausführungsform des mobilen Empfängers 1700 der mobilen Einheit aufgrund dieser Gründe weniger bevorzugt als die Ausführungsform des mobilen Senderempfängers 1500. Des weiteren sollte begrüßt werden, dass die Ausführungsform des mobilen Senderempfängers Schaltungen zum Erzeugen verschiedener autonomer Antworten ohne Interaktion durch den Nutzer beinhalten kann.
F) Der Basisempfänger
Die Basisempfänger des vorliegenden Systems empfangen das Niedrigenergieausgabesignal der mobilen Senderempfängereinheit. Wie in 6 dargestellt, sind die mobilen Empfänger über den geografischen, zu bedienenden Bereich verstreut. Die Basisempfänger müssen nicht an sich mit den zonalen Grenzen verbunden sein, werden allerdings immer platziert, um selbstverständlich wenigstens eine Zone zu bedienen. In dem Überlappungsgebiet zwischen den Zonen kann es einige Basisempfänger geben.
Während der Sendung des Rückgabesignals von der mobilen Senderempfängereinheit ist es möglich, dass einige Basisempfänger dieses Rückgabesignal empfangen können. Unter diesen Umständen wählt das Netzwerksbetriebszentrum 600 vorzugsweise die Daten des Basisempfängers mit der höchsten Stärke des empfangenen Signals aus (d. h. des Signals mit der niedrigsten Wahrscheinlichkeit von Fehlern), um die Wahrscheinlichkeit eines Empfangs von korrekten Daten zu maximieren. Der Zugang zu starken Signalen ist bevorzugt und kann zufriedenstellend erreicht werden, wenn die Orte des Basisempfängers vorsichtig ausgewählt sind, um eine Aufnahme von Signalen geeigneter Stärke von den mobile Senderempfängereinheiten zu sichern und die Überlappung zwischen den von den Basisempfängern abgedeckten Bereichen zu minimieren. Alternativ könnte das Netzwerksbetriebszentrum 600 „Auswahl"-Techniken nutzen, indem jeder Datensatz von einigen Basisempfängern verglichen wird, um zu den wahrscheinlichsten Rückgabesignaldaten zu gelangen, wobei eine herkömmliche Empfängerauswahltechnologie genutzt wird.
18a zeigt eine erste Ausführungsform eines analogen Basisempfängers. Der analoge Basisempfänger 1802 ist mit einer Antenne 1800 verbunden.
Der analoge Empfänger 1802 empfängt einfach das Signal von der Antenne 1800, entfernt die modulierte Wellenform von der Trägerfrequenz und gibt diese Wellenform in einem analogen Format über die Datenbahn 1806 an einen regionalen Demodulator 1804 aus. Die Datenbahn 1806 ist vorzugsweise ein analoges „vier kHz"-Telefonkanal.
Der regionale Demodulator 1804 empfängt Signale von einigen analogen Empfängern, welche in einigen Basisempfängern beinhaltet sind. Der regionale Demodulator 1804 ist vorzugsweise in der regionalen Station, wie der in 6 dargestellten regionalen Station 650, platziert. Von dem regionalen Demodulator 1804 wird das demodulierte Signal dann an die regionale Verarbeitungsschaltung 1808 und dann an das Netzwerksbetriebszentrum 600 übertragen.
Der analoge Empfänger 1802 könnte mit jeder erhaltenen Nachricht zu übertragende Identifikationsdaten erzeugen, so dass das Netzwerksbetriebszentrum 600 die Quelle jeder erhaltenen Nachricht bestimmen kann. Alternativ werden vorzugsweise festgelegte Kommunikationsbahnen für jeden Basisempfänger genutzt, weshalb die Quelle der Nachricht aus der aktivierten Kommunikationsbahn bestimmt werden kann.
18b zeigt eine Ausführungsform eines digitalen Basisempfängers, welcher eine Antenne 1800 beinhaltet, die mit einem analogen Empfänger 1802 verbunden ist. Wie in der zuvor erläuterten Ausführungsform entfernt der analoge Empfänger die modulierte Wellenform von dem durch die mobile Senderempfängereinheit gesendeten Trägersignal. Der analoge Empfänger 1802 gibt die modulierte Wellenform an einen in dem Basisempfänger beinhalteten Demodulator 1810 aus. Der Demodulator 1810 erzeugt ein digitales Ausgabesignal, welches dem durch die mobile Senderempfängereinheit gesendeten Datenstrom entspricht. Der Demodulator 1810 liefert das digitale Ausgabesignal an die regionale Verarbeitungsschaltung 1808 in der regionalen Station über die Datenbahn 1812. Die Datenbahn 1812 kann eine beliebige herkömmliche Datenbahn sein, welche in zufriedenstellender Weise die digitalen Daten von dem Demodulator 1810 an das regionale Verar beitungszentrum 1808 fördern kann. Die regionale Verarbeitungsschaltung 1808 leitet die Daten dann an das Netzwerksbetriebszentrum 600.
19 zeigt einen digitalen Basisempfänger, welcher fehlerberichtigende Medien, Speichermedien und Sendemedien beinhaltet. Eine Antenne 1900 ist mit einem analogen Empfänger 1802 verbunden, welcher mit einem Demodulator 1810, wie zuvor mit Bezug auf 18b beschrieben, verbunden ist. Das demodulierte, digitale Signal wird vom Demodulator 1810 an eine fehlerberichtigende Schaltung 1906 ausgegeben, welche einen fehlerberichtigenden Algorithmus durchführen kann, um die Unversehrtheit des von der mobilen Senderempfängereinheit erhaltenen Rückgabesignals sicherzustellen. Selbstverständlich sollte die fehlerberichtigende Schaltung Daten, welche durch den mobilen Senderempfänger kompatibel kodiert worden sind, dekodieren und korrigieren.
Das Ausgabesignal der fehlerberichtigten Daten von der fehlerberichtigenden Schaltung 1906 wird an eine Speicherungs- und Weitergabeschaltung 1908 ausgeliefert. Die Speicher- und Weitergabeschaltung 1908 speichert die erhaltenen Daten, um zu ermöglichen, dass diese später zu einer geeigneten Zeit und mit einer geeigneten Datenübertragungsrate gesendet werden.
Es ist in dem vorliegenden System beispielsweise wahrscheinlich, dass der durch den Basisempfänger empfangene Rückgabesignalverkehr in kurzen Stößen zu einer relativ hohen Datentransferrate auftreten wird. Allerdings ist es ebenfalls wahrscheinlich, dass die durchschnittliche Datentransferrate von den Basisempfängern wesentlich geringer ist als die augenblickliche Datentransferrate während Verkehrstößen. Die Speicher- und Weitergabeschaltung 1908 kann vorzugsweise als ein Puffer agieren, um zu ermöglichen, dass die Wiedergabesignaldaten von der Speicher- und Wiedergabeschaltung 1908 an die regionale Verarbeitungsschaltung 1808 in einer geringeren (und weniger teuren) Datentransferrate geleitet werden. Die Speicher- und Weitergabeschaltung 1908 ist daher vorzugsweise über eine Datenbahn 1910 mit der regionalen Verarbeitungsschaltung 1808 verbunden, welche eine Niedrigkosten-Telefonleitung beinhalten kann.
G) Das Netzwerksbetriebszentrum
1. Übersicht
Das Netzwerksbetriebszentrum 600 ist schematisch in 20 dargestellt. Das Netzwerksbetriebszentrum 600 beinhaltet einen Basisempfängereingabesystem 2000, welches Daten von den verschiedenen regionalen Stationen des gesamten Systems (z. B. von den regionalen Stationen 644 und 650) über verschiedene Datenbahnen, wie beispielsweise die in 6 dargestellten Datenbahnen 656 und 658, empfängt. Die durch das Basisempfängereingabesystem 2000 empfangenen Daten beinhalten Antwortdaten der Nutzern mit verschiedenen Steuerungsdaten. Das Basisempfängereingabesystem 2000 kann eine geeignete herkömmliche signalverarbeitende Ausrüstung beinhalten. Die Steuerungsdaten können den Basisempfänger identifizierende Daten (d. h. den Aufenthaltsort der mobilen Einheit) enthalten, die die jeweilige Antwort erhalten hat. Vorzugsweise erhält der Basisempfängereingabebereich 2000 die Daten von den regionalen Stationen über Telefonleitungen. Allerdings können andere geeignete Datenbahnen in Betracht gezogen werden.
Das Basisempfängereingabesystem 2000 liefert die erhaltenen Daten an einen zentralen Rechner 2002. Der zentrale Rechner 2002 kann ebenfalls Eingaben von einem Nutzereingabesystem 2004 erhalten. Das Nutzereingabesystem 2004 kann beispielsweise Daten der Nutzer über Telefonleitungen erhalten, die auf den zentralen Rechner über Stimme, DTMF oder Modem zugreifen und mit diesem agieren können, und kann eine geeignete herkömmliche signalverarbeitende Ausrüstung beinhalten. Ein Nutzer kann mit dem zentralen Rechner 2002 agieren, um seine Dienstleistung zu modifizieren, Nachrichten zu starten oder zu empfangen oder andere gewünschte Funktionen durchzuführen.
Der zentrale Rechner 2002 verarbeitet im allgemeinen die von dem Basisempfängereingabesystem 2000 und von den Nutzereingabesystem 2004 erhaltenen Daten, um verschiedene Bearbeitungen mit den Daten durchzuführen, verschiedene Datenbankeingänge für das Nutzen durch den zentralen Rechner 2002 up zu daten und Daten zur Sendung zu einem Satellitenübertragungsstation 2006 zu erzeugen.
Obwohl 20 den zentralen Rechner zeigt, welcher an einem einzelnen Ort in dem Netzwerksbetriebszentrum 600 existiert, sollte verstanden werden, dass ein verteiltes Rechnersystem genutzt werden kann, um die notwendigen Funktionalitäten des zentralen Rechners 2002 durchzuführen. Allerdings ist gegenwärtig ein einzelner Ort für den zentralen Rechner 2002 bevorzugt.
Das Satellitenübertragungssystem 2006 empfängt Daten von dem zentralen Rechner 2002 und gibt sie an den in 6 dargestellten Satelliten 606 zur Sendung an die Basistransmitter innerhalb des Systems weiter (z. B. die Basistransmitter 612 und 614 in 6).
Der zentrale Rechner 2002 ist ebenfalls mit einem Datenbanksystem 2008 verbunden, welches die verschiedenen Daten, wie beispielsweise Nachrichtendaten, Nutzerstatusdaten, Systemstatusdaten und Nachrichtenstatusdaten, beispielsweise zum Gebrauch durch den zentralen Rechner 2002 in der Verarbeitung, speichert.
Ein Steuerungszugang 2010 ist ebenfalls vorgesehen, um Systemingenieuren und Programmierern einen Zugang zum zentralen Rechner 2002 zu ermöglichen, um dessen Betrieb und die Systemzusammenstellung zu überwachen und zu modifizieren.
2. Die Struktur der Datenbank
Die Datenbank 2008 des Netzwerksbetriebszentrums beinhaltet einige Datenbankstrukturen, welche für den Betrieb des Systems notwendig sind. Während eine bevorzugte Partitionierung dieser Datenbank nachfolgend beschrieben wird, sollte verstanden werden, dass andere Partitionierungen in Betracht gezogen werden könnten, wie beispiels weise ein Verschieben der verschiedenen „Nutzerverkehr"-Felder von der Verkehrstatistikdatenbank zur Nutzerdatenbank.
a) Die Nutzerdatenbank
Die in 21 dargestellte Struktur der Nutzerdatenbank beinhaltet beispielsweise eine Aufnahme jedes Nutzers des Systems, welcher eine mobile Einheit besitzt. Die Aufnahme des Nutzers 1 2100 beinhaltet verschiedene Felder, wie beispielsweise ein ID-Nummer-Feld 2102, welches eine mit einem bestimmten Nutzer verbundene einzigartige Nummer anzeigt. Das Sendefähigkeitsfeld 2106 zeigt an, ob die mit dem Nutzer verbundene mobile Einheit die Fähigkeit zum Senden aufweist. Das Feld des letzten Aufenthaltsortes 2104 beinhaltet Daten, welche den letzten bekannten Aufenthaltsort des Nutzers anzeigen. Das Feld des letzten Aufenthaltes kann aktualisiert werden, wenn der Zentralrechner feststellt, dass ein neuer Basisempfänger ein Wiedergabesignal von der mobilen Einheit empfangen hat, wodurch angezeigt wird, dass die mobile Einheit seit dem letzten Wiedergabesignal bewegt wurde. Wenn die mobile Einheit nur einen mobilen Empfänger ohne Sendefähigkeit beinhaltet, kann das Feld des letzten Aufenthaltes 2104 nicht aktualisiert werden und die mobile Einheit kann einem fehlerhaften Aufenthaltsort zugeordnet werden.
Das Servicegebietsfeld 2108 beinhaltet Daten, welche dem Gebiet entsprechen, das der Nutzer abonniert hat. Wenn ein Nutzer beispielsweise einen Service in einem geografischen Gebiet wünscht, welches kleiner ist als das Servicegebiet des gesamten Systems, könnte der zentrale Rechner die Daten des Servicegebietsfeldes 2108 nutzen, um zu verursachen, dass nur ausgewählte Basistransmitter versuchen, Nachrichten an die mobile Einheit zu senden.
Das Tastenformatfeld 2110 beinhaltet Daten, welche das Format von Antworttasten anzeigen, auf welche der Nutzer an dem mobilen Senderempfänger zugreifen kann. Für mobile Einheiten, welche nur Empfangsfähigkeit aufweisen, wird das Tastenformatfeld selbstverständlich nicht genutzt werden.
Das Nachrichtenfeld 2112 beinhaltet Daten, welche eine oder mehrere Nachrichten beinhalten, die für den Nutzer bestimmt sind. Wenn der zentrale Rechner über ein Bestätigungssignal Daten erhalten hat, die anzeigen, dass die Nachricht durch die mobile Einheit erhalten wurde, wird ein Empfangsflag gesetzt. Falls die mobile Einheit keine Sendefähigkeit aufweist, wird das Empfangsflag nach Senden der Nachricht durch die geeigneten Basistransmitter gesetzt. Die Nutzerdatenbankstruktur kann für jeden Nutzer des Kommunikationssystems der vorliegenden Erfindung andere zum Ermöglichen verschiedener gewünschter Dienstleistungen erforderliche Felder enthalten.
b) Die Emfängerdatenbank
Die Datenbank 2008 aus 20 beinhaltet eine (nicht dargestellte) Empfängerdatenbank, welche einen Eingang von einigen mit jedem Basisempfänger des Systems verbundenen Feldern beinhaltet. Vorzugsweise beinhaltet ein erstes Feld für jeden Basisempfänger die Gesamtanzahl der mobilen Einheiten, welche zuletzt mit diesem Empfänger kommuniziert haben. Ein zweites Feld beinhaltet vorzugsweise für jeden Basisempfänger eine Liste der Basistransmitter, welche den gesamten oder einen Teil des abgedeckten Empfängerbereiches des Basisempfängers abdecken.
c) Die Verkehrsstatistikdatenbank
Die Datenbank 2008 aus 20 sollte vorzugsweise ebenfalls wie in 22 dargestellt ist, eine Verkehrsstatistikdatenbank enthalten. Diese beinhaltet verschiedene Felder, die durch den zentralen Rechner 2002 berechnete, Verkehrsmerkmale des Systems betreffende Statistiken enthalten. Die Verkehrsdatenbank 2200 beinhaltet zum Beispiels vorzugsweise ein Nutzerfeld 2202 für einen Nutzer des Systems indizierende Daten. Vorzugsweise sind mehrere Felder mit dem Nutzerfeld 2202 verbunden. Das Feld 2204 beinhaltet Daten, welche die Anzahl der durch das Netzwerk gesendeten Probesignale zum Lokalisieren der mit dem Benutzerfeld 2202 verbundenen mobilen Einheit darstellen. Ein Feld 2206 beinhaltet Daten, welche die Anzahl der von dem Netzwerk von einer mit dem Benutzerfeld 2202 verbundenen mobilen Einheit empfangenen Registrationssignale darstellen. Ein Feld 2208 beinhaltet Daten, welche die Anzahl von Nachrichten des Netzwerkes, welche erfolgreich an die mit dem Benutzerfeld 2202 verbundene mobile Einheit ausgeliefert wurden, darstellen. Ein Feld 2210 kann genutzt werden, um für andere verkehrsbezogene Daten genutzt zu werden, wie beispielsweise für Daten, welche den durchschnittlichen Verkehr pro Zyklus anzeigen und Daten, welche einen zeitlichen Durchschnittswert des Verkehrs (beispielsweise für die letzte Stunde) anzeigen.
Die Verkehrsdatenbank 2200 könnte des weiteren (nicht dargestellte) Felder für Daten beinhalten, welche die Leistungsfähigkeit des Gesamtsystems und insbesondere jeder Zone des Netzwerks betreffen. Derartige gebietsspezifische Verkehrsdaten können beim Optimieren der Systemleistungsfähigkeit nutzvoll sein, indem sie eine vernünftige Neudefinition der zonalen Grenzen ermöglichen.
d) Die Service-Werteschlange
Die Datenbank 2008 der 20 beinhaltet ebenfalls, wie in 20 dargestellt ist, eine Service-Warteschlange 2300. Die Service-Warteschlange 2300 beinhaltet eine Reihe der gegenwärtigen Nachrichten und eine Probeliste. Die Reihe der gegenwärtigen Nachrichten beinhaltet eine systemweite Nachrichtenliste, welche durch das System ausgegeben wird. Die gegenwärtige Nachrichtenreihe beinhaltet beispielsweise eine Reihe von ID-Nummernfeldern 2302, 2304 und 2306 mit entsprechend verbundenen Feldern 2308, 2310 und 2312 für Örtlichkeitsdaten. Die Felder 2308, 2310 und 2312 für Örtlichkeitsdaten beinhalten Zeiger auf die geeigneten Felder in der in 21 dargestellten Nutzerdatenbankstruktur. Die ID-Nummernfelder 2302, 2304 und 2306 beinhalten Daten, welche die ID-Nummer des Nutzers enthalten, an welchen die Nachricht auszuliefern ist.
Beim Betrieb findet der zentrale Rechner zum Verarbeiten und Senden einer Nachricht an den Nutzer die ID-Nummer 2302 und die Örtlichkeitsdaten 2308 vom Anfang der gegenwärtigen Nachrichtenreihe und findet die passenden Daten von der Nutzerdatenbank 2100 wieder.
Die Probelistenreihe beinhaltet ID-Nummernfelder 2314, 2316 und 2318 sowie Örtlichkeitsdatenfelder 2320, 2322 und 2324, welche denen der gegenwärtigen Nachrichtenreihe in der Form ähnlich sind. Die Probelistenreihe enthält eine Liste von Nutzern, an welche das System zuvor erfolglos versucht hat, eine Nachricht auszuliefern. Anders ausgedrückt werden die Nutzer, welche in der Probeliste aufgelistet sind, durch das System als „verloren" betrachtet. Der zentrale Rechner 2002 startet dann eine Proberountine für die ID-Nummer 2314 und die Örtlichkeitsdaten 2320, welche am Anfang der Probeliste platziert sind.
Nach der erfolgreichen Ausführung der Proberoutine wird das Feld des letzten Aufenthaltes 2304 der Nutzerdatenbankstruktur 2100 aktualisiert werden, um von dem Basisempfänger, welcher die Bestätigung der mobilen Einheit auf das Probesignal empfangen hat, einen genauen letzten Aufenthalt des Nutzers zu ermöglichen. Nachdem das letzte Aufenthaltsfeld 2304 aktualisiert wurde, kann die Nachricht dann wieder in der gegenwärtigen Nachrichtenreihe zur Ausgabe an den Nutzer über die in der Nähe der mobilen Einheit platzierten geeigneten Basistransmitter platziert werden.
Das Netzwerksbetriebszentrum gibt vorzugsweise der Auslieferung sämtlicher Nachrichten der gegenwärtigen Nachrichtenliste Priorität und sendet dann Probesignale an die in der Probelistenreihe aufgelisteten Nutzer, nachdem für sämtliche Nachrichten der gegenwärtigen Nachrichtenreihe eine Ausgabe versucht wurde. Falls die Menge der Nachrichten in der gegenwärtigen Nachrichtenreihe für eine längere Zeitdauer hoch bleibt, beginnt das Netzwerksbetriebszentrum vorzugsweise, periodisch Probesignale an die in der Probeliste aufgelisteten Nutzer zu senden, auch wenn nicht ausgelieferte Nachrichten in der gegenwärtigen Nachrichtenreihe verbleiben. Beispielsweise sendet das Netzwerksbetriebszentrum vorzugsweise in diesem Fall einer stetig gefüllten gegenwärtigen Nachrichtenliste drei Probesignale in jedem gesendeten Zyklus.
e) Die Basistransmitterzuordnungsliste
Die Datenbank 2008 des Netzwerksbetriebszentrums beinhaltet eine in 24 dargestellte Basistransmitterdatenbank 2400. Die Basistransmitterdatenbank 2400 beinhaltet ein zonales Zuordnungsfeld 2404 für Daten, welche eine mit einem Basistransmitterfeld 2402 des Systems verbundene Zonenzuordnung darstellen. Mit dem Basistransmitterfeld 2402 sind ebenfalls ein Feld 2406 für Daten, welche die Basisempfänger in dem durch den Transmitter abgedeckten Bereich darstellen, und ein Feld 2408 für andere mit einem Basistransmitter verbundene Daten verbunden. Wie man in 24 erkennen kann, weist jeder Basistransmitter des Netzwerks ein Basistransmitterfeld und verbundene Felder wie oben beschrieben auf.
Unter normalen Betriebsbedingungen des Systems mit einem geringen Maß an zu übertragendem Nachrichtenverkehr wird jeder Basistransmitter mit seiner besonderen Zone verbunden bleiben. Allerdings ermöglichen die Systeme und Verfahren der vorliegenden Erfindung einen dynamischen Wechsel der zonalen Zuordnungen der verschiedenen Basistransmitter, um den Informationsdurchsatz zu verbessern. Diese Konzepte einer dynamischen Zonenzuordnung weisen jedem Basistransmitter basierend auf der während des systemweiten Zeitintervalls übermittelten Nachrichtenmenge und insbesondere basierend auf der örtlichen Nachrichtenmenge an mobiler Einheiten neue Zonen zu. Im allgemeinen kann die dynamische Zonenzuordnung genutzt werden, um Nachrichten an mobile Einheiten in Überlappungsbereichen (d. h. „zonales Zittern") auszuliefern oder um die Menge des Nachrichtenverkehrs zwischen den Zonen auszugleichen.
Um diese Konzepte zu erklären, ist 25 nutzvoll. Verschiedene Basistransmitter, die jeweils als „X" bezeichnet sind, sind über einen in 25 dargestellten Raumbereich verteilt. Über diesen Raumbereich 2500 sind ebenfalls verschiedene Basisempfänger verteilt, die jeweils durch ein „R" bezeichnet sind. Die normale Zonengrenze für Zone 1 in 25 ist durch eine feste Linie 2502 dargestellt. Eine normale Grenze für die Zone 2 ist durch eine feste Linie 2504 für die während eines Betriebes unter normaler Verkehrsbelastung geltenden Bedingungen dargestellt. Wie gesehen werden kann, sind die Basistransmitter 2506, 2508 und 2510 in der Nähe der zonalen Grenze der Zone 2 und die Basistransmitter 2512, 2514 und 2516 in der Nähe der Grenze der Zone 1 platziert. Die Basisempfänger 2518 und 2520 sind in einem Überlappungsgebiet 2521 zwischen den Zonen 1 und 2 platziert. Wie zuvor erläutert, muss mit den in diesem Überlappungsgebiet 2521 in der Nähe der Basisempfänger 2518 und 2520 platzierten mobilen Einheiten aufgrund der während des zonalen Zeitinvertalls durch die benachbarten Basistransmitter erzeugten Interferenz während des systemweiten Zeitintervalls kommuniziert werden.
Während eines normalen Betriebs des Systems in einem niedrigen bis moderaten Maß, wird der zonale Überlappungsbereich 2521, d. h. der Interferenzbereich nahe der Basisempfänger 2518 und 2520, vorzugsweise eine geringe Anzahl von darin platzierten mobilen Einheiten aufweisen. Eine Kommunikation mit diesen mobilen Einheiten wird daher keine signifikanten Systemresourcen durch eine zufällige Kommunikation mit ihnen während des systemweiten Zeitintervalls verbrauchen.
Falls allerdings das Verkehrsvolumen des Überlappungsbereiches 2521 in der Nähe der Basisempfänger 2518 und 2520 ansteigt, wenn beispielsweise zusätzliche mobile Einheiten in diesen Überlappungsbereich 2521 gelangen, kann die Handhabung dieses Verkehrs im systemweiten Zeitintervall Systemresourcen in einem bedeutenden Maß verbrauchen. Beispielsweise kann eine Kommunikation mit einer großen Anzahl mobiler Einheiten während des systemweiten Zeitintervalls die Ausgabe von Nachrichten an Einheiten in dieser oder anderen Regionen signifikant verzögern.
Unter diesen Umständen werden die zonalen Grenzen geändert, um diesen starken Verkehr aus einem zonalen Überlappungsgebiet zu entfernen. Beispielsweise wird die Systemeffizienz wiederhergestellt, wenn die Grenzen der Zone 1 zur gestrichelten Linie 2522 und die Grenzen der Zone 2 zur gestrichelten Linie 2524 bewegt werden.
Der zentrale Rechner 2002 kann diese zonale Rückdefinition dynamisch bewerkstelligen, indem er einen oder mehrere Basistransmitter einer neuen Zone zuordnen, um die Nachrichten des systemweiten Zeitintervalls zu reduzieren. In dem in 25 dargestellten Beispiel aktualisiert der zentrale Rechner die zonale Zuordnungsliste der Basistransmitter, um die Basistransmitter 2512, 2514 und 2516 der Zone 2 wieder zuzuordnen, während er diese Basistransmitter aus der Zone 1 entfernt. Im Hinblick auf diese zonale Wiederdefinition ist die neue Zonengrenze 1 durch die gestrichelte Linie 2522 und die neue Zonengrenze 2 durch die gestrichelte Linie 2524 dargestellt. Der Bereich des starken Verkehrs in der Nähe der Basisempfänger 2518 und 2520 ist nun innerhalb der Zone 2 begrenzt und Nachrichten an diese Einheiten können während nachfolgender zonaler Zeitintervalle effizient ausgeliefert werden.
Ein gemäß der Erfindung bevorzugtes Verfahren 2600 zur Durchführung der zonalen Rückdefinition ist in 26 dargestellt. Gemäß dieses Verfahrens ermöglicht der Schritt 2602 ein im wesentlichen simultanes Senden eines ersten Informationssignals und eines zweiten Informationssignals, wobei das erste Informationssignal in Simultanübertragung durch einen mit einer ersten Zone verbundenen ersten Satz von Basistransmittern gesendet wird und das zweite Informationssignal in Simultanübertragung durch einen mit einer zweiten Zone verbundenen zweiten Satz von Basistransmittern gesendet wird. Wie in 25 dargestellt, könnten beispielsweise die Basistransmitter der durch die Grenzlinie 2502 definierten Zone 1 der erste Satz der Basistransmitter sein und die in der durch die Begrenzungslinie 2504 definierten Zone 2 platzierten Basistransmitter könnten der zweite Satz Basistransmitter sein.
Ein Schritt 2604 des Verfahrens ermöglicht ein dynamisches Wiederzuordnen eines oder mehrerer Basistransmitter des der ersten Zone zugeordneten ersten Satzes der Basistransmitter zu dem der zweiten Zone zugeordneten zweiten Satzes der Basistransmitter, wobei ein aktualisierter erster Satz und ein aktualisierter zweiter Satz der Basistransmitter erzeugt wird. Beispielsweise könnten die Basistransmitter 2512, 2514 und 2516 aus der Zone 1 wieder der Zone 2 zugeordnet werden. Wie in 25 dargestellt ist, würden neue Zonengrenzen durch die gestrichelten Linien 2512 für die Zone 1 und 2524 für die Zone 2 definiert.
Ein Schritt 2606 ermöglicht ein im wesentlichen simultanes Übermitteln eines dritten und eines vierten Informationssignals, wobei das dritte Informationssignal in Simultanübertragung durch den aktualisierten ersten Satz Basistransmitter und das vierte Informationssignal in Simultanübertragung durch den aktualisierten zweiten Satz Basistransmitter übertragen wird. Wie in 25 dargestellt ist, könnte der der durch die gestrichelte Linie 2522 definierten Zone 1 zugeordnete Basistransmitter (d. h. nicht die Basistransmitter 2512, 2514 und 2516) während eines nachfolgenden Kommunikationszyklusses ein drittes Informationssignal senden, die Basistransmitter der der durch die gestrichelte Linie 2524 definierten Zone 2 (d. h. einschließlich der Basistransmitter 2512, 2514 und 2516) könnten ein viertes Informationssignal während des gleichen nachfolgenden Kommunikationszyklusses senden.
Es ist des weiteren wünschenswert, dass während der Rückdefinition der zonalen Grenzen sichergestellt ist, dass das neue Überlappungsgebiet 2525 in der Nähe des Basisempfängers 2526 und zwischen den gestrichelten Linien 2522 und 2524 ein Gebiet ist, welches wahrscheinlich oder gegenwärtig keine große Menge an Nachrichtenverkehr erzeugt. Die zonalen Grenzen sollten im allgemeinen vorzugsweise rückdefiniert werden, um den Informationsdurchsatz durch Minimieren der während des systemweiten Zeitintervalls zu übertragenden Daten zu maximieren. Ein Netzwerksmanager könnten den Gesamtverkehrsverlauf und -tendenzen betrachten, um eine optimale Rückdefinition der zonalen Grenzen festzustellen. Selbstverständlich könnte der zentrale Rechner 2002 ebenfalls einen Algorithmus durchführen, welcher auf die Verkehrsstatistikdatenbank 2200 zugreift, um die optimale Rückdefinition der zonalen Grenzen festzustellen.
In einer bevorzugten Ausführungsform eines Falles, in welchem eine ganze Region mit mobilen Einheiten gesättigt ist, wie ein großer städtischer Bereich, können wiederholte Rückzuordnungen der Basistransmitter genutzt werden, um den Nachrichtenverkehr während des systemweiten Zeitintervalls zu reduzieren. Es kann sein, dass kein geeignetes Überlappungsgebiet existiert, wie beispielsweise das Überlappungsgebiet 2525, in welchem ein geringes Verkehrsmaß existiert, um eine Langzeitzuordnung der Basistransmitter mit der daraus folgenden Rückdefinition der zonalen Grenzen zu erleichtern. In diesem Fall wechselt die bevorzugte Ausführungsform zwischen einem ersten und einem zweiten Satz zonaler Grenzen über jeden Kommunikationszyklus und versucht nicht während des systemweiten Zeitintervalls keine Nachrichten zu senden.
In 25 würde diese bevorzugte Ausführungsform die durch die Linien 2502 und 2504 definierten zonalen Grenzen während eines ersten zonalen Zeitintervalls nutzen und würde nicht versuchen, Nachrichten an mobile Einheiten in dem Überlappungsgebiet 2521 auszuliefern. In einen nachfolgenden Zyklus definiert diese bevorzugte Ausführungsform die zonalen Grenzen durch die gestrichelten Linien 2522 und 2524 und liefert Nachrichten an die mobilen Einheiten des vorherigen Überlappungsgebietes 2521 während des zonalen Zeitintervalls unter Nutzung des Basistransmitters der Zone 2. Während dieses Zyklusses würde das Netzwerk nicht versuchen, Nachrichten an mobile Einheiten in dem Überlappungsgebiet 2525 auszuliefern. In wiederum einem weiteren Zyklus würde diese bevorzugte Ausführungsform auf die zonalen Grenzen 2502 und 2504 zurückschalten, was erlauben würde, Nachrichten an mobile Einheiten in dem jetzt vorherigen Überlappungsgebiet 2525 während des zonalen Zeitintervalls unter Nutzung der Basistransmitter der Zone 1 auszugeben. Wie erkannt werden kann, reduziert ein Wechseln zwischen einem ersten und einem zweiten Satz zonaler Grenzen vorteilhaft den Bedarf nach einer Kommunikation während des systemweiten Zeitintervalls, verlangsamt allerdings die Ausgabe von Nachrichten ein wenig, indem nur eine Verbindung mit mobilen Einheiten in Überlappungsbereichen während der zonalen Zeitintervalle oder der wechselnden Kommunikationszyklen ermöglicht wird.
H) Das bevorzugte Systemkommunikationsprotokoll
Das Systemkommunikationsprotokoll ist vorzugsweise ein zeitunterteilendes Protokoll, welches innerhalb sich wiederholender Kommunikationszyklen von vorzugsweise 30 sec. Dauer organisiert ist.
Die durch das Netzwerk übertragenen Datenblöcke werden vorzugsweise durch ein ein Bit zwischenschiebendes Verfahren ausgebildet, um einen Datenverlust während eines plötzlichen Auftretens von Interferenz zu vermeiden. Die Zerlegung kann durch Stapeln zweier oder mehrerer Datenblöcke (welche von rechts nach links gelesen werden) und ein nachfolgendes Senden eines Bitstreifens in einer Zeile zu Zeile, von oben nach unten Abfolge, beabsichtigt sein. Wie erkannt werden kann, wird ein plötzliches Auftreten von Interferenz wahrscheinlich nur schlimmstenfalls den Verlust einiger weniger Bits pro Wort verursachen, was durch fehlerberichtigende Techniken berichtigt werden kann, anders als der Verlust von ganzen Wörtern. Selbstverständlich muss die mobile Einheit die Daten vor dem Verarbeiten in geeigneter Weise zerlegen.
27 zeigt allgemein eine Vielzahl von bevorzugten Zeitintervallen, welche wechselnd zur Kommunikation zwischen dem System und verschiedenen Sätzen oder Untersätzen von mobilen Einheiten genutzt werden können. Vorzugsweise wird ein anpassbarer Plan für diese Zeitintervalle erzeugt und kann gemäß den Anforderungen des Systems revidiert werden. Das Planen der Zeitintervalle ermöglicht vorteilhaft, dass die mobile Einheit während inaktiver Zeitdauern, wenn die mobile Einheit keine Nachrichten senden oder empfangen wird, heruntergeschaltet wird, wodurch die Energie der Batterie geschont wird. Ähnlich werden Nachrichten oder Informationen zur Ausgabe an einen Anteil der gesamten Anzahl der mobilen Einheiten vorzugsweise während Zeitintervallen gesendet, die die Ausgabe dieser Nachrichten oder Informationen an nicht beabsichtigte mobile Einheiten, die nicht in dem Anteil enthalten sind, minimieren, um des weiteren die Energie der Batterie zu schonen.
Ein bevorzugtes Zyklusprotokoll 2700 ist in 27a dargestellt. Das Zyklusprotokoll 2700 beinhaltet ein Zykluszeitintervallvorsatz 2702, ein systemweites Weitergabe(FWD)stapelzeitintervall 2704, ein systemweites Antwortzeitintervall 2706, ein zonales Weitergabe(FWD)stapelzeitintervall 2708, ein zonales Wiederholungszeitintervall 2710 und ein Inhaltwiederholungszeitintervall 2712. Andere Anordnungen, wie beispielsweise ein Verschieben des systemweiten Wiederholungsintervalls zum zonalen Wiederholungsintervall können in Betracht genommen werden, wenn die Einschaltdauer des Transmitters signifikant ist.
Das Zyklusprotokoll plant im allgemeinen Zeitfenster für eine systemweite und zonale Weitergabekanalinformationsübertragung von dem Netzwerk zu den mobilen Einheiten und für eine systemweite und zonale Kanalinformationsrückübertragung von den mobilen Senderempfängereinheiten zum Netzwerk. Zusammengefaßt beinhaltet der Zyklusvorsatz 2702 überschreibende oder „inhaltsverzeichnisähnliche" Informationen, das systemweite Weitergabestapelfeld 2704 und das zonale Weitergabestapelfeld 2708 bieten eine Fähigkeit zur Weitergabekommunikation an die mobilen Einheiten durch die Basistransmitter in einem systemweiten Zeitintervall bzw. einem zonalen Zeitintervall. Das systemweite Antwortenfeld 2706 und das zonale Wiederholungsfeld 2710 sehen eine Zeitdauer für ein Wiedergabesignal für die mobilen Senderempfänger vor, um eine während der systemweiten und zonalen Weitergabestapelzeitdauern 2504 bzw. 2508 erzeugte Nachrichten zu beantworten. Das Wiederholungsinhaltsfeld 2712 ermöglicht schließlich dem mobilen Senderempfänger, einen Zugang zum Netzwerk zu starten.
Jedes der dargestellten Felder mit Ausnahme des Feldes des Zyklusvorsatzes 2702 ist vorzugsweise in seiner Dauer variabel und kann abhängig von den Erfordernissen des Nachrichtenverkehrs durch den zentralen Rechner 2002 gewechselt werden. Der Anfang des Zyklusses ist durch den zentralen Rechner auf einen Zeitstandard synchronisiert und deckt sich vorzugsweise mit dem Beginn von minütlichen oder halb-minütlichen Intervallen. Jede mobile Einheit beinhaltet vorzugsweise, wie zuvor beschrieben wurde, eine Zeitschaltung, welche der mobilen Einheit ermöglicht, zu Anfang jedes Zyklusses anzuschalten, um Senden zu empfangen.
Der zentrale Rechner 2002 berechnet für jeden Zyklus den für jedes Feld erforderlichen Zeitbedarf, um den Informationsdurchsatz des Netzwerkes zu maximieren. Für das in 27a dargestellte Zyklusprotokoll 2700 wird der zentrale Rechner beispielsweise die für das systemweite Weitergabestapelfeld 2704, das systemweite Antwortintervall 2706, das zonale Weitergabeintervall 2708, das zonale Wiederholungsintervall 2710 und das Inhaltwiederholungsintervall 2712 notwendige Zeitdauer berechnen. Der Zyklusvorsatz 2702 wird vorzugsweise Zeitversatzdaten beinhalten, welche den Zeitversatz vom Zyklusvorsatz während des Beginnens des systemweiten Antwortintervall 2706, des Beginnens des zonalen Weiterleitungsintervalls 2708, des Beginnens des zonalen Wiederholungsintervalls 2710 und des Beginnens des Inhaltwiederholungsintervalls 2712 anzeigen werden.
Der Zyklusvorsatz 2702 beginnt vorzugsweise mit einer acht Stellen langen (nicht dargestellten) Präambel zum Zwecke der digitalen Synchronisation. Die Präambel ermöglicht, dass die mobile Einheit ihre Zeitschaltung mit dem Netzwerk synchronisiert. Die Zeitschaltung der mobilen Einheit könnte beispielsweise von dem mobilen Netzwerk aufgrund gewöhnlich verursachter Unrichtigkeiten versetzt werden. Der Präambel folgt ein „Beginn des Vorsatzs"-String von vier Stellen. Sämtliche Zeitversätze innerhalb des Zyklusses sind als eine Anzahl von vordefinierten Intervallen beginnend vom Start der letzten Kopfzeilenstelle berechnet. Der „Beginn der Kopfzeile"-String wird von einem achtstelligen String gefolgt, der in zwei Worte eingeteilt ist, von denen jedes gegen Fehler durch eine Kodierung geschützt ist, wobei ein Weiterleitungsfehler berichtigender Code, vorzugsweise ein Bose-Chaudhuri- und Hocquenghem(BCH)-Code oder ein Reed Solomon-Code genutzt wird. Diese fehlerberichtigende Codes addieren zusätzliche Stellen zu den Informationsstellen in einem Codewort, wobei die zusätzlichen Stellen eine spezifische Funktion der Informationsstellen sind, so dass, falls bestimmte gewöhnliche Fehler auftreten, ein dekodierender Schritt, welcher sämtliche übertragenen Stellen, sowohl die Informations- als auch die zusätzlichen Stellen, beinhaltet, die ursprünglichen Informationsstellen wiederherstellen kann. Das erste Codewort wird eine Zählung der gegenwärtig für den Tag ausgeführten Zyklen enthalten. Das zweite Codewort wird die notwendigen Zeitversätze für den Start der Zeitintervalle in dem Zyklusprotokoll 2700 enthalten. Weitere Informationen betreffend fehlerberichtigende Codes können in Gallagher „Information Theory and Reliable Communication", Wiley 1968 gefunden werden, auf welchen hiermit Bezug genommen wird.
Das systemweite Weitergabestapelfeld 2704 beinhaltet im allgemeinen ein zonales Vorsatzzeitintervall einschließlich Vorsatz-Informationen und einer Reihe von 64 Stapeln. Das zonale Weitergabeintervall 2710 beinhaltet ebenfalls in ähnlicher Weise ein zonales Vorsatzzeitintervall mit Vorsatz-Informationen und einer Reihe von 64 Stapeln. Jeder Stapel ist ein Datenstreifen, welcher speziell auf eine einzelne Gruppe von mobilen Einheiten gerichtete Informationen enthält. Jeder Stapel enthält vorzugsweise auf eine bestimmte Klasse von mobilen Einheiten gerichtete Informationen, wobei die Klassen durch die ermöglichten Servicearten unterteilt sind. Beispielsweise könnte ein erster Stapel auf sämtliche mobilen Senderempfängereinheiten und ein zweiter Stapel auf sämtliche mobilen Empfängereinheiten gerichtet sein. Des weiteren kann jeder Stapel einige Nachrichten enthalten, welche jeweils für verschiedene mobile Einheiten innerhalb der bestimmten Gruppe der Einheiten, auf welche der Stapel gerichtet ist, bestimmt sind. 27b zeigt allgemein das Weitergabestapelintervallprotokoll 2750, welches sowohl für das systemweite Weitergabeintervall 2704 als auch für das zonale Weitergabeintervall 2708 bevorzugt ist.
Das systemweite Weitergabeintervall 2704 wird vorzugsweise nur zum Sendes eines Probesignals an eine mobile Senderempfängereinheit genutzt, welche nicht auf zonale Nachrichten antwortet (d. h. eine „verlorene" Einheit). Allerdings kann das systemweite Weitergabeintervall 2704 notwendigenfalls genutzt werden, um Nachrichten an den Überlappungsgebieten platzierten mobilen Einheiten auszuliefern. Der ID-Nummer oder Adresse der verlorenen mobilen Einheit folgen vorzugsweise Daten, welche den Zeitversatz anzeigen, welcher eine Verzögerungszeitdauer während des Beginns des für das Wiedergabesignal der mobilen Einheit bestimmten Zeitfensters ist. Eine alternative Verwendung, welche für mobile Einheiten nützlich sein kann, welche in einer Zeitdauer nicht geantwortet haben, könnte mobile Einheiten aufweisen, welche eine Probesignalantwort während des Inhaltwiederholungsintervalls empfangen haben.
Nach dem Ende des Sendens auf dem systemweiten Weitergabestapelzeitintervall 2704 fahren sämtliche Netzwerkbasistransmitter bis zum Beginn des zonalen Weitergabestapelzeitintervalls 2708 herunter.
Das Weitergabestapelintervallprotokoll 2750 beinhaltet ein Weitergabekanalvorsatzintervall 2714, welches Daten beinhaltet, um zu ermöglichen, dass die Zeitschaltungen der mobilen Einheiten sich selbst mit dem ankommenden Datenstrom synchronisieren. Der Weitergabekanalvorsatz 2714 beinhaltet ebenfalls vorzugsweise Daten, welche einen Zeitversatz beinhalten, welcher ein Wiederholungskanalzeitintervall für jeden Stapel einteilt, wie erforderlich sein kann. Selbstverständlich würde der Weitergabekanalvorsatz 2714 für das systemweite Weitergabeintervall 2704 einen Zeitversatz für die wiederholte Kanalübertragung während des systemweiten Antwortintervalls 2706 anzeigen und der Weitergabekanalvorsatz 2714 würde für das zonale Weitergabeintervall 2708 einen Zeitversatz für die wiederholte Kanalübertragung während des zonalen Wiederholungsintervalls 2710 anzeigen.
Der Weitergabekanalvorsatz 2714 beinhaltet des weiteren einen Datenstrom zur mobilen Einheit, welcher auflistet, welche der 64 Stapel folgen wird und die Zeitversätze auflistet, die anzeigen, wann diese Stapel gesendet werden werden. Dieses Merkmal ermöglicht wiederum vorteilhaft, dass die mobile Einheit während der systemweiten und zonalen Weitergabeintervalle 2704 und 2708 bis zu einer zweckdienlichen Zeit zum Erhalten ihrer Stapelinformationen herunterschaltet, wodurch die Energie der Batterie der mobilen Einheit geschont wird. Die verbleibenden Felder Stapel i2720, Stapel j2722 und Stapel k2724 sind individuelle, auf die mobilen Einheiten gerichtete Stapel.
Es sollte verstanden werden, dass verschiedene Klassen mobiler Einheiten verschiedenen gewünschten Stapelprotokollen abhängig von der Art der Dienstleistung, der Verarbeitungsenergie, der Batteriekapazität und anderen Faktoren folgen können.
Das individuelle Stapelprotokoll 2780 ist in 27c dargestellt. Das Stapelvorsatzfeld 2726 ist ähnlich zu dem zuvor für die 27a und b erläuterten Vorsatzfeldern. Der Stapelvorsatz 2726 beinhaltet eine Liste von einzelnen mobilen Einheiten, um Nachrichten innerhalb des Stapels zu erhalten und beinhaltet Zeitversätze, welche anzeigen, wann derartige Nachrichten gesendet werden werden. Des weiteren beinhaltet der Stapelvorsatz 2726 Daten, welche einen Zeitversatz anzeigen, welcher ein Wiedergabekanalintervall in das Systemwiedergabeintervall, das zonale Wiedergabeintervall oder wenn geeignet in das Inhaltswiedergabeintervall einteilt. Diese Information ermöglicht wiederum der mobilen Einheit, die Lebensdauer ihrer Batterie zu verlängern, da die mobile Einheit nur zur zweckdienlichen Zeit zum Empfangen oder Senden von zweckdienlichen Nachrichten eingeschaltet sein muss. Es ist des weiteren bevorzugt, dass die Wiedergabekanalzeitversatzdaten unter Verwendung fehlerberichtigender Codes gesendet werden, um ihren korrekten Empfang durch die mobile Einheit sicherzustellen. Der korrekte Empfang der Wiedergabekanalzeitversatzdaten wird ungewollte oder unpünktliche Sendungen durch die mobile Einheit verhindern und sicherstellen, dass eine mobile Einheit ein negatives Bestätigungssignal sauber übertragen wird, wenn bei dem sauberen Empfang einer unkodierten Nachricht Fehler aufgetreten sind.
Das individuelle Nachrichtenintervall 2732 beinhaltet die individuelle Nachricht, welche für eine bestimmte mobile Einheit oder Einheiten bestimmt ist. Die Dauer jeder Nachricht und die Anzahl der Nachrichten innerhalb eines Stapels kann durch das Netzwerksbetriebszentrum 600 variiert werden und ist abhängig vom Verkehr.
Jede mobile Einheit mit Sendefähigkeit, welche eine Nachricht in dem unmittelbar vorherigen systemweiten Sendeintervall 2704 oder dem zonalen Sendeintervall 2708 empfangen hat, wird zum Senden ein geeignetes Zeitfenster haben, welches in dem systemweiten Antwortintervall 2706 bzw. dem zonalen Wiedergabeintervall 2710 geplant ist. Die Zeitschaltung in der mobilen Senderempfängereinheit bestimmt das entsprechende Zeitfenster zur Sendung. Falls die mobile Einheit beispielsweise einfach versucht, ein Bestätigungssignal zu senden, weiches anzeigt, dass die mobile Einheit die Nachricht vom Netzwerk sauber empfangen hat, muss nur eine acht-Bit-Präambel gefolgt von der Adresse der mobilen Einheit und eine drei-Bit-Bestätigung gesendet werden. Falls allerdings eine ausführlichere Antwort von der mobilen Einheit erforderlich ist, könnten zusätzliche Daten während dieses Zeitfensters gesendet werden. Lang andauernde Antwortnachrichten könnten insbesondere als Antwort auf eine Anfrage von der mobilen Einheit eingeplant werden, welche während des Inhaltsintervalls 2712, wie im folgenden erläutern, gesendet werden.
Aufgrund der Fähigkeit der mobilen Senderempfängereinheit zur Übertragung bei niedriger Energie gibt es eine gesteigerte Wahrscheinlichkeit von Datenübertragungsfehlern für Antwortsignale. Der ausgedehnte Golay-Code zum Fehlerschutz kann für Antwortkanalnachrichten von mobilen Senderempfängereinheiten zum Netzwerk genutzt werden.
Das systemweite Antwortintervall 2706 und das zonale Antwortintervall 2710 ermöglichen eine Verbindungsfähigkeit von den mobilen Senderempfängereinheiten zum Netzwerk (d. h. der Antwortkanal).
Des weiteren nimmt eine bevorzugte Ausführungsform mobile Terminals mit ausgedehnten Fähigkeiten zur Erzeugung einer Antwortnachricht (z. B. einen mit einem RadioSenderempfänger verbundenen Laptop) auf, in dem Nachrichten in Konkurrenzsituationen ermöglicht werden, welche eine ausgedehnte Antwortkanalzeit für die Sendung einer langen Antwortnachricht erfordern. Das Antwortintervall für Konkurrenzsituationen 2712 ist nach dem zonalen Antwortintervall 2710 platziert und ermöglicht unplanmäßige Nachrichten von der mobilen Einheit zum Netzwerk. Beispielsweise könnte der mobile Senderempfänger während des Antwortintervalls in Konkurrenzsituationen 2712 eine Nachricht zum Netzwerk senden, welche anzeigt, dass der Nutzer nicht länger wünscht, Nachrichten zu erhalten, wodurch die Dienstleistung beendet wird. Der Nutzer könnte ebenfalls während des Antwortintervalls in Konkurrenzsituationen 2712 eine Nachricht an das Netzwerk senden, welche anzeigt, dass der Nutzer nun wünscht, Dienstleistungen wiedereinzurichten und den Erhalt von Nachrichten vom Netzwerk zu starten. Des weiteren könnte ein Registrierungssignal, welches nachfolgend erläutert wird, während des Antwortintervalls in Konkurrenzsituationen 2712 übertragen werden.
Das Antwortsignal in Konkurrenzsituationen nutzt vorzugsweise in sogenanntes „geschlitztes Aloha"-Protokoll, welches ermöglicht, dass die mobile Einheit willkürlich ein vorbestimmtes Zeitfenster innerhalb des Intervalls in Konkurrenzsituationen auswählt, um eine Nachricht zu senden. Eine mobile Station, welche senden will, wird zunächst das Intervall in Konkurrenzsituationen in Fenster einteilen, welche vorzugsweise 5,33 ms lang sind, und dann willkürlich eines von ihnen auswerten, um die Sendung zu beginnen. Das „geschlitzte Aloha"-Protokoll wird aufgrund der geringen Wahrscheinlichkeit von Datenkollisionen bevorzugt (d. h. zwei oder mehr mobile Einheiten senden während desselben Zeitfensters).
I. Registrierung der mobilen Einheit
Da das Netzwerksbetriebszentrum 600 den Aufenthaltsort jeder mobilen Einheit im System in der Nutzerdatenbank 2100 speichert, wird bevorzugt, dass jede mobile Senderempfängereinheit die Fähigkeit aufweist, sich bei dem Netzwerksbetriebszentrum 600 zu registrieren, indem ein Registrierungssignal an einen Basisempfänger in dem Netzwerk zum Aktualisieren der Aufenthaltsdaten gesendet wird.
Die mobile Senderempfängereinheit registriert sich vorzugsweise durch einfaches Sendes ihrer Identifikationsnummer an einen Basisempfänger, welcher diese Daten und den Aufenthaltsort des Basisempfängers an das Netzwerksbetriebszentrum 600 weiterleitet.
Der mobile Senderempfänger registriert sich vorzugsweise beim Queren zonaler Grenzen, um das Netzwerksbetriebszentrum zu alarmieren, dass der mobile Senderempfänger eine Zone verlassen hat und eine andere betritt. Beispielsweise könnte die mobile Einheit Informationen vom nächstliegenden Basistransmitter erhalten, welche zu Beginn jedes Kommunikationszyklusses identifizieren, zu welcher Zone dieser Basistransmitter zugeordnet ist. Bei Erhalt einer derartigen Information von einem Basistransmitter, welcher anzeigt, dass ein naheliegender Basistransmitter einer neuen Zone zugeordnet ist, sendet der mobile Senderempfänger dann vorzugsweise ein Registrierungssignal.
Die mobile Senderempfängereinheit kann ebenfalls ein Registrierungssignal unter anderen erwünschten Umständen senden. Falls die mobile Senderempfängereinheit sich beispielsweise für eine Zeitdauer aus den durch die Transmitter abgedeckten Bereiche des Netzwerks entfernt hat, kann die mobile Senderempfängereinheit vorzugsweise ein Registrierungssignal bei der Rückkehr in einen abgedeckten Bereich senden. Die Display- und Speicherlogik 1508 der mobilen Senderempfängereinheit stellt vorzugsweise bei Fehlen eines Empfangs von Daten von einem Basistransmitter des Netzwerks beispielsweise während des Zyklusvorsatzzeitintervalls 2702 fest, dass die Einheit den abgedeckten Bereich des Netzwerks verlassen hat. Die mobile Einheit kann den abgedeckten Bereich eines Basistransmitters des Netzwerkes verlassen, wenn der Nutzer die Einheit außerhalb des Landes nimmt oder beispielsweise den Keller eines Gebäudes betritt.
Die mobile Einheit kann ebenfalls vorzugsweise ein Registrierungssignal senden, wenn Energie wieder aufgeladen wurde nachdem die Energie entfernt wurde, beispielsweise nachdem sie durch den Nutzer ausgestellt worden ist. Selbstverständlich kann Energie in der mobilen Einheit durch Auswechseln oder Wiederaufladen einer toten Batterie wieder gespeichert werden, was ebenfalls die Sendung eines Registrierungssignals verursachen kann.
Im allgemeinen muss das Netzwerk den Bedarf nach häufigen Registrierungen durch die mobilen Senderempfängereinheiten und das wünschenswerte Ergebnis einer genauen Kenntnis des Aufenthaltortes jeder mobilen Einheit ausgleichen, wodurch der Bedarf nach Probesignalen verbunden mit ungewünschten übermäßigen Kosten von zu häufigen Registrierungen, welche den Datendurchsatz durch Nutzen gültiger Sendezeit liquidieren, verhindert wird.
In der bevorzugten Ausführungsform kann der zentrale Rechner 2002 des Netzwerksbetriebszentrums 600 einen gewünschten Betrieb durch Einbringung eines oder mehrerer Algorithmen zum Auswerten des Bedarfes einer Registrierung durch eine mobile Einheit und nachfolgendes geeignetes Steuern des Registrierungsbetriebes dieser mobilen Einheit erreichen. Falls der zentrale Rechner feststellt, dass die Registrierung einer bestimmten mobilen Einheit nutzvoll ist, sollte die mobile Einheit dann vorzugsweise eine Nachricht vom Netzwerk erhalten, um zu verursachen, dass die mobile Einheit Registrierungssignale zu geeigneten Zeiten sendet. Falls der zentrale Rechner im Gegensatz dazu feststellt, dass die Registrierungssignale einer mobilen Einheit zu häufig nicht nutzbar sind, sollte die mobile Einheit vorzugsweise eine Nachricht vom Netzwerk erhalten, um zu verursachen, dass die mobile Einheit keine Registrierungssignale sendet.
Um dieses Merkmal einzubringen, beinhaltet die mobile Senderempfängereinheit des weiteren vorzugsweise ein Registrierungs-Flag (nicht dargestellt) im Display- und Speicherlogikabschnitt 1508. Falls das Registrierungs-Flag gesetzt ist, verursacht der Display- und Speicherlogikabschnitt 1508, dass der mobile Senderempfänger selbständig ein Registrierungssignal an das Netzwerksbetriebszentrum auf einer gewünschten Basis sendet. Falls das Registrierungs-Flag nicht gesetzt ist, verhindert der Display- und Speicherlogikabschnitt 1508, dass Registrierungssignale gesendet werden. Das Registrierungs-Flag kann auf Befehl des Netzwerksbetriebszentrum durch Senden eines geeigneten Signals von einem Basistransmitter in der Nähe der mobilen Einheit gesetzt oder entfernt werden. Eine Vielzahl von Algorithmen, welche möglicherweise einzelne Nutzer oder Nutzergruppen betreffen, kann genutzt werden, um festzustellen, ob das Registrierungs-Flag gesetzt werden sollte oder nicht. Es sollte begrüßt werden, dass die vorliegende Erfindung zwei anschauliche Algorithmen zur Implementierung diese Registrierungskonzepte ermöglicht, abhängig davon, ob das Registrierungs-Flag in der mobilen Einheit gesetzt ist oder nicht (d. h. abhängig vom Zustand der mobilen Einheit).
28a stellt ein Flussbild dar, welches ein bevorzugtes Verfahren 2800 zur Implementierung der Registrierungskonzepte der vorliegenden Erfindung be schreibt, wobei das Registrierungsmerkmal der mobilen Einheit verhindert wird. Im Schritt 2802 sendet das Netzwerk eine Nachricht, um das Registrierungsmerkmal (d. h. das Setzen des Registrierungs-Flags auf Null) der mobilen Einheit zu verhindern, um die Fähigkeit des mobilen Senderempfängers, ein Registrierungssignal zu senden, zu verhindern. Wie erkannt werden kann, bestimmt Schritt 2802 den Anfangsstatus für das in 28a dargestellte Verfahren.
In Schritt 2804 speichert das Netzwerk die Anzahl der durch den mobilen Senderempfänger während einer ersten Zeitdauer gesendeten Signale und die Anzahl der an den mobilen Senderempfänger durch das Netzwerk während einer zweiten Zeitdauer erfolgreich ausgelieferten Nachrichten. Die ersten und zweiten Zeitintervalle sind vorzugsweise identisch. Die Verkehrsstatistikdatenbank 2200 der Datenbank 2800 wird vorzugsweise zum Speichern der Anzahl der Probesignale und erfolgreichen Nachrichten jeder mobilen Einheit genutzt. Wie im folgenden erklärt wird, werden diese beiden Statistiken vom Betrieb des Netzwerks vorzugsweise genutzt, um festzustellen, ob die Registrierung durch die mobile Einheit nützlich ist.
In Schritt 2806 wird die gespeicherte Anzahl der Probesignale und die Anzahl der erfolgreich ausgelieferten Nachrichten verarbeitet, um die Wahrscheinlichkeit zu bestimmen, ob es erforderlich ist, ein Probesignal durch das Netzwerk aufzustellen, um die mobile Einheit zum Ausliefern einer Nachricht zu lokalisieren. Die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung verarbeitet die gespeicherte Anzahl der Probesignale und erfolgreich ausgelieferten Nachrichten gemäß dem in 29a dargestellten Verfahren.
In 29a ist eine Reihe von Unterschritten dargestellt, welche vorzugsweise während der Durchführung des in 28a dargestellten Verarbeitungsschrittes 2804 ausgeführt wird. Insbesondere die Schritte 2902 und 2904 werden ereignisgesteuert und nur zum nächsten Schritt durchgeführt, nachdem eine Eingabe durch das Netzwerk erhalten wurde. Schritt 2902 stellt fest, ob das Netzwerk ein Probesignal zu einer verlorenen mobilen Senderempfängereinheit gesendet hat und ob eine Antwort auf das Probesignal durch einen Basisempfänger des Netzwerkes erhalten wurde. Wenn dieser Fall auftritt, wird ein (nicht dargestellter) Zähler um einen Wert P durch den zentralen Rechner 2002 erhöht.
Im Schritt 2904 wird der (nicht dargestellte) Zähler im zentralen Rechner um einen Wert D verringert, falls eine Nachricht erfolgreich an einen mobilen Senderempfänger ausgeliefert wurde, vorzugsweise einschließlich eines Bestätigungssignals vom mobilen Senderempfänger zum Netzwerk.
Nach dem Auftreten eines der im Schritt 2902 oder Schritt 2904 getesteten Fälle schreitet der Algorithmus fort zum Schritt 2906. Falls der Wert des Zählers größer ist als ein vorbestimmter Wert J, zeigt dies in Schritt 2906 an, dass die Wahrscheinlichkeit, dass ein Probesignal notwendig sein wird, um den mobilen Senderempfänger zu lokalisieren, größer ist als ein ausgewählter Wert.
Wie gesehen werden kann, gleicht das Verfahren der Unterschritte in 29a die Häufigkeit der an eine bestimmte Einheit gesendeten Probesignale gegenüber der Anzahl von erfolgreich an diese Einheit ausgelieferten Nachrichten aus. Falls das System eine große Anzahl Probesignale senden muss, wäre es nützlich, das Registrierungsmerkmal durch Einschalten des Registrierungs-Flags für die mobile Einheit zu ermöglichen, um das Registrierungsmerkmal zu ermöglichen. Im Gegensatz dazu, ist es nicht notwendig, das Registrierungsmerkmal durch Setzen des Registrierungs-Flags zu ermöglichen, falls viele Nachrichten ohne ein Erfordern eines Probesignals erfolgreich ausgeliefert wurden.
In Schritt 2808 wird eine Nachricht zur mobilen Einheit gesendet, um die Fähigkeit des mobilen Senderempfängers zu ermöglichen, ein Registrierungssignal zu senden, falls die in Schritt 2804 berechnete Wahrscheinlichkeit einen ausgewählten Wert überschreitet. Wie erkannt werden kann, setzt Schritt 2808 vorzugsweise das Registrierungs-Flag in der mobilen Senderempfängereinheit.
28b stellt ein Flussbild dar, welches ein Verfahren 2810 zum Einbringen der Registrierungskonzepte der vorliegenden Erfindung beschreibt, wobei das Registrierungsmerkmal der mobilen Einheit ermöglicht wird. Im Schritt 2812 sendet das Netzwerk eine Nachricht, um das Registrierungsmerkmal (d. h. das Setzen des Registrierungs-Flags auf Eins) der mobilen Einheit zu ermöglichen, um die Fähigkeit des mobilen Senderempfängers, ein Registrierungssignal zu senden, zu ermöglichen. Wie erkannt werden kann, stellt Schritt 2812 den Anfangszustand für das in 28b dargestellte Verfahren fest.
Im Schritt 2814 speichert das Netzwerk die Anzahl der durch das Netzwerk während einer ersten Zeitdauer erhaltenen Registrierungsignale und die Anzahl der durch das Netzwerk während einer zweiten Zeitdauer erfolgreich an den mobilen Senderempfänger ausgelieferten Nachrichten. Es sind die ersten und zweiten Zeitdauern identisch. Die Verkehrsstatistikdatenbank 2200 der Datenbank 2800 wird vorzugsweise genutzt, um die Anzahl der Registrierungssignale und erfolgreich ausgelieferten Nachrichten für jede mobile Einheit zu speichern. Wie im folgenden erklärt, werden diese beiden Statistiken vom Betrieb des Netzwerks vorzugsweise genutzt, um festzustellen, ob die Registrierung durch die mobile Einheit nützlich ist.
Im Schritt 2816 wird die gespeicherte Anzahl der Registrierungssignale und die Anzahl der erfolgreich ausgelieferten Nachrichten verarbeitet, um die Wahrscheinlichkeit zu bestimmen, dass ein Registrierungssignal von einem Basisempfänger des Netzwerkes erhalten werden wird, welches durch das Netzwerk nicht genutzt werden wird, um einen Satz von Basistransmittern zu bestimmen, welche zum Übertragen einer Nachricht an den mobilen Senderempfänger zu betreiben sind. Die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung verarbeitet die gespeicherte Anzahl der erhaltenen Registrierungssignale und die Anzahl der erfolgreich ausgelieferten Nachrichten gemäß dem Verfahren, welches in 29b dargestellt ist.
In 29b ist eine Reihe von Unterschnitten dargestellt, die während der Durchführung des in 28b dargestellten Verarbeitungsschrittes 2814 durchgeführt werden. Insbesondere die Schritte 2912 und 2914 sind fallabhängig und werden nur zum nächsten Schritt verarbeitet, nachdem eine Eingabe durch das Netzwerk erhalten wurde. Schritt 2912 stellt fest, ob ein Registrierungssignal durch einen Basisempfänger des Netzwerks erhalten wurde. Falls dieses der Fall ist, wird ein (nicht dargestellter) Zähler im zentralen Rechner 2002 um einen Wert A erhöht. Falls eine Nachricht erfolgreich an einen mobilen Senderempfänger ausgeliefert wurde, vorzugsweise eine Bestätigungssignalantwort vom mobilen Senderempfänger an das System beinhaltend, wird im Schritt 2914 der (nicht dargestellte) Zähler im zentralen Rechner 2002 um einen Wert M verringert.
Es sollte verstanden werden, dass der betreffende Zähler mit Bezug auf die Schritte 2912 und 2914 anders ist als der betreffende Zähler mit Bezug auf die Schritte 2902 und 2904, da jeder Zähler nur notwendig ist, wenn das Registrierungsmerkmal im mobilen Senderempfänger ermöglicht oder verhindert wird. Allerdings können die gleichen physikalischen oder logischen Vorrichtungen genutzt werden, um beide Zähler zu bilden.
Nach dem Auftreten eines der Fälle aus Schritt 2912 oder Schritt 2914 schreitet der Algorithmus fort zum Schritt 2916. Im Schritt 2916 bestimmt das Verfahren ob der Wert des Zählers größer ist als ein vorbestimmter Wert T. Der Wert T kann variiert werden, um die Bedürfnisse eines bestimmten Netzwerkes zu erfüllen. Wenn der Zähler den Wert T überschreitet, wird die Wahrscheinlichkeit angezeigt, dass ein Registrierungssignal von dieser mobilen Einheit nicht durch das Netzwerk genutzt werden wird, um einen neuen Satz von Basistransmittern festzustellen. Daher muss der Registrierungsstatus der mobilen Einheit gewechselt werden, um das Registrierungsmerkmal zu verhindern.
Anders ausgedrückt, gleicht das Verfahren aus 29b die Häufigkeit von durch eine bestimmte Einheit ausgesendeten Registrierungssignalen gegenüber der Anzahl von an diese Einheit erfolgreich ausgelieferten Nachrichten aus. Wie erkannt werden kann, würde es nützlich sein, das Registrierungsmerkmal in dieser mobilen Einheit verhindert zu haben, falls die mobile Einheit eine große Anzahl von Registrierungssignalen sendet, ohne dass das System diese Registrierungssignale nutzt. Im Gegensatz dazu ist es nicht notwendig, das Registrierungsmerkmal zu verhindern, falls viele Nachrichten ohne zu viele durch die mobile Einheit gesendete Registrierungssignale erfolgreich ausgeliefert wurden.
Im Schritt 2818 wird eine Nachricht an die mobile Einheit gesendet, um die Fähigkeit des mobilen Senderempfängers, ein Registrierungssignal auzusenden, zu verhindern, falls die in Schritt 2814 berechnete Wahrscheinlichkeit einen ausgewählten Wert überschreitet. Wie erkannt werden kann, kann Schritt 2818 vorzugsweise das Registrierungs-Flag in der mobilen Senderempfängereinheit entfernen.
Selbstverständlich sollte verstanden werden, dass die Variablen P, D und J, welche in 29a verwendet werden, und die Variablen A, M und T, welche in 29b genutzt werden, eingestellt werden können, um die Systemleistung in ein günstiges Licht zu stellen, wie einem Fachmann geläufig sein wird. Die Zähler können mit sogenannten „überdenkenden Grenzen" betrieben werden, so dass, falls ein Zähler einen Minimalwert erreicht (z. B. Null), er kontinuierlich auf diesen Minimalwert zurückgesetzt wird, wenn er weiter verringert wird.
Fachleuten wird klar sein, dass verschiedene Modifikationen und Variationen in den Systemen und Verfahren der vorliegenden Erfindung ausgeführt werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.
Weitere Ausführungsformen der Erfindung werden Fachleuten durch Überdenken der Beschreibung und Praxis der hier offenbarten Erfindung offensichtlich werden.

Claims

Mehrkanalsimultanübertragungssystem zur Übertragung einer in einem Vielkomponenteninformationssignal enthaltenen Nachricht in einem gewünschten Frequenzband, wobei das System aufweist: einen ersten Transmitter (612), der dazu ausgebildet ist, eine erste Vielzahl von Trägersignalen (902–930) innerhalb des gewünschten Frequenzbandes zu übertragen, wobei jede der ersten Vielzahl von Trägersignalen eine entsprechende eine Komponente des Informationssignals repräsentiert, und einen zweiten Transmitter (614), welcher räumlich von dem ersten Transmitter getrennt ist und dazu ausgebildet ist, um eine zweite Vielzahl von Trägersignalen in Simultanübertragung mit der ersten Vielzahl von Trägersignalen zu übertragen, wobei die zweite Vielzahl von Trägersignalen ebenfalls eine entsprechende eine Komponente des Informationssignals darstellt.
Mehrkanalsimultanübertragungssystem nach Anspruch 1, in welchem die erste und zweite Vielzahl von Trägersignalen innerhalb des erwünschten Frequenzbandes gleich beanstandet sind.
Mehrkanalsimultanübertragungssystem nach Anspruch 2, in welchem die erste und zweite Vielzahl von Übertragungssignalen im wesentlichen jede 3 kHz entfernt sind und in welchem die Breite des gewünschten Frequenzbandes im wesentlichen 50 kHz ist.
Mehrkanalsimultanübertragungssystem nach Anspruch 1, in welchem die erste und zweite Vielzahl von Trägersignalen jeweils acht Trägersignale aufweisen.
Mehrkanalsimultanübertragungssystem nach Anspruch 1, in welchem die erste und zweite Vielzahl von Trägersignalen eine identische Anzahl von Trägersignalen beinhalten und in welchem jedes Trägersignal in der ersten Vielzahl einem Trägersignal in der zweiten Vielzahl entspricht, allerdings in der Frequenz um 10 bis 20 Hz von dem Trägersignal der zweiten Vielzahl verschoben ist.
Mehrkanalsimultanübertragungssystem nach Anspruch 1, in welchem der erste und zweite Transmitter die entsprechende erste und zweite Vielzahl von Übertragungssignalen moduliert, wobei ein Modulationsschema genutzt wird, welches aus der Gruppe ausgewählt wurde, welche beinhaltet: modulierte Ein-/Austastung, binäre Frequenzumtastung, m-fache Frequenzumtastung, wobei m gleich 2ⁿ ist und n gleich 2, 3, 4 ... ist, und Quadraturamplitudenmodulation.
Mehrkanalsimultanübertragungssystem nach Anspruch 1, welches des weiteren ein Netzwerkbetriebszentrum (600) zur Erzeugung des Informationssignals aufweist, wobei das Netzwerkbetriebszentrum einen Empfänger (628, 630) zum Empfangen von Eingaben in das Netzwerkbetriebszentrum, eine Datenbank (2008) zum Speichern der Daten, einen zentralen Rechner (2002), welcher mit dem Empfänger und der Datenbank zur Verarbeitung der eingegebenen Daten und der Datenbankdaten verbunden ist, um das Informationssignal zu erzeugen, und eine Satellitenverbindung (2006), die mit dem zentralen Rechner zum Senden des Informationssignals zu einem Satelliten verbunden ist, beinhaltet, wobei der Satellit dazu vorgesehen ist, um das Informationssignal von dem Netzwerkbetriebszentrum zu erhalten und das Informationssignal zu dem ersten und zweiten Transmitter rückzuübertragen, wobei die ersten und zweiten Transmitter ein Satellitenempfangsmittel und ein Basisübertragungsmittel aufweisen.