WO2020174054A1 - Stützbake(n) zur synchronisierung auf eine multicast-nachricht in nicht koordinierten netzen - Google Patents

Stützbake(n) zur synchronisierung auf eine multicast-nachricht in nicht koordinierten netzen Download PDF

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WO2020174054A1
WO2020174054A1 PCT/EP2020/055164 EP2020055164W WO2020174054A1 WO 2020174054 A1 WO2020174054 A1 WO 2020174054A1 EP 2020055164 W EP2020055164 W EP 2020055164W WO 2020174054 A1 WO2020174054 A1 WO 2020174054A1
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WO
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data transmission
point
support
base station
time
Prior art date
Application number
PCT/EP2020/055164
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English (en)
French (fr)
Inventor
Gerd Kilian
Josef Bernhard
Johannes WECHSLER
Jakob KNEISSL
Dominik Soller
Michael Schlicht
Thomas Kauppert
Hristo PETKOV
Raphael MZYK
Klaus Gottschalk
Original Assignee
Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V.
Diehl Metering Gmbh
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Publication date
Application filed by Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V., Diehl Metering Gmbh filed Critical Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V.
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Publication of WO2020174054A1 publication Critical patent/WO2020174054A1/de
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W56/00—Synchronisation arrangements
    • H04W56/0005—Synchronisation arrangements synchronizing of arrival of multiple uplinks
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/02—Details
    • H04L12/16—Arrangements for providing special services to substations
    • H04L12/18—Arrangements for providing special services to substations for broadcast or conference, e.g. multicast
    • H04L12/189—Arrangements for providing special services to substations for broadcast or conference, e.g. multicast in combination with wireless systems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W56/00—Synchronisation arrangements
    • H04W56/001—Synchronization between nodes
    • H04W56/0025—Synchronization between nodes synchronizing potentially movable access points
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W56/00—Synchronisation arrangements
    • H04W56/004—Synchronisation arrangements compensating for timing error of reception due to propagation delay
    • H04W56/0045—Synchronisation arrangements compensating for timing error of reception due to propagation delay compensating for timing error by altering transmission time

Definitions

  • Embodiments of the present invention relate to a wireless communication system with a multiplicity of uncoordinated sending subscribers, and in particular to the transmission of a multicast message (point-to-multipoint message) in such a communication system.
  • Some exemplary embodiments relate to the transmission of one or more support beacons in advance of the multicast message (point-to-multipoint message).
  • GSM Global System for Mobile Communications
  • the participants are usually coordinated with regard to radio resources by so-called beacons, to which the participants in the radio network listen.
  • beacons By signaling the radio resources in these beacons, it is necessary that all participants receive and evaluate them in order to be able to subsequently receive or send data.
  • the power consumption of a participant who only rarely accesses the channel is therefore very high.
  • Another approach is a non-coordinated radio network in which the subscribers transmit their data to the recipient on a contention-based basis.
  • a beacon does not have to be continuously received, which signals when which subscriber is allowed to transmit on which frequency.
  • this method has the disadvantage that it can lead to interference between the participants in the radio network.
  • this disadvantage can be reduced by using "Telegram Splitting Multiple Access" (TSMA) [4], which enables throughputs similar to those achieved with a coordinated system.
  • TSMA Transmission Splitting Multiple Access
  • TSMA Transmission Splitting Multiple Access
  • data packet data packet
  • bursts short sub-data packets
  • the sub-data packets are distributed according to a pseudo-random principle both over time and over the available frequency channels, as is shown by way of example in FIG.
  • FIG. 1 shows in a diagram an occupancy of a frequency band of a TSMA-based communication system during the transmission of a data packet divided into a plurality of sub-data packets 10, the plurality of sub-data packets being distributed in time and frequency.
  • the ordinate describes the frequency (frequency channels) and the abscissa describes the time.
  • FIG. 1 shows the principle of data transmission according to the TSMA method.
  • FIG. 2 shows in a diagram an occupancy of a frequency band of a competition-based communication system during the transmission of several uplink messages 12 and several downlink messages 14.
  • the abscissa describes the frequency and the ordinate describes the time.
  • FIG. 2 shows a diagram of a transmission channel in a non-coordinated communication system.
  • participants eg end points
  • the transmission of a message from a subscriber to the base station involves the uplink and, in the opposite direction, the downlink.
  • the downlink to the subscribers who use the uncoordinated transmission is used for messages that are to be transmitted to several subscribers, e.g. B. software updates or time sync commands.
  • the present invention is therefore based on the object of enabling the transmission of a point-to-multipoint message in a communication system with a large number of uncoordinated sending participants.
  • Embodiments create a subscriber of a communication system, [wherein the communication system communicates wirelessly in a frequency band [eg ISM band] which is used by a plurality of [eg mutually uncoordinated] communication systems], the subscriber being designed to transmit data in an uncoordinated manner with respect to others
  • the subscriber being designed to receive one or more [eg at least two] support beacons from the base station of the communication system, [eg which precede a point-to-multipoint data transmission] wherein the one or more support beacons [eg each] have synchronization information [eg to synchronize the subscriber [eg to the respective support beacon, to a point-to-multipoint data transmission of the base station and / or to at least one further support beacon [eg that of the point to multipoint data transmission preceded]]], whereby the subscriber hmer is designed to receive a point-to-multipoint data transmission from a frequency band [eg ISM band] which is used by a plurality of [eg mutually
  • the subscriber can be designed to receive a donglink data transmission from the base station in a time-synchronized manner with a sent uplink data transmission to the base station, the downlink data transmission having signaling information, the signaling information being the transmission of the support beacon or at least one of the plurality of support beacons, the subscriber being designed to control the one or at least one of the plurality of support beacons [eg to receive at least the [temporally] first support beacon] based on the signaling information.
  • the signaling information can include information about at least one
  • the information about the point in time can be an absolute point in time, a relative point in time (for example a defined time span between the downlink data transmission and the Support beacon) or information from which the absolute or relative point in time can be derived, such as a number of clock cycles of an oscillator of the end point.
  • the information on the frequency channel may be an absolute frequency channel or a relative frequency channel [e.g. a distance between a frequency channel of the downlink data transmission and a frequency channel of the support beacon].
  • the support beacon can be transmitted based on the telegram splitting transmission method.
  • data to be transmitted with the support beacon e.g. a [encoded] support beacon data packet of the physical layer
  • the support beacon can be divided into a plurality of sub-data packets, so that the plurality of sub-data packets each have only part of the data to be transmitted, the plurality of sub-data packets not being contiguous but rather are transmitted distributed in the time and / or frequency according to a time and / or frequency hopping pattern.
  • the synchronization information can include information about at least one of
  • the synchronization information can have a synchronization sequence for synchronizing the subscriber to the respective support beacon, the subscriber being designed to synchronize with the respective support beacon based on the synchronization sequence [e.g. based on a correlation of a received data stream with a reference sequence corresponding to the synchronization sequence in order to determine the synchronization sequence [e.g. and thus to detect the respective support beacon] in the received data stream].
  • the subscriber may be configured to receive the plurality of support beacons in order to make a decision based on the information contained in the support beacons Synchronization information on the point-to-multipoint data transmission of the
  • Base station synchronized and / or kept synchronized.
  • the plurality of support beacons may be transmitted at regular intervals or on average at regular intervals, with the subscriber knowing the intervals between the transmissions of the support beacons [e.g. from a previous downlink transmission or an already received support beacon].
  • the multiple support beacons can be configured to [e.g. system-wide or for point-to-multipoint data transmission] predetermined times and / or with predetermined time intervals and / or in predetermined frequency channels and / or in predetermined frequency channel intervals and / or in accordance with a predetermined time hopping pattern and / or in accordance with a predetermined frequency hopping pattern.
  • At least one [e.g. each [e.g. except for the last]] of the support beacons [e.g. or the synchronization information of at least one of the support beacons] information about a transmission of a subsequent [e.g. of the subsequent] support beacon, [e.g. wherein the information about the transmission is a point in time and / or time interval and / or a frequency channel and / or frequency channel interval and / or time hopping pattern and / or frequency hopping pattern], wherein the subscriber is designed to use the information on the transmission of the [e.g. each] subsequent support beacon to receive the [each] subsequent support beacon.
  • a time and / or a frequency channel of the transmission may include at least one [e.g. everyone [e.g. with the exception of the first]] of the support beacons from information transmitted with a preceding support beacon [e.g. CRC or support beacon counter], the subscriber being designed to record the time and / or frequency channel of the transmission of the at least one [e.g. respective] support beacon from the [e.g. each] preceding support beacon to derive the at least one [e.g. respective] support beacon.
  • a preceding support beacon e.g. CRC or support beacon counter
  • times and / or frequency channels, or a time hop pattern and / or frequency hop pattern of the transmission of the multiple support beacons can be determined based on a calculation rule [e.g. polynomial of an LFSR or a PRBS generator], with the signaling information and / or the synchronization information at least one of the support beacons information about one current state of the calculation rule, the subscriber being designed to determine the times and / or frequency channels and / or the time jump pattern and / or frequency jump pattern of the transmission of the multiple support beacons based on the calculation rule and the current state of the calculation rule in order to determine the multiple To receive support beacons.
  • a calculation rule e.g. polynomial of an LFSR or a PRBS generator
  • the multiple support beacons received from the subscriber may be a true subset [e.g. be only a part] of the support beacons transmitted by the base station.
  • the subscriber can be configured to, if at least one of the support beacons could not be successfully received [e.g. due to transmission errors] to send another uplink data transmission to the base station and to receive a further downlink data transmission synchronized in time with the further uplink data transmission, the further downlink data transmission having further signaling information, the further signaling information at least the transmission another [e.g. subsequent] support beacon, the subscriber being designed to control the at least one further [e.g. subsequent] support beacon based on the signaling information.
  • the subscriber can be configured to, if at least one of the support beacons could not be successfully received [e.g. due to transmission errors], a subsequent support beacon with an increased synchronization effort [e.g. based on an extended time and / or frequency search window].
  • payload of the point-to-multipoint data transmission [e.g. with the useful data to be transmitted with the point-to-multipoint data transmission] can be divided into a plurality of useful data parts, at least some of the useful data parts [e.g. one of the useful data components] each together with a support beacon [e.g. in a transmission frame of a support beacon].
  • useful data to be transmitted with point-to-multipoint data transmission can be divided into several useful data parts and, together with the support beacons [e.g. in the transmission frame of the support beacons].
  • a data packet to be transmitted with point-to-multipoint data transmission [e.g. the physical layer] [e.g. with the user data] can be divided into several partial Data packets are split up, the partial data packets being transmitted together with one of the support beacons [eg in the transmission frame of the respective support beacon].
  • At least some of the useful data parts can be transmitted several times together with different support beacons.
  • a support beacon can have a useful data part and a duplicated useful data part, or else only a single useful data part or a duplicated useful data part.
  • a number of supporting beacons is thus at least as large as a sum of a number of useful data parts and a number of duplicated useful data parts.
  • the useful data or useful data parts can be channel-coded, so that only a part of the useful data parts is required for decoding useful data, only part of the useful data parts being transmitted together with the support beacons, or the subscriber being designed to receive the support beacons with the Set user data parts when enough user data parts have been received to decode the user data.
  • the [e.g. Synchronization information of the] support beacon or at least one of the several support beacons [e.g. the last support beacon] have information about the point-to-multipoint data transmission, the subscriber being designed to receive the point-to-multipoint data transmission based on the information about the point-to-multipoint data transmission.
  • the information about the point-to-multipoint data transmission can include information about at least one
  • a point in time or time interval of the point-to-multipoint data transmission a frequency channel or frequency interval of the point-to-multipoint
  • the information about the point in time can be an absolute point in time, a relative point in time (for example a defined time span between the support beacon and the point-to-multipoint data transmission) or information from which the absolute or relative point in time can be Time can be derived, such as a number of clock cycles of an oscillator of the end point.
  • the information on the frequency channel may be an absolute frequency channel or a relative frequency channel [e.g. a distance between a frequency channel of the support beacon and a frequency channel of the point-to-multipoint data transmission].
  • the point-to-multipoint data transmission can be a telegram splitting-based data transmission.
  • the data to be transmitted [e.g. [encoded] user data of the physical layer] divided into a plurality of sub-data packets, so that the plurality of sub-data packets each have only part of the data to be transmitted, the plurality of sub-data packets not contiguous, but in time and / or frequency are transmitted in a distributed manner in accordance with a time and / or frequency hopping pattern.
  • the support beacon or at least one of the plurality of support beacons can have point-to-multipoint data transmission assignment information, the subscriber receiving one of a plurality of point-to-multipoint data transmissions of the base station based on the point-to-multipoint data transmission assignment information assigned to receive.
  • a base station of a communication system [the communication system communicating wirelessly in a frequency band [e.g. ISM band] which is used by a plurality of communication systems [e.g. mutually uncoordinated]], the base station being designed to handle one or a plurality of [eg at least two] support beacons to send [eg those preceding a [eg pending or planned] point-to-multipoint data transmission,] wherein the one or the plurality of support beacons [eg each] a synchronization information for the synchronization of uncoordinated sending participants of the Communication system have [eg on the respective support beacon, on a point-to-multipoint data transmission of the base station and / or on at least one further support beacon [eg that precedes the point-to-multipoint data transmission]], the base station being designed to the point-to-multipoint data transmission [e.g.
  • the base station can be designed to receive an uplink data transmission from one of the subscribers of the communication system, the uplink data transmission being uncoordinated, the base station being designed to synchronize in time with the received uplink data transmission of the subscriber a downlink To send data transmission to the subscriber, the downlink data transmission having signaling information, the signaling information signaling the transmission of the support beacon or at least one of the plurality of support beacons.
  • the signaling information can include information about at least one
  • the information about the point in time can be an absolute point in time, a relative point in time (e.g. a defined period of time between the downlink data transmission and the support beacon) or information from which the absolute or relative point in time can be derived, e.g. a number of clock cycles of an oscillator of the endpoint.
  • a relative point in time e.g. a defined period of time between the downlink data transmission and the support beacon
  • information from which the absolute or relative point in time can be derived, e.g. a number of clock cycles of an oscillator of the endpoint.
  • the information on the frequency channel may be an absolute frequency channel or a relative frequency channel [e.g. a distance between a frequency channel of the downlink data transmission and a frequency channel of the support beacon].
  • the support beacon can be transmitted based on the telegram splitting transmission method.
  • data to be transmitted with the support beacon e.g. a [coded] support beacon data packet of the physical layer
  • the support beacon can be divided into a plurality of sub-data packets, so that the plurality of sub- Data packets each have only part of the data to be transmitted, the plurality of sub-data packets not being transmitted contiguously, but rather distributed in time and / or frequency according to a time and / or frequency hopping pattern.
  • the synchronization information can include information about at least one of
  • the synchronization information can have a synchronization sequence for synchronizing the subscriber to the respective support beacon.
  • the support beacons can each have synchronization information for synchronizing and / or maintaining the synchronization of participants in the point-to-multipoint data transmission.
  • the base station can be designed to transmit the plurality of support beacons at regular intervals or on average at regular intervals.
  • the base station can be designed to transmit the plurality of support beacons at predetermined times and / or with predetermined time intervals and / or in predetermined frequency channels and / or in predetermined frequency channel intervals and / or in accordance with a predetermined time hopping pattern and / or in accordance with a predetermined frequency hopping pattern .
  • the base station can be designed to provide at least one [eg each [eg with the exception of the last]] of the support beacons [eg or the synchronization information of at least one of the support beacons] with information about a transmission of a subsequent [eg the respectively following] support beacon provided, [eg where the information about the transmission is a point in time and / or time interval and / or a frequency channel and / or frequency channel interval and / or time hopping pattern and / or frequency hopping pattern].
  • the base station can be designed to adapt the transmission intervals of the support beacons to the time accuracy [e.g. quality of the clocks] of the subscribers who are intended for receiving the support beacons [eg to reduce the distance if subscribers with a higher time deviation are included].
  • the base station can be configured to record a point in time and / or a frequency channel of the transmission of at least one [e.g. everyone [e.g. with the exception of the first]] of the support beacons from information transmitted with a preceding support beacon [e.g. CRC or supporting beacon counter].
  • the base station can be designed to record times and / or frequency channels and / or a time hopping pattern and / or frequency hopping pattern of the transmission of the plurality of support beacons based on a calculation rule [e.g. Polynomial of an LFSR or a PRBS generator], wherein the base station is designed to provide the signaling information and / or the synchronization information at least one of the support beacons with information about a current state of the calculation rule.
  • a calculation rule e.g. Polynomial of an LFSR or a PRBS generator
  • the base station can be designed to receive user data of the point-to-multipoint data transmission [e.g. with the payload data to be transmitted with the point-to-multipoint data transmission] into a plurality of payload data parts, the base station being designed to convert at least part of the payload data parts [e.g. one of the useful data components] each together with a support beacon [e.g. to be transmitted in a transmission frame of a support beacon.
  • the base station can be designed to split user data to be transmitted with the point-to-multipoint data transmission into several user data parts and to use these together with the support beacons [e.g. in the transmission frame of the support beacons].
  • the base station can be designed to divide a data packet to be transmitted with point-to-multipoint data transmission [e.g. the physical layer] [e.g. with the user data] into several partial data packets, and to divide the partial data packets each together with one of the support beacons [eg in the transmission frame of the respective support beacon].
  • the base station can be designed to transmit at least some of the useful data parts multiple times (for example, cyclically repeated) together with different support beacons.
  • a support beacon can have a useful data part and a duplicated useful data part, or else only a single useful data part or a duplicated useful data part.
  • a number of supporting beacons is thus at least as large as a sum of a number of useful data parts and a number of duplicated useful data parts.
  • the base station can be designed to dynamically adapt the useful data portion, the adaptation being based on at least one parameter
  • a utilization of the base station e.g. permitted or possible transmission time, duty cycle
  • the base station can be designed to channel-code the useful data or useful data parts so that only a part of the useful data parts is required for decoding useful data, the base station being designed to only transmit a part [e.g. genuine subset] of the useful data parts together with the supporting beacons, or the base station being designed to stop sending the supporting beacons with the useful data parts when enough useful data parts have been sent out to decode the useful data.
  • the base station can be arranged to provide the [e.g. Synchronization information of the] support beacon or at least one of the plurality of support beacons [e.g. the last support beacon] with information about the point-to-multipoint data transmission.
  • the information about the point-to-multipoint data transmission can include information about at least one
  • a point in time or time interval of the point-to-multipoint data transmission a frequency channel or frequency interval of the point-to-multipoint data transmission a time and / or frequency hopping pattern of point-to-multipoint data transmission
  • the information about the point in time can be an absolute point in time, a relative point in time [e.g. a defined time span between the support beacon and the point-to-multipoint data transmission] or information from which the absolute or relative point in time can be derived, e.g. a number of clock cycles of an oscillator of the endpoint.
  • a relative point in time e.g. a defined time span between the support beacon and the point-to-multipoint data transmission
  • information from which the absolute or relative point in time can be derived, e.g. a number of clock cycles of an oscillator of the endpoint.
  • the information on the frequency channel may be an absolute frequency channel or a relative frequency channel [e.g. a distance between a frequency channel of the support beacon and a frequency channel of the point-to-multipoint data transmission].
  • the point-to-multipoint data transmission can be a telegram splitting-based data transmission.
  • the data to be transmitted [e.g. [encoded] user data of the physical layer] divided into a plurality of sub-data packets, so that the plurality of sub-data packets each have only part of the data to be transmitted, the plurality of sub-data packets not contiguous, but in time and / or frequency are transmitted in a distributed manner in accordance with a time and / or frequency hopping pattern.
  • the base station can be designed to provide the support beacon or at least one of the plurality of support beacons with point-to-multipoint data transmission assignment information, groups of subscribers based on the point-to-multipoint data transmission assignment information being one of several Point-to-multipoint data transmissions are assigned to the base station for reception.
  • the base station can be designed not to assign point-to-multipoint data transmission to some of the subscribers for a time segment in which other subscribers are assigned a point-to-multipoint data transmission, the base station being designed for further support beacons to send the participants to whom no point-to-multipoint data transmission is assigned in the time segment.
  • Further exemplary embodiments create a method for operating an uncoordinated sending subscriber in a communication system. The method comprises a step of receiving one or more [eg at least two] support beacons from a base station of the communication system [eg which precede point-to-multipoint data transmission], the one or more support beacons having synchronization information.
  • the method further comprises a step of synchronizing the subscriber to the point-to-multipoint data transmission of the base station based on the synchronization information.
  • the method further comprises a step of receiving a point-to-multipoint data transmission from the base station based on the synchronization information.
  • the method comprises a step of sending one or a plurality of [e.g. at least two] support beacons, [e.g. the one [e.g. pending or planned] point-to-multipoint data transmission precede,] wherein the one or the plurality of support beacons have synchronization information for the synchronization of uncoordinated sending subscribers of the communication system.
  • the method further comprises a step of sending the point-to-multipoint data transmission [e.g. according to the synchronization information].
  • 1 shows a diagram of an occupancy of a frequency band of a TSMA-based one
  • FIG. 2 shows in a diagram an occupancy of a frequency band of a competition-based communication system during the transmission of several uplink messages and several downlink messages
  • FIG. 3 shows a schematic view of a communication system with a base station and one or more participants as well as two other communication systems, according to an exemplary embodiment of the present invention
  • FIG. 4 shows a schematic block diagram of the base station and one of the subscribers of the communication system shown in FIG. 3, according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 shows a schematic block diagram of a subscriber and a base station, according to an exemplary embodiment of the present invention
  • Fig. 8 in a diagram an occupancy of the frequency band of the
  • FIG. 10 is a schematic block diagram of a subscriber and a base station, according to an embodiment of the present invention, Fig. 1 1 in a diagram an allocation of the frequency band of
  • Data transmission are divided into a plurality of useful data parts and are each transmitted together with one of the support beacons, according to an embodiment of the present invention
  • Communication system in the transmission of three point-to-multipoint data transmissions for three different groups of participants in the communication system and a common transmission of support beacons for the three different groups of participants in the
  • FIG. 14 shows a flow diagram of a method for operating an uncoordinated sending subscriber of a communication system, according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • 15 shows a flow diagram of a method for operating a base station of a
  • FIG. 3 shows a schematic view of a communication system 100 and two other communication systems 101 and 102, according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the communication system 100 can have a base station 104 (or optionally several base stations) and one or more subscribers (e.g. endpoints) 106_1-106_n, where n is a natural number greater than or equal to one.
  • the communication system 100 has five participants 106_1-106_5 for illustration, but the communication system 104_1 can just as well have 1, 10, 100, 1,000, 10,000 or even 100,000 participants.
  • the communication system 100 can be designed to wirelessly communicate in a frequency band (e.g. a license-free and / or license-free frequency band, such as the ISM band) which is used for communication by a plurality of communication systems that are not coordinated with one another, as shown in FIG. 3 is indicated by way of example by the other communication systems 101 and 102.
  • a frequency band e.g. a license-free and / or license-free frequency band, such as the ISM band
  • the frequency band used by the communication system 100 can have a significantly (e.g. by at least a factor of 5 (or 10)) greater bandwidth than the reception filters of the receivers (receivers or transceivers) of the subscribers 106_1-106_n.
  • the subscribers 106_1-106_n of the communication system 100 can be designed to send data in an uncoordinated manner (e.g. and asynchronously) with respect to other subscribers and / or the base station 104 of the communication system 100.
  • the participants 106_1-106_n can be designed to send data at predetermined rough intervals (e.g. hourly, daily, weekly, half-yearly, yearly, etc.) or in response to an external event (e.g. deviation of a sensor value from a target value).
  • the exact transmission time and / or the exact frequency or the exact frequency channel of the frequency band for transmitting the data can be determined by the respective subscriber himself.
  • the respective participant sends the data regardless of whether another participant and / or the base station 104 is transmitting data at the same point in time or overlapping in time and / or on the same frequency or the same frequency channel of the frequency band.
  • the transmission of data (for example a data packet) from one of the subscribers 106_1 - 106_n, for example from subscriber 106_1, to the base station 104 is used as an uplink Data transmission denotes, while the transmission of data from the base station 104 to one of the subscribers 106_1-106_n, for example to the subscriber 106_1, is referred to as downlink data transmission.
  • the uplink data transmission accordingly denotes (or comprises) the transmission of an uplink data packet (or an uplink message) from the respective subscriber to the base station 104, while the downlink data transmission the transmission of a downlink data packet (or a downlink Message) from the base station 104 to the respective subscriber (or includes).
  • the downlink data transmission to the respective participant is synchronized in time with the uplink data transmission , ie After a predetermined time and / or frequency after the uplink data transmission, the respective subscriber activates his transceiver for a predetermined time interval (receiving window) in order to receive the downlink data transmission that is received by the base station 104 (e.g. in response to) on the uplink data transmission is sent exactly within this time interval.
  • the downlink data transmission to the respective subscriber can also be synchronized in frequency with the respective uplink data transmission, e.g. on the same frequency (in the same frequency channel) or with a given frequency spacing.
  • the participants 106_1-106_n of the communication system 100 can, for example, be actuator nodes and / or sensor nodes, such as e.g. Heating meters, motion detectors, smoke detectors, etc., be.
  • the base station 104 and the subscribers 106_1-106_n of the communication system 100 can be designed to transfer data based on the telegram Splitting process (German telegram division process) to be transmitted.
  • the data to be transmitted such as a telegram or data packet (e.g. the physical layer in the OSI model), e.g. an uplink data packet or a downlink data packet, are transferred to a plurality of sub-data packets (or partial data packets ) and the sub-data packets are not transmitted contiguously, but rather according to a time and / or frequency hopping pattern distributed in time and / or frequency, with the sub-data packets being reassembled (or combined) on the data receiver side in order to transfer the data packet receive.
  • a telegram or data packet e.g. the physical layer in the OSI model
  • sub-data packets or partial data packets
  • the sub-data packets are not transmitted contiguously, but rather according to a time and / or frequency hopping pattern
  • Each of the sub-data packets contains only part of the data packet.
  • the data packet can also be coded (for example channel-coded or error-protection-coded) so that not all sub-data packets, but only some of the sub-data packets, are required for error-free decoding of the data packet.
  • the distribution of the plurality of sub-data packets in time and / or frequency can, as already mentioned, take place in accordance with a time and / or frequency hopping pattern.
  • a time jump pattern can specify a sequence of transmission times or transmission time intervals with which the sub-data packets are sent. For example, a first sub-data packet can be sent at a first transmission time (or in a first transmission time slot) and a second sub-data packet at a second transmission time (or in a second transmission time slot), the first transmission time and the second transmission time being different.
  • the time jump pattern can define (or specify, or specify) the first transmission time and the second transmission time.
  • the time jump pattern can indicate the first transmission time and a time interval between the first transmission time and the second transmission time.
  • the time jump pattern can also only indicate the time interval between the first point in time and the second transmission point in time. There may be pauses in transmission between the sub-data packets during which there is no transmission.
  • the sub-data packets can also overlap (overlap) in time.
  • a frequency hopping pattern can specify a sequence of transmission frequencies or transmission frequency hops with which the sub-data packets are sent. For example, a first sub-data packet can be sent with a first transmission frequency (or in a first frequency channel) and a second sub-data packet with a second transmission frequency (or in a second frequency channel), the first transmission frequency and the second transmission frequency being different.
  • the frequency hopping pattern can be the first transmission frequency and the second transmission frequency define (or specify, or specify).
  • the frequency hopping pattern can indicate the first transmission frequency and a frequency spacing (transmission frequency hopping) between the first transmission frequency and the second transmission frequency.
  • the frequency hopping pattern can also only specify the frequency spacing (transmission frequency hopping) between the first transmission frequency and the second transmission frequency.
  • a time and frequency hopping pattern can be the combination of a time hopping pattern and a frequency hopping pattern, i. a sequence of transmission times or transmission time intervals with which the sub-data packets are transmitted, the transmission times (or transmission time intervals) being assigned transmission frequencies (or transmission frequency jumps).
  • a bandwidth of the occupancy of the frequency band indicated by the frequency hopping pattern can be significantly (e.g. at least a factor of 5 (or 10) greater than a bandwidth of the reception filters of the receivers (receivers or transceivers) of the subscribers 106_1-106_n.
  • the respective subscriber can therefore be designed to switch the receiving frequency of his receiver based on the frequency hopping pattern (e.g. at the respective times or time slots specified by the time hopping pattern) to the respective frequencies or frequency channels of the frequency band specified by the frequency hopping pattern in order to achieve the majority of sub-data packets to be received.
  • FIG. 4 shows a schematic block diagram of the base station 104 and one of the subscribers 106_1-106_n of the communication system 100 shown in FIG. 3, according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the subscriber 106_1 can have a transmitter (or transmission module; transmitter) 108_1, which is designed to send the uplink data transmission 120 to the base station 104.
  • the transmitter 108_1 can be connected to an antenna 1 10_1 of the subscriber 106_1.
  • the subscriber 106_1 can furthermore have a receiver (or receiving module; receiver) 112_1 which is designed to receive the downlink data transmission 122 from the base station 104.
  • the receiver 112_1 can be connected to the antenna 1 10_1 or a further antenna of the subscriber 106_1.
  • Subscriber 106_1 can also have a combined transceiver (or transceiver module; transceiver).
  • the base station 104 can have a receiver (or receiving module; receiver) 114 which is designed to receive the uplink data transmission 120 from the subscriber 106_1.
  • the receiver 114 may be connected to an antenna 116 of the base station 104.
  • the base station 104 can furthermore have a transmitter (or transmission module; transmitter) 118, which is designed to transmit the downlink data transmission 122 to the subscriber 106_1.
  • the transmitter 118 can be connected to the antenna 116 or a further antenna of the base station 104.
  • the base station 104 can also have a combined transceiver (or transceiver module; transceiver).
  • LPWAN Low Power Wide Area Network
  • a subscriber 106_1 and a base station 104 are described, e.g. can be used in the communication system 100 described above with reference to FIGS. 3 and 4.
  • the exemplary embodiments of subscriber 106_1 and / or base station 104 described below can also be implemented or implemented in other communication systems with subscribers that do not transmit in a coordinated manner.
  • the exemplary embodiments described below make it possible in uncoordinated communication systems 100 in which the subscribers 106_1-106_n transmit data asynchronously to the base station 104, a multicast message (point-to-multipoint data transmission) from the base station 104 to the subscribers 106_1-106_n or to implement a part (real subset) of the participants 106_1-106_ n.
  • FIG. 5 This could be implemented, for example, as shown in FIG. 5, wherein during the transmission of the multicast message (point-to-multipoint data transmission) 124 preferably no other data transmissions (e.g. overlapping / superimposing the point-to-multipoint data transmission 124) (eg uplink data transmissions 120 and / or downlink data transmissions 122) take place.
  • FIG. 5 shows that during the transmission of the multicast message (point-to-multipoint data transmission) 124 preferably no other data transmissions (e.g. overlapping / superimposing the point-to-multipoint data transmission 124) (eg uplink data transmissions 120 and / or downlink data transmissions 122) take place.
  • FIG. 5 shows that during the transmission of the multicast message (point-to-multipoint data transmission) 124 preferably no other data transmissions (e.g. overlapping / superimposing the point-to-multipoint data transmission 124) (eg uplink data transmissions 120 and / or downlink data transmissions 122) take place.
  • FIG. 5
  • FIG. 5 shows in a diagram an occupancy of a frequency band of the communication system 100 when carrying out several uplink data transmissions 120 and downlink data transmissions 122 between the base station 104 and several of the subscribers 106_1-106_n as well as a point-to-multipoint data transmission 124 from the base station 104 to several of the subscribers 106_1-106_n, according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the ordinate describes the frequency and the abscissa describes the time.
  • FIG. 5 shows an example of a multicast message (point-to-multipoint data transmission) 124 in a non-coordinated communication system.
  • a multicast message (point-to-multipoint data transmission) 124 can be received by subscribers 106_1-106_n or a subset of subscribers 106_1-106_n of communication system 100, the time tmuiticast is signaled in exemplary embodiments the point-to-multipoint data transmission 124 or other information based on which the subscribers 106_1-106_n can receive the point-to-multipoint data transmission 124, as will be explained below.
  • FIG. 6 shows a schematic block diagram of a subscriber 106_1 and a base station 104 according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the subscriber 106_1 (e.g. end point) can be designed to send data in an uncoordinated manner with respect to the base station 104 and / or other subscribers in the communication system 100 (cf. FIG. 3).
  • the subscriber 106_1 can also be designed to send an uplink data transmission 120 to the base station 104, and to receive a downlink data transmission 122 from the base station 104 synchronized in time with the uplink data transmission 120, the downlink data transmission 122 being a Having signaling information, the signaling information indicating a subsequent point-to-multipoint data transmission 124 of the base station 104 and / or a further data transmission preceding the point-to-multipoint data transmission 124 (e.g. a data transmission preparing the point-to-multipoint data transmission) or signaled.
  • the subscriber 106_1 can further be designed to receive the point-to-multipoint data transmission (eg multicast data transmission) 124 from the base station 104 based on the signaling information.
  • the base station 104 can be designed to receive the uplink data transmission 120 from the subscriber 106_1, and to send the downlink data transmission 122 to the subscriber 106_1 synchronized in time with the received uplink data transmission 120, the downlink data transmission 122 being the Having signaling information, the signaling information indicating or indicating the subsequent point-to-multipoint data transmission 124 of the base station 104 and / or the further data transmission preceding the point-to-multipoint data transmission 124 (e.g. data transmission preparing the point-to-multipoint data transmission) . signals.
  • the base station 104 can further be configured to send the point-to-multipoint data transmission 124 in accordance with the signaling information to the subscriber 160 (e.g. and to one or more other subscribers of the communication system 100).
  • the signaling information can include information about a point in time of the point-to-multipoint data transmission 124.
  • the information about the point in time can be an absolute point in time, a relative point in time (for example a defined period of time between the downlink data transmission 122 and the point-to-multipoint data transmission 124) or information from which the absolute or relative point in time is derived can, such as a number of clock cycles of a clock generator (oscillator) of the participant.
  • the signaling information can additionally or alternatively include information about a frequency or a frequency channel (for example the frequency band used by the communication system) of the point-to-multipoint data transmission 124.
  • the information about the frequency can be an absolute frequency or a relative frequency (eg a distance between a frequency of the downlink data transmission 122 and a frequency of the point-to-multipoint data transmission 124).
  • the information about the frequency channel can be an absolute frequency channel or a relative frequency channel (eg a distance between a frequency channel of the downlink data transmission 120 and a frequency channel of the point-to-multipoint data transmission 124).
  • the point-to-multipoint data transmission 124 can have a plurality of sub-data packets which are transmitted in a time and / or frequency distributed according to a time and / or frequency hopping pattern (telegram splitting transmission method).
  • the signaling information can also include information about the time and / or frequency hopping pattern of the point-to-multipoint data transmission 124.
  • the point-to-multipoint data transmission 124 can be a telegram splitting-based data transmission.
  • the data to be transmitted e.g.
  • coded user data of the physical layer are divided into a plurality of sub-data packets, so that the plurality of sub-data packets each have only part of the data to be transmitted, wherein the plurality of sub-data packets are not transmitted contiguously, but distributed in time and / or frequency in accordance with a time and / or frequency hopping pattern.
  • the base station 104 typically transmits individual information to the subscribers 106_1-106_n, e.g. an authenticated confirmation or a change of parameters of the respective participant. Since these are individual for each participant, an individual downlink must be transmitted.
  • information about the transmission channel can also be added (e.g. signaled).
  • a subscriber can now see the time and, if applicable, the frequency channel of the pending multicast message (point-to-multipoint Data transfer) 124 known.
  • Other participants can also be synchronized to the multicast message (point-to-multipoint data transmission) 124 with the aid of the same method.
  • This method has the advantage that precisely only the participants (the plurality of participants 106_1-106_n of the communication system 100) from whom the multicast message (point-to-multipoint data transmission) 124 is to receive the time and possibly the frequency channel is communicated. Thus, for the subscribers who are not to receive the multicast message (point-to-multipoint data transmission) 124, there is no additional effort that increases battery consumption.
  • FIG. 7 shows the sequence of the signaling of the multicast message (point-to-multipoint data transmission) 124 from the uplink message (uplink data transmission) 120 to the actual multicast message (point-to-multipoint data transmission) 124 by way of example for a subscriber in an uncoordinated radio network (communication system) 100.
  • FIG. 7 shows in a diagram an occupancy of the frequency band of the communication system 100 when performing an uplink data transmission 120, a downlink data transmission 122 and a point-to-multipoint data transmission 124, according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the ordinate describes the frequency
  • the abscissa describes the time.
  • the downlink data transmission 122 is synchronized in time with the uplink data transmission 120, e.g. after a predetermined (defined) time after the uplink data transmission 120.
  • the downlink data transmission 122 has signaling information that indicates or signals the subsequent point-to-multipoint data transmission 124.
  • the signaling information can for example, as indicated in FIG. 7, include information about a point in time of the point-to-multipoint data transmission 124.
  • the signaling information can also additionally or alternatively contain information about a frequency or a frequency channel of the point-to-multipoint data transmission 124.
  • TSMA Telegram splitting transmission method
  • the hop pattern (time and / or frequency track pattern) can also be signaled if this has not been globally defined in advance.
  • the information about the transmission time and / or transmission channel (transmission frequency) and / or the hop pattern (only with TSMA) can thus be attached to an individually generated downlink data packet (e.g. the downlink data transmission 120) to a subscriber.
  • a so-called authenticated wake-up and / or authentication message was defined in the downlink.
  • the base station 104 can send a confirmation of the preceding uplink message individually to a subscriber. If there are further individual data for the subscriber, the length of this data and the distance between the message and the following data are also signaled in this message. If there is now a signaling of a multicast message to a subscriber and there are no further individual data for the subscriber, the additional transmission in addition to the wake-up and authentication message can only be used for the signaling of the multicast message.
  • the fields which contain the additional information for the following data can also be used for direct signaling of the multicast message (point-to-multipoint data transmission) 124 (time, frequency, length, etc.) can be used. This reduces the overhead that would be required for the separate transmission in addition to the wake-up and authentication messages.
  • available fields in a wake-up and / or authentication message can be used with purely Signaling a multicast message (point-to-multipoint data transmission) 124 can be used for this.
  • Typical values for inaccuracy in signaling are in the range from 1 symbol (eg symbol duration) to 10,000 symbols (eg symbol duration). Values higher than 10,000 symbols (eg symbol durations) have too great an inaccuracy and would require very extensive post-synchronization.
  • the resolution of the signaling can have a certain inaccuracy, which can be determined in the context of the post-synchronization.
  • a non-linear scaling of the time can also be selected, e.g. a logarithmic scaling.
  • This has the advantage that points in time which are close to the pending multicast message (point-to-multipoint data transmission) 124 have a more precise resolution than points in time which are even further away.
  • this is not critical, since due to crystal offsets (e.g. frequency offsets of the crystals), the inaccuracies increase with increasing (temporal) distance to the multicast message (point-to-multipoint data transmission) 124.
  • the resolution can also become correspondingly less precise, the further the time of the multicast message (point-to-multipoint data transmission) 124 lies in the future.
  • the resolution of the signaling can have a non-linear scaling.
  • a variable with, for example, 16 bits is transmitted.
  • LSB Large Significant Bit
  • a maximum difference between the signaling and the multicast message (point-to-multipoint data transmission) 124 of 65536 seconds results. This equates to about 18 hours.
  • all subscribers to whom the multicast message (point-to-multipoint data transmission) 124 is notified in time before the maximum signaling length can therefore instead of the time of the multicast message (point-to-multipoint data transmission) 124 an (approximate ) Time are communicated at which the subscribers should / must send an uplink message (uplink data transmission) 120 to the base station 104 again.
  • the base station 104 can send back a downlink message (downlink data transmission) 122 and in this then the time of the multicast message (point-to-multipoint Data transfer) 124.
  • the timing of this scheme is outlined in FIG. A (rough) time for a further uplink message (second uplink data transmission) 120_2 was transmitted in the first downlink message (first downlink data transmission) 122_1.
  • the message about the time and / or frequency for the multicast message (point-to-multipoint data transmission) 124 then followed.
  • FIG. 8 shows in a diagram an occupancy of the frequency band of the communication system 100 when carrying out a first uplink data transmission 120_1, a first downlink data transmission 122_1, a second uplink data transmission 120_1, a second downlink data transmission 122_2 and a point to multipoint data transfer 124, according to an embodiment of the present invention.
  • the ordinate describes the frequency and the abscissa describes the time.
  • the first downlink data transmission 122 takes place in a time-synchronized manner with the first uplink data transmission 120_1, for example after a predetermined one (defined) time after the first uplink data transmission 120_1.
  • the first downlink data transmission 122 has first signaling information.
  • the first signaling information can indicate or signal a further data transmission preceding the point-to-multipoint data transmission 124 (for example data transmission preparing the point-to-multipoint data transmission), with the further data transmission in the exemplary embodiment shown in FIG Uplink data transmission 120_2 as well as the second downlink data transmission 122_2 following it in a time-synchronized manner.
  • the first signaling information can signal a time period or point in time (e.g. rough point in time) for the second uplink data transmission 120_2, the second uplink data transmission 122_2 taking place at the time period or rough point in time signaled with the first signaling information , and wherein the second downlink data transmission 122_2 is synchronized in time with the second uplink data transmission 120_2, for example after a predetermined (defined) time after the first uplink data transmission 120_1.
  • the second downlink data transmission 122_2 can have second signaling information, the second signaling information indicating or signaling the subsequent point-to-multipoint data transmission 124 of the base station 104.
  • the second piece of signaling information can, for example, as is indicated in FIG. 8, include information about a point in time of the point-to-multipoint data transmission 124.
  • the second signaling information item can also additionally or alternatively contain information about a frequency or a frequency channel of the point-to-multipoint data transmission 124. If the point-to-multipoint data transmission 124 is transmitted based on the telegram splitting transmission method (TSMA, Telegram Splitting Multiple Access), the second signaling information can also additionally or alternatively contain information about the time and / or frequency hopping pattern of the point to multipoint data transmission 124.
  • TSMA Telegram Splitting Multiple Access
  • FIG. 8 shows a signaling of a time for a further uplink message (e.g. second uplink data transmission) 120_2, the further uplink message (e.g. second uplink data transmission) 120_2 being followed by a further downlink message (e.g. Second downlink data transmission) 122_2 follows, which defines, for example, a time for the multicast message (for example point-to-multipoint data transmission) 124 If a subscriber sends messages to the base station 104 even more rarely, for example only once a week, it is also possible to request a further uplink message (uplink data transmission) several times until the time required for signaling is within the valid range.
  • a further uplink message for example point-to-multipoint data transmission
  • a (rough, approximate) time can be defined at which the subscriber should / must send a further uplink message.
  • the lack of coordination of the communication system (radio network) 100 can lead to disturbances and failures in the transmission.
  • the communication system 100 described herein is often operated in license-free bands in which the communication system 100 shares the resources with other communication systems (cf. FIG. 3), the communication system 100 and the other communication systems not being mutually coordinated. This can also lead to interference from third-party communication systems.
  • the telegram splitting transmission process has indeed developed a method that has a very high level of interference immunity, but here, too, a 100% probability of getting through cannot be guaranteed.
  • the subscriber can expect a reliable response from the base station 104 in the downlink (e.g. in the form of a downlink data transmission).
  • the subscriber can promptly send a further uplink message (eg a third uplink data transmission) (eg a repetition of the previous uplink message (eg the second uplink data transmission 120_2)) to the base station 104. Then the downlink message (for example third downlink data transmission) from base station 104 is waited again. If this is now correctly received, it is ensured that the uplink message (for example third uplink data transmission) has now arrived correctly at the base station 104. Otherwise, the participant can open a further reception window (e.g. for another Downlink data transmission) (to the extent that the base station 104 is known) or carry out another transmission of an uplink message (uplink data transmission).
  • a further uplink message eg a third uplink data transmission
  • the downlink message for example third downlink data transmission
  • the further uplink message e.g. second uplink data transmission
  • the further uplink message e.g. second uplink data transmission
  • no correct response was received in the downlink (e.g. in the form of a second downlink data transmission)
  • another uplink message e.g. third uplink data transmission.
  • the point in time of the multicast message (point-to-multipoint data transmission) 124 can still be notified, but with a different resolution (eg 1 min -> 1, 5 months range).
  • the subscriber can then decide for himself when (before the multicast message (point-to-multipoint data transmission) 124) he will again send an uplink message (e.g. fourth uplink data transmission) in order to obtain the more precise point in time (the point-to-multipoint Data transfer 124).
  • the participant can e.g. Wait up to 1 hour before the multicast message (point-to-multipoint data transmission) 124 to see whether an uplink message (uplink data transmission) is necessary anyway and whether the exact point in time is thus obtained. If this is not the case, the subscriber can send a dedicated uplink message (e.g. fourth uplink data transmission).
  • the dedicated uplink message e.g. fourth uplink data transmission
  • the resolution in the signaling of the point in time can be selected to be greater for participants who are informed long before the actual multicast message.
  • the subscriber can then first wait to see whether an uplink message (uplink data transmission) has occurred until shortly before the multicast message (point-to-multipoint data transmission) 124. If not, a dedicated uplink message (e.g. fourth uplink data transmission) can be triggered.
  • a so-called support beacon can be used before the transmission of a multicast message (point-to-multipoint data transmission) 124.
  • a Support beacon can contain signaling up to the next support beacon or up to the multicast message (point-to-multipoint data transmission) 124.
  • the subscribers can be synchronized with these support beacons.
  • the time to the support beacon and possibly the frequency channel used are signaled to the support beacon, as is schematically sketched in FIG.
  • FIG. 9 shows in a diagram an occupancy of the frequency band of the communication system 100 when performing an uplink data transmission 120, a downlink data transmission 122 and a point-to-multipoint data transmission 124, according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the ordinate describes the frequency and the abscissa describes the time.
  • the downlink data transmission 122 takes place in a time-synchronized manner with the uplink data transmission 120, e.g. after a predetermined (defined) time after the uplink data transmission 120.
  • the downlink data transmission 122 takes place in a time-synchronized manner with the uplink data transmission 120, e.g. after a predetermined (defined) time after the uplink data transmission 120.
  • the first signaling information can indicate or signal a further data transmission preceding the point-to-multipoint data transmission 124 (e.g. the data transmission preparing the point-to-multipoint data transmission), the further data transmission being a support beacon in the exemplary embodiment shown in FIG.
  • the first piece of signaling information can include information about a point in time of the support beam 123.
  • the first signaling information item can also additionally or alternatively have information about a frequency or a frequency channel of the support beacon. If the support beacon 123 is transmitted based on the telegram splitting transmission method (TSMA, Telegram Splitting Multiple Access), the first signaling information can also additionally or alternatively contain information about the time and / or frequency hopping pattern of the support beacon 124.
  • TSMA Telegram Splitting Multiple Access
  • the support beacon can have a second piece of signaling information, the second signaling information indicating or signaling a further support beacon or the subsequent point-to-multipoint data transmission 124 of the base station 104.
  • the second signaling information can, for example, as indicated in FIG. 9, include information about a point in time of the point-to-multipoint data transmission 124.
  • the second signaling information item can also additionally or alternatively contain information about a frequency or a frequency channel of the point-to-multipoint data transmission 124.
  • the second signaling information can also additionally or alternatively contain information about the time and / or frequency hopping pattern of the point to multipoint data transmission 124.
  • FIG. 9 shows a signaling of the time and possibly the frequency offset from a message from a subscriber (downlink data transmission 120) to a support beacon 123.
  • the information about the transmission time and / or transmission channel (transmission frequency) and / or jump pattern (only with TSMA) can be attached to a support beacon to an individually generated downlink data packet (e.g. a downlink data transmission 120) to a subscriber.
  • a support beacon to an individually generated downlink data packet (e.g. a downlink data transmission 120) to a subscriber.
  • both the subscribers 106_1-106_n and the base station 104 usually have oscillating crystals (e.g. as a clock generator) for generating internal reference frequencies.
  • oscillating crystals e.g. as a clock generator
  • these crystals are not ideal and have so-called tolerances on the frequencies provided. These tolerances are also transferred to the internal reference frequencies.
  • These reference frequencies are used to feed, among other things, the transmission frequency and the timers, which determine the time differences between the messages.
  • the tolerances of the quartz have a direct effect on the transmission and also the reception of messages.
  • the receiving frequency of a subscriber is estimated from the uplink message (uplink data transmission) and the transmission frequency in the downlink is modified accordingly so that the subscriber can receive the downlink message (downlink data transmission) without a frequency offset.
  • the properties of the downlink Messages (downlink data transmission) are adapted according to the frequency offset (of the crystal) of the subscriber so that the subscriber no longer sees the frequency offset of the quartz.
  • This scheme works properly as long as there is only communication between a base station 104 and a subscriber 106_1. If a base station 100 communicates with two or more subscribers 106_1-106__n, the base station 104 receives a different frequency offset for each of the subscribers 106_1-106_n, which was generated by the respective crystal.
  • Each participant e.g. node
  • the frequency offset with a typical carrier frequency of 900 MHz, the maximum offset is ⁇ 18 kHz, which the respective subscriber must search for.
  • the participant has suitably fast processors for a real-time search, it can determine the correct point in time and the frequency offset without large memory requirements. However, if the search cannot be carried out in real-time, all baseband data can alternatively be stored for a subsequent offline evaluation. In the second case, the participants typically only have very small microprocessors on which a complete storage of the baseband data with such great inaccuracies is not possible.
  • LF quartz low frequency, dt. low frequency
  • HF quartz high frequency, dt. high frequency
  • the LF quartz generally requires less power than the HF quartz. Therefore, the LF quartz is usually operated continuously and the timing is derived from it.
  • the radio chip however, needs a higher clock rate and is therefore operated with the HF quartz.
  • the transmission frequency therefore depends on the HF crystal.
  • the HF quartz can be switched off between transmissions for power reasons.
  • the LF quartz typically has a higher tolerance than the HF quartz.
  • the LF quartz can have a tolerance of e.g. 100 ppm, whereas the HF quartz has a tolerance of e.g. May have 20 ppm.
  • a measurement / estimation of the carrier frequency is carried out in [4]. From this, the frequency offset and from this the crystal error can be determined with the aid of the expected carrier frequency. Alternatively or in combination with the estimation of the Carrier frequency, it would also be possible to measure the time intervals (between two telegrams / packets / transmissions or within a transmission with telegram splitting) in order to estimate the deviation of the crystal.
  • This offset or these offsets can also be transmitted in the downlink (i.e. with the downlink data transmission) together with the parameters from the previous sections 1.1 to 1.4. As a result, the subscriber now knows his crystal offset at the time the uplink message was sent (uplink data transmission).
  • the mean crystal offset from several previous uplink messages can also be used and / or, if the temperature is available, the temperature dependency can be included (report temperature-normalized frequency deviation).
  • the accumulated offset (e.g. time offset) can also be determined.
  • the base station 104 knows the time between any two transmissions (e.g. uplink data transmissions) (i.e. not necessarily between two successive transmissions).
  • the base station 104 now receives the two transmissions (e.g. uplink data transmissions) and determines the time difference between the transmissions (e.g. uplink data transmissions).
  • the accumulated crystal offset (e.g. time offset) can be determined from this.
  • the deviations of the quartz due to temperature fluctuations during the time between the two transmissions (e.g. uplink data transmissions) is thus accumulated, since the quartz has to run continuously to determine the transmission times and the current ambient conditions always have an influence on the quartz.
  • the situation is different if the crystal offset is determined by the transmission frequency, since only the offset (e.g. frequency offset) at the current transmission time has an influence on the transmission frequency.
  • the offset e.g. frequency offset
  • the environmental conditions at the respective subscriber do not change suddenly, so that it can be assumed that if the current crystal offset (e.g. frequency offset of the crystal) is known, the maximum error over the time between signaling the multicast message (point-to-point) Multipoint data transmission) 124 and the actual transmission (the point-to-multipoint data transmission 124) is smaller than the maximum permissible crystal offset. This reduces the search range both in time and in frequency direction, which saves computing power, storage space and thus also energy. If the same parameters are selected as in the previous example, except that in this case the crystal offset in the respective subscriber was corrected on the basis of the value from the previous uplink message (uplink data transmission), the maximum possible residual offset (e.g. residual frequency offset) is reduced to exemplary 5 ppm.
  • the maximum possible residual offset e.g. residual frequency offset
  • the maximum search range in the time direction is thus reduced to 328 ms or in the frequency direction to 4.5 kHz. This means that only a quarter of the storage space is required and the computing power is also reduced by this factor.
  • the base station 104 can also determine the offset (e.g. frequency offset) for several crystals accordingly and signal this (e.g. in the downlink data transmission).
  • the quartz can be coupled in the participant (e.g. node). This ensures that the (e.g. all) crystals (of the respective participant) have the same offset (e.g. frequency offset). In this case it is sufficient if the base station 104 only estimates the offset (e.g. frequency offset) of one crystal, since the respective subscriber can apply the offset directly to the other crystals.
  • the subscriber's quartz offset can be determined from the uplink message (uplink data transmission) and communicated to the subscriber in the following downlink message (downlink data transmission).
  • the subscriber can correct this offset and select correspondingly smaller search windows when receiving the multicast message (point-to-multipoint data transmission).
  • the base station 104 can also use the crystal offset to adapt the signaled time of the multicast message (point-to-multipoint data transmission). For this purpose, the base station 104 can calculate the deviation of the point in time, taking into account the subscriber's quartz offset (for example end point) and signal the “incorrect” or corrected point in time accordingly. The same applies to the signaling of the frequency channel and possibly the jump pattern in the case of telegram splitting. The subscriber does not have to know anything about his crystal offset and can assume a lower crystal error (see above) when searching for the start of the multicast message (point-to-multipoint data transmission).
  • the crystal offset e.g. frequency offset of the crystal
  • the base station 104 can also use the crystal offset to adapt the signaled time of the multicast message (point-to-multipoint data transmission). For this purpose, the base station 104 can calculate the deviation of the point in time, taking into account the subscriber's quartz offset (for example end point) and signal the “incorrect” or corrected point in time accordingly. The same applies
  • the crystal offset (e.g. frequency offset of the crystal) of the subscriber can be taken into account in the signaling of the start time (e.g. the point-to-multipoint data transmission 124) and modified accordingly in the base station 104.
  • the exemplary embodiments described below deal with multicast / broadcast transmissions (point-to-multipoint data transmissions to a real subset or to all participants) in radio systems with uncoordinated participants.
  • embodiments for synchronizing and / or keeping the subscribers synchronized in advance of a multicast / broadcast transmission are described.
  • FIG. 10 shows a schematic block diagram of a subscriber 106_1 and a base station 104, according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the subscriber 106_1 (eg end point) can be designed to send data in an uncoordinated manner with respect to the base station 104 and / or other subscribers of the communication system 100 (cf. FIG. 3).
  • the subscriber 106_1 can also be designed to receive a support beacon 123_1 or several (e.g. at least two) support beacons 123_1-123_4 of a plurality of support beacons 123_1-123_m of the base station 104, the one support beacon 123_1 or the several support beacons 123_1-123_4 providing synchronization information and to receive a point-to-multipoint data transmission 124 from the base station 104 based on the synchronization information.
  • the base station 104 can be designed to send out a support beacon 123_1 or a plurality of support beacons 123_1-123_m, the one support beacon 123_1 or the plurality of support beacons 123_1-123_m having synchronization information for the synchronization of uncoordinated transmitting subscribers of the communication system 100, the base station 104 is designed to send the point-to-multipoint data transmission 124.
  • the subscriber 106_1 can be designed to receive (precisely) one support beacon 123_1 from the base station 104, and to receive the point-to-multipoint data transmission 124 from the base station 104 based on the synchronization information contained in the support beacon 123_1.
  • the synchronization information of the support beacon 123_1 can include information about a point in time (e.g. absolute or relative point in time, such as a time interval with respect to the support beacon 123_1)) of the point-to-multipoint data transmission 124.
  • the synchronization information of the support beacon 123_1 can include information about a frequency channel (e.g. absolute or relative frequency channel, such as a frequency channel spacing in relation to a frequency channel of the support beacon 123_1)) of the point-to-multipoint data transmission 124.
  • the synchronization information of the support beacon 123_1 can have information about a time and / or frequency hopping pattern based on which the point-to-multipoint data transmission is transmitted.
  • the subscriber 106_1 Based on the information about a point in time and / or frequency channel and / or jump pattern of the point-to-multipoint data transmission 124 (e.g. in relation to or relative to the support beacon 123_1), it is the subscriber 106_1 who is actually uncoordinated (and asynchronous) with respect to the base station 104 transmits, it is possible to receive the point-to-multipoint data transmission 124 of the base station 104.
  • the synchronization information of the support beacon 123_1 can be a synchronization sequence for synchronizing the subscriber 106_1 to the support beacon 123 _ 1, wherein the subscriber 106_1 can be designed to synchronize with the respective support beacon based on the synchronization sequence.
  • the subscriber 106_1 can, for example, know a (relative) point in time and / or a (relative) frequency channel or a (relative) frequency of the support beacon 123_1.
  • the support beacon 123_1 Based on the (relative) point in time and / or the (relative) frequency channel or the (relative) frequency of the support beacon 123_1 and information about a point in time and / or frequency channel and / or jump pattern of the point-to-multipoint data transmission 124 (e.g. in relation to or relative to the support beacon 123_1), which can be contained, for example, in the synchronization information of the support beacon 123_1 or which can be derived from information transmitted with the support beacon 123_1 or which is known to the subscriber 106_1 in some other way (e.g.
  • the subscriber 106_1 who is actually transmitting in an uncoordinated (and asynchronous) manner with respect to the base station 104, is able to receive the point-to-multipoint data transmission 124 from the base station 104.
  • the subscriber 106_1 can be designed to receive several (eg at least two) support beacons 123_1-123_4 from the base station 104 and, based on the synchronization information contained in the support beacons 123_1-123_4, the point-to-multipoint data transmission 124 of the Base station 104 to receive.
  • the support beacon 123_1 is transmitted before the point-to-multipoint data transmission 124 (for example that the support beacon 123_1 is the last support beacon transmitted before the point-to-multipoint data transmission 124), during the other support beacons are sent out at different times 123_2-123_5 before the support beacon 123_1.
  • the subscriber 106_1 can be designed to control several (e.g. at least two) of the support beacons 123_1-123_m transmitted by the base station 104, i.e. to receive at least a part (real subset) of the support beacons 123_1-123_m transmitted by the base station 104, e.g. the support beacons 123_1-123_4.
  • the support beacons 123_1-123_m can each have synchronization information.
  • the synchronization information of the support beacons 123_1-123_m can be the same or different.
  • the synchronization information can be information about
  • a point in time for example an absolute or relative point in time, such as a time interval in relation to the respective support beacon
  • a point in time for example an absolute or relative point in time, such as a time interval in relation to the respective support beacon
  • a frequency channel eg an absolute or relative frequency channel, such as a frequency channel spacing in relation to a frequency channel of the respective support beacon
  • the synchronization information of one of the support beacons 123_2 to 123_5 (e.g. the support beacon 123_3), with the exception of the last support beacon 123_1, information about a point in time (e.g. an absolute or relative point in time, such as a time interval with respect to the respective support beacon)) Transmission of a further support beacon (eg the support beacon 123_2) or information about the times of the transmission of several further support beacons (eg the support beacons 123_2 and 123_1).
  • the synchronization information of one or more of the support beacons 123_2 to 123_5 (e.g.
  • the support beacon 123J3) can contain information about a point in time (e.g. absolute or relative point in time, such as a time interval in relation to the respective support beacon )) of the transmission of the point-to-multipoint data transmission 124.
  • the synchronization information of the last support beacon 123_1 can include information about a point in time (e.g. absolute or relative point in time, such as a time interval in relation to the support beacon)) of the transmission of the point-to-multipoint data transmission 124.
  • the synchronization information of one of the support beacons 123_2 to 123_5 can contain information about a frequency channel (e.g. an absolute or relative frequency channel, such as a frequency channel spacing in relation to a frequency channel of the respective support beacon) ) the transmission of a further support beacon (eg the support beacon 123_2) or several further support beacons (eg the support beacons 123_2 and 123_1).
  • a frequency channel e.g. an absolute or relative frequency channel, such as a frequency channel spacing in relation to a frequency channel of the respective support beacon
  • the synchronization information of one or more of the support beacons 123_2 to 123_5 e.g.
  • the support beacon 123 3 can contain information about a frequency channel (e.g. an absolute or relative frequency channel, such as a frequency channel spacing in relation to a Frequency channel of the respective support beacon)) of the transmission of the point-to-multipoint data transmission 124.
  • the synchronization information of the last support beacon 123_1 can include information about a frequency channel (eg absolute or relative frequency channel, such as a frequency channel spacing in relation to a frequency channel of the support beacon)) of the transmission of the point-to-multipoint data transmission 124.
  • the synchronization information of one of the support beacons 123_2 to 123_5 can be information about a time and / or frequency hopping pattern based on the one or more additional support beacons (e.g. the support beacons 123_2 and 123_1 ) are transmitted.
  • the synchronization information of one or more of the support beacons 123_2 to 123_5 can contain information about a time and / or frequency hopping pattern based on which the point-to-multipoint Data transmission 124 is transmitted, have.
  • the synchronization information of the last support beacon 123_1 can include information about a time and / or frequency hopping pattern based on which the point-to-multipoint data transmission 124 is transmitted.
  • the subscriber 106_1 Based on the signaling information contained in one or more support beacons (e.g. in support beacon 123J3 or in support beacons 123_4 and 123_3), the subscriber 106_1, who is actually transmitting in an uncoordinated (and asynchronous) manner with respect to the base station 104, is able to select one or to receive several further support beacons (for example the support beacons 123_2 and 123_1) and ultimately the point-to-multipoint data transmission 124 from the base station 104.
  • support beacons e.g. in support beacon 123J3 or in support beacons 123_4 and 123_3
  • the synchronization information (e.g. in addition or as an alternative to the above exemplary embodiment) can have a synchronization sequence for synchronizing the subscriber 106_1 to the respective support beacon (eg to the support beacon 123_3), wherein the subscriber 106_1 can be configured to be based on the synchronization sequence to synchronize the respective support beacon (e.g. support beacon 123_3).
  • a (relative) point in time and / or a (relative) frequency channel or a (relative) frequency of the respective support beacon (eg the support beacon 123J3) can be known to the subscriber 106_1 through the synchronization.
  • the respective support beacon e.g. support beacon 123_3
  • information about a point in time and / or frequency channel and / or jump pattern of one or more additional support beacons e.g. the support beacons 123_2 and 123_1
  • Synchronization information of the respective support beacon e.g. the support beacon 123_3
  • can be contained or which can be derived from information transmitted with the respective support beacon (e.g. the support beacon 123_3) or which is otherwise known to the subscriber 106_1 e.g.
  • the synchronization information of the respective support beacon (eg support beacon 123J3) or further support beacon (eg support beacon 123_1) can or can be derived from an information transmitted with the respective support beacon (e.g. support beacon 123_3) or a further support beacon (e.g. support beacon 123_1) or which is otherwise known to subscriber 106_1 (e.g. from a previous downlink data transmission 122) it related to the subscriber 106_1 who is actually uncoordinated (and asynchronous) to the base station 104, it is possible to receive the point-to-multipoint data transmission 124 of the base station 104.
  • the support beacons 123_1-123_5 can be transmitted at regular intervals or on average at regular intervals, with the subscriber 106_1 knowing the intervals between the transmissions of the support beacons 123_1-123_5, for example from a previous downlink transmission 122 or an already received support beacon .
  • the support beacons 123_1-123_5 can be transmitted at predetermined times and / or with predetermined time intervals and / or in predetermined frequency channels and / or in predetermined frequency channel intervals and / or in accordance with a predetermined time hopping pattern and / or in accordance with a predetermined frequency hopping pattern, whereby the subscriber 106_1 can be designed to receive the support beacons based on the predetermined times and / or the predetermined time intervals and / or the predetermined frequency channels and / or the predetermined frequency channel intervals and / or the predetermined time hopping pattern and / or the predetermined frequency hopping pattern.
  • one or more (eg all) of the support beacons 123_2-123-5, with the exception of the last support beacon 123_1, (eg each) have information about the transmission of a (eg each) subsequent support beacon, whereby the subscriber 106_1 can be configured in order to receive the subsequent support beacon (for example in each case) based on the information about the transmission of the subsequent support beacon (in each case, for example).
  • the support beacon 123_3 can have information about the transmission of the support beacon 123_2, wherein the subscriber 106_1 can be configured to receive the support beacon 123_3 and to receive the support beacon 123_2 based on the information contained in the support beacon 123_3 about the support beacon 123_2.
  • the information about the transmission of the (e.g. each) subsequent support beacon can be a point in time and / or time interval and / or a frequency channel and / or frequency channel interval and / or time hopping pattern and / or frequency hopping pattern.
  • the information about the transmission of the (e.g. each) subsequent support beacon can be contained in the synchronization information of the respective support beacon.
  • a point in time and / or a frequency channel of the transmission of one or more (e.g. each) of the support beacons 123_1-123_4, with the exception of the first support beacon 123_5, can be derived from information transmitted with a preceding support beacon (e.g. CRC or support beacon counter), with the subscriber 106_1 can be designed to derive the time and / or frequency channel of the transmission of the respective support beacon from the information transmitted with the respective preceding support beacon in order to receive the respective support beacon.
  • a preceding support beacon e.g. CRC or support beacon counter
  • points in time and / or frequency channels or a time hop pattern and / or frequency hop pattern of the transmission of the support beacons 123_1-123_5 can be based on a calculation rule, such as a polynomial of an LFSR (Linear Feedback Shift Register) or a PRBS ( Pseudorandom Bit Sequence, dt. Pseudo-random bit sequence) generator, be determined, with at least one of the support beacons (e.g.
  • the subscriber 106_1 is designed to determine the times and / or frequency channels and / or the time hop pattern and / or frequency hop pattern of the transmission of the support beacons based on the calculation rule and the current state of the calculation rule in order to receive the support beacons.
  • this information can be contained, for example, in the first support beacon that a new subscriber to be synchronized receives, or in other words, the base station 104 can be designed to use the support beacon currently to be transmitted with it
  • the base station 104 can be designed to use the support beacon currently to be transmitted with it
  • signaling information can be used that is sent with a downlink data transmission 122 from the base station 104 to the subscriber 106_1, so that the subscriber 106_1 can receive the one support beacon 123_1 or the plurality of support beacons 123_1-123_m.
  • the subscriber 106_1 can be designed to receive a downlink data transmission 122 from the base station 104 in a time-synchronized manner to a sent uplink data transmission 120, the downlink data transmission 122 having signaling information, the signaling information being the transmission of the support beacon 123_1 or at least one of the several support beacons 123_1-123_m signals.
  • the subscriber 106_1 can be designed to receive the one support beacon 123_1 or at least one of the multiple support beacons 123_1-123_m based on the signaling information.
  • the signaling information can correspond to the signaling information from section 1, the signaling information signaling the one supporting beacon 123_1 or at least one of the several supporting beacons 123_1-123_m instead of the point-to-multipoint data transmission 124. So the signaling information can be information about
  • the information about the point in time can be an absolute point in time, a relative point in time (for example a defined time span between the downlink data transmission 122 and the support beacon) or information from which the absolute or relative point in time can be derived, such as a number of Clock cycles of an oscillator of participant 106_1.
  • the information about the frequency channel can be an absolute frequency channel or a relative frequency channel (e.g. a distance between a frequency channel of the downlink data transmission 122 and a frequency channel of the support beacon).
  • the support beacons can be transmitted based on the telegram splitting transmission method.
  • data to be transmitted with the respective support beacon e.g. a (coded) support beacon data packet of the physical layer
  • the support beacons can be divided into a plurality of sub-data packets, so that the plurality of sub-data packets each have only part of the data to be transmitted, the plurality of sub-data packets not contiguous, but are transmitted distributed in the time and / or frequency according to a time and / or frequency hopping pattern.
  • a multicast transmission point-to-multipoint data transmission
  • this synchronization is limited in time, or the time error increases with a longer distance to the synchronization time. If the time error becomes too large, it is no longer practical for a participant to receive the transmission because the search window would have to be selected too large.
  • the available buffer memory represents a limit to the size of the search window.
  • a post-synchronization is necessary at regular intervals in order to keep the time error within a tolerable range.
  • the base station 104 can transmit a support beacon 123_1-123_5 for this purpose with sufficient frequency, which can be received by the synchronized subscribers 106_1-106_n.
  • the subscribers 106_1-106_n thus receive a new synchronization time and the accumulated time error is limited.
  • 11 shows a schematic representation of the supporting beacon concept.
  • FIG. 11 shows in a diagram an occupancy of the frequency band of the communication system 100 with a point-to-multipoint data transmission 124 and a transmission from several support beacons 123_1-123_m in advance of the point-to-multipoint data transmission 124, according to an embodiment of the present invention.
  • the ordinate describes the frequency
  • the abscissa describes the time.
  • FIG. 11 also shows an uplink data transmission 120 and a downlink data transmission 122 that is time-synchronized with the uplink data transmission 120.
  • the downlink data transmission 122 e.g. may comprise signaling information, e.g. information about a time and / or frequency channel of the transmission of the support beacon 123_4, a synchronization of the subscriber 106_1 can take place, and based on the support beacons, the synchronization of the subscriber 106_1 can be maintained.
  • FIG. 11 shows several support beacon transmissions 123_1-123_m and a synchronization of a subscriber 106_1.
  • a point in time and / or a frequency and / or a jump pattern of the next support beacon can be derived from defined values or calculation rules for communication system 100 or the specific multicast transmission (point-to-multipoint data transmission). 124 result. In the case of multicast-specific values or rules, these can be transmitted during the first synchronization (e.g. using a unicast downlink (downlink data transmission 122). Alternatively, the information can also be transmitted with preceding support beacons (e.g. support beacon 123_4). Some information for the communication system 100 can be configured statically (for example frequency / hopping pattern) and others are transmitted in the support beacon (for example time interval). In embodiments, the support beacons 123_1-123_m can be transmitted regularly in order to keep participants synchronized over a longer period of time.
  • fixed distances and / or frequencies and / or hopping patterns can be used for the transmissions of the support beacons 123_1-123_m for the communication system and / or this multicast transmission (point-to-multipoint data transmission).
  • the time / interval and / or frequency and / or jump pattern can be transmitted from subsequent support beacons in the preceding support beacon.
  • these values can also be derived from the data of the transmissions of the support beacons, e.g. using a CRC or a supporting beacon counter.
  • a derivation of distance and / or frequency and / or hopping pattern from a previous support beacon transmission e.g. by CRC or support beacon counter.
  • a transmission of the time interval with the support beacons 123_1-123_m allows a dynamic adaptation of the intervals to the synchronized participants 106_1-106_n.
  • the distances between the support beacons 123_1-123_m can be reduced in order to be able to guarantee a maximum time error at the time of reception for these subscribers 106_1-106_n as well.
  • the spacing of the support beacons 123_1-123_m can be dynamically adapted to the synchronization requirements of the currently psychronized participants 106_1-106_n.
  • Subscribers 106_1-106_n with a lower crystal error can also omit transmissions from support beacons 123_1-123_m and, for example, only receive every second or third support beacon. For this it is necessary that the distances are known in advance, at least for the number of support beacons to be skipped. This can be achieved with variable parameters by using either multiple distances (frequencies, Jump pattern, etc.) can be transmitted in each support beacon 123_1-123_m or by using a calculation rule that allows the information for several support beacons to be determined in advance. For example, a polynomial in the form of an LFSR (Linear Feedback Shift Register) comparable to a CRC or PRBS (Pseudo Random Bit Sequence) generator can be used. With this polynomial and the current state, participants can calculate the states for future support beacons and derive the transmission parameters, such as time and / or distance and / or frequency and / or jump pattern.
  • LFSR Linear Feedback Shift Register
  • subscribers 106_1-106_n with a less frequent need for resynchronization can skip transmissions from support beacons 123_1-123_m (not every support beacon received).
  • calculation rules for the distances and / or frequencies and / or jump patterns of the support beacons can be used in order to be able to determine them in advance for a plurality of support beacons.
  • the parameters for several support beacons can be determined in advance, there is also the possibility for participants to first try to receive the following support beacons again if they fail to receive a transmission from a support beacon (e.g. due to channel interference) (possibly with increased search effort). Only if this fails is a unicast uplink request (request by means of an uplink data transmission 120) necessary in order to receive a new synchronization by a unicast downlink (a downlink data transmission 122) from the base station 104.
  • a unicast uplink request request by means of an uplink data transmission 120
  • a unicast downlink a downlink data transmission 122
  • a subscriber can request unicast synchronization again if synchronization is lost (e.g. support beacon is no longer received).
  • a subscriber can attempt to synchronize himself again with subsequent support beacons before a new request is made to the base station 104.
  • FIG. 12 shows an occupancy of a frequency band of the communication system 100 during the transmission of a point-to-multipoint data transmission and a transmission from several support beacons 123_1-123_m, with useful data of the point-to-multipoint data transmission 124 being divided into a plurality of useful data parts 125_1-125_3 are divided and are each transmitted together with one of the support beacons 123_1-123_m, according to an embodiment of the present invention.
  • the ordinate describes the frequency and the abscissa describes the time.
  • FIG. 12 shows a transmission of useful data parts 125_1-125_3 of the multicast transmission (point-to-multipoint data transmission) 124 with the support beacons 123_1-123_m.
  • each support beacon carries part of the user data of the multicast transmission (point-to-multipoint data transmission) 124.
  • the subscribers 106_1-106_n can receive several support beacons (e.g. support beacons 123_1, 123_4 and 123_3) receive the entire payload. This has the advantage that, particularly in the case of extensive multicast user data (user data from point-to-multipoint data transmission), base station 104 can distribute the necessary duty cycle over a longer period of time. So it can e.g.
  • the entire user data of the multicast transmission (point-to-multipoint data transmission) 124 must not be regulatory permissible to be sent out in one transmission, if distributed over a day in e.g. several support beacons (e.g. ten support beacons) the problem can be avoided.
  • a certain transmission format is required (e.g. minimum length, complete jump pattern, etc.), this can result in unused capacities in the support beacons that can be used for user data.
  • the multicast user data (user data of the point-to-multipoint data transmission) can be divided into several parts and these parts can be transmitted within the framework of the support beacons.
  • the individual parts can be repeated cyclically in order to give subscribers 106_1-106_n, who are synchronized at a later point in time, the opportunity to receive missed parts in the next cycle. Participants 106_1-106_n who have received all parts can stop receiving additional support beacons.
  • the useful data parts 125_1-125_3 are repeated cyclically (for example, the point-to-multipoint data transmission 124) in order to enable all useful data parts 125_1-125_3 to be received at different entry times.
  • the support beacons can be viewed as a kind of virtual multicast channel to which subscribers are synchronized and exit again after all data (for example all useful data parts 125_1-125_3 of point-to-multipoint data transmission 124) have been received.
  • the base station 124 holds the information about which subscriber was synchronized at what time in order to be able to determine when all subscribers 106_1-106_n have received all data (for example all useful data parts 125_1-125_3 of point-to-multipoint data transmission 124). It is also conceivable to complete the transmission with a multicast that contains all parts that at least one participant could not receive.
  • the proportion of useful data in the support beacons can also be dynamically increased or decreased depending on the currently available duty cycle of the base station 104. It is e.g. It is conceivable to send several pieces of useful data in a support beacon transmission in times of low network load, while in times of high network load only the minimally necessary support beacon is sent without useful data in order to maintain synchronization. It is also conceivable to scale the proportion of user data with the number of subscribers 106_1-106_n that have already been synchronized.
  • the useful data components in the transmissions of the support beacons are dynamically adapted to the load on the base station 104 and / or the radio channel and / or the number of subscribers 106_1-106_n synchronized in.
  • the user data of the multicast transmission (point-to-multipoint data transmission) 124 can also be provided with additional error protection, which allows the overall data to be reconstructed if one or more parts (e.g. useful data parts of the point-to-multipoint data transmission 124 ) were not received. In extreme cases, this can go so far that only a small proportion of the useful data is required (eg 1/10).
  • the error protection therefore covers far more than expected transmission errors and thus allows, for example, a subscriber who is only synchronized when a large part of the useful data has already been transmitted to still receive all of the useful data from the remaining transmissions.
  • the base station 104 can specifically abort the multicast transmission (point-to-multipoint data transmission) 124 long before the transmission of all parts, if all subscribers 106_1-106_n already have a sufficient number of parts (e.g. user data parts of the point-to-multipoint data transmission) received in order to enable a reconstruction of the user data.
  • parts e.g. user data parts of the point-to-multipoint data transmission
  • Individual participants can stop receiving additional support beacons if the user data has been reconstructed from the received parts.
  • the user data is expanded with so much error protection that it is no longer the goal to send all parts of the error-protected user data to each participant.
  • the error protection buffer is used to enable dynamic entry and exit during the transmissions, in which only any small portion of all user data actually has to be transmitted.
  • a considerable proportion of the error-protected useful data parts are usually never sent out, since these useful data parts are only available as a reserve if, for example, a subscriber cannot be synchronized until very late.
  • the useful data or useful data parts of the multicast transmission (point-to-multipoint data transmission) 124 have a high level of error protection for reconstruction.
  • the transmission / reception of the multicast transmission (point-to-multipoint data transmission) 124 can be aborted by the base station 104 and / or a subscriber 106_1 if sufficient information has been transmitted.
  • the advantage over cyclical repetition is that if a user data part is lost (the point-to-multipoint data transmission 124) it is not necessary to wait for the repetition of the specific user data part, but simply any other additional user data part can be received in order to carry out the reconstruction (eg to enable the user data of the point-to-multipoint data transmission 124).
  • the base station 104 initially sends out a sufficient number of useful data parts to enable a reconstruction of the useful data (the point-to-multipoint data transmission 124) even with the last subscriber synchronized in (who was able to receive the fewest parts) .
  • the base station 104 can then Send out a certain number of additional pieces of useful data in the event that previous pieces of useful data could not be received successfully.
  • the time of the multicast transmission (point-to-multipoint data transmission) 124 does not have to be fixed at the beginning of synchronization. Instead, subscribers 106_1-106_n who have already been synchronized can be kept synchronized by the support beacons until it appears sensible to carry out the multicast transmission (point-to-multipoint data transmission) 124. For example, the base station 104 can wait until a sufficiently large proportion of the subscribers 106_1-106_n has been able to be synchronized via unicast (e.g. downlink data transmission 122 with signaling information synchronized with an uplink data transmission 120) or until network or duty cycle capacities are free .
  • unicast e.g. downlink data transmission 122 with signaling information synchronized with an uplink data transmission 120
  • the subscribers 106_1-106_n only know the information for the next support beacon to be received; before the start of the actual multicast transmission (point-to-multipoint data transmission) 124, this can then be signaled in a support beacon. If participants can skip support beacons, the signaling can take place with sufficient lead time to reach all participants 106_1-106_n.
  • a start time of the multicast transmission (point-to-multipoint data transmission) 124 after the start of synchronization can be selected dynamically on the basis of subscribers already reached and / or network load and / or duty cycle.
  • Fig. 13 shows in a diagram an occupancy of the frequency band of the communication system when transmitting three point-to-multipoint Data transmissions 124_1-124_3 for three different groups of participants of the communication system 100 as well as a common transmission of support beacons 123_1-123_m for the three different groups of participants of the communication system 100, according to an embodiment of the present invention.
  • the ordinate describes the frequency and the abscissa describes the time.
  • FIG. 13 shows a division of the synchronized subscribers into different multicast transmissions (point-to-multipoint data transmissions) 124_1-124-3.
  • multicast transmissions point-to-multipoint data transmissions
  • 124_1-124_3 can use one (or more) common support beacons.
  • the participants are kept synchronized until the user data is transmitted (e.g. transmission of the respective point-to-multipoint data transmission 124_1-124_3) and divided into groups.
  • each group is then assigned a dedicated distance and / or frequency and / or hopping pattern for the useful data transmission. For this purpose, e.g. Methods from Section 1 are used.
  • the support beacons 123_1-123_m are used for (e.g. for the transmission of) addressing information in order to divide and / or sort out synchronized subscribers to individual multicasts transmissions (point-to-multipoint data transmissions) 124_1-124_3.
  • the multicast transmission point-to-multipoint data transmission
  • the multicast transmission (point-to-multipoint data transmission) for a group can be completed as soon as all participants in this group are synchronized while another group is still waiting for participants.
  • This can also be advantageous if, due to network load or duty cycle, it is not possible to carry out all multicast transmissions (point-to-multipoint data transmissions) 124_1-124_3 promptly (e.g. within a support beacon interval) to one another.
  • the multicast transmission (point-to-multipoint data transmission) is prematurely decoupled and terminated for a group of participants while the other participants continue to be kept synchronized by supporting beacons.
  • the method 220 comprises a step 222 of receiving one or more support beacons from a base station of the communication system, wherein the one or more support beacons have synchronization information.
  • the method 220 further comprises a step 224 of synchronizing the subscriber to the point-to-multipoint data transmission of the base station based on the synchronization information.
  • the method 220 further comprises a step 226 of receiving a point-to-multipoint data transmission from the base station based on the synchronization information.
  • the method 230 includes a step of sending 232 one or a plurality of support beacons, wherein the one or the plurality of support beacons have synchronization information for the synchronization of uncoordinated sending subscribers of the communication system.
  • the method 230 further comprises a step 234 of sending the point-to-multipoint data transmission.
  • Embodiments of the present invention enable users (e.g. end points) to be kept synchronized over long periods of time in order to carry out flexible multicast / broadcast transmission to a large number of users.
  • intermittently transmitted support beacons are used to refresh the synchronization on a regular basis.
  • intermittently transmitted support beacons are used as a multicast channel (point-to-multipoint channel) as required. In exemplary embodiments, intermittently transmitted support beacons are used for multicast scheduling.
  • Embodiments of the present invention deal with a system (communication system) for the digital transmission of data via a radio transmission system.
  • the data sent are typically transmitted in several sub-frequency channels of the entire available bandwidth.
  • Embodiments of the present invention can be used in so-called non-coordinated networks (communication systems) in which the radio subscribers transmit their data in an uncoordinated manner (without prior allocation of a radio resource).
  • Embodiments of the present invention can be used, for example, in a communication system as defined in the ETSI TS 103 357 standard [4].
  • Embodiments provide a subscriber [e.g. Endpoint] of a communication system, [where the communication system is in a frequency band [e.g. ISM band] communicates wirelessly which is made up of a plurality of [e.g. mutually uncoordinated] communication systems], wherein the subscriber is designed to send data in an uncoordinated manner with respect to other subscribers and / or a base station of the communication system, wherein the subscriber is designed to be time-synchronized with a sent uplink data transmission to the base station of the communication system to receive a downlink data transmission from the base station, the downlink data transmission having signaling information, wherein the subscriber is designed to carry out a point-to-multipoint data transmission based on the signaling information [e.g. Multicast data transmission] from the base station.
  • the communication system is in a frequency band [e.g. ISM band] communicates wirelessly which is made up of a plurality of [e.g. mutually uncoordinated] communication systems]
  • the signaling information can include information about a point in time of the point-to-multipoint data transmission.
  • the information about the point in time can be an absolute point in time, a relative point in time [e.g. a defined time span between the downlink data transmission and the point-to-multipoint data transmission] or information from which the absolute or relative point in time can be derived, such as a number of clock cycles of a subscriber's oscillator.
  • the signaling information can also include information about a frequency channel [eg the frequency band used by the communication system] of the point-to-multipoint data transmission.
  • the information on the frequency channel may be an absolute frequency channel or a relative frequency channel [e.g. a distance between a frequency channel of the downlink data transmission and a frequency channel of the point-to-multipoint data transmission].
  • the point-to-multipoint data transmission can have a plurality of sub-data packets which are transmitted in a time and / or frequency distributed manner in accordance with a time and / or frequency hopping pattern, the signaling information also being information about the time and / or frequency or frequency hopping pattern.
  • the point-to-multipoint data transmission can be a telegram splitting-based data transmission.
  • the data to be transmitted [e.g. [encoded] user data of the physical layer] divided into a plurality of sub-data packets, so that the plurality of sub-data packets each have only part of the data to be transmitted, the plurality of sub-data packets not contiguous, but in time and / or frequency are transmitted in a distributed manner in accordance with a time and / or frequency hopping pattern.
  • the information about the point in time of the point-to-multipoint data transmission can be a defined [e.g. intentional or intentional] inaccuracy that is at least so great that a synchronization on the receiver side to the point-to-multipoint data transmission is required to receive the point-to-multipoint data transmission, the subscriber being designed to perform a synchronization to the Perform point-to-multipoint data transmission in order to receive the point-to-multipoint data transmission.
  • the defined inaccuracy can be in the range from 1 to 10,000 symbol durations.
  • the defined inaccuracy can be a nonlinear scaling [e.g., in dependence on a time interval up to point-to-multipoint data transmission].
  • B. a logarithmic scaling so that the inaccuracy is greater with increasing distance up to point-to-multipoint data transmission.
  • the downlink data transmission can also include clock correction information [e.g. B crystal offset in ppm applies to timers and frequency generators] to correct a clock deviation of a clock of the subscriber, the subscriber being designed to correct a clock deviation of the clock based on the clock correction information.
  • clock correction information e.g. B crystal offset in ppm applies to timers and frequency generators
  • the uplink data transmission can be a first uplink data transmission, the downlink data transmission being a first downlink data transmission, the signaling information being first signaling information, the first signaling information being a time period or point in time [e.g. rough point in time] for a second uplink data transmission [e.g. which follows the first uplink data transmission], the subscriber being designed to send the second uplink data transmission to the base station in the signaled period and to synchronize a second downlink data transmission from the base station with the second uplink data transmission to receive, wherein the second downlink data transmission has a second signaling information, wherein the subscriber is designed to based on the second signaling information, the point-to-multipoint data transmission [eg Multicast data transmission].
  • the signaling information being first signaling information
  • the first signaling information being a time period or point in time [e.g. rough point in time] for a second uplink data transmission
  • the subscriber being designed to send the second uplink data transmission to the base station in the signaled period
  • the second signaling information item can include information about a point in time of the point-to-multipoint data transmission.
  • the second signaling information may further include information about a frequency channel [e.g. of the frequency band used by the communication system] of the point-to-multipoint data transmission.
  • the point-to-multipoint data transmission can have a plurality of sub-data packets that are transmitted in a time and / or frequency distributed according to a time and / or frequency hopping pattern, the second signaling information also being information about the time and or has frequency hopping patterns.
  • the subscriber can be designed to send a third uplink data transmission to the base station if the second downlink data transmission could not be received successfully [eg if the second downlink data transmission did not take place or was disrupted] and to synchronize it in time to receive a third downlink data transmission from the base station for the third uplink data transmission, the third downlink data transmission having third signaling information, the subscriber being designed to use the third signaling information to carry out the point-to-multipoint data transmission [e.g. Multicast data transmission].
  • the second downlink data transmission could not be received successfully [eg if the second downlink data transmission did not take place or was disrupted] and to synchronize it in time to receive a third downlink data transmission from the base station for the third uplink data transmission, the third downlink data transmission having third signaling information, the subscriber being designed to use the third signaling information to carry out the point-to-multipoint data transmission [e.g. Multicast data transmission].
  • the first downlink data transmission or the second downlink data transmission can also have clock correction information that describes a clock deviation of a clock of the subscriber in relation to a reference clock, the subscriber being designed to perform the point-to-multipoint data transmission Use of the clock correction information to receive [e.g. to correct a timing deviation of the clock based on the clock correction information for receiving the point-to-multipoint data transmission].
  • the uplink data transmission can be a first uplink data transmission, the downlink data transmission being a first downlink data transmission, the signaling information being first signaling information, the first signaling information being information about a rough point in time of the point-to-multipoint -Data transmission, [e.g.
  • the subscriber is designed to respond before the rough point in time of the point-to-multipoint data transmission to send a fourth uplink data transmission to the base station and to receive a fourth downlink data transmission from the base station synchronized in time with the fourth uplink data transmission, the fourth downlink data transmission having fourth signaling information, the subscriber being designed to be based on the fourth signaling information, the point-to-multipoint data transmission [e.g. Multicast data transmission].
  • the fourth piece of signaling information can include information about a point in time of the point-to-multipoint data transmission.
  • the fourth signaling information item can also include information about a frequency channel [eg the frequency band used by the communication system] of the point-to-multipoint data transmission.
  • the point-to-multipoint data transmission can have a plurality of sub-data packets which are transmitted in a time and / or frequency distributed manner in accordance with a time and / or frequency hopping pattern, the fourth signaling information also being information about the time and or has frequency hopping patterns.
  • the first downlink data transmission or the fourth downlink data transmission can furthermore have clock correction information for correcting a clock deviation of a clock of the subscriber, the subscriber being designed to correct a clock deviation of the clock based on the clock correction information.
  • the signaling information can be first signaling information, the first signaling information having information about a point in time of a support beacon, the subscriber being designed to receive the support beacon based on the first signaling information, the support beacon having fifth signaling information, the Subscriber is designed, based on the fifth signaling information, the point-to-multipoint data transmission [eg Multicast data transmission].
  • the first signaling information may further include information about a frequency channel [e.g. that used by the communication system
  • Frequency band or a frequency offset of the support beam.
  • the fifth piece of signaling information can include information about a point in time of the point-to-multipoint data transmission.
  • the fifth signaling information may further include information about a frequency channel [e.g. that used by the communication system
  • the point-to-multipoint data transmission can have a plurality of sub-data packets that correspond to one in time and or frequency Time and / or frequency hopping patterns are transmitted in a distributed manner, the fifth signaling information also having information about the time and / or frequency hopping pattern.
  • the downlink data transmission or the support beacon can also have clock correction information for correcting a clock deviation of a clock of the subscriber, the subscriber being designed to correct a clock deviation of the clock based on the clock correction information.
  • the subscriber can be designed to send data asynchronously to other subscribers and / or the base station of the communication system.
  • the subscriber can be designed to send the uplink data transmission asynchronously to the base station.
  • the subscriber can be designed to send the uplink data transmission to the base station at a random or pseudo-random time.
  • the uplink data transmission can have a plurality of sub-data packets which are transmitted in a time and / or frequency distributed according to a time and / or frequency hopping pattern.
  • the uplink data transmission can be a telegram splitting-based data transmission.
  • the data to be transmitted [e.g. (encoded) user data of the physical layer] divided into a plurality of sub-data packets, so that the plurality of sub-data packets each have only part of the data to be transmitted, the plurality of sub-data packets not contiguous, but in time and / or frequency are transmitted in a distributed manner in accordance with a time and / or frequency hopping pattern.
  • the downlink data transmission can have a plurality of sub-data packets which are transmitted in a time and / or frequency distributed according to a time and / or frequency hopping pattern.
  • the downlink data transmission can be a telegram splitting-based data transmission.
  • the data to be transmitted [e.g. (encoded) user data of the physical layer] are divided into a plurality of sub-data packets, so that the plurality of sub-data packets each have only part of the data to be transmitted, the plurality of sub-data packets not being contiguous, but are transmitted distributed in time and / or frequency according to a time and / or frequency hopping pattern].
  • the participant can be a sensor node or an actuator node.
  • the participant can be battery operated.
  • the participant can have an energy harvesting element for generating electrical energy.
  • a base station of a communication system [wherein the communication system operates in a frequency band [e.g. ISM band] communicates wirelessly which is made up of a plurality of [e.g. communication systems that are uncoordinated with one another], the base station being designed to receive an uplink data transmission from a subscriber of the communication system, the uplink data transmission being uncoordinated, the base station being designed to be time-synchronized with the received uplink data transmission of the subscriber to send a downlink data transmission to the subscriber, the downlink data transmission having signaling information, the signaling information signaling a subsequent point-to-multipoint data transmission or a further data transmission preceding the point-to-multipoint data transmission, the Base station is designed to carry out the point-to-multipoint data transmission in accordance with the signaling information [e.g. to a plurality of subscribers of the communication system, the subscriber being part of the plurality of subscribers].
  • the signaling information e.g. to a plurality of subscribers of the communication system, the subscriber
  • the signaling information can include information about a point in time of the point-to-multipoint data transmission.
  • the information about the point in time can be an absolute point in time, a relative point in time [e.g. a defined time span between the downlink data transmission and the point-to-multipoint data transmission] or information from which the absolute or relative point in time can be derived, such as a number of clock cycles of an oscillator of the subscriber.
  • the signaling information can also include information about a frequency channel [eg the frequency band used by the communication system] of the point-to-multipoint data transmission.
  • the information on the frequency channel may be an absolute frequency channel or a relative frequency channel [e.g. a distance between a frequency channel of the downlink data transmission and a frequency channel of the point-to-multipoint data transmission].
  • the point-to-multipoint data transmission can have a plurality of sub-data packets which are transmitted in a time and / or frequency distributed manner in accordance with a time and / or frequency hopping pattern, the signaling information also being information about the time and / or frequency or frequency hopping pattern.
  • the point-to-multipoint data transmission can be a telegram splitting-based data transmission.
  • the data to be transmitted [e.g. [encoded] user data of the physical layer] divided into a plurality of sub-data packets, so that the plurality of sub-data packets each have only part of the data to be transmitted, the plurality of sub-data packets not contiguous, but in time and / or frequency are transmitted in a distributed manner in accordance with a time and / or frequency hopping pattern.
  • the information about the point in time of the point-to-multipoint data transmission can be a defined [e.g. intentional or intentional] inaccuracy which is at least so great that a synchronization on the receiver side to the point-to-multipoint data transmission is necessary for receiving the point-to-multipoint data transmission.
  • the defined inaccuracy can be in the range from 1 to 10,000 symbol durations.
  • the defined inaccuracy can be a non-linear scaling as a function of a time interval up to the point-to-multipoint data transmission subject, so that the inaccuracy is greater with increasing distance up to point-to-multipoint data transmission.
  • the base station can be designed to determine a clock deviation of a clock of the subscriber based on the subscriber's uplink data transmission, the base station being designed to provide the downlink data transmission with clock correction information for correcting the clock deviation of the subscriber's clock .
  • the base station can be designed to determine a clock deviation of a clock of the subscriber based on the uplink data transmission of the subscriber, wherein the information about the point in time of the point-to-multipoint data transmission, which has the signaling information, the clock deviation of the clock of the Participant takes into account [e.g. such that the clock deviation of the clock generator is compensated], and / or wherein the information on the frequency channel of the point-to-multipoint data transmission comprising the signaling information takes into account the clock deviation of the clock generator of the subscriber [e.g. such that the clock deviation of the clock generator is compensated].
  • the uplink data transmission can be a first uplink data transmission, the downlink data transmission being a first downlink data transmission, the signaling information being a first signaling information, the first signaling information being a time period or time [e.g. rough time] for a second Uplink data transmission [eg that follows the first uplink data transmission] is signaled, the base station being designed to receive the second uplink data transmission from the subscriber in the signaled period and a second downlink synchronized with the second uplink data transmission -Send data transmission to the subscriber, wherein the second downlink data transmission has a second signaling information, wherein the second signaling information signals the subsequent point-to-multipoint data transmission, [e.g.
  • the base station being designed to carry out the point-to-multipoint data transmission in accordance with the second signaling information [e.g. to a plurality of subscribers of the communication system, the subscriber being part of the plurality of subscribers] to send.
  • the second signaling information item can include information about a point in time of the point-to-multipoint data transmission.
  • the second signaling information may further include information about a frequency channel [e.g. of the frequency band used by the communication system] of the point-to-multipoint data transmission.
  • the point-to-multipoint data transmission can have a plurality of sub-data packets that are transmitted in a time and / or frequency distributed according to a time and / or frequency hopping pattern, the second signaling information also being information about the time and or has frequency hopping patterns.
  • the base station can be designed to determine a clock deviation of a clock of the subscriber based on the second uplink data transmission of the subscriber, the base station being designed to provide the second downlink data transmission with clock correction information for correcting the clock deviation of the clock generator of the To provide the participant.
  • the base station can be designed to determine, based on the first or second uplink data transmission of the subscriber, a clock deviation of a clock of the subscriber, the information about the point in time of the point-to-multipoint data transmission, which has the second signaling information, the Clock deviation of the participant's clock taken into account [e.g. such that the clock deviation of the clock generator is compensated].
  • the uplink data transmission can be a first uplink data transmission, the downlink data transmission being a first downlink data transmission, the signaling information being first signaling information, the first signaling information being information about a rough point in time of the point-to-multipoint -Data transmission, [eg where the information about the rough point in time of the point-to-multipoint data transmission is too imprecise for a reception of the point-to-multipoint data transmission], the base station being designed to read the point before the rough point in time -to-multipoint data transmission to receive a fourth uplink data transmission from the subscriber and to send a fourth downlink data transmission to the subscriber synchronized in time with the fourth uplink data transmission, the fourth downlink Data transmission has a fourth signaling information item, the fourth signaling information item signaling the subsequent point-to-multipoint data transfer, [e.g.
  • the base station being designed to to send the point-to-multipoint data transmission in accordance with the fourth signaling information item [eg to a plurality of subscribers in the communication system, the subscriber being part of the plurality of subscribers].
  • the fourth piece of signaling information can include information about a point in time of the point-to-multipoint data transmission.
  • the fourth signaling information may further include information about a frequency channel [e.g. of the frequency band used by the communication system] of the point-to-multipoint data transmission.
  • the point-to-multipoint data transmission can have a plurality of sub-data packets which are transmitted in a time and / or frequency distributed manner in accordance with a time and / or frequency hopping pattern, the fourth signaling information also being information about the time and or has frequency hopping patterns.
  • the base station can be designed to determine a clock deviation of a clock of the subscriber based on the fourth uplink data transmission of the subscriber, wherein the base station is designed to provide the fourth downlink data transmission with a clock correction information to correct the clock deviation of the clock of the To provide the participant.
  • the base station can be designed to determine, based on the fourth uplink data transmission of the subscriber, a clock deviation of a clock of the subscriber, the information about the point in time of the point-to-multipoint data transmission that has the fourth signaling information being the clock deviation of the Clock of the subscriber takes into account [e.g. in such a way that the clock deviation of the clock is compensated], and / or wherein the information on the frequency channel of the point-to-multipoint data transmission, which has the fourth signaling information, takes into account the clock deviation of the clock of the subscriber [e.g. such that the clock deviation of the clock is compensated].
  • the signaling information can be first signaling information, the first signaling information having information about a point in time of a support beacon, the base station being designed to provide the support beacon corresponding to the first signaling information [e.g. to a plurality of subscribers of the communication system, the subscriber being part of of the plurality of subscribers is] to send, the support beacon having fifth signaling information, the fifth signaling information signaling the subsequent point-to-multipoint data transmission, [eg the support beacon being the further data transmission].
  • the first signaling information may further include information about a frequency channel [e.g. that used by the communication system
  • Frequency band of the support beam.
  • the fifth piece of signaling information can include information about a point in time of the point-to-multipoint data transmission.
  • the fifth signaling information may further include information about a frequency channel [e.g. that used by the communication system
  • the point-to-multipoint data transmission can have a plurality of sub-data packets which are transmitted in a time and / or frequency distributed manner in accordance with a time and / or frequency hopping pattern, the fifth signaling information also being information about the time and or has frequency hopping patterns.
  • the base station can be designed to determine a clock deviation of a clock of the subscriber based on the subscriber's uplink data transmission, the base station being designed to provide the downlink data transmission or the support beacon with clock correction information to correct the clock deviation of the clock of the participant.
  • the base station can be designed to determine a clock deviation of a clock of the subscriber based on the subscriber's uplink data transmission, the information about the point in time of the point-to-multipoint data transmission, which has the fifth signaling information, being the clock deviation of the subscriber's clock is taken into account [eg in such a way that the clock deviation of the clock is compensated].
  • the method comprises a step of sending an uplink data transmission to a base station of the communication system, the uplink data transmission being uncoordinated. Furthermore, the method comprises a step of receiving a downlink data transmission from the base station in a time-synchronized manner with the uplink data transmission, the downlink data transmission having signaling information. The method further comprises a step of receiving a point-to-multipoint data transmission [e.g. Multicast data transmission] from the base station based on the signaling information.
  • a point-to-multipoint data transmission e.g. Multicast data transmission
  • the method comprises a step of receiving an uplink data transmission from a subscriber of the communication system, the uplink data transmission being uncoordinated. Furthermore, the method comprises a step of sending a downlink data transmission to the subscriber in a time-synchronized manner to the uplink data transmission, the downlink data transmission having signaling information, the signaling information being a subsequent point-to-multipoint data transmission or one of the point-to-point -Multipoint- data transmission signals preceding further data transmission. The method further comprises a step of sending the point-to-multipoint data transmission according to the signaling information [e.g. to a plurality of participants in the communication system, the participant being part of the plurality of participants].
  • the signaling information e.g. to a plurality of participants in the communication system, the participant being part of the plurality of participants.
  • aspects have been described in connection with a device, it goes without saying that these aspects also represent a description of the corresponding method, so that a block or a component of a device is also to be understood as a corresponding method step or as a feature of a method step. Analogously, aspects that have been described in connection with or as a method step also represent a description of a corresponding block or details or features of a corresponding device.
  • Some or all of the method steps can be carried out by a hardware apparatus (or using a hardware device). Apparatus), such as a microprocessor, a programmable computer or an electronic circuit. With some In embodiments, some or more of the most important process steps can be carried out by such an apparatus.
  • embodiments of the invention can be implemented in hardware or in software.
  • the implementation can be carried out using a digital storage medium such as a floppy disk, a DVD, a Blu-ray disc, a CD, a ROM, a PROM, an EPROM, an EEPROM or a FLASH memory, a hard disk or other magnetic memory or optical memory, on which electronically readable control signals are stored, which can interact or cooperate with a programmable computer system in such a way that the respective method is carried out. Therefore, the digital storage medium can be computer readable.
  • Some exemplary embodiments according to the invention thus include a data carrier which has electronically readable control signals which are able to interact with a programmable computer system in such a way that one of the methods described herein is carried out.
  • Computer program product can be implemented with a program code, the program code being effective to carry out one of the methods when the computer program product runs on a computer.
  • the program code can, for example, also be stored on a machine-readable carrier.
  • exemplary embodiments include the computer program for performing one of the methods described herein, the computer program being stored on a machine-readable carrier.
  • an exemplary embodiment of the method according to the invention is thus a computer program that has a program code for carrying out one of the methods described herein when the computer program runs on a computer.
  • a further exemplary embodiment of the method according to the invention is thus a data carrier (or a digital storage medium or a computer-readable medium) which the computer program for performing one of the methods described herein is recorded.
  • the data carrier, the digital storage medium or the computer-readable medium are typically tangible and / or non-perishable or non-transitory.
  • a further exemplary embodiment of the method according to the invention is thus a data stream or a sequence of signals which represents or represents the computer program for performing one of the methods described herein.
  • the data stream or the sequence of signals can, for example, be configured to be transferred via a data communication connection, for example via the Internet.
  • Another exemplary embodiment comprises a processing device, for example a computer or a programmable logic component, which is configured or adapted to carry out one of the methods described herein.
  • a processing device for example a computer or a programmable logic component, which is configured or adapted to carry out one of the methods described herein.
  • Another exemplary embodiment comprises a computer on which the computer program for performing one of the methods described herein is installed.
  • a further exemplary embodiment according to the invention comprises a device or a system which is designed to transmit a computer program for performing at least one of the methods described herein to a receiver.
  • the transmission can take place electronically or optically, for example.
  • the receiver can be, for example, a computer, a mobile device, a storage device or a similar device.
  • the device or the system can for example comprise a file server for transmitting the computer program to the recipient.
  • a programmable logic component for example a field-programmable gate array, an FPGA
  • a field-programmable gate array can interact with a microprocessor in order to carry out one of the methods described herein.
  • the methods are performed by any hardware device. This can be universally applicable hardware such as a computer processor (CPU) or hardware specific to the method such as an ASIC.
  • the devices described herein can be implemented, for example, using a hardware device, or using a computer, or using a combination of a hardware device and a computer.
  • the devices described herein, or any components of the devices described herein can be implemented at least partially in hardware and / or in software (computer program).
  • the methods described herein can be implemented, for example, using a hardware apparatus, or using a computer, or using a combination of a hardware apparatus and a computer.

Abstract

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung schaffen einen Teilnehmer eines Kommunikationssystems, wobei das Kommunikationssystem in einem Frequenzband drahtlos kommuniziert, welches von einer Mehrzahl von Kommunikationssystemen genutzt wird, wobei der Teilnehmer ausgebildet ist, um Daten unkoordiniert in Bezug auf andere Teilnehmer und/oder eine Basisstation des Kommunikationssystems zu senden, wobei der Teilnehmer ausgebildet ist, um eine oder mehrere Stützbaken von der Basisstation des Kommunikationssystems zu empfangen, wobei die eine oder mehreren Stützbaken eine Synchronisierungsinformation aufweisen, wobei der Teilnehmer ausgebildet ist, um basierend auf der Synchronisierungsinformation eine Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung der Basisstation zu empfangen.

Description

Stützbake(n) zur Synchronisierung auf eine Multicast-Nachricht in
nicht koordinierten Netzen
Beschreibung
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf ein drahtloses Kommunikationssystem mit einer Vielzahl von unkoordiniert sendenden Teilnehmern, und im speziellen, auf die Übertragung einer Multicast-Nachricht (Punkt-zu-Mehrpunkt-Nachricht) in einem solchen Kommunikationssystem. Manche Ausführungsbeispiele beziehen sich auf die Übertragung von einer oder mehrere Stützbaken im Vorfeld der Multicast-Nachricht (Punkt- zu-Mehrpunkt-Nachricht).
In typischen Funknetzten (oder drahtlosen Kommunikationssystemen), wie z.B. GSM (GSM = Global System for Mobile Communications), gibt es eine koordinierende Instanz, welche den Teilnehmern des Funknetzes bei Bedarf Funkressourcen zur Verfügung stellt, die ausschließlich dem jeweiligen Teilnehmer zur Verfügung stehen.
Dadurch kann sichergestellt werden, dass jeder Teilnehmer seine Daten in einer exklusiv für ihn reservierten Funkressource übertragen kann. Dadurch werden Interferenzen zwischen den Teilnehmern eines Funknetzes vermieden und damit der Durchsatz maximiert.
Die Koordination der Teilnehmer zu Funkressourcen geschieht in solchen Funknetzen in der Regel durch sog. Baken (engl beacon), auf welchen die Teilnehmer des Funknetzes hören. Durch die Signalisierung der Funkressourcen in diesen Baken ist es erforderlich, dass alle Teilnehmer diese empfangen und auswerten, um anschließend Daten empfangen oder senden zu können. Der Stromverbrauch eines Teilnehmers, welcher nur selten auf den Kanal zugreift, ist somit sehr hoch.
Ein anderer Ansatz ist dagegen ein nicht-koordiniertes Funknetz, indem die Teilnehmer ihre Daten konkurrenzbasiert (engl contension based) an den Empfänger übertragen. Somit muss nicht dauerhaft eine Bake empfangen werden, welche signalisiert, wann welcher Teilnehmer auf welcher Frequenz senden darf. Dadurch reduziert sich der Stromverbrauch der Teilnehmer, da diese nur bei Bedarf aktiviert werden müssen. Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, dass es zu Interferenzen zwischen den Teilnehmern des Funknetzes kommen kann. Dieser Nachteil kann jedoch durch den Einsatz von „Telegram Splitting Multiple Access“ (TSMA) [4] vermindert werden, wodurch sich ähnliche Durchsätze wie bei einem koordinierten System erzielen lassen.
Bei „Telegram Splitting Multiple Access“ (TSMA) wird die Übertragung einer Nachricht (Datenpaket) in eine Mehrzahl kurzer Sub-Datenpakete (Bursts) unterteilt, zwischen denen sich jeweils unterschiedlich lange, übertragungsfreie Zeitintervalle befinden. Die Sub- Datenpakete sind dabei nach einem Pseudo-Zufallsprinzip sowohl über die Zeit wie auch über die zur Verfügung stehenden Frequenzkanäle verteilt, wie dies in Fig. 1 beispielhaft gezeigt ist.
Im Detail zeigt Fig. 1 in einem Diagramm eine Belegung eines Frequenzbands eines TSMA- basierten Kommunikationssystems bei der Übertragung eines auf eine Mehrzahl von Sub- Datenpaketen 10 aufgeteilten Datenpakets, wobei die Mehrzahl von Sub-Datenpaketen in der Zeit und Frequenz verteilt sind. Dabei beschreibt in Fig. 1 die Ordinate die Frequenz (Frequenzkanäle) und die Abszisse die Zeit. Mit anderen Worten, Fig. 1 zeigt das Prinzip der Datenübertragung nach dem TSMA-Verfahren.
Es wurde in [1] gezeigt, dass mit dem TSMA-Verfahren eine größere Kapazität in der Datenübertragung erzielt werden kann als bei Übertragung eines Datenpakets in einem zusammenhängenden Block, d.h. ohne Aufteilung in Sub-Datenpakete 10. Um eine möglichst große Systemkapazität zu erhalten, sollten möglichst viele unterschiedliche Zeit- und/oder Frequenzsprungmuster (engl hopping pattern) eingesetzt werden [3] Die Gesamtzahl der verwendeten Zeit- und/oder Frequenzsprungmuster sollte dabei endlich sein und einem vorab bekannten Vorrat an Zeit- und/oder Frequenzsprungmustern entstammen.
Durch den konkurrenzbasierten Zugriff auf den Kanal zu zufälligen Zeitpunkten entsteht eine asynchrone Übertragung, wie dies beispielhaft in Fig. 2 für ein Kommunikationssystem ohne TSMA gezeigt ist.
Im Detail zeigt Fig. 2 in einem Diagramm eine Belegung eines Frequenzbands eines konkurrenzbasierten Kommunikationssystems bei der Übertragung mehrerer Uplink- Nachrichten 12 und mehrerer Downlink-Nachrichten 14. Dabei beschreibt in Fig. 2 die Abszisse die Frequenz und die Ordinate die Zeit. Mit anderen Worten, Fig. 2 zeigt ein Schema eines Übertragungskanals in einem nicht koordinierten Kommunikationssystem. In der Regel gibt es in einem nicht koordinierten Kommunikationssystem mehrere Teilnehmer (z.B. Endpunkte), welche mit einer Basisstation kommunizieren. Dabei handelt es sich bei der Übertragung einer Nachricht von einem Teilnehmer zu der Basisstation um den Uplink und in umgekehrter Richtung um den Downlink.
Aus Energieeffizienzgründen schalten die Teilnehmer ihr Sendeempfangsmodul in der Regel nur dann ein, wenn sie eine Nachricht versenden wollen. Der Empfang einer der Downlink- Nachrichten 14, wie sie in Fig. 2 gezeigt sind, ist somit nicht möglich.
In [4] wurde zur Lösung dieses Problems definiert, dass der Teilnehmer nach Aussendung einer Uplink-Nachricht eine fest definierte Zeit wartet, um dann ein Empfangsfenster für eine Downlink-Nachricht zu öffnen. Die Basisstation kann eine Downlink-Nachricht somit nur zu einem bestimmen Zeitpunkt an diesen Teilnehmer senden.
Typischerweise wird der Downlink zu den Teilnehmern, bei welchen die unkoordinierte Übertragung eingesetzt wird, für Nachrichten genutzt, die an mehrere Teilnehmer übermittelt werden soll, z. B. Software-Updates oder Time-Sync-Befehle.
Durch den asynchronen Netzwerkansatz aus [4] (konkurrenzbasierter Zugriff) muss nun jedem Teilnehmer die Downlink-Nachricht separat mitgeteilt werden. Dies stellt gerade in großen Funknetzwerken, in denen es sehr viele Teilnehmer gibt, ein Problem dar, da bei sehr vielen Teilnehmern es sehr lange dauern würde, bis alle Teilnehmer die Daten erhalten haben.
In koordinierten Kommunikationssystemen ist möglich, in einer Bake (engl beacon) eine Punkt-zu-Mehrpunkt-Nachricht (Multicast-Nachricht) von der Basisstation an die Teilnehmer zu signalisieren. Alle Teilnehmer, welche die Bake empfangen haben, können danach die entsprechenden Ressourcen der Multicast-Nachricht ebenfalls empfangen.
Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde die Übertragung einer Punkt- zu-Mehrpunkt-Nachricht in einem Kommunikationssystem mit einer Vielzahl von unkoordiniert sendenden Teilnehmern zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Patentansprüche gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen finden sich in den abhängigen Patentansprüchen. Ausführungsbeispiele schaffen einen Teilnehmer eines Kommunikationssystems, [wobei das Kommunikationssystem in einem Frequenzband [z.B. ISM Band] drahtlos kommuniziert, welches von einer Mehrzahl von [z.B. untereinander unkoordinierten] Kommunikationssystemen genutzt wird], wobei der Teilnehmer ausgebildet ist, um Daten unkoordiniert in Bezug auf andere Teilnehmer und/oder eine Basisstation des Kommunikationssystems zu senden, wobei der Teilnehmer ausgebildet ist, um eine oder mehrere [z.B. zumindest zwei] Stützbaken von der Basisstation des Kommunikationssystems zu empfangen, [z.B. die einer Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung vorausgehen,] wobei die eine oder mehreren Stützbaken [z.B. jeweils] eine Synchronisierungsinformation aufweisen [z.B. zur Synchronisierung des Teilnehmers [z.B. auf die jeweilige Stützbake, auf eine Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung der Basisstation und/oder auf zumindest eine weitere Stützbake [z.B. die der Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung vorausgeht]]], wobei der Teilnehmer ausgebildet ist, um basierend auf der Synchronisierungsinformation eine Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung der Basisstation zu empfangen.
Bei Ausführungsbeispielen kann der Teilnehmer ausgebildet sein, um zeitlich synchronisiert zu einer gesendeten Uplink-Datenübertragung zu der Basisstation eine Do nlink- Datenübertragung von der Basisstation zu empfangen, wobei die Downlink- Datenübertragung eine Signalisierungsinformation aufweist, wobei die Signalisierungsinformation die Übertragung der Stützbake oder zumindest einer der mehreren Stützbaken signalisiert, wobei der Teilnehmer ausgebildet ist, um die eine oder zumindest eine der mehreren Stützbaken [z.B. zumindest die [zeitlich] erste Stützbake] basierend auf der Signalisierungsinformation zu empfangen.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Signalisierungsinformation eine Information über zumindest einem aus
einen Zeitpunkt oder Zeitabstand der Übertragung der einen Stützbake oder zumindest einer der mehreren Stützbaken,
einen Frequenzkanal oder Frequenzabstand der Übertragung der einen Stützbake oder zumindest einer der mehreren Stützbaken, und
ein Zeit- und/oder Frequenzsprungmuster basierend auf dem die Stützbaken übertragen werden,
aufweisen.
Beispielsweise kann die Information über den Zeitpunkt ein absoluter Zeitpunkt, ein relativer Zeitpunkt (z.B. eine definierte Zeitspanne zwischen der Downlink-Datenübertragung und der Stützbake) oder eine Information sein, von der der absolute oder relative Zeitpunkt abgeleitet werden kann, wie z.B. eine Anzahl von Taktzyklen eines Oszillators des Endpunkts.
Beispielsweise kann die Information über den Frequenzkanal ein absoluter Frequenzkanal oder ein relativer Frequenzkanal [z.B. ein Abstand zwischen einem Frequenzkanal der Downlink-Datenübertragung und einem Frequenzkanal der Stützbake] sein.
Beispielsweise kann die Stützbake basierend auf dem Telegram-Splitting- Übertragungsverfahren übertragen werden. Bei der Übertragung der Stützbake basierend auf dem Telegram-Splitting-Übertragungsverfahren können mit der Stützbake zu übertragenen Daten [z.B. ein [codiertest] Stützbaken-Datenpaket der physikalischen Schicht] auf eine Mehrzahl von Sub-Datenpaketen aufgeteilt werden, so dass die Mehrzahl von Sub- Datenpaketen jeweils nur einen Teil der zu übertragenen Daten aufweisen, wobei die Mehrzahl von Sub-Datenpaketen nicht zusammenhängend, sondern in der Zeit und/oder Frequenz entsprechend eines Zeit- und/oder Frequenzsprungmusters verteilt übertragen werden.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Synchronisierungsinformation eine Information über zumindest einem aus
einen Zeitpunkt oder Zeitabstand der Übertragung einer weiteren Stützbake und/oder der Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung,
einen Frequenzkanal oder Frequenzabstand der Übertragung einer weiteren Stützbake und/oder der Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung, und
ein Zeit- und/oder Frequenzsprungmuster basierend auf dem eine weitere Stützbaken und/oder die Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung übertragen wird,
aufweisen.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Synchronisierungsinformation eine Synchronisationssequenz zur Synchronisierung des Teilnehmers auf die jeweilige Stützbake aufweisen, wobei der Teilnehmer ausgebildet ist, um sich basierend auf der Synchronisationssequenz auf die jeweilige Stützbake zu synchronisieren [z.B. basierend auf einer Korrelation eines Empfangsdatenstroms mit einer der Synchronisationssequenz korrespondierenden Referenzsequenz, um die Synchronisationssequenz [z.B. und damit die jeweilige Stützbake] in dem Empfangsdatenstrom zu detektieren].
Bei Ausführungsbeispielen kann der Teilnehmer ausgebildet sein, um die mehreren Stützbaken zu empfangen, um sich basierend auf der in den Stützbaken enthaltenen Synchronisierungsinformation auf die Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung der
Basisstation zu synchronisieren und/oder synchronisiert zu halten.
Bei Ausführungsbeispielen können die mehreren Stützbaken in regelmäßigen Abständen oder im Mittel in regelmäßigen Abständen übertragen werden, wobei dem Teilnehmer die Abstände zwischen den Übertragungen der Stützbaken bekannt sind [z.B. aus einer vorausgehenden Downlink-Übertragung oder einer bereits empfangen Stützbake].
Bei Ausführungsbeispielen können die mehreren Stützbaken zu [z.B. systemweit oder für die Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung] vorgegebenen Zeitpunkten und/oder mit vorgegebenen Zeitabständen und/oder in vorgegebenen Frequenzkanälen und/oder in vorgegebenen Frequenzkanalabständen und/oder entsprechend eines vorgegebenen Zeitsprungmusters und/oder entsprechend eines vorgegebenen Frequenzsprungmusters übertragen werden.
Bei Ausführungsbeispielen kann zumindest eine [z.B. jede [z.B. mit Ausnahme der letzten]] der Stützbaken [z.B. oder die Synchronisierungsinformation zumindest einer der Stützbaken] eine Information über eine Übertragung einer nachfolgenden [z.B. der jeweils nachfolgenden] Stützbake aufweisen, [z.B. wobei die Information über die Übertragung ein Zeitpunkt und/oder Zeitabstand und/oder ein Frequenzkanal und/oder Frequenzkanalabstand und/oder Zeitsprungmuster und/oder Frequenzsprungmuster ist], wobei der Teilnehmer ausgebildet ist, um basierend auf der Information über die Übertragung der [z.B. jeweils] nachfolgenden Stützbake, die [jeweils] nachfolgende Stützbake zu empfangen.
Bei Ausführungsbeispielen kann ein Zeitpunkt und/oder ein Frequenzkanal der Übertragung zumindest einer [z.B. jeder [z.B. mit Ausnahme der ersten]] der Stützbaken von einer mit einer vorausgehenden Stützbake übertragenen Information [z.B. CRC oder Stützbakenzähler] abgeleitet sein, wobei der Teilnehmer ausgebildet ist, um den Zeitpunkt und/oder Frequenzkanal der Übertragung der zumindest einen [z.B. jeweiligen] Stützbake von der mit der [z.B. jeweils] vorausgehenden Stützbake übertragenen Information abzuleiten, um die zumindest eine [z.B. jeweilige] Stützbake zu empfangen.
Bei Ausführungsbeispielen können Zeitpunkte und/oder Frequenzkanäle, oder ein Zeitsprungmuster und/oder Frequenzsprungmuster der Übertragung der mehreren Stützbaken basierend auf einer Berechnungsvorschrift [z.B. Polynom eines LFSR oder ein PRBS Generator] bestimmt sein, wobei die Signalisierungsinformation und/oder die Synchronisierungsinformation zumindest einer der Stützbaken eine Information über einen aktuellen Zustand der Berechnungsvorschrift aufweist, wobei der Teilnehmer ausgebildet ist, um die Zeitpunkte und/oder Frequenzkanäle, und/oder das Zeitsprungmuster und/oder Frequenzsprungmuster der Übertragung der mehreren Stützbaken basierend auf der Berechnungsvorschrift und dem aktuellen Zustand der Berechnungsvorschrift zu ermitteln, um die mehreren Stützbaken zu empfangen.
Bei Ausführungsbeispielen können die mehreren von dem Teilnehmer empfangenen Stützbaken eine echte Teilmenge [z.B. nur ein Teil] der von der Basisstation ausgesendeten Stützbaken sein.
Bei Ausführungsbeispielen kann der Teilnehmer ausgebildet sein, um, falls zumindest eine der Stützbaken nicht erfolgreich empfangen werden konnte [z.B. durch Übertragungsfehler], eine weitere Uplink-Datenübertragung an die Basisstation zu senden und um zeitlich synchronisiert zu der weiteren Uplink-Datenübertragung eine weitere Downlink- Datenübertragung zu empfangen, wobei die weitere Downlink-Datenübertragung eine weitere Signalisierungsinformation aufweist, wobei die weitere Signalisierungsinformation die Übertragung zumindest einer weiteren [z.B. nachfolgenden] Stützbake signalisiert, wobei der Teilnehmer ausgebildet ist, um die zumindest eine weitere [z.B. nachfolgende] Stützbake basierend auf der Signalisierungsinformation zu empfangen.
Bei Ausführungsbeispielen kann der Teilnehmer ausgebildet sein, um, falls zumindest eine der Stützbaken nicht erfolgreich empfangen werden konnte [z.B. durch Übertragungsfehler], eine nachfolgende Stützbake mit einem erhöhtem Synchronisationsaufwand [z.B. basierend auf einem erweiterten Zeit- und/oder Frequenzsuchfenster] zu empfangen.
Bei Ausführungsbeispielen können Nutzdaten der Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung [z.B. mit der mit der Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung zu übertragende Nutzdaten] in eine Mehrzahl von Nutzdatenteilen aufgeteilt sein, wobei zumindest ein Teil der Nutzdatenteile [z.B. jeweils eines der Nutzdatenanteile] jeweils zusammen mit einer Stützbake [z.B. in einem Übertragungsrahmen einer Stützbake] übertragen werden.
Beispielsweise können mit der Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung zu übertragene Nutzdaten in mehrere Nutzdatenteile aufgeteilt sein und zusammen mit den Stützbaken [z.B. in den Übertragungsrahmen der Stützbaken] übertragen werden.
Beispielsweise kann ein mit der Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung zu übertragenes Datenpaket [z.B. der physikalischen Schicht] [z.B. mit den Nutzdaten] in mehrere Teil- Datenpakete aufgeteilt werden, wobei die Teil-Datenpakete jeweils zusammen mit einer der Stützbaken [z.B. in den Übertragungsrahmen der jeweiligen Stützbaken] übertragen werden.
Bei Ausführungsbeispielen kann zumindest ein Teil der Nutzdatenteile mehrfach zusammen mit unterschiedlichen Stützenbaken übertragen werden.
Beispielsweise kann eine Stützbake ein Nutzdatenteil und ein dupliziertes Nutzdatenanteil oder aber auch nur ein einziges Nutzdatenteil oder dupliziertes Nutzdatenteil aufweisen. Bei letzterem ist eine Anzahl von Stützbaken somit mindestens so groß wie eine Summe aus einer Anzahl an Nutzdatenteilen und einer Anzahl an duplizierten Nutzdatenteilen.
Bei Ausführungsbeispielen können die Nutzdaten oder Nutzdatenteile kanalcodiert sein, so dass nur ein Teil der Nutzdatenteile zur Decodierung Nutzdaten erforderlich ist, wobei nur ein Teil der Nutzdatenteile zusammen mit den Stützbaken übertragen werden, oder wobei der Teilnehmer ausgebildet ist, um ein Empfang der Stützbaken mit den Nutzdatenteilen einzustellen, wenn genügend Nutzdatenteile zur Decodierung der Nutzdaten empfangen wurden.
Bei Ausführungsbeispielen kann die [z.B. Synchronisierungsinformation der] Stützbake oder zumindest einer der mehreren Stützbaken [z.B. die letzte Stützbake] eine Information über die Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung aufweisen, wobei der Teilnehmer ausgebildet ist, um die Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung basierend auf der Information über die Punkt- zu-Mehrpunkt-Datenübertragung zu empfangen.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Information über die Punkt-zu-Mehrpunkt- Datenübertragung eine Information über zumindest eines aus
einen Zeitpunkt oder Zeitabstand der Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung, einen Frequenzkanal oder Frequenzabstand der Punkt-zu-Mehrpunkt-
Datenübertragung,
ein Zeit- und/oder Frequenzsprungmuster der Punkt-zu-Mehrpunkt- Datenübertragung,
ist.
Beispielsweise kann die Information über den Zeitpunkt ein absoluter Zeitpunkt, ein relativer Zeitpunkt (z.B. eine definierte Zeitspanne zwischen der Stützbake und der Punkt-zu- Mehrpunkt-Datenübertragung) oder eine Information sein, von der der absolute oder relative Zeitpunkt abgeleitet werden kann, wie z.B. eine Anzahl von Taktzyklen eines Oszillators des Endpunkts.
Beispielsweise kann die Information über den Frequenzkanal ein absoluter Frequenzkanal oder ein relativer Frequenzkanal [z.B. ein Abstand zwischen einem Frequenzkanal der Stützbake und einem Frequenzkanal der Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung] sein.
Beispielsweise kann die Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung eine Telegram-Splitting- basierte Datenübertragung sein. Bei einer Telegram-Splitting-basierten Datenübertragung werden die zu übertragenen Daten [z.B. [codierte] Nutzdaten der physikalischen Schicht] auf eine Mehrzahl von Sub-Datenpaketen aufgeteilt, so dass die Mehrzahl von Sub- Datenpaketen jeweils nur einen Teil der zu übertragenen Daten aufweisen, wobei die Mehrzahl von Sub-Datenpaketen nicht zusammenhängend, sondern in der Zeit und/oder Frequenz entsprechend eines Zeit- und/oder Frequenzsprungmusters verteilt übertragen werden.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Stützbake oder zumindest eine der mehreren Stützbaken eine Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragungs-Zuweisungsinformation aufweisen, wobei dem Teilnehmer basierend auf der Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragungs- Zuweisungsinformation eine von mehreren Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragungen der Basisstation zum Empfang zugewiesen wird.
Weitere Ausführungsbeispiele schaffen eine Basisstation eines Kommunikationssystems, [wobei das Kommunikationssystem in einem Frequenzband [z.B. ISM Band] drahtlos kommuniziert, welches von einer Mehrzahl von [z.B. untereinander unkoordinierten] Kommunikationssystemen genutzt wird], wobei die Basisstation ausgebildet ist, um eine oder eine Mehrzahl von [z.B. zumindest zwei] Stützbaken zu senden, [z.B. die einer [z.B. anstehenden oder geplanten] Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung vorausgehen,] wobei die eine oder die Mehrzahl von Stützbaken [z.B. jeweils] eine Synchronisierungsinformation zur Synchronisierung von unkoordiniert sendenden Teilnehmern des Kommunikationssystems aufweisen [z.B. auf die jeweilige Stützbake, auf eine Punkt-zu- Mehrpunkt-Datenübertragung der Basisstation und/oder auf zumindest eine weitere Stützbake [z.B. die der Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung vorrausgeht]], wobei die Basisstation ausgebildet ist, um die Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung [z.B. entsprechend der Synchronisierungsinformation] zu senden. Bei Ausführungsbeispielen kann die Basisstation ausgebiidet sein, um eine Uplink- Datenübertragung von einem der Teilnehmer des Kommunikationssystems zu empfangen, wobei die Uplink-Datenübertragung unkoordiniert ist, wobei die Basisstation ausgebildet ist, um zeitlich synchronisiert zu der empfangenen Uplink-Datenübertragung des Teilnehmers eine Downlink-Datenübertragung zu dem Teilnehmer zu senden, wobei die Downlink- Datenübertragung eine Signalisierungsinformation aufweist, wobei die Signalisierungsinformation die Übertragung der Stützbake oder zumindest einer der Mehrzahl von Stützbaken signalisiert.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Signalisierungsinformation eine Information über zumindest einem aus
einen Zeitpunkt oder Zeitabstand der Übertragung der einen Stützbake oder zumindest einer der mehreren Stützbaken,
einen Frequenzkanal oder Frequenzabstand der Übertragung der einen Stützbake oder zumindest einer der mehreren Stützbaken, und
ein Zeit- und/oder Frequenzsprungmuster basierend auf dem die Stützbaken übertragen werden,
aufweisen.
Beispielsweise kann die Information über den Zeitpunkt ein absoluter Zeitpunkt, ein relativer Zeitpunkt (z.B. eine definierte Zeitspanne zwischen der Downlink-Datenübertragung und der Stützbake) oder eine Information sein, von der der absolute oder relative Zeitpunkt abgeleitet werden kann, wie z.B. eine Anzahl von Taktzyklen eines Oszillators des Endpunkts.
Beispielsweise kann die Information über den Frequenzkanal ein absoluter Frequenzkanal oder ein relativer Frequenzkanal [z.B. ein Abstand zwischen einem Frequenzkanal der Downlink-Datenübertragung und einem Frequenzkanal der Stützbake] sein.
Beispielsweise kann die Stützbake basierend auf dem Telegram-Splitting- Übertragungsverfahren übertragen werden. Bei der Übertragung der Stützbake basierend auf dem Telegram-Splitting-Übertragungsverfahren können mit der Stützbake zu übertragenen Daten [z.B. ein [codiertes] Stützbaken-Datenpaket der physikalischen Schicht] auf eine Mehrzahl von Sub-Datenpaketen aufgeteilt werden, so dass die Mehrzahl von Sub- Datenpaketen jeweils nur einen Teil der zu übertragenen Daten aufweisen, wobei die Mehrzahl von Sub-Datenpaketen nicht zusammenhängend, sondern in der Zeit und/oder Frequenz entsprechend eines Zeit- und/oder Frequenzsprungmusters verteilt übertragen werden. Bei Ausführungsbeispielen kann die Synchronisierungsinformation eine Information über zumindest einem aus
einen Zeitpunkt oder Zeitabstand der Übertragung einer weiteren Stützbake oder der Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung,
einen Frequenzkanal oder Frequenzabstand der Übertragung einer weiteren Stützbake oder der Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung, und
ein Zeit- und/oder Frequenzsprungmuster basierend auf dem eine weitere Stützbaken oder die Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung übertragen wird,
aufweisen.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Synchronisierungsinformation eine Synchronisationssequenz zur Synchronisierung des Teilnehmers auf die jeweilige Stützbake aufweisen.
Bei Ausführungsbeispielen können die Stützbaken jeweils eine Synchronisierungsinformation zur Synchronisierung und/oder Aufrechterhaltung der Synchronisation von Teilnehmern auf die Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung aufweisen.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Basisstation ausgebildet sein, um die Mehrzahl von Stützbaken in regelmäßigen Abständen oder im Mittel in regelmäßigen Abständen zu übertragen.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Basisstation ausgebildet sein, um die Mehrzahl von Stützbaken zu vorgegebenen Zeitpunkten und/oder mit vorgegebenen Zeitabständen und/oder in vorgegebenen Frequenzkanälen und/oder in vorgegebenen Frequenzkanalabständen und/oder entsprechend eines vorgegebenen Zeitsprungmusters und/oder entsprechend eines vorgegebenen Frequenzsprungmusters zu übertragen.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Basisstation ausgebildet sein, um zumindest eine [z.B. jede [z.B. mit Ausnahme der letzten]] der Stützbaken [z.B. oder die Synchronisierungsinformation zumindest einer der Stützbaken] mit einer Information über eine Übertragung einer nachfolgenden [z.B. der jeweils nachfolgenden] Stützbake zu versehen, [z.B. wobei die Information über die Übertragung ein Zeitpunkt und/oder Zeitabstand und/oder ein Frequenzkanal und/oder Frequenzkanalabstand und/oder Zeitsprungmuster und/oder Frequenzsprungmuster ist]. Bei Ausführungsbeispielen kann die Basisstation ausgebiidet sein, um die Übertragungsabstände der Stützbaken an die Zeitgenauigkeit [z.B. Güte der Taktgeber] der Teilnehmer, die für den Empfang der Stützbaken bestimmt sind, anzupassen [z.B. den Abstand zu verringern falls Teilnehmer mit höherer Zeitabweichung eingeschlossen sind].
Bei Ausführungsbeispielen kann die Basisstation ausgebildet sein, um einen Zeitpunkt und/oder ein Frequenzkanal der Übertragung zumindest einer [z.B. jeder [z.B. mit Ausnahme der ersten]] der Stützbaken von einer mit einer vorausgehenden Stützbake übertragenen Information [z.B. CRC oder Stützbakenzähler] abzuleiten.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Basisstation ausgebildet sein, um Zeitpunkte und/oder Frequenzkanäle, und/oder ein Zeitsprungmuster und/oder Frequenzsprungmuster der Übertragung der mehreren Stützbaken basierend auf einer Berechnungsvorschrift [z.B. Polynom eines LFSR oder ein PRBS Generator] zu ermitteln, wobei die Basisstation ausgebildet ist, um die Signalisierungsinformation und/oder die Synchronisierungsinformation zumindest einer der Stützbaken mit einer Information über einen aktuellen Zustand der Berechnungsvorschrift zu versehen.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Basisstation ausgebildet sein, um Nutzdaten der Punkt- zu-Mehrpunkt-Datenübertragung [z.B. mit der mit der Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung zu übertragende Nutzdaten] in eine Mehrzahl von Nutzdatenteilen aufzuteilen, wobei die Basisstation ausgebildet ist, um zumindest einen Teil der Nutzdatenteile [z.B. jeweils eines der Nutzdatenanteile] jeweils zusammen mit einer Stützbake [z.B. in einem Übertragungsrahmen einer Stützbake zu übertragen.
Beispielsweise kann die Basisstation ausgebildet sein, um mit der Punkt-zu-Mehrpunkt- Datenübertragung zu übertragene Nutzdaten in mehrere Nutzdatenteile aufzuteilen und diese zusammen mit den Stützbaken [z.B. in den Übertragungsrahmen der Stützbaken] auszusenden.
Beispielsweise kann die Basisstation ausgebildet sein, um ein mit der Punkt-zu-Mehrpunkt- Datenübertragung zu übertragenes Datenpaket [z.B. der physikalischen Schicht] [z.B. mit den Nutzdaten] in mehrere Teil-Datenpakete aufzuteilen, und um die Teil-Datenpakete jeweils zusammen mit einer der Stützbaken [z.B. in den Übertragungsrahmen der jeweiligen Stützbaken] auszusenden. Bei Ausführungsbeispielen kann die Basisstation ausgebildet sein, um zumindest ein Teil der Nutzdatenteile mehrfach [z.B. zyklisch wiederholt] zusammen mit unterschiedlichen Stützenbaken zu übertragen.
Beispielsweise kann eine Stützbake ein Nutzdatenteil und ein dupliziertes Nutzdatenanteil oder aber auch nur ein einziges Nutzdatenteil oder dupliziertes Nutzdatenteil aufweisen. Bei letzterem ist eine Anzahl von Stützbaken somit mindestens so groß wie eine Summe aus einer Anzahl an Nutzdatenteilen und einer Anzahl an duplizierten Nutzdatenteilen.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Basisstation ausgebildet sein, um den Nutzdatenanteil dynamisch anzupassen, wobei die Anpassung auf mindestens einem Parameter aus
einer Auslastung der Basisstation [z.B. erlaubte oder mögliche Sendezeit, Duty Cycle],
einer Auslastung des Funkkanals, und
einer Anzahl der Teilnehmer, die eine Signalisierungsinformation für zumindest eine der Stützbaken erhalten haben,
basiert.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Basisstation ausgebildet sein, um die Nutzdaten oder Nutzdatenteile kanalzucodieren, so dass nur ein Teil der Nutzdatenteile zur Decodierung Nutzdaten erforderlich ist, wobei die Basisstation ausgebildet ist, um nur einen Teil [z.B. echte Teilmenge] der Nutzdatenteile zusammen mit den Stützbaken zu übertragen, oder wobei die Basisstation ausgebildet ist, um ein Senden der Stützbaken mit den Nutzdatenteilen einzustellen, wenn genügend Nutzdatenteile zur Decodierung der Nutzdaten aussendet wurden.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Basisstation ausgebildet sein, um die [z.B. Synchronisierungsinformation der] Stützbake oder zumindest eine der Mehrzahl von Stützbaken [z.B. die letzte Stützbake] mit einer Information über die Punkt-zu-Mehrpunkt- Datenübertragung zu versehen.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Information über die Punkt-zu-Mehrpunkt- Datenübertragung eine Information über zumindest einem aus
einen Zeitpunkt oder Zeitabstand der Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung, einen Frequenzkanal oder Frequenzabstand der Punkt-zu-Mehrpunkt- Datenübertragung, ist ein Zeit- und/oder Frequenzsprungmuster der Punkt-zu-Mehrpunkt- Datenübertragung,
sein.
Beispielsweise kann die Information über den Zeitpunkt ein absoluter Zeitpunkt, ein relativer Zeitpunkt [z.B. eine definierte Zeitspanne zwischen der Stützbake und der Punkt-zu- Mehrpunkt-Datenübertragung] oder eine Information sein, von der der absolute oder relative Zeitpunkt abgeleitet werden kann, wie z.B. eine Anzahl von Taktzyklen eines Oszillators des Endpunkts.
Beispielsweise kann die Information über den Frequenzkanal ein absoluter Frequenzkanal oder ein relativer Frequenzkanal [z.B. ein Abstand zwischen einem Frequenzkanal der Stützbake und einem Frequenzkanal der Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung] sein.
Beispielsweise kann die Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung eine Telegram-Splitting- basierte Datenübertragung sein. Bei einer T elegram-Splitting-basierten Datenübertragung werden die zu übertragenen Daten [z.B. [codierte] Nutzdaten der physikalischen Schicht] auf eine Mehrzahl von Sub-Datenpaketen aufgeteilt, so dass die Mehrzahl von Sub- Datenpaketen jeweils nur einen Teil der zu übertragenen Daten aufweisen, wobei die Mehrzahl von Sub-Datenpaketen nicht zusammenhängend, sondern in der Zeit und/oder Frequenz entsprechend eines Zeit- und/oder Frequenzsprungmusters verteilt übertragen werden.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Basisstation ausgebildet sein, um die Stützbake oder zumindest eine der mehreren Stützbaken mit einer Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragungs- Zuweisungsinformation zu versehen, wobei Gruppen von Teilnehmern basierend auf der Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragungs-Zuweisungsinformation eine von mehreren Punkt- zu-Mehrpunkt-Datenübertragungen der Basisstation zum Empfang zugewiesen werden.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Basisstation ausgebildet sein, um einen Teil der Teilnehmer für einen Zeitabschnitt, in dem anderen Teilnehmern eine Punk-zu-Mehrpunk- Datenübertragung zugewiesen ist, keine Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung zuzuweisen, wobei die Basisstation ausgebildet ist weitere Stützbaken für die Teilnehmer, denen in dem Zeitabschnitt keine Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung zugewiesen ist, zu senden. Weitere Ausführungsbeispiele schaffen ein Verfahren zum Betrieb eines unkoordinierten sendenden Teilnehmers eines Kommunikationssystems. Das Verfahren umfasst einen Schritt des Empfangene einer oder mehrerer [z.B. zumindest zwei] Stützbaken von einer Basisstation des Kommunikationssystems, [z.B. die einer Punkt-zu-Mehrpunkt- Datenübertragung vorausgehen,] wobei die eine oder mehreren Stützbaken eine Synchronisierungsinformation aufweisen. Ferner umfasst das Verfahren einen Schritt des Synchronisierens des Teilnehmers auf die Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung der Basisstation basierend auf der Synchronisierungsinformation. Ferner umfasst das Verfahren einen Schritt des Empfangens einer Punkt-zu-Mehrpunkt Datenübertragung der Basisstation basierend auf der Synchronisierungsinformation.
Weitere Ausführungsbeispiele schaffen ein Verfahren zum Betrieb einer Basisstation eines Kommunikationssystems. Das Verfahren umfasst einen Schritt des Sendens einer oder einer Mehrzahl von [z.B. zumindest zwei] Stützbaken, [z.B. die einer [z.B. anstehenden oder geplanten] Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung vorausgehen,] wobei die eine oder die Mehrzahl von Stützbaken eine Synchronisierungsinformation zur Synchronisierung von unkoordiniert sendenden Teilnehmern des Kommunikationssystems aufweisen. Ferner umfasst das Verfahren einen Schritt des Sendens der Punkt-zu-Mehrpunkt- Datenübertragung [z.B. entsprechend der Synchronisierungsinformation].
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden bezugnehmend auf die beiliegenden Figuren näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 in einem Diagramm eine Belegung eines Frequenzbands eines TSMA-basierten
Kommunikationssystems bei der Übertragung eines auf eine Mehrzahl von Sub- Datenpaketen aufgeteilten Datenpakets, wobei die Mehrzahl von Sub- Datenpaketen in der Zeit und Frequenz verteilt sind,
Fig. 2 in einem Diagramm eine Belegung eines Frequenzbands eines konkurrenzbasierten Kommunikationssystems bei der Übertragung mehrerer Uplink-Nachrichten und mehrerer Downlink-Nachrichten,
Fig. 3 eine schematische Ansicht eines Kommunikationssystems mit einer Basisstation und einem oder mehreren Teilnehmern sowie zweier anderer Kommunikationssysteme, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, Fig. 4 ein schematisches Blockschaltbild der Basisstation und eines der Teilnehmer des in Fig. 3 gezeigten Kommunikationssystems, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
Fig. 5 in einem Diagramm eine Belegung eines Frequenzbands des
Kommunikationssystems bei der Durchführung mehrerer Uplink- Datenübertragungen und Downlink-Datenübertragungen zwischen der Basisstation und mehreren der Teilnehmer sowie einer Punkt-zu-Mehrpunkt- Datenübertragung von der Basisstation zu mehreren der Teilnehmer, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
Fig. 6 ein schematisches Blockschaltbild eines Teilnehmers und einer Basisstation, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
Fig. 7 in einem Diagramm eine Belegung des Frequenzbands des
Kommunikationssystems bei der Durchführung einer Uplink-Datenübertragung, einer Downlink-Datenübertagung und einer Punkt-zu-Mehrpunkt- Datenübertragung, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
Fig. 8 in einem Diagramm eine Belegung des Frequenzbands des
Kommunikationssystems bei der Durchführung einer ersten Uplink- Datenübertragung, einer ersten Downlink-Datenübertragung, einer zweiten Uplink-Datenübertragung, einer zweiten Downlink-Datenübertragung sowie einer Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
Fig. 9 in einem Diagramm eine Belegung des Frequenzbands des
Kommunikationssystems bei der Durchführung einer Uplink-Datenübertragung, einer Downlink-Datenübertragung, einer Übertragung einer Stützbake als weitere Datenübertragung, und einer Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
Fig. 10 ein schematisches Blockschaltbild eines Teilnehmers und einer Basisstation, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, Fig. 1 1 in einem Diagramm eine Belegung des Frequenzbands des
Kommunikationssystems bei einer Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung und einer Übertragung von mehreren Stützbaken im Vorfeld der Punkt-zu-Mehrpunkt- Datenübertragung, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
Fig. 12 eine Belegung eines Frequenzbands des Kommunikationssystems bei der
Übertragung einer Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung und einer Übertragung von mehreren Stützbaken, wobei Nutzdaten der Punkt-zu-Mehrpunkt-
Datenübertragung auf eine Mehrzahl von Nutzdatenteilen aufgeteilt sind und jeweils zusammen mit einer der Stützbaken übertragen werden, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
Fig. 13 in einem Diagramm eine Belegung des Frequenzbands des
Kommunikationssystems bei der Übertragung von drei Punkt-zu-Mehrpunkt- Datenübertragungen für drei unterschiedliche Gruppen von Teilnehmern des Kommunikationssystems sowie eine gemeinsame Übertragung von Stützbaken für die drei unterschiedlichen Gruppen von Teilnehmern des
Kommunikationssystems, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
Fig. 14 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Betrieb eines unkoordinierten sendenden Teilnehmers eines Kommunikationssystems, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, und
Fig. 15 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Betrieb einer Basisstation eines
Kommunikationssystems, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
In der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden in den Figuren gleiche oder gleichwirkende Elemente mit dem gleichen Bezugszeichen versehen, so dass deren Beschreibung untereinander austauschbar ist.
Bevor detaillierte Ausführungsbeispiele eines Teilnehmers (z.B. Endpunkts) und einer Basisstation näher beschrieben werden, wird zunächst das zugrundeliegende Kommunikationssystem, in dem der Teilnehmer bzw. die Basisstation eingesetzt werden können, anhand der Fig. 3 und 4 näher erläutert. Fig. 3 zeigt eine schematische Ansicht eines Kommunikationssystems 100 sowie zweier anderer Kommunikationssysteme 101 und 102, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Das Kommunikationssystem 100 kann eine Basisstation 104 (oder optional mehrere Basisstationen) und ein oder mehrere Teilnehmer (z.B. Endpunkte) 106_1 -106_n aufweisen, wobei n eine natürliche Zahl größer gleich eins ist. In dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel weist das Kommunikationssystem 100 zur Veranschaulichung fünf Teilnehmer 106_1-106_5 auf, das Kommunikationssystem 104_1 kann jedoch genauso 1 , 10, 100, 1.000, 10.000 oder sogar 100.000 Teilnehmer aufweisen.
Das Kommunikationssystem 100 kann ausgebildet sein, um in einem Frequenzband (z.B. einem lizenzfreien und/oder genehmigungsfreien Frequenzband, wie z.B. dem ISM Band) drahtlos zu kommunizieren, welches von einer Mehrzahl von untereinander unkoordinierten Kommunikationssystemen zur Kommunikation genutzt wird, wie dies in Fig. 3 beispielhaft durch die anderen Kommunikationssysteme 101 und 102 angedeutet ist.
Das von dem Kommunikationssystem 100 genutzte Frequenzband kann dabei eine wesentlich (z.B. um zumindest den Faktor 5 (oder 10)) größere Bandbreite aufweisen als Empfangsfilter der Empfänger (Receiver oder Transceiver) der Teilnehmer 106_1-106_n.
Die Teilnehmer 106_1-106_n des Kommunikationssystems 100 können ausgebildet sein, um Daten unkoordiniert (z.B. und asynchron) in Bezug auf andere Teilnehmer und/oder die Basisstation 104 des Kommunikationssystems 100 zu senden. Beispielsweise können die Teilnehmer 106_1-106_n ausgebildet sein, um Daten in vorgegebenen groben Abständen (z.B. stündlich, täglich, wöchentlich, halbjährlich, jährlich, usw.) oder ansprechend auf ein externes Ereignis (z.B. Abweichung eines Sensorwertes von einem Sollwert) zu senden. Hierbei kann der genaue Sendezeitpunkt und/oder die genaue Frequenz bzw. der genaue Frequenzkanal des Frequenzbands zur Übertragung der Daten von dem jeweiligen Teilnehmer selbst bestimmt werden. Der jeweilige Teilnehmer sendet die Daten hierbei unabhängig davon, ob ein anderer Teilnehmer und/oder die Basisstation 104 zum selben Zeitpunkt oder zeitlich überlappend und/oder auf derselben Frequenz bzw. demselben Frequenzkanal des Frequenzbands Daten überträgt.
Die Übertragung von Daten (z.B. eines Datenpakets) von einem der Teilnehmer 106_1 - 106_n, z.B. von dem Teilnehmer 106_1 , zu der Basisstation 104 wird hierbei als Uplink- Datenübertragung bezeichnet, während die Übertragung von Daten von der Basisstation 104 zu einem der Teilnehmer 106_1-106_n, z.B. zu dem Teilnehmer 106_1 , als Downlink- Datenübertragung bezeichnet wird. Die Uplink-Datenübertragung bezeichnet (oder umfasst) demnach die Übertragung eines Uplink-Datenpakets (bzw. einer Uplink-Nachricht) von dem jeweiligen Teilnehmer zu der Basisstation 104, während die Downlink-Datenübertragung die Übertragung eines Downlink-Datenpakets (bzw. einer Downlink-Nachricht) von der Basisstation 104 zu dem jeweiligen Teilnehmer bezeichnet (oder umfasst).
Da die Uplink-Datenübertragung des jeweiligen Teilnehmers 106_1-106_n unkoordiniert erfolgt und die Sendeempfängereinheit (Transceiver) des jeweiligen Teilnehmers 106_1- 106_n in der Regel nur zur Datenübertragung aktiviert wird, erfolgt die Downlink- Datenübertragung zu dem jeweiligen Teilnehmer zeitlich synchronisiert zu der Uplink- Datenübertragung, d.h. nach einer vorgegebenen Zeit und/oder Frequenz nach der Uplink- Datenübertragung aktiviert der jeweilige Teilnehmer seine Sendeempfängereinheit (Transceiver) für ein vorgegebenes Zeitintervall (Empfangsfenster), um die Downlink- Datenübertragung zu empfangen, die von der Basisstation 104 ansprechend (z.B. in Reaktion auf) auf die Uplink-Datenübertragung genau innerhalb dieses Zeitintervalls gesendet wird. Optional kann die Downlink-Datenübertragung zu dem jeweiligen Teilnehmer auch in der Frequenz synchronisiert zu der jeweiligen Uplink-Datenübertragung sein, wie z.B. auf der gleichen Frequenz (im gleichen Frequenzkanal) oder mit einem vorgegebenen Frequenzabstand.
Dies hat den Vorteil, dass die Teilnehmer 106_1-106_n ihre Sendeempfängereinheiten (Transceiver) nur für die jeweilige Datenübertragung (Uplink-Datenübertragung und/oder Downlink-Datenübertragung) aktivieren (z.B. in einen normalen Betriebsmodus) müssen, während die Sendeempfängereinheiten für die übrige Zeit deaktiviert (z.B. in einen Energiesparmodus versetzt) werden können, um Energie zu sparen. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn dem jeweiligen Teilnehmer nur begrenzte Energieressourcen zur Verfügung stehen, beispielsweise da dieser batteriebetrieben ist oder Energie mittels eines Energy-Harvesting-Elements aus der Umgebung bezieht.
Die Teilnehmer 106_1-106_n des Kommunikationssystems 100 können beispielsweise Aktorknoten und/oder Sensorknoten, wie z.B. Heizungszähler, Bewegungsmelder, Rauchmelder, usw., sein.
Optional können die Basisstation 104 und die Teilnehmer 106_1-106_n des Kommunikationssystems 100 ausgebildet sein, um Daten basierend auf dem Telegram- Splitting-Verfahren (dt. T elegrammaufteilungsverfahren) zu übertragen. Hierbei werden auf Datensenderseite die zu übertragenen Daten, wie z.B. ein Telegramm bzw. Datenpaket (z.B. der physikalischen Schicht im OSI-Modell), beispielsweise ein Uplink-Datenpaket oder ein Downlink-Datenpaket, auf eine Mehrzahl von Sub-Datenpaketen (oder Teil-Datenpaketen) aufgeteilt und die Sub-Datenpakete nicht zusammenhängend, sondern entsprechend eines Zeit- und/oder Frequenzsprungmusters in der Zeit und/oder in der Frequenz verteilt übertragen, wobei auf Datenempfängerseite die Sub-Datenpakete wieder zusammenfügt (oder kombiniert) werden, um das Datenpaket zu erhalten. Jedes der Sub-Datenpakete enthält dabei nur einen Teil des Datenpakets. Das Datenpaket kann ferner codiert (z.B. kanalcodiert oder fehlerschutzcodiert) sein, so dass zum fehlerfreien Decodieren des Datenpakets nicht alle Sub-Datenpakete, sondern nur ein Teil der Sub-Datenpakete erforderlich ist.
Die Verteilung der Mehrzahl von Sub-Datenpaketen in der Zeit- und/oder Frequenz kann, wie bereits erwähnt, entsprechend eines Zeit- und/oder Frequenzsprungmusters erfolgen.
Ein Zeitsprungmuster kann eine Abfolge von Sendezeitpunkten oder Sendezeitabständen angeben, mit denen die Sub-Datenpakete gesendet werden. Beispielsweise kann ein erstes Sub-Datenpaket zu einem ersten Sendezeitpunkt (oder in einem ersten Sendezeitschlitz) und ein zweites Sub-Datenpaket zu einem zweiten Sendezeitpunkt (oder in einem zweiten Sendezeitschlitz) gesendet werden, wobei der erste Sendezeitpunkt und der zweite Sendezeitpunkt unterschiedlich sind. Das Zeitsprungmuster kann dabei den ersten Sendezeitpunkt und den zweiten Sendezeitpunkt definieren (oder vorgeben, oder angeben). Alternativ kann das Zeitsprungmuster den ersten Sendezeitpunkt und einen zeitlichen Abstand zwischen dem ersten Sendezeitpunkt und dem zweiten Sendezeitpunkt angeben. Natürlich kann das Zeitsprungmuster auch nur den zeitlichen Abstand zwischen dem ersten Zeitpunkt und dem zweiten Sendezeitpunkt angeben. Zwischen den Sub-Datenpaketen können Sendepausen vorhanden sein in denen nicht gesendet wird. Die Sub-Datenpakete können sich auch zeitlich überlappen (überschneiden).
Ein Frequenzsprungmuster kann eine Abfolge von Sendefrequenzen oder Sendefrequenzsprüngen angeben, mit denen die Sub-Datenpakete gesendet werden. Beispielsweise kann ein erstes Sub-Datenpaket mit einer ersten Sendefrequenz (oder in einem ersten Frequenzkanal) und ein zweites Sub-Datenpaket mit einer zweiten Sendefrequenz (oder in einem zweiten Frequenzkanal) gesendet werden, wobei die erste Sendefrequenz und die zweite Sendefrequenz unterschiedlich sind. Das Frequenzsprungmuster kann dabei die erste Sendefrequenz und die zweite Sendefrequenz definieren (oder vorgeben, oder angeben). Alternativ kann das Frequenzsprungmuster die erste Sendefrequenz und einen Frequenzabstand (Sendefrequenzsprung) zwischen der ersten Sendefrequenz und der zweiten Sendefrequenz angeben. Natürlich kann das Frequenzsprungmuster auch nur den Frequenzabstand (Sendefrequenzsprung) zwischen der ersten Sendefrequenz und der zweiten Sendefrequenz angeben.
Natürlich können die Mehrzahl von Sub-Datenpaketes auch sowohl in der Zeit- als auch in der Frequenz verteilt übertragen werden. Die Verteilung der Mehrzahl von Sub- Datenpaketen in der Zeit und in der Frequenz kann entsprechend einem Zeit- und Frequenzsprungmuster erfolgen. Ein Zeit- und Frequenzsprungmuster kann die Kombination aus einem Zeitsprungmuster und einem Frequenzsprungmuster sein, d.h. eine Abfolge von Sendezeitpunkten oder Sendezeitabständen mit denen die Sub-Datenpakete übertragen werden, wobei den Sendezeitpunkten (oder Sendezeitabständen) Sendefrequenzen (oder Sendefrequenzsprünge) zugeordnet sind.
Eine Bandbreite der durch das Frequenzsprungmuster angegebene Belegung des Frequenzbands kann dabei wesentlich (z.B. zumindest um den Faktor 5 (oder 10) größer sein als eine Bandbreite der Empfangsfilter der Empfänger (Receiver oder Transceiver) der Teilnehmer 106_1-106_n. Zum Empfangen einer Telegram-Splitting-basierten Datenübertragung kann der jeweilige Teilnehmer daher ausgebildet sein, um die Empfangsfrequenz seines Empfängers basierend auf dem Frequenzsprungmuster (z.B. zu den jeweiligen durch das Zeitsprungmuster angegebenen Zeiten oder Zeitschlitzen) auf die jeweiligen durch das Frequenzsprungmuster angegebenen Frequenzen oder Frequenzkanäle des Frequenzbands umzuschalten, um die Mehrzahl von Sub-Datenpaketen zu empfangen.
Fig. 4 zeigt ein schematisches Blockschaltbild der Basisstation 104 und eines der Teilnehmer 106_1-106_n des in Fig. 3 gezeigten Kommunikationssystems 100, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Der Teilnehmer 106_1 kann einen Sender (bzw. Sendemodul; Transmitter) 108_1 aufweisen, der ausgebildet ist, um die Uplink-Datenübertragung 120 zu der Basisstation 104 zu senden. Der Sender 108_1 kann mit einer Antenne 1 10_1 des Teilnehmers 106_1 verbunden sein. Der Teilnehmer 106_1 kann ferner einen Empfänger (bzw. Empfangsmodul; Receiver) 112_1 aufweisen, der ausgebildet ist, um die Downlink-Datenübertragung 122 von der Basisstation 104 zu empfangen. Der Empfänger 112_1 kann mit der Antenne 1 10_1 oder einer weiteren Antenne des Teilnehmers 106_1 verbunden sein. Der Teilnehmer 106_1 kann auch einen kombinierten Sendeempfänger (bzw. Sendeempfangsmodul; Transceiver) aufweisen.
Die Basisstation 104 kann einen Empfänger (bzw. Empfangsmodul; Receiver) 1 14 aufweisen, der ausgebildet ist, um die Uplink-Datenübertragung 120 von dem Teilnehmer 106_1 zu empfangen. Der Empfänger 114 kann mit einer Antenne 116 der Basisstation 104 verbunden sein. Die Basisstation 104 kann ferner einen Sender (bzw. Sendemodul; Transmitter) 118 aufweisen, der ausgebildet ist, um die Downlink-Datenübertragung 122 zu dem Teilnehmer 106_1 zu senden. Der Sender 118 kann mit der Antenne 116 oder einer weiteren Antenne der Basisstation 104 verbunden sein. Die Basisstation 104 kann auch einen kombinierten Sendeempfänger (bzw. Sendeempfangsmodul; Transceiver) aufweisen.
Das in Bezug auf Fig. 3 und 4 beschriebene Kommunikationssystem 100 kann beispielsweise ein LPWAN (LPWAN = Low Power Wide Area Network, dt. Niedrigenergieweitverkehrnetzwerk) sein, wie es zum Beispiel im Standard ETSI TS 103 357 [4] definiert ist.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele eines Teilnehmers 106_1 und einer Basisstation 104 beschrieben, die z.B. in dem oben in Bezug auf die Fig. 3 und 4 beschriebenen Kommunikationssystem 100 eingesetzt werden können. Natürlich können die nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiele des Teilnehmers 106_1 und/oder der Basisstation 104 auch in anderen Kommunikationssystemen mit nicht koordiniert sendenden Teilnehmern umgesetzt bzw. implementiert werden.
1 , Signalisierung einer Multicast-Nachricht in nicht koordinierten Netzen
Die nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiele ermöglichen es, in unkoordinierten Kommunikationssystemen 100, in denen die Teilnehmer 106_1-106_n Daten asynchron an die Basisstation 104 übertragen, eine Multicast-Nachricht (Punkt-zu-Mehrpunkt- Datenübertragung) von der Basisstation 104 an die Teilnehmer 106_1-106_n oder einen Teil (echte Teilmenge) der Teilnehmer 106_1-106_ n umzusetzen.
Dies könnte beispielsweise wie in Fig. 5 gezeigt umgesetzt werden, wobei während der Aussendung der Multicast-Nachricht (Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung) 124 vorzugsweise keine anderen (z.B. die Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung 124 überlappende/überlagernde) Datenübertragungen (z.B. Uplink-Datenübertragungen 120 und/oder Downlink-Datenübertragungen 122) stattfinden. Im Detail zeigt Fig. 5 in einem Diagramm eine Belegung eines Frequenzbands des Kommunikationssystems 100 bei der Durchführung mehrerer Uplink-Datenübertragungen 120 und Downlink-Datenübertragungen 122 zwischen der Basisstation 104 und mehreren der Teilnehmer 106_1-106_n sowie einer Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung 124 von der Basisstation 104 zu mehreren der Teilnehmer 106_1 -106_n, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dabei beschreibt in Fig. 5 die Ordinate die Frequenz und die Abszisse die Zeit. Mit anderen Worten, Fig. 5 zeigt ein Beispiel einer Multicast-Nachricht (Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertagung) 124 in einem nicht koordinierten Kommunikationssystem.
Damit eine solche Multicast-Nachricht (Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertagung) 124 nach Fig. 5 von den Teilnehmern 106_1-106_n bzw. einer Teilmenge der Teilnehmer 106_1- 106_n des Kommunikationssystems 100 empfangen werden kann, erfolgt bei Ausführungsbeispielen eine Signalisierung des Zeitpunktes tmuiticast der Punkt-zu-Mehrpunkt- Datenübertragung 124 oder einer anderen Information, basierend auf derer die Teilnehmer 106_1-106_n die Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung 124 empfangen können, wie dies im Folgenden ausgeführt wird.
Fig. 6 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Teilnehmers 106_1 und einer Basisstation 104, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Der Teilnehmer 106_1 (z.B. Endpunkt) kann ausgebildet sein, um Daten unkoordiniert in Bezug auf die Basisstation 104 und/oder andere Teilnehmer des Kommunikationssystems 100 (vgl. Fig. 3) zu senden.
Der Teilnehmer 106_1 kann ferner ausgebildet sein, um eine Uplink-Datenübertragung 120 zu der Basisstation 104 zu senden, und um zeitlich synchronisiert zu der Uplink- Datenübertragung 120 eine Downlink-Datenübertragung 122 von der Basisstation 104 zu empfangen, wobei die Downlink-Datenübertragung 122 eine Signalisierungsinformation aufweist, wobei die Signalisierungsinformation eine nachfolgende Punkt-zu-Mehrpunkt- Datenübertragung 124 der Basisstation 104 und/oder eine der Punkt-zu-Mehrpunkt- Datenübertragung 124 vorangehende weitere Datenübertragung (z.B. eine die Punkt-zu- Mehrpunkt-Datenübertragung vorbereitende Datenübertragung) anzeigt bzw. signalisiert. Der Teilnehmer 106_1 kann ferner ausgebildet sein, um basierend auf der Signalisierungsinformation die Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung (z.B. Multicast- Datenübertragung) 124 von der Basisstation 104 zu empfangen.
Die Basisstation 104 kann ausgebildet sein, um die Uplink-Datenübertragung 120 von dem Teilnehmer 106_1 zu empfangen, und um zeitlich synchronisiert zu der empfangenen Uplink- Datenübertragung 120 die Downlink-Datenübertragung 122 zu dem Teilnehmer 106_1 zu senden, wobei die Downlink-Datenübertragung 122 die Signalisierungsinformation aufweist, wobei die Signalisierungsinformation die nachfolgende Punkt-zu-Mehrpunkt- Datenübertragung 124 der Basisstation 104 und/oder die der Punkt-zu-Mehrpunkt- Datenübertragung 124 vorangehende weitere Datenübertragung (z.B. die Punkt-zu- Mehrpunkt-Datenübertragung vorbereitende Datenübertragung) anzeigt bzw. signalisiert.
Die Basisstation 104 kann ferner ausgebildet sein, um die Punkt-zu-Mehrpunkt- Datenübertragung 124 entsprechend der Signalisierungsinformation zu dem Teilnehmer 160 (z.B. und zu einem oder mehreren anderen Teilnehmern des Kommunikationssystems 100) zu senden.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Signalisierungsinformation eine Information über einen Zeitpunkt der Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung 124 aufweisen. Beispielsweise kann die Information über den Zeitpunkt ein absoluter Zeitpunkt, ein relativer Zeitpunkt (z.B. eine definierte Zeitspanne zwischen der Downlink-Datenübertragung 122 und der Punkt-zu- Mehrpunkt-Datenübertragung 124) oder eine Information sein, von der der absolute oder relative Zeitpunkt abgeleitet werden kann, wie z.B. eine Anzahl von Taktzyklen eines Taktgebers (Oszillators) des Teilnehmers.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Signalisierungsinformation zusätzlich oder alternativ eine Information über eine Frequenz oder einen Frequenzkanal (z.B. des von dem Kommunikationssystem verwendeten Frequenzbands) der Punkt-zu-Mehrpunkt- Datenübertragung 124 aufweisen. Beispielsweise kann die Information über die Frequenz eine absolute Frequenz oder eine relative Frequenz (z.B. ein Abstand zwischen einer Frequenz der Downlink-Datenübertragung 122 und einer Frequenz der Punkt-zu-Mehrpunkt- Datenübertragung 124 sein). Beispielsweise kann die Information über den Frequenzkanal ein absoluter Frequenzkanal oder ein relativer Frequenzkanal (z.B. ein Abstand zwischen einem Frequenzkanal der Downlink-Datenübertragung 120 und einem Frequenzkanal der Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung 124 sein). Bei Ausführungsbeispielen kann die Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung 124 eine Mehrzahl von Sub-Datenpaketen aufweisen, die in der Zeit- und oder Frequenz entsprechend eines Zeit- und/oder Frequenzsprungmusters verteilt übertragen werden (Telegramm-Splitting-Übertragungsverfahren). In diesem Fall kann die Signalisierungsinformation ferner eine Information über das Zeit- und oder Frequenzsprungmuster der Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung 124 aufweisen. Beispielsweise kann die Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung 124 eine Telegram-Splitting- basierte Datenübertragung sein. Bei einer Telegram-Splitting-basierten Datenübertragung werden die zu übertragenen Daten (z.B. (codierte) Nutzdaten der physikalischen Schicht) auf eine Mehrzahl von Sub-Datenpaketen aufgeteilt, so dass die Mehrzahl von Sub- Datenpaketen jeweils nur einen Teil der zu übertragenen Daten aufweisen, wobei die Mehrzahl von Sub-Datenpaketen nicht zusammenhängend, sondern in der Zeit und/oder Frequenz entsprechend eines Zeit- und/oder Frequenzsprungmusters verteilt übertragen werden.
Im Folgenden werden detaillierte Ausführungsbeispiele des Teilnehmers 106_1 und der Basisstation 104 näher beschrieben.
1.1 Signalisierung im vorherigen Downlink-Paket
Typischerweise werden von der Basisstation 104 an die Teilnehmer 106_1-106_n neben Nachrichten, welche für mehrere Teilnehmer 106_1-106_n bestimmt sind, auch individuelle Informationen übertragen, z.B. eine authentisierte Bestätigung oder eine Änderung von Parametern des jeweiligen Teilnehmers. Da diese individuell für jeden Teilnehmer sind, muss ein individueller Downlink übertragen werden.
An diesem Punkt setzten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung an, indem der individuell übertragenen Downlink-Nach rieht (Downlink-Datenübertragung) 122 der Sendezeitpunkt der folgenden Multicast-Nachricht (Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung) 124 angehängt wird.
Stehen mehrere Frequenzkanäle zur Verfügung, kann neben der Signalisierung des Sendezeitpunktes ebenfalls die Information über den Sendekanal hinzugefügt (z.B. signalisiert) werden.
Durch diese Signalisierung ist nun einem Teilnehmer der Zeitpunkt und ggf. der Frequenzkanal der anstehenden Multicast-Nachricht (Punkt-zu-Mehrpunkt- Datenübertragung) 124 bekannt. Weitere Teilnehmer können mit Hilfe des gleichen Verfahrens ebenfalls auf die Multicast-Nachricht (Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung) 124 synchronisiert werden.
Liegen keine individuell an den Teilnehmer zu sendenden Daten vor, kann in diesem Fall auch nur der Zeitpunkt und ggf. der Frequenzkanal in der anstehenden Downlink-Nachricht (Downlink-Datenübertragung) 124 übertragen werden.
Dieses Verfahren besitzt den Vorteil, dass exakt nur den Teilnehmern (der Mehrzahl von Teilnehmern 106_1-106_n des Kommunikationssystems 100), von denen die Multicast- Nachricht (Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung) 124 empfangen soll, der Zeitpunkt und ggf. der Frequenzkanal mitgeteilt wird. Somit entsteht für die Teilnehmer, welche die Multicast-Nachricht (Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung) 124 nicht empfangen sollen, kein zusätzlicher, den Batterieverbrauch erhöhender Aufwand.
Fig. 7 zeigt den Ablauf der Signalisierung der Multicast-Nachricht (Punkt-zu-Mehrpunkt- Datenübertragung) 124 von der Uplink-Nachricht (Uplink-Datenübertragung) 120 bis zur eigentlichen Multicast-Nachricht (Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung) 124 beispielhaft für einen Teilnehmer eines unkoordinierten Funknetzes (Kommunikationssystems) 100.
Im Detail zeigt Fig. 7 in einem Diagramm eine Belegung des Frequenzbands des Kommunikationssystems 100 bei der Durchführung einer Uplink-Datenübertragung 120, einer Downlink-Datenübertagung 122 und einer Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung 124, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dabei beschreibt in Fig. 7 die Ordinate die Frequenz und die Abszisse die Zeit.
Wie in Fig. 7 zu erkennen ist, erfolgt die Downlink-Datenübertragung 122 zeitlich synchronisiert zu der Uplink-Datenübertragung 120, z.B. nach einer vorgegebenen (definierten) Zeit nach der Uplink-Datenübertragung 120. Die Downlink-Datenübertragung 122 weist eine Signalisierungsinformation auf, die die nachfolgende Punkt-zu-Mehrpunkt- Datenübertragung 124 anzeigt bzw. signalisiert.
Die Signalisierungsinformation kann beispielsweise, wie dies in Fig. 7 angedeutet ist, eine Information über einen Zeitpunkt der Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung 124 aufweisen. Natürlich kann die Signalisierungsinformation auch zusätzlich oder alternativ eine Information über eine Frequenz oder einen Frequenzkanal der Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung 124 aufweisen. Bei Ausführungsbeispielen kann die Signalisierungsinformation, sofern die Punkt-zu- Mehrpunkt-Datenübertragung 124 basierend auf dem Telegram-Splitting- Übertragungsverfahren (TSMA, Telegram Splitting Multiple Access) übertragen wird, eine Information über das Zeit- und/oder Frequenzsprungmuster der Punkt-zu-Mehrpunkt- Datenübertragung 124 aufweisen.
Mit anderen Worten, wird TSMA für die Übertragung der Multicast-Nachricht (Punkt-zu- Mehrpunkt-Datenübertragung) 124 eingesetzt, kann zusätzlich noch das Sprungmuster (Zeit und/oder Frequenzspurngmuster) signalisiert werden, falls dies nicht global vorab definiert wurde.
Bei Ausführungsbeispielen kann somit einem individuell generierten Downlink-Datenpaket (z.B. der Downlink-Datenübertragung 120) zu einem Teilnehmer die Information über den Sendezeitpunkt und/oder Sendekanal (Sendefrequenz) und/oder das Sprungmuster (nur bei TSMA) angehängt werden.
In [4] wurde eine sog. authentisierte Aufwach- und/oder Authentisierungsnachricht im Downlink definiert. Mit Hilfe dieser Nachricht kann die Basisstation 104 individuell einem Teilnehmer eine Bestätigung der vorrausgehenden Uplink-Nachricht schicken. Falls weitere individuelle Daten für den Teilnehmer vorliegen, wird in dieser Nachricht ebenfalls die Länge dieser Daten und der Abstand zwischen der Nachricht und den folgenden Daten signalisiert. Liegt nun eine Signalisierung einer Multicast-Nachricht an einen Teilnehmer an und es liegen keine weiteren individuellen Daten für den Teilnehmer vor, kann nur für die Signalisierung der Multicast-Nachricht die zusätzliche Übertragung neben dem Aufwach- und Authentisierungsnachricht verwendet werden.
Im Falle einer reinen Signalisierung einer Multicast-Nachricht (Punkt-zu-Mehrpunkt- Datenübertragung) 124, können die Felder, welche die Zusatzinformationen für die folgenden Daten (Längen- und Zeitinformation bzw. PSI und TSI in [4]) enthalten, auch für die direkte Signalisierung der Multicast-Nachricht (Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung) 124 (Zeit, Frequenz, Länge, usw.) eingesetzt werden. Hierdurch reduziert sich der Overhead welcher für die separate Übertragung neben der Aufwach- und Authentisierungsnachricht nötig wäre.
Bei Ausführungsbeispielen können zur Verfügung stehende Felder in einer Aufwach- und/oder Authentisierungsnachricht (Downlink-Datenübertragung nach [4]) bei reiner Signalisierung einer Multicast-Nachricht (Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung) 124 dafür verwendet werden.
1.2 Grobe Zeit-Signalisierung
Oftmals dauert es längere Zeit bis nach Abschnitt 1.1 alle notwendigen Teilnehmer über die vorherstehende Multicast-Nachricht (Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung) 124 informiert worden sind. Gerade bei denjenigen Teilnehmern, welche sehr früh über die anstehende Multicast-Nachricht (Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung) 124 informiert werden, muss eine sehr große Zeitdifferenz signalisiert werden. Um diese entsprechend fein auflösen zu können, sind entsprechend viele Bits nötig, welche zu übertragen sind. Bei Teilnehmern, welche (zeitlich) sehr nahe an der eigentlichen Multicast-Nachricht (Punkt-zu-Mehrpunkt- Datenübertragung) 124 darüber informiert werden, sind bei gleicher Auflösung die oberen Stellen der Bits des Datenfeldes in der Signalisierung Null.
Daraus folgt, dass abhängig von der (zeitlichen) Differenz zwischen Signalisierung und der Multicast-Nachricht (Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung) 124 eine unterschiedlich lange Sequenz zur Signalisierung sinnvoll wäre.
Wird jedoch einen realer Teilnehmer betrachtet, welcher einen Quarz aufweist, dann zeigt sich, dass die Ungenauigkeit des Zeitpunktes, wann der Teilnehmer die Multicast-Nachricht (Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung) 124 erwartet, ebenfalls abhängig von der Differenzzeit zwischen Signalisierung und der Multicast-Nachricht (Punkt-zu-Mehrpunkt- Datenübertragung) 124 ist.
Umso länger diese Differenz ist, umso ungenauer ist auch der Zeitpunkt welchen der Teilnehmer für die Multicast-Nachricht (Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung) 124 annimmt. Umso ungenauer dieser Zeitpunkt ist, umso größer wählt der Teilnehmer den Suchbereich für die Multicast-Nachricht (Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung) 124. Liegt der Suchbereich deutlich über der Auflösung des übertragenen Zeitpunktes der Multicast- Nachricht (Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung) 124, kann die Auflösung geringer (und damit mehr Unsicherheit) gewählt werden, ohne den Suchbereich (im schlimmsten Fall addieren sich der Quarzfehler und der Auflösungsfehler) drastisch zu erhöhen.
Typische Werte für eine Ungenauigkeit bei der Signalisierung liegen im Bereich von 1 Symbol (z.B. Symboldauern) bis zu 10.000 Symbolen (z.B. Symboldauern). Höhere Werte als 10.000 Symbole (z.B. Symboldauern) haben eine zu große Ungenauigkeit und würden eine sehr umfangreiche Nachsynchronisation erfordern.
Wichtig ist hier festzuhalten, dass bei idealen Timings die Unsicherheit noch so groß ist, dass ein Empfang ohne Nachsynchronisation nicht möglich wäre.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Auflösung der Signalisierung eine gewisse Ungenauigkeit aufweisen, welche im Rahmen der Nachsynchronisation ermittelt werden kann.
Anstelle oder in Kombination mit der groben Signalisierung des Zeitpunktes kann auch eine nichtlineare Skalierung des Zeitpunktes gewählt werden, z.B. eine logarithmische Skalierung. Dies hat den Vorteil, dass Zeitpunkte, die nahe an der anstehenden Multicast-Nachricht (Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung) 124 liegen, eine genauere Auflösung besitzen als Zeitpunkte, die noch weiter in der Ferne liegen. Dies ist nach den obigen Ausführungen jedoch unkritisch, da durch Quarzoffsets (z.B. Frequenzoffsets der Quarze) die Ungenauigkeiten mit steigendem (zeitlichen) Abstand zur Multicast-Nachricht (Punkt-zu- Mehrpunkt-Datenübertragung) 124 ansteigen. Somit kann auch die Auflösung entsprechend ungenauer werden, desto weiter der Zeitpunkt der Multicast-Nachricht (Punkt-zu-Mehrpunkt- Datenübertragung) 124 in der Zukunft liegt.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Auflösung der Signalisierung eine nichtlineare Skalierung aufweisen.
1.3 Signalisierung einer weiteren Uplink-Nachricht
Typischerweise wird für die Signalisierung des Zeitpunktes der Multicast-Nachricht (Punkt- zu-Mehrpunkt-Datenübertagung) 124 nach Abschnitt 1.1 oder Abschnitt 1.2 eine Variable mit beispielsweise 16 Bit übertragen. Bei einer beispielhaft gewählten Quantisierung von 1 s pro LSB (Least Significant Bit, dt. niederwertigstes Bits) ergibt sich somit eine maximale Differenz zwischen der Signalisierung und der Multicast-Nachricht (Punkt-zu-Mehrpunkt- Datenübertragung) 124 von 65536 Sekunden. Dies ergibt umgerechnet etwa 18 Stunden.
Es sollte somit sichergestellt werden, dass alle notwendigen Teilnehmer für die Multicast- Nachricht (Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung) 124 innerhalb von 18 Stunden vor der Nachricht informiert werden können. In großen Netzen mit mehreren Hunderttausend Teilnehmern (z.B. Knoten) 106_1-106_n lässt sich dies typischerweise nicht realisieren, da es Teilnehmer geben kann, welche nur einmal am Tag oder noch seltener Daten an die Basisstation 104 übertragen. Somit ist es mit den oben gegeben Parametern nicht möglich allen Teilnehmern (z.B. Knoten) die anstehende Multicast-Nachricht (Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung) 124 mitzuteilen bzw. zu signalisieren.
Bei Ausführungsbeispielen kann daher allen Teilnehmern, denen die Multicast-Nachricht (Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung) 124 zeitlich vor der maximalen Signalisierungslänge mitgeteilt wird, anstelle des Zeitpunktes der Multicast-Nachricht (Punkt- zu-Mehrpunkt-Datenübertragung) 124 eine (ungefähre) Zeit mitgeteilt werden, zu denen die Teilnehmer wieder eine Uplink-Nachricht (Uplink-Datenübertragung) 120 an die Basisstation 104 senden sollen/müssen.
Wird diese neue Uplink-Nachricht (Uplink-Datenübertragung) 120 von dem Teilnehmer ausgesendet, kann die Basisstation 104 wieder eine Downlink-Nachricht (Downlink- Datenübertragung) 122 zurückschicken und in dieser dann den Zeitpunkt der Multicast- Nachricht (Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung) 124 mitteilen.
Der zeitliche Ablauf dieses Schemas ist in Fig. 8 skizziert. Dabei wurde in der ersten Downlink-Nachricht (ersten Downlink-Datenübertragung) 122_1 eine (grobe) Zeit für eine weitere Uplink-Nachricht (zweite Uplink-Datenübertragung) 120_2 übertragen. In der zweiten Downlink-Nachricht (zweiten Downlink-Datenübertragung) 122_2 folgte dann die Mitteilung über den Zeitpunkt und/oder Frequenz für die Multicast-Nachricht (Punkt-zu-Mehrpunkt- Datenübertragung) 124.
Im Detail zeigt Fig. 8 in einem Diagramm eine Belegung des Frequenzbands des Kommunikationssystems 100 bei der Durchführung einer ersten Uplink-Datenübertragung 120_1 , einer ersten Downlink-Datenübertragung 122_1 , einer zweiten Uplink- Datenübertragung 120_1 , einer zweiten Downlink-Datenübertragung 122_2 sowie einer Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung 124, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dabei beschreibt in Fig. 8 die Ordinate die Frequenz und die Abszisse die Zeit.
Wie in Fig. 8 zu erkennen ist, erfolgt die erste Downlink-Datenübertragung 122 zeitlich synchronisiert zu der ersten Uplink-Datenübertragung 120_1 , z.B. nach einer vorgegebenen (definierten) Zeit nach der ersten Uplink-Datenübertragung 120_1. Die erste Downlink- Datenübertragung 122 weist eine erste Signalisierungsinformation auf.
Die erste Signalisierungsinformation kann eine der Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung 124 vorangehende weitere Datenübertragung (z.B. die Punkt-zu-Mehrpunkt- Datenübertragung vorbereitende Datenübertragung) anzeigen bzw. signalisieren, wobei in dem in Fig. 8 gezeigten Ausführungsbeispiel die weitere Datenübertragung sowohl die zweite Uplink-Datenübertragung 120_2 als auch die darauf zeitlich synchronisiert folgende zweite Downlink-Datenübertragung 122_2 umfassen kann.
Wie in Fig. 8 angedeutet ist, kann die erste Signalisierungsinformation einen Zeitraum oder Zeitpunkt (z.B. groben Zeitpunkt) für die zweite Uplink-Datenübertragung 120_2 signalisieren, wobei die zweite Uplink-Datenübertragung 122_2 zu dem mit der ersten Signalisierungsinformation signalisierten Zeitraum bzw. groben Zeitpunkt erfolgt, und wobei die zweite Downlink-Datenübertragung 122_2 zeitlich synchronisiert zu der zweiten Uplink- Datenübertragung 120_2, z.B. nach einer vorgegebenen (definierten) Zeit nach der ersten Uplink-Datenübertragung 120_1 , erfolgt. Die zweite Downlink-Datenübertragung 122_2 kann eine zweite Signalisierungsinformation aufweisen, wobei die zweite Signalisierungsinformation die nachfolgende Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung 124 der Basisstation 104 anzeigt bzw. signalisiert.
Die zweite Signalisierungsinformation kann beispielsweise, wie dies in Fig. 8 angedeutet ist, eine Information über einen Zeitpunkt der Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung 124 aufweisen. Natürlich kann die zweite Signalisierungsinformation auch zusätzlich oder alternativ eine Information über eine Frequenz oder einen Frequenzkanal der Punkt-zu- Mehrpunkt-Datenübertragung 124 aufweisen. Sofern die Punkt-zu-Mehrpunkt- Datenübertragung 124 basierend auf dem Telegram-Splitting-Übertragungsverfahren (TSMA, Telegram Splitting Multiple Access) übertragen wird, kann die zweite Signalisierungsinformation auch zusätzlich oder alternativ eine Information über das Zeit- und/oder Frequenzsprungmuster der Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung 124 aufweisen.
Mit anderen Worten, Fig. 8 zeigt eine Signalisierung einer Zeit für eine weitere Uplink- Nachricht (z.B. zweite Uplink-Datenübertragung) 120_2, wobei auf die weitere Uplink- Nachricht (z.B. zweite Uplink-Datenübertragung) 120_2 eine weitere Downlink-Nach rieht (z.B. zweite Downlink-Datenübertragung) 122_2 folgt, die z.B. eine Zeit zu der Multicast- Nachricht (z.B. Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung) 124 definiert Sendet ein Teilnehmer noch seltener Nachrichten an die Basisstation 104, beispielsweise nur einmal pro Woche, ist es auch möglich mehrmals eine weitere Uplink-Nachricht (Uplink- Datenübertragung) anzufordern, solange bis die nötige Zeit zur Signalisierung innerhalb des gültigen Bereichs liegt.
Bei Ausführungsbeispielen kann anstelle der Signalisierung des Zeitpunktes der Multicast- Nachricht (Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung), eine (grobe, ungefähre) Zeit definiert werden, zu der der Teilnehmer eine weitere Uplink-Nachricht verschicken soll/muss.
Durch die fehlende Koordination des Kommunikationssystems (Funknetzes) 100 kann es zu Störungen und Ausfällen bei der Übertragung kommen. Häufig wird das hierin beschriebene Kommunikationssystem 100 in lizenzfreien Bändern betrieben, in denen sich das Kommunikationssystem 100 die Ressourcen mit anderen Kommunikationssystemen (vgl. Fig. 3) teilt, wobei das Kommunikationssystem 100 und die anderen Kommunikationssysteme gegenseitig nicht koordiniert sind. Somit kann es ebenfalls zu Störungen durch fremde Kommunikationssysteme kommen.
Durch das Telegram-Splitting-Übertragungsverfahren wurde zwar eine Methodik entwickelt, welche eine sehr hohe Störfestigkeit aufweist, jedoch kann auch hier keine hundertprozentige Durchkommenswahrscheinlichkeit garantiert werden.
Wurde einem Teilnehmer nach Abschnitt 1.3 eine weitere Aussendung einer Uplink- Nachricht (Uplink-Datenübertragung) mitgeteilt, kann der Teilnehmer mit einer sicheren Antwort der Basisstation 104 im Downlink (z.B. in Form einer Downlink-Datenübertragung) rechnen.
Wird von dem Teilnehmer jedoch keine oder nur eine falsche/fehlerhafte/zerstörte Downlink- Nachricht (Downlink-Datenübertragung) empfangen, ist dem Teilnehmer bekannt, dass bei der Übertragung etwas nicht korrekt gelaufen ist (z.B. durch Störung im Kanal).
In diesem Fall kann der Teilnehmer zeitnah eine weitere Uplink-Nachricht (z.B. eine dritte Uplink-Datenübertragung) (z.B. eine Wiederholung der vorherigen Uplink-Nachricht (z.B. der zweiten Uplink-Datenübertragung 120_2)) an die Basisstation 104 senden. Danach wird wieder auf die Downlink-Nachricht (z.B. dritte Downlink-Datenübertragung) der Basisstation 104 gewartet. Wird diese nun korrekt empfangen, ist sichergestellt, dass die Uplink-Nachricht (z.B. dritte Uplink-Datenübertragung) nun korrekt an der Basisstation 104 eingetroffen ist. Andernfalls kann der Teilnehmer ein weiteres Empfangsfenster (z.B. für eine weitere Downlink-Datenübertragung) aufmachen (insofern das der Basisstation 104 bekannt ist) oder eine nochmalige Aussendung einer Uplink-Nachricht (Uplink-Datenübertragung) vornehmen.
Bei Ausführungsbeispielen kann, sofern auf die zeitlich (grob) signalisierte weitere Uplink- Nachricht (z.B. zweite Uplink-Datenübertragung), keine korrekte Antwort im Downlink (z.B. in Form einer zweiten Downlink-Datenübertragung) erhalten wurde, (zeitnah) eine weitere Uplink-Nachricht (z.B. dritte Uplink-Datenübertragung) versendet werden.
Alternativ zur Signalisierung der Multicast-Nachricht (Punkt-zu-Mehrpunkt- Datenübertragung) 124 kann auch weiterhin der Zeitpunkt der Multicast-Nachricht (Punkt-zu- Mehrpunkt-Datenübertragung) 124 mittgeteilt werden, jedoch mit einer anderen Auflösung (z.B. 1 min -> 1 ,5 Monate Range). Der Teilnehmer kann dann selbst entscheiden wann (vor der Multicast-Nachricht (Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung) 124) er wieder eine Uplink- Nachricht (z.B. vierte Uplink-Datenübertragung) sendet, um den genaueren Zeitpunkt (der Punkt-zu-Mehrpunk-Datenübertragung 124) zu erhalten.
Dadurch kann der Teilnehmer z.B. bis 1 h vor der Multicast-Nachricht (Punkt-zu-Mehrpunkt- Datenübertragung) 124 warten, ob ohnehin ein Uplink-Nachricht (Uplink-Datenübertragung) notwendig ist und er damit den genauen Zeitpunkt erhält. Ist dies nicht der Fall, dann kann der Teilnehmer eine dedizierte Uplink-Nachricht (z.B. vierte Uplink-Datenübertragung) senden. Die dedizierte Uplink-Nachricht (z.B. vierte Uplink-Datenübertragung) sollte dabei natürlich (pseudo) zufällig in der verbleibenden Zeit platziert werden, damit nicht alle Teilnehmer (z.B. Knoten), die noch keine genaue Zeitsynchronisation für die Multicast- Nachricht (Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung) 124 haben, auf einmal senden.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Auflösung bei der Signalisierung des Zeitpunktes bei Teilnehmern, die lange vor der eigentlichen Multicast Nachricht informiert werden, größer gewählt werden. Der Teilnehmer kann dann zunächst abwarten ob bis kurz vor der Multicast- Nachricht (Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung) 124 eine Uplink-Nachricht (Uplink- Datenübertragung) angefallen ist. Falls nicht kann eine dedizierte Uplink-Nachricht (z.B. vierte Uplink-Datenübertragung) ausgelöst werden.
1.4 Signalisierung der Zeit und/oder des Frequenzkanals einer Stützbake
Bei Ausführungsbeispielen kann vor der Übertragung einer Multicast-Nachricht (Punkt-zu- Mehrpunkt-Datenübertragung) 124 eine sog. Stützbake eingesetzt werden. In einer solchen Stützbake kann eine Signalisierung bis zur nächsten Stützbake bzw. bis zur Multicast- Nachricht (Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung) 124 enthalten sein.
Bei Ausführungsbeispielen können die Teilnehmer (des Kommunikationssystems 100) auf diese Stützbaken synchronisiert werden. In gleicher Weise wie in Abschnitt 1.1 kann z.B. die Zeit bis zur Stützbake und ggf. der verwendete Frequenzkanal der Stützbake signalisiert werden, wie dies schematisch in Fig. 9 skizziert ist.
Fig. 9 zeigt in einem Diagramm eine Belegung des Frequenzbands des Kommunikationssystems 100 bei der Durchführung einer Uplink-Datenübertragung 120, einer Downlink-Datenübertragung 122 sowie einer Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung 124, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dabei beschreibt in Fig. 9 die Ordinate die Frequenz und die Abszisse die Zeit.
Wie in Fig. 9 zu erkennen ist, erfolgt die Downlink-Datenübertragung 122 zeitlich synchronisiert zu der Uplink-Datenübertragung 120, z.B. nach einer vorgegebenen (definierten) Zeit nach der Uplink-Datenübertragung 120. Die Downlink-Datenübertragung
122 weist eine erste Signalisierungsinformation auf.
Die erste Signalisierungsinformation kann eine der Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung 124 vorangehende weitere Datenübertragung (z.B. die Punkt-zu-Mehrpunkt- Daten Übertragung vorbereitende Datenübertragung) anzeigen bzw. signalisieren, wobei in dem in Fig. 9 gezeigten Ausführungsbeispiel die weitere Datenübertragung eine Stützbake
123 ist.
Wie in Fig. 9 angedeutet ist, kann die erste Signalisierungsinformation eine Information über einen Zeitpunkt des Stützbakens 123 aufweisen. Natürlich kann die erste Signalisierungsinformation auch zusätzlich oder alternativ eine Information über eine Frequenz oder einen Frequenzkanal der Stützbake aufweisen. Sofern die Stützbake 123 basierend auf dem Telegram-Splitting-Übertragungsverfahren (TSMA, Telegram Splitting Multiple Access) übertragen wird, kann die erste Signalisierungsinformation auch zusätzlich oder alternativ eine Information über das Zeit- und/oder Frequenzsprungmuster der Stützbake 124 aufweisen.
Die Stützbake kann eine zweite Signalisierungsinformation aufweisen, wobei die zweite Signalisierungsinformation eine weitere Stützbake oder die nachfolgende Punkt-zu- Mehrpunkt-Datenübertragung 124 der Basisstation 104 anzeigt bzw. signalisiert. Die zweite Signalisierungsinformation kann beispielsweise, wie dies in Fig. 9 angedeutet ist, eine Information über einen Zeitpunkt der Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung 124 aufweisen. Natürlich kann die zweite Signalisierungsinformation auch zusätzlich oder alternativ eine Information über eine Frequenz oder einen Frequenzkanal der Punkt-zu- Mehrpunkt-Datenübertragung 124 aufweisen. Sofern die Punkt-zu-Mehrpunkt- Datenübertragung 124 basierend auf dem Telegram-Splitting-Übertragungsverfahren (TSMA, Telegram Splitting Multiple Access) übertragen wird, kann die zweite Signalisierungsinformation auch zusätzlich oder alternativ eine Information über das Zeit- und/oder Frequenzsprungmuster der Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung 124 aufweisen.
Mit anderen Worten, Fig. 9 zeigt eine Signalisierung der Zeit und ggf. des Frequenzoffsets von einer Nachricht eines Teilnehmers (Downlink-Datenübertragung 120) bis zu einer Stützbake 123.
Bei Ausführungsbeispielen kann einem individuell generierten Downlink-Datenpaket (z.B. einer Downlink-Datenübertragung 120) zu einem Teilnehmer die Information über den Sendezeitpunkt und/oder Sendekanal (Sendefrequenz) und/oder Sprungmuster (nur bei TSMA) einer Stützbake angehängt werden.
1.5 Kompensation von Quarzoffsets
Wie bereits Abschnitt 1.2 erwähnt wurde, besitzen sowohl die Teilnehmer 106_1-106_n als auch die Basisstation 104 in der Regel Schwingquarze (z.B. als Taktgeber) zur Erzeugung interner Referenzfrequenzen. Diese Quarze sind jedoch nicht ideal und besitzen sog. Toleranzen auf den bereitgestellten Frequenzen. Diese Toleranzen übertragen sich auch auf die internen Referenzfrequenzen.
Aus diesen Referenzfrequenzen werden unter anderem die Sendefrequenz als auch die Zeitgeber (engl, timer) gespeist, welche die Zeitdifferenzen zwischen den Nachrichten bestimmen. Somit wirken sich die Toleranzen des Quarzes direkt auf die Übertragung und auch den Empfang von Nachrichten aus.
In [4] wird beispielsweise die Empfangsfrequenz eines Teilnehmers aus der Uplink-Nachricht (Uplink-Datenübertragung) geschätzt und die Sendefrequenz im Downlink entsprechend so modifiziert, dass der Teilnehmer die Downlink-Nachricht (Downlink-Datenübertragung) ohne Frequenzoffset empfangen kann. Mit anderen Worten, die Eigenschaften der Downlink- Nachricht (Downlink-Datenübertragung) werden entsprechend des Frequenzoffsets (des Quarzes) des Teilnehmers so angepasst, dass der Teilnehmer den Frequenzoffset des Quarzes nicht mehr sieht.
Dieses Schema funktioniert einwandfrei, solange nur eine Kommunikation zwischen einer Basisstation 104 und einem Teilnehmer 106_1 erfolgt. Kommuniziert eine Basisstation 100 mit zwei oder mehr Teilnehmern 106_1-106__n, erhält die Basisstation 104 für jeden der Teilnehmer 106_1-106_n einen anderen Frequenzoffset, welcher durch den jeweiligen Quarz erzeugt wurde.
Damit ist es nicht möglich eine Multicast-Nachricht (Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung) 124 an alle Teilnehmer 106_1-106_n so zu versenden, dass alle Teilnehmer 106_1-106_n keinen oder einen vernachlässigbar geringen Frequenzoffset und/oder Zeitoffset (Zeitversatz) durch ihren Quarz sehen.
Jeder Teilnehmer (z.B. Knoten) muss aufgrund seiner zulässigen Toleranzen eine Zeit- und Frequenzsynchronisation bei Beginn der Multicast-Nachricht (Punkt-zu-Mehrpunkt- Datenübertragung) 124 durchführen.
Ausgehend von einem typischen Schwingquarz mit 20 ppm Toleranzbereich und der beispielhaft in Abschnitt 1.3 gezeigten maximalen Signalisierungslänge von ca. 18 h ergibt sich eine maximale zeitliche Ungenauigkeit des Teilnehmers zum Zeitpunkt der Übertragung der Multicast-Nachricht (Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung) 124 von 65536 s * 20 ppm = 1 ,31 s. Der Teilnehmer muss somit einen Suchbereich von ± 1 ,31 s vor und nach dem angenommenen Zeitpunkt der Multicast-Nachricht (Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung) 124 nach dem korrekten Zeitpunkt absuchen.
Ähnliches gilt für den Frequenzoffset, bei einer typischen Trägerfrequenz von 900 MHz beträgt der maximale Offset ± 18 kHz, welcher vom jeweiligen Teilnehmer abgesucht werden muss.
Sind im Teilnehmer entsprechend schnelle Prozessoren für eine Echtzeitsuche vorhanden, kann dieser den korrekten Zeitpunkt und den Frequenzoffset ohne großen Speicherbedarf ermitteln. Kann die Suche jedoch nicht echtzeitfähig durchgeführt werden, kann alternativ eine Speicherung aller Basisbanddaten für eine anschließende Offline-Auswertung erfolgen. Im zweiten Fall besitzen die Teilnehmer typischerweise nur sehr kleine Mikroprozessoren, auf denen eine komplette Speicherung der Basisbanddaten mit solch großen Ungenauigkeiten nicht möglich ist.
Es sei das folgende Beispiel betrachtet: Die Datenrate der Multicast-Nachricht (Punkt-zu- Mehrpunkt-Datenübertragung) 124 beträgt 5 kHz. Bei den oben erwähnten 20 ppm Quarzoffset beträgt die abzusuchende Bandbreite somit mindestens 2*18 kHz + 5 kHz = 41 kHz. Damit beträgt die Abtastrate bei Verwendung eines SDR-Frontends im Basisband (I- Phase und Q-Phase) ebenfalls mindestens 41 kSamples/s. Bei dem oben erwähnten Suchbereich von ±1 ,31 s müssen somit 107.420 Samples im Speicher für die Verarbeitung zwischengespeichert werden können. Bei einer typischen ADC-Auflösung von 16 Bit (16 Bit I-Phase und 16 Bit Q-Phase) benötigt dies einen mindestens 429,680 kByte großen Arbeitsspeicher. Typische Werte für Arbeitsspeicher auf kleinen Mikroprozessoren liegen unter 100 kByte (z.B. 64 kByte). Somit kann eine Offlineverarbeitung des gesamten Suchbereichs nicht erfolgen.
In beiden Fällen ist zusätzlich ein sehr hoher Rechenaufwand von Nöten und somit wird auch der Stromverbrauch deutlich erhöht, was gerade bei batteriebetriebenen Teilnehmern sehr kritisch ist.
Es gilt somit große Suchbereiche sowohl in Zeit- als auch in Frequenzrichtung zu vermeiden.
In manchen Systemen besitzen die Teilnehmer auch mehr als einen Quarz, wie z.B. einen LF-Quarz (LF = low frequency, dt. Niedrigfrequenz) und einen HF-Quarz (HF = high frequency, dt. Hochfrequenz). Der LF-Quarz benötigt in der Regel weniger Strom als der HF- Quarz. Deshalb wird der LF-Quarz in der Regel dauerhaft betrieben und davon die Timings abgeleitet. Der Funkchip benötigt jedoch einen höheren Takt und wird deshalb mit dem HF- Quarz betrieben. Die Sendefrequenz hängt somit vom HF-Quarz ab. Der HF-Quarz kann aus Stromgründen zwischen den Aussendungen abgeschaltet werden.
Der LF-Quarz hat typischerweise eine höhere Toleranz als der HF-Quarz. Beispielsweise kann der LF-Quarz eine Toleranz von z.B. 100 ppm aufweisen, wohingegen der HF-Quarz eine Toleranz von z.B. 20 ppm aufweisen kann.
Wie bereits erwähnt wird in [4] eine Messung/Schätzung der Trägerfrequenz durchgeführt. Daraus kann mit Hilfe der erwarteten Trägerfrequenz der Frequenzoffset und daraus der Quarzfehler bestimmt werden. Alternativ oder in Kombination mit der Schätzung der Trägerfrequenz, wäre es ebenfalls möglich die Zeitabstände (zwischen zwei Telegrammen/Pakten/Aussendungen oder innerhalb einer Aussendung bei Telegram- Splitting) zu messen, um die Abweichung des Quarzes zu schätzen.
Dieser Offset bzw. diese Offsets kann bzw. können zusammen mit den Parametern aus den vorherigen Abschnitten 1.1 bis 1.4 ebenfalls im Downlink (d.h. mit der Downlink- Datenübertragung) übertragen werden. Dadurch kennt der Teilnehmer nun seinen Quarzoffset zum Zeitpunkt der Aussendung der Uplink-Nachricht (Uplink-Datenübertragung).
Alternativ kann auch der mittlere Quarzoffset aus mehreren vorherigen Uplink-Nachrichten (Uplink-Datenübertragungen) verwendet werden und/oder falls die Temperatur vorhanden sein sollte, die Temperaturabhängigkeit mit einbezogen werden (temperaturnormalisierte Frequenzabweichung mitteilen).
Wird die Methode der Quarzoffset-Bestimmung durch den Zeitversatz angewandt, kann auch der akkumulierte Offset (z.B. Zeitoffset) bestimmt werden. Hierbei ist der Basisstation 104 die Zeit zwischen zwei beliebigen Aussendungen (z.B. Uplink-Datenübertragungen) (d.h. nicht notwendigerweise zweier aufeinanderfolgender Aussendungen) bekannt. Die Basisstation 104 empfängt nun die beiden Aussendungen (z.B. Uplink-Datenübertragungen) und bestimmt die zeitliche Abweichung zwischen den Aussendungen (z.B. Uplink- Datenübertragungen). Daraus lässt sich der akkumulierte Quarzoffset (z.B. Zeitoffset) bestimmen. Die Abweichungen des Quarzes durch Temperaturschwankungen während der Zeit zwischen den beiden Aussendungen (z.B. Uplink-Datenübertragungen) ist somit akkumuliert, da für die Bestimmung der Sendezeitpunkte der Quarz dauerhaft laufen muss und somit immer die momentanen Umgebungsbedingungen Einfluss auf den Quarz haben.
Anders sieht es aus, wenn der Quarzoffset durch die Sendefrequenz bestimmt wird, da nur der Offset (z.B. Frequenzoffset) zum aktuellen Sendezeitpunkt einen Einfluss auf die Sendefrequenz hat.
Typischerweise ändern sich Umweltbedingungen an dem jeweiligen Teilnehmer nicht schlagartig, so dass angenommen werden kann, dass, wenn der aktuelle Quarzoffset (z.B. Frequenzoffset des Quarzes) bekannt ist, dass der maximale Fehler über der Zeit zwischen Signalisierung der Multicast-Nachricht (Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung) 124 und der eigentlichen Aussendung (der Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung 124), kleiner ist als der maximal zulässige Quarzoffset. Hierdurch reduziert sich der Suchbereich sowohl in Zeit- als auch in Frequenzrichtung, was Rechenleistung, Speicherplatz und somit auch Energie einspart. Werden die gleichen Parameter wie im vorherigen Beispiel gewählt, nur dass in diesem Fall der Quarzoffset im jeweiligen Teilnehmer auf Basis des Wertes aus der vorhergehenden Uplink-Nachricht (Uplink-Datenübertragung) korrigiert wurde, reduziert sich der maximal mögliche Restoffset (z.B. restliche Frequenzoffset) auf beispielhaft 5 ppm.
Der maximale Suchbereich in Zeitrichtung reduziert sich somit auf 328 ms bzw. in Frequenzrichtung auf 4,5 kHz. Somit ist nur ein Viertel des Speicherplatzes notwendig und auch die Rechenleistung reduziert sich um diesen Faktor.
Ist in den jeweiligen Teilnehmern mehr als einem Quarz verbaut, kann die Basisstation 104 auch für mehrere Quarze entsprechend den Offset (z.B. Frequenzoffset) bestimmt und diesen signalisiert (z.B. in der Downlink-Datenübertragung). Alternativ kann im Teilnehmer (z.B. Knoten) auch eine Kopplung der Quarze durchgeführt werden. Dadurch wird erreicht, dass die (z.B. alle) Quarze (des jeweiligen Teilnehmers) den gleichen Offset (z.B. Frequenzoffset) besitzen. In diesem Fall reicht es aus, wenn die Basisstation 104 nur den Offset (z.B. Frequenzoffset) eines Quarzes schätzt, da der jeweilige Teilnehmer den Offset direkt auf die anderen Quarze anwenden kann.
Bei Ausführungsbeispielen kann der Quarzversatz des Teilnehmers aus der Uplink-Nachricht (Uplink-Datenübertragung) bestimmt und dem Teilnehmer in der folgenden Downlink- Nachricht (Downlink-Datenübertragung) mitgeteilt werden. Der Teilnehmer kann diesen Versatz korrigieren und beim Empfang der Multicast-Nachricht (Punkt-zu-Mehrpunkt- Datenübertragung) entsprechend kleinere Suchfenster wählen.
Alternativ zur Signalisierung des Quarzoffsets (z.B. Frequenzoffsets des Quarzes) aus dem Uplink (z.B. der Uplink-Datenübertragung) kann die Basisstation 104 den Quarzoffset auch dazu verwenden, um den signalisierten Zeitpunkt der Multicast-Nachricht (Punkt-zu- Mehrpunkt-Datenübertragung) anzupassen. Die Basisstation 104 kann hierzu die Abweichung des Zeitpunkts unter Berücksichtigung des Quarzoffsets des Teilnehmers (z.B. Endpunkts) berechnen und entsprechend den „falschen“ bzw. korrigierten Zeitpunkt signalisieren. Ähnliches gilt für die Signalisierung des Frequenzkanals und ggf. des Sprungmusters bei Telegram-Splitting. Der Teilnehmer muss so nichts über seinen Quarzoffset wissen und Kann bei der Suche des Beginns der Multicast-Nachricht (Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung) einen geringeren Quarzfehler (siehe oben) annehmen.
Bei Ausführungsbeispielen kann der Quarzversatz (z.B. Frequenzoffset des Quarzes) des Teilnehmers bei der Signalisierung des Startzeitpunktes (z.B. der Punkt-zu-Mehrpunkt- Datenübertragung 124) berücksichtigt und entsprechend in der Basisstation 104 modifiziert werden.
2. Stützbake
Die im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele befassen sich mit Multicast- /Broadcast-Übertragungen (Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragungen zu einer echten Teilmenge bzw. zu allen Teilnehmern) in Funksystemen mit nicht koordinierten Teilnehmern. Im speziellen werden Ausführungsbeispiele zur Einsynchronisierung und/oder Synchronhaltung der Teilnehmer im Vorfeld einer Multicast-/Broadcast-Übertragung beschrieben.
Basierend auf den in Abschnitt 1 beschriebenen Ausführungsbeispielen ergibt sich bei größeren Zeitoffsets zwischen einer Einsynchronisierung eines Teilnehmers (Signalisierung der Multicast-/Broadcast-Nachricht) und der Multicast-/Broadcast-Übertragung eine größere Unsicherheit in der Zeitsynchronisation. Es kann jedoch wünschenswert sein, Teilnehmer über einen langen Zeitraum ein zu synchronisieren um beispielsweise auch Teilnehmer mit niedriger Sendehäufigkeit mit der Multicast/Broadcast-Übertragung zu erreichen.
Diese Problematik kann durch die Verwendung von Stützbaken (Stützbeacons) gelöst werden. In Abschnitt 1 wird hierfür bereits die Synchronisation auf eine Stützbake beschrieben. Die nachfolgenden Ausführungsbeispiele beziehen sich auf Ausführungen der Stützbaken.
Fig. 10 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Teilnehmers 106_1 und einer Basisstation 104, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Der Teilnehmer 106_1 (z.B. Endpunkt) kann ausgebildet sein, um Daten unkoordiniert in Bezug auf die Basisstation 104 und/oder andere Teilnehmer des Kommunikationssystems 100 (vgl. Fig. 3) zu senden. Der Teilnehmer 106_1 kann ferner ausgebildet sein, um eine Stützbake 123_1 oder mehrere (z.B. zumindest zwei) Stützbaken 123_1 -123_4 einer Mehrzahl von Stützbaken 123_1- 123_m der Basisstation 104 zu empfangen, wobei die eine Stützbake 123_1 oder die mehreren Stützbaken 123_1-123_4 eine Synchronisierungsinformation aufweisen, und um basierend auf der Synchronisierungsinformation eine Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung 124 der Basisstation 104 zu empfangen.
Die Basisstation 104 kann ausgebildet sein, um eine Stützbake 123_1 oder eine Mehrzahl von Stützbaken 123_1-123_m auszusenden, wobei die eine Stützbake 123_1 oder die Mehrzahl von Stützbaken 123_1-123_m eine Synchronisierungsinformation zur Synchronisierung von unkoordiniert sendenden Teilnehmern des Kommunikationssystems 100 aufweisen, wobei die Basisstation 104 ausgebildet ist, um die Punkt-zu-Mehrpunkt- Datenübertragung 124 zu senden.
Bei Ausführungsbeispielen kann der Teilnehmer 106_1 ausgebildet sein, um (genau) eine Stützbake 123_1 von der Basisstation 104 zu empfangen, und um basierend auf der in der Stützbake 123_1 enthaltenen Synchronisierungsinformation die Punkt-zu-Mehrpunkt- Datenübertragung 124 der Basisstation 104 zu empfangen.
Beispielsweise kann die Synchronisierungsinformation der Stützbake 123_1 eine Information über einen Zeitpunkt (z.B. absoluten oder relativen Zeitpunkt, wie z.B. einen Zeitabstand in Bezug auf die Stützbake 123_1 )) der Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung 124 aufweisen. Ferner (oder alternativ) kann die Synchronisierungsinformation der Stützbake 123_1 eine Information über einen Frequenzkanal (z.B. absoluten oder relativen Frequenzkanal, wie z.B. einen Frequenzkanalabstand in Bezug auf einen Frequenzkanal der Stützbake 123_1 )) der Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung 124 aufweisen. Ferner (oder alternativ) kann die Synchronisierungsinformation der Stützbake 123_1 eine Information über einen Zeit- und/oder Frequenzsprungmuster, basierend auf dem die Punkt-zu-Mehrpunkt- Datenübertragung übertragen wird, aufweisen. Basierend auf der Information über einen Zeitpunkt und/oder Frequenzkanal und/oder Sprungmuster der Punkt-zu-Mehrpunkt- Datenübertragung 124 (z.B. in Bezug auf bzw. relativ zur Stützbake 123_1), ist es dem Teilnehmer 106_1 , der eigentlich unkoordiniert (und asynchron) in Bezug auf die Basisstation 104 sendet, möglich, die Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung 124 der Basisstation 104 zu empfangen.
Beispielsweise kann die Synchronisierungsinformation der Stützbake 123_1 eine Synchronisationssequenz zur Synchronisierung des Teilnehmers 106_1 auf die Stützbake 123 _ 1 aufweisen, wobei der Teilnehmer 106_1 ausgebildet sein kann, um sich basierend auf der Synchronisationssequenz auf die jeweilige Stützbake zu synchronisieren. Dadurch können dem Teilnehmer 106_1 z.B. ein (relativer) Zeitpunkt und/oder eine (relativer) Frequenzkanal bzw. eine (relative) Frequenz der Stützbake 123_1 bekannt sein. Basierend auf dem (relativen) Zeitpunkt und/oder dem (relativen) Frequenzkanal bzw. der (relativen) Frequenz der Stützbake 123_1 und einer Information über einen Zeitpunkt und/oder Frequenzkanal und/oder Sprungmuster der Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung 124 (z.B. in Bezug auf bzw. relativ zur Stützbake 123_1), welche z.B. in der Synchronisierungsinformation der Stützbake 123_1 enthalten sein kann oder die von einer mit der Stützbake 123_1 übertragenen Information abgeleitet werden kann oder die dem Teilnehmer 106_1 anderweitig bekannt ist (z.B. aus einer vorherigen Downlink- Datenübertragung 122), ist es dem Teilnehmer 106_1 , der eigentlich unkoordiniert (und asynchron) in Bezug auf die Basisstation 104 sendet, möglich, die Punkt-zu-Mehrpunkt- Datenübertragung 124 der Basisstation 104 zu empfangen.
Bei Ausführungsbeispielen kann der Teilnehmer 106_1 ausgebildet sein, um mehrere (z.B. zumindest zwei) Stützbaken 123_1-123_4 von der Basisstation 104 zu empfangen, und um basierend auf der in den Stützbaken 123_1-123_4 enthaltenen Synchronisierungsinformation die Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung 124 der Basisstation 104 zu empfangen.
In dem in Fig. 10 gezeigten Ausführungsbeispiel wird beispielhaft davon ausgegangen, dass fünf Stützbaken 123_1 -123_m (m=5) von der Basisstation 104 aussendet werden. Ferner wird in Fig. 10 beispielhaft davon ausgegangen, dass die Stützbake 123_1 vor der Punkt-zu- Mehrpunkt-Datenübertagung 124 ausgesendet wird (z.B. dass die Stützbake 123_1 die letzte vor der Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung 124 ausgesendete Stützbake ist), während die anderen Stützbaken zu unterschiedlichen Zeitpunkten 123_2-123_5 vor der Stützbake 123_1 ausgesendet werden.
Der Teilnehmer 106_1 kann dabei ausgebildet sein, um mehrere (z.B. zumindest zwei) der von der Basisstation 104 ausgesendeten Stützbaken 123_1-123_m, d.h. zumindest einen Teil (echte Teilmenge) der von der Basisstation 104 ausgesendeten Stützbaken 123_1- 123_m, zu empfangen, wie z.B. die Stützbaken 123_1-123_4.
Bei Ausführungsbeispielen können die Stützbaken 123_1-123_m jeweils eine Synchronisierungsinformation aufweisen. Die Synchronisierungsinformationen der Stützbaken 123_1-123_m können dabei gleich oder unterschiedlich sein. Bei Ausführungsbeispielen kann die Synchronisierungsinformation eine Information über
- einen Zeitpunkt (z.B. einen absoluten oder relativen Zeitpunkt, wie z.B. einen Zeitabstand in Bezug auf die jeweilige Stützbake)) der Übertragung einer weiteren Stützbake und/oder der Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung 124, und/oder einen Frequenzkanal (z.B. einen absoluten oder relativen Frequenzkanal, wie z.B. einen Frequenzkanalabstand in Bezug auf einen Frequenzkanal der jeweiligen Stützbake)) der Übertragung einer weiteren Stützbake und/oder der Punkt-zu- Mehrpunkt-Datenübertragung, und/oder
- ein Zeit- und/oder Frequenzsprungmuster, basierend auf dem eine weitere Stützbake und/oder die Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung übertragen wird,
aufweisen.
Beispielsweise kann die Synchronisierungsinformation einer der Stützbaken 123_2 bis 123_5 (z.B. der Stützbake 123_3), mit Ausnahme der letzten Stützbake 123_1 , eine Information über einen Zeitpunkt (z.B. einen absoluten oder relativen Zeitpunkt, wie z.B. einen Zeitabstand in Bezug auf die jeweilige Stützbake)) der Übertragung einer weiteren Stützbake (z.B. der Stützbake 123_2) oder eine Information über Zeitpunkte der Übertragung mehrerer weiterer Stützbaken (z.B. der Stützbaken 123_2 und 123_1) aufweisen. Zusätzlich oder alternativ kann die Synchronisierungsinformation einer oder mehrerer der Stützbaken 123_2 bis 123_5 (z.B. der Stützbake 123J3), mit Ausnahme der letzten Stützbake 123_1 , eine Information über einen Zeitpunkt (z.B. absoluten oder relativen Zeitpunkt, wie z.B. einen Zeitabstand in Bezug auf die jeweilige Stützbake)) der Übertragung der Punkt-zu-Mehrpunkt- Datenübertragung 124 aufweisen. Die Synchronisierungsinformation der letzten Stützbake 123_1 kann eine Information über einen Zeitpunkt (z.B. absoluten oder relativen Zeitpunkt, wie z.B. einen Zeitabstand in Bezug auf die Stützbake)) der Übertragung der Punkt-zu- Mehrpunkt-Datenübertragung 124 aufweisen.
Beispielsweise kann die Synchronisierungsinformation einer der Stützbaken 123_2 bis 123_5 (z.B. der Stützbake 123_3), mit Ausnahme der letzten Stützbake 123_1 , eine Information über einen Frequenzkanal (z.B. einen absoluten oder relativen Frequenzkanal, wie z.B. einen Frequenzkanalabstand in Bezug auf einen Frequenzkanal der jeweiligen Stützbake)) der Übertragung einer weiteren Stützbake (z.B. der Stützbake 123_2) oder mehrerer weiterer Stützbaken (z.B. der Stützbaken 123_2 und 123_1 ) aufweisen. Zusätzlich oder alternativ kann die Synchronisierungsinformation einer oder mehrerer der Stützbaken 123_2 bis 123_5 (z.B. der Stützbake 123 3), mit Ausnahme der letzten Stützbake 123_1 , eine Information über einen Frequenzkanal (z.B. einen absoluten oder relativen Frequenzkanal, wie z.B. einen Frequenzkanalabstand in Bezug auf einen Frequenzkanal der jeweiligen Stützbake)) der Übertragung der Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung 124 aufweisen. Die Synchronisierungsinformation der letzten Stützbake 123_1 kann eine Information über einen Frequenzkanal (z.B. absoluten oder relativen Frequenzkanal, wie z.B. einen Frequenzkanalabstand in Bezug auf einen Frequenzkanal der Stützbake)) der Übertragung der Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung 124 aufweisen.
Beispielsweise kann die Synchronisierungsinformation einer der Stützbaken 123_2 bis 123_5 (z.B. der Stützbake 123_3), mit Ausnahme der letzten Stützbake 123_1 , eine Information über ein Zeit- und/oder Frequenzsprungmuster, basierend auf dem eine oder mehrere weitere Stützbaken (z.B. die Stützbaken 123_2 und 123_1) übertragen werden, aufweisen. Zusätzlich oder alternativ kann die Synchronisierungsinformation einer oder mehrerer der Stützbaken 123_2 bis 123_5 (z.B, der Stützbake 123_3), mit Ausnahme der letzten Stützbake 123_1 , eine Information über ein Zeit- und/oder Frequenzsprungmuster, basierend auf dem die Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung 124 übertragen wird, aufweisen. Die Synchronisierungsinformation der letzten Stützbake 123_1 kann eine Information über ein Zeit- und/oder Frequenzsprungmuster, basierend auf dem die Punkt-zu- Mehrpunkt-Datenübertragung 124 übertragen wird, aufweisen.
Basierend auf der in einer oder mehreren Stützbaken (z.B. in der Stützbake 123J3 oder in den Stützbaken 123_4 und 123_3) enthaltenen Signalisierungsinformation ist es dem Teilnehmer 106_1 , der eigentlich unkoordiniert (und asynchron) in Bezug auf die Basisstation 104 sendet, somit möglich, eine oder mehrere weitere Stützbaken (z.B. die Stützbaken 123_2 und 123_1) und letztendlich die Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung 124 der Basisstation 104 zu empfangen.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Synchronisierungsinformation (z.B. zusätzlich oder alternativ zu dem obigen Ausführungsbeispiel) eine Synchronisationssequenz zur Synchronisierung des Teilnehmers 106_1 auf die jeweilige Stützbake (z.B. auf die Stützbake 123_3) aufweisen, wobei der Teilnehmer 106_1 ausgebildet sein kann, um sich basierend auf der Synchronisationssequenz auf die jeweilige Stützbake (z.B. die Stützbake 123_3) zu synchronisieren. Beispielsweise können dem Teilnehmer 106_1 durch die Synchronisierung z.B. ein (relativer) Zeitpunkt und/oder eine (relativer) Frequenzkanal bzw. eine (relative) Frequenz der jeweiligen Stützbake (z.B. der Stützbake 123J3) bekannt sein. Basierend auf dem (relativen) Zeitpunkt und/oder dem (relativen) Frequenzkanal bzw. der (relativen) Frequenz der jeweiligen Stützbake (z.B. der Stützbake 123_3) und einer Information über einen Zeitpunkt und/oder Frequenzkanal und/oder Sprungmuster einer oder mehreren weiteren Stützbaken (z.B. der Stützbaken 123_2 und 123_1), welche z.B. in der Synchronisierungsinformation der jeweiligen Stützbake (z.B. der Stützbake 123_3) enthalten sein kann oder die von einer mit der jeweiligen Stützbake (z.B. der Stützbake 123_3) übertragenen Information abgeleitet werden kann oder die dem Teilnehmer 106_1 anderweitig bekannt ist (z.B. aus einer vorherigen Downlink-Datenübertragung 122), und einer Information über einen Zeitpunkt und/oder Frequenzkanal und/oder Sprungmuster der Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung 124, welche z.B. in der Synchronisierungsinformation der jeweiligen Stützbake (z.B. der Stützbake 123J3) oder weiteren Stützbake (z.B. der Stützbake 123_1) enthalten sein kann oder die von einer mit der jeweiligen Stützbake (z.B. der Stützbake 123_3) oder einer weiteren Stützbake (z.B. der Stützbake 123_1) übertragenen Information abgeleitet werden kann oder die dem Teilnehmer 106_1 anderweitig bekannt ist (z.B. aus einer vorherigen Downlink- Datenübertragung 122), ist es dem Teilnehmer 106_1 , der eigentlich unkoordiniert (und asynchron) in Bezug auf die Basisstation 104 sendet, möglich, die Punkt-zu-Mehrpunkt- Datenübertragung 124 der Basisstation 104 zu empfangen.
Bei Ausführungsbeispielen können die Stützbaken 123_1-123_5 in regelmäßigen Abständen oder im Mittel in regelmäßigen Abständen übertragen werden, wobei dem Teilnehmer 106_1 die Abstände zwischen den Übertragungen der Stützbaken 123_1-123_5 bekannt sind, beispielsweise aus einer vorausgehenden Downlink-Übertragung 122 oder einer bereits empfangen Stützbake.
Bei Ausführungsbeispielen können die Stützbaken 123_1-123_5 zu vorgegebenen Zeitpunkten und/oder mit vorgegebenen Zeitabständen und/oder in vorgegebenen Frequenzkanälen und/oder in vorgegebenen Frequenzkanalabständen und/oder entsprechend eines vorgegebenen Zeitsprungmusters und/oder entsprechend eines vorgegebenen Frequenzsprungmusters übertragen werden, wobei der Teilnehmer 106_1 ausgebildet sein, kann um die Stützbaken basierend auf den vorgegebenen Zeitpunkten und/oder den vorgegebenen Zeitabständen und/oder den vorgegebenen Frequenzkanälen und/oder den vorgegebenen Frequenzkanalabständen und/oder den vorgegebenen Zeitsprungmusters und/oder des vorgegebenen Frequenzsprungmusters zu empfangen.
Bei Ausführungsbeispielen können eine oder mehrere (z.B. alle) der Stützbaken 123_2-123- 5, mit Ausnahme der letzten Stützbake 123_1 , (z.B. jeweils) eine Information über eine Übertragung einer (z.B. jeweils) nachfolgenden Stützbake aufweisen, wobei der Teilnehmer 106_1 ausgebildet sein kann, um die (z.B. jeweils) nachfolgenden Stützbake basierend auf der Information über die Übertragung der (z.B. jeweils) nachfolgenden Stützbake zu empfangen. Beispielsweise kann die Stützbake 123_3 eine Information über die Übertragung der Stützbake 123_2 aufweisen, wobei der Teilnehmer 106_1 ausgebildet sein kann, um die Stützbake 123_3 zu empfangen und um die Stützbake 123_2 basierend auf der in der Stützbake 123_3 enthaltenen Information über die Stützbake 123_2 zu empfangen.
Beispielsweise kann die Information über die Übertragung der (z.B. jeweils) nachfolgenden Stützbake ein Zeitpunkt und/oder Zeitabstand und/oder ein Frequenzkanal und/oder Frequenzkanalabstand und/oder Zeitsprungmuster und/oder Frequenzsprungmuster sein.
Beispielsweise kann die Information über die Übertragung der (z.B. jeweils) nachfolgenden Stützbake in der Synchronisierungsinformation der jeweiligen Stützbaken enthalten sein.
Bei Ausführungsbeispielen kann ein Zeitpunkt und/oder ein Frequenzkanal der Übertragung einer oder mehrerer (z.B. jeder) der Stützbaken 123_1-123_4, mit Ausnahme der ersten Stützbake 123_5, von einer mit einer vorausgehenden Stützbake übertragenen Information (z.B. CRC oder Stützbakenzähler) abgeleitet sein, wobei der Teilnehmer 106_1 ausgebildet sein kann, um den Zeitpunkt und/oder Frequenzkanal der Übertragung der jeweiligen Stützbake von der mit der jeweils vorausgehenden Stützbake übertragenen Information abzuleiten, um die jeweilige Stützbake zu empfangen.
Bei Ausführungsbeispielen können Zeitpunkte und/oder Frequenzkanäle, oder ein Zeitsprungmuster und/oder Frequenzsprungmuster der Übertragung der Stützbaken 123_1- 123_5 basierend auf einer Berechnungsvorschrift, wie z.B. einem Polynom eines LFSR (Linear Feedback Shift Register, dt.linear rückgekoppeltes Schieberegister) oder ein PRBS (Pseudorandom Bit Sequence, dt. pseudozufällige Bitsequenz) Generator, bestimmt sein, wobei zumindest eine der Stützbaken (z.B. in der jeweiligen Synchronisierungsinformation) oder die Downlink-Datenübertragung 122 für den Teilnehmer 106_1 eine Information über einen aktuellen Zustand der Berechnungsvorschrift aufweist, wobei der Teilnehmer 106_1 ausgebildet ist, um die Zeitpunkte und/oder Frequenzkanäle, und/oder das Zeitsprungmuster und/oder Frequenzsprungmuster der Übertragung der Stützbaken basierend auf der Berechnungsvorschrift und dem aktuellen Zustand der Berechnungsvorschrift zu ermitteln, um die Stützbaken zu empfangen. Falls die Information (über den aktuellen Zustand der Berechnungsvorschrift) in einer Stützbake enthalten ist bzw. mit einer Stützbake übertragen wird, dann kann diese Information beispielsweise in der ersten Stützbake enthalten sein, die ein neu ein zu synchronisierender Teilnehmer empfängt, oder mit anderen Worten, die Basisstation 104 kann ausgebildet sein, um die aktuell auszusendende Stützbake mit dieser Information zumindest dann zu versehen, wenn seit der vorherigen bzw. vorangehenden Aussendung einer Stützbake ein neuer Teilnehmer einsynchronisiert wurde, z.B. mittels einer Downlink-Datenübertragung. Das macht z.B. dann Sinn, wenn sehr viele neu einsynchronisierte Teilnehmer pro Stützbake hinzukommen, um diese zusätzliche Information z.B. nur einmal für alle neuen Teilnehmer zu senden.
Bei Ausführungsbeispielen kann eine Signalisierungsinformation verwendet werden, die mit einer Downlink-Datenübertragung 122 von der Basisstation 104 zu dem Teilnehmer 106_1 gesendet wird, damit der Teilnehmer 106_1 die eine Stützbake 123_1 oder die Mehrzahl von Stützbaken 123_1-123_m empfangen kann.
Im Detail kann der Teilnehmer 106_1 ausgebildet sein, um zeitlich synchronisiert zu einer gesendeten Uplink-Datenübertragung 120 eine Downlink-Datenübertragung 122 von der Basisstation 104 zu empfangen, wobei die Downlink-Datenübertragung 122 eine Signalisierungsinformation aufweist, wobei die Signalisierungsinformation die Übertragung der Stützbake 123_1 oder zumindest einer der mehreren Stützbaken 123_1-123_m signalisiert.
Der Teilnehmer 106_1 kann dabei ausgebildet sein, um die eine Stützbake 123_1 oder zumindest eine der mehreren Stützbaken 123_1-123_m basierend auf der Signalisierungsinformation zu empfangen.
Beispielsweise kann die Signalisierungsinformation der Signalisierungsinformation aus Abschnitt 1 entsprechen, wobei die Signalisierungsinformation anstelle der Punkt-zu- Mehrpunkt-Datenübertragung 124 die eine Stützbake 123_1 oder zumindest eine der mehreren Stützbaken 123_1-123_m signalisiert. So kann die Signalisierungsinformation eine Information über
einen Zeitpunkt der Übertragung der einen Stützbake 123_1 oder zumindest einer der mehreren Stützbaken 123_1-123_m, und/oder
einen Frequenzkanal der Übertragung der einen Stützbake 123_1 oder zumindest einer der mehreren Stützbaken123_1-123_m, und/oder
ein Zeit- und/oder Frequenzsprungmuster basierend auf dem die eine Stützbake 123_1 oder zumindest eine der mehreren Stützbaken 123_1-123_m übertragen werden,
aufweisen. Beispielsweise kann die Information über den Zeitpunkt ein absoluter Zeitpunkt, ein relativer Zeitpunkt (z.B. eine definierte Zeitspanne zwischen der Downlink-Datenübertragung 122 und der Stützbake) oder eine Information sein, von der der absolute oder relative Zeitpunkt abgeleitet werden kann, wie z.B. eine Anzahl von Taktzyklen eines Oszillators des Teilnehmers 106_1.
Beispielsweise kann die Information über den Frequenzkanal ein absoluter Frequenzkanal oder ein relativer Frequenzkanal (z.B. ein Abstand zwischen einem Frequenzkanal der Downlink-Datenübertragung 122 und einem Frequenzkanal der Stützbake sein).
Beispielsweise können die Stützbaken basierend auf dem Telegram-Splitting- Übertragungsverfahren übertragen werden. Bei der Übertragung der Stützbaken basierend auf dem Telegram-Splitting-Übertragungsverfahren können mit der jeweiligen Stützbake zu übertragenen Daten, wie z.B. ein (codiertest) Stützbaken-Datenpaket der physikalischen Schicht, auf eine Mehrzahl von Sub-Datenpaketen aufgeteilt werden, so dass die Mehrzahl von Sub-Datenpaketen jeweils nur einen Teil der zu übertragenen Daten aufweisen, wobei die Mehrzahl von Sub-Datenpaketen nicht zusammenhängend, sondern in der Zeit und/oder Frequenz entsprechend eines Zeit- und/oder Frequenzsprungmusters verteilt übertragen werden.
Im Folgenden werden detaillierte Ausführungsbeispiele des Teilnehmers 106_1 und der Basisstation 104 näher beschrieben.
2.1 Stützbaken zur Aufrechterhaitunq der Synchronisation
Wie in Abschnitt 1 dargestellt ist, ist es für eine Multicast-Übertragung (Punkt-zu-Mehrpunkt- Datenübertragung) 124 erforderlich, die Teilnehmer 106_1-106_n (vgl. Fig. 3) auf den Zeitpunkt der Übertragung zu synchronisieren. Bedingt durch Toleranzen in den Taktgebern (der Teilnehmer) ist diese Synchronisation jedoch zeitlich limitiert, bzw. der Zeitfehler steigt mit längerem Abstand zu dem Synchronisationszeitpunkt an. Wird der Zeitfehler zu groß ist es für einen Teilnehmer nicht mehr praktikabel die Übertragung zu empfangen da das Suchfenster zu groß gewählt werden müsste. Insbesondere bei Teilnehmern 106_1-106_n mit Empfängern, die keine Echtzeitverarbeitung der Empfangssignale ermöglichen, stellt der verfügbare Pufferspeicher hier eine Grenze der Suchfenstergröße dar. Daher ist in regelmäßigen Abständen eine Nachsynchronisation erforderlich, um den Zeitfehler innerhalb eines tolerierbaren Bereichs zu halten. Insbesondere bei einer hohen Anzahl von Teilnehmern 106_1-106_n ist es vorteilhaft die Nachsynchronisation nicht durch individuelle Übertragungen an die einzelnen Teilnehmer, sondern durch eine gemeinsame Bake (engl, beacon) für alle oder zumindest ein Teil der Teilnehmer 106_1-106_n des Kommunikationssystems 100 umzusetzen.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Basisstation 104 hierfür mit ausreichender Häufigkeit eine Stützbake 123_1-123_5 aussenden, die von den synchronisierten Teilnehmern 106_1- 106_n empfangen werden kann. Die Teilnehmer 106_1-106_n erhalten so einen neuen Synchronisationszeitpunkt und der akkumulierte Zeitfehler wird begrenzt. Fig. 11 zeigt eine schematische Darstellung des Stützbaken Konzepts.
Im Detail zeigt Fig. 11 in einem Diagramm eine Belegung des Frequenzbands des Kommunikationssystems 100 bei einer Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung 124 und einer Übertragung von mehreren Stützbaken 123_1-123_m im Vorfeld der Punkt-zu-Mehrpunkt- Datenübertragung 124, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dabei beschreibt in Fig. 1 1 die Ordinate die Frequenz und die Abszisse die Zeit.
In Fig. 11 ist ferner eine Uplink-Datenübertragung 120 und eine zu der Uplink- Datenübertragung 120 zeitlich synchronisierte Downlink-Datenübertragung 122 zu erkennen. Basierend auf der Downlink-Datenübertragung 122, die z.B. eine Signalisierungsinformation aufweisen kann, wie z.B. eine Information über einen Zeitpunkt und/oder Frequenzkanal der Übertragung der Stützbake 123_4, kann eine Einsynchronisierung des Teilnehmer 106_1 erfolgen, und basierend auf den Stützbaken kann die Synchronisierung des Teilnehmers 106_1 aufrechterhalten werden.
Mit anderen Worten, Fig. 11 zeigt mehrere Stützbaken-Übertragungen 123_1-123_m und eine Einsynchronisierung eines Teilnehmers 106_1.
Bei Ausführungsbeispielen kann sich ein Zeitpunkt und/oder eine Frequenz und/oder ein Sprungmuster der jeweils nächsten Stützbake (z.B. der Stützbake 123_3) aus festgelegten Werten oder Berechnungsregeln für das Kommunikationssystem 100 oder der spezifischen Multicast-Übertragung (Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung) 124 ergeben. Bei Multicast spezifischen Werten oder Regeln können diese bei der ersten Einsychronisation (z.B. mittels eines Unicast Downlinks (Downlink-Datenübertragung 122) übertragen werden. Alternativ können die Informationen auch mit vorausgehenden Stützbaken (z.B. der Stützbake 123_4) übertragen werden. Dabei können auch einige Informationen für das Kommunikationssystem 100 statisch konfiguriert sein (z.B. Frequenz/Sprungmuster) und andere in der Stützbake übertragen werden (z.B. Zeitabstand). Bei Ausführungsbeispielen kann eine regelmäßige Übertragung der Stützbaken 123_1- 123_m erfolgen, um Teilnehmer über längeren Zeitraum synchron zu halten.
Bei Ausführungsbeispielen können für die Übertragungen der Stützbaken 123_1-123_m für das Kommunikationssystem und/oder diese Multicast-Übertragung (Punkt-zu-Mehrpunkt- Datenübertragung) 124 festgelegte Abstände und/oder Frequenzen und/oder Sprungmuster verwendet werden.
Bei Ausführungsbeispielen kann eine Übertragung von Zeitpunkt/Abstand und/oder Frequenz und/oder Sprungmuster von nachfolgenden Stützbaken in der vorausgehenden Stützbake erfolgen.
Um eine pseudozufällige Komponente bei Zeit und/oder Frequenz und/oder Sprungmuster zu erhalten können diese Werte auch von den Daten der Übertragungen der Stützbaken abgeleitet werden, z.B. anhand einer CRC oder eines Stützbakenzählers.
Bei Ausführungsbeispielen kann eine Ableitung von Abstand und/oder Frequenz und/oder Sprungmuster aus einer vorhergehenden Stützbaken Übertragung, z.B. durch CRC oder Stützbakenzähler, erfolgen.
Eine Übertragung des Zeitabstands mit den Stützbaken 123_1 -123 _m erlaubt eine dynamische Anpassung der Abstände an die synchronisierten Teilnehmer 106_1-106_n. Werden z.B. Teilnehmer 106_1-106_n mit weniger präzisen Zeitgebern einsynchronisiert, so können die Abstände der Stützbaken 123_1-123_m verringert werden, um auch für diese Teilnehmer 106_1-106_n einen maximalen Zeitfehler zum Empfangszeitpunkt gewährleisten zu können.
Bei Ausführungsbeispielen kann eine dynamische Anpassung der Abstände der Stützbaken 123_1-123_m an die Synchronisationsanforderungen der aktuell einsychronisierten Teilnehmer 106_1-106_n erfolgen.
Teilnehmer 106_1-106_n mit geringerem Quarzfehler können auch Übertragungen von Stützbaken 123_1-123_m auslassen und beispielsweise nur jede zweite oder dritte Stützbake empfangen. Hierzu ist es erforderlich, dass die Abstände zumindest für die zu überspringende Anzahl von Stützbaken vorab bekannt ist. Dies kann bei veränderlichen Parametern erreicht werden indem entweder mehrere Abstände (Frequenzen, Sprungmuster, etc.) in jeder Stützbake 123_1-123_m übertragen werden oder indem eine Berechnungsregel verwendet wird, die es erlaubt die Informationen für mehrere Stützbaken im Voraus zu bestimmen. Beispielsweise kann ein Polynom in Form eines LFSR (Linear Feedback Shift Register) vergleichbar einer CRC oder PRBS (Pseudo Random Bit Sequence) Generator benutzt werden. Mit diesem Polynom und dem aktuellen Zustand können Teilnehmer die Zustände für zukünftige Stützbaken berechnen und hiervon die Übertragungsparameter, wie z.B. Zeitpunkt und/oder Abstand und/oder Frequenz und/oder Sprungmuster ableiten.
Bei Ausführungsbeispielen können Teilnehmer 106_1-106_n mit weniger häufigen Bedarf nach Nachsynchronisation Übertragungen von Stützbaken 123_1-123_m überspringen (nicht jede Stützbake empfangen).
Bei Ausführungsbeispielen können Berechnungsregeln für die Abstände und/oder Frequenzen und/oder Sprungmustern der Stützbaken verwendet werden, um diese für mehrere Stützbaken im Voraus bestimmen zu können.
Wenn die Parameter für mehrere Stützbaken im Voraus bestimmt werden können, besteht auch die Möglichkeit für Teilnehmer bei nicht erfolgreichem Empfang einer Übertragung einer Stützbake (z.B. durch Kanalstörungen) zunächst zu versuchen nachfolgende Stützbaken wieder zu empfangen (evtl mit erhöhten Suchaufwand). Erst wenn dies fehlschlägt, ist eine Unicast-Uplink Anfrage (Anfrage mittels einer Uplink-Datenübertragung 120) notwendig, um eine neue Einsychronisation durch einen Unicast-Downlink (eine Downlink-Datenübertragung 122) von der Basisstation 104 zu erhalten.
Bei Ausführungsbeispielen kann ein Teilnehmer bei Verlust der Synchronisation (z.B. Stützbake wird nicht mehr empfangen) erneut eine Unicast Einsynchronisation anfragen.
Bei Ausführungsbeispielen kann ein Teilnehmer bei Verlust einer Stützbake versuchen sich selbst wieder auf nachfolgende Stützbaken ein zu synchronisieren bevor eine neue Anfrage an die Basisstation 104 gestellt wird.
2.2 Multicast-Datenübertraounq in Stützbaken
Bei Ausführungsbeispielen ist es ebenfalls möglich die Nutzdaten der Multicast-Übertragung (Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung 124) verteilt über die Stützbaken zu übertragen, wie dies in Fig. 12 gezeigt ist. Im Detail zeigt Fig. 12 eine Belegung eines Frequenzbands des Kommunikationssystems 100 bei der Übertragung einer Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung und einer Übertragung von mehreren Stützbaken 123_1-123_m, wobei Nutzdaten der Punkt-zu- Mehrpunkt-Datenübertragung 124 auf eine Mehrzahl von Nutzdatenteilen 125_1-125_3 aufgeteilt sind und jeweils zusammen mit einer der Stützbaken 123_1-123_m übertragen werden, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dabei beschreibt in Fig. 12 die Ordinate die Frequenz und die Abszisse die Zeit.
Mit anderen Worten, Fig. 12 zeigt eine Übertragung von Nutzdatenteilen 125_1-125_3 der Multicast-Übertragung (Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung) 124 mit den Stützbaken 123_1-123_m. Wie in Fig. 12 illustriert, trägt hierbei jeder Stützbaken einen Teil der Nutzdaten der Multicast-Übertragung (Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung) 124. Die Teilnehmer 106_1-106_n können durch Empfang mehrerer Stützbaken (z.B. der Stützbaken 123_1 , 123_4 und 123_3) die gesamten Nutzdaten erhalten. Dies hat den Vorteil, dass insbesondere bei umfangreichen Multicast-Nutzdaten (Nutzdaten der Punkt-zu-Mehrpunkt- Datenübertragung) die Basisstation 104 den notwendigen Duty Cycle über einen längeren Zeitraum verteilen kann. So kann es z.B. regulatorisch nicht zulässig sein die gesamten Nutzdaten der Multicast-Übertragung (Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung) 124 in einer Übertragung auszusenden, bei Verteilung über einen Tag in z.B. mehreren Stützbaken (z.B. zehn Stützbaken) kann das Problem vermieden werden. Außerdem ist es üblich, dass ein bestimmtes Übertragungsformat benötigt wird (z.B. Mindestlänge, vollständiges Sprungmuster, etc.), hierdurch können ungenutzte Kapazitäten in den Stützbaken entstehen, die so für Nutzdaten verwendet werden können.
Bei Ausführungsbeispielen können die Multicast-Nutzdaten (Nutzdaten der Punkt-zu- Mehrpunkt-Datenübertragung) in mehrere Teile aufgeteilt werden und diese Teile im Rahmen der Stützbaken übertragen werden.
Die einzelnen Teile (der Nutzdaten der Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung 124) können hierbei zyklisch wiederholt werden um Teilnehmern 106_1-106_n, die zu einem späteren Zeitpunkt einsynchronisiert werden, die Möglichkeit zu geben, verpasste Teile in dem nächsten Zyklus zu empfangen. Teilnehmer 106_1-106_n, die alle Teile empfangen haben, können den Empfang weiterer Stützbaken einstellen.
Bei Ausführungsbeispielen erfolgt eine zyklische Wiederholung der Nutzdatenteile 125_1- 125_3 (z.B. der Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung 124), um einen Empfang aller Nutzdatenteile 125_1-125_3 bei unterschiedlichen Einstiegszeitpunkten zu ermöglichen. Die Stützbaken können hierbei als eine Art virtueller Multicast Kanal angesehen werden, auf den Teilnehmer einsynchronisiert werden und wieder austreten, nachdem alle Daten (z.B. alle Nutzdatenteile 125_1-125_3 der Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung 124) empfangen wurden. Die Basisstation 124 hält die Informationen darüber vor, welcher Teilnehmer zu welchem Zeitpunkt einsynchronisiert wurde, um feststellen zu können, wann alle Teilnehmer 106_1-106_n alle Daten (z.B. alle Nutzdatenteile 125_1-125_3 der Punkt-zu- Mehrpunkt-Datenübertragung 124) erhalten haben. Hierbei ist auch denkbar, die Übertragung mit einem Multicast abzuschließen, der alle Teile, die noch mindestens ein Teilnehmer nicht empfangen konnte, enthält.
Der Anteil an Nutzdaten in den Stützbaken kann hierbei auch dynamisch erhöht oder gesenkt werden je nach gerade zur Verfügung stehenden Duty Cycle der Basisstation 104. Es ist z.B. denkbar, in Zeiten mit geringer Netzwerklast mehrere Nutzdatenteile in einer Stützbaken-Übertragung mitzusenden während in Zeiten hoher Netzwerklast nur der minimal notwendige Stützbaken ohne Nutzdaten gesendet wird, um die Synchronisation aufrecht zu erhalten. Ebenfalls ist denkbar, den Anteil an Nutzdaten mit der Anzahl an bereits einsynchronisierten Teilnehmer 106_1-106_n zu skalieren. Sind mehr Teilnehmer 106_1 - 106__n einsynchronisiert, macht es Sinn mehr Daten einzubringen, da diese Teilnehmer 106_1-106_n dann weniger Stützbaken 123_1-123_m empfangen müssen und somit (durch die Zeitoffsets) weniger oft die Synchronisation brauchen. Dadurch reduziert sich der Stromverbrauch für diese Teilnehmer 106_1-106-n. Im Systemmittel wird der Stromverbrauch reduziert.
Bei Ausführungsbeispielen erfolgt eine dynamische Anpassung der Nutzdatenanteile in den Übertragungen der Stützbaken an die Auslastung der Basisstation 104 und/oder des Funkkanals und/oder die Anzahl der einsynchronisierten Teilnehmer 106_1-106_n.
Die Nutzdaten der Multicast-Übertragung (Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung) 124 können auch mit einem zusätzlichen Fehlerschutz versehen werden, der es erlaubt die Gesamtdaten zu rekonstruieren, wenn ein oder mehrere Teile (z.B. Nutzdatenteile der Punkt- zu-Mehrpunkt-Datenübertragung 124) nicht empfangen wurden. Dies kann im Extremfall so weit gehen, dass nur ein geringer Anteil der Nutzdatenteile notwendig ist (z.B. 1/10). Der Fehlerschutz deckt also weit mehr ab, als zu erwartende Übertragungsfehler und erlaubt damit beispielsweise einem Teilnehmer, der erst einsychronisiert wird, wenn bereits ein Großteil der Nutzdaten übertragen wurde, aus den verbleibenden Übertragungen dennoch die gesamten Nutzdaten zu erhalten. Umgekehrt kann die Basisstation 104 gezielt lange vor der Übertragung aller Teile die Multicast-Übertragung (Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung) 124 abbrechen, falls alle Teilnehmer 106_1-106_n bereits ausreichend viele Teile (z.B. Nutdatenteile der Punkt-zu- Mehrpunkt-Datenübertragung) erhalten haben, um eine Rekonstruktion der Nutzdaten zu ermöglichen. Einzelne Teilnehmer können den Empfang weiterer Stützbaken einstellen, wenn die Nutzdaten aus den empfangenen Teilen rekonstruiert wurden. Die Nutzdaten werden also mit so viel Fehlerschutz erweitert, dass es gar nicht mehr das Ziel ist, jedem Teilnehmer alle Teile der fehlergeschützten Nutzdaten zukommen zu lassen.
Stattdessen wird der Fehlerschutzpuffer verwendet, um ein dynamisches ein- und aussteigen während der Übertragungen zu ermöglichen, bei dem nur ein beliebiger kleiner Anteil aller Nutzdatenteile wirklich übertragen werden muss. Entsprechend wird üblicherweise ein erheblicher Anteil der fehlergeschützten Nutzdatenteile niemals ausgesendet, da diese Nutzdatenteile nur als Reserve vorhanden sind, falls beispielsweise ein Teilnehmer erst sehr spät einsynchronisiert werden kann.
Bei Ausführungsbeispielen kann es geplant sein, nur einen kleinen Anteil von Nutzdatenteilen an die Teilnehmer zu übertragen. Die Nutzdaten bzw. Nutzdatenteile der Multicast-Übertragung (Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung) 124 haben einen hohen Fehlerschutz zur Rekonstruktion.
Bei Ausführungsbeispielen kann ein Abbruch der Übertragung / des Empfangs der Multicast- Übertragung (Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung) 124 durch die Basisstation 104 und/oder einen Teilnehmer 106_1 erfolgen, wenn ausreichend Informationen übertragen wurden.
Der Vorteil gegenüber einer zyklischen Wiederholung ist, dass bei Verlust eines Nutzdatenteils (der Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung 124) nicht auf die Wiederholung des spezifischen Nutzdatenteils gewartet werden muss, sondern einfach ein beliebiger anderer zusätzlicher Nutzdatenteil empfangen werden kann, um die Rekonstruktion (z.B. der Nutzdaten der Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung 124) zu ermöglichen. So ist es beispielsweise denkbar, dass die Basisstation 104 zunächst eine ausreichende Anzahl von Nutzdatenteilen aussendet, um eine Rekonstruktion der Nutzdaten (der Punkt-zu-Mehrpunkt- Datenübertragung 124) auch bei dem zuletzt einsynchronisierten Teilnehmer zu ermöglichen (der die wenigsten Teile empfangen konnte). Anschließend kann die Basisstation 104 noch eine gewisse Anzahl weiterer Nutzdatenteile aussenden, für den Fall, dass vorherige Nutzdatenteile nicht erfolgreich empfangen werden konnten.
2.3. Multicast Scheduling in Stützbaken
Bei Verwendung von Stützbaken 123_1-123_m muss der Zeitpunkt der Multicast- Übertragung (Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung) 124 nicht zu Beginn der Einsynchronisation feststehen. Stattdessen können bereits einsynchronisierte Teilnehmer 106_1-106_n durch die Stützbaken so lange synchron gehalten werden, bis es sinnvoll erscheint die Multicast-Übertragung (Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung) 124 durchzuführen. Beispielsweise kann die Basisstation 104 warten bis ein ausreichend großer Anteil der Teilnehmer 106_1-106_n über Unicast (z.B. eine zu einer Uplink- Datenübertragung 120 zeitlich synchronisierte Downlink-Datenübertragung 122 mit einer Signalisierungsinformation) einsychronisiert werden konnte oder bis Netz- oder Duty Cycle Kapazitäten frei sind. Es genügt, dass die Teilnehmer 106_1 -106_n lediglich die Informationen für den nächsten zu empfangenden Stützbaken kennen, vor Beginn der eigentlichen Multicast-Übertragung (Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung) 124 kann diese dann in einer Stützbake signalisiert werden. Falls Teilnehmer Stützbaken überspringen können, kann die Signalisierung mit ausreichendem Vorlauf stattfinden, um alle Teilnehmer 106_1-106_n zu erreichen.
Bei Ausführungsbeispielen kann ein Startzeitpunkt der M u Iticast-Ü bertrag u ng (Punkt-zu- Mehrpunkt-Datenübertragung) 124 nach Beginn der Einsynchronisierung auf Basis von bereits erreichten Teilnehmern und/oder Netzwerkauslastung und/oder Duty Cycle dynamisch gewählt werden.
Die Stützbaken 123_1-123_m können auch verwendet werden, um ein fein granuläres Scheduling der Teilnehmer 106_1-106_n zu erlauben. So können beispielsweise zunächst alle Teilnehmer 106_1-106_n auf den virtuellen Multicast Kanal (=Stützbaken) einsynchronisiert werden, um diese dann mit Adressierungsinformationen in den Stützbaken entweder in verschiedene Multicast Gruppen einzuteilen (siehe Fig. 13) oder einzelne Teilnehmer wieder auszusortieren wenn sich in der Zwischenzeit ergibt, dass keine Multicast-Übertragung (Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung) 124 an diese Teilnehmer notwendig ist.
Im Detail zeigt Fig. 13 in einem Diagramm eine Belegung des Frequenzbands des Kommunikationssystems bei der Übertragung von drei Punkt-zu-Mehrpunkt- Datenübertragungen 124_1 -124_3 für drei unterschiedliche Gruppen von Teilnehmern des Kommunikationssystems 100 sowie eine gemeinsame Übertragung von Stützbaken 123_1 - 123_m für die drei unterschiedlichen Gruppen von Teilnehmern des Kommunikationssystems 100, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dabei beschreibt in Fig. 13 die Ordinate die Frequenz und die Abszisse die Zeit.
Mit anderen Worten, Fig. 13 zeigt eine Aufteilung der synchronisierten Teilnehmer auf verschiedene Multicast-Übertragungen (Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragungen) 124_1 - 124-3.
Beispielsweise können so mehrere Multicast-Übertragungen (Punkt-zu-Mehrpunkt- Datenübertragungen) 124_1-124_3 einen (oder mehrere) gemeinsamen Stützbaken verwenden. Die Teilnehmer werden bis zu der Nutzdatenübertragung (z.B. Übertragung der jeweiligen Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung 124_1-124_3) gemeinsam synchron gehalten und in Gruppen eingeteilt. Vor der Nutzdatenübertragung (z.B. Übertragung der jeweiligen Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung 124_1-124_3) wird dann jeder Gruppe ein dedizierter Abstand und/oder Frequenz und/oder Sprungmuster zugeteilt für die Nutzdatenübertragung. Hierfür können z.B. Methoden aus Abschnitt 1 verwendet werden.
Bei Ausführungsbeispielen werden die Stützbaken 123_1-123_m für (z.B. zur Übertragung von) Adressierungsinformationen genutzt, um einsynchronisierte Teilnehmer auf einzelne Multicasts-Übertragungen (Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragungen) 124_1 -124_3 einzuteilen und/oder wieder auszusortieren.
Hierbei ist auch möglich einer Gruppe von Teilnehmern vorzeitig die Multicast-Übertragung (Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung) zu senden und die restlichen Teilnehmer weiterhin mit Stützbaken synchron zu halten. So kann z.B. die Multicast-Übertragung (Punkt-zu- Mehrpunkt-Datenübertragung) für eine Gruppe abgeschlossen werden, sobald alle Teilnehmer dieser Gruppe einsynchronisiert sind, während eine andere Gruppe noch auf Teilnehmer wartet. Dies kann auch von Vorteil sein, wenn es bedingt durch Netzwerkauslastung oder Duty Cycle nicht möglich ist, alle Multicast-Übertragungen (Punkt- zu-Mehrpunkt-Datenübertragungen) 124_1-124_3 zeitnah (z.B. innerhalb eines Stützbaken Intervalls) zueinander durchzuführen.
Bei Ausführungsbeispielen erfolgt eine vorzeitige Auskopplung und Abschluss der Multicast- Übertragung (Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung) für eine Gruppe von Teilnehmern während die übrigen Teilnehmer weiterhin durch Stützbaken synchron gehalten werden. 3 Weitere Ausführunqsbeispiele
Die im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele können für sich genommen oder aber auch in Kombination mit den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen implementiert bzw. angewendet werden.
Fig. 14 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens 220 zum Betrieb eines unkoordinierten sendenden Teilnehmers eines Kommunikationssystems, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren 220 umfasst einen Schritt 222 des Empfangene einer oder mehrerer Stützbaken von einer Basisstation des Kommunikationssystems, wobei die eine oder mehreren Stützbaken eine Synchronisierungsinformation aufweisen. Ferner umfasst das Verfahren 220 einen Schritt 224 des Synchronisierens des Teilnehmers auf die Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung der Basisstation basierend auf der Synchronisierungsinformation. Ferner umfasst das Verfahren 220 einen Schritt 226 des Empfangens einer Punkt-zu-Mehrpunkt Datenübertragung der Basisstation basierend auf der Synchronisierungsinformation.
Fig. 15 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens 230 zum Betrieb einer Basisstation eines Kommunikationssystems, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren 230 umfasst einen Schritt des Sendens 232 einer oder einer Mehrzahl von Stützbaken, wobei die eine oder die Mehrzahl von Stützbaken eine Synchronisierungsinformation zur Synchronisierung von unkoordiniert sendenden Teilnehmern des Kommunikationssystems aufweisen. Ferner umfasst das Verfahren 230 einen Schritt 234 des Sendens der Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung ermöglichen es Teilnehmer (z.B. Endpunkte) über lange Zeitperioden synchronisiert zu halten, um eine flexible Multicast/Broadcast-Übertragung zu einer großen Anzahl an Teilnehmern durchzuführen.
Bei Ausführungsbeispielen werden intermittierend ausgesendete Stützbaken genutzt, um die Synchronisierung auf regelmäßiger Basis aufzufrischen.
Bei Ausführungsbeispielen werden intermittierend ausgesendete Stützbaken als bedarfsweiser Multicast-Kanal (Punkt-zu-Mehrpunkt-Kanal) genutzt. Bei Ausführungsbeispielen werden intermittierend ausgesendete Stützbaken zum Multicast Scheduling genutzt.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung befassen sich mit einem System (Kommunikationssystem) zur digitalen Übertragung von Daten über ein Funkübertragungssystem. Die gesendeten Daten werden dabei typischerweise in mehreren Teilfrequenzkanälen der gesamten, zur Verfügung stehenden Bandbreite übertragen.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung können in sog. nicht koordinierten Netzten (Kommunikationssystemen) eingesetzt werden, in denen die Funkteilnehmer ihre Daten unkoordiniert (ohne vorherige Zuteilung einer Funkressource) übertragen.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung können beispielsweise in einem Kommunikationssystem, wie es in dem ETSI TS 103 357 Standard [4] definiert ist, angewendet werden.
Ausführungsbeispiele schaffen einen Teilnehmer [z.B. Endpunkt] eines Kommunikationssystems, [wobei das Kommunikationssystem in einem Frequenzband [z.B. ISM Band] drahtlos kommuniziert, welches von einer Mehrzahl von [z.B. untereinander unkoordinierten] Kommunikationssystemen genutzt wird], wobei der Teilnehmer ausgebildet ist, um Daten unkoordiniert in Bezug auf andere Teilnehmer und/oder eine Basisstation des Kommunikationssystems zu senden, wobei der Teilnehmer ausgebildet ist, um zeitlich synchronisiert zu einer gesendeten Uplink-Datenübertragung zu der Basisstation des Kommunikationssystems eine Downlink-Datenübertragung von der Basisstation zu empfangen, wobei die Downlink-Datenübertragung eine Signalisierungsinformation aufweist, wobei der Teilnehmer ausgebildet ist, um basierend auf der Signalisierungsinformation eine Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung [z.B. Multicast-Datenübertragung] von der Basisstation zu empfangen.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Signalisierungsinformation eine Information über einen Zeitpunkt der Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung aufweisen.
Beispielsweise kann die Information über den Zeitpunkt ein absoluter Zeitpunkt, ein relativer Zeitpunkt [z.B. eine definierte Zeitspanne zwischen der Downlink-Datenübertragung und der Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung] oder eine Information sein, von der der absolute oder relative Zeitpunkt abgeleitet werden kann, wie z.B. eine Anzahl von Taktzyklen eines Oszillators des Teilnehmers. Bei Ausführungsbeispielen kann die Signalisierungsinformation ferner eine Information über einen Frequenzkanal [z.B. des von dem Kommunikationssystem verwendeten Frequenzbands] der Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung aufweisen.
Beispielsweise kann die Information über den Frequenzkanal ein absoluter Frequenzkanal oder ein relativer Frequenzkanal [z.B. ein Abstand zwischen einem Frequenzkanal der Downlink-Datenübertragung und einem Frequenzkanal der Punkt-zu-Mehrpunkt- Datenübertragung] sein.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung eine Mehrzahl von Sub-Datenpaketen aufweisen, die in der Zeit- und oder Frequenz entsprechend eines Zeit- und/oder Frequenzsprungmusters verteilt übertragen werden, wobei die Signalisierungsinformation ferner eine Information über das Zeit- und oder Frequenzsprungmuster aufweist.
Beispielsweise kann die Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung eine Telegram-Splitting- basierte Datenübertragung sein. Bei einer Telegram-Splitting-basierten Datenübertragung werden die zu übertragenen Daten [z.B. [codierte] Nutzdaten der physikalischen Schicht] auf eine Mehrzahl von Sub-Datenpaketen aufgeteilt, so dass die Mehrzahl von Sub- Datenpaketen jeweils nur einen Teil der zu übertragenen Daten aufweisen, wobei die Mehrzahl von Sub-Datenpaketen nicht zusammenhängend, sondern in der Zeit und/oder Frequenz entsprechend eines Zeit- und/oder Frequenzsprungmusters verteilt übertragen werden.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Information über den Zeitpunkt der Punkt-zu-Mehrpunkt- Datenübertragung eine definierte [z.B. gewollte oder absichtliche] Ungenauigkeit aufweisen, die mindestens so groß ist, dass eine empfängerseitige Synchronisation auf die Punkt-zu- Mehrpunkt-Datenübertragung zum Empfang der Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung erforderlich ist, wobei der Teilnehmer ausgebildet ist, um eine Synchronisation auf die Punkt- zu-Mehrpunkt-Datenübertragung durchzuführen, um die Punkt-zu-Mehrpunkt- Datenübertragung zu empfangen.
Bei Ausführungsbeispielen kann die definierte Ungenauigkeit im Bereich von 1 bis 10.000 Symboldauern liegen. Bei Ausführungsbeispielen kann die definierte Ungenauigkeit in Abhängigkeit eines zeitlichen Abstands bis zur Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung einer nichtlinearen Skalierung [z. B. eine logarithmische Skalierung] unterliegen, so dass die Ungenauigkeit mit steigendem Abstand bis zur Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung größer ist.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Downlink-Datenübertragung ferner eine T aktgeberkorrekturinformation [z. B Quarzoffset in ppm gilt für Zeitgeber und Frequenzgeber] zur Korrektur einer Taktabweichung eines Taktgebers des Teilnehmers aufweisen, wobei der Teilnehmer ausgebildet ist, um eine Taktabweichung des Taktgebers basierend auf der T aktgeberkorrekturinformation zu korrigieren.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Uplink-Datenübertragung eine erste Uplink- Datenübertragung sein, wobei die Downlink-Datenübertragung eine erste Downlink- Datenübertragung ist, wobei die Signalisierungsinformation eine erste Signalisierungsinformation ist, wobei die erste Signalisierungsinformation einen Zeitraum oder Zeitpunkt [z.B. groben Zeitpunkt] für eine zweite Uplink-Datenübertragung [z.B. die auf die erste Uplink-Datenübertragung folgt] signalisiert, wobei der Teilnehmer ausgebildet ist, um in dem signalisierten Zeitraum die zweite Uplink-Datenübertragung zu der Basisstation zu senden und um zeitlich synchronisiert zu der zweiten Uplink-Datenübertragung eine zweite Downlink-Datenübertragung von der Basisstation zu empfangen, wobei die zweite Downlink-Datenübertragung eine zweite Signalisierungsinformation aufweist, wobei der Teilnehmer ausgebildet ist, um basierend auf der zweiten Signalisierungsinformation die Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung [z.B. Multicast-Datenübertragung] zu Empfangen.
Bei Ausführungsbeispielen kann die zweite Signalisierungsinformation eine Information über einen Zeitpunkt der Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung aufweisen.
Bei Ausführungsbeispielen kann die zweite Signalisierungsinformation ferner eine Information über einen Frequenzkanal [z.B. des von dem Kommunikationssystem verwendeten Frequenzbands] der Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung aufweisen.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung eine Mehrzahl von Sub-Datenpaketen aufweisen, die in der Zeit- und oder Frequenz entsprechend eines Zeit- und/oder Frequenzsprungmusters verteilt übertragen werden, wobei die zweite Signalisierungsinformation ferner eine Information über das Zeit- und oder Frequenzsprungmuster aufweist. Bei Ausführungsbeispielen kann der Teilnehmer ausgebildet sein, um, falls die zweite Downlink-Datenübertragung nicht erfolgreich empfangen werden konnte [z.B. falls die zweite Downlink-Datenübertragung nicht erfolgte oder gestört war], eine dritte Uplink- Datenübertragung zu der Basisstation zu senden und um zeitlich synchronisiert zu der dritten Uplink-Datenübertragung eine dritte Downlink-Datenübertragung von der Basisstation zu empfangen, wobei die dritte Downlink-Datenübertragung eine dritte Signalisierungsinformation aufweist, wobei der Teilnehmer ausgebildet ist, um basierend auf der dritten Signalisierungsinformation die Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung [z.B. Multicast-Datenübertragung] zu Empfangen.
Bei Ausführungsbeispielen kann die erste Downlink-Datenübertragung oder die zweite Downlink-Datenübertragung ferner eine T aktgeberkorrekturinformation aufweisen, die eine Taktabweichung eines Taktgebers des Teilnehmers in Bezug auf einen Referenztakt beschreibt, wobei der Teilnehmer ausgebildet ist, um die Punkt-zu-Mehrpunkt- Datenübertragung unter Verwendung der T aktgeberkorrekturinformation zu empfangen [z.B. um eine Taktabweichung des Taktgebers basierend auf der T aktgeberkorrekturinformation für den Empfang der Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung] zu korrigieren.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Uplink-Datenübertragung eine erste Uplink- Datenübertragung sein, wobei die Downlink-Datenübertragung eine erste Downlink- Datenübertragung ist, wobei die Signalisierungsinformation eine erste Signalisierungsinformation ist, wobei die erste Signalisierungsinformation eine Information über einen groben Zeitpunkt der Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung aufweist, [z.B. wobei die Information über den groben Zeitpunkt der Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung für einen Empfang der Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung zu ungenau ist], wobei der Teilnehmer ausgebildet ist, um vor dem groben Zeitpunkt der Punkt-zu-Mehrpunkt- Datenübertragung eine vierte Uplink-Datenübertragung zu der Basisstation zu senden und um zeitlich synchronisiert zu der vierten Uplink-Datenübertragung eine vierte Downlink- Datenübertragung von der Basisstation zu empfangen, wobei die vierte Downlink- Datenübertragung eine vierte Signalisierungsinformation aufweist, wobei der Teilnehmer ausgebildet ist, um basierend auf der vierten Signalisierungsinformation die Punkt-zu- Mehrpunkt-Datenübertragung [z.B. Multicast-Datenübertragung] zu Empfangen.
Bei Ausführungsbeispielen kann die vierte Signalisierungsinformation eine Information über einen Zeitpunkt der Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung aufweisen. Bei Ausführungsbeispielen kann die vierte Signalisierungsinformation ferner eine Information über einen Frequenzkanal [z.B. des von dem Kommunikationssystem verwendeten Frequenzbands] der Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung aufweisen.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung eine Mehrzahl von Sub-Datenpaketen aufweisen, die in der Zeit- und oder Frequenz entsprechend eines Zeit- und/oder Frequenzsprungmusters verteilt übertragen werden, wobei die vierte Signalisierungsinformation ferner eine Information über das Zeit- und oder Frequenzsprungmuster aufweist.
Bei Ausführungsbeispielen kann die erste Downlink-Datenübertragung oder die vierte Downlink-Datenübertragung ferner eine T aktgeberkorrekturinformation zur Korrektur einer T aktabweichung eines Taktgebers des Teilnehmers aufweisen, wobei der Teilnehmer ausgebildet ist, um eine Taktabweichung des Taktgebers basierend auf der Taktgeberkorrekturinformation zu korrigieren.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Signalisierungsinformation eine erste Signalisierungsinformation sein, wobei die erste Signalisierungsinformation eine Information über einen Zeitpunkt eines Stützbakens aufweist, wobei der Teilnehmer ausgebildet ist, um basierend auf der ersten Signalisierungsinformation den Stützbaken zu empfangen, wobei der Stützbaken eine fünfte Signalisierungsinformation aufweist, wobei der Teilnehmer ausgebildet ist, um basierend auf der fünften Signalisierungsinformation die Punkt-zu- Mehrpunkt-Datenübertragung [z.B. Multicast-Datenübertragung] zu Empfangen.
Bei Ausführungsbeispielen kann die erste Signalisierungsinformation ferner eine Information über einen Frequenzkanal [z.B. des von dem Kommunikationssystem verwendeten
Frequenzbands] oder einen Frequenzoffset des Stützbakens aufweisen.
Bei Ausführungsbeispielen kann die fünfte Signalisierungsinformation eine Information über einen Zeitpunkt der Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung aufweisen.
Bei Ausführungsbeispielen kann die fünfte Signalisierungsinformation ferner eine Information über einen Frequenzkanal [z.B. des von dem Kommunikationssystem verwendeten
Frequenzbands] der Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung aufweisen.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung eine Mehrzahl von Sub-Datenpaketen aufweisen, die in der Zeit- und oder Frequenz entsprechend eines Zeit- und/oder Frequenzsprungmusters verteilt übertragen werden, wobei die fünfte Signalisierungsinformation ferner eine Information über das Zeit- und oder Frequenzsprungmuster aufweist.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Downlink-Datenübertragung oder der Stützbaken ferner eine T aktgeberkorrekturinformation zur Korrektur einer Taktabweichung eines Taktgebers des Teilnehmers aufweisen, wobei der Teilnehmer ausgebildet ist, um eine Taktabweichung des Taktgebers basierend auf der T aktgeberkorrekturinformation zu korrigieren.
Bei Ausführungsbeispielen kann der Teilnehmer ausgebildet sein, um Daten asynchron zu anderen Teilnehmern und/oder der Basisstation des Kommunikationssystems zu senden.
Beispielsweise kann der Teilnehmer ausgebildet sein, um die Uplink-Datenübertragung asynchron zu der Basisstation zu senden.
Bei Ausführungsbeispielen kann der Teilnehmer ausgebildet sein, um die Uplink- Datenübertragung zu einem zufälligen oder pseudozufälligen Zeitpunkt zu der Basisstation zu senden.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Uplink-Datenübertragung eine Mehrzahl von Sub- Datenpaketen aufweisen, die in der Zeit- und oder Frequenz entsprechend eines Zeit- und/oder Frequenzsprungmusters verteilt übertragen werden.
Beispielsweise kann die Uplink-Datenübertragung eine T elegram-Splitting-basierte Datenübertragung sein. Bei einer Telegram-Splitting-basierten Datenübertragung werden die zu übertragenen Daten [z.B. (codierte) Nutzdaten der physikalischen Schicht] auf eine Mehrzahl von Sub-Datenpaketen aufgeteilt, so dass die Mehrzahl von Sub-Datenpaketen jeweils nur einen Teil der zu übertragenen Daten aufweisen, wobei die Mehrzahl von Sub- Datenpaketen nicht zusammenhängend, sondern in der Zeit und/oder Frequenz entsprechend eines Zeit- und/oder Frequenzsprungmusters verteilt übertragen werden.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Downlink-Datenübertragung eine Mehrzahl von Sub- Datenpaketen aufweisen, die in der Zeit- und oder Frequenz entsprechend eines Zeit- und/oder Frequenzsprungmusters verteilt übertragen werden.
Beispielsweise kann die Downlink-Datenübertragung eine Telegram-Splitting-basierte Datenübertragung sein. Bei einer Telegram-Splitting-basierten Datenübertragung werden die zu übertragenen Daten [z.B. (codierte) Nutzdaten der physikalischen Schicht] auf eine Mehrzahl von Sub-Datenpaketen aufgeteilt, so dass die Mehrzahl von Sub-Datenpaketen jeweils nur einen Teil der zu übertragenen Daten aufweisen, wobei die Mehrzahl von Sub- Datenpaketen nicht zusammenhängend, sondern in der Zeit und/oder Frequenz entsprechend eines Zeit- und/oder Frequenzsprungmusters verteilt übertragen werden].
Bei Ausführungsbeispielen kann der Teilnehmer ein Sensorknoten oder Aktorknoten sein.
Bei Ausführungsbeispielen kann der Teilnehmer batteriebetrieben sein.
Bei Ausführungsbeispielen kann der Teilnehmer ein Energy-Harvesting-Element zur elektrischen Energiegewinnung aufweisen.
Weitere Ausführungsbeispiele schaffen eine Basisstation eines Kommunikationssystems, [wobei das Kommunikationssystem in einem Frequenzband [z.B. ISM Band] drahtlos kommuniziert, welches von einer Mehrzahl von [z.B. untereinander unkoordinierten] Kommunikationssystemen genutzt wird], wobei die Basisstation ausgebildet ist, um eine Uplink-Datenübertragung von einem Teilnehmer des Kommunikationssystems zu empfangen, wobei die Uplink-Datenübertragung unkoordiniert ist, wobei die Basisstation ausgebildet ist, um zeitlich synchronisiert zu der empfangenen Uplink-Datenübertragung des Teilnehmers eine Downlink-Datenübertragung zu dem Teilnehmer zu senden, wobei die Downlink-Datenübertragung eine Signalisierungsinformation aufweist, wobei die Signalisierungsinformation eine nachfolgende Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung oder eine der Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung vorangehende weitere Datenübertragung signalisiert, wobei die Basisstation ausgebildet ist, um die Punkt-zu-Mehrpunkt- Datenübertragung entsprechend der Signalisierungsinformation [z.B. zu einer Mehrzahl von Teilnehmern des Kommunikationssystems, wobei der Teilnehmer Teil der Mehrzahl von Teilnehmern ist,] zu senden.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Signalisierungsinformation eine Information über einen Zeitpunkt der Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung aufweisen.
Beispielsweise kann die Information über den Zeitpunkt ein absoluter Zeitpunkt, ein relativer Zeitpunkt [z.B. eine definierte Zeitspanne zwischen der Downlink-Datenübertragung und der Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung] oder eine Information sein, von der der absolute oder relative Zeitpunkt abgeleitet werden kann, wie z.B. eine Anzahl von T aktzyklen eines Oszillators des Teilnehmers. Bei Ausführungsbeispielen kann die Signalisierungsinformation ferner eine Information über einen Frequenzkanal [z.B. des von dem Kommunikationssystem verwendeten Frequenzbands] der Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung aufweisen.
Beispielsweise kann die Information über den Frequenzkanal ein absoluter Frequenzkanal oder ein relativer Frequenzkanal [z.B. ein Abstand zwischen einem Frequenzkanal der Downlink-Datenübertragung und einem Frequenzkanal der Punkt-zu-Mehrpunkt- Datenübertragung] sein.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung eine Mehrzahl von Sub-Datenpaketen aufweisen, die in der Zeit- und oder Frequenz entsprechend eines Zeit- und/oder Frequenzsprungmusters verteilt übertragen werden, wobei die Signalisierungsinformation ferner eine Information über das Zeit- und oder Frequenzsprungmuster aufweist.
Beispielsweise kann die Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung eine Telegram-Splitting- basierte Datenübertragung sein. Bei einer Telegram-Splitting-basierten Datenübertragung werden die zu übertragenen Daten [z.B. [codierte] Nutzdaten der physikalischen Schicht] auf eine Mehrzahl von Sub-Datenpaketen aufgeteilt, so dass die Mehrzahl von Sub- Datenpaketen jeweils nur einen Teil der zu übertragenen Daten aufweisen, wobei die Mehrzahl von Sub-Datenpaketen nicht zusammenhängend, sondern in der Zeit und/oder Frequenz entsprechend eines Zeit- und/oder Frequenzsprungmusters verteilt übertragen werden.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Information über den Zeitpunkt der Punkt-zu-Mehrpunkt- Datenübertragung eine definierte [z.B. gewollte oder absichtliche] Ungenauigkeit aufweisen, die mindestens so groß ist, dass eine empfängerseitige Synchronisation auf die Punkt-zu- Mehrpunkt-Datenübertragung zum Empfang der Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung erforderlich ist.
Bei Ausführungsbeispielen kann die definierte Ungenauigkeit im Bereich von 1 bis 10.000 Symboldauern liegen.
Bei Ausführungsbeispielen kann die definierte Ungenauigkeit in Abhängigkeit eines zeitlichen Abstands bis zur Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung einer nichtlinearen Skalierung unterliegen, so dass die Ungenauigkeit mit steigendem Abstand bis zur Punkt-zu-Mehrpunkt- Datenübertragung größer ist.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Basisstation ausgebildet sein, um basierend auf der Uplink-Datenübertragung des Teilnehmers eine Taktabweichung eines Taktgebers des Teilnehmers zu ermitteln, wobei die Basisstation ausgebildet ist, um die Downlink- Datenübertragung mit einer Taktgeberkorrekturinformation zur Korrektur der Taktabweichung des Taktgebers des Teilnehmers zu versehen.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Basisstation ausgebildet sein, um basierend auf der Uplink-Datenübertragung des Teilnehmers eine Taktabweichung eines Taktgebers des Teilnehmers zu ermitteln, wobei die Information über den Zeitpunkt der Punkt-zu-Mehrpunkt Datenübertragung, die die Signalisierungsinformation aufweist, die Taktabweichung des Taktgebers des Teilnehmers berücksichtigt [z.B. derart, dass die Taktabweichung des Taktgebers kompensiert wird], und/oder wobei die Information über den Frequenzkanal der Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung, die die Signalisierungsinformation aufweist, die Taktabweichung des Taktgebers des Teilnehmers berücksichtigt [z.B. derart, dass die Taktabweichung des Taktgebers kompensiert wird].
Bei Ausführungsbeispielen kann die Uplink-Datenübertragung eine erste Uplink- Datenübertragung sein, wobei die Downlink-Datenübertragung eine erste Downlink- Datenübertragung ist, wobei die Signalisierungsinformation eine erste Signalisierungsinformation ist, wobei die erste Signalisierungsinformation einen Zeitraum oder Zeitpunkt [z.B. groben Zeitpunkt] für eine zweite Uplink-Datenübertragung [z.B. die auf die erste Uplink-Datenübertragung folgt] signalisiert, wobei die Basisstation ausgebildet ist, um in dem signalisierten Zeitraum die zweite Uplink-Datenübertragung von dem Teilnehmer zu empfangen und um zeitlich synchronisiert zu der zweiten Uplink-Datenübertragung eine zweite Downlink-Datenübertragung zu dem Teilnehmer zu senden, wobei die zweite Downlink-Datenübertragung eine zweite Signalisierungsinformation aufweist, wobei die zweite Signalisierungsinformation die nachfolgende Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung signalisiert, [z.B. wobei die zweite Uplink-Datenübertragung und/oder die zweite Downlink- Datenübertragung die weitere Datenübertragung ist], wobei die Basisstation ausgebildet ist, um die Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung entsprechend der zweiten Signalisierungsinformation [z.B. zu einer Mehrzahl von Teilnehmern des Kommunikationssystems, wobei der Teilnehmer Teil der Mehrzahl von Teilnehmern ist,] zu senden. Bei Ausführungsbeispielen kann die zweite Signalisierungsinformation eine Information über einen Zeitpunkt der Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung aufweisen.
Bei Ausführungsbeispielen kann die zweite Signalisierungsinformation ferner eine Information über einen Frequenzkanal [z.B. des von dem Kommunikationssystem verwendeten Frequenzbands] der Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung aufweisen.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung eine Mehrzahl von Sub-Datenpaketen aufweisen, die in der Zeit- und oder Frequenz entsprechend eines Zeit- und/oder Frequenzsprungmusters verteilt übertragen werden, wobei die zweite Signalisierungsinformation ferner eine Information über das Zeit- und oder Frequenzsprungmuster aufweist.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Basisstation ausgebildet sein, um basierend auf der zweiten Uplink-Datenübertragung des Teilnehmers eine Taktabweichung eines Taktgebers des Teilnehmers zu ermitteln, wobei die Basisstation ausgebildet ist, um die zweite Downlink-Datenübertragung mit einer T aktgeberkorrekturinformation zur Korrektur der Taktabweichung des Taktgebers des Teilnehmers zu versehen.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Basisstation ausgebildet sein, um basierend auf der ersten oder zweiten Uplink-Datenübertragung des Teilnehmers eine Taktabweichung eines Taktgebers des Teilnehmers zu ermitteln, wobei die Information über den Zeitpunkt der Punkt-zu-Mehrpunkt Datenübertragung, die die zweite Signalisierungsinformation aufweist, die Taktabweichung des Taktgebers des Teilnehmers berücksichtigt [z.B. derart, dass die Taktabweichung des Taktgebers kompensiert wird].
Bei Ausführungsbeispielen kann die Uplink-Datenübertragung eine erste Uplink- Datenübertragung sein, wobei die Downlink-Datenübertragung eine erste Downlink- Datenübertragung ist, wobei die Signalisierungsinformation eine erste Signalisierungsinformation ist, wobei die erste Signalisierungsinformation eine Information über einen groben Zeitpunkt der Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung aufweist, [z.B. wobei die Information über den groben Zeitpunkt der Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung für einen Empfang der Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung zu ungenau ist], wobei die Basisstation ausgebildet ist, um vor dem groben Zeitpunkt der Punkt-zu-Mehrpunkt- Datenübertragung eine vierte Uplink-Datenübertragung von dem Teilnehmer zu empfangen und um zeitlich synchronisiert zu der vierten Uplink-Datenübertragung eine vierte Downlink- Datenübertragung zu dem Teilnehmer zu senden, wobei die vierte Downlink- Datenübertragung eine vierte Signalisierungsinformation aufweist, wobei die vierte Signalisierungsinformation die nachfolgende Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung signalisiert, [z.B. wobei die vierte Uplink-Datenübertragung und/oder die vierte Downlink- Datenübertragung die weitere Datenübertragung ist], wobei die Basisstation ausgebildet ist, um die Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung entsprechend der vierten Signalisierungsinformation [z.B. zu einer Mehrzahl von Teilnehmern des Kommunikationssystems, wobei der Teilnehmer Teil der Mehrzahl von Teilnehmern ist,] zu senden.
Bei Ausführungsbeispielen kann die vierte Signalisierungsinformation eine Information über einen Zeitpunkt der Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung aufweisen.
Bei Ausführungsbeispielen kann die vierte Signalisierungsinformation ferner eine Information über einen Frequenzkanal [z.B. des von dem Kommunikationssystem verwendeten Frequenzbands] der Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung aufweisen.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung eine Mehrzahl von Sub-Datenpaketen aufweisen, die in der Zeit- und oder Frequenz entsprechend eines Zeit- und/oder Frequenzsprungmusters verteilt übertragen werden, wobei die vierte Signalisierungsinformation ferner eine Information über das Zeit- und oder Frequenzsprungmuster aufweist.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Basisstation ausgebildet sein, um basierend auf der vierten Uplink-Datenübertragung des Teilnehmers eine Taktabweichung eines Taktgebers des Teilnehmers zu ermitteln, wobei die Basisstation ausgebildet ist, um die vierte Downlink- Datenübertragung mit einer T aktgeberkorrekturinformation zur Korrektur der Taktabweichung des Taktgebers des Teilnehmers zu versehen.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Basisstation ausgebildet sein, um basierend auf der vierten Uplink-Datenübertragung des Teilnehmers eine Taktabweichung eines Taktgebers des Teilnehmers zu ermitteln, wobei die Information über den Zeitpunkt der Punkt-zu- Mehrpunkt Datenübertragung, die die vierte Signalisierungsinformation aufweist, die Taktabweichung des Taktgebers des Teilnehmers berücksichtigt [z.B. derart, dass die Taktabweichung des Taktgebers kompensiert wird], und/oder wobei die Information über den Frequenzkanal der Punkt-zu-Mehrpunkt Datenübertragung, die die vierte Signalisierungsinformation aufweist, die Taktabweichung des Taktgebers des Teilnehmers berücksichtigt [z.B. derart, dass die Taktabweichung des Taktgebers kompensiert wird]. Bei Ausführungsbeispielen kann die Signalisierungsinformation eine erste Signalisierungsinformation sein, wobei die erste Signalisierungsinformation eine Information über einen Zeitpunkt eines Stützbakens aufweist, wobei die Basisstation ausgebildet ist, um den Stützbaken entsprechend der ersten Signalisierungsinformation [z.B. zu einer Mehrzahl von Teilnehmern des Kommunikationssystems, wobei der Teilnehmer Teil der Mehrzahl von Teilnehmern ist,] zu senden, wobei der Stützenbaken eine fünfte Signalisierungsinformation aufweist, wobei die fünfte Signalisierungsinformation die nachfolgende Punkt-zu-Mehrpunkt- Datenübertragung signalisiert, [z.B. wobei der Stützbaken die weitere Datenübertragung ist].
Bei Ausführungsbeispielen kann die erste Signalisierungsinformation ferner eine Information über einen Frequenzkanal [z.B. des von dem Kommunikationssystem verwendeten
Frequenzbands] des Stützbakens aufweisen.
Bei Ausführungsbeispielen kann die fünfte Signalisierungsinformation eine Information über einen Zeitpunkt der Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung aufweisen.
Bei Ausführungsbeispielen kann die fünfte Signalisierungsinformation ferner eine Information über einen Frequenzkanal [z.B. des von dem Kommunikationssystem verwendeten
Frequenzbands] der Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung aufweisen.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung eine Mehrzahl von Sub-Datenpaketen aufweisen, die in der Zeit- und oder Frequenz entsprechend eines Zeit- und/oder Frequenzsprungmusters verteilt übertragen werden, wobei die fünfte Signalisierungsinformation ferner eine Information über das Zeit- und oder Frequenzsprungmuster aufweist.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Basisstation ausgebildet sein, um basierend auf der Uplink-Datenübertragung des Teilnehmers eine Taktabweichung eines Taktgebers des Teilnehmers zu ermitteln, wobei die Basisstation ausgebildet ist, um die Downlink- Datenübertragung oder den Stützbaken mit einer T aktgeberkorrekturinformation zur Korrektur der Taktabweichung des Taktgebers des Teilnehmers zu versehen.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Basisstation ausgebildet sein, um basierend auf der Uplink-Datenübertragung des Teilnehmers eine Taktabweichung eines Taktgebers des Teilnehmers zu ermitteln, wobei die Information über den Zeitpunkt der Punkt-zu-Mehrpunkt Datenübertragung, die die fünfte Signalisierungsinformation aufweist, die Taktabweichung des Taktgebers des Teilnehmers berücksichtigt [z.B. derart, dass die Taktabweichung des Taktgebers kompensiert wird].
Weitere Ausführungsbeispiele schaffen ein Verfahren zum Betrieb eines Teilnehmers eines Kommunikationssystems. Das Verfahren umfasst einen Schritt des Sendens einer Uplink- Datenübertragung zu einer Basisstation des Kommunikationssystems, wobei die Uplink- Datenübertragung unkoordiniert ist. Ferner umfasst das Verfahren einen Schritt des Empfangene einer Downlink-Datenübertragung von der Basisstation zeitlich synchronisiert zu der Uplink-Datenübertragung, wobei die Downlink-Datenübertragung eine Signalisierungsinformation aufweist. Ferner umfasst das Verfahren einen Schritt des Empfangene einer Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung [z.B. Multicast-Datenübertragung] von der Basisstation basierend auf der Signalisierungsinformation.
Weitere Ausführungsbeispiele schaffen ein Verfahren zum Betrieb einer Basisstation eines Kommunikationssystems. Das Verfahren umfasst einen Schritt des Empfangene einer Uplink-Datenübertragung von einem Teilnehmer des Kommunikationssystems, wobei die Uplink-Datenübertragung unkoordiniert ist. Ferner umfasst das Verfahren einen Schritt des Sendens einer Downlink-Datenübertragung zu dem Teilnehmer zeitlich synchronisiert zu der Uplink-Datenübertragung, wobei die Downlink-Datenübertragung eine Signalisierungsinformation aufweist, wobei die Signalisierungsinformation eine nachfolgende Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung oder eine der Punkt-zu-Mehrpunkt- Datenübertragung vorangehende weitere Datenübertragung signalisiert. Ferner umfasst das Verfahren einen Schritt des Sendens der Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung entsprechend der Signalisierungsinformation [z.B. zu einer Mehrzahl von Teilnehmern des Kommunikationssystems, wobei der Teilnehmer Teil der Mehrzahl von Teilnehmern ist].
Obwohl manche Aspekte im Zusammenhang mit einer Vorrichtung beschrieben wurden, versteht es sich, dass diese Aspekte auch eine Beschreibung des entsprechenden Verfahrens darstellen, sodass ein Block oder ein Bauelement einer Vorrichtung auch als ein entsprechender Verfahrensschritt oder als ein Merkmal eines Verfahrensschrittes zu verstehen ist. Analog dazu stellen Aspekte, die im Zusammenhang mit einem oder als ein Verfahrensschritt beschrieben wurden, auch eine Beschreibung eines entsprechenden Blocks oder Details oder Merkmals einer entsprechenden Vorrichtung dar. Einige oder alle der Verfahrensschritte können durch einen Hardware-Apparat (oder unter Verwendung eines Hardware-Apparats), wie zum Beispiel einen Mikroprozessor, einen programmierbaren Computer oder eine elektronische Schaltung ausgeführt werden. Bei einigen Ausführungsbeispielen können einige oder mehrere der wichtigsten Verfahrensschritte durch einen solchen Apparat ausgeführt werden.
Je nach bestimmten Implementierungsanforderungen können Ausführungsbeispiele der Erfindung in Hardware oder in Software implementiert sein. Die Implementierung kann unter Verwendung eines digitalen Speichermediums, beispielsweise einer Floppy-Disk, einer DVD, einer Blu-ray Disc, einer CD, eines ROM, eines PROM, eines EPROM, eines EEPROM oder eines FLASH-Speichers, einer Festplatte oder eines anderen magnetischen oder optischen Speichers durchgeführt werden, auf dem elektronisch lesbare Steuersignale gespeichert sind, die mit einem programmierbaren Computersystem derart Zusammenwirken können oder Zusammenwirken, dass das jeweilige Verfahren durchgeführt wird. Deshalb kann das digitale Speichermedium computerlesbar sein.
Manche Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung umfassen also einen Datenträger, der elektronisch lesbare Steuersignale aufweist, die in der Lage sind, mit einem programmierbaren Computersystem derart zusammenzuwirken, dass eines der hierin beschriebenen Verfahren durchgeführt wird.
Allgemein können Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung als
Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode implementiert sein, wobei der Programmcode dahin gehend wirksam ist, eines der Verfahren durchzuführen, wenn das Computerprogrammprodukt auf einem Computer abläuft.
Der Programmcode kann beispielsweise auch auf einem maschinenlesbaren T räger gespeichert sein.
Andere Ausführungsbeispiele umfassen das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren, wobei das Computerprogramm auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist.
Mit anderen Worten ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens somit ein Co m p ute rprog ra m m , das einen Programmcode zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren aufweist, wenn das Computerprogramm auf einem Computer abläuft.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Verfahren ist somit ein Datenträger (oder ein digitales Speichermedium oder ein computerlesbares Medium), auf dem das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren aufgezeichnet ist. Der Datenträger, das digitale Speichermedium oder das computerlesbare Medium sind typischerweise gegenständlich und/oder nichtvergänglich bzw. nichtvorübergehend.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens ist somit ein Datenstrom oder eine Sequenz von Signalen, der bzw. die das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren darstellt bzw. darstellen. Der Datenstrom oder die Sequenz von Signalen kann bzw. können beispielsweise dahin gehend konfiguriert sein, über eine Datenkommunikationsverbindung, beispielsweise über das Internet, transferiert zu werden.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel umfasst eine Verarbeitungseinrichtung, beispielsweise einen Computer oder ein programmierbares Logikbauelement, die dahin gehend konfiguriert oder angepasst ist, eines der hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel umfasst einen Computer, auf dem das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren installiert ist.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung umfasst eine Vorrichtung oder ein System, die bzw. das ausgelegt ist, um ein Computerprogramm zur Durchführung zumindest eines der hierin beschriebenen Verfahren zu einem Empfänger zu übertragen. Die Übertragung kann beispielsweise elektronisch oder optisch erfolgen. Der Empfänger kann beispielsweise ein Computer, ein Mobilgerät, ein Speichergerät oder eine ähnliche Vorrichtung sein. Die Vorrichtung oder das System kann beispielsweise einen Datei-Server zur Übertragung des Computerprogramms zu dem Empfänger umfassen.
Bei manchen Ausführungsbeispielen kann ein programmierbares Logikbauelement (beispielsweise ein feldprogrammierbares Gatterarray, ein FPGA) dazu verwendet werden, manche oder alle Funktionalitäten der hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann ein feldprogrammierbares Gatterarray mit einem Mikroprozessor Zusammenwirken, um eines der hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen. Allgemein werden die Verfahren bei einigen Ausführungsbeispielen seitens einer beliebigen Hardwarevorrichtung durchgeführt. Diese kann eine universell einsetzbare Hardware wie ein Computerprozessor (CPU) sein oder für das Verfahren spezifische Hardware, wie beispielsweise ein ASIC. Die hierin beschriebenen Vorrichtungen können beispielsweise unter Verwendung eines H a rd wa re-Ap pa rats , oder unter Verwendung eines Computers, oder unter Verwendung einer Kombination eines Hardware-Apparats und eines Computers implementiert werden. Die hierin beschriebenen Vorrichtungen, oder jedwede Komponenten der hierin beschriebenen Vorrichtungen können zumindest teilweise in Hardware und/oder in Software (Computerprogramm) implementiert sein.
Die hierin beschriebenen Verfahren können beispielsweise unter Verwendung eines Hardware-Apparats, oder unter Verwendung eines Computers, oder unter Verwendung einer Kombination eines Hardware-Apparats und eines Computers implementiert werden.
Die hierin beschriebenen Verfahren, oder jedwede Komponenten der hierin beschriebenen Verfahren können zumindest teilweise durch Hardware und/oder durch Software ausgeführt werden.
Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele stellen lediglich eine Veranschaulichung der Prinzipien der vorliegenden Erfindung dar. Es versteht sich, dass Modifikationen und Variationen der hierin beschriebenen Anordnungen und Einzelheiten anderen Fachleuten einleuchten werden. Deshalb ist beabsichtigt, dass die Erfindung lediglich durch den Schutzumfang der nachstehenden Patentansprüche und nicht durch die spezifischen Einzelheiten, die anhand der Beschreibung und der Erläuterung der Ausführungsbeispiele hierin präsentiert wurden, beschränkt sei.
Literaturverzeichnis
[1] G. Kilian, M. Breiling, H. H. Petkov, H. Lieske, F. Beer, J, Robert, and A. Heuberger,
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[2] DE 10 2011 082 098 B1
[3] DE 10 2017 206 236 A1
[4] ETSI TS 103 357 Standard v1.1.1 [5] DE 10 2017 204 186 A1

Claims

Patentansprüche
1. Teilnehmer (106_1) eines Kommunikationssystems (100), wobei der Teilnehmer (106_1) ausgebildet ist, um Daten unkoordiniert in Bezug auf andere Teilnehmer (106_1 ) und/oder eine Basisstation (104) des Kommunikationssystems (100) zu senden, wobei der Teilnehmer (106_1) ausgebildet ist, um eine oder mehrere Stützbaken (123_1 ; 123_1-123_m) von der Basisstation (104) des Kommunikationssystems (100) zu empfangen, wobei die eine oder mehreren Stützbaken (123_1 ; 123_1-123_m) eine Synchronisierungsinformation aufweisen, wobei der Teilnehmer (106_1) ausgebildet ist, um basierend auf der Synchronisierungsinformation eine Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung (124) der Basisstation (104) zu empfangen.
2. Teilnehmer (106_1 ) nach dem vorausgehenden Anspruch, wobei der Teilnehmer (106_1) ausgebildet ist, um zeitlich synchronisiert zu einer gesendeten Uplink-Datenübertragung (120) zu der Basisstation (104) eine Downlink- Datenübertragung (122) von der Basisstation (104) zu empfangen, wobei die Downlink-Datenübertragung (122) eine Signalisierungsinformation aufweist, wobei die Signalisierungsinformation die Übertragung der Stützbake (123_1) oder zumindest einer der mehreren Stützbaken (123_1-123_m) signalisiert, wobei der Teilnehmer (106_1 ) ausgebildet ist, um die eine oder zumindest eine der mehreren Stützbaken (123_1; 123_1-123_m) basierend auf der
Signalisierungsinformation zu empfangen.
3. Teilnehmer (106_1) nach dem vorangehenden Anspruch, wobei die Signalisierungsinformation eine Information über zumindest einem aus - einen Zeitpunkt oder Zeitabstand der Übertragung der einen Stützbake (123_1 ) oder zumindest einer der mehreren Stützbaken (123_1-123_m), einen Frequenzkanal oder Frequenzabstand der Übertragung der einen Stützbake (123_1) oder zumindest einer der mehreren Stützbaken (123_1- 123_m),
- ein Zeit- und/oder Frequenzsprungmuster basierend auf dem die Stützbaken (123_1-123_m) übertragen werden,
aufweist.
4. Teilnehmer (106_1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Synchronisierungsinformation eine Information über zumindest einem aus
- einen Zeitpunkt oder Zeitabstand der Übertragung einer weiteren Stützbake und/oder der Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung (124),
- einen Frequenzkanal oder Frequenzabstand der Übertragung einer weiteren Stützbake und/oder der Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung (124), und
- ein Zeit- und/oder Frequenzsprungmuster basierend auf dem eine weitere Stützbake und/oder die Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung (124) übertragen wird,
aufweist.
5. Teilnehmer (106_1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Synchronisierungsinformation eine Synchronisationssequenz zur Synchronisierung des Teilnehmers (106_1 ) auf die jeweilige Stützbake (123_1- 123_m) aufweist, wobei der Teilnehmer (106_1) ausgebildet ist, um sich basierend auf der Synchronisationssequenz auf die jeweilige Stützbake (123_1-123_m) zu synchronisieren.
6. Teilnehmer (106_1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Teilnehmer (106_1) ausgebildet ist, um die mehreren Stützbaken (123_1- 123_m) zu empfangen, um sich basierend auf der in den Stützbaken (123_1-123_m) enthaltenen Synchronisierungsinformation auf die Punkt-zu-Mehrpunkt- Datenübertragung (124) der Basisstation (104) zu synchronisieren und/oder synchronisiert zu halten.
7. Teilnehmer (106_1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die mehreren Stützbaken (123_1-123_m) in regelmäßigen Abständen oder im Mittel in regelmäßigen Abständen übertragen werden, wobei dem Teilnehmer (106_1) die Abstände zwischen den Übertragungen der Stützbaken (123_1-123_m) bekannt sind.
8. Teilnehmer (106_1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die mehreren Stützbaken (123_1-123_m) zu vorgegebenen Zeitpunkten und/oder mit vorgegebenen Zeitabständen und/oder in vorgegebenen Frequenzkanälen und/oder in vorgegebenen Frequenzkanalabständen und/oder entsprechend eines vorgegebenen Zeitsprungmusters und/oder entsprechend eines vorgegebenen Frequenzsprungmusters übertragen werden.
9. Teilnehmer (106_1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei zumindest eine der Stützbaken (123_1-123_m) eine Information über eine Übertragung einer nachfolgenden Stützbake aufweist, wobei der Teilnehmer (106_1) ausgebildet ist, um basierend auf der Information über die Übertragung der nachfolgenden Stützbake, die nachfolgende Stützbake zu empfangen.
10. Teilnehmer (106_1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei ein Zeitpunkt und/oder ein Frequenzkanal der Übertragung zumindest einer der Stützbaken (123_1-123_m) von einer mit einer vorausgehenden Stützbake übertragenen Information abgeleitet ist, wobei der Teilnehmer (106_1 ) ausgebildet ist, um den Zeitpunkt und/oder Frequenzkanal der Übertragung der zumindest einen Stützbake von der mit der vorausgehenden Stützbake übertragenen Information abzuleiten, um die zumindest eine Stützbake zu empfangen.
1 1. Teilnehmer (106_1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei Zeitpunkte und/oder Frequenzkanäle, oder ein Zeitsprungmuster und/oder Frequenzsprungmuster der Übertragung der mehreren Stützbaken (123_1-123_m) basierend auf einer Berechnungsvorschrift bestimmt sind, wobei die Signalisierungsinformation und/oder die Synchronisierungsinformation zumindest einer der Stützbaken (123_1-123_m) eine Information über einen aktuellen Zustand der Berechnungsvorschrift aufweist, wobei der Teilnehmer (106_1) ausgebildet ist, um die Zeitpunkte und/oder Frequenzkanäle, und/oder das Zeitsprungmuster und/oder Frequenzsprungmuster der Übertragung der mehreren Stützbaken (123_1-123_m) basierend auf der Berechnungsvorschrift und dem aktuellen Zustand der Berechnungsvorschrift zu ermitteln, um die mehreren Stützbaken (123_1-123_m) zu empfangen.
12. Teilnehmer (106_1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die mehreren von dem Teilnehmer (106_1) empfangenen Stützbaken (123_1 - 123_m) eine echte Teilmenge der von der Basisstation (104) ausgesendeten Stützbaken ist.
13. Teilnehmer (106_1) nach einem der vorangehenden Ansprüche 2 bis 12, wobei der Teilnehmer (106_1) ausgebildet ist, um, falls zumindest eine der Stützbaken nicht erfolgreich empfangen werden konnte, eine weitere Uplink- Datenübertragung (120_2) an die Basisstation (104) zu senden und um zeitlich synchronisiert zu der weiteren Uplink-Datenübertragung (120_2) eine weitere Downlink-Datenübertragung (122_2) zu empfangen, wobei die weitere Downlink- Datenübertragung (122_2) eine weitere Signalisierungsinformation aufweist, wobei die weitere Signalisierungsinformation die Übertragung zumindest einer weiteren Stützbake signalisiert, wobei der Teilnehmer (106_1 ) ausgebildet ist, um die zumindest eine weitere Stützbake basierend auf der Signalisierungsinformation zu empfangen.
14. Teilnehmer (106_1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Teilnehmer (106_1) ausgebildet ist, um, falls zumindest eine der Stützbaken nicht erfolgreich empfangen werden konnte, eine nachfolgende Stützbake mit einem erhöhtem Synchronisationsaufwand zu empfangen.
15. Teilnehmer (106_1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei Nutzdaten der Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung (124) in eine Mehrzahl von Nutzdatenteilen aufgeteilt sind, wobei zumindest ein Teil der Nutzdatenteile jeweils zusammen mit einer Stützbake übertragen werden.
16. Teilnehmer (106_1) nach Anspruch 15, wobei zumindest ein Teil der Nutzdatenteile mehrfach zusammen mit unterschiedlichen Stützenbaken (123_1-123_m) übertragen wird,
17. Teilnehmer (106_1) nach einem der Ansprüche 15 bis 16, wobei die Nutzdaten oder Nutzdatenteile kanalcodiert sind, so dass nur ein Teil der
Nutzdatenteile zur Decodierung Nutzdaten erforderlich ist, wobei nur ein Teil der Nutzdatenteile zusammen mit den Stützbaken (123_1-123_m) übertragen werden, oder wobei der Teilnehmer (106_1) ausgebildet ist, um ein Empfang der Stützbaken (123_1-123_m) mit den Nutzdatenteilen einzustellen, wenn genügend Nutzdatenteile zur Decodierung der Nutzdaten empfangen wurden.
18. Teilnehmer (106_1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Stützbake oder zumindest einer der mehreren Stützbaken (123_1 ; 123_1- 123_m) eine Information über die Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung (124) aufweist, wobei der Teilnehmer (106_1) ausgebildet ist, um die Punkt-zu-Mehrpunkt- Datenübertragung (124) basierend auf der Information über die Punkt-zu-Mehrpunkt- Datenübertragung (124) zu empfangen.
19. Teilnehmer (106_1) nach Anspruch 18, wobei die Information über die Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung (124) eine Information über zumindest eines aus
einen Zeitpunkt oder Zeitabstand der Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung (124),
einen Frequenzkanal oder Frequenzabstand der Punkt-zu-Mehrpunkt- Datenübertragung (124),
ein Zeit- und/oder Frequenzsprungmuster der Punkt-zu-Mehrpunkt- Datenübertragung (124),
ist.
20. Teilnehmer (106_1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Stützbake oder zumindest eine der mehreren Stützbaken eine Punkt-zu- Mehrpunkt-Datenübertragungs-Zuweisungsinformation aufweist, wobei dem Teilnehmer (106_1) basierend auf der Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragungs- Zuweisungsinformation eine von mehreren Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragungen (124_1-124_3) der Basisstation (104) zum Empfang zugewiesen wird.
21. Basisstation (104) eines Kommunikationssystems (100), wobei die Basisstation (104) ausgebildet ist, um eine oder eine Mehrzahl von Stützbaken (123_1 ; 123_1-123_m) zu senden, wobei die eine oder die Mehrzahl von Stützbaken (123_1 ; 123_1-123_m) eine Synchronisierungsinformation zur
Synchronisierung von unkoordiniert sendenden Teilnehmern (106_1-106_n) des Kommunikationssystems (100) aufweisen, wobei die Basisstation (104) ausgebildet ist, um die Punkt-zu-Mehrpunkt- Datenübertragung (124) zu senden.
22. Basisstation (104) nach dem vorangehenden Anspruch, wobei die Basisstation (104) ausgebildet ist, um eine Uplink-Datenübertragung (120) von einem der Teilnehmer (106_1) des Kommunikationssystems (100) zu empfangen, wobei die Uplink-Datenübertragung (120) unkoordiniert ist, wobei die Basisstation (104) ausgebildet ist, um zeitlich synchronisiert zu der empfangenen Uplink-Datenübertragung (120) des Teilnehmers (106__1 ) eine Downlink-Datenübertragung (122) zu dem Teilnehmer (106_1) zu senden, wobei die Downlink-Datenübertragung (124) eine Signalisierungsinformation aufweist, wobei die Signalisierungsinformation die Übertragung der Stützbake (123_1) oder zumindest einer der Mehrzahl von Stützbaken (123_1-123_m) signalisiert.
23. Basisstation (104) nach dem vorangehenden Anspruch, wobei die Signalisierungsinformation eine Information über zumindest einem aus
- einen Zeitpunkt oder Zeitabstand der Übertragung der einen Stützbake (123_1 ) oder zumindest einer der mehreren Stützbaken (123_1-123_m),
- einen Frequenzkanal oder Frequenzabstand der Übertragung der einen Stützbake (123_1 ) oder zumindest einer der mehreren Stützbaken (123_1- 123_m), und
- ein Zeit- und/oder Frequenzsprungmuster basierend auf dem die Stützbaken (123_1-123_m) übertragen werden
aufweist.
24. Basisstation (104) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Synchronisierungsinformation eine Information über zumindest einem aus einen Zeitpunkt oder Zeitabstand der Übertragung einer weiteren Stützbake oder der Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung (124),
einen Frequenzkanal oder Frequenzabstand der Übertragung einer weiteren Stützbake oder der Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung (124), und
- ein Zeit- und/oder Frequenzsprungmuster basierend auf dem eine weitere Stützbaken oder die Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung (124) übertragen wird,
aufweist.
25. Basisstation (104) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Synchronisierungsinformation eine Synchronisationssequenz zur Synchronisierung des Teilnehmers (106_1) auf die jeweilige Stützbake aufweist.
26. Basisstation (104) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Stützbaken (123_1-123_m) jeweils eine Synchronisierungsinformation zur Synchronisierung und/oder Aufrechterhaltung der Synchronisation von Teilnehmern (106_1-106_n) auf die Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung aufweisen.
27. Basisstation (104) nach einem der Ansprüche 21 bis 26, wobei die Basisstation (104) ausgebildet ist, um die Mehrzahl von Stützbaken (123_1-123_m) in regelmäßigen Abständen oder im Mittel in regelmäßigen Abständen zu übertragen.
28. Basisstation (104) nach einem der Ansprüche 21 bis 26, wobei die Basisstation (104) ausgebildet ist, um die Mehrzahl von Stützbaken (123_1-123_m) zu vorgegebenen Zeitpunkten und/oder mit vorgegebenen Zeitabständen und/oder in vorgegebenen Frequenzkanälen und/oder in vorgegebenen Frequenzkanalabständen und/oder entsprechend eines vorgegebenen Zeitsprungmusters und/oder entsprechend eines vorgegebenen Frequenzsprungmusters zu übertragen.
29. Basisstation (104) nach einem der Ansprüche 21 bis 26, wobei die Basisstation (104) ausgebildet ist, um zumindest eine der Stützbaken (123_1-123_m) mit einer Information über eine Übertragung einer nachfolgenden Stützbake zu versehen.
30. Basisstation (104) nach einem der Ansprüche 21 bis 26, wobei die Basisstation (104) ausgebildet ist, um die Übertragungsabstände der Stützbaken (123_1-123_m) an die Zeitgenauigkeit der Teilnehmer (106_1-106_n), die für den Empfang der Stützbaken (123_1-123_m) bestimmt sind, anzupassen.
31. Basisstation (104) nach einem der Ansprüche 21 bis 26, wobei die Basisstation (104) ausgebildet ist, um einen Zeitpunkt und/oder ein Frequenzkanal der Übertragung zumindest einer der Stützbaken (123_1-123_m) von einer mit einer vorausgehenden Stützbake übertragenen Information abzuleiten.
32. Basisstation (104) nach einem der Ansprüche 21 bis 26, wobei die Basisstation (104) ausgebildet ist, um Zeitpunkte und/oder Frequenzkanäle, und/oder ein Zeitsprungmuster und/oder Frequenzsprungmuster der Übertragung der mehreren Stützbaken (123_1-123_m) basierend auf einer Berechnungsvorschrift zu ermitteln, wobei die Basisstation (104) ausgebildet ist, um die Signalisierungsinformation und/oder die Synchronisierungsinformation zumindest einer der Stützbaken (123_1- 123_m) mit einer Information über einen aktuellen Zustand der Berechnungsvorschrift zu versehen.
33. Basisstation (104) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Basisstation (104) ausgebildet ist, um Nutzdaten der Punkt-zu-Mehrpunkt- Datenübertragung (124) in eine Mehrzahl von Nutzdatenteilen (125_1 -125_3) aufzuteilen, wobei die Basisstation (104) ausgebildet ist, um zumindest einen Teil der Nutzdatenteile (125_1 -125_3) jeweils zusammen mit einer Stützbake zu übertragen.
34. Basisstation (104) nach Anspruch 33, wobei die Basisstation (104) ausgebildet ist, um zumindest ein Teil der Nutzdatenteile (125_1 -125_3) mehrfach zusammen mit unterschiedlichen Stützenbaken (123_1- 123_m) zu übertragen.
35. Basisstation (104) nach einem der Ansprüche 33 bis 34, wobei die Basisstation (104) ausgebildet ist, um den Nutzdatenanteil dynamisch anzupassen, wobei die Anpassung auf mindestens einem Parameter aus
- einer Auslastung der Basisstation (104),
- einer Auslastung des Funkkanals, und
einer Anzahl der Teilnehmer, die eine Signalisierungsinformation für zumindest eine der Stützbaken (123_1-123_m) erhalten haben,
basiert.
36. Basisstation (104) nach einem der Ansprüche 33 bis 35, wobei die Basisstation (104) ausgebildet ist, um die Nutzdaten oder Nutzdatenteile (125_1-125_3) kanalzucodieren, so dass nur ein Teil der Nutzdatenteile (125_1- 125J3) zur Decodierung Nutzdaten erforderlich ist, wobei die Basisstation (104) ausgebildet ist, um nur einen Teil der Nutzdatenteile (125_1-125_3) zusammen mit den Stützbaken (123_1-123_m) zu übertragen, oder wobei die Basisstation (104) ausgebildet ist, um ein Senden der Stützbaken (123_1- 123_m) mit den Nutzdatenteilen (125_1-125_3) einzustellen, wenn genügend Nutzdatenteile (125_1-125_3) zur Decodierung der Nutzdaten aussendet wurden.
37. Basisstation (104) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Basisstation (104) ausgebildet ist, um die Stützbake (123_1) oder zumindest eine der Mehrzahl von Stützbaken (123_1-123_m) mit einer Information über die Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung (124) zu versehen.
38. Basisstation (104) nach Anspruch 37, wobei die Information über die Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung (124) eine Information über zumindest einem aus
einen Zeitpunkt oder Zeitabstand der Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung (124),
einen Frequenzkanal oder Frequenzabstand der Punkt-zu-Mehrpunkt- Datenübertragung (124),
ein Zeit- und/oder Frequenzsprungmuster der Punkt-zu-Mehrpunkt- Datenübertragung (124),
ist.
39. Basisstation (104) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Basisstation (104) ausgebildet ist, um die Stützbake (123_1) oder zumindest eine der mehreren Stützbaken (123_1-123_m) mit einer Punkt-zu- Mehrpunkt-Datenübertragungs-Zuweisungsinformation zu versehen, wobei Gruppen von Teilnehmern basierend auf der Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragungs- Zuweisungsinformation eine von mehreren Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragungen (124_1-124_3) der Basisstation (104) zum Empfang zugewiesen werden.
40. Basisstation (104) nach dem vorangehenden Anspruch, wobei die Basisstation (104) ausgebbildet ist, um einen Teil der Teilnehmer (106_1) für einen Zeitabschnitt, in dem anderen Teilnehmern eine Punk-zu-Mehrpunk- Datenübertragung zugewiesen ist, keine Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung zuzuweisen, wobei die Basisstation (104) ausgebildet ist weitere Stützbaken für die Teilnehmer, denen in dem Zeitabschnitt keine Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung zugewiesen ist, zu senden.
41. Verfahren (220) zum Betrieb eines unkoordinierten sendenden Teilnehmers (106_1) eines Kommunikationssystems (100), wobei das Verfahren aufweist:
Empfangen (222) einer oder mehrerer Stützbaken (123_1 ; 123_1 -123 _m) von einer Basisstation (104) des Kommunikationssystems (100), wobei die eine oder mehreren Stützbaken (123_1 ; 123_1-123_m) eine Synchronisierungsinformation aufweisen,
Synchronisieren (224) des Teilnehmers (106_1) auf die Punkt-zu-Mehrpunkt- Datenübertragung (124) der Basisstation (104) basierend auf der Synchronisierungsinformation,
Empfangen (226) einer Punkt-zu-Mehrpunkt Datenübertragung (124) der Basisstation (104) basierend auf der Synchronisierungsinformation.
42. Verfahren (230) zum Betrieb eines Basisstation (104) eines Kommunikationssystems (100), wobei das Verfahren aufweist:
Senden (232) einer oder einer Mehrzahl von Stützbaken (123_1; 123_1-123_m), wobei die eine oder die Mehrzahl von Stützbaken (123_1 ; 123_1-123__m) eine Synchronisierungsinformation zur Synchronisierung von unkoordiniert sendenden Teilnehmern (106_1-106_n) des Kommunikationssystems (100) aufweisen, und
Senden (234) der Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung (124).
43. Computerprogramm zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 41 und 42, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder Mikroprozessor abläuft.
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