EP2335358A1

EP2335358A1 - Verfahren zur pulsbasierten ultra-breitband-kommunikation zwischen zumindest einem sende-knoten und zumindest einem empfangs-knoten

Info

Publication number: EP2335358A1
Application number: EP09783364A
Authority: EP
Inventors: Johannes Hund; Andreas Heinrich; Christian SCHWINGENSCHLÖGL
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2008-10-15
Filing date: 2009-09-24
Publication date: 2011-06-22
Also published as: DE102008051822A1; US8705589B2; WO2010043480A1; CN102187591B; CN102187591A; US20110268156A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur pulsbasierten Ultra-Breitband-Kommunikation zwischen zumindest einem Sende-Knoten (S1, S2) und zumindest einem Empfangs-Knoten (E1, E2). Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird von einem oder mehreren Sende-Knoten (S1, S2) ein Ultra-Breitband-Signal umfassend eine Vielzahl von Pulsen an eine oder mehrere Empfangs-Knoten (E1, E2) übertragen. In dem Ultra-Breitband-Signal werden Daten mittels einer ersten Datenübertragung durch Pulse (P) mit einer ersten Pulsrate und mittels einer oder mehrerer zweiter Datenübertragungen durch Pulse (P) mit einer jeweiligen zweiten Pulsrate übertragen, wobei eine jeweilige zweite Pulsrate höher als die erste Pulsrate ist. Die Pulse (P) mit den zweiten Pulsraten werden dabei in Zeitintervallen übertragen, in denen keine Pulse (P) der ersten Pulsrate übertragen werden. Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, dass durch die Ausnutzung von Zeitlücken zwischen Pulsen der ersten Datenübertragung simultan die Daten einer zweiten Datenübertragung mit höherer Pulsrate übermittelt werden können. Dabei müssen sich die Sende- und Empfangs-Knoten nicht explizit koordinieren bzw. von außen koordiniert werden.

Description

Beschreibung

Verfahren zur pulsbasierten Ultra-Breitband-Kommunikation zwischen zumindest einem Sende-Knoten und zumindest einem Empfangs-Knoten

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur pulsbasierten Ultra- Breitband-Kommumkation zwischen zumindest einem Sende-Knoten und zumindest einem Empfangs-Knoten.

Die Erfindung betrifft das technische Gebiet der Ultra- Breitband-Kommunikation, welche im Folgenden auch als UWB- Kommunikation (UWB = Ultra Wide Band) bezeichnet wird. Bei der UWB-Technologie handelt es sich um eine Nahbereichsfunk- kommumkation, welche sehr große Frequenzbereiche mit einer Bandbreite von mindestens 500 MHz oder von mindestens 20 % des arithmetischen Mittelwerts von unterer und oberer Grenzfrequenz des genutzten Frequenzbandes verwendet. Um Interferenzen zwischen der UWB-Kommunikation und anderen drahtlosen Kommunikationssystemen, wie z.B. WLAN, moglicht gering zu halten, sind für UWB-Signale die mittlere maximal erlaubte Energie beim Senden der Signale durch Regulierungsbehorden vorgeschrieben. Eine Variante von UWB-Systemen ist aktuell durch den Standard IEEE 802.15.4a definiert. Dieser Standard beschreibt einen Medienzugriff für UWB-Kommunikationssysteme basierend auf der Impuls-Radio-Technologie. Es handelt sich dabei um eine pulsbasierte UWB-Kommunikation, bei der Information frequenzunabhangig durch Pulse in den UWB-Signalen codiert wird.

Eine den regulatorischen Anforderungen im Hinblick auf die maximal erlaubte Energie genugende UWB-Ubertragung erlaubt entweder eine Datenübertragung mit hohen Pulsraten mit geringer Energie pro Puls oder mit geringen Pulsraten mit viel Energie pro Puls. Mit hohen Pulsraten können zwar hohe Datenraten erzielt werden, jedoch sind aufgrund der mit der Entfernung abfallenden Energie bei der Übertragung in Luft nur geringe Reichweiten möglich. Die höhere erlaubte Pulsenergie bei einer Übertragung mit niedriger Pulsrate bietet zwar höhere Reichweiten, allerdings mit geringeren Datenraten.

Derzeit werden pulsbasierte UWB-Systeme mit fester Pulsrate eingesetzt. Diese erlauben entweder eine schnelle Datenübertragung über geringe Distanzen oder eine langsame Datenüber^¬ tragung mit hoher Reichweite. Hierdurch entsteht das Problem, dass bei mehreren Sende- und Empfangs-Knoten, welche sich das Ubertragungsmedium teilen, eine hochbitratige UWB-Kommum- kation nicht gleichzeitig mit einer niedπgbitratigen UWB- Kommunikation betrieben werden kann. Insbesondere stört die hohe Pulsenergie der niedπgbitratigen UWB-Ubertragung in einem relativ weiten Umfeld die hochbitratige Datenübertragung und es kommt zu Kollisionen der beiden Datenübertragungen in dem gemeinsam benutzten Frequenzband.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine pulsbasierte UIt- ra-Breitband-Kommunikation zwischen Sende-Knoten und Empfangs-Knoten zu schaffen, bei der mehrere Datenübertragungen mit unterschiedlichen Datenraten gleichzeitig ermöglicht werden .

Diese Aufgabe wird durch das Verfahren gemäß Patentanspruch 1 bzw. das Kommunikationsnetz gemäß Patentanspruch 18 gelost. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhangigen Ansprüchen definiert.

In dem erfmdungsgemaßen Verfahren wird von einem oder mehreren Sende-Knoten ein Ultra-Breitband-Signal umfassend eine Vielzahl von Pulsen an eine oder mehrere Empfangs-Knoten übertragen. Dabei kann ein Sende-Knoten vorzugsweise auch Daten empfangen und/oder ein Empfangs-Knoten vorzugsweise auch Daten aussenden. Erfmdungsgemaß werden in dem Ultra- Breitband-Signal Daten mittels einer ersten Datenübertragung durch Pulse mit einer ersten Pulsrate und mittels einer oder mehrerer zweiter Datenübertragungen durch Pulse mit einer jeweiligen zweiten Pulsraten übertragen, wobei eine jeweilige zweite Pulsrate hoher als die erste Pulsrate ist. Jeder zwei- ten Datenübertragung ist somit eine jeweilige zweite Pulsrate zugeordnet, welche hoher als die erste Pulsrate ist. Um eine simultane Datenübertragung mit mehreren Pulsraten zu erreichen, werden dabei die Pulse mit einer jeweiligen zweiten Pulsrate in Zeitintervallen übertragen, m denen keine Pulse der ersten Pulsrate übertragen werden.

Erfmdungsgemaß wurde erkannt, dass bei einer pulsbasierten Datenübertragung mit einer (niedrigen) ersten Pulsrate zeit- liehe Lucken zwischen einzelnen Pulsen bzw. einzelnen Pulsfolgen dazu genutzt werden können, mit höherer Pulsrate in diesen Lucken Daten zu übertragen. Ein Empfangs-Knoten, der auf einer der Pulsraten, d.h. auf der ersten oder einer der zweiten Pulsraten, empfangt, ist dabei derart ausgestaltet, dass er nur die für ihn bestimmten Pulse beachtet und die restlichen Pulse im UWB-Signal ignoriert.

In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfmdungsgemaßen Verfahrens werden die Pulse des Ultra-Breitband-Signals kontinu- ierlich in aufeinander folgenden Zeitfenstern mit konstanter Lange übertragen, wobei jedes Zeitfenster einen einzelnen Puls enthalt. Insbesondere folgt dabei auf ein Zeitfenster mit einem Puls der ersten Pulsrate ein Zeitfenster mit einem Puls der jeweiligen zweiten Pulsrate. Vorzugsweise sind dabei erste Zeitfenster der aufeinander folgenden Zeitfenster für Pulse der ersten Pulsrate und zweite Zeitfenster für Pulse einer jeweiligen zweiten Pulsrate vorgesehen, wobei die erste bzw. die jeweilige zweite Pulsrate durch die Wiederholrate der ersten bzw. der zweiten Zeitfenster gegeben ist. Auf die- se Weise werden besonders einfach Datenübertragungen mit mehreren Pulsraten dadurch realisiert, dass Zeitfenster zwischen den Pulsen der ersten Pulsrate dazu benutzt werden, in diesen Zeitfenstern Pulse mit entsprechend höherer Pulsrate zu übertragen. Diese Variante der Erfindung fuhrt dazu, dass die je- welligen zweiten Pulsraten Vielfache der ersten Pulsrate sind. Werden mehrere zweite Datenübertragungen in dem UWB- Signal realisiert, sind die Pulse der jeweiligen zweiten Datenübertragungen auch so verschachtelt, dass in einem Zeit- fenster immer nur ein Puls einer einzelnen zweiten Datenübertragung auftritt.

In einer weiteren Ausfuhrungsform des erflndungsgemaßen Ver- fahrens erfolgt sowohl die erste Datenübertragung als auch zumindest eine zweite Datenübertragung zwischen einem einzel^¬ nen Sende-Knoten und einem einzelnen Empfangs-Knoten. Diese Variante der Erfindung wird z.B. dazu genutzt, weitere Datenübertragungen ausgehend von anderen Sende-Knoten in Reichwei- te des einzelnen Sende-Knotens zu unterbinden. Dies wird ins^¬ besondere dadurch erreicht, dass mit der ersten Datenübertragung ein vorgegebenes Signalmuster übermittelt wird, wodurch bei Empfangs-Knoten in Reichweite des einzelnen Sende-Knotens eine erste Datenübertragung von anderen Sende-Knoten blo- ckiert wird, da Kollisionen durch das vorgegebene Signalmuster hervorgerufen werden wurden.

In einer weiteren Variante des erfmdungsgemaßen Verfahrens erfolgt für Sende- und Empfangs-Knoten in Reichweite zueinan- der ausschließlich eine einzelne erste oder eine jeweilige zweite Datenübertragung zwischen einem Paar aus Sende- und Empfangs-Knoten. Hierdurch wird gewahrleistet, dass für Sende- und Empfangs-Knoten, welche das gleiche Ubertragungsmedi- um verwenden, eine der Datenübertragungen nur einmal auf- tritt. Hierdurch wird es ermöglicht, dass sich die Datenübertragungen gegenseitig nicht blockieren und Nutzdaten parallel in dem UWB-System für jede Datenübertragung übermittelt wer^¬ den können. Unter Sende- und Empfangs-Knoten in Reichweite zueinander sind dabei Sende- und Empfangs-Knoten zu verste- hen, bei denen kein Sende- bzw. Empfangs-Knoten außer Reichweite aller anderen Sende- bzw. Empfangs-Knoten liegt.

Um Kollisionen zwischen den einzelnen Datenübertragungen zu vermeiden, wird in einer bevorzugten Variante des erfmdungs- gemäßen Verfahrens ein an sich bekanntes Zeitschlitzproto- koll, wie z.B. Slotted CSMA (CSMA = Carπer Sense Multiple Access), verwendet. In einer bevorzugten Variante des erflndungsgemaßen Verfahrens synchronisieren sich die Sende-Knoten und die Empfangs- Knoten mittels an sich aus dem Stand der Technik bekannten Synchronisationspraambeln untereinander. Vorzugsweise hören dabei ein Sende-Knoten und ein Empfangs-Knoten, welche auf der zweiten Datenübertragung Daten übertragen mochten, die erste Datenübertragung ab und synchronisieren sich beim Hören einer Synchronisationspraambel auf diese Präambel. Im Falle, dass der Sende-Knoten und der Empfangs-Knoten keine Synchro- nisationspraambel auf der ersten Datenübertragung hören, sendet in einer bevorzugten Variante des Verfahrens der Sende- Knoten über die zweite Datenübertragung eine Synchronisationspraambel zur Synchronisation aus.

In einer weiteren Ausgestaltung des erfmdungsgemaßen Verfahrens kann ein Sende-Knoten, der Daten mittels der zweiten Datenübertragung aussendet, auch auf die Pulse der ersten Pulsrate hören, um sich darauf zu synchronisieren bzw. eine bereits erfolgte Synchronisierung entsprechend zu korrigieren.

In einer weiteren Variante des erfmdungsgemaßen Verfahrens signalisieren sich ein Sende- und Empfangs-Knoten, zwischen denen Daten zu übertragen sind, untereinander, wenn eine zweite Datenübertragung möglich ist, um anschließend die zu übertragenden Daten mittels der zweiten Datenübertragung zu übertragen. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass immer dann, wenn eine schnellere Datenübertragung möglich ist, die^¬ se auch genutzt wird. Sende- bzw. Empfangs-Knoten können beispielsweise durch das Signal-zu-Rausch-Verhaltnis des uber- tragenen Signals feststellen, dass sie nahe genug aneinander sind, so dass eine Datenübertragung auf höherer Pulsrate mög^¬ lich ist.

In einer weiteren Ausgestaltung des erfmdungsgemaßen Verfah- rens erfolgt die erste Datenübertragung derart, dass die Pul^¬ se mit der ersten Pulsrate in Bursts, umfassend einen und vorzugsweise mehrere Pulse, übertragen werden, wobei Bursts in vorgegebenen Zeitintervallen auftreten, welche durch Sepa- rationsmtervalle voneinander getrennt sind, und wobei eine jeweilige zweite Datenübertragung durch Pulse mit der zweiten Pulsrate in den Separationsintervallen erfolgt. Die Übertragung von Bursts kann dabei alternativ bzw. zusätzlich zur kontinuierlichen Übertragung von Pulsen m Zeitfenstern mit konstanter Lange eingesetzt werden. Diese Variante der Erfin^¬ dung hat den Vorteil, dass für die erste Datenübertragung ein bereits standardisiertes Verfahren gemäß dem Standard IEEE 802.15.4a verwendet werden kann. Dabei werden m den sog. Guard Intervals gemäß einer Symbolstruktur dieses Standards die Pulse der zweiten Pulsrate übertragen. Die Guard Intervals dienen als Sicherheitsabstand, um die Intersymbolmter- ferenz zu reduzieren.

In einer besonders bevorzugten Variante werden die gesamten Separationsintervalle zur zweiten Datenübertragung genutzt, wodurch eine hohe Pulsrate für die zweite Datenübertragung erreicht wird. Ferner sind die durch die Pulse mit der zwei^¬ ten Pulsrate übertragenen Daten vorzugsweise pulsmoduliert, d.h. jeder Puls tragt eine Bitinformation. Hierdurch wird ebenfalls eine hohe Datenrate erreicht. Gegebenenfalls können die durch die Pulse mit der zweiten Pulsrate übertragenen Daten jedoch auch burstmoduliert sein, d.h. jeder Burst tragt eine Bitinformation. Hierdurch wird die Redundanz in der Da- tenubertragung erhöht, jedoch fuhrt dies zu einer geringeren Datenrate .

Neben dem oben beschriebenen Verfahren umfasst die Erfindung ferner ein Kommunikationsnetz zur pulsbasierten Ultra- Breitband-Kommunikation mit zumindest einem Sende-Knoten und zumindest einem Empfangs-Knoten, welche im Betrieb derart kommunizieren, dass jede Variante des oben beschriebenen er- fmdungsgemaßen Verfahrens in dem Kommunikationsnetz durchfuhrbar ist.

Ausfuhrungsbeispiele werden nachfolgend anhand der beigefugten Figuren detailliert beschrieben. Es ze igen :

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Übertragung eines UWB-Signals gemäß einer ersten Ausfuhrungsform der Erfindung;

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Übertragung eines UWB-Signals gemäß einer zweiten Ausfuhrungsform der Erfindung;

Fig. 3 eine schematische Darstellung der in einer Ausfuhrungsform der Erfindung durchgeführten Synchronisation zwischen Sende- und Empfangs-Knoten;

Fig. 4 bis Fig. 12 schematische Darstellungen von verschiedenen Szenarien, in denen Knoten basierend auf Varianten des erfmdungsgemaßen Verfahrens miteinander kommunizieren; und

Fig. 13 eine schematische Darstellung der Übertragung eines UWB-Signals gemäß einer dritten Ausfuhrungsform des erfmdungsge^¬ maßen Verfahrens .

Im Folgenden werden zunächst zwei Ausfuhrungsformen des er- fmdungsgemaßen Verfahrens erläutert, bei denen die Übertra^¬ gung des UWB-Signals kontinuierlich durch Pulse in aufeinander folgenden Zeitfenstern erfolgt. Basierend auf den Pulsen erfolgt dabei m dem UWB-Signal eine erste Datenübertragung mit einer niedrigen Pulsrate und hoher Reichweite sowie eine zweite Datenübertragung mit einer hohen Pulsrate und einer niedrigen Reichweite.

Fig. 1 zeigt ein UWB-Signal gemäß einer ersten Ausfuhrungs^¬ form des erfmdungsgemaßen Verfahrens. In Fig. 1 erstreckt sich in horizontaler Richtung die Zeitachse, wobei entsprechende Zeitfenster, in denen jeweils ein einzelner Puls über- tragen wird, mit TO, Tl, ..., T15 bezeichnet sind. Beispielhaft sind einige der Pulse dabei mit Bezugszeichen P bezeichnet. In dem Szenario der Fig. 1 wird durch einen sog. Transceiver T_n, der mit hoher Pulsrate sendet, ein UWB-Signal generiert. Der Transceiver stellt dabei einen Sende-Knoten im Sinne der Erfindung dar. Neben seiner Funktion als Sende-Knoten kann der Transceiver jedoch auch als Empfangs-Knoten im Sinne der Erfindung fungieren.

Das durch den Transceiver erzeugte UWB-Signal enthalt Daten, welche durch Pulse mit einer hohen Pulsrate übertragen werden, sowie Daten, welche durch Pulse mit einer niedrigen Pulsrate übertragen werden. Das Signal wird durch einen Re- ceiver bzw. Empfangs-Knoten R_H empfangen, der nur die mit ho- her Pulsrate übertragenen Pulse verarbeitet. Durch die mit der niedrigen Pulsrate übertragenen Pulse wird in dem Szenario der Fig. 1 verhindert, dass ein weiterer Receiver R_L, der Pulse mit niedriger Pulsrate verarbeitet, UWB-Signale von an^¬ deren Transceivern auf der niedrigen Pulsrate empfangen kann.

In der Ausfuhrungsform der Fig. 1 wird eine Datenübertragung auf zwei Pulsraten dadurch ermöglicht, dass ein Teil der Zeitfenster für die Übertragung mit der hohen Pulsrate reser^¬ viert sind und der andere Teil für die Übertragung mit der niedriger Pulsrate. In Fig. 1 werden in den Zeitfenstern Tl, T2, T3, T4, T6, T7, T8, T9, TIl, T12, T13, T14 Pulse mit hoher Pulsrate übertragen, wohingegen in den Zeitfenstern TO, T5, TlO und T15 Pulse mit niedriger Pulsrate enthalten sind. Mit anderen Worten werden für die Übertragung mit hoher Rate entsprechende Lucken in der Übertragung mit niedriger Rate verwendet. Die Wiederholpeπode für die Pulse der hohen Rate entspricht dabei im Wesentlichen der Große eines Zeitfensters und ist in Fig. 1 mit PRP_H bezeichnet. Die Wiederholperiode für die Pulse der niedrigen Rate entspricht hingegen fünf Zeitfenstern und ist in Fig. 1 mit PRP_L bezeichnet.

In dem Empfangs-Knoten R_n, der mit hoher Pulsrate empfangt, werden die entsprechenden Pulse in den Zeitfenstern TO, T5, TlO und T15 ignoriert. Analog werden in dem Empfanger R_L, der mit niedriger Pulsrate empfangt, nur die Pulse in den Zeit^¬ fenstern TO, T5, TlO und T15 beachtet und die restlichen Pulse in den Zeitfenstern Tl bis T4, T6 bis T9 sowie TIl bis T14 werden ignoriert. Gemäß der Ausfuhrungsform der Fig. 1 wird somit eine hohe Pulsrate geschaffen, welche ein Vielfaches der niedrigen Pulsrate ist. Gegebenenfalls kann das UWB- Signal auch derart ausgestaltet sein, dass mehrere hohe Pulsraten vorgesehen sind, wobei die Pulse der hohen Rate weder untereinander noch mit den Pulsen der niedrigen Rate überlappen. Alle diese höheren Raten sind dabei wiederum Vielfache der niedrigen Pulsrate.

In Fig. 1 sind die einzelnen Pulse P durch entsprechende po- sitive und negative Peaks dargestellt, wobei durch einen positiven Peak ein 0-Bit und durch einen negativen Peak ein 1- Bit übertragen wird. In Fig. 1 wird durch die Pulse der niedrigen Rate von dem Transceiver T_H ein vorbestimmtes Signal^¬ muster als Busy-Tone (d.h. als Besetztzeichen) übertragen. Es wird dabei die Signalfolge 01010... als Busy-Tone verwendet, wobei jedoch auch beliebige andere Signalfolgen dafür genutzt werden können. Dieser Busy-Tone wird von jedem Empfangs- Knoten R_L in Reichweite des Transceivers empfangen und ver^¬ hindert den Empfang von Daten auf der niedrigen Rate von an- deren Transceivern, da die Pulse von anderen Transceivern mit den Pulsen des Busy-Tones kollidieren.

In dem Szenario der Fig. 1 wird durch einen einzelnen Transceiver sichergestellt, dass Empfangs-Knoten in der Reichweite des Transceivers keine Signale mit niedriger Pulsrate von anderen Transceivern empfangen können. Im Unterschied hierzu wird in der Ausfuhrungsform gemäß Fig. 2 eine Übertragung auf einer hohen und auf einer niedrigen Rate von zwei Transceivern ineinander geschachtelt. Die in Fig. 2 dargestellte Sig- nalfolge entspricht in großen Teilen der Signalfolge der Fig. 1. Im Unterschied zur Fig. 1 werden nunmehr die Pulse jedoch von zwei Transceivern übertragen, nämlich einem Transceiver T_H, der Pulse mit einer hohen Pulsrate und niedriger Energie aussendet, und von einem Transceiver T_L, der Pulse mit einer niedrigen Pulsrate und hoher Energie aussendet. Der Unter^¬ schied in den Pulsenergien wird durch die unterschiedlich hohen Pulse der jeweiligen Rate ersichtlich. Zeitschlitze für die hohe Pulsrate und die niedrige Pulsrate sind dabei analog wie in Fig. 1 gewählt. Das heißt, in den Zeitfenstern Tl bis T4, T6 bis T9 und TlO bis T14 werden Pulse mit hoher Pulsrate übertragen, und in den Zeitfenstern TO, T5, TlO und T15 werden Pulse mit niedriger Pulsrate übertragen. Im Unterschied zur Fig. 1 erfolgt die Übertragung mit niedriger Pulsrate nunmehr durch einen separaten Transceiver T_L, der in dem Zeitausschnitt der Fig. 2 die Bitfolge 0001 übertragt. Diese Folge stellt nunmehr keinen Busy-Tone mehr dar, sondern es werden hiermit entsprechende Informationen auf niedriger Rate ausgesendet, die von dem entsprechenden Receiver R_L, der nur in die Zeitfenster der niedrigen Pulsrate hört, empfangen werden können. Parallel dazu werden analog zu Fig. 1 die Pulse der hohen Rate durch den Receiver R_H empfangen. Gemäß Fig.

2 wird somit parallel eine Datenübertragung zwischen einem Paar von Sende- und Empfangs-Knoten mit hoher Rate und einem

Paar von Sende- und Empfangs-Knoten mit niedriger Rate ermöglicht.

In den obigen Ausfuhrungsformen gemäß Fig. 1 und Fig. 2 lau- fen die Sende- bzw. Empfangs-Knoten bitsynchron. Eine Umsetzung einer entsprechenden Knotensynchronisation ist in Fig. 3 wiedergegeben. Es wird dabei zur Synchronisation eine sog. Synchronisationspraambel verwendet. Die Übertragung von Syn- chronisationspraambeln ist dabei an sich bekannt und wird beispielsweise zur Verhinderung von Bitkollisionen in Zeitschlitzprotokollen verwendet. In der Ausfuhrungsform der Fig.

3 wird die von einem auf niedriger Pulsrate sendenden Transceiver T_L ausgesendete Synchronisationspraambel SP nicht nur zur Synchronisation von Sende- bzw. Empfangs-Knoten auf der niedrigen Pulsrate, sondern auch zur Synchronisation von Sende- und Empfangs-Knoten auf der hohen Pulsrate eingesetzt. Fig. 3 verdeutlicht im Rahmen eines Zeitdiagramms mit horizontal verlaufender Zeitachse das anfangliche Aussenden der Synchronisationspraambel SP durch den Transceiver T_L auf der niedrigen Datenrate, gefolgt von einem Start of Frame Delimi- ter SFD. Im Anschluss an den Start of Frame Delimiter SFD erfolgt die Übertragung auf niedriger Rate, was durch entspre- chende Zeitfenster TWL angedeutet ist. Zur Synchronisation auf der hohen Pulsrate hören die entsprechenden Sende- und Empfangs-Knoten der hohen Rate zunächst im nächsten Zeitslot. Findet in diesem Zeitslot eine Übertragung auf niedriger Pulsrate statt, können die Sende- und Empfangsknoten die Syn- chronisationspraambel SP dieser Übertragung mithören und sich darauf synchronisieren.

In dem Szenario der Fig. 3 ist neben der ausgesendeten Signalfolge eines Transceivers T_L mit niedriger Pulsrate auch eine mögliche Signalfolge eines Transceivers T_H gezeigt, der mit hoher Pulsrate sendet. Wie bereits oben beschrieben, erfolgt eine Synchronisation auf die Synchronisationspraambel SP des Transceivers T_L, sofern parallel eine Datenübertragung auf niedriger Pulsrate stattfindet. Die Datenübertragung auf der hohen Pulsrate, die mit der Datenübertragung auf niedriger Pulsrate synchronisiert ist, ist dabei durch entsprechende Zeitfenster TWH angedeutet.

Sollten beide Datenübertragungen auf hoher und niedriger Pulsrate parallel stattfinden, besteht gegebenenfalls auch die Möglichkeit, dass der Transceiver T_H m die Zeitschlitze der niedrigen Rate hört, was durch entsprechend schraffiert dargestellte Zeitschlitze TW' angedeutet ist. Es kann hierdurch wahrend der Datenübertragung eine entsprechende Korrek- tur der Synchronisation vorgenommen werden. Sollte der Transceiver T_H beim Hören in den nächsten Zeitslot innerhalb eines vorbestimmten Zeitintervalls, welches beispielhaft in Fig. 3 mit TI bezeichnet ist, keine Synchronisationspraambel der Datenübertragung auf niedriger Pulsrate finden, übertragt er selbst eine Synchronisationspraambel auf der hohen Rate. Die Übertragung dieser Synchronisationspraambel erfolgt dabei in dem schraffiert dargestellten Zeitmtervall TI' . Die Sende- Knoten und Empfangs-Knoten, welche auf hoher Rate senden und empfangen, synchronisieren sich dann mittels dieser Synchro- nisationspraambel .

Zur Gewahrleistung der Kollisionsfreiheit wird ein an sich aus dem Stand der Technik bekanntes Zeitschlitzprotokoll verwendet, wie z.B. Slotted CSMA (CSMA = Carrier Sense Multiple Access) . Dabei beginnt jede Datenübertragung mit einer bekannten Synchronisationspraambel . Bevor ein Sende-Knoten senden kann, muss er den Kanal nach einer solchen Präambel abho- ren (Preamble Sensing Multiple Access - PSMA) .

In einer bevorzugten Variante des erfmdungsgemaßen Verfahrens signalisieren sich zwei Knoten, welche Daten zu übertragen haben, dass sie nahe genug beieinander sind, so dass sie auf der hohen Pulsrate senden und empfangen können. Dass eine Übertragung auf der hohen Pulsrate möglich ist, kann beispielsweise durch das SNR (Signal to Noise Ratio) der Signale herausgefunden werden. Die Signalisierung erfolgt dabei beispielsweise derart, dass der Sende-Knoten ein spezielles RTS- Paket (RTS = Ready To Send) auf der niedrigen Pulsrate aussendet, wobei in diesem Paket eine höhere Pulsrate beschrieben wird. Der Empfangs-Knoten bestätigt das RTS-Paket mit ei^¬ nem entsprechenden CTS-Paket (CTS = Clear To Send) , welches ebenfalls auf der niedrigen Pulsrate ausgesendet wird. Die Verwendung von RTS- bzw. CTS-Paketen ist hinlänglich aus dem Stand der Technik bekannt und wird beispielsweise in Zeit- schlitzprotokollen verwendet. Nach dem Austausch der Pakete schalten der Sende- und der Empfangs-Knoten auf eine hohe Pulsrate um, damit sie im nächsten Zeitslot auf der hohen Pulsrate senden bzw. empfangen werden. Die Datenübertragung auf der hohen Pulsrate wird wiederum durch ein geeignetes Verfahren mit der niedrigen Pulsrate so synchronisiert, dass die Lucken der niedrigen Pulsrate mit einem entsprechenden Puls der hohen Pulsrate zusammentreffen.

Wie bereits anhand von Fig. 1 dargelegt, kann ein einzelner Sende-Knoten auf der hohen Pulsrate Daten senden und die niedrige Datenrate zur Übertragung eines Busy-Tones nutzen. Ebenso besteht die Möglichkeit, dass der Sende-Knoten aus^¬ schließlich auf der hohen Pulsrate sendet und auf der niedri^¬ gen Pulsrate keine Signale übertragt, wodurch das Interlea- ving-Verfahren gemäß Fig. 2 ermöglicht wird, bei dem über ei- nen weiteren Sende-Knoten auf niedriger Pulsrate Informationen übertragen werden können. In dem Interleaving-Verfahren wird somit ein Sende-Knoten auf niedriger Rate an einen Empfangs-Knoten übertragen, wahrend sich ein anderer Sende- Knoten auf hoher Pulsrate zu der Übertragung synchronisiert und genau in den Lucken zwischen den Pulsen der niedrigen Rate seine Pulse an einen Empfangs-Knoten übertragt. Dadurch laufen parallel zwei Datenübertragungen mit hoher und niedriger Datenrate, welche sich gegenseitig nicht stören.

Je nachdem, ob ein Sende-Knoten mit dem Busy-Tone-Verfahren gemäß Fig. 1 oder mit dem Interleavmg-Verfahren gemäß Fig. 2 übertragt, hat dies Konsequenzen auf die Datenübertragungen in der Reichweite des Sende-Knotens . Beim Busy-Tone-Verfahren werden Übertragungen in der Reichweite des den Busy-Tone sen- denden Knotens unterdruckt. Wenn z.B. ein Knoten in der

Reichweite dieses Knotens ist und senden will, hört er zunächst auf die niedrige Rate in den Kanal . Er empfangt dann den Busy-Tone und erkennt hierdurch, dass der Kanal benutzt wird. Er fuhrt dann einen sog. Backoff-Mechanismus über eine zufällige Anzahl von Zeitslots bis zum nächsten Sendeversuch auf der niedrigen Pulsrate durch.

Befindet sich ein Knoten außerhalb eines mit hoher Pulsrate sendenden Knotens, hört dieser Knoten den Busy-Tone nicht und geht daher von einem freien Kanal aus, auf dem er mit niedriger Pulsrate sendet. Ist der Knoten mit dem auf hoher Pulsra^¬ te sendenden Knoten pulssynchron, dann fallen die Pulse der Übertragung auf der niedrigen Pulsrate mit den Pulsen des Bu- sy-Tones zusammen. Da die niedrige Pulsrate jedoch von dem Empfanger, der die Daten mit hoher Pulsrate empfangt, igno^¬ riert wird, wird die Übertragung auf der hohen Pulsrate nicht durch den auf niedriger Pulsrate sendenden Knoten gestört. Fig. 4 bis Fig. 12 zeigen nochmals entsprechende Szenarien der erfindungsgemaßen Datenübertragung zwischen Sende- und Empfangs-Knoten basierend auf dem Busy-Tone-Verfahren bzw. dem Interleaving-Verfahren . Die Sende- und Empfangs-Knoten sind dabei alle derart ausgestaltet, dass sie sowohl Signale senden als auch empfangen können. In allen Figuren sind ent^¬ sprechende Sende-Knoten als schraffierte Kreise mit Bezugszeichen Sl bzw. S2 bezeichnet. Die Reichweite des jeweiligen Sende-Knotens Sl für eine Datenübertragung mit hoher Pulsrate ist dabei durch jeweilige Kreise C angedeutet. Ferner sind in Fig. 4 bis 12 entsprechende Empfangs-Knoten mit El bzw. E2 bezeichnet und als weiße Kreise wiedergegeben. Eine Datenübertragung auf hoher Rate zwischen einem Sende- und Empfangs-Knoten ist in Fig. 4 bis Fig. 12 durch einen durchgezo- genen Pfeil wiedergegeben, wohingegen eine Datenübertragung auf niedriger Pulsrate durch einen gepunkteten Pfeil dargestellt ist. Darüber hinaus wird der Empfang von Daten auf einer hohen bzw. niedrigen Rate bei einem Knoten, für den die Daten nicht gedacht sind, durch eine durchgezogene Linie (oh- ne Pfeilspitze) für die hohe Pulsrate und eine gepunktete Linie (ohne Pfeilspitze) für die niedrige Pulsrate angedeutet.

Fig. 4 zeigt ein Szenario, bei dem ein Sende-Knoten Sl auf hoher Datenrate zu einem Empfangs-Knoten El sendet und dabei einen Busy-Tone übertragt. Ein weiterer Sende-Knoten S2, der auf niedriger Rate an den Empfangs-Knoten El senden will, empfangt den Busy-Tone des Sende-Knotens Sl, da er sich in dessen Reichweite befindet. Somit wird eine Datenübertragung des Sende-Knotens S2 zu dem Empfangs-Knoten El nicht zugelas- sen, was durch einen gezackten Blitz in Fig. 4 angedeutet ist. In dem Szenario der Fig. 5 sendet der Sende-Knoten Sl wiederum auf der hohen Datenrate an den Empfangs-Knoten El und übertragt dabei gleichzeitig den Busy-Tone. Ein Sende- Knoten S2, der an einen Empfangs-Knoten E2 außerhalb der Reichweite des Sende-Knotens Sl übertragen mochte, hört in den Kanal und empfangt den Busy-Tone, so dass eine Übertragung auf der niedrigen Pulsrate nicht zugelassen wird, was wiederum durch gezackte Blitze angedeutet ist. In dem Szenario der Fig. 6 sendet der Sende-Knoten Sl Daten auf der hohen Datenrate in Kombination mit einem Busy-Tone an den Empfangs-Knoten El. Darüber hinaus sendet ein weiterer Sende-Knoten S2 außerhalb der Reichweite des Sende-Knotens Sl auf der niedrigen Datenrate an einen Empfangs-Knoten E2, der ebenfalls außerhalb der Reichweite des Sende-Knotens Sl ist. Da der Busy-Tone von dem Knoten S2 nicht empfangbar ist, wird das Aussenden von Pulsen auf der niedrigen Rate auch zugelas- sen. Dies fuhrt jedoch dazu, dass unbeabsichtigt das Signal auf der niedrigen Pulsrate auch bei dem Knoten E2 empfangen wird. Dies hat zwar Kollisionen auf der niedrigen Pulsrate zur Folge, wie durch eine entsprechend dargestellte Pulsfolge mit Kollisionspositionen K innerhalb eines Rechtecks R ange- deutet ist. Diese Kollisionen sind jedoch nicht unkritisch, da der Empfangs-Knoten El nur auf der hohen Pulsrate empfangt und die Pulse der niedrigen Pulsraten ignoriert.

Fig. 7 zeigt ein Szenario, bei dem der Sende-Knoten Sl Daten mit hoher Pulsrate in Kombination mit einem Busy-Tone an den Empfanger El sendet. Ferner sendet ein Sender S2 auf der niedrigen Pulsrate Daten an einen Empfanger E2, der sich in Reichweite des Senders Sl befindet und somit auch den Busy- Tone von dem Sender Sl empfangt. Analog zu Fig. 6 treten KoI- lisionen beim Empfanger El auf, zu dem auch das Signal des

Senders S2 gelangt. Da der Empfanger El jedoch die Pulse der niedrigen Pulsrate ignoriert, ist die Datenübertragung zwi^¬ schen Sender Sl und Empfanger El nicht gestört. Die Übertragung der Daten auf niedriger Pulsrate vom Sender S2 zum Emp- fanger E2 ist jedoch nicht möglich, da es aufgrund des Busy- Tones des Senders Sl zu Kollisionen beim Empfanger E2 kommt, wie durch einen entsprechenden Stern S angedeutet ist.

Fig. 8 zeigt ein Szenario eines Interleaving-Verfahrens, bei dem der Sender Sl nunmehr ohne Busy-Tone Daten auf der hohen Rate zu dem Empfanger El übertragt. Em Sender S2 in Reichweite des Senders Sl übertragt ferner auf niedriger Pulsrate Daten an einen Empfanger E2. Die mit niedriger Pulsrate aus- gesendeten Daten gelangen auch zu dem Empfanger El. Es treten dabei keine Kollisionen auf, da von dem Sender Sl kein Busy- Tone ausgesendet wird. Die Kollisionsfreiheit ist durch die Pulsfolge in dem Rechteck R' der Fig. 8 angedeutet. Der Emp- fanger El wertet dabei nur die Pulse der hohen Pulsrate aus und ignoriert die Pulse der niedrigen Rate. In dem Szenario der Fig. 8 wird die Übertragung der Daten auf niedriger Rate von dem Sender S2 zu dem Empfanger E2 ermöglicht, da auf der niedrigen Rate kein Busy-Tone von dem Sender Sl zu dem Sender S2 gelangt.

Fig. 9 zeigt wiederum ein Szenario, bei dem der Sender Sl auf hoher Pulsrate Daten ohne Busy-Tone an einen Empfanger El übertragt. Der weitere Sender S2 liegt außerhalb der Reich- weite des Senders Sl und übertragt auf niedriger Pulsrate Daten an einen weiteren Empfanger E2, der ebenfalls außerhalb der Reichweite des Senders Sl liegt. Die Daten auf niedriger Rate gelangen auch zu dem Empfanger El, verursachen jedoch keine Kollisionen, da kein Busy-Tone bei El empfangen wird. Die Kollisionsfreiheit ist wiederum durch die Pulsfolge in dem Rechteck R' angedeutet. Es kommt auch nicht zu einer Störung der Übertragung von dem Sender Sl zu dem Empfanger El, da der Empfanger El die Pulse auf niedriger Pulsrate igno^¬ riert .

Fig. 10 zeigt ein Szenario ahnlich zu Fig. 9, wobei nunmehr jedoch der Empfanger E2 innerhalb der Reichweite des Senders Sl liegt. Dies bedeutet, dass die Signale auf hoher Pulsrate von dem Sender Sl zu dem Empfanger E2 gelangen. Dies verur- sacht jedoch keine Störung der Datenübertragung, da der Empfanger E2, der auf niedriger Pulsrate hört, die Pulse auf ho^¬ her Pulsrate ignoriert und durch den Sender Sl kein Busy-Tone übertragen wird. Auch die Datenübertragung auf hoher Rate von dem Sender Sl zu dem Empfanger El kann - analog zu Fig. 9 - ungestört ablaufen, da der Empfanger El die Pulse auf niedriger Pulsrate, welche von dem Sender S2 zu dem Empfanger El gelangen, ignoriert. Fig. 11 zeigt ein Szenario, bei dem ein einzelner Sender Sl an zwei Empfanger El und E2 simultan Daten auf hoher und niedriger Rate übertragt. Die Daten an den Empfanger El werden dabei auf hoher Pulsrate übertragen und die Daten an den Empfanger E2 auf niedriger Pulsrate. Die beiden Datenübertragungen sind dabei derart ausgestaltet, dass sie im Wesentli^¬ chen die gleiche Reichweite haben. Fig. 12 zeigt ein Szenario analog zu Fig. 11, wobei nunmehr die Datenübertragung auf niedriger Pulsrate eine höhere Reichweite als die Datenuber- tragung auf hoher Pulsrate hat.

In den im Vorangegangenen beschriebenen Ausfuhrungsformen wird die hohe Pulsrate als Vielfache der niedrigen Pulsrate übertragen, wobei die „gemeinsamen" Pulse beider Raten aus- schließlich von der niedrigen Rate verwendet werden. Hierdurch kollidieren Pulse der niedrigen Rate nicht mit denen der hohen Rate. Auf diese Weise ist ein gleichzeitiges Übertragen auf hoher und niedriger Datenrate in dem gleichen Medium möglich. Dabei müssen sich die einzelnen Sende- bzw. Empfangs-Knoten nicht explizit koordinieren bzw. von außen koordiniert werden, so lange sie pulsgenau synchronisiert sind. Es wird somit ein adaptives System geschaffen, welches über die Pulsrate sowohl die Datenrate als auch die Reichwei^¬ te dynamisch anpassen kann. Die Realisierung des Systems ist mit einem einzigen, preiswerten Standard-Bauteil auf der Basis eines auf dem Standard IEEE 802.15.4a arbeitenden Trans- ceivers möglich.

Fig. 13 zeigt eine weitere Variante des erfmdungsgemaßen Verfahrens, bei der nunmehr die Pulse auf der niedrigen Rate in sog. Bursts übertragen werden, durch welche sehr kurze, hochenergetische Pulsfolgen gefolgt von langen Pausen versendet werden. Durch einen Burst wird dabei ein Bit codiert. In der hier beschriebenen Ausfuhrungsform werden die Bursts auf niedriger Rate basierend auf dem Standard IEEE 802.15.4a übertragen. Fig. 13 zeigt die Übertragung gemäß diesem Standard mit in horizontaler Richtung verlaufender Zeitachse. Die Informationen werden dabei in sog. Symbolintervallen T_s∑ übertragen, welche jeweils in zwei Teilintervalle T_BPM unter^¬ teilt sind. Jedes dieser gleich langen Teilintervalle T_BPM enthalt wiederum zwei Intervalle T_Bp und T_GΣ . Die beiden vorderen Intervalle T_Bp werden zur Übertragung der Bursts ge- nutzt. Die Intervalle T_Gi, welche jeweils die zweite Hälfte des Intervalls T_BPM darstellen, sind sog. Guard-Intervalle, in welchen keine Bursts übertragen werden. Die Guard-Intervalle dienen dabei als Sicherheitsabstand, um die Intersymbolmter- ferenz zu reduzieren.

Die Intervalle T_BP sind in mehrere sog. Time Hopping Positi- ons der Lange T_B eingeteilt, welche als entsprechende Quadrate wiedergegeben sind. In einer entsprechenden Time Hopping Position eines Intervalls T_BB kann ein Burst übertragen wer- den und die Lange T_B einer Time Hopping Position entspricht der Lange eines Bursts. In Fig. 2 ist beispielhaft ein Burst B für eine der Time Hopping Positions im vorderen Bereich des Symbolintervalls T_s∑ wiedergegeben. Jeder Burst B enthalt da^¬ bei eine Anzahl von sog. Chips mit der Lange T_c, wobei jeder Chip der Lange eines Pulses entspricht. In einem Symbolintervall wird jeweils nur ein Burst übertragen, wobei durch die Position des Bursts im vorderen oder hinteren Intervall T_BB ein weiteres Bit codiert wird.

Mit der Übertragung auf niedriger Pulsrate gemäß der Symbolstruktur der Fig. 13 kann zwar mit relativ hoher Reichweite von ca. 30 bis 40 Metern in typischen Indoor-Umgebungen und bis zu 140 Metern bei Sichtverbindung zwischen Sende- und Empfangs-Knoten übertragen werden, jedoch ist die Datenrate der Übertragung nur sehr gering. Es wurde jedoch erkannt, dass die entsprechenden Guard-Intervalle T_G∑ in der Symbol^¬ struktur der Fig. 13 dazu benutzt werden können, um gleichzeitig auf hoher Pulsrate mit niedriger Energie Daten zu übertragen. In der hier beschriebenen Ausfuhrungsform werden somit die Guard-Intervalle T_G∑, d.h. die Lucken zwischen den für die Bursts der niedrigen Pulsrate genutzten Intervalle T_BB, dazu verwendet, um mit hoher Pulsrate zu senden. Vorzugsweise wird dabei das jeweilige gesamte Intervall T_GΣ aus- genutzt. Es können dabei wiederum burstmoduliert Daten über^¬ tragen werden, d.h. die Pulse werden in Bursts übertragen, welche jeweils ein Bit codieren. Jedoch besteht auch die Möglichkeit - in Analogie zu den Übertragungen gemäß Fig. 1 und Fig. 2 - pulsmoduliert Informationen zu übertragen, wobei jeder einzelne Puls ein Bit codiert.

Ein Transceiver, der die soeben beschriebene Variante des er- findungsgemaßen Verfahrens verwendet, synchronisiert sich zu- nächst auf das Symbolintervall einer beginnenden Übertragung gemäß dem Standard IEEE 802.15.4a. Dies geschieht wiederum beispielsweise dadurch, dass er die Synchronisationspraambel mithört. Dann schaltet der Transceiver in einen Sendemodus mit hoher Pulsrate. Er benutzt dafür die Guard-Intervalle T_Gi der bestehenden niedπgbitratigen Übertragung, um in diesen Zeiträumen eine Übertragung auf hoher Pulsrate mit entsprechend niedriger Energie zu einem nahe gelegenen Empfanger durchzufuhren. Dadurch, dass bei der Übertragung auf hoher Pulsrate jeder Puls mit sehr geringer Energie gesendet wird, ist die erzeugte Interferenz minimal. Es entsteht in dieser

Ausfuhrungsform ein etwas größeres Gaußsches Rauschen für die auf der niedrigen Pulsrate arbeitenden Empfanger. Die erzeugte Interferenz ist im Regelfall durch das sehr niedrige Ener^¬ gieniveau der hohen Pulsrate unproblematisch. Sie lasst sich aber zusätzlich durch eine geeignete Signalisierung auf der MAC-Schicht weitestgehend reduzieren. Beispielsweise konnte die MSI (MSI = Maximum Sustamable Interference) der Empfan^¬ ger bekannt gegeben werden.

Die Energie, mit der ein Puls der hohen Pulsrate gesendet werden kann, ist abhangig von der in der zu Grunde liegenden IEEE 802.15.4a-Verbindung benutzten Symbolstruktur, die wiederum durch die Datenrate festgelegt ist. Diese Struktur gibt unter anderem die Breite der Guard-Intervalle T_Gi (als Anzahl an Zeitschlitzen T_B) wieder. Hierdurch wird folglich angegeben, wie viele Pulse der hohen Pulsrate pro Symbolintervall T_BPM gesendet werden können. Wie bereits oben dargelegt, können die Pulse der hohen Puls^¬ rate, welche in den Intervallen T_Gi gesendet werden, entweder einzeln moduliert sein oder jeweils als Burst zusammengefasst sein. Abhangig davon, wie viele Chips pro Burst (d.h. wie viele Pulse innerhalb eines Burst) verwendet werden, ergibt sich zusätzliche Redundanz. Bei einer pulsmodulierten Über^¬ tragung ist die hohe Datenrate die Anzahl an Chips pro Symbolintervall multipliziert mit der Symbolrate geteilt durch zwei. Demgegenüber ist die hohe Datenrate bei der Burst- Modulation die Anzahl an Bursts pro Symbolintervall multipli^¬ ziert mit der Symbolrate und geteilt durch zwei. Je nach verwendeter IEEE 802.15.4a-Verbmdung und in Abhängigkeit davon, ob Burstmodulation oder Pulsmodulation verwendet wird, können dabei kurzreichweitige Datenübertragungen mit einer Datenrate von bis zu 250 MBit pro Sekunde erreicht werden.

Die anhand von Fig. 13 erläuterte Ausfuhrungsform des erfin- dungsgemaßen Verfahrens hat den Vorteil, dass ein Standard- Funkmodul nach IEEE 802.15.4a auch zur schnellen Datenuber- tragung auf kurze Distanzen verwendet werden kann, ohne die Standard-Kommunikation auf niedriger Datenrate basierend auf IEEE 802.15.4a zu stören. Dadurch wird ein System ermöglicht, welches den Standard IEEE 802.15.4a zur Signalisierung und Kommunikation auf niedriger Datenrate über größere Entfernun- gen nutzt, wobei ferner eine kurzreichweitige Datenübertragung mit einer schnellen Datenrate durch Ausnutzung der Guard-Intervalle bereitgestellt wird. Somit können Standard- Transceiver zusatzlich zur weitreichenden Kommunikation mit geringer Datenrate auch auf kurze Entfernungen mit sehr hoher Datenrate kommunizieren.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur pulsbasierten Ultra-Breitband-Kommunikation zwischen zumindest einem Sende-Knoten (Sl, S2) und zumindest einem Empfangs-Knoten (El, E2), bei dem: von einem oder mehreren Sende-Knoten (Sl, S2) ein Ultra- Breitband-Signal umfassend eine Vielzahl von Pulsen an einen oder mehrere Empfangs-Knoten (El, E2) übertragen wird; - in dem Ultra-Breitband-Signal Daten mittels einer ersten Datenübertragung durch Pulse (P) mit einer ersten Pulsrate und mittels einer oder mehrerer zweiter Datenübertragungen durch Pulse (P) mit einer jeweiligen zweiten Pulsrate übertragen werden, wobei eine jeweilige zweite PuIs- rate hoher als die erste Pulsrate ist; die Pulse (P) mit einer jeweiligen zweiten Pulsrate in Zeitintervallen übertragen werden, in denen keine Pulse (P) der ersten Pulsrate übertragen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Pulse (P) des UIt- ra-Breitband-Signals kontinuierlich in aufeinander folgenden Zeitfenstern (TO, ., T15) mit konstanter Lange übertragen werden, wobei jedes Zeitfenster (TO, .., T15) einen einzelnen Puls (P) enthalt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem erste Zeitfenster (TO, T5, TlO, T15) der aufeinander folgenden Zeitfenster (Tl, .., T15) für Pulse (P) der ersten Pulsrate vorgesehen sind und zweite Zeitfenster (Tl, ., T4, T6, .., T9, TIl, .., T14) für Pulse (P) einer jeweiligen zweiten Pulsrate vorgesehen sind, wobei die erste bzw. die jeweilige zweite Pulsrate durch die Wiederholrate der ersten bzw. der zweiten Zeitfenster (TO, .., T15) gegeben sind.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem sowohl die erste Datenübertragung als auch zumindest eine zweite Datenübertragung zwischen einem einzelnen Sende-Knoten (Sl, S2) und einem einzelnen Empfangs-Knoten (El, E2) erfolgt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem mit der ersten Daten- Übertragung ein vorgegebenes Signalmuster übermittelt wird, wodurch bei Empfangs-Knoten (El, E2) in Reichweite des ein^¬ zelnen Sende-Knotens (Sl, S2) eine erste Datenübertragung von anderen Sende-Knoten (Sl, S2) blockiert wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem für Sende- und Empfangsknoten (Sl, S2, El, E2) in Reichweite zueinander ausschließlich eine erste oder eine jeweilige zweite Datenübertragung zwischen einem Paar aus Sende- und Empfangs-Knoten (Sl, S2, El, E2) erfolgt.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem basierend auf einem Zeitschlitzprotokoll Kollisionen zwischen der ersten und der oder den zweiten Datenübertragungen verhindert werden.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem sich der oder die Sende-Knoten (Sl, S2) und der oder die Empfangs-Knoten (El, E2) mittels Synchronisationspraambeln (SP) untereinander synchronisieren.

9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem ein Sende-Knoten (Sl, S2) und ein Empfangs-Knoten (El, E2) vor der Durchfuhrung ei^¬ ner zweiten Datenübertragung die erste Datenübertragung abhören und sich beim Hören einer Synchronisationspraambel (SP) darauf synchronisieren.

10. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem im Falle, dass der Sende-Knoten (Sl, S2) und der Empfangs-Knoten (El, E2) keine Synchronisationspraambel hören, der Sende-Knoten (Sl, S2) auf der zweiten Datenübertragung eine Synchronisationspraambel (SP) aussendet.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem ein Sende-Knoten (Sl, S2), der Daten mittels der zweiten Datenübertragung aussendet, auf die Pulse (P) der ersten Pulsrate hört, um sich darauf zu synchronisieren und/oder ei- ne bereits erfolgte Synchronisierung zu korrigieren.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem ein Sende- und Empfangsknoten (Sl, S2, El, E2), zwischen denen Daten zu übertragen sind, sich einander signalisieren, wenn eine zweite Datenübertragung möglich ist, um anschließend mittels der zweiten Datenübertragung die Daten zu übertragen .

13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die erste Datenübertragung derart erfolgt, dass die Pulse (P) mit der ersten Pulsrate in Bursts (B) umfassend einen oder mehrere Pulse (P) übertragen werden, wobei Bursts (B) in vorgegebenen Zeitintervallen (T_Bp) auftreten, welche durch Separationsmtervalle (T_GI) voneinander getrennt sind, und wobei eine jeweilige zweite Datenübertragung durch Pulse mit der zweiten Pulsrate in den Separationsintervallen (T_GI) erfolgt.

14. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem die erste Datenuber- tragung gemäß dem Standard IEEE 802.15.4a erfolgt.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 oder 14, bei dem die gesamten Separationsmtervalle (T_GI) zur zweiten Datenübertragung genutzt werden.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, bei dem die durch die Pulse der zweiten Pulsrate übertragenen Daten puls- moduliert sind.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, bei dem die durch die Pulse der zweiten Pulsrate übertragenen Daten burstmoduliert sind.

18. Kommunikationsnetz zur pulsbasierten Ultra-Breitband- Kommunikation, umfassend zumindest einen Sende-Knoten (Sl, S2) und zumindest einen Empfangs-Knoten (El, E2), welche im Betrieb derart kommunizieren, dass: - von einem oder mehreren Sende-Knoten (Sl, S2) ein Ultra- Breitband-Signal umfassend eine Vielzahl von Pulsen an eine oder mehrere Empfangs-Knoten (El, E2) übertragen wird; m dem Ultra-Breitband-Signal Daten mittels einer ersten Datenübertragung durch Pulse (P) mit einer ersten Pulsrate und mittels einer oder mehrerer zweiter Datenübertragungen durch Pulse (P) mit einer jeweiligen zweiten Pulsrate übertragen werden, wobei eine jeweilige zweite Pulsrate hoher als die erste Pulsrate ist; - die Pulse (P) mit einer jeweiligen zweiten Pulsrate in Zeitmtervallen übertragen werden, in denen keine Pulse der ersten Pulsrate übertragen werden.

19. Kommunikationsnetz nach Anspruch 18, welches derart aus- gestaltet ist, dass in dem Kommunikationsnetz ein Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 17 durchfuhrbar ist.